KR20110102378A - 화학적 기계적 폴리싱을 위한 엔드 포인트 제어를 이용한 화학 물질과 연마 입자의 2 라인 혼합 방법 - Google Patents

화학적 기계적 폴리싱을 위한 엔드 포인트 제어를 이용한 화학 물질과 연마 입자의 2 라인 혼합 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20110102378A
KR20110102378A KR1020117014837A KR20117014837A KR20110102378A KR 20110102378 A KR20110102378 A KR 20110102378A KR 1020117014837 A KR1020117014837 A KR 1020117014837A KR 20117014837 A KR20117014837 A KR 20117014837A KR 20110102378 A KR20110102378 A KR 20110102378A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
polishing
substrate
material layer
thickness
treating
Prior art date
Application number
KR1020117014837A
Other languages
English (en)
Inventor
유춘 왕
롱 쳉
쿠오-리흐 창
웨이-융 후
웬-치앙 투
Original Assignee
어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 filed Critical 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드
Publication of KR20110102378A publication Critical patent/KR20110102378A/ko

Links

Images

Classifications

    • 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
    • B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/04—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces
    • B24B37/042—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces operating processes therefor
    • 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
    • B24B49/00—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation
    • B24B49/10—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation involving electrical means
    • 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
    • B24B49/00—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation
    • B24B49/12—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation involving optical means
    • 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

Abstract

본 명세서에 개시된 실시예들은 기판 표면을 폴리싱하기 위한 방법을 제공한다. 본 방법은 대체로 다수의 저장 유닛 내에 처리 성분을 저장하는 단계, 및 처리 성분이 폴리싱 패드로 유동하는 동안 처리 성분을 결합하여 폴리싱 패드를 산출하는 단계를 포함한다. 기판은 슬러리를 이용하여 폴리싱되며, 기판 상에 배치되는 물질층의 두께가 결정된다. 기판 상에 배치되는 물질층의 제거율에 영향을 미치기 위해 하나 이상의 처리 성분의 유량이 이후에 조절된다.

