半導体洗浄とは？ | 洗浄の重要性と工程・洗浄装置の解説

このページでは、半導体の品質を左右する重要な工程のひとつである「半導体洗浄」について解説します。

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半導体洗浄とは

半導体洗浄とは、半導体の表面から有機物や汚染物質、付着物（パーティクル）などの不要なものを除去する工程です。

ウエハの酸化を防ぐため、洗浄後は乾燥工程までセットで行われます。半導体製造において、半導体洗浄は半導体の品質を決める工程であり、最も重要な役割を担っていると言えます。

半導体はいくつもの工程を経て製造されるため、各工程にて汚染物質や付着物が生じ、半導体の品質に著しく影響を及ぼします。

半導体洗浄は全行程の約30％を占めているともいわれ、その除去率の高さによって生産性が変わる非常に重要な工程であるのです。

つまり半導体製造においては、洗浄の質を向上させることが半導体の技術・性能が向上につながると言っても過言ではありません。

洗浄工程のひとつである「乾燥」では、半導体の表面から水分を残留させないようにし、パーティクル（ゴミ）・金属・有機物などがウエハに付着しないようにします。

半導体の品質に直接影響する重要な工程となっています。

半導体洗浄で除去の対象となる主な汚染物質・付着物は、以下となります。

ゴミ・塵埃
ウエハを梱包から取り出す際には、工場の外気などから「パーティクル」と呼ばれるゴミや塵埃が付着します。サイズは最大で数μ m、最小では0.1 μ m 以下となります。
金属汚染
蒸発したナトリウム分子や、工場内で使っている薬液に含まれる微量な重金属原子などを指します。
有機汚染
人のフケや垢に含まれる炭素、工場内で使う薬液に含まれる微量の炭素分子などを指します。純水配管の中に潜むバクテリアなども有機汚染のひとつとなります。
油脂
人の汗に含まれる油分などを指します。
自然酸化膜
ウエハが大気に触れることで、その表面が大気中の酸素と結合し、10〜20nm（10万分の1〜2mm）の酸化膜が生じます。この酸化膜には大気中の不純物が含まれ、汚染物質のひとつという扱いになります。

一口に洗浄・乾燥と言えど、半導体の種類や性質によって洗浄工程は多岐に渡ります。

以下は一般的な洗浄工程の一例となります。

半導体洗浄装置として最も一般的に普及しているのは、「ウェットステーション（ウェットベンチ／オートフード）」です。

ウェットステーションとは、薬液の入った槽や純水の入った槽が並び、この槽の中に多数のウエハをまとめて浸すことで、汚染物を洗浄し、乾燥させる装置です。

乾燥ユニットには洗濯機の脱水と同じように回転の遠心力で脱水をする「スピンドライヤ」、アルコールの蒸発力で水分をいっしょに蒸発させる「IPA ベーパドライヤ」があります。

IPA とは「イソプロピルアルコール」の略称で、ベーパは英語で「蒸気」という意味となります。

ウェットステーションの中でも、1 つの槽で薬液洗浄と純水による水洗の両方を行うものを「ワンバス型ウェットステーション」と呼びます。

ワンバス型ウェットステーションではウエハを薬液で洗浄した後、その槽内に純水を満たし薬液を押し出したのち水洗を行うため、ウエハが大気に触れないように保てるメリットがあります。

一度に多数のウエハをまとめて洗浄するウェットステーションのような装置を、「バッチ洗浄装置」と呼びます。

これに対し「枚葉洗浄装置」は１枚ずつウエハを洗浄する装置となります。

「TDCにて実施している精密洗浄」の下記2機種で半導体ウェハの洗浄が可能です。

枚葉式、バッチ式、両タイプの洗浄装置を所有しております。

TDCでは、半導体ウェハも洗浄可能なクリーンな環境・精密洗浄技術を保有しています。

TDCで対応可能な精密洗浄については、『精密洗浄』ページをご参照ください。

TDCでは、半導体ウェハの精密洗浄も行っています。

クリーン環境で、超純水や専用の洗浄システムを用いた洗浄を行うことで、パーティクルの付着を極限まで低減することを可能としました。

一枚～対応可能ですので、お気軽にお問い合わせください。