KR20030090698A

KR20030090698A - 엣지 연마를 균일하게 조절하는 장치

Info

Publication number: KR20030090698A
Application number: KR10-2003-7012785A
Authority: KR
Inventors: 캉샨 슈; 제프 가스파릿츠; 로버트 타프; 케네스 제이 방; 파울 스타시에위츠; 에릭 에이치 잉그달; 트래비스 로버트 테일러
Original assignee: 램 리서치 코포레이션
Priority date: 2001-03-30
Filing date: 2002-03-29
Publication date: 2003-11-28
Also published as: US6991512B2; TW590847B; CN1230278C; EP1372909A1; WO2002078904A1; JP2005510368A; US20020151256A1; CN1500028A

Abstract

본 발명의 CMP 시스템 용 플래튼을 제공하는 것이다. 상기 플래튼은 선형 연마 패드의 아래에 위치하며 상기 선형 연마 패드의 하부로 조절된 유체 흐름을 공급하도록 고안되었다. 상기 플래튼은 다수의 제1 배출홀을 함유하는 유도 지대를 포함하며 상기 유도 지대는 선형 연마 패드의 상류 지역에 더욱 근접하도록 배향된다. 상기 플래튼은 또한 다수의 제2 출력홀을 함유한 추적 지대를 포함하며, 상기 추적 지대는 선형 연마 패드의 하류 지역에 더욱 근접하도록 배향된다. 상기 유도 지대 및 추적 지대는 독립적으로 조절되며, 다수의 제1 출력홀 및 다수의 제2 출력홀 각각으로부터 독립적으로 조절된 유체의 흐름을 배출하도록 고안되었다.

Description

엣지 연마를 균일하게 조절하는 장치{Apparatus for Edge Polishing Uniformity Control}

반도체 장치의 제조시에는, 화학적 기계적 평탄화(CMP)의 수행이 요구된다. 일반적으로, 집적 회로 장치는 다단계 구조(multi-level structure)의 형태이다. 기판의 단계에서는, 확산 지역(diffusion region)을 갖는 트랜지스터 장치가 형성된다. 뒤이은 단계에서는, 상호 연결 금속화 라인이 패턴화되고 상기 트랜지스터 장치에 전기적으로 연결되어 바람직한 기능성 장치를 형성한다. 잘 알려진 대로, 패턴화된 전도성 층은 이산화 실리콘과 같은 유전체 물질에 의해 다른 전도성 층으로부터 절연된다. 더많은 금속화 단계 및 관련 유전성 층이 형성됨에 따라, 상기 유전성 물질을 평판화하는 필요성이 대두되었다. 평판화 없이는, 다른 금속 층의 제조는 그 면의 형태의 다양성 때문에 실질적으로 더 어려워진다. 다른 용도에서, 금속화 라인의 패턴들은 유전성 물질에 형성되며, 그 다음에, 금속 CMP 공정이 수행되어 초과 물질들을 제거한다.

화학적 기계적 평탄화(CMP) 시스템은 일반적으로 상기에 언급된 것과 같이 웨이퍼를 연마하는데 사용된다. CMP 시스템은 일반적으로 웨이퍼 면의 취급 및 연마를 위한 시스템 구성분들을 포함한다. 이러한 구성분으로는 환형 연마 패드(orbital polishing pad) 또는 선형 밸트 연마 패드(linear belt polishing pad)를 들 수 있다. 상기 패드는 일반적으로 폴리우레탄 물질 또는 폴리우레탄과 스테인레스 스틸 밸트와 같은 다른 물질을 혼합하여 제조한다. 공정중에는, 상기 밸트 패드가 작동되고, 그 후에 상기 밸트 패드 면 위에 슬러리 물질이 도포된다. 상기 밸트 패드에 소정의 비율로 슬러리가 도포되면, 웨이퍼는 상기 밸트 패드의 면 위로 떨어진다. 이 방법에서, 평탄화되는 것이 바람직한 웨이퍼 면은 실질적으로 매끄러우며, 샌드페이퍼 같은 것은 나무를 닦아 매끄럽게 하는데 사용될 수 있다. 이후 상기 웨이퍼는 웨이퍼 세정시스템(wafer cleaning system)에서 세정된다.

도 1A는 일반적으로 CMP 시스템에 사용되는 선형 연마 장치(10)를 도시한 것이다. 선형 연마 장치(10)는 반도체 웨이퍼(16)의 면의 물질을 연마하여 제거한다. 제거된 물질은 웨이퍼(16)의 기질 물질 또는 웨이퍼(16)에 형성된 하나 이상의 층일 수 있다. 그러한 층은 일반적으로 유전성 물질, 질화실리콘, 금속(알루미늄 및 구리), 금속 합금. 반도체 물질 등과 같은 CMP 공정 중에 형성된 또는 존재하는 하나 이상의 물질을 함유한다. 일반적으로 CMP는 웨이퍼(16)의 하나 이상의 층을 연마하여 웨이퍼(16)의 표면층을 평탄화하는데 사용될 수도 있다.

선형 연마 장치(10)은 연마 밸트(12)를 이용하며, 이는 웨이퍼(16)의 면에대해 일직선으로 이동한다. 상기 밸트(12)는 로울러(혹은 스핀들, 20)에 대해 회전하는 연속 밸트(continuous belt)이다. 모터는 일반적으로 로울러들을 구동시켜, 상기 롤러(20)의 회전 운동이 상기 연마 밸트(12)를 웨이퍼(16)에 대해 선형 운동(22) 상으로 작동되도록 한다.

웨이퍼 운반체(18)는 상기 웨이퍼(16)를 지지한다. 상기 웨이퍼(16)는 일반적으로 기계적 리테이닝 링 및/또는 진공에 의해 위치가 유지된다. 상기 웨이퍼(16)의 면이 연마 밸트(12)의 연마면에 접촉하도록 상기 웨이퍼 운반체는 상기 연마 밸트(12) 위의 웨이퍼에 위치한다.

도 1B는 선형 연마 장치(10)의 측면을 도시한 것이다. 상기 도 1A를 참조하여 논의하면, 상기 웨이퍼 운반체(18)는 상기 연마 밸트에 압력을 가하는 동안 연마 밸트(12) 위에 위치한 상기 웨이퍼(16)를 지지한다. 상기 연마 밸트(12)는 일반적으로 IC 1000 (Rodel, Inc 제조)같은 중합체 물질로 구성되며 지지층 상에 층상으로 놓여진 연속 밸트이다. 상기 연마 밸트(12)는 웨이퍼(16)에 대해 연마 밸트가 선형 운동(22)을 하도록 로울러(20)에 의해 회전된다. 일 실시예에서, 유체 베어링 플래튼(24)은 웨이퍼(16)가 도포된 부분 아래에서 연마 밸트 부위를 지지한다. 따라서, 상기 플래튼(24)은 상기 지지층의 하부면에 대해 유체를 공급하는데 사용될 수도 있다. 여기서, 도포된 유체는 웨이퍼(16)의 면에 대해 도포된 연마 밸트(12)의 내면에 연마력을 야기하는 유체 베어링을 형성한다. 유감스럽게도, 상기 유체 베어링에 의해 생성된 연마력은 일반적으로 잘 제어할 수 없기 때문에, 상기 웨이퍼(16)의 다른 부품들에 유체 베어링에 의해 가해진 연마력은 일반적으로 비균일하다. 일반적으로, 균일성은 상기 물질을 제거율을 정의하는 모든 매개변수을 웨이퍼와 결부된 전체 접촉 면을 따라 고르게 분배하기 위해 요구된다.

