KR20050055531A

KR20050055531A - Method for polishing a silicon wafer

Info

Publication number: KR20050055531A
Application number: KR1020030088753A
Authority: KR
Inventors: 정지형
Original assignee: 주식회사 실트론
Priority date: 2003-12-08
Filing date: 2003-12-08
Publication date: 2005-06-13

Abstract

종래 기술의 문제점인 에지롤오프 현상이 일어나는 원인을 제거하여 평탄한 웨이퍼를 생산할 수 있는 연마 방법을 제공하려는 것이다.It is to provide a polishing method capable of producing a flat wafer by eliminating the cause of the edge rolloff phenomenon, which is a problem of the prior art.

종래 기술에서 에지롤오프를 일으키는 원인으로서 웨이퍼를 패드에 접촉되게 하는 웨이퍼 캐리어의 두께를 목표로 하는 웨이퍼 두께보다 캐리어의 두께가 50㎛ 정도 얇은 것을 발견하고, 이점을 개선한 것이다. In the prior art, it is found that the thickness of the carrier is about 50 µm thinner than the target thickness of the wafer carrier, which causes the wafer to come into contact with the pad as the cause of the edge rolloff, thereby improving the advantages.

그래서 본 발명에서는 이 캐리어의 두께를 목표로 하는 웨이퍼의 두께와 같게 하거나 5㎛ 정도만 낮게 하는 방법으로 웨이퍼 연마시 발생되는 에지롤오프 현상을 제거하였다. Therefore, in the present invention, the edge roll-off phenomenon generated during wafer polishing was eliminated by a method in which the thickness of the carrier is equal to the thickness of the wafer to be lowered or only about 5 μm.

Description

Method for polishing a silicon wafer

본 발명은 웨이퍼 연마 방법에 관한 것으로서, 특히 웨이퍼의 에지 부분에서 평탄도가 악화되는 것을 방지하기 위한 웨이퍼 연마 방법에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wafer polishing method, and more particularly, to a wafer polishing method for preventing flatness from deteriorating at an edge portion of a wafer.

웨이퍼는 잉곳을 절단한 다음 절단시의 손상과 평탄도를 좋게 하기 위하여 연마 공정을 거치게 된다.The wafer is cut through the ingot and then subjected to a grinding process to improve the damage and flatness of the cut.

연마공정에서는 연마 패드와 웨이퍼의 상호 운동에 의하여 웨이퍼가 기계적 및 화학적 식각이 진행되게 된다. In the polishing process, the wafer is mechanically and chemically etched by the mutual movement of the polishing pad and the wafer.

일반적으로 연마 장치에서 연마패드는 여러 장의 웨이퍼를 연마할 수 있도록 웨이퍼의 면적보다 매우 크게 되어 있다.In general, in a polishing apparatus, a polishing pad is made larger than an area of a wafer so that a plurality of wafers can be polished.

이러한 종래의 연마패드를 사용하여 웨이퍼를 연마하면 웨이퍼의 가장자리 부분이 다른 부분보다 많이 식각 되어 도1에서 보인 바와 같이 두께가 얇아지고 에지 부근에서의 평탄도(Flatness)가 매우 악화되는 경향이 있다.When the wafer is polished using such a conventional polishing pad, the edge portion of the wafer is etched more than other portions, so that the thickness becomes thinner and flatness near the edge tends to be very deteriorated as shown in FIG.

도4에서 왼편에서 보인 웨이퍼의 화살표에 따라 전체 직경에 대한 두께를 측정하면 오른편 그래프에서 보인 바와 같이, 가장자리 부위에서는 많이 식각 되어 두께의 차이가 크게 되는 것이 발견되었다.When the thickness of the entire diameter was measured according to the arrow of the wafer shown on the left side in FIG.

이렇게 연마 공정에서 에지롤오프(Edge Roll-off) 발생되는 원인을 알기가 매우 어려웠다. 이렇게 되는 원인으로는 패드의 재질에 따른 강도, 패드를 웨이퍼에 가압하는 힘의 크기, 패드와 웨이퍼의 상대적인 운동 방향과 속도, 패드에 의하여 웨이퍼에 전달되는 슬러리의 화학적인 성질, 정반의 형태 등 여러 가지로 많은 인자들이 있지만 어느 인자가 뚜렷하게 큰 영향을 미치는 것인지 확인되지 아니하였다.As such, it was very difficult to know the cause of edge roll-off in the polishing process. This can be caused by the strength of the pad material, the magnitude of the force pushing the pad onto the wafer, the relative direction and speed of the pad and wafer movement, the chemical properties of the slurry transferred to the wafer by the pad, and the shape of the surface plate. There are many factors, but it is not known which factors have a significant effect.

