特許 6619085 ウェーハ研磨チャンバおよびこれを含むウェーハ研磨システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6619085

(24)【登録日】2019年11月22日

(45)【発行日】2019年12月11日

(54)【発明の名称】ウェーハ研磨チャンバおよびこれを含むウェーハ研磨システム

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/304 20060101AFI20191202BHJP

   B24B 55/06 20060101ALI20191202BHJP

   B24B 37/08 20120101ALI20191202BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/304 621A

   B24B55/06

   B24B37/08

【請求項の数】13

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2018-511394(P2018-511394)

(86)(22)【出願日】2016年1月6日

(65)【公表番号】特表2018-527750(P2018-527750A)

(43)【公表日】2018年9月20日

(86)【国際出願番号】KR2016000081

(87)【国際公開番号】WO2017111196

(87)【国際公開日】20170629

【審査請求日】2018年3月1日

(31)【優先権主張番号】10-2015-0186276

(32)【優先日】2015年12月24日

(33)【優先権主張国】KR

(73)【特許権者】

【識別番号】517354250

【氏名又は名称】エスケイ・シルトロン・カンパニー・リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100098394

【弁理士】

【氏名又は名称】山川 茂樹

(74)【代理人】

【識別番号】100064621

【弁理士】

【氏名又は名称】山川 政樹

(72)【発明者】

【氏名】イ，サン・ホ

【審査官】 井上 和俊

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０６−２５２１１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−１５８３３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−０５７３６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−２３９２３０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／３０４

Ｂ２４Ｂ ３７／０８

Ｂ２４Ｂ ５５／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ウェーハ研磨チャンバであって、
ウェーハ移送部；
上定盤と下定盤とを備え、前記ウェーハ移送部から移送された前記ウェーハを研磨する研磨部；
前記移送部と前記研磨部が配置される位置を区分する隔壁；
空気を流入させる複数のファンユニット（ｆａｎ ｕｎｉｔ）；
空気を排気する複数の排気ユニット；
前記ウェーハ研磨チャンバの内部の空気および／またはパーティクルの流動方向、流速に関する情報から、前記ウェーハ研磨チャンバの内部の停滞空間（Ｓ）を検出し、該停滞空間（Ｓ）を消滅させるよう前記ファンユニット及び前記排気ユニットを制御する制御手段を含み、
前記ファンユニットは前記研磨部の上部に少なくとも一つ備えられることを特徴とするウェーハ研磨チャンバ。

【請求項2】

前記排気ユニットは、
前記研磨部下部に少なくとも一つ備えられることを特徴とする、請求項１に記載のウェーハ研磨チャンバ。

【請求項3】

前記ファンユニットは、
前記下定盤と前記ウェーハ研磨チャンバの外壁との間に少なくとも一つ配置されることを特徴とする、請求項１に記載のウェーハ研磨チャンバ。

【請求項4】

前記排気ユニットは、
前記下定盤と前記ウェーハ研磨チャンバの外壁との間に前記ファンユニットと対向するように少なくとも一つ配置されることを特徴とする、請求項３に記載のウェーハ研磨チャンバ。

【請求項5】

前記ファンユニットと前記排気ユニットは、
前記移送部にそれぞれ少なくとも一つ配置されることを特徴とする、請求項１に記載のウェーハ研磨チャンバ。

【請求項6】

前記研磨部に配置される前記ファンユニットと前記排気ユニットは、前記チャンバの上下方向に互いに対向するように配置されることを特徴とする、請求項１に記載のウェーハ研磨チャンバ。

【請求項7】

ウェーハ研磨チャンバであって、
ウェーハ移送部；
上定盤と下定盤とを備え、前記ウェーハ移送部から移送された前記ウェーハを研磨する研磨部；
前記移送部と前記研磨部が配置される位置を区分する隔壁；
空気を流入させる複数のファンユニット（ｆａｎ ｕｎｉｔ）；
空気を排気する複数の排気ユニット；
前記ウェーハ研磨チャンバの内部の空気および／またはパーティクルの流動方向、流速に関する情報から、前記ウェーハ研磨チャンバの内部の停滞空間（Ｓ）を検出し、該停滞空間（Ｓ）を消滅させるよう前記ファンユニット及び前記排気ユニットを制御する制御手段を含み、
前記ファンユニットによる空気流入量は前記排気ユニットによる空気排気量よりも少ないことを特徴とするウェーハ研磨チャンバ。

【請求項8】

前記ウェーハの研磨工程の進行時に、前記ウェーハ研磨チャンバの内部は陰圧状態を維持することを特徴とする、請求項７に記載のウェーハ研磨チャンバ。

【請求項9】

ウェーハ移送部と、前記ウェーハ移送部から移送された前記ウェーハを研磨する研磨部と、空気を流入させる複数のファンユニットと、空気を排気する複数の排気ユニットとを含むウェーハ研磨チャンバ；および
前記ウェーハ研磨チャンバの内部の空気および／またはパーティクルの流動方向、流速に関する情報から、前記ウェーハ研磨チャンバの内部の停滞空間（Ｓ）を検出し、該停滞空間（Ｓ）を消滅させるよう前記ファンユニット及び前記排気ユニットを制御する制御部
とを含むウェーハ研磨システム。

