KR20100113074A - 유체 함유 공정 재료 화합물의 전달 방법 및 시스템 - Google Patents
유체 함유 공정 재료 화합물의 전달 방법 및 시스템 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20100113074A KR20100113074A KR1020107014903A KR20107014903A KR20100113074A KR 20100113074 A KR20100113074 A KR 20100113074A KR 1020107014903 A KR1020107014903 A KR 1020107014903A KR 20107014903 A KR20107014903 A KR 20107014903A KR 20100113074 A KR20100113074 A KR 20100113074A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- process material
- container
- mixing manifold
- station
- tool
- Prior art date
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 461
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 426
- 230000008569 process Effects 0.000 title claims abstract description 380
- 239000012530 fluid Substances 0.000 title claims description 58
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 160
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 16
- 238000012545 processing Methods 0.000 abstract description 90
- 238000009826 distribution Methods 0.000 abstract description 42
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 117
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 69
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 42
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 39
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 39
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 35
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 31
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 31
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 29
- 230000006870 function Effects 0.000 description 23
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 22
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 21
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 17
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 15
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 14
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 14
- 238000004377 microelectronic Methods 0.000 description 13
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 12
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 11
- 238000007872 degassing Methods 0.000 description 11
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 10
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 10
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 10
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 9
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 9
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 9
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 9
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 8
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 8
- 239000000047 product Substances 0.000 description 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 230000008859 change Effects 0.000 description 7
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 7
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 7
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 6
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 6
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 6
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 5
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 5
- 230000036962 time dependent Effects 0.000 description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 4
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 4
- 238000013517 stratification Methods 0.000 description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 4
- 239000003082 abrasive agent Substances 0.000 description 3
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 3
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 3
- 238000013019 agitation Methods 0.000 description 3
- 230000001680 brushing effect Effects 0.000 description 3
- 239000002738 chelating agent Substances 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 239000010408 film Substances 0.000 description 3
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 3
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 3
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 3
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 3
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 3
- 230000001953 sensory effect Effects 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 239000003570 air Substances 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- 235000013361 beverage Nutrition 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 238000009388 chemical precipitation Methods 0.000 description 2
- 238000012824 chemical production Methods 0.000 description 2
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 2
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 2
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 2
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 2
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 2
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 2
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 2
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 2
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 2
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 2
- 238000012905 input function Methods 0.000 description 2
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 description 2
- GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N iridium atom Chemical compound [Ir] GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 2
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 2
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 2
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 2
- 238000007517 polishing process Methods 0.000 description 2
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 2
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 2
- 229920000036 polyvinylpyrrolidone Polymers 0.000 description 2
- 235000013855 polyvinylpyrrolidone Nutrition 0.000 description 2
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 2
- 238000011112 process operation Methods 0.000 description 2
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 2
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 2
- 239000002683 reaction inhibitor Substances 0.000 description 2
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 2
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 2-(2-methoxy-5-methylphenyl)ethanamine Chemical compound COC1=CC=C(C)C=C1CCN SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 2-Propenoic acid Natural products OC(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YZCKVEUIGOORGS-OUBTZVSYSA-N Deuterium Chemical group [2H] YZCKVEUIGOORGS-OUBTZVSYSA-N 0.000 description 1
- 229920002153 Hydroxypropyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 239000004599 antimicrobial Substances 0.000 description 1
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 description 1
- 238000010364 biochemical engineering Methods 0.000 description 1
- 239000000560 biocompatible material Substances 0.000 description 1
- 230000031018 biological processes and functions Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000003130 blood coagulation factor inhibitor Substances 0.000 description 1
- 239000013590 bulk material Substances 0.000 description 1
- 230000009920 chelation Effects 0.000 description 1
- 238000001311 chemical methods and process Methods 0.000 description 1
- 239000008119 colloidal silica Substances 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 239000012611 container material Substances 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 238000011143 downstream manufacturing Methods 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 229920002313 fluoropolymer Polymers 0.000 description 1
- 239000004811 fluoropolymer Substances 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 231100001261 hazardous Toxicity 0.000 description 1
- 108010036050 human cationic antimicrobial protein 57 Proteins 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001863 hydroxypropyl cellulose Substances 0.000 description 1
- 235000010977 hydroxypropyl cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 239000011236 particulate material Substances 0.000 description 1
- 230000002572 peristaltic effect Effects 0.000 description 1
- 150000002978 peroxides Chemical class 0.000 description 1
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 1
- -1 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000001267 polyvinylpyrrolidone Substances 0.000 description 1
- 239000010970 precious metal Substances 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 238000011002 quantification Methods 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 238000000518 rheometry Methods 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 229910021642 ultra pure water Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012498 ultrapure water Substances 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- 229920003169 water-soluble polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000008207 working material Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
- H01L21/3205—Deposition of non-insulating-, e.g. conductive- or resistive-, layers on insulating layers; After-treatment of these layers
- H01L21/321—After treatment
- H01L21/32115—Planarisation
- H01L21/3212—Planarisation by chemical mechanical polishing [CMP]
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B57/00—Devices for feeding, applying, grading or recovering grinding, polishing or lapping agents
- B24B57/02—Devices for feeding, applying, grading or recovering grinding, polishing or lapping agents for feeding of fluid, sprayed, pulverised, or liquefied grinding, polishing or lapping agents
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
- H01L21/6715—Apparatus for applying a liquid, a resin, an ink or the like
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T137/00—Fluid handling
- Y10T137/2496—Self-proportioning or correlating systems
- Y10T137/2499—Mixture condition maintaining or sensing
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T137/00—Fluid handling
- Y10T137/4673—Plural tanks or compartments with parallel flow
- Y10T137/4807—Tank type manifold [i.e., one tank supplies or receives from at least two others]
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T137/00—Fluid handling
- Y10T137/8593—Systems
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
- Accessories For Mixers (AREA)
- Grinding-Machine Dressing And Accessory Apparatuses (AREA)
Abstract
각 툴, 스테이션, 또는 사용 지점에 대해 독립적으로 제어 가능한 공정 재료를 생성하기 위해서, 공통 소스의 상이한 (예컨대, 농축된) 공정 재료가 다수의 공정 툴, 처리 스테이션, 또는 기타 사용 지점과 관련되어 다수의 혼합 매니폴드로 제어 가능하게 공급된다. 다중 성분 공정 재료는 공급 컨테이너로부터 혼합 매니폴드를 통해 반환 컨테이너로 순환되어, 혼합 및 사용 직전까지 균일성을 보장할 수 있다. 그러한 컨테이너는 압력 분배에 적합한 라이너 기반 컨테이너를 포함할 수 있다.
Description
관련 출원
본 출원은 2007년 12월 6일자로 출원된 SYSTEMS AND METHODS FOR DELIVERY OF FLUID-CONTAINING PROCESS MATERIAL COMBINATIONS 명칭의 미국 가출원 제60/992,988호의 우선권을 주장한다. 전술한 출원의 명세서는 마치 전체가 본 출원에 기술된 것처럼 참조에 의해 본원에 통합된다.
기술분야
본 발명은 반도체 제조에 채용된 공정을 포함하여, 유체 활용 공정으로 유체 함유 공정 재료의 전달을 위한 방법 및 시스템에 관한 것이다.
공정 장비(예컨대, 공정 툴)로의 유체 함유 공정 재료의 전달은 다양한 제조 공정에서 일상적으로 수행된다. 수많은 산업계는 공급 재료가 초순수 형태로 실질적으로 오염 없이 제공되는 것을 필요로 한다. 이와 관련하여, 용어 "공급 재료"는 광범위하게 제조 및/또는 산업 공정에서 사용되고 소비되는 다양한 재료들 중 임의의 것을 지칭한다.
반도체 및 마이크로 전자공학 장치의 제조와 관련하여, 특정 오염물의 매우 소량의 존재는 제품 결함, 또는 심지어 의도된 목적에 대한 쓸모 없음의 결과를 가져올 수 있다. 따라서, 그러한 제조 장비로 공급 재료를 공급하기 위해 사용된 전달 시스템(예컨대, 컨테이너 및 전달 구성요소를 포함한다)은 오염 문제를 회피하는 특성이 있어야 한다. 재료 전달 컨테이너는 컨테이너 및 전달 구성요소로부터 그 내에 포함되거나 그와 접촉하여 배치되는 공급 재료로 탈기, 입자 방출(particle shedding) 및 기타 다른 형태의 오염물 부과를 방지하면서, 적절한 조건에서 엄격하게 세척되어야 한다. 자외선 광, 열, 환경 가스, 공정 가스, 파편 및 불순물에 대한 공급 재료의 노출이 그러한 재료에 불리하게 영향을 주더라도, 재료 전달 시스템은 바람직하게는 함유된 재료의 분해 또는 열화 없이, 공급 재료를 순수한 상태로 유지하여야 한다. 특정 공급 재료들은 바람직하지 않은 방식으로 서로 상호작용을 할 수 있고(예컨대, 화학적 반응 또는 침전), 따라서 그러한 성분의 결합 저장소는 회피되어야 한다. 순수한 공급 재료는 매우 고가일 수 있기 때문에, 그러한 재료의 낭비는 최소화되어야 한다. 독성 및/또는 유해성 공급 재료에 대한 노출 또한 방지되어야 한다.
화학적 기계적 연마(chemical mechanical polishing; CMP) 또는 평탄화는 재료가 반도체 웨이퍼 및/또는 웨이퍼 제품의 표면으로부터 제거되는 공정이며, 이 표면은 마모와 같은 물리적 공정과, 용해, 산화 또는 킬레이트화와 같은 화학적 공정의 결합에 의해 연마(평탄화)된다. 가장 기본적인 형태에서, CMP는 불필요한 재료의 제거 및 웨이퍼 표면의 평탄화 양자를 달성하기 위해서, 슬러리, 구체적으로 연마재와 하나 이상의 활성 화학물질의 수용액을 웨이퍼 표면으로 또는 반도체 웨이퍼의 표면 구조 상의 상이한 재료를 연마하는 연마 패드로 적용하는 것을 포함한다.
통상의 CMP 공정에서, 다양한 공급 원료 재료가 혼합되어, 작업 표면으로 적용을 위해 평탄화 기기로 전달되는 CMP 현탁액을 형성한다. CMP 공정용 하나의 공급 재료는 실리카계 연마재를 포함할 수 있고, 다른 공급 재료는 반응제(예컨대, 과산화수소)를 포함할 수 있다. 다양한 입자 재료 및 화학제가 상이한 공정 단계 중에서 변화하는 조합 및 비율로 사용될 수 있다.
그러나, CMP 현탁액과 관련된 한 가지 문제는 입자 재료가 흔히 긴 시간구간 동안 균일한, 균질의 현탁액 내에 남아 있지 않게 된다는 점이다. 입자가 현탁액 내에 남겨지는 것을 보장하기 위해서, 예컨대, 보유 탱크에서 교반, 젓기, 또는 혼합의 일부 형태가 통상적으로 사용하기 직전까지 채용된다. 현탁액(예컨대, 입자 분포 및 고형 백분율에 기초하여)은 유체를 등속 운동(constant motion)으로 보유함으로써 유지될 수 있지만, 비말 입자가 바람직하지 않은 교반을 이끌어 낼 수 있는 과도한 전단력에 처해짐을 방지하기 위해 반드시 주의가 주어져야 한다. CMP 현탁액은 마모성 및 반응성이고, 따라서 그러한 유체를 움직이기 위한 전용의 펌프 또는 교반기는 실질적으로 감소된 효율 또는 심지어 조기의 결함을 가져오는 과도한 마모에 처해진다.
CMP 툴은 일반적으로 순차적인 처리 단계를 수행하기 위해 각각 적합한, 다수의 처리 스테이션을 포함한다. 도 1a는 웨이퍼가 그 위에서 처리되는 플래튼(13, 15, 17)을 각각 갖는 3개의 스테이션(12, 14, 16)을 통해 웨이퍼를 순차적으로 수송하기 위해 사용되는 중앙 웨이퍼 핸들러(11)를 갖는 제 1 CMP 툴(10)을 도시한다. CMP 툴(10)은 순차적인 웨이퍼 처리: 예를 들면, 제 2 웨이퍼를 제 2 스테이션(14)의 제 2 처리 단계로 진행하고, 제 3 웨이퍼를 제 3 스테이션(16)의 제 3 처리 단계로 진행하고, 추가의 웨이퍼를 웨이퍼 스테이징 구역(18)으로 로드하면서, 제 1 웨이퍼를 제 1 스테이션(12)의 제 1 처리 단계로 진행하기 위해 구성된다. 도 1b는 제 1 CMP 툴과 유사한 제 2 CMP 툴(20)[즉, 중앙 웨이퍼 핸들러(21), 각각 플래튼(23, 25, 27)을 갖는 3개의 스테이션(22, 24, 26), 그리고 로딩/언로딩 구역(28)을 구비한다]을 도시하며, 웨이퍼 수송을 위해 적합한 관련 웨이퍼 핸들러(31, 32)를 갖는 브러싱 및/또는 피니싱 스테이션(30)을 이용하여, 추가의 웨이퍼 처리(예컨대, 메그-어시스트 세척, 입자에 대한 브러시 세척 및/또는 유기물 제거 및/또는 웨이퍼 건조)를 위한 다수의 브러싱 및/또는 피니싱 스테이션(30)을 더 포함한다.
도 1c에 도시된 것처럼, 통상의 반도체 장치 생산 설비(40)는 병행 동작하는 다수의 CMP 툴(20A-20E)을 포함한다. 그러한 툴(20A-20E)은 통상적으로 제조 플로어("팹") 상에 배치되고, 공급 재료 컨테이너 및 전달 구성요소는 서브 인접 레벨("서브팹") 상에 배치된다. 기계적 혼합기(41)가 슬러리 용기(42) 내 CMP 슬러리를 균일한 상태로 유지하기 위해 사용된다. 슬러리는 슬러리 분배 펌프(46)가 슬러리를 전역 분배 루프(48)로부터 각각의 CMP 툴(20A-20E) 중 한 스테이션(예컨대, 제 1 처리 스테이션 또는 제 2 처리 스테이션)으로 펌핑하는 분배 탱크(45)로 공급된다. CMP 툴(20A-20E) 중에서 처리 스테이션의 각 대응하는 그룹이 독자의 이해를 촉진하기 위해 도 1c에 도시되어 있는 단일 슬러리 분배 네트워크를 구비하는 대응하는 전역 슬러리 루프[예를 들면, 각 툴(20A-20E) 중 제 1 처리 스테이션은 제 1 전역 슬러리 루프에 연결되어 제 1 슬러리 또는 그 혼합물을 공급하고, 각 툴(20A-20E) 중 제 2 처리 스테이션은 제 2 전역 슬러리 루프에 연결되어 제 2 슬러리 또는 그 혼합물을 공급하는 등]를 갖는다는 점이 명백하다. 펌프(46) 및/또는 기타 구성요소를 제어하기 위한 신호를 제공하기 위해서 [분배 루프(48)와 감각 통신하는] 원격 기기(47)가 제공될 수 있다. 분배 루프(48)는 바람직하게는 전역 분배 루프(48)에서 적절한 압력을 유지하기 위해 배치된 배압 제어 밸브(49)를 구비한, 분배 탱크(45)로의 반환부(return)를 포함한다. 불행하게도, 공통 CMP 슬러리를 다수의 CMP 툴로 공급하기 위한 분배 루프의 사용은, 적어도 부분적으로 상이한 CMP 슬러리 공급 압력 조건에 기인하여, 전역 분배 루프(48)를 통해 분배 탱크(45)로부터 각 툴(20A-20E)로의 상이한 유체 유동 경로 길이에 기인하여, 그러한 툴에 의해 생산되는 장치들간의 변동성을 가져오는 경향이 있다.
다중 스테이션 CMP 툴의 상이한 처리 스테이션에서 수행되는 순차적인 동작은 하나 이상의 브러시 세척 단계(예컨대, 하나 이상의 브러시 세척 스테이션)에서의 브러시 세척 단계가 뒤따르는 예를 들면, (예컨대, 제 1 스테이션의) 벌크 구리 제거, (예컨대, 제 2 스테이션의) 구리 세척, 및 (예컨대, 제 3 스테이션의) 배리어 제거를 포함할 수 있다. 그러한 동작은 만족스러운 결과를 생성하기 위해서 상이한 시간 구간을 필요로 할 수 있다. 순차적 특징의 동작이 주어진다면, 제품 품질을 희생하지 않으면서 생산 효율을 최적화하기 위해 주어진 다중 스테이션 CMP 툴의 각 순차적 스테이션의 처리 시간을 일치 또는 거의 일치시키는 것에 의해, 임의의 "병목" 동작에 대한 처리 시간을 줄이는 것이 바람직할 것이다. 또한 CMP 공정 툴이 고갈된 공급 재료 컨테이너를 보충하기 위해 주기적인 중단을 필요로 하지 않으면서, 연속적이거나 실질적으로 연속적인 기반에서 동작하도록 허용하는 것이 바람직할 것이다.
개개의 분배 시스템의 양을 줄이기 위해서, 통상적으로 단지 하나 또는 두 개의 CMP 슬러리(즉, CMP 화학물질, 화학 제품/입자 조합, 및/또는 입자 크기)가 각 CMP 툴로 제공되며, 따라서 툴 내의 각 스테이션에 대해 활용 가능한 슬러리의 개수를 제한한다. 일부 경우에, CMP 슬러리는 CMP 툴의 상이한 처리 스테이션에서 채용된 동작에 대해 상이할 수 있다. 그러한 경우에, 각 유형의 스테이션이 교반이나 젓기에 의해 소망의 조건으로 슬러리를 유지하기 위한 전용 보유 탱크, 및 슬러리가 다양한 CMP 툴 중에서 유사한 유형의 스테이션으로 분배되는 전용 슬러리 분배 탱크를 갖는 것이 통상적이다. 앞서 표시된 바와 같이, 수 개의 다중 스테이션 CMP 툴을 채용하는 반도체 장치 생산 설비에서, 상이한 툴 중에서 유사 유형의 스테이션이 하나 이상의 공통 공급 재료 분배 탱크로 연결될 수 있고 따라서 각 툴을 위한 전용 보유 탱크에 대한 필요성을 줄일 수 있다. 상이한 CMP 스테이션 유형은 상이한 슬러리(또는 기타 공급 재료) 분배 루프를 가질 수 있다. 다중 CMP 툴을 위한 전역 슬러리 분배 루프의 사용은 각 툴로의 슬러리 공급 조건에 일부 변동성을 가져오고, 제조 공정의 유연성을 억제하며, 왜냐하면 이 사용이 (1) 슬러리 공급 조건이 시간의 함수에 따라 신속하게 변동을 가능하게 하지 않거나, (2) 상이한 CMP 툴 및/또는 스테이션에서 상이한 화학물질의 연속적인 사용을 가능하게 하지 않기 때문이다. 덧붙여, 다수의 전역 분배 루프의 설치 및 유지보수의 비용을 줄이기 위해서, 통상적으로 단지 하나 또는 2개의 슬러리 분배 루프가 일련의 다중 CMP 툴에 대해 채용된다. 대안적인 구성은 각 CMP 툴에 대해 전용 슬러리 보유/교반 탱크를 활용하는 것이지만, 그러한 구성은 수많은 탱크, 및 관련 교반 및 전달 장비의 구매 및 유지보수와 관련된 높은 비용을 수반한다.
이상적인 공급 재료 전달 시스템은 상이한 시간에서 및/또는 시간 지체가 없이, 공급 재료 컨테이너의 최소 개수로부터, 그리고 최소 폐기로 시간의 함수로서 상이한 조합에서 상이한 CMP 툴 및 상이한 CMP 스테이션 유형으로 제공되는 상이한 CMP 화학물질, 화학 제품/입자 조합, 및/또는 입자 크기를 가능하게 한다. 농축된 재료가 예혼합된 통상의 조성물보다 더 오래 지속되고 더욱 비용 효율적이기 때문에, 고농도 공급 재료의 사용이 또한 바람직하다.
관련 기술에 숙련된 자에게 명백한 바와 같이, 다중 성분의 공급 재료의 전달과 관련되는 전술한 과제의 다양한 조합이 또한, 음식 및 음료 처리, 화학 제품 생산, 약제 생산, 생체 적응 재료 생산, 및 생물공정 생산을 포함하며, 이로 한정되지 않는, CMP 이외의 공정과 관련된 유체 활용 공정에 대해 본질적이다.
유체 함유 다중 성분 공정 재료를 채용하는 유체 활용 공정으로 공급 재료를 공급하는 것에 관한 문제를 경감하는 것이 바람직할 것이다.
본 발명의 특정 실시형태는 상이한 공정 재료의 공통 소스를 사용함에 의해(적어도 하나의 농축된 소스가 바람직하다), 각 공정 툴 및/또는 스테이션을 위한 적어도 하나의 전용 혼합 매니폴드를 사용함에 의해, 각 혼합 매니폴드로 각 공정 재료의 공급을 조정함에 의해, 그리고 상이한 공정 툴 및/또는 처리 스테이션과 관련된 각 혼합 매니폴드에서 소망의 비율로 공정 재료를 혼합함에 의해, 유체 함유 공급 재료를 다중 유체 활용 공정 툴 및/또는 처리 스테이션으로 공급함과 관련된 문제를 방지한다. 다중 성분 공정 재료의 소스는 제 1 공급 컨테이너 및 제 1 반환 컨테이너를 포함할 수 있고, 순환 장치가 제 1 재료의 적어도 일 부분을 공급 및 반환 컨테이너 사이에서 순환시키기 위해 제공된다. 그러한 컨테이너는 Advanced Technology Materials, Inc.(미국 코네티컷주 댄버리 소재)로부터 상업적으로 활용 가능한 다수의 컨테이너(예를 들면, NOWPAK™ 컨테이너)와 같은 가스 비접촉, 압력 분배용으로 적합한 라이너 기반 컨테이너를 포함할 수 있다.
