KR20170034404A - 기판 두께 프로파일들의 수정 - Google Patents
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Abstract
폴리싱 시스템은, 폴리싱될 기판 표면을 갖는 기판을 홀딩하기 위한 지지부, 기판 표면과 접촉하는 폴리싱 패드를 홀딩하기 위한 캐리어, 및 폴리싱 패드의 후면의 선택된 영역에 압력을 가하기 위한 압력 애플리케이터(applicator)를 포함한다. 후면은 폴리싱 표면에 대향한다(opposite). 압력 애플리케이터는, 액츄에이터, 및 폴리싱 패드의 후면의 선택된 영역과 접촉하도록 그리고 접촉하지 않도록 액츄에이터에 의해 이동되게 구성된 본체를 포함한다.
Description
본 개시물은 화학적 기계적 폴리싱(chemical mechanical polishing)에 관한 것이며, 더 구체적으로, 기판 두께 프로파일들(profiles)을 수정하는 것에 관한 것이다.
집적 회로는 전형적으로, 실리콘 웨이퍼 상에 전도성, 반전도성(semiconductive), 또는 절연성 층들을 순차적으로 증착함으로써 기판 상에 형성된다. 다양한 제조 프로세스들은 기판 상의 층의 평탄화(planarization)를 요구한다. 예컨대, 하나의 제조 단계는 비평탄(non-planar) 표면 위에 필러(filler) 층을 증착시키는 것, 그리고 필러 층을 평탄화하는(planarizing) 것을 수반한다. 특정 애플리케이션들의 경우, 필러 층은, 패터닝된 층의 정상부 표면이 노출될 때까지 평탄화된다. 예컨대, 금속 층은, 절연성 층의 트렌치들(trenches) 및 홀들(holes)을 채우기(fill) 위해, 패터닝된 절연성 층 상에 증착될 수 있다. 평탄화 이후, 패터닝된 층의 트렌치들 및 홀들의 금속의 남아 있는 부분들은, 기판 상의 얇은 필름 회로들 사이에 전도성 경로들을 제공하기 위해, 비아들(vias), 플러그들(plugs), 및 라인들(lines)을 형성한다.
화학적 기계적 폴리싱(CMP)은 평탄화의 하나의 용인된 방법이다. 이러한 평탄화 방법은 전형적으로, 기판이 캐리어 헤드 상에 장착되는 것을 요구한다. 전형적으로, 기판의 노출된 표면은 회전식(rotating) 폴리싱 패드에 대하여(against) 배치된다. 캐리어 헤드는 후면 기판(back side substrate) 상에 제어가능한 부하(load)를 제공하여, 기판의 전면(front side)을 폴리싱 패드에 대하여 민다(push). 전형적으로, 연마 입자들을 갖는 폴리싱 슬러리가 폴리싱 패드의 표면에 공급된다.
상업적으로 이용 가능한 폴리싱 시스템들에서, 기판은, 기판의 노출된 표면을 회전식 폴리싱 패드에 대하여 미는 후면 압력을 받는다. 그러나, 기판은 상대적으로 높은 강성(stiffness)을 가지며, 기판의 후면 상의 압력이 기판의 전면 상의 더 큰 지역으로 분산되게(dispersed) 한다. 예컨대, 기판의 후면 상의 1mm 직경 점에 가해지는 압력은, 예컨대, 30mm의 직경을 갖는 구역을 커버하도록 분산될 수 있다. 결과적으로, 후면 압력을 사용하여, 기판의 노출된 표면 상에서의 압력의 분포(distribution)를 미세하게 제어하는 것이 어렵다. 노출된 표면 상의 작은 구역 내에 로케이팅된 원하지 않는 피크(peak)(들) 또는 밸리(valley)(들)를 교정하는 것은 어려워질 수 있다. 이러한 문제를 다루기 위한 기법은, 기판에 대한 폴리싱 패드의 압력을 제어하는 것이다.
일 양태에서, 폴리싱 시스템은, 폴리싱될 기판 표면을 갖는 기판을 홀딩하기 위한 지지부, 기판 표면과 접촉하는 폴리싱 패드를 홀딩하기 위한 캐리어, 및 폴리싱 패드의 후면의 선택된 영역에 압력을 가하기 위한 압력 애플리케이터(applicator)를 포함한다. 후면은 폴리싱 표면에 대향한다(opposite). 압력 애플리케이터는, 액츄에이터, 및 폴리싱 패드의 후면의 선택된 영역과 접촉하도록 그리고 접촉하지 않도록 액츄에이터에 의해 이동되게 구성된 본체를 포함한다.
다른 양태에서, 폴리싱 툴(tool)은, 벌크 폴리싱 스테이션(bulk polishing station), 수정(modification) 스테이션, 및 벌크 폴리싱 스테이션과 수정 스테이션 사이에서 기판을 이송하도록 구성된 이송 메커니즘을 포함한다. 벌크 폴리싱 스테이션은, 폴리싱 물품을 지지하기 위한 회전 가능한 플래튼(platen), 및 폴리싱 물품의 폴리싱 표면과 접촉하는 기판의 표면을 갖는 기판을 홀딩하기 위한 캐리어 헤드를 포함하며, 캐리어 헤드는 하나 또는 그 초과의 제어 가능한 구역들을 갖는다. 수정 스테이션은, 폴리싱될 기판 표면을 갖는 기판을 유지하기 위한 지지부, 기판 표면과 접촉하는 폴리싱 패드를 홀딩하기 위한 캐리어, 및 폴리싱 패드의 후면의 선택된 영역에 압력을 가하기 위한 압력 애플리케이터를 포함하고, 후면은 폴리싱 패드에 대향하며, 압력 애플리케이터는 액츄에이터, 및 폴리싱 패드의 후면의 선택된 영역과 접촉하도록 그리고 접촉하지 않도록 액츄에이터에 의해 이동되게 구성된 본체를 포함한다.
다른 양태에서, 폴리싱 방법은, 기판의 표면이 폴리싱 패드의 폴리싱 표면과 접촉하게 하는 단계 - 기판의 표면은 하나 또는 그 초과의 덜 폴리싱된(underpolished) 영역들을 포함하고, 폴리싱 패드는 기판의 표면에 걸쳐있음(spanning) -, 폴리싱 패드의 후면의 하나 또는 그 초과의 선택된 영역들에 압력을 가하면서, 폴리싱 패드의 후면의 나머지 부분에는 실질적으로 압력을 가하지 않는 단계 - 후면은 폴리싱 표면에 대향하고, 후면의 하나 또는 그 초과의 선택된 영역들은 하나 또는 그 초과의 덜 폴리싱된 영역들에 대응함 -, 및 하나 또는 그 초과의 덜 폴리싱된 영역들을 폴리싱하기 위해 기판과 폴리싱 패드 사이에 상대 운동(relative motion)을 생성하는 단계를 포함한다.
다른 양태에서, 폴리싱 시스템은, 폴리싱될 기판 표면을 갖는 기판을 홀딩하기 위한 지지부, 폴리싱 패드를 컨디셔닝(conditioning)하기 위한 컨디셔닝 시스템 - 컨디셔닝 시스템은 하나 또는 그 초과의 컨디셔닝 헤드들을 포함함 -, 이동 가능한 지지 구조, 및 폴리싱 패드를 홀딩하기 위한 캐리어를 포함한다. 캐리어는, 이동 가능한 지지 구조로부터 현수되며(suspended), 지지 구조는, 기판 및 컨디셔닝 시스템을 홀딩하기 위해 지지부 사이에서 캐리어를 이동시키도록 구성된다.
구현예들은 이하의 장점들 중 하나 또는 그 초과를 포함할 수 있다. 국부적인(localized) 압력이, 기판을 통과하지 않고, 폴리싱되는 기판 표면의 전면으로부터 가해질 수 있다. 기판 표면 상에서의 압력 분포는, 국부적인 두께 수정이 정밀하게 수행될 수 있도록, 기판을 통한 분산(dispersion)없이 미세하게 제어될 수 있다. 두께 수정을 필요로 하는 기판 상의 영역의 크기 및/또는 형상에 대응하는 선택된 크기들 및 형상들을 갖는 압력 제어 패드들에 의해 국부적인 압력이 가해질 수 있다. 압력 제어 패드들은, 다수의 위치들에서 기판 두께를 수정하기 위해, 기판에 대해 이동 가능할 수 있다. 압력 분산은, 두께 수정을 필요로 하는 기판 상의 영역의 크기 및/또는 형상에 기초하여 크기가 정해지고(sized) 그리고/또는 성형된(shaped) 폴리싱 패드를 사용함으로써, 추가적으로 감소될 수 있다. 대안적으로 또는 부가적으로, 원하는 위치들에서 기판의 두께를 미세하게 수정하기 위해 국부적인 압력을 폴리싱 패드 및 기판에 가하도록, 하나 또는 그 초과의 가요성(flexible) 링들이 사용될 수 있다. 두께 수정은, 폴리싱 패드 컨디셔닝 시스템을 부가적으로 일체로(integrally) 포함하는 수정 스테이션에서 수행될 수 있다. 하나 또는 그 초과의 폴리싱 패드들이 컨디셔닝되는 동안 하나 또는 그 초과의 기판들은 두께가 수정되는 멀티-크로스(multi-cross) 프로세싱이 수행될 수 있다.
