研究開発された技術紹介

半導体関連産業では、小型・高精密化及び多機能化・高機能化・大容量高速情報処理化のニーズが高まっているが、従来の二次元的な微細化が限界に来ており、貫通電極(TSV)を用いて三次元的に構成する技術の開発が進められている。ところが、この製造工程は従来と異なり前工程(基板)と後工程(実装)を一体化した新規なものになる。本研究開発においては、平坦化(CMP)技術を高度化してTSV基板製造に対応できる技術を確立する

補助板を用い、さらにパッドの改良により研磨パッド消費量削減を目指す
・研磨パッドの再生技術→研磨パッドの繰り返し使用可能
・コスト25%削減・研磨能率の向上→研磨作業時間20%短縮
・パッドの寿命向上→パッドの寿命を2倍に向上
(新技術)
<研磨パッドのリサイクル化>
着脱を容易にし、コストの削減も実現

・研磨パッドの再生技術の開発
‐取り付けが容易(5分以内に着脱が可能)な補助板を開発し、着脱を繰り返しても研磨精度が維持し、高い耐久性を確保
‐使用済みパッドを再生するため、微粒化した純水を高圧で吹き付ける方式のパッド洗浄装置を開発
‐洗浄後の乾燥は加熱処理を行っており、乾燥後は補助板を利用して密封することで、長期間保存をすることが可能
‐高精度な研磨トルク、研磨抵抗を測定する研磨定盤型の力測定装置を開発した。さらに、研磨パッドの粘弾性特性評価手法を開発し、高精度な研磨パッドの機上物性評価を実現した
‐再生加工したパッドは、問題なく実用できる性能を持つことを確認。また、30%のコスト削減が可能
・TSVの研磨能率の向上
‐パッド表面を切削仕上げし、研磨に適した状態に仕上げる方法を開発した。この方法により、200mm銅膜付基板研磨において、平坦性を10～40%向上させることに成功
‐TSV基材にめっきされている銅膜の除去に、銅研磨の温度依存性が高いことを明らかにし、温度管理を適正に行うことで研磨効率を向上させる方法を考案
・パッド表面仕上げのSEM画像(左:従来品、右:開発品)
〜開発品は、より研磨に適した状態に仕上がっている〜
・溝加工後の断面写真(左:従来品、右:開発品)
〜開発品の溝の方が、性能が向上している〜

・特許:「防浸構造を備えた研磨パッド用補助板および研磨装置」(特願2011-200593、H23.9出願、特許5789870)

・出展:InternationalConferenceonPlanarization/CMPTecHnology2012Grenoble－France(プラナリゼーション/CMP技術に関する国際会議),H24.10

研磨パッドの消耗が多い半導体等の製造工程において、再盛エコキャップを利用して研磨パッドを再生利用する。例えば今後生産量が増えると予想されているSiCやGaN基板はこれまでのSiに比べて100倍程度の平坦化加工時間を要するため、この平坦化工程での利用が期待できる。

・研磨パッドを繰り返し再利用できる「再盛エコキャップ」を販売している。
・研磨パッドの再生技術は販売に至っていない。

・低コスト化→開発した研磨パッド再生用補助板は、研磨パッドの購入コストを30%以上低減できる
・ロス削減→研磨パッド再生用補助板は、5分以内の着脱が可能であり、研磨装置の稼働率向上が図れる
・品質管理能力向上→研磨パッドは、現状、手貼りであるが自動機械貼付となり、ボイドが無く品質の安定が得られる

・サポイン事業終了後は海外の公的機関による性能評価・耐久試験を受けており、現在は国内外の企業で評価を受けている
・現在も継続して試作品の性能試験と耐久試験を実施しており、加工時に発生するバリの除去の改善を目指している
・公的機関から得られた評価結果をCMP技術に関する国際会議で発表。中国での販売を目指して営業活動を進めている。

先端プロセスではコストよりも信頼性を優先することから、再生技術の採用が難しい。

中国への販売活動に対する連携を希望