KR20030001252A - Device and Method for Polishing Substrate and Semiconductor Device - Google Patents

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사또오유우지
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가부시끼가이샤 한도따이 센단 테크놀로지스
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Abstract

PURPOSE: To miniaturize a CMP apparatus to reduce the area occupied thereby so that no limitations are encountered with the location when it is installed in a factory shop and the like. CONSTITUTION: In the substrate lapping apparatus to lap the surface of the substrate 1 by rotating both the substrate 1 and the platen 2 together under the condition that the substrate 1 and the polishing cloth 4 adhered to the platen 2 are made to come closely into contact, the moving guide to place the platen 2 on the substrate 1 and move the platen 2 in the direction horizontal to the substrate 1 is provided. The platen 2 is thus made to move relatively to the substrate 1, and the size of the lapping apparatus can be approximately the same as that of the substrate 1.

Description

기판 연마 장치, 기판 연마 방법 및 반도체 장치 {Device and Method for Polishing Substrate and Semiconductor Device}Substrate Polishing Device, Substrate Polishing Method and Semiconductor Device {Device and Method for Polishing Substrate and Semiconductor Device}

본 발명은 기판 연마 장치 및 기판 연마 방법에 관한 것으로, 특히 직경 300 ㎜의 실리콘 웨이퍼 등의 반도체 기판의 연마에 적용하는 데 적합하다.The present invention relates to a substrate polishing apparatus and a substrate polishing method, and is particularly suitable for applying to polishing of a semiconductor substrate such as a silicon wafer having a diameter of 300 mm.

최근의 반도체 장치에 있어서는, 반도체 기판 상에 적층한 층간 절연막 등의막의 평탄성을 향상시키기 위해, CMP(화학 기계 연마)법에 의한 평탄화 기술이 일반적으로 되어 있다.In recent semiconductor devices, in order to improve the flatness of films such as an interlayer insulating film laminated on a semiconductor substrate, a planarization technique by a CMP (chemical mechanical polishing) method is generally used.

도9는, 종래의 CMP 장치의 구성을 도시한 모식도이다. 도9에 도시한 바와 같이 종래의 CMP 장치에 있어서는, 연마천(104)이 부착된 플라텐(102) 상에, 연마 대상인 실리콘 등의 웨이퍼(101)가 장착된 캐리어 헤드(103)가 배치된다. 캐리어 헤드(103)에는 하향의 힘(Dnwn Force)이 부여되고, 이에 의해 웨이퍼(101) 표면과 연마천(104)이 밀착된다. 그리고, 슬러리 공급구(108)로부터 슬러리(105)를 연마천(104) 상에 공급하여, 캐리어 헤드(103), 플라텐(102)의 쌍방을 회전시킴으로써 웨이퍼(101) 표면의 연마가 행해진다.9 is a schematic diagram showing the configuration of a conventional CMP apparatus. As shown in Fig. 9, in the conventional CMP apparatus, a carrier head 103 on which a wafer 101 such as silicon to be polished is mounted is placed on the platen 102 to which the polishing cloth 104 is attached. . A downward force Dnwn Force is applied to the carrier head 103, whereby the surface of the wafer 101 and the polishing cloth 104 closely contact each other. Then, the slurry 105 is supplied from the slurry supply port 108 onto the polishing cloth 104, and both of the carrier head 103 and the platen 102 are rotated to polish the surface of the wafer 101. .

웨이퍼(101)는 배킹 필름(106)을 통해 캐리어 헤드(103)에 부착되어 있다. 배킹 필름(106)은 웨이퍼(101)를 보유 지지하는 동시에, 캐리어 헤드(103)와 웨이퍼(101) 사이에서 진동을 흡수하기 위한 쿠션으로서의 역할을 감당하고 있다. 또한, 캐리어 헤드(103)의 주연부에는 웨이퍼(101)를 둘러싸도록 리테이닝 링(107)이 부착되어 있다. 리테이닝 링(107)은 연마 중에 웨이퍼(101)가 밖으로 돌출하는 것을 방지하는 동시에, 웨이퍼(101) 단부에 있어서의 연마 프로파일을 제어하는 역할을 감당하고 있다.Wafer 101 is attached to carrier head 103 via backing film 106. The backing film 106 holds the wafer 101 and serves as a cushion for absorbing vibration between the carrier head 103 and the wafer 101. In addition, a retaining ring 107 is attached to the periphery of the carrier head 103 so as to surround the wafer 101. The retaining ring 107 serves to prevent the wafer 101 from protruding out during polishing and to control the polishing profile at the end of the wafer 101.

그러나, 상술한 종래의 CMP 장치에서는 웨이퍼(101) 면적에 비해 플라텐(102) 상면의 면적을 매우 크게 할 필요가 있어, 결과적으로 CMP 장치의 점유 면적이 상당히 커져 버린다고 하는 문제가 생기고 있었다.However, in the above-described conventional CMP apparatus, the area of the upper surface of the platen 102 needs to be made very large compared with the area of the wafer 101, resulting in a problem that the occupied area of the CMP apparatus is significantly increased.

특히, 직경 300 ㎜의 실리콘 등의 웨이퍼(101)에 대응한 CMP 장치에서는 플라텐(102)의 직경이 740 ㎜ 내지 780 ㎜ 정도가 되어 버려, 직경 200 ㎜ 웨이퍼에 대응한 CMP 장치보다도 점유 면적이 더욱 확대된다고 하는 문제가 생기고 있었다.In particular, in the CMP apparatus corresponding to the wafer 101 such as silicon having a diameter of 300 mm, the diameter of the platen 102 becomes about 740 mm to 780 mm, and the occupied area is larger than that of the CMP apparatus corresponding to the 200 mm diameter wafer. There was a problem of being enlarged.

또한, CMP 장치에 의한 연마는 프로세스에 의해서는 경도가 다른 복수의 연마천(104)을 단계적으로 사용하여 행한 경우가 있다. 이 경우, 복수의 경도의 연마천(104)에 대응한 복수의 플라텐(102) 및 캐리어 헤드(103)를 준비할 필요가 있다. 따라서, 연마천(104)의 수에 대응하여 CMP 장치의 점유 면적이 증대된다고 하는 결점도 안고 있었다.In addition, the grinding | polishing by a CMP apparatus may be performed by using several grinding | polishing cloth 104 from which hardness differs by process. In this case, it is necessary to prepare a plurality of platens 102 and carrier heads 103 corresponding to the plurality of hardness abrasive cloths 104. Therefore, there is also a drawback that the occupied area of the CMP apparatus is increased corresponding to the number of the polishing cloths 104.

또, 플라텐(102)의 재질로서는 스테인레스(SUS), 세라믹스 등의 재료가 이용되지만, 특히 300 ㎜ 웨이퍼에 대응한 장치에서는 직경의 대형화를 피할 수 없으므로 장치의 중량 증가라는 문제도 발생하고 있었다. 예를 들어 상술한 직경 740 ㎜ 정도의 플라텐(102)에서는 그 중량은 수톤이라도 및 마루를 보강할 필요가 생기는 등 장치의 설치 장소에 제약이 생기고 있었다.As the material of the platen 102, materials such as stainless steel (SUS), ceramics, and the like are used. In particular, in the apparatus corresponding to the 300 mm wafer, the enlargement of the diameter cannot be avoided. For example, in the above-mentioned platen 102 having a diameter of about 740 mm, the weight is limited to the installation site of the apparatus such as several tons and the need to reinforce the floor.

