半導体製造用液体ろ過フィルター市場拡大　市場拡大の背景は何か？フォトレジスト用のフィルターとは何か？

この記事で分かること

半導体製造用液体ろ過フィルター市場拡大

　世界の半導体製造用液体ろ過フィルター市場は、2025年見込みの3,659億円から、2030年には5,260億円へと拡大すると予測されています。これは、スマートフォンやデータセンター、IoTデバイスなど、世界的な半導体需要の増加に関連しています。

　https://eetimes.itmedia.co.jp/ee/articles/2508/22/news051.html

　市場をリードする主要な企業には、Pall Corporation、Entegris、Porvair Filtration Groupなどが挙げられます。

　これらの企業は、微細化に対応するための新技術や新製品の開発に注力し、競争力を高めています。例えば、フィルターのろ過効率向上や、特定のアプリケーションに特化した新製品の投入などが活発に行われています。

半導体製造用液体ろ過フィルターとは何か

　半導体製造用液体ろ過フィルターは、半導体チップの製造プロセスで使用される液体から微細な不純物や微粒子を除去するための特殊なフィルターです。半導体製造では、ナノメートル単位の微細な回路を形成するため、わずかな不純物でも製品の欠陥につながるため、このフィルターは不可欠です。

仕組みと役割

　このフィルターの主な役割は、製造工程で使用される様々な液体（純水、化学薬品、フォトレジストなど）から、金属イオン、有機物、微粒子などを極限まで取り除くことです。フィルターは、多孔質の膜や繊維で構成されており、液体が通過する際に、その孔よりも大きな不純物を物理的に捕捉することでろ過を行います。

種類

　半導体製造で用いられるフィルターは、用途やろ過精度に応じて様々な種類があります。

• メンブレンフィルター: 膜状のフィルターで、孔径が非常に小さく、高精度のろ過に適しています。特にフォトレジストや超純水のろ過に多く用いられます。
• 深層フィルター: 繊維が絡み合った構造をしており、フィルター内部で不純物を捕捉します。比較的大きな粒子や、不純物の量が多い液体に使用されます。
• カプセルフィルター: フィルターエレメントとハウジングが一体化した使い捨てタイプです。汚染リスクを低減し、交換が容易なのが特徴です。

なぜ重要なのか

　半導体の製造プロセス、特にリソグラフィー（回路パターンの描画）や洗浄工程では、液体の純度がチップの性能と歩留まりを左右します。フィルターが不純物を除去することで、以下の効果が得られます。

• 製品の歩留まり向上: 欠陥の原因となる異物を除去し、不良品の発生を抑えます。
• 製造装置の保護: 微粒子が装置内部に付着するのを防ぎ、装置の寿命を延ばします。
• 微細化への対応: 回路線幅の微細化に伴い、より小さな異物も許容できなくなるため、高精度のろ過が必須となります。

半導体製造用液体ろ過フィルターは、製造プロセスで使用される液体（純水、化学薬品など）から、ナノメートルレベルの微細な不純物や微粒子を除去する特殊な装置です。これにより、半導体チップの欠陥を防ぎ、歩留まりと品質を向上させます。

どのようなフィルターが利用されるのか

　半導体製造には、ろ過する液体の種類や製造工程に応じて、様々な種類のフィルターが利用されます。主に、メンブレンフィルター、深層フィルター、そしてそれらを一体化したカプセルフィルターが代表的です。

メンブレンフィルター (Membrane Filter)

　メンブレンフィルターは、網目状の微細な孔を持つ薄い膜で、主に表面で不純物を捕捉します。その孔径は非常に小さく、ナノメートル（nm）単位の微粒子も除去できるため、特に高い純度が求められるフォトレジストや超純水のろ過に用いられます。高いろ過精度が求められる半導体製造の最終工程で不可欠な存在です。

深層フィルター (Depth Filter)

　深層フィルターは、繊維や粒子が絡み合った厚みのある構造を持ち、内部の複雑な経路で不純物を捕捉します。メンブレンフィルターに比べてろ過精度は劣りますが、不純物を大量に保持できるため、前処理や比較的大きな粒子を除去する用途に適しています。CMP（化学機械研磨）スラリーや廃水処理など、不純物が多く含まれる液体のろ過によく使用されます。

カプセルフィルター (Capsule Filter)

　カプセルフィルターは、フィルターエレメント（メンブレンや深層フィルター）がプラスチック製のケースに一体化された使い捨てのフィルターです。外部からの汚染リスクを最小限に抑えることができ、交換が簡単です。少量から中量のリキッドをろ過する際や、特定の薬品のろ過など、幅広い用途で利用されています。特に研究開発や小規模な製造ラインで重宝されます。

