装置・工程

半導体システム関連用語集

ALD Atomic Layer Deposition
主に CVD の応用技術として、原子レベルで膜を積層させる事で薄膜形成を行う技術。

BEOL Back End Of Line
半導体前工程の中で、配線形成工程を BEOL (バックエンド) と呼ぶ。この工程では、FEOL で形成されたトランジスタなどの素子による回路を形成するための接続配線を形成する。金属プラグの形成や金属配線層の形成・加工など金属加工が中心となるため、メタライゼーション工程 (メタライズ) などとも言われることもある。

CMP (化学的機械的研磨) Chemical Mechanical Polishing
半導体製造において使われるウェハ平坦化或いはウェハ表面から過剰物質を取り除くための工程。研磨パッドにスラリーと呼ばれる研磨剤を含む酸 or アルカリ液体を用いウェハ表面を研磨する。スラリーやパッドによる機械的な研磨効果とスラリーの酸またはアルカリによる化学的なエッチング効果を利用したウェハの研磨方法。

CVD Chemical Vapor Deposition
化学気相成長方法　薄膜材料を構成する元素からなる1種又は数種の化合物ガス、単体ガスをウェハ上に供給し、ウェハ表面で化学反応により所望の薄膜を形成する工程。反応雰囲気や、反応エネルギーの供給方式により、APCVD (常圧CVD)、LPCVD (減圧CVD) の熱 CVD や、PECVD (プラズマ CVD) などに分類される。また、近年、原子層レベルでの薄膜体積制御を行なう ALCVD (PEALD) が半導体プロセスに導入されている。

EFEM Equipment Front End Module
SMIF や FOUP といった、ウェハ搬送ポッドと製造装置のインターフェース。ロードポートの機能を持ち、ポッド内のウェハを、クリーンルーム環境に直接暴露することなく、局所的なクリーン環境を保持したまま、ウェハを装置内部へ導入する。

EUVL Extreme ultraviolet lithograph
極端紫外線と呼ばれる非常に短い波長 (13.5 nm) です。リソグラフィ技術で20ｎｍより微細な寸法加工を行う場合に使用されます。

FEOL Front End Of Line
半導体前工程の中で、トランジスタなどの素子を作りこむための工程を FEOL (フロントエンド) と呼ぶ。

ICP Inductive Copled Plasma
主に半導体エッチング工程で用いられるプラズマ発生方式。誘導結合プラズマと言われ、高周波をチャンバー内にあるエッチングガスにかける事で、ガスを励起させ効率的にドライエッチングをする為のプラズマ源。

High-K
高誘電率の絶縁体材料を言います。半導体内で使用するゲート絶縁膜は、「量子トンネル効果」によるリーク電流を減らすために小さな容積で高い容量が得られる材料を使用しなくてはなりません。

Low-K
低誘電率の絶縁体材料を言います。半導体内で高い周波数で電流が流れるとRC遅延が起こりやすくなるため、なるべく、誘電率の低い絶縁材を用いる事で、RC 遅延を起こりにくくするために Low-K 材料を使用します。

Nanoimprint
ナノインプリントとはパターン形成されたマスクをウエハー上に塗布された樹脂やレジストに押し当ててウェハ上にパターンを形成させ基板エッチングをします。

PVD Physical Vapor Deposition
物理気相成長法と言われ、プラズマによってイオン化された原子を原料となるターゲットにぶつけて、ターゲットからはじき出された原子がウェハ上に成膜されるプロセス。

pzt 圧電素子
チタン酸ジルコン酸鉛（PZT）と言う材料を使用します。この圧電素子に力を加えると電圧を発生させ。電圧を加えると力を発生させます。この圧電素子は力から電圧に変換させる事で、角度センサーとして使用されたり、電圧から力に変換させる事で、インクジェットプリンターのピエゾ素子に使用されたりしている。

SEM Scanning Electron Microscope
走査型電子顕微鏡と呼ばれ電子ビームを測定物に照射し、測定物から検出される二次電子等を観測する事で測定物の微細部分を観察できる電子顕微鏡。

