KR20200121908A - 화학적 기계적 연마 동안 진동들의 모니터링 - Google Patents

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Abstract

화학적 기계적 연마 장치는 연마 패드를 지지하기 위한, 함몰부를 갖는 플래튼, 함몰부의 가요성 멤브레인, 및 신호를 생성하기 위한 인-시튜 진동 모니터링 시스템을 포함한다. 인-시튜 음향 모니터링 시스템은 가요성 멤브레인에 의해 지지되고 연마 패드의 하부측에 결합되도록 위치된 진동 센서를 포함한다.

Description

화학적 기계적 연마 동안 진동들의 모니터링
본 개시내용은 화학적 기계적 연마의 인-시튜 모니터링에 관한 것이다.
집적 회로는 전형적으로, 규소 웨이퍼 상에 전도성, 반전도성, 또는 절연성 층들의 순차적 증착에 의해 기판 상에 형성된다. 하나의 제조 단계는, 비평면 표면 위에 필러 층을 증착시키고 필러 층을 평탄화하는 것을 수반한다. 특정 응용들의 경우, 필러 층은 패터닝된 층의 최상부 표면이 노출될 때까지 평탄화된다. 절연성 층의 트렌치들 또는 홀들을 채우기 위해, 패터닝된 절연성 층 상에, 예를 들어, 전도성 필러 층이 증착될 수 있다. 평탄화 후에, 절연성 층의 융기된 패턴 사이에 남아 있는 금속성 층의 부분들은, 기판 상의 박막 회로들 사이에 전도성 경로들을 제공하는, 비아들, 플러그들 및 라인들을 형성한다. 다른 응용들, 예컨대, 산화물 연마의 경우, 필러 층은 미리 결정된 두께가 비평면 표면 위에 남겨질 때까지 평탄화된다. 추가적으로, 기판 표면의 평탄화가 포토리소그래피를 위해 일반적으로 요구된다.
화학적 기계적 연마(CMP)는 평탄화의 하나의 수용된 방법이다. 이 평탄화 방법은 전형적으로, 기판이 캐리어 또는 연마 헤드 상에 장착되는 것을 요구한다. 기판의 노출된 표면은 전형적으로, 회전 연마 패드에 대해 배치된다. 캐리어 헤드는, 기판을 연마 패드에 대해 누르기 위해, 제어가능한 부하를 기판 상에 제공한다. 연마재 연마 슬러리는 전형적으로, 연마 패드의 표면에 공급된다.
CMP에서의 한가지 과제는, 연마 프로세스가 완료되었는지 여부, 즉, 기판 층이, 원하는 평탄도 또는 두께로 평탄화되었는지 여부, 또는 원하는 양의 물질이 제거된 때를 결정하는 것이다. 슬러리 분포, 연마 패드 조건, 연마 패드와 기판 사이의 상대 속도, 및 기판에 대한 부하의 변동들은 물질 제거 속도의 변동들을 야기할 수 있다. 이러한 변동들뿐만 아니라, 기판 층의 초기 두께의 변동들도, 연마 종료점에 도달하는데 필요한 시간의 변동들을 야기한다. 그러므로, 연마 종료점은 일반적으로, 단지 연마 시간의 함수로서 결정될 수 없다.
일부 시스템들에서, 기판은, 예를 들어, 모터가 플래튼 또는 캐리어 헤드를 회전시키는 데에 요구되는 토크를 모니터링함으로써, 연마 동안 인-시튜로 모니터링된다. 연마의 음향 모니터링이 또한 제안되었다. 그러나, 기존의 모니터링 기법들은 반도체 디바이스 제조업자들의 증가하는 요구들을 만족시키지 못할 수 있다.
위에서 언급된 바와 같이, 화학적 기계적 연마의 음향 모니터링이 제안되었다. 플래튼에 대해 이동가능한 연마 패드의 부분 및 센서 양쪽 모두를 제공함으로써, 센서는 그 부분에 선택적으로 국한된 진동 거동을 픽업할 수 있다.
