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半導体製造プロセス材料とケミカルス

  • Materials and Chemicals for Semiconductor Manufacturing Process
※こちらの書籍は,電子書籍(eBook)として販売をしております。
・価格5,000円(税抜)
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★ 日本が未だ高い技術力・競争力を持つ半導体関連材料!
★ 半導体製造とプロセスにまつわる材料技術を解説!
★ 各工程別に材料・ケミカルスの動向を詳述!

商品コード: T0521

  • 監修: 坂本正典
  • 発行日: 2006年9月
  • 価格(税込): 70,200 円
  • 体裁: B5判,329ページ
  • ISBNコード: 978-4-88231-588-9

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  • シリコン,ドーピング,フリップチップ,CVD,前工程,後工程,平坦化,洗浄剤,実装,

刊行にあたって

 近年、デジタル家電や携帯電話の普及により、半導体デバイスに対する重要は拡大しているが、日本の半導体産業は世界でのシェアを低下させているのが現状である。
 半導体デバイスは、微細化の進展、高密度化、処理速度向上、低消費電力化、低コスト化と、その要求はますます厳しいものとなっており、一つの転回点を迎えていると言える。このように、高度に発達してきた半導体製造プロセスで用いられる材料・ケミカルスについては、日本は未だ高度な技術力・競争力を維持している。
 本書ではこのような背景の元、製造プロセスの各工程別に、要求される技術動向と将来展望について各分野第一線でご活躍中のエキスパートの方々にご執筆頂いた。環境規制への対応や、新プロセス・新材料の動向なども合わせて参照できる内容となっている。半導体製造に関わる方々に本書をお薦めする次第である。

著者一覧

坂本正典   東京理科大学大学院 総合科学技術経営研究科 教授
高田清司   元 信越化学工業(株)(信越半導体)、元 スーパーシリコン研究所
泉妻宏治   東芝セラミックス(株) シリコン事業部 技術統括部 プロセス技術部 グループ長
川瀬智博   住友電気工業(株) 研究開発本部 半導体技術研究所 基板技術研究部 グループ長(化合物半導体結晶成長技術スペシャリスト)
松井正好   住友金属鉱山(株) 電子事業本部 結晶材料部 部長
林 利彦   (株)シクスオン
古庄智明   (株)シクスオン
西口太郎   (株)シクスオン
木下博之   (株)シクスオン
塩見 弘   (株)シクスオン
入間田修一   日鉱金属(株) 電子材料カンパニー 磯原工場 新素材開発センター 主任技師
矢島明政   (株)ADEKA 電子材料開発研究所 所長
稲石美明   大陽日酸(株) 電子機材事業本部 事業戦略推進部 先端技術開発部
鈴木 智   大陽日酸(株) 事業戦略推進部
安部 司   大日本印刷(株) 電子デバイス事業部 電子デバイス研究所 エキスパート
流川 治   HOYA(株) 先端リソグラフィー開発センター センター長
大森克実   東京応化工業(株) 開発本部 先端材料開発一部 半導体液浸レジスト材料グループ グループリーダー
西山文之   富士写真フイルム(株) R&D統括本部 エレクトロニクスマテリアルズ研究所 主任研究員
山田達也   長瀬産業(株) 電子化学品事業部 ファインプロセステクノロジー部 開発チーム 半導体プロジェクトリーダー
守田菊恵   関東化学(株) 電子材料事業本部 技術部 EL薬品グループ 開発課
石川 誠   三菱化学(株) EL薬品事業部 半導体材料研究所 研究所長
深江功也   関東電化工業(株) 新製品開発本部 渋川研究所 副主任研究員
能條治輝   ニッタ・ハース(株) 技術開発本部 製品技術部 スラリー技術課 マネージャー
神谷紀一郎   ATMIジャパン(株) 代表取締役社長
森崎貞和   ニッタ・ハース(株) 技術開発本部 生産技術部 三重製造技術課 課長代理
木下正治   ニッタ・ハース(株) 取締役シニアバイスプレジデント
木下俊哉   新日本製鐵(株)(現 新日鉄マテリアルズ(株)) 接合商品部 グループリーダー
森 清人   関東化学(株) 電子材料事業本部 技術部 部長
望月英章   三菱化学(株) EL薬品事業部 半導体材料研究所 チームリーダー
床嶋裕人   栗田工業(株) プラント第一事業本部 技術部 技術二課
今岡孝之   オルガノ(株) 経営企画部 次長
池田謙一   日立化成工業(株) 下館事業所 電子材料事業部 配線板材料部門 開発部 主任研究員
近藤至徳   三菱ガス化学(株) 東京研究所 主席研究員
坂田 賢   三井金属鉱業(株) MC事業本部 マイクロサーキット事業部 製品開発部 主査
木越将次   東レ(株) 電子情報材料技術部 部長
野村幸矢   (株)神戸製鋼所 アルミ・銅カンパニー 長府製造所 銅板研究室 主任研究員
堀晋一郎   大日本印刷(株) 電子デバイス事業部 製造第2本部 技術部
富川真佐夫   東レ(株) 電子情報材料研究所 主任研究員
石渡伸一   古河電気工業(株) エネルギー・産業機材カンパニー 産業機材事業部 AT製品部 開発部 開発部長
宇野智裕   新日本製鐵(株) 先端技術研究所 新材料研究部 主幹研究員
山田 隆   (株)日鉄マイクロメタル ボンディングワイヤ技術開発センター 部長
荒木省一   (株)日鉄マイクロメタル マイクロボール部 取締役 マイクロボール部長
伊達正芳   日立金属(株) 冶金研究所 研究員
佐藤光司   日立金属(株) 安来工場 新素材工場 SBグループ グループ長
野村英一   ナガセケムテックス(株) 電子材料部 ME材料課 課長
内田 健   京セラケミカル(株) 電子デバイス材料技術部 責任者

目次

序論
1. はじめに
2. 日本の半導体産業とプロセス材料・ケミカルス
3. 前工程のプロセス材料とケミカルス
4. 後工程のプロセス材料とケミカルス
5. 今後の展望

【第1編 前工程】
第1章 ウェーハ基板
1. 大口径シリコンウェーハ―次世代シリコンウェーハに求められる技術課題のポイント―
1.1 はじめに
1.2 結晶の完全性
1.2.1 デバイス歩留まり低下の原因は?
1.2.2 欠陥発生のメカニズムは何か?
1.2.3 欠陥の少ないウェーハ形成の他の手段は?
1.3 平坦度
1.3.1 ウェーハの平坦度の加工手段はどのように変遷してきたか?
1.3.2 研削加工技術に期待をかける理由は何か?
1.3.3 延性モード研削は可能か?
1.4 清浄度
1.4.1 RCA洗浄法の問題は何か?
1.4.2 機能水を用いた枚葉処理のスピン洗浄に落ち着くか?
1.5 大口径化―次世代ウェーハ(口径400mm~450mm)の技術的可能性は?
1.6 おわりに

2. シリコンウェーハの表面高品質化技術
2.1 はじめに
2.2 超平坦化技術
2.3 アニール技術
2.4 洗浄プロセス
2.5 結論

3. 化合物半導体GaAs
3.1 はじめに
3.2 プロセスの概要
3.3 GaAsの特性
3.4 原料合成
3.5 単結晶成長
3.6 熱処理
3.7 ウエハー加工および洗浄

4. 化合物半導体GaP
4.1 はじめに
4.2 GaP基板の製造
4.3 従来LED用基板
4.3.1 GaP赤色LED
4.3.2 GaP黄緑色、緑色LED
4.3.3 GaP純緑色LED
4.3.4 GaAsP赤色、橙色LED
4.4 高輝度LED用基板
4.4.1 AlGaInP赤色、橙色、緑色LED
4.5 まとめ

5. 化合物半導体SiC
5.1 はじめに
5.2 高品質基板の開発
5.3 半絶縁性基板の開発
5.4 エピタキシャル基板の開発
5.5 まとめ

第2章 成膜・配線形成材料
1. ターゲット材
1.1 はじめに
1.2 ターゲットの純度
1.3 パーティクルの低減
1.4 ハイパワースパッタ対応
1.5 ターゲットの大口径化と異形状ターゲットへの対応
1.6 先端プロセス用ターゲット
1.6.1 Cu、Taターゲット
1.6.2 Ni、Ni合金ターゲット
1.6.3 Wターゲット
1.6.4 Hf、Zrターゲット
1.7 おわりに

2. CVD・ALD用成膜材料
2.1 概要
2.2 High-k材料
2.3 low-k材料

3. CVD材料・ガス
3.1 はじめに
3.2 CVD成膜法
3.3 CVD成膜用材料ガス
3.3.1 熱CVD用材料ガス
3.3.2 PE(Plasma-Enhanced)CVD用材料ガス
3.3.3 MOCVD用材料ガス
3.3.4 ALD用材料ガス
3.4 CVD用材料ガスの危険性と法的規制
3.5 クリーニングガス
3.6 おわりに

4. イオンドーピングガス
4.1 はじめに
4.2 SDSの原理と特徴
4.3 SDSの安全性について
4.4 SDSの経済性について
4.5 今後の展望

第3章 フォトマスク
1. 超解像用フォトマスク
1.1 はじめに
1.2 位相シフトマスク
1.3 EUVマスク
1.3.1 EUVマスクの特徴
1.3.2 吸収層、バッファ層のパターンニング技術
1.3.3 吸収層のパターン欠陥修正技術
1.4 おわりに

2. 次世代リソグラフィー用マスク
2.1 はじめに
2.2 電子ビーム露光用マスク
2.3 縮小X線露光用マスク
2.4 ナノインプリント用マスク
2.5 おわりに

第4章 リソグラフィー材料・ケミカルス
1. 液浸リソグラフィー用材料
1.1 はじめに
1.2 液浸リソグラフィープロセスでの問題点とその特徴
1.3 液浸用保護膜
1.4 液浸用レジスト
1.5 まとめ

2. フォトレジスト材料に求められる技術開発
2.1 はじめに
2.2 ポジ型レジストの性能ポテンシャル向上技術整理―従来知見―
2.3 「画像形成(溶解コントラスト発現)メカニズム」
2.4 インヒビション向上施策
2.4.1 「ホスト-ゲストモデル」
2.4.2 「蛸壺モデル」
2.4.3 「タンデムノボラック樹脂」と「石垣モデル」
2.4.4 「選択溶解モデル」
2.4.5 「選択エステル感光剤」―NQD感光剤分子構造の最適化―
2.5 「NQD感光剤のCEL効果」
2.6 「ポジ型化学増幅レジスト」―KrFエキシマレーザー用―
2.6.1 ポジ型化学増幅レジスト構成成分
2.6.2 「光酸発生剤」
2.6.3 「KrF2成分レジスト用酸分解性樹脂」
2.6.4 「塩基性化合物」
2.7 「ポジ型化学増幅型レジスト」―ArFエキシマレーザー用―
2.7.1 「ArF2成分レジスト用酸分解性樹脂」―ドライエッチング耐性と透明性の両立化―
2.8 LWR性能の新規解析手法について
2.9 ArFレジストのLWR性能改良について
2.10 おわりに

3. 厚膜および特殊用途向けフォトレジストについて
3.1 はじめに
3、2 フォトレジストの厚膜化が困難である理由について
3.3 厚膜レジストを高機能化するための感光剤の改善内容について
3.4 高解像/高耐熱厚膜ポジ型フォトレジストNPR9800シリーズ
3.5 逆テーパー形状ポジ型フォトレジストNPR9700シリーズ、NPR9600Lシリーズ(2層)
3.6 Low-γ型フォトレジスト(3D加工用フォトレジスト)
3.7 おわりに

第5章 エッチング液・ガス
1. 半導体製造プロセスにおけるエッチング液
1.1 はじめに
1.2 汎用エッチング液
1.2.1 Siエッチング液
1.2.2 SiNエッチング液
1.3 機能性エッチング液
1.3.1 High-k選択エッチング液
1.3.2 Ruエッチング液
1.3.3 Auエッチング液
1.4 おわりに

2. エッチング液(ウェットエッチング)~三菱化学
2.1 はじめに
2.2 ウェットエッチング液の一般的特徴
2.3 ウェットエッチング液での反応速度の考え方
2.4 ウェットエッチングにて起こる電蝕(ウェットエッチングのガルバニック効果)
2.5 高機能を付加させた三菱化学のウェットエッチング液(異種金属積層膜での電蝕防止)
2.5.1 Au配線とCr、Ni/Cr下地膜との積層系、またはTi、W(Ti)下地膜との積層系
2.5.2 Cu配線とMo下地膜との積層系、またはTi、W(Ti)下地膜との積層系
2.5.3 Au/Pd配線とTi下地膜との積層系
2.6 おわりに

3. エッチングガス
3.1 はじめに
3.2 シリコンデバイスの加工
3.3 酸化膜微細エッチングガス

第6章 CMP研磨材料
1. CMP研磨剤
1.1 はじめに
1.2 ILD/PMD(Pre-Metal Dielectric)-CMP用スラリーの展望
1.3 STI-CMP用スラリーの展望
1.4 Cu-CMP用、バリア-CMP用スラリーの展望
1.5 おわりに

2. CMPスラリー~ATMI社

3. CMP研磨パッドの材料技術とその展望
3.1 はじめに
3.2 研磨パッドの構造分類
3.3 研磨パッドへの要求性能
3.4 研磨パッドの性能における制御因子
3.5 CMP研磨パッド表面の化学組成からのアプローチ
3.6 CMP研磨パッドの概念と課題
3.7 CMP研磨パッドの現状と今後の展望

4. CMPパッドコンディショナー
4.1 CMPパッドのコンディショニング
4.2 コンディショニング方法
4.3 マクロスクラッチ
4.4 金属汚染
4.5 カットレートと研磨特性
4.6 まとめ

第7章 洗浄剤
1. 洗浄液
1.1 はじめに
1.2 FEOL、BEOLの各種洗浄剤
1.2.1 FEOL洗浄
1.2.2 BEOL洗浄
1.3 おわりに

2. 高機能洗浄剤~三菱化学
2.1 はじめに
2.2 微量汚染の吸着・脱離機構
2.2.1 汚染の脱離
2.2.2 汚染の再付着防止
2.2.3 下地膜のエッチング
2.3 最新ウェット洗浄技術
2.3.1 RCA代替洗浄(高清浄化と低コスト化の両立)
2.3.2 枚葉化対応
2.3.3 新材料対応
2.4 おわりに

3. 銅配線用CMP後洗浄剤~ATMI社
3.1 はじめに
3.2 洗浄対象とメカニズム
3.2.1 有機残渣
3.2.2 パーティクル
3.2.3 金属イオン
3.3 洗浄時に起こる課題と対策
3.3.1 ウォーターマーク
3.3.2 層間絶縁膜へのダメージ
3.3.3 銅の腐食

4. 超純水・機能水
4.1 はじめに
4.2 超純水
4.2.1 前処理システム
4.2.2 一次純水システム
4.2.3 サブシステム
4.2.4 水質評価技術
4.2.5 排水回収システム
4.3 機能水
4.3.1 水素水
4.3.2 オゾン水
4.4 おわりに

5. 洗浄用機能水
5.1 はじめに
5.2 洗浄プロセスにおける機能水の利用とその効果
5.2.1 ウルトラクリーンな表面と汚染除去メカニズム
5.2.2 機能水洗浄
5.3 省液・省スペースを実現する洗浄ノズルとその効果
5.4 まとめ

【第2編 後工程】
第8章 実装基板
1. エポキシ樹脂銅張積層板
1.1 市場動向
1.2 エポキシ樹脂銅張積層板
1.3 エポキシ樹脂
1.4 硬化剤ほか
1.5 ガラス布
1.6 銅箔
1.7 CAF特性
1.8 高Tg高弾性低熱膨張多層材料
1.9 まとめ

2. BTレジン銅張積層板
2.1 BTレジンとは
2.2 BTレジンの製法
2.3 BTレジン銅張積層板
2.4 パッケージ材料用BTレジン銅張積層板(CCL-HL830、CCL-HL832、CCL-HL832HS)
2.5 ハロゲンフリーBTレジン銅張積層板(CCL-HL832NX)
2.6 その他のBTレジン銅張積層板
2.7 おわりに

3. TABテープ(TCP、COF)
3.1 はじめに
3.2 TABテープの特徴
3.2.1 ギャングボンディング
3.2.2 薄型、小型パッケージ
3.2.3 Reel to Reel
3.3 用途
3.4 材料と構造
3.4.1 TCPテープ(3層TAB)
3.4.2 COFテープ
3.5 工程
3.6 品質項目
3.7 課題

