KR20030068791A - Apparatus for chemical mechanical polishing and control method thereof - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A chemical mechanical polishing(CMP) apparatus is provided to perform a CMP process on a micro structure by using ordinary diamond slurry including silicon particles that are used as slurry generated by a CMP process performed on a semiconductor wafer. CONSTITUTION: A process setting up unit(36) provides a function of setting up a process condition and a process order for performing a CMP process on the micro structure. A control unit(35) outputs a process control signal for controlling the entire system according to the process condition and the process order set up by the process setting up unit. A carrier driving unit(37) rotates a carrier according to the process control signal. A plate driving unit(38) rotates a plate attached to a polishing pad according to the process control signal to move the polishing pad regarding the carrier. A used slurry supply unit(34) consecutively supplies the slurry including the silicon particles to the upper portion of the polishing pad according to the process control signal.

Description

화학적 기계 연마 장치 및 그 제어 방법{APPARATUS FOR CHEMICAL MECHANICAL POLISHING AND CONTROL METHOD THEREOF}Chemical mechanical polishing device and its control method {APPARATUS FOR CHEMICAL MECHANICAL POLISHING AND CONTROL METHOD THEREOF}

본 발명은 화학적 기계 연마(Chemical Mechanical Polishing; CMP)에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 반도체 웨이퍼의 CMP 공정에 의하여 발생된 폐슬러리(Slurry)를 공급하면서 마이크로 구조물의 CMP 공정을 수행하도록 한 CMP 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.The present invention relates to chemical mechanical polishing (CMP), and more particularly, to a CMP apparatus for performing a CMP process of a microstructure while supplying waste slurry generated by a CMP process of a semiconductor wafer. The control method is related.

CMP 공정을 이용하는 평탄화 공정은 리플로우 공정이나 에치 백 공정으로 달성할 수 없는 넓은 영역의 글로벌(global)한 평탄화 및 저온 평탄화가 가능하다는 이점이 있어 현재 디바이스에서 유력한 평탄화 기술로 적용되고 있다.The planarization process using the CMP process has the advantage that global planarization and low temperature planarization of a wide area that cannot be achieved by the reflow process or the etch back process are possible, and thus, it is currently applied as a powerful planarization technology in the device.

도 1을 참조하면, CMP 장치는 웨이퍼(11)를 잡기 위한 캐리어(12) 및 연마 패드(13)에 부착된 정반(14)과 함께 제공된다. 웨이퍼(11)는 캐리어(12)에 의하여 연마 패드(13)의 정상부에 대하여 압착되며, 이러한 상태에서 정반(14) 및 캐리어(12)는 서로에 관하여 회전된다. 슬러리(15)는 슬러리 공급장치로부터 연마 패드(13)의 정상부로 연속적으로 공급되며, 그 결과 웨이퍼(11)의 연마 및 연마율의 정밀도가 향상된다.Referring to FIG. 1, a CMP apparatus is provided with a carrier 12 for holding a wafer 11 and a surface plate 14 attached to a polishing pad 13. The wafer 11 is pressed against the top of the polishing pad 13 by the carrier 12, and in this state, the surface plate 14 and the carrier 12 are rotated with respect to each other. The slurry 15 is continuously supplied from the slurry supply device to the top of the polishing pad 13, and as a result, the accuracy of polishing and polishing rate of the wafer 11 is improved.

한편, 마이크로 구조물, 예를 들어 니켈(Ni)과 PR(포토레지스트)이 복합되어 있는 초미세 2차원 또는 3차원 구조물을 위한 CMP 공정은 범용의 다이아몬드 슬러리를 사용하지 않고 값비싼 특수 슬러리를 사용하여야 한다. 범용 슬러리를 사용할 경우에는 표면의 평탄도와 두께 균일도가 각각 ±1㎛ 이상과 1000 Å 이상으로 크게 나타나므로 초정밀을 요하는 MEMS 구조물의 형성에는 맞지 않기 때문이다.On the other hand, the CMP process for ultra-fine two-dimensional or three-dimensional structures in which microstructures, such as nickel (Ni) and PR (photoresist) are combined, requires the use of expensive specialty slurry rather than general diamond slurry. do. This is because when the general-purpose slurry is used, the surface flatness and the thickness uniformity are larger than ± 1 µm and 1000 µs, respectively, which are not suitable for the formation of MEMS structures requiring ultra precision.

이러한 마이크로 구조물의 CMP 장치는 특수 슬러리의 사용에 따라 공정 비용이 비쌀 뿐만 아니라 슬러리 조성의 불균일에 의하여 공정 조건이 악화될 가능성이 매우 높은 문제점이 있었다.The CMP apparatus of such a microstructure has a problem that the process cost is very high due to the use of a special slurry, and the process conditions are deteriorated due to the unevenness of the slurry composition.

