KR20040091761A - 연마 장치 및 이 연마 장치를 이용한 반도체 디바이스의제조 방법 - Google Patents

연마 장치 및 이 연마 장치를 이용한 반도체 디바이스의제조 방법 Download PDF

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KR20040091761A
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가부시키가이샤 니콘
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Abstract

연마 헤드(30)의 내부에는 연마 패드(36)가 부착된 측과는 반대측으로 개구된 중공의 혼합조(32)가 설치되어 있고, 이 혼합조(32) 내에 슬러리를 공급하는 슬러리 공급 기구(50)와, 슬러리에 첨가하여 이용하는 첨가액을 혼합조(32) 내에 공급하는 첨가액 공급 기구(60)와, 혼합조(32)로부터 연마 헤드(30) 내로 연장되어 연마 패드(36)의 회전 중심 위치 근방으로 개구된 혼합액 공급관(34)을 구비한다. 슬러리 공급 기구(50)에 의해 공급되는 슬러리와 첨가액 공급 기구(60)에 의해 공급되는 첨가액은 혼합조(32) 내에서 혼합된 상태로 혼합액 공급관(34)으로부터 연마 패드(36)의 외부로 공급된다.

Description

연마 장치 및 이 연마 장치를 이용한 반도체 디바이스의 제조 방법{POLISHING EQUIPMENT, AND METHOD OF MANUFACTURING SEMICONDUCTOR DEVICE USING THE EQUIPMENT}
최근, IC 구조의 미세화·복잡화에 따라 반도체 기판에 형성하는 다층 배선의 층수는 증가하는 경향이 있고, 각 박막 형성 후에 행하는 기판 표면의 평탄화는 보다 중요한 것이 되고 있다. 각 박막 형성 후에 행하는 표면 평탄화의 정밀도가 나빠 요철이 증가하면 표면 단차가 커져 버리고, 배선간의 절연 불량이나 쇼트 등이 발생할 우려가 있다. 또한, 리소그래피 공정에 있어서는, 반도체 기판의 표면에 요철이 많으면 핀트가 맞지 않아 화상이 흐려지는 경우가 있고, 미세한 패턴을 형성할 수 없게 되는 경우도 있다.
종래, 반도체 기판의 표면을 정밀도 좋게 평탄화하는 기술로서 CMP(Chemical Mechanical Polishing: 화학적 기계적 연마)법이 알려져 있고, 이 방법을 실시하는장치로서 CMP 장치라 불리는 장치가 이용되고 있다. 이 CMP 장치는 일반적으로는 실리카 입자를 포함한 연마액(슬러리라 칭함)을 반도체 기판의 피연마면에 공급하면서, 연마 헤드에 부착한 연마 패드를 접촉시켜 연마하는 구성으로 되어 있다.
도 3은 이러한 종래의 CMP 장치의 예를 모식적으로 도시한 것이다. 여기에 도시하는 CMP 장치는 연마 대상인 반도체 기판(91)을 거의 수평으로 유지하는 정반(92)과, 이 정반(92)의 상측에 구비되어 하면에 연마 패드(95)가 접착된 연마 헤드(93)를 갖게 구성된다. 반도체 기판(91)을 연마할 때에는, 반도체 기판(91)을 유지한 정반(92)을 수직축 둘레로 회전시키는 동시에, 연마 헤드(93)를 수직축 둘레로 회전시켜 연마 패드(95)를 기판(91)의 상측에서 접촉시킨다. 여기서, 연마 패드(95)의 직경은 반도체 기판(91)의 직경보다도 작게 구성되어 있고, 연마 헤드(93)는 반도체 기판(91)의 접촉면과 평행한 방향(수평 방향)으로 왕복(요동) 이동함으로써 기판(91)의 표면을 남김없이 연마한다. 또, 이 연마 중에는 슬러리조(96) 내의 슬러리를 펌프(97)에 의해 빨아 올려 슬러리 공급관(98)으로부터 연마 헤드(93)의 내부에 설치된 슬러리 공급관(94)을 통해 연마 패드(95)의 외부, 즉 반도체 기판(91)의 피연마면 상에 공급한다.