【請求項10】

前記ウェーハ研磨システムは、前記制御部と電気的に連結され、前記ウェーハ研磨チャンバの内部におけるパーティクルの分布および／または浮遊状況を測定する気流測定装置をさらに含むことを特徴とする、請求項９に記載のウェーハ研磨システム。

【請求項11】

前記気流測定装置は、
前記ウェーハ研磨チャンバの外部に配置され、移動可能に備えられることを特徴とする、請求項１０に記載のウェーハ研磨システム。

【請求項12】

前記気流測定装置は、
前記ウェーハ研磨チャンバの内部に光を照射する光照射ユニット；および
前記光照射ユニットから照射される光が前記ウェーハ研磨チャンバの内部に形成する照射光領域を撮影する撮影ユニット
を含むことを特徴とする、請求項１０に記載のウェーハ研磨システム。

【請求項13】

前記制御部は、
前記ファンユニットおよび前記排気ユニットと電気的に連結され、前記気流測定装置から伝送された気流情報に応じて前記ファンユニットおよび前記排気ユニットを制御することを特徴とする、請求項１０に記載のウェーハ研磨システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

実施例は、ウェーハ研磨チャンバおよびこれを含むウェーハ研磨システムに関する。

【背景技術】

【0002】

本明細書に記述された内容は単に実施例に対する背景情報を提供するだけ、従来技術を構成するものではない。

【0003】

最近、半導体の高集積化に伴い、単位面積当たりの情報の処理および貯蔵容量が増加することになり、これは半導体ウェーハの大直径化と回路線幅の微細化および配線の多層化を要求することになった。半導体ウェーハの上に多層の配線を形成するためにはウェーハの高平坦度が要求され、このような高平坦度のためにウェーハ平坦化工程が必要である。

【0004】

ウェーハの平坦化工程の一つとしてウェーハ研磨工程がある。ウェーハ研磨工程はウェーハの上下面を研磨パッドで研磨する工程である。すなわち、研磨パッドが付着した上定盤と下定盤との間に研磨対象のウェーハを配置し、前記上定盤および／または下定盤を回転させて前記ウェーハの上下面を研磨する。

【0005】

前記ウェーハ研磨工程は、前記上定盤と下定盤とを含む多様な装置が備えられるウェーハ研磨チャンバで行われ得る。

【0006】

一方、前記ウェーハ研磨チャンバの内部には研磨工程の進行中に発生した多量のパーティクルが存在することがある。このようなパーティクルは前記ウェーハに付着して欠陥を発生させるため、前記パーティクルを前記研磨チャンバの外部に円滑に排出する必要がある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

したがって、実施例は、研磨工程の進行中に発生した多量のパーティクルを円滑に外部に排出することができる構造を有するウェーハ研磨チャンバおよびこれを含むウェーハ研磨システムに関する。

【0008】

実施例が解決しようとする技術的課題は、以上で言及した技術的課題に制限されず、言及していない他の技術的課題は、下記の記載から実施例が属する技術分野における通常の知識を有する者にとって明確に理解されるであろう。

【課題を解決するための手段】

【0009】

ウェーハ研磨チャンバの一実施例は、ウェーハ移送部；上定盤と下定盤とを備え、前記ウェーハ移送部から移送された前記ウェーハを研磨する研磨部；前記移送部と前記研磨部が配置される位置を区分する隔壁；空気を流入させる複数のファンユニット（ｆａｎ ｕｎｉｔ）；空気を排気する複数の排気ユニットを含み、前記ファンユニットは前記研磨部の上部に少なくとも一つ備えられるものであってもよい。

【0010】

前記排気ユニットは、前記研磨部の下部に少なくとも一つ備えられるものであってもよい。

【0011】

前記ファンユニットは、前記下定盤と前記ウェーハ研磨チャンバの外壁との間に少なくとも一つ配置されるものであってもよい。

【0012】

前記排気ユニットは、前記下定盤と前記ウェーハ研磨チャンバの外壁との間に前記ファンユニットと対向するように少なくとも一つ配置されるものであってもよい。

【0013】

前記ファンユニットと前記排気ユニットは、前記移送部にそれぞれ少なくとも一つ配置されるものであってもよい。

【0014】

前記研磨部に配置される前記ファンユニットと前記排気ユニットは、前記チャンバの上下方向に互いに対向するように配置されるものであってもよい。

【0015】

ウェーハ研磨チャンバの他の実施例は、ウェーハ移送部；上定盤と下定盤とを備え、前記ウェーハ移送部から移送された前記ウェーハを研磨する研磨部；前記移送部と前記研磨部が配置される位置を区分する隔壁；空気を流入させる複数のファンユニット（ｆａｎ ｕｎｉｔ）；空気を排気する複数の排気ユニットを含み、前記ファンユニットによる空気流入量は前記排気ユニットによる空気排気量よりも少ないものであってもよい。