본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 제안한 것으로, 그 목적하는 바는 반도체 웨이퍼의 CMP 공정에 의하여 발생된 폐슬러리, 즉 실리콘 입자들이 포함된 범용의 다이아몬드 슬러리를 이용하여 마이크로 구조물의 CMP 공정을 수행하도록 한 CMP 장치를 제공하는 데 있다.The present invention has been proposed to solve such a conventional problem, and its purpose is to use a waste slurry produced by the CMP process of a semiconductor wafer, that is, a CMP process of a microstructure using a general-purpose diamond slurry containing silicon particles. To provide a CMP device to perform.

본 발명의 다른 목적은 실리콘 입자들이 포함된 범용의 다이아몬드 슬러리를 이용하여 마이크로 구조물의 CMP 공정을 수행함에 있어서 양질의 평탄면을 제공하도록 한 CMP 장치의 제어 방법을 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a control method of a CMP apparatus to provide a high quality flat surface in performing a CMP process of a microstructure using a general-purpose diamond slurry containing silicon particles.

이와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명의 한 견지에 따른 CMP 장치는, 금속 및 고분자가 복합된 마이크로 구조물이 탑재된 캐리어와 연마 패드에 부착된 정반을 서로에 관하여 회전시켜 피가공면을 평탄화 시키기 위한 CMP 장치에 있어서, 상기 구조물을 CMP 가공하기 위한 공정 조건과 공정 순서의 설정 기능을 제공하는 공정 설정부; 상기 공정 설정부를 통하여 설정된 공정 조건 및 공정 순서에 입각해 전체 시스템을 제어하기 위한 공정 제어 신호를 출력하는 제어부; 상기 공정 제어 신호에 따라 상기 캐리어를 회전 구동시키는 캐리어 구동부; 상기 공정 제어 신호에 따라 상기 정반을 회전 구동시켜 상기 연마 패드를 상기 캐리어에 대하여 상대운동시키는 정반 구동부; 상기 공정 제어 신호에 따라 실리콘 입자들이 포함된 슬러리를 상기 연마 패드의 정상부에 연속적으로 공급하는 폐슬러리 공급부를 포함한다.A CMP apparatus according to one aspect of the present invention for achieving the above object is to flatten the surface to be processed by rotating the carrier and the surface plate attached to the polishing pad on which the microstructure is a composite of metal and polymer A CMP apparatus, comprising: a process setting unit for setting a process condition and a process order for CMP processing the structure; A control unit for outputting a process control signal for controlling the entire system based on the process conditions and the process order set through the process setting unit; A carrier driver for rotationally driving the carrier according to the process control signal; A platen driver which rotates the platen in response to the process control signal to move the polishing pad relative to the carrier; A waste slurry supply unit for continuously supplying a slurry containing silicon particles to the top of the polishing pad in accordance with the process control signal.

본 발명의 다른 견지에 따른 CMP 장치의 제어 방법은, 금속 및 고분자가 복합된 마이크로 구조물이 탑재된 캐리어와 연마 패드에 부착된 정반을 서로에 관하여 회전시켜 피가공면을 평탄화 시키기 위한 CMP 장치의 제어 방법에 있어서, 실리콘 입자들이 포함된 슬러리를 상기 연마 패드의 정상부에 연속적으로 공급하는 제 1 단계; 상기 캐리어와 상기 정반을 회전 구동시켜 상기 연마 패드와 상기 캐리어를 서로에 대하여 상대 운동시켜 상기 마이크로 구조물을 CMP 가공하는 제 2 단계를 포함한다.According to another aspect of the present invention, a control method of a CMP apparatus includes a control of a CMP apparatus for flattening a surface by rotating a carrier on which a microstructure in which a metal and a polymer are mixed and a surface plate attached to a polishing pad are rotated with respect to each other. A method, comprising: a first step of continuously supplying a slurry containing silicon particles to a top of the polishing pad; And driving the carrier and the surface plate to rotate the polishing pad and the carrier relative to each other to CMP the microstructure.

도 1은 일반적인 화학적 기계 연마 장치의 구성도,1 is a block diagram of a general chemical mechanical polishing apparatus,

도 2a 내지 도 2d는 본 발명에 따른 화학적 기계 연마 장치를 이용하여 연마할 수 있는 마이크로 구조물의 제조 공정도,2a to 2d is a manufacturing process diagram of a microstructure that can be polished using a chemical mechanical polishing apparatus according to the present invention,

도 3은 본 발명에 따른 화학적 기계 연마 장치의 블록 구성도,3 is a block diagram of a chemical mechanical polishing apparatus according to the present invention,

도 4는 본 발명에 따른 화학적 기계 연마 장치에 의한 구조물 연마 공정의 흐름도.4 is a flow chart of a structure polishing process by the chemical mechanical polishing apparatus according to the present invention.

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

11 : 웨이퍼 12 : 캐리어11 wafer 12 carrier

13 : 연마 패드 14 : 정반13: polishing pad 14: surface plate

21 : 실리콘 기판 22 : 도금 종자층21 silicon substrate 22 plating seed layer

23 : 포토레지스트 24 : 유전층23 photoresist 24 dielectric layer

31 : 웨이퍼 적재부 32 : 구조물 적재부31: wafer loading part 32: structure loading part

33 : 슬러리 공급부 34 : 폐슬러리 공급부33: slurry supply unit 34: waste slurry supply unit

35 : 제어부 36 : 공정 설정부35 control part 36 process setting part

37 : 캐리어 구동부 38 : 정반 구동부37: carrier driving unit 38: surface plate driving unit

본 발명의 실시예로는 다수개가 존재할 수 있으며, 이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명하기로 한다. 이 실시예를 통해 본 발명의 목적, 특징 및 이점들을 보다 잘 이해할 수 있게 된다.There may be a plurality of embodiments of the present invention. Hereinafter, preferred embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings. This embodiment allows for a better understanding of the objects, features and advantages of the present invention.

먼저, 본 발명에 따른 CMP 장치 및 그 제어 방법을 통하여 가공하게 될 마이크로 구조물의 제조 공정을 도 2a 내지 도 2b를 참조하여 설명한다.First, the manufacturing process of the microstructure to be processed through the CMP apparatus and the control method according to the present invention will be described with reference to Figures 2a to 2b.

실리콘 기판(21)상에 금속 구조물을 형성하기 위한 도금 종자층(22), 예를 들면 티타늄(Ti) 등을 진공 증착 방법에 의해 형성시킨다(도 2a).A plating seed layer 22, for example titanium (Ti) or the like, for forming a metal structure on the silicon substrate 21 is formed by a vacuum deposition method (FIG. 2A).

이후, 도금 종자층(22) 전면에 포토레지스트(23)를 도포하고 소프트 베이킹후 노광 공정을 거친다(도 2b).Thereafter, the photoresist 23 is coated on the entire plating seed layer 22 and subjected to a soft post-baking exposure process (FIG. 2B).

포토레지스트(23)를 현상 처리하여 포토레지스트 패턴을 형성하며, 현상된 부분에 잔존하는 포토레지스트를 제거한 후 포토레지스트의 솔벤트를 없애기 위해 포스트 베이킹하여 포토레지스트(23)의 마이크로 구조물을 도금 종자층(22) 상에 형성시킨다(도 2c).The photoresist 23 is developed to form a photoresist pattern, and after removing the photoresist remaining in the developed portion, it is post-baked to remove the solvent of the photoresist, thereby plating the microstructure of the photoresist 23 with a plating seed layer ( 22) (FIG. 2C).

다음으로, 니켈 도금 배스(bath)에서 전기 도금 방법을 통해 니켈 전주 도금을 하여 마이크로 구조물의 시편 준비를 완료한다. 이와 같은 공정 순서로 만들어진 구조물은 일예로 니켈과 포토레지스트 각각의 경우에 선폭은 수㎛ ∼ 수백㎛, 높이는 수㎛ ∼ 수백㎛의 특성을 가질 수 있다(도 2d).Next, nickel electroplating is performed by electroplating in a nickel plating bath to complete specimen preparation of the microstructure. Structures made in such a process order, for example, in the case of nickel and photoresist, respectively, may have a characteristic of several micrometers to several hundred micrometers and a height of several micrometers to several hundred micrometers (FIG. 2D).

도 3은 본 발명에 따른 CMP 장치의 블록 구성도이다. 아래의 구성 설명에 있어 도 3에 나타나지 않은 구성 요소 및 참조 부호는 도 1로부터 인용된다.3 is a block diagram of a CMP apparatus according to the present invention. In the following description of the components, components not shown in FIG. 3 and reference numerals are cited from FIG. 1.

이에 나타낸 바와 같이 본 발명의 CMP 장치는, 웨이퍼 적재부(31), 구조물 적재부(32), 슬러리 공급부(33), 폐슬러리 공급부(34), 제어부(35), 공정 설정부(36), 캐리어 구동부(37), 정반 구동부(38)로 이루어진다.As shown therein, the CMP apparatus of the present invention includes a wafer stacker 31, a structure stacker 32, a slurry feeder 33, a waste slurry feeder 34, a control unit 35, a process setting unit 36, It consists of a carrier drive part 37 and a surface drive part 38.

웨이퍼 적재부(31)는 CMP 공정을 수행할 반도체 웨이퍼를 적층 저장하며, 공정 제어 신호에 따라 반도체 웨이퍼를 캐리어(12)로 이송한다.The wafer loading unit 31 stacks and stores a semiconductor wafer to be subjected to the CMP process, and transfers the semiconductor wafer to the carrier 12 according to a process control signal.

구조물 적재부(32)는 CMP 공정을 수행할 2차원 또는 3차원의 마이크로 구조물을 적층 저장하며, 공정 제어 신호에 따라 구조물을 캐리어(12)로 이송한다.The structure stacking unit 32 stacks and stores a two-dimensional or three-dimensional microstructure to perform the CMP process, and transfers the structure to the carrier 12 according to a process control signal.

캐리어 구동부(37)는 공정 제어 신호에 따라 웨이퍼 적재부(31) 또는 구조물 적재부(32)로부터 피가공물을 이송 받은 캐리어(12)를 회전 구동시키며, 정반 구동부(38)는 공정 제어 신호에 따라 정반(14)을 회전 구동시켜 연마 패드(13)를 캐리어(12)에 대하여 상대 운동시킨다.The carrier driver 37 rotates and drives the carrier 12 which has received the workpiece from the wafer loading part 31 or the structure loading part 32 according to the process control signal, and the surface driving part 38 according to the process control signal. The surface plate 14 is driven to rotate to cause the polishing pad 13 to move relative to the carrier 12.

슬러리 공급부(33)는 공정 제어 신호에 따라 웨이퍼(11)의 CMP 공정 중 연마 패드(13)의 정상부로 슬러리(15)를 연속적으로 공급하며, 연마 패드(13)로부터 폐슬러리를 수집한다.The slurry supply part 33 continuously supplies the slurry 15 to the top of the polishing pad 13 during the CMP process of the wafer 11 in accordance with a process control signal, and collects waste slurry from the polishing pad 13.

폐슬러리 공급부(34)는 슬러리 공급부(33)에 의하여 수집된 폐슬러리를 구조물의 CMP 공정 중 공정 제어 신호에 따라 연마 패드(13)의 정상부로 연속적으로 공급한다.The waste slurry supply unit 34 continuously supplies the waste slurry collected by the slurry supply unit 33 to the top of the polishing pad 13 according to a process control signal during the CMP process of the structure.

공정 설정부(36)는 웨이퍼 및 구조물을 CMP 가공하기 위한 공정 조건과 공정 순서의 설정 기능을 제공한다.The process setting unit 36 provides a function of setting process conditions and process sequences for CMP processing wafers and structures.

제어부(35)는 공정 설정부(36)를 통하여 설정된 공정 조건 및 공정 순서에 입각해 전체 시스템을 제어하여 웨이퍼 및 구조물의 CMP 공정을 수행한다.The controller 35 performs the CMP process of the wafer and the structure by controlling the entire system based on the process conditions and the process order set through the process setting unit 36.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 CMP 장치에 의한 CMP 공정 수행 과정을 도 1 내지 도 4를 참조하여 아래에서 상세히 설명하기로 한다.The CMP process performed by the CMP apparatus according to the present invention configured as described above will be described in detail below with reference to FIGS. 1 to 4.

먼저, 사용자는 공정 설정부(36)를 통하여 CMP 공정의 공정 조건 및 공정 순서를 입력한다. 여기서 사용자가 선택 가능한 공정 순서로는 웨이퍼 단일 CMP 공정과 웨이퍼와 구조물 복합 CMP 공정 및 구조물 단일 CMP 공정 중 어느 하나를 선택한다.First, the user inputs the process conditions and the process order of the CMP process through the process setting unit 36. In this case, a user selectable process sequence includes a wafer single CMP process, a wafer and structure complex CMP process, and a structure single CMP process.

웨이퍼 단일 CMP 공정과 구조물 단일 CMP 공정은 도 1을 참조하여 설명한 종래의 CMP 공정 기술과 이하에서 설명될 웨이퍼와 구조물 복합 CMP 공정 기술의 설명으로부터 충분히 유추될 수 있으므로 그 상세 설명을 생략하기로 한다. 아울러이하에서 설명되는 CMP 장치의 동작은 제어부(35)의 공정 제어 신호에 의하여 수행되는 것임은 당업자에 의하여 이해될 수 있을 것이다.Wafer Single CMP Process and Structure The single CMP process can be sufficiently inferred from the conventional CMP process technology described with reference to FIG. 1 and the description of the wafer and structure composite CMP process technology described below, and thus a detailed description thereof will be omitted. In addition, it will be understood by those skilled in the art that the operation of the CMP apparatus described below is performed by the process control signal of the controller 35.

