KR100935897B1 - 연마 방법 - Google Patents

연마 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR100935897B1
KR100935897B1 KR1020080013366A KR20080013366A KR100935897B1 KR 100935897 B1 KR100935897 B1 KR 100935897B1 KR 1020080013366 A KR1020080013366 A KR 1020080013366A KR 20080013366 A KR20080013366 A KR 20080013366A KR 100935897 B1 KR100935897 B1 KR 100935897B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
polishing
abrasive particles
substrate
silicon carbide
slurry
Prior art date
Application number
KR1020080013366A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20090088050A (ko
Inventor
이원재
안준호
구갑렬
정해도
Original Assignee
동의대학교 산학협력단
(주)크리스밴드
지앤피테크놀로지 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 동의대학교 산학협력단, (주)크리스밴드, 지앤피테크놀로지 주식회사 filed Critical 동의대학교 산학협력단
Priority to KR1020080013366A priority Critical patent/KR100935897B1/ko
Publication of KR20090088050A publication Critical patent/KR20090088050A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100935897B1 publication Critical patent/KR100935897B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B57/00—Devices for feeding, applying, grading or recovering grinding, polishing or lapping agents
    • B24B57/02—Devices for feeding, applying, grading or recovering grinding, polishing or lapping agents for feeding of fluid, sprayed, pulverised, or liquefied grinding, polishing or lapping agents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K3/00—Materials not provided for elsewhere
    • C09K3/14—Anti-slip materials; Abrasives
    • C09K3/1409—Abrasive particles per se
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
    • H01L21/30625—With simultaneous mechanical treatment, e.g. mechanico-chemical polishing

Abstract

본 발명은 화학적 기계적 연마 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 화학적 기계적 연마 방법은 기판을 마련하는 단계; 제 1 연마 입자와 산화제가 포함된 제 1 연마 슬러리를 마련하는 단계; 제 2 연마 입자가 포함된 제 2 연마 슬러리를 마련하는 단계; 및 상기 제 1 및 제 2 연마 슬러리를 이용하여 상기 기판을 연마하는 단계를 포함한다.
따라서, 실리콘 카바이드 기판의 기계적 결함층을 완전히 제거할 수 있어 실리콘 카바이드 기판 상부에 형성되는 에피택셜층의 결정질을 향상시킬 수 있고, 이에 따라 소자의 특성을 향상시킬 수 있다.
실리콘 카바이드, CMP, 슬러리, 산화제, 다이아몬드, 결함층, 산화층

Description

연마 방법{Polishing method}
본 발명은 연마 방법에 관한 것으로, 특히 산화제가 함유된 연마 슬러리와 탄소를 함유하는 연마 입자를 이용한 실리콘 카바이드(SiC) 기판의 화학적 기계적 연마(Chemical Mechanical Polishing: 이하 "CMP"라함) 방법에 관한 것이다.
일반적으로 실리콘 카바이드 단결정은 고전압, 고출력 그리고 광전자 소자 등을 제조하는데 사용되는 질화갈륨(GaN), 질화알루미늄(AlN), 실리콘 카바이드 등의 기판 소재로 사파이어나 실리콘보다 각광받고 있는 기판 소재이다.
이러한 실리콘 카바이드 단결정은 액상 증착법(Liquid Phase Epitaxy; LPE), 승화법(Physical Vapor Transport; PVT), 화학 기상 증착법(Chemical Vapor Deposition; CVD) 등으로 성장되며, 그중 높은 성장률을 가짐으로써 잉곳 형태의 실리콘 카바이드 단결정을 제작할 수 있는 승화법이 널리 알려져 있다. 그러나, 승화법(PVT)을 통해 성장된 실리콘 카바이드 단결정 잉곳을 기판 소재로 사용하기 위해서는 얇게 가공해야 한다. 이렇게 가공된 실리콘 카바이드 단결정 기판의 표면에 는 다수의 결함을 가지는 기계적 결함층이 분포하게 된다. 따라서, 기판의 표면을 기계적으로 연마하거나 기판 표면을 에칭하거나 콜로이달 실리카 연마액을 사용한 CMP 공정 등을 실시하여 기계적 결함층을 제거하였다.
그러나, 이와 같은 종래의 기계적 연마 공정이나 에칭 공정 또는 CMP 공정은 실리콘 카바이드 단결정 기판 표면에 미세한 스크래치를 발생시키거나 기계적 결함층을 완전히 제거하지 못하였다. 특히, 이러한 공정에서 발생되는 기계적 결함층은 소자를 제작하기 위하여 실리콘 카바이드 기판에 형성되는 질화갈륨, 질화알루미늄, 실리콘 카바이드 에피텍셜(Epitaxial) 층의 결정질을 저하시키는 요인이 된다.
본 발명은 실리콘 카바이드 기판 표면에 존재하는 기계적 결함층을 제거할 수 있는 연마 방법을 제공한다.
본 발명은 제 1 연마 입자와 산화제가 포함된 제 1 연마 슬러리와 탄소를 함유하는 제 2 연마 입자가 포함된 제 2 연마 슬러리를 이용한 실리콘 카바이드 기판의 연마 방법을 제공한다.
본 발명은 제 1 연마 슬러리에 포함된 산화제에 의해 결함층이 산화되어 산화층이 형성되고, 제 2 연마 슬러리에 포함된 제 2 연마 입자에 의해 산화층이 제거되는 실리콘 카바이드 기판의 연마 방법을 제공한다.
본 발명의 일 양태에 따른 연마 방법은 기판을 마련하는 단계; 제 1 연마 입자와 산화제가 포함된 제 1 연마 슬러리를 마련하는 단계; 제 2 연마 입자가 포함된 제 2 연마 슬러리를 마련하는 단계; 및 상기 제 1 및 제 2 연마 슬러리를 이용하여 상기 기판을 연마하는 단계를 포함한다.
상기 기판은 실리콘 카바이드 기판을 포함한다.
상기 제 1 연마 입자는 실리카(SiO2), 알루미나(Al2O3), 세리아(CeO2), 망가니아(MnO2) 또는 지르코니아(ZrO2)중 적어도 어느 하나를 포함한다.
상기 제 1 연마 입자는 콜로이달 실리카이고, 상기 콜로이달 실리카는 입자의 평균 크기가 10 내지 200㎚이다.
상기 산화제는 NaOCl, H2O2, Fe(NO3)3, H5lO6, KlO3, K3Fe(CN)중 적어도 어느 하나를 이용한다.
상기 콜로이달 실리카와 산화제는 7:1 내지 9:1의 비율로 혼합된다.
상기 콜로이달 실리카는 70 내지 90Vol%로 혼합되고, 상기 산화제는 10 내지 30Vol%로 혼합된다.
상기 제 2 연마 입자는 다이아몬드, 실리콘 카바이드, 보론 카바이드(B4C)중 적어도 하나를 이용하고, 상기 제 2 연마 입자는 입자의 평균 크기가 5 내지 100㎚이다.
상기 제 1 연마 슬러리는 연속 분사하고, 상기 제 2 연마 슬러리는 주기적으로 분사한다.
상기 제 2 연마 입자는 상기 제 1 연마 입자보다 강도가 강하다.
상기 제 2 연마 입자는 상기 제 1 연마 입자 및 상기 산화제의 혼합양에 대해 1% 이하로 혼합된다.
본 발명의 다른 양태에 따른 기판 연마 방법은 기판을 마련하는 단계; 서로 다른 강도를 갖는 적어도 2종 이상의 연마 입자와 산화제가 포함된 연마 슬러리를 마련하는 단계; 및 상기 연마 슬러리를 이용하여 상기 기판을 연마하는 단계를 포 함한다.
본 발명에 의하면, 콜로이달 실리카 등의 제 1 연마 입자와 NaOCl 등의 산화제가 혼합된 제 1 연마 슬러리와 다이아몬드 입자 등의 탄소를 함유하는 제 2 연마 입자가 함유된 제 2 연마 슬러리를 이용하여 실리콘 카바이드 기판의 연마 공정을 실시한다. 즉, 제 1 연마 슬러리의 산화제에 의해 실리콘 카바이드 기판 표면의 결함층이 산화되어 산화층이 형성되고, 제 2 연마 슬러리의 제 2 연마 입자에 의해 산화층이 연마되어 실리콘 카바이드 기판이 연마된다. 또한, 제 1 연마 입자와 산화제의 혼합 비율을 조절하고 제 2 연마 입자의 혼합 비율 및 입자의 크기를 조절함으로써 실리콘 카바이드 기판의 연마 정도를 조절할 수 있다.
따라서, 실리콘 카바이드 기판의 기계적 결함층을 제거할 수 있어 실리콘 카바이드 기판 상부에 형성되는 에피택셜층의 결정질을 향상시킬 수 있고, 이에 따라 소자의 특성을 향상시킬 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제 공되는 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 CMP 장치의 단면 개략도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 CMP 방법의 개략 흐름도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 CMP 장치는 기판(10)이 부착되는 폴리싱 지그(20)와, 연마 패드(40)가 부착되는 플레이트(50)와, 제 1 연마 슬러리(71)를 분사하는 제 1 분사 수단(70)과, 제 2 연마 슬러리(81)를 분사하는 제 2 분사 수단(80)을 포함한다.
폴리싱 지그(20)는 스틸 또는 세라믹 재질로 제작되고, 평탄한 표면을 갖는 것이 바람직하다. 또한, 폴리싱 지그(20)는 상부 회전축(30)에 의해 회전 운동을 하며, 이와 동시에 요동 운동을 한다. 그리고, 폴리싱 지그(20)는 일정한 압력에 의해 플레이트(50)와 밀착되도록 가압된다. 폴리싱 지그(20)에 부착되는 기판(10)은 실리콘 카바이드 기판을 포함할 수 있으며, 기판(10)은 왁스(Wax)를 이용하여 폴리싱 지그(20)에 부착된다.
플레이트(50)는 하부 회전축(60)에 의해 회전 운동을 하며, 플레이트(50)의 회전 방향과 폴리싱 지그(20)의 회전 방향은 동일 방향일 수 있다. 연마 패드(40)는 폴리우레탄 등의 수지로 제작될 수 있고, 연마 속도 및 연마 균일도 등을 제어하기 위해 미세한 홀이 복수 형성될 수 있다.
제 1 분사 수단(70)은 플레이트(50) 상부에 위치하여 제 1 연마 슬러리(71)를 분사한다. 제 1 분사 수단(70)은 플레이트(50)와 수직하게 설치될 수 있다.
제 1 연마 슬러리(71)는 제 1 연마 입자 및 산화제 등을 포함한다. 제 1 연 마 입자로는 실리카(SiO2), 알루미나(Al2O3), 세리아(CeO2), 망가니아(MnO2) 또는 지르코니아(ZrO2) 등을 이용할 수 있으며, 이들이 조합된 조성물을 이용할 수도 있다. 여기서, 제 1 연마 입자로는 실리카를 이용하는 것이 바람직하고, 콜로이달 실리카를 이용하는 것이 더욱 바람직하다. 또한, 콜로이달 실리카는 수산화칼륨(KOH), 암모니아수(NH`OH), 수산화나트륨(NaOH)을 베이스로 제조할 수 있다. 이에 따라 연마 슬러리(71)는 7∼11의 pH를 가지며, 연마 슬러리(71)의 pH는 10으로 조절되는 것이 바람직하다. 또한, 콜로이달 실리카는 입자의 평균 크기가 10∼200㎚이며, 바람직하게는 100∼150㎚이다. 콜로이달 실리카 입자의 평균 크기가 상기 범위 이상이면 콜로이달 실리카에 의한 기판(10) 연마시 스크래치가 발생될 수 있으며, 평균 크기가 상기 범위 이내이면 콜로이달 실리카 입자에 의한 연마가 진행되지 않을 수 있다. 또한, 산화제는 기판(10) 표면의 결함층을 산화시키기 위한 것으로, NaOCl, H2O2, Fe(NO3)3, H5lO6, KlO3, K3Fe(CN)중 적어도 어느 하나를 이용할 수 있다. 여기서, 콜로이달 실리카와 산화제는 7:1∼9:1 정도의 비율로 혼합되는데, 콜로이달 실리카는 70∼90Vol%, 산화제는 10∼30Vol% 정도로 연마 슬러리(71)에 혼합될 수 있으며, 바람직하게는 콜로이달 실리카는 85∼90Vol%로 혼합되고, 산화제는 10∼15Vol%로 혼합된다. 상기 혼합 비율 이상으로 산화제가 혼합되면 기판(10)의 결함층 뿐만 아니라 기판(10)의 표면까지 산화될 수 있고, 혼합 비율 이하로 산화제가 혼합되면 기판(10)의 결함층을 산화시킬 수 없게 된다.
제 2 분사 수단(80)은 제 1 분사 수단(70)과 별도로 설치될 수 있으며, 제 2 분사 수단(80)은 비스듬히 설치될 수 있다. 제 2 분사 수단(80)을 통해 제 2 연마 입자가 포함된 제 2 연마 슬러리(81)가 분사되는데, 제 2 연마 입자는 제 1 연마 입자보다 강한 강도를 갖는, 예를들어 탄소가 함유된 다이아몬드, 실리콘 카바이드, 보론 카바이드(B4C)중 적어도 하나를 이용할 수 있다. 또한, 제 2 연마 입자의 평균 크기는 5∼100㎚일 수 있다. 제 2 연마 입자의 평균 크기가 상기 범위 이상이면 산화층을 과도하게 연마하여 기판(10)에 스크래치가 발생될 수 있고, 상기 범위 이하이면 산화층을 연마하지 못하게 된다. 또한, 제 2 연마 입자는 제 1 연마 슬러리(71)에 혼합되는 제 1 연마 입자 및 산화제 전체에 대하여 1% 이하로 혼합되도록 하는 것이 바람직하다. 즉, 제 1 연마 입자와 산화제의 혼합량이 100이라면 제 2 연마 입자는 1 이하의 양으로 제 2 연마 슬러리(81)에 혼합하는 것이 바람직하다.
상기한 바와 같은 CMP 장치를 이용한 본 발명의 일 실시 예에 따른 CMP 방법을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 기판(10), 예를들어 실리콘 카바이드 기판은 승화법으로 제작된 실리콘 카바이드 단결정 잉곳을 얇게 가공하여 제작한다. 이렇게 가공된 실리콘 카바이드 단결정 기판의 표면에는 기계적 결함층이 다수 존재하게 된다. 표면에 결함층이 형성된 실리콘 카바이드 기판을 폴리싱 지그(20)에 부착한 후 연마 패드(40)가 부착된 플레이트(50)에 일정 압력으로 가압하여 밀착시킨다. 그리고, 제 1 분사 수단(70)을 통해 제 1 연마 슬러리(71)를 연마 패드(40)상에 분사하고, 제 2 분사 수 단(80)을 통해 제 2 연마 슬러리(81)를 연마 패드(40)상에 분사한다. 이때, 상부 회전축(30) 및 하부 회전축(60)을 회전시켜 폴리싱 지그(20) 및 플레이트(50)가 회전 운동을 하게 되고, 폴리싱 지그(20)는 또한 요동 운동을 한다. 여기서, 제 1 연마 슬러리(71)는 계속해서 분사될 수 있으며, 제 2 연마 슬러리(81)는 소정의 시간마다 주기적으로 소정량이 분사될 수 있다. 제 1 연마 슬러리(71)는 기판(10)의 면적, 연마량, 연마 시간에 따라 분사량이 조절되는데, 예를들어 10×10㎟의 기판(10)의 경우 제 1 연마 슬러리(71)는 100∼300[㎖/min]의 양으로 분사될 수 있다. 또한, 제 2 연마 슬러리(81)는 기판(10)의 면적, 연마량, 연마 시간, 제 2 연마 입자의 크기에 따라 분사량이 조절되는데, 예를들어 다이아몬드 입자를 제 2 연마 입자로 이용하여 10×10㎟의 기판(10)에 분사하는 경우 2분마다 1초동안 분사하여 1시간 동안 총 3g의 제 2 연마 입자가 분사되도록 제 2 연마 슬러리(81)를 분사할 수 있다. 또한, 연마 공정 후 표면 거칠기(Roughness average; Ra)가 표준 사양에 적합하지 않을 경우 연마 공정을 반복 실시할 수 있는데, 이 경우 연마 시간을 조절하여 연마 공정을 실시할 수 있다. 또한, 제 1 연마 슬러리(71)의 제 1 연마 입자와 산화제의 혼합 비율, 그리고 제 2 연마 슬러리(81)의 제 2 연마 입자의 혼합 비율 및 입자 크기를 조절하여 연마 정도를 조절할 수 있다.
이렇게 제 1 연마 입자와 산화제가 포함된 제 1 연마 슬러리(71)와 제 2 연마 입자가 포함된 제 2 연마 슬러리(81)를 분사하여 연마 공정을 실시하게 되면, 제 1 연마 슬러리(71)에 포함된 제 1 연마 입자와 결합하고 있는 수산화기(-OH)가 기판(10)의 SiC와 결합하여 기판(10) 표면에 수산화기 결합이 형성되며, 제 1 연마 슬러리(71)의 산화제가 기판(10)의 표면과 화학적으로 반응하여 산화층을 형성하게 된다. 그리고, 수산화기와 결합되거나 산화층이 형성된 기판(10) 표면이 제 1 및 제 2 연마 입자에 의해 연마된다. 제 2 연마 입자는 고강도의 연마 입자로 기판(10)의 연마 속도를 증가시키며, 제 1 연마 입자는 제 2 연마 입자보다 연질의 연마 입자로 기판(10) 표면을 미세하게 연마하게 된다. 따라서, 기판(10) 표면의 결함층이 제거되며, 이러한 연마 공정은 기판(10)의 표면 거칠기(Roughness average; Ra)를 2Å 이하가 되도록 제어할 수 있다. 더욱 바람직하게 기판(10)의 표면 거칠기를 1Å 이하로 제어할 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 연마 공정에 따른 실시 예와 종래의 연마 공정에 따른 비교 예들을 설명한다.
실시 예
평균 입자 사이즈가 120㎚인 KOH 베이스 콜로이달 실리카 7ℓ에 산화제로서 NaOCl 1ℓ가 포함된 제 1 연마 슬러리와 평균 입자 사이즈가 25㎚인 다이아몬드 입자가 포함된 제 2 연마 슬러리를 이용하여 10×10㎟의 실리콘 카바이드 기판을 연마하였다. 이때, 제 1 연마 슬러리는 125[㎖/min]의 양으로 유입시키고, 연마 패드는 SUBA800을 이용하였으며, 폴리싱 지그는 200[g/㎠]의 압력으로 가압시켰다. 그리고, 플레이트는 120rpm의 속도로 회전시키고, 제 2 연마 입자에 함유된 다이아몬드 입자는 2분마다 1초동안 분사하여 1시간동안 총 3g이 분사되도록 하여 1시간동 안 연마 공정을 실시하였다.
본 발명의 실시 예의 경우 실리콘 카바이드 기판의 Ra는 연마 공정 이전에 4.738Å로 측정되었으나, 연마 공정 이후에는 1.087Å로 측정되었다. 또한, RMS(root mean square)는 6.183Å에서 1.403Å으로 변화되었다. 그리고, 무게는 99.8㎎에서 99.5㎎으로 변화되어 MRR(Material Removal Rate)는 0.3[mg/min]이었다. 이러한 본 발명의 실시 예에 따른 CMP 공정 전 및 후의 실리콘 카바이드 기판 표면의 AFM(Atomic Force Microscopy) 사진을 도 2(a) 및 도 2(b)에 도시하였으며, CMP 공정 후의 실리콘 카바이드 기판 표면의 FE-SEM 5000배 사진을 도 2(c)에 도시하였다. 연마 이전에는 도 2(a)에 도시된 바와 같이 기판 표면에 줄 모양의 결함층이 존재하지만, 연마 이후에는 도 2(b) 및 도 2(c)에 도시된 기판 표면에 결함층이 제거된다.
비교 예 1
평균 입자 사이즈가 120㎚인 KOH 베이스 콜로이달 실리카를 이용한 제 1 연마 슬러리를 이용하여 10×10㎟의 실리콘 카바이드 기판을 연마하였다. 그외의 조건은 실시 예와 동일하며, 1시간 동안 연마 공정을 실시하였다.
