KR100314936B1 - 연마장치및방법 - Google Patents

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Abstract

반도체 웨이퍼 같은 가공물은 턴테이블과 상부링 사이에 위치되어서 상부링이 턴테이블에 대하여 압력을 받는 동안 턴테이블 상의 연마포에 의해 연마되어진다. 상부링은 가공물이 상부링의 하측면으로부터 이탈되는 것을 방지하기 위해 유지링을 구비하고, 이 유지링은 가공물의 외부 직경보다 큰 내부 직경을 구비한다. 턴테이블의 회전이 가공물에 대해 턴테이블 상측면에 평행한 방향으로 압력을 가하기 때문에 가공물의 외부 둘레는 유지링의 내부 둘레에 접촉하고, 유지링의 회전이 가공물에 회전력을 가하기 때문에 유지링 내에서 가공물은 상부링에 비해 유성운동을 수행한다.

Description

연마장치 및 방법
본 발명은 연마장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 반도체 웨이퍼 같은 가공물을 평평하게 경면화(銳面化) 마무리 하는 연마장치 및 방법에 관한 것이다.
현재, 반도체 소자 집적분야의 빠른 발전은 배선의 방식 또는 중간 접속의 소형화 및, 능동영역을 접속하는 중간접속들 사이의 매우 좁은 이격을 또한 요구하고 있다. 상기 중간접속을 구성하는데 이용 가능한 공정중에 하나가 포토리써그래피(photolithography)이다.
포토리써그래피가 최대 0.5㎛ 폭의 중간접속을 구성할 수 있지만, 광학 시스템의 촛점 심도가 비교적 작기 때문에 스테퍼에(stepper) 의하여 패턴 이미지(pattern image)가 초점화 되는 표면을 가능하면 평평하게 해야 한다.
따라서, 포토리써그래피용의 반도체 웨이퍼의 표면은 평평하게 만들어질 필요가 있다. 반도체 웨이퍼의 표면을 평평하게 만드는 종래 방식중에 하나는 연마장치로 반도체 웨이퍼의 표면을 연마하는 것이다.
종래의 이런 연마장치는 턴테이블과 이 턴테이블 상에 일정 압력을 가하는 상부링을 구비한다. 턴테이블 상측면에는 연마포가 부착되어 있다. 연마될 반도체 웨이퍼는 연마포 상부에 놓여지고 상부링과 턴테이블 사이에서 죄어진다. 반도체 웨이퍼는 왁스, 패드 또는 흡입부에 의해 상부링의 하측면에 단단히 고정되어 있기 때문에 연마되는 동안 반도체 웨이퍼가 상부링과 함께 완전히 회전되어질 수 있다.
하지만, 종래 연마장치에서 반도체 웨이퍼가 상부링의 하측면에 고정되기 때문에, 반도체 웨이퍼와 상부링의 하측면 사이에 삽입된 먼지입자에 의해 작은 볼록면들이 연마되어질 반도체 웨이퍼 상부에 형성된다. 반도체 웨이퍼 상부의 볼록면이 과다하게 연마되어지는 경향이 있기 때문에, 소위 불스 아이(bull's-eye)라는 여러개의 얇은 반점을 형성한다. 불스 아이의 생성을 방지하기 위해서는 상부링의 하측면을 세정하여 먼지입자를 완전히 제거하거나, 왁스 또는 패드같은 탄성물질을 반도체 웨이퍼와 상부링의 하측면 사이에 삽입하여 먼지 입자에 의한 볼록면의 생성을 억제하도록 해야 한다.
하지만, 세정공정에 의해 먼지입자를 완벽하게 제거하는 것이 불가능하고 먼지 입자가 완벽하게 제거됐는가를 판단하는 것도 불가능하다. 또한, 왁스를 이용하여 상부링에 반도체 웨이퍼를 부착하는 것은 어렵고 시간도 많이 소비된다.
게다가, 반도체 웨이퍼와 상부링 하측면 사이에 패드 같은 탄성물질을 삽입 하는 경우에 탄성 물질에 인가되는 반복 압력이 탄성물질의 수명을 비교적 짧게 만든다.
따라서, 본 발명의 목적은 가공물과 상부링 하측면 사이에 삽입 되는 왁스 또는 패드 같은 탄성물질을 사용치 않고 불스 아이의 생성을 방지하며 반도체 웨이퍼 같은 가공물을 평평하게 경면화 마무리되게 연마할 수 있는 연마장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 형태는, 상부 표면상에 연마포를 장착한 턴테이블; 연마될 가공물을 지지하고 연마포에 대하여 가공물을 가압하기 위해 턴테이블 상에 위치하며, 가공물의 뒤쪽인 가공물 상측면에 접촉하는 평평해진 하측면을 구비한 상부링; 턴테이블을 회전시키기 위한 제 1 작동장치; 상부링을 회전시키기 위한 제 2 작동장치; 및 가공물의 상부링 하측면으로 부터의 이탈을 방지하기 위해 상부링 하측면상에 구비되고 가공물의 외부 직경보다 큰 내부 직경을 구비한 유지링 등으로 구성되는 실질적으로 원형의 가공물 표면을 연마하는 연마장치에 있어서, 턴테이블의 회전이 가공물을 턴테이블 상측면에 평행한 방향으로 가압하여 가공물의 외부 둘레가 유지링의 내부 둘레에 접촉하도록 하고, 유지링의 회전이 가공물에 회전력을 가하여 유지링내에서 가공물이 상부링에 비해 유성(遊星)운동을 수행하도록 하는 연마장치를 제공한다.
유지링은 수지물질로 만들어진다. 유지링의 내부 직경과 가공물의 외부 직경 사이의 차이에 의해 규정된 간극의 범위는 약 0.5∼3 mm이다.
본 발명의 다른 형태는, 상부링이 평평해진 하측면과 하측면상에 위치되어 상부링 하측면으로부터 가공물의 이탈을 방지하고 유지링이 가공물의 외부 직경보다 큰 내부 직경을 구비하는 유지링을 구비하여, 상측면상에 연마포를 장착한 턴테이블과 턴테이블 상에 위치된 상부링 사이에 가공물을 위치시키는 단계; 턴테이블과 상부링을 회전시키는 단계; 및 연마포에 대하여 가공물을 상부링에 의해 가압하는 단계를 포함하는 실질적으로 원형의 가공물 표면을 연마하는 방법에 있어서, 턴테이블의 회전으로 턴테이블의 상측면에 평행한 방향으로 가압력을 가공물에 가하여, 가공물의 외부 둘레가 유지링의 내부 둘레를 접촉하게 되고, 유지링의 회전으로 가공물에 상기 회전력을 가하여 유지링 내에서 가공물이 상부링에 비해 유성운동을 수행하도록 하는 연마방법을 제공한다.
상기 실시예에 있어서, 가공물의 외부 직경이 D(mm)이 고 유지링의 내부 직경과 가공물의 외부 직경 사이의 차이는 d(mm)일 때, (d/D) ·r ·t≥60을 만족시키도록 상부링의 회전속도 r(r.p.m)과 연마시간 t(sec)가 선택된다.
본 발명에 따라, 반도체 웨이퍼 같은 가공물은 상부링의 하측면에 고정되지 않기 대문에 가공물이 상부링과 함께 이동하지 않는다.
