KR100563018B1 - 마이크로전자장치 기판 조립체의 기계적 또는 화학기계적평탄화용 슬러리 및, 그 제조와 이용 방법 및 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 마이크로전자장치 제조에 사용되는 슬러리와, 이 슬러리를 제조 및 사용하는 장치와 방법에 관한 것이다.
본 발명의 한 특징에서는, 제 1 슬러리 콤포넌트내의 연마 입자 덩어리를 보다 작은 연마 입자 덩어리 또는 개별 연마 입자로 파쇄하므로써, 마이크로전자장치 기판 조립체를 평탄화하기 위한 평탄화 슬러리가 만들어진다. 상기 제 1 슬러리 콤포넌트는 물과 연마 입자를 포함할 수 있다. 연마 입자 덩어리는 제 1 슬러리 콤포넌트가 제 2 슬러리 콤포넌트와 혼합되기 전에 제 1 슬러리 콤포넌트에 에너지를 부여하므로써 보다 작은 유닛으로 파쇄될 수 있다. 연마 입자 덩어리는 통상 제 1 슬러리 콤포넌트가 제 2 슬러리 콤포넌트와 혼합되기 전에 제 1 슬러리 콤포넌트에 초음파 에너지를 부여하므로써 파쇄된다. 제 1 슬러리 콤포넌트내의 연마 입자 덩어리는 또한 볼 밀링이나 고난류 펌핑에 의해 파쇄될 수 있다. 연마 입자 덩어리를 작은 유닛으로 파쇄한 후, 제 1 슬러리 콤포넌트가 제 2 슬러리 콤포넌트와 혼합된다. 본 발명의 두 번째 특징은 제 1 및 제 2 슬러리 콤포넌트와 혼합한 후에 연마 입자의 재뭉침을 방지하는 것이다.
마이크로전자장치, 슬러리, 연마 입자, 초음파 에너지, 재뭉침
Description
본 발명은, 마이크로전자장치 기판 조립체를 평탄화하기 위한 슬러리 및, 이 슬러리를 기계적 및/또는 화학-기계적 평탄화 공정에서 제조 및 사용하기 위한 방법과 장치에 관한 것이다.
기계적 및 화학-기계적 평탄화 공정(총칭하여 "CMP"라 함)은 전자 장치의 제조에 있어서, 반도체 웨이퍼, 전계 디스플레이 및, 기타 여러 가지 마이크로전자장치 기판 조립체상에 평탄면을 형성하기 위해 사용된다. CMP 공정은 일반적으로 기판 조립체상의 재료층에서 정밀한 높이에 고평탄도의 표면을 형성하기 위해 기판 조립체로부터 재료를 제거한다.
도 1 은 기판(12)을 평탄화하기 위한 종전의 웨브-포맷 평탄화 장치(10)를 도시한다. 상기 평탄화 장치(10)는 평탄화 패드(40)의 작동부(A)가 배치되는 작업 스테이션에 상부 패널(16)을 갖는 지지 테이블(14)을 구비한다. 상기 상부 패널(16)은 일반적으로 평탄화 패드(40)의 특정 섹션이 평탄화중에 고착되는 단단한 편평면을 제공하도록 강성 판이다.
상기 평탄화 장치(10)는 또한 평탄화 패드(40)를 상부 패널(16) 위로 안내, 배치 및 유지하기 위한 다수의 롤러를 구비한다. 상기 롤러는 공급 롤러(20), 제 1 및 제 2 아이들러 롤러(21a, 21b), 제 1 및 제 2 안내 롤러(22a, 22b), 권취 롤러(23)를 구비한다. 상기 공급 롤러(20)는 평탄화 패드(40)의 비사용 부분 또는 작동전 부분을 지지하고, 상기 권취 롤러(23)는 평탄화 패드(40)의 사용된 부분 또는 작동후 부분을 지지한다. 또한, 제 1 아이들러 롤러(21a) 및 제 1 안내 롤러(22a)는 평탄화 패드(40)를 작동 중에 고정상태로 유지하기 위해 상부 패널(16) 위로 연신시킨다. (비도시의)모터가 상기 공급 롤러(20)와 권취 롤러(23)중 적어도 어느 하나를 구동하여 평탄화 패드(40)를 상부 패널(16)를 가로질러 연속적으로 전진시킨다. 그 자체로, 평탄화 패드(40)의 깨끗한 작동전 섹션은 사용된 섹션으로 신속히 대체되어 기판(12)을 평탄화 및/또는 세척하기 위한 균일한 표면을 제공할수 있다.
웨브-포맷 평탄화 장치(10)는 또한 평탄화중에 기판(12)을 제어 및 보호하는 캐리어 조립체(30)를 구비한다. 상기 캐리어 조립체(30)는 일반적으로 기판(12)을 평탄화 사이클의 적절한 스테이지에서 픽업, 유지 및 해제하기 위한 기판 홀더(32)를 구비한다. 상기 기판 홀더(32)에 부착된 다수의 노즐(33)은 평탄화 패드(40)의 평탄화 표면(42)상에 평탄화 용제(solution)(44)를 분배한다. 상기 캐리어 조립체(30)는 또한 지지 이동받침대(a support gantry)(34)를 구비하며, 상기 이동 받침대는 그 받침대를 따라서 이동하는 구동 조립체(35)를 지지한다. 상기 구동 조립체(35)는 일반적으로 작동기(36)와, 이 작동기(36)에 결합된 구동 샤프트(37) 및, 구동 샤프트(37)로부터 돌출하는 아암(38)을 구비한다. 상기 아암(38)은 구동 조립체(35)가 기판 홀더(32)를 기판의 중심점(C-C)으로부터 오프셋된 축(B-B) 주위로 궤도운동시키도록 다른 샤프트(39)를 통해 기판 홀더(32)를 지지한다.
평탄화 패드(40)와 평탄화 용제(44)가 기판(12)의 표면으로부터 재료를 기계적으로 및/또는 화학-기계적으로 제거하는 평탄화 매체를 형성한다. 웨브-포맷 평탄화 장치(10)는 통상적으로 연마 입자가 현탁 재료에 고정 접합되는 고정-연마 평탄화 패드를 사용한다. 고정-연마 적용에 있어서, 평탄화 용제는 통상 연마 입자가 존재하지 않는 "청정 용제(clean solution)"인 바, 그 이유는 연마 입자들이 평탄화 패드(40)의 평탄화 표면(42)을 가로질러 고정적으로 분포되기 때문이다. 다른 적용에서, 평탄화 패드(40)는 (예를 들면 폴리우레탄과 같은)폴리머 재료, 수지, 또는 기타 연마 입자가 없는 적절한 재료로 구성된 비연마성 패드일 수 있다. 비연마성 평탄화 패드와 함께 사용되는 평탄화 용제(44)는 통상 기판으로부터 재료를 제거하기 위해 연마 입자 및 화학물질을 구비한 CMP 슬러리이다.