CMP 중의 엣지 불안정성은 결론에 영향을 주는 가장 중요한 작업들 그리고 해소해야 할 가장 복잡한 문제들 중 하나이다. 도 1C는 엣지 효과의 비균일성 인자들을 도시한 선형 연마 장치(10)를 나타낸 것이다. 이 실시예에서, 웨이퍼(16)은 운반체(18)에 부착되고, 압력(13)을 가하여 상기 플래튼(24) 위를 이동하는 연마 밸트(12)에서 상기 웨이퍼(16)를 밀어내린다. 그러나, 상기 웨이퍼가 연마 밸트(12)에 접촉할 때 상기 연마 밸트(12)는 변형된다. 연매 밸트(12)는 압축성 매체이지만, 연마 밸트(12)는 제한된 유연성을 가져, 상기 연마 밸트(12)가 웨이퍼(16)의 정확한 형태에 따라 합치되는 것 및 일시적 변형 지대(22 및 26)이 형성되는 것을 막는다. 그 결과, 엣지 효과는 재분배된 접촉력으로부터 얻어진 평평하지 않은 접촉 부위로부터의 웨이퍼 엣지(16a 및 16b)에서 나타난다. 따라서, 선행 기술의 연마 밸트 디자인은 연마 동력을 조절하는 데 적절하지 않기 때문에, 평탄하지 않은 연마 및 정합되지 않는 웨이퍼 연마는 웨이퍼의 수율(yield)을 감소시키고 또한 웨이퍼의 비용을 증가하는 결과를 초래할 수도 있다.

앞서 말한 것을 고려할때, 연마 압력 조절을 향상시키고 연마 패드의 변형을 감소시키는 플래튼을 가짐으로써 선행 기술의 문제를 극복하는 장치가 요구된다.

본 발명은 일반적으로는 화학적 기계적 평탄화 장치(chemical mechanical planarization apparatus), 보다 상세하게는 플래튼 압력 지대(platen pressure zone)을 통해 화학적 기계적 평탄화 공정시에 균일성을 향상시키기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.

또다른 이점들과 함께, 본 발명은 첨부된 도면들과 함께 하기의 설명을 참고함으로서 쉽게 이해될 수 있을 것이다.

도 1A는 CMP 시스템에 일반적으로 사용되는 선형 연마 장치를 도시한 것이다.

도 1B는 선형 연마 장치의 측면도를 도시한 것이다.

도 1C는 엣지 효과의 비균일성 인자들을 나타내는 선형 연마 장치를 도시한 것이다.

도 2A는 본 발명의 실시예에 따른 웨이퍼 선형 연마 장치의 측면도를 도시한 것이다.

도 2B는 연마 밸트의 운동 방향에 대해 비회전성 웨이퍼의 웨이퍼 평탄화 제거율을 도시한 다이아그램이다.

도 2C는 본 발명의 실시예에 따른 선형 연마 장치에 의해 수행될 수도 있는 웨이퍼 선형 연마 공정의 평면도이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른, 연마가 발생하는 웨이퍼의 중심부로부터의 거리에 따라 연마 효과가 다른 것을 묘사한 그래프를 도시한 것이다.

도 4A는 본 발명의 실시예에 따라, 플래튼 매니폴드 조립체의 유체 개구 레이아웃을 보여주는 다이아그램이다.

도 4B는 본 발명의 일 실시예에 따라, 플래튼 매니폴드 조립체의 유체 개구 레이아웃을 보여주는 다이아그램이다.

도 4C는 본 발명의 일 실시예에 따라 플래튼 매니폴드 조립체의 유체 개구 레이아웃을 도시한 것이다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따라, 외부 압력 지대를 갖는 플래튼 매니폴드 조립체의 측면도이다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 플래튼 매니폴드 조립체를 도시한 것이다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 플래튼의 평면도를 도시한 것이다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라 플래튼의 후면도를 도시한 것이다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따라 플래튼 인터페이스 조립체를 도시한 것이다.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따라 플래튼 매니폴드 조립체, 플래튼 인터페이스 조립체 및 플래튼 외주판과 함께 플래튼 조립체를 도시한 것이다.

대체로, 본 발명의 실시예는 CMP 공정 중에 엣지 연마를 균일하게 조절하는 플래튼 디자인을 제공함으로서 이러한 요구들을 만족시킨다. 일 실시예에서, CMP시스템용 플래튼이 공지된다. 상기 플래튼은 플래튼 위에 배치된 연마 패드에 압력을 가할 수 있는 압력 부지역(pressure sub regions)의 내부 세트를 포함한다. 각각의 내부 압력 부지역은 웨이퍼 아래, 웨이퍼의 원주 내에 배치된다. 또한, 상기 플래튼은 연마 패드에 압력을 가할 수 있는 압력 부지역의 외부 세트도 포함한다. 각각의 압력 부지역의 외부 세트는 웨이퍼 아래, 웨이퍼의 원주 외부에 배치된다. 이 방법에서, 압력 부지역의 외부 세트는 특정 제거율을 얻기 위해 연마 패드를 성형(shaping)할 수 있다. 하나의 관점에서 보면, 각각의 부지역은 연마 패드에 가압을 용이하게 할 수 있는 다수의 배출홀(output holes)로 구성된다. 예를 들면, 각 다수의 배출홀은 연마 패드에 가스압(gas pressure)이나 액체압(liquid pressure)을 가할 수 있다. 선택적으로, 제1 외부 부지역 및 제2 외부 부지역은 독립적으로 제어될 수 있다. 다른 관점에서 보면, 상기 플래튼은 또한 유도 지대(leading zone) 및 추적 지대(trailing zone)으로 구성되며, 여기서 유도 지대과 추적 지대은 각각 압력 부지역 내부 세트 및 압력 부지역 외부세트를 포함한다. 상기와 유사하게, 각각의 유도 및 추적 지대의 부지역 외부 세트는 독립적으로 조절될 수 있는 제1 외부 부지역 및 제2 외부 부지역을 포함한다.

CMP 공정 중 웨이퍼의 평탄화를 개선하는 방법은 본 발명의 또다른 실시예에 공지되어 있다. 연마 밸트에의 압력은 웨이퍼 아래 및 웨이퍼의 원주 내에 배치된 압력 부지역의 내부 세트를 갖는 플래튼을 이용하여 조절할 수 있다. 추가의 저거율 프로파일 조작은 플래튼의 압력 부지역의 외부 세트를 이용하여 연마 밸트에 압력을 조절함으로서 얻을 수 있다. 압력 부지역의 외부 세트는 웨이퍼 아래 및 웨이퍼의 원주 외부에 배치된다. 이 방법에서, 상기 압력 부지역의 외부 세트는 특정 제거율을 얻기 위해서 연마 패드를 성형할 수 있다. 상기와 같이, 부지역의 외부 세트는 독립적으로 조절될 수 있는 제1 외부 부지역 및 제2 외부 부지역을 포함한다. 선택적으로, 플래튼의 유도 지역 및 추적 지역에 가해진 압력은 독립적으로 조절될 수 있다. 하나의 관점에서 보면, 상기 유도 및 추적 지대은 각각 압력 부지역의 내부 세트 및 압력 부지역의 외부 세트를 포함할 수 있다. 또한, 상기 유도 및 추적 지대의 각각의 부지역들의 외부 세트는 제1 외부 부지역 및 제2 외부 부지역을 포함할 수 있고, 이들은 독립적으로 조절될 수 있다.

또 다른 실시예에서, 화학적 기계적 평탄화(CMP) 시스템에서 사용되는 플래튼이 제공된다. 상기 플래튼은 선형 연마 패드 아래에 배치되고 상기 선형 연마 패드의 하부면에 조절된 유체의 흐름을 공급하도록 고안되었다. 상기 플래튼은 다수의 제1 배출홀을 함유하는 유도 지대를 포함하고, 상기 유도 지대는 선형 연마 패드의 상류 지역에 좀 더 근접하도록 배향된다. 상기 플래튼은 또한 다수의 제2 배출홀을 함유하는 추적 지대를 또한 포함하며, 상기 추적 지대는 선형 연마 패드의 하류 지역에 좀 더 근접하도록 배향된다. 상기 유도 지대 및 추적 지대는 독립적으로 제어되고 제어된 유체의 흐름이 다수의 제1 배출홀 및 다수의 제2 배출홀로부터 독립적으로 배출되도록 고안된다.

