KR20000077146A - 화학기계적 평탄화 시스템 - Google Patents

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시지안 리
마누처 비랑
죤엠. 화이트
로렌스엠. 로젠버그
마티 스케일스
라민 이마미
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조셉 제이. 스위니
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Abstract

본 발명은 평판 및 이러한 평판 상부에 배치된 연마 재료의 웹을 포함하는 기판 연마용 반도체 기판 공정 시스템에 관한 것이다. 이러한 시스템의 실시예는 연마 재료 상에 제 1 및 제 2연마 유체를 분배하도록 구성된 제 1유체 이송 아암 및 제 2유체 이송 아암을 각각 포함하고 있다. 센서는 연마 공정의 온도를 나타내는 신호를 발생시킨다. 선택적으로, 이러한 신호는 예컨대 평판 내에 분배된 열전달 유체 또는 연마 헤드의 온도를 변화시킴으로써, 또는 연마 유체의 온도를 변화시킴으로써, 또는 연마 유체의 화학적 성분을 조절함으로써 연마 공정변수를 조절하는데 사용된다. 연마 재료 상에 분배된 연마 유체로부터 연마 공정변수를 결정하기 위해 분석기가 배치되어 있다. 다른 양태에서, 소재를 처리하는 방법이 또한 개시되어 있다. 일실시예에서, 이러한 방법은 연마 공정변수의 표시를 감지하는 단계와, 재료 제거 속도를 조절하는 단계를 포함한다. 소정의 실시예에서, 재료 제거 속도를 제거하는 단계는 연마 헤드에서 순환하는 유체의 온도를 변화시키고, 평판 내에서 순환하는 유체의 온도를 변화시키고, 그리고 연마 유체의 화학물을 변화시키는 단계를 더 포함한다. 연마 공정변수의 표시를 감지하는 단계는 배출물을 분석하는 단계와, 온도를 감지하는 단계를 포함할 수도 있다.

Description

화학기계적 평탄화 시스템 {SYSTEM FOR CHEMICAL MECHANICAL PLANARIZATION}
본 발명은 일반적으로 기판을 연마하기 위한 처리 장치에 관한 것이다.
반도체 웨이퍼 공정에서, 화학기계적 평탄화(CMP)는 웨이퍼와 같은 기판 또는 반도체 소재 상의 장치 밀도를 향상시킬 수 있기 때문에 유용하게 사용되어 왔다. 반도체 제조에서 웨이퍼 상에 형성된 층의 평탄화에 대한 요구가 증가함에 따라, 웨이퍼를 손상시키지 않고 장치(공정 기구)의 수율을 보다 향상시키고 또한 웨이퍼 평탄화를 강화시키기 위한 요구가 또한 증대되었다.
1998년 9월 8일자로 페로브(Perlov) 등에게 허여된 미국 특허 제 5,804,507호 및 1998년 4월 15일자로 톨레스(Tolles) 등에게 허여된 미국 특허 제 5,738,574호에는 전형적인 CMP 장치가 개시되어 있다. 페로브 및 톨레스 등은 인접한 액체 충진욕(liquid filled bath)에 위치된 카셋트로부터 웨이퍼가 공급되는 평탄화 장치를 갖춘 CMP 장치를 개시하고 있다. 이송 기구 또는 로봇은 액체 충진욕으로부터 이송 스테이션으로의 웨이퍼의 이송을 용이하게 한다. 이송 스테이션은 일반적으로 캐로슬(carousel)에 장착된 4개의 공정 헤드 중 어느 하나의 헤드로 웨이퍼를 위치시키는 적재 컵(load cup)을 포함하고 있다. 캐로슬은 웨이퍼를 수용하기 위해 실질적으로 적재 컵 위로 각각의 공정 헤드를 이동시킨다. 공정 헤드가 적재될 때, 캐로슬은 연마용 평탄화 스테이션을 통해 공정 헤드와 웨이퍼를 이동시킨다. 웨이퍼는 슬러리 또는 다른 연마 유체 매개물이 존재시에 연마 패드에 대해 웨이퍼를 이동시킴으로써 평탄화된다. 연마 패드는 마모면을 포함할 수도 있다. 슬러리는 일반적으로 웨이퍼로부터 재료의 제거를 조력하는 화학물 및 마모제를 모두 포함한다. 평탄화 공정이 완료된 후, 웨이퍼는 이송 스테이션을 통해 액체 충진욕 내에 위치된 적절한 카셋트로 복귀된다.
일반적으로, 마모 입자를 포함하는 슬러리는 다수의 바람직하지 못한 양태를 갖는다. 예컨대, 슬러리 내에 동반된 마모 입자는 가라앉을 수도 있는데, 이에 의해 슬러리 내의 마모 입자의 농도가 변하게 된다. 추가로, 슬러리 내의 마모 입자는 펌핑 기구 및 관련 배관을 마모시키고 침식시키며, 장치 및 구성 요소의 수명을 감소시키는 한편, 주기적인 유지 보수를 요구한다. 더욱이, 기구 표면 상에서 건조된 슬러리는 제거하기가 어렵고, 또한 연마 공정을 방해하고 웨이퍼의 표면을 손상시킬 수도 있는 바람직하지 못한 미립자 문제의 근원이 될 수도 있다.
이를 극복할 수 있는 한 방법은 연마 패드 내의 다수의 고정식 마모 요소를 결합시킴으로써 슬러리 내의 마모 입자의 사용을 제거하는 것이다. 일반적으로, 고정식 마모 요소는 후방 재료의 웹 상에 배치된 바인더 내에 유지된 마모 입자를 포함하고 있다. 예비컨디셔닝 공정 동안, 바인더의 일부는 마모 입자의 일부를 노출시키기 위해 제거된다. 노출된 마모 입자는 연마 공정의 기계적 성분을 공급한다. 예비컨디셔닝에 대한 방법이 완전히 개발되지 않았기 때문에, 연마 재료가 과도하게 제거되지 않도록 주의해야만 한다. 이러한 고정식 연마 패드의 예로는 루더포드(Rutherford) 등에게 허여된 미국 특허 제 5,692,950호(1997년 12월 2자로 허여됨) 및 하아스(Haas) 등에게 허여된 미국 특허 제 5,453,312호(1995년 9월 26일자로 허여됨)에 개시되어 있다. 일반적으로, 연마 유체(마모 입자가 없는)는 연마 공정의 화학적 성분을 제공하기 위해 고정식 연마 패드와 함께 사용된다.
고정식 연마 패드는 일반적으로 마모성 슬러리가 사용된 종래의 패드 보다 매우 느리게 마모된다(즉, 연마 공정 동안 소모된다). 일반적인 고정식 연마 패드는 약 0.40㎛ 높이의 마모 요소를 포함하고 있다. 고정식 연마 패드가 얇은 형상을 가지기 때문에, 패드가 불필요하게 소모되지 않도록 예비컨디셔닝 동안 주의해야 한다. 고정식 마모 패드가 컨디셔닝되고 연마 균일성이 더 이상 유지될 수 없는 상태로 마모된다면, 연마 패드는 교체되어야 한다. 패드의 교체를 용이하게 하기 위해, 연마 장치는 일반적으로 유지보수 기간 동안 일반적으로 작동이 중단된다. 패드 교체의 주기는 연마 장치의 감소된 용량과 직접 관련된다. 따라서, 패드의 소모를 최소화시킬 수 있는 컨디셔닝 장치 및 공정 제어 장치가 결합된 연마 장치가 바람직하다.