Description

화학적 기계적 폴리싱을 위한 엔드 포인트 제어를 이용한 화학 물질과 연마 입자의 2 라인 혼합 방법{TWO-LINE MIXING OF CHEMICAL AND ABRASIVE PARTICLES WITH ENDPOINT CONTROL FOR CHEMICAL MECHANICAL POLISHING}
본 명세서에 개시된 실시예들은 대체로 화학적 기계적 폴리싱을 위한 방법과 관련된 것이다.
화학적 기계적 평탄화, 또는 화학적 기계적 폴리싱(CMP)은 기판을 평탄화하는데 이용되는 일반적인 기술이다. 기판을 평탄화하기 위해 CMP는 두 가지 방법을 이용한다. 한 가지 방법은 기판으로부터 물질을 제거하기 위한 화학적 조성을 이용한, 대체로 슬러리 또는 다른 유체 용액을 이용한 화학적 반응을 이용한 방법이고, 다른 방법은 기계적 힘을 이용한 방법이다. 종래의 CMP 기술에서, 기판 캐리어 또는 폴리싱 헤드는, 캐리어 조립체 상에 장착되며, CMP 장치 내의 폴리싱 패드와 접촉하며 위치된다. 캐리어 조립체는 제어 가능한 압력을 기판에 제공하여 기판이 폴리싱 패드를 향하도록 한다. 패드는 외부의 구동력에 의하여 기판에 대해 이동된다. 이에 따라, CMP 장치는, 화학적 기계적 작용이 모두 이루어지도록 폴리싱 조성을 분배하는 동안, 기판 표면과 폴리싱 패드 사이의 폴리싱 또는 러빙(rubbing) 동작에 영향을 미친다.
CMP를 이용한 기판 생산량의 증가가 요구되고 있다. 그러나, 기판 표면에 적용되는 압력을 증가시켜 기판 생산량을 증가시키려는 시도는, 평탄화 효과를 감소시키며, 이에 대응한 부식성 결함 및 공동(hollow) 금속의 증가를 유발한다. 평탄화 효과는 증착된 물질의 스텝(step) 높이 감소로서 정의된다. CMP 공정에서, 평탄화 효과는 기판 표면과 연마 패드 사이에 적용되는 플래튼 속도(platen)와 압력 모두의 함수이다. 더 높은 압력은, 더 높은 폴리싱 속도 및 더 낮은 평탄화 효율을 야기한다. 반면, 더 낮은 폴리싱 속도는 더 높은 평탄화 효율을 유발하나 생산량의 감소도 유발한다.
이에 따라, 개선된 평탄화 효율을 유지하면서 기판 생산량을 증가시킬 수 있는, 개선된 물질의 화학적 기계적 처리를 위한 장치 및 방법이 요구되고 있는 실정이다.
본 명세서에 개시된 실시예들은 기판 표면을 폴리싱하는 방법을 제공한다. 본 방법은 일반적으로, 다수의 처리 동안에 처리 성분을 다수의 저장 유닛 상에 저장하는 단계, 및 처리 성분이 폴리싱 패드로 유동하는 동안 처리 성분을 결합하여 슬러리를 산출하는 단계를 포함한다. 기판은 슬러리를 이용하여 폴리싱되며, 기판 상에 배치되는 물질층의 두께가 결정된다. 기판 상에 배치되는 물질층의 제거율에 영향을 미치기 위해 하나 이상의 처리 성분의 유량은 이후에 조절된다.
실시예에서, 반도체 기판의 표면을 처리하는 방법은, 처리 동안 제1 저장 유닛 내에 제1 처리 성분을 저장하는 단계, 및 처리 동안 제2 저장 유닛 내에 제2 저장 유닛을 저장하는 단계를 포함한다. 제1 처리 성분 및 제2 처리 성분은 폴리싱 패드로 유동하는 동안 결합된다. 기판은 기판 상에 배치되는 물질층의 적어도 일부를 제거하기 위해 폴리싱 패드를 이용하여 폴리싱된다. 기판 상에 배치되는 물질층의 두께 또는 균일성은 측정되고, 물질층의 폴리싱 속도에 영향을 미치기 위해 제1 처리 성분 또는 제2 처리 성분의 유량은 물질층의 측정된 두께 또는 균일성에 대응하여 조절된다.
다른 실시예에서, 반도체 기판을 처리하는 방법은 폴리싱 패드에 폴리싱 슬러리를 유동시키는 단계를 포함한다. 폴리싱 슬러리는 제1 저장 유닛 내에 저장되는 제1 처리 성분 및 제2 저장 유닛 내에 저장되는 폴리싱 연마제를 포함한다. 폴리싱 슬러리는 기판을 폴리싱하는데 그리고 기판 상에 배치되는 물질층의 적어도 일부를 제거하는데 이용된다. 기판 상에 배치되는 물질층의 두께 또는 균일성이 측정되고, 제1 처리 성분의 유량, 또는 폴리싱 연마제의 유량은 측정된 물질층의 두께 또는 균일성에 대응하여 조절되며, 이는 폴리싱 속도에 영향을 미친다.
또 다른 실시예에서, 반도체 기판의 표면을 처리하는 방법은, 처리 동안 두 개 이상의 처리 성분을 따로따로 저장하는 단계, 및 처리 동안 두 개 이상의 처리 성분을 결합하여 폴리싱 슬러리를 형성하는 단계를 포함한다. 폴리싱 슬러리는 폴리싱 패드로 유동하며, 기판은 기판 상에 배치되는 물질층의 적어도 일부를 제거하기 위해 폴리싱 패드로 폴리싱된다. 기판 상에 배치되는 물질층의 두께 또는 균일성이 측정되며, 물질층의 폴리싱 속도에 영향을 미치기 위해 측정된 물질층의 두께 또는 균일성에 대응하여 두 개 이상의 처리 성분 중 하나 이상의 유량이 조절된다.
상술한 본 발명의 특징이 상세히 이해될 수 있도록 하기 위하여, 위에서 간략히 요약한 본 발명의 더욱 구체적인 설명이 실시예를 참조하여 이루어지며, 이들 실시예 중 일부는 첨부된 도면에 도시되어 있다. 그러나, 첨부된 도면은 본 발명의 전형적인 실시예를 도시할 뿐이며, 본 발명은 균등한 다른 실시예에 대해서도 허용하고 있으므로 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 간주되어서는 안 된다.
도 1은 화학적 기계적 평탄화 시스템을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1의 처리 스테이션의 단면을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3a 내지 3c는 2 라인 인터커넥트를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4a 내지 4b는 기판 상에 배치되는 물질층의 두께와 물질층이 폴리싱된 시간을 비교하는 그래프이다.
도 5는 기판을 화학적 기계적 폴리싱하기 위한 방법의 일 실시예에 관한 순서도이다.
도 6은 폴리싱 슬러리 내의 과산화수소와 폴리싱 슬러리에 대한 폴리싱 제거율을 비교하는 그래프이다.
도 7은 폴리싱 슬러리 내의 부식 억제제의 양과 폴리싱 슬러리에 대한 폴리싱 제거율을 비교하는 그래프이다.
도 8은 폴리싱 패드에 적용되는 하향력과 구리 층의 폴리싱 제거율을 비교하는 그래프이다.
이해를 돕기 위하여, 가능한, 도면 상의 공통적인 동일한 성분을 가리키기 위하여 동일한 참조 번호가 사용되었다. 일 실시예에서 개시된 성분은 특별한 부가 설명 없이 다른 실시예에서 유용하게 사용될 수 있다.
본 명세서에 개시된 실시예들은 기판 표면을 폴리싱하는 방법을 제공한다. 폴리싱 속도를 촉진하고 콜로이드(colloidal) 안정성을 제공하기 위하여, 구리 및 배리어 CMP는 종종 개별적으로 최적화된 서로 다른 슬러리를 요구한다. 슬러리 조성이 고정될 때에는 서로 다른 처리 단계에서 공정 유연성을 조절하는 것이 용이하지 아니하다. 예를 들어, 벌크 물질 제거, 물질 세정, 배리어 및 유전체 폴리싱은 모두 서로 다른 슬러리 요소를 필요로 한다. 엔드 포인트 탐지와 결합된, 공정 성분들의 2 라인 혼합은 공정 유연성을 제공하며, 저렴한 벌크 원료를 이용함으로써 높은 폴리싱 속도로 인한 비용을 최소화한다.
본 명세서에 개시된 방법은 대체로, 처리 동안 다수의 저장 유닛 내에 처리 성분들을 저장하는 단계, 및 처리 성분들을 폴리싱 패드로 유동시키는 동안 처리 성분들을 결합시켜 슬러리를 생성하는 단계를 포함한다. 기판은 슬러리를 이용하여 폴리싱되며, 기판 상에 배치되는 물질층의 두께는 결정된다. 이후에, 기판 상에 배치되는 물질층의 제거율에 영향을 미치기 위해, 하나 이상의 처리 성분의 유량이 조절된다.
본 명세서에 개시되는 실시예들은 특히 쓰루 실리콘 비아(through- silicon via; TSV) 어플리케이션에 유용하다. 본 명세서에 개시되는 방법의 실시예들은 또한 표준적인 기판 상에의 CMP 어플리케이션에 적합하다. TSV 어플리케이션은, 예를 들어 3D 패키지 및 3D 집적 회로 내에, 실리콘 기판을 완전하게 통과하는 전기적 연결을 포함한다. TSV 어플리케이션은 일반적으로 서로 함께 배치되는 다수의 집적 회로를 포함한다. 예를 들어, 3D 집적 회로는 서로 수직으로 적층된 다수의 실리콘 기판을 포함할 수 있다. 다수의 기판을 적층하는 것은 종종 폴리싱 또는 제거될 필요가 있을 수 있는 상대적으로 두꺼운 물질층 또는 유전 물질층을 야기한다. 일 실시예에서, 기판 상에 배치되는 물질층은 약 2 마이크로미터 내지 약 10 마이크로미터의 범위 내에 있다. 예를 들어, 약 8 마이크로미터이다. 다른 실시예에서, 약 1 마이크로미터 내지 약 3 마이크로미터의 두께를 가지는 유전 층이 약 2 마이크로미터 내지 약 8 마이크로미터의 두께를 가지는 금속층 상에 배치된다.
다수의 처리 성분들의 연마 패드로의 유량을 제어하는 능력은 폴리싱 공정 초기에 기판 상의 물질의 높은 제거율을 가능하게 한다. 폴리싱 속도를 증가시키기 위한 처리 성분의 유량에 영향을 미치는 능력은, 특히 손상의 발생 때문에 적용될 수 있는 최대 하향 압력을 가지는 낮은 유전상수의 물질에 유리하다. 추가로, 처리 성분들의 유량에 영향을 미치는 능력은, 금속 및 유전 막 같은 다수의 막이 다른 스테이지에서 폴리싱될 때에, 조절 및/또는 선택성(selectivity)을 가능하게 한다.
예를 들어, 물질의 두께가 약 4,000Å 내지 약 8 마이크로미터일 때에 상대적으로 높은 폴리싱 속도가 요구된다. 기판 상에 배치되는 물질의 두께가 감소할수록, 디싱(dishing)을 방지하기 위하여 제거율이 조절될 수 있다. 일 실시예에서, 폴리싱 연마제를 포함하는 처리 성분들의 유량을 감소시킴으로써, 제거율이 감소된다.
추가로, 처리 성분들의 폴리시 패드로의 유량을 제어하는 능력은 다수의 막 또는 층이 기판 상에 배치될 때에 유용하다. 예를 들어, 유전 층이 기판의 벌크 금속층 상에 배치되는 TSV 어플리케이션에서, 다른 폴리싱 속도로, 또는 처리 성분들의 다른 결합을 이용함으로써, 층들을 폴리싱하는 것이 바람직할 수 있다.
