KR20010038440A - 화학 기계적 연마용 연마 패드 - Google Patents

화학 기계적 연마용 연마 패드 Download PDF

Info

Publication number
KR20010038440A
KR20010038440A KR1019990046409A KR19990046409A KR20010038440A KR 20010038440 A KR20010038440 A KR 20010038440A KR 1019990046409 A KR1019990046409 A KR 1019990046409A KR 19990046409 A KR19990046409 A KR 19990046409A KR 20010038440 A KR20010038440 A KR 20010038440A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
pad
polishing
wafer
chemical mechanical
mechanical polishing
Prior art date
Application number
KR1019990046409A
Other languages
English (en)
Other versions
KR100325614B1 (ko
Inventor
이창기
Original Assignee
황인길
아남반도체 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 황인길, 아남반도체 주식회사 filed Critical 황인길
Priority to KR1019990046409A priority Critical patent/KR100325614B1/ko
Publication of KR20010038440A publication Critical patent/KR20010038440A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100325614B1 publication Critical patent/KR100325614B1/ko

Links

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
    • B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/11—Lapping tools
    • B24B37/20—Lapping pads for working plane surfaces
    • B24B37/24—Lapping pads for working plane surfaces characterised by the composition or properties of the pad materials
    • 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
    • B24B7/00—Machines or devices designed for grinding plane surfaces on work, including polishing plane glass surfaces; Accessories therefor
    • B24B7/20—Machines or devices designed for grinding plane surfaces on work, including polishing plane glass surfaces; Accessories therefor characterised by a special design with respect to properties of the material of non-metallic articles to be ground
    • B24B7/22—Machines or devices designed for grinding plane surfaces on work, including polishing plane glass surfaces; Accessories therefor characterised by a special design with respect to properties of the material of non-metallic articles to be ground for grinding inorganic material, e.g. stone, ceramics, porcelain
    • B24B7/228—Machines or devices designed for grinding plane surfaces on work, including polishing plane glass surfaces; Accessories therefor characterised by a special design with respect to properties of the material of non-metallic articles to be ground for grinding inorganic material, e.g. stone, ceramics, porcelain for grinding thin, brittle parts, e.g. semiconductors, wafers
    • 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 potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)

Abstract

화학 기계적 연마용 소모 자재중 연마 패드에 관한 것으로, 웨이퍼의 평탄도 향상을 위해 연마 패드의 내부와 외부에 연마 속도가 다른 재질의 물질을 이용하거나, 패드 내부와 외부의 범퍼의 밀도를 서로 다르게 하여 화학 기계적 연마용 연마 패드를 제작함으로써, 화학 기계적 연마 공정에서 평탄도의 향상과 향후 반도체 산업에서 더욱 대형화 할 것으로 예상되는 웨이퍼의 크기에 기인한 평탄도 문제의 개선에 따른 수율 향상 및 반도체 소자의 신뢰성 증대를 통한 성능 향상과 화학 기계적 연마 장비의 소형화를 가져올 수 있다.

