据え置き型CMP装置は、大型で固定設置されるタイプのCMP装置であり、高い処理能力と安定した性能を備えています。半導体業界では、製品の微細化と高性能化が進む中、CMP装置の精度と効率性が重要視されています。
本記事では、多層配線や高密度集積回路の製造に不可欠な据え置き型CMP装置について、その特長や選び方を詳しく紹介します。
据え置き型CMP装置は、大量のウェーハを短時間で均一に研磨できる高い処理能力を備えています。半導体製造ラインの生産性を向上させ、大規模な生産にも対応可能です。
また一部のCMP装置には、トラブル発生時に自動で別の機能へ切り替える設計が採用されており、装置の稼働を継続できます。そのためメンテナンス時でも停止させずに、安定した製造環境を維持できます。
据え置き型CMP装置は、大型の構造を活かし、安定した圧力制御が可能です。研磨パッド全体に均一な力をかけることで、ウェーハ表面をムラなく研磨できるため、品質のばらつきを抑えられます。
また、微細なパターンを損なうことなく平坦化できるため、次世代の高性能半導体製造に適しています。
据え置き型CMP装置は、多種多様なウェーハや研磨プロセスに対応できます。異なる材質のウェーハや、異なる層ごとの研磨条件を細かく設定できるため、複雑な製造工程にも適応可能です。
一台で複数の研磨工程を処理できるタイプもあり、異なる製品の生産切り替えがスムーズに行えます。研究開発から量産工程まで幅広く活用できるため、製造現場の生産性向上にも貢献します。
据え置き型CMP装置はサイズが大きいため設置に広いスペースが必要です。クリーンルーム内に設置する場合、その占有面積が生産スペースや運用コストに影響を与えかねません。クリーンルームの維持には高額なコストがかかるため、装置のフットプリント（占有面積）が大きいと、小規模な工場や研究施設ではスペースの確保が課題となります。
据え置き型CMP装置は、高度な機能と高い処理能力を備えている分、初期投資額が大きくなりがちです。また、複雑なシステムを維持するためのメンテナンスや修理にもコストがかかります。さらに、装置の稼働には電力・研磨材・薬液などの消耗品が必要であり、運用コストが発生。予算の限られた中小企業や研究機関にとっては、コストと見合わない場合もあります。
据え置き型CMP装置は多機能であるため、設定や操作が難しい製品もあります。自動化機能が備わっている場合でも、適切な設定や微調整には専門的な知識が求められます。複数のモジュールを搭載した装置では、それぞれの動作状態を常に監視し、適切に調整しなければなりません。オペレーターの習熟度やメンテナンス体制を整えることが、安定運用において重要となります。
自社に合ったCMP装置を選定する際、ウェーハのサイズや材質を明確にする必要があります。
特に研磨の均一性と制御性は重要な要素です。微細なパターンを持つデバイスでは、高精度な制御機能が求められます。そのため、装置の圧力制御や研磨性能のバランスを考慮して、適切なモデルを選びましょう。
生産規模や予想される処理量から、自社に合うCMP装置を検討する事も大切です。大量生産向けの環境では、複数の研磨ヘッドを備え、同時に多くのウェーハを処理できる据え置き型装置が適しています。
将来的な生産量の増加が見込まれる場合、拡張可能なモジュール構成を持つ装置を選ぶことで、追加投資を最小限に抑えることが可能です。
据え置き型CMP装置を導入する際は、オペレーターの負担を軽減する操作性と、安全機能の充実度を確認することが重要です。直感的に操作できるタッチパネルの有無、異常時の自動停止機能やインターロック機構など、安全性を確保する設計が備わっているかをチェックしましょう。
さらに、メンテナンスのしやすさも操作性に影響を与えます。研磨パッドやスラリー供給システムの交換が簡単に行えるか、メンテナンス時の安全対策が講じられているかも確認しましょう。
このメディアでは、CMP装置の導入を検討している企業向けにさまざまなCMP装置メーカーを紹介しています。
TOPページではウェーハサイズと研磨用途別にCMP装置メーカーを比較して掲載していますので、装置選定の参考としてご活用ください。
＼研究開発・安定供給・大型基板対応／
研磨用途別
CMP装置メーカー3選を見る
MAT-ARW-8C1MSは、手動でウェーハをセットするタイプのCMP装置です。3インチ（約76mm）から300mmまで、さまざまなサイズのウェーハに対応しており、研究開発や試作など幅広い用途で活用できます。
