半導体の洗浄技術と表面状態の評価および汚染の制御

第1部 半導体デバイスの汚染メカニズムと洗浄、汚染制御技術

(2023年4月11日 10:30〜14:30) 途中、昼休みを含む

　半導体製造において、各種汚染は歩留低下を引き起こす。序論として汚染が半導体デバイスにおよぼす影響を示します。それを踏まえて、半導体洗浄に関して説明します。従来の洗浄から最近の洗浄、目的別洗浄について詳細を説明します。洗浄以外の汚染制御技術に関して紹介します。最後に次世代の汚染制御の問題点と洗浄乾燥技術について解説します。洗浄技術は半導体デバイスの品質の向上のために必要です。半導体製造における洗浄の意義を一緒に考えましょう。

1. 序論 – 汚染が半導体デバイスに与える影響
   1. 金属汚染
      1. Fe, Cu等
      2. ナノパーティクル
   2. 分子汚染
      1. NH3
      2. アミン
      3. 有機物
      4. 酸性ガス成分
   3. 各種汚染の分析解析方法及びモニタリング技術
2. 洗浄技術
   1. RCA洗浄
      1. RCA洗浄の特徴・基本プロセス
      2. RCA洗浄のメリットと問題点
   2. 各種洗浄液と洗浄メカニズム (薬液系洗浄 vs 純水系洗浄)
      1. 各種薬液の種類・特徴とその洗浄メカニズム
      2. 機能水 (純水系洗浄) 洗浄の特徴
      3. 薬液系洗浄/純水系洗浄のメリットとデメリット
   3. 洗浄プロセスの動向
      1. バッチ洗浄と枚葉洗浄
      2. 超微細構造化に伴う洗浄への要求事項と対策
      3. パーティクルレス洗浄プロセス
      4. 目的別の洗浄技術・プロセスとその特徴・留意点
   4. 乾燥技術
      1. 現在使用されている主な乾燥技術
      2. 乾燥プロセスの問題点
   5. 最先端の洗浄技術とその問題点
      1. 半導体製造プロセスの革新に対応する洗浄技術
      2. 特殊洗浄 (残渣除去)
3. その他の汚染制御技術
   1. 工場設計
      1. クリーンルーム環境の整備・管理
      2. エアワシャ技術
      3. ケミカルフィルター技術
   2. ウェーハ保管、移送方法
      1. FUOP運用方法と汚染リスク
      2. ウェーハ清浄化技術
         • N2パージ法
         • N2ストッカー法
4. 次世代の汚染制御の問題点と今後の課題
   1. 新洗浄乾燥技術
      1. 超臨界CO2洗浄乾燥
      2. PK (パターンキーパー) 剤乾燥
   2. 次世代の洗浄、汚染制御の問題点と今後の課題
      1. 高アスペクト構造/3D構造による残留ガス/水分の問題
         • 超臨界CO2洗浄乾燥技術
         • 特殊薬液による残渣除去技術
• 質疑応答

第2部 CMP後の洗浄技術とウェハ表面状態の評価例

(2023年4月11日 14:45〜16:15)

　半導体デバイス微細化の進展や新材料導入により、CMP後洗浄技術の重要性が増している。デバイスの欠陥を減らすためには、洗浄対象に即した機能設計と、洗浄表面に対する的確な評価・解析手段が必須である。本講座では、CMP後洗浄技術の基礎と、それを支える表面状態の各種評価手法について、実例を交えて紹介する。

1. はじめに
   1. CMP工程の概説
   2. CMP後洗浄とは
   3. CMP後洗浄における性能要求のトレンド
2. CMP後洗浄剤の機能設計
   1. 洗浄対象
      • 金属配線
      • 絶縁膜
   2. 洗浄課題
      • スラリ砥粒
      • 金属系残渣
      • 有機系残渣
      • 各種腐食
   3. 洗浄剤設計の基本的考え方
   4. 洗浄剤成分と洗浄メカニズム (酸性系/アルカリ系洗浄剤)
3. 洗浄表面の評価技術
   1. CMP後洗浄剤の性能評価とは – 欠陥検査とそのレベル
   2. 直接的評価と間接的評価の考え方
   3. 砥粒・残渣除去性の評価
      • 光学顕微鏡
      • SEM
      • TXRF
      • ゼータ電位測定
      • QCM等
   4. 腐食評価、表面の酸化状態の解析
      • XPS
      • ToF
      • SIMS
      • AFM
      • 連続電気化学還元法等
4. まとめ
• 質疑応答