研磨加工とは：半導体の平坦化

2025年6月7日 2025年6月7日

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研磨加工とは

研磨加工(polishing)とは「砥粒を用いて表面を微細に削り、表面をなめらかに整えるための加工方法」です。

研磨加工は、切削や研削と比べて削る量がごくわずかで、主に「仕上げ」や「表面の平坦化」を目的として行われます。

半導体ウェーハ・半導体デバイス製造では、次工程に影響を与えないように、表面の微細な凹凸を取り除く重要な役割を担っています。

研磨加工では「砥粒を含むスラリーを流しながら、対象物を研磨パッドでこする」ことで、砥粒によって表面を微細に削り、なめらかに加工します。

研磨加工は、切削や研削のように大きく削る工程ではなく、表面の微細な凹凸を取り除いて平滑性や平坦度を高めるための「仕上げ加工」として用いられます。

切削・研削・研磨はいずれも「砥粒（とりゅう）」を用いて素材を加工する方法ですが、それぞれの目的や精度、加工量に違いがあります。

バイトやドリルなどの工具で材料を比較的大きく削る加工法。主に形状を整える目的で用いられ、加工量が多く、精度は中程度。

砥石などに含まれる多数の砥粒を使って、表面をより精密に削る加工法。寸法精度や表面粗さの向上を目的とし、切削よりも高精度。

スラリー中の砥粒と研磨パッドを用いて、表面の微細な凹凸を取り除く仕上げ加工。平滑性・平坦度を極限まで高めることが目的で、最も高精度。

このように、加工量が多い順に「切削 → 研削 → 研磨」となり、工程が進むほど加工精度と表面品質が重視されるようになります。

半導体分野では、ウェーハ表面をミクロン単位で整えることが求められるため、特に重要な工程のひとつです。代表的な方法には、CMP(化学機械的研磨)などがあります。

CMPでは化学薬品と砥粒を含むスラリーで、化学的作用と機械的作用を用いながら研磨しています。

CMPは非常に高精度な平坦化が可能であり、多層配線や微細化が進む現代の半導体プロセスに欠かせません。

一方で、研磨ムラや表面ダメージの管理が難しく、スラリーやパッドの条件設計も重要な要素となります。こうした点からも、研磨加工は単なる「仕上げ」ではなく、プロセス全体の歩留まりや性能に大きく関わる重要工程として位置づけられています。