また、研磨パッドの状態を適切に保つためにドレス機構を搭載しており、安定した研磨性能を維持できるのが特徴です。コンパクトなため、実験室や研究施設など限られたスペースでも効率的に運用できます。
| 対応ウェーハサイズ | φ3インチ～300mm |
|---|---|
| プラテンサイズ | φ810mm |
| ローディング方式 | マニュアル |
| フットプリント | W1800mm × D1100mm × H2250mm |
| ドレスサイズ | φ100mmスイープ |
| 企業名 | 北川グレステック株式会社 |
|---|---|
| 所在地 | 千葉県千葉市花見川区犢橋町1614-27 |
| 電話番号 | 043-301-5408 |
| URL | https://www.kitagawagt.co.jp/ |
ChaMP332は、東京精密（ACCRETECH）が開発した、300mmウェーハ対応のCMP装置です。最大の特徴は、エアフロート式ヘッド「Sylphide（シルフィード）」の採用です。これは、空気圧を利用してウェーハを均一に押さえながら研磨する技術で、ムラのない精密な加工を実現します。エアフィルム（空気の層）を活用することで、ウェーハ全体に均一な圧力をかけながら研磨でき、高い平坦性を確保できます。
| 対応ウェーハサイズ | 300mm（12インチ） |
|---|
| 企業名 | 株式会社東京精密 |
|---|---|
| 所在地 | 東京都八王子市石川町2968-2 |
| 電話番号 | 042-642-1701 |
| URL | https://www.accretech.com/jp/ |
F-REX型は、一度に多くのウェーハを効率よく処理できる設計が採用されており、安定した運用が可能です。さらに研磨が終わったウェーハを複数の薬液で洗浄する多段薬液洗浄機能も備えており、細かい汚れを取り除いて、品質の安定に寄与します。
オプションとして、研磨の進み具合をリアルタイムで確認する機能や、磨いた後の表面の厚みを測る装置を追加できます。
| ターンテーブル数 | 2 |
|---|---|
| トップリング数 | 2（200mmウェーハ対応） |
| 洗浄ユニット数 | 2 |
| 企業名 | 株式会社 荏原製作所 |
|---|---|
| 所在地 | 東京都大田区羽田旭町11-1 |
| 電話番号 | 03-3743-6111 |
| URL | https://www.ebara.co.jp/ |
DFP8141は、サファイアや炭化ケイ素（SiC）など、硬くて割れやすい材料の加工に特化した全自動CMP装置です。カセットtoカセット方式を採用し、ウェーハをセットするだけで、加工から洗浄・乾燥までを自動化。研磨後のウェーハを清潔に保つため、洗浄ステーションを搭載しています。
異なる形態のワークを効率的かつ高精度に処理可能。搬送システムはウェーハ単体に加え、基板とともに運ぶサブストレート搬送やフレーム付きワークの搬送にも対応しています。
| 対応ウェーハサイズ | Φ200mm |
|---|---|
| 使用パッド | Φ300mm CMPパッド |
| スピンドル定格出力 | 7.5kW |
| 回転数範囲 | 500～2,000min⁻¹ |
| 装置寸法（W × D × H） | 900mm ×2,584mm ×2,000mm |
| 装置質量 | 約3,100kg |
| 企業名 | 株式会社ディスコ |
|---|---|
| 所在地 | 東京都大田区大森北2-13-11 |
| 電話番号 | 03-4590-1000 |
| URL | https://www.disco.co.jp/jp/ |
POLI-1300PCBは、大型ウェーハや先端パッケージ基板の加工に適したCMP装置です。剛性を重視した設計により振動を抑え、安定した圧力制御と高精度な研磨を実現。ウェーハ表面の研磨ムラを5%未満に抑え、優れた平坦性を確保します。さらに洗浄機構を強化し、微粒子の残留を低減。次工程への影響を抑え、高歩留まりな製造をサポートします。
| 外形寸法 | 幅2,000mm × 奥行き2,600mm × 高さ2,500mm |
|---|---|
| 重量 | 約4,000kg |
| プラテンサイズ | 直径1,300mm（52インチ） |
| ヘッドサイズ | 直径930mm |
| ヘッド回転速度 | 30～100rpm |
| 荷重範囲 | 230kgf～1,370kgf |
| 対応ワークサイズ | 最大25インチ×25インチまたは直径900mm |
| スラリーポンプ | 蠕動ポンプ、最大流量1,500ml/min |
