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先端半導体製造プロセスの最新動向と微細化技術

先端半導体製造プロセスの最新動向と微細化技術

~成膜技術、リソグラフィ、エッチング、CMP、洗浄~
先端半導体製造プロセスの最新動向と微細化技術の画像

目次

第1章 半導体ウェハの研磨、加工技術とイオン注入

第1節 マルチワイヤソーによるシリコンの加工とそのメカニズム
  • 1.遊離砥粒方式のマルチワイヤソー
    • 1.1 加工溝内部のスラリー挙動
      • 1.1.1 直方体工作物の場合
      • 1.1.2 円柱工作物の場合
    • 1.2 加工溝底部における砥粒挙動
      • 1.2.1 加工部に進入する砥粒の様子とその数
      • 1.2.2 加工溝底部における砥粒挙動
    • 1.3 加工中のワイヤ振動
  • 2.ダイヤモンドスラリーを利用したシリコンの延性モード加工
    • 2.1 切断面の様子
    • 2.2 延性モード加工
    • 2.3 加工後のワイヤ
第2節 ワイヤ放電加工技術を用いた半導体材料のマルチスライシング法
  • 1.マルチワイヤ放電スライシング装置構成と高速ワイヤ走行の必要性
  • 2.マルチユニット給電方式による放電スライシング
  • 3.グループ給電方式による放電スライシング
第3節 ラッピングの見える化技術と半導体基板材料向けラッピング定盤の開発
  • 1.鋳鉄定盤について
    • 1.1 鋳鉄定盤の特徴
    • 1.2 鋳鉄定盤の砥粒の挙動
    • 1.3 鋳鉄定盤の研磨性能
  • 2.研磨性能を高める砥粒の挙動
    • 2.1 メッシュ定盤の概要
    • 2.2 メッシュ定盤の研磨能率
    • 2.3 鋳鉄定盤とメッシュ定盤の研磨性能の比較
    • 2.4 メッシュ定盤上の砥粒の挙動
  • 3.新しいラッピング定盤の開発
第4節 両面研磨シミュレーション
  • 1.研磨シミュレーションの基礎
  • 2.両面研磨の計算モデル
  • 3.シミュレーションの計算例
第5節 分子動力学によるシリコンウエハの加工メカニズム解析
  • 1.分子動力学によるシリコンウエハの単粒スクラッチのシミュレーション
    • 1.1 分子動力学による化学作用援用研削の模擬検討
    • 1.2 加工変質層を伴う工作物の斜めシングルスクラッチの検討
      • 1.2.1 加工変質層を伴うシリコンウエハモデルの概要
      • 1.2.2 加工変質層を伴うシリコンウエハの斜めシングルスクラッチシミュレーション
第6節 パワーデバイス用SiC単結晶ウェハの製造プロセスと欠陥制御、高品質化
  • 1.昇華再結晶法によるSiC単結晶成長
  • 2.SiC単結晶のその他の結晶成長方法
  • 3.SiC単結晶中に存在する結晶欠陥
  • 4.SiC単結晶成長初期過程における貫通らせん転位の発生メカニズム
第7節 GaNへのイオン注入技術
  • 1.GaNへのイオン注入
    • 1.1 n型イオン注入
    • 1.2 p型イオン注入
      • 1.2.1 UHPA法
      • 1.2.2 UHPAの低温・低圧力化
    • 1.3 イオン注入のGaNパワーデバイスへの応用
      • 1.3.1 横方向拡散
      • 1.3.2 デバイスへの応用

