KR20040065313A - 처리표면의 조절과 온도제어를 위한 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 의하면, 처리표면의 온도를 제어하고, 처리표면을 조절하기 위한 방법 및 장치가 제공된다. 1실시예에 있어서, 온도제어기는 CMP(Chemical Mechanical Planarizati on) 시스템(140)내에 나타내어진다. CMP 시스템은 제1롤러(142a)와 제2롤러(142b) 및 제1롤러와 제2롤러의 둘레를 순환하는 선형 벨트(12)를 갖추고 있다. 선형 벨트는 제1에지와 제2에지 사이에 이르는 폭을 갖는다. 온도제어기는 열소자(thermal element; 78)의 어레이를 갖춘다. 열소자 어레이의 각각은 독립적으로 제어된다. 열소자 어레이는 제1롤러와 제2롤러 사이에 배치되고, 선형 벨트의 배면과 접촉하도록 구성되어 있다. 열소자 어레이는 선형 벨트 폭의 제1에지와 제2에지 사이에서 연장된다.

Description

처리표면의 조절과 온도제어를 위한 방법 및 장치 {METHODS AND APPARATUS FOR CONDITIONING AND TEMPERATURE CONTROL OF A PROCESSING SURFACE}
반도체 장치의 제조에 있어서, 집적회로는 다단계 구조를 초래하면서 서로의 위에 다수의 층을 형성함으로써 반도체 웨이퍼상에서 규정된다. 서로의 위에 배치된 여러 층에 의해, 웨이퍼의 표면형태(topography)는 불규칙하게 될 것이고, 옳지 않은 불규칙성은 다음 층에서 증가한다. 화학적 기계 평탄화(CMP)는 연마(polishing), 버핑(buffing), 기판세정, 에칭공정 등을 포함한 부가적인 제조공정을 행하는 것은 물론 반도체 웨이퍼의 표면을 평탄화하는데 이용되는 제조공정으로서 개발되었다.
일반적으로, CMP 공정은 제어된 압력하에서 처리표면에 대한 웨이퍼의 유지(holding)와 회전(rotating)을 포함한다. 통상적인 CMP 장치는, 웨이퍼가 가해지는 편평한 처리표면을 나타내는 회전경로를 통해 벨트를 이동시키는 2개 이상의 드럼이나 롤러 사이에서 처리표면을 가진 벨트가 지지되는 선형 벨트 처리시스템을 포함한다. 통상적으로, 웨이퍼는 웨이퍼 캐리어에 의해 지지 및 회전되고, 연마 플래튼(platen)은 회전운동을 하는 벨트의 아래쪽에 구성된다. 이 플래튼은 벨트가 이동하는 안정된 표면을 제공하고, 웨이퍼는 플래튼에 의해 제공되는 안정된 표면에 대해 벨트의 처리표면에 가해진다.
부가적인 CMP 장치는 처리표면을 위한 원형패드구성을 갖춘 회전식 CMP 처리도구와, 원형 CMP 처리도구와 유사한 궤도 CMP 처리도구, 서브간극(sub-aperture) CMP 처리도구 및, 일반적으로 평탄화, 연마, 버프, 세정을 행하거나 집적회로나 거기에 제조된 다른 구조를 가진 반도체 웨이퍼의 표면을 처리하기 위해 마찰을 이용하는 다수의 장치 및 구성을 제공하는 다른 CMP 처리시스템을 포함한다.
CMP 처리는 웨이퍼 표면 준비를 위한 마찬의 유효한 이용을 최대화하기 위해 각기 다른 연마제, 화학약품, 유체 등의 사용을 포함할 수 있고, 몇몇의 장치는 나머지 CMP 처리를 줄이거나 없애기 위해 웨이퍼의 인사이튜(in-situ) 린스를 제공하는 수단뿐만 아니라 제어가능하고 안정된 상태 처리를 유지하기 위해 처리동안 처리표면의 세정과 조절을 제공하는 수단을 포함한다.
제어가능하고 안정된 상태처리를 달성하고 유지하기 위해서는, 일례로서 온도, 압력, 청결상태(예컨대, 파티클 발생과 여과) 등의 환경조건이 최적의 처리조건을 달성하도록 엄격히 감시되고 조정된다. 처리표면의 회전이나 다른 움직임의 속도, 웨이퍼를 지지하는 캐리어의 회전속도, 웨이퍼를 처리표면에 가하는데 사용되는 압력양 등의 부가적인 처리 변수도 또한 감시되고 조정된다. CMP 처리온도 등의 마찰에 기초한 처리환경은 웨이퍼의 표면상의 제거율에 현저하게 영향을 주고, 따라서 정밀한 정도의 물질제거를 위한 처리시간에 영향을 준다. 일례로서, 물질제거의 정확한 포인트에서의 처리를 정지시키는데 대한 장애는 웨이퍼 표면과 구조제조에서 과도한 연마와, 스크래칭(scratching), 디싱(dishing) 및 다른 이러한 결점을 초래할 수 있다.
처리표면의 온도변화는 프로세스와 장치에 따라 크게 변화한다. 일례로서, 선형 벨트 CMP도구의 처리표면은 처리의 마찰과, 벨트를 조절하고 작동시키기 위해 도입된 조절패드와 퍽(puck)의 마찰에 의해 가열된다. 냉각인자는 처리하는데 사용되는 에이전트(agent: 작용제)와, 린스제(rinsing agent) 및, 벨트가 롤러 주위를 이동할 때의 처리환경의 주위온도를 포함한다. 온도변화는 일반적으로 반도체 웨이퍼의 처리를 초래하고, 몇몇 영역이 다른 영역보다 많은 온도변화가 진행함에 따라 처리동안 동일한 반도체 웨이퍼의 영역을 다르게 초래한다.
처리표면온도를 유지하려는 몇몇 선행기술의 시도는, 원하는 처리온도로 처리표면을 가열하기 위해 스팀의 도입을 포함하고 있지만, 특히 스팀은 처리표면 전체에서의 온도변화를 어드레스하지 못한다는 결함을 갖고 있다. 선형 벨트 시스템을 위한 선행기술 조절방법은 처리표면을 가로질러 이동하는 스위핑(swe eping: 청소) 조절패드를 포함하지만, 이 스위핑 조절패드는 벨트시스템에서 웨이브 모션을 보상하지 못하고, 부가적인 온도변화를 도입한다.
반도체 웨이퍼의 전체 표면에 걸쳐 최적화되고 제어가능한 처리를 유지하기 위해 CMP도구로 처리표면의 온도를 조정하고 제어하기 위한 방법과 프로세스 및 장치가 필요하다.
본 발명은 일반적으로 반도체 웨이퍼상의 구조의 제조에 관한 것으로, 특히 화학적 기계 평탄화(CMP: Chemical Mechanical Planarization)의 방법 및 장치와, 화학적 기계 평탄화 장치의 처리표면에 관한 것이다.
