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半導体におけるタングステンフレームの応用
Mar 27,2026
タングステン製フレームは半導体産業において広く利用されており、その用途は主に高温プロセス、真空環境、薄膜成膜、エッチングおよび拡散といった重要な工程に集中しています。この応用の根幹となる原理は、タングステンが有する優れた特性——すなわち、極めて高い耐熱性、変形に対する耐性、非汚染性、低アウトガス特性および高純度——を活かすことにあるのです。
半導体製造におけるタングステンフレームの主な用途：
1. ウェーハコーティング / PVD（物理気相成長）
これは、タングステンフレームの最も典型的な用途の一つです。
ウェハーキャリア、治具、シャドウマスクおよびシールドリングとして使用されます。
スパッタリングプロセス中（例えば、アルミニウム、銅、チタン、窒化チタンなど）には、ウェハーを固定し、エッジ部での不均一な被膜形成を防止します。
要求事項：高純度タングステン（W ≥ 99.95％）；高温下でも不純物を放出せず、ウェハを汚染しないこと。
2. CVD／エピタキシー／高温拡散炉
高温炉の炉管内では、タングステン製フレームがボート、支持体および搬送フレームとして機能します。
彼らは、酸化、アニーリング、ドーピング、エピタキシー成長などのプロセスを通じてウェハーを搬送します。
運転温度は通常、800℃から1200℃、あるいはそれ以上に達します。
タングステンは、高温下でも高い強度、軟化に対する耐性および低い熱膨張係数を示し、ウェハの反りや位置ずれの発生を防止します。
3. MOCVD装置
タングステン製部品は、LEDチップおよびパワー素子のエピタキシャル成長において広く使用されています：
タングステン製のフレーム、トレイ、および台座。
サファイアまたはSiC基板の支持に使用されます。
これらは高温耐性、耐腐食性および反応ガスに対する化学的不活性を備えており、これによりエピタキシャル層の品質が確保されます。
4. エッチング装置および真空チャンバー部品
乾式エッチングチャンバー内では：
タングステン製フレームは、遮蔽部品、ライナー、電極フレームおよびクランプリングとして使用されます。
それらはプラズマの衝突に耐え、フッ素系または塩素系エッチングガスによる腐食にも耐性を示します。
高純度タングステンは金属汚染を防止し、その結果、高いプロセス歩留まりを確保します。
5. イオン注入および熱処理治具
ウェーハクランプフレーム、ヒートシンク、およびシールドカバー。
タングステンの高密度を活かし、これらの部品は高エネルギーイオンを遮蔽し、散乱による汚染を最小限に抑えます。
タングステン合金製フレームは、急速熱処理（RTP）装置にも広く使用されています。
6. 半導体パッケージング／セラミックパッケージング
セラミックパッケージおよび集積回路アセンブリに使用されるタングステン製リードフレームおよび補強フレーム。
タングステンの熱膨張係数（CTE）はセラミックスやガラスの熱膨張係数に非常に近いため、パッケージの割れを防止します。
優れた気密性と高い機械的強度を備えているため、高信頼性デバイス（例：航空宇宙・航空・軍事用途）に採用されています。
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