装置トラブルの主原因となるウェハチャック（静電・真空・メカニカル）

上のゴミ/パーティクルを除去するチャッククリーニングウェハ（CCW）

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チャッククリーニングウェハ（CCW）とは

ウェハチャック上のゴミ/パーティクルを除去するためのお掃除用ウェハです。シリコンウェハ上に塗布した“ポリマー”がチャックと接触し、ゴミ/パーティクルを吸着します。生産用シリコンウェハと同様、自動搬送で流すだけで効果を発揮します。

チャッククリーニングウェハ（CCW）は以下の点で優れた効果を発揮します

チャンバークリーニング後（ＰＭ/トラブル発生後の）に流すダミーウェハの枚数を大幅に減らします。（例：従来50枚 ➡ CCW導入後2～3枚）

フォトリソ工程： 焦点不良の原因となるHot spotの問題を解決します。

エッチング工程： チャック上のゴミが起因となるHeリーク問題を解決します。

スパッタ工程： チャック上のゴミが起因となるHeリーク問題を解決します。更に膜の均一性の改善にも寄与します。

エッチング、スパッタ工程向けCCWは、更にパーティクルリムーバルフィルム（PRF）を使うことで、複数回CCWをリサイクルすることができます。

その結果、ダウンタイム時の製造ロスを大幅に改善します ： 事例①

フォトリソ工程の場合

【仮定・試算】・Hot spotが各装置で4回/月発生・スループットを130枚ウェハ/時間とする・稼働率を80%とする・ダウンタイムには装置立上時間を含む

【1時間辺りで損失する金額の試算】300mmの場合： @250,000/Hr200mmの場合： @90,000/Hr

（減価償却、人件費、ユーティリティー、ウェットクリーン用パーツ、ダウンタイム等）

【その間処理されなかったウェハの枚数の試算】300mmの場合： 104枚200mmの場合： 104枚

CCWの運用により、

・CCWの使用回数 50回・75%のHot spotを除去

【300mmの場合】・¥3,300,000/回分のコスト削減・3,900枚分のスループット改善

【200mmの場合】・¥1,400,000分のコスト削減・3,900枚分のスループット改善

その結果、ダウンタイム時の製造ロスを大幅に改善します ： 事例②

エッチング工程の場合

【仮定・試算】・Heリークが各装置で2回/月発生・交換部品及び外部業者へのウェットクリーニング委託の必要性が発生

・スループットを37枚ウェハ/時間とする・稼働率を80%とする・ダウンタイムには装置立上時間を含む

【ダウンタイム8時間で損失する金額の試算】300mmの場合： ¥750,000

（減価償却、人件費、ユーティリティー、ウェットクリーン用パーツ、ダウンタイム等）

【その間処理されなかったウェハの枚数の試算】300mmの場合： 240枚

CCWの運用により、

・CCWの使用回数 20回（PRF使用にて100回も可）・Heリーク発生を75%低減

【300mmの場合】・¥11,100,000/回分のコスト削減・3,600枚分のスループット改善

➡ウェットクリーニングの間隔を延ばすことができます

その結果、ダウンタイム時の製造ロスを大幅に改善します ： 事例③

スパッタ工程の場合

【仮定・試算】・Heリークが各装置で2回/月発生・交換部品及び外部業者へのウェットクリーニング委託の必要性が発生

・スループットを37枚ウェハ/時間とする・稼働率を80%とする・ダウンタイムには装置立上時間を含む

【ダウンタイム8時間で損失する金額の試算】300mmの場合： ¥1,100,000

（減価償却、人件費、ユーティリティー、ウェットクリーン用パーツ、ダウンタイム等）

【その間処理されなかったウェハの枚数の試算】300mmの場合： 224枚

CCWの運用により、

・CCWの使用回数 20回（PRF使用にて100回も可）・Heリーク発生を75%低減

【300mmの場合】・¥16,000,000/回分のコスト削減・3,360枚分のスループット改善

➡ウェットクリーニングの間隔を延ばすことができます

CCWの製品紹介（材質、オプション加工）

CCWは米国International Test Solutions(ITS）社が開発しました

PDMS= ポリディメチルシロクザイン= R2SiO

POLYIMIDE

シリコン系ポリマー（Etch, PVD）用

ポリイミド系ポリマー（Photo-litho）用

標準品の外観（シリコン系ポリマー）

3D加工品の外観：（シリコン系ポリマー“貼り付け仕様”限定）

チャック形状に合わせたポリマーの3D加工も可能です

CCWの製品紹介（種類）

CCWが捕獲するゴミのサイズと率1μm ： 99.7%0.5μm ： 75％0.5～0.2μm ： 50%

CCWの粘度の種類0.1, 0.2, 0.5, 1.0弱い ← → 強い

タイプ クリーニング面 使用工程 対応可能基板（mm） 耐熱温度 PRF利用 再生回数（目安） 3D加工

塗布

ポリイミド フォトリソ 200, 300 -50～200℃ 不可 約15回

不可

シリコーン エッチング/スパッタ 200, 300 -50～300℃まで製作可

可約15回

MAX100回(PRF使用にて）

貼付け シリコーンエッチング/スパッタ

/(フォトリソ）100, 125, 150,

(200, 300）-50～200℃(300℃）

可

CCWの製品紹介（他社品比較の優位点）

より強い粘着性を有しています 粘着性選択のオプションを有しています ポリマー面・層厚による弾性を有しています 3D加工が可能です 使用温度範囲は-50℃～200℃です（スパッタ用は300℃までのオプションもあり）

PRF（Particle Removal Film）の使用でCCWが捕獲したポリマー表面からのゴミ/塵を除去することで繰り返しの使用が可能となります。（目安 CCW100回使用まで延命可） 別途資料にて説明

CCWの製品紹介（品質）

お客様の既存ウェハ処理環境・装置での使用が可能です

クリーンルーム環境内で製造しています

使用中ポリマーからチャックへの転写はありません

（過度の使用によるポリマー破損の場合は除く）

重金属汚染を起こしません

（TXRF＝全反射蛍光X線分析）

使用温度範囲内でのポリマーからのガス放出はありません

（NASA規格 ASTM E595での確認）

棚寿命（保管期限）は製造後2年

Particle Removal Film (PRF)について

CCWを繰り返し利用するためのお掃除シートです最大で～100回、CCWの再利用が可能となります

1. 保護フィルムの取り外し2. ローラーで

CCW表面に圧着

3. PRFをCCW表面から取り外す4. CCW表面からPRFへ異物・塵が転写5. PRFシートの破棄

保護フィルム

クリーニングポリマー（強粘着性）

保持フィルム/シート

Si貼り付けタイプにのみ使用可 13,9,7インチサイズ 10枚1セット

主にエッチング、スパッタ工程向け

CCWの導入効果（フォトリソ：①）

チャック上のゴミ/塵起因の焦点不良を解決し、歩留まり改善に貢献します

異物による200nm 焦点不良箇所

CCW使用により200nm 焦点不良箇所除去

Vacuum Chuck+

チャンバーを開放せずに異物を除去

PMタイプCCW

CCWの導入効果（フォトリソ：②）D

efe

ct H

eig

ht

(nm

)

120nmより大きな異物が探知された時，CCWクリーニング実施 100nmより小さい異物の除去にも有効，凡そ80％の異物を除去

CCWの導入効果（エッチング：①）チャック上のゴミ/塵起因のHeリーク問題を解決し、

歩留まり改善に貢献します。更に余分なウェットクリーニング工程も省略。PM後のダミーウェハのロスも最小限に食い止めます

+

チャンバーを開放せずに異物を除去

BSPF Fixed

Chuck

wafer

He

Chuck

wafer

He

SCタイプCCW

結果：CCW (Etch Clean)でのクリーニング後，99％以上のパーティクルが除去された

クリーニング前後の表面SEM観察

CCWの導入効果（エッチング：②）

200mm LOGIC – メタルエッチ 3 チャンバー・環境でのCCW (Etch Clean) 前後の３ヵ月間のHE流量観察：

sccm = standard cubic centimeter per minute

He

liu

m F

low

Rat

e (

sccm

)

ウエットクリーニングが必要

CCWの導入効果（エッチング：③）

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

1 3 5 10 15 20 25 30 35 45 50

Ch A Si Dummy

Ch B Si Dummy

Ch ACCW

Ch B CCW

He L

eak R

ate

(sccm

)

Wafer #

200mm LOGIC – メタルエッチ CCW (Etch Clean) 1～３回の流し込みで回復，ダミーウエハ～50回の流し込みで回復 ＝ 立上時間の短縮/稼動時間Up

He

liu

m F

low

Rat

e (

sccm

)

CCWの導入効果（スパッタ：①）チャック上のゴミ/塵起因のHeリーク問題を解決し、

歩留まり改善に貢献します。更に余分なウェットクリーニング工程も省略。PM後のダミーウェハのロスも最小限に食い止めます

+

チャンバーを開放せずに異物を除去

Chuck

wafer

He

Chuck

wafer

He

SCタイプCCW

クリーニング前後の表面SEM観察

チャック上の塵片の為，

Deposition均一性 > 5.2%

CCWによるチャック上の塵片除去により

Deposition均一性 < 2.5%

Chamber開放不要

CCWの導入効果（スパッタ：②）

ウェットクリーニング後に流すダミーウェハの枚数を大幅に減らします。参考：50枚→2～3枚

フォトリソ：自動搬送にてHot spot起因の焦点不良の問題を改善します。

エッチング：自動搬送にてチャック上のゴミ/塵起因のHeリークエラーの問題を改善します。

スパッタ：自動搬送にてチャック上のゴミ/塵起因のHeリークエラーの問題を改善します。更に面内均一性の改善にも寄与します。

その結果、各工程で発生する装置ダウンタイムによる生産ロスを無くします。

PRFとの併用にてCCWの再利用が可能となります。CCW：15回使用➡PRF利用にてCCW：100回も可能 （エッチング、スパッタ向けシリコンタイプのみ）

まとめ