製造工場での化学プロセスの|モニタリングと異常検出

プロセスモニタリング用途では、所望の化学的環境を長時間維持する必要があります。異常検出用途では、プロセスに正しい薬液が供給されていることをシステムで検証する必要があります。モニタリングが正確であれば、製造工場は各時点でのケミカルストリームの組成を把握できます。モニタリングを行わない場合、ウエハーが事実上の化学的モニターになりますが、それを確認できるときにはウエハーがすでに失われ、大規模な機器汚染が発生しているおそれがあります。

ヴァイサラ K‑PATENTS® 半導体製造プロセス向け屈折率計はリアルタイムの液体モニタリングを実現し、誤った濃度の薬液がウエハーに供給されることを防止します。また、エッチング後の残渣除去における EKC 内の水などのスパイクのタイミングや、シリコンのエッチングにおける浴寿命や KOH 濃度を示します。  

 

製造工場での化学プロセスのモニタリングと|異常検出におけるアプリケーション

ヴァイサラは、ウェットケミカルの濃度計測向けに信頼性や費用対効果が高く、正確なインラインリアルタイム計測器を提供しています。この計測器は、製造工場での化学プロセスモニタリングや異常検出、CMP スラリー組成や濃度制御に使用される、高価で複雑な分析器の代わりとして利用できます。

バルクケミカル供給

HF、IPA、DHF、H2O2、HNO3、HCI、KOH、NaOH、NH4OH などの流入薬液の品質検出。 

半導体製造向け|ウェットケミカル

シリコンウエハー製造時のウェットケミカルのリアルタイム濃度モニタリング。
 

CMP での過酸化物のブレンドと供給

重要なプロセスシステム:化学機械平坦化(CMP)プロセス中の過酸化水素(H2O2)または他の酸化剤の濃度モニタリング。 

シリコンの|KOHエッチング

正しいエッチング終了点を判断するためのKOH浴の濃度モニタリング。 

EKCクリーニング後トリートメント

EKCにおける溶剤スプレーツールの水分量モニタリング。 

ウエハークリーニングの化学界面検出

ウエハークリーニング剤のフッ化水素酸(HF)、脱イオン水(DIW)、
SC-1(H2O2、NH3)の瞬時切り替え。 

太陽光(太陽光発電)業界向け:ソーラーウエハーの残留研削材の除去

乳酸(CH3CHOHCOOH)または酢酸(CH3COOH)浴の濃度モニタリング。 

ホワイトペーパー

流入する新品の CMP スラリーと流出する使用済みの CMP スラリーのアッセイ特性評価におけるインライン屈折率

インライン屈折率(RI)計測は、CMP スラリーの過酸化水素含有量の評価に最適な技術ですが、スラリーについて関心のある指標は過酸化物含有量だけではありません。通常、スラリーはメーカーから高濃度で納入され、製造工場で水や酸化物で希釈されます。スラリーの密度は CMP の性能を左右する重要なパラメーターですが、流入密度はバッチごとに異なる場合があります。

タングステンの CMP での H₂O₂ 濃度の評価において自動滴定の代替となるインライン屈折率

屈折率計測は、タングステンの CMP においてスラリーの過酸化物含有量の評価に最適な技術として認められています。新たに考えられた多くのプロセスフローでは、CMP が回路構造構築に重要なツールとして使用されており、CMP のステップ数が大幅に増えています。そのため、スラリー組成が仕様から逸脱した場合、歩留まり損失が発生する可能性も高くなっています。自動滴定は、非常に正確な計測結果が得られる一方で、大きな資本投資と継続的なメンテナンス費用の負担が必要であり、所定の間隔で別々のサンプリングが行われるだけです。スラリーを消費しない屈折率の連続計測を利用すると、製造工場はスラリー組成異常を迅速に特定し、危険にさらされるウエハーの数を減らすことができます。 

インライン屈折率モニタリングによる CMP スラリー異常検出

インライン屈折率計測は、最先端の製造工場における CMP スラリーブレンドおよび供給システムの異常検出に最適な技術として認められています。屈折率のサンプリングなしの連続計測を利用すると、製造工場はスラリー組成の変化を迅速に特定できます。

特定のスラリーの温度/屈折率の特性に合わせて校正を行った後は、屈折率計測により、銅とタングステンの両方のスラリーについて、スラリー内の過酸化水素の濃度を重量比 ±0.02% 以内の精度で求めることができます。この最先端の製造工場での長期研究では、低ノード技術である CMP プロセスの計測により、3 年間、スラリーブレンダータンクの定期洗浄以外の機器メンテナンスを行うことなく、高い信頼性でスラリー組成が検出されました。 

半導体製造用のケミカル製品の現場での化学的モニタリング

流入薬液の品質はケミカル製品サプライヤーに委ねられてきました。半導体製造工場がサプライヤーによるプロセス化学の問題を見つけることは大変難しく、できてもごく限られた範囲にとどまっています。製品は、サプライヤー、機械、人間など原因が何であれ、流入薬液の変化の影響を受けることがわかりました。実際、製品は薬液のモニタリング方法として使用されていると言うこともできます。ここでは、さまざまなモニタリング方法について説明し、多岐にわたる半導体化学の費用対効果の高いアプリケーションを実現するためのベストプラクティスを提案します。問題全体は 1 つのデバイスや方式で解決できるものではなく、デバイス一式を見直し、薬液供給領域に関する基本的な考え方を変える必要があります。研究結果の補足や裏付けとなるデータやその他関連する実験結果についても説明します。