[ 목 차 ]

1. 개요
2. 산업 분석
3. 기술 개발 동향
4. 주요 플레이어 특허동향
5. 전략제품 기술 개발 전략
 

1. 개요 가. 정의 퍀 반도체 장치 및 부품은 반도체 소자 집적도를 높이기 위해 웨이퍼 상 각 단위공정의 CMP 박막 단차를 없애고 평탄하게 만드는 공정 및 장치 기술을 의미 ▪ 의 회전기술 헤드의 압력기술 슬러리 농도기술 기술 등 다양한 관련 부품 Pad , , , Disk, Retainer Ring 및 소모재 기술로 구성 퍀 기술은 반도체 소자 또는 가 진공관 시대에서 로 고집적화 CMP (Device Chip) VLSI, ULSI 됨에 따라 기술이 허용하는 초점 심도가 단차 이상으로 감소하는 문제를 lithography CMP 기술의 광역 평탄화 특성을 이용하여 해결하기 위하여 년 미국 사에서 최초로 도입1980 IBM ▪ 년대 초반 미국 사에서 칩 생산에 처음 적용하였고 국내에서는 삼성전자와 하이닉스 1990 Intel CPU , 반도체가 년부터 연구개발을 시작하여 년 생산에 처음 적용을 시작1995 1997 180nm 64M DRAM ▪이후 메모리 소자배선 선폭이 이하로 감소함에 따라 기존의 회로배선 절연막의 평탄화 100nm zation) 목적뿐만 아니라 회로배선 분리 및 배선 표면 개선 응용으로 확대됨으로써 다른 (planari 반도체 전공정 기술에 비해 수요가 급격히 증가 퍀 화학적 기계 연마 는 초고층 빌딩과 같은 다층의 배선층으로(Chemical Mechanical Polishing) 구성된 반도체 칩을 박막한 층마다 연마하여 평탄화 하는 프로세스로 연마 대상인 웨이퍼를 , 캐리어에 부착하여 연마패드를 붙여서 평판에 눌러 슬러리를 흘리면서 쌍방을 회전시켜 연마하여 나노 수준의 평탄성을 실현하는 기술 ▪ 대신 전기적으로 금속막을 에칭 하는 전해연마기술 채용이 검토된 바가 있었으나 결국에는 CMP 실용화 되지 못하여서 여전히 채용이 계속되고 있으며 현재까지 대체 가능한 기술은 없음CMP , 퍀 반도체 소자 제조를 위한 화학적 기계적 평탄화 또는 기술은 웨이퍼를 폴리 polishing 우레탄으로 제조된 폴리싱 패드에 밀착시킨 상태에서 수백 크기의 연마제가 함유된 nm 슬러리를 폴리싱 패드 표면에 분산시켜 박막의 화학적 반응을 유도하면서 웨이퍼를 지지하는 폴리싱 캐리어와 폴리싱 패드가 부착된 을 고속 회전시켜 개질된 박막 polishing platen 표면을 기계적으로 제거함으로써 소자 배선으로 인한 절연막의 단차를 평탄화하거나 소재배선을 분리하는 반도체 전공정 기술 퍀 반도체 장치 및 부품은 연마장치인 장치 화학약품이나 미립자를 포함한 슬러리CMP CMP , , 웨이퍼를 연마하는 패드 패드 표면 상태를 정비하는 드레서 등으로 구성, (Dresser) ▪슬러리 공급 장치나 세정액이라는 부재도 공정에서 불가결한 품목이며 프로세스 내에 사용할 CMP , 부재가 많기 때문에 다른 공정과 비교하여 재료 가격이 높은 공정이라고 하지만 반도체 칩의 고밀도화나 고속화 다층화 배선의 미세화에 따라서 웨이퍼 상에 굴곡이 수율 확보에 큰 영향을 , , 미치게 되어 프로세스의 중요도는 점점 더 높아지고 있음CMP 4. 반도체 CMP 장치 및 부품 - 2 - 공정 단계 개념도 [ CMP ] 나. 필요성 퍀 Polishing) / 는 산 염기 용액에 의한 화학적 반응효과와 연마제에 CMP(Chemical Mechanical 의한 기계적인 효과를 결합하여 웨이퍼 표면을 평탄화 해주는 공정을 의미 ▪웨이퍼 표면의 돌출된 부분을 제거하는 공정으로 보다 효과적인 다층 배선 반도체 소자를 , 제작하거나 기존 건식 식각이 어려운 구리등과 같은 물질을 하기 위해 개발된 공정patterning ▪ 는 원래 실리콘 웨이퍼를 제작할 때 최종적 단계로서 표면의 평균 거칠기를 이내로 CMP 1nm 가공하기 위해서 개발되었던 기술로 이후 다층 금속배선공정에서 평탄화 문제를 해결하기 위해 , 도입되면서 실리콘 웨이퍼 표면에 소자를 제작하고 배선하는 데 있어서도 필수적인 기술이 됨 ▪ 는 기본적으로 물질을 제거하는 공정이라는 점에서 식각 과 유사하지만 식각 공정이 CMP (etching) , 대체로 표면의 형태를 유지하면서 물질을 제거하는 반면 는 표면의 돌출부를 먼저 제거하여 , CMP 평평하게 만든 후 물질을 제거해 나가는 특징을 가지고 있기 때문에 평탄화 공정에서 절대적으로 유리 ▪따라서 다층 배선에서 발생하는 표면 굴곡의 누적에 의한 여러 가지 문제를 근본적으로 해결하는데 결정적인 역할을 하며 나아가 소자 격리 에 필요한 산화막의 평탄화에도 채택(isolation) 퍀 장치는 신축성 있는 연마 패드 와 웨이퍼에 압력을 가하며 회전하는 폴리싱 CMP (pad) 헤드 좋은 패드 상태를 유지 시켜주기 위한 패드 컨디셔너(polishing head), (conditioner) 및 연마 용액인 슬러리 를 공급해 주는 장치로 구성(slurry) ▪다양한 공정 및 막질에서 가 적용되면서 의 종류와 공급량 연마 및 물성 CMP , Slurry , head pad 등에 의해 공정의 성능이 결정