KR20010050987A - 연마기를 제어하는 방법 - Google Patents

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KR20010050987A
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고팔라크리쉬나비 프라브후
스티븐티 미어
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조셉 제이. 스위니
어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드
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Abstract

캐리어 헤드 압력에 대한 처리법과 같은, 연마기를 사용하기 위한 처리방법들이 실험 데이터로부터 얻어지므로 이론적 모델에 근거한 기술보다 더 정확한 예상을 제공할 수 있다. 수많은 테스트 기판들이 수많은 변수의 세트에서 연마된다. 연마 프로파일은 수많은 테스트 기판들의 각각에 대해 측정되고, 연마 시간은 예상되는 기판의 프로파일과 소정의 기판의 프로파일 사이의 차이를 최소화하는 각각의 연마 변수 세트에 대해 계산된다.

Description

연마기를 제어하는 방법 {METHOD OF CONTROLLING A POLISHING MACHINE}
본 발명은 기판의 기계화학적 연마에 관한 것이고, 더 구체적으로 연마기를 제어하는 방법에 관한 것이다.
집적 회로는 전도체, 반도체 또는 절연체 층을 기판, 특히 실리콘 웨이퍼위에 연속적으로 증착함으로써 일반적으로 형성된다. 각각의 층이 증착된 후에, 회로 미세구조물(circuitry feature)을 생성하기 위해 에칭된다. 일련의 층들이 연속적으로 증착되고 에칭되면서, 기판의 외부 또는 가장 윗 표면, 즉 기판의 노출된 표면은 더욱 비평면화된다. 이 비평면화 표면은 집적 회로의 제조 공정에서의 사진 평판화 단계에서 문제를 나타낸다. 그러므로, 평면의 표면을 제공하기 위해서 기판 표면을 정기적으로 평면화할 필요가 있다. 평탄화 공정은 전도체, 반도체, 또는 절연체 층이든간에, 상당히 평평하고 부드러운 표면을 형성하도록 비평면의 외부 표면을 실제로 연마하여 제거한다.
기계화학적 연마(CMP)는 평탄화 공정에서 사용되는 한 방법이다. 이 평탄화 방법은 연마될 기판의 표면이 노출된 상태에서, 기판이 캐리어 또는 연마 헤드위에 장착될 것을 요구한다. 이때 기판은 회전하는 연마 패드에 놓인다. 게다가, 캐리어 헤드는 기판과 연마 표면 사이에 부가적인 운동을 제공하기 위해 회전할 것이다. 더욱이, 연마재와 하나 이상의 화학적 활성제를 포함하는, 연마 슬러리가 패드와 기판 사이의 경계에 연마에 필요한 연마 화학용액을 제공하기 위해 연마 패드에 분무될 것이다.
기계화학적 연마 공정의 효율은 연마 속도, 연마 결과로 나타나는 표면 거칠기 및 기판 표면의 평탄도(큰 크기의 구조물의 부족)에 의해 측정될 것이다. 부적당한 평탄도와 표면 거칠기는 기판에 결함을 생성할 수 있다. 연마 속도는 한 층을 연마하는데 필요한 시간과 연마 장치의 최대 작업 처리량을 결정한다.
이와 같이, 종래의 기계화학적 연마기는 처리법, 즉, 플래튼의 회전 속도, 슬러리의 전달 속도 등과 같은 미리 결정된 기계적 변수로 각각 수행되는 일련의 연마 단계를 따르는 소프트웨어에 의해 제어된다. 불행히도, 각각의 처리법은 시행착오를 통해 얻어지기 때문에, 연마 처리법을 고안해 내는데에는 많은 시간을 요하며 어렵다.
따라서, 본원 발명은 이와 같은 단점들을 고려하여 시간을 절약할 수 있는 간편한 기계화학적 연마 방법 및 이를 수행하기 위한 소프트웨어를 제공하고자 하는 것이다.
도 1은 기계화학적 연마 장치에 대한 도면.
도 2는 기계화학적 연마 시스템 내부에 있는 캐리어 헤드의 개략적인 횡단면도.
