KR20220044801A - Cmp 온도 제어를 위한 장치 및 방법 - Google Patents
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Abstract
화학적 기계적 연마 시스템은 연마 표면을 갖는 연마 패드를 지지하기 위한 플래튼, 가스 공급원에 결합될 유입구를 갖는 도관, 및 도관에 결합되고 가스를 가스 공급원으로부터 연마 패드의 연마 표면 상으로 지향시키기 위해 플래튼 위에 매달린 축소-확대 노즐을 갖는 분배기를 포함한다.
Description
본 개시내용은 화학적 기계적 연마(CMP)에 관한 것으로, 더 구체적으로, 화학적 기계적 연마 동안의 온도 제어에 관한 것이다.
집적 회로는 전형적으로, 반도체 웨이퍼 상에 전도성, 반전도성, 또는 절연성 층들의 순차적 퇴적에 의해 기판 상에 형성된다. 다양한 제조 프로세스들은 기판 상의 층의 평탄화를 요구한다. 예를 들어, 하나의 제조 단계는, 비평면 표면 위에 필러 층을 퇴적시키고 필러 층을 평탄화하는 것을 수반한다. 특정 응용들의 경우, 필러 층은 패터닝된 층의 최상부 표면이 노출될 때까지 평탄화된다. 예를 들어, 절연성 층의 트렌치들 및 홀들을 채우기 위해, 패터닝된 절연성 층 상에 금속 층이 퇴적될 수 있다. 평탄화 후에, 기판 상의 박막 회로들 사이에 전도성 경로들을 제공하기 위해, 패터닝된 층의 트렌치들 및 홀들에 있는 금속의 나머지 부분들은 비아들, 플러그들 및 라인들을 형성한다. 다른 예로서, 유전체 층이, 패터닝된 전도성 층 위에 퇴적되고, 그 다음, 후속 포토리소그래피 단계들을 가능하게 하기 위해 평탄화될 수 있다.
화학적 기계적 연마(CMP)는 하나의 수용된 평탄화 방법이다. 이 평탄화 방법은 전형적으로, 기판이 캐리어 헤드 상에 장착될 것을 요구한다. 기판의 노출된 표면은 전형적으로, 회전 연마 패드에 대해 배치된다. 캐리어 헤드는, 기판을 연마 패드에 대해 누르기 위해, 제어가능한 로드를 기판 상에 제공한다. 연마 입자들을 갖는 연마 슬러리는 전형적으로, 연마 패드의 표면에 공급된다.
일 양상에서, 화학적 기계적 연마 시스템은 연마 표면을 갖는 연마 패드를 지지하기 위한 플래튼, 가스 공급원에 결합될 유입구를 갖는 도관, 및 도관에 결합되고 가스를 가스 공급원으로부터 연마 패드의 연마 표면 상으로 지향시키기 위해 플래튼 위에 매달린 축소-확대 노즐을 갖는 분배기를 포함한다.
상기 양상들 중 임의의 양상의 구현들은 이하의 특징들 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
가스는 공기, 질소, 이산화탄소, 아르곤, 증발된 에탄올 및/또는 증발된 이소프로필 알콜일 수 있다.
제어기는 가스 공급원에 결합되고 연마 작동의 선택된 단계 동안 가스 공급원으로 하여금 가스를 축소-확대 노즐을 통해 연마 표면 상에 전달하게 하도록 구성될 수 있다. 제어기는 가스 공급원으로 하여금 가스를 축소-확대 노즐 내에 분당 0 내지 1000 리터의 속도로 전달하게 하도록 결합되게 구성될 수 있다.
주입기는, 액체를 액체 공급원으로부터 축소-확대 노즐들 내에 전달하기 위해, 액체 공급원에 결합된 유입구 및 배출구를 가질 수 있다. 액체는 물, 에탄올, 및/또는 이소프로필 알콜일 수 있다. 제어기는 액체 공급원에 결합될 수 있고 연마 작동의 선택된 단계 동안 액체 공급원으로 하여금 액체를 축소-확대 노즐 내에 전달하게 하도록 구성될 수 있다. 액체 공급원에 결합된 제어기는 액체를 분당 0 내지 300 밀리리터의 속도로 축소-확대 노즐 내에 전달하도록 구성될 수 있다. 가스 공급원에 결합된 제어기는, 축소-확대 노즐을 통한 가스의 유량이, 액체가 동결되게 하기 위해 가스가 충분히 냉각되게 하는 유량이 되게 하도록 구성될 수 있다.
가스 공급원에 결합된 제어기는, 축소-확대 노즐을 통한 가스의 유량이, 냉각제 가스가 20 ℃ 초과의 초기 온도로부터 20 ℃ 미만으로 냉각되도록 하는 유량이 되게 하도록 구성될 수 있다. 제어기는, 축소-확대 노즐을 통한 가스의 유량이, 냉각제 가스가 0 ℃ 미만으로 냉각되도록 하는 유량이 되게 하도록 구성될 수 있다. 제어기는, 축소-확대 노즐을 통한 가스의 유량이, 냉각제 가스가 -70 내지 -50 ℃로 냉각되도록 하는 유량이 되게 하도록 구성될 수 있다.
다른 양상에서, 화학적 기계적 연마 시스템을 위한 온도 제어의 방법은, 가스를 가스 공급원으로부터 축소-확대 노즐로 전달하는 단계, 가스를 축소-확대 노즐을 통해 유동시킴으로써 가스를 냉각시키는 단계, 및 냉각된 가스를 연마 패드 상으로 지향시키는 단계를 포함한다.
상기 양상들 중 임의의 양상의 구현들은 이하의 특징들 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
가스는 공기를 냉각시킴으로써, 액체 질소의 증발에 의해, 액체 에탄올의 증발에 의해, 액체 이소프로필 알콜의 증발에 의해, 그리고/또는 드라이 아이스의 승화에 의해 형성될 수 있다.
가스는 축소-확대 노즐에 분당 0 내지 1000 리터의 유량으로 진입할 수 있다.
액체가 축소-확대 노즐 내에 주입될 수 있다. 액체는 물, 에탄올, 및/또는 이소프로필 알콜일 수 있다. 액체는 축소-확대 노즐 내에 분당 0 내지 300 밀리리터의 유량으로 주입될 수 있다. 액체는 냉각된 가스에 노출됨으로써 고체 입자들로 동결될 수 있다.