第2章 成膜技術の開発動向と高品質薄膜の作製

第1節 半導体多層配線における成膜技術とプロセスの最適化
  • 1.半導体多層配線の概要
    • 1.1 半導体多層配線の構造・配線寸法
    • 1.2 半導体多層配線の配線材料
  • 2.半導体多層配線における成膜技術とプロセスの最適化
    • 2.1 成膜前処理技術
      • 2.1.1 ウエハ上への水素ラジカル到達のために必要な条件
      • 2.1.2 Cu膜表面における還元評価
      • 2.1.3 CuOx還元条件におけるLow-kの誘電率評価
    • 2.2 成膜技術
      • 2.2.1 Cu配線スパッタリング技術
      • 2.2.2 メタルハードマスク用TiNスパッタリング技術
第2節 ナノカーボン配線の開発動向と低抵抗化
  • 1.ナノカーボンの配線への応用形態と必要とされるプロセス
  • 2.MLGの成膜プロセス
  • 3.MLGへのドーピング
  • 4.MLG配線のインテグレーション
  • 5.グラフェンによるCu配線延命技術
第3節 磁場閉じ込め型プラズマCVDによるシリコン窒化膜形成
  • 1.ミラー磁場閉じ込めプラズマ源
    • 1.1 磁場閉じ込めの原理
    • 1.2 プラズマ源
  • 2.シリコン窒化膜形成
第4節 ALD-ZrO2核生成層を用いた高品質HfO2系強誘電体薄膜の作製とその応用事例
  • 1.HfO2系強誘電体膜の概要
    • 1.1 HfO2系強誘電体膜の特徴
    • 1.2 ALD技術を用いたHfO2系強誘電体膜の形成手法
  • 2.ALD-ZrO2核生成層を用いた高品質HfO2系強誘電体膜の作製
    • 2.1 HfO2系強誘電体膜の結晶構造制御に向けたALD核生成層の検討
    • 2.2 ALD-ZrO2核生成層の挿入位置がHfO2系強誘電体膜の結晶性及び強誘電性へ及ぼす効果
  • 3.ALD-ZrO2核生成層を用いたHfO2系強誘電体膜作製技術の応用事例
    • 3.1 HfO2系強誘電体膜の耐圧及び信頼性の向上
    • 3.2 金属-強誘電体-半導体構造への応用
第5節 高純度オゾンを用いたALDプロセスと半導体分野への応用技術
  • 1.高純度オゾン発生装置 (POG) 概要
    • 1.1 POG装置構成
    • 1.2 POGを酸化ガス源としたALDプロセス (PO-ALD) の装置構成
    • 1.3 PO-ALDプロセス中のPOG操作
  • 2.膜種およびALDプロセス条件
  • 3.TMAを用いたPO-ALD Al2O3膜質
    • 3.1 PO-ALD Al2O3膜のGPC
    • 3.2 PO-ALD Al2O3膜の比誘電率
    • 3.3 TMA PO-ALD Al2O3膜の被覆率
      • 3.3.1 H2O-ALDの被覆率と比較したPO-ALD被覆率の特徴
      • 3.3.2 Ozonizer ozone-ALDの被覆率と比較したPO-ALD被覆率の特徴
      • 3.3.3 REP-ALDおよびDPE-ALDの被覆率と比較したPO-ALD被覆率の特徴
  • 4.ORTHRUSR/3DMAS/BDEASを用いたPO-ALD SiO2膜質
    • 4.1 PO-ALD SiO2膜のGPC
      • 4.1.1 BDEASに対するALD酸化種とGPCの関係
      • 4.1.2 PO-ALDに対するプリカーサーとGPCの関係
    • 4.2 PO-ALD SiO2膜の電気的特性
      • 4.2.1 I-V特性
      • 4.2.2 C-V特性
    • 4.3 PO-ALD SiO2膜の被覆率
  • 5.レジスト上にPO-ALD成膜による3D微細デバイス製造プロセスへの応用
第6節 無水ヒドラジンを用いたALDプロセスの開発とその適用事例
  • 1.窒化材料の種類
  • 2.TiN-ALDプロセス
  • 3.SiN-ALDプロセス
  • 4.AlN-ALDプロセス
  • 5.TaN-ALDプロセス
第7節 ALD原料の要求物性、開発動向と成膜プロセス
  • 1.ALD原料の要求物性
    • 1.1 適度な揮発性
    • 1.2 高い熱安定性
    • 1.3 高い反応性
    • 1.4 原料の高純度
    • 1.5 適切なALD Window
    • 1.6 膜中の低い残留不純物
    • 1.7 基板や既存膜への無腐食性
  • 2.ALD原料の開発動向
    • 2.1 新規材料の探索と新規ALD用原料の開発
    • 2.2 製造現場からのニーズ
  • 3.ALDプロセス
第8節 枚葉式半導体成膜装置向け高精度温度分布制御システムSumiTune
  • 1.緒言
  • 2.半導体成膜装置について
  • 3.SumiTuneの概要
    • 3.1 SumiTune Heaterの特長
    • 3.2 SumiTune Controllerの特長
    • 3.3 SumiTuneシステムの特長
      • 3.3.1 様々な温度分布に対応
      • 3.3.2 1Wレベル調整で非対称性要素に対応
      • 3.3.3 開発にかかる時間とコストを圧縮可能
  • 4.開発結果

