KR20030022098A

KR20030022098A - 연마 시트 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR20030022098A
Application number: KR1020027010365A
Authority: KR
Inventors: 오오노히사또모; 이즈미도시히로; 고바야시도시히로
Original assignee: 니혼 미크로 코팅 가부시끼 가이샤
Priority date: 2001-06-06
Filing date: 2001-08-06
Publication date: 2003-03-15
Also published as: EP1306162A1; TW490364B; WO2002100595A1; JP2002361564A; CN1438930A

Abstract

사용 시간의 경과와 함께 변형하지 않고, 높은 연마 레이트로 연마 대상물 표면을 균일하게 평탄화할 수 있는 연마 시트 및 방법을 제공하는 것이다. 1개의 섬유(13), 복수개의 섬유를 묶은 섬유 다발(13) 또는 복수개의 섬유를 묶은 섬유 다발을 거듭 복수로 묶은 섬유 다발(13)로 이루어지는 직포 시트(12) 및 이 직포 시트의 섬유 또는 섬유(13) 다발끼리를 고정하는 수지(14)로 구성되는 연마 시트(10)로서. 본 발명의 연마 시트(10)는 안감 시트(15)의 표면에 고정된다. 새틴 수는 3 내지 15의 범위가 바람직하다.

Description

연마 시트 및 그 제조 방법 {Abrasive Sheet and Manufacture Method of Same}

반도체 웨이퍼, 액정 유리 기판, 자기 하드 디스크 기판, 자기 헤드 기판 등, 표면에 고도의 평탄성이 요구되는 연마 대상물의 연마에는, 화학적 기계적 연마(CMP)법이 이용되고 있다.

CMP법은 연마 대상물 표면과 화학적으로 반응하는 성분을 포함한 연마액을 사용하여 행해지고, 연마 대상물 표면을 화학적으로 에칭하거나, 연마 대상물 표면에 착체(錯體)나 산화물을 생성하거나 하면서, 연마액 중에 포함되는 유리(遊離) 지립으로 기계적으로 깎는 연마법이고, CMP법에 의하면, 매우 미세한 연마가 이루어져, 표면을 고도로 평탄화 할 수 있다는 이점이 있다.

예를 들면, 반도체 장치의 분야에서는 디바이스의 대용량화 때문에, 다층 배선 기술이 중요한 것으로 되고 있다. 이 다층 배선 기술에서는 기초에 고도의 평탄성이 요구된다. 이것은, 기초에 요철이 있으면, 이에 따라 단차가 생기고, 이 단차 상에 형성되는 배선이 끊어진다는 문제점이 생겨서, 소정의 배선 설계 성능을 얻을 수 없게 되기 때문이다. 이 때문에, 배선 패턴과 절연막을 형성한 웨이퍼의 평탄화에는 상기 CMP법이 이용된다.

이러한 CMP법을 이용한 반도체 웨이퍼의 평탄화는 웨이퍼 표면에 형성된 막(예를 들면, 산화 실리콘막)과 화학적으로 반응하는 성분(예를 들면, 수산화 칼륨 수용액)을 포함한 알칼리성의 연마액을 회전 정반에 접착한 연마 패드상으로 공급하면서, 이 연마 패드 상에 웨이퍼를 압박하여 행해진다(예를 들면, 일본 특허 공개 평8-3540호 공보, 일본 특허 공개 평10-88111호 공보를 참조).

종래, 이러한 평탄화에 사용되는 연마 패드로서는 표면에 미세 구멍을 다수가지는 발포체 베이스의 연마 패드(예를 들면, 발포 폴리우레탄 패드, 제품 번호: IC-1000, Rode 1사)나, 플라스틱 섬유로 이루어지는 시트형의 직포를 고무로 된 시트 등의 탄성 시트 상에 고정한 연마 패드(예를 들면, 일본 특허 공개 소55-90263호 공보를 참조)가 사용되고 있다. 이것은, 발포체 베이스의 연마 패드에서는 연마 중, 표면의 미세 구멍에 의해 보유 유지된 유리 지립이 연마 대상물 표면에 탄력적으로 작용하여, 연마 대상물 표면을 고도로 평탄화할 수 있다고 생각되고, 또한, 직포를 탄성 시트 상에 고정한 연마 패드에서는 직포를 탄성 시트 상에 고정함으로써, 연마 중, 직포를 구성하는 섬유 사이의 간극에 의해서 보유 유지된 유리(遊離) 지립이 연마 대상물 표면에 탄력적으로 작용하여, 연마 대상물 표면을 고도로 평탄화할 수 있다고 생각되고 있었기 때문이다.