더욱이, 이러한 반도체 기판(91)의 연마에 있어서는, 상기 슬러리에 목적에 따라 소요의 첨가액(약액)을 첨가하는 경우가 있다. 이 첨가액은 기판 표면의 평탄화를 촉진시키는 것 등이 알려져 있고, 슬러리에 혼합한 상태로 반도체 기판(91)의 피연마면상에 공급된다. 첨가액을 슬러리에 섞어 이용하는 경우에는, 미리 슬러리조(96) 내에서 슬러리와 첨가액을 섞은 혼합액을 만들어 두고, 이것을 상기 슬러리만을 공급하는 경우와 마찬가지로 하여 반도체 기판(91)의 피연마면상에 공급한다.
그런데, 상기한 바와 같이 슬러리에 첨가액을 섞어 이용하는 경우, 첨가액을 미리 슬러리와 혼합해 두면, 첨가액의 효과가 충분히 발휘되지 않는 것이 알려져 있다. 이 때문에 슬러리와 첨가액은 피연마물의 피연마면상에 공급되기 직전에 혼합되는 것이 바람직하다. 그러나, 전술한 종래의 연마 장치를 이용할 때에는 슬러리와 첨가액을 미리 혼합해 둘 수밖에는 없고, 이 때문에 첨가액에 의한 효과를 충분히 얻을 수 없는 경우가 있었다.
본 발명은 실리콘 웨이퍼 등의 피연마물을 평탄화하는 연마 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 피연마물의 피연마면에 슬러리를 공급하면서 화학적 기계적으로 연마를 행하는 연마 장치에 관한 것이다. 또한, 이 연마 장치를 반도체 웨이퍼 표면의 연마 가공에 이용한 반도체 디바이스의 제조 방법에 관한 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 연마 장치의 일 실시 형태인 CMP 장치의 구성을 모식적으로 도시한 도면.
도 2는 도 1에 도시된 CMP 장치의 부분 확대 단면도.
도 3은 종래의 CMP 장치의 일례를 모식적으로 도시한 도면.
도 4는 본 발명에 따른 반도체 디바이스 제조 방법의 일례를 도시한 흐름도.
본 발명은 이러한 문제를 감안하여 이루어진 것으로, 슬러리와 첨가액을 피연마물의 피연마면 상에 공급하기 직전에 혼합할 수 있어, 첨가액에 의한 효과를 충분히 발휘시켜 기판의 연마 정밀도를 향상시킬 수 있는 연마 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 또, 이 연마 장치를 반도체 웨이퍼 표면의 연마 가공에 이용한 반도체 디바이스의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
본 발명에 따른 연마 장치는 피연마물을 유지하는 정반과, 이 정반에 유지된 피연마물의 피연마면과 대향하는 면에 연마 패드가 부착된 연마 헤드를 가지며, 연마 패드를 피연마물의 피연마면에 접촉시켜 이 피연마면의 연마를 행하는 연마 장치에 있어서, 이 연마 헤드에 슬러리를 공급하는 슬러리 공급 기구와, 슬러리에 첨가되는 첨가액을 연마 헤드에 공급하는 첨가액 공급 기구와, 연마 헤드의 내부에 설치되고, 슬러리 공급 기구로부터 공급된 슬러리와 첨가액 공급 기구로부터 공급된 첨가액을 혼합하여 연마 패드의 회전 중심 위치 근방에 위치한 개구로부터 연마 패드의 외부로 공급하는 혼합액 공급부를 구비한다.
또한, 본 발명에 따른 연마 장치에 있어서는, 연마 헤드 또는 연마 헤드를 회전 가능하게 유지하는 연마 헤드 유지체 중 어느 한쪽에 고정된 교반 부재가 혼합액 공급부 내에 위치하고 있는 것이 바람직하다. 또한, 이 경우, 교반 부재는 돌기형 혹은 나선홈형의 형상을 갖는 것이 바람직하다. 또한, 혼합액 공급부의 적어도 일부의 내벽에 돌기형 혹은 나선홈형의 교반 부재가 설치되어 있는 것이 바람직하다. 더욱이, 정반은 피연마물을 피연마면이 상측을 향하도록 유지하고, 연마 패드는 피연마물에 상측으로부터 접촉하도록 되어 있는 것이 바람직하다.
