半導体微細加工とは
半導体微細加工とは、半導体を使用して微細な構造を形成する技術を提供するサービスです。
微細加工により、半導体回路を非常に小さなスケールで構築できるため、同じ面積内により多くの回路を配置できます。これにより、プロセッサの処理能力を大幅に向上させることが可能となり、より高性能なデバイスを製作可能です。また、一度の製造工程でより多くのチップを製造できるため、製造コストが低減します。
半導体微細加工の使用用途
半導体微細加工は下記のような製品を製造するために使用されます。
1. 電子機器
スマートフォンには多くの半導体デバイスが組み込まれており、微細加工技術が活用されています。プロセッサやメモリ及びグラフィック処理ユニットなどがその一例です。微細加工により、これらの部品を小型化することが可能で、同じ空間に多くの機能が統合できるため、スマートフォンの性能やバッテリー効率を向上することができます。
また、PCの中央処理装置やグラフィックカードも同様に半導体微細加工技術を活用して製造されます。微細化したトランジスタを集積することで高速かつ効率的に動作し、小型でもマルチタスク処理や映像編集などの高負荷作業にも対応できる製品を製造することが可能です。
2. 自動車
自動車内の運転支援システムなど、現代の自動車には多くの半導体デバイスが使用されます。特に安全性や自動運転機能を支えるセンサーやプロセッサには微細加工が必須です。微細加工技術を使用することでこれらのデバイスを小型化し、高速で信頼性の高い動作が可能となります。
3. 医療機器
半導体微細加工は医療機器にも広く利用されます。診断機器や体内センサー及びポータブル診断機器などが代表例です。微細加工技術により、これらのデバイスを小型化し、人体に装着可能なサイズで高精度な診断を行うことがことが可能です。
半導体微細加工の原理
半導体の微細加工は複数の工程から構成されます。フォトリソグラフィやエッチングなどは特に重要な工程です。
フォトリソグラフィは光を使用して感光性の材料に微細なパターンを転写します。シリコン基板に薄い感光性のレジストを塗布し、紫外線光をレジストに照射してパターンを転写します。露光されたレジストを現像液で処理し、転写パターンを基板に残す仕組みです。
エッチングはパターン化されたレジストを使って基板の表面を削る工程であり、ドライエッチングとウェットエッチングの2種類があります。ドライエッチングはプラズマを利用して基板の表面を選択的に削る方法で、非常に微細なパターンを作製することが可能です。ウェットエッチングは酸やアルカリ溶液を用いて基板の不要な部分を溶解させる方法です。エッチングによって、パターン化された回路の形状が基板上に彫刻され、微細な構造を形成する仕組みです。
半導体微細加工はこれらの高度な技術を組み合わせることで、シリコン基板上に非常に小さな回路を作り出します。微細化が進むことで集積回路の性能が向上し、高度な電子機器やコンピュータに必要な機能を小型で高性能なチップに実装することが可能です。
半導体微細加工サービスの選び方
半導体微細加工を代行するサービスも多く存在します。以下はそれらを選定する際の要素の一例です。
1. 加工精度・技術力
半導体微細加工では数十nmのスケールで精密な構造を作成する必要があり、精度が非常に重要です。そのため、微細加工サービスで実現できる精度を確認する必要があります。また、極紫外線リソグラフィーやプラズマエッチングなど、細心の技術を使用していることも確認する必要があります。
2. プロセス能力
サービス企業が対応可能なプロセスの種類を確認します。フォトリソグラフィやエッチングなど、どの工程を得意としているかを知ることで、製品に必要な技術を提供できるかを判断できます。また、特定の材料に強みを有する企業も多いです。
3. 品質管理
半導体製造には高い品質基準が求められます。したがって、サービス企業がISO9001やISO14001などの品質管理の認証を保持していること、または業界標準に従っていることを確認します。これにより、品質の一貫性と信頼性を担保することが可能です。