レポート

21 世紀型生産システム〜 微細加工ファブシステムを中心に 〜

2008 年 11 月 25 日

ファブシステム研究会

本レポートの編纂にあたって

本レポートの編纂にあたって

欧米型グローバル金融システムが崩壊し、一方で資源の地球規模での制約が現実化してきた今、消費の無限拡大を追い求めることは許されない行為となりつつある。生産規模拡大を前提とせず、必要なものを必要な時に必要なだけ生産する、持続可能な生産システムへの変革の時が到来したのである。
その具体的な未来システムの一つは、生産規模が最小単位の小さな工場〜ミニマル
生産システム〜である。特に、大規模過剰生産システムに苦しんでいる半導体産業は、それを早急に応用すべき産業であるといえる。
では、何をなせば、その小さな工場は実現されるのか。私はそれを、90 年代、局
所クリーン化リサーチシステムを独自開発した時点からずっと考え続けてきた。
モノの生産単位を最小化するということは、半導体の場合、突き詰めれば、商品である集積回路チップ１個を作り込むのに十分な大きさのとても小さなウェーハを用いて製造することに帰着する。そうなると、製造装置は 30cm 角に縮小され、ファブ
は 1 ラインがルームサイズとなる。
現状、生産システムは大量生産型である。工場投資額の肥大化が極まり、ビジネスとしてペイしないモデルとなりつつあるが、それが現時点で唯一の基幹システムであることに変わりはない。地球環境と消費者を主とする 21 世紀型へ革新を遂げるには、
まず、量産システムの課題を洗い出し、それを自己認識することから始めなくてはならない。
ファブシステム研究会は、この問題意識の元に、産総研主導で設置された。
ご協力をお願いした企業 16 社 2 大学の委員は、現状の生産システムにほころびが生じていることを肌で感じている、生産工場の産業人が中心である。本レポートに掲載した多数の委員コメントは、現状打破への問題意識に満ちている。この重大なレポー
トが僅か５ヶ月で発行できたことは、時宜を得ている証左である。
次ページの提言をご覧頂きたい。そこには、これからのファブシステム構築へ向けての基本方針が示されている。提言への取り纏め過程であるオープンディスカッショ
ンにおいては、量産システムに内在する課題抽出の議論に始まり、量産システム細部のムダ取りの具体的取り組み例から、環境負荷低減対策事例まで、これまでほとんど知られていなかった、実際の工場での課題克服のための改善努力、すなわち持続的イ
ノベーションの実相が多方面から語られている。これらの努力を超えて、死の谷を克服し、破壊的イノベーションとしてのミニマルファブの実現へ踏み出すためには、コンセプトの構築とリアルタイムなユーザとの対話が重要であると考える。本レポート
を通して映し出されるファブシステム研究会の活動全体は、その実例でもある。我々の活動は、産官学連携の真の具体的一手法として捉えることができるであろう。
21 世紀型生産システム創造へ向けての橋頭堡として、本レポートが幅広い産業において参照されるようになれば、それに勝る喜びはない。
平成 20 年 11 月 25 日

独立行政法人 産業技術総合研究所
ファブシステム研究会 代表 原 史朗

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提言

21 世紀型生産システムに関する提言〜微細加工ファブシステムを中心に〜
平成 20 年 11 月 25 日
ファブシステム研究会
20 世紀、大量生産・大量消費という手法は、商品単価を下げ、人々を広く物質面で潤すと同時に経済的発展を成し遂げるものとして、我々はそれを推進してきた。ただし、それは、生産と消費に制約のない拡大を前提としたものであった。そのため、消費規模拡大が行き詰まると、大量生産を続ける生産者との間に、量的質的な乖離を生じることとなる。20 世紀の末に、欧米工業化社会でこのシステムが飽和を来すと、市場の再拡大を求めて、地球全域へのシステムのグローバル化が興った。ところが、早、今世紀初めには、大量消費は地球規模で広く行き渡ってしまった。それだけではない。資源とエネルギー供給の制約が現れ、また人類全体の活動が地球環境へ及ぼす影響が無視できなくなってきた。サブプラ
イム問題は、この手法がついに行き詰まったことを証明しつつある。グローバル金融システムの破綻とともに、生産拠点への巨大投資は、その貸し手が消えて無くなったことで、より一層非現実性を増し、マネーゲームとしての勝ち組が誰もいなくなる状況を現出しようとしている。
今後は、持続可能社会の根幹となるべき、持続可能産業を構築して行かなければならない。持続可能産業の中でも特に製造業に対しては、持続可能な生産システムを創造してゆくことが求められる。
持続可能な生産システムとは何か。それは、規模拡大を前提とせず、社会が必要とするものを必要なだけ作り出す、地球と消費者を主とするシステムである。従来、新技術は、量産性・高機能性を強化する技術を中心として開発され、より巨大化した新設工場に対して導入されてきた。コストダウン要求が強くなるフェーズでは、生産単位の大型化が図られ、工場の肥大化を加速した。しかし、今後の持続可能産業においては、既存工場において付加価値を高めるべく、高効率化・高機能化に加え環境負荷を低減する新技術群を導入する、いわばレトロフィット手法が重要になる。それと同時に、より理想的にムダを省いた、最小単位の生産システム〜これを我々はミニマルシステムと呼ぶ〜それを創りだし活用して行くべきである。
大量生産・大量消費を推し進めてきた典型的産業として、半導体産業がある。
我々は、この半導体産業を持続可能産業として革新するための取り組みを打ち出し、それを推進する
ため、ファブシステム研究会を立ち上げた。研究会では、主に " ファブ " と呼ばれるこの半導体系集積回路工場を典型事例として、今後想定される工場の姿を検討し、その量産性と特徴からファブタイプを４つに多様化分類した。
(1) 生産単位の大型化（450mm ファブ )(2) 先端ファブの進化（NGF ※）(3) 既存ファブの進化（レトロフィットファブ）(4) 最小単位の生産システム（ミニマルファブ）
メガファブ競争は最終局面を迎えている。メガトレンドを追う者はその追求の手を緩めてはならない。
また、現在の最先端ファブについては、採算性に課題があり、高効率化は必須課題である。これら既存路線で産業維持が可能な残り少ない時間の中で、我々は、既存ファブのレトロフィット化でより広い生産拠点の活性化を図りつつ、一方で持続可能産業の基幹となるべきミニマルファブの具現化に邁進して行かなければならない。
製造業は、ファブ多様化の必然性を認識し、この量産型からミニマル型に至る、産業システムの健全な変革を目的として、それぞれのファブタイプの強化策を打ち出して行くべきである。

※ NGF: Next Generation Factory Vision from 300mm to 450mm. 実用最大口径のシリコン基板である 300mm ウェー
ハを用いた集積回路製造工場システムを中心に、さらなる大口径化への対応も視野に入れつつ、生産性向上目的の開発項目を検討したロードマップ的な指針案。実際上は、工場内ウェーハ搬送の高効率化などを中心に検討されている。

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目次

目次

1. 本レポートの編纂にあたって原 史朗 ･･･････････････････････････････････････････････････ 2

2. 21 世紀型生産システムに関する提言 〜微細加工ファブシステムを中心に〜
3. 目次････････････････ 3････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････ 4

4. 「半導体を中心としたエレクトロニクスの次なるイノベーションに向けて」金丸正剛
5. ファブシステム研究会 設置趣意書
6. 委員リスト･････････ 5･･････････････････････････････････････････････････････ 6･･････････････････････････････････････････････････････････････････････････ 8

7. オープンディスカッション････････････････････････････････････････････････････････････ 9•「ファブシステム研究会

これまでの活動」 ･･･････････････････････････････････････････11• 各セクション概要･･････････････････････････････････････････････････････････････････14• 各セクション議論･･････････････････････････････････････････････････････････････････20• 第１セッション

流し方・搬送方式････････････････････････････････････････････20• 第２セッション

レトロフィット･･････････････････････････････････････････････34• 第３セッション

局所クリーン化･･････････････････････････････････････････････54• 第４セッション

環境負荷低減････････････････････････････････････････････････84• 第５セッション

ミニマルファブ構想• 第６セッション

まとめ･････････････････････････････････････････115･････････････････････････････････････････････････････142

8. ミニマルファブ構想とその適用可能システムの実状• ミニマルファブ構想 アウトライン• Ｑ＆Ａ････････････････････････････････････171･･････････････････････････････････････････････････173〜ミニマルシステムについて〜･････････････････････････････････････････････174• ミニマルファブ適用可能システムとは何か･･･････････････････････････････････････････182• 事例１ 多品種少量チップ製造システム：「HALCA プロジェクトと今後の展開」津守利郎･･････････････････････････183• 事例２ ハードディスク製造システム：「ＨＤＤ組立ファブの変遷とＨＤＤにおけるミニマルファブ構想
としての多角形クリーンセル生産方式の提案」加藤洋 ････････････････････186• 事例３ MEMS 製造ファブシステム：「MEMS ファンドリ−と人材育成」一木正聡、前田龍太郎･････････････････202• 事例４ 試作ライン：「オンデマンド・ファブシステムとしての産総研ナノプロセシング施設」
秋永広幸 ･･･････････････････････････････････････････････････････････207• 事例５ 研究装置のモジュール化：「研究所にみるオンデマンド化製造装置とレトロフィット化」中野禅9. 委員コメント･･････････････････････････････････････････････････････････････････････221

10. アドバイザーコメント「Fab System 研究会活動に寄せて」景山晃
11. 謝辞･･･････218･･････････････････････256･････････････････････････････････････････････････････････････････････････････258

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半導体を中心としたエレクトロニクスの次なるイノベーションに向けて半導体を中心としたエレクトロニクスの次なるイノベーションに向けて

独立行政法人 産業技術総合研究所
エレクトロニクス研究部門長

金丸 正剛

1958 年の半導体集積回路発明から今年でちょうど当たりの価格低下というメリット自体を再考しなけれ50 年が経過したことになる。その間トランジスタのばならない時期を迎えているのであり、ファンドリと微細化による集積度の増加と生産量の拡大は目覚ましいうビジネスモデル上の改善ではなく技術上での革新

く、情報化社会の中で生活する我々の周囲には、いたが必要だと考える。

るところで集積回路が利用されるようになった。半導半導体産業に対するこれまでの主なユーザニーズは

体産業は今後も欠かすことのできない産業であるが、高度な情報処理を低コストで提供することにあった

これまでと同様に発展し続けるためにはいくつかの課

ため、汎用の CPU とメモリを低コストで作製し、PC

題を克服しなければならない。作製技術に関する最大に代表されるような汎用のシステムを構築し、ソフトの課題はデバイスの微細化限界である。Moore 則をウェアにて個々のニーズにあった情報サービスを提供

維持して集積度を向上させるため、ナノメータサイズ

する方法が主流であった。今後、ユーザニーズの多様のトランジスタ構造においても CMOS が充分な性能化に伴い、適切なハードウェア性能とコスト、ソフトで動作できるように、新材料、新構造の開発が精力的では実現できない機能の付加などが必要となったときに進められている。

に、現在の集積回路製造方式（同一品種、大量生産）

一方、半導体製造ラインへの投資額の増大も半導体では対応できなくなるものと予想される。その際に、産業の成長に大きな影響を及ぼすようになってきてい生産技術としてそれに対応できるものを構築することる。巨額の投資に見合う生産量と利益をあげることのが必要になってくる。また、半導体製造技術は集積回できる製品が限られ、CPU や DRAM でも開発コスト

路作製以外にも MEMS やバイオチップなどの製造技を回収できる半導体製品とは必ずしも言えない状況に術として利用されつつあるが、市場規模がまだ小さい

なりつつある。自動車産業においては、自動車そのもこれらの製品では従来の大量生産方式とはマッチングのの技術的進歩とともに生産技術や生産方式での革新

しないという問題もある。

が産業の成長に繋がっている。たとえば、フォードに本レポートは、これらの問題意識をもちながら、半

よるベルトコンベアによる大量生産方式、トヨタのカ導体を中心としたエレクトロニクス産業が今後も維ンバン方式による生産の効率化がよく知られている例

持、発展するために必要となるファブシステムを提言である。半導体産業においても従来の生産方式を見直することを目的として立ち上げたファブシステム研究

して、新たなユーザニーズに応える、あるいは新たな会の成果である。今後、この提言を産業界に活かすべ

ユーザを獲得することを考える時期に来ていると言えく、産学官が協力してファブシステムイノベーション

よう。ファンダリとファブレスというビジネスモデルに邁進し、もって未来への活路を見いだしてゆくことはまさしく新しい半導体の生産方式として成功した例を願っている。

である。しかしながら、微細化による CMOS 性能向上が飽和しつつある状況では、これまでの 50 年間の半導体産業の成長を牽引してきた、デバイスの微細化と基板の大口径化による、集積回路の性能向上と性能

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ファブシステム研究会 設置趣意書

ファブシステム研究会 設置趣意書
平成 20 年 4 月 1 日設立
発起人 独立行政法人 産業技術総合研究所
半導体システムイノベーション検討会 世話人
原 史朗
1. 目的
２１世紀のあるべきファブシステムを創造するための諸活動を目的とする。
2. 背景
昨今、半導体産業は大量生産性の向上を目的として、投資のメガ競争を繰り広げている。しかし、現実には、生涯生産個数 10 万個平均のシステムオンチップ (SoC チップ ) や本来１個からニーズのあるエンジニアリングサンプルなど、大量生産が必要でない集積回路チップ種が無数にあり、また、コスト高で成立していない各種ユビキタスチップやロボット制御チップなどの仮想的マーケッ
トの具現化が求められている。現在の半導体製造システムは、本来的に大量生産に適しており、このような変種変量向けチップの製造には、CPU 等の大量生産品と比較して、数倍から数百万倍のコストがかかってしまう現実がある。大量生産システム自体を見ても、過去生産性向上に最も寄与してきたウェーハサイズの今後の拡大は、次期 450mm システムの世界開発費が 11 兆円と見積もられたことで、当面頓挫し、この生産性向上の最大の手段を産業として失いかけている。そのような課題を解決し、投資効率と資源生産性及びエネルギー生産性で高い性能を持つ明日の半導体デバ
イス製造システムの成立を目指して、変種変量に適したものづくりシステムを構築すべき時期を迎えている。
さらに、シリコン系集積回路だけでなく、MEMS 系や化合物半導体系なども含め、量産に移行する前段階の手作りファブは、我が国では多数存在している。これらのファブにおいては、過大な量産性を有するシリコン系大量生産システムを流用や改良する以外に、量産化や高効率生産への発展の道がないのが現状である。シリコン系大量生産システムの導入で発生する莫大な研究開発と設備投資は、これらの小さなマーケットでは回収できる見通しが立たない。結果として、ファブの競争力強化を阻害している現状がある。
一方、産業技術総合研究所においては、変種変量生産に適し資源生産性とエネルギー生産性に優れたミニマルマニュファクチャリング（ＭＭ）テクノロジーの研究開発が、個別要素技術開発として以前から進んでおり、このテクノロジーを、小さなファブとして結実させるための、「半導体システムイノベーション検討会」が 2007 年 6 月から立ち上がっている。ファブの変種変量化と投資効率向上という課題に対して、MM テクノロジーと小さなファブという概念は、本質的な解決策となりうる可能性がある。
本研究会は、このような現状とニーズを踏まえ、現状のファブシステムの課題を抽出するとともに、これからのファブシステムの姿を創造する場と位置づけられる。
3. 活動事項

ファブシステム研究会

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ファブシステム研究会 設置趣意書(1) ファブシステムの現状課題を議論し、そこから普遍的課題を抽出する。
(2) 抽出された課題を克服するファブシステムを創造する。
(3) ２１世紀にふさわしいファブのあるべき姿を、広く社会に提案する。

4. 設置期間
平成 20 年 4 月 1 日設置。1 年間の時限とする。情勢を鑑み必要に応じて、1 年ごとに設置を更新する。
5. 研究会の構成
本研究会は、本研究会発起人を代表として、その趣旨に賛同し、その実現のための創造的活動に参画する意志を有し、かつそのための諸活動に資する企業や組織または個人が、その業種や分野を超えて集い、構成する。構成企業や個人は、それぞれ最低１名常任委員を選任する。また、産総研
は、半導体システムイノベーション検討会メンバーを中心とした委員およびアドバイザーにより構成する。本研究会には、常任委員の他、同一企業内で委員を支援・補佐する委員補佐、および、不定期に活動に参加する委員として協力委員を置くことができる。
6. 研究会の情報管理
1) 本研究会における秘密情報の適切な管理と知的財産権の保護の為、研究会を構成する組織または個人は、独立行政法人 産業技術総合研究所と、個別に１対１の秘密保持契約を締結する。
本項目 6 において、その秘密保持契約の秘密情報の取り扱い内容を定義する。
2) 本研究会において研究会を構成する組織または個人より開示される情報については、原則的に５で定めた研究会組織で共有する。また、その用途と内容に応じて管理レベルを設定し、各レベルに応じた開示先の制限を行う。
3) 本研究会の秘密情報に当たらない活動成果に関しては、本研究会を構成する組織または個人の合意を得た成果について、合意を得た委員名と所属を有識者として記名したリストとともに一般公開するものとする。
4) 本研究会の活動成果として知的財産権が発生する場合は、別途産業技術総合研究所と締結される秘密保持契約書に従い、権利の帰属及びその取り扱い等に関し、その都度、必要に応じて協議の上で決定するものとする。
7. 会議
・委員は、３で定めた活動事項を遂行する会議に必要な資料を準備し、積極的に発言する。委員がやむを得ず欠席する場合には、代理人の出席を可能とする。
・10 月を目処に提言を行うことを目標として、集中的日程（2 〜 3 週間隔）で会議を開催する。
・開催場所は、産総研つくばセンターとする。
・開催日時は、原則的には月曜日 14 時〜 16 時半とする。
8. その他の事項
活動費は募らない。ただし、若干の懇親会費のみ必要に応じて徴収する。

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委員リストファブシステム研究会委員リスト

2008 年 11 月 10 日現在
代表•(独) 産業技術総合研究所

エレクトロニクス研究部門 主任研究員

原 史朗

常任委員
ヘッド製造本部 主管技師
加藤 洋•(株) 日立グローバルストレージテクノロジーズ
千村重弥• オリンパス (株)研究開発センター 生産技術本部 生産戦略部 次長
宮下直人•(株) 東芝
大分工場 プロセス生産技術部 部長
池田 猛• 三洋半導体製造 (株)生産統括室 室長
芦沼一寿•(株) 高島産業
デバイス事業部 部長
久保内講一•(株) 日立製作所
モノづくり技術事業部 シニアプロジェクトマネージャー
廣嶋隆史• 横河電機 (株)ソリューション事業部 ETS 本部営業技術部半導体事業企画 グループ長•(株) 日立ハイテクノロジーズ 半導体製造装置営業統括本部 プロセス製造装置営業本部 部長代理
加藤健児
山﨑喜郎
• 大成建設 (株)エンジニアリング本部 生産・物流グループ -4 シニア・エンジニア
常田晴弘•(株) 日本電産サンキョー 長野開発技術研究所 所長
丹羽久信•CKD(株)生産本部小牧機器事業所製造部 部長
横山元宣•(株) ナノテック
代表取締役
宮下和雄
•(独) 産業技術総合研究所 サービス工学研究センター 主任研究員
昌原明植•(独) 産業技術総合研究所 エレクトロニクス研究部門 先端シリコンデバイスグループ長
協力委員• 信越化学工業 (株)磁性材料研究所 第三部開発室 部長
大橋健
羽深 等• 横浜国立大学
大学院 工学研究院 教授
一木正聡• 東京大学大学院 工学系研究科 精密機械工学専攻 准教授
中川 隆• 横河ソリューションズ (株) 情報エンジニアリング事業部パッケージ開発統括部 3 部 部長
岡﨑 司•(株)日立東日本ソリューションズ
研究開発部 主任研究員
犬塚善樹•(株) 三明
産業電機営業部 精機事業推進室 MEMS 事業推進 課長
秋永広幸•(独) 産業技術総合研究所 ナノ電子デバイス研究センター 副研究センター長
中野 禅•(独) 産業技術総合研究所 先進製造プロセス研究部門 主任研究員
池田伸一•(独) 産業技術総合研究所 エレクトロニクス研究部門 主任研究員
委員補佐•(株) 東芝•(株) 東芝• 三洋半導体製造 (株)• 三洋半導体製造 (株)• 三洋半導体製造 (株)•(株) 高島産業•(株) 高島産業• 大成建設 (株)• 大成建設 (株)• 大成建設 (株)•(株)日本電産サンキョー•CKD(株)• 信越化学工業 (株)小野昌弘
大分工場 プロセス生産技術部 第二材料プロセス技術担当 グループ長
濱本鉄久
大分工場 プロセス生産技術部 第一製造技術担当 グループ長
藤田康治
生産統括室 品質安全環境推進部 部長
金子和功
新潟工場 製造技術部 部長
駒形道雄
岐阜工場 品質技術部 部長
遠藤千昭
常務取締役
栗林かおる
開発部 企画開発担当マネージャー
長谷部貴司
エンジニアリング本部 品質保証グループ シニア・エンジニア
若山恵英
技術センター 建築技術研究所 工構法研究室 主任研究員
技術センター 建築技術研究所 環境研究室 主任研究員
浦野 明
斉藤 諭
営業推進部主事
伊藤一寿
生産本部春日井事業所第１技術部 部長
津森俊宏
磁性材料研究所 第三部開発室 主任研究員

アドバイザー•(独) 産業技術総合研究所

産業技術アーキテクト

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総合レポート

景山 晃

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オープン
ディスカッション

オープンディスカッション

オープンディスカッション－ ファブシステム研究会 これまでの活動

オープンディスカッション

参加者リスト【日時】2008 年 9 月 26 日（金）13：00 〜 19：30、9 月 27 日（土）8：30 〜 16：45【場所】独立行政法人

産業技術総合研究所

つくば本部中央第 2 事業所 2 − 12 棟 2F 第６会議室【出席者】
代表： 原 史朗（産総研）委員：○加藤洋（HGST)○斉藤諭（日本電産サンキョー）○千村重弥（オリンパス）○丹羽久信（CKD）○濱本鉄久（東芝）○伊藤一寿（CKD）○駒形道雄（三洋半導体製造）○横山元宣（ナノテック）○芦沼一寿（高島産業）○羽深等（横浜国大）○久保内講一（日立製作所）○大橋健（信越化学工業）○廣嶋隆史（横河電機）○一木正聡（東大）○加藤健児（日立ハイテクノロジーズ）○中川隆（横河ソリューションズ）○長谷部貴司（大成建設）○岡﨑司（日立東日本ソリューションズ）○若山恵英（大成建設）○犬塚善樹（三明）○浦野明（大成建設）○中野禅（産総研）○伊藤宏（大成建設）○池田伸一（産総研）○常田晴弘（日本電産サンキョー）○金丸正剛（産総研）○工藤信一（日本電産サンキョー）○景山晃（産総研）

オブザーバー：○萩原三郎（三明電子産業）○早川恵弘（大成建設）○前川仁（産総研）○清水肇（財団法人新機能素子研究開発協会）

ファブシステム研究会

総合レポート

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オープンディスカッション－ ファブシステム研究会 これまでの活動

ファブシステム研究会

これまでの活動開会
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原 時間となりましたので始めさせていただきます。
私はファブシステム研究会代表をさせていただいております原です。どうぞよろしくお願いいたします。

●ファブの巨大化 → 投資額の肥大化というボトルネック

皆さん、お忙しいところ、ありがとうございました。
これから明日の夕方までかなり長丁場ですが、間にコーヒーブレークや懇親会も入れさせていただいてい●産業の巨大化→ 研究開発成果が生産に使われない→ 産業内の脳梗塞ますので、中距離ランくらいのつもりで、皆さん、お付き合い下さい。

→ 21世紀のあるべきファブシステムを創造する

まず、きょうの集中討議の趣旨説明と連絡事項に入らせていただきたいと思います。

ファブシステム研究会設置[集中討議趣旨説明・原.ppt]

マにしているわけですが、これが投資額の肥大化というボトルネックを生んできました。ファブが巨大化すると、そのファブを抱えている産業自身も巨大化してゆくことになります。これについてはいろいろな問題が発生します。端的なものを幾つか挙げれば、研究開
発成果が生産に使われないということがありますし、
わかりやすく言うと「産業界の脳梗塞」といいますか、
意思疎通がお互いにできなくなっているということもあるのかなと思います。

集中討議の趣旨説明と連絡事項
本日は、オープンセッションということで、いただ
いている資料、議事録は基本的には世間に対して公開するということです。言い間違えたとかいうことがご
ざいましたら、後で訂正することができますし、資料も、これはなしにしてくださいということもお受けしますので、そこは気にせずにお話しいただきまして、後で訂正する形をとらせていただきたいと思います。

◎ファブシステム研究会設置背景

簡単に言いますと、ここでは「21 世紀のあるべきファブシステムを創造する」ということを我々は目標にしたい、それで研究会を設置したということです。

まず、この研究会をなぜやっているかということを、
改めて簡単に申し上げたいと思います。

◎生産システム検討推進体制「ファブの巨大化」ということを我々は一つのテー

ファブシステム研究会に対して我々産総研内部では
3

生産システム検討推進体制

ミニマルマニュファクチャリングWG

デバイスメーカ

ファブシステム研究会
ファブシステム研究会

第８回会議

企業＋産総研基本構想
技術シーズ

半導体システム
イノベーション検討会
産総研
2007.6.1設立

2008.4.1設置

2008. 9. 26-27 於 産総研 つくばセンター
装置メーカ
部品･材料メーカ

ハイテクものづくりPJ
ジーンズをはいてIC製造を可能にする
密閉化搬送システム開発
2007〜2008年度[集中討議趣旨説明・原.ppt]

ファブシステム研究会

総合レポート[集中討議趣旨説明・原.ppt]

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オープンディスカッション－ ファブシステム研究会 これまでの活動とダイシングについて、後工程ファウンドリという言い方もできるかもしれませんが、そういったお仕事をされている高島産業の芦沼さんに現状を伺いました。

半導体システムイノベーション検討会をつくって、準備段階ですが、志を同じくする集団をつくっています。
そこに産総研内部で、助走向けの開発予算をつけてもらいまして、超小型搬送系の開発を今始めているところです。ここにシーズを入れ込みながら、皆さんの業
界との整合性をとっていくというような形にさせていそして、9 月 16 日には、横河ソリューションズの中川さん、日立東日本ソリューションズの岡﨑さん、それから横河電機の廣嶋さんに、生産管理とか省エネ、いろいろな意味でのソリューションビジネスがどうい

ただいているわけです。

◎ファブシステム研究会

う状況になっているかをお話しいただきました。全体
的には半導体のウェーハが中心ですけれども、そうい
うようなウェーハ工程のファブと言われている工場というのは、どんなふうになっているのかを議論いたし

これまでの活動

これまでの活動ですが、こんな感じになっているのかなと思っております。

ました。概論的にはいろいろ言われているところもありますが、ここまで突っ込んだ議論は過去なかったの

4 月 1 日に発足しまして、実際に活動を始めたのは6 月です。その間皆さんの会社を回らせていただいて、
趣旨説明等を行ってきたわけです。初会合が 6 月 9 日、かなと思っています。これは、ご承知のとおり、産総研と皆さんが 1 対 1 の NDA 契約を結ぶ、その秘密保持契約事項をきちんと定義することによって、こういう重要な議題が可能になったわけです。そしてそこか
ら一般論がいろいろ出てきます。投資額の問題だとか、現状のファブをどうしていくのかという、いろいろな技術やポイントが出てきたわけですが、それはよくよ
く考えると皆さんの共通課題ですね、という認識が出てきているのかなと思います。

そして 6 月 30 日の第２回からは具体的なお話をいただきました。最初はハードディスクの事例ということで組み立て工程を中心に、それにクリーンセルという新しい考え方のトピックを加えて、HGST の加藤さんにお話いただきました。
それから、次は今後の設備開発に関する課題ということで、オリンパスの千村さんにレンズ工程を中心に野心的なお話をいただいております。

そこで少なくとも本日は集中討議ということでオー
プン討議にいたしまして、今まで出てきた一般課題についてもう一度議論し直すというふうに組んであるわけです。

次は、東芝の濱本様に大分工場の実例を、現状はこんなふうになっていますということをお話しいただい
たわけです。
その後に、大口径のウェーハの工場もあるのですが、中口径のウェーハというのも大事でして、そこはけっ◎アンケート最終集計

こうビジネス的にこなれたことになっているので、そこら辺はどうなっているかを三洋半導体製造の池田さんにお話しいただきました。

アンケート結果をとり、どういうテーマをやろうかと皆さんに伺いましたところ、流し方とか局所クリーン化はおもしろいね、ということでした。全部をやる
わけにはいかないので、皆さんのご希望が多かった、

それから、前工程ばかりでは生産全体が見えてきませんので、ウェーハの後工程ということで、特に研削
4H20.

ファブシステム研究会

流し方、搬送、局所クリーン化、ミニマルファブ構想、
5

これまでの活動

アンケート最終集計
Q8: 議論テーマ

4/1: ファブシステム研究会設置
30

第1回 6/9： 初会合
25

第2回 6/30：「ＨＤＤの事例発表 〜ＨＤＤの製造設備の変遷〜 ･･･････････････････････ HGST 加藤洋氏
ダウンサイジング、クリーンセル生産（局所クリーン）、
フレキシブル（一個流し）」

20

15「今後の設備開発に関する課題」 ･･････････････････････････････････ オリンパス 千村重弥氏
第3回 7/14：10「半導体ウェーハプロセスの事例〜投資コスト克服へ向けて」･･････････････ 東芝 濱本鉄久氏
第4回 7/23：

5「中口径ウェーハ前工程課題とリスク対策についての考察」 ･･･････ 三洋半導体製造 池田猛氏
第5回 8/18：

世紀型生産システム

環境負荷低減三００㍉プライム

ミニマルファブ構想

個別製造ライン

開発ライン

-

産学官連携

12

局所クリーン化

-

生産管理

2008

人 機械

総合レポート

搬送方式

ファブシステム研究会

同時生産性

♪

[集中討議趣旨説明・原.ppt]

パラ シリ

オープン討論在庫

9/26 -9/27：集中討議

流し方

第8回

設備投資額

「生産効率向上に向けた半導体CIMのトレンドとその課題」 ････ 横河ソリューションズ 中川隆氏
第7回 9/16：「半導体製造ラインの生産計画とショップ・フロアコントロールおよびその課題」････････ 日立東日本ソリューションズ 岡崎司氏
「ファブの省エネに対する考察と横河電機の省エネソリューション」 ･････ 横河電機 廣嶋隆史氏「装置レトロフィットソリューション」「補修用パーツ安定供給ソリューション」

装置共用化

0

「ウェーハ後工程の課題と対策 ― 研削とダイシングについて ―」 ･･････ 高島産業 芦沼一寿氏
第6回 9/ 1：21[080818集中討議について.ppt]

オープンディスカッション－ ファブシステム研究会 これまでの活動

レトロフィット・リスク対策
アンケート最終集計

6

7

集中討議 日程

ファブシステム研究会 第８回会議

1412【9月26日(金)】【9月27日(土)】

10

13:00
8

7:30-8:00

13:00-15:00 会議 (1)

6

4

♪

半導体ビジネスモデル

リスク分散

早急な復旧

リスク対策費額

局所クリーン化

保守部品共通化装置ＥＥＳ化

0

8:15

13:00-13:20 「集中討議の趣旨説明と連絡事項」

8:30-10:30

13:20-15:00 「流し方・搬送方式」

10:30-10:45

15:00-15:15

2

coffee break

朝食（＠さくら館）
さくら館出発会議 (4) 「環境負荷低減」
coffee break

10:45-12:45 会議 (5)「ミニマルファブ構想」

15:15-17:15 会議 (2)「レトロフィット」

12:45-14:00

17:15-17:30

14:00-16:45 会議 (6) 「まとめ」

軽食(サンドイッチ)

昼食

17:30-19:30 会議 (3)「局所クリーン化」
19:30-19:50

移動・チェックイン

19:50-22:00 懇親会（＠さくら館）

議論結果を、レポートにまとめ、世間に向かって情報発信する。

[素子生産技術の重要性.ppt][集中討議趣旨説明・原.ppt]

環境負荷低減、そして、21 世紀の製造システム、こ早川 大成建設の早川でございます。はじめまして、よろしくお願いいたします。

れらについて、取り上げさせて頂く事になったわけです。

私は、本社で建築の営業を担当しておりまして、またその中で産総研さんを担当させていただいております。当社は、これからトータルエンジニアリングを強ついでにいいますと、レトロフィット、リスク管理に関しては、もう少し細かく中身を聞いてみますと、将来の技術をレトロフィットとの関係で議論したいという話もありますし、レトロフィットの中身としてEES 化、保守部品の共通化、局所クリーン化に皆さんの興味があるということもわかってきました。

化していきたいということで、数名の人間が参加させていただいております。私のほうは中身はあまりわかりませんが、勉強させていただいて、一生懸命吸収して帰りたいと思います。よろしくお願いいたします。
前川◎レトロフィット・リスク対策アンケート最終集計

皆さん、こんにちは、産総研前川と申します。

私は、機械加工マイクロファクトリー、要は工場を最小限まで小さくしようという話、中でもマテリアル
ハンドリングをしておりました。今度はファブシステ
ムということで半導体工場の超小型化ということで、非常にワクワクしております。皆さん、よろしくお願
いいたします。

レトロフィットについては、2 番目のセッションで議論しますので、そこで詳細が語られると思います。

◎集中討議日程

原

スケジュールはこういう形です。よろしくお願いします。

ありがとうございます。

連絡事項はこんなところですので、早速、第１テー
マの「流し方、搬送方式」に移らせていただきたいと思います。

では、きょう初めていらっしゃった方にご挨拶いた
だきたいと思います。
萩原様からご挨拶をお願いします。

萩原

会議スタート

はじめまして、三明電子産業の萩原と申します。

私どもの会社は、既に参加させていただいている三明とナノテックの関連会社でございます。
本日は突然参加させていただきましたが、このファブシステムを 2 日間にわたってしっかり勉強したいと思います。私どもの会社は制御が得意でして、これを機会にいろいろお仕事が広がればとも思っております。2 日間ですけれども、よろしくお願いします。

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オープンディスカッション－ 各セッション概要

第１セッション

流し方・搬送方式

セッション担当：加藤健児 ( 主 )、岡﨑司、芦沼一寿、( 駒形道雄、金子和功）■ 討議目的、討議の流れ
半導体市場の成長は変曲点にあり一層の発展の為に業界の変化が求められている。この共通認識を基に特にウェハーの流し方 ･ 搬送方式の視点を踏まえて、今後の半導体製造技術のあり方と課題を抽出し、対応案を討議した。以下の手順にて討議を進めた。
1. 半導体製造トレンドの確認： 半導体製造は「ムーアの法則」に準拠して進化し、微細化とウェハー
大口径化によって性能向上と価格低減を両立させることで発展してきたが、同時に必要投資の増大を招いてきた。本セッションでは、『装置・設備コスト』『ウェハー口径』『生産量』の 3 軸を用いて、過去の半導体市場のポジションを振り返り、同一トレンド上にあることを確認した。
2. 課題抽出：

過去のトレンドに起因して、業界変化を阻害し得る課題を討議 - 抽出した。

3. 対応案の例示： 抽出された課題に対し、対応案を討議 - 例示するとともになお継続討議を要す
る課題を絞り込んだ。
■ 課題抽出
① 経済性−投資負担の継続的増大： 微細化は物理限界に接近して、多大のコストが必要になり、各企業は投資限界に近づいている。新技術の継続的採用は製造装置への継続投資を必要とし、装置産業の拡大に寄与する一方で装置単価の増大とさらなる投資負担を招いてきた。正当化にはチッ
プコスト低減と出荷量増加の両立が必要だが、コスト低減手段である大口径化は更なる装置単価の増大を招く為、一層のチップ出荷量増加を必要とする。結果、投資負担を軽減する為の手段が一層の負担を招くジレンマが存在する。従って、半導体製造事業が成長し続ける為には、継続的な出荷量増大が必要条件となるが、一方的な量的拡大には限界がある。
② 大規模生産に特化した半導体製造技術： 過去の半導体製造トレンドはすなわち大規模化の追及であり、製造技術も一貫して大規模化を前提として来た為、少量あるいは小規模生産を考慮しておらず、こうした製品特性には過大である。
③ 技術−流し方 ･ 搬送方式： ファブを構成する要素は、装置間の搬送と各装置があり、全体管理
ホストが装置間のウェハー搬送を調整する。この場合、装置間搬送と装置側の処理速度が同期しないといずれかがボトルネックになる。また装置内においても搬送系と処理系の同期が取れないと待ち時間が発生しうるが、現行ファブではなお対策余地があるとされる。
④ 市場の不確実性： 450mm 化とは違う方式で発展が期待できる市場があると思われるが、具体的にどのような製品・市場が考えられるのか、未だ不透明であり、現存する新製品・新市場についても将来性が推測の域を出ず、不確実である。
■ 対策案の例示・まとめ①『装置・設備コスト』『ウェハー口径』『生産量』の 3 軸を用いると、半導体市場を 3 次元でマッピングできる。過去のトレンドは 3 軸のすべてで大型化を指向してきたが、この空間には、『低コスト ･ 少量生産』『高コスト・少量生産』のような旧来の半導体製造技術が対象としていない市
場が存在する可能性がある。
② 多様な新市場可能性があるが、どの市場に事業としての規模 ･ 成長が見込めるのか不明な点が対応を困難にしている。
③ 多様性・不確実性が問題とすれば、対応案としては、半導体製造設備 ･ 装置そのものに多様性を持たせることが考えられる。具体的には、個々の装置においても機能単位でのモジュール構成を取り入れ、装置自体の構成に多様性を持たせるとともに柔軟な変更を可能にすることで、新市場への対応を最小コストで実現できる。
④ 残る最大の課題は、「新市場（製品）が何であるか」の一点に絞られる。生産する製品 = チップがどのような機能・用途で使われるのかのアイデアが必要であり、この点でチップ生産者側を含めた更なる検討が必要である。
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オープンディスカッション－ 各セッション概要

第２セッション

レトロフィット

セッション担当：池田 猛 ( 主 )、千村重弥、加藤 洋、工藤信一■ 討議目的、討議の流れ
450mm ウエハーでの製造に移行することは困難であるとの認識を持ちつつ、過去の設備を有効に活用し生産を維持しつつ、製品機能を高めるための技術課題を抽出する。
以下の観点で討議を進めた。
レトロフィット生産を行っている現有設備に新しい技術を付加することにより、製品および製造の付加価値を高め、日本の競争力を維持あるいは飛躍させるための技術課題を抽出する。
リファブ
現有する設備の老朽化などにより、生産活動が継続できない状況を回避するためにメンテナンス部品の確保や、メンテナンスを行なう人材を維持のための課題を抽出する。

■ 課題抽出レトロフィット① EES 的な、歩留まりを向上することで生産性をあげるような制御、監視技術。
② ５インチステッパーによる液浸技術などに象徴される、大口径ではなく極小径で生産性および製品機能向上させるための技術の抽出および開発。
リファブ① 過去に製造した装置（特に 10 年を超える年月が経過しているものなど）のメンテナンス・保守部品が確保できない。できたとしても長納期、高価格となる。
② 半導体製造メーカとしては、生産の維持は必須、しかしながら、装置供給メーカとしては、長期にわたり、装置のメンテナンスに必要な部品を確保することは経済的に困難。
③ 半導体製造メーカ、装置メーカそれぞれ個別に過去の部品をストックするなど業界全体を通しては効率的ではない状況。また、個別のメーカでの活動では投資対効果として採算が取れない状況が予測される。

■ 討議を通しての結論
レトロフィット製造装置に新しい機能を追加することにより製品に新しい機能を盛り込む観点での課題に踏み込んでの討議ができなかったため、改めて有識者による技術抽出、課題討議が必要。
リファブ

案として旧設備での生産を維持するために必要な技術や部品を共有化するためのコンソーシアムの立ち上げを検討することで討議としてはまとまった。ただし、ビジネスとして成り立
つのか（投資対効果として、採算が取れるのか）のシミュレーションが必要である。また、ストッ
クする部品のレベルが明確になっていないことや、メンテナンスにかかわる知識・技能の扱いをコ
ンソーシアムとしてどう捕らえるか、検討が必要。

■ 考察
リファブに関しては、立場により利害関係が発生するため、立場ごとの討議と、業界全体での討議を何度か繰り返す必要があるかと思われる。また、レトロフィットに関してはメンバーの認識度合いにばらつきがあるため、技術レベルを合わせるための討議をさらに積み重ねる必要があると考える。

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オープンディスカッション－ 各セッション概要

第３セッション

局所クリーン化

セッション担当：千村重弥 ( 主 )、若山恵英、斉藤 諭、一木正聡
追加プレゼンター：浦野 明■ 討議目的、流れ
半導体製造工程に求められるクリーン度を維持するためのエネルギーは膨大であり、地球環境および経済性に悪影響を与えていること。またコンタミによる歩留まりの悪化が、生産性に大きな損害を与えていることを共通認識として持ちながら、以下の事例をもとに討議を行った。
① HDD 組立ファブにおける局所クリーン化事例（日立ＧＳＴ）より、クリーン環境の効率的な実現のための組立生産システムと物流含めた生産活動全体に関わる取り組み。
② 液晶ガラス基板搬送用ロボットで蓄積されたクリーン度確保のノウハウと、クリーントンネルの利用および装置の小型局所クリーン化による効果（日本電産サンキョー）。
③ 気流解析、微粒子撮影システムなど見える化のための技術紹介と、局所空調ユニットを用いた将来のクリーン化のための次世代ファブの提案（大成建設）。

■ 取り組みの効果（現在実現されている技術）① 局所クリーンセル生産方式を用いることにより組立職場全体のクリーン度を高めることなく、生産の変動や新製品の立ち上げに対して経済的に対応できることが実証されている。（日立 GST の事例より）② 構造体内部の負圧化とベルトシール構造を用いることで産業用ロボットによるパーティクルの飛散を無くす事が実現できている。また、デスクトップサイズの組立機や、洗浄装置の実現により、エネルギー消費量を削減できることが確認されている。（日本電産サンキョー事例より）③ 部屋全体の全面ダウンフロー方式からベイ法式およびミニエンバイロメント方式などのクリーンルームの開発で将来のクリーンルームの超局所化を実現できる可能性が見えている。また、気流
シミュレーション解析により、事前にクリーンルーム内の状況を予測することができつつある。
（大成建設事例より）■ 課題① 部品の物流のために利用される部品箱の洗浄など、製造工程エリア外で行われている作業が十分見えておらず、サプライヤも含めた生産活動全体で経済性を高めることができているのか検証が必要。
② クリーン度を監視するためのセンサの設置数を増やすなど、歩留まりを上げるための監視技術や対策が求められ、歩留り改善を効率的（経済的）に実現するためリアルタイムに、直接的に管理する必要がある。
③ クリーン度を確保するための技術が進歩する一方、クリーンルーム内に設置される設備が増える傾向があり、温度制御にエネルギーを消費するような事例が出てきている。

■ まとめ
今回の討議は、クリーンルーム内で行われる製造活動を中心に技術開発を進めている技術者中心の議論であった。そのため、クリーン度を確保するための技術課題や監視するための技術などにフォーカスされた議論となった。局所クリーンを実現するための技術開発は今後も進める必要がある。一方で、生産活動全体を見渡せるメンバーも加えた経済性の論議も行い、企業活動全体として真に地球環境に与える影響を最小限にとどめる対策を検証していく必要がある。
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オープンディスカッション－ 各セッション概要

第４セッション

環境負荷低減セッション担当：廣嶋隆史 ( 主 )、池田伸一、伊藤一寿、浦野明
追加プレゼンター：濱本鉄久、伊藤宏■ セッションの目的
企業の省エネルギーおよび CO2 削減への活動事例から、環境負荷の低減だけでなく、環境負荷が原因として生じるコストを、主に省エネルギーに特化した議論を行い現在の企業が抱えているこれらの活動に対する課題抽出と、次世代ファブに要求される環境負荷低減への動機付け要因を議論する。

■ 議論の概要
産総研池田氏による、本セッションの目的、言葉の定義および環境負荷低減に関わる外部の状況の概要説明に引き続き、担当各社による省エネルギーへの取組事例のプレゼンテーション・議論を進めた。
① 東芝セミコンダクター社

濱本氏から「環境負荷低減」と言うテーマで、大分工場における省エ

ネの取組事例と今後の省エネ対象領域についての発表があった。バーチャルファブ技術というシ
ミュレーション技術を利用した、省エネ・工期短縮・コスト低減の成果と、省エネ対象領域がファシリティーから製造装置側へ比重が増している背景と、その取り組み状況について述べられた。
② 大成建設 伊藤宏氏による「生産装置と一体となった省エネ対策」と言う発表においては、フュー
チャービジョン社および製造装置メーカとの共同研究から、製造設備の省エネの活動事例が紹介された。製造装置の実稼働率が低いこと、稼動していない装置のエネルギー消費が大きいという問題、装置用力定格の過大なマージンなど製造装置側での改善課題が提示された。また、装置から発生する熱の冷却方式において水冷がもっともエネルギー効率が良い点が示された。
③ ＣＫＤの伊藤一寿氏からは、「低圧損クーラントバルブによる省エネ・環境負荷低減」というテーマで、装置や設備に使用される部品と言う観点から、省エネ活動事例が紹介された。バルブの流路構造の工夫により、バルブ部分での圧力損失を５０％改善し、供給側ポンプ負荷の低減による省エネを実現。
④ 横河電機の廣嶋氏からは、システムの観点で「省エネルギー環境ソリューション紹介」がなされた。
省エネを実現するためには、リアルタイムでのエネルギー原単位の見える化の実現と、その分析結果による設備最適制御の重要性および、省エネ活動の推進条件として、省エネ投資とコスト削減の両立の重要性が述べられた。

■ 議論の成果
上記事例発表に対する議論から、下記の課題が抽出された。
・省エネの対象が動力設備から製造装置へシフト
・製造装置省エネ実現に向けたデバイスメーカ・装置メーカの協調の重要性
・省エネ推進のための、国または業界による規制と支援の重要性
省エネの活動がファシリティーから製造装置側へ軸足を移しているという事実は、装置での物の流し方、作り方の変革を促すものとなりうる動きである。ただし、半導体生産のような最先端技術による物作りにおいては、装置性能と省エネ、または省エネと装置コストと言った、トレードオフの関係が重要なファクターである。国や業界団体などによる規制や支援政策が、これからの環境負荷低減に対する企業の動機付けに重要な意味を持つことが考えられる。

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オープンディスカッション－ 各セッション概要

セッション５

ミニマルファブ構想

セッション担当：原史朗 ( 主 )、駒形道雄、長谷部貴司、丹羽久信■ 討議の目的、討議の流れ
産総研が提案しているミニマルファブ構想について、その内容とミニマルファブ実現への取り組み状
況を概説すると共に、その実現へ向けての課題を抽出し、今後の取り組みへの一助とする。HALCA ※プロジェクトについても、ミニマルファブ構想実現へ向けて踏まえておくべき産官学の経験として議論する。

■ ミニマルファブ構想のエッセンス
半導体産業の抱える工場投資・開発投資の巨大化の課題、そして研究と生産が乖離し、ナノテクなど研究成果を生産システムへ導入出来なくなっている、いわゆる死の谷の問題、それらに対して、一つの解答を与えるのが、ミニマルファブである。ミニマル (minimal) とは、必要最低限で済むという意味を持っている。HALCA（" ミニファブ " プロジェクト）が 8" ウェーハでチップをウェーハ上に多数集積することを前提としていたのに対し、ミニマルファブでは、集積回路チップはハーフインチウェーハ上に１個だけ作り、その製造装置は、おおよそ 30cm 幅の小さなものとする。ミニマル製造ラインでは、単一品種を製造し、多品種を同時に扱う場合は、ラインをその品種数分用意する。投資額は、メガファ
ブの 1/1000 規模で、生産量も 1/1000 であり、マーケット変動へのきめ細かい対応が可能である。小規模マーケット、試作ライン、及び規模が変動しやすいマーケットに適している。

■ 議論事項• ファブがスケールダウンしても、チップ単価は不変か（固定費が少なく、変動費が大きいのか）• 環境負荷は低減できるのか• 環境雰囲気制御は重要か•HALCA の教訓を生かせるのか、特にファシリティーの縮小が可能か• 生産管理はどうなる、特に生産管理ソフトウェア• 実現は何年後か• 開発装置の初期販売価格• 加工精度（デザインルール）はどのくらいで、どの辺を想定するか• デバイス試作のデモンストレーションを早くやるべきでは• ウェーハ供給体制
これらの議論事項に対して、ミニマルファブ構想はその基本的対応方法を有している。詳細は、オー
プンセッション会議録に記されている。

■ 抽出課題（まとめセッションより）• 加速開発のための組織作り• ナショナルレベルの予算確保※ HALCA プロジェクト ：高効率次世代半導体製造システム技術開発 (Highly Agile Line Concept Advancement)。
H13 〜 15 年度実施の国家プロジェクト。

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オープンディスカッション－ 各セッション概要

まとめセッション
セッション担当：原史朗 ( 主 )、久保内講一、中川隆

オープンディスカッションの５セッション：「流し方・搬送方式」、「レトロフィット」、「局所クリーン化」、「環境負荷低減」、「ミニマルファブ」の議論内容を「まとめセッション」として以下要約する。
■ 将来のファブモデル
これまでの議論から、目的別にファブタイプを図中に示した 4 タイプに大きく分類する。ファブタ
イプは多様化してゆく方向にあり、将来に向けてそれぞれ議論・検討が必要である。
■ ファブタイプの課
題と解決方向とファ
ブモデルの強化策
４つのファブタイ
プの課題解決能力に課題

ファブの具体的課題

450mm

NGF

※

レトロ
フィット

性質・目的

生産単位
の大型化

先端ファブ
の進化

既存ファブ
の進化

ミニマル
ファブ
最小単位の
生産システム（破壊的ｲﾉﾍﾞｰｼｮﾝ）

複雑化

ＣＲ投資・運営抑制課題
装置投資肥大化
自動化コスト増大
見える化コスト増大
ＣＢＭ(Condition Based Maintenance)
歩留まり向上コスト
プロセス工程数肥大化
検査工程数肥大化
NPW増大
搬送システムに内在するムダ
装置エネルギー消費増大
ＣＲエネルギー消費増大
廃棄物抑制課題
稼働率低迷
製品ライフサイクルが短い→ 短納期化必須
勝組の淘汰

つ い て 検 討 し た（ 右図）
。この議論を踏まえて、今後さらに図中の課題についてファブモデルの強化策を打ち出してゆく必要
が あ る。 課 題 解 決 への 議 論 か ら、 こ れ から取り組むべき強化
トピックが見いだされ た。 こ れ ら の 強 化
トピックとファブモ
デルへの主たる関連を整理した（下図）。

ファブタイプ

硬直化

○

○

○

少量多品種・変種変量性に対応できていない
ウェーハサイズ拡大困難で、生産性向上手段に乏しい
開発→生産が遠くなり、技術を量産に生かせない
トレーサビリティに対する強い要求（顧客オーディットが厳しい)
古いラインが主力（最新ラインは投資が嵩み、かつ先端加工で稼働率が上がらない）
新たなビジネスモデルが見られない
既存装置高付加価値化の予算が捻出できない
保守部品入手に難熟練作業者不足
海外装置メーカでは、日本法人経由でレスポンスが遅い
メガファブではリスク分散に不利
設計・製造のエンジニアリング効率向上
BCM・BCP
収益率の低下→投資できない→改善できないの逆PDCA

局所最適化

単一ライン生産力

○
○
○
○
○
○
△

○
○
○
○
△
○

△
△

△
△

○

◎

◎
◎
◎
◎
◎
◎
◎
◎
◎
◎
○〜◎
◎
○〜◎
◎
◎
◎
◎
◎
◎

△

◎

◎

◎

◎
○
△
○

◎
◎
◎
◎
◎
◎
◎

△

策定中
△

◎
◎
◎

○

△

○

ITシステム間の連携が不十分・部分最適分業化でグランドデザインを生み出せない研究と開発と生産の非一体化(情報と知識が連携していない)

その他の項目

△
○
○
○
△
○
-

○
△
△

※ NGF：Next Generation Factory Vision from 300mm to 450mm■ 今後の取り組み方
ファブシステム研
究 会 で は、 ミ ニ マ ル
ファブ構想をより具体化するために開発
グループとユーザー
グループに分けて組織化していくことを
今後検討する。

ファブシステム研究会

ファブモデルが関連する要素が大きい。
どちらとも言えない。流す製品やビジネスモデル等のファブモデルとは異なる要素も影響する。
ファブモデルとは異なる要素のほうが大きい。

ファブタイプ

これからの取り組むべきトピック① リファブ（既存ファブ機能延命）、
レトロフィット（既存ファブ機能追加）② コンソーシアム構想
・コンソーシアムで戦略策定（人材活用を含む）
・設備保守パーツ共有システムの構築③ 200mm以下を対象としたNGFからのダウンストリーム
ダウンストリームとは、最先端生産技術をレトロフィット的なファブに部分的に適用することによる生産効率向上を意味する。
④ ５インチで液浸⑤ ミニマルファブ構想
・加速開発のための組織作り
・ナショナルレベルの予算確保⑥ クリーンセル⑦ 法規制
・環境対応の促進：突入電流を定格電流の○倍と法で定義⑧ ファブ経営⑨ アプリケーション拡大
・各ファブモデルに適応可能なアプリケーションの検討とビジネス化検証が今後必要である。半導体近似ファブ(化合物半導体、MEMS、太陽電池など)への検証。

総合レポート

2008

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450mm

NGF

レトロ ミニマル
フィット ファブオープンディスカッション－ 第１セッション 流し方・搬送方式

第１セッション

「流し方・搬送方式」

加藤健児

改めまして、日立ハイテクノロジーズの加ᵓᡂ

藤と申します。よろしくお願いします。

1. ⫼ᬒ 450mm໬⌧ἣ

私は装置メーカに所属しておりますが、このセッ

2.
3.
4.
5.

ションでは会社の方針とは関係なく、有識者として司会を務めるとともに、僭越ながら、業界の全体動向について私なりにまず解説させて頂きたいと思います。
その後、皆さんでのディスカッションに入らせて頂きます。

༙ᑟయ⏕⏘タഛ䞉⿦⨨ᯛⴥ䝥䝻䝉䝇⿦⨨ ᑗ᮶ᵓ᝿䛸≺䛔᳨ウㄢ㢟 ౛
䝕䜱䝇䜹䝑䝅䝵䞁

◎ “ 次世代 ” 半導体製造装置が目指すもの
このセッションでは、半導体の製造装置の次の世代の装置がどうあるべきかといったような話から入って行きたいと思います。装置単体の性能機能の追求といったところだけではどうも世間のニーズに応えていないのではないかとの思いから、ファブシステムという、ファブ全体の中で装置の立ち位置がどうなるかといったことを考えてみたいと思います。

最後にディスカッションという構成で、きょうは進めさせていただきたいと思います。

背景＋ 450mm 化現況◎背景：ロードマップ（ITRS）
まず背景ですが、ITRS のロードマップの抜粋を示します。これは 2007 年版から初めて出てきた絵なのですが、従来、半導体の製造に関しては、非常にファンダメンタルなところでムーアの法則というのがあり◎構成
資料の構成としましては、現状の半導体の製造設備、装置といったものの状況を多少お話しさせていただきます。

まして、デザインルールはどんどん小さくなっていく、
単位面積当たりのトランジスタの数はどんどん増えていくという、それが絶対ルールだった訳ですが、そろそれから、半導体生産設備・装置。これは一般論でそろそうでもなくなってきたのかなと。過去にも「微細化は限界だ」という話は何回もあって、そのたびに概略をお話しさせていただきまして、⫼ᬒ䠖䝻䞊䝗䝬䝑䝥 䠄㻵㼀㻾㻿䠅㻵㼀㻾㻿䠅䝣䜯䝤䝅䝇䝔䝮◊✲఍㞟୰ウ㆟䛄ὶ䛧᪉䞉ᦙ㏦᪉ᘧ䛅
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項目を抽出すると、これからこんな技術が必要になるのではないでしょうかということですね。アプリケー
ションは情報家電ですとか、モバイルですとか、要す

技術革新で限界説を乗り越えてきたのですが、ITRSのロードマップに微細化「以外」を考えるという話がちゃんと載ったのは、今回が初めてではないかと思います。

るにコンシューマー系です。会社が使うというよりは個人が使うデバイスのところでどんどんアプリケー
ションが増えていく。それに対して最重要課題があっ

縦軸に赤の矢印がありますが、これは More Mooreと呼ばれているものです。微細化はそんなことを言ってもまだ進められるという意味で、“More” Moore。
単純にフィジカルに小さくするという話でもなくなるて、支える基盤技術があって……という表現にこの
ロードマップはなっています。その中の一部で製造技術、ここに “ 装置基盤技術 ” ですとか “ ファクトリイ

かもしれない、ただし “ 等価的 ” にという言葉を使いンテグレーション ” という言葉が出てきまして、こういったものも基盤技術の中の項目の一つとして挙げられるようにはなってきたなということです。

ながら、それでも微細化は続くのだろうというのが下を向いている矢印です。
も う 一 つ、 青 の 右 側 に 向 い て い る 矢 印 は “Morethan” Moore と呼ばれているものです。今までの単純なスケーリング則に従うのではなくて、例えばアナログの RF ですとか、パッシブのデバイス、パワーデ◎ ISMI Key Messages

＠ SEMICON WEST

以上は一般論なんですけれども、これから 2 枚ほ
ど 450mm の話を、これは若干トピックスですが、ごバイス、センサ、アクチュエータあるいはバイオチップといったような多機能なものを、この場合はシステ
ム・イン・パッケージ（SIP）と書いていますが、積層していく。今までのような単純なスケーリング則ではないアプローチで機能アップを図りましょうという
考え方が出てきています。

紹介しようと思います。
こ れ は ISMI（International SEMATECH Manufacturability Initiative) という半導体のデバイスメー
カーの団体ですが、450mm に関しては賛成の意を表明しているコメントでして、今年 7 月にサンフラ
ンシスコでありました SEMICON WEST での資料の要旨です。
「450mm は粛々と進みつつある」ということが書いてあります。ご存じのように、Samsung、
TSMC、Intel といったところが 450mm にコミットしていると。ISMI としては 2012 年のパイロットラ
インをターゲットにおいてワーキングしていますとありまして、以前からの主張、スケジュールを全く変えていません。

この方向性と、やはり縮めていきたいという方向性と、両方がない交ぜになって半導体の技術あるいは機能は進歩していくのだろうというのが ITRS の中で出てきた。
“Beyond CMOS” という言葉も出てきました。
今まではこちら（More Moore の赤い軸）一辺倒だったんですけれども、違う軸が一つ出てきたのかなということです。

さらに現状紹介として、450mm のシリコンウェー
ハも粛々とできつつあるという話が出ていまして、単◎背景：ロードマップ （NEDO）
こちらは NEDO のロードマップの抜粋です。半導体の技術マップで、これはマクロな概念図ですが、大結晶のシリコンのウェーハはまだできていないが、焼結でシリコンの 450mm のウェーハをとにもかくに

ISMI Key Messages 䠜SEMICON WEST⫼ᬒ䠖䝻䞊䝗䝬䝑䝥 䠄㻺㻱㻰㻻䠅
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I.

Samsung, tsmc and Intel are committed to the 450mm wafer size transition and areworking with ISMI to realize a 2012 pilot line target date.

II. Development of 450mm silicon wafers is progressing from sintered mechanicalhandling test wafers to single crystal wafers in 2008¾

100 mechanical handling test wafers have been delivered to ISMI for measurement and
ITB testing¾

5 different thickness have been received and are being measured for mechanicalproperties¾

Wafers are available for loan and have been loaned¾

Sag of polysilicon wafers are comparable to single crystal

III. ISMI’
ISMI’s Interoperability Test Bed is underway on factory interface testing
testing¾ ISMI’s Interoperability Test Bed is underway on factory interface testing¾ Suppliers have signed contracts for demonstrations of prototype hardware in ISMI’s
Austin lab with more under discussion.
¾ Prototype hardware has been received at ISMI and is under test

ISMI:
ISMI:

¾ Test Bed User’s Group discussing interoperability challenges

Manufacturability Initiative
Manufacturability Initiative¾ Agreement to work with Japan’s Interoperability Test Group

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すから、チップコストは下がりますという話ですが、これも誤解であるとしています。いろいろ異論はあるのですが、ウェーハを大口径化することによる製造コも作ったというのが現状で、2008 年にはそれを使ってメカニカルなテストランを既にやっておりますという話。要するに、「非常に順調に進んでいます」ということを ISMI は言っているわけです。

ストの寄与率はせいぜい 10％か、それ以下だという話で、450mm 化するにしても、チップコストはあまり下がらないのではないかという主張です。

さらに装置側におきましても、Test Bed という形
で、米国オースチンで、複数のメーカーが装置パーツを持ち寄り、相互運用性の実証を既に始めているといいます。要するに 450mm は非常にうまくいってい

4 番目は 3 番目とほとんど同じような話ですが、ウェーハサイズが大きくなると生産性は増大する、というのも実は誤解であるとしています。300mm
ウェーハに移行した時、事実、生産性は上がったのですが、その中でウェーハサイズを拡大したことに起因るので、皆さん、安心してくださいという論旨で発表されています。

する生産性増大は実はそんなになかったんじゃないか、との主旨です。確かに 300mm 化の場合は単純◎ SEMI 主張：450mm ウェーハへの移行に関する
5 つの誤解にウェーハサイズを拡大したわけではなくて、それに付随していろいろなことが変わりましたので、サイズの増大がどれだけ生産性に直接寄与したかというのは議論の分かれるところだろうと思います。

一方で、こちらは SEMI（Semiconductor Equipment & Materials International ）の発表コメントです。こちらは Web にも出ていますので、見られた方もおらると思います。装置メーカー側、材料メーカー
側、一般論では 450mm に懐疑的な側の主張ですが、誤解が 5 つほど業界の中にありますという話をして
います。

最後に、
「ウェーハサイズの変革が業界全体の変化を促す唯一の道である」というのも誤解だと言っています。SEMI 側の主張では、ウェーハサイズを変える
ことでは、直近では 300mm へのトランジションの経験がありますが、必ずしも装置メーカー業界に利益をもたらした訳ではなく、業界に変化を促す一つの手段ではあっても、それがベストの方法ではないと。

1 つは、「10 年ごとにウェーハサイズは 1.5 倍になる」というのがコンセンサスというか、不文律としてあるようだが、そうではない、というのがまず一つ。

主観も入ってくるので、各々の主張が妥当かどうかというのは、発言者の立場・視点にもよるでしょうし、
微妙なところです。先の ISMI 側の「450mm はスケ
ジュールに従って淡々と進んでいます」というメッ
セージに対し、「450mm に進むことのリスクもたく

それから、「ダイサイズの拡大により 450mm ウェー
ハが求められている」との誤解。ダイサイズが大きくなるので、ウェーハ径も大きくしないと辻褄が合わなくなってしまうという話ですが、SEMI の主張ではダイサイズはそんなに大きくならない、過去とは若干ト
レンドが変わっていますよという話です。

さんあります」という装置側の主張であって、未だにデバイスメーカーと装置メーカー側が、さらに意見調整を進める必要がある部分です。

次に、「ウェーハ処理コストがチップコスト全体の低減を促進する」という話で、ウェーハ径が大きくなると、チップの数はダイサイズが一緒であれば増えま

質疑応答㻿㻱㻹㻵୺ᙇ䠖㻠㻡㻜㼙㼙䜴䜵䞊䝝䜈䛾⛣⾜䛻㛵䛩䜛䜴䜵䞊䝝䜈䛾⛣⾜䛻㛵䛩䜛㻡㻡䛴䛾ㄗゎ㻿㻱㻹㻵୺ᙇ䠖㻠㻡㻜㼙㼙①設備投資額について䛆䛭䛾㻝㻦㻌
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原 設備投資の額については、なぜここでは議論がないのでしょうか。1 ラインを立てる工場の投資額と、

Semiconductor Equipment &Semiconductor Equipment &Materials International
Materials International- ⿦⨨䝯䞊䜹䞊ഃ- ⿦⨨䝯䞊䜹䞊ഃ⌧⾜䝕䝞䜲䝇䛾䝁䝇䝖ᵓ㐀◊✲䛻䜘䜜䜀䚸㻠㻡㻜㼙㼙໬䛾᭱⤊〇㐀䝁䝇䝖䜈䛾ᐤ୚䛿䚸ከ䛟ぢ✚䜒䛳䛶䜒㻝㻜䠂䛻‶䛯䛺䛔䛸䛥䜜䛶䛔䜎䛩䚹䛥䜙䛻䚸䜰䝉䞁䝤䝸䚸䝟䝑䜿䞊䝆䞁䜾䚸䝔䝇䝖䛾㡿ᇦ䛻῝้䛺ᢏ⾡ⓗ䛛䛴⤒῭ⓗ䛺ㄢ㢟䛜䛒䜛䛸䛥䜜䛶䛔䜎䛩䛜䚸䜎䛰ᑐฎ䛥䜜䛶䛔䜎䛫䜣䚹

それから開発自身にもっと莫大な費用がかかると思うのですが、それはなぜここの中には出てこないので
しょうか。

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加藤健児 なぜここの中に出てこないかというと、その議論は他のところでたくさん出ているんですね。ラ⌧ᐇⓗ䛺ほⅬ䛷ホ౯䛩䜛䛺䜙䜀䚸䜴䜵䞊䝝䝃䜲䝈䜢ኚ䛘䜛䛣䛸䛿ᴗ⏺䛻ኚ໬䜢ಁ䛩ୖ䛷᭱䜒䝸䝇䜽䛾㧗䛔᪉ἲ䛷䛩䚹䛺䛬䛺䜙䚸䛭䜜䛿῝้䛺㻾㻒㻰㈨㔠ㄪ㐩୙㊊䛾ၥ㢟䜢ᘬ䛝㉳䛣䛧䚸⌧⾜䛾㻟㻜㻜㼙㼙䛾ᢏ⾡㐍Ṍ䜢䝇䝻䞊䝎䜴䞁䛥䛫䛯䜚䚸୰Ṇ䛥䛫䜛䛣䛸䛻䛺䜚䜎䛩䚹䜎䛯䚸䝃䜲䜽䝹䝍䜲䝮䛾ቑຍ䜢ᣍ䛟䛣䛸䛻䛺䜚䠄㻡㻜䠂௨ୖ䜒䠅䚸ᾘ㈝⪅୺ᑟ䛾༙ᑟయ䝬䞊䜿䝑䝖䝖䝺䞁䝗䛸䛿␗䛺䛳䛯᪉ྥ䛻㐍䜐䛣䛸䛻䛺䜚䜎䛩䚹ᴗ⏺䛿௒䜔䚸ᅽಽⓗ䛻ᾘ㈝⪅୺ᑟ䛸䛺䛳䛶䛔䜛䝬䞊䜿䝑䝖䛻ྥ䛡䛶⏕⏘䜢⾜䛳䛶䛔䜎䛩䚹䛣䜜䛿䚸䝣䜯䝤䜔䝣䜯䜴䞁䝗䝸䛿ᛴ㏿䛻ኚ໬䛩䜛ᾘ㈝⪅㟂せ䛻㎿㏿䛻ᑐᛂ䛧䛺䛡䜜䜀䛺䜙䛺䛔䛣䛸䜢ព࿡䛧䛶䛔䜎䛩䚹䛭䜜䛻䛿䚸ከ✀㢮䛾䝥䝻䝎䜽䝖䝭䝑䜽䝇䜢ᑠつᶍ䛺䝻䝑䝖䝃䜲䝈䛷⏕⏘䛩䜛䚸㎿㏿䛺䝣䜯䝤䜸䝨䝺䞊䝅䝵䞁䛜ᚲせ䛻䛺䜚䜎䛩䚹䛣䛾䜘䛖䛺䝡䝆䝛䝇⎔ቃ䛾ୗ䛷䛿䚸ᕷሙ໬䜔㔞⏘䜎䛷䛾᫬㛫䛜㛗䛡䜜䜀௻ᴗ䛾฼┈ᶵ఍䛜⏒኱䛺ᙳ㡪䜢ཷ䛡䜛䛯䜑䚸䝃䜲䜽䝹䝍䜲䝮䛜⮳ୖ࿨㢟䛸䛺䜚䜎䛩䚹

インのシミュレーションですとか、あるいは開発投資

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に対するリターンのシミュレーションですとか、いろ
いろな計算があります。ただ、これらはどれもシミュ

Samsung の場合は、どっちに転んでもいいような会社と思います。基本的には Intel ほどではないですレーション、つまり机上計算なので、仮定だったり、前提だったり、推測だったりというのが必ず入ります。

が、自分で全部つくっていますし、関連会社含めても、どっちにも行けるんではないでしょか。

従って、そこには主観やこうあってほしい、といった意図の入り込む余地があり、シミュレーションだけで結論付ける事は簡単にできなくなります。

原 450mm になるとものすごい生産量を稼がないと稼働率が上がってきませんから、現実的なアプリの捌
けている数量を考えると、単品大量生産というよりは、
そこをメインにしながらいろいろなものを突っ込んでいくのでしょうね、そのラインには。そうでもないんですか。

先 の ISMI の 発 表 は、7 月 の SEMICON WEST でのものですが、「5 つの誤解」は ISMI のセッションの次の日に SEMI がやっています。

駒形加藤健児 IDM(Integrated Device Manufacturer) の業態をとれる会社は少なくなりましたが、IDM であ② 450mm 化する目的について
原

それと、皆さんの考えの平均像でも結構なのです

れば、自分でいろいろコントロールはできるでしょう。
その分、話はわかりやすくかったりする筈ですが、逆が、どの程度マーケットの拡大を前提にして 450mm
をおっしゃっているのか。チップ全体のワールドの売
上でもいいですし、個数でもいいのですが、300mmの工場では足りないという話ではなくて、450mm 化というのはあくまでも生産性を上げたいということなのでしょうか。

に業界全体の中で IDM がメジャーではなくなってきていますので、「わかりやすい話」が全体を代表しているかというと、必ずしもそうではないというところです。
原 TSMC さんが 65nm でやって、Intel が 12nm とか、びっくりするようなことをやるとすると、装置がまるきり違ってきますね、特にリソのところはね。

加藤健児 生産性を上げたいということです。450 ｍ
ｍの主張は、チップ単価をどうやって下げるかということに終始しています。

加藤健児

原 おそらく 450mm を考えている会社さんたちのソロバン勘定では、自分たちが投資をするはずなのだと思います。その範囲で、今の 300mm ファブを最終的にはお役御免にして 450mm に移りたいという話なのか、それとも微細加工の先端ルールの装置を入れるときに 450mm 化になるのと一緒にやるでしょ

リソはそうですね。

原 そうすると 450mm 用リソを製造装置メーカー
がどこか作ったら、それは 1 工場に何個入れるか知りませんが、下手すると 10 台、20 台しか売れないという話にもなるわけですね？
新聞報道に出ているように、450mm 化を推進するとアナウンスしているのは、Intel, TSMC, Samsung

うから、高い付加価値のデバイスを 450mm にして、量は 300mm のラインで捌かしていくという、そういうイメージなのでしょうか。

です。しかし、今後の半導体チップ生産の伸びはほとんど期待できないので、長期的にも 3 社ということになります。つまり、3 ラインあれば十分ですから、

いずれにしても単純な話ではないですね？

世界で 3 つラインができるということになって、それぞれ違ったアプリになってきますから、装置も少し違ってくるのかなと思います。製造装置メーカーは、

加藤健児 そこら辺はいまいち見えにくいところがまだあって、装置メーカーに開示できるほど具体的になっていないというところもあるような感じですね。

意を決しないと装置を作る気になりにくいですね？

駒形 Intel の場合は、自分自身で設計して作るものがはっきりしているので、先まで引けるんでしょうけ
れども、TSMC の場合、お客さんがついてこないこ

加藤健児

どのくらいのラインがこの先できていくかとか、どのくらいのシリコン面積がデバイスになって出荷されていくのかというあたりは、いろいろ数字がありますので、推測はできるんです。但しあくまで推とには話にならないわけです。そこは先端のデバイスメーカーとは言いながらやりようが違うところなので、スタンスはちょっとずれてくるんじゃないかなと測なんですね。当たるか当たらないか何の保証もありません。一方で半導体全体の成長率では、デバイス

思うんです。

ファブシステム研究会

まあ、そうですね。

の成長率はここ最近ではもう一桁に落ちましたから、総合レポート

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6％か 7％くらいだと思うんですけれども、グロスでそんな感覚ですね。

200 から 300 につないだというやり方をとられていました。300 のときはですね。多分 450 のときも…。

逆にいうと、その程度の成長はこれからもまだ期待できる。シリコンの面積からしても期待できる。ただ、

久保内
とに？

450mm でも同じようなやり方を選択するこ

ウェーハ系は 300mm が増えていきますし、450mmが入ってくると、そのラインの数としては、やはり減加藤健児

やるんだろうなと思うんですが、今回は装置メーカー側にしろ、デバイスメーカーにしろ、300のときよりもさらにリスキーだと踏んでいるでしょうから、そこら辺を具体的にどうするのかというのはまだよく見えてきていないなと。

るでしょう。
原

この辺はまとめセッションでも続けてやらせていただきたいと思います。

ただ、どちらにせよ、そういったギャップを踏み越えるために、何がしかラップ期間をとりたいというのは出てくるはずですから、そう考えるとブリッジツー③ライン変更することのデバイスメーカーのリスクについてルのリクエストがちらほら出てきたり、というのも理解できるなというところですね。

久保内 今ほどの議論の中にあったのかもしれないですが、新しい 450mm のラインをつくるとき、デバ
イスメーカーの立場でいくと、450mm という大断面のリスクと、先ほど言った最先端プロセスの選択のリ
スクと、両方負わなければいけないわけです。

◎現行 300mm 装置の課題
今までの背景を踏まえて考えますと、ムーアの法則に従って大口径化になって、微細化になって、それだ
け単純に考えていれば今まではある意味良かったんですけれども、もう少し違うことを考えないといけないだろうなという段階になってきます。

一般的には、大断面のリスクも相当ある訳ですから、プロセスのリスクは取らないとして、先ほどあった
65nm でやろうかという選択肢も一つあるでしょう。
ところが、往々にしてそういうラインというのは、例
えば 65nm を選んでしまうと後の大断面の次の世代までのレトロフィットなど追えなくなり、非常に短命なラインになってしまうという、リスク面を負うことになるんですけれども、そういう面でみると、どういう選択肢が一番いいのでしょうか。

今の 300mm 装置の持っている課題を幾つか出してみます。まず、エッチング装置をイメージすると、ロードポートが 3 つあって、FOUP25 枚単位でウェーハを受けて、チャンバが例えば 3 チャンバで処理する装置です。

加藤健児 ウェハサイズ変更のときに、設備を変える事のリスクは必ずありますね。それを避けるために、この装置の FOUP からチャンバまでロボットでウェハを持ち込むんですが、その持ち込む時間という300mm の時は 200mm でやっていたプロセスをそのまま 300mm にいったん移しているんですね。8 インチと 12 インチを同じプロセスルールで、同じ製品でのが、これはサンプルですから、絶対値はあまり気にしないでいただきたいんですけれども、1 枚当たり60 秒で持っていって持って返すのが終わるはずだと。

一回ラップさせています。完全にラップさせて、そこ
で 300mm の新しいハードウェア、設備というもののバグ出しを全部終わらせて次に持っていく。

ところが公称は 60 秒になっているんだけれども、実⌧⾜ 㻟㻜㻜㼙㼙⿦⨨䛾ㄢ㢟㻟㻜㻜㼙㼙⿦⨨䛾ㄢ㢟Time [sec]:from FOUP to PM

そういうことをやると、久保内さんがおっしゃるよ
うに短命なんです。ラップしたのは現実にはほとんど
1 ラインだけです。1 ラインで時間的にも 1 年か 2 年
しかやっていないと思うんですが、そのラインをそのまま次のデザインルールに移設しています。無駄にし