또한, 다른 문제로서, 종래의 장치에 있어서는 장치의 가동에 따라서 많은 소모품을 교환할 필요가 있었다. 예를 들어, 도9에 도시한 장치에 있어서는 웨이퍼(101)와 연마천(104)을 밀착시키기 위해 캐리어 헤드(103)에 하향의 힘이 기계적으로 가해진다. 이로 인해, 연마시에 웨이퍼(101)에 진동 및 흔들림 등이 발생하는 것을 억지하고, 연마의 균일성을 향상시키기 위해서, 캐리어 헤드(103)와 웨이퍼(101) 사이에는 반드시 배킹 필름(106)을 배치할 필요가 있었다. 연마하는 웨이퍼(101)의 매수에 따라서 이 배킹 필름(106)의 내구성 및 진동 흡수 능력은 저하하여, 연마의 균일성이 열화되어 버린다. 이로 인해, 200매 정도의 웨이퍼(101)를 연마할 때마다 배킹 필름(106)을 교환할 필요가 있어, 교환할 때마다 부품값으로서 수만엔의 비용이 발생하는 동시에, 장치 가동을 정지시킬 수 없으므로 제조 비용의 상승을 초래하고 있었다.In addition, as another problem, in the conventional apparatus, it is necessary to replace many consumables in accordance with the operation of the apparatus. For example, in the apparatus shown in Fig. 9, downward force is mechanically applied to the carrier head 103 to bring the wafer 101 and the polishing cloth 104 into close contact. For this reason, the backing film 106 must be interposed between the carrier head 103 and the wafer 101 in order to suppress the occurrence of vibration and shaking in the wafer 101 during polishing and to improve the uniformity of polishing. I needed to deploy. Depending on the number of wafers 101 to be polished, the durability and vibration absorbing ability of the backing film 106 are lowered, resulting in deterioration of the uniformity of polishing. For this reason, it is necessary to replace the backing film 106 every time the wafer 101 of about 200 sheets is polished, costing tens of thousands of yen as a part value every time it is replaced, and stopping the apparatus operation. There was no increase in manufacturing costs.

또한, 캐리어 헤드(103)의 주연부에 부착된 리테이닝 링(107)도 소모품으로, 교환할 때마다 부품값으로서 수십만엔의 비용이 발생한다. 그리고, 보수시에는 장치를 가동할 수 없으므로, 이에 수반하는 제조 비용이 증대한다고 하는 문제가 생기고 있었다.In addition, the retaining ring 107 attached to the periphery of the carrier head 103 is also a consumable, and a cost of several hundred thousand yen is incurred as a part value every time it is replaced. In addition, since the apparatus cannot be operated at the time of maintenance, there arises a problem that the manufacturing cost accompanying this increases.

또한, 플라텐(102)에 부착된 연마천(104)도 소모품이지만, 300 ㎜ 웨이퍼에 대응한 장치에서는 상술한 플라텐(102)의 대형화에 수반하여 연마천(104)을 대면적으로 할 필요가 있다. 이로 인해, 특히 직경 300 ㎜에 대응한 장치에서는 연마천(104)의 부품 비용이 상승하고 있어, 교환할 때마다 한층 더 부품 비용 및 제조 비용의 상승이라는 문제가 생기고 있었다.In addition, although the polishing cloth 104 attached to the platen 102 is also a consumable, in an apparatus corresponding to a 300 mm wafer, it is necessary to make the polishing cloth 104 large in accordance with the size of the platen 102 described above. There is. For this reason, especially in the apparatus corresponding to 300 mm in diameter, the part cost of the polishing cloth 104 is rising, and the problem of the part cost and manufacturing cost raises further every time it replaces.

또, 연마천(104) 상에 공급된 슬러리(105)가 한창 연마 중일 때에 웨이퍼(101) 표면으로부터 이면으로 도달해 버리므로, 웨이퍼(101) 이면이 슬러리(105)에서 오염된다고 하는 문제가 발생하고 있었다. 웨이퍼(101) 이면에 부착된 이러한 오염은, 다른 처리 장치 내에 있어서의 파티클 및 오염물 등의 발생 요인이 되고 있었다. 이에 의해 후속 공정에서의 신뢰성 열화라는 문제를 초래하고 있었다. 또한, 웨이퍼(101)의 이면에 부착된 슬러리(105)가 반송 중에 적하한 경우에는 카세트 내에서 다른 웨이퍼 표면으로 적하하거나, 반송 로봇의 아암이 오염됨으로써 다른 웨이퍼로 오염이 확대된다고 하는 문제가 생기고 있었다.In addition, since the slurry 105 supplied on the polishing cloth 104 reaches the back surface from the surface of the wafer 101 when it is being polished in the middle, a problem occurs that the back surface of the wafer 101 is contaminated in the slurry 105. Was doing. Such contamination adhering to the back surface of the wafer 101 has caused generation of particles and contaminants in other processing apparatuses. This caused a problem of deterioration of reliability in subsequent steps. In addition, when the slurry 105 adhering to the back surface of the wafer 101 is dropped during transport, a problem arises in that the wafer is dropped onto another wafer surface in the cassette, or the contamination of the transfer robot causes contamination to other wafers. there was.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 본 발명의 제1 목적은 CMP 장치의 소형화를 달성함으로써 장치의 점유 면적을 축소하여, 장치를 공장 등에 설치할 때에 장소의 제약을 받지 않도록 하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problems, and the first object of the present invention is to reduce the occupied area of the device by achieving miniaturization of the CMP device, so that the device is not restricted by the place when installing the device in a factory or the like. There is.

또한, 본 발명의 제2 목적은 CMP 장치에 있어서의 소모 부품을 줄이고, 소모부품의 교환에 의해 생기고 있던 비용 상승을 최소한으로 억제하는 데 있다.Moreover, the 2nd objective of this invention is to reduce the consumable part in a CMP apparatus, and to suppress the cost increase which arose by the replacement of a consumable part to the minimum.

또한, 본 발명의 제3 목적은 연마를 행한 때에 웨이퍼 이면에 슬러리가 잔존하는 것을 억제하여, 2차 오염 등의 폐해가 생기는 것을 억지하는 데 있다.Moreover, the 3rd objective of this invention is to suppress that a slurry remains on the back surface of a wafer at the time of grinding | polishing, and to suppress the generation | occurrence | production of the damage, such as secondary contamination.

도1은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 기판 연마 장치의 구성을 도시한 개략 단면도.1 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of a substrate polishing apparatus according to a first embodiment of the present invention.

도2는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 기판 연마 장치의 구성을 도시한 개략 평면도.2 is a schematic plan view showing a configuration of a substrate polishing apparatus according to a first embodiment of the present invention.

도3은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 기판 연마 장치의 에어 공급 수단의 구성을 도시한 평면도.3 is a plan view showing the configuration of an air supply means of the substrate polishing apparatus according to the first embodiment of the present invention.

도4는 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 기판 연마 장치의 구성 및 처리 순서를 도시한 모식도.4 is a schematic diagram showing a configuration and processing procedure of a substrate polishing apparatus according to a second embodiment of the present invention.

도5는 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 기판 연마 장치의 구성 및 처리 순서를 도시한 모식도.Fig. 5 is a schematic diagram showing the configuration and processing procedure of the substrate polishing apparatus according to the second embodiment of the present invention.

도6은 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 기판 연마 장치의 구성 및 처리 순서를 도시한 모식도.Fig. 6 is a schematic diagram showing the configuration and processing procedure of the substrate polishing apparatus according to the second embodiment of the present invention.

도7은 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 기판 연마 장치의 구성 및 처리 순서를 도시한 모식도.Fig. 7 is a schematic diagram showing the configuration and processing procedure of the substrate polishing apparatus according to the second embodiment of the present invention.

도8은 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 기판 연마 장치와 비교예의 장치와의크기를 비교한 상태를 도시한 평면도.Fig. 8 is a plan view showing a state in which the size of the substrate polishing apparatus according to the second embodiment of the present invention is compared with the size of the apparatus of the comparative example.