그러나, 이러한 종래의 발포체 베이스의 연마 패드는 적어도 두 종류 이상의 수지의 혼합물을 발포시켜 발포체 블럭을 성형하고, 이 블럭을 소정의 두께로 슬라이스한 것이지만, 블럭의 발포도를 블럭 내부에 걸쳐 균일하게 하는 것이 곤란하기 때문에, 제품화한 연마 패드마다 단위 면적당의 미세 구멍 수나 탄력성에 불규칙 분포가 생기고, 또한 제품화한 한 매의 연마 패드에조차도, 국소적으로 미세 구멍 수나 탄력성에 불규칙 분포가 생긴다는 문제가 있다.

또한, 상술한 바와 같이 종래의 발포체 베이스의 연마 패드를 사용하면, 사용 시간의 경과와 함께, 패드 표면이 국소적 또는 전체적으로 마모되어 연마 패드의 표면 부분이 변형되어, 연마 대상물 표면을 균일하게 연마할 수 없게 될 뿐만 아니라, 패드 표면의 미세 구멍에 지립이나 연마 부산물이 쌓여서, 구멍을 막아 연마 레이트(단위 시간당의 연마량)가 저하한다. 이러한 점 때문에, 패드 표면의 평탄화와 구멍 막힘의 해소를 위해, 다이아몬드 등의 경질 입자를 고정한 샌드 플레이트 등의 드레스 공구로 패드 표면의 드레스를 매번 행하고 있는 것이 현재 상황이며, 이 드레스 작업에 시간과 수고가 드는 것뿐만 아니라, 드레스 후에, 드레스 공구로부터 탈립한 다이아몬드 등의 경질 입자가 패드 표면에 부착하여, 이 경질 입자에 의해서 연마 대상물 표면에 불필요한 스크래치가 형성된다는 문제가 있다.

또한, 상술한 바와 같이 종래의 직포를 탄성 시트 상에 고정한 연마 패드를 사용하면, 사용 시간의 경과와 함께, 패드 표면의 직포의 섬유가 틀어져 연마 패드의 표면 부분이 변형하여, 연마 대상물 표면을 균일하게 연마할 수 없게 될 뿐만 아니라, 패드 표면에 유리(遊離) 지립이 보유 유지되기 어려워져, 연마 레이트가저하한다는 문제가 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 사용 시간의 경과와 함께 변형하지 않고, 높은 연마 레이트로 연마 대상물 표면을 균일하게 평탄화할 수 있는 연마 시트 및 그 제조 방법을 제공하는 것 및 이 연마 시트를 이용한 연마 방법을 제공하는 것이다.

본 발명은 반도체 웨이퍼, 액정 유리 기판, 자기 하드 디스크 기판, 자기 헤드 기판 등, 표면에 고도의 평탄성이 요구되는 연마 대상물을 연마하기 위한 연마 시트 및 방법에 관한 것으로, 특히, 화학적 기계적 연마에 적합한 연마 시트 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

도1의 (a)는 본 발명의 연마 시트의 단면도이고, 도1의 (b)는 본 발명의 연마 시트 표면의 주사(走査)형 전자 현미경 사진이다.

도2는 회전 정반식 연마에 이용하는 연마 장치의 측면도이다.

도3은 회전 헤드식 연마에 이용하는 연마 장치의 측면도이다.

도4는 벨트식 연마에 이용하는 연마 장치의 측면도이다.

도5는 드럼식 연마에 이용하는 연마 장치의 측면도이다.

도6은 테이프식 연마에 이용하는 연마 장치의 측면도이다.

상기 목적을 해결하는 본 발명의 연마 시트는 1개의 섬유, 복수 개의 섬유를 묶은 섬유 다발 또는 복수 개의 섬유를 묶은 섬유 다발을 거듭 여러 개로 묶은 섬유 다발로 이루어지는 직포 시트 및 이 직포 시트의 섬유 또는 섬유 다발 끼리를 고정한 수지로 구성된다. 적합하게는, 본 발명의 연마 시트는 우레탄계, 폴리 에스테르계, 아크릴계 등의 공지의 수지 접착제를 사용하여, 플라스틱, 직포, 부직포(不織布), 발포체 등으로 이루어지는 안감 시트의 표면에 고정된다.