본 명세서에 개시된 실시예들은, 예를 들어, Santa Clara, California의 Applied Materials, Inc.로부터 구입할 수 있는 MIRRA®, MIRRA MESA®, REFLEXION®, REFLEXION LK™, and REFLEXION LK ECMP™ 같은 화학적 기계적 평탄화 시스템 같은 화학적 기계적 폴리싱 공정 장비를 이용하여 수행될 수 있는 구성 및 평탄화 공정을 참고하여, 아래에서 개시될 것이다. 본 명세서에 개시된 실시예들은 오버헤드(overhead) 순환 트랙 폴리싱 시스템 상에서 수행될 수도 있다. 처리 패드, 평탄화 웹(webs), 또는 이들의 조합을 이용하는 것들, 및 회전, 선형, 또는 다른 평면 동작으로 평탄화하는 표면에 대해 기판을 이동시키는 것을 포함하는 다른 평탄화 모듈 역시 본 명세서에 개시되는 실시예들로부터 이익을 얻을 수 있다. 추가로, 본 명세서에 개시되는 방법 또는 구성을 이용한 결과, 화학적 기계적 폴리싱이 가능하게 되는 여느 시스템도 유용하게 이용될 수 있다. 장치에 대한 이하의 설명은 예시적인 것이며, 본 명세서에 개시된 실시예들의 권리 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 화학적 기계적 평탄화 시스템을 개략적으로 나타내는 도면이다. 화학적 기계적 평탄화 시스템(100)은 대체로 팩토리 인터페이스(102), 로딩 로봇(104) 및 평탄화 모듈(106)을 포함한다. 로딩 로봇(104)은 팩토리 인터페이스(102)와 평탄화 모듈(106) 사이의 기판(122) 이송을 향상시키기 위해 배치된다.
제어부(108)는 시스템(100) 모듈의 집적화 및 제어를 향상시키기 위해 제공된다. 제어부(108)는 중앙 처리 유닛(CPU; 110), 메모리(112), 및 지지 회로(114)를 포함한다. 제어부(108)는 평탄화, 세정 및 이송 공정의 제어를 향상시키기 위해 시스템(100)의 다양한 구성요소에 결합된다.
팩토리 인테페이스(102)는 대체로 계측 모듈(190), 세정 모듈(116) 및 하나 이상의 기판 카세트(118)를 포함한다. 인터페이스 로봇(120)은 기판 카세트(118), 세정 모듈(116), 입력 모듈(124) 사이에서 기판(122)을 이송하기 위해 채용된다. 입력 모듈(124)은 그리퍼(gripper), 예를 들어 진공 그리퍼 또는 기계적 클램프에 의해 평탄화 모듈(106)과 팩토리 인터페이스(102) 사이에 기판(122)의 이송을 향상시키기 위해 배치된다.
계측 모듈(190)은 기판의 두께 프로파일의 미터 표시를 제공하기 적합한 비-파괴적인 측정 수단일 수 있다. 계측 모듈(190)은 와류(eddy current) 센서, 간섭계(interferometer), 용량성 센서 및 다른 적절한 수단을 포함할 수 있다. 적절한 계측 모듈의 예는 Applied Materials, Inc.로부터 구입할 수 있는 ISCAN™ 및 IMAP™ 기판 계측 모듈을 포함한다. 계측 모듈(190)은 제어부(108)에 계측(metric)을 제공하는데, 여기서 기판으로부터 측정되는 구체적인 두께 프로파일에 대한 타겟 제거 프로파일이 결정된다.
평탄화 모듈(106)은 적어도 주위가 제어된 엔클로저(188) 내에 배치되는 제1 화학적 기계적 평탄화(CMP) 스테이션(128)을 포함한다. 도 1에 도시된 실시예에서, 평탄화 모듈(106)은 제1 CMP 스테이션(128), 제2 CMP 스테이션(130) 및 제3 CMP 스테이션(132)을 포함한다. 제1 CMP 스테이션(128)에서 화학적 기계적 폴리싱 공정을 통하여, 기판(122) 상에 배치되는 물질의 벌크 제거가 수행될 수 있다. 일 실시예에서, 물질의 벌크 제거는 다-단계 공정일 수 있다. 제1 CMP 스테이션(128)에서의 벌크 물질 제거 이후에, 제2 CMP 스테이션(130)에서 단일-단계 또는 다-단계 화학적 기계적 폴리싱 공정으로 남아 있는 물질 또는 잔류 물질이 기판으로부터 세정될 수 있는데, 여기서 다-단계 공정의 일부는 기판 상에 배치되는 잔류 물질을 제거하도록 구성된다. 제3 CMP 스테이션(132)은 배리어층을 폴리싱하는데 이용될 수 있다. 일 실시예에서, 벌크 물질 제거 및 잔류 물질 제거 모두가 단일 스테이션에서 수행될 수 있다. 이러한 실시예에서, 오직 두 개의 플래튼이 필요하다. 대안적으로, 다른 스테이션에서 수행되는 벌크 제거 공정 이후의 다-단계 제거 공정을 수행하기 위해, 하나 이상의 CMP 스테이션이 이용될 수 있다.
도 1의 실시예에서, 평탄화 모듈(106)은 또한 기구 베이스(140)의 제1 면 또는 상부에 배치되는 캐러셀(carousel; 134) 및 이송 스테이션(136)을 포함한다. 일 실시예에서, 이송 스테이션(136)은 입력 버퍼 스테이션(142), 출력 버퍼 스테이션(144), 이송 로봇(146) 및 로드 컵 조립체(148)를 포함한다. 입력 버퍼 스테이션(142)은 로딩 로봇(104)을 이용하여 팩토리 인터페이스(102)로부터 기판을 수용한다. 로딩 로봇(104)은 또한 출력 버퍼 스테이션(144)으로부터 팩토리 인터페이스(102)로 폴리싱된 기판을 반환하기 위해 이용된다. 이송 로봇(144)은 버퍼 스테이션(142, 144)과 로드 컵 조립체(148) 사이에 기판을 이동시키기 위해 이용된다.
이송 로봇(146)은 각각이 기판의 에지 부근에서 기판을 홀딩시키는 공압식 그리퍼 핑거를 구비하는 두 개의 그리퍼 조립체를 포함한다. 로드 컵 조립체(148)로부터 출력 버퍼 스테이션(144)으로 처리될 기판을 이송하는 동안, 동시에 이송 로봇(146)은 입력 버퍼 스테이션(142)으로부터 로드 컵 조립체(148)로 처리될 기판을 이송할 수 있다.
캐러셀(134)은 베이스(140) 상부 중심에 배치된다. 캐러셀(134)은 대체로 각각이 캐리어 헤드 조립체(152)를 지지하는 다수의 암(150)들을 포함한다. 도 1에 도시되는 암(150)들 중 두 개는 제1 CMP 스테이션(128)의 평탄화 표면(129) 및 이송 스테이션(136)이 보일 수 있도록 가상으로 도시되고 있다. 캐리어 헤드 조립체(152)가 CMP 스테이션(128, 130, 132) 및 이송 스테이션(136) 사이에서 이동될 수 있도록, 캐러셀(134)은 인덱서블(indexable)하다. 컨디셔닝 수단(182)은 CMP 스테이션(128, 130, 132) 각각에 인접한 베이스(140) 상에 배치된다. 균일한 평탄화 결과를 유지하기 위해, 컨디셔닝 수단(182)은 주기적으로 CMP 스테이션(128, 130, 132) 내에 배치되는 물질이 평탄화되는 것을 감시한다.
세정 윈도우(170)는 폴리싱 패드(208; 도 2를 참조할 것) 내에 포함되며, 캐리어 헤드의 병진(translational) 위치에도 불구하고 플래튼 일부의 회전 동안 기판(122) 아래를 지나갈 수 있도록 위치된다. 세정 윈도우(170)는 계측 수단을 위해 이용될 수 있는데, 예를 들어 와류 센서는 세정 윈도우(170) 아래에 위치될 수 있다. 특정 실시예에서, 윈도우(170) 및 관련 센싱 방법은 엔드 포인트 탐지 또는 프로파일 탐지 공정을 위해 이용될 수 있다.
폴리싱 공정 동안, 기판의 실시간 프로파일 제어(RTPC) 모델이 개발될 수 있다. 전도성 물질의 두께는 기판 상의 다른 영역에서 측정될 수 있다. 예를 들어, 처리가 기판 전역에 균일하게 진행되는 것을 담보하기 위해, 기판 상의 다른 영역에의 금속층의 두께는 모니터링될 수 있다. 기판의 영역에의 두께 정보(총괄하여 기판의 프로파일로서 언급될 수 있음)는 이후에 원하는 기판 전역의 균일성을 얻기 위해 실시간으로 처리 변수를 조절하는데 이용될 수 있다. 예를 들어, 화학적 기계적 폴리싱 공정에서, 기판 상의 다른 영역에의 물질층의 두께는 모니터링되고, 탐지된 두께 또는 비균일성은 CMP 스테이션이 실시간으로 폴리싱 변수를 조절하도록 할 수 있다. 이러한 프로파일 제어는 실시간 프로파일 제어(RTPC)로 언급될 수 있다. RTPC 동안 얻어진 측정값은 공정의 엔드 포인트 탐지를 위해 이용될 수 있다.
일 실시예에서, 조절될 폴리싱 변수는 하나 이상의 처리 성분의 유량을 포함한다. RTPC는 폴리싱 동안 하나 이상의 처리 성분의 유량을 조절함으로써 잔류 물질 프로파일을 제어하는데 이용될 수 있다. 일 실시예에서, 하나 이상의 처리 성분의 유량은 RTPC 공정 동안 결정되는 물질층 두께의 측정값에 대응하여 조절된다. 적절한 RTPC 기술 및 장치의 예는 "화학적 기계적 폴리싱 동안 금속층을 모니터링하기 위한 장치 및 방법"의 제목을 가지며 Hanawa et al에 의해 출원된 미국특허 제7,229,340호, 및 "인-시츄 프로파일 측정을 위한 와류 시스템의 제목"을 가지며 미국특허출원 제10/633,276호로 2003년 7월 31일 출원된 현재의 미국특허 제7,112,960호에 개시되어 있다.
일 실시예에서, 엔드 포인트 탐지 기술을 기반으로 하는 스펙트럼을 이용하여 엔드 포인트가 결정될 수 있다. 스펙트럼 기반의 엔드 포인트 기술은, 폴리싱 과정의 다른 시기 동안 기판 상의 다른 영역으로부터 스펙트럼을 획득하는 단계, 도서 내에서 스펙트럼과 인덱스를 매칭하는 단계 및 인덱스로부터 다른 영역 각각에 대한 폴리싱 속도를 결정하기 위해 인덱스를 이용하는 단계를 포함한다. 또 다른 실시예에서, 엔드 포인트는 미터로 제공되는 처리의 제1 계측을 이용하여 결정될 수 있다. 미터는 기판 상의 전도성 물질(예를 들어, 구리층)의 잔류 두께를 결정하는데 이용되는 전하, 전압 또는 전류 정보를 제공할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 광학 기술, 예를 들어 센서를 이용하는 간섭계가 이용될 수 있다. 미리 정해진 시작 막 두께로부터 제거되는 물질의 양을 뺌으로써 잔류 두께는 직접 측정되거나 계산될 수 있다. 일 실시예에서, 기판으로부터 제거되는 전하와 기판의 미리 정하여진 영역의 타겟 전하 양을 비교함으로써 엔드 포인트가 결정된다. 엔드 포인트 기술의 예로는, 2007년 6월 5일 발행되고 "화학적 기계적 폴리싱을 위한 스펙트럼 기반의 엔드 포인팅"의 제목을 가지는 Benvegnu et al의 미국특허 제7,226,339호, "폴리싱 동안 기판 두께 측정"의 제목을 가지며 2007년 5월 15일 출원되고 현재 미국공개특허 제2007/0224915호로 공개된 미국특허출원 제11/748,825호, 및 "화학적 기계적 폴리싱 동안 금속층을 모니터링하기 위한 장치 및 방법"의 제목을 가지는 Hanawa et al.의 미국특허 제6,924,641호에 개시된 것을 이용할 수 있다.
도 2는 유체 전달 암 조립체(126)를 포함하는 제1 CMP 스테이션(128)의 일 실시예의 단면을 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 1을 참조하면, 제1 CMP 스테이션(128)은 캐리어 헤드 조립체(152) 및 플래튼(204)을 포함한다. 캐리어 헤드 조립체(152)는 대체로 플래튼(204) 상에 배치되는 폴리싱 패드(208)와 마주보는 기판(122)을 보유하고 있다. 캐리어 헤드 조립체(152) 또는 플래튼(204) 중 하나 이상은 기판(122)과 폴리싱 패드(208) 사이에 상대적 동작을 제공하도록 이동되거나 회전될 수 있다. 도 2에 도시되는 실시예에서, 캐리어 헤드 조립체(152)는 적어도 기판(122)에 회전 동작을 제공하는 모터(216) 또는 액츄에이터에 커플링된다. 기판(122)이 폴리싱 패드(208)의 표면을 가로질러 측면으로 앞뒤로 이동되도록 모터(216)는 캐리어 헤드 조립체(152)를 진동시킬 수 있다.