가스는 20 ℃ 초과의 초기 온도로부터 20 ℃ 미만으로 냉각될 수 있다. 냉각된 가스는 0 ℃ 미만의 온도로 연마 패드 상에 분배될 수 있다. 냉각된 가스는 -70 내지 -50 ℃의 온도로 연마 패드 상에 분배될 수 있다.
다음의 가능한 장점들 중 하나 이상이 실현될 수 있다.
연마 패드의 온도는 신속하고 효율적으로 제어될 수 있다. 연마 패드의 온도는 연마 패드를 고체 몸체, 예를 들어, 열 교환 판과 접촉시키지 않고 제어될 수 있고, 따라서, 패드의 오염 및 결함들의 위험을 감소시킨다. 연마 작동에 걸친 온도 변동이 감소될 수 있다. 이는 연마 프로세스 연마의 예측가능성을 개선할 수 있다. 하나의 연마 작동으로부터 다른 연마 작동으로의 온도 변동이 감소될 수 있다. 이는 웨이퍼간 균일성을 개선하고 연마 프로세스의 반복성을 개선할 수 있다. 기판에 걸친 온도 변동이 감소될 수 있다. 이는 웨이퍼 내 균일성을 개선할 수 있다.
특히, 연마 패드의 온도는 신속하고 효율적으로 낮춰질 수 있다. 예를 들어, 연마 패드 표면의 온도는 연마 작동의 금속 제거, 과다연마, 또는 컨디셔닝 단계들 중 하나 이상의 단계 동안에 낮춰질 수 있다. 이는 디싱 및 부식을 감소시킬 수 있고/있거나 패드 돌기의 균일성을 개선할 수 있고, 따라서 연마 균일성을 개선하고 패드의 수명을 연장시킨다.
하나 이상의 구현의 세부사항들이 이하의 설명 및 첨부 도면들에 열거된다. 다른 양상들, 특징들 및 장점들은 설명 및 도면들로부터 그리고 청구항들로부터 명백할 것이다.
도 1은 연마 장치의 예의 개략적인 단면도를 예시한다.
도 2는 예시적인 화학적 기계적 연마 장치의 개략적인 상면도를 예시한다.
도 3은 도 1 및 2로부터의 예시적인 노즐의 개략적인 단면도를 예시한다.
도 2는 예시적인 화학적 기계적 연마 장치의 개략적인 상면도를 예시한다.
도 3은 도 1 및 2로부터의 예시적인 노즐의 개략적인 단면도를 예시한다.
화학적 기계적 연마는 기판, 연마액, 및 연마 패드 사이의 계면에서의 기계적 마모와 화학적 식각의 조합에 의해 작동한다. 연마 프로세스 동안, 기판의 표면과 연마 패드 사이의 마찰로 인해 상당한 양의 열이 생성된다. 추가적으로, 일부 프로세스들은 또한, 연마 패드 표면을 컨디셔닝하고 텍스처링하기 위해, 컨디셔닝 디스크, 예를 들어, 연마 다이아몬드 입자들로 코팅된 디스크가, 회전하는 연마 패드에 대해 눌려지는 인-시튜 패드 컨디셔닝 단계를 포함한다. 컨디셔닝 프로세스의 마모는 또한, 열을 생성할 수 있다. 예를 들어, 2 psi의 공칭 하방력 압력 및 8000 Å/분의 제거 속도를 갖는 전형적인 1분 구리 CMP 프로세스에서, 폴리우레탄 연마 패드의 표면 온도는 약 30 ℃만큼 상승할 수 있다.
예를 들어, 참여 반응들의 개시 및 속도들로서의 CMP 프로세스에서의 화학 관련 변수들, 및 기계 관련 변수들, 예를 들어, 연마 패드의 표면 마찰 계수 및 점탄성은 양쪽 모두 강하게 온도 의존적이다. 결과적으로, 연마 패드의 표면 온도의 변동은 제거 속도, 연마 균일성, 침식, 디싱, 및 잔류물의 변화들을 초래할 수 있다. 연마 동안 연마 패드의 표면의 온도를 더 엄격하게 제어함으로써, 온도의 변동이 감소될 수 있고, 예를 들어, 웨이퍼내 불균일성 또는 웨이퍼간 불균일성에 의해 측정되는 바와 같은 연마 성능이 개선될 수 있다.
이러한 문제들을 다룰 수 있는 기법은 냉각제 가스를 축소-확대(CD) 노즐을 통해 연마 패드 상으로 지향시키는 노즐을 갖는 것이다. 물의 부유된 액적들이 CD 노즐에 추가될 수 있다. 물은 얼음 액적들을 형성하도록 냉각될 수 있고, 얼음 액적들은 얼음 액적들의 용융의 잠열로 인해 연마 패드를 효율적으로 냉각시킨다.
도 1 및 2는 화학적 기계적 연마 시스템의 연마 스테이션(20)의 예를 예시한다. 연마 스테이션(20)은 회전가능한 디스크-형상 플래튼(24)을 포함하고, 이 플래튼 상에 연마 패드(30)가 위치된다. 플래튼(24)은 축(25)을 중심으로 회전하도록(도 2의 화살표(A) 참고) 작동가능하다. 예를 들어, 모터(22)는 플래튼(24)을 회전시키기 위해 구동 샤프트(28)를 회전시킬 수 있다. 연마 패드(30)는 외측 연마 층(34) 및 더 연질의 후면 층(32)을 갖는 2층 연마 패드일 수 있다.
연마 스테이션(20)은 연마액(38), 예컨대, 연마 슬러리를 연마 패드(30) 상에 분배하기 위해, 예를 들어, 슬러리 공급 암(39)의 단부에 공급 포트를 포함할 수 있다. 연마 스테이션(20)은 연마 패드(30)의 표면 거칠기를 유지하기 위해 컨디셔닝 디스크(92)(도 2 참고)를 갖는 패드 컨디셔너 장치(91)를 포함할 수 있다. 컨디셔닝 디스크(92)는 연마 패드(30)에 걸쳐 방사상으로 디스크(92)를 스위핑하기 위해 스윙할 수 있는(도 2의 화살표들(B) 참고) 암(94)의 단부에 위치될 수 있다.
캐리어 헤드(70)는 연마 패드(30)에 대해 기판(10)을 유지하도록 작동가능하다. 캐리어 헤드(70)는 지지 구조(72), 예를 들어, 캐러셀 또는 트랙으로부터 매달리며, 캐리어 헤드가 축(71)을 중심으로 회전할 수 있도록(도 2의 화살표(C) 참고), 구동 샤프트(74)에 의해 캐리어 헤드 회전 모터(76)에 연결된다. 선택적으로, 캐리어 헤드(70)는, 캐러셀 자체의 회전 진동에 의해, 또는 트랙을 따른 이동에 의해, 예를 들어, 캐러셀 상의 슬라이더들 상에서 측방향으로(도 2의 화살표(D) 참고) 진동할 수 있다.
