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オンデマンド出版(POD)
●ULSI生産技術緊急レポートNo.1：半導体メーカのウエハ洗浄仕様と問題点

コードNO0188P
発　刊1993年12月
顧　問
小宮　啓義　三菱電機（株）ULSI開発研究所 所長
高山　洋一郎日本電気（株）半導体事業グループ 主席技師長
原　央　（株）東芝 ULSI研究所 所長
牧本　次生　（株）日立製作所 常務取締役 半導体事業部長
矢木　肇　ソニー（株）超LSI研究所 所長
編集幹事
菊地　正典　日本電気（株）ULSIデバイス開発研究所 シリコンプロセス統括部長
服部　毅　ソニー（株）超LSI研究所 LSI基盤技術研究部 部長
平山　誠　三菱電機（株）ULSI開発研究所LSI開発第2部 次長
山本　眞一　（株）東芝 半導体生産技術推進センター 生産技術企画担当部長
吉見　武夫　（株）日立製作所 半導体事業部生産統括本部 副技師長
アンケート
協力企業		 日本電気（株）／（株）東芝／（株）日立製作所／三菱電機（株）／富士通（株）／シャープ（株）／ソニー（株）／三洋電機（株）
価　格 POD（オンデマンド）価格 本体14,000円＋税、送料別）
体　裁A4判並製　144頁
試　読 不可
ご注意オンデマンド版（POD）は、以下の点で当社通常書籍と扱いが異なります。
  • オンデマンド（On Demand：要求があり次第に）という意味の通り、お客様からの注文に応じてその都度印刷・製本をする販売形式を取っています。 そのため、ご注文を受けてから発送までに1週間～10日前後のお時間をいただきます。
  • 受注生産のため、注文されてからのキャンセルはお受けできません。
  • 装丁は厚紙表紙のみの簡単なものになり、カバー等も付きません。
  • 【試読】および【お客様都合による返本】はお受けできません。
  • 書店経由ではなく弊社との直接のお取引（直販）となります 。書店割引はありません。
ご注文
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キャンセル・返品不可 主要デバイスメーカ・ウエハメーカの協力により初めて実現した、洗浄仕様の実態と改善指針

■ 主要構成

第１部　主要デバイスメーカの現行洗浄技術と問題点
第２部　歩留り向上のための洗浄技術方式と設備の条件
【発刊にあたって】

　超LSI技術は年々急速な進歩をみせています。 技術開発の焦点は64MDRAM以降のデバイス技術であり、デバイスに対応する研究開発の領域は、0.3～0.1μm近傍までに至っています。
　デバイス構造そのもの、プロセス技術やプロセス新材料についても、物理的限界と考えられる領域で新たな探求が進められています。 サブミクロン領域以降の超微細化、極薄膜化、デバイス表面平坦化、大口径、枚葉化技術は、プロセス新技術と生産技術、プロセス新材料の超高純度化と生産環境の超クリーン化技術に支えられつつ発展してきました。
　今後予想される超LSIプロセス技術で、最近クローズアップされているのがウェーハ洗浄技術です。 今まで、プロセス技術の表舞台に現れていなかった技術と言えましょう。 しかし、これからの超LSIの歩留り、信頼性の向上を計る上で、ウェーハ洗浄技術の重要性は誰しも認めるところです。
　しかしながら、今までウェーハ洗浄の分野は、ある種のブラックボックス的な存在であり、経験とノウハウの蓄積でありました。 それだけに、いろいろなウェーハ洗浄仕様がデバイスメーカ各社で適用され、それらに対応する洗浄装置と材料が選択され、生産に使われているのが洗浄分野の現状と察せられます。
　このたび、デバイスメーカおよび半導体製造装置メーカ、半導体材料メーカの多くの方々より、ウェーハ洗浄仕様とその装置の実状を調査し問題解決の一助にしたいとの強いご要望が提起されました。 また、ご承知の通り、昨今の半導体用設備投資膨大化が大きな問題点となっており、あらゆる面からコストミニマムの可能性が追求されております。
　ここに私どもは「ULSI生産技術緊急レポート」を創刊し、その第1号として「ウェーハ洗浄」を取り上げ、より優れた洗浄技術の向上と洗浄装置投資の合理化の一端を担えばと考えるに至りました。
　本レポートは、設備コストの低減と量産デバイスの歩留り、生産性向上に資するため、生産技術の視点から現有設備の問題点を洗い直し、デバイスメーカから半導体装置メーカ、材料メーカへの要望点、改善点の提示を主眼とし、編集してまいります。 この目的を達成するため、生産技術上重要な緊急課題を逐次取り上げ、不定期に刊行して行く所存です。 これにより、装置・材料メーカのための確かな開発指針を提供し、問題解決のための業界相互の関係強化の一助となればと願っている次第です。
　最後に、本レポートNo.1の刊行にあたり、貴重な資料をご提供いただいた半導体デバイスメーカならびに装置メーカと材料メーカの方々に、心から感謝の意を表するとともに、広く半導体業界に関わる方々のお役に立てるよう念じております。
『ULSI生産技術緊急レポート』編集委員
【ご挨拶と謝辞】