폴리싱 패드(208)는 패드처럼 플래튼(204) 상에 배치되는 발포(foamed) 폴리머 같은 종래의 물질을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 종래의 폴리싱 물질은 발포된 폴리우레탄이다. 일 실시예에서, 패드는 Newark, Del의 Rodel Inc.로부터 구입 가능한 IC1010 폴리우레탄 패드이다. IC1010 폴리우레탄 패드는 대체로 약 2.05 mm의 두께를 가지며, 약 2.01%의 압축성을 가진다. 이용될 수 있는 다른 패드는 패드 아래에 추가적인 압축성 바닥층을 포함할 수도 포함하지 아니할 수도 있는 IC1000 패드, IC1010 패드 아래에 추가적인 압축성 바닥층을 구비한 IC1010 패드 및 다른 제조사로부터 구입 가능한 폴리싱 패드를 포함한다. 본 명세서에 개시되는 구성은 기판의 화학적 기계적 폴리싱에 도움을 주기 위해 패드의 표면 상에 배치된다.
일 실시예에서, 캐리어 헤드 조립체(152)는 기판 수용 포켓(212)과 외접하는 고정 링(210)을 포함한다. 블레이더(214)는, 기판 수용 포켓(212) 내에 배치되며, 캐리어 헤드 조립체(152)에 기판을 척킹(chucking)하기 위해 배기될 수 있고, 폴리싱 패드(208)에 대해 압축될 때에 기판의 하향력을 제어하기 위해 가압될 수 있다. 일 실시예에서, 캐리어 헤드는 다-영역 캐리어 헤드일 수 있다. 하나의 적절한 캐리어 헤드 조립체(152)는 Santa Clara, California에 위치되는 Applied Materials, Inc.로부터 구입할 수 있는 TITAN HEAD™ 캐리어 헤드이다. 본 명세서에 개시되는 실시예들로부터 이익을 얻을 수 있도록 구성되는 캐리어 헤드의 다른 예는 2001년 12월 12일에 발행된 미국특허 제6,159,079호, 및 2004년 7월 29일에 발행된 미국특허 제6,764,389호에 개시되어 있다.
도 2의 실시예에서, 플래튼(204)은 플래튼(204)의 회전을 촉진시키는 베어링(258)에 의해 베이스(256) 상에서 지지된다. 모터(260)는 플래튼(204)에 커플링되며 폴리싱 패드(208)가 캐리어 헤드 조립체(152)에 대해 이동될 수 있도록 회전한다.
유체 전달 암 조립체(126)는 제1 및 제2 처리 성분 공급부(228a, 228b)로부터 폴리싱 패드(208)의 상부 또는 작동 표면으로 하나 이상의 처리 성분을 전달하는데 이용된다. 처리 성분 공급부(228a, 228b)는 분리된 처리 성분을 포함하는 개별적인 저장 유닛을 포함한다. 처리 성분 공급부(228a, 228b)로부터의 처리 성분은 폴리싱 슬러리를 생산하기 위해 결합될 수 있다. 일 실시예에서, 제1 처리 성분 공급부(228a)는 CMP 공정 동안 제1 처리 성분을 저장하는 제1 저장 유닛을 포함하며, 제2 처리 성분 공급부(228b)는 CMP 공정 동안 제2 처리 성분을 저장하는 제2 저장 유닛을 포함한다.
도 2에 도시된 일 실시예에서, 유체 전달 암 조립체(126)는 기둥(232)으로부터 연장하는 암(230)을 포함한다. 모터(234)는 기둥(232)의 중심선 주위에서 암(230)의 회전을 제어하도록 공급된다. 폴리싱 패드(208)의 작동 표면에 대한 암(230)의 원위 단부(238)의 상승을 제어하기 위해 조절 메커니즘(236)이 제공될 수 있다. 조절 메커니즘(236)은 플래튼(204)에 대한 암(230)의 원위 단부(238)의 상승을 제어하기 위한 암(230) 또는 기둥(232) 중 적어도 하나에 커플링되는 액츄에이터일 수 있다. 본 명세서에 개시된 실시예로부터 이점을 얻을 수 있는 적절한 유체 전달 암의 몇몇 예는, "낮은 유체 소비로 기판을 평탄화시키는 방법 및 장치"의 제목을 가지면서 2005년 12월 8일 출원된 미국특허출원 제11/298,643호로서 현재 미국공개특허 제2007/0131562호로 공개된 문헌, "다지점 폴리싱 유체 전달 시스템"의 제목을 가지면서 2001년 8월 2일 출원된 미국특허출원 제09/921,588호로서 현재 제2003/0027505호로 공개된 문헌, "공급 전달 암"의 제목을 가지면서 2003년 5월 2일 출원된 미국특허출원 제10/428,914호로서 현재 미국등록특허 제6,939,210호로 등록된 문헌, 및 "유연한 폴리싱 유체 전달 시스템"의 제목을 가지면서 2002년 4월 22일 출원된 미국특허출원 제10/131,638호로서 현재 미국등록특허 제7,086,933호로 등록된 문헌에 개시되어 있다.
처리 성분 공급부(228a, 228b)의 분리는 상대적으로 짧은 유통 기한을 가지는 처리 성분이 처리 이전에 분리되어 저장되는 것을 가능하게 한다. 특정 성분 또는 폴리싱 슬러리를 함께 저장하는 것은 폴리싱 슬러리의 콜리이드 성질, 화학적 안정성, 또는 PH 범위 같은 특성에 좋지 않은 영향을 미칠 수 있다. 예를 들어, 처리 바로 이전까지 이러한 성분들을 분리시키는 것은 유통 기한을 수일에서 수달까지 연장한다.
노즐 조립체(248)는 암의 원위 단부(230)에 배치된다. 노즐 조립체(248)는 유체 전달 암 조립체(226)를 통해 경유하는 튜브(242)에 의해 처리 성분 공급부(228a, 228b)에 커플링된다. 노즐 조립체(248)는 암에 대해 선택적으로 조절될 수 있는 노즐(240)을 포함할 수 있으며, 이는 노즐(240)에 존재하는 유체가 선택적으로 폴리싱 패드(208)의 특정 영역으로 향하여 지도록 한다.
튜브(242)는 처리 성분 공급부(228a, 228b)와 노즐 조립체(248)를 커플링시킨다. 처리 성분 공급부(228a, 228b)는 개별적인 처리 성분을 인터커넥트(265)를 통해 튜브(242)로 공급한다. 각각이 처리 성분의 튜브(242)로의 정확한 제어를 가능하게 하는 처리 성분 공급부(228a, 228b) 사이에 밸브(263a, 263b)가 배치된다. 밸브(263a, 263b)는 밸브(263a, 263b)를 통한 처리 성분의 유량의 실시간 자동화 제어를 가능하게 하는 제어부(108)에 연결된다.
일 실시예에서, 노즐(240)은 처리 성분의 스프레이를 생성하도록 구성할 수 있다. 다른 실시예에서, 노즐(240)은 처리 성분의 기류(stream)를 제공하도록 구성된다. 또 다른 실시예에서, 노즐(240)은 약 20 내지 약 120 ml/초로 처리 성분의 기류 및/또는 스프레이를 폴리싱 표면에 공급하도록 구성된다. 일 실시예에서, 처리 성분은 약 200 ml/분 내지 약 500 ml/분 범위의 속도로 폴리싱 표면에 전달된다.
도 3a 내지 3c는 2 라인 인터커넥트(365a, 365b, 365c)를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 3a 내지 3b는 폴리싱 패드(208)로의 유입 동안 제1 처리 성분 공급부(228a)로부터의 제1 처리 성분 및 제2 처리 성분 공급부(228b)로부터의 제2 처리 성분을 결합시키는데 이용될 수 있는 서로 다른 2 라인 인터커넥트(365a, 365b)의 실시예를 도시하고 있다. 제1 처리 성분 및 제2 처리 성분의 유량은 개별적으로 밸브(363a, 363b) 각각(도 3b 또는 3c에는 도시되지 않음)에 의해 제어된다. 밸브(363a, 363b)는 실시간 유량 제어를 제공하기 위하여 제어부(108; 도 3b 또는 3c에는 도시되지 않음)에 커플링된다.
도 3c는 2 라인 인터커넥트(365c)를 개략적으로 도시하고 있다. 2 라인 인터커넥트(365c)는 제1 처리 성분 공급부(228a) 및 제2 처리 성분 공급부(228b)에 커플링되는 유입구(367a, 367b)를 구비한다. 제1 처리 성분 및 제2 처리 성분이 2 라인 인터커넥트(365c) 내에서 나선형 또는 스파이얼(spiral) 유동을 생성하도록, 유입구(367a, 367b)는 중앙으로부터 벗어나 있다(off-centered). 나선형 또는 스파이얼 유동은 폴리싱 패드로의 전달 동안 제1 처리 성분 및 제2 처리 성분이 결합될 때에 균일한 조성을 생성하기 위한 혼합을 유도한다.
추가로, 2 라인 인터커넥트(365a, 365b, 365c)는 두 개 이상의 입구 라인을 포함할 수 있다. 예를 들어, 세 개, 네 개, 다섯 개, 또는 그 이상의 처리 성분은 인터커넥트 내에서 결합될 수 있다: 각 성분은 다른 저장 유닛으로부터 유동한다. 추가로 또는 선택적으로, 인터커넥트는 폴리싱 헹굼 유체를 위한 입구도 제공할 수 있다.
CMP 시스템(100)과 함께 이용하기 적합한 처리 성분은 대체로, 산, 산화제, 부식 억제제, PH 버퍼, 폴리싱 연마제, 및 이들의 조합 중 하나 이상을 포함한다. 예를 들어, 산, 산화제, 부식 억제제, 및 PH 버퍼를 포함하는 제1 처리 성분은 제1 처리 성분 저장 유닛 내에 저장될 수 있으며, 폴리싱 연마제를 포함하는 제2 처리 성분은 제2 처리 성분 저장 유닛 내에 저장될 수 있다. 폴리싱 패드(208)로 전달되는 동안 처리 성분은 결합되어 폴리싱 슬러리를 산출할 수 있다.
폴리싱 슬러리에 적합한 산은 유기 및 무기 산을 포함한다. 예를 들어, 아세트산, 구연산(citric acid), 옥살산(oxalic acid), 말산(malic acid), 주석산(tartaric acid), 및 이들의 유도체를 포함하는 희석된 유기산; 또는 HNO3, HCI, H2SO4, 붕산, 플루오로붕산(fluoroboric), 이들의 유도체 및 이들의 조합을 포함하는 희석된 무기산을 포함한다. 추가로, 하나 이상의 유기산 및 하나 이상의 무기산의 결합이 이용될 수 있다.
폴리싱 슬러리에 적절한 산화제는 과산화수소, 모노퍼술페이트(monopersulfate) 화합물(예를 들어, 암모늄 퍼술페이트(ammonium persulfate)), 과아세트산, 이들의 유도체 및 이들의 조합을 포함한다. 폴리싱 슬러리에 적절한 부식 억제제는 방향족 유기 화합물, 예를 들어 벤조트리아졸(benzotriazole) 및 이들의 유도체(예를 들어, 5-클로로벤조트리아졸(5-chlorobenzotriazole), 5-메틸벤조트리아졸(5-methylbenzotriazole), 5-니트로벤조트리아졸(5-nitrobenzotriazole)), 트리아졸(triazole) 및 이들의 유도체(예를 들어, 1,2,4-트리아졸-3-티올(1,2,4-triazole-3-thiol); 1,2,3-트리아졸[4,5-b]피리딘(1,2,3-triazole[4,5-b]pyridine)), 5-아미노테트라졸(5-aminotetrazole), 트리아진(triazine), 이들의 유도체 및 이들의 조합을 포함한다.
