半導体 (IC) とその周辺材料の超入門

日本は半導体の分野で材料面では世界をリードしていますが、その全体像を学ぶことのできる機会はあまりありません。今後、社会の情報化 (例; IoT) が進み、情報を処理する電子機器の必要性はさらに増していきます。この電子機器の心臓部である半導体は進化し続け、その市場が拡大していくと予想されます。このため、半導体関連材料も改良を重ね続けることが必要です。 　今回、半導体を代表する集積回路 (IC) について、その製造の一連の流れと使用材料の役割・必要特性を分かりやすく解説します。IC製造に関する基本情報を幅広く取得することは、今後の半導体関連材料の開発に役立つと思われます。

1. IC製造の全体の流れ
   • 前工程 (ウエハー工程)
   • 後工程 (組立工程)
   • 回路基板搭載
   • 電子部品組立
2. 前工程と関連材料
   1. 前工程の流れ
      • ウエハー
      • IC加工 (トランジスタ/回路)
      • 切断
   2. ウエハー製造
      1. 原料製造
         • 石英 (結晶シリカ)
         • 精製 (シラン)
         • ポリシラン
      2. ウエハー製造
         • 再結晶
         • インゴット
         • 切断
      3. 加工設備および製造会社
         • 精製プラント
         • 再結晶
         • 引上げ
         • 切断
         • 洗浄 他
      4. 工程部材および製造会社
         • 石英ルツボ (高純度石英)
         • 裏面粗化用シリカ
         • 工程テープ (DAF:フィルム/粘着剤)
         • 洗浄剤
         • 他
   3. トランジスタ形成および回路加工
      1. リン注入
      2. 電極および配線加工
         • 絶縁加工
         • 平坦化
         • レジスト塗布剥離
         • アルミ蒸着
         • レジスト・エッチング
         • パッド形成
      3. 加工設備および製造会社
         • CVD
         • 研磨 (CMP等)
         • 塗布
         • 露光
         • 剥離 他
   4. 工程材料および製造会社

• 酸素
• コロイダルシリカ
• レジスト
• 剥離剤
• 洗浄剤
• 保護膜
• 他

1. 後工程と関連材料
   1. 後工程の流れ
      • パッケージング
      • IC個片 (チップ)
      • 組立加工 (搭載・結線・封止)
      • PKG (切断/MAP)
   2. 組立加工 (アッセンブリー)
      1. 搭載方法
         • 接続用基板 (リードフレーム/子基板)
      2. 結線方法
         • 金線/半田ボール
         • 再配線
      3. 封止方法
         • 気密封止
         • 樹脂封止
   3. 加工設備および製造会社
      • 搭載機 (マウンター)
      • 加熱機
      • 結線機 (ボンダー)
      • 成形機
      • 切断機
      • 他
   4. 工程材料および製造会社
      • マウント剤 (Au・Si/Ag/半田)
      • 金線
      • ソルダーレジスト
      • 剥離剤
      • 洗浄剤
      • 封止材料 (固形/液状) 他
2. 回路基板と関連材料
   1. 回路基板の種類
      • 子基板 (接続用基板)
      • 母基板 (PKG搭載用基板)
   2. 回路基板製造の流れ
      • 銅箔・基材
      • 中間製品 (プリプレグ)
      • 回路基板
      • 回路加工
   3. 加工設備および製造会社
      • 塗布機
      • 熱圧着機
      • 露光機
      • 切断機 他
   4. 工程部材および製造会社
      • 銅箔
      • 支持体 (例;ガラスクロス)
      • 耐熱性フィルム (例:ポリイミド)
      • 絶縁接着剤
      • レジスト
      • 剥離剤
      • 洗浄剤 他
3. 電子部品組立と関連材料
   1. 電子部品組立の流れ
      • IC・電子部品
      • 基板搭載
      • 基板部品+他部品
      • 簡体保護
   2. 加工設備および製造会社
      • 搭載機
      • 半田仮止め
      • 半田再溶融 (リフロー) 他
   3. 工程部材および製造会社
      • 工程テープ
      • 半田 他
4. その他
• 質疑応答