KR20220050374A - 화학적 기계적 연마 장치, 화학적 기계적 연마 방법 및 반도체 장치의 제조 방법 - Google Patents

화학적 기계적 연마 장치, 화학적 기계적 연마 방법 및 반도체 장치의 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20220050374A
KR20220050374A KR1020200133978A KR20200133978A KR20220050374A KR 20220050374 A KR20220050374 A KR 20220050374A KR 1020200133978 A KR1020200133978 A KR 1020200133978A KR 20200133978 A KR20200133978 A KR 20200133978A KR 20220050374 A KR20220050374 A KR 20220050374A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
slurry
purging
polishing
temperature
polishing pad
Prior art date
Application number
KR1020200133978A
Other languages
English (en)
Inventor
이용희
홍명기
권병호
이근택
Original Assignee
삼성전자주식회사
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 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR1020200133978A priority Critical patent/KR20220050374A/ko
Priority to US17/401,105 priority patent/US20220118582A1/en
Publication of KR20220050374A publication Critical patent/KR20220050374A/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
    • 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
    • B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/11—Lapping tools
    • B24B37/20—Lapping pads for working 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
    • B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/11—Lapping tools
    • B24B37/20—Lapping pads for working plane surfaces
    • B24B37/24—Lapping pads for working plane surfaces characterised by the composition or properties of the pad materials
    • 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
    • B24B53/00—Devices or means for dressing or conditioning abrasive surfaces
    • B24B53/017—Devices or means for dressing, cleaning or otherwise conditioning lapping tools
    • 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
    • H01L21/02002—Preparing wafers
    • H01L21/02005—Preparing bulk and homogeneous wafers
    • H01L21/02008—Multistep processes
    • H01L21/0201—Specific process step
    • H01L21/02024—Mirror polishing
    • 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 at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System 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
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67092—Apparatus for mechanical treatment
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67155—Apparatus for manufacturing or treating in a plurality of work-stations
    • H01L21/67207—Apparatus for manufacturing or treating in a plurality of work-stations comprising a chamber adapted to a particular process
    • H01L21/67219—Apparatus for manufacturing or treating in a plurality of work-stations comprising a chamber adapted to a particular process comprising at least one polishing chamber

Abstract

연마 온도 제어가 용이한 화학적 기계적 연마 장치, 화학적 기계적 연마 방법 및 반도체 장치의 제조 방법이 제공된다. 몇몇 실시예에 따른 화학적 기계적 연마 방법은, 연마 패드를 제공하고, 연마 패드 상에, 제1 퍼징 온도의 제1 퍼징재를 공급하고, 제1 퍼징재가 공급된 연마 패드 상에, 제1 슬러리 온도의 제1 슬러리를 공급하고, 연마 패드 상에, 제1 퍼징 온도보다 낮은 제2 퍼징 온도의 제2 퍼징재를 공급하고, 제2 퍼징재가 공급된 연마 패드 상에, 제1 슬러리 온도보다 낮은 제2 슬러리 온도의 제2 슬러리를 공급하는 것을 포함한다.

Description

화학적 기계적 연마 장치, 화학적 기계적 연마 방법 및 반도체 장치의 제조 방법{CHEMICAL MECHANICAL POLISHING APPARATUS, CHEMICAL MECHANICAL POLISHING METHOD AND METHOD FOR FABRICATING SEMICONDUCTOR DEVICE}
본 발명은 화학적 기계적 연마 장치, 화학적 기계적 연마 방법 및 반도체 장치의 제조 방법에 관한 것이다.
반도체 장치의 제조 공정에서, 기판 상에 형성된 막들 사이의 단차를 제거하기 위한 평탄화 기술로서 화학적 기계적 연마(chemical mechanical polishing, CMP) 공정이 널리 활용되고 있다. 화학적 기계적 연마 공정은, 기판과 연마 패드 사이에 연마 입자를 포함하는 슬러리 조성물을 주입하고 기판과 연마 패드를 마찰시킴으로써 기판 상에 형성된 막들을 효율적으로 평탄화할 수 있다.
한편, 이러한 화학적 기계적 연마 공정은 기판과 연마 패드 간의 마찰로 인해 마찰열을 수반하며, 이러한 마찰열은 연마 온도를 상승시켜 화학적 기계적 연마 공정의 연마율을 변화시키는 원인이 된다. 따라서, 필요한 연마율을 달성하기 위해 연마 온도를 효율적으로 제어할 수 있는 방법이 요구된다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 연마 온도 제어가 용이한 화학적 기계적 연마 방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는 연마 온도 제어가 용이한 화학적 기계적 연마 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는 연마 온도 제어가 용이한 화학적 기계적 연마 방법(또는 화학적 기계적 연마 장치)을 이용하는 반도체 장치의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 몇몇 실시예에 따른 화학적 기계적 연마 방법은, 연마 패드를 제공하고, 연마 패드 상에, 제1 퍼징 온도의 제1 퍼징재를 공급하고, 제1 퍼징재가 공급된 연마 패드 상에, 제1 슬러리 온도의 제1 슬러리를 공급하고, 연마 패드 상에, 제1 퍼징 온도보다 낮은 제2 퍼징 온도의 제2 퍼징재를 공급하고, 제2 퍼징재가 공급된 연마 패드 상에, 제1 슬러리 온도보다 낮은 제2 슬러리 온도의 제2 슬러리를 공급하는 것을 포함한다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 몇몇 실시예에 따른 화학적 기계적 연마 방법은, 연마 패드를 제공하고, 연마 패드 상에, 제1 퍼징 온도의 제1 퍼징재를 공급하고, 제1 퍼징재가 공급된 연마 패드를 이용하여, 웨이퍼에 대한 제1 연마 공정을 수행하고, 제1 연마 공정을 수행한 후에, 연마 패드 상에 제1 퍼징 온도보다 낮은 제2 퍼징 온도의 제2 퍼징재를 공급하고, 제2 퍼징재가 공급된 연마 패드를 이용하여, 웨이퍼에 대한 제2 연마 공정을 수행하는 것을 포함한다.
상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위한 몇몇 실시예에 따른 화학적 기계적 연마 장치는, 회전 가능한 연마 패드, 연마 패드 상에 웨이퍼를 제공하는 연마 헤드, 연마 패드 상에, 제1 퍼징 온도의 제1 퍼징재 및 제1 퍼징 온도보다 낮은 제2 퍼징 온도의 제2 퍼징재 중 적어도 하나를 공급하는 퍼징재 공급부, 및 제1 퍼징재 및 제2 퍼징재 중 적어도 하나가 공급된 연마 패드 상에, 슬러리를 공급하는 슬러리 공급부를 포함한다.
상기 또 다른 기술적 과제를 달성하기 위한 몇몇 실시예에 따른 반도체 장치의 제조 방법은, 기판 상에, 복수의 트렌치들을 포함하는 물질 패턴을 형성하고, 물질 패턴 상에, 복수의 트렌치들을 채우는 대상막을 형성하고, 연마 패드를 제공하고, 연마 패드 상에, 제1 퍼징 온도의 제1 퍼징재를 공급하고, 제1 퍼징재가 공급된 연마 패드를 이용하여, 대상막에 대한 제1 연마 공정을 수행하고, 제1 연마 공정을 수행한 후에, 연마 패드 상에 제1 퍼징 온도보다 낮은 제2 퍼징 온도의 제2 퍼징재를 공급하고, 제2 퍼징재가 공급된 연마 패드를 이용하여, 대상막에 대한 제2 연마 공정을 수행하는 것을 포함한다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
도 1은 몇몇 실시예에 따른 화학적 기계적 연마 장치를 포함하는 설비를 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
도 2는 몇몇 실시예에 따른 화학적 기계적 연마 장치를 설명하기 위한 개략적인 사시도이다.
도 3은 도 2의 슬러리 공급부 및 퍼징재 공급부를 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
도 4는 도 2의 퍼징재 공급부를 설명하기 위한 개략적인 측면도이다.
도 5 및 도 6은 몇몇 실시예에 따른 화학적 기계적 연마 장치의 효과를 설명하기 위한 도면들이다.
도 7 및 도 8은 몇몇 실시예에 따른 화학적 기계적 연마 장치의 효과를 설명하기 위한 그래프들이다.
도 9 내지 도 11은 몇몇 실시예에 따른 화학적 기계적 연마 장치의 슬러리 공급부 및 퍼징재 공급부를 설명하기 위한 다양한 개략적인 평면도들이다.
도 12는 몇몇 실시예에 따른 화학적 기계적 연마 장치의 슬러리 공급부 및 퍼징재 공급부를 설명하기 위한 개략적인 사시도이다.
도 13은 몇몇 실시예에 따른 화학적 기계적 연마 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 14는 몇몇 실시예에 따른 화학적 기계적 연마 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 15 내지 도 18은 몇몇 실시예에 따른 반도체 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 중간 단계 도면들이다.
