13. CMP 주요 공정

CMP 공정 기술의 개념

 

CMP란 무엇인가

Chemical Mechanical Polishing

화학적 기계적 연마

평탄화 공정 시 연마 촉진제를 연마 장치에 공급해주면서 연마판(PAD에서 반도체 패턴의 광역 평탄화를 진행함)

 

CMP 구성

Pad 속에는 포화라고 하는 공간이 있음 이속에 슬러리 연마제가 공급되어 일정하게 공급할 수 있게 만들어 줌

패드위에 슬러리가 공급되고 위에 패턴이 연마되는 과정

 

CMP의 목적 및 역할

반도체가 집적화 고속화 되어 적층구조

때문에 이러한 차이가 발생함 이를 평탄화를 통해 해결

난반사를 없애서 원활한 공정 진행

 

평탄화 공정의 필요성

ULSI 소자 세대 칩의 집적도의 증가 - 다중 금속 층의 도입요구

 

다중 금속 층 배선

• 수백만 트랜지스터와 개별 IC 상의 필요 요소를 상호 연결함
• 소자의 밀도를 더욱 가중시켜 과도한 표면 지형도가 발생함
• 표면 상의 모습이 굴곡이 심한 계단 차가 형성됨

 

웨이퍼 상의 계단 차

• Photo 공정 노광기 렌즈의 초점 마진이 협소함
• 표면 패턴의 불균형이 발생함
• 문제 해결 방법: 웨이퍼 평탄화 실현

 

평탄화 공정 기술의 종류

• 에치백 (Etchback)
• 유리 환류(Glass Reflow)
• 스핀-온 필름(Spin-on Films)
• CMP 평탄화

위의 세가지 방법은 국부적인 평탄화만 실현됨 그래서 CMP가 개발됨에 따라 광역 평탄화를 이루어 냄

 

CMP 장비의 구성과 공정

 

CMP 장비 구성

 

CMP 공정

 

STI CMP 공정

소자간 절연막을 CMP로 제거하는 공정

 

PMD CMP 공정

 

IMD CMP

메탈 사이의 절연막을 CMP

 

텅스텐 CMP 공정

 

Cu CMP 공정

도금을 하는 방식 도금해서 CMP로 제거하는 공정