特許 7502452 第２の流体の分配を用いた基板研磨エッジの均一性の制御

(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】

(24)【登録日】2024-06-10

(45)【発行日】2024-06-18

(54)【発明の名称】第２の流体の分配を用いた基板研磨エッジの均一性の制御

(51)【国際特許分類】

   B24B 57/02 20060101AFI20240611BHJP

   H01L 21/304 20060101ALI20240611BHJP

   B24B 49/12 20060101ALI20240611BHJP

   B24B 49/04 20060101ALI20240611BHJP

   B24B 37/10 20120101ALI20240611BHJP

   B24B 49/14 20060101ALI20240611BHJP

【ＦＩ】

B24B57/02

H01L21/304 622E

B24B49/12

B24B49/04 Z

B24B37/10

B24B49/14

【請求項の数】 19

(21)【出願番号】P 2022544709

(86)(22)【出願日】2021-08-06

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2023-04-26

(86)【国際出願番号】 US2021045070

(87)【国際公開番号】W WO2022072066

(87)【国際公開日】2022-04-07

【審査請求日】2022-09-14

(31)【優先権主張番号】17/038,793

(32)【優先日】2020-09-30

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】390040660

【氏名又は名称】アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド

【氏名又は名称原語表記】ＡＰＰＬＩＥＤ ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ，ＩＮＣＯＲＰＯＲＡＴＥＤ

【住所又は居所原語表記】３０５０ Ｂｏｗｅｒｓ Ａｖｅｎｕｅ Ｓａｎｔａ Ｃｌａｒａ ＣＡ ９５０５４ Ｕ．Ｓ．Ａ．

(74)【代理人】

【識別番号】110002077

【氏名又は名称】園田・小林弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】ウォン， ジャスティン エイチ．

(72)【発明者】

【氏名】ソン， ケヴィン エイチ．

【審査官】マキロイ 寛済

(56)【参考文献】

【文献】特表２０１１－５３０４２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－３５３６７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２００４－５３６７１７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２４Ｂ ５７／０２

Ｈ０１Ｌ ２１／３０４

Ｂ２４Ｂ ４９／１２

Ｂ２４Ｂ ４９／０４

Ｂ２４Ｂ ３７／１０

Ｂ２４Ｂ ４９／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板を処理するための装置であって、
プラテン上に配置されたパッドであって、パッド半径と、前記パッド半径がそこから延びる中心軸とを有するパッド、
前記パッドの表面上に配置されるように構成されたキャリアアセンブリであって、前記キャリアアセンブリの回転軸から延びるキャリア半径を有し、前記回転軸が、前記中心軸から第１の半径方向距離に配置されている、キャリアアセンブリ、
前記中心軸から第２の半径方向距離で前記パッド上の第１の地点に第１の流体を提供するように構成された第１のノズルを有する第１の流体送出アーム、
前記パッド上の第２の地点に第２の流体を提供するように構成された第２のノズルを有する第２の流体送出アームであって、前記第２の地点が前記中心軸から第３の半径方向距離に配置されており、前記第２の半径方向距離が前記第１の半径方向距離よりも小さく、前記第３の半径方向距離が前記第２の半径方向距離以上である、第２の流体送出アーム、及び
前記第２の流体送出アームと前記キャリアアセンブリとが互いを追跡することにより、前記キャリアアセンブリが前記パッドの前記表面を横切って平行移動するにつれて、前記第２の流体送出アームから分配された前記第２の流体が前記キャリアアセンブリの同じ部分と交差するように、前記第２の流体送出アームの移動を前記キャリアアセンブリの移動と同期させるように適合した、コントローラ
を含む装置。

【請求項2】

基板を処理するための装置であって、
プラテン上に配置されたパッドであって、パッド半径と、前記パッド半径がそこから延びる中心軸とを有するパッド、
前記パッドの表面上に配置されるように構成されたキャリアアセンブリであって、前記キャリアアセンブリの回転軸から延びるキャリア半径を有し、前記回転軸が、前記中心軸から第１の半径方向距離に配置されている、キャリアアセンブリ、
前記中心軸から第２の半径方向距離で前記パッド上の第１の地点に第１の流体を提供するように構成された第１のノズルを有する第１の流体送出アーム、
前記パッド上の第２の地点に第２の流体を提供するように構成された第２のノズルを有する第２の流体送出アームであって、前記第２の地点が前記中心軸から第３の半径方向距離に配置されており、前記第２の半径方向距離が前記第１の半径方向距離よりも小さく、前記第３の半径方向距離が前記第２の半径方向距離以上である、第２の流体送出アーム、
前記キャリアアセンブリを前記パッドの表面を横切って平行移動させるように構成された第１のアクチュエータであって、前記キャリアアセンブリが前記パッドの前記表面を横切って平行移動するにつれて、前記第１の半径方向距離が第１の半径方向値と第２の半径方向値との間で変化する、第１のアクチュエータ、及び
前記第２の流体送出アームを前記パッドの前記表面の上で平行移動させるように構成された第２のアクチュエータであって、前記第２の流体送出アームが前記パッドの前記表面の上で平行移動するにつれて、前記第３の半径方向距離が第３の半径方向値と第４の半径方向値との間で変化する、第２のアクチュエータ
を含み、前記第４の半径方向値が前記第１の半径方向値又は前記第２の半径方向値よりも大きい、装置。

【請求項3】

前記プラテン内に配置され、前記パッドを貫通して配置された窓と測定ユニットとを含む計測ユニットであって、コントローラに接続されて、基板のエッジ付近の研磨速度を測定するように構成されている計測ユニットを更に含む、請求項２に記載の装置。

【請求項4】

前記第１の流体送出アームが、前記第２の流体送出アームよりも前記パッド半径の大きい長さにわたって延びている、請求項１に記載の装置。

【請求項5】

前記第３の半径方向距離の大きさが、前記中心軸から前記キャリアアセンブリ上の最も外側の地点まで延びる第４の半径方向距離より小さい、請求項１に記載の装置。

【請求項6】

前記第１の流体送出アームが、前記パッドの上の前記キャリアアセンブリによって占められる半径方向位置の全体に重なる、請求項１に記載の装置。

【請求項7】

前記第２の流体送出アームが、前記パッド半径の６０％未満にわたって延びている、請求項１に記載の装置。

【請求項8】

前記第２の流体送出アームが、
流体源と、
前記流体源及び前記第２の流体送出アームに流体的に連結された温度制御ユニットと
を含む、請求項７に記載の装置。

【請求項9】

基板を処理するための装置であって、
プラテン、
前記プラテン上に配置されたパッドであって、中心軸から延びるパッド半径を有するパッド、
前記パッド上に配置されたキャリアアセンブリであって、前記キャリアアセンブリの回転軸から延びるキャリア半径を有するキャリアアセンブリ、
前記パッド半径の少なくとも５０％にわたって延びており、前記パッド上の第１の地点に第１の流体を提供するように構成された第１の流体送出アーム、
前記パッド半径の６０％未満にわって延びており、前記パッド上の第２の地点に第２の流体を提供するように構成された第２の流体送出アームであって、前記第２の地点が前記中心軸から一定の半径方向距離に配置されており、前記半径方向距離が前記パッド半径の４０％よりも大きい、第２の流体送出アーム、及び
前記第２の流体送出アームと前記キャリアアセンブリとが互いを追跡することにより、前記キャリアアセンブリが前記パッドの表面を横切って平行移動するにつれて、前記第２の流体送出アームから分配された前記第２の流体が前記キャリアアセンブリの同じ部分と交差するように、前記第２の流体送出アームの移動を前記キャリアアセンブリの移動と同期させるように適合した、コントローラ
を含む装置。

【請求項10】

コントローラに接続されており、基板のエッジ付近の研磨速度を測定するように構成された計測ユニットを更に含む、請求項９に記載の装置。

【請求項11】

前記第２の流体送出アームが、
ベースプレートと、
前記ベースプレートに連結されたスイベルアクチュエータと、
前記パッドの上に延びる延長部材と、
前記延長部材に連結され、前記パッドの上に配置されたノズルと
を含む、請求項９に記載の装置。

【請求項12】

前記第１の流体送出アームが、前記パッドの上の前記キャリアアセンブリによって占められる半径方向位置の全体に重なる、請求項１１に記載の装置。

【請求項13】

流体源、及び
前記流体源と前記第２の流体送出アームとに流体的に連結された温度制御ユニット
を更に含む、請求項１１に記載の装置。

【請求項14】

前記キャリアアセンブリが、前記パッドの中心から前記パッドの総半径の少なくとも１０％の距離、且つ前記パッドの前記中心から前記パッドの前記総半径の９０％以下の距離に配置される、請求項９に記載の装置。

【請求項15】

基板を研磨する方法であって、
キャリアアセンブリを使用して研磨システムのパッドの表面に対して基板を押し付けることであって、前記パッドが、パッド半径と、そこから前記パッド半径が延びる中心軸とを有する、基板を押し付けること、
前記キャリアアセンブリを回転軸を中心に回転させながら、前記パッドの表面を横切って前記キャリアアセンブリを平行移動させること、
第１の流体送出アームから前記パッド上に、第１の温度及び第１の流量で第１の流体を分配することであって、前記第１の流体が、前記中心軸から測定される第２の半径方向距離で前記パッドに送出される、前記第１の流体を分配すること、
第２の流体送出アームから前記パッド上に、第２の流量及び第２の温度で第２の流体を分配することであって、前記第２の流体が、前記中心軸から測定される第３の半径方向距離で前記パッドに送出され、前記第３の半径方向距離が前記第２の半径方向距離よりも大きい、前記第２の流体を分配すること、
前記第２の流体を分配することを停止すること、並びに
前記第１の流体を分配することを停止すること
を含み、前記キャリアアセンブリ及び前記第２の流体送出アームが、ともに移動可能であり、前記キャリアアセンブリが前記パッドの前記表面を横切って平行移動するにつれて、前記第２の流体送出アームから分配された前記流体が前記キャリアアセンブリの同じ部分と交差するように互いを追跡する、方法。

【請求項16】

前記第１の流体と前記第２の流体とが異なる、請求項１５に記載の方法。

【請求項17】

前記第３の半径方向距離の大きさが、前記中心軸から前記キャリアアセンブリ上の最も外側の地点まで延びる第４の半径方向距離より小さい、請求項１５に記載の方法。

【請求項18】

前記第２の流体の温度が、研磨速度を調整するために、温度制御ユニットによって制御される、請求項１５に記載の方法。

【請求項19】

前記第２の流体が、前記パッド上に、前記パッドの前記中心軸に対して前記キャリアアセンブリの最も内側のエッジから外側且つ前記パッドの前記中心軸に対して前記キャリアアセンブリの最も外側のエッジから内側の半径方向位置で分配される、請求項１５に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

