1.CMP装置の基礎と200mm→300mm装置進化 1-1.CMPとは ― 平坦化の目的と研磨機構
(1)平坦化の目的と「止め方」(下地停止・膜中停止)
(2)研磨機構の構成要素(パッド・スラリー・ヘッド・プラテン)
1-2.200mm時代のCMP
(1)CMPの量産プロセスへの定着
(2)200mm装置の構成例(2HEAD/1TABLE型・4HEAD/3TABLE型)
(3)研磨部とインライン後洗浄の一体化(CMPセル構成)
1-3.装置の世代ロードマップ(200mm→300mm→次世代)
1-4.200mm→300mm 装置進化の鍵
(1)研磨機構・プラテン数・ヘッド構造の比較
(2)ヘッド圧力制御の高度化(メンブレンの多ゾーン化と大口径均一性)
(3)搬送・生産性(単テーブルからマルチプラテン+カルーセルへ)
1-5.300mm量産装置の構成
(1)研磨部の構造
(2)後処理部(洗浄部)の構造
(3)リアルタイムプロファイル制御(測りながらゾーン圧を補正)
(4)多ステップCMPとスループット
1-6.大口径化がもたらした技術課題(研磨均一性・スラリー供給・装置精度)
1-7.第1章まとめ:進化の要点
2.研磨メカニズムとパッド・スラリー管理
2-1.CMPの第一原理
(1)Prestonの式(レート=K×圧力×相対速度)
(2)面内不均一の発生要因と考え方
2-2.研磨パッド
(1)種類と溝形状(硬質/軟質・スラリー保持・平坦性)
(2)状態管理(コンディショニングと表面状態)
(3)ドレッサ(目立て)の管理と寿命
(4)パッド寿命の見極め【実務】(レート全面低下からの消去法)
2-3.スラリー
(1)膜種別の設計・選定ロジック(BPSG・STI・Cu・W)
(2)砥粒の種類と使い分け(シリカ・セリア)
(3)沈殿対策・供給管理【実務】
2-4.研磨ヘッド
(1)構造(メンブレン・リテーナリング)
(2)面内圧力分布の作り方(保持⇔研磨の動作概念)
2-5.終点検知(EPD)
(1)検出原理と膜種別の使い分け(光学式・渦電流式・トルク)
(2)波形の読み方と誤検知防止【実務】
3.CMPトラブル対策(事例中心)
3-1.トラブル対応の進め方(現象→切り分け→根本原因→対策→効果→水平展開)
3-2.装置起因トラブル事例
(1)研磨ユニット系(回転体・駆動部:トルク・電流・振動トレンドでの予兆管理)
(2)搬送系(摩耗の定量化と寿命管理)
(3)洗浄・乾燥系(欠陥源は研磨部だけではない)
(4)薬液供給系(供給設備まで含めた品質管理)
3-3.レート監視と規格管理(「OOCが出ていない=正常」ではない)
3-4.スクラッチ ― 形と分布から真因を絞る
3-5.改善事例:Cuボイド低減(EPD波形から過研磨を特定)
3-6.トラブル対応成果の標準化と水平展開
4.CMP後洗浄設計
4-1.後洗浄の設計思想(汚染除去機構と装置構成)
4-2.洗浄方式の比較(除去対象・原理での使い分け)
4-3.主要方式の機構(PVAブラシ・メガソニック・乾燥)
4-4.洗浄薬液のchemistry(pHとゼータ電位で「落とす・付けない」を作る)
4-5.パーティクル問題(後洗浄不足起因の発生と対策)
4-6.異物除去とCu腐食防止の両立(酸・アルカリ条件のバランス)
4-7.乾燥とウォーターマーク(「水を残さない」設計)
5.最新動向 ― ハイブリッド接合とCMP
5-1.なぜ「接合」が必要になったのか(平面微細化の限界→積層へ)
5-2.CMPが決める接合品質(ディッシング・表面粗さの要求水準)
5-3.接合方式の種類(W2W/D2W、フュージョン/ハイブリッド)
5-4.関連装置(エッジトリム・アライメント・バックグラインド・接合装置)
5-5.接合の検証とピッチ微細化ロードマップ
6.まとめ・質疑応答