KR20200074927A - 신규한 화학적 기계적 폴리싱 장치 - Google Patents

신규한 화학적 기계적 폴리싱 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20200074927A
KR20200074927A KR1020200072576A KR20200072576A KR20200074927A KR 20200074927 A KR20200074927 A KR 20200074927A KR 1020200072576 A KR1020200072576 A KR 1020200072576A KR 20200072576 A KR20200072576 A KR 20200072576A KR 20200074927 A KR20200074927 A KR 20200074927A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
temperature
slurry
polishing pad
flow rate
polishing
Prior art date
Application number
KR1020200072576A
Other languages
English (en)
Inventor
춘-시 후앙
후앙-추 코
Original Assignee
타이완 세미콘덕터 매뉴팩쳐링 컴퍼니 리미티드
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 타이완 세미콘덕터 매뉴팩쳐링 컴퍼니 리미티드 filed Critical 타이완 세미콘덕터 매뉴팩쳐링 컴퍼니 리미티드
Publication of KR20200074927A publication Critical patent/KR20200074927A/ko
Priority to KR1020210109471A priority Critical patent/KR102434059B1/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
    • B24B37/34—Accessories
    • 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
    • B24B37/005—Control means for lapping machines or devices
    • B24B37/015—Temperature control
    • 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
    • B24B1/00—Processes of grinding or polishing; Use of auxiliary equipment in connection with such processes
    • 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
    • B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/04—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces
    • B24B37/07—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces characterised by the movement of the work or lapping tool
    • B24B37/10—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces characterised by the movement of the work or lapping tool for single side lapping
    • B24B37/105—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces characterised by the movement of the work or lapping tool for single side lapping the workpieces or work carriers being actively moved by a drive, e.g. in a combined rotary and translatory movement
    • B24B37/107—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces characterised by the movement of the work or lapping tool for single side lapping the workpieces or work carriers being actively moved by a drive, e.g. in a combined rotary and translatory movement in a rotary movement only, about an axis being stationary during lapping
    • 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
    • B24B37/27—Work carriers
    • B24B37/30—Work carriers for single side lapping of plane surfaces
    • 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
    • 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
    • B24B49/14—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 taking regard of the temperature during grinding
    • 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
    • B24B55/00—Safety devices for grinding or polishing machines; Accessories fitted to grinding or polishing machines for keeping tools or parts of the machine in good working condition
    • B24B55/02—Equipment for cooling the grinding surfaces, e.g. devices for feeding coolant
    • 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
    • H01L21/02—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
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/304—Mechanical treatment, e.g. grinding, polishing, cutting
    • 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
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
    • H01L21/30625—With simultaneous mechanical treatment, e.g. mechanico-chemical polishing

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (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 Treatment Of Semiconductor (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)

Abstract

폴리싱 프로세스를 수행하기 위한 장치는, 회전가능 폴리싱 패드; 회전가능 폴리싱 패드의 최상면 상의 온도를 모니터링하도록 구성되는 온도 센서; 제 1 온도로 유지되는 제 1 슬러리를 회전가능 폴리싱 패드 상에 디스펜싱하도록 구성되는 제 1 디스펜서; 및 제 2 온도로 유지되는 제 2 슬러리를 회전가능 폴리싱 패드 상에 디스펜싱하도록 구성되는 제 2 디스펜서를 포함하고, 제 2 온도는, 회전가능 폴리싱 패드의 최상면 상의 온도를 실질적으로 일정한 값으로 유지하기 위해 제 1 온도와 상이하다.