종래 기술에서 에지롤오프 현상을 일으키는 원인 중 가장 큰 영향을 미치는 인자에 대하여 많은 실험으로 조사하여 본바, 연마 장치에서 웨이퍼를 패드에 접촉되게 하는 웨이퍼 캐리어의 두께가 문제를 야기할 것이라는 추측을 하게 되었고, 종래 기술에서는 목표로 하는 웨이퍼 두께보다 캐리어의 두께가 50㎛ 정도 얇다는 것을 발견하였다. Many experiments have been conducted on the most influential factors causing edge rolloff in the prior art, and it has been speculated that the thickness of the wafer carrier causing the wafer to contact the pad in the polishing apparatus will cause problems. The prior art has found that the thickness of the carrier is about 50 micrometers thinner than the target wafer thickness.

그래서 본 발명에서는 이 캐리어의 두께를 목표로 하는 웨이퍼의 두께와 같게 하거나 5㎛ 정도만 낮게 하는 방법으로 웨이퍼 연마시 발생되는 에지롤오프 현상을 제거하려는 것이다.Therefore, in the present invention, it is intended to eliminate the edge roll-off phenomenon generated during wafer polishing by a method in which the thickness of the carrier is equal to or less than about 5 μm.

도1 내지 3은 본 발명을 설명하기 위한 양면 연마 장비의 개략도이다. 도1은 양면 연마 장비의 웨이퍼 캐리어 부분의 평면도이고, 도2는 연마 부분의 단면을 도1의 Ⅱ-Ⅱ 절단선에 따른 단면도이고, 도3은 특히 본 발명의 캐리어와 웨이퍼 관계를 설명하기 위한 단면도이다.1 to 3 is a schematic diagram of a double-side polishing equipment for explaining the present invention. 1 is a plan view of a wafer carrier portion of a double-side polishing apparatus, FIG. 2 is a sectional view taken along the line II-II of FIG. 1, and FIG. 3 is a cross-sectional view of the carrier-wafer relationship of the present invention. It is a cross section.

도시한 바와 같은 연마 장비는 상하에 연마패드(21, 23)를 부착하여 회전시키는 정반(20, 24: 연마패드 원판)이 있고, 그 사이에 웨이퍼를 넣어 회전시킴으로써 연마되게 하는 웨이퍼 캐리어기구를 가지고 있다. As shown in the drawing, the polishing equipment has surface plates 20 and 24 for attaching and rotating the polishing pads 21 and 23, respectively, and have a wafer carrier mechanism for polishing by inserting and rotating wafers therebetween. have.

정반(20, 24)은 축(18, 18')에 의하여 각각 회전하도록 구동된다.The surface plates 20 and 24 are driven to rotate by shafts 18 and 18 ', respectively.

웨이퍼캐리어 기구는 웨이퍼를 공전 및 자전시키기 위하여 웨이퍼를 수용하는 원형 관통 홀을 가진 캐리어(12)가 유성기어(13)와 일체로 되어 있고, 유성기어는 선기어(15)와 내접기어(10) 사이에서 서로 치차결합되어 있다. 그래서 캐리어(12)는 내접기어와 선기어의 회전 속도 및 방향에 따라서 자전과 공전의 회전 속도 및 방향이 결정된다. 선기어와 내접기어는 동력원에 연결되어 제어장치에 의하여 제어되도록 되어 있다. 선기어의 회전동력은 축(18')을 이중축 구조로 하여 내부에 설치한 것으로 도시되어 있지만 축(18)에 설치할 수도 있고, 내접기어(10)는 벨트 또는 구동롤러를 외주부에 접촉시키며 회전동력을 전달할 수가 있다. In the wafer carrier mechanism, a carrier 12 having a circular through hole for receiving a wafer to revolve and rotate the wafer is integrated with the planetary gear 13, and the planetary gear is formed between the sun gear 15 and the internal gear 10. Are geared to each other at. Therefore, the rotation speed and direction of the rotation and the revolution of the carrier 12 are determined according to the rotation speed and direction of the internal gear and the sun gear. The sun gear and the internal gear are connected to a power source and controlled by the control device. The rotational force of the sun gear is shown as being installed inside the shaft 18 'with a dual shaft structure, but may also be installed on the shaft 18, the internal gear 10 is in contact with the outer peripheral portion of the belt or drive roller to rotate the rotational power Can be passed.

이러한 장치에서는 연마 패드(21, 23)에 슬러리가 도포되어 회전하고, 그 사이에 웨이퍼(14)가 캐리어에 안치되어 공전 및 자전하게 되어서 연마 패드와 웨이퍼가 서로 압착되면서 상호 운동을 하게 되어 웨이퍼 표면이 연마되게 된다.In such an apparatus, a slurry is applied to the polishing pads 21 and 23 and rotated therebetween, and the wafer 14 is placed in the carrier and revolves and rotates so that the polishing pad and the wafer are squeezed together to mutually move the wafer surface. This will be polished.