본 발명의 하나 또는 그 초과의 실시예들의 세부 사항들은 이하의 상세한 설명 및 첨부한 도면들에서 설명된다. 본 발명의 다른 특징들, 목적들, 및 장점들은 상세한 설명 및 도면들로부터, 그리고 청구항들로부터 자명할 것이다.
도 1은, 폴리싱 시스템의 예의 개략적인 단면도를 예시한다.
도 2는, 수정 스테이션의 예의 블록도를 예시한다.
도 3 및 4는, 수정 스테이션들의 파트들(parts)의 개략적인 평면도들을 예시한다.
도 5a 및 5b는, 압력 제어 패드들의 개략적인 단면도들을 예시한다.
도 6은, 가요성 링의 예의 개략적인 사시도이다.
도 6a는, 가요성 링의 개략적인 단면도이다.
도 7은, 기판의 두께 프로파일을 수정하기 위한 예시적인 프로세스의 흐름도이다.
도 2는, 수정 스테이션의 예의 블록도를 예시한다.
도 3 및 4는, 수정 스테이션들의 파트들(parts)의 개략적인 평면도들을 예시한다.
도 5a 및 5b는, 압력 제어 패드들의 개략적인 단면도들을 예시한다.
도 6은, 가요성 링의 예의 개략적인 사시도이다.
도 6a는, 가요성 링의 개략적인 단면도이다.
도 7은, 기판의 두께 프로파일을 수정하기 위한 예시적인 프로세스의 흐름도이다.
개요
화학적 기계적 폴리싱 프로세스를 사용하여 기판의 표면이 폴리싱될 때, 때때로, 표면의 상이한 위치들에 있는 기판 재료(들)는 상이한 레이트들(rates)로 제거된다. 예컨대, 기판의 에지 근처의 표면 영역의 기판 재료(들)는, 기판의 중심 근처의 표면 영역에 있는 기판 재료보다 더 높은 레이트로 제거될 수 있다. 다른 예에서, 폴리싱된 표면은 작은 국부적인 구역들, 예컨대, 10mm 또는 그 미만의 선형 치수를 갖는 구역들에서 바람직하지 않은 덜-폴리싱된(under-polished) 피크들 또는 과도하게-폴리싱된(over-polished) 밸리들을 포함할 수 있다. 그러한 피크들 또는 밸리들은 폴리싱 프로세스 또는 폴리싱 장치의 결점들에 의해 야기될 수 있다.
논의의 단순함를 위해, 기판의 표면을 실질적으로 평탄화하는, 즉, 아래에 있는 패턴에 의해 야기된 스텝 높이 차이들(step height differences)을 실질적으로 제거하고, 제거되도록 의도되는 재료의 벌크 부분을 제거하는 폴리싱 프로세스는 벌크 폴리싱으로 지칭된다.
본 개시물의 화학적 기계적 폴리싱 프로세스들은, 기판들의 벌크 폴리싱 이전에, 동안에, 그리고/또는 이후에, 기판들의 두께 프로파일들을 수정하는 하나 또는 그 초과의 부가적인 단계들을 포함한다. 이러한 프로세스들에서, 후면 압력 대신에 또는 그에 부가하여, 폴리싱되는 표면은, 기판을 통과하는 압력을 갖지 않고, 전면으로부터 압력을 받는다. 전면 압력은 폴리싱 패드를 통해서 가해지고, 폴리싱 패드를 통해서 실질적으로 분산되지 않는다. 폴리싱 패드에 가해지는 압력의 양과 지역을 미세하게 제어하는 것에 의해, 폴리싱되는 표면에 도달되는 압력이 미세하게 제어된다. 기판의 두께 프로파일에 대한 수정은 매우 국부적이고 조정 가능할 수 있으며, 기판 표면의 상이한 구역들, 예컨대, 방사상 구역들(radial zones)에 대해 수행될 수 있다. 국부적인 압력은, 하나 또는 그 초과의 압력 제어 패드들 및/또는 하나 또는 그 초과의 가요성 링들을 사용하여 가해질 수 있다. 몇몇 구현예들에서, 후면 압력 및 전면 압력은 조합하여 사용될 수 있다.
두께 수정은 기계적으로, 화학적으로, 또는 화학적 기계적으로 수행될 수 있다. 몇몇 구현예들에서, 하나 또는 그 초과의 부가적인 단계들은, 화학적 기계적 폴리싱이 오직, 표면의 원하는 국부적인 구역들에서만 일어나도록 폴리싱되는 표면 상에서의 압력 분포가 미세하게 제어되는 것을 제외하고 벌크 폴리싱에서 사용되는 것들과 유사한 화학적 기계적 폴리싱 단계들을 포함한다.
하나 또는 그 초과의 단계들은 또한, 두께 수정에 사용되는 폴리싱 패드를 컨디셔닝하는 것을 포함할 수 있다. 컨디셔닝은 편리하게, 두께 수정 프로세스가 수행되는 동일한 스테이션에서 수행될 수 있다. 때때로, 컨디셔닝은 오직, 대응하는 위치들에서 기판의 두께들을 수정하기 위해 사용된, 폴리싱 패드의 선택된 위치들에서만 이루어진다.
예시적인 폴리싱 시스템들
도 1은, 벌크 폴리싱 장치(104) 및 수정 스테이션(102)을 포함하는 폴리싱 시스템(100)의 예를 예시한다. 폴리싱될 기판(10)은, 두께 수정 및 벌크 폴리싱을 위해, 수정 스테이션(102)과 벌크 폴리싱 장치(104) 사이에서 이송될 수 있다. 예컨대, 기판은, 폴리싱 장치(104)에서의 기판(10)의 벌크 폴리싱 이전에, 중간에, 또는 이후에 수정 스테이션(102)으로 지향될 수 있다. 기판(10)의 이송은, 메커니즘, 예컨대, 로드/언로드 조립체 또는 로봇 아암을 사용하여 스테이션(102)과 장치(104) 사이에서 이루어질 수 있다. 몇몇 구현예들에서, 수정 스테이션(102)은 독립형(stand-alone) 시스템이다. 이러한 경우에, 수정 스테이션(102)은 벌크 폴리싱 장치(104) 부근에, 예컨대, 동일한 프로세싱 룸(room)에 로케이팅될 수 있다. 도면에 도시되지는 않았지만, 스테이션(102)은 또한, 장치(104)에 통합될(integrated) 수 있다.
벌크 폴리싱 장치
폴리싱 장치(104)는 하나 또는 그 초과의 캐리어 헤드들(140)을 포함한다(오직 하나만 도시됨). 각각의 캐리어 헤드(140)는 웨이퍼와 같은 기판(10)을 폴리싱 패드(110)에 대하여 홀딩(hold)하도록 동작가능하다. 각각의 캐리어 헤드(140)는 각각의 개별적인 기판과 연관된 폴리싱 파라미터들, 예컨대 압력의 독립적인 제어를 할 수 있다. 각각의 캐리어 헤드(140)는, 기판(10)을 가요성 멤브레인(144) 아래의 그리고 폴리싱 패드(110) 상의 제 위치에(in position) 홀딩하기 위한 유지(retaining) 링(142)을 포함한다.
각각의 캐리어 헤드(140)는, 독립적으로 제어 가능한 가압(pressurize)을 가요성 멤브레인(144) 상의, 그리고 따라서 기판(10) 상의 연관된 구역들에 적용할 수 있는, 멤브레인에 의해 정의되는 복수의 독립적으로 제어 가능하고 가압 가능한 챔버들, 예컨대, 3개의 챔버들(146a-146c)을 선택적으로 포함할 수 있다.
각각의 캐리어 헤드(140)는 지지 구조(150), 예컨대, 캐러셀(carousel) 또는 트랙으로부터 현수되며, 캐리어 헤드가 축(155)을 중심으로 회전할 수 있도록 구동 샤프트(152)에 의해 캐리어 헤드 회전 모터(154)에 연결된다. 선택적으로, 각각의 캐리어 헤드(140)는 측방향으로, 예컨대, 캐러셀(150) 상의 슬라이더들 상에서; 캐러셀 그 자체의 회전 진동(oscillation)에 의해, 또는, 트랙을 따르는, 캐리어 헤드(140)를 지지하는 캐리지(carriage)의 운동에 의해, 진동할 수 있다.
폴리싱 장치(104)에 포함된 플래튼(120)은, 회전 가능한 디스크-형상 플래튼이고, 플래튼 상에는 폴리싱 패드(110)가 위치된다. 플래튼은 축(125)을 중심으로 회전하도록 동작가능하다. 예컨대, 모터(121)가 구동 샤프트(124)를 터닝(turn)하여 플래튼(120)을 회전시킬 수 있다. 폴리싱 패드(110)는, 외측 폴리싱 층(112) 및 더 연질인(softer) 백킹(backing) 층(114)을 갖는 2-층 폴리싱 패드일 수 있다.
폴리싱 장치(102)는 슬러리와 같은 폴리싱 액(132)을 폴리싱 패드(110) 상으로 분배(dispense)하기 위한 포트(130)를 포함할 수 있다. 폴리싱 장치는 또한, 폴리싱 패드(110)를 일관된 연마 상태로 유지하기 위해 폴리싱 패드(110)를 마멸(abrade)시키기 위한 폴리싱 패드 컨디셔너를 포함할 수 있다.
