KR20040053449A - 종점검출장치 및 그 방법 - Google Patents
종점검출장치 및 그 방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20040053449A KR20040053449A KR1020020080003A KR20020080003A KR20040053449A KR 20040053449 A KR20040053449 A KR 20040053449A KR 1020020080003 A KR1020020080003 A KR 1020020080003A KR 20020080003 A KR20020080003 A KR 20020080003A KR 20040053449 A KR20040053449 A KR 20040053449A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- polishing
- polishing pad
- end point
- detecting
- nitrogen component
- Prior art date
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
- B24B37/005—Control means for lapping machines or devices
- B24B37/013—Devices or means for detecting lapping completion
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L22/00—Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
- H01L22/20—Sequence of activities consisting of a plurality of measurements, corrections, marking or sorting steps
- H01L22/26—Acting in response to an ongoing measurement without interruption of processing, e.g. endpoint detection, in-situ thickness measurement
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
Abstract
본 발명은 종점검출장치 및 그 방법에 관한 것으로, 특히, 소자분리막의 연마 종점을 검출하기 위한 종점검출장치에 있어서, 웨이퍼를 탑재하는 웨이퍼 케리어와, 상기 웨이퍼 케리어를 정속 회전시키기 위한 제 1스핀들 모터와, 상기 웨이퍼 케리어에 의해 가압되며 연마제를 공급받아 상기 웨이퍼의 경면을 연마하는 연마패드와, 상기 연마패드를 정속 회전시키기 위한 제 2스핀들 모터와, 상기 연마패드에서 배출되는 용액에서 질소성분을 검출하는 질소검출부와, 상기 질소검출부에 의해 질소성분이 검출되는 지를 판별하고, 그 판별결과 상기 질소성분이 검출된 경우 상기 웨이퍼 케리어 및 상기 연마패드의 회전이 정지되도록 상기 제 1 및 제 2스핀들 모터를 제어하는 제어부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 종점검출장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 특히, 화학기계적연마(CMP) 공정에서 소자분리막을 연마할 시 연마 종점을 검출하는 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로, CMP 공정에서는 연마 대상막이 과도하게 연마되는 오버 폴리싱과 연마 대상막이 모자르게 연마되는 언더 폴리싱으로 인해 회로적인 단락이나 결함의 문제점이 발생되므로, 연마 대상막을 공정마진 내에서 정밀하게 연마할 수 있도록 다양한 종점검출(EPD:End Point Detection) 방법이 사용되고 있다.
상기 종점검출방법은 다마신 공정이나 STI 공정 등에 적용되며, 사용원리에 따라 모터 전류 검출 및 광검출로 대별된다. 모터 전류 검출은 연마패드와 웨이퍼 케리어를 회전시키기 위한 모터에 인가되는 전류를 검출하여 연마 종점을 결정하는 이고, 광검출은 연마 대상막에서 반사되어 온 빛의 파장에 의해 연마 종점을 결정하는 방법이다. 전자의 경우는 연마패드 사용에 따른 신호가 나타나지 않는 문제점이 발생하고, 후자의 경우는 수용액으로 인한 오차 등의 문제점이 발생한다.
이런 문제점을 극복하기 위해 샘플 웨이퍼를 일정한 시간으로 연마한 다음 두께를 측정하여 메인 웨이퍼의 연마 시간을 설정하는 시간관리방법이 도입되어 사용되고 있다.
그러나, 상기 시간관리방법은 연마율에 따른 변화를 감안하여 적용하지 못하므로, 공정마진 내에서 정밀하게 연마를 제어하기 어렵게 된다. 특히, STI CMP 공정에 있어 언더 폴리싱이 발생하는 경우 재연마를 실시하지 못하게 되고, 오버 폴리싱이 발생할 경우 질화막이 제거되어 불량이 발생하므로 웨이퍼를 폐기하여야 한다. 이는 제조비용의 상승을 초래하게 된다.
따라서, 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 CMP공정중 연마패드에서 배출되는 용액중 질소성분을 검출하여 소자분리막의 종점을 용이하게 제어하는 연마 종점을 검출하는 장치 및 그 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
도 1은 본 발명이 적용되는 얕은 소자 분리막의 구조를 나타낸 도면.
