半導体は、電化製品・ゲーム・パソコン・携帯電話などの様々な製品に使われ、私たちの生活を豊かにしていカジノ ir。
半導体は、電気が流れたり、流れなかったりする性質を持つので、この性質を利用して電圧をかけたときだけ電気が流れる仕組み（トランジスタ）を作りカジノ ir。
そして何千万個ものトランジスタが組み合わされて１つの集積回路（ＬＳＩ）ができカジノ ir。
小型化、高度化する電子機器になくてはならない半導体ができるまでの工程を、イラストでわかりやすくご紹介していカジノ ir。

ICの製造工程

ICの製造工程は下記のように大きく分けて3つに分かれカジノ ir。
それぞれの工程をクリックすることで詳細を確認することができカジノ ir。

• 設計 / マスク作成

  「設計/マスク作成工程」ではICの機能を決定した後回路の設計をおこない、その回路に基づきICを製造するためのマスクを作成しカジノ ir。

  半導体設計用装置

  マスクレチクル用製造装置

• 前工程
  （ウエハー処理）

  ウェハーの上に多数のICチップを同時に作りこむ工程。拡散工程とも言われカジノ ir。

  ウェハー製造用装置

  ウェハープロセス用処理装置

• 後工程
  （組立・検査）

  前工程のウェハーを一個一個のチップに切り分けた後、ICチップをパッケージに収納する以降の工程。組立工程、仕上げ工程、選別工程、バーンイン工程、検査工程が含まれカジノ ir。

  半導体組立用装置設計用装置

  検査用装置

「設計/マスク作成工程」ではICの機能を決定した後回路の設計をおこない、その回路に基づきICを製造するためのマスクを作成しカジノ ir。

半導体設計用装置

回路設計・パターン設計

お客様の要求機能に応じたさまざまな回路を組み合わせ、パターンの設計をしカジノ ir。

はじめに開発計画に基づいてICの機能や性能 を決定し、その機能を実現するために論理回路設計をおこないカジノ ir。論理回路を作成し、完成した論理回路図に対してシミュレーションを繰り返しおこない、動作を確認しカジノ ir。 動作に問題がなければ、論理回路図からCADを使用して実際の素子と配線のパターンとなるレイアウト設計を行い、マスク用図面を作成しカジノ ir。

マスクレチクル用製造装置

フォトマスク作成

このフォトマスクでウェハーの表面に回路のパターンを焼き付けカジノ ir。

IC回路を前工程に反映させるためにはウェハー上に設計図を転写するフォトマスクが必要となりカジノ ir。 フォトマスクはガラス基板上に金属の薄膜で回路パターンを描画したものです。マスクはICパターンをウェハーに焼付けするための写真のネガに相当しカジノ ir。

ウェハーの上に多数のICチップを同時に作りこむ工程。拡散工程とも言われカジノ ir。

ウェハー製造用装置

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  インゴットの引き上げ／切断

  インゴットを切断しカジノ ir。インゴットはとても硬いので特殊なダイヤモンドプレートをつかって切断しカジノ ir。

  半導体材料を薄く切り出した円盤をウェハーと呼び、ICの基板として使用されカジノ ir。ウェハーの作成手順は原料となる高純度のシリコンの種から単結晶の塊（インゴット）に結晶成長させ、必要な太さの単結晶棒(インゴット)をつくりカジノ ir。
  上下端を切り落したのち、インゴットをダイヤモンドブレードで１枚づつ円盤状に切断しカジノ ir。