分野
［０００１］本開示の実施形態は、概して、半導体デバイスの製造に使用される化学機械研磨（ＣＭＰ）システムに関する。特に、本明細書の実施形態は、ＣＭＰ処理の間の基板のエッジにおける均一な材料除去のための装置及び方法に関する。

【背景技術】

【0002】

関連技術の説明
［０００２］ 化学機械研磨（ＣＭＰ）は、一般に、半導体デバイスの製造において基板表面上に堆積された材料の層を平坦化又は研磨するために使用される。典型的なＣＭＰプロセスでは、基板は、研磨流体の存在下で回転研磨パッドに向かって基板の裏側に圧力をかける基板キャリアに保持される。通常、研磨流体は、１つ又は複数の化学成分の水溶液と、この水溶液中に懸濁されたナノスケールの研磨粒子とを含む。材料は、研磨パッドと接触する基板の材料層の表面全体から、研磨流体により提供される化学的且つ機械的活性と、基板と研磨パッドの相対運動との組み合わせにより除去される。

【0003】

［０００３］研磨流体は、通常、研磨パッドが回転するにつれて研磨流体が研磨パッドの外側エッジに向かって移動するように、第１のアームから研磨パッドの中心に向かって研磨パッド上に分配される。研磨流体は時に、基板キャリアの下の基板のエッジ付近に蓄積する。基板エッジ付近での研磨流体の蓄積は、不均一な基板材料除去プロファイルと、エッジ付近での除去速度の上昇又は低下とをもたらす。研磨流体が基板の下に均一に分配されたとしても、基板と基板キャリアの保持リングとの間の相互作用により、ＣＭＰプロセス中に基板のエッジ付近に不均一性が生じる。

【0004】

［０００４］したがって、当技術分野では、上述の問題を解決する物品及びそれに関連する方法が必要とされている。

【発明の概要】

【0005】

［０００５］本開示は、概して、化学機械研磨装置に関する。具体的には、本開示は、研磨流体を分配する第１及び第２の流体分配アームに関する。一実施形態では、プラテン上に配置されたパッドを含む基板を処理するための装置が開示され、パッドは、パッド半径と、パッド半径がそこから延びる中心軸とを有する。装置は、パッドの表面上に配置されるように構成されたキャリアセンブリ（キャリアアセンブリ）であって、キャリアセンブリの回転軸から延びるキャリア半径を有し、回転軸が中心軸から第１の半径方向距離に配置されている、キャリアセンブリと、中心軸から第２の半径方向距離にあるパッド上の第１の地点に第１の流体を提供するように構成された第１のノズルを有する第１の流体送出アームと、パッド上の第２の地点に第２の流体を提供するように構成された第２のノズルを有する第２の流体送出アームであって、第２の地点が中心軸から第３の半径方向距離に配置されており、第２の半径方向距離が第１の半径方向距離未満であり、第３の半径方向距離が第２の半径方向距離以上である、第２の流体送出アームとを更に含む。

【0006】

［０００６］本開示の別の実施形態では、基板を処理するための装置は、プラテンと、プラテン上に配置された、中心軸から延びるパッド半径を有するパッドと、パッド上に配置されたキャリアセンブリであって、キャリアセンブリの回転軸から延びるキャリア半径を有するキャリアセンブリと、パッド半径の少なくとも５０％にわたって延びる第１の流体送出アームと、パッド半径の６０％未満にわたって延びる第２の流体送出アームとを含む。第１の流体送出アームは、パッド上の第１の地点に第１の流体を提供するように構成され、第２の流体送出アームは、パッド上の第２の地点に第２の流体を提供するように構成される。第２の地点は、中心軸から一定の半径方向距離に配置され、この半径方向距離は、パッド半径の約４０％よりも大きい。

【0007】

［０００７］本開示の別の実施形態では、基板を研磨する方法は、キャリアセンブリを使用して、研磨システムのパッドの表面に対して基板を押し付けることを含み、パッドは、パッド半径と、パッド半径がそこから延びる中心軸とを有する。キャリアセンブリは、回転軸を中心に回転しながらパッドの表面を横切って平行移動させられ、キャリアセンブリをパッドの表面を横切って平行移動させることにより、キャリアセンブリがパッドの表面を横切って平行移動されるにつれて、中心軸から回転軸まで測定された第１の半径方向距離が第１の半径方向値と第２の半径方向値との間で変化する。第１の流体は、第１の温度及び第１の流量で、第１の流体送出アームからパッド上に分配され、第１の流体は、中心軸から測定される第２の半径方向距離でパッドに送出される。第２の流体は、第２の流量及び第２の温度で、第２の流体送出アームからパッド上に分配され、第２の流体は、パッドの中心軸からのパッドの半径の少なくとも４０％のところで基板の一部分に送出されるように、中心軸から測定される第３の半径方向距離でパッドに送出される。第２の流体及び第１の流体の分配は停止される。

【0008】

［０００８］本開示のまた別の実施形態では、基板を研磨する方法は、キャリアセンブリを使用して、研磨システムのパッドの表面に対して基板を押し付けることを含み、パッドは、パッド半径と、パッド半径がそこから延びる中心軸とを有する。キャリアセンブリは、回転軸を中心に回転しながら、パッドの表面を横切って平行移動される。第１の流体は、第１の温度及び第１の流量で、第１の流体送出アームからパッド上に分配され、第１の流体は、中心軸から測定される第２の半径方向距離でパッドに送出される。第２の流体は、第２の流量及び第２の温度で、第２の流体送出アームからパッド上に分配され、第２の流体は、第３の半径方向距離が第２の半径方向距離よりも大きくなるように、中心軸から測定される第３の半径方向距離でパッドに送出される。第２の流体及び第１の流体の分配は停止される。

【0009】

［０００９］本開示の上記の特徴を詳細に理解することができるように、上記に簡潔に要約された本開示の具体的な説明が、実施形態を参照することによって得ることができ、それら実施形他のいくつかは添付図面に示される。しかしながら、添付図面は、例示的な実施形態のみを示し、したがって、その範囲を限定するものと見なすべきではなく、他の等しく有効な実施形態も許容され得ることに留意されたい。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】［００１０］一実施形態による、本明細書に提供される方法に使用され得る研磨システムの概略的側面図である。

【図2】［００１１］一実施形態による、図１の研磨システムの概略的平面図である。

【図3A】［００１２］図１及び２の研磨システムの一部分の概略的側面図である。

【図3B】［００１３］図３Ａの研磨システムの一部分の単純化された概略的平面図である。

【図4】［００１４］図１～３の研磨システム内に１つ又は複数の流体を分配する方法を示している。

【0011】

［００１５］理解を容易にするために、可能な場合には、図に共通する同一の要素を指し示すために同一の参照番号を使用した。一実施形態の要素及び特徴は、さらなる記述がなくとも、他の実施形態に有益に組み込まれ得ると考えられる。

【発明を実施するための形態】

【0012】

［００１６］本開示の実施形態は、概して、化学機械研磨（ＣＭＰ）システム内の研磨パッド上への研磨流体の送出を制御することによって、ＣＭＰプロセスの平坦化均一性を改善するための装置及び方法に関する。特に、本明細書の実施形態は、研磨パッドの上に配置されて、研磨流体又は水などの液体を分配する第１の流体送出アームと第２の流体送出アームとを有するＣＭＰシステムに関する。

【0013】

［００１７］第１の流体送出アームは、第１の流体送出アームが基板を研磨するための研磨流体を供給するように、研磨流体を研磨パッドの内側部分に送出するように位置決めされる。第２の流体送出アームは、第２の流体送出アームが１つ又は複数の研磨流体及び／又は水を研磨パッドに供給するように位置決めされる。第１の流体送出アーム及び第２の流体送出アームは、研磨パッドの異なる部分に研磨流体及び／又は水を供給するように位置決めされる。いくつかの実施形態では、第１の流体送出アームは、研磨パッドの中心のより近くに１つ又は複数の研磨流体及び／又は水を供給し、第２の流体送出アームは、研磨パッドの外側エッジのより近くに１つ又は複数の研磨流体及び／又は水を供給する。第２の流体送出アームは、第１の流体送出アームから流体が分配される研磨パッド上の位置の半径方向外側の研磨パッド上の位置に流体を分配するように構成され得る。いくつかの実施形態では、第２の流体送出アームは、基板キャリアが研磨パッドに対して基板を押し付ける間に、基板のエッジに対して所望の位置にある、研磨パッドの異なる部分に流体が分配されるように位置決めされる。第２の流体送出アームによって分配された流体は、処理された基板上に改善された研磨結果を提供するために、基板及び研磨パッドが回転するにつれて、第１の流体送出アームによって分配された流体と相互作用する。

【0014】

［００１８］以下で更に説明するように、第２の流体送出アームは、移動可能であり、基板キャリアが研磨パッド及び研磨パッドを支持するプラテンに対して移動するにつれて、第２の流体送出アームが基板キャリアから一定の距離で研磨パッドに流体を送出するように、基板キャリアと同期したパターンで移動することができる。代替的に、第２の流体送出アームは、基板キャリア及び基板上の所望の位置と一致する研磨パッドの所望の半径で、研磨パッドに流体を送出するように構成される。いくつかの実施形態では、第２の流体送出アームは、第１のキャリア位置から第２のキャリア位置への基板キャリアの位置の変化に適応するように移動し、基板キャリアの所望の部分と交差する研磨パッドの部分に流体を送出する。

【0015】

［００１９］ＣＭＰプロセスの結果は、基板と研磨パッドの表面との間に配置された研磨流体の分布及び／又は濃度を変化させることによって制御できることが分かった。いくつかの実施形態では、平坦化均一性は、研磨中に基板のエッジ付近の研磨流体の濃度を変化させることによって改善される。第１の流体送出アームは、一般に、研磨パッド全体に基板キャリアの全体の下で分散される研磨流体を提供するために使用される。研磨パッドのエッジに最も近い基板キャリアのエッジの下の研磨流体は、保持リングと基板との間に蓄積することが分かった。研磨流体の蓄積は、研磨流体の種類、研磨流体のコンシステンシー、研磨流体の組成、蓄積された研磨流体の厚さ、基板の速度又は回転、及び研磨流体の温度に応じて、基板のエッジ付近の研磨速度を加速又は減速することができる。

