JPH0911120A - Method and device for adjustment of cmp grinding pad - Google Patents
Method and device for adjustment of cmp grinding padInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置を処理
するための方法および装置、特にＣＭＰマシンの化学
的、機械的研磨パッド（布を含む）を調整するための改
善された調整機構に関する。FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a method and apparatus for processing semiconductor devices, and more particularly to an improved conditioning mechanism for conditioning chemical and mechanical polishing pads (including cloth) of CMP machines.
【０００２】[0002]
【従来の技術】エレクトロニクス装置の進歩は集積回路
を形成する素子の大きさを減少することを一般に含んで
いる。小さいな回路素子に関して、半導体ウェーハの各
々の単位面積の値が高くなっている。これは、集積回路
素子に対してウェーハ面積の全てを用いる能力が改善し
ているためである。利用することができるウェーハ面積
の非常に高いパーセンテージを用いて集積回路を形成す
るために、半導体ウェーハ表面上の汚染粒子の数を前も
って受入れ可能な低いレベルまで減少することには限界
がある。例えば、０．２ミクロン以下の酸化物および金
属の微粒子は、多くの普及した、高度の回路設計にとっ
ては受入れることができない。何故ならば、それらは２
つ、或いはそれ以上の導電ラインを短絡するからであ
る。半導体ウェーハを清浄し、望ましくない粒子を除去
するために、化学的、機械的研磨(chemical mechanical
polishing or chemical mechanical polish) （以下、
“ＣＭＰ”と言う）処理は普及している。ＣＭＰは、半
導体ウェーハの表面の平坦化を改善する処理であり、通
常シリカベースのスラリー(silica-based slurry) を用
いた機械的パッド研磨装置を使用する。ＣＭＰは、全体
的なウェーハの平坦化の重要な利点を達成するための実
用的なアプローチを提供する。しかし、全体的な平坦化
のためのＣＭＰ装置は或る限界を有している。BACKGROUND OF THE INVENTION Advances in electronic devices generally include reducing the size of the elements that form integrated circuits. For small circuit elements, the value of each unit area of the semiconductor wafer is high. This is due to the improved ability to use the entire wafer area for integrated circuit devices. In order to form integrated circuits with a very high percentage of available wafer area, there is a limit to reducing the number of contaminant particles on a semiconductor wafer surface to a pre-acceptably low level. For example, sub-0.2 micron oxide and metal particulates are unacceptable for many popular and sophisticated circuit designs. Because they are 2
This is because one or more conductive lines are short-circuited. Chemical mechanical polishing to clean semiconductor wafers and remove unwanted particles.
polishing or chemical mechanical polish) (hereinafter,
Processing called "CMP" is widespread. CMP is a process for improving the flatness of the surface of a semiconductor wafer, and usually uses a mechanical pad polishing apparatus using a silica-based slurry. CMP provides a practical approach to achieving the important benefits of overall wafer planarization. However, CMP equipment for overall planarization has certain limitations.
【０００３】ＣＭＰ装置は、半導体ウェーハに関して回
転する研磨パッドに接触して半導体ウェーハを配置す
る。半導体ウェーハは固定しているか、あるいはウェー
ハを支持するキャリア上で回転することもできる。ＣＭ
Ｐを行う従来の方法の問題は、不均一なウェーハを作
り、またそれらが必要なエッジより大きな除外領域を作
ることである。これらの問題の何れも半導体装置から形
成されたエレクトロニクス素子を生じる動作を害する。
半導体ウェーハの不均一性は、不必要な層がある場所に
おいて除去されないようにし、また必要な層が、ウェー
ハ表面の他の場所において除去されるようにする。これ
は、ウェーハ表面のいろいろな領域が半導体装置を形成
するために用いることができないようにする。ウェーハ
毎の処理の均一性はＣＭＰ処理においても重要である。
しかし、既知のＣＭＰ装置は重要な意味をもつ、ウェー
ハ毎の不均一性に悩んでいる。これは逆にＣＭＰ処理の
スループットおよび歩留りにも影響を与える。現存する
ＣＭＰ装置の他の限界は、ＣＭＰ研磨パッドとして公知
の装置の一部に関係する。ＣＭＰ研磨パッドは半導体ウ
ェーハに接触してウェーハを研磨する。スラリーは、ウ
ェーハとＣＭＰ研磨パッド間の境界面を潤滑するため
に、ＣＭＰ研磨パッドに通常与えられる。またスラリー
は、シリカを含有するために、半導体ウェーハの表面を
穏やかにすり減らしたり、影響を与えたりするように機
能する。A CMP apparatus positions a semiconductor wafer in contact with a polishing pad that rotates with respect to the semiconductor wafer. The semiconductor wafer may be stationary or it may rotate on a carrier that supports the wafer. CM
A problem with conventional methods of doing P is that they create non-uniform wafers and they create exclusion areas that are larger than the required edges. Any of these problems impair operation resulting in electronic devices formed from semiconductor devices.
The non-uniformity of the semiconductor wafer ensures that unwanted layers are not removed wherever there are unwanted layers and that required layers are removed elsewhere on the wafer surface. This prevents different areas of the wafer surface from being used to form semiconductor devices. Uniformity of processing for each wafer is also important in CMP processing.
However, known CMP devices suffer from significant wafer-to-wafer non-uniformity. On the contrary, this also affects the throughput and yield of the CMP process. Another limitation of existing CMP equipment concerns some of the equipment known as CMP polishing pads. The CMP polishing pad contacts the semiconductor wafer to polish the wafer. The slurry is typically applied to the CMP polishing pad to lubricate the interface between the wafer and the CMP polishing pad. Also, since the slurry contains silica, it functions to gently ablate and affect the surface of the semiconductor wafer.