따라서, 본 발명의 목적은 화학기계적 연마 장치 내에서 고정식 연마 패드의 소모를 최소화하는 장치를 제공하는 것이다.
도 1은 본 발명의 화학기계적 평탄화 시스템의 평면도.
도 2는 도 1의 선 2-2를 따라 취한 연마 스테이션의 단면도.
도 3은 연마 스테이션의 평면도.
도 4는 연마 스테이션의 다른 실시예를 도시한 부분 단면도.
도 5는 블래더 서브패드를 도시한 연마 스테이션의 다른 도면.
도 6은 광학 모니터링 시스템을 도시한 연마 스테이션의 부분도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
100 : 화학기계적 평탄화 시스템
102 : 팩토리 인터페이스 104 : 적재 로봇
106 : 연마 모듈 108 : 제어기
122 : 기판 204 : 연마 헤드
220, 620 : 블래더 226,288,604 : 센서
230,430,630 : 평판 252,452,652 : 연마 재료
일반적으로, 본 발명은 기판을 평탄화시키기 위한 장치 및 방법을 제공한다. 일실시예에서, 본 발명은 그 상부에 연마 재료의 적어도 일부가 배치된 연마 평판, 제 1유체 이송 아암, 및 제 2유체 이송 아암을 제공한다. 제 1유체 이송 아암은 연마 재료 상에 제 1연마 유체를 분포시키기 위해 적용된다. 제 2유체 이송 아암은 연마 재료 상에 제 2연마 유체를 분포시키기 위해 적용된다.
다른 실시예에서, 기판 연마 장치는 그 상부에서 기판이 연마 공정되는 연마 평판을 포함하는데, 이러한 연마 평판은 연마 재료를 적어도 일부분 갖추고 있다. 센서는 연마 공정의 온도를 나타내는 신호를 발생시킨다. 선택적으로, 신호는 예컨대 평판 또는 연마 헤드 내에 분포된 열전달 유체의 온도를 변화시킴으로써, 또는 연마 유체의 온도를 변화시킴으로써, 또는 연마 유체의 화학적 성분을 조절함으로써 연마 공정변수(polishing metric)를 조절하기 위해 사용된다.
또다른 실시예에서, 기판 연마 장치는 연마 평판 상에 배치된 적어도 제 1부분을 갖춘 연마 재료의 웹을 포함하고 있다. 분석기는 연마 재료 상에 분포된 연마 유체로부터 연마 공정변수를 결정한다.
또다른 양태에서는 소재를 처리하기 위한 방법이 개시되어 있다. 일실시예에서, 이러한 방법은 연마 공정변수의 표시를 감지하는 단계와, 재료 제거 속도를 조절하는 단계를 포함한다. 소정의 실시예에서, 재료 제거 속도를 제거하는 단계는 연마 헤드에서 순환하는 유체의 온도를 변화시키고, 평판 내에서 순환하는 유체의 온도를 변화시키고, 그리고 연마 유체의 화학물을 변화시키는 단계를 더 포함한다. 연마 공정변수의 표시를 감지하는 단계는 배출물을 분석하는 단계와, 온도를 감지하는 단계를 포함할 수도 있다.
이하에 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다.
이해가 용이하도록, 도면들에서 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 병기하였다.
도 1은 화학기계적 평탄화 시스템(100)의 평면도이다. 이러한 시스템(100)은 일반적으로 팩토리 인터페이스(factory interface, 102), 적재 로봇(104), 및 연마 모듈(106)을 포함하고 있다. 일반적으로, 적재 로봇(104)은 팩토리 인터페이스(102)와 연마 모듈(106)에 인접하게 배치되어 있으며, 이에 의해 이들 사이로 기판(122)의 이송이 용이하게 된다.
제어기(108)는 시스템(100)을 포함하는 모듈의 집적 및 제어를 용이하게 하기 위해 제공된다. 제어기(108)는 중앙 처리 유닛(CPU, 110), 메모리(112), 및 지지 회로(114)를 포함하고 있다. 이러한 제어기(108)는 예컨대 연마, 정화, 및 이송 공정의 제어가 용이하도록 시스템(100)의 여러 요소에 연결되어 있다.
팩토리 인터페이스(102)는 일반적으로 정화 모듈(116) 및 하나 이상의 웨이퍼 카셋트(118)을 포함하고 있다. 인터페이스 로봇(120)은 웨이퍼 카셋트(118), 정화 모듈(116), 및 입력 모듈(124) 사이로 기판(122)을 이송하기 위해 적용된다. 입력 모듈(124)은 적재 로봇(104)에 의해 연마 모듈(106)과 팩토리 인터페이스(102) 사이로 기판(122)의 이송이 용이하도록 위치되어 있다. 예컨대, 연마 모듈(106)로부터 복귀된 연마된 기판(122)이 적재 로봇(104)에 의해 입력 모듈(124) 내에 배치되는 동안, 인터페이스 로봇(120)에 의해 카셋트(118)로부터 회수된 연마되지 않은 기판(122)은 기판(122)이 적재 로봇(104)에 의해 접근될 수도 있는 입력 모듈(124)로 이송될 수도 있다. 팩토리 인터페이스 로봇(120)이 정화 기판(122)을 카셋트(118)로 복귀시키기 전에, 연마된 기판(122)은 일반적으로 입력 모듈(124)로부터 정화 모듈(116)을 통해 이송된다. 유리하게 사용될 수도 있는 이러한 팩토리 인터페이스(102)의 예는 1999년 6월 15일자로 출원된 미국 분할 특허 출원 제 60/139,222호에 개시되어 있다.
적재 로봇(104)은 일반적으로 팩토리 인터페이스(102) 및 연마 모듈(106)에 인접하게 위치되어서, 이들 사이로 로봇(104)에 의한 기판(122)의 이송이 용이하게 한다. 적재 로봇(104)의 예로는 미국 캘리포니아 리치몬드에 소재한 켄싱톤 라보레토리스, 인코포레이티드(Kensington Laboratories, Inc.)에 의해 제조된 4-링크 로봇이 있다.
전형적인 적재 로봇(104)은 말단부에 회전 액츄에이터(128)를 갖춘 분절식 아암(126)을 갖추고 있다. 에지 접촉식 그리퍼(130)가 이러한 회전 액츄에이터(128)에 연결되어 있다. 회전 액츄에이터(128)는 그리퍼(130)에 의해 고정된 기판(122)이 기판(122)의 피이처 측부(120)와 접촉하지 않으면서 수직 또는 수평 방향으로 회전되도록 한다. 추가로, 에지 접촉식 그리퍼(130)는 이송하는 동안 기판(122)을 견고하게 유지하며, 이에 의해 기판(122)이 해제될 가능성을 감소시킨다. 선택적으로, 정전기적 그리퍼, 진공 그리퍼, 및 기계적 클램프와 같은 다른 형태의 그리퍼가 사용될 수도 있다.
