新規デバイスのプロセス開発におけるTRIZの有効性の確認
シャープ株式会社
研究開発本部
基盤技術研究所
若生(発表者)、足立、小瀧(C) The Author and Japan TRIZ Society

第４回日本TRIZシンポジウム

2008年9月10-12日、ラフォーレ琵琶湖

0. 背景新規デバイスの研究開発
設計

デバイス設計回路設計・ CAD設計
洗浄

レジスト除去

・・・

成膜エッチング・・・

プロセス自体の改良

レジスト塗布

イオン注入

・・・

プロセスの組み換え

露光・・・

・・・

現像・・・

製造プロセス開発

評価
測定・フィードバック(C) The Author and Japan TRIZ Society

第４回日本TRIZシンポジウム

評価
2008年9月10-12日、ラフォーレ琵琶湖

Ⅰ. 目的TRIZが、我々の研究開発に本当に役立つかどうか？
（１） 研究開発においてTRIZ手法はどの程度、有効であるか？
（２） プロセス開発においてTRIZ手法を用いる際に、どのような手順が有効か？
（３） TRIZは、参加メンバーにどのような影響を与えるのか？
(C) The Author and Japan TRIZ Society

第４回日本TRIZシンポジウム

2008年9月10-12日、ラフォーレ琵琶湖

Ⅱ. TRIZの適用
最適なプロセスの開発
TRIZが適用可能か？
検証手順（１） 解決に３ヵ月かかったプロセス開発に関する課題を用意（ただし、解決策はメンバーには知らせていない）（２） 課題に対して、TRIZを適用し分析、アイデア出しを行う（３） 得られたアイデアを評価してプロセス提案を行う

その結果、TRIZ手法は、研究開発業務において有効であることがわかったので報告する(C) The Author and Japan TRIZ Society

第４回日本TRIZシンポジウム

2008年9月10-12日、ラフォーレ琵琶湖

Ⅱ. TRIZの適用 -参加メンバーメンバーの構成と雰囲気作り
若手 ：2名(新人、2年目)
他の分野の技術者：2名

若手と異分野の発想

該当分野の技術者：2名
TRIZの知識者:1名
メンバーに若手と異なる分野の専門家を入れた。
→ 担当者の思い込みの打破(C) The Author and Japan TRIZ Society

第４回日本TRIZシンポジウム

2008年9月10-12日、ラフォーレ琵琶湖

Ⅲ. 問題の定義(1)洗浄（１） プロセスフロー全体成膜
フォトレジスト
露光塗布

現像

フォトレジスト
エッチング
除去
イオン注入

アイデア発想し難い・・・

プロセスフロー全体を理解するのに時間がかかる
１つを組み換えると、後のプロセスも全て変わるプロセスの組み換えによる新規デバイスへの影響がわかりにくい(C) The Author and Japan TRIZ Society

第４回日本TRIZシンポジウム

2008年9月10-12日、ラフォーレ琵琶湖

・・・

・・・

・・・・・・・・・

Ⅲ. 問題の定義(2)（２）プロセス断面図（過去のプロセス検討の問題点の図解）
Si
TFT部①

フォトレジストSi
TFT部②

直感的で課題が理解し易い（プロセス全体の改良に役立つのかは少し不安）

今までの取り組みにおける問題点を、具体的にシートに記述し、各問題点の本質的な課題を抽出する(C) The Author and Japan TRIZ Society

第４回日本TRIZシンポジウム

2008年9月10-12日、ラフォーレ琵琶湖

Ⅳ. 問題の分析(1)（例）課題A： ゲート絶縁膜のフッ酸エッチング時の問題① ゲート絶縁膜デポ

ゲート絶縁膜
Si
TFT部①

Si
TFT部②

Si
TFT部①フォトレジスト
Si
TFT部②Si
TFT部①フォトレジスト
Si
TFT部②② レジスト塗布③ TFT部①のゲート絶縁膜をフッ酸エッチングにより除去(C) The Author and Japan TRIZ Society

第４回日本TRIZシンポジウム

2008年9月10-12日、ラフォーレ琵琶湖

Ⅳ. 問題の分析(2)（例）課題A： ゲート絶縁膜のフッ酸エッチング時の問題
Siの下地（ベースコート）がフッ酸によってエッチングされる

Si
TFT部①

Si

本質的な課題フォトレジスト
Si
TFT部②フォトレジスト

ベースコート

Siの端面でゲート絶縁膜が薄いため、ベースコートがエッチングされて、リークが増える（電気特性の悪化）
その他の課題も同様に本質的な課題を導いた(C) The Author and Japan TRIZ Society

