[No.42040] Canon画像センサの露光回数について 投稿者：hal  投稿日:2006/12/06(Wed) 23:47

　今日、セミコンジャパン（幕張メッセ）に行ったので、ついでと思い、NikonとCanonの
ステッパの露光エリアサイズをみたところ、両方とも26×33mm（1/4倍縮小）でした。

　これだと、
APS-C(22.7×15.1mm)なら２個／ショット、APS-H(28.7×19.1mm)なら１個／ショット
で露光できます。

　ネット検索すると「APS- Hでは2回、35mmフルサイズでは3回必要となる(ただし、最近は
技術改良によって2回の露光で済むようになったとのこと)」という記事があったので、
現在は、
APS-H：１ショット／チップ、135フルサイズ：２ショット／チップと予想されます。
参考まで。

[No.42041] Re: Canon画像センサの露光回数について 投稿者：タモン  投稿日:2006/12/06(Wed) 23:59

≫ hal さん

その方面はあまり詳しくありませんが、デジタル一眼レフのセンサーはもっと大型のステッパーで生産されている・・・はずですよね？
300mmとか、そういう規模じゃありませんか？

[No.42043] Re: Canon画像センサの露光回数について 投稿者：ジン  投稿日:2006/12/07(Thu) 00:04

≫ タモン さん

> 300mmとか、そういう規模じゃありませんか？

それってウエハーのサイズでは……!?

[No.42045] Re: Canon画像センサの露光回数について 投稿者：タモン  投稿日:2006/12/07(Thu) 00:25

≫ ジン さん

> > 300mmとか、そういう規模じゃありませんか？
>
> それってウエハーのサイズでは……!?

付け焼刃ながら、１０分間ほど勉強してみました。ｗ
なるほど、Canonのサイトにある製品仕様で言うところの“画面サイズ”のことだったんですね。確かに、26×33mmでした。

難しい用語が多いですけど、ちょっと面白い世界ですね。＞半導体製造

[No.42044] Re: Canon画像センサの露光回数について 投稿者：エスターク  投稿日:2006/12/07(Thu) 00:22

≫ hal さん

> 現在は、
> APS-H：１ショット／チップ、135フルサイズ：２ショット／チップと予想されます。

とても興味深い考察に感じます。
ただ現在実際にAPS-Hが１回の露光で製造されているかは疑問です。
もちろん技術的にはきっと可能なのでしょう。

露光回数を減らすのはコストダウンにつながるそうなのですが、その露光装置を
導入するための初期投資が非常に高く付くんだそうです。EOS5Dでは戦略的なものも
あり、最新のステッパー装置を導入したとインタビュー記事にあります。

おそらく、APS-Hを採用するEOS-1D系は出荷数の絡みもあり、最新のステッパー装置
を導入したのかどうかはやや疑問です。出荷数が多くなければ、従来装置で作る
方がトータルのコストは安いんだそうです。

１回露光か、２回露光か、３回露光かは実は目視で確認可能だそうで、撮像素子の
露光の繋ぎ目には僅かに筋というか線のようなものを見ることができます。
基本的にこの線は撮影画像には顕れないので、事実上影響のないものなんだそうです。

これが最新のEOS-1Dmk2Nの最新ロットで見られるかどうかで、露光回数が判定でき
そうですね。

[No.42048] Re: Canon画像センサの露光回数について 投稿者：てんし  投稿日:2006/12/07(Thu) 04:35

≫ エスターク さん

皆さんこんにちは。
ステッパーは何十億だか何百億だかのレンズのかたまり、とにかく高いそうですね。

初歩的な質問で申し訳ないのですが、どなたか教えて下さい。
露光回数がコストに響くとのことですが、それ以外に、実際の撮影において露光回数の違いで何か影響するのでしょうか。「撮影画像には顕れないので、事実上影響のない」とのことですが、時折話題に上っているので気になりました。

