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半導体工場の業界用語を、やさしく解説

MO、ホールド、Qタイム、OCAP、レシピ……ひとことでやさしく

半導体工場では毎日のように使われる言葉ですが、外の人にはわかりにくく、新人もなかなか聞けないものです。以下はどれも、ゲームfab24hrに出てくる言葉です。説明は、ゲームの中でタップしたときに出るものと同じです。

ジャンプ：

MO · シグナルタワー · アラーム／ワーニング · ダウン／アップ · 稼働率 · OCAP · On-call · 引き継ぎ · Hold · ロット分割 · Hot lot · Q-time · PM · Season · テストラン · 復旧 · SPC · OOC／OOS · エッチング · ウェーハ · Recipe · チャンバー · ESC · Reset · チャンバー開放 · 装置引き渡し · Particle · 線幅 · SOP · ディスパッチ · He背圧 · 追加エッチング · 手動投入 · リワーク · スクラップ · ウェーハ判定 · トラックアウト · 作業票 · 不具合報告書 · 封じ込め · 横展開 · ポカヨケ · 装置借用 · Move／WIP · コータデベロッパ · 露光後ベーク · リソグラフィ · レジスト · 露光装置 · フォトマスク · 現像 · 重ね合わせ · サブファブ · 防塵服 · テープアウト · 試作 · 後工程 · 開発ライン · スプリット実験 · コーナー · リーク · WAT · ウェーハテスト · ウェーハマップ · TEG · プローブカード · 技術移管審査 · POR · HTOL · リスク投入 · ウェーハ投入 · コンタクト · オーバーエッチ · 断面解析 · TEM · 歩留まり · 逸脱申請 · ランカード · sccm · FOUP · OHT · MES · モニターウェーハ · Load port · FDC · シャワーヘッド · 生産管理 · ファシリティ · O-ring · 補正 · 測温ウェーハ

MO

Mis-operation、人による誤操作。レシピを間違える、ウェーハを取り違える、工程を間違えて流す、どれもMOになる。業界の口語ではMiss Operationとも書く。MOが起きたら報告し、不具合報告書を書き、検討会を開く。

シグナルタワー

装置の上に立つ表示灯の塔。緑ランプは生産中、黄ランプは装置が人を待っている状態（待機、テストラン、ワーニングあり）、赤ランプは異常停止。どの色が何を表すかは、工場や装置によって少しずつ違う。

アラーム／ワーニング

ワーニングは注意の合図で、装置はまだ動ける。たいてい黄ランプが点く。アラームはもっと重い異常で、装置はたいてい自分で止まり、赤ランプが点く。

ダウン／アップ

ダウンは装置が生産できない状態。アップは生産できる状態。ダウンには計画的なもの（メンテナンス）と計画外のもの（故障）がある。

稼働率

装置の時間のうち、どれだけを生産に使えたか。止まっている時間が長いほど、数字は悪くなる。計算の仕方は工場によって違い、実際にロットを流している時間だけを数えるところもあれば、「装置は正常で、ロットを待っている」時間まで含めるところもある。業界では、装置の時間を6つの状態に分けて扱うことが多い。

OCAP

Out-of-Control Action Plan、異常時の対応手順。管理図や装置に異常が出たとき、ラインの人はこれに従って動く。まず何を止めるか、どのロットをホールドするか、誰に知らせるか。OCAPに書かれていない状況では、オンコールのエンジニアに電話して聞く。

On-call

交代で待機すること。夜中に装置でトラブルが起きると、夜勤が最初に電話するのはオンコールのエンジニア。

引き継ぎ

2つのシフトの間で受け渡す記録。前のシフトが、まだ終わっていない仕事を書き出して次のシフトに渡す。

Hold

ロットを止めて、先の工程へ進ませないこと。どう処置するかを誰かが決めるまで、そのままにする。

ロット分割

ロットの中から何枚かを抜き出して別のロットにし、それぞれ別の工程へ進めること。あとで元のロットに戻すこともできる。

Hot lot

特急。どの工程でも最優先で流すロット。

Q-time

ある工程が終わってから、後のある工程を始めるまでの時間の上限（たいていは次の工程だが、いくつか先の工程のこともある）。超えるとリワークが必要になり、ひどい場合はスクラップになる。

PM

Preventive Maintenance、予防保全。工場でPMと言えば、メンテナンスのこと。

Season

チャンバーを開けて清掃や部品交換をしたあと、まず付き添い用のダミーウェーハ（お客さんの製品ではない）を何枚か流し、チャンバーの内壁を安定した状態に戻すこと。

テストラン

テストウェーハを使って、装置の処理結果が規格内に入っているか確かめること。エッチングでは、エッチレートとパーティクルを見ることが多い。テストランに合格して、はじめて復旧できる。

復旧

装置をダウンから、生産できる状態に戻すこと。装置担当がハードウェアを引き渡し、プロセス担当が結果を確認する。両方が合格して、はじめて復旧になる。

SPC

統計的工程管理。ロットごとの測定値を管理図に描き、プロセスがずれていないかを見る。

OOC／OOS

OOCは管理限界の外に出ること、または判定ルールに反すること（たとえば中心線の同じ側に8点連続）。OOSは規格の外に出ること。OOCが必ずOOSとは限らないが、どちらも処置が必要。

エッチング

ウェーハ表面のうち、レジストに覆われていない部分の材料を取り除き、回路のパターンを刻むこと。細かいパターンはたいていプラズマで削る（ドライエッチング）。薬液を使うものもある（ウェットエッチング）。ETCH-03はプラズマを使うタイプ。

ウェーハ

シリコンでできた円い板。チップはこの上に1層ずつ作られていく。この工場で使うのは直径30cm（12インチ）のもので、1ケースに25枚入る。

Recipe

装置がそのとおりに動く設定一式。ガス、圧力、パワー、秒数。1台の装置にいくつもあり、1つ選び間違えると、できあがるものが違ってしまう。

チャンバー

装置の中で、実際にウェーハを加工する密閉された空間。1台の装置にチャンバーが2つ以上あることが多く（チャンバーA、チャンバーB）、それぞれ別々に止められる。

ESC

静電チャック。静電気でウェーハをステージに吸着させる。

Reset

装置のエラー状態を消して、もう一度動かせるようにすること。原因を取り除かないままリセットすると、同じ問題がまた起きる。

チャンバー開放

チャンバーを開けて修理や清掃をすること。一度開けると中の状態が変わるので、もう一度真空引き、リークチェック、シーズニング、テストランが必要になる。

装置引き渡し

装置エンジニアが修理を終えた装置を、プロセスエンジニアに渡して確認してもらうこと。

Particle

微粒子。ウェーハに落ちると欠陥になる。だからクリーンルームはあれほどきれいでなければならない。テストランでは、いくつ増えたかを数える。

線幅

刻んだ（または現像した）線の幅。リソグラフィでもエッチングでも測る、いちばん大事な測定値のひとつ。

SOP

標準作業手順書。各ステップをどうやるかを書いた文書。

ディスパッチ

どのロットをどの装置に先に載せるかを決めること。12インチ工場の多くでは、ディスパッチシステムがルールに従って自動で並べる。装置が止まったときや特急が割り込んだときだけ、製造部が手で調整する。

He背圧

ウェーハの裏側とESCの間にヘリウムを流して、ウェーハの熱を逃がす。ヘリウムの漏れが多すぎるのは、ウェーハがぴったり密着していないということで、温度が制御できなくなる。装置が見ているのはヘリウムの流量で、流量が多いほど漏れも多い。

追加エッチング

処理が途中で止まったウェーハに、足りなかった時間分のエッチングを追加すること。リワークの一種で、通常のフローには入っていない。

手動投入

エンジニアが装置の前で、自分でウェーハ番号とレシピを選んで実行すること。システムの自動ディスパッチを通らない。MOがいちばん起きやすい操作のひとつ。

リワーク

その工程をやり直す、または足りない分を追加でやること。リソグラフィのリワークは、レジストを剥がして塗り直し、露光し直すこと。追加エッチングもその一種。

スクラップ

ウェーハが救えず、ロットから外すこと。

ウェーハ判定

1枚のウェーハをどうするか決めること（英語ではdisposition）。プロセスインテグレーション担当が1枚ずつ記録を見て、続行、リワーク、スクラップのどれにするかを決める。

トラックアウト

この工程が終わり、ロットが次の工程へ進むこと。

作業票

システムが出す作業指示。ウェーハ番号とレシピはシステムが入れるので、人が書き写さなくていい。

不具合報告書

異常のあとに書く報告書。よくある形式は8D。問題の記述、封じ込め、根本原因の究明、是正、再発防止。

封じ込め

まず被害を止めること。悪いものをその場で止め、ほかのロットにも影響が出ていないかを洗い出す。

横展開

ひとつの異常の対策を、同じリスクを持つほかの装置、製品、課にも当てはめること。

ポカヨケ

間違った操作ができないようにする、または間違えた瞬間に気づけるようにする仕組み。「気をつけるよう呼びかける」こととは別物。

装置借用

エンジニアが製造部から装置の時間を借りて、実験やテストランに使うこと。貸し出している間、その装置は製品を出さない。

Move／WIP

ウェーハ1枚が1つの工程を終えると、Moveが1つ増える（ロット単位で数える工場もある）。WIPはまだラインの上にある、終わっていないロット。ボードでは毎日この2つの数字を追う。

コータデベロッパ

リソグラフィの装置で、みんなトラックと呼ぶ。ウェーハへのレジスト塗布、露光後のベーク、現像を、すべてこの1台でやる。露光装置とつながっていて、こちらが遅れると露光装置も待たされる。

露光後ベーク

露光したウェーハをホットプレートで少し焼くこと。これでレジストの中の化学反応が最後まで進む。温度がほんの少し違うだけで線幅が変わるので、ホットプレートの温度はとても正確に測らなければならない。

リソグラフィ

フォトリソグラフィ（photolithography）のこと。レジストを塗り、露光し、現像して、回路パターンをウェーハに焼きつける工程。このエリアの照明が黄色いのは、レジストが青い光や紫外線に感光してしまうから。黄色い光なら感光しない。

レジスト

ウェーハに塗る薄い膜で、光が当たったところの性質が変わる。現像で一部が洗い流され、残ったものがパターンになる。

露光装置

フォトマスクのパターンを光で縮小して、ウェーハ上のレジストに焼きつける装置。1回に1区画（1ショット）ずつ焼き、区画ごとに進んでウェーハ全体を埋めていく。

フォトマスク

露光に使う「ネガ」。回路パターンが描かれたガラス板。同じフォトマスクを1区画ずつ繰り返し焼いてウェーハ全体を埋めるので、マスクに汚れが1点あると、すべての区画の同じ位置に出る。

現像

露光のあと、レジストの落とすべき部分を洗い流すと、パターンが現れる。写真の現像に少し似ている。この時点ではパターンはまだレジストの上にあるだけで、次の工程のエッチングで本当に刻み込まれる。

重ね合わせ

この層のパターンが、下の層とどれだけ正確に合っているか。チップは1層ずつ積み重ねて作るので、少しずれると上下がつながらない。ずれが測定されたら、露光装置を調整して補正できる。このロットなら、まだ剥がしてやり直せる。

サブファブ

クリーンルームの下の階（sub-fab）。装置の真空ポンプ、排ガス処理、冷却水、それにガスや薬液の配管の多くがこの階にあり、上の階の装置のなるべく真下近くに並べてある。装置が壊れる原因は、この階にあることが多い。

防塵服

クリーンルームに入る前に、頭から足まで包む一式の服。ヘアネット、マスク、フード、つなぎ、シューズカバー、保護メガネ、手袋。上から下へ着て、手袋は最後。頭は体の中でいちばん微粒子を落とす場所で、微粒子は下へ落ちていくから。脱ぐときはおおむねその逆。手袋をいつ外すかは工場ごとの決まりによる。

テープアウト

チップの設計が終わったら、最終的な設計データを渡してフォトマスクを作ってもらう。これをテープアウト（tape-out）という。そのあとで設計を変えたくなったら、フォトマスクを作り直すしかない。お金がかかるうえ、何か月も余計に待つことになる。

試作

新製品を初めて半導体工場で作る、最初の数ロット。目的は問題を見つけ、歩留まりを測ること。安定して作れるとわかってから量産に移る。

後工程

パッケージングとテスト。できあがったウェーハは後工程工場へ送られる。まずチップを1つずつテストし、それから切り分けて小さなケースに収め、テストに通ったものだけをお客さんに出荷する。

開発ライン

新しいプロセスや新製品を最初に作る場所。装置の種類はひととおりそろっているが、同じ種類は1〜2台しかないことが多い。毎回数枚だけ流し、条件を大きく変えて、何が起きるかを見る。安定したら、量産工場に引き渡す。

スプリット実験

同じロットのウェーハをいくつかのグループに分け、グループごとに条件を1つだけ変えて、ほかは全部同じにする。終わってから比べれば、その条件の影響がわかる。

コーナー

同じ設計図でも、工場で作ると必ずばらつきが出る。少し速いトランジスタもあれば、少し遅いものもある。わざと何枚かをずらして作り、設計がそれに耐えられるかを見る。そのずらし方をコーナーと呼ぶ。TTは中心値。チップにはN型とP型の2種類のトランジスタがあり、SSは両方とも遅め、FFは両方とも速め、SFはN型が遅くP型が速い、FSはその逆。

リーク

トランジスタをオフにしても、わずかな電流が漏れて流れる。チップ1つに載るトランジスタは、少なくて数千万、多ければ100億を超える。それを合わせたものが待機中の消費電力になる。速めのトランジスタほどよく漏れる。

WAT

Wafer Acceptance Test、ウェーハ受入れテスト。ウェーハができあがったあと、測定用にわざわざ残してある小さな構造にプローブを当てて、電流、抵抗、リークを測る。このロットが正しく作れたかを見る。

ウェーハテスト

CPとも呼ぶ。ウェーハができあがったあと、プローブカードでチップを1つ残らずテストし、良品と不良品をウェーハマップに描く。WATが測るのはスクライブライン上のTEG。ウェーハテストが測るのはお客さんのチップそのもの。

ウェーハマップ

1枚のウェーハ上のチップ1つずつのウェーハテストの結果を、位置どおりに1枚の図に描いたもの。良品、不良品、ずれたものをそれぞれ別の色で表す。不良チップがどんな形に並んでいるかで、どの工程で問題が起きたかがわかることが多い。

TEG

測定専用の小さな構造で、WATが測るのはこれ。ほとんどはチップとチップの間のスクライブラインに置かれ、チップを切り分けるときに切り落とされる。お客さんの回路には含まれない。量産で問題が起きたとき、チップ全体の回路から逆算しなくても、問題の層を直接測れる。

プローブカード

1枚の基板にとても細い針がたくさん並び、ウェーハの測定点に一度に当てる。針先が汚れたりすり減ったりすると測定値がずれ、プロセスの問題のように見えてしまう。

技術移管審査

開発ラインが、検証済みのプロセス一式を量産工場に引き渡す前の審査。条件、装置設定、作業手順書、トレーニング、信頼性を1項目ずつ照らし合わせる。合格すれば、量産工場はそれに従って同じものを作る。

POR

Process of Record。量産が従う標準プロセス。各工程でどの種類の装置をどんな条件で使うか、すべて固定されている。量産工場はこれに従って作り、数字を1つ変えるにも変更手続きが必要。

HTOL

High Temperature Operating Life、高温動作寿命試験。信頼性試験の一種で、高温で電圧をかけ、チップを1000時間連続で動かして、早く壊れるものがないかを見る。何年分もの使用を6週間に詰め込むようなもの。よくある基準は3ロット、各77個で、1つも壊れてはならない。

リスク投入

信頼性試験が終わる前に、量産工場でウェーハ投入を始めること。合格すれば、お客さんは早く製品を受け取れる。不合格なら、そのロットはまるごとスクラップになるかもしれない。費用の分担は事前に決めておく。

ウェーハ投入

ウェーハのロットを生産ラインに載せ、最初の工程を始めること。その日から、ロットは1工程ずつ進み、終わるまでに数週間から数か月かかる。

コンタクト

トランジスタと、その上の金属配線の間にある小さな穴。まずエッチングで穴を開け、そこに金属を埋めて上下をつなぐ。穴が底まで開いていなかったり、金属が埋まりきらずにボイドが残ったりすると、抵抗が高くなる。これをコンタクト抵抗が高いという。

オーバーエッチ

ちょうど膜を突き抜けたところから、さらに少し長くエッチングして、どの穴も底まで届くようにすること。やりすぎると下の層を傷め、足りないと開かない穴が出る。

断面解析

ウェーハを切って、電子顕微鏡で断面を見ること。層と層の間にボイドがないか、底までエッチングできているか。切ったウェーハはもう使えない。

TEM

透過型電子顕微鏡。試料をごく薄く削って電子を通し、ふつうの断面解析用の顕微鏡より細かく見る。

歩留まり

作ったチップのうち、良品が何割あるか。新製品は、歩留まりを目標以上にしてから量産工場に引き渡す。

逸脱申請

ロットが決まりどおりに流れなかったとき（たとえば時間の上限を超えたとき）、担当エンジニアがまだ流せると判断して書く書類。どこが違うか、なぜ使えるのか、誰が承認したか。この書類は、そのロットにずっとついて回る。

ランカード

ロットについて回る記録。各工程で何をしたか、いつやったか、特別なことはあったか。

sccm

ガス流量の単位。1分間に何標準立方センチメートルのガスが流れるか。数字が大きいほど多く流れる。

FOUP

ウェーハを入れる密閉ケースで、1つに最大25枚。口語ではポッドやウェーハケースとも呼ぶ。工場内を移動するあいだ、ウェーハはずっとケースの中にいて、外の空気に触れない。

OHT

天井のレールを走り、ウェーハケースを自動で運ぶ小さな搬送車。止まると、ケースは人が台車で運ぶしかない。

MES

製造実行システム。各ロットがどの工程にいるか、誰が処理したか、いつまでに終わらせるか、すべてここに記録される。ディスパッチ、トラックイン、トラックアウトも、すべてこれを通る。

モニターウェーハ

お客さんの製品ではなく、装置の状態を確かめるためだけのウェーハ。定期的に1枚流し、微粒子や膜厚を測って、装置に変化がないかを見る。

Load port

装置の入口にある、ウェーハケースを置く台。ロボットアームがここからウェーハを1枚ずつ取り込む。

FDC

装置の監視システム。センサーの値が設定したしきい値を超えると、通知を出して人を呼ぶ。しきい値がきつすぎると誤報ばかりになり、ゆるすぎると少しずつ悪くなっていくものを見逃す。

シャワーヘッド

成膜装置のチャンバーの上にある、小さな穴がびっしり開いた板。シャワーのように、ガスをウェーハの上に均一に吹きつける。

生産管理

生産管理。各ロットをいつまでに仕上げ、いつ出荷するかを計画する人たち。

ファシリティ

水、電気、ガス、薬品の供給を受け持つ部署。装置に必要なこれらのものは、すべてファシリティから来る。

O-ring

円いゴムのシールリング。2つの部品の間に挟んでガスを止める。まっすぐ収まっていないと、ガスが漏れる。

補正

重ね合わせのずれが測定されたら、露光装置の位置、角度、倍率を少し調整して、次のロットが合うようにすること。

測温ウェーハ

温度センサーがたくさん埋め込まれたウェーハ。ホットプレートに載せて一度焼くと、どこが冷たく、どこが熱いかがわかる。

ゲームの中で出会う

fab24hrは、ブラウザで遊べる無料の3Dミニゲームです。半導体工場のプロセスエンジニアとして1日を過ごします。会話の中で点線が付いた言葉をタップすると、上の説明が表示されます。深夜に装置のアラームの電話で起こされ、特急ロットをホールドし、Qタイムが切れる前にウェット洗浄の順番を決め、手動投入の画面の前で、もう一度見るかどうかを決めることになります。

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