또한 또다른 실시예에서는, 선형 연마 패드의 하부면을 지지하는 플래튼 조립체가 제공된다. 상기 플래튼 조립체는 플래튼 외주판(surround plate), 플래튼 인터페이스 조립체, 플래튼 매니폴드 조립체, 기저판, 상기 기저판에 맞도록 구성된 개스켓, 상기 플래튼 둘레에 맞도록 구성된 O-링을 포함한다. 상기 플래튼 매니폴드 조립체는 플래튼 인터페이스 조립체와 연결되고, 상기 플래튼 매니폴드 조립체는 플래튼 외주판에 의헤 지지된다. 상기 플래튼 매니폴드 조립체는 다수의 개별적으로 제어할 수 있는 지역을 포함하는 플래튼을 함유한다. 각각의 개별적으로 제어할 수 있는 지역은 독립적인 유체의 흐름이 상기 개별으로 제어할 수 있는 지역을 통해 선형 연마 패드의 하부면과 교통하도록 고안되었다.

상기 연마 패드의 다양한 지역에 조절된 압력을 가함으로서 얻어지는 이점들 때문에, 본 발명의 실시예는 패드 결함 부분을 연마함으로서 평탄화의 면에서 현저한 개선점을 제공한다. 본 발명의 다른 방면과 이점은 본 발명의 원리를 예를 들어 설명한 하기의 도면들과 함께 본 발명의 상세한 설명에서 명백해진다.

본 발명은 CMP 공정 동안 엣지 연마를 균일하게 조절하는 것을 제공하는 플래튼 디자인을 공지한 것이다. 하기의 설명에서, 상세한 특정 수치들은 본 발명을 좀더 확실하게 이해할 수 있도록 설정한 것이다.그러나, 본 기술 분야의 당업자는 일부 또는 모든 구체적인 세부 내용 없이도 본 발명을 실시할 수 있음은 물론이다. 다른 경우에 있어서, 본 발명을 불필요하게 모호하게 하지 않기 위하여 잘 알려진 공정들은 상세히 기재하지 않았다.

일반적인 관점에서 보면, 본 발명은 웨이퍼의 다른 지역에서 독립적으로 연마력을 제어하는 특정 능력을 가지며, 이로서 웨이퍼 연마가 좀 더 지속적이고 효과적으로 이루어질수 있는 CMP 시스템 내의 플래튼에 관한 것이다. 좀 더 상세하게는, 본 발명의 플래튼은 유도 및 추적 엣지 상의 연마력을 조절할 수 있고, 이로서 연마 패드 압력 변화(polishing pad pressure dynamics)중 발생하는 연마력의 차이 및 모순이 매우 다루기 쉬운 방법으로 보상될 수 있다. 본 발명의 플래튼은 각각 다수의 유체홀을 갖는 임의의 수의 압력 지대를 포함할 수도 있으며, 이는 다른 압력에서 유체를 배출하는데 사용될 수 있고, 이로서 연마 패드 압력 변화의 부족을 보상할 수 있다. 본 발명은 예를 들면 200mm 웨이퍼, 300mm 웨이퍼 등과 같은 임의의 사이즈의 웨이퍼를 연마하는데에도 사용될 수 있는 것으로 이해된다. 바람직하게는, 본 발명은 연마 패드가 웨이퍼의 아래로 들어갈때(웨이퍼 아래로 상기 연마패드가 들어가는 지역은 상류 지역으로 알려질 수 있다) 및 상기 패드가 웨이퍼에서 나갈때(연마 패드가 웨이퍼에서 나가는 지역은 하류 지역으로 알려져 있다) 분열을 감소시킴으로서 조정된 유도 엣지 및 추적 엣지 연마를 정확하게 하는데 사용될 수도 있다.

또한, 본 발명의 실시예는 연마될 웨이퍼의 지역 외부의 연마력을 독립적으로 조절할 수 있는 독특한 능력을 가져, 더 견고하고 효과적으로 웨이퍼를 연마하는 CMP 시스탬 내의 플래튼을 제공한다. 상세하게는, 본 발명의 실시예의 플래튼은 웨이퍼 부분의 외부 몇몇 부분에서 독립적으로 연마력을 조절할 수 있다. 그 결과, 연마 패드 압력 변화에서 발생하는 연마력의 차이 및 불일치가 매우 다루기 쉬운 방법으로 보상될 수 도 있다.

본 발명의 실시예의 플래튼은 상기 웨이퍼 부분 안쪽의 압력 지대 외에도 웨이퍼 부분 외부에 또한 임의의 수의 압력 지대를 포함할 수 있다. 각 압력 지대는다수의 유체 홀을 가지며, 이는 다른 압력하에서 유체를 배출하여 연마 패드의 동적 부족을 보상하는데 사용될 수도 있다.

사용된 유체는 임의의 형태의 가스 또는 액체일 수 있다. 따라서, 하기에 기재된 유체 플래튼은 웨이퍼의 다른 지역에 접촉한 연마 패드의 다른 일부분에 각각 다른 압력을 가함으로서 웨이퍼에서 연마 패드에 의해 가해진 압력을 조절하는데 가스 또는 액체를 사용할 수도 있다. 또한, 본 발명의 실시예는 압전형 요소와 같은 연마 밸트에 압력을 가하는 기계적 장치를 구동할 수 있다.

도 2A는 본 발명의 실시예를 따른 웨이퍼 선형 연마 장치(100)의 측면도를도시한 것이다. 본 실시예에서는, 운반체 헤드(108)는 공정 중에 적소에서 웨이퍼(104)를 보호하고 지지하는데 사용될 수 있다. 연마 패드(102)는 회전 드럼(112) 주위에서 연속 루프를 형성하는 것이 바람직하다. 연마 패드(102)는 일반적으로 분당 약 400 피트의 속도로 한 방향(106)으로 이동하지만, 특정 CMP 공정 하에서는 매우 다양한 속도를 가질 수 있다는 점을 주목해야 한다. 연마 패드(102)가 회전함에 따라서, 운반체(108)는 연마 패드(102)의 상부면 상에 웨이퍼(104)를 떨어뜨리는 데 사용될 수도 있다.

플래튼 매니폴드 조립체(110)은 연마 공정중에 연마패드(102)를 지지할 수 있다. 상기 플래튼 매니폴드 조립체(110)은 유체 베어링 또는 가스 베어링과 같은 임의의 형태의 베어링을 사용할 수도 있다. 플래튼 외주판(116)은 적소에서 플래튼 매니폴드 조립체(110)을 지지하고 보유한다. 독립적으로 조절된 다수의 배출홀에 의한 플래튼 매니폴드 조립체(110)을 통해 주입된 유체 소스(114)로부터의 유체압은 유체 패드(102)에 상향력(upward force)을 가하여 패드 프로파일을 조절하는데 사용될 수 있다. 도 4∼11을 참고로 하기에 기재된 것에 따라, 외부지역들은 웨이퍼(104)의 지역 밖에서 연마 패드(102)에 압력을 가하여 CMP 공정 중에 에지 효과 및 다른 비균일성 인자들을 감소시키는데 사용될 수도 있다.

도 2B는 연마 밸트의 이동 방향에 대한 비-회전 웨이퍼의 웨이퍼 평탄화 제거율을 도시한 다이아그램이다. 특히, 도 2B는 분당 약 400 피트의 속도로 일방향으로 이동하는 연마 밸트(102)를 사용하여 평탄화되는 비-회전 웨이퍼(104)를 보여준다. 그러나, 상기에 언급한 것과 같이, 특정 CMP 공정하에서는 상기 속도가 다양할 수도 있다는 점에 주목해야 한다. 연마 패드(102)의 이동에 따라, 상기 운반체는 연마 패드(102)의 상부면에 웨이퍼(104)를 떨어뜨린다.

상기 웨이퍼(104)가 회전하지 않을 때, 선형 연마로부터 얻어진 제거율 특성들은 보여질 수 있으며, 이는 웨이퍼(104)가 회전할 때는 보이지 않을 수도 있다. 특히, 빠른 회전율 지역(130)은 웨이퍼(104)의 유도 엣지에서 나타나며, 느린 제거율 지역(132)은 웨이퍼(104)의 추적 엣지에서 나타난다. 결과로서, 빠른 제거율 지역(130)과 느린 제거율 지역(132)는 CMP 공정 중에 비균일성을 야기한다. 특히, 일반적인 CMP 공정중에 웨이퍼가 일 방향(108)에서 회전할 때, 상기 제거율은 방사 평균 선(134)를 따라 평균에 이르른다. 따라서, 제거율 비-균일성이 웨이퍼의 104 지역에 대해 방사상으로 발생한다.