도 1은 통상적인 CMP 처리시스템의 선형 벨트 처리표면을 나타낸 도면이고,
도 2a는 처리도구의 초기 워밍업에서 처리표면의 평균온도를 나타내는 온도대 웨이퍼 번호의 그래프,
도 2b는 초기 웨이퍼 처리동안의 비선형 온도상승의 보다 상세한 그래프,
도 3a는 본 발명의 1실시예에 따른 배면 가열유닛의 측면도,
도 3b는 본 발명의 1실시예에 따른 도 3a에 나타낸 배면 가열유닛의 상면도,
도 4는 본 발명의 1실시예에 따른 처리벨트의 처리영역 전체에 걸친 온도의 플롯을 나타낸 도면,
도 5a는 통상적인 벨트조절구성을 나타낸 도면,
도 5b는 본 발명의 1실시예에 따른 조절패드유닛의 측면도,
도 6은 조절패드유닛을 갖춘 선형 벨트 처리시스템의 상면도,
도 7은 본 발명의 몇몇 실시예에 따라 구성된 배면 가열유닛과 조절패드유닛을 갖춘 CMP 선형 벨트 처리시스템을 나타낸 도면,
도 8은 본 발명의 1실시예에 따른 처리표면 온도제어를 위한 방법 오퍼레이션을 나타낸 플로우차트이다.
대체적으로 말하자면, 본 발명은 CMP 처리동작에서 사용되는 처리표면의 온도를 달성하고 유지하며 조정하기 위한 방법과 프로세스 및 장치를 제공함으로써 이들 필요성을 충족시킨다. 본 발명은 프로세스, 장치, 시스템, 디바이스 및 방법을 포함한 여러 방식으로 실현될 수 있다. 본 발명의 몇개의 실시예를 아래에 설명한다.
1실시예에 있어서는, 제1롤러와 제2롤러 및 제1롤러와 제2롤러 둘레를 순환하는 선형 벨트를 갖춘 CMP 시스템내의 온도제어기를 나타낸다. CMP 시스템의 선형 벨트는 제1에지와 제2에지 사이에 이르고 있다. 온도제어기는 열소자(thermal element)의 어레이를 포함한다. 열소자 어레이의 각 열소자는 독립적으로 제어된다. 열소자 어레이는 제1롤러와 제2롤러 사이에 배치되어 선형 벨트의 배면(back side)과 접촉하도록 구성된다.
다른 실시예에 있어서는, CMP 시스템내의 선형 벨트의 온도를 제어하기 위한 방법을 나타낸다. CMP 시스템은 제1롤러와 제2롤러 및 제1 및 제2롤러 둘레를 순환하는 선형 벨트를 포함한다. 선형 벨트는 제1에지와 제2에지 사이에 이르는 폭을 가지고, 외부 처리표면과 내부 처리표면을 더 갖는다. 선형 벨트의 온도를 제어하기 위한 방법은 선형 벨트의 내부 표면의 위치의 선형 어레이에 열에너지를 가하는 단계를 포함한다. 상기 위치의 선형 어레이는 선형 벨트의 폭의 제1에지로부터 제2에지에 이른다. 이 방법은 상기 위치의 선형 어레이 각각에서 가해진 열에너지의 정도를 제어하는 단계를 더 포함한다.
다른 실시예에 있어서는, 작성표면 조절기를 나타낸다. 작성표면 조절기는 제1롤러와 제2롤러 및 제1 및 제2롤러 둘레를 순환하는 선형 벨트를 포함하는 CMP 시스템내에 있다. 선형 벨트는 제1에지와 제2에지 사이에 이르는 폭을 가지고, 제1 및 제2롤러와 작성표면에 접촉하는 내부 표면을 갖는다. 작성표면 조절기는 선형 벨트의 외부 작성표면을 조절하기 위한 조절퍽의 어레이를 포함한다. 조절퍽 각각은 독립적으로 제어된다. 조절퍽의 어레이는 선형 벨트 폭의 제1에지와 제2에지 사이에서 연장된다.
또 다른 실시예에 있어서는, 선형 벨트의 외부 처리표면을 조절하기 위한 방법을 나타낸다. 선형 벨트의 외부 처리표면은 제1롤러와 제2롤러를 갖춘 CMP 시스템에 있다. 선형 벨트는 제1 및 제2롤러 둘레를 순환하고, 제1에지와 제2에지 사이에 이르는 폭을 가진다. 또한, 선형 벨트는 내부 표면을 포함한다. 선형 벨트의 외부 처리표면을 조절하기 위한 방법은 선형 벨트의 제1에지와 제2에지 사이에서 연장되는 선형 경로를 따라 복수의 독립적인 조절소자를 분배하는 단계를 포함한다. 이 방법은 선형 경로를 따라 외부 처리표면에 복수의 독립적인 조절소자 각각을 부착하는 단계를 더 포함한다.
본 발명은 많은 이점을 갖는다. 본 발명의 주목할 만한 이익과 이점중 하나는 웨이퍼의 임계 에지영역이 처리표면을 가로질러 처리 표면온도의 보다 정밀한 제어와 조정을 유지함으로써 보다 적은 결점과 처리 불규칙을 받는다는 것이다.
다른 이익은, 도구가 처리를 위한 온라인을 초래함에 따라, 처리도구를 위한 워밍업시간을 줄이고, 웨이퍼 블랭크(blank)를 워밍업하는데 대한 요구를 줄이거나제거함으로써 보다 양호한 제조효율을 초래하고, 그에 따라 웨이퍼 처리시에 보다 많은 스루풋을 초래한다는 것이다.
부가적인 이익은, 처리동작의 보다 정밀한 제어가 있기 때문에 보다 복잡한 구조의 제조와 웨이퍼로부터 웨이퍼로 또는 웨이퍼 묶음으로부터 웨이퍼 묶음으로의 제조의 일관성을 용이하게 한다는 것이다.
또 다른 이익은 각각의 처리도구에 대한 처리시간이 보다 길고, 이러한 처리벨트를 소모할 수 있는 처리툴의 수명이 보다 길다는 것이다. 본 발명의 향상된 처리표면 조절시스템은 선행기술보다 긴 시간동안 처리표면을 유지하고, 유지 사이의 보다 긴 처리시간동안 조절되고 활성화된 처리표면을 유지한다.
본 발명의 다른 이점은 본 발명의 원리를 일례로서 나타내는 첨부도면과 관련되는 다음의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.
처리표면 온도제어와 조절을 위한 본 발명을 설명한다. 바람직한 실시예에 있어서, 처리표면 온도제어는 원하는 처리표면 온도 프로파일을 제어하고 조정하며 유지하기 위해 처리표면에 이르는 각각의 가열소자를 포함한다. 처리표면조절은 유효하고 제어가능하며 완벽한 처리표면조절과 유지를 위한 조절퍽의 어레이와 관련 린스 및 엉겅퀴 브러쉬유닛에 의해 제공된다. 다음의 설명에 있어서는, 본 발명의 충분한 이해를 제공하기 위해 여러가지 특정의 상세한 설명을 설명한다. 그러나, 본 발명은 이들 특정의 상세한 설명없이 실시할 수 있음은 당기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 명백한 것이다. 다른 예에 있어서, 잘 알려진 프로세스 오퍼레이션은 본 발명을 쓸데없이 불명료하지 않게 하기 위해 상세히 설명하지 않는다.
