半導体製造装置の部品加工市場

半導体製造装置の分野では、ビッグデータ時代に突入した2015年以降、ドライエッチング装置の市場規模が露光装置を抜いて最大となり、2021年には120億ドルを突破しました。

ドライエッチング装置には、エッジリング(フォーカスリング)と呼ばれる消耗部材がある。
昔はエッジリングの素材はクォーツでした。しかし、現在は石英が消耗しすぎて使えないため、SiCなどさらに硬度の高いセラミックスが使われることが多くなっています。

エッジリングの役割

  1. ウエハーを載せるステージのESCエッジの下部構造をプラズマから保護するためのものです。
  2. ウエハの周囲に絶縁体のエッジリングを配置することにより、ウエハの周囲のエッチング特性の不均一性が低減される。

ASTのドライエッチング装置用消耗部品加工事業は、セラミックス、シリコン部品加工を中心にしています。

セラミック加工

高強度・高純度セラミックスの材料技術、生産技術、精密加工技術を活かし、各種セラミック部品を提供しています。主な製品は、ドライエッチング装置用セラミックエッジリング/プレートです。

セラミックス製品は、高強度、高純度、高耐熱性などの優れた特性を持つファインセラミックス製品(FC)と、高度な加工が可能なマシナブルセラミックス(MC)に分けられます。前者は主に半導体製造装置の部品として使用され、特にドライエッチング法(プラズマエッチャー)には欠かせない部品です。後者は様々な加工を経て各種部品や治具として使用され、特に半導体検査工程の治具(ウエハープローバー用)として需要があります。近年では、その精密加工の特徴を生かし、高度医療機器にも使用されています。

当社の特徴

ファインセラミックスの中でも、アルミナ(AL2O3)を用いた大型長尺品の高精度加工を得意としています。また、中空構造を採用することで、大型製品の軽量化を可能にしました。多くの検査装置に採用されています。ファインセラミックスのほか、難削材(超硬、CFRP、複合材など)の加工も承ります。

シリコン部品加工

半導体製造装置向けの単結晶・多結晶シリコン製品を中心に組み込み部品を製造しています。主な製品は、ドライエッチング装置のコンタクト電極用シリコン電極、シリコンエッジリング・プレートなどです。

シリコン部品(ポート、インジェクター、フォーカスリングなど)は、主に半導体製造工程で加工・使用されています。ウエハーの成膜や拡散工程で使用されるほか、搬送や洗浄工程での治具や消耗品としても使用され、微細化・高純度化が進む半導体製造工程で重要な役割を果たしています。

当社の特徴

シリコン部品とセラミック部品の両方を取り扱っています。世界中のKやTなどの企業は主にセラミック製品を扱っていますが、MやSなどの世界中の企業は主にシリコン部品を扱っています。ASTの強みです。

工場における加工工程の多くは縦型MCであり、複雑化が進む中で自動化を加速させる必要があります。

加工工程は、セラミックやシリコン素材の入荷、平面研削、マシニングセンター(MC)による内径・外形加工、板穴加工などを経て、洗浄・出荷となります。多くの部品はアジアから輸入されています。主力のMC加工では小型の縦型MCが多く、具体的にはジェイテクトやOKK製の機械が多く稼働している。

MC加工の自動化・無人化を進めている。現在、複数の自動化ラインが稼動しています。また、工場の生産性向上のため、省スペース化や無人化による処理時間の延長にも取り組んでいます。

ある調査会社は、ドライエッチング装置市場が今後平均8%拡大すると予測していますが、一部の装置メーカーはさらに強い需要を予測しています。3D NAND フラッシュへの投資は多層化がさらに進み、現在の最先端の3.DNANDは112 ~ 128層であり、毎年1.3 ~ 1.5倍の割合で層数が増加すると予想されています。1枚あたりのエッチング時間が長くなるため、ドライエッチング装置の台数を増やすか、1台あたりのチャンバー数を増やすしかありません。