웨이퍼와 구조물 복합 CMP 공정을 설명하면, 웨이퍼 적재부(31)로부터 평탄화 가공될 웨이퍼(11)가 캐리어(12)에 탑재된 후에 캐리어 구동부(37) 및 정반 구동부(38)에 의하여 캐리어(12)와 연마 패드(13)가 서로에 관하여 회전되며, 이때 슬러리 공급부(33)에 의하여 연마 패드(13)의 정상부로 슬러리(15)가 연속적으로 공급되면서 웨이퍼(11)의 평탄화 가공이 수행된다. 슬러리 공급부(33)는 연마 패드(13)로부터 폐슬러리를 수집하여 폐슬러리 공급부(34)로 공급한다. 여기까지는 웨이퍼 단일 CMP 공정과 동일하다 할 것이다.Referring to the wafer and structure composite CMP process, after the wafer 11 to be planarized from the wafer loading portion 31 is mounted on the carrier 12, the carrier 12 by the carrier driver 37 and the surface plate driver 38 may be used. And the polishing pad 13 are rotated with respect to each other, whereby the slurry 11 is continuously supplied to the top of the polishing pad 13 by the slurry supply part 33 to planarize the wafer 11. The slurry supply part 33 collects waste slurry from the polishing pad 13 and supplies it to the waste slurry supply part 34. So far, it will be the same as wafer single CMP process.

이러한 웨이퍼 CMP 공정이 마무리되면 연마 패드(13)에는 정전기력에 의하여 잔존 슬러리와 실리콘 입자들(구형의 나노분말)이 남게 된다. 이는 도 4의 흐름도에서 S41로 식별되는 과정과 같이 연마 패드(13)에 폐슬러리가 공급된 상태와 동일하다 할 것이다.After the wafer CMP process is completed, the remaining slurry and silicon particles (spherical nanopowder) remain in the polishing pad 13 by the electrostatic force. This will be the same as the state in which waste slurry is supplied to the polishing pad 13 as the process identified by S41 in the flowchart of FIG. 4.

이후, 구조물 적재부(32)로부터 평탄화 가공될 구조물(도 2d)이 캐리어(12)에 탑재된 후에 캐리어 구동부(37) 및 정반 구동부(38)에 의하여 캐리어(12)와 연마 패드(13)가 서로에 관하여 회전되어 구조물의 평탄화 가공이 수행된다(S42∼S43).Thereafter, after the structure to be planarized from the structure loading part 32 (FIG. 2D) is mounted on the carrier 12, the carrier 12 and the polishing pad 13 are moved by the carrier drive 37 and the surface drive 38. It rotates with respect to each other, and the planarization process of a structure is performed (S42-S43).

이러한 구조물의 평탄화를 위한 공정 조건은 온도가 약 15℃∼60℃이며, 로딩되는 무게는 직경 100mm의 원형 시편에 대해 약 1㎏∼10㎏이고, 회전속도는 30rpm∼300rpm으로 수행된다.Process conditions for the planarization of such a structure is a temperature of about 15 ℃ to 60 ℃, the weight of loading is about 1kg ~ 10kg for a circular specimen with a diameter of 100mm, the rotation speed is carried out at 30rpm to 300rpm.

여기서, 연마 패드(13)에 잔존하였던 폐슬러리, 다시말해서 연마 패드(13)에 남게 된 잔존 슬러리와 실리콘 입자들(구형의 나노분말)이 구조물의 평탄화를 위한 슬러리로 제공되는 것이다.Here, the waste slurry remaining on the polishing pad 13, that is, the remaining slurry and silicon particles (spherical nanopowder) remaining on the polishing pad 13 are provided as a slurry for planarization of the structure.

아울러, 제어부(35)는 전술한 바와 같은 구조물 CMP 공정의 단위 횟수를 카운트하며, 공정 설정부(36)를 통하여 미리 설정되어진 소정 횟수 미만으로 판단되면 단계 S42 이하의 과정을 재수행한다. 즉, 다음 차례의 구조물을 CMP하기 위한 잔존 폐슬러리가 충분한 경우로 판단하는 것이다.In addition, the control unit 35 counts the number of units of the structure CMP process as described above, and if it is determined to be less than the predetermined number of times predetermined through the process setting unit 36, the process of step S42 or less is performed again. In other words, it is determined that the remaining waste slurry for CMP of the next structure is sufficient.

