KR101625459B1 - 화학 기계적 연마 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 화학 기계적 연마 장치 및 방법에 관한 것으로, 웨이퍼의 화학 기계적 연마 장치로서, 상면에 연마 패드가 입혀지고 자전하는 연마 정반과; 상기 연마 패드에 상기 웨이퍼를 가압하면서 회전하는 연마 헤드와; 상기 연마 정반에 설치되어 상기 연마 정반과 함께 회전하고, 상기 웨이퍼의 하측을 통과할 때에 상기 웨이퍼의 연마층 두께 정보를 포함하는 출력 신호를 수신하는 제1센서와; 상기 연마 정반과 함께 회전하는 상기 제1센서의 회전 위치를 감지하는 센서 회전위치 감지부와; 상기 웨이퍼의 회전 위치를 감지하는 웨이퍼 회전위치 감지부와; 상기 센서회전위치 감지부와 상기 웨이퍼 회전위치 감지부에 의하여 감지된 상기 제1센서가 상기 웨이퍼의 하측을 통과하는 궤적에 따른 상기 웨이퍼의 연마층 두께를 산출하는 제어부를; 포함하여 구성되어, 웨이퍼의 하나의 반경 길이에 대해서도 원주 방향에 대한 연마층 두께를 2개 이상의 지점에서 측정하여 정확한 두께 분포를 화학 기계적 연마 공정 중에도 얻을 수 있으며, 웨이퍼의 연마층 두께를 하나의 반경 길이에 대하여 2개 이상의 지점에서의 측정값을 평균화하여 연마층의 평균화된 두께 분포를 얻고, 이와 같이 산출된 웨이퍼 연마층의 평균 두께를 이용하여 웨이퍼 연마층의 두께 분포를 제어함으로써, 보다 정확하게 타겟 두께 분포에 도달하도록 웨이퍼 연마층의 두께 분포를 정확히 제어할 수 있는 화학 기계적 연마 장치 및 방법을 제공한다.

Description

화학 기계적 연마 장치 및 방법 {CHEMICAL MECHANICAL POLISHING APPARATUS AND METHOD THEREOF}

본 발명은 화학 기계적 연마 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 화학 기계적 연마 공정 중에 웨이퍼의 원주 방향으로의 연마층 두께 분포를 검출하여, 웨이퍼의 연마층 두께를 보다 정확하게 제어하는 화학 기계적 연마 장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로 화학 기계적 연마(Chemical Mechanical Polishing; CMP) 공정은 회전하는 연마 정반 상에 웨이퍼 등의 기판이 접촉한 상태로 회전 시키면서 기계적인 연마를 행하여 미리 정해진 두께에 이르도록 기판의 표면을 평탄하게 하는 공정이다.

이를 위하여, 화학 기계적 연마 장치는 연마 정반에 연마 패드를 그 위에 입힌 상태로 자전시키면서, 연마 헤드로 웨이퍼를 연마 패드의 표면에 가압하면서 회전시켜, 웨이퍼의 표면을 평탄하게 연마한다. 즉, 도1에 도시된 바와 같이, 회전하는 연마 패드(11) 상에 웨이퍼(W)를 연마 헤드(20)로 가압하면서 회전(20d)시키고, 동시에 연마 패드(11)도 자전(11d)시키면서, 슬러리 공급부(30)의 공급구(32)로부터 슬러리를 연마 패드(11)에 공급하여 웨이퍼(W)에 도달(30d)하게 함으로써, 웨이퍼 연마면이 연마 패드(11)와 기계적 연마가 행해지고 동시에 슬러리에 의한 화학적 연마가 동시에 행해진다.

이 때, 연마 패드(11)에는 컨디셔닝 디스크가 하방으로 가압하면서 회전(40d)하고, 동시에 컨디셔닝 디스크를 끝단에 위치시킨 아암(41)이 정해진 각도만큼 왕복 선회 운동(41d)을 하여, 연마 패드(11)의 표면은 화학 기계적 연마 공정이 행해지면서 개질된다.

일반적으로 웨이퍼(W)가 자전(20d)하면서 화학 기계적 연마 공정을 행해지므로, 웨이퍼(W)의 두께 분포는 반경 바깥 방향에 대하여 변화할 뿐 원주 방향으로 변화하지 않는 것으로 알려져 있었다. 그러나, 화학 기계적 연마 공정을 행한 웨이퍼 연마층의 두께 분포를 측정해 본 결과, 도2에 도시된 바와 같이, 원주 방향을 따라서도 좌측(L)과 우측(L)의 연마층(Lw)의 두께(TL, TR)가 비대칭이 되어 차이가 생긴다는 것이 본 출원인에 의하여 실험적으로 밝혀졌다.

이에 따라, 원주 방향을 따라 웨이퍼 연마층(Lw)의 두께가 균일하다는 전제 하에서, 화학 기계적 연마 공정 중에 웨이퍼의 연마층 두께를 측정하여, 웨이퍼 연마층의 두께 분포를 균일하도록 제어하는 방식이 적용되었지만, 연마층 두께의 측정 자체에서 오류를 포함하고 있으므로 연마층 두께를 균일하게 하기 위한 제어가 잘못되는 문제가 있었다.

따라서, 웨이퍼(W)의 연마층 두께를 원주 방향 성분에 대하여 보다 정확연마 패드의 두께를 정확히 측정하여, 정확히 측정된 웨이퍼의 연마층 두께에 기초하여 웨이퍼 연마층의 두께를 보정하는 공정을 보다 정확하게 행할 수 있게 할 필요성이 절실히 요구되고 있다.

상기 기재된 사항은 본 출원의 출원일 이전에 공지되지 않은 사항을 포함하고 있으므로, 배경이 되는 기술 항목에 기재되었다고 하여 출원일 전에 공지된 것을 자인하는 것은 아니다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위한 것으로, 화학 기계적 연마 공정 중에 웨이퍼의 원주 방향으로의 연마층 두께 분포를 정확하게 검출하는 것을 목적으로 한다.

