超純水とは極限まで不純物を除去した水。

普通の水には

・ミネラル

・微粒子

・細菌

・有機物　などが含まれている。

半導体製造ではこれらはすべて不純物になる。

そのため超純水では

・イオン

・粒子

・有機物

・微生物　などを極限まで除去する。

半導体製造では1枚のウェハに数百工程が行われる。

各工程の後には必ず洗浄工程が入る。

理由：

・微粒子除去

・薬液除去

・表面清浄化

もし洗浄が不十分だと

・欠陥

・ショート

・歩留まり低下　につながる。

先端半導体工場では非常に多くの水が使われる。

例：

大型ファブ　→ 1日数万トン

これは中規模都市の水使用量に匹敵する。

そのため水資源が豊富な地域が工場立地として有利になる。

台湾は半導体産業の中心。

TSMCをはじめ多くの半導体工場がある。

しかし台湾は水不足が起きやすい地域。

干ばつ時には

・工業用水制限

・水の緊急輸送　などが行われたこともある。

半導体工場では水の再利用が進んでいる。

例：

・排水回収

・再処理

・再利用

先端工場では水リサイクル率80％以上を目指すケースもある。

超純水は複数の工程で作られる。

主なプロセス：

・ろ過

・イオン交換

・逆浸透膜（RO）

・紫外線処理

これにより極めて純度の高い水が作られる。

超純水は常に品質管理が必要。

理由：

微量の汚染でも

・デバイス欠陥

・歩留まり低下につながるため。

そのため

・リアルタイム水質監視

・微粒子測定　などが行われる。

半導体工場の立地では水資源が重要。

必要条件：

・安定した水供給

・高品質水源

・水処理インフラ

そのため水不足地域では工場建設が難しい場合もある。

日本は水資源が比較的豊富。

そのため半導体製造には有利な条件を持つ。

例：

・熊本TSMC工場
・北海道Rapidus

水資源は半導体産業の重要なインフラ。

半導体企業は水使用削減にも取り組んでいる。

例：

・洗浄工程の効率化

・水リサイクル

・新洗浄技術

環境対応とコスト削減の両方の目的がある。

半導体需要は今後さらに増える。

そのため水問題は半導体産業の重要課題になる。

今後は

・水使用削減

・水再利用

・水資源管理　が重要になる。

・半導体製造では超純水を大量使用

・ウェハ洗浄が重要工程

・先端工場は1日数万トンの水を使用

・台湾では水不足問題が発生

・水リサイクル技術が進んでいる

・水資源は工場立地に影響する

１．半導体製造で超純水が必要な理由は何か？

２．半導体工場で水が大量に使われる主な工程は何か？

３．なぜ水資源が半導体工場の立地に影響するのか？

 

 

 

 

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。