일 양태에서, 본 발명은 공정 재료 전달 시스템에 관한 것이며, 이 시스템은, 적어도 하나의 유체를 포함하는 제 1 공정 재료를 수용하기에 적합한 다수의 제 1 컨테이너; 상기 다수의 제 1 컨테이너 사이에서 적어도 하나의 제 1 순환 유동 경로를 통해 상기 제 1 공정 재료의 적어도 일부를 순환하기에 적합한 제 1 순환 장치; 제 1 순환 장치 및 제 2 공정 재료의 소스와 적어도 간헐적으로 유체 연통되는 적어도 하나의 혼합 매니폴드; 및 (i) 적어도 하나의 혼합 매니폴드로의 제 1 공정 재료 및 (ii) 적어도 하나의 혼합 매니폴드로의 제 2 공정 재료 중 어느 하나의 재료의 전달을 조정하기 위해 적합한 적어도 하나의 유동 제어 요소를 포함한다.
다른 개별 양태에서, 본 발명은 적어도 하나의 사용 지점으로 공정 재료를 전달하기 위한 방법에 관한 것이며, 이 방법은, 다수의 제 1 컨테이너 중 적어도 2개의 컨테이너 사이의 적어도 하나의 제 1 순환 유동 경로에서 적어도 하나의 유체를 포함하는 제 1 공정 재료를 순환시키는 단계; 적어도 하나의 유동 제어 요소를 이용하여 적어도 하나의 혼합 매니폴드로 제 1 공정 재료 및 제 2 공정 재료 중 적어도 하나를 조정하는 단계; 적어도 하나의 혼합 매니폴드에서 상기 제 1 공정 재료 및 제 2 공정 재료를 혼합하는 단계; 및 상기 혼합된 제 1 공정 재료 및 제 2 공정 재료를 포함하는 소망의 재료 혼합물을 상기 적어도 하나의 사용 지점으로 분배하는 단계를 포함한다. 바람직하게는, 적어도 하나의 제 1 순환 유동 경로는 적어도 하나의 혼합 매니폴드를 통해 연장된다.
또 다른 개별 양태에서, 본 발명은 다수의 독립적으로 제어 가능한 처리 스테이션을 갖는 적어도 하나의 제조 공정 툴을 사용하기에 적합한 시스템에 관한 것이며, 이 시스템은, 제 1 공정 툴 및 제 2 공정 툴의 각각에 의해 사용되기 위해 제 1 공정 재료를 제공하도록 구성된 상기 제 1 공정 재료의 공통 소스로의 제 1 인터페이스; 제 1 공정 툴 및 제 2 공정 툴 각각에 의해 사용되기 위한 제 2 공정 재료를 제공하도록 구성된 상기 제 2 공정 재료의 공통 소스로의 제 2 인터페이스; 다수의 처리 스테이션의 각 처리 스테이션에 대한 전용 혼합 매니폴드를 포함하는 다수의 혼합 매니폴드; 및 다수의 혼합 매니폴드의 각 혼합 매니폴드에 대해, 혼합 매니폴드로 제 1 공정 재료 및 제 2 공정 재료 중 임의의 재료의 전달을 조정하도록 구성되는 적어도 하나의 유동 제어 요소를 포함한다.
또 다른 개별 양태에서, 본 발명은 반도체 장치 제조 공정 툴의 처리 스테이션을 활용하는 반도체 장치를 처리하는 방법에 관한 것이며, 이 방법은, 공정 재료의 제 1 혼합물을 생성하기 위해서 처리 스테이션과 유체 연통하는 제 1 혼합 매니폴드로 (i) 공통 제 1 공정 재료 소스로부터 제 1 공정 재료 및 (ii) 공통 제 2 공정 재료 소스로부터 제 2 공정 재료 각각의 공급을 독립적으로 조정하는 단계; 제 1 혼합물을 활용하는 처리 스테이션에서 반도체 장치에 관한 제 1 공정 단계를 수행하는 단계; 공정 재료의 제 2 혼합물을 생성하기 위해서 처리 스테이션과 유체 연통하는 제 1 혼합 매니폴드로 (i) 공통 제 3 공정 재료 소스로부터 제 3 공정 재료 및 (ii) 다음의 (a) 공통 제 4 재료 소스로부터의 제 4 공정 재료 또는 (b) 공통 제 1 재료 소스로부터의 제 1 공정 재료 중 어느 하나의 각각을 독립적으로 조정하는 단계; 및 제 2 혼합물을 활용하는 처리 스테이션에서 반도체 장치에 관한 제 2 공정 단계를 수행하는 단계를 포함하고, 이때 제 2 공정 단계는 실질적인 중단 없이 제 1 공정 단계를 뒤따른다.
또 다른 개별 양태에서, 본 발명은 각각 다수의 반도체 장치 처리 스테이션을 갖는 제 1 및 제 2 반도체 장치 제조 공정 툴을 활용하는 다수의 반도체 장치를 처리하는 방법에 관한 것이며, 이 방법은, (A) 제 1 선택된 개별 스테이션으로 제공된 제 1 공정 재료 및 제 2 공정 재료의 제 1 혼합물을 생성하기 위해 제 1 반도체 제조 툴의 다수의 반도체 처리 스테이션의 제 1 선택된 개별 스테이션과 유체 연통하는 제 1 혼합 매니폴드로 (i) 공통 제 1 공정 재료 소스로부터 제 1 공정 재료 및 (ii) 공통 제 2 공정 재료 소스로부터 제 2 공정 재료 각각의 공급을 독립적으로 조정하는 단계; (B) 제 2 선택된 개별 스테이션으로 제공된 제 1 공정 재료 및 제 2 공정 재료의 제 2 혼합물을 생성하기 위해 제 1 반도체 제조 툴의 다수의 반도체 처리 스테이션의 제 2 선택된 개별 스테이션과 유체 연통하는 제 2 혼합 매니폴드로 (i) 공통 제 1 공정 재료 소스로부터 제 1 공정 재료 및 (ii) 공통 제 2 공정 재료 소스로부터 제 2 공정 재료 각각의 공급을 독립적으로 조정하는 단계; (C) 제 1 반도체 장치의 처리 중에 제 1 선택된 개별 스테이션으로 제공되는 상기 제 1 혼합물의 조성을 변경하기 위해 상기 제 1 혼합 매니폴드로 상기 제 1 공정 재료 및 상기 제 2 공정 재료 중 임의의 것의 상기 공급을 변경하는 단계; 및 (D) 제 2 반도체 장치의 처리 중에 제 2 선택된 개별 스테이션으로 제공되는 상기 제 2 혼합물의 조성을 변경하기 위해 상기 제 2 혼합 매니폴드로 상기 제 1 공정 재료 및 상기 제 2 공정 재료 중 임의의 것의 상기 공급을 변경하는 단계를 포함한다.
또 다른 개별 양태에서, 전술한 양태의 임의의 것이 추가의 이점을 위해 결합될 수 있다.
다른 양태에서, 본 발명의 특징 및 실시형태가 다음의 상세한 설명 및 첨부된 청구범위로부터 더욱 완전하게 명백해질 것이다.
본 발명에 따르면, 사용 직전에 공정 재료를 혼합함으로써, 사전혼합된 재료를 사용하던 종래의 문제점을 해소할 수 있다.
도 1a는 웨이퍼 상에 순차적인 처리를 수행하기에 각각 적합한 다수의 처리 스테이션을 갖는 제 1 통상적인 다중 스테이션 평탄화 툴의 개략적 평면도이다.
도 1b는 도 1a의 툴과 유사하지만 웨이퍼 핸들러와 다수의 브러싱 및/또는 피니싱 스테이션이 추가된, 다수의 처리 스테이션을 갖는 제 2 통상적인 다중 스테이션 평탄화 툴의 개략적 평면도이다.
도 1c는 기계적 혼합 또는 교반을 통해 제 1 슬러리를 소망의 상태로 유지하고, 제 1 슬러리를 전역 분배 루프를 통해 일 그룹의 평탄화 툴의 하나의 처리 스테이션으로 전달하도록 구성된 통상적인 공정 재료 전달 시스템의 다양한 구성요소 간의 연결을 도시한 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 제 1 공정 재료 전달 시스템의 적어도 일 부분의 다양한 구성요소 간의 연결을 도시한 개략도이며, 이 시스템은 펌프를 통한 공정 재료의 순환 없이 압력 분배용으로 구성된 소스의 일부를 사용하여, 다중 스테이션 평탄화 툴의 다양한 처리 스테이션으로 공통 세트의 공정 재료 소스로부터 재료의 다양한 혼합물을 제공하도록 구성된다.
도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 제 2 공정 재료 전달 시스템의 적어도 일 부분의 다양한 구성요소 간의 연결을 도시한 개략도이며, 이 시스템은 제 1 및 제 2 유동 제어기 각각을 통해 전달되는 제 1 공정 재료 및 제 2 공정 재료의 수신에 적합한 혼합 매니폴드를 포함한다.
도 4는 본 발명의 일 실시형태에 따른 제 3 공정 재료 전달 시스템의 적어도 일 부분의 다양한 구성요소 간의 연결을 도시하는 개략적 상호연결도이며, 제 1 및 제 2 농축 공정 재료 소스, 및 제 3 및 제 4 부가 공정 재료 소스로부터 공정 재료의 제어된 전달을 수신하도록 구성된 혼합 매니폴드를 포함하고, 제 1 및 제 2 재료 소스 각각은 공급 컨테이너 및 반환 컨테이너를 갖는다.
도 5는 본 발명의 특정 실시형태에 따른 재료 전달 시스템이 사용 가능한 제 1 혼합 매니폴드의 다양한 구성요소 간의 연결을 도시하는 개략적 상호연결도이다.
도 6은 본 발명의 특정 실시형태에 따른 재료 전달 시스템이 사용 가능한 제 2 혼합 매니폴드의 다양한 구성요소 간의 연결을 도시하는 개략적 상호연결도이다.
도 7은 본 발명의 특정 실시형태에 따른 재료 전달 시스템이 사용 가능한 제 3 혼합 매니폴드의 다양한 구성요소 간의 연결을 도시하는 개략적 상호연결도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시형태에 따른 제 4 공정 재료 전달 시스템의 적어도 일 부분의 다양한 구성요소 간의 연결을 도시하는 개략적 상호연결도이며, 주요 공급 및 반환 컨테이너, 및 지연 또는 백업 공급 및 반환 컨테이너를 포함하고, 전환 모듈은 (i) 공급 및 반환 컨테이너 및 (ii) 주요 및 보조 컨테이너 중 어느 하나의 컨테이너 사이에서 유동을 전환하기에 적합하다.
도 9는 본 발명의 일 실시형태에 따른 제 5 공정 재료 전달 시스템의 적어도 일 부분의 다양한 구성요소 간의 연결을 도시하는 개략적 상호연결도이며, 공급 컨테이너, 반환 컨테이너, 및 백업 컨테이너를 포함하고, 전환 모듈은 컨테이너들 중 임의의 컨테이너 사이에서 유동을 전환하기에 적합하다.
도 10은 본 발명의 일 실시형태에 따른 제 6 공정 재료 전달 시스템의 적어도 일 부분의 다양한 구성요소 간의 연결을 도시하는 개략적 상호연결도이며, 공급 컨테이너, 반환 컨테이너, 및 하류 시스템 구성요소를 통한 벌크 유동 방향에 영향을 주지 않으면서 공급 및 반환 컨테이너들 사이에서 동작을 전환하도록 구성된 공급/반환 전환 모듈을 포함한다.
도 11a는 (i) 4개 재료를 함유하는 (바람직하게는 라이너 기반의) 잉여 쌍의 컨테이너(총 16개의 컨테이너)로부터 가스 분배에 의해 공급되는 4개의 상이한 공정 재료 및 (ii) 2개의 상이한 라인 공급 공정 재료의 다양한 조합을 적어도 3개의 웨이퍼 처리 스테이션을 각각 갖는 5개의 상이한 평탄화 툴로 공급하기에 적합하고, 각 평탄화 툴의 각 웨이퍼 처리 스테이션에 대해 하나의 혼합 매니폴드를 포함하는 시스템의 다양한 구성요소들 사이의 연결을 도시하는 상호연결도이다.
도 11b는 도 11a의 상호연결도의 (좌측) 부분의 확대도이다.
도 11c는 도 11a의 상호연결도의 (우측) 부분의 확대도이다.
도 12는 16개의 컨테이너를 포함하는 도 11a에 도시된 시스템의 일 부분을 나타내는 사시도이다.
도 13a는 본 발명의 다양한 실시형태에 따른 유체 공급 시스템을 활용 가능하고, 압력 캐비닛 내에 배치되며, 압축 가능한 부분을 포함하는 드럼의 상부 단면도이다.
도 13b는 도 13a의 압축 가능한 드럼 함유 압력 캐비닛의 사시도이다.
도 14는 제 1 스테이션(P1)으로 공급되는 시간에 따라 변하는 조성을 갖는 공정 재료의 혼합물을 이용하는, 다중 스테이션 반도체 평탄화 툴로 적용되는 웨이퍼 처리 방법의 파라미터를 기술하는 표이다.
도 15는 통상의 시스템 및 처리 방법을 채용하는 다중 스테이션 반도체 평탄화 툴의 다수 스테이션에 대한 웨이퍼 처리 시간을 나타내는 바 차트(bar chart)이다.
도 16은 본 발명의 다양한 실시형태에 따른 시스템 및 방법에 따라 상이한 조성을 갖는 임의 개수의 공정 재료를 연속적으로 채용하거나 제 1 스테이션에서 시간 가변 조성을 갖는 공정 재료를 채용하는 다중 스테이션 반도체 평탄화 툴의 다양한 스테이션에 대한 개선된 웨이퍼 처리 시간을 나타내는 바 차트이다.
도 17은 종래의 공정과 비교할 때, 본 발명의 실시형태들에 따른 시스템 및 방법을 활용하는 다중 스테이션 반도체 평탄화 툴의 제 1 및 제 2 플래튼에 의해 채용되는 다양한 테스트 공정에 대해 획득된 처리 시간 및 디싱 측정값을 포함하는 테스트 데이터를 제공하는 표이다.
도 18a는 본 발명에 따른 시스템 및 방법을 활용하는, 웨이퍼 처리 중의 반도체 평탄화 툴의 제 1 스테이션으로 공급되는, 다수의 공정 재료의 혼합물의 다양한 성분에 대한 시간의 함수로서 유동을 포함하는, 제 1 시간 종속 혼합물 조성 프로파일을 도시하는 중첩 선도이다.
도 18b는 본 발명에 따른 시스템 및 방법을 활용하는, 웨이퍼 처리 중의 반도체 평탄화 툴의 제 1 스테이션으로 공급되는, 다수의 공정 재료의 혼합물의 다양한 성분에 대한 시간의 함수로서 유동을 포함하는, 제 2 시간 종속 혼합물 조성 프로파일을 도시하는 중첩 선도이다.
도 19a는 저장소로부터 공급된 VAZ로 표시되는 예혼합 조성물을 이용하여 연마된 2개의 웨이퍼에 대해 얻어지는 웨이퍼 위치의 함수로서 구리 제거율 프로파일(옹스트롬/분) 데이터의 중첩 선도를 포함한다.
도 19b는 농축 공정 재료 구성요소를 사용한 사용 지점에서 또는 그 근처에서 혼합된 VAZ로 표시되는 조성물을 이용하여 연마된 2개의 웨이퍼에 대해 얻어지는 웨이퍼 위치의 함수로서 구리 제거율 프로파일(옹스트롬/분) 데이터의 중첩 선도를 포함한다.
도 20은 제 2 공정 세그먼트에서 "VAZ"로 표시되는 조성물을 이용한 연마가 중단 없이 뒤따르는 제 1 공정 세그먼트에서 "VUL"로 표시되는 조성물을 이용한 평탄화 툴의 제 1 스테이션에서 웨이퍼를 연마하는 연마 시간(초)의 함수로서 예정 및 실제 구리 제거량(옹스트롬)을 묘사하는 선도이다.
도 21a는 벌크 및 랜딩 층에 대해 통상의 두께 범위(킬로옹스트롬)를 보여주는, 화학적 기계적 평탄화 공정의 적용 이전의 마이크로 전자공학 장치 기판 상에 배치된 다양한 전형적인 층의 개략적 단면도이다.
도 21b는 화학적 기계적 평탄화 공정의 적용 이전의 특정 벌크 및 랜딩 층 두께를 포함하는 마이크로 전자공학 장치 기판 상에 배치된 다양한 층들의 제 1 실시예의 개략적 단면도이다.
도 21c는 화학적 기계적 평탄화 공정의 적용 이전의 특정 벌크 및 랜딩 층 두께를 포함하는 마이크로 전자공학 장치 기판 상에 배치된 다양한 층들의 제 2 실시예의 개략적 단면도이다.
도 21d는 "P1 전기" 공정 세그먼트에 의해 제거되는 벌크 층의 제 1 부분과, "P1 후기" 공정 세그먼트에 의해 제거되는 벌크 층의 제 2 부분을 보여주는, 마이크로 전자공학 장치 기판 상에 배치된 다양한 층들의 제 3 실시예의 개략적 단면도이다.
도 21e는 다중 스테이션 CMP 툴의 플래튼 P3로 처리 가능한, 마이크로 전자공학 장치 기판 상의 절연층 위에 배치된 배리어 층의 개략적 단면도이다.
도 22a는 75 나노미터의 식별 가능한 입자 크기 분포 정점을 갖는 제 1 공정 재료 전구체를 이용하여, 도시된 입자 크기 분포 프로파일(우측)을 갖는 제 1 공정 재료를 포함하는 혼합된 공정 재료를 생산하기 위한 0 내지 120초의 시구간(좌측)에 대한 시간의 함수로서 유동 파라미터를 포함한다.
도 22b는 25 나노미터의 식별 가능한 입자 크기 분포 정점을 갖는 제 2 공정 재료 전구체를 이용하여, 도시된 입자 크기 분포 프로파일(우측)을 갖는 제 2 공정 재료를 포함하는 혼합된 공정 재료를 생산하기 위한 0 내지 120초의 시구간(좌측)에 대한 시간의 함수로서 유동 파라미터를 포함한다.
도 22c는 50 나노미터의 식별 가능한 입자 크기 분포 정점을 갖는 제 3 공정 재료 전구체를 이용하여, 도시된 입자 크기 분포 프로파일(우측)을 갖는 제 3 공정 재료를 포함하는 혼합된 공정 재료를 생산하기 위한 0 내지 120초의 시구간(좌측)에 대한 시간의 함수로서 유동 파라미터를 포함한다.
도 22d는 중첩된 제 1, 제 2, 제 3 중첩 입자 크기 분포 프로파일(우측)을 이용하여 시간 종속 공정 재료 혼합물을 생산하기 위해 조합된 도 22a 내지 도 22c에 도시된 입자 크기 분포 프로파일을 갖는 제 1, 제 2, 제 3 공정 재료 전구체에 대한 61 내지 90초의 시구간(좌측)에 대한 시간의 함수로서 전구체 유동 파라미터를 포함한다.
도 23a는 반도체 장치 평탄화에 관한 본 발명의 다양한 실시형태들에 따른 시스템 및 방법으로 활용 가능한 "표준 VAZ"로서 표시된 제 1 비희석 다중 성분 공정 재료에 대한 조성 정보의 표를 제공한다.
도 23b는 반도체 장치 평탄화에 관한 본 발명의 다양한 실시형태들에 따른 시스템 및 방법으로 활용 가능한 "VAZ-X", "VAZ-D" 및 "VAZ-C"로서 표시된 제 2, 제 3, 및 제 4 비희석 다중 성분 공정 재료에 대한 조성 정보의 표를 제공한다.
도 24는 도 23b에 기술된 바와 같은 동일한 조성, 또는 유사한 조성을 갖는 다중 성분 평탄화 공정 재료를 이용하여 획득한 구리 제거율(초 당 옹스트롬)을 묘사하는 바 차트이다.
도 1b는 도 1a의 툴과 유사하지만 웨이퍼 핸들러와 다수의 브러싱 및/또는 피니싱 스테이션이 추가된, 다수의 처리 스테이션을 갖는 제 2 통상적인 다중 스테이션 평탄화 툴의 개략적 평면도이다.
도 1c는 기계적 혼합 또는 교반을 통해 제 1 슬러리를 소망의 상태로 유지하고, 제 1 슬러리를 전역 분배 루프를 통해 일 그룹의 평탄화 툴의 하나의 처리 스테이션으로 전달하도록 구성된 통상적인 공정 재료 전달 시스템의 다양한 구성요소 간의 연결을 도시한 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 제 1 공정 재료 전달 시스템의 적어도 일 부분의 다양한 구성요소 간의 연결을 도시한 개략도이며, 이 시스템은 펌프를 통한 공정 재료의 순환 없이 압력 분배용으로 구성된 소스의 일부를 사용하여, 다중 스테이션 평탄화 툴의 다양한 처리 스테이션으로 공통 세트의 공정 재료 소스로부터 재료의 다양한 혼합물을 제공하도록 구성된다.
도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 제 2 공정 재료 전달 시스템의 적어도 일 부분의 다양한 구성요소 간의 연결을 도시한 개략도이며, 이 시스템은 제 1 및 제 2 유동 제어기 각각을 통해 전달되는 제 1 공정 재료 및 제 2 공정 재료의 수신에 적합한 혼합 매니폴드를 포함한다.
도 4는 본 발명의 일 실시형태에 따른 제 3 공정 재료 전달 시스템의 적어도 일 부분의 다양한 구성요소 간의 연결을 도시하는 개략적 상호연결도이며, 제 1 및 제 2 농축 공정 재료 소스, 및 제 3 및 제 4 부가 공정 재료 소스로부터 공정 재료의 제어된 전달을 수신하도록 구성된 혼합 매니폴드를 포함하고, 제 1 및 제 2 재료 소스 각각은 공급 컨테이너 및 반환 컨테이너를 갖는다.
