ウェーハ洗浄装置市場は、2023年の101億米ドルから2028年には165億米ドルに達し、2023年から2028年の間に10.4%のCAGRが予測されています。
ウェハとは、半導体材料から作られた薄片または基盤のことで、集積回路（IC）の製造に不可欠なエレクトロニクス分野です。これらのウェハは、シリコンのような非常に純度が高く欠陥のない物質を使用して綿密に製造されます。デバイスに組み込まれる前に、これらのウェハは入念な化学洗浄を受けます。枚葉式スプレーシステム、枚葉式極低温システム、バッチ式浸漬洗浄システム、バッチ式スプレー洗浄システム、スクラバーなど、自動、半自動、手動の多様なウェハー洗浄機があります。洗浄装置の選択は、ウェーハサイズ、汚染物質の性質、スループット要件、対象デバイスの構成などの要因によって決まります。
ウェーハ表面に付着した不純物を除去し、半導体デバイスに適した状態にします。ウェーハクリーニングツールは、シリコンウェーハ、化合物半導体デバイスウェーハ、MEMS、フラットパネルディスプレイ、ハードディスクドライブ用リード/ライトヘッド、フォトマスク、プリント回路基板（PCB）などに使用されています。MEMS、CIS、メモリー、RFデバイス、LED、インターポーザー、ロジックなど、さまざまな用途でウェハーの需要が高まっています。ウェーハの需要が増加するにつれ、ウェーハの製造および洗浄プロセスを徹底的かつ効率的に行うために、ウェーハ洗浄装置の採用が増加しています。
ウェーハ洗浄装置市場は、枚葉式スプレー装置、枚葉式極低温装置、バッチ式浸漬洗浄装置、バッチ式スプレー洗浄装置、スクラバーなどの装置タイプ別に分類されます。
市場動向
促進要因 AI搭載サーバによるメモリデバイスの需要拡大
近年、さまざまな用途で人工知能（AI）の採用が急増しています。ChatGPTのようなAIベースのチャットボットの人気の高まりに起因する絶えず成長しているジェネレーティブAI市場は、ジェネレーティブAI市場の成長を促進する主な要因です。そのようなAIベースのチャットボットの人気の高まりは、メモリとストレージデバイスの需要を促進し、その後、特に今後5年間の平均販売価格（ASP）の傾向を改善すると予想されます。また、メモリやストレージデバイスの価格動向の改善は、メモリやストレージデバイスのメーカーが過剰在庫を削減するのに役立つと予想されます。メモリベースのデバイスの採用が拡大し、それに伴いメモリデバイスの出荷が世界的に増加することで、半導体産業の成長が促進され、ウェーハ洗浄装置の市場成長に拍車がかかると予想されます。
阻害要因 ウェーハ洗浄時の有害化学物質の排出による環境問題への懸念
ウェーハ洗浄は、半導体デバイスの製造工程で最も頻繁に行われるステップの1つです。しかし、デバイスの微細化とそれに伴う寸法縮小の傾向は、不純物レベルの増加をもたらしました。ウェハー製造および洗浄工程では、アンチモン（Sb）、三酸化アンチモン（SbO3）、五フッ化ヒ素（AsF5）、ヒ素（As）、三塩化ホウ素（BCl3）、三フッ化ホウ素（BF3）、塩素（Cl）、ゲルマン（GeH4）、硫化水素（H2S）、過酸化水素（H2O2）、酸化炭素などの有毒な化学物質や酸が使用されます。これらの化学薬品はすべて有害で有毒であり、人の健康や環境に悪影響を及ぼします。そのため、管理された環境で使用する必要があります。さらに、ウェーハの損傷や汚染を除去するために一般的に使用される洗浄技術であるウェットケミカル洗浄プロセスでは、環境に有害な化学薬品や酸を大量に使用します。しかし、技術の進歩や、プラズマ洗浄、短波長、紫外線照射などのドライ洗浄プロセスなどの代替技術の出現により、長期的にはウェハー洗浄が環境に与える悪影響の軽減が期待されています。
チャンス 技術の進歩
近年、化合物半導体技術に関連するいくつかの技術的進歩が見られます。例えば、GaN半導体デバイスは、様々なアプリケーションでの需要を牽引するいくつかの技術的進歩を目の当たりにしてきました。有機金属気相成長(MOCVD)や分子線エピタキシー(MBE)などのGaN結晶成長技術の進歩は、その製造工程に導入されています。これらの技術は、より低い欠陥密度で高品質のGaN材料を提供します。一方、GaN-on-GaN 技術は、GaN 半導体デバイスに高い耐圧性とスケーラビリティを持たせることができるため台頭しつつあります。化合物半導体デバイスに関する絶え間ない技術進歩は、トランジスタ、ダイオード、増幅器、ICなどのディスクリートおよび集積半導体デバイスの生産急増を生み出し、ウェーハ洗浄の必要性を高めると予想されます。