이를 통해, 본 발명은, 연마층 두께 분포 편차를 고려하여 웨이퍼의 연마층 두께를 보다 정확하게 제어하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 웨이퍼의 화학 기계적 연마 장치로서, 상면에 연마 패드가 입혀지고 자전하는 연마 정반과; 상기 연마 패드에 상기 웨이퍼를 가압하면서 회전하는 연마 헤드와; 상기 연마 정반에 설치되어 상기 연마 정반과 함께 회전하고, 상기 웨이퍼의 하측을 통과할 때에 상기 웨이퍼의 연마층 두께 정보를 포함하는 출력 신호를 수신하는 제1센서와; 상기 연마 정반과 함께 회전하는 상기 제1센서의 회전 위치를 감지하는 센서 회전위치 감지부와; 상기 웨이퍼의 회전 위치를 감지하는 웨이퍼 회전위치 감지부와; 상기 센서회전위치 감지부와 상기 웨이퍼 회전위치 감지부에 의하여 감지된 상기 제1센서가 상기 웨이퍼의 하측을 통과하는 궤적에 따른 상기 웨이퍼의 연마층 두께를 산출하는 제어부를; 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치를 제공한다.

이는, 연마 패드와 함께 회전하면서 웨이퍼의 하측을 통과할 때에 웨이퍼의 연마층 두께 분포를 측정하는 제1센서의 회전 위치와, 화학 기계적 연마 공정 중에 웨이퍼의 연마를 위하여 자전하는 웨이퍼의 회전 위치를 함께 감지함으로써, 제1센서에 의하여 측정된 웨이퍼 연마층의 원판 내에서의 위치를 알 수 있으므로, 웨이퍼의 원주 방향에 대한 연마층 두께의 측정을 하기 위함이다.

이 때, 상기 센서 회전위치 감지부는, 상기 제1센서가 웨이퍼의 하측으로 진입하는 것을 감지하는 별도의 센서를 구비하여, 이 센서에 감지되는 순간 부터 연마 정반의 회전 속도를 고려하여, 웨이퍼 연마층으로부터 제1센서에 수신되는 신호를 감지할 수 있다. 이와 함게, 상기 센서 회전위치 감지부는 연마 정반의 회전 위치를 감지하는 엔코더로 형성되어, 웨이퍼 연마층에서 상기 제1센서에 수신된 신호만을 연마 정반의 회전 위치를 감지하는 엔코더에 의한 회전 위치 신호와 동일 시간축에 맵핑하는 등의 방법에 의하여 감지할 수 있다.

한편, 화학 기계적 연마 공정 중에 웨이퍼도 연마 헤드의 하측에 위치하여 연마 헤드와 함께 자전하므로, 연마 헤드의 회전 위치를 감지하는 엔코더를 웨이퍼 회전위치 감지부로 구성할 수 있다.

이에 따라, 제1센서에서 수신된 신호와, 연마 정반의 회전 위치를 감지하는 엔코더의 회전 위치 신호와, 연마 헤드의 회전 위치 신호를 동일한 시간축에 맵핑하는 것에 의하여, 제1센서가 웨이퍼 연마층의 어느 궤적을 따라 이동하는 지를 특정하여 알 수 있게 되므로, 웨이퍼 연마층의 위치별 연마층 높이를 얻을 수 있다.

이 때, 상기 제1센서는 웨이퍼 연마층의 두께를 감지할 수 있는 와전류 센서와 광 센서 중 어느 하나 이상으로 형성될 수 있다.

한편, 상기 제어부는, 제1센서의 수신 신호로부터 웨이퍼의 위치에 따른 연마층 두께를 구할 수 있는 데, 웨이퍼의 중심으로부터 반경 방향으로 제1반경길이만큼 이격된 위치에서의 측정값들 중 정해진 시간(예를 들어, 1초 내지 3초) 동안에 제1반경길이에서 측정된 두께값의 평균으로 웨이퍼의 연마층 두께 분포를 산출할 수 있다.

상기와 같이 구해진 웨이퍼 연마층 두께 분포는 반경 방향에 대하여 평균화된 연마층 두께값으로 얻어질 수 있다. 따라서, 웨이퍼의 연마층 두께 분포가 타겟 두께 분포(화학 기계적 연마 공정의 종료시 목표로 하는 연마층의 두께 또는 두께 분포)에 도달하기 위하여 웨이퍼의 반경 길이별 가압력을 다르게 도입할 때에, 왜곡되지 않은 평균화된 웨이퍼 연마층 두께에 기초하여 보다 정확한 가압력을 도입하여, 타겟 두께 분포에 도달하게 제어하는 것을 보다 신뢰성있게 할 수 있게 된다.

즉, 웨이퍼의 중심으로부터 동일한 반경 길이 만큼 이격된 위치에 대하여 원주 방향으로 서로 다른 2개 이상의 지점의 연마층 두께값을 산술 평균하거나, 기하 평균하는 등 종합하여 산출된 평균화된 연마층 두께값에 기초하여 제어부는 웨이퍼의 연마층 두께의 편차를 줄이는 제어를 행한다.

예를 들어, 상기 연마 헤드가 웨이퍼의 상측에 독립적으로 압력을 제어할 수 있는 다수의 압력 챔버가 형성되어 있는 경우에는, 상기 제어부에 의하여 상기 웨이퍼의 평균화된 연마층 두께가 타겟 두께를 기준으로 다른 영역에 비하여 더 높은 것으로 감지된 반경 길이 영역에서는, 그 상측에 위치한 압력 챔버에는 보다 높은 공압을 공급하거나, 상기 제어부에 의하여 상기 웨이퍼의 평균화된 연마층 두께가 타겟 두께를 기준으로 다른 영역에 비하여 더 낮은 것으로 감지된 반경 길이 영역에서는, 그 상측에 위치한 압력 챔버에는 보다 낮은 공압을 공급하여, 웨이퍼의 연마층 두께 분포가 타겟 두께 분포에 보다 정확하고 신속하게 도달하도록 한다.

이와 같이, 하나의 반경 길이에 대하여 하나의 지점에서의 웨이퍼의 연마층 두께를 기초로 하지 않고, 하나의 반경 길이에 대하여 2개 이상의 지점에서의 웨이퍼의 연마층 두께의 평균화된 값을 기초로 하여, 웨이퍼의 연마층 두께 분포가 타겟 두께 분포에 도달하게 제어함으로써, 웨이퍼 연마층의 국부적인 두께값에 의존하여 웨이퍼 연마층의 두께를 잘못 제어하는 것을 방지할 수 있다.

또한, 상기 연마 패드의 표면과 접촉하는 컨디셔닝 디스크의 가압력을 조절하면서 상기 연마 패드를 개질하는 컨디셔너를 포함하고 있으므로, 상기 제어부에 의하여 상기 웨이퍼의 평균화된 연마층 두께가 타겟 두께를 기준으로 다른 영역에 비하여 더 높은 것으로 감지된 반경 길이 영역의 상기 연마 패드에 대해서는, 다른 영역을 가압하는 가압력에 비하여 더 낮은 가압력으로 상기 컨디셔닝 디스크로 상기 연마 패드를 가압하거나, 상기 제어부에 의하여 상기 웨이퍼의 평균화된 연마층 두께가 타겟 두께를 기준으로 다른 영역에 비하여 더 낮은 것으로 감지된 반경 길이 영역의 상기 연마 패드에 대해서는, 다른 영역을 가압하는 가압력에 비하여 더 높은 가압력으로 상기 컨디셔닝 디스크로 상기 연마 패드를 가압하는 것에 의하여, 웨이퍼의 연마층 두께분포를 타겟 두께 분포가 되게 보다 정확하게 제어할 수 있다.

한편, 발명의 다른 분야에 따르면, 본 발명은, 웨이퍼의 화학 기계적 연마 방법으로서, 웨이퍼의 연마면을 자전하는 연마 패드에 연마 헤드로 가압한 상태로 회전시키면서 화학 기계적 연마 공정을 행하는 연마 단계와; 상기 연마 단계 중에 상기 연마 패드와 함께 회전하는 제1센서가 상기 웨이퍼의 하측을 통과하면서 상기 웨이퍼의 연마층 두께 정보를 포함하는 출력신호를 수신하는 출력신호 수신단계와; 상기 연마 정반과 함께 회전하는 상기 제1센서 회전 위치를 감지하는 센서 회전위치 감지단계와; 상기 웨이퍼의 회전 위치를 감지하는 웨이퍼 회전위치 감지단계와; 상기 센서 회전위치 감지단계와 상기 웨이퍼 회전위치 감지단계에 의하여 상기 제1센서가 상기 웨이퍼의 하측을 통과하는 궤적을 감지하고, 상기 출력신호 수신단계에서 얻어진 상기 출력 신호로부터 상기 웨이퍼의 위치별 연마층 두께를 감지하는 연마층 두께 산출단계를; 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 방법을 제공한다.

이를 통해, 웨이퍼의 연마층 두께를 하나의 반경 길이에 대하여 2개 이상의 지점을 측정하여, 웨이퍼 연마층의 원주 방향으로의 두께를 구할 수 있고, 이에 의하여 웨이퍼 중심으로부터 하나의 반경 길이에 대한 웨이퍼 연마층의 평균 두께를 얻을 수 있다. 따라서, 이와 같이 산출된 웨이퍼 연마층의 평균 두께를 이용하여 웨이퍼 연마층의 두께 분포를 제어함으로써, 보다 정확하게 타겟 두께 분포에 도달하도록 웨이퍼 연마층을 제어할 수 있게 된다.

즉, 상기 연마층 두께 산출단계는, 상기 웨이퍼의 중심으로부터 반경 바깥 방향으로 이격된 제1반경길이에 대하여, 원주 방향을 따라 측정된 지점에서 정해진 시간 동안의 평균값으로 상기 웨이퍼의 반경 길이에 대한 평균화된 연마층 두께 분포를 산출하는 것이 바람직하다. 여기서, 평균값은 산술 평균, 기하 평균 등 통계에서 사용되는 평균 개념의 값을 모두 포함한다.

이에 따라, 상기 평균화된 연마층 두께 분포에 기초하여 상기 웨이퍼의 연마층 두께가 높은 것으로 감지된 영역의 상측에 위치한 상기 연마 헤드의 압력 챔버에는 보다 높은 공압을 공급하고, 상기 평균화된 연마층 두께 분포에 기초하여 상기 웨이퍼의 연마층 두께가 낮은 것으로 감지된 영역의 상측에 위치한 상기 연마 헤드의 압력 챔버에는 보다 낮은 공압을 공급하여, 상기 웨이퍼의 연마층 두께 분포를 조절한다.

이와 병행하거나 별개로, 상기 평균화된 연마층 두께 분포에 기초하여 상기 웨이퍼의 연마층 두께가 높은 것으로 감지된 영역을 통과하는 상기 연마 패드에 대해서는 보다 낮은 가압력으로 상기 컨디셔닝 디스크로 상기 연마 패드를 가압하고, 상기 평균화된 연마층 두께 분포에 기초하여 상기 웨이퍼의 연마층 두께가 낮은 것으로 감지된 영역을 통과하는 상기 연마 패드에 대해서는 보다 높은 가압력으로 상기 컨디셔닝 디스크로 상기 연마 패드를 가압하여, 상기 웨이퍼의 연마층 두께 분포를 조절할 수 있다.

본 명세서 및 특허청구범위에 기재된 '평균'라는 용어는 2개 이상의 값을 산술 평균, 기하 평균한 것을 지칭할 뿐만 아니라, 측정값중 최대값과 최소값 중 어느 하나 이상을 제외한 값을 평균한 것을 포함하며, 통계에서 사용되는 평균 개념의 값을 모두 포함한다.

그리고, 본 명세서 및 특허청구범위에 기재된 '회전 위치'는 자전하고 있는 웨이퍼 또는 연마 패드에서 특정 지점(예를 들어, 제1센서가 위치한 지점)이 위치한 회전 각도 지점을 나타낸다. 따라서, 회전 중심으로부터 반경 방향 성분은 무시하고 원주 방향으로의 회전 위치로 정의된다.

또한, 본 명세서 및 특허청구범위에 기재된 '반경 길이'는 회전 중심으로부터 반경 방향으로의 길이로 정의한다.

그리고, 본 명세서 및 특허청구범위에 기재된 '연마층 두께' 및 이와 유사한 용어는 웨이퍼 연마층의 해당 위치(해당 반경 길이 및 해당 원주각)에서의 두께값을 지칭한다. 따라서, 하나의 반경 길이에 대하여 2개 이상의 값을 가질 수 있다.

본 명세서 및 특허청구범위에 기재된 '평균화된 연마층 두께' 및 이와 유사한 용어는 웨이퍼의 하나의 반경 길이에서 2개 이상의 지점에서 측정된 연마층 두께를 평균화하여 얻어진 연마층 두께값들을 지칭한다. 따라서, 평균화된 연마층 두께', '평균화된 연마층 두께' 및 이와 유사한 용어는 하나의 반경 길이에 대하여 하나의 값을 갖는다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은, 연마 패드와 함께 회전하면서 웨이퍼의 하측을 통과할 때에 웨이퍼의 연마층 두께 분포를 측정하는 제1센서의 회전 위치와, 화학 기계적 연마 공정 중에 웨이퍼의 연마를 위하여 자전하는 웨이퍼의 회전 위치를 함께 감지함으로써, 제1센서에 의하여 측정된 웨이퍼 연마층의 원판 내에서의 위치를 알 수 있으므로, 웨이퍼의 하나의 반경 길이에 대해서도 원주 방향에 대한 연마층 두께를 2개 이상의 지점에서 측정할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명은, 웨이퍼의 연마층 두께를 하나의 반경 길이에 대하여 2개 이상의 지점을 측정하여, 웨이퍼 연마층의 원주 방향으로의 두께를 구할 수 있고, 이에 의하여 웨이퍼 중심으로부터 하나의 반경 길이에 대한 웨이퍼 연마층의 평균 두께를 얻고, 이와 같이 산출된 웨이퍼 연마층의 평균 두께를 이용하여 웨이퍼 연마층의 두께 분포를 제어함으로써, 보다 정확하게 타겟 두께 분포에 도달하도록 웨이퍼 연마층의 두께 분포를 정확히 제어할 수 있는 유리한 효과가 있다.

도1은 일반적인 화학 기계적 연마 장치의 평면도,
도2는 도1의 화학 기계적 연마 장치에 의해 연마된 웨이퍼의 단면도,
도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 화학 기계적 연마 장치의 구성을 도시한 정면도,
도4는 도3의 평면도,
도5는 도3의 웨이퍼 하측을 제1센서가 통과하는 경로를 도시한 도면,
도6은 도3의 제1센서가 웨이퍼 연마층 두께를 측정하는 구성을 도시한 개략도,
도7은 본 발명의 일 실시예에 따른 화학 기계적 연마 방법을 순차적으로 도시한 순서도,
도8은 도2의 연마 헤드의 반단면도이다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 화학 기계적 연마 장치(100)를 상술한다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 화학 기계적 연마 장치(1)는, 웨이퍼(W)의 연마면이 연마되도록 접촉하는 연마 패드(11)가 입혀진 연마 정반(10)과, 웨이퍼(W)를 저면에 위치한 상태로 가압하면서 웨이퍼(W)를 자전시키는 연마 헤드(20)와, 연마 패드(11)의 표면에 가압한 상태로 접촉하면서 회전(30r)하는 컨디셔닝 디스크(31)를 구비하여 연마 패드(11)를 개질하는 컨디셔너(30)와, 웨이퍼(W)의 화학적 연마를 위하여 슬러리를 공급하는 슬러리 공급부(40)와, 연마 정반(10)에 위치 고정되어 연마 패드(11)와 함께 회전하면서 웨이퍼(W)의 저면을 통과할 때에 제1수신신호를 수신하는 제1센서(50)와, 연마 정반(10)의 회전 위치를 감지하는 것에 의해 제1센서(50)의 회전 위치를 감지하는 제1엔코더(E1)와, 연마 헤드(20)의 회전 위치를 감지하는 것에 의해 웨이퍼(W)의 회전 위치를 감지하는 제2엔코더(E2)와, 제1센서(50)에서 수신된 제1수신신호와 엔코더(E1, E2)에서 수신된 회전 위치 신호를 전송받아 웨이퍼(W)의 위치별 연마층 두께(두께 변동량을 포함한다)를 감지하는 제어부(70)로 구성된다.

상기 연마 정반(10)은 상면에 연마 패드(11)가 입혀진 상태로 회전 구동된다. 제1센서(50)가 연마 패드(11)와 함께 회전하면서, 제어부(70)의 제어 회로도 연마 정반(10)과 함께 회전할 수도 있고, 슬립링 등의 공지 수단을 통하여 제1센서(50)로 인가되는 전원 및 제1센서(50)로부터의 신호를 비회전 상태의 제어 회로에 전달할 수도 있다.

한편, 제1센서(50)가 광센서로 형성되는 경우에는, 광이 통과하는 경로를 마련하기 위하여 제1센서(50)의 상측이 개방되어야 하지만, 제1센서(50)가 와전류 센서로 형성되는 경우에는, 자기장이 통과하면 충분하므로 전도체가 자기장에 방해하지 않는 다양한 형태로 형성될 수 있다. 예를 들어, 와전류 센서로 설치되는 경우에는 제1센서(50)가 연마 패드(11)에 매립된 형태로 설치될 수 있다.

연마 정반(10)에 설치된 제1엔코더(E1)는 연마 정반(10)의 회전각을 시간 경과에 따라 감지하여, 제어부(70)로 전송한다.

상기 연마 헤드(20)는, 도8에 도시된 바와 같이, 외부로부터 회전 구동력을 전달받아 회전 구동되는 본체부(25)와, 웨이퍼(W)에 밀착되는 바닥판의 가장자리에 절곡 형성된 측면(21a)이 본체부(25)에 결합되어 그 사이에 압력 챔버를 형성하는 가요성 재질의 멤브레인(21)과, 멤브레인(21)의 둘레를 감싸는 형태로 CMP 공정 중에 연마 패드(11)를 가압하여 웨이퍼의 이탈을 방지하는 리테이너 링(26)으로 구성된다.

여기서, 멤브레인(21)의 바닥판에는 동심 링 형태로 다수의 격벽(21b)이 본체부(25)에 결합되어, 멤브레인 바닥판과 본체부(25)의 사이에 압력 챔버(C1, C2, C3, C4, C5)가 다수로 분할된다. 그리고, 각각의 압력 챔버(C1, C2, C3, C4, C5)에는 공압 공급부(90)로부터 공압이 독립적으로 인가되어, 각 압력 챔버(C1, C2, C3, C4, C5)의 하측에 위치한 웨이퍼 영역을 가압한다. 이에 의하여, 웨이퍼(W)의 연마층 두께가 불균일할 때에는 압력 챔버(C1, C2, C3, C4, C5)에 인가되는 공압이 조절되면서, 웨이퍼(W)의 영역별 가압력에 차이를 두어 연마층 두께를 의도한 분포가 되게 유도한다.

여기서, 공압 공급부(90)로부터 공압 공급관(95)을 통해 각 압력 챔버(C1, C2, C3, C4, C5)에 공급하는 공압은 제어부(70)에 의하여 제어되다.

웨이퍼(W)의 회전 위치를 감지하기 위하여 연마 헤드(20)의 본체부(25)의 회전 위치를 측정하는 제2엔코더(E2)가 설치된다. 웨이퍼(W)은 가요성 재질인 멤브레인 바닥판에 밀착된 상태로 자전하므로, 웨이퍼(W)의 기준 위치(N)를 중심으로 시간 경과에 따른 회전 위치를 감지할 수 있다. 여기서, 웨이퍼(W)의 기준 위치는 웨이퍼의 외주면에 형성된 노치(N)의 중앙 위치로 잡는 것이 간편하다.

연마 헤드(20)에 설치된 제2엔코더(E2)는 연마 헤드(20)의 회전각(ang)을 시간 경과에 따라 감지하여, 제어부(70)로 전송한다.

상기 컨디셔너(30)는 컨디셔닝 디스크(31)를 연마 패드(11)에 가압한 상태로 회전(30r) 구동되며, 컨디셔닝 디스크(30)를 아암이 선회 운동(30d)함으로써 연마 패드(11)의 표면에 슬러리가 유입될 수 있는 환경으로 개질한다. 여기서, 컨디셔닝 디스크(31)를 가압하는 가압력은 제어부(70)에 의하여 제어되며, 컨디셔닝 디스크(31)가 연마 패드(11)의 반경 방향 성분을 갖고 이동하면서 가압력이 조절되어, 연마 패드(11)의 표면 높이 편차를 조절한다.

상기 슬러리 공급부(40)는 연마 패드(11) 상에 슬러리를 공급하여, 슬러리가 연마 패드(11)의 표면에 형성된 미세 홈을 통해 웨이퍼(W)로 유입되도록 한다. 이를 통해, 웨이퍼 연마층(Le)은 슬러리에 의한 화학적 연마 공정이 행해진다.

상기 제1센서(50)는 연마 정반(10)에 고정되어 연마 패드(11)와 함께 회전하도록 설치된다. 연마 정반(10)에 설치되는 제1센서(50)의 개수는 1개만 설치될 수도 있지만, 연마 패드(11)의 중심으로부터 서로 다른 이격 거리에 다수 설치되어, 각각의 고정된 위치에서 회전하면서 웨이퍼 연마층(Le)의 분포를 여러 경로에서 구할 수도 있다. 이 경우에는 제1센서(50)는 웨이퍼(W)의 하측 영역을 통과하는 동안에 웨이퍼(W)의 연마층(Lw)의 두께 정보를 포함하는 제1수신신호(So1)를 수신하여, 제어부(70)로 전송한다.

이하에서는, 편의상 연마 패드(11)의 중심으로부터 하나의 이격 거리에 설치된 제1센서(50)를 이용하여 웨이퍼 연마층(Le)의 두께를 감지하는 구성을 설명한다.

도면에는 연마 패드(11)의 중심으로부터 이격된 하나의 위치(경로 P를 형성함)에 하나의 제1센서(50)가 배치된 구성을 도시하였지만, 연마 패드(11)의 중심으로부터 서로 다른 반경 길이에 대하여 2개 이상의 제1센서(50)를 배치할 수도 있다. 그리고, 제1센서(50)의 경로(P)는 웨이퍼(W)의 중심을 통과하거나 중심으로부터 가까운 위치를 통과하도록 배치되는 것이 좋다. 도면에는 연마 정반에 홈을 형성하고 제1센서(50)가 고정 설치되는 구성이 예시되어 있지만, 연마 패드(11)의 저면에 홈을 형성할 수도 있고, 연마 정반(10)과 연마 패드(11)에 각각 정해진 깊이로 홈을 형성하여 위치 고정시킬 수도 있다.

본 발명의 일 실시형태에 따르면, 제1센서(50)는 와전류 센서(eddy current sensor)로 형성된다. 도6는 와전류 제1센서(50)의 상측이 개방된 형태로 형성되었지만, 비전도체인 연마 패드(11)에 의해 묻힌 상태로 설치될 수 있다. 와전류 센서로 형성된 제1센서(50)는 종래에 공지된 형태로 형성되어, 도전체에 센서에 따라 정해지는 폭(50E)에 걸쳐 상하 방향으로의 자기장 영역이 생기도록 와전류 신호를 인가하여 도전체인 측정 대상물인 도전체 두께(te) 및 그 변동에 따른 저항이나 리액턴스 등의 합성 임피던스의 변화가 반영된 신호를 수신 신호로 수신하여, 웨이퍼(W)의 도전층의 두께 및 그 변동치를 측정한다.

도6에 도시된 바와 같이, 제1센서(50)는 연마 패드(11)의 회전에 따라 함께 회전하면서 제1신호(Si)를 인가하며, 웨이퍼(W)의 하측 영역을 통과하면서 웨이퍼의 연마층 두께 변동에 따라 변동하는 제1수신신호(So)를 수신하여 제어부(70)로 전송한다.

이하, 도7을 참조하여, 상기와 같이 구성된 본 발명의 작동 원리를 상술한다.

먼저, 상기 제어부(70)는 웨이퍼의 화학 기계적 연마 공정이 진행(S110)되는 도중에, 연마 패드(11)와 함께 회전하는 제1센서(50)의 회전 위치를 감지하는 제1엔코더(E1)로부터 제1센서의 제1회전위치신호를 수신하고(S120), 동시에 연마 헤드(20)와 함께 회전하는 웨이퍼(W)의 회전 위치(ang)를 감지하는 제2엔코더(E2)로부터 웨이퍼(W)의 기준 위치(N)로부터의 회전각(ang) 정보가 담긴 제2회전위치신호를 전송받는다(S130)

제어부(70)로 전송된 신호들은 모두 동일한 시간에 얻어지는 것이므로, 동일한 시간 축에 맵핑시키는 것에 의하여, 제1센서(50)가 웨이퍼(W)를 통과하는 궤적(P1, P2, P3)을 얻을 수 있다(S140).

즉, 제1엔코더(E1)로부터 수신된 센서 회전위치신호로부터 제1센서(50)가 웨이퍼(W)의 하측에 진입하는 때로부터 웨이퍼(W)의 하측 바깥으로 이탈하는 때를 감지할 수 있다. 동일한 시간 축에 맵핑된 제2엔코더(E2)로부터 수신된 웨이퍼 회전위치신호로부터, 제1센서(50)가 웨이퍼(W)의 하측에 진입하는 때로부터 웨이퍼(W)의 하측 바깥으로 이탈하는 동안의 웨이퍼(W)의 회전 위치 변동을 고려하면, 제1센서(50)가 웨이퍼(W)의 하측을 이동하는 궤적(P1, P2, P3)이 특정된다.

연마 패드(11)의 회전 각속도와 웨이퍼(W)의 회전 각속도가 동일하고, 웨이퍼(W)의 왕복 운동이 배제되는 경우에는, 제1센서(50)는 웨이퍼 하측을 통과하는 궤적이 항상 하나로 정해진다. 그러나, 연마 패드(11)의 회전 각속도와 웨이퍼(W)의 회전 각속도가 서로 다르거나, CMP 공정 중에 웨이퍼(W)가 정해진 스트로크만큼 왕복 운동을 하는 경우에는, 도5에 도시된 바와 같이 제1센서(50)가 통과하는 궤적(P1, P2, P3)이 여러개가 된다.

그리고, 제1센서(50)가 웨이퍼(W)의 하측을 통과하면서 수신한 제1수신신호(So)로부터, 각 궤적(P1, P2, P3)별 웨이퍼(W)의 연마층 두께 분포를 구할 수 있다. 따라서, 웨이퍼(W)의 기준 위치(N)로부터 중심까지 연장하는 가상선(Lr)의 좌측과 우측에서의 연마층 두께 분포를 각각 구하는 것이 가능해진다(S150).

예를 들어, 종래의 웨이퍼 연마층 두께의 측정 방식에서는, 제1반경 길이(R1)에서는 모두 동일한 연마층 두께인 것으로 가정하였지만, 실제로는 제1반경길이(R1)에서 좌측(L)과 우측(R)의 지점들(S1L, S2L, S3L; S1R, S2R, S3R)이 서로 다른 연마층 두께를 나타내므로,(여기서, 좌측과 우측은 웨이퍼의 연마층이 중심을 지나는 가상선에 대하여 비대칭이라는 것을 지칭하는 것이며, 반드시 노치를 통과하는 가상선(Lr)에 대해서만 좌우가 비대칭이라는 것을 지칭하는 것은 아니다.) 상기와 같이 연마층 두께를 측정하면, 제1반경길이(R1)에서의 2개 지점(S1L, S2L, S3L; S1R, S2R, S3R)에서 각각 연마층 두께를 측정할 수 있게 된다.

그런데, 제1반경길이(R1)에서 2개의 지점(S1L, S2L, S3L; S1R, S2R, S3R)에서 각각 측정된 연마층 두께는 서로 다르므로, 이들의 평균값으로 평균화된 연마층 두께 분포를 얻을 수 있다. 즉, 평균화된 연마층 두께분포는 하나의 반경 길이에 대하여 여러 지점에서의 연마층 두께값을 평균화하여 1개의 값으로 나타낸 것이다. 이 때, 평균화된 연마층 두께분포는 제1센서(50)가 1회 지나간 궤적(P1)에서의 2개지점(S1R, S1L)씩에서의 측정된 연마층 두께값을 평균화하여 얻을 수도 있고, 단위 시간당 연마층 두께 변동을 고려하여 정해진 시간(예를 들어, 1초 내지 3초) 동안 제1센서(50)가 n회 지나간 궤적(P1, P2, P3)에서의 다수의 지점에서 측정된 연마층 두께값을 평균화하여 얻을 수도 있다.

이에 따라, 좌우 비대칭인 연마층 두께의 분포를 평균화하여 반경 길이에 따른 연마층 두께 분포를 산출함에 따라, 연마층 두께 분포를 보다 정확하게 측정할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

무엇보다도, 상기와 같이 웨이퍼(W)의 반경 길이별 원주 방향으로의 다수의 연마층 두께 측정값을 기초로 평균화하여, 반경 길이에 따라 하나의 값으로 정해지는 평균화된 연마층 두께 분포가 시간대별로 얻어지면, 평균화된 연마층 두께 분포를 이용하여, 웨이퍼(W)의 연마층 두께 분포를 타겟 두께 분포에 보다 신속하게 도달하도록 연마층 두께 차이를 보정하는 제어할 수 있게 된다(S160).

다시 말하면, 종래에는 좌우 비대칭인 연마층 두께 차이로 인하여, CMP 공정을 행하는 도중에 경우에 따라서는 큰 값을 기준으로 연마량을 보다 더 크게 제어하기도 하고, 경우에 따라서는 작은 값을 기준으로 연마량을 보다 더 작게 제어하게 되어, 들쭉 날쭉한 연마량 제어로 인하여 타겟 두께 분포에 도달하는 것이 대단히 어려운 문제가 있었다. 그러나, 상기와 같이 평균화된 연마층 두께 분포를 이용하여 웨이퍼 연마층의 두께 분포를 타겟 두께 분포에 도달하도록 제어함으로써, 보다 신속하고 정확하게 웨이퍼 연마층 두께 분포를 타겟 두께 분포에 도달하게 할 수 있다.

예를 들어, 상기 제어부(70)는, 상기 웨이퍼의 평균화된 타겟 연마층 두께 분포와 타겟 두께 분포와 대비하여 웨이퍼의 반경 길이에 따라 웨이퍼(W)에 도입되는 가압력을 다르게 도입하여, 웨이퍼의 두께 분포가 타겟 두께 분포와 동일해지도록 제어한다. 즉, 웨이퍼의 연마층 두께 분포가 타겟 두께 분포(화학 기계적 연마 공정의 종료시 목표로 하는 연마층의 두께 또는 두께 분포)에 도달하기 위하여 웨이퍼의 반경 길이별 가압력을 다르게 도입할 때에, 왜곡되지 않은 평균화된 웨이퍼 연마층 두께에 기초하여 보다 정확한 가압력을 도입하여, 타겟 두께 분포에 도달하게 제어하는 것을 보다 신뢰성있게 할 수 있게 된다.

예컨대, 타겟 두께 분포가 전체적으로 균일한 연마층 두께 분포인 경우에는, CMP 공정의 제1타임에 측정된 제1반경길이에서의 평균화된 타겟 연마층 두께가 제2반경길이에서의 평균화된 타겟 연마층 두께에 비하여 더 큰 경우에는, 그다음 제2타임에서는 제1반경길이에서 웨이퍼를 가압하는 가압력이 제2반경길이에서 웨이퍼를 가압하는 가압력에 비하여 더 크게 제어되어야 한다. (여기서, 타임은 제1센서가 웨이퍼를 한번 통과하는 때일 수도 있고, 제1센서가 웨이퍼를 2회 이상 정해진 시간 범위 내에서 통과하는 기간일 수도 있다)

