微細化ニーズが高まり生産力増強が喫緊の課題に

テクノロジーの発展は、私たちの生活を支えるデジタル機器の小型化・高性能化をもたらしました。また、近年は家電や自動車のIoT化・インテリジェント化が目覚ましい進展を見せており、半導体分野を始めとする国内メーカーは生産性増強を進めています。

こうした背景がありながらも、国内半導体メーカーは海外の半導体メーカーと比較した際、「低価格化」競争において劣勢を強いられているようです。

このように、コスト面で苦境に立たされる中、半導体の製造工程に関わる機械設備・装置メーカーでは新たな展開として、あらゆる電子機器を絶え間なく小型化することが求められているようです。この状況を踏まえると、国内メーカーは生産効率に対する新たな挑戦を始めるタイミングに差し掛かっているといえるのではないでしょうか。

歩留りを維持しながら生産性向上を図る際に注意すべき点

微細化ニーズを背景に、製造現場ではさらに高い生産量や短期間での開発が求められています。この状況下でメーカー各社が向き合うべきテーマが、生産効率を示す「歩留まり」を維持しながら、更なる生産性向上を図ることです。精度によって製造ロスの割合も大きく異なるため、品質向上に向けたハードルがここ数年で急速に上がっていることは間違いありません。こうした状況を踏まえると「不良品の発生をいかに最小化するか」は、製造各社が市場の競争で打ち勝つための重要な鍵になります。

不良品の発生を抑制する上で重要な観点、それは「異物混入」への対策です。この対策を考える上では、次の２点がポイントになります。

ポイント①　不純物汚染の警戒

半導体製品の歩留りが継続的に低下している場合に、まず疑うべきは「重金属汚染」です。

多くの場合、不良の内容は、リーク電流が過大に流れるというものがあげられます。この種の不良は、通常、ナトリウムなどの正イオンや重金属による汚染が原因で酸化物層のリーク電流が増大しているものと考えられていました。このようなイオン性汚染の発生源としては、容器や製造用機材の汚染、作業者によって不用意に持ち込まれた埃やゴミなどが考えられます。原因を究明するにはこのように、あらゆる可能性を考慮する必要があります。

ポイント②　発塵抑制

不純物に加えて、対策が必要なもう一つの点は「発塵の抑制」です。例えば、ゴミや埃、コンタミネーションを極限まで除去するための「クリーンルーム」では、基本に立ち戻った「３つの対策」が生産性向上の寄与に欠かせません。

１つ目は、防塵衣の着用です。クリーンルームにおける最大の発塵源は「作業者」です。だからこそ、きちんとクリーニングを終えた防塵衣を正しく着用することが基本であり、最善の対策といえます。

２つ目は、発塵の少ないアイテムの活用です。例えば、清掃用のワイパーに目を向けても、素材の違いによって発塵の度合いが大きく異なります。利用シーンに適した製品を活用することは、発塵抑制に向けた近道といえるでしょう。

▶クリーンルームに適した清掃用ワイパー

このように、不純物や発塵への対策には多様な観点が求められています。続いて、金属イオン汚染と発塵に関する問題を一挙に解決した事例を見てみましょう。

金属イオン汚染と発塵問題を解決し生産性を向上させた事例

電子部品先端メーカーでは、製品の製造過程で不純物（金属イオン）が残存することが問題視されていました。同時に、製造現場における発塵が原因となり、異物混入のリスクが高まっており、これらの根本的な改善が求められていました。そこで同社は、高純度・低発塵素材で対薬性に優れたワイパー「キムテクピュア」を導入。様々な製品と比較検証を行った末に、発塵量や不純物の軽減に成功したとされています。

この事例のポイントの一つは、不純物と発塵抑制に対して環境面からのアプローチを行った点にあります。多くの要因が絡み合う製造環境においては、一つの問題を俯瞰して解決策を探る視点が欠かせません。

★事例紹介★ ▶金属イオン汚染と発塵問題を解決し生産性向上させた事例

不純物汚染防止と発塵抑制を加味した生産性向上が重要

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