이번 시간에는 CMP 공정에서 발생하는 공정불량에 대해 알아보겠습니다.
CMP 공정의 불량 원인은 기계적인 요소와 불안정한 공정 조건에 의해 발생합니다.
또한 소모성 재료와 반도체 소자의 패턴 구조 부적합도 불량의 원인이 됩니다.
이러한 불량은 웨이퍼 패턴 균일도와 밀접한 관계가 있기에 불량 예방이 중요합니다.
반도체 제조공정 장비운영
CMP 공정 불량분석 & PM
평탄화의 분류에는
매끄러운 평탄화 / 일부분 평탄화 / 국부 평탄화 / 광역 평탄화가 있습니다.
단차를 가진 비평탄화된 웨이퍼는 포토공정에서 난반사에 의한 공정 불량을 발생시킬 수 있습니다.
따라서 전체적인 스텝 높이가 균일화 되는 평탄화가 중요하며, 이게 CMP 공정의 기술력입니다.
□ CMP 이상발생 주요 변수
1. 평탄도
- 층간 절연막 CMP 공정에서 중요한 평가 지표로, 반도체 소자 내 셀과 주변회로 간의 광역적 단차 감소 정도로 표현합니다.
2. 균일성
- 연마 후 웨이퍼 내, Lot(롯=로트) 내, 롯 별 잔류 막 두께의 편차로 정의
3. 연마속도
- 단위 시간당 제거되는 막의 두께로 정의
4. 패임 & 침식
- STI CMP, Plug CMP 공정 후 회로 배선 내 현상 정도로 정의
5. 결함
- 연마 후 웨이퍼 표면에 잔류하는 입자 및 잔류성 물질에 의해 긁힘, 역학적 공정에 의해 발생하는 현상
*후 CMP 세정 시스템 동반
□ CMP 장비 유지·보수 항목
CMP 장비는 소모성 파트가 상대적으로 많기에 PM 관리 및 이록관리가 중요합니다.
장비 유지·보수의 목적은 장비를 잘 관리하여 양품을 생산하고 가동률을 높여 생산성을 향상하는 것이며,
궁극적으로 원가 절감을 통해 이익을 극대화하는 것입니다.
장비 유지보수는 정답이 없으며, 해당 엔지니어가 얼마나 애정을 갖고 장비를 잘 관리하느냐가 중요합니다.
PM은 항상 체계적인 시스템 아래, 스텍화하는 것이 중요할 것입니다.
지금까지 CMP 공정에서 발생하는 불량 요소에 대해 알아보았습니다.
감사합니다.
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