半導体製造では、メンブレンフィルター、深層フィルター、カプセルフィルターが主に使われます。メンブレンは高純度液体のろ過に、深層は前処理に、カプセルはそれらを一体化して汚染リスクを低減します。

市場拡大の背景は

半導体製造用液体ろ過フィルター市場が拡大している背景には、半導体産業そのものの成長と、技術的な要求の高度化があります。主な要因は以下の3つです。

1. 半導体の微細化と高集積化

　半導体チップは、より高性能で省エネになるために、回路線幅の微細化が絶えず進んでいます。この微細化により、製造プロセスにおいて許容される不純物のサイズも小さくなっています。

　例えば、かつてはマイクロメートル単位の粒子でも問題ありませんでしたが、現在ではナノメートル単位の粒子すらも製品の欠陥につながる可能性があります。このため、液体ろ過フィルターには、より高いろ過精度と性能が求められ、その需要が拡大しています。

2. 半導体需要の世界的な増加

　スマートフォン、データセンター、IoT、自動車、AIなど、様々な分野で半導体の需要が急増しています。これに対応するため、世界各地で新しい半導体製造工場（ファブ）の建設や、既存工場の生産ライン増設が活発に行われています。

　新しい工場が建設されるたびに、多量の液体ろ過フィルターが新たに導入されるため、市場全体の拡大に大きく貢献しています。

3. フォトレジストやCMPスラリーなどの高純度材料の需要増

　半導体製造の主要工程であるリソグラフィーで使用されるフォトレジストや、平坦化工程で使用されるCMPスラリーは、製造されるチップの性能を直接左右するため、非常に高い純度が必要です。

　これらの特殊な化学薬品やスラリーは、製造段階や使用直前にろ過され、微細な異物や凝集物を取り除きます。高性能な半導体チップの生産が増加するにつれ、これらの高純度な材料とそのろ過に特化したフィルターの需要も増加しています。

半導体の微細化と高集積化が進み、製造工程で許容される不純物のサイズが極小化しています。また、AIやIoTなどの世界的な半導体需要増に対応するため、新工場建設が活発化していることが、高精度フィルターの需要を拡大させています。

フォトレジスト用のフィルターとは何か

　フォトレジスト用のフィルターとは、半導体製造のリソグラフィー工程で使用されるフォトレジスト液から、ごく微細な不純物やゲル状の異物を除去するための高性能なフィルターです。このフィルターは、ナノメートル単位のろ過精度を持ち、半導体チップの欠陥を防ぎ、歩留まりを向上させる上で不可欠な役割を担っています。

役割と重要性

　半導体製造において、フォトレジストはシリコンウェハーの上に回路パターンを描画するための感光性樹脂です。このフォトレジスト液にわずかな異物が混入していると、露光や現像の際に回路の欠損やショートを引き起こし、不良品の直接的な原因となります。フォトレジスト用フィルターは、以下の役割を果たします。

• 異物・微粒子の除去: 製造過程で発生する微細なホコリ、金属イオン、有機物などを取り除き、フォトレジスト液の純度を極限まで高めます。
• ゲルの捕捉: フォトレジスト液は長時間保存するとゲル化（ゼリー状に固まること）することがあります。フィルターはこのようなゲル状の不純物も確実に捕捉し、液体の品質を保ちます。
• 歩留まりの向上: 高いろ過精度によって不良品が減り、半導体チップの歩留まりが大幅に向上します。

フィルターの種類と特徴

　フォトレジスト用のフィルターには、主にメンブレンフィルターが用いられます。これは、ナノメートルレベルの微細な孔を持つ膜（メンブレン）で、表面で不純物を物理的にろ過します。

• 材質: フォトレジストは特殊な化学薬品であるため、フィルターの材質には高い耐薬品性が求められます。一般的には、ポリエチレン（PE）、ポリプロピレン（PP）、ナイロン、PTFE（フッ素樹脂）などが使用されます。
• 構造: 多くのフィルターは、ろ過面積を最大化するためにプリーツ構造（蛇腹状）になっています。これにより、フィルターを小型化しつつ、圧力損失を抑えながら高い流量を確保できます。
• ろ過精度: 最先端の半導体プロセスでは、数ナノメートル（nm）レベルの微粒子をろ過できる超精密フィルターが不可欠です。

　フォトレジスト用フィルターは、半導体の性能を左右するリソグラフィー工程において、微細な回路を正確に形成するための土台を築く、非常に重要な存在です。

フォトレジスト用のフィルターとは、半導体製造で使われる感光性樹脂のフォトレジスト液から、ナノメートルサイズの微細な不純物やゲル状の異物を除去する特殊なフィルターです。これにより、回路の欠陥を防ぎ、製品の歩留まりを向上させます。