半導体製造工程とは何か
半導体製造工程は、シリコンウェーハの上にトランジスタと配線を形成し、そのチップを切り出して実装し、最終検査で出荷条件を確認するまでの一連の工程です。
このページでは、前工程、後工程、装置、材料、歩留まり がどこでつながるかを入口用に整理し、各論へ進む最初のページまで案内します。
会社の層と受け渡しから入りたい場合は、先に 半導体業界にはどんな会社がある？会社一覧と役割分類 を確認すると、EDA / ファブレス / IDM / ファウンドリ / 装置 / 材料 / OSAT の役割差を先に固定できます。
前工程はウェーハ上に素子と配線を形成する工程です。後工程は完成したチップを切り出し、実装し、検査して製品化する工程です。装置は工程ごとに役割が分かれ、材料はその工程で形成する膜や配線の性質を決めます。歩留まりは単独工程だけで決まらず、前後工程で受け渡す寸法、欠陥、再汚染、熱履歴が連動して変わります。
1. 半導体製造工程を工程区分で整理する
Section titled “1. 半導体製造工程を工程区分で整理する”| 区分 | 主な工程 | 何が物理的に変わるか | 主な装置 | 最初に確認するページ |
|---|---|---|---|---|
| 基板準備 | 単結晶育成、インゴット加工、ウェーハ化 | 高品質な Si 基板を回路形成できる平坦なウェーハへ加工する | 引上装置、研磨、洗浄 | ウェーハと基板 |
| 膜形成 | 酸化、CVD、PVD、ALD | 絶縁膜、導電膜、保護膜を積層する | 成膜装置、熱処理装置 | 酸化・成膜・薄膜形成 |
| パターン形成 | レジスト塗布、露光、現像 | 回路形状をレジストに転写する | track、scanner | 露光とリソグラフィ |
| 形状形成 | エッチング、洗浄、再汚染管理 | 不要部分を除去し、次工程へ入る表面状態を整える | etcher、洗浄装置 | エッチング |
| 電気特性づけ | イオン注入、活性化、epi、contact | ドーパント、応力、接触抵抗、junction 形状を調整する | implanter、anneal、epi reactor | イオン注入 |
| 配線形成 | CMP、MOL、BEOL、多層配線 | 配線抵抗、配線間容量、via 接続、平坦度を制御する | CMP、deposition、etch、metrology | BEOLメタライゼーション |
| 後工程 | ダイシング、実装、封止、最終検査 | チップをパッケージへ接続し、製品として使える形へ仕上げる | bonder、molder、tester | 後工程とパッケージング |
以下の表では、どの工程で何が物理的に変わるか、どの装置が関与するか、どのページから各論へ進むか を同じ列で並べます。
広い検索語で入った読者向けの入口表として、工程区分と次の遷移先を一画面で整理します。
2. 前工程と後工程はどこで切り替わるのか
Section titled “2. 前工程と後工程はどこで切り替わるのか”前工程の終点は、ウェーハ上にトランジスタと多層配線が形成され、電気的に動作する回路が完成した段階です。
後工程の始点は、その完成ウェーハを個片化し、パッケージへ接続し、外部 I/O と放熱経路を持たせる段階です。
工程区分を切るときは、次の3点を分けて確認します。
ウェーハ上で回路を形成する工程なのか完成チップを外部へ接続する工程なのか検査結果をどの工程へ戻すかが前工程中心か後工程中心か
前工程側の全体フローは 半導体製造フロー全体像 にまとめています。
先端パッケージを工程順に追うときは 3Dパッケージングの工程フロー が出発点です。
3. 装置、材料、歩留まりは工程と切り離さない
Section titled “3. 装置、材料、歩留まりは工程と切り離さない”半導体製造を調べ始めたときに分かりにくくなりやすいのは、装置の分類、材料の分類、欠陥や歩留まりの分類 が、それぞれ別の話に見えることです。
実際には、これらは工程区分とセットで見ないと意味がずれます。
- 装置カテゴリを工程位置でそろえる入口は 工程別の装置と材料
- ベンダー別の強みを工程カテゴリへ戻す入口は 工程別の装置シェアと競争構造
- 欠陥と歩留まりを工程へ戻す入口は 歩留まりと欠陥管理
- 測定結果の戻し先を工程別に分ける入口は 検査・計測・オーバーレイ装置の役割分担
4. 検索で知りたいこと別の入口
Section titled “4. 検索で知りたいこと別の入口”| 検索で最初に知りたいこと | 先に開くページ | 次に開くページ |
|---|---|---|
| 半導体業界の全体像 | 半導体業界にはどんな会社がある？会社一覧と役割分類 | このページ |
| 半導体製造工程の全体像 | このページ | 半導体製造フロー全体像 |
| 前工程と後工程の違い | 半導体製造フロー全体像 | 後工程とパッケージング |
| 半導体製造装置の種類 | 工程別の装置と材料 | 工程別の装置シェアと競争構造 |
| 歩留まりと欠陥管理 | 歩留まりと欠陥管理 | 検査・計測・オーバーレイ装置の役割分担 |
| 先端ロジックの量産課題 | High-NA EUVの量産ボトルネック | Backside Power Deliveryとは何か |
| 先端パッケージングと3D実装 | 先端パッケージングと3D集積 | 3Dパッケージングの工程フロー |
5. 最初の流入を受けたあとにどこへ送るか
Section titled “5. 最初の流入を受けたあとにどこへ送るか”入口ページの役割は、ここだけで完結することではありません。
このサイトでは、広い検索語で入った読者を次の3方向へ送ります。
工程順で全体を追うなら 半導体製造フロー全体像学習順で確認するなら 半導体業界と製造工程の学習順序装置・市場・品質の切り口へ進むなら 工程別の装置と材料
その先で、前工程の配線や device 構造まで進むときは、次のページが中核ノードになります。
半導体製造工程を入口で整理するときは、前工程と後工程の区分、装置と材料の対応、歩留まりをどの工程へ戻すか を同時に押さえる必要があります。
このページを起点に、全体フローは 半導体製造フロー全体像、学習順は 半導体業界と製造工程の学習順序、装置・品質は 工程別の装置と材料 へ進んでください。