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Hitachi

株式会社 日立ハイテクノロジーズ

解説サイト「半導体の部屋」

 半導体チップは、トランジスタや配線を半導体ウェーハ上に形成して電気回路を形成したものです。これらの配置はコンピュータでフォトマスク(レチクル)上にパターンとして描かれます。これを次に紹介する製造工程によって半導体ウェーハ上に転写して形成します。

1)ウェーハ処理工程 (前工程)

シリコン単結晶とシリコンウェーハ
シリコン単結晶とシリコンウェーハ

 前工程と呼ばれる半導体ウェーハ処理工程では、シリコン結晶ウェーハ表面上にトランジスタなどを含む電子回路を作ってゆきます。
回路形成の基本は、

  1. 配線や、トランジスタ等になる薄膜層をウェーハ上に形成します(成膜)。
  2. シリコンウェーハの薄膜上に感光材(フォトレジスト)を塗布し、リソグラフィー技術でフォトマスク(レチクル)上の回路パターンを転写します。
  3. 現像されたフォトレジストをマスクにして、エッチングによって、薄膜を配線等の形状に加工して行きます。

これで、一層の回路が形成されます。一番下の層にトランジスタを形成します。同様の工程を繰り返すことで、この上に何層もの配線回路層を形成して行きます。

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シリコン基板(ウェーハ)
シリコン基板(ウェーハ)

 各層で回路を形成して行く途中で、検査、計測の工程が入り、パターンが設計通り製作されているかどうかをチェックします。ここで不具合が発見されると、製造を中断し、工程の不具合を取り除いたり、製造の条件を微調整したりして修正して行きます。1枚のウェーハ上には、四角い半導体チップが百個以上製造されます。現在は、最大で直径300mmのシリコンウェーハが製造に使われています。今後、最先端のウェーハ製造では、直径450mmのシリコンウェーハも使うよう検討されています。

2)前工程と後工程

 半導体デバイスは、以下の前工程(ウェーハ処理工程)と後工程(組立工程)を経て完成します。
(以下の要素プロセスの説明では、ウェーハの極表面の微小領域を拡大して模式的に示しています。)

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