半導体製造で使われる材料は大きく以下に分類される。

・ウェハ材料

・フォトレジスト

・プロセスガス

・CMP材料

・封止材料

・パッケージ材料

これらが組み合わさり、ナノメートル精度の構造を作る。

半導体の基板となる材料。

特徴：

・高純度単結晶

・直径300mmが主流

・平坦度ナノメートル

 

代表企業：

・信越化学工業
・SUMCO

この2社で世界シェアの大部分を占める。

露光工程で使う
感光材料。

役割：

・回路パターン形成

・微細加工の精度決定

EUV世代ではレジスト性能が微細化を左右する。

 

代表企業：

・JSR

・東京応化工業

・信越化学

半導体製造では多くの特殊ガスを使用。

例：

・シラン

・アンモニア

・フッ素系ガス

・アルゴン

用途：

・成膜

・エッチング

・洗浄

超高純度が必要。

CMPとはChemical Mechanical Polishing

ウェハ表面を原子レベルで平坦化する工程。

必要材料：

・スラリー

・パッド

平坦度が配線精度を決める。

半導体製造では微粒子や金属汚染を完全に除去する必要がある。

主な薬液：

・硫酸

・過酸化水素

・フッ酸

・アンモニア

微量の不純物でも歩留まりに影響する。

後工程でチップを保護する材料。

役割：

・機械保護

・湿度対策

・熱分散

主にエポキシ樹脂が使われる。

パッケージ工程で使う材料。

例：

・アンダーフィル

・TIM（熱伝導材料）

・はんだ材料

・基板材料

AIチップでは熱伝導材料の重要性が急増。

理由は3つ。

・高純度化学技術

・材料研究の蓄積

・品質管理能力

材料は長年のノウハウが競争力。

新規参入が難しい。

半導体サプライチェーンでは材料が止まると工場も止まる。

例：

・レジスト供給

・ウェハ不足

・ガス供給

そのため材料企業は産業の基盤インフラ。

今後重要になる材料。

・High-k材料

・Low-k材料

・SiCウェハ

・GaN基板

・熱伝導材料

　特にパワー半導体材料は急成長している。

・半導体は巨大な材料産業

・ウェハ・レジスト・ガスなど多種材料で構成

・材料品質が歩留まりを左右

・日本企業は材料分野で強い

・次世代材料が今後の競争軸

１．半導体材料が重要な理由は何か？

２．フォトレジストの役割は何か？

３．なぜ日本企業は材料分野で強いのか？

 

 

 

 

コラム監修：角本 康司 (オーティス株式会社)
語学留学や商社での企画開発を経て2011年にオーティス株式会社入社。経営企画部を中心に製造・技術部門も兼任し、2018年より代表取締役として事業成長と組織強化に努めている。

 

※本記事は教育・啓発を目的とした一般的な技術解説であり、特定企業・製品・技術を示すものではありません。