　わが国半導体産業の生き残りを賭け、今トータルな視点から、半導体の製造技術と生産性が厳しく問い直されています。 これは、長年にわたり各社で積み上げられてきた技術風土、組織風土および現場技術者の価値観そのものにまで及ぶ、根元的な変革の予兆でもあります。
　限られた経営資源を効率的に活用し最大の効果と利潤を上げる上で、とくに基盤技術を構成する様々な分野で、知見の積極的な交流と一部共有化の必要性が益々増大しつつあります。 これまで「ブラックボックス」として、現場技術者の経験とノウハウの積み重ねに委ねられてきた半導体生産技術に、新たな光が照射されようとしています。
　この重要な期にあたり、主要デバイスメーカの事業部門および研究開発部門のトップの方々に顧問として積極的なご支援とご指導を戴き、「ULSI生産技術緊急レポート」編集委員会を組織し、このたび第1号のレポートを刊行する運びとなりました。 上記顧問の先生方および多大なご尽力を賜りました編集幹事の方々に、深く感謝の意を表する次第です。
　さらに、第1号「半導体メーカのウエハ洗浄仕様と問題点」の企画編集およびアンケート実施にあたり、本レポートの刊行趣旨をご理解戴き、全面的なご協力を賜りました主要デバイスメーカ、ウエハメーカおよび装置メーカ各社の責任者の方々およびご担当者に、心より御礼を申し上げます。
　洗浄技術は言うまでもなく半導体量産現場における最大の技術課題の一つであり、設備コストの低減を緊急に計る上で、優先的に着手すべき分野であることが確認され、画期的なレポートとして実現する運びとなりました。 ご協力を戴いた各社のご期待に応えるべく、編集に鋭意努力致した次第です。
　本レポートが、洗浄技術の意義と重要性を正しく業界の方々にお伝え出来ることを祈念するとともに、現下の歴史的な変革期にあたり、半導体産業の一層の飛躍と情報交流の一助となることを切に期待しております。
（株）サイエンスフォーラム 代表取締役 元山　裕孝

■ 内容目次

第１部　主要デバイスメーカの現行洗浄技術と問題点

  • 半導体量産ラインにおける現行の洗浄仕様と問題点、今後の対策と洗浄設備メーカへの要望事項に関し、主要デバイスメーカ10社にアンケートを行い、8社よりご回答を戴いた。 ご協力を戴いた各社ご担当者に、委員会として深くお礼を申し上げます。

調査の狙いと要約＜編集委員会＞


調査結果＜デバイスメーカ各社＞
アンケート項目

【質問１】下記の洗浄工程について、出来るだけ詳しく貴工場の仕様をご説明下さい。

・洗浄工程ごとに
  1. シーケンス
  2. 温度
  3. 時間
  4. 薬液比率
等をご記入下さい。なお備考欄は、薬液供給システム（バッチか枚葉か）等についてご記入戴ければ幸いです。（回答欄添付。以下同じ。）