도 5는 본 발명의 특정 실시형태에 따른 재료 전달 시스템이 사용 가능한 제 1 혼합 매니폴드의 다양한 구성요소 간의 연결을 도시하는 개략적 상호연결도이다.
도 6은 본 발명의 특정 실시형태에 따른 재료 전달 시스템이 사용 가능한 제 2 혼합 매니폴드의 다양한 구성요소 간의 연결을 도시하는 개략적 상호연결도이다.
도 7은 본 발명의 특정 실시형태에 따른 재료 전달 시스템이 사용 가능한 제 3 혼합 매니폴드의 다양한 구성요소 간의 연결을 도시하는 개략적 상호연결도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시형태에 따른 제 4 공정 재료 전달 시스템의 적어도 일 부분의 다양한 구성요소 간의 연결을 도시하는 개략적 상호연결도이며, 주요 공급 및 반환 컨테이너, 및 지연 또는 백업 공급 및 반환 컨테이너를 포함하고, 전환 모듈은 (i) 공급 및 반환 컨테이너 및 (ii) 주요 및 보조 컨테이너 중 어느 하나의 컨테이너 사이에서 유동을 전환하기에 적합하다.
도 9는 본 발명의 일 실시형태에 따른 제 5 공정 재료 전달 시스템의 적어도 일 부분의 다양한 구성요소 간의 연결을 도시하는 개략적 상호연결도이며, 공급 컨테이너, 반환 컨테이너, 및 백업 컨테이너를 포함하고, 전환 모듈은 컨테이너들 중 임의의 컨테이너 사이에서 유동을 전환하기에 적합하다.
도 10은 본 발명의 일 실시형태에 따른 제 6 공정 재료 전달 시스템의 적어도 일 부분의 다양한 구성요소 간의 연결을 도시하는 개략적 상호연결도이며, 공급 컨테이너, 반환 컨테이너, 및 하류 시스템 구성요소를 통한 벌크 유동 방향에 영향을 주지 않으면서 공급 및 반환 컨테이너들 사이에서 동작을 전환하도록 구성된 공급/반환 전환 모듈을 포함한다.
도 11a는 (i) 4개 재료를 함유하는 (바람직하게는 라이너 기반의) 잉여 쌍의 컨테이너(총 16개의 컨테이너)로부터 가스 분배에 의해 공급되는 4개의 상이한 공정 재료 및 (ii) 2개의 상이한 라인 공급 공정 재료의 다양한 조합을 적어도 3개의 웨이퍼 처리 스테이션을 각각 갖는 5개의 상이한 평탄화 툴로 공급하기에 적합하고, 각 평탄화 툴의 각 웨이퍼 처리 스테이션에 대해 하나의 혼합 매니폴드를 포함하는 시스템의 다양한 구성요소들 사이의 연결을 도시하는 상호연결도이다.
도 11b는 도 11a의 상호연결도의 (좌측) 부분의 확대도이다.
도 11c는 도 11a의 상호연결도의 (우측) 부분의 확대도이다.
도 12는 16개의 컨테이너를 포함하는 도 11a에 도시된 시스템의 일 부분을 나타내는 사시도이다.
도 13a는 본 발명의 다양한 실시형태에 따른 유체 공급 시스템을 활용 가능하고, 압력 캐비닛 내에 배치되며, 압축 가능한 부분을 포함하는 드럼의 상부 단면도이다.
도 13b는 도 13a의 압축 가능한 드럼 함유 압력 캐비닛의 사시도이다.
도 14는 제 1 스테이션(P1)으로 공급되는 시간에 따라 변하는 조성을 갖는 공정 재료의 혼합물을 이용하는, 다중 스테이션 반도체 평탄화 툴로 적용되는 웨이퍼 처리 방법의 파라미터를 기술하는 표이다.
도 15는 통상의 시스템 및 처리 방법을 채용하는 다중 스테이션 반도체 평탄화 툴의 다수 스테이션에 대한 웨이퍼 처리 시간을 나타내는 바 차트(bar chart)이다.
도 16은 본 발명의 다양한 실시형태에 따른 시스템 및 방법에 따라 상이한 조성을 갖는 임의 개수의 공정 재료를 연속적으로 채용하거나 제 1 스테이션에서 시간 가변 조성을 갖는 공정 재료를 채용하는 다중 스테이션 반도체 평탄화 툴의 다양한 스테이션에 대한 개선된 웨이퍼 처리 시간을 나타내는 바 차트이다.
도 17은 종래의 공정과 비교할 때, 본 발명의 실시형태들에 따른 시스템 및 방법을 활용하는 다중 스테이션 반도체 평탄화 툴의 제 1 및 제 2 플래튼에 의해 채용되는 다양한 테스트 공정에 대해 획득된 처리 시간 및 디싱 측정값을 포함하는 테스트 데이터를 제공하는 표이다.
도 18a는 본 발명에 따른 시스템 및 방법을 활용하는, 웨이퍼 처리 중의 반도체 평탄화 툴의 제 1 스테이션으로 공급되는, 다수의 공정 재료의 혼합물의 다양한 성분에 대한 시간의 함수로서 유동을 포함하는, 제 1 시간 종속 혼합물 조성 프로파일을 도시하는 중첩 선도이다.
도 18b는 본 발명에 따른 시스템 및 방법을 활용하는, 웨이퍼 처리 중의 반도체 평탄화 툴의 제 1 스테이션으로 공급되는, 다수의 공정 재료의 혼합물의 다양한 성분에 대한 시간의 함수로서 유동을 포함하는, 제 2 시간 종속 혼합물 조성 프로파일을 도시하는 중첩 선도이다.
도 19a는 저장소로부터 공급된 VAZ로 표시되는 예혼합 조성물을 이용하여 연마된 2개의 웨이퍼에 대해 얻어지는 웨이퍼 위치의 함수로서 구리 제거율 프로파일(옹스트롬/분) 데이터의 중첩 선도를 포함한다.
도 19b는 농축 공정 재료 구성요소를 사용한 사용 지점에서 또는 그 근처에서 혼합된 VAZ로 표시되는 조성물을 이용하여 연마된 2개의 웨이퍼에 대해 얻어지는 웨이퍼 위치의 함수로서 구리 제거율 프로파일(옹스트롬/분) 데이터의 중첩 선도를 포함한다.
도 20은 제 2 공정 세그먼트에서 "VAZ"로 표시되는 조성물을 이용한 연마가 중단 없이 뒤따르는 제 1 공정 세그먼트에서 "VUL"로 표시되는 조성물을 이용한 평탄화 툴의 제 1 스테이션에서 웨이퍼를 연마하는 연마 시간(초)의 함수로서 예정 및 실제 구리 제거량(옹스트롬)을 묘사하는 선도이다.
도 21a는 벌크 및 랜딩 층에 대해 통상의 두께 범위(킬로옹스트롬)를 보여주는, 화학적 기계적 평탄화 공정의 적용 이전의 마이크로 전자공학 장치 기판 상에 배치된 다양한 전형적인 층의 개략적 단면도이다.
도 21b는 화학적 기계적 평탄화 공정의 적용 이전의 특정 벌크 및 랜딩 층 두께를 포함하는 마이크로 전자공학 장치 기판 상에 배치된 다양한 층들의 제 1 실시예의 개략적 단면도이다.
도 21c는 화학적 기계적 평탄화 공정의 적용 이전의 특정 벌크 및 랜딩 층 두께를 포함하는 마이크로 전자공학 장치 기판 상에 배치된 다양한 층들의 제 2 실시예의 개략적 단면도이다.
도 21d는 "P1 전기" 공정 세그먼트에 의해 제거되는 벌크 층의 제 1 부분과, "P1 후기" 공정 세그먼트에 의해 제거되는 벌크 층의 제 2 부분을 보여주는, 마이크로 전자공학 장치 기판 상에 배치된 다양한 층들의 제 3 실시예의 개략적 단면도이다.
도 21e는 다중 스테이션 CMP 툴의 플래튼 P3로 처리 가능한, 마이크로 전자공학 장치 기판 상의 절연층 위에 배치된 배리어 층의 개략적 단면도이다.
도 22a는 75 나노미터의 식별 가능한 입자 크기 분포 정점을 갖는 제 1 공정 재료 전구체를 이용하여, 도시된 입자 크기 분포 프로파일(우측)을 갖는 제 1 공정 재료를 포함하는 혼합된 공정 재료를 생산하기 위한 0 내지 120초의 시구간(좌측)에 대한 시간의 함수로서 유동 파라미터를 포함한다.
도 22b는 25 나노미터의 식별 가능한 입자 크기 분포 정점을 갖는 제 2 공정 재료 전구체를 이용하여, 도시된 입자 크기 분포 프로파일(우측)을 갖는 제 2 공정 재료를 포함하는 혼합된 공정 재료를 생산하기 위한 0 내지 120초의 시구간(좌측)에 대한 시간의 함수로서 유동 파라미터를 포함한다.
도 22c는 50 나노미터의 식별 가능한 입자 크기 분포 정점을 갖는 제 3 공정 재료 전구체를 이용하여, 도시된 입자 크기 분포 프로파일(우측)을 갖는 제 3 공정 재료를 포함하는 혼합된 공정 재료를 생산하기 위한 0 내지 120초의 시구간(좌측)에 대한 시간의 함수로서 유동 파라미터를 포함한다.
도 22d는 중첩된 제 1, 제 2, 제 3 중첩 입자 크기 분포 프로파일(우측)을 이용하여 시간 종속 공정 재료 혼합물을 생산하기 위해 조합된 도 22a 내지 도 22c에 도시된 입자 크기 분포 프로파일을 갖는 제 1, 제 2, 제 3 공정 재료 전구체에 대한 61 내지 90초의 시구간(좌측)에 대한 시간의 함수로서 전구체 유동 파라미터를 포함한다.
도 23a는 반도체 장치 평탄화에 관한 본 발명의 다양한 실시형태들에 따른 시스템 및 방법으로 활용 가능한 "표준 VAZ"로서 표시된 제 1 비희석 다중 성분 공정 재료에 대한 조성 정보의 표를 제공한다.
도 23b는 반도체 장치 평탄화에 관한 본 발명의 다양한 실시형태들에 따른 시스템 및 방법으로 활용 가능한 "VAZ-X", "VAZ-D" 및 "VAZ-C"로서 표시된 제 2, 제 3, 및 제 4 비희석 다중 성분 공정 재료에 대한 조성 정보의 표를 제공한다.
도 24는 도 23b에 기술된 바와 같은 동일한 조성, 또는 유사한 조성을 갖는 다중 성분 평탄화 공정 재료를 이용하여 획득한 구리 제거율(초 당 옹스트롬)을 묘사하는 바 차트이다.
다음의 특허 문헌의 명세서가 그 개개의 전체로서 참조에 의해 본 출원에 포함된다.
- 2007년 5월 9일 출원되고 "재료 혼합 및 분배에 관한 시스템 및 방법"을 명칭으로 하는 미국 특허 가출원 제60/916,966호;
- 2008년 5월 9일 국제 특허 출원 제PCT/US08/63276호로서 출원되고, 2008년 11월 20일 공개된 "재료 혼합 및 분배에 관한 시스템 및 방법"을 명칭으로 하는 국제 공개 특허 제WO 2008/141206호;
- "반환 가능하고 재사용 가능한, 드럼 내 백 유체 저장소 및 분배 컨테이너 시스템"을 명칭으로 하는 미국 특허 제6,698,619호;
- "초순수 액체 내 입자의 생성을 최소화하는 장치 및 방법"을 명칭으로 하는 미국 특허 제7,188,644호;
- "화학적 기계적 연마 조성물, 및 그를 사용한 이리듐 박막의 CMP 제거를 위한 방법"을 명칭으로 하는 미국 특허 제6,395,194호;
- "반도체 웨이퍼의 화학적 기계적 연마 방법"을 명칭으로 하는 미국 특허 제6,579,798호;
- "이리듐 박막의 CMP 제거를 위한 화학적 기계적 연마 조성물"을 명칭으로 하는 미국 특허 제6,699,402호;
- 2007년 1월 31일 출원된 미국 특허 가출원 제60/887,435호;
- 2008년 1월 31일 국제 특허 출원 제PCT/US2008/052614호로서 출원되고, 2008년 8월 7일 공개된 "화학적 기계적 연마 슬러리 도포를 위한 폴리머-실리카 분산의 안정화"를 명칭으로 하는 국제 공개 특허 제WO 2008/095078호; 및
- 2006년 6월 6일 국제 특허 출원 제PCT/US2006/02203호로서 출원되고, 2006년 12월 14일 공개된 "단일 플래튼 처리를 위한 통합 화학적 기계적 연마 조성물 및 방법"을 명칭으로 하는 국제 공개 특허 제WO 2006/133249호.
특정 실시형태에서 본 발명은 상이한 공정 재료의 공통 소스를 사용함에 의해(적어도 하나의 농축된 소스가 바람직하다), 각 공정 툴 및/또는 스테이션을 위한 적어도 하나의 전용 혼합 매니폴드를 사용함에 의해, 각 혼합 매니폴드로 각 공정 재료의 공급을 조정함에 의해, 그리고 상이한 공정 툴 및/또는 처리 스테이션과 관련된 각 혼합 매니폴드에서 소망의 비율로 공정 재료를 혼합함에 의해, 유체 함유 공급 재료를 다중 유체 활용 공정 툴 및/또는 처리 스테이션으로 공급함에 관한 시스템 및 방법에 관한 것이다. 하나 이상의 다중 성분 공정 재료가 바람직하게는 적어도 하나의 혼합 매니폴드를 통해 순환되어 성분 분리 및/또는 층화(stratification)를 최소화할 수 있다. 단일 공정 재료 컨테이너 내에 배치된 성분은 실질적인 화학적 반응, 침전, 또는 열화 없이 서로 융화성이 있어야 한다. 비록 본원에 기술된 것처럼 상이한(예컨대, 농축된) 공정 재료가 상이한 조성을 갖는 것으로 예기된다 하더라도, 만일 바람직한 최종 사용자 용례와 호환 가능하다면, 공통 성분이 상이한 공정 재료 소스에 의해 공급되는 다중 성분 공정 재료 내에 존재할 수 있을 것이다. 일 실시형태에서, 적어도 하나의 공정 재료는 다수의 조성적으로 상이한 성분을 포함한다.
본 발명의 실시형태에 따른 시스템 및 방법은 다음을 포함하는 다수의 이점을 제공한다:
- 병행하는 다수의 유체 활용 공정 툴 스테이션 작업으로 공정 재료의 공급에서 가변성 제거;
- 공정 재료 조성물을 연속적인 재료(예컨대, 반도체 장치) 처리 단계 중에 시간의 함수로서 변화하도록 활성화;
- 산출량을 최대화하기 위해, 플래튼별로 및/또는 층별로, 순차적인 다중 단계 처리 작업의 최적화 활성화;
- 사용 지점에서 혼합되는(예컨대, 서로 혼합되거나 및/또는 다른 성분과 혼합되는) 임의 개수의 고도로 농축된 재료의 사용 활성화; 및
- 다양한 공정 재료 혼합 구성요소에 대한 필요성 제거.
도 2는 반도체 평탄화 툴(20)에 상이한 공정 재료 혼합물을 공급하기에 적합한, 본 발명의 실시형태에 따른 공정 재료 전달 시스템(100)의 적어도 일 부분의 다양한 구성요소간의 연결을 도시하는 개략도이며, 처리 플래튼(23, 25, 27)을 포함하는 적어도 일부 스테이션(22, 24, 26)을 구비한, 다수의 처리 스테이션(22, 24, 26, 28, 30)(도 1b와 관련하여 상술한 바와 같음)을 포함한다. 물과 과산화수소와 같은 공정 재료의 추가 공급(106, 107)(예컨대, 라인 공급)과 함께, 제 1 내지 제 5 공정 재료의 공통 컨테이너(101 내지 105)가 제공된다. 공통 컨테이너(101 내지 105) 각각은 바람직하게는 오버팩 내에 배치된 접힘 가능한 라이너를 포함하여 유체 소스(108)를 이용한 제어된 가압에 처해지는 침입형 공간을 형성하여 라이너를 압축하고 그에 따라 그로부터 공정 재료를 분배한다. 그러한 압력 분배는 펌프를 통한 공정 재료의 이동에 대한 필요성을 제거할 수 있다. 대안적인 실시형태에서, 다양한 유형의 컨테이너 및 가압 및/또는 펌핑 수단이 채용될 수 있다.
공정 재료 전달 시스템(100)은 바람직하게는 다양한 공정 재료[예컨대, 공통 컨테이너(101-105) 또는 공급기(106, 107)로부터]를 소망의 비율로 혼합하도록 구성된 각 처리 스테이션(22, 24, 26, 28, 30)에 대한 전용 재료 혼합 매니폴드(111, 112, 113, 114, 115)를 포함한다. 그러한 혼합은 바람직하게는 최종 사용 지점에서 또는 그 근처에서 수행된다. 조합될 때 반응성이거나 또는 달리 양립할 수 없는 공정 재료 조합에 있어서, 사용 지점 직전에서 (소망의 비율로) 혼합되는 서로로부터 구별되는 바와 같은 그러한 공정 재료를 유지하는 것은 그러한 문제를 방지한다. 도시된 것처럼, 각 혼합 매니폴드(111 내지 115)는 반도체 처리 설비의 "팹" 레벨에 배치될 수 있고, 통상적으로 관련 재료 공급 컨테이너(101 내지 105)(예컨대, "서브팹" 레벨에서 배치된다) 위의 소정 플로어에 위치한다. 재료 전달 시스템(100)의 컨테이너(101 내지 105) 및 기타 소망의 구성요소(예컨대, 필터, 탈기 장치, 유동 제어 요소 등)는 적절한 엔클로저(110) 내에 배치될 수 있다.
본원에 사용된 용어 "혼합 매니폴드"는 재료의 다중 유동을 수용하고 그러한 재료(들)가 서로 접촉하도록 허용하는 다양한 구조의 임의의 것을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 일 실시형태에서, 혼합 매니폴드는 다중 유체 연결을 갖는 구조를 형성하는 파이프 또는 도관을 포함한다. 다른 실시형태에서, 혼합 매니폴드는 다양한 재료 유동이 서로 접촉을 허용하도록 배치된 하나 이상의 파이프 또는 도관 피팅(예컨대, 티, 엘보 등)을 포함한다. 혼합 매니폴드는 바람직하게는 그 안에 수용되는(예컨대, 유동하는) 재료와 비반응성인 재료로 형성된다. 일 실시형태에서, 혼합 매니폴드는 다수의 채널이 가공 또는 드릴링과 같은 통상의 기술을 통해 형성되는 [폴리테트라플루오로에틸렌(polytetrafluoroethylene; PTFE)의 블록과 같은] 불소 중합체 구조를 포함한다. 혼합 매니폴드는 수동 또는 자동 작동에 처해질 수 있는 것처럼, 밸브와 같은 다양한 유동 제어 장치 중 임의의 것을 더 포함할 수 있다. 본원에 기술된 바와 같은 다양한 유형의 센서 중 임의의 것이 더 추가되거나 매니폴드 내에 통합될 수 있다.
도 2는 본 발명의 이해를 명확히 하기 위해 간단한 형태로 제공된다. 관련 기술 분야에서 숙련된 자에게 명백하고 이하에서 더욱 상세하게 기술되는 바와 같이, 상업적 시스템의 동작 및 제어를 개선하기 위해 다수의 구성요소가 추가되는 것이 바람직하다.
일 실시형태에서, 유체 함유, 다중 성분 공급 재료는 혼합 매니폴드 및 그 이후에 사용 지점(공정 툴 내 또는 재료의 저장 및/또는 운반을 위한 하나 이상의 컨테이너)으로의 분배 이전에 실질적으로 균일한 상태에서 유지된다. 일 실시형태에서, 순환 장치는 제 1 컨테이너의 접힘 가능한 라이너 및 제 2 컨테이너의 접힘 가능한 라이너를 포함하는 유동 경로를 구비한 가역 유동 순환 장치를 포함할 수 있다. 컨테이너들 간의 유체를 순환시키는 방법은 유체가 실질적으로 균일한 상태임을 유지하도록 돕는다. 순환을 필요로 하는 공정 재료는 바람직하게는 한 컨테이너로부터 다른 컨테이너로 사용 지점으로 분배되기 이전에 적어도 한 번 순환된다. 바람직한 순환 장치는 한 컨테이너로부터 다른 컨테이너로, 그리고 그 역으로 내용물을 압력 분배를 허용하도록 채택된 구성요소를 포함한다. 대안적으로, 또는 추가적으로, 순환 장치는 관련 기술 분야에서 숙련된 자에 의해 인식될 수 있는 것처럼, 임의의 소망의 재료 순환 구성요소(펌프, 정용량 펌프, 연동 펌프, 피스톤 구동 또는 스프링 구동 장치 등을 포함한다)를 포함할 수 있다.