동작시, 플래튼은 그 플래튼의 중심 축(125)을 중심으로 회전되며, 각각의 캐리어 헤드는 그 각각의 캐리어 헤드의 중심 축(155)을 중심으로 회전되고, 폴리싱 패드의 정상부 표면에 걸쳐 측방향으로 병진운동된다(translated).
하나의 캐리어 헤드(140)만이 도시되어 있지만, 폴리싱 패드(110)의 표면적이 효율적으로 이용될 수 있도록, 부가적인 기판들을 홀딩하기 위해, 더 많은 캐리어 헤드들이 제공될 수 있다. 그에 따라, 동시적인 폴리싱 프로세스를 위해 기판들을 홀딩하도록 적응된 캐리어 헤드 조립체들의 수는, 적어도 부분적으로, 폴리싱 패드(110)의 표면적에 기초할 수 있다.
몇몇 구현예들에서, 폴리싱 장치는 인-시츄(in-situ) 모니터링 시스템(160)을 포함한다. 인-시츄 모니터링 시스템은, 폴리싱을 겪는 기판으로부터 반사된 광의 스펙트럼을 측정하기 위해 사용될 수 있는, 광학 모니터링 시스템, 예컨대, 분광 사진적(spectrographic) 모니터링 시스템일 수 있다. 폴리싱 패드를 통하는 광학적 액세스(access)는 개구(즉, 패드를 통해 연장되는 홀) 또는 중실형(solid) 윈도우(118)를 포함하는 것에 의해 제공된다. 인-시츄 모니터링 시스템은 대안적으로 또는 부가적으로, 와전류(eddy current) 모니터링 시스템을 포함할 수 있다.
몇몇 구현예에서, 광학 모니터링 시스템(160)은, 2개의 폴리싱 장치들 사이에 또는 폴리싱 장치와 이송 스테이션 사이에 포지셔닝된 프로브(probe)(도시되지 않음)를 갖는 인-시퀀스(in-sequence) 광학 모니터링 시스템이다. 모니터링 시스템(160)은, 폴리싱 동안 기판의 구역들의 하나 또는 그 초과의 특징들을 연속적으로 또는 주기적으로 모니터링할 수 있다. 예컨대, 하나의 특징은 기판의 각각의 구역의 두께이다.
인-시츄 또는 인-시퀀스 실시예들에서, 광학 모니터링 시스템(160)은, 광원(162), 광 검출기(164), 및 광원(162) 및 광 검출기(164)와 원격 제어기(190), 예컨대, 컴퓨터 사이에서 신호들을 전송 및 수신하기 위한 회로(166)를 포함할 수 있다. 하나 또는 그 초과의 광 섬유들(170)은, 광원(162)으로부터의 광을 폴리싱 패드에서의 광학적 액세스로 전달하기 위해, 그리고 기판(10)으로부터 반사된 광을 검출기(164)로 전달하기 위해 사용될 수 있다.
수정 스테이션
수정 스테이션(102)은, 기판(10)을 수용하기 위한 표면(108)을 제공하는 지지 구조(106)를 포함한다. 기판(10)은 또한, 예컨대, 진공 척킹(chucking) 또는 클램프들에 의해서 지지 구조(106)에 고정될 수 있다.
미세 제어 폴리싱 헤드(300)는, 기판(10)의 표면(308)의 상이한 위치들에서 두께들을 선택적으로 수정하기 위해, 제어기(302)에 의해 제어될 수 있다. 기판(10)의 표면(308)은 폴리싱 패드(306)의 폴리싱 표면(304)과 접촉하게 될 수 있고, 2개의 표면들(304, 308) 사이에 슬러리가 공급될 수 있다. 폴리싱 동안, 폴리싱 패드(306)의 이산(discrete) 영역들에 의해 가해지는 압력은 압력 애플리케이터(들)(305)에 의해 제어된다. 따라서, 미세 제어 폴리싱 헤드(300)는, 국부적인 영역들에서의 기판(10)의 두께들을 수정하기 위해, 폴리싱 패드(306)의 선택된 위치들에 압력을 가할 수 있다. 예컨대, 기판 상의 영역들은 약 1-10mm, 예컨대, 5mm의 측방향 크기(표면에 대해 평행)를 가질 수 있다. 두께 수정은, 이러한 영역들에서 재료들을 대략 나노미터 양만큼, 예컨대, 2-100nm, 10-100nm 또는 50-100nm만큼 제거할 수 있다.
제어기(302)는 기판(10)에 대한 미리-결정된 두께 프로파일을 저장할 수 있고, 저장된 프로파일에 기초하여 기판 두께의 수정을 제어할 수 있다. 예컨대, 기판(10)의 예측된 두께 프로파일 또는 실제 두께 프로파일 및 저장된 프로파일을 사용하여, 미세 제어 폴리싱 헤드(300)는, 기판의 두께가, 저장된 프로파일에 도달하게 수정하도록 명령받을 수 있다. 수정될 기판의 실제 두께 프로파일은, 수정 프로세스가 시작하기 전에, 건식(dry) 계측(metrology) 또는 습식(wet) 측정을 사용하여 획득될 수 있다. 몇몇 구현예들에서, 제어기(302)는 데이터를, 예컨대, 기판의 각각의 타입에 대해서 수행될 두께 수정의 타입 및 양에 관한 정보를 포함하는 룩업 테이블(lookup table) 형태로 저장한다.
수정 스테이션(102)은 또한, 두께 수정의 인-시츄 측정 또는 인-라인(in-line) 측정을 제공하는 모니터링 시스템(304)을 포함할 수 있다. 몇몇 구현예들에서, 모니터링 시스템(304)은 벌크 폴리싱 장치(104)의 모니터링 시스템(160)과 유사하다. 예컨대, 모니터링 시스템(304)은 광학 모니터링 시스템일 수 있다. 모니터링 시스템(304)의 광 섬유는, 폴리싱 패드(306)의 개구를 통해 돌출(project)할 수 있거나, 두 개의 패드 섹션들 사이에 포지셔닝되거나, 폴리싱 패드와 접촉하지 않는 기판의 일부를 스캐닝하도록 포지셔닝될 수 있다. 광 섬유는 광을 기판 상에 투사할 수 있고, 기판으로부터 광의 반사를 수신할 수 있다.
모니터링 시스템은, 수정 프로세스에 피드백(feedbakc)을 제공하고 수정 프로세스를 제어하기 위해, 제어기(302)와 통신할 수 있다. 기판(10)의 벌크 폴리싱 프로세스 동안 또는 이전에 수정이 수행되는 상황들에서, 수정은 정밀할 필요가 없을 수 있다. 두께 수정은 기판(10)의 두께를 변화시킬뿐만 아니라, 수정 이후에 구현되는 벌크 폴리싱 프로세스의 폴리싱 역학(dynamics)도 변화시킨다. 벌크 폴리싱 프로세스는 균일한 인-웨이퍼(in-wafer) 폴리싱에 도달할 수 있다.
수정 스테이션(102)은, 폴리싱 패드(306)를 컨디셔닝하기 위한 폴리싱 패드 컨디셔닝 시스템(309)을 부가적으로 포함할 수 있다. 몇몇 구현예들에서, 수정 스테이션(102)은, 동일한 지지 메커니즘(106) 또는 상이한 지지 메커니즘들 상에서 동시에 다수의 기판들을 수정하기 위해 다수의 미세 제어 폴리싱 헤드들(300)을 포함한다. 때때로, 몇몇 기판들이 폴리싱되는 동안, 다른 폴리싱 패드들은 컨디셔닝된다.
기판 두께 프로파일을 수정하기
도 2를 참조하면, 예시적인 수정 스테이션(200)은 미세 제어 폴리싱 헤드(202)를 포함하고, 미세 제어 폴리싱 헤드 상에는 폴리싱 패드(204)가 부착된다. 페데스탈(pedestal; 210)은, 폴리싱 패드(204)에 의해 폴리싱될 기판(212)을 홀딩한다. 기판(212)은, 웨이퍼 로드/언로드 조립체(224)를 사용하여 벌크 폴리싱 시스템으로부터 로딩될 수 있다. 기판(212)은 다른 제조 툴들로부터 로딩될 수 있다. 기판은, 벌크 폴리싱이 수행되기 전에, 동안에, 또는 이후에 로딩될 수 있다. 페데스탈(210)은, 화살표들(208)에 의해 도시된 바와 같이 수직 방향을 따라서 기판(212)을 위아래로 이동시킬 수 있다. 예컨대, 페데스탈(210)은, 상부 표면(214)을 폴리싱하기 위해, 기판의 상부 표면(214)을 폴리싱 패드(204)의 폴리싱 표면(216)과 접촉시킬 수 있다. 부가적으로, 폴리싱 동안, 페데스탈(210)은 표면들(214, 216) 사이의 폴리싱 계면(interface)에 후면 압력을 가하기 위해 상방 힘(upward force)을 선택적으로 가할 수 있다. 부가적으로, 페데스탈은 슬러리를 포함할 수 있고, 표면들(214, 216) 사이의 폴리싱 계면에 슬러리를 분배할 수 있다.
수정 스테이션(200)은, 화살표들(208)에 의해 도시된 바와 같이 수직으로 위아래로 헤드(202) 및 폴리싱 패드(204)를 이동시키기 위한 모터(206)를 포함할 수 있다.