비교 예1의 경우 실리콘 카바이드 기판의 Ra는 연마 공정 이전에는 4.879Å이었으나, 연마 공정을 실시한 후에는 5.977Å로 Ra가 오히려 나빠졌다. 또한, RMS(root mean square)도 6.363Å에서 7.911Å으로 바빠졌으며, 무게는 연마 전 및 후 모두 95.7㎎로 측정되어 MRR(Material Removal Rate)는 0[mg/min]이었다. 비교 예1에 따른 CMP 공정 전 및 후의 실리콘 카바이드 기판 표면의 AFM(Atomic Force Microscopy) 사진을 도 3(a) 및 도 3(b)에 도시하였으며, CMP 공정 후의 실리콘 카바이드 기판 표면의 FE-SEM 5000배 사진을 도 3(c)에 도시하였다.
비교 예1의 경우 실리콘 카바이드 기판의 표면 거칠기를 개선할 수 없고 표면 거칠기를 오히려 나빠지게 된다.
비교 예 2
평균 입자 사이즈가 120㎚인 KOH 베이스 콜로이달 실리카를 이용한 제 1 연마 슬러리와 평균 입자 사이즈가 25㎚인 다이아몬드 입자가 함유된 제 2 연마 슬러리를 이용하여 10×10㎟의 실리콘 카바이드 기판을 연마하였다. 그외의 조건은 실시 예와 비교 예1과 동일하며, 1시간 동안 연마 공정을 실시하였다.
비교 예2의 경우 실리콘 카바이드 기판의 Ra는 연마 공정 이전에는 5.818Å이었으나, 연마 공정 이후에는 2.190Å로 측정되었다. 또한, RMS(root mean square)는 7.519Å에서 2.908Å으로 측정되었으며. 무게는 연마 전 및 후 모두 97.2㎎로 측정되어 MRR(Material Removal Rate)는 0[mg/min]이었다. 비교 예2에 따른 CMP 공정 전 및 후의 실리콘 카바이드 기판 표면의 AFM(Atomic Force Microscopy) 사진을 도 4(a) 및 도 4(b)에 도시하였으며, CMP 공정 후의 실리콘 카바이드 기판 표면의 FE-SEM 5000배 사진을 도 4(c)에 도시하였다.
비교 예2의 경우 비교 예1보다 실리콘 카바이드 기판의 표면 거칠기를 개선할 수 있지만, 본 발명에 따른 실시 예보다 표면 거칠기가 더 적게 개선된다.
상기 실시 예와 비교 예들의 결과를 표로 정리하면 다음과 같다.
실시 예 비교 예1 비교 예2
colloidal silica(120㎚) + diamond(25㎚) + NaOCl colloidal silica(120㎚) colloidal silica(120㎚) + diamond(25㎚)
기판 10×10㎟ 실리콘 카바이드
연마 패드 SUBA800
슬러리 유입량 125[㎖/min]
플레이트 회전 속도 120[rpm]
압력 800[g/㎠]
연마 시간 1 1 1
Ra [Å] before 4.738 4.879 5.818
after 1.087 5.977 2.190
RMS [Å] before 6.183 6.363 7.519
after 1.403 7.911 2.809
무게 before 99.8 95.7 97.2
after 99.5 95.7 97.2
MRR 0.3 0 0
한편, 상기에서는 제 1 분사 수단(70)을 통해 콜로이달 실리카와 산화제가 혼합된 제 1 연마 슬러리(71)가 분사되고, 제 2 분사 수단(80)을 통해 제 2 연마 입자가 함유된 제 2 연마 슬러리(81)가 분사되는 것으로 설명하였으나, 이에 국한되지 않고 콜로이달 실리카와 산화제가 혼합된 제 1 연마 슬러리(71)에 제 2 연마 입자가 더 혼합될 수 있다. 즉, 연마 슬러리(71)가 제 1 연마 입자, 산화제 및 제 2 연마 입자가 혼합되어 제조될 수 있다. 이 경우 CMP 장치는 제 2 분사 수단(80)을 설치하지 않아도 된다.
도 1은 본 발명에 적용되는 CMP 장치의 개략 단면도.
도 2는 본 발명에 따른 CMP 방법의 개략 흐름도.
도 3(a) 내지 도 3(c)는 본 발명의 실시 예에 따른 CMP 공정을 실시하기 이전 및 이후의 실리콘 카바이드 기판 표면의 AFM 사진 및 FE-SEM 사진.
도 4(a) 내지 도 4(c)는 종래의 비교 예1에 따른 CMP 공정을 실시하기 이전 및 이후의 실리콘 카바이드 기판 표면의 AFM 사진 및 FE-SEM 사진.
도 5(a) 내지 도 5(c)는 종래의 비교 예2에 따른 CMP 공정을 실시하기 이전 및 이후의 실리콘 카바이드 기판 표면의 AFM 사진 및 FE-SEM 사진.

Claims (14)

  1. 기판을 마련하는 단계;
    제 1 연마 입자와 산화제가 포함된 제 1 연마 슬러리를 마련하는 단계;
    상기 제 1 연마 입자보다 강도가 강한 제 2 연마 입자가 포함된 제 2 연마 슬러리를 마련하는 단계; 및
    상기 제 1 및 제 2 연마 슬러리를 이용하여 상기 기판을 연마하는 단계를 포함하며,
    상기 제 1 연마 슬러리는 연속 분사하고, 상기 제 2 연마 슬러리는 주기적으로 분사하는 연마 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 기판은 실리콘 카바이드 기판을 포함하는 연마 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 연마 입자는 실리카(SiO2), 알루미나(Al2O3), 세리아(CeO2), 망가니아(MnO2) 또는 지르코니아(ZrO2)중 적어도 어느 하나를 포함하는 연마 방법.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 제 1 연마 입자는 콜로이달 실리카인 연마 방법.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 콜로이달 실리카는 입자의 평균 크기가 10 내지 200㎚인 연마 방법.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 산화제는 NaOCl, H2O2, Fe(NO3)3, H5lO6, KlO3, K3Fe(CN)중 적어도 어느 하나를 이용하는 연마 방법.
  7. 제 4 항에 있어서, 상기 콜로이달 실리카와 산화제는 부피비가 7∼9:1의 비율로 혼합되는 연마 방법.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 콜로이달 실리카는 70 내지 90Vol%로 혼합되고, 상기 산화제는 10Vol%로 혼합되는 연마 방법.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 연마 입자는 다이아몬드, 실리콘 카바이드, 보론 카바이드(B4C)중 적어도 하나를 이용하는 연마 방법.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 제 2 연마 입자는 입자의 평균 크기가 5 내지 100㎚인 연마 방법.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 연마 입자는 상기 제 1 연마 입자 및 상기 산화제의 혼합양에 대해 1% 이하로 혼합되는 연마 방법.
  14. 삭제
KR1020080013366A 2008-02-14 2008-02-14 연마 방법 KR100935897B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080013366A KR100935897B1 (ko) 2008-02-14 2008-02-14 연마 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080013366A KR100935897B1 (ko) 2008-02-14 2008-02-14 연마 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20090088050A KR20090088050A (ko) 2009-08-19
KR100935897B1 true KR100935897B1 (ko) 2010-01-07

Family

ID=41206834

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020080013366A KR100935897B1 (ko) 2008-02-14 2008-02-14 연마 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100935897B1 (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103897607B (zh) * 2014-03-25 2015-08-19 山东天岳晶体材料有限公司 一种碳化硅用机械抛光液及采用其进行机械抛光的方法
KR102219874B1 (ko) * 2019-05-10 2021-02-24 한국산업기술대학교 산학협력단 형광체 플레이트 제조방법

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20050098311A (ko) * 2003-02-11 2005-10-11 캐보트 마이크로일렉트로닉스 코포레이션 혼합 연마제의 연마 조성물 및 그의 사용 방법

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20050098311A (ko) * 2003-02-11 2005-10-11 캐보트 마이크로일렉트로닉스 코포레이션 혼합 연마제의 연마 조성물 및 그의 사용 방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR20090088050A (ko) 2009-08-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3650750B2 (ja) シリコンウェハの表面ポリッシング法
KR100979737B1 (ko) 반도체 재료 기판의 폴리싱 방법
EP1446263B1 (en) Method for polishing a substrate surface
EP0690772B1 (en) Compositions and methods for polishing and planarizing surfaces
CN102069448B (zh) 半导体晶片的制造方法
KR101002250B1 (ko) 에피택셜 웨이퍼 제조 방법
TWI506687B (zh) 半導體晶圓的製造方法和處理方法
JP6106535B2 (ja) ＳｉＣ基板の製造方法
Hu et al. Planarization machining of sapphire wafers with boron carbide and colloidal silica as abrasives
WO2008030420A1 (en) Silicon carbide polishing method utilizing water-soluble oxidizers
KR20070037338A (ko) 폴리싱 슬러리, ＧａｘＩｎ１－ｘＡｓｙＰ１－ｙ 결정의표면 처리 방법 및 ＧａｘＩｎ１－ｘＡｓｙＰ１－ｙ 결정기판
JP2022092155A (ja) ＳｉＣ多結晶基板の製造方法
JP4827805B2 (ja) 硬脆材料用精密研磨組成物
US9502230B2 (en) Method for producing SiC substrate
KR100935897B1 (ko) 연마 방법
CN103286672A (zh) 快速获得具有原子台阶表面的SiC晶片抛光方法
TW201101386A (en) Polishing pad and method for polishing a semiconductor wafer
An et al. Effect of process parameters on material removal rate in chemical mechanical polishing of 6H-SiC (0001)
WO2015050218A1 (ja) 研磨物の製造方法
TWI419948B (zh) 拋光氮化鋁之方法
JP2000265160A (ja) 高速鏡面研磨用研磨材
JP6032087B2 (ja) 第１３族窒化物結晶基板の製造方法
JP2005205542A (ja) サファイア研磨用砥石およびサファイア研磨方法
JP2003117806A (ja) 多結晶セラミックスの鏡面研磨方法
TWI306115B (ko)

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
N231 Notification of change of applicant
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20121228

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20131231

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20141231

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20151001

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160926

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170928

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180927

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190926

Year of fee payment: 11