砥粒の滞留性に着目したSiCウェーハの高速研磨技術の開発

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本研究は、研磨領域に存在する砥粒の滞留性に着目し、SiCウェーハの粗研磨および鏡面研磨の加工メカニズムを解明し、SiCウェーハの加工時間を短縮できる加工プロセスを提案することを目的としている。また、砥粒と工作物または砥粒と研磨工具の相互作用、砥粒の滞留性に影響を与える研磨工具の構造や材質などを分析し、高い工具回転速度に適用できる高速研磨に適する研磨工具を開発する。本目的を達成するために市販および自作の研磨工具を用いて研磨実験を行い、研磨能率や仕上げ面品位等について検討した。また、共焦点顕微鏡等を用いて研磨工具の表面を計測し、研磨工具の研磨特性とその表面構造について検討を行った。ラップ加工に汎用されている球状黒鉛鋳鉄（FCD）製のラップ工具の代わりに、以下のラップ工具を開発した。黒鉛形状が少し細長いFCV鋳鉄製ラップ工具の表面にある黒鉛が脱落することにより、工具表面の凹凸が変化し砥粒の滞留性が高まり研磨特性の向上が確認された。また、金属繊維または金属粒子と樹脂を混合したラップ工具を開発、繊維形状や粒子サイズおよびその添加量による工具表面の変化や研磨特性を調査した。金属繊維を焼結することにより焼結繊維ラップ工具を開発し、定盤の回転速度・研磨圧力・スラリー中の砥粒濃度等を変化しながら研磨特性を調査した。また、研磨パッドとしては、ポリマー粒子を添加した研磨パッドや樹脂分布が異なる不織布研磨パッドを開発し、研磨パッドの仕様による研磨特性の影響や研磨パッドの表面状態を調査した。今後、各種の研磨工具を各研磨工程に適用することによりSiCウェーハの加工コストが低減されることが期待される。