일 양상에서, 화학적 기계적 연마 장치는 연마 패드를 지지하기 위한, 함몰부를 갖는 플래튼, 함몰부의 가요성 멤브레인, 및 신호를 생성하기 위한 인-시튜 진동 모니터링 시스템을 포함한다. 인-시튜 음향 모니터링 시스템은 가요성 멤브레인에 의해 지지되고 연마 패드의 하부측에 결합되도록 위치된 진동 센서를 포함한다.
구현들은 다음의 특징들 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
연마 패드는 연마 층 및 후면 층을 가질 수 있다. 후면 층에 애퍼쳐가 있을 수 있고, 진동 센서는 연마 층의 하부측에 직접 접촉할 수 있다. 연마 패드는 패드 부분보다 더 연질인 물질에 의해 연마 패드의 나머지에 결합되는 패드 부분을 가질 수 있다. 물질은 패드 부분을 완전히 측방향으로 둘러쌀 수 있다. 연마 패드 및 연마 패드의 나머지는 동일한 물질 조성을 가질 수 있다. 연마 층은 홈들을 가질 수 있고, 물질은 홈들의 바닥에 위치될 수 있다.
가요성 멤브레인 아래의 용적은 가압가능할 수 있다. 가요성 멤브레인은 팽창성 풍선을 제공할 수 있다. 가요성 멤브레인은 가요성 멤브레인 아래의 용적을 밀봉하기 위해 함몰부에 걸쳐 연장될 수 있다. 펌프는 용적을 가압하고 진동 센서가 연마 패드와 접촉하도록 강제할 수 있다.
제어기는 진동 센서로부터 신호들을 수신하고 연마 종료점을 검출하도록 구성될 수 있다. 제어기는 아래놓인 층의 노출을 검출하도록 구성될 수 있다.
구현들은 이하의 잠재적 장점들 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 음향 또는 진동 센서는 더 강한 신호를 가질 수 있다. 아래놓인 층의 노출은 더 신뢰성있게 검출될 수 있다. 연마는 더 신뢰성있게 중단될 수 있고, 웨이퍼간 균일성이 개선될 수 있다.
하나 이상의 실시예의 세부사항들이 이하의 설명 및 첨부 도면들에 열거된다. 다른 양상들, 특징들 및 장점들은 설명 및 도면들로부터 그리고 청구항들로부터 명백할 것이다.
도 1은 연마 장치의 예의 개략적 단면도를 예시한다.
도 2는 연마 패드의 부분과 맞물리는 진동 모니터링 센서의 개략적인 단면도를 예시한다.
도 3은 진동 모니터링 센서를 갖는 플래튼의 개략적인 상면도를 예시한다.
다양한 도면들에서 유사한 참조 부호들은 유사한 요소들을 나타낸다.
일반적으로, 화학적 기계적 연마에서, 물질 제거 프로세스는 연마 패드와 기판 사이의 연속적인 스틱/슬립 작동을 수반할 수 있고; 이러한 스틱/슬립 작동은 프로세스 조건들 및 연마 중인 물질에 따라 특유의 진동 특징들(예를 들어, 주파수 또는 진폭)을 생성해야 한다. 일부 반도체 칩 제조 프로세스들에서, 아래놓인 층, 예를 들어, 유전체, 예컨대, 산화규소, 질화규소 또는 고-K 유전체가 노출될 때까지, 위에놓인 층, 예를 들어, 금속, 산화규소 또는 폴리실리콘이 연마된다. 아래놓인 층이 노출되면, 연마 패드와 기판 사이의 스틱/슬립 작동이 변할 것이고, 따라서 연마 패드의 진동들(예를 들어, 진동들의 주파수 스펙트럼)이 변할 것이다. 연마 종료점은 진동들에서의 이러한 변화를 검출함으로써 결정될 수 있다.