課題 米国における新工場の建設スケジュールの長期化
新ファブの開発には、どの国でも約2～4年かかります。しかし、米国では、日本、中国、台湾よりも新ファブ開発に要する日数が長い。米国には、新しい半導体製造施設を建設する際に遵守しなければならない、連邦政府によって施行されたいくつかの環境・衛生・安全（EHS）規制があります。この規制は環境への悪影響を減らすのに役立っていますが、米国における新しい先端製造施設の建設ペースを著しく低下させています。従来は、大気浄化法（1970年）やその他の有害廃棄物規制が、新しい製造施設の開発時に遵守される主要な規制でした。しかし、環境品質審議会（CEQ）の国家環境政策法（NEPA）と2022年のCHIPS法の成立により、これらの規制は連邦政府から資金提供されるすべてのプロジェクトに適用されるため、米国での新しい製造施設の建設にかかる時間はさらに長くなりました。米国における政府の厳しい規制は、同国における新しい製造施設の建設にかかる時間を大幅に増加させると予想されます。
予測期間中、ウエハー洗浄装置市場で最も高いCAGRで成長すると予想される枚葉式スプレーシステム
ウェーハ洗浄プロセスでは、汚染や不純物がデバイスの性能に悪影響を及ぼします。高品質のデバイスを得るためには、半導体製造中にこれらの汚染や不純物を除去する必要があります。10年ごとにデバイスの寸法は縮小しており、洗浄中にデバイスに加わる機械的な力にさらされやすくなっています。枚葉式スプレー洗浄システムは、最小限のダメージで不純物を除去することができる非常に有望な洗浄システムです。この洗浄システムでは、固定されたスプレーカラムに枚葉式ウェーハをセットし、SC-1、SC-2、脱イオン水などの薬液のミストにウェーハを曝します。このプロセス中、ウェハはスピンされ、リンスされます。紡糸後、ウェハは窒素（N2）雰囲気で乾燥されます。これらのシステムは非常に高価ですが、ウェハへのダメージを最小限に抑え、効果的な洗浄が期待できます。
2022年、ウェーハ洗浄装置市場で最大のシェアを占めるのはメモリ用途。
ダイナミック・ランダム・アクセス・メモリ（DRAM）、シンクロナス・ダイナミック・ランダム・アクセス・メモリ（SDRAM）、フラッシュ・メモリ（NANDまたはNOR）など、多様な形態のメモリは、コンピュータ、ノートパソコン、デジタル音楽プレーヤー、ゲーム機器、モバイル・インターネット機器などに応用されています。メモリー・チップの製造には、まずウェハーの裏面全体を洗浄する工程があり、その後、チップをウェハーに組み込みます。このウェハは、ウェハ洗浄装置によって洗浄されます。現在、NAND型フラッシュメモリはモバイル機器に広く使われています。メモリの寸法がナノスケールまで小さくなるにつれ、シリコンウェーハの洗浄と欠陥の除去は、品質と効率を向上させるための極めて重要な課題となっています。メモリは繊細であるため、精密な洗浄が不可欠であり、洗浄が不十分だと適切な機能が損なわれる可能性があります。
予測期間中、アジア太平洋地域の市場シェアが最も高い見込み
過去40年半の間、アジア太平洋（APAC）地域は半導体装置分野で大きな影響力を行使し、その軌道を顕著な形で形成してきました。1970年代以降のカリフォルニアのシリコンバレーの発展は、APAC地域の関係者による支援に負うところが大きい。
今後の予測期間においても、APAC地域はウェーハ洗浄装置市場で優位な地位を維持すると予測されています。この優位性は、中国における費用対効果の高い労働力の利用可能性、台湾における製造設備の革新と強化における躍進、日本における半導体装置製造能力の継続的な進歩など、いくつかの要因に起因しています。これらの要因は総体的に、アジアの半導体産業の実力を強化する様々な最先端の利点に貢献しています。APAC地域のウェーハ洗浄装置市場は、主に台湾、韓国、日本、中国の主要企業が牽引しています。中でも韓国と台湾は、2022年現在、ウェーハ洗浄装置市場の世界的なトップランナーとして台頭してくると予想されています。