본 발명에서 유리하게 사용될 수 있는 하나의 연마 모듈(106)로는 미국 캘리포니아 산타 클라라에 소재한 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드(Applied Materials, Inc.)에 의해 제조된 상표명 REFLEXIONTM화학기계적 연마기가 있다. 연마 패드, 연마 웹, 또는 이들의 조합물을 사용한 다른 연마 모듈(102)이 유리하게 사용될 수도 있다. 유리한 다른 시스템은 연마면에 대해 기판을 평면 내에서 회전식, 선형식, 또는 다른 형태로 이동시키는 시스템을 포함한다.
전형적인 연마 모듈(106)은 이송 스테이션(136), 다수의 연마 스테이션(132), 및 머신 베이스(140)의 상부 또는 제 1측부(138) 상에 배치된 캐로슬(134)을 갖추고 있다. 일실시예에서, 이송 스테이션(136)은 적어도 입력 버퍼 스테이션(142), 출력 버퍼 스테이션(144), 이송 로봇(146), 및 적재 컵 조립체(148)를 포함하고 있다. 적재 로봇(104)은 입력 버퍼 스테이션(142) 상에 기판(122)을 위치시킨다. 이송 로봇(146)은 두 개의 그리퍼 조립체를 갖추고 있는데, 이들 각각은 기판의 에지부를 파지하는 공기식 그리퍼 핑거를 갖추고 있다. 기판(122)을 적재 컵 조립체(148) 위로 위치시키기 위해, 이송 로봇(146)은 입력 버퍼 스테이션(142)으로부터 기판을 상승시키고, 그리퍼와 기판(122)을 회전시킨다. 유리하게 사용될 수도 있는 이송 스테이션의 예로는 토빈(Tobin)에 의해 1999년 10월 6일자로 출원된 미국 특허 출원 제 09/314,771호에 개시되어 있다.
캐로슬(134)은 일반적으로 톨레스에게 허여된 상기한 미국 특허 제 5,804,507호에 개시되어 있다. 일반적으로, 캐로슬(134)은 베이스(140)의 중간에 배치되어 있다. 캐로슬(134)은 일반적으로 다수의 아암(150)을 포함하고 있으며, 이들 각각은 연마 헤드 조립체(152)를 지지한다. 연마 스테이션(1132) 및 이송 스테이션(136) 중 어느 하나의 연마면(131)을 볼 수 있도록, 도 1에 도시된 이들 아암 중 두 개의 아암(150)은 환형선으로 도시되어 있다. 캐로슬(134)은 연마 헤드 조립체(152)가 연마 스테이션(132)과 이송 스테이션(136) 사이로 이동될 수 있도록 색인되어 있다.
각각의 연마 스테이션(132) 부근에는 컨디셔닝 장치(190)가 배치되어 있다. 컨디셔닝 장치(190)는 일반적으로 연마면(131)과 접촉하도록 작용할 수도 있는 컨디셔닝 요소(192)를 포함하고 있다.
도 2는 연마 스테이션(132) 위에 지지되어 있는 연마 헤드 조립체(152)의 단면도이다. 연마 헤드 조립체(152)는 일반적으로 연마 헤드(204)에 연결된 구동 시스템(202)을 포함하고 있다. 구동 시스템(202)은 일반적으로 연마 헤드(204)를 회전 운동시킨다. 연마 헤드(204) 내에 유지된 기판(122)이 연마면(131) 상에 배치될 수 있도록, 연마 헤드(204)는 추가적으로 연마 스테이션(132)을 향해 작동될 수도 있다.
구동 시스템(202)은 캐로슬(134)의 아암(150) 내에 배치된 레일(210) 상에서 이동하는 캐리어(208)에 연결되어 있다. 볼 스크류 또는 다른 선형 운동 장치(212)가 캐리어(208)를 캐로슬(134)에 연결시키며, 구동 시스템(202)과 연마 헤드(204)를 레일(210)을 따라 위치시킨다.
일실시예에서, 연마 헤드(204)는 미국 캘리포니아 산타 클라라에 소재한 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드에 의해 제조된 상표명 티탄 헤드(TITAN HEAD)이다. 일반적으로, 연마 헤드(204)는 내부에 블래더(220)가 배치된 중앙 리셋스(218)를 한정하는 연장 립(216)을 갖춘 하우징(214)을 포함하고 있다. 블래더(220)는 에틸렌 프로필렌, 규소 수지, 및 상표명 히트렐(HYTRELTM)과 같은 탄성 재료 또는 열가소성 탄성체로 구성될 수도 있다.
블래더(220)는 제어가능하게 팽창하거나 수축될 수도 있도록 유체원(222)에 연결되어 있다. 기판(122)과 접촉할 때, 블래더(220)는 수축함으로써 연마 헤드(204) 내에 기판을 유지하며, 기판(122)과 블래더(220) 사이에 진공을 형성한다. 유체원(도시되지 않음)은 일반적으로 블래더(220)를 적시기 위해 중앙 리셋스(218) 내에 배치되어 있다. 유체는 진공이 적용될 때 기판(122)과 블래더(220) 사이의 밀봉을 강화시킴으로써 기판(122)을 블래더(220)로 유지시키는 것을 조력한다. 추가로, 블래더(220)와 기판(122) 사이에 분포된 유체는 표면 장력을 제공하여 기판(122)이 블래더(220)에 유지되는 것을 돕는다.
유지링(224)은 연마하는 동안 연마 헤드(204) 내에 기판(122)이 유지되도록 연마 헤드(204)를 둘러싸고 있다. 선택적으로, 연마 유체는 연마 헤드(204)를 연마유체 공급원에 연결시키는 통로(도시되지 않음)를 통해 블래더(220)와 유지링(224) 사이로 분배될 수도 있다.
블래더(220)와 기판(122) 사이의 열전달을 강화하기 위해, 블래더(220)는 선택적으로 카본 블랙 또는 아세틸렌 블랙과 같은 열전달을 촉진시키는 충전 재료를 갖는 탄성체로 제조될 수도 있다. 아세틸렌 블랙은 걸프 오일(Gulf Oil)로 사용된다. 선택적으로, 블래더(220)는 탄성 재료 내에 배치된(즉, 내장된) 저항 요소(221)를 포함할 수도 있다. 일반적으로 금속박판인 탄성 요소(221)는 블래더(220)를 가열하기 위해 전력을 제공하는 전원(도시되지 않음)에 연결되어 있다.