도 3은 공정 툴(99)로의 최종 분배를 위해 혼합 매니폴드(95)로[또는 재료 저장 및/또는 운반 컨테이너(들)과 같은 다른 사용 지점으로, 또는 저장 컨테이너와 같은 하나 이상의 적절한 컨테이너에서 혼합된 재료를 분배 및/또는 패키징하기 위해 사용되는 분배 및/또는 패키징 툴로] 그러한 재료의 제어된 배기 이전에 그 균일성을 유지하기 위해 제 1 유체 함유 다중 성분 공급 재료를 순환시키기에 적합한 공정 재료 전달 시스템(50)의 적어도 일 부분을 도시한다. 시스템(50)은 제 1 접힘 가능한 라이너(54)를 포함하는 제 1 하우징(52)을 갖는 공정 재료 공급 컨테이너(51)를 포함한다. 제 1 밀봉 가능한 용적(53)이 제 1 하우징(52) 및 제 1 접힘 가능한 라이너(54) 사이에 형성된다. 제 1 하우징(52)은 바람직하게는 제 1 라이너(54)보다 강성이며, 따라서 제 1 밀봉 가능한 용적(53)의 가압은 제 1 접힘 가능한 라이너(54)를 압축하여 그에 따라 공급 컨테이너(51)로부터 라이너(54) 내에 포함되어 있는 임의의 공급 재료를 배기하기에 효과적이다. 공급 컨테이너(51)에 부착된 제 1 캡은 제 1 접힘 가능한 라이너(54)의 내부(55) 및 제 1 배기 또는 반환 도관(71) 사이에서 유체 연통을 허용하는 유체 유동 통로(즉, 유체 공급 통로)를 포함한다. 선택적인 제 1 딥 튜브(57)는 제 1 캡(56)으로부터 제 1 접힘 가능한 라이너(54)의 안으로 연장되어 분배를 도울 수 있다. 선택적인 제 1 저울 또는 기타 센서(59)는 순환 및 분배 이전에 그리고/또는 도중에, 공급 컨테이너(51) 또는 그 내용물의 중량 또는 다른 측정 가능한 파라미터를 감지하기 위해 배치될 수 있다.
시스템(50)은 공급 컨테이너(51)에 대한 특성에 유사하거나 또는 실질적으로 동일할 수 있는 반환 컨테이너(61)를 더 포함한다. 대안적으로, 반환 컨테이너(61)는 공급 컨테이너(51)와 관련하여 용적, 재료, 분배 유형, 또는 기타 소망의 양태 면에서 상이할 수 있다. 반환 컨테이너(61)는 그 안에 제 2 밀봉 가능한 용적(63)이 배치되는 제 2 접힘 가능한 라이너(64)를 포함하는 제 2 하우징(62)을 포함한다. 제 2 캡(66)이 반환 컨테이너(61)에 부착되고, 이는 제 2 접힘 가능한 라이너(64)의 내부(65)와 제 2 배기 또는 반환 도관(72) 사이에서 유체 연통을 허용하는 유체 유동 통로를 포함한다. 선택적인 제 2 딥 튜브(67)는 제 2 캡(66)으로부터 제 2 접힘 가능한 라이너(64)의 안으로 연장되어 분배를 도울 수 있다. 선택적인 제 2 저울 또는 기타 센서(69)가 반환 컨테이너(61) 또는 그 내용물과 감각 연통하여 추가로 제공될 수 있다.
분리 밸브(75, 76)가 컨테이너(51, 61) 중 적어도 하나의 내용물의 소모시에 새로운 (예컨대, 재료 함유) 컨테이너가 시스템(50)으로 안내되도록 허용함을 포함하기 위한 목적으로 배기/반환 도관(71, 72)에 각각 제공된다. 순환 도관(73)은 분리 밸브(75, 76) 사이에 연장되고, 순환 도관(73) 및 하류 유동 제어기(60) 사이에서 간헐적이고, 제어되며, 선택적인 유체 연통 중 임의의 것을 제공하기 위한 선택적인 공정 재료 속성 센서(77), 선택적 공정 재료 유동 센서(78), 및 배출 밸브(79)가 순환 도관(73)을 따라 배치된다.
적어도 하나의 압력 소스(80)가 공급 컨테이너(51)의 제 1 밀봉 가능한 용적(53)과의, 그리고 반환 컨테이너(61)의 제 2 밀봉 가능한 용적(63)과의 선택적인 유체 연통에서 제공된다. 적어도 하나의 압력 소스(80) 및 컨테이너(51, 61) 사이에 밸브(83, 84)가 배치된다. 밸브(83)는 적어도 하나의 압력 소스(80) 및 제 1 밀봉 가능한 용적(53) 사이에서 도관(81, 85)을 통해 유동 경로를 개방하기 위해 선택적으로 작동 가능하며, 그리고 제 1 밀봉 가능한 용적(53)으로부터 배기구(83')로 압력을 해제하도록 작동 가능하다. 유사하게, 밸브(84)는 적어도 하나의 압력 소스(80) 및 제 2 밀봉 가능한 용적(63) 사이에서 도관(82, 86)을 통해 유동 경로를 개방하기 위해 선택적으로 작동 가능하며, 그리고 제 2 밀봉 가능한 용적(63)으로부터 배기구(84')로 압력을 해제하도록 작동 가능하다. 각 밸브(83, 84)는 바람직하게는 3방향 밸브이거나, 또는 하나 이상의 양방향 밸브로 대체될 수 있다.
시스템(50)의 작동 이전에, 순환 도관(73)은 순환 도관(73)과 유체 연통하는 출구 밸브(79) 또는 배기 밸브(도시되지 않음) 상에서 흡입을 이끌어냄과 같이 배기될 수 있다. 순환 도관(73)의 길이 및 직경은 2개의 컨테이너(51, 61) 사이에 소망의 용적을 제공하도록 선택될 수 있다. 오리피스 또는 밸브와 같은 하나 이상의 선택적 유동 제한 요소 또는 유동 통과 혼합 요소(도시되지 않음)가 순환 도관(73) 내에 배치되어 소망하는 바와 같은 혼합 능력을 개선할 수 있다.
시스템(50)의 동작 중에, 압축 유체(예컨대, 공기 또는 질소와 같은 가스, 또는 물과 같은 액체 등)가 적어도 하나의 압력 소스(80)로부터 도관(81), 밸브(83), 도관(85), 및 캡(56)을 통해 공급되어 제 1 밀봉 가능한 용적 또는 공간(53)을 가압하고 제 1 접힘 가능한 라이너(54)를 압축하여 라이너(54)로부터 배기 도관(71) 및 밸브(75)를 통해 순환 도관(73) 안으로 제 1 공급 재료의 일 부분을 배기한다. 비록 본 발명의 특정 실시형태가 압축 유체를 공급하여 접힘 가능한 라이너 또는 내부 하우징을 압축하여 그로부터 재료를 배기함을 포함한다 할지라도, 동일한 결과를 수반하는 기타 기기, 장치 또는 미캐니즘(예를 들면, 피스톤 및/또는 스프링 구동 미캐니즘)이 사용될 수 있다. 그러한 동작 중에, 출구 밸브(79)가 혼합 매니폴드(95)와 공정 툴(99)(또는 기타 사용 지점)과의 유체 연통을 허용하지 않도록 배치된다. 제 2 밸브(76)는 제 1 공급 재료의 유동이 반환 컨테이너(61)의 제 2 접힘 가능한 라이너(64)로 진입하도록 허용하는 때에 개방될 수 있고, 밸브(84)는 제 2 접힘 가능한 라이너(64)가 용적 면에서 팽창할 때 제 2 밀봉 가능한 용적(63)을 배기하도록 개방된다. 충분한 양의 제 1 공급 재료가 순환 도관(73) 안으로 [그리고 선택적으로 반환 컨테이너(61) 안으로]도입된 이후에, 압축 유체는 적어도 하나의 공급 소스(80)로부터 도관(82), 밸브(84), 도관(86), 및 제 2 캡(66)을 통해 공급되어 제 2 밀봉 가능한 용적(63)을 압축하고, 그에 따라 제 2 라이너(64)로부터 제 2 배출 도관(72) 및 밸브(76)를 통해 순환 도관(73) 안으로 제 1 공급 재료를 배출한다.
각 컨테이너(51, 61)의 작동 가능한 상태는 제 1 공급 재료의 순환 방향에 기초하여, 시간에 따라 반복적으로 변경될 수 있다. 명칭 "공급 컨테이너" 및 "반환 컨테이너"는 단지 용이한 참조를 위해 본원에서 사용되며, 이와 관련하여 제한되는 것으로 의도되지 않는다. 한 컨테이너(51, 61)는 초기에 제 1 공급 재료로 충전될 수 있는 한편, 다른 컨테이너(51, 61)는 초기에 비워질 수 있다. 컨테이너(51, 61) 중 어느 하나 또는 모두는 소모될 때 시스템(50)에서 제거될 수 있고 그리고 바람직하게는 제 1 공급 재료로 보충된 대응하는 컨테이너(들)로 교체될 수 있다.
적어도 하나의 압력 소스(80)로부터 제 1 밀봉 가능한 용적(53) 및 제 2 용적 가능한 용적(63)을 순차적으로 가압하는 공정은 필요에 따라 역으로 그리고 반복될 수 있어 초기에 공급 컨테이너(51)에 포함된 제 1 공급 재료를 순환시키고 바람직하게는 제 1 공급 재료를 균일한 상태로 유지할 수 있다. 제 1 공급 재료의 균일성은 센서(77)를 이용하여 모니터링 될 수 있다. 그러한 센서(77)는 도전성, 농도, pH, 및 조성과 같은 공급 재료의 임의의 바람직한 하나 이상의 특성을 측정할 수 있다. 일 실시형태에서, 센서(77)는 광전 입자 크기 분포 센서와 같은 입자 센서를 포함한다. 다른 실시형태에서, 센서(77)는 고순도 도전성 센서를 포함한다. 순환은 센서(77)에 의해 생성된 신호에 응답하여 수행되고/되거나 변경된다. 유동 센서(78)는 제 1 공급 재료의 균일성을 모니터하기 위해 유사하게 사용될 수 있다. 예를 들면, 제 1 공급 재료가 실질적으로 상이한 점도를 갖는 성분을 포함할 때, 유동의 다수의 반전 이후에 도관(73)을 통한 실질적으로 일정한 유속의 존재는 제 1 공급 재료가 실질적으로 균일한 상태에 있음을 가리킬 수 있다.
균일한 제 1 공급 재료 상태가 달성될 때, 제 1 공급 재료는 밸브(79)를 거쳐 제 1 유동 제어 요소(60)를 통해 혼합 매니폴드(95)로 공급될 수 있고, 이 혼합 매니폴드에서 제 1 공급 재료는 제 2 공정 재료 소스(91)로부터 제 2 유동 제어기(90)를 통해 공급되는 제 2 공급 재료와 혼합된다. 제 1 공급 재료 및 제 2 공급 재료의 유속 및 속성은 유동 제어 요소(60, 90) 각각을 이용하여 조정될 수 있다. 혼합 매니폴드로부터, 제 1 공급 재료 및 제 2 공급 재료 [가능하게는 추가의 공급 재료 소스(도시되지 않음)에 의해 제공되는 추가의 공급 재료를 포함하여] 중 임의의 재료의 혼합물이 (예컨대, 재료 저장 및/또는 운반을 위한) 하나 이상의 컨테이너, 또는 하나 이상의 컨테이너의 혼합된 공정 재료를 패키징하기 위해 사용되는 하나 이상의 툴과 같은 공정 툴 또는 기타 사용 지점으로 공급된다.
관련 기술에 숙련된 자에 의해 이해될 수 있는 바와 같이, 임의의 바람직한 유동 제어 요소(들)는 소망의 유형 및 정도의 공정 재료 유동 제어를 제공하기 위해 사용될 수 있다. 일 실시형태에서, 공정 재료의 한 소스는 전용 유동 제어 요소를 갖지 않는 반면, 공정 재료의 다른 소스는 전용 유동 제어 요소를 갖는다. 유동 제어 요소는 원하는 경우, 혼합 매니폴드 안으로 통합될 수 있다. 유동 이외의 파라미터(예컨대, 입자 개수, 입자 크기, 분포, 농도, pH, 도전성, 밀도 및 조성)를 측정하기 위한 하나 이상의 센서는 적절한 조성의 혼합물이 제공된다는 점을 보장하기 위해 유동 제어 요소와 조합하여 사용될 수 있다. 압력 분배 재료의 분배(예를 들면, 하나 이상의 ATMI NOWPak™ 컨테이너로부터)에 관한 유동 제어는 예를 들면 다음 방법들 중 임의의 방법을 사용하여 수행될 수 있다:
- 고정 오리피스를 통한 분배를 위한 컨테이너로의 공급 압력의 I 대 P (전류 대 압력) 또는 V 대 P (전압 대 압력) 제어;
- 유량계를 통한 피드백을 이용하여 컨테이너로의 공급 압력의 I 대 P (전류 대 압력) 또는 V 대 P (전압 대 압력) 제어;
- 유량계의 피드백을 통해 제어된 제어 밸브; 및
- 시간 대비 공급 컨테이너의 중량 모니터링.
바람직한 일 실시형태에서, 유동 제어 요소는 유동 제어기를 포함한다. 다양한 유형의 유동 제어기가 채용될 수 있는 한편, 바람직한 유동 제어기 유형의 예시는 NT® Electronic Flow Controller (미국, 미네소타주 차스카 소재, Entegris, Inc. 제품)이다. 용어 "유동 제어기"는 이하 수 개의 실시형태에서 사용될 것이다. 각 예시에서, 다른 유형의 유동 제어 요소가 유동 제어기를 대신할 수 있다는 점이 이해되어야 한다. 일 실시형태에서, 유동 제어 요소는 수동으로 또는 자동으로 작동하는 밸브(예컨대, 니들 밸브 또는 제어 가능한 유동 특성을 구비한 임의의 다른 적절한 유형의 밸브를 포함한다)를 포함한다.
시스템(50)의 다양한 요소 중 임의의 것의 동작은 제어기(96)와 같이, 자동 조작에 따를 수 있다. 그러한 제어기(96)는 또한 다양한 유형의 센서[예컨대, 센서(77, 78) 및 저울(59, 69)을 포함하지만, 이로 한정되지 않는다]로부터 감각성 입력 신호를 수신하고 사전 프로그래밍된 명령어에 따라 적절한 동작을 취할 수 있다. 일 실시형태에서, 제어기(96)는 마이크로프로세서 기반 산업용 제어기, 개인용 컴퓨터 등을 포함한다.
반도체 제조와 관련하여, 공정 재료를 순환시키기 위한 라이너 기반 컨테이너의 사용은 혼합된 공급 용기를 활용하는 통상의 시스템에 대해 특정 이점을 제공한다. 펌프의 사용 및 이른 펌프 마모(예컨대, 슬러리를 순환시킬 때)를 방지할 수 있다. 라이너 기반 컨테이너는 공정 재료를 제로 헤드스페이스 또는 거의 제로 헤드스페이스 조건으로 유지하도록 허용하며, 따라서 공정 재료 및 주변 가스(예컨대, 공기) 사이의 접촉을 최소화한다. 더욱이, 그러한 라이너의 일회용 특성은 주기적 세척 및 기계적으로 혼합된 공정 재료 공급 탱크의 유지보수에 관한 필요성을 배제한다.
도 3에 도시된 순환 도관(73)은 혼합 매니폴드(95)를 통해 공정 재료를 순환시키지 않는다. 순환 경로 출구 밸브(79)가 순환 도관(73) 및 유동 제어기(60) 사이의 유체 연통을 허용하지 않을 때, 밸브(79) 및 혼합 매니폴드(95) 사이에 배치된 공정 재료는 재료 속성, 도관 치수, 보유 시간 등을 포함하는 다양한 요인에 따라 분리 또는 층화에 처해질 수 있다. 따라서, 특정 실시형태에서 혼합 매니폴드를 통해 제 1 재료 순환 유동 경로를 연장하고, 따라서 제 1 재료의 분리 또는 층화의 모든 가능성을 제거하는 것이 더욱 바람직할 수 있다.
혼합 매니폴드를 통한 공정 재료의 순환을 포함하는 공정 재료 전달 시스템이 도 4에 도시되어 있다. 시스템(150)은 공정 재료 순환을 위해 구성된 2개의 소스를 포함하여, 4개의 상이한 공정 재료의 소스를 포함한다. 제 1 다중 성분 공정 재료가 제 1 유동 제어기(152)를 통해 혼합 매니폴드(195) 내에 배치된 제 1 순환 밸브(157)로 제 1 공급 컨테이너(151A)에 의해 제공될 수 있다. 제 1 공정 재료를 바람직하게는 균일한 상태로 유지하기 위해서, 제 1 순환 밸브(157)의 한(예컨대, 보통 개방된) 포트를 통해 제 1 반환 컨테이너(151B)로 순환시킬 수 있다. 제 1 공정 재료를 혼합 매니폴드(195)의 공통 도관(196) 안으로 분배하기를 원할 때, 제 1 순환 밸브(157)는 제 1 반환 컨테이너(151B)의 (예컨대, 보통 개방된) 밸브를 폐쇄하고, 공통 도관(196)으로 제 1 공정 재료를 유입하기 위한 다른 (예컨대, 보통 폐쇄된) 포트를 개방함으로써 분배 동작으로 전환될 수 있다. 유사하게, 제 2 다중 성분 공정 재료가 제 2 유동 제어기(162)를 통해 혼합 매니폴드(195) 내에 배치된 제 2 순환 밸브(167)로 제 2 공급 컨테이너(161)에 의해 제공될 수 있다. 제 2 공정 재료는 바람직하게는, 제 2 순환 밸브(167)의 한(예컨대, 보통 개방된) 포트를 통해 제 2 반환 컨테이너(161B)로 제 2 공정 재료를 순환시킴으로써 균일한 상태로 유지할 수 있다. 제 1 공정 재료를 혼합 매니폴드(195)의 공통 도관(196) 안으로 분배하기를 원할 때, 제 2 순환 밸브(167)는 제 1 반환 컨테이너(161B)의 (예컨대, 보통 개방된) 밸브를 폐쇄하고, 공통 도관(196)으로 제 2 공정 재료를 유입하기 위한 밸브(167)의 다른 (예컨대, 보통 폐쇄된) 포트를 개방함으로써 분배 동작으로 전환될 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 제 1 공정 재료는 연마재를 포함하는 농축 재료일 수 있고, 제 2 공정 재료는 반응 억제제를 포함하는 농축 재료일 수 있다.
제 3 및 제 4 공정 재료 소스(171, 181)가 제 3 및 제 4 공정 재료를 유동 제어기(172, 182) 및 (예컨대, 보통 폐쇄된) 밸브(177, 187) 각각을 통해 재순환 기능 없이 혼합 매니폴드(195)의 공통 도관(196)으로 공급할 수 있다. 예를 들면, 공정 재료가 단일 성분을 포함하고 및/또는 분리 또는 층화에 처해지지 않는 경우에, 그러한 재순환은 반드시 필요한 것은 아니다. 설명된 것처럼, 제 3 공정 재료는 과산화수소를 포함할 수 있고, 그리고 제 4 공정 재료는 물을 포함할 수 있다. 임의의 소망의 대안적인 공정 재료가 사용될 수 있다.
비록 도 4가 4개의 소스(151A, 161A, 171, 181)로부터 공정 재료를 수신하기 위해서 혼합 매니폴드(195) 내에 특정 그룹의 밸브(197)[삼방향 밸브(157, 167) 및 양방향 밸브(177, 187)를 포함한다]를 도시하고 있더라도, 임의의 소망의 개수 및 구성의 밸브 및/또는 기타 유동 제어 장치가 소정의 혼합 매니폴드(195)에 제공될 수 있다는 점과, 혼합 매니폴드(195)가 임의의 소망의 개수의 공정 재료 소스로부터 공정 재료를 수신하도록 구성될 수 있다는 점은 명백하다. 일 실시예에서, 역류를 방지하는 하나 이상의 체크 밸브가 혼합 매니폴드 안으로 통합될 수 있다. 바람직한 일 실시형태에서, 소망의 개수의 밸브가 제공되어 매니폴드를 통한 임의의 선택된 재료(들)의 유동을 선택적으로 허용하거나 방지할 수 있고 혼합 매니폴드의 출구 또는 배기 포트에서 소망의 혼합 제품, 유속, 선택된 재료의 정량 등을 획득할 수 있다.
혼합 매니폴드(195)는 선택적으로 그 공정 툴 또는 스테이션과 같은 사용 지점[예컨대, 앞서 도 1b와 관련하여 기술된 공정 툴의 제 1 플래튼(23)]으로 공급되는 소망의 공정 재료의 2개 이상의 공정 재료 사이의 혼합을 촉진하기 위해서 유동 통과 혼합기(198)(예컨대, 고정식 혼합기)를 포함할 수 있다.
다중 공정 툴 및/또는 그의 다중 처리 스테이션(또는 기타 소망의 다중 사용 지점)을 포함하는 시스템에 있어서, 전용 혼합 매니폴드가 각 공정 툴 및/또는 스테이션(또는 기타 사용 지점 각각)에 대해 제공되는 것이 바람직하다. 비록 도 4는 혼합 매니폴드(195)에 인접하여 배치되는 제 2 플래튼(25) 및 제 3 플래튼(27)을 도시하고 있더라도, 그러한 플래튼(25, 27) 각각은 바람직하게는 개별, 전용의 혼합 매니폴드(도시되지 않음)를 갖는다.
일 실시형태에서, 적어도 하나의 분배 툴이 본원에 기술된 바와 같은 시스템의 적어도 하나의 혼합 매니폴드와 결합 가능하고, 적어도 하나의 분배 툴은 제 1 및 제 2 공정 재료의 적어도 하나의 혼합물을 수신하도록 배치되고 상기 적어도 하나의 혼합물을 적어도 하나의 저장 컨테이너로 분배 또는 달리 전달하도록 구성된다. 하나 이상의 분배 툴이 또한 다양한 저장 컨테이너에 공정 재료의 하나 이상의 혼합물을 패키징 하도록 역할을 할 수 있다. 그러한 패키징은 바람직하게는 적어도 하나의 저장 컨테이너 내에 혼합된 재료를 밀봉하는 역할을 한다. 혼합된 재료를 포함하는 저장 컨테이너는 분배 툴에 가까운 다른 공정 툴에서의 가까운 미래의 사용을 위해 대기할 수 있고, 또는 다른 곳에서의 사용을 위해 운반될 수 있다.