직포 시트로서 새틴(satin)짜기 한 것이 사용된다. 새틴(satin) 수를 크게하면, 연마 대상물의 표면 거칠기가 작아질 뿐만 아니라, 연마 레이트가 높아진다. 새틴 수는 1 내지 15의 범위에 있는 것이 바람직하고, 3 내지 15의 범위에 있는 것이 보다 바람직하다.

직포 시트를 구성하는 섬유로서, 연마 용도에 제한되지 않고 일반적으로 널리 사용되고 있는 공지의 섬유 재료로 이루어지는 섬유가 사용되고, 연마 대상물의 표면 거칠기를 작게 하고, 연마 레이트를 높게 하기 위해서, 굵기 0.1 데니르(denier) 이하의 섬유가 사용된다. 적합하게는, 굵기 0.1 데니르 이하의 폴리 에스테르 섬유가 사용된다.

직포 시트의 섬유 또는 섬유 다발끼리를 고정하기 위한 수지로서, 우레탄계, 폴리 에스테르계, 아크릴계 등의 공지의 수지가 사용되고, 적합하게는 우레탄계 수지가 사용된다. 수지 용액 중의 수지 농도는 적합하게는, 0.1 % 내지 30 %의 범위에 있다. 수지 용액은 물 또는 알코올이나 유기 용제를 포함하는 물 베이스의 용매에 상기 수지를 용해한 것이다.

상기 본 발명의 연마 시트는 상기 직포 시트에 수지 용액을 함침(含浸)시켜 이 수지 용액을 포함한 직포 시트를 건조시켜 제조된다.

연마 대상물의 연마는, 본 발명의 연마 시트로 이루어지는 연마 패드 또는 연마 테이프와 연마 대상물 표면과의 사이에 연마액을 개재시키고, 연마 패드 또는 연마 테이프와 연마 대상물을 상대적으로 이동시켜 행해진다. 연마액으로서 적합하게는, 연마 대상물 표면과 화학적으로 반응하는 성분을 포함한 것이 사용되어, 화학적 기계적 연마가 행해진다. 여기서, 연마액에 지립을 포함할 것인지, 또는 포함하지 않을 것인지는 임의이다.

<연마 벨트>

도1의 (a) 및 (b)에 도시한 바와 같이, 본 발명의 연마 시트(10)는 1개의 섬유(13), 복수 개의 섬유를 묶은 섬유 다발(13) 또는 복수개의 섬유를 묶은 섬유 다발을 거듭 복수개 묶은 섬유 다발(13)로 이루어지는 직포 시트(12) 및 이 직포 시트(12)의 섬유 또는 섬유 다발(13)끼리를 고정하는 수지(14)로 구성된다. 적합하게는, 본 발명의 연마 시트(10)는 도시한 바와 같이, 연마 중의 가로 어긋남을 방지하기 위해서, 우레탄계 수지, 폴리에스테르계 수지, 아크릴계 수지 등의 공지의 접착제(16)를 통해서, 안감 시트(15)의 표면에 고정된다. 안감 시트(15)로서, 고인장 강도를 가지며, 내약품성이 우수한 폴리에스테르, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylen terephthalate) 등의 플라스틱 재료로 이루어지는 시트, 직포 시트, 부직포 시트, 발포 우레탄 등의 발포체로 이루어지는 발포체 시트가 사용된다.

직포 시트(12)로서, 섬유 또는 섬유 다발(13)을 새틴(satin) 짜기 한 것이 사용된다. 여기서, 새틴 수를 작게 하면, 연마 레이트가 작아지고, 연마 후의 연마 대상물의 표면 조도가 커진다. 한편, 새틴 수를 크게 하면, 연마 레이트가 커지고, 연마 후의 연마 대상물의 표면 거칠기가 작아지지만, 새틴 수가 너무 커지면, 연마 시트가 변형되기 쉬우므로, 새틴 수는 15 이하인 것이 바람직하고, 3 내지 15의 범위에 있는 것이 보다 바람직하다. 도시의 예에서 새틴 수는 5이다.