도 3은 본 발명에 의해 수행되는 방법을 설명하는 플로우 차트.
도 4는 다른 연마 변수에서 일련의 웨이퍼를 연마함으로써 생성되는 연마 프로파일을 나타내는 도면.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
20 : 기계화학적 장치 24 : 회전식 플래튼
28 : 슬러리 전달 포트 30 : 연마 패드
60 : 회전식 카루우젤 62 : 중앙 기둥
66 : 카루우젤 지지 판 70 : 캐리어 헤드 시스템
72 : 방사형 슬롯 74 : 캐리어 구동 샤프트
100 : 캐리어 헤드 102 : 하우징
104 : 베이스 조립체 106 : 로딩 챔버
108 : 유지 링 110 : 기판 백킹 조립체
112 : 내부 가요성 막 114 : 외부 가요성 막
116 : 엣지 장착 구조물 118 : 스페이서 링
120 : 부상식 상부 챔버 122 : 부상식 하부 챔버
124 : 외부 챔버
일반적으로, 한 측면에서, 본 발명은 연마 처리법을 결정하는 방법에 관계된다. 그 방법에서, 복수의 테스트 기판들이 복수의 변수 세트에 의해 연마된다. 연마 프로파일은 복수의 테스트 기판 각각에 대해 측정되고, 연마 시간은 기판의 예상 프로파일과 기판의 소정의 프로파일 사이의 차이를 최소화하는 각각의 연마 변수 세트에 대해 계산된다.
본 발명에 대한 실행은 다음의 하나 이상을 포함할 것이다. 디바이스 기판은 변수 세트에 대해 계산된 연마 시간동안에 각각의 연마 변수 세트를 이용하여 연속적으로 연마될 것이다. 디바이스 기판에 대한 초기 프로파일은 결정되고, 예상된 기판의 프로파일이 전체 연마 프로파일과 초기 연마 프로파일 사이의 차이로부터 계산될 것이다. 전체 연마 프로파일은 연마 시간과 관련 테스트 기판의 측정 프로파일을 곱한 것의 합으로부터 계산될 것이다.
다른 측면에서, 본 발명은 연마 처리법을 결정하는 방법에 관계된다. 상기 방법에서, 복수의 테스트 기판들은 실제의 디바이스 기판들의 연마중에 사용될 수 있는 복수의 캐리어 헤드 변수 세트에 의해 연마된다. 상기 방법은 접촉 영역의 지름의 함수로서 연마 프로파일의 변화를 결정하기 위해 제 1 테스트 기판 세트를 연마하는 단계와 보유 링(ring)의 압력의 함수로서 연마 프로파일의 변화를 결정하기 위해 제 2 테스트 기판 세트를 연마하는 단계를 포함한다. 제거된 재료의 양은 각각의 테스트 기판상의 복수의 상이한 반경 위치에서 측정되고, 기판 전체에 걸친 소정의 두께를 나타내는 소정의 프로파일이 생성되고, 소정의 기판의 프로파일과 실질적으로 동일한 예상 기판의 프로파일을 초래할 복수의 캐리어 헤드의 변수 세트의 각각에 대한 연마 시간이 계산된다.
본 발명에 대한 실행은 엣지 제어 링 압력의 함수로서 연마 프로파일의 변화를 결정하기 위해 제 3 테스트 기판 세트를 연마하는 것을 포함한다.
본 발명의 특수한 실행은 하나 이상의 다음의 장점을 가진다. 즉, 본 발명에 따른 연마 처리법은 개선된 연마 균일성을 제공할 수 있으며, 캐리어 헤드 압력을 경험 데이터로부터 제공할 수 있으며, 결과적으로 이론적 모델에 기초한 기술보다 더 정확한 예상을 신속하게 제공할 수 있다.
이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. 첨부된 도면들에서 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 병기하였다.
