KR100580293B1 - 경질 입자를 이용한 평탄화 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 슬러리, 패드 및 디스크와 같은 소모품을 사용하지 않고, 소모품 교환을 위한 유지 보수 시간을 줄일 수 있는 평탄화 방법에 관한 것이다.

본 발명의 경질 입자를 이용한 평탄화 방법은 진공 척에 소자가 형성된 기판을 로딩시키는 단계; 상기 기판 및 진공 척을 밀폐된 챔버로 장입하는 단계; 상기 기판상에 경질 입자를 분사하는 단계; 및 상기 기판이 흡착된 진공 척을 고속으로 회전시켜 평탄화하는 단계를 포함하여 이루어짐에 기술적 특징이 있다.

따라서, 본 발명의 경질 입자를 이용한 평탄화 방법은 슬러리, 패드 및 디스크와 같은 소모품을 사용하지 않음으로써, 친환경적이고, 생산 원가를 낮출수 있을 뿐만 아니라 유지 보수 시간을 단축시킬 수 있는 효과가 있다.

평탄화, 경질 입자

Description

경질 입자를 이용한 평탄화 방법{Method for planarization using hard particle}

도 1은 종래 기술에 의한 평탄화 방법의 개념도.

도 2a는 본 발명에 의한 평탄화 방법의 단면도.

도 2b는 본 발명에 의한 평탄화 방법의 개념도.

본 발명은 경질 입자를 이용한 평탄화 방법에 관한 것으로, 보다 자세하게는 경질 입자(Hard Particle)를 진공 척에 흡착되어 있는 기판상에 분사한 후, 상기 기판 및 진공 척을 고속으로 회전시켜 기판을 평탄화하는 평탄화 방법에 관한 것이다.

서브-쿼터(sub-quarter) 마이크론 다중-레벨 금속화는 차세대 ULSI(Ultra-Large Scale Integration, 이하 ULSI)의 핵심기술 중 하나이다. 이런 기술의 핵심에 있는 다중레벨 상호연결은 접점, 바이어스, 라인 및 다른 피쳐들을 포함하는 고 에스팩트 비율 장치에서 형성되는 상호연결 피쳐들의 평탄화를 필요로 한다. 신뢰할 수 있는 형태의 이러한 상호연결 피쳐들은 ULSI의 성공에 매우 중요하고, 각각의 기판과 다이(die)상의 회로 밀도 및 품질을 향상시키기 위한 지속적인 노력에도 매우 중요하다.

집적회로 및 다른 전자장치의 제조에 있어서, 도체, 반도체 및 유전체 물질의 다중층들은 기판 표면상에 증착되거나 기판 표면으로부터 제거된다. 많은 증착 기술을 통해 도체, 반도체 및 유전체 물질의 박막층이 증착될 수 있다. 현대적인 프로세싱에서 통상의 증착기술은 스퍼터링으로 알려진 물리적 기상증착(PVD), 화학적 기상증착(CVD), 플라즈마 강화 화학적 기상증착(PECVD) 및 현재의 전기화학적 도금(ECP)을 포함한다.

물질층들이 순차적으로 증착되고 제거됨에 따라, 기판의 최상부 표면은 그 표면 전체에 대해 비평면이 될 수 있고 평탄화를 필요로 한다. 표면을 평탄하게 하는 것 또는 기판을 '연마(polishing)'하는 것은 일반적으로 평탄한 평면을 형성하기 위해 물질이 기판의 표면에서 제거되는 공정이다. 평탄화는 거친 표면, 응결 물질, 결정 래티스 손상, 스크래치 및 오염된 층 또는 물질과 같은 바람직하지 않은 표면 토포그래피와 표면 결함을 제거하는 데 사용된다. 또한, 평탄화는 기판에 여러 물질들을 증착하고, 순차적 레벨의 금속 배선 및 프로세싱을 위해 평평한 표면을 제공하는 데 사용된다. 즉, 과도한 증착 물질을 제거함으로써 기판상의 소자들을 형성하는 데 유용하다.

화학 기계적 평탄화, 또는 화학 기계적 연마(Chemical Mechanical Planarization, 이하 CMP)는 기판 평탄화에 사용되는 통상의 기술이다. 도 1에서 보는 바와 같이 CMP는 기판(11)으로부터 물질의 선택적 제거를 위해 화학적 화합물(12), 통상 슬러리(slurry) 또는 다른 유체 매개물을 사용한다. 종래의 CMP 기술에서, 기판 캐리어 또는 연마 헤드는 케리어 조립체상에 결합되고 CMP 장치의 연마 패드(13)와 접촉하는 곳에 위치한다. 상기 캐리어 조립체는 기판에 제어할 수 있는 압력을 제공하여 연마 패드에 대해 기판을 가압한다. 상기 패드는 외부의 구동력을 통해 기판에 대해 이동된다. CMP 장치는 상기 기판 표면과 연마 패드 사이에서 연마 또는 마찰 운동(웨이퍼 회전 및 연마 패드 회전)(14)을 일으키고 연마 화합물 또는 슬러리를 분산 장치(15)로 분산함으로써, 화학적 또는 기계적으로 활성 작용하여 결과적으로 기판의 표면에서 물질을 제거한다.

