半導体エッチング過程のデブリ除去を目的とする噴流中でのレーザ照射衝撃波生成の研究

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11650163
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 斎藤 務 東北大学, 流体科学研究所, 助教授 (00302224)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 高山 和喜 東北大学, 流体科学研究所, 教授 (40006193)
• Keywords: 半導体製造装置 / ダスト除去 / 衝撃波 / 微小爆薬 / 光学可視化 / 周期二相流 / 非構造格子CFD / 解適合格子CFD

Research Abstract

半導体製造過程では短波長パルスレーザを使用したエッチング加工等によってデブリが発生し、半導体基板(ウェファー)に付着する。ウェファーに付着したデブリはサブミクロンスケールの電子回路製造の歩留まりを著しく低下させるが、これらデブリ(ダスト)の除去は技術的に難しく、これまで様々な方法が提案され試みられたが最終的解決には至っていない。本課題では、高速気体噴流と衝撃波の組み合わせによって効果的なデブリの除去が出来ないかを実験及び数値計算によって研究するのが目的である。
平成11年度には、衝撃波を発生させる手段として、数ミリグラムの微少爆薬を用いた衝撃波の発生と、その光学可視化技術(シャドウグラフ、ホログラフィー干渉計、カラーリュリーレン)の確立を行った。このことによって数センチオーダの空間に衝撃波を再現性良く発生させた上、現象を詳しく観察研究する手段を得ることが出来た。数値計算では移動境界を計算するコードとして、回転する円柱周りの流れを模擬出来る2次元非構造解適合格子による数値コードを開発し、衝撃波が回転する円柱をすぎる場合を計算した。
平成12年度には、固体壁面に非定常流れを効果的に創り出す為、高速気体噴流の代わりに、羽根を持ったロータを壁面近傍で高速回転させる方法を思いつき、この高速回転するロータを開発して試験を行い、良好な結果を得た。数値計算では、デブリ(ダスト)を含む流れ場を計算する計算コードを開発し、様々な問題に適用して結果の信頼性を確認した。
以上、本課題研究はほぼ予定どおりに進行し、これまでの成果については適宜学会、学術誌等で発表を行った。

Research Products

• [Publications] Hosseini,S.H.R.,Hirano,T.,Onodera,O.and Takayama,K.: "Study of weak underwater shock waves generated by Ho:YAG pulse laser beam"Journal Acoust.Soc.Am.(139th Meeting ASA). Vol.107,No.5. 2256 (2000)
• [Publications] Hosseini,S.H.R.,Hirano,T.,Onodera,O.and Takayama,K.: "Study of Ho:YAG laser generated underwater shock waves and cavity bubble for revascularization therapy"Advances in Bioengineering,T.A.Conway (ed),2000 ASME Int.Mech.Eng.Congress. Vol.48. 171 (2000)
• [Publications] Hosseini,S.H.R.,Hirano,T.,Onodera,O.and Takayama,K.: "Interaction of shock waves with cavitation bubble : Application of Ho:YAG pulse laser irradiation for cerebral thrombolysis"Journal Acoust.Soc.Am.(140th Meeting ASA/NOIS CON 2000). Vol.108,No.5. 2518 (2000)
• [Publications] 高山和喜: "衝撃波の医療応用と脳神経血管内治療"第16回日本脳神経血管内治療学会. 110 (2000)