일반적으로, 본 발명은 기계화학적 연마의 결과로서 웨이퍼 표면 전체에 걸쳐 일정한 평탄도를 얻기 위한 연마 처리법을 결정하는 방법을 제공한다. 이 방법은 복수의 테스트 기판에 대해 복수의 테스트 기판을 연마하는 단계, 복수의 테스트 기판들의 각각에 대한 연마 후의 프로파일을 측정하는 단계, 및 예상된 기판의 프로파일과 소정의 기판의 프로파일 사이의 차이를 최소화하는 각각의 연마 변수 세트에 대한 연마 시간을 계산하는 단계를 포함한다.
본원 방법을 수행함으로써, 연마 처리법이 자동적으로 생성된다. 초기에, 각 연마 단계에 대한 제거 프로파일을 측정함으로써 경험상의 데이터가 축적된다. 연마 처리법을 생성하기 위해, 시스템은 각 기본 연마 단계에 대한 크기 요소를 계산한다. 상기 크기 요소는 변수 프로파일과 함께 연마하는데 소비되는 시간의 양을 결정한다. 상기 크기 요소들이 선택되고 마지막 웨이퍼의 프로파일의 변화가 최소화된다. 연마중에, 각 연마 단계는 계산된 양의 시간동안 연속적으로 수행된다.
도 1은 기계화학적 연마 장치(20)를 도시하고 있다. 단지 하나의 연마 스테이션이 도시되어 있지만, 기계화학적 연마 장치는 많은 스테이션을 포함할 것이다. 연마 스테이션은 연마 패드(30)가 놓이는 회전식 플래이튼(24)을 포함한다. 각 연마 스테이션은 슬러리 전달 포트(28)와 연마 패드의 상태를 유지하기 위한 설명되지 않은 패드 통제 장치를 포함하며 상기 통제 장비에 의해 효과적으로 기판을 연마할 것이다.
중앙 기둥(62)에 의해 지지되는 회전식 카루우젤(60)은 하나 이상의 캐리어 헤드 시스템(70)을 유지한다. 각 캐리어 헤드 시스템(70)은 캐리어 또는 캐리어 헤드(100)를 포함한다. 캐리어 구동 샤프트(74)는 캐리어 헤드 회전 모터(도시 않음)를 각각의 캐리어 헤드(100)에 연결시켜 각 캐리어 헤드가 독립적으로 자신의 축 주위를 회전할 수 있게 한다. 게다가, 각 캐리어 헤드(100)는 카루우젤 지지 판(66)에 형성된 방사형 슬롯(72)에서 독립적으로 옆으로 진동시킨다.
도 2는 기계화학적 연마 장치의 캐리어 헤드(100)를 도시하고 있다. 유사한 캐리어 헤드가 1998년 12월 30일에 출원된 미국 특허 출원 번호 제 60/114,182호와 1999년 12월 23일에 출원된 미국 특허 출원 번호 제 09/470,820호에서 더 자세하게 설명되어 있으며, 본원에 참조되었다. 캐리어 헤드(100)는 하우징(102), 베이스 조립체(104), 로딩 챔버(106), 유지 링(retaining ring, 108) 및 기판 백킹 조립체(110)를 포함한다. 기판 백킹 조립체(110)는 내부 가요성 막(112), 및 부상식 상부 챔버(120), 부상식 하부 챔버(122), 및 외부 가요성 챔버(124)와 같은 세 개의 가압 챔버로 형성되는 외부 가요성 막(114)을 포함한다. 하우징(102)과 베이스 조립체(104)를 통하는 설명되지 않은 통로를 이용하여 챔버에서의 압력을 변화시킴으로써, 사용자는 내부 가요성 막(112)과 외부 가요성 막(114) 사이의 접촉 면적의 반경(웨이퍼상의 가압된 영역의 반경)과 접촉 영역에서 웨이퍼에 대한 외부 가요성 막(114)의 압력을 변화시킬 수 있다.
캐리어 헤드(100)는 유지 링(108)과 외부 가요성 막(114) 사이에 위치한 스페이서 링(118)과 외부 챔버(124)에 위치한 엣지 장착 구조물(116)을 포함한다. 부상식 상부 챔버(120)를 가압하고 부상식 하부 챔버(122)를 비움으로써, 엣지 장착 구조물(116)은 뒷 표면, 즉, 웨이퍼의 주의나 엣지 주위에 있는 원형 영역에 부가적인 국부적 압력을 제공하도록 외부 가요성 막(114)의 윗 표면에 대해 압박될 수 있다. 게다가, 연마 표면에 대한 유지 링(108)의 압력은 로딩 챔버(106)내의 압력을 선택함으로써 변화될 수 있다.