主要企業
ウェーハ洗浄装置メーカーの主なプレーヤーには、SCREENホールディングス株式会社（日本）、東京エレクトロン株式会社（日本）、株式会社日立製作所（日本）が含まれます。(日本）、東京エレクトロン株式会社（日本）、アプライドマテリアルズ株式会社（米国）、LAM Research Corporation（米国）、芝浦メカトロニクス株式会社（日本）、PVA TePLA AG（ドイツ）、Entregris Inc、 (米国）、SEMES（米国）、Modutek.com（日本）、Veeco Instruments Inc.（米国）、東邦テクノロジー（米国）、ULTRON SYSTEMS, INC.（米国）、Akrion Technologies（米国）、Axus Technology（米国）、芝浦メカトロニクス（日本）など。これらの企業は、製品投入、買収、パートナーシップなどの有機的・無機的な成長戦略を駆使し、市場での地位を強化しています。
本調査では、ウェーハ洗浄装置市場を、ハードウェア、ソフトウェア、サービス、業種、地域に基づいて、地域レベルおよび世界レベルで区分しています。
セグメント
サブセグメント
装置タイプ別
枚葉式スプレーシステム
枚葉式低温システム
バッチ浸漬洗浄装置
バッチ式スプレー洗浄装置
スクラバー
ウェーハサイズ別
150mm以下
200 mm
300 mm
アプリケーション別
MEMS
CIS
メモリ
ロジック
RFデバイス
LED
インターポーザー
その他
地域別
北米
欧州
アジア太平洋
その他の地域
東京エレクトロン株式会社は、2023年7月に山梨県穂坂事業所内に新開発棟を竣工します。これにより技術開発力を強化し、半導体市場の発展に不可欠な製品の成長をサポートします。
株式会社SCREENホールディングスは、半導体製造装置専用の新工場（エスキューブ4）を2023年1月に竣工しました。既存の彦根事業所内に建設したもので、同社の半導体製造能力が大きく発展することになります。
2022年12月、世界最高水準のスループットと独自の洗浄技術を搭載した枚葉式洗浄装置「SU-3400」を発表。同装置は、6段に積み重ねたタワーと小型の洗浄チャンバーを備えた革新的な設計により、設置面積を30％削減。24チャンバーを搭載し、1時間当たり最大1,200枚の高い実用処理能力を実現します。
株式会社SCREENセミコンダクターソリューションズとimecは、2022年12月に共同開発契約を更新し、先進的かつ持続可能な技術の共同開発を進めています。本提携は、SCREEN のウェーハ洗浄技術と、imec のナノエレクトロニクスおよびデジタル技術を活用したものです。
2022年11月、ラム・リサーチ・コーポレーションは、ウェットプロセス半導体装置の世界的プロバイダーであるSEMSYSCO GmbHをGruenwald Equityおよびその他の投資家から買収しました。この買収により、特にハイパフォーマンス・コンピューティング（HPC）、人工知能（AI）、その他のデータ集約型アプリケーションに対応する最先端のロジックチップやチップレットベースのソリューションに適した高度なパッケージングにおけるラムの能力が強化されました。
【目次】
1 はじめに （ページ – 31）
1.1 調査目的
1.2 市場の定義
1.3 調査範囲
1.3.1 調査対象および除外項目
1.3.2 対象市場
1.3.3 対象地域
1.3.4 考慮した年数
1.4 通貨
1.5 パッケージのサイズ
1.6 制限事項
1.7 利害関係者
1.8 変更点のまとめ
1.9 景気後退の影響
2 調査方法 （ページ – 36）
2.1 調査データ
図1 ウェーハ洗浄装置市場：調査デザイン
2.1.1 二次データ
2.1.1.1 二次ソースからの主要データ
2.1.1.2 主な二次情報源
2.1.2 一次データ
2.1.2.1 一次情報源の主要データ
2.1.2.2 サプライサイド全体の一次調査参加者
2.1.2.3 一次インタビューの内訳
2.1.2.4 主要な業界インサイト
2.1.3 二次調査および一次調査
2.2 市場規模の推定
図2 市場規模推計方法：アプローチ1（供給側）： ウェーハ洗浄装置市場における主要プレイヤーの収益
