KR100690098B1 - 반도체 웨이퍼의 연마방법 및 반도체 웨이퍼의 연마장치 - Google Patents

Abstract

연마포에 연마액을 공급함과 동시에 워크를 연마포에 대해 압압하면서 상기 연마포와의 사이에서 상대운동시켜 복수의 워크를 연마하는 방법에 있어서, 압압을 0으로 하여 연마를 종료한 워크를 45초 이내에 연마포로부터 이탈시키는 것을 특징으로 하는 워크의 연마방법. 복수의 워크를 동시에 연마하는 경우에는, 바람직하게는, 압압을 0으로 하여 연마를 종료한 워크만을 연마포로부터 이탈시키는 한편, 다른 워크의 연마를 계속하고, 순차 압압이 0으로 되어 연마포로부터 이탈시킨다. 연마액에 의한 워크 표면의 침식을 방지함과 동시에, 세정공정에서 사용하는 세정액을 적게 할 수 있고, 또 단시간에 효율적으로 파티클을 제거할 수 있도록 연마종료후 표면에 피트가 거의 형성되지 않고, 또한 파티클부착 량이 적으며 그 편차도 거의 없는 워크로 한다.

Description

반도체 웨이퍼의 연마방법 및 반도체 웨이퍼의 연마장치{SEMICONDUCTOR WAFER POLISHING METHOD AND SEMICONDUCTOR WAFER POLISHING DEVICE}

본 발명은 워크(work)의 연마방법 및 워크 연마장치에 관한 것이며, 구체적으로는 반도체 웨이퍼의 표면 등 워크의 평면부분을 연마포로 연마할 때의 연마방법, 보다 상세하게는 연마종료후 워크를 연마포로부터 이탈시키는 방법, 그리고 그것을 행하기 위한 연마장치에 관한 것이다.

종래, 예를 들면 반도체 웨이퍼 등의 워크표면을 연마하는 장치로서, 복수본의 회전자재한 회전홀더에 각각 설치된 금속제 또는 세라믹스제 또는 글라스제 등의 워크 유지반(保持盤)과, 회전자재한 정반에 설치된 연마포를 구비한 장치가 알려져 있다.

이와 같은 연마장치를 이용하여 워크표면을 연마하는 방법으로는, 각각의 워크 유지반의 워크 유지면에 워크의 연마하는 측과는 반대가 되는 면을 부착하여 워크를 유지하고, 연마포상에 연마액을 공급하면서 워크의 연마하는 측 면을 연마포로 압압하면서 연마포와의 사이에서 상대운동시켜 복수의 워크를 동시에 연마하는 것이 일반적이다.

또한, 워크의 유지방법은 여러 가지가 있지만, 통상 1내지 복수매의 웨이퍼를 워크유지반에 왁스를 넣어 부착하거나 또는 워크 유지반에 진공흡착하는 방법을 들 수 있다.

예를 들면, 4개의 워크 유지반을 구비한 4축 연마장치를 이용해 연마를 행하는 방법을 보다 상세히 설명하면, 각각의 워크 유지반에 소정 매수의 워크를 유지하고, 정반과 전체 유지반을 함께 회전시키면서 연마포상에 연마액을 공급함과 동시에 4개의 워크를 동시에 연마포에 대해 압압하여 연마를 행한다. 이 때, 워크의 피연마면을 연마포에 소정의 힘을 가해 적용하기 위해 워크 유지반 등의 자중에 의한 압력에 더하여, 적조압력부가수단에 의해 강제적인 압력(이 강제적으로 부가하는 압력을 압압이라고 칭함)이 워크유지반을 통해 워크의 피연마면과 연마포 사이에 부가된다. 워크표면을 소망량 연마한 후, 연마포에 대한 압압을 4개의 워크 모두 거의 0으로 하여 연마를 실질적으로 종료시키고, 이어서 유지반을 인상하여 워크를 연마포로부터 이탈시키고, 나아가 유지반으로부터 워크를 떼어낸다.