도9는 종래의 기판 연마 장치를 도시한 개략 단면도.9 is a schematic cross-sectional view showing a conventional substrate polishing apparatus.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

1 : 웨이퍼1: wafer

2 : 플라텐2: platen

3 : 이동 가이드3: moving guide

4, 4a, 4b : 연마천4, 4a, 4b: abrasive cloth

5 : EDP 라인5: EDP line

6 : 웨이퍼 지지부6: wafer support

7 : 에어 공급 수단7: air supply means

7a 내지 7e : 에어 공급구7a to 7e: air supply port

8 : 순수 공급구8: pure water supply port

9 : 순수9: pure

10 : 슬러리 라인10: slurry line

본 발명의 기판 연마 장치는 기판과 연마 패드를 밀착시키고, 상기 기판과 상기 연마 패드를 함께 회전시켜 상기 기판 표면을 연마하는 기판 연마 장치로서, 상기 기판 상에 배치된 상기 연마 패드와, 상기 연마 패드를 상기 기판에 대하여 수평 방향으로 이동시키는 이동 수단을 구비한 것이다.A substrate polishing apparatus of the present invention is a substrate polishing apparatus for polishing a surface of a substrate by bringing a substrate and a polishing pad into close contact with each other and rotating the substrate and the polishing pad together, wherein the polishing pad disposed on the substrate and the polishing pad are provided. It comprises a moving means for moving in a horizontal direction with respect to the substrate.

또한, 상기 기판을 지지하는 기판 지지 수단과, 상기 기판 지지 수단에 지지되는 상기 기판의 하부에 설치되고, 상기 기판의 이면을 향해 가스를 분사하는 가스 공급 수단을 더 구비하는 것이다.The apparatus may further include substrate supporting means for supporting the substrate and gas supply means for injecting a gas toward a rear surface of the substrate, provided under the substrate supported by the substrate supporting means.

또한, 상기 가스 공급 수단은 복수의 가스 공급구를 갖고, 상기 가스 공급구의 가스 분사량을 조절하는 가스량 조절 수단을 더 구비하는 것이다.In addition, the gas supply means further has a plurality of gas supply ports, and further includes gas amount adjusting means for adjusting the gas injection amount of the gas supply port.

또한, 상기 복수의 가스 공급구가 상기 기판의 중심에 대해 동심 원형으로 배치되는 것이다.In addition, the plurality of gas supply ports are arranged concentrically with respect to the center of the substrate.

또한, 상기 기판의 표면에 있어서의 연마량을 검출하는 연마량 검출 수단을 더 구비하고, 상기 가스량 조절 수단은 연마량이 적은 영역에 대응하는 상기 가스 공급구의 가스 분사량을 많게 하는 것이다.Further, further comprising polishing amount detecting means for detecting the polishing amount on the surface of the substrate, wherein the gas amount adjusting means increases the gas injection amount of the gas supply port corresponding to the region having a small polishing amount.

또한, 상기 기판 지지 수단은 상기 기판의 외연을 지지하고, 상기 기판 지지 수단의 회전을 상기 기판에 전달함으로써 상기 기판을 회전시키는 것이다.In addition, the substrate support means supports the outer edge of the substrate and rotates the substrate by transmitting the rotation of the substrate support means to the substrate.

또한, 본 발명의 기판 연마 방법은 기판과 연마 패드를 밀착시키고, 상기 기판과 상기 연마 패드를 함께 회전시켜 상기 기판 표면을 연마하는 방법으로서, 상기 기판의 상방에 배치한 상기 연마 패드와 상기 기판 표면을 밀착시키는 스텝과, 상기 기판 및 상기 연마 패드를 함께 회전시키는 스텝과, 상기 연마 패드와 상기 기판을 밀착시킨 상태에서, 상기 기판 표면의 영역 내에서 상기 연마 패드를 수평 방향으로 이동하는 스텝을 구비하는 것이다.In addition, the substrate polishing method of the present invention is a method of polishing a surface of a substrate by bringing a substrate into close contact with a polishing pad and rotating the substrate and the polishing pad together, wherein the polishing pad and the surface of the substrate disposed above the substrate are polished. Contacting the substrate, rotating the substrate and the polishing pad together, and moving the polishing pad in the horizontal direction within the area of the substrate surface in a state where the polishing pad and the substrate are in close contact with each other. It is.

또한, 상기 연마 패드와 상기 기판 표면을 밀착시키는 스텝에 있어서, 상기 기판 이면을 향해 가스를 분사함으로써 상기 기판 표면과 상기 연마 패드를 밀착시키는 것이다.In the step of bringing the polishing pad into close contact with the substrate surface, the substrate surface is brought into close contact with the polishing pad by injecting a gas toward the back surface of the substrate.

또한, 상기 가스 분사량을 상기 기판 평면 영역 내에서 설정한 소정의 영역마다 조정하는 것이다.The gas injection amount is adjusted for each predetermined region set in the substrate planar region.

또한, 상기 소정의 영역을 상기 기판의 중심에 대해 동심 원형으로 설정하는 것이다.Further, the predetermined area is set to be concentric with respect to the center of the substrate.

또한, 상기 기판 표면에 있어서의 연마량을 검출하는 스텝을 더 구비하고, 상기 소정의 영역 중, 연마량이 적은 영역의 상기 가스 분사량을 다른 영역에 비해많게 하는 것이다.The method further includes a step of detecting the polishing amount on the surface of the substrate, wherein the gas injection amount of the region having a small polishing amount is increased in comparison with other regions.

또한, 본 발명의 반도체 장치는 상기 기판 연마 장치를 이용하여 제조된 것이다.Moreover, the semiconductor device of this invention is manufactured using the said board | substrate grinding apparatus.

또한, 본 발명의 반도체 장치는 상기 기판 연마 방법을 이용하여 제조된 것이다.In addition, the semiconductor device of the present invention is manufactured using the substrate polishing method.

<제1 실시 형태><First Embodiment>

도1은 본 발명의 제1 실시 형태인 CMP 장치를 도시한 평면도이며, 도2는 도1의 CMP 장치의 개략 단면도이다. 도1 및 도2에 도시한 바와 같이, 이 CMP 장치는 웨이퍼(1) 상에 연마용 플라텐(2)이 배치되고, 웨이퍼(1) 및 플라텐(2)을 함께 회전시킴으로써 웨이퍼(1) 표면의 연마를 행하는 것이다.FIG. 1 is a plan view showing a CMP apparatus as a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the CMP apparatus of FIG. As shown in Figs. 1 and 2, in the CMP apparatus, the polishing platen 2 is disposed on the wafer 1, and the wafer 1 is rotated together by rotating the wafer 1 and the platen 2 together. The surface is polished.

