半導体材料

半導体デバイスの微細化・高性能化に伴い、ウェハ表面の平坦化や洗浄工程において、より高度な品質管理が求められています。CMPプロセスおよび洗浄工程では、スクラッチやパーティクル、残渣の低減が重要な課題となっており、工程の安定化と歩留まり向上への取り組みが進められています。

CMP（Chemical Mechanical Polishing）は、化学的作用と機械的作用を組み合わせてウェハ表面を平坦化する技術です。CMPスラリーには砥粒や機能性添加剤が含まれており、研磨性能だけでなく、分散安定性や洗浄性も重要な要素となります。

CMP後のウェハ表面には、砥粒や有機物などの残渣が残る場合があります。洗浄工程では、これらを効率よく除去し、後工程での欠陥発生を抑制することが求められます。PVAブラシは、ウェハ洗浄工程において広く使用されている洗浄部材の一つです。

半導体の微細化に伴い、わずかなパーティクルや残渣でも歩留まりへ影響を与える可能性があります。そのため、CMPスラリーの分散安定性向上や、洗浄工程における欠陥低減への要求が高まっています。

三菱ケミカルは、長年培ってきたPVOH技術を活かし、CMPスラリー向け材料およびPVAブラシ向け材料を提供しています。親水性、分散性、表面相互作用、吸水性などの特長を活かし、半導体前工程における課題解決に貢献します。

CMPスラリーでは、砥粒の分散安定性やウェハ表面の濡れ性制御が重要です。ゴーセネックス™Lはスルホン酸基を有するアニオン性PVOHであり、優れた分散性・保護コロイド性が期待されます。
ニチゴーGポリマー™はブテンジオール変性PVOHであり、高い親水性を有し、無機粒子分散や表面親水化を目的とした用途への適用が期待されます。

特長

• 砥粒の分散安定性
• 保護コロイド性
• 表面親水化

表面電荷制御による分散設計

特殊変性PVOHは、変性基の種類に応じてシリカ粒子の表面電荷（ゼータ電位）を制御できます。粒子間の静電相互作用を調整することで、CMPスラリーにおける分散安定性やスラリー特性の向上に貢献します。カチオン変性PVOH(ゴーセネックス™K)は正電荷を付与し、アニオン性PVOH(ゴーセネックス™L)は負電荷を付与することが確認されています。粒子表面の電荷制御により、分散安定性や粒子間相互作用の最適化への貢献が期待されます。

*Apparatus: Zeta-potential & Particle size Analyzer ELSZ-PLUS2 (Otsuka Electronics)
*Measured zeta potential of silica-dispersed PVOH aqueous solution

PVAブラシは、CMP後洗浄工程において使用される多孔質洗浄部材です。ゴーセネックス™,ニチゴーGポリマー™などの特殊変性PVOHを活用することで、吸水性、硬度、表面電荷などの設計が可能となり、洗浄工程に求められるさまざまな特性へ対応できます。

特長

• 吸水性制御
• 硬度制御
• 表面電荷制御