ディスペンサを用いた精密パルス供給による高回転高圧研磨に関する研究

使用点胶机提供精密脉冲进行高速高压抛光的研究

• 批准号: 21K03800
• 负责人: 吉冨 健一郎
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K03800/
• 关键词: 高能率研磨; 水膜ポーラスチャック; スラリ; 高平坦化; 高回転高圧研磨; 研磨パッド; 溝パターン; 水膜チャック; 半導体デバイス; ディスペンサ

スラリの精密パルス供給研磨システムの構築のために、①ケーシングによるスラリの加工域への閉じ込め、研磨力制御、研磨パッド溝パターンを採用した試作機による研磨実験、②水膜ポーラスチャックの開発、③研磨パッド劣化状態の評価手法、に関する研究を行った。成果を以下に示す。①通常の研磨方法で研磨条件を高回転高圧化した場合、スラリが工具回転の遠心力で飛散して加工域に供給できず、研磨パッドは摩擦熱で焼き付き、加工不能となる。そこで、加工域をケーシングで密閉し、ディスペンサで供給するスラリを閉じ込める方法を採用した。また、高回転高圧研磨条件では研磨力（スピンドルに生じる摩擦力）の変動が大きいため、研磨力を一定に維持するシステムを構築した。さらに、高速回転下でもスラリを加工域に保持するために研磨パッド溝パターンの検討を行った。サファイアウエハの研磨実験より、工具回転10000rpmでの研磨を可能にし、加工レート25μm/minを達成した。②ウエハを保持するチャック技術について、保持力が加工熱の影響を受けず、極薄水膜で保持することでウエハとチャックが直接接触しない水膜チャックの問題点を改善する水膜ポーラスチャックの開発を進めた。高速研磨機により硬質ポーラス材の平坦化研磨を実現し、また水蒸気塗布式水膜形成法を考案した。実験より、真空ポーラスチャックより高い横方向保持力29kPaのウエハ保持を実現した。③高回転研磨条件では、研磨パッドは早く劣化し研磨レートが低下するため、パッドの表面性状の管理が必要である。そこで、スピンコータを利用して研磨パッド上の拡散スラリ量を測定する方法で表面性状を評価する手法を考案し、研磨実験により、研磨パッドの劣化状態に対する研磨レートと拡散スラリ量の関係を明らかにし、研磨パッド表面性状の定量化手法を実現した。

ス ラ リ の precision パ ル ス supply grinding シ ス テ ム の build の た め に, (1) ケ ー シ ン グ に よ る ス ラ リ の processing domain へ の closed じ 込 め, suppression of grinding force, grinding パ ッ ド ditch パ タ ー ン を using し た attempt machine に よ る grinding be 験, (2) the water film ポ ー ラ ス チ ャ ッ ク の 発, (3) grinding パ ッ ド degradation state の review 価 gimmick, に masato す を line っ る research Youdaoplaceholder0. Results を the following に shows す. (1) usually の grinding methods で を high grinding conditions back to planning high 圧 し た occasions, ス ラ リ が planning tools back の far heart で flying し て processing domain に supply で き ず, grinding パ ッ ド は frictional heat で 焼 き pay き, processing can't と な る. そ こ で, processing domain を ケ ー シ ン グ で airtight し, デ ィ ス ペ ン サ supply で す る ス ラ リ を closed じ 込 め を る method using し た. ま た, high back planning 圧 grinding conditions で は grinding force (ス ピ ン ド ル に raw じ る friction) の - moved が big き い た を め, grinding force must be に maintain す る シ ス テ ム を build し た. さ ら に, high-speed back under the planning で も ス ラ リ を processing domain に keep す る た め に grinding パ ッ ド ditch パ タ ー ン の 検 line for を っ た. サ フ ァ イ ア ウ エ ハ の grinding be 験 よ り, planning tools back 10000 RPM で の grinding を may に し, processing レ ー ト mu 25 m/min を reached し た. (2) ウ エ ハ を keep す る チ ャ ッ ク technology に つ い て, heat retention が processing の を by け ず, very thin water film で keep す る こ と で ウ エ ハ と チ ャ ッ ク が direct contact し な い water film チ ャ ッ ク の problem point を improve す る water film ポ ー ラ ス チ ャ ッ ク の open 発 を into め た. High-speed grinding machine によ hard ポ <s:1> ラス ラス material flat grinding を current <s:1>, また water vapor coating type water film formation method を study case た. Actual conditions: よ よ, vacuum: ポ ラスチャッ, ラスチャッ, よ, height: <s:1> lateral holding force: 29kPa; <s:1> ウエハ holding を actual conditions: た. (3) high back planning grinding conditions で は, grinding パ ッ ド は く early degradation し grinding レ ー ト が low す る た め, パ ッ ド の の management が surface traits necessary で あ る. そ こ で, ス ピ ン コ ー タ を using し て grinding パ ッ ド の on company, scattered ス ラ を リ quantity determination す る surface properties を review 価 で す る gimmick を し, grinding test case be 験 に よ り, grinding パ ッ ド の degradation state に す seaborne る grinding レ ー ト と company, scattered ス ラ リ quantity の masato を and Ming ら か に し, grinding パ ッ ド surface properties の quantitative technique を be presently し た.

项目成果

水膜ポーラスチャックの基板保持特性

水膜多孔吸盘的基材保持特性

• 发表时间: 2022
• 作者: 吉冨健一郎;宇根篤暢
• 通讯作者: 宇根篤暢

Development of High-Speed Rotation Polishing System with Slurry Confinement and Friction-State Control

具有浆料约束和摩擦状态控制的高速旋转抛光系统的开发

• DOI: 10.20965/ijat.2023.p0055
• 发表时间: 2023
• 期刊: International Journal of Automation Technology
• 影响因子: 1.1
• 作者: Kenichiro Yoshitomi ;Yoshinori Shimada;Atsunobu Une
• 通讯作者: Atsunobu Une

水膜ポーラスチャックの開発

水膜多孔卡盘的研制

• 发表时间: 2022
• 作者: 吉冨健一郎;宇根篤暢
• 通讯作者: 宇根篤暢