はじめに
今回は、半導体デバイスの基板材料である「シリコンウェーハ」に関連した国内主要メーカーをまとめてみました。その他の半導体関連の企業は以下のブログにまとめていますので、ぜひご覧ください！
シリコンウェーハとは
シリコンウェーハとは、高純度の珪素（シリコン）の円形の薄い板（ウェーハ）のことです。円柱状になっている珪素の塊（インゴット）を、厚さ1mm程度にスライスし、その表面を丁寧に研磨、洗浄することで完成します。半導体デバイスはこのシリコンウェーハを土台にして作られるため、結晶完全性・高平坦度・高清浄度といった高い技術力が要求されます。
シリコンウェーハ製造工程
シリコンウェーハは、以下のような複数工程を経て製造されます。
単結晶インゴット製造工程
単結晶インゴットの代表的な製造方法である、CZ法（Czochralski=チョクラルスキー法）の工程は次の通りです。
１．金属不純物の濃度数がppb以下（1ppb=10億分の1）に高純度化された多結晶シリコンを、ホウ酸（B）やリン（P）とともに石英ルツボに入れ、不活性ガス雰囲気の減圧下で約1420℃で融解させる。
２．ルツボ内で融解したシリコンの液面に種結晶シリコン棒をつけ、回転させながら引き上げる。
３．種結晶と同じ原子配列をした単結晶インゴットが完成。
ウェーハ加工工程
基本的なシリコンウェーハである、ポリッシュト・ウェーハの製造工程は次の通りです。
１．単結晶インゴットを既定の長さに切断し、規定の直径に外周を研削する。
２．内周刃切断機もしくはワイヤーソーを用いて厚さ1mm程度にスライスし、ウェーハ状にする。
３．ダイアモンド砥石にてウェーハ外周を製品直径に研削し、端面を円弧状に研削・面取りする。（ベベル加工）
４．ウェーハ両面を平行になるように整えながら、所定の厚さに仕上げるため、アルミナ研磨材で粗研磨（ラッピング）する。（両面機械研磨）
５．化学的なエッチングにより、前工程までにウェーハ表面上についた機械加工によるダメージを除去する。
６．拡散炉による熱処理を行い、結晶育成中に生成した酸素起因の不安定なドナー(n型不純物)を分解して、本来の抵抗率に戻ス。
７．ウェーハ表面の凹凸をなくし、平坦度の高い鏡面仕上げを行うため、コロイダルシリカ液を用いてメカノケミカル研磨を施す。（ポリッシング(片面鏡面研磨)）
８．化学薬品と超純水でウェーハを洗浄し、化学的、物理的に清浄化する。
９．高輝度スポットライトをウェーハ表面にあてる外観検査と、装置による平坦度、比抵抗、表面に付着した極微小粒子の数などの検査を行う。
１０．清浄な出荷用ケースに納め、さらに湿気などを通さない特殊な袋に封入し、出荷される。
特殊加工工程
アニール・ウェーハ（Annealed Wafer）
ポリッシュト・ウェーハを水素もしくはアルゴン雰囲気中で高温熱処理（アニール処理）し、表面の酸素を除去することによって、結晶完全性を高めたウェーハ。
エピタキシャル・ウェーハ（EW：Epitaxial Wafer）
ポリッシュト・ウェーハをエピタキシャル炉の中で約1200℃まで加熱し、炉内に気化した四塩化珪素（SiCl4）、三塩化シラン（トリクロルシラン、SiHCl3）を流すことで、ウェーハ表面上に単結晶シリコンの膜を気相成長（エピタキシャル成長）させる。結晶の完全性が求められる場合や、抵抗率の異なる多層構造を必要とする場合に対応。トランジスタ、ダイオードなどの個別素子、またバイポーラ型およびMOS型のIC用基板に利用される。
SOIウェーハ（Silicon-On-Insulator Wafer）
支持基盤（Handle Wafer）と、半導体デバイスを作り込む活性基板（Active Wafer）のどちらか一方、もしくは両方に酸化膜を形成し、二枚を貼り合わせて熱処理することで結合させる。電気絶縁性の高い酸化膜層をウェーハ内部に形成させることで、半導体デバイスの高集積化、低消費電力化、高速化、高信頼性を実現したウェーハ。
【参考】
シリコンウェーハの製造方法, SUMCO
シリコンウェーハの製造プロセス, グローバルウェハーズ・ジャパン
シリコンウェーハメーカー
3436：SUMCO
4063：信越半導体（信越化学工業）
グローバルウェーハズ・ジャパン
6890：フェローテック
シリコンウェーハ用素材メーカー
多結晶シリコン
5711：三菱マテリアル（SUMCOに多結晶シリコン事業を譲渡）
4043：トクヤマ
エッチング用薬液
関東化学
4188：三菱ケミカル
4109：ステラケミファ
4452：花王
特殊加工用ガス
四塩化ケイ素（SiCl4）
東京化成工業
4043：トクヤマ
関東化学
4063：信越化学工業
東横化学
三塩化シラン（トリクロルシラン、SiHCl3）
4063：信越化学工業
東京化成工業
シリコンウェーハ製造装置メーカー
単結晶引き上げ装置
5711：三菱マテリアルテクノ
6890：フェローテックHD
テクノサーチ
第一機電
インゴット切断・外周研削機
スライシング装置
6125：岡本工作機械製作所
コマツNTC
トーヨーエイテック
7729：東京精密
7271：安永
エッジ研磨装置（ベベリング装置）
スピードファム
5381：Mipox
7609：ダイトロン
アイエムティー
7729：東京精密
マブチ・エスアンドティー
両面研磨装置（ラッピング装置）
7609：ダイトロン
スピードファム
不二越機械工業
光洋機械工業
6125：岡本工作機械製作所
マブチ・エスアンドティー
グラインダー
6146：ディスコ
7729：東京精密
エーエムティー
6125：岡本工作機械製作所
片面研磨装置（ポリッシング装置）
不二越機械工業
スピードファム
6146：ディスコ
7729：東京精密
7609：ダイトロン
光洋機械工業
6125：岡本工作機械製作所
マブチ・エスアンドティー
剥離・洗浄装置
エピタキシャル成長装置
シリコンウェーハ検査装置メーカー
欠陥検査装置
7609：ダイトロン
コベルコ科研
ブイ・テクノロジー
日本セミラボ
西華デジタルイメージ
エッジ形状測定装置
膜厚測定
平坦度検査装置・表面形状検査装置
7609：ダイトロン
コベルコ科研
7726：黒田精工
日本セミラボ
キャリア・ライフタイム測定
熱特性検査装置
7609：ダイトロン
電気抵抗測定（電気特性検査装置）
ウェーハケース・ストッカー
4063：信越ポリマー（信越化学工業）
7609：ダイトロン
大日商事
4238：ミライアル
8012：長瀬テクノエンジニアリング（長瀬産業）
三甲
ヤマトマテリアル
ゴールド工業
その他関連企業
4063：信越石英（信越化学工業）：シリコン単結晶引き上げ用石英るつぼ
7004：日立造船
三菱マテリアルテクノ
＊僕自身まだ勉強中の素人ですので、誤りを見つけ次第、適宜訂正していきます。
コメント