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半導体製造工程
半導体製造工程全体像
01

ウェーハ製造工程

ウェーハ製造工程は、高純度シリコンから単結晶インゴットを育成し、
スライス・研磨・洗浄を経て半導体回路形成用の平坦で高精度な基板を作る工程です。
引き上げ
シリコン原料を高温で融解し、種子結晶を接触させ、回転させながらゆっくり引き上げることで円柱状の単結晶インゴットが形成されます。
引き上げ工程の図
スライス加工
高純度のシリコン単結晶インゴットをワイヤーソーなどでスライスし、均一な厚さに切断します。スライスされたインゴットはウェーハとして剥離され、洗浄を経てカセットに収納されます。
切断・洗浄工程の図
ベベル加工(外周面取り)
スライス後のウェーハエッジ部を研磨により任意の形状に形成し、滑らかにします。
エッジグラインディングマシン
半導体製造工程において、エッジの品質改善は必要不可欠なプロセスとなってきております。お客様の要求を達成する様々な提案をしてまいります。
エッジグラインディングマシンの画像
エッジグラインディングマシン
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エッジグラインディングマシン
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エッジグラインディング工程の図
ラッピング
研磨プレートと研磨剤を用いてウェーハの両面を平坦化し、厚みを均一にします。
ラッピング・ポリッシング工程の図
エッチング
スライスやラッピング等で生じた機械加工によるダメージを化学薬品で除去します。
ラッピング・ポリッシング工程の図
ポリッシング
微細砥粒を含んだ化学液と研磨パッドを用い、ウェーハ表面の微細な凸凹を除去し、さらに平坦化を行います。
ポリッシング工程の図
洗浄
超純水や化学薬品でウェーハ表面の残留物や汚染物質を除去します。その後、超純水でウェーハを洗浄・乾燥し、清浄で高品質な表面を維持します。
洗浄工程の図
02

前工程

前工程は、シリコンウェーハ上に酸化、フォトリソグラフィ、エッチング、薄膜形成、イオン注入などを繰り返し、
半導体回路を微細加工技術を用いて構築する工程です。
酸化
高温の酸素や水蒸気環境でウェーハを処理し、表面にシリコン酸化膜を形成します。この酸化膜は絶縁層として機能し、トランジスタや他のデバイスの電気的特性を向上させます。
酸化工程の図
レジスト塗布処理
感光性樹脂(フォトレジスト)をウェーハ表面に均一な厚さで塗布します。次工程の露光で回路パターンを正確に形成する基盤となります。
デフュージョン工程の図
露光・現像処理
レジストが塗布されたウェーハにマスク(回路パターンが描かれている)を通して紫外線や電子ビームを照射し、現像液を使って照射部分のレジストを除去し、ウェーハ上に回路パターンを露出させます。
リソグラフィ工程の図
エッチング
レジストで保護されていない部分をエッチングにより除去し、回路パターンを形成します。
エッチング工程の図
イオン注入処理
ウェーハに特定の不純物(ドーパント)を高精度で埋め込むため、イオン化したドーパントを加速し、ウェーハ表面に衝突させて注入します。これにより電気的特性が制御され、トランジスタなどのデバイス機能が形成されます。
成膜工程の図
平坦化(CMP)
研磨パッドとスラリー(研磨剤を含む化学液)を使用し、機械的加工と化学反応の複合作用でウェーハ表面を研磨します。このプロセスにより、多層構造化で生じた表面の凸凹を平坦化できます。
CMP装置
これまで培ってきた精密計測機器及び半導体製造装置の技術を融合し、先端デバイスで要求されるプロセス性能に十分に応えると共に、量産工場における要求にも応えた各種サイズ対応CMP装置(ChaMPシリーズ)を提案いたします。
CMP装置の画像
CMP装置
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CMP装置の画像
CMP装置
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平坦化工程の図
この作業を繰り返す
洗浄
超純水や薬液を使用してウェーハ表面に付着した微粒子や有機物・金属汚染を除去します。
洗浄工程の図
電極形成
絶縁膜を形成後、露光・現像で形成したパターンにエッチング処理を施して開口部を作り、スパッタリングや蒸着で金属を埋め込みます。
電極形成工程の図
03

テスト工程

テスト工程は、前工程で形成されたウェーハ上の各チップを電気的に検査し、良品と不良品を判別する工程です。
プローブ装置で測定し、不良品はマーキングまたはデータで管理します。
ウェーハプロービング
回路にプローブと呼ばれる針状の電極を当て、電気的特性を評価します。一般的にウェーハ検査とも呼ばれます。
プロービングマシン
ウェーハ上に形成されたすべてのICチップに検針を正確に当て、電気を流して電気的特性を試験するためのウェーハ搬送位置決め装置です。東京精密は新しいデバイスの特徴に合わせた新たな装置を開発し、世界中のお客さまに技術と共に提供しています。
プロービングマシンの画像
プロービングマシン
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プロービングマシンの画像
プロービングマシン
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ウェーハテスト工程の図
04

後工程

後工程は、良品チップをウェーハから切り出し、パッケージ化して製品に仕上げる工程です。
ダイシング、ダイボンディング、ワイヤボンディング、モールド、最終検査を経て出荷されます。
表面保護テープ貼り付け
ウェーハのデバイス側に保護テープを貼り、裏面研削時の物理的ダメージや汚染から表面を保護します。
グラインディング工程の図
裏面研削
ダイヤモンド砥粒を含む砥石を高速回転させ、ウェーハを所定の厚みまで研削し薄化します。このプロセスによりデバイスの薄型化と熱特性の向上を図ります。近年では10ミクロン未満の極薄加工要求が増えています。
高剛性研削盤
研削砥石を使用し、ウェーハを平坦加工する装置です。当社独自の高剛性機構を搭載し、高精度、高スループット、低ダメージ加工を実現しています。
研削砥石
研削砥石は、高剛性研削盤専用にチューニングされた専用ホイールです。高剛性研削盤のポテンシャルを最大限に発揮し、低摩耗、低ダメージ、鏡面加工を実現しました。高剛性研削盤とセットで使用をします。
高剛性研削盤の画像
高剛性研削盤
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研削砥石の画像
研削砥石
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高剛性研削盤の画像
高剛性研削盤
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研削砥石の画像
研削砥石
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裏面研削工程の図
ダイシングテープマウント
薄化したウェーハをダイシングテープでリングフレームに貼付け固定します。これにより薄化したウェーハの破損を防止し、ダイシング工程でのチップ保持を行います。
ダイシングテープマウント工程の図
表面保護テープ剝離
ウェーハのデバイス面に貼られた保護テープを丁寧にはがします。
表面保護テープ剝離工程の図
ダイシング
ウェーハを個々のチップ(ダイ)に切断する工程です。一般的にはダイヤモンドブレードを高速回転させて切断します。近年はレーザによるドライプロセスも増えており、要求に応じて使い分けられます。
ダイシングマシン
多数のICが形成されたウェーハから、切断プロセスによって1個1個のチップに個片化する装置です。各種デバイスの高機能化に伴い、多様化するダイシングプロセスに対し、長年培ってきた「高精度・位置決め技術」と最適な加工方式(ブレードダイシングやレーザダイシング)を組み合わせることで、高スループットかつ、高品質加工を提供しています。
精密切断ブレード
東京精密の精密切断ブレードは、独創的開発技術とアプリケーション技術の融合により、あらゆる被硝材や加工用途に対応できる製品をラインナップし、時代が求める「高品位・低コスト」のニーズにお応えします。
ダイシングマシンの画像
ダイシングマシン
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精密切断ブレードの画像
精密切断ブレード
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ダイシングマシンの画像
ダイシングマシン
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精密切断ブレードの画像
精密切断ブレード
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ダイシング工程の図
ダイボンディング処理(マウント)
個々のチップ(ダイ)をパッケージ基板に接着する工程です。分離されたチップをダイボンダーで基板上の正確な位置に配置し、接着硬化させます。
ボンディング工程の図
ワイヤボンディング処理
個々のチップ(ダイ)とパッケージ基板またはリードフレームを電気的に接続する工程です。基板に固定されたチップのパッドと基板端子を、ワイヤボンダーで金やアルミニウムの細いワイヤを用いて超音波や熱、圧力を加えて接続します。
ワイヤボンディング処理工程の図
モールド処理
ワイヤボンディングが完了したチップと基板をエポキシ樹脂などの封止材で覆い、外部からの物理的ダメージや環境要因から保護します。
モールディング工程の図
トリムフォーム
パッケージデバイスのリードフレームについている不要部分を切り取り、プリント基板に正確に取り付けられる形状に整えます。
トリムフォーム工程の図
バーンイン(温度電圧試験)
パッケージ化された複数のデバイスを専用ボードにセットし、バーンインチャンバー内で高温(通常125℃前後)や電気的ストレス(定格電圧・電流)を与え、数時間から数日間動作させます。これにより過酷な条件下での動作をシミュレーションし、初期不良を早期に発見します。
バーンイン(温度電圧試験)工程の図
検査
高解像度検査システムで外観検査を行い、クラックや異物付着など物理的欠陥がないかを確認します。
ファイナルテスト工程の図
マーキング
完成した半導体デバイスに識別情報を刻印します。マーキングは製品のトレーサビリティと識別を容易にするために行います。
マーキング工程の図
出荷
出荷工程の図

FAQ

よくある質問

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