この工程の要点
薬液と研磨を組み合わせて、ウェーハの表面を平らにする工程。
段階：前工程
解説
CMP（Chemical Mechanical Planarization、化学機械研磨）は、ウェーハの表面を化学的な作用と機械的な研磨で平らにする工程である。平坦化の工程とも呼ばれる。
前工程では、膜をつくっては加工する作業を何度も繰り返す。そのたびに、シリコンウェーハの表面には凹凸が生じる。凹凸が残ると、次の露光で露光装置の焦点が合いにくくなる。上に重ねる膜も不均一になる。そこで、CMPで表面をならし、次の層の土台を整える。CVD（化学気相成長）などの成膜やエッチングの後に行い、そのあと次の層の形成に進む。
仕組みの概要は次のとおりである。回転する定盤に研磨パッドを貼り、そこにウェーハの表面を押し当てる。パッドとウェーハの間にはスラリーを流す。スラリーは、砥粒を含む研磨用の液体である。液の化学的な作用と砥粒による機械的な削りで、表面の出っ張りから先に除かれていく。研磨量は、時間や膜の状態の監視で管理する。研磨が終わったら、残った砥粒や削りくずを洗浄で取り除く。
用途は大きく二つある。一つは、絶縁膜の表面を平らにすることである。もう一つは、溝に埋め込んだ金属のうち、余分な部分を研磨で除くことである。後者では、溝の中の金属だけが残り、配線の形になる。
使う装置と材料の種類は次のとおりである。装置は、研磨ヘッドと定盤を備えた研磨装置と、研磨後にウェーハを洗う洗浄装置である。材料は、研磨パッドとスラリーである。パッドの表面を整えるコンディショナも使う。
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定義と範囲
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関係する用語
- CMP：ウェーハ表面を、化学的な作用と機械的な研磨を組み合わせて削り、平らにする加工である。
- ファウンドリ：他社が設計した半導体を、受託して製造する事業者、またはその事業形態。
- シリコンウェーハ：高純度のシリコン単結晶を薄い円板状に切り出し、表面を鏡のように磨いた基板。半導体チップの回路を作り込む土台となる。
- スラリー：固体の微粒子を液体に分散させた懸濁液。半導体製造では、CMPで研磨に用いる研磨剤の液を指すことが多い。