TW201440951A - 研磨裝置及研磨方法 - Google Patents

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Hisanori Matsuo
Yoshihiro Mochizuki
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Tadashi Obo
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Ebara Corp
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Abstract

本發明提供一種藉由設於研磨墊上之研磨液留存機構，留存而不排出供研磨後仍保持充分研磨能力之研磨液，以充分利用所供給之研磨液的研磨能力，且測定研磨液之研磨能力，藉由迅速排出研磨能力已降低之研磨液，以最小之研磨液供給量獲得最大研磨能力的研磨裝置及研磨方法。本發明具備在研磨墊2上攔阻研磨液而留存研磨液之研磨液留存機構10；測定關於留存於研磨液留存機構10之研磨液鮮度的物理量之研磨液感測器S；從研磨液感測器S所測定之物理量算出留存的研磨液鮮度之鮮度測定器5；及依據鮮度測定器5求出之研磨液鮮度，進行研磨液之供給狀態的控制及/或研磨液之留存狀態的控制之鮮度控制器6。

Description

研磨裝置及研磨方法
本發明係關於一種將半導體晶圓等基板按壓於研磨工作臺上之研磨墊，研磨形成於基板上之金屬膜及絕緣膜等薄膜的研磨裝置及研磨方法者。
近年來，伴隨半導體元件之高積體化、高密度化，電路之配線日益微細化，多層配線之層數亦增加。為了謀求電路之微細化同時實現多層配線，由於跟隨下側之層的表面凹凸且階差變得更大，因而隨著配線層數增加，形成薄膜時對階差形狀之膜被覆性(階差覆蓋狀態：step coverage)惡化。因此，為了形成多層配線，須改善該階差覆蓋狀態，並以適當過程進行平坦化處理。此外，因為隨著光微影術之微細化導致焦點深度變淺，所以需要對半導體元件表面進行平坦化處理，使半導體元件之表面的凹凸階差抑制在焦點深度以下。
因此，在半導體元件之製造工序中，半導體元件表面之平坦化技術日益重要。該平坦化技術中最重要的技術係化學機械研磨(CMP(Chemical Mechanical Polishing))。該化學機械研磨係使用研磨裝置，在研磨墊上供給含有二氧化矽(SiO2)或二氧化鈰(CeO2)等研磨粒的研磨液，並使半導體晶圓等基板滑動接觸於研磨面來進行研磨者。
進行CMP處理之研磨裝置具備：具有研磨墊之研磨工作臺、及用於保持半導體晶圓等基板的研磨頭。使用此種研磨裝置進行基板之研磨情況下，係藉由研磨頭保持基板，並對研磨墊以指定之壓力按壓基板。此時，藉由在研磨墊上供給研磨液，同時使研磨工作臺與研磨頭相對運動，使基板滑動接觸於研磨墊，而且將基板之被研磨面研磨成平坦且鏡面。
在研磨處理中，因為研磨液之成分濃度等會影響研磨性能，所以在專利文獻1中記載了一種研磨方法，係將從研磨裝置排出之研磨液回收至回收容器，測定回收之研磨液的ζ電位(zeta potential)，測定值比指定值小時，添加ζ電位調整劑，而將凝聚狀態之研磨粒形成分散狀態，使ζ電位在指定值以上之研磨液在研磨裝置中循環。
此外，專利文獻2中記載了一種CMP裝置，係在用於控制平坦化處理之各種步驟的調整處理中，將從研磨墊上所排出之廢液(包含碎片(debris)、研磨泥(polishing slurry)、化學性或其他副生成物)回收至分析單元，分析回收之廢液中指定的元素濃度等要素，評估廢液之特性，並依據所評估之廢液特性控制平坦化處理。
【先前技術文獻】 【專利文獻】
[專利文獻1]日本特開2011-167769號公報
[專利文獻2]日本特表2007-520083號公報
進行CMP處理之研磨裝置在CMP處理中，研磨液係隨時供給在研磨墊上，並從研磨墊作為廢液隨時排出，不過供給至研磨墊上之研磨液中，有大量幾乎未用於研磨而保留研磨能力的研磨液被排出。因此，所供給之研磨液的研磨能力並未最大限度利用，總之，有排出了保持充分研磨能力之研磨液的問題。
此外，如專利文獻1及2所記載，過去係回收從研磨裝置排出之研磨液(或廢液)，並測定、分析回收之研磨液(或廢液)中的成分濃度等。此時，回收之研磨液(或廢液)中含有碎片(研磨屑)、研磨泥、化學性或其他副生成物等。因此，有回收從研磨裝置排出之研磨液，並測定、分析回收之研磨液(或廢液)時，並非測定在實際研磨時或研磨後不久研磨液具有的研磨能力之問題。
本發明係鑑於上述情形者，目的為提供一種藉由設於研磨墊上之研磨液留存機構，留存而不排出供研磨後仍保持充分研磨能力之研磨液，以充分利用所供給之研磨液的研磨能力，且測定研磨液之研磨能力，藉由迅速排出研磨能力已降低之研磨液，以最小之研磨液供給量獲得最大研磨能力的研磨裝置及研磨方法。
為了達成上述目的，本發明之研磨裝置係藉由研磨頭保持研磨對象之基板，將基板按壓於研磨工作臺上之研磨墊，來研磨基板之被研磨面，其特徵為具備：研磨液供給噴嘴，其係在研磨墊上供給研磨液；研磨液留存機構，其係配置於研磨墊上，並在研磨墊上攔阻研磨液而留存研磨液；研磨液感測器，其係測定關於留存於前述研磨液留存機構之研磨液 的鮮度之物理量；鮮度測定器，其係從前述研磨液感測器所測定之物理量算出留存之研磨液的鮮度；及鮮度控制器，其係依據前述鮮度測定器所求出之研磨液鮮度，進行研磨液之供給狀態的控制及/或研磨液之留存狀態的控制。
採用本發明時，因為在研磨墊上設置了攔阻研磨液而留存研磨液之研磨液留存機構，所以可留存而不排出供研磨後仍保持充分研磨能力之研磨液，以充分利用所供給之研磨液的研磨能力。
採用本發明時，係藉由研磨液感測器測定關於留存於研磨液留存機構中之研磨液的鮮度之物理量，並藉由鮮度測定器從研磨液感測器所測定之物理量算出留存之研磨液鮮度。有各種影響研磨性能之研磨液的物理量，而pH、氧化還原電位、分光法(吸光法、發光法)、光之折射率、光散射(反射鏡散射、動態散射)、ζ電位、導電度(electric conductivity)、溫度及液中成分濃度皆與研磨性能(研磨能力)有關，藉由監視此等物理量之變化，可求出研磨液之研磨能力高度(研磨能力之保持程度)，亦即研磨液之「鮮度」。
採用本發明時，鮮度控制器係依據算出之研磨液鮮度進行研磨液之供給狀態的控制及/或研磨液之留存狀態的控制。該控制進行如下。
預先調查研磨性能(研磨速度、平坦性、瑕疵數等)與研磨液之此等物理量亦即鮮度的關係，進一步，預先設定可容許之鮮度臨限值。若檢測出低於所設定之臨限值，以來自鮮度控制器之指令，實施研磨液供給噴嘴供給研磨液之狀態的控制、研磨液留存機構留存研磨液之量的控制、或是其兩者，可將研磨液之鮮度控制在一定範圍。
