반도체 CMP 장치 및 부품은 반도체 소자 집적도를 높이기 위해 웨이퍼 상 각 단위공정의 박막 단차를 없애고 평탄하게 만드는 공정 및 장치 기술을 의미

▪Pad의 회전기술, 헤드의 압력기술, 슬러리 농도기술, Disk, Retainer Ring 기술 등 다양한 관련 부품 및 소모재 기술로 구성

CMP 기술은 반도체 소자(Device 또는 Chip)가 진공관 시대에서 VLSI, ULSI로 고집적화 됨에 따라 lithography 기술이 허용하는 초점 심도가 단차 이상으로 감소하는 문제를 CMP 기술의 광역 평탄화 특성을 이용하여 해결하기 위하여 1980년 미국 IBM사에서 최초로 도입

▪1990년대 초반 미국 Intel사에서 CPU 칩 생산에 처음 적용하였고, 국내에서는 삼성전자와 하이닉스 반도체가 1995년부터 연구개발을 시작하여 1997년 180nm 64M DRAM 생산에 처음 적용을 시작

▪이후 메모리 소자배선 선폭이 100nm 이하로 감소함에 따라 기존의 회로배선 절연막의 평탄화 (planarization) 목적뿐만 아니라 회로배선 분리 및 배선 표면 개선 응용으로 확대됨으로써 다른 반도체 전공정 기술에 비해 수요가 급격히 증가

화학적 기계 연마(Chemical Mechanical Polishing)는 초고층 빌딩과 같은 다층의 배선층으로 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

▪CMP 대신 전기적으로 금속막을 에칭 하는 전해연마기술 채용이 검토된 바가 있었으나 결국에는 실용화 되지 못하여서 여전히 CMP 채용이 계속되고 있으며, 현재까지 대체 가능한 기술은 없음

반도체 소자 제조를 위한 화학적 기계적 평탄화 또는 polishing 기술은 웨이퍼를 폴리 우레탄으로 제조된 폴리싱 패드에 밀착시킨 상태에서 수백 nm 크기의 연마제가 함유된 슬러리를 폴리싱 패드 표면에 분산시켜 박막의 화학적 반응을 유도하면서 웨이퍼를 지지하는 폴리싱 캐리어와 폴리싱 패드가 부착된 polishing platen을 고속 회전시켜 개질된 박막 표면을 기계적으로 제거함으로써 소자 배선으로 인한 절연막의 단차를 평탄화하거나 소재배선을 분리하는 반도체 전공정 기술

반도체 CMP 장치 및 부품은 연마장치인 CMP장치, 화학약품이나 미립자를 포함한 슬러리, 웨이퍼를 연마하는 패드, 패드 표면 상태를 정비하는 드레서(Dresser) 등으로 구성

▪슬러리 공급 장치나 세정액이라는 부재도 CMP 공정에서 불가결한 품목이며, 프로세스 내에 사용할 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 CMP 프로세스의 중요도는 점점 더 높아지고 있음