도 1은 통상적인 CMP 처리시스템의 라이너 벨트 처리표면(10)을 나타낸다. 처리벨트(12)는 롤러(도시하지 않음) 둘레를 방향(14)으로 이동하는 단단하고 유연성이 있는 처리벨트(12)를 포함한다. 웨이퍼(16)는 통상적으로 압력에 의해 처리벨트(12)의 중심영역에 부착되고, 일례로서 방향(18)으로 회전된다. 도 1에 있어서, 처리벨트(12)는 처리벨트(12)의 표면을 가로질러 10개의 존(zone; 20a∼20j)으로 분할되어 나타내어지고, 웨이퍼(16)는 웨이퍼(16)의 에지영역(22a)부터 웨이퍼(16)의 중심영역(22d)까지 4개의 영역(22a∼22d)으로 분할되어 나타내어진다. 처리존(20a∼20j)과 웨이퍼영역(22a∼22d)은 단지 예시적인 것으로, 다른 처리구성, 처리장치, 반도체 웨이퍼 크기 등에서 보다 많거나 보다 적은 존과 영역으로 묘사되어도 좋다.
웨이퍼(16)가 방향(18)으로 회전됨에 따라, 웨이퍼영역(22a∼22d)은 복수의 처리벨트존(20a∼20j)을 통과하여 회전한다. 도 1로부터 알 수 있는 바와 같이, 에지영역(22a)은 중심영역(22d)보다 많은 처리벨트존(20e, 20f)을 통과하여 이동하고, 에지영역(22a)은 처리벨트존(20b, 20c, 20d, 20e, 20f, 20g, 20h, 20i)을 통과하여 이동한다. 중심의 처리벨트존(20e, 20f)은 처리벨트존(20b, 20i)과 접촉하는 것보다 3번 이상 웨이퍼 표면영역과 접촉한다. 더욱이, 처리벨트존(20a∼20j) 전체에 걸친 온도변화는 벨트처리존(20e, 20f)을 통과하여 이동하는 웨이퍼 중심영역(22d)에서보다 많은 수의 처리벨트존(20b∼20i)을 통과하여 이동하는 웨이퍼 에지영역(22a)에 대해 더 많은 중대한 충돌을 갖는다.
본 발명의 1실시예는 처리표면의 온도제어의 적어도 2개의 국면을 어드레스한다. 처리도구의 워밍업 단계동안, 비교적 찬 처리표면은 회전되거나 그렇지 않으면 이동하게 되고, 비교적 찬 처리 슬러리(slurry), 화학약품 또는 다른 처리유체는 처리환경으로 도입된다.
처리되어야 하는 초기의 웨이퍼가 처리표면에 부착됨에 따라, 마찰에 의해 생기는 접촉은 처리표면을 데우기 시작한다. 도 1로부터 알 수 있는 바와 같이, 중심 처리존(20e, 20f)은 마찰에 의해 생기는 접촉에 관계되는 보다 큰 표면영역에 의해 외부 처리존(20a∼20d, 20g∼20j)보다 더 빨리 데워질 것이다. 따라서, 온도변화는 초기 처리부터 시작되고, 온도변화는 처리도구의 실행시간동안 처리벨트(12)의 표면 전체에 남는다. 에지영역(22a)은 벨트처리존(20b, 20c)에서 최소량의 온도이득을 발생시키고, 에지영역(22a)은 가장 많은 존을 통과하여 가로지르는 최대량의 온도변화를 통해 이동한다.
도 2a는 처리도구의 초기 워밍업에서 처리표면의 평균온도를 나타내는 온도(32)대 웨이퍼 번호(34)의 그래프(30)를 나타낸다. 그래프(30)는 예시적인 평균 처리표면온도(36)를 나타내고, 확인된 처리존을 가로질러 온도변화를 반영하기 않는다(도 1 참조). 도 2a에 있어서, 평균 처리온도(36)는 제1웨이퍼(40)에서 안정되고 비선형적인 상승을 나타내고, 원하는 처리온도(38)까지 계속 상승하여 대체로 제5웨이퍼(42)에서 원하는 처리온도(38)에 도달하게 된다. 그 후, 평균처리온도(36)는 대체로 원하는 처리온도(38)에 머무른다.
초기 온도상승은 비선형적이고, 도 2a에 나타낸 바와 같이 평균처리온도(36)는 원하는 처리온도(38)가 달성된 후에라도 변동한다. 슬러리나 다른 처리 화학약품 등의 인자도입은 초기에는 원하는 처리온도(38)를 달성한 후에 온도변동에 반영되는 평균 처리온도보다 낮아질 것이다. 도 2b는 초기 웨이퍼 처리동안의 비선형온도상승의 보다 상세한 그래프(50)를 나타낸다.
도 2a에 나타낸 바와 같이, 그래프(50)는 온도(52)대 웨이퍼 번호(54)를 나타낸다. 평균처리온도(56)는 제1웨이퍼(60)에서 상승한 후에 제2웨이퍼(62)에서 다시 상승하기 전에 내려간다. 마찬가지로, 평균 처리온도(56)는 제3웨이퍼 (64) 앞에서 다시 내려간 후에, 제3웨이퍼(56)에서 꾸준히 상승하며, 다음의 웨이퍼 앞에서 하강하며, 원하는 처리온도(58)에 도달할 때까지 상승과 하강 프로파일을 계속한다.
통상적인 처리 오퍼레이션은 원하는 처리온도(58)를 달성한 후의 일정한 변동뿐만 아니라, 초기 웨이퍼가 처리되는 동안 평균 처리온도(56)의 상승과 하강을 고려한다. 처리의 완료에서, 웨이퍼는 마찰열을 제거하는 처리표면으로부터 퇴출된다. 다음의 웨이퍼가 처리표면에 부착되면, 마찰열은 대응하는 온도상승에 반영된다. 더욱이, 몇몇 처리구성에 있어서, 인사이튜 포스트(post) 처리린스는 웨이퍼 표면에 가해지고, 린스 유체는 처리표면을 냉각시키기 위해 제공된다. 통상적으로, 처리도구의 초기 워밍업동안 온도변동은 매우 격렬하기 때문에, 더미(dummy) 웨이퍼로도 알려진 웨이퍼 블랭크는 더 많은 수락할 수 있는 처리조건이 달성될 때까지 첫 몇 웨이퍼와 같이 처리된다. 그러나, 도시한 바와 같이 평균 처리온도만 달성되고, 온도변화는 처리표면의 복수의 처리존(도 1 참조)을 가로질러 남는다.
도 3a는 본 발명의 1실시예에 따른 배면 가열유닛(70)의 측면도를 나타낸다. 배면 가열유닛(70)은 조절기 지지판(72)과, 가열소자 하우징(76) 및, 가열소자 하우징(76)내에 포함된 복수의 개별적으로 제어가능한 가열소자(78)를 갖추고 있다.여기에서 사용되는 바와 같이, 가열소자는 측정한 온도를 상승 및 하강 또는 유지시키도록 열에너지를 전달하는 온도를 유닛이다. 본 발명의 1실시예에 있어서, 배면 가열유닛(70)은 도 1에 나타낸 복수의 처리존(20a∼20j)의 온도제어와 유지를 위한 처리벨트(12; 도 1 참조)를 가로질러 개별적으로 제어가능한 가열소자(78)를 제공하기 위해 처리벨트(12; 도 1 참조)의 배면(하면(un derside)이라고도 칭해짐)을 따라 배치된다.