本發明適合之樣態的特徵為：前述研磨液留存機構在前述研磨工作臺之旋轉方向，係設於前述研磨頭之下游側。
採用本發明時，研磨液留存機構係因為在研磨工作臺之旋轉方向設於研磨頭之下游側，所以可留存而不排出供研磨後仍保持充分研磨能力之研磨液。
本發明適合之樣態的特徵為：前述研磨液留存機構可依據來自前述鮮度控制器之指令調整研磨液留存量。
本發明適合之樣態的特徵為：前述研磨液留存量係可藉由使前述研磨液留存機構之至少一部分上下運動來調整。
採用本發明時，可藉由使研磨液留存機構之至少一部分上下運動，來控制(調整)研磨液留存機構中之研磨液留存量。
本發明適合之樣態的特徵為：前述研磨液留存量係可藉由使設於前述研磨液留存機構之開口的大小變化來調整。
採用本發明時，藉由使設於研磨液留存機構之開口的大小變化，可控制(調整)研磨液留存機構中之研磨液留存量。
本發明適合之樣態的特徵為：前述研磨液留存量係可藉由吸入、排出留存於前述研磨液留存機構之研磨液的一部分來調整。
採用本發明時，藉由泵等吸入、排出留存於研磨液留存機構之研磨液的一部分，可控制(調整)研磨液留存機構中之研磨液留存量。
本發明適合之樣態的特徵為：前述研磨液留存量可藉由放大或縮小攔阻前述研磨液留存機構中之研磨液的部分來調整。
採用本發明時，可藉由放大或縮小攔阻前述研磨液留存機構 中之研磨液的部分，來控制(調整)研磨液留存機構中之研磨液留存量。
本發明適合之樣態的特徵為：前述研磨液供給噴嘴可依據來自前述鮮度控制器之指令，調整研磨液之供給狀態。
本發明適合之樣態的特徵為：前述研磨液供給噴嘴之研磨液供給狀態的調整，係研磨液之供給流量的調整。
採用本發明時，可藉由控制向研磨液供給噴嘴中送出研磨液之泵的旋轉速度，來控制(調整)從研磨液供給噴嘴供給至研磨墊上之研磨液的流量。另外，亦可藉由設置調節器(regulator)取代泵，來控制(調整)研磨液之供給流量。
本發明適合之樣態的特徵為：前述研磨液供給噴嘴之研磨液供給狀態的調整，係研磨液之供給位置的調整。
採用本發明時，可使研磨液供給噴嘴搖動來控制(調整)向研磨墊上供給研磨液之位置。此時，使研磨液供給噴嘴之吐出口位於研磨墊上的最佳位置後，停止研磨液供給噴嘴之搖動，而固定研磨液供給噴嘴之位置。此外，藉由在研磨液供給噴嘴之內部設置複數個通路，在各通路設置閥門，藉由適當開關設於各通路之閥門，可從複數個部位選擇研磨液之供給位置。此時，通常藉由僅打開1個閥門，並關閉其餘閥門，而從複數個部位選擇最佳之1個供給位置，不過，亦可同時打開複數個閥門，而從複數個部位同時供給研磨液。
本發明適合之樣態的特徵為：前述研磨液供給噴嘴之研磨液供給狀態的調整，係研磨液之溫度的調整。
採用本發明時，在供給研磨液至研磨液供給噴嘴之研磨液供 給管設置溫度感測器與熱交換器，藉由溫度感測器檢測在研磨液供給管中流動之研磨液的溫度，藉由依據檢測值控制熱交換器，可控制(調整)研磨液之溫度。
本發明適合之樣態的特徵為：前述研磨液感測器係測定pH、氧化還原電位、分光法、光之折射率、光散射、ζ電位、導電度、溫度及液中成分濃度中之至少一個物理量。
本發明適合之樣態的特徵為：係使用測出之2個以上物理量算出研磨液之鮮度。
研磨液之液性指標與研磨粒狀態之指標的乘積或比等的函數決定本發明的研磨性能。2次粒子徑係作為研磨粒之凝聚狀態的指標，此可以雷射繞射、散射法、動態光散射法、細孔電阻法測定，此外，ζ電位係作為顯示研磨粒凝聚容易度之指標，且可以電泳光散射法測定。藉由掌握粒子徑之分布的變化及凝聚度之變化，可監視研磨液之鮮度降低。
此外，監視二個以上值之變化，藉由監視此等比率如何發生變化可監視研磨能力。例如，藉由感應耦合電漿質量分析法(Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry：ICP-MS)等監視總金屬濃度變化，同時藉由吸光度監視金屬配位化合物濃度變化時，藉由監視此等比率如何發生變化可瞭解配位劑之消耗程度。亦即，配位劑充分存在情況下，伴隨金屬濃度增加，金屬配位化合物濃度亦增加，結果，總金屬濃度與金屬配位化合物濃度之比在某個一定範圍內，當配位劑不足時，金屬配位化合物濃度達到頂點而不再增加，所以兩者比率發生變化。藉由檢測此可檢測研磨液之研磨能力降低。
本發明適合之樣態的特徵為：前述研磨液感測器係配置於直接接觸或浸漬於留存於前述研磨液留存機構之研磨液，或是吸入、移送留存於前述研磨液留存機構之研磨液的部位。
採用本發明時，研磨液感測器係以直接接觸或浸漬於留存於研磨液留存機構之研磨液的方式配置。例如研磨液感測器由一體型之感測器構成，而將研磨液感測器之檢測端浸漬於研磨液中。或是，研磨液感測器由具備彼此相對而配置之發光部與受光部的分離型感測器構成，而將發光部及受光部一起浸漬於研磨液中。
此外，採用本發明時，係在吸入、移送留存於研磨液留存機構之研磨液的部位配置研磨液感測器。亦即，為了吸入、移送留存於研磨液留存機構之研磨液，而設置泵與配管，並在配管中設置研磨液感測器。此時，例如係以一體型之研磨液感測器的檢測端直接接觸於在配管內流動之研磨液的方式配置。或是，將由發光部與受光部構成之分離型的研磨液感測器浸漬於在配管內流動之研磨液中。另外，由發光部與受光部構成之分離型的研磨液感測器亦可與配管之U字狀彎曲部的外側相對配置。此時配管由透光性材質之管構成。
本發明適合之樣態的特徵為：前述研磨液感測器可在研磨墊之概略半徑方向的複數個部位測定。
採用本發明時，就留存於研磨液留存機構之研磨液而言，因為可在研磨墊之概略半徑方向的複數個部位測定，所以可在研磨液留存機構之複數個位置同時測定關於研磨液之鮮度的物理量。
本發明適合之樣態的特徵為：在前述研磨液供給噴嘴中供給 研磨液之研磨液供給部具備使用前研磨液鮮度測定機構，使用前研磨液鮮度測定機構係求出在研磨墊上供給前之研磨液的鮮度。
採用本發明時，係在研磨液供給噴嘴中供給研磨液的研磨液供給部，設置測定關於在研磨墊上供給前之研磨液鮮度的物理量之研磨液感測器，研磨液感測器與從以研磨液感測器所測定之物理量算出研磨液鮮度的鮮度測定器連接。研磨液感測器與鮮度測定器構成使用前研磨液鮮度測定機構，藉由使用前研磨液鮮度測定機構可求出在研磨墊上供給前之研磨液的鮮度。
本發明適合之樣態的特徵為：比較以前述使用前研磨液鮮度測定機構所求出之使用前的研磨液鮮度、與以前述鮮度測定器所求出之研磨時使用中的研磨液鮮度，來修正使用中之研磨液鮮度的測定值。