【0016】

［００２０］基板のエッジ付近での研磨流体の蓄積は、第１の流体送出アーム及び第２の流体送出アームの両方からの流体の送出によって制御することができる。第１の流体送出アームが基板の全体と相互作用する流体を供給しているとき、第１の流体送出アームから分配される流体を使用して基板のエッジ付近での研磨流体の蓄積を制御することは困難である。第２の流体送出アームを利用すると、基板のエッジ付近の１つ又は複数の研磨流体の濃度及び量をより良好に制御することができることが分かった。第２の流体送出アームは、追加の制御パラメータを提供し、また第２の流体送出アームから送出される流体が基板の他の部分（例えば、基板の内側又は中心部）と相互作用することなく、基板上の所望の位置（例えば、基板のエッジ）付近の流体と直接相互作用するように、配置され得る。

【0017】

［００２１］第２の流体送出アームから分配される液体が研磨流体を含む実施形態では、基板のエッジ及び／又は他の領域付近に蓄積された研磨流体の量を増加させることができる。第２の流体送出アームによって分配される液体が水である実施形態では、水が研磨流体を薄め、且つ研磨流体を基板のエッジ及び／又は他の領域付近の位置から分散させることができるので、基板のエッジ及び／又は他の領域付近に蓄積される研磨流体の組成物が減少する。ＣＭＰプロセスに使用される典型的な研磨流体は、１つ又は複数の化学成分の水溶液を、水溶液中に懸濁されたナノスケールの研磨粒子とともに含み得る。ＣＭＰ処理中の基板のエッジ付近の流体の蓄積及び流体成分の濃度、例えば研磨流体の蓄積並びに研磨流体の研磨粒子及び／又は化学組成の濃度の増加又は減少は、基板のエッジ付近の除去速度を加速又は減速させることができる。

【0018】

［００２２］第２の流体送出アームから液体を分配することにより、基板エッジにおける研磨速度を、基板及び研磨パッドに対する所望の位置への１つ又は複数の流体の送出を制御することによって制御することができる。第１の送出アームによって送出されるスラリーに加えた１つ又は複数の流体の送出を制御するプロセスは、典型的には、基板の一領域への１つ又は複数の流体の送出の相対位置を制御するプロセスを含む。いくつかの構成では、このプロセスは、基板の他の領域、例えば基板の中心を横切る流体の濃度及び／又は流れに実質的に影響を及ぼすことなく、基板の所望の部分、例えば基板のエッジに流体を送出するために、パッド及び／又はプラテンの形状寸法、並びに流体が研磨パッドに沿って基板キャリア及び基板の下をどのように移動するかを考慮する。いくつかの実施形態では、基板キャリアの回転速度及びプラテンの回転速度は変動してよい。プラテン及び基板キャリアセンブリの両方の回転速度は、研磨流体が研磨プロセスに及ぼす影響に影響し得る。これは、プロセス結果を変更することができ、所望の結果を得るために使用され得る。いくつかの実施形態では、基板キャリアは、１分当たりの回転数約３０から約１６５（ｒｐｍ）、例えば、約５０ｒｐｍから約１５０ｒｐｍの速度で回転される。いくつかの実施形態では、基板キャリアセンブリは、プラテンが回転している間も保持され得る。プラテンは、約１０ｒｐｍから約１７５ｒｐｍ、例えば約３５ｒｐｍから約１６０ｒｐｍの速度で回転することができる。いくつかの実施形態では、基板キャリア及びプラテンは、本明細書に列挙されるものよりも高い又は低い回転速度範囲で回転してもよく、異なる研磨用途に適応するように調整され得る。いくつかの実施形態では、基板キャリア及びプラテンの両方が同様の速度で回転されるが、他の実施形態では、基板キャリア及びプラテンは、基板キャリアがプラテンよりも速く回転するか、又はプラテンが基板キャリアよりも速く回転するように、異なる速度で回転される。本明細書に開示される実施形態では、基板のエッジは、基板の中心部が３００ｍｍ基板の半径の最も内側の１４０ｍｍであるように、基板の最も外側の１０ｍｍとして定義される。第２の流体送出アームによって研磨パッドに送出される１つ又は複数の流体の量及び種類は、より均一な基板研磨結果を達成するように制御される。流体の量及び種類は、完成させる研磨の種類に応じて変動する。いくつかの実施形態では、基板エッジの厚さを測定して除去速度を決定するために、計測ツールを研磨システム内に配置することができる。次いで、第２の流体送出アームからの液体の分配は、計測ツールによって測定される除去速度に基づいて制御可能である。

【0019】

［００２３］図１は、一実施形態による、本明細書に提供される方法に使用され得る研磨システム１００の概略的側面図である。典型的には、研磨システム１００は、基板処理環境１０３を画定するフレーム（図示せず）及び複数のパネル１０１を特徴とする。研磨システム１００は、基板処理環境１０３内に配置された複数の研磨ステーション１０２（１つを図示）と複数の基板キャリアセンブリ１０４（１つを図示）とを含んでいる。

【0020】

［００２４］図１に示されるように、研磨ステーション１０２は、プラテン１０６と、プラテン１０６上に取り付けられてそこに固定された研磨パッド１０５と、研磨パッドを洗浄及び／又は再生するためのパッドコンディショナアセンブリ１１０と、研磨パッド１０５上に研磨流体を分配するための第１の流体送出アーム１１２と、研磨パッド１０５上に１つ又は複数の流体（例えば、研磨流体又は水）を分配するための第２の流体送出アーム１３８と、研磨パッド１０５上に配置されるように構成された回転基板キャリアセンブリ１０４と、コントローラ１６０とを含んでいる。コントローラ１６０は、プラテン１０６、パッドコンディショナアセンブリ１１０、第１の流体送出アーム１１２、及び第２の流体送出アーム１３８の各々に接続されている。ここで、プラテン１０６は、ベースプレート１１４の上方に配置され、プラテンシールド１２０によって外接されており（両方とも断面で示されている）、これらは集合的に排水流域１１６を画定している。排水流域１１６は、プラテン１０６から半径方向外向きに回転された流体を収集し、同流域と流体連結している排水管１１８を通して流体を排出するために使用される。

【0021】

［００２５］パッドコンディショナアセンブリ１１０は、例えばブラシ（図示せず）を用いて、研磨パッドから研磨副生成物を掃引することによって、及び／又研磨パッドに対して摩耗パッドコンディショニングディスク１２４（例えば、ダイヤモンド添加ディスク）を押し付けることにより研磨パッド１０５を摩耗させることによって、研磨パッド１０５を洗浄及び／又は再生するために使用される。パッドコンディショニング工程は、研磨基板間で、即ちエクスシトゥコンディショニングを行うことができるか、基板の研磨と同時に、即ちインシトゥコンディショニングを行うことができるか、又は両方が可能である。

【0022】

［００２６］ここでは、パッドコンディショナアセンブリ１１０は、ベースプレート１１４上に配置された第１のコンディショナアクチュエータ１２６と、第１のコンディショナアクチュエータ１２６に連結されたコンディショナアーム１２８と、固定的に連結されたコンディショナディスク１２４を有するコンディショナ取付板１３０とを含んでいる。コンディショナアーム１２８の第１の端部は、第１のコンディショナアクチュエータ１２６に連結されており、取付板１３０は、第１の端部から遠位にあるコンディショナアーム１２８の第２の端部に連結されている。第１のコンディショナアクチュエータ１２６は、コンディショナアーム１２８、したがってコンディショナディスク１２４を軸Ｃの周りで掃引するために使用され、研磨パッド１０５がコンディショナディスクの下で回転する間に、研磨パッド１０５の内半径と研磨パッド１０５の外半径との間でコンディショナディスク１２４を振動させる。いくつかの実施形態では、パッドコンディショナアセンブリ１１０は、コンディショナアーム１２８の第２の端部に配置されて同端部に連結された第２のコンディショナアクチュエータ１３２を更に含み、第２のコンディショナアクチュエータ１３２は、軸Ｄを中心にコンディショナディスク１２４を回転させるために使用される。典型的には、取付板１３０が、第２のコンディショナアクチュエータ１３２に、それらの間に配置されたシャフト１３３を使用して連結される。

【0023】

［００２７］通常、回転基板キャリアセンブリ１０４は、プラテン１０６、したがって研磨パッド１０５が基板キャリアセンブリの下でプラテン軸Ｂの周りを回転する間に、プラテン１０６の所望の領域を横切って前後に掃引される。いくつかの構成では、基板キャリアセンブリ１０４は、回転研磨パッド１０５の半径に沿って移動できるように、研磨パッド１０５及びプラテン１０６に対して半径方向に回転及び移動する。他の構成では、基板キャリアセンブリ１０４は、ＣＭＰ研磨システム（図示せず）の中心に対して弧状の経路を、したがって研磨パッド１０５及びプラテン１０６を横切る非半径方向に回転及び移動する。基板キャリアセンブリ１０４は、第１のアクチュエータ１７０を使用して回転及び移動される。第１のアクチュエータ１７０は、シャフトで基板キャリアセンブリ１０４に接続され、またパッドの表面を横切る半径方向経路又は弧状の経路での基板キャリアセンブリ１０４の移動を可能にするトラック又は一組のトラック（図示せず）を含んでもよい。研磨流体は、研磨パッドの上に配置された第１の流体送出アーム１１２を使用して研磨パッド１０５に送出され、プラテン軸Ｂを中心とする研磨パッド１０５の回転によって、研磨パッド１０５と基板１４８との間の研磨インターフェースに更に送出される。多くの場合、第１の流体送出アーム１１２は、第１の送出延長部材１３６と、第１の送出ノズル１３４を含む複数のノズルとを更に含む。複数のノズルは、研磨パッド１０５の表面に沿った１つ又は複数の位置に、研磨流体又はより清浄な流体、例えば、脱イオン水の比較的高圧の流れを送出するために使用される。

【0024】

［００２８］図３Ａの基板キャリアセンブリ１０４及び第２の流体送出アーム１３８の拡大断面図に示されるように、基板キャリアセンブリ１０４は、キャリアヘッド１４６と、キャリアヘッド１４６に連結されたキャリアリングアセンブリ１４９と、キャリアリングアセンブリ１４９の半径方向内側に配置されて、処理中に研磨パッド１０５に対して基板１４８を保持して押し付ける可撓性膜１５０とを特徴とする。キャリアリングアセンブリ１４９は、下部環状部分及び上部環状部分、例えばそれぞれ基板保持リング３３０及びバッキングリング３３２を含んでいる（図３Ａ）。基板保持リング３３０は、典型的には、その中に配置された結合層（図示せず）を使用して、バッキングリング３３２に結合されるポリマーから形成される。バッキングリング３３２は、金属又はセラミックといった剛性材料から形成され、複数の締め具（図示せず）を使用してキャリアヘッド１４６に固定される。基板保持リング３３０及びバッキングリング３３２をそれぞれ形成するために使用される適切な材料の例には、本明細書に記載される研磨流体耐薬品性ポリマー、金属、及び／又はセラミックのいずれか１つ又は組み合わせが含まれる。可撓性膜１５０は、典型的には、１つ又は複数の環状膜クランプ３３４を使用してキャリアヘッド１４６に連結され、それと一緒に容積３３６を集合的に画定する。