도 3b는 본 발명의 1실시예에 따른 도 3a에 나타낸 배면 가열유닛(70)의 상면도를 나타낸다. 배면 가열유닛(70)은 개별적으로 제어가능한 가열소자(78a∼78j)를 갖춘 가열소자 하우징(76)과 함께 처리벨트(74a)의 제1에지의 영역부터 처리벨트(74b)의 제2에지의 영역까지 처리벨트(12; 도 1 참조)의 폭에 걸쳐 있다. 1실시예에 있어서, 조절기 지지판(72)은 가열소자 하우징(76)에 부착된다. 조절기 지지판(72)은 도 5b와 도 6에 의해 이하에 보다 상세하게 설명된다.
도 3a와 도 3b에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 1실시예는 처리벨트(12; 도 1 참조)에 이르는 가열소자 하우징(76)에 끼워 넣어진 개별적으로 제어가능한 가열소자(78a∼78j)를 포함한다. 1실시예에 있어서, 개별적으로 제어가능한 가열소자(78a∼78j)가 가열소자 하우징(76)에 대해 노출된 표면레벨을 갖도록 개별적으로 제어가능한 가열소자(78a∼78j)는 가열소자 하우징(76)내의 에폭시나 유사한 매개물에 장착된다. 처리벨트(12; 도 1 참조)의 배면이 개별적으로 제어가능한 가열소자(78a∼78j)의 노출된 표면을 이동하도록 배면 가열유닛(70)은 처리벨트(12; 도 1 참조)의 하면에 인접하여 배치된다. 열전달은 전도에 의해 개별적으로 제어가능한 가열소자로부터 처리존(20a∼20j; 도 1 참조)까지 이루어진다. 상기한 실시예에 있어서, 개별적으로 제어가능한 가열소자(78a∼78j)는 도 1에 나타낸 10개의 처리존(20a∼20j)에 대응하도록 나타내어진다. 다른 실시예에 있어서, 보다 많거나 보다 적은 개별적으로 제어가능한 가열소자(78a∼78j)는 특정한 처리표면의 측정되고 교정된 처리존(20a∼20j; 도 1 참조)에 따라 구성될 수 있다. 상기 실시예는 복수의 처리존의 예이다. 더욱이, 개별적으로 제어가능한 가열소자(78a∼78j)는 개별적으로 제어가능한 가열소자(78a∼78j) 각각의 감시와 유지 및 제어를 위해 제공되는 시스템 제어기(도시하지 않음)에 의해 제어된다는 것을 이해해야 한다.
도 3a와 도 3b에 있어서, 벨트 행정(80)은 개별적으로 제어가능한 가열소자(78a∼78j)를 갖춘 가열소자 하우징(76)과 조절기 지지판(72)를 이동하는 것을 나타낸다(도 3a와 도 3b 모두 공통). 통상적인 처리도구에 있어서, 처리벨트 (12; 도 1 참조)는 분당 50피트부터 분당 400피트까지의 벨트속도로 이동하고, 처리벨트(12; 도 1 참조)는 강철, 합금, 우레탄을 포함한 여러 가지 재료로 구성된다. 본 발명의 1실시예에 있어서, 개별적으로 제어가능한 가열소자(78a∼78j)는 특정한 처리벨트(12; 도 1 참조)용으로 사용되는 재료뿐만 아니라 처리동안에 처리벨트(12; 도 1 참조)의 회전속도에 따라 교정된다. 1실시예에 있어서, 모든 확인된 처리존(20a∼20j; 도 1 참조)에서 처리표면을 처리온도로 올리는데 원하는 시간은 20초이지만, 실제시간은 지시되는 처리변수에 따라 조정될 수 있다. 1실시예에 있어서, 처리벨트(12)의 구성(도 1 참조), 처리벨트의 회전속도(도 1 참조), 프로세스(예컨대, 금속 CMP, 유전체 CMP, 장벽제거, 연마, 버프, 세정 등)의 형태 등의 처리변수와 그 이외의 변수는 개별적으로 제어가능한 가열소자(78a∼78j)를 위한 시스템 제어기(도시하지 않음)가 가능한 한 빨리 처리표면을 가로질러 원하는 처리온도를 달성하기 위해 개별적으로 제어가능한 가열소자(78a∼78j) 각각에 대해 가해진 온도를 조정하고 관리하며 처리기간중에 온도를 유지할 수 있도록 미리교정된다.
도 4는 본 발명의 1실시예에 따른 처리벨트(12)의 처리존(20a∼20j) 전체에 걸친 온도의 플롯(90)을 나타낸다. 플롯(90)은 웨이퍼 처리의 마찰접촉(94)을 통해 발생되는 열에너지와 개별적으로 제어가능한 가열소자(78a∼78j; 도 3b 참조)에 가해지는 열에너지로부터 얻어지는 처리존(20a∼20j) 각각에서 달성되는 온도(92)를 나타낸다. 도 4에 나타낸 바와 같이, 웨이퍼 처리의 마찰접촉(94)을 통해 발생되는 열에너지는 도 1에 관하여 설명되는 바와 같이 처리벨트(12)의 중심에서 처리표면과 마찰접촉하여 웨이퍼의 최대량의 표면영역에 대응하면서, 외부 처리존(예컨대, 20a, 20b, 20i, 20j)에서는 무시할 수 있고, 내부 처리존(예컨대, 20e, 20f)에서는 대체로 상승한다. 라인(96)은 본 발명의 1실시예에 따른 개별적으로 제어가능한 가열소자(78a∼78j; 도 3b 참조)로부터 가해진 열에너지를 나타낸다. 이해될 수 있는 바와 같이, 대량의 열에너지는 외부 처리존(예컨대, 20a, 20b, 20i, 20j)에 가해지고, 소량의 열에너지는 내부 처리존(예컨대, 20e, 20f)에 가해진다. 얻어진 유효한 온도(98)는 처리존(20a∼20j) 각각에서 온도를 반영하지만, 처리표면 전체에 걸친 평균온도는 반영하지 않는다.
본 발명의 1실시예에 있어서, 마찰접촉에 의해 발생되는 온도보다 높거나 낮은 온도는 특정한 처리동작을 원한다. 특정한 프로세스와 처리재료에 따라 마찰접촉에 의해 발생되는 온도는 알려져 있고, 도 4에서 94로 나타낸다. 1실시예에 있어서, 보다 높은 처리온도가 요망된다. 라인(102)은 라인(100)으로 나타낸 유효한 처리온도를 달성하기 위해 개별적으로 제어가능한 가열소자(78a∼78j; 도 3a 참조) 각각에 의해 이론상 가해진 열에너지를 나타낸다. 마찬가지로, 플롯(도시하지 않음)은 보다 낮은 유효한 처리온도를 달성하기 위해 요구되는 가해진 열에너지를 나타내도록 발생될 수 있다. 이러한 실시예에 있어서, 펠티에 (peltier) 또는 유사한 냉각소자가 프로세스 표면냉각을 위해 실현될 수 있다.