[No.42072] Re: Canon画像センサの露光回数について 投稿者：Ｈ  投稿日:2006/12/08(Fri) 01:01

≫ てんし さん

> 実際の撮影において露光回数の違いで何か影響するのでしょうか。「撮影画像には顕れないので、事実上影響のない」とのことですが、時折話題に上っているので気になりました。

私の1D（素）は、もう手元には無いのですが、空を写すと真ん中を境に右と左でうっすら色の濃さが違いましたけど、今時はそんなこと無いんでしょうねぇ。

[No.42073] Re: Canon画像センサの露光回数について 投稿者：ドモン  投稿日:2006/12/08(Fri) 01:16

≫ Ｈ さん

> 私の1D（素）は、もう手元には無いのですが、空を写すと真ん中を境に右と左でうっすら色の濃さが違いましたけど、今時はそんなこと無いんでしょうねぇ。

これは撮像素子製造過程に於ける露光回数の問題ではなく、初代EOS-1Dに使われた
ＣＣＤの読み出し処理の問題ではないでしょうか…!?

当時、結構話題になったと思うのですが、検索の仕方が悪いのか、以下のサイトに
ちょっとだけ出ているのしか探し切れませんでした。
# http://tomtia.plala.jp/DigitalCamera/D200Stripe/

[No.42068] Re: Canon画像センサの露光回数について 投稿者：hal  投稿日:2006/12/07(Thu) 23:28

ステッパーの価格を調べると、比較的低解像度（280nmクラス）品で
８〜９億円、
http://headlines.yahoo.co.jp/hl?a=20061121-00000023-fsi-ind
http://www.nikon.co.jp/main/jpn/whatsnew/2006/1120_nsr_01.htm

最先端の65nm解像度品で28億円となっています（いずれもNikon製）
http://www.nikon.co.jp/main/jpn/whatsnew/2004/nsrs308_04.htm

一方デジタル一眼レフカメラの出荷台数は
2005年は約380万台、2006年は10月時点で400万台プラスαです。
http://www.cipa.jp/data/dizital.html

2005年のCanonの出荷台数を100万台（30％弱）とすると、９億円の
ステッパを導入した場合、カメラ１台当たりの撮像素子の製造に
かかるステッパ代金は900円、28億円のステッパだと2800円となり
ますが、案外少ないですね。

その他の製造装置を含めて100億円投資したとしても、１台当たり
１万円なのでそんなに大きくないような気がします。

普通は数年かけて回収するので、たとえば100億の設備投資を５年で
回収すると、５年で500万台のカメラを販売すれば、
カメラ１台当たりの撮像素子の製造にかかる設備費は2000円になり
案外少ないのでは・・・と思います。

それと、APS-Cも、APS-Hも、135フォーマット・フルサイズも
同じ製造ラインで作るのではないでしょうか・・・フォトマスクだけ
交換すればいいのだから・・・

[No.42076] Re: Canon画像センサの露光回数について 投稿者：   投稿日:2006/12/08(Fri) 09:51

≫ hal さん

> その他の製造装置を含めて100億円投資したとしても、１台当たり
> １万円なのでそんなに大きくないような気がします。
>
> 普通は数年かけて回収するので、たとえば100億の設備投資を５年で
> 回収すると、５年で500万台のカメラを販売すれば、
> カメラ１台当たりの撮像素子の製造にかかる設備費は2000円になり
> 案外少ないのでは・・・と思います。

マスクの開発費用、ステッパーを置く設備にも膨大な投資が必要であることをお忘れ無く。
維持管理や1個ごとの製造コストもかかります。

たとえばこのFabの場合、
http://pc.watch.impress.co.jp/docs/2006/0628/elpida.htm
月10万枚の増産に、3000億の投資です。
5年もつかえませんし。

[No.42087] Re: Canon画像センサの露光回数について 投稿者：hal  投稿日:2006/12/08(Fri) 23:05

≫ cla さん

・ウエハの処理数が一定量を超えると、製造に必要な装置の台数が増える（製造数を増やす
には同じ装置を複数にする必要が生ずる）ので、設備投資額が大きくなります。

・例えば解像度65ナノメートルのステッパの場合、１時間に露光できるウエハ数は、最大
140枚となっています。しかし実際には最高の速度（スループット）が出ることありません。