【0016】

ウェーハ研磨チャンバの他の実施例は、前記ウェーハの研磨工程の進行時に、前記ウェーハ研磨チャンバの内部は陰圧状態を維持するものであってもよい。

【0017】

ウェーハ研磨システムの一実施例は、ウェーハ移送部と、前記ウェーハ移送部から移送された前記ウェーハを研磨する研磨部と、空気を流入させる複数のファンユニットと、空気を排気する複数の排気ユニットとを含むウェーハ研磨チャンバ；および前記ファンユニットと前記排気ユニットの風速、風圧および風量の少なくとも一つを制御する制御部とを含むことができる。

【0018】

ウェーハ研磨システムの一実施例は、前記制御部と電気的に連結され、前記ウェーハ研磨チャンバの内部におけるパーティクルの分布および／または浮遊状況を測定する気流測定装置をさらに含むものであってもよい。

【0019】

前記気流測定装置は、前記ウェーハ研磨チャンバの外部に配置され、移動可能に備えられるものであってもよい。

【0020】

前記気流測定装置は、前記ウェーハ研磨チャンバの内部に光を照射する光照射ユニット；および前記光照射ユニットから照射される光が前記ウェーハ研磨チャンバの内部に形成する照射光領域を撮影する撮影ユニットを含むものであってもよい。

【0021】

前記制御部は、前記ファンユニットおよび前記排気ユニットと電気的に連結され、前記気流測定装置から伝送された気流情報に応じて前記ファンユニットおよび前記排気ユニットを制御するものであってもよい。

【発明の効果】

【0022】

実施例において、前記ウェーハ研磨チャンバの内部の空気排気量が流入量よりも多くなる場合、相対的に多くの量の空気を排気ユニットを通じて外部に排出でき、これによって、前記ウェーハ研磨チャンバの内部に存在するパーティクルを効果的に外部に排出することができる。

【0023】

実施例において、前記下定盤と前記ウェーハ研磨チャンバの外壁との間に配置される前記ファンユニットと前記排気ユニットとは、渦流が形成される停滞空間を効果的に消滅させることによって、ウェーハ研磨チャンバの内部に存在するパーティクルを効果的に外部に排出でき、これによって、パーティクルがウェーハに再吸着されることを防止することができる。

【0024】

実施例において、互いに上下方向に対向するように備えられる前記ファンユニットと排気ユニットとは、前記下定盤と前記ウェーハ研磨チャンバの外壁との間に生じ得る停滞空間をさらに効果的に消滅させることができる。

【0025】

実施例において、前記気流測定装置と前記制御部は、前記ウェーハ研磨チャンバの内部の気流情報を取得し、これによって、前記ファンユニットと排気ユニットとを制御することで、ウェーハ研磨チャンバの内部の特定部位に停滞空間が生じたことを容易に把握でき、前記停滞空間を容易に消滅させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1a】一実施例によるウェーハ研磨チャンバを説明するための概略的な平面図である。

【図1b】一実施例によるウェーハ研磨チャンバの内部の空気流動をシミュレーションした結果を示す図である。

【図2】一実施例によるウェーハ研磨チャンバの実験結果を説明するためのグラフである。

【図3】他の実施例によるウェーハ研磨チャンバを説明するための概略的な平面図である。

【図4】一実施例によるウェーハ研磨システムを説明するための図である。

【図5】他の実施例によるウェーハ研磨システムを説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0027】

以下、添付された図面を参照して実施例を詳細に説明する。実施例は多様な変更を加えることができ、様々な形態を有することができるので、特定の実施例を図面に例示して本文で詳細に説明しようとする。しかし、これは、実施例を特定の開示形態に対して限定しようとするものではなく、実施例の思想および技術範囲に含まれるすべての変更、均等物ないし代替物を含むものと理解されるべきである。この過程で図面に示された構成要素のサイズや形状などは説明の明瞭性と便宜のため誇張して示されることがある。

【0028】

「第１」、「第２」などの用語は、多様な構成要素の説明に使用されてもよいが、上記の構成要素は上記の用語によって限定されてはならない。上記の用語は一つの構成要素を他の構成要素から区別する目的にのみ使用される。また、実施例の構成および作用を考慮して特に定義された用語は、実施例を説明するためのものであるだけであり、実施例の範囲を限定するものではない。

【0029】

実施例の説明において、各ｅｌｅｍｅｎｔの「上（うえ）」または「下（した）（ｏｎ ｏｒ ｕｎｄｅｒ）」に形成されると記載される場合において、上（うえ）または下（した）（ｏｎ ｏｒ ｕｎｄｅｒ）は、二つのｅｌｅｍｅｎｔが互いに直接（ｄｉｒｅｃｔｌｙ）接触し、または一つ以上の他のｅｌｅｍｅｎｔが前記二つのｅｌｅｍｅｎｔの間に配置されて（ｉｎｄｉｒｅｃｔｌｙ）形成されることをすべて含む。また「上（うえ）」または「下（した）（ｏｎ ｏｒ ｕｎｄｅｒ）」と表現される場合、一つのｅｌｅｍｅｎｔを基準に上側方向だけでなく下側方向の意味も含むことができる。