일반적으로, 처리온도의 증가는 기판표면으로부터 재료의 제거율을 증가시킬 것이고, 몇몇 응용에 있어서 증가된 제거율은 증가된 스루풋에 대해 바람직할 것이다. 그러나, 몇몇 응용에 있어서 제거의 정밀도는 최고의 고려대상이기 때문에, 처리온도의 전체 감소는 요망되는 목표이다. 본 발명의 1실시예에 따르면, 마찰접촉에 의해 발생되는 처리온도의 증가와 마찰접촉에 의해 발생되는 처리온도의 감소는 개별적으로 제어가능한 가열소자(78a∼78j) 각각에 의해 가해지는 열에너지의 조정과 관리에 의해 확립되고 유지될 수 있다. 더욱이, 본 발명의 1실시예는 처리표면을 가로질러 본질적으로 같은 열분포를 제공하고, 도 1에 관하여 상술한 열변화를 본질적으로 제거한다. 1실시예에 있어서, 열변화를 본질적으로 제거하는 것은 구조제조를 위한 전체 웨이퍼 표면, 특히 임계에지 영역의 유효한 사용에 특히 유용하다. 같은 열분포는 웨이퍼 표면 전체에 걸친 처리의 일관성과 제어능을 증가시키고, 이에 따라 웨이퍼 처리의 안정성을 증가시키게 된다.
본 발명의 1실시예에 있어서, 개별적으로 제어가능한 가열소자(78a∼78j; 도 3b 참조)의 이용은 처리슬러리나 다른 에이전트의 인가동안 웨이퍼 사이에서 처리표면 냉각과, 웨이퍼 린스 등과 같은 이러한 변화를 보상하도록 구성할 수 있다. 일례로서, 구리 CMP 오퍼레이션에 있어서, 통상적으로 웨이퍼의 포스트처리는 웨이퍼 제거전에 인사이튜 달성된다. 포스트 연마 린스는 몇몇 응용에서 20%만큼 많이 처리표면을 현저히 냉각시킬 수 있다. 본 발명의 1실시예는 이러한 환경에서 처리표면 냉각을 보상하기 위해 특별한 처리동작을 위한 웨이퍼 처리 사이클에 따라 교정되고 실현된다. 이해될 수 있는 바와 같이, 처리 슬러리나 다른 에이전트의 도입동안, 포스트 처리 세정동안 웨이퍼 사이에서 처리표면 냉각에 대한 보상은 도 2a와 도 2b에 관하여 상술한 처리온도 변동과 온도상승 및 하강을 거의 감소시키거나 제거할 수 있다. 특히 처리도구의 워밍업동안 이러한 온도변화의 감소나 제거는 도구 워밍업에 사용되는 블랭크 웨이퍼를 감소시키거나 제거할 수 있고, 제조효율과 스루풋을 증가시킬 수 있다.
상술한 바와 같이, 처리표면 전체에 걸친 온도변화에 기여하는 하나의 인자는 처리표면을 가로질러 스위핑하는 벨트나 패드 조절기의 마찰접촉에 의해 발생되는 열에너지이다. 통상적인 선행기술의 처리구성에 있어서, 조절퍽은 초과 처리 잔여물을 버리고 몇몇 처리표면 활성화를 제공하는 처리표면을 가로질러 스위프한다. 도 5a는 통상적인 벨트 조절구성을 나타낸다. 방향(118)으로 이동하는 처리벨트(12)는 처리표면에 대해 웨이퍼(16)를 유지하는 웨이퍼 캐리어(110) 아래를 통과한다. 예시의 명료함을 위해, 플래튼을 도시하지 않지만, 통상적으로는 웨이퍼(16)와 처리벨트(12)의 맞은편의 웨이퍼 캐리어(110) 바로 아래에 배치될 것이다.
또한, 도 5a에 나타낸 것은 조절패드 캐리어(112)에 부착된 조절패드(114)이다. 통상적인 구성에 있어서, 조절패드 캐리어(112)는 일반적으로 처리벨트(12)의 하나의 에지로부터 처리벨트(12)를 가로질러 처리벨트(12)의 다른 에지로 이동하고 웨이퍼 처리기간중에 연속사이클로 다시 뒤로 이동하면서, 웨이퍼처리동안 처리벨트(12)를 가로질러 조절패드(114)를 스위프한다. 제한된 처리표면 조절을 제공하는 것 외에, 처리표면에 열에너지를 발생시키는 마찰접촉은 처리표면에 이동하는 온도변화를 발생시키면서, 하나의 에지로부터 다른 에지로, 또 다시 뒤로 스위피한다. 더욱이, 조절패드(114)의 통상적인 크기는 처리벨트(12)의 웨이브 효과에 기인하여 특히 비유효성(ineffectiveness)이나 간헐적인 비유효성에 영향받기 쉽게 된다. 처리벨트(12)가 롤러(도시하지 않음) 사이에서 이동하기 때문에, 벨트의 회전모션이 딥(dip)과 팽창(swell)을 발생시키는 웨이브모션과 닮은 웨이브 효과가 발생된다. 웨이브가 조절패드(114)에 접근하고 접촉하기 때문에, 처리표면은 조절패드에 대해 구속할 수 있고, 조절패드의 표면으로부터 완전히 멀리 떨어져 효과없는 조절과 마찰접촉을 통해 열에너지의 조화되지 않는 인가를 초래하게 된다.
본 발명의 1실시예에 있어서, 처리표면 조절은 보다 유효한 CMP 처리를 위한 처리표면 온도제어와 결합된다. 도 5b는 본 발명의 1실시예에 따른 조절패드유닛(120)의 측면도를 나타낸다. 도 5b에 나타낸 바와 같이, 조절패드유닛(120)은 조절퍽(122)과 출구 스프레이와 퍽 린스유닛(124) 및, 엉겅퀴 브러쉬 출구 (126)를 포함한다. 본 발명의 1실시예에 있어서, 조절패드유닛(120)은 배면 가열유닛(70)에서 처리벨트(12)의 맞은편에 장착된다. 따라서, 조절패드유닛(120)은 처리벨트(12)의 처리표면에 인접하여 배치되고 처리표면과 마주 대하여 배치된다.
본 발명의 1실시예에 따르면, 조절퍽(122)은 조절기 지지판(72)에 반대하여 배치된다. 조절퍽은 조절할 때 처리벨트(12)에 대해 압력을 가하도록 구성되고, 조절기 지지판(72)은 불변하고 제어가능한 힘이 가해질 수 있는 서포트를 제공하도록 배치된다. 처리벨트(12)상의 모든 웨이브 효과를 최소화하기 위해, 또 조절퍽(122)에 대해 서포트 하드웨어를 효과적으로 이용하기 위해, 조절패드유닛(120)은 또한 1실시예에서 조절퍽(122)에 의해 완화된 처리표면의 모든 잔여물을 린스할뿐만 아니라 효과없는 조절퍽(122)을 렌더(render)하는 잔여물 조성을 막기 위해 조절퍽(122)을 린스하도록 구성되는 출구 스프레이와 퍽 린스유닛(124)를 포함한다. 더욱이, 엉겅퀴 브러쉬 출구(126)는 조절과 린스후에 처리표면의 최종 스크랩과 활성화를 제공한다.