폴리싱 슬러리에 적합한 PH 버퍼는 약산 및 이들의 짝염기(conjugate base)의 혼합물, 또는 약염기 및 이들의 짝산(conjugate acid)을 포함한다. 예를 들어, PH 버퍼는 아세트염, 구연산염, 인산염, 암모늄, 및 이들 개개의 짝염기를 포함한다.
폴리싱 슬러리에 적합한 폴리싱 연마제 화합물은 알루미나, 산화세륨, 구리 산화물, 철 산화물, 니켈 산화물, 망간 산화물, 실리카, 실리콘 질화물, 실리콘 카바이드(silicon carbide), 주석 산화물, 티타니아(titania), 티타늄 카바이드, 텅스텐 산화물, 이트륨 산화물, 지르코니아, 이들의 유도체 및 이들의 조합을 포함한다. 과도한 스크래칭(scratching) 또는 표면 결합을 일으키지 아니하면서 높은 제거율을 얻기 위한 폴리싱 연마 입자를 위해, 약 10 나노미터 내지 약 1 마이크로미터 범위의 평균 직경을 가지는 폴리싱 연마 입자가 바람직하다. 일 실시예에서, 평균 직경은 약 50 나노미터 내지 약 500 나노미터의 범위이다. 일 실시예에서, 폴리싱 연마 입자의 최대 직경은 약 10 마이크로미터보다 작다.
위에서 개시된 처리 성분은 농축 용액 또는 희석 용액으로 저장될 수 있다. 일 실시예에서, 처리 성분들을 폴리싱 패드(208)에 폴리싱 슬러리로서 적용하기 이전에, 처리 성분들은 결합하여서, 산이 리터당 약 2 그램 내지 리터당 약 40 그램의 범위 내에 있고, 산화제가 리터당 약 4 그램 내지 리터당 약 80 그램의 범위 내에 있으며, 부식 억제제가 리터당 약 0.3 그램 내지 리터당 약 5 그램의 범위 내에 있고, PH 퍼버가 리터당 0 그램 내지 리터당 약 100 그램의 범위 내에 있으며, 폴리싱 연마제가 리터당 0.1 그램 내지 리터당 약 50 그램의 범위 내에 있는, 조성을 가지는 폴리싱 슬러리를 생산한다. 일 실시예에서, 폴리싱 슬러리의 PH는 약 2 내지 약 5의 범위, 또는 약 8 내지 약 11의 범위 내에 있다.
도 4a 내지 4b는 기판 상에 배치되는 물질의 두께와 물질층이 폴리싱된 시간을 비교하여 나타내는 그래프이다. 그래프는 하나 이상의 처리 성분의 유량이 어떻게 기판 상에 배치되는 물질층의 제거율에 영향을 미치는지 도시하고 있다. 도 4a의 기판의 폴리싱은 폴리싱 슬러리를 생산하는 처리 동안 결합되는 두 개의 처리 성분을 이용하여 수행된다. 제1 처리 성분은, 산, PH 버퍼, 산화제 및 부식 억제제를 포함하였다. 제2 처리 성분은 폴리싱 연마제를 포함하였다. 도 4b의 기판의 폴리싱은 폴리싱 슬러리를 생산하는 처리 동안 결합되는 세 개의 처리 성분을 이용하여 수행된다. 제1 처리 성분은, 산, PH 버퍼 및 산화제를 포함하였다. 제2 처리 성분은 부식 억제제를 포함하였다. 제3 처리 성분은 폴리싱 연마제를 포함하였다.
처리 성분의 유량은 기판 상에 배치되는 물질층의 두께 또는 균일성의 측정값에 대응하여 조절된다. 일 실시예에서, 물질층의 두께 또는 균일성은 예를 들어 위에서 설명된 엔드 포인트 탐지에 의해 결정된다. 엔드 포인트는, Santa Clara, California의 Applied Materials, Inc.로부터 구입 가능한 iScan™ 두께 모니터 및 FulfScan™ 광학 엔드포인트 시스템 같은 탐지 시스템을 이용하여 탐지될 수 있다.
도 4a를 다시 참조하면, 물질층의 두께 대 시간의 그래프가 도시되고 있다. 지점 A는 기판 상에 배치된 물질층의 최초 두께를 나타낸다. 지점 A 내지 B 사이에서, 물질층의 제거가 분당 약 3.7 마이크로미터의 속도로 일어난다. 위에서 설명된 폴리싱 슬러리의 다양한 농도를 이용하여, 분당 약 6 마이크로미터 또는 그 이하의 제거율이 얻어질 수 있다. 예를 들어, 제거율은 분당 약 4 마이크로미터 또는 그 이하, 혹은 분당 약 1.5 마이크로미터 또는 그 이하일 수 있다. 지점 A 내지 B 사이에서, 제거율은 선형적이며, 처리 유체의 유량에는 변화가 없다(예를 들어, 처리 유체의 유량은 처음 120초 동안 일정하게 남아있음).
지점 B에서, 기판 상에 배치되는 물질층의 두께는 엔드 포인트 탐지를 이용하여 6000Å으로 결정되었다. 제거율은 폴리싱 연마 처리 성분의 유량을 감소시킴으로써 분당 약 2000Å으로 감소되었다. 추가로, 두께 측정은 지점 A 내지 B에서 일어날 수 있으나, 층의 미리 정하여진 두께에 이를 때까지 처리 성분의 유량은 변하지 않는다는 것에 주목할 수 있다. 추가로 또는 선택적으로, 폴리싱 연마 처리 성분의 유량을 증가시킴으로써, 또는 부식 억제제를 포함하는 처리 성분의 유량을 감소시킴으로써, 지점 A 내지 B 사이의 제거율이 층 두께 측정값에 대응하여 증가될 수 있다.
지점 C에서, 기판 상에 배치되는 층의 두께는 엔드 포인트 탐지를 이용하여 2000Å으로 결정되었다. 제거율은 폴리싱 연마 처리 성분의 유량을 감소시킴으로써 분당 약 1500Å으로 감소되었다. 지점 D에서, 엔드 포인트 탐지를 이용하여 다시 두께가 결정되었고, 폴리싱 연마 처리 성분의 유량을 최종 지점 E까지 더 감소시킴으로써 제거율이 감소되었다. 다른 실시예에서, 지점 B, C 및 D는 처리 성분의 유량의 변화를 유발하지 아니하며, 지점 B 내지 E 사이에서 선형 제거율이 관찰되었다. 일 실시예에서, 처리 성분의 유량은 기판 상의 층의 두께가 약 4000Å 내지 약 2000Å 이하로 될 때까지 폴리싱 공정 초기부터 일정하게 유지되었다. 기판 상에 배치되는 층의 두께값에 대응하여, 하나 이상의 처리 성분의 유량이 조절되고, 폴리싱 공정은 완료된다.
도 4b는 기판 상의 물질층의 폴리싱을 나타내는 도면이다. 도 4b의 물질층의 제거율은, 기판 상에 배치되는 물질층이 0Å의 두께에 접근할수록 점차 감소하는 제거율을 가진다. 제거율은 상대적으로 벌크 층 제거 단계의 초기에서 높다. 일 실시예에서, 제거율은 분당 약 1.5 마이크로미터 내지 약 4 마이크로미터이다. RTPC 공정 동안의 탐지로 벌크 층의 두께가 약 2,000Å 내지 약 6,000Å에 접근할수록, 제어부는 하나 이상의 처리 성분의 유량을 변경한다. RTPC는 폴리싱 동안 기판 상에 배치되는 층의 두께가 연속적으로 모니터링 될 수 있도록 하며, 하나 이상의 처리 성분의 유량은 측정값에 대응하여 조절된다.
도 4b의 실시예에서, 기판 상에 배치되는 층의 두께가 약 6,000Å이었을 때에 처리 성분의 변화가 일어나기 시작하였다. 도 4b의 높고 낮은 제거율은 폴리싱 연마 처리 성분의 유량을 점차적으로 감소시킴으로써, 및/또는 부식 억제제 처리 성분의 유량을 점차적으로 증가시킴으로써 달성될 수 있다. 일 실시예에서, 이는 RTPC 공정을 이용하여 달성된다. 일 실시예에서, 결합된 처리 성분의 유량을 일정하게 유지하기 위해, 제3 처리 성분의 유량은 다른 처리 성분의 유량의 변화를 보상하도록 증가되거나 감소된다. 다른 실시예에서, 전체 유량은 처리에 걸쳐 일정하게 유지되지 아니한다.
하나 이상의 처리 성분의 유량의 변화는 기판 상에 배치되는 물질층의 제거율 전반의 정확한 제어를 가능하게 한다. 예를 들어, 폴리싱 연마제를 포함하지 아니한 처리 성분의 폴리싱 패드로의 상대적으로 높은 유량을 유지함으로써 또는 증가시킴으로써, 공정 초기에 높은 제거율이 달성될 수 있다. 기판 상에 배치되는 물질층의 두께가 감소할수록, 폴리싱 연마제를 포함하는 처리 성분의 유량은 감소될 수 있으며, 또는 부식 억제제를 포함하는 처리 성분의 유량이 증가되어 제거율이 감소될 수 있는데, 이는 기판 상에 더 균일한 표면을 산출하고 디싱(dishing)을 방지하는데 도움을 줄 수 있다. 추가로, 엔드 포인트 탐지에 대응한 처리 성분의 폴리싱 패드로의 유량에 의해 제거율이 정확하게 제어되기 때문에, 벌크 층 제거 단계 및 세정 단계 모두 과도한 디싱 없이 하나의 플래튼 상에서 수행될 수 있다. 일 실시예에서, 2 마이크로미터보다 더 큰 두께를 가지는, 기판 상에 배치되는 물질층은 배리어층이 나타나질 때까지 하나의 플래튼 상에서 폴리싱된다. 다른 실시예에서, 8,000Å보다 더 큰 두께를 가지는, 기판 상에 배치되는 구리 층은 배리어층이 나타나질 때까지 하나의 플래튼 상에서 폴리싱된다.
도 5는 기판 상의 하부 배리어층 및 노출된 물질층을 가지는 기판을 화학적 기계적 폴리싱하기 위한 방법(500)의 일 실시예를 도시하고 있다. 방법(500)는 위에서 설명된 시스템(100) 상에 실행될 수 있다. 방법(500)은 다른 화학적 기계적 처리 시스템 상에 실행될 수 있다. 방법(500)은 대체로 제어부(108)의 메모리(112) 내에, 대체로 소프트웨어 루틴으로 저장된다. 소프트웨어 루틴은 CPU(110)에 의해 제어되는 하드웨어로부터 멀리 떨어져 위치되는 제2 CPU(도시되지 않음)에 의해 저장되고 및/또는 실행될 수 있다.
본 명세서에 개시된 실시예들이 소프트웨어 루틴으로 실행되는 것으로 설명되었다 하더라도, 본 발명의 방법 단계 중 몇몇은 소프트웨어 제어부에 의해서뿐만 아니라 하드웨어 내에서 수행될 수도 있다. 이에 따라, 본 명세서에 개시된 실시예들은 컴퓨터 시스템 하에서 수행되는 소프트웨어 내에서, 어플리케이션 특정 집적 회로 또는 다른 형태의 하드웨어 같은 하드웨어 내에서, 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합 내에서 수행될 수 있다.
방법(500)은 제1 폴리싱 패드를 포함하는 제1 플래튼 상의 하부 배리어 물질 위에 배치되는 물질을 포함하는 기판을 위치시키는 단계(502)로 시작한다. 물질층은 텅스텐, 구리, 및 이들의 조합 등을 포함할 수 있다. 대안적으로, 물질층은 유전성 물질, 예를 들어 실리콘 산화물 또는 실리콘 질화물을 포함할 수 있다. 추가로, 또는 대안적으로, 유전성 층은 벌크 구리층 상에 배치될 수 있다. 물질층은 전도성이거나 비-전도성일 수 있다. 배리어층은 루테늄, 탄탈, 탄탈 질화물, 티타늄, 티타늄 질화물, 텅스텐 질화물, 텅스텐, 및 이들의 조합 등을 포함할 수 있다. 산화물 같은 유전 층은 대체로 배리어층 아래에 위치된다(underlies).
단계 502에서, 캐리어 헤드 조립체(152) 내에 보유되는 기판(122)은 제1 CMP 스테이션(128) 내에 배치되는 폴리싱 패드(208) 위에 이동된다. 기판(122)을 폴리싱 패드(208)의 상부 표면과 접촉시켜 위치시키기 위해, 캐리어 헤드 조립체(152)는 폴리싱 패드(208)를 향하여 하강된다.