Description

신규한 화학적 기계적 폴리싱 장치{NOVEL CHEMICAL MECHANICAL POLISHING APPARATUS}
본 출원은 그 전체가 참조로서 본원에 포함되는, 2017년 8월 16일에 출원된 미국 특허 가출원 제 62/545,666 호를 우선권으로 주장한다.
일반적으로, 화학적 기계적 폴리싱(chemical mechanical polishing; CMP), 또는 화학적 기계적 평탄화(chemical mechanical planarization; CMP) 프로세스는 웨이퍼 상의 반도체 디바이스의 제조 동안 웨이퍼의 최상면, 또는 디바이스측을 폴리싱하기 위해 사용되어 왔다. 웨이퍼는 웨이퍼의 최상면, 또는 디바이스측이 가능한 한 평평해지도록 1회 이상 “평탄화되거나” 또는 평활화된다.
전형적으로, CMP 프로세스는, 하나 이상의 재료의 웨이퍼를 홀딩하고, 제어되는 화학물, 압력, 및 온도 조건들 하에서 폴리싱 패드의 젖은 표면에 맞대어 회전시키는 것을 포함한다. 알루미나(alumina) 또는 실리카(silica)와 같은 폴리싱제(polishing agent)를 함유하는 화학적 슬러리(slurry)가 연마 재료로서 사용된다. 추가적으로, 화학적 슬러리는 CMP 프로세스 동안 웨이퍼의 다양한 표면들을 에칭하는 선택된 화학물들을 함유한다. CMP 프로세스 동안의 재료의 기계적 및 화학적 제거의 그러한 조합은, 폴리싱되는 표면이 선택적으로, 예를 들어 폴리싱되는 표면 위의 상당량의 재료들을 제거하고 폴리싱되는 표면 아래에 형성된 다양한 디바이스 피처들을 온전히 남기면서 평탄화되도록 한다. 위에서 언급된 조건들 중에서, 온도는 전형적으로 그러한 목표를 달성하기 위한 가장 결정적인 요인들 중 하나로서 간주된다.
특히, 온도는 폴리싱 패드의 표면 상의 온도(이후부터 “패드 온도”)로서 지칭될 수 있다. 패드 온도가 증가될 때, 폴리싱률(polishing rate)이 그에 따라 증가될 수 있고 이는 스루풋을 증가시키지만, 폴리싱되는 표면 상에 다양한 결함(defect)들[예를 들어, 부식/디싱(corrosion/dishing) 효과들]이 또한 형성될 수 있다. 다른 한편으로, 패드 온도가 감소될 때, 폴리싱률이 그에 따라 감소될 수 있고, 이는 추가적인 화학적 슬러리들의 사용을 필요로 할 수 있다. 결국, 비용이 상당히 증가될 수 있다. 따라서, 최적 온도 하에서 CMP 프로세스를 수행하는 것이 일반적으로 바람직하고, 그러한 최적 온도는 실질적으로 일정하게 유지되는 것이 바람직하다.
패드 온도를 실질적으로 일정하게 유지하기 위해, 기존의 CMP 장치(즉, CMP 프로세스를 수행하는 장비)는 일반적으로, 제 1 온도로 제어되는 하나의 화학적 슬러리만을 폴리싱 패드 상에 디스펜싱(dispensing)하는 것, 및 폴리싱 패드의 온도(예를 들어, 패드 온도)의 변화에 기반하여 화학적 슬러리의 제 1 온도를 조절하는 것에 의존한다. 그러한 기술은, 하나의 화학적 슬러리만의 제 1 온도를 조절하는 동안 유발되는 딜레이 때문에, 폴리싱되는 표면 상에 추가적 결함들을 부분적으로 유발할 수 있다. 따라서, 기존의 CMP 장치들이 전적으로 만족스럽지는 않다.
본 개시의 양태는 첨부 도면들과 함께 읽을 때, 이어지는 상세한 설명으로부터 최상으로 이해된다. 다양한 피처들이 반드시 축척대로 도시되지는 않은 점을 유념한다. 실제로, 다양한 피처들의 치수(dimension)들은 논의의 명료함을 위해 임의적으로 증가되거나 또는 감소될 수 있다.
도 1a는 일부 실시예들에 따른, 화학적 기계적 폴리싱(CMP) 장치의 단면도를 예시한다.
도 1b는 일부 실시예들에 따른, 도 1a의 CMP 장치의 대응하는 상면도를 예시한다.
도 2는, 일부 실시예들에 따른, 도 1a 및 도 1b의 CMP 장치를 동작시키는 동안의 폴리싱 시간에 대한 제 1 폴리싱 슬러리 및 제 2 폴리싱 슬러리의 개별적인 유량(flow rate)들에 따른 패드 온도의 예시적인 거동을 예시한다.
도 3은 일부 실시예들에 따른, 도 1a 및 도 1b의 CMP 장치를 동작시키기 위한 예시적인 방법의 흐름도를 예시한다.
이어지는 개시는 본 발명내용의 상이한 피처들을 구현하기 위한 다양한 예시적인 실시예들을 설명한다. 본 개시를 단순화하기 위해 컴포넌트들 및 배열들의 특정 예시들이 아래에서 설명된다. 물론, 이것들은 단지 예시들에 불과하며, 제한적으로 의도되는 것은 아니다. 예를 들어, 이어지는 설명에서 제 2 피처 위의 또는 제 2 피처 상의 제 1 피처의 형성은 제 1 피처 및 제 2 피처가 직접적으로 접촉하여 형성되는 실시예를 포함할 수 있으며, 또한 제 1 피처 및 제 2 피처가 직접적으로 접촉하지 않을 수 있도록 추가적인 피처가 제 1 피처와 제 2 피처 사이에 형성될 수 있는 실시예를 포함할 수 있다. 또한, 본 개시는 다양한 예시들에서 참조 부호들 및/또는 문자들을 반복할 수 있다. 이러한 반복은 단순화 및 명료화의 목적을 위한 것이며, 그 자체가 논의되는 다양한 실시예들 및/또는 구성들 사이의 관계에 영향을 주는 것은 아니다.
또한, "밑", "아래", "보다 아래", "위", "보다 위" 등과 같은 공간 상대적 용어는, 도면에 예시된 바와 같이, 다른 엘리먼트(들) 또는 피처(들)에 대한 하나의 엘리먼트 또는 피처의 관계를 설명하도록 설명의 용이성을 위해 본원에서 사용될 수 있다. 공간 상대적 용어들은 도면들에 도시된 배향에 더하여, 사용 중이거나 또는 동작 중인 디바이스의 상이한 배향들을 망라하도록 의도된 것이다. 장치는 이와 다르게 배향(90° 또는 다른 배향들로 회전)될 수 있으며, 본원에서 사용되는 공간 상대적 기술어들이 그에 따라 유사하게 해석될 수 있다.
본 개시는, 개별적인 상이한 온도들로 유지되는 적어도 2개의 폴리싱 슬러리들을 포함하는 CMP(화학적 기계적 폴리싱) 장치의 다양한 실시예들을 제공한다. 일부 실시예들에서, 2개의 상이한 온도들로 유지되는 적어도 2개의 폴리싱 슬러리들은 CMP 프로세스를 수행하는 동안 동시에, 그러나 개별적인 상이한 유량들로 CMP 장치의 폴리싱 패드 상에 디스펜싱된다. 또한, 일부 실시예들에서, 적어도 2개의 폴리싱 슬러리들의 그러한 개별적인 상이한 유량들은 폴리싱 패드의 연속적으로 모니터링되는 온도에 기반하여 결정된다. 이와 같이, 일부 실시예들에서, 폴리싱 패드의 온도는 미리 규정된 일정한 값으로 정확하고 반응적으로(responsively) 유지될 수 있고, 이는 기존의 CMP 장치들에서 관찰되는 위에서 언급된 문제들을 실질적으로 제거할 수 있다.
도 1a는 본 개시의 다양한 실시예들에 따른, 화학적 기계적 폴리싱(CMP) 장치(100)의 단면도를 개략적으로 예시하고, 도 1b는 CMP 장치(100)의 대응하는 상면도를 예시한다. 도 1a 및 도 1b의 예시된 실시예에 도시된 CMP 장치(10)가 본 개시의 개념들의 더 나은 이해를 위해 단순화된 점을 유념한다. 따라서, CMP 장치(100)는 도 1a 및 도 1b에 도시되지는 않은 하나 이상의 추가적 컴포넌트[예를 들어, 패드 컨디셔너, 추가적 도관(conduit)들 등]를 포함할 수 있고, 이는 본 개시의 범위 내에 있다.
도 1a에 도시된 바와 같이, CMP 장치(100)는 폴리싱될 샘플(103)(예를 들어, 반도체 웨이퍼)을 홀딩하도록 구성되는 샘플 캐리어(또는 폴리싱 헤드)(102)를 포함한다. 일부 실시예들에서, 샘플 캐리어(102)는 화살표(105)로 표시된 방향으로의 축(A1)을 중심으로 하는 연속적인 회전을 위해 마운팅되고, 그러한 연속적인 회전은 구동 모터(106)에 의해 작동될 수 있다. 또한, 샘플 캐리어(102)는, 샘플(103)을 홀딩한채로 샘플(103) 상에 힘(107)이 가해질 수 있도록 구성된다. CMP 장치(100)는, 화살표(111)로 표시된 방향으로의 축(A2)을 중심으로 하는 연속적인 회전을 위해 마운팅되는 폴리싱 플래턴(platen)(110)을 또한 포함하고, 그러한 연속적인 회전은 구동 모터(112)에 의해 작동될 수 있다. 폴리싱 플래턴(110) 위에, 발포 폴리우레탄(blown polyurethane)과 같은 재료로 형성된 폴리싱 패드(114)가 마운팅된다. 이와 같이, 폴리싱 패드(114)는 폴리싱 플래턴(110), 즉 회전가능 패드에 따라 회전할 수 있다.