연속적인 스틱/슬립 작동의 일부로서 연마 패드가 신장되고 방출될 때 모니터링될 진동들이 야기될 수 있다. 이러한 진동들은 연마 패드에 대한 기판의 마찰에 의해 단순히 생성된 잡음(이는 또한 때때로 음향 신호로 지칭됨)과 반드시 동일하지는 않으며; 진동들은 다른 마찰 잡음과는 상이한 주파수 범위에서 발생할 수 있다.
그러나, 음향 모니터링에서의 잠재적인 문제는 진동들의 감쇠이다. 특히, 연마 패드가, 예를 들어, 접착제에 의해 플래튼에 고정되는 경우, 이는 연마 패드의 진동을 감쇠시키는 경향이 있을 것이다. 따라서, 연마 패드가 신호의 양호한 송신을 위해 구성되게 하고, 센서를 신호의 낮은 감쇠를 갖는 위치에 있게 하는 것이 유리할 것이다.
도 1은 연마 장치(100)의 예를 예시한다. 연마 장치(100)는 회전가능한 디스크-형상 플래튼(120)을 포함하고, 이 플래튼 상에 연마 패드(110)가 위치된다. 플래튼은 축(125)을 중심으로 회전하도록 작동가능하다. 예를 들어, 모터(121), 예를 들어, DC 유도 모터는 플래튼(120)을 회전시키기 위해 구동 샤프트(124)를 회전시킬 수 있다.
연마 패드(110)는 외측 연마 층(112) 및 더 연질인 후면 층(114)을 갖는 2-층 연마 패드일 수 있다. 일부 구현들에서, 복수의 슬러리 운송 홈들(116)(도 2 참고)이 연마 패드(110)의 연마 층(112)의 최상부 표면에 형성된다. 홈들(116)은 연마 층(112)의 두께를 완전히 관통하는 것이 아니라 부분적으로 통하여 연장된다.
연마 장치(100)는, 연마액(132), 예컨대, 연마 슬러리를 연마 패드(110) 상에 분배하기 위해, 패드를 향한 포트(130)를 포함할 수 있다. 연마 장치는 또한, 연마 패드(110)를 일관된 연마 상태로 유지하기 위해 연마 패드(110)를 연마하기 위해서 연마 패드 컨디셔너를 포함할 수 있다.
연마 장치(100)는 적어도 하나의 캐리어 헤드(140)를 포함한다. 캐리어 헤드(140)는 기판(10)을 연마 패드(110)에 대해 유지하도록 작동가능하다. 각각의 캐리어 헤드(140)는 각각의 기판 각각과 연관된 연마 파라미터들, 예를 들어, 압력의 독립적 제어를 가질 수 있다.
캐리어 헤드(140)는 가요성 멤브레인(144) 아래에 기판(10)을 유지하기 위해 유지 링(142)을 포함할 수 있다. 캐리어 헤드(140)는 또한, 멤브레인에 의해 한정된 하나 이상의 독립적으로 제어가능한 가압가능 챔버, 예를 들어, 3개의 챔버들(146a-146c)을 포함하며, 이 챔버들은 독립적으로 제어가능한 압력들을 가요성 멤브레인(144) 상의 관련 구역들에, 그리고 따라서 기판(10) 상에 인가할 수 있다. 예시의 편의를 위해, 도 1에 단지 3개의 챔버들만이 예시되어 있지만, 1개 또는 2개의 챔버들, 또는 4개 이상의 챔버들, 예를 들어, 5개의 챔버들이 있을 수 있다.