| コンディショナー | スイングアームブラシコンディショナー |
| 操作方式 | 手動ローディング、PLC & HMI、タッチパネル操作 |
| 企業名 | グローバルネット株式会社 |
|---|---|
| 所在地 | 東京都中央区湊1-2-10 堀川ビル 6F |
| 電話番号 | 03-5117-2225 |
| URL | https://global-net.co.jp/ |
TRCP380は、3インチと4インチのウェーハに対応しており、半導体製造に必要な研磨技術を研究や開発の現場で活用できるように設計されたCMP装置です。装置のポリッシングヘッドは、研磨の際に均一な圧力をかけることで、ウェーハ表面のムラを抑える事が可能。操作性にも配慮されており、セミオート機能を搭載することで、研磨作業の効率が向上します。
| ラッププレート外径 | φ380mm |
|---|---|
| ラッププレート回転数 | 10〜100rpm（無段階変速） |
| ラッププレート冷却方式 | 恒温水循環方式 |
| ポリッシュプレート材質 | SUSまたはアルミナセラミックス |
| ポリッシュヘッド軸数 | 2軸 |
| ポリッシュヘッド回転数 | 10〜100rpm |
| ポリッシュヘッド加圧方式 | エアシリンダ方式 |
| オシレーション揺動ストローク | ±25mm |
| ウェーハ最大径 | φ4インチ |
| 本体寸法 | 幅1,010mm×奥行945mm×高さ1,875mm |
| 本体重量 | 約1,500kg |
| 企業名 | テクノライズ株式会社 |
|---|---|
| 所在地 | 神奈川県横浜市都筑区仲町台1-2-20 フロンティアビル5F |
| 電話番号 | 045-949-5008 |
| URL | https://www.technorise.ne.jp/ |
Mirra CMP 200mmは、150mmと200mmのウェーハに対応した研磨装置です。高速で平坦に研磨できるプラテン（研磨台）と、細かく圧力を調整できる研磨ヘッドを搭載。ウェーハ全体を均一に研磨しながら、作業効率を高めます。
シリコンやSTI（シャロートレンチアイソレーション）酸化物、ポリシリコン、タングステンといった多様な材料の研磨に対応。研磨後は、Mesa®クリーナーを使って、研磨に用いたスラリー（研磨液剤）を効果的に洗浄し、工程の精度を高めます。
| 対応ウェーハサイズ | 150mm、200mm |
|---|
| 企業名 | アプライド マテリアルズ ジャパン株式会社 |
|---|---|
| 所在地 | 東京都港区海岸3-20-20 ヨコソーレインボータワー |
| 電話番号 | 03-6812-6800 |
| URL | https://www.appliedmaterials.com/jp/ja.html |
Applied MaterialsのCMP装置
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MGP708XJは、従来機LGP-708XJの後継機として開発されたCMP装置。8軸の研磨ヘッドと3つのテーブルを備えており、複数のウェーハを同時に研磨できる設計のため、処理能力（スループット）が向上。生産効率の改善が期待できます。
エッジクランプ方式により、ウェーハ表面に触れることなく搬送可能。傷のリスクを抑えつつ、スムーズな取り扱いを実現します。
| 装置寸法 | 2650D × 3480W × 2400H（mm） |
|---|---|
| 電源 | AC200/AC220V Φ3 50/60Hz 60KVA |
| DIW供給量 | 40L/min |
| CDA供給量 | 100L/min |
| 排気 | 4Nm³/min |
| 排水 | 20L/min |
| スラリー排水 | 20L/min |
| 企業名 | ミクロ技研株式会社 |
|---|---|
| 所在地 | 東京都中央区日本橋兜町15-12 兜町MOCビル |
| 電話番号 | 03-3668-8132 |
| URL | https://www.micro-eng.co.jp/ |
Orbisは、英国ロジテック社が開発し、ハイソルが取り扱うCMP装置です。8インチ（200mm）のサンプルに対応し、2枚同時に処理できる点が特徴です。研磨中の摩擦係数（COF）、パッド表面温度、研磨液の温度、装置内の室温などをモニターし、常に状態を把握できます。各測定値が設定した上限を超えた場合、自動で研磨を停止することも可能です。
