Tokyo Electron Limited

Annual Report 08特集

科学の粋を集める半導体製造技術

直径 30km の円内で、5mm の加工精度が求められる lSi
直径 30km

約 1cm 角の lSi は 、直径 30cm の丸い円盤状のシリコンウェーハから作られます。lSi の中に作りこまれるトランジ

東京 23 区

スタの加工寸法は、最先端で50nm（ナノメートル *1）をきる超微細レベル。この技術が一つのlSi 上に数億個ものトランジスタの集積を可能にしています。
直径 30cm のシリコンウェーハ上で、50nm（ナノメートル）の lSi 加工を行うことは、ちょうど東京23 区が入る大きさの直径 30km の円内で5mm の加工を行うことに匹敵し半導体の微細加工レベルは、X 100,000（10万倍）ます。

直径 30キロメートルの*1 1 ナノメートル＝百万分の 1ミリメートル

面積の中で 5ミリの加工を行うことに匹敵する

30nm

シリコンウェーハ
微細加工

直径 30cm

ナノスケールの超微細加工を行う半導体製造装置
lSi は 、シリコンウェーハ上に回路パターンを形成する「リソグラフィ」「 エッチング（食刻）」
「 洗浄」
「 成膜」
「 不純物注入」「 平坦化処理」

速回転させながらフォトレジストを均一に塗布し、その後パターン現像を行う装置がコータ/ デベロッパです。などの工程を何度も繰り返してトランジスタや配線を形成します。

コータ/ デベロッパによって現像されたウェーハ上には 、フォトレ

ここでリソグラフィとは、シリコンウェーハ上にフォトレジスト（感ジストにより回路構成要素のパターンが描かれており、エッチング装光剤）を塗布し、そこにマスクパターンをステッパーやスキャナー（露置のチャンバ（反応室）の中で、プラズマ状態となったエッチングガ光装置）で焼き付け、焼き付けられたパターンを現像する一連のパスがレジストパターンに覆われていない酸化膜などの部分を削り取

ターン転写工程です。このリソグラフィ工程において、ウェーハを高ります。

半導体の製造プロセス
パターン形成 *

酸化膜・窒化膜形成
フォトレジスト塗布

露光
ガラスマスクシリコン窒化膜
酸化薄膜

現像

エッチング

デベロッパで現像液をウェーハ上に均一にかけ、描かれたパターンを作り出す。ポジ型レジストの場合、光の当たった部分のみ現像液に溶け、それ以外の部分が残る。

プラズマを利用したドライエッチング装置で、フォトレジスト上 に 現 像 され た パ ターン に従って膜を削り取る。フォトレ
ジストで保護されている部分は削られずに残る。

光

フォトレジストシリコンウェーハ

熱処理成膜装置の中にウェーハを入れて酸素ガスを流し、高温でシリコン酸化膜を成長させる。続いて、シランとアンモニアを用いて cVd 法でシリコン窒化膜を堆積させる。

コータでウェーハを高速回転させながら uV 光によって性質の変化する感光剤（フォトレジスト）をウェーハ全面に均一に塗る。

ic 回路を描いたガラスマスクをウェー ハ に 合 わ せ、ステッパーを使用して uV 光を当て、フォトレジスト上に転写する。

* パターン形成：フォトリソグラフィの手法で回路パターンを形成するプロセス。前工程の様々な箇所で何度も繰り返される。

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Annual Report 08 Tokyo Electron Limited

作り方が似ている半導体、液晶パネル、太陽電池
半導体製造における前工程（ウェーハプロセス）と液晶パネル製造

それぞれのデバイス技術が追い求めるものは、半導体は「微細化」

における前工程（tFt*1アレイプロセス）は、大変によく似た工程です。 「高速化」「 低消費電力化」、液晶パネルは「大型化」「 高精細化」、そし
半導体を作る際に使われるリソグラフィや、エッチング、成膜技術などて太陽電池は「高いエネルギー変換効率」
です。これらの課題を信頼は、液晶パネルの製造でも使われます。

性高く実現していくのが製造装置メーカーの役割であり、課題はまた違いとしては、半導体が作られる基板が直径 300mm の丸いシリコンウェーハであるのに対して、液晶パネルの基板は大きいものでは1 辺が 2m を超える四角形の薄いガラスであること、また、高集積化が求められる半導体の加工寸法が数十nm（ナノメートル*2）の超微細レベルであるのに対して、液晶パネルは数μm（マイクロメートル *3）レベルであることなどです。
さらに、この液晶パネルと、今クリーンエネルギーとして大きな注それぞれの装置市場の成長を牽引していく力にもなります。
東京エレクトロンは、半導体製造装置、Fpd 製造装置に加えて、太陽電池製造装置を新しいもう一つのビジネスの柱に育てていきます。
*1 tFt：thin Film transistor 薄膜トランジスタ*2 1 ナノメートル＝百万分の 1ミリメートル*3 1 マイクロメートル＝千分の 1ミリメートル

共通する製造技術

目を浴びる薄膜シリコン型太陽電池の製造方法もよく似ています。
薄膜シリコン型太陽電池の製造工程には微細なパターン形成工程はありませんが、ガラス基板上にプラズマcVd 法でシリコンの薄い膜を堆積する技術をベースにしており、使用される部材も共通して半導体製造技術います。
薄膜太陽電池製造技術
液晶製造技術を開発、提供する東京エレクトロン
洗浄装置は、フォトレジストを剥離した後や cVd の後などに出る残余物質やゴミなどを除くために使われます。

なお、cVd（化学的気相成長法）
は、熱やプラズマなどのエネルギーによって材料ガスに化学反応を起こし、ウェーハ上に薄膜を堆積させウェーハ上に酸化膜や窒化膜を形成するときに用いるのが熱処理成膜装置で、lpcVd（減圧・化学的気相成長法）装置や酸化・拡散装置が該当します。

る成膜方法です。
東京エレクトロンは、こうしたウェーハプロセス工程を担う装置を中心に、最先端の半導体製造プロセスに欠かせない製品を幅広く提

トランジスタと配線の間を接続するチタン（ ti や tin ）やタングス供しています。

テン（W）などの金属膜を形成する装置が枚葉成膜 cVd 装置です。

ゲート電極・ソース /ドレイン形成

コンタクト形成

配線層形成

ウェーハテスト

低誘電率膜などの層間絶縁膜を形成し、パターン形成を行い配線となる部分を開口する。そこに金属膜を埋め込み 、余分な膜を研磨し除去する。これを配線層分繰り返す。

でき上がったウェーハに作られた lSi チップ一つひとつにプローバでプローブ針を当て、つないだテスターと交信し、チップの良・不良を検査する。

レジスト剥離・洗浄

ゲート

コンタクトプラグ

不純物元素素子分離
ソース

エッチング後に不要になったフォトレジストを酸素プラズマにより除去する。また、洗浄装置 で ウェー ハ を 薬 液 に 浸 しウェーハ上に残る不純物を除去する。

ドレイン

酸化膜法でゲートを堆積させ、層間絶縁膜を形成後表面を窒化、その上に cVd 法でゲート電極を形成する。パターン形成を行いソース・ドレイン領域形
成後イオン注入法で不純物元素を注入する。続いてアニールにより不純物を均一に拡散させる。

cVd 法で酸化膜を堆積し、研磨で表面を平坦にする。次にパターン形成を行いコンタクト
ホ ー ル を 開 口 す る。こ こ に
cVd 法で金属膜を埋め込む。
余分な膜は研磨で除去する。

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