KR101295921B1 - 연마패드의 표면처리방법 및 이를 이용한 웨이퍼의 연마방법 - Google Patents
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Abstract
실시예는 연마 물질이 고정된 연마패드에 의해 웨이퍼를 연마하는 단계; 상기 연마패드와 상기 웨이퍼 사이에 연마패드 연마재를 공급하여, 상기 연마패드에 포함된 상기 연마 물질을 노출시키는 단계; 및 상기 노출된 연마 물질에 의하여 상기 웨이퍼를 연마하는 단계를 포함하는 연마패드의 표면처리방법을 제공한다. 또한, 실시예는 이러한 연마패드의 표면처리방법을 이용한 웨이퍼의 연마 방법을 제공한다.
Description
실시예는 연마패드의 표면처리방법 및 이를 이용하여 웨이퍼를 연마하는 방법에 관한 것이다.
최근 질화 갈륨계를 이용한 LED 는 조명용 고휘도 백색 LED, LCD 백라이트 유닛, 신호, TFT-LCD 의 백라이트 광원, 휴대폰 백라이트 광원 및 키패드 등 다양한 분야에 사용되고 있다.
이러한 LED 제조에 있어서 필수 소재는 GaN, GaAlN 등 질화 갈륨계 화합물을 반도체 에피택셜층으로 성막한 사파이어 웨이퍼이다. 사파이어 웨이퍼를 사용하기 위해서는 일반적으로 연마공정이 수행되어야 한다.
한편, 일반적인 기계적 연마공정은 연마된 사파이어 웨이퍼 상에 잔류응력이 남아 있어 표면 결함이 생기게 된다. 따라서, 연마된 웨이퍼의 표면에는 연마흠집이나 마이크로 크랙, 결함 등이 분포하게 되어 박막 성장시 악영향을 발생시킬 수 있다. 즉, 기계적인 스트레스로 인해 웨이퍼 표면에 질화물 반도체 박막이 성장될 때에 결정 구조가 뒤틀리고 높은 전위밀도를 가지게 되어, 결과적으로 LED 제조시 휘도, 발광 효율이나 수명에 악영향을 주게 된다.
현재 시판되고 있는 사파이어 웨이퍼는 대부분 도 1과 같은 공정 순서로 제작되고 있다. 먼저, 기판의 직경 크기로 원형 가공된 사파이어 잉곳을 다이아몬드 와이어를 사용하여 절단하거나, 판상으로 성장한 기판을 직경 크기로 원형 절단(S1)한다. 이후, 웨이퍼는 두께 편차나 절단시 발생된 와이어 자국 및 웨이퍼 왜곡 등을 제거하기 위해 표면을 양면 랩핑처리(S2) 하고, 모서리를 가공하여 날카롭지 않게 한다(S3).
다음으로 사파이어 웨이퍼의 평탄화 및 경면처리를 위해 웨이퍼를 세라믹 블록 위에 왁스로 접착(S4)한다. 세라믹 블록 위에 부착된 웨이퍼는 공압으로 메탈 정반과 밀착하게 된다.
이후, 다이아몬드 슬러리로 연마(Diamond Mechanical Polishing; DMP)하여 랩핑시 생긴 표면의 거칠기와 응력을 제거한다. 상기 다이아몬드 슬러리에 의한 연마 공정은 일반적으로 두 단계로 진행된다. 제 1 단계(S5)에서는 크기가 약 3 ㎛ 내지 약 10 ㎛ 인 다이아몬드 입자를 사용하여 약 1 시간 내지 약 2 시간 동안 연마를 진행하여 랩핑 스크레치를 제거한다. 이어서, 제 2 단계(S6)에서는 약 0.5 ㎛ 내지 약 3 ㎛의 다이아몬드 입자를 사용하여 잔류 scratch 제거 및 제 1 단계에 의한 데미지를 제거하고 평탄도를 고르게 한다. 이때 연성의 메탈 정반에 박힌 다이아몬드 입자에 의해 최종 CMP공정 후에도 스크래치 불량이 잔존하는 원인이 되기도 한다.
마지막으로 연마패드와 슬러리를 이용하여 웨이퍼의 표면광택을 위한 화학적 기계적 연마 공정(Chemical Mechanical Polishing; CMP)을 진행(S7)하여 기계적으로 연삭된 표면의 조도를 원자적으로 평탄하게 만든다. 이러한 공정에 의해 제조된 사파이어 웨이퍼의 표면은 디바이스에서 요구하는 평탄도를 갖추어야 한다.
그러나, 상기한 바와 같은 종래 연마 방법은 사파이어 웨이퍼의 높은 경도에 의해 정반 형상 관리가 필요하고, 잦은 경반 교체에 따른 장비 생산량 저하 문제뿐만 아니라, 다이아몬드 슬러리 사용에 따른 금속 정반의 변형, 연마속도의 불균일 및 평탄도 제어의 어려움 등의 문제가 있다.
실시예는 연마패드 연마재를 사용하여 연마패드에 포함된 연마 물질을 노출시키고, 상기 노출된 연마 물질에 의해 웨이퍼를 연마하는 방법을 제공하고자 한다.
실시예에 따른 연마패드의 표면처리방법은 연마패드에 연마 물질이 고정/접합되고, 상기 연마패드의 표면에 노출된 연마 물질에 의해 웨이퍼를 연마하는 단계; 상기 연마패드와 상기 웨이퍼 사이에 연마패드 연마재를 공급하여, 상기 연마패드 내부에 포함된 연마 물질을 노출시키는 단계; 및 상기 연마패드 내부에서 노출된 연마 물질에 의하여 상기 웨이퍼를 연마하는 단계를 포함한다.
실시예에 따른 웨이퍼의 연마 방법은 제 1 다이아몬드 입자가 고정된 제 1 연마패드 상에 연마패드 연마제를 공급하여 상기 제 1 다이아몬드 입자를 노출시키고, 상기 제 1 다이아몬드 입자가 노출된 제 1 연마패드에 의해 웨이퍼를 제 1 연마하는 단계;
제 2 다이아몬드 입자가 고정된 제 2 연마패드 상에 연마패드 연마제를 공급하여 상기 제 2 다이아몬드 입자를 노출시키고, 상기 제 1 다이아몬드 입자가 노출된 제 2 연마패드에 의해 상기 제 1 연마된 웨이퍼를 제 2 연마하는 단계; 상기 제 2 연마된 웨이퍼를 스톡 패드(stock pad)를 사용하여 화학적 및 기계적으로 제 3 연마하는 단계; 및 상기 제 3 연마된 웨이퍼를 상기 스톡 패드 보다 연질의 파이널 패드(final pad)를 사용하여 화학적 및 기계적으로 제 4 연마하는 단계를 포함한다.
제 2 다이아몬드 입자가 고정된 제 2 연마패드 상에 연마패드 연마제를 공급하여 상기 제 2 다이아몬드 입자를 노출시키고, 상기 제 1 다이아몬드 입자가 노출된 제 2 연마패드에 의해 상기 제 1 연마된 웨이퍼를 제 2 연마하는 단계; 상기 제 2 연마된 웨이퍼를 스톡 패드(stock pad)를 사용하여 화학적 및 기계적으로 제 3 연마하는 단계; 및 상기 제 3 연마된 웨이퍼를 상기 스톡 패드 보다 연질의 파이널 패드(final pad)를 사용하여 화학적 및 기계적으로 제 4 연마하는 단계를 포함한다.
실시예에 따른 연마패드의 표면처리방법은 연마패드 연마재를 사용하여 연마패드가 포함하는 연마 물질을 노출시키고, 상기 노출된 연마 물질에 의해 웨이퍼를 연마시킨다. 따라서, 실시예는 연마 물질을 포함하는 슬러리를 사용하지 않고도 용이하게 연마 공정을 수행할 수 있으며, 이에 따라 연마속도 조절 및 웨이퍼의 연마량 불균일 및 평탄도 제어 문제를 개선할 수 있다. 또한, 콜로이달 슬러리의 웨이퍼 표면 고착 및 이에 따른 기판오염 문제도 개선할 수 있다.
실시예에 따른 웨이퍼의 연마 방법은 연마율 및 웨이퍼 편마모를 용이하게 조절하여 고평탄도의 사파이어 웨이퍼를 제공할 수 있다. 또한, 실시예에 따른 웨이퍼의 연마 방법은 정반 교체가 불필요하고, 화학적 및 기계적 연마 공정 시간이 단축되어 슬러리 사용 감소에 의해 공정 비용은 감소될 수 있다.
도 1 은 종래 사파이어 웨이퍼의 연마 공정을 나타내는 순서도이다.
도 2는 실시예에 따른 연마패드의 표면처리방법을 나타내는 순서도이다.
도 3은 실시예에 따른 연마 물질을 포함하는 연마패드 상면을 관찰한 사진이다.
도 4는 실시예에 따른 사파이어 웨이퍼의 연마 방법을 나타내는 순서도이다.
도 5는 실시예에 따른 연마패드에 의해 연마된 사파이어 웨이퍼 표면을 관찰한 사진이다.
도 2는 실시예에 따른 연마패드의 표면처리방법을 나타내는 순서도이다.
도 3은 실시예에 따른 연마 물질을 포함하는 연마패드 상면을 관찰한 사진이다.
도 4는 실시예에 따른 사파이어 웨이퍼의 연마 방법을 나타내는 순서도이다.
도 5는 실시예에 따른 연마패드에 의해 연마된 사파이어 웨이퍼 표면을 관찰한 사진이다.
실시 예의 설명에 있어서, 각 정반, 패드, 웨이퍼 또는 층 등이 각 정반, 패드, 웨이퍼 또는 층 등의 "상(on)"에 또는 "아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상(on)"과 "아래(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 구성요소를 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 구성요소의 상 또는 하부에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다. 도면에서의 각 구성요소들의 크기는 설명을 위하여 과장될 수 있으며, 실제로 적용되는 크기를 의미하는 것은 아니다.
본원 명세서에서 사용되는 용어 “웨이퍼”는 당업계에서 통상적으로 사용되는 물질로 제조된 것이라면 특별히 제한 없이 포함될 수 있으며, 더 자세하게 본원 명세서에서 사용되는 용어 “웨이퍼”는 “사파이어 웨이퍼”를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
도 2는 실시예에 따른 연마패드의 표면처리방법을 나타내는 순서도이다. 도 2를 참조하면, 실시예에 따른 연마패드의 표면처리방법은 연마 물질을 포함하는 연마패드 상에 웨이퍼를 위치시키는 단계(S10); 상기 연마패드와 상기 웨이퍼 사이에 연마패드 연마재를 공급하여, 상기 연마패드에 포함된 상기 연마 물질을 노출시키는 단계(S20); 상기 노출된 연마 물질에 의하여 상기 웨이퍼를 연마하는 단계(S30)를 포함한다.
실시예에 따른 연마패드는 연마 물질을 포함한다. 이에 따라, 실시예는 연마 물질을 포함하는 슬러리를 메탈 정반 상에 공급할 필요가 없다. 종래에는 연마 물질을 포함하는 슬러리가 도포된 메탈 정반이 웨이퍼와의 가공마찰로 인해 정반이 변형되어, 연마속도가 불규일해지고, 슬러리 도포 분균일에 따른 연마량 변동으로 평탄도 제어에 어려움이 있었다. 또한, 사파이어 연마표면 가공결함부위에 슬러리 및 이물질이 침투하여 최종 파티클 품질에 영향을 주는 문제가 있었다.
이와는 다르게, 실시예는 상기 언급한 바와 같이 연마 물질을 연마패드 상에 고정시킴으로써 연마 물질을 용이하게 제어할 수 있으며, 이에 따라 연마량 및 평탄도 제어에 매우 유리하다.
상기 연마 물질을 포함하는 연마패드는 고경도 연마 물질과 탄성체인 폴리머 입자를 각각 스프레이 분사방식으로 분사하여 분산 및 혼합하여 제조할 수 있다. 필요한 경우, 상기 분산 및 혼합된 연마 물질-폴리머 복합 분산체를 연마 물질-폴리머 간의 본딩력을 향상시킬 수 있도록 다시 일정 형태로 성형하는 공정을 추가로 수행할 수 있다. 이와는 다르게, 연마 물질 및 결합제 전구체를 포함하는 슬러리를 제조하고, 상기 슬러리를 경화 및 고화하는 공정에 의하여 상기 연마 물질을 포함하는 연마패드를 제조할 수 있다. 상기 결합제는 유기 중합성 폴리머를 포함하는 결합제 전구체로부터 유도될 수 있으며, 상기 결합제는 축합 경화성 폴리머 또는 부가 중합성 폴리머일수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 연마 물질은 사파이어 웨이퍼를 연마할 수 있는 경질 물질로서 당업계에서 통상적으로 사용되는 것이라면 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 상기 연마 물질은 세륨, 알루미늄, 규소, 지르코늄의 산화물 입자, 탄화규소 화합물, 질화붕소 화합물, 다이아몬드 또는 이들의 조합으로부터 이루어진 군에서 선택되는 화합물로 이루어진 입자일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 더 자세하게, 상기 연마 물질은 다이아몬드 입자일 수 있다.
상기 연마 물질의 평균 크기는 약 1 ㎛ 내지 약 100 ㎛ 일 수 있다. 상기 연마 물질의 크기는 상기 사파이어 웨이퍼의 연마량 정도에 따라 조절 될 수 있다. 예를 들어, 상기 연마 물질의 평균 크기는 약 10 ㎛ 내지 약 30 ㎛, 또는 약 1 ㎛ 내지 10 ㎛ 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 연마 물질은 상기 연마 패드의 상면 또는 내부에 위치할 수 있다. 더 자세하게, 상기 연마 물질은 상기 연마 패드의 내부에 위치하여 상기 연마 패드에 의해 고정될 수 있다. 예를 들어, 상기 연마 패드가 포함하는 상기 연마 물질의 함량은 상기 연마 패드의 상면에 인접할수록 증가할 수 있다. 이와 같이, 상기 연마 물질이 상기 연마 패드의 상면과 인접하여 배치되는 경우, 이후 언급할 상기 연마 패드 제거에 의한 상기 연마 물질의 노출이 보다 용이하다.
또한, 상기 연마패드의 상면은 패터닝 될 수 있다. 패터닝된 연마패드의 상면은 연마 과정에서 발생하는 잔존물을 연마면으로부터 효율적으로 제거할 수 있다. 예를 들어, 상기 잔존물은 연마 과정에서 마모된 웨이퍼 연마 물질 또는 연마 과정에서 제거된 연마재 및 연마패드 또는 패드 연마를 위해 공급된 패드연마재 등일 수 있다. 또한, 상기 패터닝 형태는 상기 연마 과정에서 발생하는 잔존물이 외부로 제거될 수 있는 형태라면 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 상기 연마패드의 상면은 돌기 구조를 포함할 수 있다. 더 자세하게, 상기 연마패드의 상면은 도 3에서와 같이 트렌치를 포함하는 타일 형상일 수 있다.
상기 연마패드의 상면에 노출된 연마물질과 상기 사파이어 웨이퍼에 대해 소정 압력이 가해지고 소정 속도로 회전함에 따라 상기 사파이어 웨이퍼가 연마된다(S10). 이 때, 상기 연마패드와 상기 사파이어 웨이퍼는 서로 동일한 방향이나 서로 반대 방향으로 회전할 수 있다. 상기 연마과정이 진행되면서 상기 연마패드의 상면에 노출된 연마물질은 마모된다.
상기 연마과정과 동시에, 상기 연마패드와 상기 사파이어 웨이퍼 사이에는 연마패드 연마제가 공급된다. 상기 연마패드 연마재는 상기 연마패드를 표면에서 내부 방향으로 순차적으로 제거할 수 있다. 이에 따라, 상기 연마패드의 내부에 배치되며, 마모되지 않은 연마 물질은 외부로 노출될 수 있다(S20). 즉, 연마패드의 표면처리방법은 상기와 같은 방법으로 내부에 배치된 연마 물질을 노출시키고, 이를 사용하여 사파이어 웨이퍼를 연마시킴으로써 연마율을 일정하게 유지 및 조절 할 수 있다.
또한, 상기 연마패드 연마제는 종래 사용되는 알칼리성 연마제와 달리 상기 연마패드만을 기계적으로 제거하기 때문에, 소량을 공급하더라도 상기 연마패드를 용이하게 제거할 수 있다. 예를 들어, 상기 연마패드 연마제는 약 0.5ℓ/min 내지 약 1 ℓ/min 의 속도로 공급될 수 있다.
상기 연마패드 연마제는 상기 연마패드보다 경도가 높은 물질로써, 상기 연마패드를 용이하게 제거할 수 있는 물질이라면 특별히 제한없이 사용할 수 있다. 예를 들어, 상기 연마패드 연마제는 산화알루미늄, 산화세슘 또는 산화규소를 포함할 수 있다. 더 자세하게, 상기 연마패드 연마제는 산화알루미늄(알루미나), 산화세슘 입자 또는 산화 규소 입자를 포함하는 용액 또는 콜로이드일 수 있다. 예를 들어, 상기 용액은 탄산나트륨(Na2CO3) 화합물, 칼륨 화합물, 테트라메틸암모늄 하이드록사이드(TMAH) 화합물을 포함하는 용액일 수 있다. 또는, 상기 연마패드 연마제는 콜로이드 분산형 실리카(colloidally dispersed silica)일 수 있다. 또한, 상기 연마패드 연마제의 유량은 약 100 /분 내지 약 1000 /분일 수 있다.
마지막으로, 상기 노출된 연마 물질에 의하여 상기 사파이어 웨이퍼를 연마하는 단계(S30)가 수행된다. 상기 연마패드에 고정되어 노출된 연마 물질의 회전 마찰력에 의해 사파이어 웨이퍼 표면의 데미지 층은 긁혀 나가 듯이 제거될 수 있다. 따라서, 상기 방법에 의해 발생할 수 있는 사파이어 웨이퍼 표면의 스크래치 깊이는 매우 얇게 되고, 결과적으로 웨이퍼 표면의 가공 데미지층이 감소하고 연마량의 균일도 및 평탄도가 향상될 수 있다.
이상에서는 상기 S10 단계와 상기 S30 단계를 분리하여 기재하였으나, 이는 기재의 편의를 위한 것일 뿐 이에 제한되지 않는다. 즉, 상기 S10 단계 및 상기 S30 단계는 동시에 진행될 수 있다.
도 4는 실시예에 따른 웨이퍼의 연마 방법을 나타내는 순서도이다. 본 연마방법에 관한 설명은 앞서 설명한 연마패드의 표면처리방법에 대한 설명을 참고한다. 즉, 앞서 설명한 연마패드의 표면처리방법에 대한 설명은 본 제조방법에 관한 설명에 본질적으로 결합될 수 있다
실시예에 따른 웨이퍼의 연마 방법은 상기에서 언급한 연마패드의 표면처리방법을 사용하여 용이하게 웨이퍼를 연마하고자 한다. 더 자세하게, 도 4를 참조하면, 실시예에 따른 웨이퍼의 연마 방법은 제 1 다이아몬드 입자를 포함하는 제 1 연마패드 상에 연마패드 연마제를 공급하여 웨이퍼를 제 1 연마하는 단계(S500); 상기 제 1 다이아몬드 입자보다 작은 제 2 다이아몬드 입자를 포함하는 제 2 연마패드 상에 상기 연마패드 연마제를 공급하여 상기 제 1 연마된 웨이퍼를 제 2 연마하는 단계(S600); 상기 제 2 연마된 웨이퍼를 스톡 패드를 사용하여 화학적 및 기계적으로 제 3 연마하는 단계(S700); 및 상기 제 3 연마된 웨이퍼를 상기 스톡 패드 보다 연질의 파이널 패드를 사용하여 화학적 및 기계적으로 제 4 연마하는 단계(S800)를 포함한다.
먼저 절단(S100) 및 랩핑 공정(S200) 후 세정 완료된 웨이퍼의 모서리를 가공(S300)한다. 이후, 세라믹 플레이트 상에 두께편차가 없도록 왁스 접착(S400)한다. 상기 세라믹 플레이트에 접착된 사파이어 웨이퍼는 로봇암을 통해 이송되어 Loading elevator 에서 앞/뒤 반전되어 연마 대기된다.
이어서, 다이아몬드 입자를 포함하는 연마패드 공정(S500, S600)이 수행된다. 상기 다이아몬드 입자를 포함하는 연마패드 공정에 의한 연마 공정은 한번 또는 복수회 반복하여 수행될 수 있다. 도 4에서는, 상기 다이아몬드 입자를 포함하는 연마패드 공정을 두 단계로 나누어 수행하였으나, 이에 제한되지 않으며, 필요한 경우 한 단계 혹은 세 단계 이상으로 수행할 수 있다.
상기 연마패드를 사용한 제 1 연마단계(S500) 및 제 2 연마단계(S600)에서 사용되는 다이아몬드 입자의 크기는 서로 다를 수 있다. 즉, 상기 제 2 다이아몬드 입자의 평균 크기는 상기 제 1 다이아몬드 입자보다 작은 것을 사용할 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 다이아몬드 입자의 평균 크기는 10 ㎛ 내지 30 ㎛ 이고, 상기 제 2 다이아몬드 입자의 평균 크기는 1 ㎛ 내지 10 ㎛ 일 수 있다. 이와 같이, 상기 다이아몬드 입자의 크기를 조정하여 연마율 속도를 결정할 수 있다.
도 5는 상기와 같은 방법에 의하여 연마된 사파이어 웨이퍼 표면을 전자현미경으로 관찰한 사진이다. 도 5a는 랩핑 공정(S200) 후에 사파이어 웨이퍼의 표면을, 도 5b는 연마패드에 의해 제 1 연마(S500)된 사파이어 웨이퍼의 표면을 나타내며, 도 5c는 연마패드에 의해 제 2 연마(S600)된 사파이어 웨이퍼의 표면을 나타낸다. 도 5를 참조하면, 실시예에 따른 연마공정이 진행될수록 사파이어 웨이퍼 표면에 이물질은 제거되고 연마도가 향상된 것을 알 수 있다.
상기 제 1 연마단계(S500) 및 상기 제 2 연마단계(S600)에서는 상기 언급한 바와 같이 슬러리 형태의 연마 물질을 공급하지 않고, 연마 물질을 포함하는 연마 패드에 의해 연마 공정이 진행된다. 즉, 실시예는 연마 물질을 포함하는 슬러리를 사용하지 않고도 용이하게 연마 공정을 수행할 수 있으며, 이에 따라, 연마속도 불균일 및 평탄도 제어 문제를 개선할 수 있다. 또한, 슬러리 고착 및 이에 따른 기판오염 문제도 개선할 수 있다.
한편, 지금까지 상기 제 1 연마단계 및 상기 제 2 연마단계에서 사파이어 웨이퍼의 단면만을 연마하는 공정에 대해 개시하였으나, 이에 제한되지 않는다. 즉, 상기 제 1 연마단계 및 상기 제 2 연마단계는 상기 사파이어 웨이퍼의 양면을 모두 연마하는 양면 연마 공정(double side polishing; DSP)을 포함할 수 있다.
상기 다이아몬드 입자를 포함하는 연마패드 공정 후에는 화학적 기계적 연마공정(S700, S800)이 수행된다. 상기 화학적 기계적 연마공정은 CMP(chemical mechanical polishing) 공정일 수 있다. 상기 화학적 기계적 연마공정 역시 단일 공정 또는 두 단계 이상의 공정에 의해 수행될 수 있다. 더 자세하게, 도 5를 참조하면, 상기 화학적 기계적 연마공정은 스톡 패드(stock pad)를 사용하는 제 3 연마하는 단계(S700) 및 상기 스톡 패드 보다 연질의 파이널 패드(final pad)를 사용하는 제 4 연마단계(S800)를 포함한다.
상기 제 3 연마단계(S700)에서 사용되는 스톡 패드는 폴리에스테르 펠트(non-woven polyester felt) 조직에 폴리우레탄(polyurethane)을 함침한 연질패드를 사용할 수 있다. 또한, 상기 제 3 연마단계(S700)에서는 상기 스톡 패드와 웨이퍼 사이에 스톡 슬러리를 공급된다. 상기 스톡 슬러리는 슬리카 제거용 슬러리 또는 알루미나 슬러리를 사용할 수 있다. 예를 들어, 상기 스톡 슬러리에 함유된 연마제의 평균입경은 약 10 nm 내지 약 17 nm 인 것을 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
예를 들어, 상기 제 3 연마단계(S700)는 폴리우레탄 연마 패드가 부착되어 있는 폴리싱기(도 2 참조)에 콜로이드 분산형 실리카 슬러리 또는 알루미나 슬러리를 분사하면서 세라믹 블록에 압력을 가하여, 파이널 패드와 블록을 회전하면서 연마하는 공정을 포함할 수 있다. 이 때, 상기 제 3 연마단계는 약 5 ㎛ 미만의 연마량을 가져갈 수 있다.
상기 제 3 연마단계 후(S700)에는, 웨이퍼의 최종 거칠기 및 LLS 제어를 위해 추가로 제 4 연마단계(S800)가 수행된다.
상기 제 4 연마단계(S800)에서는 파이널 패드가 사용될 수 있다. 상기 파이널 패드는 상기 제 3 연마단계(S700)에서 사용되는 스톡 패드 보다 연질의 것을 사용한다. 또한, 상기 제 4 연마단계(S800)에서는 상기 파이널 패드와 웨이퍼 사이에 파이널 슬리리가 공급된다. 상기 파이널 슬러리는 콜로이달(colloidal) 실리카 연마제가 함유된 슬러리를 사용할 수 있다. 또한, 상기 파이널 슬러리에 함유된 연마제의 평균입경은 약 30 nm 내지 약 40 nm 인 것을 사용할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
예를 들어, 상기 제 4 연마단계는 폴리텍스 계열의 연마 패드가 부착된 단면 폴리싱기에 세라믹 블록당 일정한 압력을 가하면서 경면 연마를 추가로 수행할 수 있다.
이상에서 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
Claims (8)
- 연마패드에 연마 물질이 고정/접합되고, 상기 연마패드의 표면에 노출된 연마 물질에 의해 웨이퍼를 연마하는 단계;
상기 연마패드와 상기 웨이퍼 사이에 연마패드 연마재를 공급하여, 상기 연마패드 내부에 포함된 연마 물질을 노출시키는 단계; 및
상기 연마패드 내부에서 노출된 연마 물질에 의하여 상기 웨이퍼를 연마하는 단계를 포함하는 연마패드의 표면처리방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 연마 물질은 세륨, 알루미늄, 규소, 지르코늄의 산화물 입자, 탄화규소 화합물, 질화붕소 화합물, 다이아몬드 또는 이들의 조합으로부터 이루어진 군에서 선택되는 화합물로 이루어진 입자를 포함하는 연마패드의 표면처리방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 연마패드 연마재는 산화알루미늄, 산화세슘 또는 산화규소를 포함하는 연마패드의 표면처리방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 연마패드의 상면은 패터닝 된 연마패드의 표면처리방법.
- 제 1 다이아몬드 입자가 고정된 제 1 연마패드 상에 연마패드 연마제를 공급하여 상기 제 1 다이아몬드 입자를 노출시키고, 상기 제 1 다이아몬드 입자가 노출된 제 1 연마패드에 의해 웨이퍼를 제 1 연마하는 단계;
제 2 다이아몬드 입자가 고정된 제 2 연마패드 상에 연마패드 연마제를 공급하여 상기 제 2 다이아몬드 입자를 노출시키고, 상기 제 1 다이아몬드 입자가 노출된 제 2 연마패드에 의해 상기 제 1 연마된 웨이퍼를 제 2 연마하는 단계;
상기 제 2 연마된 웨이퍼를 스톡 패드(stock pad)를 사용하여 화학적 및 기계적으로 제 3 연마하는 단계; 및
상기 제 3 연마된 웨이퍼를 상기 스톡 패드 보다 연질의 파이널 패드(final pad)를 사용하여 화학적 및 기계적으로 제 4 연마하는 단계를 포함하는 웨이퍼의 연마 방법.
- 제 5 항에 있어서,
상기 제 1 연마단계는,
상기 제 1 연마패드 표면에 노출된 제 1 다이아몬드 입자에 의해 웨이퍼를 연마하고,
상기 제 1 연마패드와 상기 웨이퍼 사이에 상기 연마패드 연마재를 공급하여, 상기 연마패드 내부에 포함된 상기 제 1 다이아몬드 입자를 노출시키고,
상기 노출된 제 1 다이아몬드 입자에 의하여 상기 웨이퍼를 연마하는 것을 포함하는 웨이퍼의 연마 방법.
- 제 5 항에 있어서,
상기 제 2 연마단계는,
상기 제 2 연마패드 표면에 노출된 제 2 다이아몬드 입자에 의해 상기 웨이퍼를 연마하고,
상기 제 2 연마패드와 상기 웨이퍼 사이에 연마패드 연마재를 공급하여, 상기 제 2 연마패드 내부에 포함된 상기 제 2 다이아몬드 입자를 노출시키고,
상기 노출된 제 2 다이아몬드 입자에 의하여 상기 웨이퍼를 연마하는 것을 포함하는 웨이퍼의 연마 방법.
- 제 5 항에 있어서,
상기 제 1 다이아몬드 입자의 평균 크기는 10 ㎛ 내지 30 ㎛ 이고,
상기 제 2 다이아몬드 입자의 평균 크기는 1 ㎛ 내지 10 ㎛ 인 웨이퍼의 연마 방법.
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