도 3을 참조하면, 다양한 챔버에서 압력을 제어하는 방법(200)이 설명되어 있다. 일반적으로, 연마 방법은 일련의 기본 연마 단계(각각 이미 선택된 캐리어 헤드 변수 세트를 가짐)에서 각각의 단계가 수행된다고 가정한다. 초기에, 경험상의 데이터는 각 연마 단계에 대한 제거 프로파일을 측정함으로써 축적된다. 연마 처리법을 생성하기 위해서, 시스템은 각 기본 연마 단계에 대한 크기 요소를 계산한다. 이 크기 요소는 그 변수 프로파일에서 연마에 소비되는 시간의 양을 결정한다. 크기 요소들은 마지막 웨이퍼의 프로파일에서의 편차가 최소화되도록 선택된다. 연마중에, 각 연마 단계는 계산된 시간의 양동안 연속적으로 수행된다.
초기에, 테스트 웨이퍼는 실제 디바이스 웨이퍼의 연마중에 사용될 캐리어 헤드 변수로 연마된다. 하나의 웨이퍼 세트가 접촉 영역의 지름의 함수로서 연마 프로파일에서의 편차를 결정하도록 연마된다(단계 202). 다른 웨이퍼 세트가 엣지 제어 링 압력의 함수로서 연마 프로파일에서의 편차를 결정하도록 연마된다(단계 204). 또다른 웨이퍼 세트가 유지 링 압력의 함수로서 연마 프로파일에서의 편차를 결정하도록 연마된다(단계 206).
예로서, 단계 202에서, 하나의 웨이퍼가 40mm 지름의 접촉 면적에서 연마되고, 다른 웨이퍼가 60mm 지름의 접촉 면적에서 연마되며, 이렇게 접촉 면적이 180mm가 될 때까지 20mm씩 증가한다. 각 웨이퍼는 동일한 접촉 압력 PCA1(접촉 영역의 지름은 다름)에서 동일한 시간, 즉 30초동안 연마된다. 단계 204에서, 제 1 웨이퍼는 엣지 제어 링 압력 PELR1과 유지 링 압력 PRR1에서 연마되고, 제 2 웨이퍼는 엣지 제어 링 압력 PELR2와 유지 링 압력 PRR1에서 연마되고, 제 3 웨이퍼는 엣지 제어 링 압력 PELR1과 유지 링 압력 PRR2에서 연마되고, 그리고 제 4 웨이퍼는 엣지 제어 링 압력 PELR2와 유지 링 압력 PRR2에서 연마된다. 다시, 각 웨이퍼는, 작은 또는 접촉 영역이 없는 압력에서, 동일한 시간, 즉 30초동안 연마된다. 마지막으로, 단계 206에서, 몇몇의 웨이퍼가 약간의 유지 링 압력하에서 "기준선(baseline)"조건(즉, 중앙 또는 엣지 링 압력 없음)에서 연마된다.
웨이퍼가 연마되면, 제거된 재료의 양은 각 웨이퍼위의 몇몇 다른 반경 위치에서 측정된다(단계 208). 이것은 각 연마 변수 세트에 대한 연마 프로파일과 함께 "데이터 베이스"를 생성한다. 단계 202에서 206으로부터 나온 샘플 웨이퍼의 연마 프로파일은 도 3에 도시되어 있다. 이 데이터 베이스는 각 연마 단계에 대한 연마 시간을 계산할 때 처리법 생성기에 의해 이용될 것이다.