평탄화 장치(10)로 기판(12)을 평탄화하기 위하여, 캐리어 조립체(30)는 평탄화 용제(44)의 존재하에 기판(12)을 평탄화 패드(40)의 평탄화 표면(42)에 대해 가압한다. 이후 구동 조립체(35)는 기판(12)을 평탄화 표면(42)을 가로질러 이동시키기 위해 기판 홀더(32)를 오프셋 축(B-B) 주위로 궤도운동시킨다. 그 결과, 평탄화 매체내의 연마 입자 및/또는 화학물질은 기판(12)의 표면으로부터 재료를 제거한다.
CMP 공정은 회로 및 포토패턴을 정확히 제조할 수 있도록 기판 조립체 상에 균일하게 평탄한 표면을 일정하고 정확하게 형성해야 한다. 트랜지스터, 콘택트, 인터커넥트 및, 기타 콤포넌트들을 제조하는 동안에, 많은 기판 조립체들은 기판 조립체를 가로질러 높은 지형면을 형성하는 커다란 "스텝 높이"를 전개한다. 콤포넌트 밀도가 높은 집적 회로를 제조할 수 있도록, 기판 조립체의 여러 처리 단계에서 고평탄도의 편평면을 형성할 필요가 있는데, 그 이유는 비편평 기판 표면이 서브-미크론 특징 형성의 곤란함을 현저히 증대시키기 때문이다. 예를 들면, 서브-미크론 포토리소그래픽(사진석판술) 장비가 극히 제한된 전계 깊이를 가지므로, 비편평 기판 표면상에 포토 패턴을 0.1 ㎛ 에 달하는 공차내에서 정확히 초점 형성하는 것은 어려운 일이다. 따라서, CMP 공정은 때로 지형적 기판 표면을 고균일성의 편평한 기판 표면으로 변형하는데 사용된다.
경쟁이 치열한 반도체 산업에서는 또한 기판 조립체상의 원하는 단부 지점(endpoint)에 균일하게 편평한 표면을 신속히 형성하므로써 CMP 공정에서 높은 수율을 갖는 것이 상당히 바람직하다. 예를 들어, 기판 조립체상의 전도층이 콘택트나 인터커넥트의 형성에서 언더-평탄화되었을 때, 여러 가지의 이들 콤포넌트는, 전도층의 바람직하지 않은 부분들이 절연층에 걸쳐서 기판 조립체 상에 잔류하므로, 상호간에 전기적으로 절연되지 않을 수 있다. 또한, 기판 조립체가 오버-평탄화되었을 때, 원하는 단부 지점 아래의 콤포넌트들은 손상되거나 완전히 파괴될수도 있다. 따라서, 작동가능한 마이크로전자장치의 높은 수율을 얻기 위하여, CMP 공정은 원하는 단부 지점에 도달할때까지 재료를 신속히 제거해야 한다.
원하는 단부 지점에서 고 평탄화의 기판 표면을 정확히 형성하기 위해서는, 연마 입자를 갖는 평탄화 슬러리의 입자 크기 분포가, (1) 한 배치(batch)의 슬러리로부터 다른 슬러리 배치에 이르기까지 일정해야 하며, (2) 입자 크기가 작아야 한다. 예를 들어, 많은 슬러리들이 대략 10 내지 250 ㎚ 의 개별 입자 크기를 갖는 연마 입자를 갖는다. 그러나, CMP 공정이 갖는 하나의 문제는 각각의 연마 입자가 뭉쳐져서 다수의 연마 입자를 갖는 큰 연마 요소를 만들어 내다는 것이다. 이러한 연마 요소들의 형성은 입자의 뭉침 정도가 슬러리 배치마다 상이하거나 심지어는 단일의 슬러리 배치에서도 상이하므로 슬러리의 균일성에 영향을 미친다. 또한, 커다란 연마 요소는 웨이퍼를 긁어버리고 손상을 입히며, 작은 연마 요소라도 슬러리의 입자 크기 분포를 현저히 증대시킬 수 있다. 따라서, 연마 입자들이 커다란 연마 요소로 뭉치는 것은 CMP 공정으로 매우 작은 전자 콤포넌트를 제조하는데 있어서 심각한 문제이다.
연마 입자의 뭉침을 감소시키기 위한 하나의 기존의 방법은 상호 반발하여 입자들의 뭉침을 방지하는 성질의 연마 입자를 선택하는 것이다. 예를 들어, 산화 알루미늄 입자는 서로 반발하여 입자의 뭉침을 방지하도록 대부분의 슬러리의 pH 레벨에서 충분한 전하를 갖는다. 한편, 산화 세리아(ceria) 입자는 대부분의 세리아 기초 슬러리의 pH 레벨에서 등(等)전기적(isoelectric)이기 때문에 본질적으로 서로간에 반발하지 않는다. 따라서, 연마 입자의 뭉침을 감소시키기 위한 다른 기술은 세리아 입자가 서로 뭉치는 것을 방지하는 분산제(dispersant)를 슬러리에 첨가하는 것이다. 통상의 분산제는 각각의 입자 또는 입자 덩어리가 함께 부착되는 것을 방지하는 콤파운드로 세리아 입자를 덮어버린다. 적절히 대전된 입자 및/또는 분산제를 이용하는 것이 슬러리내에서의 연마 입자 뭉침을 감소시키지만, 많은 슬러리들은 여전히 슬러리의 입자 크기 분포를 증대시키는 많은 수의 덩어리 형성으로 곤란을 겪고 있다.
슬러리내의 작은 마모 입자 및 마모 요소들의 일정한 분포를 유지하는 문제에 비추어 볼 때, 슬러리들은 일반적으로 장치 제조업자들에게 두 개의 별도의 콤포넌트로 이송된다. 제 1 슬러리 콤포넌트는 통상 물과 연마 입자를 포함한다. 제 2 슬러리 콤포넌트들은 통상 계면활성제, 분산제, 산화제 등과 같은 액상의 또는 기타의 화학물질을 포함한다. 장치 제조업자들은 일반적으로 상기 제 1 및 제 2 슬러리 콤포넌트들을 함께 혼합하여 평탄화 장치내의 슬러리를 사용하여 48 시간 안에 슬러리 배치를 형성하도록 상기 제 1 및 제 2 슬러리 콤포넌트를 함께 혼합한다. 슬러리를 사용하기 직전에 연마 입자들을 다른 슬러리 콤포넌트와 혼합하는 것이 연마 입자의 뭉침을 감소시키기는 하지만, 많은 중간 크기 및 대형 크기의 연마 입자 덩어리는 여전히 평탄화 장치에 사용되기 전에 혼합된 슬러리 배치내에 형성된다. 따라서, 슬러리를 사용하기 직전에 슬러리 배치를 형성하도록 제 1 및 제 2 슬러리 콤포넌트를 혼합하는 것만으로는 연마 입자의 뭉침과 관련한 문제를 경감시키지 못한다.
