ウェハからセンサまでの製造プロセスを横断した最適化デジタルツインを開発

名古屋大学(名大)、理化学研究所(理研)、グローバルウェーハズ・ジャパン、アイクリスタルの4者は3月24日、仮想空間上に構築したデジタルツインを接続して高速に最適化するプラットフォーム「メタファクトリー」を開発し、シリコン(Si)ウェハ製造からCMOSイメージセンサ製造までの製造工程全体のメーカーを超えて一貫した最適化を実現したことを共同で発表した。

同成果は、名大 未来材料・システム研究所(IMaSS)の宇治原徹教授、理研 革新知能統合研究センターの沓掛健太朗客員研究員(現・IMaSS 准教授)、グローバルウェーハズ・ジャパンの永井勇太参事、アイクリスタルの髙石将輝代表取締役、同・関翔太取締役技術統括、ソニーセミコンダクタマニュファクチャリングの谷川公一主幹技師らの共同研究チームによるもの。詳細は、3月14日～17日に千葉県野田市の東京理科大学 野田キャンパスにて開催された「第72回応用物理学会春季学術講演会」にて発表された。

半導体デバイスの製品開発は激化の一途をたどっており、短い開発サイクルでの性能改善が不可欠となっている。しかし、従来の個々のデバイス製造工程内における改善には限界が見られていることに加え近年、デバイス性能を極限まで高めるためには、Siウェハ内部の不純物濃度分布や結晶の欠陥密度分布を、デバイス構造に合わせて精密に制御する必要性が明らかになってきた。このような背景から半導体デバイス製造工程においては、上流のSiウェハ製造から下流のデバイス製造に至るまで、全行程を最適化することが極めて重要となっている。ところが現状では、企業間の壁が存在することもあり、ウェハ製造とデバイス製造が連携してプロセス最適化を行う体制は確立されていない。その主な理由には、企業間でプロセスデータやデバイス特性データといった極めて機密性の高い情報を共有した上で、膨大なプロセスパラメータを最適化することへの懸念が挙げられる。

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  半導体デバイス製造工程の模式図。結晶欠陥分布の精密な制御のためには、Siウェハ製造からデバイス製造に至るまでのプロセス全体の最適化が不可欠である(出所:名大プレスリリースPDF)