또한, 이상과 같이 하여 구성되는 연마 장치를 반도체 웨이퍼(피연마물)의 표면 연마 가공에 이용한 반도체 디바이스 제조 방법을 구성한다. 이러한 제조 방법에 따르면, 고정밀도의 반도체 디바이스를 높은 작업 처리량 또한 높은 수율로 제조할 수 있으므로, 저비용으로 양질의 반도체 디바이스를 제조할 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태에 대해서 설명한다. 도 1은 본 발명에 따른 연마 장치의 일 실시 형태인 CMP 장치(10)의 구성을 모식적으로 도시한 도면이고, 도 2는 이 CMP 장치(10)를 부분적으로 확대하여 도시한 단면도이다. 이 CMP 장치(10)는 피연마물인 반도체 기판(1)을 거의 수평 자세로 유지하는 정반(20)과, 이 정반(20)에 유지된 반도체 기판(1)의 피연마면(여기서는 상면)에 대향하는 면에 연마 패드(36)가 부착된 연마 헤드(30)와, 이 연마 헤드(30)를 수직축 둘레로 회전 가능하게 유지하는 연마 헤드 유지체(40)를 도시하지 않은 프레임 상에 설치하여 이루어지는 장치 본체 및 뒤에 상세히 설명하는 슬러리 공급 기구(50)와 첨가액 공급 기구(60)를 갖게 구성되어 있다.
정반(20)은 거의 수직으로 연장된 회전 지주(21)의 상단에 부착되어 있고, 회전 지주가 축 둘레로 회전했을 때에는 이 축과 수직인 면내(거의 수평면내)에서 회전하도록 되어 있다. 정반(20)의 상면측에는 도시하지 않은 흡착 척이 설치되어 있어, 연마 대상이 되는 반도체 기판(1)의 하면측을 흡착하여 유지할 수 있게 되어 있다.
연마 헤드(30)는 본체부(31a) 및 그 하부에 형성된 원반부(31b)로 이루어진 회전체(31)와, 이 회전체(31)의 원반부(31b)의 하면[정반(20)에 유지된 반도체 기판(1)의 피연마면과 대향하는 면]에 부착된 연마 패드(36)로 구성된다. 회전체(31)의 본체부(31a)에는 원반부{31b; 연마 패드(36)}가 설치되는 것과는 반대측, 즉 상측으로 개구한 중공부[이하, 이 중공부를 혼합조(32)라 칭함]가 형성되어 있다. 원반부(31b)의 하면은 정밀도 좋게 평탄화되어 있고, 연마 패드(36)를 완전히 평평한상태로 부착할 수 있도록 되어 있다. 연마 패드(36)는 부직포나 우레탄 등을 원재료로서 구성되어 있고, 회전체(31)의 원반부(31b)와 거의 동일한 직경을 갖는 얇은 원반 형상으로 성형되어 있다. 연마 패드(36)는 소모품이기 때문에, 접착제나 양면테이프 등에 의해 원반부(31b)의 하면에 착탈 가능하게 부착된다.
연마 헤드 유지체(40)는 도시하지 않은 복수의 모터에 의해 이동 제어 가능한 복수의 스테이지를 통해 프레임(전술ㆍ도시하지 않음)에 대하여 3차원적으로 이동할 수 있도록 되어 있고, 도 2에 도시한 바와 같이, 수직 아래쪽으로 연장된 연장 설치부(41)와, 이 연장 설치부(41)의 외주에 설치된 베어링(43)을 갖게 구성된다. 연장 설치부(41)는 연마 헤드(30)의 회전체(31)에 형성된 상기 혼합조(32) 내에 상측으로부터 들어가 있고, 상기 베어링(43)을 통해 연마 헤드(30) 전체를 수직축 둘레에서 회전 가능하게 지지하고 있다.
연마 헤드(30)의 회전체(31)의 본체부(31b) 외주면에는 종동 기어(37)가 설치되어 있고, 모터(38)에 의해 구동되는 구동 기어(39)와 항상 맞물려 있다. 이 때문에 모터(38)를 회전 작동시킴으로써, 그 회전 동력을 구동 기어(39)로부터 종동 기어(37)로 전달시켜 연마 헤드(30) 전체를 수직축 둘레로 회전시킬 수 있다.
연마 헤드 유지체(40)의 연장 설치부(41)의 내부에는 도 2에 도시한 바와 같이, 수직 방향으로 평행하게 연장되고, 연장 설치부(41)의 측면에 유출구가 형성된 제1 액유로(44) 및 제2 액유로(45)가 설치되어 있다. 연장 설치부(41)의 하단 외주부에는 외측으로 돌출된 돌기형의 유지체측 교반부(42)가 형성되어 있고, 혼합조(32)의 내벽에는 혼합조(32)의 내측으로 돌출된 돌기형의 혼합조측 교반부(33)가형성되어 있다. 또한, 연마 헤드(30)의 회전체(31)의 내부에는 혼합조(32)로부터 하측으로 연장되고, 연마 패드(36)의 회전 중심 위치 근방 및 그 주변부의 복수 위치로 개구한 혼합액 공급관(34)이 형성되어 있다.