【質問２】乾燥方法とその適用工程をご説明下さい。

乾燥方法※ごとに、
  1. 適用工程
  2. 基本仕様（回転数他）
  3. 問題点
をおまとめ下さい。
※乾燥方法：
  1. スピン
  2. IPA
  3. 減圧
  4. 温風
  5. 温水引上げ
  6. 吹付け
  7. その他（具体的に）

【質問３】スクラビング方法※とその適用工程についてご説明下さい。
・スクラビング方法：
  1. ブラシスクラバ
  2. メガソニックスクラバ
  3. ジェットウォータスクラバ
  4. アイススクラバ
  5. その他（具体的に）

【質問４】洗浄装置の管理・検査はどのようにしていますか。

・現状と問題点につき、おまとめ下さい。
  1. 洗浄装置の発塵管理方法
  2. 薬液その他の管理方法
  3. 洗浄装置の検査方法

【質問５】ウォータマーク（IPAマーク、しみ、ドライイングスポット）について、取組みの現状および問題点をご指摘下さい。
  1. ウォータマークの検出方法
  2. 洗浄仕様・洗浄工程との関連性
  3. 低減策の具体例

【質問６】ユーザーの立場として、洗浄装置メーカへの要望事項・改善課題をご指摘下さい。
（例）
  1. 装置の信頼性・稼働率に関して
  2. その他の要望・改善事項
第２部　歩留り向上のための洗浄技術方式と設備の条件

（１） ウエハメーカのベアシリコン洗浄技術

§１　九州コマツ電子＜福島　隆／前田　正彦＞
  1. シリコンウェーハの洗浄技術
    1.1　パーティクルの低減
    1.2　金属汚染の低減
  2. 乾燥技術
  3. アウトガス低減材を用いた容器包装について
  4. デバイスメーカへの要望事項
§２　三菱マテリアルシリコン＜森田　悦郎＞
  1. 洗浄技術
    1.1　SC-1洗浄の問題点
    1.2　HF洗浄
    1.3　SC-2洗浄
  2. 乾燥技術
    2.1　各種乾燥法の比較
    2.2　S／Dの管理方法
  3. パーティクル対策
    3.1　実異物とCOPの分離
    3.2　実異物の低減法
  4. 梱包・保管技術
    4.1　ケースの違いによるパーティクル増加
    4.2　THD
  5. デバイスメーカへの要望事項
    5.1　COPとパーティクルの関係の把握
    5.2　表面清浄度レベルの規格の意味
§３　住友シチックス＜角田　成夫／宮内　慎＞
  1. 洗浄技術
    1.1　重金属の除去
    1.2　パーティクルの除去
  2. 乾燥技術
  3. パーティクル対策
  4. 梱包・保管方法
§４　東芝セラミックス＜下井　規弘／栗原　誠司／鹿島　一日児＞
  1. 洗浄技術
    1.1　重金属の除去
    1.2　パーティクルの除去
  2. 乾燥技術
  3. パーティクル対策
  4. 梱包・保管方法

（２） インプロセス洗浄技術の重要課題

§１　ウエハ汚染メカニズムと新洗浄技術へのアプローチ＜伊藤　晴夫／斉藤　昭男／太田　勝啓／高原　洋一／岡　斉＞
  1. 微小異物
    1.1　異物付着モデルと理論式
    1.2　ポリスチレン粒子を用いた実験結果
    1.3　各パラメータと付着の関係
    1.4　新洗浄技術へのアプローチ
  2. 金属イオンコンタミ
    2.1　金属イオン吸着モデル
    2.2　各金属イオンの吸着エネルギ
    2.3　新洗浄技術へのアプローチ
  3. ウォーターマーク
    3.1　ウォーターマーク生成メカニズム
    3.2　新洗浄技術へのアプローチ
§２　ウォーターマークレス洗浄乾燥技術＜広藤　裕一／三由　裕一＞
  1. ウォーターマークの生成要因
  2. 真空乾燥装置とその評価結果
§３　ドライ洗浄技術＜泉　昭＞
  1. ドライ洗浄の役割
  2. ドライ洗浄の特徴
  3. ドライ洗浄の方法
  4. 有機物汚染除去
  5. 金属汚染除去
  6. 自然酸化膜除去（1）
  7. 自然酸化膜除去（2）―HF／CH3OHペーパークリーニング
§４　CVDのin-Situクリーニング法＜新納　礼二／加藤　孝明＞
  1. 生産性向上に関する問題点
  2. in-Situクリーニング法の提言
  3. C1F3を用いたin-Situクリーニング法
    3.1　各反応膜種に対するエッチングレート
    3.2　石英反応管に対するダメージ評価
    3.3　パーティクル評価
    3.4　コンタミネーション評価
    3.5　in-Situクリーニングの量産工場への展開

（３） 洗浄評価と最適化＜辻　幹生＞
  1. 洗浄評価技術
    1.1　微粒子汚染評価技術
    1.2　金属汚染評価技術
    1.3　有機物汚染評価技術
    1.4　その他の評価技術
  2. 洗浄プロセスの最適化
    2.1　洗浄工程からの不純物汚染
    2.2　不純物除去効果
    2.3　最適洗浄プロセス

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■ 「ULSI生産技術緊急レポート」編集委員会（敬称略、役職等は発刊時のものです）
　
■ 顧問（音順）
小宮　啓義三菱電機（株）ULSI開発研究所 所長
高山　洋一郎日本電気（株）半導体事業グループ 主席技師長
原　央（株）東芝 ULSI研究所 所長
牧本　次生（株）日立製作所 常務取締役 半導体事業部長
矢木　肇ソニー（株）超LSI研究所 所長
　
■ 編集幹事（音順）
菊地　正典日本電気（株）ULSIデバイス開発研究所 シリコンプロセス統括部長
服部　毅ソニー（株）超LSI研究所 LSI基盤技術研究部 部長
平山　誠三菱電機（株）ULSI開発研究所LSI開発第2部 次長
山本　眞一（株）東芝 半導体生産技術推進センター 生産技術企画担当部長
吉見　武夫（株）日立製作所 半導体事業部生産統括本部 副技師長
　
■ 第2部執筆者（執筆順）
福島　隆九州コマツ電子（株）プロセス技術部 主査
前田　正彦九州コマツ電子（株）プロセス技術1課
森田　悦郎三菱マテリアルシリコン（株）技術本部プロセス技術部 課長補佐
角田　成夫住友シチックス（株）シリコン研究開発センター 主任部員
宮内　慎住友シチックス（株）品質保証部 佐賀品質保証グループ長
下井　規弘東芝セラミックス（株）シリコン事業部技術部
栗原　誠司東芝セラミックス（株）シリコン事業部技術部 主務
鹿島　一日児東芝セラミックス（株）シリコン事業部技術部 主査
伊藤　晴夫（株）日立製作所 生産技術研究所第2部 主任研究員
斉藤　昭男（株）日立製作所 生産技術研究所第2部 研究員
太田　勝啓（株）日立製作所 生産技術研究所第2部 研究員
高原　洋一（株）日立製作所 生産技術研究所第2部 研究員
岡　斉（株）日立製作所 生産技術研究所第2部 主管研究員
広藤　裕一松下電器産業（株）半導体研究センター 超LSI技術研究所 主任技師
三由　裕一松下電器産業（株）半導体研究センター 超LSI技術研究所
泉　昭大日本スクリーン製造（株）第2開発部開発4課 係長
新納　礼二東京エレクトロン東北（株）開発部 副主幹技師
加藤　孝明東京エレクトロン東北（株）開発部 部長
辻　幹生日本電気（株）ULSIデバイス開発研究所 高集積技術開発部 主任

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