도 5는 제 1 및 제 2 공급 컨테이너(201A, 202A) 각각으로부터 제 1 및 제 2 공정 재료를 수신하고, 제 1 및 제 2 순환 제어 밸브(211, 212) 각각을 통해 제 1 및 제 2 반환 컨테이너(201B, 202B) 각각으로 순환되도록 구성되는 혼합 매니폴드(200)를 도시한다. 혼합 매니폴드(200)는 또한 제 3 및 제 4 공정 재료 공급기(203, 204) 각각으로부터, 제어 밸브(213, 214) 각각을 통해 제 3 및 제 4 공정 재료를 수신하도록 구성된다. 각 제어 밸브(211, 212, 213, 214)는 바람직하게는 혼합 매니폴드(200)의 공통 도관(219)으로부터 역류를 억제하기 위해서 관련된 체크 밸브(211', 212', 213', 214')[선택적으로 개개의 밸브(211, 212, 213, 214) 안으로 각 경우에 그 출구를 따라 통합된다]를 포함한다. 만일 체크 밸브(212' 내지 214')가 대응하는 제어 밸브(212 내지 214) 안으로 통합된다면, 그 이후 플러그(215 내지 217)가 개개의 제어 밸브(212 내지 214)의 몸체 부분 안으로 체크 밸브(212' 내지 214')를 보유하도록 제공될 수 있다. 티(Tee) 및/또는 다른 연결 구성요소가 제공되어 다양한 공정 재료용 도관을 공통 도관(219)으로 연결할 수 있다. 각 공정 재료는 바람직하게는 혼합 매니폴드(200)의 상류에서 전용 유동 제어기(도시되지 않음)를 통해 공급된다. 혼합 매니폴드(200)는 또한 선택적인 유동 통과 혼합 요소(218)를 포함할 수 있다. 공정 툴(20)(전술한 바와 같음), 또는 대안적으로, 재료 저장 및/또는 운반 컨테이너는, 바람직하게는 혼합 매니폴드의 하류에 배치되어 제 1 내지 제 4 공정 재료의 임의의 조합의 혼합물을 수신하고, 그러한 혼합물의 조성 및/또는 유속은 상류의 유동 제어기(도시되지 않음) 및/또는 제어 밸브(211 내지 214)의 작동을 통해 신속하게 변경될 수 있다. 매니폴드(200)는 예를 들어, 공정 재료를 평탄화 툴의 (플래튼 함유) 처리 스테이션으로 공급하기 위해 사용될 수 있다.
도 6은 제 1 순환 제어 밸브(211)를 통해 제 1 반환 컨테이너(201B)로 순환되는, 제 1 공급 컨테이너(201)로부터 제 1 공정 재료를 수신하도록 구성된 혼합 매니폴드(210)를 도시한다. 혼합 매니폴드(210)는 또한 제 2 및 제 3 공정 재료 공급기(202, 203) 각각으로부터, 제어 밸브(212, 213) 각각을 통해 제 2 및 제 3 공정 재료를 수신하도록 구성된다. 각 제어 밸브(211, 212, 213)는 바람직하게는 혼합 매니폴드의 공통 도관(219)으로부터 역류를 억제하기 위해서 관련된 체크 밸브(211', 212', 213')[선택적으로 개개의 밸브(211, 212, 213) 안으로 각 경우에 그 출구를 따라 통합된다]를 포함한다. 만일 체크 밸브(212' 및 213')가 대응하는 제어 밸브(212 및 213) 안으로 통합된다면, 그 이후 플러그(215 및 216)가 개개의 제어 밸브(212, 213)의 몸체 부분 안으로 체크 밸브(212', 213')를 보유하도록 제공될 수 있다. 티(Tee) 및/또는 다른 연결 구성요소가 제공되어 다양한 공정 재료용 도관을 공통 도관(219)으로 연결할 수 있다. 전술한 바와 같이, 각 공정 재료는 바람직하게는 혼합 매니폴드(210)의 상류에서 전용 유동 제어기(도시되지 않음)를 통해 공급되고, 혼합 매니폴드(210)는 또한 선택적인 유동 통과 혼합 요소(218)를 포함할 수 있다. 혼합 매니폴드(210)는 바람직하게는 제 1 내지 제 3 공정 재료의 임의의 조합의 혼합물을 공정 툴(또는 기타 소망의 사용 지점)로 공급하도록 배치되고, 그러한 혼합물의 조성 및/또는 유속은 상류의 유동 제어기(도시되지 않음) 및/또는 제어 밸브(211 내지 213)의 작동을 통해 신속하게 변경될 수 있다.
도 7은 제 1 공정 재료 공급기(201)로부터 제 1 제어 밸브(211)를 통해 제 1 공정 재료를 수신하고, 그리고 제 2 제어 밸브(212)를 통해 제 2 공정 재료 공급기(202)로부터 제 2 공정 재료를 수신하도록 구성되는 혼합 매니폴드(220)를 도시하며, 이때 어느 재료도 혼합 매니폴드(220)를 통해 순환되지 않는다. 각 제어 밸브(211, 212)는 바람직하게는 관련 체크 밸브(211', 212')를 갖는다. 티(215) 및/또는 다른 연결 구성요소가 제공되어 제 1 및 제 2 공정 재료용 도관을 공통 도관(219)으로 연결할 수 있다. 전술한 바와 같이, 각 공정 재료는 바람직하게는 혼합 매니폴드(220)의 상류에서 전용 유동 제어기(도시되지 않음)를 통해 공급되고, 혼합 매니폴드(220)는 또한 선택적인 유동 통과 혼합 요소(218)를 포함할 수 있다. 혼합 매니폴드(220)는 바람직하게는 제 1 및 제 2 공정 재료의 임의의 소망의 비율의 혼합물을 하류의 공정 툴(20)(또는 기타 소망의 사용 지점)로 공급하도록 배치된다. 매니폴드(220)는 재료를 세정 또는 패드 세척 스테이션으로 공급하여 사용하기에 적합하다.
도 5 내지 도 7은 특정 혼합 매니폴드 구성을 도시하고 있는 반면, 관련 기술에 숙련된 자라면 유사한 혼합 매니폴드가 임의의 소망의 개수의 공정 재료를 혼합하도록 구성될 수 있고, 임의의 또는 모든 공정 재료가 혼합 매니폴드를 통해 순환될 수 있다는 점을 이해할 것이다. 만일 혼합 매니폴드로 공급되는 임의의 특정 공정 재료에 대해 중복 또는 백업 컨테이너 쌍이 제공된다면, 그러한 중복 쌍의 어느 하나 또는 모든 컨테이너 내의 재료는 사용 이전의 아이들 시기 또는 몇몇 소망의 시기에 혼합 또는 교반될 수 있다. 바람직하게는, 제어 시스템은 대응하는 "액티브" 컨테이너 쌍으로부터 재료의 특정 양이(또는 대응하는 "액티브" 컨테이너 쌍의 문턱값 양이) 분배된 이후에 "아이들" 백업 컨테이너 쌍 사이의 혼합을 개시한다. 제어 시스템은 대응하는 "액티브" 컨테이너 쌍으로부터 공정 재료가 완전히 소모되기 이전에 언제 백업 컨테이너 쌍으로 전환되고 언제 혼합을 시작할지 결정하거나 예측하도록 프로그래밍 될 수 있다. 일 실시형태에서, 유동 제어기는 소정의 컨테이너 쌍으로부터 분배된 재료의 양을 추적하거나 모니터하도록 사용될 수 있고, 결과의 신호는 컨테이너 보충, 컨테이너 전환 작업, 및/또는 컨테이너 쌍 전환 작업을 개시하기 위해 사용 가능할 수 있다.
도 8은 혼합 매니폴드(242)를 통해 순환되는 제 1 공정 재료용 중복 컨테이너 쌍을 포함하는, 공정 재료 전달 시스템(220)의 적어도 일 부분의 다양한 구성요소를 도시한다. 단지 혼합 매니폴드(242)로 단일 공정 재료의 공급만이 도 8에 도시되어 있지만, 임의의 소망의 조정가능한 유동 및/또는 비율로 그러한 재료의 혼합을 위해, 그리고 공정 툴[예컨대, 앞에서 기술한 바와 같은 CMP 툴(20)의 플래튼(23)] 또는 기타 소망의 사용 지점으로 분배를 위해, 별개의 유동 제어를 이용하고, 순환되거나 되지 않는, 추가의 공정 재료가 혼합 매니폴드(242)로 공급된다는 점이 이해될 수 있다.
전달 시스템(220)은 주요 제 1 재료 공급 컨테이너(221A), 주요 제 1 재료 반환 컨테이너(221B), 보조 제 1 재료 공급 컨테이너(221C), 및 보조 제 1 재료 반환 컨테이너(221D)를 포함하고, 제 1 공정 재료가 주요 제 1 재료 컨테이너 쌍(221A, 221B)으로부터 혼합 매니폴드(242)로 공급되는 제 1 상태에서 보조 제 1 재료 컨테이너 쌍(221C, 221D)으로부터 제 1 공정 재료가 매니폴드(242)로 공급되는 제 2 상태로 유동이 전환되도록 허용하는 공급/반환 전환 장치(231)를 포함한다. 주요 재료 컨테이너 쌍(221A, 221B)이 사용될 때, 주요 제 1 재료 공급 컨테이너(221A)에서 나온 재료는 공급/반환 전환 장치(231), 유동 제어기(240), 혼합 매니폴드(242), (혼합 매니폴드 내의 배압을 조정하고 분배 작업 중에 임의의 컨테이너로 제 1 공정 재료의 제어되지 않는 유동을 방지하기 위해서) 배압 매니폴드(244)를 통해, 그리고 다시 공급/반환 전환 장치(231)를 통해 주요 제 1 재료 반환 컨테이너(221B)로 순환된다. 각 컨테이너 쌍은 공급/반환 전환 장치(231)를 사용하여 선택적으로 분리될 수 있다. 사용 전에, 또는 보조 재료 컨테이너 쌍(221C, 221D)이 사용될 때, 보조 제 1 재료 공급 컨테이너(221C)에서 나온 재료는 공급/반환 전환 장치(231), 유동 제어기(240), 혼합 매니폴드(242), 배압 매니폴드(244)를 통해, 그리고 다시 공급/반환 전환 장치(231)를 통해 보조 제 1 재료 반환 컨테이너(221D)로 순환된다.
주요 및 보조 제 1 재료 컨테이너 쌍(221A-221B, 221C-221D)의 사용은 제 1 재료가 혼합 매니폴드(242)로 공급됨의 중단 없이 한 컨테이너 또는 컨테이너 쌍이 다른 컨테이너 또는 컨테이너 쌍(예컨대, 상기 제 1 재료를 수용한다)으로 교체됨을 허용한다. 공급/반환 전환 장치(231)는 또한 유동 제어기(240), 혼합 매니폴드(242), 및 배압 매니폴드(244)를 통한 제 1 재료 유동의 방향을 변경함 없이, 반환 컨테이너(221B, 221D)에 관련하여 공급 컨테이너(221A, 221C)의 공급/반환 작업을 전환하기 위해 사용될 수 있다. 공급/반환 전환 장치(231)는 관련 기술 분야에서 숙련된 자에 의해 원하는 것처럼 선택되고 구성되는 임의 유형의 그리고 임의 개수의 제어 가능한 밸브를 포함할 수 있고 그러한 기능성을 제공할 수 있다. 다양한 센서들(도시되지 않음) 중 임의의 것이 공급/반환 전환 장치(231)에 연결되어 전환 작업의 자동화된 개시를 활성화할 수 있다. 예를 들면, 센서는 소정의 공급 컨테이너 내 공정 재료의 레벨이 낮아짐을 검출할 수 있고, 따라서 공급/반환 전환 장치(231)를 개시하여 공정 재료가 다른 컨테이너(예컨대, 관련 반환 컨테이너 또는 중복 공급 컨테이너)로부터 흐르도록 허용할 수 있다.
시스템(220)은 바람직하게는 적어도 하나의 탈기, 필터, 및 레벨 센싱 유틸리티를 포함하며, 그러한 유틸리티의 모두 또는 임의의 것을 제공하는 모듈(238)로 제공된다. 그러한 모듈(238)은 바람직하게는 유동 제어기(240)(또는 기타 유형의 유동 제어 요소)의 상류에 배치된다. 일 실시형태에서, 그러한 모듈(238)은 액체 함유 공정 재료가 그 바닥 부분으로부터 추출되고, 가스가 그 상부 부분으로부터 추출되어 배기로 안내되는 저장소(도시되지 않음)를 포함한다. 그러한 저장소 내 공정 재료(예컨대, 액체를 포함한다)의 레벨 및/또는 존재 레벨은 그와 감각적으로 통신하도록 배치된 임의의 적절한 센서를 사용하여 감지될 수 있다.
추가의 실시형태는 제 1 공정 재료가 혼합 매니폴드를 통해 순환되도록 허용하는 (4개 보다는) 3개의 컨테이너를 활용하며, 임의의 한 컨테이너는 제 1 공정 재료로 보충된 교체 컨테이너와 교체될 수 있다. 도 9를 참조하면, 공정 재료 전달 시스템(250)의 적어도 일 부분은 3개의 컨테이너(251A, 251B, 251C)를 포함하고, 이는 초기에 공급 컨테이너(251A), 반환 컨테이너(251B), 및 백업 공급/반환 컨테이너(251C)로서 구성될 수 있다. 초기에 공급 컨테이너 내에 배치된 제 1 공정 재료는 공급/반환 전환 장치(261), 유동 제어기(270), 혼합 매니폴드(280), 배압 매니폴드를 통해, 그리고 다시 공급/반환 전환 장치(261)를 통해 반환 컨테이너(251B)로 순환될 수 있다. 만일 상당한 양의 제 1 공정 재료가 반환 컨테이너(251B)로 제공된다면, 이후에 공급 컨테이너(251A)의 소모시에, 공급/반환 전환 장치(261)는 제 1 재료 함유 반환 컨테이너(251B)를 공급 컨테이너로서 활성화되도록 전환할 수 있고, 바람직하게는 백업 반환 컨테이너(251C)를 반환 컨테이너로서 작동하도록 전환할 수 있다. 대안적으로, 백업 공급/반환 컨테이너(251C)가 초기에 소정량의 제 1 공정 재료를 함유할 수 있고, 따라서 초기 공급 컨테이너(251A)의 소모시에, 공급/반환 전환 장치(261)는 백업 공급/반환 컨테이너(251C)를 공급 컨테이너로서 작동하도록, 바람직하게는 반환 컨테이너(251B)를 반환으로 기능하도록 전환할 수 있다. 각 컨테이너(251A, 251B, 251C)는 독립적으로 분리되어 그러한 컨테이너가 교체 컨테이너와 교환될 수 있도록 허용한다.
관련 유동 제어기(도시되지 않음)를 갖는 적어도 하나의 추가 공정 재료가 혼합 매니폴드(280)로 제공되어 임의의 소망의 비율(들) 및 유속으로 제 1 공정 재료와 혼합될 수 있고 공정 툴[예컨대, 앞서 기술된 CMP 툴(20)의 플래튼(23)] 또는 기타 소망의 사용 지점으로 분배되는 공정 재료 혼합물을 생성할 수 있다. 전술한 바와 같이, 시스템(250)은 바람직하게는 적어도 하나의 탈기, 필터, 및 레벨 센싱 유틸리티를 포함하며, 그러한 유틸리티의 모두 또는 임의의 것을 제공하는 모듈(238)로 제공된다.
도 10은 도 8 및 도 9에 도시된 실시형태와 유사한 공정 재료 전달 시스템(300)의 적어도 일 부분을 도시하지만, 공급/반환 전환 장치(311) 내의 다양한 전환 유동 경로(312 내지 315)를 도시한다. 시스템(300)은 공정 재료 공급 컨테이너(301A) 및 공정 재료 반환 컨테이너(301B)를 포함한다. 공정 재료는 공급/반환 전환 장치(311), 유동 제어기(320), 혼합 매니폴드(330), 배압 매니폴드(340)를 통해, 그리고 다시 공급/반환 전환 장치(311)를 통해 한 컨테이너로부터 다른 컨테이너로 순환될 수 있다. 제 1 작동 모드에서, 공급/반환 전환 장치(311)는 공정 재료 공급 컨테이너(301A)가 공정 재료를 혼합 매니폴드(330)로 공급하고, 공정 재료 반환 컨테이너(301B)가 혼합 매니폴드(330)로부터 재료를 수신하도록 하는 유동 경로(312 및 313)를 수립한다. 제 2 작동 모드에서, 공급/반환 전환 장치(311)는 공정 재료 반환 컨테이너(301B)가 재료를 혼합 매니폴드(330)로 공급하고, 공정 재료 공급 컨테이너(301A)가 혼합 매니폴드(330)로부터 재료를 수신하도록 하는 유동 경로(314 및 315)를 수립한다. 어느 한 작동 모드에서도, 유동 제어기(320), 혼합 매니폴드(330), 및 배압 매니폴드(340)를 통한 공정 재료 유동의 방향은 변경되지 않는다.
관련 유동 제어기(도시되지 않음)를 갖는 적어도 하나의 추가 공정 재료가 혼합 매니폴드(330)로 제공되어 임의의 소망의 비율(들) 및 유속으로 제 1 공정 재료와 혼합될 수 있고 공정 툴[예컨대, 앞서 기술된 CMP 툴(20)의 플래튼(23)] 또는 기타 소망의 사용 지점으로 분배되는 공정 재료 혼합물을 생성할 수 있다. 전술한 바와 같이, 시스템(300)은 바람직하게는 적어도 하나의 탈기, 필터, 및 레벨 센싱 유틸리티를 포함하며, 그러한 유틸리티의 모두 또는 임의의 것을 제공하는 모듈(318)로 제공된다.
도 11a 내지 도 11c는 (i) 4개 재료를 수용하는 라이너 기반 컨테이너의 중복 쌍으로부터 압력 분배에 의해 공급되는 4개의 상이한 공정 재료(총 16개의 컨테이너) 및 (ii) 2개의 상이한 라인 공급 공정 재료의 다양한 조합을 각각 적어도 플래튼 함유 웨이퍼 처리 스테이션(23A-23E, 25A-25E, 27A-27E)을 갖는 5개의 상이한 평탄화 툴로 공급하도록 구성된 공정 재료 공급 시스템(400)[도 11b 및 도 11c에서 확대된 부분(400A 및 400B)과 함께]을 도시한다. 시스템(400)은 15개의 혼합 매니폴드(493A-493E, 495A-495E, 497A-497E)를 포함하고, 하나의 혼합 매니폴드는 5개의 평탄화 툴(20A-20E)의 각 웨이퍼 처리 스테이션(23A-23E, 25A-25E, 27A-27E)에 대해 전용이다. 각 웨이퍼 처리 스테이션(23A-23E, 25A-25E, 27A-27E)은 전용 매니폴드를 포함하기 때문에, 각 매니폴드로의 입력, 각 툴(20A-20E)의 각 스테이션(23A-23E, 25A-25E, 27A-27E)으로 공급된 공정 재료의 유동 및 조성이 독립적으로 제어될 수 있다. 일 실시형태에서, 모든 툴(20A-20E) 중에서 각 처리 스테이션(23A-23E, 25A-25E, 27A-27E)은 독립적으로 제어된다. 다른 실시형태에서, 툴(20A-20E)에 대한 처리 스테이션(23A-23E, 25A-25E, 27A-27E)의 대응하는 세트 각각은 독립적으로 제어될 수 있다. 그러한 구성은 또한 단일 툴의 스테이션 사이에서 재료 공급 조건에서 변동을 허용하지만, 상이한 툴의 대응하는 스테이션 사이에서 재료 공급 조건의 변동을 허용하지 않는다.
제 1 재료는 2개 쌍의 제 1 재료 컨테이너(401A-401B, 401C-401D)를 이용하여 시스템(400)으로 공급되고/되거나 시스템으로부터 반환되며; 제 2 재료는 2개 쌍의 제 2 재료 컨테이너(402A-402B, 402C-402D)를 이용하여 시스템(400)으로 공급되고/되거나 시스템으로부터 반환되며; 제 3 재료는 2개 쌍의 제 3 재료 컨테이너(403A-403B, 403C-403D)를 이용하여 시스템(400)으로 공급되고/되거나 시스템으로부터 반환되며; 그리고 제 4 재료는 2개 쌍의 제 4 재료 컨테이너(404A-404B, 404C-404D)를 이용하여 시스템(400)으로 공급되고/되거나 시스템으로부터 반환된다. 도시된 것처럼, 컨테이너(401A-401D, 402A-402D, 403A-403D, 404A-404D)는 외부 압력 소스(480) 및 다양한 제어 밸브(481)로의 연결을 통한 압력 분배에 적합한 라이너 기반 컨테이너일 수 있다. 추가의 공정 재료가 소스(405, 406)로부터 직접 라인 공급(즉, 순환 기능 없이)을 통해 공급된다. 그러한 추가의 공정 재료는 예를 들면, 과산화수소 및 물, 또는 임의의 적절한 하나 이상의 유체 재료를 포함할 수 있다. 각 소스(405, 406)는 탈기, 필터, 및 레벨 센싱 유틸리티 중 임의의 하나 이상을 제공하기 위해 관련 탈기/필터/레벨 센싱 모듈(425, 426)을 가질 수 있다.
공급/반환 전환 장치(411-414)가 각 그룹의 컨테이너(401A-401D, 402A-402D, 403A-403D, 404A-404D)에 제공되고, 각 그룹의 컨테이너 중 한 쌍의 컨테이너가 예를 들면, 그 안의 재료를 분배 작업에 무관하게 균일한 상태로 보존하기 위해 다른 쌍의 컨테이너가 공정 재료로 보충되어 있을 때, 또는 다른 상의 컨테이너가 혼합 또는 교반에 처해질 때 다른 쌍의 컨테이너 대신에 작동하도록 허용한다. 더욱이, 공급/반환 전환 장치(411-414)는 바람직하게는 또한 각 컨테이너의 작동 모드를 공급 모드에서 반환 모드로, 그리고 그 역으로 전환하도록 허용하기에 적합하다. 각 공급/반환 전환 장치(411-414)는 다수의 독립적으로 작동 가능한 제어 밸브를 포함하여 소망의 전환 유틸리티를 제공한다. 각 공급/반환 전환 장치(411-414)는 공정 재료를 탈기, 필터, 및 레벨 감지 유틸리티 중 임의의 것을 제공하기에 적합한 하류의 탈기/필터/레벨 감지 모듈(421-424)로 공급한다. 각 모듈(421-424)은 원하지 않는 가스, 오염물, 여과액 등의 제거를 허용하기 위해 배기/드레인 모듈(4321-434)과 선택적 유체 연통된다. 각 공급/반환 전환 장치(411-414)는 또한 공급/반환 전환 장치(411-414)와 관련하여 컨테이너 그룹(401A-401D, 402A-402D, 403A-403D, 404A-404D)의 한 컨테이너로 그러한 재료를 반환하기 위한 배압 매니폴드(441-443)로부터 반환 공정 재료를 수신한다.