슬러리내에서의 연마 입자의 뭉침을 감소시키기 위한 하나의 방법은 제 1 및 제 2 슬러리 콤포넌트가 혼합된 후에 이들 콤포넌트에 얼마간의 에너지를 부여하는 것이다. 혼합 슬러리가 연마 패드상에 증착되기 직전에 혼합 슬러리의 제 1 및 제 2 슬러리 콤포넌트를 초음파처리하므로써, 초음파 에너지가 연마 요소들을 파쇄시켜 슬러리의 입자 크기 분포를 감소시킨다. 혼합 슬러리가 평탄화 도구쪽으로 유동할 때 이 혼합 슬러리에 초음파 처리를 행하는 것이 여러 응용에 있어서 입자 크기 분포를 감소시키기는 하지만, 초음파 에너지는 때때로 분산제를 내포하는 슬러리내의 뭉쳐진 연마 입자를 분리시키지 못하는데, 그 이유는 혼합 슬러리를 초음파 처리하기 전에 제 1 및 제 2 슬러리 콤포넌트가 혼합될 때 분산제가 연마 입자를 캡슐화하여 보호하기 때문이다. 따라서, 슬러리 혼합체를 이것이 평탄화 장치쪽으로 유동하기 전에 초음파 처리하는 것도 연마 요소들을 효과적으로 파쇄시키지 못한다.
본 발명은, 마이크로전자장치의 제조에 사용되는 평탄화 슬러리 및, 이 슬러리를 제조 및 사용하기 위한 장치와 방법에 관한 것이다. 본 발명의 한 특징에서, 마이크로전자장치 기판 조립체를 평탄화시키기 위한 평탄화 슬러리는 연마 입자 덩어리를 물과 연마 입자를 포함한 제 1 용제(예를 들면 제 1 슬러리 콤포넌트)에서 파쇄시키므로써 만들어진다. 연마 입자 덩어리는 제 1 용제가 제 2 용제(예를 들면 제 2 슬러리 콤포넌트)와 혼합되기 전에 제 1 용제에 에너지를 부여하므로써 작은 덩어리 또는 각각의 연마 입자로 파쇄될 수 있다. 연마 입자 덩어리를 작게 파쇄한 후, 제 1 용제는 제 2 용제와 혼합되어 기판 조립체를 평탄화시키도록 준비되는 혼합 평탄화 슬러리를 형성한다. 본 발명의 다른 특징은 제 1 및 제 2 용제를 혼합한 후에 연마 입자의 재 뭉침을 방지하는 것이다.
연마 입자 덩어리는 통상 제 1 용제가 제 2 용제와 혼합되기 전에 제 1 용제에 초음파 에너지를 부여하므로써 파쇄된다. 제 1 용제에서의 연마 입자 덩어리는 또한 볼 밀링(ball milling)이나 난류 펌핑(turbulent pumping)에 의해 파쇄될수도 있다.
본 발명의 다른 특징에서는, 제 1 슬러리 콤포넌트가 제 2 슬러리 콤포넌트와 혼합되어 혼합 평탄화 슬러리를 형성하기 전에 제 1 슬러리 콤포넌트내의 연마 입자 덩어리가 파쇄되는 슬러리를 사용하여 마이크로전자장치 기판 조립체가 평탄화된다. 이 방법에 이어서, 혼합 슬러리를 평탄화 패드의 평탄화 표면상에 혼합 슬러리를 분배하는 것과, 이후 기판 조립체와 평탄화 패드중 적어도 어느 하나를 이동시키면서 기판 조립체를 평탄화 표면에 대해 가압하는 것이 이루어진다.
본 발명의 또 다른 특징에서 마이크로전자장치 기판의 평탄화 시스템은 지지 패널을 갖는 테이블과, 이 지지 패널에 부착된 평탄화 패드 및, 상기 평탄화 패드를 가로질러 기판 조립체를 유지, 가압 및 이동시키기 위한 기판 홀더를 갖는 캐리어 조립체를 포함한다. 상기 평탄화 시스템은 또한 제 1 슬러리 콤포넌트 공급부와, 상기 제 1 슬러리 콤포넌트 공급부에 결합되는 초음파 변환기 및, 별도의 제 2 슬러리 콤포넌트 공급부를 추가로 포함한다. 상기 초음파 변환기는 제 1 슬러리 콤포넌트를 혼합 탱크내에서 제 2 슬러리 콤포넌트와 혼합하기 전에 제 1 슬러리 콤포넌트 유동에 초음파 에너지를 부여한다. 혼합 탱크는 기판 조립체의 평탄화 중에 혼합 슬러리를 패드상에 분배하기 위해 평탄화 패드 위에 배치되는 슬러리 분배기에 작동상 결합된다.
도 1 은 종래 기술에 따른 웨브 포맷 평탄화 장치의 개략 측면도이다.
도 2 는 본 발명의 일 실시형태에 따른 슬러리 제조 조립체와 평탄화 장치를 포함한 평탄화 시스템의 개략 측면도이다.
도 3 은 본 발명의 일 실시형태에 따른 슬러리 제조 조립체의 혼합 탱크와 에너지 소스의 개략 도시도이다.
도 4a 는 본 발명의 실시예에 따른 평탄화 슬러리 제조 방법의 한 단계에서의 제 1 및 제 2 슬러리 콤포넌트를 도시하는 개략도이다.
도 4b 는 평탄화 슬러리 제조 방법의 이어지는 단계에서의 도 4a 의 제 1 및 제 2 슬러리 콤포넌트를 도시하는 개략도이다.
도 5a 는 본 발명의 실시예에 따른 방법 및 슬러리 제조 조립체를 사용하여 제조된 슬러리에 대한 입자 크기 분포를 도시하는 막대 그래프이다.
도 5b 는 종래의 기술을 이용하여 제조된 슬러리에 대한 입자 크기 분포의 막대 그래프이다.
본 발명은 마이크로전자장치의 제조에 사용된 기판 조립체를 기계적으로 및/또는 화학-기계적으로 평탄화하기 위한 평탄화 시스템, 슬러리 및 방법에 관한 것이다. 상기 실시예에 대한 철저한 이해를 제공하기 위하여 이하의 설명 및 도 2 내지 5b 에 걸쳐서 본 발명의 특정 실시예의 여러 가지 특정 상세가 개시되어 있다. 그러나, 당업자라면 본 발명이 추가 실시예를 갖고, 본 발명이 후술하는 여러 실시예 이외의 것으로도 실시될 수 있음을 이해할 것이다.
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 평탄화 장치(110) 및 슬러리 제조 조립 체(200)를 갖는 평탄화 시스템(100)을 도시하는 개략도이다. 도 2 에 도시된 평탄화 장치(110)는 도 1 을 참조로 전술된 웨브-포맷 평탄화 장치(10)와 유사하며, 따라서 유사한 도면부호로 지칭된다. 상기 평탄화 장치(100)는 또한 그 내용이 본원에 참조로 포함되는 미국 특허 제 5,645,682 호와 5,792,709 호에 개시된 회전 플래튼(platen) 및 원형 연마 패드를 구비한 회전 평탄화 장치일수도 있다. 적합한 웨브-포맷 평탄화 장치는 옵시디안(Obsidian) 코포레이션에 의해 제조되며, 적절한 회전 평탄화 장치는 웨스텍(Westec) 코포레이션 및 스트라우스바우(Strausbaugh) 코포레이션에 의해 제조된다.