【0030】

また、以下で利用される「上／上部／うえ」および「下／下部／した」などのような関係的用語は、その実体または要素などの間におけるどのような物理的または論理的関係または手順を必ず要求または内包していないと共に、ある一の実体または要素を他の実体または要素と区別するためにのみ利用されることがある。

【0031】

図１ａは、一実施例によるウェーハ研磨チャンバ１０００を説明するための概略的な平面図である。図１ｂは、一実施例によるウェーハ研磨チャンバの内部の空気流動をシミュレーションした結果を示す図である。

【0032】

図１ｂで流線（ｓｔｒｅａｍ ｌｉｎｅ）で示された部分は、ウェーハ研磨チャンバ１０００の内部が大気圧である状態での空気流動を示す。前記流線はコンピュータプログラミングを通したシミュレーション結果である。

【0033】

図１ａおよび図１ｂに示されたように、実施例のウェーハ研磨チャンバ１０００は、移送部１００、研磨部２００、隔壁３００、ファンユニット４００および排気ユニット５００を含むことができる。

【0034】

移送部１００は、研磨対象のウェーハ（図示せず）をウェーハ研磨チャンバ１０００の内部に引き込み、研磨が完了したウェーハをウェーハ研磨チャンバ１０００の外部に搬出する役割をすることができ、ローディング部１１０とアンローディング１２０とを含むことができる。

【0035】

ローディング部１１０は、インゴット（ｉｎｇｏｔ）の形態で切断作業が完了したディスク状または板状のウェーハを前記ウェーハ研磨チャンバ１０００の内部に引き込む部位である。アンローディング１２０は、研磨が完了したウェーハをウェーハ研磨チャンバ１０００の外部に搬出する部位である。

【0036】

前記ローディング部１１０とアンローディング１２０には、前記ウェーハを引き込みまたは搬出し、前記ローディング部１１０と研磨部２００との間で前記ウェーハを移動させることができる移送装備、前記ウェーハを取り上げたり下ろすことができる装備その他ウェーハを取り扱うことに必要な装備が備えられることができる。

【0037】

研磨部２００は、前記移送部１００から移送された前記ウェーハを研磨する部位であり、前記ウェーハ研磨のための上定盤２１０および下定盤２２０を備えることができる。

【0038】

例えば、前記ウェーハは上定盤２１０と下定盤２２０との間に配置され、上定盤２１０および／または下定盤２２０が回転することによって前記ウェーハの両面は研磨され得る。上定盤２１０と下定盤２２０の表面には研磨パッドが配置され得、このような研磨パッドがウェーハの両面を研磨する方式でウェーハ研磨工程が行われ得る。

【0039】

このとき、例えば、前記下定盤２２０は複数備えられることができ、それぞれの下定盤２２０には表面粗度（ｓｕｒｆａｃｅ ｒｏｕｇｈｎｅｓｓ）の異なる研磨パッドが配置され、順に前記ウェーハを研磨することで前記ウェーハ研磨工程を完了することができる。もちろん、前記下定盤２２０の数はウェーハ研磨装置の全体的な構造、研磨対象のウェーハのサイズなどを考慮して適切に選択することができる。

【0040】

隔壁３００は、前記移送部１００と前記研磨部２００との間に形成され得、前記移送部１００と前記研磨部２００が配置される位置を区分する役割をすることができる。

【0041】

前記移送部１００と前記研磨部２００は、前述したようにその機能と構造が互いに異なるのでウェーハ研磨チャンバ１０００の内部で区分されて配置される必要があり、前記隔壁３００は、前記移送部１００と前記研磨部２００とを区分する役割をすることができる。

【0042】

ファンユニット４００は、前記ウェーハ研磨チャンバ１０００の内部に空気を流入させる役割をすることができる。排気ユニット５００は、前記ウェーハ研磨チャンバ１０００の内部の空気を排気する役割をすることができる。このとき、前記排気ユニット５００は、例えば、排気管と前記排気管に設けられるバルブとで備えられることができ、前記バルブは例えば、流量調節バルブであり得る。

【0043】

前記ウェーハ研磨チャンバ１０００の内部には、研磨工程の進行中に多くの量のパーティクル（ｐａｒｔｉｃｌｅ）が発生し得る。このようなパーティクルは、研磨されるウェーハから離脱して発生し得、前記上定盤２１０に供給されるスラリー（ｓｌｕｒｒｙ）状の研磨物質が浮遊して発生することもあり、下定盤研磨パッドをドレッシング（ｄｒｅｓｓｉｎｇ）する工程で高圧の純水を噴射するなどによって純水に含まれたパーティクルが周辺に噴射されて発生することがあり、その他の原因によって発生することもある。

【0044】

このようなパーティクルは、前記ウェーハ研磨チャンバ１０００の内部に設けられる各種装備の作動に悪影響を及ぼす恐れがあり、特に、研磨されるウェーハの表面に付着することがある。

【0045】

ウェーハ表面に付着したパーティクルは、前記研磨工程が進行されるほど前記ウェーハ表面に強く付着して前記ウェーハ表面の欠陥として残るようになり、これを研磨誘導欠陥（Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ Ｉｎｄｕｃｅｄ Ｄｅｆｅｃｔ、ＰＩＤ）という。

