CMP(化学機械研磨)とは 削って溶かし、ウエハーの凸凹を平らにならす
CMPは、薬液の化学作用と研磨の機械作用を合わせ、ウエハーの表面を平らにする工程です。富士フイルムは、300ミリのウエハーを東京23区の広さに置き換えると、高さの誤差1ミリ以内に平らにすると説明しています。
- CMPは「Chemical Mechanical Polishing」の略です。化学的に表面を柔らかくし、機械的に削り取ります。
- 膜を重ねるたびに生まれる凸凹を消し、次の層の露光のピントを合わせやすくします。
- 装置ではアプライドマテリアルズと荏原製作所、材料では富士フイルム、レゾナック、米インテグリスなどが手がけます。
- インテグリスのスラリーやパッドを含む材料部門の売上は、2026年7〜9月期に4億410万ドルで15.9%増えました。
半導体は、膜をつけ、削り、また膜をつけることを何十回も繰り返してつくります。そのたびに表面に段差が生まれます。段差が積み重なると、露光で回路を写すときにピントが合わず、配線も途切れやすくなります。そこで、層ごとにウエハーの表面を平らに磨き直します。これがCMPです。
装置の中の動き
CMP装置の基本の形は単純です。
- 回転する台(プラテン)に、柔らかい樹脂の研磨パッドを貼ります。
- ウエハーを表を下にしてヘッドでつかみ、パッドに押し当てて回します。
- パッドの上に、細かな研磨粒子と薬品を含む液(スラリー)を流します。
- 研磨の後、ウエハーをブラシや薬液で洗い、乾かしてから次の工程へ送ります。
薬品が表面を化学的に変えて柔らかくし、研磨粒子がそれを削り取ります。出っ張った所ほど強くパッドに当たるため、先に削れ、全体が平らになっていきます。削りすぎを防ぐため、装置は研磨中に膜の厚さを測り、狙った所で止めます。
どこで使うか
- 素子分離:トランジスタどうしを隔てる溝を絶縁物で埋めた後、はみ出した分を削ります。
- 銅の配線:めっきで溝からあふれた銅とバリアの膜を削り、溝の中だけに銅を残します。
- タングステンの接続部:上下の層をつなぐ穴に埋めた金属の余分を削ります。
- ハイブリッドボンディング:チップやウエハーを直接貼り合わせる前に、接合面を極めて平らにします。
富士フイルムは2025年9月29日、ハイブリッドボンディング向けの銅配線用CMPスラリーを発売しました。前工程の銅配線用の製品を改良したもので、大手の半導体メーカーが採用したと発表しています。
| 会社 | 役割 | 開示の内容 |
|---|---|---|
| インテグリス(米) | スラリー、パッドなど | 材料部門の売上 4億410万ドル(2026年7〜9月期、15.9%増) |
| レゾナック | CMPスラリー、高純度ガスなど | 前工程材料の売上 705億円(2026年1〜9月期、14%増) |
| 富士フイルム | CMPスラリー | 米アリゾナ拠点に約30億円を投資、2027年稼働(2026年10月14日発表) |
| アプライドマテリアルズ、荏原製作所 | CMP装置 | CMP装置単独の売上は開示していません |
関連する用語
- スラリー:研磨粒子と薬品を水に分散させた研磨液です。
- パッドコンディショナー:研磨パッドの表面をダイヤモンドで削り、目詰まりを直す部品です。
- ディッシング:柔らかい銅が周りより深く削れ、皿のようにへこむ不良です。
インテグリスは2026年10〜12月期の売上を10億2500万〜10億5500万ドルと見込みます。富士フイルムのアリゾナの新しい設備は、前工程と後工程の両方のスラリーをつくるラインを含みます。
この記事は公開資料をもとに作成しています。売買をすすめるものではありません。誤りを見つけたら訂正します(編集方針)。
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