슬러리 제조 조립체(200)는 일반적으로 제 1 용제(212)의 제 1 공급 콘테이너(210)과 제 2 용제(222)의 제 2 공급 콘테이너(220)를 구비한다. 상기 슬러리 제조 조립체(200)는 또한 통상 제 1 콘테이너(200)에 결합되는 에너지 장치(230)와, 상기 제 2 콘테이너(220) 및 에너지 장치(230)에 결합되는 혼합 탱크(240)를 구비한다. 제 1 용제(212)는 제 1 콘테이너(210)로부터 에너지 장치(230)를 통해서 혼합 탱크(240)로 유동한다. 후술하듯이, 에너지 장치(230)는 제 1 용제(212)내의 입자 덩어리를 파쇄한다. 제 2 용제(222)는 제 2 콘테이너(220)로부터 혼합 탱크(240)로 직접 유동한다. 상기 제 1 및 제 2 용제(212, 222)는, 평탄화 장치(110)의 노즐(33)에 결합되는 혼합 탱크(240)내에서 함께 혼합되어 혼합 슬러리(244)를 형성한다.
상기 제 1 용제(212)는 혼합 슬러리(244)의 제 1 슬러리 콤포넌트를 형성한다. 제 1 용제(212)는 통상 물과 물(214)속의 다수의 연마 입자(216)를 포함한다. 상기 연마 입자(216)는 산화 알루미늄 입자, 세리아 입자, 이산화 실리콘 입자, 산화 티타늄 입자, 산화 탄탈 입자 또는 기타 마이크로전자장치 기판 조립체로부터 재료를 제거하기 위한 적절한 연마 입자일 수 있다. 연마 입자(216)는 통상 5 내지 250 ㎚, 양호하게는 5 내지 50 ㎚ 의 입자 크기를 갖는 작은 입자이다. 다른 적용에서, 연마 입자(216)는 500 ㎚ 까지의 입자 크기를 갖는다. 제 1 용제(212)가 제 2 용제(222)와 혼합되기 전에 제 1 콘테이너(210) 내에 있을 때, 제 1 용제(212)내의 많은 연마 입자(216)들은 뭉쳐져서 둘 이상의 개별 연마 입자(216)를 갖는 커다란 연마 요소(218)를 형성할 수 있다. 연마 요소(218)내의 개별 연마 입자(216)는 일반적으로 전자적으로, 공유적으로 또는 반데르 발스 상호작용에 의해 함께 접합된다.
제 2 용제(222)는 혼합 슬러리(244)의 제 2 콤포넌트를 형성한다. 제 2 용제(222)는 일반적으로 액체(224)와 다수의 첨가제를 포함한다. 상기 첨가제는 분산제(226), 산화제(227), 계면활성제(228) 또는 기타 슬러리를 평탄화하기 위한 바람직한 첨가제일 수 있다. 도 2 에 도시된 분산제(226), 산화제(227), 계면 활성제(228)는 개략적으로 도시되었지만, 이들은 제 2 용제(222)의 고체상, 액체상 또는 콜로이드상 콤포넌트일 수 있다. 제 2 용제(222)는 제 1 용제(212)가 에너지 장치(230)를 통과하여 별도로 처리된 후에 제 1 용제(212)와 혼합되어 혼합 슬러리(244)를 형성한다.
도 3 은 도 2 에 도시된 평탄화 시스템(100)과 함께 사용하기 위한 에너지 장치(230) 및 혼합 탱크(240)의 실시예를 도시한 개략도이다. 상기 에너지 장치(230)는 통상 제 1 콘테이너(210)(도 2 참조)로부터의 제 1 용제(212) 유동에 에너지 영역(234)을 발생시키는 초음파 변환기(232)를 갖는 초음파 처리기를 통한 유동이다. 따라서 상기 에너지 장치(230)는 제 1 콘테이너(210)에 결합된 제 1 포트(236) 및 혼합 탱크(240)에 결합된 제 2 포트(238)를 구비한다. 상기 초음파 에너지(232)에 의해 발생된 초음파 에너지는 연마 요소들을 파쇄하거나 파괴하여, 제 1 포트(236)에서의 제 1 용제(212) 유동보다 작은 연마 요소 및/또는 보다 비부착성의 개별 연마 입자를 갖는 초음파처리된 유동(213)을 형성한다. 따라서, 제 1 용제(212)의 초음파처리된 유동(213)은 제 2 포트(238)를 통해서 혼합 탱크(240)내로 유동하며, 제 2 콘테이너(220)(도 2)로부터의 제 2 용제(222) 유동은 별개로 혼합 탱크(240)내로 유동한다. 초음파처리된 유동(213) 및 제 2 용제(222)는 이후 교반기(243)에 의해 혼합 탱크(240)내에서 혼합되어 혼합 평탄화 용제(244)를 형성한다.
평탄화 시스템(100)의 하나의 특징 실시예에서, 에너지 장치(230)는 대략 50 ㎖ 의 챔버와, 대략 20 ㎑ 에서 0.5 내지 2 ㎾ 의 파워로 작동하는 초음파 변환기(232)를 구비한다. 이 실시예에서, 제 1 용제의 유량은 대략 25 내지 300 ㎖/min, 양호하게는 100 ㎖/min 이다. 제 1 용제(212)의 유량 및 초음파 변환기의 작동 파라미터는 또한 이 특징 실시예의 값과 다를 수 있다. 더구나, 에너지 장치는 또한 난류 펌프(예를 들어, 공압 펌프), 볼 밀(ball mill) 이거나, 기타 연마 요소들을 보다 작은 연마 요소 및/또는 개별 연마 입자들로 파쇄할 수 있는 적절한 장치일 수 있다.
도 4a 및 4b 는 에너지 장치(230) 및 혼합 탱크(240)를 이용하여 평탄화 슬러리를 제조하는 다양한 스테이지를 도시하는 개략도이다. 도 2 및 도 4a 를 함께 참조하면, 제 1 콘테이너(210)내의 제 1 용제(212)는 다수의 개별적인 자유-부동(free-floating) 연마 입자(216) 및, 개별 연마 입자의 덩어리로부터 형성된 다수의 커다란 연마 요소(218)를 구비한다. 제 2 콘테이너(220)내의 제 2 용제(222)는 분산제(226)와 같은 연마 입자의 뭉침을 방지하는 화학제를 구비한다. 도 2 와 도 4b에서, 에너지 장치(230)는 연마 요소(218)를 보다 작은 연마 요소(218) 및/또는 개별 연마 입자(216)로 파쇄 또는 파괴하기 위해 제 1 용제(212)에 에너지(E)를 부여한다. 에너지 장치(230)로부터의 제 1 용제(212)의 에너지부여된 유동(213) 및 제 2 공급 콘테이너(220)로부터의 제 2 용제(222) 유동은 혼합 탱크(240)내에서 혼합된다. 제 2 용제(222)로부터의 분산제(226)는 개별 연마 입자(216) 및 파쇄된 연마 요소(218)가 다시 뭉치는 것을 방지하기 위해 이것을 커버하거나 이것에 부착된다. 혼합된 슬러리(244)는 이후 기판 홀더(32)(도 2)로 이송되어 기판 조립체를 평탄화하기 위해 연마 패드(40)(도 2)상에 증착된다.