Description

화학 기계적 연마용 연마 패드{Polishing Pad for Chemical Mechanical Polishing}
본 발명은 화학 기계적 연마용 연마 소모 자재에 관한 것으로, 보다 상세하게는 화학 기계적 연마용 연마 소모 자재 중에서 연마 패드에 관한 것이다.
화학 기계적 연마(CMP ; Chemical Mechanical Polishing)라 함은 소자 구조가 0.35μm 이하로 미세화 됨에 따라 미세 패턴 형성에 필요한 mm 단위의 광역 평탄화를 위한 공정으로 패드(pad)에 의한 기계적 연마(mechanical polishing)와 슬러리(slurry)를 이용한 화학적 연마(chemical polishing)를 동시에 수행하는 것이다.
일반적으로 화학 기계적 연마에서 연마 소모 자재의 4요소라 하면, 연마 패드(polishing pad), 연마 슬러리(polishing slurry), 탄성 지지대(backing film), 연마 패드 표면 상태 유지 기구(conditioner)를 말하며, 이들 각 요소는 연마 웨이퍼(polishing wafer)의 평탄도, 면거칠기 등의 주요 품질을 결정하는 자재 요인들이다.
특히, 연마 패드의 경도는 연마 제거 속도의 균일성(uniformity)에 크게 영향을 주며, 일반적으로 경질 패드는 칩 내부(within-the-die)에 대해서는 국소 평탄화 특성(local planarization)은 좋으나, 표면 결함 등을 발생시키는 단점이 있다.
한편, 연질 패드는 웨이퍼의 표면 품위 특성은 좋으나, 패턴의 대소 조밀에 따른 연마 제거 속도의 편차를 발생시키는 단점이 있다.
또한, 패드의 성능은 표면 상태 및 압축 변형량 등에 의해 결정된다.
그러면, 종래 기술에 의한 화학 기계적 연마 공정에 대하여 첨부된 도 1a 내지 1d를 참조하여 설명한다.
도 1a와 도 1b는 일반적인 화학 기계적 연마 장비를 도시한 것으로, 회전 테이블(10) 상단에 웨이퍼(14)의 기계적 연마를 위한 연마 패드(11)를 장치하고, 슬러리 공급 노즐(12)에 의해 웨이퍼의 화학적 연마를 위한 연마 슬러리(13)를 공급하며, 웨이퍼(14)를 웨이퍼 캐리어(15)에 고정하여 회전시켜 웨이퍼(14)를 연마 패드(11)에 연마하여 평탄화한다.
이때, 회전하는 웨이퍼(14)의 중앙과 가장자리의 선속도의 차이로 인하여 웨이퍼(14)의 중앙과 가장자리에서 웨이퍼 연마율(wafer polishing rate)의 차이가 발생하며, 이로 인해 선속도가 높은 웨이퍼의 가장자리가 선속도가 낮은 웨이퍼의 중앙에 비해 더 많이 연마됨으로써 평탄화 균일성의 저하 현상이 발생한다.
그리고, 도 1c는 화학 기계적 연마 공정에서 일반적으로 사용되는 연마 패드(11)의 형태를 도시한 것으로, 균일한 형태의 연속적인 범퍼(bumper)(18)가 분포되어 있다. 이 경우에도, 상기와 같은 웨이퍼(14)의 중앙과 가장자리의 선속도의 차이로 인하여 연마 정도의 차이가 발생한다.
한편, 도 1d는 웨이퍼(14)의 중앙과 가장자리의 연마 정도의 차이를 극복하기 위하여 현재 화학 기계적 연마 공정에서 도입하고 있는 기술의 일례를 도시한 것으로 웨이퍼 캐리어(15)가 실선을 따라 회전 이동하면서 웨이퍼(14)를 연마하는 것이나, 이는 장비의 대형화 및 공정을 최적화하는 데 어려움이 있으며 연마 정도의 균일화에도 한계가 존재한다.
따라서, 종래의 기술에 의한 화학 기계적 연마 공정시 웨이퍼의 중앙과 가장자리에서의 선속도의 차이로 인하여 평탄화 균일성의 저하 현상이 발생하며, 이를 해결하기 위해서 장비의 대형화에 의한 공간 소모 및 생산성 저하가 발생한다.