단계 504에서, 화학적 기계적 폴리싱 공정이 벌크 물질 상에 수행된다. 단계 506에서, 물질의 벌크 부분을 제거하기 위해, 기판은 제1 제거율로 제1 플래튼 상에서 폴리싱된다. 일 실시예에서, 물질층은 약 2 마이크로미터 내지 약 10 마이크로미터의 최초 두께를 가지는 구리 층이다. 다른 실시예에서, 물질층은 약 4 마이크로미터 내지 약 7 마이크로미터의 최초 두께를 가지는 구리 층이다. 또 다른 실시예에서, 물질층은 약 6,000Å 내지 약 8,000Å의 최초 두께를 가지는 구리 층이다. 일 실시예에서, 폴리싱 단계 506은 제1 CMP 스테이션(128)에서 수행될 수 있다. 기판(122)은 폴리싱 패드(208)를 향하여 제곱 인치당 약 4 파운드(psi)보다 작은 힘으로 추진된다(urged). 일 실시예에서, 힘은 약 2.5 psi보다 더 작다. 다른 실시예에서, 힘은 약 1 psi 내지 2 psi, 예를 들어 약 1.8 psi이다.
단계 506에서, 기판(122)과 폴리싱 패드(208) 사이의 상대적 움직임이 제공된다. 일 실시예에서, 폴리싱 패드(208)가 분당 약 50 내지 100 회전으로, 예를 들어 분당 약 7 내지 35 회전으로 회전되는 동안, 캐리어 헤드 조립체(152)는 분당 약 50 내지 100 회전으로, 예를 들어 분당 약 30 내지 60 회전으로 회전된다. 일 실시예에서, 공정은 약 9000 Å/분의 물질층 제거율을 가진다. 다른 실시예에서, 공정은 분당 약 6 마이크로미터보다 작은, 예를 들어 분당 약 2 마이크로미터 내지 분당 약 4 마이크로미터 범위의, 물질층 제거율을 가진다.
폴리싱 슬러리는 폴리싱 패드(208)에 제공된다. 적절한 폴리싱 슬러리는, 산, PH 버퍼, 산화제, 부식 억제제 및 폴리싱 연마제를 포함하나 이들로 제한되지는 않는 처리 성분의 여느 조합을 포함한다. 벌크 화학적 기계적 공정에 적합한 폴리싱 구성 및 방법의 예는 본 명세서뿐만 아니라, "고정식 연마 CMP를 위한 개선된 선택적 화학 작용"의 제목을 가지며 2007년 8월 15일에 출원된 미국특허출원 제11/839,048호로서, 현재 미국공개특허 제2008/0182413로 공개된 문헌, 및 "기판을 폴리싱하기 위한 방법 및 조성"의 제목을 가지는 미국특허출원 제11/356,352호로서 현재 미국공개특허 제2006/0169597로 공개된 문헌에도 개시되어 있다. 특정 실시예에서, 기판(122)은 폴리싱 슬러리의 첨가 이후에 폴리싱 패드(208)에 접촉한다. 특정 실시예에서, 기판(122)은 폴리싱 슬러리의 첨가 이전에 폴리싱 패드(208)에 접촉한다.
단계 508에서, 기판 상에 배치되는 물질층의 두께는 엔드 포인트 탐지를 이용하여 측정된다. 일 실시예에서, 벌크 부분 제거 공정의 엔드 포인트는 물질층의 브레이크쓰루(breakthrough) 이전에 발생한다. 단계 510에서, CPU는 기판 상에 배치된 물질층의 측정 두께와 미리 정하여진 값을 비교한다. 층의 두께가 미리 정하여진 값보다 더 크다면, 방법(500)은 단계 506으로 돌아오며, 기판의 폴리싱을 계속하여 진행한다. 그러나, 기판 상에 배치된 물질층의 측정 두께가 미리 정하여진 값과 같거나 거의 같다면, 이후에 방법(500)은 단계 512로 진행한다.
단계 512에서, 기판 상에 배치되는 물질층의 제거율을 감소하기 위해, 하나 이상의 처리 성분의 유량이 조절된다. 일 실시예에서, 폴리싱 연마제를 포함하는 처리 성분의 유동을 감소시킴으로써 제거율이 감소된다. 다른 실시예에서, 부식 억제제를 포함하는 처리 성분의 유량을 감소시킴으로써 제거율이 감소된다. 또 다른 실시예에서, 폴리싱 슬러리 내의 폴리싱 연마제의 농도가 감소되도록 폴리싱 연마제를 포함하는 처리 성분의 유량을 일정하게 유지하면서 또 다른 처리 성분의 유량을 증가시킴으로써 제거율이 감소된다.
도 5의 실시예에서, 처리 성분의 유량 조절은 벌크 층 제거 및 잔류 물질 제거 사이의 과도기(transition)에서 일어난다. 다른 실시예에서는, 처리 성분의 유량이, 단계 504 동안의 벌크 물질의 폴리싱 과정 동안, 또는 단계 514 동안의 잔류 물질의 폴리싱 공정 동안 한번 이상 조절될 수 있다.
단계 514에서, 화학적 기계적 폴리싱 공정은 잔류 물질 상에서 수행된다. 잔류 물질 제거 공정은, 제2 플래튼 상에서 기판을 폴리싱하는 단계, 및 폴리싱 공정의 엔드 포인트를 결정하는 단계를 포함한다. 단계 516에서, 여느 잔류 전도성 물질을 제거하기 위해, 기판은 제2 플래튼 상에서 폴리싱된다. 대안적으로, 단계 504 및 단계 514는 하나의 플래튼 상에 일어날 수 있다. 일 실시예에서, 기판은 약 1500 내지 2500 Å/분의, 예를 들어 약 2400 Å/분의 제거율로 폴리싱될 수 있다. 단계 516은 단일 단계의 또는 다단계의 화학적 기계적 세정 공정일 수 있다. 세정 단계(516)는 제2 CMP 스테이션(130), 또는 다른 CMP 스테이션들(128, 132) 중 하나에서 수행될 수 있다.
세정 처리 단계(516)는 캐리어 헤드 조립체(152) 내의 보유되는 기판(122)을 제2 CMP 스테이션(130) 내에 배치되는 폴리싱 패드 위로 이동시킴으로써 시작된다. 기판(122)이 폴리싱 패드의 상부 표면에 접촉하면서 안착되도록 캐리어 헤드 조립체(152)는 폴리싱 패드를 향하여 하강된다. 기판(122)은 폴리싱 패드를 향하여 약 2 psi보다 작은 힘으로 추진된다(urged). 또 다른 실시예에서, 힘은 약 0.3 psi이거나 그 이하이다.
다음에, 기판(122)과 폴리싱 패드(208) 사이의 상대적 이동이 제공된다. 폴리싱 슬러리는 폴리싱 패드(208)의 표면으로 공급된다. 일 실시예에서, 폴리싱 패드(208)가 분당 약 7 회전 내지 분당 약 90 회전으로, 예를 들어 분당 약 53 회전으로 회전되는 동안, 캐리어 헤드 조립체(152)는 분당 약 30 회전 내지 분당 약 80 회전으로, 예를 들어 분당 약 50 회전으로 회전된다. 단계 516의 공정은 대체로 텅스텐에 대해 약 1500 Å/분, 그리고 구리에 대해 약 2000 Å/분의 제거율은 가진다.
단계 518에서, 잔류 물질 제거의 엔드 포인트가 결정된다. 엔드 포인트는 FullScan™ 또는 위에서 논의된 여느 다른 기술을 이용하여 결정될 수 있다. 일 실시예에서, 전기화학 기계적 폴리싱 공정(Ecmp)을 위해, 엔드 포인트는 미터를 이용하여 감지되는 전류 내의 제1 불연속성(discontinuity)을 탐지함으로써 결정된다. 불연속성은 하부 층이 전도성 층(예를 들어, 구리 층)을 통과하기 시작할 때에 나타난다. 하부 층이 구리 층과 다른 고유 저항을 가질 때에, 하부 층의 노출된 영역에 대한 전도성 영역이 변화하기 때문에, 처리 셀을 가로지르는(즉, 기판의 전도성 부분으로부터 전극으로의) 저항은 변화하며, 그 결과 전류의 변화가 유발된다. 일 실시예에서, 기판(122) 상에 배치되는 층의 두께의 지속적인 측정을 제공하기 위해 RTPC와 협력하여 기판(122) 상에 배치되는 층의 두께가 모니터링된다. 일 실시예에서, 하나 이상의 처리 유체의 유량은 단계 518에 대응하여 조절된다. 또 다른 실시예에서, 하나 이상의 처리 유체의 유량은 단계 518에 대응하여 일정하게 유지된다.
선택적으로, 엔드 포인트 탐지에 대응하여, 제2 세정 공정 단계가 잔류 물질층을 제거하기 위해 수행될 수 있다. 기판(122)은 약 2 psi 미만의 압력으로 패드 조립체를 향하여 압착되며, 다른 실시예에서, 기판(122)은 약 0.3 psi 또는 그 미만의 압력으로 패드 조립체를 향하여 압착된다. 구리 및 텅스텐 공정 동안, 단계의 공정은 대체로 약 500 내지 약 2000 Å/분의 제거율, 예를 들어 약 500 내지 약 1200 Å/분의 제거율을 가진다.
선택적으로, 단계 520에서, 제3 세정 공정 단계 또는 "오버폴리싱(overpolish)"이 물질층으로부터 남아 있는 여느 파편(debris)을 제거하기 위해 수행된다. 제3 세정 공정 단계는 대체로 정기(timed) 공정이며, 감소된 압력으로 수행된다. 일 실시예에서, 제3 세정 공정 단계는 (오버폴리싱 단계로 언급되는 공정 또한) 약 10초 내지 약 30초의 지속 기간을 가진다.
잔류 물질 제거 단계(514) 이후에, 배리어 폴리싱이 수행될 수 있다. 일 실시예에서, 배리어 폴리싱은 제3 CMP 스테이션(132) 상에서 수행되나, 대안적으로 다른 CMP 스테이션(128, 130) 중 하나에서 수행될 수도 있다.
다음의 예는 폴리싱 슬러리를 생성하기 위해 결합되는 처리 성분의 유량을 조절하는 효과를 설명하기 위해 제공된다. 도 6은 폴리싱 슬러리 내의 과산화수소의 양과 폴리싱 슬러리에 대한 폴리싱 제거율을 비교하는 그래프이다. 분당 4.2 마이크로미터의 높은 제거율이 도 6에서 도시되는 처리 성분의 조합으로 관찰되고 있다.
도 6에서, 콜로이드 실리카의 폴리싱 연마제를 포함하는 처리 성분의 제1 유량은 폴리싱 슬러리 내의 6 질량 %로 유지되고 있다. 슬러리 내에 존재하는 수소의 양은 세 가지 농도의 ELECTRACLEAN™ 화학 물질에 대해서 3% 내지 9%로 다양화될 수 있다. ELECTRACLEAN™ 화학 물질은 PH가 약 3인 암모늄 구연산염을 포함한다. EC 백분율 또는 과산화수소 백분율이 증가할수록 기판 상에 배치되는 물질의 제거율은 증가한다. 일반적으로, EC 백분율의 변화는 과산화 수소 양의 변화보다 제거율 상에서 더 큰 효과를 가진다.
도 7은 폴리싱 슬러리의 폴리싱 제거율과 폴리싱 슬러리 내의 부식 억제제의 양을 비교한 그래프이다. 두 개의 분리된 폴리싱 과정에서, 폴리싱 슬러리 내의 부식 억제제의 양은 0 퍼센트 내지 0.40 퍼센트로 다양화될 수 있다. 제1 폴리싱 공정에서, 폴리싱 패드에 적용되는 하향력(down force)은 약 1 psi이었다. 제2 폴리싱 공정에서, 적용된 하향력은 약 3 psi이었다. 일반적인 경향으로, 폴리싱 패드에 적용되는 하향력이 감소될수록 또는 폴리싱 슬러리 내에 존재하는 부식 억제제의 양이 증가할수록 기판 상에 배치되는 물질의 제거율은 감소한다.
도 8은 폴리싱 패드에 적용되는 하향력과 구리 층의 폴리싱 제거율을 비교한 그래프이다. 도 8의 실시예에서, 폴리싱 슬러리의 조성은 일정하게 유지된다. 도 8의 실시예의 폴리싱 슬러리는 리터당 약 2 그램 내지 리터당 약 40 그램의 농도를 가지는 산, 리터당 약 4 그램 내지 리터당 약 80 그램의 농도를 가지는 산화제, 리터당 약 0.3 그램 내지 리터당 약 5 그램의 농도를 가지는 부식 억제제, 리터당 약 100 그램 미만의 농도를 가지는 PH 버퍼, 및 리터당 약 0.1 그램 내지 리터당 약 50 그램의 농도를 가지는 폴리싱 연마제를 포함하였다. 일반적으로, 적용되는 하향력이 증가할수록, 기판 상에 배치된 물질의 제거율은 증가한다.
본 발명의 실시예들에서 전술된 것 외에도, 본 발명의 또 다른 실시예들이 본 발명의 기본 범위 내에서 고안될 수 있으며, 본 발명의 범위는 아래의 청구항에 의하여 결정될 수 있다.

