KR20120084671A - 연마 방법 및 연마 장치 - Google Patents

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KR20120084671A
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가쯔또시 오오노
히사노리 마쯔오
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가부시키가이샤 에바라 세이사꾸쇼
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Abstract

연마 방법은 충분한 연마 속도로 기판의 표면(피연마면)을 연마하고, 연마 후의 기판의 표면에 미연마 부분이 남는 것을 방지하면서 원하는 연마 프로파일을 얻는다. 연마 방법은 연마 패드를 향해 가스를 분출하여 연마 패드의 온도를 제어하면서 연마 패드로 피연마면을 연마한다. 연마 방법은 연마중에 가스의 유량 및 분출 방향을 PID 제어하면서 연마되는 기판의 연마 상태를 모니터링하고 피연마막의 미리 결정된 두께가 도달될 때 연마 패드의 제어 온도를 변화시키는 것을 포함한다.

Description

연마 방법 및 연마 장치{POLISHING METHOD AND POLISHING APPARATUS}
본 발명은 기판의 표면(피연마면)과 연마 패드의 연마 표면을 서로에 대해 이동시키면서 상기 기판의 피연마면과 연마면을 가압하여, 반도체 웨이퍼와 같은 기판의 표면(피연마면)을 연마하는 연마 방법 및 장치에 관한 것이다.
기판의 피연마면과 연마면을 서로에 대해 이동하도록 연마 테이블과 연마 헤드를 회전시키면서 연마 테이블의 상부면에 부착되고 연마 패드의 연마면에 대항하는 연마 헤드(기판 보유 기구)에 의해 보유된 기판의 피연마면을 가압하고, 슬러리를 연마면으로 공급하는 단계를 포함하는 방법에 의해 반도체 웨이퍼와 같은 기판의 피연마면을 편평면으로 연마하는, 화학 기계 연마(CMP) 장치가 공지되어 있다.
CMP 분야에 공지된 바와 같이, 연마 패드의 온도는 연마 진행에 따라 시간적으로 변하고, 연마 패드의 온도 변화는 연마 속도, 연마 후의 연마 프로파일 등에 영향을 준다.
따라서, 약 50 ℃ 이하, 예로써 44 ℃의 온도로 연마 패드의 표면 온도를 제어하는 것으로 다이싱을 저감시키는 방법(일본 특허 출원 공개 제2001-308040호 참조)와, 연마포의 표면 온도를 모니터하고, 연마포의 표면 온도 변화에 따라 연마포로 공급되는 제2 약액의 양을 제어하는 방법(일본 특허 출원 공개 제2007-115886호 참조) 등 다양한 방법이 제안되어 있다.
본 출원인은, 연마면을 향해 압축 가스와 같은 가스를 분사하는 유체 분사 기구를 사용하고, 연마면의 온도 분포 측정 결과를 기초로 유체 분사 기구를 제어하여 연마면이 미리 결정된 온도 분포가 되는 방법을 제안하였다.(일본 특허 출원 공개 제2007-181910호 참조)
그러나, 일반적으로, 충분한 연마 속도로 기판의 표면(피연마면)을 연마하고, 연마 후 기판의 피연마면에 연마 잔여물을 남기지 않으면서 양호한 연마 프로파일을 얻는 것은 어려웠다. 예로써, 충분한 연마 속도를 얻기 위해 일정한 온도로 연마 패드의 온도를 제어하면서 기판의 표면에 형성된 구리막이 연마될 때, 구리막은 완전하게 연마 제거되지 않는다. 따라서, 연마 후 기판의 표면에는 분산된 상태로 많은 양의 잔여 구리막이 남겨질 수 있다.
본 발명은 상기 사정의 관점에서 이루어졌다. 따라서, 본원 발명의 목적은 충분한 연마 속도로 기판의 표면(피연마면)을 연마할 수 있고, 연마 후 기판의 표면에 잔여물이 남는 것을 방지하면서 양호한 연마 프로파일을 얻을 수 있는 연마 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본원 발명은 연마 패드를 향해 가스를 분사하여 연마 패드의 온도를 제어하면서 연마 패드로 피연마면을 연마하는 연마 방법을 제공한다. 상기 연마 방법은, 연마 중 가스 분사 방향 또는 유량을 PID 제어하면서 피연마면의 연마 상태를 모니터하는 단계와, 피연마막의 미리 결정된 두께에 도달한 때, 연마 패드의 제어 온도를 변화시키는 단계를 포함한다.
예로써, 피연마면의 연마 상태는 피연마막의 두께이다. 본 발명의 양호한 태양에서, 연마 패드의 온도는, 피연마막의 미리 결정된 두께에 도달되기 전, 예로써 피연마면의 표면 불균일성이 제거되는 막 두께가 도달되기 전에 최대 연마 속도가 달성될 수 있고, 연마 패드의 온도는, 미리 결정된 막 두께에 도달된 후 피연마면의 표면 불균일성, 결함수 또는 연마 잔여 금속량이 최소화될 수 있도록 제어된다. 이러한 점은 연마 속도의 현저한 하락을 수반하지 않으면서 연마 후 피연마면에 확산 상태로 연마 잔여물이 남게되는 것을 방지할 수 있다.
바람직하게, 미리 결정된 막 두께에 도달하기 전에는 드라이 가스가 가스로서 사용되고, 미리 결정된 막 두께에 도달한 때에는 미스트가 가스로서 사용된다.
드라이 가스는 냉각 노즐로부터 연마 패드를 향해 드라이 가스와 같은 압축 공기를 분사하거나 또는 냉각 팬의 회전에 의해 드라이 가스와 같은 압축 공기를 연마 패드를 향해 분사함으로써 연마 패드로 공급될 수 있다. 연마 패드의 온도를 제어하기 위한 미스트의 사용은 연마 패드의 냉각 효과를 증대시킬 수 있다.
바람직하게, 미리 결정된 막 두께에 도달하기 전에는 제1 연마 압력으로 연마가 행해지고, 미리 결정된 막 두께에 도달한 후에는 제1 연마 압력보다 낮은 제2 연마 압력으로 연마가 행해진다.
이러한 연마 방식은 미리 결정된 막 두께에 도달되기 전 연마 중에 연마 속도를 증가시킬 수 있다.
연마 중 피연마면의 모니터는 와전류 센서, 광학식 센서 또는 토크 전류 센서를 사용하여 수행된다.
본 발명은 연마 패드를 향해 가스를 분사하여 연마 패드의 온도를 제어하면서 연마 패드로 피연마면을 연마하는 다른 연마 방법을 제공한다. 상기 연마 방법은, 연마 패드의 탄성율과 연마 패드의 온도 사이의 상관 관계에 대한 데이터와, 연마 패드의 탄성율과 연마 속도 사이의 상관 관계에 대한 데이터, 또는 연마 패드의 탄성율과 평탄도, 결함수 및 금속 잔여량 중 하나 이상 사이의 상관 관계에 대한 데이터를 기초로 하여, 최대 연마 속도를 달성하는 연마 패드의 탄성율에 대응하는 온도로 연마 패드의 온도를 제어하면서 피연마면을 연마하는 제1 연마 단계와, 상기 상관 관계 데이터를 기초로 하여, 원하는 평탄도를 달성하는 연마 패드의 탄성율에 대응하는 온도로 연마 패드의 온도를 제어하면서, 피연마면을 연마하는 제2 연마 단계를 포함하다.
본 발명은 연마 패드를 향해 가스를 분사하여 연마 패드의 온도를 제어하면서 연마 패드로 피연마면을 연마하는 또 다른 연마 방법을 제공한다. 상기 연마 방법은, 연마 중 피연마면의 연마 상태를 모니터하고, 피연마막의 미리 결정된 두께에 도달한 때 연마 종료 시간을 예측하는 단계와, 연마 패드의 온도가 연마 종료 시간에 미리 결정된 온도에 도달하도록 가스의 분사를 제어하는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명은, 연마 패드의 온도를 제어하도록 연마 패드를 향해 가스를 분사하는 가스 분사부와, 가스 분사부로부터 분사된 가스의 분사 방향 또는 유량을 PID 제어하는 제어부와, 피연마면의 연마 상태를 모니터하는 모니터를 포함한다. 제어부에는, 피연마막의 두께와 연마 패드의 제어 온도 사이의 관계를 나타내는 레시피가 저장되고, 제어부 및 모니터는 레시피를 기초로 작동하고 막의 두께에 따라 연마 패드의 제어 온도를 변화시키도록 구성된다.
바람직하게, 연마 장치는 가스 분사부를 세정하는 세정 공구를 더 포함한다.
세정 공구는 슬러리와 같은 오물을 가스 분사부로부터 제거하도록 가스 분사부를 세정할 수 있어, 가스 분사부에 부착된 오물이 다음 기판에 악영향을 주는 것을 방지할 수 있다.
바람직하게, 냉각 장치는 드라이 가스와 같은 압축 공기를 연마 패드를 향해 분사하는 냉각 노즐과 드라이 가스와 같은 공기를 연마 패드를 향해 분사하는 냉각팬 중 하나 이상으로 구성된다.
바람직하게, 연마 장치는 연마 패드의 온도를 검출하는 온도 센서와, 온도 센서의 검출값을 기초로 하여, 가스 분사부로부터 연마 패드로 공급되는 드라이 가스량을 제어하는 온도 제어기를 더 포함한다.
또한, 본 발명은 기판을 연마 패드와 활주 접촉시켜 기판을 연마하는 방법을 제공한다. 상기 방법은, 연마 패드를 보유하는 연마 테이블을 회전시키는 단계와, 연마 패드에 대해 기판 표면을 가압하는 단계와, 연마 패드로 슬러리를 공급하는 단계와, 연마 패드의 온도가 제1 제어 온도가 되도록 PID 제어에 의해 가스의 분사 방향 또는 유량을 제어하면서 연마 패드를 향해 가스를 분사하는 단계와, 기판의 연마 상태를 모니터하는 단계와, 연마 상태가 미리 결정된 상태라는 것이 검출된 후, 연마 패드의 온도가 제2 제어 온도가 되도록 PID 제어에 의해 가스의 분사 방향 또는 유량을 제어하면서 연마 패드를 향해 가스를 분사하는 단계를 포함한다.
본 발명은 충분한 연마 속도로 기판의 표면(피연마면)을 연마할 수 있고, 연마 후 기판의 표면에 연마 잔여물이 남겨지는 것을 방지하면서 양호한 연마 프로파일을 얻을 수 있게 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 연마 장치의 개략도이다.
도 2는 도 1에 도시된 연마 장치의 냉각 노즐 및 그 주변의 확대도이다.
도 3은 도 1에 도시된 연마 장치에 제공된 연마 헤드 및 헤드 세정 노즐을 도시하는 도면이다.
도 4는 방풍판이 부착된 슬러리 공급 노즐의 개략도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 연마 장치의 개략도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 연마 장치의 개략적인 평면도이다.
도 7은 연마 패드의 온도와 연마 속도 사이의 관계의 예를 나타내는 그래프이다.
도 8은 본 발명에 따른 연마 장치에 의해 연마되는 기판의 예를 나타내는 단면도이다.
도 9는 본 발명에 따른 연마 장치에 의해 연마되는 기판의 다른 예를 나타내는 단면도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 설명한다. 도면 및 상세한 설명에서 동일하거나 유사한 부재, 구성요소 등에는 동일한 부호를 사용하며, 중복 설명은 생략한다.
도 1은, 본 발명의 실시예에 따른 연마 장치의 전체적인 구성을 개략적으로 나타낸다. 도 1에 도시한 바와 같이, 연마 장치(10)는, 회전 가능한 연마 테이블(12)과, 연마 테이블(12)의 상면에 부착되고 상면이 연마면(14a)의 역할을 하는연마 패드(14)와, 반도체 웨이퍼 등의 기판을 보유하여 기판을 연마면(14a)에 대해 압박하는 기판 보유 기구로서의 연마 헤드(16)와, 연마 패드(14) 상방에 배치되어 연마 패드(14)에 슬러리(18)를 공급하는 슬러리 공급 노즐(20)을 포함한다. 연마 장치(10)는, 연마 패드(14)의 연마면(14a)에 기판의 표면을 압박하는 한편 연마 테이블(12)과 하면에 기판을 보유하는 연마 헤드(16)를 회전시켜 기판과 연마 패드(14)의 연마면(14a)을 서로에 대해 이동시키고 연마액으로서의 슬러리(18)를 슬러리 공급 노즐(20)로부터 연마 패드(14)에 공급함으로써 기판(도시하지 않음)의 표면(피연마면)을 연마하도록 구성된다.
이 실시예에서 사용된 연마 패드(14)의 탄성률은 0℃ 내지 80℃의 온도 범위에서 10㎬ 로부터 10㎫까지 변한다. 예를 들어, 수지제의 연마 패드는, 일반적으로 냉각될 때 그 경도가 증가하므로, 연마 패드를 냉각시킴으로써 평탄도가 향상된다. 따라서, 피연마막에 대하여 연마 패드의 온도와 연마 패드의 탄성률 사이의 관계, 연마 패드의 탄성률과 평탄도, 결함수, 미연마 금속(막)의 양, 또는 연마 속도 사이의 관계를 미리 결정하고, 피연마막(대응하는 연마 스텝)에 대하여 그리고 의도한 연마 목적에 따라 연마 패드의 최적의 탄성율을 설정하는 것이 가능하다. 연마의 진행 상황에 따라서 연마 패드의 온도를 조정함으로써, 연마 패드의 탄성률을 제어하면서 의도한 막의 연마를 실행할 수 있다.
연마 헤드(16)는, 도시하지 않은 수직이동 가능한 요동 아암의 자유단부에 연결되어, 연마 테이블(12) 상방의 연마 위치와 예를 들어 리니어 트랜스포터의 푸셔로 그리고 이 푸셔로부터 기판이 전달되는 기판 전달 위치 사이에서 수평이동하도록 구성된다.
연마 패드(14)의 대략 반경 방향으로 연마 패드(14)의 연마면(14a)과 평행하게 연장되는 노즐 지지 아암(22)이 연마 패드(14)의 상방에 배치된다. 도 2에 도시한 바와 같이, 노즐 지지 아암(22)의 하부에는, 노즐 지지 아암(22)의 내부와 연통하고, 연마 패드(14)를 향해서 드라이 가스로서의 압축 공기를 분사함으로써 연마 패드(14)을 냉각시키는 냉각 장치로서의 냉각 노즐(24)이 장착된다. 각각의 냉각 노즐(24)은, 연마면(14a)의 전체 기판 통과 영역의 온도가 균일해지도록 상기 영역을 향해 압축 공기가 분출될 수 있도록, 미리 결정된 개방 각도(α)를 갖는 노즐 개구부(24a)를 갖는다. 냉각 노즐(24)의 수, 위치 등은 프로세스 조건 등에 따라 임의로 설정될 수 있다.
노즐 지지 아암(22)은, 압축 공기 공급원으로부터 연장되는 압축 공기 공급 라인(26)에 접속된다. 압축 공기 공급 라인(26)에는, 압력 제어 밸브(28) 및 유량계(30)가 개재되어 있다. 따라서, 압축 공기(드라이 가스)는 압력 제어 밸브(28)를 통과할 때 압력이 제어되고, 압축 공기는 유량계(30)를 통과할 때 유량이 계측된다. 압력 제어 밸브(28) 및 유량계(30)를 통과한 후, 압축 공기는 노즐 지지 아암(22)으로 흐르고 냉각 노즐(24)의 개구부(24a)로부터 연마 패드(14)를 향해 분사된다. 노즐 지지 아암(22)은 서보모터(31)에 의해 자신의 축을 중심으로 회전가능하다. 냉각 노즐(24)의 노즐 개구부(24a)로부터 분출된 압축 공기(드라이 가스)의 분출 방향은 노즐 지지 아암(22)을 회전시킴으로써 조정될 수 있다.
연마 패드(14)의 상방에는, 연마 패드(14)의 온도를 검출하기 위한 온도계(32), 예를 들어 방사 온도계가 배치된다. 온도계(32)는, 연마 패드(14)의 목표 온도(즉, 제어 온도)를 설정하기 위한 온도 컨트롤러(34)에 접속되어 있다. 온도 컨트롤러(34)는 압력 제어 밸브(28) 및 서보모터(31)에 접속되어, 압력 제어 밸브(28) 및 서보모터(31)는 온도 컨트롤러(34)로부터의 출력 신호에 의해 PID 제어된다.
특히, 온도 컨트롤러(34)에는 복수의 PID 파라미터가 저장되어 있다. 온도 컨트롤러(34)에서 설정된 연마 패드(14)의 설정 온도(즉, 제어 온도)와 온도계(32)에 의해 검지된 연마 패드(14)의 실제 온도 사이의 차이를 기초로, 복수의 PID 파라미터로부터 특정 PID 파라미터가 선택되고, 온도계(32)에 의해 검지된 연마 패드(14)의 온도에 대한 정보를 기초로, 연마 패드(14)가 미리 결정된 온도(즉, 제어 온도)가 되도록 전공 레귤레이터(도시하지 않음)에 의해 압력 제어 밸브(28)의 밸브 위치 및 서보모터(31)의 회전 각도가 제어된다. 압력 제어 밸브(28)의 밸브 위치는, 냉각 노즐(24)로부터 연마 패드(14)을 향해 분출된 압축 공기 유량이 예를 들어 50 내지 1000L/min이 되도록 제어된다. 적어도 하나의 미리 결정된 PID 파라미터를 미리 설정하는 것이 가능하다.
노즐 지지 아암(22)은 서보모터(31)의 회전에 의해 회전한다. 냉각 노즐(24)의 노즐 개구부(24a)로부터 분출된 압축 공기(드라이 가스)의 분출 방향이 조정될 수 있도록 서보모터(31)의 회전 각도가 PID 제어된다. 예를 들어, 연마 패드(14)의 실제 온도가 목표 온도보다 높을 때, 냉각 노즐(24)의 노즐 개구부(24a)로부터 분출된 압축 공기(드라이 가스)의 분출 방향의 각도가 연마 패드(14)의 면에 대해 더 커져 냉각 효과가 증가하도록, 서보모터(31)의 회전 각도가 PID 제어된다. 반대로, 연마 패드(14)의 실제 온도가 목표 온도보다 낮을 때, 연마 패드(14)의 면에 대한 압축 공기의 분출 방향의 각도가 더 작아져 냉각 효과가 감소하도록, 서보모터(31)의 회전 각도가 PID 제어된다.
이 실시예에서는 압력 제어 밸브(28)의 밸브 위치 및 서보모터(31)의 회전 각도의 양자를 PID 제어하지만, 압력 제어 밸브(28)의 밸브 위치 및 서보모터(31)의 회전 각도 중 하나만을 PID 제어하는 것이 가능하다. 이것은 하기 실시예에 대해 유효하다. 하기 실시예에서는 서보모터(31)가 생략되어 있다.
도 2에 도시한 바와 같이, 노즐 지지 아암(22)에는, 냉각 노즐(24)에 세정액을 분사하여 냉각 노즐(24)을 세정하기 위한 세정 공구로서 세정 노즐(40)이 브래킷(42)을 통해 장착되어 있다. 각각의 세정 노즐(세정 구)(40)은, 각각의 냉각 노즐(24)의 노즐 개구부(24a)의 전역 및 그 주변에 세정액이 분사될 수 있도록, 미리 결정된 개방 각도(β)를 갖는 노즐 개구부(40a)를 구비한다. 따라서, 각각 냉각 노즐(24)의 노즐 개구부(24a)의 전역 및 그 주변은 각각의 세정 노즐(40)로부터 분사된 세정액에 의해 주로 세정된다.
도 3에 도시한 바와 같이, 연마 헤드(16)의 옆에는, 연마 헤드(16)의 외주 단부면을 향해 상하로부터 세정액을 분사하여 연마 헤드(16)를 세정하기 위한 2개의 세정 노즐(44)이 연마 헤드(16)의 상하에 배치된다. 압축 공기가 냉각 노즐(24)로부터 연마 패드(14)를 향해 분출되면, 연마 패드(14)에 공급된 슬러리(18)가 압축 공기에 의해 불어져서 연마 헤드(16)의 외주 단부면에 부착된다. 이 실시예에 따르면, 연마 헤드(16)의 외주 단부면을 행해 헤드 세정 노즐(44)로부터 세정액을 분사함으로써, 연마 헤드(16)의 외주 단부면에 부착되는 슬러리를 제거할 수 있다.
도시되지 않았지만, 연마 장치에는, 피연마막의 두께 등의 연마 상태를 모니터하기 위해 연마 테이블(12)의 토크 또는 전류를 모니터하는 토크 전류 모니터가 제공된다. 또한, 연마 테이블(12)의 토크 또는 전류를 모니터하는 토크 전류 모니터의 대신에, 연마 헤드(16)의 토크 또는 전류를 모니터하는 토크 전류 모니터를 사용하는 것이 가능하다. 와전류 센서나 광학식 센서로 피연마막의 막 두께 등의 피연마막의 연마 상태를 모니터하는 것도 가능하다.
도 4에 도시한 바와 같이, 냉각 노즐(24)과 슬러리 공급 노즐(20) 사이에 방풍판(46)을 제공하는 것이 바람직하다. 이는, 냉각 노즐(24)로부터 연마 패드(14)를 향해 분출되는 압축 공기의 영향으로 인해, 슬러리 공급 노즐(20)로부터 연마 패드(14)에 공급되는 슬러리(18)의 분포에 편차가 발생하는 것을 방지하여, 연마 성능의 편차를 방지할 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 연마 장치의 전체적인 구성을 개략적으로 나타낸다. 이 실시예는, 연마 패드(14)를 향해 드라이 가스로서 공기를 분출하는 냉각 장치로서의 냉각 팬(50)이 연마 테이블(12)의 상방에 배치되어, 냉각 팬(50)으로부터 분출된 공기에 의해 연마 패드(14)가 더 냉각될 수 있다는 점에서, 도 1 내지 도 3에 도시된 실시예와 상이하다.
냉각 노즐(24) 외에 냉각 팬(50)을 준비함으로써, 연마 패드(14)를 냉각시키는 효과를 증가시킬 수 있다. 냉각 팬(50)만을 제공하는 것도 가능하다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 연마 장치의 개략적인 평면도이다. 이 실시예의 연마 장치는 1대의 연마 테이블(12)에서 2매의 기판을 동시에 연마할 수 있도록 구성되어 있다. 이 실시예의 연마 장치는 상면에 연마 패드(14)가 부착된 연마 테이블(12)과 2대의 연마 헤드(16)를 포함하고 있다. 연마 패드(14)의 상방에는, 냉각 노즐(24)이 제공된 노즐 지지 아암(22), 온도계(32) 및 슬러리 공급 노즐(20) 2세트가 이 순서로 연마 테이블(12)의 회전 방향의 반대 방향을 따라 배열되어 배치된다. 연마 패드(14)는, 슬러리 공급 노즐(20)로부터 슬러리(18)가 공급되기 시작하고, 온도계(32)로 연마 패드(14)의 온도가 계측되고, 냉각 노즐(24)로부터 분출되는 압축 공기에 의해 연마 패드(14)가 냉각되기 시작한 후, 연마 헤드(16)에 의해 보유된 2매의 기판의 표면(피연마면)에 접촉하게 된다. 물론, 각각의 세트의 냉각 노즐(24)이 제공된 노즐 지지 아암(22), 온도계(32) 및 슬러리 공급 노즐(20) 사이의 위치 관계는 이 실시예로 한정되지 않는다.
도 7은 연마 패드의 온도와 연마 속도 사이의 관계의 일례를 나타낸다. 도 7에서 볼 수 있는 바와 같이, 최대 연마 속도를 제공하는 특정 온도(최고속 연마 온도)가 존재하며, 연마 속도는 최고속 연마 온도로부터 연마 패드의 온도가 감소 또는 증가함에 따라 최대 연마 속도로부터 감소한다.
이제, 도 1 내지 도 3에 도시된 연마 장치에 의한 기판 표면(피연마면)의 연마에 대해 이하의 3개의 케이스에서 설명한다.
[케이스 1]
도 8에 도시된 바와 같이, 비어 홀(904) 및 트렌치(905)를 갖는 절연막(902, 903)과, 절연막(902, 903)에 형성된 배리어막(906)과, 배리어막(906)에 형성된 금속막(907)을 갖는 기판(W)을 준비한다. 비어 홀(904) 및 트렌치(905)에 매립된 금속막(907)의 부분이 금속 배선을 구성한다. 케이스 1에서, 금속막은 구리막이고, 금속 배선은 구리 배선이다.
우선, 냉각 노즐(24)에 공급되는 압축 공기의 공급 압력을 확인한다. 이 공급 압력이 규정 압력보다 작으면, 경고를 발하고 후속 기판의 처리를 중지한다. 이 공급 압력이 규정 압력보다 작지 않으면, 기판 전달 위치의 연마 헤드(16)는 예를 들어 푸셔로부터 기판(W)을 수취하여 흡착에 의해 기판(W)을 보유한다. 그리고, 연마 헤드(16)에 의해 보유된 기판(W)을 기판 전달 위치로부터 연마 테이블(12) 바로 위의 연마 위치까지 수평 이동시킨다.
다음에, 온도계(32)에 의한 연마 패드(14)의 온도 모니터링을 개시한다. 연마 패드(14)의 온도가 설정 온도보다 높더라도, 연마 헤드(16)에 의해 보유된 기판(W)이 연마 패드(14)에 접촉하기 전에 압축 공기가 기판(W)에 직접 부딪치는 것을 방지하기 위해서, 냉각 노즐(24)로부터 연마 패드(14)를 향한 압축 공기의 분출을 개시하지 않는다.
슬러리 공급 노즐(20)로부터 연마 패드(14)에 슬러리(18)을 공급하면서, 연마 헤드(16)을 회전시키고 하강시켜서 연마 헤드(16)에 의해 보유된 기판(W)의 표면(피연마면)을 회전중인 연마 테이블(12)의 연마 패드(14)의 연마면(14a)에 접촉시킨다. 그 후, 기판(W)을 연마 헤드(16)에 대한 흡착으로부터 해제시키고, 기판(W)의 표면을 연마면(14a)에 제1 연마 압력으로 압박한다. 따라서, 도 8에 도시된 금속막(구리막)(907)의 연마가 개시된다(제1 연마 스텝).
제1 연마 스텝에서는, 기판(W)이 연마면(14a)에 접촉할 때, 냉각 노즐(24)에 의한 연마 패드(14)의 온도 제어가 개시된다. 연마 테이블(12)을 회전시키지 않는 상태에서 기판(W)을 연마면(14a)에 접촉시키는 방법이 사용되는 경우에는, 연마 테이블(12)의 회전의 개시와 동시에 냉각 노즐(24)에 의한 연마 패드(14)의 온도 제어가 개시된다.
특히, 연마 패드(14)의 설정 온도와 실제 온도 사이의 차이를 기초로, 냉각 노즐(24)로부터 연마 패드(14)을 향해 분출되는 압축 공기의 유량 및 분출 방향을 PID 제어하여, 최대 연마 속도를 달성할 수 있는 미리 결정된 제1 온도로 연마 패드(14)의 온도를 제어한다. 제1 연마 스텝은 높은 연마 압력을 연마 패드(14)의 냉각과 조합하여 이용함으로써 총 연마 시간을 단축하려는 것이다. 연마 패드(14)의 제어 온도는, 예를 들어 50℃로 설정된다. 냉각되지 않으면, 연마 패드(14)의 온도는 예를 들어 60℃까지 상승할 것이다. 도 8에서 가상선(A)으로 도시한 바와 같이, 금속막(구리막)(907)의 표면 불균일성이 제거되고, 금속막(907) 아래에 놓인 배리어막(906)이 표출되기 시작할 때, 예를 들어 금속막(구리막)(907)의 미리 결정된 두께, 예를 들어 100㎚ 내지 300㎚가 도달된 것을 토크 전류 모니터가 검지할 때, 제1 연마 스텝이 종료된다.
다음에, 연마 패드(14)의 설정 온도와 실제 온도 사이의 차를 기초로, 냉각 노즐(24)로부터 연마 패드(14)을 향해 분출되는 압축 공기의 유량 및 분출 방향을 PID 제어하여, 기판의 표면의 최선의 평탄도를 달성하거나 최저 결함수 또는 최저량의 미연마막을 달성할 수 있는 미리 결정된 제2 온도로 연마 패드(14)의 온도를 제어하고, 이와 같이 연마 패드(14)의 온도를 제어하면서 연마를 계속한다(제2 연마 스텝). 제2 연마 스텝에서는, 주로 평면성을 향상시키기 위해서, 필요에 따라, 제1 연마 압력보다 낮은 제2 연마 압력으로 기판(W)의 표면을 연마면(14a)에 압박함으로써 저압 연마 방식으로 연마를 실행할 수 있다. 또한, 연마 패드(14)의 최대 가능 냉각은 예를 들어, 0℃의 설정 온도에서 실행될 수 있다. 도 8에서 가상선(B)으로 도시한 바와 같이, 트렌치(905) 외부에 놓이는 잉여 금속막(구리막)(907)이 연마 제거되고, 아래 놓인 배리어막(906)의 표면이 완전히 표출된 것을 토크 전류 모니터가 검지할 때, 제2 연마 스텝이 종료된다.
배리어막(906)의 표면이 완전히 표출되었을 때에 원하는 온도가 도달되는 방식으로 연마 패드(14)의 온도가 제어될 수 있다. 일례의 방법으로, 연마 상태(연마 속도, 연마량, 잔여 막 두께 등)의 정위치(in-situ) 모티터링에 의해 제1 연마 스텝의 종료가 검지되고, 연마가 제2 연마 스텝으로 이행된 후, 모니터된 값으로부터 연마의 종료까지의 잔여 연마 시간이 산출된다. 이후, 잔여 연마 시간 후에 연마 패드(14)의 현재 온도가 점진적으로 변하여 원하는 온도에 도달하도록 연마 패드(14)의 온도가 제어된다. 이는 연마에 대한 연마 패드(14)의 급격한 온도 변화의 영향을 감소시킬 수 있다.
제1 연마 스템은, 예를 들어 와전류 센서 또는 광학식 센서에 의해 검지된 막 두께가 목표 두께에 도달한 때에 제2 연마 스텝으로 이행된다. 따라서, 제2 연마 스텝의 개시시의 막 두께를 알고 있다. 또한, 제2 연마 스텝에서의 연마 속도는, 적당한 시간(약 몇 초) 동안의 잔여 막 두께의 시간에 따른 변화를 모니터하고 이 변화를 미분함으로써 결정될 수 있다. 나머지 연마 시간은 연마 속도 및 잔여 막 두께로부터 결정될 수 있다.
미리 결정된 시간 후에 연마 패드(14)의 온도를 미리 결정된 온도가 되게 하기 위해서는, PID 제어 온도가 일정해지게 하지 않고, 시간에 따라 변하는 목표 온도의 입력을 가능하게 하는 소프트웨어 프로그램을 준비할 필요가 있다. 예를 들어, 프로그램은 제2 연마 스텝의 개시 및 종료시에 목표 온도의 입력을 가능하게 하도록 구성된다. 한편, 나머지 연마 시간은 상기와 같이 결정될 수 있다. 제2 연마 스텝의 개시 및 종료시의 온도 및 제2 연마 스텝의 개시로부터 종료시까지의 시간을 알면, 온도와 시간 사이의 선형 관계를 용이하게 산출할 수 있다. 그러므로, 산출된 관계에 따라 PID 목표 온도를 시간에 따라 변화시키는 기능을 프로그램이 갖게 함으로써, 연마 패드(14)는 미리 결정된 시간 후에 미리 결정된 온도로 될 수 있다. 시간에 따라 변하는 PID 목표 온도의 개수 및 이들 사이의 시간 간격은 임의로 설정될 수 있다.
냉각 노즐(24)로부터의 압축 공기의 분출을 정지하고, 슬러리 공급 노즐(20)로부터의 슬러리의 공급을 정지한 후, 연마 패드(14)에 순수를 공급함으로써 기판(W)의 물 연마가 실행된다.
기판(W)에 압축 공기가 부딪치는 것을 방지하도록 냉각 노즐(24)로부터의 압축 공기의 분출의 정지를 지속하면서, 연마 헤드(16)는 연마 후의 기판(W)을 흡착하여 연마면(14a)으로부터 분리시킨다. 압축 공기가 연마 테이블(12) 상방에 놓인 기판(W)의 표면에 부딪처 표면을 건조시키는 것을 방지하기 위해서, 기판(W)이 연마 테이블(12) 상방에 놓여있는 동안 냉각 노즐(24)로부터의 압축 공기의 분출의 정지가 지속된다.
다음에, 기판(W)을 보유하는 연마 헤드(16)가 상승된 후, 연마 위치로부터 기판 전달 위치까지 수평 이동되어, 연마 후의 기판(W)이 예를 들어 푸셔에 전달된다.
한편, 세정 노즐(40)로부터 냉각 노즐(24), 특히 노즐 개구부(24a) 및 그 주변으로 세정액(물)을 분사함으로써, 냉각 노즐(24)의 셀프-세정이 실행된다. 셀프-세정 동안, 세정액은 연마 테이블(12)에서 빠르게 흐르게 되어, 냉각 노즐(24)에서 연마 테이블(12)로 떨어진 슬러리 등의 오염물이 연마 테이블(12)[연마면(14a)]에 잔류하여 다음 기판의 처리에 악영향을 미치는 것을 방지할 수 있다.
노즐 지지 아암(22)을 연마 테이블(12) 옆의 대기 위치로 이동할 수 있도록 구성하고, 대기 위치에서 세정 노즐(40)로 냉각 노즐(24)의 세정을 실행하는 것이 가능하다. 이는 냉각 노즐(24)에 부착된 슬러리 등의 오염물이 연마 테이블(12)위로 떨어지는 것을 방지할 수 있다.
기판(W)이 수평이동하여 연마 헤드(16)를 떠나 예를 들어 푸셔로 전달된 후, 세정액(물)이 헤드 세정 노즐(44)로부터 연마 헤드(16)의 외주 단부면을 향해 분출되어 연마 헤드(16)의 외주 단부면에 부착된 슬러리 등의 오염물을 씻어버린다.
케이스 1에서는, 냉각 노즐(24)로부터 연마 패드(14)를 향해 분출된 압축 공기의 유량 및 분출 방향의 양자가 PID 제어된다. 압축 공기의 유량 및 분출 방향 중 하나만을 PID 제어하는 것이 가능하다. 이는 하기 케이스 2 및 3에 대해 유효하다.
[케이스2]
전술한 케이스 1의 기판(W)과 유사한 도 8에 도시된 기판(W)을 준비한다. 케이스 2에서는, 금속막(907)은 텅스텐막이고, 금속 배선은 텅스텐 배선이다.
우선, 전술한 케이스 1과 같이, 냉각 노즐(24)에 공급되는 압축 공기의 공급 압력을 확인한다. 공급 압력이 규정 압력보다 작지 않으면, 기판 전달 위치의 연마 헤드(16)는 기판(W)을 예를 들어 푸셔로부터 수취하여 흡착에 의해 기판(W)을 보유한다. 연마 헤드(16)에 의해 보유된 기판(W)은 기판 전달 위치로부터 연마 테이블(12)의 바로 상방의 연마 위치까지 수평 이동된다.
다음에, 온도계(32)에 의한 연마 패드(14)의 온도 모니터링이 개시된다. 케이스 1에서와 같이, 냉각 노즐(24)로부터 연마 패드(14)를 향한 압축 공기의 분출은 아직 개시되지 않는다.
슬러리 공급 노즐(20)로부터 연마 패드(14)에 슬러리(18)를 공급하면서, 연마 헤드(16)를 회전시키고 하강시켜서, 회전중인 연마 테이블(12)의 연마 패드(14)의 연마면(14a)에 연마 헤드(16)에 의해 보유된 기판(W)의 표면(피연마면)을 접촉시킨다. 그 후, 기판(W)을 연마 헤드(16)에 대한 흡착으로부터 해방시키고, 기판(W)의 표면을 연마면(14a)에 제1 연마 압력으로 압박한다. 따라서, 도 8에 도시된 금속막(텅스텐 막)(907)의 연마가 개시된다(제1 연마 스텝).
제1 연마 스텝에서는, 기판(W)이 연마면(14a)에 접촉할 때, 냉각 노즐(24)에 의한 연마 패드(14)의 온도 제어가 개시된다. 연마 테이블(12)을 회전시키지 않는 상태에서 기판(W)을 연마면(14a)에 접촉시키는 방법이 사용되는 경우에는, 연마 테이블(12)의 회전의 개시와 동시에 냉각 노즐(24)에 의한 연마 패드(14)의 온도 제어가 개시된다.
특히, 연마 패드(14)의 설정 온도와 실제 온도 사이의 차이를 기초로, 냉각 노즐(24)로부터 연마 패드(14)를 향해 분출되는 압축 공기의 유량 및 분출 방향을 PID 제어하여, 최대 연마 속도를 달성할 수 있는 미리 결정된 제1 온도로 연마 패드(14)의 온도를 제어한다. 제1 연마 스텝은 높은 연마 압력을 연마 패드(14)의 냉각과 조합하여 이용함으로써 총 연마 시간을 단축시키려는 것이다. 연마 패드(14)의 제어 온도는 예를 들어 0℃로 설정되고, 연마 패드(14)의 최대 가능 냉각이 실행된다. 냉각되지 않으면, 연마 패드(14)의 온도는 예를 들어 70℃까지 상승한다. 도 8에서 가상선(A)으로 도시한 바와 같이, 금속막(텅스텐 막)(907)의 표면 불균일성이 제거되고, 금속막(907) 아래 놓인 배리어막(906)이 표출되기 시작할 때, 예를 들어 금속막(텅스텐 막)(907)의 미리 결정된 두께, 예를 들어 100㎚ 내지 300㎚가 도달된 것을 토크 전류 모니터가 검지할 때, 제1 연마 스텝이 종료된다.
다음에, 연마 패드(14)의 설정 온도와 실제 온도 사이의 차이를 기초로, 냉각 노즐(24)로부터 연마 패드(14)을 향해 분출되는 압축 공기의 유량 및 분출 방향을 PID 제어하여, 표면 불균일성을 최선으로 제거할 수 있거나 최소 결함수 또는 최소량의 미연마막을 달성할 수 있는 미리 결정된 제2 온도로 연마 패드(14)의 온도를 제어하고, 이와 같이 연마 패드(14)의 온도를 제어하면서 연마를 지속한다(제2 연마 스텝). 제2 연마 스텝에서는, 주로 평탄도를 향상시키기 위해서, 필요에 따라 기판(W)의 표면을 제1 연마 압력보다 낮은 제2 연마 압력으로 연마면(14a)에 압박함으로써 저압 연마 방식으로 연마를 실행할 수 있다. 또한, 연마 패드(14)의 최대 가능 냉각은 예를 들어 0℃의 설정 온도에서 실행될 수 있다. 도 8에서 가상선(B)으로 도시한 바와 같이, 트렌치(905) 외부에 놓인 잉여 금속막(텅스텐 막)(907)이 연마 제거되고, 아래 놓인 배리어막(906)의 표면이 완전히 표출되었다는 것을 토크 전류 모니터가 검지할 때, 제2 연마 스텝이 종료된다.
이후의 작업은 전술한 케이스 1과 같다.
[케이스 3]
케이스 3은, STI(Shallow Trench Isolation) 프로세스, 폴리실리콘 제거 프로세스, 배리어층 제거 프로세스 등에 적용가능하다. STI 프로세스의 경우에는, 예를 들어 도 9에 도시된 바와 같은 기판(W)을 준비한다. 기판(W)은, 트렌치를 갖는 실리콘 웨이퍼(100), 실리콘 웨이퍼(100)의 표면을 덮는 패드 산화막(104), 패드 산화막(104)에 형성되고 트렌치 외부에 놓이는 SiN막(103), 및 실리콘 웨이퍼(100)의 트렌치를 채우고 기판(W)의 전체 표면을 덮는 절연막의 SiO2막(102)을 포함한다.
우선, 전술한 케이스 1과 같이, 냉각 노즐(24)에 공급되는 압축 공기의 공급 압력을 확인한다. 이 공급 압력이 규정 압력보다 작지 않은 경우, 기판 전달 위치의 연마 헤드(16)는 예를 들어 푸셔로부터 기판(W)을 수취하여 흡착에 의해 기판(W)을 보유한다. 그리고, 연마 헤드(16)에 의해 보유된 기판(W)은 기판 전달 위치로부터 연마 테이블(12)의 바로 위의 연마 위치까지 수평 이동된다.
다음에, 온도계(32)에 의한 연마 패드(14)의 온도의 모니터링이 개시된다. 케이스 1에서와 같이, 냉각 노즐(24)로부터 연마 패드(14)를 향한 압축 공기의 분출은 아직 개시되지 않는다.
슬러리 공급 노즐(20)로부터 연마 패드(14)에 슬러리(18)를 공급하면서, 연마 헤드(16)을 회전시키고 하강시켜, 회전중인 연마 테이블(12)의 연마 패드(14)의 연마면(14a)에 연마 헤드(16)에 의해 보유된 기판(W)의 표면(피연마면)을 접촉시킨다. 그 후, 기판(W)을 연마 헤드(16)에 대한 흡착으로부터 해방시키고, 기판(W)의 표면을 연마면(14a)에 제1 연마 압력으로 압박한다. 따라서, 도 9에 도시된 SiO2막(절연막)(102)의 연마가 개시된다(제1 연마 스텝).
제1 연마 스텝에서는, 기판(W)이 연마면(14a)에 접촉할 때, 냉각 노즐(24)에 의한 연마 패드(14)의 온도의 제어가 개시된다. 연마 테이블(12)을 회전시키지 않는 상태에서 기판(W)을 연마면(14a)에 접촉시키는 방법이 사용되는 경우, 냉각 노즐(24)에 의한 연마 패드(14)의 온도 제어는 연마 테이블(12)의 회전의 개시와 동시에 개시된다.
특히, 연마 패드(14)의 설정 온도와 실제 온도 사이의 차이를 기초로, 냉각 노즐(24)로부터 연마 패드(14)를 향해 분출되는 압축 공기의 유량 및 분출 방향을 PID 제어하여, 연마 패드(14)의 온도를 최대 연마 속도를 달성할 수 있는 미리 결정된 제1 온도로 제어한다. 제1 연마 스텝은 높은 연마 압력을 연마 패드(14)의 냉각과 조합하여 이용함으로써 총 연마 시간을 단축시키려는 것이다. 연마 패드(14)의 제어 온도는 예를 들어 50℃로 설정된다. 냉각되지 않는 경우, 연마 패드(14)의 온도는 예를 들어 60℃로 상승할 것이다. 도 9에서 가상선(C)으로 도시한 바와 같이, SiO2막(102)의 표면 불균일성이 제거되었다는 것을 토크 전류 모티터가 검지할 때, 제1 연마 스텝이 종료된다.
다음에, 연마 패드(14)의 설정 온도와 실제 온도 사이의 차이를 기초로, 냉각 노즐(24)로부터 연마 패드(14)을 향해 분출되는 압축 공기의 유량 및 분출 방향을 PID 제어하여, 표면 불균일성을 최선으로 제거할 수 있는 미리 결정된 제2 온도로 연마 패드(14)의 온도를 제어하고, 이와 같이 연마 패드(14)의 온도를 제어하면서 연마를 지속한다(제2 연마 스텝). 제2 연마 스텝에서는, 낮은 첨가제 유량을 사용하여 SiO2막(102)의 연마 속도를 증가시킨다. 또한, 예를 들어 0℃의 설정 온도에서 연마 패드(14)의 최대 가능 냉각을 실행하여 평탄도를 향상시킬 수 있다.
제2 연마 스텝에서의 연마 패드(14)의 냉각은 연마 속도를 감소시킬 수 있다. 그러나, 연마 속도를 증가시킬 수 있는 낮은 첨가제 유량의 사용에 의해 총 연마 시간의 연장을 회피할 수 있다. 도 9에서 가상선(D)으로 도시한 바와 같이, 트렌치 외부에 놓인 잉여 SiO2막(102)이 연마 제거되고, 아래 놓인 SiN막(103)의 표면이 완전히 표출되었다는 것을 토크 전류 모니터가 검지할 때, 제2 연마 스텝이 종료된다.
이후의 작업은 케이스 1과 같다.
전술한 실시예에서는, 제2 연마 스텝에서 연마 패드(14)에 압축 공기 등의 드라이 가스를 공급하여 연마 패드(14)의 온도를 조정하지만, 연마 패드(14)에 미스트를 공급하여 연마 패드(14)의 온도를 조정하는 것도 가능하다. 연마 패드(14)의 온도 조정을 위한 미스트의 사용은 연마 패드(14)의 냉각 효과를 증가시킬 수 있다.
전술한 실시예에서는, 제2 연마 스텝에서 연마 패드(14)의 온도 조정을 위해 PID 제어를 사용하지만, 예를 들어 제1 연마 스텝에서 PID 제어될 수 있는 전공 레귤레이터의 밸브 위치를 최대화시킴으로써, PID 제어를 사용하지 않고 연마 패드(14)의 최대 가능 냉각을 실행하는 것도 가능하다.
전술한 실시예에서는, 제1 연마 스텝에서 연마 패드(14)의 온도를 제어(냉각)하지만, 연마 패드(14)의 온도를 제어(냉각)하지 않는 상태에서 제1 연마 스텝을 실행하고, 제2 연마 스텝에서 연마 패드(14)를 미리 결정된 온도 이하로 냉각하는 것이 가능하다.
연마중에 연마 패드에 공급되어 사용되는 슬러리의 종류에 따라, 연마중에 연마 패드의 온도가 증가하고, 임의의 온도가 도달된 후에는 연마 패드의 온도가 자연히 감소하는 경우가 있다. 이러한 경우에는, 연마 패드의 온도 조정을 실행하지 않는 상태에서 연마를 개시하고, 피연마막의 미리 결정된 두께가 도달될 때 연마 패드의 냉각을 개시하는 것이 가능하다. 이 방식은, 연마 속도를 크게 낮추지 않으면서 막의 미연마 부분이 아래 놓인 층의 표면에 산재된 상태로 남는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
전술한 실시예에서는, 제1 연마 스텝과 제2 연마 스텝 사이에서 연마 패드(14)의 제어(냉각) 온도가 변하지만, 제1 연마 스텝과 제2 연마 스텝에 걸쳐서 연마 패드(14)의 온도가 일정하게 유지되도록 연마 패드(14)를 냉각하는 것도 가능하다. 예를 들어, 제2 연마 스텝의 목표 제어 온도는 제1 연마 스텝에서 설정될 수도 있다. 이는 제1 연마 스텝에서 연마 속도를 낮출 수 있다. 그러나, 패드 제어 온도의 변화와 관련된 연마 패드 온도의 타임 래그가 없기 때문에 제2 연마 스텝에서의 연마의 효율성이 증가될 수 있다.
본 발명은 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 본 발명은 전술한 실시예로 한정되지 않고 본원에서 표현된 바와 같은 발명 개념의 범위 내에서 다양한 변화 및 변형이 가능하다.

Claims (14)

  1. 연마 패드를 향해 가스를 분사하여 연마 패드의 온도를 제어하면서 연마 패드로 피연마면을 연마하는 연마 방법이며,
    연마 중, 가스 분사 방향 또는 유량을 PID 제어하면서 피연마면의 연마 상태를 모니터하는 단계와,
    피연마막의 미리 결정된 두께에 도달한 때, 연마 패드의 제어 온도를 변화시키는 단계를 포함하는, 연마 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 미리 결정된 막 두께에 도달하기 전에는 드라이 가스가 가스로서 사용되고, 상기 미리 결정된 막 두께에 도달한 때에는 미스트가 가스로서 사용되는, 연마 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 미리 결정된 막 두께에 도달하기 전에는 제1 연마 압력으로 연마가 행해지고, 상기 미리 결정된 막 두께에 도달한 후에는 상기 제1 연마 압력보다 낮은 제2 연마 압력으로 연마가 행해지는, 연마 방법.
  4. 제1항에 있어서, 연마 중 상기 피연마면의 모니터는 와전류 센서, 광학식 센서 또는 토크 전류 센서를 사용하여 수행되는, 연마 방법.
  5. 연마 패드를 향해 가스를 분사하여 연마 패드의 온도를 제어하면서 연마 패드로 피연마면을 연마하는 연마 방법이며,
    상기 연마 패드의 탄성율과 연마 패드의 온도 사이의 상관 관계에 대한 데이터와, 상기 연마 패드의 탄성율과 연마 속도 사이의 상관 관계에 대한 데이터, 또는 상기 연마 패드의 탄성율과 평탄도, 결함수 및 금속 잔여량 중 하나 이상 사이의 상관 관계에 대한 데이터를 기초로 하여, 최대 연마 속도를 달성하는 연마 패드의 탄성율에 대응하는 온도로 연마 패드의 온도를 제어하면서 피연마면을 연마하는 제1 연마 단계와,
    상기 상관 관계 데이터를 기초로 하여, 원하는 평탄도를 달성하는 연마 패드의 탄성율에 대응하는 온도로 연마 패드의 온도를 제어하면서, 피연마면을 연마하는 제2 연마 단계를 포함하는, 연마 방법.
  6. 연마 패드를 향해 가스를 분사하여 연마 패드의 온도를 제어하면서 연마 패드로 피연마면을 연마하는 연마 방법이며,
    연마 중 피연마면의 연마 상태를 모니터하고, 피연마막의 미리 결정된 두께에 도달한 때 연마 종료 시간을 예측하는 단계와,
    상기 연마 패드의 온도가 상기 연마 종료 시간에 미리 결정된 온도에 도달하도록 가스의 분사를 제어하는 단계를 포함하는, 연마 방법.
  7. 기판을 연마하는 연마 장치이며,
    연마 패드의 온도를 제어하도록 연마 패드를 향해 가스를 분사하는 가스 분사부와,
    상기 가스 분사부로부터 분사된 가스의 분사 방향 또는 유량을 PID 제어하는 제어부와,
    상기 피연마면의 연마 상태를 모니터하는 모니터를 포함하고,
    상기 제어부에는, 피연마막의 두께와 연마 패드의 제어 온도 사이의 관계를 나타내는 레시피가 저장되고,
    상기 제어부 및 모니터는 상기 레시피를 기초로 작동하고 상기 막의 두께에 따라 연마 패드의 제어 온도를 변화시키도록 구성되는, 연마 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 가스 분사부를 세정하는 세정 공구를 더 포함하는, 연마 장치.
  9. 제7항에 있어서, 상기 가스 분사부는, 상기 드라이 가스를 연마 패드를 향해 분사하는 냉각 노즐과 드라이 가스를 연마 패드를 향해 분사하는 냉각팬 중 하나 이상으로 구성되는, 연마 장치.
  10. 제7항에 있어서, 상기 연마 패드의 온도를 검출하는 온도 센서와,
    상기 온도 센서의 검출값을 기초로 하여, 상기 가스 분사부로부터 연마 패드로 공급되는 드라이 가스량을 제어하는 온도 제어기를 더 포함하는, 연마 장치.
  11. 기판을 연마 패드와 활주 접촉시켜 기판을 연마하는 방법이며,
    상기 연마 패드를 보유하는 연마 테이블을 회전시키는 단계와,
    상기 연마 패드에 대해 상기 기판의 표면을 가압하는 단계와,
    상기 연마 패드로 슬러리를 공급하는 단계와,
    상기 연마 패드의 온도가 제1 제어 온도가 되도록 PID 제어에 의해 가스의 분사 방향 또는 유량을 제어하면서 상기 연마 패드를 향해 가스를 분사하는 단계와,
    상기 기판의 연마 상태를 모니터하는 단계와,
    상기 연마 상태가 미리 결정된 상태라는 것이 검출된 후, 상기 연마 패드의 온도가 제2 제어 온도가 되도록 PID 제어에 의해 가스의 분사 방향 또는 유량을 제어하면서 상기 연마 패드를 향해 가스를 분사하는 단계를 포함하는, 연마 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 연마 상태가 미리 결정된 상태라는 것이 검출되기 전에는 가스로서 드라이 가스가 사용되고, 상기 연마 상태가 미리 결정된 상태라는 것이 검출된 후에는 가스로서 미스트가 사용되는, 연마 방법.
  13. 제11항에 있어서, 상기 연마 상태가 미리 결정된 상태라는 것이 검출되기 전에는 제1 연마 압력으로 연마가 행해지고, 상기 연마 상태가 미리 결정된 상태라는 것이 검출된 후에는 상기 제1 연마 압력보다 낮은 제2 연마 압력으로 연마가 행해지는, 연마 방법.
  14. 제11항에 있어서, 상기 기판의 연마 상태의 모니터는 와전류 센서, 광학식 센서 또는 토크 전류 센서를 사용하여 수행되는, 연마 방법.
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