직포 시트(12)를 구성하는 섬유(13)로서 나일론, 폴리에스테르, 아크릴, 비닐론(vinylon), 폴리염화비닐, 폴리에틸렌, 비닐리덴(vinylidene), 폴리우레탄, 폴리크랄, 레이온(rayon), 폴리노직, 큐폴라, 아세테이트, 트리아세테이트(triacetate), 프로믹스 등의 합성 섬유, 탄소 섬유, 비단, 양모, 면, 삼 등의 천연 섬유로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 섬유가 사용되고, 연마 대상물의 표면 거칠기를 작게 하고, 연마 레이트가 높게 하기 위해서, 굵기 0.1 데니르 이하의 섬유가 사용된다. 적합하게는, 굵기 0.1 데니르 이하의 폴리에스테르 섬유가 사용된다.

직포 시트(12)에 함침시키는 수지 용액은, 우레탄계, 폴리에스테르계의 공지의 수지를 물에 용해한 것이며, 수지 용액 중의 수지 농도는 0.1 % 내지 30 %의 범위에 있다. 적합하게는, 우레탄 수지 용액이 사용되고, 직포 시트(12)의 섬유 또는 섬유 다발(13)끼리가 우레탄 수지(14)에 의해 고정된다.

<제조 방법>

도1의 (a) 및 (b)에 도시한 바와 같은 본 발명의 연마 시트(10)는 직포 시트(12)에 수지용액을 함침시키고, 이 수지 용액을 함유한 직포 시트(12)를 건조시켜, 이 직포 시트(12)의 섬유 또는 섬유 다발(13)끼리를 수지(14)로 고정함으로써 제조된다. 적합하게는, 접착제(16)를 통해서 안감 시트(15)의 표면에 고정된다. 여기서, 수지 용액은 스프레이를 사용하거나, 수지 용액조의 안을 빠져나가게 함으로써 직포 시트(12)에 함침시키는 것이 가능하다, 또한, 본 발명의 안감 시트(15)의 표면으로의 고정은 상술한 바와 같이 접착제(16)를 통해서 행할 수 있지만, 수지 용액을 포함한 직포 시트(12)를 안감 시트(15)의 표면에 압박한 후, 건조시켜도 행할 수 있다. 여기서, 접착제(16) 대신에, 공지의 양면 접착 테이프(도시하지 않음)를 사용하여, 안감 시트(15)의 표면에 고정해도 좋다.

<연마 방법>

연마 대상물의 연마는 도1의 (a) 및 (b)에 도시한 바와 같은 본 발명의 연마 시트(10)로 이루어지는 연마 패드 또는 연마 테이프와 연마 대상물 표면과의 사이에 연마액을 개재시키고, 연마 패드 또는 연마 테이프와 연마 대상물을 상대적으로 이동시켜 행해진다.

이하, 본 발명의 연마 방법을 실시하는 대표적인 연마 방식에 대해서 간단히 설명한다.

1. 회전 정반식 연마

회전 정반식 연마는 도2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 연마 시트로 이루어지는 연마 패드(10)를 정반(D)에 접착하고, 반도체 웨이퍼 등의 연마 대상물(11)을 헤드(H)에 흡착하여, 정반(D)과 해드(H)를 각각 화살표 방향으로 회전시키면서, 정반(D) 상의 연마 패드(10)의 표면에 노즐(N)을 통하여 연마액을 공급하고, 헤드(H)에 흡착시킨 연마 대상물(11)을 정반(D) 상의 연마 패드(10)에 압박하여 행해진다.

2. 회전 헤드식 연마

회전 헤드식 연마는 도3에 도시한 바와 같이, 액정 유리판 등의 연마 대상물(11)을 프레임 등의 보유 유지 수단(S)으로 정반(D) 상에 보유 유지하고, 이 연마 대상물(11)의 표면에, 노즐(N)을 통하여 연마액을 공급하면서, 본 발명의 연마 시트로 이루어지는 연마 패드(10)를 부착한 회전 헤드(H)를 압박하고, 회전 헤드(H)를 연마 대상물(11) 표면 상에서 수평 사행 운동시켜 행해진다.

