■体裁:B5版367ページ
■発刊:1993/12/28
■ISBNコード:4-947655-64-X

【監修】
大見忠弘、新田雄久/東北大学、日立製作所、UCS半導体基盤技術研究会

【執筆者】
小宮啓義、福本隼明/三菱電機
新田雄久、富岡秀起、水上浩一郎、榎並弘充/日立製作所
柴田直/東北大学
暮石芳憲、安済範夫/日立製作所
籔本周邦/日本電信電話
国井泰夫/日本電信電話
宮脇守/キヤノン
川辺一郎/橋本化成
森田瑞穂/東北大学
平山昌樹/東北大学
室田淳一、小野昭一/東北大学
中村守孝　富士通
松浦孝、大見忠弘、室田淳一、小野昭一/東北大学
杉山和彦、水口泰光、中村雅一、大木厚志/大阪酸素工業、東北大学
杉山和彦、中村雅一、大木厚志、中原文生/大阪酸素工業、東北大学
三木正博/橋本化成
中村雅一、大木厚志、渡邊剛、川田幸司/大阪酸素工業、旭電化工業、東北大学
石原良夫/日本酸素

※所属、肩書き等は本書発刊当時のものです。

【目次】

第1部　超高純度ガスの必要性
第1編　半導体の歴史
第1章　半導体デバイスの変遷
1.　はじめに
2.　半導体デバイスの分類と典型的な基本構造
2.1　機如能面, 応用面からの分類
2.2　構造的にみた分類
2.3　半導体デバイスの基本構造
3.　半導体デバイスの変遷
3.1　半導体デバイスの歴史概論
3.2　トランジスタ時代(1948?1959年)
3.3　バイポーラIC時代(1960年代)
3.4　MOS-LSI時代(1970年代)
4.　デバイスの高性能化に伴うデバイス要素技術の変遷
4.1　高密度化・高集積化を支えた微細加工
4.2　各デバイス共通要素技術
4.3　ゲート酸化膜の薄膜化
4.4　キャパシタ膜の薄膜化
4.5　多層配線技術の変遷
4.6　ポリシリコンTFT(Thin Film Transistor)技術
5.　おわりに
第2章　半導体プロセス技術の変遷
1.　はじめに
2.　デバイスの高集積化と高信頼度化
2.1　トランジスタ誕生からIC, LSIへ
2.2　トランジスタの信頼度問題と表面
2.3　プレーナトランジスタの誕生
3.　プロセス技術の変遷
3.1　酸化技術
3.2　不純物ドーピング技術
3.3　メタル成膜技術
3.4　ドライエッチング技術
3.5　リソグラフィ
4.　サブミクロン時代のプロセス技術
5.　ウルトラクリーンテクノロジー
5.1　Si表面の重金属汚染問題
5.2　LSIプロセス用真空技術問題
6.　おわりに
第2編　超高純度ガス技術の黎明
第1章　極限微細化を目指す半導体デバイスとコンタミネーション
　　　　　コントロール
1.　はじめに
2.　半導体デバイスにとって汚染とは
3.　ゲッタリングに頼れなくなる
4.　ULSI技術の保守性
5.　極限微細化デバイス
6.　おわりに
第2章　工場をサイエンスに
1.　はじめに
2.　工場を取り巻く法律
3.　ハーフミクロンLSI製造に必要な清浄度
3.1　パーティクル汚染
3.2　ケミカルコンタミネーション
4.　ハーフミクロンLSI製造ラインへのウルトラクリーンテクノロジー
の導入
4.1　空調除塵システム
4.2　超純水供給システム
4.3　高純度ガス供給システム
4.4　シリンダガス供給システム
4.5　薬液供給システム
4.6　清浄度評価結果と課題
5.　おわりに
第3章　超高純度ガスの目指すところ
第1節　半導体ガス供給系の高性能化が半導体製造プロセスにいかに重要
か。半導体製造プロセスの高度化がトータルコストを低減する
第2節　完全耐腐食性・非触媒ステンレス表面処理技術 プロセスパラメータ
の完全制御を可能にする超高純度ガス配管系
1.　はじめに
2.　Cr2O3不動態膜形成法
3.　吸着不純物と水分放出特性
4.　Cr2O3不動態膜の放出水分特性
5.　ハロゲン系特殊ガスによる腐食のメカニズム
6.　Cr2O3不動態膜の耐腐食性
7.　Cr2O3不動態膜の非触媒性
8.　おわりに
第3節　腐食の困難を克服する金属ヒュームフリー超精密溶接技術 コンタミ
フリーかつ長寿命のガス配管系を可能にする溶接技術
1.　はじめに
2.　母材のMn含有量依存性
3.　ナロービード溶接
4.　インサートリングの効果
5.　おわりに
第4節　Inspection -Free Installation　高性能化と標準化が配管施工技
術を変える
1.　はじめに
2.　超小型継手