슬러리 공급 기구(50)는 산화세륨 입자를 포함한 연마액인 슬러리를 저장한 슬러리 저장조(51)와, 일단이 이 슬러리 저장조(51) 내에 위치하고 타단이 연마 헤드 유지체(40)의 내부에 형성된 제1 액유로(44)의 상부 개구에 나사식으로 접속된 슬러리 공급관(52)과, 이 슬러리 공급관(52)의 관로의 도중에 설치되어 슬러리 저장조(51) 내의 슬러리를 제1 액유로(44) 내로 압송하는 제1 펌프(53)로 이루어진다. 또한, 첨가액 공급 기구(60)는 슬러리에 혼합되어 사용되는 첨가액(약액)을 저장한 첨가액 저장조(61)와, 일단이 첨가액 저장조(61) 내에 위치하고 타단이 연마 헤드 유지체(40)의 내부에 형성된 제2 액유로(45)의 상부 개구에 나사식으로 접속된 첨가액 공급관(62)과, 이 첨가액 공급관(62)의 관로의 도중에 설치되어 첨가액 저장조(61) 내의 첨가액을 제2 액유로(45) 내로 압송하는 제2 펌프(63)로 이루어진다. 여기서, 슬러리 공급관(52) 및 첨가액 공급관(62)은 모두 내경이 작은 플렉시블한 호스(예컨대, 고무 호스)로 되어 있고, 연마 헤드 유지체(40)를 3차원적으로 이동시킨 경우에는 이것에 추종하여 자유자재로 굴곡시킬 수 있도록 되어 있다.
이러한 구성의 CMP 장치(10)를 이용하여 반도체 기판의 평탄화 연마를 행하기 위해서는 우선 연마 대상이 되는 반도체 기판(1; 예컨대, 실리콘 웨이퍼)을 정반(20)의 상면에 흡착시킨다. 이에 따라 반도체 기판(1)은 피연마면이 상측을 향하 도록 정반(20)에 유지된 상태가 된다. 또, 반도체 기판(1)은 그 중심이 정반(20)의회전 중심과 일치하도록 설치되는 것이 바람직하다. 반도체 기판(1)이 정반(20)에 유지되면 정반(20)을 반도체 기판(1)과 함께 수평면 내에서 회전시킨다. 계속해서 모터(38)를 작동시켜 연마 헤드(30)를 수직축 둘레로 회전시키는[이에 따라 연마 패드(36)도 수평면 내에서 회전하는] 동시에 연마 헤드 유지체(40)를 강하시키고, 연마 패드(36)를 반도체 기판(1)의 피연마면에 상측으로부터 접촉시킨다. 연마 패드(36)가 반도체 기판(1)의 피연마면과 접촉하여 반도체 기판(1)의 연마가 시작되면, 연마 헤드 유지체(40)를 반도체 기판(1)과 연마 패드(36)와의 접촉면과 평행한 방향(여기서 수평 방향)으로 이동시켜 피연마면의 전체를 연마해 나간다.
반도체 기판(1)의 연마가 개시되기 직전부터, 슬러리와 첨가액의 혼합액이 반도체 기판(1)의 피연마면상에 공급된다. 이 혼합액의 공급은 제1 펌프를 작동시켜 슬러리조(51) 내의 슬러리를 슬러리 공급관(52) 및 연마 헤드 유지체(40) 내의 제1 액유로(44)로부터 혼합조(32) 내로 공급하는 동시에, 제2 펌프(63)를 작동시켜 첨가액조(61) 내의 첨가액을 첨가액 공급관(62) 및 연마 헤드 유지체(40) 내의 제2 액유로(45)로부터 혼합조(32) 내로 공급함으로써 행한다. 이와 같이 슬러리 공급 기구(50)에 의해 공급된 슬러리와 첨가액 공급 기구(60)에 의해 공급된 첨가액은 혼합조(32) 내에서 혼합된 상태로 연마 헤드(40)의 회전체(41) 내에 설치된 혼합액 공급관(34)으로부터 연마 패드(36)의 회전 중심 위치 근방 및 그 주변부의 복수 개소에 위치한 개구로부터 연마 패드(36)의 외부[즉, 연마 패드(36)의 하면]로 공급된다. 또, 슬러리조(32) 내의 슬러리는 고체 성분이 액체 성분과 분리되어 슬러리조 내에서 침전하지 않도록, 항상 교반되고 있을 필요가 있다.
