| 研究課題/領域番号 |
18K03893
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| 研究機関 | 徳山工業高等専門学校 |
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研究代表者 |
福田 明 徳山工業高等専門学校, 機械電気工学科, 准教授 (80643220)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | 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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| 研究実績の概要 |
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、これまで見過ごされてきた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に着目し、研磨メカニズムにおいて重要な役割を担っていると考えられるミクロな循環流れの存在を明らかにした。更に、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至った。そこで本研究では、品質工学で用いられる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。ミクロなスラリー循環流れの制御は、ダイヤモンド・コンディショニングにより研磨パッド表面の微細な凹凸形状を制御することで実現する。2019年度（令和元年度）に実施した主な研究内容を以下に示す。
（１）４種類のダイヤモンド・コンディショナで研磨パッドのコンディショニングを実施した。
（２）上記（１）のコンディショニングを施した研磨パッドの表面形状をレーザー顕微鏡で測定した。
（３）上記（１）のコンディショニングを施した研磨パッドでガラス板を研磨した時の研磨能率を測定した。
（４）研磨パッドの表面形状測定結果から表面性状を算出し、研磨能率との関係を調べた。
（５）研磨パッドの表面形状測定結果からミクロなスラリー流れを可視化するための研磨パッド拡大模型を作製した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
研磨パッド表面の微細な凹凸形状を測定するレーザー顕微鏡が報告者の研究機関に無いため、外部機関で借用しなければならないが、その時間が思うように確保できなかった。そのため、ミクロなスラリー流れの可視化に必要な研磨パッド拡大模型の作製に遅れが生じ、予定していた流れの可視化が思うように実施できなかった。
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| 今後の研究の推進方策 |
これまでの進捗に大きな影響があった研磨パッド表面形状の測定について、2020年度（令和2年度）にレーザー顕微鏡を導入できる見通しが立っている。また、研磨パッド拡大模型の作製に遅れが生じたものの、ミクロなスラリー流れの可視化の準備も整っている。しかし、実験等を担当する研究協力者の学生が、新型コロナウイルスの影響で登校が制限されているため、少なくとも8月中旬まで研究に参加できない見込みである。したがって、当初の予定から研究計画が大幅に遅れる見込みである。
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