Transcript MEMSコインランドリーサービス

MEMS開発のための共用設備
～東北大学 試作コインランドリの紹介～
東北大学
マイクロシステム融合研究開発センター
最先端研究開発部門
戸津 健太郎
[email protected]
MEMS集中講義 2010.8.6
MEMS開発の特徴
• プロセス装置やクリーンルームなど、高価な設備が必要
導入費用、維持費用が高い
→自社内で設備を保有するにはリスクを伴う場合あり
• 標準化が困難
プロセス開発から必要な場合が多く、開発コストが大きい
最適なプロセスフローを確立するためには、一通りのプロセス経験が必要
多種多様な技術の「組み合わせ」であり、ノウハウが必要
• 従来と異なる（実績のない）プロセスでも柔軟に対応できる開発、製造ラインは少ない
初期試作でデバイスの動作確認ができたとしても、その後の量産試作を引き受ける
ところがない場合がある。
開発リスクが大きいため、技術シーズを保有し、かつ明確なマーケットがあったとしても、
開発に着手できなかったり、途中で頓挫してしまう例が見受けられる。
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MEMS開発の特徴
開発リスクを抑えるために．．．
装置のキャパシティ
共用設備を用いた試作開発
%
100
D社
F社
E社
B社
D社
50
0
•
•
•
•
C社
A社
B社
装置 1
装置 2
C社
A社
・・・
装置 3
複数の企業（大学）で装置を共用し、コストを分け合う
開発を委託するのではなく、自ら行うことによるノウハウの獲得、人材育成
共用設備に蓄積される情報へのアクセス
要望に応じたプロセスライン構築
考慮すること
使い勝手、プロセスの信頼性・再現性、情報管理
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東北大学 試作コインランドリ
MEMSを中心とした半導体試作開発に関わる共用施設を開放し、実用化を支援。
最先端研究開発支援プログラム 「マイクロシステム融合研究開発」（2010-2013）のサブテーマの一つとして実施
設 備
4／6インチのMEMSを中心とした半導体試作ライン。共用の設備であり、利用者は必要
な装置を必要な時に利用できる。技術は保有しているが、適当な試作開発設備がなくて
困っている企業（全く持っていない、一部持っていない、持っているけど使えない、など）が
技術者を派遣して自分で試作を行うことで、開発のコスト、リスクを軽減でき、実際の経験
を持つ技術者が育つ。
技 術
大学にこれまで蓄積されたノウハウにアクセス可能。さらに、センターの職員（4名）や技術
補佐員（3名）が装置操作方法の指導をするなど、試作開発を支援。
費 用
設備、技術支援について、利用時間に応じて課金。
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試作コインランドリの場所（西澤潤一記念研究センター内）
○
地下鉄東西線「青葉山駅」
（H27開業予定）
青葉山新キャンパス
工学部
工学部から約3km
西澤潤一記念研究センター
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ポイント
• 設備のメンテナンスが十分行われていること。再現性、信頼性の確保。
• 複数の企業が利用した場合の情報管理を行う。各装置を利用して所望の加工をするため
に必要となる条件については共有するが、デバイスに関する情報は秘密扱いにする。
• 発生した知的財産は開発した企業に持ち帰っていただく。
• 課金システムを工夫するなど、ユーザの立場にたった使い勝手のよいシステムの開発。
• 共用基盤技術の蓄積と活用、評価技術、高信頼性プロセスの確立。
• 大学等の研究機関と密接な関係があり、新しい技術の実用化開発（応用研究）を担えるこ
と。例えば、先端融合プロジェクトの集積化MEMSの実用化（大口径化）研究。
• 開発試作、少量生産が可能であること。大量生産が必要となる開発については、産総研
の8インチ、12インチラインを紹介。
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試作コインランドリの位置付け
障壁
研究
シーズの創出
障壁
開発
明確なターゲット
マーケティング
障壁
事業化
産業化
製品投入
セールス
事業拡大
量産
試作コインランドリ
大学、研究所
企業
西澤潤一記念研究センター
ユーティリティ
1F
・エントランス
SEMなど
・事務室
・ユーティリティ
エントランス、
事務室
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ユーティリティ
クリーンルーム
西澤潤一記念研究センター
2F
・クリーンルーム
4インチパワートランジスタ製造、
組立、評価ライン
→4/6インチ試作コインランドリへ
・会議室
・ユーティリティ
会議室
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試作コインランドリのメインとなる2階クリーンルーム
両面アライナ／露光装置
接合装置 (江刺研より移設)
これまでパワート
ランジスタの4イン
チ製造、組立ライ
ンとして利用され
てきた部分。
検査室
メンテ室
スパッタ装置
（H21補正･新規）
Si Deep-RIE
（H21補正･新規）
LPCVD（Epi-poly）
（H21補正）
PECVD（SiO2、SiN、H21補正･新規）
1,800 m2
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2階クリーンルーム
廊下
組立室
成膜室
PR室
測定室
洗浄エリア
開発室
メンテ室
検査室
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ユーティリティ
クリーンルーム
西澤潤一記念研究センター
3F
・クリーンルーム
17mm角ウェハプロセス装置
（高周波デバイス、MEMSなど）
・居室
・ユーティリティ
居室
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3階クリーンルーム、実験室
測定設計室
測定室
気相実験室
化学処理室
開管成長室
マスク室（暗室）
マスク室（イエロー）
Siプロセス室
金属成膜室
ウェハ処理（マーキング、洗浄、乾燥）
レーザマーカ
RCA洗浄機
酸ドラフト
有機ドラフト
GSIルモニクス WM-II
ELEC WET-23
フッ酸／硝酸／硫酸／塩酸等
有機洗浄／レジスト剥離
スピン乾燥機
CO2超臨界乾燥機
イナートオーブン
真空オーブン
SEMITOOL PSC101 等3台
SCFluids CPD1100
ヤマト科学 DN63H
ヤマト科学 DP-31
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フォトリソグラフィ（マスク作製、露光、現像、除去）
パターンジェネレータ
スピンコータ
コータデベロッパ
コータデベロッパ
日本精工 TZ-310
エマルジョン／Crマスク作製
7インチ以下
ミカサ 1H-DXII ほか
キヤノン CDS-630
ポジ用
大日本スクリーン
ネガ用
ホットプレート
クリーンオーブン
ポリイミドキュア炉
ステッパ
ヤマト科学 DE62
ヤマト科学 DN43H
キヤノン FPA1550M4W
g線、0.65µm、4インチ
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フォトリソグラフィ（マスク作製、露光、現像、除去）
両面アライナ
片面アライナ
EB描画装置
Suss MA6
キヤノン PLA-501-FA 2台
Reith 50
30nm、3インチ以下
UVキュア装置
アッシング装置
アッシング装置
ウシオ電機 ユニハード
UMA-802
ULVAC UNA2000
2.45GHz、1kW
ブランソン IPC4000
13.56MHz、600W
現像ドラフト
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酸化・拡散、イオン注入、蒸着、ゾルゲル成膜
酸化・拡散炉
中電流イオン注入装置
高電流イオン注入装置
ランプアニール装置
TEL XL-7
P形用、N形用それぞれ1台
日新イオン機器 NH-20SR
200keV、0.6mA
住友イートンノバ NV-10
80keV、6mA
AG Associates AG4100
1000℃
電子ビーム蒸着装置
ゾルゲル自動成膜装置
アネルバ EVC-1501
テクノファイン PZ-604
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CVD、スパッタ
LP-CVD
LP-CVD
PE-CVD
PE-CVD
システムサービス
SiN、Poly-Si、NSG
国際電気
Epi-Poly Si、1200℃
日本生産技術 VDS-5600
SiN、SiO2
住友精密 MPX-CVD
SiN、SiO2
W-CVD
スパッタ装置
スパッタ装置
スパッタ装置
アプライドマテリアルズ
Precision 5000
アネルバ SPF-730
5インチターゲット×3
芝浦メカトロニクス CFS-4ESII
ECRIPSE MRC
RF1kW、DC10kW
3インチターゲット×3
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エッチング
ドライエッチング装置
ドライエッチング装置
Si Deep-RIE
Al RIE
アネルバ L-507DL
Si
アネルバ DEA-506
Si、SiN、SiO2
住友精密 MUC-21
芝浦エレテック HIRRIE-100
酸エッチングドラフト
アルカリエッチングドラフト
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測定
ウェハゴミ検査装置
膜厚測定装置
段差測定装置
深さ測定装置
トプコン WM-3
Nanometric
NanoSpec 3000
Dektak AlphaStep 500
ユニオン光学 Hisomet
~8インチ対応の
SEMを導入予定
4探針測定装置
拡がり抵抗測定装置
ウェハプローバ
Solid State Measurements
SSM150
東京精密 EM-20A
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接合、パッケージング
ウェハ接合装置
ダイサ
ワイヤボンダ
キャップシール溶接機
Suss SB6e
東京精密、ディスコ
West Bond ほか
Al／Au超音波、Al／Au熱圧着
大阪変圧器 RPT-155
コンベア炉
神港精機 FB-260H/TE
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MEMS人材育成事業の紹介
基礎講座
MEMSとは
プロセス技術
※合計30コマ
ｱﾌﾟﾘｹｰｼｮﾝ
MOT等
試作実習
設計実習
実
施
場
所
（MEMSパークコンソーシアム主催）
10～20日
30～60日
～10日
3日
企画・
設計実習
試作実習
（4インチ）
測定・評価
発表・報告
東北大学
宮城県産業技術
総合センター
宮城県産業技術
総合センター
東北大学
MEMS
デザインセンター
メムス・コア
東北大学
東北大学
1回3名以内で2010年10月～12月実施
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基礎講座
・東北大学ISTU(Internet School of Tohoku University)の仕組みの中に合計
30コマ分作成。無料で開放中→申込先：[email protected]
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試作実習の場
東北大学
宮城県産業技術総合センター
メムス・コア
容量型3軸加速度センサを2ヶ月で試作
東北大学、メムス・コア、宮城県産業技術総合センターで分担して
4インチウェハ上に完成させた初めてのデバイス
国際ナノ・マイクロアプリケーションコンテスト（ICAN）
高校生から大学院生を対象として、MEMSデバイスを活用した電子システムのアイデアを競うコ
ンテストを開催。学生の柔軟な発想を未来社会に活かすことを目的として2009年10月13日に仙
台で開催。出場16チーム中、上位3チームが2010年1月に中国アモイで開催された国際大会に
出場した。
第１位 京都大学 TBT ：
エアギター
「MEMG(Micro Electro Mechanical Guitar/Meccha Enjoy Music Guitar)」
≪エアギターのデモの様子≫
手に加速度センサや磁気センサを装着し、
指の動きに応じて音が出るようにしたもの。
次回のICAN’11は2011年6月に北京で開催。
（国際学会Transducersと同時開催）
日本予選については、2010年12月6日、7日に
仙台にて開催
詳細情報はこちら↓
http://www.rdceim.tohoku.ac.jp/iCAN11/