도 2는 본 발명에 의한 종점검출장치를 설명하기 위한 도면.
도 3은 본 발명에 의한 종점검출방법을 설명하기 위한 플로우 챠트.
*도면의 주요부분에 대한 부호설명
100: 웨이퍼 102: 웨이퍼 케리어
104: 제 1스핀들 모터 106: 연마패드
108: 제 2스핀들 모터 110: 질소검출부
112: 제어부
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 종점검출장치는 소자분리막의 연마 종점을 검출하기 위한 종점검출장치에 있어서,
웨이퍼를 탑재하는 웨이퍼 케리어; 상기 웨이퍼 케리어를 정속 회전시키기 위한 제 1스핀들 모터; 상기 웨이퍼 케리어에 의해 가압되며 연마제를 공급받아 상기 웨이퍼의 경면을 연마하는 연마패드: 상기 연마패드를 정속 회전시키기 위한 제 2스핀들 모터; 상기 연마패드에서 배출되는 용액에서 질소성분을 검출하는 질소검출부: 및 상기 질소검출부에 의해 질소성분이 검출되는 지를 판별하고, 그 판별결과 상기 질소성분이 검출된 경우 상기 웨이퍼 케리어 및 상기 연마패드의 회전이 정지되도록 상기 제 1 및 제 2스핀들 모터를 제어하는 제어부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 종점검출방법은 소자분리막의 연마 종점을 검출하기 위한 종점검출방법에 있어서,
소자분리막을 화학기계적으로 연마하는 단계; 연마패드에서 배출되는 용액에서 질소성분을 검출하는 단계; 질소성분이 검출되었는 지를 판별하는 단계; 및 상기 판별단계의 결과 상기 질소성분이 검출되지 않았을 경우 상기 연마 단계를 수행하고, 상기 판별단계의 결과 상기 질소성분이 검출된 경우 화학기계적 연마를 중지시키는 단계를 구비하는 것을 특징으로 한다.
(실시예)
이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명이 적용되는 얕은 소자 분리막의 구조를 나타낸 도면으로서, 도시된 바와 같이, 반도체 기판(10)에 소자분리를 위한 트랜치(12)가 형성되고, 트랜치(12) 형성영역을 제외한 반도체 기판의 상부에 연마정지막으로서 질화막(SiN)(14)이 형성되고, 트랜치(12) 내부에 산화막(SiO2)(14)이 충진된다.
도 2는 본 발명에 의한 종점검출장치를 설명하기 위한 도면으로서, 도시된 바와 같이, 웨이퍼(100)를 탑재하는 웨이퍼 케리어(102)와, 웨이퍼 케리어(102)를 정속 회전시키기 위한 제 1스핀들 모터(104)와, 웨이퍼 케리어(102)에 의해 가압되며 연마제를 포함한 슬러리를 공급받아 웨이퍼(100)의 경면을 연마하는 연마패드(106)와, 연마패드(106)를 정속 회전시키기 위한 제 2스핀들 모터(108)와, 연마패드(106)에서 배출되는 용액에서 질소성분을 검출하는 질소검출부(110)와, 질소검출부(110)에 의해 질소성분이 검출되는 지를 판별하고 그 판별결과 상기 질소성분이 검출된 경우 웨이퍼 케리어(102) 및 연마패드(106)의 회전이 정지되도록 제 1 및 제 2스핀들 모터(104,108)를 제어하는 제어부(112)로 구성된다.
본 발명의 실시예에 따라 질소검출부(110)는 유도성 결합 플라즈마(ICP:Inductive coupling plazma) 또는 이미션 디텍트(Emission Detect)를사용하여 구현된다.
본 발명의 실시예에 따라 제어부(112)는 상기 질소성분이 검출된 경우 기설정된 소정의 오버 폴리싱 시간이 경과한 후 웨이퍼 케리어(102) 및 연마패드(106)의 회전이 정지되도록 상기 제 1 및 제 2스핀들 모터(104,108)를 제어하는 것이 바람직하다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 종점검출장치의 동작을 도 3의 플로우 챠트를 인용하여 설명하면 다음과 같다.