테스트 웨이퍼가 연마되고 테스트 웨이퍼의 연마 프로파일이 측정되면, 기판의 초기 프로파일이 생성된다(단계 210). 테스트 환경에서는, 초기 프로파일이 단지 제조 명세서에 의해 가정되지만, 제조 환경에서는, 연마될 웨이퍼의 초기 프로파일은 측정 기구에 의해 측정된다. 측정 기구에 의한 측정은 수동으로 처리법 생성기에 등록된다. 처리법 생성기는 초기 프로파일[PI]를 생성하는데, [PI]는 1×M열 행렬이며, M은 측정값을 나타내는 수이고, 하나의 측정치는 행렬의 각 열에 놓인다.
초기 프로파일의 생성과 테스트 웨이퍼의 연마 전후에, 사용자는 웨이퍼 전체의 소정의 두께를 나타내는 소정의 프로파일을 생성한다(단계 212). 소정의 프로파일은 1×M열 행렬 [PD]로 나타내진다. 특히, 사용자는 소정의 엣지의 두께를 특정할 수 있고, 처리법 생성기는 이 소정의 엣지의 두께를 행렬의 각 열에 넣는다.
테스트 웨이퍼가 연마되면, 테스트 웨이퍼의 연마 프로파일이 측정되고, 초기 및 소정의 프로파일이 생성되며, 연마 처리법이 생성된다(단계 214). 데이터 베이스의 정보는 일련의 제거 프로파일 [PR]i로 표시되는데 각 제거 프로파일 [PR]1,[PR]2,...,[PR]N은 1,2,....,N 각 연마단계의 측정치로 이루어진 1×M열 행렬이다.
총 제거 프로파일 [PR]T(즉, 반경을 함수로 하는 제거 양)는 다음과 같이 계산된다:
[PR]i는 단계 i의 제거 속도이고, Ti는 단계 i(아래에서 계산됨)의 연마 시간이며, Tbase는 테스트 웨이퍼의 연마 시간, 즉 30초이며, N은 연마 단계의 총수이다. 예상 웨이퍼 프로파일 [PP]는 단지 초기 프로파일과 총 프로파일의 차이, 즉 [PP] = [PI] - [PR]T이다.
처리법을 생성하기 위해, 처리법 생성기는 소정의 프로파일 [PD]로부터 예상 웨이퍼 프로파일 [PP]의 최소 변화를 나타낼 연마 시간(Ti)의 세트를 계산한다(단계 218). 최소화는 웨이퍼의 어떤 직경 범위, 즉 3에서 197mm, 또는 10에서 190mm, 등에 대해 수행된다. 최소화 계산은 통상의 기술에 의해 수행된다. 예를 들어, 행렬 [PD], [PI], [PR], 및 연마 시간(Ti)은 엑셀 스프레드쉬트[Excel(등록상표) spreadsheet]의 셀에 등록되고, 상기 세트들과 동등한 방정식이 스프레드쉬트에 등록되며, 연마 시간(Ti)은 예상 웨이퍼 프로파일 [PP]와 소정의 프로파일 [PD]의 총차이를 최소화하기 위해 엑셀의 해석 함수를 이용해서 계산된다. 선택적으로, 연마 시간은 하나 이상의 편차 변수, 예를 들어, [Zmin]과 [Zmax]을 도입하고 이것들을 예상 웨이퍼 프로파일 [PP]와 소정의 프로파일 [PD] 사이의 가중 편차를 최소화하는 임계치로 이용함으로써 최적화된다.
계산된 연마 시간(Ti)은 수동으로 기계화학적 연마 제어 시스템으로 등록되고, 이 시스템은 계산된 양의 시간(Ti)동안 각 연마 단계를 수행한다(단계 220).
생산 시스템에서, 데이터는 다양한 요소사이를 자동적으로 통과할 것이다. 예를 들어, 초기 웨이퍼 프로파일은 도량형 시스템에서 처리법 생성기로 자동적으로 통과되고, 연마 시간(Ti)은 처리법 생성기로부터 제어 시스템으로 자동적으로 통과된다. 사실, 처리법 생성기는 제어 시스템 자체의 부분으로서 주어진다. 선택적으로, 계산된 연마 시간은 컴퓨터의 판독 매체의 분리된 파일에서 연마 처리법의 부분으로서 저장된다. 연마 처리법은, 관계된 연마 시간과 함께, 필요하다면 연마 장치를 위한 제어 소프트웨어에 등록된다.