3.　如配管施工速度の向上
4.　おわりに
第5節　Inspection -Free Installation(継手編) 減圧リークチェック評
価を不要にする新しい継手とその施工方法?
1.　はじめに
2.　超小型継手のシール性能評価
2.1　ねじれリーク試験
2.2　曲げリーク試験
2.3　振動試験
2.4　高圧試験
2.5　極高真空試験
2.6　高温および低温ヒートサイクル試験
3.　超小型継手の締め付け特性
3.1　締め付けトルクとリーク量の依存性
3.2　締め付けトルクとスリーブ共周り角度の依存性
3.3　締め付けトルクとナットの回転角度の依存性
4.　自動締め付け治具の開発
5.　おわりに
第6節　完全自動化ガス供給システム　?半導体ガス供給系の高性能化・標準
化
1.　はじめに
2.　コンポーネントに要求される性能
第3編　超高純度ガスとシリコン表面制御技術
第1章　ガスのクリーン度のシリコン表面におよぼす影響
1.　ガスと表面反応
2.　シリコン表面の初期酸化における酸素ガス中の水分濃度の影響
2.1　酸化レートとバンドベンディング
3.　シリコンウエハ表面の吸着成分
第2章　N2ガス中微量酸素によるSi表面の酸化
1.　はじめに
2.　実験方法
2.1　実験装置
2.2　実験手順
3.　実験結果・考察
3.1　エリプソによる酸化膜圧測定結果
3.2　窒素中昇温→酸素添加:800, 850, 900℃の比較
3.3　短時間窒素パージ後の酸素添加:800, 850, 900℃の比較
3.4　添加酸素濃度による差
3.5　窒素パージ時間による差
4.　おわりに
第3章　N2ガスシール洗浄法による自然酸化膜の抑制
1.　はじめに
2.　洗浄装置の概要
3.　自然酸化膜抑制効果
4.　コンタクト抵抗
5.　ショットキー特性
6.　Al表面モフォロジー
7.　バイポーラ特性
8.　おわりに
第4章　HFガスによる自然酸化膜の選択除去
1.　はじめに
2.　システム
2.1　システムはすべて金属で構成されている
2.2　フッ化処理技術
2.3　連続モニタリングシステム
2.4　高純度HFガス発生技術
3.　HFとSiO2との反応
4.　選択エッチング
5.　シリコン酸化膜の表面状態
6.　HFガス処理後のSi表面の評価
7.　フッ素除去テスト
8.　HFガスによるSi表面の洗浄
9.　おわりに
第5章　自然酸化膜制御酸化技術
1.　はじめに
2.　自然酸化膜制御酸化技術
3.　自然酸化膜制御酸化膜の電気的特性
4.　おわりに
第6章　RF-DC Al/Siバイアススパッタ
1.　はじめに
2.　RF-DC結合バイアススパッタ装置
3.　実験結果
3.1　Al薄膜の形成
3.2　Si薄膜の形成
4.　おわりに
第7章　ウルトラクリーンCVD技術
1.　はじめに
2.　CVDプロセスの高清浄化
2.1　CVD装置の高清浄化
2.2　高清浄化の効果
2.3　エピタキシャル成長の高品質化
3.　選択成長
4.　CVD表面反応機構
5.　原子層成長制御
6.　おわりに
第8章　クリーン化による超高選択RIE
1.　はじめに
1.1　ドライイッチングの課題
1.2　プラズマ制御と表面反応制御
3.　エッチング表面反応の基礎
2.1　プラズマの役割
2.2　イオンアシスト反応
2.3　中性種の自発的反応
3.　異方性エッチング機構
3.1　ポリマー膜堆積による側壁保護
3.2　酸化物・窒化物による側壁保護
3.3　低温エッチング
4.　低温HBr RIEの実際
4.1　実験装置
4.2　実験結果
4.3　解釈
5.　高選択比機構
5.1　酸化膜の選択エッチング機構
5.2　選択性の熱力学的検討
5.3　炭素除去クリーン化エッチング
5.4　クリーン化エッチングの課題
5.5　他の異方性高選択比エッチングとの比較
6.　おわりに
7.　補遺
7.1　プラズマ生成法
7.2　表面反応
7.3　クリーン化RIEの表面反応機構
7.4　欠陥・損傷が促進するSiO2エッチング
第9章　高清浄ECRプラズマによる完全選択異方性エッチング技術
1.　はじめに
2.　高清浄ECRプラズマ装置
3.　Siの完全選択異方性エッチング
4.　SiO2表面におけるClの吸着状態
5.　n+ポリSiの窒素添加高選択異方性エッチング
6.　窒素添加エッチングにおけるSi表面の吸着状態
7.　本章のまとめと高選択性プラズマプロセスの将来

第2部　超高純度ガスを支える技術開発
第1編　ガス供給系ウルトラクリーン化のコンセプト
1.　はじめに
2.　必要とされるガス中の極微量不純物レベル
2.1　ガス中の固体不純物レベル
2.2　ガス中の分子不純物レベル
3.　ウルトラクリーン化の要件
3.1　超高純度原料ガス
3.2　ガス供給配管系部品のウルトラクリーン化
3.3　超高純度ガス供給システム
3.4　ウルトラクリーン溶接施工技術
4.　おわりに
第2編　ウルトラクリーンガス供給系の設計論
1.　はじめに
2.　設計仕様別の超高純度ガス供給系の立上り性能
3.　シリンダーキャビネットシステム
3.1　パージガスの滞留がない
3.2　主要部分の集積化
3.3　全ラインを大気に対して二重切りの構造にした
3.4　Heリークチェックを可能にした
4.　プロセス装置周辺の配管システム
5.　おわりに

第3部　超高純度ガスの科学
第1編　フッ化水素
1.　はじめに
2.　フッ化水素の化学的特徴
3.　フッ化水素の物性
3.1　フッ化水素の主要基礎物性
3.2　フッ化水素の諸物性
3.3　フッ化水素の導電率
4.　フッ化水素酸の物性
4.1　フッカ水素酸の物性
4.2　フッ化水素酸の気液平衡
5.　フッ化水素によるドライエッチング
5.1　無水フッ化水素希釈ガス
5.2　ドライエッチングシステム
5.3　シリコン酸化膜の選択エッチングおよびシリコンウエハ表面のドライ
クリーニング
6.　フッ化水素の取扱い
6.1　フッ化水素の安全取扱い
6.2　除害および廃棄
7.　おわりに
第2編　モノシラン
1.　はじめに
2.　分解特性に関して
3.　実験方法
4.　反応管内表面が熱分解特性に与える影響
5.　希釈率, 希釈ガスの違いによる熱分解特性への影響
6.　SiH4の熱分解機構に関して
7.　おわりに
第3編　塩化水素
1.　はじめに
2.　塩化水素の物理的, 化学的特性
2.1　化学的特徴
2.2　主要基礎物性
2.3　電気伝導度
3.　塩化水素の取扱い
3.1　材料腐食性
3.2　除害
4.　おわりに