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【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】

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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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