도 6은 조절패드유닛(120)을 갖춘 선형 벨트 처리시스템(132)의 상면도를 나타낸다. 웨이퍼(16)는 방향(130)으로 이동하는 처리벨트(12)상에 나타내어진다. 처리존(20a∼20j)은 참고를 위해 나타내어진다. 본 발명의 1실시예에 있어서, 조절패드유닛(120)은 처리표면의 충분하고 완전한 조절을 보장하기 위해 체커판 패턴으로 구성된 복수의 조절퍽(122)을 포함한다. 1실시예에 있어서, 체커판 패턴은 본질적으로 조절퍽(122)의 선형어레이로서 처리벨트(12)에 걸쳐 있다. 복수의 출구 스프레이와 퍽 린스유닛(124)은 복수의 조절퍽(122)을 (처리벨트행정(130) 방향으로) 따라 나타내어져 있고, 복수의 엉겅퀴 브러쉬(126)는 처리표면의 최종 스크랩과 표면활성화를 제공한다. 1실시예에 있어서, 개별적인 조절퍽(122)은 사용되는 처리동작과 처리 에이전트에 따라 정밀하게 실현되도록 압력제어된다. 1실시예에 있어서, 각각의 조절퍽(122)은 약 0.1PSI∼약 2.0PSI 이상의 범위에서 압력제어된다. 개별적인 압력제어가 희망이나 처리조건 지시에 따라 조정되고 변경될 수 있는 보다 뛰어난 처리표면 조절을 제공한다는 점에 유의해야 한다. 도 6으로부터 이해될 수 있는 바와 같이, 중앙의 처리존(예컨대, 20e, 20f)은 처리표면과 접촉하고 있는 웨이퍼(12)의 보다 큰 표면영역에 기인하여 조절하는 보다 많거나 보다 작은 압력 및/또는 처리표면을 필요로 한다. 외부 처리존(예컨대, 20a∼20c, 20h∼20j)은 웨이퍼(12)의 표면영역과 조금 접촉하거나 또는 거의 접촉하지 않기 때문에, 다른 처리표면 조건요구를 초래한다. 본 발명의 1실시예에 있어서, 처리존(20a∼20j)을 통과하는 다른 처리표면 조건요구는 처리표면을 가로질러 체커판 패턴뿐만 아니라 조절퍽(122) 각각에 대한 개별적으로 제어가능한 압력으로 조절퍽(122)에 의해 제공되는 완전한 적용범위에서 유효하게 관리된다.
본 발명의 1실시예에 있어서, 출구 스프레이와 퍽 린스유닛(124)은 린스나 세정제 공급(도시하지 않음)에 의해 보충되고, 분배되는 스프레이 용량의 범위에 대해 개별적으로 제어가능하다. 몇몇 처리동작에 있어서, 중앙의 처리존(예컨대, 20e, 20f)에서의 처리표면과 접촉하고 있는 웨이퍼(12)의 증가된 표면영역은 처리표면 조절과 세정요구를 변경하고, 대응하는 출구 스프레이와 퍽 린스유닛(124)의스프레이 용량을 변경하는 것은 처리표면의 가장 유효하고 안정된 세정을 제공한다. 본 발명의 1실시예에 있어서, 각각의 출구 스프레이와 퍽 린스유닛(124)은 분배된 스프레이의 압력과 분배된 용량 범위를 통해 제어가능하다.
도 7은 본 발명의 몇몇 실시예에 따라 구성된 배면 가열유닛(70)과 조절패드유닛(120)을 갖춘 CMP 선형 벨트 처리시스템(140)을 나타낸다. 도 7에 나타낸 바와 같이, 처리벨트(12)는 롤러(142a, 142b)위와 그 둘레에 장착된다. 처리벨트(12)의 회전방향은 화살표 144로 나타낸다. 배면 가열유닛(70)과 조절패드유닛(120)은 본 발명의 실시예에 따라 복수의 위치와 구성으로 배치될 수 있다. 도 7에 있어서, 2개의 위치 실시예가 설명된다. 도시한 바와 같은 방향(144)으로의 벨트회전의 경우, 1실시예에서 처리표면은 출구 스프레이와 퍽 린스유닛(124) 및 엉겅퀴 브러쉬 출구(126)를 통과하기 전에 조절퍽(122)을 가로질러 이동할 것이다. 따라서, 배면 가열유닛(70)은 조절기 지지판(72)이 요구되는 서포트를 제공하기 위해 조절퍽(122) 맞은편에 잉ㅆ도록 배치된다. 조절패드유닛(120)과 배면 가열소자(70)는 도 7에 나타낸 CMP 선형 벨트 처리시스템(140)의 하부영역에서 2개의 다른 위치에 배치되고, 상술한 바와 같이 구성된다.
CMP 선형 벨트 처리시스템(140)의 상부영역에 있어서, 배면 가열유닛(70)과 조절패드유닛(120)의 각각의 구성요소는 본 발명의 다른 실시예에 따라 구성된다. 상기한 실시예에 있어서, 복수의 각 가열소자(78)를 갖춘 가열소자 하우징(76)은 CMP 선형 벨트 처리시스템(140)의 처리영역 바로 앞에 배치된다. 온도제어 및 조정은 이 실시예에서의 처리 바로 전에 초래된다. 조절기 지지판(72)과 조절패드유닛(120)은 CMP 선형 벨트 처리시스템(140)의 처리영역을 바로 따르는 처리벨트(12)의 맞은편에 배치된다. 이런 식으로, 기술된 배면 가열유닛(70)과 조절패드유닛(120)의 각각의 구성요소가 배치될 수 있고, 처리요망과 조건에 따라 실현될 수 있다고 설명된다.
도 8은 본 발명의 1실시예에 따른 처리표면 온도제어를 위한 방법 오퍼레이션을 나타낸 플로우차트(150)이다. 이 방법은 웨이퍼를 처리하기 위한 처리표면이 제공되는 오퍼레이션 152에서 시작된다. 1실시예에 있어서, 처리표면은 웨이퍼의 CMP 처리에 사용되는 선형 벨트이다.
이 방법은 복수의 열소자가 열에너지를 전도하기 위해 제공되는 오퍼레이션 154로 계속된다. 1실시예에 있어서, 복수의 열소자는 처리표면에 이르는 어레이로 구성된다. 1실시예에 있어서, 처리표면은 CMP 처리에 사용되는 선형 벨트이고, 열유닛의 어레이는 벨트의 한쪽 에지로부터 선형 벨트의 다른쪽 에지까지 선형 벨트에 이르고 있다.
다음으로, 오퍼레이션 156에서 이 방법은 웨이퍼를 처리하기 위한 표면으로 열에너지를 전도하기 위해 복수의 열소자를 구성한다. 본 발명의 1실시예에 있어서, 복수의 열소자는 처리표면에 이르는 어레이 구성으로 복수의 열소자 각각을 수용하도록 구성된 가열소자 하우징에 포함된다. 1실시예에 있어서, 복수의 열소자 각각은 각각의 열소자의 몸체가 가열소자 하우징내에 있도록, 또 열에너지 전달표면이 노출되고 가열소자 하우징의 표면과 동등하도록 에폭시나 다른 이러한 매개물에 장착된다. 각각이 노출된 열에너지 전달표면을 갖춘 끼워넣은 열소자를 갖춘가열소자 하우징은 처리표면의 배면을 가로질러 처리표면에 걸치도록 배치된다. 열소자 각각에 의해 전달되는 열에너지는 처리표면의 배면으로 전달되고, 이에 따라 처리표면을 가열하거나 냉각시키도록 열에너지를 전달하게 된다.
