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4. 製造プロセスと装置

このページの目次
  1. 前工程
  2. 後工程

ウェーハの上に回路を作る前工程と、チップに切り分けて組み立てる後工程を、工程ごとに学びます。

前工程

  1. 洗浄ウェーハの表面から、微粒子や汚れ、不純物を取り除く工程。
  2. 成膜（CVD、PVD、ALD）ウェーハの上に、絶縁膜や金属膜などの薄い膜を形成する工程。
  3. リソグラフィ（塗布・露光・現像）ウェーハに感光材を塗り、露光と現像で回路のパターンを写す工程。
  4. どこまで細かく写せるか：露光の細かさの考え方リソグラフィで写せる形の細かさが、何によって決まるのかを説明する。光の波の長さ、レンズが光を集める力、工程の工夫の三つの要素と、短い波長の光や液体を使う工夫、一度で写せない形を複数回に分けて写す方法を扱う。
  5. エッチング不要な部分の膜を削り取り、回路の形を作る工程。
  6. 電気を帯びたガスで削り、付ける：プラズマを使う工程半導体の製造で広く使われるプラズマが何であり、どのように作られるのかを説明する。プラズマを使って膜を垂直に削るエッチング、低い温度で膜を付ける成膜、表面を整える処理の仕組みと、プラズマを正確に保つ難しさを扱う。
  7. 性質を作り込む：イオン注入と熱処理ウェーハの決められた場所にドーパントを入れてp型やn型の領域を作るイオン注入の仕組みと、入れた後に熱を加えて結晶を整え、ドーパントを働かせる熱処理を説明する。熱で表面に酸化膜を作る酸化と、熱を加える時間を短くする工夫も扱う。
  8. CMP（平坦化）薬液と研磨を組み合わせて、ウェーハの表面を平らにする工程。
  9. トランジスタをつなぐ：配線と多層配線チップの中の非常に多くのトランジスタをつなぐ配線が、何層にも重ねて作られる仕組みを説明する。溝を掘って銅を埋め込み、表面を磨いて平らにする作り方、配線の間の絶縁膜、層どうしをつなぐ穴と、細い配線の課題を扱う。

後工程

  1. ダイシングウェーハを切って、チップ（ダイ）に分ける工程。
  2. パッケージング（封止）チップを樹脂などで封止し、守って取り扱える形にする工程。
  3. 並べて、重ねる：先端パッケージ複数のチップを一つのパッケージの中で並べたり重ねたりして、一つの製品として働かせる先端パッケージの考え方を説明する。チップの間をつなぐ細かい配線の層、チップを縦に貫く電極、細かい接続の方法と、熱や検査の課題を扱う。
  4. 最終検査（テスト）完成したチップが仕様どおり動くかを、電気的に試験する工程。