2022 Fiscal Year Annual Research Report
Enhancing material removal rate in polishing through control and optimization of micro slurry circulation flow
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18K03893
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| Research Institution | Tokuyama College of Technology |
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Principal Investigator |
福田 明 徳山工業高等専門学校, 機械電気工学科, 教授 (80643220)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 研磨 / 化学的機械研磨 / スラリー流れ / 研磨パッド / 研磨能率 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
半導体デバイスの高性能化に伴って、半導体デバイス製造工程で使用される化学的機械研磨（CMP）に高い技術的要求がなされ、研磨性能の向上のために研磨メカニズムを踏まえた技術開発が望まれている。報告者は、ウェーハと研磨パッドとの微細な隙間のミクロなスラリー流れの制御が研磨性能の更なる向上（ブレークスルー）に繋がるのではないかとの着想に基づき研究を進めている。本研究の目的は、直交表を使用したパラメータ設計の手法を適用して研磨実験と流れの可視化観察を行い、ミクロなスラリー循環流れの制御が研磨能率の向上に繋がることを示すことである。
2022年度（令和4年度）は、前年度までに実施したL18直交表を使用したガラス板の研磨実験の結果を用いて検討した。主な研究内容と成果は次の通りである。（１）研磨能率が大きくなる研磨パッド表面性状パラメータを定量的に推測する方法として主成分分析が有望であることを確認した。（２）研磨能率と強い相関が認められた研磨パッドとウェーハとの接触率および単位面積当たりのフェレ径（接触点の大きさ）について、コンディショナのダイヤモンド砥粒密度と相関が認められた。
また、研究期間全体を通じた研究の成果は次の通りである。（１）６条件の研磨パッド表面についてミクロなスラリー流れの可視化実験を実施し、ガラス板の研磨においてもミクロな循環流れと研磨能率に相関があることを確認した。コンディショニング条件をL18直交表に割り当てたガラス板の研磨実験を実施し、（２）研磨能率とコンディショナのダイヤモンド砥粒密度との間に相関があることを確認するとともに、（３）研磨能率が大きくなる研磨パッド表面性状パラメータを定量的に推測する方法として主成分分析が有望であることを確認した。
今後は、ミクロなスラリー循環流れと研磨パッド表面の凹凸形状との関係について明らかにすることを目指す。
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