迫りくるAI時代に向けた半導体製造プロセスの今 書籍

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出版物

半導体製造が人工知能の隆盛で変わる!
最先端LSI技術への取組と各製造工程のポイントを詳説!

迫りくるAI時代に向けた

半導体製造プロセスの今

発刊・体裁・価格

発刊  2019年5月27日  定価  54,000円 + 税
体裁  B5判 259ページ  ISBN 978-4-86502-169-1   詳細、申込方法はこちらを参照

→配布用PDFパンフレットを見る      →書籍を購入された方へ(アンケートのお願い)

執筆者一覧(敬称略)

●厚木エレクトロニクス 加藤俊夫
●東京エレクトロン(株) 鄭基市
●グローバルウェーハズ・ジャパン(株) 須藤治生 永井勇太 泉妻宏治
●NVIDIA 馬路徹
●産業技術総合研究所 原史朗
●ソメイテック 大薗剣吾
●PICOSUN JAPAN(株) 八尋大輔
●大阪大学 遠藤政孝
●(株)日立製作所 篠田和典
●(株)ISTL 礒部晶
●茨城大学 周立波
●オフィスシラミズ 白水好美
●東芝メモリ(株) 柿沼英則
●東芝メモリ(株) 江澤弘和
●イーヴィグループジャパン(株) 山本宏
●芝浦工業大学 二川清
●オムロン(株)中村芳行

礒部晶先生 ご講演 2019年11月11日
CMPの基礎から応用まで


本書のポイント

★AI技術の躍進で活用の幅が広がる半導体、最新技術動向を知る!★
ディープラーニング等人工知能への利用に求められる半導体デバイスとは?
AIへの搭載を考えたとき製造プロセスには何が求められるのか?最新の装置動向は?

★3D-NAND や FOWLP、微細化への動きなど最新プロセスを網羅★
高性能化へ向けた技術進歩をしっかり解説!現時点で技術はどこまで進んでいるのか?

★AI・データ科学による半導体製造プロセスの革新★
製造プロセスへのAI活用は?検査へのデータ科学の活用は?スマートマニュファクチャリングとは?
開発スピードがはやまる中、従来通りのやり方では追い付けない!新しい考えを導入して新時代に備えよう

★各製造プロセスの実務ポイント、最新動向もしっかりおさえる★
ALD成膜やEUV・DSA・NIL、原子層エッチングから枚葉式洗浄等最新技術を網羅!
品質向上に向けた成膜のポイントは?CMP・研磨のポイントは?パターン倒壊を防ぐ洗浄とは?
3次元集積の課題とは?信頼性評価の種類は?実務で必要な各プロセスの重要事項も解説!

★東京エレクトロン、東芝メモリ、NVIDIA他時代の先端を走る各社が執筆!
                         半導体製造プロセスの今を知ろう★

目次


第1章 半導体製造の動向
第1節 LSIデバイスの動向とその製造プロセス

1.CMOSLSI の基礎、構造とプロセス
 1.1 ウエファ工程FEP(Front End Process)
 1.2 ウエファ工程、BEP(Back End Process)
 1.3 パッケージ工程
2.CMOSLSI の進化
 2.1 LSI 微細化競争の指導原理
 2.2 CMOS LSI は微細化により進化
 2.3 微細化に伴う問題点と解決策
  2.3.1 ショートチャンネル効果
  2.3.2 配線はアルミニウムから銅へ
  2.3.3 配線の絶縁層は低誘電率膜に
  2.3.4 歪シリコンでキャリアの移動度を向上
  2.3.5 ゲート酸化膜のトンネル電流
  2.3.6 ゲート電極をポリシリコンから金属に変更
3.パターン微細化技術の進展と行き詰まり
 3.1 ステッパ技術の進歩
 3.2 超解像技術
  3.2.1 OPC(Optical Proximity Correction)
  3.2.2 PSM(Phase Shift Mask)
  3.2.3 照明系の改善
  3.2.4 液浸ステッパ
  3.2.5 Double Patterning
 3.3 マスクの製作
  3.3.1 マスク現状
  3.3.2 マスク製作のプロセス
  3.3.3 EB(Electron Beam) 露光機
 3.4 実用化が近づくEUV 露光機
 3.5 新しい技術によるパターニング
  3.5.1 ナノインプリント
  3.5.2 DSA(Directed Self Assembly)
4.デバイスの立体化
 4.1 実用化されたFinFET 構造
 4.2 ナノワイア(GAA) へ移行か
 4.3 ナノシートや縦型ナノワイアも話題に
 4.4 移動度の高い異種材料の採用
5.ムーアの法則は3D-NAND で継続する
 5.1 高集積化に適したNAND フラッシュメモリー
 5.2 BiCS 構造
 5.3 BiCS のプロセス
6.パッケージ
 6.1 通常のモールドパッケージ
 6.2 チップ多層化やCSP(Chip Size Package)