본 발명자는 웨이퍼의 연마시에 에지롤오프가 발생되는 문제점을 해결하기 위하여 캐리어의 두께를 조절함으로써 에지롤오프 현상을 방지하였다.The present inventors prevented the edge rolloff phenomenon by adjusting the thickness of the carrier in order to solve the problem that the edge rolloff occurs when polishing the wafer.

본 발명의 방법은 연마 패드와 웨이퍼 캐리어를 가진 연마기에서 웨이퍼 캐리어의 두께를 목표로 하는 웨이퍼의 두께와 같게 하거나 5㎛ 이하로 작게 하여서 연마 장치를 세팅한다.The method of the present invention sets the polishing apparatus in a polishing machine having a polishing pad and a wafer carrier, such that the thickness of the wafer carrier is equal to or smaller than the thickness of the target wafer.

이 때 연마기는 양면 연마기를 사용하거나 단면 연마기를 사용하여도 된다.At this time, the polishing machine may use a double-side polishing machine or a single-side polishing machine.

즉 도3에서 구체적으로 보인 바와 같이, 웨이퍼(14)의 연마 후 최종 목표치 두께와 같거나 5㎛ 정도가 낮은 두께의 캐리어를 사용하는 것이다. 이것을 수식으로는,That is, as specifically shown in Figure 3, after the polishing of the wafer 14, the carrier having a thickness equal to or less than about 5㎛ the final target value thickness is used. With this formula,

H ≤ 0∼5 ㎛, 또는 Dc = Dw - H,H ≦ 0-5 μm, or Dc = Dw−H,

즉 Dc = Dw - (0∼5 ㎛) 로 나타낼 수가 있다.That is, Dc = Dw-(0-5 micrometers) can be represented.

다음에는 연마 패드에 접촉되어 연마될 웨이퍼를 안치시키고 소정의 시간만큼 연마하게 되면 매우 평탄한 웨이퍼가 얻어진다.Next, when the wafer to be polished in contact with the polishing pad is placed and polished for a predetermined time, a very flat wafer is obtained.

이렇게 연마하여 얻은 웨이퍼를 측정하여 본 바, 도 5에서 보인 바와 같이 종래의 기술로 연마하였을 때 (도4 참조) 보다 훨씬 평탄도가 개선되어 있음을 알 수 있었다. 이 결과로부터 연마시간을 최적의 상태로 조절하면 더욱 평탄한 웨이퍼를 생산하는 것도 가능함을 알 수 있다. As a result of measuring the wafer thus obtained, as shown in FIG. 5, it was found that the flatness was much improved than when polished by the conventional technique (see FIG. 4). From this result, it can be seen that it is possible to produce a more flat wafer by adjusting the polishing time to an optimum state.

따라서 본 발명의 연마 방법을 사용하면 에지롤오프 현상을 방지할 수가 있어서 지속적으로 고품질을 요구하는 반도체 디바이스 제조 회사의 요구에 대응하는 고품질 웨이퍼를 생산하여 공급할 수가 있다.Therefore, by using the polishing method of the present invention, the edge roll-off phenomenon can be prevented, and a high-quality wafer can be produced and supplied in response to the demand of the semiconductor device manufacturing company which continuously demands high quality.

도1은 양면 연마 장비의 웨이퍼 캐리어 부분의 평면도이고, 1 is a plan view of a wafer carrier portion of a double-side polishing equipment,

도2는 연마 부분의 단면을 도1의 Ⅱ-Ⅱ 절단 선에 따른 단면도이고,FIG. 2 is a cross sectional view taken along the line II-II of FIG.

도3은 특히 본 발명의 캐리어와 웨이퍼 관계를 설명하기 위한 단면도이다.3 is a cross-sectional view for explaining the carrier-wafer relationship of the present invention in particular.

도4는 종래의 캐리어를 사용하여 웨이퍼를 연마한 경우의 웨이퍼를 직경으로 절단하여 단면의 두께를 측정한 그래프이다.4 is a graph in which the thickness of the cross section is measured by cutting a wafer into a diameter when the wafer is polished using a conventional carrier.

도5는 본 발명의 캐리어를 사용하여 웨이퍼를 연마한 경우의 웨이퍼를 직경으로 절단하여 단면의 두께를 측정한 그래프이다.5 is a graph in which the thickness of the cross section is measured by cutting the wafer into diameters when the wafer is polished using the carrier of the present invention.

Claims

A method of polishing a wafer using a polishing machine having a polishing pad and a wafer carrier,

A wafer polishing method characterized by polishing a wafer carrier in contact with a polishing pad to settle a wafer to be polished using a wafer carrier having a thickness equal to or greater than 5 μm after the polishing.

The method of claim 1,

The polishing machine is a wafer polishing method, characterized in that for polishing the wafer using any one or a single-side polishing machine.