【0025】

［００２９］基板処理中、基板保持リング３３０は、基板１４８を取り囲み、基板１４８が基板キャリアセンブリ１０４の下から滑るのを防止する。典型的には、容積３３６は、研磨プロセス中、基板キャリアセンブリ１０４がキャリア軸Ａを中心に回転する間に、加圧されて可撓性膜１５０により基板１４８に対して下向きの力を加え、したがって、研磨パッド１０５に対して基板１４８を押し付ける。キャリア軸Ａは、本明細書では、基板キャリアセンブリ１０４が処理中に回転する回転軸とも呼ぶことがある。研磨の前後で、容積３３６に真空が適用され、可撓性膜１５０が上方に偏向されて可撓性膜１５０と基板１４８との間に低圧ポケットを作り出し、それにより基板１４８を基板キャリアセンブリ１０４に真空チャックする。

【0026】

［００３０］通常、基板保持リング３３０の内径は基板１４８の直径よりも大きく、研磨プロセス中並びに基板のローディング及びアンローディング工程中に、それらの間に約２ｍｍ以上、又は約３ｍｍ以上といったいくらかのクリアランスが生じ得る。同様に、可撓性膜１５０の基板取付面の外径は基板保持リング３３０の内径よりも小さく、可撓性膜１５０が基板保持リングに対して移動することが可能である。基板１４８と基板保持リング３３０との間、及び可撓性膜１５０と基板保持リング３３０との間のクリアランスは間隙を作り出す。しばしば、研磨流体は、基板１４８のエッジと基板保持リング３３０との間に蓄積する。

【0027】

［００３１］再び図１を参照すると、第２の流体送出アーム１３８は、第２のアクチュエータ１４０と、ベースプレート１１４と、第２の送出延長部材１４２と、第２の送出ノズル１４４とを含んでいる。第２のアクチュエータ１４０は、第２の送出延長部材１４２が第２の送出アーム軸Ｅの周りで揺動するように、第２の送出アーム軸Ｅの周りでの移動を可能にする。第２の送出延長部材１４２は、第２の送出延長部材１４２の第１の遠位端において第２のアクチュエータ１４０に連結されている。第２の送出ノズル１４４は、第２の送出延長部材１４２の第２の遠位端に配置されるように、第２の送出延長部材１４２の反対端に配置されている。第２の送出ノズル１４４は、研磨パッド１０５に向かって下方に向けられている。第２の送出ノズル１４４は、研磨流体又は水といった流体を、基板キャリアセンブリ１０４の外側エッジ付近の研磨パッド１０５上に提供するように構成されている。

【0028】

［００３２］計測ユニット１６５は、測定ユニット１６２と、プラテン１０６を貫通して形成された第１の開口１６４と、研磨パッド１０５を貫通して形成された第２の開口１６６と、研磨パッド１０５内の第２の開口１６６内に配置された窓１６８とを含んでいる。測定ユニット１６２は、プラテン１０６の底部に取り付けられてもよく、又は第１の開口１６４内に配置されてもよい。測定ユニット１６２は、基板エッジを含む基板の厚さを測定し、研磨中の基板及び基板エッジを横切る除去速度を決定するように構成されている。いくつかの実施形態では、第２の流体送出アームから１つ又は複数の液体を分配するプロセスは、このとき、計測ツールによって測定された除去速度に基づいて制御可能である。測定ユニット１６２は、基板が窓１６８の上を通過する際に、窓１６８を通して基板１４８上に放射ビームを投射することによって、基板エッジの厚さを測定することができる。このとき、放射線ビームは反射されて測定ユニット１６２に戻り、基板１４８のエッジにおける厚さ及び／又は除去速度が決定される。窓１６８は、透明な石英窓又は透明なポリマーといった光学的に透明な窓である。

【0029】

［００３３］コントローラ１６０は、プラテン１０６、パッドコンディショナアセンブリ１１０、計測ユニット１６５、第１の流体送出アーム１１２、第２の流体送出アーム１３８、及び基板キャリアセンブリ１０４の各々に接続されている。ＣＭＰ研磨プロセスのいくつかの態様では、コントローラ１６０は、プラテン１０６の回転と、第１又は第２の流体送出アーム１１２、１３８による研磨パッド１０５上への研磨流体又は水の分配とを調整する。いくつかの実施形態では、コントローラ１６０は、計測ユニット１６５からの測定値を使用して、いつ流体が研磨パッド１０５に送出されるかを決定する。また、コントローラ１６０は、基板キャリアセンブリ１０４の移動を制御し、また基板キャリアセンブリ１０４によって基板１４８に加えられる圧力の量を増加又は減少させることができる。

【0030】

［００３４］図２は、一実施形態による、図１の研磨システム１００の概略平面図である。図１を参照して説明したように、パッドコンディショナアセンブリ１１０、第１の流体送出アーム１１２、第２の流体送出アーム１３８、及び基板キャリアセンブリ１０４の各々は、研磨パッド１０５の上方に配置されている。一実施例では、研磨パッド１０５は、プラテン軸Ｂ（図１）の周りでプラテン１０６に連結された回転アクチュエータ（図示せず）によって、反時計回り方向に回転される。コンディショナ取付板１３０及び基板キャリアセンブリ１０４も、典型的には、上方から見て反時計回り方向に回転する。図２の実施形態では、研磨パッド１０５、コンディショナ取付板１３０、及び基板キャリアセンブリ１０４の各々が同じ方向に回転する。いくつかの実施形態では、研磨パッド１０５、プラテン１０６、コンディショナ取付板１３０、及び基板キャリアセンブリ１０４は、時計回り方向に回転する。いくつかの実施形態では、研磨パッド１０５、プラテン１０６、コンディショナ取付板１３０、及び基板キャリアセンブリ１０４のうちの１つ又は複数は、時計回り方向に回転し、他の構成要素は反時計回り方向に回転する。

【0031】

［００３５］研磨パッド１０５のパッド半径３６６は、約１０インチ（２５４ｍｍ）から約３０インチ（７６２ｍｍ）、例えば約１２インチ（３０５ｍｍ）から約２０インチ（５０８ｍｍ）、例えば約１４インチ（３５６ｍｍ）から約１６インチ（４０６ｍｍ）である。いくつかの実施形態では、第１の流体送出アーム１１２の少なくとも一部分は、研磨パッド１０５のパッド半径３６６の少なくとも５０％である位置に、例えば研磨パッドのパッド半径３６６の少なくとも６０％にわたる位置に、例えばパッド半径３６６の少なくとも８０％にわたる位置に、流体を送出するように構成される。いくつかの実施形態では、第１の流体送出アーム１１２は、研磨パッド１０５のパッド半径３６６の約５０％から約９０％、例えば約６０％から約８５％である位置に、流体を送出するように構成される。第１の流体送出アーム１１２は、研磨パッド１０５のエッジから、研磨パッド１０５上で内側に約２００ｍｍから約３６０ｍｍ、例えば内側に約２１０ｍｍから約３６０ｍｍ、例えば内側に約２２５ｍｍから約３６０ｍｍにある位置で、流体を送出するように構成される。

【0032】

［００３６］第１の流体送出アーム１１２の第１の送出延長部材１３６は、研磨パッド１０５のパッド半径３６６の少なくとも５０％にわたって、例えば、研磨パッドのパッド半径３６６の少なくとも７０％にわたって、例えばパッド半径３６６の少なくとも８０％にわたって配置される。いくつかの実施形態では、第１の送出延長部材１３６は、研磨パッド上を横切る第１の延長距離３２９を延長し、例えば研磨パッド１０５上で約２００ｍｍを超えるように、例えば研磨パッド１０５上で約２５０ｍｍを超えるように、例えば研磨パッド１０５上で約３００ｍｍを超えるように、例えば研磨パッド１０５上で３８０ｍｍを超えるように、延長する。

【0033】

［００３７］第１の流体、例えば研磨流体は、１つ又は複数のノズル、例えば第１の流体送出アーム１１２の第１の送出ノズル１３４から送出され、第１の流体経路２０２に沿って移動する。第１の流体経路２０２は、研磨流体が内側エッジで基板キャリアセンブリ１０４及び基板１４８と交差する研磨パッド１０５の周りの経路であり、この経路２０２は、研磨パッド１０５の中心及びプラテン軸Ｂに近い方の、基板キャリアセンブリ１０４及び基板１４８のエッジで、基板キャリアセンブリ１０４及び基板１４８と交差する。いくつかの実施形態では、第１の送出ノズル１３４から送出される第１の流体は、プラテン軸Ｂから約２３０ｍｍ未満、例えばプラテン軸Ｂから約２００ｍｍ未満、例えばプラテン軸Ｂから約１５０ｍｍ未満、例えばプラテン軸Ｂから約１００ｍｍ未満、例えばプラテン軸Ｂから約５０ｍｍ未満で基板キャリアセンブリ１０４と交差する。第１の送出ノズル１３４から送出される第１の流体は、プラテン軸Ｂから少なくとも２０ｍｍ、例えばプラテン軸Ｂから少なくとも３０ｍｍで基板キャリアセンブリ１０４と交差する。第１の送出ノズル１３４からの研磨流体が研磨パッド１０５と基板１４８との間に配置されると、研磨流体は第２の流体経路２０４に沿って進み、この流路が研磨パッド１０５と基板１４８との間で研磨流体を更に広げる。

【0034】

［００３８］第１の流体送出アーム１１２は、研磨パッド１０５の大部分を横切って第１の流体を分配し、基板キャリアセンブリ１０４の半径方向内側に流体を分配するように構成されており、且つ、分配された流体が、研磨パッド１０５上で基板キャリアセンブリ１０４によって占有される半径方向位置の全体に重なるように、研磨パッドに流体を提供するように構成されている。第１の流体送出アーム１１２は、第１の半径方向位置で、研磨流体及び／又は水といった第１の流体を研磨パッド１０５上に分配する。第１の半径方向位置は、研磨パッド１０５の中心軸Ｂに対して、基板キャリアセンブリ１０４の最も内側のエッジ３８０（図３Ｂ参照）から半径方向内側の位置である。