120

60

ているわけではなくて、ラップさせて、そのまま次のデザインルールに持っていく。そのデザインルールで2 世代か 3 世代、同じラインを使いますから、その中

Lot1) 䇾Inconsistent䇿
Inconsistent䇿 Tool Performance:⿦⨨⬟ຊ䛸䛧䛶㻲㻻㼁㻼䛛䜙㻼㻹䠄䝥䝻䝉䝇䝰䝆䝳䞊䝹䠅䜈䛾䜴䜵䝝ᦙ㏦᫬㛫䛿බ⛠㻢㻜⛊䠄㻯㼛㻻ィ⟬ୖ䠅䛰䛜䚸ᐇ㝿䛿㻢㻜㻙㻝㻞㻜⛊䝺䞁䝆䛷ศᕸ䛩䜛䚹の最初の 1 年、2 年を旧世代とラップさせて、そこでファブシステム研究会

総合レポート

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⌧⾜ᶵ

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䜲䝯䞊䝆

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オープンディスカッション－ 第１セッション 流し方・搬送方式

際に測ってみたら 60 秒から 120 秒くらいで結構ばらつく。ばらつきが倍くらいあるというのは、やはり許この中をウェーハが渡っていくので、例えばロード
ロックの 2 番に大気ロボットがウェーハを置きます

せんなという話で、これは現行装置の課題だと。公称
60 秒ですから、CoO の計算をするときは 60 秒でやって、スループットはこれでという計算をしてしまうんですが、実際にそれが 120 秒かかって、全てが 120という動作が大気ロボット側であるんですけれども、この時にロードロックの 2 番というのはシンクロして、ウェーハを受け取らなきゃいけないので、大気ロ
ボットがロードロック 2 番にウェーハを置きますというのと全く同じタイミングで、ロードロック 2 番はウェーハを受け取りますという動作が入ってくる。

秒になってしまうとスループットは半分になりますか
ら、CoO で倍になるんですね。こんな話は、とても許容できない、という事で、ゼロにしろとは言わない

真空引き、例えばロードロックのベントですとか、

けれども、この差はできるだけ縮めろというのが一つ
大きな課題だと。

バルブのオープン・クローズですとか、こういった動
作は大気ロボットと直接関係ないので単独で動くんですが、この部分だけは同期しないとウェーハの受け渡しができないということになりますので、それをずっ◎対象装置構成想定（図なし）と並べていくと、全体のスループットが出てくる。

なんでこんなにばらつくんでしょうか、というのをちょっとだけ説明すると、先ほどの装置と同じ装置で、これは 4 チャンバの模式図です。ロードポートがあって、ここでウェーハを受け取ります。ここに大気用ロボットがありまして、このロボットでウェーハをピックアップして、
このロードロック室に持ち込んで、ロードロック室で真空を引いて、真空側のロボットで持ち出してプロセスチャンバへ持っていくという構造をとります。そうすると、メカニカルの動作の部分を見ま
すと、ここの大気ロボットの部分、それからロードロッ
クの部分、ここはメカニカルな動きはあまりないんですが、真空引きがあるので、大気から真空に引いてまた戻すという動作がありますので、ここが一つのターゲット。それから、真空ロボットと。大きく分けて、
この 3 つの部分の動作の総合で全体のウェーハの流れは決まるんですね。

そうすると、色が同じ部分は同じウェーハを使っている部分なんですけれども、白い部分は待ち時間になってしまうんですね。要するに、大気側のロボットとロードロックと真空側のロボット、それぞれの動作がシンクロしないとこういう待ち時間が生まれてし
まって、全体のスループットを落とすということになります。
何が言いたいかというと、こういう大気ロボット、
ロードロック、真空ロボット、それぞれの動作単位がきちんとシンクロしないと全体のウェーハの流れる時
間はどこかで待ちが出たり、無駄が出たりして、簡単に狂ってしまう。
これはあくまでも理想的な表なので、例えば真空引きするのに 10 秒かかるのだったら、10 秒ときちん

そういうことを考えて、これはスループットを簡単にというか、ビジュアルに多少表したものなんですけと線を引くんですけれども、実際に 10 秒で終わるか
どうかというのは時間でやっているわけではないので、当然ばらつきます。もっと極端な場合には、プロ

れども、この上のほうにバーが 5 本、流れがありますけれども、一番上のバーは大気ロボットの動作ですね。横軸は時間なんですけれども、例えば大気ロボッ

セスチャンバですね。プロセスの処理というのは、例
えばこの表でいくと 30 秒のプロセス処理だと 30 秒と書くんですが、現実のプロセス処理はエンドポイン

トが、ここは待ち時間なんですが、ロードポートからウェーハをピックアップして、アライナーに持っていって、アライナーでウェーハをスワップして、ロードロックに持っていってという動作がずっと時間単位

トを見ますから、31 秒だったり 32 秒だったり 29 秒
だったり、いろいろします。そうすると、こういった
動作のシンクロというのは、結構簡単にばらつくなというのがおわかりいただけるかと思うんですが、そので並んでいるというふうに見てください。

結果が公称は 60 秒だと。紙の上で書いて、コンピュー
タ上でシミュレーションするとこうなるんでしょうけ
れども、いろいろな現実のばらつきを入れて、しかも大気ロボットと、ロードロックは 2 つありますので、
1 番と 2 番ですが、それから真空ロボット、それからプロセスチャンバというふうに書いてありまして、それぞれの動作が今の横軸にずっと伸びているという構

それが動作単位のシンクロを一層ずらすということに効いてくると、最終的には結構なばらつきとして出てきてしまうなといったところになると。

図になります。

ファブシステム研究会

総合レポート

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オープンディスカッション－ 第１セッション 流し方・搬送方式

㻺㻳㻲㻌㻔㻺㼑㼤㼠㻌㻳㼑㼚㼑㼞㼍㼠㼕㼛㼚㻌㻲㼍㼏㼠㼛㼞㼥㻕㻌⌧⾜ 㻟㻜㻜㼙㼙⿦⨨䛾ㄢ㢟㻟㻜㻜㼙㼙⿦⨨䛾ㄢ㢟2) 䇾Imperfect䇿
Imperfect䇿 300mm 䜲䞁䝣䝷㻝㻕㻌䝥䝻䝉䝇䝏䝱䞁䝞䛾⏕⏘ᛶ䜢᭱኱໬䛩䜛⿦⨨䝥䝷䝑䝖䝣䜷䞊䝮㻝㻕㻌䝥䝻䝉䝇䝏䝱䞁䝞䛾⏕⏘ᛶ䜢᭱኱໬䛩䜛⿦⨨䝥䝷䝑䝖䝣䜷䞊䝮䝇䝹䞊䝥䝑䝖

⿦⨨௨ୗ䛾䝅䝘䝸䜸䛻ᑐᛂ䛷䛝䜛䛣䛸䠄Tool௨ୗ䛾䝅䝘䝸䜸䛻ᑐᛂ䛷䛝䜛䛣䛸䠄Tool Output䜢᭱኱໬䠅
Output䜢᭱኱໬䠅

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䝇䝹䞊䝥䝑䝖

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Tool Output
䝥䝻䝉䝇䝏䝱䞁䝞THPT

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◎現行 300mm 装置の課題 - 続き

◎ NGF(Next Generation Factory)

もう一つはこれも同じような話なんですが、装置

450mm と一緒に NGF という括りでいろいろ話があるんですけれども、その中で一つ、これは装置単体の話ですが、チャンバのパフォーマンスとその他、例

側単体のパフォーマンスではなく、ファブ全体のパ
フォーマンスを見たときに、同期がとれていないとこ
うなってしまう。装置側のパフォーマンスをいろいろ改善して上げて行った場合、例えば AMHS のパフォー
マンスが同期して向上しないと、ファブ全体を通してのスループットとしては途中で AKHS 側に制限されてしまう。

えば搬送系、真空ロボットや大気ロボットなんですけ
れども、チャンバのパフォーマンスとこちらのバラン
スがとれないと低いほうに律速されてしまって、ツールのパフォーマンスというのは制約されますよと。これをできるだけ合わせたいという話で、そこにも改良の余地はあるだろうという話を言われているところです。

この領域だと装置側が律速しているんですけれど
も、こっちの領域になると AMHS が律速してしまう。
この 2 つがちゃんとバランスがとれないとファブ全体のスループットは必ずしも上がらない。この部分（AMHS から大きく上昇した装置のライン）の装置側のインプルーブメントって、ある意味、無駄なんですね。
やってもしようがないということになりますから、こういったところは改良の余地があるのではないかというのが一つです。

そこまでで何かありましたら？

意見交換④ FOUP のタイミングについて
加藤洋

今説明のあったロードポートのところですが、そこは 25 枚なら 25 枚ためてから次の工程に移動するという形を取っているのですか。

High-Mix の場合、多品種の場合にはレシピのチェンジですとか、マスクのチェンジといったものが頻繁に発生する場合に、結構なロスが実は出てしまうとい

加藤健児 FOUP の交換のタイミングですか？

はい、そうです。

うことも言っています。業態にもよりますが、メモ
リーファブの場合にレシピチェンジ、マスクチェンジのオーバーヘッドが 1 だとすると、ファウンドリだ加藤洋

装置の中は枚葉で動いていますね。だから、そこから取り出して次の工程に行くのも枚葉という、
そういう動きはないですか。待っている必要はないわ
けですよね？

とこんなに分厚くなる。これはなぜかというと、流している品種の数が全然違うということで、メモリよりもファウンドリのような多品種生産の場合には、こう加藤健児 待つ必要はないんですが、それはロットサ
イズをどういうふうに考えるかという話になってきて、今のところ、25 枚です。

いうオーバーヘッドが非常に大きく効くんだと。それで何とかしなければいけない、という話で、こういったところに改良の余地がまだまだあるだろうという話

300mm のときに一つ変わりましたのは、ロットは
物理的には 25 枚入りますから、25 枚を管理単位にをされています。

した訳ですが、多品種少量になってくると管理する単ファブシステム研究会

総合レポート

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オープンディスカッション－ 第１セッション 流し方・搬送方式をやっているのです。もっとわかりやすく言ってしま
えば、処理は枚葉なんだけれども、搬送がバッチになっているわけですね、現状システムは。バッチ搬送なん

位はどんどん小さくしたい、物理的にではなくてですね。300mm のときにウェーハ単位で ID がつけられるようになったので、1 枚単位で装置側は管理できるシステムになっています。ただし、物理的には 25 枚入りますし、ここの 25 枚というのははらい出して、また戻して、ということになっていますから、装置間だけれども、枚葉処理だからおかしなことになるわけ
で、だんだん合わせていこうということになって…。
450mm 化だと、1 枚ものなんかの容器搬送というのもあり得るんですか。

はこの FOUP の単位で動きます。マックス 25 枚。中に、25 枚入るんだけれども 3 枚しか入っていないということはあるんですが、それはそれで無駄だという

加藤健児の 300mm と同様の FOUP になる可能性大だと思います。

ジレンマはあります。
原 公表されている事例ですが、日立製作所の N3 棟
では 13 枚にするのが最適だという報告が、少なくとも私の記憶ではあるのです。要は、25 枚入れている

原 枚葉搬送ではなくて、バッチ搬送で枚葉処理、やはりそういうことになってしまいそうな……。

と待ち時間がそれだけかかりますが、半分しか入れな
ければ、その半分の時間で次に行けます。非常に無駄

駒形 ワンキャリア何枚欲しいかというのはいろいろなケースがあります。先ほど 450mm の最初に出たIntel さんみたいに 25 枚単位で突っ込んでも十分に回なようですけれども、箱の半分しか入れないということを現にやっているというところがあると思います。

せて、本当はもっと大きいサイズが欲しいというメーカーもあれば、いやいや、私のところはそんな大きいのはとてもないからせいぜい 5 枚でもいいというメーカーもあって、ものすごくばらつくと思うんです。

加藤健児 450mm の規格の中で、この FOUP サイ
ズをどうするのか、やはり 25 枚で良いのか、という話は随分ありましたが、現状は 25 枚で 300mm と変えないというのが主流で、それで行きそうかなという感覚ですね。

我々のところも、実際、キャリアは通常の 6 イン
チまではワンキャリア 25 枚か 26 枚の 2 キャリアで、
8 インチのときは 1 キャリアと普通のロット編成です
が、作っている製品によってはなるべく大きなキャリアで流したいというものもあれば、小さくて十分というものもあります。小出しにするマイコンなんかは
25 スロット必要な時もあるから仕方がなく今のキャリアを使うけれども、本当はその中で 3 枚だけ今欲しいという場合もある状態です。器が大きくて使えるので使っているというだけですね。

加藤洋 そこに仕掛かりが 25 枚止まってしまいますね。それが 1 枚ずつ捌ければリードタイムが短くな
りますよね、仕掛かりがその分少なくてすみます。
廣嶋 ただ、次世代のファブと考えたときに、今のアイデアとして、現行 300 だとスロットインテグリティ
とかキャリアインテグリティと言われる形で、必ず出たところにウェーハが戻っていくという考えですけれ
ども、次世代のコンセプトとして今議論されているのは、別のキャリア、別のスロットでもいいんですね。
ということは、1 枚終わったところで、終わったウェー
ハを別のキャリアに入れて次の工程に持っていってし⑤箱のサイズについて
原 NGF の範疇に入るのかどうかは知りませんが、25 枚と同時に、例えば 13 枚だとか 1 枚ものだとか、箱自身をいろいろなバリエーションをもって流したらまうということも多分考えられているというふうに聞いているんですけれども、その辺はどうなんでしょうか。

いいんじゃないの、という議論も聞いたことがあります。最近はどういう流れになっているのですか。25
枚でいいだろう、シャトルが同じ大きさだったら変わらないだろう、ということなのでしょうか。

加藤健児 そうですね、現状でも、300mm の一部はそうなっています。規格は、スロットインテグリティといって必ず出したところに戻せという規格になっていますが、現実の運用は「いや、そうじゃなくて」と言われるお客さんも多いと思います。

加藤健児 箱のサイズにバリエーションを持たせるというのは、あまり聞いたことがないですね。

廣嶋 実際にそれでオペレーションされている工場もあるということなんでしょうか。
原

生産ロットは製品によってはもちろんばらつくんです。非常に大量の場合には 25 枚でもロットの中で十分小さい、その単位で十分だという場合と、生産枚数

逆に、今は容器にたくさん入るからそういうこと

ファブシステム研究会

総合レポート2008-

規格の原案の中にはありましたが、25 枚

27-

オープンディスカッション－ 第１セッション 流し方・搬送方式

えますか。

自体が 5 枚だとなったときに、25 枚のロットサイズ
で FOUP を使うこと自体、オーバーヘッドが大きく加藤健児 装置側と AMHS 側、あるいはファブ全体
といったことに、ヒエラルキーがあるわけですね。部
品だったり、装置だったり、設備だったりというのがなってしまって無駄だと。だから、5 枚だったら 5 枚のロットサイズにすればいいじゃないか、ロット管理
すればいいじゃないか、という話もあって、それは製品特性に依存しちゃうんですね。そこはかなりばらつ

あって、最後に全体というのがあって、ユーザー側の視点からすると、最後のスループットあるいは効率を直接的に見えますし、見たいわけで、これが最く。

大化できればいいよと。その手段として AMHS だったり、装置だったり、あるいは部品だったり、どんどん分解していくんですが、そこで区切りというのは必ずありますから、装置メーカー側からすると、例えば

今、25 枚の声が大きいのは、そういう製品特性の会社さんが今イニシアチブをとっているということだと思います。
原 蒸し返すようなのですが、箱を亀の上の亀の子みたいな感じで載せたらいいのではないか。つまり、バッ

AMHS がどういうシステムであっても、それに装置側はマッチングできるような作り方ができないと、こチ搬送は決して悪いわけではなくて、25 枚いっぺんにはめるわけですから、交通渋滞はその分だけ少なくのリクエストには応えられないですね。応えるために装置側はどういう作り方ができるでしょうか、ということを考えなければならなくて、そうすると AMHSがどういうふうに動いているかというのは理解してやらないと、そのリクエストに応えた装置にはならない
ので、そこは考えなければいけないなという宿題を今
現在もらっているところです。

なります。そこで、処理が 5 枚入りだとか 1 枚のウェー
ハの箱を上に載せて、いっぺんに運んだらということを言っているメーカーが現にありました。それは装置メーカーというよりは搬送系のメーカーですね。いろ
いろなアイデアを出しているほうのメーカーですが…。
加藤健児 経済原理というのが働きますので、例えば、25 枚いいんじゃないかと言っているメーカーさん、
あるいは 5 枚にしたいんだ、いや、3 枚でいいんだと言っているメーカーさんのそれぞれのニーズを最大公
約数的にカバーできるハードウェアあるいはシステムというものが考案されて、規格になって、それが現実になっていけば、皆さん、そうするだろうと思います。

原 装置というのは、単体のチェンバーというのだったら何も考える必要はないのですが、複合のチェン
バーが何個か入っているクラスター装置だから考え
る、ロードポートが 2 個あったりするから、それで考える必然性が出てくるわけですね？
加藤健児 話が脇道にそれますが、一つのシステムの中に複数のチャンバをつけて、マルチチャンバでやります、ロードポートも複数ありますよと。例えば、2個以上あれば、FOUP の交換のオーバーヘッドは見か⑥搬送についてけ上隠せますから、スループットをこうやって上げますよという、単純にはそうなんですけれども、事はそんなに簡単ではなくて、先ほどの各予想のシンクロが本当にきちんとできないと待ちが出たり、スループッ

久保内 流し方とか、搬送式に限定した議論をさせてもらいたいんですけれども、先ほど加藤さんの言った
装置スループットとそれを規定するような AMHS というハンドリングの能力で規定されるようなケースもあるだろうということを懸念されているんですけれども、基本的に装置単体として見た場合、ツールの能力

トとしてばらつきますよという問題も出ますねと。
例えば、枚葉のマルチチャンバの場合も、今、ここに 3 つチャンバがありますけれども、これ、全部同じ処理をするというような、パラレル運転というんでを最大限にするような内部のハンドリングロボットとか、もちろんバッファリングを含めた検討は、装置メーカーとしては当然される。デバイスメーカーとしては

すが、そういうような場合にはまだ考えやすいんですが、2 つのチャンバをシリーズで使う、あるいは 3
つのチャンバをシリーズで使う。真空内でプロセス 1

それを前提として最大スループットを出せるような、装置間・工程間搬送（AMHS）のつなぎを設計されると思うんですけれども、今の議論の中で、デバイスメー
カーがツール例えば装置側の流し方まで入り込んだシをやって、2 をやって、3 をやって、それから出すんだみたいなプロセスだってあるわけですね。そういう場合に、この全体をどういうふうにコントロールしてミュレーションまで検証して、装置のつなぎの最大ス
ループットを狙うようなところまでやらないとだめだというふうにおっしゃっているのか、その辺如何に考ファブシステム研究会

総合レポート

やると、装置としてのスループットが最大化できるのか。なおかつ、パラレル運転でも、シリーズ運転でも、

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オープンディスカッション－ 第１セッション 流し方・搬送方式

シリーズ運転専用の装置は作れませんから少なくともハードウェア的には同じものでないといけない。と

常に大量にウェーハを切れ目なく流してという場合には、こういう受け方に当然なるでしょうし、その中でなってくると、どこまで個々のニーズの最大公約数をとれるかというのは、かなりややこしい問題になってきます。

25 枚というロットサイズが決まってきたんだと思いますが、そうではなくて、もっとロットサイズが小さい製品もたくさんあるわけですから、そうなってくるとオーバーヘッドがどんどん割合としては増えてくるということになるので、そこを何とかしなければいけないですね、というのが課題になってきます。

装置単体でもそうですし、それに対して、さらにAMHS 側の受け、ロードポートの受け渡し、あるいはロット間のオーバーヘッドといったことを考えて、大量生産を前提にした装置を小量生産にも使おうとすると、何がしか、そこに間尺に合わない事が出てくとやっていくと、ちょっとやそっとでは簡単にはできなくて、「それが課題だ」と言われるのはまことにそのとおりなので、そこにもう少し知恵を使わなければいけないなということにはなります。

るというのは当然ですが、そこをどういうふうに今後は解決していくのかが残りますね。
原 それもあるでしょうし、流れを阻害しているということが本質的問題点でしょう。25 枚入っていたら、1 枚しか処理しないですから、あとの 24 枚はそこで止まっているのです。それはトヨタ生産方式的な考え⑦「搬送はバッチ、処理は枚葉」の問題について
斉藤 ロボットメーカーとしては装置メーカーから求められるのは、FOUP に入っているウェーハとロード方として問題だということです。

ロックステージとの間の搬送を、スループットを最大にすることを求められて、25 枚の置き換えを何秒で終わるかというところで性能を競っているんですけれども、先ほどの「搬送はバッチ、処理は枚葉」ということは何か問題点はあるんですか。ライン全体としてスループットを最大にできれば、そういうやり方もありかなという気はするんですが。
「搬送はバッチ、処理は枚葉」ということで、搬送の間にバッファがあって、処理のスループットが最大になるということであれば、それはそれでも問題はな
いのかなという気はするんですけれども？

要するに、24 枚、そこで常に待っているわけです。
25 枚の 1 枚しか処理しないから、だから、納期が 25倍になるということなのです。装置が 300 台しかな
いのに、何万枚もウェーハを突っ込まれている理由は、
そこここにウェーハがたまっているからなのですね。
だから、納期が何十日もかかってしまう。そこのとこ
ろはみんな当たり前だと思って次のお話をされているのですが。それもまさに小量用にやると、量を稼ぐた
めに、多品種を同時に流すことにもなり、それが本質的に流れを阻害してしまいます。根本的なものの流れの問題が顕在化するということです。

加藤健児 今のこの構図ということですね。この構図
で 25 枚で受けて、処理は枚葉なんだけれども、この構図自体に問題はないのかというご質問ですね？

加藤洋 大量生産の場合なぜ大ロット流しなのですか？ 1 枚流しでも大量生産という構図はできるんじゃないですか？

それはロットサイズの問題ですね。25 枚のロット
サイズでやると、25 枚でロットの切り換えと FOUP

加藤健児の受け渡しをやりますから、ロット間のオーバーヘッ
ドって必ず出ますね。それが 25 枚周期でこの場合は来るんですけれども、例えば 25 枚の FOUP で 3 ロー

加藤洋

廣嶋 その場合に一番問題になるのは、搬送がべらぼ
うな量になるということですね、工程数が多いので。
枚葉で流すと巨大な規模の搬送システムが必要にな

枚あれば 5 倍のオーバーヘッドがかかってきている。

る。

要するに、小ロットになればなるほどオーバーヘッ

原

ドが膨らんできますよという話になるのが、課題だろ
うなと。これまでの装置構造というのは、あくまで大量生産が前提なんですね。一般に DRAM だとか、非総合レポート

それで、一個流しの場合にフローショップという話が出てくるわけです。フローショップだったら順番に並べていればいいから、搬送の問題は軽減されま

2008

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何しろ、ウェーハを 1 枚ずつ管理できるなら、

わざわざまとめてロット管理する必要はないと思いますが。

ドポートの場合に、実はロットが 5 枚しかないとな
ると、25 枚周期のやつが 5 枚周期になる。5 枚周期になって、その間にオーバーヘッドが挟まると、25

ファブシステム研究会

その場合には多品種ということになります

ね。

29

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オープンディスカッション－ 第１セッション 流し方・搬送方式

でウェーハを待たせるか、どっちかになってしまうのす。ジョブショップの方は搬送の問題が大きくクロー
ズアップされるので、まとめて運んだほうがいいといで、ここで待つ分にはまだいいんですけれども、ロボッ
トの上で待ったりすると、全体のスループットを大きう話になるわけです。

く落としてしまうということになりますので、そういう要因は実は結構まだまだあるなと。

それで、製造装置メーカーなどが議論するときに、
半導体はどこまでフローショップにできるのかということを常に意識するんだけれども、やり切れていないという話ですね。そう理解しています。

⑧ウェーハ搬送時間のばらつきについて中野原

同期しないと時間は 2 倍要るんです、基本的に。

（発言者注：これは移動時間などを含めたトータルでのおおつかみの数値的見通しである。非同期であれば、最小待ち時間ゼロ、最大１プロセス時間待たされるので、その現象だけ見れば理論上 1.5 倍の時間がかかる）

最初の 60 秒、120 秒の絵が出てきたところのばらつきというのは、先ほど説明の中にあった、各チャンバを、多分均一な処理をしているとそういうことは起こり得なくて、違う処理をするから、それでプ
ログラミングの問題でばらつきが特に出てきてしまっ

半導体生産設備・装置
加藤健児 半導体の全体のファブのサンプルをここに出してみました。

ていると考えていいですか。チャンバごとに違う処理をやっているから、それごとの時間差とかが吸収し切れていないと？

◎現行半導体生産ライン例

加藤健児 均一な処理というのが本当に均一な時間でぴったり終わって、すべての動作要素の位相が全くずれなければ 60 秒で揃いますが、実際にはそんなことはなく、メカニカルな動きにしても、必ずばらつきが出てきます。

これは 300mm のラインですが、どこか固有のラインではなくて、一般化された例です。いろいろなデータから平均像を抽出すると、こんなものですね、というのが出ていますので引っ張ってきたんですけ
ど、300mm のラインで Generic Logic の 65nm ですね。1Poly で、配線層が 10 層ですね、Cu 配線の場合。品質としては 1 品種だけと。ボリュームとしては、月当たりで 2 万 9,670 枚で、300mm でおよそ 3 万枚／月当たりが一般的かなと思いますので、こんなものだろうなと。

中野 多少のばらつきはわかるんですけれども、倍って、すごく大きいですね。
加藤健児 60、120 という、これはイメージなのであまりシリアスに数値を見る必要はありませんが、このくらいのばらつきは出るよと。絶対値として精度をもって言っているわけではなくて、概念的なところで、

この場合、いわゆるジョブショップというレイアウ
トですね。Implant がここに 29 台並んでいまして、
Etch が 40 台、Diﬀusion が 44 台で、Photo が 29 台というふうに並んでいまして、プロセスツールで 329「こんなに」というのが言いたい。倍はちょっと行き
過ぎかもしれないですけれども、それくらいばらつくこともあるだろうなと。

台の装置が並んでいる。全体の装置台数としては 395

中野 概念的に、ちょっと吸収し切れないような時間のばらつき例が生じているよと言っているという、そ⌧⾜༙ᑟయ⏕⏘䝷䜲䞁౛

ういう意味合いですね？
加藤健児

はい。

例えば、チャンバ、3 つあるんですけれども、シリーズの処理をする場合なんか特にそうなんですが、1 つの真空ロボットで 3 つのチャンバをやっていますけ
れども、チャンバの 1 と 2 を受け渡しで処理するみたいなことをやろうとしたときに、1 と 2 の間のバッ
ファって、このロボットしかないんですね。1、2 と行くんだけれども、2 の処理が終わらないうちに 1 が終わったという場合に、これが待つか、ロボットの上ファブシステム研究会

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オープンディスカッション－ 第１セッション 流し方・搬送方式

えておられるようですけれども、どんどん大規模化の⌧⾜༙ᑟయ⏕⏘䝷䜲䞁౛

世界に入っていくよと。「こうすることで、チップ単位のコストは下がる。生産性は上がる。それが方向性」なのですが、あくまでもそのラインを埋めるだけの生産量が出せる、製品が出荷できるというのが前提になってくるので、それだけのチップが出せる製品って、そんなにあるわけではないな、という話にもなっていくということですね。

ඛ➃〇ရ 㻩㻌䢈䢛䢗䡺䡹ᕤ⛬ከ 㻩㻌㧗䝁䝇䝖 㻩 ኱ཱྀᚄ໬䞉ᚤ⣽໬せ 㻩㻌ඛ➃⿦⨨せ 㻩㻌㧗䝁䝇䝖 㻩㻌኱つᶍ໬せ䋻 ኱つᶍ⏕⏘䝷䜲䞁䜢✌ື䛩䜛Ⅽ䛾䝕䝞䜲䝇ฟⲴせ 䋻 ⷧ฼ከ኎ 䋻 ཰┈ᅽ⦰䞉䞉䞉

そうすると、ローコスト――チップ単価の話ですけ
れども、ローコストだとか小量多品種ですとか、そういったものに適した設備・装置あるいは管理システム
といったものもあってもいいのかなというのがアイデୖグ ୍⯡㻲㼍㼎౛ ⏕⏘㔞䠖 㻟㻜㻜㼙㼙䜴䜵䝝䞊 㻞㻥㻘㻢㻣㻜ᯛ㻛᭶ 䠄䜼䜺䝣䜯䝤 㻝㻜୓䡚㻞㻜୓ᯛ㻛᭶䠅䝻䞊䝁䝇䝖䞉ᑠ㔞ከရ✀䛻㐺䛧䛯 㻲㼍㼎㻌㻩㻌⿦⨨䞉タഛ䞉⟶⌮䝅䝇䝔䝮 䛜䛒䜜䜀䞉䞉䞉䞉台というものが並んでいる。こんなようなファブが300mm のロジックとしては一般的な規模であった

アとしては出てくるのではないかということですね。

り、構成であったりするところかなと。
◎市場：半導体製造技術・設備・装置の応用

この例は、65nm、300mm ですから、ある意味先端製品ですね。プロセスの工程数としては、ツールの数は 395 なんですけれども、工程数としては 628 ス
テップをやって 1 つのデバイスができるというラインなので、これだけの数の装置を並べると、当然、コストはそれなりになるなというところですし、ファブ全体が高コストになってくると、大口径化、微細化、
要するに生産量を上げていかないとペイしなくなります。

これは話をわかりやすくするために乱暴に切り分けて見ましたが、ウェーハサイズが一つあります。設備・装置のコストがあります。生産量があります。生産量というのは、High volume Low Mix、大量生産で消費する場合、あるいは小量生産で多品種の場合といったような、いろいろな考え方があると思うんですけれども、この 3 つの軸で考えますと、200mm でメモリ、マイコンといったものをつくる、生産量もそんなに多くない、こんなポジションなんでしょうね。

大口径化、微細化が必要だということは、先端装置が必要だということになります。先端装置は当然高いですから、コストとしては上がってくる。そうなると、さらに稼がないかんということになって、大規模化というのが必要になってきますし、それでファブがどん

それが 300mm になってきて、大容量、大生産量になってきて、DRAM ですとか、MPU ですとか、いわゆるメガファブという世界に入ってきて、こんなポジションですね。

どん大きくなってくると、そのファブを稼働するためのデバイスの出荷が当然必要になってきますし、ラインを埋めるためにたくさん製品は作らなければいけな
い。問題は、そんなに出荷できて、ガンガン売れるよ

さらに 450mm になってくると、Flash だったり、
MPU だったりするのかもしれませんが、ギガファブ

うなデバイスが作れるかどうかということになってくるんですけれども、例えばメモリだったり、かつてのシリコンサイクルの中で、どこかで一回外れるともう

この 3 つの軸でマーケットを切り分けたときに、ボという世界に入ってくるのかなと。

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ガクッと行ってしまうというサイクルが過去に何回も繰り返しあったとおりなんですけど、そういう構図に入っていますねと。

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この場合、300mm のウェーハで 3 万枚ですから、
メガファブというレベルですね。今、450 と言っていప䝁䝇䝖

るところはギガファブだと言っていますので、生産量によっては 10 万とか 20 万とか、もう万単位で 2 桁の世界に入ってしまう。こういうラインというのを複

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数でつくって、仮想的に一つのラインという構図を考

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オープンディスカッション－ 第１セッション 流し方・搬送方式

リュームが増えるに従ってコストも上がるし、ウェー
ハサイズも大きくなるし、といったトレンドに今までᕷሙ䠖༙ᑟయ〇㐀ᢏ⾡䞉タഛ䞉⿦⨨䛾ᛂ⏝タഛ䞉⿦⨨䝁䝇䝖

はずっと乗ってきてやっていて、結果としてこういう一直線の量的にはどんどん大きくなるという方向で業界は成長してきたかというか、推移してきたといったところだろうなと。

㧗䝁䝇䝖㻟㻜㻜㼙㼙 䜴䜵䝝㻰㻾㻭㻹㻌㻛㻌㻹㻼㼁䝯䜺 㻲㼍㼎
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ただ、それ以外にマーケットとかニーズは本当にないのか？ということをちょっと立ち止まって考えてもいいんじゃないだろうか、というのがこの絵です。例
えば低コストで小量生産でも、それが見合うだけの設

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備・装置があれば、そこにマーケットが実はあったりしないのか。低コスト、大量生産というのもあるかもᕷሙ䠖༙ᑟయ〇㐀ᢏ⾡䞉タഛ䞉⿦⨨䛾ᛂ⏝タഛ䞉⿦⨨䝁䝇䝖

しれませんし、高コスト、小量生産というのはちょっと難しいのかもわかりませんけれども、こういう 3
つの軸で書いたときに、この 30 年で見たときに、この空間の中でどんなところにマーケットがあるのかといったところ、現状で起きているのは、この真っ直ぐ㻠㻡㻜㼙㼙 䜴䜵䝝㻲㼘㼍㼟㼔㻛㻹㻼㼁䜼䜺㻲㼍㼎䠊

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㻞㻜㻜㼙㼙 䜴䜵䝝䝯䝰䝸 㻛㻌䝬䜲䝁䞁
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の一本道に乗っかってやってきているんですが、そうではなくて他に外れたところにもマーケットあるいはニーズが実はあったりしないのかなといったところを少し落ち着いて考えてみるタイミングではないかなというふうに思います。

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◎生産量・製品特性に対する装置 ･ 設備側適応トレンド㻠㻡㻜㼙㼙 䜴䜵䝝㻲㼘㼍㼟㼔㻛㻹㻼㼁䜼䜺㻲㼍㼎䠊

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トレンドもいろいろありまして、従来のトレンドで大口径化、微細化、ムーアの法則にのっとってきて、デバイスの技術としましては、High-k ですとか、メタルゲートですとか、EUV で、どんどんリソを小さ

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くしてきたものもありますし、三次元のトランジスタという、立体構造でトランジスタをつくろうという話もありますし、どんどん進んでいくんですけれども、これは従来のトレンドですね。

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オープンディスカッション－ 第１セッション 流し方・搬送方式

それとは違う、多品種小量生産あるいは生産性を追求する、微細化はそんなに必要ないんだけれども、と半導体製造のものをそのまま持ってきて、その仕様があればいいんですよということになると、そんなに機能と高いスペックが要るんですか、そうすると開発いったようなトレンドだったり、あるいはチップ積層といった話もありますし、半導体以外に、今、話しているのは半導体の生産だけの話をしていますけれど
も、同じような製造技術を他にもどんどん展開して、コストがどのくらい、とパッと出てくるんですけれども、あまりリーズナブルな数字に多分ならないと思いますので、どこまで絞り込める、あるいは特化できるマーケットが大きくなるようなところって、実はポテンシャルがあるんじゃないでしょうか、といったとこ
ろももう少し考えていく必要があるのだろうと思いまのかといったようなところが情報としては必要になります。加工精度ですとか、スループット等々ですね。

す。

市場の伸びがどれくらい期待できるのかとか、そんな話も必要になるかもしれませんし、こういったデー◎検討課題

タがある程度出てくると、それが事業として成り立つ
為の計算はできてきますので、結果がポジティブであれば、そこに対して開発投資も入りますし、現実に製品を出していけるということになるんですが、なかな例

加藤健児 さて、検討課題ということで、そんなことを考えています。あくまでも半導体の製造が既存路線の延長にある話の中だけではなく、もっと視野を広かこの辺の数字というのがつかみにくいところもあって、ここら辺の情報なり、データなり、そういったもげて、半導体製造だけではなくて、MEMS だったり、同じような製造プロセスを使うマーケット、ニーズが世の中にありますねと。それは小量生産かもしれない
し、低コストかもしれないし、普通の半導体デバイスとはちょっと違うかもしれない。ただ、テクニカルには同じような設備・装置を使う産業であって、そういったところにもっと入れる、あるいはニーズなり、ポテンシャルがあるのではないか。
そういったところまで広げたときに、技術課題とビ
ジネス課題と書いてあるんですけれども、技術課題は
わかりやすいので、そんなに気にはしないんですが、ビジネス課題のほうですね。こっちがやはり問題になる。結局のところ、それがペイするのかしないのかと。

のが多少なりとも出てきますと、それが我々の事業、ビジネスを広げていくのに見込みがあるということにもなってくるでしょうし、いや、もう別の方向を考え
ようかということにもなってくるでしょうし、ということです。
具体的な数字がすぐに出るようなものではないと思っていますが、何がしかディスカッションの中でも整理ができていくようであれば見通しが立ちやすいでしょう。
原 はい、どうもありがとうございます。この辺の議論については、まとめセッションで再準備させていただきますので、それまで何かあればお考えいただきた
いと思います。

半導体の市場は、2007 年で 2,759 億ドルなので、ワールドワイドで 28 兆くらいあって、製造装置としては、42.8 億ドルですから、四兆の市場がある。グ−第１セッション 以上−

ロスでこうなので、実際に製品出荷している各企業あ
るいは各事業の規模がどのくらいかというと、これの10 分 1 だったり、100 分の 1 だったりですが、全体
としてはこういうマーケットがある。こういう環境の中で、開発投資あるいは回収計画をつくっていますので、他のもっと低コスト製品のマーケットだったり、そういうところを踏まえて考えていくと、やはりそれを正当化するだけのデータがなければいけない。例えば、生産の概要、プロセスが何種類くらいあって、工程数がどのくらいあるか。要するに装置何台要るんでしょうかという話なんですけれども、そういった話ですとか、さらに装置・設備に対して要求されるスペック・機能はどこまでのものが必要なんでしょうかと。

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オープンディスカッション－ 第２セッション レトロフィット

第２セッション

「レトロフィット」

原ているものなので、それをメンテナンスしていくというか、老朽化で使えなくなってしまう、それをどのように管理して、メンテナンスして、使える状態を保つかという、2 つの側面で議論を進めていくということ再開させていただきます。
今回、司会は千村さんでよろしいですね。

千村 ( 司会 )す。

私が進行させていただきたいと思いまにしております。

オリンパスの千村です、改めてよろしくお願いいたします。

司会の立場で意見を言っていいのか疑問なんですが、この場ではデバイスメーカーさんと装置供給メー
カーさん、立場が違う方々がいらっしゃるので、あまり刺激的なことを言うと両者の意見が対立して WinWin の関係でものが解決しないんじゃないかなとい

半導体製造に関して特に私は関わりがないものですから、今回のセッションは三洋半導体の池田さんがメインでやられる予定になっていたんですが、都合にようところも感じます。技術的なところよりもそういったところが結構問題になりそうな気がしています。

り急遽、私のほうで進めることになりました。このレトロフィットについては、皆さんが感じている課題をできるだけ出していただいて、最後のほうでそれを共有化するというような形にさせていただきたいと思います。

例えば、リファブなんですが、装置メーカーからす
ると、いつまでも在庫として機能を確保するために、
例えば部品を 10 年以上抱えているというのは、それなりに管理する費用もかかりますし、できるだけ要らない在庫を廃棄していきたいという立場にあると思います。逆に、半導体メーカーからすると、「それは冗談じゃない」というところもあると思いますので、その辺をいかに Win-Win に解決していくのかというのが、問題になるかと思います。日立 GST の加藤さんにもちょっとした資料をつくっていただいております
ので、その辺をもとにあとで話をさせていただけたら池田さんのほうでつくった資料をもとに、課題を皆さんから出していただいてそれを埋めていきたいという考えですので、完全に埋めていないシートがあります。これに基づいて話をさせていただきます。

◎レトロフィットについての集中討議議論の進め方
先ほどもちょっと出ましたが、レトロフィットについての、捉え方なんですが、今の設備に新しい機能をと思います。

追加して差別化していくというか、高機能を求めていくという、いわゆるレトロフィット。それとリファブ◎レトロフィットに対しての要求事項と呼んでいるんですが、現有の装置が大分前に作られまず、いわゆるレトロフィット。現有の設備に新しい機能を追加していくというタイプのレトロフィット

レトロフィットについての集中討議
議論の進め方に関して、皆さんからいろいろと感じているところを出していただきたいと思います。

• 今までのクローズセッションから、現有設備に対しての要求は大別して２つあると考える。

まず半導体の工程としてウェーハの前工程とウェー
ハのアセンブリ工程、またほかの観点でレトロフィッ
トに要求する課題というか、技術というものを吸い上げていきたいので、説明させていただきたいと思います。

‒ レトロフィット• 現有設備が従来もたなかった機能について追加要求が高まったことにより、他産業の設備・技術も含めて機能追加する行為‒ リファブ• 現有設備が元来持っていた機能が、老朽化などにより十分機能しなくなったことに対して、機能復旧または代替機能で機能復旧する行為対象とする工程ということで、作成した案です。ここにこんなこともあるよという形で出していただけれ

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オープンディスカッション－ 第２セッション レトロフィット

ばと思います。まず、エッチング工程、搬送系などの製造設備に対して、クリーンの観点で、コンタミ対策、見える化が進んでいないということで、歩留り向上と省エネのための監視あるいはもっと別の新しい技術を盛り込んでいきたいというところ。

に自動化といった観点で、機能を追加していくことになりますので、投資対効果が出るかというところだと思うんですが、この辺を問題として取り上げています。
ここは、協力要請したい企業・団体ということで、空欄になっておりますが、こういったものは各企業で今後考えていくもの、あるいは産総研さんや、将来のそれから、これは 5 インチプロセスの設備に対応するものなんですが、着工管理システム機能追加、そために大学ですとか国の機関に近いところがやっていくものに層別して課題がまとまればと思っております。いずれにしても、課題をどんどん挙げていただき

れから配膳の自動化等々を追加していきたいというところ。それから、EES 的機能の追加――これはデー
タ吸い上げ機能ということになっていくと思うんです

たいと思います。

が、こういった機能を追加したいというところ。それから、部分的に人による作業がかなり残っているということだと思うんですが、この辺に対してウェーハのそれから、5 インチのステッパーに対してです。機
能追加要求としては液浸化――ここはあまり説明できませんが、こういうものを追加したいというところ。
その効果としては微細加工による収益の改善というと搬送の自動化、そういったところの機能を追加していきたい。それから、ウェーハの薄型化ですね。ウェー
ハを薄くするための技術の追加というところです。

ころですね。このための問題点というものは、特に今のところ挙がっておりませんが、これを一つの課題と捉えているというところです。

こういうことができると、流動管理ですとか、品質管理の高度化によって生産性が向上していく。それから、製造コストが削減できるというところを効果として狙っているということです。

それから、特に、池田さんのところは地震の被害を受けられているということもあって、「震災影響の大きな設備投資」ということで、現有機能設備に耐震化の何らかの対策を打ちたいと。多分、池田さんの立場としては設備メーカーさんのほうにいろいろとお願い
したいことがあるという観点で述べられているというところです。

それから、「進める際の問題点」としては、どの装置もそうだと思うんですが、稼働中の設備なので、機能追加や自動化のために設備を停止するということがかなり制限されるというところ、それから、生産枚数が増えない中で、生産性向上によるコストダウンというものが図れるかどうか。機能追加、自動化で本当にローコストが実現できるかというあたりですね。新た

これに対して、このセッションを分担している日立
GST の加藤さん、あるいは工藤さんに補足していた
だきたいのですが、もしあれば。なければ、池田さんと同じような立場の方からこれに対する課題を追加していただければと考えております。

レトロフィット に対しての要求事項
業種ジャンル：ウエハ前工程
対象

機能追加要求期待する利便性進める際の問題点

エッチング工程、搬送系などの製造設備

コンタミ対策（見える化）

歩留向上と省エネ化。

古い設備に最新の技術を盛込むための目安。（ノウハウ）

着工管理システム機能追加、配膳の自動化

流動管理や品質管理の高度化による生産性向上

稼動中の設備なので、機能追加や自動化の為に設備を停止する時間、時期が制約される
生産枚数が増えない中での生産性向上によるコストダウンを図る為、機能追加、自動化をローコストで実現しなければならない。

５インチプロセスの設備

EES的機能追加
ウエハーの搬送の自動化の機能
ウエハーの薄板化（現状 2t−−＞0.8t ）対応改造

製造コスト削減

５インチステッパー

液浸化

微細加工による収量改善

震災影響の大きな製造設備

震災時の被害低減できる設
備改善

ディザスタ - リカバリの早さ･被害金額低減

協力要請したい企業･団体

どのような投げかけで、設備メーカの協力が得られるか？

設備メーカ
JEIDAなどのコンソーシアム

進める際の問題点

協力要請したい企業･団体

多分、この辺で問題になるのは、技術はもちろんなんですが、稼働中の設備をどうするかといったあたりですね。それと機能を追加することでコストダウンができるかというあたりだと思うんですが、なかなか解決しない問題なのかなとも推測されます。

業種ジャンル：ウエハアッセンブリ工程
対象

機能追加要求期待する利便性

意見交換

業種ジャンル：精密加工
対象

機能追加要求期待する利便性進める際の問題点

精密加工装置

加工の良否を判定するための手段

加工の良否を判定リモート監視

何をどのように測定するかといった観点での技術開発・技術確立

協力要請したい企業･団体〔進める際の問題点

久保内 以前に出た話ですが、保守・メンテナンス部
品調達が難しくなっていて、部品のコンソーシアムみたいなものができればいいとかいう議論は別に出てく

業種ジャンル：精密部品組み立て対象

機能追加要求期待する利便性進める際の問題点

協力要請したい企業･団体

るんですか。

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5 インチプロセスの設備〕

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オープンディスカッション－ 第２セッション レトロフィット

ですが、そこら辺をどういうふうに対応されているのか。そこをきょう池田さんから聞けるかなと思っていたんですけどね。

千村 後でやっていこうかと思っています。先ほどいわゆるレトロフィットとリファブという話をさせていただきましたけれども、レトロフィットのほうを古い設備に機能を追加するということでまず話をさせてい
ただいて、その後にリファブというか、メンテナンスというか、ディスコンに対応する課題を話させていた

駒形 そこは現実的に我々も解があるわけではないです。同じ型の古い設備を使っている工場が幾つかあった場合、2 個 1 にするような事をしながら何とか延命させて使い、新しい設備も入れるという形で、ある意
味、自転車操業的に回している面はあります。

だきたいと思っております。
濱本 我々が今一番困っているのは、8 インチもそうなんですけれども、装置メーカーが改善しようにもできない。装置メーカーの装置に、「何か手を加えてく

ただ、それにしても、一昔前ですと 6 インチの設
備はカットダウンとして 5 インチ用にアレンジしてださい」ということをお願いしても、解るエンジニアがいないとか、そういった形でメーカーが「もうできません」ということを言われるケースが多いです。特ということもやってくれていましたけれども、先ほど濱本さんがおっしゃったように、そういうことをやってくれなくなるんですね、多分。前だと数がそれなりに、6 インチは基本的にはサービスはもう打ち切りますと。8 インチも現実的にそういった装置が出てきているわけですね。そうした中で、そこのところをやるということを考えたときに、一番問題は、図面なり、に出るのもあるので、会社としてリソースを費やしていく価値があったはずです。例えば 5 インチ対応、6インチ対応のモジュールを設計するときは、要求は 1社からでも、多分そのバックに他のところからも来るんだろうなというのを頭に描きながら対応してくれていると思うんです。そういうこと自身がだんだんなくなって、本当に 1 品対応になると、値段もつけられないようになると思うんです。そこが心配なところなんです。

ソフトウェアの技術資料ですね。あと、メーカーがやれなかったら他でやりますと言ったときに、今度は性能保証の問題が絡んでくるわけです。そこに書かれている前の段階で、避けて通れない問題です。それで、仕方なく断念するケースもありますし、装置の性能にそんなに影響がなければ、それはやる側のリスクでやってしまうというケースがありますが。

千村 議論がそうなるのだろうというところも予測されたんですが、基本的に技術で解決するものは、技術開発を粛々と進めていけばいいんだろうというふうに思っている部分もありました。というのは、レトロ
フィットの中で、このセンシングの部分とか、あるいは制御機器の追加というあたりは技術的に解決をする活動をしていけば、時間はちょっと読めませんが、解ですから、まず体制を、しっかりしないと、そこに書かれている「機能追加」ということがやりたくてもできない。我々、工場を預かっている者からすると、そこが一番大きいですね。
加藤洋 この前、横河ソリューションズの中川さんが出された資料の中に、5 インチ、6 インチ、200mm、

決ができていく部分もあるのだろうと思っていました。

300mm ソリューションというマトリックスがあって、それに対して EES の技術とか、新技術が追従してくると中川さんが出されたマトリックスの様に大口径化と新技術が、必ず 1 対 1 で動いている、あのパ
ラドックスを断ち切れないかなと。そして、6 インチ、
5 インチでも新しい技術、さっき言った液浸化なんかも含めて、そこに盛り込めるという、そういうところを対応してくれる組織なり、メーカーなりがないかと。
それをレトロフィットと兼ねてできないかなという思

今、ちょっと話題になっているように、技術ができたとしても、底辺として技術以外の周辺の体制といったものがきちんと構築されていないとだめだという話だと思うんですね。議論をリファブの現有設備が古くなって使えなくなっているというところに移ったほうがいいのかもしれないので、そちらに切り換えて、その後でレトロフィットに入っていってもいいかと思いいがあります。

ますので、順番を入れ換えて話をしていこうかと思っています。

何しろ、大口径化イコール新技術、最新化というパラドックスを切りたいですね。そうしないと、5 イン
チ、6 インチが生き残れないんじゃないかなと。三洋

私は半導体に携わってはいないんですが、会社が分社、また組織がどんどん変わっていきます。これは装置メーカーさんもそうでしょうし、半導体の製造メー
カーさんもそうだと思います。15 年くらい前に入れた装置のメンテナンスをできる人がいないとか、15さんなんかは、特に 5 インチ、6 インチを今やられているので、そこは生命線なんじゃないのかなと思うん

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総合レポート

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オープンディスカッション－ 第２セッション レトロフィット

年くらい前、ちょうど手書きの図面から CAD に切り換わったりしたところもあり、基本的に図面のデータ

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がないとか、そのときの経験者が既に退職しているとか、技術が人に付いており、なかなかメンテナンスが思うように進まないというところがあります。

2008.9.26

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リ フ ァ ブ で 問 題 と し て い る 項 目 と し て、 例 え ば
PC9800 系の入れ替え、置き換えとか、本体の保守品はもちろん周辺部品の入手が困難、特殊な仕様にて納᪥❧GST 䝦䝑䝗〇㐀ᮏ㒊 ୺⟶ᢏᖌຍ⸨ ὒ
WW HGA Plans and Controls© 2007 Hitachi Global Storage Technologies

入した設備部品が設備メーカー、代理店が消滅している、メンテナンスが対応してもらえないというところが問題になってきています。それから、納期もかかる◎（株）日立 GST（HDD、ヘッド）のレトロフィッ
ト＆リファブに対しての要求事項し、入ったとしても非常に高価だというところが課題として挙げられています。

加藤洋 日立 GST の場合、ハードディスクをやっているので、半導体ではないんですけれども、そこに使っているヘッドのウェーハの工程が半導体と同じ設備をですので、この辺の討議ですね。長納期部品をどう使っているものですから、その辺の絡みでちょっと話していきたいと思っています。

やって確保していくかという討議を進めたいと思いま
すが、最終的に Win-Win な関係にならないと、装置
メーカーサイドあるいは半導体メーカーさんのほうもうまく回っていかないようなところがあると思います。ここで加藤さんに作っていただいた資料を説明していただいたほうが話が進むかと思いますので、よろしくお願いします。

◎（株）日立 GST（HDD、ヘッド）のレトロフィッ
ト＆リファブに対しての要求事項− 1
まず、ハードディスクの組み立てのほうはレトロ
フィット、リファブということに対しての要求はない。
というのは、もともとこの辺の組み立て設備は、設計から製造、立ち上げまで自前でやっていたものですか
ら、改造なども自前でやっていくので、そういうもの
は組み立てにおいてはなかったです。

リファブ に対しての要求事項
業種ジャンル：ウエハ前工程
機能追加要求期待する利便性進める際の問題点

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2 番目はヘッドの前工程に対する対応という内容です。ヘッドの前工程のほうは、私どもで要求を出したものが先程の表に載っていたんですけれども、私どもの場合、5 インチを使っているものですから、設備が協力要請したい企業･団体

ᮏయ䛾ಖᏲ㒊ရ䛿䜒䛱䜝䜣䚸࿘㎶㒊ရ䛾ධᡭ䛜ᅔ㞴䚹≉Ṧ௙ᵝ䛻䛶⣡ධ䛧䛯タഛ㒊ရ㈱日立GST(HDD,ﾍｯﾄﾞ)のﾚﾄﾛﾌｨｯﾄ&ﾘﾌｧﾌﾞに対しての要求事項-(1/2)

業種ジャンル：ウエハアッセンブリ工程
対象

機能追加要求期待する利便性進める際の問題点

協力要請したい企業･団体

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業種ジャンル：精密加工対象
精密加工向け少量生産装置

機能追加要求期待する利便性進める際の問題点

装置を作成するための部品の円滑供給

継続稼働

長納期部品を如何に確保するか䞉䢉䡫䢀䢚䛾〇㐀䢈䡣䢈䢚䛿༙ᑟయ䛾๓ᕤ⛬䛾䢈䡣䢈䢚䛸ྠᵝ䛾䜒䛾䜢౑⏝䛧䛶䛔䜛䚹⌧ᅾ䡯䡰䢆䡷䡮䡹䢚䛿

協力要請したい企業･団体

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業種ジャンル：精密部品組み立て対象

機能追加要求䞉䢉䡫䢀䢚䛾ຍᕤ䢈䢛䢗䡺䡹䛾䢈䡣䢈䢚䛿ྛ♫ຍᕤἲ䚸タഛ䛜䢅䡯䢆䡯䛭䛾䜒䛾䛷䚸ྛ♫ᶆ‽໬䚸ඹ㏻໬

期待する利便性進める際の問題点

協力要請したい企業･団体

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オープンディスカッション－ 第２セッション レトロフィット

10 年とか 15 年とか古いものが多い。そういう意味
でレトロフィット及びリファブのアウトソーシングの㈱日立GST(HDD,ﾍｯﾄﾞ)のﾚﾄﾛﾌｨｯﾄ&ﾘﾌｧﾌﾞに対しての要求事項-(2/2)

䕔䢖䢀䢗䢈䡤䡫䢀㻒䢔䢈䡣䢈䢚䛾䡭䡯䢀䡻䡬䡸䢙䡴䢚䜢ㄳ㈇䛖ᶵ㛵䛻䛴䛔䛶䠖

要求は強い。ファブメーカーも外国メーカーであった
り、もう消滅してしまったメーカーもあって、5 イン
チのウェーハのファブを使い続けるためには、レトロ
フィット、リファブに対してこれは必須条件で、アウ䞉௻ᴗ䛾ቨ䜢஌䜚㉺䛘䛶䚸ᴗ⏺ᅋయ䠄౛䛘䜀༙ᑟయ๓ᕤ⛬䢈䡣䢈䢚䠅䛸䛧䛶䚸ྛ௻ᴗ䛛䜙ேᮦ䚸㈨㔠䚸ᢏ⾡䜢ᥦ౪䛧䚸䡶䢙䡻䡬䡸䡭䢍䛺ᶵ㛵䜢⤌⧊䛩䜛䚹䛣䛾ᶵ㛵䛿ຍ┕䛧䛶䛔䜛௻ᴗ䛾⏕⏘タഛ䛾䢖䢀䢗䢈䡤䡫䢀䜔䢔䢈䡣䢈䢚䚸䛭䛧䛶ྛ௻ᴗ䛸タഛ䢎䡬䡲䛾㛫䛻ධ䜚䚸䢎䢙䡿䢁䢙䡹䜔ಖᏲ㒊ရ䛾☜ಖ䚸౪⤥䜢ᐇ᪋䛩䜛䚹䜎䛯䚸䛣䛾ᶵ㛵䛿᭱᪂ᢏ⾡䜔䢅䡯䢆䡯䜢⏘⥲◊䜔௻ᴗ䚸኱Ꮫ䛾◊✲ᶵ㛵䛸㐃ᦠ䛧䛶䚸ヨస䚸㛤Ⓨ䠄≉䛻ヨస䚸ᐇ㦂⏝䛾タഛ䛾〇స䠅䛻༠ຊ䛧䚸䛭䛾ᡂᯝ䜢䢈䡣䢈䢚䛾䢖䢀䢗䢈䡤䡫䢀䛻཯ᫎ䛥䛫䜛䚹᪥ᮏ䛾༙ᑟయ๓ᕤ⛬䝣䜯䝤ᴗ⏺ᅋయ༙ᑟయ๓ᕤ⛬
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トソーシングの要求も強い。ただ、これを引き受けてくれるメーカーが今ないというのが非常に悩みです。

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それから、ヘッドの後工程、要はスライダー加工の部分の対応ということですが、これは組み立てに近くて、プロセス自体、設備やノウハウによって差別化し䛾◊✲ᶵ㛵䞉タഛᨵ㐀䛾Ⓨὀ䞉ᢏ⾡䞉䢅䡯䢆䡯䛾ᥦ౪䞉䢎䢙䡿䢁䢙䡹㒊ရᢏ⾡䚸䢅䡯䢆䡯䛾ᥦ౪タഛタィ䢎䡬䡲
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WW HGA Plans and Controls© 2007 Hitachi Global Storage Technologiesとタイアップしながら、こういう要求に対して対応していく。レトロフィット、リファブ、メンテナンスということを含めて、こういうものが利益団体や株式会社ではなくて、スタートのときには業界団体の中から人も資金も提供してもらってコンソーシアムな組合
や、NPO みたいな形で、利益追求ではなくて資源有
効活用という意味合いから、こういうものができない
かなと思っています。
そうすると、既に消滅した半導体メーカー、ここら辺から図面をもらって、保守部品をここで作るとか展開するとか、それからここら辺のいろいろなメンテナ
ンス情報というか、各設備のカルテなどを全部ここで集中管理する、それから部品なども集中管理していくという組織ができないかなと。
これは一つの企業ではなくて業界団体と。日本の半導体前工程ファブの業界団体となると産総研も援助しやすいのではないかということで、こういうのができ◎（株）日立 GST（HDD、ヘッド）のレトロフィッ
ト＆リファブに対しての要求事項− 2
私どもの想いというか、要求というか、レトロフィッ

ないかなというのが私どもの提案ということなんですが、皆さんの意見もお聞きしたいんですが。

ト、リファブのアウトソーシングを請け負う機関、今はどこも受けてくれないので、こういうのを何かつくれないかなということです。
これは、企業の壁を乗り越えて、業界団体（例えば半導体前工程ファブ）として、各企業から人材、資金、技術を提供し、コンソーシアムな機関、組織をつくる。この機関は加盟している企業の生産設備のレト

意見交換①デバイスメーカーにとってレトロフィット＆リファ
ブの目的についてロフィットやリファブ、そして各企業と設備メーカーとの間に入り、メンテナンスや保守部品の確保、供給

千村 直接、装置メーカーさんの立場とか半導体のデバイス関係の方との意見交換になってしまうとかなりを実施する。また、この機関は最新技術やノウハウを産総研や企業、大学の研究機関とやりとりしながら、
レトロフィットという意味で、古い 5 インチ、6 イン

ぶつかるところもあると思うので、こういったことが本当にできるかという観点で発言していただいたほうがいいのかという気がしています。

チの設備にも最新技術を導入していく。そういうもの
を半導体の設備メーカー、それから装置メーカーです
ね――半導体の設備メーカーではなくて、一般の装置

これでいきますと、ある程度、装置を使っている側
から人材、資金を提供するという部分も出てきているメーカー、またシステムソリューションメーカーなど

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ていました。ここはそういう意味では、組み立てと同じようにあまりレトロフィット、リファブというよりも、プロセス開発イコール設備開発みたいなところがあって、自前でやっているところも多いものですから、あまり要求はないんですが、そうはいえども、高い設備ですから、今後、資源やエネルギーを有効活用ということで、初めから設備をつくるのではなくて、古い設備をうまく改造し、部品によっては寿命が違いますから使えるものは使い続けるという意味で、レトロ
フィットというのは要求が出てくることもあるというふうに思っています。

総合レポート䞉᪂ᢏ⾡䛾ᥦ౪

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ているところがあって、特殊な機械が多い。私どもの場合も、メキシコとフィリピンに工場があって、元IBM と日立とで、全然プロセスが違って、設備も違っ

ファブシステム研究会

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オープンディスカッション－ 第２セッション レトロフィットと思うんですが、この辺に関しては、特に半導体そのものを作られているメーカーの方からするとどんな感

今、日本の抱える半導体あるいはこういう産業というのは、高度成長期みたいにどんどん生産量を増やす

じでしょうか。直接、利益とか、なかなか言いにくいとは思うんですけれども。

のではなくて、持続可能な形で産業をどっちの方向に持っていくか、そういうところに来ているんじゃないかと思いますね。そういう意味では装置メーカーにも加藤洋 メンテナンス部隊というのは、工場になくてはならないところなんですけれども、一番リストラされやすいところです。常時仕事があるわけではなくて、
波がありますし、ベテラン技能者を保持していくとい
うのはなかなか難しいところもあって、それだったら業界全体のメンテナンスを見ていく組織があり、その濱本 メリットはあると思います。古い装置を維持するために、古い装置の開発とかメンテナンスを維持するための人間を抱えないといけないわけですね。装置
メーカーは、基本的には先ほど加藤さんが言われたよ
うに、新しいものに注力したいわけです。だから、ど中で活用できないかなと。
斉藤

加藤さんあるいはデバイスメーカーさんにお聞

きしたいんですけれども、レトロフィットないしはリファブの最終目的はやはり利益ということなんでしょうか。利益というのは、生産拡大による利益ではなくて、コストダウンによる利益改善を狙って、リファブ

うしても装置メーカー曰く、ある年数でサポートを停止します、という形になってきているわけですね。
それを考えると、どういう組織になるかわからないですけれども、別のところでレトロフィットなり、リファブができるところがあれば、そちらにお願いして、装置メーカーは最新の技術開発に注力できるという形からすると、ある意味ではメリットはあると思います。
それは私が言うべきではないのかもわからないですけ
ど（笑）。

やレトロフィットというのが必要になってくるという、そういう理解でいいんでしょうか。
加藤洋 利益を出すというのは、例えば半導体ファブ
メーカーは、半導体を売って利益を出す、メンテナン
ス部隊が利益を出す必要はないと思いますが。
斉藤 デバイスメーカーとしてレトロフィットをしたり、リファブをしたりする、その最終目的は、何のためにこういうことが必要になってくるんでしょうか。

②半導体のリファブ業界について
工藤 この前、たまたま真空展というのがあって、アルバックテクノさんが出ていたんです。そこでアルバックテクノ株式会社リセール本部というのがありま

駒形 私どもの会社の立場からすると、コストダウンの前にまずコスト維持があります。新しい設備を買え
ば、同じようなものはできるんですけれども、いろい
ろな環境整備も含めてコストが非常に上がってしまう
ので、昔のやつを使い続けて、まずはコストのキープ

して、中古品リストが出ているんですね。その中を見ますと、1 番は「完全リニューアル」というのがあって、「古い装置が経験豊富な技術者によって、現在の技術で生まれ変わります」というのがあるんです。それは、中古機再生の組織と役割というのがありまして、私もをしたいというのが第一にあります。その上で改善もできればいいなというのが次のステップという形です。

素人なので、やっているビジネスのレベルが今の半導体装置の中でどの程度使えるものなのかよくわかりま斉藤 私が今感じているのは、この議論は例えば日本の住宅産業によく似ていると思うんです。日本の住宅産業は、高度成長期で、新築需要がどんどんあるときには、とにかく最新の技術の新しい住宅を建てましょせんけれども、こういうのをビジネスにしているとこ
ろも既に……。
加藤洋うという時代だったら良かったんですけれども、もう人口は頭打ちで少子高齢化で、むしろ家が余ってきて「ご不要になった装置・機器は当社にお売りください。
解体から搬出まで責任を持って施行いたします」と書いてあります。メーカーもアルバックがメインですが、他の会社もありますね。島津とか、東京応化、芝浦とまずいね、というところで、最近は大手の住宅メーカー
でも、リフォーム事業を一つの事業にして、採算のとれる産業になってきていると思うんです。

総合レポート

かありまして、中でされているのは、基本的には蒸着

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それはアルバックの機械のみですか？

工藤 「アルバックに限る」とは書いていないですけ
どね。買い取りシステムのご案内というのがあって、しまうよと。そういうときに最新の設備の住宅で快適な暮らしをしていきたいねと。あと、住宅産業としても、産業として成り立つような構造にしていかないとファブシステム研究会

メリットがある、そういう産業構造にしていかなくちゃいけないと思うんですけれども、その辺は皆さん
いかがでしょうか。

39-

オープンディスカッション－ 第２セッション レトロフィット

だとかスパッタリングとか、そんなような装置ですね。
そういうのを多分ビジネスになるだろうと思ってされしていくのかというあたりが結構難しい課題になっているのかと感じています。

ているところがありますね。
駒形

多分、この辺の問題は、CKD さんも部品供給されている立場から感じているのではないかと思うんですが、いかがでしょうか。

今、おっしゃっていただいたサードパーティによるリファブというのは、以前から存在します。我々も結構お世話になったりしています。なんでそういうところができるかというと、今まで設備メーカーさん

伊藤一寿 部品一つとっても、10 年以上過ぎたものも注文が入ってきます。我々もそういった部品は持っています。もう一つ、先ほど装置メーカーさんということもあったんですけれども、例えば、一般的にカタロに勤めていたような人がスピンアウトされて、技術を持っている人が集まって、ある会社をつくって、リファブの事業をしています。他の会社からスピンアウ
トした人を吸収して、今まで自分がやったことのない
他の設備も含めて、一時期、「できるようになります」と言う訳です。この様な形でリファブを受ける会社はいっぱいあるんですけれども、問題は継続性が非常にあやしいんですね。あるエンジニアが来たときにはリファブをお願いできて、事業が拡大するんですけれども、その人がいなくなると「そのことはもうできませそういうメーカーがいっぱい出ては消え、くっついたり離れたりしているというのがリファブ業界の状況ですね。そこをもうちょっと継続的に何かできるようにならないかというのが我々デバイスメーカーとしての希望ではあるんです。しかしそれが業界団体となると、パーツの準備数とか、基本的にかなりお金がかかり、資金が必要な部分がありますので、どういう形ならできるか、非常に難しいと思うんですね。

④コンソーシアム的な組織について
加藤洋 ここで書いたのは、もう既に消滅した半導体メーカーとか、海外の半導体メーカーということで、そういう保守部品の、今言われるような図面とかを出③人材育成、技術の継続性についてしてもらって、ここはもう代行して作ると。そこら辺の保証の問題を、契約の問題ですけれども、そういうものも交渉して一括まとめてここでやるとかいうふうに……。

千村 今、業界を超えてというか、企業を超えての話になっていますが、弊社は生産技術本部の中に自社内の生産装置を作っている部署があって、そこの特に製造関係の人たちの仕事は、景気によって落ち込みがあるので、いつも潤沢に人を抱えていることができません。忙しい時は忙しいんですけれども、谷の時期はかなり厳しい状況になって、ずっと経験者というか、高伊藤一寿 あるお客さんで、バルブの中の部品だけ交換したい、一番寿命的に短いものだけ交換したいので、それを出してほしいと言われると、それを組み付けたりする工程において、出来上がったものを保証する、しないということは当然ありますので、場合によっていレベルの人材を確保し続けるのが難しいという状況があります。それが企業を超えての話になると、さらはそういったことをきちんと仕様書を取り交わさせていただいて、部品だけ提供するという場合もございます。

に難しくなっていくのかなという気はしています。
ただ、そういったところの力をつけていかないと、日本は何で食べていくんでしょうか、というところが気になっていて、最近こういうことが問題になっているのかなという気が個人的にはしています。今までどですから、ケース・バイ・ケースになると思うんですけれども、一般的にはカタログの範囲なんですが、ご相談いただければ、そのような対応もさせていただ
いています。

んどん技術開発を進めていけばいいということでやってきましたが、いかに人を教育していくか、技術を残

総合レポート当は標準で売られているんですけれども、標準とは認識できなかったりということもあると思うんです。
あと一つは、装置メーカーさんもそういうことに目を向けて動いていますので、できるだけ標準の型番に変えていくということとか、図面とか仕様書とか、そういったものをきちんとまとめられて、装置と一緒にお出しするということも今取り組みとしてはされていると思います。ですから、できるだけ人の影響を受けないで、装置と仕様書であとはメンテナンスができるような形態に動いているというお話も聞いています。

ん」と終わってしまうんです。

ファブシステム研究会

グで商品として売っているバルブも、装置メーカーさんの特注ということで型番が違っていたりとかありますので、エンドユーザーさんが見ると、この型番は本

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オープンディスカッション－ 第２セッション レトロフィット

あと、産総研という話が入っているので、私見があります。後でレトロフィットの議論に戻るのでしたら、後でまた申し上げますが？

丹羽 対応は、たぶん・・・一定のレベルということは難しいと思います。気の利く営業マンと気の利く技
術者に出会ったときには対応が非常にいいかもしれな
いですけれども。
（笑）努力はいたしますが、ご迷惑をおかけするケースはあるかもしれません。

千村

伊藤一寿 部品の交換となると、十分そういったリス
クのおありなところはいいんですけれども、そうじゃ⑤リファブとレトロフィットの違いについて

ないと、こちらから出向いて作業指導とか、そういったことまでしないといけなくなってきますので、安価な部品を年に何個か交換してもらうということに対し

原 先ほどの斉藤さんのご質問とも関係あるのですが、リファブとレトロフィットは何が違うんだということです。産総研の場合、おそらくリファブよりはレ
トロフィットのほうが関与しやすいのではないかと思います。

ての費用から考えると、我々としては積極的に動けないのも事実です。
久保内 コンソーシアム的な組織という一つの案で、2007 年問題の中では経験豊かなエンジニアをどう確保して、日本のモノづくりに生かしていくかという、

もう少しわかりやすく言うと、経済産業省と産総研は似ているようで大分違います。産総研は研究所ですので、最初のほうの「人の確保」とか「継続性」ということに関しては、まさにお役所にきちんと入れていけばいい話だと思います。一方で、レトロフィットには技術が必要ですよね。何がテクノロジーとして求められているか、幾つか例示していただけたらいかがでしょう。そうすると、それを聞いていて、「やりたい」と思う人も産総研とか大学の中で出てくるかもしれません。テクノロジーとして何が要素か。EES な
ら EES でもいいのですが、おっしゃっていただいた
ほうがいいのかなと思います。

国家レベルの議論経過があります。シニアをうまくそ
この中に取り込んでビジネス化――ビジネスがいいのかどうか、私はわからないんですけれども、日本のモノづくりを活性化していく、それからシニアをうまく――安くといっては失礼ですけれども、それなりのコストで、活躍できるというのは一つあるんじゃないかと思っています。それは国家レベルでやるのであれ
ば、国家レベルに持ち上げてそういう組織なりを提案
して、それをビジネスにできる人がいれば、それはそれでもいいと思うんですが、一つの提案として私は非常に有効だと思います。

時間があれば、もう少しリファブとレトロフィットの違いについて、我々の基礎的な立場からコメントしたいことはあります。

原 今、ナショナルなレベルというか、一つのリファブ企業ではやり切れない部分として 2 つ話しが出てきたような気がします。一つは部品の継続供給です。
もう一つは人のプールとしていいのではないか、せっか⑥アウトソーシングの必要性について

くいい人がいるのにリストラされてしまうということ。

中川 あとは、なぜアウトソーシングが必要かというところの論理的な理屈も必要だと思っています。先ほ私の知っている限りでいうと、人材を活用しようと

どからお聞きしていると、組み立て工程については自前主義でやっているので、リファブとかレトロフィッ
トの問題はありませんというのは、そこが競争領域であったから自前でやったのか、あるいは他のだれもいう経済産業省の動きは当然あるのですが、その課題にリファブが入っているという話は聞いたことがありません。ですから、皆さんでおっしゃっていただくほうがいいのではないかと思います。経済産業省は会社が「必要だ」と言えばやりますからね。大枠として、やってくれないような設備だったから自前でやったのか、どっちだと思います。前工程はなぜアウトソーシ

日本の人材をどういうふうに活用しようかという問題意識はあるわけですから。

ングが必要なの？ということについては、何となく理由はわかるんですけれども、各社同じようなエンジニ
アをみんな抱えていたらやっていられないでしょうとか、あるいはコストの問題であるのか、そこをもうだから、こういうところでまず問題意識をきちんと整理して、皆さんの合意が得られていけば、そこは上げていく。その中で、この事業の継続性の価値が明示されて、また、私企業としてのリファブと相補的なことは何かが明らかにされれば、日本全体としては活力

ちょっときちんと理屈を立てないといけないのかなという感じがしています。
加藤洋が確保できるということになると思うのです。

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時間があればというか、そういう流れがあれば。

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我々は半導体と違ってヘッドの前工程なんでオープンディスカッション－ 第２セッション レトロフィット

じことを秋葉原でやると部品がなくなってしまいま

すけれども、半導体の設備を使っています。ですから、設備はある面では標準化・共通化されている。半導体

す。それでそこらじゅうに退蔵しているのではないか。
ある種、日本全体としての無駄ですね。みんなで古い部品の在庫を――ないものはしようがないのですが―の場合は、半導体設備メーカーがあって、その設備を使っているので我々がレトロフィットしたくても、契約の話とか保証の話とか設備メーカーが絡んできますから、そういう契約も含めてアウトソーシングをどこ―実は結構持っているのではないか。それをある程度共通化してやれば、そんなにみんながしゃかりきになる必要はないわけです。共通施設をつくるということ、かやってくれるところはないかなという要求が強い。

その辺はいかがでしょうか。

答えになっていませんか。

さらに言えば、日本全体としてのパフォーマンス、

中川 先ほどの東芝さんの話で「保証が受けられなくなる。そのリスクをかぶっても手を出しますか」というところがまずありますと。そうすると、三洋さんの在庫をどう持つかという、まさに工場の中で在庫管理と並んで、日本全体としての在庫管理をどうするかということだと思います。その辺はどんな感触でしょう

ほうで今お願いされているサードパーティは、保証も含めて請け負ってされているところがあるんですか。

か。それぞれ必要なものは当然持っている、ということなのでしょうか。

駒形 保証はないです。本当に手を加えたところの機能そのものの不具合は再対応してもらえますけれど
も、特にソフト系などが絡むとどこがどう波及しておかしいかという話になったら、こちらとしてももう切り分けできない。ソフトをやっている中川さんとかよ
くおわかりだと思うんですけれども、我々もリファブ側のメーカーもアンノウンのリスクがあるのを承知の上でやっているという形ですね、そこは。

斉藤 ロボットの場合のスペアパーツについて事例をご紹介したいんですけれども、ロボットコントロー
ラーのスペアパーツ、当然、電子部品というのはディスコンになってしまうものですから、部品がなくなってしまうという事例が比較的多いです。特に、ヨーロッ
パのお客さんなんかは 10 年、20 年、大事に長く使うという習慣があるものですから、例えば「日本の保証期間、何年です」といっても全然通じなくて、使え
る限り使いたいから、部品が高くてもいいから供給してほしいというお話があって、それに備えて、ヨーロッパ向けの生産台数分にある程度カバーできるような部
品を、別機能の会社をつくって、そういうサービス会
社でもたせているということがあります。