도2에 도시한 바와 같이, 플라텐(2) 하부에는 연마천(4)이 부착되어 있고, 연마천(4)과 플라텐(2)에 의해 연마 패드가 구성되어 있다. 그리고, 플라텐(2)은 웨이퍼(1)의 중심 상을 통과하도록 배치된 이동 가이드(이동 수단)(3)에 의해, 이동 가이드(3)에 따라서 이동 가능하게 되어 있다. 따라서, 웨이퍼(1) 및 플라텐(2)을 동시에 회전시켜, 플라텐(2)을 웨이퍼(1)의 외측으로부터 중심, 혹은 중심으로부터 외측을 향해 이동시킴으로써, 웨이퍼(1) 상의 전체면을 연마할 수 있다. 이로 인해, 제1 실시 형태의 장치에서는 플라텐(2)의 면적을 웨이퍼(1)의 면적보다도 대폭으로 작게 할 수 있어, 장치 전체의 점유 면적을 웨이퍼(1) 면적과 같은 정도로 억제할 수 있다.As shown in Fig. 2, the polishing cloth 4 is attached to the lower portion of the platen 2, and the polishing pad is constituted by the polishing cloth 4 and the platen 2. And the platen 2 is movable along the movement guide 3 by the movement guide (moving means) 3 arrange | positioned so that it may pass through the center top of the wafer 1. Therefore, the entire surface on the wafer 1 is polished by rotating the wafer 1 and the platen 2 simultaneously and moving the platen 2 from the outside of the wafer 1 to the center or from the center to the outside. can do. For this reason, in the apparatus of 1st Embodiment, the area of the platen 2 can be made significantly smaller than the area of the wafer 1, and the occupation area of the whole apparatus can be suppressed to the same extent as the area of the wafer 1. .

플라텐(2) 내 및 이동 가이드(3) 내에는 슬러리 라인(10) 및 연마량 검출 수단으로서의 EDP 라인(5)이 설치되어 있다. 그리고, 슬러리 라인(10)을 통해 웨이퍼(1) 상에 슬러리가 공급된다. 또한, EDP 라인(5)은 광검출에 의해 연마량을 검출하여, 원하는 곳까지 연마가 행해졌는지의 여부를 판별하기 위해 이용된다. 또, 연마량의 검출은 플라텐(2)의 회전 토크의 변동을 검출함으로써 행해도 좋다.In the platen 2 and in the movement guide 3, the slurry line 10 and the EDP line 5 as a grinding | polishing amount detection means are provided. Then, the slurry is supplied onto the wafer 1 through the slurry line 10. In addition, the EDP line 5 is used to detect the polishing amount by photodetection and to determine whether or not polishing has been performed to a desired place. The polishing amount may be detected by detecting a change in the rotational torque of the platen 2.

웨이퍼(1)의 주위에는 웨이퍼(1)를 지지하고, 웨이퍼(1)를 회전시키기 위한 웨이퍼 지지부(6)가 3군데 설치되어 있다. 도2에 도시한 바와 같이, 웨이퍼 지지부(6)에는 웨이퍼(1)의 접촉부에 있어서 직경이 작은 홈부(오목부)(6a)가 형성되어 있고, 웨이퍼(1)의 외주부가 이 홈부(6a)로 들어감에 의해 웨이퍼(1)가 수평으로 지지된다. 그리고, 웨이퍼 지지부(6)의 샤프트(6b)를 회전시킴으로써 웨이퍼 지지부(6)의 회전이 웨이퍼(1)에 전달되어 웨이퍼(1)가 회전한다.Three wafer support portions 6 are provided around the wafer 1 to support the wafer 1 and to rotate the wafer 1. As shown in Fig. 2, the wafer support portion 6 is formed with a groove portion (concave portion) 6a having a small diameter at the contact portion of the wafer 1, and the outer peripheral portion of the wafer 1 is this groove portion 6a. The wafer 1 is horizontally supported by entering. Then, by rotating the shaft 6b of the wafer support 6, the rotation of the wafer support 6 is transmitted to the wafer 1 so that the wafer 1 rotates.

도2에 도시한 바와 같이, 웨이퍼(1) 하부에는 에어(가스) 공급 수단(7)이 설치되어 있다. 도3은 에어 공급 수단(7)을 상면으로부터 본 평면도이다. 도3에 도시한 바와 같이, 에어 공급 수단(7)에는 웨이퍼(1)를 향해 상방에 에어 공급구(7a 내지 7e)가 동심 원형으로 설치되어 있다. 에어 공급 수단(7)은 에어 공급구(7a 내지 7e)의 각각으로부터 에어를 웨이퍼(1)를 향해 분사한다. 이에 의해, 웨이퍼(1)는 상방으로 밀어 올려지고, 웨이퍼(1)와 플라텐(2)이 밀착된다. 또, 이동 가이드(3)측으로부터 플라텐(2)에 하향의 힘(Down Force)을 부여함으로써, 양자의 밀착성을 보다 높일 수 있다.As shown in FIG. 2, air (gas) supply means 7 is provided below the wafer 1. 3 is a plan view of the air supply means 7 seen from above. As shown in FIG. 3, the air supply holes 7a to 7e are provided in the air supply means 7 in a concentric circle upwardly toward the wafer 1. The air supply means 7 injects air toward the wafer 1 from each of the air supply ports 7a to 7e. As a result, the wafer 1 is pushed upward, and the wafer 1 and the platen 2 are brought into close contact with each other. In addition, by applying a downward force to the platen 2 from the movement guide 3 side, the adhesion between them can be further improved.

이와 같이, 에어를 이용하여 웨이퍼(1)를 밀어 올림으로써, 웨이퍼(1)와 연마천(4)을 확실하게 밀착시킬 수 있어, 웨이퍼(1)의 연마를 확실하게 행할 수 있다. 또한, 웨이퍼(1)를 에어에 의해 상방으로 밀어 올려, 에어 공급 수단(7)과 웨이퍼(1) 사이에 구조물이 존재하지 않는 구성으로 하였으므로, 연마시에 웨이퍼(1)에 발생하는 진동을 효과적으로 흡수할 수 있다.Thus, by pushing up the wafer 1 using air, the wafer 1 and the polishing cloth 4 can be reliably stuck, and the wafer 1 can be reliably polished. In addition, since the wafer 1 is pushed upward by the air, and the structure does not exist between the air supply means 7 and the wafer 1, the vibration generated in the wafer 1 at the time of polishing is effectively prevented. Can absorb.

또한, 도3에 도시한 바와 같이 에어 공급 수단(7)을 5개의 에어 공급구(7a 내지 7e)의 각각으로 분할하도록 하였으므로, 연마천(4)에 대한 웨이퍼(1)의 압착력을 영역에 따라서 조절할 수 있다. 그리고, 압착력에 따라서 웨이퍼(1)의 면내에서 연마량을 가변할 수 있다. 예를 들어, 에어 공급구(7a)에 대응한 영역에 있어서 웨이퍼(1)의 연마량을 증가시키는 경우에는, 에어 공급구(7a)에 있어서의 에어 분사량을 다른 에어 공급구(7b 내지 7e)에 있어서의 분사량보다도 많게 한다. 이에 의해, 에어 공급구(7a)에 대응한 영역에 있어서 웨이퍼(1)의 연마량을 증대시킬 수 있다.In addition, as shown in Fig. 3, the air supply means 7 is divided into five air supply ports 7a to 7e, so that the pressing force of the wafer 1 against the polishing cloth 4 is varied according to the area. I can regulate it. The amount of polishing can be varied in the plane of the wafer 1 according to the pressing force. For example, when increasing the polishing amount of the wafer 1 in the region corresponding to the air supply port 7a, the air injection amount at the air supply port 7a is different from the air supply ports 7b to 7e. It is made larger than the injection amount in. Thereby, the grinding | polishing amount of the wafer 1 in the area | region corresponding to the air supply port 7a can be increased.

따라서, 에어 공급구(7a 내지 7e)에 대응한 웨이퍼(1)의 영역마다 연마량을 조정할 수 있어, EDP 라인(5)에 의한 연마량의 프로파일 검출 결과에 따라서 조정을 행함으로써, 웨이퍼(1)의 전체 영역에서 연마량을 균일하게 할 수 있다. 또, 에어 공급구(7a 내지 7e) 각각에 있어서의 에어 공급량의 조절은 도시하지 않은 가스량 조절 수단에 의해 행한다.Therefore, the polishing amount can be adjusted for each region of the wafer 1 corresponding to the air supply ports 7a to 7e, and the wafer 1 is adjusted in accordance with the profile detection result of the polishing amount by the EDP line 5. Polishing amount can be made uniform in the whole area | region. In addition, the air supply amount in each of the air supply ports 7a to 7e is adjusted by gas amount adjusting means (not shown).