예를 들면, 워크가 반도체 웨이퍼인 경우, 이상과 같이 연마되어 연마포로부터 이탈된 웨이퍼는, 통상 이어서 세정공정으로 이동되지만, 연마공정 종료후 세정공정으로 이동될 때까지의 사이, 순수 또는 순수에 오존, 과산화수소, 또는 계면활성제 등을 가한 액중에 보관되는 일이 많다. 이것은 연마종료후 웨이퍼 표면에 부착하고 있는 연마액을 제거하기 위해 행하는 이외에, 연마한 상태의 웨이퍼를 대기중에 방치한 것에서는, 연마공정에서 웨이퍼 표면에 부착한 파티클이 건조하여 고착하고 다음 공정인 세정에서 제거하는 것이 곤란하게 되기 때문에, 이와 같이 순수 등에 일시보관한다.

또한, 이와 같이 표면에 부착한 연마액이나 파티클의 제거는 반도체웨이퍼에 한정하지 않고, 어떠한 워크를 연마한 후에도 필요하다.

이상과 같이, 워크 유지반에 유지된 워크는, 동시에 연마포에 대해 압압되어 연마되고 소망량의 연마를 행한 후, 동시에 압압을 거의 0으로 하여 연마를 종료한다. 이 시점에서는 워크는 연마포와 접하고, 연마포상에 방치된 상태로 된다. 이어서, 유지반을 보다 인상하는 것으로 연마포로부터 워크를 이탈시키지만, 이와 같은 연마포로부터 워크의 이탈은 동시에 행해지지 않고, 하나씩 연마포로부터 이탈되고 있다.

따라서 연마종료시점으로부터 워크가 연마포로부터 이탈할 때까지의 시간(이하, 방치시간이라 함)은 워크에 따라 다르고, 각각의 워크 표면을 파티클 카운터로 평가한 결과 카운터수에 큰 차이가 있고, 연마종료후 연마포상에 방치된 시간이 길수록 카운터수도 많아지는 경향이 있는 것을 알았다.

광학적으로 측정하는 파티클카운터에 의해 파티클로서 표현되는 결함은, 일반적으로 LPD(Light Point Defect의 약어)로 말해지고, 그 중에는 워크 표면에 부착한 파티클 외에, 워크표면의 결함이 연마액에 의한 화학작용으로 침식되어 형성된 움푹 패인 부분(이하, 피트라 부름)이나 그 외 광산란의 원인으로 되는 형상부정이 포함된다. 따라서, 측정된 값은, 이들의 총화를 나타내는 것이다.

통상, 실리콘 등의 반도체 웨이퍼의 연마는, 연마면에 데미지가 잔류하는 것을 방지하기 위해 연마입자에 의한 기계적 연마작용과, 알칼리나 아민 등의 워크에 대한 에칭작용이 있는 물질에 의한 화학적 연마작용을 조합한 화학적 기계적 연마(CMP: Chemical Mechanical Polishing)가 행해진다. 따라서, 연마액에 의한 화학작용이라는 것은, 에칭작용이 있는 물질에 의한 불균일한 에칭이라 할 수 있다.

따라서, 상기한 바와 같은 웨이퍼의 방치시간이 길수록 파티클 카운터의 카운트수가 많아지는 이유는, 워크 피연마면에 잔류부착하는 연마액중에 함유되는 미소한 연마입자 등의 미립자가 증가하거나, 또는 워크 피연마면의 연마액에 의한 화학적 작용에 의한 국소적인 침식이 시간과 함께 진행하여 미소한 패임(피트)이 증가하거나, 또는 그 양방에 의한 것이라고 생각된다.

이 중 연마된 워크의 표면에 부착하는 미세입자는 세정에 의해 제거하는 것은 가능하지만, 복수매의 워크를 일괄하여 세정하고, 이들 모두의 워크로부터 파티클을 제거하는데는, 가장 부착량이 많은 워크에 맞추어 세정을 행할 필요가 있어, 결국 장시간에 달하는 세정을 행하지 않으면 안된다.

이와 같이 장시간의 세정을 행하는 것은, 다량의 세정액을 소비하기 때문에 코스트가 드는 문제 외에, 파티클부착량이 적은 워크에 대해서도 필요 이상으로 세정을 행하는 것으로 되어 효율이 나쁜 불이익도 있다.