캐리어 헤드(70)는, 기판을 유지하기 위한 유지 링(84)을 포함할 수 있다. 일부 구현들에서, 유지 링(84)은 연마 패드와 접촉하는 하부 플라스틱 부분(86), 및 더 경질의 물질로 이루어진 상부 부분(88)을 포함할 수 있다.
작동 시에, 플래튼은 플래튼의 중심 축(25)을 중심으로 회전되며, 캐리어 헤드는 캐리어 헤드의 중심 축(71)을 중심으로 회전되고, 연마 패드(30)의 최상부 표면에 걸쳐 측방향으로 병진된다.
캐리어 헤드(70)는 기판(10)의 후면측과 접촉하기 위한 기판 장착 표면을 갖는 가요성 멤브레인(80), 및 기판(10) 상의 상이한 구역들, 예를 들어, 상이한 방사상 구역들에 상이한 압력들을 가하기 위한 복수의 가압가능한 챔버들(82)을 포함할 수 있다. 캐리어 헤드는 또한, 기판을 유지하기 위한 유지 링(84)을 포함할 수 있다.
일부 구현들에서, 연마 스테이션(20)은 연마 스테이션 또는 연마 스테이션의/연마 스테이션에 있는 구성요소에서의 온도, 예를 들어, 연마 패드 및/또는 연마 패드 상의 슬러리의 온도를 모니터링하기 위한 온도 센서(64)를 포함한다. 예를 들어, 온도 센서(64)는 연마 패드(30) 위에 위치되고 연마 패드(30) 및/또는 연마 패드 상의 슬러리(38)의 온도를 측정하도록 구성된 적외선(IR) 센서, 예를 들어, IR 카메라일 수 있다. 특히, 온도 센서(64)는 방사상 온도 프로파일을 생성하기 위해 연마 패드(30)의 반경을 따라 다수의 지점들에서 온도를 측정하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, IR 카메라는 연마 패드(30)의 반경에 걸쳐 있는 관측시야를 가질 수 있다.
일부 구현들에서, 온도 센서는 비접촉 센서보다는 접촉 센서이다. 예를 들어, 온도 센서(64)는 플래튼(24) 상에 또는 플래튼(24)에 위치된 열전대 또는 IR 온도계일 수 있다. 추가적으로, 온도 센서(64)는 연마 패드와 직접 접촉할 수 있다.
일부 구현들에서, 다수의 온도 센서들은 연마 패드(30)의 반경을 따라 다수의 지점들에서의 온도를 제공하기 위해 연마 패드(30)에 걸쳐 상이한 방사상 위치들에 이격될 수 있다. 이 기법은 IR 카메라의 대안으로 또는 그에 추가하여 사용될 수 있다.
연마 패드(30) 및/또는 패드(30) 상의 슬러리(38)의 온도를 모니터링하도록 위치된 것으로 도 1에 예시되지만, 온도 센서(64)는 기판(10)의 온도를 측정하기 위해 캐리어 헤드(70) 내부에 위치될 수 있다. 온도 센서(64)는 기판(10)의 반도체 웨이퍼와 직접 접촉(즉, 접촉 센서)할 수 있다. 일부 구현들에서, 예를 들어, 연마 스테이션의/연마 스테이션에 있는 상이한 구성요소들의 온도들을 측정하기 위해, 다수의 온도 센서들이 연마 스테이션(22)에 포함된다.
연마 시스템(20)은 또한, 연마 패드(30) 및/또는 연마 패드 상의 슬러리(38)의 온도를 제어하기 위한 온도 제어 시스템(100)을 포함한다. 온도 제어 시스템(100)은 냉각 시스템(102) 및/또는 가열 시스템(104)을 포함할 수 있다. 냉각 시스템(102) 및 가열 시스템(104) 중 적어도 하나, 그리고 일부 구현들에서 양쪽 모두는, 온도 제어형 매질, 예를 들어, 액체, 증기 또는 분무를 연마 패드(30)의 연마 표면(36) 상에(또는 연마 패드 상에 이미 존재하는 연마액 상에) 전달함으로써 작동한다.
가열 시스템(104)의 경우, 가열 매질은 가스, 예를 들어, 수증기 또는 가열된 공기, 또는 액체, 예를 들어, 가열된 물, 또는 가스와 액체의 조합일 수 있다. 매질은 실온 초과의 온도, 예를 들어, 40-120 ℃, 예를 들어, 90-110 ℃이다. 매질은 물, 예컨대, 실질적으로 순수한 탈이온수, 또는 첨가제들 또는 화학물질들을 포함하는 물일 수 있다. 일부 구현들에서, 가열 시스템(104)은 수증기의 분무를 사용한다. 수증기는 첨가제들 또는 화학물질들을 포함할 수 있다.
가열 매질은, 가열 전달 암 상의, 예를 들어, 하나 이상의 노즐에 의해 제공되는 애퍼처들, 예를 들어, 홀들 또는 슬롯들을 통해 유동함으로써 전달될 수 있다. 애퍼처들은 가열 매질의 공급원에 연결된 매니폴드에 의해 제공될 수 있다.
예시적인 가열 시스템(104)은 플래튼(24) 및 연마 패드(30) 위로 연마 패드(30)의 에지로부터 연마 패드의 중심까지 또는 적어도 중심 근처에(예를 들어, 연마 패드의 총 반경의 5% 이내) 연장되는 암(140)을 포함한다. 암(140)은 베이스(142)에 의해 지지될 수 있고, 베이스(142)는 플래튼(24)과 동일한 프레임(40) 상에 지지될 수 있다. 베이스(142)는, 하나 이상의 액추에이터, 예를 들어, 암(140)을 상승 또는 하강시키기 위한 선형 액추에이터, 및/또는 암(140)을 플래튼(24) 위에서 측방향으로 스윙시키기 위한 회전 액추에이터를 포함할 수 있다. 암(140)은 다른 하드웨어 구성요소들, 예컨대, 연마 헤드(70), 패드 컨디셔닝 디스크(92), 및 슬러리 분배 암(39)과의 충돌을 회피하도록 위치된다.