기판(122)과 블래더(220) 사이의 열전달을 보다 강화시키기 위해, 블래더(220) 내의 유체는 블래더(220)와 유체원(222) 사이에서 순환될 수도 있다. 유체원(222)은 블래더(220)에 제공된 유체의 온도 제어를 제공한다. 유체는 공기, 물, 또는 다른 열전달 유체일 수도 있다. 센서(226)는 연마 헤드(204), 블래더(220), 또는 블래더(220)와 유체원(222)을 연결하는 유체 공급 라인(228) 내에 배치되어서, 유체 온도, 블래더 온도 또는 기판(122)의 다른 온도 지침, 또는 연마 공정 온도가 제어기(108)로 제공될 수도 있다. 제어기(108)는 블래더(220)를 통과하는 유체의 온도 또는 유량이 기판(122)을 조절하거나 소정의 온도에서 처리되기 위해 조절을 요구하는지의 여부를 결정한다. 선택적으로, 연마 주기의 일부에 대해 화학기계적 연마 공정의 화학적 성분을 가속하기 위해 열이 제공되거나 화학적 성분을 느리게 하기 위해 열이 제거될 수 있다.
선택적으로, 화학제가 블래더(220)와 유지링(224) 사이로 분배될 수도 있다. 유지링(224) 내의 용기(도시되지 않음)는 유지링(224)의 내면으로 화학제를 배출한다. 화학물은 웨이퍼의 선행 에지 상의 최적의 위치에서 분배된다. 유리하게, 화학물은 평판 위에 또는 바람직한 못한 위치에 손실되지 않고 모두 분포된다. 더욱이, 화학물은 웨이퍼에 도달하기 전에 증발되지 않는다.
연마 스테이션(132)은 일반적으로 베이스(140) 상에 회전식으로 배치된 평판(230)을 포함하고 있다. 이러한 평판(230)은 일반적으로 알루미늄 또는 다른 내식성 재료로 제조된다. 평판(230)은 베이스(140)에 연결된 베어링(238)에 의해 지지된 상부(236)를 갖추고 있다. 베어링(238)은 베이스(140)에 대한 평판(230)의 회전을 용이하게 한다. 일반적으로, 상부(236)는 연마 재료(252)의 적어도 일부분을 갖추고 있으며, 연마면(131)을 한정한다.
베어링(238) 내부의 영역은 개방되어 있고, 전기적, 기계적, 공기적 제어 신호를 위한 배선 및 평판(230)과 베이스(140) 사이로 진행될 연결부를 제공한다. 종래의 베어링은 회전 유니온 및 슬립 링(도시되지 않음)은 전기적, 기계적, 공기적 제어 신호, 및 연결부가 베이스(140)와 회전 평판(230) 사이로 연결될 수 있도록 제공된다. 평판(230)은 일반적으로 회전 운동을 제공하는 모터(232)에 연결되어 있다.
연마 재료(252)는 평활한 표면, 직조된 표면, 고정된 마모제를 포함하는 표면, 또는 그의 조합을 갖춘 연마 패드 또는 웹을 포함할 수도 있다. 연마 재료(252)는 접착제, 진공, 기계적 클램프 정전기력, 스크류, 및 다른 유지 공구에 의해 평판(230)에 해제식으로 고정된 로울 또는 쉬이트 형태의 재료일 수도 있다. 선택적으로, 연마 재료(252)는 연마하는 동안 평판(230)을 가로질러 진행될 수도 있다.
일실시예에서, 평판(230)의 상부(236)는 원형이다. 연마 재료(252)는 상부(236)에 느슨하게 배치되어 있다. 연마 재료(252)는 연마 재료(252)와 평판(230) 사이로 배출된 진공에 의해 평판(230)의 상부(236)에 유지될 수도 있다.
평판(230)의 상부면(260)은 내부에 형성된 중앙 리셋스(276)를 포함하고 있다. 보조패드(278) 및 보조판(280)이 중앙 리셋스(276) 내에 배치되어 있다. 보조 패드(278)는 일반적으로 특별한 연마 제품을 형성하도록 선택된 듀로메터(durometer)를 갖춘 포말형 폴리우레탄과 같은 플라스틱이다. 보조패드(278)는 일반적으로 연마 헤드(204) 내에 유지된 기판(122)의 평면과 일치하며, 기판(122)의 전체 평탄화를 촉진시킨다. 보조패드(278)의 상부면이 평판(230)의 상부면(260)과 동일 평면 상에 놓이도록, 보조판(280)은 보조패드(278)와 리셋스(276)의 바닥 사이에 위치되어 있다. 선택적으로, 보조패드(278)와 보조판(280)은 연마 재료(252)의 진공 척킹이 용이하도록 정렬 개구를 포함할 수도 있다.
기판(122)과 평판(230) 사이의 열전달을 증가시키기 위해, 보조패드(278)는 예컨대 카본블랙 또는 아세틸렌블랙과 같은 보조패드(278)를 통한 열전달을 강화시키는 재료로 충진될 수도 있다. 추가로, 평판(230)은 평판(230)의 리셋스(276) 아래에 배치된 하나 이상의 유체 채널(286)을 포함할 수도 있다. 이러한 채널(286)은 유체 공급 라인(203)에 의해 물과 열전달 유체를 제공하는 유체원(201)에 연결되어 있다. 평판(230), 보조패드(278), 또는 유체 공급 라인(203) 내에는 센서(288)가 배치되어서, 유체의 온도, 기판(122) 및 연마 재료(252)의 다른 온도 지침, 또는 연마 공정 온도가 제어기(108)로 제공될 수도 있다. 제어기(108)는 채널(286)을 통과하는 유체의 온도 또는 유량이 기판(122)을 조절하거나 소정의 온도에서 처리되기 위해 조절을 요구하는지의 여부를 결정한다. 선택적으로, 연마 주기의 일부에 대해 화학기계적 연마 공정의 화학적 성분을 가속하기 위해 열이 제공될 수 있다.
일반적으로, 고정된 마모제가 갖춘 연마 패드 및 마모제가 없는 연마 패드는 사용될 수도 있다. 고정된 마모제가 없는 연마 패드는 일반적으로 폴리우레탄으로 제조되며, 마모제를 포함하는 연마 유체가 사용된다. 종래의 패드(즉, 고정된 마모제가 없는 패드)는 미국 델라웨어 뉴악에 소재한 로델 인코포레이티트(Rodel, Inc.)로부터 제조된다.
일실시예에서, 연마 재료(252)는 다수의 연마 요소를 갖춘 후방 재료의 웹을 포함하고 있다. 이러한 후방 재료는 일반적으로 마일라(mylar)와 같은 가요성 재료이다. 각각의 연마 요소는 바인더 내에 동반된 다수의 마모 입자를 포함한다. 바인더가 컨디셔닝 장치에 의해 또는 연마 공정 동안 제거될 때, 마모 입자는 노출되어서 연마 공정의 기계적 성분을 제공한다. 이러한 연마 웹의 일예는 루더포드 등에게 허여된 미국 특허 제 5,692,950호 및 하아스 등에게 허여된 미국 특허 제 5,453,312호에 개시되어 있다.