캐리어 헤드(140)는 지지 구조(150), 예를 들어, 캐러셀 또는 트랙으로부터 매달리며, 캐리어 헤드가 축(155)을 중심으로 회전할 수 있도록, 구동 샤프트(152)에 의해 캐리어 헤드 회전 모터(154), 예를 들어, DC 유도 모터에 연결된다. 선택적으로, 각각의 캐리어 헤드(140)는, 예를 들어, 캐러셀(150) 상의 슬라이더들 상에서, 또는 캐러셀 자체의 회전 진동에 의해, 또는 트랙을 따른 미끄러짐에 의해 측방향으로 진동할 수 있다. 전형적인 작동에서, 플래튼은 플래튼의 중심 축(125)을 중심으로 회전되며, 각각의 캐리어 헤드는 캐리어 헤드의 중심 축(155)을 중심으로 회전되고, 연마 패드의 최상부 표면에 걸쳐 측방향으로 병진된다.
단지 하나의 캐리어 헤드(140)만이 도시되어 있지만, 연마 패드(110)의 표면적이 효율적으로 사용될 수 있도록 추가적인 기판들을 유지하기 위해, 더 많은 캐리어 헤드들이 제공될 수 있다.
제어기(190), 예컨대, 프로그램가능 컴퓨터는 플래튼(120) 및 캐리어 헤드(140)의 회전 속도를 제어하기 위해 모터들(121, 154)에 연결된다. 예를 들어, 각각의 모터는 연관된 구동 샤프트의 회전 속도를 측정하는 인코더를 포함할 수 있다. 모터 자체에 있거나, 제어기의 일부이거나, 별도의 회로일 수 있는 피드백 제어 회로는, 인코더로부터 측정된 회전 속도를 수신하며, 구동 샤프트의 회전 속도가, 제어기로부터 수신된 회전 속도와 일치하는 것을 보장하도록, 모터에 공급되는 전류를 조정한다.
연마 장치(100)는 적어도 하나의 인-시튜 패드 진동 모니터링 시스템(160)을 포함한다. 인-시튜 패드 진동 모니터링 시스템(160)은 하나 이상의 진동 센서(162)를 포함한다. 각각의 진동 센서(162)는 상부 플래튼(120) 상의 하나 이상의 위치에 설치될 수 있다. 특히, 인-시튜 음향 모니터링 시스템은 기판(10)의 물질이 변형을 겪을 때의 응력 에너지에 의해 야기되는 음향 방출들을 검출하도록 구성될 수 있다.
위치 센서, 예를 들어, 플래튼의 림에 연결된 광학 단속기 또는 회전 인코더는 플래튼(120)의 각도 위치를 감지하는 데 사용될 수 있다. 이는, 센서(162)가 기판에 근접하여 있을 때, 예를 들어, 센서(162)가 캐리어 헤드 또는 기판 아래에 있을 때 측정되는 신호의 부분들만이 종료점 검출에 사용되는 것을 허용한다.
도 1 및 2에 도시된 구현에서, 진동 센서(162)는 플래튼(120)의 함몰부(164)에 또는 그 위에 위치되고, 연마 패드(110)의 하부측과 접촉한다. 일부 구현들에서, 애퍼쳐(118)는 후면 층(114)에 형성되고, 진동 센서(162)는 연마 층(112)의 하부측과 직접 접촉한다.
센서(162)는 회전 결합부, 예를 들어, 수은 슬립 링을 통해 전력 공급부 및/또는 다른 신호 처리 전자회로(166)에 회로(168)에 의해 연결될 수 있다. 신호 처리 전자회로(166)는 차례로, 제어기(190)에 연결될 수 있다. 센서(162)로부터의 신호는 내장된 내부 증폭기에 의해 증폭될 수 있다. 그 다음, 센서(162)로부터의 신호는 필요에 따라 더 증폭되고 필터링될 수 있으며, 예를 들어, 전자회로(166)의 고속 데이터 획득 보드로의 A/D 포트를 통해 디지털화될 수 있다. 센서(162)로부터의 데이터는 1 내지 3 Mhz로 기록될 수 있다.
