초록 ▼

▷ 초LSI 칩을 제조하기 위해, 1차원으로부터 3차원으로 접근방법이 진행되고 있고, 또 이를 실현하기 위하여 다양한 첨단기술이 적용되고 있다. 즉,
① Chip 선폭의 최소화,
②Chip 크기의 대면적화(수㎠) 및 Wafer의 대직경화(12인치: 300㎜),
③ 다층배선화 및 3차원 구조화가 그 일례이다.
그러나, 이러한 ULSI의 요구에 따라 부상한 기술상의 문제점을 해결하기 위해서는 실리콘 웨이퍼의 제조로부터 ULSI칩 제조에 이르기까지 웨이퍼 표면을 초정밀 경면가공하는 기술이 필요 불가결하다.

▷ 초LSI 칩을 제조하기 위해, 1차원으로부터 3차원으로 접근방법이 진행되고 있고, 또 이를 실현하기 위하여 다양한 첨단기술이 적용되고 있다. 즉,
① Chip 선폭의 최소화,
②Chip 크기의 대면적화(수㎠) 및 Wafer의 대직경화(12인치: 300㎜),
③ 다층배선화 및 3차원 구조화가 그 일례이다.
그러나, 이러한 ULSI의 요구에 따라 부상한 기술상의 문제점을 해결하기 위해서는 실리콘 웨이퍼의 제조로부터 ULSI칩 제조에 이르기까지 웨이퍼 표면을 초정밀 경면가공하는 기술이 필요 불가결하다.
이를 위한 가공기술은 기존의 절삭 및 연삭과는 달리 CMP라는 기계·화학적 연마기술이 가장 유력히 검토되고 있으나, 공정 장비 및 기술이 전량 수입에 의존하는 등 국산화의 필요성이 절실히요구되어지고 있다.
본 연구에서는 CMP장비 및 공정기술의 국산화를 위해 우선적으로 CMP 프로세스에 대하여 가공 메커니즘, 최적조건, 화학물리적 특성분석 등을 통하여 CMP 하드웨어를 제작하기 위한 설계기준 및 D/B를 제공하였다.
▷ 디바이스 웨이퍼의 CMP 가공특성과 유한요소법에 의한 패드의 변형과 웨이퍼에 가해지는 압력분포 해석을 통해 CMP에 적합한 패드의 사양과 가공모델링을 정립하였으며, 웨이퍼의 가공기준면을 결정하는 backing재의 가공특성을 시험웨이퍼인 TEG 웨이퍼를 이용하여 정립하였다.
▷ ILD 및 METAL용 슬러리의 입자 및 화학조성을 분석 및 Zeta Potential을 측정 평가하여 blanket 웨이퍼의 CMP 특성을 분석하였으며, 고희석 슬러리에서의 pH변동과 buffer Chemical를 이용한 안정화에 대하여 연구하였다.
▷ 그리고, 패드 컨디셔닝 개발에 대하여 초음파를 이용한 conditioning 기법을 개발하여 장치 설계 및 제작를 통하여 그 기초 실험과 성능을 평가하였으며, 현재 한국, 일본에 특허 등록되었으며, 미국특허에 출원중이다.
그 외 일반적인 전착 다이아몬드 휠 대신 용착을 이용한 conditioning 기법에 대하여서도 검토, 연구중이다.

목차 Contents

• 제1장 서론...12
• 제1절 연구의 배경...12
• 제2절 연구개발의 목표...16
• 제2장 국내외 기술개발 현황...17
• 제3장 연구개발수행 내용 및 결과...20
• 제1절 슬러리...20
• 1.1 슬러리란...20
• 1.2 슬러리의 조성이 CMP특성에 미치는 영향...26
• 제2절 슬러리의 pH가 CMP특성에 미치는 영향...42
• 2.1 절연막 CMP에 있어서 pH의 영향...42
• 2.2 알루미늄 CMP에서 pH의 영향...44
• 제3절 슬러리의 희석이 CMP특성에 미치는 영향...51
• 3.1 슬러리의 희석...52
• 3.2 실험방법...53
• 3.3 희석된 슬러리에 의한 pH변화...54
• 3.4 화학적인 조절에 의한 pH의 안정성...55
• 3.5 희석된 슬러리에 의한 CMP의 테스트...56
• 제4절 디바이스웨이퍼의 평탄화 특성...63
• 4.1 디바이스 웨이퍼의 평탄화 개념...64
• 4.2 실험방법과 평가방법...67
• 4.3 실험결과 및 고찰...69
• 제5절 패턴의 압력분포 해석...78
• 5.1 패턴의 압력분포 해석...79
• 5.2 디바이스 웨이퍼의 제작...83
• 5.3 실험 방법 및 결과...85
• 5.4 MARC 해석 평가...88
• 제6절 Backing Material에 의한 영향...92
• 6.1 실험방법과 평가방법...93
• 6.2 실험결과 및 고찰...95
• 제7절 컨디셔닝 기술 개발...102
• 7.1 컨디셔닝의 개념...102
• 7.2 기존의 컨디셔닝 방식...106
• 7.3 새로운 컨디셔닝 기법 개발...108
• 7.4 최적 컨디셔닝 기법의 개발...117
• 7.5 결론...124
• 제4장 연구개발목표 및 대외기여도...125
• 제1절 연구개발목표 및 내용...125
• 제2절 대외기여도...127
• 제5장 연구개발 결과의 활용계획...128
• 제1절 연구결과의 기대효과...128
• 제2절 연구결과의 활용...130
• 제6장 참고문헌...132