ニュースリリース

半導体材料改質装置「KYOKA」を開発 ～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を開発～

日新電機株式会社（本社：京都市右京区、社長：松下芳弘）のグループ会社で半導体・中小型フラットパネルディスプレイ（FPD）製造用イオン注入装置の製造販売を手掛ける日新イオン機器株式会社（本社：京都市南区、社長：長井宣夫、以下 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）」を新たに開発しました。

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です。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、お客様へのサンプル処理を開始します。

当社グループは中長期計画「VISION2025」において、6つの成長戦略に取り組んでいます。本件は「環境配慮製品の拡大」に寄与する事業活動の一つです。

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最近話題の人工知能（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、お客様から新しいプロセスの導入が待ち望まれています。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ります。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ました。

今回開発したKYOKAは、材料改質の量産装置を切望されるお客様の声を受け、2017年から開発を開始しました。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ました。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ます。

この成果は、国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）の委託業務（JPNP21009）の結果得られたものです。日新イオン機器は世界が求めるイノベーティブな製造装置をいち早くお届けすることを通じ、これからもお客様の発展と持続可能な社会の実現に貢献してまいります。

【KYOKAの特長】

1. 高い処理能力
   毎時25枚以上の高スループット材料改質処理が可能で、生産性向上を実現。
2. 幅広い処理領域
   1 keV未満の低エネルギー領域を必要とする材料改質プロセスでも超大電流イオンビームでの処理が可能。これにより材料改質を適用できる対象範囲が拡大。
3. 多様な材料改質プロセスに対応
   さまざまなイオン種を発生させることが可能なため、対象とする材料に応じた最適な改質を実現。
4. 最先端半導体製造ラインに対応
   300mmウエハーに対応しており、最先端半導体製造ラインへの本装置の導入が可能。

   開発した「KYOKA」

なお、12月13日（水）～15日（金）に東京ビッグサイトで開催される半導体製造装置・材料の国際展示会「SEMICON Japan 2023」（主催：国際半導体製造装置材料協会（SEMI））に、KYOKAの紹介パネル・動画を出展します。

＜参考＞

【用語解説】

・半導体材料改質装置

半導体製造に使われる材料の性質を変えることができる装置。変える手法にはさまざまなものがあります。イオンを照射するのはそのうちの一つです。

・6つの成長戦略

「環境配慮製品の拡大」「分散型エネルギー対応」「再生可能エネルギー対応」「DXの製品・事業への適用」「新興国環境対応需要の捕捉」「EV拡大に伴う事業拡大」

・高スループット

単位時間当たりの処理量が多いことです。製造装置に求められる最も基本的な性能の一つです。

・keV

電子ボルト（eV）は非常に小さなエネルギーを表す単位に使われます。1eV（１電子ボルト）は1Vの電圧で1個の電子を加速するときに電子が得る運動エネルギーの大きさです。keV（キロ電子ボルト）は eV の 1000 倍を表します。

・国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）

持続可能な社会の実現に必要な技術開発の推進を通じて、イノベーションを創出する、国立研究開発法人です。

・国際半導体製造装置材料協会（SEMI）

世界中にある半導体製造・サプライチェーン企業の成長を促進する組織です。

・SEMICON Japan

SEMIの日本支部が主催する半導体製造サプライチェーンの国際展示会。セミナーやネットワーキングイベントも併催されます。

【会社概要】

・日新イオン機器株式会社

【関連リンク】

日新イオン機器株式会社： https://www.nissin-ion.co.jp/