採用本發明時，藉由比較以使用前研磨液鮮度測定機構所求出之使用前的研磨液鮮度、與研磨時使用中之研磨液鮮度，來修正使用中之研磨液鮮度的測定值，可將留存於研磨液留存機構且研磨時使用中之研磨液之鮮度的測定值校正成無誤差之正確測定值。
本發明適合之樣態的特徵為：以前述鮮度測定器判定為鮮度高之研磨液，從研磨工作臺排出後供給至前述研磨液供給噴嘴再利用。
本發明適合在吸入、移送留存於研磨液留存機構之研磨液的部位配置研磨液感測器而構成的情況，藉由配置於吸入、移送研磨液之部位的研磨液感測器測定關於研磨液鮮度之物理量，以鮮度測定器算出鮮度，藉由鮮度控制器判定為鮮度比預設之鮮度臨限值高的研磨液，供給至研磨液供給噴嘴再利用。
本發明之研磨方法，係藉由研磨頭保持研磨對象之基板，將基板按壓於研磨工作臺上之研磨墊，來研磨基板之被研磨面，其特徵為：係從研磨液供給噴嘴在研磨墊上供給研磨液，使研磨液介於基板與研磨墊之間，同時使基板滑動接觸於研磨墊來研磨基板，在研磨墊上攔阻研磨液而留存研磨液，測定關於留存之研磨液鮮度的物理量，從測定之物理量算出留存之研磨液的鮮度，依據算出之研磨液鮮度進行研磨液之供給狀態的控制及/或研磨液之留存狀態的控制。
本發明適合之樣態的特徵為：算出之研磨液的鮮度低於預設之臨限值時，使留存之研磨液留存量減少及/或使來自研磨液供給噴嘴之研磨液供給量增加。
採用本發明時，可將研磨液之鮮度控制在一定範圍，並可以最小之研磨液供給量獲得最大之研磨能力。
本發明適合之樣態的特徵為：在前述研磨墊之半徑方向的複數個部位求出研磨液的鮮度，僅在求出之鮮度低於預定臨限值的部位進行更新研磨液之鮮度的動作。
採用本發明時，係在研磨墊之半徑方向的複數個部位求出研磨液之鮮度，僅在求出之鮮度低於預定臨限值的部位進行更新研磨液之鮮度的動作。亦即，僅在求出之鮮度低於預定臨限值的部位，藉由使留存於研磨液留存機構之研磨液留存量減少及/或使來自研磨液供給噴嘴之研磨液供給量增加，來更新研磨液之鮮度。藉此，因為可在研磨液留存機構之複數個區域個別地進行研磨液鮮度的調整，所以可減少整體之研磨液供給量。亦即可以最小研磨液供給量獲得最大之研磨能力。
本發明達到以下列舉之效果。
(1)因為設置了在研磨墊上攔阻研磨液而留存研磨液的研磨液留存機構，所以供研磨後仍保持充分研磨能力之研磨液可留存而不排出，可充分利用所供給之研磨液的研磨能力。
(2)藉由算出留存於研磨液留存機構之研磨液的研磨能力高度(研磨能力之保持程度)，亦即算出研磨液之鮮度，可管理研磨液之鮮度。
(3)藉由算出留存於研磨液留存機構之研磨液的鮮度，依據算出之研磨液鮮度，實施研磨液供給噴嘴供給研磨液之狀態的控制、研磨液留存機構留存研磨液之量的控制、或是其兩者，可將研磨液之鮮度控制在一定範圍。因此，可以最小之研磨液供給量獲得最大之研磨能力。
1‧‧‧研磨工作臺
2‧‧‧研磨墊
3‧‧‧研磨頭
4‧‧‧研磨液供給噴嘴
5‧‧‧鮮度測定器
6‧‧‧鮮度控制器
7‧‧‧研磨液供給部
10‧‧‧研磨液留存機構
11、17‧‧‧研磨液留存板
11a‧‧‧開口
11A、11B、11C‧‧‧留存板片
12‧‧‧螺絲棒
13‧‧‧母螺絲部材
13a、14‧‧‧齒輪
15‧‧‧配管
16‧‧‧擋板
20、21‧‧‧滑輪
22‧‧‧同步皮帶
24‧‧‧研磨液供給管
25‧‧‧溫度感測器
26‧‧‧熱交換器
4a、4b、4c、4d‧‧‧通路
Le‧‧‧發光部
Lr‧‧‧受光部
M‧‧‧馬達
O‧‧‧旋轉中心
P‧‧‧泵
R1、R2‧‧‧半徑
S,S1,S2,S3‧‧‧研磨液感測器
Va、Vb、Vc、Vd‧‧‧閥門
W‧‧‧基板
第一圖係顯示本發明之研磨裝置的整體構成之示意立體圖。
第二圖係第一圖所示之研磨裝置的概略俯視圖，且圖示研磨墊、研磨頭、研磨液供給噴嘴、研磨液留存機構及研磨液感測器的配置關係。
第三圖係顯示第一圖所示之研磨裝置的變形例之概略俯視圖。
第四圖係顯示藉由使研磨液留存機構之至少一部分上下運動，來控制(調整)研磨液留存量之構成圖，且第四(a)圖係顯示研磨液留存機構之示意側視圖，第四(b)圖係第四(a)圖之IV箭視圖。
第五圖係顯示藉由使設於研磨液留存機構之開口大小變化來控制(調整)研磨液留存量之構成的俯視圖。
第六圖係顯示藉由吸入排出留存於研磨液留存機構之研磨液的一部 分來控制(調整)研磨液留存量之構成的俯視圖。
第七圖係顯示藉由放大或縮小研磨液留存機構中之攔阻研磨液的部分，來控制(調整)研磨液留存量之構成的俯視圖。
第八圖係顯示控制(調整)研磨液供給噴嘴供給研磨液之流量的構成之俯視圖。
第九(a),(b)圖係顯示控制(調整)研磨液供給噴嘴供給研磨液之位置及研磨液的溫度之構成圖，且第九(a)圖係示意側視圖，第九(b)圖係第九(a)圖之IX箭視圖。
第十圖係顯示藉由研磨液供給噴嘴具備複數個通路，研磨液之供給位置為複數個部位(多點供給)的構成之部分剖面側視圖。
第十一(a),(b)圖係顯示以研磨液感測器直接接觸或浸漬於研磨液留存機構中留存的研磨液之方式而配置的構成之示意側視圖。
第十二圖係顯示將研磨液感測器配置於吸入、移送留存於研磨液留存機構之研磨液的部位之構成的示意側視圖。
第十三圖係顯示控制(調整)研磨液供給噴嘴供給研磨液之位置及研磨液的溫度之構成的示意側視圖。
第十四圖係顯示研磨液之pH隨時間經過而變化的曲線圖。
第十五圖係顯示研磨液之氧化還原電位隨時間經過而變化的曲線圖。
第十六圖係顯示研磨液在特定波長之吸光度隨時間經過而變化的曲線圖。
以下，參照第一圖至第十六圖說明本發明之研磨裝置及研磨 方法的實施形態。第一圖至第十六圖中，在同一或相當之構成要素上註記同一符號，並省略重複之說明。
第一圖係顯示本發明之研磨裝置的整體構成之示意立體圖。如第一圖所示，研磨裝置具備：支撐研磨墊2之研磨工作臺1；保持作為研磨對象物之半導體晶圓等基板，並按壓於研磨工作臺1上之研磨墊2的研磨頭3；及在研磨墊2上供給研磨液(slurry)之研磨液供給噴嘴4。
研磨頭3係構成藉由真空吸著而在其下面保持半導體晶圓等基板。研磨頭3及研磨工作臺1如箭頭所示地在同一方向旋轉，在該狀態下，研磨頭3將基板按壓於研磨墊2。從研磨液供給噴嘴4供給研磨液至研磨墊2上，基板在研磨液存在下，藉由與研磨墊2滑動接觸而被研磨。
如第一圖所示，研磨裝置具備：配置於研磨墊2上，在研磨墊2上攔阻研磨液而留存研磨液的研磨液留存機構10；及測定關於留存於研磨液留存機構10之研磨液之鮮度的物理量之研磨液感測器S。研磨液留存機構10具備由圓弧狀彎曲所形成之板狀體構成的研磨液留存板11，藉由研磨液留存板11之下面接觸於研磨墊2，可藉由研磨液留存板11之內周面攔阻研磨液而留存研磨液。此外，研磨液感測器S設置於研磨頭3與研磨液留存機構10之間的空間，可直接接觸或浸漬於研磨液留存機構10中留存的研磨液。
如第一圖所示，研磨裝置進一步具備：從研磨液感測器S測定之物理量算出留存之研磨液之鮮度的鮮度測定器5；及依據鮮度測定器5求出之研磨液鮮度，實施研磨液之供給狀態的控制及/或研磨液之留存狀態的控制之鮮度控制器6。研磨液感測器S連接於鮮度測定器5，鮮度測定器5連接於鮮度控制器6。研磨液留存機構10連接於鮮度控制器6。此外，在研 磨液供給噴嘴4中供給研磨液之研磨液供給部7(包含配管及泵P等)7連接於鮮度控制器6。
第二圖係第一圖所示之研磨裝置的概略俯視圖，且圖示研磨墊2、研磨頭3、研磨液供給噴嘴4、研磨液留存機構10及研磨液感測器S之配置關係。如第二圖所示，研磨液留存機構10接近研磨頭3而設置，並在研磨工作臺1之旋轉方向，配置於研磨頭3之下游側。研磨液留存機構10之研磨液留存板11在以概略圓盤狀之研磨頭3的旋轉中心O為中心之圓弧上，且將研磨頭3之半徑設為R1，將研磨液留存板11之半徑設為R2時，設定成R2=(大約1.05~1.3)×R1。藉由研磨液留存板11之半徑R2比研磨頭3之半徑R1大，而在研磨頭3與研磨液留存板11之間形成有在研磨墊2上攔阻研磨液而留存研磨液的研磨液留存空間。研磨頭3與研磨液留存板11在該研磨液留存空間之間隔設定成5mm~100mm，並宜為20mm~50mm。研磨液感測器S可直接接觸或浸漬於在研磨液留存空間的研磨液。研磨液供給噴嘴4從研磨墊2之外側延伸至研磨墊2的旋轉中心附近，從研磨液供給噴嘴4滴下研磨液之位置為在研磨工作臺1之旋轉方向研磨頭3之上游側接近的位置。
第三圖係顯示第一圖所示之研磨裝置的變形例之概略俯視圖。第三圖所示之研磨裝置中，在形成於研磨頭3與研磨液留存板11之間的研磨液留存空間配置有複數個研磨液感測器。圖示之例係隔以指定間隔配置有3個研磨液感測器S1,S2,S3。此等複數個研磨液感測器S1,S2,S3可在研磨墊2之概略半徑方向的複數個部位測定關於研磨液之鮮度的物理量。
其次，就測定關於研磨液鮮度之物理量的研磨液感測器S及從研磨液感測器S所測定之物理量算出留存的研磨液之鮮度之鮮度測定器5 作說明。
習知上述CMP處理用之研磨液除了研磨粒之外，還包含各種添加劑成分，此等添加劑成分分別擔任調節pH及氧化還原電位、提高研磨粒之分散性、在研磨表面形成保護膜、與溶出之金屬離子形成配位化合物等的角色。隨著研磨進行，研磨液之成分濃度發生變化，所以研磨液之研磨性能亦發生變化。為了獲得穩定之研磨性能，將研磨液之各成分濃度保持在最佳值很重要，因而宜監視/控制各成分濃度。
研磨液之液性變化對研磨性能的影響如下。
研磨液之pH發生變化時，因研磨粒之ζ電位發生變化，導致研磨粒之凝聚狀態改變，造成研磨性能發生變化或產生刮痕。此外，考慮伴隨pH之變化而配位劑之酸解離度發生變化時，會影響金屬配位化合物的生成量，藉此，作為金屬配位化合物而可存在於液中的金屬量發生變化，如此將影響研磨性能。
此外，因為pH與氧化還原電位之變化會影響金屬的反應性，所以影響在金屬表面形成鈍態層及形成配位化合物，而使研磨性能變化。
因為研磨液之pH及氧化還原電位的變化，與研磨液之液中成分的濃度變化有關，所以藉由監視pH及氧化還原電位之變化，可間接監視成分濃度。同樣地，藉由與金屬離子形成配位化合物，而可見光及紫外線之吸光波長及吸光係數發生變化時，藉由監視吸光度之變化，可監視配位劑及金屬離子、或金屬配位化合物濃度的變化。
伴隨研磨之進行，研磨液之各種液性發生變化，液性變化之 因素有各種因素。就pH變化而言，進行研磨，液中之配位劑消耗用於與金屬離子形成配位化合物時，配位劑之解離平衡發生變化，非解離之配位劑在解離的同時釋出質子，因此pH值降低。此外，如銅離子取得1價與2價之氧化狀態時，在氧化劑及還原劑共存下，銅離子發揮觸媒性作用，而促進某種成分之氧化分解反應等，伴隨其反應，因生成/消耗質子，導致pH值發生變化。
就研磨液之氧化還原電位(ORP)變化而言，如銅離子形成金屬配位化合物，且取得1價與2價之氧化狀態時，因觸媒性作用消耗氧化劑及還原劑，導致ORP變化。此外，與金屬形成配位化合物之前的配位劑之狀態下，不易氧化還原之成分與金屬離子形成配位化合物因而變得容易氧化還原，結果，隨著金屬配位化合物濃度增加，氧化還原劑因與金屬配位化合物氧化還原反應而消耗，導致ORP變化。
就吸光度變化而言，由於依據金屬離子、配位劑、金屬配位化合物等成分而具有特有之吸光波長及吸光係數，因此，藉由伴隨進行研磨而金屬溶出、形成金屬配位化合物等，各成分濃度發生變化時，作為整個溶液之吸光波長及吸光係數會發生變化。特別是若藉由金屬配位化合物之氧化還原反應等，形成在特定之波長帶，顯示比原來成分高之吸光度的生成物時等，可藉由生成物之吸光度變化監視氧化劑及還原劑等的成分濃度變化。
就研磨性能與研磨液之關係進一步說明時，研磨性能取決於研磨液之液性指標與研磨粒狀態之指標的乘積或比等之函數。
以上，已列舉研磨液之液性指標，不過研磨粒之凝聚狀態的 指標還有2次粒子徑，此可以雷射繞射散射法、動態光散射法、細孔電阻法測定。此外，顯示研磨粒之凝聚容易度的指標有ζ電位，可以電泳光散射法測定。藉由掌握粒子徑之分布的變化及凝聚度的變化，可監視研磨液之鮮度降低。
此外，監視二個以上之值的變化，並監視此等比率如何發生變化，即可監視研磨能力。例如藉由ICP-MS(感應耦合電漿質量分析法)等監視總金屬濃度變化，同時藉由吸光度監視金屬配位化合物濃度變化時，藉由監視此等比率如何發生變化，可瞭解配位劑之消耗程度。亦即，配位劑充分存在情況下，伴隨金屬濃度增加，金屬配位化合物濃度亦增加，結果，總金屬濃度與金屬配位化合物濃度之比在某個一定範圍內，當配位劑不足時，金屬配位化合物濃度達到頂點而不再增加，所以兩者比率發生變化。藉由檢測此可檢測研磨液之研磨能力降低。
如此，發生包含金屬離子、氧化還原劑、配位劑等添加劑的複雜反應時，藉由監視吸光度等與成分濃度有關的物理性指標，可間接監視各個成分濃度變化。
以上，就影響研磨性能之研磨液的物理量作一些例示，總而言之，pH、氧化還原電位、分光法(吸光法、發光法)、光之折射率、光散射(反射鏡散射、動態散射)、ζ電位、導電度、溫度、液中成分濃度皆與研磨性能(研磨能力)有關，藉由監視此等物理量之變化，可求出研磨液之研磨能力的高度(研磨能力之保持程度)，亦即研磨液之「鮮度」。因此，藉由研磨液感測器S測定上述物理量之至少一個，可藉由鮮度測定器5從測定之物理量算出留存的研磨液之鮮度。
鮮度控制器6依據如此算出之研磨液的鮮度，進行研磨液之供給狀態的控制及/或研磨液之留存狀態的控制。該控制進行如下。