第3章 レジスト材料の開発動向と塗布、除去技術

第1節 ポジ型フォトレジスト用樹脂への柔軟性付与技術
  • 1.クレゾールノボラック樹脂の架橋剤に着眼した技術開発
    • 1.1 架橋剤に着眼した分子設計
    • 1.2 自由連結鎖あるいは側鎖構造を組み込んだノボラック樹脂の合成
    • 1.3 自由連結鎖を組み込んだノボラック樹脂の構造解析
    • 1.4 自由連結鎖あるいは側鎖構造を組み込んだノボラック樹脂の柔軟性と描画能
    • 1.5 まとめ
  • 2.ノボラック樹脂のフェノール成分に着眼した技術開発
    • 2.1 フェノール成分に着眼した分子設計
    • 2.2 イソプロピリデン基等を組み込んだビスフェノール型ノボラック樹脂の合成
    • 2.3 ビスフェノール型ノボラック樹脂の柔軟性と描画能
    • 2.4 ビスフェノール型ノボラック樹脂の柔軟性と描画能への水素結合の影響
    • 2.5 まとめ
第2節 リソグラフィ用水現像性レジスト材料の開発
  • 1.リソグラフィ用水現像性レジスト材料
    • 1.1 背景
    • 1.2 アミロース・アミロペクチン高分子系リソグラフィ用ネガ型水現像性レジスト材料
    • 1.3 有機溶媒や強アルカリ・強酸を不要とするエコフレンドリーなリソグラフィ製造プロセス
    • 1.4 アミロース・アミロペクチン高分子系リソグラフィ用ポジ型水現像性レジスト材料とプロセス
  • 2.フォトリソグラフィ用ネガ型水現像性レジスト材料の物性
    • 2.1 フォトリソグラフィ用ネガ型水現像性レジスト材料の感度曲線と膜厚均一性
    • 2.2 フォトリソグラフィ用ネガ型水現像性レジスト材料の表面加工結果
    • 2.3 フォトリソグラフィ用ポジ型水現像性レジスト材料の感度曲線と膜厚均一性
    • 2.4 フォトリソグラフィ用ポジ型水現像性レジスト材料の表面加工結果
第3節 EUVリソグラフィ用メタルレジストの開発動向と課題
  • 1.メタルレジスト開発の変遷
    • 1.1 Inpria
    • 1.2 Cornell University
    • 1.3 College of Nanoscale Science and Engineering
    • 1.4 EUVL Infrastructure Development Center, Inc (EIDEC)
    • 1.5 The University of Queensland
  • 2.最新動向と課題
第4節 バイオマスを用いたEUVレジストの開発とその特性
  • 1.バイオマスEUVレジストとその特徴
    • 1.1 バイオマスのリソグラフィ材料への適用
    • 1.2 バイオマスEUVレジストのコンセプト
    • 1.3 製造方法
    • 1.4 バイオマスEUVレジストの特性
      • 1.4.1 既存レジストとの性能比較
      • 1.4.2 解像度向上に向けて
      • 1.4.3 レジストの構造と性能向上の指針
      • 1.4.4 高解像性能の確認
  • 2.バイオマスEUVレジストに適したプロセス
  • 3.バイオマスを用いた半導体材料の今後の展開
第5節 レジスト塗布時に発生する膜厚ムラの形成機構
  • 1.液膜の塗布・乾燥に関わる基礎物理現象
    • 1.1 塗膜の物性値
    • 1.2 表面張力とラプラス圧
    • 1.3 マランゴニ効果
    • 1.4 Marangoni-Benard 不安定性
    • 1.5 液膜流れを記述する潤滑方程式
    • 1.6 濃度場の支配方程式
  • 2.放射状のスジムラ:Striation
  • 3.基板端部の隆起:Edge-bead
第6節 原子状水素を用いたレジスト除去技術
  • 1.原子状水素発生装置
  • 2.レジストの熱収縮、レジスト除去速度の水素ガス圧依存性、基板への影響
  • 3.追加ベーク温度、時間に対するレジストの熱収縮率評価結果
  • 4.水素ガス圧力を変化させたときのレジスト除去速度
  • 5.到達基板温度とレジスト除去速度との関係
  • 6.原子状水素照射によるPoly-Si、SiO2、SiN膜のパターン形状への影響
第7節 オゾンアッシングを用いたレジスト除去技術
  • 1.新規なレジストアッシング装置
  • 2.評価したレジスト
  • 3.レジストのアッシングレートの評価
  • 4.イオン注入レジストの除去性
第8節 レーザーを用いたレジスト除去技術
  • 1.532nmの波長でのレーザーによるレジスト剥離
  • 2.HMDS処理の有無、プリベーク条件によるレジスト剥離性
    • 3.266nmの波長でのレーザーによるレジスト剥離性
第9節 イオンビーム照射レジストに対する湿潤オゾンによる除去
  • 1.イオン注入量を変えたレジストの湿潤オゾンによる除去性の実験方法
    • 1.1 イオン注入レジスト
    • 1.2 イオン注入レジストの湿潤オゾンによる除去
    • 1.3 微小押し込み硬さ試験によるレジストの塑性変形硬さ測定
    • 1.4 高濃度湿潤オゾンによるイオン注入レジストの除去
    • 1.5 加速エネルギーの異なるイオン注入レジストの湿潤オゾンによる除去とレジスト変質層の評価
    • 1.6 イオン注入PVPの湿潤オゾンによる除去
      • 1.6.1 イオン注入PVP
      • 1.6.2 SIMSによるイオン注入PVP変質層の膜厚測定
      • 1.6.3 FT-IRによるイオン注入PVPの分光学的評価
  • 2.注入イオン種及びイオン注入量の異なるレジストの除去の結果
  • 3.高濃度湿潤オゾンによるイオン注入レジストの除去
  • 4.加速エネルギーの異なるイオン注入レジストの湿潤オゾンによる除去
  • 5.イオン注入されたPVPの湿潤オゾンによる除去
  • 6.SIMSによるイオン注入PVP変質層の膜厚測定
  • 7.FT-IRによるイオン注入PVPの分光学的評価
第10節 酸素マイクロバブル水による芳香族分解
  • 1.実験方法
    • 1.1 MBの発生方式
    • 1.2 酸素MB水による有機物処理
      • 1.2.1 メチレンブルーの処理方法
      • 1.2.2 サリチル酸の処理方法
  • 2.メチレンブルーを用いたヒドロキシラジカルの検知結果
  • 3.酸素MB水によるサリチル酸分解結果
  • 4.酸素MB水処理によるサリチル酸の化学構造変化
第11節 EUVレジストの評価技術
  • 1.EUVレジストの透過率測定法
  • 2.実験装置
    • 2.1 透過率測定システム
    • 2.2 透過率測定用メンブレン基板
  • 3.実験結果
  • 4.HfO2添加の効果の確認