【０００４】パッドのセル構造内のこれらの粒子および
スラリーによってしばしば起こる問題は、空隙内のスラ
リーの密度である。この問題を解決するために、殆どの
ＣＭＰ装置はパッド表面をかきならしたり、ひっかいた
りするダイアモンドを散りばめたエンド・エフェクター
(diamond-encrusted end effector)を有している。この
ひっかきは、パッドのセルラー構造内のスラリーを除い
て、ＣＭＰ研磨パッド表面を実際上再生する。従来のＣ
ＭＰ研磨パッドを調整するエンド・エフェクターの問題
は、エンド・エフェクターの支持機構から外れることで
ある。公知の装置は、エンド・エフェクターとエンド・
エフェクターの支持機構の両方に固定する両面テープあ
るいはフィルムを用いてエンド・エフェクターを取り付
けている。エンド・エフェクターが両面テープから外れ
ると、それがＣＭＰ研磨パッド上に残り、しばしば半導
体装置を傷つける。公知のＣＭＰ研磨パッドを調整する
エンド・エフェクターの他の問題は、スラリーおよび半
導体装置の粒子が、エンド・エフェクターの開口を塞ぐ
堆積物をしばしば形成することである。これらの堆積物
は、逆に調整動作に影響をあたえ、ＣＭＰ研磨パッドお
よびエンド・エフェクターの両方の使用可能な寿命を制
限する。A problem often encountered with these particles and slurries within the cell structure of the pad is the density of the slurries within the voids. To solve this problem, most CMP devices have end effectors studded with diamonds that scratch or scratch the pad surface.
(diamond-encrusted end effector). This scratch effectively regenerates the CMP polishing pad surface, except for the slurry within the cellular structure of the pad. Conventional C
A problem with the end effector that adjusts the MP polishing pad is that it disengages from the end effector support mechanism. Known devices are end effectors and end
The end effector is attached using double-sided tape or film that is fixed to both the effector support mechanism. When the end effector comes off the double-sided tape, it remains on the CMP polishing pad, often damaging the semiconductor device. Another problem with known end effector conditioning CMP polishing pads is that slurries and semiconductor device particles often form deposits that block the end effector openings. These deposits adversely affect conditioning operations and limit the usable life of both the CMP polishing pad and the end effector.
【０００５】現存のエンド・エフェクターの他の問題
は、それらが、一次的にはエンド・エフェクターおよび
支持機構間に生じる平坦でない境界面のために、エンド
・エフェクター上に生じる平平坦ない表面およびスラリ
ーの堆積によって、平坦にならないことである。Another problem with existing end effectors is that they produce flat uneven surfaces and slurries on the end effector due primarily to the uneven interfaces that occur between the end effector and the support mechanism. Is not flattened by the accumulation of.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】従って、ＣＭＰ研磨パ
ッドを調整するための、改良された方法および装置の必
要性が生じている。研磨パッドの調整操作の間そこに留
まり、エンド・エフェクターの支持装置から外れないＣ
ＭＰ研磨パッドのエンド・エフェクターを得る必要性が
ある。スラリー堆積の形成を避けるＣＭＰ研磨パッドの
エンド・エフェクターを得る必要性がある。多数の研磨
動作後に、より均一な表面を維持する改良されたＣＭＰ
研磨パッドのエンド・エフェクターを得る必要性があ
る。平らでない摩損のパッドおよび除去領域をより均一
に調整することにより調整されたＣＭＰ研磨パッドの寿
命を長くする改良されたＣＭＰ研磨パッドのエンド・エ
フェクターを得る必要性がある。本発明は、既に開発さ
れたＣＭＰ研磨パッド調節機構に関連する欠点および問
題を実質的に除去あるいは減少するＣＭＰ研磨パッドを
調整するための方法および装置を提供する。Accordingly, there is a need for improved methods and apparatus for conditioning CMP polishing pads. It stays there during the polishing pad adjustment operation and does not come off the end effector support device C
There is a need to obtain an end effector for the MP polishing pad. There is a need to have an end effector for a CMP polishing pad that avoids the formation of slurry deposits. Improved CMP that maintains a more uniform surface after multiple polishing operations
There is a need to obtain an end effector for the polishing pad. There is a need to have an improved CMP polishing pad end effector that prolongs the life of the conditioned CMP polishing pad by more evenly adjusting the uneven wear pad and removal area. The present invention provides a method and apparatus for conditioning a CMP polishing pad that substantially eliminates or reduces the drawbacks and problems associated with previously developed CMP polishing pad conditioning mechanisms.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明は、エンド・エフ
ェクターの支持機構の少なくとも１つの決められた位置
に、（複数の分離した、あるいは個々のスペーサーある
いはスペーサー・リングのような）スペーサー機構を配
置するステップを含むＣＭＰ研磨パッドを調整する方法
を提供する。この方法は、エンド・エフェクターの開口
に関連した位置にある支持機構のエンド・エフェクター
窪みにスペーサー機構を配置する。エンド・エフェクタ
ーは、ねじあるいはピンのような固定装置を用いて、支
持機構にスペーサー機構を介して取り付ける。更に、こ
の方法は、スラリーがエンド・エフェクターの開口を通
過する間、ＣＭＰ研磨パッドを調整するための、ＣＭＰ
研磨パッド上に堆積したスラリーの層を有するＣＭＰ研
磨パッドに接触してエンド・エフェクターを配置するこ
とによりＣＭＰ研磨パッドを調整するステップを有す
る。本発明の他の特徴は、ＣＭＰ研磨パッドに接触する
ためのエンド・エフェクターを含むＣＭＰ研磨パッドを
調整するための方法である。支持機構はエンド・エフェ
クターを受け入れるためのエンド・エフェクター窪みを
有する。スペーサー機構も、エンド・エフェクター窪み
にある少なくとも１つの所定の位置に配置される。スペ
ーサーの開口位置はエンド・エフェクターのエンド・エ
フェクター開口と関連する。エンド・エフェクターはね
じあるいはピンのような固定装置を用いて、支持機構に
スペーサー機構を介してしっかりと固定する。スペーサ
ー機構のために、エンド・エフェクターは、ＣＭＰ研磨
パッド上に堆積したスラリーがエンド・エフェクターの
開口を通過することができるようにする支持機構から一
定の距離にある。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a spacer mechanism (such as a plurality of discrete or individual spacers or spacer rings) in at least one defined position of a support mechanism for an end effector. A method of conditioning a CMP polishing pad including the step of disposing is provided. This method places a spacer mechanism in the end effector recess of the support mechanism at a location associated with the opening of the end effector. The end effector is attached to the support mechanism via a spacer mechanism using a fixing device such as a screw or a pin. In addition, this method provides a CMP polishing pad for conditioning the CMP polishing pad while the slurry passes through the opening of the end effector.