진동 센서(162)는 함몰부(164)에 위치된 가요성 및 팽창성 멤브레인(170)에 의해 지지될 수 있다. 일부 구현들에서, 멤브레인(170)은 함몰부(164)의 바닥과 진동 센서(162) 사이에 풍선형 구조(172)를 형성한다. 대안적으로, 멤브레인(170)은 멤브레인(170)의 최상부 표면 아래에 가압가능한 용적을 형성하기 위해 함몰부(164)의 일부에 걸쳐 단순히 신장될 수 있다.
멤브레인(170) 아래 또는 내부의 용적의 가압은 센서(162)를 연마 패드(110)와 접촉하도록 편향시킬 수 있다. 한편, 가요성 멤브레인, 예를 들어, 풍선형 구조는 센서(162)가 플래튼(120)으로부터 모든 3개의 축들(2개는 연마 패드의 표면에 평행하고 1개는 연마 패드의 표면에 대해 수직임)로 효과적으로 분리되는 것을 허용한다. 이는 센서(162)가 플래튼(120)의 구조적 영향에 의해 방해받지 않고 작동하는 것을 허용한다.
추가적으로, 도 2 및 3을 참조하면, 센서(162)와 접촉하는, 연마 패드(110)의 부분(180)은 더 연질인 물질(182)에 의해 연마 패드의 나머지로부터 진동 측면에서 격리될 수 있다. 이는 센서(162)에 부착된 패드 부분(180)이 연마 패드(110)의 나머지에 대해 병진하는 것을 허용한다. 따라서, 센서(162)는 연마 패드(110)의 나머지로부터의 구조적 강성(예를 들어, 플래튼으로의 연마 패드의 부착)에 의해 방해받지 않고 작동할 수 있다. 더 연질인 물질(182)은 부분(180)을 완전히 둘러쌀 수 있다. 패드 부분(180)은 원형, 직사각형 등일 수 있다. 패드 부분(180)은 연마 층(112)의 나머지와 동일한 물질이다.
도 2는 더 연질인 물질(182)이 홈들(116)의 바닥에 위치된 것으로 예시하지만, 이는 필수적이지 않으며; 더 연질인 물질(182)은 연마 층(112)의 전체 두께의 영역에 위치될 수 있고, 후면 층(114)을 통해서도 연장될 수 있다(예를 들어, 도 1 참고).
진동 센서(162)는 플래튼(120)의 중심에, 예를 들어, 회전 축(125)에, 플래튼(120)의 에지에, 또는 중간점에(예를 들어, 20인치 직경의 플래튼의 경우 회전 축으로부터 5인치에) 위치될 수 있다.
도 1로 돌아가서, 연마 패드의 부분(180)이 기판(10) 아래에서 회전할 때, 부분(180)과 기판(10) 사이의 스틱/슬립 작동은 특정 진동 특징들을 야기할 것이다. 그러나, 부분(180) 및 센서(162)는 플래튼(120) 및 연마 패드(110)의 나머지로부터 독립적이기 때문에, 센서는 패드 부분(180)으로부터 선택적으로 진동 거동을 픽업할 수 있다.
일부 구현들에서, 가스가 함몰부(164) 내로 지향될 수 있다. 예를 들어, 가스, 이를테면, 공기 또는 질소는 압력 공급원(180), 예를 들어, 펌프 또는 가스 공급 라인으로부터, 플래튼(120)의 배관 및/또는 통로에 의해 제공되는 도관(182)을 통해 함몰부(164) 내로 지향될 수 있다. 출구 포트(184)는 함몰부(164)를 외부 환경에 연결할 수 있고, 함몰부(164)로부터의 가스의 탈출을 허용할 수 있다. 가스 유동은 함몰부(164) 내로의 슬러리의 누설을 감소시키고/거나, 함몰부(164) 내로 누설되는 슬러리를 출구 포트(184)를 통해 밖으로 퍼징하여, 센서(162)의 오염이 전자회로 또는 다른 구성요소에 손상을 줄 가능성을 감소시키기 위해, 함몰부(164)를 가압할 수 있다.
예를 들어, 증폭, 예비 필터링 및 디지털화 이후의 센서(162)로부터의 신호는 종료점 검출 또는 피드백 또는 피드포워드 제어를 위해, 예를 들어, 제어기(190)에서 데이터 처리를 받을 수 있다.
일부 구현들에서, 신호의 주파수 분석이 수행된다. 예를 들어, 주파수 스펙트럼을 생성하기 위해 신호에 대해 고속 푸리에 변환(FFT)이 수행될 수 있다. 특정 주파수 대역이 모니터링될 수 있고, 주파수 대역의 강도가 임계값을 넘어선다면, 이는 아래놓인 층의 노출을 나타낼 수 있고, 이는 종료점을 촉발하는 데 사용될 수 있다. 대안적으로, 선택된 주파수 범위에서의 국부 최대치 또는 최소치의 폭이 임계값을 넘어선다면, 이는 아래놓인 층의 노출을 나타낼 수 있고, 이는 종료점을 촉발하는 데 사용될 수 있다.
다른 예로서, 신호를 저주파수 성분과 고주파수 성분으로 분해하기 위해, 신호에 대해 웨이블릿 패킷 변환(WPT)이 수행될 수 있다. 신호를 더 작은 성분들로 나누기 위해 필요하다면 분해가 반복될 수 있다. 주파수 성분들 중 하나의 강도가 모니터링될 수 있고, 성분의 강도가 임계값을 넘어선다면, 이는 아래놓인 층의 노출을 나타낼 수 있고, 이는 종료점을 촉발하는 데 사용될 수 있다.
예를 들어, 임계값들이 실험적으로 결정된 후에, 디바이스 기판이 연마될 수 있다. 디바이스 기판이 연마 스테이션에서 연마되고, 인-시튜 진동 모니터링 시스템으로부터 진동 신호가 수집된다.
아래놓인 층의 노출을 검출하기 위해 신호가 모니터링된다. 예를 들어, 특정 주파수 범위가 모니터링될 수 있고, 강도가 모니터링되고 임계값과 비교될 수 있다.
연마 종료점의 검출은 연마의 중단을 촉발하지만, 연마는 종료점 촉발 이후에, 미리 결정된 시간량 동안 계속될 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 수집된 데이터 및/또는 종료점 검출 시간은 후속 처리 작동, 예를 들어, 후속 스테이션에서의 연마에서 기판의 처리를 제어하기 위해 피드포워드될 수 있거나, 동일한 연마 스테이션에서의 후속 기판의 처리를 제어하기 위해 피드백될 수 있다.
본 명세서에 설명된 구현들 및 기능적 작동들 전부는, 디지털 전자 회로로, 본 명세서에 개시된 구조적 수단들 및 그의 구조적 등가물들을 포함하는, 컴퓨터 소프트웨어, 펌웨어, 또는 하드웨어로, 또는 그들의 조합들로 구현될 수 있다. 본원에 설명된 구현들은, 하나 이상의 비일시적 컴퓨터 프로그램 제품으로, 즉, 하나 이상의 컴퓨터 프로그램(데이터 처리 장치, 예를 들어, 프로그램가능 프로세서, 컴퓨터, 또는 다수의 프로세서들 또는 컴퓨터들에 의한 실행을 위해, 또는 그의 작동을 제어하기 위해, 기계 판독가능 저장 디바이스에 유형적으로 구체화됨)으로 구현될 수 있다.