먼저, STI 소자분리막을 형성하기 위해 연마대상체인 웨이퍼(100)의 경면에 대하여 화학기계적연마(CMP)를 수행한다(S10). 이를 위해 제어부(112)가 제 1 및 제 2스핀들 모터(104,108)를 구동시키면, 웨이퍼 케리어(102) 및 연마패드(106)가 상반된 방향으로 정속 회전을 하게 된다. 이런 상태에서 웨이퍼 케리어(102)를 연마패드(106)에 가압한다. 이 때, 연마패드(106)에는 연마제를 포함한 슬러리가 공급되어 있다.
상기 제 10단계(S10)의 CMP가 수행되는 경우, 도 1에 나타낸 바와 같이, 소자분리를 위해 웨이퍼(100)에 형성된 산화막(SiO2)(16)이 연마된 다음 산화막(16)의 하부에서 연마정지막으로서 작용하는 질화막이 순차적으로 연마된다. 이렇게 산화막(16)이 연마되는 경우 연마물질인 실리콘(Si) 및 산소(O)성분과, 연마제를 포함한 슬러리와, 연마패드를 구성하는 물질인 탄소(C) 및 산소(O)성분이 용액의 형태로 연마패드(106)에서 배출된다. 한편, 질화막(14)이 연마되는 경우 질화막을 구성하는 성분인 실리콘(Si)과 질소(N)가 용액의 형태로 배출된다.
그러면, 질소검출부(110)는 연마패드(106)에서 배출되는 용액에서 질소성분을 검출하며, 이 때 질소성분이 검출된 경우 질소성분이 검출되었음을 알리기 위한 신호를 제어부(112)에 발생한다(S12).
그러면, 제어부(112)는 질소검출부(110)로부터 제공되는 신호에 기초하여 질소성분이 검출되었는 지를 판별한다(S14).
상기 제 14단계(S14)의 판별 결과, 질소성분이 검출되지 않은 경우에 제어부(112)는 상기 제 10단계의 CMP공정을 반복수행하도록 제 1 및 제 2스핀들 모터(104,108)를 제어한다.
상기 제 14단계(S14)의 판별 결과, 질소성분이 검출된 경우에 제어부(112)는 기설정된 오버 폴리싱 시간동안 질화막(14)을 연마할 수 있도록 제 1 및 제 2스핀들 모터(104,108)를 제어한다(S16).
상기 제 16단계(S16)의 오버 폴리싱 시간이 경과하면, 제어부(112)는 현재 진행중인 연마작업이 중지되도록 제 1 및 제 2스핀들 모터(104,108)를 제어한다.(S18).
상기에서 본 발명의 특정 실시예가 설명 및 도시되었지만, 본 발명이 당업자에 의해 다양하게 변형되어 실시될 가능성이 있는 것은 자명한 일이다. 이와 같은 변형된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안되며, 본 발명에 첨부된 특허청구범위 안에 속한다 해야 할 것이다.
이상에서와 같이, 본 발명은 CMP공정중 연마패드에서 배출되는 용액중 질소성분을 검출하여 STI 소자분리막의 종점을 용이하게 제어함으로써, 연마 능률 및 생산성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
Claims (4)
- 소자분리막의 연마 종점을 검출하기 위한 종점검출장치에 있어서,웨이퍼를 탑재하는 웨이퍼 케리어;상기 웨이퍼 케리어를 정속 회전시키기 위한 제 1스핀들 모터;상기 웨이퍼 케리어에 의해 가압되며 연마제를 공급받아 상기 웨이퍼의 경면을 연마하는 연마패드:상기 연마패드를 정속 회전시키기 위한 제 2스핀들 모터;상기 연마패드에서 배출되는 용액에서 질소성분을 검출하는 질소검출부: 및상기 질소검출부에 의해 질소성분이 검출되는 지를 판별하고 그 판별결과 상기 질소성분이 검출된 경우 상기 웨이퍼 케리어 및 상기 연마패드의 회전이 정지되도록 상기 제 1 및 제 2스핀들 모터를 제어하는 제어부를 구비하는 것을 특징으로 하는 종점검출장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 제어부는 상기 질소성분이 검출된 경우 기설정된 소정의 오버 폴리싱 시간이 경과한 후 상기 웨이퍼 케리어 및 상기 연마패드의 회전이 정지되도록 상기 제 1 및 제 2스핀들 모터를 제어하는 것을 특징으로 하는 종점검출장치.