There is the step of conditioning the CMP polishing pad by placing the end effector in contact with the CMP polishing pad having a layer of slurry deposited on the polishing pad. Another feature of the invention is a method for conditioning a CMP polishing pad that includes an end effector for contacting the CMP polishing pad. The support mechanism has an end effector recess for receiving the end effector. The spacer mechanism is also located at at least one predetermined location in the end effector recess. The opening position of the spacer is associated with the end effector opening of the end effector. The end effector is secured to the support mechanism via a spacer mechanism using a securing device such as a screw or pin. Due to the spacer mechanism, the end effector is at a distance from the support mechanism that allows the slurry deposited on the CMP polishing pad to pass through the opening of the end effector.
【０００８】本発明の技術的利点は、それが従来の研磨
パッド調整器のエンド・エフェクターの問題を解決する
ことである。エンド・エフェクターは、スペーサー機構
を介して支持機構にしっかりと固定するので、調整エン
ド・エフェクターの支持器からエンド・エフェクターが
外れる可能性がない。本発明が提供する他の技術的利点
は、スラリーおよび半導体装置の粒子がエンド・エフェ
クターの開口に堆積するという問題を解決することであ
る。本発明のＣＭＰ研磨パッドのエンド・エフェクター
は、エンド・エフェクターの開口の完全なフラッシング
を可能にすることである。これは、エンド・エフェクタ
ーの開口からそこにあるスラリーおよび粒子の堆積をき
れいにする。これは、ＣＭＰ研磨パッドを調整するため
の、常に新しい、きれいなエンド・エフェクターの表面
を生じる。更に、本発明の技術的利点は、スラリーの堆
積とエンド・エフェクターと支持機構の間にある平坦で
ない境界面によって平坦でなくなる現存のエンド・エフ
ェクターの問題を解決する。本発明は、エンド・エフェ
クターを支持機構に固く、しっかりと取り付ける。これ
は、従来の調整装置が用いている軟らかいテープやフィ
ルムとは異なっている。スラリーおよび粒子の堆積の除
去と共に、エンド・エフェクターの固定した取付けによ
り、エンド・エフェクターをより平坦にし、ＣＭＰ研磨
パッドをより均一に調整する。A technical advantage of the present invention is that it solves the problem of conventional polishing pad conditioner end effectors. Since the end effector is firmly fixed to the support mechanism via the spacer mechanism, there is no possibility that the end effector will come off the support of the adjustment end effector. Another technical advantage provided by the present invention is that it solves the problem of slurry and semiconductor device particles accumulating in the openings of the end effector. The end effector of the CMP polishing pad of the present invention is to allow complete flushing of the end effector opening. This clears the slurry and particle deposits there from the end effector openings. This results in an always new, clean end effector surface for conditioning CMP polishing pads. Further, the technical advantage of the present invention solves the problem of existing end effectors that become non-flat due to slurry deposition and the uneven interface between the end effector and the support mechanism. The present invention attaches the end effector to the support mechanism firmly and securely. This differs from the soft tapes and films used by conventional conditioning devices. The fixed mounting of the end effector along with the removal of slurry and particle deposits makes the end effector flatter and the CMP polishing pad more uniform.