図3 市場規模推定手法：アプローチ2（供給側）： ウェーハ洗浄装置市場における主要プレイヤーの収益推計図
図4 市場規模推定手法：アプローチ3（需要側）：ボトムアップアプローチによる地域別ウェーハ洗浄装置市場規模の推定
2.2.1 ボトムアップアプローチ
2.2.1.1 ボトムアップアプローチによる市場規模の推定
図5 市場規模推定手法：ボトムアップアプローチ
2.2.2 トップダウンアプローチ
2.2.2.1 トップダウンアプローチによる市場規模の推定
図6 市場規模推定手法：トップダウンアプローチ
2.3 市場シェア算出
2.4 データ三角測量
図7 データ三角測量
2.5 リスク評価
表1 リスク要因分析
2.5.1 景気後退のGDPへの影響
2.6 調査の前提条件と限界
2.6.1 調査の前提
2.6.2 調査の限界
3 EXECUTIVE SUMMARY（ページ数 – 51）
図8 ウェーハ洗浄装置市場、2019年～2028年
図9 バッチ式スプレー洗浄装置がウェーハ洗浄装置市場の最大シェアを占める（装置タイプ別、2028年
図10 予測期間中、300mmウェーハがウェーハ市場を支配
図11 予測期間中、アプリケーション別ウェーハ洗浄装置市場はメモリデバイスがリード
図12 2023年から2028年にかけてウェーハ洗浄装置の世界市場ではアジア太平洋地域が最も高いCAGRを記録
4 PREMIUM INSIGHTS (ページ – 55)
4.1 ウェーハ洗浄装置市場におけるプレーヤーの魅力的な機会
図13 3D電子機器の普及がウェーハ洗浄装置の需要を押し上げる見通し
4.2 ウェーハ洗浄装置市場：装置タイプ別
図14 バッチスプレー洗浄システムが2023年にウェーハ洗浄装置市場で最大シェアを獲得
4.3 ウェーハ市場：ウェーハサイズ別
図15 2023年に300mmウェーハが最大シェアを占める
4.4 ウェーハ洗浄装置市場：アプリケーション別
図16 2023年にはメモリデバイスがウェーハ洗浄装置市場で最大シェアを獲得
4.5 アジア太平洋地域のウェーハ洗浄装置市場：アプリケーション別、国別
図17 2022年のアジア太平洋地域のウェーハ洗浄装置市場は、メモリデバイスと中国がアプリケーション別、国別でそれぞれ最大シェアを獲得
5 市場概観（ページ数 – 58）
5.1 はじめに
5.2 市場ダイナミクス
図 18 市場ダイナミクス：ウェーハ洗浄装置市場
5.2.1 推進要因
5.2.1.1 様々な産業でMEMS技術の採用が増加
5.2.1.2 AIベースのサーバーから卓越した速度と精度を備えたメモリデバイスへの需要の高まり
5.2.1.3 電気自動車の使用の増加
図19 電気自動車販売データ、2019年～2023年（百万台）
5.2.1.4 5G技術の採用急増
図20 5Gモバイル契約数、2019年～2028年（百万ユニット）
図21 ドライバがウェーハ洗浄装置市場に与える影響分析
5.2.2 阻害要因
5.2.2.1 ウェーハ洗浄時の有害化学物質の排出による環境問題
図22 ウェーハ洗浄装置市場における阻害要因の影響分析
5.2.3 機会
5.2.3.1 3次元ICの普及拡大
5.2.3.2 技術的に高度な半導体デバイスの採用増加
5.2.3.3 IoTアプリケーションにおけるシリコンベース半導体デバイスの採用増加
図23 ウェーハ洗浄装置市場における機会の影響分析
5.2.4 課題
5.2.4.1 世界の半導体工場における水不足の可能性
5.2.4.2 厳しい規制のため、米国の新しい半導体工場に関連する建設期間の長期化
図24 ウェーハ洗浄装置市場における課題の影響分析
5.3 サプライチェーン分析
図25 ウェーハ洗浄装置のサプライチェーン分析
表2 エコシステムにおける参入企業と役割
5.4 エコシステムのマッピング
5.4.1 ウェーハ洗浄装置のエコシステム分析
図26 ウェーハ洗浄装置のエコシステム
5.4.2 ウェーハ洗浄ステップ（RCAクリーンプロセス）
5.4.2.1 最初のステップ（SC-1）： 有機物とパーティクルの洗浄
5.4.2.2 第2ステップ 酸化膜剥離
5.4.2.3 第3ステップ(SC-2)： イオン洗浄
5.4.2.4 洗浄・乾燥（オプションプロセス）
図27 ウェハー洗浄の目的