이 방법은 웨이퍼를 처리하기 위한 표면을 가로질러 원하는 온도 프로파일을 달성하기 위해 복수의 열소자를 이용하여 열에너지를 도입하는 오퍼레이션 158로 계속된다. 1실시예에 있어서, 처리표면은 복수의 처리존으로 분할되고, 각 존은 동일함을 증명할 수 있는 온도 프로파일을 갖는다. 열에너지는 각각의 처리존에서 원하는 온도를 정밀하게 제어하고 유지하기 위해 열소자를 이용하여 도입되고, 이에 따라 웨이퍼를 처리하기 위한 표면을 가로질러 원하는 온도 프로파일이 달성된다. 1실시예에 있어서, 열에너지는 처리존의 온도를 상승시키도록 가해진다. 1실시예에 있어서, 열에너지는 복수의 처리존의 온도를 상승, 하강 또는 그 어떤 조합으로 하도록 조정되거나 관리된다.
이 방법은 웨이퍼가 처리되고 웨이퍼를 처리하기 위한 표면을 가로질러 원하는 온도 프로파일이 복수의 열소자를 이용하여 도입된 열에너지를 조정함으로써 유지되는 오퍼레이션 160에서 종료된다. 1실시예에 있어서, 웨이퍼를 처리하기 위한 표면은 복수의 처리존 각각에서 감시되고, 열에너지는 웨이퍼를 처리하기 위한 표면을 가로질러 원하는 온도 프로파일을 유지하기 위해 각 처리존의 온도를 상승 또는 하강시키도록 복수의 열소자의 각 열소자를 이용하여 조정된다. 1실시예에 있어서, 원하는 온도 프로파일은 처리도구를 위한 웨이퍼 처리의 기간중에 유지되고, 이 방법은 종료된다.
본 발명은 여러 가지의 특정한 실시예와 관련하여 설명했지만, 이에 한정되지 않고, 발명의 요지를 이탈하지 않는 범위내에서 여러 가지로 변형하여 실시할 수 있음은 물론이다.

Claims (19)

  1. 제1롤러와, 제2롤러, 상기 제1롤러와 제2롤러 둘레를 순환하며 제1에지와 제2에지 사이에 이르는 폭을 갖는 선형 벨트 및, 온도제어기를 갖춘 CMP 시스템에 있어서,
    열소자 어레이를 구비하여 구성되고,
    상기 열소자 어레이의 각 열소자가 독립적으로 제어되며,
    상기 열소자 어레이가 상기 제1롤러와 상기 제2롤러 사이에 배치되어 상기 선형 벨트의 배면과 접촉하도록 구성되고, 상기 선형 벨트 폭의 제1에지와 제2에지 사이에서 연장되는 것을 특징으로 하는 CMP 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 열소자 어레이의 각 열소자가, 상기 선형 벨트의 처리표면 온도를 관리하도록 구성된 시스템 제어기에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 CMP 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기 선형 벨트는 처리표면을 가로질러 복수의 처리존을 갖추고 있고,
    상기 열소자 어레이의 각 열소자가 처리존에 대응하며, 상기 열소자 어레이는 상기 열소자에 대응하는 처리존의 처리온도를 조정하도록 독립적으로 제어되는 것을 특징으로 하는 CMP 시스템.
  4. 제3항에 있어서, 상기 열소자 어레이의 각 열소자는, 상기 열소자에 대응하는 처리존의 처리온도를 상승시키기 위해 상기 열소자에 대응하는 상기 처리존에 열에너지를 가하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 CMP 시스템.
  5. 제3항에 있어서, 상기 열소자 어레이의 각 열소자는, 상기 열소자에 대응하는 처리존의 상기 처리온도를 하강시키기 위해 상기 열소자에 대응하는 상기 처리존에 열에너지를 가하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 CMP 시스템.
  6. 제1롤러와, 제2롤러 및, 상기 제1롤러와 제2롤러 둘레를 순환하고 제1에지와 제2에지 사이에 이르는 폭을 가지며, 외부 처리표면과 내부 표면을 가진 선형 벨트를 갖춘 CMP 시스템에 있어서,
    상기 선형 벨트의 상기 내부 표면의 위치의 선형 어레이에 열에너지를 가하는 단계와,
    상기 위치의 선형 어레이의 각각에서 상기 가해진 열에너지의 정도를 제어하는 단계를 구비하여 이루어지고,
    상기 위치의 선형 어레이가 상기 선형 벨트의 제1에지로부터 제2에지에 이르는 것을 특징으로 하는 선형 벨트의 온도제어방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 위치의 선형 어레이 각각은, 상기 선형 벨트의 상기내부 표면에 열에너지를 가하도록 구성되는 열유닛을 갖추고 있는 것을 특징으로 하는 선형 벨트의 온도제어방법.
  8. 제7항에 있어서, 각각의 열유닛이, 원하는 처리표면온도를 유지하기 위해 각각의 열유닛에 의해 열에너지의 인가를 제어하도록 구성된 처리표면 온도제어기에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 선형 벨트의 온도제어방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 위치의 선형 어레이는 상기 선형 벨트의 상기 외부 처리표면의 처리존에 대응하고, 각각의 열유닛은 상기 선형 벨트의 상기 외부 처리표면의 처리존의 처리온도를 제어하기 위해 상기 선형 벨트의 상기 내부 표면에 열에너지를 가하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 선형 벨트의 온도제어방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 각각의 열유닛은 상기 선형 벨트의 상기 외부 처리표면의 처리존의 온도를 상승시키기 위해 상기 선형 벨트의 상기 내부 표면에 열에너지를 가하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 선형 벨트의 온도제어방법.
  11. 제9항에 있어서, 상기 각각의 열유닛은 상기 선형 벨트의 상기 외부 처리표면의 처리존의 온도를 하강시키기 위해 상기 선형 벨트의 상기 내부 표면에 열에너지를 가하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 선형 벨트의 온도제어방법.
  12. 제1롤러와, 제2롤러, 상기 제1롤러와 제2롤러 둘레를 순환하고 제1에지와 제2에지 사이에 이르는 폭을 가지며 상기 제1롤러와 상기 제2롤러에 접촉하는 외부 작성표면과 내부 표면을 더 가진 선형 벨트 및, 작성표면 조절기를 갖춘 CMP 시스템에 있어서,
    상기 선형 벨트의 상기 외부 작성표면을 조절하기 위한 조절퍽의 어레이를 구비하여 구성되고,
    상기 조절퍽의 어레이의 각각이 독립적으로 제어되고, 조절퍽의 어레이가 선형 벨트 폭의 제1에지와 제2에지 사이에서 연장되는 것을 특징으로 하는 CMP 시스템.
  13. 제12항에 있어서, 상기 선형 벨트의 상기 외부 작성표면과 상기 조절퍽을 린스하기 위한 스프레이 노즐의 어레이를 더 구비하여 구성되고,
    상기 스프레이 노즐의 어레이의 각각이 독립적으로 제어되며,
    상기 스프레이 노즐의 어레이가 상기 선형 벨트 폭의 제1에지와 제2에지 사이에서 연장되는 것을 특징으로 하는 CMP 시스템.