【０００９】[0009]
【実施の形態】本発明の好適な実施の態様が図示され、
これらの図において、同じあるいは対応する部品には同
じ参照番号が付されている。図１および図２は、支持機
構１２を含む調整エンド・エフェクター装置１０の分解
図を示す。支持機構１２はシャフト１４と基体１６を有
する。基体１６はエンド・エフェクター２０を受け入れ
るエンド・エフェクター窪み１８を有する。本発明の実
施の形態のスペーサー機構は、エンド・エフェクター窪
み１８にフィットするスペーサ２２であり、窪み１８の
面からエンド・エフェクター２０を間隔をあけて平坦に
する。複数のスペーサーを用いる代わりに、スペーサー
機構は、窪み１８の面からエンド・エフェクター２０を
離すのに有効であるスペーサー・リング２２’であって
もよい。図２は、この代わりの実施の形態を示す。従っ
て、図１および図２を同時に参照すると、ねじ２４はエ
ンド・エフェクター２０の開口２６を通過し、基体１６
のねじ孔２８に固定している。また、図１および図２
は、調整エンド・エフェクト装置１０を支持するために
関連ＣＭＰ装置のロボット・アームを受けるための、シ
ャフト１４におけるスロット３０と孔３２を示してい
る。セットねじ３４はスロット３０を含み、エンド・エ
フェクター装置１０をロボット・アームに取り付ける。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT A preferred embodiment of the present invention is illustrated in the drawings,
In these figures, the same or corresponding parts are provided with the same reference numbers. 1 and 2 show exploded views of the adjustment end effector device 10 including the support mechanism 12. The support mechanism 12 has a shaft 14 and a base body 16. The substrate 16 has an end effector recess 18 that receives an end effector 20. The spacer mechanism according to the embodiment of the present invention is a spacer 22 that fits into the end effector recess 18, and flattens the end effector 20 with a space from the surface of the recess 18. Instead of using a plurality of spacers, the spacer mechanism may be a spacer ring 22 ′ that is effective in separating the end effector 20 from the surface of the recess 18. FIG. 2 shows this alternative embodiment. Thus, referring simultaneously to FIGS. 1 and 2, the screw 24 passes through the opening 26 in the end effector 20 and
It is fixed to the screw hole 28. 1 and 2
Shows slots 30 and holes 32 in shaft 14 for receiving the robotic arm of the associated CMP device to support adjusted end effect device 10. The set screw 34 includes a slot 30 for attaching the end effector device 10 to the robot arm.
【００１０】図３は、支持機構１２の底面と窪み１８内
に配置されたエンド・エフェクター２０を有する調整エ
ンド・エフェクター装置１０の平面図である。エンド・
エフェクター２０は、ステンレス・スチールでできてお
り、ダイヤモンドを散りばめた面を有している。ダイヤ
モンドを散りばめた面は種々の、既知の散りばめ技術あ
るいは層化技術によって形成される。図３が示すよう
に、ねじ２４はエンド・エフェクター２０を窪み１８内
の位置にしっかりと取り付ける。エンド・エフェクター
２０にあるねじ２４は孔２６内の凹みに設けられるの
で、エンド・エフェクター２０がＣＭＰの研磨パッド４
０に接触するとき、ねじがＣＭＰの研磨パッド４０に接
触することはない。図４は、本発明の実施の形態の調整
エンド・エフェクター装置１０の断面図を示す。図４に
おいて、支持機構１２が窪み面３６からエンド・エフェ
クター２４を離すスペーサー２２と共に示されている。
図４が示すように、スラリー３８は調整エンド・エフェ
クター１０とＣＭＰ研磨パッド４０間の潤滑層を形成す
る。調整エンド・エフェクター１０はＣＭＰ研磨パッド
４０を調整するので、スラリー３８は、エンド・エフェ
クター２０の開口２６を通過する。FIG. 3 is a plan view of the adjustment end effector device 10 having the end effector 20 located in the bottom surface of the support mechanism 12 and in the recess 18. End
The effector 20 is made of stainless steel and has a diamond-studded surface. The diamond studded surface is formed by a variety of known studded or layered techniques. As shown in FIG. 3, the screw 24 secures the end effector 20 in position within the recess 18. Since the screw 24 on the end effector 20 is provided in the recess in the hole 26, the end effector 20 is the polishing pad 4 of the CMP.
When contacting 0, the screw does not contact the CMP polishing pad 40. FIG. 4 shows a cross-sectional view of the adjustment end effector device 10 according to the embodiment of the present invention. In FIG. 4, the support mechanism 12 is shown with the spacer 22 separating the end effector 24 from the recessed surface 36.
As shown in FIG. 4, the slurry 38 forms a lubricating layer between the conditioning end effector 10 and the CMP polishing pad 40. The conditioning end effector 10 conditions the CMP polishing pad 40 so that the slurry 38 passes through the openings 26 in the end effector 20.
【００１１】図５は本発明の実施の形態の調整エンド・
エフェクター１０を用いる代表的な動作を示す。特に、
図５は、研磨パッドを有するＣＭＰ機構５０を示し、研
磨パッド上には、キャリヤ装置４４が配置されている。
キャリヤ装置４４は、ＣＭＰ研磨パッド４０に接触して
いる半導体ウェーハを保持する。キャリヤ装置４４はＣ
ＭＰ研磨パッド４０に接触している半導体ウェーハを保
持するので、ＣＭＰ研磨パッド４０の回転とは逆の方向
に回転する。ＣＭＰ研磨パッド４０を調整するために、
ロボット・アーム４６がＣＭＰ研磨パッド４０に接触し
て調整エンド・エフェクター装置を配置する。ロボット
・アーム４６はＣＭＰ研磨パッド４０を調整するため
に、調整エンド・エフェクター装置１０を前後に動か
す。調整後、ロボット・アーム４６は、調整エンド・エ
フェクター装置１０をホーム・ポジション５２に移動す
る。ホーム・ポジション５２において、スプレイ・ノズ
ル５４はエンド・エフェクター装置１０をクリーニング
流体として水あるいは他の溶液でスプレイして、エンド
・エフェクター２０からスラリーを除去する。本発明の
好適な実施の形態は、エンド・エフェクター２０の開口
を完全にきれいにする３つのスプレイ・ノズル５４を有
する。これは、エンド・エフェクター２０の完全な使用
を促進し、ＣＭＰ研磨パッドとエンド・エフェクター２
０の寿命を延ばす。エンド・エフェクター２０と窪み面
３６間にスペースがあるために、スプレイ・ノズル５４
は、エンド・エフェクター２０をより効果的にクリーニ
ングする。FIG. 5 shows the adjustment end of the embodiment of the present invention.
A typical operation using the effector 10 is shown. Especially,
FIG. 5 shows a CMP mechanism 50 having a polishing pad on which a carrier device 44 is located.