혼합 슬러리(244)를 제조하기 위한 방법 및 슬러리 제조 시스템(200)의 여러 가지 실시예들은 작은 입자 크기 분포를 갖는 평탄화 슬러리를 제조한다. 도 2 내지 도 4b 에 개시된 방법들의 한가지 특징은 제 1 용제(218)를 제 2 용제(222)내 분산제(226)와 혼합하기 전에 제 1 콘테이너(210)내의 커다란 연마 요소(218)들이 파쇄되거나 파괴된다는 것이다. 제 1 및 제 2 용제를 혼합하여 혼합 슬러리를 형성한 후에 상기 제 1 및 제 2 용제를 초음파처리하는 방법에 비해, 제 1 및 제 2 용제(212, 222)를 혼합하기 전에 연마 요소(218)를 파쇄하는 것은 제 1 용제(212)에만 부여된 에너지가 연마 요소(218)들을 보다 쉽게 파쇄할 수 있게 하는데, 그 이유는 이들이 분산제(226)에 의해 캡슐처럼 봉지되어 있지 않기 때문이다. 더구나, 분산제(226)는 개별 연마 입자(216)와 파쇄된 연마 요소(218)들이 평탄화 장치(11)와 함께 사용되기 전에 다시 뭉쳐지는 것을 방지한다. 따라서, 혼합 탱크(240)로부터 유동하는 혼합 슬러리(244)의 여러 실시예는 종래의 슬러리보다 작은 입자 크기 분포를 갖는다.
도 5a 는 본 발명의 실시예에 따른 방법을 이용하여 제조된 슬러리에 대한 입자 크기 분포를 도시하는 그래프이며, 도 5b 는 종래의 방법을 이용하여 제조된 슬러리에 대한 입자 크기 분포를 도시하는 그래프이다. 도 5a에서, 평탄화 슬러리(244)의 실시예의 입자 크기 분포는 통상 0.02 내지 0.14 ㎛ 이다. 평탄화 슬러리(244)와 대조적으로, 도 5b 는 종래의 방법에 의해 제조된 평탄화 슬러리의 입자 크기 분포가 통상 0.11 내지 0.8 ㎛ 임을 도시하고 있다. 따라서, 상기 슬러리 제조 시스템(200)과 슬러리(244) 제조 방법은 종래의 제조 방법보다 작은 입자 크기 분포를 갖는 평탄화 슬러리를 제조한다.
도 2 내지 4b 와 관련하여 기술된 평탄화 슬러리(244) 제조 방법과 평탄화 시스템(200)의 특징 실시예는 또한 입자 크기 분포가 일정한 평탄화 슬러리를 제조한다. 종래의 평탄화 용제 제조 방법은 불규칙한 입자 크기 분포에 의해 문제가 되는데 그 이유는 제 1 용제 및 최종 혼합된 슬러리 내의 연마 입자 덩어리가 각각이 크게 다를 수 있기 때문이다. 슬러리 제조 시스템(200) 및 슬러리(244) 제조 방법은 입자 크기 분포의 변화를 감소시키는데 그 이유는 연마 요소(218)가 충분한 기간동안 에너지 소스에 노출되어 연마 요소의 개수 및 크기를 허용 범위내에서 일정하게 감소시키기 때문이다. 또한, 혼합 슬러리(244)를 평탄화 장치(110)로 보내기 직전에 파쇄된 연마 요소(218)와 개별 연마 입자(216)를 분산제(226)로 코팅하므로써, 혼합 슬러리(244)가 기판을 평탄화시키는데 사용되기 전에 연마 입자(216)와 파쇄된 연마 요소(218)가 다시 뭉치는 것이 현저히 방지된다. 따라서, 제조 시스템(200) 및 평탄화 슬러리(244) 제조 방법은 일정한 입자 크기 분포를 제공한다.
도 2 에서는, 혼합 슬러리(244)를 제조하고 이후 혼합 슬러리(244)를 노즐(33)을 통해 패드(40)상에 증착하므로써 기판(12)이 평탄화된다. 혼합 슬러리(244)가 패드(40)를 커버하므로써, 캐리어 조립체(30)는 기판(12)을 패드(40)의 평탄화 표면(42)에 대해 가압하고 기판(12)을 평탄화 표면(42)을 가로질러 이동시킨다. 슬러리 제조 시스템(200)이 평탄화 슬러리(244)내에서 일정한 작은 입자 크기 분포를 형성하므로, 평탄화 시스템(100)은 최종 기판 조립체(12)상에 고편평도의 결함없는 일정하게 제조할 것으로 기대된다.
이상으로부터, 본 발명의 특정 실시예를 설명을 위해 개시하였지만, 본 발명의 취지 및 범주를 벗어나지 않는 다양한 수정예가 있을 수 있음을 이해해야 할 것이다. 예를 들어, 도 2 내지 4b 와 관련하여 전술된 방법 및 장치들은 분산제를 갖지 않는 슬러리, 또는 연마 입자 외의 다른 형태의 입자의 덩어리를 갖는 슬러리를 제조하는데 사용될 수 있다. 더구나, 제 2 용제(222)는, 제 1 및 제 2 용제의 혼합 유동이 혼합 탱크로 진입하도록, 에너지 장치(230)이후 혼합 탱크(240) 이전에서 제 1 용제의 에너지 부여된 유동(213)내로 유입된다. 따라서, 본 발명은 청구범위에 의하지 않고는 제한되지 않는다.
Claims (51)
- 마이크로전자장치 제조 상의 평탄화 슬러리 제조 방법에 있어서,액체와 입자를 포함한 제 1 용제내 입자의 덩어리를 상기 제 1 용제에 에너지를 부여하여 작은 덩어리 또는 개별 입자로 파쇄하는 단계와,입자 덩어리의 파쇄후 제 1 용제를 제 2 용제와 혼합하여 그 혼합물이 평탄화 슬러리를 형성하게 하는 단계를 포함하는 평탄화 슬러리 제조 방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 액체는 물을 포함하고 상기 입자는 연마 입자이며, 입자 덩어리의 파쇄는 연마 입자 덩어리의 적어도 일부분을 파쇄하는 것을 포함하는 평탄화 슬러리 제조 방법.
- 제 2 항에 있어서, 상기 연마 입자 덩어리의 적어도 일부분을 파쇄하기 위해 제 1 용제에 에너지를 부여하는 단계는 제 1 용제에 초음파 에너지를 방사하는 것을 포함하는 평탄화 슬러리 제조 방법.
- 제 2 항에 있어서, 상기 연마 입자 덩어리의 적어도 일부분을 파쇄하기 위해 제 1 용제에 에너지를 부여하는 단계는 제 1 용제에 초음파 에너지를 2 ㎾ 의 파워와 20 ㎑ 의 주파수로 방사하는 것을 포함하는 평탄화 슬러리 제조 방법.
