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  全自動気相分解(VPD)装置 (ExpertTM)
 


ICP-MS(誘導結合プラズマ質量分析装置)で培った極微量分析のノウハウを活かした全自動気相分解(VPD)装置です。
半導体製造において、ウェーハの金属不純物分析は欠くことのできない管理項目の一つです。集積度が高くなるにつれて許容される金属不純物濃度は低くなってきています。従来製造ラインで用いられてきた全反射蛍光X線法は、非破壊分析法というメリットがありましたが、そのままでは検出限界が不十分になり、検出限界を改善する前処理法として気相分解法(Vapor Phase Decomposition)が用いられるようになりました。その結果、検出限界を2桁改善できるようになりましたが、化学的前処理をすることで非破壊分析法では無くなったことと、前処理した溶液をICP-MSで直接分析することで、より低濃度の金属不純物を測定できるようになったことから、ICP-MSを用いて金属不純物管理を行う方法が主流となってきています。従来のVPD装置は、主に全反射蛍光X線法に対応すべく開発されたために、ICP-MSを用いた全自動分析に対応していませんでした。
弊社のVPD装置Expert™は、ICP-MS分析用に開発されたもので、以下のような特長を持っています。
         
全自動気相分解(VPD)装置 (ExpertTM)の特長
  • OHTおよびICP-MSと接続した全自動分析
    半導体製造工場(FAB)内に設置し、プロセス装置と連動した全自動分析ができます。OHT(Overhead Hoist Transportation)によりFOUPが自動的にExpertに搬送され、FOUPに収納されているウェーハおよびレシピ情報にしたがって、Expertでウェーハの分解および回収を行い、回収された溶液は自動的にICP-MSで分析されます。ICP-MSの分析結果はウェーハ情報とともにCIM-HOSTに報告されます。
    Expertを用いると、このような全自動分析が可能となり、多くの半導体デバイスメーカーのFABで24時間連続使用されています。既に5年間以上の連続運転の実績が有ります。
    ICP-MSインターフェースソフトウェアは、インテリジェント機能を有しており、ICP-MSが正常に動作しているかどうかを確認し、無人運転を可能にします。
    この機能は各装置メーカーのICP-MSに対応しております。
     
  • HF蒸気の生成方法
    VPDチャンバーに供給するHF蒸気の生成方法にPFAネブライザーを用いています。従来用いられてきたバブリング法では、発生する蒸気中のHF濃度が時間とともに変化するといった問題がありましたが、ネブライザー法では常にHF濃度を一定に保つことができます。更に、エッチング速度も速くなります。

     
  • バルクエッチングおよび深さ方向分析
    VPDチャンバーにHF蒸気とともに特殊ガスを導入することにより、HFだけではエッチングができなかった膜(ポリシリコン、WSi、Ti等)およびバルクシリコンのエッチングが可能になりました。各種膜に含まれる汚染金属の基板中への拡散を管理する場合や、インプラントウェーハ中の深さ方向のドーパント濃度および不純物金属のプロファイル分析が可能になりました。
    特殊ガスおよびHF濃度を調整することで、エッチング速度を変更することができます。最大のエッチング速度は約1.5μm/hrで、エッチングの均一性は±10%以内です。
     
  • 2重スキャンノズル
    バルクエッチング後のウェーハ表面は粗くなります。また、ドライエッチング後のウェーハには有機物が残渣として残っている場合があります。このようなウェーハの表面は親水性となり、スキャン中に回収液をノズルで保持できずに液割れを起こし、回収液がウェーハ上に残る場合がありました。弊社で開発した2重スキャンノズルは、ノズル内を陰圧に保つことにより回収液がノズルから漏れ出にくい構造になっており、従来できなかった親水性ウェーハのスキャンがをすることができます。
     
  • スキャンモード
    標準仕様のExpertで、フルスキャン、ラジアルスキャン、セクタースキャン、ラジアルセクタースキャンが可能です。また、オプションで裏面部を含めたエッジスキャンをすることができます。
      
              エッジスキャン              ラジアルスキャン分析結果


            セクタースキャン設定画面

  • ドライヤー
    ウェーハを乾燥させるモジュールです。ウェーハ上に液が残ったままカセットに回収する危険性を避けるために用います。Expertではスキャン溶液をウェーハから回収するときに回収液量を計測します。回収された液量が設定した回収液量よりも低い場合、スキャン溶液がウェーハ上に残っている可能性があります。そのままウェーハがカセットに戻るとスキャン溶液がカセット内に持ち込まれる危険性があり、それを、避けるために用います。
    ローカルバルクエッチングおよび全反射蛍光X線用の前処理としても用いることができます。
     
  • マルチレシピ
    複数のレシピを任意に組み合わせることが可能です。例えば、1回のVPDでフルスキャンおよび分析を3回繰り返すことや、0.1μmのバルクエッチングおよび分析を20回繰り返すことなどができます。
     
  • ロードポート
    Expertは標準で2箇所のロードポートを設けることができます。300mm(12")FOUPおよびFOSB、200mm(8")SMIFをはじめ、150mm(6")あるいは200mmアダプターを任意に組み合わせることができます。また、450mm(18")ウェーハに対応できるシステムもあります。

  • 安全規格
    ExpertはSEMI-S2およびS8規格、およびCEマークに適合しています。各種インターロック、漏水、ガス漏れ検知器を装備し、厳密な安全規格を必要とする半導体工場の製造ラインで用いられています。
  日刊工業新聞(2007年10月9日付け)に『全自動気相分解(VPD)装置』の記事が掲載されました。
・・・掲載記事はこちら

以下のリンクで弊社のユーザーが発表したプレゼンテーションを見ることができます。
・・・プレゼンテーション
   
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