3. 벨트식 연마

벨트식 연마는 도4에 도시한 바와 같이, 헤드(H)에 반도체 웨이퍼 등의 연마 대상물(11)을 흡착하여, 헤드(H)를 회전시키는 동시에, 본 발명의 연마 시트로 이루어지는 벨트형의 연마 패드(10)를 화살표 방향으로 주행시키고, 연마 패드(10)의 표면에 노즐(N)을 통하여 연마액을 공급하고, 표면에 탄성재(도시하지 않음)를 고정한 플라텐(platen, P) 상을 주행하는 연마 패드(10) 상에, 헤드(H)에 흡착시킨 연마 대상물(11)을 압박하여 행해진다.

4. 드럼식 연마

드럼식 연마는 도5에 도시한 바와 같이, 반도체 웨이퍼 등의 연마 대상물(11)을 헤드(H)에 흡착하여, 헤드(H)를 화살표 방향으로 회전시키는 동시에, 본 발명의 연마 시트로 이루어지는 연마 패드(10)를 주위에 접착한 드럼(C)을 화살표 방향으로 회전시키고, 드럼(C) 주위에 접착한 연마 패드(10)의 표면에, 노즐 (N)을 통하여 연마액을 공급하고, 헤드(H)에 흡착시킨 연마 대상물(11)을 압박하여 행해진다.

5. 테이프식 연마

테이프식 연마는 도6에 도시한 바와 같이, 반도체 웨이퍼 등의 연마 대상물(11)을 헤드(H)에 흡착하여, 헤드(H)를 화살표 방향으로 회전시키면서, 공급 롤러(R1)로부터 화살표 방향으로 송출된 본 발명의 연마 시트로 이루어지는 연마테이프(10) 상에 노즐(N)을 통하여 연마액을 공급하고, 표면에 탄성재(도시하지 않음)를 고정한 플라텐(P) 상에 위치한 연마 패드(10) 상에, 헤드(H)에 흡착시킨 연마 대상물(11)을 압박하여 행해지고, 연마 테이프(10)는 순차적으로, 권취 롤러(R2)에 권취된다. 여기서, 연마 테이프(10)의 송출 권취 동작은 연속적으로 행해져도 좋고 또한, 연마 대상물(11)을 연마 테이프(10)의 표면에 압박하고 있을 때는 이 송출 권취 동작을 중단하도록 간헐적으로 행해져도 좋다.

<연마액>

본 발명에서는 연마액으로서 유리(遊離) 지립식 연마에 사용되는 공지의 연마액을 사용할 수 있지만, 연마 대상물 표면과 화학적으로 반응하는 성분을 포함한 것을 사용하는 것이 바람직하다. 이것은 상술한 바와 같이, CMP법을 이용하면, 고도의 평탄화를 행할 수 있다는 이점이 있기 때문이다. CMP법을 이용하여 금속이나 유리를 연마할 때는 연마액으로서 산성의 용액 및 산화제를 포함하는 용액, 킬레이트(chelate)제를 포함하는 용액 또는 수산화 칼륨 용액, 수산화 나트륨 용액 등을 포함한 알칼리성 용액을 포함하는 것을 사용할 수 있다.

연마액 중에 분산되는 지립으로서는 실리카, 산화 셀륨, 알루미나, 지르코니아, 다이아몬드 등의 공지의 지립을 사용할 수 있다.

여기서, CMP법을 이용하는 경우, 지립의 사용과, 사용하지 않음은 임의이다. 지립을 포함하는 연마액을 사용하면, 발포체 베이스의 연마 패드를 사용한 경우와 비교하여 연마 레이트가 증대한다. 한편, 지립을 포함하지 않는 연마액을 사용하면, 발포체 베이스의 연마 패드를 사용한 경우와 동등한 연마 레이트을 얻을 수 있다.

<제1 실시예>

굵기 0.06 데니르의 폴리에스테르 섬유를 70개 묶은 섬유 다발을 거듭 12개 묶은 섬유 다발을 횡사로 하여「새틴 수 8」로 짜 넣은 직포 시트에, 우레탄 수지(10 % 농도)를 물에 용해한 수지 용액을 함침시켜서, 이 수지 용액을 포함한 직포 시트를 건조하고, 이것을 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 시트의 표면에 아크릴계 수지 접착제로 접착 고정하여 본 발명의 연마 시트를 제조하고, 이 연마 시트를 재단 가공하여 제1 실시예의 연마 패드를 제조하였다.

