シリコンウェハーの精密洗浄にメタルフリーのオゾン水生成装置

課題　ー高度化する精密洗浄要求（微細パーティクル除去）と、薬液・物理洗浄の限界

• ナノレベルのパーティクル除去が求められ、洗浄要求が高度化
  洗浄レベルが年々高度化し、ナノレベルのパーティクル除去が必要な時代になりました。従来の「ただ洗う」だけでは成立しにくく、工程として高度な処理が求められています。
  　
• 表面に力をかける物理洗浄では、最終工程でのリスクがある
  物理的にこする／超音波などの方法もありますが、最終段階では表面に力を加えたくないため、繊細な洗浄手段が必要です。
  　
• 薬液代替・工程最適化の観点から、安定したオゾン水供給が必要
  精密洗浄では、工程内の役割に応じた薬液・処理の最適化が重要です。オゾン水を安定供給できる装置構成が求められていました。
  　

解決　ーメタルフリーオゾン水生成装置を最終工程付近に組み込み、酸化膜形成→除去で洗浄性能を強化

メタルフリーのオゾン水を用いてウェハー表面に酸化膜を形成し、その後に希フッ酸で除去することで、微細パーティクルを酸化膜と一緒に除去する洗浄方式を採用しました。

製品の活用方法　ー枚葉式自動洗浄装置（ファイナルクリーナー工程）に接続して運用

① 精密洗浄工程（最終段階に近い工程）でオゾン水洗浄を実施（ファイナルクリーナー工程）

② オゾン水で表面に酸化膜を形成し、希フッ酸で除去してパーティクルを酸化膜とともに除去

③ 枚葉式自動洗浄装置へ接続して運用し、300mmシリコンウェハーまで対応

20L30P使用例

枚葉式自動洗浄装置スプレータイプ

導入後の成果：装置横に設置しやすい運用性と、要求レベルに応じた精密洗浄工程への適用

精密洗浄の高度化に合わせ、最終工程付近の洗浄装置へオゾン水生成装置を組み込み。コンパクト性とコスト面のバランスも評価されています。

• コンパクトで装置横に並べやすい
  小型で洗浄装置と一緒に並べるのに便利だった点が導入理由の一つ。設置性の良さが評価されました。
  　
• 価格・重量が想定より抑えられ、導入判断がしやすい
  リーズナブルであることに加え、重量や予算面でも想定より抑えられたことがメリットとして挙げられています。
  　
• 高濃度・大流量のメタルフリーオゾン水を、用途に合わせて仕様調整できる
  OWF-C20L30P（オーダーメイド仕様）は、旋回流式溶解法により高濃度（20mg/L）×大流量（30L/min）の供給が可能で、用途に応じた仕様変更にも対応しています。
  　

お客様の声

精密洗浄の要求レベルが上がる中で、最終工程付近では表面に力を加えたくないため、オゾン水を使った洗浄が必要になってきています。弊社としては、枚葉式自動洗浄装置に接続して、精密洗浄工程で活用しています。

製品選定では「コンパクトであること」「装置横に並べやすいこと」「価格がリーズナブルであること」を重視しました。重量・予算も想定より抑えられました。今後の改善点としては、消耗品部品の長寿命化や耐圧性、メンテナンスの軽減、炭酸ガス・酸素供給の簡易化に期待しています。

インタビュー

――業務内容を教えてください。

私どもは主として半導体のシリコンウェハーの表面処理の装置をメインとして製造販売しています。表面処理と言いますのは、まずウェハーの精密洗浄。それから表面のエッチング。それからレジストを除去する。それから現像処理をする。そうした表面処理の装置を製造販売をしています。

また、弊社は創業当時から半導体製造装置に特化して事業を行っているので、自社製品は勿論ですが、他社製品のメンテナンスまで対応することができます。

初めはドラフトチャンバーとか、そういう手動式の簡単なものから立ち上げて、そこから段々と高度化した製品を取り扱っています。

――用途について教えてください。

うちにくるお客さんは、半導体業界の中でもいわゆるウェハーメーカー、材料メーカーが精密洗浄用に使います。精密洗浄の形式は枚葉式やバッチ式に分かれます。さらに、バッチ式に関しては、弊社にはウェハーだけを搬送する装置がありますので、それもセットでシステム化して売っております。最近の納品先は中国など、海外が多いですね。

画像提供：ジャパンクリエイト株式会社

――精密洗浄と言いますと、具体的にどういったことなんでしょうか？

　シンプルに言うと、ウェハー表面のパーティクルを除去することです。ただ、求められる洗浄のレベルがどんどん高度化して、ナノレベルのパーティクルを除去する時代になっていますので、それに伴ってただ洗浄するというわけにはいかず、オゾン水を使って表面に酸化膜を作ってフッ酸で除去するといった、非常に高度なものとなってきています。

　元々は、表面を物理的にこするとか、超音波をウェハーにかけて除去するとか物理的な方法も行われていましたが、ナノレベルの微細なパーティクルを取るには、もっとソフトタッチに表面のごみを取りたいということでオゾンを使うということになってきています。

　具体的にはオゾン水で、その表面に酸化膜を作って、そのあと希フッ酸で除去するということで、パーティクルを酸化膜と一緒にとっちゃうと言うことですね。

　半導体基板の洗浄には、工場によっては１０近い洗浄機を通すのですが、その中でも最終段階に近いところの１台にオゾンを使った洗浄を行います。業界ではファイナルクリーナーと呼ぶのですが、その段階では極力物理的に表面に力を加えたくないので、やはりオゾンを使いたいということになります。

――製品を選んだ理由と、よかった点について教えてください。

やはりまずはコンパクトであるということ。もちろん値段もリーズナブルなものでないといけないし、小型だから我々の装置と一緒に並べるのに便利だということで。重量も予算も想定よりちょっと少なく済んだんですね。

――改善してほしい点について教えてください。

消耗品のような部分を、長寿命で、圧力とかに耐えるといったような、その辺をちょっと改善して欲しいですね。メンテが少なくて、メンテしなくてもいいものがいいですね。それとやはりオゾン水には炭酸ガスとか酸素とか供給するのがもうちょっと簡易的にできればいいなあと思っています。

――ありがとうございました。

使用機種の詳細はこちらから

メタルフリーオゾン水生成装置シリーズ OWF-C20L30P　オーダーメイド仕様

オゾン水濃度20mg/L、オゾン水流量30L/min。旋回流式溶解法（当社独自技術）により、メタルフリーのオゾン水を高濃度、大流量で供給できます。ご要望に応じて細かい仕様を変更可能です。

※弊社のホームページ上に掲載されていない製品となります。詳しくはお問い合わせください。

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