도 19는 몇몇 실시예에 따른 화학적 기계적 연마 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
이하에서, 도 1 내지 도 12를 참조하여, 예시적인 실시예들에 따른 화학적 기계적 연마 장치를 설명한다.
도 1은 몇몇 실시예에 따른 화학적 기계적 연마 장치를 포함하는 연마 설비를 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
도 1을 참조하면, 몇몇 실시예에 따른 연마 설비는, 화학적 기계적 연마 장치(10), 인덱스부(11), 이송 로봇(12) 및 세정 장치(13)를 포함할 수 있다.
화학적 기계적 연마 장치(10)는 웨이퍼(WF)를 연마할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 화학적 기계적 연마 장치(10)는 하부 베이스(110), 로드 컵(115), 플레이튼(120), 연마 패드(130), 캐리어 헤드 어셈블리(140), 패드 컨디셔너(150), 슬러리 공급부(160) 및 퍼징재 공급부(170)를 포함할 수 있다. 화학적 기계적 연마 장치(10)에 관하여는, 도 2 내지 도 4에 관한 설명에서 보다 구체적으로 후술한다.
인덱스부(11)는 웨이퍼(WF)들이 수납된 카세트(CS)가 놓이는 공간을 제공할 수 있다. 인덱스부(11)는 카세트(CS)로부터 웨이퍼(WF)를 반출시켜 이송 로봇(12)으로 전달하거나, 연마 공정이 완료된 웨이퍼(WF)를 카세트(CS)로 반입시킬 수 있다.
이송 로봇(12)은 화학적 기계적 연마 장치(10)와 인덱스부(11)와 사이에 배치될 수 있다. 이송 로봇(12)은 화학적 기계적 연마 장치(10)와 인덱스부(11) 간에 웨이퍼(WF)를 이송시킬 수 있다. 예시적으로, 화학적 기계적 연마 장치(10)에 이송 로봇(12)에 인접하는 로드 컵(115)이 배치될 수 있다. 로드 컵(115)은 웨이퍼(WF)가 임시 대기하는 공간을 제공할 수 있다. 또한, 이송 로봇(12)과 로드 컵(115) 사이에 익스체인저(117)가 배치될 수 있다. 익스체인저(117)는 이송 로봇(12)에 의해 인덱스부(11)로부터 이송된 웨이퍼(WF)를 로드 컵(115)으로 이송하거나, 로드 컵(115) 상에 배치된 웨이퍼(WF)를 이송 로봇(12)으로 이송할 수 있다.
세정 장치(13)는 인덱스부(11)와 이송 로봇(12) 사이에 배치될 수 있다. 화학적 기계적 연마 장치(10)에서 연마된 웨이퍼(WF)는 로드 컵(115) 상에 배치될 수 있다. 로드 컵(115) 상에 배치된 웨이퍼(WF)는 로드 컵(115)에 인접하게 배치되는 이송 로봇(12)에 의해 세정 장치(13)로 이송될 수 있다. 세정 장치(13)는 연마된 웨이퍼(WF)에 잔존하는 오염 물질을 세정할 수 있다. 세정된 웨이퍼(WF)는 인덱스부(11)로 반송되어 카세트(CS)에 수납될 수 있다. 이에 따라, 웨이퍼(WF)에 대한 연마 공정이 완료될 수 있다.
도 2는 몇몇 실시예에 따른 화학적 기계적 연마 장치를 설명하기 위한 개략적인 사시도이다. 도 3은 도 2의 슬러리 공급부 및 퍼징재 공급부를 설명하기 위한 개략적인 평면도이다. 도 4는 도 2의 퍼징재 공급부를 설명하기 위한 개략적인 측면도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 몇몇 실시예에 따른 화학적 기계적 연마 장치는 하부 베이스(110), 로드 컵(115), 플레이튼(120), 연마 패드(130), 캐리어 헤드 어셈블리(140), 패드 컨디셔너(150), 슬러리 공급부(160) 및 퍼징재 공급부(170)를 포함할 수 있다.
하부 베이스(110)는 몇몇 실시예에 따른 화학적 기계적 연마 장치의 하부 구조를 제공할 수 있다. 예를 들어, 하부 베이스(110)는 후술되는 로드 컵(115), 플레이튼(120), 연마 패드(130), 캐리어 헤드 어셈블리(140), 패드 컨디셔너(150), 슬러리 공급부(160) 및 퍼징재 공급부(170)를 지지할 수 있다.
플레이튼(120)은 하부 베이스(110)의 상면 상에 배치될 수 있다. 플레이튼(120)은 회전 가능할 수 있다. 예를 들어, 플레이튼(120)은 하부 베이스(110) 내에 배치된 모터(미도시)로부터 회전 동력을 전달받아 회전할 수 있다. 일례로, 플레이튼(120)은 플레이튼(120)의 상면과 수직하는 회전축을 중심으로 회전할 수 있다
몇몇 실시예에서, 하부 베이스(110) 상에 복수의 플레이튼(120)들이 제공될 수 있다. 예시적으로, 도 1에 도시된 것처럼, 복수의 플레이튼(120)들은 하부 베이스(110)의 중심을 기준으로 소정의 간격으로 이격되어 배치될 수 있다.
연마 패드(130)는 플레이튼(120)의 상면 상에 배치될 수 있다. 연마 패드(130)는 플레이튼(120)에 의해 지지되어 회전 가능할 수 있다. 연마 패드(130)는 일정 두께를 갖는 플레이트, 예시적으로 원형 플레이트로 제공될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
연마 패드(130)는 소정의 거칠기를 갖는 연마면을 포함할 수 있다. 화학적 기계적 연마 공정이 수행되는 동안, 연마 패드(130)의 연마면은 웨이퍼(WF)와 직접 접촉하여 웨이퍼(WF)를 기계적으로 연마할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 연마면은 연마 패드(130)의 상면일 수 있다.
연마 패드(130)는 복수의 미공(microspace; 예를 들어, 도 5의 포어(130P))을 갖는 다공성 재질을 포함할 수 있다. 연마 패드(130)의 미공들은 화학적 기계적 연마 공정이 수행되는 동안 제공되는 슬러리(예를 들어, 후술되는 제1 슬러리 및/또는 제2 슬러리)를 수용할 수 있다. 연마 패드(130)는 예를 들어, 폴리우레탄(polyurethane) 패드를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
몇몇 실시예에서, 연마 패드(130)는 도전체일 수 있다. 도전체인 연마 패드(130)는 접지되어, 쇼트(short) 발생을 방지할 수 있다. 그러나, 이는 예시적인 것일 뿐이고, 연마 패드(130)는 부도전체일 수도 있다.
캐리어 헤드 어셈블리(140)는 하부 베이스(110) 상에 배치될 수 있다. 캐리어 헤드 어셈블리(140)는 연마 헤드(142) 및 상부 베이스(144)를 포함할 수 있다.
연마 헤드(142)는 연마 패드(130) 상에 웨이퍼(WF)를 제공할 수 있다. 예를 들어, 연마 헤드(142)는 웨이퍼(WF)의 연마 대상면이 연마 패드(130)의 연마면(상면)을 향하도록 웨이퍼(WF)를 제공할 수 있다. 연마 헤드(410)는 예를 들어, 진공 흡착 방식으로 웨이퍼(WF)를 수용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
화학적 기계적 연마 공정이 수행되는 동안, 연마 헤드(142)는 상하 방향으로 이동하여 연마 패드(130) 상에 웨이퍼(WF)를 가압할 수 있다. 예시적으로, 연마 헤드(142)는 공압 또는 유압 실린더를 이용하여 상하 방향으로 가동됨으로써 웨이퍼(WF)를 가압할 수 있다. 화학적 기계적 연마 공정이 수행되는 동안, 연마 헤드(142)는 회전할 수 있다. 예를 들어, 연마 헤드(142)는 모터로부터 회전 동력을 전달받아 회전할 수 있다. 일례로, 연마 헤드(142)는 연마 패드(130)의 상면과 수직하는 회전축을 중심으로 회전할 수 있다. 이에 따라, 웨이퍼(WF)는 연마 패드(130)에 의해 연마될 수 있다.
연마 헤드(142)는 상부 베이스(144)에 의해 각각의 플레이튼(120) 상에 배치될 수 있다. 예시적으로, 도 1에 도시된 것처럼, 상부 베이스(144)는 2개의 막대가 서로 교차된 형상(예를 들어, 십자(또는 X자) 형상)을 가질 수 있다. 연마 헤드(142)는 상부 베이스(144)의 각각의 상기 막대의 적어도 일단에 배치될 수 있다. 상부 베이스(144)가 회전함에 따라, 연마 헤드(142)는 로드 컵(115)으로부터 각각의 플레이튼(120)으로 순차적으로 이동할 수 있다. 일례로, 연마 헤드(142)는 로드 컵(115)에서 웨이퍼(WF)를 로딩(laoding)한 후에, 플레이튼(120)으로 이동되어 웨이퍼(WF)를 연마할 수 있다. 또한, 연마 헤드(142)는 연마된 웨이퍼(WF)를 로드 컵(115)에 언로딩(unlaoding)할 수 있다.
패드 컨디셔너(150)는 연마 패드(130)에 인접하게 배치될 수 있다. 패드 컨디셔너(150)는 연마 패드(130)에 대한 컨디셔닝 공정을 수행할 수 있다. 이에 따라, 패드 컨디셔너(150)는 화학적 기계적 연마 공정 동안 웨이퍼(WF)가 효과적으로 연마되도록 연마 패드(130)의 연마면(상태)의 상태를 안정적으로 유지시킬 수 있다.
슬러리 공급부(160)는 연마 패드(130)에 인접하게 배치될 수 있다. 화학적 기계적 연마 공정이 수행되는 동안, 슬러리 공급부(160)는 연마 패드(130) 상에 슬러리(slurry)를 공급할 수 있다.
예를 들어, 도 3에 도시된 것처럼, 슬러리 공급부(160)는 제1 관부(162) 및 제1 분사구(165)를 포함할 수 있다. 제1 관부(162)는 연마 패드(130)의 가장자리로부터 연마 패드(130)의 중심점(CP)을 향하는 방향(예를 들어, 제1 방향(Y))을 따라 연장될 수 있다. 제1 분사구(165)는 연마 패드(130)의 중심점(CP)에 인접하는 제1 관부(162)의 일단에 배치될 수 있다. 상기 슬러리는 제1 관부(162) 및 제1 분사구(165)를 통해 연마 패드(130) 상에 공급될 수 있다.
슬러리 공급부(160)로부터 공급되는 슬러리는 예를 들어, 반응제(예를 들어, 산화 연마용 탈이온수), 마모 입자(예를 들어, 산화 연마용 이산화규소) 및 화학 반응 촉매제(예를 들어, 산화 연마용 수산화 칼륨)을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
퍼징재 공급부(170)는 연마 패드(130) 및 슬러리 공급부(160)에 인접하게 배치될 수 있다. 화학적 기계적 연마 공정이 수행되는 동안, 퍼징재 공급부(170)는 연마 패드(130) 상에 퍼징재(purging compound)를 공급할 수 있다.
예를 들어, 도 3 및 도 4에 도시된 것처럼, 퍼징재 공급부(170)는 제2 관부(172) 및 제2 분사구(175)를 포함할 수 있다. 제2 관부(172)는 연마 패드(130)의 가장자리로부터 연마 패드(130)의 중심점(CP)을 향하는 방향(예를 들어, 제1 방향(Y))을 따라 연장될 수 있다.
몇몇 실시예에서, 퍼징재 공급부(170)의 제2 관부(172)는 슬러리 공급부(160)의 제1 관부(162)와 나란히 연장될 수 있다. 제2 분사구(175)는 제2 관부(172)로부터 제공될 수 있다. 예를 들어, 제2 관부(172)로부터 연마 패드(130)를 향해 돌출되는 노즐(174)이 형성될 수 있다. 제2 분사구(175)는 노즐(174) 내에 형성될 수 있다. 퍼징재는 제2 관부(172) 및 제2 분사구(175)를 통해 연마 패드(130) 상에 공급될 수 있다.
몇몇 실시예에서, 퍼징재 공급부(170)는 복수의 제2 분사구(175)들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제2 관부(172)로부터 연마 패드(130)를 향해 돌출되는 복수의 노즐(174)들이 형성될 수 있다. 제2 분사구(175)는 각각의 노즐(174)들 내에 형성될 수 있다.
몇몇 실시예에서, 복수의 제2 분사구(175)들은 제1 관부(162)가 연장되는 방향(예를 들어, 제1 방향(Y))을 따라 배열될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 복수의 제2 분사구(175)들은 서로 동일한 거리로 이격될 수 있다. 예시적으로, 도 3에 도시된 것처럼, 복수의 제2 분사구(175)들 중 인접하는 제2 분사구(175)들이 서로 이격되는 거리(D2)는 동일할 수 있다. 본 명세서에서, "동일"이란, 완전히 동일한 것뿐만 아니라 공정 상의 마진 등으로 인해 발생할 수 있는 미세한 차이를 포함하는 의미이다.
몇몇 실시예에서, 각각의 제2 분사구(175)들은 제1 관부(162)가 연장되는 방향(예를 들어, 제1 방향(Y))으로 연장되는 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 평면적 관점에서, 각각의 제2 분사구(175)들은 제1 방향(Y)으로 연장되는 장변 및 제1 방향(Y)과 교차하는 제2 방향(X)으로 연장되는 단변을 포함할 수 있다.
퍼징재 공급부(170)로부터 공급되는 상기 퍼징재는 서로 다른 온도의 제1 퍼징재 및 제2 퍼징재를 포함할 수 있다. 예를 들어, 퍼징재 공급부(170)는 제1 퍼징 온도의 제1 퍼징재를 공급하거나, 또는 상기 제1 퍼징 온도보다 낮은 제2 퍼징 온도의 제2 퍼징재를 공급할 수 있다. 즉, 퍼징재 공급부(170)로부터 공급되는 상기 제1 퍼징재의 온도는 퍼징재 공급부(170)로부터 공급되는 상기 제2 퍼징재의 온도보다 높을 수 있다.
몇몇 실시예에서, 상기 제1 퍼징재의 상기 제1 퍼징 온도는 상온보다 높을 수 있다. 예시적으로, 상기 제1 퍼징재의 상기 제1 퍼징 온도는 약 25 ℃ 내지 약 80 ℃일 수 있다.
몇몇 실시예에서, 상기 제2 퍼징재의 상기 제2 퍼징 온도는 상온보다 낮을 수 있다. 예시적으로, 상기 제2 퍼징재의 상기 제2 퍼징 온도는 약 -10 ℃ 내지 약 25 ℃일 수 있다.
몇몇 실시예에서, 상기 제1 퍼징재 및 상기 제2 퍼징재는 각각 비반응성 기체(inert gas)를 포함할 수 있다. 일례로, 상기 제1 퍼징재 및 상기 제2 퍼징재는 각각 질소(N2)를 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 상기 제2 퍼징재는 액화된 비반응성 기체를 포함할 수 있다. 일례로, 상기 제2 퍼징재는 액화 질소(liquid nitrogen)를 포함할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 퍼징재 공급부(170)는 상기 제1 퍼징재 및 상기 제2 퍼징재 중 적어도 하나를 공급할 수 있다. 예를 들어, 도 4에 도시된 것처럼, 퍼징재 공급부(170)는 별개로 형성되는 제1 배관(176) 및 제2 배관(178)을 포함할 수 있다. 상기 제1 퍼징재는 제1 배관(176)을 통해 퍼징재 공급부(170)로부터 공급될 수 있고, 상기 제2 퍼징재는 제2 배관(178)을 통해 퍼징재 공급부(170)로부터 공급될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 상기 제1 퍼징재 및 상기 제2 퍼징재는 별도로 제어되어 퍼징재 공급부(170)로부터 공급될 수 있다.
몇몇 실시예에서, 제1 배관(176)은 가열기(170A)와 연결될 수 있다. 제1 배관(176)으로 제공되는 비반응성 기체(예를 들어, 질소 기체)는 가열기(170A)에 의해 가열되어 상기 제1 퍼징 온도로 제공될 수 있다.
몇몇 실시예에서, 제2 배관(178)은 냉각기(170B)와 연결될 수 있다. 제2 배관(178)으로 제공되는 비반응성 기체(예를 들어, 질소 기체)는 냉각기(170B)에 의해 냉각되어 상기 제2 퍼징 온도로 제공될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 냉각기(170B)는 액화기를 포함할 수 있다. 제2 배관(178)으로 제공되는 비반응성 기체(예를 들어, 질소 기체)는 액화기를 포함하는 냉각기(170B)에 의해 액화되어 제공될 수 있다.
몇몇 실시예에서, 퍼징재 공급부(170)의 제2 분사구(175)는 슬러리 공급부(160)의 제1 분사구(165)로부터 소정의 거리 이내로 이격될 수 있다. 예시적으로, 연마 패드(130)의 직경은 약 30 inch(약 76.2 cm)일 수 있다. 이 때, 복수의 제2 분사구(175)들이 슬러리 공급부(160)의 제1 분사구(165)로부터 이격되는 거리(D11, D12)는 각각 약 20 cm 이하일 수 있다. 퍼징재 공급부(170)의 제2 분사구(175)가 슬러리 공급부(160)의 제1 분사구(165)로부터 상기 소정의 거리보다 멀리 이격되는 경우에, 몇몇 실시예에 따른 화학적 기계적 연마 장치는 연마 온도를 효율적으로 제어할 수 없다. 이에 관하여는, 도 5 내지 도 8에 관한 설명에서 보다 구체적으로 후술한다.