연마 표면(131)이 고정된 마모식 연마 재료로 구성될 때, 컨디셔닝 요소(192)는 일반적으로 바인더 보다는 단단하지만 마모 입자 보다는 연한 재료로부터 선택된다[일반적으로 산화세륨(ceria)]. 마모제 자체에 존재하는 재료 이외의 재료로는 SiC 또는 다이아몬드가 사용될 수 있는데, 이들은 산화세륨을 컨디셔닝하기 위해 산화세륨 보다 단단하다. 다른 실시예에서, 마모 입자 보다 연하지만 웹의 중합체 매트릭스 보다 단단한 재료가 마모 입자가 아닌 중합체를 선택적으로 컨디셔닝하기 위해 적용된다. 상이한 실시예들은 단결정 실리콘 카바이드, 단결정 경질 재료, 단결정 연질 재료, 또는 복합 재료 중 어느 하나의 블록을 포함한다.
컨디셔닝 요소(192)는 웹 표면을 컨디셔닝하기 위한, 즉 드레싱 패드를 드레싱하기 위한 최적의 방식으로 그의 표면을 컨디셔닝하기 위해 처리될 수 있다. 이는 포토레지스트 또는 사진석판 공정(photolithographic process)을 사용하여 수행하거나, 또는 드레싱 표면 내에 패턴을 식각하고 기계가공 또는 샌드블라스팅을 행함으로써 수행될 수 있다. 추가적인 양태는 상승된 온도에서 컨디셔닝하는 단계, 패드의 새로운 부분만을 컨디셔닝하는 단계, 즉 예비컨디셔닝하는 단계, 또는 매트릭스를 느슨하게 하여 매트릭스 내의 화학 결합의 일부를 파괴하기 위해 로울러 사이로 패드를 압착하는 단계를 포함한다. 컨디셔닝 요소(192)는 디스크, 로드, 또는 로울러 형태일 수도 있다. 컨디셔닝 요소(192)는 공정(즉, 예비컨디셔닝) 이전에 연마면(131)과 접촉되거나, 또는 연마면(131)의 "디싱(dishing)"을 제거하기 위해 연마 웨이퍼 사이로 이동될 수도 있다.
선택적으로, 연마면(131)은 액체 매개물 내에서 초음파 작용을 포함하는 메가소닉스(megasonics)와 같은 초음파 자극을 적용함으로써 컨디셔닝될 수도 있다. 연마면(131) 부근에서의 초음파는 매우 격렬한 공정인 마이크로캐비테이션(microcavitation)을 형성하는데, 이에 의해 매우 미세하고 높은 에너지의 돌기가 형성되어서 연마면(131)을 손상시키거나 거칠게 한다. 평판이 웨이퍼 아래에 있지 않은 경우에, 평판을 사용하기 전에 예비컨디셔닝을 제공하기 위해 웹 재료 상에 초음파를 적용한다.
다른 양태는 보다 높은 바인더 마모 속도를 얻고 보다 많은 마모제를 노출시키기 위해 열 및/또는 용매에 의해 중합체 바인더를 선택적으로 제거하는 것을 포함하는데, 이는 마모제 보다 더 바인더에 영향을 미친다. 또는 레이저는 동일한 높이에서 포스트를 마무리한다. 이는 웹을 예비컨디셔닝함으로써 뿐만 아니라 공정하는 동안 수행될 수 있으며, 웨이퍼가 웹의 일부가 아닌 경우에도 연마될 수 있다.
도 1을 참조하면, 제 1이송관(154) 및 제 2이송관(155)이 각각의 연마 스테이션에 인접하여 배치되어 있다. 각각의 이송관(154,155)은 각각의 연마 스테이션(132)에 인접하여 배치되어 있다. 제 1이송관(154)은 일반적으로 제 1이송관(154)을 따라 위치된 다수의 노즐(156)로 연마 유체를 이송하는 하나 이상의 공급관(도시되지 않음)을 포함하고 있다. 선택적으로, 다수의 노즐(156)은 단일 노즐로 교체될 수도 있다. 각각의 노즐(156)은 연마 유체, 정화 유체, 또는 이들 양 유체를 이송하도록 개조될 수도 있다. 선택적으로, 단일 연마 이송관이 사용될 수도 있다.
일반적으로, 연마 유체는 연마 공정의 화학적 성분(즉, 화학적 활동)을 제공한다. 연마 유체 내의 마모제 또는 고정된 마모 패드 상의 마모제는 연마 공정의 기계적 성분을 제공한다. 연마 유체는 슬러리 또는 액체를 포함할 수도 있으며, 화학적 연마제, 탈이온수, 또는 이들의 조합물을 포함할 수도 있다. 추가로, 마모 입자는 선택적으로 연마 유체 내에 포함될 수도 있다. 일반적으로, 연마 유체는 산화제, 복합제, 반응 억제제, 용해제, 완충제, 탈이온수, 또는 이들의 조합물과 같은 화학제를 포함한다. 정화 유체로는 다른 유체가 사용될 수도 있지만 일반적으로 탈이온수를 사용한다
유사하게, 제 2이송관(155)은 일반적으로 제 2이송관(155)을 따라 위치된 다수의 노즐(157)로 연마 유체를 이송하는 하나 이상의 공급관(도시되지 않음)을 포함하고 있다. 선택적으로, 다수의 노즐(157)은 단일 노즐로 교체될 수도 있다. 각각의 노즐(157)은 연마 유체, 정화 유체, 또는 이들 양 유체를 이송하도록 개조될 수도 있다.
도 3을 참조하면, 기판(122)은 연마하는 도안 연마 재료(252)의 연마부(302) 상에 배치되어 있다. 평판(230)이 회전할 때, 연마 재료(252)의 상부 스트림부(304)는 기판(122) 아래에서 이동하는(즉, 시간이 지남에 따라 기판(122) 바로 아래로 놓이게 되는) 연마 재료(252)의 영역으로서 한정된다. 유사하게, 연마 재료(252)의 하부 스트림부(306)는 기판(122) 아래로부터 밖으로 이동하는(즉, 시간이 지남에 따라 기판(122) 바로 아래에 놓이는) 연마 재료(252)의 영역으로서 한정된다. 제 1이송관(154)은 노즐(156)이 회전할 때 연마 재료(252)의 상부 스트림부(304)로 연마 유체를 이송하는 위치에 배치되어 있다. 제 2이송관(155)은 노즐(157)이 회전할 때 연마 재료(252)의 하부 스트림부(306)로 연마 유체를 이송하는 위치에 배치되어 있다. 다른 형태의 연마 시스템은 연마 공정의 하부 및 상부 스트림 측부로 연마 유체를 적용하는데, 예컨대 연마 시스템은 x/y 이동, 또는 연마 매개물의 이동하는 벨트와 같은 선형 이동을 한다. 유리하게 사용되도록 개조될 수도 있는 단일 이송관의 예는 비랑(Birang) 등이 1999년 2월 4일자로 출원한 미국 특허 출원 제 09/244,456호 및 쉬지안 리(Shijian Li) 등이 2000년 2월 24일자로 출원한 미국 특허 출원 제 09/512/745호에 개시되어 있다.