【0035】

［００３９］第２の流体送出アーム１３８も、研磨パッド１０５の上に配置され、いくつかの構成では、第１の流体送出アーム１１２からプラテン１０６の反対側に配置される。一実施形態では、第２の流体送出アーム１３８と第１の流体送出アーム１１２とは、研磨パッド１０５の対向する四分円又は半分の上に配置される（図２に示す）。第２の流体送出アーム１３８は、第２の送出延長部材１４２を含む。第２の流体送出アーム１３８は、研磨流体及び／又は水といった第２の流体を、研磨パッド１０５上に分配する。第２の流体は、第２の送出ノズル１４４から、第３の流体経路２０６に沿って移動する。第２の流体は、第２の半径方向位置で研磨パッド１０５上に分配される。第２の半径方向位置は、研磨パッド１０５の中心軸Ｂに対して、基板キャリアセンブリ１０４の最も内側のエッジ３８０（図３Ｂ）から半径方向外側、且つ研磨パッド１０５の中心軸Ｂに対して、基板キャリアセンブリ１０４の最も外側のエッジ３８２（図３Ｂ）から半径方向内側の位置である。第３の流体経路２０６は、第２の送出ノズル１４４と基板キャリアセンブリ１０４のエッジとの間に延びる。いくつかの実施形態において、第３の流体経路２０６は、研磨パッド１０５の中心から更に遠く且つ研磨パッド１０５のエッジのより近くで基板キャリアセンブリ１０４のエッジと交差するように、基板キャリアセンブリ１０４の最も外側のエッジ３８２（図３Ｂ）と交差する。第２の流体は、基板キャリアセンブリ１０４及び基板１４８のエッジと交差した後は、第４の流体経路２０８に沿って進む。第４の流体経路２０８は、概して、基板１４８及び基板キャリアセンブリ１０４の外側エッジに沿った経路である。第４の流体経路２０８は、第１の流体と第２の流体とが混合するように、第２の流体経路２０４と交差する。第２の流体は、基板１４８のエッジ付近の研磨流体の量及び研磨流体の組成を調整するために、第１の流体と混合される。いくつかの実施形態では、第１の流体と第２の流体との混合物は、基板１４８の一部分を横切る第１の流体の１つ又は複数の成分の量又は濃度を増加又は減少させる。一実施例では、第２の流体の付加によって調整され得る第１の流体の１つ又は複数の成分は、基板１４８の一部分、例えば基板１４８のエッジを横切る研磨粒子（例えば、シリカ系研磨剤、セリア系研磨剤、及びアルミナ系研磨剤）、水又は他の化学物質（例えば、酸、塩基、阻害剤など）の量及び／又は濃度を含む。

【0036】

［００４０］第２の流体送出アーム１３８は、第２の送出軸Ｅ（図１）の周りで移動可能である。第２の流体送出アーム１３８は、第２の送出軸Ｅを中心に回転し、研磨パッド１０５上の第２の送出ノズル１４４の位置を変更する。第２の流体送出アーム１３８は、第１の位置及び第２の位置へ、及び第１の位置及び第２の位置から移動させることができる。一実施例では、第２の位置２１０は、第２の送出延長部材１４２の位置によって生成される第３の流体経路２０６への別の流体経路２１２を生成する。図２に示されるように、流体経路２１２は、第３の流体経路２０６とは異なる半径方向位置に位置決めされる。第２の流体送出アーム１３８は、第２の位置２１０に移動され、第３の流体経路２０６が代替的流体経路２１２又は別の流体経路２１２に調整されることを可能にする。基板キャリアセンブリ１０４が、研磨パッドを横切って、例えば研磨パッドのパッド半径３６６に沿って移動するにつれて、第２の流体送出アーム１３８の移動を基板キャリアセンブリ１０４の移動と同期させ、基板キャリアセンブリ１０４の外周に沿って第２の流体に対する類似の半径方向入口地点を保つことができる。代替的に、第２の流体送出アーム１３８は移動可能であり、これにより基板キャリアセンブリ１０４の外周に沿った半径方向入口地点が、プロセスを通して調節可能となる。

【0037】

［００４１］図２に示される第２の位置２１０に加えて、第２のアクチュエータ１４０及びコントローラ１６０の使用により、第２の流体送出アーム１３８が、研磨パッド１０５の上の一定範囲の位置に移動され得ることが想定される。いくつかの実施形態では、第２の流体送出アーム１３８が、約１８０度回転することができるように、第２の送出軸Ｅを中心とする半円で回転する能力を有し得ることが想定される。他の実施形態では、第２の流体送出アーム１３８は、１８０度未満、例えば約１２０度未満、例えば約９０度未満回転してもよい。いくつかの実施形態では、第２の流体送出アーム１３８は、第２の送出ノズル１４４が研磨工程中は常に研磨パッド１０５の上に配置される位置まで回転するように構成される。

【0038】

［００４２］図３Ａは、図１及び図２の研磨システム１００の一部分の概略側面図である。図３Ａは、基板キャリアセンブリ１０４及び第２の流体送出アーム１３８の側面近接図を具体的に示している。キャリアヘッド１４６、キャリアリングアセンブリ１４９、可撓性膜１５０、研磨パッド１０５、プラテン１０６、及び基板１４８は上述されている。図では、基板１４８は、可撓性膜１５０によって研磨パッド１０５に対して押し付けられている。可撓性膜１５０は、典型的には、基板の表面の平坦化を改善するために、研磨中に基板１４８に調整可能な量の圧力を加える。可撓性膜１５０は、膜クランプ（図示せず）によって基板キャリアセンブリに連結されている。

【0039】

［００４３］温度制御ユニット３０４及び流体源３０２は、第２の流体送出アーム１３８に流体接続されている。温度制御ユニット３０４及び流体源３０２は、コントローラ１６０に接続され、コントローラ１６０によって制御される。流体源３０２は、第２の流体送出アーム１３８に、研磨パッド１０５上に分配される１つ又は複数の流体を供給する。流体源３０２は、研磨流体及び水を提供するように構成された１つ又は複数の流体源を含んでいる。流体源３０２から提供される流体の源は、各々が所望の流量及び圧力でそれぞれの流体を提供するように構成されている。研磨流体源は、基板研磨に使用される化学溶液（例えば、酸、塩基、阻害剤など）及び／又はスラリー含有溶液（例えば、研磨粒子（例えば、シリカ、セリア、又はアルミナ系研磨剤）含有溶液）を含む１つ又は複数の流体を提供することができる。水源は脱イオン水源である。流体源３０２は、１つのポンプ又は複数のポンプ（流体ごとに１つ）を含むことができる。

【0040】

［００４４］流体源３０２は、第１の導管３０６によって温度制御ユニット３０４に流体接続されている。いくつかの実施形態では、温度制御ユニット３０４は、流体源３０２に統合されてもよく、第１の導管３０６は除去される。温度制御ユニット３０４は、第２の流体送出アーム１３８に到達する前に、第２の流体送出アーム１３８に送出されている流体の温度を制御する。温度制御ユニット３０４は、内部に配置された流体を加熱するための抵抗加熱要素を内部に含むことができる。また、温度制御ユニット３０４は、流体を冷却するため、又は加熱要素を冷却するために、内部に配置された冷却チャネルを含んでもよい。温度制御ユニット３０４は、ＣＭＰ研磨プロセスを強化又は抑制するのに適した温度に流体を加熱又は冷却することができる。研磨プロセス中に基板の第１の領域に供給される流体の温度を、本明細書で説明される他のＣＭＰプロセス制御変数（例えば、流体の量、流体成分の濃度、適用される圧力など）とともに制御することによって、研磨粒子と基板の表面との化学的活性及び／又は相互作用を調整して、基板の第１の領域対基板の他の領域における除去速度を調整することができると考えられる。温度制御ユニット３０４は、第２の流体送出アーム１３８によって占有される容積を低減し、第２の流体送出アーム１３８を取り囲む容積に対する加熱又は冷却の影響を低減するために、第２の流体送出アーム１３８から外側に配置される。

【0041】

［００４５］温度制御ユニット３０４は、第２の導管３０８によって第２の流体送出アーム１３８に流体接続されている。第２の導管は、温度制御ユニット３０４と第２の流体送出アーム１３８との間に延びている。流体は、第２の流体送出アーム１３８に到達した後は、第３の導管３１２によって第２の流体送出アーム１３８を通って移送される。第３の導管は、第２の流体送出アーム１３８を通って延びて、第２の流体送出アーム１３８を第２の送出ノズル１４４に流体接続している。第２の導管３０８及び第３の導管３１２はともに、流体が温度制御ユニット３０４から第２の送出ノズル１４４に移動する際の流体の熱損失を低減するために絶縁されてもよい。

【0042】

［００４６］いくつかの実施形態では、第１の導管３０６、第２の導管３０８、及び第３の導管３１２の各々は、研磨流体などの第１の流体が、一組の導管のうちの１つを通して提供され、水などの第２の流体が第２の組の導管を通して提供されるように、２つ以上の導管を備える。第１及び第２の組の導管は、並列に接続されて、流体源３０２から温度制御ユニット３０４へと別々に、且つ温度制御ユニット３０４から第２の流体送出アーム１３８へと別々に通り、その後、第２の送出ノズル１４４のうちの１つ又は複数へと別々に提供され得る。したがって、複数の流体の送出を含むいくつかの実施形態では、温度制御ユニット３０４が、複数の導管の各々の温度を同じ又は異なる温度に別々に調整することができるように、流体の各々は、複数の導管（流体の種類ごとに異なる導管）に沿って送出及び移動され得る。

【0043】

［００４７］上述のように、第２の送出ノズル１４４は、第１のノズル３１０ａ、第２のノズル３１０ｂ、及び第３のノズル３１０ｃといった複数のノズルを含み得る。第１、第２、第３のノズル３１０ａ、３１０ｂ、３１０ｃは、第２の配送延長部材１４２の底面３４８、例えば第２の配送延長部材１４２の底面に沿って配置されている。第１、第２、及び第３のノズル３１０ａ、３１０ｂ、３１０ｃは、研磨パッド１０５の上面３５０に垂直な鉛直方向（Ｚ方向）以外の方向に、第１、第２、及び第３のノズル３１０ａ、３１０ｂ、３１０ｃを通して送出される流体を投射するように角度付けされ得る。図３Ａでは複数の半径方向位置に沿って配置されているが、複数のノズルは、第１、第２、及び第３のノズル３１０ａ、３１０ｂ、３１０ｃの各々が、研磨パッド１０５の類似の半径方向位置上に流体を投射するように、第２の送出軸Ｅから第２の送出延長部材１４２に沿って同じ半径方向距離の位置に配置されてもよい。本明細書では、第２の送出ノズル１４４として３つのノズルが示されているが、研磨パッド１０５の表面に１つ又は複数の異なる流体を提供できるように、他の数量のノズル、例えば２つのノズル、４つのノズル、５つのノズル、又は６つのノズルを利用してもよいことが想定される。

