半導体クリーンルームをケミカルフリーにするには
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記事更新日 2026年02月25日
半導体製造工程では、フォトリソグラフィ、エッチング、洗浄など各プロセスで、酸性・アルカリ性・有機系など多様なガスや化学物質が発生するという課題が常に存在します。これらは微細なパターン形成や電気的特性の維持に不可欠である一方、わずかな残留や副生成物として現れると、歩留まりの低下や不良品発生のリスクとなり得ます。
このページでは、世界初のISOクラス1の清浄度とケミカルフリーを同時に実現したクリーンルームを中心に、半導体製造現場におけるケミカル問題の解決に向けた取り組みと、その技術的・経済的メリットを解説します。
半導体製造工程では、酸性やアルカリ性、有機系のガスや化学薬品が製造プロセスに不可欠ですが、これらが工程中に残留すると製品不良や歩留まり低下といったリスクが常に伴います。
そんな中、興研株式会社は、これまで対処が難しかった極低濃度の化学薬品由来のアウトガスや分子状汚染物質を徹底的に低減することに成功した装置「KOACH Duet」を開発しました。ここでは、その製品の特徴をご紹介します。
KOACH Duetは、極低濃度の化学薬品由来のアウトガスや分子状汚染物質を徹底的に低減することに成功した、世界初※の装置です。ISO規格で定められた世界最上級の清浄度であるクラス1、すなわち0.1㎛の粉じんが10個以下という厳格な基準を達成しながら、同時にケミカルフリー環境を実現しています。
装置内部に、ユーザーの要望に応じたケミカルフィルターを搭載することで、酸性、アルカリ性、有機系といった幅広いガスに対して、数十～数百ng/㎥以下の極低濃度空間を形成します。これにより、半導体製造工程における化学物質の副生成物や残留物による品質低下のリスクを根本から解決することができました。
高い清浄度とケミカルフリー環境を実現するための先進技術を搭載しながらも、「KOACH Duet」は従来のクリーンルームに比べて圧倒的に低い消費電力で運用できる点が大きな特徴です。
従来、ISOクラス1の環境を維持するためには膨大なエネルギーが必要とされ、その運用コストが大きな課題となっていましたが、この製品は先進の技術と独自の設計により、運用時の電力消費を大幅に抑制することができます。
KOACHシリーズでは、100㎡で家庭用ドライヤー3台分という省エネ設計により、電気代が1/10になった事例もあるほどです。その事例は以下のページに掲載されています。
KOACH Duetは、既存の建屋に設置するだけで簡単にケミカルフリー環境を構築できるため、大規模な改修工事や空間を密閉するための複雑な工事を必要としません。興研の特許技術である直角合流技術を採用した独自の構造により、短工期で迅速な設置が実現され、必要な場所へ即座に高い清浄度とケミカルフリー環境を提供できます。
KOACH Duetのベースとなる、オープンクリーンシステム「KOACH」シリーズはこれまでに、1,600社・機関に導入された実績（2025年3月調査時点）があり、すでに多くの製造現場での信頼を獲得しています。こうした豊富な実績と技術的な蓄積を背景に、「KOACH Duet」は今後の先端半導体製造現場において、より高度な環境制御ニーズに応える製品として注目されています。
KOACHの原理はこの動画で解説されています。
半導体製造プロセスでは、フォトリソグラフィやエッチング、洗浄工程などで使用される酸性やアルカリ性、有機系の化学薬品が、反応後にわずかに残留することがあります。
これらの微量なケミカル残留物は、ウェーハ表面に付着することで、次工程におけるパターン形成の精度低下や電気的特性の変動を引き起こす可能性が高く、結果として歩留まりの低下や不良品の発生に直結する問題となります。 特に、微細化が進む現代の半導体製造においては、極めて厳格なクリーン環境が求められるため、少しの残留でも大きな影響を及ぼすことから、コンタミネーション対策の徹底が不可欠となっています。
ケミカルには、毒性や腐食性を有するものが含まれるため、取り扱いには細心の注意が必要です。強酸や強アルカリ、さらには特定の有機溶剤は、万一の漏洩や不適切な管理により、作業者の健康や装置の安全性に重大な影響を与えるリスクがあります。
従って、化学薬品の保管や使用、廃棄に関する厳格な管理体制の構築が求められ、作業者の教育や安全マニュアルの整備、さらには最新の検知技術の導入によって、事故の未然防止に努めることが重要です。安全管理の徹底は、製造現場全体のリスク低減と製品の品質保証に直結するため、半導体製造業界において最優先の課題となっています。
半導体製造においては、使用済みの化学薬品やその反応生成物が大量に発生するため、これらの廃棄物を適切に処理することは、企業活動における環境負荷の低減や法規制遵守の観点から非常に重要です。
半導体製造においては、使用済みの化学薬品やその反応生成物が大量に発生するため、これらの廃棄物を適切に処理することは、企業活動における環境負荷の低減や法規制遵守の観点から非常に重要です。
特に、危険廃棄物として分類される化学薬品は、従来の廃棄物処理方法では十分に対応が難しく、最新の処理技術やリサイクルシステムの導入が求められています。環境規制が厳しくなる中で、廃棄物処理の効率化と安全性の向上は、企業の持続可能な成長を支える基盤となり、製造プロセス全体の信頼性向上にも寄与する重要な要素です。
化学薬品は、その反応性や腐食性の特性から、クリーンルーム内の装置や配管、タンクなどにダメージを与えることが知られています。
長期間にわたって化学薬品が使用される環境では、これらの設備の腐食や劣化が進行し、定期的なメンテナンスや修理が必要となる場合が多く、結果として生産ライン全体の稼働率や効率が低下するリスクが生じます。
設備の耐食性を高めるための材料選定や表面処理技術の導入、また、定期的な点検による予防保全の徹底は、製造プロセスの安定性と長期的なコスト削減につながり、半導体製造現場における品質管理の一環として非常に重要な対策となります。
半導体製造は、日本の地域経済の活性化に大きく貢献する重要な産業です。しかし近年では、原材料価格の高騰や光熱費の増加、さらに円安の影響により、各企業の努力だけでは乗り越えられない厳しい状況が続いています。
私たちのメディアは、こうした課題に対して有効なソリューションである「KOACH」の魅力や価値を、より多くの方々に届けることを目的としています。KOACHの認知拡大と導入促進を通じて、業界全体の変革と地域経済のさらなる発展に貢献していきます。