이와 같이, 정반(20)에 유지된 반도체 기판(1)의 피연마면은 슬러리와 첨가액과의 혼합액의 공급을 받으면서, 반도체 기판(1) 자신의 회전 운동과 연마 헤드(30)(즉 연마 패드(36))의 회전 및 요동 운동에 의해 전체가 남김없이 연마되고, 반도체 기판(1)의 피연마면은 고정밀도로 평탄화된다. 또, 상기 연마를 계속하고 있으면 연마 패드(36)는 점차 주저앉아 버려 연마 특성이 변화(열화)하기 때문에, 일정 시간을 두고 컨디셔너(도시하지 않음)를 이용하여 이 주저앉음(settling)을 회복시킬(날을 세울) 필요가 있다.
이와 같이 본 CMP 장치(10)에 따르면, 슬러리 공급 기구(50)에 의해 공급되는 슬러리와 첨가액 공급 기구(60)에 의해 공급되는 첨가액은 함께 연마 헤드(30)의 내부에 설치된 중공의 혼합조(32) 내에 공급되고, 이 혼합조(32) 내에 있어서 혼합된 슬러리와 첨가액의 혼합액이 혼합조(32)로부터 연마 헤드(40) 내에서 연장되어 연마 패드(36)의 회전 중심 위치 근방으로 개구한 혼합액 공급관(34)으로부터 연마 패드(36)의 외부(하면)에 공급되도록 되어 있기 때문에, 슬러리와 첨가액은 반도체 기판(1)의 피연마면에 공급되기 직전에 혼합하게 된다. 이 때문에 종래의 CMP 장치에 비하여 첨가액의 효과가 충분히 발휘되어 기판의 연마 정밀도를 향상시킬 수 있다. 또한, 혼합조(32) 내에서 혼합된 슬러리와 첨가액의 혼합액은 연마 패드(36)로부터 튀어나온 후에는 연마 헤드(30)의 회전에 의한 원심력에 의해 방사상으로 비산되지만, 본 CMP 장치(10)에서는, 연마 헤드(30) 내의 혼합액의 통로인 혼합액 공급로(34)가 연마 패드(36)의 중심 위치 근방으로 개구하고 있기 때문에, 상기 혼합액을 반도체 기판(1)의 피연마면의 전역에 남김없이 골고루 미치게 하는 것이 가능하다.
또한, 본 CMP 장치(10)에서는, 연마 헤드 유지체(40)의 연장 설치부(41)가 연마 헤드(30)의 혼합조(32) 내에 위치하고 있고, 연마 헤드(30)는 이 연장 설치부(41)의 둘레를 회전하도록 되어 있기 때문에, 연마 헤드(30)가 회전하고 있을 때에는, 상대적으로 연장 설치부(41)가 혼합조(32) 속에서 축 둘레로 회전하게 되고, 혼합조(32) 내의 슬러리와 첨가액은 연장 설치부(41)에 의해 효과적으로 교반된다. 또한, 본 CMP 장치(10)에서, 연장 설치부(41)의 외주부에는 전술한 바와 같이 돌기형의 유지체측 교반부(42)가 형성되어 있기 때문에, 슬러리와 첨가액의 혼합액이 효율적으로 균일하게 혼합된다. 더욱이, 혼합조(32)의 내벽에도 돌기형의 혼합조측 교반부(33)가 형성되어 있기 때문에, 혼합액의 혼합은 보다 효과적으로 이루어진다. 또, 유지체측 교반부(42) 및 혼합조측 교반부(33)는 전술한 바와 같은 돌기형의 것에 한정되지 않고, 나선홈형의 것이어도 상관없다.
