半導体デバイス・プロセス開発の実際 (2日間)

最近、ニュース等で半導体関連の話題が連日のように報道されていますが、どうしても断片的な情報になってしまい、理解・把握に混乱を招いているように思われます。これは、半導体産業が地理、製造装置、材料、技術的に広範囲に渡る巨大産業のため全体像をつかみにくいためと思われます。 　ここで、一度本講座で半導体産業の全体像を整理します。また、半導体デバイス、プロセス、実装工程、システム設計の実際について必要な知識を装置、材料の変遷を踏まえて基礎から解説いたします。更に、半導体デバイス製造の特徴を上手に利用した開発・製造の考え方を解説いたします。

前編

(2024年3月18日 10:30〜16:30)

1. 第1章 今、なぜシリコンか?
   1. シリコン半導体の特長
   2. シリコンvs.化合物半導体
   3. 半導体の売り上げ
   4. 半導体と用途
   5. 各種半導体物性比較
   6. シリコン資源
2. 第2章 珪石から集積回路の出来るまで
   1. 珪石から金属シリコンの製造
   2. 金属シリコンから高純度多結晶シリコンの製造
   3. 単結晶作製
   4. 円筒研削とオリフラ、ノッチ加工
   5. スライシング
   6. ベベリングとラッピング
   7. エピタキシャル成長とSOI
   8. 前工程
   9. バイポーラプロセス概略
   10. CMOSプロセス概略
   11. 後工程
   12. バックグラインド
   13. ダイシング
   14. ダイボンド
   15. ワイヤボンド
   16. モールド
   17. リードカット、マーキング、テスト
3. 第3章 半導体物理
   1. シリコン結晶
   2. 半導体の導電形
   3. ドーパントの種類
   4. 半導体と周期律表
4. 第4章 半導体プロセス(前工程)の概要
   1. 基本プロセス
   2. プロセスのパターン
   3. 不純物導入パターン
   4. 成膜のパターン
   5. 金属配線のパターン
   6. セルフアライメント
5. 第5章 前工程
   1. フォトリソグラフィー工程
      1. フォトリソグラフィーとは
      2. フォトリソグラフィー工程の説明
      3. レンズ系の解像力と焦点深度
      4. 露光用光源
         1. 超高圧水銀灯
         2. エキシマレーザー
         3. EUV光源
      5. 各種露光方式
      6. レジストコーターとデベロッパー
      7. フォトレジスト
      8. レチクル(マスク)とペリクル
      9. 超解像
      10. 近接効果補正
   2. 洗浄工程とウェットエッチング工程
      1. ウェットプロセスの概要
      2. ウェットエッチング
   3. 酸化・拡散工程
      1. 目的と原理
      2. 酸化の法則
      3. その他の酸化
      4. 酸化・拡散装置
      5. 熱電対
      6. ランピング
      7. 選択酸化
      8. 測定装置
      9. 酸化膜の色と膜厚
   4. イオン注入工程
      1. イオン注入の目的と原理
      2. イオン注入工程の概要
      3. イオン注入装置
      4. 中電流イオン注入装置の各部名称
      5. イオン注入で起こる問題
   5. CVD工程
      1. プラズマのまとめ
      2. 各種CVD
      3. CVD装置外観
      4. 減圧CVDとステップカバレッジ
      5. 原子層堆積(ALD)
   6. スパッタ工程
      1. スパッタの原理と目的
      2. 各種スパッタ
   7. ドライエッチング工程
      1. ドライエッチングの原理と目的
      2. 等方性と異方性
      3. ドライエッチング工程の概要
      4. プラズマエッチングと反応性ドライエッチング
      5. ケミカルドライエッチング
      6. ドライエッチングガス
      7. 終点検出
      8. ドライエッチングの評価
      9. ローディング効果
   8. エピタキシャル成長
      1. エピタキシャル成長の基本
      2. ヘテロエピタキシャル成長
      3. 原子層エピタキシャル成長(ALE)
   9. CMP工程
      1. CMP工程概要
      2. CMP適用工程例
   10. ウェハテストとプローブテスト
       1. はじめに
       2. ウェハテスト
       3. プローブテスト
   11. クリーンルーム
       1. 防塵管理
       2. クリーンルームの方式
       3. HEPAフィルター、ULPAフィルターとケミカルフィルター
       4. ミニエンバイロメント方式
   12. 超純水
       1. 超純水とは
       2. 超純水の品質
       3. 超純水製造装置
   13. 真空機器、ガス
       1. 真空ポンプ
       2. 真空計
       3. 真空計と測定領域
       4. ヘリウムリークディクタと四重極質量分析計
       5. ガスボンベの塗色

後編

(2024年3月25日 10:30〜16:30)

1. 第0章
   1. 前工程の復習
      1. バイポーラプロセス概略
      2. CMOSプロセス概略
2. 第5章 前工程(続き)
   1. 信頼性
      1. 信頼性とは
      2. 信頼性試験
      3. バスタブカーブ
      4. スクリーニングとバーンイン
      5. 加速試験
      6. 故障モード
   2. 品質管理
      1. QCの7つ道具
      2. 問題解決とデータ処理の方法
         1. K-T法
         2. F検定
         3. t検定
   3. 工程管理
      1. 正規分布
      2. 標準偏差
      3. 工程能力指数
   4. 環境問題と安全衛生
      1. 環境問題
      2. 安全衛生
      3. ハインリッヒの法則
3. 第6章 後工程
   1. パッケージ
      1. ハーメチックパッケージと非ハーメチックパッケージ
      2. 各種パッケージの種類
   2. バックグラインド、ダイシング工程
      1. バックグラインド
      2. ダイシング工程
         1. ダイシング工程概要
         2. ダイシング基本方式3つ
         3. 高度なダイシングとデュアルダイサー
   3. ダイボンディング工程
      1. ダイボンディングとは
      2. ダイボンディング方式
         1. 共晶接合
         2. 樹脂接合
         3. はんだ接合
      3. ダイボンディングテスト法
   4. ワイヤボンディング工程
      1. 方式
      2. TS金線ワイヤボンディグ
      3. アルミ線超音波ワイヤボンディング
      4. ワイヤボンディングテスト
   5. モールド成型工程
      1. モールドシーケンス
      2. 成形品質
      3. フィラー
      4. シングルプランジャーとマルチプランジャー
      5. X線透視とワイヤ流れ
      6. PBGA
   6. 外装メッキ工程
      1. 原理
      2. 自動メッキライン
   7. マーキング工程
      1. インクマーキングとレーザーマーキング
   8. フレーム切断、足曲げ工程
      1. フレーム切断
      2. リードカット
      3. 足曲げ
   9. パッケージ電気検査
      1. テスタ
      2. ハンドラ
      3. ファイナルテスト
4. 第7章 半導体技術の特徴
   1. 超バッチ処理
   2. 歩留まりの概念
   3. 特性の相対的均一性
   4. 接続の高信頼性
   5. TEGによる開発
   6. TATの長さ
   7. 工場の稼働率と固定費
   8. 半導体製造はプロセス開始までの準備が勝負
   9. 失敗例
5. 第8章 最先端デバイス、プロセス開発の必要性
   1. 最先端デバイス、プロセスが必要な理由
   2. 最先端プロセスの牽引役にならないデバイス
   3. 最先端デバイスの実際
6. 第9章 回路セル設計と配置・配線の自動化とVHDL、Verilog-HDLによるシステム設計
7. 第10章 世界の中の日本製半導体製造装置と材料
8. 第11章 半導体技術の習得の仕方とこれからの半導体技術、半導体技術者に求められるもの
   1. 断面フロー
   2. たこつぼ
   3. 個人の能力とチームの能力
   4. データの分析方法をフルに活用する
      1. 検定による有意差の評価
      2. データの可視化
   5. 中工程、チップレットの考え方
   6. 必ずレシピ通りに行う適性