預先調查研磨性能(研磨速度、平坦性、瑕疵數等)與研磨液之此等物理量亦即鮮度的關係，進一步，預先設定可容許之鮮度臨限值。若檢測出低於所設定之臨限值，以來自鮮度控制器6之指令，實施研磨液供給噴嘴4供給研磨液之狀態的控制、研磨液留存機構10留存研磨液之量的控制、或是其兩者，可將研磨液之鮮度控制在一定範圍。
研磨液供給噴嘴4供給研磨液之狀態，藉由研磨液供給流量、研磨液供給位置(墊半徑方向位置)、研磨液供給噴嘴在墊半徑方向之搖動幅度與搖動速度來控制。研磨液留存機構10留存研磨液之量，係藉由研磨液留存機構10之上下運動、設於研磨液留存機構10之開口部的大小之變化、研磨液留存機構10在墊半徑方向之伸縮等，使研磨液留存機構10之研磨液流入量與研磨液排出量的平衡發生變化來控制。
其次，就依據來自鮮度控制器6之指令來控制因研磨液留存機構10而定的研磨液留存量之具體構成，參照第四圖至第七圖作說明。
第四圖係顯示藉由使研磨液留存機構10之至少一部分上下運動，來控制(調整)研磨液留存量之構成圖，且第四(a)圖係顯示研磨液留存機構10之示意側視圖，第四(b)圖係第四(a)圖之IV箭視圖。如第四(a),(b)圖所示，研磨液留存機構10之研磨液留存板11由分割成3個之留存板片11A,11B,11C而構成，各留存板片11A,11B,11C連結有螺絲棒12。各螺絲棒12上螺合有外周面形成齒輪13a，內周面形成母螺絲之母螺絲部材13，母螺絲部材13上嚙合連結於馬達M之齒輪14。馬達M連接於鮮度控制器6。因此， 藉由個別驅動各馬達M，使母螺絲部材13旋轉，使螺絲棒12上下運動，可使留存板片11A,11B,11C個別地上下運動。亦即，藉由使研磨液留存機構10之至少一部分上下運動，可控制(調整)研磨液留存機構10中之研磨液留存量。
第五圖係顯示藉由使設於研磨液留存機構10之開口大小變化來控制(調整)研磨液留存量之構成的俯視圖。如第五圖所示，在研磨液留存機構10之研磨液留存板11中形成有複數個開口(圖示例係3個開口)11a，在此等複數個開口11a的位置設置有個別開關開口11a之擋板(shutter)16。複數個擋板16之開關可藉由鮮度控制器6個別地控制。因此，藉由適當調整待開關之擋板16的數量，可使設於研磨液留存機構10之開口大小變化，可控制(調整)研磨液留存機構10中之研磨液留存量。
第六圖係顯示藉由吸入排出留存於研磨液留存機構10之研磨液的一部分來控制(調整)研磨液留存量之構成的俯視圖。如第六圖所示，研磨液留存機構10具備設置於研磨液留存板11上之泵P、及連接於泵P之配管15。泵P連結於馬達M，馬達M連接於鮮度控制器6。因此，藉由驅動馬達M使泵P工作，可吸入、排出留存於研磨液留存機構10中之研磨液的一部分。藉此，可控制(調整)研磨液留存機構10中之研磨液留存量。
第七圖係顯示藉由放大或縮小研磨液留存機構10中之攔阻研磨液的部分，來控制(調整)研磨液留存量之構成的俯視圖。如第七圖所示，在研磨液留存機構10之研磨液留存板11的兩側部設置有對研磨液留存板11自由進退而構成之輔助的研磨液留存板17,17。各輔助之研磨液留存板17的進退可藉由鮮度控制器6個別地控制。因此，藉由使各輔助之研磨液 留存板17適當進退，可放大或縮小攔阻研磨液留存機構10中之研磨液的部分。藉此，可控制(調整)研磨液留存機構10中之研磨液留存量。
其次，就依據來自鮮度控制器6之指令來控制由研磨液供給噴嘴4供給研磨液之狀態的具體構成，參照第八圖至第十圖作說明。
第八圖係顯示控制(調整)研磨液供給噴嘴4供給研磨液之流量的構成之俯視圖。如第八圖所示，送出研磨液至研磨液供給噴嘴4之泵P連接於鮮度控制器6，可控制泵P之旋轉速度。因此，藉由控制泵P之旋轉速度，可控制(調整)從研磨液供給噴嘴4供給至研磨墊2上的研磨液流量。另外，亦可藉由設置調節器取代泵P，來控制(調整)研磨液之供給流量。
第九(a),(b)圖係顯示控制由研磨液供給噴嘴4供給研磨液之位置及研磨液的溫度之構成圖，且第九(a)圖係示意側視圖，第九(b)圖係第九(a)圖之IX箭視圖。如第九(a),(b)圖所示，研磨液供給噴嘴4連結於由二個滑輪20,21、跨接於二個滑輪20,21間之同步皮帶22、及連結於滑輪21之馬達M構成的搖動機構。馬達M連接於鮮度控制器6。因此，藉由正反轉動馬達M，使滑輪20旋轉，而使研磨液供給噴嘴4搖動，可控制(調整)在研磨墊2上供給研磨液之位置。此時，使研磨液供給噴嘴4之吐出口位於研磨墊2上的最佳位置後，停止馬達M，並固定研磨液供給噴嘴4之位置。
此外，如第九(a),(b)圖所示，在供給研磨液至研磨液供給噴嘴4之研磨液供給管24中設置溫度感測器25與熱交換器26。溫度感測器25及熱交換器26連接於鮮度控制器6。因此，藉由溫度感測器25檢測在研磨液供給管24中流動之研磨液的溫度，藉由將檢測值輸入鮮度控制器6，來控制熱交換器26，可控制(調整)研磨液之溫度。
第十圖係顯示藉由研磨液供給噴嘴4具備複數個通路，研磨液之供給位置為複數個部位(多點供給)的構成之部分剖面側視圖。如第十圖所示，研磨液供給噴嘴4於內部具有複數個通路4a,4b,4c,4d。各通路4a~4d中設置閥門Va,Vb,Vc,Vd，各閥門Va~Vd連接於鮮度控制器6(無圖示)。因此，藉由適當開關閥門Va~Vd，可從複數個部位選擇研磨液之供給位置。此時，通常藉由僅打開1個閥門，而關閉其餘之閥門，從複數個部位選擇最佳之1個供給位置，不過亦可同時打開複數個閥門，從複數個部位同時供給研磨液。
其次，就研磨液感測器S之配置構成，參照第十一圖及第十二圖作說明。
第十一(a),(b)圖係顯示以研磨液感測器S直接接觸或浸漬於研磨液留存機構10中留存的研磨液之方式而配置的構成之示意側視圖。
第十一(a)圖所示之例中，研磨液感測器S由一體型感測器構成，研磨液感測器S之檢測端浸漬於研磨液中。
第十一(b)圖所示之例中，研磨液感測器S由具備彼此相對配置之發光部Le與受光部Lr的分離型感測器構成，發光部Le及受光部Lr皆浸漬於研磨液中。另外，發光部Le與受光部Lr亦可在與第十一(b)圖之紙面正交的方向相對配置。
第十二圖係顯示將研磨液感測器S配置於吸入、移送留存於研磨液留存機構10之研磨液的部位之構成的示意側視圖。如第十二圖所示，為了吸入並移送留存於研磨液留存機構10之研磨液而設有泵P與配管15。如第十二圖之框內所示，配管15中設置有研磨液感測器S。亦即，在框 內之(a)所示的例中，研磨液感測器S之檢測端以直接接觸於在配管15內流動之研磨液的方式配置。(b)所示之例中，由發光部Le與受光部Lr構成之研磨液感測器S浸漬於在配管15內流動的研磨液中。(c)所示之例中，由發光部Le與受光部Lr構成之研磨液感測器S在配管15之U字狀彎曲部的外側相對配置。此時，配管15係由透光性材質之管構成。
