カタログ・図面

半導体製造工場では、さまざまな装置や設備が使用されており、それぞれの工程でバルブが重要な役割を担っています。本ページでは、これらの装置・設備で使用されているバルブについてご紹介します。下記の装置・設備名のテキストリンクをクリックすると、それぞれの詳細をご覧いただけます。

半導体製造における成膜工程では、ウエハ上に絶縁膜・導電膜・バリア膜などの薄膜を精密に積層してデバイス構造を作ります。CVD／PVD／ALD／Epiなどの手法で、膜厚・組成・均一性を制御しながら高品質な薄膜を形成します。

成膜装置は、ウエハ表面に薄膜を形成する装置の総称で、化学反応を利用するCVD(LPCVD・PECVD等)、物理現象を利用するPVD(スパッタ・蒸着)、原子層単位で積層するALD、結晶成長を行うEpi・MOCVDなどに大別されます。成膜品質は、この後に続く多くのプロセスに影響を与えるため、 成膜工程は半導体製造全体の品質と生産性を左右する基幹工程と位置づけられます。このように成膜装置は、プロセス条件の精密制御と長時間の安定運転が不可欠な装置であり、その性能を支える要素部品の一つがバルブです。各種成膜装置で適応可能な当社製品を紹介します。

成膜は高純度前駆体ガス・反応ガス・パージガスを精密に切替・制御し、かつ装置内の清浄度と安定排気を維持する必要があります。そのため成膜装置で使用するバルブ・継手には以下の特性が求められます。

成膜装置では、前駆体ガス・反応ガス・パージガスの高精度な切替と純度維持が必須です。成膜品質はガスの混入・残留に影響を受けやすいため、低リーク・低デッドボリューム・高速応答を満たす高純度ガス系バルブが必要とされます。

成膜装置では、前駆体ガス・反応ガス・パージガスの高精度な接続と純度維持が必須です。不純物混入や微量リークは膜質劣化や安全リスクにつながるため、低リーク・低アウトガスの高純度ガス系継手が必要とされます。

真空環境が必要な成膜プロセスでは、チャンバー排気・封止・圧力制御に高気密な真空バルブが不可欠です。プロセスごとに圧力を精密制御し、リークや汚染を防ぎながら均一成膜を実現するため、耐久性と低汚染性に優れた真空対応バルブ、圧力制御バルブが使用されます。

成膜装置では原料ガスの純度と供給安定性がプロセスに影響するため、原料ガスの劣化や混入を防ぐ、低コンタミ・低リーク・耐食性を備えた高純度流体対応のダイヤフラムバルブが使用されます。

成膜装置では、前駆体ガス・反応ガス・パージガスの高精度な切替と純度維持が必須です。
以下のようなユニットが使用されます。

▲「半導体製造工場の装置・設備で使用されるバルブ」トップに戻る

洗浄装置は、成膜・リソグラフィ・エッチングなど各プロセスで発生するフォトレジスト残渣、微粒子、金属汚染、自然酸化膜といった不純物を除去し、ウエハ表面を常に良好な状態に保ちます。これらの汚染はデバイス特性や歩留まりを大きく損なうため、洗浄は「洗浄→成膜→リソグラフィ→エッチング→洗浄」と繰り返し行われます。特に先端ノードでは微粒子1つが欠陥となるため、洗浄の精度と再現性は極めて重要です。

洗浄工程で使用される薬液供給用のPFA製バルブには、酸・アルカリ・溶剤への高い耐薬品性と、低コンタミ・低金属溶出の清浄度が求められます。さらに、頻繁な開閉に耐える耐久性や安定した流量制御に加え、装置内部のレイアウト制約に対応する省スペース性も重要です。

洗浄装置では、半導体製造に使用する薬液に耐えうる高耐薬品性と低金属溶出性が求められるため、PFA製バルブが使用されます。

洗浄装置では、配管内の薬液純度維持とリーク防止が求められるため、高耐薬品性と低金属溶出性に優れたPFA製継手が使用されます。その中でも溶着継手はコンパクト設計とデッドボリュームの低減が可能で、装置の省スペース化と安定稼働に大きく貢献します。

▲「半導体製造工場の装置・設備で使用されるバルブ」トップに戻る

シリンダーキャビネットでは、前工程に供給する高純度流体の純度維持と漏洩防止が不可欠です。不純物混入や微量リークは膜質劣化や安全リスクにつながるため、低リーク・低アウトガスの高純度ガス系継手が必要とされます。

ガス精製装置の継手には低コンタミ性、低アウトガス性、高耐食性が求められます。

液体供給システムにより気化されたガスは温度管理が重要です。気化ガスの再液化、再固化を防ぐために高温および大流量、Cv値が安定したバルブが求められます。

液体供給システムで使用される高純度ガス系継手には、液体材料および気化ガスの化学的安定性を維持するため、低リーク性と高耐薬品性が求められます。

薬液用VMBには、薬液を高純度のまま安定して分配するため、耐薬品性と低金属溶出性に優れたPFA製継手が使用されます。特にPFA製溶着継手は継手とチューブの端面突合せ溶着による完全シールのため、 増し締めの手間や液漏れの心配がありません。また、省スペースに設置が可能です。

ガス用VMBで使用されるバルブには、各種プロセスガスやユーティリティガスを複数装置へ安全かつ清浄に分配するため、高い気密性と低コンタミ性が求められます。腐食性ガスや反応性ガスを含む多様なガスに対応できる材料選定に加え、微小リークを確実に抑える低リーク性や、誤供給・逆流を防止する信頼性の高い切替・遮断性能が不可欠です。また、ガス置換時の残留を最小限に抑える低デッドボリューム設計は、ガス純度の維持やパージ効率の向上に直結し、VMB全体の安定稼働を支える重要な要件となります。

ガス用VMBには、高純度ガスを安全かつ確実に分配するため、低リークのバルブが使用されます。低コンタミ、確実な切替・封止性能、耐食性と長期安定性が求められるバルブが使用されます。

ガス用VMBには、高純度ガスを清浄かつ安全に分配するため、低リーク、低コンタミの継手が使用されます。

除害装置に使用されるバルブには高濃度の腐食性ガスや薬液を長期にわたり安全に制御できる耐食性・耐薬品性が求められます。また、微量漏えいも許容されない工程であるため、高いシール性と安定した開閉動作が不可欠です。

除害装置では、プロセス装置から排出される有害ガスを安全に排気するバルブが必要です。
ヒーター付きのボールバルブは高いシール性を維持します。

ユーティリティ配管(一次側ガス供給)とはN2・O2・ArなどのバルクガスをVMBなどの工場設備に供給する配管ラインです。

ユーティリティ配管(一次側ガス供給)では、工場への高純度バルクガスを安全かつ安定して供給できるバルブが求められます。

▲「半導体製造工場の装置・設備で使用されるバルブ」トップに戻る