特殊な圧力制御機能を備えており、少し反ったウェーハーでも均一に研磨できます。
| 最大サンプル径 | 8インチ（200mm）×2枚 |
|---|
| 企業名 | ハイソル株式会社 |
|---|---|
| 所在地 | 東京都台東区上野1-17-6 |
| 電話番号 | 03-3836-2800 |
| URL | https://www.hisol.jp/ |
SPP600Sは、研究開発向けのマニュアルCMP装置です。小規模な試作や研究用途に適しており、細かい条件調整が可能です。ウェーハにかける圧力の調整方法として、表面基準と裏面基準の2つに対応しており、異なる研磨方法にも適応できます。
タッチパネル式で直感的に操作できるように設計されており、研磨状況もリアルタイムで確認可能です。
SPP600Sには、用途やウェーハーサイズに応じて、SPP800S・SPP1000S・SPP1200Sといったシリーズがあり、それぞれのニーズに合わせて選べます。
| 最大加工径 | Φ200 mm |
|---|---|
| 定盤径 | Φ600 mm |
| 同時研磨数 | 2 |
| 定盤回転数 | 10～80min⁻¹ |
| 本体質量 | 2,100kg |
| 最大加工径 | Φ300 mm |
|---|---|
| 定盤径 | Φ800 mm |
| 同時研磨数 | 2枚 |
| 定盤回転数 | 10～80 min⁻¹ |
| 本体質量 | 3,000kg |
| 最大加工径 | Φ300 mm |
|---|---|
| 定盤径 | Φ1000 mm |
| 同時研磨数 | 2枚 |
| 定盤回転数 | - |
| 本体質量 | 55,000kg |
| 最大加工径 | Φ450 mm |
|---|---|
| 定盤径 | Φ1200 mm |
| 同時研磨数 | 2枚 |
| 定盤回転数 | 10～48 min⁻¹ |
| 本体質量 | 65,000kg |
| 企業名 | 株式会社岡本工作機械製作所 |
|---|---|
| 所在地 | 群馬県安中市郷原2993 |
| 電話番号 | 公式HPに記載なし |
| URL | https://www.okamoto.co.jp/ |
※公式HPに画像はありませんでした。
LM-24-CMPは8インチ（200mm）のウェーハに対応しています。研磨の品質を左右するスピンドルは、剛性と精度を重視した設計になっており、ポリッシングプレートのブレを低減することで、偏った圧力がかかっても安定した研磨が可能です。
ポリッシングプレートに超平坦なアルミナセラミックスを採用しており、研磨中に発生する熱による変形や歪みを防ぐことで、均一な仕上がりを実現できます。高精度な研磨を可能にするだけでなく、使いやすさやコスト面にも配慮された研究開発向けCMP装置です。
| 制御方式 | PLCシーケンス |
|---|---|
| プレート径 | Φ900mm |
| 対象ウェーハサイズ | Φ8インチ |
| プレート回転数 | 5rpm～120rpm |
| 電動研磨ヘッド | 2軸 |
| オシレーション駆動 | 2軸 |
| スラリー供給系統数 | 最大3系統 |
| 加圧方式 | 加圧シリンダー方式 |
| プレート冷却機能 | 標準 |
| 所要電源 | 200V 50/60Hz |
| 設置寸法 | W1600×D1550×H2550mm |
| 重量 | 2,850kg |
| 企業名 | ラップジャパン株式会社 |
|---|---|
| 所在地 | 東京都千代田区神田佐久間町2-13 FTビル |
| 電話番号 | 03-3863-6617 |
| URL | http://lap-japan.co.jp/ |
柔軟性と高い機械剛性を備え、角チップも取り付け可能。金属・酸化・窒化膜、ベアウエハはもちろん材料や関連商品などの研究開発向けに、試作の細かな調整がスムーズに行える卓上型CMP装置。
| ウェーハ サイズ |
チップサイズ ～150mm |
|---|
自動研磨機能と4つのテーブルを使ったデュアルモジュール構造で効率的な半導体製造の歩留まり向上を実現。安定した品質と高い生産効率を提供。
| ウェーハ サイズ |
～300mm |
|---|
大型基板の高密度配線やTSV（貫通電極）プロセスの複雑な構造に対応した450mmウェーハ用では世界初※の全自動CMP装置。ポリッシュ取り代量の多い工程でも、安定した研磨性能。
| ウェーハ サイズ |
～450mm |
|---|