또한, 일부 실시예들에서, 샘플(103)이 폴리싱 패드(114)의 최상면(114’)에 맞대어 샘플 캐리어(102)에 의해 홀딩되고 샘플(103) 및 폴리싱 패드(114)가 (아래에서 논의될) 개별적인 속도들로 회전할 때, 가령 실리카 또는 알루미나 연마 입자들이 염기성 또는 산성 용액 내에 현탁된 연마 유체를 함유하는 제 1 폴리싱 슬러리(116)가 폴리싱 패드(114)의 최상면(114’) 상에 디스펜싱되고; 동시에 또는 후속하여, 동일한 연마 유체를 함유하는 제 2 폴리싱 슬러리(126)가 폴리싱 패드(114)의 최상면(114’) 상에 또한 디스펜싱된다.
보다 구체적으로, 일부 실시예들에서, 제 1 폴리싱 슬러리(116)는 저장소(reservoir)(120)로부터 도관(118)을 통해 폴리싱 패드(114) 상에 디스펜싱되고, 제 1 폴리싱 슬러리(116)의 유량은 도관(118)에 커플링된 밸브(122)에 의해 조절되며; 제 2 폴리싱 슬러리(126)는 저장소(130)로부터 도관(128)을 통해 폴리싱 패드(114) 상에 디스펜싱되고, 제 2 폴리싱 슬러리(126)의 유량은 도관(128)에 커플링된 밸브(132)에 의해 조절된다. 환언하면, 일 시구간 동안 폴리싱 패드(114) 상에 디스펜싱되는 제 1 폴리싱 슬러리(116) 및 제 2 폴리싱 슬러리(126)의 양(volume)들(예를 들어, 밀리리터)은 밸브들(122 및 132)에 의해 개별적으로 조절된다. 일부 실시예들에서, 도관(118) 및 대응하는 밸브(122)는 집합적으로 제 1 디스펜서로 지칭될 수 있고; 도관(128) 및 대응하는 밸브(132)는 집합적으로 제 2 디스펜서로 지칭될 수 있다. 도 1a의 예시된 실시예에서, 제 1 및 제 2 폴리싱 슬러리들(116 및 126)의 유량들을 조절하도록 구성되는 밸브들(122 및 132)이 도관들(118 및 128)에 개별적으로 커플링되지만, 일부 다른 실시예들에서, 밸브들(122 및 132)이 다른 위치들에[예를 들어, 제 1 및 제 2 폴리싱 슬러리들(116 및 126)의 유량들의 조절을 가능하게 하기 위해 개별적인 저장소(120/130)와 배수관(draining pipe)(도시 생략) 사이에 커플링됨] 위치될 수 있고, 이는 본 개시의 범위 내에 있다는 점에 유념한다.
또한, 일부 실시예들에 따라, 제 1 폴리싱 슬러리(116) 및 제 2 폴리싱 슬러리(126)가 동일한 연마 유체를 함유하지만, 제 1 폴리싱 슬러리(116) 및 제 2 폴리싱 슬러리(126)는 개별적인 상이한 온도들(“T1” 및 “T2)에 있을 수 있다. 일부 실시예들에서, 제 1 폴리싱 슬러리(116)를 포함하는 저장소(120)는 온도(T1)로 유지되고; 제 2 폴리싱 슬러리(126)를 포함하는 저장소(130)는 온도(T2)로 유지되며, 예를 들어 온도(T1)는 온도(T2)보다 높다.
일부 실시예들에서, 최상면(114’)의 구역(141)에서 폴리싱 패드(114)에 온도 센서(140)(예를 들어, 적외선 검출 디바이스 등)가 커플링될 수 있다. 일부 실시예들에서, 그러한 구역(141)은 샘플 캐리어(102)[및 폴리싱될 샘플(103)]의 진행 경로를 따라 위치될 수 있으며, 이는 아래에서 더 상세히 논의될 것이다. 도 1a의 예시된 실시예에서, 온도 센서(140)는 폴리싱 패드(114)에 커플링되는 것으로서 도시되지만, 일부 다른 실시예들에서, 온도 센서(140)가 폴리싱 패드(114)의 최상면(114’)으로부터 분리[예를 들어, 현수]될 수 있고, 이는 본 개시의 범위 내에 있다는 점을 유념한다. 또한, 도 1a에 하나의 온도 센서(140)만이 도시되지만, 각각이 온도 센서(140)와 실질적으로 유사한 하나 이상의 온도 센서가 CMP 장치(100) 내에 포함[예를 들어, 폴리싱 패드(114)에 커플링되거나 폴리싱 패드(114)로부터 현수됨]될 수 있다는 점을 유념한다.
도 1a를 계속 참조하면, 일부 실시예들에서, CMP 장치(100)는 저장소들(120 및 130), 밸브들(122 및 132), 및 온도 센서(140)에 커플링되는 컨트롤러(150)를 포함한다. 일부 실시예들에서, 컨트롤러(150)는 폴리싱 패드(114)의 모니터링되는 온도에 기반하여 저장소들(120 및 130)의 개별적인 온도들(T1 및 T2), 및/또는 제 1 및 제 2 슬러리들(116 및 126)의 개별적인 유량들을 조절하기 위해 밸브들(122 및 132)을 제어하도록 구성될 수 있고, 이는 아래에서 더 상세히 논의될 것이다.
이제 도 1b를 참조하면, 본 개시의 다양한 실시예들에 따른, CMP 장치(100)의 부분의 대응하는 상면도가 도시된다. 위에서 언급된 바와 같이, [샘플(103)을 캐리하는] 샘플 캐리어(102)는 방향(105)으로 축(A1)을 중심으로 회전하고; [폴리싱 패드(114)를 캐리하는] 폴리싱 플래턴(110)은 방향(111)으로 축(A2)을 중심으로 회전하며, 방향들(105 및 111)은 서로 동일하거나 상이할 수 있다. 따라서, 도 1b의 예시된 실시예에 도시된 바와 같이 고리형 링의 형태일 수 있는 샘플(103)의 진행 경로(160)가 폴리싱 패드(114)의 최상면(114’) 상에 형성된다. 일부 실시예들에서, 적어도 하나의 온도 센서(140)가 배치되는 구역(141)은 샘플 캐리어(102)/샘플(103)의 그러한 진행 경로(160)를 따라 위치된다. 이와 같이, 샘플(103)이 폴리싱되는 폴리싱 패드(114)의 최상면(114’)의 일부분의 온도(이후부터 “패드 온도”)가 온도 센서(140)에 의해 정확하게 모니터링될 수 있고 또한, 커플링된 컨트롤러(150)에 의해 대응 응답이 결정될 수 있으며, 이는 아래에서 더 상세히 논의될 것이다.
위에서 언급된 바와 같이, 개시된 CMP 장치(100)는 패드 온도를 실질적으로 일정한 값으로 유지하기 위해 제 1 및 제 2 폴리싱 슬러리들(116 및 126)의 유량들을 동적으로(예를 들어, 동시에) 조절하도록 구성된다. 도 2는, 폴리싱 시간에 대한 제 1 폴리싱 슬러리(116) 및 제 2 폴리싱 슬러리(126)의 개별적인 유량들에 따른 패드 온도[이후부터, “패드 온도(201)”]의 예시적인 거동을 예시한다. 특히, 도 2의 X축은 폴리싱 시간을 나타내고; 도 2의 좌측 Y축은 온도를 나타내며; 도 2의 우측 Y축은 제 1/제 2 폴리싱 슬러리들(116/126) 각각의 유량을 나타낸다. 일부 실시예들에서, 패드 온도의 실질적으로 일정한 값(“Tc”)이 미리결정될 수 있고, CMP 프로세스 동안 그러한 일정한 값(Tc) 주위로 유지시키기 위해 패드 온도(201)가 CMP 장치(100)에 의해 제어된다. 패드 온도(201)를 일정한 값(Tc)으로 유지하면서 CMP 프로세스를 수행하기 위해 CMP 장치(100)를 사용하는 이어지는 논의에서, 도 1a 내지 도 2가 동시에 사용될 것이다.
