SEMICONDUCTOR BASICS — 比較記事

ラッピングと両面研磨(DSP)の違い

どちらもウェハの表裏を同時に加工して平坦度を作る工程ですが、狙いが違います。ラッピングはスライス痕と厚みばらつきを短時間で除去する粗加工、両面研磨(DSP)はリソグラフィが要求する局所平坦度と鏡面性を作り込む仕上げ加工です。両者の間にはエッチングによる加工変質層の除去が挟まり、この3工程でウェハの表面品質がほぼ決まります。

最終更新: 2026-08-17

結論:ラッピング両面研磨(DSP)の違いは?

ラッピングと両面研磨の違いは「削るのか、磨くのか」です。ラッピングは数μmのアルミナ・SiC砥粒を転がして機械的に削る粗加工で、厚みと平坦度を短時間で作れる代わりに表面下に加工変質層が残ります。両面研磨(DSP)はコロイダルシリカとアルカリによる化学機械研磨で、除去は遅いものの鏡面かつ無ダメージの表面と高い局所平坦度が得られます。工程順はラッピングが先、DSPが仕上げで、両者は競合ではなく前後関係にあります。

比較表

ラッピング両面研磨(DSP)
ラッピング両面研磨(DSP)観点別比較
観点ラッピング両面研磨(DSP)
加工の原理遊離砥粒が転がり微小破壊で削る(機械的)アルカリで軟化させ砥粒で除去(化学機械研磨)
砥粒アルミナ・炭化ケイ素、粒径数μmコロイダルシリカ、粒径数十nm
工程での位置スライス直後の粗加工エッチング後の仕上げ加工
除去レート大きい(取り代を短時間で除去)小さい(μm以下を精密に制御)
加工変質層数μmのダメージ層が残る残らない(無ダメージの鏡面)
表面粗さ梨地(マット)鏡面(Ra 0.1nm級まで到達可能)
主に効く指標厚みばらつき・全体平坦度局所平坦度(SFQR)・ナノトポグラフィ
代表メーカーSpeedFam・Lapmaster Wolters・浜井産業SpeedFam・Lapmaster Wolters・各ウェハメーカー内製

なぜ2工程に分けるのか

スライス直後のウェハには数十μmの厚みばらつきとソーマークが残っており、これをいきなり研磨で削り落とそうとすると膨大な時間がかかります。そこで、除去レートの高いラッピングで形を整え、その過程で入った加工変質層をエッチングで化学的に除去し、最後に鏡面研磨で表面品質を作る、という役割分担が生まれました。硬い砥粒で速く削る工程と、化学反応で優しく仕上げる工程を分離するのが基本思想です。

両面同時加工が平坦度に効く理由

片面ずつ加工する方式では、ウェハを定盤に吸着または貼り付けて固定する必要があり、裏面の凹凸や接着層の歪みがそのまま表面形状に転写されます。両面同時方式ではウェハがキャリアに保持されて上下から均等に圧力を受け、拘束されない状態で加工されるため、この転写が起きません。露光の焦点余裕が浅くなった300mm世代でDSPが標準化したのは、この原理的な優位性によります。

ラッピングから両面研削(DDG)への置き換え

近年は、ラッピングの代わりに固定砥粒による両面研削(DDG:Double Disk Grinding)を採用する工程が増えています。砥粒が固定されているためスラリー処理が不要で、加工が速く、ダメージ層も比較的浅く抑えられます。ただし平坦度の作りやすさではラッピングにも利点が残るため、ウェハメーカーごとに工程構成の思想が分かれる領域です。

関連ページ

ラッピング(用語)
両面研磨(DSP)(用語)
ウェハ平坦度(用語)
ナノトポグラフィ(用語)
シリコンウェハ製造(用語)
CMP(用語)
ウェハ研磨カテゴリ
SpeedFam企業ページ(ラッピング・両面研磨装置)
Lapmaster Wolters企業ページ(平面加工装置)

よくある質問

ラッピングと両面研磨はどちらか一方でよいのですか?
通常は両方使います。ラッピングは取り代を速く除去して平坦度の土台を作る工程、両面研磨は鏡面と局所平坦度を作る工程で、役割が異なります。ラッピングを省くと研磨に膨大な時間がかかり、研磨を省くと加工変質層と粗い表面が残ってデバイスを作れません。
加工変質層とは何ですか?
砥粒が押し込まれることで表面下に生じる、格子が乱れた層や微小クラックの領域です。数μmの深さに達し、そのまま残すとデバイス特性や強度を損ないます。ラッピング後のケミカルエッチングと鏡面研磨で完全に除去することが前提になっています。
CMPとDSPは同じものですか?
原理は同じ化学機械研磨ですが、対象が違います。DSPはウェハメーカーが行う基板そのものの平坦化で、CMPはファブが行う成膜後の層間絶縁膜や金属配線の平坦化です。使うスラリーの化学も、酸化膜用・金属用など目的に応じて異なります。

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