半導体の製造プロセス（前工程）をやさしく

1枚のウェハがチップになるまで、工場では数百もの工程を数か月かけてくり返します。その中心が「前工程」です。

全体の流れ

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チップづくりは大きく、ウェハに回路を作り込む前工程と、切り出して組み立てる後工程に分かれます。ここでは前工程を見ます。

4つの基本動作のくり返し

前工程は、次の動作を何十回もくり返して回路を層状に積み上げます。

中でも露光（リソグラフィ）が微細化のカギ。細い線を描けるかどうかで世代が決まります。

なぜクリーンルーム？

回路は髪の毛の1万分の1ほどの細さ。ホコリ1粒でも不良の原因になります。だから工場は徹底的にホコリを除いたクリーンルームで、作業者は防塵服（バニースーツ）を着ます。

もう少し詳しく（背景）

チップ作りは、まるで**「極小の版画を、何百回も重ね刷りする」ような工程です。基本の流れは、ウェハに薄い膜を作り→光で回路パターンを転写し（露光）→不要部分を削り→不純物を注入する、という一連の作業を、層を変えて何十回も繰り返します¹。最新のチップは数百工程を経て、数ヶ月かけて完成します。この製造で決定的に重要なのが清浄さ**——髪の毛の何千分の1というホコリ1粒でも回路を壊すため、工場（ファブ）は手術室よりはるかにきれいな「クリーンルーム」になっています²。さらに、装置は1台数十億円、工場全体では数兆円という桁違いの投資が必要です。だから世界中の企業が役割を分担し、設計する会社と製造する会社が分かれる構造になりました。原子レベルの精密さ、極限の清浄さ、天文学的な投資——この3つが揃って初めて、指先に乗るチップに何十億個ものトランジスタを刻めるのです。

つぎに読むなら

• 露光とEUV
• 後工程・パッケージ
• 歩留まりとコスト

Footnotes

1. チップは成膜・露光・エッチング・不純物注入などを層ごとに何十回も繰り返して立体的に作る。数百工程・数ヶ月を要し、1つのミスが全体を無駄にする。 ↩

2. 微細な回路はわずかな塵で不良になるため、製造は超高清浄のクリーンルームで行う。空気中の粒子数を極限まで抑え、作業者も防塵服を着る。 ↩