예시적으로, 복수의 제2 분사구(175)들 중 연마 패드(130)의 중심점(CP)과 가장 인접하는 제2 분사구(175)가 슬러리 공급부(160)의 제1 분사구(165)로부터 이격되는 거리(D11)는 약 1 cm 내지 약 5 cm일 수 있다. 또한, 예시적으로, 복수의 제2 분사구(175)들 중 연마 패드(130)의 중심점(CP)으로부터 가장 이격되는 제2 분사구(175)가 슬러리 공급부(160)의 제1 분사구(165)로부터 이격되는 거리(D12)는 약 15 cm 이상 약 20 cm 이하일 수 있다.
몇몇 실시예에서, 퍼징재 공급부(170)의 제2 분사구(175)는 소정의 각도로 퍼징재를 공급할 수 있다. 예시적으로, 도 4에 도시된 것처럼, 각각의 제2 분사구(175)들은 제1 각도(θ1)로 퍼징재를 공급할 수 있다. 제1 각도(θ1)는 예를 들어, 30°, 60°, 90°, 120° 등일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
복수의 제2 분사구(175)들은 모두 동일한 분사 각도(예를 들어, 제1 각도(θ1))로 퍼징재를 공급하는 것만이 도시되었으나, 이는 예시적인 것일 뿐이다. 예를 들어, 제2 분사구(175)의 분사 각도는 연마 패드(130)의 중심점(CP)으로부터 멀어짐에 따라 증가할 수도 있다. 예시적으로, 복수의 제2 분사구(175)들 중 연마 패드(130)의 중심점(CP)과 가장 인접하는 제2 분사구(175)는 30°의 분사 각도로 퍼징재를 공급할 수 있고, 복수의 제2 분사구(175)들 중 연마 패드(130)의 중심점(CP)으로부터 가장 이격되는 제2 분사구(175)는 120°의 분사 각도로 퍼징재를 공급할 수 있다. 이러한 경우에, 퍼징재 공급부(170)는 원형 플레이트로 제공되는 연마 패드(130) 상에 퍼징재를 보다 균일하게 공급할 수 있다.
슬러리 공급부(160)는 퍼징재 공급부(170)가 상기 제1 퍼징재 및 상기 제2 퍼징재 중 적어도 하나를 공급한 후에 상기 슬러리를 공급할 수 있다. 즉, 연마 패드(130) 상의 일 지점은 퍼징재 공급부(170)를 지난 후에 슬러리 공급부(160)를 지날 수 있다. 일례로, 도 2 및 도 3에 도시된 것처럼, 연마 패드(130)는 반시계 방향으로 회전할 수 있다. 또한, 도 3에 도시된 것처럼, 슬러리 공급부(160) 및 퍼징재 공급부(170)는 연마 패드(130)의 중심점(CP)보다 아래에 배치될 수 있다. 이 때, 퍼징재 공급부(170)는 슬러리 공급부(160)의 좌측에 배치될 수 있다. 이에 따라, 슬러리 공급부(160)는 상기 제1 퍼징재 및 상기 제2 퍼징재 중 적어도 하나가 공급된 연마 패드(130) 상에 상기 슬러리를 공급할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 슬러리 공급부(160)로부터 공급되는 상기 슬러리는 서로 다른 온도의 제1 슬러리 및 제2 슬러리를 포함할 수 있다. 예를 들어, 슬러리 공급부(160)는 제1 슬러리 온도의 제1 슬러리를 공급하거나, 또는 상기 제1 슬러리 온도보다 낮은 제2 슬러리 온도의 제2 슬러리를 공급할 수 있다. 즉, 슬러리 공급부(160)로부터 공급되는 상기 제1 슬러리의 온도는 슬러리 공급부(160)로부터 공급되는 상기 제2 슬러리의 온도보다 높을 수 있다.
몇몇 실시예에서, 상기 제1 슬러리는 화학적 기계적 연마 공정의 연마율을 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 고온(예를 들어, 상기 제1 슬러리 온도)의 상기 제1 슬러리는 화학적 반응성을 향상시켜 웨이퍼(WF)에 대한 연마율을 향상시킬 수 있다. 상기 제1 슬러리 온도는 상기 제1 퍼징 온도와 동일할 수도 있고, 그와 다를 수도 있다.
몇몇 실시예에서, 상기 제2 슬러리는 화학적 기계적 연마 공정의 연마 평탄도를 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 저온(예를 들어, 상기 제2 슬러리 온도)의 상기 제2 슬러리는 화학적 반응성을 감소시켜 웨이퍼(WF)에 대한 연마율을 감소시킬 수 있고, 이는 웨이퍼(WF)에 대한 연마 평탄도를 향상시킬 수 있다. 상기 제2 슬러리 온도는 상기 제2 퍼징 온도와 동일할 수도 있고, 그와 다를 수도 있다.
몇몇 실시예에서, 상기 제1 슬러리의 상기 제1 슬러리 온도는 상온보다 높을 수 있다. 예시적으로, 상기 제1 슬러리의 상기 제1 슬러리 온도는 약 25 ℃ 내지 약 90 ℃일 수 있다.
몇몇 실시예에서, 상기 제2 슬러리의 상기 제2 슬러리 온도는 상온보다 낮을 수 있다. 예시적으로, 상기 제2 슬러리의 상기 제2 슬러리 온도는 약 -10 ℃ 내지 약 25 ℃일 수 있다.
몇몇 실시예에서, 슬러리 공급부(160)는 상기 제1 슬러리 및 상기 제2 슬러리 중 적어도 하나를 공급할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 상기 제1 슬러리 및 상기 제2 슬러리는 별도로 제어되어 슬러리 공급부(160)로부터 공급될 수 있다.
몇몇 실시예에서, 슬러리 공급부(160)는 퍼징재 공급부(170)가 상기 제1 퍼징재를 공급할 때 상기 제1 슬러리를 공급할 수 있다. 이에 따라, 슬러리 공급부(160)는 상기 제1 퍼징재가 공급된 연마 패드(130) 상에 상기 제1 슬러리를 공급할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 슬러리 공급부(160)는 퍼징재 공급부(170)가 상기 제2 퍼징재를 공급할 때 상기 제2 슬러리를 공급할 수 있다. 이에 따라, 슬러리 공급부(160)는 상기 제2 퍼징재가 공급된 연마 패드(130) 상에 상기 제2 슬러리를 공급할 수 있다.
도 5 및 도 6은 몇몇 실시예에 따른 화학적 기계적 연마 장치의 효과를 설명하기 위한 도면들이다. 참고적으로, 도 5 및 도 6은 도 1 내지 도 4를 이용하여 상술한 연마 패드(130)의 단면의 일부를 예시한다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 연마 패드(130)는 복수의 포어(pore; 130P)들을 포함할 수 있다. 연마 패드(130)의 포어(130P)들은 슬러리 공급부(160)로부터 제공되는 슬러리(SL)를 수용할 수 있다. 그러나, 화학적 기계적 연마 공정이 수행되는 과정에서, 포어(130P)들 내에 부산물(BP)이 존재할 수 있다. 부산물(BP)은 예를 들어, 화학적 기계적 연마 공정이 수행되는 동안 웨이퍼(WF)로부터 이탈된 물질일 수도 있고, 새로운 슬러리가 제공되기 전에 포어(130P) 내에 잔존하는 슬러리일 수도 있다.
이러한 경우에, 슬러리 공급부(160)로부터 연마 패드(130) 상에 슬러리(SL)가 제공되면, 슬러리(SL)는 포어(130P)들 내에 존재하는 부산물(BP)로 인해 포어(130P)들을 효율적으로 채울 수 없다. 이는, 화학적 기계적 연마 공정의 효율을 저하시키는 원인이 될 뿐만 아니라, 슬러리(SL)와 연마 패드(130) 간의 접촉 면적을 감소시켜 화학적 기계적 연마 공정의 연마 온도를 효율적으로 제어할 수 없게 하는 원인이 된다.
예시적으로, 화학적 기계적 연마 공정의 연마율을 향상시키기 위해, 슬러리(SL)로서 고온(예를 들어, 상기 제1 슬러리 온도)의 상기 제1 슬러리가 이용될 수 있다. 그러나, 상기 제1 슬러리는 포어(130P)들 내에 존재하는 부산물(BP)로 인해 포어(130P)들을 효율적으로 채울 수 없으므로, 연마 패드(130)의 온도가 즉각적으로 높아질 수 없다.