또한, 너무 많은 파티클이 부착한 것에 대해서는, 통상의 세정에서는 제거가 곤란하게 되어 결국 제품의 파티클에 의한 오염이라는 문제를 유발할 가능성이 있다.

연마종료로부터 연마포에서 이탈할 때까지의 방치시간에 따라 LPD치에 차이가 나는 이유는 확실하지 않지만, 장치의 다축화는 한번에 가공(연마)할 수 있는 매수가 많아지는 반면 가공종료로부터 전체 워크를 보관조에 회수할 때까지의 시간 을 요하도록 된다. 가공종료직후는 웨이퍼 표면이 매우 활성한 상태이고, 금속이온이나 물질에 의한 오염을 받기 쉽기 때문에, 웨이퍼 회수까지의 시간이 길어짐에 따라, 웨이퍼의 파티클 레벨이 악화하는 것으로 생각된다.

그중에서도 특히 문제인 것은 연마액의 침식에 의한 피트의 증가이고, 이것은 워크의 표면에 일단 형성되면 세정에 따라서는 제거하는 것이 가능하지 않기 때문에, 워크의 품질저하는 피할 수 없다.

본 발명은, 이상과 같은 문제를 해결하기 위해 행해진 것으로, 연마액에 의한 워크표면의 피트형성을 방지함과 동시에, 세정공정에서 사용하는 세정액을 적게 할 수 있고, 또 단시간에 효율적으로 파티클을 제거할 수 있고 표면에 검출되는 LPD의 값이 낮고, 또한 워크간 편차도 거의 없는 워크의 연마방법, 및 워크 연마장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

전기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 의하면, 연마포에 연마액을 공급함과 동시에 워크를 연마포에 대해 압압하면서 상기 연마포와의 사이에서 상대운동시켜 워크를 연마하는 방법에 있어서, 압압을 0으로 하여 연마를 종료한 워크를 45초 이내에 연마포로부터 이탈시키는 것을 특징으로 하는 워크의 연마방법이 제공된다.

전기한 바와 같이 워크 표면의 결함은, 연마액으로 침식되어 피트를 형성할 수 있기 때문에, 연마종료후 가능한 빨리 연마포로부터 이탈시키는 것이 바람직하다.

이에 본 발명자들은, 연마종료후, 워크를 연마포로부터 이탈시킬 때 까지의 시간과 워크표면의 파티클 카운터에 의한 카운트수와의 관계를 조사한 결과, 전기한 바와 같이 압압을 0으로 하여 연마를 종료한 워크를 45초 이내에 연마포로부터 이탈시키는 것에 의해 파티클 카운터에 의한 카운트수가 적게 억제되고, 품질적으로 문제가 없는 것을 발견하였다. 즉, 상기와 같이 45초 이내에 연마포로부터 이탈시키는 것으로 연마포상의 연마액에 의한 워크 표면의 침식이 억제되어 피트가 원인인 LPD를 억제하는 것이 가능하다.

또한, 이와 같이 연마를 종료한 워크를 45초 이내의 단시간에 연마포로부터 이탈시키는 것으로, 워크표면의 파티클의 부착량도 적게 된다. 그 때문에, 세정공정에서 사용하는 세정액을 적게 할 수 있고, 단시간에 효율적으로 또 확실히 파티클을 제거하는 것이 가능하다.

또한, 본 발명에 있어서 압압을 0으로 하는 것은, 워크유지반에 유지된 워크를 연마포에 강제적으로 적용하는 것의 해제를 의미하고, 워크의 자중 또는 워크가 부착된 세라믹플레이트 등에 의한 하중은 본 발명에서 말하는 압압에는 포함되지 않는다.

또한, 본 발명에서는 연마포에 연마액을 공급함과 동시에 복수의 워크를 연마포에 대해 압압하면서 상기 연마포와의 사이에서 상대운동시켜 복수의 워크를 동시에 연마하는 방법에 있어서, 압압을 0으로 하여 연마를 종료한 워크만을 45초 이내에 연마포로부터 이탈시키는 한편, 다른 워크의 연마를 계속하도록 하는 것이 가능하다.

