CMP

화학과 연마를 함께 써서 표면을 평탄하게 만드는 단계. 층을 쌓아 올리려면 매번 바닥이 평평해야 한다.

반도체는 배선과 절연막을 여러 층 쌓아 올려 만드는데, 아래층에 튀어나온 구조가 있으면 그 굴곡이 위층까지 그대로 전달되어 결국 노광 초점이 어긋나거나 배선을 새길 자리가 부족해진다. CMP는 웨이퍼를 회전하는 패드에 눌러 연마 입자가 섞인 슬러리로 문지르는데, 슬러리의 화학 성분이 표면을 무르게 만들고 입자의 물리적 마찰이 그 부분을 깎아내는 두 작용이 함께 일어난다. 슬러리 배합을 바꾸면 특정 물질만 골라 제거할 수 있어서, 예컨대 구리 배선 공정에서는 배선 홈을 채우고 남은 표면 구리만 걷어내고 아래 절연막은 그대로 남기는 식으로 쓰인다. 이런 이유로 다마신 방식으로 금속 배선층을 형성할 때나, 여러 층을 반복해 쌓는 로직 공정에서 층마다 CMP를 거치는 장면을 자주 보게 된다. 흔히 CMP를 그저 표면을 닦아내는 세정 단계로 오해하는데, 실제로는 화학적 부식과 기계적 연마의 균형이 핵심이며 이 균형이 무너지면 특정 부위가 과하게 파이는 디싱 같은 결함으로 이어진다.