또는, 예시적으로, 화학적 기계적 연마 공정의 연마 평탄도를 향상시키기 위해, 슬러리(SL)로서 저온(예를 들어, 상기 제2 슬러리 온도)의 상기 제2 슬러리가 이용될 수 있다. 그러나, 상기 제2 슬러리는 포어(130P)들 내에 존재하는 부산물(BP)로 인해 포어(130P)들을 효율적으로 채울 수 없으므로, 연마 패드(130)의 온도가 즉각적으로 낮아질 수 없다.
그러나, 도 1 내지 도 4 및 도 6을 참조하면, 몇몇 실시예에 따른 화학적 기계적 연마 장치는 퍼징재 공급부(170)를 구비하여 연마 온도를 용이하게 제어할 수 있다.
구체적으로, 슬러리 공급부(160)로부터 연마 패드(130) 상에 슬러리(SL)가 제공되기 전에, 퍼징재 공급부(170)로부터 연마 패드(130) 상에 퍼징재(예를 들어, 상기 제1 퍼징재 또는 상기 제2 퍼징재)가 제공될 수 있다. 퍼징재 공급부(170)로부터 제공된 퍼징재는 포어(130P)들 내에 존재하는 부산물(BP)을 제거할 수 있다. 이어서, 슬러리 공급부(160)로부터 연마 패드(130) 상에 슬러리(SL)가 제공되면, 슬러리(SL)는 포어(130P)들을 효율적으로 채울 수 있다. 이에 따라, 화학적 기계적 연마 공정의 효율이 향상될 수 있다.
퍼징재 공급부(170)는 소정의 압력으로 상기 제1 퍼징재 및/또는 상기 제2 퍼징재를 공급할 수 있다. 상기 소정의 압력은 연마 패드(130)의 포어(130P)들 내에 존재하는 부산물(BP)을 제거하기 위해 요구되는 압력일 수 있다. 예시적으로, 퍼징재 공급부(170)는 약 100 LPM(liter per minute) 내지 약 150 LPM의 유량으로 상기 퍼징재를 공급할 수 있다.
또한, 몇몇 실시예에 따른 화학적 기계적 연마 장치는 연마 온도를 용이하게 제어할 수 있다. 예시적으로, 퍼징재 공급부(170)로부터 제공된 퍼징재는 포어(130P)들 내에 존재하는 부산물(BP)을 제거함과 동시에, 포어(130P)의 표면(130S)의 온도를 제어할 수 있다.
예시적으로, 화학적 기계적 연마 공정의 연마율을 향상시키기 위해, 퍼징재로서 고온(예를 들어, 상기 제1 퍼징 온도)의 상기 제1 퍼징재가 이용될 수 있다. 상기 제1 퍼징재는 포어(130P)들 내에 존재하는 부산물(BP)을 제거함과 동시에, 포어(130P)의 표면(130S)의 온도를 높일 수 있다. 이어서, 슬러리 공급부(160)로부터 연마 패드(130) 상에 상기 제1 슬러리 온도의 상기 제1 슬러리가 제공될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 슬러리는 연마 패드(130)의 온도를 즉각적으로 높일 수 있다.
또한, 예시적으로, 화학적 기계적 연마 공정의 연마 평탄도를 향상시키기 위해, 퍼징재로서 저온(예를 들어, 상기 제2 퍼징 온도)의 상기 제2 퍼징재가 이용될 수 있다. 상기 제2 퍼징재는 포어(130P)들 내에 존재하는 부산물(BP)을 제거함과 동시에, 포어(130P)의 표면(130S)의 온도를 낮출 수 있다. 이어서, 슬러리 공급부(160)로부터 연마 패드(130) 상에 상기 제2 슬러리 온도의 상기 제2 슬러리가 제공될 수 있다. 이에 따라, 상기 제2 슬러리는 연마 패드(130)의 온도를 즉각적으로 낮출 수 있다.
도 7 및 도 8은 몇몇 실시예에 따른 화학적 기계적 연마 장치의 효과를 설명하기 위한 그래프들이다.
도 7의 그래프에서, x축은 웨이퍼(WF)의 중심점으로부터 이격되는 거리를 나타내고, y축은 웨이퍼(WF)에 대한 정규화된 연마율(normalized polishing rate)을 나타낸다.
또한, 도 7의 그래프에서, 실험예 1(EX1)은 상온(25 ℃)의 슬러리를 이용하는 경우를 나타내고, 실험예 2(EX2)는 고온(50 ℃)의 슬러리를 이용하는 경우를 나타낸다.
도 7을 참조하면, 실험예 2(EX2)의 경우, 실험예 1(EX1)에 비해 웨이퍼(WF) 전반적으로 높은 연마율을 나타냄을 확인할 수 있다. 이로부터, 고온의 슬러리(즉, 상기 제1 슬러리)는 웨이퍼(WF)에 대한 연마율을 향상시킴을 알 수 있다.
도 8의 그래프에서, x축은 연마 시간(polishing time)을 나타내고, y축은 연마 패드(130)의 정규화된 온도(normalized temperature)를 나타낸다.
또한, 도 8의 그래프에서, 실험예 1(EX1)은 연마 초반(0초 내지 약 80초)에 상온(25 ℃)의 슬러리를 이용하며, 연마 후반(약 80초 내지 약 110초)에 저온(20 ℃)의 슬러리를 이용하는 경우를 나타낸다. 실험예 2(EX2)는 연마 초반(0초 내지 약 80초)에 고온(50 ℃)의 슬러리를 이용하며, 연마 후반(약 80초 내지 약 110초)에 저온(20 ℃)의 슬러리를 이용하는 경우를 나타낸다. 실험예 3(EX3)은 연마 초반(0초 내지 약 80초)에 고온(50 ℃)의 슬러리를 이용하며, 연마 후반(약 80초 내지 약 110초)에 저온(20 ℃)의 슬러리 및 저온(20 ℃)의 퍼징재를 모두 이용하는 경우를 나타낸다.
도 8을 참조하면, 실험예 2(EX2) 및 실험예 3(EX3)의 경우, 실험예 1(EX1)에 비해 연마 패드(130)가 연마 시간 전반적으로 높은 연마 온도를 나타냄을 확인할 수 있다. 이로부터, 고온의 슬러리(즉, 상기 제1 슬러리)는 웨이퍼(WF)에 대한 연마율을 향상시킴을 알 수 있다.
또한, 도 8을 참조하면, 실험예 3(EX3)의 경우, 실험예 2(EX2)에 비해 높은 온도 하강률을 나타냄을 확인할 수 있다. 구체적으로, 연마 초반(0초 내지 약 80초) 동안에, 연마 시간이 증가함에 따라 연마 패드(130)의 온도가 증가하다가 특정 온도에 수렴하는 경향을 보임을 확인할 수 있다. 그러나, 저온(20 ℃)의 슬러리가 공급되는 연마 후반(약 80초 내지 약 110초) 동안에, 실험예 2(EX2) 및 실험예 3(EX3) 모두에서 연마 패드(130)의 온도가 낮아짐을 확인할 수 있다. 이 때, 저온(20 ℃)의 슬러리(즉, 상기 제2 슬러리)만이 이용되는 실험예 2(EX2)의 경우 약 0.5 ℃/s의 온도 하강률을 나타내는 반면에, 저온(20 ℃)의 슬러리(즉, 상기 제2 슬러리)와 저온(20 ℃)의 퍼징재(즉, 상기 제2 퍼징재)가 함께 이용되는 실험예 3(EX3)의 경우 약 0.8 ℃/s의 온도 하강률을 나타낼 수 있다. 이로부터, 슬러리와 함께 퍼징재가 이용되는 경우에, 연마 온도가 보다 효율적으로 제어됨을 알 수 있다.
도 9 내지 도 11은 몇몇 실시예에 따른 화학적 기계적 연마 장치의 슬러리 공급부 및 퍼징재 공급부를 설명하기 위한 다양한 개략적인 평면도들이다. 설명의 편의를 위해, 도 1 내지 도 8을 이용하여 상술한 것과 중복되는 부분은 간략히 설명하거나 생략한다.
도 9를 참조하면, 몇몇 실시예에 따른 화학적 기계적 연마 장치에서, 복수의 제2 분사구(175) 중 인접하는 제2 분사구(175)들이 서로 이격되는 거리(D31, D32, D33, D34)는 연마 패드(130)의 중심점(CP)으로부터 멀어짐에 따라 감소할 수 있다.
예시적으로, 복수의 제2 분사구(175)들 중 연마 패드(130)의 중심점(CP)과 가장 인접하는 제2 분사구(175)와 그에 인접하는 제2 분사구(175)가 이격되는 거리(D31)는, 복수의 제2 분사구(175)들 중 연마 패드(130)의 중심점(CP)으로부터 가장 이격되는 제2 분사구(175)와 그에 인접하는 제2 분사구(175)가 이격되는 거리(D34)보다 클 수 있다. 이러한 경우에, 퍼징재 공급부(170)는 원형 플레이트로 제공되는 연마 패드(130) 상에 퍼징재를 보다 균일하게 공급할 수 있다.
