KR20050002083A - 화학적 기계적 연마 후 세정 공정 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 화학적 기계적 연마 후 세정 공정 방법에 관한 것으로, 화학적 기계적 연마를 실시한 후 반도체 기판에 형성된 패턴이 아래를 향하도록 한 상태에서 세정 공정을 실시하여 단차와 연마 입자의 크기에 상관없이 모든 연마 입자를 반도체 기판의 표면으로부터 완전하게 제거할 수 있다.
Description
본 발명은 화학적 기계적 연마 후 세정 공정 방법에 관한 것으로, 특히 화학적 기계적 연막 공정을 실시한 후에도 반도체 기판 상에 잔류하는 연마 입자를 제거하기 위한 화학적 기계적 연마 후 세정 공정 방법에 관한 것이다.
반도체 기판의 표면을 평탄화하기 위하여 화학적 기계적 연마(Chemical Mechanical Polishing)를 실시하여도 반도체 기판의 표면에는 국부적으로 단차가 존재하며, 반도체 기판의 표면에는 수많은 연마 입자가 잔류된다. 이러한 연마 입자를 제거하기 위하여 세정 공정을 실시한다.
세정 공정은 산성이나 알카리성 화학 약품을 사용한 화학적인 제거 방법으로 실시되는 것이 일반적이다. 하지만, 효과적인 여남 입자 제거를 위해서는 화학적인 방법을 사용하기 전에 특별한 연마 패드(예를 들면, 버핑 패드) 상에서 탈이온화수를 흘려보내면서 화학적 기계적 연마와 동일한 방법으로 반도체 기판과 연마 패드를 회전시키며 기계적인 방법으로 연마 입자를 제거하는 방법이 추가되기도 한다.
화학적인 방법에 있어서도 화학 약품만으로 산화물인 연마 입자 자체를 용해시켜 제거하지 않고 부드러운 부러쉬 같은 것을 반도체 기판과 접촉시키는 기계적 방법이 병행되어야 한다.
도 1a 및 도 1b는 종래 기술에 따른 세정 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 1a를 참조하면, 화학적 기계적 연마가 실시하더라도 반도체 기판(101)의 표면에는 패턴(102) 국부적으로 단차(103)가 잔존하며, 일반적으로 세정 공정 시 반도체 기판(101) 상에 형성된 패턴(102)들이 위나 옆으로 향하도록 반도체 기판(101)이 세정 장비 내부로 장착된다. 이때, 반도체 기판(101) 상에 형성된 패턴(102)들이 위로 향하도록 장착되면, 단차(103)보다 큰 연마 입자(104a)들은 세정공정에 의해 용이하게 제거되지만, 단차(103)보다 작은 연마 입자(104b)들은 패턴(102) 사이에 갇혀서 쉽게 제거되지 않고 잔류하게 된다.
도 1b를 참조하면, 반도체 기판(101) 상에 형성된 패턴(102)들이 옆으로 향하도록 장착되는 경우에도, 단차(103)보다 작은 크기의 연마 입자(104b)는 화학적 기계적 연마 후에도 단차(103) 내에 잔존할 수 있으며, 이러한 연마 입자는 후속 공정의 오염원으로 작용할 수 있다.
결국, 단차가 존재하는 패턴 지역에서는 연마 입자가 효과적으로 제거되지 않아 후속 공정의 오염원으로 작용할 수 있기 때문에, 공정의 신뢰성 및 소자의 전기적 특성이 저하될 수 있다.
이에 대하여, 본 발명에서 제시하는 화학적 기계적 연마 후 세정 공정 방법은 화학적 기계적 연마를 실시한 후 반도체 기판에 형성된 패턴이 아래를 향하도록 한 상태에서 세정 공정을 실시하여 단차와 연마 입자의 크기에 상관없이 모든 연마 입자를 반도체 기판의 표면으로부터 완전하게 제거할 수 있다.
도 1a 및 도 1b는 종래 기술에 따른 세정 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 세정 공정 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
101, 201 : 반도체 기판 102, 202 : 패턴
103, 203 : 단차 104a, 204a : 큰 연마 입자
104b, 204b : 작은 연마 입자
본 발명의 실시예에 따른 화학적 기계적 연마 후 세정 공정 방법은 단차 발생면이 아래를 향하도록 반도체 기판을 세정 장비에 장착하는 단계, 및 세정 공정을 실시하는 단계를 포함한다.
상기에서, 세정 공정은 패턴이 형성된 반도체 기판의 전면부를 항상 탈이온화수와 세정 용액에 노출시킨 상태에서 실시한다.
또한, 세정 공정은 기계적 방법, 화학적 방법 또는 이들을 혼합한 방법으로 실시한다. 여기서, 기계적 방법은 탈이온화수를 사용하여 실시하며, 연마 패스 상에서 압력을 인가하고 패드와 반도체 기판을 회전시키면서 실시할 수 있다. 이때, 패드와 반도체 기판의 회전 속도는 10 내지 500rpm으로 설정할 수 있다.
