反応装置工学ラボ・代表　羽深 等　氏
＜主な経歴など＞
新潟大学理学部化学科　理学士（1979年3月）
京都大学大学院理学研究科化学専攻　理学修士（1981年3月）
広島大学大学院工学研究科　博士（工学）（1996年9月）
信越化学工業株式会社　1981年4月～2000年3月
横浜国立大学工学部物質工学科　助教授　2000年4月～2002年3月
横浜国立大学大学院工学研究院　教授　2002年4月～2022年3月
横浜国立大学大学院工学研究院 名誉教授　2022年４月
反応装置工学ラボ　代表　2022年4月～
＜研究分野＞
半導体結晶製造プロセスの化学工学（実験と解析）
半導体シリコンウエハ湿式洗浄装置（枚葉式・バッチ式）の解析・設計
半導体シリコンと炭化珪素の薄膜成長（CVD, PECVD）・エッチング・装置クリーニングのプロセス開発と解析
半導体シリコン表面の分子吸着・脱離挙動の測定と解析
＜WebSite＞
反応装置工学ラボ　https://www.rare-lab.com/

　半導体洗浄が直感的に分かることを目指して、基礎現象・要点から困った時の対策まで説明します。半導体にとって「清浄・きれい」とは何か？を改めて考え、水の流れを動画で眺めると、洗浄では何をしていて、何をどうしたら良いのかが感じ取れます。
　ここでは、身近な流れの動画を見て感覚をつかみ、枚葉式洗浄機とバッチ式洗浄機の流れを可視化観察動画と計算例で理解します。超音波の効果についても流れと気泡の動画を見るとイメージが湧きます。今後、極めて微細なパターンを洗浄する際に見落としがちなことも考えてみます。
　終わりには、足元をすくわれた時の視点と対策を紹介して締め括ります。工学の初歩から応用のつながりまで説明しますので、半導体以外の洗浄や洗浄以外のプロセス技術者にも参考になります。

＜得られる知識、技術＞
・先端材料の洗浄方法を構成する要素
・目的に合わせた「清浄」の定義
・キレイにするための表面の取扱い
・流れの見抜き方・使い方・作り方
・洗浄条件設計の盲点
・生産プロセスに共通して潜在する工学現象（流れ・気泡などの動きと設計）

＜プログラム＞
１．洗う理由：汚れは何？いつ、どこからなぜやって来る？

２．洗浄の４要素:温度、時間、化学、力学

３．半導体の洗浄に特有のこと（何故、そこまでして洗うのか）

４．先端技術情報（半導体洗浄を取扱っている国際学会・国内学会）

５．半導体洗浄の基礎現象（薬液と流れの効果）
　5.1 表面の現象とプロセス（付着・脱離・引き剥がす・乾かす）
　　5.1.1 表面現象とプロセス（付着状態と除去法）
　　5.1.2 薬液（ＲＣＡ、ＳＰＭ、ＨＦ、ＢＨＦ、ＨＦ＋Ｈ２Ｏ２、ＨＦ＋ＨＣｌ、Ｏ３、ＨＣｌ＋Ｏ３、機能水）
　　5.1.3 新提案の洗浄方法紹介
　　5.1.4 薬液設計の考え方（ＦＥＯＬ、ＢＥＯＬ、ＣＭＰ後）
　　5.1.5 物理的手段（超音波、二流体ジェット、ロールブラシ、ペンシルブラシ）
　　5.1.6 酸性・アルカリ洗浄液の特徴
　　5.1.7 残留物質と膜の間に生じる反応
　　5.1.8 洗浄後の表面保護（酸化膜、水素終端）
　　5.1.9 渇き残り(ウォーターマーク)
　　5.1.10 乾燥方法（ＩＰＡ蒸気、マランゴニ、ロタゴニ、新提案の方法）
　　5.1.11 パターン倒れを減らす方法
　　5.1.12 洗浄工程・装置の例（ＲＣＡ、ＵＣＴ、ＩＭＥＣ）
　　5.1.13 ドライ洗浄
　　5.1.14 超臨界流体洗浄
　5.2 流れ、熱、拡散、反応（洗う＝汚れを動かす操作）
　5.3 装置内流れの種類(完全混合、押出流れ、境界層)
　5.4 流れの可視化観察（「流れ」と「拡散」の感覚を動画で）

６．洗浄機内の流れと反応
　6.1 枚葉式洗浄機
　　6.1.1 水の流れ（観察動画と計算例、回転数、ノズルスイング）
　　6.1.2 化学反応の例（酸化膜エッチング速度の数値解析事例）
　6.2 バッチ式洗浄機
　　6.2.1 水の流れ(観察動画と計算例)
　　6.2.2 水流を最適化（入口と出口の工夫例、９０度に噴出させる簡便法、粒子排出速度向上）
　　6.2.3 ウエハ挿入と取出しにおける汚れの動き
　6.3 超音波の働き、水と気泡の動き（観察動画）
　　6.3.1 超音波出力と水の動き
　　6.3.2 ウエハ支持棒の周りの気泡の動き

７．洗浄の評価方法
　7.1 実験・計算を用いたＰＤＣＡサイクル
　7.2 試料の例と表面観察方法

８．狭い空間の洗浄
　8.1 液の侵入と濡れ、親水性・疎水性の選択
　8.2 狭い空間における反応の速度
　8.3 微細パターンの総表面積（実際に洗っている面積≫ウエハ面積）

９．まとめ：困った時の視点と対策（境界層を壊そう！）

１０．困らないために（地球環境の視点）

　　□質疑応答□