CMP 공정 Slurry의 정의 및 성분

 

반도체 8대 공정 중 CMP공정은 Slurry라는 연마제를 이용해 평탄화 및 Defect제거 등을 진행합니다.
CMP 공정에서 Slurry는 핵심재료로 사용되는 Slurry의 정의 및 성분에 대해 알아보겠습니다.

 

---

 

CMP Slurry의 정의 및 성분

 CMP Slurry를 정의 및 성분을 알아보겠습니다.
 CMP 공정은 Photo 공정의 DoF 마진 확보에 도움을 주기 위한 평탄화 및 반도체 적층회로를 구성하는 중 발생되는 단차를 제거하는 역할을 주로 하는 데,  이 CMP공정에서 단차제거를 하는 데 있어 가장 핵심이 되는 재료입니다.

 Slurry는 연마제와 DI Watwr로 이루어져 있으며, 연마 대상이 되는 반도체 막의 종류에 따라 입자를 안정화해 주기 위해 분산제나 산화제, PH조절액, 부식억제제 등의 첨가제가 추가로 들어가게 됩니다.

---

 

연마제, DI Water, 첨가제의 역할

 연마제(Abrasive)와 DI Warer, 첨가제(Additive)는 무엇이고 어떤 역할을 하는지 알아보겠습니다.
 일단 연마제는 CMP 공정 중 막질을 제거하기 위해 Polishing을 하는 연마 입자입니다. 연마를 해야 하기 때문에 분산성이 좋아야 하며, 연마량(Removal Rate)을 유지하면서 Mechenical적인 공정을 진행하는 중 발생될 수 있는 Wafer 표면의 Scratch가 최소화되도록 적절한 Hardness를 가져야 합니다.

 연마제와 같이 들어있는 DI Water는 연마제를 운반하는 역할을 수행합니다. 또한 연마제로 인한 Scratch가 발생되지 않도록 윤활유 역할도 수행하고 있습니다.
 CMP후 발생되는 잔여물들을 이동시키며 연마 진행 중 발생되는 열을 조절하는 역할도 수행합니다.

 첨가제는 Slurry의 효과를 증폭시켜 주면서 연마하는 물질의 특성에 따라 부가적으로 필요한 기능을 추가해 주는 역할입니다.
 PH Shock를 방지하기 위한 PH조절액(PH Adjustor)이나 Metal CMP진행 시 발생될 수 있는 금속의 부식을 막아주는 부식억제제(Inhibitor), Polishing도중 발생될 수 있는 기포를 억제해 주는 소포제 등이 대표적인 첨가제입니다.

---

 

CMP Slurry의 종류

 Slurry의 종류는 크게 Oxide Slurry, Metal Slurry로 나눠집니다.
 Oxide Slurry는 Silica Slurry와 Ceria Slurry로 구분되며, Metal Slurry는 W Slurry와 Cu Slurry로 구분됩니다.
 각각의 Slurry마다 제거하려는 막질이 다르며, 제거하는 방식이 다릅니다. 화학적 결합을 이용하는 방식이 있고, 물리적인 방식을 더 활용하는 방식, 산화를 시킨 후 제거하는 방식 등 여러 가지 방법이 있습니다.
 각 Slurry들의 특징에 대해서는 다음번에 순차적으로 포스팅하겠습니다.

반도체 8대공정 중 CMP 공정이란?