도 10을 참조하면, 몇몇 실시예에 따른 화학적 기계적 연마 장치에서, 퍼징재 공급부(170)는 슬러리 공급부(160)와 소정의 각도를 이룰 수 있다.
예시적으로, 퍼징재 공급부(170)의 제2 관부(172)는, 연마 패드(130)의 가장자리로부터 연마 패드(130)의 중심점(CP)을 향하며 제1 방향(Y) 및 제2 방향(X)과 다른 방향(예를 들어, 제3 방향(W))을 따라 연장될 수 있다. 이에 따라, 퍼징재 공급부(170)의 제2 관부(172)는 슬러리 공급부(160)의 제1 관부(162)와 제2 각도(θ2)를 이룰 수 있다. 제2 각도(θ2)는 예를 들어, 10° 내지 45°일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
도 11을 참조하면, 몇몇 실시예에 따른 화학적 기계적 연마 장치에서, 각각의 제2 분사구(175)들은 제1 관부(162)가 연장되는 방향(예를 들어, 제1 방향(Y))과 교차하는 방향(예를 들어, 제2 방향(X))으로 연장되는 형상을 가질 수 있다.
예를 들어, 평면적 관점에서, 각각의 제2 분사구(175)들은 제2 방향(X)으로 연장되는 장변 및 제1 방향(Y)으로 연장되는 단변을 포함할 수 있다.
도 12는 몇몇 실시예에 따른 화학적 기계적 연마 장치의 슬러리 공급부 및 퍼징재 공급부를 설명하기 위한 개략적인 사시도이다. 설명의 편의를 위해, 도 1 내지 도 8을 이용하여 상술한 것과 중복되는 부분은 간략히 설명하거나 생략한다.
도 12를 참조하면, 몇몇 실시예에 따른 화학적 기계적 연마 장치는 덮개부(180)를 더 포함할 수 있다.
덮개부(180)는 슬러리 공급부(160) 및 퍼징재 공급부(170)를 덮을 수 있다. 슬러리 공급부(160) 및 퍼징재 공급부(170)는 덮개부(180)에 의해 보호될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 슬러리 공급부(160), 퍼징재 공급부(170) 및 덮개부(180)는 연마 패드(130)에 인접하게 배치되는 하나의 공급 모듈(PM)을 형성할 수 있다.
이하에서, 도 1 내지 도 19를 참조하여, 예시적인 실시예들에 따른 화학적 기계적 연마 방법 및 반도체 장치의 제조 방법을 설명한다.
도 13은 몇몇 실시예에 따른 화학적 기계적 연마 방법을 설명하기 위한 순서도이다. 설명의 편의를 위해, 도 1 내지 도 12를 이용하여 상술한 것과 중복되는 부분은 간략히 설명하거나 생략한다.
도 13을 참조하면, 몇몇 실시예에 따른 화학적 기계적 연마 방법은, 제1 퍼징재를 공급하고(S11), 제1 슬러리를 공급하고(S12), 제2 퍼징재를 공급하고(S13), 제2 슬러리를 공급하는(S14) 것을 포함할 수 있다.
상기 제1 퍼징재를 공급하는(S11) 것은 예를 들어, 도 1 내지 8을 이용하여 상술한 퍼징재 공급부(170)에 의해 수행될 수 있다. 예를 들어, 도 1 내지 8을 이용하여 상술한 연마 패드(130)가 제공될 수 있다. 퍼징재 공급부(170)는 연마 패드(130) 상에 제1 퍼징 온도의 상기 제1 퍼징재를 공급할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 상기 제1 퍼징재의 상기 제1 퍼징 온도는 상온보다 높을 수 있다. 예시적으로, 상기 제1 퍼징재의 상기 제1 퍼징 온도는 약 25 ℃ 내지 약 80 ℃일 수 있다.
상기 제1 슬러리를 공급하는(S12) 것은 예를 들어, 도 1 내지 8을 이용하여 상술한 슬러리 공급부(160)에 의해 수행될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 슬러리 공급부(160)는 연마 패드(130) 상에 제1 슬러리 온도의 상기 제1 슬러리를 공급할 수 있다. 상기 제1 슬러리는 고온(예를 들어, 상기 제1 퍼징 온도)의 상기 제1 퍼징재가 공급된 연마 패드(130) 상에 공급될 수 있다. 이에 따라, 고온(예를 들어, 상기 제1 슬러리 온도)의 상기 제1 슬러리는 연마 패드(130)의 온도를 즉각적으로 높일 수 있다.
몇몇 실시예에서, 상기 제1 슬러리의 상기 제1 슬러리 온도는 상온보다 높을 수 있다. 예시적으로, 상기 제1 슬러리의 상기 제1 슬러리 온도는 약 25 ℃ 내지 약 90 ℃일 수 있다.
상기 제2 퍼징재를 공급하는(S13) 것은 예를 들어, 도 1 내지 8을 이용하여 상술한 퍼징재 공급부(170)에 의해 수행될 수 있다. 예를 들어, 도 1 내지 8을 이용하여 상술한 연마 패드(130)가 제공될 수 있다. 퍼징재 공급부(170)는 연마 패드(130) 상에 제2 퍼징 온도의 상기 제2 퍼징재를 공급할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 상기 제2 퍼징재의 상기 제2 퍼징 온도는 상온보다 낮을 수 있다. 예시적으로, 상기 제2 퍼징재의 상기 제2 퍼징 온도는 약 -10 ℃ 내지 약 25 ℃일 수 있다.
상기 제2 슬러리를 공급하는(S14) 것은 예를 들어, 도 1 내지 8을 이용하여 상술한 슬러리 공급부(160)에 의해 수행될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 슬러리 공급부(160)는 연마 패드(130) 상에 제2 슬러리 온도의 상기 제2 슬러리를 공급할 수 있다. 상기 제2 슬러리는 저온(예를 들어, 상기 제2 퍼징 온도)의 상기 제2 퍼징재가 공급된 연마 패드(130) 상에 공급될 수 있다. 이에 따라, 저온(예를 들어, 상기 제2 슬러리 온도)의 상기 제2 슬러리는 연마 패드(130)의 온도를 즉각적으로 낮출 수 있다.
몇몇 실시예에서, 상기 제2 슬러리의 상기 제2 슬러리 온도는 상온보다 낮을 수 있다. 예시적으로, 상기 제2 슬러리의 상기 제2 슬러리 온도는 약 -10 ℃ 내지 약 25 ℃일 수 있다.
몇몇 실시예에서, 상기 제2 퍼징재 및 상기 제2 슬러리를 공급하는(S13, S14) 것은, 상기 제1 퍼징재 및 상기 제1 슬러리가 공급된(S11, S12) 후에 수행될 수 있다. 예를 들어, 몇몇 실시예에 따른 화학적 기계적 연마 방법에서, 연마 초반에 상기 제1 퍼징재 및 상기 제1 슬러리가 공급될(S11, S12) 수 있고, 연마 후반에 상기 제2 퍼징재 및 상기 제2 슬러리가 공급될(S13, S14) 수 있다.
도 14는 몇몇 실시예에 따른 화학적 기계적 연마 방법을 설명하기 위한 순서도이다. 도 15 내지 도 18은 몇몇 실시예에 따른 반도체 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 중간 단계 도면들이다. 설명의 편의를 위해, 도 1 내지 도 13을 이용하여 상술한 것과 중복되는 부분은 간략히 설명하거나 생략한다.
도 15를 참조하면, 기판(200) 상에 물질 패턴(210)을 형성한다.
기판(200)은 예를 들어, 벌크 실리콘 또는 SOI(silicon-on-insulator)일 수 있다. 이와 달리, 기판(200)은 실리콘 기판일 수도 있고, 또는 다른 물질, 예를 들어, 실리콘게르마늄, 안티몬화 인듐, 납 텔루르 화합물, 인듐 비소, 인듐 인화물, 갈륨 비소 또는 안티몬화 갈륨을 포함할 수 있다. 또는 기판(200)은 베이스 기판 상에 에피층이 형성된 것일 수도 있다. 예시적으로, 이하에서 기판(200)은 실리콘 기판인 것으로 설명한다.
물질 패턴(210)은 기판(200) 상에 형성될 수 있다. 물질 패턴(210)은 복수의 트렌치(210t)들을 포함할 수 있다. 즉, 물질 패턴(210)은 트렌치(210t)들에 의해 이격되는 복수의 고립 영역들을 형성할 수 있다. 예시적으로, 이하에서 물질 패턴(210)은 절연 패턴인 것으로 설명한다.
도 16을 참조하면, 기판(200) 및 물질 패턴(210) 상에 대상막(220)을 형성한다.
대상막(220)은 물질 패턴(210)은 트렌치(210t)들을 채우도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 대상막(220)의 두께는 물질 패턴(210)의 두께(TH1)보다 크게 형성될 수 있다. 대상막(220)은 몇몇 실시예에 따른 화학적 기계적 연마 방법의 연마 대상막일 수 있다. 예시적으로, 이하에서 대상막(220)은 도전막인 것으로 설명한다.