如第十二圖所示，在吸入並移送留存於研磨液留存機構10之研磨液的部位配置研磨液感測器S而構成時，亦可藉由研磨液感測器S測定關於研磨液鮮度之物理量，以鮮度測定器5算出鮮度，並藉由鮮度控制器6判定為鮮度比預設之鮮度臨限值高的研磨液，供給至研磨液供給噴嘴4再利用。
其次，就具備使用前研磨液鮮度測定機構之樣態，參照第十三圖作說明，其中該使用前研磨液鮮度測定機構，求出在研磨液供給噴嘴4中供給研磨液之研磨液供給部7供給於研磨墊2上之前的研磨液鮮度。
第十三圖係顯示具備求出在研磨液供給部7供給於研磨墊2上之前的研磨液鮮度之使用前研磨液鮮度測定機構的構成之示意側視圖。如第十三圖所示，在研磨液供給噴嘴4中供給研磨液之研磨液供給管24，設置有測定關於供給於研磨墊2上之前的研磨液鮮度之物理量的研磨液感測器S。研磨液感測器S與第一圖所示之實施形態同樣地，連接於從研磨液感測器S所測定之物理量算出研磨液鮮度的鮮度測定器(無圖示)。研磨液感測器S與鮮度測定器(無圖示)構成使用前研磨液鮮度測定機構，藉由使用前研磨液鮮度測定機構可求出供給於研磨墊2上之前的研磨液鮮度。第十三圖之其他構成與第九圖同樣。
第一圖所示之鮮度控制器6比較前述使用前研磨液鮮度測定機構所求出之使用前的研磨液鮮度、與第一圖所示之鮮度測定器5所求出的研磨時使用中之研磨液鮮度，來修正使用中之研磨液鮮度的測定值。藉此，可將留存於研磨液留存機構10，研磨時使用中之研磨液鮮度的測定值校正成無誤差之正確測定值。
其次，將作為關於研磨液鮮度之物理量的pH、氧化還原電位及吸光度隨著研磨時間經過如何發生變化顯示於第十四圖至第十六圖。
第十四圖係顯示研磨液之pH隨時間經過而發生變化的曲線圖。縱軸表示無因次化之pH值，橫軸表示研磨液與研磨對象材料接觸之時間(無因次化)。如第十四圖所示，接觸時間為0時pH係1，接觸時間為0.25時pH係0.995633，接觸時間為0.5時pH為0.991266，接觸時間為0.75時pH係0.987991，接觸時間為1時pH為0.985808。如此，瞭解研磨液之pH值伴隨時間經過而降低。
第十五圖係顯示研磨液之氧化還原電位隨時間經過而發生變化的曲線圖。縱軸表示無因次化之氧化還原電位，橫軸表示研磨液與研磨對象材料接觸之時間(無因次化)。如第十五圖所示，接觸時間為0時，氧化還原電位係1，接觸時間為0.25時電位係1.046512，接觸時間為0.5時電位係1.085271，接觸時間為0.75時電位係1.144703，接觸時間為1時電位係1.217054。如此，瞭解研磨液之氧化還原電位伴隨時間經過而增加。
第十六圖係顯示研磨液在特定波長之吸光度隨時間經過而發生變化的曲線圖。縱軸表示無因次化之特定波長的吸光度，橫軸表示研磨液與研磨對象材料接觸之時間(無因次化)。如第十六圖所示，接觸時間 為0時吸光度係1，接觸時間為0.25時吸光度係1.408759，接觸時間為0.5時吸光度係1.761557，接觸時間為0.75時吸光度係2.333333，接觸時間為1時吸光度係3.467153。如此，瞭解研磨液在特定波長之吸光度伴隨時間經過而增加。
如此藉由考慮影響研磨液之研磨能力的研磨液物理量之變化趨勢來設定臨限值，可管理研磨液之鮮度。
以上係說明本發明之實施形態，不過本發明不限定於上述實施形態，在其技術思想之範圍內，當然可以各種不同形態來實施。
1‧‧‧研磨工作臺
2‧‧‧研磨墊
3‧‧‧研磨頭
4‧‧‧研磨液供給噴嘴
5‧‧‧鮮度測定器
6‧‧‧鮮度控制器
7‧‧‧研磨液供給部
10‧‧‧研磨液留存機構
11‧‧‧研磨液留存板
S‧‧‧研磨液感測器
P‧‧‧泵

Claims (21)

  1. 一種研磨裝置，係藉由研磨頭保持研磨對象之基板，將基板按壓於研磨工作臺上之研磨墊，來研磨基板之被研磨面，其特徵為具備：研磨液供給噴嘴，其係在研磨墊上供給研磨液；研磨液留存機構，其係配置於研磨墊上，並在研磨墊上攔阻研磨液而留存研磨液；研磨液感測器，其係測定關於留存於前述研磨液留存機構之研磨液的鮮度之物理量；鮮度測定器，其係從前述研磨液感測器所測定之物理量算出留存之研磨液的鮮度；及鮮度控制器，其係依據前述鮮度測定器所求出之研磨液鮮度，進行研磨液之供給狀態的控制及/或研磨液之留存狀態的控制。
  2. 如申請專利範圍第1項之研磨裝置，其中前述研磨液留存機構在前述研磨工作臺之旋轉方向，係設於前述研磨頭之下游側。
  3. 如申請專利範圍第1項之研磨裝置，其中前述研磨液留存機構可依據來自前述鮮度控制器之指令調整研磨液留存量。
  4. 如申請專利範圍第3項之研磨裝置，其中前述研磨液留存量係可藉由使前述研磨液留存機構之至少一部分上下運動來調整。
  5. 如申請專利範圍第3項之研磨裝置，其中前述研磨液留存量係可藉由使設於前述研磨液留存機構之開口的大小變化來調整。
  6. 如申請專利範圍第3項之研磨裝置，其中前述研磨液留存量係可藉由吸入、排出留存於前述研磨液留存機構之研磨液的一部分來調整。
  7. 如申請專利範圍第3項之研磨裝置，其中前述研磨液留存量係可藉由放大或縮小攔阻前述研磨液留存機構中之研磨液的部分來調整。
  8. 如申請專利範圍第1項之研磨裝置，其中前述研磨液供給噴嘴可依據來自前述鮮度控制器之指令，調整研磨液之供給狀態。
  9. 如申請專利範圍第8項之研磨裝置，其中前述研磨液供給噴嘴之研磨液供給狀態的調整，係研磨液之供給流量的調整。
  10. 如申請專利範圍第8項之研磨裝置，其中前述研磨液供給噴嘴之研磨液供給狀態的調整，係研磨液之供給位置的調整。
  11. 如申請專利範圍第8項之研磨裝置，其中前述研磨液供給噴嘴之研磨液供給狀態的調整，係研磨液之溫度的調整。
  12. 如申請專利範圍第1項之研磨裝置，其中前述研磨液感測器係測定pH、氧化還原電位、分光法、光之折射率、光散射、ζ電位、導電度、溫度及液中成分濃度中之至少一個物理量。
  13. 如申請專利範圍第1項之研磨裝置，其中係使用測出之2個以上物理量算出研磨液之鮮度。
  14. 如申請專利範圍第1項之研磨裝置，其中前述研磨液感測器係配置於直接接觸或浸漬於留存於前述研磨液留存機構之研磨液，或是吸入、移送留存於前述研磨液留存機構之研磨液的部位。
  15. 如申請專利範圍第1項之研磨裝置，其中前述研磨液感測器可在研磨墊之概略半徑方向的複數個部位測定。
  16. 如申請專利範圍第1項之研磨裝置，其中在前述研磨液供給噴嘴中供給研磨液之研磨液供給部具備使用前研磨液鮮度測定機構，使用前研 磨液鮮度測定機構係求出在研磨墊上供給前之研磨液的鮮度。