表3 ウェーハ洗浄アプリケーションで使用される溶液/混合物/化合物
5.5 技術動向
5.5.1 ピラニアエッチング洗浄
5.5.2 メガソニック洗浄
5.5.3 オゾン洗浄
5.6 指標価格分析
表4 枚葉式スプレーシステムの参考価格
表5 ウェハー洗浄に使用される薬品の参考価格
5.7 特許分析
表 6 2012 年 1 月～2022 年 12 月に出願された特許と付与された特許
図 28 ウェーハ洗浄装置の特許取得数（2012～2022 年
図 29 特許出願件数の多い上位 10 社（2012 年 1 月～2022 年 12 月
表 7 特許所有者上位 20 社（2012 年 1 月～2022 年 12 月
5.8 ポーターの5つの力分析
図 30 ウェーハ洗浄装置市場：ポーターの 5 力分析（2022 年
図31 ウェーハ洗浄装置市場におけるポーターの5つの力の影響分析（2022年
表8 ウェーハ洗浄装置市場：ポーターの5つの力分析（2022年
5.8.1 新規参入の脅威
5.8.2 代替品の脅威
5.8.3 供給者の交渉力
5.8.4 買い手の交渉力
5.8.5 競合の激しさ
5.9 主要ステークホルダーと購買基準
5.9.1 購入プロセスにおける主要ステークホルダー
図 32 ウェーハ洗浄装置の購買プロセスにおける関係者の影響（ウェーハサイズ別
表9 ウェーハ洗浄装置の購入プロセスにおける関係者の影響（ウェーハサイズ別）
5.9.2 購入基準
図33 ウェーハ洗浄装置の主な購入基準（ウェーハサイズ別
表10 ウェーハ洗浄装置の主な購入基準（ウェーハサイズ別
5.10 ケーススタディ
5.10.1 エコ・スノー・システムズがオーエンズ・デザインと共同で不純物を除去する300mmウェーハ洗浄プラットフォームを開発
5.10.2 ウェーハ洗浄装置の大手プロバイダーがティスモ・テクノロジー・ソリューションズと共同でプラズマ洗浄用HMIシステムを開発
5.11 貿易データ分析
表11 主要国の半導体製造装置の輸出データ（2018～2022年）（百万米ドル
図34 主要国における半導体製造装置の輸出額（2018～2022年
表12 主要国の半導体製造装置の輸入データ、2018-2022年（百万米ドル）
図35 主要国の半導体製造装置の輸入額、2018-2022年
5.12 関税と規制の状況
5.12.1 関税
表13 米国が輸出する半導体製造装置のmfn関税
5.12.2 規制機関、政府機関、その他の組織
5.12.2.1 北米
5.12.2.2 欧州
5.12.2.3 アジア太平洋
5.12.2.4 欧州
5.12.3 規制
5.12.4 規格
5.13 顧客ビジネスに影響を与えるトレンド／混乱
図36 ウェーハ洗浄装置市場の収益シフトと新たな収益ポケット
5.14 主要な会議とイベント（2023～2024年
表14 ウェーハ洗浄装置市場：会議・イベント一覧
6 ウェーハ洗浄装置の動作モード (ページ数 – 86)
6.1 導入
6.2 自動
6.3 半自動
6.4 手動
7 排水洗浄に使用される技術とプロセス （ページ – 87）
7.1 導入
7.2 湿式化学洗浄
図 37 湿式化学洗浄プロセス
7.2.1 湿式洗浄工程におけるHF酸溶液の使用
7.2.2 湿式洗浄における硫酸の使用
7.2.3 RCA洗浄プロセス
7.2.4 代替洗浄プロセス
7.3 気相乾燥洗浄
7.3.1 気相洗浄
7.3.2 プラズマ剥離洗浄
7.4 水洗浄
図38 標準的なウェーハ洗浄プロセス
7.4.1 フェオール洗浄
7.4.2 水系ベオール洗浄
7.5 極低温エアロゾルと超臨界流体洗浄
7.6 新興技術
7.6.1 レーザー洗浄技術
7.6.1.1 乾式レーザー洗浄
7.6.1.2 スチームレーザー洗浄
7.6.2 水性ベースの新技術
7.6.2.1 泡／バブル洗浄
7.6.2.2 浸漬圧脈動洗浄
7.6.2.3 スプレー圧力脈動洗浄
7.6.3 化学薬品ベースの新技術
7.6.4 乾式粒子除去技術
7.6.4.1 液体クラスター
7.6.4.2 ノンプローブ洗浄
…
【本レポートのお問い合わせ先】
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レポートコード：SE 1235