플래튼(24)의 회전 방향을 따라, 가열 시스템(104)의 암(140)은 냉각 시스템(110)의 암(110)과 캐리어 헤드(70) 사이에 위치될 수 있다. 플래튼(24)의 회전 방향을 따라, 가열 시스템(104)의 암(140)은 냉각 시스템(110)의 암(110)과 슬러리 전달 암(39) 사이에 위치될 수 있다. 예를 들어, 냉각 시스템(110)의 암(110), 가열 시스템(104)의 암(140), 슬러리 전달 암(39) 및 캐리어 헤드(70)는 그 순서대로 플래튼(24)의 회전 방향을 따라 위치될 수 있다.
다수의 개구부들(144)이 암(140)의 바닥 표면에 형성된다. 각각의 개구부(144)는 가스 또는 증기, 예를 들어, 수증기를 연마 패드(30) 상으로 지향시키도록 구성된다. 암(140)은, 개구부들(144)이 갭에 의해 연마 패드(30)로부터 분리되도록 베이스(142)에 의해 지지될 수 있다. 갭은 0.5 내지 5 mm일 수 있다. 특히, 갭은, 가열 유체가 연마 패드에 도달하기 전에 유체의 열이 상당히 소산되지 않도록 선택될 수 있다. 예를 들어, 갭은, 개구부들로부터 방출된 수증기가 연마 패드에 도달하기 전에 응축되지 않도록 선택될 수 있다.
가열 시스템(104)은, 배관에 의해 암(140)에 연결될 수 있는, 수증기의 공급원(146)을 포함할 수 있다. 각각의 개구부(144)는 연마 패드(30)를 향해 수증기를 지향시키도록 구성될 수 있다.
일부 구현들에서, 프로세스 파라미터, 예를 들어, 유량, 압력, 온도, 및/또는 액체 대 가스의 혼합 비율은 각각의 노즐에 대해 독립적으로 제어될 수 있다. 예를 들어, 각각의 개구부(144)에 대한 유체는, 가열 유체의 온도, 예를 들어, 수증기의 온도를 독립적으로 제어하기 위해, 독립적으로 제어가능한 가열기를 통해 유동할 수 있다.
다양한 개구부들(144)은 수증기를 연마 패드(30) 상의 상이한 방사상 구역들 상으로 지향시킬 수 있다. 인접한 방사상 구역들은 중첩될 수 있다. 선택적으로, 개구부들(144) 중 일부는 그 개구부로부터의 분무의 중심 축이 연마 표면(36)에 대해 빗각을 이루도록 배향될 수 있다. 수증기는, 플래튼(24)의 회전에 의해 야기되는 바와 같은 충돌의 영역에서의 연마 패드(30)의 운동의 방향에 반대되는 방향으로 수평 성분을 갖도록 개구부들(144) 중 하나 이상으로부터 지향될 수 있다.
도 2는 개구부들(144)을 균등한 간격들로 이격된 것으로 예시하지만, 이는 요구되는 것은 아니다. 노즐들(120)은, 방사상으로 또는 각도상으로, 또는 둘 모두로 불균일하게 분포될 수 있다. 예를 들어, 개구부들(144)은 연마 패드(30)의 중심을 향해 더 조밀하게 군집될 수 있다. 다른 예로서, 개구부들(144)은 연마액(39)이 슬러리 전달 암(39)에 의해 연마 패드(30)에 전달되는 반경에 대응하는 반경에 더 조밀하게 군집될 수 있다. 추가적으로, 도 2는 9개의 개구부들을 예시하지만, 더 많거나 더 적은 개수의 개구부들이 존재할 수 있다.
연마 시스템(20)은 또한, 고압 헹굼 시스템(106)을 포함할 수 있다. 고압 헹굼 시스템(106)은, 패드(30)를 세척하고 사용된 슬러리, 연마 잔해물 등을 제거하기 위해 세정 유체, 예를 들어, 물을 고강도로 연마 패드(30) 상으로 지향시키는 복수의 노즐들(154), 예를 들어, 3개 내지 20개의 노즐들을 포함한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 예시적인 헹굼 시스템(106)은 플래튼(24) 및 연마 패드(30) 위로 연마 패드(30)의 에지로부터 연마 패드의 중심까지 또는 적어도 중심 근처에(예를 들어, 연마 패드의 총 반경의 5% 이내) 연장되는 암(150)을 포함한다. 암(150)은 베이스(152)에 의해 지지될 수 있고, 베이스(152)는 플래튼(24)과 동일한 프레임(40) 상에 지지될 수 있다. 베이스(152)는, 하나 이상의 액추에이터, 예를 들어, 암(150)을 상승 또는 하강시키기 위한 선형 액추에이터, 및/또는 암(150)을 플래튼(24) 위에서 측방향으로 스윙시키기 위한 회전 액추에이터를 포함할 수 있다. 암(150)은 다른 하드웨어 구성요소들, 예컨대, 연마 헤드(70), 패드 컨디셔닝 디스크(92), 및 슬러리 분배 암(39)과의 충돌을 회피하도록 위치된다.
플래튼(24)의 회전 방향을 따라, 헹굼 시스템(106)의 암(150)은 냉각 시스템(110)의 암(110)과 가열 시스템(140)의 암(140) 사이에 있을 수 있다. 예를 들어, 냉각 시스템(110)의 암(110), 헹굼 시스템(106)의 암(150), 가열 시스템(104)의 암(140), 슬러리 전달 암(39) 및 캐리어 헤드(70)는 그 순서대로 플래튼(24)의 회전 방향을 따라 위치될 수 있다. 대안적으로, 플래튼(24)의 회전 방향을 따라, 냉각 시스템(104)의 암(140)은 헹굼 시스템(106)의 암(150)과 가열 시스템(140)의 암(140) 사이에 있을 수 있다. 예를 들어, 헹굼 시스템(106)의 암(150), 냉각 시스템(110)의 암(110), 가열 시스템(104)의 암(140), 슬러리 전달 암(39) 및 캐리어 헤드(70)는 그 순서대로 플래튼(24)의 회전 방향을 따라 위치될 수 있다.
다수의 노즐들(154)이 암(150)으로부터 매달린다. 각각의 노즐(150)은 고압의 세정 액체를 연마 패드(30) 상에 분무하도록 구성된다. 암(150)은 노즐들(120)이 갭에 의해 연마 패드(30)로부터 분리되도록 베이스(152)에 의해 지지될 수 있다. 헹굼 시스템(106)은, 배관에 의해 암(150)에 연결될 수 있는, 세정 유체의 공급원(156)을 포함할 수 있다.
