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▼ 半導体製造装置部品の需要が高まる背景
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半導体は私たちの日常生活に欠かせない存在となっています。パソコン、エアコン、炊飯器など、多くの電子機器に使用されるだけでなく、交通や通信などの社会インフラにも多用されているため、社会のスマート化が進むごとにその需要は増加しています。これに伴い、半導体を製造するための装置やその部品の必要性も高まっています。高精度かつ高耐久性の製造装置部品が求められているのです。

◆ 半導体製造装置とは
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半導体製造装置とは、半導体デバイス（電子機器の中核となる電子部品）を製造するために必要な装置の総称です。半導体製造工程は大きく前工程と後工程に分かれ、各工程で異なる装置が使用されます。これらの装置は高度な精密技術を用いて、ナノメートル単位の微細なパターンを作り出すことができます。

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◆ 前工程
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前工程では、シリコンウエハ（半導体の基板となる薄い円盤状のシリコン板）の生成から各種の加工プロセス、ウェーハの検査までが行われます。この工程で使用される装置には、洗浄装置、フォトリソグラフィ装置（光を使って回路パターンを転写する装置）、エッチング装置（不要な部分を削り取る装置）、成膜装置（薄い膜を形成する装置）、イオン注入装置（特定の原子を半導体に注入する装置）、平坦化装置などがあります。

◆ 後工程
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後工程では、シリコンウエハ上に作られた半導体チップを細かく切り出してチップ完成まで進めます。この工程で使用される装置には、ダイシング装置（ウェハから個々のチップを切り出す装置）、ダイボンディング装置（チップをパッケージや基板に接着する装置）、ワイヤボンディング装置（チップと外部端子を細い金属線で接続する装置）、モールド装置（チップと配線を樹脂で保護する装置）、検査装置などがあります。

◆ 半導体製造装置部品とは
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半導体製造装置部品は、半導体製造装置を構成する重要な要素です。半導体製造には多岐にわたる工程があり、それぞれの工程で多くの装置と部品が使用されます。精密な半導体を製造するためには、高精度な部品が不可欠です。半導体製造装置の部品は、ミクロンレベルの高精度で製造される必要があり、そのための高度な加工技術が求められます。

● 半導体製造装置部品の特徴
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部品の加工精度が高い
半導体は微細な傷でも機能しなくなるため、製造装置の部品には非常に高い精度が要求されます。ミクロンレベルの精度が求められるため、部品は極めて精密に製造されています。

特殊な材料が使用されている
半導体製造には高負荷の工程が多いため、部品には高強度の特殊材料が用いられます。例えば、高温下での形状安定性に優れるモリブデン、さらなる高融点を持つタングステン、耐プラズマ性に優れたセラミック、光学特性に優れた石英ガラス、耐熱性や導電性に優れたカーボンなどが使用されています。

材料を直接削る「直接加工」が主流
高精度が求められるため、材料のブロックを直接削る「直接加工」が一般的です。溶接や型抜きは加工跡が残りやすいため、ミクロンレベルの精度が求められる部品には不向きです。

◎ 半導体製造装置部品と一般装置部品の主な違い
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材料
一般装置部品にはステンレスや鉄、アルミが多く使用されますが、半導体製造装置部品にはモリブデン、タングステン、セラミック、石英、カーボン、チタン合金、インコネル、単結晶サファイアなどの特殊素材が使用されます。

形状
半導体製造装置部品は、各工程で特殊な部品が必要で、形状が精密かつ複雑なものが多いです。

重さ
高強度の合金が使用されるため、一般装置部品と比べて重量が重い部品が多いですが、軽量化が求められるパーツもあります。

コスト面
特殊な素材と高い加工精度が求められるため、コストは自然と高くなります。複雑な形状ほどコストも上がります。

表面処理
半導体製造装置部品は金属コンタミを嫌うため、セラミックなどの非金属素材が使用されますが、加工跡を防ぐために特殊な表面処理が施されます。

◇◆ 半導体製造装置部品の具体例 ◆◇
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固定治具
加工物を固定し、ズレることなくガイドに沿って加工するための部品です。

チップトレイ
半導体チップを保管・運搬するための部品で、微小な傷やホコリからチップを守ります。

真空チャンバー
装置内部を真空状態にするための容器で、真空ポンプを使用して真空空間を作り出します。

真空バルブ
真空チャンバーに取り付けて使用する部品で、圧力差をコントロールします。

露光工程の各種部品
ウエハーに電子回路のパターンを焼き付けるための部品で、高性能なレンズが必要です。

イオン注入装置の各種部品
イオン化した物質をウエハーに注入する装置の部品で、耐熱性や熱伝導性に優れた部品が使用されます。

■ 半導体製造装置部品のコストダウンのポイント
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最適な素材を選定する
特殊素材の代替品を提案し、性能を維持しつつコストダウンを図ることが重要です。

部品の構造を極力シンプルにする
複雑な構造を避け、強度を維持したシンプルな設計を提案し、コストダウンを図ります。

□ まとめ
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本記事では、半導体製造装置の市場シェアや半導体製造の動向について解説しました。半導体製造装置の基本的な役割と種類や半導体産業の最新動向を深掘りしました。急速に進化する半導体製造装置業界では、技術革新が絶え間なく進んでいます。今後の市場動向や技術革新の方向性を見据えたビジネス戦略を考える一助となれば幸いです。

吉田SKTは、半導体製造装置へのフッ素樹脂コーティングや、表面処理を数多く手がけてきました。半導体製造装置の表面処理をご検討されている方は、ぜひ吉田SKTまでご相談ください。

▼参考記事：半導体製造装置のシェアと最新の市場動向まで詳しく解説
https://www.y-skt.co.jp/magazine/knowledge/semiconductor_equipment_market/

▼参考記事：半導体製造装置部品の特徴や種類～一般装置部品との違いや具体例も解説
https://www.y-skt.co.jp/magazine/knowledge/semicon_equip_parts/

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