연마율을 일반적으로 연마 패드(102) 아래의 플래튼 매니폴드 조립체(110, 도 2A에 도시)에 대해 연마 패드(102)에 가해진 연마 압력의 총량에 비례한다. 따라서, 상기 평탄화율은 연마 압력을 조절함으로서 변화될 수 있다. 도 2C는 본 발명의 실시예에 따라 선형 연마 장치에 의해 수행될수도 있는 웨이퍼 선형 연마 공정(120)의 평면도를 도시한 것이다. 도 2B에 대해 상기에 언급한 것과 같이, 상기 연마 패드(102)는 연마 공정에서 어시스트하는 마찰(friction)을 제조하는 일 방향(106)으로 이동한다.

하나의 실시예에서, 웨이퍼(104)는 4개의 독특한 연마 지역을 가질 수도 있다. 그러나, 이는 언급된 실시예가 4개의 연마 지역을 갖더라도, 본 발명이 5개 지역, 6개 지역, 7개 지역, 8개 지역, 9개 지역 등과 같은 임의의 연마 지역 또는 부지역을 가질 수 있다는 것은 설명되어야만 한다. 4개의 독특한 연마 지역은 유도 엣지 연마 지역 (104a, 또한 유도 지대로 알려짐), 측면 연마 지역(104c, 또한 전면 지대로 알려짐), 측면 연마 지역(104b, 또한 후면 지대로 알려짐) 및 추적 엣지 연마 지역(104d, 또한 추적 지대로 알려짐)일 수도 있다.

추적 엣지 지역(104d)는 도 2B에서 도시된 것과 같이 연마 패드의 다양한 변형 때문에 연마 압력을 감소시켜야 한다. 또한, 도 2B에 도시된 것과 같이, 유도 엣지(104a)와 추적 엣지 지역(104d) 상의 연마 압력의 차이는 중요하다. 따라서, 상기 지역(104a∼104d)에서 유체 압력의 독립적 조절을 통해, 연마 압력을 조절하여 상기 웨이퍼(104)의 다른 지역들 상에 최적의 그리고 지속적인 연마 압력을 제공할 수도 있다. 그 결과로, 본 발명의 실시예는 웨이퍼 연마 공정을 최적화 하기 위해 웨이퍼의 부분 내에서 뿐 아니라 웨이퍼의 내부 및/또는 외부 부분에서도 연마 압력을 조절할 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라, 연마가 일어나는 웨이퍼의 중심으로부터의 거리에 대해 연마 효과를 달리하여 도시한 그래프(200)를 나타낸다. 그래프(200)은 또한 상기 그래프(200) 상에서 보여지는 곡선들의 명칭을 도시한 설명문(201)을 포함한다. 일 실시예에서, 상기 유도 엣지(104a) 및 추적 엣지(104d)(도 2C에 도시)의 연마율을 동력 연마율과 비교하였고, 상기 유도 및 추적 연마율의 평균 곡선은 유도 및 추적 연마 율을 2로 나눈 것이다.

곡선(202)은 유도 엣지 연마 프로파일을 보여주며, 곡선(208)은 추적 엣지 연마 프로파일을 보여주는 것이다. 또한, 곡선(204)은 동력(웨이퍼가 회전할때) 연마 프로파일을 보여주고, 곡선(206)은 상기 추적 엣지 및 유도 엣지의 연마 프로파일 평균 값을 보여주는 것이다. 보이는 것과 같이, 상기 추적 엣지 프로파일 곡선(208)은 유도 엣지 프로파일 곡선(202)보다 낮고 단조로운 표준화된 연마 제거를 갖는다. 에지 연마의 큰 차이를 완화하기 위하여, 본 발명의 실시예는 연마 패드와 상기 웨이퍼 사이의 접촉 지역의 내부 및/또는 외부 지역에서 플래튼에 의해 가해진 유체 압력을 이용하여 CMP 공정 중에 연마 밀착성(polishing consistency)을 증가시킨다. 따라서, 본 발명는 상기 곡선(202 및 208)을 평평하게 하여 웨이퍼의 에지에 더 견고한 연마가 이루어지도록 하는데 사용될 수 있다.

도 4A는 본 발명의 실시예에 따라, 플래튼 매니폴드 조립체의 유체 개구 레이아웃(300)을 도시한 다이아그램이다. 상기 플래튼 매니폴드 조립체(110)는 다수의 유체 배출구(fluid outputs)를 함유하는 다수의 부지역을 포함한다. 특히, 상기 플래튼 매니폴드 조립체(110)은 또한 도 4A의 부분(104)으로 도시된, 연마되는 웨이퍼 부분 내에 3개의 부지역과 웨이퍼(104)의 부분 외부에 3개의 부지역을 갖는다.

부지역(109a")은 다수의 유체 배출구의 방사상 열(row) 하나를 함유하고, 반면 부지역(109a"')은 다수의 유체 배출구의 방사상 열 3개를 함유한다. 여기서 사용되는 방사상 열의 의미는 원형 선들로 모든 다른 방사상 열들과 함께 동심원을 이루고 플래튼 매니폴드 조립체(110)과 함께 공동의 중심을 갖는다. 또한, 다수의 원형 유체 배출구를 포함하는 중심 지역(110e)이 또한 포함되고 이는 웨이퍼(104)의 부분 내에서 유체 압력 및 수득된 연마 동력을 조절하는데 사용될수 있다.

부지역(109a')는 다수의 유체 배출구의 방사상 열들을 함유하고, 이는 웨이퍼 부분(104)의 에지에 또는 약간 외부에 위치된다. 또한, 두개의 외부 부지역(123a'및 123a")은 다수의 유체 배출구에서 추가로 2개의 독립적으로 조절된 방사상 열을 형성한다. 상기 플래튼 매니폴드 조립체(110)을 각각 다수의 배출들을 포함하는 5개의 부지역으로 분할함에 따라, 상기 플래튼 매니폴드 조립체(110)는 웨이퍼(104)상에서 연마력을 종합적으로 정확하게 또한 정밀하게 조절할 수 있다. 또한, 상기 웨이퍼(104)의 외부 부분에서 조절된 압력을 가하여 얻어지는 유리한 효과 때문에, 부지역(123a', 123a")의 사용은 패드의 결함 부분을 연마하는 동안 현저한 평탄화 개선을 가져온다. 일 실시예에서, 현저한 개선은 잔류 유체 배출구를 0%로 설정하고, 연마 압력을 0%, 50%, 50%, 50%로 설정하였을때 발생할 수 있다. 상기 실시예에서, 부지역(123a')은 0 psi로 설정될수 있고, 부지역(123a")은 50 psi, 부지역(109a')은 50 psi 및 부지역(109a")은 50 psi로 설정될 수 있다. 그러나, 다른 설정들은 본 발명의 실시예에서 사용한 바람직한 제거율을 얻기 위해 사용될 수 있다는 것을 주지해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예는 도 4B 및 도 4C에 대해 다음에 설명한 것과 같이, 상기 플래튼 매니폴드 조립체를 추가 압력 조절을 위한 조절 지역으로 분할할 수 있다.

