半導体製造

半導体製造とは

半導体製造とは、半導体の製造工程で設備、装置、機械を操作、監視し半導体を製造する職業です。

半導体の製造工程で設備、装置、機械を操作、監視し半導体を製造する。

半導体は、シリコンなどの元素半導体を材料として作られる電子部品で、トランジスターやダイオードなどの素子単体（ディスクリート半導体部品）とトランジスターなどで構成されるLSIがある。コンピュータ、冷蔵庫、電子レンジ等の家電製品、スマートフォン、タブレット等の一般消費者向け製品から産業用機械まで、小型化、軽量化、省エネルギー化が実現されているのは、半導体がチップやLSIに大量に組み込まれるように設計・開発を進め、効率よく基盤の中に収めることに成功した成果といえる。

生産職は、半導体工場の中で、半導体の量産、組み立て、検査の工程を担っている。生産の自動化が進み、仕事は製造のための設備、装置、機械の操作、監視が中心となっている。設備、装置、機械は非常に精密であり、仕様書、マニュアル等の操作手順に従った正確な操作を行い、担当する装置等が順調に動いているかを常に監視する。軽微なトラブルには対応するが、解決が困難な場合にはエンジニア等に状況を報告し、相談するなど対応を図る。

半導体の製造は、高い製品歩留まりや品質管理を実現するために、クリーンルーム内で各種の装置等を操作する。

総工程数は400～600工程に及ぶが、前工程（ウェーハ処理工程：表面に電気回路を作る）と後工程（組み立て工程）に大きく分けることができる。

具体的な仕事を工程に沿ってみると、前工程では、単結晶棒をスライスしてシリコンウェーハに加工し、成膜（せいまく）工程で熱処理装置を使って、CVD（化学気相蒸着）法によりウェーハ上にシリコン窒化膜を蓄積させる。コーター（塗工機）でウェーハを高速回転させながら、ウェーハの全面に感光材（フォトレジスト）を塗布する。このウェーハにIC回路を描いたガラスマスクをあてて、露光機でその回路を転写する。これを現像することによりフォトレジストに形成されたパターンに従って、プラズマエッチング装置で薄膜を削り、フォトレジストで保護されている部分を残すことによって配線などの形に加工する。最後に不要なレジストや不純物を取り除き、絶縁膜を埋め込み、でこぼこの膜面を研磨して平坦にする。これで1層分の回路ができるので、この工程を繰り返すことにより、何層もの配線回路ができる。ウェーハ上に形成されたデバイスの電気特性を検査した後、後工程に送る。

後工程は、ダイシング工程でウェーハから半導体素子であるチップ（ダイと呼ばれる）を切り出し、マウンティング工程でこのダイを支持体（回路基板）に固定し、ボンディング工程でチップとリード線をつなぎ、モールド工程でチップをセラミックや樹脂などのケースに固定し、製品名などを刻印するマーキング工程を経て、電気特性や外観検査や信頼性試験をパスした良品をパッケージ化して製品となる。（*1）（*2）（*3）。

*1　株式会社日立ハイテクノロジー　「ホームページ」から 半導体の製造　半導体製造工程 *2　日本半導体製造装置協会　「半導体のできるまで」から *3　東京エレクトロン株式会社　「半導体ができるまで」から

◇　よく使う道具、機材、情報技術等

手袋、マスク