半導体関連

AGC　次世代パワー半導体酸化Gaウェハの実用化を加速

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2020年7月14日

　AGCはこのほど、次世代パワー半導体材料開発会社ノベルクリスタルテクノロジー（NCT：埼玉県狭山市）への追加出資を決定した。これにより、2023年のの実用化に向けて開発スピードをさらに加速させる考えだ。

4inch 酸化ガリウム基板（販売中）4inch 酸化ガリウム基板（販売中）
4inch 酸化ガリウム基板（販売中）

　NCTは、タムラ製作所と情報通信研究機構（NICT）により2015年に設立されたベンチャー。17年にはタムラ製作所との共同で、世界初の酸化ガリウムエピタキシャル膜使用のトレンチMOS型パワートランジスタを開発。4インチまでの酸化ガリウムウェハの開発・製造・販売にも成功し、100％近い世界シェアを持つ。

　パワー半導体は、サーバー、自動車、産業用機械、家電製品など様々な電気・電子機器の電力制御を行う電子部品。電力制御モジュールの省エネ化、軽量・小型化に直結するため、低電力損失で耐電圧・大電流特性に優れた半導体材料が求められている。酸化ガリウムはシリコンと比較し、3000倍以上のパワー半導体性能指数（電力損失指数）を持つ次世代パワー半導体材料で、競合のSiC（炭化ケイ素）やGaN（窒化ガリウム）と比べても、より高電圧・大電流で使用できる可能性がある。

6inch 酸化ガリウム基板（開発中）
6inch 酸化ガリウム基板（開発中）

　同社はNCTの高い技術力に、同社がガラス製造で培った高温溶解、研磨加工、洗浄などの無機材料量産技術を生かし、酸化ガリウムの早期量産化と、さらなる高品質化、大型化を目指す。

　AGCグループは、経営方針「AGC plus」でエレクトロニクス事業を戦略事業の1つと位置づけている。成長が見込まれる半導体関連事業に積極的に開発・投資し、半導体産業の発展に貢献していく考えだ。

DNP　5ナノ対応EUVフォトマスクプロセスを開発

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2020年7月13日

　大日本印刷（DNP）は10日、マルチ電子ビームを使うマスク描画装置を利用し、現在の半導体製造の最先端プロセスであるEUV（極端紫外線）リソグラフィに対応する、5㎚プロセス相当のフォトマスク製造プロセスを開発したと発表した。

EUVリソグラフィ向け5nmプロセスに相当する高精度なフォトマスク
EUVリソグラフィ向け5nmプロセスに相当する高精度なフォトマスク

　現在の半導体製造では、フォトリソグラフィ技術で十数㎚の回路パターンをシリコンウェハに形成している。しかし、光源に波長が193㎚のArF（フッ化アルゴン）などのエキシマレーザーを使用しているため、解像度に限界があった。この課題に対し、EUVリソグラフィでは、波長が13.5㎚のEUVを光源とすることで、数㎚の回路パターンの形成が可能となる。この技術は、一部の半導体メーカーで、5～7㎚プロセスのマイクロプロセッサーや最先端メモリデバイスなどで実用化が始まっており、今後は最先端プロセスを手掛ける多くの半導体メーカーでの利用拡大が見込まれている。

　同社は2016年に、フォトマスク専業メーカーとして世界で初めてマルチ電子ビームマスク描画装置を導入。高い生産性と品質で半導体メーカーの要望に応えてきた。今回、マルチ電子ビームマスク描画装置の特性を生かした新たな感光材料を含むプロセスを独自に設計。EUVマスクの微細構造に合わせて加工条件を最適化することで、専業メーカーとしては初めて5㎚プロセスに相当する高精度なEUVリソグラフィ向けフォトマスク製造プロセスを開発した。

パターン拡大写真
パターン拡大写真

　マルチ電子ビームマスク描画装置は、26万本の電子ビームを照射することで、高精度なパターニングに必要となる高解像レジストの使用が可能となり、曲線を含む複雑なパターン形状に対しても描画時間を大幅に短縮できる。また、同装置のリニアステージ（部材を直線的に移動させる土台）は動作安定性が高く、描画精度の向上を実現した。

　同社は今後、国内外の半導体メーカーのほか、半導体開発コンソーシアム、製造装置メーカー、材料メーカーなどへEUVリソグラフィ向けフォトマスクを提供するとともに、EUVリソグラフィの周辺技術開発を支援し、2023年には年間60億円の売上を目指す。

　また、ベルギーに本部を置く半導体の国際研究機関IMECをはじめとしたパートナーとの共同開発を通じて、3㎚以降のより微細なプロセス開発を進めていく。DNPは、印刷プロセスを応用・発展させた「微細加工技術」を活用し、今後さらに需要が高まる微細な半導体用フォトマスクの供給体制も強化していく方針だ。

日本ゼオン　電子線レジストが「半導体オブザイヤー」優秀賞

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2020年6月26日

　日本ゼオンは25日、同社が開発した次世代電子部品向けポジ型電子線レジストが、「半導体・オブ・ザ・イヤー2020」（電子デバイス産業新聞主催）の半導体電子材料部門で優秀賞を受賞したと発表した。1994年から毎年開催されている「半導体・オブ・ザ・イヤー」は、IT産業を支える最先端の製品・技術を表彰し、半導体業界のさらなる発展に寄与することを目的としている。

