초록 ▼

□ 연구개요
반도체 필수 공정 중 웨이퍼 표면 평탄화 공정인 화학적 기계적 평탄화 (Chemical Mechanical Planarization; CMP) 공정에서 패드 온도 분포를 확인하고 최적의 공정조건을 예측 및 피드백할 수 있는 시뮬레이션 시스템의 기반을 다지고자 한다. 웨이퍼-패드 접촉 구간별 온도 편차가 있는 온도 분포를 균일하게 하려고 연구된 스프레이 노즐 시스템과 함께 패드의 열적 특성을 고려한 수학적 모델링 알고리즘을 통해 온도 예측 시뮬레이터의 토대를 마련하고 기술적 우위성을 확보하여 그린 스마트 CMP 공정

□ 연구개요
반도체 필수 공정 중 웨이퍼 표면 평탄화 공정인 화학적 기계적 평탄화 (Chemical Mechanical Planarization; CMP) 공정에서 패드 온도 분포를 확인하고 최적의 공정조건을 예측 및 피드백할 수 있는 시뮬레이션 시스템의 기반을 다지고자 한다. 웨이퍼-패드 접촉 구간별 온도 편차가 있는 온도 분포를 균일하게 하려고 연구된 스프레이 노즐 시스템과 함께 패드의 열적 특성을 고려한 수학적 모델링 알고리즘을 통해 온도 예측 시뮬레이터의 토대를 마련하고 기술적 우위성을 확보하여 그린 스마트 CMP 공정 연구로 기술 주도, 산업 전반에 적용 가능한 소프트웨어에 사용될 온도 예측 모델식 연구를 목표로 한다.

□ 연구 목표대비 연구결과
총 2년간 연구 목표는 다음과 같다.
▪ CMP 공정에서 변수(Parameter)들의 상호작용으로 발생하는 열적 특성 분석
▪ 공정 중 온도 변화에 영향을 주는 공정 변수 도출
▪ 변수에 대한 온도 변화 수식화
▪ 온도 예측 시뮬레이션 식 정립 및 예측 정합성 평가
▪ 스프레이 노즐로의 확장을 위한 다중 노즐 식 정립과 정합성 평가
▪ 실제 산업에 사용 가능성 평가
기존에 사용하는 단일 노즐에 대한 온도 변화 예측 식은 본 연구에서 고려한 부분만을 놓고 보았을 때 대체로 잘 맞으며 그에 따른 좋은 CMP 결과를 예측할 수 있었으나, 스프레이 노즐로의 확장을 위한 다중 노즐 방식에서는 단일 노즐에 비해서는 떨어지는 정확도를 가졌으며, 실제 연마 웨이퍼인 패턴 웨이퍼를 이용해 실제 산업에서 스프레이 노즐의 활용성을 평가한 결과, 튜브 노즐에 비해 슬러리 주입량 대비 높은 연마율 및 연마균일도 확인해서 스프레이 노즐을 이용 시 기존 슬러리 사용량을 줄이면서 더 좋은 품질의 반도체를 생산할 수 있으리라 판단된다.

□ 연구발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성)
본 연구는 CMP 공정에서 온도가 공정 결과에 지대한 영향을 끼치므로 이를 예측 및 제어하여, 좋은 공정 결과를 얻고자 하는 목적을 하고 있다. 그에 따라 CMP 공정시 고려되는 부분들을 파악하고 이를 수식화 및 조합하여 온도 예측 모델링 식을 만들었다. 아직 초기 단계인 모델링 식의 정합성이 기본적인 CMP 실험에서 눈에 띄는 모습을 보였으나 복합적인 조건들이 영향을 주는 공정인 만큼 실제 사용에는 아직 걸음마 단계로 보인다. 하지만 본 연구는 CMP 메커니즘을 규명하는 선행 연구들과는 달리 기계적인 특성에 따른 결과 예측이 아닌 화학적 특성과 연관되는 온도에 관한 연구로써, 추후 화학적 특성에 대한 CMP 메커니즘 연구와의 교두보 역할을 할 것이다.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구 결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 4
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 18
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발 결과) ... 18
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 18
• 3) 목표 달성 수준 ... 18
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발 결과의 중요성) ... 18
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 18
• 6. 참고문헌 ... 19
• [붙임1] 세부 정량적 연구개발성과 ... 21
• [붙임2] 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 23
• 끝페이지 ... 38