イオン注入 Ion Implantation
半導体ウェハ表面に加速したイオンを打ちこみ、半導体結晶内に高度に制御された濃度の特定の不純物 (ドーパント) を導入する手法。導入深さはイオンの加速エネルギーで制御し、不純物濃度はイオンビーム (電流) と注入時間で制御する。パターンを形成されたフォトレジストなどをマスクにすることにより、特定の領域への不純物導入が可能であるが、注入した不純物をSi中のアクセプタまたはドナーとして活性化するためには、アニール処理と呼ばれる熱処理が必要となる。

ウェハ洗浄装置 Wafer cleaning systems
半導体製造工程の中においてウェハ洗浄工程は、ある処理工程の前或いは後に必ず行なわれる。ウェハは洗浄薬液層に浸された後、超純水によりリンス洗浄される。通常は洗浄目的の異なる複数の洗浄薬液 (異物・有機物除去洗浄や、金属洗浄等) による洗浄を完了した後、乾燥され洗浄作業を完了する。

エッチング
薬液や反応性イオンを用いた腐食作用により、ウェハの表面に回路パターンを作成する工程。パターンを形成されたフォトレジストなどをマスクに下地膜の加工形成などを行なう。薬液を用いたエッチングはウェットエッチングと呼ばれる。薬液を用いないエッチングはドライエッチングと呼ばれ、プラズマ雰囲気で反応性イオンを利用しエッチングを行なう RIE (Reactive Ion Etching) が現在の半導体製造工程のエッチングで主に使用される。

酸化・拡散炉
"高温の炉内にウェハを導入し、酸化雰囲気で Si 表面に SiO 2膜 (Si酸化膜) を形成したり、ウェハ表面に導入された、不純物 (ドーパント) を熱により活性化させたり、不純物を所定の深さまで拡散させるための熱処理炉。バッチ処理の代表的な装置で、一度に100枚程度のウェハを処理することが可能。6インチウェハまでは横長の炉心管を使用した横型炉を使用していたが、6インチウェハ以降ウェハ荷重の影響や炉口からの大気巻き込みなどのプロセス要因の側面と、設置面積でのメリットから縦型炉が主流となった。また、排気系を設置し炉内を減圧したうえで成膜用ガスを導入した、LPCVD としても利用される。"

ステッパ Stepper
半導体製造工程の中のフォトリソグラフィ工程において、レンズ光学系を介して、レチクルに描かれた数チップのICパターンをウェハ上に縮小投影し、繰り返し転写する露光装置。IC の微細加工を実現するコア装置であり、半導体製造装置の中では最も高価な装置となる。加工の微細化に伴い、露光光源もより短波長化され、g 線 (436nm)、i 線 (365nm)、KrF エキシマレーザ (248nm)、ArF エキシマレーザ (193nm) と推移している。次世代には、波長が数nm～数10nmの EUV (超紫外線：Extreme Ultraviolet) が光源として開発が進められている。

セル CELL
セル生産方式は、一人或いは数人 (1つの装置或いは複数の装置群) のグループにより加工から組立てさらに品質管理を行う多工程持ちの自己完結型の生産形態で多品種少量生産に対応する柔軟性が高い。

ダイサー
ウェハを個々の IC チップに分割するために采の目状に切り溝を生成する装置。

ダイボンダー Die Bonder
ダイとはチップのことであり、リードフレームや IC パッケージの基板部に IC チップを設置ボンディングする装置のこと。略してダイボンなどとも呼ばれる。

ダブルパターニング Double Patterning
光の干渉を受けないようにする為に、互い違いにした回路構成の半導体用ウェハマスクを2枚使って、一つのウェハに2回の露光を行う。これにより、2倍の微細度を実現する事ができる。

チップマウンター Chip Mounter
部品チップを基板に実装する際に使用する実装装置。IC の組立工程においては、ICチップをリードフレームに乗せる (マウント) 装置を指す。ダイボンダとも呼ばれる。

テスタ
主に IC が製品として出来上がった状態になった時、温度や電圧を印加させた状態で加速試験を行うなど、様々な方法で IC チップが良品であるかを検査する装置。

バッファ Buffer
ウェハキャリアを置く場所。あるいは、ウェハキャリアを保管する場所。ウェハ搬送を行う場所も含まれる場合もある。

プロセス装置 Process Equipment
半導体デバイスを作るための処理装置。半導体製造の前工程において使用する製造装置で検査装置、測定装置、材料搬送装置を除く。

ベアチップ実装 Bare Chip Mounting
IC パッケージを用いずに直接裸のまま (ベア) の IC チップをボードに直接実装すること。

ワイヤボンダー Wire Bonder
リードフレームの配線部とチップ電極間を金属配線で接続する (ボンディング) 装置。配線にはAuやAl系の非常に細い配線材が使用される。先端LSIの生産においては電極数の増加に伴う配線作業時間の増加から、高速動作機構を持った装置が要求される。

固定バッファ型製造装置 Fixed Buffer Equipment
固定ロードポートのみを持ち、キャリア保管のための内部バッファを持っていない製造装置。

後工程
IC の組立工程を後工程と呼ぶ。前工程 (ウェハ工程) の完了したウェハをチップ単位に切り分け、チップのボンディングや、チップ電極とパッケージ端子との接続のワイヤボンディングおよびパッケージに封止して IC とする工程の全体を指す。

製造装置 Production Equipment
半導体デバイスを製造する装置。半導体シリコンのインゴット作成から、最終製品であるIC製造に関わる全ての装置が含まれる。

前工程
シリコンの基板にトランジスター抵抗、素子間を接続する配線層などを作り込んで、いわゆる IC チップをウェハ上に生成する工程。この工程の中では、ウェハの状態で処理されるため、ウェハ工程と呼ばれることもある。

測定装置 Metrology Equipment
ウェハの検査や寸法測定をする装置。ウェハ表面にあるダストの数量、ウェハの外観、断面、成膜した抵抗、膜厚などの確認、ウェハのあらゆる検査をする。

歩留り Yield
作った製品のうちの良品であった割合。良品率。半導体では、投入材料に対し、ある一定割合の不良品の発生を前提にして生産計画が立てられる。このときの良品として完成が見込まれる割合が歩留りである。通常はプロセス／製品立上げフェーズでは低い歩留りであるが、習熟カーブを描き、量産時には高いとなるように改善作業がなされる。近年は、プロセス／製品立上げフェーズにおいていかに早期に高い歩留りを実現するかという取り組みが積極的に行なわれている。

液浸リソグラフィ immersion lithography
フォトリソグラフィ (光露光) で、縮小投影レンズとフォトレジスト (ウェハ基板) との間に、屈折率が1より大きい液体を充填してパターンを転写する技術。液体の屈折率をnとすると、投影レンズの開口数 NA が n 倍に拡大され、解像性能が n 倍向上する。現状では液体として水 (n＝1.4) が用いられている。

自動テストパターン生成 automatic test pattern generation
ICの回路故障を検出するテストパターンを自動的に発生させること。略して ATPG。特定した故障を想定しシステムのアルゴリズムに基づいてテストパターンを生成する方法と、特定の故障を想定せずにランダムにテストパターンを発生させる方法とがある。現在では IC の設計時、論理合成と同時にテストパターンが発生できるなど操作性、性能ともに向上している。特にシステム LSI (SoC) のような大規模 IC を設計する場合には、ATPG が必須となっている。

プローバ
装置の先端には、何10ミクロンという COF や CMOS センサーの配線間隔にあわせて、ニッケル製の検査用針 (プローブ) が並んでいる。そして、このプローブが配線に接触、電気的信号を送って設計通りの動作をするかを検査するというもの。大変精密でデリケートな部品を検査する装置なので、プローブはレーザーで先端を尖らせた幅10ミクロン、高さ10-15ミクロンという大変微細なものが使われており、これをカメラを用いて正確な場所に誘導する仕組みになっている。

プローブカード Probe card
プローブ (Probe) ＝探針、カード (card) ＝基板のことで、「探針つき基板」という意味である。電気を通した探針をウエハチップに接触させることで、その良否を判定する。前工程の段階で不良品の選別を行うことは、ロスのない半導体製造を行いコストの低減を図っていく上で欠かせない。半導体の小型化が進むに伴って、プローブカードの針も細く小さく、針を並べる間隔も1,000分の60mm 程度にまで微細化が求められている。

スイープ測定 Sweep measurement
被測定デバイス入力を連続的に変化させ、その出力の変化を測定する機能、または、その出力が指定の値となる測定条件を見つけ出すこともいう。

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