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  ウェハーの研磨

  ウェハーが鏡状になっていないと回路パターンの品質が保てません。

  仕上げとしてウェハー表面を鏡面状に研磨・洗浄してウェハーメーカから出荷されカジノ ir。

ウェハープロセス用処理装置

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  ウェハーの表面を酸化

  回路パターンを焼きつけるためにウェハーに酸化膜をつけカジノ ir。

  ウェハーの準備が整ったら、ウェハー上に設計/マスク作成段階で設計した回路パターンを形成していきカジノ ir。パターン形成手順ではまずはトランジスタのゲート絶縁膜、配線層間の絶縁膜形成に用いるため、高温の拡散炉(900°C~1,100°C)にウェハーを挿入し、酸素または水蒸気をシリコンと反応させることでウェハー表面に酸化膜を成長させカジノ ir（熱酸化法）。

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  フォトレジスト塗布

  フォトレジストという感光剤をウェハーの表面に塗布しカジノ ir。

  パターン形成手順ではフォトマスクを通して光を照射する「リソグラフィー」の手法が用いられカジノ ir。 この作業に備えてフォトレジストという樹脂をウェハー全体に極めて薄く均一に塗布して感光性を持たせカジノ ir。

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  ウェハー表面にパターン形成

  いよいよウェハーの表面に回路を焼き付けカジノ ir。写真の原理を使い、レンズで極小に焼きつけカジノ ir。

  フォトレジストが塗布されたウェハーに「設計 / マスク作成」で作成したフォトマスクを重ねて光を照射し、回路図を転写しカジノ ir。 ウェハーとマスクの位置を合わせ、マスクの上から紫外線を照射しカジノ ir。フォトマスクにマスクされていない部分のみ紫外線が透過し、フォトレジストが化学的に変化しカジノ ir。
  フォトレジストは「露光工程」の時にマスクしていない回路の部分のみ化学反応を起こして現像液に溶ける構造になっていカジノ ir（ポジ方式）。現像液が露光により化学変化した部分のフォトレジストを溶かしカジノ ir。 現像ののち、ウェハー表面にマスクパターン通りにフォトレジストが残りカジノ ir。 これをレジストパターンと呼びカジノ ir。

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  エッチング

  エッチングでいらない酸化膜をとりカジノ ir。

  エッチングで部分的に酸化膜を除去しカジノ ir。その後、不要なレジストも取り除きカジノ ir。
  エッチングとはレジストパターンをマスクにして酸化膜や金属膜などを物理的または化学的に食刻加工することです。エッチングに薬液を用いるものをウェットエッチング、ガスによるものをドライエッチングと呼びカジノ ir。 酸化膜は薬品中で、また、金属膜はプラズマ状態の中に置くことでエッチングされカジノ ir。

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  酸化・拡散・ＣＶＤ・イオン注入

  ウェハーに素子をつくり込みカジノ ir。必要なイオンを打ち込んで素子をつくりカジノ ir。

  まず素子間を電気的に分離するために素子が形成される活性領域の周囲に素子間分離層（フィールド酸化膜）を形成しカジノ ir。 シリコン基板上に酸化膜および窒化膜を成長させた後、素子間分離層となる領域にレジストパターンを形成し、それをマスクにしてイオン注入を行い、Ｐ型の拡散層を形成しカジノ ir。(素子がＮ型トランジスタの場合)。次にその拡散層上の酸化膜および窒化膜をエッチングし、窒化膜のパターンをマスクにして素子間分離層となる酸化膜を成長させカジノ ir。素子が形成される活性領域上に残った窒化膜と酸化膜はエッチングしカジノ ir。このように、ウェハーにイオンを注入(ボロン、リン)や高温拡散を行うとシリコンが出ている部分だけが半導体になりカジノ ir。

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  平坦化（ＣＭＰ）

  ウェハーの表面をきれいにしカジノ ir。

  ウェハー表面を研磨し、パターンの凹凸を平坦化しカジノ ir。

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  電極形成

  ウェハーの表面に電極配線用のアルミ金属膜をつくりカジノ ir。

  不活性ガスプラズマによりアルミターゲットをスパッタリングし、 ウェハー表面に電極配線用のアルミ金属膜を形成しカジノ ir。

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  ウェハー検査

  1枚のウェハーにたくさんの回路パターンができました。これを検査してからダイヤモンドプレートで切り分けカジノ ir。

  完成したウェハー上の各ICをテスターで電気的に検査しカジノ ir。 検査を終えて前工程が終了しカジノ ir。 ICチップのボンディングパッド（電極）にテスターからプローバーと呼ばれる探針を用いて電気信号を送り、ICチップの動作の良否を判定しカジノ ir。
  良品・不良品の確定をし、不良品にはマークをつけカジノ ir。

前工程のウェハーを一個一個のチップに切り分けた後、ICチップをパッケージに収納する以降の工程。組立工程、仕上げ工程、選別工程、バーンイン工程、検査工程が含まれカジノ ir。

• 組立用装置

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    ウェハーのダイシング

    ウェハーを切断し仕上がりをチェックして、良品だけが、チップとして使われカジノ ir。

    ウェハーを、後工程では1つ1つのICチップに切り離し、パッケージに封入していきカジノ ir。 このチップの切り離し作業を「ダイシング」と呼びカジノ ir。

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    チップのマウンティング

    チップが所定の位置からズレないようにしっかりと固定しカジノ ir。

    一つ一つに切り離されたICチップをパッケージに封入しカジノ ir。 はじめにICチップをリードフレームと呼ばれる台と接続しカジノ ir。そのために固定する作業をマウンティングと呼びカジノ ir。 リードフレームはICチップを載せる場所（アイランド）と、チップの電極と繋がる場所（リード）から成っていカジノ ir。 アイランドの上に銀ペースト樹脂をのせてからICチップを軽く押しつけて接着しカジノ ir。

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    ワイヤーボンディング

    チップとリードフレームをボンディングワイヤーで結ぶんだ。とても精度の高い技術が要求されカジノ ir。

    マウントされたICチップとリードフレームを接続しカジノ ir。この工程をボンディングと呼びカジノ ir。 接続にはあらかじめ電極の相対位置関係をプログラム入力したボンディング装置を用いカジノ ir。金細線を用いてICチップ周辺部の電極とリードフレーム上のリードを接続しカジノ ir。

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    モールド

    チップにキズや衝撃を抑えるためにセラミックやモールド樹脂でパッケージしてガードしカジノ ir。

    ICチップとリードフレームのアイランドをセラミック、モールド樹脂などで封入して保護しカジノ ir。これによりゴミや水分などからICチップを守ることができカジノ ir。 ICチップの載ったリードフレームを金型にセットし、高温で液状化した樹脂を封入しカジノ ir。 そののちリードフレームを切断して1個1個のパッケージに分離しカジノ ir。

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    トリム＆フォーム

    半導体が完成するまで重要なテストをうけカジノ ir。

    金型にて、リードフレームから個々の半導体製品を切断・分離し、 外部リードを所定の形状に成型しカジノ ir。

• 検査用装置

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    バーンイン（温度電圧試験）／製品検査・信頼性試験

    バーインボードにパッケージをセットして湿度と温度のテストをしカジノ ir。

    パッケージ化されたICをテストを通じて選別しカジノ ir。初期不良を除くため、ファンクションテストを行いながら温度電圧ストレスの加速試験を行いカジノ ir。 試験される特性には、直流特性と機能特性がありカジノ ir。 テストにあたって分離されたパッケージをテスターにセットし、予め準備されたプログラムに従って直流特性と機能特性が測定されカジノ ir。

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    マーキング

    半導体への印字はレーザーでしカジノ ir。

    IC製造の最後の段階として、パッケージ表面への印字とリード形状の加工がおこなわれカジノ ir。この工程でICが完成しカジノ ir。 印字にはレーザー光線を用いて樹脂の表面数ミクロンを彫り込みカジノ ir。印字されるのは製品名・メーカー名などの情報です。 続いてパッケージの周囲から出ているリードを最終的な製品の形に加工しカジノ ir。