インターネット・通信の社会インフラだけでなく、洗濯機・エアコンなどの家電、スマホやPC、銀行のATM、自動車・飛行機など様々なものに使用されている半導体。直接触れることはないけれど、私たちの生活に必要不可欠な存在です。今後は、AI技術の進展や自動運転などの最先端技術のために、半導体の進化が必要とされています。
その進化に「光」で貢献しているのが、ウシオです。
半導体は情報を記憶したり、膨大な情報を処理する小さな基盤(チップ)です。電気を通したり、通さなかったりする半導体物質の上に、IC（集積回路）などの電子回路を構成する数百個の電子部品が配置されています。

半導体製造プロセスにおける「光」

光で加熱する

半導体を製造する際、ウエハーの熱処理は非常に大切な工程です。熱処理の方法として、従来よりファーネス(電気炉）を使ってじっくり加熱する方法やホットプレートに載せて加熱する方法がありますが、ウシオは非接触で急速に加熱できるように光を使った加熱方法を展開しています。 例えばフラッシュランプを使った光加熱ではわずか0.001秒で1000℃まで昇温するという究極の瞬間加熱技術です。Φ300ｍｍウエハーの極表面だけを一括で加熱することができ、熱をかけたくない部分には影響与えることなく、良質なデバイスを製作するには欠かせない技術として貢献しています。

光で描く

ウェハの膜に回路パターンを転写する際にも光が役立っています。基板に転写された回路パターンの凸凹にアルミや銅などの通電性の材料を埋め込むと、そこが電気の通り道である「配線」になります。この配線の幅が細ければ細いほど電子部品のサイズを小さくでき、チップのコンパクト化、多機能化や高性能化が可能になります。その線幅を決定づけるのが光の「波長」です。特定の波長を高エネルギーで安定して効率的に照射する「光学技術」、反りや歪みのある基板や薄いフィルムなど多彩な対象物に対応する「搬送技術」、光の照射位置をあわせる「アライメント技術」、これらをコントロールする「ソフトウェア技術」など、それぞれの要素技術を自社で開発し、最適なバランスで組み合わせています。

光で洗う

目に見えない微細なレベルで製造される半導体にとって、分子レベルの微粒子や有機物も不良の原因となります。よって半導体製造における洗浄プロセスは非常に重要です。薬液での洗浄は基材へのダメージを引き起こしてしまうのに対し、紫外線では有機物を分解することで、水や溶剤を用いず、基材を傷つけることもなく、ダメージに弱い部品も洗えるようになりました。

光で検査する

半導体のように微細なものの回路を目視で検査することは不可能です。目視ではなく、光を用いて、正確に検査対象物に照射する照明技術と、反射光を高精度に捉えて加工・処理する画像解析技術、そして高速処理技術によって、半導体のデバイス回路に問題がないかを検査しています。この検査精度は「東京から青森までが入る直径600km圏内のどこかにある10枚の硬貨を60分以内にすべて見つけるレベル」といわれているほどです。
なお、次世代半導体の製造技術は、微細化が進み、最先端の露光技術として、波長13.5nmEUVによる「EUV露光」が注目されています。
EUV露光の量産技術確立には、高精細なマスクの欠陥を検査・検出するためのEUVリソグラフィマスク検査用EUV光源の実用化が必須とされており、ウシオのEUV光源が選ばれています。

日々進化が求められている部品をつくるには、その製造プロセスも絶えず進化させなくてはいけません。ウシオは、普段の生活では見たり、触れたりすることのない部品の高性能化を光で支えています。