일부 실시예들에서, 시간(“t0”)에서, 샘플(103)은 폴리싱될 표면이 폴리싱 패드(114)의 최상면(114’)에 맞대어 아래를 향하는 상태로 샘플 캐리어(102)에 의해 홀딩된다. 폴리싱 플래턴(114)을 회전시키기 위한 구동 모터(112)의 속도는 예를 들어 약 30 rpm 내지 80 rpm으로 설정되고, 샘플 캐리어(102)를 회전시키기 위한 구동 모터(106)의 속도는 약 5 rpm 내지 30 rpm으로 설정된다. 또한, 샘플 캐리어(102)는, 힘(107)의 인가를 통해 샘플(103)과 폴리싱 패드(114) 사이에 약 6 psi 내지 12 psi의 압력을 가하도록 설정된다. 이와 같이, 샘플(103) 및 폴리싱 패드(114)는 샘플 캐리어(102) 및 폴리싱 플래턴(110)에 따라 각각 회전할 수 있다. 일부 실시예들에서, 시간(t0)에서, 폴리싱 패드(114) 상에 제 1 폴리싱 슬러리(116)도 제 2 폴리싱 슬러리(126)도 디스펜싱되지 않는다. 따라서, 패드 온도(201)는 일정한 값(Tc)보다 실질적으로 낮을 수 있다.
후속하여, 시간(“t1”)에서, 샘플(103) 및 폴리싱 패드(114)를 개별적인 속도들로 회전하도록 유지하면서, 더 높은 온도(T1)로 유지되는 제 1 폴리싱 슬러리(116)가 폴리싱 패드(114)를 적시도록 도관(118)을 통해 폴리싱 패드(114) 상에 디스펜싱된다. 더 구체적으로, 도 2의 예시된 실시예에서, 밸브(122)에 의해 조절되는 제 1 폴리싱 슬러리(116)의 유량이 점점 증가된다. 따라서, 회전하는 샘플(130)과 폴리싱 패드(114) 사이의 제 1 폴리싱 슬러리(116)의 존재시, CMP 프로세스가 시작될 수 있고 패드 온도(201)가 점점 증가된다. 일부 실시예들에서, 패드 온도(201)는 온도 센서(140)에 의해 연속적으로 모니터링되고, 모니터링되는 패드 온도는 컨트롤러(150)에 연속적으로 보고된다. 일부 다른 실시예들에서, 시간(t1)에서, 더 낮은 온도(T2)로 유지되는 제 2 폴리싱 슬러리(126)가 또한 폴리싱 패드(114)를 적시도록, 그러나 상대적으로 작은 유량으로 도관(128)을 통해 폴리싱 패드(114) 상에 디스펜싱될 수 있다.
다음으로, 시간(“t2”)에서, CMP 프로세스 동안 더 많은 제 1 폴리싱 슬러리(116)가 폴리싱 패드(114) 상에 디스펜싱됨에 따라, 온도 센서(140)에 의해 연속적으로 모니터링되는 패드 온도(201)가 일정한 값(Tc)을 초과할 수 있다. 이에 응답하여, 컨트롤러(150)는 밸브(122)가 제 1 폴리싱 슬러리(116)의 유량을 감소시키고, 밸브(132)가 제 2 폴리싱 슬러리(126)의 유량을 증가시키도록 할 수 있다. 이와 같이, 시간(“t2”)부터 시간(“t3”)까지, 패드 온도(201)가 일정 시구간, 예를 들어 t3-t2 동안 일정한 값(Tc)으로 유지될 때까지, 제 1 폴리싱 슬러리(116) 및 제 2 폴리싱 슬러리(126)의 유량들이 각각 감소 및 증가 유지된다. 더 구체적으로, 일부 실시예들에 따르면, 제 1 폴리싱 슬러리(116) 및 제 2 폴리싱 슬러리(126)가 둘 다 폴리싱 패드(114) 상에 디스펜싱될 때, 제 1 폴리싱 슬러리(116)와 제 2 폴리싱 슬러리(126)의 혼합물이 샘플(103)과 폴리싱 패드(114) 사이에 존재하고, 이는 패드 온도(201)가 온도(T1)와 온도(T2) 사이에 있도록 한다. 또한 제 1 폴리싱 슬러리(116) 및 제 2 폴리싱 슬러리(126)의 유량들이 동시에 조절될 때, 패드 온도(201)가 일정한 값(Tc)을 유지하도록 제어될 수 있다.
도 2의 예시된 실시예에서, 제 1 및 제 2 폴리싱 슬러리들(116 및 126)의 개별적인 유량들이 단조롭게 증가/감소되지만, 제 1 및 제 2 폴리싱 슬러리들(116 및 126)의 개별적인 유량들이 비단조롭게 변경될 수 있고, 이는 본 개시의 범위 내에 있다는 점을 유념한다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, 패드 온도(201)가 일정한 값(Tc)을 초과했음을 온도 센서(140)가 검출했을 때, 이에 응답하여 컨트롤러(150)는 제 1 폴리싱 슬러리(116)의 유량을 감소시키고 제 2 폴리싱 슬러리(126)의 유량을 증가시킬 수 있고, 패드 온도(201)가 일정한 값(Tc) 아래로 떨어졌음을 온도 센서(140)가 검출하면, 이에 응답하여 컨트롤러(150)는 제 1 폴리싱 슬러리(116)의 유량을 증가시키고 제 2 폴리싱 슬러리(126)의 유량을 감소시킬 수 있다. 일부 대안적인 실시예들에서, 밸브들(122 및 132)을 통해 제 1 및 제 2 폴리싱 슬러리들(116 및 126)의 유량들을 조절하기보다는, 컨트롤러(150)는 제 1 폴리싱 슬러리(116) 및 제 2 폴리싱 슬러리(126)를 각각 포함하는 저장소들(120 및 130)의 온도들을 조절할 수 있고, 이는 본 개시의 범위 내에 있다.
도 3은 본 개시의 다양한 실시예들에 따른 예시적인 방법(300)의 흐름도를 예시한다. 다양한 실시예들에서, 방법(300)의 동작들은 도 1a 내지 도 2에 예시된 개별적인 컴포넌트들에 의해 수행된다. 논의의 목적을 위해, 방법(300)의 이어지는 실시예는 도 1a 내지 도 2와 관련하여 설명될 것이다. 방법(300)의 예시된 실시예는 단지 예시일 뿐이다. 따라서, 여러 동작들 중 임의의 동작이 생략, 재배열(re-sequenced), 및/또는 추가될 수 있고, 이는 본 개시의 범위 내에 있다는 점이 이해되어야 한다.
일부 실시예들에서, 방법(300)은, 제 1 온도로 있는 제 1 폴리싱 슬러리가 회전하는 폴리싱 패드 상에 제 1 유량을 사용하여 디스펜싱되는 동작(302)으로 시작한다. 위의 예시에서, 더 높은 온도(T1)로 유지되는 제 1 폴리싱 슬러리(116)는, 도관(118)에 커플링되는 밸브(122)에 의해 조절되는 유량으로 도관(118)을 통해 폴리싱 패드(114) 상에 디스펜싱된다. 다음으로, 방법(300)은, 제 2 온도로 있는 제 2 폴리싱 슬러리가 회전하는 폴리싱 패드 상에 제 2 유량을 사용하여 디스펜싱되는 동작(304)으로 이어진다. 계속해서 위의 예시에서, 더 낮은 온도(T2)로 유지되는 제 2 폴리싱 슬러리(126)는, 도관(128)에 커플링되는 밸브(132)에 의해 조절되는 유량으로 도관(128)을 통해 폴리싱 패드(114) 상에 디스펜싱된다. 다음으로, 방법(300)은, 회전하는 폴리싱 패드의 온도가 모니터링되는 동작(306)으로 이어진다. 계속해서 위의 예시에서, 패드 온도(201)인, 회전하는 폴리싱 패드의 온도는 온도 센서(140)에 의해 모니터링되고, 또한 컨트롤러(150)에 보고된다. 다음으로, 방법(300)은, 제 1 유량 및 제 2 유량 중 적어도 하나를 조절하는 것에 의한 실질적으로 일정한 온도 하에서 폴리싱 프로세스가 수행되는 동작(308)으로 이어진다. 패드 온도(201)가 컨트롤러(150)에 의해 동적으로 모니터링되기 때문에, 패드 온도(201)가 미리결정된 일정한 온도(Tc)를 초과하거나, 또는 미리결정된 일정한 온도(Tc) 아래로 떨어졌을 때, 컨트롤러(150)는, 위에서 논의된 바와 같이 패드 온도(201)를 미리결정된 일정한 온도(Tc)에 실질적으로 근접하게 유지하기 위해, 밸브(122)를 조절하여 제 1 폴리싱 슬러리(116)의 제 1 유량을 제어하고/하거나 밸브(132)를 조절하여 제 2 폴리싱 슬러리(126)의 제 2 유량을 제어할 수 있다.
상술한 것은 당업자가 본 개시의 양태들을 더 잘 이해할 수 있도록 일부 실시예들의 특징들의 개요를 서술한 것이다. 당업자는, 본원에 소개되는 실시예와 동일한 목적을 실행하거나 및/또는 동일한 장점을 달성하도록, 다른 프로세스 및 구조를 설계하거나 또는 변경하기 위한 기반으로서, 그들이 본 개시를 쉽게 사용할 수 있다는 것을 인식해야 한다. 당업자는, 그러한 균등한 구성이 본 개시의 사상 및 범위로부터 벗어나지 않는다는 점과, 본 개시의 사상 및 범위로부터 벗어나지 않고 본원의 다양한 변경, 대체, 및 개조를 행할 수 있다는 점을 또한 자각해야 한다.
실시예에서, 폴리싱 프로세스를 수행하기 위한 장치는, 회전가능 폴리싱 패드; 회전가능 폴리싱 패드의 최상면 상의 온도를 모니터링하도록 구성되는 온도 센서; 제 1 온도로 유지되는 제 1 슬러리를 회전가능 폴리싱 패드 상에 디스펜싱하도록 구성되는 제 1 디스펜서; 및 제 2 온도로 유지되는 제 2 슬러리를 회전가능 폴리싱 패드 상에 디스펜싱하도록 구성되는 제 2 디스펜서를 포함하고, 제 2 온도는, 회전가능 폴리싱 패드의 최상면 상의 온도를 실질적으로 일정한 값으로 유지하기 위해 제 1 온도와 상이하다.
다른 실시예에서, 방법은, 제 1 온도로 있는 제 1 슬러리를 제 1 유량을 사용하여 회전가능 폴리싱 패드 상에 디스펜싱하는 단계; 제 2 온도 - 제 2 온도는 제 1 온도와 상이함 - 로 있는 제 2 슬러리를 제 2 유량을 사용하여 회전가능 폴리싱 패드 상에 디스펜싱하는 단계; 및 제 1 슬러리의 제 1 유량 및 제 2 슬러리의 제 2 유량 중 적어도 하나를 조절하는 것에 의한 실질적으로 일정한 온도하에서 샘플 상에 폴리싱 프로세스를 수행하는 단계를 포함한다.
또 다른 실시예에서, 방법은, 제 1 온도를 갖는 제 1 슬러리를 제 1 유량을 사용하여 폴리싱 패드 상에 디스펜싱하는 단계; 제 2 온도 - 제 2 온도는 제 1 온도와 상이함 - 를 갖는 제 2 슬러리를 제 2 유량을 사용하여 폴리싱 패드 상에 디스펜싱하는 단계; 제 1 슬러리 및 제 2 슬러리의 혼합물의 존재하에 폴리싱 패드에 맞대어 샘플을 홀딩하는 것에 의해 샘플을 폴리싱하기 위해 폴리싱 패드를 회전시키는 단계; 폴리싱 패드의 최상면 상의 온도를 모니터링하는 단계; 및 온도가 실질적으로 일정한 온도로부터 벗어날 때, 온도를 실질적으로 일정한 온도로 유지하기 위해 제 1 유량 및 제 2 유량 중 적어도 하나를 조절하는 단계를 포함한다.
실시예들
실시예 1. 폴리싱 프로세스를 수행하기 위한 장치에 있어서,
회전가능 폴리싱 패드;
상기 회전가능 폴리싱 패드의 최상면 상의 온도를 모니터링하도록 구성되는 온도 센서;
제 1 온도로 유지되는 제 1 슬러리(slurry)를 상기 회전가능 폴리싱 패드 상에 디스펜싱(dispensing)하도록 구성되는 제 1 디스펜서; 및
제 2 온도로 유지되는 제 2 슬러리를 상기 회전가능 폴리싱 패드 상에 디스펜싱하도록 구성되는 제 2 디스펜서
를 포함하고,
상기 제 2 온도는, 상기 회전가능 폴리싱 패드의 최상면 상의 온도를 일정한 값으로 유지하기 위해 상기 제 1 온도와 상이한 것인, 장치.
실시예 2. 실시예 1에 있어서,
상기 제 1 슬러리와 상기 제 2 슬러리의 혼합물의 존재하에 상기 회전가능 폴리싱 패드의 최상면에 맞대어 폴리싱될 샘플을 홀딩하도록 구성되는 캐리어를 더 포함하는, 장치.
실시예 3. 실시예 2에 있어서, 상기 제 1 슬러리와 상기 제 2 슬러리의 혼합물은 상기 제 1 온도와 상기 제 2 온도 사이의 온도로 있는 것인, 장치.
실시예 4. 실시예 2에 있어서, 상기 샘플은 실리콘 웨이퍼인 것인, 장치.
실시예 5. 실시예 1에 있어서, 상기 제 1 슬러리 및 상기 제 2 슬러리는 동일한 연마 유체(abrasive fluid)를 갖는 것인, 장치.
실시예 6. 실시예 1에 있어서,
상기 제 1 디스펜서에 커플링되고, 상기 제 1 온도로 유지되는 상기 제 1 슬러리를 포함하도록 구성되는 제 1 저장소(reservoir); 및
상기 제 2 디스펜서에 커플링되고, 상기 제 2 온도로 유지되는 상기 제 2 슬러리를 포함하도록 구성되는 제 2 저장소
를 더 포함하는, 장치.
실시예 7. 실시예 1에 있어서,
상기 온도 센서, 상기 제 1 디스펜서 및 상기 제 2 디스펜서에 커플링되고, 상기 제 1 디스펜서 및 상기 제 2 디스펜서로부터 디스펜싱되는 개별적인 상기 제 1 슬러리의 양(volume) 및 상기 제 2 슬러리의 양을 상기 회전가능 폴리싱 패드의 최상면 상의 온도에 기반하여 제어하도록 구성되는 컨트롤러를 더 포함하는, 장치.
실시예 8. 실시예 7에 있어서, 상기 제 1 슬러리의 제 1 온도가 상기 제 2 슬러리의 제 2 온도보다 낮을 때, 상기 컨트롤러는 상기 회전가능 폴리싱 패드의 최상면 상의 온도가 상기 일정한 값보다 낮은 것에 응답하여 상기 제 1 슬러리의 유량(flow rate)을 증가시키고 상기 제 2 슬러리의 유량을 감소시키도록 구성되는 것인, 장치.
실시예 9. 실시예 7에 있어서, 상기 제 1 슬러리의 제 1 온도가 상기 제 2 슬러리의 제 2 온도보다 높을 때, 상기 컨트롤러는 상기 회전가능 폴리싱 패드의 최상면 상의 온도가 상기 일정한 값보다 높은 것에 응답하여 상기 제 1 슬러리의 유량을 감소시키고 상기 제 2 슬러리의 유량을 증가시키도록 구성되는 것인, 장치.
실시예 10. 방법에 있어서,
제 1 온도로 있는 제 1 슬러리를 제 1 유량을 사용하여 회전가능 폴리싱 패드 상에 디스펜싱하는 단계;
제 2 온도 - 상기 제 2 온도는 상기 제 1 온도와 상이함 - 로 있는 제 2 슬러리를 제 2 유량을 사용하여 상기 회전가능 폴리싱 패드 상에 디스펜싱하는 단계; 및
상기 제 1 슬러리의 제 1 유량 및 상기 제 2 슬러리의 제 2 유량 중 적어도 하나를 조절하는 것에 의한 일정한 온도하에서 샘플 상에 폴리싱 프로세스를 수행하는 단계
를 포함하는, 방법.
실시예 11. 실시예 10에 있어서,
상기 회전가능 폴리싱 패드의 최상면 상의 온도를 모니터링하는 단계를 더 포함하는, 방법.
실시예 12. 실시예 11에 있어서,
상기 온도가 미리결정된 일정한 임계값으로부터 벗어날 때, 동시에 상기 온도가 상기 미리결정된 일정한 임계값으로 다시 전환될 때가지 상기 제 1 유량 및 상기 제 2 유량 중 하나를 증가시키고 상기 제 1 유량 및 상기 제 2 유량 중 다른 하나를 감소시키는 단계를 더 포함하는, 방법.
실시예 13. 실시예 10에 있어서, 상기 샘플은 실리콘 웨이퍼인 것인, 방법.
실시예 14. 실시예 10에 있어서,
상기 제 1 온도로 유지되는 제 1 저장소로부터 상기 제 1 슬러리를 디스펜싱하는 단계; 및
상기 제 2 온도로 유지되는 제 2 저장소로부터 상기 제 2 슬러리를 디스펜싱하는 단계
를 더 포함하는, 방법.
실시예 15. 실시예 10에 있어서, 상기 폴리싱 프로세스는 화학적 기계적 폴리싱 프로세스인 것인, 방법.
실시예 16. 실시예 10에 있어서, 상기 제 1 슬러리 및 상기 제 2 슬러리는 동일한 연마 유체를 갖는 것인, 방법.
실시예 17. 방법에 있어서,
제 1 온도를 갖는 제 1 슬러리를 제 1 유량을 사용하여 폴리싱 패드 상에 디스펜싱하는 단계;
제 2 온도 - 상기 제 2 온도는 상기 제 1 온도와 상이함 - 를 갖는 제 2 슬러리를 제 2 유량을 사용하여 상기 폴리싱 패드 상에 디스펜싱하는 단계;
상기 제 1 슬러리 및 상기 제 2 슬러리의 혼합물의 존재하에 상기 폴리싱 패드에 맞대어 샘플을 홀딩하는 것에 의해 상기 샘플을 폴리싱하기 위해 상기 폴리싱 패드를 회전시키는 단계;
상기 폴리싱 패드의 최상면 상의 온도를 모니터링하는 단계; 및
상기 온도가 일정한 온도로부터 벗어날 때, 상기 온도를 일정한 온도로 유지하기 위해 상기 제 1 유량 및 상기 제 2 유량 중 적어도 하나를 조절하는 단계
를 포함하는, 방법.
실시예 18. 실시예 17에 있어서, 상기 샘플은 실리콘 웨이퍼인 것인, 방법.
실시예 19. 실시예 17에 있어서, 상기 제 1 슬러리 및 상기 제 2 슬러리는 동일한 연마 유체를 갖는 것인, 방법.
실시예 20. 제 17 항에 있어서,
상기 제 1 온도로 유지되는 제 1 저장소로부터 상기 제 1 슬러리를 디스펜싱하는 단계; 및
상기 제 2 온도로 유지되는 제 2 저장소로부터 상기 제 2 슬러리를 디스펜싱하는 단계
를 더 포함하는, 방법.

