Chemical Mechanical Polishing(CMP) 공정에서 웨이퍼에 작용하는 압력분포 해석

Q: 이 논문에서 정의한 화학적 기계연마 공정이란 무엇인가?

화학적 기계연마 공정(CMP)은 반도체 웨이퍼의 광역 평탄화를 가능하게 하는 핵심 공정 기술이다. 이는 구리배선 공정을 가능하게 하는 유일한 기술로 알려져 있으며, 웨이퍼와 패드 사이의 유동장 압력분포를 정확히 파악하는 것이 중요하다. 웨이퍼의 불균일한 연마 속도를 설명하기 위해 압력 분포 해석이 필수적이다.

Q: CMP 공정에서 웨이퍼에 작용하는 압력분포는 어떻게 결정되는가?

연구 결과, CMP 공정에서 웨이퍼에 작용하는 압력분포는 가장자리 부분에서는 접촉압력에 의한 분포를, 중심 부분에서는 유체윤활에 의한 분포를 각각 따로 고려하여 결정되어야 한다. 이는 두 가지 이론이 모두 웨이퍼 압력분포 결정에 중요함을 시사하며, 기존 연구의 한계를 보완한다.

김기현; 오수익; 전병희

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자료유형: 학술대회자료

저자정보: 김기현 오수익 전병희

저널정보: Korean Society for Precision Engineering 한국정밀공학회 학술발표대회 논문집 한국정밀공학회 2003년도 추계학술대회 논문요약집

발행연도: 2003.10

수록면: 56 - 56 (1page)

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반도체 공정 중의 하나인 화학적 기계연마 공정(CMP: Chemical Mechanical Planarization/polishing)은 반도체 웨이퍼의 광역 평탄화를 가능하게 하는 핵심 공정기술이며, 현재 구리배선 공정(damascene)을 가능하게 하는 유일한 기술로 알려져 있다. CMP 공정기술은 1990 년대 중반에 (주)IBM 에 의해 개발된 이후 지속적으로 발전하여왔으나, 그 역사가 다른 장비에 비해 비교적 짧고 무수히 많은 공정 변수들이 사용되기 때문에 그 기본적인 메커니즘이 완벽하게 이해되지 못하고 있다. 따라서 안정적인 CMP 공정을 수행하기 위해 최적의 공정조건을 찾는 유일한 현재의 방법은, 각각의 연마 대상 재료에 대해 충분한 실험을 하는 것이다. 그러나 연마 대상이 되는 재료는 SiO₂ 에서 팅스텐, 알루미늄, 구리와 같은 금속을 거쳐 현재 저유전물질(low-k material)로 빠르게 변화해 나아가고 있다. 이는 각각의 연마 대상에 대해 충분한 실험을 하기에는 그 소요되는 시간이 너무나도 길다는 것을 뜻한다. 따라서 실험에만 의존하는 기존의 방법으로는 앞으로의 새로운 변화에 신속하게 대처할 수 없다. Preston 에 의하면 재료의 연마속도는 적용압력과 상대속도 그리고 화학적인 요소 등을 포함하는 Preston 상수의 곱으로 표현하였고, 이는 oxide CMP 공정에서의 평균적인 실험 ... 전체 초록 보기

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