또한, 웨이퍼(1) 이면으로부터 에어를 공급하도록 하였으므로, 웨이퍼(1) 이면으로 슬러리가 돌아 들어가는 것을 억지할 수 있어, 파티클 등의 오염 발생을 억지할 수 있다.In addition, since the air is supplied from the back surface of the wafer 1, it is possible to prevent the slurry from returning to the back surface of the wafer 1, thereby preventing contamination of particles and the like.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 제1 실시 형태에 따르면 웨이퍼(1) 상에플라텐(2)을 수평 이동 가능하게 배치하고, 플라텐(2)과 웨이퍼(1)의 상대 위치를 이동시키면서 연마를 행하도록 하였으므로, 플라텐(2)의 면적을 웨이퍼(1)의 면적에 대하여 대폭으로 작게 하는 것이 가능해진다. 따라서, CMP 장치의 점유 면적을 웨이퍼(1)의 면적과 같은 정도까지 축소할 수 있어, 장치의 점유 면적을 대폭으로 축소하는 것이 가능해진다. 또한, 플라텐(2)의 축소에 의해 연마천(4)의 면적을 축소할 수 있어, 소모품인 연마천(4)의 부품 비용을 저감할 수 있다.As described above, according to the first embodiment of the present invention, the platen 2 is disposed on the wafer 1 so as to be movable horizontally, and the polishing is performed while the relative positions of the platen 2 and the wafer 1 are moved. Since the surface area of the platen 2 can be reduced significantly with respect to the area of the wafer 1, the surface area of the platen 2 can be reduced. Therefore, the occupied area of the CMP apparatus can be reduced to the same extent as that of the wafer 1, and the occupied area of the apparatus can be significantly reduced. In addition, by reducing the platen 2, the area of the polishing cloth 4 can be reduced, and the component cost of the polishing cloth 4 as a consumable can be reduced.

또한, 플라텐(2)의 면적을 대폭으로 축소함으로써, CMP 장치의 중력을 대폭으로 저감할 수 있어, 설치 장소에 대해 제약을 받는 것을 억지할 수 있다.In addition, by greatly reducing the area of the platen 2, the gravity of the CMP apparatus can be greatly reduced, and it is possible to suppress that the installation site is restricted.

또한, 에어 공급 수단(7)에 의해 웨이퍼(1)를 연마천(4)에 대하여 밀착시키는 동시에, 에어 공급 수단(7)에 복수의 에어 공급구(7a 내지 7e)를 설치하였으므로, 연마의 프로파일에 따라서 에어 공급구(7a 내지 7e)로부터 분사시키는 에어량을 조절할 수 있어, 웨이퍼(1)의 면내에 있어서의 연마를 균일화할 수 있다.Further, the wafer 1 is brought into close contact with the polishing cloth 4 by the air supply means 7, and a plurality of air supply ports 7a to 7e are provided in the air supply means 7, so that the polishing profile According to this, the amount of air injected from the air supply ports 7a to 7e can be adjusted, so that polishing in the surface of the wafer 1 can be made uniform.

또한, 에어를 이용하여 웨이퍼(1)와 연마천(4)을 밀착시키도록 하였으므로, 쿠션의 역할 감당하는 배킹 필름을 특별히 설치할 필요가 없게 된다는 효과도 얻을 수 있다. 또한, 웨이퍼(1) 주위에 복수의 웨이퍼 지지부(6)를 설치하여 수평 방향으로 협지하도록 하였으므로, 연마 중에 웨이퍼(1)가 돌출하는 것을 억지할 수 있어, 돌출 방지를 위해 부재를 설치할 필요가 없게 되는 효과도 얻을 수 있다.In addition, since the wafer 1 and the polishing cloth 4 are brought into close contact with each other by air, the effect of not needing to provide a backing film for the role of the cushion in particular can also be obtained. In addition, since a plurality of wafer supports 6 are provided around the wafer 1 so as to be sandwiched in the horizontal direction, the wafer 1 can be prevented from protruding during polishing, so that no member is required to prevent the protrusion. The effect can be obtained.

또, 웨이퍼(1)의 이면에는 연마 중 항상 에어가 분사되어 있으므로, 슬러리가 웨이퍼(1)의 이면으로 돌아 들어가는 것을 억지할 수 있고, 다른 처리 장치로 반입했을 때에 파티클 및 오염물 등의 2차 오염이 발생하는 것을 억지할 수 있다.또한, 웨이퍼(1) 이면으로의 슬러리 부착을 억지할 수 있으므로, 처리 장치 사이에서 웨이퍼(1)를 반송할 때에 있어서도, 슬러리가 반송 장치나 다른 웨이퍼에 부착되어 버리는 것을 억지할 수 있다.In addition, since air is always injected into the back surface of the wafer 1 during polishing, it is possible to prevent the slurry from returning to the back surface of the wafer 1, and secondary contamination such as particles and contaminants such as particles when brought into another processing apparatus. In addition, since adhesion of the slurry to the back surface of the wafer 1 can be suppressed, the slurry adheres to the conveying device or another wafer even when the wafer 1 is transported between the processing apparatuses. You can be forced to throw it away.

또, 에어 공급구(7a 내지 7e)의 배치로서는 도3에 도시한 바와 같은 동심 원형의 배치 외에, 블럭형, 라인형 등, 다양한 배치를 할 수 있다.In addition, as the arrangement of the air supply ports 7a to 7e, various arrangements such as block type and line type can be made in addition to the concentric circular arrangement as shown in FIG.

<제2 실시 형태><2nd embodiment>

다음에, 본 발명의 제2 실시 형태에 대해 도4 내지 도7에 의거하여 설명한다. 제2 실시 형태는, 제1 실시 형태의 CMP 장치의 플라텐(2)을 2개 준비하여, 2종류의 연마천(4)을 이용하여 연마를 행하는 것이다.Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to Figs. 2nd Embodiment prepares two platen 2 of the CMP apparatus of 1st Embodiment, and grind | polishs using two types of polishing cloths 4.

일반적으로, 양호한 평탄성을 얻기 위해서는 딱딱한 연마천을 이용하여 연마를 행한다. 이에 의해, 연마천이 패턴의 볼록부 표면에만 밀착하여 오목부에는 접촉하지 않으므로, 볼록부만을 연마하여 효율 좋게 단차의 해소를 달성할 수 있지만, 연마면에 흠집이 생기기 쉽다.In general, in order to obtain good flatness, polishing is performed using a hard polishing cloth. As a result, since the polishing cloth adheres only to the surface of the convex portion of the pattern and does not come into contact with the concave portion, only the convex portion can be polished to efficiently eliminate the step, but scratches are likely to occur on the polished surface.

도4에 도시한 바와 같이, 제2 실시 형태에 관한 장치는 2개의 플라텐(2a, 2b)을 구비하고 있다. 그리고, 한 쪽 플라텐(2a)에는 비교적 딱딱한 연마천(4a)이, 다른 쪽 플라텐(2b)에는 연마천(4a)보다도 부드러운 연마천(4b)이 부착되어 있다. 각각의 플라텐(2a, 2b)이 접속된 이동 가이드(3a, 3b), 슬러리 라인(10), EDP 라인(5), 웨이퍼 지지부(6), 에어 공급 수단(7)의 구성은 제1 실시 형태와 마찬가지이다.As shown in Fig. 4, the apparatus according to the second embodiment is provided with two platens 2a and 2b. A relatively hard polishing cloth 4a is attached to one of the platens 2a, and a polishing cloth 4b that is softer than the polishing cloth 4a is attached to the other platen 2b. The structure of the movement guides 3a and 3b, the slurry line 10, the EDP line 5, the wafer support part 6, and the air supply means 7 to which each of the platens 2a and 2b are connected is the first embodiment. It is the same as form.

