この動画でご紹介するのは、チップを製造する「前工程」と呼ばれる部分です。
半導体製品はクリーンルームと呼ばれるチリやホコリを徹底管理した中で製造しているため、通常は工場見学ができません。
この動画では、その工場の中で行われているチップができあがるまでの工程を、実際の映像とともに紹介します。
はたしてチップはどのように作られているのでしょうか?
たくさんの製造機器で、次々とチップを作っていく様は必見です!
0:00 はじめに
0:53 エアシャワー
1:15 洗浄、酸化膜形成
2:21 フォトレジスト塗布、露光、現像
3:30 エッチング、フォトレジスト除去、イオン注入、作り込み
5:26 外観画像検査、電気的特性検査、梱包
【書き起こし】【前工程編】工場見学:半導体ができるまで|実際の製造工程を見ながらわかりやすく解説!!【サンケン電気】
(00:00) サンケン電気は、パワー半導体を製造するメーカーです。 半導体の製造工程は、前工程と後工程にわけられます。 前工程ではシリコンウェーハと呼ばれる超高純度のシリコンの板を加工して、半導体(チップ)を作ります。 1枚のウェーハで、最大1万個程度のチップが作れます。 チップには、顕微鏡で拡大しないと見えない細かな回路が、たくさん作り込まれています。 いったいどのような装置で、こんなに細かな回路を作っているのでしょうか? この動画では、実際の前工程工場を見ながら、チップの作り 方を説明します。 それでは、前工程工場 山形サンケン、福島サンケンに潜入してみましょう! まずは、山形サンケンです。 半導体はチリやホコリが非常に少ない、クリーンルームで製造します。 半導体の微細加工をおこなうさい、チリやほこりがついていると、正常な回路を形成できません。 作業員はクリーンスーツに着替え、細かいほこりを取り除いてから、クリーンルームに入ります。
(01:16) はじめの工程は、洗浄です。 薬液でウェーハをきれいにしてから、加工していきます。 次の工程は、酸化膜形成です。 拡散炉の搬入装置に、ウェーハを運びます。 拡散炉の中に、ウェーハを入れます。 拡散炉の中の温度は、800°cから1000°cです。 拡散炉の中に酸素ガスを注入すると、シリコンと酸素が結びつき、表面に酸化膜が形成されます。 次の工程は、フォトレジスト塗布です。
(02:26) フォトレジスト塗布から現像までの工程は、イエロールームで行います。 ウェーハにレジストを垂らし、スピナーと呼ばれる機械でウェーハを高速回転させます。 これにより、均一にレジストが塗布されます。 レジストは次の工程(露光)でパターンを転写するために塗布しています。 次の工程は、露光です。 パターンが描かれたマスクをウェーハに合わせて配置し、露光装置で紫外線をあてます。 紫外線をあてると、レジスト上にパターンが転写されます。 次の工程は、現像です。 ウェーハに現像液を均一に散布し、露光部(紫外線があたった部分)のレジストを除去します。 これで、酸化膜の加工したい部分だけが露出した状態になります。 次の工程は、エッチングです。
(03:34) エッチングは主に、ドライエッチングとウェットエッチングの方式があります。 こちらは、ドライエッチング用の装置です。 装置内に充満させたガスで、酸化膜が露出している部分だけを除去します。 次の工程は、フォトレジスト除去です。 薬液にウェーハを浸し、不要となったレジストを除去します。 次の工程は、イオン注入です。 装置にウェーハを運びます。 装置内でウェーハを移動させながら、ホウ素やリンなどの不純物イオンをウェーハに注入します。
(04:47) これにより、半導体の電気的特性を変化させます。 酸化膜が形成されている部分には、イオンは注入されません。 ここまでに紹介した工程を何度も繰り返しながら、ポリシリコン膜・層間膜・電極膜を形成し、設計通りに回路を作りこみます。 最後に、チップの表面を守るための保護膜を形成します。 ここからは、福島サンケンに移動します。 福島サンケンでは、山形サンケンで加工したウェーハの検査を行います。 山形サンケンから届いたウェーハの受入検査をした後に、外観画像検査を行います。 こちらは、検査装置の内部の様子です。 受入検査で合格となったウェーハを、画像検査装置でより詳細に検査します。 ウェーハを検査台に運びます。 ウェーハの表面をカメラで撮影し、すべてのチップに対して、パターンが正常に形成されているか、パターン上に異物が付着していないか、などを検査します。
(06:12) 検査は高速で行われ、検査の様子はモニターで確認できます。 次の工程は、電気的特性検査です。 プローブと呼ばれる細い針を当て、すべてのチップの電気的特性を検査します。 すべての検査が終わったら、ウェーハが割れないよう、丁寧に梱包します。 梱包したウェーハは、国内や海外の後工程工場に出荷され、パッケージングされます。 これで、前工程の紹介はおしまいです。 後工程は、こちらの動画で紹介しています。 ぜひ、ご覧ください。 この動画いいな!と思ってくれた方、前工程のことが少しでもわかったよ、という方がいましたら、ぜひチャンネル登録・いいね をお願いします。 ご視聴ありがとうございました。
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■サンケン電気株式会社公式HP(コーポレートサイト)
https://www.sanken-ele.co.jp
■サンケン電気株式会社公式HP(半導体製品情報)
https://www.semicon.sanken-ele.co.jp/
■山形サンケン株式会社
https://www.sanken-ele.co.jp/yamagata/
■福島サンケン株式会社
https://www.sanken-ele.co.jp/fukushima/
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