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ブログ: 半導体製造とその機械

現在のチップ危機は、半導体業界にここ数十年で最大の難題の1つを突き付けています。

デジタル化の進歩とは、半導体がほぼすべてのデバイスに搭載されていることを意味します。これらの高集積チップはデジタル情報を処理することができ、半導体の需要は年々高まっています。しかし、個々の製造工程を簡略化した次の図に示すように、半導体は製造面においても最も複雑な製品の1つです。

これらの工程は、半導体製造のための工場設備である「ファブ」で行われます。これには、シリコンウエハー、フォトマスク、各種ガス、流体など、あらゆる部品が必要となります。半導体製造装置は、実際に半導体を製造する役割を担っています。これらの装置は、エッチングプロセス、蒸着、リソグラフィを利用して原子を操作し、ウエハー上に集積されたチップを形成します。その後ウエハーが切断され、チップはそれに応じて梱包されます。

 

半導体製造装置のツール

半導体製造装置の重要な構成要素は、ツールとも呼ばれるデバイスです。ヒルシャーの新しいcomX 51CA-RE\Rもこれらのツールで使用され、EtherCAT通信を担当します。ETG.5003規格によれば、通信モジュールは次のツールで使用できます。

1. 除害およびサブ・ファブ・システム

工場内には多くのポンプや還元システムがあり、製造工程で発生する排出ガスや副生成物を処理しています。また、クリーンルーム内のプロセスチャンバーで、ツールのために完璧な環境を作り出す責任もあります。

2. DCおよびRF電源

半導体製造では、プロセスチャンバー内の化学的および物理的プロセス(蒸着、エッチング、洗浄など)を実行するために、DCおよび高周波電源が使用されます。

3. マス・フロー・コントローラ

半導体の製造には100を超えるガスと一部の流体が使用され、それらはマス・フロー・レギュレータによって調整できます。

4. プロセス制御バルブ

プロセス制御バルブは通常、さまざまな産業用途で圧力、液面、液量、あるいは温度を制御するために使用されます。半導体製造にも使用されます。

5. RF整合

高周波技術では、負荷インピーダンスが電路に適藤しないと、電源はその電力を負荷側にフルに伝達できなくなります。RF調整機能により、マイクロ秒単位で正確な出力レベルの調整が可能です。半導体製造においては、これによって正確な送電が保証され、最終的に生産プロセスの安定に寄与します。

6. 粗引きポンプ

半導体製造では、真空または超高真空を生成するために真空ポンプが使用されます。ドライ真空ポンプは、作業条件の安定化に役立ちます。

7. 温度コントローラ

エッチング中に、固体材料は薬液によって液化されます。ここでは、適温が中心的な役割を果たします。そのため、温度コントローラを使用して逸脱を防止します。これにより、エッチング後にウエハーが使用できなくなる可能性があります。

8. ターボポンプ

ターボポンプでは、(超高)真空の生成に必要な圧力が高速回転するロータによって生成され、極めて純粋な作業条件に達します。

9. 真空圧力計

真空の高精度な測定は、半導体製造においてクリーンルームを保護するために不可欠です。そのため、真空圧力計はさまざまな工程(分離やエッチングなど)で使用されます。

 

新しい工場の建設

デジタル化の進歩に加えて、新しい工場の建設が不可欠であるとする点は他にもあります。半導体不足については現在、誰もが口にするところです。その原因は、政治的な緊張が原材料サプライヤ間での供給不足を招いているためです。自然災害もまた、大規模な生産の停止につながり、新型コロナウイルス感染症の世界的流行がこの危機に拍車をかけました。

しかし、業界の最大手企業はこの課題に直面しながらも、新しい工場を建設するために数十億ドルを投資しています。

comX 51CA-RE\R

ヒルシャーはcomX 51CA-RE\Rによって半導体製造における既存の生産設備を拡張と新たな能力の創出の必要性に応えています。生産機械メーカーは、ヒルシャーのEtherCATに関する長年の経験だけでなく、comXモジュールの信頼性にも頼ることができます。

  • 半導体製造装置デバイス向けEtherCATスレーブ・ネットワーク・インターフェース
  • ETG.5003-1規格に準拠して開発されたコモン・デバイス・プロファイル
  • ネットワーク・コネクタ「オンボード」による完全なスレーブ・インターフェース

 

関連リンク

ヒルシャーの組込みモジュールは、フィールドバスまたはリアルタイム・イーサネット・インターフェースをコンパクトなオートメーション・デバイスに統合するための理想的なソリューションです。これにより、ドライブやコントローラなどのフィールドデバイスを自動化システムに、迅速かつ容易に統合できます。

 

‌半導体業界では新しい生産設備を計画する際に、最先端のテクノロジーを頼りにします。comX 51CA-RE\Rのおかげで、機械メーカーは半導体業界向けのツールを設計する際に、アプリケーションの開発に全力で集中できるようになりました。

 

Two Hilscher employees standing behind a glass panel discussing a project.

ヒルシャーの通信ソリューションは、世界中のさまざまな業界で使用されています。マスタまたはスレーブアプリケーションとしてのフィールドバスやリアルタイム・イーサネットシステム、最新のクラウドインフラストラクチャ、または開発段階での追加サービスとサポートのいずれの場合でも、当社はお客様に最適なソリューションをご提供します。

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