KR20080103911A - 연마 패드 및 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 연마 헤드 또는 플래튼을 요동시키지 않고, 홈 패턴을 갖는 연마 패드를 사용하여 피연마물의 표면을 연마할 수 있는 연마 패드 및 방법을 제공한다.
원형의 연마 패드는 그 표면에 나선 형상의 홈 패턴의 홈을 갖고, 홈 패턴의 중심점은 당해 원형의 연마 패드의 중심점으로부터 오프셋되어 있다. 나선 형상의 홈 패턴의 홈은 아르키메데스의 나선 형상 또는 포물 나선 형상의 홈이다.
홈, 연마 패드, 플래튼, 연마 헤드, 웨이퍼
Description
본 발명은 반도체 디바이스 웨이퍼, 자기 하드 디스크 또는 그 기판 형상체(알루미늄 기판 형상체, 유리 기판 형상체 등), 유리 렌즈, 프리즘, 반사 미러 등의 광학 부품 등 표면에 고정밀도의 평탄성이 요구되는 피연마물의 표면을 연마하기 위해 이용되는 연마 패드 및 방법에 관한 것으로, 특히 반도체 디바이스의 제조에 있어서 웨이퍼의 표면에 형성한 산화막, 금속막 등의 박막의 표면을 평탄화(planarization)하기 위해 이용되는 연마 패드 및 방법에 관한 것이다.
반도체 디바이스 웨이퍼, 자기 하드 디스크 또는 그 기판 형상체(알루미늄 기판 형상체, 유리 기판 형상체 등), 유리 렌즈, 프리즘, 반사 미러 등의 광학 부품 등 표면에 고정밀도의 평탄성이 요구되는 피연마물의 표면은, 일반적으로 액체 중에 지립을 분산시킨 슬러리를 이용하여 경면으로 연마(polishing ; 폴리싱)되어 있다. 또한, 거칠게 연마(wrapping ; 랩핑)한 후에, 폴리싱하는 경우도 있다.
여기서, "연마"는 피연마물을 연마 수단에 압박하거나, 또는 연마 수단을 피연마물에 압박하여 양자를 서로 문지르는 가공의 총칭으로, 상기한 폴리싱 및 랩핑은 이 "연마"에 속하는 것이다.
연마의 형태로서, 고정 지립 연마와 유리(遊離) 지립 연마가 있다.
고정 지립 연마는 연마 수단으로서 지립을 합성 수지에 의해 분산 고정한 것을 사용하는 연마 형태이며, 난가공재에 대해 높은 가공 능률을 발휘하는 것이다. 이 고정 지립 연마는 일반적으로 폴리싱에 이르는 전공정으로서의 랩핑에 이용되고 있다.
지립을 합성 수지에 의해 고정한 연마 수단에는 지립을 분산 고정한 다공질의 연마 패드가 포함된다.
이와 같은 다공질의 연마 패드에는, 예를 들어 직포 또는 부직포 시트에 지립을 분산 고정한 연마 패드, 발포체로 이루어지는 판 형상체(또는 발포체 시트)에 지립을 분산 고정한 연마 패드가 포함된다.
또한, 상기와 같은 지립을 합성 수지에 의해 고정한 연마 수단으로서, 무발포체로 이루어지는 판 형상체(합성 수지로 이루어지는 균질 중실체의 판 형상체)(또는 무발포체 시트)에 지립을 분산 고정한 연마 패드가 사용되고 있다.
고정 지립 연마에서는 피연마물과 연마 수단 사이에 연마액을 개재시켜 피연마물의 표면을 연마하고 있다.
연마액으로서, 액체 중에 지립을 분산시킨 슬러리, 지립을 포함하지 않는 냉각액 또는 윤활액, 피연마물의 표면과 화학적으로 반응하는 약제를 포함한 액체 또는 이 액체 중에 지립을 분산시킨 슬러리가 포함된다.
유리 지립 연마는 피연마물과 연마 수단 사이에 지립을 포함하고 있는 연마액을 개재시켜 피연마물의 표면을 연마하는 연마 형태이며, 일반적으로 폴리싱 등 의 마무리 연마에 이용되는 것이다.
지립을 포함하고 있는 연마액으로서, 액체 중에 지립을 분산시킨 슬러리, 또는 이 슬러리에 피연마물 표면과 화학적으로 반응하는 약제를 첨가한 것이 사용된다.
연마 수단으로서, 지립을 고정하고 있지 않은 다공질의 연마 패드가 사용되고, 이와 같은 다공질의 연마 패드에는, 예를 들어 직포 또는 부직포 시트 및 발포체 패드가 포함된다.
또한, 유리 지립 연마에 이용되는 연마 수단으로서, 무발포체 패드, 즉 합성 수지로 이루어지는 균질 중실체의 판 형상체로 이루어지는 연마 패드가 사용되고 있다.
상기와 같이 표면에 고정밀도의 평탄성이 요구되는 피연마물(예를 들어, 반도체 디바이스 웨이퍼)의 표면은 유리 지립 연마되어 있다.
이하, 대표적으로 반도체 디바이스 웨이퍼의 표면의 연마, 즉 평탄화에 대해서 설명한다.
종래, 반도체 디바이스 웨이퍼(이하, 웨이퍼라 함)의 표면의 평탄화는, 도1의 (A)에 부호 30'로 나타내는 바와 같은 연마 헤드 요동 타입의 연마 장치, 또는 플래튼 요동 타입의 연마 장치(도시하지 않음)를 사용하여 행해지고 있다.
도시한 연마 장치(30')는 원형의 평탄한 표면을 갖는 플래튼(P), 웨이퍼(W)를 보유 지지하고, 플래튼(P)의 표면에 접착된 원형의 연마 패드(20)(다공질의 연마 패드 또는 무발포체 패드)의 표면에 이 웨이퍼(W)의 표면을 압박하는 연마 헤 드(C), 연마 헤드(C)를 플래튼(P)의 반경 방향을 따라 화살표 T로 나타내는 방향으로 왕복 이동(요동 또는 진동)시키기 위한 진동 기구(도시하지 않음), 및 지립을 포함하고 있는 연마액을 연마 패드의 표면에 공급하는 노즐(N)로 구성된다.
