半導体製造装置部品への表面処理

第1部 CVD・ALD装置の耐腐食性材料の選び方と考え方

(2024年3月27日 10:00〜11:30)

　化学気相堆積 (CVD) 法と原子層堆積 (ALD) 法においては、成膜の前駆体として金属のハロゲン化合物が用いられることが多く、副生成物として塩化水素など腐食性ガスが発生します。成膜後のクリーニングにも腐食性の強いハロゲン化合物が用いられています。そこで、装置の腐食によるトラブルを抑えるためには、設計と材料などに耐腐食性を考慮することが必要です。 　そこで本講座では、CVD法とALD法の装置とプロセスの特徴、装置構成材料の腐食性と耐腐食性、などについて解説します。本講座の内容は、半導体分野に限らず気相と表面の化学反応を扱う装置、腐食性ガスと耐腐食性材料を扱う先端プロセスの設計・開発・管理に役立ちます。

1. 概論
   1. 電子デバイス作製方法
   2. 薄膜形成の必要性
   3. CVD法とALD法の特徴
   4. 成膜装置とプロセス (熱・プラズマ)
   5. 成膜ガスとクリーニングガス
2. 装置材料
   • 金属 (ステンレス、アルミニウム)
   • 石英ガラス
   • カーボン (熱分解グラファイト)
   • 炭化ケイ素
   • 炭化タンタル
   • O-リング
   • 保護ガス使用法
3. 腐食性ガス
   • 塩化水素
   • 塩素
   • 三フッ化塩素
   • 三フッ化窒素
   • 三塩化ホウ素
   • 四フッ化珪素
   • フッ化炭素
4. 腐食性の例
   1. 炭化ケイ素膜と三フッ化塩素ガス
   2. シリコン膜と四フッ化珪素ガス
   3. 酸化ハフニウム膜と塩化水素ガス
   4. 窒化ガリウム膜とハロゲン系ガス
   5. 炭化タンタル膜と三フッ化塩素ガス
   6. 窒化ケイ素膜と三フッ化塩素ガス
5. 耐腐食例
   1. 炭化ケイ素耐腐食性 (塩化水素ガス)
   2. 石英ガラス耐腐食性 (三フッ化塩素ガス、塩素ガス)
   3. 窒化アルミニウム耐腐食性 (三フッ化塩素ガス)
   4. 酸化イットリウム耐腐食性 (三フッ化塩素ガス)
   5. 多成分膜に耐腐食性が生じる機構
6. まとめ
• 質疑応答

第2部 半導体製造装置部品に向けた表面処理技術

(2024年3月27日 12:10〜13:40)

1. 成膜原理
   1. PVD法による成膜
   2. DLCの成膜
2. 最近の半導体製造装置への表面改質ニーズ
3. 適用事例
   1. 耐プラズマエッチング性
   2. 電気特性
   3. メタル接触防止
• 質疑応答

第3部 CVD法による炭化物被覆材料と、半導体製造装置用部材への応用

(2024年3月27日 13:50〜15:20)

　黒鉛材料は炭素からなる材料の一つであり、半導体製造において重要な役割を担う。材料とその用途について述べ、材料を広く知って頂く。

1. 黒鉛材料について
   1. 黒鉛材料の特徴
   2. 黒鉛材料の製造方法
2. CVD法による炭化物被覆黒鉛材料について
   1. 炭化物被覆黒鉛材料の特徴
   2. 炭化物被覆黒鉛材料の製造方法
3. 半導体製造と黒鉛材料
   1. 世界の半導体市場規模とその動向
   2. パワーデバイスのすみ分け予測
   3. Si半導体製造における黒鉛材料
   4. SiC半導体製造における黒鉛材料
• 質疑応答

第4部 DLC膜コーティング技術と半導体製造装置関連部品への応用事例

(2024年3月27日 15:30〜17:00)

　DLC膜は構造の制御範囲が幅広く、結果として様々な用途に利用可能である。その成膜技術による違いや特性を評価する試験技術について解説する。また、半導体製造装置部品への応用事例を示す。

1. DLC膜の定義
   1. DLC膜とは
   2. 分類と国際規格
2. DLC膜の成膜技術
   1. 成膜方法
   2. イオン化蒸着法の事例
   3. HiPIMS (大電力パルススパッタ技術) の事例
   4. その他の方法
3. DLC膜の評価試験
   1. 機械的特性評価
   2. 光学的特性評価
   3. 構造評価
4. 半導体製造装置部品への応用
   1. 耐摩耗性用途事例
   2. 耐腐食性用途事例
   3. 導電性・絶縁性用途事例
5. まとめ
   1. DLC工業会確認マーク発行制度
   2. 今後の展望
• 質疑応答