KR100365760B1 - 반도체소자의화학적기계적연마방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 반도체 소자의 화학적 기계적 연마 방법에 있어서, 다공성 표면을 갖는 패드상의 일부 홈에 패드전면에 걸쳐 균일하게 알루미나 가루를 고착시키는 제1 단계; 및 상기 패드를 사용하여 상기 알루미나 가루를 포함하지 않는 연마용액으로 반도체 소자를 연마하는 제2 단계를 포함하여 이루어진다.
Description
본 발명은 반도체 기술에 관한 것으로, 특히 반도체 소자의 평탄화를 위한 화학적 기계적 연마(Chemical Mechanical Polishing, 이하, CMP라 칭함)방법에 관한 것이다.
일반적으로, 금속배선 형성 공정 시 금속배선 전도막인 텅스텐막을 전면 증착한 후 실시하는 평탄화 공정에서 CMP법을 사용하여 왔다.
이와 같은, 종래기술에 따른 CMP법은 패드(Pad)위에 연마용 용액(Slurry)을 분무하여 텅스텐 박막을 연마하여 왔다.
즉, 텅스텐 연마를 위한 알루미나(Alumina) 분말이 연마용 용액에 섞여 있는 상태로 회전중인 패드 상에 뿌려지며 CMP 공정을 진행하였다.
그러나, 상기 종래의 CMP 방법은 연마용 용액 내에 함유되어 있는 알루미나가루(Alumina Powder)들의 분포가 패드 위에서 균일하지 않고, 시간이 지남에 따라 그 분포가 변화함에 따라 안정된 텅스텐의 CMP공정을 얻을 수 없다는 문제점이 발생하고 있다.
따라서, 상기 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은 알루미나 분말을 패드에 플랜팅(planting)하여, 패드 상에서 항상 균일한 분포를 유지하도록 함으로써 안정된 CMP공정을 얻을 수 있는 반도체 소자의 화학적 기계적 연마 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 반도체 소자의 화학적 기계적 연마 방법에 있어서, 다공성 표면을 갖는 패드상의 일부 홈에 패드전면에 걸처 균일하게 알루미나 가루를 고착시키는 제1 단계, 및 상기 패드를 사용하여 상기 알루미나 가루를 포함하지 않는 연마용액으로 반도체 소자를 연마하는 제2 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면 제 1 도 및 제 2 도를 참조하여 본 발명에 따른 일실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 먼저, 제 1 도에 도시된 바와 같이 다공성을 가진 패드(1) 표면에 알루미나(2) 가루를 상기 패드(1) 상에 고정되도록 플랜팅하여 표면에 형성된 세공(pore)중 일부만 비어있고(도면부호 3), 나머지는 알루미나(2) 가루가 박혀 있도록 한다.
이렇게 형성된 상기 패드(1)를 CMP 장치에 장착하고, 기존의 연마용 용액대신, 알루미나 가루가 포함되어 있지 않은 산화제(oxidizer) 연마용액을 이용하여 CMP 공정을 진행한다.
상기 패드에 박혀있는 알루미나의 연마작용과 연마용 용액에 포함되어 있는 산화제에 의해 연마가 함께 이루어지는데, 제 2 도에서와 같이, 비어있는 세공과 알루미나 가루의 높이로 인해 생겨난 돔에 의해 웨이퍼 상에 형성된 표면의 전면에 연마용 용액이 골고루 퍼져, 균일한 연마공정을 얻을 수 있게 된다. 도면 제 2 도에서 미 설명된 도면부호 4는 웨이퍼, 5는 금속층, 6은 산화막, 7은 텅스텐 막, 8은 연마용 용액을 각각 나타낸다.
물론, 본 발명은 상기 텅스텐막 이외의 기계적 연마를 필요로 하는 산화막 또는 실리콘막에도 적용이 가능하다.
상기와 같이 이루어지는 본 발명은 종래의 CMP공정에 있어서 발생되는 연마의 불균일성, 나쁜 재현성을 극복하여 균일한 알루미나 가루의 분포와 원활한 연마용 용액의 공급으로 항상 일정한 연마 속도를 얻을 수 있다. 따라서, 웨이퍼 내에서의 연마 균일성 뿐 아니라 공정의 재현성을 얻을 수 있어 CMP 공정의 조기 생산적용을 가능케하며, 다층 금속배선층을 요구하는 차세대 반도체 개발 시기를 앞당길 수 있는 효과가 있다.
제 1 도는 본 발명의 일실시예에 따른 고착된 알루미나 가루를 가지는 패드 단면도,
제 2 도는 제 1 도의 패드를 사용하여 기계적 연마를 실시하는 경우의 일 예시도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
1 : 패드 2 : 알루미나
3 : 세공(Pore) 4 : 웨이퍼
5 : 금속층 6 : 산화막
7 : 텅스텐 막 8 : 연마용 용액
Claims (2)
- 반도체 소자의 화학적 기계적 연마 방법에 있어서,다공성 표면을 갖는 패드상의 일부 홈에 패드전면에 걸쳐 균일하게 알루미나 가루를 고착시키는 제1 단계; 및상기 패드를 사용하여 상기 알루미나 가루를 포함하지 않는 연마용액으로 피연마막을 연마하는 제2 단계를 포함하여 이루어지는 반도체 소자의 화학적 기계적 연마 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 연마용액은 산화제 및 용매로 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 화학적 기계적 연마 방법.
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