화학적 방법은 산성 용액과 알카리 용액을 단독으로 사용하거나 혼합한 용액을 사용하여 실시하며, 반도체 기판에 기계적인 압력을 가하고 반도체 기판을 회전시키면서 실시할 수 있다. 이때, 압력은 0.1 내지 10psi로 설정하고, 회전 속도는 10 내지 100rpm으로 설정할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 상술하는 실시예에 한정되는 것은 아니다. 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명의 범위는 본원의 특허 청구 범위에 의해서 이해되어야 한다.
한편, 어떤 막이 다른 막 또는 반도체 기판의 '상'에 있다라고 기재되는 경우에 상기 어떤 막은 상기 다른 막 또는 반도체 기판에 직접 접촉하여 존재할 수 있고, 또는 그 사이에 제3의 막이 개재되어질 수도 있다. 또한 도면에서 각 층의두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되었다. 도면 상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 세정 공정 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 2a를 참조하면, 화학적 기계적 연마를 실시한 후에도 패턴(202)에 의해 국부적으로 단차(203)가 잔류되는 반도체 기판(201)을 세정 장비에 장착한다. 이때, 패턴(102)에 의해 단차(203)가 발생된 면이 아래를 향하도록 세정 장비에 장착한다. 이후, 세정 공정을 실시한다. 이렇게, 단차 발생면을 아래로 향하도록 한 상태에서 세정 공정을 실시하면, 단차(203)보다 큰 연마 입자(204a) 뿐만 아니라, 작은 연마 입자(204b)도 패턴(202) 사이에 갇히지 않고 중력 작용에 의하여 용이하게 제거된다.
한편, 세정 공정은 패턴이 형성된 전면부를 항상 탈이온화수와 세정 용액에 노출시킨 상태에서 실시하며, 기계적 방법, 화학적 방법 또는 이들을 혼합한 방법으로 실시할 수 있다. 여기서, 기계적 방법은 탈이온화수를 사용하여 실시하며, 연마 패스 상에서 압력을 인가하고 패드와 반도체 기판을 회전시키면서 실시할 수 있다. 이때, 패드와 반도체 기판의 회전 속도는 10 내지 500rpm으로 설정하는 것이 바람직하다. 그리고, 화학적 방법은 산성 용액과 알카리 용액을 단독으로 사용하거나 혼합한 용액을 사용하여 실시할 수 있으며, 반도체 기판에 기계적인 압력을 가하고 반도체 기판을 회전시키면서 실시할 수도 있다. 이때, 압력은 0.1 내지 10psi로 설정하고, 회전 속도는 10 내지 100rpm으로 설정하는 것이 바람직하다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 화학적 기계적 연마를 실시한 후 반도체 기판에 형성된 패턴이 아래를 향하도록 한 상태에서 세정 공정을 실시하여 단차와 연마 입자의 크기에 상관없이 모든 연마 입자를 반도체 기판의 표면으로부터 완전하게 제거할 수 있다.
Claims (8)
- 단차 발생면이 아래를 향하도록 반도체 기판을 세정 장비에 장착하는 단계;세정 공정을 실시하는 단계를 포함하는 화학적 기계적 연마 후 세정 공정 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 세정 공정은 패턴이 형성된 상기 반도체 기판의 전면부를 항상 탈이온화수와 세정 용액에 노출시킨 상태에서 실시하는 화학적 기계적 연마 후 세정 공정 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 세정 공정은 기계적 방법, 화학적 방법 또는 이들을 혼합한 방법으로 실시하는 화학적 기계적 연마 후 세정 공정 방법.
- 제 3 항에 있어서,상기 기계적 방법은 탈이온화수를 사용하여 실시하며, 연마 패스 상에서 압력을 인가하고 패드와 상기 반도체 기판을 회전시키면서 실시하는 화학적 기계적 연마 후 세정 공정 방법.
- 제 4 항에 있어서,상기 패드와 상기 반도체 기판의 회전 속도는 10 내지 500rpm인 화학적 기계적 연마 후 세정 공정 방법.
- 제 2 항에 있어서,상기 화학적 방법은 산성 용액과 알카리 용액을 단독으로 사용하거나 혼합한 용액을 사용하여 실시하는 화학적 기계적 연마 후 세정 공정 방법.
- 제 6 항에 있어서,상기 화학적 방법은 상기 반도체 기판에 기계적인 압력을 가하고 상기 반도체 기판을 회전시키면서 실시하는 화학적 기계적 연마 후 세정 공정 방법.
- 제 7 항에 있어서,상기 압력은 0.1 내지 10psi로 설정하고, 상기 회전 속도는 10 내지 100rpm으로 설정하는 화학적 기계적 연마 후 세정 공정 방법.
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