도 4B는 본 발명의 일 실시예에 따르는, 플래튼 매니폴드 조립체(110)의 유체 개구 레이아웃(350)을 도시한 다이아그램이다. 상기 실시예에서, 플래튼 매니폴드 조립체(110)은 웨이퍼 부분(104)의 8개의 다른 부분들에 인가된 연마 압력을 조절하는 4개의 주 플래튼 지역들(110a∼110d)로 분리된다. 상기 플래튼 지역들(110a∼110d)는 각각 웨이퍼(104)의 지역들(104a∼104d)상에 연마 압력을 조절한다. 상기 지역(110b)은 상기 플래튼 매니폴드 조립체(110)의 제1 측면 지역에서의 연마 압력을 조절하기 위하여 다수의 유체 배출구의 7개의 방사상 열을 포함한다. 상기 지역(110c)은 상기 플래튼 매니폴드 조립체(110)의 제2 측면 지역에서의 연마 압력을 조절하기 위하여 다수의 유체 배출구의 7개의 방사상 열을 포함한다. 지역들(110a 및 110c)은 단일 조절 장치를 사용하여 분리 독립 조절을 위해 구동행될수도 있고, 서로 링크될수도 있다. 일 실시예에서, 상기 지역들(110a∼110d)과 같은 분리 조절가능한 지역들은 각각 연마 압력을 통합조정하도록 독립적 유체의 흐름이 분리 조절가능한 지역을 통해 상기 선형 연마 패드의 하부면과 교통하도록 고안될 수도 있다.

또다른 실시예에서, 지역(110a, 또한 유도 지대로서 알려짐) 및 지역(110d, 또한 추적 지대로서 알려짐)은 독립적으로 조절되고 유도 지대의 다수의 제1 배출홀들 및 추적 지대의 다수의 제2 배출홀들 각각으로부터 조절된 유체의 흐름을 배출하도록 고안될 수도 있다.

일 실시예에서, 플래튼 지역(110a)는 다수의 유체 배출구를 각각 함유하는 5개의 부지역들을 포함하는 유도 엣지 지역이다. 부지역(110a')는 다수의 유체 배출구의 방사상 열을 함유하며, 이는 웨이퍼의 에지 또는 웨이퍼의 약간 외부 부분(104)에 거의 위치한다. 또한, 2개의 외부 부지역(125a' 및 125a")은 다수의 유체 배출구에서 추가로 2개의 독립적으로 조절된 방사상 열을 형성한다. 상기 웨이퍼(104)의 외부 부분에서 조절된 압력을 가하여 얻어지는 유리한 효과 때문에,부지역(125a' 및 125a")의 사용은 유도 엣지에서의 패드 결함 부분을 연마하는 동안 현저한 평탄화 개선을 가져온다.

지역(110a)의 2개의 다른 부지역들은 웨이퍼(104)의 부분 내에서 압력을 제공한다. 특히, 부지역(110a")은 다수의 유체 배출구의 하나의 방사상 열을 포함하고, 반면 부지역(110a"')은 다수의 유체 배출구의 3개의 방사상 열을 포함한다. 상기 플래튼 지역(110a)를 5개의 부지역(상기 웨이퍼 부분(104)의 3개의 외부면과 상기 웨이퍼(104)의 2개의 내면)으로 분할함에 따라, 상기 플래튼 지역(110a)는 상기 웨이퍼(104)의 유도 엣지 지역(104a)상에 연마 압력을 통합조정하여 정확하고 정밀하게 조절할 수도 있다.

게다가, 상기 웨이퍼(104)의 외부 지역들을 수분동안 조절함으로서 얻어지는 유리한 효과들 때문에, 부지역들(125a' 및 125a")의 단일의 조절가능한 방사상 열은 연마 압력을 좀 더 정확하게 조정할 수 있으며 패드의 결점 부분을 연마하는 동안 현저한 평탄화 개선을 가져온다. 또한, 부지역들(110a' 및 110a")의 단일의 조절가능한 방사상 열을 갖는 웨이퍼의 최외부 엣지를 수분간 조절함으로서 얻어지는 유리한 효과는 패드 결함 부분을 연마하는 동안 평탄화 능력을 또한 강화시킨다.

일 실시예에서, 상기 플래튼 지역(110d)은 다수의 유체 배출구를 각각 함유하는 5개의 부지역들을 포함하는 추적 엣지 지역이다. 부지역(110d')은 다수의 유체 배출구의 방사상 열을 포함하며, 이는 웨이퍼 부분(104)의 엣지 또는 웨이퍼 부분(104)의 약간 외부에 위치한다. 또한, 2개의 외부 부 지역들(125d' 및 125d")은 다수의 유체 배출구에서 추가로 2개의 독립적으로 조절된 방사상 열을 형성한다.상기와 같이, 부지역들(125d' 및 125d")을 사용하는 웨이퍼(104)의 외부 부분에 조절된 압력을 가함으로서 얻어지는 이로운 효과들 때문에 추적 엣지에서의 패드 결함 부분을 연마할 때 현저하게 개선된 평탄화가 이루어진다.

지역(110d)에서 2개의 나머지 부지역들은 웨이퍼(104) 부분 내에 압력을 제공한다. 특히 부지역(110d")이 상기 웨이퍼(104) 내의 5개의 부 지역들(3개의 웨이퍼 지역(104)의 외부면들 및 2개의 웨이퍼(104)의 내부면들)로 나눠짐으로서, 상기 플래튼 지역(110d)는 상기 웨이퍼(104)의 추적 엣지 지역(104d)에서의 연마 압력을 통합조정하여 정확하고 정밀하게 조절할 수도 있다.

상기 유도 엣지로 인하여, 부지역들(125d' 및 125d")의 단일의 조절가능한 방사상 열들은 웨이퍼(104)의 부분의 외부 지역을 수분간 조절함으로서 얻어지는 이로운 효과들 때문에 연마 압력을 더욱 정확하게 조정할 수 있고 또한 패드 결함 부분을 연마할때 현저한 평탄화 개선을 가져온다. 또한, 상기 웨이퍼의 최외부 엣지를 수분간 조절함으로서 얻어지는 유리한 효과는 패드 결함 부분을 연마하는 동안 평탄화 능력을 또한 강화시킨다.

플래튼 매니폴드 조립체(110)는 웨이퍼(104)의 연마 압력과 수득된 연마 동력을 조절하는데 사용될수 있는 다수의 원형 유체 배출구를 갖는 중심 지역(110e)를 또한 포함한다. 이로서, 본 발명의 실시예는 몇몇, 일부 또는 상기 지역 및 부지역 모두, 상기 웨이퍼 부분(104)의 내부 및 웨이퍼 부분(104)의 외부 모두에서 유체 압력을 다양하게 조절함으로서유체 압력 및 수득된 연마 압력을 조절할 수도 있다.

도 4C는 본 발명의 일 실시예에 따른 플래튼 매니폴드 조립체(110)의 유체 개구 레이아웃(350′)을 도시한 것이다. 상기 실시예에서, 플래튼 매니폴드 조립체(110)는 웨이퍼(104)의 8개의 다른 부분들에 가해진 연마 압력을 조절하는 4개의 플래튼 지역들(110a∼110d)로 분리된다. 상기 플래튼 지역들(110a∼110d)은 각각의 웨이퍼(104)의 지역들(104a∼104d)에서 연마 압력을 조절한다. 상기 지역(110b)는 다수의 유체 배출구의 5개의 방사상 열을 포함하여 상기 플래튼 매니폴드 조립체(110)의 제1 측면 지역에서 연마 압력을 조절한다. 여기서 사용되는 방사상 열은 상기 플래튼 매니폴드 조립체(110)의 중심부로부터의 반경에 수직하는 반원형선들이다. 상기 지역(110c)은 플래튼 매니폴드 조립체(110)의 제2 측면 지역에서 연마 압력을 조절하는 다수의 유체 배출구의 5개의 방사상 열들을 포함한다. 여기서 기재된 실시예에서는 지역들(110b 및 110c)의 분리하여 조절하지 않을 지라도, 본 발명은 상기 지역들(110a∼110d)의 지역들을 각각 분리하여 조절할 수 있다는 것을 이해해야 한다. 일 실시예에서, 상기 지역들(110a∼110d)과 같은 각 분리되어 조절가능한 지역들은 연마 압력을 통합조정하여 조절하기 위해 독립된 유체의 유동이 분리되어 조절가능한 지역들을 통해 선형 연마 패드의 하부면과 교통하도록 고안될 수도 있다.

또다른 실시예에서, 상기 지역(110a, 또한 유도지대으로 알려짐)과 지역(110b, 또한 추적 지대로서 알려짐)은 독립적으로 조절되고, 상기 유도 지대의 다수의 제1 배출홀과 상기 추적 지대의 다수의 제2 배출홀으로부터 각각 조절된 유체의 유동이 독립적으로 배출되도록 고안될 수도 있다.