이와 같이, 압압을 0으로 하여 연마를 종료한 워크만을 연마포로부터 이탈시키고 다른 워크는 연마를 계속하면, 상기 연마가 종료된 워크는 45초 이내에 연마포로부터 이탈되어 그 표면의 연마액에 의한 침식이 억제되고, 또한 파티클의 부착량이 적은 한편 다른 워크는 계속 연마되고 있기 때문에, 이들 워크는, 종래와 같이 연마포상에 방치된 상태로는 되지 않는다.

경우에 따라서는 연마액의 공급을 정지한 후 물만을 공급하여 연마를 계속하는, 이른바 수연마를 행하는 것이 있지만, 이 경우에도 연마액의 잔류에 의한 표면 피트의 증가가 발생하기 때문에, 워크에 대한 압압을 정지한 다음 45초 이내에 워크를 이탈시키는 것이 바람직하다.

또한, 워크가 반도체 웨이퍼인 경우에는, 연마를 복수단으로 나누어 행하는 일이 많지만, 본 발명의 연마방법은 그 각 단계의 연마에 대해 유효하다. 그러나, 복수단 연마인 경우에는, 연마량을 후단으로 갈수록 적게 하기 때문에, 후단일수록 연마액에 의한 영향을 억제할 필요가 있다. 따라서, 본 발명은, 연마량이 가장 적은 최종단계의 연마, 이른바 마무리연마에 대해 특히 유효하다.

더욱이 이 경우, 전기 복수의 워크가 순차압압이 0으로 되어 연마포로부터 이탈되는 것이 바람직하다.

즉, 다른 워크의 연마는 계속하면서, 압압을 0으로 하여 연마를 종료한 워크만을 연마종료후 45초 이내에 연마포로부터 이탈시키고, 이어서 계속 연마되고 있는 워크 중 어느것을 개별적으로 또는 동시에 연마를 종료시키고, 역시 다른 워크의 연마는 계속하면서 연마를 종료한 워크만을 연마종료후 45초 이내에 연마포로부 터 이탈시킨다. 여기서, 복수의 워크가 순차압압이 0으로 되어 연마포로부터 이탈된다고 하는 것은, 연마포에 대한 워크의 압압이 제어되는 단위로 복수매의 그룹마다 이탈되어도 좋다.

나머지 연마되고 있는 워크에 대해서도, 상기 순번으로 순차 연마포로부터 이탈시켜서 모든 웨이퍼가 연마종료후 45초 이내에 연마포로부터 이탈시키는 것에 의해, 워크표면의 연마액에 의한 침식이 억제되고, 또한 파티클 부착량이 적어 결과로서 LPD의 값이 매우 적고, 또한, 워크마다 편차가 적은 워크로 하는 것이 가능하다.

더욱이 본 발명에 의하면, 적어도 워크를 유지하는 1내지 복수의 워크유지반과 연마포가 고착된 회전정반을 구비하고, 연마포에 연마액을 공급함과 동시에 워크 유지반에 유지한 워크를 연마포에 대해 압압하면서 연마포와의 사이에서 상대운동시켜 복수의 워크의 연마를 동시에 행하는 워크 연마장치에 있어서, 상기 워크 유지반이 각각 독립하여 압압을 0으로 하여 연마를 종료시킴과 동시에, 연마가 종료한 워크를 45초 이내에 연마포로부터 이탈시키는 기능을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 워크 연마장치가 제공된다.