The carrier device 44 holds the semiconductor wafer in contact with the CMP polishing pad 40. Carrier device 44 is C
Since the semiconductor wafer in contact with the MP polishing pad 40 is held, the CMP polishing pad 40 rotates in the opposite direction to the rotation. To adjust the CMP polishing pad 40,
The robot arm 46 contacts the CMP polishing pad 40 to position the adjustment end effector device. The robot arm 46 moves the adjustment end effector device 10 back and forth to adjust the CMP polishing pad 40. After adjustment, the robot arm 46 moves the adjustment end effector device 10 to the home position 52. In the home position 52, the spray nozzle 54 sprays the end effector device 10 with water or other solution as a cleaning fluid to remove slurry from the end effector 20. The preferred embodiment of the present invention has three spray nozzles 54 that completely clean the openings of the end effector 20. This facilitates full use of the end effector 20, the CMP polishing pad and the end effector 2.
Extend the life of 0. Due to the space between the end effector 20 and the recessed surface 36, the spray nozzle 54
Cleans the end effector 20 more effectively.
【００１２】図６および図７は本発明による実施の形態
の特に重要な特徴を示す。図６は、図６は本実施の形態
の調整エンド・エフェクター装置１０を使用した結果を
示す。図７は、従来の調整エンド・エフェクターを使用
した結果を示す。図６は、例えば、ＣＭＰ研磨パッド４
０のエッジからの距離に対するＣＭＰ研磨パッドの厚さ
（インチ）をプロットしている。図５を参照すると、ロ
ボット・アーム４６は前後に動くので、調整エンド・エ
フェクター装置１０に対する運行路を形成する。図６
は、本発明が提供する改良された構造の結果として、磨
耗６０のより均一の領域が生じていることを示してい
る。一方、図７は、従来の調整エンド・エフェクター装
置の径路に沿って、ＣＭＰ研磨パッド４０の領域のかな
り凹凸のある磨耗を示している。本実施の形態は、支持
機構１２から分離しないエンド・エフェクターを有して
いるという技術的利点がある。従来の装置が有する問題
は、エンド・エフェクター２０が両面テープあるいはフ
ィルムを用いて窪みの面に接触して保持されることであ
る。動作上、両面テープはその保持力を失い、エンド・
エフェクターが支持機構１２から離脱する。その結果、
エンド・エフェクター２０は、スプリング・キャリヤ装
置４４に接触して、磨かれている半導体ウェーハあるい
は装置を破壊あるいは傷つける。6 and 7 show particularly important features of the embodiment according to the invention. FIG. 6 shows the result of using the adjustment end effector device 10 of the present embodiment. FIG. 7 shows the results using a conventional conditioning end effector. FIG. 6 shows, for example, the CMP polishing pad 4
The thickness (in inches) of the CMP polishing pad is plotted against the distance from the zero edge. Referring to FIG. 5, the robot arm 46 moves back and forth, thus forming a travel path for the adjustment end effector device 10. FIG.
Show that the improved structure provided by the present invention results in a more uniform area of wear 60. On the other hand, FIG. 7 illustrates fairly uneven wear in the area of the CMP polishing pad 40 along the path of a conventional conditioning end effector device. The present embodiment has a technical advantage of having an end effector that is not separated from the support mechanism 12. A problem with conventional devices is that the end effector 20 is held in contact with the surface of the recess using double sided tape or film. In operation, the double-sided tape loses its holding power,
The effector is disengaged from the support mechanism 12. as a result,
The end effector 20 contacts the spring carrier device 44 to destroy or damage the semiconductor wafer or device being polished.
【００１３】本実施の形態が提供する他の利点は、スペ
ーサー２２がある結果、磨耗や力がより均一に分布する
ことである。スペーサー２２および締めつけ具２４は調
整エンド・エフェクター装置１０とＣＭＰ研磨パッド４
０間の力を均一に分布する、エンド・エフェクター２０
を支持する正確で、平らな土台を提供する。従来の装置
においては、平坦でない磨耗がダイヤンモンドを散りば
めたエンド・エフェクター２０上に生じる。更に、これ
は、本実施の形態のエンド・エフェクターの表面を消耗
するより早くエンド・エフェクター２０の表面を消耗す
る。例えば、図６の平らな磨耗はおよそ４５０枚のウェ
ーハを磨いた結果を示しているのに対し、図７の平坦で
ない結果は、１５０枚のウェーハを磨いた後に生じてい
る。本実施の形態が提供する更に他の利点は、窪み面３
６からの短い距離の、エンド・エフェクター２０のスペ
ーシングを有していることである。これは、スラリーが
エンド・エフェクター２０の開口を通過することを可能
にする。これは、エンド・エフェクター２０の開口にお
けるスラリーや半導体の粒子を除去する。これは、ダイ
ヤモンドを散りばめたエンド・エフェクターの表面の平
坦でない磨耗を生じる従来の調整エンド・エフェクター
装置の両面テープよりはるかに優れている。Another advantage provided by this embodiment is that the spacer 22 results in a more even distribution of wear and force. The spacer 22 and the fastener 24 are used for adjusting the end effector device 10 and the CMP polishing pad 4.
End effector 20 that evenly distributes the force between zero
Provides an accurate, flat foundation to support. In conventional devices, uneven wear occurs on diamond-studded end effectors 20. Furthermore, this consumes the surface of the end effector 20 faster than it consumes the surface of the end effector of this embodiment. For example, the flat wear of FIG. 6 shows the result of polishing approximately 450 wafers, while the uneven wear of FIG. 7 occurs after polishing 150 wafers. Yet another advantage provided by this embodiment is that the recessed surface 3
6 has a short distance from 6 and end effector 20 spacing. This allows the slurry to pass through the openings in the end effector 20. This removes slurry and semiconductor particles in the openings of the end effector 20. This is far superior to the double-sided tape of conventional conditioning end effector devices, which results in uneven wear of the surface of the diamond-studded end effector.
【００１４】本実施の形態の更なる特徴は、振動や運動
の手段を用いてエンド・エフェクター装置１０からスラ
リーの除去を助けることである。運動の所望のレベルを
与える魅力的な方法は超音波振動装置を用いてエンド・
エフェクターを振動することである。公知のこのような
超音波振動装置はメガソニック（登録商標）という名の
超音波変換器を有する超音波変換器である。このような
超音波変換装置は、付着したスラリーを取り除くため
に、エンド・エフェクターに取り付けることができる固
定装置である。この超音波変換装置は、リンス・ステー
ションに配置され、その場所において水がエンド・エフ
ェクターに与えられる。一方、超音波変換装置は、エン
ド・エフェクターの全体の一部として形成することがで
きる。超音波変換装置は、所望の周波数、振動の強さに
あわせることによって動作する、例えば、スラリーの粒
子の除去を行うために、５０ＭＨｚの周波数（４０−６
０ＭＨｚの周波数範囲内）が加えられる。本発明は、図
示された実施の形態を参照して、詳細に述べられたが、
この記載は、例示によっており、限定する意味で解釈さ
れるべきでないことを理解すべきである。従って、本発
明の実施の形態および本発明の他の実施の形態の詳細な
記載を参照すれば、当業者にとっていろいろな変更は明
らかであり、またいろいろな変更がなされることが更に
理解されるべきである。このような全ての変更および追
加の実施の形態は特許請求の範囲に記載された本発明の
精神および真の範囲内にあることが意図されている。A further feature of this embodiment is that it aids in the removal of the slurry from the end effector device 10 by vibrating or moving. An attractive way to give the desired level of movement is to
To vibrate the effector. A known such ultrasonic vibrating device is an ultrasonic transducer having an ultrasonic transducer named Megasonic®. Such an ultrasonic transducer is a fixing device that can be attached to the end effector to remove the attached slurry. The ultrasonic transducer is located at the rinse station where water is provided to the end effector. On the other hand, the ultrasonic transducer can be formed as a part of the entire end effector. The ultrasonic transducer operates by adjusting to a desired frequency and vibration intensity. For example, in order to remove particles of slurry, a frequency of 50 MHz (40-6) is used.
0 MHz frequency range) is added. Although the present invention has been described in detail with reference to the illustrated embodiments,
It should be understood that this description is by way of illustration and should not be construed in a limiting sense. Therefore, various modifications will be apparent to those skilled in the art with reference to the detailed description of the embodiments of the present invention and other embodiments of the present invention, and it is further understood that various modifications are made. Should be. All such modifications and additional embodiments are intended to be within the spirit and true scope of the invention as claimed.
【００１５】以上の記載に関連して、以下の各項を開示
する。 （１）ＣＭＰ研磨パッドを調整する方法であって、支持
機構のエンド・エフェクター窪みの少なくとも１つの所
定位置にスペーサー機構を配置するステップ、前記エン
ド・エフェクターの複数のエンド・エフェクター開口の
選択された位置に関連する位置に、エンド・エフェクタ
ー窪み内に前記スペーサー機構を配置するステップ、取
付け装置を用いて、前記スペーサー機構を介してエンド
・エフェクターを前記支持機構に取り付けるステップ、
およびスラリーが前記複数のエンド・エフェクター開口
を通過する間、ＣＭＰ研磨パッドを調整するために、Ｃ
ＭＰ研磨パッド上に堆積されたスラリーの層を有するＣ
ＭＰ研磨パッドに接触して、前記エンド・エフェクター
を配置するステップ、を有する方法。 （２）更に、前記エンド・エフェクターから堆積物を除
去するために、前記複数のエンド・エフェクター開口を
通して、クリーニング流体を流すステップを有する前記
（１）項に記載の方法。 （３）更に、前記複数のエンド・エフェクター開口を振
動することにより、前記エンド・エフェクター開口から
堆積されたスラリーを除去するステップを有する前記
（１）項に記載の方法。 （４）更に、前記エンド・エフェクターとＣＭＰ研磨パ
ッド間で力を平坦に分布するために、前記スペーサー機
構を均一に配置するステップを有する前記（１）項に記
載の方法。 （５）更に、前記エンド・エフェクターをスペーサー機
構を介してねじで支持機構に取り付けるステップを有す
る前記（１）項に記載の方法。 （６）更に、前記ＣＭＰ研磨パッドを調整するためのエ
ンド・エフェクター表面を覆うステップを有する前記
（１）項に記載の方法。 （７）更に、前記ＣＭＰ研磨パッドを横切って前記エン
ド・エフェクターを移動するステップを有する前記
（１）に記載の方法。 （８）更に、前記支持機構を回転し、前記ＣＭＰ研磨パ
ッドを横切って前記エンド・エフェクターを移動するス
テップを有する前記（１）に記載の方法。 （９）ＣＭＰ研磨パッドを調整するための装置であっ
て、前記ＣＭＰ研磨パッドに接触するためのエンド・エ
フェクターと、前記エンド・エフェクターを受け入れる
ためのエンド・エフェクター窪みを有する支持機構と、
前記エンド・エフェクターにある複数のエンド・ファク
ター開口と関連するために前記エンド・エフェクター窪
みの所定の位置に置かれたスペーサー機構と、前記エン
ド・エフェクターを前記支持機構にしっかりと取り付け
るための、前記ズペーサー機構を通過する複数の取付け
装置、を有する装置。 （１０）前記エンド・エフェクターから堆積物を除去す
るために、前記エンド・エフェクター開口を通してクリ
ーニング流体を流すため、前記エンド・エフェクターを
スプレーするためのスプレー機構を有す前記（９）の装
置。 （１１）前記スペーサーは、前記エンド・エフェクター
と前記ＣＭＰ研磨パッド間で力を平坦に分布ために均一
に配置されている前記（９）に記載の装置。 （１２）前記複数の取付け装置は、前記エンド・エフェ
クター開口内に、配置のための複数のねじを有する前記
（９）に記載の装置。 （１３）前記エンド・エフェクターは、ダイヤモンドを
散りばめた表面を有する前記（９）に記載の装置。 （１４）更に、前記エンド・エフェクターを前記ＣＭＰ
研磨パッドを横切って動かすための、前記支持機構に取
り付けるためのロボット・アームを有する前記（９）に
記載の装置。 （１５）ＣＭＰ研磨パッドを調整するあための装置を形
成する方法であって、前記ＣＭＰ研磨パッドを接触する
エンド・エフェクターを形成するステップ、前記エンド
・エフェクターを受け入れるためのエンド・エフェクタ
ー窪みを有する支持機構を形成するステップ、前記エン
ド・エフェクターのエンド・エフェクター開口に関連す
るための、エンド・エフェクター窪みの所定位置に配置
されたスペーサー機構を形成するステップ、および前記
