GLOSSARY

研磨パッド(CMPパッド)とは

Polishing Pad
最終更新:2026-08-25パッドコンディショナーCMP装置

研磨パッド(CMPパッド)とは?

研磨パッドとは、CMP装置のプラテンに貼られ、スラリーを保持しながらウェハを研磨するポリウレタン発泡体の消耗材です。パッドの硬さは平坦化能力と面内均一性のトレードオフを直接支配するため、硬質パッドと軟質サブパッドの積層構造でバランスを取ります。使用とともにグレージングでレートが落ちるため、ダイヤモンドディスクによるコンディショニングが不可欠です。

定義・解説

研磨パッド(CMPパッド)とは、CMP装置のプラテン(定盤)に貼り付けられ、スラリーを保持しながらウェハ表面を研磨する消耗材です。CMPの除去は砥粒がパッドとウェハの間で転がることで進むため、パッドはスラリーを運ぶ媒体であると同時に、圧力をウェハへ伝える弾性体でもあります。

主流はポリウレタン発泡体(IC1000に代表される硬質パッド)です。内部に数十μmの独立気泡を持ち、表面を削り出すことで気泡が開口してスラリーを保持する微細な窪みになります。表面には同心円状やX-Y格子状の溝(グルーブ)が刻まれ、スラリーの供給と研磨屑の排出経路として機能します。仕上げ研磨には、より軟らかいスエードタイプのパッドが使われます。

パッドの硬さは、平坦性と均一性のトレードオフを直接支配します。硬いパッドは局所的な凸部だけを削るため平坦化能力(プラナリゼーション)が高い一方、ウェハの反りや厚みむらに追従できず面内均一性が悪化します。軟らかいパッドはその逆です。そのため実際には、硬質パッドと軟質のサブパッドを積層した2層構造で両者のバランスを取ります。

パッドは使用とともにグレージング(表面の目つぶれ)を起こし、スラリー保持能力と研磨レートが低下します。これを防ぐのがダイヤモンドディスクによるパッドコンディショニングで、研磨と並行して表面を微量ずつ削り続けます。パッドの寿命は数百〜千枚程度で、交換時にはブレークイン(慣らし)が必要なため、交換自体が装置の停止時間になります。

パッドの状態変化は研磨レートのドリフトとして現れ、そのままでは膜厚ばらつきになります。エンドポイント検出やAPCによる補正と組み合わせて管理するのが一般的です。供給はDuPont(旧Rohm and Haas)が大きなシェアを持ち、日本ではニッタ・デュポンやフジボウ愛媛が有力です。

よくある質問(FAQ)

研磨パッドの硬さは何に影響しますか?
平坦化能力と面内均一性のトレードオフを直接支配します。硬いパッドは局所的な凸部だけを削るため平坦化能力が高い一方、ウェハの反りに追従できず均一性が悪化します。軟らかいパッドはその逆で、実際には硬質パッドと軟質サブパッドの積層構造でバランスを取ります。
パッドの溝(グルーブ)は何のためにあるのですか?
スラリーをウェハ下へ供給し、研磨屑を排出する経路にするためです。同心円状やX-Y格子状の溝が刻まれ、その形状とピッチがスラリーの分布と滞留時間を変えるため、研磨レートと均一性に影響します。
グレージングとは何ですか?
使用によってパッド表面の微細な突起(アスペリティ)が押しつぶされ、平滑になってしまう現象です。スラリー保持能力が落ちて研磨レートが急激に下がるため、ダイヤモンドディスクによるパッドコンディショニングで表面を削り、新鮮な多孔質面を出し続けます。

設備の製造メーカー

デュポン(DuPont)米国

フォトレジスト・CMPパッド・封止材など半導体材料を幅広く手掛けるグローバル化学メーカー。エレクトロニクス材料…

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ニッタ・デュポン日本

ニッタとDuPontの合弁によるCMP消耗材メーカー。ポリウレタン製研磨パッドとCMPスラリーを製造し、パッド…

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フジボウ愛媛(富士紡ホールディングス)日本

研磨材事業を核とする富士紡グループのメーカー。CMPの仕上げ研磨に使うスエードタイプの研磨パッドで高いシェアを…

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CMCマテリアルズ(Cabot Microelectronics)米国

CMPスラリーと研磨パッドの世界的リーダー。銅・タングステン・酸化膜などの多様なCMPアプリケーション向けスラ…

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3M米国

研磨材・接着材を核とする米国の総合素材メーカー。半導体分野ではCMPパッドコンディショナー用のダイヤモンドディ…

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