酸化膜CMP装置メーカー3社

酸化膜CMP装置とは、SiO₂(二酸化ケイ素)やSiN(窒化ケイ素)などの絶縁膜をシリカ系スラリーと研磨パッドで選択的に研磨・平坦化する前工程装置です。STI(Shallow Trench Isolation:素子分離)形成後の絶縁膜平坦化、層間絶縁膜(ILD)の平坦化、PMD(Pre-Metal Dielectric)平坦化に用いられます。過研磨(オーバーポリッシュ)による下地シリコン露出を防ぐための選択比制御が重要で、スラリーの粒度・pH・添加剤が研磨特性を決定します。

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主要特徴

適用工程:STI絶縁膜平坦化・ILD(層間絶縁膜)・PMD(メタル前絶縁膜)
スラリー:シリカ(SiO₂)粒子+KOH/アミン系pH調整剤。シリカ対Si選択比50:1以上を実現
エンドポイント検出:光学式(反射率変化)またはトルク監視でSi露出を防ぐ
STI CMPではエロージョン(配線密集部の過研磨)・ディッシング(溝中央の陥没)が課題
Applied Materials(Mirra Mesa)・Lam Research・東京精密が主要メーカー

よくある質問

酸化膜CMPとは何ですか?▾
酸化膜CMP(Oxide CMP)とは、シリコン酸化膜(SiO₂)や窒化膜(SiN)を化学機械研磨で除去・平坦化する工程です。STI形成後に堆積したSiO₂を研磨してシリコン表面と同一高さに揃えたり、多層配線間の絶縁膜を平坦化して次工程の露光精度を確保したりするために使われます。
STI形成でなぜCMPが必要ですか?▾
STI(Shallow Trench Isolation)はシリコン表面に浅い溝を掘りSiO₂で埋め戻して素子間を電気的に分離する構造です。SiO₂の埋め込み後は表面に凹凸があるため、CMPで平坦化してシリコン表面を露出させます。CMPなしでは後工程の露光・成膜・エッチングで精度が出ません。
酸化膜CMPのエンドポイントはどう検出しますか?▾
主に2種類の方式があります。①光学式(ISRM:In-Situ Reflectometry):ウェハ表面に光を当て反射率変化で膜厚を監視、②モーター電流(トルク)監視:SiO₂とSiで研磨抵抗が異なるため電流変化で境界を検出。Applied MaterialsのMirraではODSS(Optical Detection System)が標準搭載されています。
酸化膜CMP装置の主要メーカーはどこですか?▾
300mm量産向けはApplied Materials(Reflexion)が首位、荏原製作所(F-REX)が2位で、この2社が市場の大半を占めます。東京精密(ACCRETECH、ChaMPシリーズ)やKCTech、中国のHwatsingも供給しています。なおLam Researchは現在CMP装置を手がけていません。

スペック比較

複数の機種が掲載している項目を並べています。

項目Applied MaterialsReflexion LK Prime CMPApplied MaterialsMirra® CMP 200mm荏原製作所F-REX300XA東京精密(Accretech)ChaMP332
対応ウェハ径300 mm150/200 mm300 mm300 mm
主要用途2ステップCMP・3D NAND向け平坦化—STI・層間絶縁膜の平坦化STI・層間絶縁膜の平坦化
シリーズ構成——F-REX300XA/F-REX300X/F-REX200M2(200 mm)ChaMP332(300 mm)/ChaMP232(200 mm)/ChaMP211(小型機)
1機種だけが掲載している項目(9件)
研磨部構成研磨パッド 4・研磨ヘッド 6———
洗浄・乾燥部洗浄チャンバー 8・乾燥チャンバー 2———
処理モード逐次/並列/バッチを選択可能———
研磨対象—Si・STI 酸化膜・ポリシリコン・W・Cu・SiC(Durum)——
洗浄—Mesa クリーナー・Desica クリーナー(マランゴニ乾燥)——
位置づけ——標準機 F-REX300X の上位機種—
特徴——高効率搬送機構・WPH最適化アルゴリズム—
研磨ヘッド———エアフロートヘッド「Sylphide」
加圧方式———エア膜による均一加圧(面基準研磨)