【0046】

このような研磨誘導欠陥を除去するために、前記ウェーハ研磨チャンバ１０００の内部は持続的な喚起を通じて前記ウェーハ研磨チャンバ１０００の内部に存在するパーティクルを外部に排出させる必要がある。

【0047】

このような理由で、前記ファンユニット４００と前記排気ユニット５００とを前記ウェーハ研磨チャンバ１０００に設け、前記ウェーハ研磨チャンバ１０００の内部を持続的に喚起することによって、研磨工程の進行中に発生するパーティクルを外部に排出させることができる。

【0048】

このとき、例えば、図１ａおよび図１ｂに示されたように、前記ファンユニット４００は前記ウェーハ研磨チャンバ１０００の上部に設けられ得、前記排気ユニット５００は前記ウェーハ研磨チャンバ１０００の下部に設けられることができる。

【0049】

また、前記ファンユニット４００と前記排気ユニット５００は、前記ウェーハ研磨チャンバ１０００に少なくとも一つ備えられ得、例えば、前記ファンユニット４００と前記排気ユニット５００は、図１ａおよび図１ｂに示されたように、前記移送部１００にそれぞれ複数配置され得る。

【0050】

しかし、このようなファンユニット４００と排気ユニット５００は、次のような問題点が発生し得る。前述したように、図１ｂにおいて、流線（ｓｔｒｅａｍ ｌｉｎｅ）で示された部分はウェーハ研磨チャンバ１０００の内部が大気圧の状態での空気流動を示す。前記流線はコンピュータプログラミングを通したシミュレーション結果である。

【0051】

図１ｂの流線を検討すると、前記ファンユニット４００と排気ユニット５００が作動しても前記ウェーハ研磨チャンバ１０００の内部には渦流（ｖｏｒｔｅｘ）が形成される停滞空間（Ｓ）が生じ得る。前記停滞空間（Ｓ）ではファンユニット４００を通じて流入する空気が排気ユニット５００を通じて円滑に排出されずに留まるようになる。

【0052】

＊５７このような停滞空間（Ｓ）が生じる場合、前記停滞空間（Ｓ）に留まるパーティクルは外部に放出されず、このようなパーティクルは研磨工程の進行中に前記ウェーハに付着して前記研磨誘導欠陥を発生させることがある。

【0053】

前記停滞空間（Ｓ）は、図１ｂに示されたように、上定盤２１０と下定盤２２０が配置される研磨部２００に主に生じ得る。例えば、前記停滞空間（Ｓ）は、研磨部２００で下定盤２２０と前記ウェーハ研磨チャンバ１０００の外壁６００との間に主に生じ得る。

【0054】

これは、研磨部２００に別途のファンユニット４００または排気ユニット５００が設置されず、隔壁３００により前記移送部１００に配置されたファンユニット４００と排気ユニット５００への空気の流れが遮断されるためである。

【0055】

したがって、ウェーハ研磨チャンバ１０００の内部における空気の流れを円滑にして、前記ウェーハ研磨チャンバ１０００の内部に存在するパーティクルを効果的に排出する必要がある。

【0056】

このような必要性に応じるために、実施例のウェーハ研磨チャンバ１０００は、前記ファンユニット４００による空気流入量が前記排気ユニット５００による空気排気量よりも少ないように備えられることができる。

【0057】

例えば、前記ファンユニット４００の回転速度（ＲＰＭ）を制御して前記ファンユニット４００により流入する空気の風速、風圧、風量などを調節することによって、前記ファンユニット４００による空気流入量は調節され得る。

【0058】

また、例えば、前記排気ユニット５００に設けられるバルブの開度を調節して前記排気ユニット５００により排気される空気の風速、風圧、風量などを調節することによって、前記排気ユニット５００による空気排気量は調節され得る。

【0059】

このような構造によって、前記ウェーハ研磨チャンバ１０００の内部の空気排気量が流入量よりも多くなる場合、相対的に多くの量の空気を排気ユニット５００を通じて外部に排出でき、これによって、前記ウェーハ研磨チャンバ１０００の内部に存在するパーティクルを効果的に外部に排出することができる。

【0060】

実施例において、前記ウェーハの研磨工程の進行時に、前記ウェーハ研磨チャンバ１０００の内部は陰圧状態を維持することができる。すなわち、前記ファンユニット４００により流入する空気流入量が前記排気ユニット５００による空気排気量よりも少ないため、ウェーハ研磨チャンバ１０００の内部は周囲の大気圧よりも低い圧力状態の陰圧状態を維持することができる。

【0061】

図２は、一実施例によるウェーハ研磨チャンバ１０００の実験結果を説明するためのグラフである。図２は、図１に示された構造のウェーハ研磨チャンバ１０００における、ウェーハ研磨チャンバ１０００の内部が陰圧状態、すなわち前記ファンユニット４００により流入する空気流入量が前記排気ユニット５００による空気排気量よりも少ない状態を維持する場合の実験結果である。

