KR950034573A - 경질 물질로 코팅된 웨이퍼, 그 제조 방법, 경질 물질로 코팅된 웨이퍼의 연마 장치 및 그 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 경질물질로 코팅된 웨이퍼, 그 제조방법, 경질물질로 코팅된 웨이퍼의 연마장치 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 상기 복합 웨이퍼는 호울더에 볼록으로 뒤틀린 형태로 부착되어 있고, 바람직하게는, 웨이퍼와 호울더의 바닥사이의 버피가 삽입되어 있으며, 또한 호울더상에서 본래 편평한 웨이퍼 또는 본래 오목으로 뒤틀린 웨이퍼를 볼록으로 뒤틀리게 변형하기에 효과적이고, 상기 호울더는 샤프트쪽으로 약간 기울일 수 있으며, 상기 볼록으로 뒤틀린 웨이퍼는 회전형 웨트스톤 턴-테이블과 접촉하고 있고, 호울더를 기울이게 하기 위해서 보조 샤프트가 호울더의 주변을 밀어내고 있으며, 호울더의 약간의 경사가 웨이퍼상에서 접촉점을 변화시키고, 상기 경사각은 주샤프트와 보조 샤프트 사이의 힘을 할당함에 의하여 조절될 수 있고, 연마된 표면의 거칠기는 Rmax50㎚ 및 Ra20㎚ 이하임을 특징으로 한다.
Description
본 내용은 요부공개 건이므로 전문내용을 수록하지 않았음
제11도는 본 발명에 따라 제조된 경질 물질 막의 표면을 연마하기 위한 연마기의 정면도.
Claims (41)
- 총 두께 범위는 0.1 내지 2.1㎜ 이고, 직경은 25㎜ 이상이며, 피막의 50% 이상이 Rmax50㎚ 및 Ra20㎚ 이하의 거칠기로 연마되며, 뒤틀림 높이 H가 -150㎛ 내지 -2㎛ 으로 피막 면에 볼록-모양으로 웨이퍼가 뒤틀려 있으며, CVD 법에 의하여 적어도 하나의 기판 표면상에 제조되는 Hv3000 이상의 비커스 경도를 갖는 경질 피막 및 뒤틀린 기판으로 구성된 것을 특징으로 하는 경질 물질로 코팅된 웨이퍼.
- 제1항에 있어서, 상기 웨이퍼가 원형이며, 볼록형태로 피막면 상에서 중심에서 주변까지 단조롭게 뒤틀려 있는 것을 특징으로 하는 경질 물질로 코팅된 웨이퍼.
- 제2항에 있어서, 기판 두께(T2)에 대한 피막 두께(T1)의 비율(T1/T2)이 0.05 내지 1범위이며, 기판 두께(T2)는 0.1 내지 2㎜이고 피막 두께(T1)는 0.002 내지 0.2㎜인 것을 특징으로 하는 경질 물질로 코팅된 웨이퍼.
- 제3항에 있어서, 상기 경질 물질이 다이아몬드, 다이아몬드-형태 탄소 및 c-BN 중의 하나인 것을 특징으로 하는 경질 물질로 코팅된 웨이퍼.
- 제4항에 있어서, 상기 기판이 다결정 또는 Si, GaAs, GaP, AIN, SiC, SiC, Si3N4, LiTaO3, LiNbO3, Li2B4O7, PbTiO3, PZT(PbZrO3-PbTiO3) 또는 석영의 단일 결정인 것을 특징으로 하는 경질 물질로 코팅된 웨이퍼.
- 제5항에 있어서, 상기 기판이(100) Si 단일 결정인 것을 특징으로 하는 경질 물질로 코팅된 웨이퍼.
- 제5항에 있어서, 중심에서 주변까지 피막의 50% 이상이 Rmax50㎚ 및 Ra20㎚ 이하의 거칠기로 연마되는 것을 특징으로 하는 경질 물질로 코팅된 웨이퍼.
