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工程中の"わずかな変化"が、品質の分かれ道になる
半導体の製造前工程では、微細なプロセス変動が製品品質や歩留まりに大きく影響します。工程を安定させ、再現性を保つためには、プロセス中に何が起きているのかをリアルタイムに知ることがますます重要になっています。とはいえ、工程中の変化は常に明確に可視化できるわけではなく、設備の状態や処理の進行を判断する場面では、経験や感覚に基づいた高度な判断力が必要とされています。
NDKのリアルタイムプロセスモニタは、QCM（Quartz Crystal
Microbalance）技術を用い、プロセスチャンバ内の変化をリアルタイムかつ高感度に捉え、これまで見えづらかった変化を数値化された情報として提供。工程の安定化や判断の裏付けをサポートし、より高い再現性・品質確保に貢献します。
半導体製造（前工程）プロセスにおけるリアルタイムプロセスモニタの役割
主な半導体製造（前工程）プロセス
プロセスの状態や反応の進行が品質に影響を与える工程では、リアルタイムプロセスモニタによる監視が特に有効です。
成膜・エッチング・アッシング（レジスト剥離）の3工程において、工程内の変動をリアルタイムでとらえることで、歩留まり改善・工程処理時間（TAT）の最適化・予知保全に寄与します。
成膜（PVD／CVD／ALD）
成膜中の環境変化を監視しプロセスを最適化、安定化させる
よくある課題
プリカーサ供給系内の成分異常やパーティクル発生検知が困難
ターゲット摩耗やチャンバー内堆積の状態が把握しづらい
反応性物質の除去が直接検知できず過剰なクリーニングになる
成膜中の異常がプロセス終了後にしか発見できない
ウエハ間、装置間の成膜速度や膜厚のバラつき要因の把握、再現性確保が難しい
リアルタイムプロセスモニタで期待される効果
チャンバー内環境のリアルタイムモニタでプロセス最適化
プリカーサ供給の異常兆候を工程中に検知
チャンバークリーニングの最適化とパーティクル最小化
チャンバー内状態を可視化し、保守タイミングを最適化
膜厚変動をリアルタイムでモニタリング
高精度で反応の初期変化も把握
性能バラつき要因を解析するデータを提供
【 チャンバー内壁の堆積厚み計測による成膜厚みの計測イメージ 】
チャンバー内壁に堆積される厚みを計測する事で、実際の成膜対象の厚みを相対的に計測する。
エッチング
エッチング中の環境変化を監視しプロセスを最適化、安定化させる
よくある課題
チャンバー内壁の反応生成物堆積によってエッチング性能が変動する
反応性物質堆積からウェハ上にパーティクルが増加する
反応性物質の除去が直接検知できず過剰なクリーニングになる
ウエハ間、装置間の性能差の要因解析、対策が難しい
被エッチング面積が小さいと発光による終点判定が難しい
プロセス異常発生時のリアルタイム検出が困難
リアルタイムプロセスモニタで期待される効果
反応性物質の堆積と除去をリアルタイムで直接モニタリング
チャンバークリーニングの最適化とパーティクル最小化
チャンバー内状態を可視化し、保守タイミングを最適化
ウエハ間、装置間の性能バラつき要因を解析するデータを提供
エッチング中の挙動を監視してAPC(Advanced Process Control)に適用
エッチング終点の判定材料データを提供
チャンバー内環境のリアルタイム監視により異常検知
【 エッチング装置 測定イメージ図 】
【 チャンバー内壁のデポジション厚み計測イメージ 】
チャンバー内壁に堆積される厚みを計測する事で、実際の成膜対象の厚みを相対的に計測する。
アッシング（レジスト剥離）
アッシング中の環境変化を監視しプロセスを最適化、安定化させる
よくある課題
アッシング終了の明確な指標がなく、処理不足や過剰処理が発生
プラズマや装置状態の変動が除去性能に影響
レジスト残留が後工程に不良を引き起こす可能性がある
リアルタイムプロセスモニタで期待される効果
プロセス変化をリアルタイムで検知し、アッシング終点を明確に判断
プラズマの変動を間接的に把握
処理時間の最適化と歩留まり安定化を実現
オーバーホール判断に必要なデータを提供
アッシングプロセス評価例
事例：明電ナノプロセス・イノベーション株式会社様
【 アッシング装置への設置 】
【 アッシングプロセスチャンバー測定
イメージ図 】
【 計測評価 】
ウェハ上のOHラジカル分布測定やピュアオゾン混合量の検証など、プロセス開発に有効！
レジスト除去のリアルタイムモニタとして製造プロセスモニタに有効！
QCMリアルタイムプロセスモニタ