第2節 半導体製造装置の動向

1.半導体製造装置市場の拡大
 1.1 半導体製造プロセスと製造装置の概要
 1.2 半導体デバイスと製造装置市場
2.スマートマニュファクチャリングに求められる製造装置技術
 2.1 スマートマニュファクチャリングに必要な製造装置技術
 2.2 装置のインテリジェント化
3.ポストスケーリング世代における製造装置技術
4.製造装置の環境負荷低減への対応


第2章 最近の半導体業界の動向に向けた半導体製造のポイント
第1節 先端半導体デバイスに対応するシリコンウェーハテクノロジー

1.半導体用Si ウェーハの要求特性
2.Si 単結晶育成技術
 2.1 Si 単結晶成長の歴史
 2.2 Si 単結晶育成技術の最前線
3.Si ウェーハの加工技術
 3.1 Si ウェーハの平坦度・ナノトポグラフィーの加工技術
 3.2 Si ウェーハ研磨技術と数値解析技術
4.Si ウェーハの熱処理技術
 4.1 CZ-Si ウェーハの熱処理
 4.2 超高温RTP 技術
5.Si ウェーハの洗浄技術
 5.1 Si ウェーハ加工における洗浄の役割
 5.2 Si ウェーハ洗浄方式の特徴と課題
 5.3 機能水によるSi ウェーハ洗浄への適用とその効果
6.次世代のウェーハ製造プロセス

第2節 人工知能プロセッサの要件と半導体技術動向
1.ディープラーニングに要求される要件
2.ディープラーニング要件を満たす半導体デバイスGPU
3.ムーア法則終焉後のCPU性能停滞に対するGPU性能向上継続のための技術
4.GPUチップサイズの製造限界到達とその打開技術
5.データサイズ、バンド幅急騰対策の3次元メモリ導入及びSiインターポーザによる実装技術

第3節 多品種少量向け超小型半導体生産システム・ミニマルファブ
1.ミニマルファブの概念
2.製造装置の超小型化技術
3.ミニマルファブの利点、プロセス装置の機能と性能
4.ミニマルファブで製造されるデバイス


第3章 半導体製造工程(前工程)における最新動向と留意するポイント
第1節 成膜
第1項 品質を向上させる成膜プロセスのポイント

1.CVD/スパッタリングの基本
 1.1 真空成膜の原理
 1.2 真空成膜プロセス
 1.3 CVD
 1.4 スパッタリング
2.成膜におけるトラブルとその対策のポイント
 2.1 特性の未達と不安定
 2.2 ピンホール・点欠陥
 2.3 密着性、信頼性
3.成膜プロセスの動向
 3.1 高ガス濃度CVD
 3.2 スパッタリング膜質制御  
第2項 ALD(原子層堆積)法による成膜
1.ALDの歴史及び半導体分野のアプリケーション
2.ALD技術概要
 2.1 成膜プロセスの基礎
 2.2 ALDウインドウ
 2.3 GPC
3.プリカーサ
4.装置
 4.1 装置構成概要 
 4.2 仕様バリエーション

第2節 微細化に向けたリソグラフィ最新動向 
1.ArF 液浸リソグラフィ
 1.1 ArF 液浸リソグラフィの基礎
 1.2 ArF 液浸リソグラフィ用レジストの要求特性と設計指針
2.ダブル/ マルチパターニング
3.EUV リソグラフィ
 3.1 EUV リソグラフィの基礎
 3.2 EUV レジストの要求特性・設計指針
 3.3 最新のEUV レジスト
4.自己組織化(DSA) リソグラフィ
 4.1 自己組織化(DSA) リソグラフィの基礎
 4.2 自己組織化(DSA) リソグラフィ
5.ナノインプリントリソグラフィ   