유지링 내에서 가공물이 상부링에 비해 유성운동을 수행하기 때문에, 가공물이 상부링의 하측면에 비해 지속적으로 이동되어진다. 먼지입자가 가공물과 상부링의 하측면 사이에 삽입될지라도, 먼지 입자에의해 가공물 상부에 형성된 볼록면이 원래 위치에 남겨지지 않고 가공물 상부에 지속적으로 재배치 되어서, 먼지입자가 가공물상에서 미치는 영향은 가공물 전체 표면에 걸쳐 분산되어서, 가공물이 평평하게 경면화되도록 고도로 정밀하게 연마되어 질 수 있다.
더욱 특별히, 제6도에 도시된 것 같이 먼지입자(S)가 반도체 웨이퍼(6)와 상부링(3)의 하측면 사이에 삽입될 경우에, 먼지입자(S) 때문에, 반도체 웨이퍼(6)의 전면부인, 반도체 웨이퍼(6)의 하측면상에 오목면이 형성된다. 이런 이유로, 오목면이 턴테이블(20) 상부에서 연마포와의 국부적 접촉 때문에 과다하게 연마되어지는 경향이 있다. 표면이 오목면의 중앙 부위에 근접 할수록 그 표면이 더욱 제거되어진다. 결과적으로, 제7도에 도시되는 것 같이 등고선과 유사한 임의의 패턴을 구비한 불스 아이(6a)가 반도체 웨이퍼 상부에 형성된다. 그 이유는 반도체 웨이퍼(6)가 상부링(3)에 고정되어 먼지입자(S)가 위치되는 오목면상에 응력이 집중되기 때문이다.
하지만, 본 발명에 따라, 반포체 웨이퍼(6)가 웨이퍼 유지링(5)내에서 상부링에 비해 유성운동을 수행하여서, 먼지입자(S) 때문에 과다하게 연마되는 오목면이 원래 위치에 남겨지지 않고 반도체 상부에서 지속적으로 이동되어져서, 먼지입자(S)가 반도체 웨이퍼(6)상에서 미치는 영향이 반도체 웨이퍼(6)의 전체 표면에 걸쳐 분산되기 때문에 불스 아이가 반도체 웨이퍼(6)상에서 형성되지 않는다. 이러한 이유로, 반도체 웨이퍼(6)는 평평하게 경면화되도록 고도로 정밀하게 연마되어 질 수 있다.
본 발명의 상기 및 다른 목적, 특징 및 잇점이 첨부한 도면에 도시된 실시예에 관한 다음 설명으로 분명해질 것이다.
본 발명의 실시예는 도면을 참조하여 아래에 설명되어 질 것이다.
제1도 및 제2도에 도시된 것 같이, 본 발명에 따른 연마장치의 연마부는 수직 상부링 구동축(1), 상부링(3) 및 상부링 구동축(1)과 상부링(3) 사이에 삽입된구형 베어링(2)으로 구성된다. 상부링 구동축(1)은 그 하단부에 형성된 중앙 구형 오목면(1a)을 구비하여 구형 베어링 (2)과 슬라이딩 접촉하여 고정된다. 상부링(3)은 상측 상부링부재(3-1) 및 상측 상부링부재(3-1)의 하측면에 부착된 하측 상부링부재(3-2)로 구성된다. 상측 상부링부재(3-1)는 그 상측면 내에 형성된 중앙 구형 오목면(3-1a)을 구비하고 구형 베어링(2)과 슬라이딩 접촉하여 고정된다. 웨이퍼 유지링(5)은 그 외부 원형 단부를 따라 하측 상부링부재(3-2)의 하측면상에 장착된다.
하측 상부링부재(3-2)는 그 내부에 형성된 복수의 수직 흡입홀(3-2a)을 구비한다. 수직 흡입홀(3-2a)은 하측 상부링부재(3-2)의 하측면으로 개방되어 있다. 상측 상부링부재(3-1)는 그 내부에 형성되어 흡입홀(3-2a)과 각각 연통되는 복수의 흡입 그루브(3-1b)와 그 내부에 형성되어 흡입 그루브(3-1b)와 연통되는(도시된 실시예에서 4개) 복수의 흡입홀(3-1c)을 구비한다. 흡입홀(3-1c)은 상부링 구동축(1)에서 중앙의 축방향으로 형성되는 중앙 흡입홀(1b)에 튜브 커플링(9), 진공라인 튜브(10) 및 튜브 커플링(11)을 통해 연결되어 있다.
상부링 구동축(1)은 복수의 토크 전송핀(7)(도시된 실시예에서 4개)이 반경 외측으로 연장하는 그 반경방향 외측으로 연장된 하부상에 플렌지(1c)를 구비한다. 상측 상부링부재(3-1)의 상측면은 각각 토크 전송핀(7)과 점접촉을 위해 상측으로 돌출한 (도시된 실시예에서 4개) 복수의 토크 전송핀(8)을 구비한다. 제2도에 도시된 것 같이 상부링 구동축(1)이 화살표에 의해 지시된 방향으로 그 축방향에 대해 회전할 경우에, 토크 전송핀(7)은 토크 전송핀(8)과 점접촉 고정되어 상부링(3)을회전시킨다. 상부링(3)이 상부링 구동축(1)에 비해 기울어져도, 상부링 구동축(1)이 회전하는 한, 토크 전송핀(7,8)은 다른 위치에서 서로 접촉하더라도, 서로 점간 접촉으로 확실히 유지한다.
연마장치에 의해 연마되어질 반도체 웨이퍼(6)는 하측 상부링부재(3-2)의 하측면과 웨이퍼 유지링(5)의 내부 원형 단부 및 턴테이블(20)의 상측면 사이에 형성된 공간에 수용된다(제3도 참조). 턴테이블(20)은 반도체 웨이퍼(6)의 하측면을 연마하기 위해 상측면상에 배치된 연마포(23)를 구비한다.
작동시에, 턴테이블(20)이 회전되어지고 상부링 구동축(1)이 회전되어진다. 상부링 구동축(1)의 토크는 토크 전송핀(7,8) 사이의 점접촉을 통해 상부링(3)에 전송되어져서, 턴테이블(20)에 비해 상부링(3)을 회전시킨다. 따라서 상부링(3)에 의해 지지되는 반도체 웨이퍼(6)는 턴테이블(20) 상부의 연마포(23)에 의해 평평하게 경면 마무리로 연마되어진다.
상부링 홀더(4)는 상부링 구동축(1)의 플렌지(1c) 상부에 장착되어지고 상부링 홀더(4)를 관통하여 연장되고, 상측 상부링부재(3-1)내부로 끼워 넣어지는 복수의 수직 볼트(41)에 의해 상부링(3)에 고정되어진다. 압축 코일 스프링(42)은 볼트(41)의 머리와 상부링 홀더(4)를 플렌지(1c)에 대하여 하측으로 고정되게 수직으로 가압하는, 상부링 홀더(4)사이에 삽입된다. 상부링 홀더(4)와 함께 상부링 구동축(1)이 상측으로 들어올려질 경우에, 압력 코일 스프링(42)은 반도체 웨이퍼(6)의 부착 및 제거를 손쉽게 하기 위해 상부링(3)을 수평으로 유지하도록 한다.
제3도는 제1도 및 제2도에 도시된 연마부를 합체시킨 연마장치를 나타낸다.제3도에 도시된 것 같이 턴테이블(20)은 중앙축(21)상부에 지지되어 축(21)의 축방향에 대해 회전 가능하다. 연마제 슬러리 등이 주위로 비산되어짐을 방지하는 턴테이블 링(22)은 그 외부 둘레 단부를 따라 턴테이블(20)의 상측면 상부에 장착되어진다. 연마포(23)는 턴테이블 링(22)의 반경 내측으로 턴테이블(20)의 상측면에 위치되어 있다.