따라서, 제어부(70)는 제1반경길이에 해당하는 웨이퍼의 상측에 위치한 압력 챔버의 압력이 제2반경길이에 해당하는 웨이퍼의 상측에 위치한 압력 챔버의 압력에 비하여 보다 높게 되도록 제2타임에서 제어한다. 이와 같이, 이전 타임에서 측정된 웨이퍼의 반경 길이에 따른 평균화된 연마층 두께 분포에 따라, 그다음 타임에서 웨이퍼를 가압하는 가압력을 제어함으로써, 웨이퍼의 연마층 두께 분포가 CMP 공정의 종료 시점에서 목표로 하는 타겟 두께 분포에 보다 정확하고 짧은 시간 내에 도달할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

한편, 웨이퍼의 연마층 두께는 웨이퍼를 하방 가압하는 연마 헤드(20)로부터의 가압력에 의존할 뿐만 아니라, 웨이퍼 연마층이 접촉하는 연마 패드(11)의 높이 편차에 의해서도 단위 시간당 연마량이 변동하게 된다. 따라서, 상기 제어부(70)는, 연마 헤드의 제어와 병행하거나 별개로, 상기 웨이퍼의 평균화된 타겟 연마층 두께 분포와 타겟 두께 분포와 대비하여 웨이퍼의 반경 길이에 따라 연마 패드(11)를 가압하는 가압력을 위치에 따라 다르게 도입하여, 웨이퍼의 두께 분포가 타겟 두께 분포와 동일해지도록 제어할 수도 있다.

즉, 상기 웨이퍼의 제1반경길이에서 평균화된 연마층 두께가 제1타임에서 타겟 연마층 두께와 대비하여 제2반경길이에서 평균화된 연마층 두께에 비하여 더 두꺼운 것으로 감지되면, 제1반경길이를 통과하는 상기 연마 패드에 대해서는 컨디셔닝 디스크를 보다 낮은 가압력(30F)으로 연마 패드(11)를 가압하여 연마 패드(11)의 표면 높이를 보다 높게 유지시켜 제1반경길이에서의 단위 시간당 연마량을 증가시킨다. 마찬가지로, 상기 웨이퍼의 제1반경길이에서 평균화된 연마층 두께가 제1타임에서 타겟 연마층 두께와 대비하여 제2반경길이에서 평균화된 연마층 두께에 비하여 더 작은 것으로 감지되면, 제1반경길이를 통과하는 상기 연마 패드에 대해서는 컨디셔닝 디스크를 보다 높은 가압력(30F)으로 연마 패드(11)를 가압하여 연마 패드(11)의 표면 높이를 보다 낮게 유지시켜 제1반경길이에서의 단위 시간당 연마량을 감소시킨다

이와 같이, 제어부(70)는 평균화된 연마층 두께값에 기초하여 컨디셔너(30)를 제어하여 연마 패드(11)를 가압하는 가압력(30F)을 제어함으로써, 웨이퍼의 연마층 두께분포를 타겟 두께 분포가 되게 보다 정확하게 제어할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 화학 기계적 연마 장치(100)는, 제1센서(50)에 의하여 측정되는 웨이퍼 연마층의 원판 내에서의 궤적(P1, P2, P3)를 타임마다 알 수 있으므로, 웨이퍼(W)의 하나의 반경 길이(R1)에 대해서도 원주 방향에 대한 연마층 두께를 2개 이상의 지점(S1L, S2L, S3L; S1R, S2R, S3R)에서 측정할 수 있는 효과를 얻을 수 있다. 또한, 웨이퍼의 연마층 두께를 하나의 반경 길이에 대하여 2개 이상의 지점을 측정하여, 반경 길이에 대하여 평균화된 연마층 두께를 산출하고, 이를 이용하여 웨이퍼의 연마층 두께 분포를 제어함으로써, 보다 정확하고 짧은 시간 내에 타겟 두께 분포에 도달하도록 제어할 수 있는 유리한 효과가 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구 범위에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경 가능한 것이다.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **
10: 연마 정반 11: 연마 패드
20: 연마 헤드 21: 멤브레인
30: 컨디셔너 31: 컨디셔닝 디스크
40: 슬러리 공급부 50: 제1센서
70: 제어부 W: 웨이퍼
Le: 연마층 C1, C2, C3, C4, C5: 압력 챔버

Claims (12)

1. 웨이퍼의 화학 기계적 연마 장치로서,
   상면에 연마 패드가 입혀지고 자전하는 연마 정반과;
   상기 연마 패드에 상기 웨이퍼를 가압하면서 회전하되, 상기 연마 정반의 각속도와 다른 각속도로 회전하는 연마 헤드와;
   상기 연마 패드의 중심으로부터 서로 다른 이격 거리에 다수 설치되어 상기 연마 정반과 함께 회전하고, 상기 웨이퍼의 하측을 통과하는 궤적에서, 궤적을 따르는 위치에서의 연마층 두께에 관한 정보를 포함하는 출력 신호를 수신하는 제1센서와;
   상기 연마 정반과 함께 회전하는 상기 제1센서의 회전 위치를 감지하는 센서 회전위치 감지부와;
   상기 웨이퍼의 회전 위치를 감지하는 웨이퍼 회전위치 감지부와;
   상기 센서회전위치 감지부와 상기 웨이퍼 회전위치 감지부에 의하여 상기 제1센서가 상기 웨이퍼의 하측을 통과하는 상기 궤적을 상기 웨이퍼에 대한 위치로 산출하고, 상기 출력 신호로부터 상기 궤적을 따르는 위치에서의 상기 웨이퍼의 연마층 두께값을 산출하여 상기 웨이퍼의 위치에 따른 연마층 두께를 얻되, 상기 웨이퍼의 중심으로부터 반경 바깥 방향으로 이격된 반경길이에 대하여, 연마 패드가 1회전하는 동안에 원주 방향을 따라 측정된 다수의 지점에서의 평균값으로 상기 웨이퍼의 평균화된 연마층 두께 분포를 얻는 제어부를;
   포함하고, 상기 제어부에 의하여 얻어진 상기 웨이퍼의 평균화된 연마층 두께가 다른 반경 길이에 비하여 더 높은 영역에서는 보다 높은 가압력을 상기 연마 헤드에 의해 도입하는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치.
   