・更にカトキチさんによれば、メモリー製造には２５回の露光が必要ということなので
処理できるウエハ数は更に減ります。例えば１台のステッパで一時間に露光できる数を
140露光／h・台、稼働率を40%（0.4）、１ウエハの処理に必要な露光数を
25露光／ウエハとすると、実際のメモリの製造（前処理のみ）で、１台のステッパで
１時間に処理できるウエハ数は

　　　140(露光／h・台)×0.4÷25(露光／ウエハ)＝2.24(ウエハ／h・台)

になります。したがって１台のステッパで一ヶ月（720時間）に処理できるウエハ数は

　　　2.24（ウエハ／h・台）×720（h/月）＝1612.8（ウエハ／月・台）

になります。10万枚の処理には到底及ばないですね。10万枚処理するには

　　　100000（ウエハ／月）÷1612.8（ウエハ／月・台）＝62台

となり、62台ものステッパが必要になり、投資額が増えます。

・100万個／年の撮像素子の製造に必要な月当たりウエハ処理数はおよそ800枚です
（端を使えない、切り代、歩留まり等を考慮して推定した値です）。
１台のステッパは1600枚／月・台の処理が可能なので、１台で十分余裕ということです。

・他の製造装置も同様に60倍（実際は120倍）必要になります。もし800枚／月のウエハ
処理に必要な設備費が100億円なら、10万枚の処理に必要な設備費はその60倍の6000億円
になるので3000億円は割安かも・・・

・ちなみに24万枚／月を処理するために1兆6000万円投資するということです・・・
http://techon.nikkeibp.co.jp/article/NEWS/20061207/125155/

[No.42255] Re: Canon画像センサの露光回数について 投稿者：あいぴい  投稿日:2006/12/16(Sat) 19:05

≫ hal さん

to　ｈａｌさん

＞・他の製造装置も同様に60倍（実際は120倍）必要になります。もし800枚／月のウエハ
＞処理に必要な設備費が100億円なら、10万枚の処理に必要な設備費はその60倍の6000億円
＞になるので3000億円は割安かも・・・

自分の知り合いに某世界的ＣＰＵメーカーの奴が居るのですが、半導体製造装置の
メーカーは日本製が多いので、そこは毎年５０００億円ほど製造装置を日本から
買っているそうです。この額は、そのメーカーが日本で売っているＣＰＵの総額より
多いそうですよ。

ちなみにそのメーカーの購買担当者は連日のように接待攻勢にあい、すぐに肝臓を
やられてしょっちゅう担当者が変わってしまうそうです。
（ある意味とてもうらやましい話ですが(^_^;)）

[No.42095] Re: Canon画像センサの露光回数について 投稿者：magnon  投稿日:2006/12/09(Sat) 02:15

≫ hal さん

> 2005年のCanonの出荷台数を100万台（30％弱）とすると、９億円の
> ステッパを導入した場合、カメラ１台当たりの撮像素子の製造に
> かかるステッパ代金は900円、28億円のステッパだと2800円となり
> ますが、案外少ないですね。

後の記事で1枚のチップを作るために露光(フォトリソ)工程が多数必要なことに
気が付いたと思いますが、さらに5Dの撮像素子では、2回に分割して露光
1Ds系では3回に分割して露光(いずれもキヤノンが公にしていたと思います)
しますから、露光分割数の乗数が全プロセス中の露光装置比率に乗算されます。
マスク代もその分さらにかります。(露光工程が25回あったら、5Dでは50回
あると言うことになりますね。非常に高価なプロセスと言うことになります。)

もっとも複数の世代の撮像素子を作るでしょうからその分償却費は年単位の
値にして、生産数で割ればおおむね露光装置の価格に占める割合が分かる
とは思いますが・・・

ちなみに撮像素子ではなくメモリーやCPUの世界では、設備の費用のうち
半分くらいが露光装置の値段らしいです。大変な世の中ですねえ。
そんなに新しい世代の装置は必要なさそうなので、5年で消却しちゃった
設備で作ることができれば、あとは良い儲けになるのですが・・・