第４回日本TRIZシンポジウム

2008年9月10-12日、ラフォーレ琵琶湖

Ⅴ. アイデア抽出(1)解析の手法(増大関係)

時間分析法(C) The Author and Japan TRIZ Society(減少関係)

空間分析法

第４回日本TRIZシンポジウム

SLP法

2008年9月10-12日、ラフォーレ琵琶湖

Ⅴ. アイデア抽出(2)時間･空間分析法（例）課題A： ゲート絶縁膜のフッ酸エッチング時の問題

ベースコートオーバー
エッチング
ゲート側壁の絶縁膜
フッ酸エッチング時間(C) The Author and Japan TRIZ Society

第４回日本TRIZシンポジウム

ベースコートの掘れ量

ベースコートの掘れ量

Si

ゲート絶縁膜の膜厚

2008年9月10-12日、ラフォーレ琵琶湖

Ⅴ. アイデア抽出(3) -SLP法（例）課題A： ゲート絶縁膜のフッ酸エッチング時の問題
Si

フォトレジスト

ベースコート

ベースコート
フォトレジストサイドをカバーパターンのウォールをSi形状をする 全てのゲー 変更
形成する
変えてベースコート
ト絶縁膜をカバレッジをを埋め戻す
エッチング上げる
しない

このように出たアイデアは批判しないで大型のポストイットにマジックで記入し貼っていった(C) The Author and Japan TRIZ Society

第４回日本TRIZシンポジウム

2008年9月10-12日、ラフォーレ琵琶湖

Ⅵ. アイデアの評価(1) -評価シート提案されたアイデアについて、評価を行った。

（例）課題A： ゲート絶縁膜のフッ酸エッチング時の問題
評価
No.

SLP

アイデア

TFTに悪影響を与えない

実現性

着手の容易さA1

ベースコートを埋め戻す

デポする

×××

△

○

△

ベースコートをカバーする

サイドウォールを形成する
Siの加工形状を変えて、カバレッジを上げる
レジストパターンの変更
全てのゲート絶縁膜をエッチングしない

○○○

◎

◎

◎

◎

◎

◎

A2
A3
A4A5
(C) The Author and Japan TRIZ Society

第４回日本TRIZシンポジウム

2008年9月10-12日、ラフォーレ琵琶湖

Ⅵ. アイデアの評価(２) -評価シート前ページまでの解決策を用いて、以下のプロセス案を作成した使用したアイデア

評価

プロセス案1

A4,A5,B1,B5,C7,D1

プロセス案2

E2

担当者が考えつく
アイデア
担当者が考えつく
アイデア

プロセス案3

B5,B6,B7,C2(C) The Author and Japan TRIZ Society

第４回日本TRIZシンポジウム

担当者が思いつかな
いだろうアイデア

2008年9月10-12日、ラフォーレ琵琶湖

Ⅶ. まとめ
創造的な問題解決手法であるTRIZを用い、新規プロセス開発における課題を検討担当者が３ヶ月かかったアイデアに１日で到達できた（ただし、担当者は、実験を行いながら考えたアイデアであるため、この比較は正確とはいえない）担当者が考えつかなかったアイデアについても導出できた本手法が、プロセス開発のような複雑な対象においても有効であることが確認された(C) The Author and Japan TRIZ Society

第４回日本TRIZシンポジウム

2008年9月10-12日、ラフォーレ琵琶湖

Ⅷ. 考察課題の設定が最も重要（アイデア出しにおいて）
当初、プロセスフローをTRIZ手法の対象とするべきであると思っていた

問題点を説明する
プロセス断面図に対して、本手法を適用洗浄

成膜
フォトレジスト
塗布 露光

プロセスフロー全体
現像

フォトレジスト除去 エッチング
イオン注入
・・・
・・・

・・・
・・・
・・・
・・・

Si

レジスト
Si

TFT部①

TFT部②

→プロセスに関しては個々の課題に注目（参加メンバーが理解しやすい図を用いる）(C) The Author and Japan TRIZ Society

第４回日本TRIZシンポジウム

2008年9月10-12日、ラフォーレ琵琶湖