真空技術の基本と機器運用のポイント

昨今の世界情勢からシリコン半導体デバイスの国内生産回帰は大きな流れとなり、その開発・製造技術の基盤である真空を取り扱うことのできる技術者が慢性的に不足している。また、シリコンを中心とした電子デバイスのみならず、ワイドギャップ半導体デバイスおよび LED、CMOSセンサ、太陽電池などのフォトニクスデバイス、MTJ センサを使用した MRAM 製造などのスピントロニクスデバイスも急速に開発・製造が進んでいる。ここでも真空技術者が必要で期待が大きい。 　今回の講習会は、これらの電子デバイスの開発・製造現場に従事する真空技術者を育てるための入門講座である。開発・製造現場で使用されている真空技術および真空装置に関して広く解説をおこなうとともに、長く真空産業機器の技術者としてお客様と一緒に種々の工場を立ち上げて来た講演者の経験を活かし、現場の視点から深く掘り下げたコツを解説する。

1. はじめに
   1. 電子デバイスを構成する薄膜技術
      • なぜ薄膜が必要なのか?
   2. 薄膜とは? 薄膜形成と真空技術 (ドライプロセス)
   3. 真空技術の特徴と用途
   4. ノーベル賞と真空技術
      • 新規デバイスの登場と真空技術
2. 真空技術の基本
   1. 真空とは?
      • 産業で取り扱う「真空」の定義
   2. 圧力とは?
      • 真空の程度を表す指標である圧力_大気圧は変動する
   3. 真空の分類
   4. 真空下での気体の挙動と特徴
   5. 平均自由行程と粘性流・分子流
   6. 超高真空の必要性と分子の入射頻度
   7. ガス流量を考える
      • 安定したガス流用制御技術
3. 真空技術の電子産業応用
   1. 電子産業と真空技術
   2. 純度を確保するためのガス配管管理
      • サイクリックパージ
   3. 真空充填技術
      • 液晶注入
   4. 清浄表面の確保と真空
      • クラスター装置の設計指針
   5. 成膜時の膜純度確保と真空
      • 到達圧力の影響
   6. CVD原料の蒸発速度と飽和蒸気圧
   7. 低温プラズマプロセスを実現する真空
   8. 低蒸気圧の化学物質を取り扱う真空装置の設計
4. 真空を作る・測る
   1. 真空容器
   2. 真空ポンプ
   3. 真空計
   4. 真空部品
   5. 真空システム
5. 薄膜形成技術と装置1: PVD スパッタリング
   1. 真空蒸着技術と装置
   2. 真空蒸着でなぜ真空が必要か?
   3. イオンプレーティング技術と装置
   4. スパッタとは?
   5. スパッタ技術と装置
   6. スパッタが薄膜開発・製造に使用されている理由
      • なぜ密着性の良い薄膜が得られるのか
   7. プロセスプラズマの基礎
   8. 絶縁体膜形成に使用される高周波スパッタリング
      • セルフバイアスの発生メカニズム
   9. プレーナマグネトロンスパッタ技術
   10. バイアススパッタ技術
   11. リアクティブスパッタ技術
   12. スパッタリフローおよびフロースパッタ技術
   13. PVDシステム構築のポイント
6. 薄膜形成技術と装置2: CVD, ALD
   1. CVDの特徴と必要性
   2. 化学反応速度論の基礎
   3. CVDプロセスの解析
      • アレニウスプロット
   4. 表面反応律速領域の確認方法
   5. CVDプロセスウインドウの設計
   6. 良好なカバレッジや結晶特性を得るためには
   7. CVD装置の設計
      • クラウジウス – クラペイロンプロット
   8. 励起状態を経由するCVD技術と装置 (プラズマ支援CVD)
   9. ALD技術と装置
   10. CVD, ALDシステム構築のポイント
7. 薄膜加工技術
   1. 反応性イオンエッチング (RIE) の必要性
      • 微細加工特性
   2. 種々のエッチング装置
   3. ドライエッチングの終点モニタ
   4. スパッタエッチングの特性と必要性
   5. ドライエッチングシステム構築のポイント
8. 真空応用分析装置
   1. 電子顕微鏡技術と装置
   2. 集束イオンビーム (FIB) 技術と装置
   3. 質量分析技術と装置
   4. ラザフォード後方散乱 (RBS) と水素前方散乱 (HFS) 技術と装置
9. まとめ
   • 今後の製造産業を考える
• 質疑応答