제1도 및 제2도에 도시된 연마부는 턴테이블(20) 상부에 위치되어 있다. 상부링(3)은 상부링 구동축(1)의 상단부에 연결되는 슬라이딩 가능한 피스톤을 내장하는 상부링 실린더(12)에 의해 일정압력 또는 변동압력하에서 턴테이블(20)에 대하여 가압된다. 연마장치는 상부링 구동축(1)에 고정된 기어(14)와, 상부링 액츄에이터(13)의 출력축에 결합된 기어(16)와, 기어(14,16)에 맞물린 기어(15) 메시를 포함하는 전송기구를 통해 상부링 구동축(1)을 회전시키는 상부링 액츄에이터(13)를 또한 구비한다. 연마제 슬러리 노즐(17)은 연마제 슬러리(Q)를 턴테이블(20) 상의 연마포(23) 상에 공급하기 위해 턴테이블(20) 위에 배치된다.
다음에, 반도체 웨이퍼를 연마하는 방법이 제1도 내지 제3도에 도시된 연마장치를 이용하여 아래에 기술되어 질 것이다.
반도체 웨이퍼(6)는 실리콘 기판 및 기판 전체에 걸쳐 형성된 실리콘 다이옥사이드를 포함하는 유전체층으로 구성되며, 이 유전체층은 본 발명에 따른 연마 공정에 의해 연마되어진다.
먼저, 반도체 웨이퍼(6)는 중앙 흡입홀(1b)을 진공 공급원에 연결함으로써, 하측 상부링부재(3-2)의 하측면 상에서 진공상태로 고정되어진다. 더욱 상세히, 중앙 흡입홀(1b)이 진공 공급원에 연결되는 경우에, 공기는 하측 상부링부재(3-2)의 진공홀(3-2a)로부터 흡입되어진다. 이러한 상태에서, 상부링(3)은 턴테이블(20)에 근접 배치된 대기부재(standby section)(비도시)에 위치되는 반도체 웨이퍼(6)로 이동되어지고, 이 반도체 웨이퍼(6)는 진공상태에서 하측 상부링부재(3-2)의 하측면에 부착되어진다.
그후에, 진공상태에서 반도체 웨이퍼(6)를 고정하는 상부링(3)은 턴테이블(20) 위에 이동되어져서, 상부링(3)이 낮아지고 턴테이블(20)상의 연마포(23)상에 반도체 웨이퍼(6)를 위치시킨다. 중앙 흡입홀(1b)은 이때 진공 공급원으로부터 분리되어지고 진공홀(3-2a)의 내부압력은 주위 압력으로 상승하여 반도체 웨이퍼(6)를 상부링(3)의 하측면으로부터 분리시킨다. 따라서, 반도체 웨이퍼는 상부링(3)에 비해 회전 가능하게 되어진다. 턴테이블(20)이 모터(비도시)에 의해 회전되어지는 동안, 반도체 웨이퍼(6)가 상부링(3)에 의해 턴테이블(20) 상부의 연마포(23)에 대하여 가압된다.
이 때에, 연마제 슬러리(Q)는 연마제 슬러리 노즐(17)로부터 연마포(23)로 공급되어진다. 공급된 연마제 슬러리(Q)는 연마포(23)에 의해 유지되고, 반도체 웨이퍼(6)의 하측면내로 스며들게 된다. 반도체 웨이퍼(6)는 연마제 슬러리(Q)가 스며들은 연마포(23)에 접촉하여 연마되어진다.
턴테이블(20)의 상측면이 반도체 웨이퍼의 연마되는 동안 약간 기울어질 경우에, 상부링(3)은 상부링 구동축(1)에 관하여 구형 베어링(2)에 대해 기울어진다. 하지만, 상부링 구동축(1) 상부의 토크전송핀(7)이 상부링(3) 상부의 토크전송핀(8)과 점간 접촉으로 고정되어서, 서로 다른 지점에서 접촉될지라도 상부링 구동축(1)으로부터 토크가 토크 전송핀(7,8)을 통해 상부링(3)에 신뢰성 있게 전송될 수 있다.
연마완료 후에, 반도체 웨이퍼(6)는 중앙 흡입홀(1b)을 진공 공급원에 연결함으로써, 진공상태에서 상부링(3)의 하측면에 고정되어진다. 상부링(3)이 이동되어져서 반도체 웨이퍼(6)를 세정공정과 같은 다음의 공정에 공급한다.
제4도는 반도체 웨이퍼(6)와 웨이퍼 유지링(5) 사이의 위치 관계를 표시한다. 제4도에 도시된 것 같이, 반도체 웨이퍼(6)는 외부 직경(D2)을 구비하고, 웨이퍼 유지링(5)은 내부 직경(D1)을 구비한다. 직경차이(D1-D2)에 의해 형성된 간극(d)은 반도체 웨이퍼(6)의 외부둘레와 웨이퍼 유지링(5)의 내부둘레 사이에 형성되어지고, 반도체 웨이퍼(6)가 A점에서 웨이퍼 유지링(5)에 접촉한다. 상부링(3) 및 웨이퍼 유지링(3)이 회전되어져서, 회전력 F가 반도체 웨이퍼(6)의 외부 둘레에 인가되어진다.
상부링(3)의 하측면이 충분히 평평하게 되는 경우에, 반도체 웨이퍼(6)는 직접적으로 상부링(3)의 하측면에 접촉하여, 제5(a)도에 도시된 것 같은 간극(d)은 웨이퍼 유지링(5)의 내부 직경(D1)과 반도체 웨이퍼(6)의 외부 직경 (D2) 사이에 형성되어지고, 반도체 웨이퍼(6)는 웨이퍼 유지링(5)내에서 상부링(3)에 비해 유성운동을 수행하여서, 불스 아이가 반도체 웨이퍼(6) 상부에 형성되는 것을 방지한다.
이 명세서에서, 유성운동은 반도체 웨이퍼(6)가 그 자체 축상에서 공전하고상부링(3)에 비해 상부링(3)의 중앙둘레를 회전하는 운동으로 정의되어 있다. 반도체 웨이퍼(6)는 다음의 두 조건이 만족되어 질 경우에 유성운동을 수행한다.
(조건 1)
상부링(3)의 하측면과 반도체 웨이퍼(6) 사이의 마찰력은 턴테이블(20) 상부의 연마포(23)와 반도체 웨이퍼(6) 사이의 마찰력보다 작게 된다. 다시 말해서, 상부링(3)으로부터 반도체 웨이퍼(6)에 인가된 힘이 상부링 구동축(1)의 축방향에서 턴테이블(20)로부터 반도체웨이퍼(6)에 인가된 힘에 의해 균형이 맞추어지고, 이런 이유로 상기조건은 상부링(3)의 하측면과 반도체 웨이퍼(6) 사이의 마찰계수가 연마포(23)와 반도체 웨이퍼(6) 사이의 마찰계수보다 작다는 것을 의미한다. 상부링(3)의 하측면과 반도체 웨이퍼(6) 사이의 마찰계수를 작게 만들기 위해서는 상부링(3)의 하측면이 위에 언급된 것 같이 충분히 평평해야만 한다.
상기 조건이 만족되지 못하고 상부링(3)의 하측면과 반도체 웨이퍼(6) 사이의 마찰력이 연마포(23)와 반도체 웨이퍼(6) 사이의 마찰력 보다 클 경우에, 반도체 웨이퍼(6)가 상부링(3)과 함께 이동하여 유성운동이 획득되어 질 수 있다.
(조건 2)
간극(d)이 상부링(3) 상부에 마련된 웨이퍼 유지링(5)의 내부 직경(D1)과 반도체 웨이퍼(6)의 외부 직경(D2) 사이에 형성되어 있다. 조건 1이 만족되는 경우에, 턴테이블(20)의 회전이 반도체 웨이퍼(6)에 대해 턴테이들(20)의 상측면에 평행방향으로 가압력을 가하여, 반도체 웨이퍼(6)의 외부둘레는 임의의 점(제4도에서 접촉점 A)에서 웨이퍼 유지링(5)의 내부 둘레를 접촉한다.
조건 2가 만족되는 경우에, 유지링(5)의 회전은 반도체 웨이퍼(6)에 회전력을 가해서 반도체 웨이퍼(6)를 회전시킨다. 웨이퍼 유지링(5)의 내부 직경은 반도체 웨이퍼(6)의 외부 직경보다 크므로, 웨이퍼 유지링(5)의 내부 둘레길이가 반도체 웨이퍼(6)의 외부 둘레길이보다 길다. 이런 이유로, 상부링(3) 및 웨이퍼 유지링(5)이 일회전하는 경우에, 반도체 웨이퍼 (6)의 외부 둘레는 제4도에서 접촉점 A를 통과하고 반도체 웨이퍼(6)는 일회전 이상 회전한다. 즉, 반도체 웨이퍼(6)가 상부링(3)의 일회전동안 일회전 이상을 하게 되며, 여기서, 반도체 웨이퍼(6)가 상부링(3)의 중앙둘레를 회전한다. 반도체 웨이퍼(6)는 웨이퍼 유지링(5)의 회전에 의해 접촉점 A에서 주어진 회전력에 의해 회전되어진다.
간극(d)이 0.5∼3mm이고, 연마의 처음부터 끝까지 상부링(3)의 전체 회전된 각과 반도체 웨이퍼(6)의 전체 회전된 각 사이의 누적 차이(이후에는 전체 회전각의 누적 차이로 언급됨)가 360°이상인 경우에,, 반도체 웨이퍼(6)는 불스 아이를 생성시키지 않고 평평하게 경면화 마무리되게 연마되어질 수 있다.
그 이유는, 반도체 웨이퍼(6)의 유성운동이 0.5mm 이상의 간극에 의해 획득되고, 3.0mm 이상의 간극인 경우에, 반도체 웨이퍼(6)가 웨이퍼 유지링(5)을 접촉할때 충격력으로 인해 반도체 웨이퍼(6)가 손상되기 쉽다는 것이다. 또한, 전체 회전각의 누적 차이가 360°이상인 경우에, 먼지입자가 반도체 웨이퍼상에서 미치는 영향은 반도체웨이퍼(6)의 전체 표면에 걸쳐 분산되어진다.
본 발명의 유성운동에 따라, 먼지입자가 상부링(3)의 하측면과 반도체 웨이퍼(6) 사이에 삽입되더라도, 먼지입자에 의해 반도체 웨이퍼 상부에 형성된 볼록면이 원지점에 남겨지지 않고 반도체 웨이퍼(6) 상부에서 지속적으로 이동되어지며, 먼지입자가 반도체 웨이퍼(6) 상에서 미치는 영향은 반도체 웨이퍼(6)의 전체 표면에 걸쳐 분산되어져서, 반도체 웨이퍼(6)가 불스 아이를 생성시키지 않고 평평하게 경면화 마무리되게 고도로 정밀하게 연마되어질 수 있다.
제5(a)도, 제5(b)도 및 제5(c)도는 반도체 웨이퍼(6)가 회전하는 방식을 도시한다. 반도체 웨이퍼가 턴테이블(20)의 회전에 의해 웨이퍼 유지링(5)의 내부 둘레 접촉점(A)에 대하여 가압되는 동안, 반도체 웨이퍼(6)가 웨이퍼 유지링(5)의 내부 둘레상에 공회전 없이 회전한다. 즉, 반도체 웨이퍼(6)는 제5(a)도, 제5(b)도 및 제5(c)도에 도시된 것 같이 웨이퍼 유지링(5) 상에서 회전한다. 제5(a)도, 제 5(b)도 및 제5(c)도에서, 두꺼운 화살표(B)는 반도체 웨이퍼(6)가 웨이퍼 유지링(5)을 접촉하는 웨이퍼 유지링(5) 상의 원지점을 표시하고, 얇은 화살표(C)는 반도체 웨이퍼(6)가 웨이퍼 유지링(5)을 접촉하는 반도체 웨이퍼(6) 상의 원지점을 표시한다.
반도체 웨이퍼(6)와 웨이퍼 유지링(5) 사이의 간극이 d(mm)이고 반도체 웨이퍼(6)의 직경이 D(mm)이면, 반도체 웨이퍼(6)의 외부 둘레의 직선길이는 πD(mm)이고 웨이퍼 유지링(5)의 내부 둘레의 직선길이는 (D+d)π(mm)이다. 제5(c)도에 도시된 것 같이 반도체 웨이퍼(6)가 웨이퍼 유지링(5)의 일회 자전마다 πd(mm)(즉, (D+d)π- πD)만큼 웨이퍼 유지링(5) 쪽으로 전진한다. πd(mm)를 회전각으로 변환하면, (πd/πD)πD)×36O°=(d/D)×360°가 획득되어진다. 웨이퍼 유지링(5)이t(sec)동안 r(rev/min) 회전속도로 회전하는 경우에, 상부링(3)의 전체 회전각과 반도체 웨이퍼(6)의 전체 회전각 사이의 차이(전체 회전각의 누적 차이)가 다음 공식에 의해 표현되어진다.
따라서, 전체 회전각의 누적 차이가 360°이상인 조건이 다음과 같이 표현되어진다:
즉,
회전속도 r(rev/min) 및 연마시간 t(sec)를 공식(2)을 만족시키도록 선택하여, 반도체 웨이퍼(6)가 불스 아이를 생성시키지 않고 평평하게 경면화 마무리되게 고도로 정밀하게 연마되어 질 수 있다.
예를 들어, D=150mm, d=2mm, r=100(r.p.m)인 경우에, 공식(2)으로부터 t≥45(sec)가 획득되어진다. 연마시간이 45초 이상일 때, 360°이상의 전체 회전각의 누적 차이가 획득되어, 좋은 연마결과가 획득되어진다.
D=200mm, d=2mm, r=100(r.p.m)인 경우에, 공식(2)으로부터 t≥60(sec)가 획득되어진다. 연마시간이 60초 이상일때, 360°이상의 전체 회전각의 누적 차이가 획득되어, 좋은 연마결과가 획득되어진다.
