초미세회로 패턴형성시 발생하는 "인터커넥트"문제등을 해소키 위해 웨이퍼 상에 한 층(Layer)을 형성한뒤 화학.기계적인 방법을 혼합해 표면을 평탄화해 다음 층을 형성하기 쉽도록 하는 CMP(Chemical Mechanical Polishing) 기술에 대한 관심이 고조되고 있다.
초창기CMP기술의 개발및 사용은 IBM에 의해 70년대초반부터 추진된 것으로알려지고 있다. 그러나 CMP공정개발이 비밀리에 추진돼 발표된 연구 자료가 거의 없었으며 이것이 기술의 성장및 확산을 지연시킨 가장 큰 요인중의 하나로 지적되고 있다.
그러나CMP기술은 3~4년전부터 미세패턴화.고집적화에 따른 인터커넥트 문제 와 다층화로 웨이퍼표면굴곡이 심해짐에 따른 정확한 초점을 맞추기가 어려워지는 문제등 칩사이즈의 소형화, 회로선폭의 미세화, 고집적화의 급진전으로 대두되는 문제를 해결할 수 있는 기술로 각광을 받고 있다.
이미미국등지에서는 IBM.인텔.AMD.마이크론테크놀로지등이 이 기술을 양산 에 적용하고 있고 일본과 우리나라에서는 아직은 연구소 차원에서 시험적용 단계에 머물러 있지만 회로선폭 0.4미크론 이하의 서브하프미크론공정을 이용해 반도체를 생산하는데 없어서는 안될 대안이라데 의견이 모아지고 있다지난 7월 미샌프란시스코에서 열린 세미콘웨스트전시회에서 CMP관련심포지엄 이 대성황을 이룬데 이어 지난 27일 세계반도체장비.재료협회(SEMI)한국지사 주최로 열린 "CMP기술에 대한 심포지엄"에서도 반도체 3사와 포스코휼스. 어 플라이드 머티리얼즈를 비롯한 재료.장비업체, 그리고 학계와 연구소 관계자 1백50여명이 대거참여해 이에대한 관심도를 입증했다.
CMP기술은 간단하게 말해 한 공정이 끝난후 "울퉁불퉁한" 웨이퍼의 표면을 미세한 연마제로 폴리싱함으로써 평탄도를 높여 다음 층을 형성하기가 용이하도록 해주는 기술. 표면을 "갈아내는" 과정에서 회로선폭이 좁아짐에 따라 표면의 선폭이 맞닿는 현상까지 해소하는 효과도 꾀할 수 있는 장점이 있다.
이번심포지엄을 위해 내한한 한수갑박사(현스탠퍼드대 연구원)는 "CMP 기술 을 적용하면 고집적 반도체의 특성및 수율이 좋아지고 생산성도 높아지기 때문에 미국에서는 이 기술이 각광을 받고 있으며 삼성전자와 현대전자의 경우에도 양산공정에 적용을 적극 검토중인 것으로 안다"고 말하고 "이같은 추세 로 볼 때 수년내에 CMP는 고집적반도체생산의 필수불가결한 기술로 자리를잡게될 것이라고 내다봤다. 한박사는 또한 "세계적으로 CMP장비는 지금 까지미국을 중심으로 3백대 가량이 보급된 것으로 알려지고 있으며 향후 수년동안 매년 2백50대씩 늘어나게 될것"으로 전망하고 국내에서도 최근 이에 대한 관심이 고조되고 있는 것은 바람직한 일이라고 평가했다.
이처럼CMP에 대한 관심이 높아지자 관련시스템시장에 참여하려는 업체도 늘고있다.현재는 미국의 웨스텍사가 단연 앞서가고 있으나 스트라스바 등이 추격하고 있고 거대장비업체인 어플라이드 머티리얼즈사도 곧 시장에 가세할 것으로 알려지는등 시장확대에 따른 공급경쟁이 치열해질 전망이다.
국내의경우는 90년대들어 삼성전자부천연구소와 ETRI.현대전자이천연구소등 에서 CMP장비를 도입, 이에대한 연구를 해왔으며 올초에는 삼성전자기흥연구 소에서 도입, 2백56MD램이상의 초고집적반도체관련연구에 활용하고 있는 것으로 알려졌으며 일부업체에서는 내년하반기경에 양산라인에 투입할 가능성도 높은 것으로 전해지고 있다.
CMP장비는보통 폴리셔와 연마후 파티클을 제거하는 클리너로 구성되는데 통상 대당 2백만달러선에 공급되고 있는 것으로 알려지고 있다.
CMP장비의 가장 큰 문제는 장비가 고가인데다 미세한 회로를 정밀하게 처리해야하는 관계로 보통 8인치웨이퍼기준으로한 시스템이 시간당 10~12매 밖에처리하지 못하는등 속도가 느리다는 점이다. 따라서 양산에 적용하려면 많은장비를 필요로 하게되고 따라서 비용이 많이 들어가게 되는 단점이 따르게된다. 그러나 웨스텍의 국내공급선인 서진택(주)의 한 관계자는 "지금 CMP 장비의 스루풋이 문제가 되고 있는 것은 사실이나 웨스텍의 경우 이미 시간당 15~20 매를 처리할 수 있는 장비를 개발했으며 오는 96~97년에는 50~1백장을 처리할 수 있는 장비를 공급하게 될것"이라고 밝히고 처리속도가 크게 개선된 새로운 장비가 나오면 양산라인에 적용하는 업체가 크게 늘게 될 것으로 예측 했다. 이 관계자는 또한 비용문제에 대해서도 "CMP를 할 경우 공정스텝을 줄여주기 때문에 결과적으로는 비용을 절감하는 효과가 있으며 미국의 세계적인 반도체업체들이 이 기술을 채택하고 있는 것은 이같은 사실을 간파하고 있기 때문 이라고 말했다.