第3節 ドライエッチング技術の最前線
    − 原子層エッチングプロセス −

1.半導体デバイスの技術潮流
2.ドライエッチングの概要、研究動向および最新課題
3.原子層エッチングプロセス
4.原子層エッチングの先端開発事例
 4.1 プラズマと熱サイクルを用いた窒化膜の等方性ALE プロセス
 4.2 原子層エッチング装置
 4.3 窒化シリコンの原子層エッチング開発例
 
第4節 CMP・研磨
第1項 CMP・研磨のポイント

1.AI、IoT化に向けたデバイスの動向とCMP技術
2.二つの平坦化プロセスと平坦化メカニズムの違い
 2.1 グローバル平坦化プロセス
 2.2 ストッパープロセス
3.消耗材料に求められる性能
 3.1 スラリーに求められる性能
 3.2 研磨パッド、パッドコンディショナーに求められる性能
4.装置に求められる性能
5.新しい材料除去モデルとそれに基づいた消耗材開発
第2項  ウエハの薄片化とCMG プロセス
1.ウエハの薄片化とストレス・リリーフ
2.CMG 技術
 2.1 CMG 砥石と加工プロセスの概要
 2.2 CMG 加工プロセスの評価
 2.3 CMG における材料除去メカニズム
 
第5節 パターン倒壊を防ぐ洗浄とクリーン化最新動向  
1.ウェット洗浄の変化
 1.1 バッチ洗浄と枚葉洗浄
 1.2 特殊洗浄
 1.3 超純水リンスによる問題
2.乾燥技術の変遷
 2.1 従来型の乾燥技術と問題点
 2.2 超臨界CO2 乾燥技術
3.微細構造での汚染の問題と対策
 3.1 残渣成分と各種膜との反応
 3.2 超臨界CO2 洗浄乾燥技術
 3.3 クリーン化最新動向(N2 パージシステム他)

第6節 AIによる最先端の半導体製造プロセス
1.東芝メモリ四日市工場
2.AIとビッグデータ
 2.1 CIM自動化システム
 2.2 標準化
 2.3 データベース
3.AI技術の活用事例
 3.1 歩留解析
  3.1.1 歩留解析の概要
  3.1.2 不良マップの自動分類
  3.1.3 不良原因の推定
  3.1.4 歩留新聞
 3.2 欠陥解析
  3.2.1 欠陥解析の概要
  3.2.2 ディープラーニング
  3.2.3 欠陥画像分類のディープラーニング実用化
4.今後の展開


第4章 半導体製造工程(後工程)および検査・評価における
                     最新動向と留意するポイント

第1節 異種デバイス集積モジュールへ拡張する半導体デバイスパッケージ

1.中間領域プロセスによる三次元集積化
2.再配線
 2.1 プロセスとその留意点
 2.2 微細化の課題
3.Fan-Out WLP
 3.1 プロセスの現状と課題
 3.2 三次元化の課題
4.Fan-Out PLP
 4.1 生産性向上の理想と現実
 4.2 克服すべき開発文化の違い
5.今後の市場と開発動向

第2節 ウェーハの接合
1.3次元集積化技術とウェーハ接合
 1.1 フュージョン接合・ハイブリッド接合
 1.2 ウェーハ間の位置合わせ精度の向上技術
 1.3 モノリシック3D
2.極薄パッケージング技術とウェーハ接合
 2.1 仮接合技術
 2.2 剥離技術
3.異種統合とウェーハ接合
 3.1 複合基板製造技術
 3.2 異種材料・デバイス統合技術
  
第3節 半導体デバイスの信頼性評価
1.信頼性七つ道具(R7) とその中での信頼性試験、故障解析、寿命データ解析の位置付け
2.信頼性試験
3.故障解析
 3.1 ロックインサーモグラフィー(Lock-in Thermography: LIT)
 3.2 拡散層可視化技術
 3.3 電流可視化技術
4.寿命データ解析
 
第4節 半導体検査へのデータ科学の活用
1.半導体検査工程とアダプティブテスト
2.統計的手法を用いた検査
3.機械学習の活用
 3.1 予測
 3.2 特徴量抽出
 3.3 前処理と検証
4.半導体検査へのデータ科学の活用のまとめ

番号:BC190501

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