다음에, 웨이퍼 유지링(5)에서 반도체 웨이퍼의 유성운동을 확인하기 위해서 다음 실험이 실행되어졌다. 제9(a)도 및 제9(b)도에 도시된 것 같이 실리콘 기판 위에 배치된 실리콘 다이옥사이드를 포함하고 있는 유전체를 구비한 반도체 웨이퍼가 반도체 웨이퍼(6)로서 이용됐었고, 금속박(31)(0.01mm의 두께)이 반도체 웨이퍼(6)의 외부 둘레에 부착된다. 제9(c)도에 도시된 것 같이, 금속박(31)을 구비한 반도체 웨이퍼(6)는 금속박(31)이 상부링(3)으로부터 돌출하는 방식으로 상부링(3)과 연마포(23) 사이에 삽입되어졌다. 그 후에, 턴테이블(20) 및 상부링(3)이 회전되어졌고, 금속박(31)이 관찰되어서 전체 회전각의 누적 차이를 알아냈었다.표 1은 실험결과를 나타낸다.
표 1에서, 실제 측정에 의한 전체 회전각의 누적 차이가 상부링(2) 및 금속박(31)의 전체 회전수를 측정하여 결정되어졌고, 이론적 전체 회전각의 누적 차이는 공식(1)에 의해 계산되어졌다. 연마포로서 '로델 Inc' 에 의해 제조되고 "SUBA 800"의 이름으로 공지된 폴리우레탄 패드가 채용되었다. 연마제 슬러리로서 중량 1% CeO2를 포함하는 용액이 채용되었다. 연마작업은 45초 동안 300g/㎠의 압력에서 수행되었다.
제10(a)도, 제10(b)도 및 제10(c)도는 위에 언급된 실험에 적용된 상부링의 각 구조를 도시한다. 제10(a)도는 상부링(A)을 도시하고, 제10(b)도는 상부링(B)을 도시하며 제10(c)도는 상부링(C)을 도시한다. 상부링(A)은 알루미늄을 포함한 세라믹으로 만들어지는 상부링(3)과, 폴리비닐 클로라이드 수지로 만들어진 웨이퍼 유지링(5)을 포함한다. 상부링(3)은 53개의 진공홀(3c)을 구비하고 상부링(3)의 하측면은 평평하게 경면화 마무리되게 겹쳐진다. 상부링(B)은 알루미늄을 포함하는 세라믹으로 만들어지는 하측 상부링부재(3-2)와, 비닐클로라이드 수지로 만들어진 웨이퍼 유지링(5)을 포함한다. 상부링(3)은 233개의 진공홀(3-2a)을 구비하고 상부링(3)의 하측면이 평평하게 경면화 마무리되게 겹쳐진다.
또한, 상부링(C)은 알루미늄을 포함한 통기성 세라믹으로 만들어지는 하측 상부링부재(3-2')를 포함한다. 통기성 세라믹의 평균기공 직경은 85㎛이다.
표 1에 도시된 것 같이, 상부링(A)에서 바람직한 반도체 웨이퍼의 유성운동이 획득되었다. 하지만, 상부링(B 및 C)에서, 상부링(B및 C)이 각각 많은진공홀(3-2a)및 통기성 하측면을 구비하여 충분히 평평한 하측면을 형성하는데 실패하여 바람직한 반도체 웨이퍼의 유성운동이 획득되지 못한다.
또한, 실험에 적용된 웨이퍼 유지링(5)은 반도체 웨이퍼에 비해 큰 마찰계수를 가진 폴리비닐 클로라이드 수지로 만들어졌다. 하지만, 웨이퍼 유지링(5)은 ABS수지(아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌수지), PE수지(폴리에틸렌수지) 또는 PC수지(폴리카보네이트수지)와 같이 폴리비닐 클로라이드 수지(록웰 강도 HRB-150)와 유사한 강도를 구비하고 있는 수지 재료로 만들어 질 수 있다.
웨이퍼 유지링(5)의 내부직경과 반도체 웨이퍼의 외부직경 사이의 간극이 0.5∼3.0mm일때 좋은 연마결과가 획득되어졌다. 또한 웨이퍼 유지링은 금속으로 만들어진 강화부재와 상기 강화부재에 의해 강화된 수지물질을 포함하기도 한다. 이러한 경우에, 강화부재는 웨이퍼 유지링의 강도를 증가시키는데 공헌하고, 수지물질은 반도체 웨이퍼에 비해 마찰계수를 증가시키는데 공헌한다.
표 1에 도시된 것 같이, 반도체 웨이퍼(6)가 진공상태에서 상부링의 하측면에 부착되지 않았던 경우에, 웨이퍼 유지링(5) 내부에서 반도체 웨이퍼(6)가 상부링(3)에 비해 유성운동을 수행한다는 것이 확인되어졌다. 웨이퍼 유지링(5) 내부에서 반도체 웨이퍼(6)가 유성운동을 수행했고 전체 회전각의 누적 차이가 360°이상인 경우에, 반도체 웨이퍼(6)의 연마 표면상에 불스 아이가 존재하지 않았다.
다음에, 웨이퍼 유지링(5) 내부에서 반도체 웨이퍼(6)가 유성운동을 수행할때 연마 표면 상부에 불스 아이를 형성하지 않는 메카니즘(mechanism)이 아래에 기술될 것이다.
제6도에 도시된 것 같이, 먼지입자(S)가 반도체 웨이퍼(6)와 상부링(3)의 하측면 사이에 삽입될 때, 먼지입자(S) 때문에 반도체 웨이퍼(6)의 하측면에 오목면이 형성된다. 따라서, 턴테이블(20) 상부의 연마포(23)에 의한 국부적 접촉 때문에 오목면이 과다하게 연마되는 경향이 있다.
더욱 상세히, 표면이 오목면의 중심부에 근접할수록, 표면이 더욱 연마되어진다. 제8도에 도시된 것 같이, 실리콘 다이옥사이드를 포함하는 유전체의 두께는 오목면 중앙에서 거의 제로이고, 오목면 중앙으로부터 멀어질수록 두꺼워진다. 결과적으로 제7도에 도시된 것 같이, 등고선과 유사한 임의 패턴을 구비하는 불스 아이(6a)가 반도체 웨이퍼 상부에 형성된다. 이것은 반도체 웨이퍼(6)가 상부링에 고정되어 먼지입자가 위치되는 오목면상에 응력이 집중되어 있기 때문이다.
하지만, 본 발명에 따라 웨이퍼 유지링(5) 내에서 반도체 웨이퍼(6)가 상부링(3)에 비해 유성운동을 수행하기 때문에, 먼지입자(S) 때문에 과다하게 연마되어지는 오목면은 원지점에 남아있지 않고 반도체 웨이퍼(6) 상을 지속적으로 이동되어져서, 먼지입자가 반도체 웨이퍼(6) 상부에서 미치는 영향이 반도체 웨이퍼(6)의 전체 표면에 걸쳐 균등화되어 반도체 웨이퍼(6) 상부에서 불스 아이가 형성되지 않는다. 그러므로, 상기 반도체 웨이퍼(6)는 평평하게 경면화 마무리 되게 고도로 정밀하게 연마되어질 수 있다.
본 발명에 따라 연마될 다른 반도체 웨이퍼 같은 반도체 웨이퍼는 실리콘 기판, 기판 상부에 형성된 실리콘 다이옥사이드를 포함하는 유전체층 및, 유전체층 위에 형성된 도전층으로 이루어진다.
더욱 상세히는, 유전체층이 실리콘 기판 상부에 형성되어지고, 이때 유전체층의 일부는 그루브를 형성하도록 에칭되어진다. 그후, 알루미늄은 유전체층 및 그루브 상부의 도전층을 형성하도록 증착된다. 이 때, 도전층은 본 발명에 따른 연마공정에 의해 연마되어진다.