연마 패드(20)는 그 중심점(21)이 플래튼(P)의 회전 중심(31)에 일치하도록 플래튼(P)의 표면에 접착된다.
플래튼(P)은 플래튼(P)에 연결한 구동 기구(도시하지 않음)의 작동에 의해, 원형의 플래튼(P)의 회전 중심(31)에 대해 화살표 R 방향으로 회전한다.
또한, 웨이퍼(W)는 연마 헤드(C)의 하면에 설치된 고리 형상의 리테이너링 내에서, 연마 헤드(C)의 회전 중심과 일치하도록 보유 지지되고(특허 문헌 1을 참조), 연마 헤드(C)에 연결한 구동 기구(도시하지 않음)의 작동에 의해 웨이퍼(W)의 중심, 즉 연마 헤드(C)의 회전 중심(32)에 대해 화살표 r 방향으로 회전한다.
연마 패드(20)에 압박되어 있는 웨이퍼(W)의 면 내의[연마 패드(20)에 대한] 상대 속도를 균일화하기 위해, 플래튼(P)과 웨이퍼(W)는 동일한 방향(화살표 R, r로 나타내는 방향)으로 회전한다.
플래튼(P)의 표면에 접착되는 연마 패드(20)로서, 일반적으로 지립을 고정하고 있지 않은 원형의 발포체 또는 무발포체 패드가 사용되고, 연마 패드의 표면에 공급된 연마액의 유동 안정화 등을 위해, 도4에 도시하는 바와 같이, 연마 패드(20)의 표면에는 플래튼(P)의 회전 중심(31)이 통과하는 연마 패드(20)의 중심을 원점(또는 중심점)(21)으로 한 동심원 형상의 홈(22)이 형성되고, 또한 도3의 (A)에 부호 13a로 나타내는 바와 같은 격자 형상의 홈 또는 도3의 (B)에 부호 13b로 나타내는 바와 같은 도트 형상의 구멍이 형성되어 있다(예를 들어, 특허 문헌 3 내지 4 참조).
이와 같이 표면에 홈(22)을 형성한 연마 패드(20)에서는 홈 패턴이 규칙 바르게 형성되어 있기 때문에, 그 홈 패턴의 영향(폴리싱 마크가 발생함)이 웨이퍼(W)의 표면에 나타난다. 이 홈 패턴의 영향을 저감시키기 위해, 연마 헤드(C)를 플래튼(P)의 반경 방향을 따라 왕복 이동(화살표 T로 나타내는 방향)시키거나, 또는 플래튼(P)을 그 반경 방향을 따라 왕복 이동(화살표 T로 나타내는 방향)시키고 있다(예를 들어, 특허 문헌 4 참조).
이 왕복 이동을 일반적으로 "요동" 또는 "진동"이라 부르고 있다. 도시한 예에서는 연마 헤드(C)를 화살표 T의 방향으로 요동시키고 있다. 이 요동의 폭은 일반적으로 연마 패드의 표면에 형성한 홈 패턴의 1 피치 이내로 설정되고, 요동 주파수는 0.01 ㎐ 내지 0.04 ㎐ 정도로, 요동 파형의 제어에는 정현파 또는 사다리꼴 제어가 행해지고 있다.
이와 같이 하여 반도체 디바이스 웨이퍼의 표면이 연마되어 있지만, 상기한 다른 피연마물(예를 들어, 자기 하드 디스크 및 그 기판 형상체)의 표면도 이 반도체 디바이스 웨이퍼의 표면과 마찬가지로, 상기와 같은 연마 헤드 요동 타입 또는 플래튼 요동 타입의 연마 장치를 사용하여 연마되어 있다(즉, 연마 중, 연마 헤드 또는 플래튼이 요동하고 있음).
[특허 문헌 1] 일본 특허 출원 제2006-250205호 공보
[특허 문헌 2] 일본 특허 공개 제2002-200555호 공보
[특허 문헌 3] 일본 특허 공개 제2004-140130호 공보
[특허 문헌 4] 일본 특허 공개 제2006-068853호 공보
상기와 같이, 홈 패턴을 갖고 있는 연마 패드를 사용하면, 이 홈 패턴의 영향이 피연마물의 표면에 미소한 굴곡(불균일)으로 되어 나타난다. 이 영향을 저감시키기 위해, 연마 중에 연마 헤드 또는 플래튼을 요동시키고 있는 것이지만, 연마 중에 연마 헤드 또는 플래튼을 요동시키면, 이 요동에 의해 피연마물이 위치의 어긋남이 있거나, 또는 돌출하여 피연마물을 고정밀도로 연마할 수 없게 될 뿐만 아니라, 피연마물 자체를 파괴할 수도 있다. 또한, 파손은 아니더라도, 홈 패턴의 요동 폭을 필요 이상으로 크게 하면 피연마물의 표면 전체의 균일성이 나빠진다. 또한, 요동 폭의 분만큼 정반의 반경을 크게 할 필요가 발생하고, 장치의 풋프린트가 커진다고 하는 단점도 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 연마 헤드 또는 플래튼을 요동시키지 않고, 홈 패턴을 형성하고 있는 연마 패드를 사용하여 피연마물의 표면을 연마할 수 있는 연마 패드 및 방법을 제공하는 것이다.
<연마 패드>
상기 목적을 달성하는 본 발명의 원형의 연마 패드는 그 표면에 나선 형상의 홈 패턴의 홈을 갖고, 이 홈 패턴의 중심점이 본 발명의 원형의 연마 패드의 중심점으로부터 오프셋되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다. 즉, 연마 패드의 표면에 형성되는 홈 패턴의 중심점을 오프셋함으로써, 연마 중에 연마 패드의 표면에 형성 한 홈 패턴의 홈이 피연마물의 표면 상에서 플래튼의 반경 방향을 따라 이동한다.
상기 나선 형상의 홈 패턴의 홈은 아르키메데스의 나선 형상 또는 포물 나선 형상의 홈인 것이 바람직하다.
오프셋 거리는 원형의 연마 패드의 반경 길이 이하의 범위에 있는 것이 바람직하다.
