Siウエハ仕上げ加工に及ぼす加工変質層の影響の解析－ナノスクラッチ実験と分子動力学シミュレーションによる検討

摘要

シリコンウエハの研削·研磨によって生じる加工変質層は，その後の仕上げ加工における加工能率·品質に大きな影響を及ぼす．本研究では，ナノスクラッチという実際の研削·研磨に比べ単純とされる手法を用い，前加工により生成した加工変質層がその後の仕上げ加工に及ぼす影響を調べた．そこでは，走査型プローブ顕微鏡上で単結晶ダイヤモンドプローブによってシリコンウエハ上に前加工スクラッチを施した後，前加工領域をさらに後加工スクラッチする方法を用い，前および後加工条件によってスクラッチ溝が受ける影響を調べた．さらに，材料内部で生じる現象などを明らかにするため，実験と同様な材料による分子動力学シミュレーションも試みた．その結果，前加工により生成した加工変質層の深さは，前加工荷重の増大につれて深くなることを確認し，後加工荷重の上昇に伴い，加工変質層のみの除去からバルクの除去が混在するように推移すること，さらには，加工変質層を除去する割合が高くなるにつれて，相対的にスクラッチ溝は深くなる傾向を示すことなどを明らかにし，加工モデルを提案した．