大口径半導体基板の超精密平坦化加工(CMP)技術

2000 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 10650706
• 研究機関: 熊本大学
• 研究代表者: 渡邉 純二 熊本大学, 大学院・自然科学研究科, 教授 (40281076)
• 研究分担者: 峠 睦 熊本大学, 工学部, 助教授 (00107731) ; 稲村 豊四郎 名古屋工業大学, 教授 (60107539)
• キーワード: 半導体基板 / 超LSI / 平坦化研磨 / CMP / SG砥石 / Cu配線膜 / 極表層研削

研究概要

本年度は、新しい超LSI平坦化加工(CMP)技術の確認実験とCu配線用ダマシン技術への適用も検討した。
新しいCMP技術の確認実験とCu膜への適用可能性
1.大型基板加工用の縦型研削装置を設置し、先ずSi基板の研削特性を把握した。さらに、研削と石として従来使用されたことのないクラスター型アルミナSG砥粒による研削実験を行い、Si基板研削、Cu膜研削の可能性を明らかにした。
2.SG砥粒による研削では微小切れ刃の連続出現を実現することにより、従来のダイヤモンド砥石に必要であったドレッシングが必要でなく長時間連続研削の可能性を示した。
3.モデル実験装置により、Cuメッキ膜付きウエハ面の極表層研削を行い、Cu膜面に極めて微小な引っかき痕の集積からなる加工面が形成可能であることを明らかにした。
4.Cu膜面のCMP用スラリーとしてCuの酸化剤をベースとし、アルミナ微粒子を混入したものを使用することにより鏡面研磨が可能であることを明らかにした。
5.以上の組み合わせにより、大型基板の新しいCu配線CMP技術の可能性を明らかにした。
以上の結果は学会誌論文1件、学術論文3件(内1件は投稿中)、および国内発表3件にまとめて報告した。

研究成果

• [文献書誌] F.Katsuki,K.Kamei,A.Saguchi,W.Takahashi and J.Watanabe: "AFM Studies on the Difference in Wear Behavior Between Si and SiO2 in KOH Solution"J.Electrochem.Soc.. Vol.147No.8. 2328-2331 (2000)
• [文献書誌] 佐口明彦,小川正裕,高橋渉,渡邉純二: "CMP特性に及ぼす弾性アシストパッド硬度の影響"砥粒加工学会誌. 44巻・10号. 455-460 (2000)
• [文献書誌] J.Watanabe,R.Etoh,M.Hirano: "A Novel Chemical-Mechanical Planarization Technology Using Pre-Thin-Surface Grinding in ULSI Manufacturing Process"Key Engineering Materials. Vol.196. 25-30 (2001)
• [文献書誌] 渡邉純二 他4名: "平坦化CMPにおけるパッド開発と特性"2000年度精密工学会春季大会学術講演会講演論文集. 387 (2000)
• [文献書誌] 渡邉純二 他3名: "クラスター型アルミナ砥粒(SG砥粒)によるSiウェハの精密研削加工"2000年度精密工学会春季大会学術講演会講演論文集. 391 (2000)
• [文献書誌] 渡邉純二 他4名: "LSIにおける酸化膜平坦化技術の研究"2000年度精密工学会中国・四国・九州支部合同大会学術講演会講演論文集. 65 (2000)