- 제 2 항에 있어서, 상기 연마 입자 덩어리의 적어도 일부분을 파쇄하기 위해 제 1 용제에 에너지를 부여하는 단계는 50 내지 250 ㎖/min 의 유량을 갖는 제 1 용제의 유동에 초음파 에너지를 2 ㎾ 의 파워와 20 ㎑ 의 주파수로 방사하는 것을 포함하는 평탄화 슬러리 제조 방법.
- 제 2 항에 있어서, 상기 연마 입자 덩어리의 적어도 일부분을 파쇄하기 위해 제 1 용제에 에너지를 부여하는 단계는 볼 밀을 사용하여 제 1 용제를 밀링하는 것을 포함하는 평탄화 슬러리 제조 방법.
- 제 2 항에 있어서, 상기 연마 입자 덩어리의 적어도 일부분을 파쇄하기 위해 제 1 용제에 에너지를 부여하는 단계는 공압 펌프를 사용하여 제 1 용제를 펌핑하는 것을 포함하는 평탄화 슬러리 제조 방법.
- 제 2 항에 있어서, 제 1 및 제 2 용제의 혼합 후에 연마 입자의 재뭉침을 방지하는 단계를 추가로 포함하는 평탄화 슬러리 제조 방법.
- 제 8 항에 있어서, 상기 제 2 용제는 분산제와 액체를 포함하며, 상기 연마 입자의 재뭉침 방지 단계는 제 1 및 제 2 용제의 혼합 작용에서 파쇄된 연마 입자 덩어리와 개별 연마 입자에 분산제를 부착하는 것을 포함하는 평탄화 슬러리 제조 방법.
- 제 2 항에 있어서, 상기 연마 입자는 0.01 내지 1.0 ㎛ 의 입자 크기를 갖는 세리아 입자를 포함하고 상기 제 2 용제는 액체와 분산제를 포함하며,상기 연마 입자 덩어리의 적어도 일부분을 파쇄하기 위해 제 1 용제에 에너지를 부여하는 단계는 50 내지 250 ㎖/min 의 유량을 갖는 제 1 용제의 유동에 초음파 에너지를 2 ㎾ 의 파워와 20 ㎑ 의 주파수로 방사하는 것을 포함하고,상기 방법은 제 1 및 제 2 용제의 혼합 작용에서 파쇄된 연마 입자 덩어리와 개별 연마 입자에 분산제를 부착하여 연마 입자의 재뭉침을 방지하는 단계를 추가로 포함하는 평탄화 슬러리 제조 방법.
- 마이크로전자장치 제조 상의 평탄화 슬러리 제조 방법에 있어서,액체와 다수의 연마 입자를 포함한 제 1 슬러리 콤포넌트에 초음파 에너지를 부여하는 단계와,제 1 슬러리 콤포넌트에 초음파 에너지를 부여한 후 제 1 슬러리 콤포넌트를 제 2 슬러리 콤포넌트와 혼합하여 슬러리 혼합체를 형성하는 단계를 포함하는 평탄화 슬러리 제조 방법.
- 제 11 항에 있어서, 상기 제 1 슬러리 콤포넌트에 초음파 에너지를 부여하는 단계는 제 1 슬러리 콤포넌트에 초음파 에너지를 2 ㎾ 의 파워와 20 ㎑ 의 주파수로 방사하는 것을 포함하는 평탄화 슬러리 제조 방법.
- 제 11 항에 있어서, 제 1 및 제 2 슬러리 콤포넌트의 혼합후에 연마 입자 덩어리의 재뭉침을 방지하는 단계를 추가로 포함하는 평탄화 슬러리 제조 방법.
- 제 13 항에 있어서, 상기 제 2 슬러리 콤포넌트는 분산제와 액체를 포함하며, 상기 연마 입자의 재뭉침 방지 단계는 제 1 및 제 2 슬러리 콤포넌트의 혼합 작용에서 파쇄된 연마 입자 덩어리와 개별 연마 입자에 분산제를 부착하는 것을 포함하는 평탄화 슬러리 제조 방법.
- 제 11 항에 있어서, 제 1 슬러리 콤포넌트는 0.01 내지 1.0 ㎛ 의 입자 크기를 갖는 액체 및 세리아 연마 입자를 포함하고, 제 2 슬러리 콤포넌트는 액체와 분산제를 포함하며,제 1 슬러리 콤포넌트에 초음파 에너지를 부여하는 단계는 50 내지 250 ㎖/min 의 유량을 갖는 제 1 슬러리 콤포넌트의 유동에 초음파 에너지를 2 ㎾ 의 파워와 20 ㎑ 의 주파수로 방사하는 것을 포함하고,상기 방법은 제 1 및 제 2 슬러리 콤포넌트의 혼합 작용에서 파쇄된 연마 입자 덩어리와 개별 연마 입자에 분산제를 부착하여 연마 입자의 재뭉침을 방지하는 단계를 추가로 포함하는 평탄화 슬러리 제조 방법.
- 마이크로전자장치 제조 상의 평탄화 슬러리 제조 방법에 있어서,물과 물에 분산된 다수의 연마 입자를 포함한 제 1 용제를 제공하고 연마 입자의 적어도 일부분은 뭉쳐져서 보다 큰 연마 요소를 형성하는 단계와,상기 연마 요소의 적어도 일부분을 작은 연마 요소 또는 개별 연마 입자로 파쇄하는 단계와,유체와 이 유체내의 분산제를 포함한 제 2 용제를 제공하고 분산제는 연마 입자가 상호 뭉치는 것을 방지하도록 선택되는 단계와,연마 요소의 적어도 일부분의 파쇄후 제 1 용제를 제 2 용제와 혼합하는 단계를 포함하는 평탄화 슬러리 제조 방법.
- 제 16 항에 있어서, 상기 연마 요소의 적어도 일부분의 파쇄 단계는 제 1 용제에 에너지를 부여하는 것을 포함하는 평탄화 슬러리 제조 방법.
- 제 16 항에 있어서, 상기 연마 요소의 적어도 일부분의 파쇄 단계는 제 1 용제의 유동에 초음파 에너지를 2 ㎾ 의 파워와 20 ㎑ 의 주파수로 방사하는 것을 포함하는 평탄화 슬러리 제조 방법.
- 제 16 항에 있어서, 상기 연마 요소의 적어도 일부분의 파쇄 단계는 50 내지 250 ㎖/min 의 유량을 갖는 제 1 용제의 유동에 초음파 에너지를 2 ㎾ 의 파워와 20 ㎑ 의 주파수로 방사하는 것을 포함하는 평탄화 슬러리 제조 방법.
- 제 16 항에 있어서, 상기 연마 요소의 적어도 일부분의 파쇄 단계는 볼 밀을 사용하여 제 1 용제를 밀링하는 것을 포함하는 평탄화 슬러리 제조 방법.