일 실시예에서, 플래튼 지역(110a)은 다수의 유체 배출구를 각각 함유하는 3개의 부지역들을 포함한다. 부지역(110d') 및 부지역(110d")은 각각 다수의 유체 배출구에 하나의 방사상 열을 포함하고, 반면 부지역(110d"')은 다수의 유체 배출구에 3개의 방사상 열을 포함할 수 있다. 이들 3개의 부 지역들(110d'∼110d"')은 각각 플래튼 지역(110d)이 상기 웨이퍼(104)의 추적 엣지 지역(104d)에서 연마 압력을 통합조정하여 정확하게 조절하게 하는 다수의 배출구를 함유한다. 또한, 상기 부지역(110a' 및 110a")의 단일의 조절가능한 방사상 열을 가짐으로서, 연마 패드의 결함 때문에 연마 압력 조정의 더 높은 조절이 요구될 수도 있는 웨이퍼(104)의 추적 엣지에서의 연마 압력을 더욱 정확하게 조정하는 것이 가능하다.

다수의 원형 유체 배출구를 함유하는 중심 지역(110e)은 웨이퍼의 연마 압력 및 수득된 연마 동력을 조절하는데 또한 사용될 수도 있다. 그 결과, 본 발명은 상기 플래튼의 일부, 몇몇 또는 모든 지역 및 부지역에서의 유체 압력을 다양하게 조정함으로서 유체 압력 및 수득된 연마 압력을 조절할 수도 있다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따라, 외부 압력 지대를 갖는 플래튼 매니폴드 조립체의 측면도이다. 도 5의 예에서는, 상기 웨이퍼(104)는 플래튼 매니폴드 조립체(100)상에서 이동하는 연마 밸트(102)위로 밀려내려진다. 상기에 언급한 것과 같이, 플래튼 매니폴드 조립체(110)은 다수의 유체 배출구를 각각 함유하는 5개의 부지역을 포함한다. 부지역(110a')은 다수의 유체 배출구의 방사상 열을 함유하고, 이는 상기 웨이퍼 부분(104)의 엣지 또는 약간 외부에 위치한다. 또한, 2개의 외부 부지역(125a' 및 125a")은 다수의 유체 배출구에 추가로 2개의 독립적으로 조절된방사상 열을 형성한다. 2개의 다른 부지역들은 웨이퍼(104)의 부분 내에 압력을 가한다. 특히, 부지역(110a")은 다수의 유체 배출구의 하나의 방사상 열을 함유하고, 반면 부지역(110a"')은 다수 유체 배출구의 3개의 방사상 열을 함유한다.

유사하게, 플래튼 매니폴드 조립체(110)의 추적 엣지에서, 부지역(110d')는 다수의 유체 배출구의 방사상 열로 구성되고, 이는 웨이퍼 부분(104)의 엣지 또는 약간 외부에 위치한다. 2개의 추가 외부 부지역들(125d' 및 125d")은 다수의 유체 배출구에서 2개의 독립적으로 조절된 방사상 열을 형성한다. 상기 대로, 부 지역(110d")은 다수의 유체 배출구의 하나의 방사상 열을 포함하고, 반면 부지역(110d"')은 다수의 유체 배출구의 3개의 방사상 열을 포함한다. 이들 2개의 부지역들은 웨이퍼(104)의 부분 내에 압력을 가한다. 또한, 다수의 원형 유체 배출구를 갖는 중심 지역(110e)은 웨이퍼(104)의 연마 압력에 대한 추가적 조절을 제공하는데 사용된다.

도 5에서 볼 수 있듯이, 외부 압력 부 지역들(125a', 125a", 125d'및 125d")은 연마 패드(102)의 지역(102a 및 102d)에서 연마 패드(102)의 개선된 형상이 가능하다. 외부 압력 부지역들(125a', 125a", 125d' 및 125d")에 의해 성형된 개선된 연마 패드(102)는 엣지 효과를 크게 감소시키고 강화된 제거율 프로파일을 갖는다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따르는 플래튼 매니폴드 조립체(110)을 도시한 것이다. 상기 실시예에서, 고무 개스캣(110-3)은 플래튼 매니폴드 조립체(110-1)과 기저판(110-4) 사이에 끼워진다. 따라서, 유체관들은 유체를 상기 플래튼(110-1)으로 이동시킬 수 있는 플래튼 인터페이스 조립체(540, 도 10에 도시)와 연결될 수 있다. O-링(110-2)은 플래튼 외주판(116, 도 10에 도시)에서 시일(seal)을 형성하여 오염된 유체가 부시스템(subsystem)으로 새지 않도록 한다. 기저판(110-4)에 위치한 특정 투입구(inputs)는, 플래튼 인터페이스 플레이트(540, 도 10에 도시)상에 유체관 투입구와 연관되어, 각 지역 또는 부지역으로부터의 특정 투입구 또는 유체 배출구로의 유체 주입을 조절함으로서 다수의 유체 배출구를 함유하는 특정 지역 또는 부지역으로 이끈다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 플래튼(110-1)의 평면도를 도시한 것이다. 일 실시예에서, 상기 플래튼(110-1)은 엣지 연마를 최적화하도록 조절될 수 있는 4개의 주요 지역들(110a∼110d)을 포함한다. 지역(110a)은 또한 부지역(110a'∼110a"')을 포함할 수 있다. 부지역(110a') 및 부지역(110a")은 각각 다수의 유체 배출구의 단일 방사상 열을 포함할 수 있다. 각각의 부지역들(110a'∼110a"')로부터의 배출구는 유도 엣지의 지역(110a)에서 플래튼 매니폴드 조립체(110)에 의해 통합조정되는 동력 유체 배출 압력을 갖도록 개별적으로 조절될 수도 있다. 상기 부지역들(110a'∼110a"')로의 유체 배출이 유도 엣지에서의 연마 압력을 조정하여 연마 압력의 감소와 같은 좀 더 효과적인 웨이퍼 연마를 제조하는 여러 방법으로 다양할 수도 있다는 것은 이해되어야만 한다. 일 실시예에서, 부지역들(110a'∼110a")의 것들과 같이 상기 엣지에 근접한 배출구들은 유도 엣지 지역(110a)에서 연마 압력을 낮추는 데(유체 압력을 낮추고 따라서 연마 압력도 낮아지게 하는데) 사용될 수도 있다. 개별적으로 조절 가능한 다수의 유체 배출구의 단일 방사상 열들을 가짐으로써, 수분간의 조정은 플래튼 매니폴드 조립체(110)의 엣지 쪽으로 제조될 수도 있으며 이로서 연마 패드의 결점이 발생되는 지역에서 연마 압력을 조정할 수 있다.

상기 지역(110d)은 부지역들(110d'∼110d"')을 포함한다. 각각의 부지역들(110d'∼110d"')은 추적 엣지의 지역(110ㅇ)에서 플래튼 매니폴드 조립체(110)에 의해 통합조정된 다양한 유체 배출 압력의 변화가 허용될 수 있으므로 유체의 다른 배출구들에 의해 개별적으로 조정될수 있다. 상기 부지역들(110d'∼110d"')로의 배출은 연마 패드의 결함을 감소시켜 지속적인 웨이퍼 연마를 가능하게 하는 소정의 방법으로 개별적으로 다양하게 이루어 질 수도 있다는 점을 이해해야만 한다. 일 실시예에서, 상기 부지역들(110d'∼110d"')은 투입된 유체들을 가질 수도 있고, 이로서 추적 엣지에서 연마 압력이 차례로 증가되는 연마 패드 상의 유체 압력을 증가시키는 플래튼으로부터 유체 배출이 증가된다. 그러한 증가된 추적 엣지 연마 압력은 유도 엣지 연마 압력과 연마 압력을 균등화시켜 웨이퍼의 다른 지역들 내에 증가된 웨이퍼 연마의 균일성을 이루어낼 수도 있다.