第4章 次世代リソグラフィ技術の開発動向と微細化技術

第1節 EUVリソグラフィの最新動向と課題解決への技術開発
  • 1.極端紫外線リソグラフィとは
  • 2.極端紫外線リソグラフィの技術課題
  • 3.EUVマスク技術
  • 4.EUVレジスト材料・プロセス技術
  • 5.EUVリソグラフィの今後について
第2節 レーザー生成プラズマEUV光源の開発動向と微細化への対応
  • 1.レーザー生成プラズマEUV光源の課題
  • 2.レーザー生成プラズマEUV光源の基礎
  • 3.レーザー生成プラズマEUV光源の状況
    • 3.1 EUV露光機の状況
    • 3.2 EUV光源の駆動用レーザーの状況
    • 3.3 EUV光源の高速イオンデブリの状況
    • 3.4 そのほかのレーザー生成プラズマEUV光源の状況:beyond EUV (B-EUV) 光源
第3節 ERLを用いた高出力EUV-FEL光源の研究開発
  • 1.背景
    • 1.1 EUVリソグラフィの現状と課題
    • 1.2 自由電子レーザー (FEL)
    • 1.3 エネルギー回収リニアック (ERL)
  • 2.ERLを用いたEUV-FEL光源
    • 2.1 入射部
    • 2.2 主リニアック
    • 2.3 アーク部
    • 2.4 アンジュレータシステム
    • 2.5 光ビームライン
  • 3.EUV-FEL光源の特長
    • 3.1 高出力特性
    • 3.2 Beyond EUV光源へのアップグレード
    • 3.3 偏光制御
    • 3.4 消費電力とコスト
  • 4.EUV-FEL光源の概念実証
第4節 ナノインプリントリソグラフィの離型メカニズムと欠陥対策
  • 1.接着と剥離の物理化学と表面エネルギー
  • 2.離型のメカニズム
    • 2.1 シミュレーションモデル
    • 2.2 離型のメカニズム
  • 3.離型欠陥の抑制
    • 3.1 機械的アプローチ
    • 3.2 化学的アプローチ
第5節 半導体製造用ナノインプリントリソグラフィ技術の最新開発状況
  • 1.J-FILプロセスの概要
  • 2.ナノインプリント装置の構成
  • 3.マスクの構造及び押印方法
  • 4.ナノインプリントリソグラフィの性能
    • 4.1 欠陥 (Defectivity)
      • 4.1.1 マスク欠陥
      • 4.1.2 インプリント欠陥
      • 4.1.3 欠陥性能の推移
    • 4.2 パーティクル (Particle)
      • 4.2.1 パーティクル性能の推移
    • 4.3 オーバーレイ (Overlay)
      • 4.3.1 オーバーレイ性能の推移
    • 4.4 スループット (Throughput)
      • 4.4.1 レジストドロップの小滴化
      • 4.4.2 クラスタシステム
      • 4.4.3 スループット向上の推移
第6節 単分散ブロック共重合体の合成とシングルナノ相分離構造の構築
  • 1.ミクロ相分離構造の微細化法
  • 2.単分散 BCP の合成
    • 2.1 多段階反応による合成
    • 2.2 クロマトグラフィーによる精製
    • 2.3 単分散体の利用
      • 2.3.1 天然高分子の使用
      • 2.3.2 巨大分子の利用
  • 3.単分散 BCP が形成するナノ構造体
    • 3.1 直鎖状単分散 BCP の自己組織化挙動
    • 3.2 トポロジーが異なる単分散 BCP の自己組織化挙動

第5章 ドライエッチング技術の開発動向とプロセス制御

第1節 反応性プラズマの計測法とモニタリング技術
  • 1.プラズマの発光分光計測
    • 1.1 プラズマの発光の起源および線スペクトル発光強度
    • 1.2 プラズマ中の衝突・輻射過程とプラズマの平衡状態
    • 1.3 コロナ状態
    • 1.4 コロナ状態の発光強度
    • 1.5 発光強度に基づくラジカル密度の推定
    • 1.6 補足事項
  • 2.先進的ラジカル密度計測法
    • 2.1 閾値イオン化法
    • 2.2 プラズマと光の量子エレクトロニクス的相互作用
    • 2.3 吸収分光法
    • 2.4 レーザー誘起蛍光法
第2節 プラズマエッチングにおけるパーティクルの発生メカニズム
  • 1.プラズマエッチングにおけるパーティクルの発生
  • 2.パーティクルの検出手法
  • 3.パーティクル発生メカニズムの検証
第3節 高アスペクト比エッチングにおけるプラズマの挙動と表面反応の制御
  • 1.先進半導体デバイスの対象
    • 1.1 相補型電界効果トランジスタ (CMOS-FET)
    • 1.2 ダイナミックメモリのキャパシタセル
    • 1.3 フラッシュメモリ
    • 1.4 イメージセンサ,マイクロ電気機械システム (MEMS)
    • 1.5 配線
  • 2.高アスペクト比エッチングが生まれる歴史
  • 3.高アスペクト比エッチングの手法 (1) サイクルエッチング
  • 4.高アスペクト比エッチングの手法 (2) 反応性イオンエッチング
  • 5.プラズマエッチングの原理
    • 5.1 プラズマが使われる理由
    • 5.2 物理的スパッタリング
    • 5.3 化学的反応性イオンエッチング
  • 6.容器内のラジカル輸送とその付着・反応
  • 7.イオンシース
  • 8.プラズマ中のイオン・ラジカルの生成過程
    • 8.1 エッチャントが生まれる仕組み~電子衝突反応
    • 8.2 エッチャントの生成の制御~ガス分子デザイン
  • 9.チャージング現象
    • 9.1 パルス放電と負イオン
  • 10.クライオ (低温) エッチング
  • 11.高アスペクト比エッチングを実現するためには
    • 11.1 微細構造 (孔や溝,ピラーやフィン) の側壁と底部の反応
    • 11.2 微細構造内の活性種の輸送と付着反応
  • 12.計測と計算,そして理論
第4節 物理スパッタリング率のデータ駆動解析
  • 1.単原子イオン物理スパッタリング
    • 1.1 物理スパッタリングの理論評価式
  • 2.データ駆動科学手法による理論モデルへの示唆
    • 2.1 物理スパッタリング収率の重要な特徴量
    • 2.2 機械学習手法に関する考察
  • 3.解析手法
    • 3.1 解析手法の概要
    • 3.2 それぞれの要素の説明
  • 4.解析結果
    • 4.1 E_maxに対する説明変数集合重要性
    • 4.2 E_thに対する説明変数集合重要性
    • 4.3 Ion, Surfaceグループの重要性の評価
  • 5.今後の方向性
    • 5.1 山村・俵の式のパラメタの再評価
    • 5.2 物理スパッタリングの”第一原理”シミュレーション
    • 5.3 数値データの公開
    • 5.4 単原子物理スパッタリング収率の予測モデル
第5節 原子層エッチングの原理、手法と開発事例
  • 1.先端ロジックの微細化トレンド
  • 2.原子層エッチングの原理
  • 3.原子層エッチングの手法
    • 3.1 ハロゲンとアルゴンイオンを用いる異方性ALE
    • 3.2 フルオロカーボンアシストを用いる異方性ALE
    • 3.3 有機金属錯体反応を用いた等方性ALE
    • 3.4 プラズマ照射と熱サイクルを用いた等方性ALE
  • 4.原子層エッチングの開発事例
    • 4.1 プロセスフロー
    • 4.2 装置
    • 4.3 実験結果
      • 4.3.1 表面原子層反応
      • 4.3.2 300 mmウェハ対応装置を用いた原子層エッチング
第6節 半導体製造プロセスにおけるガス流量制御系の開発と最適化
  • 1.流量制御機器への要求と開発の課題
    • 1.1 流量制御機器への要求と課題
    • 1.2 流量制御機器の開発課題
  • 2.流量制御系の設計と最適化
    • 2.1 流量センサの特徴
    • 2.2 熱式MFCの制御系設計と最適化
      • 2.2.1 熱式MFCの構成と特徴について
      • 2.2.2 熱式MFCの制御対象について
      • 2.2.3 制御対象について
      • 2.2.4 制御系の設計課題
      • 2.2.5 熱式MFCの制御系設計
      • 2.2.6 実験結果について
    • 2.3 圧力式MFCの制御系設計と最適化
      • 2.3.1 圧力式MFCの構成と特徴について
      • 2.3.2 圧力式MFCの制御系について
      • 2.3.3 制御系の設計課題
      • 2.3.4 評価関数と最適化について
      • 2.3.5 最適化および実験結果について
第7節 半導体製造プロセス向けサファイア隔膜真空計の開発と高機能化
  • 1.サファイアを用いたセンサチップ
    • 1.1 サファイアの特性
    • 1.2 サファイアの加工
      • 1.2.1 ドライエッチング
      • 1.2.2 直接接合
      • 1.2.3 拡散接合
  • 2.圧力センサ概要
    • 2.1 サファイアを使用した圧力センサ
      • 2.1.1 センサチップ構造
      • 2.1.2 センサパッケージ
    • 2.2 後継機に向けた改善
      • 2.2.1 センサチップ構造
      • 2.2.2 センサパッケージ
      • 2.2.3 製品としての特長
  • 3.センサ特性
  • 4.耐デポ性能
    • 4.1 改良品のデポ対策
      • 4.1.1 微細凹凸ダイアフラム
      • 4.1.2 応力バランス構造