이와 같이 단일 워크유지반인 경우는 물론이고 복수의 워크유지반이 각각 독립하여 압압을 0으로 하여 연마를 종료시킴과 동시에, 연마가 종료한 워크를 45초 이내에 연마포로부터 이탈시키는 기능을 구비하고 있는 워크 연마장치를 이용해 워크를 연마하면, 워크유지반에 유지된 각각의 워크를 연마를 종료시켜 순차 45초 이내에 연마포로부터 이탈시키는 것이 가능하기 때문에, 연마공정후 연마액에 의한 침식이 억제되고 또한 파티클의 부착량도 적어 그 결과 LPD값이 매우 적고 또한 워크마다 편차가 없는 표면품질이 우수한 워크를 얻는 것이 가능하다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에서는 연마포에 연마액을 공급함과 동시에 워크를 연마포에 대해 압압하면서 상기 연마포와의 사이에서 상대운동시켜 워크를 연마하는 방법에 있어서, 압압을 0으로 하여 연마를 종료한 워크를 연마종료후 45초 이내에 이탈시키는 것을 특징으로 하는 것이고, 이와 같이 연마종료후 단시간에 연마포로부터 이탈시킨 워크는, 연마액에 의해 침식되어 형성되는 피트가 거의 없고 표면품질이 우수한 워크로 된다. 또한, 파티클의 부착량이 적고 편차도 적다. 따라서, 그 후 세정공정에서 사용하는 세정액을 적게 할 수 있고, 또한 단시간에 효율적으로 또한 확실히 파티클을 제거하는 것이 가능하다. 따라서, 표면품질이 우수한 워크를 확실히 얻는 것이 가능하다.

도 1은, 본 발명에 관련된 워크 연마장치의 일례를 나타내는 개략도이다.

도 2는, 실시예 1 및 비교예 1에 있어서, 연마종료후 세정된 반도체 웨이퍼 표면상의 파티클 수를 나타낸 그래프이다.

도 3은, 실시예 2 및 비교예 2에 있어서, 연마종료후 세정된 반도체 웨이퍼 표면상의 파티클수를 나타낸 그래프이다.

이하, 본 발명의 실시형태를 도면을 참조하면서 설명하지만, 본 발명은 이들에 한정되는 것은 아니다.

여기서, 도 1은 본 발명에 관련되는 워크 연마장치의 일례를 나타낸 개략도이다. 도시되는 연마장치(1)은, 4본의 회전자재한 회전홀더(2)에 각각 설치된 워크 유지반(3)과 한개의 회전정반(4)를 구비하고, 상기 정반(4) 상에는 연마포(5)가 고착되어 있다. 워크 유지반(3)에는 워크 유지면에 수직인 복수의 관통공(도시하지 않음)이 설치되어 있고, 이들 관통공은 회전홀더(2) 내의 진공라인(도시하지 않음)에 연결되어 있다.

연마되는 반도체 웨이퍼 등의 워크(6)은, 관통공 및 진공라인을 통해 워크 유지면에 진공흡착되어 유지반(3)에 유지된다. 도에서는 1개의 워크 유지반에는 1매의 워크가 유지되는 경우가 예시되고 있다.

또한, 연마장치(1)에는, 예를 들면 선단에 진공흡착기구를 구비한 연마포(5)로부터 워크(6)의 이탈을 행하기 위한 로보트 암(7)이 설치되어 있다.

그리고, 본 발명의 연마장치는, 도 1과 같이 워크 유지반(3)이 독립하여 압압을 0으로 하여 연마를 종료하고, 45초 이내에 연마포(5)로부터 이탈시키는 것이 가능하도록 되어 있다. 즉, 로보트 암(7)의 동작속도를 조절하는 것에 의해, 워크로의 압압을 0으로 한 다음 45초 이내에 워크를 이탈시키는 것이 가능하다. 도에서는 우측의 축(회전홀더(2))만 연마를 종료하고, 워크(6)을 연마포(5)로부터 이탈시키고, 다른 3개의 축에는 연마가 계속되고 있다.

이와 같은 연마장치(1)을 이용해 워크(6)을 연마하는 방법은, 연마종료까지는 전술한 종래 연마장치의 경우와 기본적으로 같다.

즉, 연마액을 공급하면서 워크 유지반(3)에 유지된 각각의 워크(6)를 회전정반(4)상에 고착된 연마포(5)에 대해 압압하면서 연마포(5)와의 사이에서 상대운동시켜 복수의 워크(6)을 동시에 연마하고, 소망량의 연마량을 제거한다. 워크로서 반도체 웨이퍼를 연마하는 경우에는, 연마포로서 발포 폴리우레탄, 벨로아타입, 수에드 타입인 것을 적절히 이용하면 좋고, 연마액으로는 콜로이달실리카에 알칼리, 암모니아, 아민 등을 첨가하는 것을 적절히 이용하면 좋다.

종래 방법에서는, 상기와 같이 연마를 행한 후 4개의 유지반에 의한 압압을 전부 동시에 0으로 하여 연마를 실질적으로 종료한 후, 한개씩 유지반을 인상하여 진공흡착을 해제하고 유지반으로부터 워크를 떼어낸다.

그러나, 본 발명에서는, 연마종료 및 연마포로부터 워크를 이탈시키는 점에 특징이 있다.

즉, 본 발명에서는 압압을 0으로 하여 연마를 종료한 워크를 45초 이내에 연마포로부터 이탈시키는 것이다. 이와 같이 연마종료후 워크를 45초 이내에 연마포로부터 이탈시키는 방법으로는, 전체 워크반(3)을 연마포(5)로부터 한번에 이탈시켜도 좋지만, 또는 1개씩 워크(6)을 연마포(5)로부터 이탈시키고 그 사이에, 나머지 3개의 워크(6)의 연마를 계속하고, 이들 3개의 워크도 순차 연마포(5)로부터 이탈시키는 것으로, 모든 워크를 각 연마종료후 45초 이내에 연마포(5)로부터 이탈시켜도 좋다.

이와 같이 하는 것에 의해, 연마를 종료한 워크를 재빨리 꺼내는 것이 가능하고, 각각의 워크에서 연마종료한 때부터 연마포로부터의 이탈까지의 시간을 거의 동일하게 하는 것이 가능하다. 따라서, 워크마다 파티클 카운터로 검출되는 LPD의 값은 낮게 억제되고, 그 편차도 작다.

또한, 이 경우, 최초로 연마를 종료시켜 연마포로부터 이탈시킨 워크와 마지막으로 연마를 종료시켜 연마포로부터 이탈시킨 워크는 연마량의 차이가 생기지만, 실제로는 전 량의 0.1~1% 정도밖에 변하지 않기 때문에 연마량의 차이가 문제로 되는 것은 아니다.

이하, 실시예 및 비교예를 보여 본 발명에 대해 보다 상세히 설명한다.

(실시예 1 및 비교예 1)

쵸크랄스키법에 의해 제조된 반도체 잉곳을 통상의 방법에 따라 슬라이스, 챔퍼링, 랩핑, 에칭하여 직경 200mm인 반도체 웨이퍼를 제작하고, 글라스 플레이트에 왁스를 발라 웨이퍼를 3매씩 부착하고 연마장치를 이용해 2단계의 조연마(일차 연마, 이차 연마)에 의해 평탄화를 꾀한 후, 마무리연마로서 마무리용 연마포(수에드 타입)에 연마액(콜로이달 실리카+암모니아)을 공급하면서 웨이퍼 표면을 동시에 마무리연마하였다. 소망량의 연마를 행한 시점에서, 전체 웨이퍼의 연마포에 대한 압압을 0으로 하여 연마를 종료하고(이 시점을 0초로 함), 20초후 1매 분의 플레이트에 접착한 웨이퍼를 연마포로부터 이탈시켜 순수 중에 보관하였다. 또한 45초후, 65초후, 110초 후에 각 플레이트마다 연마포로부터 각각 이탈시키고, 각 웨이퍼를 순수중에 보관하였다.

이상과 같이 연마를 종료하여 순수중에 보관한 웨이퍼를 꺼내고, SC-1액(암 모니아, 과산화수소, 물의 혼합 세정액), 및 SC-2액(염산, 과산화수소, 물의 혼합 세정액)으로 세정한 후, 각각의 웨이퍼 표면을 파티클 카운터 SP-1(KLA TENCOR사제)를 이용해, narrow채널로 평가하였다.

그 결과, 0.1㎛ 이상인 파티클에 상당하는 카운터수를 도 2의 그래프에 나타낸다. 또한 카운트된 수에는, 웨이퍼 표면에 부착하고 있는 파티클 외에 표면에 형성된 피트 등도 함유되어 있지만, 여기서는 편의상, 이들도 모두 카운트 수 또는 파티클수로 말한다.

도 2의 그래프로부터, 연마종료후 20초 또는 45초를 경과하여 연마포로부터 이탈된 웨이퍼의 파티클수는, 모두 100개/200φ(0.32개/㎠) 이하로 품질적으로 문제가 없는 웨이퍼가 얻어졌다. 또한, 65초 경과하여 이탈된 웨이퍼의 파티클수는 3매 중 2매는 100개/200φ이하인 품질적으로 문제가 없지만, 1매는 100개/200φ를 넘어 연마종료후 연마포로부터 웨이퍼를 이탈시키는 시간이 약간 길면 웨이퍼의 품질이 저하한다고 할 수 있다.

더욱이, 110초 후에 이탈된 웨이퍼중 파티클수는, 모두 100개/200φ를 넘고 있어 웨이퍼의 품질은 대폭 저하하였다.

(실시예 2)

쵸크랄스키법에 의해 제조된 반도체 잉곳을 통상의 방법에 따라 슬라이스, 챔퍼링, 랩핑, 에칭하여 직경 200mm의 반도체 웨이퍼를 제작하고, 이것을 도 1에 나타난 바와 같은 4축 연마장치를 이용해 각 축으로 구동되는 각각의 워크 유지반에 7매의 웨이퍼를 유지하고, 2단계의 조연마(1차 연마, 2차 연마)에 의해 평탄화를 꾀하였다. 또한 마무리연마로서, 마무리용 연마포(수에드 타입)에 연마액(콜로이달 실리카+암모니아)을 공급하면서 합계 28매의 웨이퍼 표면을 동시에 소망량 연마하였다.

소망량의 연마를 행한 시점에서, 3축의 워크 유지반의 웨이퍼 연마를 계속한 때, 1축의 워크 유지반의 연마포에 대한 압압을 0으로 하여 7매의 웨이퍼의 연마를 종료하고, 이어서 이들 웨이퍼를 로보트 암을 이용해 연마포로부터 이탈시켜 순수중에 보관하였다. 또한, 마무리연마가 계속되고 있는 웨이퍼를 같은 순서로 1축씩 순차 연마포로부터 이탈시켜, 순수중에 보관하였다.

한편, 1축 분량인 7매의 웨이퍼 연마를 종료(이 시점을 0초로 함)시켜 연마포로부터 이탈시킬 때까지 10초간 요하는데, 이 시간은 나머지 3축의 웨이퍼에서 거의 같았다. 또한, 1축 분량의 웨이퍼의 연마를 종료시킨 다음 4축 분량의 웨이퍼를 연마포로부터 이탈할 때까지 약 90초간밖에 걸리지 않아서 연마량에 문제가 되는 시간은 아니었다.

(비교예 2)

동일한 4축의 연마장치를 이용해, 2단계의 조연마(1차 연마, 2차 연마)에 의해 평탄화를 꾀한 후 마무리연마로서 마무리용 연마포(수에드 타입)에 연마액(콜로이달 실리카+암모니아)을 공급하면서 4축의 각 워크 유지반에 7매씩 유지한 합계 28매의 웨이퍼 표면을 동시에 소망량 연마하고, 종래 방법대로 4축을 동시에 압압을 0으로 하여 연마를 종료시켰다. 이어서, 이들 웨이퍼를 연마포상에 방치시킨 채, 연마포로부터 1축 씩 웨이퍼 유지반마다 웨이퍼를 이탈시켜 순수중에 보관하였다.

또한, 마무리연마를 종료(이 시점을 0초로 함)시켜 1축 분량의 웨이퍼를 연마포로부터 이탈시킬 때까지 약 10초간 필요하고, 4축 분량의 웨이퍼를 연마포로부터 이탈시킬 때까지 약 90초간 요하였다. 즉, 각 축의 워크 유지반에 유지된 웨이퍼는 축마다 연마포상에 방치된 시간이 다르고, 연마포로부터의 이탈이 뒤로 될 수록, 그 시간은 길어진다.

