『半導体洗浄技術の変遷と課題についてまとめたレポート』

『本書の特徴』(前書きを一部抜粋)
　65nmデバイスの量産化を迎え、45nm、32nm向けに新材料の検討が加速化している。FEOLでは、ゲート絶縁膜用High-K材料としてHf系のほか、La、Prなどの希土類金属も検討が進められ、メタル・ゲート材料ではRuやPtなどの貴金属まで検討対象に挙がっている。多種多様の材料が成膜される中で、汚染金属を積極的に除去する裏面の洗浄技術、さらに最近ではウェーハのベベル洗浄も重要視されている。
　また、Cu配線にLow-Kの搭載が始まり、水分による影響は無視できなくなってきた。配線工程の半分はウエット・プロセス（めっき、CMP、洗浄、ポリマ除去）であり、水分を避けることは困難である。ウエットの対策だけでは解決策がないため、設計を含めたデバイス側での対策も検討されている。
　一方、更なる微細化に伴い、微細パターンへのダメージ抑制、微小粒子の除去性能向上は急激にハードルが高くなってきた。高ドーズ・イオン注入された硬化レジストを除去する課題も微細スケーリングから生じた問題で、化学的アプローチと物理的アプローチを併用した半導体洗浄技術の開発が必須となっている。先端デバイスでは、従来より高い清浄度、そして表面の完全制御が要求されている。
　半導体洗浄プロセスは、他のプロセスとは異なり、インフラ・プロセスとしての色合いが濃く、礎となる重要なプロセスであるだけに、新規な技術の導入や評価が難しい。製造ラインの観点から半導体洗浄、ウエット・プロセスの状況も述べる。
　本書は、32nm、45nm世代に向けて難しい課題が増えつつある半導体洗浄技術を理解して頂くために、半導体洗浄技術の基本を踏まえて、先端デバイスの動向から新材料の背景や必要性を解説しながら、半導体洗浄技術の変遷と今後の課題について、初中級技術者、製造装置・材料メーカの技術者、営業技術者、大学院生向けにまとめたものである。

＜目　次＞

　第1章　洗浄プロセスの動向
　　1.1　新材料洗浄へ
　　1.2　洗浄プロセスを取り巻く環境
　　1.3　今後の洗浄プロセスの課題

　第2章　洗浄技術の概要
　　2.1　洗浄の役割と立場
　　2.2　デバイス劣化の汚染要因
　　2.3　洗浄プロセスの基本

　第3章　次世代デバイスのフロント・エンド(FEOL)
　　　　 　洗浄技術
　　3.1　序　論
　　3.2　Si表面の清浄化
　　3.3　微細化にともなう課題
　　3.4　高ドーズ注入レジストはく離
　　3.5　High-Kメタル・ゲートのウエット洗浄
　　3.6　FEOL裏面/ベベル洗浄の現状と課題
　　3.7　Siに変わる新材料のウエット処理

　第4章　次世代デバイスのバック・エンド(BEOL)
　　　　　 洗浄技術
　　4.1　BEOLの序論
　　4.2　Cu汚染のデバイスへの影響
　　4.3　BEOL裏面/ベベル洗浄の現状と課題
　　4.4　Cu/Low-Kポリマ除去の現状と課題
　　4.5　Cu/Low-K CMP、キャップ・メタル成長の後洗浄の現状と課題
　　4.6　Cu配線などの腐食問題と防食
　　4.7　BEOL洗浄技術のまとめ

　第5章　超純水・機能水・機能薬液の現状と動向
　　5.1　はじめに
　　5.2　機能水　
　　5.3　機能薬液
　　5.4　超純水と機能水の今後の展開

　第6章　洗浄・乾燥装置
　　6.1　洗浄装置の課題
　　6.2　枚葉式洗浄
　　6.3　物理洗浄　二流体洗浄
　　6.4　裏面・ベベル洗浄
　　6.5　超臨界流体
　　6.6　乾燥
　　6.7　洗浄装置の今後

　第7章　製造ラインにおけるウエット洗浄
　　7.1　製造現場の問題に対して洗浄工程は白か黒か
　　7.2　新規洗浄技術のラインへの導入課題
　　7.3　量産の課題と今後

青木秀充(アオキ　ヒデミツ）
大阪大学大学院工学研究科　電気電子情報工学専攻　准教授
工学博士

1987年　日本電気・中央研究所マイクロエレクトロニクス研究所入社　先端CMOS、SOIデバイスの研究、微細加工、表面反応の研究および64M、256MDRAMの研究開発に従事。
1993年〜2002年　日本電気・ULSIデバイス開発研究所、先端デバイス開発本部　電解イオン水の研究、先端デバイス用の洗浄、ウエット・プロセスの研究開発およびCu配線、Low-K材料の表面処理技術の開発に従事。
2002年　NECエレクトロニクス・プロセス技術事業部　90nm、65nm世代の洗浄・ウエット・プロセス開発、量産工場の支援
2005年　大阪大学

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