Claims (15)

  1. 반도체 기판의 표면을 처리하는 방법으로서,
    제1 저장 유닛으로부터의 제1 폴리싱 성분과 제2 저장 유닛으로부터의 폴리싱 연마제를, 폴리싱 패드로 상기 폴리싱 연마제 및 상기 제1 폴리싱 성분을 유동시키는 동안, 결합시키는 단계 - 상기 폴리싱 연마제는 콜로이드 실리카, 알루미나 및 산화 세륨(ceria)으로 구성되는 그룹으로부터 선택됨 -;
    기판 상에 배치되는 물질층의 적어도 일부를 제거하기 위해 상기 폴리싱 패드로 상기 기판을 폴리싱하는 단계;
    상기 기판 상에 배치되는 상기 물질층의 두께 또는 균일성을 측정하는 단계; 및
    상기 물질층의 제거율에 영향을 미치기 위해, 측정된 상기 물질층의 두께 또는 균일성에 대응하여 상기 폴리싱 연마제 또는 상기 제1 폴리싱 성분의 유량을 조절하는 단계
    를 포함하는,
    반도체 기판의 표면을 처리하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기판은 쓰루 실리콘 비아(through-silicon via)를 포함하며, 상기 제1 폴리싱 성분은 산, 버퍼 및 산화제를 포함하는,
    반도체 기판의 표면을 처리하는 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    제3 저장 유닛으로부터의 제2 폴리싱 성분을, 상기 폴리싱 패드로 상기 폴리싱 연마제. 상기 제1 폴리싱 성분, 및 상기 제2 폴리싱 성분을 유동시키는 동안, 상기 폴리싱 연마제 및 상기 제1 폴리싱 성분과 결합시키는 단계를 더 포함하며,
    상기 제2 폴리싱 성분은 부식 억제제를 포함하는,
    반도체 기판의 표면을 처리하는 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 기판 상의 상기 물질층의 두께가 약 2,000Å 내지 약 4,000Å의 범위 내에 있을 때에, 상기 제1 폴리싱 성분 또는 상기 폴리싱 연마제의 유량이 조절되는,
    반도체 기판의 표면을 처리하는 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 물질층은 구리를 포함하며, 상기 기판으로부터 제거되는 상기 물질층의 두께는 약 4 마이크로미터 내지 약 7 마이크로미터의 범위 내에 있는,
    반도체 기판의 표면을 처리하는 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 기판을 폴리싱하는 단계는, 측정된 상기 물질층의 두께에 대응하여 폴리싱 속도를 점차 감소시키는 단계를 포함하는,
    반도체 기판의 표면을 처리하는 방법.
  7. 반도체 기판의 표면을 처리하는 방법으로서,
    폴리싱 슬러리를 폴리싱 패드로 유동시키는 단계로서, 상기 폴리싱 슬러리는 제1 저장 유닛으로부터의 폴리싱 연마제; 및 제2 저장 유닛으로부터의 폴리싱 성분을 포함하며, 상기 폴리싱 성분은 산, 산화제, 부식 억제제 및 PH 버퍼(buffer)를 포함하는, 폴리싱 슬러리를 폴리싱 패드로 유동시키는 단계;
    기판 상에 배치되는 물질층의 적어도 일부를 제거하기 위해 제1 속도에서 상기 폴리싱 패드로 기판을 폴리싱하는 단계
    상기 기판 상에 배치되는 상기 물질층의 두께 또는 균일성을 측정하는 단계; 및
    상기 폴리싱 속도에 영향을 미치기 위해, 측정된 상기 물질층의 두께 또는 균일성에 대응하여 상기 폴리싱 연마제의 유량을 조절하는 단계
    를 포함하는,
    반도체 기판의 표면을 처리하는 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 물질층의 두께 또는 균일성을 측정하는 단계는, 엔드 포인트(endpoint) 탐지, 광학 엔드 포인트 탐지, 또는 전하, 전압 혹은 전류 측정 엔드 포인트 탐지 기반의 스펙트럼에 의해 수행되는,
    반도체 기판의 표면을 처리하는 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 기판 상에 배치되는 상기 물질층의 두께가 감소하는 것에 대응하여 상기 기판의 폴리싱 속도가 감소하며, 상기 기판으로부터 제거되는 상기 물질층은 약 6 마이크로미터 내지 약 8 마이크로미터 범위 내의 두께를 가지는,
    반도체 기판의 표면을 처리하는 방법.
  10. 제7항에 있어서,
    벌크 물질 제거 단계 및 잔류 물질 세정 단계가 같은 플래튼(platen) 상에서 수행되며, 상기 물질층은 전도성 물질을 포함하는,
    반도체 기판의 표면을 처리하는 방법.
  11. 반도체 기판의 표면을 처리하는 방법으로서,
    제1 저장 유닛으로부터의 폴리싱 연마제와 제2 저장 유닛으로부터의 폴리싱 성분을, 폴리싱 패드로 상기 폴리싱 연마제 및 상기 폴리싱 성분을 유동시키는 동안, 결합시키는 단계;
    기판 상에 배치되는 물질층의 적어도 일부를 제거하기 위해 상기 폴리싱 패드로 스루 실리콘 비아를 포함하는 상기 기판을 폴리싱하는 단계;
    상기 기판 상에 배치되는 물질층의 두께 또는 균일성을 측정하는 단계; 및
    측정된 상기 물질층의 두께가 감소하는 것에 대응하여 상기 폴리싱 연마제의 유량을 감소시키는 단계
    를 포함하며,
    상기 폴리싱 연마제는 콜로이드 실리카, 알루미나 및 산화 세륨으로 구성되는 그룹으로부터 선택되고, 상기 폴리싱 성분은 산, 산화제, 부식 억제제 및 PH 버퍼를 포함하며,
    상기 기판 상의 상기 물질층의 두께가 약 2,000Å 내지 약 4,000Å의 범위 내에 있을 때에 상기 폴리싱 성분 또는 상기 폴리싱 연마제의 유량이 조절되는,
    반도체 기판의 표면을 처리하는 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 물질층은 구리를 포함하며, 상기 기판으로부터 제거되는 상기 물질층의 두께는 약 4 마이크로미터 내지 약 7 마이크로미터의 범위 내에 있는,
    반도체 기판의 표면을 처리하는 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 폴리싱 성분은 부식 억제제를 포함하며, 상기 기판 상에 배치되는 상기 물질층의 두께가 감소할수록 상기 부식 억제제의 유량이 증가되는,
    반도체 기판의 표면을 처리하는 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 물질층의 두께 또는 균일성을 측정하는 단계는, 엔드 포인트 탐지, 광학 엔드 포인트 탐지, 또는 전하, 전압 혹은 전류 측정 엔드 포인트 탐지 기반의 스펙트럼에 의해 수행되는,
    반도체 기판의 표면을 처리하는 방법.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 폴리싱 연마제 및 상기 폴리싱 성분을 결합시키는 단계는 관의 단일 섹션 내에 나선형 또는 스파이얼링(spiraling) 유동 경로를 생성하여 상기 폴리싱 연마제 및 상기 폴리싱 성분의 혼합을 향상시킴으로써 달성되며, 상기 폴리싱 성분은 산, 산화제, 부식 억제제, 및 pH 버퍼를 포함하는,
    반도체 기판의 표면을 처리하는 방법.
KR1020117014837A 2008-11-26 2009-11-18 화학적 기계적 폴리싱을 위한 엔드 포인트 제어를 이용한 화학 물질과 연마 입자의 2 라인 혼합 방법 KR20110102378A (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US11813408P 2008-11-26 2008-11-26
US61/118,134 2008-11-26