그러나, 카운트된 구조물 CMP 공정의 단위 횟수가 미리 설정되어진 소정 횟수 이상으로 판단되면 단계 S41 이하의 과정을 재수행한다. 즉, 다음 차례의 구조물을 CMP하기 위한 잔존 폐슬러리가 부족한 것으로 판단한 경우로서 폐슬러리 공급부(34)는 실리콘 입자들(구형의 나노분말)이 포함된 슬러리를 연마 패드(13)의 정상부로 공급한다(S41).However, if it is determined that the unit number of the counted structure CMP process is more than a predetermined number of times, the process of step S41 or less is performed again. That is, when it is determined that the remaining waste slurry for CMP of the next structure is insufficient, the waste slurry supply unit 34 supplies a slurry containing silicon particles (spherical nanopowder) to the top of the polishing pad 13. (S41).

상기와 같은 웨이퍼와 구조물 복합 CMP 공정으로부터 유추할 수 있는 구조물 단일 CMP 공정은 도 4의 흐름도에 나타낸 바와 같이 단계 S41 내지 S45의 절차로 수행된다.The structure single CMP process, which can be inferred from the wafer and structure complex CMP process as described above, is performed by the procedure of steps S41 to S45 as shown in the flowchart of FIG. 4.

본 출원인은 본 발명의 공정 기술을 적용한 기초 실험을 통하여 마이크로 구조물의 CMP 공정을 수행하였으며, 도 2와 같이 제작된 시편의 결과로서 니켈과 포토레지스트의 단차는 평균 1000Å이내이며, 평탄도는 1㎛이내이고, 표면 조도 RMS는 50Å∼500Å범위내의 우수한 특성을 나타내는 것을 확인할 수 있었다.Applicant performed the CMP process of the microstructure through the basic experiment applying the process technology of the present invention, as a result of the specimen prepared as shown in Figure 2 the difference between the nickel and the photoresist is an average of less than 1000Å, the flatness is 1㎛ It was confirmed that the surface roughness RMS exhibited excellent characteristics within the range of 50 Hz to 500 Hz.

상기에서는 본 발명의 일 실시예에 국한하여 설명하였으나 본 발명의 기술이당업자에 의하여 용이하게 변형 실시될 가능성이 자명하다.In the above description, but limited to one embodiment of the present invention, it is obvious that the technology of the present invention can be easily modified by those skilled in the art.

일예로, 예시된 실시에서는 다음 차례의 구조물을 CMP하기 위한 잔존 폐슬러리가 부족한 것으로 판단된 경우에 폐슬러리 공급부가 실리콘 입자들이 포함된 슬러리를 연마 패드의 정상부로 공급하는 과정을 설명하였으나, 구조물 CMP 공정을 소정 횟수 동안 수행한 이후에 웨이퍼 CMP 공정을 수행하여 연마 패드에 잔존 슬러리가 도포된 상태를 형성한 후 구조물 CMP 공정을 다시 수행할 수도 있다.As an example, in the illustrated embodiment, when it is determined that the remaining waste slurry for CMP of the next structure is insufficient, the waste slurry supply unit has described a process of supplying a slurry containing silicon particles to the top of the polishing pad. After the process is performed for a predetermined number of times, the wafer CMP process may be performed to form a state in which the remaining slurry is applied to the polishing pad, and then the structure CMP process may be performed again.

이러한 변형된 실시예들은 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술사상에 포함된다고 하여야 할 것이다.Such modified embodiments should be included in the technical spirit described in the claims of the present invention.

전술한 바와 같이 본 발명은 웨이퍼 CMP 공정 중에 발생된 실리콘계 폐기물의 재활용을 통한 저비용의 공정으로 니켈계 금속 및 고분자가 복합된 마이크로 구조물을 평탄화 및 제조할 수 있으며, 1차층(니켈계 금속과 포토레지스트가 복합화된 마이크로 구조물)의 평탄화 후에 복수 층의 다양한 다층 초미세 구조물(MEMS 구조물)을 형성할 수 있는 효과가 있다.As described above, the present invention is a low-cost process through the recycling of silicon-based waste generated during the wafer CMP process to planarize and manufacture microstructures in which nickel-based metals and polymers are combined, and the first layer (nickel-based metal and photoresist). After the planarization of the composite microstructure) has the effect of forming a variety of multi-layered ultra-fine structure (MEMS structure).