각 탈기/필터/레벨 감지 모듈(421-426)로부터, 공정 재료는 유동 제어기 모듈(450A-450E)로 공급된다. 제 1 내지 제 6 공정 재료의 각각은 각 유동 제어기 모듈(450A-450E)로 공급되고, 각 유동 제어기 모듈(450A-450E)은 다수의 유동 제어기를 포함한다. 상이한 혼합 매니폴드(493A-493E, 495A-495E, 497A-497E)로 공급되는 각 공정 재료의 유동은 상이한 유동 제어기를 이용하여 제어된다.
도 11a 내지 도 11e에 도시된 각각의 혼합 매니폴드(493A-493E, 495A-495E, 497A-497E)는 앞서 기술한 도 5와 관련하여 기술된 혼합 매니폴드(200)의 특징을 따를 수 있고, 각 혼합 매니폴드(493A-493E, 495A-495E, 497A-497E)는 순환되는 2개의 공정 재료를 수신하고, 순환되지 않는 2개의 공정 재료를 수신하고, 이들 재료들의 혼합물을 생성하도록 채택된다. 제 3 플래튼에서 채택되는 소망의 배리어 제거 공정에 기초하여, 각 툴(20A-20E)의 제 3 스테이션(27A-27E)(P3)에 전용인 각 혼합 매니폴드(497A-497E)는 대안적으로 도 6 또는 도 7에 도시된 혼합 매니폴드 중 어느 하나의 특징을 따를 수 있다. 각각 3개의 웨이퍼 처리 스테이션(23A-23E, 25A-25E, 27A-27E)을 포함하는 다수의 평탄화 툴(20A-20E)이 혼합 매니폴드(493A-493E, 495A-495E, 497A-497E)의 하류에 배치된다. 순환 작업 도중에, 제 1 및 제 2 순환 공정 재료가 혼합 매니폴드를 통해 순환되고 컨테이너(401A-401D, 402A-402D, 403A-403D, 404A-404D)로 반환된다. 분배 작업 도중에, 각 혼합 매니폴드(493A-493E, 495A-495E, 497A-497E)에 의해 생성된 공정 재료 혼합물이 대응하는 웨이퍼 처리 스테이션(23A-23E, 25A-25E, 27A-27E)으로 공급된다.
각 혼합 매니폴드(493A-493E, 495A-495E, 497A-497E)는 순환되는 2개의 공정 재료를 수신하도록 구성된다. 시스템(400)은 [컨테이너(401A-401D, 402A-402D, 403A-403D, 404A-404D)와 관련하여] 순환에 처해지는 4개의 공정 재료를 포함한다. 이는 상이한 공정 재료가 상이한 혼합 매니폴드(493A-493E, 495A-495E, 497A-497E)로 공급될 수 있다는 점을 의미한다. 이는 각 웨이퍼 처리 스테이션(23A-23E, 25A-25E, 27A-27E)이 상이한 웨이퍼 처리 조건을 가질 수 있다는 바람직한 최종 용도와 부합한다.
공정 재료 혼합과 그러한 혼합물의 웨이퍼 처리 스테이션으로의 제공과의 사이에 지연 시간을 최소화하기 위해서, 각 혼합 매니폴드(493A-493E, 495A-495E, 497A-497E)의 출구와 관련 웨이퍼 처리 스테이션(23A-23E, 25A-25E, 27A-27E)으로 혼합된 재료가 배출되는 지점 사이의 도관 용적은 최소화되어야 한다. 이는 도관의 길이를 축소하고 도관의 직경을 축소함으로써 달성될 수 있다. 웨이퍼 처리 스테이션(또는 그 내부의 플래튼) 위에 혼합 도관을 위치시키는 것은 공정 재료를 중력에 의해 분배하기 위해 바람직할 수 있다.
시스템(400)의 다양한 요소 중 임의의 것의 작동은 바람직하게는 중앙형 또는 분산형 제어기(도시되지 않음)를 사용하여 자동화된다. 그러한 제어기는 또한 다수 유형의 센서로부터 감각적 입력 신호를 수신하고 사전 프로그래밍된 명령어에 따라 적절한 동작을 취할 수 있다. 일 실시형태에서, 제어기는 마이크로프로세서 기반 산업용 제어기, 개인용 컴퓨터 등을 포함한다. 바람직하게는 디스플레이 및 사용자 입력 기능(예컨대, 터치스크린 디스플레이)을 포함하는, 그러한 제어기용 원격 사용자 인터페이스가 제공될 수 있다.
도 12는 도 11a 내지 도 11c의 시스템의 일 부분을 나타내는 사시도를 제공한다. 16개의 컨테이너(401A-401E, 402A-402E, 403A-403D, 404A-404D)가 방 또는 엔클로저(467) 내에 제공되고, 바람직하게는 다수의 평탄화 툴(도시되지 않음)에 관련되어 플로어(468) 아래에 배치된다. 각 공급 용기의 용적(예컨대, 180L)은 각각의 관련 반환 용기(예컨대, 40L)보다 클 수 있다. 유동 제어기 모듈(450A-450E)은 엔클로저(467) 외측의 캐비닛에 배치될 수 있고 캐비닛(466)은 밸브 및 제어 구성요소를 수용할 수 있다. 원격 인터페이스(479)는 시스템(400)과 유선 또는 무선 통신을 제공하여 디스플레이 및 사용자 입력 기능을 제공할 수 있다.
비록 공정 재료를 분배하기 위한 라이너 기반 압력 분배 컨테이너가 앞서 기술되어 있지만, 본 발명에 따른 시스템 및 방법은 그러한 특정 컨테이너의 사용으로 한정되지 않는다. 강성 또는 준강성 컨테이너의 캐비티 내에 배치된 제 1 블래더의 재료 함량은 제 1 블래더에 대해 압력을 인가하도록 캐비티 내에 유사하게 배치된 제 2 블래더의 팽창(예컨대, 화학적 반응에 의하거나, 또는 외부 압력 소스에 의해 공급된 작동 유체의 추가에 의한 자기 팽창)에 의한 분배될 수 있다. 라이너 활용 또는 라이너 없는 컨테이너가 피스톤 구동, 스프링 구동, 또는 기타 유형의 압력 분배를 위해 사용될 수 있다. 다양한 유형의 펌프(예컨대, 왕복, 정용량, 연동식 등)가 사용될 수 있다. 중력에 의한 펌핑이 사용될 수 있다. 일 실시형태에서, 그리고 도 13a 및 도 13b와 관련하여, 공정 재료를 분배하기 위한 분배 장치(500)는 관련 도어 시일(506)을 갖는 회전형 도어(505)를 갖는 압력 캐비닛(503)을 포함할 수 있다. 접힘 가능한 컨테이너(501) 또는 접힘 가능한 부분(또는 라이너)을 포함하는 컨테이너가 회전형 도어를 통해 압력 캐비닛(503) 안으로 삽입될 수 있다. 압축 유체(예컨대, 공기, 질소, 물 등)가 제어 가능하게 압력 캐비닛(503)으로 공급될 수 있어 배출 라인(도시되지 않음)을 통해 접힘 가능한 컨테이너(501)로부터 공정 유체를 강제할 수 있다.
압축 유체와 같은 액체의 사용은 아마도 접힘 가능한 라이너를 통한(예컨대, 그러한 라이너의 핀 홀 누설을 통한) 압축 가스의 이동과 그 안에 포함된 공정 재료와의 접촉을 회피하기에 특히 바람직할 수 있고, 이는 그러한 액체 내에 포획된 기포가 잘못된 기기 측정값을 야기할 수 있고, 그러한 액체와 유해하게 상호작용할 수 있기 때문이다. 더욱이, 압축 가스를 대신하여 압축 불가능한 유체(액체)의 사용은 보다 큰 힘이 라이너의 영역 외측으로 인가되는 것을 허용한다. 이러한 힘의 증가는 보다 큰 분배 압력을 가져오고, 사용자가 길고 높은 파이프 작동을 극복하도록 한다. 그러한 작업 유체는 공급 밸브(도시되지 않음)를 통해 컨테이너와 그 안의 접힘 가능한 라이너 사이의 침입형 용적으로 공급될 수 있고, 그러한 작업 유체의 가압은 통상의 유압 시스템에서와 같은 구동 가능한 "마스터" 실린더를 사용하여 제어될 수 있다. 힘이 마스터 실린더로 인가되기 때문에, 작업 유체는 힘을 라이너(분배되는 재료를 함유한다)로 가하고 분배 포트를 통해 라이너로부터 재료를 강제로 끌어낸다. 라이너를 통한 줄어든 가스 관통, 라이너 및 그 내부에 배치된 재료에 인가된 향상된 힘, 및 개선된 유동 제어에 관한 가능성은 모두, 라이너 기반 압력 분배를 위한 작업 재료로써 액체를 사용함에 의해 제공되는 이점이다.
본 발명의 다양한 실시형태에 따라 공정 재료와 접촉하도록 의도된 오염물 재료(예컨대, 라이너, 라이닝 재료, 컨테이너 재료, 도관 등)는 그러한 공정 재료와 특성 면에서 - 예를 들면, 그러한 공정 재료의 반응 및 열화를 촉진함 없이 - 양립되어야 한다. 만일 재료 오염물 라이너가 (예컨대, 압력 분배를 위한) 가스 접촉에 처해진다면, 이후에 그러한 라이너의 내부 및/또는 외부 표면은 가스 불투과성 또는 가스 불침투성 재료로 덮이거나 피복될 수 있다. 대안적으로, 라이너는 원할 때 라이너를 통해 유체 침투를 허용하기 위한 선택적으로 또는 반-침투성 재료로 형성될 수도 있다. 라이너는 실질적으로 순수 단일 재료 층으로 형성될 수 있고, 또는 상이한 재료의 다수 층으로 형성될 수 있다. 바람직한 라이너는 소망의 최종 사용 용례에 적합한 허용할 수 있는 고도의 구조적 강도, 탄성, 유연성 및 신뢰성으로 특징 지워져야 한다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 실시형태에 따른 공정 재료 전달 시스템(400) 및 유사한 시스템은 다수의 공정 툴 및/또는 처리 스테이션(또는 기타 소망의 사용 지점)으로 공급하는 전역 공정 재료 분배 루프에 관한 요구를 제거한다. 전역 루프가 본질적으로 다수의 툴 또는 그로부터 재료를 수신하는 스테이션을 위한 압력을 전달함에 있어 변동을 수반하기 때문에, 전역 루프의 제거는 다수 사용 지점에 대한 공정 재료의 공급에 관한 변동성을 줄인다.
필요에 따라 사용 지점 직전에 공정 재료를 혼합하는 것은 다수의 이점을 제공한다. 이는 통상의 예혼합된 화학물질보다 더 길게 남겨지는 고농도의 화학물질 또는 재료의 사용을 가능하게 한다. 이는 공정 재료 조성물을 연속적인 재료(예컨대, 반도체 장치) 처리 단계 중에 시간의 함수로서 변화하는 것을 가능하게 한다. 정교한 구조물(예컨대, 패턴 밀도, 특징부 종횡비, 및 서브 구조물 재료 조성과 같은 요인에 좌우되는, 기계적 변형, 크랙킹, 및 파괴 중 어느 하나를 받기 쉬운 구조물)의 평탄화를 수행함에 있어, 공정 재료 조성의 변동은 그러한 구조물 상에 연마 헤드로부터 큰 하향력을 인가함 없이 소망의 제거율을 달성하기 위해 유용할 수도 있다. 정교한 구조물의 일 실시예는 다공성 로우 K 재료(예컨대, 절연막)로 피복된 웨이퍼를 포함하고, 이는 높은 연마 하향력에 노출될 때 응력 크랙 및 박리를 받기 쉽기 때문이며, 따라서 그러한 재료는 통상적으로 약 1 psi (7 kPa)의 연마 헤드 하향력으로 연마된다. 제어 가능하게 공정 재료 조성을 변경하는 기능은 또한 산출량을 최대화하기 위한 순차적인 다중 단계 처리 작업의 최적화를 가능하게 한다. 순차적인 연마 스테이션(P1, P2 및 P3)을 포함하는 웨이퍼 처리 툴에 있어서, 그러한 최적화는 예를 들면, P1, P2 및 P3 시간을 줄이고; P1, P2 및 P3 전체 시간을 줄이고; P1 및 P2 전체 시간을 줄이고; 그리고 P1, P2 및 P3 시간 중 임의의 균형을 맞추는 것을 포함할 수 있다.
그러한 목표를 달성하기 위한 대수적 균형 공식은 본 출원의 이득과 관련하여 관련 기술 분야에 숙련된 자에 의해 밝혀질 수 있다. 연마 툴의 산출량을 개선하기 위한 시도에서 고려되어야 하는 요인은 이로 한정되지 않지만, 연마 툴의 유형; 연마 패드(들)의 화학적 기계적 속성; 제거되는 재료의 유형; 제거되는 재료의 양 및/또는 소망의 종점 두께 프로파일; CMP 화합물의 화학적 기계적 속성; 및 웨이퍼 상에 가해지는 하향력을 포함한다. 전술한 요인 및 기타 요인의 적절한 선택 및 조정이 관련 기술에 숙련된 자의 기술 내에 존재한다.
도 14는 제 1 스테이션(P1)으로 공급되는 시간에 따라 변하는 조성을 갖는 공정 재료의 혼합물을 구비한, 다중 스테이션 반도체 평탄화 툴로 적용되는 웨이퍼 처리 파라미터를 기술한다. 툴은 3개의 스테이션(P1-P3)을 포함하고, 이는 순차적으로 벌크 구리 제거(P1), 구리 제거(P2), 및 배리어 제거(P3) 공정을 수행하기 위해 사용된다. 도 14의 중앙 열에 기술되어 있는 바와 같이, 다중 스테이션 툴을 위한 통상의 방법은 스테이션 P1 및 P2에서 동일한 예혼합된 CMP 조성물을 활용한다. 우측 열에 기술되어 있는 것처럼, 스테이션에서 중단되지 않는 평탄화 적업이 각각 상이한 공정 재료 조성을 사용하는 2개("전기" 대 "후기") 공정으로 분할될 수 있다. P1 전기 공정은 대략 10,000 옹스트롬/초의 제거율에서 35초의 기간에 대해 "VUL"로 표시된 조성물을 포함할 수 있다. P1 플래튼의 작업을 중단함 없이, P1 후기 공정이 이전의 "VUL" 조성물에 대해 "VAZ"로 표시된 제 2 조성물의 공급을 대신함으로써 개시되고, VAZ 조성물은 대략 6,000 옹스트롬/초의 제거율을 제공한다. VUL을 사용한 P1 전기 제거 공정이 높은 평탄화 효율을 갖는 빠른 제거에 의해 특징 지어지는 반면, VAZ를 사용한 P1 후기 제거 공정은 낮은 결함 및 낮은 디싱 속도(dishing rate)를 갖는 느린 제거에 의해 특징 지어진다. ("디싱"은 구리 선 또는 본딩 패드와 같은 증착된 표면 특징부 내 바람직하지 않은 요홈의 형성을 칭한다.) 세 번째 열에서 추가로 지시되는 것처럼, "VUL" 및 "VAZ"는 다양한 비율로 탈이온수(deionized water; "DIW"), 과산화수소, 및 농축 재료 "V1-UL 3.6x"(VUL 및 VAX 모두에서 사용된다) 및 "AZ 10x"(VAZ에서만 사용된다)의 혼합에 의해 형성될 수 있다. 기술된 바와 같이, V1-UL은 5부의 V1-UL 3.6x(5 parts of V1-UL 3.6x)와 10부의 DIW(10 parts DIW)와 3부의 과산화수소(3 parts of hydorgen peroxide)를 혼합함에 의해 형성될 수 있다. VAZ는 5부의 V1-UL 3.6x와 10부의 DIW와 3부의 과산화수소와 2부의 AZ를 혼합함에 의해 형성될 수 있다. P1 공정에 뒤이어, VAZ는 최대 60초의 기간 동안 P2 공정에서 웨이퍼 제품 상에 사용될 수 있다. P3 공정은 통상의 P3 공정과 관련하여 특성이 변경되지 않지만, P1 전기/P1 후기 복합 공정의 채용으로 인해 웨이퍼 표면 조건의 개선으로 인해 버핑 요구(buffing requirement)가 감소할 수 있다.
다중 스테이션 평탄화 툴의 순차적 처리 단계를 최적화하는 이점은 도 15를 도 16과 비교함으로써 명백하다. 도 15는 통상의 공정 재료 공급 시스템 및 처리 방법을 채용하는 다중 스테이션 반도체 평탄화 툴의 다수 스테이션에 대한 웨이퍼 처리 시간을 나타내는 바 차트(bar chart)를 제공한다. 도시된 것처럼, P1, P2, P3, BB1, 및 BB2(플래튼 1, 2, 및 3, 그리고 브러시 세척 1 및 2를 나타낸다)에서의 초 단위 처리 시간은 각각 60, 120, 70, 30 및 30초이다. 스테이션 P2에서의 처리는 동일한 공정 재료를 활용하지만, 서로에 대해 상이한 작업 파라미터(예컨대, 패드 압력, 패드 속도 등)를 채용할 수 있는 기본 처리, 기본 과연마, 및 확장 과연마 단계를 포함한다. 스테이션 P2에서의 120초의 처리 시간은 생산에서의 명확한 병목을 나타내며, 왜냐하면 그 시간이 툴의 임의의 다른 스테이션에서의 처리 시간을 훨씬 초과하기 때문이다.
도 16은 본 발명의 다양한 실시형태에 따른 시스템 및 방법에 따라 제 1 스테이션에서 시간 가변 조성을 갖는 공정 재료를 채용하는 다중 스테이션의 반도체 평탄화 툴의 다양한 스테이션에 대한 개선된 웨이퍼 처리 시간을 나타내는 바 차트를 제공한다. 특히, 제 2 스테이션에서의 시간보다 훨씬 짧은(60초 대 120초) 제 1 스테이션에서의 처리 중에 제 1 스테이션으로 공급된 제 1 재료의 VUL로부터 VAZ로의 조성의 변화, 및 제 3 스테이션에서의 매우 효율적인 처리 시간의 감소(60초 대 70초)가 허용된다. 전술한 적업 이면의 기본 개념은 본래의 P2 공정의 양태를 P1 공정(예컨대, "후기 P1" 기간 중에)으로 이동하는 것이다. 처리 시간은 스테이션 P1에서 감소할 수 있고, 예들 들어, "전기 P1" 공정(예컨대, VUL을 사용한다) 중에 벌크 구리 제거율을 높임으로써 이전의 P2 공정을 수용할 수 있다.
도 17은 종래의 공정과 비교할 때, 본원에 기술된 바와 같은 시스템 및 방법을 활용하는 다중 스테이션 반도체 평탄화 툴의 제 1 및 제 2 플래튼에 의해 채용되는 다양한 테스트 공정에 대해 획득된 처리 시간 및 디싱 측정값을 포함하는 테스트 데이터를 제공하는 표이다. 특정 데이터 세트는 적어도 제 1 플래튼에 대한 조성이 그에 대한 웨이퍼 처리 중에 변화하는 공정(예를 들면, VUL을 채용하는 전기 P1 단계, 및 VAZ를 채용하는 후기 P1 단계를 포함한다)을 나타낸다. 첫 번째 항목은 플래튼 1(P1) 및 플래튼 2(P2) 모두에서 처리 시간이 각각 60초와 57초로 허용될 수 있는 낮은 값으로 거의 일치하고, 디싱 측정값도 허용될 수 있게 낮은 값으로 일치하는 바람직한 결과를 나타낸다.
도 18a 및 도 18b는 웨이퍼 처리 중에 반도체 평탄화 툴의 제 1 스테이션으로 공급되는 바와 같은, 다수의 공정 재료의 혼합물의 다양한 성분에 대해 시간(초 단위)의 함수로서 유동(분 당 밀리미터 단위)을 포함하는, 시간 종속 혼합물 조성 프로파일을 도시하는 제 1 및 제 2 중첩 선도를 제공한다. 각 선도는 (A) 탈이온수, (B) "Cu-A"로 표시된 조성물과 과산화수소, (C) "Cu-B"로 표시된 조성물인 3개의 성분을 나타내고, 항목 (D)는 총(합성) 유동을 나타낸다. 도 18a 및 도 18b에 제공된 유동 측정값은 툴의 출구 노즐의 상류에 배치된 유동 제어기로부터 대략 100 분 당 밀리리터의 총 유속에서 14초의 계산된 지연 시간을 갖고 획득된다.
도 18a를 참조하면, 0초의 시간에서 시작하여, "침수" 조건이 10초 동안 달성되어 상류의 혼합 매니폴드에서 재료 혼합을 개시하고, 충분한 재료를 툴로 운반하여 혼합 매니폴드와 툴 사이의 공급 도관에서 임의의 정적 재료를 제거한다. 10초의 시간에서, 성분 A, B 및 C의 유동이 소망의 레벨로 감소되어 소망의 유속의 제 1 "VUL" 혼합물을 생산하고, "전기 P1" 연마 공정(예컨대, 벌크 구리 제거를 수행한다)이 시작된다. 16초의 시간에서, 성분 A의 유동이 감소하고 성분 C의 유동이 증가하여 제 2 "VAZ" 혼합물을 생산하지만, 혼합 매니폴드로부터 공정 툴(또는 기타 소망의 사용 지점)로의 재료 전송 지연 시간(예컨대, 14초의 전송 지연)으로 인해, 그러한 VAZ 혼합물은 30초(즉, 16초의 시작 시간에 14초의 지연이 더해진다)의 시간까지 도착하지 않는다. 30초로부터 60초까지의 시구간 동안, "후기 P1" 공정이 VAZ 혼합물을 이용하여 시작된다.