수정 스테이션(200)은 또한, 폴리싱 동안 폴리싱 패드와 기판 사이에 상대 운동을 생성하기 위한 모터들을 포함할 수 있다. 예컨대, 수정 스테이션은 헤드(202) 및 폴리싱 패드(204)를 회전시키거나 진동시키기 위한 모터를 포함할 수 있다. 대안적으로 또는 부가적으로, 상대 운동을 제공하기 위해, 모터는 페데스탈(210)을 회전시키거나 진동시킬 수 있다. 기판(212)에 대한 폴리싱 패드의 회전 또는 진공은 기판의 표면(214)을 폴리싱한다. 폴리싱 동안, 미세 제어 폴리싱 헤드(202)에 의해 가해지는 하방 힘(downward force)은, 표면들(214, 216) 사이의 폴리싱 계면에 전면 압력을 생성한다.
미세 제어 폴리싱 헤드(202)는 폴리싱 패드(204)를 홀딩하도록 구성된다. 폴리싱 패드는 기판의 전체 폭에 걸치기에 충분히 넓을 수 있다. 폴리싱 패드(204)의 후면(218)(즉, 폴리싱 표면(216)에 대향하는 측)은, 접착제에 의해 미세 제어 폴리싱 헤드(202)에 고정될 수 있거나, 하나 또는 그 초과의 클램프들에 의해 헤드(202) 상에 홀딩될 수 있다. 몇몇 구현예들에서는, 오직, 폴리싱 패드(204)의 림(rim)만이 미세 제어 폴리싱 헤드(202)에 고정된다. 이러한 경우에, 후면(218)의 나머지 부분(이하에서 논의되는 제어 패드들에 의해 접촉되는 영역들 제외)은, 폴리싱 패드(204)와 헤드(202) 사이의 내부 챔버에서 유체, 예컨대, 공기에 노출될 수 있다. 헤드(202)의 내부 챔버는 대기로 통기(vent)될 수 있다.
미세 제어 폴리싱 헤드(202)는, 폴리싱 패드(204)의 표면(218) 상에 국부적인 힘을 가하기 위해 하나 또는 그 초과의 압력 애플리케이터들(220)을 포함한다. 각각의 압력 애플리케이터는, 액츄에이터, 및 폴리싱 패드(204)의 표면(218)에 접촉하여 압력을 가하기 위해 이동하도록 제어 가능하게 기계적으로 액츄에이팅되는 본체를 포함한다. 따라서, 폴리싱 패드(204)는 압력 애플리케이터들(220)과 기판(212) 사이에 로케이팅된다. 액츄에이터는 선형 액츄에이터일 수 있고, 헤드(202)에 부착되었을 때 폴리싱 패드(204)의 후면(218)에 대해 수직인 방향으로 본체를 이동시키도록 구성될 수 있다.
폴리싱 패드(204)의 표면(218)과 접촉하도록 이동하는 압력 애플리케이터(220)의 본체는 "압력 제어 패드"로서 지칭될 수 있지만, 압력 제어 패드는 연질이거나 얇은 본체일 필요는 없다. 도 2에 도시된 예에서, 헤드(202)는 2개의 압력 제어 패드들(220a, 220b)을 포함하지만, 다른 개수들의 압력 제어 패드들이 사용될 수 있다. 예컨대, 2개의 패드들(220a, 220b) 대신에, 단일 환형 제어 패드가 있을 수 있다. 일반적으로, 폴리싱 패드(204)는 기판(212)보다 더 연질이고, 압력 제어 패드들에 의해 가해지는 전면 압력은, 압력을 상당히 분산시키지 않고 폴리싱 패드를 통과한다. 결과적으로, 기판 표면(214) 상에 수용되는 압력은 실질적으로, 압력 제어 패드(220)와 표면(218) 사이의 접촉 지역의 크기로 제한된다.
압력 제어 패드(220)의 단면 또는 접촉 지역의 형상 및 크기를 선택하는 것에 의해, 폴리싱될 기판 표면(214) 상의 지역의 형상 및 크기가 미세-튜닝(tuned)될 수 있다. 몇몇 구현예들에서, 압력 제어 패드(220)의 단면 또는 접촉 지역의 크기는 표면(214) 상의 평활도(smoothness)의 원하는 해상도(resolution)에 기초하여 선택된다. 예컨대, 표면(214)의 원하는 평활도가 최대 10mm까지인 경우, 그러면 10mm 또는 그 초과의 크기를 갖는 임의의 국부적인 피크들 또는 밸리들은 미세하게 폴리싱되어 제거되어야 한다. 압력 제어 패드(220)는 국부적인 피크와 동일한 규모의 크기를 갖도록 선택될 수 있다. 따라서, 국부적인 압력이, 그러한 피크들을 평활화하기 위해 그러한 피크들에 가해질 수 있다.
압력 제어 패드(220)의 단면에 적합한 형상들의 몇몇 예들이 도 5a 및 5b에 도시된다. 특히, 도 5a는, 압력 제어 패드(220)와 폴리싱 패드 표면(218) 사이의 접촉 지역(도 2 참고)에 대응하는 원호(arc) 형상을 갖는 수평 단면(500)을 도시한다. 단면(500)의 원호 형상은, 상이한 곡률들을 갖고 2개의 단부들(508, 510)에서 만나는 외측 둘레(504) 및 내측 둘레(506)를 갖는다. 각각의 둘레(504, 506)는 원통 또는 다른 구조의 일부분일 수 있다. 원호의 가장 넓은 부분에서, 둘레들(504, 506)은 약, 예컨대, 1mm 내지 10mm, 1mm 내지 5mm, 또는 3mm의 폭(w)에 의해 분리된다.
도 5b는, 또한 원호 형상을 갖는 다른 단면(502)을 도시한다. 단면(502)을 갖는 압력 제어 패드(220)는 중공형(hollow) 원통의 일부분으로서 만들어질 수 있다. 원통의 외측 반경(R)은 기판의 크기, 예컨대, 약 130mm 내지 약 150mm, 약 140mm 내지 약 150mm, 또는 약 145mm에 기초하여 선택될 수 있다. 원통의 폭(w)은, 예컨대, 약 1mm 내지 10mm, 약 1mm 내지 약, 5mm, 또는 약 3mm일 수 있다. 도 5b의 원호는, 원통의 중심으로부터 약 10도 내지 약 60도의 각도(α)에 대응할 수 있다.
도 2의 미세 제어 폴리싱 헤드(202)의 경우, 상이한 크기들 및 형상들을 갖는 다수의 압력 제어 패드들이, 상이한 결점들 및 상이한 기판들과의 사용을 위해 준비될 수 있다. 사용 전에, 예컨대, 제거되도록 의도된 결점들의 가장 작은 크기에 대응하는 적합한 형상들 및 크기들을 갖는 하나 또는 그 초과의 압력 제어 패드들이 선택될 수 있고, 사용을 위해 미세 폴리싱 제어 헤드(202) 상에 장착될 수 있다.
압력 제어 패드들은, 국부적인 압력이 기판의 국부적인 폴리싱에 대해서 바람직한 위치들로 이동될 수 있다. 몇몇 구현예들에서, 압력 제어 패드들은, 미세 제어 폴리싱 헤드(202)에서, 고정된 측방향 포지션을 가지며, 그러므로, 압력 제어 패드들을 원하는 영역에 포지셔닝하도록 미세 제어 폴리싱 헤드가 이동되어야 한다. 몇몇 구현예들에서, 압력 제어 패드들은, 예컨대, 헤드(202) 내의 선형 액츄에이터들에 의해, 미세 제어 폴리싱 헤드(202) 내에서 이동 가능하다. 예컨대, 각각의 압력 제어 패드는 다른 압력 제어 패드들과 무관하게 이동될 수 있다.
몇몇 구현예들에서, 2개의 압력 제어 패드들이 한 쌍(pair)을 이루고, 협력하여(in coordination) 포지셔닝된다. 예컨대, 2개의 압력 제어 패드들(220a, 220b)은 기판(212)의 직경 또는 폴리싱 패드(204)의 직경을 따라서 배열될 수 있고, 직경을 따라서 서로에 대해서 상대적으로 더 가까워지게 또는 더 멀어지게 이동할 수 있다. 몇몇 구현예들에서, 제어 패드들(220a, 220b)은, 제어 패드들이 직경을 따라 이동할 때, 기판(212) 또는 폴리싱 패드(204)의 중심점으로부터 등거리를 유지할 수 있다. 몇몇 구현예들에서, 미세 제어 폴리싱 헤드(202)는 회전하고, 한 쌍의 패드들은 회전축으로부터 등거리에 있다.
폴리싱 동작 동안, 압력 제어 패드들은 미세 제어 폴리싱 헤드(202)에 대해 고정된 상태로 홀딩될 수 있지만, 미세 제어 폴리싱 헤드(202)와 함께 이동할 수 있다.
한 쌍의 협력식(coordinated) 압력 제어 패드들(312, 314)의 예가 도 3에 도시된다. 이러한 예에서, 압력 제어 패드들(312, 314)의 각각의 쌍은 기판의 중심(C)의 대향 측들 상에서 기판(212)의 직경을 따라서 로케이팅된다. 압력 제어 패드들(312, 314)은 동일한 이동 메커니즘, 예컨대, 스텝 모터, 선형 액츄에이터, 또는 공압 실린더에 연결될 수 있고, 화살표들(316)에 의해 도시된 방향들을 따라서 동시에 중심(C)에 대해 동일한 양만큼 이동할 수 있다. 몇몇 구현예들에서, 한 쌍의 압력 제어 패드들은, 화살표들(318, 310)에 의해 도시된 바와 같이, 기판(212)의 상이한 직경에 대응하는 상이한 위치들로 협력하여 이동될 수 있다. 상이한 직경에서, 압력 제어 패드들(312, 314)은 다시 상이한 직경을 따라 이동될 수 있다.
