KR20050012661A - 연마패드 형성방법및 연마패드 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 연마패드 형성방법및 연마패드 구조를 개시한다. 개시된 발명은 화학적기계연마장비의 연마패드를 제공하는 단계; 상기 연마패드 표면에 홀과 상기 홀보다 큰 깊이를 지닌 그루우브를 규칙적으로 형성하는 단계를 포함하여 구성되어, 화학적기계연마장비의 연마패드 표면에 홀과 그루우브를 규칙적으로 형성함으로써 상기 연마패드를 이용하는 화학적기계연마공정의 특성을 향상시킬 수 있는 것이다.

Description

연마패드 형성방법및 연마패드 구조{Method for forming polishing pad and structure of polishing pad}

본 발명은 연마패드 형성방법및 연마패드 구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 화학적기계연마공정에서 사용되는 연마패드에 홀과 그루우브를 규칙적으로 형성함으로써 화학적기계연마공정의 특성을 향상시키는 연마패드 형성방법에 관한 것이다.

일반적으로, 화학적기계연마(CMP : Chemical Mechanical Polishing)공정은 슬러리(slurry)에 의한 화학 반응과 연마패드에 의한 기계적 가공이 동시에 이루어지는 평탄화 공정이다.

이러한 화학적기계연마공정은 평탄화를 위해 이용되어져 왔던 기존의 리플로우(reflow) 또는 에치-백(etch-back) 공정 등과 비교해서 글로벌(global) 평탄화를 얻을 수 있으며 저온에서 수행 가능하다는 잇점을 지닌다.

또한, 상기 화학적기계연마공정은 표면 평탄화를 위해 제안된 것이지만, 반도체 소자의 고집적화에 따라 최근에는 에스티아이(STI : Shallow Trench Isolation) 공정에서의 트렌치 매립 산화막 식각, 자기정렬콘택(self-aligned contact) 공정에서의 폴리실리콘막 식각 및 금속배선 공정에서의 금속막 식각 공정 등에 이용되고 있으며, 점차 그 이용 분야가 확대되고 있는 추세이다.

이와 같은 화학적기계연마공정에 따르면, 표면에 연마패드가 부착된 플래튼(platen)상에 연마대상층을 구비한 웨이퍼가 상기 연마대상층이 연마패드와 접촉하도록 배치된 후, 연마패드에 슬러리가 뿌려지면서 연마헤드의 회전에 따라 웨이퍼가 회전되고, 아울러, 플래튼이 회전되어 상기 연마대상층에 대한 연마가 행해진다.

한편, 상기 화학적기계연마공정에 사용되는 상기 연마패드는 폴리우레탄 재질로 연마패드를 제작할 때에 발포제를 넣어 포어(pore)를 지니는 구조로 되어있다. 이 후, 상기 연마패드 표면에 그루우브(groove)를 형성시킨다.

이러한 종래의 화학적기계연마공정에서의 연마패드 특성을 도 1a 및 도 1c를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 1a는 상기 연마패드(17)에 형성된 오우픈 포어(open pore)(15)와 클로즈 포어(close pore)(13) 그리고 그루우브(groove)(11)를 도시한 것이다.

이 때, 상기 연마패드(17)표면의 상기 오우픈 포어(15)와 상기 그루우브(11)는 상기 슬러리(19)를 함유하는 역활을 수행한다.

그러나, 상기 종래기술에 따른 화학적기계연마공정에 따르면, 도 1b에서와 같이, 상기 연마패드로 연마를 진행함에 따라 오우픈 포어(open pore)와 그루우브에 슬러리가 끼어 고착된다.

상기 오우픈 포어는 상기 화학적기계연마공정에서 글레이징(glazing) 효과를 나타내게 되어 상기 연마패드의 연마율을 감소시킨다.

따라서, 도 1c에서와 같이, 다이아몬드 그릿을 지닌 컨디셔너 디스크를 이용하여 상기 패드표면을 기계적으로 마모시켜 패드내부의 클로즈 포어(close pore)를 오우픈(open)시킨다.

이로 인하여 상기 연마패드에 일정한 연마율을 유지시키지만 패드의 마모로 인하여 수명이 짧아지는 단점이 있다.

