CMP, 즉 화학기계연마(Chemical Mechanical Polishing), 화학기계연마(Chemical Mechanical Polishing)를 말한다.
CMPPAD, 즉 화학기계연마패드(Chemical Mechanical Polishing Pad), 화학기계연마패드.
1. CMP의 기본원리
거시적으로 말하면, CMP의 기본 원리는 회전하는 연마된 웨이퍼가 같은 방향으로 회전하는 CMP 패드의 탄성 연마 패드 위에 눌려지고 연마 슬러리가 웨이퍼와 베이스 플레이트 사이를 연속적으로 흐른다는 것이다. 상부 및 하부 디스크는 고속으로 역방향으로 작동하여 연마된 웨이퍼 표면의 반응 생성물이 끊임없이 벗겨지며, 새로운 연마 슬러리가 첨가되고, 반응 생성물은 연마 슬러리와 함께 제거된다. 새롭게 노출된 웨이퍼 면은 다시 화학반응을 거쳐 제품이 박리되고 앞뒤로 순환되면서 기판, 연마 입자 및 화학 반응제가 결합된 작용으로 초-미세한 표면을 형성합니다.
2. CMP의 적용
CMP 기술의 개념은 1965년 몬산토(Monsanto)에 의해 처음 제안되었습니다. 이 기술은 원래 군용 망원경과 같은 고품질 유리 표면을 얻기 위해 사용되었습니다. 1988년 IBM이 4M DRAM 제조에 CMP 기술을 적용하기 시작했으며, 1991년 IBM이 64M DRAM 생산에 CMP를 성공적으로 적용한 이후 CMP 기술은 전 세계적으로 급속도로 발전했습니다. 기존의 순수 기계적 또는 순수 화학적 연마 방법과 달리, CMP는 단순한 기계적 연마로 인해 발생하는 표면 손상과 단순한 화학적 연마로 인해 쉽게 발생하는 느린 연마 속도, 불량한 표면 평탄도 및 연마 일관성과 같은 단점을 피하기 위해 화학적 및 기계적 효과를 조합하여 사용합니다. 마모 시 "부드러운 연삭 및 경질" 원리를 사용합니다. 즉, 부드러운 재료를 사용하여 연마하여 고품질의 표면 연마를 달성합니다. 특정 압력과 연마 슬러리가 있는 경우 연마된 공작물이 연마 패드에 대해 상대적으로 움직입니다. 나노-입자의 연삭 효과와 산화제의 부식 효과 사이의 유기적 결합을 통해 연마된 공작물의 표면에 매끄러운 표면이 형성됩니다. CMP 기술의 가장 널리 사용되는 응용 분야는 집적 회로(IC) 및 초대형-규모 집적 회로(ULSI)에서 매트릭스 재료의 실리콘 웨이퍼를 연마하는 것입니다. 일반적으로 국제적으로는 장치의 특성 크기가 0.35μm, 리소그래피 이미지 전송의 정확성과 해상도를 보장하기 위해서는 전역 평탄화가 수행되어야 하며, CMP는 현재 전역 평탄화를 제공할 수 있는 거의 유일한 기술이며 그 적용 범위가 나날이 확대되고 있습니다.
현재 CMP 기술은 화학기계연마기를 본체로 하여 온라인 감지,{0}}종료점 감지, 세척 및 기타 기술을 통합한 CMP 기술로 발전했습니다. 이는 미세-정밀화, 다층화, 박형화 및 평탄화 공정에 대한 집적 회로 개발의 산물입니다. 동시에 생산성을 높이고 제조 비용을 절감하며 기판을 전 세계적으로 평탄화하기 위해 웨이퍼를 200mm에서 300mm 및 더 큰 직경으로 전환하는 데 필요한 공정 기술이기도 합니다.
3. CMP 기술 장비 및 소모품
CMP, 즉 화학 기계적 연마, 화학 기계적 연마. CMP 기술에 사용되는 장비 및 소모품에는 연마기, 연마 슬러리, CMP 패드 연마 패드, 포스트-CMP 세척 장비, 연마 끝점 감지 및 공정 제어 장비, 폐기물 처리 및 테스트 장비 등이 포함됩니다. 연마기, 연마 슬러리 및 CMPPAD 연마 패드는 CMP 프로세스의 세 가지 핵심 요소이며 이들의 성능 및 상호 매칭이 수준을 결정합니다. CMP가 달성할 수 있는 표면 평탄도. 그 중 연마슬러리와 CMPPAD 연마패드는 소모품입니다.
넷째, CMP 공정의 주요 문제점
연마 슬러리 연구의 궁극적인 목표는 화학적, 기계적 효과의 최적 조합을 찾아 높은 제거율, 우수한 평탄도, 우수한 막 두께 균일성 및 높은 선택성을 지닌 연마 슬러리를 얻는 것입니다. 또한 세척 용이성, 장비 부식, 폐기물 처리 비용 및 안전성과 같은 문제도 고려해야 합니다.
결함을 줄이는 것은 CMP 공정은 물론 심지어 전체 칩 제조에서도 영원한 주제입니다. 반도체 산업에도 CMP 공정에 대한 "무언의 규칙"이 있습니다. 즉, CMP 공정 후 장치의 재료 손실은 전체 장치 두께의 10% 미만이어야 합니다. 즉, 슬러리는 재료를 효과적으로 제거할 뿐만 아니라 제거 속도와 최종 효과를 정확하게 제어할 수 있어야 합니다. 장치의 특성 크기가 계속 작아짐에 따라 결함이 공정 제어에 미치는 영향은 다음과 같습니다. 최종 생산량은 점점 더 분명해집니다. 치명적인 결함의 크기는 장치 크기의 50% 이상을 필요로 합니다.
V. CMP의 발전 전망
질화갈륨(GaN)으로 대표되는 3세대{0}}와이드 밴드갭 반도체 소재는 최근 몇 년간 급속히 발전했습니다. 질화갈륨(GaN)- 기반 반도체 소재는 높은 발광 효율, 우수한 열 전도성, 고온 저항, 내방사선성, 고강도, 고경도 등의 특성을 갖고 있으며 고{3}}효율의 청색 및 녹색 발광-발광 다이오드 및 레이저 다이오드(레이저라고도 함)로 만들 수 있습니다. 그러나 질화 갈륨(GaN) 소재는 단독으로 단결정을 성장시킬 수 없으며, 질화 갈륨(GaN) 소재는 자체적으로 단결정을 성장시킬 수 없으며 유사한 기판 소재에서 성장해야 합니다. 현재 국제적으로 인정받는 기판 재료는 사파이어 크리스탈입니다. 질화갈륨(GaN) 재료에 대한 시장 수요가 증가함에 따라 사파이어에 대한 수요도 빠르게 증가할 것입니다.