일반적인 목적의 디지털 컴퓨터에서 대부분 소프트웨어로 제공되고 컴퓨터의 판독 매체에서 유형적으로 구체화된 명령으로서 저장되지만 처리법 생성기는 응용 주문형 집적회로(application specific integrated circuits, ASIC)를 포함하며, 하드웨어, 펌 웨어, 소프트웨어, 또는 이들의 조합들과 함께 제공된다.
본 발명의 다수의 실시예가 설명되었다. 그럼에도, 다수의 변형예가 본 발명의 사상과 범주를 벗어남이 없이 실시될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 따라서, 다른 실시예들이 다음 청구범위의 범위 내에 있다.
실험 데이터를 근거로 수행하는 본원 발명은 이론적 모델에 근거한 방법들 보다 정확한 연마 변수를 시간을 절약할 수 있는 간편한 방법으로 제공할 수 있다.

Claims (10)

  1. 연마 처리법을 결정하기 위한 방법으로서,
    복수의 연마 변수 세트에 의해 복수의 테스트 기판을 연마하는 단계,
    복수의 테스트 기판의 각각에 대한 연마 프로파일을 측정하는 단계, 및
    예상 기판 프로파일과 소정의 기판의 프로파일 사이의 차이를 최소화하는 각각의 연마 변수 세트에 대한 연마 시간을 계산하는 단계를 포함하는 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 연마 변수 세트에 대해 계산된 연마 시간동안의 연마 변수 세트 각각을 이용하여 디바이스 기판을 연속적으로 연마하는 단계를 더 포함하는 방법.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 디바이스 기판에 대한 초기 프로파일을 결정하는 단계를 더 포함하는 방법.
  4. 제 1항에 있어서, 총 연마 프로파일과 상기 초기 연마 프로파일 사이의 차이로부터 상기 예상된 기판 프로파일을 계산하는 단계를 더 포함하는 방법.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 연마 시간과 테스트 기판의 상기 관련 측정 프로파일의 곱의 합으로부터 상기 총 연마 프로파일을 계산하는 단계를 더 포함하는 방법.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 각각의 연마 변수 세트에서 연마 시간(Ti)을계산하는 단계가 총 제거 프로파일 [PR]T를다음과 같이, 즉
    로 표시하는 단계를 포함하며, 상기 [PR]i는 상기 테스트 기판의 측정된 프로파일이고 Tbase는 상기 테스트 기판이 연마되는 시간인 방법.
  7. 제 6항에 있어서, [PD]-([PI]-[PR]T)의 값을 최소로 하는 Ti를 반복적으로 계산하는 단계를 더 포함하며, 상기 [PD]는 소정의 연마 프로파일이고 [PI]는 연마에 앞서 상기 기판 두께의 프로파일을 나타내는 방법.
  8. 연마 처리법을 결정하기 위한 방법으로서,
    접촉 영역의 지름의 함수로서 연마 프로파일의 편차를 결정하도록 제 1 테스
    트 기판 세트를 연마하는 단계와 유지 링의 압력의 함수로서 상기 연마 프로파일의 편차를 결정하도록 제 2 테스트 기판 세트를 연마하는 단계를 포함하는, 실제 디바이스 기판의 연마중에 사용될 수 있는 복수의 캐리어 헤드 변수에 의해 복수의 기판을 연마하는 단계,
    각 테스트 기판의 복수의 상이한 반경 위치에서 제거된 재료의 양을 측정하
    는 단계,
    상기 기판 전체의 소정의 두께를 나타내는 소정의 프로파일을 생성하는 단
    계, 및
    상기 소정의 기판 프로파일과 실질적으로 동등한 예상된 기판 프로파일을 나
    타내는 복수의 캐리어 헤드 변수의 각각에 대한 연마 시간을 계산하는 단계를 포함하는 방법.
  9. 제 8항에 있어서, 복수의 테스트 기판을 연마하는 단계가 상기 엣지 제어 링의 압력의 함수로서 상기 연마 프로파일의 편차를 결정하도록 제 3 테스트 기판 세트를 연마하는 단계를 포함하는 방법.
  10. 컴퓨터 프로그램을 포함하는 컴퓨터 판독가능한 매체로서,
    상기 컴퓨터 프로그램이 기계가 복수의 연마 변수 세트에 의해 상기 복수의
    테스트 기판을 연마하고,
    복수의 테스트 기판의 각각에 대한 연마 프로파일을 측정하고,
    예상된 기판 프로파일과 소정의 기판 프로파일 사이의 차이를 최소화하는 각각의 연마 변수 세트에 대한 연마 시간을 계산하도록 작동하는 지시들로 구성된 프로그램을 포함하는 컴퓨터 판독가능한 매체.
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Families Citing this family (39)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6640151B1 (en) 1999-12-22 2003-10-28 Applied Materials, Inc. Multi-tool control system, method and medium
US20040005842A1 (en) * 2000-07-25 2004-01-08 Chen Hung Chih Carrier head with flexible membrane
US6708074B1 (en) 2000-08-11 2004-03-16 Applied Materials, Inc. Generic interface builder
US6652357B1 (en) * 2000-09-22 2003-11-25 Lam Research Corporation Methods for controlling retaining ring and wafer head tilt for chemical mechanical polishing
US7188142B2 (en) 2000-11-30 2007-03-06 Applied Materials, Inc. Dynamic subject information generation in message services of distributed object systems in a semiconductor assembly line facility
US6524163B1 (en) * 2001-04-18 2003-02-25 Advanced Micro Devices Inc. Method and apparatus for controlling a polishing process based on scatterometry derived film thickness variation
KR100939096B1 (ko) * 2001-05-29 2010-01-28 가부시키가이샤 에바라 세이사꾸쇼 폴리싱장치, 폴리싱방법 및 기판캐리어 시스템
US7698012B2 (en) 2001-06-19 2010-04-13 Applied Materials, Inc. Dynamic metrology schemes and sampling schemes for advanced process control in semiconductor processing
US7160739B2 (en) 2001-06-19 2007-01-09 Applied Materials, Inc. Feedback control of a chemical mechanical polishing device providing manipulation of removal rate profiles
DE10208165C1 (de) * 2002-02-26 2003-10-02 Advanced Micro Devices Inc Verfahren, Steuerung und Vorrichtung zum Steuern des chemisch-mechanischen Polierens von Substraten
JPWO2003078104A1 (ja) 2002-03-20 2005-07-14 株式会社ニコン 加工条件の決定方法、加工条件決定システム、加工システム、加工条件決定計算機プログラム、プログラム記録媒体、及び半導体デバイスの製造方法
US20030181136A1 (en) * 2002-03-22 2003-09-25 Billett Bruce H. CMP pad platen with viewport
US20030199112A1 (en) 2002-03-22 2003-10-23 Applied Materials, Inc. Copper wiring module control
DE10234956B4 (de) 2002-07-31 2007-01-04 Advanced Micro Devices, Inc., Sunnyvale Verfahren zum Steuern des chemisch mechanischen Polierens von gestapelten Schichten mit einer Oberflächentopologie
CN1720490B (zh) 2002-11-15 2010-12-08 应用材料有限公司 用于控制具有多变量输入参数的制造工艺的方法和***
US6843708B2 (en) * 2003-03-20 2005-01-18 Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holdings, Inc. Method of reducing defectivity during chemical mechanical planarization
EP1639630B1 (en) 2003-07-02 2015-01-28 Ebara Corporation Polishing apparatus and polishing method
JP2005026453A (ja) * 2003-07-02 2005-01-27 Ebara Corp 基板研磨装置および基板研磨方法
US6939200B2 (en) * 2003-09-16 2005-09-06 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. Method of predicting plate lapping properties to improve slider fabrication yield
US6918815B2 (en) * 2003-09-16 2005-07-19 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. System and apparatus for predicting plate lapping properties to improve slider fabrication yield
DE102004004556B4 (de) * 2004-01-29 2008-12-24 Siltronic Ag Verfahren zur Herstellung einer Halbleiterscheibe
US7004814B2 (en) * 2004-03-19 2006-02-28 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. CMP process control method
US7127358B2 (en) * 2004-03-30 2006-10-24 Tokyo Electron Limited Method and system for run-to-run control
EP3043377A1 (en) 2004-11-01 2016-07-13 Ebara Corporation Polishing apparatus
JP2006286766A (ja) * 2005-03-31 2006-10-19 Nec Electronics Corp 化学的機械的研磨方法及び化学的機械的研磨システム
US20070082479A1 (en) * 2005-10-06 2007-04-12 Applied Materials, Inc. Chemical mechanical polishing techniques for integrated circuit fabrication
JP5526895B2 (ja) * 2009-04-01 2014-06-18 信越化学工業株式会社 大型合成石英ガラス基板の製造方法
CN102049706B (zh) * 2010-10-22 2012-02-22 厦门大学 一种微小球体的精密超冷研抛装置
US8774958B2 (en) * 2011-04-29 2014-07-08 Applied Materials, Inc. Selection of polishing parameters to generate removal profile
US9193025B2 (en) * 2013-03-13 2015-11-24 Sunedison Semiconductor Limited (Uen201334164H) Single side polishing using shape matching
WO2014163735A1 (en) * 2013-03-13 2014-10-09 Applied Materials, Inc. Reinforcement ring for carrier head
CN103659600B (zh) * 2013-12-09 2016-03-02 上海机床厂有限公司 平面异形非圆磨削轮廓控制方法
CN107145614B (zh) * 2016-03-01 2020-06-30 中国科学院微电子研究所 一种cmp工艺仿真方法及仿真***
US11989492B2 (en) 2018-12-26 2024-05-21 Applied Materials, Inc. Preston matrix generator
JP7220573B2 (ja) 2019-01-24 2023-02-10 株式会社荏原製作所 情報処理システム、情報処理方法、プログラム及び基板処理装置
CN111883448B (zh) * 2020-06-18 2022-04-15 宁波芯健半导体有限公司 一种应用于小芯片的背面研磨优化方法及装置
CN112247680A (zh) * 2020-10-22 2021-01-22 广州文冲船厂有限责任公司 一种船舶工件的打磨方法、装置及***
JP2024508932A (ja) 2021-03-05 2024-02-28 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド 基板歳差運動を伴う基板研磨のための処理パラメータの制御
US11969854B2 (en) 2021-03-05 2024-04-30 Applied Materials, Inc. Control of processing parameters during substrate polishing using expected future parameter changes

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4793895A (en) 1988-01-25 1988-12-27 Ibm Corporation In situ conductivity monitoring technique for chemical/mechanical planarization endpoint detection
US4940507A (en) 1989-10-05 1990-07-10 Motorola Inc. Lapping means and method
US5514245A (en) 1992-01-27 1996-05-07 Micron Technology, Inc. Method for chemical planarization (CMP) of a semiconductor wafer to provide a planar surface free of microscratches
JP3067479B2 (ja) 1993-07-30 2000-07-17 信越半導体株式会社 ウエーハの高平坦度エッチング方法および装置
US5664987A (en) * 1994-01-31 1997-09-09 National Semiconductor Corporation Methods and apparatus for control of polishing pad conditioning for wafer planarization
US5599423A (en) 1995-06-30 1997-02-04 Applied Materials, Inc. Apparatus and method for simulating and optimizing a chemical mechanical polishing system
JPH10329015A (ja) * 1997-03-24 1998-12-15 Canon Inc 研磨装置および研磨方法
US6113465A (en) * 1998-06-16 2000-09-05 Speedfam-Ipec Corporation Method and apparatus for improving die planarity and global uniformity of semiconductor wafers in a chemical mechanical polishing context
US6213848B1 (en) * 1999-08-11 2001-04-10 Advanced Micro Devices, Inc. Method for determining a polishing recipe based upon the measured pre-polish thickness of a process layer

Also Published As

Publication number Publication date
US6439964B1 (en) 2002-08-27
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TW495414B (en) 2002-07-21

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