中川 自分で手を出そうとも、アウトソーシングしようとも、保証の問題は大差がない、ということですね？
駒形 本来の装置メーカーの保証という意味では、どっちでも同じだと思います。我々はあくまでデバイ
スメーカーなので、その装置維持つまり装置をメンテナンスしていくという延長としてある装置のエンジニアを抱えてはいます。けれども、自分たちで機能アップしようとしても、1 種類の設備だけでもかなりのエ

それから、ロボットコントローラーなどは、テクノロジーが変わってくると CPU のスピードなども上がってきて、CPU 自体をエンドユーザーさんが載
せ変えることはできないものですから、コンパチのンジニアリソースがかかってしまうのですね。社内にある 5 台終わったら、その改善が終わりですね、とCPU ボードというものをおこして、CPU ボードを入れ換えることによってスピードが 1.5 倍になったりして、お客さんの生産性が上がって、先ほどのコスト維いうときに、やり切れるかというとやはりやり切れない面があります。現実的に、エンジニアリソースがな
いのと、他のものと比較したときに非効率かという面があって、そういうのは広く生業にしているところにお願いしたいなということは出てきます。

持に寄与できるということで、レトロフィット的な対応の CPU 基板を準備して、お客さんに供給しているという事例もあります。
それから、もう一点、私どもカードリーダーユニッ
トという事業もあるんですけれども、これも銀行の統⑦在庫を持つことについて廃合とかすると、閉店になったりした銀行の ATM は中古品として残ってしまうんですね。そういうものを

原 以前、レトロフィットの議論をさせていただいた
ときのことです。アウトソーシングとの関係で、例えば PC98 の古いボードだとか、いろいろなものがそろATM メーカーがレトロフィットして、新規の ATMに販売したり、あるいはサードパーティがそれを引き取ってきて、最新のカードリーダーみたいな部品を載せて再販するという事業も結構成り立っているようでそろ入手できなくなってきている。そこで秋葉原に買いに走るという話があったと思います。各社さんが同ファブシステム研究会

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オープンディスカッション－ 第２セッション レトロフィット

す。私どももそういうところにスペアパーツを出してメンテナンスするということで、億単位の事業というヘッドの大きさがどんどん小さくなって、1 枚で沢山取れてしまうものですから、ウェーハの枚数が伸びていくということはないですね。

形にはなっています。
一つ問題は、サードパーティが使う部品、あるいだから、5 インチを中口径の 8 インチに、切り換えていくとなると費用もかかるし、量も取れ過ぎる。本は ATM メーカーがレトロフィットで使う部品がコンパチ品というか、海賊版の部品を使うことがあるんですね。正規部品というのはどうしても高いものですか

来、5 インチを使い続けたいんだけれども、新機種に見合う性能のものとか、さっき言った EES の問題とか、設備を管理するもの……、今は全部、手書きでやっら、海賊版の部品を使うと、本来、5 年持たなければいけないのが 1 年でだめになったり、肝心の磁気カー
ドをだめにしたり、そういう品質問題が起きてきて、ていて、そういう管理コストがかかって 5 インチの方がコスト高になっている。だからこういうところをシステム的に最新のものを入れていけば、５インチでATM メーカーのブランドイメージを壊したり、当然のことながらエンドユーザーの顧客満足を損ねたりという問題などもあって、産業としてエンドユーザーかもコストダウンが図れるんじゃなかと思っています。
何しろ、本来は今ある設備を使い続けていきたいんです、枚数が増える業界ではないものですから。

ら、銀行屋さんから、装置メーカーから部品メーカー
まで、全部が Win-Win になっている形というのがな
かなかうまくいかないという部分もあると思います。

丹羽 当初の投資計画では、もうとっくに回収していて、使うだけ得みたいな、そういう領域ということですか。

丹羽 先ほど言われたスピードの速い CPU を載せたボードを供給するケースというのはサンキョーさんの特徴なんですか。他のロボットメーカーさんもヨー
ロッパでは同様にやられるのでしょうか？

加藤洋 償却は済んでいるんですけれども、新しいものをやるときに、この設備では対応できなくなってくるから、生産性を上げるとか大口径化が望みではない
んだけれども、そういう設備というのは大口径の設備しかないので、それで高い装置を買うことになってしまう。新技術が古い設備にもレトロフィットで入ってくれば、それを使い続けていくと。8 インチにすると、マテハンのところも全部 8 インチ化にしていかなけ
ればいけないので、余分な金がかかってしまうんですね。

斉藤 他のメーカーについてはよくわからないんです
けれども、スピードの速い CPU ボードを供給するというのは、ヨーロッパだけではなくて国内のお客さんにも対応はしているんですけどね。
丹羽 やはり、ヨーロッパのお客さまは日本より長く使うという傾向なんですね。
斉藤 そうですね、ヨーロッパのほうが圧倒的に長いですね。例えば、セル生産型のラインを組んで、そこに使っているラインは、携帯電話のモデルチェンジな
んか半年ごとに起きてしまうわけですね。そうすると、
セルは一回分解するんだけれども、ロボットはもう一回持ってきて再利用する。そのときに最新の CPU ボー
ドがあれば、それを載せ変えて、スピードを速くしてラインを組み直すというような使い方をされて、けっ
こう長く、10 年とか 20 年とか使っちゃうんですね。
そうすると、我々は新規販売はその分減ってしまうというか（笑）、メーカーとしてはちょっと残念な部分もあるんですけれども、そういう事例もあります。

加藤洋 さっき言った、保守部品がないとか、老朽化してきてベンダーさんが設備の保証もしてくれなくな
るとか、そういう問題が出てくると。
丹羽 装置メーカーとか設備メーカーのほうからすれもかく、日本においてはあまりないですね？

フィットの対象になりそうな感じなんですけれども、その設備はどこまで使う予定なのでしょうか。
加藤洋 この前ちょっと説明したように、ウェーハの生産量は増えていかないんです。その中に搭載される

総合レポート

故障が多発し補修部品の入手で困る状態になるぞということは想定できなくもないんだけれども、ましてや
レトロフィットへの対応は中々難しいのが現実なんですね。

ば、15 年とか 20 年というのを保証して、サービスも継続してというのは、先ほどのヨーロッパの話はと

丹羽 先ほど HGST の加藤さんのところで、5 イン
チで 10 年とか 15 年使っているマシンなどはレトロ

ファブシステム研究会

丹羽 10 年、15 年、20 年と設備を使い込んでいけば、斉藤

あまりないです。

丹羽

いや、正直に言ってくださいよ（笑）。

斉藤

国内の場合、新規ラインの場合は新しいロボッ

トを使うことが多いです。

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小さいほうをまともに経済性を評価して云々というと加藤洋 新技術を導入しようとすると設備は大口径化になってしまう（笑）
。そのパラドックスを切り離す

ころになかなかなっていかない。今まではそれでやってきたんですけれども、これからは少し考え方を考えたほうがいいのかな、というタイミングが現在なのだ

ような、そこをやってくれるメーカーはないかなと。

と。
⑧大口径化を選択しない場合の課題について
千村

ただ、そういう話になっていって、そういうサービ

先ほど日立ハイテクの加藤さんの話に、450㎜

ス云々というところも事業として考えていくんだよという方向に持っていこうとすると、やはり何がしかきっかけというか、そういうことも考えてみようや、に行くのか行かないのかという話がありましたけれど
も、行かないとなると、ずっとこういう問題が残るというか、メンテナンスをし続けないと立ち行かなくなという話がどこかでトレンドとして水面上に上がってくる必要があるのだろうなと。

る。
今までは、“ たまたま ” と言ったら失礼かもしれな

加藤さんの言われるコンソーシアムみたいな形でという話も、何社かのデバイスメーカーさんが「こういうニーズがあって、そこらの装置メーカーに任せてもいのですが、たまたま大口径になってきたので続けてこられたんだけれども、450㎜に行かないと判断した
時点で、これが結構クローズアップされる気がしてい埒が明かない。何とかせい」みたいな話になってくると、それが発端になって、装置メーカーもまじめに返事をしなければいけなくなって、考えてみたら、実は「そんなにおかしな話じゃないじゃないか」となる可能性はあるかもしれないと思っています。

ますが、ここで何か言ってくれといっても難しいですね？（笑）
加藤健児 450㎜が、事業的には厳しくなっていくだ
ろうと思っているので、新規の装置を次から次へ出しながら、というトレンドではないのかもしれません。
そうすると、
既存の整備をメンテナンスしていくとか、サービスしていくとか、あるいは 200㎜の装置なんだ
けれども、もうちょっと性能の良くなったやつを新製品として出すとかといったビジネスというのもこれか
ら考えていかなければいけないのだろうなと。

そこのきっかけをどういう形でつくるかというのは、いろいろなやり方があるんでしょうけれども、複数のデバイスメーカーさんの総意として、そんなものが必要だというふうに世に問いかけるという形もあるでしょうし、装置メーカー側から水面下の新事業として仕掛けるという手もあるのでしょうけれども、装置メーカー側から仕掛けるというのはちょっと難しいところがあるのかなと。

装置単体ではなくて、サービスですとか、リファブ
ですとか、レトロフィットというところです。本体のビジネスと違って――本当にそうなるかどうかわかり

例えば、米国の A 社ですけれども、サービス事業が一つの柱になっています。多分、彼らはインストー
ルベースそのものが大きいので、それに対するサービス事業が装置本体を売るのと比肩し得るくらいの収益ませんが、魅力があるとすると、既存の装置相手のビ
ジネスになりますから、継続性がある点ですね。市場に既に出荷されているインストールベースに対しての仕事ということになってくるので、先が読みやすくになっているはずで、そういったことをやりやすいの

なってきますし、ふらつきも少なくなってくる。本体のビジネスというのは、本体出荷時点でポンと売り上だろうなと。通常の装置メーカーですと、インストー
ルベースが比較的小さく、そこに対するサービスで収益を上げるというのは、簡単に考えると成り立ちにく
いところがあります。
、そうした環境でそういう事業げが立って、それで終わりなので、結構振られる商売なので、額は大きかったり、小さかったりして、いい
ときはいいんですけれども、悪いときは悪いということになりますから、違うビジネス形態があってもいい

形態をひねくり出すというのは、ちょっと自然発生的には難しいところがあるだろうなと、そんな感じです
ね。

のかなと。
ただ、現状、そういうところになかなか入っていかないのは、分母がどうしても小さい点ですね。そうすると絶対額が小さいところに対して――ただ、投資コ⑨コンソーシアムの考え方加藤洋

ストも小さくて、利益が出れば全然構わないんですが、そういう評価をする以前に、他に絶対額の大きいのがあると、どうしてもそっちに流れてしまいますから、

ファブシステム研究会

総合レポート2008-

スタート時点では、前工程のファブメーカーの中にある一つのメンテナンス部隊という形でスタートする。だから、ここは利益を出す部隊ではない。効44-

オープンディスカッション－ 第２セッション レトロフィット

率良くメンテナンスまたはリファブをやっていく。こ
ういうコンソーシアムな業界団体の下部組織として全部ここにあるというようなやり方ですね。ここで、ある面ではリモートメンテナンスするというようなや

やっていって、ここがうまく回り始め、ここでも何とか自立できるね、となったら、設備メーカーはこれを取り込んでもらっても構わない、というような考え方です。

り方もあるのかなと。
原

そこが管理してしまう？

加藤洋

メンテナンス管理のアウトソーシングを受けると言うことです。いろいろな管理をやると大変です
けれども、部品の管理を含めてね。

ここで利益を初めから出せ、設備メーカーのどこかがやって出せといってもなかなか難しいと思う。だか

原 でも、せっかく今まで苦労して、社員を秋葉原まで行かせて、それなりにお金がかかっているわけじゃないですか。高いものがあるかもしれないし、それをら、こういう形でスタートして、これで回るようになって、そういう要求も強くなってくると、独立した会社になっていってもいいのかなと。

他社に無料であげるというわけにいかないと思うのですね。

初めは、メンテナンスを効率良くやる、業界団体の中にあって。そこで儲けるというのではなくて、その結果としてファブメーカーに儲けてもらうという、まずスタート時点はこういう形かなと思っていたんです

どういうふうにしたらいいんですか。値付けするの
ですか。

が。

加藤洋 そういう部品は金がかかっているわけですか
ら、買った値段というか、それは実費を払う（笑）。
そこで儲けるんじゃなくて、実費で、かかったものは払う。

原

それについて質問があります。

全体の枠組みの中で、デバイスメーカーでまずは始めるというお話ですね。そうすると、何をやるのかということになると、まず現実的なのは、相互に持っている部品のリストを出して、それの照合をして、「あ、いいのがあった」といったらもらえるようにするとか、提供するとか、そんなようなイメージからおそらく始まるのかなと思います。

図面を提供してもらって。例えば、消滅したメーカー
は保守部品を供給できるわけではないですから、そこから図面をもらって、作って供給する。それはかかった分を請求するというやり方もある。将来は、商売になるようになっていけば、それにプラスアルファしていく。初めは、そういうスタイルになるのかなと。

鉄工所の設備部長さんから、鉄鋼メーカーでも同じことをやったということを聞いたことがあります。リストを出すところまではやって、どこの工場が何を持っているか、他社も含めてある程度知っている、と⑩デバイスメーカーと装置メーカーとの契約について
久保内 原さんのご質問に多少絡むかもしれないですが、設備メーカーを介さないでそこの組織と直にやるいうのです。だけど、それを実際に調達してくる段になり、「幾ら払うんだ？」となると、値段がついていというのも当然あると思いますが、デバイスメーカー
が装置を買うときにどういう契約で買っているか？

るわけではないので、結構難しくなってしまうわけです。
「その先、ビジネスとして成り立つには結構難しいです」とおっしゃっていまして、そこはよほど考えておかないといけないのかなと思います。

要するに、この先、5 年ちゃんと面倒見てくださいよという契約をされているか、全くされていないか、それによってどう契約をつくっていくかなんですね。

まず、知識としてお互いが知るというのはいいと思うのですが、どういった先のやり方があるのか。みん

設備メーカーが 5 年面倒を見てくださいと。10 年
見なさいというのもあるかもしれませんけれども。もし面倒を見れませんと言われた時に、面倒を見るためな、知恵を持ち寄ればやりようはあると思うので、そういうことも議論できるといいのかなと思いました。

のコストをどう負うかとか、保証するかという議論に発展するんじゃないかなと思うんです。

まずは、装置メーカーを取り込まないところで、融通するという仕事をするときにどんなイメージがいいのですか、というのが質問です。

今、デバイスメーカー側が装置側とどんなメンテナ
ンス契約をされているか、ちょっと伺いたいんですけ加藤洋 設備の稼働管理とかコスト管理など、全部こ
こに情報を集める。ここのメーカーの設備のカルテはファブシステム研究会

総合レポート

ど、例えば家電品でも何でも、買ったら、そのパーツ
は 5 年、10 年はちゃんとメーカーで在庫保証してお

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オープンディスカッション－ 第２セッション レトロフィットないと考えていいですか。

きますとかありますね。それと似たようなことがあるのかどうかですが。

廣嶋 半導体はまさにそうで、それが先ほど言われていた「プロセスの保証までできない」というところに

芦沼 我々のところは研削装置とかダイシング装置、
1 社さんだけなんですが、基本的に保守契約はしてい

つながっていくと思うんです。

ないです。ただ、メーカーさんのホームページで「何年後にこの部品はなくなります」と必ずメンテされているので、それを見ながら、当然そういう案内がきま

私どもも、EES の実装ビジネスとして、装置への新規センサーの取り付けなど、お客様の装置に手を入れるサービスを行うケースがあるのですが、プロセスに対する保証までは私どもはできません。それはデバすので、必要な部品を購入しておく、そんなような形でやっています。
濱本

10 年から 15 年くらいは基本的に。

芦沼

たいてい 15 年くらいは大丈夫ですね。

イスメーカーさんのほうで、プロセスへの影響については確認をしていただくんですよ、というお話をして、それをもって実施していただける場合もあれば、それを聞いてやめられるお客さんもいるというようなこともあるくらいです。

濱本 もしそれがなくなっても、代替のものをメー
カーで責任を持って供給して頂いています。

千村 そうすると、部品に情報がくっついてしまうと、各デバイスメーカーさんのノウハウも共有化するようなところも出てきて、結構難しい課題も出てくるのか

芦沼 我々も機械を切り換えるときに、その機械をメーカーに渡すというケースがあります。使える部品をメーカーが外して、期限が切れても、その部品を若干でも確保しておくという、メーカーサイドでそういう努力をしてもらっている形です。

もしれないですね。

⑫半導体業界とレトロフィットについて

廣嶋 私が装置を買ったときの過去の話で言いますと、その機種の生産が終了してから、何年という形の部品供給を保証していただけるというのがわりと一般的だったというふうに記憶しています。保証されている期間の終了時期が迫ってくると、予備の部品も含めて、ある程度まとめて買っておくとか、そういう保守
部品へのリスク対策をしているというのがよくあった
ケースかなと思います。

中野 今のお話で、それで多分こういう話になっていると思うんです。要は、情報を製造装置側が出したくないのを中間団体が管理する、というところが一番ポ
イントになる話だと思います。
もう一つ言うと、ちょっと前の話なんですが、半導体業界が非常にレアな、変わった業界でというのは、ビジネスの状況がそうだからなんですね。千村さんとか私とかはそうじゃないところの世界。実際、高島産業さんとかサンキョーさんとか CKD さんも違う業界の世界で見ていて、そこから見ていると非常にレアな、おかしな話があって、何に依存しているかというと、また、保障期間終了時期に、そのようなまとめ買いするところがたくさんあって、装置メーカーさんの部品在庫が、一気になくなってしまうという話も聞いたことがあります。

さっきから出ている話で、スペックアップはイコール
大口径化なんですね。大口径化というのはソースの連⑪プロセスに対する保証について
千村

続性がないんです。加工装置に連続性が全然なくて、
毎回毎回、断片を切って新しくするから新しくなる。
要するに、何か変えようと思うと、工場ごと全部つく
り変えていかないといけない。つまり、工場一つが加ちょっと違う観点で皆さんにお伺いしたいんですが、今出ているのは、例えばパソコン関係とか、PC とか、駆動系のモーターとかいう、動作というか、装置の周辺のように思えるんですね。というのは、例
えば我々が医療機器メーカーとして困っているのは、レーザーの照射装置とか、加工のコアのところのレーザーの発信機とか、そういったものが新しいものにな工装置だと。工場一つが加工装置であって、その中の一つひとつの装置が部品という概念で、その部品が非ると、使えたとしても周波数がちょっと違うとか、非
常に怖い部分があって、代替の新しいモーターを持っだから、ものを売るというと、工場という一つの装置の部品を売っているという概念になってしまうか
ら、連続性がなくなって、いけないんですね。本来、常に複雑な部品で構成されているのを、そこをリペアしないとやっていけないという話になってしまう。

てくればいいというのとちょっと違う部分もあるんですが、半導体の加工工程にはあまりそういったものはファブシステム研究会

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オープンディスカッション－ 第２セッション レトロフィット

ます。ちょっと長くなりました。

連続性を持って考えれば、今でも 150㎜で、今の最先端のスペックの装置を売っていれば、部分的にそこ

原 今の議論は、実はレトロフィットなのです。だから、このテーマの後半の時間は、レトロフィットに戻に置き換えて高性能にするとか、コストはけっこうミニマムなところで展開できているはずなんですけれど
も、製造装置メーカーは全くそれをやっていない。業界自体も大口径化イコール最先端という概念で動いてるのですねと伺ったのはそういうことです。今の話は全くレトロフィットのことを言っていたわけです。要するに「付加価値をつける」という話なんですね。

きたから、そこの概念が違うんだと思うんです。そこをブレークしてあげればいいんじゃないかなと。

それより前に皆さんが議論していたのは、それより
目先の、どうしても部品がないということで、リファ

日立ハイテクさんが「ビジネス的に成り立たないん
じゃないか」という話をしていたんですけれども、実ブという議論だったと思います。
半導体の場合には、ここで説明させていただきたいはそうでもないんじゃないかと思えるところがあって、なぜかというと MEMS がありますね。MEMS って、大体、半導体の古い工場を買ってきて、基幹部分はほとんどそれでやるんですけれども、その中で、唯一、ICP エッチングという装置がありまして、これだ
けでほとんど産業となって成り立って、非常な台数を売って稼いでいるわけです、特にボッシュさんなんか、
ボッシュプロセスとして非常に売りまくっているわけ
でけれども、要するにビジネスが成り立っているんですね。基幹のある程度の工場も、全体を見通した中のほとんどの部品は中古で使っているんだけれども、その中の一つの要素だけは置き換えることによって、それでプロセスが成り立って生きていく。その 1 台の設備をつくるだけで産業が成り立っていて、何社も作って売っているという事実があるので、それと同じようなことは、多分、他にもあり得ると思うんですね。
最初のころの議論で、単体工場でまだ古いラインがいっぱい走っているわけですね。だけど、今の話は、もう保証されていない、15 年もたっちゃって、部品も入らないような装置だけよ、という概念なんだけれども、それを部分部分で考えて、1 台の装置をスペッ
クアップすることによって何か変わっていくようなビ
ジネスは十分成り立つのではないかなと。

のですが、高付加価値化を常にしてゆかなければいけないということは宿命なのです、そこを「変だ」と見られているところだと思います。
中野

それはどこの業界ですか。

原 いや、違うんです。半導体だけにある理屈があって、それは微細化があるからなのです。微細化と大口径化は（実施頻度は違っても）セットでして、微細化をするから小さくなるので、同じチップがたくさん取れるようになるのです。たくさん取れるとその分コストダウンします。それがムーアさんが最初に一番気にしたことで、それで「ムーアの法則」が出てきた。
つまり、10 年でビット単価が 100 分の 1 とかなってしまうから困ったなと。自分が一生懸命技術開発す
ればするほど、1 個 1 個が安くなってしまう。これはえらいことだ、だから市場を拡大してどんどん生産量を増やしていかなければいけないというのが半導体の宿命です。もし微細化を本当にやめてインフラ化する
なら別なのですが、微細化するということを前提とす
る限り、これからもどんどん安くなるのです。そうす
ると、その分付加価値をつけてマーケットを大きくしていかなければいけないということになります。大口
径化するかどうかは別にして、とにかくマーケットを大きくしなければならないのです。これは半導体が宿命的に負っていることです。他の業界でも薄々そうい
うところはあるわけですが、半導体業界は論理的にそもう一つ、そういうビジネスがあると、そのサイズの部品もわりと流れるんですね。例えば、さっきの千村さんの質問なんですけれども、基幹部品の、CVDでも何でもいんですが、中のコアな部品とかいうのも、今、性能がアップしたからサイズアップした部品が主流に流れているので、大きくなったものを小さいものには入れられないわけですけれども、それが同じサイズに流れていれば、そういう部品を買ってきて、部分的な改造で置き換えていくことも十分成り立つと思う

ういうことが初めから内包されている業界で、それで、リファブだけやっていたのではだめなのです。リファ
ブだけやっている場合には、半導体業界はじり貧になります。レトロフィットをやらなければ立ちゆかなくなる。レトロフィットをやって付加価値をつけていかんだけれども、そういう技術はすたれている。

ないと、これから微細化するのに必要なお金が出てこないのです。

今流れているのは、みんな大きくなっているという、そこが問題なんじゃないかというのは非常に感じていだから、「リファブができないからレトロフィットができない」のではなくて、レトロフィットをして産ファブシステム研究会

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ちょっとアナロジーで話させていただきますが、メン業を維持していくために、真剣にいろいろなことを回していかないといけない。今までは、それは大口径化

テナンスないしはレトロフィットの要素が少し入ってもいい、これが現状である費用――仮に 1 単位という意味で 1 億かかっていますと。先ほど来おっしゃっで済んでいたので非常にイージーにできていたのです
が、大口径化できなくなった時代になると、レトロ
フィットを本気で考えないといけないし、それに伴うリファブを一緒に考えていかないといけないのかなとた、新しい装置を買うと同じことをやるのが 3 億く
らいかかってしまうのだと。現状は装置メーカーさんのメンテナンスだとか、ちょっと改良するだとかいう思います。

のが 1 億という単位で、多分、経済学上はどちらがちょっとつらい思いをなさっているかどうか、それは私はわかりませんが、成り立っているのだと思うんですが、それが例えば 2 億という単位で、千村さんがおっ

きょうは、まず現実的な問題を議論していると思います。そういう認識がだんだん増えていって、おそらく中野さんのおっしゃったところへどんどん踏み込んでいくのだと思います。だけれども、今のところは中野さんがおっしゃっていることをいきなりはみんな受け止められない感じなのかなと思って聞いてはいました。

しゃった Win-Win がなるのかどうか。
ご議論を伺っていると、加藤さんのところだとか濱
本さん、駒形さんのところ、いわゆるデバイスメーカーさんがラフなシミュレーションをしていただけないも

中野 今の原さんの意見でけっこういいところから入っていったと思うのは、微細化していくと同じ口径のなんでしょうかね、というのが一つの論点です。ここまで申し上げるとおわかりでしょうけれども、現状の 1 億から 1 億 1,000 万でもだめですよとおっしゃった瞬間に、残念ながら成り立たないのではないのかなという気がするんですね。ただ、コンソーシアムか何かにすることによって、広い意味のコストダウンで半分にできます、とかなれば、同じ 1 億という単位でも成り立つのかもしれませんが、それが一つ。

で数が増えていってしまう、だから増やさなければい
けないという発想がそこに出ているんだけれども、それでコストが下がるという方向に行きたい部分がある
わけですね。全体的な市場のトータルな量はもう増えないだろう。そうすると局所的な導入によって、同じ面積のウェーハで数が取れるようになってコストが下
がるとかいうふうな価値を見出していける部分が大いにあるんじゃないのかな。

それから、今、中野から申し上げたんですが、このコンソーシアムの機能というのは私も非常に重要だと思うんです。というのは、ある意味ではノウハウの塊なんだろうと思うんです、これはデバイスメーカーさんも装置メーカーさんもお互いにそうだろうと。そうすると、例えば A 社さんが苦労して培ったノウハウ

今の意見そのままで、いろいろなビジネスが成り立つよと言っているように非常に聞こえます。ちなみに世の中の産業を見るともう頭打ちになっている産業のほうが多くて、その中でどうやっているかというのをもっと考えていくと、どれだけコストをかけずに生産性を上げていくかというところにいろいろなヒントが隠されていると思います。
原 最初の表に書いてあった 5 インチウェーハで液浸なんていう、ビックリするようなことを、ちょっとみたいなものがある種のプールをした瞬間に競合の B
社さんに流れるというのは絶対許されないお話だと思いますので、いわゆる第三者機関ふうなところで「そこをきちんと担保します」というコミットメントが出珍しい装置メーカーがいて、「よし、やったろうか」
みたいなことがあればおもしろくなります（笑）
。どせるか出せないか――というか、出すことがコンソー
シアム的な、あるいはプールカンパニーでもいいんでこかの工場で 5 インチウェーハで液浸、やってくれ
たらうれしいですね。そういう話が出てくると活力が出てくる。やはり発想を変えれば、おもしろいことが出てくるのではないですかね。

すが、大前提になるんじゃないでしょうか。そこのある意味での割り切りということが、「ニーズは間違いなくある」と、皆さん、業種によらずおっしゃっておられるので、そこまでできるのかなというのが 2 点目。

⑬コンソーシアムをつくることによってできることについてもう一つ、途中であった「技術・技能を持つ有能な人」、これは業界ベースで何とかある種のプールを、ですから、やっぱりコンソーシアムかなと思うんです。

景山

もう一点、これはシンプルな話なんですが、先ほど日立さんでしたか、装置を導入するときに部品を 10

議論を整理するほどよくわかっていないのが正直な話なんですが、真ん中にコンソーシアム的な組織と書いておられますね。デバイスメーカーさんで、ファブシステム研究会

総合レポート

年もっていてくれますか、というご質問が多分あった

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オープンディスカッション－ 第２セッション レトロフィット

そんなような方向で各社さんからご意見をいただいてと思うんですが、一つのやり方として、10 年なら 10年ということに対して、9 年とかたったときに、その整理ができないかなと思った次第です。

部品の仕様及び図面を、そういう合意のもとで提供して、例えばここのコンソーシアム的なところに、これは装置メーカーさんだと思うんですが、出していただ
けるのか。それを出さないと装置メーカーさんはデバ

加藤洋

うちのヘッドのウェハのほうも、5 インチを

8 インチ化するという話が出ています。8 インチ化でも古い設備なんですが、先ほどあった EES とか、あ
あいうところは標準化が進んでいますので、8 インチ

イスメーカーさんが「あと 5 年延長してよ」というと、多分赤字でおやりになるしかないという話なので、かなりシビアなお話ではあるけれども……。それで、図化という議論があるんですが、私もシミュレーション
してみて、レトロフィットの 5 インチの設備に EESの技術が安くできれば、8 インチにしなくてもコスト面スペックを出していただければ、場合によっては他の部品メーカーさんにオーダーして、充当するということがここを拠点にできるようになるのだろうと思うが安くなるんです。それをぜひ我々としてはやりたいと思っているんです。
景山 それがさっき言いました、現状を仮に 1 億が、1 億から 3 億というときに、2 億で握手ができる、ということを狙って、もう少しお互いに突っ込めないんんです。
なので、過去分は難しいんでしょうけれども、皆さんのご意見がそういうふうなことであるならば、業界
慣例かどうか知りませんが、そういうふうなことをデでしょうかね、というたとえ話で大変恐縮なんですが。

バイスメーカーさんの側と装置メーカーさんとで共通言語にして少し揉んでいただくとか、というようななことができないものでしょうかねという、以上 3 点、皆さんのご議論を伺っていて思いました。

千村 私の認識が合っているかどうかわからないんですが、450㎜に行かないという時点で、生産構造がガラッと変わってしまうような気がしています。そんなことはないですか。

加藤洋 ここに「日本の」と書いてあるんです。これから例えば台湾とか Intel とか、韓国とか、今、大きな市場はどんどん取られているので、我々はロングテールの市場を狙っているので、日本がまとまっていかなければいけないんじゃないの、と。そういう意味
で、ノウハウというか、逆にここら辺は共通して、お互いにオープンにして、いいところを真似て、全体の力をつけていくという意味でね。ロングテールの市場は絶対渡さないという……。

変わるような気がしているんですが、今、先生がおっしゃっていただいた、個々でやろうとしたときに金の流れのシミュレーションが全然できていないので、それをどこかがやらないといけないのだろうなという気がしましたけど。

景山

タートしないとできないのかなと思っているんです。

加藤洋 当面、コンソーシアムな組織がないとできな
いかな、ということなんですね。ここで利益を出すことはなかなかできない。それがうまく回っていけば、利益が出せるようになるかもしれないけれども、ここでス

そこはなくならないんです。5 年たっても、10年たっても、多少アプリケーションとか変わっていっ千村ても、ロングテールがなくなるというのはあり得ないと思うんです。そこに東芝さんがおっしゃっておられた、「本当の意味の業界を横断して、トータルコスト
で安く回していくのには」ということなので、多分、産総研の連中も言っている、300 から 450 だというりまで、全部でこれが成り立つのか疑問だ」とおっしゃっていたので、多分、部分的なシミュレーションから始めて、最初から最後までトータル的に成り立つのかという、効果試算みたいなものをやらないといけないと思いますが、やっているところは日本の中で多分ないんでしょうね？

モデルではないモデルを作らないと、「あったらいいね」で、3 年たっても同じことを言っていたりという景山ことになりそうだなと思いますね。

さんあるいは装置メーカーさんが得るものがあるわけですね、という前提で今議論しているわけです。
そうしますと、先ほど言いました、ある特殊な部品、非常に精度のいいベアリングでもいいと思います

思っているんですけどね。
ということで、提案でも何でもないんですが、

ファブシステム研究会

総合レポート2008-

全部は成り立たないだろうという気がするので、ある部分はお金で割り切れるかどうかなんです。
このコンソーシアムなりを通して、デバイスメーカー

加藤洋 今、提案されているミニマルファブも、つくるときの起点もこういうところを中心にやってくれるのかなと。ミニマルファブの前の第一ステップというのはこういうところを引き続いてやっていくのかなと景山

先ほどサンキョーの斉藤さんが「最初から終わ49-

オープンディスカッション－ 第２セッション レトロフィット

が、というものは場合によっては安定供給でなくなったら、違うところに頼むときに、それなりの費用は払濱本 微細化というよりは、どちらかというと「維持」ですね。例えば、5 インチのラインを捨てて、6 イン

うと。払っても成り立てばいいわけですね。だから、5 つも 7 つもの業界があって、全部が Win-Win ということにはあまりこだわらないほうがよろしいのかなという気がします。

チのライン、8 インチのラインあたりに膨大な投資をしてまでやるかという話をしたら、まずできないですね。
車載などは供給する義務があるわけです。ある装置が稼働できなくなったとした時に、このラインを捨てて、最新のインチ系をつくるかといったら、まずそういうことはしないはずですね。そういう意味からいうと、先ほど三洋さんが言われたように、現状のコスト⑭− 1 近い将来のビジョンと産業規模について斉藤

日立ハイテックさんもそうかと思うんですけれ

ども、既存の産業の維持・メンテというのは、新規設備投資に比べたら一桁下になってしまうものですから、あまり魅力がないんですね。そこをどう動いていをどうやって維持するかというところの観点からレト
ロフィットが必ず必要になってくるのかなと。
原 それはレトロフィットというよりリファブじゃないですか。リファブも必要だと思いますが。

くかというのは、先ほど中野さんからお話があった
MEMS とか、台湾で動いている太陽電池とか、ああいう明確なビジョンとして捉えられるアプリケーショ
ン、要は何を作るためにそういうことをやるのか。レ濱本 リファブではなくて、基本的には装置を維持しないといけないじゃないですか。そのためにはレトロ
フィットしないといけない。

トロフィットで付加価値をつけて、それで何をつくるのかというのがけっこう大事だと思うんです。
マーケティングの立場からいくと、近い将来のビジョンと産業規模が見えないと、なかなかそれをやっていこうという話になっていかないと思うんですね。
レトロフィットでどういう付加価値をつけて、何を作っていくのかというのは大事だと思うんですね。

例えば、前回、横河さんから拡散のコントローラの例がありましたね。コントローラが壊れました、拡散炉、使えません。そうしたら、どうやってその拡散炉を元のように動かせるかとなると、コントローラは世の中に存在しないので、新しいコントローラを載せ換
えて、従来どおりの性能を維持する。

加藤洋 動き出さないと見えないから、ということかもしれない。

千村す。

斉藤

原 私はデバイスメーカそのものに所属してはいないから勝手に考えているわけですが、皆さんがこれまで

原

流れを明確にすることは必要だと思うんです。
敢えて断言的に言えば、それは微細加工です。今言及されたレトロフィットというのは、仕事全体を広く見た場合、それそのものがリファブといえるものだと思います。それをレトロフィットとおっしゃっていますけれども、要するにリニューアルでしょう？

までもずいぶん議論に出ていますように、ウェーハサ
イズは 10 年に 1 回の拡大ですけれども、いずれにしても微細化でどんどん性能アップしてきたわけです。
消費電力が少なくなるので、小さくなっただけではな
くて、性能（速度と機能数）がアップしたということ

濱本になります。

リニューアルですね。

原

基本的には、微細化というのは半導体の命なので、それを既存の工場で、既存の施設に対してどうやるか。
これが、付加価値をつける、まず第 1 の基本だと思います。

私などの観点だと、本当の意味の新しい価値をつけるというのがレトロにフィットした高付加価値化であって、完全リニューアルというのは、私はリファブの範疇だと思うんです。
千村

原 そうです。ただ、言葉が意味がこれまでははっきり議論されていない今の段階で業界の皆さんが使う言
葉の使い方とは違うと思っています。部品供給の方は⑮レトロフィットとリファブの言葉の定義について

総合レポート原さんがおっしゃられているのは、製造を維持する活動はリファブのほうで、新しい機能を追加して何らか差別化する製品を作り出す方向に持っていくのがレトロフィットという考え方ですね？

それ以外にもいろいろあるでしょうけれども、私はそんな感覚を持っています。濱本さんや駒形さんはいかがですか。

ファブシステム研究会

進行が悪く、そこが混同されたかもしれないで

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オープンディスカッション－ 第２セッション レトロフィット

で「どんなのがあるのかな？」と言っていましたが――そういうアプリケーションがあるんじゃないですか。

まずリファブで異論はないとおもいます。皆さんがおっしゃるレトロフィットというのはリニューアルのことだと思うので、別にそれが悪いというわけではあ
りません。

駒形

そうですね。当然、そういうのは存在すると思うんですけれども、現実のラインを考えたとき、例えば、ステッパーのところだけを機能アップしても、他の装置も別の設備群が必要になるというところがあり⑯液浸技術を含めた微細加工技術について
中川 そういう意味で見ると、原さんがおっしゃっているレトロフィットの極論は、三洋さんの 5 インチの液浸ステッパーみたいなものがまさにそれに当たるます。そこは痛し痒しなんですが、装置のレトロフィッ
トだけでできる微細化とできない微細化が存在するので……。

と思います、微細化しかありませんね、というのもまさにそれだと思うんです。

原 はい。そこは装置メーカーがいろいろ話しながら、全体のシステムを少し新しくつくっていくという感じ

三洋さんにお聞きしたいのは、5 インチでの液浸ス
テッパーが必要な何らかの製品というか、アプリケー
ションがもう見えていて、採算がとれる可能性があるに近いわけですね？

のかどうかというところなんですけど。

景山 リファブとレトロフィットは、研究所の皆さん
は原さんが言うように明快に区分けして考えるんだけ
れども、製造業をおやりの立場でいえば、さっき濱本さんがおっしゃった、その部品というか、ユニットというか、モジュールの従来のものが手に入らないので、新しいものを入れたら、普通はモジュールの性能自体は上がっているんです。そこからが大事で、壊れる前まで作っていた製品は必ず作り続けないといけない。
ただし、ここの性能が上がることで、微細化でも平坦化でもいいんですが、少し性能が上がるという機能を使うアプリ、そういう製品の注文がとれれば、それは同じことが即座にレトロフィットになるんです。そこを産総研の皆さんは頭に入れておかないと、かみ合わ
なくなるかもしれない、というふうに思うんですが、駒形

駒形 池田のほうとここを詰めているわけではなかったので、私も初めて見るんですけど（笑）。多分、これは一番遠い世界に対し、例えばとして出しているだ
けだと思います。現実には、今、我々にプランがある
わけではありませんし、仮に 5 インチで液浸を載せることができても、平坦性キープのためのいろいろな技術を入れなければ使いこなせないものです。依ってサンプルと思って見ていただければと思います。
原

ただ、ちょっとよろしいですか。

液浸をやるということはものすごい微細加工するということなので、32nm とか、40nm より先ですね。
そうすると、スケーリング則からいえば、消費電力はそうですね、はい。

違いますか。

相当少なくなります。パソコンのバッテリー寿命が延びるというメリットがでてくる。また、別の例として
超低消費電力化は、ユビキタス社会と言っているときにワアワア出てくる、あらゆるところにセンサーを付
けましょうみたいなことや、鳥とか豚にトレーサビリ

千村

私の感覚でいくと、企業の皆さんはずっとリ

ファブを頭に思い浮かべていたと思います、そういう議論から入ったので。そういう観点のレトロフィット
は、私の頭には今までなかったです。

ティでタグを付けましょうといったときの消費電力に大きく効いてきますね。

原 そうですよね。もともと私もそう思っていまして、だから問題提起というような意味でずばり申し上げた
し、中野のほうがそれに類することを言ったのと、あつまり、液浸というと最先端技術である、マル、と言われますけれども、消費電力という意味で、チップの性能が格段に良くなるわけです。それがこなれた値段で出ると、私は新しいマーケットを開拓することにと斉藤さんが「リファブの高付加価値化って、どういう意味があるんですか」とおっしゃったので、コメなると思うのです。今は液浸装置がべらぼうに高いから、非常に値段の高いチップにしか使えない部分があると思います。しかし、既存の 5 インチとか 6 イン

ント致しました。さらに 5 インチで液浸というのは、
ちょっとリニューアルするというよりはズドンと行っているというイメージです。今の世代からしますと微細化が何世代分も先に行きますので。相当性能が良く

チとか、安い、減価償却の終わっているラインに高性
能な安いチップという――さっき加藤さんの議論の中なるはずなので、そんなことも考えてもいいんじゃな
いですかね。

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オープンディスカッション－ 第２セッション レトロフィット

中野

加藤洋 私どものヘッドでいくと、ヘッドも小型化が進み、記録密度も向上してくると、ヘッドにおいても

日立ハイテクの加藤さんのお話で、450㎜になると世界中で 20 ラインくらいしか見込めないというお話があったかと思うんですが、そんなものなんです
ね？

微細加工が必要になってくる。今の 5 インチのラインで新製品をやりたい。今の製品の維持だけではなくて、新製品をそのラインでやりたいというのは、8 インチになると、別にラインがもう一つ要るわけですね。

加藤健児

10 年で、です。

マテハンから含めてもう１ライン。そんなに数が出る
わけではないですから、数量的には今のラインで充分。

中野 ということは、年間 2 ライン程度しか見込めないわけですね。

それと、さっき言ったように、新技術の導入を大口径化と切り離してもらいたいんです。そんなに数は要

加藤健児 仮定がいっぱい入って、かなりラフな推定がそんなものかなと。そうすると、単純計算すると全然割に合わないですね。

らない。

中野 300mm はもう既に流れて、ある程度実績値が出ていると思うんですけれども、製造業的に考えたと⑭− 2

近い将来のビジョンと産業規模について大橋

私、今まであまり議論に加わっていなかったん

きに、300mm で年間販売できた売上と、それに対して、リファブと言っていいのか、レトロフィットと言っていいのかわかりませんけれども、既存ラインに置き換えていくような設備の市場というのは、どう考えられるのかなということで、その辺が明確になると今みたいな話とつながってきて、単に MEMS とかではな
くて、半導体の市場に対してももうちょっといろいろなアプローチがとれる可能性は実はあるんじゃないのかなという気はするんですけれども、どうでしょうか。

ですが、今、開発に関わっているのは磁気記録の部分です。磁気記録のほうではフラッシュに追いかけられているせいもあって、記録面を微細加工しようというパターンドメディアというがあって、それが 1 テ
ラビット平方インチで大きさが 20nm 以下くらいに切らなければいけないので、ナノインプリントを使いましょうという話にはなっているんですが、大きさは2.5 インチ、65 Φをやらないといけない。それを本当に全量やろうとすると、1 年間に 10 億枚近く処理しなければいけない。しかも、両面やらなければいけなくて、ナノインプリントをやった後のエッチングだ
とかは半導体と同じような装置を使わなければいけな
いんですが、半導体ウェハとは大きさも違うし、処理しなければ枚数も全然違うので、今、メディアメーカー

加藤健児 今はどちらかというと後ろ向きというか、消去法的な気分になっていまして、450mm って儲からないよね、みたいな話が先にあって、他に何か逃げ道を探さないと、という論調なんですけれども、そうじゃなくてもう少し前向きに考えて、すそ野が広がるだろうという議論になっていたほうがずっと楽しいんですけど、今はそういう話の方向にはなっていっていさんはそれをどうやって現状と同じコストレベルに引き下げられるか、大変悩んでいるところです。投資のレベルも今までのメディアの工場を建てるよりはもの
すごく投資が膨らんで、これは本当に産業として成りない。
ただ、トレンドとしては、前向きに言うか、後ろ向きに言うかは別にして、言っていることは一緒なので、そういうことになっていくんでしょうねと。ただ、過去にそういう経験は業界としてあまりしていないのだと思うんです。これまではムーアの法則という、ムーアさんという立派な方がおられて、あの単純なロジッ
クでやっていけば、そこに関わっているすべての人間

立つのかという話も出ていて、どこも最初にやろうとはしないんです。
結局、口径の小さいものと微細化というか、それが半導体では成り立たないようですけど、HDD は半導体の数分の 1 の市場規模ですけれども、片方で、そういう磁気記録業界も半導体に似たようなプロセスを入れなければ戦えないというのが出てきています。ですから、小口径が必ずしも装置商売として成り立たがそれなりに収益を上げてこられた業界でしたから、やってきていたんですけれども、「ちょっと待てよ」の雰囲気が出てきている。これから、そこの経済性の議論というのは始まってくるんだと思うんです。

ないかどうかというのは、もうちょっと MEMS とか
HDD 用とか、そういうところに広げていけば、それなりの商売は可能なのではないかと思います。装置

昨日か一昨日に、日経マイクロのセミナーで 12 月
か何かに半導体の市場自体が、さっきもちょっと言いましたけれども、成長率が一桁になったと。ちょっと前の 10 年くらいで見ますと十何％かあるんですけれ

メーカーさんももうちょっとフィールドを広げていかれてもいいのではないかという気はするんです。

ファブシステム研究会

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オープンディスカッション－ 第２セッション レトロフィット

ども、6％とか、そこら辺になって明らかに下がってきていますので、そうなったときの業界のあり方がどうなのという、いろいろな方の声をいただきましょうというのが企画されているみたいなので、皆さん、そういうことを考えてはおられるんだなと。
ただ、そういう議論は、始まったばかりですね。
中野 一桁成長率の産業って、多分、世の中にはいっぱいあると思うんですけれども、そういう意味ではみんなある程度は成り立っているので、やり方はあるんじゃないのかなと思うんですけどね。
原

NGF はリファブとかレトロフィットではなくて、新規の工場を建てる場合について議論されているということでよろしいですね？
< 関係者皆が頷く >原 はい。ですから、現状の工場をどうするかについてはこれまで議論をしてきていないのです、実は。

まとめ
千村 あと 5 分切りましたので、まとめに入りたいと思います。リファブとレトロフィットの概念はある
んですが、皆さんのほとんどが頭に浮かべているリ
ファブに関しては、きちんと投資対効果を算出するという活動をどこかがやらなければいけないというのが課題として明確になったと思います。
それから、レトロフィットのほうは、きょうの中では議論ができなかったのだろうと思っていまして、それは次というわけにいかないので、また何か機会をこれからつくるのか、リファブのコンソーシアムの今後の検討も含めて、討議する場を設ける必要があるということが課題になるのかなと思っております。
中野

今言われたリファブが産業的に成立してくると、レトロフィットも自然に成立すると思います。
加藤洋中野

プラスメンテナンスも。
ええ、もちろん。

千村 そういうことで、このセッションを終了してもよろしいでしょうか。
どうもありがとうございました。

−第 2 セッション 以上−

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オープンディスカッション－ 第３セッション 局所クリーン化

第３セッション

「局所クリーン化」

原

第 3 セッションを始めさせていただきます。

䠍䠊⫼ᬒ䠄䠍䠅ᘢ♫ෆ䛷䛾ㄽ㆟䞉䜽䝸䞊䞁䝹䞊䝮䛾䛒䜛䜉䛝ጼ䜢᫂☜໬䞉ᶆ‽໬䛧䛶䜋䛧䛔䠄᪂つᕤሙ❧䛱ୖ䛢䛷䛒䜛䜉䛝ጼ䛜⤠䜜䛶䛔䛺䛔)䞉䜽䝸䞊䞁ᢏ⾡඲య䛻䛴䛔䛶ఱ䜢䛩䜉䛝䛛᳨ウ䛩䜛㒊㝲䠄䝖䞊䝍䝹䛷䠅䛜䛺䛔

局所クリーン技術開発の進め方䠄䠎䠅ᫎീ䝺䞁䝈ຍᕤᕤ⛬千村（司会） それでは、居所クリーン技術開発につ䞉ሻᇕ䛜ཎᅉ䛸ᛮ䜟䜜䜛Ḟ㝗䛾䛯䜑䛻Ṍ␃䜎䜚䛜䛒䛜䜙䛺䛔䚹タഛ䛾Ⓨሻ䜢ᢚ䛘䜛ᑐᛂ䛜ᚲせ䚹

いて、実は私はこちらがメインの担当でしたので、こ䠄䠏䠅௚♫䝧䞁䝏䝬䞊䜽䛜୙༑ศ

れからやらせていただきます。

䞉௚♫䛿䜸䝸䞁䝟䝇䛾䜒䛾䜘䜚䝺䝧䝹䛜㧗䛭䛖䛰䠄䠐䠅♫ෆせㄳ䞉᧜ീ䝴䝙䝑䝖䛾ሙྜ䚸᭱⤊䛾ุ᩿䛿ே䠄䝴䞊䝄䠅䛷䛒䜚䚸᫂☜䛺ᇶ‽䛜ᩘ್䛛䛥䜜䛻䛟䛔
ἁἼὊὅ҄২ᘐỊẆờỉỀẪụỉμἩἿἍἋỆộẺầỦ
ʙ᪮ẻầẆྵཞỂỊૺ༾ႎễӕụኵỚỆểỄộẾềẟỦ
‫ޅ‬৑ἁἼὊὅầஊјểẟạᛟଢầỂẨềẟễẟ

◎基本的考え方このセッションですが、これは「ある製造工程」と考えていただいて、購買、加工、組立、梱包とありますが、私のほうで弊社のクリーン技術に対するいろいろな課
題をざっと発表させていただきます。その後、日立
GST の加藤さんに「クリーンルームとクリーンルーム
をつなぐ部品の搬送」ですとか、「外から部品を持ち込む」という観点での題材を発表していただきます。その後、サンキョーの斉藤さんに「クリーンルームに納める設備に関してクリーンを確保するための技術」を中心に題材を提供していただいて、大成建設の若山さんから「クリーンルーム自体をどうやって構築するか」といった観点で、このセッションをまとめていきたいと思っています。東大の一木先生に全体の記録をお願い

2◎ 1．背景弊社の中で、今、クリーン技術に関する議論がけっ
こう盛んになってきております。その背景としては、新しい製品が出てくるたびにクリーンの要求されるレベルが厳しくなっていて、「どこまでやればいいのか」というあたりの標準化あるいはレベルが明確になっていないというところがあります。
それから、クリーン技術全体を通して、「何をすべきか」ということを専門に検討している部隊がいな
い。工場の技術の誰かが片手間にやっているとか、職場の QC 活動のようなところでやっているとか、本当に突っ込んだ技術開発が弊社ではできていないという実態があります。

して、最後に皆さんと課題を共有化したいというつもりでいるのですが、今までのセッションを見ていて、どう転ぶかわからないところもありますので、様子によって考えたいと思います。よろしくお願いいたします。

それから、弊社は、カメラですとか、内視鏡ですとか、レンズを使う製品が多いのですが、ゴミやホコリといったものが最終的にユーザーさんのところに行ったときに不良品になるということがあります。製造工程でもそういった不良が非常に多い。先ほどもちょっと言いましたが、弊社で設備を開発して導入するということを部分的にしているんですが、設備に関するクリーンの技術を確保するためのノウハウは弊社にはなᒁᡤ䜽䝸䞊䞁ᢏ⾡㛤Ⓨ䛾㐍䜑᪉

いので、この辺の対応が必要だろうというところです。
他社さんがどんなレベルにあるのかという検討は十分されていないのですが、半導体関連の企業さん含めて我々よりレベルは高いだろうということで、きちんと調べる必要がある、というところです。

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ファブシステム研究会

総合レポート

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オープンディスカッション－ 第３セッション 局所クリーン化

ここは社内の要請事項――我々が検討しはじめたのですが、要請されている内容になります。例えば、不䠏䠊⌧≧ㄆ㆑䐟良の内容で、カメラのレンズの中にホコリが入っていたというものがあるんですが、最終的にはドクターですとか一般の消費者が判断するものであって、数字で明確になっていないという部分があります。

䠄䠍䠅୙Ⰻᦆ㔠䚸ᕤ⛬Ṍ␃䚸ᣔ䛝䛺䛹䛾䜽䝸䞊䝙䞁䜾ᕤᩘ➼䚸䝂䝭䜿䝞䛻㉳ᅉ䛩䜛䝻䝇䛜↓ど䛷䛝䛺䛔䚹䠄䠎䠅ᘢ♫〇ရ䛷䛿⤌䜏❧䛶ᕤ⛬䛷䛾୙Ⰻ㡯┠䛷䛤䜏䜿䝞䛻㉳ᅉ䛩䜛䜒䛾䛜䚸ᜏᖖⓗ䛻ୖ఩䛻䛒䜛䚹

クリーン化技術は、部品の供給から最後にわたって検討する必要があるものですが、部分的な取り組みに䠄䠏䠅㐣ཤ䚸㒊ศⓗ䛺ᕤ⛬䛷እ㒊䝁䞁䝃䝹䝍䞁䝖䛻䜘䜛䝁䞁䝍䝭ᑐ⟇䜢⾜䛔䚸୍ᐃ䛾ຠᯝ䜢ᚓ䛯䛜䚸άື䛜⤊஢䛧䛯䛒䛸䛿䚸༑ศ䛻ᐃ╔䛧䛶䛔䛺䛔䚹

終わっているということ、それから、どこまで議論が䠄䠐䠅ᕤሙ䛻䛿䚸ᑓ㛛ᐙ䛻⣔⤫ⓗ䛻䜽䝸䞊䞁ᢏ⾡䜢ᣦᑟ䛧䛶䜒䜙䛔䛯䛔䛸䛔䛖䝙䞊䝈䛜䛒䜛

できるかですが、局所クリーンが最終的にこのセッションのターゲットになります。しかし、これが有効だという説明が数値できちんとできていないというところがあります。

4

それから、部分的にはコンサルの方に入っていただ
いて、“ コンタミ ” という表現をしていますけれども、クリーン化として何をすべきかということを活動として取り上げたこともあるんですが、体質として活動がなかなか定着しないというようなところもありまし◎ 2．狙いきょうの狙いとしては、ものづくりの全プロセスにおけるクリーンのレベルを上げて、製品歩留り向上に
つなげる。

た。
これとつながるところなんですが、クリーン技術を指導していく、あるいは維持していく専門部隊がないといったところが認識としてあります。

この中には、環境にやさしいというか、エネルギーをできるだけ使わないという「局所クリーン」という思想が底辺に流れているというふうに認識しています。

◎ 4．現状認識②
これは弊社の例なので、あまり皆さんの参考にならないかもしれないんですが、CO2 削減に向けた取り組みの一環なんです。実は空調といったものが 43％くらいを占めている。ある工場の中のエネルギーとして空調をこんなに使っていると。

◎ 3．現状認識①
現状認識ですが、これは弊社の場合です。
基本的に、人が拭いている作業なども残っていまして、ゴミケバに起因するロスが無視できない状態です。

これは余談になるんですが、ビジネス全体として考それから、組み立ての工程ですが、半導体の加工工程とはちょっとイメージが違うかもしれないんですが、製品を組み立てる際にホコリが入ってしまうのが上位の不良項目としては挙がっているというところです。

えると、空輸――製品を輸送するときの CO2 がもの
すごく大きいというのは別の問題としてあります。

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それから、取り組みの範囲が広いということで、クリーンのレベルを上げるということだけを当初は一生◎ 5．問題点と課題
問題点として、工場の生産現場で局所クリーン化は重要認識されているんですが、技術的な蓄積がないことと、なかなか進まないというところがあります。

懸命やっていたんですが、それだけでは歩留りが上がりません。ということで、前工程ですとか、防塵着、作業者の動作、作業箇所の気流だとか、設備等、いろいろなところで歯止めをかけていかないといけない。
どちらかというとクリーン度のレベルを上げるというところに終始していたのですが、総合的な活動をしな
いと上がらないという認識です。

課題としては、ノウハウとして蓄積していく必要があるでしょうというところ、それからラインの中でゴミ低減活動が定着しないということで、仕組みとしてこういった活動が回っていないというところがあります。
それから、幾つか工場を持っているんですが、工場間のレベルの差がある。工場によってはかなり認識の低いところもあって、全社レベルで見ると、技術として標準化して管理できている状態にないというところです。

◎ 6．クリーン化の難しさ②
それから、活動がなかなか定着しないというところなんですが、不良率が上がっていく中で、対策をすると良くなります。しかし、ちょっと放っておくとだん
だん元に戻ってしまうようなことが繰り返されてきたというところです。この辺は弊社の体質なので皆さんの課題ではないかもしれません。

共通技術の例ということで、クリーンに関する技術を挙げてみました。クリーンルーム仕様ですとか、作業者の教育ツール、ゴミケバ解析のインフラ、導入設
備に関するところ、それから生産システム全体にということで、先ほどご紹介させていただきました方々に、各要素に関する技術をご紹介いただきたいということ◎ 7．どうすれば技術が定着し、レベルを維持できるか
こういった技術がどうすれば定着し、レベルの維持ができるかというところですが、製造現場自らが重要で、このセッションを組んでいます。

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これも弊社の例になりますが、「クリーン化の難しさ」ということで、適正な投資判断が難しいというところがあるのかなというところです。これはクリーン䠄䠏䠅ຠᯝ䛜㢧ⴭ䛻ฟ䛺䛔☜⋡ⓗ⌧㇟䛾䛯䜑䚸ᑐ⟇䛸ຠᯝ䛾ᅉᯝ㛵ಀ䜢≉ᐃ䛩䜛䛾䛜ᅔ㞴䛷䛒䜛䚹ຠᯝ䛾ᢕᥱ䛿䚸୙Ⰻཎᅉ䛾㞟ィ䜔Ṍ␃䜎䜚ᩘ್䛾᥎⛣䜢ぢ䜛䛧䛛䛺䛔䛯䜑䚸ᡭ䛤䛯䛘䛜䛺䛔䚹䊻ᑐ⟇䛜ᐃ╔䛧䛻䛟䛔䠄ᡭ䜢ᢤ䛔䛶䜒䛩䛠䛻䛿⤖ᯝ䛿ᝏ䛟䛺䜙䛺䛔䠅ɧᑣྙ

による不良のレベルというか、ここが（100）が求める完璧な姿だとすると、取り組みの費用をかければかけるほど上がってはいきます。ただし、非常に高くなるということと、最終的にサチッていくというか、な
かなか 100 に達しないところがあるという、これはイメージです。

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ことを目指したいということで、最終的には省エネル
ギー、温暖化ガス排出削減に寄与していきたいという性を認識して、継続的に取り組むということで、「重要性を認識してもらう」というところを徹底する。

こと。

それから、これが簡単そうでなかなか難しいんですが、データに基づいた適正なレベルがなかなか設定できないというところがあります。ですので、この辺を基本的にはコストなんですが、こういったものを前面に打ち出して活動していく必要があるだろうというところです。

きちんとするということですね。
それから、クリーン化の常識的なところも含めて、基礎的な常識を身につける必要があるだろうということと、決めたことは徹底してやるということ、環境対応のために局所クリーン生産システムを開発していく必要があるということ、この辺が技術的に難しいところです。

◎ 9．施策案
施策案です。洗浄・クリーニング技術とクリーン対
応設備は技術的に取り組みやすいんですが、指導・診断、工場技術者の育成ツールですとか、分析あるいは評価をしていくというあたりも重要です。しかし、取り組みが難しいところだと思っております。

それから、サポートしていく体制を明確にしていく必要があるだろうというところです。

◎ 9．施策◎ 8．基本的考え方

組織

それから、これは体制なんですが、一つの工場だけ
ではなくていろいろな工場を抱えているのですが、そ

基本的な考え方として、これは原先生のほうでお考えになられている「局所クリーン」の考え方なんです

れぞれ製品が違うので、クリーンの求められるレベルも違ってきます。基本的な運用は、各工場でやっが、製造活動全体をクリーンの環境でやるというのは大きなエネルギーロスを生じます。必要なところだけをクリーンにして、それをうまくつないでいくというてもらうということが前提になるんですが、例えば、

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全社機能として各工場を診断していく、共通の技術

15というところです。

を開発していく、あるいは教育のツール、分析評価のサポートといったところを、私は生産技術本部なものですから各事業とは別の立場にあるので、横串機能としてこのようなクリーンを維持する活動をサポートしていく何らかの仕組みが必要であると考えております。

◎ 10．施策の考え方− 2◎ 9．施策それから、これにかかわるところなんですが、定常的に解析と工程フィードバックをきちんとできるような体制と技術を保有していく必要があるだろうということで、ゴミの状況のデータベースを構築して、常に見えるような状態にする。

施策の 2 番目になりますが、不良を常にウォッチングしている。何かトラブルが起きたときだけよく調べるのではなくて、状況を常にウォッチングしておく必要がある、というところです。

ここはちょっとダブるので飛ばします。

◎ 10．施策の考え方− 1

どこの企業さんでも不良率はいつも見ていると思います。ただし、ゴミがどうなっているかを常に見ている会社さんは、あるかもしれませんが、弊社ではやっていないというところです。

施策の考え方ということで、クリーンルームの運用
あるいは仕様の明文化と共有化。これはかなりレベルの低い話になるんですが、クリーンルーム管理・運用
ルール作りと徹底していくというところです。
それから、製品の要求レベルですが、これは最終的なチェックは人の目によるところがあるので、この辺をきちんと決めていく。あとはクリーンルーム内の物◎ 10．施策の考え方− 3の置き方ですとか、運用のルールを徹底していきたい

施策の考え方ということで、基本的には “ 局所ク
リーン、マイクロファクトリ ” という、以前、私が手䠍䠌䠊᪋⟇䛾⪃䛘᪉䠍䠌䠊᪋⟇䛾⪃䛘᪉䠄䠍䠅䜽䝸䞊䞁䝹䞊䝮㐠⏝⟶⌮䚸௙ᵝ䛾᫂ᩥ໬䛸ඹ᭷໬䠄䠏䠅䝁䞁䝍䝭䝣䝸䞊タഛ㛤Ⓨ䛾䝺䝡䝳䞊ᾋ২ᘐ᧏ႆᾍ
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19

流の流れで、設備の中にホコリがたまりやすい部分がどうしても出てきてしまうといったことがあります。

がけたような言葉を使っていますが、設備を小さくして、クリーンが必要となるエリアも小さくするという考え方で設備開発はやっていきましょう、というところです。

それから、人が関わる作業がどうしてもあるんですが、顕微鏡をクリーンベンチの中に入れて作業をするといったときに、人が動きますから、部分的にクリーンなエアが届かないといった所が発生してしまう。

◎ 10．の考え方

それから、静電気をできるだけ除去していきたいので、イオナイザーという静電気を除去するものを使っているのですが、これも風が出るので、この影響によって気流が乱れてしまうことがあります。

これは非常に難しいのだろうと思っているんですが、実は部品を組み立てる前に、洗浄機からあがってきたものを、
わざわざ人が一回拭いて組み付けるとか、ゴミのレベルあるいは洗浄のレベルを確認してから組み付けるという、二度手間のようなことをしています。
これはなかなかなくならないんですが、ドライ洗浄とか、技術的に何らかいい方法がないか、今探している
ところであります。なかなかいいドライ洗浄のような方法はないというのが今までの経験です。

どちらかというと、ゴミを排除する、ゴミを堆積させないといった観点でこういった分析が必要であるかなというところです。

◎ 11．事例◎ 11．事例

気流分析− 2

クリーンベンチの中でどんな気流の流れがあるのか

気流分析− 1

検討してはいるんですが、我々はこういったことには不慣れなので、どこかのメーカーさんですとか、コン
サルタントかわかりませんが、もっと進んだ技術があるように思います。こんな泥臭い実験をしなくても確

それから、気流分析です。大成建設さんから以前シミュレーションのご紹介がありましたけれども、弊社
ではこの辺の分析ができていない状況にあります。気認する方法があるのではないかと感じております。

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それから、先ほども言いましたが、イオナイザー検証ということで、静電気でホコリを部品のほうに吸いよせてしまうことがあります。イオナイザーから静電– ὶ䛺䛹䛻䜘䜚䚸䝂䝭䛜ሁ✚䛧䜔䛩䛔䚹– 㢧ᚤ㙾䛾ୗ䛺䛹䚸᭱䜒㔜せ䛺㒊ศ䛻䜽䝸䞊䞁䜶䜰䞊䛜ᒆ䛝䛻䛟䛔䚹
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ファブシステム研究会

総合レポートイオナイザー検証− 1

どれか、最適な使い方がクリーンとセットでわかっていないところがあります

18

2008

-

59

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◎ 11．事例

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22

けて各々の技術開発をしていきたいと思っています。
これがなかなか投資対効果できちんと説明ができていないというところはあります。

これは先ほどのイオナイザーの検証です。

◎参考．クリーンルーム関連業者◎クリーン技術はシステム技術である

いろいろなメーカーさんがあって、我々が本当はやらなくてもいいような初歩的な段階からの検討を実はしているのではないかと思っており、このような企業
さんとこれから組んでいく必要があるのではないかという話をしております。

「クリーン技術はシステム技術である」と書きまし
たけれども、「購買」と書いてあります。これは納入してもらう部品の形態ですね。この辺をきちんと徹底させないと、こういったところでトラブルが起きるというところです。
それから、「検査」ですが、弊社の例で、“ 目視 ”という言葉を何回も使ってしまいますが、最終的に感応検査を行っていますので、きちんと数値化されていないところがあります。それから、設備として発塵のない設備など、局所クリーンを実現するための設備開発が今後必要になるというところです。

◎参考．局所クリーン①
これは産総研さんの例ですが、基本的にはいろいろ
外部の技術を利用させていただきたいという事例です。
“ トンネル式 ” と呼んでいますけれども、部分的にそれから、搬送のクリーン環境といった技術。それ

クリーンな環境をつくり出して、そこをクリーンなト
ンネルで結ぶというのが、今のところ、一番クリーンなエリアを必要としないものだろうということで、これは産総研さんが提唱されているものですが、我々もから、付いてしまったホコリをどうするかといった観点から、洗浄ですとか、拭き、ブロー、こういった人の作業に代わる技術を何らか見つけていきたいというところです。

そういうふうに思っていまして、こういったものに向䠍䠍䠊஦౛ 䜲䜸䝘䜲䝄䞊᳨ド䜽䝸䞊䞁ᢏ⾡䛿䝅䝇䝔䝮ᢏ⾡䛷䛒䜛• ⌧≧䛾ၥ㢟Ⅼ⏕⏘䝅䝇䝔䝮

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21

総合レポートฟⲴ20

イオナイザー検証− 2

ファブシステム研究会⤌❧

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2008

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60

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23

オープンディスカッション－ 第３セッション 局所クリーン化

それから、ゴミ発生源の特定と発生への歯止めをかけるということ、それからコスト分析ですね。かけらཧ⪃䠊ᒁᡤ䜽䝸䞊䞁䐠れる適正コストはあると思います。完璧を目指すとき
りがないといった状態になっていますので、ここをきちんと分析できるようなコスト計算とデータが必要になってくると思っております。

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今、総論を述べさせていただきましたが、ここまでで何かありますでしょうか。

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24

意見交換

そこでうまくやるというのは、半導体のやり方というか、どの製造工程でもある程度そういうことをやっていると思います。多数の装置を直結しようという考え
方は、アイデアレベルではまず最初に出てくるのです①トンネル式について
原 産総研のトンネル式というご説明がありましたが、私の知識の範囲では、産総研では提案していないが、現場で導入しようとすると、相当の困難に出くわすという感じがしています……。

ような気が致します。
トンネルとおっしゃっていましたね？クリーン化（清浄化）と搬送方式は表裏一体の関係で、どこをど
ういうふうにクリーンにするかということで区切ることになるので、それは結局、搬送方式と極めて一体化して考えるべきものだと私は思っています。

千村

我々としてはこういう技術開発をしていきますが、投資対効果だとか、技術のレベルにより全部つなげるのは、最初からは難しいと思っています。最終的にこれを目指して技術開発はしますが、技術開発の段階に応じ要素を持ってきて使うという考え方になっている
んですが……。

トンネリングするということは、全部つなぐということですね？
千村

そうですね。

そうですね。

原 少なくとも私の個人的考えでは、それはあまりよろしい方式ではないと考えています。常に製造工程が同じで、装置のスループットが完全に同じであれば、
わりとスムースに流れますが、装置のスループットや②レンズの洗浄工程について
原

例えば、さっきもチラッとおっしゃったのは、洗浄工程後にレンズを運んで、次の装置の前に来たら、また汚れてしまったからもう一回洗うということだったと思います。そこの一番肝心なところだけをトンネ

処理能力が違うと、そのトンネルの間に仕掛かりを置ける場所をつくらなければならなくなります。メンテ上も不利ですし、トンネリングは、たとえばリチウムルにするとか、そういうことってあり得るのでしょうか。

電池工程などの爆発性が気になる工程以外では、真っ直ぐに工程をダーッとつなげたというのは、私の知る限り、ほとんどありません。

千村

それはあり得ます。あり得るんですが、洗浄装置というのが結構大きくて、組み立て工程が離れて……。

◎参考．局所クリーン②

つなげることはできるんですが、洗浄機がマイクロファクトリ並みにならないと無理ですね。

千村 この図を飛ばしましたけれども、ここを分離して、トンネルではなくて容器式というか、これもあり

原

なぜ大量にいっぺんに洗わなければいけないので得るかなというふうには考えています。

すか。

原

千村

ええ、それはまさに半導体のウェーハの工程と同じで、製造装置がそれぞれ分離しているわけですね。
だから、装置を生産能力に応じてパラレルに置いて、ファブシステム研究会

総合レポート

流しにするというコンセプトは基本的にあるんですが、今、技術的にも、投資対効果としても、最適なと

2008

-

洗浄工程がバッチになっているんですね。一個61-

オープンディスカッション－ 第３セッション 局所クリーン化

ころが見えていないというのが実際です。

久保内

洗浄装置は外から買ってきますので、大きな物があるんですが、組み立て工程は基本的には一個流しになっています。そことつなげるときにうまくつながら

千村 撮像素子の前に来るゴミとして問題になるのは、弊社の場合は 5 μ m くらいです。
久保内 以前、千村さんがクリーンルームの面積が年々増加していく一途だという話がありましたね。その場合の課題と、今回の局所クリーン化で解決できるないという状況ですね。
原 小さなレンズに洗浄剤をサッと吹きつけて、サッと除去して、それでおしまいというのではだめでしょうか。

課題はイコールなんですか。それはそれでまた別なんですか。
千村

千村 それを目指しているんです。基本的な洗浄をして、組み立てる前にそういうことをやろうとしているというふうに考えればいいんですね？

とが出てくるので、濡らさないというか、そういうドライの……。

千村

トンタッチしたいと思います。

恐縮ですが、極低温のエアロゾル洗浄みたいな方法はいかがでしょうか。
千村 例えば、ドライアイスみたいな、CO2 を吹きかけるとか、幾つかあるんですが、ドライアイスの場
合はレンズが冷えてしまって、それで結露するとかですね……。

HDD 組立ファブにおける局所クリーン化の事例
加藤洋 これは前に一度お話ししたので、どんどん省
いていきますけれども、先ほど千村さんのほうからご要望のあった部品をどういうふうに持ち込んで流していくかと。HDD の場合には、半導体と違って部品を組み合わせていく――HDD 1 台に対して数十という部品を組み付けて製品にしていくというところがあるので、我々の HDD の一番ポイントになるのは、どうやって部品を集めて、その時間までに部品をちゃんと届けて組み付けていくか、部品を揃えるということがキーポイントになるので、クリーンを維持しながらどう

原 それはドライアイスですね。そうではなくて、窒素やアルゴンを固体にするレベルの最新の極低温エア
ロゾル洗浄です。ドライアイスの場合は塊が大きいか
ら、熱容量も大きくて、熱が奪われてしまうということもあると思います。極低温のやつは、まだお試しになっていらっしゃらないでしょうか。
ええ。

そ れ と、 吹 き つ け る 感 じ に な る の で、 例 え ば、
1mm のレンズとか、1.5㎜のレンズを使うときに吹やっていくかというところをお話ししたいと思います。

き飛んでしまうことがある。それを解決していくというのが技術なんですが、細かいところではいろいろと問題があるので、何かないかなと。
原

はい。

今、搬送の話が出ましたので、ここで加藤さんにバいきなり研究者になりきって申し上げているので千村

基本的にはイコールです。

久保内 そうすると、今、皆さんが抱えているようなクリーンルームの増大は局所クリーン化で抑えられるんです。それがウェット式だと技術的になかなか難し
いのと、あとは洗って乾かさないといけないというこ原

ゴミはどのくらいの大きさなんですか。

タイトル

いくらでもお仕事はありそうですね。

「ファブシステム研究会」

千村 仕事はあるんですけれども、後ろ向きな仕事で（笑）
。

2008.9.26

HDD組立ファブにおける局所クリーン化の事例

廣嶋 洗浄で取り除こうとしているものは何なんでしょうか。

キーワード：クリーンセル生産方式、クリーントンネル、
部品洗浄、トレーサビリティ

千村 例えばレンズ加工のときに付いている油分です
とか、研磨液とか、研磨剤とか、ゴミとかホコリです。

日立GST

ヘッド製造本部 主管技師
加藤 洋
WW HGA Plans and Controls© 2007 Hitachi Global Storage Technologies

ファブシステム研究会

総合レポート

2008

-

62

-

オープンディスカッション目－ 第３セッション 局所クリーン化

次1

クリーンセル生産方式 ‒ (1/2)■HDD組立ファブにおける局所クリーン化の事例

３．HDDの生産と品質の情報管理ｼｽﾃﾑ「WINPAQ」の概要& 0

部品配膳システム概要とHDDの部品構成

２-２ HDD部品のクリーンルーム内の流れ図

9

２-１

STW
コンベア
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6

２．クリーンセル生産方式における部品配膳システム$$

部品供給トンネル

１．クリーンセル生産方式

４．HDD組立ファブ内部品フローのコンセプト

部品自動組付機

STW:Servo Track Writer

５．HDD部品購買物流の改善事例
５-１

HICAPにおける部品物流のコンセプト

５-２

HICAPの物流および情報システム系統図

一貫自動合理化ライン (日本）↓
セル方式 （フィリピン)クリティカルな作業のみ自動化

５-３ 「ミルク・ラン」の概要
５-４ 部品物流の改善事例と改善効果
WW HGA Plans and Controls© 2007 Hitachi Global Storage Technologies

WW HGA Plans and Controls© 2007 Hitachi Global Storage Technologies

2◎目次

中を流すものは、最終的な組み付けられたものではな
くて、組み付ける部品そのものですね？

クリーンセル生産方式、それから部品の配膳、配膳をスムーズにするためのシステムサポート、それから部品はサプライヤーからも来るものですから、サプライヤーからどういうふうに部品を滞りなく届けてもら

加藤洋

クリーンセル生産方式

各クリーンセルにクリーントンネルが繋がっていまして、ラインの先頭に部品置き場があって、ここにU の字のラインがあります。部品を組み付けてハードディスクの形にするんですけれども、途中で Servo
Track Writer という、番地を書く装置があって、組み立て完了したハードディスクをその装置に掛けて番地を書き込む。フィリピンでの生産なので、自動機は2 つくらいで、あとは全部手作業でやるというライン
です。

(1/2)

我々のセルは、大部屋のクラス 1 万の部屋の中にクラス 100 のクリーンブースをつないだライン、これは 2.5 インチのハードディスクの場合には 32 ライ
ンあって、その間、各セルの間をクリーントンネルでつないでいます。そこう通って部品が運ばれ、ラインの先頭に部品を供給してラインに流すというものです。

日本の場合には、一貫自動化ラインで組み立てをしていたけれども、フィリピンではクリーンセルの手組
みのラインで組み立てています。

この方式だと、大部屋方式に対して、建設コストが3 分の 1、ランニングコストが 5 分の 1 くらいになったという実績があります。
原

これがセルの断面で、クラス 1 万のクリーンルー
ム中にクラス 100 のブースがあって、ブースの中を清浄空気が流れて行く様子をアニメで示している所で、ここに水冷式のチラーを入れて、温度コントロー

話の途中で恐縮ですが、このクリーントンネルの1

はい。これから説明していきますけれども、各セルの中はこういう形になっています。これを 1つのセルと思ってください。

うかというところをざっくり説明していきたいと思っ
ています。

◎1

4

クリーンセル生産方式 ‒ (1/2)

1

クリーンセル生産方式 ‒ (1/2)