支持機構からのある距離にある支持機構に、前記ズペー
サー機構を介してエンド・エフェクターをしっかりと取
り付ける取付け装置を形成するステップ、を有する方
法。 （１６）更に、前記エンド・エフェクターから堆積物を
除去するための、前記エンド・エフェクター開口を通し
てクリーニング流体を流すために、前記エンド・エフェ
クターをスプレーためのスプレー機構を形成するステッ
プを有する前記（１５）に記載の方法。 （１７）更に、前記エンド・エフェクターとＣＭＰ研磨
パッド間に力を平坦に分布するための前記スペーサー機
構が均一に配置されるように、前記スペーサー機構を形
成するステップを有する前記（１５）に記載の方法。 （１８）前記複数の取付け装置は前記エンド・エフェク
ター開口内に配置のための複数をねじを有するように、
複数の取付け装置を形成するステップを有する前記（１
５）に記載の方法。 （１９）更に、前記エンド・エフェクターを前記ＣＭＰ
研磨パッドを横切って動かすための、前記支持機構に取
り付けるためのロボット・アームを形成するステップを
有する前記（１５）に記載の装置。 （２０）ＣＭＰ研磨パッド（４０）を調整するための調
整エンド・エフェクター装置（１０）は、ＣＭＰ研磨パ
ッド（４０）に接触するためのエンド・エフェクター
（２０）を有する。支持機構は（１２）は、エンド・エ
フェクター（２０）を受け入れるためのエンド・エフェ
クター窪み（１８）を有する。スペーサー機構（２２あ
るいは２２’）は、エンド・エフェクター（２０）にあ
るエンド・エフェクター開口（２６）に関連するため
に、エンド・エフェクター窪み（１８）の所定の位置に
配置される。エンド・エフェクター（２０）は、取付け
装置（２４）を用いて、支持機構（１２）にスペサー機
構（２２あるいは２２’）を介してしっかりと取り付け
る。スペサー機構（２２あるいは２２’）のために、エ
ンド・エフェクター（２０）は窪み面（３６）からの距
離にあり、ＣＭＰ研磨パッド（４０）上に堆積されたス
ラリー（３８）がエンド・エフェクター開口（２６）を
通過するようにする。In connection with the above description, the following items will be disclosed. (1) A method of adjusting a CMP polishing pad, comprising: disposing a spacer mechanism at a predetermined position of at least one end effector recess of a support mechanism; selecting a plurality of end effector openings of the end effector. Arranging the spacer mechanism in the end effector recess at a position relative to the position, using an attachment device to attach the end effector to the support mechanism via the spacer mechanism,
And C to adjust the CMP polishing pad while the slurry passes through the plurality of end effector openings.
C with a layer of slurry deposited on an MP polishing pad
Positioning the end effector in contact with an MP polishing pad. (2) The method of paragraph (1), further comprising flowing a cleaning fluid through the plurality of end effector openings to remove deposits from the end effector. (3) The method according to (1) above, further including the step of removing the slurry deposited from the end effector openings by vibrating the plurality of end effector openings. (4) The method according to (1) above, further comprising the step of uniformly disposing the spacer mechanism in order to evenly distribute the force between the end effector and the CMP polishing pad. (5) The method according to (1) above, further including a step of attaching the end effector to a support mechanism with a screw via a spacer mechanism. (6) The method according to (1) above, further including the step of covering an end effector surface for adjusting the CMP polishing pad. (7) The method according to (1) above, further comprising moving the end effector across the CMP polishing pad. (8) The method according to (1) above, further including the step of rotating the support mechanism to move the end effector across the CMP polishing pad. (9) A device for adjusting a CMP polishing pad, comprising: an end effector for contacting the CMP polishing pad; and a support mechanism having an end effector recess for receiving the end effector,
A spacer mechanism in place in the end effector recess for associating with a plurality of end factor openings in the end effector, and for securely attaching the end effector to the support mechanism. A device having a plurality of attachment devices passing through the spacer mechanism. (10) The apparatus according to (9) above, which has a spray mechanism for spraying the end effector for flowing a cleaning fluid through the end effector opening to remove deposits from the end effector. (11) The apparatus according to (9), wherein the spacers are uniformly arranged to evenly distribute the force between the end effector and the CMP polishing pad. (12) The device according to (9), wherein the plurality of attachment devices have a plurality of screws for placement in the end effector opening. (13) The device according to (9), wherein the end effector has a diamond-studded surface. (14) Furthermore, the end effector is connected to the CMP.
