目次

はじめに

第１章　半導体工場の敷地内を歩いてみると

01　半導体工場を鳥瞰すると──工場棟、事務棟、工場周りの配電設備、タンク……
02　ラインを総チェック──拡散ライン〜検査・選別ラインまで
03　組織図はどうなっている？──工場長の下に生産技術部、設備技術部などが連なる
04　工場の立地条件──水、電気、高速道路、そして意外な必須条件も…
05　変電所設備をもつ半導体工場──停電対策のあの手、この手
06　薬液・ガスの供給・廃棄システム──大量に使う窒素ガスは「空中」から供給することも
コラム　半導体メーカー ──社名あれこれ

第２章　ⅠＣはこうして作られる

01　「半導体」とは何か──半分だけ導電体？
02　ⅠＣができるまで──前工程、後工程を概観すると
03　前工程❶「ＦＥＯＬ」──ウエーハ上に素子をつくり込む工程
04　前工程❷「ＢＥＯＬ」──素子間を金属配線で接続する工程
05　シリコンウエーハ──イレブン・ナインの純度にまで仕上げる
06　薄膜の作り方、載せ方は──薄膜を何層にも重ねて作る
07　電子回路をどう焼き込むのか──回路パターンと写真焼き込み
08　エッチング工程で形状加工する──材料薄膜を加工する
09　99.9…の純度の中に不純物を？──なぜわざわざ不純物を入れるのか？
10　ウエーハを熱処理する──熱処理の目的と主な工程
11　表面を平坦化させるＣＭＰ工程──ウエーハ表面に凹凸があると信頼性に難

第３章　ⅠＣづくりを支える裏方プロセスを追う

01　洗浄でゴミを徹底的に取り除く──化学的な分解、物理的な除去の２つの方法がある
02　洗浄後は「リンス→乾燥」──リンスは超純水、水分は吹き飛ばす
03　配線は象嵌細工技術で──ダマシンプロセスのルーツは金工象嵌
04　ⅠＣチップは全量検査──ウエーハ検査工程でのチェック法
05　「冗長回路」という保険の導入──「万が一」に備えた予備メモリのしくみ
06　チップに切り分けるダイシング──人間の髪の毛を10本に切り分ける
07　ケースにマウントする──パッケージに精確に収める作業
08　ボンディングで金線接続──わずか100分の１秒の世界
09　リード表面処理──外装メッキで強度向上、錆の防止効果
10　チップを保護する「封止」──気体や液体の侵入からチップを守る
11　リード端子の加工成形──パッケージに合わせて加工する
12　チップ識別の「捺印」──いつ、どこで、どのように製造されたか
コラム　シリコンメーカーとＥＤＡベンダー

第４章　原材料や機械・設備について知っておこう

01　シリコンをなぜ輸入する？──アルミと並ぶ「電気の缶詰」
02　装置を工場に導入する一部始終──装置メーカーにノウハウがたまるしかけ
03　装置が同じなら、同一のⅠＣが？──無数の組合せから「レシピ」が作られる
04　ⅠＣの原価率はこうなっている──月２万枚の製造で3000億円を投資すると
05　原材料の保管期間はバラバラ──薬液類は温度・湿度で微妙に変化する
06　なぜウエーハ周辺部を使わない──エッジ・エクスクルージョン
07　超純水は工場ごとにブレンド──原水から超純水ができるまで
08　超純水はどれくらい純粋？──一律の基準値はないけれど
09　薬液、ガスのグレード、純度は──２Ｎ５は「99.5％」の純度を示す
10　設備稼動率を計算する──設備がどの程度有効に稼動しているか
11　シランガスは自然発火する危険物──半導体産業の興隆で急に使われ始めたガス
12　「水素爆発」は半導体工場でも ──原子力発電所と半導体工場の類似点
13　「露光技術」は微細化の中核──パターン転写の要の技術
14　バッチ処理から枚葉処理へ──微細化に有利な枚葉処理
コラム　超純水、フォトレジスト、マスクの主要メーカー

第５章　検査でのミス発見法、出荷する方法

01　不良品をどう見つける？──検査工程のキホンは「全数調査」
02　パッケージ前に出荷されるＫＧＤ──ＭＣＰに必要なベアダイ
03　ⅠＣのサンプル──開発時から量産時までのサンプルの種類
04　信頼性試験とスクリーニング──加速試験で寿命を見積もる
05　同一仕様でも動作速度に差が？──プレミアＬＳⅠは検査工程で区分する
06　ⅠＣの出荷・梱包での注意点──顧客に出荷する際の３つの収納ケース
07　半導体商社と直販で販売──半導体商社＝セールスレップ＋ディストリビュータ
08　クレーム対応でチップの改善へ──製造履歴を遡って調べることも