<제2 실시예>

굵기 0.06 데니르의 폴리에스테르 섬유를 70개 묶은 섬유 다발을 거듭 12개 묶은 섬유 다발을 종사 및 횡사로 하여「새틴 수 5」로 짜 넣은 직포 시트에, 상기 제1 실시예의 수지 용액을 함침시켜서, 이 수지 용액을 포함한 직포 시트를 건조하고, 이것을 PET 시트 표면에 아크릴계 양면 접착 테이프로 접착 고정하여 본 발명의 연마 시트를 제조하고, 이 연마 시트를 재단 가공하여 제2 실시예의 연마 패드를 제조하였다.

<제3 실시예>

굵기 0.06 데니르의 폴리에스테르 섬유를 70개 묶은 섬유 다발을 거듭 12개 묶은 섬유 다발을 경사 및 횡사로 하여「새틴 수 1」로 짜 넣은 직포 시트(평직)에, 상기 제1 실시예의 수지 용액을 함침시켜서, 이 수지 용액을 포함한 직포 시트를 건조시키고, 이것을 PET 시트의 표면에 아크릴계 양면 접착 테이프로 접착 고정하여 연마 시트를 제조하고, 이 연마 시트를 재단 가공하여 제3 실시예의 연마 패드를 제조하였다.

<제4 실시예>

굵기 0.06 데니르의 폴리에스테르 섬유를 70개 묶은 섬유 다발을 거듭 12개 묶은 섬유 다발을 종사 및 횡사로 하여「새틴 수 3」으로 짜 넣은 직포 시트에, 상기 제1 실시예의 수지 용액을 함침시켜서, 이 수지 용액을 포함한 직포 시트를 건조시키고, 이것을 PET 시트의 표면에 아크릴계 양면 접착 테이프로 접착 고정하여 연마시트를 제조하고, 이 연마 시트를 재단 가공하여 제4 실시예의 연마 패드를 제조하였다.

<제1 비교예>

굵기 0.06 데니르의 폴리에스테르 섬유를 70개 묶은 섬유 다발을 거듭 12개 묶은 섬유 다발을 종사 및 횡사로 하여「새틴 수 3」으로 짜 넣은 직포 시트를 PET 시트의 표면에 아크릴계 양면 접착 테이프로 접착 고정하여 연마 시트를 제조하고, 이 연마 시트를 재단 가공하여 제1 비교예의 연마 패드를 제조하였다.

<제2 비교예>

제2 비교예의 연마 패드는 시판되고 있는 발포폴리우레탄 패드(제품 번호 : IC-1000, Rode1사)이다.

<제3 비교예>

굵기 1.18 데니르의 폴리에스테르 섬유를 34개 묶은 섬유 다발을 종사 및 횡사로 하여「새틴 수 1」로 짜 넣은 직포 시트(평직)에, 상기 제1 실시예의 수지 용액을 함침시켜서, 이 수지 용액을 포함한 직포 시트를 건조시키고, 이것을 PET 시트의 표면에 아크릴계 양면 접착 테이프로 접착 고정하여 연마 시트를 제조하고, 이 연마시트를 재단 가공하여 제3 비교예의 연마 패드를 제조하였다.

<제1 연마 시험>

섬유 다발을 수지로 고정한 새틴 짜기의 직포 시트를 안감 시트 표면에 고정한 본 발명의 연마 시트에 있어서, 직포 시트의 새틴 수를 바꿔서, 연마 레이트와 연마 후의 연마 대상물 표면의 거칠기에 대해서 시험하였다.

제1 연마 시험은 제1 실시예 (새틴수 8), 제2 실시예 (새틴수 5) 및 제3 실시예 (새틴수 1)의 각각의 연마 패드를 사용하여 행해졌다.

연마 대상물로서 표면에 Cu막(8000 Å)을 스퍼터링에 의해 실리콘 웨이퍼(8 인치) 상에 성막한 것을 사용하였다.

이 CU막 부착 웨이퍼의 연마는 연마액으로서, 지립으로 된 평균 입경 0.1 ㎛의 알루미나를 포함하는 하기의 표2에 나타내는 조성의「연마액(A)」를 사용하고, 도2에 도시한 바와 같은 회전 정반식의 연마 장치(제품 번호: Mechpol E550, Presi 사)를 사용하여, 하기의 표1에 나타내는 연마 조건으로 행한다.