본 발명의 원형의 연마 패드는 그 표면에 격자 형상의 홈 패턴의 제2 홈을 더 가져도 좋고, 또한 본 발명의 원형의 연마 패드는 그 표면에 도트 형상의 구멍을 더 가져도 좋다.
본 발명의 원형의 연마 패드는 합성 수지로 이루어지는 균질 중실체의 원형의 판 형상체로 적절하게 이루어진다.
<연마 방법>
피연마물 표면을 연마하기 위한 본 발명의 방법은 연마 패드를 접착한 원형의 플래튼을, 회전 중심을 중심으로 하여 회전시키는 공정과, 연마 패드의 표면에 연마액을 공급하는 공정과, 연마 패드의 표면에 피연마물의 표면을 압박하는 공정을 포함한다.
피연마물의 표면의 폭의 길이는 원형의 플래튼의 반경 길이 미만의 범위에 있다. 연마 패드의 표면에 나선 형상의 홈 패턴의 홈이 형성되고, 홈 패턴의 중심점은 회전 중심으로부터 오프셋되어 있다.
연마 패드의 표면에 압박되는 피연마물의 위치는 플래튼의 회전 중심에 대해 일정하다. 즉, 피연마물은 연마 중에 플래튼의 반경 방향을 따라 왕복 이동(진동) 하지 않는다. 한편, 플래튼의 회전 중심으로부터 오프셋되어 있는 중심점을 갖는 상기한 홈 패턴의 홈은 피연마물의 표면 상에서 플래튼의 반경 방향을 따라 이동하는 것이다.
본 발명이 이상과 같이 구성되므로 이하와 같은 효과를 발휘한다.
연마 패드의 표면에 형성되는 홈 패턴의 중심점이, 플래튼의 회전 중심으로부터 오프셋되어 있으므로, 연마 중에 피연마물이 원형의 연마 패드의 반경 방향을 따라 왕복 이동하지 않아도, 연마 패드의 표면에 형성한 홈 패턴의 홈이 피연마물의 표면 상을 연마 패드의 반경 방향을 따라 이동한다. 그 결과, 피연마물에 굴곡(불균일)이 감소하고, 또한 표면 전체의 균일성이 향상된다.
<연마 패드>
도2의 (A)는 동심원 형상의 홈 패턴의 홈(12a)을 표면에 갖는 원형의 연마 패드(10a)를, 도2의 (B)는 본 발명의 연마 패드이며, 나선 형상의 홈 패턴의 홈(12b)을 갖는 원형의 연마 패드(10b)를 도시한다. 이들 홈 패턴의 원점(중심점)은, 원형의 연마 패드의 중심점(11)으로부터 오프셋(이 오프셋 거리를 부호 ΔL로 나타냄)되어 있다.
연마 패드(10b)의 사이즈는 특별히 한정되는 것은 아니고, 일반적인 연마 패드의 사이즈라도 좋고, 그 반경은 10인치(25.4 ㎝) 이상 16인치(40.6 ㎝) 이하의 범위에 있고, 그 두께는 0.5 ㎜ 이상 3.5 ㎜ 이하의 범위에 있다.
연마 패드(10b)의 표면에 형성되는 홈(12b)의 사이즈 및 피치는 특별히 한정되는 것은 아니고, 일반적인 홈의 사이즈 및 피치라도 좋고, 홈(12b)의 폭은 0.2 ㎜ 이상, 2.0 ㎜ 이하의 범위에 있고, 홈(12b)의 깊이는 0.3 ㎜ 이상 0.8 ㎜ 이하의 범위에 있다. 또한, 홈(12b)의 피치는 0.3 ㎜ 이상 10 ㎜ 이하의 범위에 있다.
반도체 디바이스 웨이퍼의 표면의 평탄화에서는, 홈(12b)의 폭은 0.3 ㎜ 이상 0.8 ㎜ 이하의 범위에 있고, 홈(12b)의 깊이는 0.3 ㎜ 이상 0.8 ㎜ 이하의 범위에 있다. 또한, 홈(12b)의 피치는 0.6 ㎜ 이상 3.2 ㎜ 이하의 범위에 있다.
이 오프셋 거리(ΔL)는 원형의 연마 패드(10b)의 반경 길이 이하의 범위에 있다.
반도체 디바이스 웨이퍼의 표면의 평탄화에서는 오프셋 거리(ΔL)는 5 ㎜ 이상 30 ㎜ 이하의 범위에 있는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는, 5 ㎜ 내지 15 ㎜의 범위이다.
본 발명의 원형의 연마 패드는, 예를 들어 도3의 (A) 및 도3의 (B)에 도시하는 바와 같이, 그 표면에 격자 형상의 홈 패턴의 제2 홈(13a)을 더 가져도 좋고, 또한, 그 표면에 도트 형상의 구멍(13b)을 더 가져도 좋다.
본 발명의 연마 패드의 나선 형상의 홈 패턴의 홈(12b)[도2의 (B)]은 원형의 연마 패드(10)의 중심점(11)으로부터 부호 ΔL로 나타내는 거리만큼 적절하게 오프셋되어 있는 홈 패턴의 중심점을 원점으로 하는 아르키메데스의 나선 형상 또는 포물 나선 형상의 홈일 수 있다.
여기서, 아르키메데스의 나선은 식「r = aθ」(극좌표계)로 나타내어지고, 등간격의 소용돌이를 그리는 나선 곡선이다. 또한, 포물 나선은 식「r = aθ1/2」(극좌표계)로 나타내어지고, 소용돌이는 외측으로 갈수록(θ가 커질수록) 간격이 좁아져 가는 나선 곡선이다.
본 발명의 원형의 연마 패드(10b)는 피연마물의 표면의 조연마(粗硏磨)에 사용되어도 좋고, 또한 경면 연마에 사용되어도 좋다.
즉, 본 발명의 연마 패드(10b)에는 지립을 분산 고정한 발포체 또는 무발포체 패드에 상기한 홈 패턴의 홈(12b)을 형성한 것, 그리고 지립을 고정하고 있지 않은 발포체 또는 무발포체 패드의 표면에 상기한 홈 패턴 홈(12b)을 형성한 것이 포함된다. 여기서, 무발포체 패드는 합성 수지로 이루어지는 균질 중실체의 판 형상체로 이루어지는 것이다.
반도체 디바이스 웨이퍼의 표면의 평탄화에는, 합성 수지로 이루어지는 균질 중실체의 원형의 판 형상체(압축률 2 ％ 이하)로 이루어지는 무발포체 패드의 표면에 상기한 홈 패턴의 홈(12b)을 형성한 연마 패드를 사용하는 것이 바람직하다. 이것은, 연마 패드로서 발포체 패드를 이용한 경우, 연마 패드 중에 분산되어 있는 기공의 사이즈와 밀도가 국소적으로 다르므로, 연마 패드의 표면에 반도체 디바이스 웨이퍼의 표면 전체를 균일하게 압박할 수 없기 때문이다. 또한, 발포체 패드에서는 연마 패드 중에 기공이 분산되어 있기 때문에, 압축률이 높아 웨이퍼가 연마 패드 내에 압입되고, 웨이퍼의 중심부로부터 엣지부에 걸쳐 균일하게 평탄화하는 것이 어려워지기 때문이다.
<제조 방법 1>
본 발명의 연마 패드(고정 지립 연마용)는 지립을 분산 고정한 발포체 또는 무발포체의 블록을 성형하고, 소정의 두께로 슬라이스 또는 절삭 가공하여 발포체 또는 무발포체의 판 형상체를 제조하고, 이 판 형상체의 표면에 선반 등을 사용하여 나선 형상의 홈 패턴의 홈(부호 12b)을 형성한 후, 이 홈 패턴의 원점으로부터 소정의 거리(부호 ΔL)만큼 오프셋한 위치를 중심[즉, 연마 패드(10b)의 중심점(11)]으로 하고, 이 판 형상체로부터 소정의 반경의 원형의 판 형상체를 제거함으로써 제조할 수 있다.
지립으로서 산화알루미늄, 산화세륨, 다이아몬드 등의 기지의 지립을 사용할 수 있다. 또한, 발포체 또는 무발포체의 블록은 폴리우레탄계의 수지로 지립을 고정한 것이다.
<제조 방법 2>
본 발명의 연마 패드(유리 지립 연마용)는 지립을 고정하고 있지 않은 발포체 또는 무발포체의 블록을 성형하고, 소정의 두께로 슬라이스 또는 절삭 가공하여 발포체 또는 무발포체의 판 형상체를 제조하고, 이 판 형상체의 표면에 선반 등을 사용하여 나선 형상 또는 방사 형상의 홈 패턴의 홈(부호 12b)을 형성한 후, 이 홈 패턴의 원점으로부터 소정의 거리(부호 ΔL)만큼 오프셋한 위치를 중심[즉, 연마 패드(10b)의 중심점(11)]으로 하여, 이 판 형상체로부터 소정의 반경의 원형의 판 형상체를 제거함으로써 제조할 수 있다.
<제조 방법 3>
반도체 디바이스 웨이퍼의 표면의 평탄화에 사용하는 데 적합한 본 발명의 원형의 연마 패드는 무발포체의 블록(합성 수지로 이루어지는 균질 중실체의 블록)을 성형하고, 소정의 두께로 슬라이스 또는 절삭 가공하여 무발포체의 판 형상체를 제조하고, 이 판 형상체의 표면에 선반 등을 사용하여 나선 형상의 홈 패턴의 홈(부호 12b)을 형성한 후, 이 홈 패턴의 원점으로부터 소정의 거리(부호 ΔL)만큼 오프셋한 위치를 중심[즉, 연마 패드(10b)의 중심점(11)]으로 하여, 이 판 형상체로부터 소정의 반경의 원형의 판 형상체를 제거함으로써 제조할 수 있다.
무발포체의 블록은 폴리우레탄계, 폴리에틸렌계, 폴리스티렌계, 폴리염화비닐계 또는 아크릴계의 합성 수지와, 경화제와의 혼합액을 성형형(成形型) 내에 충전하고, 이것을 경화함으로써 제조할 수 있다.
합성 수지로서 고순도인 것을 사용하여 연마 패드의 광 투과율을 향상시킬 수 있다. 높은 광 투과율의 연마 패드는 반도체 디바이스 웨이퍼 등의 피연마물의 종점 연마에 유용하고, 연마 패드의 광 투과율이 높을수록(합성 수지의 순도가 높아질수록) 연마를 종료하는 시점의 판정을 정확하게 행할 수 있다.
이와 같은 합성 수지로서 적절하게 순도 60 ％ 이상, 더 적절하게 순도 90 ％ 이상의 범위에 있는 것이 사용된다. 예를 들어, 폴리우레탄계의 합성 수지로서 순도 60 ％ 이상의 트릴렌디이소시아네이트, 또는 순도 90 ％ 이상의 메타크실렌디이소시아네이트 또는 헥사메틸렌디이소시아네이트를 사용할 수 있다.
경화제로서, 3,3'-디클로로-4,4'-디아미노디페닐메탄(예를 들어, 제품명 : MOCA, 듀퐁사), 메틸렌디아민과 염화나트륨의 복합체(예를 들어, 제품명 : Caytur21, 듀퐁사) 또는 디메틸티오 2,4-톨루엔디아민과 디메틸티오 2,6-톨루엔디아민과의 혼합물(예를 들어, 제품명 : Ethacure300, 에틸사)을 사용할 수 있다.
<연마 방법>
반도체 디바이스 웨이퍼 등의 피연마물의 표면의 연마는 도1의 (B)에 부호 30으로 나타내는 바와 같은 연마 장치를 사용하여 행해지고 있다. 이 연마 장치(30)의 구성은 도1의 (A)에 도시하는 연마 장치(30')의 구성과 유사하나, 연마 헤드(C)가 플래튼(P)의 반경 방향을 따라 요동하지 않는[연마 헤드(C)를 요동시키는 진동 기구가 불필요] 점에서 도1의 (A)에 도시하는 연마 장치(30')와 다르다.
도1의 (B)에 도시하는 연마 장치(30)는 원형의 평탄한 표면을 갖는 플래튼(P), 반도체 디바이스 웨이퍼(이하, 웨이퍼라 함)(W)를 보유 지지하고 플래튼(P)의 표면에 접착된 상기 본 발명의 원형의 연마 패드(10)의 표면에 이 웨이퍼(W)의 표면을 압박하는 연마 헤드(C), 및 연마액을 플래튼(P)의 표면에 접착한 연마 패드(10)의 표면에 공급하는 노즐(N)로 구성된다. 여기서, 연마 패드(10)는 그 중심점(11)이 플래튼(P)의 회전 중심(31)에 일치하도록 플래튼(P)의 표면에 접착된다.
플래튼(P)은 플래튼(P)에 연결한 구동 기구(도시하지 않음)의 작동에 의해, 원형의 플래튼(P)의 중심에 위치하는 회전 중심(31)에 대해 화살표 R 방향으로 회전한다.
또한, 웨이퍼(W)는 그 중심이 연마 헤드(C)의 회전 중심(32)에 일치하도록 리테이너링 내에 배치되어 연마 헤드(C)에 보유 지지되고, 연마 헤드(C)에 연결한 구동 기구(도시하지 않음)의 작동에 의해 웨이퍼(W)의 중심, 즉 연마 헤드(C)의 회 전 중심(32)에 대해 화살표 r 방향으로 회전한다.
연마 패드(10)에 압박되어 있는 웨이퍼(W)의 면내의 (연마 패드에 대한) 상대 속도를 균일화하기 위해, 플래튼(P)과 웨이퍼(W)는 동일한 방향(화살표 R, r 방향)으로 회전한다.
본 발명에 따라서, 피연마물(W)의 표면은 표면에 상기 본 발명의 연마 패드(10b)를 접착한 플래튼(P)을 화살표 R 방향으로 회전시키고, 이 연마 패드(10b)의 표면에 노즐(N)을 통해 연마액을 공급하고, 이 연마 패드(10b)의 표면에 피연마물(W)의 표면을 압박함으로써 연마된다. 본 발명에서는 피연마물(W)을 플래튼(P)의 회전 방향과 동일한 방향(화살표 r로 나타냄)으로 적절하게 회전시킨다.
피연마물(W) 표면의 폭 길이는 연마 패드(10b)의 반경 길이 미만의 범위에 있다. 즉, 피연마물(W)의 표면은 연마 중에 연마 패드(10b)의 중심점(11) 상에 위치하는 일은 없다.
플래튼(P)의 표면에 접착되어 있는 상기 본 발명의 연마 패드(10)의 표면에 압박되어 있는 피연마물(W)의 위치는, 이 원형의 연마 패드(10)의 중심점(11)에 대해 일정하게 되어 있다. 그로 인해, 피연마물(W)은 연마 중에 원형의 연마 패드(10)의 반경 방향을 따라 이동하는 일이 없다. 한편, 원형의 연마 패드(10)의 중심점(11)으로부터 부호 ΔL로 나타내는 거리만큼 오프셋되어 있는 중심점을 갖는 상기한 홈 패턴의 홈(12b)은, 연마 중에 피연마물(W)의 표면 상을 연마 패드(10b)의 반경 방향을 따라 이동하게 된다. 그 반경 방향을 따라 이동하게 되는 오프셋 거리(ΔL)는 원형의 피연마물(W)의 외주에 접하지 않는 거리인 것이 바람직하다. 즉, ΔL은 5 ㎜ 이상에서 원형의 피연마물(W)의 외주 이내의 범위의 거리인 것이 바람직하고, 플래튼(P)의 회전 중심으로부터 연마 패드(10b)의 표면에 압박되어 있는 피연마물(W)로의 최단 거리보다도 작은 것이 바람직하다.
연마 중에 연마 패드(10)의 표면에 공급되는 연마액으로서 액체 중에 지립을 분산시킨 슬러리, 지립을 포함하지 않는 냉각액 또는 윤활액, 피연마물의 표면과 화학적으로 반응하는 약제를 포함한 액체 또는 이 액체 중에 지립을 분산시킨 슬러리가 포함된다.
또한, 연마액으로서 지립을 포함하고 있는 연마액을 사용해도 좋고, 이 연마액으로서 액체 중에 지립을 분산시킨 슬러리, 및 이 슬러리에 피연마물의 표면과 화학적으로 반응하는 약제를 첨가한 것이 포함된다.
이와 같은 약제로서, 예를 들어 피연마물(W)의 표면을 구성하는 재료가 이산화규소인 경우, 수산화칼륨, 테트라메틸암모늄하이드록사이드, 불화수소산, 불화물 등을 첨가할 수 있다. 피연마물(W)의 표면이 텅스텐인 경우, 질산철, 요오드산칼륨 등을 첨가할 수 있다. 피연마물(W)의 표면이 구리인 경우, 글리신, 퀴날딘산, 과산화수소, 벤조트라이졸 등을 첨가할 수 있다.
반도체 디바이스 웨이퍼의 표면의 평탄화에는, 연마 패드(10b)로서 상기와 같이 지립을 고정하고 있지 않은 무발포체 패드를 사용한다.
그리고 연마액으로서, 액체 중에 지립을 분산한 슬러리가 사용되고, 액체로서 물 또는 물에 알코올류, 글리콜류의 분산제를 첨가한 것, 또한 웨이퍼 표면과 화학적으로 반응하는 약제를 첨가한 것을 사용한다.
연마액에 포함되는 지립으로서 평균 입경 10 ㎚ 이상 1 ㎛ 이하의 범위에 있는 콜로이달실리카, 흄드실리카, 산화알루미늄, 산화세륨, 다이아몬드 등의 경질한 입자를 사용한다.
<실시예>
연마 패드의 중심으로부터 오프셋한 위치를 원점(중심점)으로 한 동심원 형상의 홈 패턴의 홈을 갖는 연마 패드 및 나선 형상의 홈 패턴의 홈을 갖는 연마 패드를 제조했다.
(연마 패드의 제조)
80 ℃로 가온한 우레탄 프리폴리머(순도 90 ％ 이상의 메타크실렌디이소시아네이트)(100부)에, 120 ℃로 가온한 경화제(제품명 : MOCA, 듀퐁사)(30부)를 가한 혼합액을 성형형 내에 충전하고, 120 ℃에서 10분간 유지하고, 무발포체의 블록을 성형하여, 이 블록을 성형형으로부터 취출했다. 그리고 이 무발포체의 블록을 100 ℃의 항온조에서 12시간 유지한 후 자연 냉각했다.
이 블록을 절삭 가공하여 두께 1.5 ㎜의 무발포체의 판 형상체를 제조했다.
다음에, 기지의 선반을 사용하여 이 판 형상체의 표면에 동심원 형상의 홈을 형성했다. 또한, 다른 판 형상체의 표면에 나선 형상의 홈을 형성했다. 홈의 폭, 깊이 및 피치는 하기의 표2에 나타내는 바와 같다.
마지막으로, 동심원 형상의 홈을 갖는 것에 대해, 동심원의 중심으로부터 15 ㎜ 오프셋한 위치를 원점으로 하는 반경 12인치(약 30.5 ㎝)의 원형으로 제거하여 연마 패드를 제조했다. 또한, 동일한 크기를 갖는 오프셋하지 않은 연마 패드를 제조했다(종래예).
마찬가지로, 나선 형상의 홈을 갖는 것에 대해 중심으로부터 0 ㎜, 5 ㎜, 15 ㎜, 30 ㎜, 35 ㎜ 오프셋한 위치를 원점으로 하고, 반경 12인치(약 30.5 ㎝)의 원형으로 제거하여, 실시예의 연마 패드를 제조했다. 동심원 형상의 홈을 갖는 경우도, 나선 형상의 홈을 갖는 경우도 연마 패드는 쿠션층 및 점착층(1.1 ㎜)을 통해 플래튼(P)에 고정된다(연마 패드의 전체의 두께는 2.6 ㎜로 됨).
또한, 상기한 두께 1.5 ㎜의 무발포체의 판 형상체의 광 투과율을 측정한 결과, 광의 파장이 370 ㎚ 이상인 범위에 있어서 10 ％ 이상의 범위에 있고, 또한 광의 파장이 400 ㎚ 이상의 범위에 있어서 30 ％ 이상의 범위에 있었다. 이 광 투과율의 측정은 시판되는 분광 광도계[제품명 : DR/2010, 센트럴 가가꾸(가부시끼가이샤)]를 사용하여 하기의 표1에 나타내는 조건에서 행했다.
[표1]
광 투과율 측정 조건
| 분해능 | 1 ㎚ |
| 광원 | 할로겐 램프 |
| 수광 소자 | 실리콘 포토다이오드 |
| 파장 범위 | 350 ㎚ 내지 900 ㎚ |
제조한 연마 패드의 특징을 하기의 표2에 나타낸다.
[표2]
제조한 연마 패드
| 연마 패드의 홈의 패턴 | ||
| 나선 형상의 홈 | 동심원 형상의 홈 | |
| 연마 패드의 반경 | 12인치(30.5 cm) | 12인치(30.5 cm) |
| 연마 패드의 전체의 두께 표면층 쿠션층 + 점착층 | 2.6 ㎜ 1.5 ㎜ 1.1 ㎜ | 2.6 ㎜ 1.5 ㎜ 1.1 ㎜ |
| 홈의 폭 | 0.3 ㎜ | 0.3 ㎜ |
| 홈의 깊이 | 0.45 ㎜ | 0.45 ㎜ |
| 홈의 피치 | 0.9 ㎜ | 0.9 ㎜ |
| 오프셋 거리 | 예1 : 0 ㎜ 예2 : 5 ㎜ 예3 : 15 ㎜ 예4 : 30 ㎜ 예5 : 35㎜ | 예6 : 0 ㎜ 예7 : 15 ㎜ |
상기 예1 내지 예7의 연마 패드를 사용하여, 반도체 디바이스 웨이퍼[사이즈 : 8인치(200 ㎜)]의 표면을 하기의 표3에 나타내는 연마 조건으로 연마했다. 연마 장치로서, 실시예에서는 도1의 (B)에 도시하는 바와 같은 연마 장치를 사용하고, 비교예에서는 도1의 (A)에 도시하는 바와 같은 연마 장치를 사용했다.
사용한 연마액(슬러리)에 대해서는, 평균 입경이 140 ㎚의 지립을 포함하는 콜로이달실리카 슬러리[캐봇사제 콜로이달실리카 슬러리(제품 번호 : SS-25)]를 2 배로 희석하여(지립 농도는 12.5 wt％) 사용했다.
[표3]
연마 조건
| 플래튼 회전수 | 80 rpm |
| 연마 헤드 회전수 | 81 rpm |
| 연마 압력 | 3.0 psi(20.68 ㎪) |
| 진동 | 없음 |
| 연마 시간 | 90초 |
연마 후의 반도체 디바이스 웨이퍼의 표면에 대해 면 내의 균일성 및 연마 불균일(굴곡)을 측정했다. 각각의 측정의 상세는 표4 및 표5에 나타낸다.
[표4]
| 장치명 | 나노메트릭스사(NanoSpece9200) |
| 측정 방법 | 백색광 간섭 방식 |
| 측정 대상 | 산화막 |
| 웨이퍼 사이즈 | 8"(200 ㎜) |
| 측정 위치 | 폴라맵(polar map) 형식 49점 |
| 엣지 커트 | 5 ㎜ |
[표5]
| 장치명 | 나노메트릭스사(NanoSpece9200) |
| 측정 방법 | 백색광 간섭 방식 |
| 측정 대상 | 산화막 |
| 웨이퍼 사이즈 | 8"(200 ㎜) |
| 측정 위치 | 웨이퍼 중심으로부터 좌우 10 ㎜ 위치까지를 0.1 ㎜ 피치 |
도5는 측정 장소를 도시한다. 도5의 (A)는 반도체 웨이퍼 중심부의 굴곡의 측정 장소, 도5의 (B)는 반도체 웨이퍼 전체의 균일성의 측정 장소를 도시한다.
도6은 반도체 웨이퍼 전체의 균일성에 대한 측정치의 그래프이고, 도8은 그 결과를 나타낸다. 이 도면으로부터 알 수 있는 바와 같이, 동심원 형상의 홈 패턴을 갖는 연마 패드(예6, 예7)로 연마한 것도, 나선 형상의 홈을 갖는 연마 패드(예1 내지 예4)도 균일성이 우수하다. 즉, 동심원 형상의 홈을 갖는 연마 패드도, 나선 형상의 홈을 갖는 패드도 오프셋의 여하에 관계없이 균일성은 우수한 것으로 된다. 그러나 나선 형상의 홈 패턴을 갖는 연마 패드는 오프셋이 35 ㎜ 로 되면 균일성의 개선을 볼 수 없다.
도7은 각 예의 굴곡의 측정을 나타내고, 도8은 그 결과를 나타낸다. 이 도면으로부터 알 수 있는 바와 같이 오프셋한 나선 형상의 홈 패턴을 갖는 연마 패드는, 굴곡이 100 Å 정도로 되어 매우 좋은 결과로 되어 있으나, 동심원 형상의 홈 패턴을 갖는 예7에서는 나선 형상의 홈 패턴을 갖는 예보다도 나쁘게 되어 있다.
<결과>
(1) 웨이퍼 전체의 균일성
나선 형상의 홈 패턴을 갖는 연마 패드도, 동심원 형상의 홈 패턴을 갖는 연마 패드도, 오프셋이 35 ㎜, 즉 플래튼의 회전 중심으로부터 연마 패드의 표면에 압박되어 있는 피연마물(W)로의 최단 거리 이하이면, 웨이퍼 전체의 균일성은 양호하나, 나선 형상의 홈을 갖는 연마 패드는 동심원 형상의 홈을 갖는 연마 패드보다도 우수한 웨이퍼 전체의 균일성을 갖고 있다.
(2) 웨이퍼 중심부의 굴곡(불균일)
나선 형상의 홈 패턴을 갖는 연마 패드도, 동심원 형상의 홈 패턴을 갖는 연마 패드도 오프셋되어 있지 않으면, 굴곡(불균일)에 개선은 볼 수 없다. 오프셋이 5 ㎜ 이상으로 되면, 나선 형상의 홈을 갖는 연마 패드에서는 굴곡은 현저하게 개선되어, 동심원 형상의 홈을 갖는 연마 패드보다도 우수한 것으로 되었다.
도1의 (A)는 종래 헤드 요동 타입의 연마 장치를 도시하고, 도1의 (B)는 본 발명에 따른 연마 장치를 도시하는 도면.
도2의 (A) 및 도2의 (B)는 본 발명의 연마 패드의 평면도.
도3의 (A)는 본 발명의 연마 패드의 표면에 부가적으로 형성할 수 있는 격자 형상의 홈 패턴의 제2 홈을 도시하고, 도3의 (B)는 본 발명의 연마 패드의 표면에 부가적으로 형성할 수 있는 도트 형상의 구멍을 도시하는 도면.
도4는 종래 연마 패드의 평면도.
도5의 (A)는 반도체 웨이퍼 중심부의 굴곡의 측정 장소, 도5의 (B)는 반도체 웨이퍼 전체의 균일성의 측정 장소를 도시하는 도면.
도6은 반도체 웨이퍼 전체의 균일성에 대한 측정치의 그래프.
도7은 각 예의 굴곡의 측정을 도시하는 도면.
도8은 각 예에 대한 균일성, 굴곡의 결과를 나타내는 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 본 발명의 연마 패드
11, 21 : 연마 패드의 중심점
12a, 12b, 22 : 홈
ΔL : 오프셋 거리
13a : 제2 홈
13b : 도트 형상의 구멍
20 : 종래 연마 패드
30 : 본 발명에 따른 연마 장치
30 : 종래 연마 장치
31 : 플래튼의 회전 중심
32 : 연마 헤드의 회전 중심
P : 플래튼
C : 연마 헤드
N : 노즐
W : 웨이퍼(피연마물)
R : 플래튼의 회전 방향
r : 연마 헤드의 회전 방향
T : 요동 방향
Claims (12)
- 원형의 연마 패드이며,당해 원형의 연마 패드가 그 표면에 나선 형상의 홈 패턴의 홈을 갖고,상기 홈 패턴의 중심점이 당해 원형의 연마 패드의 중심점으로부터 오프셋되어 있는 연마 패드.
- 제1항에 있어서, 상기 나선 형상의 홈 패턴의 홈이 아르키메데스의 나선 형상 또는 포물 나선 형상의 홈인 연마 패드.
- 제1항에 있어서, 상기 오프셋 거리가 당해 원형의 연마 패드의 반경 길이 이하의 범위에 있는 연마 패드.
- 제3항에 있어서, 상기 오프셋 거리가 5 ㎜ 이상인 연마 패드.
- 제1항에 있어서, 당해 원형의 연마 패드가 그 표면에 격자 형상의 홈 패턴의 제2 홈을 더 갖는 연마 패드.
- 제1항에 있어서, 당해 원형의 연마 패드가 그 표면에 도트 형상의 구멍을 더 갖는 연마 패드.
- 제1항에 있어서, 당해 원형의 연마 패드가 합성 수지로 이루어지는 균질 중실체의 원형의 판 형상체로 이루어지는 연마 패드.
- 피연마물의 표면을 연마하기 위한 방법이며,연마 패드를 접착한 원형의 플래튼을, 회전 중심을 중심으로 하여 회전시키는 공정과,상기 연마 패드의 표면에 연마액을 공급하는 공정과,상기 연마 패드의 표면에 상기 피연마물의 표면을 압박하는 공정을 포함하고,상기 피연마물 표면의 폭 길이가 상기 원형의 플래튼의 반경 길이 미만의 범위에 있고,상기 연마 패드의 표면에 나선 형상의 홈 패턴의 홈이 형성되고,상기 홈 패턴의 중심점이 상기 회전 중심으로부터 오프셋되어 있는 연마 방법.
- 제8항에 있어서, 상기 연마 패드의 표면에 압박되는 상기 피연마물의 위치가 상기 플래튼의 회전 중심에 대해 일정한 연마 방법.
- 제8항에 있어서, 상기 피연마물이 원형이며, 상기 플래튼의 회전 방향과 동 일한 방향으로 회전하는 연마 방법.
- 제8항에 있어서, 상기 나선 형상의 홈 패턴의 홈이 아르키메데스의 나선 형상 또는 포물 나선 형상의 홈인 연마 방법.
- 제8항에 있어서, 상기 오프셋 거리가 5 ㎜보다 크고, 상기 플래튼의 상기 회전 중심으로부터 상기 연마 패드의 표면에 압박되어 있는 상기 피연마물로의 최단 거리보다도 작은 연마 방법.
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| DE102009025243B4 (de) * | 2009-06-17 | 2011-11-17 | Siltronic Ag | Verfahren zur Herstellung und Verfahren zur Bearbeitung einer Halbleiterscheibe aus Silicium |
| CN102686361A (zh) * | 2009-12-30 | 2012-09-19 | 3M创新有限公司 | 填充有机颗粒的抛光垫及其制造和使用方法 |
| CN101982303B (zh) * | 2010-10-11 | 2012-01-25 | 南京航空航天大学 | 开槽型冰冻固结磨料抛光垫及其制备方法 |
| CN102019572B (zh) * | 2010-11-01 | 2012-12-05 | 中国人民解放军国防科学技术大学 | 采用组合螺旋式抛光路径的抛光工艺 |
| JP2012183618A (ja) * | 2011-03-07 | 2012-09-27 | Kyocera Crystal Device Corp | 研磨装置 |
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| CN104125876B (zh) * | 2011-12-31 | 2018-07-20 | 圣戈班磨料磨具有限公司 | 具有开口的不均匀分布的研磨制品 |
| JP5936921B2 (ja) * | 2012-05-31 | 2016-06-22 | 富士紡ホールディングス株式会社 | 研磨パッド |
| JP5997973B2 (ja) * | 2012-08-14 | 2016-09-28 | 株式会社クラレ | 金属膜研磨用パッドおよびそれを用いた研磨方法 |
| JP5620465B2 (ja) * | 2012-12-28 | 2014-11-05 | 東洋ゴム工業株式会社 | 円形状研磨パッド |
| GB201305217D0 (en) * | 2013-03-21 | 2013-05-01 | For Your Diamonds Only Ltd | Cleaning method |
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| US10207389B2 (en) | 2014-07-17 | 2019-02-19 | Applied Materials, Inc. | Polishing pad configuration and chemical mechanical polishing system |
| TWI692385B (zh) * | 2014-07-17 | 2020-05-01 | 美商應用材料股份有限公司 | 化學機械硏磨所用的方法、系統與硏磨墊 |
| US10076817B2 (en) | 2014-07-17 | 2018-09-18 | Applied Materials, Inc. | Orbital polishing with small pad |
| US10105812B2 (en) | 2014-07-17 | 2018-10-23 | Applied Materials, Inc. | Polishing pad configuration and polishing pad support |
| TW201716182A (zh) * | 2015-11-03 | 2017-05-16 | 力晶科技股份有限公司 30078 新竹科學工業園區力行一路12號 | 研磨裝置與研磨方法 |
| US9873179B2 (en) | 2016-01-20 | 2018-01-23 | Applied Materials, Inc. | Carrier for small pad for chemical mechanical polishing |
| KR102535628B1 (ko) | 2016-03-24 | 2023-05-30 | 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 | 화학적 기계적 연마를 위한 조직화된 소형 패드 |
| US10625393B2 (en) * | 2017-06-08 | 2020-04-21 | Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holdings, Inc. | Chemical mechanical polishing pads having offset circumferential grooves for improved removal rate and polishing uniformity |
| JP6980509B2 (ja) * | 2017-12-12 | 2021-12-15 | 富士紡ホールディングス株式会社 | 研磨パッド及び研磨加工物の製造方法 |
| JP7098240B2 (ja) * | 2018-08-22 | 2022-07-11 | 株式会社ディスコ | 研磨パッド |
| US11931855B2 (en) * | 2019-06-17 | 2024-03-19 | Applied Materials, Inc. | Planarization methods for packaging substrates |
| CN112059740B (zh) * | 2020-09-29 | 2022-06-17 | 昆山鼎国精密模具有限公司 | 一种用于笔记本铝壳的放射拉丝工艺 |
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| CN114589777B (zh) * | 2022-03-15 | 2022-09-23 | 无锡学院 | 阿基米德螺旋线齿形结构的热磨机磨片及其设计方法 |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5650039A (en) * | 1994-03-02 | 1997-07-22 | Applied Materials, Inc. | Chemical mechanical polishing apparatus with improved slurry distribution |
| US6135856A (en) * | 1996-01-19 | 2000-10-24 | Micron Technology, Inc. | Apparatus and method for semiconductor planarization |
| US5842910A (en) * | 1997-03-10 | 1998-12-01 | International Business Machines Corporation | Off-center grooved polish pad for CMP |
| US7059948B2 (en) * | 2000-12-22 | 2006-06-13 | Applied Materials | Articles for polishing semiconductor substrates |
| JP2002200555A (ja) * | 2000-12-28 | 2002-07-16 | Ebara Corp | 研磨工具および該研磨工具を具備したポリッシング装置 |
| DE60308946T2 (de) * | 2002-06-03 | 2007-05-10 | Jsr Corp. | Polierkissen und Verfahren zur Herstellung eines Polierkissens |
| JP4845347B2 (ja) * | 2004-05-17 | 2011-12-28 | 東洋ゴム工業株式会社 | 研磨パッドおよびその製造方法 |
| JP2006110665A (ja) * | 2004-10-14 | 2006-04-27 | Nihon Micro Coating Co Ltd | 研磨パッド |
| KR100721196B1 (ko) * | 2005-05-24 | 2007-05-23 | 주식회사 하이닉스반도체 | 연마패드 및 이를 이용한 화학적기계적연마장치 |
| JP2008068372A (ja) * | 2006-09-15 | 2008-03-27 | Nihon Micro Coating Co Ltd | 研磨装置及び方法 |
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