利用報告書 / User's Reports | ARIM Japan公式ホームページ

【公開日：2024.07.25】【最終更新日：2024.07.05】

課題データ / Project Data

課題番号 / Project Issue Number

23UT1201

利用課題名 / Title

クリーンルーム内プロセス汚染調査（H-1）

利用した実施機関 / Support Institute

東京大学 / Tokyo Univ.

機関外・機関内の利用 / External or Internal Use

内部利用（ARIM事業参画者）/Internal Use (by ARIM members)

技術領域 / Technology Area

【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）計測・分析/Advanced Characterization（副 / Sub）加工・デバイスプロセス/Nanofabrication

【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）高度なデバイス機能の発現を可能とするマテリアル/Materials allowing high-level device functions to be performed（副 / Sub）-

キーワード / Keywords

全反射蛍光分析、クリーンルームCR内装置汚染、コンタミネーション、高品質プロセス材料/技術/ High quality process materials/technique,膜加工・エッチング/ Film processing/etching,高品質プロセス材料/技術/ High quality process materials/technique

利用者と利用形態 / User and Support Type

利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)

太田悦子

所属名 / Affiliation

東京大学大学院工学系研究科附属システムデザイン研究センター

共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes

北海道大学電子科学研究所附属グリーンナノテクノロジー研究センター　松尾保孝教授

ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes

三田吉郎

利用形態 / Support Type

（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）,技術代行/Technology Substitution

利用した主な設備 / Equipment Used in This Project

UT-862：全反射蛍光X線分析装置TXRF-3760
HK-619：ICP高密度プラズマエッチング装置（塩素）

報告書データ / Report

概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)

[目的]北海道大学電子科学研究所附属グリーンナノテクノロジー研究センター所有の塩素系エッチング装置（HK-619）について、装置クリーニング前後のメタル残留状況確認をTXRF測定（UT-862)により明確にする。
[依頼背景]
ARIM事業に参画している機関が保有する塩素系エッチャーは数が多くないため、学外からCl₂でメタルエッチングの依頼がある。一方、メタルのコンタミはエッチングに影響がでやすい。クリーニングプロセスを長めに行っているが、明確にプロセスに影響が出ていないか、メタルの残留がどれぐらいかの根拠データがない。クリーニング後のウエハ上に付着するメタル分析にTXRF装置を利用し今後のクリーニングの方針を定めたい。

実験 / Experimental

[クリーニング対象装置]高密度プラズマエッチング装置(samco:RIE-101iHs/HK-619)
[汚染解析利用装置]全反射蛍光Ｘ線分析装置（Rigaku:TXRF3760/UT-862)
[実施内容]
1:クリーニング観察用４インチSiウエハの準備
購入した４インチベアSiウエハについてそれぞれの使用前にTXRF測定を実施。空輸往復用１枚、東大CR内保管用１枚も同時測定し、全てのウエハを１枚づつウエハケースに保管および真空パックしたのちに、北海道大学の使用分を、空輸にて発送した。
2:北海道大学電子科学研究所附属グリーンナノテクノロジー研究センターにて、以下のプロセス条件にて実施した。
①ウエハNo.W3-H1 :「レシピ条件(標準クリーニング100番)・時間10min・ガスO₂ 50sccm・ICP 300W Bias 0W　圧力3.0Pa」。②ウエハNo.W3-H2 : ①実施後に「レシピ条件(標準クリーニング100番)・時間10min・O₂ ガス50sccm・ICP 300W Bias 0W　圧力3.0Pa」。③ウエハNo.W3-H3 : ②実施後に、チャンバー開放および物理的なクリーニング（拭き取りなど）→　3日間真空引き　→　ダミーウエハをセットし30minの標準クリーニング　→　「レシピ条件(標準クリーニング100番)・時間10min・O₂ガス50sccm・ICP 300W Bias 0W　圧力3.0Pa。④ウエハNo.W1-P1_HU :真空パックの状態のまま北大往復。⑤ウエハNo.W5-P2_UT :真空パックの状態のまま　東大武田先端知SCR内保管３:使用済みウエハ等の返送および東京大学でのTXRF測定と報告書の作成発送時と同じく、各ウエハを１枚づつウエハケースに保管および真空パックしたのちに、東京大学へ空輸にて返送。その後、東京大学CR保管分も含めTXRF測定。

結果と考察 / Results and Discussion

[結果]TXRFによる解析条件は以下とした
4インチSiウエハ全面（エッジ測定含む）85点を図１に示す。設定ND(Not Detected)レベルは、表１に示す。NDレベルは、検出限界を示す。検出限界は装置の設定条件に依存する。クリーニング結果について、測定前後のウエハ全5枚のTXRF測定結果についてまとめた結果は図２である。各実験条件の詳細は、実験①ウエハNo.2W3-H1の結果は図3および表3 , 実験②ウエハNo.2W3-H2の結果は図4および表4 、ウエハNo.2W4-H3の結果は図5および表5 である。
[結論]今回の結果は、物理的なクリーニング実施後のプロセスクリーニングが不十分であった可能性を示唆していた。この結果を踏まえ、クリーニング工程を再検討し次年度に再度TXRF解析を実施する予定である。
また、今回の検証により、真空パックしたウエハケースを利用することで、ウエハの配送（空輸を含む）によるコンタミは発生しないことが確認された。