粒度分布とは

Particle Size Distribution

最終更新:2026-10-04・CMPスラリー・封止材・コーティング材|用語集のExcel・PDF版をダウンロード

粒度分布とは?

粒度分布とは、粒子の集まりの中に、どの大きさの粒子がどれだけの割合で含まれているかを表したものです。累積で10%・50%・90%になる大きさ(D10・D50・D90)で表し、レーザー回折法や動的光散乱法で測ります。半導体ではCMPスラリーの砥粒の分布と、スクラッチの原因になるごく少数の大きな粒子の管理が重要です。

定義・解説

粒度分布(Particle Size Distribution)とは、粉体や液体に分散した粒子の集まりについて、どの大きさの粒子がどれだけの割合で含まれているかを表したものです。粒子の大きさはふつう1つにそろっておらず幅を持つため、平均の大きさだけでなく、分布の広がりや、ごくわずかに含まれる大きな粒子まで把握することが重要です。

粒度分布は、小さいほうから数えて累積で10%、50%、90%になる粒子の大きさ(D10・D50・D90)で表すことが多く、D50はメジアン径と呼ばれ、平均的な粒子の大きさの代表値として使われます。分布を個数で数えるか、体積(重さ)で数えるかによって値が大きく変わり、大きな粒子は個数が少なくても体積では大きな割合を占めます。測定には、レーザー光の回折・散乱のパターンから求めるレーザー回折法、液中の粒子の動き(ブラウン運動)による光の揺らぎから求める動的光散乱法(ナノ粒子向け)、粒子を1個ずつ数える方法などが使われます。

半導体では、CMPのスラリーの砥粒の粒度分布が特に重要です。平均の粒径は研磨の速さを、分布の広がりは仕上がりの均一さを左右し、ごくわずかに混じる大きな粒子や凝集した塊(ラージパーティクル)は、ウェハに深い傷(スクラッチ)を付ける原因になります。そのため、平均の値に加えて、一定の大きさ以上の粒子の数を厳しく管理し、使用の直前にフィルタで取り除きます。封止樹脂に混ぜるシリカのフィラーでも、大きさの異なる粒子を組み合わせて隙間なく詰め、熱膨張を小さくするために粒度分布が設計されます。

よくある質問(FAQ)

D50とは何ですか?▾
粒子を小さいものから大きさの順に並べ、累積で50%になるところの粒子の大きさで、メジアン径とも呼ばれます。粒子の平均的な大きさを表す代表値として使われ、同様に10%・90%のところの大きさをD10・D90と呼んで分布の広がりを表します。
CMPスラリーで粒度分布が重要なのはなぜですか?▾
砥粒の平均の大きさは研磨の速さに、分布の広がりは仕上がりの均一さに影響するうえ、ごくわずかに混じる大きな粒子や凝集した塊がウェハに深い傷を付けるためです。そのため、平均の値と一緒に、一定以上の大きさの粒子の数を厳しく管理します。

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