- 기판의 원주를 포함하는 면으로부터 -2 내지 -150 ㎛의 중심높이를 갖도록 피막면상에 볼록 형태로 기판상에 경질 물질 피막을 형성하고, 웨트스톤 턴-테이블을 갖는 연마 기계의 호울더상에 웨이퍼의 기판 표면을 고정시키며, 축 주위로 호울더를 회전시키고, 샤프트 주위로 턴-테이블을 회전시키며, 호울더의 표면을 턴-테이블로 기울게 하고, 중심에서 주변으로 또는 주변에서 중심으로 피막의 볼록 표면을 연마시키는 단계로 구성된 것을 특징으로 하는 경질 물질로 코팅된 웨이퍼의 제조 방법.
- 제8항에 있어서, 상기 피막을 Rmax50㎚ 및 Ra20㎚ 이하의 거칠기로 연마시키는 것을 특징으로 하는 방법.
- 샤프트로 지지되는 호울더의 바닥 중심에서 볼록으로 뒤틀린 형태로 복합 웨이퍼를 부착시키고, 호울더를 구동 장치 및 가압 실린더로 적합시켜 표면상에서 다이아몬드 분말을 갖는 다이아몬드 웨트스톤인 턴-테이블과 웨이퍼가 접촉하도록 하며, 샤프트를 통해 집중 부하를 호울더의 중심에 가해서 호울더가 샤프트로 기울어지게 하고, 구동장치에 의하여 샤프트를 통해 호울더를 회전시키고, 자체의 축 주위로 턴-테이블을 회전시키며, 호울더의 법선과 샤프트 사이의 경사각ψ가 변화하는 흔들림 운동을 호울더에 부여하여 중심에서 주변까지 또는 주변에서 중심까지 턴-테이블에 대한 웨이퍼의 접촉 영역을 변화시키는 단계를 특징으로 하는 대기하에서 Hv3000 이상의 비커스 경도를 갖는 경질 피막 및 기판으로 구성된 경질 물질로 코팅된 복합 웨이퍼의 연마 방법.
- 제10항에 있어서, 탄성적으로 변형될 수 있는 버퍼를 호울더의 바닥에 부착하고, 상기 볼록으로 뒤틀린 웨이퍼가 버퍼상에 부착되며 버퍼가 웨이퍼를 턴-테이블로 기울게 할 수 있는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제11항에 있어서, 볼록 스페이서가 호울더 또는 버퍼의 바닥에 부착되고 본래 편평하거나 오목으로 뒤틀린 복합 웨이퍼가 볼록 스페이서를 통해 볼록으로 뒤틀린 형태로 호울더에 부착되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제12항에 있어서, Rmax50㎚ 및 Ra20㎚ 이하의 거칠기를 갖는 면적의 비율이 50% 이상이 될때까지 상기 웨이퍼가 연마되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제13항에 있어서, 턴-테이블의 마멸을 평형화시키기 위해서 원형이 아닌 방향으로 호울더를 변위시킴으로써 턴-테이블의 방사 방향으로 접촉영역이 변하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제14항에 있어서, 다수의 중간 디스크가 암에 의해 회전하면서 지지되고, 바닥상에 볼록으로 뒤틀린 웨이퍼를 갖는 다수의 호울더가 각 중간 디스크에 의하여 회전 대칭 위치에서 적합하게 되며, 중간 디스크가 턴-테이블위에서 그 축 주위를 회전하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제15항에 있어서, 1인치(25㎜)이상의 직경 및 0.1 내지 2.1㎜사이의 두께를 갖는 오목으로 뒤틀린, 볼록으로 뒤틀린 또는 편평한 복합 웨이퍼를 -3 내지 -50㎛의 뒤틀림 높이를 갖는 볼록으로 뒤틀린 상태의 호울더로 부착시키는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제14항에 있어서, -3 내지 -50㎛ 사이의 뒤틀림 높이를 갖는 본래 볼록으로 뒤틀린 웨이퍼를 -3 내지 -50㎛ 사이의 뒤틀림 높이를 갖는 볼록으로 뒤틀린 상태에서 호울더에 부착시키는 것을 특징으로 하는 방법.
- 17항에 있어서, 5 내지 50㎛ 두께의 피막을 갖는 복합 웨이퍼를 피막 두께의 변동이 ±20% 이하로 감소될 때까지 연마시키는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제18항에 있어서, 한정된 두께를 갖는 연마가 어려운 층을 기판상에 부착시키고, 연마가 어려운 층을 연마가 수월한 층으로 피복하며, 두층을 다른 정도의 연마 난이도를 가지고 제조하고, 연마가 수월한 층 전체를 연마하고 연마가 어려운 층을 드러내게 함으로써 복합 웨이퍼의 피막 두께의 균일성이 증가되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제19항에 있어서, 접촉 영역상에 작용하는 단위 면적 당 힘을 증가시키기 위해서 턴-테이블상에서는 또는 웨이퍼 상에서 홈을 형성시킴으로써 접촉면적을 감소시키는 것을 특징으로 하는 방법.
- 샤프트에 의해 지지되는 호울더의 바닥의 중심에 볼록으로 뒤틀린 형태로 복합 웨이퍼를 부착시키고, 반응 챔버내에서 호울더를 구동 장치 및 가압 실린더에 적합하게 하며, 반응 챔버내에 설치된 편평한 금속 턴-테이블과 웨이퍼가 접촉하도록 하고, 샤프트를 통해 집중 부하를 호울더의 중심에 가하여 호울더가 샤프트쪽으로 기울어지게 하며, 금속 턴-테이블을 400 내지 900℃로 가열시키고, 10-3Torr(0.13Pa) 내지 102Torr(1.3×104Pa)의 압력을 갖는 산소, 수소 기체, 산화탄소 기체 또는 희기체를 반응챔버내로 공급하며, 구동 장치에 의하여 샤프트를 통해 호울더를 회전시키고, 그 축 주위로 턴-테이블을 회전시키며, 수직면내에서 호울더의 법선과 샤프트 사이의 경사각ψ를 변화시키는 흔들림 운동을 호울더에 부여하고 중심에서 주변으로 또는 주변에서 중심으로 턴-테이블에 대한 웨이퍼의 접촉 영역을 변화시키는 단계를 구성된 것을 특징으로 하는, Hv3000 이상의 비커스 경도를 갖는 경질물질의 피막 및 기판으로 구성된 경질 물질로 코팅된 복합 웨이퍼의 연마 방법.
- 샤프트로 지지되는 호울더의 바닥 중심에 볼록으로 뒤틀린 모양으로 복합 웨이퍼를 부착하고, 구동 장치 및 가압 실린더로 호울더를 적합시키며, 표면상에 다이아몬드 분말을 갖는 다이아몬드 웨트스톤인 턴-테이블과 웨이퍼를 접촉시키며, 샤프트를 통해 집중 부하를 호울더의 중심에 가함으로써 호울더를 샤프트로 기울어지게 하며, 구동장치에 의하여 샤프트를 통해 호울더를 회전시키고, 축 주위로 턴-테이블을 회전시키며, 호울더의 법선과 샤프트 사이의 경사각ψ을 일정하게 하면서 샤프트 주위를 호울더의 법선이 회전하는 세차둔동을 호울더에 부여하고, 경사각ψ을 다양하게 함으로써 중심에서 주변까지 또는 주변에서 중심까지 턴-테이블에 대한 웨이퍼의 접촉 영역을 변형시키는 단계로 구성된 것을 특징으로 하는 대기하에서 Hv3000 이상의 비커스 경도를 갖는 경질-물질의 피막 및 기판으로 구성된 경질- 물질로 코팅된 복합 웨이퍼의 연마 방법.
- 제22항에 있어서, 탄성적으로 변형될 수 있는 버퍼가 호울더의 바닥에 부착되고, 상기 볼록으로 뒤틀린 웨이퍼가 버퍼에 부착되고 상기 버퍼가 웨이퍼를 턴-테이블로 기울이게 하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제23항에 있어서, 볼록 스페이서를 호울더 또는 버퍼의 바닥에 부착시키고, 본래 편평하거나 오목으로 뒤틀린 복합 웨이퍼를 볼록으로 뒤틀린 모양으로 호울더에 부착시키는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제24항에 있어서, Rmax50㎚ 및 Ra20㎚ 이하의 거칠기를 갖는 면적의 비율이 50% 이상이 될때까지 상기 웨이퍼를 연마시키는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제25항에 있어서, 턴-테이블의 마멸을 평형화시키기 위해서 호울더를 원모양이 아닌 방향으로 대치시킴으로써 접촉영역을 턴-테이블의 방사 방향으로 변화시키는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제26항에 있어서, 다수의 중간 디스크가 암에 의해 회전하면서 지지되고, 바닥상에 볼록으로 뒤틀린 웨이퍼를 갖는 다수의 호울더는 각 중간 디스크에 의하여 회전 대칭인 위치에서 적합하게 되고, 중간 디스크가 턴-테이블위에서 축 주위를 회전하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제27항에 있어서, 1인치(25㎜)이상의 직경 및 0.1 내지 2.1㎜의 두께를 갖는 오목으로 뒤틀린, 볼록으로 뒤틀린 또는 편평한 복합 웨이퍼가 -3 내지 -50㎛의 뒤틀림 높이를 갖는 볼록으로 뒤틀린 상태에서 호울더로 부착되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제26항에 있어서, -3 내지 -50㎛ 사이의 뒤틀림 높이를 갖는 본래 볼록으로 뒤틀린 웨이퍼가 -3 내지 -50㎛ 사이의 뒤틀림 높이를 갖는 볼록으로 뒤틀린 상태에서 호울더로 부착되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제30항에 있어서, 5 내지 50㎛ 두께의 피막을 갖는 복합 웨이퍼를 피막 두께의 변동이 ±20% 이하로 감소될때까지 연마시키는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제30항에 있어서, 기판상에 한정된 두께의 연마가 어려운 층을 부착시키고, 연마가 어려운 층을 연마가 수월한 층으로 피복시키며, 다른 정도의 연마 난이도를 갖는 두 층을 제조한 후, 연마가 수월한 층의 전체를 연마하여 연마가 어려운 층을 드러냄으로써 복합 웨이퍼 피막의 두께 균일성이 증가되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제31항에 있어서, 접촉 영역상에 작용하는 단위 면적 당 힘을 증가시키기 위하여 턴-테이블 또는 웨이퍼 상에 홈을 형성시킴으로써 접촉면적이 감소되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 샤프트에 의해 지지되는 호울더의 바닥의 중심에 볼록으로 뒤틀린 형태로 복합 웨이퍼를 부착하고, 반응 챔버내 구동 장치 및 가압 실린더로 적합시켜서, 반응 챔버내에 설치된 편평한 금속 턴-테이블과 웨이퍼를 접촉하게 하며, 샤프트를 통해 집중 부하를 호울더의 중심에 가함으로써 호울더를 샤프트 쪽으로 기울이게 하고, 400 내지 900℃의 금속 턴-테이블을 가열하고, 10-3Torr(0.13Pa) 내지 102Torr(1.3×104Pa) 압력의 산소, 수소 기체, 산화탄소 기체 또는 희기체를 반응챔버내로 제공하며, 구동 장치에 의하여 샤프트를 통해 호울더를 회전하고, 그 축 주위로 턴-테이블을 회전시켜서, 호울더의 법선과 샤프트 사이를 일정한 경사각ψ로 호울더의 법선이 샤프트 주위를 회전하는 세차운동을 호울더에 부여하고 경사각ψ를 변화시킴으로써 중심에서 주변으로 또는 주변에서 중심으로 턴-테이블에 대한 웨이퍼의 접촉 영역을 변화시키는 단계를 구성된 것을 특징으로 하는 Hv3000 이상의 비커스 경도를 갖는 경질-물질의 피막 및 기판으로 구성된 경질-물질로 코팅된 복합 웨이퍼의 연마 방법.
- 다이아몬드 웨트스톤인 회전 턴-테이블, 복합 웨이퍼가 부착된 호울더, 호울더에 회전 및 압력을 전달하고 호울더가 기울어지게 하기 위하여 호울더의 중심에 결합된 샤프트, 회전가능하게 호울더를 지지하는 암, 샤프트의 중심으로 압력을 가하기 위한 실린더, 샤프트를 회전시키기 위한 구동 장치 및, 호울더에 흔들림 운동을 부여하기 위해서 호울더의 직경을 따라서 주변점을 밀어내기 위한 하나 이상의 보조 샤프트로 구성된 것을 특징으로 하는 경질 물질로 코팅된 복합 피막의 연마 장치.
- 다이아몬드 웨트스톤인 회전 턴-테이블, 복합 웨이퍼가 부착된 호울더, 호울더에 회전 및 압력을 전달하고 호울더가 기울어지게 하기 위하여 호울더의 중심에 결합된 샤프트, 회전가능하게 호울더를 지지하는 암, 샤프트의 중심으로 압력을 가하기 위한 실린더, 호울더에 세차운동을 부여하기 위하여 호울더의 주변점을 밀어내기 위한 샤프트, 및 3개 이상의 보조 샤프트를 회전시키기 위한 구동 장치로 구성되는 것을 특징으로 하는 경질 물질로 코팅된 복합 피막의 연마 장치.
- 제35항에 있어서, 턴-테이블 상에서 접촉영역이 방사 방향으로 이동하기 위해서 호울더를 지지하는 암이 대치되는 것을 특징으로 하는 연마 장치.
- 제34항에 있어서, 상기 턴-테이블이 전자 부착 다이아몬드 웨트스톤인 것을 특징으로 하는 연마 장치.
- 제35항에 있어서, 상기 턴-테이블이 전자 부착 다이아몬드 웨트스톤인 것을 특징으로 하는 연마 장치.
- 제34항에 있어서, 상기 턴-테이블이 다수의 작은 다이아몬드 펠릿 또는 다이아몬드 펠릿을 베이스 디스크상에 고정시킴으로써 제조되는 작은 다이아몬드 펠릿웨트스톤 또는 다이아몬드 펠릿 웨트스톤인 것을 특징으로 하는 연마 장치.
- 제35항에 있어서, 상기 턴-테이블이 다수의 작은 다이아몬드 펠릿 또는 다이아몬드 펠릿을 베이스 디스크상에 고정시킴으로써 제조되는 작은 다이아몬드 펠릿웨트스톤 또는 다이아몬드 펠릿 웨트스톤인 것을 특징으로 하는 연마 장치.
- 평탄한 금속 디스크인 회전식 턴-테이블, 복합 웨이퍼가 부착된 호울더, 금속 턴-테이블을 가열시키기 위한 가열기, 호울더에 회전 및 압력을 전달시켜서 호울더를 기울게 하기 위한 호울더의 중심에 결합되어 있는 주 샤프트, 회전가능하게 호울더를 지지하는 암, 호울더의 중심으로 압력을 가하기 위한 실린더, 샤프트를 회전시키기 위한 구동장치, 호울더에 흔들림 운동 또는 세차운동을 부여하기 위하여 호울더의 주변점을 밀어내기 위한 하나 또는 하나 이상의 보조샤프트, 보조 샤프트 상에 힘을 가하기 위한 실린더 및, 피막 및 가열된 금속 턴-테이블 사이의 화학 반응에 의하여 경질 물질 피막이 연마되는 턴-테이블, 호울더, 샤프트, 구동 장치 및 실린더를 포함하고 있는 진공 챔버로 구성된 것을 특징으로 하는 경질-물질로 코팅된 복합 피막의 연마 장치.※ 참고사항 : 최초출원 내용에 의하여 공개하는 것임.
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