KR101292228B1 - 웨이퍼 연마 방법 - Google Patents
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Abstract
상정반과 하정반에 각각 부착된 패드를 이용하여 웨이퍼의 양면을 연마하는 실시예에 의한 웨이퍼 연마 방법은, 런 횟수에 따라 런 기간을 결정하는 단계; 패드를 드레싱할 때까지, 결정된 런 기간 동안 웨이퍼의 양면을 연마하는 단계; 및 런 횟수를 증가시키는 단계를 포함한다.
Description
실시예는 웨이퍼 연마 방법에 관한 것이다.
반도체 소자 등을 제조하는 원재료인 단결정 실리콘 웨이퍼 등은 크게, 쉐이핑(shaping) 공정, 연마(polishing) 공정, 세정(cleaning) 공정을 거쳐 제조되며, 에피택셜층을 성장시키는 공정을 선택적으로 더 수행할 수 있다.
쉐이핑 공정은 잉곳(ingot) 형태의 단결정을 웨이퍼 형태로 자르는 슬라이싱(slicing) 공정, 슬라이싱 공정에 기인하는 결함을 제거하고 두께를 제어하기 위해 웨이퍼를 기계적으로 연마하는 래핑(lapping) 공정, 래핑 공정에 기인하는 결함을 화학적으로 제거하는 에칭(etching) 공정, 및 에칭 공정에 기인하는 결함을 제거하는 연삭(grinding) 공정으로 세분될 수 있다.
또한, 웨이퍼 연마 공정은 약 10㎛ 내지 20㎛ 정도의 웨이퍼 두께를 연마함으로써 쉐이핑 공정에 기인하는 표면 결함을 제거하고 웨이퍼의 평탄도를 좋게 하는 양면 연마(DSP:Double Side Polishing) 공정과, 약 1㎛ 내외의 두께를 미세하게 연마하여 거칠기(roughness)를 개선함으로써 경면화하는 최종 연마(final polishing) 공정으로 나눌 수 있다.
양면 연마 공정에 의하면, 연마용 장치에 연마용 대상이 되는 웨이퍼가 장착되어 연마용 패드(pad)와 웨이퍼의 회전 운동에 의한 마찰력과 연마 입자와 각종 첨가물을 혼합한 슬러리(slurry)(이하 '연마액'이라 함)의 반응에 의해 기계적 및 화학적 연마가 이루어 진다.
연마용 패드는 일반적으로 벨로어 형(velour type)의 인조 가죽으로써 실들이 엉켜 있는 상태의 일체형을 나타낸다. 이들 가죽은 합성 섬유에 의해서 형성된 섬유질 조직을 연결시키고 기공들을 채우는 역할을 하는 신축성 있는 폴리머(polymer)구조로 구성된다. 일반적인 직물이나 편물과 같이 2차원 적인 섬유 제품이 아닌 3차원적인 기공 조직(porous structure)을 갖는 인조 가죽으로서, 이들은 겉보기에 평탄해 보이지만, 바느질 작업(needle punching)에 의해서 그물처럼 엉켜있는 조직 형태를 보인다.
연마액은 비정질(amorphous structure)로써 구형의 150㎚ 이하의 파티클 크기(particle size)를 가지는 교질의 실리카(colloidal silica)이다. 교질의 실리카에 의한 연마 특성을 물리적 특성과 관련시키기 위해, 입자 크기, 입도 분포 및 알칼리 용해성 및 안정성 등을 고려해 이들을 사용한다. 가공 속도를 상승시키기 위해 교질의 실리카에 각종 알칼리를 첨가해 사용하는 것이 일반적이다. 높은 알칼리 영역에서는 연마액 속의 수산화물 이온(Hydroxide Ion) 농도가 증가함에 따라 연마율(Removal Rate)이 가속화되므로 일반적으로 NaOH/KOH를 사용한다.
웨이퍼 가공을 위한 연마를 진행할 때, 연속된 가공에 의해 연마액과 웨이퍼의 반응에 의해 실리카 및 연마 부산물이 패드 사이에 축적된다. 실리카 입자의 패드 내 축적 현상을 패드 내 글레이징(glazing)이라 한다.
도 1a 및 도 1b는 연마 패드의 사용 전과 후 각각을 주사형 전자 현미경(SEM:Scanning Electron Microscope)으로 촬영한 모습을 나타낸다.
연마 공정을 계속해서 수행됨에 따라, 도 1a에 도시된 새로운 연마 패드는 도 1b에 도시된 바와 같이 그레이징이 발생된 패드로 변한다. 이러한 그레이징이 발생된 패드는 웨이퍼의 연마량 감소시키고, 웨이퍼 표면의 미세 스크래치(scratch) 발생 가능성을 야기시킬 뿐만 아니라 미소 굴곡(nanotopology)을 열위시키는 원인이 되기도 한다.
이러한 패드 내의 실리카 입자의 축적에 의한 연마율 저하 현상을 최소화하기 위해 연마 공정에서는 일정 주기로 다이아몬드 드레싱(Diamond Dressing)을 실시한다. 드레싱을 수행한 후, 패드 내 축적된 실리카 성분 및 연마 부산물이 부분적으로 제거되면 상대적으로 연마 량은 회복된다. 그러나, 후속하여 연속적으로 연마를 진행시 점차적으로 패드 내 실리카 성분이 축적되면 연마량의 저하 현상이 불가피하다.
도 2a는 단위 드레싱 주기에서 웨이퍼의 평탄도(ESFQR:Edge frontside least square focal plane range) 및 웨이퍼 중심 두께(Cen. THK)를 나타내는 그래프이고, 도 2b는 웨이퍼 중심 두께와 평탄도의 상관성을 나타내는 그래프이다.
도 3a는 다이아몬드 드레싱을 실시 직후의 캐리어(carrier)(210)와 웨이퍼(250)의 갭(gap)을 나타내는 도면이고, 도 3b는 다이아몬드 드레싱을 연속해서 진행후 연속 배치(batch) 진행시 캐리어(210)와 웨이퍼(250)의 갭을 나타내는 도면이다.
도 2b에서, R2은 결정 계수로서, x값인 중심 두께의 변화를 통해 y값인 ESFQR 변수의 데이터가 가지고 있는 전체 변동(산포) 중에서 x와 y간의 회귀 모델로 설명할 수 있는 변동(산포)이 차지하는 비율을 의미한다. 즉, 회귀모형을 통해 y값의 변화를 x값의 변화가 얼마나 잘 설명할 수 있는가를 나타낸다.
드레싱 실시 후 연속 런(run) 진행시 런 진행에 따른 연마량 저하로 웨이퍼의 최종 두께는 약간(slight) 높게 형성되어 웨이퍼(250)와 캐리어(210) 간의 갭 차가 도 3a에 도시된 갭보다 도 3b에 도시된 바와 같이 증가하게 되어, 웨이퍼 엣지 영역의 롤 오프(roll off)가 증가된다. 이로 인해, 도 2a 및 2b에 도시된 바와 같이, 웨이퍼의 엣지 영역의 평탄도(ESFQR)가 지속적으로 악화된다.
실시예는 웨이퍼의 평탄도 품질 수준을 안정적으로 확보하도록 하는 웨이퍼 연마 방법을 제공한다.
상정반과 하정반에 각각 부착된 패드를 이용하여 웨이퍼의 양면을 연마하는 실시예의 웨이퍼 연마 방법은, 런 횟수에 따라 런 기간을 결정하는 단계; 상기 패드를 드레싱할 때까지, 상기 결정된 런 기간 동안 상기 웨이퍼의 양면을 연마하는 단계; 및 상기 런 횟수를 증가시키는 단계를 포함한다.
또한, 웨이퍼 연마 방법은 상기 런이 종료될 때마다 상기 패드를 세정하는 단계를 더 포함하고, 소정 런 횟수만큼 상기 웨이퍼를 연마한 후에, 상기 패드를 드레싱하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 드레싱은 다이아몬드 입자가 부착된 드레서에 의해 수행될 수 있다. 상기 패드의 드레싱은 주기적 또는 비주기적으로 수행될 수 있다.
또한, 상기 런 기간을 결정하는 단계에서, 상기 런 횟수가 증가할 때마다 상기 런 기간을 제1 소정 기간만큼 증가 또는 감소시킬 수 있다. 상기 제1 소정 기간은 5초 내지 15초일 수 있다.
또한, 상기 런 시간을 결정하는 단계에서, 상기 패드의 드레싱이 완료될 때마다, 상기 런 횟수를 초기화시킬 수 있다.
또는, 상기 패드를 드레싱한 후에, 드레싱 횟수를 증가시키는 단계를 더 포함하고, 상기 런 기간을 결정하는 단계는 상기 드레싱 횟수가 증가할 때마다, 다음 드레싱 때까지 수행될 모든 상기 런 기간을 제2 소정 기간만큼 증가 또는 시킬 수 있다.
실시예에 따른 웨이퍼 연마 방법은 슬러리와 패드를 사용하는 연마 공정에서 연마율 저하에 따른 웨이퍼 및 그 웨이퍼를 지지하는 캐리어의 갭 차이 증가를 극복하여 웨이퍼의 평탄도 품질 수준을 안정적으로 확보하도록 한다.
도 1a 및 도 1b는 연마 패드의 사용 전과 후 각각을 주사형 전자 현미경으로 촬영한 모습을 나타낸다.
도 2a는 단위 드레싱 주기에서 웨이퍼의 평탄도 및 웨이퍼 중심 두께를 나타내는 그래프이고, 도 2b는 웨이퍼 중심 두께와 평탄도의 상관성을 나타내는 그래프이다.
도 3a는 다이아몬드 드레싱을 실시 직후의 캐리어와 웨이퍼의 갭을 나타내는 도면이고, 도 3b는 다이아몬드 드레싱을 연속해서 진행후 연속 배치 진행시 캐리어와 웨이퍼의 갭을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 실시예의 웨이퍼 연마 방법이 수행되는 웨이퍼 연마 장치의 부분 절개 사시도를 나타낸다.
도 5는 실시예에 의한 웨이퍼 연마 방법을 설명하기 위한 플로우차트이다.
도 6은 일반적인 웨이퍼 연마 방법에 의할 경우 런 횟수에 따른 런 기간을 나타내는 그래프이다.
도 7은 도 5에 도시된 실시예에 의한 웨이퍼 연마 방법에 의할 경우, 런 횟수에 따른 런 기간을 나타내는 그래프이다.
도 8은 다른 실시예에 의한 웨이퍼 연마 방법을 설명하기 위한 플로우차트이다.
도 9는 도 8에 도시된 다른 실시예에 의한 웨이퍼 연마 방법에 의할 경우, 런 횟수에 따른 런 기간을 나타내는 그래프이다.
도 10a은 실시예에 의한 드레싱 주기에 따른 평탄도를 나타내고, 도 10b는 실시예에 의한 드레싱 주기에 따른 SBIR을 나타낸다.
도 2a는 단위 드레싱 주기에서 웨이퍼의 평탄도 및 웨이퍼 중심 두께를 나타내는 그래프이고, 도 2b는 웨이퍼 중심 두께와 평탄도의 상관성을 나타내는 그래프이다.
도 3a는 다이아몬드 드레싱을 실시 직후의 캐리어와 웨이퍼의 갭을 나타내는 도면이고, 도 3b는 다이아몬드 드레싱을 연속해서 진행후 연속 배치 진행시 캐리어와 웨이퍼의 갭을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 실시예의 웨이퍼 연마 방법이 수행되는 웨이퍼 연마 장치의 부분 절개 사시도를 나타낸다.
도 5는 실시예에 의한 웨이퍼 연마 방법을 설명하기 위한 플로우차트이다.
도 6은 일반적인 웨이퍼 연마 방법에 의할 경우 런 횟수에 따른 런 기간을 나타내는 그래프이다.
도 7은 도 5에 도시된 실시예에 의한 웨이퍼 연마 방법에 의할 경우, 런 횟수에 따른 런 기간을 나타내는 그래프이다.
도 8은 다른 실시예에 의한 웨이퍼 연마 방법을 설명하기 위한 플로우차트이다.
도 9는 도 8에 도시된 다른 실시예에 의한 웨이퍼 연마 방법에 의할 경우, 런 횟수에 따른 런 기간을 나타내는 그래프이다.
도 10a은 실시예에 의한 드레싱 주기에 따른 평탄도를 나타내고, 도 10b는 실시예에 의한 드레싱 주기에 따른 SBIR을 나타낸다.
이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 설명하고, 발명에 대한 이해를 돕기 위해 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되지 않아야 한다. 본 발명의 실시예들은 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
도 4는 본 실시예의 웨이퍼 연마 방법이 수행되는 웨이퍼 연마 장치의 부분 절개 사시도를 나타낸다.
도 4를 참조하면, 캐리어(210)는 웨이퍼 연마 장치(200)에 장착되어 사용된다. 웨이퍼 연마 장치(200)는 패드(232)가 하면에 부착된 상정반(202), 상정반(202)과 대향되게 설치되고 패드(234)가 상면에 부착된 하정반(204), 하정반(204)의 외주에 설치되어 회전되는 인터널기어(internal gear)(240), 상정반(202)의 중심부에 설치되어 인터널기어(240)와 반대 방향으로 회전되는 선기어(220) 및, 상정반(202)과 하정반(204) 사이에 설치되어 선기어(220)와 인터널기어(240)에 의하여 회전되는 캐리어(210)를 구비한다.
상정반(202)의 상부에는 연마액을 공급하는 노즐(미도시)이 설치되고, 상정반(202)에는 노즐을 통하여 공급된 연마액(260)이 하정반(204) 측으로 유입되도록 관통된 유입구가 형성되어 있다. 즉, 웨이퍼(250)를 연마시 유입구를 통해 연마액(260)이 공급된다.
상정반(202)과 하정반(204)의 사이에 설치된 캐리어(210)에 웨이퍼(250)가 안착되고, 이 웨이퍼(250)는 상정반(202)과 하정반(204)에 각각 부착된 패드(232, 234)와 마찰된다. 이와 같이, 캐리어(210)는 복수의 웨이퍼(250)를 장착하며, 웨이퍼(250)의 양면은 배치(batch) 형태로 연마된다. 즉, 웨이퍼(250)가 마찰되어 연마되는 것은, 상정반(202)의 패드(232) 및 하정반(204)의 패드(234)가 서로 반대되는 방향으로 회전함에 따라 이루어진다.
선기어(220)의 외주면에 형성된 기어부 및 인터널기어(240)의 내부면에 형성된 기어부는 캐리어(210)의 외주면에 형성된 기어(212)와 서로 치합된다. 이에, 상정반(202) 및 하정반(204)이 구동원(미도시)에 의해 회전됨에 따라, 캐리어(210)는 자전 및 공전하게 된다.
이러한 캐리어(210)는 상정반(202)과 하정반(204)에 의해 연마되는 웨이퍼(250)를 지지하고, 웨이퍼(250)를 연마하는 상정반(202) 및 하정반(204)의 패드(232, 234)의 평탄화를 유지시키는 역할을 한다.
이하, 본 실시예에 의한 웨이퍼 연마 방법을 도 4에 도시된 웨이퍼 연마 장치를 예로 하여 설명하지만, 본 실시예는 이에 국한되지 않으며, 다양한 웨이퍼 연마 장치에도 적용될 수 있음은 물론이다.
도 5는 실시예에 의한 웨이퍼 연마 방법을 설명하기 위한 플로우차트이다.
먼저, 웨이퍼(250)의 연마 런(run) 횟수(또는, 배치(batch) 횟수))에 따라 웨이퍼(250)의 연마 런 기간을 결정한다(제400 단계). 즉, 제400 단계에서 연마 제어 조건을 결정한다.
제400 단계 후에, 패드(232, 234)를 드레싱(dressing)할 때까지, 상기 결정된 런 기간 동안 웨이퍼(250)의 양면을 패드(232, 234)를 이용하여 연마한다(제402 단계).
제402 단계 후에, 패드(232, 234)를 세정한다(제404 단계). 여기서, 제404 단계는 탈 이온수(DI:De Ionized Water)로 패드(232, 234)를 세정하는 하이 드레싱(high dressing)에 해당하며, 생략될 수도 있다.
제404 단계 후에, 패드(232, 234)를 드레싱할 것인가를 판단한다(제406 단계). 만일, 패드(232, 234)를 드레싱하지 않는 것으로 판단되면, 런 횟수를 '1'만큼 증가시키고 제400 단계로 진행한다(제408 단계).
제400 단계에서 증가된 런 횟수에 상응하는 런 기간을 새롭게 결정하고, 전술한 바와 같이 제402 내지 제406 단계를 수행한다.
다음, 소정의 런 횟수만큼 제402 및 제404 단계를 수행하여 웨이퍼(250)를 연마한 경우, 패드(232, 234)를 드레싱한다(제410 단계). 예를 들어, 패드(232, 234)는 다이아몬드 입자가 부착된 드레서(미도시)에 의해 드레싱될 수 있다. 즉, 드레싱은 다이아몬드 드레싱일 수 있다. 또한, 패드(232, 234)의 드레싱은 주기적 또는 비주기적으로 수행될 수 있다.
제410 단계 후에, 연마를 종료할 것인가를 판단한다(제412 단계). 만일 연마를 종료하지 않는 것으로 판단되면, 런 횟수를 초기화시키고 제400 단계로 진행한다(제414 단계).
예를 들어, 런 횟수가 증가함에 따라 런 기간을 점차적으로 증가 또는 감소시키고(제400 단계), 증가 또는 감소된 런 기간 동안 웨이퍼(250)의 양면을 연마한다(제402 단계). 이후, 소정의 횟수만큼 런을 수행한 후 패드(232, 234)를 드레싱하고, 패드(232, 234)를 드레싱한 후 런 횟수를 초기화시킨다. 이와 같이, 런 횟수를 초기화시킬 경우, 런 기간 역시 초기화된다. 즉, 드레싱이 주기적으로 수행된다면, 드레싱이 일어나는 주기 동안 런 기간이 증가 또는 감소하는 패턴은 동일하게 된다.
전술한 경우, 런 횟수가 증가할 때마다, 런 기간을 증가 또는 감소시킬 수 있다. 예를 들어, 런 기간을 증가시키거나 감소시키는 소정 기간은 5초 내지 15초일 수 있다. 바람직하게는 10초일 수 있다.
본 실시예의 이해를 돕기 위해, 4회의 런 횟수가 수행된 후에 드레싱이 수행되고, 4회의 런 기간은 런 횟수가 증가할 때마다 계속해서 증가하는 것으로 가정하여, 도 5에 도시된 웨이퍼 연마 방법을 설명한다. 그러나, 본 실시예는 이에 국한되지 않고 4회 보다 더 많은 런 기간이나 더 적은 런 기간 이후에 드레싱이 수행될 수도 있고, 런 횟수가 증가할 때마다 런 기간이 계속해서 감소할 수도 있다.
도 6은 일반적인 웨이퍼 연마 방법에 의할 경우 런 횟수에 따른 런 기간을 나타내는 그래프이고, 도 7은 도 5에 도시된 실시예에 의한 웨이퍼 연마 방법에 의할 경우, 런 횟수에 따른 런 기간을 나타내는 그래프이다. 도 6 및 도 7에 도시된 그래프 각각에서 x축은 런 횟수가 아니라 배치 횟수를 의미할 수도 있다.
전술한 가정 하에서, 첫 번째 제1 런(R1)에서 웨이퍼(250)의 양면을 제1 런 기간(t1) 동안 연마한다(제402 단계). 이후, 패드(232, 234)를 세정하고(제404 단계), 런 횟수를 1 증가시킨다(제408 단계). 이후, 런 횟수가 1 증가된 제2 런(R2)을 수행하기 이전에, 제1 런 기간(t1) 보다 긴 제2 런 기간(t2)을 결정한다(제400 단계). 이후, 제2 런 기간(t2) 동안 웨이퍼(250)의 양면을 연마하고 패드(232, 234)를 세정한다(제402, 404 단계). 이와 같은 방법으로, 제3 런(R3)과 제4 런(R4)에 대해 각각 제3 및 제4 런 기간(t3, t4)을 결정하고, 이 기간(t3, t4) 동안 웨이퍼(250)의 양면을 연마한다.
이후, 제4 런(R4)을 수행한 후, 패드(232, 234)를 드레싱한다(제410 단계). 이후, 런 횟수가 4회 이므로 이를 초기화시킨다. 따라서, 도 7에 도시된 바와 같이, 다음 드레싱이 수행될 때까지, 제1 내지 제4 런(R1 내지 R4)과 동일한 제1 내지 제4 런 기간(t1 내지 t4) 동안 제5 내지 제8 런(R5 내지 R8)에서 웨이퍼(250)를 연마한다.
도 6에 도시된 바와 같이, 런 횟수에 무관하게 동일한 런 기간 동안 웨이퍼(250)를 연마할 경우, 웨이퍼의 평탄도가 악화된다. 그러나, 실시예에 의하면, 도 7에 도시된 바와 같이 런 횟수가 증가할 수록 런 기간을 증가시키면서 웨이퍼(250)의 양면을 연마하기 때문에, 웨이퍼의 평탄도가 개선될 수 있다.
도 8은 다른 실시예에 의한 웨이퍼 연마 방법을 설명하기 위한 플로우차트이다. 도 9는 도 8에 도시된 다른 실시예에 의한 웨이퍼 연마 방법에 의할 경우, 런 횟수에 따른 런 기간을 나타내는 그래프이다.
도 8에 도시된 방법은 제500 및 제514 단계를 제외하면, 도 5에 도시된 방법과 동일하므로, 동일한 부분에 대해서는 상세한 설명을 생략한다.
도 8에 도시된 실시예에 의하면, 제412 단계에서 연마를 종료하지 않은 것으로 판단된 경우, 런 횟수를 초기화시키는 대신에, 드레싱 횟수를 증가시키고 제500 단계로 진행한다(제514 단계).
제514 단계 후에, 다음 드레싱 때까지 수행될 모든 런 기간을 제2 소정 기간만큼 증가시킨다(제500 단계). 예를 들어, 도 9를 참조하면, 제4 런(R4) 이후에 드레싱을 수행한 후 제5 내지 제8 런(R5 내지 R8) 전체는 제1 내지 제4 런(R1 내지 R4) 전체보다 제2 소정 기간(t2-t1) 만큼 런 기간이 증가된다. 다른 실시예에 의하면, 제500 단계에서, 다음 드레싱 때까지 수행될 모든 런 기간을 제2 소정 기간만큼 감소시킬 수도 있다.
비록, 패드(232, 234)를 드레싱한다고 하더라도 최초의 패드(232, 234) 상태는 유지될 수 없다. 따라서, 런이 계속해서 수행될수록 패드(232, 234)의 연마 기능은 저하될 수 밖에 없다. 이런 이유로, 도 8에 도시된 바와 같이, 드레싱이 누적될수록 런 기간을 조금씩 올려주면, 웨이퍼(250)의 평탄도가 더욱 개선될 수 있다.
또한, 또 다른 실시예에 의하면, 런이 계속해서 진행될수록 도 5 및 도 8에 도시된 제410 단계에서 드레싱 시간을 증가시킬 수도 있다.
일반적으로, 웨이퍼 연마 장치는 특정 압력과 회전 수로 일정 목표치(Target)의 연마량을 확보하기 위해 정해진 연마기간 범위 내에서 웨이퍼(250)를 연마한다. 현재까지 개발된 웨이퍼 연마 장치의 경우 작업자가 수동으로 연마기간을 변경하지 않으면 도 6에 도시된 바와 같이, 정해진 런 기간으로 연속해서 런을 진행하게 된다. 또한, 다이아몬드 드레싱 또한 수동으로 수행한다. 이 경우 연속 런 진행됨에 따라 즉, 런이 누적됨에 따라 연마율의 저하로 웨이퍼 엣지 영역의 평탄도 악화를 초래할 수 있을 뿐만 아니라 캐리어(210)와 웨이퍼(250)의 갭 차이 증가로 엣지 롤 오프 악화가 발생한다.
그러나, 전술한 도 5 및 도 8에 도시된 실시예에 의한 웨이퍼 연마 방법에 의하면, 드레싱이 수행될 때까지(또는, 드레싱을 수행한 후 다음 드레싱이 수행될 때까지), 연속 런이 진행될수록 런 기간을 증가 또는 감소시킨다. 특히, 도 8에 도시된 실시예에 의한 웨이퍼 연마 방법은 드레싱이 누적될수록 런 기간을 더욱 증가 또는 감소시킨다. 따라서, 연속되는 런/드레싱 누적에 따른 연마율 저하를 자동으로 보상할 수 있다.
도 10a은 실시예에 의한 드레싱 주기에 따른 평탄도(ESFQR)를 나타내고, 도 10b는 실시예에 의한 드레싱 주기에 따른 SBIR(Site Back Ideal focal plane Range)을 나타낸다.
드레싱 주기에 따른 연마량 저하 현상을 제어하기 위해, 전술한 실시예에 의한 웨이퍼 연마 방법을 적용할 경우, 도 10a 및 도 10b에 도시된 바와 같이, 평탄도(ESFQR) 열위 현상이 없었으며, 안정적인 품질 수준이 유지됨을 알 수 있다. 특히, 연마액과 패드를 사용해 연마하는 연마 공정에서 발생하는 드레싱 주기 후반 ESFQR 품질 열위 현상이 없으며 기존과 비교할 때 평탄도 산포 감소 및 연마 후 웨이퍼의 두께 산포 또한 안정적인 수준을 유지함을 알 수 있다.
이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
200: 웨이퍼 연마 장치 202: 상정반
204: 하정반 210: 캐리어
220: 선기어 232, 234: 패드
240: 인터널 기어 250: 웨이퍼
260: 연마액(slurry)
204: 하정반 210: 캐리어
220: 선기어 232, 234: 패드
240: 인터널 기어 250: 웨이퍼
260: 연마액(slurry)
Claims (12)
- 상정반과 하정반에 각각 부착된 패드를 이용하여 웨이퍼의 양면을 연마하는 웨이퍼 연마 방법에 있어서,
런 횟수에 따라 런 기간을 결정하는 단계;
상기 패드를 드레싱할 때까지, 상기 결정된 런 기간 동안 상기 웨이퍼의 양면을 연마하는 단계; 및
상기 런 횟수를 증가시키고, 상기 런 기간을 결정하는 단계로 진행하는 단계를 포함하는 웨이퍼 연마 방법. - 제1 항에 있어서, 상기 런이 종료될 때마다 상기 패드를 세정하는 단계를 더 포함하는 웨이퍼 연마 방법.
- 제1 항에 있어서, 소정 런 횟수만큼 상기 웨이퍼를 연마한 후에, 상기 패드를 드레싱하는 단계를 더 포함하는 웨이퍼 연마 방법.
- 제1 항에 있어서, 상기 드레싱은 다이아몬드 입자가 부착된 드레서에 의해 수행되는 웨이퍼 연마 방법.
- 제1 항에 있어서, 상기 패드의 드레싱은 주기적으로 수행되는 웨이퍼 연마 방법.
- 제1 항에 있어서, 상기 패드의 드레싱은 비주기적으로 수행되는 웨이퍼 연마 방법.
- 제1 항에 있어서, 상기 런 기간을 결정하는 단계에서,
상기 런 횟수가 증가할 때마다 상기 런 기간을 제1 소정 기간만큼 증가시키는 단계를 포함하는 웨이퍼 연마 방법. - 제1 항에 있어서, 상기 런 기간을 결정하는 단계에서,
상기 런 횟수가 증가할 때마다 상기 런 기간을 제1 소정 기간만큼 감소시키는 단계를 포함하는 웨이퍼 연마 방법. - 제7 항 또는 제8 항에 있어서, 상기 제1 소정 기간은 5초 내지 15초인 웨이퍼 연마 방법.
- 제1 항에 있어서, 상기 런 기간을 결정하는 단계는,
상기 패드의 드레싱이 완료될 때마다, 상기 런 횟수를 초기화시키는 단계를 포함하는 웨이퍼 연마 방법. - 제1 항에 있어서, 상기 패드를 드레싱한 후에, 드레싱 횟수를 증가시키는 단계를 더 포함하고,
상기 런 기간을 결정하는 단계는
상기 드레싱 횟수가 증가할 때마다, 다음 드레싱 때까지 수행될 모든 상기 런 기간을 제2 소정 기간만큼 증가시키는 단계를 포함하는 웨이퍼 연마 방법. - 제1 항에 있어서, 상기 패드를 드레싱한 후에, 드레싱 횟수를 증가시키는 단계를 더 포함하고,
상기 런 시간을 결정하는 단계는,
상기 드레싱 횟수가 증가할 때마다, 다음 드레싱 때까지 수행될 모든 상기 런 기간을 제2 소정 기간만큼 감소시키는 단계를 포함하는 는 웨이퍼 연마 방법.
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