KR100880108B1 - 반도체 웨이퍼 연마방법 및 이를 위한 반도체 웨이퍼연마장치 - Google Patents

반도체 웨이퍼 연마방법 및 이를 위한 반도체 웨이퍼연마장치 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따르면 웨이퍼의 일면과 연마 패드 사이에 슬러리를 공급하고, 상기 웨이퍼와 연마 패드를 접촉시킨 상태에서 상대 회전시켜 상기 웨이퍼의 단면을 연마하는 반도체 웨이퍼 연마방법으로서, 스톡 패드(stock pad)와 스톡 슬러리(stock slurry)를 사용하여 상기 웨이퍼를 연마하는 스톡 연마 단계와, 상기 스톡 연마 종료 후에, 파이널 패드(final pad)와 파이널 슬러리(final slurry)를 사용하여 상기 웨이퍼를 연마하는 파이널 연마 단계를 포함하고, 상기 스톡 연마의 최종단계에서는 스톡 패드와 파이널 슬러리를 사용하여 상기 웨이퍼를 연마하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 연마방법이 개시된다.
스톡 연마, 파이널 연마, 스톡 패드, 파이널 패드, 스톡 슬러리, 파이널 슬러리, 표면거칠기

Description

반도체 웨이퍼 연마방법 및 이를 위한 반도체 웨이퍼 연마장치{Method of polishing semiconductor wafer and apparatus for the same}
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 종래기술에 따른 반도체 웨이퍼 연마공정을 도시한 흐름도이다.
도 2는 종래기술에 따른 12인치 웨이퍼의 양면 연마 공정조건을 단계별로 나타낸 테이블이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 반도체 웨이퍼 연마장치의 주요 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 수행되는 반도체 웨이퍼 연마과정을 도시한 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따라 수행되는 반도체 웨이퍼 연마과정을 도시한 흐름도이다.
도 6 내지 도 11은 본 발명에 따라 제공되는 연마 공정조건별 표면거칠기 특성을 개략적으로 보여주는 그래프이다.
도 12 및 도 13은 연마속도별 마찰력 변화를 나타내는 그래프이다.
도 14 및 도 15는 연마 패드와 웨이퍼 간의 접촉 모델을 개략적으로 도시한 측면도이다.
도 16 및 도 17은 연마조건별 표면거칠기 변화와 파이널 연마시간별 표면거칠기 변화를 나타낸 테이블과 그래프이다.
<도면의 주요 참조부호에 대한 설명>
10: 연마헤드 12: 연마정반
13: 연마 패드 14: 슬러리 주입노즐
15: 스톡 슬러리 공급탱크 16: 파이널 슬러리 공급탱크
W: 웨이퍼
본 발명은 반도체 웨이퍼 연마 방법 및 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 파이널 슬러리(final slurry)의 투입 공정을 최적화하여 웨이퍼의 생산성과 표면거칠기(surface roughness) 특성을 개선하는 반도체 웨이퍼 연마 방법 및 이를 위한 반도체 웨이퍼 연마장치 장치에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 웨이퍼는 웨이퍼 표면의 손상을 제거하고 평탄도를 향상시키기 위해 웨이퍼의 전면(front side)과 후면(back side)의 표면을 연마하는 랩핑(lapping) 공정과, 랩핑 공정에서 연마된 웨이퍼의 표면에 발생된 미세 균열이나 표면 결함을 제거하기 위해 화학적 반응을 이용하여 웨이퍼 표면을 에칭하는 에칭(etching) 공정과, 에칭 공정을 거친 웨이퍼의 표면 거칠기와 평탄도를 향상시키기 위해 웨이퍼의 표면을 폴리싱(polishing)하는 공정 등의 일련의 쉐이핑(shaping) 공정과 연마 및 세정 작업을 거쳐 제작된다.
웨이퍼 제조 과정에서 연마 공정은 크게 웨이퍼의 표면 변질층을 제거하고 두께 균일도를 개선시키는 스톡(stock) 연마와, 표면거칠기를 1Å 전후의 경면으로 가공하는 파이널(final) 연마로 나눠진다. 즉, 도 1에 도시된 바와 같이 연마 공정은 에칭이나 연삭 공정 이후에 스톡 패드(stock pad)와 스톡 슬러리(stock slurry)를 사용하여 1차 연마하고(S10), 이어서 파이널 패드(final pad)와 파이널 슬러리(final slurry)를 사용하여 2차 연마하고(S20), 최종적으로 웨이퍼의 표면을 초순수로 세정하는 과정(S30)을 포함한다.
스톡 연마와 파이널 연마는 동일 장비에서 연속적으로 수행되는데, 스톡 연마에서는 통상 0.5~0.8㎛/분의 연마속도로 연마가 진행되고, 파이널 연마에서는 정확한 연마속도 측정이 불가한 수준으로 미량의 연마가 진행된다.
이러한 연마공정은 연마 특성에 걸맞게 연마 슬러리와 연마 패드를 선택하여 수행되는데, 특히 연마 슬러리는 웨이퍼에 대한 연마율, 마찰특성, 표면거칠기 등을 고려하여 선택된다. 통상적으로, 스톡 연마는 표면조도를 측정했을 때 250㎛ 이하 모든 컷 오프 파장(cutoff wavelength) 구간에서 RMS 3~4Å 이상의 표면거칠기 수준을 유지하도록 작업이 진행된다.
일반적으로 직경 200mm 이하 웨이퍼의 연마 공정은 단면 연마를 적용하며, 한 장비 내에서 연속적으로 스톡 연마와 파이널 연마가 진행된다. 이 경우 제작되는 반도체 소장의 배선폭이 상대적으로 큰 편이어서 두께 균일도나 표면거칠기의 기준이 엄격하지 않다. 그러나, 200mm 양면 연마 제품이나 직경 300mm 내외의 제품의 경우에는 상대적으로 작은 배선폭을 가지는 반도체 소자가 제작되므로, 매우 엄격한 기준의 두께균일도 및 전/후면 거칠기가 요구된다.
현재 대부분의 웨이퍼 연마 공정에서는 스톡 연마 단계에서 양면 연마를 적용하고 있는데, 여기서 양면 연마는 RPM 및 압력에 따라 도 2에 도시된 바와 같이 여러 단계로 구분된다. 도 2를 참조하면, 양면 연마는 저속/저압에서 시작해서(NO.1~5) 고속/고압 단계에서 연마 속도를 높였다가(NO.6~7), 다시 순차적으로 속도/압력을 낮춘 후(NO.8~11), 저속/저압에서 초순수로 린스(rinse)를 실시하여(NO.17~20) 연마를 종료하게 된다. 연마 단계 중 NO.12~16(실선 박스 참조)에서는 후면 거칠기 개선을 위해 파이널 슬러리가 사용되기도 하는데, 이 단계는 바로 전단계에 비해 저속/저압의 조건에서 실시되고 있다.
그런데, 상기와 같은 종래의 연마 공정은 표면거칠기 개선 효과가 미미하고, 연마 시간이 오래 걸려 생산성이 낮은 취약점이 있어 현재는 물론 향후의 웨이퍼 요구 조건을 충족시키지 못하는 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 점을 고려하여 창안된 것으로서, 스톡 연마시의 슬러리 공급 공정을 개선하여 표면거칠기를 향상시키고 연마 시간을 단축시킬 수 있는 반도체 웨이퍼 연마 방법 및 그 장치를 제공하는 데 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 반도체 웨이퍼 연마방법에서는 스톡 연마의 최종단계에서 스톡 패드와 파이널 슬러리를 사용하여 웨이퍼를 연마하는 과정을 수행한다.
즉, 본 발명에 따르면, 웨이퍼의 일면과 연마 패드 사이에 슬러리를 공급하고, 상기 웨이퍼와 연마 패드를 접촉시킨 상태에서 상대 회전시켜 상기 웨이퍼의 단면을 연마하는 반도체 웨이퍼 연마방법에 있어서, 스톡 패드(stock pad)와 스톡 슬러리(stock slurry)를 사용하여 상기 웨이퍼를 연마하는 스톡 연마 단계와, 상기 스톡 연마 종료 후에, 파이널 패드(final pad)와 파이널 슬러리(final slurry)를 사용하여 상기 웨이퍼를 연마하는 파이널 연마 단계를 포함하고, 상기 스톡 연마의 최종단계에서는 스톡 패드와 파이널 슬러리를 사용하여 상기 웨이퍼를 연마하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 연마방법이 제공된다.
상기 스톡 패드와 파이널 슬러리를 사용하는 단계에서는, 연마 속도 및 압력을 그 직전단계에서의 연마 속도 및 압력에 비해 높게 설정하는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 웨이퍼와 연마 패드 사이에 슬러리를 공급하고, 상기 웨이퍼와 연마 패드를 접촉시킨 상태에서 상대 회전시켜 웨이퍼의 표면을 연마하는 반도체 웨이퍼 연마방법에 있어서, 스톡 패드(stock pad)와 스톡 슬러리(stock slurry)를 사용하여 상기 웨이퍼의 양면을 스톡 연마하는 양면 연마공정을 포함하고, 상기 스톡 연마의 최종 단계에서는 스톡 패드와 파이널 슬러리(final slurry)를 사용하여 상기 웨이퍼를 연마하고, 이때 연마 속도 및 압력을 그 직전단 계에서의 연마 속도 및 압력에 비해 높게 설정하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 연마방법이 제공된다.
상기 양면 연마공정 종료 후에는, 상기 웨이퍼의 일면을 연마하는 단면 연마공정을 더 수행할 수 있다. 이 경우 상기 단면 연마공정은, 스톡 패드와 스톡 슬러리를 사용하여 상기 웨이퍼의 표면을 평탄화하는 초기 평탄화 연마 단계를 포함하고, 상기 초기 평탄화 연마의 최종단계에서는 스톡 패드와 파이널 슬러리를 사용하여 웨이퍼 표면을 평탄화하는 것이 바람직하다.
상기 스톡 슬러리는 평균입경이 12~17㎚인 연마제를 함유하고, 상기 파이널 슬러리는 평균입경이 32~38㎚인 연마제를 함유할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 연마 대상 웨이퍼가 장착되는 연마헤드; 상기 웨이퍼와 접촉한 채로 상기 캐리어와 상대 회전운동하여 웨이퍼의 표면을 연마하는 연마 패드가 장착되는 연마정반; 스톡 연마 단계에서 상기 웨이퍼와 연마 패드 사이에 스톡 슬러리(stock slurry)를 공급하는 스톡 슬러리 공급탱크; 및 스톡 연마의 최종단계에서, 상기 스톡 슬러리의 공급이 중단된 상태에서 상기 웨이퍼와 연마 패드 사이에 파이널 슬러리(final slurry)를 공급하는 파이널 슬러리 공급탱크;를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 연마장치가 제공된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원 칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 반도체 웨이퍼 연마장치의 주요 구성도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 반도체 웨이퍼 연마장치는 연마 대상이 되는 웨이퍼(W)의 배면이 장착되는 플레이트(11)가 고정되고 상하 및 회전운동 가능하게 설치되는 연마헤드(10)와, 웨이퍼(W)의 전면 표면과 접촉한 채 연마헤드(10)와 동시에 회전운동하여 웨이퍼(W)의 표면을 연마하는 연마 패드(13)가 장착되는 연마정반(12)과, 웨이퍼(W)의 표면과 연마 패드(13) 사이에 스톡 슬러리(stock slurry)와 파이널 슬러리(final slurry)를 각각 공급하는 스톡 슬러리 공급탱크(15) 및 파이널 슬러리 공급탱크(16)를 포함한다.
본 발명에 있어서, 연마헤드(10)와 연마정반(12)의 구체적인 구조는 통상의 연마장치에 구비된 구성이 동일하게 채용될 수 있으므로 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.
스톡 슬러리 공급탱크(15)는 스톡 연마 단계에서 웨이퍼(W)와 연마 패드(13) 사이에 스톡 슬러리(stock slurry)를 공급한다. 이러한 스톡 슬러리 공급탱크(15)는 연마에 사용된 스톡 슬러리를 회수하여 다시 사용할 있도록 리사이클 탱 크(Recycle Tank) 형태로 구성되는 것이 바람직하다.
스톡 슬러리 공급탱크(15)에 채워지는 스톡 슬러리는 실리카 제거용 슬러리인 것이 바람직하나, 이에 한정되지 않고 공지되어 있는 그밖의 스톡 슬러리가 채용될 수 있음은 물론이다. 본 발명에 있어서, 스톡 슬러리에 함유된 연마제의 평균입경은 12~17㎚인 것이 바람직하다.
파이널 슬러리 공급탱크(16)는 스톡 연마의 최종단계에서, 스톡 슬러리의 공급이 중단된 상태에서 웨이퍼(W)와 연마 패드(13) 사이에 파이널 슬러리(final slurry)를 공급한다. 파이널 슬러리 공급탱크(16)에 채워지는 파이널 슬러리는 콜로이달(colloidal) 실리카 연마제가 함유된 슬러리인 것이 바람직하나, 이에 한정되지 않고 공지되어 있는 그밖의 파이널 슬러리가 채용될 수 있음은 물론이다. 본 발명에 있어서, 파이널 슬러리에 함유된 연마제의 평균입경은 32~38㎚인 것이 바람직하다.
스톡 슬러리 공급탱크(15)와 파이널 슬러리 공급탱크(16)는 소정의 공급관(미도시)을 통해 슬러리 주입노즐(14)과 연통된다. 비록 도면에는 단일의 슬러리 주입노즐(14)이 구비되어 스톡 슬러리 공급탱크(15)와 파이널 슬러리 공급탱크(16)가 연결되는 구성이 개략적으로 도시되어 있으나, 본 발명이 이에 한정되지 않고 스톡 슬러리 공급탱크(15)와 파이널 슬러리 공급탱크(16)에 각각 대응되도록 별개로 슬러리 주입노즐(14)이 구비될 수도 있음은 물론이다.
도 4에는 상기 반도체 웨이퍼 연마장치에 의해 수행되는, 웨이퍼의 단면을 연마하는 반도체 웨이퍼 연마방법이 도시되어 있다.
도 4를 참조하면, 반도체 웨이퍼 연마방법은 에칭이나 연삭 공정 이후에 연마 패드(13)로서 스톡 패드(stock pad)를 장착하여 웨이퍼(W)의 일면을 1차 연마하는 과정(S100)과, 스톡 패드를 파이널 패드(final pad)로 대체하여 상기 웨이퍼의 일면을 2차 연마하는 과정(S110)과, 웨이퍼(W)의 표면과 파이널 패드 사이에 초순수, 계면활성제 등을 공급하여 세정하는 과정(S120)을 포함한다.
상기 1차 연마 과정(S100)은 스톡 패드를 장착한 상태에서 스톡 슬러리 공급탱크(15)에서 스톡 슬러리를 공급하여 웨이퍼(W)의 일면을 연마하는 제1 단계와, 스톡 패드의 장착상태를 유지한 상태에서 스톡 슬러리의 공급을 중단하고 최종적으로 파이널 슬러리 공급탱크(16)에서 파이널 슬러리를 공급하여 상기 웨이퍼(W)의 일면을 연마하는 제2 단계로 구성된다.
웨이퍼(W)의 표면거칠기 특성을 개선하고 파이널 슬러리 적용시간을 최소화하기 위해, 상기 1차 연마 과정(S100)의 제2 단계에서는 상기 제1 단계에 비해 연마 속도 및 압력(도 3의 P 참조)을 보다 높이되 웨이퍼(W)의 표면에 스크래치(scratch)가 발생하지 않는 수준으로 설정하는 것이 바람직하다. 여기서, 연마 속도 및 압력을 증가시키는 제어에 의한 표면거칠기 특성의 개선 효과는 하기에서 참조하게 될 표면거칠기 특성 그래프들과 마찰력 특성 그래프들에 잘 나타나 있다.
상기 2차 연마 과정(S110)에서는 파이널 패드의 사용과 동시에 파이널 슬러리를 투입하여 웨이퍼(W)의 표면을 경면으로 연마한다.
도 5에는 본 발명의 다른 실시예에 따라 제공되는, 웨이퍼(W)의 양면을 연마한 후 최종적으로 단면을 연마하는 반도체 웨이퍼 연마방법이 도시되어 있다.
도 5를 참조하면, 반도체 웨이퍼 연마방법은 에칭이나 연삭 공정 이후에 연마 패드(13)로서 스톡 패드를 장착하여 웨이퍼(W)의 양면을 1차 연마하는 과정(S200)과, 웨이퍼(W)의 양면과 스톡 패드 사이에 초순수, 계면활성제 등을 공급하여 세정하는 과정(S210)과, 웨이퍼(W)의 단면을 2차 연마하는 과정(S220)을 포함한다. 비록 도면에는 상세히 도시되지 않았으나, 본 실시예에서 연마헤드(10)와 연마정반(12)은 공지의 양면 연마용 연마장치의 기술적 수단을 채택하여 구성된다.
상기 1차 연마 과정(S200)은 스톡 패드를 장착한 상태에서 스톡 슬러리 공급탱크(15)에서 스톡 슬러리를 공급하여 웨이퍼(W)의 양면을 연마하는 제1 단계와, 스톡 패드를 유지한 상태에서 스톡 슬러리의 공급을 중단하고 최종적으로 파이널 슬러리 공급탱크(16)에서 파이널 슬러리를 공급하여 상기 웨이퍼(W)의 양면을 연마하는 제2 단계로 구성된다.
웨이퍼(W)의 표면거칠기 특성을 개선하고 파이널 슬러리 적용시간을 최소화하기 위해, 상기 1차 연마 과정(S200)의 제2 단계에서는 전술한 실시예와 마찬가지로 상기 제1 단계에 비해 연마 속도 및 압력을 보다 높이되 웨이퍼(W)의 표면에 스크래치가 발생하지 않는 수준으로 설정하는 것이 바람직하다.
상기 2차 연마 과정(S220)는 초기에 스톡 패드와 스톡 슬러리를 사용하여 웨이퍼의 일면을 평탄화하는 제1 평탄화 단계와, 스톡 패드와 파이널 슬러리를 사용하여 상기 웨이퍼(W)의 일면을 재평탄화하는 제2 및 제3 평탄화 단계로 구분된다. 특히, 제1 평탄화 단계에서는 최종적으로 스톡 패드와 파이널 슬러리(final slurry)를 사용하여 웨이퍼(W) 표면을 평탄화하는 작업을 수행한다. 비록 도면에는 도시되지 않았으나, 2차 연마 과정(S220) 후에 최종 세정과정이 더 진행될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면 웨이퍼(W)를 양면 연마하는 공정만이 단독으로 수행될 수 있다. 이 경우에는 상기 1차 연마 과정(S200)만이 수행될 수 있고, 더욱 바람직하게는 반도체 웨이퍼의 양면을 세정하는 과정(S210)이 더 수행될 수 있다.
상기와 같은 반도체 웨이퍼 연마방법을 수행함에 있어서, 스톡 슬러리는 평균입경이 12~17㎚인 연마제를 함유하고, 파이널 슬러리는 평균입경이 32~38㎚인 연마제를 함유하는 것이 웨이퍼(W)의 표면거칠기 특성과, 마찰특성, 연마 시간 단축 측면에서 바람직하다.
도 6 내지 도 11에는 상술한 바와 같이 스톡 연마의 최종 단계에서 스톡 패드와 파이널 슬러리를 적용했을 때의 표면거칠기 개선 효과가 연마 공정변수별로 나타나 있다.
보다 구체적으로, 도 6, 도 7, 도 8은 각각 슬러리 유량(Flow rate), 연마 속도(RPM), 연마 압력(Pressure)에 따라 표면거칠기가 개선되는 결과를 보여주는 그래프이다.
또한, 도 9, 도 10, 도 11은 각각 슬러리 유량과 연마 속도, 슬러리 유량과 연마 압력, 연마 압력과 연마 속도의 상호작용에 따른 표면거칠기 개선 효과를 보여주는 그래프이다. 도 9 내지 도 11을 참조하면, 연마 압력과 연마 속도, 슬러리 유량과 연마 속도, 슬러리 유량과 연마 압력의 상호작용 순으로 표면거칠기 개선효 과가 크다는 것을 확인할 수 있다.
한편, 도 12 및 도 13을 참조하면, 웨이퍼 표면에 가해지는 마찰력 측면에서도 연마 압력과 속도가 보다 높을수록 마찰력이 감소하게 되며 스크래치 발생이 적어짐을 알 수 있다. 도 12와 도 13에서 'F'지점은 파이널 슬러리를 사용하기 시작한 시점을 나타낸다. 여기서, 마찰력이 감소하는 특징은 도 14와 도 15의 비교 그래프에 도시된 바와 같이 파이널 슬러리의 투입으로 인해 연마 패드(13)와 웨이퍼(W) 간의 직접 접촉면적이 줄어들고 유체 윤활상태에서 연마가 진행됨에 따른 것으로 이해될 수 있으며, 연마 패드(13)와 웨이퍼(W)의 간의 직접 접촉에 따른 스크래치가 감소하게 되므로 마이크로(Micro) 스케일의 표면거칠기 특성이 개선될 수 있다. 도 14 및 도 15에서 'P'는 웨이퍼(W)에 가해지는 연마 압력을 나타낸다.
도 16과 도 17에는 연마 단계별로 연마 속도, 연마 압력, 슬러리 유량 등의 공정조건과, 파이널 연마 시간을 조절함에 따른 표면거칠기 변화의 측정 결과가 정량적으로 나타나 있다. 도 16과 도 17을 참조하면, 연마 속도와 압력을 높일수록 표면거칠기 특성을 개선할 수 있으며, 연마 속도와 압력이 다른 단계에 비해 상대적으로 높은 #3, #6, #9 단계에서는 파이널 연마시간이 10분(min)인 경우와 1분(min)인 경우가 유사하여 결과적으로 연마시간을 단축시킬 수 있음을 확인할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 반도체 웨이퍼 연마방법은 스톡 연마의 최종 단계에서 스톡 패드와 파이널 슬러리를 사용하여 웨이퍼를 연마함으로써 표면거칠기 특성과 마찰력 특성을 향상시킬 수 있고 파이널 연마 시간을 단축시킬 수 있 다.
이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
이상의 설명과 같이 본 발명은 파이널 슬러리 적용 시점과, 연마 압력 및 속도 등의 공정조건을 최적화함으로써 표면거칠기 특성을 개선하고, 연마시간을 단축시킴으로써 결과적으로 웨이퍼의 생산성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
본 발명에 의하면, 예컨대 통상의 표면조도 측정장치를 이용한 웨이퍼의 표면거칠기 측정시 1~25㎛의 컷 오프 파장에서 rms 0.5Å, 25~80㎛의 컷 오프 파장에서 rms 0.8Å, 25~250㎛의 컷 오프 파장에서 rms 1.4Å의 표면거칠기를 보임으로써 종래보다 개선된 표면거칠기 특성을 제공할 수 있다.

Claims (8)

  1. 웨이퍼의 일면과 연마 패드 사이에 슬러리를 공급하고, 상기 웨이퍼와 연마 패드를 접촉시킨 상태에서 상대 회전시켜 상기 웨이퍼의 단면을 연마하는 반도체 웨이퍼 연마방법에 있어서,
    스톡 패드(stock pad)와 스톡 슬러리(stock slurry)를 사용하여 상기 웨이퍼를 연마하는 스톡 연마 단계와,
    상기 스톡 연마 종료 후에, 파이널 패드(final pad)와 파이널 슬러리(final slurry)를 사용하여 상기 웨이퍼를 연마하는 파이널 연마 단계를 포함하고,
    상기 스톡 연마의 최종단계에서는 스톡 패드와 파이널 슬러리를 사용하여 상기 웨이퍼를 연마하고,
    상기 스톡 패드와 파이널 슬러리를 사용하는 단계에서의 연마 속도 및 압력을 그 직전단계에서의 연마 속도 및 압력에 비해 높게 설정하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 연마방법.
  2. 삭제
  3. 웨이퍼와 연마 패드 사이에 슬러리를 공급하고, 상기 웨이퍼와 연마 패드를 접촉시킨 상태에서 상대 회전시켜 웨이퍼의 표면을 연마하는 반도체 웨이퍼 연마방법에 있어서,
    스톡 패드(stock pad)와 스톡 슬러리(stock slurry)를 사용하여 상기 웨이퍼의 양면을 스톡 연마하는 양면 연마공정을 포함하고,
    상기 스톡 연마의 최종 단계에서는 스톡 패드와 파이널 슬러리(final slurry)를 사용하여 상기 웨이퍼를 연마하고, 이때 연마 속도 및 압력을 그 직전단계에서의 연마 속도 및 압력에 비해 높게 설정하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 연마방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 양면 연마공정 종료 후에 상기 웨이퍼의 일면을 연마하는 단면 연마공정을 더 수행하고,
    상기 단면 연마공정은, 스톡 패드와 스톡 슬러리를 사용하여 상기 웨이퍼의 표면을 평탄화하는 초기 평탄화 연마 단계를 포함하고, 상기 초기 평탄화 연마의 최종단계에서는 스톡 패드와 파이널 슬러리를 사용하여 웨이퍼 표면을 평탄화하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 연마방법.
  5. 제1항, 제3항 또는 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 스톡 슬러리는 평균입경이 12~17㎚인 연마제를 함유하고, 상기 파이널 슬러리는 평균입경이 32~38㎚인 연마제를 함유한 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 연마방법.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
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