日新イオン機器、半導体材料改質プロセスにおいて世界初の量産化を可能にする装置

　日新イオン機器は、半導体デバイスを製造する際の材料改質プロセスにおいて量産能力を持つ半導体材料改質装置「KYOKA（鏡花）」を開発した。

　KYOKAは、日新イオン機器が市場を独占するスマートフォンディスプレイ製造用装置で培った大電流イオン技術を応用して設計され、高スループットや低処理コストをはじめ、材料改質の実用化と量産化に必要な種々の性能を満たす世界初の装置。2024年4月に日新イオン機器滋賀事業所にデモ機を設置し、顧客へのサンプル処理を開始する。

　今後の科学技術の発展に大きく貢献すると期待されている人工知能（AI）チップをはじめとした半導体デバイスの微細化とそれがもたらす低消費電力化、および高機能化をさらに進展させるために、ユーザーから新しいプロセスの導入が待ち望まれているという。その一つがイオンによる材料の改質で、シリコンや酸化シリコンなど半導体デバイスを構成する材料に低エネルギーのイオンビームを照射することで、元の材料には無い性質を付与させることが可能となる。しかしながら、このプロセスには非常に多くのイオンが必要となり、従来装置では生産性とコスト面の要求を満たすことができず、実用化の大きな障害となっていた。

　今回開発したKYOKAは、材料改質の量産装置を切望されるユーザーの声を受け、2017年から開発を開始した。シミュレーションを用いたイオンビームの軌道解析や、機械・電気・ソフトウェア設計の改良を積み重ねた結果、市場の要求を満たす量産能力を実現することができた。材料そのものの機能向上に加えて、材料の持つ性質を変化させることで、その後に続く半導体加工工程を容易にすることも可能なことから、デバイス性能の向上と製造技術の進歩の両面での貢献が期待できる。