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CMP Foundry |接合前CMP受託加工|

 ■接合プロセスへのCMP適用                
setsugomae

MEMSの製造工程に於いて、接合技術は複雑な三次元構造を実現するために重要な役割を果たしています。

複雑な構造を達成するには接合面の表面粗さの向上が必須となっており、例えば、鏡面加工Siウェハ接合ではRMSが0.3nm以上で接合強度の低下が見られ、1nm付近から急激に低下します。
この接合強度とは接合部周辺のウェハ表面に働く原子間の引力であり、二つの表面が接近するほど高まります。
充分な接合強度を得るには、二つの表面ができるだけ接近する必要があり、その為にはウェハ表面に1nm以下レベルの高品位な表面状態が必要であり、これを実現するためにはCMPによる加工が最もふさわしいと言えます。

また、SiやSiO2のみならず、異種材料同士の接合も求められており、CMP加工にも材料毎の対応が求められています。
今後、各種材料のCMP加工の需要が増加すると言えます。

弊社での接合前CMPの加工実績一例を紹介します。半導体及び化合物半導体で使われる材料
Si、Cu、W、Ta、TaN、SiO2、TEOS、GaAs、SiC、GaN、InP 同種接合及びこれら相互の異種材料接合

<単結晶酸化物>
LiNbO3、LiTaO3、Al2O3(サファイア)etc…

<多結晶材料>
Poly-Si,SiC,Al2O3/YAGetc…

<金属>
Au、Pt、Ag、Cu、Ti、TiN、Ni、W、Al、Sn、Pb、Zn、etc…

<セラミクッス>
アルミナ、フェライト、ジルコニア

D-processのCMP受託加工ではこれらの接合前のCMP加工として適切なCMP処理を施します。
当然、接合前CMPでは接合可能な表面状態を確保しない限り成功ではございません。
D-processのCMP受託加工ではあらゆる材料において表面粗さ精度Ra 0.1~0.3nmを達成しております。

CMP受託加工でお客様のウェーハを処理する以前に、D-processでは多数の自社実験から裏付けされた確かな技術で
お客様のニーズにお応え致します。
D-processのCMP受託加工における一般的な表面加工精度の一例をご覧ください。
(D-process CMP受託加工 接合前CMPの一般的な表面粗さ精度)

近年増加傾向にあるMEMS-CMPプロセスとしては、ウェハ接合前のCMP平坦化プロセスがある。それは、MEMSデバイスでは3次元の構造体等を形成や微小な可動部分を保護するためのパッケージングのために接合が必要とされているためである。接合技術には従来から溶接、レーザー接合、拡散接合及びろう付けなどがあるが、微細部品,デバイスの小型化などでは熱ダメージの問題がある。そのため、熱ダメージを抑えた接合方法として,高真空環境下の常温で接合する表面活性化接合などが注目されている。表面活性化接合を含めたウェハ直接接合では、原子レベルでの結合が必要とされるため、接合表面の表面粗さ精度が重要となっている。近年、D-processのCMP受託加工におけるこのような接合前の表面粗さ向上の要求が一層高まってきている。

従来のD-process CMP受託加工では、表面粗さ精度の確保のため独自に開発したCMPスラリーと特殊なポリシングパッドの組み合わせにより、単一材料又は単結晶材料では平滑鏡面を実現していたが、複合材料では結晶粒界や異種材料間に段差が生じるという問題が発生していた。

そこでD-processのCMP受託加工サービスでは、CMPスラリーの化学的作用と機械的作用の改善を行い、結晶粒界や異種材料間の段差を抑制した複合材料の表面粗さ改善プロセスを開発し、Raで0.3nm台の平滑鏡面を実現している。

D-process CMP受託加工ではお客様のご要求される表面粗さを確保し常温接合を可能と致します。


 ■弊社CMP加工後の表面粗さ 〜AFM画像一例〜                
弊社ではこのような各種材料に対する表面粗さ向上が可能です。

 ■接合前CMP受託加工 〜プロセス一例〜                

絶縁層CMP〜電極の露出
加工選択比の必要性
1.ストップ層で加工を止める
(加工選択比を確保したスラリー組成の開発が必須)

2.様々な膜構造(様々な加工対象材料とストップ層)
 に対してのケアが必要

3.絶縁層のディッシング量

4.ストップ層である電極の腐食

※左の画像をクリックすると拡大出来ます。

 ■接代表的な接合プロセスの模式図