이전에 설명된 바와 같이, 폴리싱 동안, 미세 제어 폴리싱 헤드(202) 및 폴리싱 패드(204)는 기판(204)에 대해 회전할 수 있다. 결과적으로, 압력 제어 패드들(220) 또한, 기판(204)에 대해 회전한다. 폴리싱 패드들(220)로부터 가해지는 국부적인 압력에 의한 국부적인 폴리싱이, 전체 방사상 원을 따라서 일어날 수 있다. 몇몇 구현예들에서, 폴리싱 헤드(202) 및 폴리싱 패드(204)를 회전시키는 대신, 모터(206)는, 압력 제어 패드들(220)에 대응하는 위치들에서 기판 표면(214)으로부터 재료들을 제거하기 위해 폴리싱 패드를 진동시킨다. 나중에, 압력 제어 패드들(220)은, 상이한 위치로부터 재료들을 제거하기 위해, 그러한 상이한 위치로 이동될 수 있다. 압력 제어 패드들의 위치들은, 기판의 원하는 및 실제 두께 프로파일들에 기초하여 미리 결정될 수 있다.
몇몇 구현예들에서, 도 2의 미세 제어 폴리싱 헤드(202)는, 상이한 직경들을 따라서 배열되고 상이한 거리들에 의해 분리된 다수 쌍들의 압력 제어 패드들을 포함할 수 있다. 예컨대, 도 4는, 2개의 쌍들의 압력 제어 패드들(기판(212)의 일 직경을 따라 배열된 402, 404 및 기판(212)의 상이한 직경을 따라 배열된 406, 408)을 도시한다. 압력 제어 패드들의 각각의 쌍은 도 3의 압력 제어 패드들(302, 304)의 쌍들과 유사한 특징들을 가질 수 있다. 패드들(406, 408)은 패드들(402, 404)보다 서로에 대해 더 가깝다. 폴리싱 패드(204)가 기판(212)에 대해 회전할 때, 2개의 쌍들의 압력 제어 패드들은, 중심(C)에 대해 상이한 반경들을 갖는 2개의 원형 영역들을 폴리싱한다. 폴리싱 패드(204)가 진동할 때, 2개의 쌍들의 압력 제어 패드들은 기판 표면(214)의 4개의 상이한 위치들을 동시에 그리고 효율적으로 폴리싱한다.
몇몇 구현예들에서, 도 2의 미세 제어 폴리싱 헤드(202)는 다수의 독립된 압력 제어 패드들을 포함한다. 각각의 독립적인 압력 제어 패드는, 기판(212), 예컨대, 기판(212)의 중심(C)에 대한 압력 제어 패드의 위치, 폴리싱 패드 표면(218)에 가해질 압력, 및 압력이 가해지는 동안의 시간의 길이에 관하여, 독립적으로 제어될 수 있다.
몇몇 상황들에서, 폴리싱 패드(204)에 대해 고정되어 있는 상태 대신에, 압력 제어 패드(들) 또는 압력 제어 패드들의 쌍(들)은, 폴리싱 동안 폴리싱 패드에 대해 이동할 수 있는데, 예컨대, 경로를 따라 스위핑(sweep)할 수 있다.
몇몇 구현예들에서, 원하는 두께 및 평활도 프로파일을 달성하기 위해 필요한 국부적인 폴리싱의 양에 따라, 기판의 상이한 위치들에서, 상이한 양의 압력 및/또는 상이한 길이의 폴리싱 시간이, 독립적인 압력 제어 패드들 또는 독립적인 쌍들의 압력 제어 패드들에 의해 적용될 수 있다. 예컨대, 때때로 기판의 벌크 폴리싱은, 기판이, 벌크 폴리싱된 기판의 에지 근처에서, 기판의 중심 영역에서보다 두께 편차가 더 큰 소위 비대칭 문제를 갖게 한다. 기판의 에지 영역 및 중심 영역에서의 두께 수정들은, 기판 표면(214) 내에서의 균일한 두께를 달성하기 위해, 상이하게 수행될 수 있다.
도 3 및 4에 도시된 구현예들과 상이한 몇몇 구현예들에서, 폴리싱 패드(212)의 크기는 국부적인 폴리싱을 필요로 하는 지역의 크기와 유사하게 그리고 기판(212)의 크기보다 더 작게 선택된다. 예컨대, 폴리싱 패드(212)는 약 120mm 내지 약 150mm의 직경을 가질 수 있다. 헤드(202)와 같은 미세 폴리싱 제어 헤드는, 상이한 크기들을 갖는 다수의 폴리싱 패드들을 가질 수 있다. 사용시, 적합한 폴리싱 패드가 선택되고, 기판 표면(214) 상의 일 위치로부터 다른 위치로 이동되어 그러한 위치들에서 재료들을 국부적으로 제거할 수 있다. 폴리싱 패드(212)의 작은 크기는, 압력 제어 패드(들)에 의해 가해지는 전면 압력의 가능한 분산을 더 감소시킬 수 있다. 폴리싱은 다른 영역들에 영향을 주지 않고 선택된 영역 내에 적용될 수 있다.
도 6 및 6a를 참조하면, 상기 설명된 압력 제어 패드들(220)에 부가하여 또는 대안적으로, 압력 애플리케이터는, 국부적인 전면 압력을 폴리싱 패드 표면(218)에 가하는 데에 사용되는 가요성 링(600)을 포함할 수 있다. 가요성 링(600)은, 고정(fixed) 상부 반경(604)을 갖는 상부 외측 링(602), 및 상부 외측 링(602)에 연결된 가요성 본체(606)를 포함한다. 가요성 본체(606) 및 상부 외측 링(602)은 일체형으로 형성될 수 있다. 가요성 본체는, 상부 외측 링(602)으로부터 가요성 본체(606)의 바닥부로 연장되는 슬롯들(608)을 포함하며, 이로써, 가요성 본체(606)를 상부 외측 링(602)에 연결하는, 가요성 본체의 정상부(620)는 반경(604)과 동일한 고정 반경을 갖고, 가요성 본체(606)의 바닥부(622)는, 바닥부(622)에서 슬롯들(608)의 크기를 증가시키거나 감소시킴으로써 축소되거나 확장될 수 있다.
가요성 링(600)은 또한, 이동 메커니즘(614) 및 이동 메커니즘에 연결된 링(612)을 포함하는 중앙 허브(hub)(610)를 포함한다. 중앙 허브(610)는, 링(612)으로부터 연장되는 리브들(ribs; 616)에 의해, 가요성 본체(606)의 바닥부(622)에 연결된다. 모터, 선형 액츄에이터, 또는 공기 실린더일 수 있는 이동 메커니즘(614)은, 상부 외측 링의 표면에 대해 수직이고 본체(606)의 장축(long axis)에 대해 평행한 방향(618)을 따라서 위아래로 이동할 수 있다. 리브들(616)은 가요성일 수 있고, 이로써, 중앙 허브(610)가 상부 외측 링(602)을 향하여 상방으로 이동할 때, 예컨대, 포지션(A)에서 바닥부(622)의 직경이 감소되도록 리브들(616)이 본체(606)를 내측으로 당긴다. 중앙 허브(610)가 상부 외측 링(602)으로부터 멀어지게 하방으로 이동할 때, 예컨대, 포지션(B)에서 바닥부(622)의 직경이 증가되도록 리브들은 본체(606)를 외측으로 밀어낸다.
결과적으로, 가요성 링(600)은 도 2의 압력 제어 패드들(220)을 대체할 수 있고, 가요성 링(600)의 바닥부(622)는, 기판(212)의 원하는 방사상 위치들에서 국부적인 압력을 생성하기 위해, 폴리싱 패드 표면(218)과 접촉할 수 있다. 적어도 방사형 위치에서, 국부적인 압력은, 대응하는 원을 따라 균일하게 분포될 수 있다. 바닥부(622)의 방사상 범위는 기판(212)의 필요에 기초하여 선택될 수 있다. 예컨대, 방사상 범위는 약 140mm 내지 약 150mm일 수 있다. 원하는 방사상 범위를 생성하기 위해, 리브들(616)의 재료들 및 치수들, 본체(606) 및 상부 외측 링(602)의 재료들 및 치수들, 모터 이동 범위들, 및/또는 슬롯들의 크기를 포함하여, 하나 또는 그 초과의 인자들이 고려될 수 있다. 예로서, 상부 외측 링(602), 본체(606), 및 리브들(616)에 적합한 재료들은, 양호한 굴곡 피로(flex fatigue)를 갖는 플라스틱 재료들을 포함한다. 리브들을 위한 재료들의 예들은, 나일론, 폴리페닐렌 설파이드(polyphenylene sulfide)(PPS), 폴리에테르에테르케톤(polyetheretherketone)(PEEK), 및 폴리에틸렌 테레프타레이트(polyethylene terephthalate)(PET)를 포함한다. 바닥부(622)는 압력 제어 패드들(220)의 폭과 유사한 폭, 예컨대, 약 1mm 내지 약 10mm, 약 1 내지 5mm, 또는 약 3mm의 폭을 가질 수 있다.