  17. 如申請專利範圍第16項之研磨裝置，其中比較以前述使用前研磨液鮮度測定機構所求出之使用前的研磨液鮮度、與以前述鮮度測定器所求出之研磨時使用中的研磨液鮮度，來修正使用中之研磨液鮮度的測定值。
  18. 如申請專利範圍第1項之研磨裝置，其中以前述鮮度測定器判定為鮮度高之研磨液，從研磨工作臺排出後供給至前述研磨液供給噴嘴再利用。
  19. 一種研磨方法，係藉由研磨頭保持研磨對象之基板，將基板按壓於研磨工作臺上之研磨墊，來研磨基板之被研磨面，其特徵為：係從研磨液供給噴嘴在研磨墊上供給研磨液，使研磨液介於基板與研磨墊之間，同時使基板滑動接觸於研磨墊來研磨基板，在研磨墊上攔阻研磨液而留存研磨液，測定關於留存之研磨液鮮度的物理量，從測定之物理量算出留存之研磨液的鮮度，依據算出之研磨液鮮度進行研磨液之供給狀態的控制及/或研磨液之留存狀態的控制。
  20. 如申請專利範圍第19項之研磨方法，其中算出之研磨液的鮮度低於預設之臨限值時，使留存之研磨液留存量減少及/或使來自研磨液供給噴嘴之研磨液供給量增加。
  21. 如申請專利範圍第19項之研磨方法，其中在前述研磨墊之半徑方向的 複數個部位求出研磨液的鮮度，僅在求出之鮮度低於預定臨限值的部位進行更新研磨液之鮮度的動作。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI547348B (zh) * 2015-08-31 2016-09-01 力晶科技股份有限公司 化學機械研磨裝置與方法
TWI701103B (zh) * 2018-02-14 2020-08-11 台灣積體電路製造股份有限公司 研磨設備、檢測裝置以及半導體基板的研磨方法
TWI771404B (zh) * 2017-04-11 2022-07-21 日商荏原製作所股份有限公司 研磨裝置及研磨方法
TWI803588B (zh) * 2018-03-07 2023-06-01 美商應用材料股份有限公司 研磨流體添加劑濃度測量設備及其相關的方法

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10688623B2 (en) * 2014-09-30 2020-06-23 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Slurry dispersion system with real time control
JP2019029562A (ja) * 2017-08-01 2019-02-21 株式会社荏原製作所 基板処理装置
JP6975078B2 (ja) * 2018-03-15 2021-12-01 キオクシア株式会社 半導体製造装置および半導体装置の製造方法
CN109562505A (zh) 2018-10-24 2019-04-02 长江存储科技有限责任公司 具有刮擦固定装置的化学机械抛光设备
KR20210137909A (ko) * 2020-05-11 2021-11-18 가부시키가이샤 에바라 세이사꾸쇼 연마 장치 및 연마 방법

Family Cites Families (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10309661A (ja) * 1995-09-08 1998-11-24 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体基板の研磨方法及びその装置
US5645682A (en) * 1996-05-28 1997-07-08 Micron Technology, Inc. Apparatus and method for conditioning a planarizing substrate used in chemical-mechanical planarization of semiconductor wafers
US6285035B1 (en) * 1998-07-08 2001-09-04 Lsi Logic Corporation Apparatus for detecting an endpoint polishing layer of a semiconductor wafer having a wafer carrier with independent concentric sub-carriers and associated method
US6323046B1 (en) * 1998-08-25 2001-11-27 Micron Technology, Inc. Method and apparatus for endpointing a chemical-mechanical planarization process
US7530877B1 (en) * 1999-06-03 2009-05-12 Micron Technology, Inc. Semiconductor processor systems, a system configured to provide a semiconductor workpiece process fluid
US6077147A (en) * 1999-06-19 2000-06-20 United Microelectronics Corporation Chemical-mechanical polishing station with end-point monitoring device
US6214732B1 (en) * 1999-11-01 2001-04-10 Lucent Technologies, Inc. Chemical mechanical polishing endpoint detection by monitoring component activity in effluent slurry
JP2001198794A (ja) * 2000-01-21 2001-07-24 Ebara Corp 研磨装置
US6287171B1 (en) * 2000-02-15 2001-09-11 Speedfam-Ipec Corporation System and method for detecting CMP endpoint via direct chemical monitoring of reactions