【0062】

グラフにおいて、縦軸は、レーザー散乱装備でウェーハ表面を測定した場合に発見され、最長の長さが約２６ｎｍ以上である研磨誘導欠陥の数を示す。このような研磨誘導欠陥は突出型または陥没型でウェーハ表面に存在することがある。

【0063】

グラフにおいて、横軸はそれぞれのウェーハを示す。すなわち、曲線型データに示された点と棒型データの一つは実験したそれぞれのウェーハを意味する。グラフの横軸において、Ａ区間は、ウェーハ研磨チャンバ１０００の内部が大気圧の状態で測定した実験結果であり、Ｂ区間は、ウェーハ研磨チャンバ１０００の内部が陰圧の状態で測定した実験結果である。

【0064】

グラフにおいて、棒型データＤ１は、研磨工程が完了したウェーハを１回洗浄した場合に発見される研磨誘導欠陥の数を示し、曲線型データＤ２は、研磨工程が完了したウェーハを６回洗浄した場合に発見される研磨誘導欠陥の数から研磨工程が完了したウェーハを１回洗浄した場合に発見される研磨誘導欠陥の数を引いた値を示す。

【0065】

このとき、図面上で見て、棒型データＤ１の数値は左側縦軸に表示された値であり、曲線型データＤ２の数値は右側縦軸に表示された値である。

【0066】

グラフから分かるように、ウェーハの洗浄が繰り返されるほど研磨誘導欠陥の数は増加することがある。これは、洗浄時に使用される洗浄剤がウェーハ表面を多少蝕刻するようになり、このような蝕刻作用によってウェーハの洗浄が繰り返されるにつれ、研磨誘導欠陥がさらに目立つようになるためである。

【0067】

すなわち、１回洗浄時、最長の長さが約２６ｎｍにならず、レーザー散乱装備で発見されなかった研磨誘導欠陥が、洗浄回数が増えるにつれ、洗浄剤の蝕刻作用によって最長の長さが約２６ｎｍ以上の研磨誘導欠陥になるため、ウェーハの洗浄が繰り返されるにつれ、発見される研磨誘導欠陥の数は増えることである。

【0068】

グラフにおいて、Ａ区間とＢ区間とを互いに比較してみると、Ｄ１においてＢ区間がＡ区間に比べて研磨誘導欠陥の数が平均的に少ないことが分かる。また、Ｄ２においてＢ区間がＡ区間に比べて小さい値を示すことが分かる。

【0069】

特に、Ｄ２の値、すなわち研磨工程が完了したウェーハを６回洗浄した場合に発見される研磨誘導欠陥の数から研磨工程が完了したウェーハを１回洗浄した場合に発見される研磨誘導欠陥の数を引いた値は、Ｄ２においてＢ区間がＡ区間に比べて顕著に小さいことが分かる。

【0070】

実験結果を検討すると、ウェーハ研磨チャンバ１０００が大気圧の状態よりも、陰圧の状態でウェーハ研磨工程を行う場合、ウェーハ研磨チャンバ１０００の内部に存在するパーティクルによる研磨誘導欠陥の数が顕著に少なくなることが分かる。

【0071】

図３は、他の実施例によるウェーハ研磨チャンバ１０００を説明するための概略的な平面図である。図３に示されたように、実施例で前記ファンユニット４００と排気ユニット５００は前記研磨部２００に備えられることができる。

【0072】

実施例において、前記ファンユニット４００は前記研磨部２００の上部に少なくとも一つ備えられることができる。また、前記排気ユニット５００は前記研磨部２００の下部に少なくとも一つ備えられることができる。

【0073】

図３においては、一実施例として下定盤２２０が３個備えられている。したがって、前記ファンユニット４００は前記下定盤２２０一つにそれぞれ一つずつ合計３個備えられている。前記排気ユニット５００は前記下定盤２２０一つに合計２個ずつ合計６個備えられている。

【0074】

しかし、ファンユニット４００と排気ユニット５００の個数は一つの実施例に過ぎず、ファンユニット４００と排気ユニット５００の構造とサイズ、上定盤２１０と下定盤２２０の構造とサイズ、ウェーハ研磨チャンバ１０００全体の構造とサイズなどを考慮して、ファンユニット４００と排気ユニット５００との個数は適切に選択することができる。

【0075】

一方、図３に示されたように、前記隔壁３００の間、すなわち前記移送部１００と前記研磨部２００が離隔していない部位に前記排気ユニット５００が配置されることもある。

【0076】

例えば、前記ファンユニット４００は、前記下定盤２２０と前記ウェーハ研磨チャンバ１０００の外壁６００との間に配置され得る。これは、図１を参照して説明したように、前記下定盤２２０と前記ウェーハ研磨チャンバ１０００の外壁６００との間に渦流が発生する停滞空間（Ｓ）が形成され得るので、前記ファンユニット４００を用いてこのような停滞空間（Ｓ）を消滅させるためである。