몇몇 구현예들에서, 본체(606)의 바닥부(622)는 폴리싱 패드 표면(218)과의 직접 접촉을 위한 이산 피쳐들(discrete features)(630)을 부가적으로 포함한다. 피쳐들(630)은 원하는 형상들 및 크기들, 예컨대, 압력 제어 패드들(220)의 형상들 및 크기들과 유사한 형상들 및 크기들을 가질 수 있다. 몇몇 구현예들에서, 바닥부(622)의 상이한 위치들에서의 상이한 피쳐들은, 동일한 또는 상이한 형상들 및/또는 크기들을 가질 수 있다. 피쳐들은 본체(606)에 영구적으로 부착될 수 있거나, 본체와 일체형으로 형성될 수 있거나, 또는 사용자가, 압력이 기판(212) 상에 가해질 위치들을 선택할 수 있도록 탈착 가능할 수 있다.
몇몇 구현예들에서, 도 2의 수정 스테이션(200)은 하나 초과의 가요성 링(600)을 포함할 수 있다. 각각의 가요성 링은 국부적인 압력을 선택된 방사상 범위에 가하도록 구성될 수 있고, 상이한 가요성 링들은 상이한 방사상 범위들에 대응할 수 있다. 수정 스테이션(200)은 또한, 압력 제어 패드들(220)과 가요성 링(들)(600)의 조합을 포함할 수 있다.
도 7을 참조하면, 화학적 기계적으로 벌크 폴리싱될, 폴리싱되고 있는, 또는 폴리싱된 기판의 두께 프로파일을 수정하는 것에서의 사용을 위한 예시적인 프로세스(700)가 도시된다. 처음에, 기판이 벌크 폴리싱되기 전에, 폴리싱되는 동안, 또는 폴리싱된 후에, 기판의 두께 프로파일이 수정될 필요가 있다고 결정되면, 기판은 수정 스테이션으로 이송된다(702). 기판이 폴리싱되는 동안 또는 그 후에, 기판은 벌크 폴리싱 장치의 폴리싱 헤드로부터 이송될 수 있다. 기판이 폴리싱되기 전에, 기판은, 폴리싱될 기판을 프로세싱한 다른 프로세싱 스테이션으로부터 이송될 수 있다. 그런 다음에, 기판의 두께 프로파일은 화학적 기계적으로 수정된다(704). 특히, 수정은 기판 표면의 하나 또는 그 초과의 국부적인 영역들에 대해 수행될 수 있다. 수정 프로파일, 예컨대, 제거될 재료(들)의 양, 제거의 위치, 등은 폴리싱 시스템들 및 기판들의 상이한 타입들에 대해서 저장된 데이터에서 검색될 수 있거나, 또는 인-시츄로 결정될 수 있다. 수정은, 원하는 두께 프로파일이 도달되었는지 여부를 결정하기 위해, 인-시츄로 또는 오프-라인(off-line)으로 모니터링될 수 있다. 때때로, 예컨대, 수정된 기판이 폴리싱되거나 더 폴리싱되어야 할 때, 수정은, 예컨대, 최대 나노미터까지 정확할 필요는 없지만, 오직, 최대 10 나노미터 또는 그 초과까지만 정확할 필요가 있다. 마지막으로, 기판은 화학적 기계적 폴리싱 프로세스를 계속하기 위해 이송된다(706). 기판이 완전히 폴리싱된 이후에 수정이 수행되는 상황들에서, 전체 프로세스가 종료된다.
폴리싱 패드 컨디셔닝 시스템
다시 도 2를 참조하면, 수정 스테이션(200)은, 폴리싱 패드(204)를 일관된 연마 상태로 유지하고 패드 표면(216)으로부터 잔해를 제거하기 위해 폴리싱 패드 표면(216)을 연마할 수 있는 폴리싱 패드 컨디셔닝 시스템(240)을 부가적으로 포함할 수 있다. 컨디셔닝 시스템(240)은, 패드 표면(216)을 재표면처리(resurfacing)하기 위한 패드 컨디셔닝 헤드(들)(242), 및 컨디셔닝을 돕기 위해 물 및/또는 화학물질들(chemicals)을 폴리싱 패드 표면(216)에 전달하기 위한 린스 조립체(rinse assembly; 244)를 포함한다. 예컨대, 물 및/또는 화학물질들은 패드 표면(216)을 린싱할 수 있고, 잔해를 패드 표면(216)으로부터 운반해갈 수 있다. 컨디셔닝 시스템(240)은 수정 스테이션(200)으로부터 분리될 수 있고, 폴리싱 패드(204)는 시스템(240)으로 이동되어 기판 수정 프로세스들 사이에서 컨디셔닝될 수 있다.
도 2에 도시된 예에서, 컨디셔닝 시스템(240)은 수정 스테이션(200)에 통합된다. 컨디셔닝 헤드(들)(242) 및 린스 조립체(244)는, 수정 프로세스가 기판(212)에 적용되기 전에 그리고 적용되는 동안에, 페데스탈(210)의 개방 챔버 내에 보관될 수 있다. 기판(212)이 기판의 두께 수정을 완료한 후에, 컨디셔닝 헤드(들)(242) 및 린스 조립체(244)는, 폴리싱 패드 표면(216)에 노출되고 그리고/또는 폴리싱 패드 표면과 접촉하도록 상승될 수 있다. 대안적으로, 컨디셔닝 헤드(들)(242)는, 방향들(208)에 대해 수직인 방향으로 측방향으로, 기판(212) 및 폴리싱 패드(204)보다 더 큰 반경에 위치될 수 있다. 수정 프로세스 동안, 컨디셔닝 헤드(들)(242)는 기판(212) 또는 폴리싱 패드(204)와 접촉하지 않는다. 수정 프로세스가 완료된 후에, 컨디셔닝 헤드(들)(242)는, 폴리싱 표면(216)을 컨디셔닝하기 위해, 폴리싱 표면(216) 아래에 있도록 측방향으로 이동될 수 있다.
때때로, 폴리싱 패드 표면(216)은, 수정 프로세스에서, 오직 선택된 위치들에서만 사용되기 때문에, 컨디셔닝 헤드(들)(242)는 폴리싱 패드 표면(216)의 그러한 선택된 위치들로 측방향으로 조정될 수 있다. 그런 다음에, 전체 패드 표면(216) 대신에, 이러한 선택된 위치들에서 컨디셔닝이 수행된다. 이전에 설명된 바와 같이, 폴리싱 패드 표면(216)은, 두께 수정을 필요로 하는 기판의 국부적인 지역을 커버하기 위한 작은 크기를 가질 수 있다. 그러한 상황에서, 전체 폴리싱 패드 표면(216)이 컨디셔닝될 수 있다. 시스템(240)의 컨디셔너 헤드(들)(242)와 같은, 컨디셔닝 시스템에서의 사용을 위한 컨디셔너 헤드의 설명은, 인용에 의해 그 전체 내용이 본원에 통합되는 미국 특허 제 6,036,583 호에서 찾을 수 있다.
몇몇 구현예들에서, 시스템은 다수의 스테이션들을 포함한다. 도 2에 도시된 예에서, 시스템(200)은 수정 스테이션(200a) 및 컨디셔닝 스테이션(200b)을 포함한다. 수정 스테이션(200a)은 기판 지지부(210)를 포함한다. 컨디셔닝 스테이션(200b)은 컨디셔닝 시스템(240)을 포함한다. 폴리싱 캐리어(202)는, 수정 스테이션(200a)과 컨디셔닝 스테이션(200b) 사이에서 캐리어(202)를 운송하도록 구성된 이동 가능한 지지부, 예컨대, 회전 가능한 캐러셀로부터 현수될 수 있다. 시스템의 스테이션들은 캐러셀의 회전 축을 중심으로 동일한 각도 간격들로 이격될 수 있다.
몇몇 구현예들에서, 수정 스테이션(200)은, 도 2에 관하여 상기 설명된 수정 스테이션과 동일한 특징을 갖는 다수의 수정 스테이션들을 포함한다.
캐러셀(260)은, 높은 처리량으로 폴리싱 패드들을 생산하기 위해, 스테이션들(200a, 200b)에 의해 수행되는 프로세스들을 조정할 수 있다. 예컨대, 서브-수정 스테이션(200a)이 기판(212)의 두께 프로파일을 수정하고 있을 때, 서브-수정 스테이션(200b)은 폴리싱 패드(204)를 컨디셔닝한다.
본(instant) 명세서에서 사용되는 바와 같이, 기판이라는 용어는, 예컨대, (예컨대, 다수의 메모리 또는 프로세서 다이들을 포함하는) 제품 기판, 테스트 기판, 베어(bare) 기판, 및 게이팅(gating) 기판을 포함할 수 있다. 기판은 집적 회로 제조의 다양한 스테이지들에 있을 수 있는데, 예컨대, 기판은 베어 웨이퍼일 수 있거나, 또는 기판은 하나 또는 그 초과의 증착된 및/또는 패터닝된 층들을 포함할 수 있다. 기판이라는 용어는 원형 디스크들 및 직사각형 시트(sheet)들을 포함할 수 있다.