US6569690B1 (en) * 2000-08-31 2003-05-27 Agere Systems Guardian Corp Monitoring system for determining progress in a fabrication activity
TW539594B (en) * 2001-05-17 2003-07-01 Macronix Int Co Ltd Oxidant concentration monitoring system in chemical mechanical polishing process
US6762832B2 (en) * 2001-07-18 2004-07-13 Air Liquide America, L.P. Methods and systems for controlling the concentration of a component in a composition with absorption spectroscopy
US6887132B2 (en) * 2001-09-10 2005-05-03 Multi Planar Technologies Incorporated Slurry distributor for chemical mechanical polishing apparatus and method of using the same
US6458020B1 (en) * 2001-11-16 2002-10-01 International Business Machines Corporation Slurry recirculation in chemical mechanical polishing
TWI252791B (en) * 2002-01-18 2006-04-11 Promos Technologies Inc Slurry supply system disposed above the rotating platen of a chemical mechanical polishing apparatus
JP4102081B2 (ja) * 2002-02-28 2008-06-18 株式会社荏原製作所 研磨装置及び研磨面の異物検出方法
US6899784B1 (en) * 2002-06-27 2005-05-31 International Business Machines Corporation Apparatus for detecting CMP endpoint in acidic slurries
US7166015B2 (en) * 2002-06-28 2007-01-23 Lam Research Corporation Apparatus and method for controlling fluid material composition on a polishing pad
US20040214508A1 (en) * 2002-06-28 2004-10-28 Lam Research Corporation Apparatus and method for controlling film thickness in a chemical mechanical planarization system
CN1910011B (zh) 2004-01-26 2010-12-15 Tbw工业有限公司 使用原位修整制程的化学机械平面化制程控制
US7232363B2 (en) * 2004-07-22 2007-06-19 Applied Materials, Inc. Polishing solution retainer
JP2006088292A (ja) * 2004-09-27 2006-04-06 Toshiba Corp 研磨装置、研磨方法および半導体装置の製造方法
JP2007180309A (ja) * 2005-12-28 2007-07-12 Toshiba Corp 研磨装置および研磨方法
TW200916261A (en) * 2007-09-07 2009-04-16 Cabot Microelectronics Corp CMP sensor and control system
US20090287340A1 (en) * 2008-05-15 2009-11-19 Confluense Llc In-line effluent analysis method and apparatus for CMP process control
US8197306B2 (en) * 2008-10-31 2012-06-12 Araca, Inc. Method and device for the injection of CMP slurry
US8277286B2 (en) * 2009-02-13 2012-10-02 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Slurry dispenser for chemical mechanical polishing (CMP) apparatus and method
JP2011167769A (ja) 2010-02-16 2011-09-01 Konica Minolta Opto Inc ガラス基板の研磨方法

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI547348B (zh) * 2015-08-31 2016-09-01 力晶科技股份有限公司 化學機械研磨裝置與方法
CN106475896A (zh) * 2015-08-31 2017-03-08 力晶科技股份有限公司 化学机械研磨装置与方法
CN106475896B (zh) * 2015-08-31 2018-12-14 力晶科技股份有限公司 化学机械研磨装置与方法
TWI771404B (zh) * 2017-04-11 2022-07-21 日商荏原製作所股份有限公司 研磨裝置及研磨方法
TWI701103B (zh) * 2018-02-14 2020-08-11 台灣積體電路製造股份有限公司 研磨設備、檢測裝置以及半導體基板的研磨方法
TWI803588B (zh) * 2018-03-07 2023-06-01 美商應用材料股份有限公司 研磨流體添加劑濃度測量設備及其相關的方法

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