KR100321172B1 - 전장을 발생하는 cmp연마용 연마제 - Google Patents
전장을 발생하는 cmp연마용 연마제 Download PDFInfo
- Publication number
- KR100321172B1 KR100321172B1 KR1019990026398A KR19990026398A KR100321172B1 KR 100321172 B1 KR100321172 B1 KR 100321172B1 KR 1019990026398 A KR1019990026398 A KR 1019990026398A KR 19990026398 A KR19990026398 A KR 19990026398A KR 100321172 B1 KR100321172 B1 KR 100321172B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- abrasive
- polishing
- wafer
- cmp
- abrasive particles
- Prior art date
Links
- 238000005498 polishing Methods 0.000 title claims abstract description 42
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 title claims abstract description 10
- 239000002002 slurry Substances 0.000 title 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 26
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 19
- 230000005684 electric field Effects 0.000 claims abstract description 15
- 239000006061 abrasive grain Substances 0.000 claims description 9
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 6
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 5
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims description 3
- 238000007517 polishing process Methods 0.000 abstract description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 5
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 abstract description 2
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 abstract description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 abstract description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
- B24B37/11—Lapping tools
- B24B37/20—Lapping pads for working plane surfaces
- B24B37/24—Lapping pads for working plane surfaces characterised by the composition or properties of the pad materials
- B24B37/245—Pads with fixed abrasives
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B7/00—Machines or devices designed for grinding plane surfaces on work, including polishing plane glass surfaces; Accessories therefor
- B24B7/20—Machines or devices designed for grinding plane surfaces on work, including polishing plane glass surfaces; Accessories therefor characterised by a special design with respect to properties of the material of non-metallic articles to be ground
- B24B7/22—Machines or devices designed for grinding plane surfaces on work, including polishing plane glass surfaces; Accessories therefor characterised by a special design with respect to properties of the material of non-metallic articles to be ground for grinding inorganic material, e.g. stone, ceramics, porcelain
- B24B7/228—Machines or devices designed for grinding plane surfaces on work, including polishing plane glass surfaces; Accessories therefor characterised by a special design with respect to properties of the material of non-metallic articles to be ground for grinding inorganic material, e.g. stone, ceramics, porcelain for grinding thin, brittle parts, e.g. semiconductors, wafers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K3/00—Materials not provided for elsewhere
- C09K3/14—Anti-slip materials; Abrasives
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
- H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
- H01L21/30625—With simultaneous mechanical treatment, e.g. mechanico-chemical polishing
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
Abstract
본 발명은, 압력을 받으면 전장을 발생하는 CMP연마용 연마제에 관한 것으로서, 연마제의 연마 입자의 외주면에 압력을 가하면 전장을 발생시키는 압전물질인 페이조 세라믹(Peizo Ceramic)을 일정한 두께로 형성한 후, 연마공정에서 이 연마입자가 웨이퍼의 높은 지역과 낮은 지역에 압력이 가하여지는 정도에 따라 활성정도를 다르게 하여 연마균일도를 향상시키므로 소자의 특성을 증대시키도록 하는 매우 유용하고 효과적인 발명이다. 또한, 연마입자에 전장으로 인하여 입자들이 서로 뭉쳐지는 애글로 머레이션(Agglomeration)현상을 막아서 스크래치(Scratch)의 발생 빈도를 줄이도록 하여 웨이퍼의 결함을 방지하도록 하는 장점을 지닌 발명에 관한 것이다.
Description
본 발명은 CMP연마공정에 사용되는 연마제의 구조에 관한 것으로서, 특히, 연마제의 연마 입자의 외주면에 압력을 가하면 전장을 발생시키는 압전물질인 페이조 세라믹(Peizo Ceramic)을 일정한 두께로 형성한 후, 연마공정에서 이 연마입자가 웨이퍼의 높은 지역과 낮은 지역에 압력이 가하여지는 정도에 따라 활성정도를 다르게 하여 연마균일도를 형상시키도록 하는 전장을 발생하는 CMP연마용 연마제에 관한 것이다.
일반적으로, CMP장비는, 연마패드에 의한 물리적 연마와 연마제에 의한 화학적 연마에 의해서 반도체 기판 상의 구조물 표면을 화학 물리적으로 연마한다. 이 때문에, 당초에는 청정(Clean)도 문제 등 실용성에 의문을 갖기도 했으나, 종래 방법에 비해 수직방향의 형상 제어성이 뛰어나서 실용화에 대한 기대가 커지고 있다.
