CMP (chemical mechanical polishing)에 대해서 설명해보세요.
[CMP란]
CMP는 한마디로 공정을 평탄화하는 작업이다. 평탄화를 하는 목적은 평탄화된 위에 다시 새로운 공정을 시작하기 위해서이다. PECVD와 RIE 공정과 함께 미세공정에 반드시 필요한 공정으로 인식되고 있다. 특히 최근 반도체 소자의 미세화 및 다층화로 인하여 CMP 공정 기술이 차지하는 비중이 전체 디바이스 제조공정 내에서도 높아지는 추세이며, 미국의 AMAT와 일본의 EBARA가 시장 및 기술을 선도하고 있다.
[CMP의 필요성]
아파트를 지을 때 땅을 고르는 것처럼 이미 다른 공정들이 이루어져 있어 바로 집을 짓기에는 기초가 너무 없다. 집적화가 높아지면서 크기는 작아져야 하고 하다 보니 공정을 끝내고 다시 그 위에 평탄화를 한다. 어느 정도 평탄화를 한다면 안정한 건축(공정)을 할 수 있기 때문이다.
[도입배경]
CMP 공정은 반도체 소자가 다층 배선 구조를 가지고 좀 더 엄격한 광역 평탄화와 엄격한 초점 심도(Depth of Focus)를 요구하기 때문에 도입되었고 소자가 더욱 미세화되고 웨이퍼가 더욱 대형화되기 때문에 CMP에 대한 수요는 급격히 증가할 것이다. CMP는 IBM에서 개발된 후 미국의 Intel, Motorola, TI, 두산메카텍, Tsc 와 같은 반도체 제조회사를 중심으로 연구 개발되고 있고 국내 대부분의 반도체 제조 공장에서도 도입되어 사용되고 있다. 광역 평탄화를 위한 절연막 CMP, STI 공정 그리고 다층 배선을 사용하기 위한 Metal CMP 공정이 도입되어 사용되고 있다.
특히 최근에는 시스템 반도체 뿐 아니라 메모리 분야에서도 제품의 성능 향상을 위한 3D 구조의 다층화가 이루어지고 있으며, 배선선폭 역시 10nm 이하의 수준으로 미세화 추세에 있다. 디바이스 성능 개선을 위한 BEOL(Back-end of Line) 에서의 Cu 배선, FEOL(Front-end of Line) 등과 같은 적용 재질의 급변화가 이루어지고 있어 이에 대한 연마 균일도, 설비 가동율 향상, 관련 소모재(Pad·conditioner, PVA brush)의 수명 향상 등 기능적 다변화가 요구되고 있다.
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