제11도는 본 발명의 변형된 실시예에 따른 연마장치의 연마부를 도시한다. 제11도에 도시 된 것 같이, 연마부는 흡입홀 및 흡입 그루브가 결여된 상부링(3)과,축방향 흡입홀이 없는 상부링 구동축(1)을 구비한다. 따라서, 제11도에 도시된 상부링(3)은 진공상태에서 반도체 웨이퍼(6)를 그 하측면으로 끌어당길수 없다. 제11도에 도시된 연마부의 타 요소는 제1도에 도시된 연마부의 것과 동일하다.
제12도는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 웨이퍼 유지링을 도시한다. 제12도에 도시된 실시예에 따라, 웨이퍼 유지링(5)은 상부링(3)의 하측면상에 제공된다. 웨이퍼 유지링(5)은 얇은 상측부와, 아래쪽 방향에서 반경 내측으로 경사지고 점차 두꺼워지는 하측부를 구비하고, 수직면에 대해 각이α도인 경사면(5a)을 형성한다.
제12도에 도시된 것 같이, 반도체 웨이퍼(6)는 최외부의 원주 모서리(P1)와 반도체 와이퍼(6)가 웨이퍼 유지링(5)의 경사면(5a)에 접촉하는 집촉점(P2)을 구비한다.
웨이퍼 유지링(5)과 반도체 웨이퍼(6) 사이의 관계가 다음과 같이 표현된다:
b＞a', b＜T
여기서 "a"는 반도체 웨이퍼(6)의 상측면과 최외부의 원주 모서리(P1) 사이의 거리 (반도체 웨이퍼(6) 두께의 절반)이며, "a'"은 반도체 웨이퍼의 상측면과 접촉점(P2) 사이의 거리이고, "b"는 상부링(3)의 하측면과 웨이퍼 유지링(5)의 하측면 사이의 거리이며, "T"는 반도체 웨이퍼(6)의 두께이다.
제12도에 도시된 실시예에 따라, 반도체 웨이퍼(6)가 접촉점(P1)에서 경사각α를 가진 경사면(5a)에 접촉할때, 반도체 웨이퍼(6)의 외단부는 힘 F'에 의해 위쪽으로 약간 들어 올려진다. 결과적으로, 반도체 웨이퍼(6)의 외단부와 연마포(23) 사이의 접촉력이 약해져서, 반도체 웨이퍼(6)의 외단부가 과다하게 연마되는 것을 방지한다.
제12도의 실시예에서, 웨이퍼 유지링(5) 내부에서 반도체 웨이퍼(6)가, 제1도 내지 제11도의 실시예와 마찬가지로, 상부링(3)에 비해 유성 운동을 수행한다.
제13도는 실리콘 기판과 기판 위에 형성된 실리콘 다이옥사이드를 포함하는 유전체층을 구비한 반도체 웨이퍼를 이용하여, 연마비율(재료제거비율)(Å/min)과 반도체 웨이퍼의 중심으로부터 거리(mm)사이의 관계를 나타낸 실험결과를 도시하는데, 상기 유전체층은 연마공정에 의해 연마되어졌다. 제13도에서 개방원(○)은 경사각α= 0°인 경우의 수치이고, 폐쇄원(●)은 경사각α=3° 인 경우의 수치이며, 가위(×)는 경사각α=5°인 경우의 수치이고, 삼각형(△)은 경사각α=10° 인 경우의 수치이다.
제13도에 도시된 것 같이α=3°∼10°인 경우에, 반도체 웨이퍼(6)의 외단부가 과다하게 연마되어지는 것이 방지된다.
제14도는 실리콘 기판과 기판 위에 형성된 실리콘 나이트라이드층을 포함하는 반도체 웨이퍼를 이용하여, 연마비율(Å/min)과 반도체 웨이퍼 중심으로부터 거리 사이의 관계를 나타낸 실험결과를 도시하는데, 상기 실리콘 나이트라이드층은 연마공정에 의해 연마되어 졌다.
제14도에서, 개방원(○)은 경사각α=0°인 경우의 수치이고, 가위(×)는 경사각α=5°인 경우의 수치이다. 제14도에 도시된 것 같이α=5°인 경우에는 반도체 웨이퍼(6)의 외단부가 과다하게 연마되는 것이 방지된다.
제15도는 실리콘 기판과 기판 위에 형성된 보론 포스포러스 실리게이트 글라스(BPSG)층을 포함하는 반도체 웨이퍼를 이용하여 연마비율(Å/min)과 반도체 웨이퍼의 중심으로 부터 거리(mm) 사이의 관계를 나타내는 실험결과를 도시하는데, 상기 유리층은 연마과정에 의해 연마되어졌다. 제15도에서, 개방원(○)은 경사각α=0°인 경우의 수치이고, 가위(×)는 경사각α=5°인 경우의 수치이다.
제15도에 도시된 것 같이 α=0°인 경우에는 반도체 웨이퍼의 외단부가 과다하게 연마되어졌고,α=5°인 경우에는 반도체 웨이퍼가 과다하게 연마되어지는 것이 방지된다.
본 발명에 따라 연마장치에 의해 연마되어 질 수 있는 가공물은 반도체 웨이퍼에 한정되는 것이 아니라 다양한 다른 가공물일수 있다.
상기 실시예에서, 반도체 웨이퍼가 하나의 상부링을 이용하여 연마되어지지만, 각 반도체 웨이퍼가 연마되어지는 복수의 개구를 구비한 템플리트형 상부링이사용될 수 있다.
상기 실시예에서, 각 부재를 포함하는 웨이퍼 유지링(5)은 상부링(3)에 고정되어지지만, 웨이퍼 유지링은 상부링과 함께 완전하게 형성되어 질 수 있다.
전기한 명세서로부터 명확한 것과 같이, 본 발명에 따라 반도체 웨이퍼 같은 가공물은 상부링의 하측면에 고정되어지지 않기 때문에, 가공물이 상부링과 함께 이동하지 않는다. 웨이퍼 유지링(5) 내부에서 반도체 웨이퍼가 상부링(3)에 비해 유성운동을 수행하기 때문에, 반도체 웨이퍼(6)가 상부링(3)의 하측면에 비해 지속적으로 이동되어진다. 먼지입자가 반도체 웨이퍼(6)와 상부링(3)의 하측면 사이에 삽입되더라도, 먼지 입자에 의해 반도체 웨이퍼(6) 상부에 형성된 볼록면은 원래 위치에 남겨지지 않고 반도체 웨이퍼(6) 상부를 지속적으로 이동하여서, 먼지입자가 반도체 웨이퍼(6)에 미치는 영향이 반도체 웨이퍼(6)의 전체 표면에 걸쳐 균등화되어지고, 반도체 웨이퍼(6) 상에서 불스 아이가 형성되지 않는다. 따라서, 반도체 웨이퍼(6)는 평평하게 경면화 마무리되게 고도로 정밀하게 연마되어질 수 있다.
본 발명의 특정 실시예가 도시되고 상세히 기술되었을지라도, 첨부된 특허청구범위에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화와 변형이 되어질 수 있음을 인지하여야 한다.
제1도는 본 발명의 일실시예에 따른 연마장치의 연마부를 나타낸 종단면도,
제2도는 제1도에서 연마부의 평면도,
제3도는 본 발명의 일실시예에 따른 연마장치를 나타낸 부분 단면도,
제4도는 웨이퍼 유지링과 반도체 웨이퍼 사이의 관계를 나타낸 평면도,
제5(a)도, 제5(b)도 및 제5(c)도는 반도체 웨이퍼가 상부링에 비해 유성운동을 수행하는 방식을 나타낸 개략도,
제6도는 불스 아이 (bull's eye)가 반도체 웨이퍼 상부에 형성되는 방식을 나타낸 개략도,
제7도는 반도체 웨이퍼 상부의 불스 아이의 존재를 나타낸 개략도,
제8도는 제7도의 A-A선을 따른 종단면도,
제9(a)도, 제9(b)도 및 제9(c)도는 반도체 웨이퍼의 유성 운동을 증명하는 실험과정도,
제10(a)도, 제10(b)도 및 제10(c)도는 반도체 웨이퍼가 유성운동을 수행함을 증명하는 실험과정에 적용되는 상부링들(A, B 및 C)을 나타낸 단측면도,
제11도는 연마장치의 변형된 연마부를 나타낸 단측면도,
제12도는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 웨이퍼 유지 링과 반도체 웨이퍼 사이의 관계를 나타낸 단측면도,
제13도는 연마비율과 반도체 웨이퍼 중앙으로부터의 거리 사이관계를 나타낸 그래프,
제14도는 연마비율과 반도체 웨이퍼 중앙으로부터의 거리 사이관계를 나타낸 그래프,
제15도는 연마비율과 반도체 웨이퍼 중앙으로부터의 거리 사이 관계를 나타낸 그래프.

Claims (35)

  1. 테이블;
    가공물의 배면측의 표면과 접촉하는 표면을 구비하며, 연마될 상기 가공물을 지지하고 상기 테이블에 대해 상기 가공물을 가압하도록 상기 테이블 상부에 위치된 상부링;
    상기 테이블을 회전시키는 제 1 작동장치;
    상기 상부링을 회전시키는 제 2 작동장치; 및
    상기 가공물의 외부 직경보다 큰 내부 직경을 구비하며, 상기 가공물이 상기 상부링의 상기 표면으로부터 이탈하는 것을 방지하도록 제공된 유지링을 포함하여 이루어지는 가공물의 표면을 연마하는 연마장치에 있어서,
    상기 가공물은 상기 유지링내에서 상기 상부링에 대해 상대운동을 하며, 상기 유지링은 수지재료로 만들어지는 것을 특징으로 하는 연마장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 상부링은 진공원에 의해 형성된 진공상태하에서 상기 상부링의 상기 표면상에 상기 가공물을 유지하도록 상기 진공원에 연결된 복수의 흡입홀을 구비하는 것을 특징으로 하는 연마장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 테이블상의 연마포로 연마제 슬러리를 공급하도록 연마제 슬러리 노즐이 제공되는 것을 특징으로 하는 연마장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 유지링의 상기 내부 직경과 상기 가공물의 상기 외부 직경 사이의 차이에 의해 형성된 간극은 0.5∼3mm의 범위내인 것을 특징으로 하는 연마장치.
  5. 테이블과; 표면과, 가공물이 상부링의 상기 표면으로부터 이탈하는 것을 방지하도록 제공되고 상기 가공물의 외부 직경보다 큰 내부 직경을 가지는 유지링을 구비하는 상부링 사이에 상기 가공물을 위치시키는 단계;
    상기 테이블 및 상기 상부링을 회전시키는 단계; 및
    상기 테이블에 대해 상기 가공물을 상기 상부링에 의해 가압하는 단계를 포함하여 이루어지는 가공물 표면을 연마하는 방법에 있어서,
    상기 가공물은 상기 유지링내에서 상기 상부링에 대해 상대운동을 하며, 상기 유지링은 수지재료로 만들어지는 것을 특징으로 하는 연마방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 가공물의 외부 직경이 D(mm)이고, 상기 유지링의 내부 직경과 가공물의 외부 직경 사이의 차이가 d(mm)일 때, 상기 상부링의 회전속도 r(r.p.m) 및 연마시간 t(sec)이 (d/D)·r·t≥60 를 만족하도록 선택되는 것을 특징으로 하는 연마방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 테이블에 인접하여 위치된 대기부에 있는 상기 가공물을 진공상태하에서 상기 상부링의 상기 표면으로 끌어당기고, 상기 상부링을 상기 테이블로 이동시켜 상기 가공물을 상기 테이블상에 위치시키는 단계; 및
    상기 가공물이 상기 유지링내에서 자유롭게 이동가능하도록 상기 상부링으로부터 상기 가공물을 해제시키는 단계를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 연마방법.
  8. 제7항에 있어서,
    연마된 후에 진공상태하에서 상기 상부링의 상기 표면으로 상기 가공물을 끌어당기는 단계; 및
    상기 상부링을 이동시켜 상기 가공물을 다음 공정으로 이송하는 단계를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 연마방법.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 가공물은 기판과; 상기 기판 위에 형성된 유전체층을 구비한 반도체 웨이퍼로 이루어지며, 상기 유전체층의 표면이 연마되는 동안 평평해지는 것을 특징으로 하는 연마방법.
  10. 제5항에 있어서,
    상기 가공물은 기판과; 상기 기판 위에 형성된 도전층을 구비한 반도체 웨이퍼로 이루어지며, 상기 도전층의 표면이 연마되는 동안 평평해지는 것을 특징으로 하는 연마방법.
  11. 제5항에 있어서,
    상기 유지링은 상기 가공물의 바깥쪽 단부를 들어 올리도록 아래쪽 방향에서 반경방향 안쪽으로 경사진 내부면을 구비하는 것을 특징으로 하는 연마방법.
  12. 테이블과; 표면과, 가공물이 상부링의 상기 표면으로부터 이탈하는 것을 방지하도록 제공되고 상기 가공물의 외부 직경보다 큰 내부 직경을 가지는 유지링을 구비하는 상부링 사이에 상기 가공물을 위치시키는 단계;
    상기 테이블 및 상기 상부링을 회전시키는 단계; 및
    상기 테이블에 대해 상기 가공물을 상기 상부링에 의해 가압하는 단계를 포함하여 이루어지는 가공물 표면을 연마하는 방법에 있어서,
    상기 상부링은 진공원에 의해 형성된 진공상태하에서 상기 상부링의 상기 표면상에 상기 가공물을 유지하도록 상기 진공원에 연결된 복수의 흡입홀을 구비하는 것을 특징으로 하는 연마방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 가공물의 외부 직경이 D(mm)이고, 상기 유지링의 내부 직경과 가공물의 외부 직경 사이의 차이가 d(mm)일 때, 상기 상부링의 회전속도 r(r.p.m) 및 연마시간 t(sec)이 (d/D)·r·t≥60 를 만족하도록 선택되는 것을 특징으로 하는 연마방법.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 테이블에 인접하여 위치된 대기부에 있는 상기 가공물을 진공상태하에서 상기 상부링의 상기 표면으로 끌어당기고, 상기 상부링을 상기 테이블로 이동시켜 상기 가공물을 상기 테이블상에 위치시키는 단계; 및
    상기 가공물이 상기 유지링내에서 자유롭게 이동가능하도록 상기 상부링으로부터 상기 가공물을 해제시키는 단계를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 연마방법.
  15. 제14항에 있어서,
    연마된 후에 진공상태하에서 상기 상부링의 상기 표면으로 상기 가공물을 끌어당기는 단계; 및
    상기 상부링을 이동시켜 상기 가공물을 다음 공정으로 이송하는 단계를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 연마방법.