도 18b는 유사한 결과를 도시하지만, 더욱 긴 "전기 P1" 구간과 더욱 짧은 "후기 P2" 구간을 갖는다. 도 18b를 참조하면, 0초의 시간에서 시작하고, "침수" 조건이 10초간 달성된다. 10초의 시간에서, 성분 A, B 및 C의 유동이 소망의 레벨로 감소되어 소망의 유속의 제 1 "VUL" 혼합물을 생산하고, "전기 P1" 연마 공정(예컨대, 벌크 구리 제거를 수행한다)이 시작된다. 26초의 시간에서, 성분 A의 유동이 감소하고 성분 C의 유동이 증가하여 제 2 "VAZ" 혼합물을 생산하지만, 혼합 매니폴드로부터 공정 툴(또는 기타 소망의 사용 지점)로의 재료 전송 지연 시간(예컨대, 14초의 전송 지연)으로 인해, 그러한 VAZ 혼합물은 40초의 시간까지 도착하지 않는다. 40초로부터 60초까지의 시구간 동안, "후기 P1" 공정이 VAZ 혼합물을 이용하여 시작된다.
본 출원의 이점을 이용하여 관련 기술에 숙련된 자에게 명백한 것처럼, 2 이상의 공정 재료의 임의의 적절한 조합이 혼합 매니폴드로 소망의 유속과 비율로 공급될 수 있고, 혼합된 제품이 공정(예컨대, 연속적인 공정 작업 중에)으로 공급되어 순차적인 다중 단계 또는 기타 공정 작업과 관련하여 바람직한 결과를 달성할 수 있다. 일 실시형태에서, 서로 반응성인 공정 재료 전구체가 분배 직전에 혼합 매니폴드에서 조합되어 그 반응의 제품을 공정 툴 또는 기타 소망의 사용 지점으로 공급할 수 있다.
웨이퍼 대 웨이퍼 및 웨이퍼 내 균일성(Wafer-to-wafer and within-wafer-uniformity; WIWNU) 연마 균일성이 또한 본 발명에 따른 방법 및 시스템을 사용하여 설명되었다. 도 19a는 저장소로부터 공급된 VAZ로 표시되는 예혼합 조성물을 이용하여 연마된 2개의 웨이퍼에 대해 얻어지는 웨이퍼 위치의 함수로서 구리 제거율 프로파일(옹스트롬/분) 데이터의 중첩 선도를 포함한다. 도 19b는 농축 공정 재료 구성요소를 사용한 사용 지점에서 또는 그 근처에서 혼합된 VAZ로 표시되는 조성물을 이용하여 연마된 2개의 웨이퍼에 대해 얻어지는 웨이퍼 위치의 함수로서 구리 제거율 프로파일(옹스트롬/분) 데이터의 중첩 선도를 포함한다. 도 19b에 도시된 낮은 제거율의 변동성으로부터 명백한 것처럼, 더 나은 연마 결과가 도 19a보다 도 19b에서 설명된다.
도 20은 제 2 공정 세그먼트에서 "VAZ"로 표시되는 조성물을 이용한 연마가 중단 없이 뒤따르는, 제 1 공정 세그먼트에서 "VUL"로 표시되는 조성물을 이용한 평탄화 툴의 제 1 스테이션에서 웨이퍼를 연마하는 연마 시간(초)의 함수로서 예정 및 실제 구리 제거(옹스트롬)를 묘사하는 선도이다. 상부 중첩 선은 제 2 공정 세그먼트에서 VAZ를 이용한 연마의 각각 15초, 25초, 및 35초 구간이 뒤따르는, 30초 구간의 VUL을 이용한 제 1 공정 세그먼트를 포함하는 연마에 대한 예측 및 실제 데이터를 제공한다. 하부 중첩 선은 제 1 공정 세그먼트에서 VUL을 이용한 연마의 각각 20초, 30초, 및 40초 구간이 선행하는, 25초 구간의 VAZ를 이용한 제 2 공정 세그먼트를 포함하는 연마에 대한 예측 및 실제 데이터를 제공한다. 각 경우에서, VAZ 및 VUL은 평탄화 툴에 인접하여 배치된 혼합 매니폴드에서 사용하기 직전에 다중 성분(농축 슬러리 함유 조성물을 포함한다)을 혼합함으로써 본원에 기술된 시스템 및 방법에 따라 형성되었다. 도시된 시간에 따른 선형 제거, 계산되고 측정된 제거율 사이의 밀접한 일치는 연속적인 웨이퍼 평탄화 공정 중에 변화되는 혼합물 조성을 갖는 농축 유도된, 사용 지점의 공정 재료 혼합물을 사용하여 예측 가능한 평탄화 성능을 설명하고, 따라서 본원에 기술된 방법 및 시스템은 다중 단계의 순차적인 웨이퍼 평탄화 툴의 대수적 균형 단계에 적용될 수 있다.
다중 단계의 순차적인 웨이퍼 평탄화 공정을 최적화(예컨대, 대수적 균형)하기 위해 채용 가능한 단계를 도시한 실시예가 도 21a 내지 도 21d를 참조하여 설명될 것이다. 도 21a는 화학적 기계적 평탄화 공정의 적용 이전에, 마이크로 전자공학 장치 기판 상에 증착된 벌크 및 랜딩층에 대한 통상적인 두께 범위(킬로옹스트롬 단위)를 제공한다. 도 21b 및 도 21c는 화학적 기계적 평탄화 공정의 적용 이전의 특정 벌크 및 랜딩 층 두께를 포함하는 마이크로 전자공학 장치 기판 상에 배치된 다양한 층들의 실시예를 제공한다.
3개의 플래튼(P1, P2, P3)(도 1a, 도 1b 및 도 2에 도시된 바와 같음)을 포함하고 순차적인 처리 단계에 적합한 통상적인 CMP 시스템에서, 제 1 플래튼(P1) 종점(endpoint; "EP") 시스템은 구리(Cu) 두께를 모니터하고 종점 기준(예컨대, 점선의 소정의 두께)의 검출시에 연마를 종료시키는 명령어를 생성한다. 유사하게 제 2 플래튼 P2 EP 시스템은 Cu가 제거되었음을 검출할 때(예컨대, 광학적으로) 연마를 종료시키는 명령어를 생성한다. 이하의 논의에서 제거율은 "RR"로서 약어를 사용할 수 있다. 최적화는 P1, P2 및 P3의 연마 시간을 관찰하는 것에서 시작하며, 다음과 같다:
P1 시간(tP1) = 벌크 Cu 두께 / RR(벌크)
P2 시간(tP2) = Cu 두께(랜딩) / RR(랜딩)
P3 시간(tP3) = 배리어 두께 / RR(배리어)
예를 들면, 만일 P1 시간 = 60 초; P2 시간 = 80 초; 및 P3 시간 = 100 초라면, 이후 P2 및 P3는 병목되고 이들 연마 시간은 먼저 균형이 이루어져야 한다.
도 22b를 참조하면, 3,000 옹스트롬의 랜딩 층 위에 8,000 옹스트롬의 벌크 층이 배치되어 있다:
통상적으로, RRP1 = 4,000 내지 15,000 A/min 및 RRP2 = 1,500 내지 2,500 A/min 이다.
만일 RRP1 = 5,000 A/min 및 RRP2= 1,700 A/min라면,
tP1 = 8,000 A / 5,000 A/min = 96s, 그리고
tP2 = 3,000 A / 1,700 A/min = 106s 이다.
이러한 결과는 상대적으로 균형이 맞으며, tP1 및 tP2 사이의 시간이 상대적으로 꽤 작기 때문이다.
파라미터에 다음과 같은 변화를 가정한다:
만일 RRP1 = 10,500 A/min이고, 만일 RRP2이 선행 실시예에서와 동일한 값을 유지한다면:
tP1 = 8,000 A / 10,500 A/min = 46s이고,
tP2 = 3,000 A / 1,700 A/min = 106s 이다.
이러한 결과는 균형이 맞지 않으며, tP1 및 tP2 사이의 시간이 절대 기준 및 백분율 기준 모두에서 매우 크기 때문이다.
P1 및 P2 시간의 균형을 맞추기 위해서, 도 21c에 도시된 바와 같이, P1에서 더 많은 Cu가 제거될 수 있다. 특히:
만일 RRP1 및 RRP2가 위와 동일한 값으로 유지된다면:
tP1 = 9,500 A / 10,500 A/min = 54s이고,
tP2 = 1,500 A / 1,700 A/min = 53s이다.
이 결과는 플래튼 P1 및 P2에서의 처리 시간과 관련하여 균형을 이룬다.
도 21d는 "P1 전기" 공정 세그먼트에 의해 제거되는 벌크 층의 제 1 부분과, "P1 후기" 공정 세그먼트에 의해 제거되는 벌크 층의 제 2 부분을 보여주는, 마이크로 전자공학 장치 기판 상에 배치된 다양한 층들의 제 3 실시예의 개략적 단면도이다. 랜딩 층은 플래튼 P2에 의해 제거되는 것으로 가정한다. 도 21e와 관련하여, 배리어 및 절연층은 다중 스테이션 CMP 툴의 제 3 플래튼(P3)에서 처리될 수 있다. 배리어 재료 및 절연층을 연마할 때, 각 층에 대해 최적화된 2 이상의 연마 조제물이 빠르게 혼합될 수 있고 P3로 전달될 수 있다.
전술한 바에 기초하여, 균형 공식/수식의 일반적 세트가 제공될 수 있다.
∑ tP1 
∑ tP2 
∑ tP3 및
tP1 . early + tP1 , late 
tP2.
따라서, 다중 단계 순차적 웨이퍼 평탄화 공정의 다양한 단계는 툴 활용 및 공정 효율을 개선하기 위해서 최적화될 수 있고/있거나 대수적으로 균형을 이룰 수 있다. 전반적인 목표는 스테이션 당 개별 처리 시간(예를 들면, ∑ tP1)을 단축하고 서로에 대해 스테이션 처리 시간의 균형을 맞추는 것이다. 가장 긴 총 처리 시간을 갖는 스테이션이 한계 및 툴 산출량을 결정한다.
일 실시형태에서, 공정 재료 혼합물은 상이한 입자 크기 분포 프로파일로 특징 지어지는 공정 재료 또는 공정 재료 전구체로부터 형성될 수 있다. 보다 큰 입자 크기를 갖는 슬러리 조성물이 벌크 재료 필름을 제거하기에 바람직할 수 있고, 보다 작은 입자 크기를 갖는 슬러리 조성물이 재료 두께를 줄일 때 바람직할 수 있다. 더 큰 입자 크기를 갖는 제 1 성분을 포함하는 백분율 수용액은 더 작은 입자 크기를 갖는 제 2 성분이 추가됨에 따라 점차로 줄어들어 유속이 실질적으로 일정함을 보장할 수 있다. 화학적 첨가제(예컨대, 킬레이트제, 산화제, 반응 억제제 등)가 또한 입자 크기 분포가 시간에 관련하여 변화할 때 조정될 수 있다.
도 22a는 75 나노미터의 식별 가능한 입자 크기 분포 정점을 갖는 제 1 공정 재료 전구체를 이용하여, 도시된 입자 크기 분포 프로파일(우측)을 갖는 제 1 공정 재료를 포함하는 혼합된 공정 재료를 생산하기 위한 0 내지 120초의 시구간(좌측)에 대한 시간의 함수로서 유동 파라미터를 포함한다. 도 22b는 25 나노미터의 식별 가능한 입자 크기 분포 정점을 갖는 제 2 공정 재료 전구체를 이용하여, 도시된 입자 크기 분포 프로파일(우측)을 갖는 제 2 공정 재료를 포함하는 혼합된 공정 재료를 생산하기 위한 0 내지 120초의 시구간(좌측)에 대한 시간의 함수로서 유동 파라미터를 포함한다. 도 22c는 50 나노미터의 식별 가능한 입자 크기 분포 정점을 갖는 제 3 공정 재료 전구체를 이용하여, 도시된 입자 크기 분포 프로파일(우측)을 갖는 제 3 공정 재료를 포함하는 혼합된 공정 재료를 생산하기 위한 0 내지 120초의 시구간(좌측)에 대한 시간의 함수로서 유동 파라미터를 포함한다. 도 22d는 중첩된 제 1, 제 2, 제 3 중첩 입자 크기 분포 프로파일(우측)을 이용하여 시간 종속 공정 재료 혼합물을 생산하기 위해 조합된 도 22a 내지 도 22c에 도시된 입자 크기 분포 프로파일을 갖는 제 1, 제 2, 제 3 공정 재료 전구체에 대한 61 내지 90초의 시구간(좌측)에 대한 시간의 함수로서 전구체 유동 파라미터를 포함한다.
따라서, 혼합된 공정 재료의 조성의 변화는 화학적 조성의 변화뿐만 아니라, 입자 크기, 입자 유형(예컨대, 결정 구조) 이성질체 함량 등과 같은 조성 파라미터의 변화를 포함할 수 있다. 특정 실시형태에서, 생물학적 조성이 또한 시간에 따라 변하도록 될 수 있다.
도 23a 및 도 23b는 "VAZ," "VAZ-X" (4.3x 희석), "VAZ-D" (4.33x 희석), 및 "VAZ-C"로 표시되는 조성물에 대한 조성 정보의 표를 제공한다. 이 도면에서 "PVP"는 폴리비닐피롤리돈(비이온성 수용성 폴리머)을 나타내고, "SEA"는 하이드록시프로필 셀루로오스를 나타낸다. 표에 나열된 "연마재"는 임의의 특정 유형으로 지정되지 않지만, CMP 화학물용으로 바람직한 연마재는 DP6190 콜로이드 실리카(미국, 메사추세츠주 애쉬랜드 소재의 Nyacol Nano Technologies, Inc. 제품)를 포함한다.
도 24는 도 23b에 기술된 바와 같은 동일한 조성, 또는 유사한 조성을 갖는 다중 성분 평탄화 공정 재료를 이용하여 획득한 구리 제거율(초 당 옹스트롬)을 묘사하는 바 차트이다. 상이한 제거율을 갖는 조성물이 사용 지점의 상류에서 필요에 따라 즉시 다양한 공정 재료를 혼합함으로써 획득될 수 있다. 이는 특수 공정에 따라 특정 연마 시간을 달성하기 위해 슬러리 조성물을 재단하는 가능한 바람직한 상황을 설명한다.
앞서 지시된 바와 같이, 본원에 기술된 신규 시스템 및 방법은 바람직하게는 적어도 하나의(및 바람직하게는 다수의) 농축 공급 재료를 포함하는 다수의 공급 재료를 활용하여 임의의 소망의 화학물을 준비하기 위해 사용될 수 있다. 소망의 혼합된 제품은 구리 필름의 개선된 평탄화 효율을 갖는 슬러리를 포함하여, 다양한 평탄화 단계에 적합한 CMP 슬러리 조성물을 포함한다. 일 실시형태에서, 혼합된 최종 제품은 구리(Cu) CMP 슬러리(즉, 구리 층을 평탄화하기에 적합한 CMP 슬러리)를 포함하고, 예를 들면, 이 슬러리는 적어도 하나의 연마제, 적어도 하나의 용매, 적어도 하나의 부동태화제 및 적어도 하나의 응결 억제제를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 적어도 하나의 응결 억제제는 폴리머 첨가제이다. 다른 실시형태에서, 혼합된 최종 제품은 적어도 하나의 연마제, 적어도 하나의 용매, 및 적어도 하나의 킬레이트제를 포함하는 Cu CMP 슬러리를 포함할 수 있다. 또 다른 실시형태에서, 혼합된 최종 제품은 적어도 하나의 연마제 성분, 적어도 하나의 용매, 적어도 하나의 부동태화제, 적어도 하나의 폴리머 첨가제, 적어도 하나의 킬레이트제, 적어도 하나의 항균제, 적어도 하나의 변형제, 적어도 하나의 유변화제(rheology agent), 및 적어도 하나의 완충제를 포함하는 Cu CMP 슬러리를 포함할 수 있다. 또 다른 실시형태에서, 혼합된 최종 제품은 적어도 하나의 연마재 성분, 적어도 하나의 용매, 적어도 하나의 부동태화제, 적어도 하나의 폴리머 첨가제를 포함하는 Cu CMP 슬러리 조성물을 포함할 수 있고, 이때 폴리머 첨가제에 대한 부동태화제의 중량 퍼센트 비는 약 1:1 내지 20:1의 범위 내이고, 폴리머 첨가제에 대한 연마재의 중량 퍼센트 비는 약 2:1 내지 50:1의 범위 내이다.
일 실시형태에서, 본원에 기술된 바와 같은 유체 공급 시스템 및 방법은 금속 및 배리어 층 재료를 갖는 마이크로 전자공학 장치 기판을 연마하기 위해 적용되며, 이 방법은 (a) 그러한 장치 기판을 Cu CMP 조건하에서 충분한 시간 동안 제 1 CMP 조성물을 구비한 플래튼 상에 접촉시켜 마이크로 전자공학 장치 기판에서 실질적으로 금속을 제거하고 배리어 층 재료를 노출하는 단계로서, 이때 상기 Cu CMP 조성물은 적어도 하나의 연마재, 적어도 하나의 용매, 적어도 하나의 부동태화제 및 적어도 하나의 폴리머 첨가제를 포함하는 것인 접촉 단계와; (b) 배리어 층 재료를 갖는 장치 기판을 배리어 CMP 조건하에서 충분한 시간 동안 배리어 CMP 조성물을 구비한 동일 플래튼 상에 접촉시켜 마이크로 전자공학 장치 기판에서 배리어 층 재료를 실질적으로 제거하는 단계로서, 이때 배리어 CMP 조성물은 적어도 하나의 부동태화제, 적어도 하나의 선택성 개질 첨가제, 및 선택적으로 적어도 하나의 산화제를 포함하는 접촉 단계를 포함한다.
일 실시형태에서, 본원에 기술된 바와 같은 다수의 컨테이너를 채용한 시스템 및 방법은 Cu CMP 조성물 반응제를 포함하고, 이때 (a) Cu CMP 조성물은 적어도 하나의 부동태화제, 적어도 하나의 폴리머 첨가제, 적어도 하나의 연마제, 및 적어도 하나의 용매를 포함하고, 이때 (b) Cu CMP 조성물과 조합되어 배리어 CMP 조성물을 형성하기 위해 적합한 하나 이상의 추가 성분이 하나 이상의 컨테이너에 제공되며, 이때 하나 이상의 추가 성분은 적어도 하나의 배리어 층 제거 촉진제, 적어도 하나의 선택성 촉진제, 및 그 조합으로 구성되는 군으로부터 선택된다.
일 실시형태에서, 본원에 기술된 시스템 및 발명은, 수용성 폴리머(water soluable polymer; WSP), 교차 결합 아크릴산계 폴리머, 및 응집 억제제로 이루어진 군으로부터 선택된, 응집을 야기하는 첨가제를 활용하여, 수소 결합 미캐니즘에서 응집에 대해 화학적 기계적 연마(CMP) 화학물을 안정화시킨다.
비록 본 발명의 실시형태가 구리와 함께 사용되기에 적합한 CMP 화학물, 및 구리를 함유하는 웨이퍼의 화학적 기계적 평탄화를 참조하여 기술되었지만, 본 발명은 그에 한정되지 않는다. 예를 들면, 귀금속과 같은 다른 웨이퍼 재료의 화학적 기계적 평탄화에 유용한 화학물이 유사하게 혼합되고 본원의 시스템 및 방법을 활용하는 사용 지점으로 또는 그 부근으로 전달될 수 있다. 그러한 시스템 및 방법의 구성은 이 명세서에 의해 제공되는 내용을 따라 관련 기술에 숙련된 자에게 매우 명확하게 될 것이다.
본원에 기술된 시스템 및 방법은 CMP의 특정 용례로 한정되지 않는다. 추가의 실시형태에서, 본원에 기술된 시스템 및 방법은 반도체 및/또는 마이크로 전자공학 용례에서 사용되는 포토레지스트 제거제, pCMP 화학물, 및 세척 용액과 같은 공정 재료를 혼합하고/하거나 분배하기 위해 사용될 수 있다. 본원에 기술된 본 발명의 시스템 및 방법은 전술한 분야 이외에 광범위한 응용 가능성을 가지며, 2 이상의 기재 또는 성분의 혼합 및/또는 사용 지점으로와 같이 전달을 요구하는 임의의 분야에서 사용될 수 있다. 예를 들면, 추가의 실시형태에서, 본원에 기술된 시스템 및 방법은 (A) 사람 또는 동물에 의해 소모될 수 있는 음식 또는 음료의 생산; (B) 화학물질 생산; (C) 약제 생산; (D) 생체적응재료 생산; 및 (E) 생물공정에서의 사용에 적합할 수 있다.
본 발명이 본 발명의 특정 양태, 특징 및 설명된 실시형태를 참조하여 기술되어 있지만, 본 발명의 활용이 그에 따라 제한되지 않으며, 오히려 본 발명의 기술 분야에 숙련된 자에게 본원에 기술된 바에 기초하여 시사될 수 있는 것처럼, 다수의 기타 변형, 수정 및 대안적 실시형태로 연장되고 포함한다는 점이 명백할 것이다. 본원에서 분리되어 기술된 다양한 구성요소 및 단계는 다양한 조합과 치환으로 결집될 수 있으며, 특정한 최종 용도 또는 용례에 대해 바람직할 수 있는 추가의 이점(들)을 제공한다. 따라서, 이하에 청구된 바와 같은 본 발명은 그 사상 및 범위 내에서 그러한 모든 변형, 수정 및 대안적인 실시형태를 포함하는 것으로 광범위하게 추론되고 해석되는 것으로 의도된다.