그리고, 제2 실시 형태에 있어서는 플라텐(2a, 2b)이 이동 가이드(3)에 따라서 이동 가능하게 되는 동시에, 이동 가이드(3) 자체가 이동 가이드(3)의 연장되는 방향과 직교 방향으로 이동 가능하게 되어 있다.And in 2nd Embodiment, the platen 2a, 2b becomes movable along the movement guide 3, and the movement guide 3 itself moves in the direction orthogonal to the direction in which the movement guide 3 extends. It is possible.

또한, 이동 가이드(3)는 상하 방향으로도 이동할 수 있어, 연마를 행하지 않은 경우, 웨이퍼(1)를 연마하는 플라텐(2a, 2b)의 위치를 서로 교체하는 경우에는 플라텐(2a, 2b)을 상방향으로 이동시켜 연마천(4a, 4b)과 웨이퍼(1)를 이격시키도록 구성되어 있다.Further, the movement guide 3 can also move in the up and down direction, and when the polishing is not performed, when the positions of the platens 2a and 2b for polishing the wafer 1 are replaced with each other, the platens 2a and 2b are replaced. ) Is moved upward to separate the polishing cloths 4a and 4b from the wafer 1.

이하, 도4 내지 도7에 의거하여 플라텐(2a)에 의한 연마를 행한 후, 플라텐(2b)에 의한 연마를 행하는 방법에 대해 설명한다. 우선, 도4의 (a) 및 도4의 (b)에 도시한 바와 같이, 플라텐(2a)이 접속되어 있는 이동 가이드(3a)를 웨이퍼(1)의 중심상을 통과하도록 배치하고, 플라텐(2a)에 부착된 연마천(4a)을 웨이퍼(1)의 표면과 접촉시킨다. 한편, 플라텐(2b)이 접속되어 있는 이동 가이드(3b)를 웨이퍼(1)의 중심으로부터 이격한 위치로 후퇴시켜, 이동 가이드(3b)를 상방으로 이동하여 연마천(4b)과 웨이퍼(1)를 이격시킨다.Hereinafter, the grinding | polishing by the platen 2b is demonstrated, after grind | polishing by the platen 2a based on FIGS. 4-7. First, as shown in Figs. 4A and 4B, the movement guide 3a to which the platen 2a is connected is disposed so as to pass through the center of the wafer 1, The polishing cloth 4a attached to the ten 2a is brought into contact with the surface of the wafer 1. On the other hand, the moving guide 3b to which the platen 2b is connected is retracted to a position spaced apart from the center of the wafer 1, and the moving guide 3b is moved upward to move the polishing cloth 4b and the wafer 1 into place. )).

그리고, 에어 공급 수단(7)으로부터 에어를 분사함으로써 웨이퍼(1)를 상방으로 밀어 올려, 웨이퍼(1) 표면과 연마천(4d)을 확실하게 밀착시킨다. 그 후, 슬러리 라인(10)으로부터 슬러리를 공급하고, 플라텐(2a) 및 웨이퍼(1)를 동시에 회전시켜, 딱딱한 연마천(4a)에 의해 연마를 행한다. 그리고, EDP 라인(5)에 의해 엔드 포인트를 검출하면서 연마를 행하고, 소정량 연마를 행한 후 연마를 정지시킨다. 또, 제1 실시 형태에서 설명한 바와 같이, 엔드 포인트는 EDP 라인(5)을 이용하여 검출하는 외에, 플라텐(2a)의 회전 토크의 변동으로부터 검출해도 좋다.The wafer 1 is pushed upward by jetting air from the air supply means 7 to reliably bring the wafer 1 surface and the polishing cloth 4d into close contact. Thereafter, the slurry is supplied from the slurry line 10, the platen 2a and the wafer 1 are rotated at the same time, and polished by a hard polishing cloth 4a. Then, polishing is performed while detecting the end point by the EDP line 5, and polishing is stopped after predetermined amount polishing. In addition, as described in the first embodiment, the end point may be detected from the variation of the rotational torque of the platen 2a in addition to the detection using the EDP line 5.

다음에, 도5의 (a) 및 도5의 (b)에 도시한 바와 같이 딱딱한 연마천(4a)에 의한 연마가 종료한 후에 에어 공급 수단(7)으로부터의 에어 공급을 정지하고, 웨이퍼(1) 및 플라텐(2a)의 회전을 정지한 후, 플라텐(2a)을 이동 가이드(3a)와 함께 상방으로 이동시킨다.Next, as shown in Figs. 5A and 5B, after the polishing by the hard polishing cloth 4a is finished, the air supply from the air supply means 7 is stopped, and the wafer ( After stopping the rotation of 1) and the platen 2a, the platen 2a is moved upward with the movement guide 3a.

그리고, 순수(純水) 공급구(8)로부터 웨이퍼(1) 표면에 순수(9)를 공급하여 웨이퍼(1) 표면에 잔존하는 슬러리를 씻어 낸다.Then, pure water 9 is supplied from the pure water supply port 8 to the surface of the wafer 1, and the slurry remaining on the surface of the wafer 1 is washed out.

그리고, 도5의 (b)에 도시한 바와 같이 이동 가이드(3b)를 웨이퍼(1)의 중심 상으로 이동시키는 동시에, 이동 가이드(3a)를 후퇴시켜 이동 가이드(3a)와 이동 가이드(3b)의 위치를 교체한다.As shown in Fig. 5B, the movement guide 3b is moved onto the center of the wafer 1, and the movement guide 3a is retracted to move the movement guide 3a and the movement guide 3b. Replace the position of.

다음에, 도6의 (a) 및 도6의 (b)에 도시한 바와 같이 이동 가이드(3a)와 이동 가이드(3b)의 위치를 교체한 후, 연마천(4b)과 웨이퍼(1)의 표면을 접촉시키고, 에어 공급 수단(7)으로부터 에어를 공급함으로써 양자를 밀착시킨다. 그리고, 슬러리 라인(10)으로부터 슬러리를 공급하여 웨이퍼(1) 및 플라텐(2b)을 회전시켜 연마천(4b)에 의한 연마를 행한다. 연마천(4b)에 의한 연마시에는 연마천(4a)에 의한 연마에서 이용한 슬러리와는 다른 슬러리를 이용해도 좋다.Next, as shown in Figs. 6A and 6B, after replacing the positions of the movement guide 3a and the movement guide 3b, the polishing cloth 4b and the wafer 1 The surfaces are brought into contact with each other by bringing air from the air supply means 7. And the slurry is supplied from the slurry line 10, the wafer 1 and the platen 2b are rotated, and the polishing cloth 4b is polished. When polishing by the polishing cloth 4b, a slurry different from the slurry used in polishing by the polishing cloth 4a may be used.

이 때, 미리 연마천(4a)에 의한 연마량의 프로파일을 EDP 라인(5)에 의해 검출해 둠으로써, 에어 공급구(7a 내지 7b)로부터의 에어 공급량을 조정하여 연마천(4b)에 의한 연마를 행하는 것이 가능하다.At this time, by detecting the profile of the polishing amount by the polishing cloth 4a in advance by the EDP line 5, the air supply amount from the air supply ports 7a to 7b is adjusted to adjust the amount of polishing by the polishing cloth 4b. It is possible to perform polishing.

