半導体デバイス製造を支えるCMP技術の開発動向

発刊日:2023年8月30日
体裁:B5判並製本 148頁
ISBNコード:978-4-86428-308-3
著者
礒部 晶(株)ISTL
菅井 和己(株)フジミインコーポレーテッド
加藤丈滋大塚電子(株)
杉本 建二三菱ケミカルエンジニアリング(株)
束田 充旭ダイヤモンド工業(株)
岡本 宗大大塚電子(株)
湊 拓也大塚電子(株)
橋本 洋平金沢大学
藤田 隆近畿大学
須田 聖一静岡大学
畝田 道雄金沢工業大学
會田 英雄長岡技術科学大学
土肥 俊郎(株)Doi Laboratory/九州大学/埼玉大学
久保田 章亀熊本大学
目次
第1章 CMPプロセスの基礎と要素技術開発
1. CMPの応用工程
 1.1 グローバル平坦化
 1.2 STI(Shallow Trench Isolation)法
 1.3 Wプラグ法
 1.4 ダマシンプロセス
 1.5 RMGトランジスタ形成
 1.6 RMGトランジスタのSACのためのSiNキャップ形成工程
  1.7 FinFET
  1.8 パッケージ工程
  1.9 各種ウエハのCMP
2. CMPの性能向上
 2.1 平坦性の改善
 2.2 CMPの欠陥制御
 2.3 CMPの生産性改善

第2章 CMPプロセスを支える装置・関連資材の開発動向と製品事例
 第1節 CMPスラリー技術:フジミインコーポレーテッド社における開発動向
  1. フジミのCMPスラリー
  2. フジミのスラリー開発
    2.1 Si用スラリー
    2.2 Mo用スラリー
 第2節 CMPスラリーの分散性評価技術
  1. 光散乱技術を用いたCMPスラリー分散性評価技術
    1.1 粒子径測定〜動的光散乱法〜
    1.2 ゼータ電位測定〜電気泳動光散乱法〜
  2. 光散乱測定装置の概要
  3. CMPスラリーの評価事例
    3.1 スラリーの粒子径測定結果
    3.2 塩濃度の違いによるスラリーのゼータ電位と粒子径測定
    3.3 スラリーの砥粒違いの等電点測定(SiO?,Al?O?,CeO?)
    3.4 スラリーとウェーハ相互作用の評価
 第3節 CMPスラリー供給装置
  1. 供給装置の概要
    1.1 供給方式の概要
    1.2 供給装置の基本構成
  2. 供給装置の仕様
    2.1 設計の前提
    2.2 供給装置に使用する機器
    2.3 供給装置の供給フロー
    2.4 供給装置の洗浄
    2.5 供給装置の供給制御
  3. 供給装置におけるスラリー評価
    3.1 スラリー評価の必要性
    3.2 スラリー評価
 第4節 CMP用パッドコンディショナの開発動向
  1. コンディショナ仕様と研磨特性
    1.1 コンディショナ仕様
    1.2 研磨特性への影響
  2. スクラッチ抑制方法
    2.1 スクラッチ
    2.2 スクラッチ対策
 第5節 CMPプロセスにおける膜厚計測技術とその事例
  1. 膜厚計測の測定原理
  2. 計測評価事例
    2.1 研磨レート調整
    2.2 終点検知の制御
    2.3 ウェーハフラットネス評価
    2.4 CMP後の積層薄膜評価

第3章 CMPプロセスを進化させる要素技術の開発動向
 第1節 CMPプロセスにおける研磨圧力と研磨効率の可視化技術
  1. 研磨圧力分布の可視化技術
    1.1 ジンバル機構ヘッド使用時の研磨圧力分布解析
    1.2 リテーナリングをもつエアバッグタイプヘッド使用時の研磨圧力分布解析
  2. 研磨効率分布の可視化技術
 第2節 半導体CMP装置における終点検出技術
  1. 研磨膜厚の制御による研磨状態のコントロール
  2. 研磨終点検出技術
    2.1 様々な終点検出技術
    2.2 光学式終点検出方法
    2.3 電磁波を利用した終点検出方法
    2.4 渦電流方式による終点検出方法
    2.5 表皮効果を利用した渦電流による終点検出
  3. 光と磁場の複合による終点検出システムによる相補的な終点検出法
 第3節 研磨材/水/基材界面の電気特性評価によるCMPメカニズムの解明と研磨効率改善への応用
  1. CMPにおける化学研磨と機械研磨の分離
  2. 研磨過程における化学反応:化学研磨
  3. 界面抵抗評価による水和層の定量的評価
  4. 研磨による電位変化評価による水和生成エネルギーの評価
  5. 化学研磨性の指標としての電位変化
 第4節 曲面研磨に適した小径研磨工具の挙動評価とその指針提示
  1. バフ研磨法と磁気研磨法のために試作した専用可視化装置の概要と挙動観察の方法
    1.1 観察対象とした工作物と研磨工具
    1.2 専用可視化装置を用いた研磨工具の挙動観察方法
    1.3 各バフ研磨工具における荷重測定
  2. 圧力分布の可視化とその評価
    2.1 圧力分布の可視化の概要
    2.2 圧力分布の可視化結果とその評価
  3. 研磨工具の挙動観察の結果と形状追従性の評価
    3.1 凹形状・凸形状に対する研磨工具の評価
    3.2 溝形状工作物の場合に求められる研磨工具の評価

第4章 CMPプロセスの進展―GaN基板・ダイヤモンド基板の加工技術―

 第1節 GaN基板のコロイダルシリカCMP加工の基礎と応用
  1. GaN基板の基礎的な加工プロセスとCMP加工の位置づけ
  2. GaN基板に対するコロイダルシリカCMPの基礎
    2.1 開発の歴史
    2.2 GaN基板の加工変質層評価手法
    2.3 コロイダルシリカCMPによるダメージフリー表面創成の様子
    2.4 コロイダルシリカCMPによるGaN加工のメカニズム
  3. 次世代型CMP加工技術の開発:加工環境制御CMPおよびプラズマCMP
    3.1 加工環境制御型CMP加工法
    3.2 プラズマCMP加工法
 第2節 ダイヤモンド基板のCMPプロセスの技術開発動向
  1. 溶媒中での触媒作用を援用したダイヤモンドの化学的加工法
  2. ダイヤモンド基板の加工
    2.1 加工装置
    2.2 ダイヤモンド基板の加工と加工後の表面観察
本書のポイント