컴퓨터 프로그램(또한, 프로그램, 소프트웨어, 응용 소프트웨어, 또는 코드로 알려져 있음)은, 컴파일된 또는 해석된 언어들을 포함하는 임의의 형태의 프로그래밍 언어로 작성될 수 있고, 컴퓨터 프로그램은, 독립형 프로그램으로서, 또는 모듈, 컴포넌트, 서브루틴, 또는 컴퓨팅 환경에서 사용하기에 적합한 다른 유닛으로서를 포함하여, 임의의 형태로 배포될 수 있다. 컴퓨터 프로그램은 반드시 파일에 대응하지는 않는다. 프로그램은 다른 프로그램들 또는 데이터를 보유하는 파일의 일부에, 해당 프로그램에 전용인 단일 파일에, 또는 다수의 협력 파일들(예를 들어, 하나 이상의 모듈, 서브 프로그램들 또는 코드의 부분들을 저장하는 파일들)에 저장될 수 있다. 컴퓨터 프로그램은 하나의 컴퓨터 상에서, 또는 한 장소에 있거나 다수의 장소들에 걸쳐 분산되고 통신 네트워크에 의해 상호연결된 다수의 컴퓨터들 상에서 실행되도록 배포될 수 있다.
본 명세서에서 설명된 프로세스들 및 논리 흐름들은, 입력 데이터를 조작하고 출력을 생성함으로써 기능들을 수행하기 위해 하나 이상의 컴퓨터 프로그램을 실행하는 하나 이상의 프로그램가능 프로세서에 의해 수행될 수 있다. 프로세스들 및 논리 흐름들은 또한, 특수 목적 논리 회로, 예를 들어, FPGA(필드 프로그램가능 게이트 어레이) 또는 ASIC(주문형 집적 회로)에 의해 수행될 수 있고, 장치는 또한, 그러한 특수 목적 논리 회로로서 구현될 수 있다.
"데이터 처리 장치"라는 용어는, 예로서, 프로그램가능 프로세서, 컴퓨터, 또는 다중 프로세서들 또는 컴퓨터들을 포함하는, 데이터를 처리하기 위한 모든 장치, 디바이스들 및 머신들을 포함한다. 장치는, 하드웨어 이외에도, 해당 컴퓨터 프로그램을 위한 실행 환경을 생성하는 코드, 예를 들어, 프로세서 펌웨어, 프로토콜 스택, 데이터베이스 관리 시스템, 운영 체제, 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 구성하는 코드를 포함할 수 있다. 컴퓨터 프로그램의 실행에 적합한 프로세서들은, 예로서, 범용 및 특수 목적 마이크로프로세서들 양쪽 모두, 및 임의의 종류의 디지털 컴퓨터의 임의의 하나 이상의 프로세서를 포함한다.
컴퓨터 프로그램 명령어들 및 데이터를 저장하기에 적합한 컴퓨터 판독가능 매체는, 예로서, 반도체 메모리 디바이스들, 예를 들어, EPROM, EEPROM, 및 플래시 메모리 디바이스들; 자기 디스크들, 예를 들면, 내부 하드 디스크들 또는 이동식 디스크들; 광 자기 디스크들; 및 CD ROM 및 DVD-ROM 디스크들을 포함하는, 모든 형태들의 비휘발성 메모리, 매체 및 메모리 디바이스들을 포함한다. 프로세서 및 메모리는 특수 목적 논리 회로에 의해 보완되거나 그에 포함될 수 있다.
위에서 설명된 연마 장치 및 방법들은 다양한 연마 시스템들에 적용될 수 있다. 연마 패드, 또는 캐리어 헤드, 또는 둘 모두는, 연마 표면과 웨이퍼 사이의 상대 운동을 제공하도록 이동할 수 있다. 예를 들어, 플래튼은 회전하는 대신에 궤도를 그리며 돌 수 있다. 연마 패드는 플래튼에 고정된 원형(또는 어떤 다른 형상) 패드일 수 있다. 종료점 검출 시스템의 일부 양상들은 (예를 들어, 연마 패드가 선형으로 이동하는 연속적인 또는 릴-투-릴 벨트인) 선형 연마 시스템들에 적용가능할 수 있다. 연마 층은 표준(예를 들어, 필러들을 갖거나 갖지 않는 폴리우레탄) 연마 물질, 연질 물질, 또는 고정된-연마재 물질일 수 있다. 상대적 위치결정의 용어들이 사용되는데; 연마 표면 및 웨이퍼는 수직 배향 또는 어떤 다른 배향들로 유지될 수 있음을 이해해야 한다.