여기서, 상기 연장 설치부(41)의 혼합조(32) 내에서의 회전은 연마 헤드(30)의 회전에 의해 상대적으로 얻어지는 것으로, 다른 동력을 이용하고 있지 않기 때문에 교반 기구의 구성이 간단해진다고 하는 이점이 있다. 혼합조(32) 내에 있어서 슬러리와 첨가액을 혼합시키는 독립된 교반 기구를 설치하는 구성을 채용하는 것도 가능하지만, 이 경우에는 교반 부재를 회전시키는 동력원이 별도로 필요해지기 때문에, 본 CMP 장치(10)보다도 구성이 복잡해지게 된다.
지금까지 본 발명의 바람직한 실시 형태에 대해서 설명하였지만, 본 발명의 범위는 전술한 것에 한정되지 않는다. 예컨대, 전술한 실시 형태에 있어서, 정반은반도체 기판을 피연마면이 상측을 향하도록 유지하고, 연마 패드는 반도체 기판의 피연마면(상면)에 상측으로부터 접촉하도록 되어 있었지만, 이것과는 반대로, 정반이 반도체 기판을 피연마면이 하측을 향하도록 유지하고, 연마 패드는 반도체 기판의 피연마면(하면)에 하측으로부터 접촉하도록 되어 있어도 좋다. 그러나, 이러한 구성에서, 슬러리 및 첨가액을 연마 헤드 유지체(40) 내의 양 액유로(44, 45) 및 연마 헤드(30) 내의 혼합액 공급로(34)를 지나서 연마 패드(36)의 외부로 공급하기 위해서는 중력에 거스를 만큼의 강력한 압송력이 필요해진다.
또한, 상기 양 실시 형태에 있어서는, 연마 헤드를 수직축 둘레로 회전시키는 것 이외에 반도체 기판을 유지하는 정반도 회전시키는 구성이었지만, 반도체 기판의 피연마면을 연마하기 위해서는 반도체 기판과 연마 헤드(연마 패드)가 상대적으로 이동하고 있으면 좋기 때문에, 정반은 반드시 회전하고 있지 않아도 좋다. 또한, 사용하는 슬러리는 산화세륨 이외에도 알루미나나 실리카 등을 사용할 수 있다. 더욱이, 복수종의 첨가제를 슬러리에 혼합하여 사용하는 것이라도, 본 발명은 적용 가능하다.
다음에, 본 발명에 따른 반도체 디바이스의 제조 방법의 실시 형태에 대해서 설명한다. 도 4는 반도체 디바이스의 제조 프로세스를 도시하는 흐름도이다. 반도체 제조 프로세스를 스타트하면, 우선 단계 S200에서 다음에 열거하는 단계 S201∼S204 중에서 적절한 처리 공정을 선택하여, 어느 한 단계로 진행한다. 여기서, 단계 S201은 웨이퍼의 표면을 산화시키는 산화 공정이다. 단계 S202는 CVD 등에 의해 웨이퍼 표면에 절연막이나 유전체막을 형성하는 CVD 공정이다. 단계 S203은 웨이퍼에 전극을 증착 등에 의해 형성하는 전극 형성 공정이다. 단계 S204는 웨이퍼에 이온을 주입하는 이온 주입 공정이다.
CVD 공정(S202) 혹은 전극 형성 공정(S203) 후에 단계 S205로 진행한다. 단계 S205는 CMP 공정이다. CMP 공정에서는 본 발명에 따른 연마 장치에 의해 층간 절연막의 평탄화나 반도체 디바이스 표면의 금속막의 연마, 유전체막의 연마에 의한 다마신(damascene)의 형성 등이 행해진다.
CMP 공정(S205) 혹은 산화 공정(S201) 후에 단계 S206으로 진행한다. 단계 S206은 포토리소그래피 공정이다. 이 공정에서는 웨이퍼로의 레지스트 도포, 노광 장치를 이용한 노광에 의한 웨이퍼로의 회로 패턴의 베이킹, 노광한 웨이퍼의 현상이 행해진다. 더욱이, 다음 단계 S207은 현상한 레지스트상 이외의 부분을 에칭에 의해 깎고, 그 후 레지스트 박리가 행해지며, 에칭이 끝나 불필요해진 레지스트를 제거하는 에칭 공정이다.
다음에, 단계 S208에서 필요한 전공정이 완료되었는지를 판단하고, 완료되지 않았으면 단계 S200으로 되돌아가, 이전 단계를 반복하여 웨이퍼 상에 회로 패턴이 형성된다. 단계 S208에서 전공정이 완료되었다고 판단되면 종료가 된다.