Claims (10)

  1. 폴리싱 프로세스를 수행하기 위한 장치에 있어서,
    회전가능 폴리싱 패드;
    상기 회전가능 폴리싱 패드의 최상면 상의 온도를 모니터링하도록 구성되고, 폴리싱 될 샘플의 진행 경로를 따라 배치되는 하나 이상의 온도 센서;
    제 1 온도로 유지되는 제 1 슬러리(slurry)를 상기 회전가능 폴리싱 패드 상에 디스펜싱(dispensing)하도록 구성되는 제 1 디스펜서; 및
    제 2 온도로 유지되는 제 2 슬러리를 상기 회전가능 폴리싱 패드 상에 디스펜싱하도록 구성되는 제 2 디스펜서
    를 포함하고,
    상기 제 2 온도는, 상기 회전가능 폴리싱 패드의 최상면 상의 온도를 일정한 값으로 유지하기 위해 상기 제 1 온도와 상이한 것인, 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 슬러리와 상기 제 2 슬러리의 혼합물의 존재하에 상기 회전가능 폴리싱 패드의 최상면에 맞대어 폴리싱될 샘플을 홀딩하도록 구성되는 캐리어를 더 포함하는, 장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 제 1 슬러리와 상기 제 2 슬러리의 혼합물은 상기 제 1 온도와 상기 제 2 온도 사이의 온도로 있는 것인, 장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 슬러리 및 상기 제 2 슬러리는 동일한 연마 유체(abrasive fluid)를 갖는 것인, 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 디스펜서에 커플링되고, 상기 제 1 온도로 유지되는 상기 제 1 슬러리를 포함하도록 구성되는 제 1 저장소(reservoir); 및
    상기 제 2 디스펜서에 커플링되고, 상기 제 2 온도로 유지되는 상기 제 2 슬러리를 포함하도록 구성되는 제 2 저장소
    를 더 포함하는, 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 온도 센서, 상기 제 1 디스펜서 및 상기 제 2 디스펜서에 커플링되고, 상기 제 1 디스펜서 및 상기 제 2 디스펜서로부터 디스펜싱되는 상기 제 1 슬러리 및 상기 제 2 슬러리의 각각의 양을 상기 회전가능 폴리싱 패드의 최상면 상의 온도에 기반하여 제어하도록 구성되는 컨트롤러를 더 포함하는, 장치.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 제 1 슬러리의 제 1 온도가 상기 제 2 슬러리의 제 2 온도보다 낮을 때, 상기 컨트롤러는 상기 회전가능 폴리싱 패드의 최상면 상의 온도가 상기 일정한 값보다 낮은 것에 응답하여 상기 제 1 슬러리의 유량(flow rate)을 증가시키고 상기 제 2 슬러리의 유량을 감소시키도록 구성되는 것인, 장치.
  8. 제 6 항에 있어서, 상기 제 1 슬러리의 제 1 온도가 상기 제 2 슬러리의 제 2 온도보다 높을 때, 상기 컨트롤러는 상기 회전가능 폴리싱 패드의 최상면 상의 온도가 상기 일정한 값보다 높은 것에 응답하여 상기 제 1 슬러리의 유량을 감소시키고 상기 제 2 슬러리의 유량을 증가시키도록 구성되는 것인, 장치.
  9. 방법에 있어서,
    제 1 온도로 있는 제 1 슬러리를 제 1 유량을 사용하여 회전가능 폴리싱 패드 상에 디스펜싱하는 단계;
    제 2 온도 - 상기 제 2 온도는 상기 제 1 온도와 상이함 - 로 있는 제 2 슬러리를 제 2 유량을 사용하여 상기 회전가능 폴리싱 패드 상에 디스펜싱하는 단계;
    폴리싱 될 샘플의 진행 경로를 따라 배치되는 하나 이상의 온도 센서에 의해 상기 회전가능 폴리싱 패드의 최상면 상의 온도를 모니터링하는 단계; 및
    상기 제 1 슬러리의 제 1 유량 및 상기 제 2 슬러리의 제 2 유량, 중 적어도 하나를 조절하는 것에 의해 일정한 온도하에서 샘플 상에 폴리싱 프로세스를 수행하는 단계
    를 포함하는, 방법.
  10. 방법에 있어서,
    제 1 온도를 갖는 제 1 슬러리를 제 1 유량을 사용하여 폴리싱 패드 상에 디스펜싱하는 단계;
    제 2 온도 - 상기 제 2 온도는 상기 제 1 온도와 상이함 - 를 갖는 제 2 슬러리를 제 2 유량을 사용하여 상기 폴리싱 패드 상에 디스펜싱하는 단계;
    상기 제 1 슬러리 및 상기 제 2 슬러리의 혼합물의 존재하에 상기 폴리싱 패드에 맞대어 샘플을 홀딩하는 것에 의해 상기 샘플을 폴리싱하기 위해 상기 폴리싱 패드를 회전시키는 단계;
    폴리싱 될 샘플의 진행 경로를 따라 배치되는 하나 이상의 온도 센서에 의해 상기 폴리싱 패드의 최상면 상의 온도를 모니터링하는 단계; 및
    상기 온도가 일정한 온도로부터 벗어날 때, 상기 온도를 일정한 온도로 유지하기 위해 상기 제 1 유량 및 상기 제 2 유량, 중 적어도 하나를 조절하는 단계
    를 포함하는, 방법.
KR1020200072576A 2017-08-15 2020-06-15 신규한 화학적 기계적 폴리싱 장치 KR20200074927A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210109471A KR102434059B1 (ko) 2017-08-15 2021-08-19 신규한 화학적 기계적 폴리싱 장치

