エバネッセント光を応用した酸化膜CMP における研磨界面での現象解析

摘要

超LSI デバイスの微細化，多層配線化に伴い，リソグラフィ工程における投影レンズの焦点深度以内にウェハ表面の凹凸を抑える高精度平坦化技術が求められ，これに応える技術としてCMP(Chemical Mechanical Polishing)が導入されている．ウェハ表面への素子形成の為に加工精度の向上，加工欠陥の低減，加工変質層の極小化が必要であり，ポリシングに化学的作用を追加することでこの実現を図っている．その材料除去現象は，スラリーの化学的作用によるウェハ表面への化学反応層の形成，その後の微粒子による化学反応層の除去により進行する．微粒子の機能は機械的に捉えられているが，一方でSiO_2 膜のCMP に用いられるシリカ微粒子は軟質であり，機械的材料除去が発生しているとは考えにくい．Kimura らは，シリカ微粒子に関して，SiO_2 膜に形成された水和層分子に微粒子が凝着し，その後転動することで材料除去が進行すると提唱している．しかし，このモデルの不明点として，プレストンの式で示される研磨圧力，相対速度と材料除去現象の関係が挙げられる．そこで本研究では，実際の研磨現象を観察し，研磨の支配因子と材料除去メカニズムの関係を微粒子の機能の観点から明らかにすることを目的とする．本報告では，エバネッセント光を応用して研磨時における研磨面近傍微粒子の挙動観察を実施し，これを解析した．