연마천(4b)에 의한 연마가 종료한 후, 도7의 (a) 및 도7의 (b)에 도시한 바와 같이 플라텐(2b)을 웨이퍼(1) 상으로부터 후퇴시켜 연마를 종료시킨다.After polishing by the polishing cloth 4b is finished, the platen 2b is retracted from the wafer 1 as shown in Figs. 7A and 7B to finish polishing.

이상 설명한 바와 같이 제2 실시 형태에서는 제1 실시 형태와 마찬가지로 플라텐(2)을 웨이퍼(1) 상에 배치하고, 웨이퍼(1)의 면적보다도 플라텐의 면적을 대폭으로 작게 함으로써, 2개의 플라텐(2a, 2b)을 구비한 경우라도 제1 실시 형태와 같은 크기로 장치를 구성할 수 있다.As described above, in the second embodiment, as in the first embodiment, the platen 2 is disposed on the wafer 1, and the area of the platen is significantly smaller than the area of the wafer 1, so that the two platens Even when tens 2a and 2b are provided, the apparatus can be configured to the same size as in the first embodiment.

도8은, 제2 실시 형태의 CMP 장치와, 비교예로서의 종래의 CMP 장치를 동시에 도시한 평면도이다. 여기서, 도8의 (a)는 제2 실시 형태의 CMP 장치를, 도8의 (b)는 종래의 CMP 장치를 나타내고 있다.8 is a plan view simultaneously showing the CMP apparatus of the second embodiment and a conventional CMP apparatus as a comparative example. 8A shows a CMP device of the second embodiment, and FIG. 8B shows a conventional CMP device.

도8의 (a)에 도시한 바와 같이, 제2 실시 형태의 장치에서는 플라텐(2a, 2b)을 웨이퍼(1) 상에 배치하고, 플라텐(2a, 2b)을 웨이퍼(1)에 대하여 상대적으로 이동시키면서 연마를 행하도록 하였으므로, 장치 전체의 크기를 웨이퍼(1)의 크기와 같은 정도로 할 수 있다. 도8의 (a)의 예에서는 직경 300 ㎜의 웨이퍼(1)에 대하여 장치를 1변 500 ㎜ 정도의 정사각형 형상으로 구성할 수 있다. 상술한 바와 같이, 이 크기는 플라텐의 수에는 제약을 받지 않는다. 따라서 2개 이상의 플라텐을 배치한 경우라도, 장치 전체의 크기를 웨이퍼(1)의 크기와 같은 정도로 할 수 있다.As shown in Fig. 8A, in the apparatus of the second embodiment, the platens 2a and 2b are disposed on the wafer 1, and the platens 2a and 2b are placed on the wafer 1 as shown in Figs. Since the polishing is performed while moving relatively, the size of the entire apparatus can be as large as the size of the wafer 1. In the example of FIG. 8A, the device can be configured in a square shape of about 500 mm on one side with respect to the wafer 1 having a diameter of 300 mm. As mentioned above, this size is not limited by the number of platens. Therefore, even when two or more platens are arranged, the size of the entire apparatus can be as large as the size of the wafer 1.

한편, 비교예로서의 종래의 CMP 장치는 도8의 (b)에 도시한 바와 같이, 웨이퍼(1) 하에서 플라텐(2)이 회전하므로, 웨이퍼(1)의 직경보다도 플라텐(2)의 반경을 크게 할 필요가 있다. 이로 인해, 직경 300 ㎜의 웨이퍼(1)에 대응한 장치를 구성하기 위해서는 적어도 플라텐(2)의 직경을 600 ㎜ 이상으로 할 필요가 있으며, 장치를 1변 900 ㎜ 이상의 정사각형 형상으로 할 필요가 있다. 게다가, 제2 실시형태와 같이 2개의 연마천(2a, 2b)을 이용하여 연마를 행하기 위해서는, 도8의 (b)에 도시한 바와 같이 다른 연마천을 부착한 플라텐(2)을 나란히 준비할 필요가 있어, 장치 크기가 2배(900 ㎜ × 1800 ㎜ 정도)가 되어 버린다. 따라서, 제1 실시 형태 및 제2 실시 형태의 구성에 따르면, CMP 장치 전체의 크기를 대폭으로 축소하는 것이 가능해진다.On the other hand, in the conventional CMP apparatus as a comparative example, as shown in Fig. 8B, the platen 2 rotates under the wafer 1, so that the radius of the platen 2 is smaller than the diameter of the wafer 1; You need to make it bigger. For this reason, in order to comprise the apparatus corresponding to the wafer 1 of 300 mm in diameter, it is necessary to make the diameter of the platen 2 at least 600 mm or more, and it is necessary to make the apparatus into the square shape of 900 mm or more per side. have. In addition, in order to perform polishing using the two polishing cloths 2a and 2b as in the second embodiment, as shown in Fig. 8B, the platen 2 with the other polishing cloth is prepared side by side. It is necessary to double the size of the device (about 900 mm × 1800 mm). Therefore, according to the structure of 1st Embodiment and 2nd Embodiment, it becomes possible to significantly reduce the magnitude | size of the whole CMP apparatus.

또한, 웨이퍼(1)의 연마시에 2종류의 연마천(4a, 4b)을 이용하여 연마를 행하도록 하였으므로, 딱딱한 연마천(4a)을 이용한 연마에 의해 단차를 효율좋게 해소할 수 있는 동시에, 부드러운 연마천(4b)에 의한 연마에 의해 특별히 패턴의 볼록부 표면에 흠집이 발생하는 것을 억지할 수 있다.In addition, since polishing is performed using two kinds of polishing cloths 4a and 4b when polishing the wafer 1, the step can be efficiently eliminated by polishing using the hard polishing cloth 4a. It is possible to suppress the occurrence of scratches on the surface of the convex portion of the pattern by polishing by the soft polishing cloth 4b.

또한, 딱딱한 연마천(4a)으로 연마했을 때에, EDP 라인(5)에 의해 웨이퍼(1)의 면내에 있어서는 연마량 분포의 정보를 얻을 수 있다. 그리고, 부드러운 연마천(4b)에 의한 연마시에, 에어 공급구(7a 내지 7e)의 각각으로부터 공급하는 에어량을 연마량의 분포 정보에 의거하여 조정할 수 있다. 이에 의해, 웨이퍼(1)의 전체면에 있어서 연마량을 균일화하는 것이 가능해진다.In addition, when polishing with a hard polishing cloth 4a, the EDP line 5 can obtain the information of the polishing amount distribution in the surface of the wafer 1. And at the time of grinding | polishing by the soft polishing cloth 4b, the air amount supplied from each of the air supply ports 7a-7e can be adjusted based on distribution information of polishing amount. This makes it possible to equalize the polishing amount on the entire surface of the wafer 1.

본 발명은, 이상 설명한 바와 같이 구성되어 있으므로, 이하에 도시한 바와 같은 효과를 발휘한다.Since this invention is comprised as demonstrated above, it exhibits the effect as shown below.

기판 상에 연마 패드를 배치하고, 연마 패드를 기판에 대해 상대 이동 가능하게 함으로써, 연마 패드의 면적을 기판에 대하여 대폭으로 작게 할 수 있어, 장치의 소형화 및 경량화를 달성할 수 있다.By arranging the polishing pad on the substrate and making the polishing pad relatively movable with respect to the substrate, the area of the polishing pad can be significantly reduced with respect to the substrate, and the device can be miniaturized and reduced in weight.