  14. 제13항에 있어서, 상기 선형 벨트의 상기 외부 작성표면을 스위프하도록 구성된 엉겅퀴 브러쉬의 어레이를 더 구비하여 구성되고,
    상기 엉겅퀴 브러쉬의 어레이가 상기 선형 벨트 폭의 제1에지와 제2에지 사이에서 연장되는 것을 특징으로 하는 CMP 시스템.
  15. 제12항에 있어서, 독립적으로 제어되는 상기 조절퍽의 어레이의 각각이 상기 외부 작성표면에 대해 약 0.1PSI∼약 2.0PSI의 압력을 가하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 CMP 시스템.
  16. 제1롤러와, 제2롤러 및, 상기 제1롤러와 제2롤러의 둘레를 순환하고 제1에지와 제2에지 사이에 이르는 폭을 가지며 외부 처리표면과 내부 표면을 가진 선형 벨트를 갖춘 CMP 시스템에 있어서,
    상기 선형 벨트의 상기 제1에지와 상기 제2에지 사이에서 연장되는 선형 경로를 따라 복수의 독립적인 조절소자를 분배하는 단계와,
    상기 선형 경로를 따라 상기 외부 처리표면에 상기 복수의 독립적인 조절소자의 각각을 부착하는 단계를 구비하여 이루어진 것을 특징으로 하는 선형 벨트의 외부 처리표면의 조절방법.
  17. 제16항에 있어서, 상기 선형 벨트의 제1에지와 제2에지 사이에서 연장되는 선형 경로를 따라 복수의 스프레이 노즐을 분배하는 단계와,
    상기 선형 경로를 따라 상기 복수의 스프레이 노즐의 각각을 이용하여 상기 선형 벨트의 상기 외부 작성표면을 린스하는 단계를 더 구비하여 이루어진 것을 특징으로 하는 선형 벨트의 외부 처리표면의 조절방법.
  18. 제17항에 있어서, 상기 선형 벨트의 제1에지와 제2에지 사이에서 연장되는 선형 경로를 따라 복수의 엉겅퀴 브러쉬를 분배하는 단계와,
    상기 선형 경로를 따라 상기 복수의 엉겅퀴 브러쉬 각각을 이용하여 상기 선형 벨트의 상기 외부 작성표면을 세정하는 단계를 더 구비하여 이루어진 것을 특징으로 하는 선형 벨트의 외부 처리표면의 조절방법.
  19. 제17항에 있어서, 상기 독립적인 조절소자가 상기 외부 작성표면에 대해 약 0.1PSI∼약 2.0PSI의 압력을 가하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 선형 벨트의 외부 처리표면의 조절방법.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180101895A (ko) * 2017-03-06 2018-09-14 주식회사 케이씨텍 에어 베어링 및 이를 구비하는 기판 연마 장치
KR20180109463A (ko) * 2017-03-28 2018-10-08 주식회사 케이씨텍 기판 연마 장치

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6652708B2 (en) * 2001-12-28 2003-11-25 Lam Research Corporation Methods and apparatus for conditioning and temperature control of a processing surface
US7160178B2 (en) * 2003-08-07 2007-01-09 3M Innovative Properties Company In situ activation of a three-dimensional fixed abrasive article
US6929961B2 (en) * 2003-12-10 2005-08-16 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B. V. Dual function array feature for CMP process control and inspection
US6951509B1 (en) 2004-03-09 2005-10-04 3M Innovative Properties Company Undulated pad conditioner and method of using same
US7544617B1 (en) * 2005-06-29 2009-06-09 Iowa State University Research Foundation, Inc. Die scale control of chemical mechanical polishing
US8292691B2 (en) * 2008-09-29 2012-10-23 Applied Materials, Inc. Use of pad conditioning in temperature controlled CMP
KR101108337B1 (ko) * 2009-12-31 2012-01-25 주식회사 디엠에스 2단의 냉매 유로를 포함하는 정전척의 온도제어장치
CN102672594A (zh) * 2012-05-04 2012-09-19 上海华力微电子有限公司 一种精确控制cmp研磨盘温度的装置
US9550270B2 (en) 2013-07-31 2017-01-24 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Limited Temperature modification for chemical mechanical polishing
US9855637B2 (en) * 2014-04-10 2018-01-02 Apple Inc. Thermographic characterization for surface finishing process development
CN110865514B (zh) * 2018-08-06 2023-06-30 长鑫存储技术有限公司 掩模板热效应补偿的方法

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5174881A (en) 1988-05-12 1992-12-29 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Apparatus for forming a thin film on surface of semiconductor substrate
US5352490A (en) * 1988-09-22 1994-10-04 Nkk Corporation Method of chemical vapor deposition in a continuous treatment line
US5700180A (en) * 1993-08-25 1997-12-23 Micron Technology, Inc. System for real-time control of semiconductor wafer polishing
TW334379B (en) * 1995-08-24 1998-06-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd Compression mechanism for grinding machine of semiconductor substrate
US6763686B2 (en) * 1996-10-23 2004-07-20 3M Innovative Properties Company Method for selective photosensitization of optical fiber
US5873769A (en) * 1997-05-30 1999-02-23 Industrial Technology Research Institute Temperature compensated chemical mechanical polishing to achieve uniform removal rates
US5957750A (en) * 1997-12-18 1999-09-28 Micron Technology, Inc. Method and apparatus for controlling a temperature of a polishing pad used in planarizing substrates
US6190243B1 (en) * 1998-05-07 2001-02-20 Ebara Corporation Polishing apparatus
EP0960955A1 (en) * 1998-05-26 1999-12-01 Universiteit Gent Method and apparatus for flame spraying to form a tough coating
US6000997A (en) * 1998-07-10 1999-12-14 Aplex, Inc. Temperature regulation in a CMP process
US6042457A (en) * 1998-07-10 2000-03-28 Aplex, Inc. Conditioner assembly for a chemical mechanical polishing apparatus
US6196899B1 (en) * 1999-06-21 2001-03-06 Micron Technology, Inc. Polishing apparatus
JP2001196413A (ja) * 2000-01-12 2001-07-19 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置、該半導体装置の製造方法、ｃｍｐ装置、及びｃｍｐ方法
US6585572B1 (en) * 2000-08-22 2003-07-01 Lam Research Corporation Subaperture chemical mechanical polishing system
US6579157B1 (en) * 2001-03-30 2003-06-17 Lam Research Corporation Polishing pad ironing system and method for implementing the same
US6828545B1 (en) * 2001-05-15 2004-12-07 Raytheon Company Hybrid microelectronic array structure having electrically isolated supported islands, and its fabrication
US6736720B2 (en) * 2001-12-26 2004-05-18 Lam Research Corporation Apparatus and methods for controlling wafer temperature in chemical mechanical polishing
US6652708B2 (en) * 2001-12-28 2003-11-25 Lam Research Corporation Methods and apparatus for conditioning and temperature control of a processing surface

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180101895A (ko) * 2017-03-06 2018-09-14 주식회사 케이씨텍 에어 베어링 및 이를 구비하는 기판 연마 장치
KR20180109463A (ko) * 2017-03-28 2018-10-08 주식회사 케이씨텍 기판 연마 장치

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