半導体・MEMSのための超臨界流体

半導体・MEMSのための超臨界流体

気体と液体の性質を併せもつ超臨界流体について,半導体・MEMSのユニットプロセスへの応用をわかりやすく解説した。

ジャンル
発行年月日
2012/09/28
判型
A5
ページ数
240ページ
ISBN
978-4-339-00837-1
  • 内容紹介
  • 目次
  • 著者紹介
  • 書籍紹介・書評掲載情報

気体と液体の性質を併せもつ超臨界流体について,その特長と,乾燥,めっき,薄膜堆積,洗浄など,半導体・MEMSのユニットプロセスへの応用をわかりやすく解説した,超臨界流体のマイクロプロセス応用としては初めての本。

1. 超臨界流体とマイクロ・ナノプロセス
1.1 超臨界流体とは
1.1.1 物質の三態と超臨界流体
1.1.2 超臨界CO2 流体の性質
1.1.3 CO2 以外の超臨界流体
1.2 マイクロ・ナノプロセスにおける超臨界CO2 のメリット
1.2.1 乾燥
1.2.2 洗浄
1.2.3 流体としての特長
1.2.4 反応場としての利用
1.2.5 安全性・リサイクル性

2. 半導体とMEMSの製造プロセス
2.1 半導体プロセス
2.1.1 半導体集積回路の歴史と特徴
2.1.2 半導体集積回路プロセス
2.1.3 超臨界流体プロセスの半導体プロセス導入に関する考察
2.2 MEMS プロセス
2.2.1 MEMS プロセスと超臨界流体への期待
2.2.2 MEMS プロセスの特徴と超臨界乾燥・洗浄
2.2.3 貫通電極と薄膜堆積
2.2.4 バイオMEMS への期待

3. 超臨界乾燥
3.1 超臨界乾燥の原理と特長
3.1.1 パターン倒れの原因
3.1.2 ライン列(高密度パターン)のパターン倒れ
3.1.3 表面張力ゼロの乾燥
3.1.4 孤立レジストラインのパターン倒れ
3.2 半導体プロセスへの応用
3.2.1 CO2 を用いた超臨界乾燥
3.2.2 フッ素系化合物を用いた超臨界乾燥
3.3 MEMS への超臨界乾燥応用
3.3.1 超臨界CO2 乾燥
3.3.2 超臨界HFE 乾燥
3.4 超臨界乾燥装置
3.5 レジストパターンの改質
3.6 まとめ

4. 超臨界流体を用いた半導体・MEMS洗浄技術
4.1 次世代半導体洗浄に超臨界流体を用いる背景
4.2 トランジスタ形成工程(FEOL)への適用
4.2.1 トランジスタ形成工程での洗浄の課題
4.2.2 超臨界CO2 によるフォトレジスト剥離・洗浄
4.3 多層配線工程(BEOL)への適用
4.3.1 多層配線工程での洗浄の課題
4.3.2 超臨界CO2 によるフォトレジスト剥離・エッチング残渣除去
4.3.3 超臨界HFE によるフォトレジスト剥離・エッチング残渣除去
4.4 大口径ウェーハへの実用化に向けて
4.4.1 超臨界CO2 によるパーティクル除去
4.4.2 物理的な補助手段の活用
4.4.3 その他の課題
4.5 MEMS 洗浄への適用
4.6 おわりに

5. 多孔質薄膜と細孔エンジニアリング
5.1 低誘電率薄膜と多孔質化
5.1.1 集積回路の高速化と多孔質薄膜
5.1.2 多孔質薄膜と超臨界CO2 流体
5.2 多孔質薄膜の作製
5.2.1 ゾル・ゲルプロセスと超臨界乾燥
5.2.2 ブロックコポリマーとテンプレート除去
5.3 細孔エンジニアリング
5.3.1 細孔形成・細孔内洗浄
5.3.2 細孔改質
5.3.3 細孔内吸着と拡散

6. めっきへの応用
6.1 めっき前処理
6.1.1 高分子材料のメタライズ
6.1.2 超臨界流体の特性と高分子内への化合物の注入
6.1.3 超臨界流体を用いる繊維・プラスチックのめっき
6.1.4 めっき繊維の特徴・機能
6.1.5 プラスチック基板のメタライズ
6.2 電気めっきへの応用
6.2.1 技術的背景
6.2.2 超臨界CO2 エマルジョン
6.2.3 超臨界CO2 エマルジョンの電気伝導性
6.2.4 SNP による金属皮膜
6.2.5 結晶粒の微細化
6.2.6 SNP の反応メカニズム
6.2.7 超臨界CO2 の役割
6.2.8 SNP 法による多孔薄膜
6.2.9 無欠陥で均一な金めっき薄膜
6.3 無電解めっきへの応用
6.3.1 無電解SNP 法
6.3.2 超微細孔への埋込み
6.3.3 高分子表面のメタライズへのSNP 応用
6.3.4 半導体プロセスへの応用
6.3.5 MEMS への応用

7. 化学的薄膜堆積
7.1 薄膜堆積プロセスの一般
7.1.1 PVD
7.1.2 CVD
7.1.3 液相法
7.1.4 薄膜堆積プロセスに求められること
7.2 薄膜堆積における超臨界流体の役割
7.2.1 堆積媒体としての超臨界流体
7.2.2 超臨界流体を用いるメリット
7.2.3 半導体集積回路・MEMS プロセスにおける位置づけ
7.3 装置構成
7.3.1 密閉式
7.3.2 流通式
7.4 金属膜堆積
7.4.1 堆積機構
7.4.2 段差被覆性と埋込み性
7.5 絶縁膜堆積
7.5.1 原料化合物の溶解・再析出
7.5.2 原料化合物の化学反応
7.5.3 反応装置
7.6 まとめ

8. 超臨界流体を用いたエッチング加工
8.1 従来のエッチング手法
8.1.1 マイクロマシニングにおけるエッチング工程
8.1.2 ウェットエッチングとドライエッチング
8.1.3 等方性エッチングと異方性エッチング
8.2 超臨界流体を利用したエッチング手法
8.2.1 構造体付着/破壊の抑制
8.2.2 エッチング剤や反応生成物の除去
8.3 超臨界中でのエッチング,洗浄,乾燥一貫処理
8.4 まとめ

引用・参考文献
索引

上野 和良(ウエノ カズヨシ)

内田 寛(ウチダ ヒロシ)

生津 英夫(ナマツ ヒデオ)

服部 毅(ハットリ タケシ)

堀 照夫(ホリ テルオ)

森口 誠(モリグチ マコト)

日刊工業新聞2012年12月18日 「話題の本」欄

日刊工業新聞 「話題の本」欄に当書籍の新刊紹介が掲載されました。

「日刊工業新聞」Webページはこちら

「Electoronic Journal」(電子ジャーナル発行) 2012年10月号

上記雑誌に書評が掲載されました。

 超臨界流体は、気体と液体の性質を併せ持ち、工業的にもすでに多く実用化されている媒体である。多品種少量・高度な生産技術が求められる現在、超臨界流体の活用が必要となってきており、微細化の進む半導体プロセスや様々な構造体が複合するMEMS分野での活用が期待されている。本書は、超臨界流体のマイクロエレクトロニクスへの応用について言及した点が特徴で、既存のプロセスの代替という観点に絞って詳述した。超臨界流体について概観した後、乾燥、洗浄、薄膜堆積などといった半導体・MEMSプロセスへの応用について、わかりやすく解説している。

「Electoronic Journal」Webページはこちら