🧱 ウエハ基板の基礎 / Basics of Silicon Wafers

本ドキュメントでは、半導体製造におけるシリコンウエハ（Silicon Wafer）の基礎的な性質、分類、注意点、および代表的なメーカーシェアについてまとめます。

🧾 1. ウエハの基本仕様 / Basic Wafer Specifications

項目 / Item	内容 / Description
材料 / Material	単結晶シリコン（Single-Crystalline Silicon）
方位 / Orientation	⟨100⟩面が主流（⟨111⟩はパワー系やMEMS向け）
導電型 / Type	P型（Boron）またはN型（Phosphorus, Arsenic）
抵抗率 / Resistivity	1–20 Ω·cm（用途により異なる）
サイズ / Size	6インチ（150mm）、8インチ（200mm）、12インチ（300mm）
厚さ / Thickness	725μm（200mm）〜775μm（300mm）など
エッジ形状 / Edge	オリフラット（OF）またはノッチ（Notch）

🌫️ 2. 酸素濃度とCOPリスク / Oxygen Concentration and COPs

要素	説明
酸素濃度	CZ法では酸素が結晶中に溶け込みやすい（Epiで除去可能）
COP（Crystal Originated Particles）	酸素析出に起因する微小欠陥。HVデバイスやEpi面で問題に
影響例	STI歪み、合わせ検査での不合格、リーク電流のばらつき等

補足：FZ法では酸素濃度が極めて低く、COPリスクはほぼゼロ。

💥 3. ウエハの歪みと検査影響 / Warpage and Alignment Failures

高温酸化やアニール後の酸素析出、膜応力によってウエハが歪むと、以下の問題が発生します：

アライメントマークが検出不能（合わせ検査NG）
ライン幅やCDが位置依存でばらつく
特に周辺部に渦巻き状の歪みベクトルが発生しやすい

対策：

CMP条件見直し（研磨量確保）
アクティブダミーパターン配置で応力緩和

📍 4. エッジ形状と識別方式 / Edge Shape and Orientation Flats

世代 / Generation	サイズ / Size	形状 / Shape	備考 / Note
古いプロセス	6インチ以下	オリフラット（OF）	⟨110⟩方向などに切欠きあり
8インチ（0.35μm世代）	200mm	ノッチ（Notch）	中央の微小切欠きで自動整合
12インチ以降	300mm以上	ノッチ（標準）	自動処理対応が前提

🏭 5. 世界のウエハメーカー / Global Wafer Manufacturers（2024年時点）

メーカー名 / Manufacturer	拠点 / Region	主な特徴 / Key Features	シェア（概算） / Share (%)
信越化学（Shin-Etsu）	日本 / Japan	最大手、全ノード対応、高品質	約 30%
SUMCO	日本 / Japan	300mmに強み、安定供給力	約 25%
GlobalWafers（環球晶圓）	台湾 / Taiwan	ファウンドリとの強固な関係	約 18%
Siltronic	ドイツ / Germany	FZ対応、SiCやGaN基板にも展開	約 10%
SK Siltron	韓国 / Korea	サムスン系向け供給強い	約 7%
その他 / Others	—	小規模・ローカル向け供給等	約 10%

出典：SEMI, 各社決算資料, 業界調査（2025年）

0.18um_Logic_ProcessFlow.md：0.18μm CMOSプロセスフロー
process_node_comparison.md：プロセスノード比較（180nm〜90nm）
fem_constraints.md：SystemDKにおけるFEM物理制約

📝 備考 / Notes

本資料は教育・設計支援の目的で公開されています。
各数値・仕様は実務経験・公開資料をもとに記載されており、実際のラインとは異なる可能性があります。