※ スペックは各メーカーの公開情報に基づく参考値です。メーカーが公表していない項目は「—」としています。正確な仕様はメーカーへお問い合わせください。

代表製品・スペック

製品写真
Applied Materials

Reflexion LK Prime CMP

2ステップCMPに最適化された300mm向けCMPプラットフォーム。研磨・洗浄モジュールを増やし、Reflexion LK CMPに対して処理能力を高めた上位機種。

対応ウェハ径300 mm
研磨部構成研磨パッド 4・研磨ヘッド 6
洗浄・乾燥部洗浄チャンバー 8・乾燥チャンバー 2
処理モード逐次/並列/バッチを選択可能
主要用途2ステップCMP・3D NAND向け平坦化
製品写真
Applied Materials

Mirra® CMP 200mm

150mm/200mm 向けの CMP 装置ファミリー。高速の研磨定盤とマルチゾーンの研磨ヘッドを持ち、洗浄・乾燥まで一貫処理する。

対応ウェハ径150/200 mm
研磨対象Si・STI 酸化膜・ポリシリコン・W・Cu・SiC(Durum)
洗浄Mesa クリーナー・Desica クリーナー(マランゴニ乾燥)
製品写真
荏原製作所

F-REX300XA

荏原製作所の300mmウェーハ対応CMP装置。標準機F-REX300Xに対し、搬送機構とWPH最適化アルゴリズムで生産性を高めた機種。

対応ウェハ径300 mm
位置づけ標準機 F-REX300X の上位機種
特徴高効率搬送機構・WPH最適化アルゴリズム
シリーズ構成F-REX300XA/F-REX300X/F-REX200M2(200 mm)
主要用途STI・層間絶縁膜の平坦化
製品写真
東京精密(Accretech)

ChaMP332

東京精密(ACCRETECH)の300mmウェーハ対応CMP装置。エアフロートヘッド「Sylphide」による面基準研磨で、低圧領域の制御性を確保する。

対応ウェハ径300 mm
研磨ヘッドエアフロートヘッド「Sylphide」
加圧方式エア膜による均一加圧(面基準研磨)
シリーズ構成ChaMP332(300 mm)/ChaMP232(200 mm)/ChaMP211(小型機)
主要用途STI・層間絶縁膜の平坦化

※ スペックは公開情報に基づく参考値です。正確な仕様はメーカーへお問い合わせください。

メーカー

3社の主要メーカー

Applied Materials米国

世界最大の半導体製造装置サプライヤー。成膜、除去、改質、分析の包括的な製品ポートフォリオで、ウェーハ製造の全工程をサポート。

成膜装置
CVDPVDALD
エッチング装置
エッチングシステム
CMP・イオン注入
CMP装置イオン注入装置
  • •世界最大の半導体製造装置サプライヤー
  • •成膜、除去、改質、分析の包括的な製品ポートフォリオ
会社詳細
荏原製作所日本

CMP(化学機械研磨)装置と半導体製造用真空ポンプ・除害装置の大手。ポンプ・精密機械・環境事業を軸に、半導体製造インフラを幅広く支える。

CMP装置
FREX(300mm CMP)F-REX(先端CMP)
真空ポンプ
EV-Aシリーズ(ドライ真空)除害装置
  • •CMPシステムで世界シェア上位。前工程の平坦化プロセスに不可欠
  • •ドライ真空ポンプ・スクラバーでクリーンルームの排気・除害を担う
会社詳細
東京精密(Accretech)日本

日本の精密計測・半導体製造装置メーカー。ウェーハプロービングシステムおよびダイシング装置で高い技術力を誇る。

プロービングシステム
ウェーハプローバー自動プローブステーション
ダイシング・研削装置
ダイシングソーウェーハ研削装置
CMP装置
ChaMP 332(300mm)ChaMP 232(200mm)
  • •ウェーハプローバーにおける高精度計測技術
  • •ダイシングソーおよび研削装置の製造実績
会社詳細

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