UNISERS Lab Suite ウェーハベース薬液パーティクル計測システム
薬液をモニターウェーハにスピン塗布し、真空成膜で各ナノパーティクルに光学アンテナを形成したうえで、光学スキャンにより数・サイズ・化学的指紋を読み取ります。10 nm の SiO₂ 粒子を検出し、SPx のウェーハマップとの相関は 70〜90%。リソトラック、ウェット処理装置、SP7 で構築したオフラインのウェーハ検査ラボを置き換え、オペレーター 1 名、設置面積 8 m² 未満、1 回のサンプル量 100〜500 mL で運用できます。
- SP7 によるオフラインのウェーハ検査を置き換え：リソトラック＋ウェット装置＋SP7 のラボ構築が不要
- 10 nm の SiO₂ 粒子を検出（SP7 の 19 nm モードは約 23 nm）
- SPx ウェーハマップとの相関 70〜90%。ファブが認めるデータ
- SERS ラマン分光で粒子の成分を読み取り、汚染源を追跡
- 先端プロセスのファブと大手薬液メーカーで導入済み（A16／N2）
- 現在は中国本土市場に注力。サンプル測定と導入検討は浚淵が直接対応
SP7 のオフライン検査を置き換えボトル 1 本で 10 nm パーティクルを可視化
薬液をウェーハに塗布し、薄い膜を成膜するだけで、ナノパーティクルが自ら光ります。ウェーハ検査ラボ一式を構築しなくても、ファブの SP シリーズ検査装置と相関するパーティクルデータが得られ、さらに粒子の成分と発生源まで追跡できます。
- 先端プロセスのファブで導入済み
- 大手薬液メーカーで導入済み（A16／N2）
- SPx との相関 70〜90%
SP7 の業務のうち、Lab Suite が置き換えるのはどこか
ファブでの SP7 の役割は 2 つあります。製造ラインでのインライン監視と、ラボでの薬液のウェーハ評価です。Lab Suite が担うのは後者です。
薬液の清浄度を評価するために構築された「オフラインのウェーハ検査ラボ」：塗布現像装置（リソトラック）＋ウェット処理装置＋SP7 ウェーハ検査装置。薬液をモニターウェーハに塗布し、SP7 でパーティクルを数える方式です。
- 薬液メーカーの出荷前ウェーハレベル・パーティクル検査
- ファブの薬液受入検査（IQC）とサプライヤー変更時の評価
- 新規配合品・新規サプライヤー導入時のロット比較
- フィルター、バルブ・継手、容器の清浄度評価
製品ウェーハに対するインラインの全面欠陥監視は、引き続き SP7 などのインライン装置の役割です。量産ファブのインラインレビュー向けには、UNISERS の Explorer システムがあります。
3 ステップ：滴下、成膜、照射
10 nm の粒子は光の波長より数十倍小さく、通常の光学手法では見えません。Lab Suite は、すべての粒子を自ら光らせます。
01滴下不純物をウェーハ上に濃縮薬液をモニターウェーハに 1 滴ずつスピン塗布します。液体は振り切られ、パーティクルだけが表面に残ります。滴下数や回転数はレシピで設定でき、再現性と比較可能性が確保されます。
02成膜すべての粒子にアンテナを付与真空中でナノメートル厚の金属膜を成膜すると、各パーティクル上に「光学アンテナ」が形成されます。ベア Si から窒化シリコンまで、ウェーハ表面の材質を問いません。
03照射粒子が光り、数と成分を一度に取得光を当てるとアンテナが信号を増幅し、真っ暗だったウェーハ上でパーティクルが明瞭な輝点になります。SEPS で数とサイズを、SERS ラマン分光で化学的指紋を読み取ります。
成膜前：真っ暗で何も見えない成膜後：粒子が一つずつ光るSP7 より小さな粒子まで
SiO₂ 標準粒子で比較すると、Lab Suite は 8 nm モードで 10 nm まで検出。SP7 でよく使われる 13 nm／19 nm モードは、SiO₂ 換算でそれぞれ約 15 nm／約 23 nm に相当します。
SP7 のモードは LSE、つまり「同じ散乱強度を示す PSL 標準粒子の直径」で表記されます。SEMI M53 によれば、LSE は粒子の真のサイズを表すものではありません。SiO₂ は PSL より屈折率が低く散乱信号が弱いため、同じモードで実際に検出できる SiO₂ 粒子は表記値より大きくなります。対応値は UNISERS による SiO₂ 標準粒子での比較に基づきます。
同じウェーハレベルのデータを、はるかに小さな投資で
従来の方法はファブの装置 3 種をラボに持ち込む必要があります。Lab Suite は 3 モジュール構成の 1 システムで完結します。
| 項目 | 従来のオフライン・ウェーハ検査ラボ | UNISERS Lab Suite |
|---|---|---|
| 装置構成 | リソトラック＋ウェット処理装置＋SP7 | スピン塗布＋成膜＋スキャナーの 3 モジュール |
| SiO₂ 粒径感度 | 約 15 nm（13 nm モード）／約 23 nm（19 nm モード） | 10 nm（8 nm モード） |
| 粒子の成分 | 数・サイズ・位置のみ。成分は別途 SEM／EDX レビューが必要 | 同じウェーハで SERS による化学的指紋を取得 |
| ファブデータとの対応 | ファブの装置そのもの | SPx との相関 70〜90% |
| 設備投資 | $$$$$ | $ |
| オペレーター | 5 名以上 | 1 名 |
| 設置スペース | 60 m²＋薬液倉庫 | 8 m² 未満 |
| 1 回あたりのサンプル量 | 40〜100 L | 100〜500 mL（既存のボトルサンプリング手順をそのまま利用） |
| 対応薬液 | IPA、TMAH、H₂O₂、H₂SO₄ などのバルク薬液 | バルク薬液に加え、配合品、スラリー、CMP 後洗浄液 |
← 左右にスワイプするとすべての列を表示できます
従来ラボの欄は UNISERS 技術資料に基づく。設備投資は相対的な規模。
検出するだけでなく、良品ロットと不良ロットを見分ける
添加した粒子量に比例して検出され、ppq レベルの濃度まで捉えます。実際のロットでは、不良ロットを一つも見逃しませんでした。
先端プロセスのファブと大手薬液メーカーで稼働中
2 nm 世代の先端プロセスでも、薬液の清浄度はこの手法で管理されています。
UNISERS は 2019 年にスイス連邦工科大学チューリッヒ校（ETH Zurich）からスピンオフし、Intel Capital と Merck 傘下の M Ventures から出資を受け、6 つの特許ファミリーを保有しています。台湾のデモラボは工業技術研究院（ITRI）量測技術発展センター内にあり、サンプルを持ち込んで実機測定できます。
現在は中国本土市場に注力しています
中国本土の電子グレード薬液は先端ラインへの採用が進んでおり、ウェーハレベルのパーティクルデータは認定で避けて通れない関門です。Lab Suite なら、このデータを自社工場内で取得できます。
この装置が活きる現場
システム仕様
- 測定方式
- ウェーハベース：逐次スピン塗布（SSC）→ 真空成膜による信号増強 → 光学スキャン
- 分析モード
- SEPS 表面増強粒径計測、SERS 表面増強ラマン分光
- 粒径検出
- 10 nm SiO₂（8 nm モード）。15 nm SiO₂ で直線性を検証済み
- 濃度検出下限
- IPA 約 50 ppq、96% H₂SO₄ 約 30 ppt（15 nm SiO₂）
- 成分同定（SERS）
- 単一粒子 50 nm 以上
- SPx 装置との相関
- 70〜90%（ベア Si・SiN ウェーハ）
- 1 回あたりのサンプル量
- 100〜500 mL、既存のボトルサンプリング手順に対応
- 対応薬液
- IPA、TMAH、H₂O₂、H₂SO₄ などのバルク薬液、配合品、スラリー、CMP 後洗浄液
- ウェーハサイズ
- 100 mm、300 mm（実際の事例で使用）
- システム構成
- SSC スピンコーター、PVD 成膜装置、光学スキャナー
- 設置面積／人員
- 8 m² 未満／1 名
- アップグレード
- 全自動の Inspector へアップグレード可能（2027 年出荷予定）
- メーカー
- UNISERS AG（スイス・チューリッヒ）
数値は UNISERS の技術資料と実測事例に基づきます。実際の性能は薬液の種類と測定条件により異なります。製品画像は実機をもとに作成したイメージ図で、外観はメーカー実機に準じます。
100〜500 mL あれば測定できます。中国本土の薬液メーカー・ファブは浚淵に直接ご連絡ください。UNISERS のラボでの測定を手配し、お客様ご自身の薬液で結果をご確認いただいたうえで導入をご検討いただけます。
サンプル測定を依頼