2004年04月26日

乾燥

今日は大サービスで2回目やってしまおう。前回の予告の通り乾燥の話。まあ、短くてすむだろうから、2回目でもいいだろう。

乾燥というと、なんか普通にある言葉だし、そんなの大事なのかなあ、などという感想を持つかもしれないが(駄洒落ではない)、これが結構大事なのだ。

一般に乾燥工程というのは洗浄工程の後に行う。洗浄の最後は純水できれいに洗うんだけど、それをそのまま出して置いといただけでは、乾かない。当たり前だ。しかし、これが結構重要なのだ。ぬれたままだと、空気中のパーティクルも取り込んだりしてせっかく洗ったのに、また汚してしまう。

さらに最悪なのは、通称ウォーターマーク(Water Mark)なるものができてしまうことだ。洗浄のときにも少し触れたが、きれいなSiウェハー表面は水があるだけで、わずかながら酸化膜ができてしまう。これは、とても困る。本来酸化膜があるべきところじゃない所に酸化膜ができてしまうのだから、何か不具合が起こっても不思議じゃないし、実際に不具合が起こる。この水が残ったためにできる酸化膜のことをWater Markという。

また、パターン加工がされているウェハーというのは、高さ的に段差があるわけだけど、乾燥をしても十分乾燥されていないと、そのパターンの段差部分に水が残る。そのまま酸化炉とか拡散炉の高温熱処理を行う炉に入ってしまうと、水が残っている部分に酸化膜が余計についてしまうことがある。一般にはこっちのほうを特にWater Markと呼ぶんだけど、これは非常に困る。例えば後で出てくるゲート酸化膜を作る工程でこんなことが起こると、その部分の膜厚は異常に厚くなり、膜質も悪くなり、耐圧が悪くなったりする(耐圧もそのうち出てくる)。もうトランジスタとしては、ぼろぼろ。

イメージとしては、長方形のパターンの直角の角に、扇形の予期せぬ酸化膜のパターンができてしまうという感じだ。まるで扇状地みたい。

さて、乾燥には普通Spin Dryer(スピンドライヤー)という装置を使う。洗濯機のでかいような装置で、空気を引きながら、くるくる回しながら遠心力で脱水するような感じだ。一分間に何回転かは忘れたが、せいぜい1分か2分まわすと乾燥が終わる。ポイントは水から上げたらすぐ装置に入れて乾燥することだ。実は、もう一つ大きなポイントがあって、それはウェハー表面が、親水性になっているか疎水性になっているかによって乾燥がうまくいく行かないがあったりする。

一見、疎水性になっていたほうが水をはじいていいような感じもするが、実はそうでもない。疎水性になっていると、上に述べたパターンの角っこで、水が止まってしまいそのまま残る場合がある。それに対して、表面が親水性の場合は、遠心力でつーーって感じできれいにウェハーの端まで流れて行ってくれるので、こっちのほうが水がきれいさっぱりなくなったりするわけだ。うーん、深いねえ。

他にも、IPA洗浄というか、IPA乾燥というのがある。これはイソプロピルアルコールにウェハーを浸けて、アルコールの揮発によって乾燥させるという方法だ。これは、うまくやらないと、アルコールのカスが残ってしまうので、使わない場合も多い。注射の消毒するときも、乾燥すると白く跡が残ったりするでしょ。

結局また長くなってしまったが、乾燥に関してはとりあえずこれで終わり。だらだら書いていただけだから、長くなってもそれほど苦労ではなかったが。次回は、いよいよ最初のパターン加工、Wellがスタートかな。
posted by ピッコロ大魔王 at 22:11| Comment(0) | TrackBack(0) | Etching | このブログの読者になる | 更新情報をチェックする
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