본 명세서가 많은 특정 사항들을 포함하지만, 이들은 청구될 수 있는 대상의 범위에 대한 제한들로서 해석되어서는 안 되며, 오히려 특정 발명들의 특정 실시예들에 대해 특정할 수 있는 특징들의 설명들로서 해석되어야 한다. 일부 구현들에서, 방법은 위에놓인 및 아래놓인 물질들의 다른 조합들에, 그리고 다른 종류들의 인-시튜 모니터링 시스템들, 예를 들어, 광학 모니터링 또는 와전류 모니터링 시스템들로부터의 신호들에 적용될 수 있다.

Claims (15)

  1. 화학적 기계적 연마 장치로서,
    연마 패드를 지지하기 위한 플래튼 ― 상기 플래튼은 함몰부를 가짐 ―;
    상기 함몰부의 가요성 멤브레인; 및
    신호를 생성하기 위한 인-시튜 진동 모니터링 시스템을 포함하고, 상기 인-시튜 음향 모니터링 시스템은, 상기 가요성 멤브레인에 의해 지지되고 상기 연마 패드의 하부측에 결합되도록 위치된 진동 센서를 포함하는, 화학적 기계적 연마 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 연마 패드를 포함하고, 상기 연마 패드는 연마 층 및 후면 층을 갖는, 화학적 기계적 연마 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 후면 층에 애퍼쳐를 포함하고, 상기 진동 센서는 상기 연마 층의 하부측에 직접 접촉하는, 화학적 기계적 연마 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 연마 패드는 패드 부분을 포함하고 상기 패드 부분은 그보다 더 연질인 물질에 의해 상기 연마 패드의 나머지에 결합되는, 화학적 기계적 연마 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 물질은 상기 패드 부분을 완전히 측방향으로 둘러싸는, 화학적 기계적 연마 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 연마 패드의 부분 및 상기 연마 패드의 나머지는 동일한 물질 조성을 갖는, 화학적 기계적 연마 장치.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 연마 층은 홈들을 갖고, 상기 물질은 상기 홈들의 바닥에 위치되는, 화학적 기계적 연마 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 가요성 멤브레인 아래의 용적은 가압가능한, 화학적 기계적 연마 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 가요성 멤브레인은 팽창성 풍선을 제공하는, 화학적 기계적 연마 장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 가요성 멤브레인은 상기 가요성 멤브레인 아래의 상기 용적을 밀봉하기 위해 상기 함몰부에 걸쳐 연장되는, 화학적 기계적 연마 장치.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 용적을 가압하고 상기 진동 센서가 상기 연마 패드와 접촉하도록 강제하기 위한 펌프를 포함하는, 화학적 기계적 연마 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 진동 센서로부터 신호들을 수신하고 연마 종료점을 검출하도록 구성된 제어기를 포함하는, 화학적 기계적 연마 장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 제어기는 아래놓인 층의 노출을 검출하도록 구성되는, 화학적 기계적 연마 장치.
  14. 연마 방법으로서,
    기판을 연마 패드와 접촉시키는 단계;
    상기 기판과 상기 연마 패드 사이의 상대 운동을 생성하는 단계;
    진동 센서 아래의 챔버를 가압함으로써 상기 진동 센서가 상기 연마 패드의 하부측과 접촉하도록 강제하는 단계; 및
    상기 센서를 사용하여 상기 기판을 음향적으로 모니터링하는 단계를 포함하는, 연마 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 센서로부터의 신호에 기초하여, 아래놓인 층의 노출을 검출하는 단계를 포함하는, 연마 방법.
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