일실시예에서, 제 1이송관(154)은 연마면(131)의 상부 스트림부(304)로 산화제를 포함하는 제 1연마 유체를 이송한다. 선택적으로, 제 1이송관(154)에 의해 분배된 제 1연마 유체는 반응 억제제 및 완충제를 또한 이송할 수도 있다. 제 2이송관(155)은 연마면(131)의 하부 스트림부(306)로 용해제를 포함하는 제 2연마 유체를 이송한다. 선택적으로, 제 2이송관(155)에 의해 분배된 제 2연마 유체는 정화 유체(즉, 탈이온수) 및 산화제를 또한 이송할 수도 있다.
예컨대, 연마 구리가 고정된 마모 패드를 사용할 때, 제 1연마 유체는 일반적으로 구리의 표면 상에 CuO를 형성하는 산화제를 포함한다. 추가로, 제 1연마 유체는 BTA와 같은 반응 억제제를 포함하는데, 이는 CuO와 결합하여 구리의 표면 상에 비교적 안정하게 잔존하는 화합물을 형성한다. 제 2연마 유체는 일반적으로 NH3과 같은 용해제를 포함하는데, 이는 CuO와 결합하여 화합물 Cu(NH4)X(여기서, x는 1 내지 6)를 형성한다. Cu(NH4)X는 비교적 수용성이기 때문에, 이러한 화합물은 구리의 표면으로부터 용액으로 용이하게 이동한다. 반응 억제제 및 용해제는 CuO 표면 상에서 경합하기 때문에, 표면으로부터 구리의 화학적 제거 속도는 반응 억제제 대 용해제의 비를 제어함으로써 제어될 수도 있다. 기계적 연마 성분은 연마 재료의 마모 입자에 의해 제공된다. 일반적으로, CuO가 마모 입자 보다 단단하기 때문에, 패드는 단지 반응 억제제와 반응하거나 복합제와 반응하는 다른 화합물을 형성하는 CuO만을 제거한다. 산화제 및 반응 억제제를 상부 스트림부로 도입하고 용해제를 하부 스트림으로 도입함으로써, 화학기계적 연마 공정의 화학적 부분은 벗겨진 재료(즉, 연마 부산물)를 신속하게 제거하고, 반응 영역(즉, 기판과 연마면의 연마 부분 사이)에서 제 1연마 유체와 제 2연마 유체의 상대 농도를 제어함으로써 강화될 수도 있다. 기판을 효율적으로 연마함으로써, 연마 재료의 길이 피트 당 보다 많은 기판이 연마될 수도 있다(즉, 연마 재료는 연마된 기판의 수에 대해 저속으로 소모될 것이다).
선택적인 실시예에서, 연마 유체는 주석산(tartaric acid), 글리신 또는 EDTA 중 적어도 하나를 포함한다. 다른 실시예에서, 주석산, 글리신 또는 그의 조합물은 연마 재료(252)의 상부 스트림부(304) 상에 분배되어서, 기판(122) 상의 구리층을 산화시킨다. 선택적으로, EDTA는 연마 재료(252)의 하부 스트림부(306) 상에 분배될 수도 있다.
각각의 기판이 연마된 후, 연마 재료는 이송관(154,155) 중 어느 하나 또는 이들 모두를 통해 연마 재료로 정화 유체를 공급함으로써 정화된다. 일반적으로, 약 200psi 이상의 압력의 정화 유체가 이송관(154), 이송관(155), 또는 이송관(154,155)에 의해 각각의 연마 공정 사이에서(즉, 각각의 기판(122)을 연마하는 사이에) 연마 재료 상으로 분배된다. 정화 유체는 마모 요소들 사이로부터 또는 연마 재료의 상부면으로부터 부스러기, 마모된 재료, 벗겨진 재료, 또는 다른 오염물을 제거한다.
연마 유체 및 기판 사이에서의 화학 반응 속도의 제어를 향상시키기 위해, 연마 유체의 온도가 제어될 수도 있다. 예컨대, 센서(226,288,604) 중 하나가 연마면 또는 연마면 부근에서의 반응 온도를 나타내는 표시를 제어기(108)로 제공할 수도 있다. 제어기(108)는 연마 주기의 일부에 대해 화학기계적 연마 공정의 화학적 성분을 조절(즉, 가속시키거나 느리게)하기 위해 연마 유체의 온도를 조절할 수도 있다.
도 4는 평판(430)의 다른 실시예를 도시하고 있다. 이러한 평판(430)은 대향하는 단측부(444,446)를 갖춘 직사각형 상부(436)를 포함하고 있다. 풀기 스테이션(unwind station, 440) 및 감기 스테이션(take-up station, 442)이 단측부(444) 및 단측부(446) 각각에 배치되어 있다. 연마 재료(452)의 웹(402)은 풀기 스테이션(440)과 감기 스테이션(442) 사이의 평판(430)의 상부(436)의 상부면(460)을 가로질러 배치되어 있다. 일반적으로, 연마 재료(452)의 비사용부는 공정 이전에 풀기 릴(450) 상에 저장된다.
연마 재료(452)의 일부는 일반적으로 연마 주기(즉, 각각의 기판이 연마된 후) 사이에서 웹 색인 수단(468)을 사용하여 평판(430)의 상부(436)를 가로질러 색인되어 있다. 연마 재료가 연마 공정 동안 소모되거나 마모되기 때문에, 연마 공정의 균일성을 유지할 필요가 있는 경우, 색인 수단(468)은 풀기 릴(450)로부터 조절가능한 소정의 길이의 비사용된 연마 재료(452)를 당긴다. 감기 스테이션(442) 내의 감기 릴(451)에 연결된 인장 장치(453)는 감기 릴(451) 상으로 대응하는 길이의 사용된 연마 재료(452)를 회전시킴으로써, 풀기 스테이션(440)과 감기 스테이션(442) 사이에서 웹(402)의 인장을 유지한다. 이러한 연마 스테이션 및 연마 평판의 예는 미국 특허 출원 제 60/132,177호에 개시되어 있다. 선택적으로, 연마 재료(252)는 연마하는 동안 점진적으로 또는 연속적으로 전진될 수도 있다.
기판(122)과 평판(430) 상에 배치된 웹(402) 사이의 열전달을 증가시키기 위해, 웹(402) 아래의 보조패드(478)는 보조패드(478)를 통한 열전달을 강화시킬 수 있는 재료, 예컨대 카본 블랙 또는 아세틸렌 블랙으로 충진될 수도 있다. 추가로, 평판(430)은 평판(430)의 보조패드(478) 아래에 배치된 하나 이상의 유체 채널(486)을 포함할 수도 있다. 이러한 유체 채널(486)은 유체 라인(403)에 의해 물과 같은 열전달 유체를 제공하는 유체원(401)에 연결되어 있다. 센서(488)는 평판(430), 보조패드(478), 또는 유체 공급 라인(403) 내에 배치되어 있으며, 이에 의해 유체 온도 또는 기판(122), 연마 재료(452), 또는 연마 공정의 온도 지침이 제어기(108)로 제공될 수도 있다. 제어기(108)는 채널(486)을 통과하는 유체의 온도 또는 유량이 기판(122)을 조절하거나 소정의 온도에서 처리되기 위해 조절을 요구하는지의 여부를 결정한다. 선택적으로, 연마 주기의 일부에 대해 화학기계적 연마 공정의 화학적 성분을 가속하기 위해 열이 제공될 수 있다.