본 발명에 따른 반도체 디바이스 제조 방법에서는, CMP 공정에 있어서 본 발명에 따른 연마 장치를 이용하고 있기 때문에, CMP 공정의 작업 처리량이 향상된다. 이에 따라, 종래의 반도체 디바이스 제조 방법에 비하여 저비용으로 반도체 디바이스를 제조할 수 있다고 하는 효과가 있다. 또, 상기 반도체 디바이스 제조 프로세스 이외의 반도체 디바이스 제조 프로세스의 CMP 공정에 본 발명에 따른 연마장치를 이용하여도 좋다. 또한, 본 발명에 따른 반도체 디바이스 제조 방법에 의해 제조된 반도체 디바이스에서는, 높은 작업 처리량으로 제조되기 때문에, 저비용의 반도체 디바이스가 된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 연마 장치에 의하면, 슬러리와 첨가액은 피연마물의 피연마면에 공급되기 직전에 혼합하게 된다. 이 때문에 종래의 연마 장치에 비하여 첨가액의 효과가 충분히 발휘되어 피연마물의 연마 정밀도를 향상시킬 수 있다. 또한, 혼합된 슬러리와 첨가액의 혼합액은 연마 패드로부터 튀어나온 후에는 연마 헤드의 회전에 의한 원심력에 의해 방사상으로 비산하지만, 본 발명에 따른 연마 장치에서는, 연마 헤드 내의 혼합액의 통로인 혼합액 공급로가 연마 패드의 중심 위치 근방으로 개구하고 있기 때문에, 상기 혼합액을 피연마물의 피연마면 전역에 남김없이 골고루 미치도록 하는 것이 가능하다.
또한, 이상과 같이 하여 구성되는 연마 장치를 반도체 웨이퍼의 표면을 연마 가공하는 공정에 이용하여 반도체 디바이스 제조 방법을 구성함으로써, 고정밀도의 반도체 디바이스를 높은 작업 처리량 또한 높은 수율로 제조할 수 있으므로, 저비용으로 양질의 반도체 디바이스를 제조할 수 있다. 또한, 이에 따라 양질의 반도체 디바이스를 저비용으로 제공할 수 있다.

Claims (7)

  1. 피연마물을 유지하는 정반과, 상기 정반에 유지된 상기 피연마물의 피연마면과 대향하는 면에 연마 패드가 부착된 연마 헤드를 가지며, 상기 연마 패드를 상기 피연마물의 피연마면에 접촉시켜 상기 피연마면의 연마를 행하는 연마 장치에 있어서,
    상기 연마 헤드에 슬러리를 공급하는 슬러리 공급 기구와,
    상기 슬러리에 첨가되는 첨가액을 상기 연마 헤드에 공급하는 첨가액 공급 기구와,
    상기 연마 헤드의 내부에 설치되고, 상기 슬러리 공급 기구로부터 공급된 슬러리와 상기 첨가액 공급 기구로부터 공급된 첨가액을 혼합하여 상기 연마 패드의 회전 중심 위치 근방에 위치한 개구로부터 상기 연마 패드의 외부로 공급하는 혼합액 공급부
    를 구비한 것을 특징으로 하는 연마 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 연마 헤드는 연마 헤드 유지체에 의해 회전 가능하게 유지되고,
    상기 연마 헤드 또는 상기 연마 헤드 유지체 중 어느 한쪽에 설치된 교반 부재가 상기 혼합액 공급부 내에 위치하고 있는 것을 특징으로 하는 연마 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 교반 부재는 돌기형 혹은 나선홈형의 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 연마 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 연마 헤드는 연마 헤드 유지체에 의해 회전 가능하게 유지되고,
    상기 혼합액 공급부는 상기 연마 헤드 및 상기 연마 헤드 유지체 사이의 공간에 의해 형성되며, 상기 공간을 형성하는 상기 연마 헤드 및 상기 연마 헤드 유지체 중 적어도 일부의 내벽에 돌기형 혹은 나선홈형의 교반 부재가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 연마 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 정반은 상기 피연마물을 상기 피연마면이 상측을 향하 도록 유지하고, 상기 연마 패드는 상기 피연마물에 상측으로부터 접촉하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 연마 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 피연마물은 반도체 웨이퍼인 것을 특징으로 하는 연마 장치.
  7. 제6항에 기재한 연마 장치를 이용하여 반도체 웨이퍼의 표면을 연마 가공하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 디바이스 제조 방법.
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