CMPスラリーの要求特性、評価技術と添加剤の開発

１．CMPプロセスの技術動向とCMPスラリーへの要求特性

(株)ISTL　礒部 晶 氏

【講座概要】
半導体デバイスは微細化により集積度と性能を向上しつづけてきたが、微細化は限界を迎えスローダウンしている。それでもムーアの法則は継続しており、それを可能としているのはデバイス構造の3次元化やレイアウトの最密化である。CMPはその実現のためにきわめて重要な役割を果たしており、適用工程数は爆発的に増加している。本セミナーでは先端デバイスの構造と適用されるCMP工程を解説し、CMPスラリーの要求特性を明確化する。CMP技術とスラリー開発の最新動向を総合的に理解し、今後のプロセス改善や材料選定に役立てていただくことを目的とする。

１．デバイスの進化とCMP
　1.1 ムーアの法則と先端デバイス構造の関係
　1.2 CMP工程数の爆発的増加

２．CMPの平坦化メカニズム
　2.1 グローバル平坦化工程
　2.2 ローカル平坦化（分離）工程

３．先端CMP工程
　3.1 トランジスタ周りのCMP
　3.2 配線周りのCMP
　3.3 ハイブリッドボンディング
　3.4 パッケージ関連CMP
　3.5 リソグラフィー周りのCMP

４．CMPスラリーに求められる性能と影響因子
　4.1 選択性
　4.2 低欠陥性
　4.3 高平坦性
　4.4 高研磨レート

５．まとめ

【質疑応答】

２．CMPスラリーへの防食剤の配合、過研磨の抑制と砥粒分離、回収技術

阪本薬品工業(株)　松下 周平 氏

【本講座で学べること】
・Cu-CMPの基礎
・Cu-CMPにおける過研磨の課題
・Cu-CMPにおける防食剤の役割と課題

【講座概要】
半導体の微細化・高集積化に必須となっているCMP技術。研磨装置そのものと並んで、使用される工程や研磨対象によって種類・組成が多岐にわたるCMPスラリーも非常に重要な技術です。本講座ではCMPスラリーメーカーではなく、化学メーカーの立場でのCMPスラリー添加剤の開発への取り組みをご紹介いたします。

１．CMPスラリーにおける防食剤の役割
　1.1 CMPに要求される平坦性・過研磨の課題
　1.2 研磨対象とスラリー組成
　1.3 Cu-CMPのメカニズム
　1.4 Cu-CMPスラリーの設計
　1.5 防食剤の役割
　1.6 一般的な防食剤
　1.7 防食剤添加の課題

２．阪本薬品工業の取り組み紹介
　2.1 （ポリ）グリセリンの防食効果
　2.2 （ポリ）グリセリンの過研磨抑制
　2.3 後洗浄工程も見据えたポリグリセリンの活用
　2.4 スラリーリサイクルに向けた砥粒分離・回収技術の紹介

【質疑応答】

３．CMPスラリー設計における粒子径・ゼータ電位評価の活用

大塚電子(株)　稲山 良介 氏

【本講座で学べること】
・CMPスラリー評価で確認すべき粒子径・粒子径分布、ゼータ電位の基本
・平均粒子径、粒子径分布、多分散性、凝集粒子・粗大粒子の見方
・スラリー粒子のゼータ電位から見た分散状態、pH・添加剤による変化
・ウェハー表面ゼータ電位を測定する目的、材料・表面処理条件による違い
・粒子とウェハー表面の電荷の関係から見た、付着・除去・欠陥の関係

【講座概要】
CMPスラリー評価において重要となる粒子径・粒子径分布、ゼータ電位の評価ポイントを取り上げます。平均粒子径や多分散性、凝集粒子や粗大粒子の有無を確認することで、スラリー中で粒子がどのような状態にあるかを把握するポイントを示します。また、スラリー粒子のゼータ電位の測定結果をもとに分散状態を確認し、pHや添加剤による変化を評価する際の判断のポイントについても解説します。さらに、ウェハー表面のゼータ電位との関係から、粒子の付着や除去、欠陥発生との関係を考え、スラリー条件の検討や評価結果を適切に解釈するためのポイントを紹介します。

１．CMPスラリー設計における評価の重要性
　1.1 CMPスラリーに求められる研磨性能・分散安定性
　1.2 粒子径・粒子径分布評価とゼータ電位評価を組み合わせる意義

２．スラリー粒子の粒子径・粒子径分布評価
　・平均粒子径、粒子径分布、多分散性の確認

３．スラリー粒子のゼータ電位評価
　3.1 ゼータ電位から見た分散安定性
　3.2 pHや添加剤による粒子表面電荷の変化

４．ウェハー表面のゼータ電位評価
　・ウェハー材料・表面処理条件による表面特性の違いの把握

５．スラリー粒子とウェハー表面の相互作用評価
　5.1 スラリー粒子とウェハー表面のゼータ電位の関係
　5.2 静電的引力・反発力による粒子付着性、除去性、分散性

６．測定事例

【質疑応答】