半導体工場の作業工程を従業員の視点から解説

半導体工場の全体像

半導体製造は、非常に精密で複雑な工程を踏んで行われます。
そのため、各作業工程における従業員の役割や業務内容を理解することは、製造業に携わる人々にとって非常に重要です。
半導体製造工場には、ウェハプロセス、組み立て、そしてテストという三つの主要な工程があります。
ウェハプロセスでは半導体の基盤を形成し、組み立てではそれをパッケージ化し、最後のテスト工程では製品の品質を確認します。

ウェハプロセスにおける従業員の役割

ウェハプロセスは半導体製造の最初の工程で、シリコンウェハに回路を形成します。
この工程には、イオン注入、フォトリソグラフィ、エッチング、そして洗浄といった複数のステップがあります。

イオン注入とフォトリソグラフィ

イオン注入は、シリコンウェハに特定の電気的な特性を持たせるために行われる工程です。
この作業には専用の機械が導入されており、オペレータが機械の稼働状況を監視します。
フォトリソグラフィは、半導体回路をシリコンウェハ上に転写する工程で、マスクと呼ばれるテンプレートを使用します。
従業員はこの工程で露光装置を操作し、加工精度を丁寧に確認します。

エッチングと洗浄

エッチング工程では、不要な部分を削り取り、必要な回路部分だけを残します。
化学薬品やプラズマを用いて行われるこの工程では、オペレータが各種条件を細かく設定し、装置が正しく動作しているかをチェックします。
最後にウェハを洗浄し、次の工程に適する状態に整えます。
この作業は非常にクリティカルで、高い精度と注意が求められます。

組み立て工程の流れ

組み立て工程では、ウェハプロセスで作成された基盤をパッケージ化し、半導体としての形状にします。
ここではダイシング、ボンディング、エンキャプシュレーションと呼ばれる作業が含まれます。

ダイシングとボンディング

ダイシングは、シリコンウェハを個々のチップに切り分ける工程です。
専用のダイシングソーを用い、微細な切断作業を行います。
ここでも操作員の技術が求められ、機械が正確にチップを切り分けるように細やかな調整を行います。
次にボンディング作業では、半導体チップを基板に取り付け、電気的な接続を確保します。
ウェアプリントの露光や位置決めなど、精緻さが求められる仕事です。

エンキャプシュレーションと検査

エンキャプシュレーションは、半導体を耐久性のある樹脂で覆い、外部の環境から保護する工程です。
樹脂の注入や硬化装置の管理には、経験と注意深い操作が求められます。
組み立て工程の最終段階では、様々な検査機器を使用して物理的、電気的検査を行い、品質が仕様に適合しているかを確認します。
これにより不良品を排除し、信頼性の高い製品を出荷します。

テスト工程の重要性

テスト工程は、半導体製品の最終的な品質を保証し、市場に出す前に機能の確認を行う重要なステップです。
この工程では特に高度な技術と設備が要求されます。

ファンクショナルテスト

ファンクショナルテストでは、半導体が設計通りの機能を果たすかを細部にわたって確認します。
テスト担当の技術者は、各種テストプローブを用いて、チップの動作状態をチェックし、データを解析します。
その結果に基づいて、異常なデータが出た際には即座に改善策を講じることが求められます。

ストレステストとバーンインテスト

ストレステストは、製品が極端な温度や電圧条件下でどのように動作するかを確認するための試験です。
機械の設定や温度管理など、従業員の熟練した操作が品質を左右します。
バーンインテストでは、製品を長時間稼働状態にすることで早期不良を検出します。
これにより、市場に製品を出す前に不具合の可能性を排除し、信頼性の高い製品を提供することを目指します。