일 실시예에서, 상기 플래튼(110-1)은 배출홀의 제1 지역 및 제2 지역을 가져 분류되는 다수의 배출홀들을 가질수 있다. 상기 배출홀의 제1 지역 및 배출홀의 제2 지역은 웨이퍼의 추적 엣지 보다 웨이퍼의 유도 엣지에 다른 강도로 힘을 가하고 이로서 웨이퍼의 유도 엣지와 웨이퍼의 추적 엣지에 가해진 연마 압력을 강력하게 조절함으로서 분리 조절될 수도 있다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 플래튼(110-1)의 후면도(500)를 도시한 것이다. 상기 실시예에서, 상기 지역들(110a∼110e, 도 7에 도시)의 다수의 유체배출구로 통하는 개구들을 볼 수 있다. 개구들(502, 504, 506, 512, 514 및 516)은 각각 상기 부지역들(110a', 110a", 110a"', 110d', 110d" 및 110d"')의 다수의 배출구들과 통한다. 또한, 개구들(508, 510 및 518)은 각각 상기 지역들(110c, 110b 및 110e)의 다수의 배출구들과도 통한다. 유체는 상기 개구(502∼518)에 각각 주입되고, 개별적으로 조절되어, 플래튼(110-1)의 다수의 유체 배출구를 함유한 다른 지역들 또는 부지역들이 웨이퍼의 서로 다른 부분들 사이에서 연마 압력의 차이를 감소시키도록 조정될 수도 있다.

도 9는 본 발명의 실시예에 따르는 플래튼 인터페이스 조립체(540)를 도시한 것이다. 상기 플래튼 인터페이스 조립체(540)는 조절될 지대 및/또는 부지역의 수에 따라 임의의 수의 투입홀을 가질 수 있다. 일 실시예에서, 상기 플래튼 인터페이스 조립체(540)은 9개의 투입홀을 갖는다. 일 실시예에서, 2개의 투입홀(522)은 플래튼 매니폴드 조립체(110)의 지역(110b 및 110c)에 있는 다수의 배출홀에 유체를 공급한다.(지역(110a∼110e), 부지역(110a'∼ 110a"'), 및 또다른 부지역(110d'∼110d"')은 도 4B 및 도 7에 도시되어 있다.) 또한, 투입홀들(558, 560 및 554)은 각각의 부지역(110a'∼110a"')에 있는 다수의 배출홀에 유체를 공급할 수도 있다. 마지막으로, 투입홀(566)은 부지역(110e)에 유체를 공급할 수도 있다. 투입홀들(552∼566)으로의 유체 진입이 다양함에 따라, 플래튼의 상기 지역들 외의 유체 배출구는 개별적으로 또는 상기 연마 패드의 다른 부분들 상의 유체 압력(및 연마 압력)을 통합 조정하도록 소정의 조합으로 조절되어 웨이퍼의 상기 다른 지역들 상의 연마 압력의 균등화를 증가시키고, 이로서 좀 더 지속적인 웨이퍼 연마가이루어진다.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따라, 플래튼 매니폴드 조립체(110), 플래튼 인터페이스 조립체(540) 및 플래튼 외주판(116)을 갖는 플래튼 조립체(600)을 도시한 것이다. 상기 플래튼 조립체(600)는 단일체 장치(one piece apparatus)가 되도록 제조된 다수의 배출홀을 포함한 지역을 갖는 하나의 장치일 수 있고, 또는 상기 플래튼 조립체(600)는 플래튼 인터페이스 조립체(540)에 부착된 플래튼 매니폴드 조립체(110)를 포함하고 여기서 플래튼 매니폴드 조립체(110)가 상기 플래튼 외주판(116)에 들어맞는 복합체 장치(multi-piece apparatus)를 포함할 수도 있다는 것을 이해해야 한다. O-링(110-2)운 플래튼 매니폴드 조립체(110)와 플래튼 외주판(116) 사이에 시일(seal)을 형성하여 오염된 유체가 상기 부시스템(subsystem)으로 새어들지 않게 한다. 상기 플래튼 조립체(600)의 구조에도 불구하고, 플래튼 조립체(600)의 다른 지역들에 있는 다른 다수의 배출홀을 사용하여 유체압을 조절할 수도 있다. 일 실시예에서, 상기 플래튼 조립체(600)는 플래튼 매니폴드 조립체(110)를 포함하고, 이는 플래튼 외주판(116) 상에 배치되고 그 리세스(recess)와 연결된 다수의 배출홀의 복합 지대를 갖는다. 상기 플래튼 조립체(600)은 투입구(552, 554, 558, 560, 562, 564 및 566)를 포함할 수 있으며, 이는 유체를 상기 플래튼 조립체(600)의 다른 지역들 내로 주입할 수도 있다.

본 발명에서는 가스, 액체 등과 같은 임의의 형태의 유체가 이용되어 플래튼 매니폴드 조립체(110)으로부터 연마 패드 상의 압력을 조절한다는 것을 이해해야만 한다. 그러한 유체들은 본 발명에서 사용되어 웨이퍼 상의 연마 압력을 균등하게한다. 따라서, 임의의 형태의 유체 화합물을 이용함으로서, 상기 플레이트 구조는 개별 출구들을 플래튼 매니폴드 조립체(110)의 특정 지역으로 조절할 수 있다.

앞서말한 발명이 명확한 이해를 목적으로 상세하게 기재하였지만, 어떤 변경이나 변화는 첨부된 청구항의 범위 내에서 수행될 수 있음은 물론이다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 실례를 들어 제한 없이 고려된 것이고, 본 발명은 여기에 기재된 세부 사항으로 한정되는 것이 아니며, 첨부된 청구항의 범위 내에서 변경될수도 있다.

본 발명은 일반적으로는 화학적 기계적 평탄화 장치, 보다 상세하게는 평판 압력 지대을 통해 화학적 기계적 평탄화 공정시에 균일성을 향상시키기 위한 장치 및 방법에 관한 것으로, 연마 패드의 다양한 지역에 조절된 압력을 가함으로서 본 발명은 패드 결함 부분을 연마하여 평탄화의 면에서 현저한 개선점을 제공한다.

Claims

선형 연마 패드 아래에 배치되고, 제어된 유체가 선형 연마 패드의 하부면으로 유동되도록 고안된 화학적 기계적 평탄화(CMP) 시스템에 사용되는 플래튼에 있어서, 상기 플래튼은,

다수의 제1 배출홀을 포함하고, 상기 선형 연마 패드의 상류 지역에 더욱 근접하게 배향된 유도 지대; 및

다수의 제2 배출홀을 포함하고, 상기 선형 연마 패드의 하류 지역에 더욱 근접하게 배향되는 추적 지대를 포함하며,

상기 유도 지대와 상기 추적 지대는 독자적으로 조절되고, 다수의 제1 배출홀 및 다수의 제2 배출홀 각각으로부터 제어된 유체의 유동을 배출하도록 고안된 것을 특징으로 하는 화학적 기계적 평탄화(CMP) 시스템용 플래튼.
제1항에 있어서, 각각의 유도 지대 및 추적 지대는 제1 부지역, 제2 부지역 및 제3 부지역을 갖는 것을 특징으로 하는 화학적 기계적 평탄화(CMP) 시스템용 플래튼.
제2항에 있어서, 상기 다수의 제1 배출홀들은 상기 제1 부지역, 제2 부지역 및 제3 부지역에 위치하는 것을 특징으로 하는 화학적 기계적 평탄화(CMP) 시스템용 플래튼.
제3항에 있어서, 상기 제1 부지역, 제2 부지역 및 제3 부지역은 분리 조절가능한 지역들을 통해 독립적인 유체의 유동이 연통하도록 고안된 분리 조절가능한 지역들인 것을 특징으로 하는 화학적 기계적 평탄화(CMP) 시스템용 플래튼.
제4항에 있어서, 상기 제1 부지역은 다수의 제1 배출홀의 제1 방사상 열을 포함하고, 상기 제2 부지역은 다수의 제2 배출홀의 제2 방사상 열을 포함하며, 상기 제3 부지역은 다수의 제1 배출홀의 제3 방사상 열, 제4 방사상 열 및 제5 방사상 열을 포함하는 것을 특징으로 하는 화학적 기계적 평탄화(CMP) 시스템용 플래튼.
제2항에 있어서, 다수의 제2 배출홀은 제1 부지역, 제2 부지역 및 제3 부지역에 위치하는 것을 특징으로 하는 화학적 기계적 평탄화(CMP) 시스템용 플래튼.
제6항에 있어서, 상기 제1 부지역, 제2 부지역 및 제 3 부지역은 분리 조절가능한 지역들을 통해 독자적인 유체의 유동이 연통하도록 고안된 분리 조절가능한 지역들인 것을 특징으로 하는 화학적 기계적 평탄화(CMP) 시스템용 플래튼.
제7항에 있어서, 상기 제1 부지역은 다수의 제1 배출홀의 제1 방사상 열을 포함하고, 제2 부지역은 다수의 제1 배출홀의 제2 방사상 열을 포함하며, 제3 부지역은 다수의 제1 배출홀의 제3 방사상 열, 제4 방사상 열 및 제5 방사상 열을 포함하는 것을 특징으로 하는 화학적 기계적 평탄화(CMP) 시스템용 플래튼.
플래튼 외주판;

플래튼 인터페이스 조립체; 및

상기 플래튼 인터페이스 조립체에 연결되도록 형성되고, 상기 플래튼 외주판에 의해 지지되도록 형성되는 플래튼 매니폴드 조립체를 포함하며, 상기 플래튼 매니폴드 조립체는

기저판,

상기 기저판 상에 맞게 형성된 개스켓,

플래튼의 둘레에 맞게 형성된 O-링, 및

별도로 조절가능한 다수의 지역들을 갖는 플래튼을 포함하며, 상기 별도로 조절가능한 각 지역은 각각의 유체 유동이 상기 별도로 조절가능한 지역들을 통해 선형 연마 패드의 하부면까지 연통하도록 고안된 것을 특징으로 하는 선형 연마 패드의 하부면을 지지하기 위한 플래튼 조립체.
제9항에 있어서, 상기 유체 유동은 가스 유동 및 액체 유동 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 선형 연마 패드의 하부면을 지지하기 위한 플래튼 조립체.
제9항에 있어서, 상기 유체 유동은 액체 유동인 것을 특징으로 하는 선형 연마 패드의 하부면을 지지하기 위한 플래튼 조립체.
제9항에 있어서, 상기 별도로 조절가능한 지역은 유도 지대 및 추적 지대인 것을 특징으로 하는 선형 연마 패드의 하부면을 지지하기 위한 플래튼 조립체.
제9항에 있어서, 상기 별도로 조절가능한 지역은 유도 지대와 추적 지대, 및 양측 지대인 것을 특징으로 하는 선형 연마 패드의 하부면을 지지하기 위한 플래튼 조립체.
제12항에 있어서, 상기 유도 지대 및 추적 지대는 독자적인 유체 유동이 연통하도록 각각 별도로 조절가능한 부지역들을 갖는 것을 특징으로 하는 선형 연마 패드의 하부면을 지지하기 위한 플래튼 조립체.
제14항에 있어서, 상기 유도 지대 및 추적 지대는 각각 적어도 3개 이상의 별도로 조절가능한 부지역을 갖는 것을 특징으로 하는 선형 연마 패드의 하부면을 지지하기 위한 플래튼 조립체.
플래튼 위에 배치된 연마 패드에 압력을 가할 수 있는 압력 부지역들의 내부 세트; 및

상기 플래튼 위에 배치된 연마 패드에 압력을 가할 수 있는 압력 부지역의외부 세트를 포함하며,

상기 각각의 내부 압력 부지역은 웨이퍼 아래와 웨이퍼의 원주 내에 배치되고, 상기 각각의 외부 압력 부지역은 웨이퍼 아래와 웨이퍼의 원주 밖에 배치되며, 상기 압력 부지역의 외부 세트는 연마 패드를 성형하여 특정 제거율을 얻을 수 있는 것을 특징으로 하는 화학적 기계적 평탄화(CMP) 시스템용 플래튼.
제16항에 있어서, 상기 각각의 부지역은 연마 패드에 압력을 가하는데 용이한 다수의 배출홀을 포함하는 것을 특징으로 하는 화학적 기계적 평탄화(CMP) 시스템용 플래튼.
제17항에 있어서, 상기 다수의 배출홀 각각은 연마 패드에 가스압을 공급하는 것을 특징으로 하는 화학적 기계적 평탄화(CMP) 시스템용 플래튼.
제17항에 있어서, 상기 다수의 배출홀 각각은 연마 패드에 액체압을 공급하는 것을 특징으로 하는 화학적 기계적 평탄화(CMP) 시스템용 플래튼.
제17항에 있어서, 상기 부지역들의 외부 세트는 제1 외부 부지역 및 제2 외부 부지역을 포함하는 것을 특징으로 하는 화학적 기계적 평탄화(CMP) 시스템용 플래튼.
제20항에 있어서, 상기 제1 외부 부지역 및 제2 외부 부지역은 독자적으로 조절되는 것을 특징으로 하는 화학적 기계적 평탄화(CMP) 시스템용 플래튼.
제16항에 있어서, 압력 부지역의 내부 세트와 압력 부지역의 외부세트를 각각 포함하는 유도 지대 및 추적 지대가 또한 포함되는 것을 특징으로 하는 화학적 기계적 평탄화(CMP) 시스템용 플래튼.
제22항에 있어서, 상기 유도 지대 및 추적 지대의 부지역의 외부세트는 각각 제1 외부 부지역 및 제2 외부 부지역을 포함하는 것을 특징으로 하는 화학적 기계적 평탄화(CMP) 시스템용 플래튼.
제23항에 있어서, 상기 제1 외부 부지역 및 제2 외부 부지역은 독자적으로 조절되는 것을 특징으로 하는 화학적 기계적 평탄화(CMP) 시스템용 플래튼.
웨이퍼 아래와 웨이퍼의 외주 내에 배치된 압력 부지역의 내부 세트를 갖는 플래튼을 이용하여 압력을 연마 밸트에 조정하는 단계; 및

플래튼의 압력 부지역의 외부 세트를 이용하여 압력을 연마 벨트에 조정하는 단계를 포함하며, 상기 압력 부지역의 외부 세트는 상기 웨이퍼 아래와 웨이퍼의 외주 밖에 배치되고, 연마 패드를 성형하여 특정 제거율을 얻을 수 있는 것을 특징으로 하는 화학적 기계적 평탄화(CMP) 공정에서 웨이퍼 평탄화의 개선 방법.
제25항에 있어서, 상기 부지역의 외부 세트는 제1 외부 부지역 및 제2 외부 부지역을 포함하는 것을 특징으로 하는 화학적 기계적 평탄화(CMP) 공정에서 웨이퍼 평탄화의 개선 방법.
제26항에 있어서, 제1 외부 부지역 및 제2 외부 부지역에 의해 가해진 압력을 별도로 조정하는 단계를 또한 포함하는 것을 특징으로 하는 화학적 기계적 평탄화(CMP) 공정에서 웨이퍼 평탄화의 개선 방법.
제25항에 있어서, 플래튼의 유도 지대 및 추적 지대에 의해 가해진 압력을 독자적으로 조정하는 단계를 또한 포함하며, 상기 유도 지대 및 추적 지대 각각은 압력 부지역의 내부 세트 및 압력 부지역의 외부세트를 포함하는 것을 특징으로 하는 화학적 기계적 평탄화(CMP) 공정에서 웨이퍼 평탄화의 개선 방법.
제28항에 있어서, 각각의 유도 지대 및 추적 지대의 부지역의 외부 세트는 제1 외부 부지역 및 제2 외부 부지역을 포함하는 것을 특징으로 하는 화학적 기계적 평탄화(CMP) 공정에서 웨이퍼 평탄화의 개선 방법.
제29항에 있어서, 제1 외부 부지역 및 제2 외부 부지역에 의해 가해진 압력을 독자적으로 조정하는 단계를 또한 포함하는 것을 특징으로 하는 화학적 기계적평탄화(CMP) 공정에서 웨이퍼 평탄화의 개선 방법.