第6章 ウェットエッチング技術の開発動向

第1節 極低濃度アルカリ水溶液を用いたシリコンのウェットエッチングと加工現象
  • 1.高濃度アルカリ水溶液を用いた単結晶シリコンのウェットエッチング加工
  • 2.極低濃度アルカリ水溶液を用いた単結晶シリコンのエッチング特性
    • 2.1 極低濃度KOH水溶液でのエッチング特性
    • 2.2 極低濃度TMAH水溶液でのエッチング特性
    • 2.3 極低濃度KOH水溶液での微細構造体製作事例
  • 3.低濃度アルカリ水溶液を用いた液滴エッチング方法
    • 3.1 低濃度アルカリ液滴を使用した液滴エッチング
    • 3.2 5wt%KOH水溶液液滴を用いた液滴エッチング特性
第2節 金属援用エッチングのメカニズムとポーラスシリコンの形成技術
  • 1.金属援用エッチングのメカニズム
  • 2.金属の種類による違い
  • 3.ミクロ・メソポーラス層の形成
  • 4.エッチングの高度化
第3節 触媒アシストエッチングの反応機構と最新加工事例
  • 1.Ge表面を用いた金属アシストエッチングの基礎特性
    • 1.1 実験方法
    • 1.2 実験結果と考察
      • 1.2.1 金属微粒子を用いたエッチング実験
      • 1.2.2 金属被覆探針を用いた表面選択領域の加工実験
  • 2.金属の触媒効果を援用したSiC表面の平坦化
    • 2.1 実験方法
    • 2.2 実験結果と考察
  • 3.金属吸着を援用したエッチングによるSi表面の自己組織的なナノ加工
    • 3.1 実験方法
    • 3.2 実験結果と考察
第4節 グラフェン誘導体を触媒とした半導体の化学エッチング
  • 1.ナノカーボン触媒を用いたシリコンの化学エッチングと表面加工への展開
    • 1.1 実験方法
      • 1.1.1 酸化グラフェン材料の準備・合成方法
      • 1.1.2 シリコン表面のエッチング方法
    • 1.2 実験結果と考察
      • 1.2.1 フッ酸と過酸化水素のよるエッチング結果
      • 1.2.2 フッ酸と硝酸のよるエッチング結果
      • 1.2.3 さらなる展開に向けて

第7章 CMPプロセスの開発動向と分析、評価技術

第1節 CMPプロセスの見える化と挙動解析
  • 1.動的接触観察の方法並びにエバネッセント光の概要
    • 1.1 動的接触観察の方法
    • 1.2 エバネッセント光を利用した観察原理の概要
  • 2.不織布研磨パッドの違いによる砥粒の動的接触観察
    • 2.1 接触点断面における輝度値の評価
    • 2.2 動的接触状態における接触率の評価
    • 2.3 接触率と砥粒の追従性の関係性
    • 2.4 砥粒の追従性と研磨レートの関係性
第2節 先端半導体パッケージング向けCMPスラリーの開発とその要求特性
  • 1.CMPスラリーの基礎事項
  • 2.CMPに求められる一般的な特性とその改善方法
    • 2.1 平坦性
    • 2.2 研磨速度、選択比
    • 2.3 清浄性・欠陥
  • 3.先端半導体パッケージングにおける課題
    • 3.1 新規材料対応
    • 3.2 高研磨速度
    • 3.3 平坦性
    • 3.4 高清浄性
第3節 CMPにおけるウェハ・研磨パッド間スラリー流れの可視化
  • 1.可視化観察方法および実験装置
    • 1.1 模型実験における仮定
    • 1.2 流れの可視化方法
    • 1.3 実験装置
  • 2.可視化観察結果
    • 2.1 鉛直断面の可視化観察結果
    • 2.2 鉛直断面の流速分布解析結果
    • 2.3 水平断面の流速分布解析結果
    • 2.4 考察
  • 3.コンディショニング条件の異なる研磨パッドでの比較
第4節 CMPパッドのコンディショニング技術
  • 1.パッドコンディショナーの概略とその市場環境
  • 2.CMPにおけるパッドコンディショニングの概要
  • 3.ダイヤモンドコンディショナーの構成と特徴
    • 3.1 ダイヤモンドコンディショナーの製作方法
    • 3.2 ダイヤモンドコンディショナーの寿命に至るまでの挙動
    • 3.3 ダイヤモンドコンディショナーの長寿命化
  • 4.ファイバーコンディショナーの開発
    • 4.1 ファイバーコンディショナーの特徴
      • 4.1.1 表面基準コンディショニング性
      • 4.1.2 断続接触性と連続接触性
      • 4.1.3 微細コンディショニング性 (パッドの長寿命化)
      • 4.1.4 コンディショナーの長寿命化
第5節 低屈折率の透明樹脂パッドによるCMPプロセスのモニタリング技術
  • 1.マイクロパターンパッドの開発
  • 2.低屈折率透明パッドの開発
  • 3.低屈折パッドを用いたモニタリング手法
  • 4.形状発現型パッドの考案
第6節 CMP後洗浄技術と表面状態の評価
  • 1.CMPと後洗浄
    • 1.1 CMP後洗浄とは
    • 1.2 CMP後洗浄におけるトレンド
  • 2.CMP後洗浄剤の機能設計
    • 2.1 洗浄対象
    • 2.2 洗浄課題
    • 2.3 洗浄メカニズム
    • 2.4 洗浄剤成分と配合設計
    • 2.5 酸性洗浄剤とアルカリ性洗浄剤の比較
  • 3.洗浄表面の評価技術
    • 3.1 製造プロセスにおけるCMP後洗浄剤の性能評価
    • 3.2 砥粒除去性の評価
    • 3.3 残渣除去性の評価
    • 3.4 腐食評価、表面の酸化状態の解析

第8章 半導体の洗浄技術、メカニズムと分析、評価技術

第1節 半導体における付着、脱離のメカニズム
  • 1.原子間力顕微鏡 (AFM) による微粒子の付着メカニズム
  • 2.微粒子の付着剥離実験
  • 3.実際の微粒子の凝集挙動
第2節 半導体洗浄における洗浄機内の流れと反応
  • 1.半導体製造と洗浄
  • 2.水流の要点
    • 2.1 水流による物理的作用
    • 2.2 境界層
  • 3.洗浄装置の特徴と理解
    • 3.1 枚葉式とバッチ式
    • 3.2 洗浄機内の水流の特徴と調べ方
  • 4.枚葉式洗浄
    • 4.1 装置
    • 4.2 水の動きと水膜厚さ
    • 4.3 ノズルスイングと流れ
    • 4.4 ノズルスイングと化学反応
    • 4.5 表面反応速度解析例
  • 5.バッチ式洗浄
    • 5.1 ノズル設計
    • 5.2 水排出設計
  • 6.超音波の効果と活用
    • 6.1 超音波による水の動き
    • 6.2 超音波による気泡の動き
  • 7.化学反応
    • 7.1 化学的作用の要点
    • 7.2 薬液と作用
    • 7.3 狭い空間の洗浄における液体の動き
    • 7.4 狭い空間の表面積
    • 7.5 狭い空間に必要な薬液量の概算
    • 7.6 狭い空間に届く薬液量の概算
  • 8.課題発生時の視点
第3節 半導体ウェーハの洗浄・乾燥工程における流れの可視化と洗浄特性の解析
  • 1.流れの可視化
  • 2.半導体ウェーハのスピン洗浄流れの観察
    • 2.1 スピン洗浄におけるウェーハ表面の流れの観察
    • 2.2 ウェーハ表面の液置換挙動の観察
    • 2.3 蛍光法を用いた液置換特性の解析
    • 2.4 燐光粒子を用いたウェーハ洗浄時の液膜流れの特性評価
  • 3.半導体ウェーハのスピン洗浄後の乾燥過程の解析
    • 3.1 遠心加速度を受けるウェーハ上の液滴の挙動
    • 3.2 ウェーハ上の液滴蒸発挙動
    • 3.3 スピン乾燥におけるウェーハ端面に付着した液滴の挙動
第4節 半導体ウェハーの枚葉洗浄技術の最新動向と微細化への対応
  • 1.半導体洗浄プロセスとは
    • 1.1 プロセスの方式について
    • 1.2 枚様洗浄プロセスの内容
  • 2.先端半導体デバイス製造での枚葉洗浄プロセスの課題
    • 2.1 パーティクル制御
      • 2.1.1 欠陥密度の定義と先端デバイスでの要求値
      • 2.1.2 半導体洗浄装置でのパーティクル制御の考え方
    • 2.2 nmサイズ以下の狭所エッチングプロセス
      • 2.2.1 狭所エッチングプロセスの課題
      • 2.2.2 濡れ性の狭所内エッチングレートへの影響
      • 2.2.3 表面電位の狭所内エッチングレートへの影響
      • 2.2.4 今後の展望
    • 2.3 乾燥プロセス
      • 2.3.1 乾燥の役割
      • 2.3.2 次世代の乾燥技術:昇華乾燥
      • 2.3.3 今後の展望
  • 3.環境負荷低減に向けた取り組み
    • 3.1 環境負荷低減の要求の高まり
    • 3.2 薬液使用量の削減
      • 3.2.1 硫酸過酸化水素混合液 (SPM) 使用量 (SPM) の削減
      • 3.2.2 純水の回収・再利用時のエネルギーの低減
  • 4.シミュレーションの活用
    • 4.1 液膜シミュレーション
    • 4.2 分子シミュレーション
第5節 半導体洗浄時におけるナノ構造物の倒壊メカニズムとその透過型電子顕微鏡その場観察
  • 1.溶液試料のTEM観察手法
    • 1.1 TEM観察用の液体セルの概要
    • 1.2 液体セルの組立て順
  • 2.半導体ナノ構造物 (ナノピラー) を液体セルに準備する方法
  • 3.TEMその場観察による液体に対する半導体ナノ構造物の挙動
    • 3.1 半導体ナノ構造物の倒壊過程
    • 3.2 液体の再浸漬による倒壊したナノ構造物の回復
第6節 半導体洗浄用超純水、機能水の特性と洗浄技術
  • 1.超純水
    • 1.1 超純水の水質
    • 1.2 超純水の製造方法
  • 2.機能水
    • 2.1 機能水の意義
    • 2.2 水素水
      • 2.2.1 水素水の製造技術
      • 2.2.2 水素水による微粒子除去
      • 2.2.3 水素水による基板表面の酸化腐食抑制
    • 2.3 オゾン水
      • 2.3.1 電子デバイス製造向けオゾン水の製造方法
      • 2.3.2 オゾン水による基板洗浄事例
    • 2.4 その他の機能水
      • 2.4.1 電解水
      • 2.4.2 炭酸水、希薄アンモニア水
第7節 電子デバイスのスプレー洗浄技術と静電気障害対策
  • 1.電子デバイス製造に用いられるスプレー洗浄
    • 1.1 二流体スプレー洗浄
    • 1.2 高圧ジェット洗浄
    • 1.3 流水式超音波洗浄
    • 1.4 超音波振動体型洗浄装置
    • 1.5 各種スプレー洗浄特徴
  • 2.スプレー洗浄時の静電気障害
    • 2.1 二流体スプレー洗浄時の静電気障害
    • 2.2 二流体スプレーからの静電気の測定
    • 2.3 誘導帯電素子を用いた静電気防止方法
第8節 半導体洗浄薬液用ポリエチレン容器の要求品質と開発動向
  • 1.半導体洗浄薬液容器用高密度ポリエチレンの要求品質
    • 1.1 金属溶出量の低減
    • 1.2 微粒子数の低減
  • 2.半導体洗浄薬液容器用高密度ポリエチレンの開発動向
    • 2.1 IBCコンテナ用グレード
    • 2.2 小型容器用グレード
第9節 全反射蛍光X線分析による半導体ウェーハの汚染分析と高感度化技術
  • 1.測定原理
  • 2.装置構成
    • 2.1 X線発生装置
    • 2.2 冷却送水装置
    • 2.3 真空ポンプ
    • 2.4 装置本体
      • 2.4.1 モノクロメータ
      • 2.4.2 試料ステージ
      • 2.4.3 検出器
  • 3.定性分析と定量分析
    • 3.1 定性分析
    • 3.2 定量分析
  • 4.定量下限
  • 5.ウェーハ全面の汚染評価
    • 5.1 ウェーハ全面マッピング
    • 5.2 VPD-TXRF
  • 6.応用例
    • 6.1 SiCウェーハ上の微量分析
    • 6.2 フォトマスクサンプルの分析
  • 7.最新のTXRF分析装置
第10節 ICP-MSを用いた半導体ウェーハ中の極微量金属不純物の分析方法
  • 1.ICP-MS
  • 2.半導体製造工程における金属汚染
  • 3.半導体ウェーハ中の金属汚染分析

執筆者

  • 金沢工業大学 諏訪部 仁
  • 岡山大学 岡本 康寛
  • 株式会社 クリスタル光学 川波多 裕司
  • 防衛大学校 吉冨 健一郎
  • 茨城大学 清水 淳
  • 関西学院大学 大谷 昇
  • 名古屋大学 加地 徹
  • 株式会社 アルバック 髙澤 悟
  • 芝浦工業大学 上野 和良
  • 東北大学 後藤 哲也
  • 東京大学 女屋 崇
  • 株式会社 明電舎 亀田 直人
  • 大陽日酸 株式会社 村田 逸人
  • 株式会社 トリケミカル研究所 徐 永華
  • 住友電気工業 株式会社 先田 成伸
  • 宇部工業高等専門学校 山﨑 博人
  • 富山県立大学 竹井 敏
  • JSR 株式会社 丸山 研
  • 王子ホールディングス 株式会社 森田 和代
  • 東京都市大学 白鳥 英
  • 大阪公立大学 堀邊 英夫
  • リソテックジャパン 株式会社 関口 淳
  • 兵庫県立大学 渡邊 健夫
  • 宇都宮大学 東口 武史
  • 高エネルギー加速器研究機構 中村 典雄
  • 大阪公立大学 平井 義彦
  • キヤノン 株式会社 伊藤 俊樹
  • 北海道大学 佐藤 敏文
  • 北海道大学 佐々木 浩一
  • 国立研究開発法人 産業技術総合研究所 笠嶋 悠司
  • 名古屋大学 石川 健治
  • 国立研究開発法人 物質・材料研究機構 木野 日織
  • 大阪大学 小谷 雄大
  • 株式会社 日立製作所 篠田 和典
  • 株式会社 堀場エステック 瀧尻 興太郎
  • アズビル 株式会社 大嶽 遼平
  • 愛知工業大学 田中 浩
  • 兵庫県立大学 八重 真治
  • 大阪大学 有馬 健太
  • 京都大学 宇都宮 徹
  • 金沢工業大学 畝田 道雄
  • 株式会社 レゾナック 市毛 康裕
  • 徳山工業高等専門学校 福田 明
  • 近畿大学 藤田 隆
  • 九州工業大学 鈴木 恵友
  • 三菱ケミカル 株式会社 竹下 寛
  • 長岡技術科学大学 河合 晃
  • 横浜国立大学 羽深 等
  • 群馬大学 天谷 賢児
  • 株式会社 荏原製作所 檜山 浩国
  • 株式会社 SCREENセミコンダクターソリューションズ 佐藤 雅伸
  • 北海道大学 木村 勇気
  • オルガノ 株式会社 二ツ木 高志
  • 愛知工業大学 清家 善之
  • 東ソー 株式会社 石原 広崇
  • 株式会社 リガク 中西 基裕
  • 株式会社 イアス 川端 克彦

出版社

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お問い合わせ

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体裁・ページ数

A4判 630ページ

ISBNコード

978-4-86104-982-8

発行年月

2023年9月

販売元

tech-seminar.jp

価格

80,000円 (税別) / 88,000円 (税込)

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