CMP後洗浄技術の開発動向と洗浄後評価技術

１．半導体製造におけるCMP技術の動向とCMP後洗浄の課題

(株)荏原製作所　今井 正芳 氏

【本講座で学べること】
まだ、半導体関連の会社に入社されてから2〜3年の若手技術者や新人（デバイスメーカー、装置メーカー、材料メーカー、純水・薬液メーカー、分析機器メーカーなど）の方や、半導体製造に興味のある学生さんなど向けに、半導体製造工程の平坦化技術「CMP」の基礎を習得したい方。また、半導体洗浄の基礎についてもCMP以外にも少し触れるので、洗浄工程にも興味のある方向けに理解していただく。

【講座概要】
半導体製造工程の中の平坦化プロセスであるCMPについて、平坦化=研磨工程で行われるプロセス基礎技術およびその後の洗浄工程について詳しく解説。また、今後のCMPの課題についても述べる。

１．はじめに・・・2030年に向けたSEMI・CMP市場

２．半導体製造におけるCMP工程の概説
　2.1 CMP(Chemical Mechanical Polisher/Planarization)とは
　2.2 CMPポリッシャ部の基本構成
　　2.2.1 原理
　　2.2.2 研磨ヘッドの種類と歴史
　　2.2.3 エンドポイントセンサの種類、機能、用途、特徴
　　2.2.4 装置構成（研磨部、洗浄部、搬送部）

３．半導体業界の洗浄工程について
　3.1 工程数（Logic, NAND, DRAM)

４．一般洗浄とCMP後の洗浄

５．Cu洗浄と腐食

６．今後のCMP後洗浄

７．まとめ

【質疑応答】

２．Siウェーハの汚染要因と洗浄技術の重要性と将来展望

グローバルウエーハズ・ジャパン(株)　泉妻 宏治 氏

【本講座で学べること】
・半導体シリコンウェーハの市場動向
・シリコンウェーハの特徴とその製造方法
・シリコンウェーハの洗浄技術の歴史とそのコンセプト
・シリコンウェーハの洗浄技術の将来展望(サイエンスとAIとの融合、デジタルツイン)

【講座概要】
半導体デバイスが多様化するが、シリコンウェーハへの要求は依然として年々厳しくなっており、特にウェーハ表面の微小サイズ、20nm以下のパーティクルの管理が必要になっている。また、ウェーハ表面の金属汚染、表面粗さも管理が重要になっている。
このウェーハ特性を満たすために、シリコンウェーハの洗浄技術について、3つ重要な要素として、�@汚染除去、�A汚染の再付着防止、および�B表面Siのエッチングがある。
さらに、洗浄技術のコンセプトは清浄な表面を維持しながら問題となる汚れを洗浄するために、バッチ式または枚葉式の洗浄方式、薬液種、プロセスを組み合わせて構築する。
今後、洗浄技術をシリコンウェーハ表面の界面化学反応を含めたサイエンスとAI(人工知能)を融合させることで、プロセスのFlexibility高くなる。それによって、将来の半導体デバイスからの要求を先取りする技術開発が重要になってくる。

１．半導体デバイス・ウェーハ市場動向

２．半導体デバイスからSiウェーハ特性への要求

３．Siウェーハの洗浄技術の重要性
　3.1 ウェーハ製造プロセスでの洗浄の役割
　3.2 ウェーハ洗浄方式の特徴と洗浄メカニズム
　3.3 微小パーティクルの除去
　3.4 微量金属不純物の除去
　3.5 Siウェーハ表面構造の制御

４．次世代洗浄技術の開発 (サイエンスとAIとの融合、デジタルツイン)

【質疑応答】

３．CMP後洗浄剤の機能設計と洗浄表面の評価技術

三菱ケミカル(株)　竹下 寛 氏

【本講座で学べること】
・半導体洗浄技術の基礎
・CMPおよび後洗浄技術のトレンド
・洗浄メカニズムの理解と洗浄剤の機能設計技術
・洗浄性、洗浄機能を評価する分析手法

【講座概要】
半導体デバイス微細化の進展や新材料導入により、CMP後洗浄技術の重要性が増している。デバイスの欠陥を減らすためには、洗浄対象に即した機能設計と、洗浄表面に対する的確な評価・解析手段が必須である。本講座では、ウェット洗浄の一般論を概説したのち、CMP後洗浄技術の基礎とそれを支える表面状態の各種評価手法について、実例を交えて紹介する。

１．序論
　1.1 半導体ロードマップと洗浄対象
　1.2 ウェット洗浄に求められる機能と課題
　1.3 CMP工程の概説
　1.4 CMP後洗浄と要求性能

２．CMP後洗浄剤の機能設計
　2.1 洗浄対象（金属配線、絶縁膜）
　2.2 洗浄課題（スラリ砥粒、金属系残渣、有機系残渣、各種腐食）
　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
　2.6 先端デバイス向けプロセスにおける特定課題
　（次世代配線金属、ハイブリッドボンディングなどの工程）

３．洗浄表面の評価技術
　3.1 製造プロセスにおけるウェハ洗浄後検査
　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（XPS、ToF-SIMS、AFM、連続電気化学還元法等）

４．まとめ

【質疑応答】