10, 20: CMP 툴
11, 21, 31, 32: 웨이퍼 핸들러
12, 14, 16, 22, 24, 26, 28, 30: 스테이션
13, 15, 17, 23, 25, 27: 플래튼
18: 웨이퍼 스테이징 구역
28: 웨이퍼 로딩/언로딩 구역
50, 100: 공정 재료 전달 시스템
51: 공급 컨테이너/ 61: 반환 컨테이너
52, 62: 하우징
53, 63: 밀봉 가능한 용적
54, 64: 접힘 가능한 라이너
55, 65: 내부
56, 66: 캡
57, 67: 딥 튜브
59, 69, 77: 센서
71, 72: 반환 도관
73: 순환 도관
75, 76: 분리 밸브
80: 압력 소스
81, 82, 85, 86: 도관
83, 84: 밸브
95: 혼합 매니폴드
99: 공정 툴
101 내지 105: 컨테이너
106, 107: 공급기
108: 유체 소스
110: 엔클로저
111 내지 115: 혼합 매니폴드
150: 공정 재료 전달 시스템
151A, 161A: 공급 컨테이너
151B, 162B: 반환 컨테이너
152, 162, 172, 182: 유동 제어기
157, 167: 순환 밸브
171, 181: 공정 재료 소스
177, 187, 197: 밸브
195: 혼합 매니폴드
196: 공통 도관
200: 혼합 매니폴드
201A, 202A: 공급 컨테이너
201B, 202B: 반환 컨테이너
203, 204: 공정 재료 공급기
211, 212, 213, 214: 제어 밸브
215, 216, 217: 플러그
218: 혼합 요소
219: 공통 도관
221A-221B, 221C-221D, 251A, 251B, 251C, 301A, 301B: 공정 재료 컨테이너
231, 26, 3111: 공급/반환 전환 장치
238, 268, 318: 탈기/필터/레벨 센싱 장치
240, 270, 320: 유동 제어기
242, 280, 330: 혼합 매니폴드
244, 290, 340: 배압 매니폴드
312, 313, 314, 315: 유동 경로
400: 공정 재료 공급 시스템
20A-20E: 평탄화 툴
23A-23E, 25A-25E, 27A-27E: 웨이퍼 처리 스테이션
401A-401D, 402A-402D, 403A-403D, 404A-404D: 공정 재료 컨테이너
405, 406: 소스
411-414: 공급/반환 전환 장치
421-424, 425, 426: 탈기/ 필터 / 레벨 센싱 모듈
434-434: 배기/배출 모듈
441-443: 배압 매니폴드
450A-450E: 유동 제어기 모듈
467: 엔클로저
479: 원격 인터페이스
480: 외부 압력 소스
481: 제어 밸브
493A-493E, 495A-495E, 497A-497E: 혼합 매니폴드
11, 21, 31, 32: 웨이퍼 핸들러
12, 14, 16, 22, 24, 26, 28, 30: 스테이션
13, 15, 17, 23, 25, 27: 플래튼
18: 웨이퍼 스테이징 구역
28: 웨이퍼 로딩/언로딩 구역
50, 100: 공정 재료 전달 시스템
51: 공급 컨테이너/ 61: 반환 컨테이너
52, 62: 하우징
53, 63: 밀봉 가능한 용적
54, 64: 접힘 가능한 라이너
55, 65: 내부
56, 66: 캡
57, 67: 딥 튜브
59, 69, 77: 센서
71, 72: 반환 도관
73: 순환 도관
75, 76: 분리 밸브
80: 압력 소스
81, 82, 85, 86: 도관
83, 84: 밸브
95: 혼합 매니폴드
99: 공정 툴
101 내지 105: 컨테이너
106, 107: 공급기
108: 유체 소스
110: 엔클로저
111 내지 115: 혼합 매니폴드
150: 공정 재료 전달 시스템
151A, 161A: 공급 컨테이너
151B, 162B: 반환 컨테이너
152, 162, 172, 182: 유동 제어기
157, 167: 순환 밸브
171, 181: 공정 재료 소스
177, 187, 197: 밸브
195: 혼합 매니폴드
196: 공통 도관
200: 혼합 매니폴드
201A, 202A: 공급 컨테이너
201B, 202B: 반환 컨테이너
203, 204: 공정 재료 공급기
211, 212, 213, 214: 제어 밸브
215, 216, 217: 플러그
218: 혼합 요소
219: 공통 도관
221A-221B, 221C-221D, 251A, 251B, 251C, 301A, 301B: 공정 재료 컨테이너
231, 26, 3111: 공급/반환 전환 장치
238, 268, 318: 탈기/필터/레벨 센싱 장치
240, 270, 320: 유동 제어기
242, 280, 330: 혼합 매니폴드
244, 290, 340: 배압 매니폴드
312, 313, 314, 315: 유동 경로
400: 공정 재료 공급 시스템
20A-20E: 평탄화 툴
23A-23E, 25A-25E, 27A-27E: 웨이퍼 처리 스테이션
401A-401D, 402A-402D, 403A-403D, 404A-404D: 공정 재료 컨테이너
405, 406: 소스
411-414: 공급/반환 전환 장치
421-424, 425, 426: 탈기/ 필터 / 레벨 센싱 모듈
434-434: 배기/배출 모듈
441-443: 배압 매니폴드
450A-450E: 유동 제어기 모듈
467: 엔클로저
479: 원격 인터페이스
480: 외부 압력 소스
481: 제어 밸브
493A-493E, 495A-495E, 497A-497E: 혼합 매니폴드
Claims (1)
- 공정 재료 전달 시스템으로서,
적어도 하나의 유체를 포함하는 제 1 공정 재료를 수용하도록 되어 있는 다수의 제 1 컨테이너;
상기 제 1 공정 재료의 적어도 일 부분을 상기 다수의 제 1 컨테이너 사이의 적어도 하나의 제 1 순환 유동 경로를 통해 순환시키도록 되어 있는 제 1 순환 장치;
제 1 순환 장치 및 제 2 공정 재료의 소스와 적어도 간헐적으로 유체 연통하는 적어도 하나의 혼합 매니폴드; 및
(i) 적어도 하나의 혼합 매니폴드로 향하는 제 1 공정 재료 및 (ii) 적어도 하나의 혼합 매니폴드로 향하는 제 2 공정 재료 중 어느 하나의 재료의 전달을 조정하도록 되어 있는 적어도 하나의 유동 제어 요소
를 포함하는 공정 재료 전달 시스템.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US99298807P | 2007-12-06 | 2007-12-06 | |
| US60/992,988 | 2007-12-06 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20100113074A true KR20100113074A (ko) | 2010-10-20 |
Family
ID=40756083
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020107014903A KR20100113074A (ko) | 2007-12-06 | 2008-12-08 | 유체 함유 공정 재료 화합물의 전달 방법 및 시스템 |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US8507382B2 (ko) |
| EP (1) | EP2223332A4 (ko) |
| JP (1) | JP2011506110A (ko) |
| KR (1) | KR20100113074A (ko) |
| CN (1) | CN101889328B (ko) |
| AU (1) | AU2008335308A1 (ko) |
| TW (1) | TW200939335A (ko) |
| WO (1) | WO2009076276A2 (ko) |
Families Citing this family (25)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8271139B2 (en) * | 2003-10-17 | 2012-09-18 | Asahi Kasei Bioprocess, Inc. | Multi-stage accurate blending system and method |
| US8313711B2 (en) * | 2005-11-01 | 2012-11-20 | Freeslate, Inc. | Liquid dispensing for high-throughput experimentation |
| US20100128555A1 (en) * | 2007-05-09 | 2010-05-27 | Advanced Technology Materials, Inc. | Systems and methods for material blending and distribution |
| KR101555469B1 (ko) * | 2008-02-05 | 2015-09-24 | 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 | 전자 디바이스 제조 시스템을 동작하기 위한 방법 및 장치 |
| WO2009100162A2 (en) * | 2008-02-05 | 2009-08-13 | Applied Materials, Inc. | Systems and methods for treating flammable effluent gases from manufacturing processes |
| KR101936536B1 (ko) * | 2009-06-10 | 2019-01-08 | 어드밴스드 테크놀러지 머티리얼즈, 인코포레이티드 | 유체 가공 시스템 및 방법 |
| CN104816877B (zh) | 2009-07-09 | 2018-02-02 | 恩特格里斯公司 | 基于衬里的存储系统和输送材料的方法 |
| EP2521622A4 (en) | 2010-01-06 | 2013-08-28 | Advanced Tech Materials | LIQUID DISTRIBUTION SYSTEMS WITH DEGASSING AND DETECTION CAPABILITIES |
| WO2012071370A2 (en) | 2010-11-23 | 2012-05-31 | Advanced Technology Materials, Inc. | Liner-based dispenser |
| BR112013022316A2 (pt) | 2011-03-01 | 2017-05-30 | Advanced Tech Materials | sistema baseado em revestimento interno, e, método para prover um sistema baseado em revestimento interno |
| CN102820207B (zh) * | 2011-06-11 | 2015-09-23 | 中国科学院微电子研究所 | 避免氧化炉管二氯乙烯失效的方法和装置 |
| US9586306B2 (en) * | 2012-08-13 | 2017-03-07 | Omax Corporation | Method and apparatus for monitoring particle laden pneumatic abrasive flow in an abrasive fluid jet cutting system |
| TWI641936B (zh) * | 2012-11-13 | 2018-11-21 | 美商慧盛材料美國責任有限公司 | 漿料供應及／或化學品摻合物供應設備、方法、使用方法及製造方法 |
| US9770804B2 (en) | 2013-03-18 | 2017-09-26 | Versum Materials Us, Llc | Slurry supply and/or chemical blend supply apparatuses, processes, methods of use and methods of manufacture |
| JP6140051B2 (ja) | 2013-10-23 | 2017-05-31 | 株式会社荏原製作所 | 研磨方法および研磨装置 |
| JP6622578B2 (ja) * | 2015-12-08 | 2019-12-18 | 不二越機械工業株式会社 | ワーク加工装置およびこれに用いる薬液収納バッグ |
| JP6457449B2 (ja) * | 2016-09-05 | 2019-01-23 | ファナック株式会社 | 数値制御装置、制御システム、制御方法及び制御プログラム |
| WO2018186211A1 (ja) * | 2017-04-06 | 2018-10-11 | 東京エレクトロン株式会社 | 液供給装置および液供給方法 |
| US10792697B2 (en) * | 2017-05-17 | 2020-10-06 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Drippage prevention system and method of operating same |
| AU2018357941A1 (en) * | 2017-11-02 | 2020-06-11 | Magic Leap, Inc. | Preparing and dispensing polymer materials and producing polymer articles therefrom |
| US11772234B2 (en) * | 2019-10-25 | 2023-10-03 | Applied Materials, Inc. | Small batch polishing fluid delivery for CMP |
| US11318431B2 (en) | 2019-11-27 | 2022-05-03 | Diversified Fluid Solutions, Llc | On-demand in-line-blending and supply of chemicals |
| US20220020615A1 (en) * | 2020-07-19 | 2022-01-20 | Applied Materials, Inc. | Multiple process semiconductor processing system |
| EP4247529A1 (en) * | 2021-11-03 | 2023-09-27 | Leon-Nanodrugs GmbH | Apparatus and method for mixing small liquid volumes, and use of the apparatus |
| WO2024069014A1 (en) * | 2022-09-30 | 2024-04-04 | Leon-Nanodrugs Gmbh | Apparatus and method for operating a static mixing device |
Family Cites Families (41)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5125533A (en) * | 1989-09-29 | 1992-06-30 | Tokheim Corporation | Variable blending dispenser |
| US5148945B1 (en) * | 1990-09-17 | 1996-07-02 | Applied Chemical Solutions | Apparatus and method for the transfer and delivery of high purity chemicals |
| US6679764B2 (en) * | 1997-04-17 | 2004-01-20 | Merck Patent Gmbh | Supply system for chemicals and its use |
| US6019250A (en) * | 1997-10-14 | 2000-02-01 | The Boc Group, Inc. | Liquid dispensing apparatus and method |
| EP0913233B1 (en) * | 1997-10-31 | 2005-05-11 | Ebara Corporation | Polishing solution supply system |
| US6017463A (en) * | 1997-11-21 | 2000-01-25 | Advanced Micro Devices, Inc. | Point of use mixing for LI/plug tungsten polishing slurry to improve existing slurry |
| KR100548750B1 (ko) * | 1998-04-30 | 2006-02-06 | 더 비오씨 그룹, 인크. | 슬러리 혼합용 전도율 귀환 제어 시스템 |
| FR2782506B1 (fr) * | 1998-08-18 | 2000-09-22 | Labeille Ets | Dispositif et procede de distribution de suspension abrasive pour le polissage mecanique de substrat |
| JP2000198062A (ja) * | 1998-11-04 | 2000-07-18 | Canon Inc | 研磨装置及び研磨方法 |
| JP3538042B2 (ja) * | 1998-11-24 | 2004-06-14 | 松下電器産業株式会社 | スラリー供給装置及びスラリー供給方法 |
| US6395194B1 (en) * | 1998-12-18 | 2002-05-28 | Intersurface Dynamics Inc. | Chemical mechanical polishing compositions, and process for the CMP removal of iridium thin using same |
| KR20000046823A (ko) | 1998-12-31 | 2000-07-25 | 김영환 | 반도체 장비의 슬러리 공급장치 |
| US6048256A (en) | 1999-04-06 | 2000-04-11 | Lucent Technologies Inc. | Apparatus and method for continuous delivery and conditioning of a polishing slurry |
| KR20010025870A (ko) | 1999-09-01 | 2001-04-06 | 윤종용 | 슬러리 공급 장치 |
| JP3778747B2 (ja) * | 1999-11-29 | 2006-05-24 | 株式会社荏原製作所 | 砥液供給装置 |
| US6348124B1 (en) * | 1999-12-14 | 2002-02-19 | Applied Materials, Inc. | Delivery of polishing agents in a wafer processing system |
| US6616014B1 (en) * | 2000-02-25 | 2003-09-09 | The Boc Group, Inc. | Precision liquid mixing apparatus and method |
| US6923568B2 (en) * | 2000-07-31 | 2005-08-02 | Celerity, Inc. | Method and apparatus for blending process materials |
| TW541230B (en) * | 2000-10-06 | 2003-07-11 | Ebara Corp | Method for supplying slurry to polishing apparatus |
| US6431950B1 (en) * | 2000-10-18 | 2002-08-13 | Micron Technology, Inc. | Point-of-use fluid regulating system for use in the chemical-mechanical planarization of semiconductor wafers |
| JP2002170792A (ja) * | 2000-11-29 | 2002-06-14 | Mitsubishi Electric Corp | 研磨液供給装置及び研磨液供給方法、研磨装置及び研磨方法、並びに、半導体装置の製造方法 |
| US6879876B2 (en) * | 2001-06-13 | 2005-04-12 | Advanced Technology Materials, Inc. | Liquid handling system with electronic information storage |
| US6579798B2 (en) * | 2001-09-24 | 2003-06-17 | Texas Instruments Incorporated | Processes for chemical-mechanical polishing of a semiconductor wafer |
| US7025234B2 (en) * | 2001-10-20 | 2006-04-11 | Advanced Technology Materials, Inc. | Apparatus and method for dispensing high-viscosity liquid |
| KR100454120B1 (ko) * | 2001-11-12 | 2004-10-26 | 삼성전자주식회사 | 화학적 기계적 연마 장비의 슬러리 공급 장치 및 방법 |
| US20030098069A1 (en) * | 2001-11-26 | 2003-05-29 | Sund Wesley E. | High purity fluid delivery system |
| KR100428787B1 (ko) * | 2001-11-28 | 2004-04-28 | 삼성전자주식회사 | 슬러리 저장 유니트 및 사용점에서의 혼합 유니트를 갖는슬러리 공급장치 |
| US7188644B2 (en) * | 2002-05-03 | 2007-03-13 | Advanced Technology Materials, Inc. | Apparatus and method for minimizing the generation of particles in ultrapure liquids |
| US6698619B2 (en) * | 2002-05-03 | 2004-03-02 | Advanced Technology Materials, Inc. | Returnable and reusable, bag-in-drum fluid storage and dispensing container system |
| JP2005533639A (ja) * | 2002-07-19 | 2005-11-10 | キネティック システムズ，インコーポレーテッド | プロセス材料を配合するための方法および装置 |
| US7204679B2 (en) * | 2002-09-30 | 2007-04-17 | Emerson Electric Co. | Flow control system |
| US6884145B2 (en) * | 2002-11-22 | 2005-04-26 | Samsung Austin Semiconductor, L.P. | High selectivity slurry delivery system |
| SG118271A1 (en) * | 2004-06-11 | 2006-01-27 | Jetsis Int Pte Ltd | Uninterrupted abrasive fluid supply |
| US7275928B2 (en) * | 2004-11-23 | 2007-10-02 | Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holdings, Inc. | Apparatus for forming a striation reduced chemical mechanical polishing pad |
| US7376520B2 (en) * | 2005-03-16 | 2008-05-20 | Lam Research Corporation | System and method for gas flow verification |
| CN103010595B (zh) | 2005-04-25 | 2015-01-14 | 高级技术材料公司 | 容纳液体或含液体物质的衬、容器及方法 |
| EP1879829B1 (en) | 2005-04-25 | 2016-04-20 | Advanced Technology Materials, Inc. | Liner-based liquid storage and dispensing systems with empty detection capability |
| KR100623189B1 (ko) * | 2005-05-18 | 2006-09-13 | 삼성전자주식회사 | 슬러리 공급 장치 및 이를 갖는 웨이퍼 연마 장치 |
| KR101332302B1 (ko) | 2005-06-06 | 2013-11-25 | 어드밴스드 테크놀러지 머티리얼즈, 인코포레이티드 | 단일 플래튼 처리를 위한 방법 및 일체형 화학적 기계적연마 조성물 |
| US20100087065A1 (en) | 2007-01-31 | 2010-04-08 | Advanced Technology Materials, Inc. | Stabilization of polymer-silica dispersions for chemical mechanical polishing slurry applications |
| US20100128555A1 (en) * | 2007-05-09 | 2010-05-27 | Advanced Technology Materials, Inc. | Systems and methods for material blending and distribution |
-
2008
- 2008-12-08 TW TW97147713A patent/TW200939335A/zh unknown
- 2008-12-08 EP EP08859933A patent/EP2223332A4/en not_active Withdrawn
- 2008-12-08 WO PCT/US2008/085826 patent/WO2009076276A2/en active Application Filing
- 2008-12-08 CN CN2008801195654A patent/CN101889328B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2008-12-08 JP JP2010537140A patent/JP2011506110A/ja active Pending
- 2008-12-08 AU AU2008335308A patent/AU2008335308A1/en not_active Abandoned
- 2008-12-08 US US12/745,748 patent/US8507382B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2008-12-08 KR KR1020107014903A patent/KR20100113074A/ko not_active Application Discontinuation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| AU2008335308A1 (en) | 2009-06-18 |
| CN101889328A (zh) | 2010-11-17 |
| CN101889328B (zh) | 2013-10-16 |
| WO2009076276A3 (en) | 2009-08-06 |
| EP2223332A2 (en) | 2010-09-01 |
| WO2009076276A2 (en) | 2009-06-18 |
| US8507382B2 (en) | 2013-08-13 |
| JP2011506110A (ja) | 2011-03-03 |
| EP2223332A4 (en) | 2012-07-11 |
| TW200939335A (en) | 2009-09-16 |
| US20110008964A1 (en) | 2011-01-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR20100113074A (ko) | 유체 함유 공정 재료 화합물의 전달 방법 및 시스템 | |
| KR102619114B1 (ko) | 개선된 유체 처리 방법 및 시스템 | |
| US10562151B2 (en) | Slurry supply and/or chemical blend supply apparatuses, processes, methods of use and methods of manufacture | |
| US6910954B2 (en) | Method of supplying slurry and a slurry supply apparatus having a mixing unit at a point of use | |
| US7743783B2 (en) | Method and apparatus for recycling process fluids | |
| EP2920662B1 (en) | Slurry and/or chemical blend supply apparatuses | |
| US5478435A (en) | Point of use slurry dispensing system | |
| JP2021169083A5 (ko) | ||
| US5957759A (en) | Slurry distribution system that continuously circulates slurry through a distribution loop | |
| CN1239243C (zh) | 混合及分配浆液的工艺和设备 | |
| US20100128555A1 (en) | Systems and methods for material blending and distribution | |
| US20010037821A1 (en) | Integrated chemical-mechanical polishing | |
| US20140216505A1 (en) | Substrate cleaning apparatus and substrate cleaning method | |
| EP1982350A1 (en) | Pulsed chemical dispense system | |
| JPWO2017155669A5 (ko) | ||
| JPH10503431A (ja) | 化学機械的研磨処理に用いるための装置及び方法 | |
| US20210023678A1 (en) | System and Method of Chemical Mechanical Polishing | |
| CN100482416C (zh) | 化学机械研磨机台的研磨液供应设备与研磨液混合方法 | |
| TW202116486A (zh) | 用於化學機械研磨（cmp）的小批次研磨流體輸送 | |
| US20060074529A1 (en) | Apparatus for dispensing precise volumes of fluid | |
| JP2003197575A (ja) | 研磨剤供給装置および研磨剤供給方法 | |
| JP6538953B1 (ja) | 研磨液供給装置 | |
| TW477731B (en) | Closed-loop concentration control system for chemical mechanical polishing slurry | |
| KR20240022748A (ko) | 화학적 기계적 연마 장치 및 이를 이용한 화학적 기계적 연마 시스템 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| WITN | Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid |