KR19980036066A - 반도체 제조장치 - Google Patents

Abstract

연마공정을 수행하기 위한 반도체 제조장치에 있어서, 두가지 연마막이 반복되어 적층된 구조로 이루어진 연마패드를 구비하는 것을 특징으로 한다. 상기 두가지 연마막은 비슷한 연마특성을 가지면서 서로 다른 약액에서 반응하여 제거된다. 연마공정을 진행함에 있어서, 연마패드의 초기 및 후기의 균일성 특성을 같게 할 수 있다.

Description

반도체 제조장치

본 발명은 반도체 제조장치에 관한 것으로, 특히 화학기계연마(chemical mechanical polishing; 이하 CMP라 한다) 공정 중의 연마과정에 있어서 연마패드(polishing pad)의 초기와 후기의 특성치를 균일하게 할 수 있는 반도체 제조장치에 관한 것이다.

소자의 집적도가 증가하면서 다층배선 공정이 실용화됨에 따라 포토리소그래피 공정의 마진을 확보하고 배선길이를 최소화하기 위하여 웨이퍼 상의 물질층에 대한 글로벌(global) 평탄화 기술이 요구되고 있다. 현재, 하부막을 평탄화하기 위한 방법으로는 BPSG(boro-phospho-silicate glass) 리플로우(reflow), 알루미늄 플로우(Al flow), SOG(spin on glass) 에치백(etch-back), CMP 공정 등이 사용되고 있다.

이중에서, 특히 CMP 공정은 리플로우 공정이나 에치백 공정과는 달리 저온 공정으로서 글로벌 평탄화를 달성할 수 있다는 장점 때문에 차세대 소자에서 유력한 평탄화 기술로 대두되고 있다. CMP 공정은 슬러리(slurry) 용액 내의 화학적 성분과 연마패드 및 연마제의 기계적 성분에 의하여 웨이퍼의 표면을 화학-기계적으로 연마하여 평탄화를 실시하는 방법이다.

이러한 CMP 공정 중의 연마과정에 있어서, 연마패드의 표면 거칠기는 웨이퍼를 연마하고 나면 연마시 웨이퍼에 의해 매끄러워진다. 만약 연마패드의 표면 거칠기를 원상태로 다시 회복시켜 주지 않는다면, 후속 웨이퍼의 연마시 연마속도 및 균일성(uniformity)에 악영향을 초래하게 된다. 따라서, 각 웨이퍼의 연마 후 연마패드의 표면 거칠기를 회복시키고 새로운 슬러리를 상기 패드에 공급시켜 주기 위하여, 일정크기의 다이아몬드 입자가 실장된 플레이트(plate)를 일정압력으로 회전운동시켜서 연마패드를 컨디셔닝(conditioning)하여 주고 있다.

도 1은 종래방법에 의한 연마과정에 있어서 연마패드를 컨디셔닝하는 단계를 나타내는 단면도이다.

도 1을 참조하면, 컨디셔닝은 연마패드를 일정량 깍아내면서 실시하는 것이기 때문에, 컨디셔닝의 횟수가 증가할수록 연마패드는 평평한 면에서 컨디셔닝 운동에 의해 영향을 받게 되어 굴곡있는 면(8)을 가지게 된다. 또한, 계속되는 연마패드의 초기화 작업에 의하여 상기 패드의 표면은 더욱 더 심한 굴곡을 갖게 된다. 이에 따라, 연마패드의 초기와 후기의 균일성 특성이 다르게 나타나는 균일성의 재현성 문제를 초래하게 된다. 여기서, 미설명부호 1은 식각기판을 나타낸다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, CMP 공정 중의 연마과정에 있어서 연마패드의 특성치를 균일하게 할 수 있는 반도체 제조장치를 제공하는데 있다.

도 1은 종래방법에 의한 연마과정을 설명하기 위한 단면도.

도 2 내지 도 6은 본 발명에 의한 연마과정을 설명하기 위한 단면도들.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 ... 식각기판2 ... 연마액

3 ... 제1 연마막4 ... 제2 연마막

5 ... 브러쉬6 ... 제1 연마막을 식각 제거하는 약액

7 ... 제2 연마막을 식각 제거하는 약액

상기 과제를 이루기 위하여 본 발명에 의하면, 연마공정을 수행하기 위한 반도체 제조장치에 있어서, 두가지 연마막이 반복되어 적층된 구조로 이루어진 연마패드를 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 두가지 연마막은 서로 같거나 비슷한 연마특성을 가지면서, 서로 다른 약액에서만 반응하여 제거된다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하고자 한다.

도 2 내지 도 6은 본 발명에 의한 CMP 공정 중의 연마과정을 설명하기 위한 단면도들이다.

도 2를 참조하면, 식각특성은 같거나 비슷하지만 서로 다른 약액에서 제거되는 두가지 연마막이 반복되어 적층된 구조로 이루어진 연마패드의 제1 연마막(3) 위에서 식각기판(1)이 회전하면서, 공급되는 연마액(2)에 의해 연마된다.

도 3을 참조하면, 상기 연마액(2)에 의한 식각기판(1)의 연마과정이 끝나면 이때 사용되어진 연마패드의 제1 연마막(3)을 제거하기 위하여 상기 제1 연마막(3)에서만 반응하는 약액(6)을 공급한다. 이때, 반응을 촉진시키거나 반응시 생성되는 반응물을 쉽게 제거하기 위하여, 브러쉬(5)를 함께 회전시킨다.

도 4를 참조하면, 상기한 과정에 의해 제1 연마막(3)이 완전히 제거되면, 다음에 나타나는 연마패드의 제2 연마막(4) 위에서 연마액(2)을 공급시키면서 식각기판(1)을 연마한다.

도 5를 참조하면, 상기 연마액(2)에 의한 식각기판(1)의 연마과정이 끝나면, 이때 사용되어진 연마패드의 제2 연마막(4)을 제거하기 위하여 상기 제2 연마막(4)에서만 반응하는 약액(7)을 공급한다. 이때, 반응을 촉진시키거나 반응시 생성되는 반응물을 쉽게 제거하기 위하여, 브러쉬(5)를 함께 회전시킨다.

도 6을 참조하면, 상기한 과정에 의해 제2 연마막(4)이 완전히 제거되면, 다시 연마패드의 제1 연마막(3)이 나타나게 되고 도 2에서 설명한 연마과정을 반복한다.

상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 서로 다른 약액에서만 반응하여 제거되는 두가지 연마막이 반복되어 적층된 구조로 연마패드를 만들어 줌으로써, 연마패드의 초기와 후기의 특성치를 균일하게 할 수 있다.

Claims (1)

1. 연마공정을 수행하기 위한 반도체 제조장치에 있어서,

   두가지 연마막이 반복되어 적층된 구조로 이루어진 연마패드를 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조장치.