半導体製造の薄膜形成やエッチングで使う気体を高精度に計測・制御
半導体製造におけるCVDやエッチング工程では、ウエハーの表面に特殊なガスを供給することで化学反応を起こします。どちらの手法も装置へ供給されるガスの量は厳密に決まっているため、精度の高い計測と制御が欠かせません。
本記事では、CVDやエッチングで使われる高精度の流量制御・流量計測機器、マスフローコントローラの役割と特徴を解説します。
半導体製造では極めて微細な回路パターンを形成するため、工場内の環境や設備には厳しい条件が課せられます。
半導体製造装置に搭載される流量制御・流量計測機器も同様で、半導体の生産ラインに適した性能を満たす必要があります。
半導体の生産ラインは自動化されており、ネットワーク通信で工場内のあらゆる機械をコントロールしています。
工場内で稼働する大量のマスフローコントローラは、産業用に特化した通信規格への対応が不可欠です。
半導体の製造工程では様々な特殊ガスが用いられます。例えば、CVD工程でウエハー表面の薄膜形成やエッチング工程での表面加工においては、チャンバ内に反応性ガスを供給して適切な化学反応を起こします。その際に使われる反応性ガスの中には、腐蝕性を持つものが多く含まれています。これらのガスを計測制御するためには、耐蝕性のある材質で作られたマスフローコントローラが必要になります。
半導体は精密な回路を成形するため、目に見えない微細なパーティクルでさえ製品の致命的な欠陥に繋がります。そのため、周辺環境の温度・湿度の管理に加え、コンタミネーション対策も重要です。この極めて高い清浄度を維持するため、製造装置の清浄性は不可欠です。
半導体のウエハーに供給される反応ガスの流路には、高い気密性が要求されます。使用するガスの種類や供給量は厳密に管理されており、CVD装置やエッチング装置へのガス供給が適切でない場合、加工精度や均一性に影響を及ぼします。
そのため、半導体製造で使用される流量制御・流量計測機器では、接続継手などに特定の素材や形状が求められます。
コフロックでは、条件の厳しい半導体製造にも対応するPIマスフローコントローラを提供しています。
サイズ | W105mm × H127mm × D28.6m(IGS接続) W123.9mm × H127mm × D28.6m(VCR接続) |
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最大流量(気体) | お問い合わせください |
精度 | ±1%S.P.(10~100%F.S.) ±0.1%F.S.(2~10%F.S.) |
一般的なマスフローコントローラは、供給側の圧力変動に過敏に反応して制御が不安定になることがあります。
PIマスフローコントローラ ST-500は、PI機能(Pressure Insensitive:圧力鈍感性)を搭載することで、計測制御の安定性を確保します。
圧力センサで計測した圧力変動に応じてバルブ開度を補正する、安定性の高い流量制御機能が特徴です。
ST-500は、半導体生産ラインのファクトリー・オートメーション(Factory Automation:FA)に欠かせない通信機能であるDeviceNet®、EtherCAT®に対応しています。また、PI機能を落としたST-550ではRS485通信にも対応しています。
PIマスフローコントローラはEP処理や酸化被膜処理を施し、ダイヤフラム式バルブやメタルシールを採用することで、高い耐蝕性を備えています。回路形成のエッチング工程で使われる腐蝕性ガスなどの特殊ガスにも対応可能です。
コフロックの京田辺工場ではクラス1000のクリーンルームを有しています。清浄度が要求されるプロセスで使用される製品はクリーンルームで製作し、クリーンパックにて出荷しております。
ST-500はHeリークレート 1×10⁻¹¹ Pa・m³/secという超高気密設計により、半導体業界でも安心して使用できる製品です。このレベルの気密性は、半導体製造装置や精密機器に要求される高い基準を満たしており、リークを抑えた構造でプロセスの安定性を向上させます。
コフロックのマスフローコントローラは、使用条件に応じて様々なバリエーションがあるのが特徴です。
ここでは半導体製造以外の工程で使われている代表的なモデル「マスフローコントローラ EX-250S」を紹介します。
マスフローコントローラ EX-250Sは、コンパクトなサイズが特徴です。
窒素・水素・酸素・二酸化炭素・ヘリウム・アルゴンなど幅広い流体に対応し、ロータリースイッチによるガス種類の切り替えが可能です。また、RS485通信機能を搭載しています。
サイズ | W76〜126.6mm × H80mm × D30m(接続継手なし) |
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最大流量(気体) | お問い合わせください |
精度 | ±1%F.S. |
コフロックはお客様のあらゆるご要望に合わせて機器を提供しています。
歴史ある流量制御・流量計測機器のメーカーであることを活かし、特殊な流体を取り扱う場合や、他では対応の難しい特注品が必要な場合への対応も数多く実績があります。特注品の設計は、小・中ロットでもカスタマイズが可能です。
また、計測機器の定期校正や経年劣化する部品交換を含めたオーバーホールと保証期間をこえた場合の修理対応を行っています。納入後に発生する不具合対応も含めて、国内2工場と6拠点から迅速に対応する社内体制を構築しており、アフターサービスにも自信があります。
コフロックは創業75年を超える「流体を科学する」メーカーとして、高品質で高付加価値のある製品を世界に送り続けている企業です。
国内にある2つの工場と6つの拠点から、流量制御・流量計測機器、ガス発生装置、エンジニアリング装置などを製造・販売しています。
また、高度な技術を使った機械設計やシステム開発だけでなく、お客様に寄り添ったサービスも提供しています。