- 제 16 항에 있어서, 상기 연마 요소의 적어도 일부분의 파쇄 단계는 공압 펌프를 사용하여 제 1 용제를 펌핑하는 것을 포함하는 평탄화 슬러리 제조 방법.
- 제 16 항에 있어서, 제 1 및 제 2 용제의 혼합 후에 연마 요소 및 연마 입자의 재뭉침을 방지하는 단계를 추가로 포함하는 평탄화 슬러리 제조 방법.
- 제 22 항에 있어서, 제 1 및 제 2 용제의 혼합 작용에서 파쇄된 연마 요소와 개별 연마 입자에 분산제를 부착하여 연마 요소 및 연마 입자의 재뭉침을 방지하는 단계를 추가로 포함하는 평탄화 슬러리 제조 방법.
- 제 16 항에 있어서, 상기 연마 입자는 0.01 내지 1.0 ㎛ 의 입자 크기를 갖는 세리아 입자를 포함하고 상기 제 2 용제는 액체와 분산제를 포함하며,상기 연마 요소의 적어도 일부분을 파쇄하는 단계는 50 내지 250 ㎖/min 의 유량을 갖는 제 1 용제의 유동에 초음파 에너지를 2 ㎾ 의 파워와 20 ㎑ 의 주파수로 방사하는 것을 포함하고,상기 방법은 제 1 및 제 2 용제의 혼합 작용에서 파쇄된 연마 요소와 개별 연마 입자에 분산제를 부착하여 연마 요소와 연마 입자의 재뭉침을 방지하는 단계를 추가로 포함하는 평탄화 슬러리 제조 방법.
- 제 16 항에 있어서, 상기 연마 입자는 세리아 입자, 산화 탄탈 입자, 이산화 실리콘 입자, 또는 알루미나 입자중 적어도 하나를 포함하며, 연마 요소의 파쇄는 제 1 용제를 진동시키는 것을 포함하는 평탄화 슬러리 제조 방법.
- 마이크로전자장치 제조 상의 마이크로전자장치 기판 조립체 평탄화 방법에 있어서,제 1 슬러리 콤포넌트의 연마 입자 덩어리를 파쇄하고 연마 입자 덩어리의 파쇄후 제 1 슬러리 콤포넌트를 제 2 슬러리와 혼합하여 혼합 슬러리를 형성하므로써 평탄화 슬러리를 제조하는 단계와,상기 혼합 슬러리를 평탄화 패드의 평탄화 표면상에 분포시키는 단계와,기판 조립체를 평탄화 표면에 대해 가압하고 기판 조립체와 평탄화 패드중 적어도 어느 하나를 이동시켜 기판 조립체로부터 재료를 제거하는 단계를 포함하는 평탄화 방법.
- 제 26 항에 있어서, 상기 연마 입자 덩어리를 파쇄하는 단계는 제 1 슬러리 콤포넌트에 대해 초음파 에너지를 2 ㎾ 의 파워와 20 ㎑ 의 주파수로 방사하는 것을 포함하는 평탄화 방법.
- 제 26 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 슬러리 콤포넌트의 혼합후 연마 입자의 재뭉침을 방지하는 단계를 추가로 포함하는 평탄화 방법.
- 제 28 항에 있어서, 상기 제 2 슬러리 콤포넌트는 분산제와 액체를 포함하며, 상기 연마 입자의 재뭉침 방지 단계는 제 1 및 제 2 슬러리 콤포넌트의 혼합 작용에서 파쇄된 연마 입자 덩어리와 개별 연마 입자에 분산제를 부착하는 것을 포함하는 평탄화 방법.
- 제 26 항에 있어서, 상기 제 1 슬러리 콤포넌트는 액체와 0.01 내지 1.0 ㎛ 의 입자 크기를 갖는 세리아 입자를 포함하고 상기 제 2 슬러리 콤포넌트는 액체와 분산제를 포함하며,상기 연마 입자 덩어리를 파쇄하는 단계는 50 내지 250 ㎖/min 의 유량을 갖는 제 1 슬러리 콤포넌트의 유동에 초음파 에너지를 2 ㎾ 의 파워와 20 ㎑ 의 주파수로 방사하는 것을 포함하고,상기 방법은 제 1 및 제 2 슬러리 콤포넌트의 혼합 작용에서 파쇄된 연마 입자 덩어리와 개별 연마 입자에 분산제를 부착하여 연마 입자의 재뭉침을 방지하는 단계를 추가로 포함하는 평탄화 방법.
- 마이크로전자장치 제조 상의 마이크로전자장치 기판 조립체 평탄화 방법에 있어서,다수의 연마 입자를 포함하는 연마 요소의 적어도 일부분을 제 1 용제에서 파쇄하고 그 후 제 1 용제를 제 1 용제의 연마 요소에 추가적으로 하나 이상의 화학물질을 포함하는 제 2 용제와 혼합하여 평탄화 슬러리를 제조하는 단계와,상기 슬러리를 평탄화 패드의 평탄화 표면상에 분산시키는 단계와,상기 기판 조립체를 평탄화 표면에 대해 가압하고 기판 조립체와 평탄화 패드중 적어도 어느 하나를 이동시키므로써 기판 조립체로부터 재료를 제거하는 단계를 포함하는 평탄화 방법.
- 제 31 항에 있어서, 상기 연마 요소의 적어도 일부분의 파쇄 단계는 제 1 용제에 에너지를 부여하는 것을 포함하는 평탄화 방법.
- 제 31 항에 있어서, 상기 연마 요소의 적어도 일부분의 파쇄 단계는 제 1 용제의 유동에 초음파 에너지를 2 ㎾ 의 파워와 20 ㎑ 의 주파수로 방사하는 것을 포함하는 평탄화 방법.
- 제 31 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 용제의 혼합후에 연마 요소와 연마 입자의 재뭉침을 방지하는 단계를 추가로 포함하는 평탄화 방법.
- 제 31 항에 있어서, 상기 제 2 용제는 분산제와 액체를 포함하고, 상기 연마 요소와 연마 입자의 재뭉침 방지 단계는 제 1 및 제 2 용제의 혼합 작용에서 파쇄된 연마 요소와 개별 연마 입자에 분산제를 부착하는 것을 포함하는 평탄화 방법.
- 마이크로전자장치 제조상의 마이크로전자장치 기판 조립체의 평탄화 방법에 있어서,물과 이 물안에 분산된 다수의 연마 입자를 포함하는 제 1 용제를 제공하고, 상기 연마 입자의 적어도 일부분은 뭉쳐져서 보다 큰 연마 요소를 형성하는 단계와,연마 요소의 평균 크기를 감소시키기 위해 연마 요소의 적어도 일부분을 파쇄하는 단계와,유체와 이 유체내의 분산제를 포함하는 제 2 용제를 제공하고, 상기 분산제는 연마 요소들이 상호 뭉치는 것을 방지하는 단계와,연마 요소의 적어도 일부분의 파쇄후 제 1 용제를 제 2 용제와 혼합하여 평탄화 슬러리를 형성하는 단계와,상기 슬러리를 평탄화 패드의 평탄화 표면상에 분산시키는 단계와,기판 조립체를 평탄화 표면에 대해 가압하고 기판 조립체와 평탄화 패드중 적어도 하나를 이동시켜 기판 조립체로부터 재료를 제거하는 단계를 포함하는 평탄화 방법.