第６章　知られざる工場内の「御法度・ルール」

01　半導体工場の交替制勤務──１年365日・24時間のフル稼動
02　ロボットとリニア搬送で動く──ヒューマンエラーをなくし、効率化を図る
03　号機指定・群管理──精密機械だからこそ、個体差が出る
04　パーティクルがⅠＣをオシャカに──どのくらいのゴミが問題になるのか
05　ＣⅠＭの３つの役割──半導体生産の効率、品質向上を実現する
06　統計的工程管理が支えるもの──安定した製品の実現と品質の作り込み
07　傾向管理で異常兆候をキャッチ──ＳＰＣの管理法
08　産廃業者の不法投棄の責任は自社に──会社のイメージ失墜に至る
09　クリーンルームの清浄度──ＪⅠＳ規格では「クラス１〜９」
10　クリーンルームに入る儀式──手で軽く全身を叩いて、２〜３回、身体を回転
11　クリーンルームの構造と使い方──大部屋方式とベイ方式
12　「局所クリーン化」戦略──クリーンルームのコストを抑える知恵
13　クリーンルームは宇宙実験棟？──黄色の照明、特殊な筆記具
14　ラインを特急・急行・普通が走る──製造工期の異なる商品が混流しすぎると……
コラム　クリーンルームの関連企業

第７章　働く人々のホンネ──工場は人でもっている！

01　アイデアは喫煙室で生まれる──独特な雰囲気の異次元空間
02　工場ツアーは原則「お断わり」──製造ラインへの入室は「秘密保持契約」を結んで
03　カイゼンは半導体工場でも──提案を審査し、等級を決定
04　さまざまな非正社員が働いている──スキルの高い人材を得やすい特定派遣社員
05　チェックに次ぐチェック──クルマ、医療器具に使われるだけに厳正に
06　どんな資格が必要となるか？──電気取扱、フォークリフト、溶剤、防火……

第８章　知られざる半導体工場の秘密

01　タテ型の「炉」が主流の理由──フットプリント、ウエーハの支持、移載の容易さ
02　ウエット洗浄以外の洗浄方法──目的・用途に応じて使い分ける
03　歩留まりって、なんだ？──１枚のウエーハから何個の良品チップが得られるか
04　ロットサイズが生産性に影響──小ロットならサイクルタイムは短くなるか？
05　クリーンスーツの色分け──瞬時に相手を見分けるために
06　ガスボンベ室の工夫──なぜ天井の耐圧を弱くしてあるのか？
07　静電気対策に知恵を絞る──CO2を水に混ぜる？
08　クリーンルーム見学を楽しむ法──知っていると工場のスポットごとの特色もわかる
09　定期点検では何がチェックされる──毎日の検査、１ヶ月検査、６ヶ月検査……
10　装置のレベルを揃えておく──ラインバランスを整えると生産性が上がる
11　半導体工場のゼロ・エミッション──地球にやさしい循環型産業をめざして
12　半導体メーカーに見る「戦略」の違い──インテル、サムスン、ＴＳＭＣ
13　装置メーカーから情報が漏れた？──蜜月から一気に不信へ？
14　いざというときの電源対策──電源不足時における優先度
15　クリーンルーム健康調査──おざなりな工場視察団

終章　「日の丸半導体」復活に向けての処方箋

（１）半導体業界を取り巻く大きな変化

（２）半導体メーカーの凋落原因を探る
　❶コスト戦略──積み上げ原価方式で戦う愚かさ
　❷遅れをとった技術戦略──取り残された日本の技術者
　❸見誤った製品戦略──トップ層の無理解
　❹半導体部門の悲哀──総合電機メーカーにとっては「新興・一事業部門・異端児」
　❺合併の失敗──強みをもたない弱者連合
　番外編──「ノウハウは装置業界から流出した……」は本当か

（３）再興への処方箋
　❶コスト削減──リソグラフィ工程をなくしてみるとどうなりますか？
　❷「万能メモリ」で勝負せよ──爆発的な新市場を切り開く可能性
　❸１世代、２世代先のファウンドリ・ビジネスを
　❹「総合判断のできる技術者」の養成がカギ
　❺新しいアプリケーション開発をするためには
　❻東南アジアの需要をとらえる

さくいん

著者

菊地 正典（きくち・まさのり）
1944年樺太生まれ。1968年東京大学工学部物理工学科を卒業。日本電気（株）に入社以来、一貫して半導体関係業務に従事。半導体デバイスとプロセスの開発と生産技術を経験後、同社半導体事業グループの統括部長、主席技師長を歴任。（社）日本半導体製造装置協会専務理事を経て、2007年8月から（株）半導体エネルギー研究所顧問。著書に『入門ビジュアルテクノロジー 最新 半導体のすべて』『図解でわかる 電子回路』『図解でわかる 電子デバイス（共著）』『プロ技術者になる エンジニアの勉強法』（日本実業出版社）、『半導体・ICのすべて』（電波新聞社）、『電気のキホン』『半導体のキホン』（ソフトバンククリエイティブ）、『図解 これならわかる！電子回路』（ナツメ社）など多数。