★プラズマ装置内の腐食、パーティクル発生機構と高プラズマ耐性材料の研究動向

★装置内構造部材の長寿命化へ向けた自己治癒セラミックスの開発動向

半導体製造装置用セラミックス部材の

開発動向とプラズマ耐性向上

【提携セミナー】

主催：株式会社技術情報協会

講座内容

【第1部】
半導体デバイスの高集積化に伴う急速な微細化により、プラズマ装置内部からの発塵（パーティクル）汚染による製造歩留り低下の深刻な問題となっている。シリコンウェハのエッチングに用いられるハロゲン系プラズマは、プラズマエッチング装置の内壁をも腐食させ、発生したパーティクルがウェハ上に付着することで、半導体デバイスの集積回路内での絶縁不良を引き起こす。このようなパーティクル汚染を抑制するため、高いプラズマ耐性を有するセラミックスが半導体製造装置用部材として使用されている。今後、さらなる高プラズマ耐性セラミックス部材を開発するためには、プラズマ環境下における腐食挙動およびメカニズムの解明が極めて重要となる。
本講演では、半導体製造装置用セラミックス部材の開発動向とプラズマ耐性について概説するとともに、代表的な高プラズマ耐性材料であるイットリウム系セラミックス（Y2O3、オキシフッ化イットリウム）について、講師らが行ってきたプラズマ耐性評価に関する研究例について紹介する。

【第2部】
現在、半導体は産業上の一部品としてではなく、経済安全保障にも関わる極めて重要な「特定重要物資」として取り扱われています。半導体製造の前工程における装置稼働率や歩留まりの向上が収益や競争力に直結しますが、それらを低下させる要因の一つにプラズマエッチングプロセスで発生する不良や異常が挙げられます。装置稼働率や歩留まりの向上に資する、エッチングチャンバー部品用プラズマ耐性セラミックス材料へのニーズは大きく、研究開発が活発に進められています。

【第3部】
自己治癒セラミックスは、高温操業中に自己治癒することが期待された。近年、操業中の治癒でなくても、定期的に治癒プロセスを行うことで操業中の損害を減らすという利用も検討されるようになった。そこで、ドライエッチング装置のような半導体製造装置に使われるY2O3セラミックスのような部材に自己治癒機能を導入できれば、高価なセラミックス部材を長く利用できるのではないかと考えた。
本報告では、その自己治癒セラミックスに関する基礎的なコンセプトや機械的特性、半導体製造装置への適用に向けた開発などについて説明する。

習得できる知識

【第1部】

• 半導体製造装置用セラミックス部材の開発動向および重要性の理解
• 半導体製造装置用セラミックス部材のプラズマ耐性の基礎的な理解
• イットリウム系セラミックスのプラズマ耐性の理解
• 半導体製造装置用セラミックス部材の今後の研究開発の方向性に関する理解

【第2部】

• プラズマエッチング装置チャンバー用セラミックス材料のプラズマ耐性評価についての知識

【第3部】

• 自己治癒セラミックスの基礎
• 自己治癒セラミックスにおける治癒メカニズム
• 自己治癒セラミックスの研究動向

担当講師

東京科学大学　総合研究院　ゼロカーボンエネルギー研究所　教授　吉田 克己 氏

(国研)産業技術総合研究所　センシング技術研究部門　主任研究員　笠嶋 悠司 氏

長岡技術科学大学　大学院技学研究院　機械創造工学専攻　教授　南口 誠 氏

セミナープログラム（予定）

＜１０：３０～１２：００＞
１．半導体製造装置用セラミックスの腐食挙動とプラズマ耐性の向上

東京科学大学　吉田 克己 氏

１．半導体製造装置用セラミックス部材の開発動向

２．半導体製造装置用セラミックス部材のプラズマ耐性

３．イットリウム系セラミックスのプラズマ耐性の評価
3.1 イットリウム系セラミックス（Y2O3、オキシフッ化イットリウム）について
3.2 Y2O3焼結体およびコーティングの微構造がプラズマ耐性に及ぼす影響
3.3 オキシフッ化イットリウム（Y-O-F系）セラミックスのプラズマ耐性の評価

４．まとめ

＜１３：００～１４：３０＞
２．プラズマエッチング装置用プラズマ耐性セラミックス材料

(国研)産業技術総合研究所　笠嶋 悠司 氏

• 半導体の製造工程とプラズマプロセス、製造歩留まり
• プラズマエッチングプロセスにおけるパーティクル
• プロセスチャンバー用部品部材の腐食とパーティクル発生
• 高プラズマ耐性材料、導電性材料（Al2O3, Y2O3, MgO等）
• チャンバー部品部材のプラズマ耐性評価

＜１４：４５～１６：１５＞
３．半導体製造装置部材への応用に向けた自己治癒セラミックスの開発

長岡技術科学大学　南口 誠 氏

１．セラミックスの基礎
1.1 セラミックスの分類や特徴
1.2 製造方法

２．自己治癒セラミックスの基礎：定義や分類
2.1 自己治癒セラミックスの歴史
2.2 自己治癒セラミックスの定義
2.3 自己治癒セラミックスの分類

３．自己治癒セラミックスを理解するための機械的特性に関する破壊力学
3.1 自己治癒を理解するための破壊力学

４．自己治癒プロセスにおける化学反応と速度論
4.1 自己治癒プロセスの化学反応
4.2 自己治癒プロセスの速度論

５．自己治癒セラミックスのケーススタディ：Ni粒子分散アルミナセラミックスを中心に

６．半導体製造装置に向けた自己治癒セラミックスの開発動向

公開セミナーの次回開催予定

開催日

2026/9/28（月）10:30~16:15

開催場所

ZOOMを利用したLive配信

受講料

1名につき60,500円(消費税込･資料付き)
〔1社2名以上同時申込の場合1名につき55,000円(税込)〕

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