グリーンデバイス用結晶基板の加工プロセス技術の研究開発（第8報）－特殊形状砥粒によるSiC基板の加工に関する考察

摘要

ワイドギャップ半導体として知られるSiCは，従来のSi半導体と比較し数十～数百倍の性能指数を有し，次世代グリーンデバイス用材料として注目されている．SiC基板作製プロセスでは，ウェハの切り出し後，ダイヤモンド砥粒を用いた機械研磨による平面出しを複数回行い，段階的に砥粒径を小さくすることで表面粗さを改善する．最終仕上げとしてシリカ砥粒を用いた化学的機械的研磨(Chemical Mechanical Polishing：CMP)を行い，SiC基板表面のスクラッチや加工変質層がない無擾乱なSiC基板を作製する．この中で最終仕上げであるCMP工程では，SiCより硬度の低いシリカ砥粒を用いた研磨加工を行う．しかし，SiCは機械的強度及び化学安定性が高く，CMP工程において長い加工時間を要し，SiC基板作製において律速工程となっている．これまでに当グループでは，律速となっている最終仕上げ工程であるCMPにおいて，研磨レートは砥粒接触面積に比例し，更に特殊形状砥粒を用いることで高加工レートが得られるという結果を得ている.本報では，更に砥粒接触半径の目標仮説の検証を加えるため、モルフォロジー設計された特殊形状コロイダルシリカを砥粒として用いて研磨特性を検証し，加工時間の短縮（加工効率）と表面品位の向上を図った．