다양한 노즐들(154)이 연마 패드(30) 상의 상이한 방사상 구역들 상에 분무할 수 있다. 인접한 방사상 구역들은 중첩될 수 있다. 일부 구현들에서, 노즐들(154)은 연마 패드 상의 세정 액체의 충돌 영역들이 중첩되지 않도록 배향된다. 예를 들어, 적어도 일부의 노즐들(154)은, 충돌 영역들이 각도상으로 분리되도록 위치되고 배향될 수 있다.
적어도 일부의 노즐들(154)은 그 노즐로부터의 분무의 중심 축이 연마 표면(36)에 대해 빗각을 이루도록 배향될 수 있다. 특히, 세정 유체는 각각의 노즐(154)로부터, (연마 패드의 에지를 향해) 방사상 외측으로 있는 수평 성분으로 분무될 수 있다. 이는 세정 유체가 패드(30)를 더 신속하게 벗어나게 할 수 있고, 연마 패드(30) 상에 유체의 더 얇은 영역을 남길 수 있다. 이는 가열 및/또는 냉각 매질과 연마 패드(30) 간에 열적 결합을 시킬 수 있다.
도 2는 노즐들(154)을 균등한 간격들로 이격된 것으로 예시하지만, 이는 요구되는 것은 아니다. 추가적으로, 도 1 및 2는 9개의 노즐들을 예시하지만, 더 많거나 더 적은 개수의 노즐들, 예를 들어, 3개 내지 20개의 노즐들이 존재할 수 있다.
일부 구현들에서, 연마 시스템(20)은 연마 패드(30)에 걸쳐 연마액(38)을 균등하게 분배하기 위한 와이퍼 블레이드 또는 몸체(170)를 포함한다. 플래튼(24)의 회전 방향을 따라, 와이퍼 블레이드(170)는 슬러리 전달 암(39)과 캐리어 헤드(70) 사이에 있을 수 있다.
도 2는 각각의 하위시스템, 예를 들어, 가열 시스템(102), 냉각 시스템(104) 및 헹굼 시스템(106)에 대한 개별 암들을 예시하며, 다양한 하위시스템들은 공통 암에 의해 지지되는 단일 조립체에 포함될 수 있다. 예를 들어, 조립체는 냉각 모듈, 헹굼 모듈, 가열 모듈, 슬러리 전달 모듈, 및 선택적으로 와이퍼 모듈을 포함할 수 있다. 각각의 모듈은 공통 장착 플레이트에 고정될 수 있는 몸체, 예를 들어, 아치형 몸체를 포함할 수 있고, 공통 장착 플레이트는 조립체가 연마 패드(30) 위에 위치되도록 암의 단부에 고정될 수 있다. 다양한 유체 전달 구성요소들, 예를 들어, 배관, 통로들 등은 각각의 몸체 내부에 연장될 수 있다. 일부 구현들에서, 모듈들은 장착 플레이트로부터 개별적으로 분리가능하다. 각각의 모듈은 위에서 설명된 연관된 시스템의 암의 기능들을 수행하기 위해 유사한 구성요소들을 가질 수 있다.
냉각 시스템(102)의 경우, 냉각 매질은 가스, 예를 들어, 공기, 및/또는 액체, 예를 들어, 물일 수 있다. 냉각 매질의 가스상 성분은, 존재한다면, 공기 또는 연마 프로세스에 불활성인 다른 가스, 예컨대, 질소, 이산화탄소, 아르곤, 또는 다른 희가스, 또는 이들의 혼합물일 수 있다. 냉각 매질의 액체 성분은, 존재한다면, 물 또는 다른 액체, 예컨대, 에탄올, 또는 이소프로필 알콜, 또는 이들의 혼합물일 수 있다. 액체 성분은 연마 프로세스에 불활성일 수 있다. 매질은 실온일 수 있거나 실온 미만, 즉, 20 ℃ 미만으로 냉각될 수 있다. 예를 들어, 매질은 5-15 ℃일 수 있다. 일부 구현들에서, 매질은 0 ℃ 이하이다.
일부 구현들에서, 매질은 실질적으로 순수 가스이다. 일부 구현들에서, 냉각 매질은 가스 및 액체의 분무, 예를 들어, 액체의 에어로졸화된 분무, 예컨대, 가스 캐리어, 예컨대, 공기 내의 물이다. 일부 구현들에서, 냉각 시스템은, 실온 미만으로 냉각되는 물의 에어로졸화된 분무를 생성하는 노즐들을 가질 수 있다.
일부 구현들에서, 냉각제 매질은 가스 및/또는 액체와 혼합된 고체 물질의 입자들을 포함한다. 고체 물질은 냉각된 물질, 예를 들어, 얼음, 드라이 아이스, 또는 동결된 에탄올 또는 이소프로필 알콜일 수 있다. 일부 구현들에서, 냉각 매질은 가스, 예를 들어, 공기와 고체 입자들, 예를 들어, 얼음 입자들의, 그러나 실질적으로 액체상이 없는 분무이다. 고체 물질은 또한, 물에 용해될 때 화학 반응에 의해 열을 흡수하는 물질일 수 있다.
냉각 매질은, 냉각제 전달 암의 하나 이상의 애퍼처, 예를 들어, 노즐들에 선택적으로 형성된 홀들 또는 슬롯들을 통해 유동함으로써 전달될 수 있다. 애퍼처들은 냉각제 공급원에 연결된 매니폴드에 의해 제공될 수 있다.
도 1 및 2에 도시된 바와 같이, 예시적인 냉각 시스템(102)은 플래튼(24) 및 연마 패드(30) 위로 연마 패드(30)의 에지로부터 연마 패드의 중심까지 또는 적어도 중심 근처에(예를 들어, 연마 패드의 총 반경의 5% 이내) 연장되는 암(110)을 포함한다. 암(110)은 베이스(112)에 의해 지지될 수 있고, 베이스(112)는 플래튼(24)과 동일한 프레임(40) 상에 지지될 수 있다. 베이스(112)는, 하나 이상의 액추에이터, 예를 들어, 암(110)을 상승 또는 하강시키기 위한 선형 액추에이터, 및/또는 암(110)을 플래튼(24) 위에서 측방향으로 스윙시키기 위한 회전 액추에이터를 포함할 수 있다. 암(110)은 다른 하드웨어 구성요소들, 예컨대, 연마 헤드(70), 패드 컨디셔닝 디스크(92), 및 슬러리 분배기(39)와의 충돌을 회피하도록 위치된다.
