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半導体製造におけるパーティクルについて

発行：エスオーエル株式会社
https://www.sol-j.co.jp

連載「測定の新常識！？SOLがお伝えするノウハウ！」
2024年6月5日号　VOL.E-0161

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こんにちは。営業グループの北野です。

日々学んだことや疑問に思ったこと、
詳しく知りたいと思ったことを題材にして記事を書いています。
今回は半導体製造プロセスにおける『パーティクル』について
触れたいと思います。

まず初めに、パーティクル(particle)とは
一般的に小さな粒、微粒子や小片を意味します。
半導体製造におけるパーティクルとはウェーハの表面に
付着する異物で、粒径がnm～μmレベルの非常に小さい
微粒子を指します。

また、半導体製造プロセスにおいて、デバイス特性や
プロセス歩留りに影響を及ぼす不純物が混入することは
コンタミネーション(contamination）と呼ばれています。

半導体製造においてコンタミネーションが発生する要因として
次のケースが挙げられます。

　・製造プロセスに起因する微粒子
　・外部（人やモノ）から持ち込まれる微粒子
　・可動部や衝撃から発生する微粒子
　・形成される薄膜の層内に混入する原子やイオン


微粒子であるパーティクルは様々な物質で構成されており、
金属、ゴム、プラスチック、ホコリ、塵などの固形物です。
また、製造装置自体からもパーティクルが発生する可能性があります。

その中でも一般的にウェーハ汚染とされるものは
以下の4つです。

1．パーティクル(微粒子)
   ウェーハ・デバイス汚染のメインはパーティクルであり、
   汚染の種類は多岐にわたるとされています。
   微粒子による汚染は、フォトリソグラフィー工程における
   デバイスパターンの変形や不良を引き起こします。

2．無機物
   アルカリ金属・遷移金属・重金属・非金属元素など
   無機物の汚染は、濃度が微量でもデバイスの電気特性を
   大きく劣化させせます。

3．有機物
   空気中のゴミ、装置からの油脂、レジスト材料などの
   有機物により汚染されます。

4．細菌・微生物・バクテリア
   半導体製造に必要な純水は極めて純度の高い不純物の少ない
   液体ですが、配管や浄化槽を流れる濾過された純水には
   殺菌作用がないため汚染されます。

このようなコンタミネーションは、
半導体製造における大敵とされています。

半導体産業では様々な汚染に対し、徹底した対策が求められ、
極めて高いクリーン度や純度を維持しないといけません。


本日はこのあたりで失礼します。
最後までお読みいただきありがとうございます。


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T.K