【0077】

前記停滞空間（Ｓ）が消滅するので、停滞空間（Ｓ）に空気とパーティクルが留まることを防止することができる。

【0078】

例えば、前記排気ユニット５００は、前記下定盤２２０と前記ウェーハ研磨チャンバ１０００の外壁６００との間に配置され得る。前記ファンユニット４００と同様に、前記下定盤２２０と前記ウェーハ研磨チャンバ１０００の外壁６００との間に渦流が発生する停滞空間（Ｓ）を消滅させることで、前記停滞空間（Ｓ）に空気とパーティクルが留まることを防止するためである。

【0079】

実施例において、前記下定盤２２０と前記ウェーハ研磨チャンバ１０００の外壁６００との間に配置される前記ファンユニット４００と前記排気ユニット５００とが、渦流が形成される停滞空間（Ｓ）を効果的に消滅させることによって、ウェーハ研磨チャンバ１０００の内部に存在するパーティクルを効果的に外部に排出することができる。

【0080】

例えば、前記下定盤２２０と前記ウェーハ研磨チャンバ１０００の外壁６００との間に配置される前記ファンユニット４００と排気ユニット５００とは、前記ウェーハ研磨チャンバ１０００の上下方向に互いに対向するように備えられることができる。このとき、前記ファンユニット４００は前記ウェーハ研磨チャンバ１０００の上部に、前記排気ユニット５００は前記ウェーハ研磨チャンバ１０００の下部にそれぞれ配置され得る。

【0081】

このような構造によって、互いに上下方向に対向するように備えられる前記ファンユニット４００と排気ユニット５００とは、前記下定盤２２０と前記ウェーハ研磨チャンバ１０００の外壁６００との間に生じ得る停滞空間（Ｓ）をさらに効果的に消滅させることができる。

【0082】

これは、前記停滞空間（Ｓ）の直上部に空気を流入するファンユニット４００が設けられ、前記停滞空間（Ｓ）の直下部に空気を排気する排気ユニット５００が設けられるので、前記停滞空間（Ｓ）には上側から下側に強い流動が発生し得るためである。

【0083】

一方、図３に示された実施例においても、ウェーハ研磨工程の進行時に前記ウェーハ研磨チャンバ１０００の内部が陰圧を維持するように備えられることができる。すなわち、実施例のウェーハ研磨チャンバ１０００は、前記複数のファンユニット４００による全体空気流入量が前記複数の排気ユニット５００による全体空気排気量よりも少ないように備えられることができる。

【0084】

図４は、一実施例によるウェーハ研磨システムを説明するための図である。実施例のウェーハ研磨システムは、前記ウェーハ研磨チャンバ１０００と制御部７００とを含むことができる。

【0085】

制御部７００は、前記ファンユニット４００と前記排気ユニット５００の風速、風圧および風量の少なくとも一つを制御することができ、前記ファンユニット４００による空気流入量と前記排気ユニット５００による空気排気量も調節することができる。

【0086】

図４に示されたように、前記制御ユニットは、前記複数の前記ファンユニット４００と前記排気ユニット５００にそれぞれ電気的に連結され得、前記ファンユニット４００と前記排気ユニット５００に制御信号を伝送することができる。

【0087】

前記制御ユニットは、ウェーハ研磨工程の進行時に前記ウェーハ研磨チャンバ１０００の内部が陰圧を維持するように制御でき、その他必要な場合、それぞれのファンユニット４００と排気ユニット５００の作動を個別的に制御することもできる。

【0088】

前記制御ユニットは、例えば、前記ファンユニット４００の回転速度（ＲＰＭ）を制御して前記ファンユニット４００により流入する空気の風速、風圧、風量などを調節することができ、前記ファンユニット４００による空気流入量を調節することができる。

【0089】

前記制御ユニットは、例えば、前記排気ユニット５００に設けられるバルブの開度を調節して前記排気ユニット５００により排気される空気の風速、風圧、風量などを調節でき、前記排気ユニット５００による空気排気量を調節することができる。

【0090】

＊９５このとき、前記排気ユニット５００は、例えば前記ウェーハ研磨チャンバ１０００に複数備えられる分岐管と、前記分岐管が一つに纏められるメイン管とで備えられることができる。このような排気ユニット５００の構造において、前記バルブは前記メイン管一つに備えられ、制御部７００は、前記バルブの開度を調節する方式で前記排気ユニット５００を制御することができる。

【0091】

他の実施例において、前記バルブは前記分岐管のそれぞれに独立して設けられ、前記制御部７００は、前記それぞれのバルブの開度を個別的に調節する方式で前記排気ユニット５００を制御することもできる。この場合、前記排気ユニットはメイン管を備えていないこともある。

【0092】

一方、示されてはいないが、前記ウェーハ研磨チャンバ１０００の内部には圧力センサーが備えられることもある。前記圧力センサーは、前記ウェーハ研磨チャンバ１０００の内部の圧力を測定するために前記研磨チャンバ１０００の内部の複数の所に複数備えられることもできる。

【0093】

制御部７００は、前記圧力センサーと連結され、前記圧力センサーからウェーハ研磨チャンバ１０００の内部の圧力に関する情報の提供を受けて前記ファンユニット４００と排気ユニット５００を制御し、研磨工程の進行中に前記ウェーハ研磨チャンバ１０００の内部が陰圧状態で維持されるようにすることができる。