예시적인 냉각 시스템(102)은 암(110)으로부터 매달린 다수의 노즐들(120)을 포함한다. 각각의 노즐(120)은 액체 냉각제 매질, 예를 들어, 물을 연마 패드(30) 상에 분무하도록 구성된다. 암(110)은, 노즐들(120)이 갭(126)에 의해 연마 패드(30)로부터 분리되도록 베이스(112)에 의해 지지될 수 있다.
각각의 노즐(120)은, 예를 들어, 제어기(12)를 사용하여 각각의 노즐(120)을 통한 유체 유동을 시작하고 정지시키도록 구성될 수 있다. 각각의 노즐(120)은 분무(122) 형태의 에어로졸화된 물을 연마 패드(30)를 향해 지향시키도록 구성될 수 있다. 냉각 시스템(102)은 액체 냉각제 매질의 공급원(130) 및 가스 냉각제 매질의 공급원(132)을 포함할 수 있다(도 2 참고). 공급원(130)으로부터의 액체 및 공급원(132)으로부터의 가스는, 분무(122)를 형성하기 위해 노즐(120)을 통해 지향되기 전에, 예를 들어, 암(110) 내의 또는 암 상의 혼합 챔버(134)(도 1 참고)에서 혼합될 수 있다.
일부 구현들에서, 프로세스 파라미터, 예를 들어, 유량, 압력, 온도, 및/또는 액체 대 가스의 혼합 비율은 (예를 들어, 제어기(12)에 의해) 각각의 노즐에 대해 독립적으로 제어될 수 있다. 예를 들어, 각각의 노즐(120)에 대한 냉각제는, 분무의 온도를 독립적으로 제어하기 위해, 독립적으로 제어가능한 냉각기를 통해 유동할 수 있다. 다른 예로서, 하나는 가스를 위한 것이고 하나는 액체를 위한 것인, 펌프들의 개별 쌍이, 유량, 압력 및 가스와 액체의 혼합 비율이 각각의 노즐에 대해 독립적으로 제어될 수 있도록, 각각의 노즐에 연결될 수 있다.
다양한 노즐들은 연마 패드(30) 상의 상이한 방사상 구역들(124) 상에 분무할 수 있다. 인접한 방사상 구역들(124)은 중첩될 수 있다. 일부 구현들에서, 노즐들(120)은, 세장형 영역(128)을 따라 연마 패드(30)와 충돌하는 분무를 생성한다. 예를 들어, 노즐은 대체로 평면 삼각형 체적으로 분무를 생성하도록 구성될 수 있다.
세장형 영역(128) 중 하나 이상, 예를 들어, 세장형 영역들(128) 전부는 영역(128)(영역(128a) 참고)을 통해 연장되는 반경에 평행한 종축을 가질 수 있다. 대안적으로, 노즐들(120)은 원뿔형 분무를 생성한다.
도 1은 분무 자체가 중첩되는 것을 예시하지만, 노즐들(120)은 세장형 영역들이 중첩되지 않도록 배향될 수 있다. 예를 들어, 적어도 일부의 노즐들(120), 예를 들어, 노즐들(120) 전부는 세장형 영역(128)이, 세장형 영역(영역(128b) 참고)을 통과하는 반경에 대해 빗각을 이루도록 배향될 수 있다.
적어도 일부의 노즐들(120)은, 그 노즐로부터의 분무의 중심 축(화살표(A) 참조)이 연마 표면(36)에 대해 빗각을 이루도록 배향될 수 있다. 특히, 분무(122)는, 플래튼(24)의 회전에 의해 야기되는 충돌의 영역에서의 연마 패드(30)의 운동의 방향(화살표(A) 참고)에 반대되는 방향으로 수평 성분을 갖도록 노즐(120)로부터 지향될 수 있다.
도 1 및 2는 노즐들(120)을 균일한 간격들로 이격된 것으로 예시하지만, 이는 요구되는 것은 아니다. 노즐들(120)은, 방사상으로 또는 각도상으로, 또는 둘 모두로 불균일하게 분포될 수 있다. 예를 들어, 노즐들(120)은, 연마 패드(30)의 에지를 향해 방사상 방향을 따라 더 조밀하게 군집될 수 있다. 추가적으로, 도 1 및 2는 9개의 노즐들을 예시하지만, 더 많거나 더 적은 개수의 노즐들, 예를 들어, 3개 내지 20개의 노즐들이 존재할 수 있다.
냉각 시스템(102)은 연마 표면(36)의 온도를 낮추는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 연마 표면(36)의 온도는 분무(122)를 통해 액체 냉각제(130)로부터의 액체 및/또는 분무(122)를 통해 가스 냉각제(132)로부터의 가스를 사용하여 낮춰질 수 있다. 일부 실시예들에서, 연마 표면(36)의 온도는 20 ℃로 또는 20 ℃ 미만으로 낮춰질 수 있다. 금속 제거 또는 과다연마 단계들 중 하나 이상의 단계 동안의 더 낮은 온도들은 연마액(38)의 선택도를 감소시킴으로써 CMP 동안 연질 금속들의 침식 및 디싱을 감소시킬 수 있다.
CMP 동안의 더 낮은 온도들은 부식을 감소시키는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 금속 제거, 과다연마, 또는 컨디셔닝 단계들 중 하나 이상의 단계 동안의 더 낮은 온도들은 다양한 구성요소들에서 갈바니 부식을 감소시킬 수 있는데, 이는 갈바니 반응들이 온도 의존적일 수 있기 때문이다. 추가적으로, CMP 동안 불활성 가스들이 연마 프로세스에 사용될 수 있다. 특히, 산소가 결여된(또는 정상 대기보다 낮은 산소를 갖는) 가스가, 국부화된 불활성 환경에서 산소를 감소시키는 국부화된 불활성 환경을 생성하는 데 사용될 수 있고, 이는 감소된 부식을 초래할 수 있다. 그러한 가스들의 예들은, 예를 들어, 액체 질소 또는 드라이 아이스로부터 증발된, 질소 및 이산화탄소를 포함한다.
예를 들어, 컨디셔닝 단계 동안 연마 표면(36)의 온도를 낮추는 것은 연마 패드(30)의 저장 탄성률을 증가시키고 연마 패드(30)의 점탄성을 감소시킬 수 있다. 증가된 저장 탄성률 및 감소된 점탄성은, 패드 컨디셔닝 디스크(92)에 대한 더 낮은 하방력 및/또는 패드 컨디셔닝 디스크(92)에 의한 덜 공격적인 컨디셔닝과 조합되어, 더 균일한 패드 돌기를 초래할 수 있다. 균일한 패드 돌기에 대한 장점은 후속 연마 작동들 동안 기판(10) 상의 스크래치들을 감소시킬뿐만 아니라, 연마 패드(30)의 수명을 증가시킨다는 점이다.
도 3을 참조하면, 각각의 노즐(120)은 축소-확대(CD) 노즐일 수 있다. 축소-확대(CD) 노즐은 또한, 드 라발 노즐 또는 초음속 노즐로서 설명될 수 있다. 각각의 노즐(120)은 가스(예를 들어, 가스 공급원(132)으로부터의 가스)가 초음속 속도들로 노즐(120)에 진입하는 축소 섹션(202)(예를 들어, 입력 포트)을 갖는다. 펌프(222)는 가스를 가스 공급원(132)으로부터 분배기(220)를 통해 CD 노즐(120) 내로 지향시킬 수 있다. 예를 들어, 축소 섹션(202)에 진입하는 가스는 실온, 예를 들어, 20-30 ℃ 또는 실온 미만일 수 있고, 노즐별로 분당 0 내지 1000 리터, 예를 들어, 노즐별로 분당 500 리터의 속도로 진입할 수 있다. 축소 섹션(202)으로부터, 가스는, 노즐(120)의 단면적이 그의 최소가 되는, 초크 지점 또는 인후부(204)에 진입한다. 가스가 축소 섹션(202)으로부터 인후부(204)를 통해 확대 섹션(206)(예를 들어, 출력 포트)으로 유동할 때 가스의 속도가 증가한다. 인후부(204)는 인후부(204)를 통해 유동하는 가스의 속도가 증가하게 하고, 따라서, 가스가 확대 섹션(206)에 진입하여 빠져나갈 때, 가스의 속도는 초음속 속도로 증가된다. 예를 들어, 확대 섹션(206)을 빠져나가는 가스는 실온 미만의 온도, 예를 들어, -100 내지 20 ℃, -90 내지 0 ℃, -80 내지 -25 ℃, 또는 -70 내지 -50 ℃일 수 있다.
냉각 시스템(102)에 사용되는 가스는, 예를 들어, 공기, 질소, 이산화탄소, 아르곤, 또는 증발된 가스들, 예컨대, 증기상 에탄올 또는 이소프로필 알콜을 포함할 수 있다. 가스는 심지어 CD 노즐(120)에 전달되기 전에도 냉각될 수 있다. 예를 들어, 냉각된 가스는 저온 공기(예를 들어, 열 교환기를 통과함으로써 냉각됨), 저온 질소 가스(예를 들어, 액체 질소로부터의 증발로 인함), 또는 저온 이산화탄소 가스(예를 들어, 드라이 아이스의 승화로 인함)일 수 있다.
CD 노즐(120)은 연마 패드(30)를 냉각시키는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 확대 섹션(206)은 냉각된 가스를 연마 패드(30) 상에 직접 분배할 수 있다. 예를 들어, 확대 섹션(206)으로부터의 배출구는 연마 표면(36)으로부터 약 1 내지 10 cm에 위치될 수 있고 노즐(120)은 가스 유동이 연마 표면에 충돌하도록 배향될 수 있다.
일부 구현들에서, 액체 냉각제 매질의 공급원(130)은 액체, 예를 들어, 물을 분배기(210)를 통해 전달할 수 있다. 분배기(210)는 노즐(120)을 통한 가스 유동 내에 물을 주입하도록 위치된 주입기일 수 있다. 예를 들어, 주입기(210)는 물 액적들을 축소 섹션(202) 내에, (도 3에 예시된 바와 같이) 인후부(204) 내에, 확대 섹션(206) 내에, 또는 확대 섹션(206) 이후에 직접 주입하도록 위치될 수 있다.
가스 유동 내로의, 예를 들어, 노즐(120) 내로의 액체 냉각제의 유량은 밸브(212)에 의해 제어될 수 있다. 분배기(210)는 물 액적들(208)을, 예를 들어 분당 0 내지 300 밀리리터, 예를 들어, 분당 3 내지 50 밀리리터의 속도로 분배할 수 있다. 액체 유량은 가스 유량의 약 0.001% 내지 1%, 예를 들어, 0.01 내지 0.1%일 수 있다. 가스가 CD 노즐(120)을 통해 유동할 때, CD 노즐(120)을 통해 유동하는 가스가 냉각되기 때문에, 물 액적들(208)이 가스에 의해 냉각될 수 있다. 일부 구현들에서, 물 액적들(208)은 냉각되어 얼음 액적들을 형성한다. 얼음 액적들은 크기가 균일할 수 있는데, 예를 들어, 직경이 대략 10 ㎛일 수 있다.
일부 구현들에서, 물 액적들(208)은 또한, 연마 패드(30) 상에 직접 분배되고, 이는 냉각된 가스와 함께, 연마 패드(30)를 더 냉각시킬 수 있다. 추가적으로, 얼음 또는 물 액적들은 연마 패드(30)가 냉각된 가스에 의해 냉각되고 있을 때 연마 패드가 건조해지는 것을 방지할 수 있다. 일부 구현들에서, 냉각된 가스는 물 액적들(208)을 동결시켜 얼음 액적들을 형성하고, 이는 냉각된 가스와 함께, 연마 패드(30)를 냉각시킬 수 있다. 얼음 액적들은 연마 패드(30)를 효율적으로 냉각시킬 수 있는데, 이는, 얼음 액적들이 열을 흡수하고 물로 용융될 때 용융의 잠열이 연마 패드(30)를 냉각시킬 수 있기 때문이다. 또한, 얼음 액적들은 연마 패드(30)를 연마하고 세정하는 데 사용될 수 있다.
위에서 설명된 연마 장치 및 방법들은 다양한 연마 시스템들에 적용될 수 있다. 연마 패드, 또는 캐리어 헤드들, 또는 양쪽 모두는, 연마 표면과 기판 사이의 상대 운동을 제공하도록 이동할 수 있다. 예를 들어, 플래튼은 회전하는 대신에 궤도를 그리며 돌 수 있다. 연마 패드는 플래튼에 고정된 원형(또는 어떤 다른 형상) 패드일 수 있다. 연마 층은 표준(예를 들어, 필러들을 갖거나 갖지 않는 폴리우레탄) 연마 물질, 연질 물질, 또는 고정된-연마재 물질일 수 있다.
상대적 위치결정의 용어들이, 시스템 또는 기판 내에서의 상대적 위치결정을 지칭하는 데 사용되는데; 연마 표면 및 기판은 연마 작동 동안 수직 배향 또는 어떤 다른 배향으로 유지될 수 있음을 이해해야 한다.
연마 시스템(20)은 또한, 다양한 구성요소들, 예를 들어, 온도 제어 시스템(100)의 작동을 제어하기 위한 제어기(90)를 포함할 수 있다. 제어기(90)는 연마 패드의 각각의 방사상 구역에 대해 온도 센서(64)로부터 온도 측정들을 수신하도록 구성된다. 제어기(90)는 측정된 온도 프로파일을 원하는 온도 프로파일과 비교하고, 각각의 노즐 또는 개구부에 대한 제어 메커니즘(예를 들어, 액추에이터, 전원, 펌프, 밸브 등)에 피드백 신호를 생성할 수 있다. 피드백 신호는, 제어 메커니즘으로 하여금 연마 패드 및/또는 슬러리가, 원하는 온도 프로파일에 도달하도록(또는 적어도, 원하는 온도 프로파일에 더 가까이 이동하도록) 냉각 또는 가열의 양을 조정하게 하기 위해, 예를 들어, 내부 피드백 알고리즘에 기초하여 제어기(90)에 의해 계산된다.
제어기(90)의 기능 작동들은, 하나 이상의 컴퓨터 프로그램 제품으로, 즉, 하나 이상의 컴퓨터 프로그램(데이터 처리 장치, 예를 들어, 프로그램가능 프로세서, 컴퓨터, 또는 다수의 프로세서들 또는 컴퓨터들에 의한 실행을 위해, 또는 그의 작동을 제어하기 위해, 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체에 유형적으로 구체화됨)을 사용하여 구현될 수 있다.
본 발명의 다수의 실시예들이 설명되었다. 그럼에도 불구하고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양한 수정들이 이루어질 수 있다는 것이 이해될 것이다.
예를 들어, 위의 설명은 가열 및/또는 냉각 매질을 연마 패드 상에 전달하는 것에 초점을 맞추고 있지만, 가열 및/또는 냉각 매질은 다른 구성요소들의 온도를 제어하기 위해 그러한 구성요소들 상에 전달될 수 있다. 예를 들어, 가열 및/또는 냉각 매질은 기판이 이송 스테이션에, 예를 들어, 로드 컵에 위치되는 동안 기판 상에 분무될 수 있다. 다른 예로서, 로드 컵 자체가 가열 및/또는 냉각 매질로 분무될 수 있다. 또 다른 예로서, 컨디셔닝 디스크가 가열 및/또는 냉각 매질로 분무될 수 있다.
이에 따라, 다른 실시예들은 다음의 청구항들의 범위 내에 있다.
Claims (15)
- 화학적 기계적 연마 시스템으로서,
연마 표면을 갖는 연마 패드를 지지하기 위한 플래튼;
가스 공급원에 결합될 유입구를 갖는 도관; 및
상기 도관에 결합되고, 가스를 상기 가스 공급원으로부터 상기 연마 패드의 연마 표면 상으로 지향시키기 위해 상기 플래튼 위에 매달린 축소-확대 노즐(convergent-divergent nozzle)을 갖는 분배기
를 포함하는, 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 가스 공급원에 결합되고, 연마 작동의 선택된 단계 동안 상기 가스 공급원으로 하여금 상기 가스를 상기 축소-확대 노즐을 통해 상기 연마 표면 상에 전달하게 하도록 구성되는 제어기를 포함하는, 시스템. - 제1항에 있어서,
추가로 주입기는 액체를 액체 공급원으로부터 상기 축소-확대 노즐들 내에 전달하기 위해, 상기 액체 공급원에 결합될 유입구 및 배출구를 갖는, 시스템. - 제3항에 있어서,
상기 액체 공급원에 결합되고, 연마 작동의 선택된 단계 동안 상기 액체 공급원으로 하여금 액체를 상기 축소-확대 노즐 내에 전달하게 하도록 구성되는 제어기를 포함하는, 시스템. - 제4항에 있어서,
상기 제어기는 상기 가스 공급원에 결합되고, 상기 축소-확대 노즐을 통한 가스의 유량이, 상기 액체가 동결되게 하기 위해 상기 가스가 충분히 냉각되게 하는 유량이 되게 하도록 구성되는, 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 가스 공급원에 결합되고, 상기 축소-확대 노즐을 통한 가스의 유량이, 상기 냉각제 가스가 20 ℃ 초과의 초기 온도로부터 20 ℃ 미만으로 냉각되도록 하는 유량이 되게 하도록 구성되는 상기 제어기를 포함하는, 시스템. - 제6항에 있어서,
상기 제어기는, 상기 축소-확대 노즐을 통한 가스의 유량이, 상기 냉각제 가스가 0 ℃ 미만으로 냉각되도록 하는 유량이 되게 하도록 구성되는, 시스템. - 화학적 기계적 연마 시스템을 위한 온도 제어의 방법으로서,
가스를 가스 공급원으로부터 축소-확대 노즐로 전달하는 단계;
상기 가스를 상기 축소-확대 노즐을 통해 유동시킴으로써 상기 가스를 냉각시키는 단계; 및
상기 냉각된 가스를 연마 패드 상으로 지향시키는 단계
를 포함하는, 방법. - 제8항에 있어서,
상기 가스는 공기를 냉각시킴으로써, 액체 질소의 증발에 의해, 액체 에탄올의 증발에 의해, 액체 이소프로필 알콜의 증발에 의해, 그리고/또는 드라이 아이스의 승화에 의해 형성되는, 방법. - 제8항에 있어서,
액체를 상기 축소-확대 노즐 내로 주입하는 단계를 포함하는, 방법. - 제10항에 있어서,
상기 액체는 물, 에탄올, 및/또는 이소프로필 알콜인, 방법. - 제10항에 있어서,
상기 냉각된 가스에 대한 노출에 의해 상기 액체를 고체 입자들로 동결시키는 단계를 더 포함하는, 방법. - 제8항에 있어서,
상기 가스를 20 ℃ 초과의 초기 온도로부터 20 ℃ 미만으로 냉각시키는 단계를 포함하는, 방법. - 제13항에 있어서,
상기 냉각된 가스를 0 ℃ 미만의 온도로 상기 연마 패드 상에 분배하는 단계를 포함하는, 방법. - 제14항에 있어서,
상기 냉각된 가스를 -70 내지 -50 ℃의 온도로 상기 연마 패드 상에 분배하는 단계를 포함하는, 방법.
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