위에서 설명된 폴리싱 장치 및 방법들은 다양한 폴리싱 시스템들에 적용될 수 있다. 폴리싱 패드, 또는 캐리어 헤드들, 또는 양자 모두는, 폴리싱 표면과 기판 사이의 상대 운동을 제공하기 위해 이동할 수 있다. 예컨대, 플래튼은 회전하기보다는 궤도 운동(orbit)할 수 있다. 폴리싱 패드는 플래튼에 고정된 원형(또는 어떤 다른 형상) 패드일 수 있다. 종료점 검출 시스템의 일부 양태들은, 예컨대 폴리싱 패드가, 선형적으로 이동하는 연속적인 또는 릴-투-릴(reel-to-reel) 벨트인 선형 폴리싱 시스템들에 대해 적용가능할 수 있다. 폴리싱 층은 표준(예컨대, 필러(filler)들을 갖는 또는 갖지 않은 폴리우레탄) 폴리싱 재료, 연성 재료, 또는 고정식-연마 재료일 수 있다. 상대적인 포지셔닝의 용어들이 사용되며; 폴리싱 표면 및 기판이 수직 배향(orientation) 또는 어떤 다른 배향으로 홀딩될 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
상기 설명이 화학적 기계적 폴리싱 시스템의 제어에 대해 집중되었지만, 수정 스테이션은 다른 타입들의 기판 프로세싱 시스템들, 예컨대, 에칭 또는 증착 시스템들에 대해 적용 가능할 수 있다.
본 명세서에서 설명된 다양한 시스템들 및 프로세스들, 또는 이들의 부분들의 제어는, 하나 또는 그 초과의 비-일시적 머신-판독가능 저장 매체 상에 저장되고 하나 또는 그 초과의 프로세싱 디바이스들 상에서 실행가능한 명령들을 포함하는 컴퓨터 프로그램 물건에서 구현될 수 있다. 본 명세서에서 설명된 시스템들, 또는 이들의 부분들은, 본 명세서에서 설명된 동작들을 수행하기 위해 실행가능한 명령들을 저장하기 위한 메모리 및 하나 또는 그 초과의 프로세싱 디바이스들을 포함할 수 있는, 장치, 방법, 또는 전자적 시스템으로서 구현될 수 있다.
본 명세서가 다수의 특정 구현의 세부사항들을 포함하지만, 이들은 임의의 발명의 범위에 대한 또는 청구될 수 있는 범위에 대한 제한들로서 간주되지 않아야 하며, 그보다는, 특정한 발명들의 특정한 실시예들에 대해 특정될 수 있는 피쳐들의 설명들로서 간주되어야 한다. 개별적인 실시예들의 상황에서 본 명세서에서 설명된 특정 피쳐들이 또한, 단일 실시예에서 조합으로 구현될 수 있다. 반대로, 단일 실시예의 상황에서 설명된 다양한 피쳐들이 또한, 다수의 실시예들에서 개별적으로, 또는 임의의 적합한 하위조합(subcombination)으로 구현될 수 있다. 더욱이, 피쳐들이 특정 조합들로 액팅하는 것으로 위에서 설명될 수 있고 심지어 그와 같이 처음에 청구될 수 있지만, 청구된 조합으로부터의 하나 또는 그 초과의 피쳐들은, 일부 경우들에서, 조합으로부터 삭제될 수 있고, 청구된 조합은 하위조합 또는 하위조합의 변형에 관한 것일 수 있다.
유사하게，동작들이 특정한 순서로 도면들에서 도시되어 있지만，이는, 원하는 결과들을 달성하기 위해 그러한 동작들이 도시된 특정한 순서로 또는 순차적인 순서로 수행되는 것 또는 모든 예시된 동작들이 수행되는 것을 요구하는 것으로 이해되지 않아야 한다. 특정 상황들에서, 멀티태스킹 및 병렬 프로세싱이 유리할 수 있다. 더욱이, 위에서 설명된 실시예들에서의 다양한 시스템 모듈들 및 컴포넌트들의 분리는, 그러한 분리가 모든 실시예들에서 요구되는 것으로 이해되지 않아야 하고, 설명된 프로그램 컴포넌트들 및 시스템들은 일반적으로, 단일 소프트웨어 제품에 함께 통합될 수 있거나, 또는 다수의 소프트웨어 제품들로 패키징될 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
청구 대상의 특정한 실시예들이 설명되었다. 다른 실시예들이 이하의 청구항들의 범위 내에 있다. 예컨대, 청구항들에서 기재된 액션들은 상이한 순서로 수행될 수 있고, 여전히 바람직한 결과들을 달성할 수 있다. 일 예로서, 첨부 도면들에 도시된 프로세스들은, 바람직한 결과들을 달성하기 위해, 도시된 특정한 순서, 또는 순차적인 순서를 반드시 요구하는 것은 아니다. 일부 경우들에서, 멀티태스킹 및 병렬 프로세싱이 유리할 수 있다.
Claims (20)
- 폴리싱 시스템(polishing system)으로서,
폴리싱될 기판 표면을 갖는 기판을 홀딩(hold)하기 위한 지지부;
상기 기판 표면과 접촉하는, 폴리싱 패드(pad)의 폴리싱 표면을 홀딩하기 위한 캐리어(carrier); 및
상기 폴리싱 패드의 후면(back surface)의 선택된 영역에 압력을 가하기 위한 압력 애플리케이터(applicator)를 포함하고,
상기 후면은 상기 폴리싱 패드에 대향하며(opposite), 상기 압력 애플리케이터는 액츄에이터(actuator), 및 상기 폴리싱 패드의 후면의 선택된 영역과 접촉하도록 그리고 접촉하지 않도록 상기 액츄에이터에 의해 이동되게 구성된 본체(body)를 포함하는,
폴리싱 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 캐리어는, 폴리싱 동안 상기 폴리싱 패드가 상기 기판의 실질적으로 전체와 접촉하도록 상기 기판보다 더 큰 폭을 갖는 상기 폴리싱 패드를 홀딩하도록 구성되는,
폴리싱 시스템. - 제 2 항에 있어서,
상기 캐리어는, 오직, 상기 폴리싱 패드의 림(rim)에서만 상기 폴리싱 패드에 고정되도록(secured) 구성되고, 상기 림 내의, 상기 폴리싱 패드의 후면의 나머지 부분은 챔버의 유체에 대해 개방된(open),
폴리싱 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 압력 애플리케이터는, 상기 폴리싱 패드에 대해 측방향으로(laterally) 이동 가능한 압력 제어 패드를 포함하는,
폴리싱 시스템. - 제 4 항에 있어서,
상기 압력 애플리케이터는 복수의 압력 제어 패드들을 포함하고, 각각의 압력 제어 패드는 다른 압력 제어 패드들과 무관하게 측방향으로 이동 가능한,
폴리싱 시스템. - 제 4 항에 있어서,
상기 압력 애플리케이터는, 상기 기판이 상기 기판 지지부에 의해 홀딩될 때 상기 기판 표면의 중심에 대해서 협력하여(in coordination) 이동 가능한 한 쌍의 압력 제어 패드들을 포함하는,
폴리싱 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 압력 애플리케이터는, 정상부 구조 및 바닥부 구조를 갖는 가요성 링(flexible ring)을 포함하고, 상기 정상부 구조는 고정(fixed) 직경을 가지며, 상기 바닥부 구조는 상기 폴리싱 패드의 후면과 접촉하기 위한 단면을 갖고 조정 가능한 직경을 갖는,
폴리싱 시스템. - 제 7 항에 있어서,
상기 가요성 링은 리브들(ribs) 및 이동 메커니즘(moving mechanism)을 더 포함하고, 각각의 리브는 상기 이동 메커니즘에 연결된 일 단부, 및 상기 본체의 인접한 슬롯들 사이의 위치에서 상기 본체의 바닥부에 연결된 다른 단부를 가지며, 상기 이동 메커니즘은 바닥부에서 상기 본체의 직경을 조정하기 위해 상기 본체의 장축(long axis)을 따라서 이동하도록 구성되는,
폴리싱 시스템. - 폴리싱 툴(tool)로서,
벌크 폴리싱 스테이션(bulk polishing station),
수정(modification) 스테이션, 및
상기 벌크 폴리싱 스테이션과 상기 수정 스테이션 사이에서 기판을 이송하도록 구성된 이송 메커니즘을 포함하고,
상기 벌크 폴리싱 스테이션은,
폴리싱 물품(article)을 지지하기 위한 회전 가능한 플래튼(platen), 및
상기 폴리싱 물품의 폴리싱 표면과 접촉하는 기판의 표면을 갖는 기판을 홀딩하기 위한 캐리어 헤드 - 상기 캐리어 헤드는 하나 또는 그 초과의 제어 가능한 구역들을 가짐 - 를 포함하며,
상기 수정 스테이션은,
폴리싱될 기판 표면을 갖는 기판을 홀딩하기 위한 지지부,
상기 기판 표면과 접촉하는, 폴리싱 패드의 폴리싱 표면을 홀딩하기 위한 캐리어, 및
상기 폴리싱 패드의 후면의 선택된 영역에 압력을 가하기 위한 압력 애플리케이터를 포함하고, 상기 후면은 상기 폴리싱 패드에 대향하며, 상기 압력 애플리케이터는 액츄에이터, 및 상기 폴리싱 패드의 후면의 선택된 영역과 접촉하도록 그리고 접촉하지 않도록 상기 액츄에이터에 의해 이동되게 구성된 본체를 포함하는,
폴리싱 툴. - 폴리싱 방법으로서,
기판의 표면을 폴리싱 패드의 폴리싱 표면과 접촉시키는 단계 - 상기 기판의 표면은 하나 또는 그 초과의 덜 폴리싱된(underpolished) 영역들을 포함하고, 상기 폴리싱 패드는 상기 기판의 표면에 걸쳐있음(spanning) -;
상기 폴리싱 패드의 후면의 하나 또는 그 초과의 선택된 영역들에 압력을 가하면서, 상기 폴리싱 패드의 후면의 나머지 부분에는 실질적으로 압력을 가하지 않는 단계 - 상기 후면은 상기 폴리싱 표면에 대향하고, 상기 후면의 하나 또는 그 초과의 선택된 영역들은 상기 하나 또는 그 초과의 덜 폴리싱된 영역들에 대응함 -; 및
상기 하나 또는 그 초과의 덜 폴리싱된 영역들을 폴리싱하기 위해 상기 기판과 상기 폴리싱 패드 사이에 상대 운동(relative motion)을 생성하는 단계를 포함하는,
폴리싱 방법. - 제 10 항에 있어서,