4. TAB用接着テープ
4.1 はじめに
4.2 TAB用接着テープの特徴
4.3 TAB用接着テープの用途と要求特性
4.3.1 TCPパッケージへの適用
4.3.2 BGA/CSPパッケージへの適用
4.4 東レTAB用接着テープの特徴
4.4.1 ベースフィルムおよび生産技術
4.4.2 TCPパッケージ用接着剤
4.4.3 BGA/CSP用接着テープ
4.5 おわりに

5. リードフレーム用銅合金の技術動向と今後の展望
5.1 はじめに
5.2 リードフレーム用材料の基本特性
5.2.1 強度と導電率
5.2.2 リード加工性
5.3 次世代のリードフレーム材料
5.4 各半導体パッケージ向けリードフレーム材料と今後の動向
5.4.1 リードタイプパッケージ
5.4.2 エリアアレイパッケージ用メタルサブストレート
5.4.3 表面実装型ディスクリート半導体
5.4.4 スルーホール挿入型ディスクリート半導体
5.5 今後のリードフレーム開発動向

6. リードフレーム・メタルサブストレート
6.1 はじめに
6.2 リードフレーム概要(エッチング工法とスタンピング工法)
6.3 金属材料(リードフレーム材料)
6.4 リードフレームの製造工程
6.4.1 エッチング工程
6.4.2 めっき工程
6.4.3 後加工
6.5 メタルサブストレートの製造技術
6.5.1 一括封止用メタルサブストレート
6.5.2 ディスクリート、LED用メタルサブストレート
6.5.3 高精度部分Agめっき
6.5.4 密着性向上:フレーム粗化技術
6.6 メタルサブストレートの技術動向
6.6.1 外部端子の多列化
6.6.2 新構造のメタルサブストレート(めっきタイプ、端子転写タイプ)
6.7 おわりに

7. ポリイミドコーティング剤~東レ
7.1 はじめに
7.2 製品の概要
7.3 東レポジ型感光性ポリイミドコーティング剤の製品紹介
7.4 次世代向け感光性ポリイミドコーティング剤

第9章ボンディング材料
1. 半導体製造プロセスにおける粘接着テープの最新動向
1.1 はじめに
1.2 開発背景
1.3 高密度実装型パッケージ製造プロセス概要
1.4 バックグラインディングプロセス
1.5 ダイシング・ダイボンディング一体型フィルム
1.6 レーザ・ダイシング方式対応型ダイシング・ダイボンディング一体型フィルム
1.7 ウエハレベルCSP用裏面保護フィルム
1.8 半導体用年接着テープ今後の展望

2. 高機能金ボンディングワイヤ
2.1 はじめに
2.2 高密度実装用ワイヤ
2.3 低温接合用ワイヤ
2.4 車載IC用途での高信頼性ワイヤ
2.5 高信頼性ワイヤ

3. BGA・CSP用鉛フリーはんだボール――LF35・高耐落下衝撃性鉛フリーはんだボール
3.1 はじめに
3.2 LF35鉛フリーはんだボールの耐落下衝撃特性
3.3 LF35の高耐落下衝撃特性メカニズムに掛る考察
3.3.1 微量添加元素
3.3.2 LF35高耐落下衝撃特性の本質
3.4 おわりに

4. BGA/CSP/FC用はんだボール
4.1 はじめに
4.2 はんだボール製造法
4.3 小径ボール搭載方法の開発
4.4 FCはんだ接合部の接続信頼性改善
4.5 おわりに

第10章 封止材料
1. フリップチップ用封止材と圧縮成形用材料
1.1 はじめに
1.2 フリップチップ用エポキシ樹脂封止材
1.2.1 SF材への基本要求特性
1.2.2 Low-k層間絶縁膜へのSF材要求特性
1.2.3 鉛フリーハンダへのSF材要求特性
1.2.4 Low-k/鉛フリー複合パッケージへの要求特性
1.3 一括封止用エポキシ樹脂封止材
1.3.1 圧縮成形法
1.3.2 低反りへのアプローチ
1.3.3 その他低反り手法
1.4 今後の取り組み

2. 半導体封止樹脂について
2.1 エポキシ樹脂封止材料
2.2 半導体封止樹脂の課題
2.3 環境への対応
2.3.1 鉛フリーはんだへの対応
2.3.2 ハロゲンフリーへの対応
2.4 エリアアレイパッケージ対応
2.4.1 樹脂に要求される特性
2.5 京セラケミカルの現状
2.6 今後の展開
2.7 おわりに
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