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20110102378A true KR20110102378A (ko) 2011-09-16

Family

ID=42196755

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020117014837A KR20110102378A (ko) 2008-11-26 2009-11-18 화학적 기계적 폴리싱을 위한 엔드 포인트 제어를 이용한 화학 물질과 연마 입자의 2 라인 혼합 방법

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20100130101A1 (ko)
JP (1) JP2012510161A (ko)
KR (1) KR20110102378A (ko)
TW (1) TW201027612A (ko)
WO (1) WO2010062818A2 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210095045A (ko) 2020-01-22 2021-07-30 주식회사 씨티에스 씨엠피 장치

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8916473B2 (en) * 2009-12-14 2014-12-23 Air Products And Chemicals, Inc. Method for forming through-base wafer vias for fabrication of stacked devices
TW201206630A (en) * 2010-06-30 2012-02-16 Applied Materials Inc Endpoint control during chemical mechanical polishing by detecting interface between different layers through selectivity change
US20120034844A1 (en) * 2010-08-05 2012-02-09 Applied Materials, Inc. Spectrographic monitoring using index tracking after detection of layer clearing
US9023667B2 (en) 2011-04-27 2015-05-05 Applied Materials, Inc. High sensitivity eddy current monitoring system
KR20130090209A (ko) 2012-02-03 2013-08-13 삼성전자주식회사 기판처리장치 및 기판처리방법
CN103894918A (zh) * 2012-12-28 2014-07-02 安集微电子（上海）有限公司 一种化学机械抛光方法
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
US9227294B2 (en) * 2013-12-31 2016-01-05 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Ltd. Apparatus and method for chemical mechanical polishing
US10226852B2 (en) * 2013-12-31 2019-03-12 Nova Measuring Instruments Ltd. Surface planarization system and method
WO2017115377A1 (en) 2015-12-31 2017-07-06 Nova Measuring Instruments Ltd. Method and system for processing patterned structures
US10875149B2 (en) * 2017-03-30 2020-12-29 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Apparatus and method for timed dispensing various slurry components
US11794302B2 (en) 2020-12-15 2023-10-24 Applied Materials, Inc. Compensation for slurry composition in in-situ electromagnetic inductive monitoring

Family Cites Families (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5643060A (en) * 1993-08-25 1997-07-01 Micron Technology, Inc. System for real-time control of semiconductor wafer polishing including heater
TW402542B (en) * 1994-10-24 2000-08-21 Motorola Inc Improvements in timing and location for mixing polishing fluid in a process of polishing a semiconductor substrate
US5664990A (en) * 1996-07-29 1997-09-09 Integrated Process Equipment Corp. Slurry recycling in CMP apparatus
JP3382138B2 (ja) * 1997-08-21 2003-03-04 富士通株式会社 薬液供給装置及び薬液供給方法
JP3667113B2 (ja) * 1998-10-06 2005-07-06 株式会社ルネサステクノロジ 半導体装置の製造方法
US6409936B1 (en) * 1999-02-16 2002-06-25 Micron Technology, Inc. Composition and method of formation and use therefor in chemical-mechanical polishing
IL151862A0 (en) * 2000-04-07 2003-04-10 Cabot Microelectronics Corp Integrated chemical-mechanical polishing
CN100374189C (zh) * 2000-07-31 2008-03-12 迅捷公司 用来混合加工材料的方法和装置
US6572445B2 (en) * 2001-05-16 2003-06-03 Speedfam-Ipec Multizone slurry delivery for chemical mechanical polishing tool
US6589099B2 (en) * 2001-07-09 2003-07-08 Motorola, Inc. Method for chemical mechanical polishing (CMP) with altering the concentration of oxidizing agent in slurry
US7086933B2 (en) * 2002-04-22 2006-08-08 Applied Materials, Inc. Flexible polishing fluid delivery system
KR100454120B1 (ko) * 2001-11-12 2004-10-26 삼성전자주식회사 화학적 기계적 연마 장비의 슬러리 공급 장치 및 방법
US20040011462A1 (en) * 2002-06-28 2004-01-22 Lam Research Corporation Method and apparatus for applying differential removal rates to a surface of a substrate
US7309618B2 (en) * 2002-06-28 2007-12-18 Lam Research Corporation Method and apparatus for real time metal film thickness measurement
US7166015B2 (en) * 2002-06-28 2007-01-23 Lam Research Corporation Apparatus and method for controlling fluid material composition on a polishing pad
US20040049301A1 (en) * 2002-09-10 2004-03-11 M Fsi Ltd. Apparatus and method for preparing and supplying slurry for CMP machine
US6926584B2 (en) * 2002-10-09 2005-08-09 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Dual mode hybrid control and method for CMP slurry
US20040082274A1 (en) * 2002-10-24 2004-04-29 Yaojian Leng Polishing slurry used for copper chemical mechanical polishing (CMP) process
US6884145B2 (en) * 2002-11-22 2005-04-26 Samsung Austin Semiconductor, L.P. High selectivity slurry delivery system
US6821895B2 (en) * 2003-02-20 2004-11-23 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd Dynamically adjustable slurry feed arm for wafer edge profile improvement in CMP
US6984166B2 (en) * 2003-08-01 2006-01-10 Chartered Semiconductor Manufacturing Ltd. Zone polishing using variable slurry solid content
CN101817162A (zh) * 2004-01-26 2010-09-01 Tbw工业有限公司 用于化学机械平面化的多步骤、原位垫修整系统
US7303993B2 (en) * 2004-07-01 2007-12-04 Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holdings, Inc. Chemical mechanical polishing compositions and methods relating thereto
US7161247B2 (en) * 2004-07-28 2007-01-09 Cabot Microelectronics Corporation Polishing composition for noble metals
US20090045164A1 (en) * 2006-02-03 2009-02-19 Freescale Semiconductor, Inc. "universal" barrier cmp slurry for use with low dielectric constant interlayer dielectrics
JP2007220710A (ja) * 2006-02-14 2007-08-30 Nikon Corp Ｃｍｐ装置における研磨終了点検出方法
JP2007234969A (ja) * 2006-03-02 2007-09-13 Tokyo Seimitsu Co Ltd Ｃｍｐ研磨装置における研磨剤調合装置及び調合方法。
JP2007268678A (ja) * 2006-03-31 2007-10-18 Elpida Memory Inc 研磨装置及び研磨装置の制御方法
US7392818B2 (en) * 2006-07-21 2008-07-01 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Slurry dispensing system
US20080020680A1 (en) * 2006-07-24 2008-01-24 Cabot Microelectronics Corporation Rate-enhanced CMP compositions for dielectric films
US20080242089A1 (en) * 2007-03-30 2008-10-02 Texas Instruments Incorporated Method for Distributed Processing at Copper CMP
US7922926B2 (en) * 2008-01-08 2011-04-12 Cabot Microelectronics Corporation Composition and method for polishing nickel-phosphorous-coated aluminum hard disks

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210095045A (ko) 2020-01-22 2021-07-30 주식회사 씨티에스 씨엠피 장치

Also Published As

Publication number Publication date
JP2012510161A (ja) 2012-04-26
WO2010062818A3 (en) 2010-08-12
WO2010062818A2 (en) 2010-06-03
TW201027612A (en) 2010-07-16
US20100130101A1 (en) 2010-05-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20110102378A (ko) 화학적 기계적 폴리싱을 위한 엔드 포인트 제어를 이용한 화학 물질과 연마 입자의 2 라인 혼합 방법
KR100939595B1 (ko) 기판을 폴리싱하기 위한 방법 및 조성물
US9005999B2 (en) Temperature control of chemical mechanical polishing
KR100849572B1 (ko) 전기·화학·기계적 연마를 이용한 기판의 평탄화
US7160432B2 (en) Method and composition for polishing a substrate
US8586481B2 (en) Chemical planarization of copper wafer polishing
JP4633064B2 (ja) 基板を研磨するための方法及び組成物
US20050092620A1 (en) Methods and apparatus for polishing a substrate
US20060219663A1 (en) Metal CMP process on one or more polishing stations using slurries with oxidizers
US20240087963A1 (en) Substrate polishing apparatus and substrate polishing method
JP2009527129A (ja) 基板上の導電性材料を電気化学的に研磨する方法
WO2006081446A1 (en) Method and composition for polishing a substrate
JP2014179632A (ja) 高スループット低形状銅ｃｍｐ処理
US7504018B2 (en) Electrochemical method for Ecmp polishing pad conditioning
US20060196778A1 (en) Tungsten electroprocessing
TWI540624B (zh) 化學機械研磨的溫度控制
US8210900B2 (en) Dishing and defect control of chemical mechanical polishing using real-time adjustable additive delivery
US20100096360A1 (en) Compositions and methods for barrier layer polishing
WO2014018027A1 (en) Temperature control of chemical mechanical polishing
US20030060145A1 (en) Multi-step polishing system and process of using same

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application