> それと、APS-Cも、APS-Hも、135フォーマット・フルサイズも
> 同じ製造ラインで作るのではないでしょうか・・・フォトマスクだけ
> 交換すればいいのだから・・・

そういうことです。

[No.42097] Re: Canon画像センサの露光回数について 投稿者：hal  投稿日:2006/12/09(Sat) 10:43

magnonさんは実際に撮像素子の製造にかかわっているとか・・・

価格comの最低価格を見ると
EOS-1DIIN:40,5000円、EOS-IDsII:720,000円→APS-Hと135フォーマットフルの差32万円
EOS-30D:119,000円、EOS-5D:283,000円→APS-Cと135フォーマットフルの差16万円

２回露光（トータル50回露光）と３回露光（トータル75回露光）の差が32万円
１回露光（トータル25回露光）と２回露光（トータル50回露光）の差が16万円
ということでしょうか。

露光回数が増えると、とても大変なんですね・・・
EOS-1DsIIの後継機用撮像素子をEOS-5D用と同じライン、同じプロセスでつくると、
50万円くらいまで値段が下がりそうな気がしますね・・・

[No.42103] Re: Canon画像センサの露光回数について 投稿者：magnon  投稿日:2006/12/09(Sat) 17:25

≫ hal さん

> magnonさんは実際に撮像素子の製造にかかわっているとか・・・

関わってはいませんよ。

> 価格comの最低価格を見ると
> EOS-1DIIN:40,5000円、EOS-IDsII:720,000円→APS-Hと135フォーマットフルの差32万円
> EOS-30D:119,000円、EOS-5D:283,000円→APS-Cと135フォーマットフルの差16万円
>
> ２回露光（トータル50回露光）と３回露光（トータル75回露光）の差が32万円
> １回露光（トータル25回露光）と２回露光（トータル50回露光）の差が16万円
> ということでしょうか。

単純に露光プロセスだけの差ではなくて、135サイズの撮像素子を持つ機種は
実際の所現在はキヤノンだけが売っているという観点で言えば、必要以上に
安売りしなくても売れますし、そういう価格設定なんでしょう。これから
その発想が通用するかどうかは分かりません。30Dの価格は他社の同スペック帯
の製品も価格決定に作用しているでしょうから、5Dや1Dsと同等の利益率で
販売されていると考えるのも不自然です。機種間の価格差は単純ではない
と思います。(あと1D系の撮像素子は1回露光でつくっているんじゃないかな。)

あと単純にすべての工程を2回露光する必要はない(キヤノンはイメージサークルの
大きなラフな加工用のステッパも製品に持っています)ので、ラフな加工はそっち
を使っているとは思います。推測ですけれど。安く済むなら安く済む方法を採って
いるはずです。

> 露光回数が増えると、とても大変なんですね・・・

基本的には新しい露光技術を使えばよりお値段が跳ね上がります。メモリなどの
場合は高集積化につながるので、同じ仕様(メモリの容量とか)のものはチップ
1個あたりの大きさが小さく作れて、1ウェハあたりの取れ数が増えて、歩留まりも
上げやすいと言うことで、新しい技術を導入した分以上に安くなればガンガン技術
を進めます。撮像素子の場合は大きさを前もって決められているという観点でそう
いうメリットは受けづらいと言う性質がありますから、製造コスト的に安くするに
は地道に歩留まりを上げるしかなさそうですね。本当に地味で大変な仕事だなあ
と常々思っていますが・・・

[No.42075] Re: Canon画像センサの露光回数について 投稿者：   投稿日:2006/12/08(Fri) 09:43

≫ hal さん

撮像素子を作るときの工程全体の露光回数は判りませんが、DRAMで25回くらいだったと記憶しています。
実際の露光回数は2、3回と言うことではないでしょう。