半導体装置とは？種類、特徴｜装置部品加工・調達

半導体製造装置の部品とは

 

 

 

半導体製造装置の部品には、ワークを固定する治具や削り出し加工された機械部品など、さまざまな種類があります。具体的な部品の例を挙げると、

 

• ワーク固定治具
• パッキングプレート
• チップ搬送用トレイ
• パターン露光工程用の部品
• イオン注入工程用の部品

 

このようになります。

 

半導体製造装置の部品の特徴

 

 

①高い加工精度が必要

半導体製造装置で製造される半導体部品は非常に微細であり、わずかな誤差でも機能しなくなることがあります。

そのため、半導体装置の部品は一般的な製造部品よりもさらに高い加工精度が求められます。

 

②特殊な材料が使用される

半導体製造装置部品の特徴の一つは、特殊な材料が使用される点です。

一般的な製造業では、部品の材料として鉄やアルミニウム、ステンレスなどの一般金属が広く使用されます。

しかし、半導体製造装置部品では、タングステンやアルマイト、モリブデンなどの特殊な金属が多く使用されます。

特殊な金属が使用される理由は次の2つによります

 

1. 半導体製造プロセスにおいて特定の材料を使用する必要がある化学反応が発生するため。
2. 負荷の高い工程に耐えるため、強化された合金が必要になる場合があるためです。

 

特別に強化された合金でなければ、加工中に破損する恐れがあります。そのため、耐食性や耐熱性を高められる材料が使用されることがあります。

 

③直接加工が主要

一般的な製造業においては、溶接や型抜きなどの加工方法が一般的に使用されています。しかしながら、これらの加工法は半導体製造で求められるような高い加工精度、特に垂直度や平面度といった面での精度を実現するのには不十分です。

そのため、半導体製造における加工精度を担保するためには、材料そのものを直接削る「直接加工」が主要な方法として採用されています。直接加工では、材料のブロックや基材を、高精度な機械加工装置を使用して直接削り出すことで、必要な寸法や精度を達成します。これにより、優れた垂直度や平面度を確保しつつ、半導体製品の要求される高い品質基準を満たすことが可能となります。

 

④コストが高い

高い加工精度が求められる半導体製造装置の部品には特殊な材料が必要であり、そのため部品単価は一般的な部品と比べて割高になる傾向があります。また、直接加工が主要な加工方法であるため、材料を削る際には、その削りカスや削られた部分もすべて製造コストに影響を及ぼします。このようなプロセスは、加工される材料の無駄を最小限に抑えることが難しく、結果として製造コストが高くなりがちです。

このため、半導体製造装置の部品は高い加工精度と特殊な材料を必要とすることから、一般的な部品よりもコストが高くなる傾向があります。

 

半導体製造装置部品と一般装置部品との違い

 

 

①材料

前述のとおり、半導体製造装置部品は一般装置部品と比べると合金や特殊樹脂といった特殊な材料が使用されるケースが多いです。

主に、タングステンやアルマイト、モリブデン、カーボン、セラミックなど高温強度に優れる材料が使用されます。

 

②重さ

半導体製造装置の部品には高温強度に優れる特殊材料が使用されているため、部品1つあたりの重量は一般装置部品よりも重くなりやすい傾向にあります。

 

③コスト

半導体製造装置部品は高い加工精度を求められる分、作業工数がかかります。

さらに、特殊な材料を使用していることもあり、一般装置部品と比べると全体的なコストが高くなります。

 

半導体製造装置部品の製造には熟練の技術や経験が必要

半導体製造装置の部品は、ミクロンレベルから場合によってはナノレベルまでの精度が求められることがあります。加工以外の面でも表面処理や精密検査が必要であり、製造には高度な技術と経験が不可欠です。

しかし、高精度な部品を製造するには専用の設備が必要であり、そのような設備を保有する企業は限られています。さらに、部品が大型となる場合は広大な加工スペースも必要です。

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まとめ

半導体製造装置部品は一般的な装置の部品と比較していくつかの特徴があります。高い加工精度が必要であり、微細な誤差でも機能しなくなる可能性があるため、高い精度が求められます。また、特殊な材料が使用されることも一般的です。これは、半導体製造プロセスに特有の材料や特性が必要なためです。

さらに、直接加工が主要な加工方法となり、部品の製造には高度な技術と豊富な経験が不可欠です。加えて、部品の材料や重さ、コストにも一般的な装置の部品と比較して大きな違いがあります。これらの要素を考慮しつつ、高い品質基準を満たすためには専門的な技能と経験が必要です。

半導体製造装置部品の製造においては、これらの特徴や要素を理解し、それに対応できる高度な技術と経験が不可欠です。

 

 

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