半導体洗浄機モデル内の渦構造の時間変化

摘要

半導体デバイスを作る前工程は400程度あり，各工程間で半導体のゲートや配線間をショートさせる恐れのある微小パーティクルを取り除くために洗浄が行われる．そのため洗浄性能は最終的に作られる半導体の性能を左右する．これまで半導体の洗浄は25枚のウェハを一度に洗浄するバッチ式洗浄が一般的に用いられてきたが，近年の半導体の微細化，集積化，そしてウェハの大口径化に伴い，枚葉式洗浄と呼ばれるウェハを1枚毎に洗浄する方法も使用されている．枚葉式洗浄ではウェハを回転させ，各種薬液を塗布し洗浄を行う．そして超純水でウェハをリンスしたあと，ウェハを高速回転させ超純水を振り切り乾燥させる．この方法は，ウェハを1枚毎に処理を行うため，処理室の清浄度を保ちやすくクロスコンタミネーションの心配が少ない．その一方で，振り切り乾燥時に超純水のミストや機械部からの微小パーティクルがウェハに再付着し，半導体素子の欠陥を引き起こすことが問題となる．そのため枚葉式洗浄では，ウェハの回転やチャンバ形状による気流の乱れを最適化する必要がある．半導体の製造装置内の流れに関する研究は少なく，特に枚葉式洗浄機内の気流に関する研究論文は著者らの知る限り見当たらない．また企業において，枚葉式洗浄機内の気流に関して研究は進められていると考えられるがその詳細は公になることはない．企業では，通常重要な処理チャンバの形状や処理条件は経験的に決められていることが大半であり，洗浄性能を左右する気流や渦構造の調査，これらを基にした装置の最適化は行われていない．