The apparatus of (9) above having a robot arm for attachment to the support mechanism for movement across a polishing pad. (15) A method of forming a device for adjusting a CMP polishing pad, comprising: forming an end effector that contacts the CMP polishing pad; and having an end effector recess for receiving the end effector. Forming a support feature, forming a spacer feature in place in the end effector recess to associate with the end effector opening of the end effector, and at a distance from the support feature. Forming a mounting device for securely attaching an end effector to the support mechanism via said spacer mechanism. (16) The method further comprising forming a spray mechanism for spraying the end effector to remove a deposit from the end effector and to flow a cleaning fluid through the end effector opening. ). (17) The method according to (15), further comprising forming the spacer mechanism so that the spacer mechanism for evenly distributing the force between the end effector and the CMP polishing pad is uniformly arranged. the method of. (18) The plurality of attachment devices have a plurality of screws for placement within the end effector opening,
(1) comprising the step of forming a plurality of mounting devices.
The method according to 5). (19) Furthermore, the end effector is connected to the CMP.
The apparatus according to (15) above, comprising forming a robot arm for attachment to the support mechanism for movement across a polishing pad. (20) The adjusting end effector device (10) for adjusting the CMP polishing pad (40) has an end effector (20) for contacting the CMP polishing pad (40). The support mechanism (12) has an end effector recess (18) for receiving the end effector (20). A spacer mechanism (22 or 22 ') is placed in place in the end effector recess (18) to relate to the end effector opening (26) in the end effector (20). The end effector (20) is securely attached to the support mechanism (12) via the spacer mechanism (22 or 22 ') using the attachment device (24). Due to the spacer mechanism (22 or 22 '), the end effector (20) is at a distance from the recessed surface (36) and the slurry (38) deposited on the CMP polishing pad (40) is the end effector opening. Pass through (26).
【図１】本発明の１つのの実施の形態の分解図を示す。FIG. 1 shows an exploded view of one embodiment of the present invention.
【図２】本発明の他ののの実施の形態の分解図を示す。FIG. 2 shows an exploded view of another embodiment of the present invention.
【図３】本実施の形態のエンド・エフェクターの平面図
を示す。FIG. 3 shows a plan view of the end effector of the present embodiment.
【図４】本実施の形態の調整エンド・エフェクター装置
の断面図を示す。FIG. 4 shows a sectional view of the adjustment end effector device of the present embodiment.
【図５】ＣＭＰプロセスにおける本実施の形態の応用例
を示す。FIG. 5 shows an application example of this embodiment in a CMP process.
【図６】本発明の実施の形態における、多くの調整動作
後のエッジからの距離とＣＭＰ研磨パッドの厚さの関係
を示す。FIG. 6 shows the relationship between the distance from the edge and the thickness of the CMP polishing pad after many adjusting operations in the embodiment of the present invention.
【図７】従来の装置における、多くの調整動作後のエッ
ジからの距離とＣＭＰ研磨パッドの厚さの関係を示す。FIG. 7 shows the relationship between the distance from the edge and the thickness of the CMP polishing pad after many adjusting operations in the conventional apparatus.
Claims (2)
て、 支持機構のエンド・エフェクター窪みの少なくとも１つ
の所定位置にスペーサー機構を配置するステップ、 前記エンド・エフェクターの複数のエンド・エフェクタ
ー開口の選択された位置に関連する位置に、エンド・エ
フェクター窪み内に前記スペーサー機構を配置するステ
ップ、 取付け装置を用いて、前記スペーサー機構を介してエン
ド・エフェクターを前記支持機構に取り付けるステッ
プ、およびスラリーが前記複数のエンド・エフェクター
開口を通過する間、ＣＭＰ研磨パッドを調整するため
に、ＣＭＰ研磨パッド上に堆積されたスラリーの層を有
するＣＭＰ研磨パッドに接触して、前記エンド・エフェ
クターを配置するステップ、を有する方法。1. A method of adjusting a CMP polishing pad, comprising: placing a spacer mechanism at a predetermined position of at least one end effector recess of a support mechanism; selecting a plurality of end effector openings of the end effector. Locating the spacer mechanism in the end effector recess at a position relative to the position where the end effector is recessed, using an attachment device to attach the end effector to the support mechanism through the spacer mechanism, and Positioning the end effector in contact with a CMP polishing pad having a layer of slurry deposited on the CMP polishing pad to condition the CMP polishing pad while passing through the plurality of end effector openings, A method having.
あって、 前記ＣＭＰ研磨パッドに接触するためのエンド・エフェ
クターと、 前記エンド・エフェクターを受け入れるためのエンド・
エフェクター窪みを有する支持機構と、 前記エンド・エフェクターにある複数のエンド・ファク
ター開口と関連するために前記エンド・エフェクター窪
みの所定の位置に置かれたスペーサー機構と、 前記エンド・エフェクターを前記支持機構にしっかりと
取り付けるための、前記ズペーサー機構を通過する複数
の取付け装置、を有する装置。2. An apparatus for adjusting a CMP polishing pad, the end effector for contacting the CMP polishing pad, and the end effector for receiving the end effector.
A support mechanism having an effector depression, a spacer mechanism placed in place in the end effector depression to associate with a plurality of end factor openings in the end effector, and the end effector supporting the support mechanism. A plurality of attachment devices passing through the spacer mechanism for secure attachment to the.
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