표1

연마 조건

헤드 회전 수	40 rpm
정반 회전 수	40 rpm
연마액 공급량	250 ml/분
누름 압력	300 g/cm²
연마 시간	60 초

표2

연마액 조성(제1 연마 시험)

연마액(A, 지립을 포함)

키날딘 산	0.67 중량 %
과산화수소수	4.67 중량 %
유산	1.33 중량 %
알루미나(평균 입경 0.1㎛)	4.00 중량 %
순수(純水)	89.33 중량%

연마 레이트(단위 : Å/분)는 4 탐침 접촉식 저항률 측정기(막 두께계)를 사용하여 단위 시간당 깎여진 막 두께를 측정하고, 표면 거칠기(단위 : Å)는 백색 간섭식 표면 거칠기 측정기(제품명: NEW VIEW, zygo사)를 사용하여 행하였다.

<제1 시험 결과>

상기 제1 연마 시험의 결과를 하기의 표3에 나타낸다. 표3에 나타낸 결과로부터, 본 발명의 연마 시트에 있어서, 새틴 수를 크게 하면, 연마 레이트가 커지고, 연마 후의 연마 대상물의 표면 거칠기가 작아진다는 것을 알 수 있다.

표3

제1 시험 결과(제1 연마 시험)

	새틴 수	표면 거칠기(Å)	연마레이트(Å/분)
제1 실시예	8	4.23	4027.2
제2 실시예	5	5.80	2626.9
제3 실시예	1	80.2	1779.6

<제2 연마 시험>

상기 제4 실시예, 제1 비교예 및 제2 비교예의 연마 패드를 사용하여 상기 제1 연마 시험에서 사용한 웨이퍼와 동일한 Cu 막부착 웨이퍼의 연마를 행하였다. 제2 연마 시험는 연마액으로서, 지립으로 된 평균 입경 0.1 ㎛의 알루미나를 포함하는 상기 표2에 나타낸 조성의「연마액(A)」와, 지립을 포함하지 않은 하기의 표4에 나타낸 조성의「연마액(B)」를 사용하여 행해지고, 연마 레이트와 연마 후의 연마 대상물의 표면의 상태에 대해서 조사했다. 이「연마액(B)」는 「연마액(A)」와 마찬가지로 Cu막(금속)과 화학적으로 반응하여, Cu막 표면에 착체를 생성하는 성분을 포함하는 것이다. 연마 레이트(단위 : Å/분)는 상기 제1 연마 시험과 마찬가지로, 4 탐침 접촉식 저항률 측정기(막 두께계)를 사용하여 단위 시간당 깎인 막 두께를 측정하였다. 제2 연마 시험은 상기 제1 연마 시험에서 사용한 회전 정반식의 연마 장치를 사용하여, 상기 표1에 나타낸 연마 조건으로 행하였다.

표4

연마액 조성(제2 연마 시험)

연마액(B)(지립을 포함하지 않음)

키날딘산	0.67 중량 %
과산화수소	4.67 중량 %
유산	1. 33 중량 %
순수	93.33 중량 %

<제2 시험 결과>

상기 제2 연마 시험의 결과를 하기의 표5에 나타낸다. 표5에 나타낸 결과로부터, 상기 제4 실시예의 연마 패드를 사용하면, 지립을 포함하는 「연마액(A)」를 사용한 경우와, 지립을 포함하지 않은「연마액(B)」를 사용한 경우의 양방의 경우에 있어서의 연마 레이트가 상기 제1 및 제2 비교예의 연마 패드를 사용한 경우보다도 큰 것을 알 수 있다. 또한, 연마 후의 Cu 막부착 웨이퍼 표면의 상태에 대해서, 상기 제4 실시예의 연마 패드를 사용한 경우의 표면 조도도, 상기 제 1 및 2 비교예의 연마 패드를 사용한 경우의 표면 조도도 마찬가지로 양호(약 3.0 Å 내지 약 4.0 Å)하였지만, 상기 제1 연마 시험에서 사용한 백색 간섭식 표면 거칠기 측정기를 이용하여, 연마 후의 Cu막 부착 웨이퍼의 거의 전체면의 표면 조도를 상세하게 조사하면, 제4 실시예의 연마 패드를 사용한 경우, 상기 제1 및 2 비교예의 연마 패드를 사용한 경우보다도, Cu막 부착 웨이퍼 표면의 전체가 균일하게 평탄화되어 있는 것이 관찰되었다.