이러한 상황을 감안하여 반도체장비 제조업자들도 초고집적 반도체 집적회로의 양산단계에 대응할 수 있는 CMP장비의 개발에 박차를 가하고 있는 실정이다.
상기 CMP(Chemical Mechanical Polishing)공정에 사용되는 연마제는 콜로이달(Colloidal) 혹은 퓸드 실리콘옥사이드(Fumed SiO2)로 된 알갱이들로서, 크기는평균지름이 100nm이하 정도에서 1㎛이하의 사이즈로 분포하고 있다. 이 연마입자는 알칼리 용액에 콜로이달 형태의 현탁액으로 남든 것이 CMP공정에서 연마제로 사용되고 있다.
도 1은 종래의 CMP용 연마제를 사용하여 웨이퍼의 전면을 연마하는 상태를 도시한 도면으로서, CMP연마공정을 살펴 보면, 연마입자(5)에 의한 기계적인 연마 공정과, 용액 형태로 있는 연마용액에 의한 화학적 연마공정이 복합적으로 작용하면서 웨이퍼(1)의 표면을 연마하게 된다.
이 CMP연마공정은 웨이퍼(1)의 비교적 높은 부위(3)에서 부터 연마가 진행되어서 높은 지역(3)이 모두 연마되어지면서 계속하여 낮은 지역(2)의 부분도 연마되어지는 방식으로 전체적으로 연마공정이 진행된다.
그러나, 종래의 CMP연마방법은 웨이퍼(1)의 높은 지역(3)을 연마할 때, 낮은지역(2)의 부분도 거의 동일하게 연마되어지므로 최종적으로 연마가 모두 이루어진 후에 연마균일도가 저하되는 단점을 지니고 있다.
이를 해결하기 위하여 연마입자가 연마패드(4)에 고정되도록 하여 낮은 지역(2)의 연마정도를 저하시켜 웨이퍼(1)의 연마균일도를 향상시키도록 하고 있으나 근본적으로 웨이퍼(1)의 연마균일도를 향상시키지는 못한 문제점을 지니고 있었다.
본 발명은 이러한 점을 감안하여 안출한 것으로서, 연마제의 연마 입자의 외주면에 압력을 가하면 전장을 발생시키는 압전물질인 페이조 세라믹(Peizo Ceramic)을 일정한 두께로 형성한 후, 연마공정에서 이 연마입자가 웨이퍼의 높은 지역과 낮은 지역에 압력이 가하여지는 정도에 따라 활성정도를 다르게 하여 연마균일도를 형상시키는 것이 목적이다.
도 1은 종래의 CMP용 연마제를 사용하여 웨이퍼의 전면을 연마하는 상태를 도시한 도면이고,
조 2는 본 발명에 따른 연마 입자에 페이조 세라믹을 외주면에 부착한 상태를 보인 도면이며,
도 3은 본 발명에 따른 연마 입자를 사용할 때, 압력이 외주면에서 가하여지는 상태를 보인 도면이며,
도 4는 본 발명에 따른 연마 입자에 의한 연마제를 사용하여 웨이퍼를 연마패드로 연마하는 상태를 보인 도면이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
10 : 웨이퍼 12 : 낮은 지역
14 : 높은 지역 20 : 연마입자
20a : 활성 연마입자 20b : 비활성 연마입자
25 : 압전물질 27 : 압력에 의한 전장부위
30 : 연마패드
이러한 목적은 반도체소자의 CMP연마용 연마제에서, 상기 연마제의 연마입자 외주면에 외부에서 가하여진 압력에 의하여 전장을 발생하는 압전물질을 형성하는 전장을 발생하는 CMP연마용 연마제를 제공함으로써 달성된다.
그리고, 상기 압전물질은 페이조 세라믹(Peizo Ceramic)을 사용하고, 상기 압전물질의 증착 두께는 연마입자의 반경 보다 작도록 형성한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예에 대해 상세하게 설명하고자 한다.
도 2는 본 발명에 따른 연마 입자에 페이조 세라믹을 외주면에 부착한 상태를 보인 도면이고, 도 3은 본 발명에 따른 연마 입자를 사용할 때, 압력이 외주면에서 가하여지는 상태를 보인 도면이다.
본 발명에 따른 연마제의 구성을 살펴 보면, 반도체소자의 CMP연마용 연마제 있어서, 상기 연마제의 연마입자(20) 외주면에 외부에서 가하여진 압력에 의하여 전장을 발생하는 압전물질(25)을 형성하도록 한다.
이 때, 상기 압전물질(25)은 페이조 세라믹(Peizo Ceramic)인 것이 바람직하다.
그리고, 상기 압전물질(25)의 증착 두께(a)는 연마입자(20)의 반경(b) 보다 작도록 형성하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 연마입자(20)의 압전물질(25)에 외부 환경에 의하여 압력이 가하여지는 경우, 압전소자의 원리에서와 마찬가지로 외부 압력에 의한 전장부위(27)가 형성되면서 압전물질(25)이 활성화되어서 웨이퍼(10)등의 표면을 연마하는 연마력이 향상되는 효과를 지닌다.
도 4는 본 발명에 따른 연마 입자에 의한 연마제를 공급하여 웨이퍼를 연마패드로 연마하는 상태를 보인 도면으로서, 웨이퍼(10)의 표면을 연마하기 위하여 연마입자(20)를 연마패드(30)에 공급시킨 상태로 웨이퍼(10) 및 연마패드(30)를 반대 방향으로 회전시키도록 한다.
그러면, 상기 웨이퍼(10)의 높은 지역(14)에 접촉되는 연마입자(20)는 연마패드(30)와 큰 압력을 받는 상태로 연마되어지므로 연마입자(20)의 외주면에 부착된 압전물질(25)이 활성 상태로 되어서 활성 연마입자(20a)로 된 상태에 있으므로 연마효율이 증대하게 된다.
그런데, 웨이퍼(10)의 낮은 지역(12)에 존재하는 연마입자(20)는 연마패드 (30)에 대하여 압력을 적게 받으므로 압전물질(25)이 활성력을 작게 받아서 비활성연마입자(20b) 상태로 있으므로 웨이퍼(10)의 낮은 지역(12)을 쉽게 연마하지 않게된다.
그러므로, 결국에는 웨이퍼(10)의 높은 지역(14)은 연마가 효율적으로 진행되나 낮은 지역(12)은 연마가 효율적이지 않은 상태로 진행되므로 웨이퍼(10)의 연마균일도가 향상되어지는 것이다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 전장을 발생하는 CMP연마용 연마제를 이용하게 되면, 연마제의 연마 입자의 외주면에 압력을 가하면 전장을 발생시키는 압전물질인 페이조 세라믹(Peizo Ceramic)을 일정한 두께로 형성한 후, 연마공정에서 이 연마입자가 웨이퍼의 높은 지역과 낮은 지역에 압력이 가하여지는 정도에 따라 활성정도를 다르게 하여 연마균일도를 형상시키므로 소자의 특성을 증대시키도록 하는 매우 유용하고 효과적인 발명이다.
또한, 연마입자에 전장으로 인하여 입자들이 서로 뭉쳐지는 애글로 머레이션 (Agglomeration)현상을 막아서 스크래치(Scratch)의 발생 빈도를 줄이도록 하여 웨이퍼의 결함을 방지하도록 하는 장점을 지닌 발명이다.
Claims (3)
- 반도체소자의 CMP연마용 연마제 있어서,상기 연마제의 연마입자 외주면에 외부에서 가하여진 압력에 의하여 전장을 발생하는 압전물질을 형성하는 것을 특징으로 하는 전장을 발생하는 CMP연마용 연마제.
- 제 1 항에 있어서, 상기 압전물질은 페이조 세라믹인 것을 특징으로 하는 전장을 발생하는 CMP연마용 연마제.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 압전물질의 증착 두께는 연마입자의 반경 보다 작은 것을 특징으로 하는 전장을 발생하는 CMP연마용 연마제.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1019990026398A KR100321172B1 (ko) | 1999-07-01 | 1999-07-01 | 전장을 발생하는 cmp연마용 연마제 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1019990026398A KR100321172B1 (ko) | 1999-07-01 | 1999-07-01 | 전장을 발생하는 cmp연마용 연마제 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20010008522A KR20010008522A (ko) | 2001-02-05 |
KR100321172B1 true KR100321172B1 (ko) | 2002-03-18 |
Family
ID=19598674
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1019990026398A KR100321172B1 (ko) | 1999-07-01 | 1999-07-01 | 전장을 발생하는 cmp연마용 연마제 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR100321172B1 (ko) |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06198551A (ja) * | 1992-12-28 | 1994-07-19 | Fukoku Co Ltd | 楕円運動式研摩装置 |
JPH0758373A (ja) * | 1993-08-18 | 1995-03-03 | Brother Ind Ltd | 積層型圧電素子 |
US5525191A (en) * | 1994-07-25 | 1996-06-11 | Motorola, Inc. | Process for polishing a semiconductor substrate |
US5539965A (en) * | 1994-06-22 | 1996-07-30 | Rutgers, The University Of New Jersey | Method for making piezoelectric composites |
JPH0976152A (ja) * | 1995-09-18 | 1997-03-25 | Nec Corp | ウェハー研磨方法およびその装置 |
JPH1170466A (ja) * | 1997-08-29 | 1999-03-16 | Kinseki Ltd | 圧電素板の研磨装置とその研磨方法 |
JPH11129155A (ja) * | 1997-10-30 | 1999-05-18 | Nikon Corp | Cmp研磨装置 |
-
1999
- 1999-07-01 KR KR1019990026398A patent/KR100321172B1/ko not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06198551A (ja) * | 1992-12-28 | 1994-07-19 | Fukoku Co Ltd | 楕円運動式研摩装置 |
JPH0758373A (ja) * | 1993-08-18 | 1995-03-03 | Brother Ind Ltd | 積層型圧電素子 |
US5539965A (en) * | 1994-06-22 | 1996-07-30 | Rutgers, The University Of New Jersey | Method for making piezoelectric composites |
US5525191A (en) * | 1994-07-25 | 1996-06-11 | Motorola, Inc. | Process for polishing a semiconductor substrate |
JPH0976152A (ja) * | 1995-09-18 | 1997-03-25 | Nec Corp | ウェハー研磨方法およびその装置 |
JPH1170466A (ja) * | 1997-08-29 | 1999-03-16 | Kinseki Ltd | 圧電素板の研磨装置とその研磨方法 |
JPH11129155A (ja) * | 1997-10-30 | 1999-05-18 | Nikon Corp | Cmp研磨装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20010008522A (ko) | 2001-02-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3645528B2 (ja) | 研磨方法及び半導体装置の製造方法 | |
JP5455282B2 (ja) | シリコン・オン・インシュレータ搬送ウエハのエッジ除去 | |
JP5481284B2 (ja) | 半導体ウェハの製造方法 | |
US5769691A (en) | Methods and apparatus for the chemical mechanical planarization of electronic devices | |
JP2009267367A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
JP4817588B2 (ja) | ウェーハからリテーナリングを分離するための溝付きウェーハキャリヤ | |
US6227949B1 (en) | Two-slurry CMP polishing with different particle size abrasives | |
KR100222186B1 (ko) | 반도체장치의 제조방법 및 반도체제조장치 | |
JP3975047B2 (ja) | 研磨方法 | |
JP2008084930A (ja) | 半導体ウェーハの加工方法 | |
WO2015182316A1 (ja) | 基板処理装置 | |
US6777337B2 (en) | Planarizing method of semiconductor wafer and apparatus thereof | |
US6478977B1 (en) | Polishing method and apparatus | |
KR100321172B1 (ko) | 전장을 발생하는 cmp연마용 연마제 | |
JP3528501B2 (ja) | 半導体の製造方法 | |
JP3552908B2 (ja) | ウェーハの研磨方法 | |
US20040229550A1 (en) | Method for chemical mechanical planarization (CMP) and chemical mechanical cleaning (CMC) of a work piece | |
US6054017A (en) | Chemical mechanical polishing pad with controlled polish rate | |
JP3435165B2 (ja) | 研磨方法及び研磨装置 | |
JP6858763B2 (ja) | 多結晶仕上げを有する半導体ウエハを処理する方法 | |
JP2002208575A (ja) | 半導体研磨装置 | |
JP2000114215A (ja) | 半導体研磨装置及び研磨方法 | |
US20110275216A1 (en) | Two step chemical-mechanical polishing process | |
TW509993B (en) | CMP device and production method for semiconductor device | |
EP1308243B1 (en) | Polishing method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20121210 Year of fee payment: 12 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20131217 Year of fee payment: 13 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20141222 Year of fee payment: 14 |
|
LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |