半導体洗浄とは?――なぜ製造途中で何度もウェハを洗うのか
Particle、有機物、Metal、Native Oxide、Residueなど汚染種別とWet/Dry Cleaning、RCA洗浄の考え方を解説する。
まず結論
半導体では「作る」「削る」と同じくらい洗う工程が重要です。
微細なParticle、Organic Contamination、Metal、Etch Residue、不要Oxideなどが残ると、その後の膜形成、Lithography、Contact、電気特性へ影響します。
汚染は一種類ではない
- Particle
- Organic
- Metal Ion
- Native Oxide
- Etch/Resist Residue
- Ionic Contamination
対象が違えば最適なCleaning Chemistryも違います。
RCA Cleaning
古典的なSi Wafer CleaningとしてSC-1、SC-2、HF系処理などが知られます。目的は同じ「洗浄」でも、Particle/Organic除去とMetal除去、Oxide除去ではChemistryが異なります。
実際の先端工程では材料Compatibilityや微細構造へのDamageを考慮して多様なCleaningが使われます。
Wet / Dry
Wet CleaningはChemicalとDI Waterを利用します。Dry CleaningではPlasma、Vapor、UV/Ozone等を利用する場合があります。
構造が微細化すると液体のSurface TensionによるPattern Collapseも問題になるため、乾燥技術まで重要です。
Single WaferとBatch
Batchは多数枚処理に利点があります。Single Waferは枚葉制御、Cross Contamination低減、Process Flexibilityに利点があります。
洗浄しすぎても問題
Cleaningは材料表面そのものへ作用します。必要膜を削る、表面粗さを増やす、PatternをDamageする可能性もあります。
したがって「汚れをゼロに近づけるほどよい」という単純な工程ではありません。
次に読む
- Wet Processとは?
- Particleとは?
- 半導体の乾燥技術
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