走査型電子顕微鏡による上面観察写真（hp 17nm L/S）
走査型電子顕微鏡による上面観察写真（hp 17nm L/S）

　今回、受賞対象となった日本ゼオンの電子線レジスト「ZEP530A」は、従来品より優れた解像度に加え、ドライエッチング耐性や広いプロセスマージンを有しており、薄膜化により、ハーフピッチ（hp）17㎚のレジストパターンの解像が確認されている。同社は、主鎖切断型のポジ型電子線レジストの「ZEP」シリーズを国内外に展開。次世代電子部品向けに開発し、昨年上市した「ZEP530A」は、5G時代の本格的な到来を前に、すでに量産が開始されており、顧客から高い評価を得ている。

　日本ゼオングループは今後も、独自で培った技術をさらに発展させながら、新たな時代のニーズに応えられるよう努めていく考えだ。なお、授賞式・表彰式は例年、JPCA Show（電子機器トータルソリューション展）会場内で開催されているが、今年は新型コロナウイルスの感染拡大が懸念され中止となっている。

SEMI　1Qの半導体製造装置販売額は前年比13％増

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2020年6月12日

　SEMIはこのほど、半導体製造装置（新品）の2020年1Q（1-3月期）の世界総販売額が、155.7億ドルとなったと発表した。四半期比では13％減となったが、前年同期比では13％増となっている。

　国別で見ると、1位が台湾（前年同期比6％増40.2億ドル）、2位が中国（同48％増35億ドル）、3位が韓国（同16％増33.6億ドル）、4位が北米（同15％増19.3億ドル）、5位が日本（同8％増16.8億ドル）、6位が欧州（同23％減6.4億ドル）となった。

産総研など　細胞パターニングを効率化するデバイス作製

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2020年6月8日

　産業技術総合研究所（産総研）と理化学研究所（理研）の共同研究グループはこのほど、水溶性タンパク質のアルブミンを原料としシリコーンゴムの鋳型で型取りすることにより、細胞培養用の微小デバイスを簡単に作製することに成功した。

　微小デバイス開発のための工学的成果にとどまらず、微小デバイスを用いた細胞培養により、微小環境が細胞に与える影響や、細胞と細胞接着基材表面のタンパク質との相互作用の理解への貢献が期待されている。

　細胞生物学では、細胞が接着する基材表面を化学的処理などにより、細胞が接着する部分としない部分に分画する、細胞接着エリアの制御「細胞パターニング」という手法が行われる。理研が開発してきた寒天由来のアガロースを用いた細胞パターニング法による細胞培養用デバイスは、長期間の細胞培養でも安定していたが、作製（乾燥）に3日以上かかることが課題だった。

　今回、半導体製造に使われるフォトリソグラフィー手法に注目し、微小な溝を彫ったシリコーンゴム鋳型を作り、材料の流入挙動を解析。材料溶液の流入量は主として溝のサイズに依存し、溶液粘性とは無関係に多様な材料が使用できることが明らかになった。

　産総研が開発した「架橋アルブミン」水溶液は、いったん乾燥すると水には溶けず、固形材料に加工できる。これを使い、1日以内で細胞パターニング用の微小デバイスを作製。7日間の細胞培養にも耐えた。またアガロース同様、表面に細胞が接着しないことも確認できている。

　今回使用した架橋アルブミンを利用すれば、細胞培養用の微小デバイスが短期間で作製でき、実験の効率化が図れる。さらに、同技術を「細胞接着性」の水溶性タンパク質に展開することで、細胞の形状や発生・分化といった細胞機能と細胞接着性タンパク質の、相互作用理解のための特定構造・形状を持つ細胞接着性微小デバイスへの応用も可能だ。

　理研では、シリコーンゴム鋳型などの微細加工デバイスサービスを提供しており、産総研の架橋アルブミンと組み合わせることで、世界中の研究者が同手法に容易にアクセスできるとしている。

 

SEMI　パワー化合物半導体の投資額、21年に最高額へ

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2020年5月28日

　SEMIはこのほど、世界の半導体前工程ファブのパワー半導体と、化合物半導体デバイス向け投資が、最終製品の需要回復により2021年までに59％もの急成長を遂げて、この製品分野では過去最高となる69億ドルに達するとの見通しを発表した。

　今年は、後半からの需要回復が年間の下げ幅を緩和し、ファブが新型コロナウイルス感染症（COVID‐19）からの回復の波に乗ることで、8％減まで縮小すると予測。パワー・化合物半導体デバイスは、電力を制御するために、コンピューティングや通信、エネルギー、自動車といった数々の産業で使用されている。　COVID‐19の拡大を抑制するために「外出禁止（ステイホーム）」が世界中で求められる中、サーバー、ラップトップPCなどのオンライン通信の中核となる電子機器の需要が急増している。

　「SEMIパワー及び化合物半導体ファブアウトルック2024」は、800以上のパワー・化合物半導体関連の設備/ラインのデータを収録し、その設備投資と生産能力を2013~24年までの12年間にわたって網羅。2019年については、804の設備/ラインの合計で200㎜ウェーハ換算月産800万枚の生産能力が確認されている。

　今後2024年までに生産を開始する38の新規設備/ラインが全体の生産能力を20％押し上げ、月産能力は970万枚に達する見通し。地域別に見ると、2019~24年の間に最も成長が著しいのは中国で、パワー半導体の生産能力は50％、また化合物半導体の生産能力は87％増加する。同期間にパワー半導体のファブ生産能力が大きく増加するのは、欧州/中東と台湾、また、化合物半導体のファブ生産能力が増加するのは米国と欧州/中東が見込まれる。