| 초록 |
CMP 공정에 있어서 Pad의 표면 상태는 연마율과 평탄도를 유지하는데 가장 중요한 요소로 작용하고 있다. 반복된 CMP 공정으로 인해 연마율을 결정하는 Pad의 표면은 마모되고, 공정 중 발생하는 slurry 잔유물들은 Pad의 기공과 Groove 사이에 침투하여 연마율을 감소 시키며 웨이퍼 표면의 평탄도를 불균일하게 만든다. 이런 문제를 해결하기 위해 Pad 상태를 최적화 시켜주는 Conditioning 공정이 CMP 후에 필요하게 되었으며, 그 중요성 또한 점차 증가하고 있다. Conditioning 공정이란 다이아몬드 디스크를 이용 하여 패드의 표면을 깎아내어 패드의 기공이나 Groove 안에 잔류하고 있는 화학반응물이나 슬러리 잔유물들을 제거하고 표면을 거칠게 하는 역할을 하여 Pad를 활성화 시킨다. 이는 최적화된 Pad 상태를 유지함으로써 Pad의 life time을 늘려 주어 경제적인 면에서도 크게 기여하며, CMP 공정의 효율성 증대까지 기대할 수 있다. 본 연구에서는 CMP 공정 중 대표적인 Metal 과 Oxide CMP 2가지를 선택하여 각 공정에서 사용 되는 diamond conditioner의 diamond의 크기, 배열 방식, 형상에 따라 비교하여, Pad recovery에 영향을 주는 중요한 인자가 무엇인지를 알아 보고자 실험을 실시하였다. 이때 실험 조건은 GNP Tech에서 제조한 Poli-500(GNP Tech. Korea) 연마기를 사용하였으며, Oxide CMP의 경우에는 Thermal oxide 4” wafer로 head 50rpm, platen 100rpm, pressure 8psi의 조건에서 CMP를 실시 하였으며, Oxide CMP에 사용된 slurry의 경우에는 Fumed silica를 이용 하여 자체적으로 제조하여 사용 하였다. Metal CMP의 경우에는 Copper 4” disk를 사용하여 head 50rpm, platen 83rpm, pressure 4.2psi의 공정조건으로 실험하였다. 여기에 사용된 slurry의 경우에는 Alumina particle을 이용하여 자체적으로 제작하여 실험 하였다. 실험에 사용된 두 가지의 Slurry는 보다 빠르게 Pad의 효율을 저하시킬 수 있는 상용화된 것이 아닌 자체 제작 한 것으로 빠른 removal rate의 감소를 볼 수 있으며, 그로 인한 pad recovery를 평가 할 수 있었다. 따라서, 두 가지를 비교해본 결과 Oxide CMP conditioner 보다는 Metal CMP conditioner가 chemical적인 영향과 diamond의 디자인과 간격에 따라서도 상당히 다른 결과를 볼 수 있었다. 그와 반대로 Oxide CMP conditioner의 경우에는 mechanical적인 요소인 diamond 크기에 관해서 민감함을 알 수 있었다. |
