なぜウェーハボックスには 25 枚のウェーハが入っているのですか?

洗練された現代テクノロジーの世界では、ウエハースシリコンウェーハとしても知られる、半導体産業の中核コンポーネントです。マイクロプロセッサ、メモリ、センサーなどのさまざまな電子部品を製造するための基盤であり、1枚のウエハには無数の電子部品の可能性が秘められています。では、なぜよく 25 枚のウェーハが箱に入っているのを目にするのでしょうか?実はこの背後には科学的考察と工業生産の経済学があります。

1箱にウエハースが25枚入っている理由が明らかに

まず、ウェーハのサイズを理解します。標準的なウェーハ サイズは通常 12 インチと 15 インチであり、さまざまな生産装置やプロセスに適応するためです。12インチウェーハは、より多くのチップを収容でき、製造コストと効率のバランスが比較的取れているため、現在最も一般的なタイプです。

「25個」という数字は偶然ではありません。ウェーハの切断方法とパッケージング効率に基づいています。各ウェーハが製造された後、それを切断して複数の独立したチップを形成する必要があります。一般的に言えば、12インチウェーハ数百、あるいは数千のチップを切断することができます。ただし、管理や輸送を容易にするため、これらのチップは一定の数量で包装されることが多く、多すぎず、輸送中に十分な安定性を確保できる 25 個の数量が一般的に選択されます。

さらに、25 個という数量は、生産ラインの自動化と最適化にも役立ちます。バッチ生産により、1個当たりの加工コストが削減され、生産効率が向上します。同時に、25 枚入りウェーハボックスは保管と輸送の際に操作が簡単で、破損のリスクが軽減されます。

技術の進歩に伴い、一部のハイエンド製品では、生産効率をさらに向上させるために、100 個や 200 個など、より多くのパッケージ数が採用される場合があることに注意してください。ただし、ほとんどの消費者グレードおよびミッドレンジ製品では、25 枚入りウェーハ ボックスが依然として一般的な標準構成です。

要約すると、通常、ウェーハの箱には 25 枚が入っており、これは半導体業界が生産効率、コスト管理、物流の利便性の間で見出しているバランスです。テクノロジーの継続的な発展により、この数値は調整される可能性がありますが、その背後にある基本的なロジック、つまり生産プロセスの最適化と経済的利益の向上は変わりません。

12 インチ ウェーハ ファブは FOUP と FOSB を使用し、8 インチ以下 (8 インチを含む) はカセット、SMIF POD、ウェーハ ボート ボックス、つまり 12 インチを使用します。ウェーハキャリア総称してFOUPと呼ばれ、8インチはウェーハキャリア総称してカセットといいます。通常、空の FOUP の重さは約 4.2 kg、25 枚のウェーハを充填した FOUP の重さは約 7.3 kg です。
QYResearch研究チームの調査と統計によると、世界のウェーハボックス市場の売上高は2022年に48億元に達し、2029年には77億元に達し、年平均成長率（CAGR）は7.9％になると予想されている。製品種類別では半導体FOUPが市場全体の約73％と最大のシェアを占めています。製品用途としては12インチウエハが最も多く、次いで8インチウエハとなっている。

実際、ウェーハ製造工場でのウェーハ搬送用の FOUP など、ウェーハキャリアにはさまざまな種類があります。シリコンウェーハ製造工場とウェーハ製造工場間の輸送用の FOSB。カセットキャリアは工程間の搬送や工程との併用が可能です。

オープンカセット
オープンカセットは主にウエハ製造における工程間の搬送や洗浄工程で使用されます。 FOSB、FOUP、その他のキャリアと同様に、通常、耐熱性、優れた機械的特性、寸法安定性、耐久性、帯電防止性、低ガス放出、低沈殿性を備え、リサイクル可能な材料が使用されます。ウェーハサイズ、プロセスノード、プロセスごとに選択される材料も異なります。一般的な材質は、PFA、PTFE、PP、PEEK、PES、PC、PBT、PEI、COPなどです。製品の容量は通常25個で設計されています。

オープンカセットは対応するものと組み合わせて使用​​できます。ウエハカセットウェーハの汚染を軽減するためのウェーハの保管およびプロセス間の輸送用の製品です。

OPEN CASSETTE は、カスタマイズされたウェーハ ポッド (OHT) 製品と組み合わせて使用​​され、ウェーハ製造とチップ製造のプロセス間の自動伝送、自動アクセス、およびより密封された保管に適用できます。

もちろんOPEN CASSETTEをそのままCASSETTE製品にすることも可能です。製品「ウエハ輸送箱」は下図のような構造となっております。ウェーハ製造工場からチップ製造工場までのウェーハ搬送ニーズに対応します。 CASSETTEおよびそれを派生した製品は、基本的にウェーハ工場やチップ工場の各工程間の伝送、保管、工場間搬送のニーズに対応します。

フロントオープンウェーハ輸送ボックス FOSB
フロントオープンウェーハ輸送ボックス FOSB は、主にウェーハ製造工場とチップ製造工場間の 12 インチウェーハの輸送に使用されます。ウェーハのサイズが大きく、清浄度に対する要求が高いため。特殊な位置決めピースと耐衝撃設計を使用して、ウェーハの変位摩擦によって発生する不純物を低減します。原材料は低ガス発生材料で作られているため、ガスが発生してウェーハを汚染するリスクを軽減できます。 FOSBは他の搬送用ウエハボックスに比べて気密性に優れています。さらに、後工程のパッケージングラインの工場では、さまざまなプロセス間のウェーハの保管や搬送にもFOSBを使用できます。

FOSB は通常 25 個に分割されます。自動マテリアルハンドリングシステム (AMHS) による自動保管および取り出しに加えて、手動操作も可能です。

フロントオープンユニファイドポッド

フロントオープニングユニファイドポッド（FOUP）は、主にファブ工場でのウェーハの保護、輸送、保管に使用されます。 12インチウェーハ工場の自動搬送システムの重要なキャリアコンテナです。その最も重要な機能は、各生産マシン間の搬送中に外部環境の塵埃によって汚染され、歩留まりに影響を与えることを避けるために、25 枚ごとのウェーハを確実に保護することです。各 FOUP にはさまざまな接続プレート、ピン、穴があり、FOUP がローディング ポート上に配置され、AMHS によって操作されます。低ガス放出材料と低吸湿材料を使用しているため、有機化合物の放出を大幅に削減し、ウェーハの汚染を防ぐことができます。同時に、優れたシール機能とインフレーション機能により、ウェーハに低湿度環境を提供できます。さらに、プロセス要件を満たし、異なるプロセスやプロセスを区別するために、FOUP を赤、オレンジ、黒、透明などのさまざまな色で設計できます。一般に、FOUP は製造工場の生産ラインと機械の違いに応じて顧客によってカスタマイズされます。

さらに、POUPは、SLOT FOUP、297mm FOUPなどのチップバックエンドパッケージングにおけるTSVやFAN OUTなどのさまざまなプロセスに従って、パッケージングメーカー向けの特別な製品にカスタマイズできます。FOUPはリサイクル可能であり、その寿命は長くなります。 2〜4年の間。 FOUP メーカーは、汚染された製品の再使用に対応するための製品洗浄サービスを提供できます。

非接触型横型ウェーハシッパー
非接触横型ウェーハシッパーは、下図に示すように、主に完成ウェーハの輸送に使用されます。インテグリスの輸送ボックスはサポート リングを使用して保管および輸送中にウェーハが接触しないようにし、不純物の汚染、磨耗、衝突、傷、脱ガスなどを防ぐために良好な密閉性を備えています。この製品は主に薄型 3D、レンズ、またはバンプウェーハ、その応用分野には 3D、2.5D、MEMS、LED、パワー半導体が含まれます。この製品には 26 個のサポート リングが装備されており、ウェーハ容量は 25 枚 (異なる厚さ)、ウェーハ サイズには 150mm、200mm、300mm があります。