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201762545666P 2017-08-15 2017-08-15
US62/545,666 2017-08-15
US15/901,796 US11103970B2 (en) 2017-08-15 2018-02-21 Chemical-mechanical planarization system
US15/901,796 2018-02-21

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180061241A Division KR20190018602A (ko) 2017-08-15 2018-05-29 신규한 화학적 기계적 폴리싱 장치

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210109471A Division KR102434059B1 (ko) 2017-08-15 2021-08-19 신규한 화학적 기계적 폴리싱 장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20200074927A true KR20200074927A (ko) 2020-06-25

Family

ID=65360176

Family Applications (3)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180061241A KR20190018602A (ko) 2017-08-15 2018-05-29 신규한 화학적 기계적 폴리싱 장치
KR1020200072576A KR20200074927A (ko) 2017-08-15 2020-06-15 신규한 화학적 기계적 폴리싱 장치
KR1020210109471A KR102434059B1 (ko) 2017-08-15 2021-08-19 신규한 화학적 기계적 폴리싱 장치

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180061241A KR20190018602A (ko) 2017-08-15 2018-05-29 신규한 화학적 기계적 폴리싱 장치

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210109471A KR102434059B1 (ko) 2017-08-15 2021-08-19 신규한 화학적 기계적 폴리싱 장치

Country Status (4)

Country Link
US (2) US11103970B2 (ko)
KR (3) KR20190018602A (ko)
CN (1) CN109397071B (ko)
TW (1) TWI680032B (ko)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11103970B2 (en) * 2017-08-15 2021-08-31 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co, , Ltd. Chemical-mechanical planarization system
US11305397B2 (en) * 2018-06-18 2022-04-19 Seagate Technology Llc Lapping system that includes a lapping plate temperature control system, and related methods
US11787007B2 (en) 2018-06-21 2023-10-17 Illinois Tool Works Inc. Methods and apparatus to control a fluid dispenser on a metallurgical specimen preparation machine
US11597052B2 (en) 2018-06-27 2023-03-07 Applied Materials, Inc. Temperature control of chemical mechanical polishing
US20200055160A1 (en) * 2018-08-14 2020-02-20 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Chemical mechanical polishing method and apparatus
US20210046603A1 (en) * 2019-08-13 2021-02-18 Applied Materials, Inc. Slurry temperature control by mixing at dispensing
US11897079B2 (en) 2019-08-13 2024-02-13 Applied Materials, Inc. Low-temperature metal CMP for minimizing dishing and corrosion, and improving pad asperity
US11724355B2 (en) * 2020-09-30 2023-08-15 Applied Materials, Inc. Substrate polish edge uniformity control with secondary fluid dispense
KR20220134327A (ko) * 2021-03-26 2022-10-05 주식회사 케이씨텍 기판 연마 시스템 및 그 방법