2. 웨이퍼의 화학 기계적 연마 장치로서,
   상면에 연마 패드가 입혀지고 자전하는 연마 정반과;
   상기 연마 패드에 상기 웨이퍼를 가압하면서 회전하되, 상기 연마 정반의 각속도와 다른 각속도로 회전하는 연마 헤드와;
   상기 연마 패드의 중심으로부터 서로 다른 이격 거리에 다수 설치되어 상기 연마 정반과 함께 회전하고, 상기 웨이퍼의 하측을 통과하는 궤적에서, 궤적을 따르는 위치에서의 연마층 두께에 관한 정보를 포함하는 출력 신호를 수신하는 제1센서와;
   상기 연마 정반과 함께 회전하는 상기 제1센서의 회전 위치를 감지하는 센서 회전위치 감지부와;
   상기 웨이퍼의 회전 위치를 감지하는 웨이퍼 회전위치 감지부와;
   상기 센서회전위치 감지부와 상기 웨이퍼 회전위치 감지부에 의하여 상기 제1센서가 상기 웨이퍼의 하측을 통과하는 상기 궤적을 상기 웨이퍼에 대한 위치로 산출하고, 상기 출력 신호로부터 상기 궤적을 따르는 위치에서의 상기 웨이퍼의 연마층 두께값을 산출하여 상기 웨이퍼의 위치에 따른 연마층 두께를 얻되, 상기 웨이퍼의 중심으로부터 반경 바깥 방향으로 이격된 반경길이에 대하여, 연마 패드가 1회전하는 동안에 원주 방향을 따라 측정된 다수의 지점에서의 평균값으로 상기 웨이퍼의 평균화된 연마층 두께 분포를 얻는 제어부를;
   포함하고, 상기 제어부에 의하여 얻어진 상기 웨이퍼의 평균화된 연마층 두께가 다른 반경 길이에 비하여 더 높은 영역에서는 컨디셔너의 컨디셔닝 디스크의 가압력을 보다 더 낮게 도입하는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치.
   
3. 제 1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 센서 회전위치 감지부는 상기 연마 정반의 회전 위치를 감지하는 엔코더인 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치.
   
4. 제 1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 웨이퍼 회전위치 감지부는 상기 연마 헤드의 회전 위치를 감지하는 엔코더인 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치.
   
5. 제 1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 제1센서는 와전류 센서와 광 센서 중 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장치.
   
6. 웨이퍼의 화학 기계적 연마 방법으로서,
   웨이퍼의 연마면을 자전하는 연마 패드에 연마 헤드로 가압한 상태로 회전시키되, 상기 연마 헤드의 각속도와 상기 연마 헤드의 각속도를 다르게 유지하면서 화학 기계적 연마 공정을 행하는 연마 단계와;
   상기 연마 패드의 중심으로부터 서로 다른 이격 거리에 다수 설치되어 상기 연마 단계 중에 상기 연마 패드와 함께 회전하는 제1센서가 상기 웨이퍼의 하측을 통과하면서 상기 웨이퍼의 연마층 두께 정보를 포함하는 출력신호를 수신하는 출력신호 수신단계와;
   상기 출력신호 수신단계가 행해지는 동안에, 상기 연마 패드와 함께 회전하는 상기 제1센서 회전 위치를 감지하는 센서 회전위치 감지단계와;
   상기 출력신호 수신단계가 행해지는 동안에, 상기 웨이퍼의 회전 위치를 감지하는 웨이퍼 회전위치 감지단계와;
   상기 센서 회전위치 감지단계와 상기 웨이퍼 회전위치 감지단계에 의하여 상기 제1센서가 상기 웨이퍼의 하측을 통과하는 궤적을 상기 웨이퍼에 대한 위치로 산출하고, 상기 출력 신호로부터 상기 궤적을 따르는 위치에서의 상기 웨이퍼의 연마층 두께값을 산출하여 상기 웨이퍼의 위치에 따른 연마층 두께를 얻되, 상기 웨이퍼의 중심으로부터 반경 바깥 방향으로 이격된 반경길이에 대하여, 연마 패드가 1회전 하는 동안에 원주 방향을 따라 측정된 다수의 지점에서의 평균값으로 상기 웨이퍼의 평균화된 연마층 두께 분포를 얻는 연마층 두께 산출단계와;
   상기 연마층 두께산출단계에 의하여 얻어진 상기 웨이퍼의 평균화된 연마층 두께가 다른 반경 길이에 비하여 더 높은 영역에서는 보다 높은 가압력을 상기 연마 헤드에 의해 도입하여 상기 웨이퍼의 연마층 두께를 조절하는 웨이퍼 연마층 두께조절단계를;
   포함하는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 방법.
   
7. 웨이퍼의 화학 기계적 연마 방법으로서,
   웨이퍼의 연마면을 자전하는 연마 패드에 연마 헤드로 가압한 상태로 회전시키되, 상기 연마 헤드의 각속도와 상기 연마 헤드의 각속도를 다르게 유지하면서 화학 기계적 연마 공정을 행하는 연마 단계와;
   상기 연마 패드의 중심으로부터 서로 다른 이격 거리에 다수 설치되어 상기 연마 단계 중에 상기 연마 패드와 함께 회전하는 제1센서가 상기 웨이퍼의 하측을 통과하면서 상기 웨이퍼의 연마층 두께 정보를 포함하는 출력신호를 수신하는 출력신호 수신단계와;
   상기 출력신호 수신단계가 행해지는 동안에, 상기 연마 패드와 함께 회전하는 상기 제1센서 회전 위치를 감지하는 센서 회전위치 감지단계와;
   상기 출력신호 수신단계가 행해지는 동안에, 상기 웨이퍼의 회전 위치를 감지하는 웨이퍼 회전위치 감지단계와;
   상기 센서 회전위치 감지단계와 상기 웨이퍼 회전위치 감지단계에 의하여 상기 제1센서가 상기 웨이퍼의 하측을 통과하는 궤적을 상기 웨이퍼에 대한 위치로 산출하고, 상기 출력 신호로부터 상기 궤적을 따르는 위치에서의 상기 웨이퍼의 연마층 두께값을 산출하여 상기 웨이퍼의 위치에 따른 연마층 두께를 얻되, 상기 웨이퍼의 중심으로부터 반경 바깥 방향으로 이격된 반경길이에 대하여, 연마 패드가 1회전 하는 동안에 원주 방향을 따라 측정된 다수의 지점에서의 평균값으로 상기 웨이퍼의 평균화된 연마층 두께 분포를 얻는 연마층 두께 산출단계와;
   상기 연마층 두께산출단계에 의하여 얻어진 상기 웨이퍼의 평균화된 연마층 두께가 다른 반경 길이에 비하여 더 높은 영역에서는 컨디셔너의 컨디셔닝 디스크의 가압력을 보다 더 낮게 도입하여 상기 웨이퍼의 연마층 두께를 조절하는 웨이퍼 연마층 두께조절단계를;
   포함하는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 방법.
   
   
   
   
   
   
8. 삭제
9. 삭제
10. 삭제
11. 삭제
12. 삭제

Images