도 5는 연마 스테이션(500)의 선택적인 실시예를 도시하고 있다. 연마 스테이션(500)은 연마 패드 및 보조판이 보조패드 블래더(502)로 대체된 것을 제외하고는 도 4를 참조하여 기술된 평판(430)과 유사하게 구성되어 있다. 보조패드 블래더(502)는 유체 공급부(506)에 연결되어 있다. 센서(504)는 보조패드 블래더(502) 또는 보조패드 블래더(502)와 유체 공급부(506)를 연결하는 공급 라인(710)에 접속되어 있다. 센서(504)는 제어기(108)로 블래더의 압력 지침을 제공한다. 보조패드 블래더(502)의 견고함 및 연마면의 균일성을 제어하기 위해 보조패드 블래더(502)의 압력이 조절될 수도 있다. 일반적으로, 보조패드 블래더(502)는 에틸렌 프로필렌, 규소 수지, 및 상표명 히트렐(HYTRELTM)과 같은 탄성 재료 또는 열가소성 탄성체로 구성된다. 선택적으로, 보조패드 블래더(502)는 보조패드 블래더(502)와 기판(122) 사이의 열전달을 강화시키는 재료를 포함하는 탄성체로부터 제조될 수도 있다. 이러한 재료는 카본 블랙 및 아세틸렌 블랙을 포함한다. 보조패드 블래더(502)를 가압하는 유체는 순화될 수도 있으며, 기판(122) 및 연마 공정의 온도를 조절하기 위해 제어된 유체 온도를 가질 수도 있다. 온도를 효율적으로 조절하기 위해, 센서(504)(또는 유사하게 위치된 다른 센서)는 유체 온도 지침을 제어기(108)로 공급한다. 선택적으로, 블래더(502)는 탄성재료로 둘러싸인 탄성 요소(508)를 포함할 수도 있다. 일반적으로 금속 박판인 탄성 요소(508)는 블래더(502)를 가열하기 위한 전력을 제공하는 전력원(도시되지 않음)에 연결되어 있다.
도 6은 평판(630) 상에 배치되어 있고, 제어기(108)에 접속된 광학 모니터링 시스템(602)을 포함하는 연마 재료(652)의 일부를 도시하고 있다. 모니터링 시스템(602)은 기본적으로 레이저인데, 이러한 레이저는 연마 재료(652)를 통해 기판(640)으로 비춰진 후 다시 반사된다. 기판 상의 박막이 두꺼워지고 가늘어질 때, 반사 강도는 특정한 방식으로 변화되어서, 센서를 제공함으로써 연마하는 동안 박막 두께의 정확한 측정을 가능하게 한다. 본 발명은 평판(630) 내에 밀봉된 윈도우(608)를 제공한다. 유리하게 사용될 수도 있는 광학 모니터링 시스템은 비랑(Birang) 등이 출원한 미국 특허 출원 제 08/689,930호에 개시되어 있다.
도 2를 참조하면, 연마 속도와 같은 연마 공정의 공정변수는 제어기(108)에 접속된 분석기(290)로 모니터링될 수도 있다. 일반적으로, 분석기(290)는 광원(292)으로부터 광비임을 연마 유체를 통해 검출기(294)로 통과시킴으로써 배출되는 연마 유체의 조성을 분석하는 분광기(spectroscope)를 포함한다. 일반적으로, 배출물 내에 존재하는 마모된 재료(화학적 또는 기계적 수단에 의해 기판(122)으로부터 제거된 재료)의 양을 결정하기 위해 배출물이 분석된다. 입자 측정 장치는 광원(292)과 검출기(294) 사이를 통과하는 입자의 수 및 크기를 측정한다. 입자 검출기는 미국 콜로라도 보울더에 소재한 "파티클 미저링 시스템스, 인코포레이티드(Particle Measuring Systems, Inc.)"로부터 제조된다. 선택적으로, 입자는 도전성, 점성, 자성, 굴절성, 및 색깔을 분석(즉, 분광 흡착법)함으로써 검출될 수도 있다.
예컨대, 배출물 내에서의 구리의 양은 분석기(290)를 사용하여 분광 검출함으로써 모니터링될 수도 있다. 다량의 구리는 연마 속도가 너무 빠름을 나타낸다. 이러한 공정은 반응 억제제와 용해제의 비를 변경하거나, 또는 연마 영역으로 또는 연마 영역으로부터의 열전달에 의해, 또는 기판으로부터 재료를 제거하는 속도를 변경시킴으로써 변화될 수도 있다. 추가로, 연마 속도에 대응하여 화학물을 조절하는 것은 연마하는 동안 소모될 연마 유체의 양을 최소화시킬 수도 있으며, 이에 의해 시스템(100)의 작동 비용을 절감시킬 수 있다. 선택적으로, 연마 속도는 전술한 바와 같은 다른 공정 인자를 변화시킴으로써 변화될 수도 있다.
분석기(190)는 연마면(131)으로부터 이격되어 장착될 수도 있으며, 관(296)을 통해 배출물을 수용할 수도 있다. 일반적으로, 배출물은 진공 또는 연동 펌프(298)에 의해 관(296)을 통해 배출된다. 선택적으로, 분석기(190)는 캐로슬(134) 상에 장착될 수도 있다. 캐로슬(190) 상에 장착될 때, 광원(292)은 연마면(131)으로부터 검출기(194)로 광비임을 반사하여 연마면(131) 상에 분배된 배출물을 통과시킨다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 작동 중에 기판(122)은 인터페이스 로봇(120)에 의해 카셋트(118) 중의 하나로부터 회수된다. 인터페이스 로봇(120)은 기판(122)을 입력 모듈(124)로 이송하며, 이러한 모듈(124)에서 기판은 적재 로봇(104)에 의해 회수된다. 적재 로봇(104)은 기판(122)을 이송 스테이션(136)으로 이송하며, 이송 스테이션(136)에서 기판(122)은 연마 헤드(124)들 중의 하나 내로 전달된다.
캐로슬(134)은 기판(122)을 연마 스테이션(132)들 중 어느 하나 위로 위치시킨다. 구동 시스템은 기판(122)을 연마 재료와 접촉하도록 작동된다. 구동 시스템이 캐로슬(134)의 아암(150)을 따라 요동하는 동안, 연마 헤드 및 연마 재료 모두는 회전하며, 이에 의해 연마 재료(252)에 대해 기판(122)이 연마 이동된다.