도 14 및 도 17을 참조하면, 대상막(220)에 대한 제1 연마 공정을 수행한다.
상기 제1 연마 공정은 상기 제1 퍼징재 및 상기 제1 슬러리를 이용할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 연마 공정은 상기 제1 퍼징재 및 상기 제1 슬러리를 공급하는(S21, S22) 것을 포함할 수 있다. 상기 제1 퍼징재 및 상기 제1 슬러리를 공급하는(S21, S22) 것은 도 13을 이용하여 상술한 것과 유사하므로, 이하에서 자세한 설명은 생략한다.
고온(예를 들어, 상기 제1 퍼징 온도)의 상기 제1 퍼징재 및 고온(예를 들어, 상기 제1 슬러리 온도)의 상기 제1 슬러리는, 화학적 반응성을 향상시켜 대상막(220)에 대한 연마율을 향상시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 연마 공정은 몇몇 실시예에 따른 화학적 기계적 연마 방법의 생산성을 향상시킬 수 있다.
몇몇 실시예에서, 상기 제1 연마 공정은 대상막(220)이 소정의 제1 두께가 될 때까지 수행될 수 있다(S23). 예를 들어, 상기 제1 연마 공정이 수행된 후에, 대상막(220)은 제1 두께(TH21)를 가질 수 있다. 몇몇 실시예에서, 대상막(220)의 제1 두께(TH21)는 물질 패턴(210)의 두께(TH1)보다 크거나 그와 같게 형성될 수 있다. 일례로, 대상막(220)의 제1 두께(TH21)는 물질 패턴(210)의 두께(TH1)의 약 100% 내지 약 110%일 수 있다.
도 14 및 도 18을 참조하면, 대상막(220)에 대한 제2 연마 공정을 수행한다.
상기 제2 연마 공정은 상기 제2 퍼징재 및 상기 제2 슬러리를 이용할 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 연마 공정은 상기 제2 퍼징재 및 상기 제2 슬러리를 공급하는(S24, S25) 것을 포함할 수 있다. 상기 제2 퍼징재 및 상기 제2 슬러리를 공급하는(S24, S25) 것은 도 13을 이용하여 상술한 것과 유사하므로, 이하에서 자세한 설명은 생략한다.
저온(예를 들어, 상기 제2 퍼징 온도)의 상기 제2 퍼징재 및 저온(예를 들어, 상기 제2 슬러리 온도)의 상기 제2 슬러리는, 연마율을 감소시켜 대상막(220)에 대한 연마 평탄도를 향상시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 제2 연마 공정은 몇몇 실시예에 따른 화학적 기계적 연마 방법의 성능을 향상시킬 수 있다.
몇몇 실시예에서, 상기 제2 연마 공정은 대상막(220)이 요구되는 제2 두께가 될 때까지 수행될 수 있다(S26). 예를 들어, 상기 제2 연마 공정이 수행된 후에, 대상막(220)은 제2 두께(TH22)를 가질 수 있다. 몇몇 실시예에서, 상기 제2 연마 공정은 물질 패턴(210)이 노출될 때까지 수행될 수 있다. 즉, 상기 제2 연마 공정은 물질 패턴(210)을 식각 저지막으로 이용할 수 있다. 대상막(220)의 제2 두께(TH22)는 물질 패턴(210)의 두께(TH1)보다 작거나 그와 같게 형성될 수 있다. 이에 따라, 물질 패턴(210)에 의해 이격되는 복수의 대상 패턴(220P)들이 형성될 수 있다.
몇몇 실시예에서, 상기 제1 연마 공정 및 상기 제2 연마 공정은 각각 소정의 시간 동안 수행될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 연마 공정은 총 연마 시간(즉, 상기 제1 연마 공정이 수행되는 시간과 상기 제2 연마 공정이 수행되는 시간의 합)의 50%로 수행될 수 있고, 상기 제2 연마 공정은 총 연마 시간의 다른 50%로 수행될 수 있다.
몇몇 실시예에서, 상기 제1 연마 공정이 수행되는 제1 시간은 상기 제2 연마 공정이 수행되는 제2 시간보다 클 수 있다. 예를 들어, 총 연마 시간(상기 제1 시간과 상기 제2 시간의 합)에 대한 상기 제1 시간의 비는 약 70 % 내지 약 95%일 수 있다. 일례로, 상기 제1 시간과 상기 제2 시간의 합에 대한 상기 제1 시간의 비는 90 %이고, 상기 제1 시간과 상기 제2 시간의 합에 대한 상기 제2 시간의 비는 10 %일 수 있다.
도 19는 몇몇 실시예에 따른 화학적 기계적 연마 방법을 설명하기 위한 순서도이다. 설명의 편의를 위해, 도 1 내지 도 18을 이용하여 상술한 것과 중복되는 부분은 간략히 설명하거나 생략한다.
도 17 및 도 19를 참조하면, 대상막(220)에 대한 제1 연마 공정을 수행한다.
상기 제1 연마 공정은 상기 제1 퍼징재 및 상기 제1 슬러리를 이용할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 연마 공정은 상기 제1 퍼징재 및 상기 제1 슬러리를 공급하는(S31, S32) 것을 포함할 수 있다. 상기 제1 퍼징재 및 상기 제1 슬러리를 공급하는(S31, S32) 것은 도 13을 이용하여 상술한 것과 유사하므로, 이하에서 자세한 설명은 생략한다.
몇몇 실시예에서, 상기 제1 연마 공정은 소정의 온도가 될 때까지 수행될 수 있다(S33). 상기 소정의 온도는 필요한 연마율을 달성하기 위해 요구되는 온도일 수 있다. 몇몇 실시예에서, 상기 소정의 온도는 상온보다 높을 수 있다. 예시적으로, 상기 소정의 온도는 약 25 ℃ 내지 약 80 ℃일 수 있다.
도 18 및 도 19를 참조하면, 대상막(220)에 대한 제2 연마 공정을 수행한다.
상기 제2 연마 공정은 상기 제2 퍼징재 및 상기 제2 슬러리를 이용할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 상기 제2 연마 공정은 상기 소정의 온도를 유지하는(S34) 것을 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 소정의 온도를 유지하기 위해, 저온(예를 들어, 상기 제2 퍼징 온도)의 상기 제2 퍼징재 및 저온(예를 들어, 상기 제2 슬러리 온도)의 상기 제2 슬러리를 이용하는 연마 공정이 수행될 수 있다.
또는, 예를 들어, 상기 소정의 온도를 유지하기 위해, 저온의 상기 제2 퍼징재 및 저온의 상기 제2 슬러리를 이용하는 연마 공정과, 고온의 상기 제1 퍼징재 및 고온의 상기 제1 슬러리를 이용하는 연마 공정이 반복적으로 수행될 수 있다.
몇몇 실시예에서, 상기 제2 연마 공정은 대상막(220)이 요구되는 두께가 될 때까지 수행될 수 있다(S35). 몇몇 실시예에서, 상기 제2 연마 공정은 물질 패턴(210)이 노출될 때까지 수행될 수 있다. 즉, 상기 제2 연마 공정은 물질 패턴(210)을 식각 저지막으로 이용할 수 있다. 이에 따라, 물질 패턴(210)에 의해 이격되는 복수의 대상 패턴(220P)들이 형성될 수 있다.
몇몇 실시예에서, 상기 제1 연마 공정 및 상기 제2 연마 공정은 각각 소정의 시간 동안 수행될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 상기 제1 연마 공정이 수행되는 제1 시간은 상기 제2 연마 공정이 수행되는 제2 시간보다 클 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
10: 화학적 기계적 연마 장치 11: 인덱스부
12: 이송 로봇 13: 세정 장치
110: 하부 베이스 120: 플레이튼
130: 연마 패드 140: 캐리어 헤드 어셈블리
142: 연마 헤드 144: 상부 베이스
150: 패드 컨디셔너 160: 슬러리 공급부
170: 퍼징재 공급부 200: 기판
210: 물질 패턴 210t: 트렌치
220: 대상막 220P: 대상 패턴
CS: 카세트 WF: 웨이퍼

Claims (20)

  1. 연마 패드를 제공하고,
    상기 연마 패드 상에, 제1 퍼징 온도의 제1 퍼징재를 공급하고,
    상기 제1 퍼징재가 공급된 상기 연마 패드 상에, 제1 슬러리 온도의 제1 슬러리를 공급하고,
    상기 연마 패드 상에, 상기 제1 퍼징 온도보다 낮은 제2 퍼징 온도의 제2 퍼징재를 공급하고,
    상기 제2 퍼징재가 공급된 상기 연마 패드 상에, 상기 제1 슬러리 온도보다 낮은 제2 슬러리 온도의 제2 슬러리를 공급하는 것을 포함하는 화학적 기계적 연마 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 퍼징재 및 상기 제2 퍼징재는 각각 질소(N2)를 포함하는 화학적 기계적 연마 방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 제2 퍼징재는 액화질소(liquid nitrogen)를 포함하는 화학적 기계적 연마 방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 퍼징 온도는 25 ℃ 내지 80 ℃인 화학적 기계적 연마 방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 슬러리 온도는 25 ℃ 내지 90 ℃인 화학적 기계적 연마 방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 제2 퍼징 온도는 -10 ℃ 내지 25 ℃인 화학적 기계적 연마 방법.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 제2 슬러리 온도는 -10 ℃ 내지 25 ℃인 화학적 기계적 연마 방법.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 제2 퍼징재를 공급하는 것은, 상기 제1 슬러리를 공급한 후에 수행되는 화학적 기계적 연마 방법.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 퍼징재의 유량 및 상기 제2 퍼징재의 유량은 각각 100 LPM 내지 150 LPM인 화학적 기계적 연마 방법.