이에 본 발명은 상기 종래기술의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 화학적기계연마공정에서 사용되는 연마패드 표면에 홀과 그루우브를 규칙적으로 형성하여 홀이 상기 포어의 역활을 수행하게 하여 종래의 기술에서와 같이 포어에 슬러리가 고착되어 이를 컨디셔닝에 의해 제거할 필요가 없어지기 때문에 상기 종래기술에 비하여 화학적기계연마공정에서의 컨디셔닝 시간을 줄이거나 생략할 수 있게 하여 화학적기계연마공정특성을 개선시키는 연마패드 형성방법및 연마패드 구조를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1a 및 도 1c는 종래의 화학적기계연마공정의 연마패드특성을 설명하기 위한 공정단면도.

도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따른 화학적기계연마공정의 연마패드 형성방법을 설명하기 위한 도면.

<도면의 주요부분에 대한 기호의 설명>

22 : 홀

24 : 그루우브

26 : 연마패드

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 연마패드 형성방법은

화학적기계연마장비의 연마패드를 제공하는 단계;

상기 연마패드 표면에 홀과 상기 홀보다 큰 깊이를 지닌 그루우브를 규칙적으로 형성하는 단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 연마패드 구조는 연마패드 표면에 규칙적으로 형성된 홀과 상기 홀보다 큰 깊이를 지닌 그루우브를 포함하는 것을 특징으로 한다.

(실시 예)

이하, 본 발명에 따른 연마패드 형성방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따른 연마패드 형성방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 2a에 도시된 바와 같이, 화학적기계연마(CMP)공정을 진행하는 경우에 사용되는 연마패드(26)상부에 홀(22)과 그루우브(24)를 규칙적으로 형성한다.

이 때, 상기 홀(22)과 그루우브(24)를 형성할 때 홀의 넓이를 100 ~ 300 um으로 하며 깊이를 300 ~ 500 um으로 한다.

또, 상기 홀과 홀 사이의 간격을 100 ~ 300 um으로 하고 상기 홀과 상기 그루우브의 간격을 100 ~ 300 um으로 하며, 상기 그루우브의 넓이는 200 ~ 400 um으로 하고 상기 그루우브의 깊이는 300 ~ 700 um으로 한다.

도 2b는 상기 도 2a의 평면도이다.

상기에서 설명한 바와같이, 본 발명에 따른 연마패드 형성방법및 연마패드 구조에 의하면, 화학적기계연마장비의 연마패드표면에 홀과 그루우브를 규칙적인 배열로 형성함으로써 상기 홀이 종래의 화학적기계연마공정의 연마패드의 포어역활을 하게되어 종래기술에서와 같이 상기 포어에 슬러리가 고착되어 이를 컨디셔닝에 의해 제거할 필요가 없어지기 때문에 기존에 비하여 연마패드 컨디셔닝시간을 줄일 수 있으며 연마패드 수명을 향상시킬 수 있다.

또한, 화학적기계연마공정에서 컨디셔너 디스크가 필요하지 않게 되기때문에 화학적기계연마공정비용의 절반이상을 차지하는 연마패드와 디스크 비용을 줄일 수 있어 상기 화학적기계연마공정비용의 원가절감에 유리할 수 있다.

한편, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경실시가 가능할 것이다.

Claims (9)

1. 화학적기계연마장비의 연마패드를 제공하는 단계;

   상기 연마패드 표면에 홀과 상기 홀보다 큰 깊이를 지닌 그루우브를 규칙적으로 형성하는 단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 연마패드 형성방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 홀의 넓이는 100 ~ 300 um으로 하는 것을 특징으로 하는 연마패드 형성방법.
3. 제 1항에 있어서, 상기 홀사이의 간격은 100 ~ 300 um으로 하는 것을 특징으로 하는 연마패드 형성방법.
4. 제 1항에 있어서, 상기 홀과 상기 그루우브의 간격은 300 ~ 500 um으로 하는 것을 특징으로 하는 연마패드 형성방법.
5. 제 1항에 있어서, 상기 홀의 깊이는 300 ~ 500 um으로 하는 것을 특징으로 하는 연마패드 형성방법.
6. 제 1항에 있어서, 상기 그루우브의 넓이는 200 ~ 400 um으로 하는 것을 특징으로 하는 연마패드 형성방법.
7. 제 1항에 있어서, 상기 그루우브의 깊이는 300 ~ 700 um으로 하는 것을 특징으로 하는 연마패드 형성방법.
8. 제 1항에 있어서, 상기 홀의 모양을 원통형으로 하는 것을 특징으로 하는 연마패드 형성방법.
9. 연마패드상에 홀과 상기 홀보다 큰 깊이를 지닌 그루우브로 이루어진 연마패드 구조.