연마하는 동안, 여러 센서들이 공정에 대한 정보를 제어기(108)로 제공한다. 예컨대, 센서(226,288,604)는 연마 공정의 온도 또는 기판(122)의 온도에 대한 정보를 제어기(108)로 제공한다. 온도 정보를 사용하여, 블래더(220), 블래더(620), 및 채널(286) 내에서 사용된 유체의 온도는 연마 공정의 변화를 일으키기 위해 조절될 수도 있다. 예컨대, 블래더(220) 내의 유체는 연마 유체와 기판(122) 사이의 화학적 활성을 증가시키기 위해 가열될 수도 있으며, 이에 의해 연마 속도가 증가한다. 반대로, 연마 속도는 반대 방법으로 감소될 수도 있다.
추가로, 분석기(290)는 연마하는 동안 배출물에 존재하는 제거된 재료의양을 모니터링할 수도 있다. 제어기(108)는 분석기(290)로부터의 신호를 사용하여 연마 속도를 조절할 수도 있다. 또한, 연마 속도는 연마 속도를 증가시키기 위해 연마하는 동안 사용된 화학물의 비율을 변화(즉, 클레팅제(cleting agent)와 반응 억제제의 비를 증가)시킴으로써 조절될 수도 있다. 반대로, 연마 속도는 반대 방법으로 감소될 수도 있다. 최적의 연마 속도에서, 연마될 기판 당 소모된 연마 재료의 양은 최소화되며, 이에 의해 연마 시스템(100)의 수리 간격이 길어지며, 소모성 비용이 감소된다.
연마가 완료되면, 기판(122)은 연마 재료로부터 제거되며, 다른 연마 스테이션으로 색인되거나, 이송 스테이션으로 복귀된다. 연마된 기판(122)은 적재 로봇(104)에 의해 연마 스테이션으로부터 회수되고, 팩토리 인터페이스 모듈(102)로 이송되며, 기판(122)은 모듈(102)에서 정화되어서 궁극적으로 저장 카셋트(118)들 중 어느 하나로 복귀된다.
비록 본 발명의 개념을 도시하고 상세하게 설명하였지만, 당업자들은 본 발명의 범위 내에서 다른 변형예들이 용이하게 고안될 수 있음을 이해할 것이다.
상기한 본 발명에 의해서, 고정식 연마 패드의 소모를 최소화시킬 수 있는 연마 장치를 제공할 수 있다.

Claims (28)

  1. 반도체 기판 연마 장치로서,
    연마 평판과,
    상기 연마 평판 상에 배치된 적어도 제 1부분을 갖추고 있고, 상부 스트림부 및 하부 스트림부를 갖추고 있는 연마 재료와,
    상기 연마 재료의 상부 스트림부 상에 제 1연마 유체를 분배하도록 구성된 제 1연마 유체 이송관과, 그리고
    상기 연마 재료의 하부 스트림부 상에 제 2연마 유체를 분배하도록 구성된 제 2연마 유체 이송관을 포함하는 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 제 1연마 유체는 BTA, 산화제, 반응 억제제, 탈이온수, 및 완충제로 구성된 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 재료로 구성되는 장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 제 2연마 유체는 용해제, 탈이온수, 및 암모니아로 구성된 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 재료로 구성되는 장치.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 제 1연마 유체의 온도가 제어되는 장치.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 연마 재료는 상기 연마 평판에 대해 이동하는 장치.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 연마 재료는 고정된 마모제를 포함하는 장치.
  7. 반도체 기판 연마 시스템으로서,
    연마 평판과,
    상기 연마 평판 상에 배치된 하나 이상의 연마 헤드와,
    상기 연마 평판 상에 배치된 적어도 제 1부분을 갖춘 연마 재료와,
    상기 평판 상에 제 1연마 유체를 분배하도록 구성된 제 1연마 유체 이송 아암과, 그리고
    상기 평판 상에 제 2연마 유체를 분배하도록 구성된 제 2연마 유체 이송 아암을 포함하는 시스템.
  8. 반도체 기판 연마 장치로서,
    연마 평판과,
    상기 기판의 연마 공정이 수행되는 상기 연마 평판 상에 배치된 적어도 제 1부분을 갖추고 있는 연마 재료와, 그리고
    상기 연마 공정의 온도를 나타내는 신호를 발생시키는 센서를 포함하는 장치.
  9. 제 9항에 있어서, 상기 센서가 상기 평판 내에 배치되어 있는 장치.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 평판은 열전달 유체가 흐르도록 구성된 유체 채널을 더 포함하는 장치.
  11. 제 9항에 있어서, 상기 평판은 상기 연마 재료와 상기 평판 사이에 배치된 보조패드를 더 포함하며, 상기 보조패드는 열전달을 강화시키는 충진제를 갖추고 있는 장치.
  12. 제 9항에 있어서, 상기 충진제는 카본 블랙, 아세틸렌 블랙, 또는 저항성 요소를 포함하는 장치.
  13. 제 9항에 있어서, 상기 평판은 블래더를 더 포함하는 장치.
  14. 제 13항에 있어서, 상기 블래더 내의 압력이 조절되는 장치.
  15. 제 13항에 있어서, 상기 블래더는 온도가 제어된 유체를 수용하도록 구성된 장치.
  16. 제 15항에 있어서, 상기 온도가 제어된 유체의 온도는 상기 센서에 의해 발생된 상기 신호에 대응하여 조절되는 장치.
  17. 제 9항에 있어서, 상기 센서에 접속된 연마 헤드를 더 포함하는 장치.
  18. 제 17항에 있어서, 상기 연마 헤드는 열전달 유체가 흐르도록 구성된 블래더를 더 포함하는 장치.
  19. 제 17항에 있어서, 상기 연마 헤드는 열전달을 강화시키는 충진제를 갖춘 블래더를 더 포함하는 장치.
  20. 제 19항에 있어서, 상기 충진제는 카본 블랙, 아세틸렌 블랙, 또는 저항성 요소를 포함하는 장치.
  21. 제 17항에 있어서, 상기 연마 헤드는 유지링, 및 블래더를 더 포함하며, 연마 유체가 상기 유지링과 상기 블래더 사이로 분배되는 장치.
  22. 반도체 기판 연마 장치로서,
    연마 평판과,
    상기 연마 평판 상에 배치된 적어도 제 1부분을 갖추고 있는 연마 재료와,
    상기 연마 재료의 상기 제 1부분 상에 분배되는 연마 유체와,
    상기 연마 유체를 형성하는 연마 공정변수를 결정하기 위한 분석기를 포함하는 장치.
  23. 제 21항에 있어서, 상기 분석기는 광원, 및 검출기를 더 포함하는 장치.
  24. 제 21항에 있어서, 상기 광원은 상기 연마 재료 상에 분배된 상기 연마 유체로부터 반사되는 장치.
  25. 제 21항에 있어서, 상기 분석기가 분광기인 장치.
  26. 제 21항에 있어서, 상기 연마 유체와 연통하도록 상기 분석기를 위치시키는 관을 더 포함하는 장치.
  27. 제 21항에 있어서, 상기 연마 재료 상에 분배된 연마 유체는 분석되는 연마 부산물을 포함하는 장치.
  28. 제 21항에 있어서, 상기 분석기는 입자 계측 장치인 장치.
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