- 소자분리막의 연마 종점을 검출하기 위한 종점검출방법에 있어서,소자분리막을 화학기계적으로 연마하는 단계;연마패드에서 배출되는 용액에서 질소성분을 검출하는 단계;질소성분이 검출되었는 지를 판별하는 단계; 및상기 판별단계의 결과 상기 질소성분이 검출되지 않았을 경우 상기 연마 단계를 수행하고, 상기 판별단계의 결과 상기 질소성분이 검출된 경우 화학기계적 연마를 중지시키는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 종점검출방법.
- 제 3 항에 있어서,상기 판별단계의 결과 상기 질소성분이 검출된 경우 기설정된 소정의 오버 폴리싱 시간동안 질화막을 오버 폴리싱하는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 종점검출방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020020080003A KR20040053449A (ko) | 2002-12-14 | 2002-12-14 | 종점검출장치 및 그 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020020080003A KR20040053449A (ko) | 2002-12-14 | 2002-12-14 | 종점검출장치 및 그 방법 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20040053449A true KR20040053449A (ko) | 2004-06-24 |
Family
ID=37346695
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020020080003A KR20040053449A (ko) | 2002-12-14 | 2002-12-14 | 종점검출장치 및 그 방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20040053449A (ko) |
-
2002
- 2002-12-14 KR KR1020020080003A patent/KR20040053449A/ko not_active Application Discontinuation
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7101251B2 (en) | Polishing system with in-line and in-situ metrology | |
| US7132035B2 (en) | Methods, apparatuses, and substrate assembly structures for fabricating microelectronic components using mechanical and chemical-mechanical planarization processes | |
| US6287879B1 (en) | Endpoint stabilization for polishing process | |
| KR100465929B1 (ko) | 연마상황 모니터링 방법, 연마상황 모니터링 장치,연마장치, 프로세스 웨이퍼, 반도체 디바이스 제조방법 및반도체 디바이스 | |
| KR100281723B1 (ko) | 연마방법및그장치 | |
| JP5583137B2 (ja) | フィードバックおよびフィードフォワードプロセス制御のために光計測学を使用すること | |
| JP3011113B2 (ja) | 基板の研磨方法及び研磨装置 | |
| US6267076B1 (en) | Gas phase planarization process for semiconductor wafers | |
| US20060113036A1 (en) | Computer integrated manufacturing control system for oxide chemical mechanical polishing | |
| US6609946B1 (en) | Method and system for polishing a semiconductor wafer | |
| US6695682B2 (en) | Polishing method and polishing apparatus | |
| JPH10315131A (ja) | 半導体ウエハの研磨方法およびその装置 | |
| US6478659B2 (en) | Chemical mechanical polishing method for slurry free fixed abrasive pads | |
| KR20040053449A (ko) | 종점검출장치 및 그 방법 | |
| US7048612B2 (en) | Method of chemical mechanical polishing | |
| JPH08330260A (ja) | 研磨方法及びその装置 | |
| JPH1064859A (ja) | 研磨方法と研磨装置 | |
| JP2002052463A (ja) | 研磨装置及び研磨方法 | |
| JP2001088008A (ja) | 研磨方法とその装置 | |
| KR20010027131A (ko) | Ｃｍｐ 공정을 수행하기 위한 반도체 제조 장치 | |
| JPH08330261A (ja) | 研磨方法及びその装置 | |
| KR100543195B1 (ko) | 화학적 기계적 연마 장치 | |
| KR20020088598A (ko) | 연마 패드 컨디셔닝 방법 및 이를 수행하기 위한 화학기계적 연마장치 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| N231 | Notification of change of applicant | ||
| WITN | Withdrawal due to no request for examination |