또한, 웨이퍼의 중앙과 가장자리의 연마 정도의 차이로 인해 패드의 마모 정도의 차이가 발생하여, 화학 기계적 연마 장비의 잦은 교체로 인한 생산성의 저하가 발생한다.
본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로써, 그 목적은 화학 기계적 연마 공정의 장비를 개조하여 평탄화 특성을 개선하고, 장비의 교체 시간을 최소화하여 생산성을 최대화하며, 평탄화 불량에 기한 수율의 감소를 최소화하는 것이다.
도 1a와 도 1b는 각각 일반적인 화학 기계적 연마 장비를 도시한 사시도와 단면도이고,
도 1c는 종래 사용되는 연마 패드의 형태이고,
도 1d는 화학 기계적 연마 공정에서 도입하고 있는 기술의 일례를 도시한 평면도이고,
도 2a와 2b는 각각 본 발명의 실시예에 따른 연마 패드 형태를 도시한 평면도이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 반도체 공정에서 사용되는 화학 기계적 연마용 연마 패드의 제조 방법에 있어서, 웨이퍼의 평탄도 향상을 위해 연마 패드의 내부와 외부에 연마 속도가 다른 재질의 물질을 이용하여 화학 기계적 연마용 연마 패드를 제작하는 것을 특징으로 한다.
상기 화학 기계적 연마용 연마 패드는 연마 패드의 재질에 따라 경질 패드가 연질 패드 보다 연마 제거 속도가 큰 것을 이용하여, 상기 패드 내부에는 연마 속도가 높은 경질 패드를 사용하고, 상기 패드 외부에는 연마 속도가 낮은 연질 패드를 사용함으로써, 웨이퍼 가장자리의 연마율을 줄여 웨이퍼의 평탄도를 향상시킨다.
또한, 상기 화학 기계적 연마용 연마 패드는 웨이퍼의 평탄도 향상을 위해 상기 패드 내부는 범퍼의 밀도를 높게 하고, 패드 외부는 범퍼의 밀도를 낮게 하여 화학 기계적 연마용 연마 패드를 제작하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 화학 기계적 연마용 연마 패드의 내부와 외부의 범퍼의 밀도를 다르게 함과 동시에 패드 내부와 외부의 재질을 다르게 하여 웨이퍼의 평탄도를 향상시키는 것도 가능하다.
이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 설명한다.
먼저, 도 2a에 도시된 바와 같이 연마 패드 내부(1)에는 연마 제거 속도가 높은 경질 패드를 사용하고, 연마 패드 외부(2)에는 연마 제거 속도가 낮은 연질 패드를 사용하여 웨이퍼 가장자리의 연마율을 저하시킴으로써, 웨이퍼의 중앙과 가장자리에서 연마 정도의 차이를 줄여 평탄화 특성을 개선할 수 있다.
또한, 도 2b에 도시된 바와 같이 연마 패드 내부(3)의 범퍼 밀도를 높게 하여 웨이퍼의 연마 속도를 높이고, 패드 외부(4)의 범퍼 밀도를 낮게 하여 웨이퍼의 연마 속도를 낮게 함으로써, 웨이퍼의 중앙과 가장자리의 연마 정도 차이를 줄여 평탄화 특성을 개선할 수 있다.
한편, 도 2a와 도 2b를 혼합하여 연마 패드 내부(1, 3)는 웨이퍼의 연마 속도를 높게 하기 위해 경질 패드이며 범퍼의 밀도를 높게 하고, 연마 패드 외부(2, 4)는 웨이퍼의 연마 속도를 낮게 하기 위해 연질 패드이며 범퍼의 밀도를 낮게 함으로 의해서도 웨이퍼의 중앙과 가장자리의 연마 정도 차이를 줄일 수 있다.
이와 같이 본 발명은 화학 기계적 연마 공정에서 평탄도의 향상을 통하여 비용 절감 및 생산성의 향상을 가져올 수 있으며, 향후 반도체 산업에서 더욱 대형화 할 것으로 예상되는 웨이퍼의 크기에 기인한 평탄도 문제의 개선에 따른 수율 향상 및 반도체 소자의 신뢰성 증대를 통한 성능 향상과 화학 기계적 연마 장비의 소형화를 가져올 수 있다.