Family Cites Families (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5478435A (en) * 1994-12-16 1995-12-26 National Semiconductor Corp. Point of use slurry dispensing system
JP3568632B2 (ja) * 1995-05-30 2004-09-22 東京エレクトロン株式会社 研磨方法及びその装置
JP3741523B2 (ja) * 1997-07-30 2006-02-01 株式会社荏原製作所 研磨装置
US5957750A (en) * 1997-12-18 1999-09-28 Micron Technology, Inc. Method and apparatus for controlling a temperature of a polishing pad used in planarizing substrates
US6315635B1 (en) * 1999-03-31 2001-11-13 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd Method and apparatus for slurry temperature control in a polishing process
US20010055940A1 (en) * 2000-06-15 2001-12-27 Leland Swanson Control of CMP removal rate uniformity by selective control of slurry temperature
US6706140B2 (en) * 2001-09-07 2004-03-16 United Microelectronics Corp. Control system for in-situ feeding back a polish profile
US20030119427A1 (en) * 2001-12-20 2003-06-26 Misra Sudhanshu Rid Temprature compensated chemical mechanical polishing apparatus and method
US6953750B1 (en) * 2002-09-30 2005-10-11 Lam Research Corporation Methods and systems for controlling belt surface temperature and slurry temperature in linear chemical mechanical planarization
KR100506942B1 (ko) * 2003-09-03 2005-08-05 삼성전자주식회사 화학적 기계적 연마장치
JP4799122B2 (ja) * 2005-10-20 2011-10-26 株式会社東芝 Ｃｕ膜の研磨方法および半導体装置の製造方法
US7201634B1 (en) * 2005-11-14 2007-04-10 Infineon Technologies Ag Polishing methods and apparatus
JP4787063B2 (ja) * 2005-12-09 2011-10-05 株式会社荏原製作所 研磨装置及び研磨方法
JP4943800B2 (ja) 2006-10-06 2012-05-30 ニッタ・ハース株式会社 研磨状況モニタシステム
DE102006056623A1 (de) * 2006-11-30 2008-06-05 Advanced Micro Devices, Inc., Sunnyvale Verfahren und System zum Steuern des chemisch-mechanischen Polierens durch steuerbares Bewegen eines Schleifmittelauslasses
US8439723B2 (en) * 2008-08-11 2013-05-14 Applied Materials, Inc. Chemical mechanical polisher with heater and method
JP5547472B2 (ja) * 2009-12-28 2014-07-16 株式会社荏原製作所 基板研磨装置、基板研磨方法、及び基板研磨装置の研磨パッド面温調装置
CN102528651B (zh) * 2010-12-21 2014-10-22 中国科学院微电子研究所 化学机械抛光设备及其预热方法
JP2013042066A (ja) * 2011-08-19 2013-02-28 Toshiba Corp 半導体装置の製造方法
JP2013099814A (ja) * 2011-11-08 2013-05-23 Toshiba Corp 研磨方法及び研磨装置
JP6007553B2 (ja) 2012-04-06 2016-10-12 信越半導体株式会社 ウエーハの研磨方法
JP6091773B2 (ja) * 2012-06-11 2017-03-08 株式会社東芝 半導体装置の製造方法
JP6088919B2 (ja) * 2013-06-28 2017-03-01 株式会社東芝 半導体装置の製造方法
US9550270B2 (en) * 2013-07-31 2017-01-24 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Limited Temperature modification for chemical mechanical polishing
KR102202331B1 (ko) * 2014-10-03 2021-01-13 가부시키가이샤 에바라 세이사꾸쇼 기판 처리 장치 및 처리 방법
KR20170068534A (ko) 2014-10-09 2017-06-19 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 내부 채널들을 갖는 화학 기계적 폴리싱 패드
US10160090B2 (en) * 2015-11-12 2018-12-25 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Chemical mechanical polishing method
US11103970B2 (en) * 2017-08-15 2021-08-31 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co, , Ltd. Chemical-mechanical planarization system
KR20190035241A (ko) * 2017-09-26 2019-04-03 삼성전자주식회사 화학 기계적 연마 공정의 온도 제어 방법, 이를 수행하기 위한 온도 제어 유닛, 및 이러한 온도 제어 유닛을 포함하는 화학 기계적 연마 장치

Also Published As

Publication number Publication date
KR20190018602A (ko) 2019-02-25
CN109397071B (zh) 2021-04-27
KR102434059B1 (ko) 2022-08-18
US11679467B2 (en) 2023-06-20
TWI680032B (zh) 2019-12-21
CN109397071A (zh) 2019-03-01
KR20210107572A (ko) 2021-09-01
US11103970B2 (en) 2021-08-31
US20210370462A1 (en) 2021-12-02
TW201910058A (zh) 2019-03-16
US20190054590A1 (en) 2019-02-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102434059B1 (ko) 신규한 화학적 기계적 폴리싱 장치
US7780503B2 (en) Polishing apparatus and polishing method
WO2018198997A1 (ja) 基板の研磨装置
US8439723B2 (en) Chemical mechanical polisher with heater and method
US9067296B2 (en) Polishing method
KR100500517B1 (ko) 반도체 웨이퍼용 ｃｍｐ 설비
US20230286106A1 (en) Novel chemical-mechanical polishing apparatus
US6234868B1 (en) Apparatus and method for conditioning a polishing pad
JP2007075973A (ja) 研磨方法及び研磨装置、並びに研磨装置制御用プログラム
CN106891241B (zh) 研磨装置、该研磨装置的控制方法以及记录介质
KR102599908B1 (ko) 연마 장치
KR20050079631A (ko) 분리가능한 슬릭 입자를 가지는 연마 패드
KR20220042189A (ko) 가공대상물 연마 중 웨이퍼 슬립 검출의 인시츄 조절을 위한 방법 및 장치
US20240149388A1 (en) Temperature Control in Chemical Mechanical Polish
JP2018001325A (ja) ヘッド高さ調整装置およびヘッド高さ調整装置を備える基板処理装置
JP2006324413A (ja) 基板保持装置および研磨装置
JP2001129756A (ja) ウェーハ研磨装置及び研磨状態検出方法
US20200055160A1 (en) Chemical mechanical polishing method and apparatus
JP4868279B2 (ja) 真空ラインの氷結防止装置、この真空ラインの氷結防止装置を用いた研磨装置及びこの研磨装置を用いたデバイス製造方法
JP2016119406A (ja) 基板処理装置
JP2002252190A (ja) 半導体基板の研磨方法および半導体基板の研磨装置
TWI293591B (en) Chemical mechanical polishing apparatus and method for conditioning the polishing pad
JP2019102687A (ja) 研磨装置
JP2002231663A (ja) ウェーハ研磨装置
KR20230152727A (ko) Cmp에서 온도로 제어되는 제거 속도

Legal Events

Date Code Title Description
A107 Divisional application of patent
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application