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ファブシステム研究会

総合レポートWW HGA Plans and Controls© 2007 Hitachi Global Storage Technologies

3

2008

-

63

-

5

オープンディスカッション

1－ 第３セッション 局所クリーン化

クリーンセル生産方式 ‒ (1/2)

1

クリーンセル生産方式 ‒ (2/2)
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機種 A B C D

機種 A B C D

機種 A B C D

WW HGA Plans and Controls© 2007 Hitachi Global Storage Technologies

WW HGA Plans and Controls© 2007 Hitachi Global Storage Technologies

6

ルをしています。チラーがないと自己発熱でブースの温度が上がっていってしまうので、こういうチラーが必要です。

いて、そこで新機種を立ち上げ、すぐにフィリピンのラインでＮ倍化して行くというやり方にしています。

このブースの中央にあるのが組立コンベヤで、この上仕切り板があって、そのセンターから清浄空気が流れ出し、その空気が作業者側に流れるようにしてある。
その空気がセルの外に流れ、セルの間を循環するという形をとっています。

◎1

◎ 2-1

部品配膳システム (1/2)

これが先ほど説明したクリーンセルですけれども、ここに対して、30 分ごとに台車で部品を供給します。
以前は、ラインの周りに 3 日分くらい部品を置いていました。そうすると、機種切り換えが図れないんですね。だから、ラインのサイドに部品を置かさない、
ラインの先頭のところに 30 分だけストックを置いて、
30 分ごとに各ラインに部品を供給する。それが滞らないように、前室のところに、これもクリーンセルというトンネルでつないでいるんですけれども、0.5 日分のラインごとのストックがあります。事前に洗浄しておいて、順繰りに回るようにしています。

クリーンセル生産方式 ‒ (2/2)

32 本のクリーンセルには、複数の機種が同時に流れているものですから、機種変換に対して細かく切り換えるときに、このようにラインごとに機種分けしておくと変換がやりやすい。細かく能力を切り換えていく場合と、大きく変えていく場合があるんですけれども、能力を細かく変えていく方がロスが少ない。また、セル間で競争させて生産性向上、品質向上を図っていく。例えば、このアニメの様にラインが切り換わっていくときに、ラインの構成をどんどん切り換えていけ

ここには各ライン専用の 0.5 日分のストック棚があって、配膳オペレーターがここから 30 分ごとに各ラインに部品を供給している、完成品も 30 分ごとにどんどん出しているというサイクルでやっています。

ば、スムーズに切り換わっていく。

ここに前室がありまして、これをパーツセンターとそれから、日本の開発部門は 1 ラインだけ持って1

8

呼んでいます。ここに外注から部品が入ってきて、外クリーンセル生産方式 ‒ (2/2)

2-1

部品配膳システム ‒ (1/2)

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従来型一貫合理化ﾗｲﾝ①半年毎の機種切替や需要変動に柔軟に対応ྛ䡺䢕㒊ရཷධᲴ

セル方式生産ﾗｲﾝ
17

生産ライン数

4

16
15
14

機種Ｃ

13
3

12
11
10

機種Ｂ

9
2

8
7

6
5
1

機種Ａ

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3

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2
1

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②生産性向上㻟㻜ศ䛚䛝䛻
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③品質向上
不良率

生産量

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目標

目標

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䝟䞊䝒䜶䝸䜰
✵ྎ㌴
✵䝖䝺䞊

セル間競争
１ ２ ３ ４ ５ ６

レベルアップセル

セル

WW HGA Plans and Controls© 2007 Hitachi Global Storage Technologies

ファブシステム研究会

総合レポートὙίᶵ

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7

2008

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9

オープンディスカッション－ 第３セッション 局所クリーン化

側のケースをまずエア洗浄して、それからクリーンルームの中に持ち込む。内側のトレイをエア洗浄とか

2-2 HDD部品のクリーンルーム内の流れ図 ‒ (1/2)
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純水洗浄で洗います。純水洗浄で洗う場合には、一度、洗浄カゴに部品を移す作業が出てきます。それを今度は供給用のトレイに移して、ここに 0.5 日分だけストックして、そのトレーが回るようにしています。

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それから、特に部品の管理で大事なのは、ここにあるトレイなんですね。トレイも順繰りに回しますから、トレイの洗浄工程をそのサイクル中に入れておきます。一回使ったら必ず洗浄するという形にしています。この部品の供給はクリーントンネルを使って、人間が運んでいるのでこの人はしようがないんですけれ

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メーカーから回収して来た部品を検収し、部品倉庫を通って、クリーンパックに入った部品はエア洗浄、
純水洗浄するものは洗浄カゴに移し替えて入れる。

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ティ等、システムサポートがないとできません。本シ
ステムは WINPAQ という私どもがつくったシステムです。32 ラインに部品を 30 分毎ちゃんと納める為

2-1 HDDの部品構成 ‒ (2/2)

2-2 HDD部品のクリーンルーム内の流れ図 ‒ (2/2)
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WW HGA Plans and Controls© 2007 Hitachi Global Storage Technologies

総合レポート叙

さっき言ったように、30 分ごとに間違いなく部品を届けないといけないので、そのためにトレーサビリ

れから各ラインに供給していく、ここから 30 分供給。

ファブシステム研究会

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◎ 3 生産と品質情報システム「WINPAQ」

そこからパーツストックの棚にいったん置いて、そ

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もう一つ、試験で落ちた HDD がありますね。これをそのまま捨てるのではなくて、リワークになるんですけれども、電子回路基盤を外して、エア洗浄して、クリーンルームの中に取り込んでリワークラインで分解して、不良部品を交換し、他の部品はクリーニング、
外観チェックして、再度組立て、試験をする。こういうサイクルを何回か回していくというやり方をしています。

◎ 2-2 HDD 部 品 の ク リ ー ン ル ー ム 内 の 流 れ 図(1/2)☢Ẽ䝕䜱䝇䜽

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◎ 2-2 HDD 部 品 の ク リ ー ン ル ー ム 内 の 流 れ 図(2/2)

これが HDD の部品構成表です。HDD を組むときにこれだけの部品を集め、そして配膳しなければならない。ここにあるネジも供給します。クリーンルームの中でネジを締めているわけです。半導体には絶対ない作業ですが、ゴミを出す作業をしているんです。従ってそのゴミを吸引しながらネジしめする等ゴミが散ら
ばらない工夫をしています。

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この大きな四角はクラス 1 万のクリーンルームで、青いところはクラス 100 のクリーンセルでクリーン
トンネルをつないで、こういう流し方をしています。

◎ 2-1 HDD の部品構成 (2/2)

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WW HGA Plans and Controls© 2007 Hitachi Global Storage Technologies

ども、なるべく作業者とクロスしないように運んでおります。

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オープンディスカッション－ 第３セッション 局所クリーン化の部品及び作業のレーサビリティシステム、それから生産の動態管理ができ、それから、環境――クリーン

3 生産と品質情報システム「WINPAQ」
WINPAQ

セルの中のゴミ、静電気がどうなっているか、温度、湿度、塵埃をモニターできるものを入れています。もちろんテストの品質のデータも同期してとれるような形にしています。

インプロセス生産／品質状況のリアルタイム収集と自動集計・分析システム
WINPAQ：World Class In-process Information System
for Production And Quality Innovation
モニタリング

生産動態

トレーサビリティ

インプロセスデータ

バーコード

環境ﾃﾞｰﾀ
試験ﾃﾞｰﾀｾﾙNO.32

ヘッド

ＰＫ

密閉

塵埃

部品/作業トレース

テスタ

出 荷

テスタ

温度･湿度･塵埃

カバー

高さ

ＳＴＷ

荷重

円板

ﾊﾟｯｹｰｼﾞヘッド⤌❧䢓䡮䢙 ｾﾙNO.1
ベース

ﾍﾞｰｽAssy

クリーンセル

配 膳

倉 庫

円板

◎進行状況、仕掛情報、品質情報

部品/HDD生産動態

これが生産の進行状況及び、仕掛かりの情報です。
次が品質情報です。ここに出てくるのは環境のクリーン度がどうなっているとか、塵埃、静電気。静電気はリストバンドがちゃんとされているかどうかという

ﾘｱﾙﾀｲﾑ把握
ｸｲｯｸな対応

ｲﾝﾌﾟﾛｾｽ/環境/試験ﾃﾞｰﾀﾄ
ﾚｰｽﾃﾞｰﾀ,生産動態ﾃﾞｰﾀ

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3 生産と品質情報システム「WINPAQ」

チェックがモニターできるようにしてあります。

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4 Production
Production QTY
800000691338700000◎ 4 HDD 組立ファブ内部品フローのコンセプト

600000573400500000これが製品の流れなんですけれども、部品倉庫に入って、パーツセンターに入って、2.5 インチを組み立てて、クリーンルームを出て、テストに入って流れる。3.5 インチは 3.5 インチで、こういう流し方をしています。

400000300000200000100000A pr.30

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A pr.17

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A pr.14

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A pr.9A pr.12

A pr.8

A pr.11

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A pr.10

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A pr.5

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A pr.10

APRIL TARGET OUTPUT (rev. 1): 691,338
MONTH TO DATE TOTAL :573,400
VARIANCE TO PLAN :12,839WW HGA Plans and Controls© 2007 Hitachi Global Storage Technologies

143 生産と品質情報システム「WINPAQ」◎ 4 HICAP レイアウト（2F） (3/3)௙᥃᝟ሗ

これが実際のレイアウトで、ここが 2.5 インチの組
み立ての 32 本のセル、ここがリワークと前室のエリアです。3.5 インチの組み立てのエリアはここです。
前室のところに場所を結構食います。

7 Finish HDD Wip
180,000
160,000
140,000
120,000

W/H.PPICPACKING

100,000

AUTOSTACKER
80,000NAMEPLATE
FOR NAMEPLATE

60,00040,00020,000WinpaqFor Nameplate
Nameplate
Autostacker
Packing
W/H.PPIC

Finish HDD WIP Total
TARGET WIP
Variance

10,694
15,381
29,71016,99164,932
137,708

それから、生産量がどんどん拡大していましたから、Apr.30

Apr.29Apr.28Apr.27

Apr.26Apr.25Apr.24Apr.23

Apr.22

Apr.21

Apr.20

Apr.19Apr.18Apr.17

Apr.16Apr.15Apr.14Apr.13

Apr.12

Apr.11

Apr.10

Apr.9

Apr.8

Apr.7

Apr.6

Apr.5

Apr.4

Apr.3

Apr.2

Apr.1

0

部品ストックは 0.5 日くらいしか置けないという状況になっていました。

A/S, Manual, SAP Variance

28,797
13,49663,860140,000

913
3,495
1,072
Ttl

5,480

2,292

前に説明したところは飛ばします。

WW HGA Plans and Controls© 2007 Hitachi Global Storage Technologies

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4 HDD組立ファブ内部品フローのコンセプト ‒ (1/3)

3 生産と品質情報システム「WINPAQ」
ရ㉁᝟ሗ

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ファブシステム研究会

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オープンディスカッション－ 第３セッション 局所クリーン化

4 HICAPレイアウト（2F） - (3/3)

5-4 HDD部品物流改善効果 ‒(3/3)

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18◎ 5-4 改善事例 (1/3) 「共通台車と共通通い箱」

20

き取りに行って、物を入れていくというやり方でやっていました。

これはクリーンパックで、メーカーから入ってくる
ときにこういう形で入ってくるわけですが、クリーン度が保証されていなくてはいけない。

先ほど言った部品の洗浄はここですね。これはゴミを持ち込まないという意味で、ここが一番大事な所です。もう一つはトレイの管理をちゃんとしないといけない。それから、メーカーで部品をクリーンにして、クリーンパックに詰めてくる部品は、メーカー内でチェックできるシステムにし、工場には合格品しか入らないようにする。そしてそれを工場の生産ラインのスピードに合わせて、細かく分割して搬入する。数をやるということになると、こういうことをしていかな
いとスムーズに物は流れません。

従来は、各サプライヤーから部品を国内・国外含めてめいめい持ってきて、部品倉庫に入れて、部品倉庫に 1 週間分持ち、又各ラインサイドに洗浄した部品を 3 日間分位まとめて置いていた。そうするとゴミの再付着等のコンタミ問題が発生した為、これを小ロットでどんどん流して、物を止めないというやり方にしました。そのためにリードタイムもどんどん縮まりました。

これは論点ではないんですけれども、従来の方式でやると 16 日だったのが、ミルク・ランで入れて細かく流すということで、3.5 日に縮まったという、改善効果も出たということが言えます。

◎ 5-4 HDD 部品物流改善効果 (3/3)
従来は、部品は受け入れ検査をしていたのですが、それだと工場に着いたときに不良品が出るとラインがよろしいですか。

止まってしまうので、我々はメーカーまで行って全部チェックして、合格品しか引き取らない。引き取りに行くのは、我々のペースで引き取りにいく。サプライ
ヤーがどんどん持ってくると、ここに山ができてしま

質疑応答・意見交換

うんですが、我々は「ミルク・ラン」という方式で引③ミルク・ラン方式における CO2 について
5-4 改善事例‒ (1/3)

「共通台車と共通通い箱」

370mm

千村

330mm

ミルク・ランのトラックが外注さんを回って部品を集めてくるという方式ですが、局所クリーンの 2 つ目くらいの狙いは CO2 削減だと思っているんですが、ﾄﾚｲ小型化
搭載効率10%向上

ﾍﾞｰｽ運搬ﾄﾚｲ(改善前)

ﾍﾞｰｽ運搬ﾄﾚｲ(改善後)トラックの台数は変わっていないんですか。
加藤洋 従来は、サプライヤーさんがめいめいに持ってきたんです。そうすると、搭載量も満杯ではなくて、待っている時間がものすごく長い。入り口が 1 つで

搭載効率
30%向上

ﾀﾞﾝﾎﾞｰﾙ通い箱(改善前運搬形態)

総合レポート

細いものですから、朝 8 時半くらいになると、トラックが工場の前に数珠つなぎになってしまう。それだっ

振動対策台車(改善後運搬形態)

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ちょっと質問させていただいていいですか。

19

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オープンディスカッション－ 第３セッション 局所クリーン化

加藤洋 こちらが要求を出したのと、ノウハウも与えて、そういう設備も貸し与えてやらせていました。

たら、我々が必要なときに、部品一個一個ではなくて、まとめて一つの組み合わせにして持ってこようと。それから、台車に看板をつけておいて、この部品をこの時間までに揃えておいてくれれば、我々が引き取りに行きますというふうにしています。

原

加藤洋 部品不良でラインが止まると、上流を止めな
いと倉庫が部品で山のようになるわけです。部品を止めるためには、サプライヤーまでさかのぼって部品のトレースができないといけない。従ってサプライヤーも指導して、同じやり方をしてもらうのです。

④在庫が移動することについて原

わかりました。大変ですね。

多少トラディショナルで意地悪な質問で恐縮です

先ほども言ったように、いろいろな機種を各ラインで生産していますから、そこに間違いなく、対象の部

が、サプライヤーのほうに在庫が移っただけ、ということはいかがでしょうか。

品が届かないといけないんですね。ネジでも長いもの、短いものがありますから、間違いなく届かないとライ◎ 5-3「ミルク・ラン」の概要 ‒ (2/4)

ンが止まってしまいますので、必ずトレーサビリティのシステムサポートが必要になってきます。部品だけでなく、トレイや台車のトレースもできるようにしておかなければならない。

加藤洋 それで、要求を看板にしているわけです。これは、サプライヤーを含めて、部品のストック数を減らす事が出来ます。不必要なものを作らないでいいですから。量産の場合、ものすごい数が流れますから、何かで止まったらサプライヤーも止めないと我々としては部品がどんどん入ってきてしまうんです。

我々が一番苦労したのは、メーカーで生産した部品が、クリーンの環境で経路も含めて、それが確保されて届くかということ。だから、我々は自分で取りに行
くと決めました。

原 そうなると、サプライヤーのほうがトヨタ生産方
式を真剣にやらなければいけない、という話ですね。

原

指導しているわけですか。

もし、そこまでやっていらっしゃるとすると、一つシステムみたいなものですから、クリーン化自体を最適化するということも、やろうと思えばできると思います。私などはいつも思っていることなのですが、容器にきれいなものを入れれば、外は汚くてもいいだろう。しかし開けたりするときに、ゴミがバッと散らばるというので、その容器もまたきれいなところに入れ加藤洋 指導しています。ラインがつながっている、
その途中をトラックがつないでいるというふうにサプ
ライヤーと同期生産をするわけですから……。
原 全体を一体化したシステムとして扱っているということですね？
加藤洋

わかりました。

そうです、セル生産方式をサプライヤーにもたらいいだろうということになります。そうすると、やってもらいました。

どんどん入れ子になっていって、結局、トラックをどうするんだ、という話になると思います。

原 それは、そちらのご要求でサプライヤーがそうい
うふうに動いたということですか。

加藤洋 将来的には、トレイも要らないようにしたいと考えています。その一部は既にやっているんです。

5-3 「ミルク・ラン」の概要 ‒ (2/4)
ᑟධ๓

ᑟධᚋ

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10 km

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クいれて密閉する。そしてそのパックを段ボールに入れて、搬送し、私どもの部品倉庫に入る、そこで開梱
して、パックを台車に乗せて現場に運んでいましたが、

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(2/3) 「共通台車と共通通い箱」

従来、サプライヤーで部品を洗浄し、クリーンパッᘬ䛝ྲྀ䜛䜰䝷䝞䞁䞉⣡ධᚅ䛱

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◎ 5-4 改善事例䝬䜹䝔䜱㻴㻵㻯㻭㻼䛜ྛ䡷䢈䢛䢓䡮䢐䡬䜢ᕠᅇ䛧䡠

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改善後は、台車の上に直にクリーンパックを乗せ、搬送し、現場まで直接台車で搬入するというやり方をしています。

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総合レポート

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オープンディスカッション

5-4 改善事例‒ (2/3)－ 第３セッション 局所クリーン化ていかないといけないということと、間違いなく、そのラインに届かなくてはいけない。

「共通台車と共通通い箱」

千村 数と投資対効果と技術のトレーサビリティとい
うか……。

静電対策用
ビニール袋及び
PCBA保管治具
廃止

運搬ﾋﾞﾆｰﾙ袋(改善前)

PCBA運搬ケース(改善後)

加藤洋 先ほど教育の話とか定着の話があったんですが、我々もこれはフィリピンでやった例なので、フィリピンの作業者はクリーンルームなんて全然知らなかった。裸足で歩くと、ベタベタ足跡がついてくると

共通
通い箱化

改善前運搬形態(ﾀﾞﾝﾎﾞｰﾙ通い箱)

いう状況から始めたんですけれども、やり方をどうしたかというと、QC グループをつくったんです。QC
グループにラインを立ち上げたら、全部チェックさせる。オーケーが出ないとそのラインを使ってはいけな

改善後運搬形態(台車)

WW HGA Plans and Controls© 2007 Hitachi Global Storage Technologies

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さっき話した洗浄ですが、外側にサランラップが巻いてあるんですけれども、それをエア洗浄して、いったんクラス 100 のところに持ち込んで、サランラッ
プを取って、次に中のトレイをエア洗浄してクリーンいという形にしました。それは、「こういうやり方をすればゴミが出ないね」という、そのやり方とかルートを定着させる。トレイを何回使ったら、必ずチェッ
クして、もう一回洗浄してくださいとか、保証されるやり方を QC グループに徹底的に守らせて、ラインパ
トロールもさせる。

ルームに持ち込みます。2 段階になっています。
原 ですから、3 回くらいやらなければいけないので、段ボールが汚れていないほうがいいだろう、とかいう話になりますね。

それから、ゴミの場合には、物の取り方――オーバー
ハングして取らないようにする、こういうふうに（横から）取るとか、物の置き方も含めて、ゴミが出ない
やり方を教えていくということをしました。

トラックの中をどういうふうにきれいにするのかということと並んで気になることは、トラックと建屋とのインターフェースですね。最近、食品工場などでは事例が見られるのですが、トラックがバックで入っていって、そこのところに建屋側から蛇腹みたいなのが出てくるドックシェルターという方式があります。要するにトラックの中はクリーンだという考え方です。
そちらの場合はこのようなクリーンルームが概念的には連結するような方法はできているのでしょうか。

千村 そういう教育の活動なんですが、日立さんオウンの工場で立ち上げていったというイメージですか。
加藤洋 独自の立ち上げです。IBM はタイのほうに立ち上げていますが、同じようなことをされています。
千村 時間の関係もありますので、次にサンキョーさんはロボットが有名なので、クリーンルームに入れるロボットとして気をつけなければいけない技術があります。このお話をいただいて、「装置に求められるク

加藤洋 工数を減らすために、このようにしたんですが、開梱や梱包したりするのに、ものすごく人手がかかるんです。そういうのを要らないようにしようということで、直接メーカーから入れさせて、ラインサイ

リーン維持の技術」といったところに応用したいということで、このセッションを斉藤さんにお願いしております。

ドに持ってくるという考え方をしたんですが、サプラ
イヤーで洗浄カゴに部品入れて、ミルク・ランで配送する事や、巡回するトラックの中をクリーンにしておけば……という、そういう発想はありますし、やりた
いと思っているんですが、まだそこに行っていません。
原

生産設備のクリーン化事例

わかりました。

いのだろうなとは思っているんです。

斉藤 千村さんのほうから液晶ロボットでのクリーン対策の事例を見せてほしいというご依頼がありました。液晶ロボットの場合はそんなに大したことはやっていないんですけれども、一例としてご紹介させてい加藤洋

ただきたいと思います。

千村 究極は、我々もできていないんですが、洗浄機が小さくなって、組み立てる前の工程に来ると一番い

ただ、部品を展開すると、ものすごく物量があるんですね。流れが止まらないようにどんどん入れ

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総合レポート〔ビデオ映写〕

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オープンディスカッション－ 第３セッション 局所クリーン化のか、皆さん、かなり興味があるかと思うんですが、意外と大したことはやっていないです。
大きく分けて、2 つのことをやっているんですけれども、まず負圧シール構造ということで、上部にロボットが動くための Z 軸と呼ばれている構造があります。
この Z 軸というのは、私どものロボットの場合は、⏕⏘タഛ䛾䜽䝸䞊䞁໬஦౛

二段構造で、スライダーで上下するような構造になっています。
ゴミの出る要素というのは、このカバーの中にあるわけです。Z 軸もそうですし、アームもそうですが、カバーの中は駆動部がありますので、回るもの、動く
ものというのは必ずゴミを出します。そのゴミをいかにここにあるガラス基板上に付着させないかというと私どもは液晶の搬送ロボットが事業の中ではかなりの主軸製品ということで、これは第 6 世代の液晶搬送用ロボットです。ここへ人が出てきますので、大きさが大体わかるかと思うんですけれども、8 世代のロころが最終的な目的になると思います。
この負圧シール構造というのは、HEPA のフィル
ターを付けた FFU を、各軸の一番下の部分の排気口といいますか、吐き出し口を持っていまして、中のコ
ンタミをフィルターでろ過して、外へ出す。中全体を負圧にして、他のすき間からゴミが出ていかないような構造になっています。

ボットで 6m くらい、これは 6 世代ですから一回り
小さいロボットなんですが、こんな形でかなり大きなロボットになります。
運んでいる液晶のパネルが、厚みが 0.7 μ m、今の 8 世代のものですと 3m 角に近いようなガラス基板を運んでいます。ガラスが大型化するのと一緒に、微細化も進んでいますので、工程の中のコンタミが品
質にダイレクトに影響してきて、ガラス基板サイズが小さいころはコンタミが載っているようであれば、それを捨ててリサイクルすれば良かったのですが、このくらい大きいガラスになってしまうと、ガラスも捨て切れないということで、搬送に対するクリーン度の要
求も厳しくなってきています。

これ（左の写真）が畳んだときです。ここの一番下のほうにフィルターユニットが付いています。

◎液晶搬送ロボットのクリーン対策事例− 2
もう一つの仕組みとしましては、ベルトシール構造といいまして、Z 軸はスライダーがありますので、スライダーとカバーの間にすき間ができます。アームが上下するのと一緒にシールベルトが動きながらすき間をふさいでいるという構造になっています。

◎液晶搬送ロボットのクリーン対策事例− 1

言ってみれば、これだけの構造なんですね。大したビデオをいったん中断しまして、この液晶搬送ロ
ボットは具体的にどんなクリーン度対策をやっている構造ではないんですが、最終的にゴミを外に出さないというような構造になっています。
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オープンディスカッション－ 第３セッション 局所クリーン化䝟䞊䝔䜱䜽䝹 ᐃ䝕䞊䝍䠄୍౛䠅タィୖ䛾≉ᚩ
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46◎設計上の特徴

なんですけれども、それを中へ吸い込むという形ですので、例えば 0.3 μ m で見たときに、最大値でときどき 1 個出るということはありますけれども、0.5 μ

ここに若干の特徴が書いてありますけれども、風量 が 2.26m3/min、HEPA が 載 っ て、 集 塵 効 率、99.97％というようなフィルターをつけて、外にまき散らさないという構造になっています。

m でいけば小数点レベルというような形です。
ただ、ここに実際に 1 個とか出ているんですが、これはワークより下で測った場合です。ハンドの上面で測ったときには、0.3 μ m、0.5 μ m、この辺はすべてゼロ。0.2 μ m が稀に観察されるかしないかというレベルのクリーン度です。したがって、クリーン度 1 に近い、あるいはクラス 10 という呼び方に近いような状態です。

それから、さっき負圧と言いましたけれども、負圧の中が例えば容積変化してしまうと、ふいご構造で外へゴミを押し出してしまうということがありますので、Z 軸の中の容積変化をゼロにして、常に一定の容積に保つ。それから、スライダーの部分の Z 断面積に対して、1.6％が駆動部ということで、Z の断面積で見たときに、動く部分が非常にわずかです。したがって、ほとんど中の気体が風圧以外にトコロテンみたいに押し出す構造になっていないというところか特徴かと思います。

◎第 1 世代の DTF（クリーントンネル内部に装置を設置）
これは部品事業のものづくりの事例なんですけれ
ども、以前、私からちょっとご紹介した DTF（DeskTop Factory）というコンセプトでサンキョー社内の◎パーティクル測定データ（一例）

ものづくり設備もやっております。これは海外でたくさん使われているんですが、第 1 世代の DTF、クリーントンネル方式というものです。

これは、実際にパーティクルを測定した結果なんですけれども、この測定ポイントはアーム軸の各関節の下の部分も測っています。下部の関節は当然駆動部でこのクリーンブースは社内で内製していまして、特すから、駆動部の下はこすれ合って、ゴミが出る構造➨䠍ୡ௦䛾DTF䠄䜽䝸䞊䞁䝖䞁䝛䝹ෆ㒊䛻⿦⨨䜢タ⨨䠅䝟䞊䝔䜱䜽䝹 ᐃ䝕䞊䝍䠄୍౛䠅䜾䝺䜲䝹䞊䝮䜈䛾タ⨨䛻䛚䛔䛶సᴗ㡿ᇦ Class100䛾Ύίᗘ䛾㐩ᡂ䛜ྍ⬟సᴗ⪅✵㛫䜒Class1000⛬ᗘ䛾Ύίᗘ䜢⥔ᣢྍ⬟䠄సᴗ⪅ேᩘ䛻౫Ꮡ䠅సᴗᶵჾ䚸䝴䝙䝑䝖䛾䝯䞁䝔䝘䞁䝇䛿㠀Ύί㡿ᇦ䛛䜙ᐇ⾜ྍ⬟᤼Ẽ䝎䜽䝖䚸✵ᅽ㓄⟶䚸㟁※䛸䛔䛳䛯䝴䝔䜱䝸䝔䜱䜢䝖䞁䝛䝹ෆ䛻⿦ഛ䠄䜸䝥䝅䝵䞁䠅⿦⨨㢮䛿⫼㠃䜾䝺䜲✵㛫䜘䜚ᤄධ᭱Ύί✵㛫
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オープンディスカッション－ 第３セッション 局所クリーン化

れは一部では稼働しているんですが、先ほど千村さんと原先生から指摘があったように、ここの搬送がやはり問題になってしまうのですね。トンネル式で全自動徴はどんなところにあるかというと、作業者が入る空
間は真ん中です。これはクラス 1000 が維持されています。それから、実際にワークが流れる場所は、さらにもう一歩清浄度の高いクラス 100 という清浄度が維持されています。人が入るところはクラス 1000 ということで、人からのパーティクルもなるべく抑えつで全部つなげようと思うと、相当の技術力がないととてもできないという課題で行き詰まっている部分もあります。

つ、ワークが流れるところは最大限にきれいな空間、というところです。
◎生産設備のクリーン度管理と対策の課題

あと問題なのは、半導体の工場でもそうですけれど

課題をまとめてみますと、大きく分けて 3 つくら
いあるかと思います。

も、サービスエリアが必ず必要になります。機械設備のメンテナンスをしたり、そういうことを作業者のエリアからやった場合は、どうしてもワークへの付着が出てしまうので、このクリーントンネルの外側は完全

1 つは、「発塵源の特定と対策」。よく言われることですが、最大の発塵源は人間です。クリーン対策の究
極は自動化なんだけれども、完全に自動化してしまうなグレイエリアで、グレイエリアから装置を搬入したり搬送したりという構造になっています。あと、配線・と、自動機の中で発塵しても物を作り続けてしまう。

配管は、グレイエリアの中に別のトンネルを設ける構造になっています。

あと、発塵箇所とそのタイミングの特定。先ほど千村さんのお話にもありましたけれども、クリーン対策はしているんだけれども、どうしてもノコギリ型で、改善するとまた悪くなり、良くしてもまたしばらくすると悪くなってしまう。ところが、それを時系列的に見えるようにしている例は非常に少ないんです。どのタイミングで悪くなったのか、何をやったら悪くなったのかというのが見えるようにしていく必要があるかと思います。

◎第 2 世代の DTF（製造装置と工場設備の融合）
これは以前ご紹介した第 2 世代の DTF ということで、究極のクリーン対策は全自動化なんですが、そのときに大型の設備を生産するワークの大きさに合わせて小さくすることによって、一つはクリーンルームの
フットプリントを最小限にするということです。

それから、先ほどの液晶ロボットもそうなんですけ
れども、「機械は発塵するもの」という前提で、機械からの発塵をまき散らさない。それから、クリーンナッ
プするということで、クリーン環境を維持していく必要があるのですが、そのときに接触ですとか、破壊ですとか、表面変化ですとか、こういうものが小さけれ

例えば、動圧モーターを月産 15 万くらいで比較した場合、従来の人が介在するファブの大きさが 150Kに対して 60㎡だったものに対して、自動化することによって 7㎡くらいで実現できる。したがって、クリーンにする空間が非常に小さいので、環境負荷では 10分の 1 くらいになるというコンセプトです。

ば小さいほど、上の対策にかかる費用は安くなります。

ここで一番問題になったのは、この中のクリーン度をどうやって維持していこうかということでした。こ

それから、「ワーク表面への付着」。「クリーンルー
ムの清浄度規格と良品率の相関性がないんだよね」と➨䠎ୡ௦䛾DTF䠄〇㐀⿦⨨䛸ᕤሙタഛ䛾⼥ྜ䠅⏕⏘タഛ䛾䜽䝸䞊䞁ᗘ⟶⌮䛸ᑐ⟇䛾ㄢ㢟•Ⓨሻ※䛾≉ᐃ䛸ᑐ⟇– ᭱኱䛾Ⓨሻ※䛿ே㛫• 䜽䝸䞊䞁ᑐ⟇䛾✲ᴟ䛿⮬ື໬ 䋽 Ⓨሻ䛧䛶䜒㐀䜚⥆䛡䜛• Ⓨሻ⟠ᡤ䛸䝍䜲䝭䞁䜾䛾≉ᐃ 䡚 ᑐ⟇ຠᯝ䜢ぢ䛘䜛໬㒊ရᕤሙഃ⣧ỈὙίᶵ䜸䞊䝤䞁⿦⨨– ᶵᲔ䛸䛿Ⓨሻ䛩䜛䜒䛾⤌❧ᕤሙഃ⣧ỈὙίᶵ• ᧈ䛝ᩓ䜙䛥䛺䛔䚸ᤕᤊ䛩䜛䚸Ύί䛩䜛䚸䛣䛸䛷⎔ቃ⥔ᣢ᥋ゐ䚸◚ቯ䚸⾲㠃ኚ໬ 䋽 పⓎሻ䛷䛒䜜䜀ᑐ⟇䛜Ᏻ䛟⡆༢䠤䠡䠬䠝䢈䡮䢕䡼䡬䊻 䠢䠢䠱

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ファブシステム研究会

総合レポート•⣧Ỉ䝥䝷䞁䝖

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オープンディスカッション－ 第３セッション 局所クリーン化

斉藤 一部、そういう工程もあるようです。特にカセットから出すときは、カセットは縦型のまま、そこから縦に取って横に置くというところはあるようです。

いうのは、けっこう耳にする話です。というのは、ク
リーンルームの清浄度規格というのは、気中のコンタ
ミ濃度だけを言っているものですから、一部、気流の速度や何かも規定しているのですが、その他に気流の流れの滞留時間や沈着速度、付着率、静電気、いろいろな要因があって、クリーンルームの清浄度が高いか⑥液晶工場の局所クリーン化について

ら良品率が高いというふうにダイレクトにつながらないという課題があります。

長谷部 液晶工場の話が出たのでご意見を伺いたいんですが、半導体工場の場合の局所クリーンは FOUP
ボックスでボックス内の空間だけきれいにしてクリーンルームのクリーン度を落とすという形が標準的になってきていますが、液晶だと基板が 2m 角と大きい

あと、「コンタミの大きさと動き方」です。クリー
ンルームというのは、0.5 μ m とか、0.3 μ m で管理しているんですけれども、現実的にはクラス 100、
クラス 1000 の部屋の中に 10 μ m、100 μ m というゴミがワークに付着してしまうという課題を持ってですから、ボックスという考え方はあまりないですね。
実際にやられている工場もないと思いますが、マテハ
ンメーカーさんとして、今後、液晶工場の局所クリーンを考えたときに、どんな形になるかというイメージ
はございますか。

いるケースが非常に多い。
その一方で、気中コンタミの規格というのがあるんですが、表面についたコンタミの清浄度規格や、それをどういう装置でどういう基準で測るという測定方法がまだ業界として特定されていない。一部、表面コン
タミの清浄度規格をつくりましょうという動きが出てきているんですけれども、この辺がなかなかうまい手がないということが課題かなと思っています。

斉藤 きょう、ズバリの適切な資料は持ってきていな
いんですけれども、実は一部、局所クリーン化はされています。これはカセットローダーですが、ロー
ダーユニットとこの後ろにあるプロセス装置は、そこはこういうセーフティフェンスで囲まれて、上にFFU(Fan Filter Unit) が乗っかって、局所クリーン化されているという工程はあります。
8 世代や 10 世代になると、局所といっても、囲む範囲というか、容積がものすごく大きくなるんですけ
れども、一応、局所クリーンというのはあります。ただ、半導体の FOUP みたいにカセット全体を密閉して局所クリーンにするということはやられていないで

意見交換
千村

ありがとうございました。

す。カセット自体はすべてオープンカセットで、ストッカーからオープンのまま持ち込まれてというパターンです。

⑤ガラスを縦にして運ぶことについて
加藤洋 変な質問なんですが、平面でガラスを持ち歩いていますね。エアの流れからすると縦型にという運び方は考えられないんですか。

長谷部 装置自体と、その装置のローダー、アンローダーの部分は、クリーン局所化になってきているけれ
ども、装置間搬送はまだオープンということですか。

斉藤 おっしゃるとおり、板物は縦に持ったほうがゴミがのっかりにくいというのはだれが考えてもわかることだと思うんですけれども、生産設備のプロセス装

斉藤 装置間搬送というのは、通常はストッカーといいまして、走行路の上を走るロボットで装置間を搬送置をつくるに当たって、縦型の成膜装置とか露光装置とか、そういうのが非常に難しいようなんですね。ですから、よく「6 世代から縦型になる」とか、「8 世するんですけれども、ロボットが走っているトンネル
全体の清浄度を上げているんですね……。

代から縦型になる」とか言われているんですけれども、10 世代になってもまだ縦型にならないですね（笑）。

長谷部 その走行路の部分を局所的にクリーンにするという流れで、半導体のようにボックスという考え方

加藤洋はちょっと難しいということですね。

斉藤

生産設備側からということですね？

斉藤

そうです。

加藤洋

逆に、運ぶときは縦で、生産設備は横にする

あと、ストッカーに置いてある間は、先ほど加藤さというのは？

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はい、ないですね。囲む大きさがかなり大きくなるので、そこが難しいと思います。

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オープンディスカッション－ 第３セッション 局所クリーン化

んがおっしゃったように水平に置いているものですから、長時間置いていると必ずゴミは降ってくるわけでに入りますね。それなのに、なぜこんなでかいもので作らなければいけないの、という、同じ話なのです。

すね。ですから、カセットの入った棚の中をいかにき
れいに維持するかというのが、それこそ “ 見える化 ”という形で重要になっています。

半導体のほうは小さなウェーハについては抵抗感がまだありますが、液晶業界に行ってその話をすると、長谷部

わりとすんなり理解していただけるところがあります。なぜなのかと思ったら、「もともとテレビというもの自体が多品種なんですよ」と商品をよく知っている人はおっしゃいます。昔、テレビがブラウン管の時

ありがとうございます。

加藤洋 ハンドのところだけ囲ってクリーンにするというか……。そうすると、クリーンロボットでなくてもいい（笑）。

代に、赤が鮮明なほうがいいとか、争った時代がありました。それに、テレビでは、個人の嗜好がけっこう強いということがあります。また、国別にどういうレ

斉藤 今はカセットから装置まで全体のクリーン度を高めている状況ですね。

ベルのテレビがいいのかというのは仕様も大分違うようですね。テレビが一回成熟した時期があったということもあって、表示装置のものづくりについては、変⑦液晶のレトロフィットについて

種変量とでもいいましょうか、きめ細かな商品仕様の多様性については、わりと認識が進んでいるみたいな

原 2 つほどコメントがあります。一つは液晶のレト
ロフィットです。G8、G10 というのはシャープだけの話であって、ノートパソコンのディスプレイもそうですし、携帯用のディスプレイですとか、もっと小さなものもありますね。わりと小さなものをたくさん作
る液晶工場もまだ十分あるわけです。その辺のレトロ
フィットというのはどうなのでしょうか。皆さんからコメントをいただきたいですね。局所クリーン化と融合的な話なども含めて。

のです。それで、「後 ( 工程 ) で切るようなことはしないで、初めからガラスでその大きさを作ってやれば」ということについては否定される方があまりいらっ
しゃらないのです。だからといって、そういう新工場が建つわけではないのですけれども……。
例えば、斉藤さんはそういうことについてどういうご感触でしょうか。
斉藤 半導体と比べてプロセスが圧倒的に少ないですから、バッチで作ったほうがコストダウンがしやすいという面があるのかなという気がします。

斉藤 テレビの小型のパネルというのは、8 世代の投資がメインで進められていますけれども、一部、効率を求めてもうちょっと前の世代の 5 世代、4 世代、特に中国に新しいファブをつくるようなときは、第 5世代くらいで工場投資をしているケースが多いです。
もっと小さいパソコンですとか携帯ですとか、小さい品種の切り換えが、「このテレビメーカーのこの機種」となると、連続で流れる場合が多いんじゃないでしょうか。その辺、私はあまり詳しくないんですけど。

ディスプレイについてはメーカーがある程度棲み分けされていまして、日本だとエプソンさんとかそういうところでやられていまして、各社パネル世代でいうと3.5 世代から 4 世代くらいの比較的小さなラインに

原

なっています。同じパターンで増設というケースが多いようです。
もう一点は、それと関連があることですが、G

見えるものができるのになぜ作らないのだろうな、と思うわけです。恐らく取れ量を気にしているわけです。
とても大きなマザーガラスでつくっているから、経営10 世代くらいになってきますと、マザーガラスが大きくて、結局、局所クリーン化するためのボックスタ
イプを導入するには無理があるように思います。私が判断で売れるかどうかわからないような、オタクにしか売れないようなディスプレイは作りたくないということになっているのだろうなと思います。古いほうの個人的に言っている考え方ですが、液晶も取れ枚数を何枚取りです、などと言わないで、1 枚取りでいいのではないでしょうか。つまり、ノートパソコンならノー世代の工場の人たちは、そういう最新鋭の微細加工、デザインルールというか、液晶のドットの解像度について踏み込んでいこうとしないというところがどうもあるような気がします。

原1024 という精細度なのだろうということがありますね。縦横両方 2 倍、2 倍にしたら、ほとんど小説を読むような感覚で、もっと小さな字で、だけどはっきり

トパソコンのディスプレイの大きさで初めから作れば良い。そうすれば、局所クリーン化できる密閉搬送箱

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総合レポート例 え ば、 液 晶 に つ い て も、 な ぜ い つ も 1280

以前、あるディスプレイメーカの本社を訪ねたこと

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オープンディスカッション－ 第３セッション 局所クリーン化まで行って、しばらくは追加設備は要らないかなといがあります。そういう私の意見をぶつけて、あちらの方と議論しました。
「作ってみたい」という意思はおありになるようでした。組み立てレベルについては、

うくらい、在庫がだぶつき気味なんですね。これから中国市場とか BRICs へどんどんとテレビが普及していって、その一方で、もうちょっと付加価値の高い商

セル生産そののものをかなり進歩させて、必要なときだけバーッと作っている。特に、医療用のディスプレ
イですと、1 台、100 万円とかいう値段のするものが品がいろいろ出てくるのではないかと思います。
今、まだまだ液晶って高すぎるんですね。片や、同じような技術を使った薄膜系の太陽電池は、はっきり言って「ロボットは高すぎて使えないよ」と言っているんです。液晶は付加価値の高い商品なのでふんだんあるようで、それをお医者さんから注文が来たときだ
け、おばさんがパッパッと棚から下ろしてきて作っちゃう。そういう笑ってしまうような商売がけっこうあったりします。これは組み立て工程の話で、組み立ては、そうやってできるのです。だけれども、前工程のほうは、やはり半導体的になっていて、設備投資型に、とにかく垂直立ち上げで大量製品を一気に始めるということでロボットを使うんですけれども、太陽電池の場合には、もうちょっと微細化が粗くていいとい
うのもあって、ロボットを使うのは最初と最後だけ、
あとは全部ベルトコンベアで流すというのが薄膜のどちらかというと主流だというふうに聞いています。

なのですね。ですから、そこのところもちゃんとやれ
ば、もっとおもしろいディスプレイができるはず、とは思っています。
斉藤 確かに、例えば有機 EL のディスプレイとか、あれはまだまだ基板サイズが小さいものですから、枚葉でつくっている。しかも、プロセスチャンバーもバッチではなくて枚葉チャンバーを使うということはあるようです。
原 そうすれば、局所クリーン化もわりとすんなりできます。そのまま一個流しでいけるような気がしていますね。

原 似たような発想として、シャープの今度の堺工場
は太陽電池と液晶を両方やるということで共通化しようとしていますね。
千村 どうもありがとうございました。この後、総合的にクリーンルームをどうするかということで大成建
設さんのほうにお話しいただいて、まとめに入っていきたいと思います。

斉藤 ここ数年、液晶市場というのがテレビの大型
ディスプレイがメインになっているものですから、どうしても大量生産志向という形になっていると思います。それがある程度一巡して、市場が埋まって、リプレースでもうちょっと付加価値の高いものとか、そういう市場が生まれてくれば、体系はちょっと変わって

局所クリーン化に関してくるのかなと思います。
原加藤洋 液晶で使っている世代の切り換えた後のラインを使って太陽電池をやるということはないんですか。

若山

そうですね。現に、ウルトラモバイル PC と言っ

クリーンルームの局所クリーン化の状況について、過去の話も少し入れながらお話ししたいと思います。

ている、新しい範疇のものが最近できてきています。
今このサイズですが、5.6 インチくらいで、解像度が1280 800 ドットとか、ものすごく高精細なドットのパソコンが市場に出てきていますね。そんなこともあるので、おもしろいものをもっと作ればいいのかなと

F3970048-1-2
2008.9.26

いう気はしています。
局所クリーン化に関してそういうおもしろいのは、けっこう立ち上がってきているんじゃないですか。

大成建設㈱若山 浦野 長谷部 山崎

斉藤 そうですね、いろいろなニーズが出てきていますので、付加価値の高い、この間、ソニーさんが発表した商品とか、いろいろなものがこれから出てくるん

2008年9月26日

じゃないかと思います。
薄膜の液晶というのも、今、設備投資があるところ

ファブシステム研究会

総合レポート

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オープンディスカッション－ 第３セッション 局所クリーン化

ラス 5、6、このあたりです。FOUP のボックスを使って、移載装置を介して装置でプロセスをやる、FOUP
でまた戻して、他の製造装置のところに行くという形◎クリーンレベルとクリーンルームの変化
こちらは原先生のほうでまとめられた、縦軸がクリーン度で横軸が西暦の年度になっています。クリー
ンルーム自体は “ どんどん汚くなっている ” という言がとられています。

い方は変なんですけれども、ゴミの管理に関してはラフになってきています。実際に、2000 年頃は全面層流型の非常にきれいなクリーンルームを皆さん取り入

では、こういったところではどういうシステムに行くのだろうか、ということなんですが、まとめてみると、クリーンルームの清浄度はどんどん落ちてきてい

れられていた。しかし現状はかなりラフになってきています。今後のトレンドとしては、「一般室にほぼ近る。ところがプロセス空間の清浄度は非常に高度化してきています。極端な言い方をすると、プロセスごとに求められている空気の質も変わってきている。プロセスによっては、例えば CMP とか、そういったもの

いような空間の中でものづくりをやっていくだろう」というふうに言われています。

に関しては他のプロセスに影響を与えないように、独立した部屋になってきています。

では、クリーンルームの仕組みとしてはどういうふうになってきたかというと、2000 年前後くらいの「スーパークリーンルームクラス」と言われているシステムは、クリーンルーム全体を非常にきれいな空間

では、次は超局所化に行くのか。おそらくそうなるのではないかと私は個人的に思っています。

にしようということで、クリーンルームを天井面全体に ULPA フィルターを搭載して、これはファンがついている ULPA フィルターですが、部屋全体をグ
ルグル回そうというクリーンルームのシステムでした。その中に半導体製造装置を置いて、ここで人が作業する。この時点では、あまり SMIF ボックスだとか
FOUP だとか、そういったような概念はあまりなくて、
一部、アシストが SMIF をやりはじめたくらいのところです。

◎ボールクリーンルームの課題
現状の問題点もけっこうあります。今やられている、
クラス 6 〜 7 で FOUP などを使うやり方を “ ボールクリーンルーム ” という言い方をするんですが、課題としてはボックス自体にもまだまだ改善する余地があります。圧力の問題やゴミの問題など、こういったものがまだあります。

それから少したってから、ベイ方式だとか、スルー
ザウォールと言われる方式が出てきまして、装置のバックヤード側というか、裏側の部分のクリーンクラ
スをある程度落として、基板が流れる周辺を、場所によっては 60cm くらいの幅に狭めて、ここだけをき

それから、「室内温度のゆらぎ対策」と書いてありますけれども、空調の乱流等がありますし、部屋自体
はけっこうクラスを落としてきているので、装置を詰め込んでいるメーカーさんなんかもいるという話も聞きます。

れいにしようという、いわゆる一つの局所クリーン化という話が入ってきました。

結局、こういったような（ミニエンバイロメント）のクリーンルームにすると、部屋全体の循環回数とし現状、一番多くやられているのはミニエンバイロメ
ントの形で、クリーンルーム自体は ISO でいうとク
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出展：大成建設㈱クリーンルーム技術研究会「クリーンルームがわかる本」

・クリーンルームの清浄度はどんどん低下
・プロセスエリアの清浄度は高度化

出展：原史朗「JACA一水会資料」

ファブシステム研究会

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ⵝ⟎ては落とせるんですね。ですから、もちろん省エネの方向に走っているんですが、装置をどんどん入れてい

課題① FOUPなどの密閉ボックスの改善 → 脱着時の課題等②室内温度のゆらぎ対策→ 空調の乱流等③製造環境の安定供給 → 空気の質（コンタミ、湿度など）④振動対策 → 微細加工への対応

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総合レポート

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オープンディスカッション－ 第３セッション 局所クリーン化

くて、局所的な空気を処理するようなユニットを入れて、そこからダイレクトで生産装置に空気を送り込んでやろうという取り組みです。

くと、装置からの発熱がばかにならなくて、結局、冷却コイルに負荷がかかって、循環回数を上げなければいけない。ですから、クリーン度はいいんだけれども、熱の問題で循環回数を上げなければいけないとか、けっこう馬鹿みたいな話になってきています。もっと
きちんと空調の負荷も考えて省エネをやる、装置断熱

ここに送っている空気のレベルとしては、アンモニ
アや有機物がほとんどないような空気をつくって、しかも温湿度も確実にコントロールして、いつも同じク
オリティの空気を局所的に送る、こんなようなシステ

も併せてやる、余分なところをきっちりと対策を打っていかないといけないね、という話が出始めてきています。

ムを最近やり始めているところが出てきています。

それから、先ほど言ったように、「製造環境の安定供給」というか、
こういう表現がいいのかどうかちょっ
とわからないですけれども、空気の質ですね。それはゴミのレベルだったり、ケミカルなレベル、それから温度や湿度だとか、水分の問題が非常に重要になって◎次世代 Fab
これは私の個人的なものですが、原先生のところで見せていただいた装置がインターネットに出ていましたので、ちょっと張らせていただきました。

きます。
それと、線幅やデザインルールがどんどん小さく

先ほど言ったような、空気もユーテリティの一つとなってきて、ますます微細化への要求が高くなってきます。こうなってくると振動の対策、微振動の対策が非常に高度な要求をされてきます。そうしたときに、全部が同じ空間でいいのか、全部が同じ床性能でいいのかという問題が出て来てきます。

して考えていくべきだろうということで、こういった
ユーテリティエアを供給するユニット。それから、ダクトになるのか、部屋自体のチャンバーみたいなものを使うのかちょっとわからないですけれども、個別に供給する。
これは、1 種類である必要はなくて、プロセスに応じた、適切な空気を送れるようなものを置いてやればいいと思うんです。先ほどもありましたけれども、場合によってはトンネルがいいような気もします。例えば、ドライエアーを使うようなものはトンネルがいいような気がしますし、あとは搬送用ボックスをうまく組み入れていくのがこれからの時流になるのではないか、というふうに何となく思っています。

◎局所空調ユニットを用いた化学物質制御クリーンルーム
一つ事例なんですけれども、こんなことをやり始めているメーカーさんもあります。
部屋自体は、ボールルームです。一般的に、今のFOUP のシステムですと、製造装置の上にケミカルフィルターを搭載しているケースが多いです。ケミカ
ルフィルターというのは化学物質を取るようなフィル
ターです。その下に ULPA フィルターという除塵用

今後、こういうふうになるのではないかと思っているんですけれども、先ほど “ 見える化 ” や気流、シミュ
レーションみたいな話があったので、我々のほうで取のフィルターを組み合わせる、そういったようなシステムで回しているところが多いのですが、そうではなዪᚲⓨ⺞䊡䊆䉾䊃䉕↪䈇䈢 ൻቇ‛⾰೙ᓮ䉪䊥䊷䊮䊦䊷䊛り組んでいる事例がありますので、その辺を紹介した
いと思います。

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搬送用ボックス

搬送用トランスファー

ユーティリティエアー
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ミニマルテクノ
ロジーを活用した装置①
4

ファブシステム研究会

総合レポートミニマルテクノ
ロジーを活用した装置②

ミニマルテクノ
ロジーを活用
した装置③
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8

こんな画像ですが、手袋を着用した場合と着用していない場合で、着用した場合はたまにしか微粒子は発◎局所清浄空間の計測・解析ツール
浦野

コンタミについて “ 見える化 ” ということで、生しないですが、着用しないとかなり微粒子がここに出ている様子がわかります。

実際にコンタミはどうなっているかということを工場で可視化して撮影するシステム、それからシミュレー
ションシステム、この 2 つのシステムで、先ほど千村さんの話にもありましたように、現実はどうである
か、投資してどれだけの効果が得られるか、そういったことをわかるようにするツールということで、今回、プレゼンいたします。

技術が未熟で、白いクリーン服を着ているんですが、黒い服でないとよく見えないですね。真っ黒いクリーン服というのはなかなか売っていなくて（笑）
、紫色
で妥協せざるを得ないようです。

◎微粒子解析システム◎微粒子可視化・撮影システム

次にシミュレーションですが、シミュレーションの結果をきれいに “ 見える化 ” したい。そのためにきれいなバーチャルリアリティを使って、素人にもわかるような絵を作ろうということです。

可視化して撮影するシステムとして、一つはこういったものを作りました。レーザーで空間を照射しまして、それを高感度カメラで撮影し、画像処理をします。高感度カメラとレーザーの組み合わせによって、クリーンルームの中のパーティクルの発生、挙動など
を、条件が良ければ 0.2 μ m 以上のパーティクルを処理して撮影できるということです。

クリーンルーム内の生産装置や搬送設備等のレイアウト検討が立体空間を見ながら可能、それから、シミュレーション結果を融合して表示して、最適案を検討したいということです。システムの利用としては、ここにいらっしゃる皆さんのようなプロだけではなくて、素人の方にもわかるような絵を出していきたいという◎撮像画像の例ことです。

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10

◎Ⅱ

込んでいます。

三次元 MMI

例えば、例として、三次元 MMI（(Man-MachineInterface）で、中にある部屋を見ながらレイアウトの検討をしたいということです。

◎Ⅲ⑧シミュレーションと実態の差について
千村 途中で申しわけないんですけれども、こういうシミュレーションの画像だと思うんですけれども、実際にこういう風を出すとこうなるということですね？

レイアウト変更機能

工場の生産装置がたくさん並んでいる中を歩いて、中はどうであって、レイアウト変更はどうであるかという検討も行えるということです。生産装置の位置変
更やアイリッドの追加などの変更も行えます。

浦野 シミュレーションでこの部屋全体の気流の風速
分布を出して、その結果で気流の動きを表示しています。

◎Ⅳ

我々もいろいろな分野でシミュレーションをやるんですが、シミュレーションと実態がまだかけ離れているというところもあって……。

千村 こういった解析というのは、実態とほぼイコー
ルという理解でいいんですか。

空調方式の変更

空調方式でどれだけ気流が変化するかということもわかるようにしたいということで、今回、デモ用の非
常にわかりやすい例として全面整流方式と乱流方式
で、どう気流の流れ具合が変わるかといった例を表示
した例です。

浦野 かけ離れている原因は、例えばどれだけの空気が吹いているかという想定ですね。実際に施工してし
まうと、こことここでも風速の差がどうしても出てくるということはどうしてもあります。その差によって、事前にシミュレーションされた結果と実際の工場で若干違うということはあります。どうしても施工の精度があります。

全面整流方式では、かなりきれいに上から下に流れる。これが乱流方式になりますと、ここから流れた気流がかなりグチャグチャに流れています。ここで吸いï ȬǤǢǦȈ‫୼٭‬ೞᏡȬǤǢǦȈ‫୼٭‬ೞᏡ

原 煙で可視化して、ある程度これとどのくらい違うのかというような検証はされているわけですね？
浦野 はい。基本的には、入力した前提条件が合えば、もうかなり……。
原

一つ質問です。三次元の流体解析のことなのですが、メッシュの数はそれほどは多くないのですね、ポ
イントの数とでも言いましょうか。
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11

ファブシステム研究会

総合レポート

原

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数十万くらいです。
そうですね。だから、流れは大体あんなふうになオープンディスカッション－ 第３セッション 局所クリーン化

るけれども、ディテールの構造については多少表現できていないという感じのイメージでよろしいですか。

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浦野 今の解析は、部屋全体の解析をしていますので、この中はかなり粗くなってしまう。ところが、いったん全体の解析をして、中のみ解析するという場合はかなり細かくなっています。
全体の解析をしたので、前の絵（Ⅳ空調方式の変更）に戻ると、気流が偏流しています。なぜ偏流したかというと、これは部屋全部の解析をしたので、機械の配置が均等でないので、天井は全面にきれいに吹き出しているんですけれども、床の吸い込みは、機械のあるところは吸い込まれていない。その位置が部屋の場所

15◎Ⅴ

によって違うので偏流している。実際の工場にもそういうことがあると思うんですけれども、シミュレー

この青いのが気流の分布です。このガラス基板に静電気がある場合とない場合で計算しました。

ションでもそれが出てくるということです。
局所対策をすると、この中はきれいに流れるということです。中から出た後は乱れて、吸い込み口に向かうということです。

◎Ⅴ

ガラス基板

◎Ⅴ

静電気・微粒子解析

ケース 1 は静電気あり、ケース 2 は静電気なし、
イオナイザーにより除電した場合ですが、除電して静電気がなくなったということで、イオナイザーから吹いている風とかは今回は考慮していないです。

静電気・微粒子解析

先ほど斉藤さんから微粒子の大きさの話があったと思うんですが、気流のシミュレーションだけではどうしても微粒子の挙動には不十分だということで、微粒子自体の大きさや挙動の把握をしなければいけない。

それから、ガラス基板の 15cm 上部で発生したと想定した微粒子の挙動の解析をした例です。

◎Ⅴ

あと、それに対して静電気の影響もある。そういったものを加味してシミュレーションしようということで、CFD の結果と静電気の結果の両方を合わせて、微粒子の挙動をシミュレーションしたのが次の絵です。

静電気・微粒子解析

これは静電気がある場合で、ガラス基板でこういう静電気の分布がついていて、これが微粒子です。ここから発生した微粒子が基板に付いてしまった。気流はこういうふうに左右に分かれているんですけれども、微粒子自体はガラス基板にくっついてしまう。
次に、静電気がない場合です。静電気がないと、発ñ ᩺ᩓൢ᳽
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ファブシステム研究会

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オープンディスカッションñ－ 第３セッション 局所クリーン化᩺ᩓൢ᳽᩺ᩓൢ᳽ࣇቩ‫܇‬ᚐௌ

原 精度と濃度がどこまでいくかというのがわりと問題ですね。

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計算するのにけっこうかかるでしょう？
浦野
原

ええ。

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加藤洋

生した微粒子は流れ去っていきます。

を持ってくれば、すぐシミュレーションできるとか。

のを考慮したり、
精度の向上とか、それからシミュレー

浦野 そういうのができればいいですが、なかなか難しいですね。CAD のデータもそのまま入れるのではなくて、入れ直して……。シミュレーションのメッシュのほうが CAD のデータよりもう少し粗くしないとできないので、CAD に沿ってまた線を入れ直して、かなり空間にメッシュを切るのを、要は手作業でやるよ
うなイメージなんですね。

ション技術もさまざまあると思うので、どんどん高度化させていきたいと考えています。

⑨シミュレーションの条件について
加藤洋 今のシミュレーションというのは、クリーンルームの条件は一定にやっておいて、そこで障害物を置く、それを動かしてみる。そうすると、シミュレー
ションというのは動かすものの実態をその中に置け
ば、そういうシミュレーションが出てくるんですか。

⑩減圧下のシミュレーションについて
駒形 大成さんは、大気圧下のこういう流体シミュ
レーションはやられていると思うのですが、減圧下のシミュレーションはやられたことがありますか。

浦野 今回のシミュレーションは、物は動かしていないです。動かしてもできます。
そういうプログラムでできるんですか。

ちょっと話はそれるのですけれども、プロセスチャ
ンバーの中で、減圧下でいろいろな加工をするときに、できます。

パーティクルの挙動はどうなっているのか知りたいのですね。けれども、減圧下のときには、連続体としてその都度、データをインプットして作るのではなくて、例えばロボットという物を置けば、ああいうのが出てくるんですか。

扱えないので、誰に聞いても、「それは難しいです」という返事しか返ってこなかったんです。

浦野 ロボットの動きみたいなものを最初から入力す
れば……。

浦野

いう構造ですか。
形状をきちんと入れれば。

加藤洋

原 それに関連して、これは連続体としての流体解析だから、ブラウン運動とかそういう要因は入っていないわけですか。

実験室で実験するような感じでできると？

浦野

そうですね。

加藤洋

浦野

それはおもしろいですね。

ファブシステム研究会

総合レポート

減圧は、経験はないです。現在やっているシミュ

レーションは連続体が仮定されていますので、そうでないものは、今のところ、こちらもできないです。ただ、連続体近似でよろしければ、経験がないにしてもトライはできます。

加藤洋 入力というのは、実験でやるみたいに、物の形として入れればシミュレーションしてくれる、そう

浦野

実験をやるより安くできる（笑）。

手間がかからず安くできるシミュレーションだといいですね。入れるのも、“ ロボット ” というアイコン

今回、例えば基板のロボットの動きの影響とか、そういったものは加味していませんので、そういったも

加藤洋

素人がわかるような感覚では？

浦野 数十万のオーダーでは苦しいなというクラスです。数百万か、あたりの……。

17

浦野

時間的にですか。

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加藤洋

計算量はどのくらいのイメージですか。

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微粒子の挙動をお見せしましたけれども、そのオープンディスカッション－ 第３セッション 局所クリーン化

ときの微粒子のブラウン運動的なものは若干入っています。気流の影響を受けて、微粒子が真っ直ぐ飛ぶの

クリーン技術に関しては、これは私の主観になってしまうのですが、今ある技術的な課題は結構見えていではなくて若干ブラウン運動をしながら飛ぶ、そういう影響はあります。

て、それを解決する時間軸は別途、課題かもしれません。多分、デバイスメーカーさんはこういうところを目指したとすると、今のインフラを全部変えていかな
ければいけないということも出てきます。先ほどのレ

原 もうちょっとピクチャーを変えて、真空の中に分子が飛んでいるようなイメージにしてくると、減圧下トロフィットの話に通じるところもあるのかなという気もしています。

でのシミュレーションは将来的にはできないわけではないのではないかと思いますが……。
浦野

要は、これを狙うと技術は上がるんだけれども、今できる可能性はあります。

の製造をどうしてくれるんだ、という問題も出てきて、そうなったときにこの議論はもっと盛り上がってくる
んでしょう。
「すぐには変えられない」という立場からすると今の時点ではまだ議論が足りないかなという◎次世代 Fab への課題
若山 今後ということですが、こういったモデルを考えていったときに、いろいろな項目があると思うんですけれども、例えばユーテリティ、エアー、ガス、水、気がします。
一応、クリーンのセッションはこれで終わらせてい
ただきたいんですけれども、よろしいでしょうか。

こういったものはどういうものが必要で、そこでどういう問題点があって、どういう課題があるか。あと、ファブだとか、ルームはどういう形態であるべきかとか、あとは搬送、インターフェース、CIM、こういったものがどういうふうにあるべきか。

⑪ミニマルファブを想定した課題について
久保内 基本的に、これはミニマルファブを想定された課題というふうに考えていいと思うんですけれども、それ以外に製品のアプリケーション別に、例えばNext Generation Fab とかレトロフィットとか、そういうところで局所クリーン化に対する課題とか、応用は何かないんでしょうか。従来の局所クリーン化、
クリーンセルだとか、そういうものだけで十分なのか。

それから、製品ごとの特性ですね。例えば、シリコ
ンデバイスだったり、ハードディスク、精密加工だったり、それぞれの分野にわたって、こういったような最終的な課題抽出で、どういう取り組みをするかというところに今後持っていけたらいいなというふうに感じています。

若山 今の延長でいくと、ボックス搬送みたいなところが主流になってくるのかなと思うんですが、それだ
けではなくて、個人的な見解なんですが、くっつけられるようなところはくっつけたほうがいいと思います
し、分けなくてはいけないところは分けていく。あとまとめ
千村 時間になりましたので、最後、まとめさせていただきます。

ンルームだとか、空調系だとか、そういったようなものを一体として捉えつつも、うまく入れ替えまで踏み込んだようなシステム構築が必要なのかというふうに ᰴ਎ઍ㪝㪸㪹䈻䈱⺖㗴
項目は、先ほどちょっと言いましたが、局所化することによるメリットを最大限に生かすために、装置とクリー必要性能予想される問題点

課題

思います。

ユーティリティ(エアー, ガス）
Fab, Room

先ほどちょっと言いましたけれども、局所化をやっ

搬送、インターフェイス
CIM等て装置を入れて、省エネのバランスがずれてしまうとか、そういうようなところをもう少しうまくバランスをとって、解決していく方向が一つあるかなと思います。

装 置（ミニマルテクノロジーを活用）
製品毎の特性Siデバイス, HDD, 精密加工
インターフェイス
搬送用ボックス

搬送用トランスファー

ユーティリティエアー
供給ユニット原
ミニマルテ クノロジ ーを活用した装 置①

ミニマルテ クノロジ ーを活用した装 置②

いろいろな人たちと局所クリーン化について話をしている感覚でいいますと、具体的に今のシステムにつミニマルテ クノロジ ーを活用した装 置③

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ファブシステム研究会

総合レポート

私もコメントしていいですか。

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オープンディスカッション－ 第３セッション 局所クリーン化

あと、“ 見える化 ” をやっていないという課題があいて課題は当然あると思っています。従来の高性能ク
リーンルームでは、グレーティング床を設置して、そります。搬送中の “ 見える化 ”、前室部分の “ 見える化 ” を全然やっていませんね。最初に一回チェックして、それでおしまいということなので、もうちょっとこに排出するようになっているわけです。ところが、
局所クリーン化が進んできますと、排出する口が床面積の 10 分の 1 くらいになってきます。そういう工場も出てきています。

ローコストなセンサなどをつけて、搬送中にもチェッ
クしていくことはあり得るのかなと思います。なぜ、それを言うかというと、せっかく局所クリーン化にしそうしたときに、気流が乱れるということが一つあります。今、前室では真下に空気を排出するようになっていますが、そこからまた別のところに持っていかなければいけないということで、上から HEPA フィているのに、洗浄工程が減っていないという……。箱に入れてきちんと運んでいるのだから、なくせばいいんじゃないかということになるはずですが、そこは全然減っていないのです。洗浄のコスト、処理時間は随分と多いのですから、その辺は課題としてはあがってくるのではないかという印象を持っています。

ルターで取り込んだ空気をどう排出するかということ
は、体系的に考えていかなくてはいけない問題の一つです。

ただ、今、Next Generation Fab を検討している

それから、さっき熱の問題をおっしゃいましたが、皆さんが搬送系の方だったり、全体的な話からして、
ちょっと偏っている感じがしまして、今申し上げたよ
うなところが課題にあがってきていないのではないでしょうか。もうちょっと全体的に、クリーン化の人や、建設会社も含めていろいろ議論すればいいのではない
かと思います。デバイスメーカー中心にやっていますと、どうしてもプロセス中心の話になってきてしまうという感じがいたします。それで、今、私が申し上げたようなことが課題として入ってきていないのかなという感じがします。

熱を局所的に扱うのか、全システムの中で扱っていくのかという問題は、必ずや、これからどんどん厳しい
課題になってくるのかなというふうに思いますし、いろいろな人と議論するとそういう話も出てきます。
あと、搬送中の温度制御が今のところできないので、そこをどうするのか。装置だけは完璧に温度制御しているのですが、搬送のときだけ野放図になっているということがあります。室内でコントロールしているから、それでいいだろう、と開き直ることはできますが、温度の局所制御をどう考えていくかという問題があります。

久保内 多分、極論で議論していないものだから、そういうところまで行き着かないと思うんですね。従来の延長線上で話していれば、多分そこまで議論が行き着かないような気がします。

あと幾つかありまして、ガス制御というのがやはり出てきています。私は 2000 年くらいから「半導体工場の中のガスをきちんとコントロールすべきだ」と言ってきました。最初は業界の人たちに笑われていた

千村 一木先生にこの後まとめていただく予定だった
んですが、時間がいっぱいになってしまいましたので、のですが、海外のメーカー、TSMC などでは 200mm
時代から搬送中のガスをコントロールすることをやっているわけですね。海外のかなり大手の 10 メーカー
くらいは、ガスコントロールを前からやっています。

今の原さんの言葉でこのセッションを締めさせていた
だきたいと思います。
どうもありがとうございました。

日本のメーカーだけやってこなかったのです。そこのところを窒素化するというニーズはこのように前からありました。しかし、最近では、セミコンジャパンで−第 3 セッション 以上−

開発品が出品されている事例で申しますと、日本でも、
TDK やもう 1 社くらいは、ガスをきちんと制御できるロードポートを既に開発しています。
そんなことで、窒素パージ化とか、完全な意味での湿度を下げた空気とか、そういったもので搬送するという機運はかなり高まっているのかなと思います。そういう必然性はハードディスクのヘッド工程などでは
もともとあるように思いますし、シリコンウェーハの場
合にも出てきているのかなという感じはいたします。

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総合レポート

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オープンディスカッション－ 第４セッション 環境負荷低減

第４セッション

「環境負荷低減」

池田（司会） おはようございます。産業技術総合研から省エネ取り組み、大成建設さんから省エネ対策、究所の池田です。きょうの朝から参加させていただいた司会なのですが、修学旅行に途中から参加するような感じです。きょうは 2 日目のセッションというこ

CKD さんから低圧損の製品の話をしていただきます。
最後に横河さんから省エネに関する取り組みという 4
つの話が終わった後、ディスカッションを 1 時間弱とっております。環境負荷と生産性の両立にはどういう問題があるのか、技術手法や動機に関してもどうか。
あとは設備投資と回収について議論できたらと思いまとで、「環境負荷低減」というテーマで、皆さんで議論していくことになります。
最初に、10 分ほど、簡単な前置きをさせていただ
きたいと思います。

す。この順番でなくても構わないのですが、生産工程
における消費電力はどうであるか、次世代ファブでは
環境負荷という観点からどういう話をしていかなくてはいけないのかを最終的にまとめて議論できればと思います。

◎全体の流れ (2hr)
全体の流れをこちらに示しております。
最初に、環境負荷というのはそもそもどういうもの
かという定義は、皆さん、それぞれ違うわけですが、それについて一言お話しした後、東芝大分さんのほう◎環境負荷低減とは？
最初に、環境負荷低減とは何か。私もネットで探したり、ちょっと勉強させてもらいましたけれども、結局、自分の頭で考えなくてはいけないということに気がつきました。私なりの考え方なのですが、環境負荷の厳密な見積もりをしようと思ったら、空間スケール
や時間スケールを限定しないとそもそも話が通じないと考えます。しかもそれはすべての人間の活動要素に関する部分をコストに換算しなくては、厳密な意味での環境負荷がどういうものかわからないと思います。

エレクトロニクス研究部門

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これは、皆さん、よくおわかりのとおり、不可能なのです。
そういうものに関して議論するということですかエレクトロニクス研究部門

エレクトロニクス研究部門

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ファブシステム研究会

総合レポート

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オープンディスカッション－ 第４セッション 環境負荷低減

ら、非常に困難が予想されます。本集中討議では、“ 空間スケール ” という言い方をしましたが、これはどうエレクトロニクス研究部門

産総研ライフサイクルアセスメント研究センター

いう範囲の部分で議論するかということです。参加されている皆さんの企業、一社一社が限定された空間だと考えて、その範囲の中で、結果としての環境負荷の低減、何か活動したことで出てくる環境負荷を低減す୍⯡ⓗ䛺⎔ቃຠ⋡ᣦᶆ〇ရ䞉䝃䞊䝡䝇䛾౯್⎔ቃຠ⋡ 䠙
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るだけでなく、環境負荷を出したことによるコスト――実質上いろいろな規制等がありますが、「これくらいだったらいいじゃないか」というものが、最近いろ⤒῭ⓗ౯್Ⴀᴗవ๫ 䠇 㞠⏝⪅ᡤᚓ⎔ቃຠ⋡ 䠙

いろな規制でコストがかかるようになっております。
そういうものも念頭に置いて、主に省エネルギーに特化し、議論したいと思います。

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いろいろな議論をするわけです。
具体的には、その下に書いておりますが、環境負荷 と い う の は ど う い う も の か。CO2、NOx、SOx、
SPM、廃棄物等の排出量及び資源消費量としましょうと。分子に当たる製品・サービスの価値に関しては、◎産総研ライフサイクルアセスメント研究センター
産総研にライフサイクルアセスメント研究センターがございまして、そこで今言ったような環境負荷をどうやって評価するかという研究を進めておるわけです。

営業余剰と雇用者所得、いわゆる経済的な価値と置きましょうということで、いろいろな取り組みをしております。今回、こういう話をするわけではないのですが、こういう切り口がある。

「第一版被害算定型環境影響評価手法」という、英語 で 書 く と Life cycle Impact assessment Method
based on Endpoint modeling となります。これはLIME と呼んでいるようですが、詳しいお話はしませんが、産総研のホームページから取れる状況です。例
えば、インベントリーと呼ばれる、もともとの環境負荷の出発点の原料を想定し、NOx、Sox、CO2、それが環境中濃度でどういう寄与をして、それが生態毒性や地球温暖化やオゾン層破壊にどういう影響を与える
かということも考えて、さらにユーザーコストにどういうふうに反映するか、あるいは栄養不足にどういうふうに反映するかをトータルで勘案した上で数値化しようという試みをやっているようです。

さっきの指標を使いますと、今回は企業だけに特化してお話をするわけですが、企業の下には製品がある、企業の上に産業あるいは国があるというヒエラルキーをつくって、階層構造の間の指標のベクトル算をする
ことで、最終的な環境効率指標を比べましょうと。例
えば、企業でそういう効率が良くなったか、悪くなったかというのは、一つ上のレベルの産業全体で環境効率指標というのを出して、それよりも良ければ、とりあえず私たちの企業はいいだろうとか、そういう議論ができる。産業全体に関しては、同じようなことを国

またここでは、一般的な環境効率指標を定義しておりまして、「環境効率とは、環境負荷で製品・サービ
スの価値を割り算したもの」と考えて、それを用いてレベルと比較してやるという、そういうことを一つの観点としてやっています。これはご参考にということでご紹介いたしました。

エレクトロニクス研究部門

エレクトロニクス研究部門

産総研ライフサイクルアセスメント研究センター

産総研ライフサイクルアセスメント研究センター

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図の提供：武蔵工業大学⎔ቃᙳ㡪䠄LIME䛻䜘䜛⤫ྜ䠅

伊坪徳宏准教授

4ファブシステム研究会

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総合レポート

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オープンディスカッション－ 第４セッション 環境負荷低減◎国内非飛散性・飛散性アスベスト含有建材蓄積量推エレクトロニクス研究部門

移（1950 − 2070、万トン−製品）

日本の温暖化ガス排出削減の状況᤼ฟ㔞䠄൨䝖䞁䠅
13.58
13.40
(+7.7%)(+6.2%)

1%~CO21260୓ton~400-600൨෇

これは私がやっているアスベストの関係なのですが、アスベストを含有している廃棄物が国内でどれく+6~7%

らいあるかというものです。これは規制が始まった途
端に出てきた話といっても構わないわけです。2 年前に 0.1％以上のアスベストが入っているものは処理しなくてはいけないということになり、総費用のコスト

12.61

-6%
11.85
13%⛬ᗘ䛾
๐ῶᚲせ

2005
ᇶ‽ᖺ
ཎ๎19902006

は国内だけで数兆円くらいあります。これは、降って湧いたわけです。それまでは何も気にする必要がなி㒔㆟ᐃ᭩๐ῶ⣙᮰
2008~2012᪥⤒2008.9.25໭ᕝṇᜤ