표5

시험 결과(제2 연마 시험)

연마 레이트(nm/분)

	제 4 실시예	제1 비교예	제2 비교예
연마액 A	2136	1950	1300
연마액 B	1606	986	1290

<제3 연마 시험>

상기 제3 실시예(섬유 굵기 0.06 데니르) 및 제3 비교예(섬유 굵기 1.18 데니르)의 연마 패드를 사용하여 상기 제1 연마 시험에서 사용한 웨이퍼와 동일한 Cu막 부착 웨이퍼의 연마를 행한다. 제3 연마 시험은 연마액으로서, 지립으로 된 평균 입경 0.1 ㎛의 알루미나를 포함하는 상기 표2에 나타낸 조성의「연마액(A)」를 사용하여 행해지고, 상기 제1 실시예과 같이, 연마 레이트와 연마 후의 연마 대상물의 표면 거칠기에 대해서 조사하였다. 제3 연마 시험은 상기 제1 연마 시험에서 사용한 회전 정반식의 연마 장치를 사용하여, 상기 표1에 나타낸 연마 조건으로 행하였다.

<제3 시험 결과>

상기 제3 연마 시험의 결과를 하기의 표6에 나타낸다. 표6에 나타낸 결과로부터, 섬유의 굵기를 작게 하면, 표면 거칠기와 연마 레이트가 향상되어, 보다 평탄한 표면으로 단시간에 연마할 수가 있다는 것을 알 수 있다.

표6

시험 결과(제3 연마 시험)

	새틴 수	섬유 굵기(데니르)	표면 거칠기(Å)	연마레이트(Å/분)
제3 실시예	1	0.06	80.2	1779.6
제4 실시예	1	1.18	513.4	1680.5

본 발명이 이상과 같이 구성되므로, 연마 시트의 형상이 안정되어, 용이하게 변형하지 않으므로, 사용 시간의 경과와 함께 변형하지 않고, 높은 연마 레이트로 연마 대상물 표면을 균일하게 평탄화할 수 있다.

또한, CMP법을 이용한 연마에 있어서, 지립을 사용하지 않고, 높은 연마 레이트로 연마 대상물 표면을 균일하게 평탄화할 수 있다.

Claims

1개의 섬유, 복수개의 섬유를 묶은 섬유 다발 또는 복수개의 섬유를 묶은 섬유 다발을 거듭 복수로 묶은 섬유 다발로 이루어지는 직포 시트 및 이 직포 시트의 상기 섬유 또는 섬유 다발끼리를 고정하는 수지로 이루어지며, 상기 섬유의 굵기가 0.08 데니르 미만이고, 상기 직포 시트가 새틴 짜기된 것으로, 새틴수가 3 내지 15의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 연마 시트.

제1항에 있어서, 상기 연마 시트를 표면에 고정하기 위한 안감 시트로 이루어지는 것을 특징으로 하는 연마 시트.

1개의 섬유, 복수개의 섬유를 묶은 섬유 다발 또는 복수개의 섬유를 묶은 섬유 다발을 거듭 복수로 묶은 섬유 다발로 이루어지는 직포 시트에 수지 용액을 함침시키고, 이 수지 용액을 포함한 상기 직포 시트를 건조시켜, 상기 직포 시트의 상기 섬유 또는 섬유 다발끼리를 수지로 고정하는 연마 시트의 제조 방법이며,

상기 섬유의 굵기가 0.08 데니르 미만이고, 상기 직포 시트가 새틴 짜기된 것으로, 새틴 수가 3 내지 15의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 연마 시트의 제조 방법.

제3항에 있어서, 상기 연마 시트를 안감 시트의 표면에 고정하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 연마 시트의 제조 방법.

제1항 또는 제2항에 기재된 연마 시트로 이루어지는 연마 패드 또는 연마 테이프와 연마 대상물 표면과의 사이에, 상기 연마 대상물 표면과 화학적으로 반응하는 성분을 포함하는 연마액을 개재시켜서, 상기 연마 패드 또는 연마 테이프와 상기 연마 대상물을 상대적으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 연마 방법.