Silicon wafer / Company

シリコンウェーハ

身の回りのパソコンや携帯電話、ゲーム機、携帯音楽プレーヤーやデジタルテレビのほか、自動車のエンジン制御や交通システムにも使用され、いまや私たちの生活に欠かせない存在である半導体。
その半導体の基板となるのがSUMCOが開発・製造するシリコンウェーハです。
シリコン以外にも、化合物を使った半導体材料なども登場していますが、現在使われている半導体デバイスの99%はシリコンウェーハを用いており、製造コストや環境の面からもマーケット内での優位性は変わりません。
今後、IoTの進展により、モノとモノがネットワークで結ばれ、あるいは電気自動車の普及に見られるように、より環境に優しい豊かな社会へと進化する中で、シリコンウェーハの需要はますます拡大する見込みです。

シリコンウェーハとは何か

シリコンはケイ素とも呼ばれ、地球上で2番目に多い物質。普通の石にもたくさん含まれているごくありふれた物質です。
半導体にシリコンが使われる理由には、以下の4つが挙げられます。

1)資源が豊富である。
2)高純度化しやすい。
3)単結晶化と不純物添加量調整による抵抗率制御が容易である。
4)安定した酸化膜ができ、集積化等の加工がしやすい。

超高純度(99.999999999%)の多結晶シリコンを熔かした後に単結晶シリコンインゴットを育成します。
その単結晶シリコンインゴットをスライス(切断)、ラッピング(粗研磨)、エッチング(化学処理)、ポリッシング(鏡面研磨)、洗浄等の工程を通して1mm以下の厚さにしたものが、半導体デバイスの基板となるシリコンウェーハです。
各半導体デバイスメーカーはこのシリコンウェーハの上に集積回路を作り、チップごとに切り分け、配線やパッケージングを施して 半導体製品へと仕上げていきます。

シリコンウェーハ製造フロー

※ さらに顧客ニーズによって特殊加工が施されます。

シリコンウェーハに求められるもの

半導体デバイス各々に顧客から様々な要求がありますが、デバイスを作りこむウェーハに求められる代表的なものは、「より高清浄度、より高平坦度、より結晶完全性の高い」シリコンウェーハ。半導体デバイスの集積度が高くなるにつれて要求される品質も厳しくなっています。

高清浄度

「高清浄度」とは、まずパーティクル(微小なゴミ)がないこと。クリーンルーム内の清浄度をいかに維持するかも重要で、人もパーティクルの発生源となるため、工場内では自動化が広い範囲で進められています。
もう一つは汚染、特に金属汚染のないこと。シリコンウェーハの製造工程で金属汚染をいかに抑制するか、そして清浄度を高く維持するための徹底した工程品質管理が重要です。

高平坦度

「高平坦度」に関して、現在のウェーハの平坦度は、300mmウェーハを東京ドームの広さとしたときに表面の高低差が0.1mmあるかどうかというレベルで制御されています。
年々、ウェーハの表面上に作成する配線パターンがナノメートルレベルで微細化されるため、ウェーハの平坦度は一層厳しいレベルが要求されています。

無欠陥結晶

半導体デバイスの特性を高める上で、ウェーハ中の欠陥のコントロールは大切です。デバイス活性領域での結晶完全性をいかに高めるかは、極めて重要なテーマです。



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