蛍光偏光法を用いたCMP スラリーの粘性係数測定による砥粒拡散現象評価

摘要

近年，CMP(Chemical Mechanical Polishing)の研磨能率および研磨対象基板の表面粗さ改善のため，研磨プロセスの高度化が求められている．しかし，CMP は化学的要素と機械的要素が複合しているためその機構は複雑であり，研磨メカニズムの解明は未だなされていない．研磨過程での，スラリー中砥粒の作用機構解明は重要であるが，粒径は数 nm から数百 nm の広範囲に分布しており，その拡散挙動を研磨中に直接観察することは困難である．CMP の研磨プロセスにおいて，スラリー中の遊離砥粒のブラウン運動による並進拡散挙動は，図1 に示すようにパッドとウエハの隙間に存在する砥粒がウエハに接触する回数に深く関わっていると考えられる．遊離砥粒の拡散挙動を把握することは研磨メカニズム解明に寄与すると期待されることから，本研究では研磨条件下でのブラウン運動における並進拡散挙動の度合いを示す並進拡散係数測定の実現を目指し，新たな計測技術の提案と，提案手法の妥当性の検証を行う．提案手法では，並進拡散係数を直接測定する既存手法では測定できない条件下での測定も可能であり，広い粒径範囲を持つ試料の測定も正確に行えると考えられる．