微細加工とは？

製造業について考えるとき、自動車工場がすぐに運転できる大型の車両を生産していることを想像するでしょう。これは確かに製造業のセグメントですが、多くで実行される他のプロセスがあります。 小さいレベル。たとえば、微細加工とは、特にマイクロメートル以下のスケールで小さな構造を製造するプロセスを指します。集積回路、半導体、マイクロ流体デバイス、ソーラー パネル セル、フラット パネル ディスプレイ、センサー、燃料電池など、幅広い製造分野で使用されています。

微細加工のサイズを概観すると、マイクロメートルは 100 万分の 1 メートル、または 1000 分の 1 ミリに相当します。この測定は、赤外線の波長、生体細胞、および微細加工に関する製造プロセスに一般的に使用されます。測定値が非常に小さいため、微細加工作業を行う際には特定のハイテク ツールを使用する必要があります。

マイクロファブリケーションは、マイクロメートル以下の小さな構造を含むすべての製造プロセスを表すために使用される包括的な用語であることに注意することが重要です。これらのプロセスを説明するために一般的に使用されるその他の用語には、マイクロマシニング、半導体処理、マイクロエレクトロニクス製造などがあります。

微細加工は、マイクロエレクトロニクス業界で最近作成された比較的新しい製造プロセスです。企業は基本的に、放電加工などの従来の機械加工プロセスを縮小して、微細加工を作成しています。

では、マイクロデバイスはどのように作られるのでしょうか?正確なプロセスは、それを製造している会社、労働者がアクセスできるツール、必要な仕様など、数え切れないほどの要因によって異なります。そうは言っても、典型的なマイクロデバイスは、最初にフィルムを堆積させ、次にさまざまなマイクロフィーチャでフィルムをパターン化することによって作成されます。次に、同社はフィルムの最上層の一部をエッチングで除去する可能性があります。

薄膜は、微細加工において重要な役割を果たします。微細加工製品は通常、複数の薄膜を使用して作成されます。電子デバイスの場合、これらのフィルムには、電気の流れを可能にする導電性金属が含まれている場合があります。一方、光学デバイスは、視認性と透明度を向上させるために反射または透明フィルムを備えている場合があります。また、医療機器には、微生物の増殖を抑制する化学膜が含まれている場合があります。

微細加工は、決して迅速で簡単なプロセスではありません。報告によると、一般的なメモリ チップの製造には、約 30 回のリソグラフィ、10 回の酸化、20 回のエッチング、および 10 回のドーピングのステップが必要です。企業は、多くの場合、最終製品のさまざまなパターン層の数を指すマスク数を使用して、製品の製造の難しさを測定します。製品に 120 の異なるレイヤーがある場合、マスク数も 120 になります。