パーティクルとは
パーティクルとは、ウェーハに付いてしまう、肉眼の限界より小さいごみのことです。 半導体の製造現場では、この微小なごみをこう呼びます。SCREENセミコンダクターソリューションズの技術解説は、大きいもので数マイクロメートル、小さいもので0.1マイクロメートル以下と記しています。
同社の技術解説は、ウェーハから取り除く汚れを5つに分けています。ゴミ、金属汚染、有機汚染、油脂、自然酸化膜です。このうち1つ目のゴミが、業界でパーティクルと呼ばれるものにあたります。付く経路として同社が挙げているのは、ウェーハを梱包から取り出すときや運ぶときに触れる工場の外気などです。
現場では、人が動き、装置が動き、液が流れるたびに、パーティクルが供給され続けます。工程が正常なときにも同じだけ発生します。そのためクリーンルームは、天井から床へ向かう一方向の気流を流し続けます。東京エレクトロンの半導体用語集は、クリーンルームを、フィルターで清浄にした空気を天井から床へオールダウンフローで送り続ける空間とし、とくに前工程では高い清浄度が要ると記しています。
パーティクル管理は、発生を抑える仕組みと、付いたものを落とす洗浄の、二段構えになります。
管理値は、粒径とセットで初めて意味を持ちます
Section titled “管理値は、粒径とセットで初めて意味を持ちます”パーティクルの管理値は「何個」という数字で示されます。ところがこの数字の厳しさは、何マイクロメートル以上を数えたのかが決まって、はじめて定まります。
栗田工業は水処理教室で、DRAMの集積度ごとに求められる超純水の水質を表にまとめています。以下はその表の微粒子の欄を読んだものです。世代の区切りは同社の表の見出しに合わせます。256k世代は0.1マイクロメートルで50〜500個/L、1M世代は同じ粒径で10〜20個/L、4M〜16M世代は同じ粒径で5個/L未満とされています。ところが同じ4M〜16M世代から0.05マイクロメートルの欄が始まり、10個/L未満となります。さらに64M〜256M世代では0.03マイクロメートルで10個/L未満、256M〜1G世代では0.02マイクロメートルの欄が加わり、同社の表では括弧付きで10個/L未満と示されています。
読み方の要点は、数えている粒の大きさが世代ごとに下へ動いている点にあります。0.1マイクロメートルで5個/L未満という欄と、0.05マイクロメートルで5個/L未満という欄が、どちらも同じ表に載ります。前者から後者へ移ったとき、許容個数は5個のままで、その5個を数え始める大きさだけが半分になります。
現場で何をするのか
Section titled “現場で何をするのか”落とす側の道具は、ウェーハを回しながら表面に何かを当てる形が基本になります。SCREENの技術解説は、ゴミ取り洗浄にスクラバという装置を使うと記しています。ウェーハを回しながら、その表面を柔らかいブラシで掃いて汚れを掻き出し、そのごみを純水で流す装置です。ブラシの材質にはPVAやモヘアがあり、ウェーハ表面にある膜の種類に合わせて選ぶと同社は述べています。
同社はさらに、微細化が進んだ近年は、より小さなダメージまで避ける必要から、ブラシに代えて超音波や二流体ノズルで粒子を落とす仕様の比率が高まっていると述べています。二流体ノズルは、流速の速いガスに液体を混ぜ、強力な霧吹きのように働くノズルです。
装置メーカーの記述も同じ方向を向きます。東京エレクトロンは公式製品ページで、CELLESTA MS2を、2流体スプレーとブラシで物理的に洗う機能を持つ装置として紹介し、同社独自のウェーハ保持技術により、ウェーハの最外周からベベル部までを洗えると記しています。以上は同社製品についての記述です。ウェーハの端は搬送のたびに触れられる場所であり、そこに残った粒子は次の工程で表面へ回り込みます。枚葉式洗浄が1枚ずつ洗う理由の1つが、この端と裏の作り分けにあります。
流し取る側の水も管理の対象です。超純水に微粒子の項目が入っているのは、洗う液そのものが粒子を持ち込めば、洗浄がそのまま汚染の供給になるためです。
取引：落とす力と、パターン保護
Section titled “取引：落とす力と、パターン保護”差し出すものは2つあります。1つはパターンそのものです。東京エレクトロンは公式製品ページで、CELLESTA-iMDがダメージレス洗浄によって最先端の微細なパターンに対応し、粒子の除去性能を大きく高めたと述べています。同社はさらに、洗浄を終えたあとのチャンバー内の雰囲気を制御する技術と、同社独自のIPAの吐出技術を採り入れ、ごく微細なパターンでも倒壊を抑えた乾燥ができるとしています。これらは同社製品についての記述です。落ちた粒子の数だけを追うと、倒れたパターンという別の不良を作ります。
もう1つは費用です。数える粒径を下げれば、超純水も、薬液も、装置も、検査も、そろって水準を上げる必要が出てきます。栗田工業の表で、粒径が下がるほど許容個数まで下がっていくのは、この同時進行を示しています。管理を1段厳しくする判断は、水処理から欠陥検査まで全体へ波及します。
よくある質問（FAQ）
Section titled “よくある質問（FAQ）”パーティクルとは何ですか？
ウェーハに付いてしまう、肉眼の限界より小さいごみです。SCREENセミコンダクターソリューションズの技術解説は、この小さなごみを半導体業界で一般にパーティクルと呼ぶと記しています。
どれくらいの大きさですか？
同社の技術解説は、大きいもので数マイクロメートル、小さいもので0.1マイクロメートル以下と記しています。マイクロメートルは1ミリメートルの1000分の1です。
どこから来るのですか？
同じ技術解説は、ウェーハを梱包から取り出すときや運ぶときに、工場の外気などから付くと記しています。クリーンルームが天井から床への気流で粒子を下流へ運ぶのは、この付着を減らすためです。
「パーティクルが5個」と言われたら何を確かめますか？
何マイクロメートル以上を数えた5個なのかを確かめます。栗田工業が示す超純水の水質目安では、0.1マイクロメートルで5個/L未満という欄と、0.05マイクロメートルで5個/L未満という欄が別の世代に並びます。同じ5個でも厳しさが違います。
どうやって取り除きますか？
SCREENの技術解説は、ウェーハを回しながら表面を柔らかいブラシで掃くスクラバを挙げ、掻き出したごみは純水で流すと記しています。ブラシに代えて超音波や二流体ノズルで落とす仕様も増えていると同社は述べています。
強く当てれば良いのですか？
強くするほどパターンが壊れる側の心配が増えます。東京エレクトロンは公式製品ページで、CELLESTA-iMDがダメージレス洗浄によって最先端の微細なパターンに対応し、粒子の除去性能を大きく高めたと述べています。落とす力とパターン保護は、別方向へ引き合う要求になります。
超純水とはどう関係しますか？
洗い流す水そのものが粒子を持ち込むためです。栗田工業は、超純水に求められる項目として微粒子の数を挙げ、DRAMの集積度が上がるほど数える粒径が小さくなる表を示しています。
比較・違いを学ぶ
Section titled “比較・違いを学ぶ”この記事の事実は、誰でも読める公開資料を根拠とし、各URLの到達可否をこちらで実測しています。したがって、リンク先が移動または消滅した場合は、その旨をこのページへ反映します。
- SCREENセミコンダクターソリューションズ「洗浄工程」（2026年9月2日にリンク生存を実測、200）── パーティクルという呼び方、大きさの範囲、付く経路、汚れの5分類
- SCREENセミコンダクターソリューションズ「洗浄（ゴミ取り洗浄）」（2026年9月2日にリンク生存を実測、200）── スクラバとブラシの材質、超音波と二流体ノズルへの移行
- 東京エレクトロン「洗浄 CELLESTAシリーズ」公式製品ページ（2026年9月2日にリンク生存を実測、200）── ダメージレス洗浄、パターン倒壊を抑制した乾燥、2流体スプレーとブラシによる物理洗浄、ベベル部の洗浄
- 栗田工業「水処理教室 No.014 純水よりはるかに純度が高い超純水」（2026年9月2日にリンク生存を実測、200）── DRAM集積度ごとの微粒子の管理粒径と許容個数
- 東京エレクトロン「半導体用語集 クリーンルーム」（2026年9月2日にリンク生存を実測、200）── オールダウンフローの気流と、前工程で求められる清浄度