【0044】

［００４８］第１、第２及び第３のノズル３１０ａ、３１０ｂ、３１０ｃの底部と研磨パッド１０５の上面３５０との間の分離距離３１８は、約５ｍｍから約１２０ｍｍ、例えば約１０ｍｍから約１００ｍｍ、例えば約１０ｍｍから約５０ｍｍである。第２の送出延長部材１４２の底面３４８と研磨パッド１０５の上面３５０との間の分離距離３２０は、約１０ｍｍから約１６０ｍｍ、例えば約１０ｍｍから約１５０ｍｍ、例えば約１０ｍｍから約１００ｍｍ、例えば約１０ｍｍから約５０ｍｍである。分離距離３２０は、パッド上の流体メニスカスが第２の送出延長部材１４２に接触するのを回避するために、約１０ｍｍより大きい。

【0045】

［００４９］一実施例では、第１、第２、及び第３のノズル３１０ａ、３１０ｂ、３１０ｃの各々は、異なる流体を送出するように構成される。別の実施例では、第１、第２及び第３のノズル３１０ａ、３１０ｂ、３１０ｃは、研磨流体及び水といった第１及び第２の流体を、同時に又は順次、分配するように構成される。いくつかの実施形態では、第１のノズル３１０ａは研磨流体を分配するように構成され、第２及び第３のノズル３１０ｂ、３１０ｃは水を分配するように構成される。一実施例では、第１のノズル３１０ａは研磨流体を分配するように構成され、第２及び第３のノズル３１０ｂ、３１０ｃは、各ノズルから異なる温度及び／又は流量で提供される水を分配するように構成される。いくつかの実施形態では、第１のノズル３１０ａは水を分配するように構成され、第２及び第３のノズル３１０ｂ、３１０ｃは研磨流体を分配するように構成される。一実施例では、第１のノズル３１０ａは水を分配するように構成され、第２及び第３のノズル３１０ｂ、３１０ｃは、各ノズルから同じ又は異なる温度及び／又は流量で異なる研磨流体を分配するように構成される。いくつかの実施形態では、複数の種類の研磨流体があってよく、研磨流体の各々は、所望の温度及び流量で異なるノズルから分配される。

【0046】

［００５０］水及び研磨流体の両方を同時に又は別々に分配することが可能である。いくつかの実施形態では、水が第１のノズル３１０ａから分配される間に、第２及び第３のノズル３１０ｂ、３１０ｃは研磨流体を同時に分配する。他の実施形態では、研磨流体は第１のノズル３１０ａから分配され、第２及び第３のノズル３１０ｂ、３１０ｃは水を同時に分配する。代替的に、研磨流体及び水は、別々の時間に分配される。他の実施形態では、研磨パッド１０５上に分配されている研磨流体の濃度を変更するために、水と研磨流体とは、第１、第２、及び第３ノズル３１０ａ、３１０ｂ、３１０ｃに到達する前に混合される。水及び研磨流体が予備混合される実施形態では、水及び研磨流体は、流体源３０２、温度制御ユニット３０４のいずれか、又は導管３０６、３０８、３１２内で混合され得る。

【0047】

［００５１］基板キャリアセンブリ１０４は、約１１０ｍｍから約２６０ｍｍ、例えば約１５５ｍｍから約１７５ｍｍのキャリア半径３２６を有する。基板キャリアセンブリ１０４の最も外側のエッジ３８２（図３Ｂ）は、プラテン１０６のエッジからのキャリアエッジ距離３４４である。キャリアエッジ距離３４４は、約１ｍｍから約５０ｍｍ、例えば約２ｍｍから約４０ｍｍ、例えば約３ｍｍから約３５ｍｍである。キャリアエッジ距離３４４は、処理中に、基板キャリアセンブリ１０４が研磨パッド１０５を横切って（例えば、パッド半径３６６に沿って、且つプラテン１０６の上を）移動するにつれて変化してもよい。いくつかの実施形態では、研磨パッド１０５は、プラテン１０６よりもわずかに大きい。研磨パッド１０５とプラテン１０６が同じサイズである場合、キャリアエッジ距離３４４は、研磨パッド１０５の外側エッジ又はプラテン１０６の外側エッジから測定されてもよい。基板キャリアセンブリ１０４は、典型的には、パッド半径３６６に沿って約２６ｍｍ未満の範囲内で振動する。

【0048】

［００５２］基板１４８の外側エッジと基板キャリアセンブリ１０４の最も外側のエッジ３８２（図３Ｂ）との間の距離３２８は、約２０ｍｍから約３５ｍｍ、例えば約２５ｍｍから約３０ｍｍである。基板キャリアセンブリ１０４の外側エッジは、基板保持リング３３０の外側エッジである。距離３２８は、基板１４８が基板キャリアセンブリ１０４内の位置をシフトするにつれて、処理中にわずかに変化してもよい。なんらかの瞬間に、基板１４８の外側エッジと基板キャリアセンブリ１０４の外側エッジとの間の距離３２８が基板保持リング３３０の厚さとほぼ等しくなるように、基板１４８は、基板保持リング３３０の内側エッジと接触する。

【0049】

［００５３］基板キャリアセンブリ１０４は、研磨パッド１０５が回転するにつれて研磨パッド１０５上の様々な半径方向位置に配置することができ、これにより研磨パッド１０５の環状部分又は環状帯の上に配置されてその中を移動することができる。基板キャリアセンブリ１０４が配置される研磨パッド１０５の半径方向部分は、研磨パッド１０５の中心から研磨パッド１０５の総半径の少なくとも１０％且つ研磨パッド１０５の中心からの研磨パッド１０５の総半径の９０％以下、例えば研磨パッド１０５の中心から研磨パッド１０５の総半径の少なくとも１５％且つ研磨パッド１０５の中心から研磨パッド１０５の総半径の８５％以下である。いくつかの代替的実施形態では、基板キャリアセンブリ１０４は、基板が、研磨パッドの中心の上に配置されるか、又は研磨パッド１０５のエッジの上に部分的にぶら下がることができるように、研磨パッドの中心軸及びプラテンの上で、且つ研磨パッド１０５の外側エッジの外側を移動することができる。

【0050】

［００５４］第２の流体送出アーム１３８は、研磨パッド１０５及びプラテン１０６の上に延びている。第２の流体送出アームの第２のアクチュエータ１４０は、ベースプレート１１４に連結されている。第２の送出延長部材１４２は、第２のアクチュエータ１４０の遠位端に連結され、研磨パッド１０５の上に水平方向に配置されている。第２の送出延長部材１４２は、研磨パッド１０５の上の延長距離３２２を延長する。延長距離３２２は、３００ｍｍ未満、例えば２３０ｍｍ未満、例えば１１８ｍｍ未満の基板を研磨するときに第２の送出延長部材１４２が研磨パッド１０５の２５０ｍｍ未満にわたって延びるように、２５５ｍｍ未満とすることができる。いくつかの実施形態では、第２の流体送出アーム１３８は、研磨パッド１０５の外側部分の上で、且つプラテン軸Ｂから少なくとも１７０ｍｍ外側に、例えばプラテン軸Ｂから少なくとも１６０ｍｍ外側に、例えばプラテン軸Ｂから少なくとも１５５ｍｍ外側に配置される。２００ｍｍ又は４５０ｍｍの基板といった代替的な基板サイズが利用されてもよい。代替的な基板サイズを有する実施形態では、３００ｍｍの基板に加えて、第２の送出延長部材１４２は、研磨パッド１０５のパッド半径３６６の７５％未満、例えばパッド半径３６６の６０％未満、例えばパッド半径３６６の５５％未満、例えばパッド半径３６６の５０％未満にわたって延びるものとして測定され得る。第２の送出延長部材１４２は、第２の流体送出アームが研磨パッド半径の一部分に重なるように、研磨パッド１０５の外側部分の上に延びる。

【0051】

［００５５］第２の送出延長部材１４２及び基板キャリアセンブリ１０４はともに、本明細書では研磨パッド１０５の重複部分３４６と呼ぶ研磨パッド１０５の半径に沿った重複半径方向距離にわたって配置される。いくつかの実施形態では、研磨パッド１０５を横切って測定される重複部分３４６は、キャリア半径３２６の２００％未満、例えば、キャリア半径３２６の１９０％未満、例えば、キャリア半径３２６の１８０％未満、例えば、キャリア半径３２６の１５０％未満、例えば、キャリア半径３２６の１００％未満であるように、基板キャリアセンブリ１０４の直径より小さい。いくつかの実施形態では、重複半径３４６は、３８０ｍｍ未満、例えば３６０ｍｍ未満、例えば３００ｍｍ未満、例えば２００ｍｍ未満、例えば１８０ｍｍ未満、例えば１５５ｍｍ未満である。いくつかの実施形態では、重複半径３４６は、キャリア半径３２６の半分よりも大きい。他の実施形態では、重複半径３４６は、第２の流体送出アームによって送出される流体が、研磨パッド１０５の外側エッジ付近に位置決めされる基板キャリアセンブリ１０４の外半径と一致する研磨パッド１０５上の位置に送出されるように、キャリア半径３２６の半分より小さい。本明細書に記載される実施形態では、第１の流体送出アーム１１２及び第１の送出延長部材１４２（図２）は、第１の流体送出アーム１１２が、第２の流体送出アーム１３８よりもプラテン１０６の中心軸Ｂに向かって長く延びるように、研磨パッド１０５及びプラテン１０６のパッド半径３６６半径に沿って、第２の送出延長部材１４２及び第２の流体送出アーム１３８よりも大きい長さにわたって延びる。

【0052】

［００５６］第２の送出ノズル１４４は、研磨パッド１０５の中心及びキャリア軸Ａから一定の距離に配置されたスプレー領域３１６において、研磨パッド１０５の上面３５０に流体を送出する。スプレー領域３１６は、キャリア軸Ａの周りに配置された環状領域である。いくつかの実施形態のスプレー領域３１６は、研磨パッド１０５の半径に沿った任意の場所にあるように構成され得るが、他の実施形態では、キャリア軸Ａと基板キャリアセンブリ１０４の外側エッジとの間に配置される。

【0053】

［００５７］図３Ｂは、図３Ａの研磨システム１００の一部分の単純化した概略平面図である。図示の研磨パッド１０５は、パッドコンディショナアセンブリ１１０（図２）を示さないことによって簡略化されている。第１の流体送出アーム１１２は、研磨パッド１０５上の第１の地点３５４に流体を分配する。第１の地点３５４は、中心軸Ｂを中心とする第１の環状リング３６８上に配置されている。第２の流体送出アーム１３８は、第２の地点３５８に流体を分配する。第２の地点３５８は、中心軸Ｂを中心とする第２の環状リング３７２上に配置されている。

【0054】

［００５８］基板キャリアセンブリ１０４のキャリア軸Ａは、研磨パッド１０５の中心軸Ｂから第１の半径方向距離３６４に配置されている。第１の半径方向距離３６４は、パッド半径３６６の約４０％から約６０％、例えばパッド半径３６６の約４５％から約５５％である。３００ｍｍの基板を研磨するように構成された実施形態では、第１の半径方向距離３６４は、約１７５ｍｍから約２５０ｍｍ、例えば約１９０ｍｍから約２４０ｍｍである。

【0055】

［００５９］第１の地点３５４は、研磨パッド１０５の中心軸Ｂから第２の半径方向距離３５２に配置されている。いくつかの構成では、第２の半径方向距離３５２は、研磨パッド半径３６６の約５％から約２０％、例えば研磨パッド半径３６６の約１０％から約１５％である。３００ｍｍの基板研磨システムの場合、第２の半径方向距離３５２は、約４０ｍｍから約１７５ｍｍ、例えば約５０ｍｍから約１５０ｍｍである。第２の地点３５８は、研磨パッド１０５の中心軸Ｂから第３の半径方向距離３５６に配置されている。いくつかの構成では、第３の半径方向距離３５６は、中心軸Ｂから研磨パッド半径３６６の約３０％より大きく、例えば研磨パッド半径３６６の約３０％から約９０％、例えば研磨パッド半径３６６の約４０％から約９０％、例えば研磨パッド半径３６６の約６０％から約８０％である。３００ｍｍの基板研磨システムの場合、第３の半径方向距離３５６は、約１２５ｍｍから約３７５ｍｍ、例えば約１５０ｍｍから約３５０ｍｍである。

【0056】

［００６０］いくつかの実施形態において、第１の地点３５４は、基板キャリアセンブリ１０４の最も内側のエッジ３８０の半径方向内側に配置される。基板キャリアセンブリ１０４の最も外側のエッジ３８２は、研磨パッド１０５の中心軸Ｂから第４の半径方向距離３６０に又は第４の半径方向距離３６０の半径方向内側に配置される。最も外側のエッジ３８２は、第３の環状リング３７４内に留まる。第３の環状リング３７４は、研磨パッドの中心軸Ｂを中心とする環状部分である。第３の環状リング３７４は、第３の環状リング３７４が中心軸Ｂから第４の半径方向距離３６０にあるような第４の距離の半径を有する。いくつかの実施形態において、第４の半径方向距離３６０は、研磨パッド半径３６６の約８５％から約９９％、例えば研磨パッド半径３６６の約９０％から約９９％である。研磨システムが３００ｍｍの基板を研磨するように構成される実施形態では、第４の半径方向距離３６０は、約３２５ｍｍから約４５０ｍｍ、例えば約３５０ｍｍから約４２５ｍｍである。しかしながら、他の実施形態では、第４の半径方向距離３６０は、基板キャリアセンブリ１０４が時々研磨パッド１０５のエッジの上に配置され得るように、研磨パッド１０５の半径よりも大きい。

【0057】

［００６１］第２の環状リング３７２は、第２の流体送出アーム１３８から流体が分配される第２の地点３５８が、最も内側のエッジ３８０と最も外側のエッジ３８２との間にあり、且つ研磨パッド１０５が回転する際に基板キャリアセンブリ１０４の下を通るように、第１の環状リング３６８と第３の環状リング３７４との間に配置される。したがって、第２の地点３５８は、第２の半径方向距離３５２と第４の半径方向距離３６０との間の位置にある。

【0058】

［００６２］追加的に、第２の地点３５８は、基板キャリアセンブリ１０４が振動する際にも（後述する）、第２の半径方向距離３５２と第４の半径方向距離３６０との間に見られる。基板キャリアセンブリ１０４の振動は、第２の地点３５８が依然として基板キャリアセンブリ１０４の一部分の下を通るように、第２の地点３５８を変化させることができる。第２の半径方向距離３５２及び第４の半径方向距離３６０は、図３Ｂ内に固定距離として示されているが、通常は基板キャリアセンブリ１０４が振動するにつれて変化すると理解される。

【0059】

［００６３］上述のように、基板キャリアセンブリ１０４は、第１のアクチュエータ、例えば図１の第１のアクチュエータ１７０によって移動される。第１のアクチュエータ１７０は、基板キャリアセンブリ１０４を、半径方向、弧状方向、又は半径方向と弧状方向の両方に移動させるように構成される。基板キャリアセンブリ１０４の半径方向位置が研磨プロセスを通して変化する実施形態では、第１の半径方向距離３６４が２つの半径方向距離の間で変化するように、キャリア軸Ａは研磨パッド１０５の中心軸Ｂからの２つの半径方向距離の間で振動し得る。第１の半径方向距離３６４は、第１の半径方向値３８４と第２の半径方向値３８６との間で振動する。第１の半径方向値３８４は、約１７５ｍｍから約１８０ｍｍ、例えば約１７６ｍｍから約１７８ｍｍである。第２の半径方向値３８６は、約２００ｍｍから約２０５ｍｍ、例えば約２０２ｍｍから約２０４ｍｍである。第２の半径方向値３８６は、第１の半径方向値３８４よりも大きい。

【0060】

［００６４］上述のように、第２のアクチュエータ１４０は、第２の送出軸Ｅを中心とする第２の流体送出アーム１３８の回転を可能にする。第２の送出軸Ｅは、第２の流体送出アーム１３８の最も内側の部分が、第３の半径方向値３８８と第４の半径方向値３９０との間で振動し得るように、第２の流体送出アーム１３８を回転させる。いくつかの実施形態において、第３の半径方向値３８８と第４の半径方向値３９０との間で振動するのは第２の送出ノズル１４４（図３Ａ）である。第４の半径方向値３９０は、第３の半径方向値３８８、並びに第１の半径方向値３８４及び第２の半径方向値３８６よりも大きい。第３の半径方向値３８８は、約１４５ｍｍから約２５０ｍｍ、例えば約１５０ｍｍから約２２５ｍｍである。第４の半径方向値３９０は、約３４０ｍｍから約３８０ｍｍ、例えば約３５０ｍｍから約３７０ｍｍである。

【0061】

［００６５］図４は、図１～３の研磨システム１００から研磨流体を分配する方法４００を示す図である。方法４００は、第１の工程４０２と、第２の工程４０４と、第３の工程４０６と、第４の工程４０８とを含む。本明細書では逐次的な順序で示されているが、方法４００内の工程は、別の順序で及び／又は同時に実施されてもよく、及び／又は追加の工程が含まれてもよい。

【0062】

［００６６］第１の工程４０２は、基板、例えば基板１４８の研磨を開始し、図１及び図２に開示される第１の流体送出アーム、例えば第１の流体送出アーム１１２から第１の流体を分配することを含む。第１の流体は、研磨パッドの表面に、第１の流量及び第１の温度で提供される。基板は、基板キャリアセンブリ１０４によって保持され、本明細書に開示される研磨パッド、例えば研磨パッド１０５に押し込まれる。この実施例では、研磨パッドは、反時計回り方向に回転される。基板キャリアセンブリ１０４は、研磨パッドの半径に沿って振動しながら、反時計回り方向に回転してもよい。第１の流体は、典型的には研磨パッドの半径の内側５０％である研磨パッドの半径で、第１の流体送出アームに沿って１つ又は複数のノズルから分配される。

【0063】

［００６７］第１の流体は、基板を研磨するための研磨流体である。研磨流体は、スラリー及び／又は化学物質含有混合物を含み、基板の研磨を助けるためにその中に懸濁された粒子を含み得る。第１の流体は、研磨パッドの半径の内側半分内に送出され、第１の流体経路に沿って流れる。いくつかの実施形態では、第１の流体は、研磨パッドの中心軸Ｂに対して基板キャリアセンブリの半径方向内側にある研磨パッドの位置の上に分配される。いくつかの実施形態では、第１の流体は、第１の流体が回転研磨パッドに沿って外側に移動するにつれて基板表面の全体と相互作用するような位置で送出される。第１の流体は、研磨パッドの回転及び第１の流体に付与される遠心力によって、研磨パッドに沿って外側に移動する。流体が研磨パッドに沿って外側に移動するにつれて、第１の流体は下流に移動していると言うことができ、即ち、第１の流体が上流位置で送出されて、研磨パッドの中心から下流且つ半径方向外側に、研磨パッドのエッジに向かって流れる。

【0064】

［００６８］基板キャリアセンブリは、その下に基板を保持し、その下に基板保持リングを含む。いくつかのプロセスでは、基板保持リングは、基板が基板キャリアセンブリの下から滑り出さないようにするのを補助する。したがって、基板保持リングは、時々基板のエッジに接触し、基板のエッジに沿った研磨プロセス中に不均一な除去速度を引き起こす可能性がある。基板表面及び基板保持リングの１つ又は複数の領域に第１の流体の蓄積が起こり得る。第１の流体の蓄積は、基板表面の１つ又は複数の領域、例えば基板のエッジ付近における除去速度にも影響を及ぼす。基板表面の異なる領域での研磨流体の蓄積は、基板のエッジ付近で除去速度の上昇又は低下を引き起こし得る。例示的な一実施形態では、除去速度の低下は、影響を受けた基板領域（例えば、基板エッジ）と研磨パッドとの間でのバリア層の生成によって引き起こされ得る。更に別の例示的実施形態では、研磨流体の蓄積は、基板をより大量の研磨化学物質に曝露することによって除去速度を増加させ得る。基板のエッジ付近における研磨流体の蓄積が減少すると、用途及び利用される研磨流体に応じて、除去速度を上昇し得るか又は低下し得るという点において、逆も成り立つ。したがって、脱イオン水又は追加の研磨流体といった第２の流体は、研磨パッド上に分配され、基板のエッジ付近で第１の流体と相互作用するように構成され得る。第２の流体は、基板のエッジ付近の研磨流体の蓄積を薄くする又は厚くすることができる。

【0065】

［００６９］処理中、キャリアセンブリは、キャリア軸を中心にキャリアセンブリを回転させながら、パッドの表面を横切って平行移動される。パッドの表面を横切ってキャリアセンブリを平行移動させることにより、キャリアセンブリがパッドの表面を横切って平行移動されるにつれて、中心軸から回転軸まで測定された第１の半径方向距離が、第１の半径方向値と第２の半径方向値との間で変化する。

【0066】

［００７０］パッドコンディショナアセンブリ、例えばパッドコンディショナアセンブリ１１０を、第１の工程４０２の間に使用して、研磨パッドを洗浄又は再生することができる。パッドコンディショナアセンブリは、基板キャリアセンブリ及び研磨パッドとともに反時計周り方向に回転する。パッドコンディショナアセンブリは、研磨パッドの上に配置され、パッドコンディショナアセンブリが研磨パッドを横切って移動する際に、研磨パッドと物理的に接触する。

【0067】

［００７１］第２の工程４０４は、通常第１の工程４０２の後に実施されるが、いくつかの実施形態では、最初に又は同時に実施され得る。第２の工程４０４は、第２の流体送出アーム、例えば第２の流体送出アーム１３８から、１つ又は複数の第２の流体を分配することを含む。１つ又は複数の第２の流体は、研磨パッドの表面に、第２の流量及び第２の温度で供給される。第２の流体は、第１の流体とは異なる流体であってよい。第１及び第２の流体それぞれの第１及び第２の流量並びに第１及び第２の温度は、同じでもよく、又は異なっていてもよい。第２の流体は、研磨パッド上のある位置に分配されて、基板の所望の部分と交差する。この位置は、例えば、研磨パッドの中心軸Ｂから約１４０ｍｍ外側、例えば約１５０ｍｍ外側である。いくつかの実施形態では、第２の流体は、研磨パッドを介して、研磨パッドの中心軸Ｂからの研磨パッドの半径の少なくとも３５％より大きい、例えば研磨パッドの中心軸Ｂから研磨パッドの半径の約４０％より大きい基板の一部分、例えば研磨パッドの中心軸Ｂから研磨パッドの半径の約４０％から約９５％、例えば研磨パッドの中心軸Ｂから研磨パッドの半径の約４０％から約９０％の基板の一部分に送出されるように、研磨パッドの外側領域に分配される。第２の流体は、上述のように、第２の流体送出アームに沿って１つ又は複数のノズルから分配され、スプレー領域３１６に沿って研磨パッドに衝突する。第２の流体は、第２の流体経路に沿って流れる。第２の流体経路の開始は、第２の流体経路が、第１の流体が分配される地点の、中心軸Ｂに対して外側に分配されるように、第１の流体経路の開始から外向きである。第２の流体はキャリアセンブリと交差し、第１及び第２の流体がキャリアセンブリの下で混合する。

【0068】

［００７２］第１及び第２の流体の混合物は、基板のエッジ付近の流体の特性を変化させ得る。第２の流体は、研磨流体又は水のいずれか１つであり得る。上述のように、研磨流体は、化学物質及び／又はスラリーを含み得る。いくつかの実施形態では、研磨流体は、基板のエッジ付近の研磨流体の量を増加させるために、第２の流体として第２の流体送出アームから分配される。いくつかの実施形態では、第１の送出アームから提供される第１の流体の１つ又は複数の特性を調整するために、第２の流体として第２の流体送出アームから水が分配される。場合によっては、水を含む第２の流体は、基板のエッジ付近の研磨流体の量を減少させるために、混合された第１の流体と第２の流体の温度及び／若しくは濃度を制御するために、並びに／又は基板のエッジ付近に蓄積している可能性のある研磨流体を薄くするために、提供される。

【0069】

［００７３］いくつかの実施形態では、基板キャリアセンブリ及び第２の流体送出アームはともに、移動可能であり、第２の工程４０４中に移動する。基板キャリアセンブリは、研磨パッドの上面に沿って移動し、研磨パッドに沿った異なる位置に基板を移動させる。第２の流体送出アームは、基板キャリアセンブリが移動する間に基板キャリアセンブリの移動を追跡するように制御されてもよい。第２の流体送出アームは、基板キャリアセンブリとともに移動することによって、基板キャリアセンブリを追跡してもよい。

【0070】

［００７４］いくつかの実施形態では、第２の流体送出アームは、第２の流体送出アームから分配された流体が同じ位置で基板キャリアセンブリと交差する半径方向位置に移動するように構成され、それにより、分配された流体は、基板キャリアセンブリが移動する際に、基板上の同じ半径方向位置で基板と交差する。この実施形態では、第２の流体送出アームは、常に、基板キャリアセンブリの中心から、基板キャリアセンブリの類似の半径に第２の流体を送出するであろう。このような追跡は、研磨パッド上で更に延長するか又は研磨パッド上での延長量を減らす、軸Ｅの周りでの第２の流体送出アームの揺動を含み得る。

【0071】

［００７５］いくつかの実施形態では、第２の流体送出アームは、第２の流体送出アームからの流体の送出によって生じる流体経路が、常に基板キャリアセンブリ上の同じ相対位置で基板キャリアセンブリと交差するように移動するように構成される。この実施形態では、軸Ｅを中心とする第２の流体送出アームの回転は、第２の流体送出アームからの流体の流体流路の端部が、一貫してキャリア軸Ａに対して同様の半径及び角度位置で基板キャリアセンブリと交差するように制御される。

【0072】

［００７６］第１の送出アーム及び第２の流体送出アームによって分配される第２の流体の種類は、基板から研磨される材料に依存する。酸化物が研磨システムによって研磨されている実施形態では、第２の流体の温度は、温度制御ユニット３０４などの温度制御ユニットによって制御されてもよい。

【0073】

［００７７］第２の工程４０４は、第１の流体の同時分配を含んでもよいか、又は第１の流体の分配は、第２の工程４０４中に停止されてもよい。第１の流体の分配が停止されても、研磨パッド及び基板キャリアセンブリの回転は維持される。いくつかの実施形態では、研磨パッド及び／又は基板キャリアセンブリの回転速度は、第２の工程中に低下又は上昇するが、回転は、研磨パッド又は基板キャリアセンブリが停止することなく継続するであろう。

【0074】

［００７８］計測ユニット１６５などの計測ユニットは、研磨によって生じた除去の速度を推定するために、基板の厚さを測定することができる。計測ユニットはコントローラに接続され、コントローラは、基板の測定された厚さに基づいて第２の流体送出アームからの分配速度を決定するように、第２の流体が使用される場合に利用される第２の流体の適切な量及び第２の流体の温度を決定することができる。いくつかの実施形態では、第２の流体の温度を上昇させて、基板のエッジにおける研磨速度を上昇させる。他の実施形態では、第２の流体の温度を低下させて、基板のエッジにおける研磨速度を低下させる。計測ユニットは、誘導性計測ユニット（例えば渦電流）又はスペクトル計測ユニット（例えば、光学計測）であってもよい。

【0075】

［００７９］いくつかの工程では、計測ユニットは利用されず、代わりに、第２の流体は、研磨プロセスの間に、設定された間隔で第２の流体が分配されるように、時限シーケンスで分配される。いくつかの実施形態では、第２の流体は連続的に分配されるが、第２の流体の流量及び／又は温度は経時的に調整される。

【0076】

［００８０］第３の工程４０６は、第２の流体の分配を停止することを含む。第２の流体送出アームによる第２の流体の分配は、恒久的に又は周期的に停止される。いくつかの実施形態では、第２の流体の分配は第３の工程４０６で停止され、コントローラは、第２の工程４０４で第２の流体の分配を再び開始する。第２の工程４０４及び第３の工程４０６は、繰り返され得るか又はループされ得る。第２の工程４０４は、基板エッジ付近の除去速度が予め設定された範囲から逸脱し始める場合、第３の工程４０６の後に繰り返される。除去速度は、計測ユニットを使用して測定され得る。いくつかの実施形態では、コントローラは、第２の工程４０４及び第３の工程４０６が所望の研磨結果を達成するためにループされる回数及び頻度を決定することができる。研磨の進行状況は、計測ユニットを使用して決定される。代替的に、第２の工程４０４及び第３の工程４０６を繰り返す頻度及びプロセスパラメータは、第２の工程４０４及び第３の工程４０６が予め設定された回数繰り返されるように、実験的に決定される。

【0077】

［００８１］第４の工程４０８は、基板研磨及び第１の流体の分配を停止することを含む。第４の工程４０８は、第１、第２、及び第３の工程４０２、４０４、４０６の各々が完了した後に実施される。基板研磨及び第１の流体の分配は、基板上で実施されている研磨工程が完了した後に停止される。

【0078】

［００８２］本明細書に開示される実施形態は、ＣＭＰシステム内の研磨パッドに第２の流体を送出するように構成された第２の流体送出アームに関する。第２の流体送出アームは、基板の中心付近の研磨流体の量に対する影響を有意に減少させながら基板のエッジに流体を分配するように構成されているという点で、第１の流体送出アームとは異なる。いくつかの実施形態において、第２の流体送出アームによって送出される流体は、基板の外側１０ｍｍの研磨速度に有意に影響を及ぼすだけであり、直径３００ｍｍの基板の場合、基板の最も外側の側１０ｍｍでの研磨速度は影響を受けるであろうが、内側１４０ｍｍの研磨速度は実質的に変化しないであろう。

【0079】

［００８３］上記の開示内で使用されるプロセスは、研磨プロセスの種類に応じて変化し得る。いくつかの研磨プロセスは、温度制御ユニット及び計測ユニットを利用することができ、他のプロセスは、温度制御ユニット又は計測ユニットを利用することができない。同様に、いくつかの研磨プロセスは、以前の実験結果に基づいた自動分配プロセスを利用し、計測ユニットを利用しない。本明細書に記載される研磨プロセスが酸化物研磨プロセスに関連する場合、温度制御ユニット及び計測ユニットが利用され得る。本明細書に記載される研磨プロセスが金属研磨プロセスに関連する場合、プロセスは自動化されてもよく、コントローラは、計測ユニットを使用せずに、予め決定された間隔で第２の流体を分配してもよい。上述のように、温度制御ユニット及び計測ユニットは、主に酸化物研磨プロセスの間に利用されるが、温度制御ユニット及び計測ユニットは、タングステン研磨プロセスのような金属プロセスでも利用され得ると考えられる。

【0080】

［００８４］上記の説明は本開示の実施形態を対象としているが、本開示の基本的な範囲を逸脱せずに、本開示の他の実施形態及び更なる実施形態が考案されてよく、本開示の範囲は特許請求の範囲によって決定される。

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図4】