- 마이크로전자장치 기판 조립체를 평탄화시키기 위한 평탄화 슬러리에 있어서,물을 포함한 액체와,상기 액체내에 분산되고 0.04 내지 0.12 ㎛ 의 평균 크기를 가지며 그 각각은 적어도 하나의 연마 입자를 구비한 다수의 연마 요소 및,평균 크기 0.04 내지 0.12 ㎛ 의 연마 요소에 부착되어 연마 요소가 뭉쳐 커지는 것을 방지하는 분산제를 포함하는 평탄화 슬러리.
- 제 37 항에 있어서, 상기 연마 요소는 세리아 입자, 산화 실리콘 입자, 산화 탄탈 입자, 이산화 실리콘 입자, 알루미늄 입자로 구성되는 그룹에서 선택된 연마 입자를 포함하는 평탄화 슬러리.
- 제 37 항에 있어서, 상기 분산제는 사슬이 짧은(short chain) 유기 탄소 그룹을 포함하는 평탄화 슬러리.
- 제 39 항에 있어서, 상기 사슬이 짧은 유기 탄소 그룹은 포타슘 프탈레이트인 평탄화 슬러리.
- 제조 방법에 따라 제조된 혼합 평탄화 슬러리에 있어서,액체와 다수의 연마 입자를 포함하는 제 1 슬러리 콤포넌트에 초음파 에너지를 부여하는 단계와,제 1 슬러리 콤포넌트에 초음파 에너지를 부여한 후 제 1 슬러리 콤포넌트를 제 2 슬러리 콤포넌트와 혼합하여 혼합 슬러리를 형성하는 단계를 포함하는 혼합 평탄화 슬러리.
- 제 41 항에 있어서, 상기 제 1 슬러리 콤포넌트에 초음파 에너지를 부여하는 단계는 제 1 슬러리 콤포넌트의 유동에 초음파 에너지를 2 ㎾ 의 파워와 20 ㎑ 의 주파수로 방사하는 것을 포함하는 혼합 평탄화 슬러리.
- 제 41 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 슬러리 콤포넌트의 혼합후에 연마 입자의 재뭉침을 방지하여 슬러리를 형성하는 단계를 추가로 포함하는 혼합 평탄화 슬러리.
- 제 43 항에 있어서, 상기 제 2 슬러리 콤포넌트는 분산제와 액체를 포함하고, 상기 연마 입자의 재뭉침 방지 단계는 제 1 및 제 2 슬러리 콤포넌트의 혼합 작용에서 파쇄된 연마 입자 덩어리와 개별 연마 입자에 분산제를 부착하는 것을 포함하는 혼합 평탄화 슬러리.
- 제 41 항에 있어서, 상기 제 1 슬러리 콤포넌트는 액체와 0.01 내지 1.0 ㎛ 의 입자 크기를 갖는 세리아 입자를 포함하고 상기 제 2 슬러리 콤포넌트는 액체와 분산제를 포함하며,상기 제 1 슬러리 콤포넌트에 초음파 에너지를 부여하는 단계는 50 내지 250 ㎖/min 의 유량을 갖는 제 1 슬러리 콤포넌트의 유동에 초음파 에너지를 2 ㎾ 의 파워와 20 ㎑ 의 주파수로 방사하는 것을 포함하고,상기 슬러리의 형성은 제 1 및 제 2 슬러리 콤포넌트의 혼합 작용에서 파쇄된 연마 입자 덩어리와 개별 연마 입자에 분산제를 부착하여 연마 입자의 재뭉침을 방지하는 단계를 추가로 포함하는 혼합 평탄화 슬러리.
- 마이크로전자장치 기판 조립체의 평탄화에 사용되는 평탄화 슬러리를 제조하는 시스템에 있어서,액체와 다수의 연마 입자를 구비한 제 1 용제 공급부를 포함하는 제 1 콘테이너와,상기 제 1 용제 공급부에 결합되어 이 공급부로부터 제 1 용제의 유동에 에너지를 부여하는 에너지 장치와,연마 입자가 뭉쳐서 커다란 연마 요소를 형성하는 것을 방지하는 방지제를 갖는 제 2 용제를 포함하는 저장조와,상기 에너지 장치의 하류에서 제 1 용제의 유동에 결합되고 저장조로부터의 제 2 용제 유동에 결합되는 혼합 탱크를 포함하며, 상기 혼합 탱크는 제 1 용제가 에너지 장치를 통과한 후에 제 1 용제를 제 2 용제와 혼합하여 평탄화 슬러리를 형성하는 교반기를 구비하는 평탄화 슬러리 제조 시스템.
- 제 46 항에 있어서, 상기 에너지 장치는 제 1 용제의 유동에 위치하는 초음파 변환기인 평탄화 슬러리 제조 시스템.
- 제 46 항에 있어서, 상기 제 1 콘테이너는 물과 다수의 연마 입자를 포함하는 제 1 용제를 내포하고, 상기 저장조는 분산제를 포함하는 제 2 용제를 내포하는 평탄화 슬러리 제조 시스템.
- 마이크로전자장치 기판 조립체를 평탄화시키는 시스템에 있어서,테이블과,상기 테이블에 부착되는 평탄화 패드와,기판 조립체를 유지하도록 기판 홀더를 구비하며 기판 홀더를 이동시켜 기판 조립체를 평탄화 패드에 대해 가압하고 평탄화 패드를 가로질러 이동시키는 캐리어 조립체와,액체와 다수의 연마 입자를 구비한 제 1 용제 공급부를 포함하는 제 1 콘테이너와,상기 제 1 용제 공급부에 결합되어 제 1 용제 유동에 에너지를 부여하는 에너지 장치와,연마 입자가 뭉쳐 큰 연마 요소를 형성하는 것을 방지하는 방지제를 포함한 제 2 용제를 내포하는 저장조와,상기 에너지 장치로부터 하류의 제 1 용제 유동에 결합되고 저장조로부터의 제 2 용제 유동에 결합되는 혼합 탱크를 포함하며, 상기 혼합 탱크는 제 1 용제가 에너지 장치를 통과한 후에 제 1 용제를 제 2 용제와 혼합하여 평탄화 슬러리를 형성하는 교반기를 구비하고, 상기 혼합 탱크는 패드상에 슬러리를 분산시키도록 평탄화 패드 위에 배치된 슬러리 분산기에 작동상 연결되는 평탄화 시스템.
- 제 49 항에 있어서, 상기 에너지 장치는 제 1 용제의 유동에 배치된 초음파 변환기를 포함하는 평탄화 시스템.
- 제 49 항에 있어서, 상기 제 1 콘테이너는 물과 다수의 연마 입자를 포함하는 제 1 용제를 내포하고, 상기 저장조는 분산제를 포함한 제 2 용제를 내포하는 평탄화 시스템.
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