  10. 연마 패드를 제공하고,
    상기 연마 패드 상에, 제1 퍼징 온도의 제1 퍼징재를 공급하고,
    상기 제1 퍼징재가 공급된 상기 연마 패드를 이용하여, 웨이퍼에 대한 제1 연마 공정을 수행하고,
    상기 제1 연마 공정을 수행한 후에, 상기 연마 패드 상에 상기 제1 퍼징 온도보다 낮은 제2 퍼징 온도의 제2 퍼징재를 공급하고,
    상기 제2 퍼징재가 공급된 상기 연마 패드를 이용하여, 상기 웨이퍼에 대한 제2 연마 공정을 수행하는 것을 포함하는 화학적 기계적 연마 방법.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 제1 연마 공정을 수행하는 것은, 상기 제1 퍼징재가 공급된 상기 연마 패드 상에 제1 슬러리 온도의 제1 슬러리를 공급하고, 상기 제1 슬러리를 이용하여 상기 웨이퍼를 연마하는 것을 포함하고,
    상기 제2 연마 공정을 수행하는 것은, 상기 제2 퍼징재가 공급된 상기 연마 패드 상에 상기 제1 슬러리 온도보다 낮은 제2 슬러리 온도의 제2 슬러리를 공급하고, 상기 제2 슬러리를 이용하여 상기 웨이퍼를 연마하는 것을 포함하는 화학적 기계적 연마 방법.
  12. 제 10항에 있어서,
    상기 웨이퍼는,
    기판과,
    상기 기판 상에, 복수의 트렌치들을 포함하는 물질 패턴과,
    상기 물질 패턴 상에, 상기 복수의 트렌치들을 채우는 대상막을 포함하는 화학적 기계적 연마 방법.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 제1 연마 공정은 상기 대상막의 두께가 소정의 두께가 될 때까지 수행되는 화학적 기계적 연마 방법.
  14. 제 10항에 있어서,
    상기 제1 연마 공정은 상기 연마 패드가 소정의 온도가 될 때까지 수행되는 화학적 기계적 연마 방법.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 제2 연마 공정을 수행하는 것은, 상기 소정의 온도를 유지하는 것을 포함하는 화학적 기계적 연마 방법.
  16. 제 10항에 있어서,
    상기 제1 연마 공정이 수행되는 제1 시간은 상기 제2 연마 공정이 수행되는 제2 시간보다 큰 화학적 기계적 연마 방법.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 제1 시간과 상기 제2 시간의 합에 대한 상기 제1 시간의 비는 70 % 내지 95 %인 화학적 기계적 연마 방법.
  18. 회전 가능한 연마 패드;
    상기 연마 패드 상에 웨이퍼를 제공하는 연마 헤드;
    상기 연마 패드 상에, 제1 퍼징 온도의 제1 퍼징재 및 상기 제1 퍼징 온도보다 낮은 제2 퍼징 온도의 제2 퍼징재 중 적어도 하나를 공급하는 퍼징재 공급부; 및
    상기 제1 퍼징재 및 상기 제2 퍼징재 중 적어도 하나가 공급된 상기 연마 패드 상에, 슬러리를 공급하는 슬러리 공급부를 포함하는 화학적 기계적 연마 장치.
  19. 제 18항에 있어서,
    상기 슬러리 공급부는, 제1 슬러리 온도의 제1 슬러리 및 상기 제1 슬러리 온도보다 낮은 제2 슬러리 온도의 제2 슬러리 중 적어도 하나를 공급하는 화학적 기계적 연마 장치.
  20. 기판 상에, 복수의 트렌치들을 포함하는 물질 패턴을 형성하고,
    상기 물질 패턴 상에, 상기 복수의 트렌치들을 채우는 대상막을 형성하고,
    연마 패드를 제공하고,
    상기 연마 패드 상에, 제1 퍼징 온도의 제1 퍼징재를 공급하고,
    상기 제1 퍼징재가 공급된 상기 연마 패드를 이용하여, 상기 대상막에 대한 제1 연마 공정을 수행하고,
    상기 제1 연마 공정을 수행한 후에, 상기 연마 패드 상에 상기 제1 퍼징 온도보다 낮은 제2 퍼징 온도의 제2 퍼징재를 공급하고,
    상기 제2 퍼징재가 공급된 상기 연마 패드를 이용하여, 상기 대상막에 대한 제2 연마 공정을 수행하는 것을 포함하는 반도체 장치의 제조 방법.
KR1020200133978A 2020-10-16 2020-10-16 화학적 기계적 연마 장치, 화학적 기계적 연마 방법 및 반도체 장치의 제조 방법 KR20220050374A (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200133978A KR20220050374A (ko) 2020-10-16 2020-10-16 화학적 기계적 연마 장치, 화학적 기계적 연마 방법 및 반도체 장치의 제조 방법
US17/401,105 US20220118582A1 (en) 2020-10-16 2021-08-12 Chemical mechanical polishing apparatus, chemical mechanical polishing method and method for fabricating semiconductor device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200133978A KR20220050374A (ko) 2020-10-16 2020-10-16 화학적 기계적 연마 장치, 화학적 기계적 연마 방법 및 반도체 장치의 제조 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20220050374A true KR20220050374A (ko) 2022-04-25

Family

ID=81184956

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200133978A KR20220050374A (ko) 2020-10-16 2020-10-16 화학적 기계적 연마 장치, 화학적 기계적 연마 방법 및 반도체 장치의 제조 방법

Country Status (2)

Country Link
US (1) US20220118582A1 (ko)
KR (1) KR20220050374A (ko)

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8172641B2 (en) * 2008-07-17 2012-05-08 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. CMP by controlling polish temperature
JP5404673B2 (ja) * 2011-02-25 2014-02-05 株式会社東芝 Ｃｍｐ装置、研磨パッド及びｃｍｐ方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20220118582A1 (en) 2022-04-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10058975B2 (en) In-situ temperature control during chemical mechanical polishing with a condensed gas
TWI457204B (zh) 基板研磨裝置及基板研磨方法
JP3911082B2 (ja) ベルト式研磨パッドを用いた平坦面を有する物体の研磨装置及び研磨方法
US11027394B2 (en) Load cup and chemical mechanical polishing apparatus and method of manufacturing including the same
US20130045596A1 (en) Semiconductor device manufacturing method and polishing apparatus
US8851959B2 (en) Chemical mechanical polishing device and polishing element
JPH08241878A (ja) 研磨方法およびこれに用いる研磨装置
KR102333209B1 (ko) 기판 연마 장치
US20160104629A1 (en) Apparatus and a method for treating a substrate
JP2004507097A (ja) ウエハと逆方向に回転する振動研磨パッドを備えたｃｍｐ装置
KR101739426B1 (ko) 화학 기계적 기판 연마장치
KR20220050374A (ko) 화학적 기계적 연마 장치, 화학적 기계적 연마 방법 및 반도체 장치의 제조 방법
TW201904720A (zh) 化學機械研磨系統與方法
EP1545832A1 (en) Partial-membrane carrier head
US7674156B2 (en) Cleaning device for chemical mechanical polishing equipment
KR20160139619A (ko) 화학 기계적 기판 연마장치
KR20100034618A (ko) 연마 패드의 세정방법
JP2001237206A (ja) 平坦化加工方法
KR102142236B1 (ko) 초평탄화 형상제어 웨이퍼 가공장치
US20120244785A1 (en) Polishing method and polishing system
US9373524B2 (en) Die level chemical mechanical polishing
TWI530999B (zh) 改良式化學機械平坦化平台
US20240145254A1 (en) Chemical mechanical polishing apparatus and method of fabricating semiconductor device using the same
US6821195B1 (en) Carrier head having location optimized vacuum holes
CN112428138B (zh) 单面抛光装置及方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination