用語CMPスラリー封止材・コーティング材最終更新 2026-10-10出典 2件Excel・PDF版

粒度分布とは

Particle Size Distribution

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。

目次7項目
  1. 定義・解説
  2. 図解
  3. よくある質問
  4. 設備の製造メーカー
  5. 関連用語
  6. 比較・違いを学ぶ
  7. 出典・参考資料

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。

図解

粒度分布のD10・D50・D90と粗大粒子の位置関係
D10〜D90の幅が狭いほど、粒子の大きさがそろっている。目盛りは説明のための例。

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。

設備の製造メーカー

関連する装置カテゴリ

同じトピックの用語

CMP・平坦化 のトピックで関連する用語です。

同じトピックの企業

Applied Materials米国荏原製作所日本岡本工作機械製作所日本KCTech(ケーシーテック)韓国CMCマテリアルズ(Cabot Microelectronics)米国デュポン(DuPont)米国

比較・違いを学ぶ

出典・参考資料

  1. 島津製作所「レーザ回折・散乱法による粒度分布測定」(2026/10/10 確認)
  2. Malvern Panalytical「粒度分布(粒子径分布)の定義と測定方法」(2026/10/10 確認)