기판을 향해 가스를 분사하는 가스 분사 수단을 기판의 하부에 설치함으로써, 기판과 연마 패드를 확실하게 밀착시킬 수 있고, 또한 가스를 이용하여 밀착시킴으로써 쿠션재인 배킹 필름이 불필요해진다. 또, 기판의 이면에 슬러리가 도달하는 것을 억제할 수 있으므로, 파티클 등의 2차 오염의 발생을 억지할 수 있다.By providing gas injection means for injecting a gas toward the substrate under the substrate, the substrate and the polishing pad can be reliably brought into close contact with each other, and by using gas, the backing film as a cushioning material is unnecessary. Moreover, since it can suppress that a slurry reaches | attains the back surface of a board | substrate, generation | occurrence | production of secondary pollution, such as a particle, can be suppressed.

복수의 가스 공급구의 각각에 있어서의 가스의 분사량을 조절 가능하게 함으로써, 영역마다 기판과 연마 패드와의 압착력을 가변할 수 있다.By enabling the injection amount of the gas in each of the plurality of gas supply ports to be adjustable, the pressing force between the substrate and the polishing pad can be varied for each region.

복수의 가스 공급구를 기판의 중심에 대해 동심 원형으로 배치함으로써, 기판의 직경 방향으로 기판과 연마 패드와의 압착력을 가변할 수 있다.By arranging a plurality of gas supply ports concentrically with respect to the center of the substrate, the pressing force between the substrate and the polishing pad can be varied in the radial direction of the substrate.

연마량이 적은 영역에 대응하는 가스 공급구의 가스 분사량을 많게 함으로써, 그 영역에 있어서의 연마량을 증가시켜 기판의 전체면에 있어서 연마량을 균일하게 할 수 있다.By increasing the gas injection amount of the gas supply port corresponding to the area with a small amount of polishing, the polishing amount in the region can be increased to make the polishing amount uniform on the entire surface of the substrate.

기판의 외연을 지지하는 동시에 기판에 회전을 전달하는 복수의 기판 지지부를 구비함으로써, 기판의 이면에 가스를 분사하면서 기판을 회전시킬 수 있다.By providing the board | substrate support part which supports the outer edge of a board | substrate and transmits rotation to a board | substrate, it can rotate a board | substrate, spraying gas on the back surface of a board | substrate.

Claims (13)

기판과 연마 패드를 밀착시키고, 상기 기판과 상기 연마 패드를 동시에 회전시켜 상기 기판 표면을 연마하는 기판 연마 장치이며,A substrate polishing apparatus which adheres a substrate to the polishing pad and rotates the substrate and the polishing pad simultaneously to polish the surface of the substrate, 상기 기판 상에 배치되는 상기 연마 패드와,The polishing pad disposed on the substrate; 상기 연마 패드를 상기 기판에 대하여 수평 방향으로 이동시키는 이동 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 기판 연마 장치.And a moving means for moving said polishing pad in a horizontal direction with respect to said substrate. 제1항에 있어서, 상기 기판을 지지하는 기판 지지 수단과,The apparatus of claim 1, further comprising: substrate support means for supporting the substrate; 상기 기판 지지 수단에 지지되는 상기 기판 하부에 설치되고, 상기 기판 이면을 향해 가스를 분사하는 가스 공급 수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 연마 장치.And a gas supply means which is provided under the substrate supported by the substrate support means and injects gas toward the back surface of the substrate. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 가스 공급 수단은 복수의 가스 공급구를 갖고, 상기 가스 공급구의 가스 분사량을 조절하는 가스량 조절 수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 연마 장치.The substrate polishing apparatus according to claim 1 or 2, wherein the gas supply means has a plurality of gas supply ports, and further includes gas amount adjusting means for adjusting a gas injection amount of the gas supply port. 제3항에 있어서, 상기 복수의 가스 공급구가 상기 기판의 중심에 대해 동심 원형으로 배치되는 것을 특징으로 하는 기판 연마 장치.4. A substrate polishing apparatus according to claim 3, wherein the plurality of gas supply ports are arranged concentrically with respect to the center of the substrate. 제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 기판 표면에 있어서의 연마량을 검출하는 연마량 검출 수단을 더 구비하고,5. The polishing apparatus according to claim 3 or 4, further comprising polishing amount detecting means for detecting the polishing amount on the substrate surface. 상기 가스량 조절 수단은 연마량이 적은 영역에 대응하는 상기 가스 공급구의 가스 분사량을 많게 하는 것을 특징으로 하는 기판 연마 장치.And said gas amount adjusting means increases the gas injection amount of said gas supply port corresponding to a region having a small amount of polishing. 제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기판 지지 수단은 상기 기판의 외연을 지지하고, 상기 기판 지지 수단의 회전을 상기 기판에 전달함으로써 상기 기판을 회전시키는 것을 특징으로 하는 기판 연마 장치.The substrate polishing apparatus according to any one of claims 2 to 5, wherein the substrate support means supports the outer edge of the substrate and rotates the substrate by transmitting a rotation of the substrate support means to the substrate. Device. 기판과 연마 패드를 밀착시키고, 상기 기판과 상기 연마 패드를 동시에 회전시켜 상기 기판 표면을 연마하는 방법이며,A method of polishing the substrate surface by bringing a substrate into close contact with the polishing pad and simultaneously rotating the substrate and the polishing pad; 상기 기판의 상방에 배치한 상기 연마 패드와 상기 기판 표면을 밀착시키는 스텝과,Contacting the polishing pad and the substrate surface disposed above the substrate, 상기 기판 및 상기 연마 패드를 동시에 회전시키는 스텝과,Simultaneously rotating the substrate and the polishing pad; 상기 연마 패드와 상기 기판을 밀착시킨 상태에서, 상기 기판 표면의 영역 내에서 상기 연마 패드를 수평 방향으로 이동하는 스텝을 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 연마 방법.And moving the polishing pad in a horizontal direction within an area of the substrate surface in a state in which the polishing pad and the substrate are in close contact with each other. 제7항에 있어서, 상기 연마 패드와 상기 기판 표면을 밀착시키는 스텝에 있어서,The method of claim 7, wherein in the step of bringing the polishing pad into close contact with the substrate surface, 상기 기판 이면을 향해 가스를 분사함으로써 상기 기판 표면과 상기 연마 패드를 밀착시키는 것을 특징으로 하는 기판 연마 방법.And polishing the substrate surface and the polishing pad by injecting a gas toward the back surface of the substrate. 제8항에 있어서, 상기 가스 분사량을 상기 기판 평면 영역 내에서 설정한 소정 영역마다 조정하는 것을 특징으로 하는 기판 연마 방법.The substrate polishing method according to claim 8, wherein the gas injection amount is adjusted for each predetermined region set in the substrate plane region. 제9항에 있어서, 상기 소정 영역을 상기 기판의 중심에 대해 동심 원형으로 설정하는 것을 특징으로 하는 기판 연마 방법.The substrate polishing method according to claim 9, wherein the predetermined region is set to be concentric with respect to the center of the substrate. 제9항 또는 제10항에 있어서, 상기 기판 표면에 있어서의 연마량을 검출하는 스텝을 더 구비하고,The method of claim 9 or 10, further comprising the step of detecting the amount of polishing on the substrate surface, 상기 소정의 영역 중, 연마량이 적은 영역의 상기 가스 분사량을 다른 영역에 비해 많게 하는 것을 특징으로 하는 기판 연마 방법.A substrate polishing method, characterized in that the gas injection amount of a region having a small polishing amount is larger than that of other regions. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 기판 연마 장치를 이용하여 제조된 것을 특징으로 하는 반도체 장치.The semiconductor device manufactured using the board | substrate grinding apparatus in any one of Claims 1-6. 제7항 내지 제11항 중 어느 한 항에 기재된 기판 연마 방법을 이용하여 제조된 것을 특징으로 하는 반도체 장치.The semiconductor device manufactured using the substrate grinding | polishing method in any one of Claims 7-11.
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