이상과 같이 연마를 종료하여 순수중에 보관한 웨이퍼를 꺼내고, SC-1액 및 SC-2액으로 세정한 후, 각각의 웨이퍼 표면을 파티클 카운터 SP-1(KLA TENCOR사제)를 이용해, 전기 실시예 1 및 비교예 1과 같이 narrow채널로 평가하였다.

이와 같이 연마를 행한 후 세정을 행한 웨이퍼에 대해, 카운터한 파티클수를 도 3의 그래프에 나타낸다.

이 그래프로부터 알 수 있는 바와 같이, 실시예 2에서 연마된 웨이퍼의 파티클수는 최고로 100개/200φ이하이고, 또한 그 편차는 적다.

한편, 비교예 2에서 연마된 웨이퍼의 파티클수는, 최고 10000개/200φ가까이에 달하고, 웨이퍼간의 편차가 매우 큰 것을 알 수 있다.

이상의 실시예 및 비교예의 결과로부터도 명백한 바와 같이, 본 발명에 따라 연마된 웨이퍼 표면의 LPD의 값, 즉 피트 또는 부착한 파티클의 수 또는 그 양자 중 어느 것도, 연마포로부터 이탈된 순번에 거의 좌우되지 않고 적으며, 또 편차도 매우 적다.

본 발명은, 상기 실시형태에 한정되는 것은 아니다. 상기 실시형태는 예시이고, 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술적 사상과 실질적으로 동일한 구성을 갖고 유사한 작용효과를 제공하는 것은, 어느 것에 있어서도 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.

예를 들면, 상기 실시형태에서는, 워크 유지반을 4개 갖는 연마장치에 대해 설명했지만, 유지반의 수는 이것에 한정하지 않고 예를 들면 3개 이하 또는 5개 이상인 워크 유지반을 갖는 연마장치를 사용할 수 있는 것은 말할나위 없다.

또한, 실시예에서는 반도체 웨이퍼를 대상으로 했지만, 본 발명의 연마방법 및 연마장치는, 이것에 한정하지 않고 적용할 수 있고 회전하는 연마포에 의해 연마되는 글라스기판, 석영기판, 산화물 단결정, 자기디스크 등의 워크이면 모두 적용할 수 있다.

Claims (4)

1. 연마포에 연마액을 공급함과 동시에 복수의 반도체 웨이퍼를 연마포에 대해 압압하면서 상기 연마포와의 사이에서 상대운동시켜 복수의 반도체 웨이퍼를 동시에 연마하는 방법에 있어서,

   상기 복수의 반도체 웨이퍼를 복수 단으로 나누어 연마할 때, 최종 단계의 마무리 연마에서, 압압을 0으로 하여 연마를 종료한 반도체 웨이퍼만을 45초 이내에 연마포로부터 이탈시키는 한편, 다른 반도체 웨이퍼의 연마를 계속하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼의 연마방법
2. 제 1항에 있어서, 상기 복수의 반도체 웨이퍼가 순차 압압이 0으로 되어 연마포로부터 이탈되는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼의 연마방법
3. 적어도 반도체 웨이퍼를 유지하는 복수의 반도체 웨이퍼 유지반과 연마포가 고착된 회전정반을 구비하고, 연마포에 연마액을 공급함과 동시에 반도체 웨이퍼 유지반에 유지한 반도체 웨이퍼를 연마포에 대해 압압하면서 연마포와의 사이에서 상대운동시켜 복수의 반도체 웨이퍼의 연마를 동시에 행하는 반도체 웨이퍼의 연마장치에 있어서,

   상기 복수의 반도체 웨이퍼를 복수 단으로 나누어 연마할 때, 최종 단계의 마무리 연마에서 상기 복수의 반도체 웨이퍼 유지반이 각각 독립하여 압압을 0으로 하여 연마를 종료시킴과 동시에, 연마가 종료한 반도체 웨이퍼를 45초 이내에 연마포로부터 이탈시키는 기능을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼의 연마장치
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