【0094】

図５は、他の実施例によるウェーハ研磨システムを説明するための図である。図５に示された実施例のウェーハ研磨システムは、図４に示されたウェーハ研磨チャンバ１０００と制御部７００とを含むことができることはもちろんである。

【0095】

実施例のウェーハ研磨システムは、気流測定装置８００をさらに含むことができる。前記気流測定装置８００は、前記制御部７００と電気的に連結され、前記ウェーハ研磨チャンバ１０００の内部のパーティクルの分布および／または浮遊状況を測定する役割をすることができ、光照射ユニット８１０と撮影ユニット８２０とを含むことができる。

【0096】

＊１０１前記気流測定装置８００は、例えば、前記ウェーハ研磨チャンバ１０００の内部の空気および／またはパーティクルの流動方向、流速などを測定し、測定されたデータを通じて前記パーティクルの分布および／または浮遊状況を測定することができる。

【0097】

光照射ユニット８１０は、前記ウェーハ研磨チャンバ１０００の内部に光を照射する役割をすることができる。前記光照射ユニット８１０が照射する光は、レーザー、赤外線、その他前記ウェーハ研磨チャンバ１０００の内部の空気および／またはパーティクルの流動方向、流速などを測定することができるものであれば、どのようなものも使用され得る。

【0098】

前記撮影ユニット８２０は、前記光照射ユニット８１０から照射される光が前記ウェーハ研磨チャンバ１０００の内部に形成する照射光領域を撮影することができる。前記撮影ユニット８２０は、可視光線領域を撮影するカメラ、赤外線領域を撮影するカメラ、その他空気および／またはパーティクルの流動方向、流速などに関する情報を得ることができるものであれば、どのようなものも使用され得る。

【0099】

制御部７００は、前記光照射ユニット８１０および前記撮影ユニット８２０と連結され得る。前記制御部７００は、前記光照射ユニット８１０に作動信号を伝送して、前記光照射ユニット８１０が前記ウェーハ研磨チャンバ１０００の内部に光を照射するようにすることができる。

【0100】

前記制御部７００は、前記撮影ユニット８２０に作動信号を伝送して、前記光照射ユニット８１０がウェーハ研磨チャンバ１０００の内部に光を照射する領域を前記撮影ユニット８２０が撮影するようにすることができる。前記制御部７００は、前記撮影ユニット８２０からウェーハ研磨チャンバ１０００の内部の空気および／またはパーティクルの流動方向、流速などに関する情報、すなわち気流情報の伝送を受けることができる。

【0101】

前記制御部７００は、前記ファンユニット４００および前記排気ユニット５００と電気的に連結され、前記気流測定装置８００から伝送された気流情報によって前記ファンユニット４００および前記排気ユニット５００を制御することができる。

【0102】

このとき、前記制御部７００は、前記気流情報によって、例えば、前記ウェーハ研磨チャンバ１０００の内部に停滞空間（Ｓ）が存在する場合、前記停滞空間（Ｓ）を消滅させるために前記ファンユニット４００および前記排気ユニットの風速、風圧、風量などを調節することができる。

【0103】

一方、前記気流測定装置８００は、前記ウェーハ研磨チャンバ１０００の外部に配置され、移動可能に備えられることができる。前記ウェーハ研磨チャンバ１０００の内部に前記気流測定装置８００を配置する場合、配置空間を探すことが困難であり、ウェーハ研磨チャンバ１０００の内部に存在するパーティクルは気流測定装置８００の誤作動、故障などを誘発し得るためである。

【0104】

また、前記気流測定装置８００がウェーハ研磨チャンバ１０００の外部に配置される場合、移動が容易であるので、ウェーハ研磨チャンバ１０００の内部の各部位を移動しつつ測定することで、ウェーハ研磨チャンバ１０００の内部の特定部位に停滞空間（Ｓ）が生じているか否かも容易に分かる。

【0105】

実施例において、前記気流測定装置８００と前記制御部７００とは、前記ウェーハ研磨チャンバ１０００の内部の気流情報を取得し、これによって、前記ファンユニット４００と排気ユニット５００を制御することで、ウェーハ研磨チャンバ１０００の内部の特定部位に停滞空間（Ｓ）が生じているか否かを容易に把握することができ、前記停滞空間（Ｓ）を容易に消滅させることができる。

【0106】

実施例と関連して前述したように幾つかのみを記述したが、その他にも多様な形態の実施が可能である。前述した実施例の技術的内容は互いに両立できない技術でない以上、多様な形態で組み合わせることができ、これを通じて新しい実施形態で具現することもできる。

【0107】

［産業上の利用可能性］
実施例において、前記ウェーハ研磨チャンバの内部の空気排気量が流入量よりも多くなる場合、相対的に多くの量の空気を排気ユニットを通じて外部に排出でき、これによって、前記ウェーハ研磨チャンバの内部に存在するパーティクルを効果的に外部に排出することができる。したがって、産業上の利用可能性がある。

【図1a】

【図1b】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】