KR20150056817A - 원형상 연마 패드 - Google Patents

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KR20150056817A
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쓰요시 기무라
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도요 고무 고교 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은, 피연마재 표면의 연마 불균일을 효과적으로 억제할 수 있는 원형상 연마 패드를 제공하는 것을 목적으로 한다. 본 발명의 원형상 연마 패드는, 연마 표면에 XY 격자 홈을 가지는 원형상 연마층을 포함하고, 원형상 연마층의 중심점이, 이하의 3개의 가상 직선 A, B 및 C로 에워싸인 영역 Z 내(가상 직선상을 포함함)에 오프셋되어 있다.
가상 직선 A: X 홈 또는 Y 홈 위의 점을 상기 X 홈 또는 Y 홈과 직교하는 방향으로 홈 피치의 5% 이동시킨 점을 연결한 직선
가상 직선 B: XY 격자 홈의 한쪽 대각선 D상의 점을 상기 대각선 D와 직교하는 방향으로 홈 피치의 5% 이동시킨 점을 연결한 직선
가상 직선 C: XY 격자 홈의 다른 쪽 대각선 E 상의 점을 상기 대각선 E와 직교하는 방향으로 홈 피치의 5% 이동시킨 점을 연결한 직선

Description

원형상 연마 패드{CIRCULAR POLISHING PAD}
본 발명은 렌즈, 반사 미러 등의 광학 재료나 실리콘 웨이퍼, 하드디스크용 유리 기판, 및 알루미늄 기판 등의 표면을 연마할 때 사용되는 연마 패드(조연마 용 또는 마무리 연마용)에 관한 것이다.
반도체 장치를 제조할 때는, 웨이퍼 표면에 도전성 막을 형성하고, 포토리소그래피, 에칭 등을 행함으로써 배선층을 형성하는 공정이나, 배선층 상에 층간 절연막을 형성하는 공정 등이 행해지고, 이들 공정에 의해 웨이퍼 표면에 금속 등의 도전체나 절연체로 이루어지는 요철이 생긴다. 최근, 반도체 집적 회로의 고밀도화를 목적으로 하여 배선의 미세화나 다층 배선화가 진행되고 있으며, 이에 따라, 웨이퍼 표면의 요철을 평탄화하는 기술이 중요해지고 있다.
웨이퍼 표면의 요철을 평탄화하는 방법으로서는, 일반적으로 케미컬 메카니컬 폴리싱(Chemical Mechanical Polishing)(이하, CMP라고 함)이 채용되고 있다. CMP는, 웨이퍼의 피연마면을 연마 패드의 연마면에 가압한 상태에서, 연마재가 분산된 슬러리상(狀)의 연마제(이하, 슬러리라고 함)를 사용하여 연마하는 기술이다. CMP에서 일반적으로 사용하는 연마 장치는, 예를 들면, 도 1에 나타낸 바와 같이, 연마 패드(1)를 지지하는 연마 정반(2)과, 피연마재(반도체 웨이퍼)(4)를 지지하는 지지대(폴리싱 헤드)(5)와 웨이퍼의 균일 가압을 행하기 위한 백킹재(backing material)와, 슬러리의 공급 기구를 구비하고 있다. 연마 패드(1)는, 예를 들면, 양면 테이프로 접착함으로써, 연마 정반(2)에 장착된다. 연마 정반(2)과 지지대(5)는, 각각에 지지된 연마 패드(1)와 피연마재(4)가 대향하도록 배치되고, 각각에 회전축(6, 7)을 구비하고 있다. 또한, 지지대(5) 측에는, 피연마재(4)를 연마 패드(1)에 가압하기 위한 가압 기구(機構)가 설치되어 있다.
통상, 연마 패드의 피연마재와 접촉하는 연마 표면은, 슬러리를 유지·갱신하기 위한 홈을 가지고 있다. 종래의 연마 패드의 홈 형상으로서는, 방사형, 동심원형, XY 격자형, 및 나선형 등을 예로 들 수 있다. CMP 프로세스에 있어서, 연마 패드의 중심부에 공급된 슬러리는, 연마 패드의 회전에 의해 생기는 원심력에 의해 중심으로부터 외측으로 홈을 따라 흘러서 최종적으로는 연마 패드 밖으로 배출된다.
통상, 연마 표면의 홈은, 슬러리를 연마 표면에 균일하게 공급하기 위해 규칙적으로 배치되어 있다. 예를 들면, XY 격자형의 경우, X 홈과 Y 홈의 교점이 연마 패드의 중심점과 일치하도록 배치되어 있다. 또한, 나선형의 경우, 나선의 시점(始点)이 연마 패드의 중심점과 일치하도록 배치되어 있다.
그러나, 연마 표면의 홈을 규칙적으로 배치하면, 홈 패턴의 영향에 의해 피연마재의 표면에 연마 불균일(폴리싱 마크)이 생기는 경우가 있다. 종래, 이 연마 불균일을 저감하기 위하여, 지지대(폴리싱 헤드)(5)를 연마 정반(2)의 반경 방향으로 왕복 이동시키면서 CMP를 행하고 있었다. 이 왕복 이동은, 일반적으로 「요동(搖動)」또는 「오실레이션」으로 불리고 있다.
그러나, 지지대(5)를 왕복 이동시키면, 피연마재의 위치가 어긋나거나, 쉽게 손상된다. 또한, 오실레이션 기구를 가지는 고가의 CMP 장치를 사용하지 않으면 안된다. 또한, 사용하는 CMP 장치에 따라 오실레이션 기구의 차이가 있어, 오실레이션의 조정이 번거롭다. 또한, 장시간의 CMP의 경우에는, 오실레이션만으로는 연마 불균일을 억제하는 것이 곤란하다.
이 연마 불균일을 억제하기 위하여, 특허 문헌 1에서는, 원형의 연마 패드로서, 상기 원형의 연마 패드가, 그 표면에 나선형의 홈 패턴의 홈을 가지고, 상기 홈 패턴의 중심점이, 상기 원형의 연마 패드의 중심점으로부터 오프셋되어 있는 연마 패드가 제안되어 있다.
또한, 특허 문헌 2에서는, 홈 패턴의 대칭축이, 연마 패드 표면의 중심점으로부터 오프셋되어 있는 연마 패드가 제안되어 있다.
그러나, 종래의 연마 패드는, 연마 불균일의 억제 효과가 충분하지 않았다.
일본공개특허 제2008-290197호 공보 미국 특허 출원 공개 제2009/0081932호 명세서
본 발명은, 피연마재 표면의 연마 불균일을 효과적으로 억제할 수 있는 원형상 연마 패드를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자들은, 상기 문제점을 해결하기 위해 예의(銳意) 검토를 거듭한 결과, 이하에 나타내는 연마 패드에 의해 상기 목적을 달성할 수 있는 것을 발견하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
즉, 본 발명은, 연마 표면에 XY 격자 홈을 가지는 원형상 연마층을 포함하는 원형상 연마 패드에 있어서,
원형상 연마층의 중심점이, 하기의 3개의 가상 직선 A, B 및 C로 에워싸인 영역 Z 내(가상 직선 상을 포함함)에 오프셋되어 있는 것을 특징으로 하는 원형상 연마 패드에 관한 것이다
가상 직선 A: X 홈 또는 Y 홈 위의 점을 상기 X 홈 또는 Y 홈과 직교하는 방향으로 홈 피치의 5% 이동시킨 점을 연결한 직선
가상 직선 B: XY 격자 홈의 한쪽 대각선 D 상의 점을 상기 대각선 D와 직교하는 방향으로 홈 피치의 5% 이동시킨 점을 연결한 직선
가상 직선 C: XY 격자 홈의 다른 쪽 대각선 E 상의 점을 상기 대각선 E와 직교하는 방향으로 홈 피치의 5% 이동시킨 점을 연결한 직선
본 발명과 같이, 원형상 연마층의 중심점을 영역 Z 내(가상 직선 상을 포함함)에 오프셋함으로써, 연마 시에 있어서 피연마면과 홈과의 대향 상태를 불균일하게 할 수 있다. 이로써, 피연마면의 특정 부분에 항상 홈이 대향하는 것이 없어지고, 피연마면 전체면이 균일하게 연마되므로, 연마 불균일의 발생을 효과적으로 억제할 수 있다.
원형상 연마층의 중심점이, 오프셋 영역 Z 밖에 배치되어 있는 경우, 구체적으로는, X 홈과 Y 홈의 교점에 일치하도록 배치되어 있는 경우, X 홈 또는 Y 홈 상에 배치되어 있는 경우, XY 격자 홈의 대각선 상에 배치되어 있는 경우, 또는 오프셋의 정도가 홈 피치의 5% 미만인 경우에는, 연마 시에 있어서 피연마면과 홈과의 대향 상태를 충분히 불균일하게 할 수 없다. 그 결과, 피연마면의 특정 부분에 항상 홈이 대향하게 되어, 피연마면이 불균일하게 연마되므로, 연마 불균일이 발생하기 쉬워진다. 특히, 피연마면의 중심 부분이 과연마 또는 연마 부족이 되어, 피연마면의 중심 부분에 연마 불균일이 발생하기 쉬워진다.
또한 본 발명은, 상기 원형상 연마 패드의 제조 방법으로서,
연마 시트에 XY 격자 홈을 형성하는 공정, 및 영역 Z 내에 오프셋된 중심점을 기준으로 연마 시트를 원형상으로 절단하여 원형상 연마층을 제작하는 공정을 포함하는 원형상 연마 패드의 제조 방법에 관한 것이다.
또한 본 발명은, 상기 원형상 연마 패드를 사용하여 반도체 웨이퍼의 표면을 연마하는 공정을 포함하는 반도체 디바이스의 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명의 원형상 연마 패드는, 상기한 바와 같이, 원형상 연마층의 중심점이, 특정한 영역 내에 오프셋되어 있으므로, 피연마재 표면의 연마 불균일을 효과적으로 억제할 수 있다.
도 1은 CMP 연마에서 사용하는 연마 장치의 일례를 나타낸 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명에서의 오프셋 영역 Z를 나타낸 개략도이다.
도 3은 본 발명에서의 오프셋 영역 Z의 바람직한 범위를 나타낸 개략도이다.
도 4는 실시예 1의 원형상 연마 패드를 사용하여 웨이퍼를 연마한 후의 피연마면의 상태를 나타낸 사진이다.
도 5는 비교예 1의 원형상 연마 패드를 사용하여 웨이퍼를 연마한 후의 피연마면의 상태를 나타낸 사진이다.
본 발명에서의 원형상 연마층의 재료는 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 폴리우레탄 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리아미드 수지, 아크릴 수지, 폴리카보네이트 수지, 할로겐계 수지(폴리염화 비닐, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리불화 비닐리덴 등), 폴리스티렌, 올레핀계 수지(폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등), 에폭시 수지, 및 감광성 수지 등이 있다. 폴리우레탄 수지는, 내마모성이 우수하고, 원료 조성을 다양하게 변경함으로써 원하는 물성이 되도록 조정할 수 있으므로, 원형상 연마층의 재료로서 바람직하다.
원형상 연마층은, 발포체일 수도 있고, 무발포체일 수도 있지만, 폴리우레탄 수지 발포체에 의해 형성되어 있는 것이 바람직하다.
폴리우레탄 수지 발포체의 제조 방법으로서는, 중공(中空) 비즈(beads)를 첨가시키는 방법, 기계적 발포법, 화학적 발포법 등을 예로 들 수 있다.
폴리우레탄 수지 발포체의 평균 기포 직경은, 30∼80 ㎛인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 30∼60 ㎛이다. 전술한 범위로부터 벗어나는 경우에는, 연마 속도가 저하되거나, 연마 후의 피연마재(웨이퍼)의 플래너리티(planarity)(평탄성)가 저하되는 경향이 있다.
폴리우레탄 수지 발포체의 비중은, 0.5∼1.3인 것이 바람직하다. 비중이 0.5 미만인 경우, 원형상 연마층의 표면 강도가 저하되고, 피연마재의 플래너리티가 저하되는 경향이 있다. 또한, 1.3보다 큰 경우에는, 원형상 연마층 표면의 기포수가 적어지게 되고, 플래너리티는 양호하지만, 연마 속도가 저하되는 경향이 있다.
폴리우레탄 수지 발포체의 경도는, 아스카 D 경도계로 측정하여, 45∼70 도인 것이 바람직하다. 아스카 D 경도가 45도 미만인 경우에는, 피연마재의 플래너리티가 저하되고, 또한, 70도보다 큰 경우에는, 플래너리티는 양호하지만, 피연마재의 유니포미티(uniformity)(균일성)가 저하되는 경향이 있다.
원형상 연마층의 크기는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 통상 직경 30∼100 cm 정도이다.
원형상 연마층에는, 광학 종점 검출용 창(광투과 영역)이 설치되어 있어도 된다.
원형상 연마층의 두께는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 통상 0.8∼4 ㎜ 정도이며, 1.5∼2.5 ㎜인 것이 바람직하다. 상기 두께의 원형상 연마층을 제작하는 방법으로서는, 발포체 블록을 밴드 소(band saw) 방식 또는 대패 방식의 슬라이서를 사용하여 소정 두께에 슬라이스하는 방법, 소정 두께의 캐비티를 가진 금형에 수지를 주입하여 경화시키는 방법, 및 코팅 기술이나 시트 성형 기술을 이용한 방법 등을 예로 들 수 있다.
이하에서, 원형상 연마층의 중심점이, 영역 Z 내(가상 직선 상을 포함함)에 오프셋된 원형상 연마 패드에 대하여 상세하게 설명한다.
도 2는, 본 발명에서의 오프셋 영역 Z를 나타낸 개략도이다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 오프셋 영역 Z(8)는, 하기 3개의 가상 직선 A(9), B(10) 및 C(11)로 에워싸인 영역이며, 1개의 XY 격자 홈 내에 4개소 존재한다.
가상 직선 A(9): X 홈(12) 또는 Y 홈(13) 상의 점을 상기 X 홈(12) 또는 Y 홈(13)과 직교하는 방향으로 홈 피치의 5% 이동시킨 점을 연결한 직선
가상 직선 B(10): XY 격자 홈의 한쪽 대각선 D(14) 상의 점을 상기 대각선(14)과 직교하는 방향으로 홈 피치의 5% 이동시킨 점을 연결한 직선
가상 직선 C(11): XY 격자 홈의 다른 쪽 대각선 E(15) 상의 점을 상기 대각선(15)과 직교하는 방향으로 홈 피치의 5% 이동시킨 점을 연결한 직선
가상 직선 B(10)는, XY 격자 홈의 한쪽 대각선 D(14) 상의 점을 상기 대각선(14)과 직교하는 방향으로 홈 피치의 10% 이동시킨 점을 연결한 직선인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 15%이다.
가상 직선 C(11)는, XY 격자 홈의 다른 쪽 대각선 E(15) 상의 점을 상기 대각선(15)과 직교하는 방향으로 홈 피치의 10% 이동시킨 점을 연결한 직선인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 15%이다.
도 3은, 본 발명에서의 오프셋 영역 Z의 바람직한 범위를 나타낸 개략도이다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 오프셋 영역 Z(8)는, 3개의 가상 직선 A(9), B(10) 또는 C(11), 및 F(16)로 에워싸인 영역이며, 1개의 XY 격자 홈 내에 8개소 존재한다. 가상 직선 F(16)는, 인접하는 2개의 X 홈(12) 또는 인접하는 2개의 Y 홈(13)의 중앙을 지나는 중앙선 G(17)를 평행하게 홈 피치의 5%(바람직하게는 10%, 더욱 바람직하게는 15%임) 이동시킨 직선이다. 원형상 연마층의 중심점을 상기 범위에 오프셋함으로써, 피연마재 표면의 연마 불균일을 더욱 효과적으로 억제할 수 있다.
홈 피치는 특별히 한정되지 않지만, 통상 5∼50 ㎜이며, 바람직하게는 10∼45 ㎜이며, 더욱 바람직하게는 15∼40 ㎜이다.
홈 폭도 특별히 한정되지 않지만, 통상 0.8∼7 ㎜이며, 바람직하게는 1∼4 ㎜이며, 더욱 바람직하게는 1.2∼2 ㎜이다.
홈 깊이는, 원형상 연마층의 두께에 따라, 적절하게 조정되지만, 통상 0.2∼1.2 ㎜이며, 바람직하게는 0.4∼1 ㎜이며, 더욱 바람직하게는 0.5∼0.8 ㎜이다.
본 발명의 원형상 연마층은, 예를 들면, 소정의 두께로 제작한 연마 시트에 XY 격자 홈을 형성하고, 그 후, 영역 Z 내에 오프셋된 중심점을 기준으로 하여 연마 시트를 원형상으로 절단함으로써 제조할 수 있다.
본 발명의 원형상 연마 패드는, 상기 원형상 연마층 만이라도 되고, 원형상 연마층과 다른 층(예를 들면, 쿠션층, 지지 필름, 접착층, 점착층 등)과의 적층체라도 된다.
쿠션층은, 원형상 연마층의 특성을 보충하는 것이다. 쿠션층은, CMP에 있어서, 트레이드오프(trade off)의 관계에 있는 플래너리티와 유니포미티의 양자를 양립시키기 위해 필요한 것이다. 플래너리티란, 패턴 형성 시에 발생하는 미소 요철이 있는 피연마재를 연마했을 때의 패턴부의 평탄성을 말하여, 유니포미티란, 피연마재 전체의 균일성을 말한다. 원형상 연마층의 특성에 의해, 플래너리티를 개선하고, 쿠션층의 특성에 의해 유니포미티를 개선한다. 본 발명의 원형상 연마 패드에 있어서는, 쿠션층은 원형상 연마층보다 유연한 것을 사용하는 것이 바람직하다.
쿠션층로서는, 예를 들면, 폴리에스테르 부직포, 나일론 부직포, 아크릴 부직포 등의 섬유 부직포나 폴리우레탄을 함침(含浸)한 폴리에스테르 부직포와 같은 수지 함침 부직포, 폴리우레탄 폼, 폴리에틸렌 폼 등의 고분자 수지 발포체, 부타디엔 고무, 이소프렌 고무 등의 고무성 수지, 감광성 수지 등이 있다.
원형상 연마층과 쿠션층을 접합시키는 수단으로서는, 원형상 연마층과 쿠션층의 사이에 양면 테이프를 끼우고 프레스하는 방법을 예로 들 수 있다.
양면 테이프는, 부직포나 필름 등의 기재(基材)의 양면에 접착층이 형성된 일반적인 구성을 가진다. 쿠션층으로의 슬러리의 침투 등을 방지하는 것을 고려하면, 기재에 필름을 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 접착층의 조성으로서는, 예를 들면, 고무계 접착제나 아크릴계 접착제 등이 있다. 금속 이온의 함유량을 고려하면, 아크릴계 접착제는, 금속 이온 함유량이 적기 때문에 바람직하다. 또한, 원형상 연마층과 쿠션층은 조성이 상이한 경우도 있으므로, 양면 테이프의 각각의 접착층의 조성을 상이하게 하고, 각 층의 접착력을 적정화할 수도 있다.
본 발명의 원형상 연마 패드는, 플래튼(platen)과 접착하는 면에 양면 테이프가 설치되어 있어도 된다. 양면 테이프로서는, 전술한 바와 마찬가지로 기재의 양면에 접착층이 형성된 일반적인 구성을 가지는 것을 사용할 수 있다. 기재로서는, 예를 들면, 부직포나 필름 등이 있다. 원형상 연마 패드 사용 후의 플래튼으로부터의 박리를 고려하면, 기재에 필름을 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 접착층의 조성으로서는, 예를 들면, 고무계 접착제나 아크릴계 접착제 등이 있다. 금속 이온의 함유량을 고려하면, 아크릴계 접착제는, 금속 이온 함유량이 적기 때문에 바람직하다.
반도체 디바이스는, 상기 원형상 연마 패드를 사용하여 반도체 웨이퍼의 표면을 연마하는 공정을 거쳐 제조된다. 반도체 웨이퍼란, 일반적으로 실리콘 웨이퍼 상에 배선 금속 및 산화막을 적층한 것이다. 반도체 웨이퍼의 연마 방법, 연마 장치는 특별히 제한되지 않고, 예를 들면, 도 1에 나타낸 바와 같이 원형상 연마 패드(원형상 연마층)(1)를 지지하는 연마 정반(2)과, 반도체 웨이퍼(4)를 지지하는 지지대(폴리싱 헤드)(5)와 웨이퍼로의 균일 가압을 행하기 위한 백킹재와, 연마제(3)의 공급 기구를 구비한 연마 장치 등을 사용하여 행해진다. 원형상 연마 패드(1)는, 예를 들면, 양면 테이프로 접착함으로써, 연마 정반(2)에 장착된다. 연마 정반(2)과 지지대(5)는, 각각에 지지된 원형상 연마 패드(1)와 반도체 웨이퍼(4)가 대향하도록 배치되고, 각각에 회전축(6, 7)을 구비하고 있다. 또한, 지지대(5) 측에는, 반도체 웨이퍼(4)를 원형상 연마 패드(1)에 가압하기 위한 가압 기구가 설치되어 있다. 연마 시에는, 연마 정반(2)과 지지대(5)를 회전시키면서 반도체 웨이퍼(4)를 원형상 연마 패드(1)에 가압하고, 슬러리를 공급하면서 연마를 행한다. 슬러리의 유량, 연마 하중, 연마 정반 회전수, 및 웨이퍼 회전수는 특별히 제한되지 않고, 적절하게 조정하여 행한다.
이로써, 반도체 웨이퍼(4)의 표면의 돌출된 부분이 제거되어 평탄형으로 연마된다. 그 후, 다이싱(dicing), 본딩, 패키징 등에 의해 반도체 디바이스가 제조된다. 반도체 디바이스는, 연산 처리 장치나 메모리 등에 사용된다.
[실시예]
이하에서, 본 발명을 실시예에 따라 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예로 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
폴리에테르계 프리폴리머(유니로얄사 제조, 아디프렌(ADIPRENE) L-325, NCO 농도: 2.22 meq/g) 100 중량부, 및 실리콘계 계면활성제(도레이·다우코닝 실리콘 사 제조, SH-192) 3 중량부를 중합 용기 내에 가하여 혼합하고, 80℃로 조정하고 감압 하에서 탈포했다. 그 후, 교반 날개를 사용하여, 회전수 900 rpm으로 반응계 내에 기포를 받아들일 수 있도록 약 4분간 격렬하게 교반을 행하였다. 거기에 사전에 120℃에서 용융한 4,4'-메틸렌비스(o-클로로아닐린)(이하라케미컬사 제조, 이하라큐아민 MT) 26 중량부를 첨가하였다. 그 후, 약 1분간 교반을 계속하여 빵형의 오픈 몰드에 반응 용액을 주입하였다. 이 반응 용액의 유동성이 없어진 시점에서 오븐 내에 넣고 110℃에서 6시간 포스트큐어링을 행하여, 폴리우레탄 수지 발포체 블록을 얻었다.
약 80℃로 가열한 상기 폴리우레탄 수지 발포체 블록을 슬라이서(아미텍사 제조, VGW-125)를 사용하여 슬라이스하여, 폴리우레탄 수지 발포체로 이루어지는 연마 시트(평균 기포 직경: 50㎛, 비중: 0.86, 경도: 52도)를 얻었다. 다음으로, 버핑기(아미텍사 제조)를 사용하여, 두께 1.27 ㎜가 될 때까지 연마 시트의 표면 버핑 처리를 행하여, 두께 정밀도를 균일하게 하였다. 그리고, 홈 가공기(테크노사 제조)를 사용하여 연마 시트의 표면에 홈 폭 2 ㎜, 홈 피치 25 ㎜, 홈 깊이 0.6 ㎜의 XY 격자형의 홈 가공을 행하였다.
그 후, X 홈과 Y 홈과의 교점(좌표(0 ㎜, 0 ㎜)로 함)을 기준으로 하여, 좌표(2.5 ㎜, 10 ㎜)의 위치를 오프셋 중심점으로 하였다. 그리고, 오프셋 중심점을 기준으로 연마 시트를 직경 61 cm의 원형상으로 절단하여 원형상 연마층을 제작하였다. 원형상 연마층의 홈 가공면과는 반대측의 면에 라미네이터를 사용하여, 양면 테이프(세키스이화학공업사 제조, 더블택 테이프)를 부착하였다. 또한, 코로나 처리한 쿠션 시트(도레이사 제조, 폴리에틸렌 폼, 도레이페프, 두께 0.8 ㎜)의 표면을 버핑 처리하였고, 이것을 상기 양면 테이프에 라미네이터를 사용하여 접합시켰다. 또한, 쿠션 시트의 다른 면에 라미네이터를 사용하여 양면 테이프를 접합하여 원형상 연마 패드를 제작하였다.
실시예 2∼5, 비교예1∼4
홈 피치, 및 원형상 연마층의 중심점의 좌표를 표 1의 값으로 변경한 점 이외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 원형상 연마 패드를 제작하였다.
[평가 방법]
(연마 불균일의 평가)
연마 장치로서 SPP600S(오카모토공작기계사 제조)를 사용하였고, 제작한 원형상 연마 패드를 사용하여, 8 인치의 실리콘 웨이퍼 상에 열 산화막을 10000Å 제막한 웨이퍼 1장에 대하여 2분 연마하였다. 그 후, 웨이퍼의 피연마면의 연마 불균일을 육안에 의해 관찰하여, 하기 기준으로 평가했다.
○: 동심원형의 줄무늬(striped pattern)의 불균일이 없음.
×: 동심원형의 줄무늬의 불균일이 있음.
그리고, 연마 조건으로서는, SS-25(캐봇사 제조)를 초순수(超純水)로 2배로 희석한 슬러리를 연마 중에 유량 150 ml/min로 첨가하고, 연마 하중 254 g/cm2, 연마 정반 회전수 90 rpm, 및 웨이퍼 회전수 91 rpm으로 하였다. 또한, 연마 전에, 드레서(아사히다이아사 제조, M100 타입)를 사용하여 원형상 연마 패드의 표면을 20초간 드레스 처리하였다. 드레스 조건은, 드레스 하중 10 g/cm2, 연마 정반 회전수 30 rpm, 및 드레서 회전수 15 rpm으로 하였다.
[표 1]
Figure pct00001
도 4는, 실시예 1의 원형상 연마 패드를 사용하여 웨이퍼를 연마한 후의 피연마면의 상태를 나타낸 사진이다. 피연마면에 동심원형의 연마 불균일이 없고, 균일하게 연마되어 있는 것을 알 수 있다. 도 5는, 비교예 1의 원형상 연마 패드를 사용하여 웨이퍼를 연마한 후의 피연마면의 상태를 나타낸 사진이다. 피연마면의 중심 부분에 동심원형의 연마 불균일이 있는 것을 알 수 있다.
[산업상 이용가능성]
본 발명의 원형상 연마 패드는 렌즈, 반사 미러 등의 광학 재료나 실리콘 웨이퍼, 알루미늄 기판, 및 일반적인 금속 연마 가공 등의 고도의 표면 평탄성이 요구되는 재료의 평탄화 가공을 안정적으로, 또한 높은 연마 효율로 행할 수 있다. 본 발명의 원형상 연마 패드는, 특히 실리콘 웨이퍼 및 그 위에 산화물층, 금속층 등이 형성된 디바이스를, 나아가서는 이들 산화물층이나 금속층을 적층·형성하기 전에 평탄화하는 공정에 바람직하게 사용할 수 있다.
1: 연마 패드(원형상 연마 패드) 2: 연마 정반
3: 연마제(슬러리) 4: 피연마재(반도체 웨이퍼)
5: 지지대(폴리싱 헤드) 6, 7: 회전축
8: 오프셋 영역 Z 9: 가상 직선 A
10: 가상 직선 B 11: 가상 직선 C
12: X 홈 13: Y 홈
14: 대각선 D 15: 대각선 E
16: 가상 직선 F 17: 중앙선 G
18: X 홈과 Y 홈의 교점

Claims (3)

  1. 연마 표면에 XY 격자 홈을 가지는 원형상 연마층을 포함하는 원형상 연마 패드에 있어서,
    원형상 연마층의 중심점이, 하기 3개의 가상 직선 A, B 및 C로 에워싸인 영역 Z 내(가상 직선 상을 포함함)에 오프셋(offset)되어 있는, 원형상 연마 패드:
    가상 직선 A: X 홈 또는 Y 홈 상의 점을 상기 X 홈 또는 Y 홈과 직교하는 방향으로 홈 피치의 5% 이동시킨 점을 연결한 직선
    가상 직선 B: XY 격자 홈의 한쪽 대각선 D 상의 점을 상기 대각선 D와 직교하는 방향으로 홈 피치의 5% 이동시킨 점을 연결한 직선
    가상 직선 C: XY 격자 홈의 다른 쪽 대각선 E 상의 점을 상기 대각선 E와 직교하는 방향으로 홈 피치의 5% 이동시킨 점을 연결한 직선.
  2. 제1항에 기재된 원형상 연마 패드의 제조 방법으로서,
    연마 시트에 XY 격자 홈을 형성하는 공정; 및
    영역 Z 내에 오프셋된 중심점을 기준으로 연마 시트를 원형상으로 절단하여 원형상 연마층을 제작하는 공정
    을 포함하는 원형상 연마 패드의 제조 방법.
  3. 제1항에 기재된 원형상 연마 패드를 사용하여 반도체 웨이퍼의 표면을 연마하는 공정을 포함하는 반도체 디바이스의 제조 방법.
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