Claims (10)

금속 및 고분자가 복합된 마이크로 구조물이 탑재된 캐리어와 연마 패드에 부착된 정반을 서로에 관하여 회전시켜 피가공면을 평탄화 시키기 위한 화학적 기계 연마(CMP) 장치에 있어서,In a chemical mechanical polishing (CMP) apparatus for flattening a surface by rotating a carrier on which a microstructure in which a metal and a polymer are mixed and a surface plate attached to a polishing pad are rotated with respect to each other, 상기 구조물을 CMP 가공하기 위한 공정 조건과 공정 순서의 설정 기능을 제공하는 공정 설정부;A process setting unit for providing a function of setting process conditions and process order for CMP processing the structure; 상기 공정 설정부를 통하여 설정된 공정 조건 및 공정 순서에 입각해 전체 시스템을 제어하기 위한 공정 제어 신호를 출력하는 제어부;A control unit for outputting a process control signal for controlling the entire system based on the process conditions and the process order set through the process setting unit; 상기 공정 제어 신호에 따라 상기 캐리어를 회전 구동시키는 캐리어 구동부;A carrier driver for rotationally driving the carrier according to the process control signal; 상기 공정 제어 신호에 따라 상기 정반을 회전 구동시켜 상기 연마 패드를 상기 캐리어에 대하여 상대 운동시키는 정반 구동부; 및A platen driver which rotates the platen according to the process control signal to relatively move the polishing pad with respect to the carrier; And 상기 공정 제어 신호에 따라 실리콘 입자들이 포함된 슬러리를 상기 연마 패드의 정상부에 연속적으로 공급하는 폐슬러리 공급부를 포함하는 화학적 기계 연마 장치.And a waste slurry supply unit for continuously supplying a slurry containing silicon particles to the top of the polishing pad according to the process control signal. 제 1 항에 있어서, 상기 마이크로 구조물은The method of claim 1, wherein the microstructures are 니켈계 금속과 포토레지스트가 복합화된 마이크로 구조물인 것을 특징으로 한 화학적 기계 연마 장치.A chemical mechanical polishing apparatus, characterized in that the microstructure is a composite of nickel-based metal and photoresist. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 CMP 가공을 수행할 반도체 웨이퍼를 적층 저장하며 상기 공정 제어 신호에 따라 상기 반도체 웨이퍼를 상기 캐리어로 이송하는 웨이퍼 적재부와,A wafer stacker which stacks and stores the semiconductor wafer to be subjected to the CMP process and transfers the semiconductor wafer to the carrier according to the process control signal; 상기 CMP 가공을 수행할 상기 마이크로 구조물을 적층 저장하며 상기 공정 제어 신호에 따라 상기 마이크로 구조물을 상기 캐리어로 이송하는 구조물 적재부와,A structure stacking unit for stacking and storing the microstructures to be subjected to the CMP processing and transferring the microstructures to the carrier according to the process control signal; 상기 공정 제어 신호에 따라 상기 웨이퍼의 CMP 가공 중 상기 연마 패드의 정상부로 슬러리를 연속적으로 공급하는 슬러리 공급부를 더 포함하며;A slurry supply unit for continuously supplying a slurry to a top portion of the polishing pad during CMP processing of the wafer in accordance with the process control signal; 상기 제어부는 상기 웨이퍼의 CMP 가공 이후에 상기 실리콘 입자들이 포함된 슬러리가 연마 패드에 도포된 상태에서 상기 마이크로 구조물의 CMP 공정을 수행하는 것을 특징으로 한 화학적 기계 연마 장치.And the control unit performs the CMP process of the microstructure in a state in which the slurry including the silicon particles is applied to the polishing pad after the CMP processing of the wafer. 제 1 항 내지 제 2 항 중 어느 하나에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 2, 상기 제어부는 상기 마이크로 구조물의 CMP 공정의 단위 횟수를 카운트한 후 상기 공정 설정부를 통하여 미리 설정되어진 소정 횟수와의 비교 결과에 따라 선택적으로 상기 폐슬러리 공급부를 제어하여 상기 실리콘 입자들이 포함된 슬러리를 상기 연마 패드의 정상부로 공급하는 것을 특징으로 한 화학적 기계 연마 장치.The control unit counts the number of units of the CMP process of the microstructure, and then selectively controls the waste slurry supply unit according to a comparison result with a predetermined number of times set through the process setting unit to supply the slurry containing the silicon particles. A chemical mechanical polishing apparatus, characterized by feeding to the top of a polishing pad. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 제어부는 상기 마이크로 구조물의 CMP 공정의 단위 횟수를 카운트한 후상기 공정 설정부를 통하여 미리 설정되어진 소정 횟수와의 비교 결과에 따라 선택적으로 상기 웨이퍼의 CMP 가공을 수행하여 상기 연마 패드에 잔존 슬러리가 도포된 상태를 형성한 후 상기 마이크로 구조물 CMP 공정을 다시 수행하는 것을 특징으로 한 화학적 기계 연마 장치.The control unit counts the number of units of the CMP process of the microstructure and selectively performs CMP processing of the wafer according to a comparison result with a predetermined number of times set through the process setting unit to apply the remaining slurry to the polishing pad. And the microstructure CMP process is performed again after forming the finished state. 금속 및 고분자가 복합된 마이크로 구조물이 탑재된 캐리어와 연마 패드에 부착된 정반을 서로에 관하여 회전시켜 피가공면을 평탄화 시키기 위한 화학적 기계 연마(CMP) 장치의 제어 방법에 있어서,A method of controlling a chemical mechanical polishing (CMP) apparatus for flattening a surface by rotating a carrier on which a microstructure in which a metal and a polymer are mixed, and a surface plate attached to a polishing pad are rotated with respect to each other, 실리콘 입자들이 포함된 슬러리를 상기 연마 패드의 정상부에 연속적으로 공급하는 제 1 단계; 및Continuously supplying a slurry including silicon particles to the top of the polishing pad; And 상기 캐리어와 상기 정반을 회전 구동시켜 상기 연마 패드와 상기 캐리어를 서로에 대하여 상대 운동시켜 상기 마이크로 구조물을 CMP 가공하는 제 2 단계를 포함하는 화학적 기계 연마 장치의 제어 방법.And rotating the carrier and the surface plate to move the polishing pad and the carrier relative to each other to CMP the microstructure. 제 6 항에 있어서, 상기 마이크로 구조물은The method of claim 6, wherein the microstructures are 니켈계 금속과 포토레지스트가 복합화된 마이크로 구조물인 것을 특징으로 한 화학적 기계 연마 장치의 제어 방법.A method for controlling a chemical mechanical polishing apparatus, characterized in that the microstructure is a composite of nickel-based metal and photoresist. 제 6 항에 있어서, 제 1 단계는7. The method of claim 6, wherein the first step is 상기 CMP 가공을 수행할 반도체 웨이퍼를 상기 캐리어로 이송하는 제 11 단계;An eleventh step of transferring the semiconductor wafer on which the CMP processing is to be performed to the carrier; 상기 연마 패드의 정상부로 슬러리를 연속적으로 공급하는 제 12 단계; 및A twelfth step of continuously supplying a slurry to the top of the polishing pad; And 상기 캐리어와 상기 정반을 회전 구동시켜 상기 연마 패드와 상기 캐리어를 서로에 대하여 상대 운동시켜 상기 웨이퍼를 CMP 가공하여 실리콘 입자들이 포함된 슬러리가 상기 연마 패드에 도포되게 하는 제 13 단계를 포함하는 것을 특징으로 한 화학적 기계 연마 장치의 제어 방법.And a thirteenth step of rotating the carrier and the surface plate to move the polishing pad and the carrier relative to each other so as to CMP process the wafer so that a slurry containing silicon particles is applied to the polishing pad. Method of controlling a chemical mechanical polishing apparatus. 제 6 항 내지 제 8 항 중 어느 하나에 있어서,The method according to any one of claims 6 to 8, 상기 마이크로 구조물의 CMP 공정의 단위 횟수를 카운트한 후 미리 설정되어진 소정 횟수와의 비교 결과에 따라 선택적으로 상기 실리콘 입자들이 포함된 슬러리를 상기 연마 패드의 정상부로 공급하는 것을 특징으로 한 화학적 기계 연마 장치의 제어 방법.And chemically polishing the slurry including the silicon particles to the top of the polishing pad according to a comparison result with a predetermined number of times after counting the number of times of the CMP process of the microstructure. Control method. 제 8 항에 있어서,The method of claim 8, 상기 마이크로 구조물의 CMP 공정의 단위 횟수를 카운트한 후 상기 공정 설정부를 통하여 미리 설정되어진 소정 횟수와의 비교 결과에 따라 선택적으로 상기 웨이퍼의 CMP 가공을 수행하여 상기 연마 패드에 잔존 슬러리가 도포된 상태를 형성한 후 상기 마이크로 구조물 CMP 공정을 다시 수행하는 것을 특징으로 한 화학적 기계 연마 장치의 제어 방법.After counting the number of units of the CMP process of the microstructure, the CMP process of the wafer is selectively performed according to a comparison result with a predetermined number of times set through the process setting unit to apply the remaining slurry to the polishing pad. And forming the microstructure CMP process again after formation.
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