그러나, 상기와 같은 종래의 평탄화 기술은 슬러리, 연마 패드 및 디스크 등과 같은 소모성 재료를 사용함으로써 생산원가의 증가의 원인이 될 뿐만 아니라 소모품 교체로 인한 유지 보수의 시간이 증가하여 제조 시간의 증가를 발생시키는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 경질 파티클을 기판상에 분산하고 고속으로 회전시켜 기판을 평탄화하여 슬러리, 패드 및 디스크와 같은 소모품을 사용하지 않음으로써, 친환경적이고, 생산 원가를 낮출 수 있을 뿐만 아니라 유지 보수 시간을 단축시킬 수 있도록 하는 평탄화 기술을 제공함에 본 발명의 목적이 있다.

본 발명의 상기 목적은 진공 척에 소자가 형성된 기판을 로딩시키는 단계; 상기 기판 및 진공 척을 밀폐된 챔버로 장입하는 단계; 상기 기판상에 경질 입자를 분사하는 단계; 및 상기 기판이 흡착된 진공 척을 고속으로 회전시켜 평탄화하는 단계를 포함하여 이루어진 경질 입자를 이용한 평탄화 방법에 의해 달성된다.

본 발명의 상기 목적과 기술적 구성 및 그에 따른 작용효과에 관한 자세한 사항은 본 발명의 바람직한 실시예를 도시하고 있는 도면을 참조한 이하 상세한 설명에 의해 보다 명확하게 이해될 것이다.

도 2a 내지 도 2b는 본 발명에 의한 평탄화 방법의 단면도 및 개념도이다.

먼저, 도 2a는 본 발명에 의한 평탄화 방법의 단면도이다. 도에서 보는 바와 같이 진공 척(21)에 기판(22)을 진공 홀딩한 상태로 밀폐된 챔버(23)에 삽입하고 상기 기판상에 경질 입자를 분사한 후, 진공 척에 고정된 기판을 고속으로 회전(24)시킴으로써 평탄화한다. 또한 고속회전시 분사된 경질 입자가 한쪽으로 쏠리는 것을 방지하기 위해 챔버 상단에서 고압의 공기를 분사한다.

다음, 도 2b는 도 2a의 A영역을 확대한 것으로서 본 발명에 의한 평탄화 방법의 개념도이다. 도에서 보는 바와 같이 하부 금속(31)의 형상(Topology)로 인한 상부의 산화막(32), 예컨대, TEOS(Tetra-ethoxysilane, 이하 TEOS)의 형상이 형성된 상태에서 기판을 진공 척으로 진공 홀딩한 상태로 밀폐된 챔버에 삽입하고 웨이 퍼 상부로 경질 입자(33)(예컨대, 실리콘 산화물, 금속 입자 또는 산화물 입자 등)을 분사한 후, 진공 척을 고속으로 회전시키면 경질 입자와 TEOS의 상부 부분(34)의 충돌(Impact)로 인해 튀어나와 있는 상부 부분이 점차 제거되면서 결국에는 완전히 없어지게 되어 평탄화를 이룰 수 있다.

상세히 설명된 본 발명에 의하여 본 발명의 특징부를 포함하는 변화들 및 변형들이 당해 기술 분야에서 숙련된 보통의 사람들에게 명백히 쉬워질 것임이 자명하다. 본 발명의 그러한 변형들의 범위는 본 발명의 특징부를 포함하는 당해 기술 분야에 숙련된 통상의 지식을 가진 자들의 범위 내에 있으며, 그러한 변형들은 본 발명의 청구항의 범위 내에 있는 것으로 간주된다.

따라서, 본 발명의 경질 입자를 이용한 평탄화 방법은 경질 입자를 기판상에 분사하고 기판을 고속으로 회전시킴으로써 슬러리, 패드 및 디스크와 같은 소모품을 사용하지 않음으로써, 친환경적이고, 생산 원가를 낮출 수 있을 뿐만 아니라 유지 보수 시간을 단축시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 경질 입자를 이용한 평탄화 방법에 있어서,

   진공 척에 소자가 형성된 기판을 로딩시키는 단계;

   상기 기판 및 진공 척을 밀폐된 챔버로 장입하는 단계;

   상기 기판상에 경질 입자를 분사하는 단계; 및

   상기 기판이 흡착된 진공 척을 고속으로 회전시켜 평탄화하는 단계를 포함하며,

   상기 평탄화하는 단계는 상기 경질 입자가 한쪽으로 쏠리는 것을 방지하기 위하여 상기 챔버 상단에서 고압의 공기를 분사하며 수행하는 것을 포함하는 경질 입자를 이용한 평탄화 방법.
2. 삭제

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