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Particle濃度が高すぎるとウェハの品質に影響を与える？

実績｜Particle濃度が高すぎるとウェハの品質に影響を与える？

半導体プロセスでは、微粒子がプロセスの安定性に影響を与える可能性があります。微粒子の濃度が高すぎると、材料の除去や堆積の不均一が発生し、ウェハ品質に悪影響を及ぼすことがあります。

微粒子（Particle）濃度が高すぎることによる影響

微粒子の発生原因：
半導体プロセスでは、微粒子とは非常に小さな固体または液体の粒子を指し、その直径は通常マイクロメートル（µm）またはナノメートル（nm）単位です。これらの微粒子はプロセスの不安定要因となり、エッチング、堆積、フォトマスクプロセスなどで微粒子の濃度が高くなると、材料の除去や堆積の不均一が発生し、デバイスの品質低下や不良品の発生リスクが高まります。

微粒子の発生要因：
微粒子の発生原因は多岐にわたり、内部要因と外部要因に分けられます。装置内部の部品の摩耗により微粒子が発生することがあります。例えば、搬送システム、ベアリング、シールなどの部品は長期間の運転により摩耗し、微細な粒子を放出する可能性があります。

また、プロセス中の化学反応により材料が分解したり副生成物が発生したりすることがあります。例えば、特定の化学プロセスでは、ガスや液体の反応によって微細な固体が形成されることがあります。

外部環境の要因としては、空気中の塵埃、露点変化などが装置内の微粒子レベルに影響を与える可能性があり、クリーンルームの管理が半導体プロセスで非常に重要である理由の一つです。さらに、作業員の衣服、靴、工具なども微粒子を持ち込む可能性があり、クリーンルームでは作業員の服装や行動が厳格に管理されます。

そのほか、装置の設計自体が微粒子発生の原因となることもあります。装置が動作中に摩擦を生じることで微粒子が放出される可能性があります。また、プロセスに使用される材料の品質も重要であり、低品質の材料には不純物が含まれている可能性があり、それが微粒子の発生につながることがあります。

微粒子の発生を抑えるには？
微粒子の発生を抑えるためには、装置の定期的な清掃とメンテナンスを行い、高品質な材料を使用し、厳格なクリーンルーム管理基準と作業手順を実施する必要があります。また、クリーンルーム内の微粒子濃度を定期的に測定することで、濃度の上昇を早期に検出し、適切な対策を講じることが可能です。さらに、装置カバーや防塵カバーを適切に使用することで、微粒子の侵入や拡散を防ぐことができます。

監視システムの導入

IIoT 無限。インダストリアルIoT
インダストリアルIoTワイヤレス微粒子監視システムを活用することで、0.3µm～10µmの範囲でリアルタイム監視が可能になります。このシステムは独自のワイヤレス信号送受信機能を備えており、1GHz以下の周波数帯を使用することで工場内の無線信号に干渉せず、低周波の透過能力を有します。配線工事のコストを大幅に削減し、監視コストを抑えることができます。

主システムは最大300か所の監視ポイントを拡張可能で、コストパフォーマンスに優れ、巡回検査の人員削減にも貢献します。リアルタイムで粒子濃度を監視し、閾値を超えた場合には即時アラートを発報し、異常を迅速に検出できるようになります。