超精密研磨/CMPプロセス技術の理解から将来型技術に挑戦

近年では、多機能・高性能化を目指した新しいデバイスが次々と提案され、とくに縦型に積層する三次元半導体デバイスのみならず、
LCRパッシブ、センサー、フォトニクス、パワー、電池など、全てのデバイスを1チップ化されていく三次元実装/チップレット化されていていく状況にあります。こういう状況の中で、半導体Si以外の新たな材料が使用されるようになってきました。特に、パワー/高周波デバイス用あるいはLED用としてサファイア、SiC、GaN,　Diamondなどの難加工基板が脚光を浴びています。それに加えて、データセンター､基地局用にもLT,　LN、GaAsなどの結晶基板の適用も要請されている。これらの多種多様な材料基板を高能率・高品質に超精密加工するためには、熟成・定着してきたベアSiウェーハをはじめ、デバイスウェーハ平坦化CMP技術などを例にして、加工技術の基礎を徹底理解しておくことが必要不可欠です。
本セミナーでは、長年培ってきたガラスを含めた機能性材料基板の超精密加工プロセス技術について徹底的に掘り下げた情報を盛り込みながら、あらゆる材料の超精密加工実現の門外不出のノウハウも含めながら、難加工材料のCMP技術や超精密加工プロセス技術などを詳細に解説します。さらに、究極デバイス用ダイヤモンド基板を含めた高効率加工プロセスなどについても言及し、新しい研究開発のビジネスチャンスをつかんでいただく橋渡しをさせていただきます。

—超精密加工プロセス技術と平坦化CMP技術の入門・基礎編―
【1】～研磨/CMPの発展経緯と加工メカニズム基礎、各種基板の加工事例から基本技術を徹底理解～
　（1）超精密研磨（研削/ラッピング/ポリシング/CMP等）技術の位置づけ/必要性と適用例
　（2）基本的加工促進のメカニズム概要の理解
　（3）各種機能性材料の超精密ポリシング ～コロイダルシリカ・ポリシング/CMPを含めて～
　（4）硬軟質二層構造パッド　～高精度高品位化パッドの考案・試作～
　（5）ダイラタンシー現象応用スラリーとパッドの考案・試作
　（ここで登場する被加工用基板; Si, サファイア、GaAs, LT, 水晶、GGG,　HD・光ファイバ用ガラス、SiC、有機結晶など）

【2】～CMP加工メカニズム・要素技術とその課題を徹底理解～
　（1）デバイスウェーハの動向と平坦化CMPの必要性
　（2）平坦化CMPの基本的考え方と平坦化CMPの事例　～パッド・スラリーそして装置～
　（3）パッドのドレッシング　～非破壊ドレッシング/HPMJとハイブリッドin-situ HPMJ法の提案～
　（4）CMP用スラリーの設計とそのため必須のダイナミック電気化学（d－EC）装置の紹介
　（5）Siウェーハのナノトポグラフィ問題、他
　（ここで登場する被加工用基板;　Si,　SiO2,　Cu,　W,　Co,　Ta, TaN, TiN,　など）

—化合物半導体の超精密加工プロセス技術の課題と将来加工技術―
【3】～革新的高能率・高品質加工プロセス技術　SiC・GaN/Diamond基板を対象として～
　（1）超難加工材料の加工技術の現状把握とその課題
　（2）将来型加工技術に向けて
　　　　①　加工雰囲気を制御するベルジャ型CMP装置
　　　　②　パワーデバイス用SiC単結晶の光触媒反応アシストCMP特性
　（3）革新的加工技術へのブレークスルー(2つの考え方)
　　　　①　加工条件改良型ブレークスルー
　　　　 　ダイラタンシーパッドと高速高圧加工装置の考案とその加工プロセス・加工特性事例
　　　　②　挑戦型加工によるブレークスルー
　（4）将来型プラズマ融合CMP法の考案とその加工特性事例
　（ここで登場する加工用基板;　 サファイア、Si, 　SiO2、SiC,　GaN, ダイヤモンド、など）

—総括編：今後の加工技術を捉える/半導体Siと化合物半導体の将来展望―
【4】～次世代シリコン（Si）半導体の高度平坦化CMP構築のために～
　（1）ベアシリコンウエハの超精密加工プロセスとCMP
　（2）デバイスウエハのプラナリゼーション（平坦化）CMP
　（3）後工程におけるプラナリゼーションCMP
　（4）三次元実装/チップレット化に関わるCMPとボンディング技術
　　　（ここでの重要キーワード；超精密CMP融合技術、超薄片化プロセス技術、大口径超精密ボンディング技術）

【5】～深化するAIと“シンギュラリティ（技術的特異点）”を見据えて～
　　　　次世代3次元異種混載デバイスを想定・化合物半導体基板の加工プロセスの課題
　（1）超難加工材/ SiC, GaN, Diamondの加工プロセスはどうあるべきか
　（2）More Basic CMPとMore than CMP、そしてBeyond CMP技術を目指す

質疑応答

九州大学 名誉教授　／　埼玉大学 名誉教授　工学博士　土肥 俊郎　氏
(株)Doi Laboratory　代表取締役

略歴
1973年　日本電信電話公社（現在のNTT）武蔵野電気通信研究所入社、電子応用研究所主幹研究員を経て、1988年埼玉大学 教育学部 教授、2004年〜2006年 米国アリゾナ大学 客員教授
2007年〜2018年　九州大学 大学院 工学研究院 教授
2011年〜　九州大学　産学連携センターにて多産学連携“Doi Project“を発足し「オプト・エレクトロニクス機能性材料の精密加工技術とそのデバイスプロセス技術の開発」をスタート。
2019年　株式会社Doi Laboratoryにてこれまでの「超精密加工とその応用に関する研究開発」
（主として先端的プラナリゼーションCMPの研究開発)の業績【研究論文160本、出願特許180件、各賞の授賞13件以上】を踏まえて企業への橋渡しを行っている。）

精密工学会フェロー「プラナリゼーションCMPとその応用専門委員会」（創立者・名誉会長/前委員長）

日本工学アカデミー　正会員、日本学術振興会第136委員会「将来加工技術」顧問／前委員長
第145委員会「結晶加工と評価技術」顧問、日本オプトメカトロニクス協会　顧問、「光部品生産技術部会」部会長
埼玉大学名誉教授、理化学研究所客員研究員
中国・大連理工大学客員教授（海天学者）、湘南大学客員教授、浙江工業大学客員教授
山梨大学 大学院　修士課程修了
工学博士（東京大学）

専門
超精密加工プロセス技術全般、プラナリゼーションCMP・プラズマ融合CMP技術、（CMPにおける装置・スラリー・パッド等の設計と開発研究）