  16. 제12항에 있어서,
    상기 가공물은 기판과; 상기 기판 위에 형성된 유전체층을 구비한 반도체 웨이퍼로 이루어지며, 상기 유전체층의 표면이 연마되는 동안 평평해지는 것을 특징으로 하는 연마방법.
  17. 제12항에 있어서,
    상기 가공물은 기판과; 상기 기판 위에 형성된 도전층을 구비한 반도체 웨이퍼로 이루어지며, 상기 도전층의 표면이 연마되는 동안 평평해지는 것을 특징으로 하는 연마방법.
  18. 제12항에 있어서,
    상기 유지링은 상기 가공물의 바깥쪽 단부를 들어 올리도록 아래쪽 방향에서 반경방향 안쪽으로 경사진 내부면을 구비하는 것을 특징으로 하는 연마방법.
  19. 연마포를 구비한 테이블과; 표면과, 가공물이 상부링의 상기 표면으로부터 이탈하는 것을 방지하도록 제공되고 상기 가공물의 외부 직경보다 큰 내부 직경을 가지는 유지링을 구비하는 상부링 사이에 상기 가공물을 위치시키는 단계;
    상기 테이블 및 상기 상부링을 회전시키는 단계; 및
    상기 테이블에 대해 상기 가공물을 상기 상부링에 의해 가압하는 단계를 포함하여 이루어지는 가공물 표면을 연마하는 방법에 있어서,
    상기 가공물은 상기 유지링내에서 상기 상부링에 대해 상대운동을 하며, 상기 상부링의 상기 표면과 상기 가공물 사이의 마찰력은 상기 연마포와 상기 가공물사이의 마찰력보다 작은 것을 특징으로 하는 연마방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 가공물의 외부 직경이 D(mm)이고, 상기 유지링의 내부 직경과 가공물의 외부 직경 사이의 차이가 d(mm)일 때, 상기 상부링의 회전속도 r(r.p.m) 및 연마시간 t(sec)이 (d/D)·r·t≥60 를 만족하도록 선택되는 것을 특징으로 하는 연마방법.
  21. 제19항에 있어서,
    상기 테이블에 인접하여 위치된 대기부에 있는 상기 가공물을 진공상태하에서 상기 상부링의 상기 표면으로 끌어당기고, 상기 상부링을 상기 테이블로 이동시켜 상기 가공물을 상기 테이블상에 위치시키는 단계; 및
    상기 가공물이 상기 유지링내에서 자유롭게 이동가능하도록 상기 상부링으로부터 상기 가공물을 해제시키는 단계를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 연마방법.
  22. 제21항에 있어서,
    연마된 후에 진공상태하에서 상기 상부링의 상기 표면으로 상기 가공물을 끌어당기는 단계; 및
    상기 상부링을 이동시켜 상기 가공물을 다음 공정으로 이송하는 단계를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 연마방법.
  23. 제19항에 있어서,
    상기 가공물은 기판과, 상기 기판 위에 형성된 유전체층을 구비한 반도체 웨이퍼로 이루어지며, 상기 유전체층의 표면이 연마되는 동안 평평해지는 것을 특징으로 하는 연마방법.
  24. 제19항에 있어서,
    상기 가공물은 기판과, 상기 기판 위에 형성된 도전층을 구비한 반도체 웨이퍼로 이루어지며, 상기 도전층의 표면이 연마되는 동안 평평해지는 것을 특징으로 하는 연마방법.
  25. 제19항에 있어서,
    상기 유지링은 상기 가공물의 바깥쪽 단부를 들어 올리도록 아래쪽 방향에서 반경방향 안쪽으로 경사진 내부면을 구비하는 것을 특징으로 하는 연마방법.
  26. 제1항에 있어서,
    상기 수지재료는 폴리비닐 클로라이드 수지, ABS 수지(아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 수지), PE 수지(폴리에틸렌 수지), 또는 PC 수지(폴리카보네이트 수지)로 구성되는 것을 특징으로 하는 연마장치.
  27. 테이블;
    가공물의 배면측의 표면과 접촉하는 표면을 구비하며, 연마될 상기 가공물을 지지하고 상기 테이블에 대해 상기 가공물을 가압하도록 상기 테이블 상부에 위치된 상부링;
    상기 테이블을 회전시키는 제 1 작동장치;
    상기 상부링을 회전시키는 제 2 작동장치; 및
    상기 가공물의 외부 직경보다 큰 내부 직경을 구비하며, 상기 가공물이 상기 상부링의 상기 표면으로부터 이탈하는 것을 방지하도록 제공된 유지링을 포함하여 이루어지는 가공물의 표면을 연마하는 연마장치에 있어서,
    상기 가공물은 상기 유지링내에서 상기 상부링에 대해 상대운동을 하며, 상기 상부링은 진공원에 의해 형성된 진공상태하에서 상기 상부링의 상기 표면상에 상기 가공물을 유지하도록 상기 진공원에 연결된 복수의 흡입홀을 구비하는 것을 특징으로 하는 연마장치.
  28. 제27항에 있어서,
    상기 유지링은 수지재료로 만들어지는 것을 특징으로 하는 연마장치.
  29. 제27항에 있어서,
    상기 테이블상의 연마포로 연마제 슬러리를 공급하도록 연마제 슬러리 노즐이 제공되는 것을 특징으로 하는 연마장치.
  30. 제27항에 있어서,
    상기 유지링의 상기 내부 직경과 상기 가공물의 상기 외부 직경 사이의 차이에 의해 형성된 간극은 0.5∼3mm의 범위내인 것을 특징으로 하는 연마장치.
  31. 연마포를 구비한 테이블;
    가공물의 배면측의 표면과 접촉하는 표면을 구비하며, 연마될 상기 가공물을 지지하고 상기 테이블에 대해 상기 가공물을 가압하도록 상기 테이블 상부에 위치된 상부링;
    상기 테이블을 회전시키는 제 1 작동장치;
    상기 상부링을 회전시키는 제 2 작동장치; 및
    상기 가공물의 외부 직경보다 큰 내부 직경을 구비하며, 상기 가공물이 상기 상부링의 상기 표면으로부터 이탈하는 것을 방지하도록 제공된 유지링을 포함하여 이루어지는 가공물의 표면을 연마하는 연마장치에 있어서,
    상기 가공물은 상기 유지링내에서 상기 상부링에 대해 상대운동을 하며, 상기 상부링의 상기 표면과 상기 가공물 사이의 마찰력은 상기 연마포와 상기 가공물사이의 마찰력보다 작은 것을 특징으로 하는 연마장치.
  32. 제31항에 있어서,
    상기 유지링은 수지재료로 만들어지는 것을 특징으로 하는 연마장치.
  33. 제31항에 있어서,
    상기 상부링은 진공원에 의해 형성된 진공상태하에서 상기 상부링의 상기 표면상에 상기 가공물을 유지하도록 상기 진공원에 연결된 복수의 흡입홀을 구비하는 것을 특징으로 하는 연마장치.
  34. 제31항에 있어서,
    상기 테이블상의 연마포로 연마제 슬러리를 공급하도록 연마제 슬러리 노즐이 제공되는 것을 특징으로 하는 연마장치.
  35. 제31항에 있어서,
    상기 유지링의 상기 내부 직경과 상기 가공물의 상기 외부 직경 사이의 차이에 의해 형성된 간극은 0.5∼3mm의 범위내인 것을 특징으로 하는 연마장치.
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