半導体技術の転用を考えるPart2

以前、このような投稿をおこないましたが、
これからの半導体技術の転用に関して
イオン注入に絞って投稿をおこないます。

この技術は、シリコンその他の半導体に不純物を注入して、Pch　Nchの半導体を作りこむ工程に必須な技術である。
現在の半導体の設計ルールは、ナノメートルオーダーとなり、もう微細化の限界に来ているといわれている。
そんな話には、興味はなく、それを支えてきた周辺技術、これはこれからの高機能・軽量のせいひんかいはつに対してキーのテクノロジーとなるのではないか！

たとえは、皮膜形成を例に取れば、金属表面にスパッタリング法で皮膜を形成して、表面を硬化耐摩耗性を向上させることは、ピストンリングですでにおこなわれており、そのメーカで、半導体のPVDのエンジニアを募集していたときがあリました。これは、金属の表面に皮膜をつけること！
→必ず、剥がれを伴う！金属の膨張その他を考慮しなくてはいけなくその辺が、この技術の要と感じる。

また、金属の表面を改質する！これは鉄業界では、今までおこなわれてきた技術、浸炭・窒化という技術がある。これは、てつの表面に炭素・窒素を拡散して表面を硬化改質する、半導体の固体ソースを使った不純物の拡散と同じ。
この表面に不純物を拡散するには、固体・液体・気体のソースを使ったイオン注入という技術、このメリットは、イオンを、選ぶ幅が非常に大きくなる。
つまり、機能層を母材の表面に形成でき、その皮膜強度が高い。
ドリルを考えてほしい、最近のドリルは、TiNコーティングを施したものが多いが、これにイオン注入を施したら、より硬度が高い層が出来上がり、工具の持ちが改善できる。
さらに多層構造も可能となる。
つまり、浸炭・窒化で拡散できなかった元素を金属の表面に拡散できる。今まで出来なかった高機能材料作れることを意味します。さらに浸炭・窒化とのハイブリッドも可能。

さらに、考えを膨らませれば、絶縁物へのイオン注入（エレクトロンシャワーがキー）ガラス素材への注入、樹脂素材への注入。磨耗性・表面硬度・・・・いろいろな機能を付加できる。
また、レンズに対してのイオン注入なども面白い。
レンズ素材は、光学ガラス　低分散素材がりますが、ＥＤ素材は高価で高級レンズ使われている。
これをイオン注入で安い光学ガラスにイオンを注入して、分散性を付加する。注入イオンによって屈折率も変えられるのでは？　いろいろアイデアがわいてきます。
最近、お世話になった企業は塗装関連の仕事もありましたが、この塗装皮膜へのイオン注入なんて事も考えられる。塗膜にフッ素イオンをシリコンイオンを打ち込めば、高機能塗膜が形成できる。

半導体ルールのブレークダウンにおいて、３Ｄデバイスという考えかたが、今でもあると思われる。ＤＲＡＭでいう、トレンチ・フィン構造がそうでしょうか！
だいぶ前にボールセミコンダクターが球状の半導体を使ってデバイスを作るなんて事がありましたがどうなったものか！？
ボールのメリット理想的な均質構造なのでパワーなが高性能のデバイスが作れますが、さて、そのアクセスには、パッケージは、リードワイヤー？
それならキューブ方のほうが、アクセサビリティーに対してメリットが出るようにおもう。さらに、キュウブなのでその6面に対して各機能をマッピングする。
給電配電・駆動・演算それらを組み合わせて、目的の機能を得る。

半導体を電子ブロックにしてしまう。

半導体への３Ｄプリンターの応用
半導体は、近年微細化が進みその熱処理は、低温化の傾向が続いている。特にメタライジング工程に関しては、それは顕著であると考えられる。
この工程は、リソ技術で多層化をおこなっており、大量生産をおこなっている。
しかし、試作等においては、リソ工程を多用するのでコストアップを逃れる事は難しい。
　また、近年３Ｄプリンターが、多く発表されその技術の幅も大きくなってきている。その技術と半導体装置の要素技術をつないで見ると。
カスタムのメタライジング工程への３Ｄプリンターの応用が見えてくる。

また、プリント基板のビルドアップ
カスタムPCBのビルドアップには３Dプリンターが最も最適かな。

クールーンルームレス工場
現在の半導体工場は、その投資額は、数百億といわれ一つの企業体での投資は非常に難しくなってきている。アジアの多くの諸国は、国がバックアップして、国策として半導体を擁護しているところの多いと聞いている。
この工場のコストダウンをどうするか！これからの大きな課題でしょう。

さて、クリーンルームは、半導体工場ではコストのかかる部分である。このコストをなくすれば、半導体の工場のコストも下げられる。さらに装置コストもモジュール化を進めれば、モジュールの共通部分は、量産が可能のように設計をおこなえば、そのコストは最小となるだろう。
装置メーカーは、自分の得意なコアの部分に投資をおこなえるため、高機能・低コストを実現できる。
そのためのもジュールかを考える上で、MCUの構造を考える、MCUは、バスがあるそれに多くのモジュールがぶら下がっている構造である。
つまり、半導体装置をＭＣＵのバス構造のように通路でつないでしまう（ボールセミコンダクターの考え方）それをバスという形で実装する。半導体工場をＭＣＵ摸倣させる。
また、最近のCPUのマルチコアもあるようにこの考え方も視野に入れ、これらを調節するアーｌビターも考えておく
バスには、拡散・リソ・エッチング・インプラが繋がり、それぞれ一枚づつ処理を行う。
各アイテムのアップグレードは、インターフェースが規定されているので、バスを仕切り、モジュールを交換する。これはいろいろの分野へも考えを適用かのうであり、シーケンシャルな生産を最適化できる。ここで問題になる事、ウエハーの識別・・・・・・

だいぶ前に、ダブルパターニングの記事を見たことがあった、ダブルパターニング最新の技術と記載があったが、GLine　NSRでハープミクロン以下のパターンを評価用に200４年程度やった事がありましたが、必要は発明の母といいますが・・その言葉は正しいもの
このとき、2回露光も検討も　おこなった。
ブランケット露光＋レチクルを使った露光
この考え方は、一回目のブランケット露光　レジストの活性化エネルギーぎりぎりアンダーに露光をおこなう。その後にパターンを焼き付ける、ここでは、レジストは、すでにぎりぎりのエネルギーを保有しているので、次の露光は、一瞬でパターンを解像できるため、レジストの解像限界を超えられる。これは、ある意味PEBの考え方に近い、PEBはホットプレートで（POST　EX POSER　BAKE） PRE　EX POSER　EX POSER　PEEとなります。


In English
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Previously, such post I've done,
with respect to diversion of the future of semiconductor technology
make the posts focus on ion implantation. This technology, silicon by injecting other semiconductor impurity, is an essential technique to process fabricate the Pch Nch semiconductor. Current semiconductor design rules, become the order of nanometers, it is said to have come to the other miniaturization limit. The such a story, rather than interest, peripheral technologies that have supported it, or this is not to become a key technology for the future of high-performance, lightweight product development! For example, it should take a film forming example, by forming a film by sputtering on the metal surface, to improve the cured wear resistance of the surface has already been done by the piston ring, at the manufacturer, the semiconductor of was Mashi Tokigaa Lee engineer was looking for PVD. This is, to put a film on the surface of metal! → always, accompanied by peeling! Its sides rather must be taken into account expansion other metals, feels the key to this technique. Also, I want to modify the surface of the metal! This is the iron industry, technologies have been conducted up to now, there is a technique called carburizing and nitriding. This surface hardening reformed to diffuse the carbon and nitrogen on the surface of iron, the same as the diffusion of impurities using semiconductor solid source. To diffuse the impurities to the surface, a technique called ion implantation using a source of solid, liquid and gas, this benefit is the ion, selected width is very large. In other words, the functional layer can be formed on the surface of the base material, the film strength is high. I want you to think of the drill, recent drill, but there are many things that were subjected to TiN coating, if this subjected to ion implantation, more hardness finished higher layer, have the tool can be improved. Furthermore it becomes possible to multi-layer structure. In other words, an element can not be diffused in the carburizing and nitriding can be spread on the surface of the metal. It means that you can make high-performance materials that could not be until now. Furthermore hybrid of carburizing and nitriding also possible. Furthermore, if ask inflate the idea, ion implantation (electron shower key) in the insulating material injected into the glass material, the injection of the resin material. The wear resistance and surface hardness ... various functions I can be added. Also, interesting well as ion implantation of the lens. Lens material, but shy optical glass low dispersion material, ED material has been used expensive luxury lens. This was implanted ions cheap optical glass by ion implantation, adding dispersibility. Than the refractive index also be changed by the implanted ions? You have dwarf are many ideas. Recently, the company that has taken care of, but there was also paint-related work, also considered such thing ion implantation into this coating film. The fluoride ion if Uchikome silicon ions into the coating, high performance coating can be formed. In break-down of semiconductor rules, thinking type called 3D device, but I suspect that even now. Referred to in the DRAM, trench-fin structure is or will do so! Or not the ball Semiconductor has happened, but it was possible to Nante make the device using a spherical semiconductor long time ago! ? While it is a power and therefore benefits ideal homogeneous structure of the ball can make high performance devices, now, to the access, the package, lead wire? Well more of cube how is, I think that benefits come out against accessor capability over. In addition, I maps each function for the six-sided because Kyuubu. A combination of feed distribution, driving and operation thereof to obtain the desired function. I would have to electron blocking the semiconductor. Application of 3D Printer to the semiconductor semiconductors, recently miniaturization advances the heat treatment is followed by a trend of low temperature. Especially metalizing process, I considered it is remarkable. This step is carried out multi-layered in lithography technology, has been carried out mass production. However, in the prototype, etc., it is difficult to escape the cost up because intensive lithography process. 　In recent years 3D printer, many published width of the technology has been increased. Looking to connect the elemental technologies of the technology and semiconductor device. Application of 3D Printer to the custom of the metallizing process comes into view. In addition, a printed circuit board build-up of 3D printer is the most optimal Kana in the build-up of custom PCB is. Koo rune room-less factory current semiconductor factory, its investment, investment in one of the business entity is said to be several tens of billion has become very difficult. Many countries of Asia, to back up the country, it is heard that the many places you have defended the semiconductor as national policy. How to the cost of this plant! It would be the future major challenge. Well, clean room, in the semiconductor factory is a partial costly. If without this cost, the cost of the semiconductor factory can be reduced. If more unit cost Susumere modularity, the intersection module to be performed as designed can be mass-produced, will the cost is minimized. Equipment manufacturers, in order to make the investment in part of their own good at the core, can realize a high-performance, low-cost. In considering whether the module is also therefore, consider the structure of the MCU, MCU is a structure hanging many modules to it there is a bus. In other words, would connect the semiconductor device in the passage as bus structure of the MCU (ball Semiconductor thinking) it me be implemented in the form of bus. A semiconductor factory I to MCU mimic. Also, included in this concept also viewing as some multi-core recent CPU, ah l bitter and should be considered for adjusting them to the bus, the diffusion-litho-etch-implantation is connected, to perform one by one process, respectively . Upgrading of each item, because the interface is defined, and the partition bus, replacing the module. This can be applied the idea also to various areas, I can optimize the sequential production. Here can be a problem, identify ...... of wafer dive before, there was to be seen of double patterning article, there were described as double patterning latest technology, harp microns or less in GLine NSR There was that it did about 2004 for the pattern evaluation, is called a necessity is the mother of invention, but ... the words right thing this time, twice exposure also consider was performed. Exposure using a blanket exposure + reticle This concept, performing exposure to activating energy barely under a first time of the blanket exposed resist. Then printing a pattern, wherein the resist is already so holds the marginal energy, following exposure, since the pattern can be resolved in an instant, are beyond the resolution limit of the resist. This is close to the idea of a sense PEB, PEB will be (POST EX POSER BAKE) PRE EX POSER EX POSER PEE on a hot plate.