CMP (Chemical Mechanical Polishing) 패드는 반도체 제조 공정중 CMP공정의 3대주요 소모품 입니다. 이 패드는 CMP 공정 중에 웨이퍼 표면을 평탄화하고 불순물을 제거하는 역할을 담당합니다. 패드는 웨이퍼와의 마찰을 통해 물질을 제거하고 표면을 평탄하게 다듬는 기능을 가지고 있습니다.
1. PAD의 소재, 구조
CMP 패드는 일반적으로 폴리우레탄 또는 폴리메탈 메쉬 재료로 만들어지며, 주로 폴리우레탄 패드가 널리 사용됩니다. 이는 패드의 유연성과 내마모성을 향상시키고, 고르고 균일한 연마 효과를 제공하기 때문입니다. 패드의 표면은 다양한 구조로 디자인되어 있으며, 연마 입자를 효과적으로 분산시키고 웨이퍼 표면과의 상호 작용을 최적화합니다. 폴리우레탄에 기공재를 넣어 다수의 균일한 기공이 형성되어 연마입자의 포켓역할을 하며 절적한 탄성 및 탄성회복 역할을 하게 됩니다. 돌출된 PAD의 돌기는 웨이퍼에 직접적인 마찰과 연마를 해주는 기능을 수행하게되며 반복적인 연마에 의해 글래이징이 되므로 PAD Conditioner의 조합이 중요합니다.
2. CMP 패드의 주요 역할
1) 웨이퍼 표면 평탄화: CMP 패드는 웨이퍼 표면을 평탄하게 다듬어 반도체 디바이스의 적절한 표면 특성을 확보합니다. 이를 통해 반도체 디바이스의 성능과 제조 공정의 정밀성을 향상시킵니다.
2) 불순물 제거: CMP 공정 중에 발생하는 불순물이나 입자들은 패드와 웨이퍼 사이에서 마찰로 인해 제거됩니다. CMP 패드는 입자를 포획하고 제거하여 웨이퍼 표면에서 발생할 수 있는 결함을 최소화합니다.
3) 연마 효과 제공: CMP 패드는 적절한 연마 입자와 함께 작동하여 웨이퍼 표면을 연마합니다. 이를 통해 반도체 재료의 제거와 표면 정밀도 개선을 수행합니다.
4) 온도 및 압력 제어: CMP 패드는 공정 동안 발생하는 열과 압력을 관리하여 일관된 연마 효과를 제공합니다. 이는 패드와 웨이퍼 사이의 상호 작용을 최적화하고, 공정 파라미터의 정밀한 제어를 가능하게 합니다.
CMP 패드는 고객 요구 사항에 맞게 다양한 크기와 구조로 제공됩니다. 또한, 패드의 선택은 CMP 공정의 특정 응용에 따라 최적화되어야 합니다. CMP 패드의 품질과 성능은 CMP 공정의 효율성과 결과물의 품질에 직접적인 영향을 미치므로, 제조 공정에서 적절한 패드의 선택과 관리가 중요합니다.