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公開番号2024153669
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-29
出願番号2024109325,2021560929
出願日2024-07-08,2020-04-15
発明の名称温度制御のための化学機械研磨温度スキャン装置
出願人アプライドマテリアルズインコーポレイテッド,APPLIED MATERIALS,INCORPORATED
代理人園田・小林弁理士法人
主分類B24B 37/015 20120101AFI20241022BHJP(研削;研磨)
要約【課題】熱センサの横方向の移動を必要とせずに、研磨パッドに接触することなく、研磨パッドを横切る温度変化と変動を監視でき、研磨パッド上の複数の半径方向位置での温度を監視することができる化学機械研磨装置を提供する。
【解決手段】化学機械研磨装置は、研磨パッド30を保持するための上面を有するプラテン24、研磨プロセス中に研磨パッド30の研磨面36に対して基板10を保持するためのキャリアヘッド70、および温度監視システム150を含む。温度監視システム150は、プラテン24上の研磨パッド30の一部分の視野を有する、プラテン24よりも上方に配置された非接触熱センサ180を含む。センサ180は、研磨パッド30を横切って視野を移動させるように、モータによって回転軸165の周りで回転可能である。
【選択図】図1A
特許請求の範囲【請求項１】
研磨パッドを保持するための上面を有するプラテンと、
研磨プロセス中に前記研磨パッドの研磨面に対して基板を保持するためのキャリアヘッドと、
前記プラテン上の前記研磨パッドの一部分の視野を有するように、前記プラテンよりも上方に配置された非接触熱センサであって、前記視野を、前記研磨パッドを横切って移動させるように、モータによって回転軸の周りで回転可能な熱センサを含む温度監視システムと、
を備える化学機械研磨装置。
続きを表示（約 760 文字）【請求項２】
前記熱センサが、前記研磨面に平行な軸の周りで回転可能である、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
回転可能なセンサ支持体であって、前記モータによる前記センサ支持体の回転が前記センサを回転させるように前記モータに連結されたセンサ支持体を備える、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記センサ支持体が、前記センサ支持体の長手方向軸の周りで回転可能である、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記熱センサが、前記センサ支持体の長手方向軸に垂直な軸の周りで回転可能である、請求項３に記載の装置。
【請求項６】
前記熱センサが、前記センサ支持体に沿って移動可能である、請求項３に記載の装置。
【請求項７】
前記モータおよび前記温度監視システムに連結されたコントローラであって、前記熱センサに前記研磨パッド上の複数の位置で測定を行わせるように、前記モータを制御するように構成されたコントローラを、さらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記コントローラが、前記研磨パッド上の前記複数の位置での測定に基づいて前記研磨パッドの温度プロファイルを生成するように、構成されている、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
加熱器および／または冷却器をさらに備え、前記コントローラが、前記研磨パッドの温度均一性を改善するように、前記温度プロファイルに基づいて前記加熱器および／または前記冷却器の動作を調整するように、構成されている、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記温度プロファイルが、半径方向プロファイルである、請求項８に記載の装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、化学機械研磨（ＣＭＰ）に関し、より具体的には、化学機械研磨中の温度制御に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
集積回路は、通常、半導体ウェハ上に導電層、半導体層、または絶縁層を順次堆積することによって基板上に形成される。様々な製造プロセスが、基板上の層の平坦化を必要とする。例えば、１つの製造ステップは、非平面上にフィラー層を堆積することと、フィラー層を平坦化することとを含む。特定の用途では、パターニングされた層の上面が露出するまで、フィラー層が平坦化される。例えば、パターニングされた絶縁層上に金属層を堆積させて、絶縁層のトレンチおよび穴を埋めることができる。平坦化後、パターニングされた層のトレンチおよび穴内の金属の残りの部分は、ビア、プラグ、およびラインを形成して、基板上の薄膜回路間に導電性経路を提供する。別の例として、パターニングされた導電層の上に誘電体層を堆積させて、次に平坦化して、後続のフォトリソグラフィステップを可能にすることができる。
【０００３】
化学機械研磨（ＣＭＰ）は、平坦化の１つの受け入れられた方法である。この平坦化方法では、通常、基板をキャリアヘッドに取り付ける必要がある。基板の露出面が、通常、回転する研磨パッドに対して配置される。キャリアヘッドは、基板に制御可能な荷重を与えて、基板を研磨パッドに押し付ける。研磨粒子を含む研磨スラリが、通常、研磨パッドの表面に供給される。
【発明の概要】
【０００４】
一態様では、化学機械研磨装置は、研磨パッドを保持するための上面を有するプラテン、研磨プロセス中に研磨パッドの研磨面に対して基板を保持するためのキャリアヘッド、および温度監視システムを含む。温度監視システムは、プラテン上の研磨パッドの一部分の視野を有する、プラテンよりも上方に配置された非接触熱センサを含む。センサは、研磨パッドを横切って視野を移動させるように、モータによって回転軸の周りで回転可能である。
【０００５】
上記の態様のいずれかの実施態様は、以下の特徴のうちの１つ以上を含み得る。
【０００６】
熱センサは、研磨面に平行な軸の周りで回転可能であり得る。
【０００７】
回転可能なセンサ支持体が、モータによる支持体の回転がセンサを回転させるように、モータに連結することができる。センサ支持体は、研磨パッドの上方に延びるアームを含むことができる。センサ支持体は、センサ支持体の長手方向軸の周りで回転可能であり得る。熱センサは、支持体の長手方向軸に垂直な軸の周りで回転可能であり得る。熱センサは、支持体に沿って移動可能であり得る。
【０００８】
温度監視システムは、研磨パッドの一部分の温度を測定するように構成することができる。
【０００９】
コントローラが、モータと温度監視システムに連結できる。コントローラは、熱センサに研磨パッド上の複数の位置で測定を行わせるように、モータを制御するように、構成することができる。
【００１０】
コントローラは、研磨パッド上の複数の位置での測定に基づいて研磨パッドの温度プロファイルを生成するように、構成することができる。化学機械研磨装置は、加熱器および／または冷却器を含むことができる。コントローラは、研磨パッドの温度均一性を改善するように、温度プロファイルに基づいて加熱器および／または冷却器の動作を調整するように、構成することができる。温度プロファイルは、半径方向プロファイルであり得る。温度プロファイルは、プラテンの回転軸の周りの角度プロファイルであり得る。温度プロファイルは、２Ｄプロファイルであり得る。
（【００１１】以降は省略されています）

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