Claims (4)

  1. 반도체 소자 제조 공정에서 사용되는 화학 기계적 연마용 연마 패드에 있어서,
    웨이퍼 평탄도의 향상을 위하여 패드 내부와 외부에 연마 속도가 다른 재질의 물질을 사용하는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마용 연마 패드.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 패드 내부에는 연마 속도가 높은 재질의 물질인 경질 패드를 사용하고, 상기 패드 외부에는 연마 속도가 낮은 재질의 물질인 연질 패드를 사용하는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마용 연마 패드.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 패드 내부는 범퍼의 밀도를 높게 하고, 상기 패드 외부는 범퍼의 밀도를 낮게 하는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마용 연마 패드.
  4. 반도체 소자 제조 공정에서 사용되는 화학 기계적 연마용 연마 패드에 있어서,
    상기 패드 내부는 범퍼의 밀도를 높게 하고, 상기 패드 외부는 범퍼의 밀도를 낮게 하여 사용하는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마용 연마 패드.
KR1019990046409A 1999-10-25 1999-10-25 화학 기계적 연마용 연마 패드 KR100325614B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019990046409A KR100325614B1 (ko) 1999-10-25 1999-10-25 화학 기계적 연마용 연마 패드

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019990046409A KR100325614B1 (ko) 1999-10-25 1999-10-25 화학 기계적 연마용 연마 패드

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20010038440A true KR20010038440A (ko) 2001-05-15
KR100325614B1 KR100325614B1 (ko) 2002-02-25

Family

ID=19616805

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019990046409A KR100325614B1 (ko) 1999-10-25 1999-10-25 화학 기계적 연마용 연마 패드

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100325614B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012023818A3 (ko) * 2010-08-18 2012-05-10 주식회사 엘지화학 연마 시스템용 연마 패드

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012023818A3 (ko) * 2010-08-18 2012-05-10 주식회사 엘지화학 연마 시스템용 연마 패드
KR101232787B1 (ko) * 2010-08-18 2013-02-13 주식회사 엘지화학 연마 시스템용 연마 패드
US8647178B2 (en) 2010-08-18 2014-02-11 Lg Chem, Ltd. Polishing pad of polishing system

Also Published As

Publication number Publication date
KR100325614B1 (ko) 2002-02-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5702290A (en) Block for polishing a wafer during manufacture of integrated circuits
US7582221B2 (en) Wafer manufacturing method, polishing apparatus, and wafer
KR100737879B1 (ko) 반도체 웨이퍼의 제조방법
EP0874390B1 (en) Polishing method
US5899745A (en) Method of chemical mechanical polishing (CMP) using an underpad with different compression regions and polishing pad therefor
US6857941B2 (en) Multi-phase polishing pad
US20060229000A1 (en) Polishing pad
GB2331948A (en) Polishing machine for flattening substrate surface.
KR20000025003A (ko) 반도체 기판의 화학 기계적 연마에 사용되는 연마 패드
KR20080015964A (ko) 연마 패드
US6390891B1 (en) Method and apparatus for improved stability chemical mechanical polishing
US7695347B2 (en) Method and pad for polishing wafer
US6270397B1 (en) Chemical mechanical polishing device with a pressure mechanism
JPH11347919A (ja) 半導体素子の研磨平坦化装置及び研磨平坦化方法
KR100325614B1 (ko) 화학 기계적 연마용 연마 패드
KR100847121B1 (ko) 패드 연마용 컨디셔너 및 이를 포함하는 화학 기계적연마장치
US6726545B2 (en) Linear polishing for improving substrate uniformity
US6155913A (en) Double polishing head
JP2000000757A (ja) 研磨装置及び研磨方法
US20030224678A1 (en) Web pad design for chemical mechanical polishing
CN100482419C (zh) 抛光垫以及化学机械抛光方法
KR100252875B1 (ko) 반도체소자의 경면 연마 장비
KR100494145B1 (ko) 화학기계적 연마장치 및 그를 이용한 웨이퍼 연마방법
KR100436825B1 (ko) 연마장치 및 그 장치를 사용한 반도체제조방법
KR20050008051A (ko) 연마 패드

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20100121

Year of fee payment: 9

LAPS Lapse due to unpaid annual fee