상기 압력을 가하는 단계는, 액츄에이터를 이용하여, 본체를 상기 폴리싱 패드의 후면의 선택된 영역과 접촉하도록 이동시키는 것을 포함하는,
폴리싱 방법. - 제 10 항에 있어서,
상기 압력을 가하는 단계는, 상기 폴리싱 패드의 후면을 압력 제어 패드의 표면과 접촉시키는 것을 포함하고, 상기 표면은 상기 기판의 표면의 하나 또는 그 초과의 덜 폴리싱된 영역들에 대응하는 크기 및 형상을 갖는,
폴리싱 방법. - 폴리싱 시스템으로서,
폴리싱될 기판 표면을 갖는 기판을 홀딩하기 위한 지지부;
상기 기판 표면과 접촉하는, 폴리싱 패드의 폴리싱 표면을 홀딩하기 위한 캐리어; 및
상기 폴리싱 패드의 후면의 선택된 영역에 압력을 가하기 위한 압력 애플리케이터를 포함하고, 상기 후면은 상기 폴리싱 패드에 대향하며, 상기 압력 애플리케이터는 액츄에이터, 및 상기 폴리싱 패드의 후면과 접촉하도록 그리고 상기 액츄에이터에 의해 상기 폴리싱 패드에 대해 측방향으로 이동되게 구성된 본체를 포함하는,
폴리싱 시스템. - 폴리싱 시스템으로서,
폴리싱될 기판 표면을 갖는 기판을 홀딩하기 위한 지지부;
폴리싱 패드를 컨디셔닝(conditioning)하기 위한 컨디셔닝 시스템 - 상기 컨디셔닝 시스템은 하나 또는 그 초과의 컨디셔닝 헤드들을 포함함 -;
이동 가능한 지지 구조, 및
폴리싱 패드를 홀딩하기 위한 캐리어를 포함하고, 상기 캐리어는, 상기 이동 가능한 지지 구조로부터 현수되며(suspended), 상기 지지 구조는, 상기 기판 및 상기 컨디셔닝 시스템을 홀딩하기 위해 상기 지지부 사이에서 상기 폴리싱 패드와 상기 캐리어를 이동시키도록 구성되는,
폴리싱 시스템. - 제 14 항에 있어서,
캐러셀(carousel)의 회전축을 중심으로 동일한 각도 간격들로 이격된 복수의 스테이션들을 포함하고, 상기 스테이션들 중 적어도 하나는 기판을 홀딩하기 위한 지지부를 포함하며, 상기 스테이션들 중 적어도 다른 하나는 상기 컨디셔닝 시스템을 포함하는,
폴리싱 시스템. - 제 14 항에 있어서,
상기 하나 또는 그 초과의 컨디셔닝 헤드들은, 상기 폴리싱 패드의 폴리싱 표면을 이용한 상기 기판의 폴리싱 동안 압력이 가해진, 상기 폴리싱 패드의 후면의 하나 또는 그 초과의 선택된 영역들에 대응하는 하나 또는 그 초과의 위치들에서 상기 폴리싱 표면과 접촉하도록 구성되는,
폴리싱 시스템. - 제 14 항에 있어서,
상기 캐리어는, 폴리싱 동안 상기 폴리싱 패드가 상기 기판의 실질적으로 전체와 접촉하도록 상기 기판보다 더 큰 폭을 갖는 상기 폴리싱 패드를 홀딩하도록 구성되거나, 또는 상기 캐리어는, 폴리싱 동안 상기 폴리싱 패드가 상기 기판의 전체 미만과 접촉하도록 상기 기판 미만의 폭을 갖는 폴리싱 패드를 홀딩하도록 구성되는,
폴리싱 시스템. - 제 14 항에 있어서,
상기 복수의 컨디셔닝 헤드들은 상기 지지부를 둘러싸고 상기 지지부의 방사상 외측으로 포지셔닝되는,
폴리싱 시스템. - 폴리싱 시스템으로서,
폴리싱될 기판 표면을 갖는 기판을 홀딩하기 위한 지지부;
폴리싱 패드를 홀딩하기 위한 캐리어 - 상기 캐리어는, 이동 가능한 지지 구조로부터 현수되며, 상기 지지 구조는, 상기 기판 및 컨디셔닝 시스템을 홀딩하기 위해 상기 지지부 사이에서 상기 폴리싱 패드와 상기 캐리어를 이동시키도록 구성됨 -; 및
상기 폴리싱 패드를 컨디셔닝하기 위한 컨디셔닝 시스템을 포함하고, 상기 컨디셔닝 시스템은, 상기 지지부의 챔버 내에 보관되고(stored) 그리고 상기 기판이 상기 지지부 상에 홀딩되지 않을 때 상기 폴리싱 패드와 접촉하기 위해 상기 지지부 밖으로 상승되도록 구성되는 컨디셔닝 헤드를 포함하는,
폴리싱 시스템. - 폴리싱 시스템으로서,
폴리싱될 기판 표면을 갖는 기판을 홀딩하기 위한 지지부;
폴리싱 패드를 홀딩하기 위한 캐리어 - 상기 캐리어는, 이동 가능한 지지 구조로부터 현수되며, 상기 지지 구조는, 상기 기판 및 상기 컨디셔닝 시스템을 홀딩하기 위해 상기 지지부 사이에서 상기 폴리싱 패드와 상기 캐리어를 이동시키도록 구성됨 -; 및
상기 폴리싱 패드에 세정 유체(cleaning fluid)를 공급하기 위한 패드 린싱(rinsing) 시스템을 포함하고, 상기 패드 린싱 시스템은, 상기 지지부의 챔버 내에 보관되고 그리고 상기 기판이 상기 지지부 상에 홀딩되지 않을 때 상기 폴리싱 패드와 접촉하기 위해 상기 지지부 밖으로 상승되도록 구성되는 컨디셔닝 헤드를 포함하는,
폴리싱 시스템.
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| CN111975469A (zh) * | 2020-08-28 | 2020-11-24 | 上海华力微电子有限公司 | 化学机械研磨的方法及研磨系统 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06333891A (ja) * | 1993-05-24 | 1994-12-02 | Sony Corp | 基板研磨装置および基板保持台 |
| US5938504A (en) * | 1993-11-16 | 1999-08-17 | Applied Materials, Inc. | Substrate polishing apparatus |
| JP2002246346A (ja) * | 2001-02-14 | 2002-08-30 | Hiroshima Nippon Denki Kk | 化学機械研磨装置 |
| JP2014501455A (ja) * | 2011-01-03 | 2014-01-20 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | 圧力制御された研磨プラテン |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5558563A (en) * | 1995-02-23 | 1996-09-24 | International Business Machines Corporation | Method and apparatus for uniform polishing of a substrate |
| US6267659B1 (en) * | 2000-05-04 | 2001-07-31 | International Business Machines Corporation | Stacked polish pad |
| US20020164926A1 (en) * | 2001-05-07 | 2002-11-07 | Simon Mark G. | Retainer ring and method for polishing a workpiece |
| US6863771B2 (en) * | 2001-07-25 | 2005-03-08 | Micron Technology, Inc. | Differential pressure application apparatus for use in polishing layers of semiconductor device structures and methods |
| US6764387B1 (en) * | 2003-03-07 | 2004-07-20 | Applied Materials Inc. | Control of a multi-chamber carrier head |
| US6913518B2 (en) * | 2003-05-06 | 2005-07-05 | Applied Materials, Inc. | Profile control platen |
| TWI275451B (en) * | 2005-01-11 | 2007-03-11 | Asia Ic Mic Process Inc | Measurement of thickness profile and elastic modulus profile of polishing pad |
| US7198548B1 (en) * | 2005-09-30 | 2007-04-03 | Applied Materials, Inc. | Polishing apparatus and method with direct load platen |
| US8858300B2 (en) * | 2010-02-09 | 2014-10-14 | International Business Machines Corporation | Applying different pressures through sub-pad to fixed abrasive CMP pad |
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06333891A (ja) * | 1993-05-24 | 1994-12-02 | Sony Corp | 基板研磨装置および基板保持台 |
| US5938504A (en) * | 1993-11-16 | 1999-08-17 | Applied Materials, Inc. | Substrate polishing apparatus |
| JP2002246346A (ja) * | 2001-02-14 | 2002-08-30 | Hiroshima Nippon Denki Kk | 化学機械研磨装置 |
| JP2014501455A (ja) * | 2011-01-03 | 2014-01-20 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | 圧力制御された研磨プラテン |
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