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株式会社フィアモ

株式会社フィアモからの提案
ウェーハ,半導体デバイス製造装置組み込みを
想定した金属モニター共同開発の提案



現在の半導体製造装置(洗浄装置やエッチング装置)は,薬液の配合濃度を調整する装置を組み込んだものは市販されているが,使用薬液中の微量不純物金属を連続測定するモニターを組み込んだ装置はない。事後の分析として,使用した薬液をサンプリングしてICP-MS,AASまたはTXRFで確認しているのが現状である。既に自立型モニターの開発は完了しているが,製造装置への組み込みを想定した小型,軽量,量産化を目指した共同開発を提案する。

●技術ニーズ
 現在の半導体製造装置(洗浄装置やエッチング装置)は,使用中の薬液の配合濃度を調整する装置を組み込んだものは市販されているが,薬液中の微量不純物金属を連続測定するモニターを組み込んだ装置はない。事後の分析として,使用した薬液をサンプリングしてICP-MS,AASまたはTXRFで確認しているのが現状である。薬液濃度調整は洗浄やエッチングの安定性確保には必要であるが,薬液のクロスコンタミ等の影響による金属汚染の可能性を軽視して長時間使用するのは得策ではない。APC(Advanced Process Control)や見える化の一環として各工程での生きた液の金属不純物管理が必要となっている。さらに太陽電池需要の急増により,シリコンウェーハ向け多結晶シリコンの需給が崩れつつあり,2007年の多結晶シリコンの生産量は約36千t,半導体向けに25千t以上,太陽電池に約20千tが必要とされ,10千t強の供給不足になるといわれている。シリコンウェーハの不足は半導体産業の足かせにもなりかねない。そこで,ウェーハロスを防ぐ生産性向上,歩留まり改善のためには,薬液濃度の調整もさることながら,各工程に使用する薬液中の金属不純物を如何に抑制し,それを工程中でどうやって短時間に確認するかが課題となる。

●研究テーマ/技術成果
 洗浄中あるいはエッチング中の薬液の不純物金属をオンラインで,しかも連続で測定できるモニターを実現するために,簡単な方法でしかもICP-MS室のような大掛かりな設備も必要としない分析技術と装置を開発した。ICP-MSやAASはArや危険なガスを使用し,且つクリーンルームで分析しなければならない。TXRFはウェーハ表面の付着金属を分析できるが,ウェーハを無駄にしなければならない。そこで,洗浄槽あるいはエッチング槽内にある薬液を直接測定することに着目した。測定したい薬液をフッ素樹脂細管で直接装置内に導入し,各種検出試薬で測定最適条件を調整し,液中の金属イオンをDPDで発色させ,吸光度を測定し金属濃度に変換する。また,FIA(フローインジェクション分析法)技術を駆使することにより連続でしかも高感度測定が可能となった。既に自立型のモニターは完成している。今後は製造装置への組み込みを想定した小型,軽量,量産化を目指すと同時に,測定金属種や測定薬液種の拡充を目指す。

●特 徴
1. 洗浄液やエッチング液を直接モニター本体に導入し,流路内で前処理を行うため,前処理操作によるクロスコンタミを防止することができ高確度の測定が可能である。
2. 洗浄装置やエッチング装置近傍に設置することができるため,オンラインで連続自動測定が可能である。
3. 測定時間を設定して自動運転することにより,洗浄液やエッチング液中の金属不純物の経時的管理が可能である。
4. 予め金属不純物の管理値を設定することができるため,管理値を超えた場合は警報を発することが可能である。
5. 測定に用いる各種検出用試薬は,超高純度薬品を使用し,特殊な材料を使用した内容器(バッグ)と樹脂製のカートリッジで構成されているため,高感度測定が可能である。


●実用化に向けた課題
自立型モニターの開発技術を生かして,
1. 組み込み可能なモニターの共同開発
2. 具体的なアプリケーションに対する共同開発
3. 薬液濃度測定と金属イオン測定を連続で行うモニターの共同開発
4. 各種機能を分割するための設計技術,プログラム開発技術,組み立て技術,量産技術へのブラッシュアップ


●今回の提案内容
 半導体製造装置への組み込みを想定した小型,軽量化を行い,量産化を目指すために,半導体製造装置特に洗浄装置やエッチング装置を生産している企業との意見交換や共同開発パートナーを募集する。

●論文/特許実績
 特許出願中:9件

●備 考
 本成果の研究開発に当たっては,新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO技術開発機構)産業技術実用化助成事業を受けました。

【本件に関する問い合わせ先】
株式会社フィアモ   技術営業部部 担当:占部
TEL:03-5468-3661 FAX:03-5468-1145
e-mail:urabe@fiamo.jp URL:http://www.fiamo.jp/

【ニュースリリースはこちら】
  ・FIAMOの開発計画を発表 [2006年11月30日]
  【関連記事】
    ・新材料導入,環境対策,APC,今後の半導体製造の必須テーマに対応した有力技術をフィアモが開発 [2005年9月9日]
    ・酸・アルカリ溶液のリアルタイム計測が可能に
     



記事要点掲載先:Tech-On!

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