かったものです。

7◎日本の温暖化ガス排出削減の状況
ここで話は変わりますけれども、これは復習のために、一昨日の日本経済新聞に載っていたデータをその◎環境投資− 1

まま使わせてもらっているのですが、日本の温暖化ガ
ス排出削減の状況です。元三重県知事の北川さんの論評が載っていまして、そのデータをお借りしました。1990 年を基準年にして、日本の CO2 の排出量は 12 億トンくらいある。これを基準に京都議定書で他の国から「日本だけやれ」という形になっているわ
けですが、6％削減しなさいと。だから、2008 年以
降は 11 億トンくらいに抑えなくてはいけないのですが、2005 年、2006 年はどうなっているかというと、6％削減するどころか 7％くらい増えているわけです。
トータルでもともと減らさなくてはいけない 6％プ
ラス増えた分の 7％の 13％減らさなくてはいけない。
1％の CO2 が日本では 1,200 万トン換算になります
が、これをコストに直しますと 400 億円くらいです。
ですから、400 億の 13 倍ですから、それくらいのコストを受け持って、こういう削減をしなくてはいけな
いという状況になっております。

ですけれども、ファンドの金額がだんだん増えている

あと、環境投資ということで、これはプラスのほう

あとは、いろいろな事例を紹介していきます。日経がソースなのですが、「環境負債」という考え方が最近出てきておりまして、環境対策費用を引当金としてこれも環境投資に関するものです。イギリスとオー
ストラリアの資源大手のリオ・ティントという鉄鋼の第一メーカーなのですが、そこにノルウェーのファン
ドが出していた投資を全部引き揚げたと。つまり、リオ・ティントがやっている開発は環境に非常に悪い影響を与えているから、あなたには出資しませんということで、900 億円分がいきなりなくなったということです。だから、環境破壊しているどうかわかりません
が、そう見られてしまったら、被投資リスクが増大するという意味です。

に関してなされているわけですが、エネルギー消費を減らしましょうということに関して、まさにダイレクトに減らさないとだめですよ、というものです。
Energy Using Product に対する環境配慮設計をしな

貸借対照表に載せるという動きが出ています。これは9 月 8 日の日経の記事ですが、100 社くらいにそうい
う動きがありまして、トータルで 1,300 億円くらいになっていると。当然、その 1,300 億円の中には訴訟リ
スクに関する引当金も含まれているというものです。

さい、そうやったものに関して許可を得て、CE マー
クを付けないとヨーロッパで販売できませんというものです。
既に 14 の機器について予備調査が終わっているとだから、“ 環境 ” という言葉で BS や PL に数字を乗せていかなくてはいけない時代ができている。

総合レポート◎環境投資− 2

最後に、EuP 指令について。EU の欧州委員会がもともとやっていた RoHS であったり、REACH であったり、規制が毒性の物質に関してあるいは化学物質◎環境負荷

ファブシステム研究会という記事が 9 月 11 日に載っていまして、環境問題解決技術をやっている会社に関しては、投資の金額が増えているという記事です。

思うのですが、記事を探してもなかったので、もし何かご存じのことがあったら後でお話ししていただきた

2008

-

86

-

オープンディスカッション－ 第４セッション 環境負荷低減

ると環境負荷が大きくなったり、コストがうまく見合い。ボイラーや待機電力、外部電源と言われるものに関しては、こういうことが既に調べてあって、EU の

わないということになったりします。

中ではこういう基準でやりましょう、ということが勧告されるはずなのですね。

21 世紀は、これらのアンドをとっていかなければなりません。たとえば、東芝の西田社長が「品質かコ

条件としては、1 年間に 20 万ユニット以上の販売量を持つもので、環境への影響が顕著にある機器というのがその対象になるという装置です。こういうリス
クがどんどん出てきているという状況なのですが、実ストか」などの二律背反を克服していくべきだ」ということをおっしゃっていますが、我々としては本質的に、産業全体としては、これら 3 つの相克要素があって、それを同時実現すべきではないかと考えているわ

は原さんがやっているミニマムのほうで、そういう部

けです。それをアンドにしていって、そういうものを
あえて発想しながらお仕事をしましょうということで分を何とかしましょうということがあります。2 枚ほど、ご説明いただけますでしょうか。

す。それを我々は “ ミニマル・マニュファクチャリング ” と呼んでいます。つまり最小限の資源投入、最小のエネルギー投入で、それでいて高効率な生産をしながら最大の機能を発現する、という考え方です。要す◎ミニマル・マニュファクチャリング原

るに、インプットを最小にして、アウトプットを最大にするというような技術があるでしょう、ということ

ミニマル・マニュファクチャリングの話に入る前に、今の話とつなげるためのご説明をさせていただきです。

たいと思います。今ご紹介させていただいたものは、
アメとムチとでもいいましょうか、制度面の優遇と同時に法律で縛るという、基本的にはヨーロッパ的な考
え方、性悪説に基づいて環境問題を解決しようということだったわけです。
それに対して、日本人はもう少し違った形で初めから環境問題に取り組んできたのかなと思います。みん
なが一生懸命ムダを省くというトヨタ的な考え方で、
実はいろいろな努力をしてきました。無駄を省くこと
で、コストも下がり、同時にムダなものは使わないので、環境負荷も低くなります。そこは法律が整備される前から、我々がやっていることです。もちろん、環境負荷が低くなるのは、この場合消極的な結果論でもこれだけですと抽象概念なので、我々はそこをどういうふうに実行しようかといろいろなことを考えています。産総研全体の話として最終合意づくりが出来ているわけではありませんが、基本的には、これまでは単品単純・大量生産をやってきた、そのことで相反な関係が出てきたのかなと思っています。であるならば、大きな産業になってしまったからセクショナリズムで相反するようになったのですから、変種変量や多品種
少量みたいな方法をとっていくことで、コンパクトな組織、コンパクトなものづくりを行い、そのような組織ともの作りの実現によって、アンドをとっていくことができるのではなかろうか。我々は比較的メジャーあり、特に意識してやってきたわけではありませんでな考え方としてそういうふうに考え始めています。

した。そこのところを、もっと意志を持った主張として、主にこれまでコスト意識からムダ取りをやっていた、その手法を、持続可能社会、持続可能産業という視点で拡張した概念がこのミニマル・マニュファク

その具体的な一つの例がミニマルファブ構想です。
これについては、次のセッションで申し上げます。

チャリングです。

エレクトロニクス研究部門

本来、生産に関わって実行して行かなければならな
いことは、3 つあります。まず、皆さんがよくやって

ミニマル・マニュファクチャリング
最小資源投入最小エネルギー投入

いる実用化技術――高生産性と低コストの両方併せて言っています――一つはそれです。それと先端技術という、研究所が主に担っている新機能と高性能という単品単純・大量生産
相反する要求を両立する技術へことがあります。それに 3 つ目として、今、話に出てきた低環境負荷技術ということがあります。ところが、これらがお互い相反しているのですね。一致して低環境負荷技術

相反

先端技術（新機能、高性能）

相反

最大機能
発現

実用化技術

具体例：ミニマルファブ構想

2008

-

相互補完
・強化

革新的生産システム（環境分離技術）（高生産性、低コスト）♪

総合レポート

要素技術のインテグレーション

変種・変量生産いる部分もあるのですが、それぞれがそれぞれのお仕事を別個にやりますので、例えば、高性能化を追求す

ファブシステム研究会

相反（省エネ、省資源）

高生産効率

87

-

[ナノインテグレーション.ai] [素子生産技術の重要性.ppt]

8

オープンディスカッション－ 第４セッション 環境負荷低減

ブシステム研究会の会議の前躯体とも言える形の会議

エレクトロニクス研究部門

ミニマルマニュファクチャリング組織を既に企業さんとやっておりまして、それについてもレポートを出しております。

"Minimal Manufacturing & Maximum Servicing" 吉川弘之理事長

研究コーディネータ 清水敏美、五十嵐一男

ミニマルマニュファクチャリング
推進検討WG

ミニマルマニュファクチャリング
指標タスクフォース

この WG は、全所的な取組みのひとつといえるものです。その中で、産総研全体の中の 5 分の 1 くらいの研究ユニット、7 〜 8 くらいの研究ユニットでは、ミニマルマニュファクチャリング
技術課題タスクフォース

産総研 内部委員
主査

山口 智彦
北 英紀
増井 慶次郎ナノテクノロジー研究部門
先進製造プロセス研究部門
先進製造プロセス研究部門

委員長
副委員長
委員

2006〜2007年度

NEDO調査研究（H17年度)
ナノテクノロジーによる協力関係
生産技術革新に関する調査研究
事務局
PJ 統括

横山 浩

ナノテクノロジー研究部門長

PJ 主任

原 史朗
村田 和広
増井 慶次郎エレクトロニクス研究部門
ナノテクノロジー研究部門
先進製造プロセス研究部門

2006年度末

先進製造プロセス研究部門
ナノテクノロジー研究部門
先進製造プロセス研究部門
研究コーディネータ
研究コーディネータ
先進製造プロセス研究部門
先進製造プロセス研究部門
エレクトロニクス研究部門
先進製造プロセス研究部門
サービス工学研究センター
サステナブルマテリアル研究部門
ナノテクノロジー研究部門
企画本部 戦略経営室
企画本部
イノベーション推進室
健康工学研究センター
イノベーション推進室
イノベーション推進室
イノベーション推進室

三島 望
村田 和広
中野 禅
清水 敏美
五十嵐 一男
北 英紀
増井 慶次郎
原 史朗
大司 達樹
松本 光崇
吉村 和記
水谷 亘
佐脇 政孝
井上 佳久
朴 慶浩
高橋 淳子
佐々木 毅
細川 裕之
村上 敬

主査

事務局

原 史朗
北 英紀
村田 和広
増井 慶次郎
水谷 亘
朴 慶浩
原市 聡
中岩 勝
三島 望
前田 英明
明渡 純
時崎 高志
石田 敬雄

エレクトロニクス研究部門
先進製造プロセス研究部門
ナノテクノロジー研究部門
先進製造プロセス研究部門
ナノテクノロジー研究部門
技術情報部門エレクトロニクス研究部門
環境化学技術研究部門
先進製造プロセス研究部門
ナノテクノロジー研究部門
先進製造プロセス研究部門
イノベーション推進室
イノベーション推進室

実際に、研究開発を進める上での基本指針としてミニ
マル・マニュファクチャリングを掲げており、そうい
う基本方針で数年前から仕事を進めています。

2006〜2007年度

外部アドバイザー、外部講師
東京大学 教授
東京大学 教授

上田 完次
木村 文彦

東北大学 教授
コンポン研究所 常務
Daicel Chemical Industries, Tsukuba Research
ダイセル化学工業 (株) 研究所長

石田 秀輝
原 邦彦

この続きについては、また次のセッションでお話しさせていただきたいと思います。

松山 彰収

2008年度組織図◎ミニマル・マニュファクチャリング組織

池田 ありがとうございました。それでは、前置きはこのくらいにしまして、早速、1 つ目の話をお願いし我々はこういう比較的大きな組織でやっております。
うちの理事長が「製造を最小（ミニマル・マニュファ
クチャリング）にすると同時に、サービスを最大（マキシマム・サービシング）にすることが大事だ」といます。

うことを言っております。理事長が、それを、五十嵐コーディネータにアサインしまして、彼がナノテク・
材料・製造の担当で、いろいろな研究ユニットを下に抱えています。現在では、ここに、清水敏美研究コー
ディネータが主導的に加わっています。研究コーディ
ネータの下に、2005 年 4 月に、ミニマル・マニュ
ファクチャリング推進検討ワーキンググループをつくりました。委員長は今 3 代目になっています。私も発足半年後から委員に加わりました。この WG では、ワアワア議論して、外部の方にもいろいろご意見をいただきながらやって参りました。シンポジウムを１回行った後、実際に活動を進めるという意味でタス
クフォースをつくって、この技術課題タスクフォース

環境負荷低減（省エネの取り組み）濱本

おはようございます。東芝大分工場の濱本です。

環境負荷低減ということで、東芝が進めている省エネの取り組みについて、簡単にご紹介したいと思います。

環境負荷低減（省エネの取組み）

では私が主査で進めました。さっき申し上げた抽象概
念の中身のテクノロジーはなんだ、ということを議論して、80 ページに冊子化して、PDF ファイルを Webに掲載してあります。

２００８年９月２６日㈱東芝セミコンダクター社

それから、“ 測る ” ということも大事です。環境は負荷が減ったと言うけれども、本当か？ということで、

大分工場

東芝セミコン社の環境負荷低減（CO2）目標

LIME だけではなくていろいろな指標を産総研は扱っております。この実用的な LIME みたいなプログラ
ムの場合、1000 企業ですか、そのオーダーでダウン

CO2排出量の削減指標

ロードしてくださっていると聞いています、そういうふうに使えるものまでいろいろやっていますが、この指標タスクフォースではミニマル・マニュファクチャ[セミコン社]目標・・・今まで
2010年売上高原単位で対1990年比25%削減ぢ┤䛧

リングというインデックスをどういうふうにしようかということで議論しています。

[セミコン社]目標・・・今後
2010年までに生産高原単位で対1990年比45%削減
2012年までに生産高原単位で対1990年比47%削減

それから、NEDO から予算を頂き 2 年前にこのファ2

ファブシステム研究会

総合レポート

2008

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-

オープンディスカッション－ 第４セッション 環境負荷低減

製造ラインの使用エネルギーについて

エネルギー使用量の現状把握【一次エネルギー使用内訳(06)】消費電力【都市ガス用途別内訳】（CO2換算） 燃焼除害
6%200mmCR
実測値

ガス冷温水機300mmCR
実測値

4%

都市ガス
11%

ボイラ
89%

電力 89%

動力設備

製造設備

53%

47%

動力設備

製造設備

46%

54%

・300mm化で消費電力増大。
・製造設備の比率が高まる傾向であり省エネ化必須
㱺動力設備を中心とした従来手法では限界（製造設備用力削減必須）

・一次エネルギー：電力の比率が高く、89%を占める
・都市ガス：ボイラの比率が高く、89%を占める
3

5◎東芝セミコン社の環境負荷低減（CO2）目標
東芝セミコンダクター社の CO2 削減の指標ですが、今までは 2010 年売上高単位で 1990 年をベースにして 25％削減という形で進めていました。これが何とか達成できる見込みになり、本年度、見直しがされています。今までの 25％から、2010 年まで 45％削減。
ですから、20％積み上げとなっています。京都議定書の期間になると思いますが、これまでは 2010 年までを目標にしていましたが、2012 年までに 47％削減を目標に取り組みを本年度からスタートしています。

電力の内訳を見ると、製造装置が 50％、空調設備
が 15％、その他ファシリティ関係となっており、製造装置の比率が非常に高いという状況です。

◎製造ラインの使用エネルギーについて
これが製造設備の 200mm と 300mm の比較ですが、
200mm までは動力設備のほうが半分以上、上回っていた。しかし 300mm になると逆転し、製造設備の比率が高くなっています。300mm の装置に関しては省エネ等が騒がれている中で、なかなか省エネが実際に進んでいないというのが実情ではないかと思います。

◎エネルギー使用量の現状把握

従来、我々としては動力設備を中心とした省エネ活動を進めて来ました。ただ、これからは製造設備に対して省エネを図る必要があるというのが今後の課題だというふうに考えています。

これは前回、大分工場概要説明に使用した資料です
が、大分工場全体の一次エネルギー使用内訳です。電力が約 90％、あとは都市ガスです。都市ガスの内訳
としては、ボイラー、その他、燃焼除外とかガス冷温水機となっています。電力が非常にエネルギーの使用量が高いということがわかります。

◎環境負荷低減するためには「環境負荷を低減するためには」ということで、簡単にまとめてみました。

◎電力用途別内訳 (06)

まず、今までやっている動力設備の省エネ。次に、これから取り組まなければならないであろうと思われる製造設備の省エネ。もう一つは生産性ですが、これ

電力用途別内訳(06)【電力用途別内訳】

冷凍機
10%

他動力
10%

が一番重要ではないかというふうに考えています。生
産性改善ということで、昨日の日立さんの話でもありましたが、やはり工程削減ですね。六百数十あるような工程をいかに少なくするか、そうすることによって製造設備が少なく済むというのが 1 点と、スループッ

その他

製造装置
50%

水処理設備/SC
14%

トを上げることによって同様に製造設備をミニマム化
できるということで、投資も削減できますし、エネル
ギーの使用量もこれによって低減できるのではないか

空調設備
15%

と考えています。

・製造装置の比率が高く、続いて空調,水処理の比率が高い。
4

ファブシステム研究会

総合レポート

2008

-

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-

オープンディスカッション－ 第４セッション 環境負荷低減

従来法では環境負荷低減するためには
従来法

平均使用量

動力設備（Facility）の省エネ

装置A：定格値

製造設備の省エネ

装置B：定格値α（負荷率）

定格値合計

・
・
・

生産性改善
¾工程削減¾スループット向上β（実績Max）

最大使用量
経験値（α、β）の見積もりが困難のため使用量を過大に見積もってしまう。

イニシャルコスト増大
ランニングコスト増大
86とはいっても、ここはなかなか手が入っていないというのが実情で、上の 2 つの項目（動力設備の省エネ、製造設備の省エネ）では限界があるということで、こエンジニアの経験とか、ノウハウが計算値に入ってしまい、かなり過大に見積もってしまっていました。そうすることによって、イニシャルコストが非常に上がの辺（生産性改善）に力を入れてきているような状況です。今回は上の 2 つについて簡単に今までの活動について報告したいと思います。

り、ランニングコストも上がるというのが実態だということです。

◎新手法とは？：シミュレーション技術◎動力設備（Facility）の省エネ

シミュレーション技術を使い最適な動力設計をする必要があるのではないかと。要は、クリーンルームの条件とか製造条件にバーチャルファブのシミュレー
ターを使って最適な用力設計やレイアウト設計、運用条件を求める。それに基づいて、動力計画を立てていくという手法です。

まず動力設備の省エネですが、動力設備はクリーンルーム建設時に導入するために、効率的な投資が必要なわけですが、実態はそうなっていないということで、300mm のクリーンルームをつくるときに用いたバー
チャルファブの技術やクリーンルーム動力設備設計、解析、こうしたツールを使って、投資を効率的にすることによって省エネも図れたという実例です。

◎用力設計：従来法と新手法の比較
そうすることによって、従来は設備投資、ランニン
グコスト、効果予想、フレキシビリティにかなり問題がありましたが、新手法を使用することによって改善ができた事例です。

◎従来法では従来、動力設備を設計する上で、各装置の定格を合計して、それに負荷率、実績の最大値の要素を絡めて平均使用量とか最大使用量を算出していました。ただ、ここの負荷率とか実績の最大値に関しては、担当する新手法とは？：シミュレーション技術䝞䞊䝏䝱䝹㻲㼍㼎ᢏ⾡䠖

動力設備（Facility）の省エネ

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動力設備は、クリーンルーム建設時、導入するため、効率的な投資が必要！！

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しかし、実態は．．．。
しかし、実態は．．．。

ファブシステム研究会

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9

2008

-

90

-

オープンディスカッション－ 第４セッション 環境負荷低減

どういうデータが必要か？（例、電力）

用力設計：従来法と新手法との比較㟁ຊ᥎⛣䝕䞊䝍౛

従来法と新手法との比較

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新手法はデータベースが確立すると精度/コスト/効果予測等定量化可能1210◎実施例：N2 設備設計・使用量削減への適用◎どういうデータが必要か？（例、電力）

具体的に、これは N2 プラントの例です。横軸が時間軸ですからロット規模が上がっていくと思っていた

シミュレーションには、どういうデータが必要かは、前回お話ししましたが、装置の使用量を “ 見える化 ”する必要があるということで、1 つの設備であれば、本体と付帯、除外、ポンプとか、いったものがありま

だきたいのですが、縦軸が N2 の使用量です。従来の使用量をカーブで描くとこのような形になります。これがプラントの建設の判断時期ですが、今回シミュレーションすることによって、このようなカーブになる。ということは、従来、この時点で次のプラントの建設が必要になりますが、シミュレーションすること
によって、次のプラントの建設をしなくて済みました。
また、N2 削減推進をすることによって大幅に N2 プ
ラントの投資抑制が図れたという実例です。

す。おのおのの電力量を測って、電力使用量を見えるように把握しておく必要があります。これは電力の例
ですが、こういった形での電力測定を実際に行いました。そのデータをもとにシミュレーションにかけ分析
しています。

◎分析すると：電力データ例
ここのスタンバイ分というのはアイドル時に消費している電力です。これはロットを処理しているときの電力量です。これを見ていただければわかりますが、8 割くらいがアイドル時でも電力を消費している。この消費している電力をいかに下げるかというところが

池田 それはシミュレーションよりも良い結果になったということですか。
濱本 いえ、このときの見込みの N2 使用量からさらに N2 削減を進めた結果、こうなったということです。

今後の課題だというふうに考えています。

池田 シミュレーションだけではなくて、ということ
ですね？
濱本

はい。

分析をすると：電力データ例

実施例：Ｎ２設備設計・使用量削減への適用㻔㻝㻕䝅䝭䝳䝺䞊䝅䝵䞁䛷䠪䠎タഛቑタ๐ῶ䝇䝍䞁䝞䜲➨䠍䠇➨䠎䠇➨䠏 㻼㼘㼍㼚㼠⬟ຊ

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ファブシステム研究会

総合レポート

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2008

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91

-

オープンディスカッション－ 第４セッション 環境負荷低減

分析結果(電力ｼﾐｭﾚｰｼｮﾝ)：CR全体での使用量

製造設備の省エネ㟁ຊ㻔㻷㼃㻕䢗䡫䢀䢔䢙䡴

製造設備の省エネ優先順位は、
㻹㻱㼀㻭㻸¾プロセスに影響与えない、ロット一定分(アイドリング)の削減

㻯㻹㻼
䡮䡱䢙ὀධ

¾電力固定分の削減㻰㻾㼅䢗䡫䢀䢔䢙䡴
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㻯㼂㻰
䠮䠰䠬
㻴㻻㼀
㼃㻱㼀

装置メーカとの省エネの取組みは、

㻸㼕㼠㼔㼛

¾省エネ仕様の提示䡹䡼䢙䢆䢚䡮ศ¾省エネ事例紹介¾装置メーカとの省エネ協議の推進ᅛᐃศ䠄䡹䡼䢙䢆䢚䡮䠃䢗䡫䢀䢔䢙䡴୍ᐃศ䠅䛜඲య䛾䠔๭䜢༨䜑䜛๐ῶඃඛ㡰఩ 䠖 䐟䝇䝍䞁䝞䜲ศ 䐠䝻䝑䝖䝸䞁䜽୍ᐃศ
14

16◎分析結果（電力シミュレーション：CR 全体での使用量）

そのために装置メーカと省エネ協議の推進を行っています。また、我々が購入する場合、メーカに対して、

これがユニットごとの使用量の比率です。一番使っ

省エネ仕様，省エネ事例を紹介し、アイテムの取り込みをお願いしています。

ているのがホット、リソ、あとドライ系が、電力使用量が多いという実態です。我々の取り組みとしては、この大きなユニット設備の省エネを推進するため、各メーカ入れて省エネの取り組みを行っていますが、なかなか思うように進んでいないというのが実情です。

◎製造設備の省エネ仕様（1）（2）
これが我々の省エネ仕様の一例です。過剰仕様の防止とか、省エネに配慮した機種の選定や、用力削減の制御とか、具体的にはドライポンプ、チラーの間欠運
転とか、事例を具体的に挙げて、装置メーカに対して、◎何処を Target に？：電力固定分内訳
固定分に関しては、チラー、ポンプ、ランプ、ヒーターなど、特に大きな熱源を持っているところが電力を消費しているという状況です。

製造設備の省エネ仕様（１）７．省エネ仕様
７−１．目的
装置の消費エネルギーの削減を図るための省エネ対応仕様を規定する。
７−２．省エネ対策指針（１）過剰仕様の防止・必要とされる仕様を明確にして、これに合わせた仕様の部品/機器を使用すること。

◎製造設備の省エネ・対象台数による構成変更（複数台対応など）は対投資効果で判定すること。
例）①温度要求でのチラー機器切り分け、複数台供給可否の検討など（２）省エネに配慮した機器選定

そういった中で、製造設備の省エネとして、省エネ・コストに配慮の上で消費エネルギーの少ない部品/機器を活用すること。
例）①省エネ対応の真空ポンプの選定。

の優先順位としては、まずプロセスに影響を与えない
ロットリンク一定分のアイドリング時の電力削減と、電力固定分の削減を優先して今までやってきています。

（３）用力削減の制御・性能に影響しない事を前提に用力の使用量削減を考慮すること。
例）①ドライポンプ、チラーなどのインバータ制御、間欠運転制御。
②薬液、純水供給流量制御、間欠制御など。
③装置停止時の用力の使用量削減
17

製造設備の省エネ仕様（２）

何処をTargetに？：電力固定分内訳（４）エネルギーロスの削減
・装置内での配線、配管等の損失抵抗及び周囲環境の影響に配慮すること。
例）①装置内の供給・排気配管、電力配線等の長さ短縮など。

チラー
チラー
ポンプ
Lamp
ヒーター
除害
RF
その他

その他
ポンプ

除害
ヒーター

RTP
Lamp

②断熱構造及び排熱削減のための機密性を高める装置構造など。
（５）消費エネルギーの明確化
・装置各部で消費する用力量が明確になっていること例）①レシピに連動した用力使用量の把握②装置停止時の用力使用量の把握（用力：装置を動作させるための電力、高圧エア、N2､排気、純水、冷却水などの総称）

RF・固定分で多いのはチラー、ポンプ、 RTPランプ、
拡散・LPのヒーター、除害加熱ヒーター
15

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2008

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オープンディスカッション－ 第４セッション 環境負荷低減

装置メーカとの省エネ協議の推進

製造設備の省エネアイテム事例

目標設定：２００４年をベースラインに、２０１０年まで６％／年の削減。
＜目標達成に向けて＞

１．ポンプ
間欠運転、
スタンバイ時低パワー運転
２．チラー
間欠運転、
冷凍機マルチ化、冷凍機廃止（冷却水を用力供給）
３．排気
風量の適正設定、
排気設計適正化
４．冷却水
必要流量・温度の明確化→［低温㱺常温］化の検討
５．ヒーター
スタンバイ時の低パワー化・停止

・２０１０年までを見据えた長期的な計画・新規導入設備への省エネ仕様の積極導入
・次期開発装置への省エネ仕様の導入検討

省エネ改善が捗らないことより
省エネ改善が捗らないことより
１．用力削減施策㟁ຊ㧗ᅽ䜶䜰䠄 䠤 䠝䠅

従来

今後

電力削減に注力したアイテムの発掘。

❅⣲䠄 䠪 䠎䠅
ᖖ

෭༷Ỉ

ప

෭༷Ỉ
⣧Ỉ
᤼Ẽ

１．電力以外の用力削減効果は東芝の換算係数 ｏｒ Ｓｅｍｉ換算係数にて電力換算し、効果として取り込む
２．生産効率改善施策にて、装置必要（搬入）台数が削減した場合は効果として取り込む

２．生産効率改善施策

䝇 䝹䞊䝥䝑䝖䠱 䠬ᕤ⛬๐ῶ

電力削減に注力したアイテム発掘から他用力、生産効率改善施策など視野を広げる。

19

21

エネルギーロスの削減とか消費エネルギーの明確化をお願いして、常に省エネを意識した設計をお願いする
よう、仕様書という形で提示しています。

◎装置メーカとの省エネ協議の推進
装置メーカとの省エネ協議の推進ということで、今、2004 年をベースに装置メーカに対しては年 6％の削減をお願いしています。これはすべての装置メーカではなくて、消費電力の多い主要メーカに対してお願いしています。

◎製造設備の省エネアイテム事例
これが、過去、我々がやった省エネアイテムの実例です。ポンプ、チラー、排気、冷却水、ヒーターを装置メーカに紹介して、適用できるものについては適用していただくようお願いしている状況です。

こうした中でも、なかなか省エネ改善がはかどらないということで、従来は電力削減だけに注力したお願いをして来ました。しかし、これだけではメーカも限界に近い状況です。特に最近では新しい装置開発に装
置メーカは注力したいということもあり、今後は生産効率改善施策を含めた取り組みをお願いしています。
その成果を、電力削減の成果とすることで、年 6％削
減をお願いしている状況です。

◎省エネ事例：ドライポンプ間欠運転化
これが省エネ事例のドライポンプ間欠運転です。従来、カセットチャンバーを真空引きするため、処理が終了するまで、ドライポンプを引き続けていました。
今回、カセットチャンバーを真空引きした後、ドライ◎クリーンルーム循環風量削減による省エネ事例

ポンプを停止しています。本来はプロセスチャンバーも行いたいのですが、パーティクルの影響がもろに効いてきますので、今回はカセットチャンバーだけのドライポンプ停止という事例です。

これは 07 年度、資源エネルギー庁長官賞をいただ
いた事例です。

省エネ事例：ドライポンプ間欠運転化
機器構成

P/C

真空作動

P/C

圧力計１
PG

真空作動

真空保持/開放

DP
IV

START

装置ｺﾝﾄﾛｰﾗ

切替え
ｺﾝﾄﾛｰﾗクリーンﾙｰﾑ循環風量削減による省エネ事例

制御シーケンス

T/C
T/C
C/C

バルブ

処理工程

C/C

圧力計1
バルブ

ＤＰ

ＤＰ

C/C

P/C

C/C

C/C

Vac

処理

Vent

Vac

常圧

DP
停
止

真空

開
閉
運転
停止

DP停止

20

ファブシステム研究会

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2008

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オープンディスカッション－ 第４セッション 環境負荷低減

いうか、Lot box の 2 通りのクリーンルームです。

電力用途別内訳(06)ボ ー ル ル ー ム ク リ ー ン ル ー ム と ベ イ 方 式、あと
【電力用途別内訳】【一次エネルギー使用内訳】

SMIF と Lot box 運用関連図はこの表になっています。

（CO2換算）
都市ガス
11%

冷凍機
10%

他動力 その他
10%
製造装置
50%

水処理設備/SC
14%
空調設備
15%

電力 89%◎クリーンルーム概要− 2
これはクリーンルームの構造ですが、外気から取り込んで、ダウンフローを行っているクリーンルームです。

・製造装置に続いて、空調の比率が高い。

空調設備（ｸﾘｰﾝﾙｰﾑ）の省ｴﾈが必要◎クリーンルーム概要− 323

これはボールルームクリーンルームとベイ方式ク◎電力用途別内訳（06）リーンルームで、ボールルームクリーンルームのポイントとしては部屋の分割はなし、大部屋方式で、装置
レイアウトは全体に配置している。ベイ方式は、ユー
テリティとウェーハをワークするエリアが完全に分離

先ほどのグラフのように、空調設備のエネルギーというのも非常に大きいというところで、空調設備の省エネを図った事例です。

しているクリーンルーム構造になっています。
◎クリーンルーム概要− 1◎クリーンルーム概要− 4

我々のクリーンルームはボールルームクリーンルー
ムとベイ方式のクリーンルームがあります。あと、ロットの運用方式では SMIF と通常のオープンカセットとSMIF 運 用 は、SMIF Pod も し く は 300mm のFOUP、基本的には局所クリーン化して、作業エリア

クリーンルーム概要-１

クリーンルーム概要-３

当工場のクリーンルーム構造はクリーンルーム構造①ボールルームクリーンルーム②ベイ方式クリーンルーム

ボールルームクリーンルーム
ＣＲレイアウトポイント

ロット運用方式は

ᕤ⛬㻭

①SMIF Pod運用②Lot Box運用

ᕤ⛬㻮

ᕤ⛬㻯

ᕤ⛬㻲
ᕤ
⛬
㻱

各クリーンルーム構造とロット運用方式の関連

クリーンルーム構造

Lot Box
運用

ボールルームクリーンルーム

○

−

○

・部屋割り：工程別の部屋分割なし（大部屋方式）ᕤ⛬㻳

・装置レイアウト：全体配置

ベイ方式クリーンルーム

SMIF Pod
運用

ベイ方式クリーンルームᕤ⛬㻰

ＣＲレイアウト㼃㼆㼃㼆ᕤ⛬㻭 㼁㼆 ᕤ⛬㻯㼃㼆㼃㼆㼁㼆 ᕤ⛬㻱 㼁㼆 ᕤ⛬㻲
㏻䚷㊰㼃㼆㼁㼆 㼃 㼆
ᕤ⛬㻮
ᕤ⛬㻰

○

ポイント
・部屋割り：工程別に部屋分割あり（ワーキングゾーン、ユーティリティゾーン区別）㼁㼆 㼃 㼆 㼁㼆 㼃 㼆
㼁㼆
ᕤ⛬㻱
ᕤ⛬㻳

・装置レイアウト：壁埋め込み式

24

26

クリーンルーム概要-２

クリーンルーム概要-４

クリーンルーム空調

ロット運用方式

空調エリア

クリーンルーム

冷凍機

フィルタ

ｽｸﾗﾊﾞ

空調機

c H
ﾌｧﾝ

循環機

ウェーハ搬送エリア（青線枠内）の局所クリーン化でOK

Lot Box運用
クリーンルーム全体のクリーン化が必要

クリーンエア

冷温水ﾎﾟﾝﾌﾟ

外気

SMIF Pod運用

ｸﾘｰﾝﾙｰﾑ

製造
装置

プロセス装置●SMIF Podは、内部が超クリーン度に維持されたウェーハ運搬用の密閉容器（クリーンルーム環境から分離有り）

ﾌｧﾝ

c c

プロセス装置●Lot Boxは、ウェーハ保護を目的とした
ウェーハ運搬ケース（クリーンルーム環境から分離無し）

クリーンルーム断面図
25

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2008

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オープンディスカッション－ 第４セッション 環境負荷低減

クリーンルーム概要-５

循環風量削減における課題

ＣＲ清浄度スペックと現状のパーティクル
Lot Box運用クリーンルーム 現状パーティクル

管理上限
スペックに対するマージン幅

現状値
ベイ方式ＣＲ

ボールルームＣＲ

SMIFPod運用+ボールルームCR
重要
ウェハはCR環境から分離されており必要清浄度高くない。
CR全域で装置熱負荷が比較的大きく、バラツキがある

管理上限

パーティクル数 p/cf

パーティクル数 p/cf

SMIF Pod運用クリーンルーム 現状パーティクル

・SMIFPod運用CR･LotBox運用CRで循環風量の設定が異なる
・CR環境変動、製品影響（歩留低下）は絶対許されない！

ク
SMIFPod運用+ベイ方式CR
リス
ウェハはCR環境から分離されており必要清浄度高くない。
ワーキングゾーンの装置熱負荷は小さい

現状値
ベイ方式ＣＲ

現状のCRパーティクルレベルは､SMIF Pod運用CR･Lot Box

LotBox運用+ベイ方式CR
ウェハがCR環境に直接暴露されるため、風量削減によるパーティクル増加で製品歩留が低下する

運用CRともに、スペック（管理上限）に対してマージンあり

小

重要

30

28

◎循環風量削減における課題

は若干緩めなクリーン度ということになっています。
一方、ボックス運用に関しては、クリーンルーム全体
を高クリーン度で運用しています。

そうした中で、特に押さえておきたいポイントとして、SMIF Pod とボールルームクリーンルームは、SMIF 運用は、クリーンルームの洗浄度も当然ある程度必要ですが、どちらかというと装置の熱負荷がク
リーンルームに与える影響が大きい。

◎クリーンルーム概要− 5
今回着目した点は、クリーンルームのパーティクルの管理スペックですが、アクチュアルとかなりマージンがあります。SMIF 運用のクリーンルームと Lot
box 運用のクリーンルーム、いずれも管理値とアクチュアルが管理上限に対してマージンがあります。このマージンに着目して、もっとクリーンルームの循環
風量を落とすことができるのではないか、ということで今回取り組んだのがこの事例です。

一方、Lot box 運用に関しては、やはりパーティクルですね。ウェーハが暴露されますので、パーティク
ルからの影響が非常に問題になってくる。以上のポイントを注意しながら進めることによって実現できるのではないかということです。これが実際の循環風量削
減前後のデータを示したものです。

◎ SMIF Pod 運用＋ボール CR 循環風量削減（検証 1、
2、3）◎テーマ選定の理由

2 段階に循環風量を落としましたが、温度の変動はスペック内で問題なし。あと、湿度も問題なし。パー
ティクルは多少の増加は見受けられますが、管理値に今までを簡単に整理すると、空調設備の電力使用量が多い、管理スペックに対して実績値にマージンがある。と言うことでクリーンルーム循環風量の削減で省対してもまだまだ十分問題ない結果となっています。

エネが図れるのではないかということです。

SMIFPod運用+ボールCR循環風量削減

テーマ選定の理由

検証-1

循環風量削減対策後の温度推移（2007/2/5〜4/30）

CR空調循環で膨大な電力を使用！

中央監視データ1ʼstｽﾃｯﾌﾟ変更(2/13〜3/25）

2ʼstｽﾃｯﾌﾟ変更(3/26〜）

風量ﾚﾍﾞﾙ5→風量ﾚﾍﾞﾙ4

風量ﾚﾍﾞﾙ4→風量ﾚﾍﾞﾙ3

上限

要求清浄度スペックに対し実績値にマージンあり！

設定
下限
2/13

3/26

CR循環風量削減による省エネを検討
温度変動なし､要求スペック範囲内で推移
29

ファブシステム研究会

総合レポート

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2008

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-

オープンディスカッション－ 第４セッション 環境負荷低減

LotBox運用+ベイ方式CR循環風量削減

SMIFPod運用+ボールCR循環風量削減
検証-2

検証-1

循環風量削減対策後の湿度推移（2007/2/5〜4/30）
中央監視データᐃ䢊䢛䡸䢚䡸䡪䢙 䡼䢚䡹䢀䡲䡯䢙䡼䡬 ᐃ
0.3ȝm௨ୖ
0.5ȝm௨ୖ
0.3ȝm௨ୖ
0.5ȝm௨ୖ
0.3ȝm௨ୖ
0.5ȝm௨ୖ
0.3ȝm௨ୖ
0.5ȝm௨ୖ
0.3ȝm௨ୖ
0.5ȝm௨ୖ

A
1ʼstｽﾃｯﾌﾟ変更(2/13〜3/25）

2ʼstｽﾃｯﾌﾟ変更(3/26〜）

風量ﾚﾍﾞﾙ5→風量ﾚﾍﾞﾙ4

風量ﾚﾍﾞﾙ4→風量ﾚﾍﾞﾙ3

B
C

上限

D

設定

E

製品ウェーハ暴露より過酷な条件下での検証結果

10%風量削減後

風量削減前
ุᐃ䡯䡦䡬䢆ᤕ㞟(5h䠅

ุᐃ

OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK

0.2ȝm௨ୖ(S䠅
0.5ȝm௨ୖ(L)0.2ȝm௨ୖ(S䠅
0.5ȝm௨ୖ(L)0.2ȝm௨ୖ(S䠅
0.5ȝm௨ୖ(L)0.2ȝm௨ୖ(S䠅
0.5ȝm௨ୖ(L)0.2ȝm௨ୖ(S䠅
0.5ȝm௨ୖ(L)

OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK

ᐃ䢊䢛䡸䢚䡸䡪䢙 䡼䢚䡹䢀䡲䡯䢙䡼䡬 ᐃ
0.3ȝm௨ୖ
0.5ȝm௨ୖ
0.3ȝm௨ୖ
0.5ȝm௨ୖ
0.3ȝm௨ୖ
0.5ȝm௨ୖ
0.3ȝm௨ୖ
0.5ȝm௨ୖ
0.3ȝm௨ୖ
0.5ȝm௨ୖ

A
B
C
D
E

ุᐃ

䡯䡦䡬䢆ᤕ㞟(5h䠅

ุᐃ

OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK

0.2ȝm௨ୖ(S䠅
0.5ȝm௨ୖ(L)0.2ȝm௨ୖ(S䠅
0.5ȝm௨ୖ(L)0.2ȝm௨ୖ(S䠅
0.5ȝm௨ୖ(L)0.2ȝm௨ୖ(S䠅
0.5ȝm௨ୖ(L)0.2ȝm௨ୖ(S䠅
0.5ȝm௨ୖ(L)

OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK

下限
2/13

3/26

10％削減後も気中パーティクル･ウェハ捕集パーティクル
とも管理スペック範囲内で問題なし
湿度変動なし､要求スペック範囲内で推移
34

32

SMIFPod運用+ボールCR循環風量削減

LotBox運用+ベイ方式CR循環風量削減

検証-3

検証-2

循環風量削減前/後のパーティクル推移（2007/2/5〜4/30）

風量削減後

風量削減前

2ʼstｽﾃｯﾌﾟ変更(3/26〜）

風量ﾚﾍﾞﾙ5→風量ﾚﾍﾞﾙ4

風量ﾚﾍﾞﾙ4→風量ﾚﾍﾞﾙ3

2/13

管理上限

パーティクル数 p/cf

1ʼstｽﾃｯﾌﾟ変更(2/13〜3/25）

パーティクル数 p/cf

管理スペック
管理上限

3/26

10%風量削減後､パーティクルレベルが上昇したがスペック(管理上限)に対してはマージンあり

パーティクル若干量増加､管理スペック1/20以下

35

33◎ Lot box 運用＋ベイ方式 CR 循環風量削減（検証 1、
2、3）

LotBox運用+ベイ方式CR循環風量削減
検証-3

これは Lot box 運用に関しての例ですが、循環風量を 10％落としても、気中パーティクル、ベイウェー
ハ上での捕集パーティクル共に、基本的に問題ないレ
ベルです。

LotBox運用CR D工程 温度推移グラフ

LotBox運用CR D工程 湿度推移グラフ

上限

風量削減前/後で変動なし

下限

上限

風量削減前/後で変動なし

下限

循環風量削減対策後のCR環境変動検証（温度/湿度）

10％風量削減前と風量削減後で若干パーティクル
は増えていますが、管理値に対しては十分まだ余裕がある結果となっています。

温度・湿度とも変動なし
要求スペック範囲内で推移
36◎各対策後の省エネ効果

各対策後の省エネ効果

今回、対象となったクリーンルームは 4 棟ありま

省エネ効果
実績((ＣＲ建屋計
省エネ効果実績
ＣＲ建屋計)

すが、4 棟のトータルとして、年間 CO2 は 1,811tCO2、省エネコストに関しては約 4,000 万円近くの削減効果を図ることができました。

┬ 䜶 䝛㔞䠄 CO2-䡐䠅

以上です。

ຠᯝ㔠㢠䠄 M䢠䠅AᲷ

LotBox㐠⏝䠇䝧䜲᪉ᘧ㻯㻾

338.7

7.2

BᲷ

LotBox㐠⏝䠇䝧䜲᪉ᘧCR

728.3

15.5

CᲷ

SMIFPod㐠⏝䠇䝧䜲᪉ᘧ㻯㻾

409.0

8.7

DᲷ
Total

SMIFPod㐠⏝䠇䝪䞊䝹䝹䞊䝮㻯㻾

335.2

7.1

1811.238.5■ 省エネルギー量

1,811t-CO2/年■ 省コスト額

38,500千円/年

目標達成（対目標122%）37

ファブシステム研究会

総合レポート

2008

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96

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オープンディスカッション－ 第４セッション 環境負荷低減

久保内

質疑応答
池田

質問というか、考え方なんですが、結果的に省エネから CO2 削減の換算値でなるんでしょうけれ
ども、それ以外の環境負荷に対する環境投資というか、そういう考え方でもこれから規制がますます厳しありがとうございました。

質問はございますか。

くなった場合、当然やらざるを得なくなる可能性もあるわけですね。その場合の環境投資へのコストの見積
もりというか、考え方というか……。例えば、普通の①クリーンルームの循環風量の削減について
長谷部 最後にお話いただいたクリーンルーム循環風
量の削減ですが、具体的な数字で時間何回を何回くらいにしたというのが、もし教えていただければ。

設備だったら、投資対効果で何年回収だとか、いろい
ろあると思うんですが、環境に対する指標というのは出ているんですか。

濱本 Lot box のところは 0.34 を 10％くらい削減しています。SMIF に関しては、SMIF 化にすることによって循環風量をいったん落としています。多分、そ濱本 我々の会社も環境投資のための投資枠があります。まず投資回収でランク分けされています。1 年以内に投資回収できるなら、それは A ランクで、すぐ投資が行える。2 年、3 年によって、少し判断が入っ

れは 0.34 から 0.30 だったと思いますが、それから今回さらに循環風量を削減していますので、0.22 まてくるというのが一つと、1 トン当たり 1 万円だったか、そういった別の指標があります。とはいっても、現実的には投資回収年数で判断されるというのが実情ですね。

で循環風量を落としています。

②環境負荷削減の CO2 と費用の管理について久保内

加藤洋 さっきの環境負荷削減のところで 2 つ指標が出て、CO2 と費用とありましたね。今、両方で管理されているんですか。

濱本 5 年だと、今の状況ではなかなか下りないですね。せめて 2 年くらいじゃないと、年度投資には載らないですね。

濱本 はい。やはり我々は利益を出さないといけない
ので、まず動力コストをいかに下げるかと言うことです。それを裏返せば CO2 削減になります。だから、
我々は製造損益に直結している、コスト削減に取り組んでいます。

久保内 厳しいですね。設備でも 1、2 年は当然です
けど、環境関係でやると 5 年以上というのもかなり多いんですね。

加藤洋 CO2 を何％削減したらコストは幾らという、平均換算値みたいなものはあるんですか。
濱本

換算値はあります。コストというよりは、電力

濱本 今、改良とか改善とか、そういうものしかアイ
テムとしては上がってこないですね。

④引当金について換算で CO2 に換算する、これは SEMI でも規定されていますけれども、そういった換算表を使用しています。

加藤洋 司会者の話の中で、環境引当金、リスク引当金というお話がありましたね。それの上限というのはあるんですか。

加藤洋 それと実際のコストと比較すると、どうなりますか。
濱本

例えば、5 年とかではどうですか。

池田 貸借対照表にどこまで乗せられるかということですか。ちょっと私はわからないので、必要でしたら

このコストというのは電力量に換算したもので調べてまいります。

す。それを CO2 に換算しています。
加藤洋

それは 1 対 1 になっているということです⑤プロセス開発企業の環境負荷の取り組みについて

か。
濱本

久保内

はい。

もう一点。ここでは設備を中心にした議論をされていますが、大分前ですけど、エプソンさんに伺ったときに、エプソンさんはトップダウンでいろいろな
省エネに取り組まれていて、フロンで温暖化ガスが話③環境投資に対する指標について題になった時期ですけども、「それを対策できないな

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オープンディスカッション－ 第４セッション 環境負荷低減

ら、もうビジネスなんかやめてしまえ」というトップ
ダウンが下ったと。今はかなり対応されていますが、在籍しまして、その後、2 年と少しの間、後ほど説明させていただきますけれども、フューチャービジョン

逆にそういった環境負荷のないようなプロセス開発に対して熱心な企業というんですか……。私、最近、あまりお見受けしないんですけど、各企業でそういう努力をされているところがあれば、そのご意見も伺いたという会社に出向しまして、大型ディスプレイ工場の省エネに関して参画してきました。
現在では、医薬系を含むクリーンルームの省エネということに携わっております。ここで何を言いたかっいなと思うんですが。
濱本

たのかといいますと、私の場合は他業種の方々と現場でいっぱい汗をかいてきたということが一言でいう略歴になります。その中で感じたことは、熱源機器の冷凍機やボイラーですとか、空調機といったものの省エ

プロセスに絡む話なので、代替ガスの開発で逃げるというのが今までですね。あと、基本的にはPFC 関係に関しては除害を入れて、いかにきれいな状態に削減するか。PFC に関しては、NEDO に申請して認められて、今年度 200mm のラインに関しては投資して削減することになっています。

ネ対策も大事なのですが、大幅な CO2 削減や省エネを達成していくには、建築の設備機器だけではなくて生産装置を含めた対策が必要ということです。
いろいろ経験した中で、1 つ目として、フューチャー

池田 今のコメントで何かお話のある方、いらっしゃいますか。

ビジョン社で研究してきた内容の紹介と、装置メー
カーさんとやってきた内容、最後に少しトーンが変わるのですが、局所クリーン化に関して空間の分離というお話があったと思いますので、最近やった実験で、簡易にエネルギーをかけずに分離するということをチャレンジしていますので、その内容について、公表している範囲での話になりますが、説明させていただ
きます。

いいですか。
では、次に行きたいと思いますが、お願いします。

生産装置と一体となった省エネ対策
伊藤宏 おはようございます。きのうの懇親会から参加させていただいております大成建設の伊藤と申します。よろしくお願いします。

FV での研究内容◎ FV（フューチャービジョン）社における省エネの取り組み◎ CR に関わる略歴

まず、フューチャービジョン社における省エネの取り組みということで、こちらにある施設が仙台にある、自分のクリーンルームに関わる略歴を書かせていただきました。クリーンルームのことを全く知らない状

平面ディスプレイ超先端研究センター（通称 SARF）
で、産総研が経済産業省の補正予算にて平成 16 年 3月末に竣工して整備していただいた施設になります。
現在は、この施設は東京エレクトロンさんの研究所に態で、10 年前、東京エレクトロンさんと縦型拡散炉の省エネに関して着手したのが始まりになります。その後、2 年間、東北大学の大見研究室に研究員としてFV（ﾌｭｰﾁｬｰﾋﾞｼﾞｮﾝ）社における省ｴﾈの取組み

建築面積
5,604㎡
延べ床面積 9,760㎡
鉄骨造 2階建
ｸﾘｰﾝﾙｰﾑ面積 約2,500㎡

生産装置と一体となった省エネ対策◆独立行政法人 産業技術総合研究所が、経済産業省の補正予算にて整備（平成16年
3月末日竣工）◆施工者：大成・ＴＥＬ・ＦＶ共同企業体※ＦＶ（フューチャービジョン）社『大型・高精彩ディスプレイを低コストで実現する』ための製造技術の研究開発
ﾊﾟﾈﾙﾒｰｶｰ，装置ﾒｰｶｰ，建設会社etc.
の一体化連合＋東北大学の技術支援

2008年9月27日
大成建設（株）技術センター
建築技術研究所 省エネルギーチーム 伊藤

平面ディスプレイ超先端研究センター（仙台）SARF：Super Advanced Research Center for Flat Panel Display

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オープンディスカッション－ 第４セッション 環境負荷低減があります。原因は幾つかあるのですが、1 つには生産装置が製造していないときにでも、排気しているとか、冷却水が流れているとか、ヒーターに電源が入っなっています。そこで、この施設を使って大型の高精細ディスプレイを低コストで実現するめに、いろいろな企業が出資して会社をつくりました。その会社がフューチャービジョンになります。そこに私は出向しまして、2 年と少しの間、省エネを進めるワーキングで活動してきました。

たままになっているとかで、生産していなくてもいろ
いろなものが動いてしまっています。その結果、こういうふうに下がらないで、横ばい状況になっている工場があります。

パネルメーカーさんですとか、装置メーカーさんですとか、いろいろな方々と話をして、工場を省エネ化するための課題は何だろうかといろいろ議論した中で、課題はこの 3 つに整理できるのではないかとなっ3 つ目ですが、「装置・設備の消費エネルギー過多」ということで、先ほどのお話にもありましたように、生産装置側であまり省エネに関する意識が少ないというか、多分、そこまで労力を回し切れていないということだと思うのですが、エネルギー消費が多いということです。

たものがこちらの図になります。

◎工場省エネ化のための 3 つの課題

以上、大きくこの 3 つに整理できるのではないかということになりました。

主にメガファブの問題点と思われることなのですが、横軸は生産装置の稼働率（㲈生産量）、縦軸に工場全体の消費エネルギーを示し、単純に 100％だった
らこれくらいで、80％、50％だったらエネルギーが減っていくでしょうというものを模式化した図になります。

◎省エネルギーの考え方
もう一つ、少し観点が変わるのですが、先ほどのフューチャービジョンでいろいろな方々と話している
ときに、「生産性を考えたときの省エネルギーとは何だろう」ということで、これは私が聞いたときに「なるほど」と思ったことです。横軸が生産に係る時間、縦軸が時間当たりのエネルギー消費量。単純にエネル
ギー消費と考えて、この黒点が現状としますと、時間と消費量を掛けた面積が今使っているエネルギーということになります。今までですと、省エネと考えると、生産に係る時間はそのままで、この時間当たりエネル
ギー消費量を大幅に下げよう、端的にはそういう考えが多かったかと思います。

課題の 1 つ目、
「マージンが過大」ということですが、本来ですと 100％生産量のときにこれくらいのエネル
ギーで済むわけですが、設備が持っている定格、最大能力がそれを大幅に超えている、例えば工場によっては冷凍機が 1 台余っている、空調機が 1 台止まっているとかの過剰投資ということが起こっている工場があります。
課題の 2 つ目、「低稼働率でも消費エネルギーは同じ」。単純に生産量がゼロに向かって下がっていった
ときには、この黒い線に沿って工場全体の消費エネル
ギーは下がっていってほしいのですが、こちらのオレンジの線のように生産量が下がっても工場全体の消費
エネルギーが下がらないといった現象が見られること理想的には、このエネルギー量も下げて、生産に係る時間も短くするということがよろしいかと思うのですが、ある方から「生産性のことを考えると、瞬時に省エネルギーの考え方

工場省エネ化のための３つの課題
工場を省エネ化するための課題は以下の３つに整理できる良品数

事業の重要性①マージンが過大

時間当りのエネルギー消費量

工場全体の消費エネルギー

設備
最大能力

エネルギー生産性 ＝ ｴﾈﾙｷﾞｰ消費（時間当り） 生産時間

生産装置がフル稼働の状況でも設備の最大能力が余っている（過剰投資）②低稼働率でも消費ｴﾈﾙｷﾞｰは同じ③装置・設備の消費ｴﾈﾙｷﾞｰ過多

生産量が減少してもエネルギー
消費量が減らず、損益分岐点を押し上げている

特に生産装置において、
エネルギーを浪費している場合
が多い

Ａ＞Ｃ＞Ｂ

A

C

B

生産に係る時間
100%0%

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生産時間とエネルギー消費量3

生産装置 稼働率（㲈生産量）

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オープンディスカッション－ 第４セッション 環境負荷低減

係るエネルギーが増えたとしても、時間が短くなったほうがいいという判断はあるよ」というお話がありま生産装置の冷却方式の検討例１
大型FPD製造装置の冷却方式の比較した。これはいろいろな企業の方と話したからわかったことですが、当社にとってみても、搬送時間を短くして、いろいろな動線計画をするとか、そういったことも広義の意味からすると省エネになるのかなと感じ

１. 熱排気熱排気ファン

外調機

外気
天井ﾁｬﾝﾊﾞｰｴﾘｱ

FFU

２. 空冷
（ﾄﾞﾗｲｺｲﾙ）たところです。

ｸﾘｰﾝﾙｰﾑｴﾘｱ

ドライコイル
生産装置

ボイラー

ドライコイルﾕｰﾃｨﾘﾃｨｰｴﾘｱ

◎生産装置のエネルギー使用量の実測例

冷凍機
＋
冷却塔

３. 水冷
（装置冷却水）次に、こちらが先ほどの仙台の施設で実際にフラットパネルディスプレイを作る装置があったのですが、そこの 8 装置のエネルギー実測をした結果になります。
例えば排気ですが、装置メーカーさんがこれくらい排気する予定ですというものがリストになって挙がってきます。それを 8 装置分、全部足し合わせて定格とするとこれくらいに量になるのですが、実際に風量計を付けて測ってみると、60％くらいしか使っていないという実態がありました。冷却水の場合には、同じように測ってみると 57％、純水に関しては33％。電力に関しては、これは平均使用量ですので、突入電力は無視しているのですが、平均的なところで見ると、なんと 28％しか使っていませんでした。
先ほどの工場の問題点の中で「マージンが過大」というお話をさせていただいたのですが、普通、設備設計をするときに、定格というものを渡されて設計してしまうと、当然、余ってしまうという現象になります。ですから、装置メーカーさんが、自分の装置がどれくらいのエネルギーを使うのかを把握するという動きが今後必要だと思っています。

5

カーさんと話したときに、装置からの発熱をどういうふうに冷却するのが良いかということが問題になりました。例えば、メガファブだった場合には冷却方式は
大きく 3 つあります。クリーンルームの空気を吸い込んで熱排気ファンで熱を捨てる。それから、何とな
くこのクリーンルームに熱をばらまいた形になって、クリーンルームに付帯する設備であるドライコイルという冷却コイルで冷やす。それから、直接、生産装置に冷却水を回して冷やす方式です。どういうふうにしたほうが効率がいいのかとか、装置メーカーさんが頑張って省エネしたときに工場全体に対してどのくらい効果があるのかとか、わからないので教えてくださいというお話がありました。

◎生産装置の冷却方式の検討例 2
これは仙台の施設固有の値になるのですが、今、言いました、水冷とドライコイルで冷やすのと、熱排気で捨てるという 3 つの冷却方式のエネルギー量をある換算係数で計算したものになります。

あと一つ、簡単に棒グラフを書いていますけれど
も、実際にある装置のエネルギー量を測るというのは、ものすごく労力がかかることです。この場合には、水冷が一番良くて、熱排気で捨てると 17 倍のエネ
ルギーを使うという結果になりました。やはり装置を

4、5 人で 1 つの装置を測るのに 4 〜 5 日かかっています。計測器を付けて、一枚流しと数枚流しをやってもらって撤去するということをやると、すごく労生産装置の冷却方式の検討例２
製造装置発熱（1kWh）処理時の連結エネルギー消費係数の試算例

力がかかります。省エネを進める上で、現状の実態を知りたいということがあるのですが、やはり簡易に測れるようにするということは大きな課題だと感

水冷が最も効率が高い
熱排気は約１７倍じました。

◎生産装置の冷却方式の検討例 1
次に、生産装置の冷却方式の検討例です。装置メー
6

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オープンディスカッション－ 第４セッション 環境負荷低減

冷却するときには直接冷やして、なるべく外には逃がさない。ましてや熱排気で捨てるということは、外調実稼動工場における実測◆装置メーカー・デバイスメーカーとの共同研究事例（東京エレクトロン、旧FASL殿）

機で非常にコストとエネルギーのかかった空気を吸い込んで捨てることになりますので、今お話しした 17
倍の差になるということです。

JV-2੎ൢϼྸ༏᣽

22% ဃငϬҲ൦
ϼྸ༏᣽

14%

64%

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◎生産装置の省エネ検討例

fanVertical Furnace30sets

cooling coil
Type4

Type3

Line6

Line5

Type2

Type1

Line2

Line1

exhaust temp.
cooling water temp.

次に、装置自身のもう少し内部に入った省エネを装

Line4

Line3

30台の縦型炉をグルーピングし、代表4機種の実測実施（電力、冷却水、排気）electric power
air temp.

outin Cooling water

Table-1of Furnace
Figure-5 Diagram of measurement
for heatTypetransferfrom Furnace to clean room

置メーカーさんといろいろやった例です。各社さんとやったことは、生産装置に対して電気ですとか、水、ガス、冷水、それから先ほどの空気ですとか、何が投入されて、何が出ていくのか、プロセスごととか装置のユニットごとにフロー図を作りました。そういったことをすることによって、ここは装置メーカーさんの機密がありますので、あまり詳細は書いていないのですが、例えばある装置においては稼動部を軽量化する。
本来ですと、ガラス基板をどこかに移動したいだけなのですが、ステージが重たくて、それを動かすために一生懸命モーターが回っていることがあります。他にも内部循環風速低減、排気削減とか、そういったことをやると、約 60％、装置自身の使用するエネルギーが減りそうだという見込みが立ちました。
装置 B も、いろいろなことをやると 45％削減できそうだということで、ここでお話ししたかったことは、
生産プロセスに関わらない部分でも、周りの冷却効率化とか、排気削減、廃熱回収とか、こういったことを積み上げるだけでも大幅な省エネが可能であることがわかりました。

Furnace
Type1
Type2
Type3
Type4

続きまして、東京エレクトロンさんとやった共同研

Process ID
FL-SN
HTO-1000
N2O1000C
AW-RUN

Heater Temp.(Υ)
Stand by
Process
550
775
800
600
750
1,050
750
1,125

7
8
8
7

8

究の内容ですが、縦型拡散炉というものがありまして、
これは内部が非常に高温になる箇所を持っております。500 度以上、1000 度近く上がるタイプのものもあるのですが、冷やすということが非常に重要になってくるので、東京エレクトロンさんの工場で、投入した電力がどういった形で外に捨てられるかというのを実測した結果がこちらになります。冷却水で 64％処理されて、熱排気というもので 14％、あとはこの表面から 22％出ていく、大きくこのような比率になりました。
こういったデータを踏まえながら、実際に当時、
FASL さん、今、SPANSION の会津のほうにある工場に縦型炉が 30 台並んでいるラインがありまして、そこで実測させていただきました。

◎実測結果例

装置省エネの事例

ᗘ>Υ@
ᗘ>Υ@

◆実測結果例【約60％削減】
ユーティリティボックス

排気ダクト付近

バックドア付近

೵Ṇ୰

【約45％削減】
生産冷却水配管

ᗘ>Υ@
ᗘ>Υ@

✌ാ୰

プロセスライン熱排気からの廃熱回収装置断熱の強化、高効率な冷却システム

OUT-1
OUT-1
OUT-2
OUT-2
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ＩＮ

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排気温度の実測例
排気温度の実測例

生産装置

実稼動時の生産装置からの放熱状況（赤外線カメラ画像）

特殊な生産プロセスに立入らない範囲でも、大幅な省エネが可能であることを示唆

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電力量の実測例
電力量の実測例

7

総合レポート

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生産冷却水温度の実測例
生産冷却水温度の実測例

㟁ຊ㔞>N:K@㟁ຊ㔞>N:K@

装置A

装置B

ファブシステム研究会

Total

実測結果例

稼動部軽量化
内部循環風速低減、排気削減
電気部品の適正スペックの選定

排熱の回収

Poly/D-poly
HTO
PyroHigh Temp.Process⦪ᆺ⅔䛾䝷䜲䞁ᵓᡂ

生産装置の省エネ検討例

電力の削減

Process
SiN

温度ですとか、排気とか、電力量の実測ということを行いました。

◎実稼動工場における実測

排気の削減

LP-CVD
LP-CVD
Diffusion
Diffusion

表面からどのようにクリーンルームに熱が出ていく
かということに関しては、こういった赤外線カメラを持ち込むと非常によくわかります。その他に冷却水の装置メーカーとの共同研究内容

CR放熱量の削減

inܴϋ્༏

clean room

冷却の効率化ဃငϬҲ൦outᙌᡯᘺፗẦỤỉ્༏᣽лӳ

Figure-3 FASL semiconductorfabᪧ䠖䠢䠝䠯䠨䠍䠈䠎␒㤋䠄⌧䠖䠯䠬䠝䠪䠯䠥䠫䠪䠅OHU
CVD exhaust
Heat exhaust
Acid exhaust

装置一体型省エネのポイント

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JV-1

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オープンディスカッション－ 第４セッション 環境負荷低減

概要 「 T-Hazard Barrier 」

装置一体型の省エネ対策例◆省エネ対策例ࢼஹ২ᘐ

医薬品工場用に開発

੩క২ᘐ①生産冷却水システムの改善案：生産冷却水の高効率利用及び高温度差熱回収

ケミカルハザード対応クリーンルームに求められる相反する要求性能
１．ケミカルハザード物質の流出防止
製造室を隣室よりも気圧の低い陰圧状態にする この２つの要求に応える
２．汚染物質の侵入防止
クリーンルームの開発
製造室を隣室よりも気圧の高い陽圧状態にする

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ᶍᶓᶒ

・装置内部での冷却水の流し方を工夫・IN-OUTの温度差を大きくし、熱回収ᶇᶌ᭗јྙϬҲ૾ࡸỉ੔ဇ

②外気負荷削減案：簡易処理外気による給排気方式の採用
・熱排気には、外調機処理
した空気（温度、湿度、
化学汚染物質の制御）ではなく、簡易処理した空気（化学汚染物質の制御のみ）を使用③装置側断熱の強化案：高性能断熱材による装置断熱の強化ᶇᶌ໐ਘ‫׋ٻ‬

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੩క২ᘐ

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※生産装置30台に３つの省エネ対策を施した際の効果は、
ランニングコストで約1,000万円/年、ＣＯ2排出で約400トン/年の削減見込

開発システム
壁・天井を中空パネルで構成し、中空パネル内部を陰圧に制御少ない風量で確実に汚染物質の封じ込めが可能

排気フィルター
空調機

੩క২ᘐ

大気圧( 0)ள㖄䢎䡫䡳㗰ᯈ 0.6

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Ʒ੔ဇ

・高性能断熱材を用いて装置の断熱を強化し、クリーンルームへの放熱を削減୰✵䝟䝛䝹䛾ᴫせ周囲空間
給気ﾌｨﾙﾀｰ

༏੎ൢ

༏੎ൢ

隣室
大気圧( 0)クリーンルーム
陽圧(＋)

廊下
大気圧( 0)ܴϋ્༏▼䡶䡯䢊䢚䡬䢀䢚 12

13

54

13

80

11

10

◎装置一体型の省エネ対策例◎概要「T-Hazard Barrier」

そこで、この縦型炉に関する省エネ対策として、東京エレクトロンさんといろいろ考えて、特許を出しま

これはもともと医薬系の工場向けに開発したものなのですが、クリーンルームがあったときに、普通、クした。まず 1 つ目が冷却水ということで、装置内部での冷却水の流し方を工夫しましょうということに取り組みました。

リーンルームというのは外からゴミが入ってほしくな
いので、クリーンルーム内を陽圧、プラス圧にします。
片や、医薬系とか、中で薬とかつくっていたりしますと、中にある汚染物質を外に出したくないということがありますので、逆にマイナスにしたいということがあります。

単純にある筒みたいなものがあって、そこの周りに冷却水が流れているのですが、今までは上からゆっく
り下へ流していくような形のワンパスで温度差がとれていなかったということがありました。それをジャケットみたいな形で、一度に包むようにして水を流してあげる。そういったことによって温度差を大きくとって、出てきた熱も回収しましょうというものです。
それから、先ほど熱排気はお金がかかるというお話をしましたけれども、単純に熱を捨てたいだけなのに、なぜ外調機を通った、エネルギーのかかった高価な空気を使うのだろうということがあります。もし装置内部で分離ができていれば、熱排気の必要な部分は、単に化学汚染物質みたいなものをきれいにしただけで、温湿度は成り行きの空気でいいと。別系統の空気ですね。外調機を通らない空気を入れて、簡易に処理した
空気を使えばいいというのが 2 つ目の内容です。

そういった相反することがあったときに、天井と壁に “ 中空パネル ” といいまして、今回、実験に使ったのは 5cm くらいの空間があるパネルなのですが、そのパネルを使って、5cm の空間だけをファンで引っ張って、マイナス圧にして簡単に隔離しようということを実験的に確認しました。
実験室が 2.7 2.7、3m くらいの空間だったのです
けれども、この空間の周りにある天井や壁のパネル内を、30m3/hour 以下という、一般家庭のトイレの排気ファン程度のファンで引っ張るだけで、具体的にマ
イナス 20 パスカルとし差圧を付けて、完全に隔離することが、標準品に少し加工するだけでも簡易にできるということがわかりました。
こういったことも何かしら、空間の分離をする上では有効ではないかと思いまして、紹介させていただき

最後に、最近ですと真空断熱材という優秀な断熱材があり、今までは平面でしかなかったのですが、少し折り曲げられるようなタイプのものもメーカーさんのました。

ほうで考えられていますので、そういったものを使って、外に出る熱量を減らしましょうというものです。
30 台のラインに 3 つの対策をもし適用できたら、ランニングコストで年間 1,000 万円、CO2 で年間 400トンの削減見込みがあるという試算になりました。

以上です。

質疑応答
⑤冷却について

中空パネルを用いた隔離技術

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池田

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ありがとうございました。伊藤さんのほうから

オープンディスカッション－ 第４セッション 環境負荷低減

断熱その他の重要性がありましたが、質問等、ございませんでしょうか。

⑥計測について池田 計測の話も出てきましたけれども、廣嶋さん、
何かございますか。

個人的に、冷却するという話が印象が大きかったんですが、冷却しなくてはいけない理由というのは、温廣嶋

まっているものがある温度以上になってはいけないという要求があるからだと考えられます。しかし、温まったままでもいいという場合もあるわけですね。そういは確かにあると思います。装置側からはこういうデー
タはこういうふうに出しなさいよ、みたいなものを何かしら規格化することによって、各装置がある一定の条件でちゃんとそういったものが見られるようになる

うものとの兼ね合いというのは何かやられた中であったのでしょうか。

のではないかというふうに思って、それはある意味、
そういうスタンダードみたいなものでの役割として求

伊藤宏 今、言われたことはずっと問題で、生産冷却水をある装置が欲しいというときに、モーター廻りでめられていくのではないかと思います。

欲しいのか、プロセス廻りで欲しいのか、いろいろ欲しい場所が装置ごとに違うのです。よく、装置ごとに加藤洋

温度帯も違ったり、流量が違う――流量が違うのはいいとして、温度帯が違ったりするのですけども、本来、施設を提供する側であれば、温度帯は 1 本のほうが楽なのですね。
それで、いろいろなメーカーさんに聞いてみると、「実はこれは 20 度くらいの冷却水を要求していますが、本来であれば、周りが 30 度以下になればいいのです」と、聞くとそういうのが出てくるのですね。そういったことをきちんと整理したり、逆に装置メーカーに発注するときに、「この温度帯でちゃんとやれ」
とか、そういった指示が必要なのかなと。今は好きに提示させてしまって、いろいろなマージンを含んだりした数字が出てきているのが現状かなと思います。
池田 注文するほうの中のマージンもあるということ
ですね？
伊藤宏
池田

計測するというのは結構大変ですね、というの

先ほどのエネルギーの設備ごとの “ 見える化 ” とか、それからエネルギーの使用量とか排熱の使用量とか、こういうものに規制が加わるということはないんですか。そういう設備じゃないと売ってはいけないとかね。東京都にディーゼル車が入れないとか、そういう規制が環境面でかかってくるんじゃないのかなと思うのですが。
池田 最初に説明しました EuP はまさにそれだと思うのです。今言われているのは国内のお話でしょうか。
加藤洋 国内です。エネルギーを削減していかないといけないわけですから。
池田 その辺の情報を私は持っていませんが、どなたかお持ちの方、いらっしゃいませんか。
また思い出されたらそのときにということで。
他にございませんか。
駒形 フューチャービジョンさんのところでの定格と実測のデータですが、実測は平均でしたけれども、ピークで見たらどれくらいまで行くものでしょうか。

そうですね。
こういうことに関して何かご質問ございません

でしょうか。

伊藤宏

伊藤宏 あと、冷却水に関しては、最近の話題で、今までですと、冷却水はクリーンルーム内で結露しない

例えば、電力の場合、初めに何か動くときに突入電力がありますね。あれで 70％とか、定格の 7、8 割くらいまで立ち上がるのですが、その後は、先ほどご説明させていただいたように大きくと下がって、

ように、あまり低くしない範囲で、15 度くらいで供給していたりするのですが、それを 32 〜 33 度以上にしようかという動きもあります。大気に熱を逃がし

2、3 割のところで推移しているものが多かったです。

て、冷却塔を回すだけで得られる冷却水ということで、フリークーリングというのがあるのですが、夏場でも、場所にもよりますが、32 〜 33 度くらいの冷却水が得られそうなのですね。それだけで賄えるようにしようと。そして、ほんとうに足りないところだけチラーを置くようにできないのかということをおっしゃって

あと、例えば冷却水に関して言うと、冷却水の場合はずっと流しっ放しというのが多くて、本来は温度差がとれて、使われているというふうになると思うのですけれども、装置によって違いますが、少ししか使っていないものも多かったです。
例えば、初めのグラフで生産量に合わせて変動させたいというときに、装置側でも、何かしらオンオフすいる方もいました。

る機能、絞ったりする機能が必要なのですね。設備側

ファブシステム研究会

総合レポート

2008

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オープンディスカッション－ 第４セッション 環境負荷低減

墓にぴったりの大理石みたいなすごいやつをそれごとですと、台数制限とかインバーターということで、冷熱源の送り方とか量とかはある程度の対応はできるのですが、装置近傍でそれを止める機構がないのです、
今のところ。

伊藤宏

そういった測る技術と何かしら制御する技術が大事
かなと思っております。
原

突入電力は、電気回路的に、ないしはメカと連動して制御することは可能ですね。そこで、moderate に電流を上げるように回路を組んだりすれば、定格電力が実際の定常運転電力とほぼ限りなく近いように、本装置ですと、トータル 60％くらい削減できる見込みだということで、一部には材料開発してこれから作っていかなければいけない部分も入っています。

当は設計できるはずである、という理解でよろしいの
ですね？

原

丹羽

はい、わかりました。

伊藤宏 そうですね。特にフラットパネル関係ではステージを持っているものが何種類かありましたね。

金丸 最初のほうに見せていただいた図で、生産量に対して使用エネルギーがどう推移するか、3 つにカテ
ゴライズされましたね。あの図を見せていただけますか。

⑧売電について常田 今の話で、大きいステージを動かしても止める
ときに発電するわけですから、売電さえできれば、装置コストは上がりますけどエネルギー消費はそれほど増えないので、発電分を工場から売電していくという工場は結構あるものなのかなと思って聞いていたんです。そういうようなことは、大成建設さんあたり、ト
ライしていることがあるのかなと。

ちょっと不思議に思ったのは、青色は生産量が上がっていると下がっているんですね。棒グラフの中で生産量が上がるとエネルギー消費が減っているように見えるのが一つあるんですが。
これはイメージ図と思ってください。

金丸 そういうものもあるのかなと思ってお伺いした
かったんです。例えば、どこかに生産量に応じて最適値のあるようなエネルギー消費するものがあるのであれば、今は電力のマージンとかでしたけれども、生産伊藤宏 実際に、先ほどの検討は装置メーカーさんのほうでやっていただいたのですが、モーターのこととか私もあまり細かく知らない部分もありますが、重たいものを動かそうと思うとそれだけ大きな定格のもの

量のマージンとかもよく設計しないと、最適なものが出てこないようなものが実際にあるのかなと思って興を付けておかなければいけなくなりますね。軽量化す
れば小型化になり、コスト面も含めて有利になると思います。

味深かったんですが。
池田

全工程ということはないんでしょうけれども、

特にワークとともに動く、先ほどのステージなんかは、
かなりの工程で同じようなことが言えるわけですか。

そうです。

伊藤宏

そうです。いろいろな材質を考えて、ここま

で軽量化ができたらこれくらいのエネルギーが減るよと。さっきの場合は、すぐにできそうな部分と材料開発などが必要な部分が一緒になっている数字なのです
けれども、ああいったことができていけば、先ほどの関連質問でよろしいですか。

伊藤宏

動かすというのをどこかで見たことがあるんですが、検討されていたというのは試算されたということですか。

実際にないわけですね？

伊藤宏 はい。例えば工場を設計するときには、「メガファブだったら、うちは生産量、下がらないよ」と主張するお客さんもいらっしゃるかもしれないのです常田 例えば、燃料電池とかになってしまうと、夜使
わなくなっても、なかなか発電を止められないので、売っていかないとできなくなるんじゃないかと思うん

が、下がっていくこともこれからは考えて、計画をしていかなければいけないのだなと感じました。

です。そういうのをもうやっているところがあるのかなということが気になったので。
伊藤宏

原 もし何でしたら、デバイス工場のお二人に伺った
らいかがでしょうか。

⑦設備の省エネについて
丹羽 設備の省エネというご説明の中で、稼動部の軽量化を言われて、特に、0.7mm のガラスの下に、おファブシステム研究会

総合レポート

池田

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売電のほうですか……。

104-

発電機をお持ちで、売電の関係で、今のような

オープンディスカッション－ 第４セッション 環境負荷低減のは、もしかしたらあるのではないかと。

取り組みとのトレードオフがあるかどうかということですが。

ただ、それは非常に政策的な面が強いので、いろい
ろと情報収集をしておくほうがいいのではないかと思います。

濱本 我々の工場では行っていませんが、別の事業所
では排熱を利用して発電することを、チャレンジする話は、聞いています。

では次に、装置を構成するパーツという切り口での省エネを CKD さんから紹介させていただきます。

駒形 我々のところは、一方的に電力を買ってきているばかりです。工場によってコジェネをやっているところもあるのですが、売るというところまでは行っていないです。
コジェネに関しては、いわゆるコンビナートと言低圧損クーラントバルブによる省エネ・環境負荷低減

われている化学プラントにおいて、関連する発想の取組みがあると思います。たとえば、あるプラントにおいて、そこにある沢山の工場は、メーカーさんはそれぞれ別ですが、せっかく一緒に集まっているのだか伊藤一寿 CKD の伊藤です。CKD はいろいろなバルブを作って流体制御に使っていただいていますけれど
も、末端で使う部品（バルブ）も省エネという観点で

原

いろいろ取り組んでいきますと、塵も積もれば山で、意外と大きな効果が出るということがわかっていまら、コンビナート全体で色々と融通しましょうという取り組みです。融通しあうものは、電力だけではなくて、水素をやりとりするか、概念的にはすでにありますし、実際に進んでいるのではないでしょうか。電機メーカーの場合、私見ですが、堺工場はわりと一体化した取り組みを始めている模範例なのかなという印象を持っています。

す。

濱本 排熱とかのエネルギーは、捨てているじゃないですか。それをエネルギーにまた戻して売るとか、そういうことまでやらないと省エネは進まないですね。
原 トータルでのリソースの融通を、排熱も含めてやりましょうということを、専門家の人たちはコプロダ
クション (co-production) と言っていると思います。
駒形 今のお話は、さっきの濱本さんの言われた投資回収ということになるとかなり厳しいと思うのですね。プランニングができても、実行するにはかなりの決断が要るなと思います。回収が非常に長くかかる。
5 年なんていうものじゃないくらいのスパンで考えないとだめだと思うので。
池田

CKD の中で、環境負荷についていろいろ議論したんですが、化学物質の問題とか、省エネ問題とかいろ
いろありますが、やはり省エネというのが一番取り組
みやすい。というのは、費用効果がはっきりしますので、投資していただけるんですね。化学物質というのはなくせばいいんですが、これは有害な物質が入っていると買ってもらえないという問題もありますが、我々作る側からすると費用がかさんで、取り組みにく
いことも事実です。ですから、対費用効果、投資してもらって回収できるということから考えますと、省エ
ネという切り口で取り組むのが一番やりやすいということです。
きょうは半導体ではないんですが、他の業界で取り組んだ事例を報告させていただきまして、これを横展
開でいろいろな業界・業種で、こういった取り組みを今後展開していこうとしております。

まだ続けたいところですが、後でまた議論で蒸し返します。
先ほどの規制の話ですが、一つ参考になることがあるとすれば、資源エネルギー庁がやっているトップラ˯‫੷ן‬ǯȸȩȳȈȐȫȖƴǑǔ
ႾǨȍȷ࿢‫ؾ‬᝟ᒵ˯ถ

ンナー基準がございまして、冷蔵庫とかエアコンなど
では既にやられているものです。そういう消費電力に関しては基準年から必ず何％以下にしてくださいという、業界全体でトップランナー基準という数値を作って、それを下回らないと売ってはだめよ、というのがあるのです。それが製造装置側に来るかどうかという

ファブシステム研究会

総合レポートᲽ᳅Ჾఇࡸ˟ᅈ

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オープンディスカッション－ 第４セッション 環境負荷低減

機器も作っておりますので、エアーとかクーラントとか、我々の仕事として省エネ・環境負荷低減は非常に大きなビジネスチャンスという形になっております。

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クーラントを調べた結果から、加工ラインのエネルᲽ᳅ᲾƷǯȸȩȳȈȐȫȖƸŴࢼஹᙌԼƴൔǂ‫ן‬щ੷‫ڂ‬ᲯᲪᲟ˯ถǛܱ଀ƠǇƠƨŵᲢ%85'ᲬǷȪȸǺᲣ

ギーの 30％を使っていることがわかりました。

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◎ 3．クーラントバルブ改善ポイント
今回、この取り組みの一つとして、バルブに求められる省エネは何だろうということを考えますと、圧力損失を非常に小さくするということがシステム全体のエネルギーを低減させることになるということで、従2◎ 1．概要来品のバルブの流体解析とそれによって圧力損失を下げていく方法をこちらの新しいバルブで取り組みました。

きょうご紹介するのは特に自動車関係の設備です
が、部品を加工するために工作機械で切削加工をしているのですが、潤滑とか冷却、切粉を除去するためにクーラントというものを使っています。クーラントを効率良く使うことが省エネ、それから環境負荷低減となるんですね。電力低減は CO2 に換算されますので、
省エネ＝環境負荷低減という形になりますので、結果もわかりやすい状況になっています。この商品の紹介をしながらお話しさせていただきます。

◎ 2. 機械加工ラインの消費電力の内訳
機械加工ラインの消費電力の内訳ですが、2 社挙げました。この M 社も自動車会社ですが、加工ラインの電力消費は、クーラントポンプに係る電力が非常に多く使われています。その他、洗浄とか加工・搬送がありますが、クーラントポンプは 30％くらいです。

そんな技術をいろいろ取り組みまして、新しい低圧
損のクーラントバルブを開発しました。

はりクーラント、それからエアーもありますが、この2 つが大きな割合を占めていまして、CKD はエアーೞ఺ь߻ȩǤȳƷෞᝲᩓщƷϋᚪ/ఇࡸ˟ᅈ௦ᐯѣ៻˟ᅈ

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技術的にはどんなことをしたかというと、オリフィ
ス通過後の断面積とありますけれども、バルブから出た後のここのところを広くしてやる。従来ですと狭い
ところがあるんですが、このバルブから出たところを広くする。それから、ストロークなんですが、これも最適値がありまして、大きければいいというものでもないですので、必要なところに合わせてストロークを最適化する。それから、流出角度の最適化。これは、ここから出た流体がこちら（左下）に流れ出るんですが、流れ出たときの流線の角度ですが、その流線の角度を最適化することによって全体を低圧損する。

それから、某自動車メーカーですが、シリンダブロッ
クの加工ラインで調査させていただいたんですが、やᲬ

このシミュレーションの結果を見ていただくと、色の変化は圧力の変化なんですが、従来品は二次側の圧力に対して一次側は結構高い圧力になっている。新しい低圧損品は圧力が低いところで出ているので、バルブ全体の前後の差圧は低くなっています。

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ファブシステム研究会

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総合レポート

3

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オープンディスカッション－ 第４セッション 環境負荷低減ᲰǯȸȩȳȈᣐሥ‫ׅ‬ែોծʙ̊

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5

7

サイジングを最適化するということで、クーラント回◎ 4．流量 50L/min での圧力損失比較
比較しましてみますと、従来品のものなんですが、圧力損失が 0.0188 という値を持っていたんですが、これが同じ口径のもので 0.0099 ということで、50％くらい圧力損失を低減することができた。もう一つの機種が 25A なんですが、0.0083 が 0.0037 ということで、これも 55％低減することができました。

路サイジングシステムというソフトウェアをつくりまして、エルボーとか配管の長さ、配管の径とか、そういったものを診断して、全体として最適化を図りましょうという取り組みもいたしました。

◎ 7．改善効果

簡単に言いますと、一つ下のバルブが使えるということですね。

数値比較になりますが、改善前は直管に相当すると79.6m の圧損があったんですが、サイジング設計をしますと、直管部分で 33.7m、これに低圧損のバルブを加えまして、システム全体としては 25.9m 相当という形になっています。

◎ 5．Before& After
従来品に比べて、この低圧損失は小さくなっていま
すし、実はここにパイロットエアーを操作する電磁弁というものも付いているんですが、この電磁弁も従来
消費電力 4 ワットあったものを 2 ワットにするということで、省エネを図っています。

そうしますと、圧力損失も当然小さくなりまして、
クーラントを循環させるのに必要なポンプの出力も小さくすることができる。消費電力に換算しますと、
6,000kw/ 年が 4,400 kw/ 年、3,000 kw/ 年。これをキロワット 14 円として電気代に換算しますと、8 万
4,000 円、6 万 1,000 円、4 万 2,000 円。CO2 排 出量に換算しますと、1000kw 電力が 0.1785 トンとい◎ 6. クーラント配管回路改善事例

う換算をしますと、このように CO2 排出量も減ってくるということで、バルブと配管全体を見直しますと、

もう一つ、バルブ単品だけではなくて、お使いいた
だいているクーラントの配管全体ですね。この配管も
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6

ファブシステム研究会

総合レポート

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オープンディスカッション－ 第４セッション 環境負荷低減

からガス、気体関係ですね。その方向へ展開していこᲲᲨܱ଀̊

うという形で今取り組みを進めております。

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以上、簡単ですが、実施例の一例です。

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質疑応答

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池田

ありがとうございました。

何か質問等、ございませんか。

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50％、非常に削減率が大きいのですが、そういうことに関して。

9

伊藤一寿 もともと悪かったという考え方もあるんで消費電力、CO2 排出量ともに 73％と 50％ということで、クーラントシステム全体で考えますと大幅な省すけど（笑）、これを例えば競合メーカーのものと比較すると、従来品はほぼ同じだったものを我々が良くエネルギー、CO2 排出量の低減ができたという結果になります。

したという形で、たくさん使っていただけるようになりましたので、従来悪かったというよりも、さらに良くなったというふうに、我々はいいほうに解釈しております。

◎ 8．実施例

池田

実際にある工機会社のマシニングセンターの開発を一緒にやらせていただきまして、低圧損のクーラン
トバルブと最適サイジング設計ということで、低圧クーラントポンプの容量も 63％、それから中圧ポン
プも 55％ということで、実際にもので確認したときも 50％以上の低減ができました。

何かございませんか。

⑨オリフィスの圧損について
駒形 オリフィスの圧損というのは、今まではそれほど問題になっていなかったということなのでしょうか。今までも順次良くしてきたけれども、さらに、という状況でしょうか。

◎ 9．製品カタログ

伊藤一寿 システム的に全体の話は出ると思うんです、クーラントの消費電力が高いとかですね。そこからかみ砕いて、配管一つとっても、従来ですとエルボーという 90 度曲がる配管部材があるんですが、それ 1

その他に新しいバルブにすることで、従来、鋳物の中に含まれていた鉛や、そういった環境阻害物質を排除して、RoHS 指令にも到達することができましたので、製品としてはいいものができたかなと思います。

つで使うより 45 度のものを 2 つ使ってちょっと半径を大きくしてやるだけで、配管の圧損も大分変わってこの考え方を、クーラントだけでなくて、蒸気もありますし、油、冷却水等いろいろあるのですが、それくるんですね。それと同じで、オリフィスのバルブにしても、ちょっと変えて流れやすくすれば良くなる。

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ものを大きくして、大きなオリフィスを付けて、大きな操作圧力となるとまたそこでエネルギー消費が増
えてしまいますので、同じエネルギー消費で圧損を低減する作業をやるという、そこまでかみ砕いたところで、やっと展開することができたという感じです。
駒形

ありがとうございました。

⑩バルブの排熱について加藤洋

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バルブ自体から逃げていく排熱対策はやられオープンディスカッション－ 第４セッション 環境負荷低減

池田ていますか？

ちょうどいい時間になりましたので、次はこの後、あるいは最後のまとめのところで議論させていただければと思います。

伊藤一寿 そこまではやっていません。クーラントの場合は、それほど熱が上がりませんので、問題となっていません。ただ、蒸気とか、冷却水とか、そういっでは、廣嶋さん、お願いします。

た循環するところですと、ジャケットを巻いた断熱とかいうことまで考えなければいけないかもしれないです。
池田 先ほどの大成建設さんの冷却水の循環等には、こういう考え方は使えるのではないかなと。どうです

横河の省エネルギー環境ソリューション紹介か。

いうことで、時間も大分迫ってきていますし、前回の研究会でかなりコンセプト的なところは紹介させていただきましたので、エッセンスだけおさらいというよ
うなところと、あとソリューションの紹介ということ

伊藤宏

そうですね。

伊藤一寿 冷却の場合ですと、流量と温度差で熱が決
まってきますので、同じ流量で温度差が必要であれば、循環するポンプでも省エネになると思います。
池田廣嶋

横河電機の廣嶋です。発表のほうは私が最後とで手短にお話しさせていただきたいと思います。

コンダクタンスを下げて、押し出したときのエネルギーを下げるということですね？

◎省エネ活動のコンセプト

伊藤一寿 そうです。

横河電機の省エネ活動のコンセプトは、この間も紹介させていただきましたように、「見せる」部分、それを「分析」して、「解決」するという、この 3 つを回していくことによって省エネを推進していきましょうと。それを “Energy on Demand”、“ エネルギー⑪電磁弁の消費電力について
芦沼 制御するのが 4 ワットから 2 ワットに下がったというのは、圧損比が 50％になったから下がったんですか。
伊藤一寿 そうではなくて、ここに付いているのは電磁弁なんですか、エアーを入れて、この電磁弁をオンにすると、その操作エアーでバルブが開閉するんですが、この電磁弁そのものの消費電力を 2 ワットに下げたと。
芦沼

横河の省エネルギー環境ソリューション紹介

横河電機株式会社
ソリューション事業部
ETS開発本部 営業技術部

それは回路上で下げたと？

伊藤一寿 中の電磁回路設計と、バルブ全体の圧力バ
ランスですね。そこの設計を変えまして、小さな電力
で大きな有効断面積が得られるようにしましたので、そこのバルブを併せて改善したということです。

省エネ活動のコンセプト

先ほどのポンプの出力を 50％下げたというのには、

Enerizeで無駄の見える化と問題点分析

これは含まれていませんので、ここだけの話です。
伊藤一寿

中の電磁回路設計と、バルブ全体の圧力バ

ランスですね。そこの設計を変えまして、小さな電力
で大きな有効断面積が得られるようにしましたので、そこのバルブを併せて改善したということです。

Information
Technology

Measurement
Technology

先ほどのポンプの出力を 50％下げたというのには、これは含まれていませんので、ここだけの話です。

Enemap、ｴｺﾉﾊﾟｲﾛｯﾄ等
で、省エネ制御

ControlTechnology
2

ファブシステム研究会

総合レポート

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オープンディスカッション－ 第４セッション 環境負荷低減

省エネ投資は有効か？

エネルギー原単位

生産投資
・市場ニーズにあわせたタイミングが重要
・緊急性がある・ニーズが変われば無駄になる■

原単位のメッシュ
全工場、個別ﾌﾟﾛｾｽ（個別製品）、使用責任者、製造建屋別

■

原単位の式

原単位＝ (分子)／ (分母)
分子＝エネルギー使用量として(熱＋電気)で原油換算したエネルギー使用量あるいは、
燃料、蒸気、用水、圧空、電力などの種類別使用量(固有単位で表示)

省エネ投資
・時期を問わない、緊急性がない
・累積効果を生む
・企業文化として定着

分母＝生産量として製造(処理)トン、個／処理面積(m2)、製造ロット、設備稼働時間
総勤務時間数、利用員数、営業時間・床面積
エネルギー■ エネルギーについて
エネルギー＝固定エネルギー＋変動エネルギー
区分して、管理することが重要（見える化）

企業のコスト競争力強化のためにも計画的な省エネ投資は有効「省エネ・ＣＯ２削減とコスト削減 (利益) の両立」

変動
固定
生産量

3

省エネに関してはいろいろありますが、私どもが考の Just in Time 化 ” というキーワードをコンセプトに進めさせていただいております。

えているのはこの「節約型」です。要するに、“ 見える化 ” によって、どこに無駄があるかを見つけて、そ◎省エネ投資は有効か？
「省エネ投資は有効か？」ということなんですが、生産投資は市場のニーズに合わせたタイミングが重要で、ニーズの変化によって無駄になる部分もある。それに対して、省エネは、時期を問わない、緊急性がな
いかもしれないですけれども、累積効果を生んで、企業文化として非常に意味があることですね、という考え方です。
企業のコスト競争力強化のためにも計画的な省エネ投資は有効です。一つのコンセプトですけれども、「省
エネ・CO2 削減とコスト削減（利益）を両立させます」ということです。これに関しては後のほうで議論があるかと思いますが、これって両立するんですか、というところが省エネ・CO2 低減の一つの課題だと思っております。

の運用を改善していくというような形です。これを行うためにもこの “ 見える化 ” が必須ですということです。
あとは「既存設備を効率良く使って省エネ運転」という形です。

◎エネルギー原単位
これは原単位のお話ですけれども、これも考え方です。

◎ EMCS：エネルギー制御管理システム
この絵は前回も見ていただいていますけれども、それぞれの「見える」「分析する」であるとか、「解決する」といったところに、こんなような商品群を持ってソリューションを提供させていただいておりますというところで、その領域の中で「エコノパイロット」という商品があります。

◎ YOKOGAWA の省エネ

YOKOGAWAの省エネ

EMCS：エネルギー制御管理システム
JIT化(Energy on Demand)

YOKOGAWAの省エネは原動力設備の予測制御

１）機器更新型（省ｴﾈﾀｲﾌﾟ）
２）がまん型（使わない）

1分データ
時締データ
日締データ
月締データ

３）節約型（無駄を減らす） 「見える化」
４）運用改善型

5

プラント情報管理システム
PIMSの仕組みが必須

負荷予測

最適運転計画制御出力処理工場エネルギーの製造原単位管理
1分データ
時締データ
日締データ
月締データ

ＥＭＳ(２) 画面

長期トレンドＥＭＳ(1) 画面

プラント情報管理システム
PIMS

プロセスデータ収集／起動停止指令出力

OPC IF

領域監視

見える化

OPC IF

Ethernet『既存設備を効率よく使い、省エネ運転を』『継続的な省エネの仕組みを』

シリーズ
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原動力設備

4

ファブシステム研究会

総合レポート

熱供給設備

受変電設備

コンプレッサ

生産冷却水

ファシリティ・空気調和

6

2008

-

110

-

オープンディスカッション－ 第４セッション 環境負荷低減ᾟῆᾌ὿ώᾀᾅᾂᾗὉᾠ὾᷃
9

7

レーションでどれだけ効果があるのかを見たり、そういった使い方ができる商品です。

◎省エネ制御システム（エコノパイロットシリーズ）
これは、先ほどの冷却水の圧損だとか、そういったものにも非常に関連している製品で、これはちょっと

半導体産業ではどちらかというと今までは動力、空調といったファシリティ側のソリューションが主な省
エネ対象としての利用先であったんですが、これを生古いんですが、平成 14 年度の資源エネルギー庁長官
賞、省エネ大賞を受賞している商品です。ポンプの電力消費はポンプ回転数の 3 乗で効いてきますが、実際の工場では冷却水を一定回転数のポンプで送りっ放しで、必要流量が減ってもその辺のコントロールがうまくされていないというケースが非常に多かったんです。必要な流量が変わったときには配管の経路での圧損は変わってくるわけなので、そういったものに合わせてポンプの回転数を最適制御をすることによって省エネを実現するような商品になっております。

◎エネルギー原単位管理システム
イズ )

産設備、装置側まで展開していって、そこまでも含めた “ 見える化 ”、エネルギーの可視化を今後進めていきたいと思っております。

◎エネルギー予測制御システム
プ）

Enemap（エネマッ

これは、実際にエネルギー消費を減らすという部分
に対するエネマップという商品になります。これは運転状況であったり、運転実績データであったり、ある
いは気象のデータから、例えば明日の天気、気温、そういったものがどういうふうになるのか、湿度はどういうふうになるのか等、いろいろな情報からエネル
ギー需要予測をして、その需要予測値に最適な設備のEnerize( エネラ“ 見せる化 ” の部分は前回説明させていただきまし
たけれども、いろいろな設備からデータをとって、そ運転計画を立てて、その計画で、設備をオペレーショ
ンすることによって省エネを図っていくという商品でれを原単位で可視化する。これによってリアルタイム
での運転状況や、場合によっては改善処置のシミュす。
これは 2007 年度の計測自動制御学会の技術賞を受賞している商品です。

◎コンサルティングサービスの流れ
こういった商品群でソリューションを提供していると同時に、コンサルティングサービスという形で、実際に工場を見せていただいて、フィージビリティスタ
ディ含めてやらせていただいて、どういったシステムをどういうふうに運用するとどれくらいの効果がありますか、ということをコンサルさせていただくことも8

ファブシステム研究会

総合レポート

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オープンディスカッション－ 第４セッション 環境負荷低減

だできない、というふうに思います。

コンサルティングサービスの流れ
紹介・相談

無償サービス対応

お客様初回訪問

簡易診断サービス

ただ、従来に比べるとかなり細かな装置の運転状況まで上がるようなデータをとれるようなポートだとか、そういったものは SEMI の規格等でも出てきてお・横河のケイパビリティ紹介
・お客様の省エネ活動の支援内容説明•現場ヒアリング：運用状況、稼動状況の把握（1日〜2日程度）•簡易データ解析・診断•診断結果の講評 など
所要日数： 1week 程度

調査報告書（例）

業務契約
機密保持契約

構築
運用保守

サービス
Value-Up

有償サービス対応

分析・企画

詳細診断
コンサルティング
サービス•現場詳細調査：運用状況、稼動状況のヒアリング•エネルギー計測／蓄積•詳細データ解析・診断•診断結果に基づく省エネアクションプラン提案•システム化提案／投資対効果の推定•資金調達支援りますので、そういったものを活用することによって、装置に特別な改造なり入れることなく、データを上げることはできると考えております。一定の按分割合だ

対策提案書（例）など 所要日数：数ヶ月（契約による）省エネ対策
EM(C)S構築

とか、事前にあるデータに換算して、「電力としてこれくらい使っているはずだ」という形の、実測値ではないような形の運用であれば、あまり手を入れずにできるかなと考えております。

EM(C)S構築

運用開始

効果検証
運用保守支援•定期訪問、モニタリングによる効果検証サービス•遠隔モニタリングサービス• EM(C)Sなどシステム構成機器､ソフトウェアの保守•Value-Upサービスによる更なる改善提案10ᶓἙ㟁ᶵᰴᘧ఍♫ 䝋䝸䝳䞊䝅䝵䞁஦ᴗ㒊 ┬䜶䝛䝹䜼䞊䡡⎔ቃಖ඲䝋䝸䝳䞊䝅䝵䞁ᮏ㒊
Copyright © Yokogawa Electric Corporation
2007/11/26

加藤洋 レトロフィットの場合、電力を見るというシ
ステムは簡単に取り付くんですか。

やっております。
簡単ですけれども、こういったような形でソリュー

廣嶋 電力を見るためにレトロフィットとして何かしらのパッケージで今提供しているというわけではない

ションを提供させていただいております。
中で述べましたように、課題としては、“ 見せる化 ”
が一つの中心になるわけですけれども、見せるためにはやはりデータをとってこなければいけない。その部
分で、今までより求められているのは、ファシリティ
設備の、より詳細なデータに併せ、生産設備、製造装
置側に対象を移していくときに、そのデータをどういうふうに取り込んでいくのか。要するに、コストを考えたときに、投資効果が回収できるという形で実現するためにはどうしたらいいのか、といったものが課題としてあると考えております。

ので、それは個別の相談になるかと思います。
池田以前の会議（集中討議ではなく以前のファブシステ
ム研究会）で、提供されているコストが結構な金額だと思ったのですが、この後、短い時間ですが、議論するときに、環境負荷を低減しましょうという動きだけで済むのだったらいいんだけれども、それを阻害する要因が幾つかあると。投資回収の期間もその一つだと思うのですが、他にコストもあるわけですね。横河さんの今までの実績だとワンソリューションで、お幾らだったでしょうか。

簡単ですけれども、以上です。

廣嶋 こればかりはケース・バイ・ケースですので、金額的なところはワンセットでという形ではないんですが、先ほど濱本さんのお話にもありましたが、今、質疑応答・意見交換
池田

ほかにございませんでしょうか。

ありがとうございました。

フィージビリティスタディみたいな形でやらせていた
だいて、ここにこういうものを入れて、こういう形でやるとこういうことができますねと。そうすると、その投資規模が試算できるわけですが、その投資規模でご質問等、どうぞ。

⑫データをとることについて
加藤洋 “ 見える化 ” するためにデータをとるのは、
レトロフィットの対象のものになるとお考えですか？

実際にそれによって消費エネルギー、CO2 低減を実現した場合にどれくらい回収できますか、といったところで投資に踏み切るかどうかというのが当然入って廣嶋くるんですね。

そうですね。既存のラインで行うということになるとレトロフィットの対象になるかと思います。

ですので、なかなか投資に見合わないような規模の加藤洋 新しい設備、例えば 300mm から 450mmというのには、こういうものが自動的に付いているわ

設備投資は、今の時世でもかなり厳しいというのは事実だと思います。

けではないんですね？
廣嶋

池田 逆にいえば、そういう判断をされて、投資をやってもいいよというところは結構あるということでそれは製造装置側にという話ですか。製造装置

側に電力という切り口で自動的に上がるようなものが最新の装置だと付くのかと言われると、現時点ではまファブシステム研究会

総合レポート

すね？

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オープンディスカッション－ 第４セッション 環境負荷低減

うことですね。わかりました。

廣嶋 あると思います。ただ、今回のテーマのディス
カッションの中にもあると思うんですが、いろいろな規制や法律みたいなもので、そういったものが動機付けとして、やらないと商売ができないとか、やらないと非常に痛い目に遭うとか、そういったことがあれば、目的は対投資効果といっても企業にとって利益が出な
いと意味がありませんので、そういったところとつな
ぐような動機付けがあれば、動きとしては早く進む可能性はあるかと思いますが、現時点で投資回収というちょっと安くなるとか、そんな感じでしょうか。
久保内 LED 照明とか、ああいうのも適用されているんですか、私は細かいことはわかりませんが。ほとんど白熱球から蛍光灯に置き換えようという活動をし池田 そうですね。あれはナショナルなインセンティ
ブはなかったと思います。

⑬各会社における環境負荷低減の阻害要因について

加藤洋 クリーンルームなんかの HEPA も省エネタ
イプの HEPA に入れ替えていますね。

他に、質問はございませんでしょうか。

池田か。

今、議論に入っているようなので、時間があまりないのですが、最初に提示しましたディスカッションの項目が幾つかあります。最終的には「次世代ファブでの環境負荷低減はどうあるべきか」ということをやりたいのですが、それは 2 時以降に持ち越しさせていただくことにします。

それは何かそういう支援があったりするのです加藤洋

多少あります。

池田 それがあるから非常に助かっている、という話
ですね？
加藤洋
ね。

その手前に、環境負荷低減をやりましょうというときに阻害要因は何だろうというところがそれぞれの会
社で出てきていると思うのですが、そういうものをピックアップしていただければと思います。それは先ほどあったような、回収時間が長い、投資が回収できるのか、それに規制の話もありますが、具体的にそれぞれの会社さんで、こういうことがあるから非常に大変ですよということがあるのかどうか、幾つか事例を出していただければと思います。
久保内

今 は 太 陽 電 池 く ら い で し ょ う か。 あ と 電気代がていますね。

のが大きな判断基準になっています。

池田ほかにどうでしょうか。

まあ、そうですね。そういう後押しがないと

池田 例えば、こういう部分で後押しがないから、後押しがあるといいなとか、そういうのでも構わないですし、あるいは、もっと手前にありました具体的なコストの話ですね。投資の回収に関しては、さっきの貸借対照表の話もありましたが、税金的な優遇措置があるかどうかという部分でも構いません。いかがでしょうか。
濱本

先ほど CKD さんの低圧損のクーラントのバ

基本的に、我々、装置を買う側からすると消費ルブのお話の紹介があったんですが、そういった省エネに絡むいろいろなパーツなり、省エネの機器もこれからどんどん進むと思うんです。それはそれでメーカーの努力で進む面も相当あると思いますし、あるい電力が少ない装置を提供して頂ければいいわけですね。ただし、半導体の場合は、性能が最優先されるじゃないですか。電力が少ないからといって選ばないですね。だから、装置メーカも、電力を少々犠牲にしてもはナショナルレベルで、例えば低消費電力用の蛍光灯を入れるとペイバックされるとか、もしナショナルレ
ベルの支援みたいなのがあるのだったらもっと進むの

性能の良い装置をどうしても目指しますね。そこが一番の大きな課題ではないかと思います。

意外と、こういうものは無視されていますね。目に以前、JEITA に提案してほしいと、JEITA の東芝担当に言ったのですが、従来比、消費電力が上がることに例えばペナルティを科すとか、装置メーカへその見える、太陽発電だったらどのくらい保証するとか、ような取り組みを行わないと省エネは難しいですね。

そういうのはありますけれども、もうちょっと細かい、努力に対するものにサポートみたいなことをしてもらうともっと進むと思うのですが。アイデアですけど。

今の方向性から行くと、10nm レベルの微細化になると、EUV の露光機が必要になります。EUV 露光機は、発電所が 1 つ必要なくらいの電力が必要だという話

池田 「包括的にしろ」と言う割には支援がないといをしているわけですよ。そうすると、いくら我々が省エネを図ったとしても、そういったものが入ってしまか。

ファブシステム研究会

総合レポート

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オープンディスカッション－ 第４セッション 環境負荷低減

えば、すべてが吹っ飛んでしまう形になるわけですね。
そこを考えないと難しいのではないかと思います。

るかというのが多分変わってくるのかなと感じます。

池田 露光装置はその会社さんでしか購入できないという、そういう状況なわけですね？

とに結局はなっていってしまいますね。

濱本

ええ。

池田

今のお話はなかなかコメントしにくいのだろう

常田

池田 一種の規制なのでしょうけれども、業界団体さんがそういうことをやれるのかどうか……。
加藤洋 さっき CKD さんの事例がありましたが、ああいう省エネタイプのものを開発すればお客さんがとと思うのですが、どうでしょうか。
斉藤 省エネ製品を作る立場と、濱本さんみたいに
省エネ製品を使う立場がそれぞれあると思うんです。
さっきドライポンプの省エネ運転、間欠運転のお話があって、例えばカセットチャンバーは間欠運転ができます、プロセスチャンバーはパーティクルに問題があるので、間欠運転はちょっと怖いからやりたくないと。
作る立場からすると、どういうものを作れば間欠運転が可能になるのかというあたりの情報交換がないと、なかなか全体の省エネって進んでいかないような気がするんです。
濱本 我々が要請しても、性能を問われると、そこで装置メーカさんが足踏みしてしまうんですね。
常田 価格との関係が突然出てくるので……。性能というのは価格も含めた性能で、電力を減らそうとすれば、高いマグネットをジャンジャン使ったりすれば行
くわけですが、その価格でご購入いただけるかという問題も常につきまとうので、やはり規制みたいなものが出てこないと……。

れるよと。だから、一つの技術課題だけれども、それをクリアすれば、今まで半導体のこの機械はこのメー
カーしかなかったんだけれども、それの省エネタイプを出したから、そっちのほうが買ってもらえるという、装置メーカーとしてはそういうメリットもあるんじゃないですか。
池田

申しわけございませんが、司会の不手際で議論の時間があまりなかったのですが、キーワードとしては、“ 支援 ” と “ 規制 ” と “ 性能と金額のトレードオフ ”
みたいなものが出てきました。こういうものを想定した上で、午後 2 時以降で環境負荷、あるいはエネルギー
負荷の削減に関して、将来のファブはどうあるべきかという部分が議論できたらと思います。
これで 4 セッションを終わらせていただきます。
ありがとうございました。

−第 4 セッション 以上−

濱本 多分、本腰を入れてやらないんじゃないかなというふうには思うんですけど。
池田 装置メーカーに対してアメがあってもいいわけですね。エネルギー削減をするよということに対して、ムチ的なインセンティブも当然ありますが、アメがあってもいいわけですね。そういうのはちょっと難しいのでしょうか。
廣嶋 デバイスメーカーさんに向けたものであっても、多分デバイスメーカーさんの装置購入仕様書のところのグレードが省エネのところがボンと上がってくるんですね。今は、先ほど紹介されたように項目としては挙がっているんですけど、実際に機種選定するときはそれ以外のもので機種が選定されている。そこに省エネの項目がどれくらいのポジションで上がってく

総合レポート2008-

課題をみんなで共通して持っておく必要があるということですね。

さっき税制の優遇だと、資金を寄越せという話が出たんですが、むしろ逆で、ムチのほうが出てこないとだめですね。
優遇なんていっても、もともと税金で払っているわけですから。

ファブシステム研究会

それが対価としていただけるかどうかというこ114-

オープンディスカッション－ 第５セッション ミニマルファブ構想

第５セッション

「ミニマルファブ構想」
原（司会） 初めに、私のほうで簡単にマクロな話を
5 分か 10 分させていただきまして、それから大成建設の長谷部さんに、主に建屋の観点から HALCA プ

2

主題

ロジェクトの経験をお話しいただきます。そこで質問・議論を一度いたしまして、それから話を戻して、「ミニマルファブ構想とは何なのか」というところに話を進めていくシナリオにさせていただいています。

大量生産

変種変量生産自動車/船舶/航空機

半導体

◎主題

これからの半導体

システム革新＋ミニマルマニュファクチャリング

まず主題として、きょうの 2 時間で取り上げることは「大量生産から変種変量生産へ」、という産業の構造改革です。
「変種変量」とは、バリアブルな種類、バリアブルな量を扱えることを意味しています。多品
種少量の進化形として専門家の中でこういう言葉が使われるようになりました。大量にも小量にも対応できるということです。そういう意味では「大量生産か、小量生産か」という単一軸ではない、両方に対して性能が出せるものです。

[つくば周辺マップ.ai] [生産工学授業.ppt]

第 1 部ではミニマル・マニュファクチャリングについて説明し、その後に HALCA のお話を挿入して、第 2 部では、これから取り組んでいく我々の考え方を申し上げます。
これは我々の命名で、“ スケールシュリンキング型
半導体システム構想 ” と言っております。皆さんとお話しさせていただくときは、その一つの具体的ファブ
イメージとして “ ミニマルファブ構想 ” と言っているものです。

自動車、船舶、航空機というのは、既に変種変量生
産に移っています。半導体は現状大量生産をやっているわけですから、その意味では、成熟段階に達しているとは言えません。マーケットが飽和してきた現時点◎ Moore の法則：産業規模拡大の鈍化での状況に対して、システムの方は、大量生産向けのままです。そこで、システムを革新し、そしてこれから申し上げるミニマル・マニュファクチャリングを使ってやっていけば、こちら変種変量生産側へ移行できるのではないかと我々は考えているわけです。

これは当たり前の話になり、最近では雑誌にも出てくるようになったものです。この図中で、ここら辺（2000 年〜現在）の議論はよくあり、頻繁に目にします。しかし、全体的な 75 年から 30 年分くらいをとったこのグラフを見ると、興味深い事実が明らかになります。それは、95 年から指数関数的な伸びは止まっているということです。この線で言うと、95 年以降の成長率は 3％です。未来も含めてエイヤでいくと、いろいろな引き方があって、きのうの日立ハイテクの加藤さんが 6％とおっしゃいました。線の引き方というのは心理的に変わってしまうものですが、いずれにしても GDP が日本の産業の平均値くらいの伸び、いミニマルファブ構想
ファブシステム研究会, 27 Sep. 2008

AIST

独立行政法人 産業技術総合研究所
半導体システムイノベーション検討会
ファブシステム研究会

や、倍だと言う人もいるかしれませんが、そのくらいです。昔は年率 20％という状況だったのですが、95

原 史朗

年にそういう時代は終わっているということが、歴史的事実です。

http://staff.aist.go.jp/shiro-hara/[080708CKD.ppt]

ファブシステム研究会

総合レポート

2008

-

115

-

5

－ 第５セッション ミニマルファブ構想

6

Mooreの法則：産業規模拡大の鈍化

インテルの設備・R&D投資の推移
10

10.80

104

1.08

World

103

Other

USA

0.11

EU
Japan
2

10

75

80

85

90

95

00

05

全売上高 [単位：1000億円]
Net Revenues [Billion Dollars]

1.3X / Decade
3% / Year
de
ca
De r
X / ea
6.3 % / Y20

※縦軸はログスケール

105

自由発展期

半導体デバイス出荷高 [兆円]

Semiconductor Shipment [million $]100
ゆるやかな成長へ移行

設備投資費
全売上高 @ ’97-’03
年率1.8% (10年率19%)

10

R&D費
全売上高@ ’90-’96
年率34% (10年率1730%)

2006年1万5千人レイオフ
インテル社の投資推移
1
90

0.01

売上鈍化に見合わない
Ｒ&Ｄと設備投資

メガ競争期

92

94

西暦年

96
98
Year

00

02

1

Expenditures [Billion Dollars]
支出 [単位：1000億円]

オープンディスカッション

高性能chip
大量生産

最新鋭工場
投資

高度プロセス
開発

市場の拡大

総利益拡大

ポジティブ連鎖の行き詰まりで、資金不足に。

メガモデルの成長鈍化
0.1※インテル社の公表データを元に作成♪ NF

Font Fix[世界半導体統計素データ.xls][SIA Global Shipment 1976-2004July.opj][Shipment 04July.ai]

データ数値は、SIA Global Billing Report (1976-2004July)より引用[クリーン化総合資料.ppt]♪

Font Fix[Intelまとめ.xls] [Intel90-03.opj][Intelグラフ.ai][クリーン化総合資料.ppt]

ですから、こういう過去の指数関数的な伸びを前提としたものづくりはやめなければいけない。マーケッ

投資額を伸ばしている。現に Intel ジャパンの幹部は、「売上が一定なのに投資額を伸ばさざるを得ない」とト全体が指数関数で伸びているのだから、リサーチも指数関数で伸ばす、デベロップメントの投資額も指数関数で伸ばす、（会社数が一定として）社員数も指数関数で伸び、会社の売上も指数関数で伸びてきた、だから倒産しなかった、というのが半導体業界だったのです。会社というのは、経営を常にベストに維持するのは並大抵ではないので、スクラップアンドビルドをくりかえすものであるという点からすれば、どこも倒産しないで、大手 11 社といってやってきたということ自体が異常なわけです。それがここに来て普通になったという理解かなと思っております。

はっきり言っています。
それから、R ＆ D については、もっと傾向がアンハッ
ピーでして、伸ばさざるを得ない。なぜかというと、日本が R ＆ D を大方やめてしまってきていますので、Intel だけが研究開発をしなければならない状況がだ
んだんできてきています。そうすると、一人勝ちのよ
うですけれども、産業全体でやってきた研究開発を自分だけでやらなければいけないという、大きな苦労を背負い込むのが現状で、このように無理に伸ばしているということがあります。

◎インテルの設備・R&D 投資の推移
個別企業の動向を説明したほうがわかりやすいので、Intel 社の投資推移について、IR 情報をとってみますと、やはり指数関数で伸びていました。ところが、Intel の場合でも、「自由発展期」から「飽和期」（私は「メガ競争期」と定義していますが）に入ったのは、
ワールドワイドの 95 年に対しては若干遅れていますが、97 年です。Intel もこういうふうに、ワールドト
レンドと連動して、10 年前に飽和期に入っています。
メガ企業、ガリバーと言われていますが、ガリバーというものはそれ自体が飽和しているものです。ガリしたね。しかし、Intel の幹部はみんな青い顔をしていたと聞いています。
「メガモデルの成長鈍化」というふうに私のほうでは言っております。

いう状況を踏まえた、業界としての先駆的な取り組みがあったので、長谷部さんから一度お話をいただいて、次は何だ、というところに進ませていただきたいます。
Intel 自らは、そのことがよくわかっているようでと思っております。

す。設備投資額もここ（97 年くらい）までは指数関数でしたが、問題は、投資額を抑えずに少しずつ伸ばしているということです。マーケットが頭打ちなのに総合レポート

グルやっている良循環がどこかで破綻してしまいました。2006 年末ですから既に少し古くなりましたが、Intel 自身も 10 万人の社員に対して 1 万 5,000 人のレイオフをした。日本では不思議と報道されませんでそのような状況がございまして、我々としては、次に取り組みたいと思っているのですが、その前にこうバーが指数関数で伸びたらえらいことになってしまう
ので、「ガリバーになった」と言われた時点で、それは飽和しているのだと思われたほうがよろしいと思い

ファブシステム研究会

そういうことで、「ムーア則に見合わない R ＆ D と設備投資」という無理が、今、Intel に重くのしかかっています。高度プロセス開発をして、最新鋭の工場投資、そして高性能チップ大量生産、そして市場を拡大し、総利益を拡大する……、これは一周ごとにどんどん金額が増えているわけですが、そういうふうにグル

2008

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116

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オープンディスカッション－ 第５セッション ミニマルファブ構想

シャープさん、ロームさん、セイコーエプソンさんというデバイスメーカーさん、それと東京エレクトロン
さん、荏原製作所さん、ULVAC さん、大日本スクリー
ン製造さんといった装置メーカーさんが参加しています。

䝣䜯䝤䜶䞁䝆䝙䜰䝸䞁䜾䠳䠣ᡂᯝሗ࿌

賦課金事業のほうでは、プロセス生産装置のほうも一緒にやられていましたが三洋電機さん、あとゼネコンということで、清水建設さん、大林組さん、大成建設というメンバーです。それと、一つ異例ですが、ト

200䠓/䠍䠌/䠎䠕

ヨタ自動車さんが参加されています。
プロジェクトリーダーは東北大学の大見忠弘先生

1で、産官学共同研究という形で行いました。

ファブエンジニアリング WG 成果報告
大成建設の長谷部です。よろしくお願いします。

当社及びゼネコン各社は何をやったかというと、こ今、ご紹介がありましたように、HALCA のプロジェクトに参加しておりましたので、そのときの報告をさせていただきたいと思います。

の中でファブエンジニアリングワーキンググループというのを組みまして、HALCA プロジェクトでのミニファブ構築技術の開発ということで、研究開発をいた
しました。

長谷部

◎プロジェクト概要◎ HALCA ミニファブの特長

HALCA プロジェクトですが、Highly Agile LineConcept Advancement の 略 称 で す。 平 成 13 年 のNEDO の助成金事業で、事業名は「高効率次世代半導体製造システム技術開発」、平成 13 年から平成 16
年の 3 年間、総予算は約 80 億円という形で行いました。場所は、こちらのつくばのスーパークリーンルー
ムです。

HALCA のミニファブとは何かということなんですが、基本的には 100 ロットというメガファブの 10 分の 1 くらいの生産量をベースに生産工場、生産ラインを検討する。投資額も当然 10 分の 1 を目指すということです。メガファブだと投資金額が膨大になりますので、投資リスクを回避するというのがコンセプトです。

参画企業は 2 つに分かれていまして、助成金事業と賦課金事業です。助成金事業は、80 億を使って行った事業ですが、主に生産プロセスや製造装置の開発、賦課金事業のほうでその成果を取りまとめるという形
で、ファブシステムの検討を行いました。
参加企業は、助成金事業では、東芝さん、ソニーさん、

前 提 条 件 と し て は、130nm 6 層 配 線 Logic
Process をベースにしまして、月産 100 ロットを生産するのに必要なファブシステムを検討しました。独
立型でそれ単独でも成立する工場にする、市場動向に応じてクリーンルームの増設も考慮するというコンセ
プトをあげました。

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ファブシステム研究会

総合レポート

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オープンディスカッション－ 第５セッション ミニマルファブ構想

線を重視しています。

それから、きょうも話題になっていますが、適正なクリーン環境と用力設備による省エネルギーをテーマ

これで分析すると、ロットの搬送距離としては、1
ロットを入れてから出るまで 3 キロくらいです。これを “ 従来ミニファブ ” と呼んでいるのですが、従来に入れています。これについては、HALCA プロジェ
クトで開発した製造装置、環境ボックスを使用することを前提にして構築しています。

装置を 100 ロットつくる形で並べたファブと比べますと大体 10 キロくらいになるので、ロットの搬送距
離が 30％くらいになるというレイアウトになっていこういったもので装置電力量とクリーンルームの空
調電気量の約 60％削減という目標を立てて検討いたしました。また、半導体工場は純水の使用量が多いのます。

で、これも減らさなくてはいけないというテーマがあ

面積は、40m 30m ですが、生産エリアは 40m
24m くらいなので、大体 1,000㎡のレイアウトになっています。

りまして、2 分の 1 くらいの削減を目標にしました。
あとはコスト的な問題で、微振動対策を検討しました。クリーンルームは微振動対策が必要で、これが構造のコストに影響しているため、見直そうということです。

あと特徴的なことは、中心部にリソと QC を持ってきたということで、嫌振エリアがここに集中しているということです。後で説明しますが、構造的にここの部分だけ嫌振エリアにする。インプラは非常に重量が◎ HALCA ミニファブ装置レイアウト

重たいので、構造的にも真ん中に持ってくる形にして、建築コストを下げるという考え方にしています。

どんな装置のレイアウトにしたかということですが、平面図でどういったレイアウトを考えたかということをご説明したいと思います。

原

前提は先ほどの 100 ロットのものですが、助成金事業のほうで検討した生産装置構成をいただきまして、それをこういったレイアウトにしました。

その QC というのは、何の略ですか。

長谷部
原

考え方は、動線を短くするということが一つコンセプトでありまして、こういった形にしています。具体的にいうと、QC――検査装置関係が搬送回数で見ると各工程と密接に絡むというか、必ず通過するので、これを真ん中に置いて、リソもそういった意味で中心にきますので、ここに持ってくる。上のほうにフロン
トエンド、下のほうにバックエンドを並べて、これは別の観点ですが、インプラもここに並べた。全体でいうとこんなレイアウトにしています。

検査装置です。

わかりました。

長谷部 あともう一つは、装置の搬入を考えまして、
これはいろいろな意見があると思うのですが、こちらからの導入と中央廊下で装置の入れ替えに対応するという形にしています。

◎モデル標準図− 1
今のレイアウトを縮小したものですが、これ（左の図）が 2 階になります。１階は補機スペースになります。2 階のセンター部分が嫌振エリアですが、嫌振

基本は、フローショップにはなっていなくて、それ
ぞれジョブショップの変形型で、並べるに当たって動*#.%#ȟȋȕǡȖᘺፗȬǤǢǦȈ

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ファブシステム研究会

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118-

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エリアの QC とインプラの下は補機があまりないとい

長谷部 装置本体の排気を HALCA ミニファブのライン構成にすることでこれだけ減ったということです。

うことで、ここはユーティリティスペースに使うという形で考えています。あとは、周りに補機がズラッと並ぶという形です。
こちら（1 階真ん中）のユーティリティスペースに入れるのは、特殊ガスの設備ですとか、実際こちらの装置に供給するのに近くにあったほうがいいユーティ
リティ、薬液とかそういったものを置くことにしています。こちらのほう（1 階の下の薄緑のユーティリティ
スペース）にそれ以外のユーティリティ、真空とか、
コンプレッサとか、そういったものを置くということです。この 2 階のエリアに、スクラバヤードとして排気、キュービクルとか、外調機も屋外型にして置こうという考え方の平面図にしています。

◎モデル標準図− 2

それから、清浄度です。これが従来型ですと 0.1 μm のクラス 1000 という形ですが、今回、HALCA のミニファブにするということで、0.1 μ m のクラス
10 万まで落とせると。これはなぜかというと環境ボックスを適用するという前提に立って検討した結果です。
それから、排熱ですが、ファーネスが一番多いので、それを書いています。従来は 1 台当たり 25kW、これは定格だったのですが、これを実測することで 5kWということがわかりました。そういったものをトータルすると、従来型ですと換気回数が時間当たり 70 回、
これはいろいろばらつきがあり平均的なところだと思うのですが、これを HALCA のミニファブでは 25 回まで落としたということです。

これはそれの立面ですが、高さ的には 2 階建てになりまして 13m、クリーンルームの有効高さとしては 4m とれています。補機のスペースとして 5m。この辺は普通のメガファブより少し低いかなという感じはしますが、全体的にコンパクトにまとまって、このくらいで収まるという計画になりました。

◎環境ボックス− 1
先ほどから出ています環境ボックスですが、SMIF
ポッドにフィルター、除湿装置を付けて、この中でファ࿢‫ؾ‬Ȝȃǯǹ

◎省エネルギー䝪䝑䜽䝇⮬య䛿䠯䠩䠥䠢䝫䝑䝗㻛䠢䠫䠱䠬䛻✵ẼΎί⿦⨨䛸㝖‵⿦⨨䜢ྲྀ䜚௜䛡䛯䜒䛾䛷䛩䚹⎔ቃ䝪䝑䜽䝇䛾䝁䞁䝉䝥䝖䛿䜴䜵䞊䝝䜢ᅖ䜐䝫䝑䝗䛾୰䜢✚ᴟⓗ䛻䜽䝸䞊䞁䛺≧ែ䛻䛧䛶䚸

次のことをベースに省エネルギーを検討しました。

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まず、排気量ですが、従来型ミニファブで 100 ロッ✵ẼΎί䝴䝙䝑䝖FOUPᮏయ

トを生産するのに必要な台数を並べた場合は、1 ロッ
ト当たり 86 万㎥必要だったのですが、装置の見直し、
排気量の適正化を図って、34 万㎥に減っています。

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この排気というのは、空調に関する排気ですか。

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空気ですか。
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オープンディスカッション－ 第５セッション ミニマルファブ構想ႾǨȍȫǮȸ

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メンテナンスエリアは個別に局所クリーンにしようと期放置した場合、この中の環境が悪くなることがありましたが、これであれば中の環境が保てるということです。

いうことで、このアイデアは天井からクリーンブース
を吊って、ロールカーテンを必要なときに下げて、このエリアのクリーンを確保できるようにしようというアイデアですが、こういったものでメンテナンスは対応することを考えました。

◎環境ボックス− 2
特徴的なことは 0.1 μ m の、これはパーティクル
100 万のエリアですから、クリーンルームではないですね。準クリーンルームというか、そういったとこ
ろでも使える形のボックスになっています。湿度は10％くらいに抑えています。

◎省エネルギー− 2
これによる省エネルギーですが、それぞれ排気処理、
外気処理、循環空調をあらわしています。

それから、内部で循環していますので、ウェーハの自家汚染などもない。内部のケミカル汚染も抑えられるというものです。

循環空調は、循環回数 70 回を 25 回にしているので、それで下がり外気処理、排気処理も排気が減るから下がるということで、試算的には 60％削減になりました。

◎省エネルギー− 1
もう一つ、省エネルギーで話題になりましたのは、局所クリーン化です。環境ボックスを使えれば、ウェーハの環境は守れる。ただ、全体をクラス 10 万まで落◎微振動対策− 1
それから、微振動対策ですが、これも構造的に費用ࣇਰѣ‫ݣ‬ሊႾǨȍȫǮȸ
‫ټ‬ʟӵɦ‫ޅ׹‬৑‫ࣖݣ‬ȦȋȃȈ᳂᲻᳆Ჽ᲻ȟȋȕǡȖƷ
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ファブシステム研究会

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オープンディスカッション－ 第５セッション ミニマルファブ構想

どうしても柱がダブるので、こういったものについて
は、中側と外側が絶縁した柱になっていまして、それࣇਰѣ‫ݣ‬ሊ᳂᲻᳆Ჽ᲻ȟȋȕǡȖ೅แȢȇȫƴƓƚǔನᡯ࢟ࡸ᳂᲻᳆Ჽ᲻ȟȋȕǡȖ೅แȢȇȫƴƓƚǔನᡯ࢟ࡸཎᚩЈᫍɶ

ぞれ梁をもたせるというダブルコラムの提案をしています。

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幾つかバリエーションを考えたのですが、省かせていただきます。

ȀȖȫǳȩȠƷ੔ဇ◎コストと工期− 114がかかっているので何とかしたいという話がありまして、検討いたしました。

省エネとか、構造的な配慮を検討して、コスト試算
をいたしました。上が従来型のメガファブのコスト試算です。従来型ですので、1000 ロットをベースに考えているのですが、HALCA 型ミニファブと比較できるようにということで、単純に 10 で割ったものを置

各製造装置メーカーさん、デバイスメーカーさんへのアンケートなどを行った結果、リサーチを踏まえた
微振動条件ということで、嫌振エリアでは 1 μ m −1gal、非嫌振エリアでは 3 μ m − 3gal という数字を標準にするという提案をしております。

いています。こちらが実際のミニファブの試算です。
それぞればらつきがあるのですが、例えば建築的には若干上がっているとか、空調は排気量がグッと減っているので減っている、純排水が 2 分の 1 にしているので減ったといったことを積み上げますと、従来型のメガファブ 100 に対して 101 ということで、ほぼスケーラブルに減ったという結論になりました。

解析方法も各メーカーによってばらつきがあったのですが、3 分の 1 オクターブバンド分析という分析方法に統一する。こういった標準化をすることで、コストダウンが図れるということを検討いたしました。

ただし、ここで問題がありまして、熱源、ガスヤー
ド、排水処理等の周辺施設と言われているものですが、メガファブですとエネルギー棟とか別棟になるような施設ですけれども、こういったものは含んでいません。

◎微振動対策− 2
微振動対策を踏まえた構造ということで、こういう形を提案しています。

これを入れてしまいますと、逆にいうとスケーラブルにならない。こういったところは規模が 10 分の１になっても値段が 10 分の 1 になるようなものではありませんので、これは課題として残ってしまったという特徴的なのは嫌振エリアですね。レイアウトで言うと、真ん中に嫌振エリアをつくりましたが、そこはフリーアクセスフロアではなくて、ハード床にするという提案をしています。

ところです。

もう一つは、嫌振エリアと非嫌振エリアが構造的にȟȋȕǡȖȢȇȫƷȐȪǨȸǷȧȳǳǹȈƱ߻஖

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2008

-

121

-

オープンディスカッション－ 第５セッション ミニマルファブ構想

を大きな課題ということで挙げています。
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以上です。

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原 ありがとうございました。質問・コメント等お受けしたいのですが、いかがでしょうか。

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17◎コストと工期− 2

加藤洋 HALCA プロジェクトの範囲はクリーンルー
ムと設備レイアウトというとで、設備の構造変化まで工期ですが、従来型のメガファブですと約 16 カ月かかるということですが、ミニファブにすると 8 カ
月でできるという試算をしています。これは、標準化を図ることで最初の設計期間を大幅に減らせるというは入っていないのですか。

ことと、実際の建築工事も 8 カ月から 5 カ月くらいまでに短縮できるということ、それから、装置の搬入とか接続工事も規模が小さくなるので単純に減るということで、半分くらいになるという試算をしています。

◎ HALCA で得たこと、HALCA で見出された課題
こういった取り組みを通じて、デバイスメーカーさんと装置メーカーさん、ゼネコンで協力して、こういった課題に取り組めれば解決できる課題は多いという感触を得ています。

長谷部

設備というのは、空調設備とかですか。

加藤洋

生産設備のほうです。

長谷部

生産設備ですか。入っているのですが、最初に説明しましたように助成金事業で装置開発をしておりまして、例えば露光工程を簡略化するためのステン
シルイオン注入機の開発ですとか、シングルチャン
バーでマルチプロセスをやろうとか、そういったことはやっていました。助成金事業のほうでやった結果を受けてファブエンジニアリングワーキンググループのほうでファブシステムを研究したという形です。
原 実際に大見先生が構想されたころに二十項目ほどを挙げていらして、大成建設さんがやられた部分を中心にお話しいただいたので、建屋の話に聞こえたかも

それから、HALCA で見出された課題ということですが、ミニファブを提案したのですが、現実にミニファ
ブでつくられた工場はないということで、事業性に問しれませんが、実際には製造装置についていろいろ努
力されています。製造装置のフットプリントを若干小さくするとか、そういうことも当然やっています。

題があったのかなと感じています。

長谷部 10 分の 1 の生産量にして成り立つ製造プロ
セスをテーマにいろいろやって、プロセス関係の開発

それから、先ほどあった熱源、排水処理等の周辺設
備のスケーラビリティが達成できなかったということもされていました。
原

他にはいかがでしょうか。

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長谷部

総合レポート2008-

実はトヨタ自動車さんは内製で半導体を作られていて、半導体工場を持たれています。内製品ですので非常に小量ですし、それから自動車用のチップということで多品種であると。そういう生産をされてい18

ファブシステム研究会

トヨタ自動車さんが入っているのですが、どんな立場だったのでしょうか。

122-

オープンディスカッション－ 第５セッション ミニマルファブ構想

るということで、非常に興味を持たれて入ったということです。ですから、ファブシステムのほうにも入っ部分をオプション的に囲って局所的にクリーンにしたとしても、結局装置のほとんどをカバーしなければなて知見をいただいて、工場なども見せていただきました。

らなくなってしまいますので、オプションとはならな
いと思います。

加藤洋

最後の総括のところで、事業化の問題でこれはまだ適用されていないとおっしゃいましたが、その辺のもう少しコメントはないですか。

長谷部 装置の周辺、例えば 1m くらいはすべてク
リーンのエリアとして必要になってくると？

原 その辺は次に行く前の主題としてぜひ取り上げた
いと思っています。他はよろしいですか。

加藤健児 はい。今、300mm ファブでは、ウェーハ
は一応周囲環境から隔離できていますが、大気から真空に持ち込むためにそこの部分だけは周囲に対してオープンにならざるを得ないので、局所的なクリーン
環境をミニエンという形で作っています。持ち込んだ③クリーン度について
長谷部

私から 1 点だけ逆に質問させていただいてよろしいですか。
ミニファブでクリーン度を落としたいということで、デバイスメーカーさん、装置メーカーさんとも議論したのですが、普通に運転していればクラス 10 万でも大丈夫という話はあったのですが、装置のメンテ
ナンスとかチャンバーを開けたり、いろいろなことがあるので 10 万ではできないという話があったのですね。
そこで、装置メーカーさんにお聞きしたいのですが、装置自体はメンテナンスするときに開けるところは限られていると思うのです。装置ごとにいろいろタイプが違うから、メンテナンス時にキープしなくてはいけないクリーンエリアが装置ごとに違うと思うんです。
装置側で、そういったメンテナンス時にクリーン度が確保できるようなものをオプションで付けるとか、そういう形はとれないんでしょうか、という質問です。
というのは、逆に、ロード・アンロードのところは装置側で実際に囲ってフィルターが付いていますね。
そこでクリーン度が確保されていて、一つの装置の付
帯のクリーンブースみたいな形で付いている。であれ
ば、メンテナンスのときに必要なエリアもそんなに広範囲ではないので、装置のオプションという形で、も加藤健児 頻度というか、本来はそこは開けない部分なのです。通常の運転ですと開けないですけども、トラブルがあったり、ウェーハが割れたとか、そういった場合には開けざるを得ないですし、そういうエマー
ジェンシーの場合ですから、頻度としては非常に少ないのですが、ポテンシャルとしては絶対ゼロにはならないところですので、その時のクリーン度は必要。

原

今までは、クラスター装置は、装置本体のチェン

バーが、中心の搬送ロボット室を囲んで円周上に配置されていますからやりにくいでしょうけれども、たとハイテクの加藤さん、いかがでしょうか。

えば、チェンバー配列が真っ直ぐなクラスタータイプ
を仮想的に考えるとすれば、区切って、そこだけクリー

加藤健児 メンテナンスのときにチャンバーも開けますし、バッファー室も開けますし、トラブル対応もあンブースみたいなものをいきなりドンと入れてやるとか、作業はしやすそうな感じはいたしましたが。

りますので、装置をクリーンルームの中で開けるということはあり得るのですが、ウェーハが流れていてクリーンでなければならない部分が装置の面積的にどの

加藤健児 メンテナンスのときにオープンにする部分をミニマムにするということはできるかもしれないで程度かというと、ほとんど全部ですね。そうした広い

総合レポート原 ただ、それはメンテナンス全体を今おっしゃった
ので、そういうことになってしまうわけでしょう。必要だからというと、全部クリーン度を確保しなければ、ということになります。メンテナンスと定期的な何か材料を入れ替えるとかいう、頻度というか、バリエー
ションが幾つかあるのではないかと思います。それに応じてクリーン度ないしはクリーン領域を定義するということは、やろうと思えばできるのではないですか、
それともそこは難しいですか。

きるんでしょうか。

ぜひ伺いたいと思っています。

ファブシステム研究会

ります。

そのタイミングでクリーン度を上げるとかいうことができるのだったらいいでしょうが。そんなことがでしそれが装置側でできるのであれば、クリーンルームのクラスを 10 万、ボールクリーンルームするということができてしまうので、その辺のご意見をきょうは

原

後の真空系は、通常は周囲環境から隔離され、さらに運転中は真空維持されるわけですが、メンテナンスのときにはオープンになりますので、そうなったときを想定して CR 側にクリーン度は必要だということにな

2008

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123

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オープンディスカッション－ 第５セッション ミニマルファブ構想

原

すね。モジュール単位で切り分けができれば、例えば
チャンバーの中でおかしくなったときに、そのチャン
バーの部分だけ、そのチャンバーをオープンにした空間だけのクリーン度を保てればいい、というやり方は、理屈としては成り立つかも知れません。
長谷部 今、加藤さんのお話から、メンテナンスは全体の生産時間からみると本当に短い時間なので、その時間だけクリーンになるような対策を全体のクリーン④情報の共有について
長谷部 どうもありがとうございました。今お話を伺って、私も初めて知った内容もいろいろあります。
デバイスメーカーさんと装置メーカーさん、ゼネコン
が本当に情報を共有してやらないと、本当にいいものができないというか、実際に使えるものができないとルームとは別に検討することが必要と思っています。
原ありがとうございました。

いうことかと思っています。

ありがとうございます。

原 派遣されていた部隊は、本体全体の中でどのように位置づけられていましたか。

次に、先ほど日立 GST の加藤さんから事業性の課
題についてご質問がありました。実際に HALCA について、デバイスメーカー各社では、私が聞いている感覚ですと、大抵の企業が導入できるかどうか検討を

駒形 オペレーションする人は別として、エンジニア
部隊は基本的に開発の部隊でした。

行いました。その辺について、三洋さんからコメントを頂きたいと思います。

原

東芝さんはどのように見ていらっしゃったか、コメントをいただけたらと思います。
濱本 まさに三洋さんが指摘されていることは、ライン運用をする側からすれば当たり前のことです。そこに携わっていない研究開発の人が入っていますから、全体のつながりが理解されていないがゆえの指摘事項ではないかと思っています。

ファブシステム研究会集中討議資料「ミニマルファブ構想」〜 HALCA プロジェクトに対して〜
駒形 三洋半導体製造の駒形です。HALCA プロジェ
クトの関係で弊社のほうで検討した内容がありますので、簡単ですが、ご紹介したいと思います。

◎ HALCA プロジェクトとの関わり
三洋電機としてはトータル 11 名を派遣していました。
私は、当時、新潟工場にいて、このプロジェクト自体には直接関係していないのですが、プロジェクト開

環境 FOUP とか、我々はそういう情報も知っていました。ただ、それを実際のラインに適用したときに、どれだけの効果があるかというところが検証されないまま、例えば、環境 FOUP を使うことによってクリーンルームを 10 万まで落とせますと謳っていた。だけれども、環境 FOUP はどのくらいコストが高いかというのが議論されていませんでしたね。環境 FOUPを導入することによって、では歩留りがどのくらい上がるのだろうか。そのような議論があるべきでしょう。
環境汚染対策をすることによって「クリーン度のクラ始時の技術検討会や「ミニファブの実現可能性を検討する」という社内プロジェクトに参加しました。

スを落とすことができます」と言うのは単純な議論で、実現は安易ではありません。トータルで見たときにどうなのかという議論をきっちりしてほしかったように建物のほうは先ほど長谷部さんからお話しいただい
たように、着手することは可能ですが、ファシリティ
を考えると単独ファブとしてゼロから作るのは難しい感じでした。
あと、ライン維持・運営に掛かる人の問題、MES
や付随する生産管理システムなど周辺システム系まで
HALCA プロジェクトは盛り込んでいなかったので、これも入れると規模的に厳しいかなという認識でした。

感じますね。私個人としては話を聞いていてそう思いました。
我々も過去、評価したり、検討はしています。一つの研究開発がなされた段階であり、まだ本当の製造ラインに持ってこれるようなものではない、というのが実情なんです。
長谷部 環境ボックスについては装置メーカーさんとしての検証はされていたと思うんですが、それがデバ

質疑応答・意見交換

ファブシステム研究会

わかりました。

総合レポート

2008

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124

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オープンディスカッション－ 第５セッション ミニマルファブ構想

イスメーカーさんのほうでどの程度評価されていたかという情報は確かに不足していたかもしれないです。

駒形 他社がどういう方を出されているか私は全然わからなかったので……。

濱本 クラス 1 万で我々はさらに循環風量を落としているので、さらにクラスとしては落ちているはず原です。それが 10 万になったことによってどうかというところの検証もしないといけません。今、我々はク
ラス 1 万以上で実際にメンテナンスをやっています。
そこを局所的にクリーンベンチで覆ってチャンバーの中を洗浄しますという方法と、それとも今の洗浄のやなるほど。
こういうことを踏まえて次に話を持っていきたいと思っていますが、何かコメントやご質問があれば。

⑦今後に向けての課題について
池田 項目がいくつか挙げられていましたが、これはそれぞれ同じようなウエートで重要だったのか、それり方がそもそも問題があるのではないかと我々感じているのですね。例えば、“ 拭く ” 作業があります。拭
くということは、最後払ったところはそこにゴミが残るのですね、ウェット洗浄などをすると。そういったともどれかがリーディングタームになっているのか。
駒形

仮に HALCA プロジェクトの成果を全部取り洗浄方法を解決しないと、周りだけを良くしても、本質的にはゴミをかえってつけているような……。そこ

込んでも、やっぱりここ（ファシリティ縮小）に来ると厳しい……。

をどうやってきれいにするかというところの視点で我々のほうは今見ています。

池田 他の課題でなくても、その 1 つだけでもあれ
ばもうだめだという、そういう話ですか。

作業自体を一つずつ、もう一回見直す必要性があるのかなと。その中で本当に局所的にクリーン化しないといけないところと、そうではないところをもう一回切り分ける必要性があるのかなと思います。

駒形原

長谷部 議論の中でも、最終的にはファシリティの部
分というのは、どうしても根本的な問題があるので、考え方として、最初は独立が前提だったのですが、既存のエリアの、実際にこういったファシリティがあるところに追加するとか、あるいはリニューアルするときにこのラインを入れるとか、そういった形であれば考えられる、というような議論にはなっていました。

この辺の視点について、いかがでしょうか。

⑤実測しなかったことについて
中川 視点が違うかもしれませんが、これを実測されなかった理由は何なんですか。先ほどから聞いているとシミュレーションしたけれども、実測されていないということですが、何故でしょうか ?

池田
原⑥プロジェクトに参加した人たちについて以上を伺っていて、これから「次」を考えて行く

上での本質的な教訓というのは、工場の現場の方というか、生産に現に従事しているところの人たちが、積極的に加わるべきだということが言えるのでしょうかね。ないしは、三洋さんのように本気で建屋を建設してやろうかという気があったところが、そこに意識のある方たちが参画すべきであるということなのでしょうか。

ファブシステム研究会

総合レポート

どうもありがとうございます。

★ファブシステム研究会代表の事後挿入コメント
HALCA プロジェクトは、半導体製造産業としては、生産技術及びファブシステムのあり方にスポットを当てた、それまで認識されたことのない、画期的なプロジェクトであった。初めての経験であり、野心的な反面、次への課題も多く残されている。我々ファブシステム研究会としては、HALCA で得られた成果は何だったのか、そして、次は何をやってゆくべきかについて、議論しておく必要がある。そこで、この会議においては、HALCA に参加経
験のある、東芝、三洋、大成建設の皆さんに話題提供頂
きながら、今後へ向けての議論を行った。以下、具体的な 2 点についてコメントする。HALCA では、参加メンバー
は、一部、現場の工場従事者も参画していたが、主に研究者・開発者であったといえるだろう。これは、工場シ
ステムの研究開発を行えば、その次の段階ですぐにミニファブが建設されるのではないかという、希望的な期待

2008

-

わかりました。

では、次に進ませていただきたいと思います。

駒形 HALCA プロジェクトの場合、デバイスは作りました。それはスーパークリーンルームで一部、あとは東芝さんのところと製品を行き来して、デバイス検証はしました。でも、ファブの検証はできていません。

原

そうです。

125

-

オープンディスカッション－ 第５セッション ミニマルファブ構想があったからと思われる。しかし、現実には、
現在ミニファ
ブは世の中に存在していない。もう一段の実用化開発が必要であり、かつ当時想定しきれなかった研究開発要素があったこと、また、ビジネスモデルの構築も合わせて必要であったことは、このことから理解される。もう一つ、クリーンボックスについては、次のように理解すべきであろう。密閉型の箱でのウェーハ搬送という考え方については、
90 年代には、かなりの異論があった。それは、密閉容器内での発塵や有機物発生から、ウェーハを守りきれないという技術的な課題があったからである。そこ
で、HALCA では、箱に清浄化機能を組み込んだクリーン
ボックスを試作し、清浄化テストを行った。その結果は良好なものであった。しかし、このボックスには複雑な清浄化機能が付加されたので、コストアップになることから、実用機での導入は難しい面があった。一方、実用容器では、(1) 密着連結を回避する前室とのドッキングシ
ステムにより、ウェーハ上での微粒子汚染を事実上ゼロに追い込めたこと、そして (2) 有機物汚染については、次の工程までの待機時間を管理して、長時間放置の場合は洗浄を適宜いれるなどの管理方法が徹底したことにより、上述の懸念点は解消できた。HALCA でのクリーンボックスの開発とテストは、まず、慎重を期すべく安全な方法を開発した、という意味で、通るべき技術開発を行ったということができよう。その後、生産性改善として、それを回避する手法が見いだされたのである。

ミニマル・マニュファクチャリング
原 要するに巨大化した製造装置とウェーハをそのま
まにしながら、効率化を徹底的に追求したというのが
HALCA プロジェクトだという理解だと思います。最も大きな教訓はウェーハサイズを変えなかったということでしょう。
「全部スケーラブルにする」ことを謳いながら、ウェーハサイズだけはスケーラブルにしな
いで 8 インチのまま固定したというのが HALCA プ

えようというのが、今度のミニマルファブプロジェク
トとご理解いただいてもよろしいかもしれません。

◎ミニマル・マニュファクチャリング
今の HALCA のお話ですが、これはだめだという
わけではなくて、宿題を残したのだけれども、やれるところまでやった。少なくとも最初、ユーティリティ
も実用上はそれなりの規模で取り組むべき必要条件だとは誰も思わなかったのだけれども、プロジェクトを実施した結果として認識されたわけですね。その意味では決して悪い話ではなかったと思います。
業界としては相当真面目に取り組みましたし、各社
さん、温度差はありますが、相当調べた。だけれども、やらなかった。結局、それはウェーハサイズが変わらなかったので、トータルでは大幅な投資の節約にはつながらなかったということでしょう。
さて、この辺で、基本的な概念の話に戻りたいと思います。ユーティリティを小さくするということは省資
源・省エネルギーになりえます。ミニマル・マニュファ
クチャリング概念に基づくアンドのとれるような技術を使えば、ユーティリティも小さくなる可能性があります。
もう少しわかりやすく言いますと、超純水を大量に使うとか、窒素を大量に使うということ、また、大量の廃棄物を処理しなくてはならないということについて、半導体の技術をもっと根本的なところから見直して、プロセス技術を一新すれば、使う量は 100 分の1 になるかもしれないわけです。具体的にテクノロ
ジーの幾つかの事例をご紹介いたしますが、そういう技術が現にあります。そういうのを半導体工程に入れロジェクトの根本的な境界条件設定だったのではないでしょうか。当時、12 インチ化 (300mm 化 ) が立ち上がりつつありました。それを敢えて、8 インチに抑7えた、ということは、当時の業界としては、それなりに踏ん張ったともいえるものではあります。しかし、それでは、装置は本質的に小さくならない。それを変8

ミニマル・マニュファクチャリング

ミニマルマニュファクチャリング組織"Minimal Manufacturing & Maximum Servicing" 吉川弘之理事長

最小資源投入最小エネルギー投入

高生産効率

研究コーディネータ 清水敏美、五十嵐一男

単品単純・大量生産

要素技術のインテグレーション
相互補完
・強化

相反する要求を両立する技術へ

ミニマルマニュファクチャリング
推進検討WG

ミニマルマニュファクチャリング
指標タスクフォース

革新的生産システム（環境分離技術）

主査

山口 智彦
北 英紀
増井 慶次郎ナノテクノロジー研究部門
先進製造プロセス研究部門
先進製造プロセス研究部門

委員長
副委員長
委員

2006〜2007年度

低環境負荷技術相反（省エネ、省資源）

相反

先端技術（新機能、高性能）

NEDO調査研究（H17年度)
ナノテクノロジーによる協力関係
生産技術革新に関する調査研究
事務局

最大機能
発現

相反

変種・変量生産
実用化技術

PJ 統括

横山 浩

ナノテクノロジー研究部門長

PJ 主任

原 史朗
村田 和広
増井 慶次郎エレクトロニクス研究部門
ナノテクノロジー研究部門
先進製造プロセス研究部門（高生産性、低コスト）

2006年度末

先進製造プロセス研究部門
ナノテクノロジー研究部門
先進製造プロセス研究部門
研究コーディネータ
研究コーディネータ
先進製造プロセス研究部門
先進製造プロセス研究部門
エレクトロニクス研究部門
先進製造プロセス研究部門
サービス工学研究センター
サステナブルマテリアル研究部門
ナノテクノロジー研究部門
企画本部 戦略経営室
企画本部
イノベーション推進室
健康工学研究センター
イノベーション推進室
イノベーション推進室
イノベーション推進室

三島 望
村田 和広
中野 禅
清水 敏美
五十嵐 一男
北 英紀
増井 慶次郎
原 史朗
大司 達樹
松本 光崇
吉村 和記
水谷 亘
佐脇 政孝
井上 佳久
朴 慶浩
高橋 淳子
佐々木 毅
細川 裕之
村上 敬

外部アドバイザー、外部講師
東京大学 教授
東京大学 教授
東北大学 教授
コンポン研究所 常務
Daicel Chemical Industries, Tsukuba Research
ダイセル化学工業 (株) 研究所長

上田 完次
木村 文彦
石田 秀輝
原 邦彦
松山 彰収

2008年度組織図♪

[ナノインテグレーション.ai] [素子生産技術の重要性.ppt]

ファブシステム研究会

総合レポートミニマルマニュファクチャリング
技術課題タスクフォース

産総研 内部委員

2008

-

126

-

主査

事務局

原 史朗
北 英紀
村田 和広
増井 慶次郎
水谷 亘
朴 慶浩
原市 聡
中岩 勝
三島 望
前田 英明
明渡 純
時崎 高志
石田 敬雄

エレクトロニクス研究部門
先進製造プロセス研究部門
ナノテクノロジー研究部門
先進製造プロセス研究部門
ナノテクノロジー研究部門
技術情報部門エレクトロニクス研究部門
環境化学技術研究部門
先進製造プロセス研究部門
ナノテクノロジー研究部門
先進製造プロセス研究部門
イノベーション推進室
イノベーション推進室

2006〜2007年度

オープンディスカッション－ 第５セッション ミニマルファブ構想

スキャンしながらアニールすれば均一になるわけです

9 ミニマルマニュファクチャリングに適したテクノロジー

ね。そういうような加熱方法でやれば、必要なところに必要なだけのエネルギーを投入できるということになります。そういう考え方でやりますと、例えばイン
咤咔
咔咞
咞
咤

䜸䞁䝃䜲䝖⏕⏘
吶吢
吢
听司
司吭
吭໬
໬
吶
听

咤咖
咖咕
咕
咤

吮呁
呁呉
呉吟
吟吮
吮呄
呄吗
吗吆
吆吟
吟
吮
咁
㟁Ꮚ
Ꮚ吱
吱呎
呎吨
吨呎
呎➼
➼咂
咂
咁
㟁

そんなことで、いろいろな技術がそれぞれのところ
吊
吏叾
叾
吤
吊
吏
吤

でマッピングできています。こういう技術はまだ世の中がマチュアでないと言って使っていない。だけれど

咤咔
咔咞
咞
咤

吊
吮呄
呄吗
吗吆
吆后
后吾
吾
呉
吊
吮
呉

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吟

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吝呃
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吚
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叻吆
吆呄
呄吮
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向吵
吵
吵

クジェットについても、必要なところに必要なだけデポできますので、資源の利用効率は 100%に上がります。

䈜 若草色は、も、ゴロゴロしているということです。これを全体的に使ってシステムを組んでいければいいのではないか、というのが我々がこのマップを作ってから気がついたことです。

産総研にてポテンシャルを有する技術である。

ていくということが、最終的にファシリティを小さくすることになるというふうに我々も考えています。

この草色で色づけしたミニマルマニュファクチャリ
◎ミニマル・マニュファクチャリング組織

ングテクノロジーは、産総研がトップだったり、相当のポテンシャルを持っていたりするものだけを選んで明示したものです。我々は研究員が 3,000 人もいますので、世の中のお役に立たなければいけないというふうに常々思っているわけです。

ミニマル・マニュファクチャリングって何？ということで、この研究体制を申し上げました。ここのところでタスクフォースをつくりまして、この概念の中身のテクノロジーは何か、議論したわけです。

これから幾つか事例をご紹介いたします。
◎ミニマル・マニュファクチャリングに適したテクノ
ロジー◎局所クリーン化生産方式（ジーンズで IC 製造）

まず、
我々は、
現代産業の問題点を「硬直化」「複雑化」「局所最適化」というふうに分けました。それに対して、ミニマル・マニュファクチャリングはおそらくこれを解決するものだから、硬直化したものについては
柔軟化すればいい、複雑化したものは単純化しましょう、局所最適化したものは統合化しましょうというふ
うに考えます。これら、「柔軟化」、「単純化」、「統合化」
がミニマルの基本要素であるといえます。
それに対して、ものづくりのハイアラーキーを「プロセス」「マテリアル」「デバイスプロダクト」「システム」と並べますと、これがミニマル・マニュファク

局所クリーン化の生産システムについてはずいぶん議論されていますが、一つだけ今まで話が出ていないことを申します。
例えば、横軸を工場竣工後、1 年、2 年ととって、縦軸に良品率をとってやります。従来型はこのように
1，2 年かけてゆっくり良品率が立ち上がります。それが局所クリーン化ですと、垂直立ち上げになってきます。ここの 90%超のところから利益が出るとしま
すと、投入されたヒト・モノのリソースは、旧来型の
10

チャリング技術だろうという、沢山の要素技術が、図にあるようにマッピングされました。

局所クリーン化生産方式 (ジーンズでIC製造)

ヒト･モノ分離・ヒトに最も優しいシステム

カプセル化 ・外乱プロテクト性

・パラレル生産が可能

投入資源
1年分削減
投入経費
高良品率 1年分削減

幾つか例示します。例えばレーザアニールを用いたら大したことはありません。それもレーザアニールで総合レポートクリーンルーム不要

Font Revised Nov. 24, 2008.

127

密閉型・搬送容器

1年後-

機械化搬送対応＝オンデマンド性半導体工場=微粒子遮断
産総研=
ガス遮断の完全性能（製造システムの未来提示）

利益が出ない

従来
方式
工場

工場
竣工

産総研アドバンテージ
ミニマル性能緑色：低環境負荷
赤色：超高品質
青色：ローコスト

2008-

良品率[%]

0でしたら、そんなにエネルギーは要らないはずですね。
周りのファーネスを全部同じ温度にするから莫大なエネルギーを使うのであって、ウェーハだけ加熱するな

ファブシステム研究会

製造装置

局所クリ
ーン化採

前室

用工場

100
装置
分離

垂直立
上げ

局所的アニールがあります。先ほどの東芝さんの絵でも、加熱工程で結構エネルギーを使っていますというのが出ていましたね。本来、ウェーハを加熱するだけ

2年後

オープンディスカッション－ 第５セッション ミニマルファブ構想

90%達成時点から局所クリーン化の 90%達成時点を引いた差の期間の投入分、その分だけ局所クリーン化

12

目的
エネルギーと物質の同時併産 （コプロダクション）により変換効率の向上による省エネルギーなどではなく、エネルギーと物質生産のあり方を総合的に捉えたシステ
ムによりエネルギーと物質の消費量を大幅に低減 する。

で全部要らなくなります。それで、ものすごく効率的な工場立ち上げができるようになったということが言われています。ある長崎の工場では、製造装置を入れながら、もうテストを開始するということをやってい特徴
工場やコンビナート内で共通するエネルギーや物質などネットワーク化
可能なアイテムを定量化し、変換機能を持つ「コプロプロセス」を導入して全体システムを最適化する。

ました。今までは装置全部を入れてきれいにしてからでないと回せなかったのですが、局所クリーンだと、部分的に装置を導入したら、この間にも箱に入れてテスト用に運ぶことができるという芸当ができるようになったのです。メンテするときも機械をいじると周りが汚くなるので全部止めなければいけなかったところ

現にダーッとデポして、利用効率は原理的に 100%進捗䜲䞁䜽䝆䜵䝑䝖䝥䝻䝉䝇

従来プロセス◎コプロダクションによる産業間連携技術
それから、先ほど話に出ましたコプロダクションですが、これは産総研が NEDO の予算をもらいながら
プラント業界の十何社と一緒にやっている仕事です。
CO2 や燃料、水素、合成ガス、排熱、廃棄物、こう13

スーパーインクジェット方式 (オンデマンドマニュファクチャリング技術)量産を捨ててしまうという資源の利用効率、エネルギーの利用効率が 100 分の 1 か、1000 分の 1 くらいなのに対して、原理的に 100％に近いようなものがミニマ
ルテクノロジーなのです。これ（図中産総研アドバン
テージの囲み内写真）はそれで書いてみた配線工程です。このような技術的方法論が、無駄を省きながら省資源にもなり、高効率、環境にもやさしい、それでいて高性能を有する技術であると我々は考えています。

いうものをいろいろな工場で共有化しましょうというようなことはもう現に始まっています。先ほど「他社との連携は難しい」というお話がありましたが、工場とか会社同士で真剣に話し合ってできる――当然、そ率が 100 倍になればユーティリティ規模は 100 分の1 になるわけです。

試作

インクジェットプロセスによるミニマル工場の理想

特徴
省資源・省エネルギー・少廃棄物
省設備・省プロセス

工場面積
エネルギー
設備投資
資源利用率

1/100以下
1/1000以下
1/1000以下
10倍以上

高応答性（小“慣性質量”化）
進化・適応力が向上し、無駄が少なく高競争力

径がサブ mm以下

同等機能実現のための別アプローチの採用例）液晶→有機LED
システム全体の見直し・最適化
例）小工場による省設備投資例）オンサイト製造→物流コストゼロ＆
リードタイムゼロ生産

プロセス導入メリット

Category 3

個別プロセスの代替
例）カラーフィルタ製造プロセス
露光エッチング工法→インクジェット工法

産総研アドバンテージ[生産工学授業.ppt]

総合レポート

原料（固体）→ ナノ粒子合成→ デポジション
ワンステップ工程

１：デポジション可能な材料種が豊富．
高融点金属、酸化物、
貴金属
２：マイクロプラズマが低温
熱に弱い材料上へ
デポジション可能＊Category 3は、単なるシーズ技術でもたらされるのではなく、社会の変革が必要。ここにMM活動の意味がある。

ファブシステム研究会

プロセス時間：90%以上短縮
消費電力：従来の1／100
消費原料：必要量のみ

ライン

産総研アドバンテージ

・従来の1000分の1以下の超微細液滴を利用した独自の微細精密印刷技術
・乾燥の速さを利用した立体構造形成技術
・クリーンルームなしに、常温大気圧下で微細加工

Font Revised Nov. 24, 2008.

マイクロデポジション

産業
応用真空設備不要小型発生器（ペンサイズ）

IJ技術を例にした新技術の導入形態に対する考察

プロセス応用ドット

設計→試作期間の大幅短縮化
多品種少量生産への適性

Category 2

大気圧マイクロプラズマ技術
microplasma
microplasma□100m→□10m
数十MW→数十ｋW
数千億円→数億円
数%→数十％

時間

Category 1[生産工学授業.ppt]と い う、 製 造 装 置 に 使 わ れ て い る 実 用 量 産インク
ジェット技術が最近出てきています。すでに、60％の資源利用効率に達していると聞いています。ということで、半導体がほとんどメタルをデポしては、それ

次に、ミニマル・マニュファクチャリングのテクノ
ロジーの主立ったものを挙げてゆきます。スーパーイ
ンクジェットという技術があります。これは我々産総研が持っている技術で、世界一です。いわゆる従来のエプソン、キャノンさんが持っている液滴の 1000 分の 1 の量の、世界で最先端の液滴を打てる技術を我々は持っております。普通、リソグラフィーですと、全部デボしてからややこしい方法で削っていくわけで、削ったものは全部捨てていました。使う量 1 に対して捨てた量は 100 倍くらいになっていますから、もともとのユーティリティやファシリティはそれだけの量が必要になります。インクジェットなどで、利用効

設計

一部技術移転Font Revised Nov. 24, 2008.

◎スーパーインクジェット（オンデマンドマニュファ
クチャリング技術）

切る・彫る・削るプロセスから塗る・足す・付けるプロセスへ。

既存設備を生かし新規設備投資を出来るだけ抑制した高効率シ
ステムの構築が可能
産総研アドバンテージ
独自の評価システムを開発

が、「そこをメンテしていても他のところはそのまま回せるのですよ」というふうに工場の方がおっしゃるというところまで来ているわけです。

11

コプロダクションによる産業間連携技術

Font Revised Nov. 24, 2008.

2008

-

128

-

微細回路パターン
オンデマンド補修など

紙への金堆積[生産工学授業.ppt]

オープンディスカッション－ 第５セッション ミニマルファブ構想

ういうレベルで仕事をしないといけないのですが、そういうことはできてきています。これは全体最適化で

15

すから、ミニマル・マニュファクチャリングの一つなのかなと我々は考えています。

３次元実装（統合化）
３次元LSIチップ積層実装
産業技術総合研究所

半導体ＬＳＩチップの性能向上
高密度化→高コスト
高速化→物理的限界

実装技術でカバー
チップの高精度加工
高精度接合
高度検査、評価
複数チップシステム設計◎大気圧マイクロプラズマ技術
高速信号伝送（10ギガビット毎秒）

先ほどのインクジェットの例に近いのですが、大気
圧マイクロプラズマという技術があります。これは本
当に小さなところだけにプラズマを立てる技術です。
実際に目で見ますと、ライターの火とほとんど変わらないのですね。このマイクロプラズマに、作っている本人が手を突っ込んだので、「あ、焼けちゃうよ」と言ったら、「いや、これ、低温なので焦げません」。低温なので、手に当てても全然問題ないのです。
そういう冷たいプラズマなのですが、例えばプラズ
マ発生部分にメタルを入れてそこで溶かすということをやりますと、金が紙上にデポできます。もちろんこ
こにエッチングガスを入れてやれば、局所的にエッチングすることもできます。プラズマという分野では、
巨大なところに巨大なプラズマを立てて安定にする、という非常に難しいことをやってきましたが、よく考えたら、小さいところに、必要なところにだけ必要なプラズマを立ててやればいいだろう。全面でやるというなら、プラズマをスキャンすれば一つのプラズマの広域均一化技術は要らないのです。
そんなことも最近出てきています。これは我々の研究結果ですが、局所プロービング技術とそこにスキャンという考え方を加えてやれば、均一化は十分達成できるということです。

・実装技術による多種類LSIデバイスの統合化
・LSIシステムの設計製造の期間短縮･コスト減
・異種プロセスデバイスの統合化
・LSIシステム設計変更への柔軟な対応

・高密度微細多層配線技術
・高密度実装プロセス技術
・高速信号伝送評価技術
・実装構造体の統合的設計試作評価環境[生産工学授業.ppt]

Font Revised Nov. 24, 2008.

これは今回のファブシステムとは多少距離があるので簡単に申し上げます。エアロゾルデポジションという、産総研が発明した方法です。産総研としてはピカ
ピカですし、経済産業省も非常にいいと言われている技術です。ただのアルミナの粉を真空中で相手に吹きつけるとガラス質になるということで、最初に発見した本人の明渡はびっくりしてしまったのですが、今は世界中に知れわたっています。加熱工程なしで大幅にエネルギーを節約しつつ収縮することなしにセラミックスをつくることができます。この新技術にはいろい
ろな人たちが注目しています。

◎ 3 次元実装（統合化）
3 次元実装もミニマル・マニュファクチャリングの一つの考え方かなと思っています。これは皆さんよくご存じなので省きます。

◎自己組織化
この自己組織化も省きます。

◎エアロゾルデポジション (AD) 法（省エネ性とオン
デマンド性の両立）
14

16

エアロゾルデポジション(AD)法 (省エネ性とオンデマンド性の両立)
エアロゾルデポジション
ＸＹＺθステージ

マスフロー制御器

・ナ
ナノテクノロジーの本質：機能発現 に要するエネルギーの大幅減
自 己 組 織 化 の 本質：構造形成 に必要なエネルギーの大幅減
・自~６ｓ• 高速製膜が可能 ： 実際の製膜時間を削減

常温衝撃固化現象（RTIC）• 常温衝撃固化現象 ： サンプル過熱などが不要 〜 0ｓ
• 必要な場所だけ製膜 ： チャンバーサイズが小さくなる

成膜チャンバー→真空引き /リーク時間が短縮 〜各２ｓ

䃐㻙㻭㼘㻞㻻㻟

→サンプル取出（大気へ）時間も高速化 〜１.５s
高圧ガス“ナノテクノロジー”＋”自己組織化”“ナノテクノロジー”＋”自己組織化”

Total time( サンプル投入から取り出し可能までの時間）〜１０ｓ

高透明アルミナ(5μm厚)

メカニカル
ブースター

自己組織化
持続発展性 ＝ 機能実現に要する「全」エネルギーを減らす

スパッタ式製膜装置
解砕・分級器PZT(500μm厚)ロータリーポンプCf. 自己組織化&
薄膜形成技術 ロードマップ

原料微粒子

エアロゾル発生器-5-6高真空必要 （ 10 〜 10 Pa ）TMP 利用
低い製膜速度

工程

構成
粉体調合

グリーンシート作製

印刷

Si ベース MEMS
積層

当初目標：１０ｋHz以上

生加工

メタルベース MEMS

エアロゾルデポジション法

Upper electrode
Reflection mirror
Key point

焼

成

めっき

研削

表面加工

ジャケット接着検査: Thick

高い基板温度（ 550~600 ℃ ）スペックを初めて実現！

シリコンリソグラフィ型
MEMSファクトリ

ＡＤ法によ 板波共鳴光スキャナー
る圧電膜（一部H15ハイテク物作りPJ)の形成

driven by thick
PZT(6PZT/ Si
unimorgh
cantilevermm) layer

300m 2(付帯設備込みだと1000m ２ 䠅

電力
(kWh/年)

360000

産総研単独特許Au(upper electrode)
PZT layer (6 mm)

粉体調合

成 膜

研磨

ドット成膜

研磨

(50mm)

世界最高性能！
- size ( θ D )40

省エネ性効果Ｒｅｐｏｒｔｅｄｄｅｖｉｓｅｕｓｉｎｇ
ｃｏscanner
PZT-driven metal-based

Scanning angle (degree)

mirror●従来の焼成プロセスに対して成膜プロセスは、
投入エネルギーで８２％の削減効果（7500kWh→1300kWh）
時間で９６％の削減効果 （288時間→10時間）

90
80
70
60
50

投入エネルギー：1300kWh- angle●アルミナ100%でウェハへの重金属汚染がない。
●薄いセラミック膜であるため、熱伝導性に優れる

scan

AD法の
特 徴

110
100

スキャナー
フレームの
形成

Conventional scanner (D-0.5)

90

常温成膜
・基板加熱無し
・粒子加熱無し

80

ｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ
ＭＥＭＳ

70
60

マイクロプレス

based
Ｓｉ

50
40

文献
本研究

MEMS

メタルベース30（H14-15ハイテク物作りPJ)

（特徴）
（２０

, １０ｋＨｚ以上）

・小型（数ミリ角以下）
・低価格（Si-MEMSの1／100)

特許出願済み約12分/1個
製造時間

Metal based
0

10

従来

20

30

0

5

10

15

SI - MEMS

20

25

30

35

40

Driving frequency (kHz)

45

50

55

60

約1.2分/1個

1/10〜1/1

レジスト等捨てる材料

40

Resonant frequency （kHz)0タィ┠ᶆ್㻝ศ㻛㻝ಶ

（プロセス時間/ウェーハあたり個数）(10枚1バッチ）（先進製造プロセス研究部門）

0

20
10

8000

1/45

・大振幅、超高速走査

Newコンセプト
Newコンセプト メタルベースMEMS技術

20
10

30

10m 2

1/30 〜 1/100

マイクロプレス機本体

検査

基板作製

AD法

取得済み

SiO 2 /Si

Pt/Ti (bottom electrode)

オンデマンドファクトリ

床面積

PZT layer on Si cantilever

投入エネルギー：7500kWh

低真空：ロータリーポンプ 1台

動画表示に適用可能な

Si - structure

焼成法（従来製法）

チャンバー容積： ~ 1/2000(20nm/min 以下 )長いタクトタイム (3~5 時間 )低コスト化と高性能化の実現！
（プロセス工程にAD法を導入）

環境負荷‫ࠢٻ‬ЪถᲛ

プロセスガスǄƱǜƲɧᙲ

洗浄工程

オンデマンドコーティング（微粒子衝突時のイメージ）

衝撃力の加わる方向

ミニマル性能
低環境負荷
超高品質
ローコスト

産総研アドバンテージ

PZT
PZT
Al 2 O 3
2 3

粒子破砕

常温衝撃固化現象の発見と産総研
単独基本特許の取得、メカニズム解明 （産総研オリジナル技術）

200nm

200nm

断面観察像

圧 縮 試 験
圧縮試験

人為的操作

AFM

ナノ押込機構ナノ押込機構引 張 応 力
引張応力

ファブシステム研究会（by 山口 &下村・居城・国武）(100nm)Font Revised Nov. 24, 2008.

総合レポート

自発的形成

精密ステージ

脆性微粒子材料の圧縮試験装置
脆性微粒子材料の圧縮試験装置

Font Revised Nov. 24, 2008.

2008

-

129

-

[生産工学授業.ppt]

オープンディスカッション

17－ 第５セッション ミニマルファブ構想

18

デスクトップファーネス：赤外線集中加熱炉

FPGA (ソフトなハードでLSIのロングテール市場を獲得)

・最大昇降温速度〜2000℃/分
・使用可能雰囲気：
全て

入力セレクタ

入力信号バッファ

何がミニマルかスイッチ＋ドライバ

従来型
高速
大容量
大量生産
向けLSI

出力バッファ

配線セグメント

フリップフロップ
フリップフロップ

産総研アドバンテージ
実機試作による、光集光加熱のミニマル的メリットを実証[生産工学授業.ppt]

Font Revised Nov. 24, 2008.

LSI市場の
重心移動
微細化に伴う開発コスト高騰
設計ミスのリスクニーズの多様化：

微細化にともないFPGAは更に有利にᚤ⣽໬䛻䛸䜒䛺䛔

㻲㻼㻳㻭䛜᭷฼
FPGAが有利㻭㻿㻵㻯䛜᭷฼
ASICが有利生産量⏕⏘㔞

Amazon.comが書籍市場のロングテイル
㻭㼙㼍㼦㼛㼚㻚㼏㼛㼙 䛜᭩⡠ᕷሙ䛾䝻䞁䜾䝔䜲䝹䛛䜙฼┈䜢⏕䜏ฟ䛩
から利益を生み出す䛾䛻のに成功したようにᡂຌ䛧䛯䜘䛖䛻䚸
LSI市場のロングテイ㻸㻿㻵ᕷሙ䛾䝻䞁䜾䝔䜲䝹䛛䜙 ኱䛝䛺฼┈䜢
ルから大きな利益を
⏕䜏ฟ䛫䜛
生み出せる

࣭
࣭
࣭

LUT)
ルックアップテーブル(LUT)
LUT入力セレクタ ルックアップテーブル（

通常の加熱炉では、ヒーターで電気炉全体を加熱
本技術は、加熱したい材料にエネルギーを集中し、高効率化

微細化によるᚤ⣽໬䛻䜘䜛
初期コスト増ึᮇ䝁䝇䝖ቑ

FPGA
is Amazon㻲㻼㻳㻭㻌㼕㼟㻌㻭㼙㼍㼦㼛㼚

スイッチブロック

フィードバック信号バッファ

ミニマル
低開発コスト
機能変更容易多品種少量生産向けLSIFPGAの改良による
FPGA䛾ᨵⰋ䛻䜘䜛䝏䝑䝥༢౯䛾๐ῶ
チップ単価の削減

㻭㻿㻵㻯
ASIC

ᑡᩘ䛾 ᶆ‽ရ
少数の標準品(CPU,ASSP…㻕...)㻔㻯㻼㼁㻘㻭㻿㻿㻼

生⏘
産㔞
量
⏕

・加熱可能材料：
石英などを除く
殆ど全ての材料

ロジックブロック
ロジックブロック

㻲㻼㻳㻭
FPGA
総コスト

FPGA (Field Programmable Gate Array)-ロジックブロックとスイッチブロックの規則的構造- SRAMのルックアップテーブルで論理関数を実現- SRAMの内容で論理ゲート間の結線を決定- 書き込むコンフィギャレーションデータによって機能が決まる多品種少量生産向け汎用論理LSI・最高到達温度：〜2100℃

ロングテイル䝻䞁䜾䝔䜲䝹(FPGA=ANSP)㻔㻲㻼㻳㻭㻩㻭 㻺㻿㻼㻕

LSIの品種㻸㻿㻵䛾ရ✀

産総研アドバンテージ
Flex Power FPGAを開発（CREST研究テーマ）
産総研新規デバイス技術を実用へと結び付けるイノベー
ションプラットフォームに

Circuit Configurability + Power Configurability

Flex Power FPGA
Low Vtクリティカルパス
High Vt[生産工学授業.ppt]

Font Revised Nov. 24, 2008.

◎デスクトップファーネス：赤外線集中加熱炉◎ FPGA（ソフトなハードで LSI のロングテール市
場を獲得）

これは池田伸一がやっている技術で、私が説明するのもおかしなものですが（笑）
、彼が作ったものです。必要なところに必要な加熱という方法は、レー
ザアニールの他にこういう集光技術があります。直径 3mm Φに光を当てると、1 分間で 2000℃まで上がります。今までは、炉全体という巨大なヒートシン
クを暖めなければならないことから、千何百度に上げるのに 30 分かけていました。肝心な必要処理温度
は、例えば酸化など、ほんのちょっとの時間が必要なだけなのですが。その短時間の必要温度処理後、またグーッと時間をかけて下ろしてゆかなければなりませんでした。そこの加熱工程で時間がかかるから、そこでも多量のエネルギーを使ってしまうということでした。これに対して、このデスクトップファーネスでは
1 分でバッと上がって、スイッチを切ると 1 秒くらいでパッと下がります。うちの第 1 事業所の展示室に彼の作品があります、ご興味がある方はぜひいらしてください。今、使えますね？
池田

他にも FPGA という必要なところに必要な回路を提供するというフレキシビルな回路があります。

◎モバイル加速器
最後にモバイル加速器です。我々は、100KeV の超小型の電子加速器を開発しました。開発した本人は、これをやるまでは巨大加速器の 1 台、5 億円、10 億円する装置を一人で扱っていたのですが、そういうお金はもう世の中で出なくなりました。そうなったら、正反対に飛んでしまいまして、こんな小さな加速器を作ってしまいました。電子の加速で X 線が発生できています。そこで、彼にはぜひイオン注入装置をこういうふうに小さくしましょうよ、と話しています。
そんなことで、いろいろな技術が半導体に応用できるのかなと思っています。

受付の女性があれでルビーを作っています。

原 5 分で見られます。スイッチを入れてパッと上がって、2000℃にしてパッと下げるということで、
こんなような考え方もどんどんやっていけば、たとえば 10％クラスの省エネではなくてドサッと落とすことができるわけです。

19

モバイル加速器
X線非破壊検査への利用
0.2mm 程度の構造まで識別可能これは、今、何十台売れていましたか。
池田
原

凹み

50 台くらいです。
産総研はこういうものを作れる。企業のような営

49mm I

業部隊を持たなくてもこれを喜んで買ってくれる人がいるということで、我々はこのようなコンパクトで高性能、省エネ・省資源なものは商売になると思ってい本体部重さ1.5kg, 乾電池駆動、エネルギー100keV以上の超小型電子加速器を開発
さらなる小型化、軽量化、高エネル
ギー化が可能イオン加速器・注入器への応用も可能

るわけです。

Font Revised Nov. 24, 2008.

ファブシステム研究会

総合レポート

2008

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産総研アドバンテージ
超小型高エネルギービーム発生技術
省エネ化技術コンパクトプロセス装置＆計測装置[生産工学授業.ppt]

オープンディスカッション－ 第５セッション ミニマルファブ構想

21

23 スケールシュリンキング型半導体システムの要点

変種変量に向いた、★ ウェーハ = 1lot = 1chip 〜 0.5"

ミニマルマニュファクチャリングを取り込んだ★ feet3の装置群

システムづくり★ インターフェースの標準化→ 半導体産業システムの新しい姿★ ミニマルマニュファクチャリングテクノロジー[生産工学授業.ppt]

第二部

よろしいという単純なことですね。

これから取り組んで行くことここまでがミニマル・マニュファクチャリングのお話でしたが、これは要素技術として一つひとつですと◎スケールシュリンキング型半導体システムの要点

やはり弱いなということがあります。そこで、全体システムとしてどのように組んでいくかを考えなくてはなりません。そのようなシステムとしての取組みこそは、「HALCA プロジェクトをやりたい」とおっしゃった業界の根本ニーズに対して、現に応えられるものであろうと我々は考えているわけです。

もし、ウェーハサイズを小さくするなら、ロットサ
イズを小さくする、扱うモノの単位を小さくするということになります。それだったらトヨタ生産方式の考え方ですね。究極の一個流し、つまり 1 ロットを 1 チッ
プとします。それは 0.5 インチで十分です。ウェーハ
上に多チップを集積しない方法です。別の言い方をしますと、現状の半導体集積回路は二重の集積をしているわけです。1 チップの中に 1 億トランジスタが入っています。その 1 億トランジスタが入ったチップを
1,000 個いっぺんに 300mm ウェーハで作るという二重の集積をやっています。その 2 番目の集積は要らないんじゃないの、そういう作り方もあるだろうというのがこの考えです。

そこでスケールシュリンキング型半導体システム構
想をお話ししたいと思います。基本的には、「変種変量に向いたミニマル・マニュファクチャリング技術を取り込んだシステムづくり」ということに言い表すことができます。

◎生産システムのスケールダウン
わかりやすく言うと、200m で装置が 2m というサイズの工場を、大体の感覚では 20 分の 1 くらい、
10m と 0.3m くらいにすればいいだろうということです。HALCA プロジェクトではウェーハサイズが不キュービックフィートの装置群、インターフェースの標準化、ミニマル・マニュファクチャリングテク
ノロジーを利用する、このことでシステムイメージが出てくるということです。

変でしたが、ウェーハサイズもスケールダウンすれば
22

24

生産システムのスケールダウン

半導体システムイノベーション検討会■目的

既存生産システム

変種変量生産に適した半導体生産システムを構築すべく、その実験生産システムの創造を目指す諸活動
http://staff.aist.go.jp/shiro-hara/ssim.html■「スケールシュリンキング型半導体システム構想」 産総研内部上梓
■メンバー
名前
原 史朗
明渡 純
村田 和広
越崎 直人
前田 龍太郎
池田 伸一
増井 慶次郎
小池 帆平
水谷 亘
秋永 広幸
青柳 昌宏
鈴木 良一
昌原明植
遠藤 和彦
中野禅
清水 禎樹
伊藤 寿浩
石田 敬雄
松本 壮平
大平 俊行
居村 史人
羽深 等
一木 正聡
市川 直樹

2m

200m

ルームサイズ･生産システム（1/20)

10m

0.3m

♪

Revised[071101NEDO説明.ppt]

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2008

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2008年4月21日現在

役職

所属
エレクトロニクス研究部門 先端シリコンデバイスＧ
先進製造プロセス研究部門 集積加工研究Ｇ
ナノテクノロジー研究部門 スーパーインクジェット連携研究体
ナノテクノロジー研究部門 高密度界面ナノ構造Ｇ
先進製造プロセス研究部門
エレクトロニクス研究部門 量子凝縮物性Ｇ
先進製造プロセス研究部門 エコ設計生産研究Ｇ
エレクトロニクス研究部門 エレクトロインフォマティックスＧ
ナノテクノロジー研究部門
ナノ電子デバイス研究センター
エレクトロニクス研究部門 高密度SI Ｇ
計測フロンティア研究部門 極微欠陥評価研究G
エレクトロニクス研究部門 先端シリコンデバイスＧ
エレクトロニクス研究部門 先端シリコンデバイスＧ
先進製造プロセス研究部門 集積加工研究Ｇ
ナノテクノロジー研究部門 高密度界面ナノ構造Ｇ
先進製造プロセス研究部門 ネットワークMEMS研究G
先進製造プロセス研究部門 ネットワークMEMS研究G
先進製造プロセス研究部門 マイクロ熱流体研究G
計測フロンティア研究部門 極微欠陥評価研究G
エレクトロニクス研究部門 高密度SI研究G
横浜国立大学 大学院工学研究院 機能発現工学専攻物質とｴﾈﾙｷﾞｰの創生工学ｺｰｽ
東京大学 大学院 工学研究科 精密機械工学専攻
イノベーション推進室 イノベーション戦略チーム

検討会世話人グループ長
連携研究体長
グループ長
主幹研究員
主任研究員
主任研究員
グループ長
副研究部門長
副研究センター長
主幹研究員, グループ長
グループ長
グループ長
主任研究員
主任研究員
研究員
グループ長
主任研究員
グループ長
主任研究員
産総研特別研究員
教授
准教授
総括企画主幹産総研・半導体システムイノベーション検討会

オープンディスカッション－ 第５セッション ミニマルファブ構想

分するとメガビジネスとコンパラブルなくらい儲かっ◎半導体システムイノベーション検討会
この構想については、産総研の内部で賛同者がたくさん出てきまして、一生懸命やっている連中が「いいね」といって、今、グルーピングされてきております。

てしまう。しかし、そのくらい全部積分するくらい自分でメガ級に市場を独占しないとそのビジネスは成り立たないというのがロングテールビジネスです。日本

産総研の中の組織の名前は、「半導体システムイノベー
ション検討会」です。

メーカーは、ロングテールビジネスをやりたいというわけではなかったのですが、この 10 万個クラスのボリュームゾーンを 2000 年くらいにやりたいと言っ◎ビジネスターゲットて、みんなで取り組もうとした。ところが、やり切れ
なくて、TSMC に取られてしまったということです。
1 社で成り立つのがこのロングテールビジネスモデ

次に、ビジネスターゲットに移ります。ビジネスはどうするの、ということが当然議論されなければなりません。品種数を横にとりまして、生涯生産個数をロ
グスケールで縦軸にとってあります。そうしますと、
現状の 300mm ファブというのは 1,000 万個くらい出るものを扱いたいし、それが一番いいわけです。ところが、世の中のニーズはそういうものも若干あるのですが、それの 1 桁落ちくらいのところにそれなりの量の大量生産品がある。
しかし、よくよく見てみると、さらに 10 万個くらいのレベルのところに、SoC(System on Chip) とか、
センサーデバイスという品種数が大量にあるものがあ
るね、というのが実態です。このテール部分は何かというとエンジニアリングサンプルです。なぜ 1 個
ではないのかというと、1 個作ってくれと言われるとウェーハサイズ 1,000 個いっぺんに作らなければい
けないから、どうしても 10 個、100 個、1,000 個く
らいいっぺんに作らされてしまうからです。
上の 100 万〜 1000 万単位がメガファブのビジネ
スですが、それ以下の個数領域をあえて “ ロングテー
ルビジネスモデル ” というふうに便宜上、命名させていただきます。ロングテールビジネスというのは、皆千万

生涯生産個数[対数軸]

ロボット屋さんは「最先端のやつを使いたい」と言っているのです。ところが、そういうのはべらぼうな値
段を請求されるので使えません。これが潜在ニーズと(1) 10万個までのチップ(1-1) 携帯電話
(1-2) (白物)家電(1-3) PCペリフェラル((1-4) 自動車搭載)

ロングテールビジネス（生産システムが向いていない領域を、
マーケットの囲い込みで克服。
量産品があって初めて成立）

百万(2) エンジニアリングサンプル(3) 潜在ニーズ

いうことです。

(3-1) ロボットチップ

ハーフインチビジネス

十万(3-2) ユビキタスセンサー(3-3) プレミアムチップですから、これら、ロングテールビジネスの数量の少ない領域の所から、1 〜 1000 個のエンジニアリン

大量生産品
万

各種SoCデバイス･
センサーデバイス

千

グサンプルや潜在ニーズ領域のところあたりが、ハー
フインチという、先ほど申し上げた 12.5mm のウェーハを用いた製造が狙い目とすべきところなのかなと

潜在ニーズ
ユビキタスセンサーなど

百

今はないのですが、潜在ニーズというのがあります。
これは何かというとユビキタスセンサーとか開発品でして、ユビキタス−−様々な生活用品、生活環境にチップを配置し、結果として無数のチップを一部屋にばら
まく、ということは、例えば東大の坂村先生もずっとおっしゃってきました。しかし、それを開発するのにべらぼうなお金がかかるとなると、断念せざるを得ない。別の例では、ロボットの中に入れるチップがあります。最先端の 45nm ルールのチップを作ってやれば、
かなり省エネになって長持ちするはずです。ところが、
例えば AIBO 場合、私も AIBO を買いましたけれども、
AIBO からすごく熱が出ている。なぜかというと、ア
クチュエータの熱ではなくて、計算するのに熱が出てくるわけです。それで基板が結構大きい。なぜかというと、最先端の 45nm ルールで作ったら、「マスク代、
3 億円いただきます」と言われてしまうから、最先端には手が出せないのです。そんなのでは困るねといういから、何個かチップが必要で、プリント基板も必要になってくる。それで大きくて、発熱するものを使うことになってしまいます。

ビジネスターゲット
現行半導体生産システムの得意とする範囲

そこに対して、我々は、もう一つニーズがあるのかなと思っています。1 〜 1000 個あたりの領域では、ことで、汎用の安い、世代としては昔のものの枯れた技術を使って作る。そうすると、高集積化されていなさん、よくご存じのアマゾンという本屋が、量は少な
いのだけれども、山ほど種類があって、そこを全部積25ルなので、TSMC に取られておしまいになりました、ということです。

エンジニアリングサンプル

十
品種数[生産工学授業.ppt]

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オープンディスカッション－ 第５セッション ミニマルファブ構想

30cm 角にしなくてはなりません。大口径ウェーハを思っています。いわば、ハーフインチビジネスが成立する可能性がある領域です。もともとここ（現行半導使った製造は均一化を考えなければいけないので難しいのですが、先祖返りして、元に戻すなら非常にイージーです。やる気さえあればできるということで、技体の得意とする範囲）しかないところをロングテール
ビジネスで下まで引き延ばしたのですが、無理がありまして、上のほうのボリュームゾーンは実は TSMCも欲しがっています。この 1 〜 10 万個に向いた製造

術的難易度は、大口径化技術を開発するより低くなります。あえて言えば、電気的絶縁が必要でどうしても物理的な距離をとらなければならないイオン注入技術

システムがあれば試作やわずかな要求に対して応えられますね、ということです。

などは、それ相当の技術開発の必要はあるのですが、さっきお見せしましたように、加速器は小さくしようと思えばできてしまいます。そんなような技術を使っ10 万個くらいのチップに関して具体的に申しますと、例えば携帯電話は 1 品種、10 万個くらいしか売れていません。家電というのも月産販売台数目標が必ず出てきますが、3,000 台が目標などと言っているわ
けです。そういう数量しかないそれぞれの家電品種にて、まずイオン注入装置も含めて全部小さくしましょう。これは比較的簡単にできます。
ここができれば、その次の課題に取り組みます。
ユーティリティ、ファシリティの縮小課題がさっき独自なチップを持たせたいなら、家電もターゲットに入ってきます。それから、PC のペリフェラルである

HALCA で出てきましたが、そういう周辺技術については、こういう先端のミニマル・マニュファクチャリ
ングテクノロジーを利用します。既存のプロセス技術
を、インクジェットとかナノインプリントなどのミニ
マルマニュファクチャリングテクノロジーを使って小さく作った装置と置き換えてゆきます。それは 30cm
角くらいの装置をポンと置き換えるだけですから、簡単ですね。このような資源生産性の高い技術に置き換
えていくことで、最終的に工場が大変高効率になってゆきます。

とか、自動車搭載――これは議論の余地があると思いますが、それからエンジニアサンプル、それからロボッ
トチップだとかユビキタスセンサー。それから徹底的に高いものを逆に少し作るという、プレミアムチップもあるのかなと思います。
ということで、このようなビジネスターゲットのハーフインチビジネスが相当たくさんあります。一つ
ひとつは大したことはないのですが、全体としては相当大きな市場です。

つまり、第 1 弾として、現状技術を小さくする、
ウェーハサイズを小さくして工場を小さくしてやる。
第 2 弾として、ミニマル・マニュファクチャリング
テクノロジーを使って、より地球環境にやさしい、コ
ストも安いものにしていきましょうというふうに考えているわけです。

◎半導体産業へのミニマル技術の応用
テクノロジーのほうですが、我々は今後の開発を 2段階に考えております。現状の技術としては半導体の中ではリソグラフィー、プラズマ加工、加熱炉、化学
反応炉、イオン注入、ウェーハ洗浄、搬送技術、いろ
いろあると思いますが、高々 10 種類くらいです。

◎何がキーか？

本 当 に 工 場 を つ く る の で あ れ ば、 全 部 さ っき の26

「何がキーか？」ということですが、ミニマル構想
27

半導体産業へのミニマル技術の応用
現行技術

ミニマル的
スケールダウン技術

変種変量型・新産業のミニマル技術

ウェーハ工程︵主要部分︶

リソグラフィー

省マスクプロセス
電子ビーム露光
ステッパフリー露光

インクジェット
ナノインプリント

プラズマ加工表面汚染防止技術（候補：AD法）＋AD法による汚染プロテクト

デスクトップファーネス

マイクロリアクター
レーザーアニール

加熱炉
化学反応炉

何がキーか？

システム概念の高度化

マイクロプラズマ

ルームサイズファブ

超臨界場利用

シングルイオン注入（必要な箇所に必要なだけドーピング）

実装・
検査工程

イオン注入

モバイルイオン注入

ウェーハ洗浄環境制御による省洗浄化技術

洗浄レス（局所クリーン化）

搬送技術

クリーンルームフリー

ガス遮断型局所クリーン化

自働化（TPS理念）

μ-TAS

他候補：自己組織化、原子分子操作、インクジェット、ノンドープ・・・

検査技術

２D実装

部材

例:セラミックス容器

センシングによる見える化＋生産自動停止

企業との連携ビジネスモデルプラットフォームパラダイムシフト
３D実装
例：フレキシブル基板、チップ毎・オンデマンド製造（インターポーザー、WLCSP、分子間力接着）
ノン単結晶シリコン基板

ステレオファブリック造形[生産工学授業.ppt]

ファブシステム研究会

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オープンディスカッション－ 第５セッション ミニマルファブ構想のシステム概念をもっと具体的にしていく必要があります。それからもっとマクロにいろいろな状況を見な

みますと、現状のファブでは 4,200 円になっています。私も計算してびっくりしたんですが、それが、ルー

がら、どういう位置づけになるかをいろいろな意味で考えていかなければなりません。

ムサイズファブの場合、実際には 1,500 円になった。
皆さんがおっしゃるように、生産量がとても少ないので、1 個あたりの費用は高くなると思っていたのです

もう一つ、企業さんとの連携は当然やっていかなけ
ればいけない。項目はいろいろありますけれども、こ
こでは省略いたします。

が。なんで安くなったのかなといろいろ見てみますと、次のように、様々な数値がそれぞれ少しずつ向上しています。例えばプロセス 500 工程が、400 工程にな

それから、ビジネスモデルとしてどういうものがあるのかをもう少しよく練っていく必要があると思いまります。また、局所クリーン化を徹底的に詰めて、真剣に最新の技術を入れてファブをつくるわけです。そうすると洗浄プロセスや計測プロセスを省けるようにす。

なります。また、完全なフローショップになりますので、一直線に装置を並べてしまえますから、搬送距離が飛躍的に小さくなり、汚染が激減します。工程が 2◎半導体システムのサイズ効果
これは半導体システムのサイズ効果について内部資料で検討したものです。ここの最新工場の数値類、マ
スク枚数が何枚とか、プロセス数がどのくらいとか、仕掛かりウェーハ数などは、今回のファブシステム研究会でも、ちらちら話は出てきたと思います。
その隣の列は、HALCA 構想のものです。ウェーハ
サイズは当時、8 インチでしたから、ウェーハサイズ
は変えないという状況でした。
それに対して、ルームサイズファブというのは 4
種類くらいあります。先ほど言った現行技術を小さくするというラインがまずあります。その次が、将来的な話ですが、ミニマム型という技術を使うことによってできる工場ラインのイメージです。3 番目は、現行型技術を用いた試作ラインです。それから、最後はミニマム型の試作ラインです。このように 4 種類あり

割は削減できることになります。
仕掛かりウェーハも渋滞で山ほど前に置いておいてカシャンコカシャンコとやる必要もなくなります。1枚ずつ一個流ししますから、装置が 200 台だと 400枚くらい入れておけば十分だということになります。
結局、これまで納期が 30 日〜 60 日だったのが、17時間でできてしまうようになる。このことからわかる
ように、今までのファブに対するダイレクトなアドバ
ンテージというのは、納期が 50 分の 1 から 100 分の1 になるということです。だから、設計は別にして、ユーザーさんが「明日、LSI 持ってきてよ」と言ったら、「はい、わかりました」と、その日に生産して、次の日に納品するということができるようになる、ということなのです。

ます。
それぞれ真剣に考えますといろいろ違っています。
例えば、ミニマル型試作ラインでは、投資額に対する1 チップの値段は、5 万円になります。
「1 個のチップ、5 万円ですか？」と一見高そうですが、そうではありません。今、最先端デザインルールで TSMC が持っている IP、そして製造技術を使って、汎用 CMOS ロ
ジックをつくってくださいとお願いしますと、例えば

そんなことでいろいろアドバンテージがあります。
しゃべっているとここだけでもおもしろくて何時間もかかってしまいますので、皆さんのご意見をいただきながらまたディスカッションさせていただこうと思っています。
全部がミニマルファブ製造に置き換わると言っているわけではなく、こういうものがあると相当アドバン
テージがあるビジネスができるようになるということです。

90nm の世代で 1,500 万円と言われます。これは実際に問い合わせて、私が聞いた見積額です。それをさらに最先端の 45nm とかで全部プロセスでやってくださいとなると、マスク代がまず 3 億円です、とい◎スケールダウンファクター
もう少しスケールダウンファクターについて説明

うふうに来るわけです。それが 5 万円でできる。桁
がまるきり違った開発費で済むようになるということです。

します。投資額が 1000 分の 1 ということがまずあります。装置の額は 100 分の 1 から 1000 分の 1 です。 生 産 能 力 は も ち ろ ん 1000 分 の 1 に な り ま す。

また、売上に対して個数で割ったという指標で見て1000 個いっぺんに作っていたのを 1 個にしますから、

ファブシステム研究会

総合レポート

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オープンディスカッション

29－ 第５セッション ミニマルファブ構想

34

スケールダウンファクター

産総研内部予算：ハイテクものづくりPJ研究代表者所属
研究代表者

近未来の工場：
近未来の工場：・ジーンズをはいてIC製造
・ジーンズをはいてIC製造
・小さな工場
・小さな工場

既存生産システム

投資額：1/1000

装置額：

1/100〜1/1000

生産能力：

1/1000

ライン数：

1000倍

エレクトロニクス研究部門
原 史朗

研究分担者
エレクトロニクス研究部門
先進製造プロセス研究部門
知能システム研究部門

2m

200m

2008年度開始「ジーンズをはいてIC製造を可能にする密閉化搬送システムの開発」

池田伸一
明渡純
中野禅
前川 仁

産総研アドバンテージ：
産総研アドバンテージ：
微粒子とガスの同時遮断型
微粒子とガスの同時遮断型
前室・容器ドッキングシステム
前室・容器ドッキングシステム
製造装置本体

→基本特許（PJ中に申請予定）→基本特許（PJ中に申請予定）

前室

装置数/ライン： 1〜1/10

ルームサイズ･生産システム（1/20)

全装置数：100〜1000倍

部品数：

100〜1000倍（装置能力に関係ないもの）

部材など：
10m

1.前室

産総研内外のミニマルテクノロジーを活用したプロセス装置

1〜1/10（装置能力に比例するもの）

原材料など：1〜0.01

0.3m

♪

2.搬送容器

3.転送メカ

開発対象：
開発対象：
製造システムを、作業者環境から分離する製造システムを、作業者環境から分離する
局所クリーン化搬送システムの３要素
局所クリーン化搬送システムの３要素[ファブシステム研究会・原(BW).ppt][080708CKD.ppt]にやるということで、我々としては基本構想と技術

1000 分の 1 になるわけです。ラインの数は、もし仮に全部置き換えるなら、その代わり 1000 倍というこ

シーズをこのファブシステム研究会に入れながら、皆さんと一緒に、現場の問題とマージしながら考えていこうということが、我々サイドから見た全体の生産シ
ステム検討推進のイメージです。

とになります。
ライン当たりの装置数は 1 〜 10 分の 1 になりまして、
全装置数は 100 〜 1000 倍になります。そこで使っている部品の数は 1000 倍使うようになるということです。部品数で生産能力に関係ないものは 100 〜
1000 倍。装置能力に依存するものは、1 〜 10 分の 1になる。原材料は 1 〜 0.01 倍程度になります。1 というのは現行技術、ミニマル・マニュファクチャリン
グテクノロジーを使うと 100 分の 1 くらいに原材料の使用量が減って、臓物（ユーティリティやファシリティ）がガッと減るということです。

◎産総研内部予算：ハイテクものづくり PJ
製造装置については、研究開発をやっている人は、
今でもいろいろ小さいものを作っています。その個々の装置に前室をきちんと付けて、小さなロボットを付けて、こういう搬送容器を作ってやる。つまり、前室を作り、搬送容器の小さいものを作り、転送メカを作る。この三種の神器を作ってやれば、小さい装置をきちんと並べる生産イメージができてきます。ここに若干の開発費を内部でもらって、仕事を始めているわけです。今、ナノテックさんや三明さんと一緒に活動を始めています。

◎生産システム検討推進体制
こういう発想をただ申し上げていても、なかなか仕事になりませんので、まずはやってみなさい、という意味で、産総研内部からお金が若干出ております。このワーキンググループとの連動で、ミニマル・マニュ◎本構想の長所

ファクチャリングの一つのいい事例として、これが位置づけられております。それに加え、企業さんと一緒

本構想の長所は、投資額が極めて小さいということです。開発投資を行いやすいという “ 仕事のやりやす

3038

生産システム検討推進体制

本構想の長所

ミニマルマニュファクチャリングWG

デバイスメーカ★投資額が極めて小さく、開発投資を行いやすい
ファブシステム
研究会

基本構想
技術シーズ

半導体システム
イノベーション検討会★21世紀型の産業像を先取りで、先行者利益

産総研

企業＋産総研★技術立国、モッタイナイ発想、超小型化技術→ 日本に合ったものづくり

2007.6.1設立

2008.6設置

装置メーカ
部品･材料メーカ

ハイテクものづくりPJ

小さな投資で半導体生産、産業活力の強化

ジーンズをはいてIC製造を可能にする
密閉化搬送システム開発[080708CKD.ppt]

ファブシステム研究会

総合レポート

2008

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オープンディスカッション－ 第５セッション ミニマルファブ構想

さ ” ということがあります。さらに、21 世紀型の産な意味での 1 個幾らです。

業像を先取りして、先行者利益を得ることができるはずです。これは我々というより企業サイドのメリットです。

もう一度申し上げますが、売上を個数で割っただけですから、本当のコストではありません。投資生産性――投資に対してのどういうメリットがあるかというそれから、技術立国日本、“ モッタイナイ ” 発想、超小型化技術という、日本に合ったものづくりになっていまして、日本ではパフォーマンスが発揮しやすい構想です。私としては今までテキストを英文で全く書かないようにしています。ぜひ日本のメーカーさんと

加藤洋 ちょっとしつこいですけれども、大きなシス
テムで生産した生産数という円グラフがあります。それを 10 分割します、その生産にかかるコスト、クリー
ンルームや生産設備の投資にかかるコストも入れた総コストの円グラフを 10 分割して、それが 1/10 の生
産能力のミニマル・マニュファクチャリングで生産したコストとイコールであったら不十分で、ミニマル・

一緒に仕事をしたいというのが本音です。
小さな投資で半導体生産、そして産業活力を強化していくということで構想のご説明とさせていただきた
いと思います。

マニュファクチャリングで生産した方が小さくならな
いとだめだと思うのです。というのは、そういう小ロッ

これについて皆さんのコメント、ご意見をいただきたいと思っています。どんなことでも構いません。いトのものを集められて、大きなシステムにつくったら、そこで負けてしまうんじゃないかと思うんですが？

かがでしょうか。

意見交換⑧コストについて
加藤洋 さっきコストを見積もってもらいましたということでしたが、開発が 5 万円でできるものが数百万かかるよという見積もりは、本当にかかるのか、
それとも見積上ですか。
原 商売として私は見積もりを出してもらいました。
つまりお値段が 1,500 万円ですね。もっと正確に言いますと、MOSIS という、工場を裏に抱えている窓
口みたいなところがあります。とてもユーザ対応のしっかりしたところです。集積回路という現代産業の粋を集めたものを製作して貰うのですから、そのような対応は本来当たり前でなくてはならないものではありますが。そこに頼むと「TSMC で作りますか、IBMのイーストフィッシュキル工場で作りますか」と聞かれます。どっちも見積もってくださいというと、ちゃんと見積もってくれます。イーストフィッシュキル工

原 ミニマルファブについては、ラインを多量にパラレルに配置して大量生産もこなせるような、高い生産性を持つような最終的な状況になってくれば、このシステムでも大量生産に対応できると思っています。また、10 分割する、100 分割するのではなくて、初めから 1 個しか必要ない生ニーズに対しては、巨大工場でハイミックスでやるよりはミックスしない、1 品
種しか扱わないこのラインのほうが簡単ですね、ということです。まず、エントリーはそこだと思います。

⑨資源効率について
久保内問題とか何かは、そこのメリットの中に入っているのですか。ある意味では、ミニマルファブの今まで議論してきたような中身がもう少しメリットとして、その中に出てくると思っていいのかなということですが。

と言っています。それがこのルームサイズファブという縮小ファブにしますと、いろいろな意味で無駄が省けるので、プロセス数を減らしたりいろいろすると、

いえば、お金さえ出せばやってくれる、それが 1,500万円です。
加藤洋 そこの（産総研・原のプレゼン資料にある）
1 個というのは安いですね？
これは 1 個です。例えば、プレイステーション 3

ラフに言って、資源利用効率などは、2 倍くらいに良くなるかもしれません。それがさらに、ミニマル型という新技術を導入しますと、これは理想ですけれども100％になります。実際には 50％かもしれませんが、そういう数字になるはずです。

に入っているチップが幾らするかとか、そういうようファブシステム研究会

総合レポート2008-

今、産総研では、今まで議論した環境負荷の原 現在のプロセス技術の資源利用効率は大体 0.1％というのがおそらく共通認識ではないでしょうか。エプソンさんなどは明快に「資源利用効率は 1 〜 0.1％」

場のほうが高いですね。TSMC のほうが 1 割か 2 割
くらい安かったですか。そういう真面目な見積もりです。彼らの IP を使って、ロジックを作ってくれと

原

計算です。

136

-

オープンディスカッション－ 第５セッション ミニマルファブ構想ですから、現行型を小さくしている限りは、さほど
資源利用効率は上がりませんが、こちら（ミニマル）

るのを忘れていた点は、「人、メンテナンス」ということです。最終的な未来のイメージは 30cm くらいを利用したときに、環境対応と言う意味で、世の中の問題に対して大いに応えられるようになる。ただ、そこはいきなりやると、マチュアな技術ではないから、ビジネスにはなりにくいので研究の対象になってしまの装置になるわけです。そうしますと、装置ごと取り替えることができるという家電製品のイメージになりうわけですね。
我々としては喜んでやりますけれども、
まずはこっち（ミニマル型）は比較的産総研・大学がやりやすいところ、こちら（現行技術縮小型）は企業
さんがやりやすいところ、そういうイメージだと思います。

ます。「壊れた。持ってきてください」でもいいのですけれども、「代替品を送ります」という、あのイメージです。壊れたら直せというよりは、送りますねというのがあったり、壊れそうなものは予備を横に置いておくのでもいいのです。それから、内部が必然的に非常に単純になります。ウェーハは直径 12.5mm の 1⑩ガス制御のメリットについて

円玉よりも小さい大きさで、CVD もこんなに大きい
ウェーハを自転と公転して大がかりにやる必要がない
ので、ガスを上から吹き付ければ十分均一にできるでしょうということです。すべてが非常に簡単な構造に一木なっているのですね。

ちょっと勉強不足かもしれませんが、原さんの構想は一つの特徴としてガスの制御というのがあった
かと思います。そのメリットを私の勉強も兼ねてお話しいただけると、つなぎの質問としてはいいかと思ったのですが（笑）
、どうでしょうか。
原 一木先生のところに伺ったときに使った資料に入っていたような気がするので、ちょっとお待ちください。それはかなり基礎的な研究ですが、本質的なことをやった仕事です。何が言いたいかというと、ガス
制御やることのメリットがあるということです。今、現行技術では、環境要因としてパーティクルばかりを制御対象としていますが、ガスを制御することで歩留り問題に大きく寄与するという、私自身の研究結果があります。
それについて少し申し上げたいと思います。
ちょっとお待ちください ･･･
なかなかファイルが出てこないので、もし他のご質問があれば、そちらをお受けしたほうがよろしいかもしれません。何かございませんでしょうか。

例えば、リソグラフィー装置もステッパーは要りません。ステッパーというのは 20 〜 25mm 角くらいの範囲でパシャンと光を当ててはその次の 20 〜
25mm の区域へ正確に移動してまた光を当ててゆきます。そうやって 300mm を全部スキャンしていく
わけですが、それより小さいサイズのウェーハだった
ら、ステッパーのフローをする必要はないので、つまり、ナノテックさんが歴史的にお作りになったマスク
アライナーでいいということです。それでリソグラ
フィーは済んでしまう。ということで、全部非常に簡単な装置になります。
ですから、メンテナンスはそこにいる要員でできるかもしれませんし、送り返すというような対応もあるでしょう。ということで、ラインに 2 人くらいついているイメージで考えられると思っています。装置は
ダーッとあるのですが、何かおかしいといってランプがついたらそれも取り替えるというイメージ、ないしはパッと開けて、「あ、ここか」と修理するという、非常にイージーなイメージになります。

⑪ HALCA の課題とミニマルファブ構想について

その辺について、一つ資料があります。

久保内 HALCA のミニファブでいろいろ課題が出て、結果的には三洋さんの検討結果が出されていたこ

どのくらいのビジネスのイメージを考えているかということですが、まさに中小企業でもできてしまう。

とと、今、ミニマルファブ構想の中でその課題に対応して解決されているのだと思うんですが、そういったものを現実問題と対比されたほうがより力がつくのかでは、大企業に向いていないのかというと、そんなことはありません。大企業なら 100 ラインも一緒につくってくださいと。100 種、いっぺんに作ります、となと思ったのです。

いうイメージです。

駒形さんがおっしゃった HALCA での課題、展開
できなかった課題がいろいろ見えていますね。
◎ハーフインチ・インダストリー

原 ユーティリティ、ファシリティの話は申し上げましたので、あと幾つか出ていた中で、お話し申し上げ

ファブシステム研究会

総合レポート

この図には産業というよりも企業のイメージを書い

2008

-

137

-

オープンディスカッション

A46－ 第５セッション ミニマルファブ構想

そうすると、みんな、「じゃ、日本に向いていないじゃないか」と言うのですが、そうではありません。中身のテクノロジー、製造のテクノロジーにどんどん新し

ハーフインチ･インダストリー

プラットフォームサイズ： ½”（現行300mmの面積0.17%）
生産方式：変種変量型･単品生産（1chip by 1wafer: 1製品=1ロット)
変種変量型生産が従来高コストで、現実化していなかった市場：
マーケット：
各種SoCデバイス、ユビキタスセンシング､工場内見える化センサー
テクノロジー： （１）ミニマル化各種要素技術（２）現行半導体各種製造システムのハーフインチ対応

い技術を、産総研とか大学がやっているテクノロジーを注ぎ込めるという意味で、そこで差別化するというのが、ミニマルファブの真の競争力の源泉になります。

生産システムイメージ：実用工場投資額 〜1億円
年間売上：１億円、利益率50%
生産コスト：<100円/chip(50工程の場合)
量産性： 生涯生産個数10万個chipを２ヶ月で生産

このファブの競争力は、小さいことではなくて、テクノロジーをどんどんそこに注ぎ込める国が勝つという、それです。日本はそこが強いわけですから、これ

プロセス時間：<1分/1工程生産スピード（サイクルタイム）：1分/1chip
リードタイム（納期）：１日以内（<100工程, 20~50工程くらいを想定）
混流生産：
基本的に混流生産は行わない。ただし、生産余力が有る場合は別。
（混流生産がなければ、仕掛かり渋滞がないので、プロセス時間の累積が生産納期に近くなる）

装置台数：10~50台（装置共用化技術の成熟度による）
装置サイズ：デスクトップサイズ（<外寸30cm角程度）
装置価格：1台100万円~500万円

は実に日本に向いているシステムなのです。

生産力増強：ラインのパラレル化・デスクトップの柔軟性で実現する多品種対応：ラインのパラレル化及び短リードタイムで実現する
変種対応：デスクトップ装置の組み替えで実現する

久保内

駒形さんの話に、生産システム的な問題も課てあります。

題として挙がっていたと思うんですが、それは大丈夫ですか。

売上が 1 億円くらいで、粗利が 50％くらい、こういうイメージです。チップはいろいろありますので、

原

ソフトウェアも含めてですか。

まずは簡単なものを考えています。100 円以下とかそ
ういうもので 10 万個を 2 カ月で生産する。なぜ 2 カ
月で 10 万個できるか、これはかなり重要な基本数量計算です。1 分に 1 プロセスというイメージですので、
1 分に 1 個だと 60 分に 60 個、24 を掛けて 30 日掛
けますと、4 万 5,000 個くらいになります。これで 2
カ月で 10 万個を、十分に生産できます。

久保内

それで、サイクルタイムが 1 分 1 チップとか、そのようなイメージで、とにかくフローショップですから、隣にすぐ行くので搬送時間がほとんどゼロです。
そんなことで納期は 1 日くらいに激減します。装置
数は 10 台から 50 台、ものによっては 200 台というものもあります。

つまり、フローショップで搬送の方法をいちいち計
算するとか何とかいうことすら要らなくなってしまいます。もう単純に今月、来月生産するチップはこれと決まったら、この順番に並べ直して、AC コンセントをガチャンガチャンと入れて、究極的なイメージはそ
こに一個一個ガスボンベがついている。そのフローの、
300 工程だったら 300 工程、全部その順番に並べる。
ウェーハは、ダッダッタと行っておしまいなので、生産管理は要らないんですね、はっきり言いますと。

装置価格は 100 万円から 500 万円くらいです。基
本的に、売上が 1 億円くらいの会社というのは、製造業の場合、社員で頭割りしますと、一人 2,000 万
円くらいは稼がないといけませんね、というイメージ

原 そこは非常にシンプルで、岡﨑さんと議論していたときも、「ソリューションビジネスは要らないのでしょうね、これは」とかおっしゃっていました。一言で言うと、要らないのかな、みたいなところはあります。

ソフトが要るか？というと、あまり要らないのかなというイメージで、非常に安上がりになります。ただ、これはクローズの会議のときにちょっとコメントさせそんなに負荷がかからないような、さっき言ったイー
ジーなものに変わってゆきます。これが会社または 1
ラインのイメージです。もちろんメンテするという会ていただいたことですが、とにかく１ライン 1 品種しか扱わないのですが、それを大企業だったらおそら
く 100 個くらいラインを並べてやってしまうでしょ社が現れてきてもいいわけです。三洋さんがご指摘になった、機能から何からいろいろあって、ややこしくなるというのは、巨大化しているからこそ、そういうことが発生しているわけです。こういう描像ですと、
本当にどこでも製造とメンテができてしまいます。
極端にいうと、日本でやらなくても中国だってベト
ナムだってどこだってできるということになります。

総合レポートと、手で入力するのか、システム上で管理して入力するのかとか、生産の管理をどうするかとか……。

ただ、そこに何個ぶち込むかというのは普遍的にありますから、そこは人間の知恵としては要るんですが、なのですね。そうしますと、これを 2,000 万円で割ると 5 人だということになりますので、そこにいる人は 2 人くらいにしなくてはしようがない。仕事がファブシステム研究会

う。日立 GST の加藤さんが組み立て工程で開発したあの手法です。パラレルラインで、最新品種から旧世代までいろいろ並べて、そのご都合によって品種の振り分けをしていましたね。ああいうイメージになってきますから、そのレベルになると、生産の管理は新し
い考え方の、「ライン間のコントロール」というレベルの

2008

-

小さくてもいろいろな条件が変わったりする

138-

オープンディスカッション－ 第５セッション ミニマルファブ構想

生産管理が非常に重要になってくると思っています。

A52

時間的イメージ例
既存装置のミニマル化

ミニマルRライン
ミニマルRDPライン

ルームサイズファブ普及

プロトタイプ装置
装置改良
生産装置

う考え方はこれからこういうラインの考えでいくとどんどん大きくなると思っています。

MMの取り込み 高効率化･標準化
簡易デバイス試作

TF

高効率ＲＤＰライン一号完成

そこは、ソフトウェアが要らなくなるということではなくて、サプライチェーンマネジメントとの兼ね合
いできちんと制御できるということが必要で、そういプロセスの高度化

高効率RDPライン

プロセスの高度化

産官学連携で、時間スケールの圧縮を図る⑫開発時間と開発費用について

小型ＭＭ装置開発
実用ＭＭ開発斉藤 大ざっぱなイメージで考えると何年後とされているのでしょうか。それと、そのときの装置価格――

実装工程の一体化
05

10
15
20
西暦年（産総研独自活動の時間スケール）

25

あそこに書いてある 100 万から 500 万というのは産業としてこなれた数だと思うんですが、実用化ラインの最初の立ち上げというのはどのくらいで想定されているんでしょうか。

らずで開発なさった、そのご経験から見て取れるとおりです。本気になって作れば、恐ろしく早くできてし原ですが、イメージ的にはそのような感じです。

まうわけですね。
そこのところは、言っても詮ないところではあるのそれについては、こんな絵を描いてみました。

◎時間的イメージ例
まず、タスクフォースを設置します。それはこの会議そのものですと見なしてもいいかもしれません。もう少し進化しながら 2009 年くらいまで議論していったほうが良いでしょう。いずれにしても、これはおお
よそ 1 年ですね。ただし、ビジネスモデルも意識した応用可能性については、継続的に議論すると効果的です。それから、プロトタイプの装置を開発します。
現に部分的には始まっています。装置改良を 2 年く
らいやって、それから生産装置を作ります。2015 年
で装置がある程度できるでしょう。簡易デバイスがこ
こで全部揃えばできるようになります。
2015 年までが装置のラインで、ここが開発ラインする。最初のラインは 20 年くらいになるというイメー
ジを最初に持っていました。これは非常に控えめで、産総研が独自にやっていて、産業界がほとんど関与していない場合でもこのくらいにはなるのかなと考えています。この横軸をどこまで圧縮できるかが今課題でして、それは企業さんのご意向によるわけです。テクより本質的な見積もり方を申し上げましょう。今でも、ものづくりがきちんとできる人は世の中にいまして、そういう人が本気になって CVD 装置を作り、洗浄装置を作り、イオン注入装置を作る。一人ひとりに1 億円差し上げて、あとは部品開発が結構ボトルネッ
クになりますから、そこのところだけきちんとクリア
できれば、製造装置本体の開発は 1 つ 1 億円くらいでいいのかなというのが私の最低のイメージです。仕上げ段階では、多くの人が関わりますので、その数倍の予算がかかるかもしれませんね。

ノロジーとしてこのミニマル技術を導入するのは大変ですけれども、普通の技術を 10 分の 1 にするのはすぐできるわけです。これを 5 年などに圧縮することはほぼ問題なくできる。それは、日本電産サンキョー
さんが、以前、デスクトップの組立工程を僅か半年足

総合レポート原 10 倍くらいです。ですから、開発費が大切ですね。
おそらく 10 億円から 50 億円あれば潤沢なのかなというイメージを持っています。たとえば、大見先生のご努力された数百億円という開発費とか、ボール・セ
ミコンダクター社が集めようとした数百億円というレベルからすると、悲観的に見て 10 分の 1 くらいあればいいのかなと思われます。小さいですから。30cm
サイズの装置を基本的に 10 種類開発するだけですからね。こんなものを 10 種類開発するのに 50 億円要るかどうかもわかりませんが、多めに見て 50 億、少なくとも 10 億円もあれば仕事が進み出すので、良いのではないでしょうか。

で、開発ラインはここから作る。いろいろなミニマル化した新技術を少しずつ入れていければいいでしょう。基本的には 2025 年にルームサイズファブが普及

ファブシステム研究会

斉藤 もう一点、装置の価格が完全普及時に 100 万円から 500 万円ということですけれども、スタート
はどのくらいでしょうか。

⑬加工デバイスについて

2008

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139

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オープンディスカッション－ 第５セッション ミニマルファブ構想

廣嶋 その時点の最小加工寸法という話になると、
ITRS のロードマップとはリンクしないのかとは思い

クグラインドという芦沼さんに以前いろいろお話しいただいたご苦労なプロセスがあるわけです。ハーフイ

ますけれども、イメージ的にどれくらいの加工精度のデバイスを想定されているんでしょうか。

ンチにしますとそのまま携帯電話に載せればいいので、バックグラインドをしないで初めから薄くしておいて、後工程という考え方をなくして、そのまま携帯

原 これはリソグラフィー装置の種類によります。ス
テッパーは要らないということをさっき申し上げましたので、マスクアライナーでいいということなのです
が、そのマスクアライナーが g 線なのか、i 線なのか、電話に実装しますということになります。現在の工程
では、前工程の１枚のウェーハというワークが、後工程で 1000 個のチップという、1000 個のワークに分割され、モノの流れがそこで全く変わり、流れが阻害されています。ハーフインチラインでは、後工程がな
くなるおかげで、ものの流れは、究極の一個流しにな

UV 露光なのか、エレキシマレーザーなのか、いろい
ろあると思いますし、EUVL でもいいわけです。
ところが、はっきり言いますと EB 露光（電子ビー

ります。

ム露光）のほうが断然有利です。EB 露光が今あまり使われていない理由は、スキャニングするのに時間がかかるからということなのです。こんなに小さければそんなに時間はかかりません。そこにプロジェク

最初の工程では、半導体のシリコンをまさにこのレーザーポインターくらいの直径でずっと結晶成長します。1 分に 1 個でいいですから、非常にゆっくりき
れいに切っていって、1 分に 1 個、その場で製造装置

ションとかいって、ある特殊な形をしたところだけプ
ロジェクトするような EB 露光が最近できていますけ
れども、そういった量産イメージの EB 露光の新技術を使えばもっと速くなります。EB 露光を使いますか
ら、描画についてはマスクレスになります。EB 露光
ですと、ご存じのように電子ビームは集光しやすいですから非常に微細な加工ができます。原理的には今の45nm よりはずっと先のレベルの加工が楽に微細化できる。ただ、そこにはレジスト開発が併せて必要になります。

に渡す。エピタキシーしたければ、はい、どうぞとエピタキシーのところに 1 個回して、パッと行くだけなので、そういうふうにしてずっと一個流しのまま流れていって、最後にそのまま携帯電話にポンと貼り付けるという、究極の一個流しになります。そこでコストがドサッと減ります。そういうイメージです。

⑭サンプルを作ることについて
加藤洋 産総研の持っている最先端のいろいろな技術を入れて、設備をつくって、それでサンプルを作るというステップですけれども、現在既に持っている技術
でサンプルを何しろ早く作り上げるということはできないんですか。

非常に運がいいことに、EUVL の開発が今世の中で進んでいます。EUVL のレジストというのは今の光のレジストとは違うものなのですね。EUVL では、イオン衝撃みたいな、ハイエネルギーのところで反応する
ようなレジスト材を使います。この EUVL 用レジス
トの感光原理は、電子ビームに対するレジスト材と同じことになっています。ハイエネルギーのところで感対象製品を何にするかは別として、今後ミニマル
ファブに投入しようと考えている技術を先に使って、こんなものができるよと示してもらいたいのですが。

光するということです。そういう意味でいいますと、
レジスト材の開発も進んでいるというのが現状です。
そうすると、EB 露光が本当に微細なものが切れるということになってきまして、結局のところ、物を切るのに一番肝心なリソグラフィーについては最先端の世代で切れるということになります。それがこれに関する基本的な考え方です。
ですから、どこの世代を狙っているの？というご質問に対しては、それは商売によっていろいろあり、どれでも可能ですというお答えになります。

原ります。「あいつの技術はだめだ。おれのはすごいんだ」と思っている人たちをくっつけるというのは……
（笑）
。
金丸さん、何かコメントをください。
金丸

もう一つ、大事なことを忘れました。

総合レポート2008-

いやいや（笑）。

原 部門長クラスの方たちはとてもご苦労されているところではあると思います。

後工程についてです。現状では、ダイシングやバッ

ファブシステム研究会

我々産総研としてはそういうこともやっていくべ

きなのでしょうね。ただ、産総研の場合でいいますと、個の集団の集まりでして、研究者というものには、
みんな、自分が一番だと思っているということがあ140-

オープンディスカッション－ 第５セッション ミニマルファブ構想

我々産総研は、
それでもまだくっつきやすい方です。
ですが、大学の先生になるとほとんどくっつかないですね。そういう要素技術を集めてくるというのには、
我々産総研のほうがまだやりやすいかもしれません。
現に、この取り組みは産総研の中で「非常にいい」と言ってくれている人が増えています。横断的に産総研の中のいろいろな要素を持ち寄っているので、そういう意味で求心力が出てきていて、おもしろいなというイメージを持ってくれています。こういうのがうま
くいくようになれば、「俺たちもやるか」みたいなこ

最初は開発費がどうしても必要になりますが、国費なり、いろいろな企業さんと、そこはそんなに量は要りませんので、最初の試作はそういうものでやっていけばいいかなと思います。少なくとも 450mm で焼結材を使わなくてはいけないという状況に比べれば、小さいウェーハをくり抜いても、立派な単結晶ですので、そこは品質的には問題ないものができるというふ
うに考えています。
大橋 私が今加わっている一つの理由は、小口径 Si
基板を磁気記録用として考えていました。東芝がやっとがまた別の話として出てくるかもしれません。そんなふうに期待しています。

ておられるフラッシュメモリにやられる前に、小口径
HDD の 0.85 インチとか、1 インチのハードディスク用に使ってもらいたいというので、小さい口径の基板を検討していました。

⑮ウェーハメーカーとシリコンメーカーとの話し合い
について

その時の知見からすると、原さんが言われている
0.5 インチというのは、作ること自身はそんなに技術的な課題は少ないのですが、小さいものをどうやってハンドリングするかが問題です。研磨を含めて、一番コストのかからない方法は何かというのを考えないといかんと思います。小型のハードディスク用基板をやっているときに、コスト計算した中では、とりあえ
ずはコア抜きするのが一番いいという結論になりました。逆にいうと、半導体用 Si 単結晶を製作する本流にはおらず、1 インチくらいの小さい単結晶を高速で引き上げる技術を我々は持っていないので、詳細なコスト計算もできなかったというのが本音です。

駒形 ウェーハメーカーさんはシリコンメーカーさんと何かお話しされているのでしょうか。
大橋 今のところ、あまりないです。私は信越化学ですが、実は信越化学の中のメインのウェーハを扱っている部隊ではありません。インチのずっと小さいほうを追いかけていまして、当社の 8 インチとか 12 イン
チをやっている主流の連中は、多分この話には全然ノッてこないと思います。ただ、私は、一応、半導体用や MEMS 用以外のその他もろもろの用途を探すのがミッションですので（笑）。

原 次のまとめのセッションでこの辺も含めて今までの総括的なことをやっていきたいと思います。そこで

駒形 シリコンの小さい系のインゴットを引き上げて切るというのは、大きいものに比べて、設備とか、加工のコストが大分違うものなのでしょうか。
大橋 これは言っていいのかどうかわかりませんが、当社ではもう 4 インチの引上げ機はないです。表向きは 4 インチの注文も受け付けていないですね。ですから、例えば 1 インチやハーフインチの Si をものご意見をまたいただきたいと思います。どうもありがとうございました。

−第 5 セッション 以上−

すごく高速で引き上げて、途中でちょん切っていくという、そういう設備は、現状はないですね。
私がコスト計算しているわけではないのですが、今
現在、パフォーマンスが一番いいのは 200mm の 8インチ結晶だと思います。だから、最終的にはミニマ
ルファブに一番相性のいい口径のものを引き上げて加工するというのがいいのだと思うのですが、現状ですと 8 インチ結晶からコア抜きするという形になると思います。
原 まずはくり抜きでやってゆきたいですね。ものがあれば次の仕事ができますから。

ファブシステム研究会

総合レポート

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オープンディスカッション－ 第６セッション まとめ

第６セッション

「まとめ」

久保内（司会） まとめのセッションに入りたいと思があれば議論したいと思いますし、中川さんに議論いただいた中身もインプットしていただいています。

います。私はまとめをさせていただきます日立の久保内と申します。横河ソリューションズの中川さんとまとめますので、よろしくお願いします。どうまとめる

一通り、こちらでピックアップしたものをご紹介しますと、「流し方・搬送方式」につきまして、“ 業界の情報共有 ” や “ 標準化 ” につきまして議論したいとか不安がありますけれども、皆さんのご協力をいただ
いて、
何とかうまくまとめていきたいと思いますので、ご協力、よろしくお願いいたします。

思います。
「レトロフィット」に関しては、“ レトロフィット ”◎まとめセッション
議事進行の目安ですが、昨日と今日の午前中に、「流し方・搬送方式」「レトロフィット」「局所クリーン化」「環境負荷低減」「ミニマルファブ」の 5 テーマについて議論していただいたわけですが、それの簡単なおさらいをして、皆さんのほうから追加項目があれば追加議論をしていきたいと思います。
次に、「未来のファブタイプ」について議論を深めていきたいと思います。ここでは、それぞれ未来のファブタイプについて、今まで議論してきた中身を 4 タ
イプにまとめたらどうかという案がありますので、これについて皆さんからご議論いただく。それと、このファブタイプについてそれぞれの課題を整理していきたいと思います。

と “ リファブ ” の言葉の定義について、皆さんのほうで混乱していることがありましたので、これをもう一度整理したいと思います。あとコンソーシアムの議論もしたいと思います。
それから、「環境負荷低減」ですが、これは特に議論されていない中身で、大成建設さんのほうから、次世代ファブの超局所クリーン化というテーマで提案いただいたんですが、その中身をご議論いただくのと、
これまでのミニマルファブ構想の中でも既に局所クリーン化の構想があって、それと同じ内容なのかどうか、その辺も含めて確認させてもらおうかと思っています。あと、原さんから、議論できなかった局所クリーン化での搬送に伴ういろいろな温度制御ができないとかいう課題もあったので、皆さんから議論がないかなということです。
あとは環境関係の特に省エネのテーマが持ち上がっているんですが、コストに関していろいろ制約があっそれから、ここでいろいろ出てきているファブモデ
ルについて、今後どういうふうな体制を強化して進めるかということについて、皆さんからご意見を伺ってまとめる。

て、なかなか進められないということで、この辺で法制化がいいのかどうかわかりませんけれども、前にもそれから、セッション責任の原さんの総括をいただ
くことになるのですが、それぞれの項目の中総括して䠍䠊䠑㆟㢟䛾⡆༢䛺䛚᚟⩦䛔

いただこうということで、これはあえて個別にとるというよりは 20 分含みで全体を終わりたいと思います。

࠾᚟⩦࠸㆟ㄽ࡛ฟ࡚ࡁࡓ㏣ຍ࣭⿵㊊㡯┠ ࠕὶࡋ᪉࣭ᦙ㏦᪉ᘧࠖ

最後に産総研を代表して金丸さんのご講評をいただ
くということで 5 分とってあります。

 ࠕࣞࢺࣟࣇ࢕ࢵࢺࠖ ࠕᒁᡤࢡ࣮ࣜࣥ໬ࠖ ࠕ⎔ቃ㈇Ⲵపῶࠖ

◎ 1．5 議題の簡単なお復習い ࠕ࣑ࢽ࣐ࣝࣇ࢓ࣈࠖ

それでは、昨日と今日の午前中に皆さんにご議論いただいた項目で、もう少し議論を深めたいということ

ファブシステム研究会

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オープンディスカッション－ 第６セッション まとめ

ただ、業界団体ではかならずしも利害が一致すると

う少し進めるために皆さんからいろいろなアイデアがあればいただきたい。

は限りません。「デバイスメーカーと装置メーカー」という区分けであったり、「日本とアメリカ」であったり、いろいろな線引きで団体というのができますか

それから、「ミニマルファブ」に関しては、これは産総研でも既にいろいろな議論を深められています
ので、技術的な内容はあまりないと思います。ただ、
HALCA プロジェクトのご紹介があった中で、今回のら、全体をカバーして、オールオーバーで 1 つの組織というのはどこにもありません。そういう意味で、一致しているか？というと、一致していないかもしれミニマルファブでも同じような轍を踏まないような、
これは技術論以前の問題かもしれませんけれども、情報共有化なり、プロセス開発者だけで議論して、本来のライン構築に参画する人が入っていないとかいう問ないですね。
450mm とかそういった大きな話はどこか単一の団体だけでできる話ではないですし、突っ走れるわけでもないので、マクロなところはそんなに違うことを扱っているわけではないとは思いますけれども、ディ

題がクローズアップされましたので、この辺について皆さんからご意見をいただければと思います。

テールはケース・バイ・ケースでしょうね。

こちらでピックアップした中身はこういった点ですが、これはまとめチーム独断でピックアップしただけ

池田 最終的にミニファブに話が集約する場合に、既に存在している一種の仮想的な業界みたいなものがな
いといけない、ということではないのですか。つまなので、皆さんからもう少し議論を深めたいということがあればいただきたいと思います。

り、全体を包括する業界は当然ないわけですけれども……。
(1)「流し方・搬送方式」
久保内

加藤健児 もちろんそういう認識があるので業界団体ができているわけです。その中でいろいろ話をしましょう、定期のミーティングもやりましょう、タスク
フォースをつくりましょう、という話にもどんどんなっていくわけですが、メンバーカンパニー個々が独立採算の組織ですから、競争領域ではオープンにできない部分も当然あります。

流し方・搬送方式について、いかがですか。

〔業界の情報共有について〕
池田 他の項目でも、業界とのすり合わせとか、情報交換が大事だとか、コンソーシアムをつくりたいというお話がありましたが、関係者が集まってある程度の合意、ある程度の強制力を持ったものを基準或いは約束事として決めるというのは多分大事なことなのだろうと思うのです。

池田 規制とかでやったほうが話は早い、という感じになるわけですか。法律的に、「こういうふうにしましょう」と決めていかないと……。
加藤健児 さっき出ていた省エネみたいな話だと思いますが、法律で押さえつけるというのは必ずしも万能ではないですし、有効でもないと思います。排ガス規制を法規化・強制化して、エンジンを作り替えないと

実は、各社さん、“ 業界 ” と言われているときにイメージされるところがずれていたりしていないのかなと思うのですが、その辺はどうなのですか？全部同じような団体というか、集まりを想定されているのかどうか。あるいは情報交換しなくてはいけないようなメ
ンバーは大体一致しているのですか？

だめだという話が昔ありましたけれども、あんな強烈なことは何度もできるとは思えないし、下手をすると産業自体をつぶしかねない話になってしまいますの

久保内 ユーザーと装置メンバーとそれぞれあるでしょうけれども、装置メンバーという場合、加藤さんで。個々の業界、ケース毎にバランスを取ることも必要ですし、一般解は期待できないと思います。

あたり、どうですか。

池田 そうすると、「解はない」というふうになりそうな感じではありますね。

加藤健児 具体的には業界団体があって、その中でメンバーカンパニーが情報交換を、表向きはするわけですね。今ここで言っている “ 業界 ” というのは半導体の製造に関わっている企業という意味ですから、デバ
イスメーカーと装置メーカー、設備メーカー、ファブ〔標準化について〕
加藤洋 FOUP は SMIF を標準化したじゃないですか。FOUP はどういう集まりで標準化できたんですか。

をつくるための企業全体という話になります。

ファブシステム研究会

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オープンディスカッション－ 第６セッション まとめ

それで、今、濱本さんがおっしゃったような共通プラッ久保内 デバイスメーカーの東芝さんとか三洋さんはいかがですか。
濱本

トホームでやって、なるべくコストダウンしたいということが当然そこに出てきました。300mm にするときに投資額が高くなるのはわかっていましたので、な

基本的には、装置メーカは基準がないとバラバ

ラで個別に対応しなければならない。物とインターフェースを共通化することによって、一つのものを開発すれば良い為、装置メーカは独自のプロセス面に注るべく安上がりにしたいという中で、ターゲットとして出てきたのが箱の部分を共通化しましょうということです。

力できるような方向にしたというのが標準化の目的ではないかと思います。
加藤洋
濱本

何も考えずに 200mm を 300mm にスケールアッ
プしますと、アシスト社が大儲けするという話になるわけです（笑）。あらゆる装置メーカーさんや、いろいろなところが「それはよろしくない」という気がしてきたのでしょうね。もう一つは技術的な問題です。

そこら辺の指導権は装置メーカーが？
どちらかというと装置メーカだと思います。

久保内 私の認識ですが、300mm をやるときに相当ハードルが高いということで、まずは装置のインター

SMIF システムが局所クリーン化のクローズインター
フェース機構として不完全なものであったというこ

フェースを決めて、それを安くたくさん供給してもらおうということで FOUP は標準化で走ったわけですね。

とがあります。あれは完全密閉なので、特許に出てくる構造は全部、Ｏ ( オー ) リングでシールする構造になっています。開け閉めするとき、当然、圧力差が出てくるので、バッと空気が出入りしまして、パーティ
クルが舞い上がることになります。ですから、黎明期では SMIF を使いましたけれども、もうちょっとパー
ティクルの出ないような構造もあるのだろうということで、ビジネスチャンスということもあり、みんながいろいろなアイデアを出してきました。横から入れる
か、縦から入れるか、ウェーハのローダー方向から入れるか、いろいろな議論をして、結果として SMIF とは違う構造・方式が採用されました。

濱本 そもそも SEMI ができた当初は、いろいろな通信手法があった訳ですが、それが SECS から GEM へと標準化されてきています。
というのは、個々のデバイスメーカからの要求が多方面になると、装置メーカが開発負荷が膨大に膨れるわけですね。我々だってコストが高くなる。そういった意味から、できるだけ合わせられるものは合わせよ
うということで、部会毎に標準化を進められたというのが現状だと思います。

SMIF のもう一つの欠点は、中にカセットが入っていて、それを容器で包んでいるという二重構造になっていましたので、プラスチックとか、コストが結構かかる構造だったことです。

〔コメント〕
原 その辺、コメントさせていただいてよろしいですか。

立場で、大分前からいろいろな方にインタビューをして、今の FOUP の標準化について調べて参りました。

そんなこともあって、FOUP( フープ ) の U というのは Uniﬁed、一体化構造という意味で名前に入って い ま す。 そ れ か ら、FO は Front Opening で す。
SMIF の場合は下から上下したのですが、それを特許

300mm の FOUP の標準化の前に 200mm の SMIF
がございました。あれは標準化ではなくて、基本的には台湾の TSMC が環境を制御した形でプロセスを組に触れないように横から入れればいいだろう、とい
うこともありました。また、一体化構造なので、どうしても溝を切ってありますから、横から入れるの

むということをもともと意識して、それをアシストという会社に発注して、「箱を作れ」と言ったことが始まりです。彼らは箱で搬送するという密閉搬送技術をがリーズナブルであるということになります。Front
Opening で、Uniﬁed Pod ということで、SMIF とい
う歴史を踏まえた上で出てきたのが、その名前が象徴

80 年代後半の黎明期から始めて、2 社でやってきました。特許が 50 個か 100 個くらいで出ていまして、
それで 200mm は確立しました。

的にあらわしている FOUP です。

私も、その辺について局所クリーン化をやっている時代が進んで、300mm に業界が移行するときに、
さてこれからどうしようかと皆さん思われたのです。

ファブシステム研究会

総合レポート

もう一つ申し上げなければいけないことは、密閉化構造ですとパーティクルが出るものですから、FOUP
では、完全にすき間を開ける構造にしました。連結しているようですけれども、1mm か 2mm あいている、

2008

-

144

-

オープンディスカッション－ 第６セッション まとめ

蓋を開け閉めするときに全く物質が触れないという、非常にうれしい構造になっています。このことでパー（2）レトロフィット
久保内 では、時間も過ぎておりますので、2 番目のレトロフィットに議論を移したいと思います。ここはリファブとレトロフィットの中身を混乱して使っていティクル発生の問題は原理的に回避されました。そのかわり TSMC とアシストが最初に意図していたガス
ブロックが、逆に厳密にできなくなるというトレード
オフの問題を抱えました。

たということもありまして、言葉の定義をきちんともう一度合わせて、齟齬のないようにしたいということです。ある立場によって、リファブがメインだった

FOUP の最終的な実用化構造を提案したのが、インファブ社という東ドイツのカールツァイスの子会社

り、厳密に言うレトロフィットをきちんとやらなければいけないということがありました。基本的に、レト
ロフィットという中身にリファブも含まれるということでいいですか。

です。そこをまるまるブルックスオートメーションが特許ごと会社を買い取りました。それで TDK をはじめ、ロードポートを作っているメーカーは、ブルック
スオートメーションに 1 台ごとに幾ら幾ら払うということをなさっています。

皆さん、これに何かご意見ありますか。

そこでは多少の教訓があります。業界標準をつくる
ときに、アシストは外したのだけれども、別の会社が特許を持っている構造そのものを標準にしてしまった、というばかげたことになってしまったことです。
今後やるのでしたら、もうちょっとそこを考えたほうがよろしいと思います。

〔リファブとレトロフィットについて〕

もう一つ、そこに教訓があるのは、先ほどの業界団体というところとつながってくる話でもあるのですが、西洋では業界団体にあげる前にコミュニティが必ずあると言われていることです。そのようなコミュニ
ティで予め議論されているので、みんな、いち早くいい構造を出してくるということがあります。日本の場
合は、決定事項を聞いているだけだからどうしても後追いになってしまいます。業界団体の一つ前段階のコ
ミュニティがおそらく日本で足りないところだと思います。

レトロフィットは、どちらかというと新しい技術を入れ込むという感覚があるので、完全な形でファブシステムができる前の技術をいかに今の生産ラインに持ち込めるか、という観点なのかなと思ったのですが、それが相当難しいそうなのだな、という理解に私はなってきましたが……。
ですから、リファブとレトロフィットというのは、含むというよりも分けたほうが混乱しないかもしれないです。
廣嶋 昨日もたしか意見が出ていたと思うんですが、同じ装置改造をしても、それをリファブとして活用するか、あるいはレトロフィットとして活用するかとい

私個人は、このファブシステム研究会はそういう一つのコミュニティに当たるものだと思っています。皆さんが業界団体にあげるものを煮詰めてもらえばとても役に立つと思われます。敢えて結論を出さず、業界団体にあげるネタを煮詰める、ということも大切でうのはユーザーの改造目的によると、私は議論を聞いていてそう思ったんです。
拡散炉のコントローラを例に出して言わせていただ

しょう。現に、まとめのセッションでもそういうことをやっているのかなと思います。

きますと、故障した拡散炉のコントローラがエンドオ
ブサポートで市場になくなりましたということで、拡散炉に新しいコントローラを入れますと。だけれど

これと似たようなことを、あまりきちんとしていな
いもので結構なので、他分野でもみんなでどんどんやっていったらいいのかなという印象を持っていまも、そこでやろうとしていることは、装置の今行っているプロセスの維持が目的であると “ リファブ ” という範疇なんでしょうけれども、実はそのコントローラす。
久保内

千村 昨日の「コンソーシアムをつくりたい」というのは、多分リファブだと思うんです。生産を維持したいという観点をメインに、皆さん、ずっと話されていたと思うんです。

まさにそのとおりだと思います。

を入れることによって、温度制御性が良くなったりというのはレトロフィットの範疇に入ってくると思うんです。ですから、分けるというのは非常に難しいのかなと。

ファブシステム研究会

総合レポート

2008

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145

-

オープンディスカッション－ 第６セッション まとめれている技術を、300mm でも Next Generation Fab
なり、何かでやるのも重要なんですが、5 インチ、6

久保内 デバイスメーカーの意見と、装置メーカーも立場上あるんでしょうけれども、東芝さんはいかがですか。
濱本

インチでいろいろレトロフィットで苦しんでいる技術をもう少しそういうところに、気持ちとしてはおすそ分けしていただいて、テーブルは小さいんだけれども、昨日の話ですと、5 インチを液浸にするとか――それは、逆に言えば周りがついていけないでしょうという話がありますが、廣嶋さんの言われたような形

300mm で培った技術を少し載せてちょうだいよ、という技術はずっとあるのではないかと思うんです。

でのレトロフィットというのは当然あり得ると思います。

装置メーカーの立場にしてもそうですし、それを使うユーザー、デバイスメーカーの立場もそうですし、

駒形 機能維持とある機能の改善くらいまでは、デバ
イスメーカーはあまり区別して考えていないと思います。新しい機能を付けるとなると、それはまた別かなと思うのですが……。

それは延々とあるのではないか。例えば、450mm に行ったとしても、300mm の既存ラインが残っていれば、「450mm で培った技術をちゃんとおすそ分けしてちょうだい」というのは、常に続くような気がしな

久保内 これはテクニックの問題でふさわしくない議論かもしれませんが、工場側で言った場合、同じ機能いでもない。
それは私の個人的な意見かもしれませんが、この辺のリプレースの投資と機能をアップする投資は中身が違うと思うんです。それを税務上でも大分変わると思
うんです。
加藤洋

についてどうですか。
原

それはダウンストリームということですか。

久保内

一つ、Next Generation がミニマルファブ“ ダウンストリーム ” という言葉がいいかどだとしたときに、Next Generation を実現するのは
いつ、ということがあって、それまでのつなぎとして
例えば、現在 5 インチファブで生産しているものを 8インチファブでの生産に切り替えたら、元に戻れない
ですね、それを使わなくてはいけないですから。次にミニマルファブに展開したいというときのつなぎのためにも、レトロフィットなり、リファブなり、Next
Generation まで現在のファブを使い続ける事が必要だと思います。

うかは別ですが……。

大口径化に切り換わったら、後戻りできないわけですね、
ミニファブに行かなくなってしまうわけだから。

中川 先ほど、「コンソーシアムはあくまでリファブだね」という話もあったんですが、ある意味、レトロ
フィットのほうもコンソーシアムが必要かもしれない

原 今までアップストリームという考え方で来ました
けれども、ダウンストリームがこれから重要ではない
かということですね。
加藤洋 従来ラインで新しい製品を流す。新技術で新しい製品をそこで流し続けるというので、設備の機能アップが必要になってくるわけですね。
久保内

久保内 これまでのミニファブの構想だと、2015 年
でしたか、量産は？

です。そういったことをやってくれる、専門業者なのか、コンソーシアムなのかわからないですが。

原 いいえ、もっと早くしないと、途中で疲れてしまうのかもしれません。あれを半分くらいにするのが仕事かなとも思っています。
加藤洋

そうですね。

加藤洋

ミニマルファブをつくるのも、そこが母体になってスタートするのではないかという気がしますね。

そこを現状ラインでどこまでつなげるかということになると思うんです。

久保内 中川さんがおっしゃったのは、レトロフィッ
トのチームから出していただいた、リファブでの業界団体のコンソーシアムではなくて、レトロフィットも〔ダウンストリームについて〕含めた、ということですね？

原中川

ダウンストリームという考え方については、いかがでしょうか久保内

久保内 多分、ビジネスの流れとしては、それは当然あってしかるべきだし……。

私も一つ言うと、その後の議論にも出てくる

かもしれませんが、例えば 300mm でいろいろやら

ファブシステム研究会

総合レポート卑近な例で悪いんですが、例えば NASA の技術と

2008

-

そうですね。

146-

オープンディスカッション－ 第６セッション まとめ

いうか、軍事技術がどんどん民間に流れるような、ああいうストリームをきちんとつくっておけば、常に最5 インチも作れるので対応してもらった。これで何とか条件を出してくださいというのがほとんどなんです

先端でやっている技術を民間で発展するということですね。それは、上流にちゃんとそういった投資金額が流れていないとできないんですが……。

ね、装置を供給してもらえるにしても。プロセス周りのところは、ダウンストリームしたときに、今言ったチャンバーの冷却の分割が必要かどうかも含めて、多分、ゼロから設計になってしまうのかなと思っています。

450mm の 議 論 が 後 で 出 る か も し れ ま せ ん が、
450mm の投資−−どこまでついてこれるかわかりま
せんが、そこで投資したものをどんどんダウンスト

久保内

それが課題になってくるんでしょうね。

リームで流してくるというのも産業界を活性化する上では重要だと思うんです。
駒形〔コメント〕

加藤さんにお聞きしたいのですが、今みたいな

原 考え方として、議論するのは、まず、いいことです。
しかし、どうやってアクションにしてゆくかというこ

ダウンストリームというのは、装置メーカーとしてはコストも含めて容易なものなのでしょうか。

とに関して、レトロフィットないしダウンストリームの具現化という意味で、私の頭の中で勝手に想像して

例えば、300mm のウェーハ径を想定してチャンバーの設計から何からやられるわけですね。300mmでできたものを比較的簡単に 200mm にダウンでき
るものかどうかがわからないのです。

いることを申します。それは、例えば三洋半導体製造さんを舞台にして、「みんなで実験をしましょう」――本当にやるのだったら、そのようなプランはいかがでしょうか、ということです。

加藤健児 チャンバー周りの話に関して言うと、難し
いというか、意味がないかもしれない、というところですね。
今、話を伺いながら頭の中にあるのは、ウェーハ径に依存しない部分――昨日お話しした搬送系みたいな部分は、ウェーハ径に大きく依存しませんので、システム構成をどうするかみたいな話ですね。この部分は、きっとダウンストリームというか、フィードバックできるのだろうなと。
ただ、均一性を確保するために、例えばウェーハの裏面の冷媒を半径方向の内外で 2 ゾーンに分けるとしましょう。300mm のウェーハ径がある場合は、寸法的に余裕があるのでゾーン分割ができますが、それを 200mm なり、6 インチなりにフィードバックでき

製造メーカーさんも入ってもらって、三洋さんの今のラインをどうレトロフィットするのか？というテーマで、みんなで仕事をしたら、いい仕事ができませんか。本当に動くのだったら、そんな感じがします。
久保内

かなり現実解に近づきますね。

原 例えば大分工場さんのほうで Next Generation
Fab を、マザー工場ですから、やるということがもしあったとすると、もう少しインチの小さい 6 インチ
あたりについては、三洋さんでレトロフィットという概念をしっかり形作っていただくように、みんなで費用を投入して、国費なども頑張って投入してやれば、結構おもしろいことができるのではないですか。

るかというと、半径が小さいのでかえって難しくなってしまうところもあります。さらに均一性を出し易い
小径のウェーハでそこまでする意味があるのか、とい

駒形 今のレトロフィットは、どこか需要がないとできないというのは確かにあると思いますので。

うところもあります。プロセスチャンバー周りの技術に関して言うと、フィードバックしづらいかなというところですし、多分、そんなに意味もないだろうと思取り組みは意味を持つというふうに考えられますね、
一般論としてね。

原

久保内

います。

考えられるところもあるんじゃないかと思います。

ショナルレベルとして提案していくというのも必要なことだと思いますので。

駒形 今言ったようなこともあるので、我々はその対応が必要になります。例えば 5 インチの装置が入ったときに、筐体は 6 インチになりますがステージは

総合レポート加藤洋

今言ったのは、三洋さんをベースにしてコンソーシアムということを言うわけですね？

2008

-

一つの方向として考えてみましょう。

あと、コンソーシアムの話がございましたけれども、これについてはいかがですか。これはこれとして、ナプロセスチャンバー以外の部分に関してはいろいろ

ファブシステム研究会

そこがまだ見えていない段階では、ナショナルな147-

オープンディスカッション

原－ 第６セッション まとめ

若山

私的に、一案として申し上げているだけですが。
三洋さん、ぜひお考えいただきたいと思いますけど。

久保内

そこそこ進むかな、という気はしないでもないですね。

久保内 この辺をもう少し議論していただいたほうがいいと思うんですが、極論すると、ミニマルファブ構（3）局所クリーン化

想の中で描いているようなかなりの局所を狙った、それと同じというふうに考えていいんですか。

久保内 局所クリーン化について、議論をもう少し深められますか。

若山

昨日やっていただいたのは、大成建設の若山さんですか。

く 1 つの製造装置にこのくらい（ペットボトル）のガスボンベを 1 個付ければ、1 年間十分持つようになります。
だけれども、そこに行く前に、ビジネスとしては仕事がいろいろあるはずです。そうなってくると、ペッ
トボトルではあまりに少なすぎるので、絵に描かれたような供給するラインのパイプのイメージがあるのかなと思われます。

久保内 従来からある局所クリーン化のアイデアと昨日ご提案いただいたのは少し中身が違うんですか。考え方として従来の延長線ですか。
若山 従来の延長線上というのも多分あると思うんですが、それとは別かなと思います。従来の延長線上で、さらに局所化を突き詰めていくと、ああいうような形なのかなというところです。エネルギー的にもメリットがありそうですし……。
ただ、メンテナンスの問題だとか、トラブルのときの対応はどういう問題が想定できるのか、その辺がまだ見えていないところだと思います。

若山 小さいボンベ 1 本というところまでは、ちょっと考えていなかったですね。
原 人を例にわかりやすく言うと、人間に対して兵站を供給する血管なり神経なりという物を運ぶ部分とコントロールする部分とがありますが、その両方がそれぞれの装置にきちんと入っているのかどうか、を常に考えなくてはなりません。それが必要最小限のパスと太さで供給されるというイメージがあそこに描かれていたのかなと思いました。

原 大成さんの図を出していただいたもののどこが今までと違うのかということですね。装置が分離しているというところに多少トンネルが入っていたりしたよ
うな絵が描いてありました。それからクリーンエアを装置に直結供給するという、その絵の話、それらは、

久保内 あくまでもミニマルファブに行く間の途中のステップというふうに考えたほうがいいんですか。
若山

はい。

があってという感じで、あまり変わらないです。生産するものによってニーズは違うはずですから、もうちょっと変えてもいいのかな、という思いです。

原 あそこに描いている要素は、今、私が申し上げた
ようなことでよろしいのですか。それとも何かいろい
ろ要素がありましたでしょうか。あそこの絵をポイン
ト的に説明すると、どういうことが入り込んでいたのか、確認させていただきたいということです。

加藤洋 キーワードというわけではないんだけれども、“ オンデマンドクリーンエアー ” とか言うのはどうですか、必要なときに必要な量のクリーンエアを出

2008

-

そうですね。

現実は、今、半導体のクリーンルームでも、液晶のクリーンルームでも、そんなに大差はないんですね。
空調機があって、純水装置があって、ガス供給ライン

まだ一般化してはいない新規性のある話だと思いますが？

総合レポートほぼ同じです。

原 さらに付け加えますと、究極的なミニマルファブ
装置では、恐ろしく原料が少なくて済むので、おそら

若山 小さなものを作っていったときに、どういう性
能が必要なのかは生産するものによって随分要求のレベルが変わってくるんじゃないかと思うんです。そのあたりがもう少し明確になると、我々のような施設とかユーテリティ……。

ファブシステム研究会は大きな空調機を用意して、部屋全体に対して、そこから分離してそれぞれ分けているというイメージなんですが、本当にそこに必要な空気の質だとか、パーティ
クルのレベルだとか、ワークを対象にした必要最小限のものを持っていこうというような思想なんですね。
そこがちょっと今までとは違うと思います。

これはこの辺で、次に進めさせていただいてよろし
いですか。

若山

あそこで描いた絵で今までと違うのは、今まで

148-

オープンディスカッション－ 第６セッション まとめ

常田 エアーを入れたり切ったりとか、容量を変えた
り、流速を変えたりすると、隣に飛んでいってしまうとか、堆積したものが巻き上がったり、なかなか難し

すということです。常時流しっ放しではなくて、段取り換えが必要だったり、テークオフが必要だったら、そのときだけ流すという、時間的節約という事ですね。
原い問題があって、モニターをしながら流速を変えるとかやるのですが、シビアなレベルではできるだけ同じ状態で流しておくことがどうしても必要なのかなと思

それは、既に商品として、オムロン製品ですが、パーティクルをモニターしていて、パーティクルが発生した時にファンユニットを回すというのがあります。また、サンキョーさんがそういう問題意識を既にいます。
また、難しいところでは現場技術ですね。理屈で、シミュレーションの流線などを見ていても何もわからなくて、ふき下ろしてやったらきれいになるのをモニ
ターで待って、それから作業するというのが実態です。

お持ちだと思います。何かコメントをいただけませんか。
斉藤 先ほどから出ているレトロフィットとか、リファブとか、搬送とか、そういうところにも全部関わっているかと思うんですが、若山さんがおっしゃっ

それを予測で、やっていいとか、そういうわけにはな
かなかいかないということで、難しい話をしているな

たように「何を作るのか」が一番大事だと私は思うんですね。適正なロットサイズに応じて、ウェーハのサと実は思っていたんです。

イズなんかも変わってくると思いますし、搬送方式も変わってくると思います。

斉藤

すと、モニターする時間サイクルを自動制御くらいの
短いサイクルで見るとなかなか難しいと思うんです。
フィードバックをかけて制御するというのは非常に難しいと思うんですが、5 インチ、6 インチのお客さんからの相談が非常に多いのは、クリーン化の課題が山ほどあると。山ほどあるんだけれども、何が課題なの
かよく見えていないというところがあるんですね。改
善しても、改善の効果が出ているのか出ていないのかわからないということで、まずは今どうなっているのかを見えるようにするという意味で、パーティクルモ
ニターは結構引き合いはいただいているんです。

今、300 φの大量生産が海外に結構流れている現実の中で、日本がどういうものづくりをこれからやっていくのか。例えば、半導体でも 5 インチ、6 インチでも十分なロットサイズの、高い付加価値の商品が出てくると思うのです。ところが、5 インチ、6 インチのラインの局所クリーン化は 300 φに比べたら昔的なものになっている。そこへ、リファブ、レトロフィッ
トとして、最新の局所クリーン技術を持ち込んで、適正ロットとしては 5 インチ、6 インチがちょうどいいという、ファブの作り替えということをやっていく必要があるのではないかと思います。

そういう意味では、旧世代の 300 φみたいに完全にでき上がったクリーンルームならいいのですけど、局所クリーン化が進んだファブならいいのですが、5あと、搬送にちょっと関わってくるのですが、我々は液晶の搬送用ロボットは、まず先に 8 世代のロボットを開発して、それを 6 世代にダウンサイジングして、最適化して、量産技術を高めていったという歴史もあるので、300 φで経験した大量生産から、いいところ

インチ、6 インチ、8 インチを局所クリーン化する前に、まずは現状を “ 見える化 ” して、改善を打って、改善を打った結果がどうなったのかという QC のサイクルが回るような形をつくっていかないといけないんじゃだけを効率良く、小さくつくる、そういう手段もあるのではないか。

ないかなと思うんです。

コンソーシアムというのは、共通の利益意識を持たないと組織ってなかなか動いていかないと思うんです。みんな、ボランティアでやっているうちは、アウ
トプットがなかなか出てこない。共通の目的意識を持って、みんなにベネフィットが出るような、そういう具体的な、例えば三洋さんのラインを最新技術でリ今言ったような自動制御というのは、すぐにはでき
ないかな、難しいかなという思いを持っています。

〔コメント〕
原 確認したいこととコメントがございます。今の話
はまさにそうで、芦沼さんに後工程について、議論させて頂いたときに、たしか話が出てきたことでもありファブしていくとか、そういう活動が必要なのではないかというというふうに私は思います。
原 パーティクルをモニターしながら、間欠運転につなげていくということについて、何かコメントをいただけますか。

ファブシステム研究会

総合レポートますね。オーディティング、要するに監査の問題です。
前工程はかなり厳密にやっているのでそれはそれでいいのですが、後工程とか組み立て工程になってきたと

2008

-

1 点、常田とはちょっと違った角度から言いま149-

オープンディスカッション－ 第６セッション まとめ

も、本当に 100 なのか、1000 なのか、1 万なのかというのは全然わからない。月 1 回くらい測ったのではわからないんですね、変動がありますから。

きに、クリーン度が過剰になっている可能性があるという議論が過去出てきたと思います。
それはなぜかというと、監査でクラス幾つと定義す
るから、そのとおりやらなければいかんということに常田なって、「本当に必要ですか」と詰めると「我々、よくわからないのですね」という議論だったと思います。

原 常田さんのコメントに対して私の個人的な意見かもしれませんが、さっきの話はオムロンの事例としてはかなり長いほうのクリーン化の “ 見える化 ” というのはあるんでしょうか。

申し上げました。この例では、瞬間的にパーティクル
が出て、あと消えてしまうわけです。それを動力運転にフィードバックしているのはオムロンなのですが、そうではなくて、洗浄工程に回すかどうかを判断する

そうだと思います。

常田 10 秒おきくらいで常時監視をしていると、パーティクルが出ている時間というのは、ほんのわずかなのには十分使えると私は思っています。

時間にバッと出て、あとなくなっているということで、それを目撃することすらなかなかできないわけです。
何点も常時監視のパーティクルカウンターを部屋じゅ
う張りめぐらせるというのは現実的にはできない話ですが、実際、そういうことがたまに数個のやつでやると、何かの条件で、どこかの陽圧が崩れたときに、こっちのオーブンが開いて、みたいなアンド条件でバッと増えるということは何とかつかまえています。
ということで、パーティクルは相変わらず目に見えないもので、よくわからないものだなということで、本当にやるなら、クリーンルームの規格どおり 2m
おきに全部測定するのを 10 秒おきくらいにやらないと、本当の意味でちゃんとできているかどうかわからない。ということがあるので、皆さん、かなりオー
バースペックでやって、安心しておきたいという話で、ちょっとやって良かったから大丈夫だ、というのはかなり危険ですね。
斉藤

ほうがいい」というお話があったんですけれども、あ
あいう区切られた空間というのは、ある程度、モニターしたほうがいいと思うんです。

常田 ただ、瞬時のパーティクルと付着時の相関があるかという、これもまた難しい問題で……。
原 それはもちろんそうです。そこで、大成建設さんの話にもあったように、ウェーハ上でのパーティクル
モニターをやっているわけです。今、エアロゾル関係の人でも、ウェーハ上の付着したものについての微粒子を測ろうという機運は、少しずつですけれども強まっていると思います。何をモニターすべきとかいうことは当然あります。

原ていたほうが状況は 10 倍わかりやすくなることは間違いありません。0.3 くらいですとたまに 1 個くらいしか出てこないのであまり役に立たないのですが、そりするかというと、お化け退治みたいなもので、見えないから怖いので過剰スペックを要求してくるということだと思うんです。
「クラス 1000 でも、歩留りがういった意味では 0.1 μ m くらいをモニターしたほうがいいのかなともいえると思います。私はそういう印象を持っているのですが。

このくらいですよ」という相関関係がある程度見えていれば、これは 1000 で十分じゃないか、ということをはっきり言えると思うんです。ただ、それを誰もわ

浦野 0.1 を見るというのはなかなか実際には難しい

かっていないので、クラス 100 のクリーンルームで

2008

-

も う 一 つ 技 術 的 に は、0.5、0.3、0.1 と 換 算 で10 倍ずつパーティクル量が増えますので、0.3 μ m
で 1 個だとしたら 0.1 μ m では原理的には 10 個出
るはずなので、少なくとも 0.3 で測るよりは 0.1 で見

今、オーディターがなぜ過剰スペックの要求を、ク
ラス 1 万で十分なのに 100 くらいの要求をしてきた

総合レポート

今のところ、洗浄工程は省けません。それは、きれ
いでも汚くても、測定していないので、汚れ具合がわ
かりませんから、洗わなければいけないのです。突発的にパーティクルが出たウェーハを、洗浄工程を回すようにすれば、洗浄工程自身が最適化されるというふ
うに思っています。

常田 見て、「これは洗わなきゃ」と簡単にできる話が、コンマ何μ m だからできなくなっているだけだ、と言えばそうなんですね。

昨日、原さんから「前室だけでも見える化したファブシステム研究会

斉藤 そういうところをしっかり “ 見える化 ” するというのがまずは大事なのではないか、というのが我々の考えです。

問題意識として同じなのですが、そういうところにちゃんとモニタリングを付けて、必要な量のパーティ
クルを管理していくというような意味での、時間的に斉藤

すごく変動しています。

150-

オープンディスカッション－ 第６セッション まとめ

加藤洋 そのとおりだと思います。その代わり、企業に対してのアメの節税とか、そういう意味でメリットという感じですね。
常田 特に表面の付着時の 0.1 を見るというのは、技術的にかなり難しいですね。
原を与えてやらないといけない。引当金の上限を上げるとかね（笑）。

それは難しいですね。

常田

常田 どんな定義になるか、ですね。
「生産額に対して」と言われても付加価値が低いものもあれば高いものも非常に高いコストがかかってしまいます。

あるでしょうし、一律何％と言われても、新しくことができなくなってしまいますし、仮に規制が入るとしたらどういう形で……。

久保内 時間としてはこの辺でいいかと思うんですが、その他にありますか。
なければ時間も押しているので、次に行きたいと思います。

車の排気ガスみたいな簡単な定義にはならないじゃないですか、作っているものが違うので。
加藤洋 いや、そのくらいしないと省エネが守られないという……。

（4）環境負荷低減〔法制化について〕

常田

ただ「規制が入らないとしない」というのは、

久保内 「環境負荷低減」、きょう、朝一番でやってい私はそう思いますね。デバイスメーカーさんが安く機ただいた中身ですね。

械を入れたい、装置メーカーはその中で少しでも利益を上げたいといえば、やったほうがいいとわかっていても、原価が上がることはなかなかしないというのが実態ですね。

ここでは「動力設備以外の製造設備の省エネが重要だ」ということで、先ほど私もご質問させていただいたんですが、「設備から見た省エネ」という感じで対応しています。

久保内 具体論になると、法制化の問題は難しい。法制化という意味合いではないんですが、最近、産業界
で排出権取引――日本はネガティブなのかもしれませんが、ああいったものが広まれば、法制化という意味
ではないかもしれませんが、やらざるを得ない外的条件になるのかなと思っているんですが、この辺についてどうですか。

この辺について、皆さん、どうですか。皆さん、プ
ロセスに影響するのはイヤだよと、こういった外的条件で苦労されているということなんですが。
加藤洋 逆に、今後は省エネを守るために、プロセスを見直さざるを得ないのではないか、そうなってくる
んじゃないかと思います。

あるいはエプソンさんみたいに、「環境に対応できないならビジネスをやめてしまえ」みたいな話をトッ
プダウンでされるか。

久保内 これはこれでいろいろな外的要因で決まっているんですが、省エネを進める上で、法制化的な、もう少し外圧に頼って進めるということもありなのかなという議論なんです。今までのものをそのままやってこの中で既に排出権取引に既に参加されているとこ

いれば、プロセス屋さんに、それ、やめてちょうだいよと言われてなかなか進まないと。

ろはありますか。

池田 さっき原さんが言われたのが答えになっちゃうのかなと。コミュニティとして、そういう合意を得られた上でやっていくというふうに理解したのですが、

久保内 日立は、事業所限定ですけれども、評価はや
りました。

加藤洋

そうではないのですか。
原

それ以外に逆に伺いたいのは、法律をつくってもらったほうがいいということがあるのではないか、ということです。その辺、ご意見をいただきたいのです。
要するに、環境規制の法律をつくってもらったほう

総合レポート

斉藤 どういう規制がかかるかということにすべて関わってくると思うんです。環境問題って、みんな、総論賛成で各論反対になりやすいテーマだと思うんで

2008

-

そうしたら、まだ鉄鋼メーカーさんくらいですす。それが企業メリットにつながっていくような規制であれば、多分、前に進んでいくと思うんですが、後ろ向きになってしまう。

が企業の仕事が楽に進むというなら、それはそれでいいのだろうと思います。その点について、皆さん、いかがでしょうか。

ファブシステム研究会

池田ね。

試験はどうですか。

151-

オープンディスカッション－ 第６セッション まとめ

なきゃ調達しないよ」と全員に言ってくれれば。

我々はモーターメーカーなんですが、きょうの議論にも出てきたポンプの省エネとか、あらゆるところに久保内

モーターが使われているわけです。モーターの製品としての省エネを 5％やったら、その 5％が企業に対してどれだけのメリットとして返ってくるのかという、
そういうような前向きな法規制であれば、もっとみんんと盛り込む。もちろん、それでコストアップになったらイヤでしょうけど。
濱本 基本的に、そこですね。一つ違うものを出したら、それだけでコストが跳ね上がります。ですから、
我々としては、基本的にはガイドラインという形でしな進めると思うんです。
今回のファブシステムも、コンパクトな局所クリー

か結局は出せないですね。

ンのファブを作っていく、それで政府的な援助が出た

例えば、ポンプとかチラーは、一部我々が装置メーカへ支給しています。特に、ポンプは、すごく省エネ

り、あるいは排出権としてカウントされたり、そうい
うことになれば前へ進めると私は思います。
久保内が進んでいます。それはなぜかというと、我々がメー
カを変えますから、メーカは、必死になって省エネに取り組んでいます。ビジネスに直結するので真剣に取り組んで頂けますが、装置メーカというとはなかなかそうですね。

他に、皆さんのほうでありますか。
これについては、法制化はなかなか難しい問題はありますけれども、時代の要請とともにこの辺はいろい
ろ変わってくると思いますので、常に議論のネタとして出しておくということでいいのかなと思います。

そうはいかない。性能で判断してしまうので、仕様書に 1 行書くことによって何千万円単位で価格が跳ね上がる、というケースは結構多いです。そこをどう解決するかは、非常にハードルが高いですね。

あと細かい話で、東芝さんと大成建設さんのフュー
チャービジョンの話でありましたか、省エネをする上でマージンを取りすぎていて、結果的にそれが省エネにつながっていないことがあるという話で、東芝さん
はシミュレーションで最適に持っていこうということがありましたけれども、例えば突入電流で契約電力が上限になっていて、契約電力が高く取られていると。
契約電力というのは、夏場の一番上限で決められているのが多いと思うんですが、それを極力下げられれば、あるいは突入電流で最大定格で取っているところを下

久保内 そこを業界全体としての動きにしていくというのも一つの流れでしょうね。
濱本

部分で済むのでしょうけれども、1 台だけそれをやるといったら、すごく高くなってしまう。
久保内（5）ミニマルファブ

それこそ規制をかければいいですね。突入電流★ファブシステム研究会代表・事後挿入コメント：

は定格電流の 3 倍以下とか、そういう規制をかけてしまえば……。UL 単価がたしかありましたね。そういうふうにしてしまえば、メーカーはやらざるを得な

以下では、第 5 セッション「ミニマルファブ構想」で議論された、HALCA プロジェクトを踏まえて、我々はこれから何をなすべきかについて議論を行っている。本議論の目的は、既存のメガファブの巨大化に内在する多くの課題に対して、その解決策を得ようとした HALCA プ
ロジェクトについて、HALCA プロジェクトで設定されていた開発項目の枠組みよりも広範な視点から検証し、そこから、小さなファブを構築する上で必要となる今後の課題を抽出しようとすることである。

くなって、競争相手もやらなきゃいけないなら、うちだってやりますね。
久保内

それは設備スペックにちゃんと盛り込んでおくということなんですね？
常田

その他に、これに関して皆さんの議論がありますか。

突入電流一つとっても、例えば、シーケンスを組ん
で、突入電流を抑えるような仕掛けもそう難しくはな

常田

ええ。

常田 コンデンサーインプットの電源を作ってしまえ
ば突入電力が多いに決まってきまっているので、そこで技術改善の回路を付けるということを、例えば東芝
さん一社さんのためにやるといえば、それなりに見積もりを書かざるを得ないですね。そっちが標準器になってくれれば、原価プラスアルファくらいのアップ

げられれば、契約電力は契約だけですから他に経費がかからないですね。そういった、手間なしでコストが下げられるということもありますが、この辺についてはどうですか。

いと思いますし……。

デバイスメーカーがそういうスペックをきち盛り込んで、デバイスメーカーさんが「それじゃファブシステム研究会

総合レポート

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152

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オープンディスカッション－ 第６セッション まとめ

久保内 時間も押していますので、5 番目の議論の「ミニマルファブ」について。これはこれまで議論されてらのところに建てるという前提条件で検討しただけでしたので、おっしゃったように、既存のファシリティ

十分温められている中身ですし、内容的には相当深いものもあるかなと思ったんですが、一つ議論の中でミニファブの検討結果が三洋さんのほうでは採用できな
かったという反省点がいろいろあると思うんです。そがあるところに付けていけば、また全然別だとは思います。
濱本 我々の場合は、既存ラインに対し検討しました。
例えば環境 FOUP の有効性に関して、評価をとりあの中にいろいろな反省課題が含まれているのではない
かと思うんですが、今回のミニマルファブを我々装置メーカー含めて取り入れるとしたときに、その課題にえず行いました。しかし、メリットが全然見出せなかった……、入れるだけのメリットが見出せなかったと言うことです。

ついて、皆さん、どうですか。

久保内

要するに、HALCA プロジェクトでは、設備だとか
工場建設に携わる人たちの意見が主として反映されず、プロセス屋さんを中心に進んでしまった、みたい

プでの目標がございましたね。あの目標は、従来のファブに展開していくというか、HALCA でやったものを展開できるようなイメージでの目標設定だったというふうに理解していいんですね？

な事後への課題がありましたけれども、この辺についてはいかがですか。例えば、これから先、コンソーシ
アムとかプロジェクトみたいなものをつくって、そこに皆さんが参画したとして。それを皆さんが持ち帰ったけれども、結局、工場では展開できませんでした、という結果にならないようにしなきゃいけないな、と思うんですね。

長谷部

あって、10 分の 1 のスケールで 10 分の 1 のコスト、それを達成するということで検討したのですが、生産装置とファブとの整合性がうまくとれなかったのかなというのが、今、反省点ですね。

長谷部 それは、どの範囲を指しているのかわからないんですけど……。

私なんかも、今、こういう場にいますけれども、一昔前だったら、工場の人間がこういうところに来るこ

これはプロセスの話ですかね？
駒形とは多分なかったと思うのです。いろいろな生産性向
上の話になると、やはり固有技術ではなくて、ファブ
トータルとしての生産性が上がらないとだめです、とプロセスです。先ほどおっしゃったステンシルの問題がものすごくハードルが高かったのと、そこそこ行けそうなのをスコープしながら動いているのと、
大分レベルは違ったと思うので。

いう皆さんの認識ができてきたので、だんだん工場側の人間が出てきたり、引っ張り出されたりするようにはなってきていると思うのです。

長谷部

今のステンシルについては前提ではなかった

はずなので、プロセス上の検討レベルのばらつきがあったということはないと思います。

これから、そういう流れが定着してくればいいん

でしょうかね。

中川

斉藤

長谷部

新規に工場を建設する場合の建屋とファシリ

ティについての検討が希薄で、採算性が未検討でした
ね、というお話がありましたが、例えば既存のファブの建屋とファシリティを使って、そこへプロジェクト

総合レポート長谷部 「建物やファシリティ縮小」、これはエネル
ギー棟とかの問題ですか。
駒形

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これも検討されていると思います。

ね？

そこは逆に検討しませんでした。我々は全くさ

ファブシステム研究会

スループットの装置間差の未解消は？

中川 そういう意味だとほとんどは検討したけれど
も、検討されなかったこともあったということですの中身を持ち込むということも成り立たないということなんですか。
駒形

そうですね。10 分の 1 という大きな目標が中川 三洋さんのお話の中で、「検討したけれども、結果が違っていた」と「検討すらしなかった」というのと両方あるんじゃないかと思っているんですが、この中で検討すらされなかったのはどれですか。例えば、
固有技術検討レベルでのばらつきであるとか……。

駒形 いろいろなプロジェクトとかコンソーシアムが過去からずっとあると思うのですが、難しいのは次の点と思っています。半導体って固有技術ができてしま
えば、あと工場の運営とかでどうにかなるなというのでずっと来たのに対して、HALCA とかその前くらいから、固有技術ができても、現場にインスタレーショ
ンできないというのが出てきていると思うのです。

原

HALCA でのいろいろなファブの検討グルー

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そうです。

オープンディスカッション－ 第６セッション まとめ

加藤洋 HALCA の比較も、ビジネスとして続くとい長谷部 それは先ほど話題に出ているように、そこの部分はスケーラブルにならないという検討結果です。

う意味で、もう少し長期間比較してみるというか、一時の断面でどちらがメリットがあるというのではなくて、フレキシブルに市場に対応するのに、小さな投資

久保内 先ほどの議論で「HALCA では唯一ウェーハ
だけがスケーラブルにならなかった」というのが一つで、分散投資でできてきますね。撤退するときもロスも少なくなるから、そういう効果を含めて、例えば 1年、2 年、比較して、そういうロングテールの小さい、

大きな課題としてあったんだけれども、もし HALCAの中でスケーラブルにウェーハをこれに相当するようなものに、小さくするのかどうか知りませんが、していそして変動の激しい市場でビジネスをやっていくのにこれでやったほうが結果的にトータルで見たときに良かったということになるんじゃないですか。

たらどうなったんでしょうね？できたんですかね（笑）。
原

私は究極のイメージを申しました。中間のウェー

ハサイズの段階は、おそらく開発がゼロベースになってしまうので、個人的な意見としてもそれは無理だろ

久保内 タイムスケジュールの中でやられたわけです
から、どこまで長期レンジで見たのか見なかったのかうと思います。

ということも重要だと思うんですが。

おそらく現実解を皆さんお考えになって、
「ウェー

長谷部

ハサイズを変えるとできなくなってしまうから、とりあえずウェーハサイズを変えないでおこう」というのは、ここで検討したものをプロトタイプとして展開していければ一番いいということでやっていたので、タイムレンジとしては、すぐとは言わなくても、2、3年の間に具現化されるようなことをイメージして検討していました。

が本当のところじゃないでしょうか。そのときに、初
めてこういうことを皆さんお考えになったわけです。
そこで、項目を挙げましょうということになり、挙げてみた。そうしたら、研究要素があるものからすぐにできるものまで、当然ですがいろいろ並んだのですね。
そこで、とりあえずみんなやってみたのでしょう。やってみることは大切ですから。ところが、それを受ける
工場の側が真剣に「それじゃ」といって、次の段階の検討をしてみたら、あまりにも温度差があってびっくりしたということではないかなと思います。

〔サイズについて〕

久保内 今、原さんがおっしゃったような、そんなイメージですかね。
原 私のほうから HALCA の名誉のために、言及させて頂きますと、いろいろな方に伺いましたところ、プロセス技術の中で部分的には HALCA で検討した内容――とりわけ、チェンバーの共用化については大工場に一部入ってきていると言われています。

ミニファブにしても、本当に 1 個が効率がいいのか、
あるいは 5 個、10 個単位で作ったほうが効率がいいのか。それは作る対象によって答えが出てくるかと思うんです。

ては HALCA がそれを規定できたかどうかという…。
長谷部

すから、その壁を完全にクリーンにしなくても常に同じ状態に戻せればいいということになります。例えば
プロセッシングのガスの後に強いガスを入れて、初期化してやる。次の B ガスを入れる、また初期化して、また次に C ガスを入れるというふうにすれば、搬送しなくてすみますから、そんなことは部分的に入ってきているはずです。ということで、部分的には、皆さん、お役に立ったと聞いています。

総合レポート斉藤 8 インチでやったということなんですが、適正のロットサイズというのをもっともっと議論を深めたほうがいいんじゃないかと私は思うんですね。小さい
投資で損益分岐点が確保できる商品もありますし、あるいは例えばメモリーを作るときに 5 インチでやったら全然割が合わないのは目に見えているわけですか
ら、どのくらいのロットサイズが適正なのか。例えば、

久保内 HALCA では 100 ロット / 月のイメージでやられたということなんですけど、それはビジネスとし

たとえば、連動プロセスがあったときに、3 つのプ
ロセスを順番にやるのではなくて、同じチェンバーの中でできれば 2 工程減らせます。そうすると、それは装置の中の初期化ということになって、壁が汚れま

ファブシステム研究会

HALCA の場合、8 インチ、100 ロット / 月というのがありきのプロジェクトだったので、そこの部分の事業性は、投資リスクが増大するので、そういう形にすれば実際メリットがあるという前提で、そこの部分の検証は HALCA の中ではしていないです。
久保内

いかがでしょうか。

HALCA でビジネスの最適なロットを規定して本当に走れたかどうかというのは、駒形さん、どうですか。

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レンジですか。HALCA プロジェクトの目標

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オープンディスカッション－ 第６セッション まとめ

駒形 私も本当の頭のところはわからないのですが、当時の半導体業界の投資状況の感覚からすると、「出〔コメント〕

せるお金ってこんなくらいじゃないですか」というのを皆さんイメージしてスタートしたと思うのです。
2,500 枚が最適かどうかというのは全然別で、現実的にファブを建てるとしたら、ある金額の中でやる規

どうでしょう、斉藤さん、今、そういうとこと前から思っています。具体的に言いますと、ガリウ
ムナイトライドが 4 インチくらい、サファイアの上ろの議論はしていなかったという……（笑）。
斉藤

450mm と 300mm と 200mm 以下がだんだん消えて、最後、私の究極的なイメージを申し上げましたが、実際にはマーケットとしては 2 〜 4 インチくらいというのが現実にあるわけです。そこのところだけはこの研究会の中でぜひ言及させていただくべきなのかな

模って、
こんなものじゃないですか、というのが頭だったと思うので……。
久保内

原 今、大切な議論が出てきたので、ここでコメントをさせて下さい。

に付ければそれは何インチでも可能になります。いず
れにしてもそのくらいのボリュームのイメージで生産が行われているということですね。それから、シリコ
ンカーバイドについても Cree 社で、昔から 4 インチ
レベルを研究開発してきていました。それが、ここにそれが一つの原因じゃないかという気もしますけど。
伊藤一寿 私が言いたかったのは斉藤さんが全部言ってくれたんですが、それに加えてなんですが、このミニマルプロジェクトというか、例えば一個流しをする

来て、マイクロパイプという小さな欠陥も少なくなってきました。そろそろ 4 インチが実用化になろうかというところに来ています。その他、ガリウムヒ素、インジウムリンとか、そういうのはもう少し大きな径で、5、6 インチくらいでしょうか。やはり専門の方に伺っていると堅調に年々マーケットが増えていると言われています。

ということになりますと、今、想定されているボック
スが 300 工程なら 300 個並ぶとか、そういうことになるので、本当に 1 個で流すのがいいのか、5 個で流すのがいいのか、製品によってそれを決めていかなけ
ればいけないと思います。
300 個並ぶとタクトタイムがみな同じように 1 分
で必ず動けばいいんですけど、1 分 1 秒とか 1 分 10
秒とか 58 秒とかいうことになると、どこかでまた滞留とかいう問題が出てくるので、そういうことも含めて本当に最適化できるのかとか、それは検証しておく必要はあるのかなと思います。

申し上げたいことは、全体的にそういう化合物半導体市場が立ち上がってきていまして、機械化という意
味ではわりとオンセットの状態に今来ているな、という印象があるのですね。

伊藤一寿 多分、デバイスメーカーさんがやられていると思うんですけれども、チップ 1 個が幾らでできているのかというのが、5 インチにしたほうがいいの

つまり、今までは箱に入れてから、その箱からまた取り出してピンセットで置くということを現にやっていまして、あまりにも非効率です。もちろんこのやり方は主たるコストが人件費だけで済むというメリットはありますが。それがある程度量をとるときは、搬送か、8 インチにしたほうがいいのか、ましてや 450㎜にしたら 1 個は幾らになるのか。ウェーハ 1 枚では
なくて、1 個が幾らになるのか、というのは原価が計の機械化をしよう、もうちょっと設備に金をかけようという機運が出てきています。それ専用の装置、例えばシリコンカーバイドでしたら、シリコンカーバイド

算されているとは思うんですが、それと同じような評価でいくと、今の一個流しにすると 1 個幾らになるかというところは必要かなと。

専用の高温のイオン注入装置が必要ですが、そういうものを開発するところが出てくる。

原

全くそのとおりだと思います。

今まで申し上げたことは、まだ広く知られていませんが、この 1 〜 2 年で、業界認識として定着して行
くはずの実状です。

その 1 個の中に、管理費とかそういうわけのわからないものは除いたとしても、純然たる材料費と加工費の 2 つはしっかり押さえておかないと比較ができないと思います。

そこら辺のボリュームゾーンというのは、シリコンでは消えたことになっているのです。4 インチは消えたとさっきからずっと出てきていますが、実は別の

久保内 それはミニマルファブ構想ではかなりの部分を押さえて進めていらっしゃるので。

ファブシステム研究会

総合レポートウェーハではそこがボリュームゾーンになってきています。そういった意味でもう少し見直す必要もあるの

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オープンディスカッション－ 第６セッション まとめ

んのほうからご意見をいただいて、同じであればこれかなと思います。

でいいと思っています。あと、レトロフィットかミニ
マルファブか、ファブタイプとしては大括りですけれ

久保内 今まであまり議論していない分野だと思うんです。次に、未来のファブタイプの議論に進めたいと思うんですが……。
加藤洋

ども、このくらいに区分けしてはどうでしょうか。今、原さんのおっしゃった 4 インチとか、ここであまり議論していなかった中身をどこで議論したらいいかということなのですが。

ちょっといいですか。

今の 2 インチとか 4 インチというのは、何からそのサイズに。生産数ですか、それとも設備ですか。
原 それは結晶成長技術です。大きな基板の上にさらにヘテロエピする場合は別ですが、その場合でも、大きなチェンバーで結晶成長する場合、必ず単結晶にしなければなりません。単結晶でないとリーク電流が出■未来ファブタイプの粗分類上での議論
廣嶋

流れとしてちょっと違うかなと思うのが 2 番目のNGF。NGF というのは 300mm プライムのことで、450mm を想定しているんじゃないよ、ということて、使い物にならなくなってしまいますから。ヘテロ
エピではなくて、より理想的なホモエピタキシーの場
合は、巨大な単結晶を作るのは、とても大変な研究開発になります。市場原理というのは、短期的な要因ですが、結晶成長技術は 10 年〜 30 年くらいかかるので、市場がほしいと言ったからすぐに出来るというようなものではありません。このような基板があったら、将来このようなデバイスが出来て、便利になるなどというような、研究者の夢が、結晶成長技術のドライビン
グフォースです。決して、市場が求めている、ユーザー
企業がほしい、今すぐ作れと言っているというような短期的なものではありません。また、ウェーハサイズ
が大きくなると、指数関数的に単結晶形成技術と開発
コストはレベルが高くなって行きます。
加藤洋

今、議論上の分類で 4 つありますけれども、ではなくて、流れとしては NGF というのはウェーハ径を規定しない次世代のファブですと。ですから、
300mm プライムという言葉も、たしか、今年、Next
Generation Fab という言葉に置き換わったというく
らいで、300、450 などのウェハ径の話ではなくて、「次世代工場はこうあるべきだ」というのを議論するコン
セプトになってきていますね。
久保内

サイズは規定しないと。

中川 本来、① (450mm) は② (NGF) に含まれるんですが、ここで話し合いたいのは 450mm の可能性というところですね。
廣嶋 であれば、そういった定義でということですね。
ここで言う NGF というのは 300mm で次世代を、というイメージで捉えて考えるということであれば。

市場規模とか、そういうのではなくて？

原 原理的には違います。このくらいの市場規模だか
ら、今ない単結晶を、初めから 6 インチで開発しようということは、絶対にありえません。技術的に困難すぎますので。市場規模も、ほとんど短期的予想に基づきます。10 年〜 20 年後の長期的市場規模予測は、根拠が薄弱で、希望的なものになりがちです。仮に市

久保内 450mm について加藤（日立ハイテク）さん
からもいろいろご提案いただいたのですが、中川さんのほうから 450mm のご紹介をいただいて、もう少し議論を深めたいと思います。

場規模予想があったとしても、それを会社が真に受けて 20 年後の投資を今からやるということは、ほとん
どありえません。あっても途中で息切れしてしまいま㻞䠊ᮍ᮶䛾䝣䜯䝤䝍䜲䝥䛻䛴䛔䛶㆟ㄽ

す。

䕔ᮍ᮶䝣䜯䝤䝍䜲䝥䛾⢒ศ㢮ୖ䛷䛾㆟ㄽ䐟 㻠㻡㻜㼙㼙
㻠㻡㻜㼙㼙䛻㛵䛩䜛᳨ウ≧ἣ䠄┤㏆䛾ヰ㢟䚸᝟ሗ䛺䛹䠅㆟ㄽ䐠 㻺㻳㻲䠄㻺㼑㼤㼠㻌㻳㼑㼚㼑㼞㼍㼠㼕㼛㼚㻌㻲㼍㼎㻚䍦㻟㻜㻜㼙㼙㻌㻼㼞㼕㼙㼑㻕まとめ

㻟㻜㻜㼙㼙 㻼㼞㼕㼙㼑㆟ㄽ᳨ウ≧ἣ

未来のファブタイプ䐡 䝺䝖䝻䝣䜱䝑䝖䐢 䝭䝙䝬䝹䝣䜯䝤◎ 2．未来のファブタイプについて議論௚䛻ⓙ䛥䜣䛷᫝㠀ศ㢮䞉㆟ㄽ䛧䛯䛔䝣䜯䝤䝍䜲䝥䠛

久保内

次にファブタイプについての議論を深めた

䕔䠄㻴㼀㻕ຍ⸨Ặ䛤ᥦ᱌䛾⿦⨨㠃䛛䜙䜏䛯㻟㍈䠄䡯䡦䡬䢆䡷䡮䡹䢚䚸䡶䡹䢀䚸⏕⏘㔞䠅䜈䛾䢋䡫䢇䢛䢙䡴䢚䠄㈨ᩱ䠅

い と 思 い ま す が、 こ ち ら と し て は 450mm、Next
Generation Fab と言っていますが、これが 300mm
プライムのイコールか置き換えなのか、この辺は皆さ

ファブシステム研究会

総合レポート䕔䠄ᶓἙ䠅㻿୰ᕝẶᥦ᱌䢈䡣䢈䢚䢏䡿䢚䢕䛸䡭䢈䢛䢔䡵䡬䡸䡪䢙ูホⅬ䠄㈨ᩱ䠅

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オープンディスカッション－ 第６セッション まとめ

450mm の概況

䜴䜶䝝ཱྀᚄ䛸䝣䜯䝤ᩘ䛾䝖䝺䞁䝗

中川 こちらの資料は加藤さん ( 日立ハイテク ) の資料と並行で作ったのですが、内容がほとんど同じようなものになってしいまして、おさらいに近くなるかもしれませんが、一通り、説明します。

◎ SEMICON West 2008 での状況
SEMICON West2008 で の 状 況 と い う こ と で、ISMI の状況として、加藤さん ( 日立ハイテク ) の話にもありましたが、量産が 2016 年〜 2020 年と予測しているということと、ITB (ISMI Interoperability
Test Bed) と呼ばれるテスト環境をつくって、実際の 450mm ウ ェ ー ハ の 確 保 と Factory Integration
Guidelines & Standards の策定をやっています。現ୖ䛾䜾䝷䝣䛿㐣ཤ䛾ண 䛸ᐇ㝿䛾䝣䜯䝤䛾ᩘ䛾஋㞳䜢♧䛩䛜䚸300mm 䛿኱䛝䛟஋㞳䛧䛶䛧䜎䛳䛶䛔䜛䛣䛸䛜ศ䛛䜛䚹
200mm 䛿⌧ᅾ䛷䜒䝣䜯䝤ᩘ䛛䜙ゝ䛖䛸୺ຊ䝣䜯䝤䚹䛣䛾䜘䛖䛺⎔ቃ䛷ᮏᙜ䛻 450mm 䛜ᚲせ䛛 ?
2◎ウェーハ口径とファブ数のトレンド
こちらは SEMI のワーキンググループの資料から引用したものです。実線がかつての予測、点線が実際のファブ数の年代別のトレンドになっていまして、下からいくと 126mm、150mm については、予想よりもこのあたり（2003 年）から落ちていて、200mm に関して言うと予測と変わらない、むしろ予測したよりも最近だと上回っているという状況です。300mm に関していうと、予測と随分乖離してきているという状
況にあります。300mm ですらこういう状況なのに、450mm を本当にこんなところ (2012 年 ) でやるの？
というのが議論の対象になっているということだと思います。

在は、厚さ 925 μ m のポリシリコンメカニカルテス
トウェーハで搬送ロボットあるいは工場自動化のテストをやっていますという状況です。加藤さん ( 日立ハイテク ) の話にもありましたけれども、粛々と進めていますというのがデバイスメーカー側の主張です。
あと、 装 置 メーカー の 状 況として、SEMI EPWG
(Equipment Productivity Working Group) 、これは名前どおり、装置メーカーサイドのワーキンググルー
プによって、結論として「現在は 450mm への移行に適切な時期ではなく、おそらくそのような時期は今後も訪れない」というレポートが正式に出されています。

◎ 450mm ウェーハへの移行に関する 5 つの誤解

実際、SEMICON West のほうでは、大手装置メー
カーからも SEMI 主催のイベントで、450mm の R ＆
D の投資回収はできないという指摘もあがっている状
況です。

これは加藤さんのほうでご説明があったのと同じです。450mm ウェーハの移行に関する 5 つの誤解ということで、これも SEMI から出されているものです。

SEMICON West 2008 䛷䛾≧ἣ450mm䜴䜵䞊䝝䜈䛾⛣⾜䛻㛵䛩䜛5䛴䛾ㄗゎzISMI 䛾≧ἣ
ISMI䛾┠ᶆ䛿2012ᖺ䛻䛿450mm䝟䜲䝻䝑䝖䝷䜲䞁䛾‽ഛ䜢᏶஢䛥䛫䜛䛣䛸䚹ᴗ⏺䛜450mmᕤሙ䜢ᐇ㝿䛻ᘓ䛶䜛䛾䛿2016䡚2020ᖺ䛠䜙䛔䛻䛺䜛䛸ண 䛧䛶䛔䜛䚹⌧ᅾ䛿ᐇ㝿䛾 450mm 䜴䜶䝝䛾☜ಖ䛸 Factory Integration Guidelines &Standards 䛾⟇ᐃ䚸ITB (ISMI Interoperability Test Bed) 䛷䛾䝔䝇䝖䜢⾜䛳䛶䛔䜛䚹ITB 䛷䛿䚸⌧ᅾཌ䛥925μm䛾䝫䝸䝅䝸䝁䞁䝯䜹䝙䜹䝹䝔䝇䝖䜴䜵䝝䛷ᦙ㏦䝻䝪䝑䝖䜔ᕤሙ⮬ື໬⿦⨨䚸ᦙ㏦⿦⨨䛾䝔䝇䝖䜢ᐇ᪋୰䚹z䛭䛾1: 䛂10ᖺ䛤䛸䛻䜴䜵䞊䝝䝃䜲䝈䛿1.5ಸ䛻䛺䜛䛃䛸䛔䛖ㄗゎ䜴䜵䞊䝝䝃䜲䝈䛜1.5ಸ䛻䛺䜛䛯䜑䛻せ䛩䜛᫬㛫䛿䚸ᴗ⏺䛾ᡂ㛗⋡䛾㕌໬䛻క䛳䛶㐣
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䜎䛯䚸50% ௨ୖ䜒䛾䝃䜲䜽䝹䝍䜲䝮䛾ቑຍ䜢ᣍ䛟䛣䛸䛻䛺䜚䚸ᾘ㈝⪅୺ᑟ䛾༙ᑟయ䝬䞊䜿䝑䝖䝖䝺䞁䝗䛸䛿␗䛺䛳䛯᪉ྥ䛻㐍䜐䛣䛸䛻䛺䜛䚹z⿦⨨䝯䞊䜹䞊䛾≧ἣ
SEMI EPWG(Equipment Productivity Working Group) 䛻䜘䜚䛂⌧ᅾ䛿
450mm䜈䛾⛣⾜䛻㐺ษ䛺᫬ᮇ䛷䛿䛺䛟䚸䛚䛭䜙䛟䛭䛾䜘䛖䛺᫬ᮇ䛿௒ᚋ䜒ゼ䜜䛺䛔䛃䛸䛔䛖䝺䝫䞊䝖䛜ṇᘧ䛻ᥦฟ䛥䜜䛯䚹ḟ䝨䞊䝆௨㝆䛿䚸䛭䛾䝺䝫䞊䝖䛛䜙䛾ᘬ⏝䚹
ASML䚸Lam Research䚸ᮾி䜶䝺䜽䝖䝻䞁䛺䛹䛾኱ᡭ⿦⨨䝯䞊䜹䞊䛛䜙䜒䚸
SEMI୺ദ䜲䝧䞁䝖䛻䛶䚸450mm R&D䛾ᢞ㈨ᅇ཰⋡䠄ROI䠖Return on
Investment䠅䛜䛭䛾㈝⏝䜢㈥䛘䜛䛛䛹䛖䛛䛿␲䜟䛧䛔䛸䛾ᣦ᦬䛜䛒䛳䛯䚹

http://wps2a.semi.org/wps/portal/_pagr/138/_pa.138/750?dFormat=application/msword&docName=P044470&sid=1221975482117 䜘䜚

1

ファブシステム研究会

総合レポート

2008

-

157

-

3

オープンディスカッション－ 第６セッション まとめ

伊藤一寿 450mm をできない一番の理由は何ですか。
投資が大きくなり過ぎて、コストの回収が実現できな㈨ᩱ㞟

いということですか。

(1) STRJ ㈨ᩱ
2005 ᖺ䛾 STRJ ⤒῭ᛶ᳨ウጤဨ఍䛻䜘䜛 450mm ⛣⾜䛾⤒῭ᛶ䛻ᑐ䛩䜛㈨ᩱ䚹Work in Porcess – Do not publish

中川 そうですね。要は装置メーカー側の投資も大きい。当然、それが装置の値段にも反映される。

http://strj-jeita.elisasp.net/pdf_ws_2005nendo/9H_WS2005Economy_Osada_J450mm.pdf(2) SEMICON West 2007 䛷䛾㈨ᩱISMI 䛻䜘䜛 450mm/300mmPrime 䛾㈨ᩱ䛷䛩䚹300mmPrime 䛷䛿┠ᶆ䛷䛒䜛
30% 䛾䝁䝇䝖ᅽ⦰䛜㞴䛧䛔䛸䛾⤖ㄽ䚹
http://www.sematech.org/meetings/archives/8279/07-450mm%20Program%20Update.pdf

あとは、例の 5 つの誤解の中にもありましたけれ
ども、ウェーハサイズが大きくなると生産性が顕著に(3) SEMICON West 2008 䛷䛾 450mm 䜢䜑䛠䜛≧ἣ
ISMIഃ / ⿦⨨ഃ䜢ྵ䜑䛯ᴫἣ
http://www.sijapan.com/content/l_news/2008/07/lo86kc0000004w50.html

ISMI 䛷䛾 450mm/NGF 䛾≧ἣ䛻㛵䛩䜛グ஦
http://www.semiconductor.net/article/CA6577336.html

増大するというのは誤解である、あるいはウェーハ処
理コストがチップコスト全体の低減を促進するというのも誤解である。あと、ウェーハサイズの変革が業界全体の変化を促す唯一の道であるというのも誤解であ௨ୗ䚸SEMI EPWG(Equipment Productivity Working Group) 䛻䜘䜛䛂⌧ᅾ䛿
450mm䜈䛾⛣⾜䛻㐺ษ䛺᫬ᮇ䛷䛿䛺䛟䚸䛚䛭䜙䛟䛭䛾䜘䛖䛺᫬ᮇ䛿௒ᚋ䜒ゼ䜜䛺䛔䛃䛸䛔䛖ṇᘧ䛺䝺䝫䞊䝖
http://wps2a.semi.org/wps/portal/_pagr/138/_pa.138/750?dFormat=application/msword&docName=P044470&sid=1221975482117

http://content.semi.org/cms/groups/public/documents/about/p044142.pdf

4

る、ということを言っています。

◎資料集
この 5 つの誤解のもとになっている資料なんです、
SEMI の Equipment Productivity Working Group の450mm の経済的な検討と結論という形で詳細な資料

伊藤一寿 5 つの誤解と SEMI の書かれている内容は一緒ということですか。この 5 つの誤解を裏付けているということですね？

がありまして、さっきのグラフもそうなんですが、かなり詳細な検討をしていることがわかります。

中川 そうです。詳細な検討をやった結果、さっきの5 つの誤解が出されたと。

そ う い っ た こ と を 検 討 し た 結 果、 結 論 と し て「450mm はあり得ない」というのが装置メーカーサ
イドから今年出されたという状況です。

久保内 すごく荒っぽい言い方だと、一部の巨大デバ
イスメーカーの戦略に皆さん踊らされているというか、振り落としの戦略に乗らされるのではないかという……。ちょっと、産総研から見た、この辺の考え方
を（笑）。

久保内

あくまでも装置メーカーサイドですね？

中川 装置メーカーサイドです。ISEMATECH 側は「粛々と進めている」と言っている状況です。

原 この辺は産総研が何を言っても関係ないのかな、
みたいなことだと思いますが（笑）。

久保内 450mm についての方向性を探るという意
味では、皆さん、非常に関心があるところだろうし、今、装置メーカーからのこういうレポートも出されています。ついていけるデバイスメーカーというのは、Intel とか、Samsung とか、TSMC とか、ほとんど 3社くらいしかないだろうと言われているんですが、こで採算が合うんですか。
久保内の辺について日本のデバイスメーカーとしてはいかがでしょうか。
濱本ね。

今の時点では、全く必要性を感じていないです

面があるのではないかと。
伊藤一寿 原さんの検証ではなくて、例えば Intel とかそういうところは、そういう検証をして採算はとれると踏んでいるんですか。

10 年後のことはわからないです。この業界で10 年後のことは、ちょっと想像がつかないですね。
最近、2、3 年でもゴロッと変わっていますから。

総合レポートそこがあやしいところですね。

とだと思います。

今も大口径のラインしかありませんので。

ファブシステム研究会

久保内

原 結局、この手の議論で欠落しているのは、業界全体としての採算性について考慮されていないというこ

久保内 三洋さんはどちらかというとレトロフィット
派でしょうから、いいかなと？
駒形

採算が合うというか、先ほど産総研のほうからご紹介があったかもしれませんけれども、数的には十分間に合っていて、「設備投資をしたから何かをやらなくてはいけない」という、変な論理になっている

久保内 とすれば、10 年後でもそう感じないだろうというイメージですか。
濱本

伊藤一寿 5 インチで成り立っている技術もあるし、200mm、300㎜もありますし、本当にあるメーカー
が 450mm で成り立つと見ているんですか。それは正しいんですか。その技術に限ってみれば、450mm

つまり、各社さんがリーズナブルな値段で装置を装

2008

-

158

-

オープンディスカッション－ 第６セッション まとめ担をして、実際に 300mm ラインへの移行が起きた。

置メーカー各社から仕入れてくるというようなことは想定されて、それで今の 300mm と比べて 450mm

しかしながらその結果、これは各社各様でしょうけれ
ども、あまりハッピーではなかった企業もあったのでしょう。

はコストが下がるんじゃないの？なんて言っていると思います。しかし、業界全体で開発コストがかかるわ
けです。450mm の製造システム全部を実用化させるためのコストについて、だれが負担するのかを議論し池田ことですね。

ていない。

加藤健児

Intel が日本の製造装置メーカーに、450mm の開300mm のときは、業界全体の負担コストが 1 兆円だったと言われています。その相当部分を日本メーカーが負担したという事実がありまして、そんな過去もあるものだから、製造装置メーカーのほうは、「今れ（ウェーハサイズの移行）を言い出して相応のリス
クをとるのかは、持ち回りだった時期があると聞いた
覚えがあります。今度は誰の番だとか、そんな感じですね。

度は、なんだか一桁上がっちゃったけど、ちょっと待ってください。誰が出すの？」となりますね。誰が廣嶋だから、細かいところだけを見てコスト性を議論してもあまり意味ないと思います。過去の 300mm では全世界でやりましたから、そこはあまり議論しなくても、単純に製造装置をアップしていくというような意味で議論できたのでしょうが、今回はその負担をどうするかというのは、極一部の企業しか負担しないということがはっきりしているだけに、そこをちゃんとそういう意味から言うと、450mm に対してはどうしても装置メーカーさんは保守的にならざるを得ない状況があるのかなと思います。
加藤健児 きのう、私が 450mm の話を出したのは、「450mm に本当に行くのか行かないのか」という議論がしたかったわけではありません。
た だ、 そ こ に 躊 躇 し て い る、 そ こ に リ ス ク を 感じている組織だったり、人間だったりというのが、300mm のときもそれなりにいましたし、今回はさら担があったから、そのときも今回議論になっている話と同じようなことが実はありました、という認識でいいのですね？

に数倍いるだろうなという感覚を踏まえて、次をどうしようかという議論は深める必要があるのではないでしょうか、ということです。

あるいは、1 兆円の負担は売上で回収できたということなのか、どっちなのか。
原

300mm のとき、いろいろあったんですが、業界として今回ほど「だめだ」という声を出す会社さんもありませんでしたし、実際に 300mm へ移行したんですが、今回は、さっきの中川さんの資料だと「永遠にタ

その辺は製造装置メーカーやデバイスメーカーの方々に確認していただければよろしいかと思います。
久保内

加藤さん、どうですか。

イミングが来ないんじゃないか」という話も出るくらいですので、450mm に移行するというソリューショ
ンではない、他の道を探しておくことにも何がしか意加藤健児 同じようなことがありました。1 兆円の負担かどうかは全体の話ですからわかりませんが、装置メーカー側が 300mm の装置開発費用の相応の負

ファブシステム研究会

総合レポート2008-

これは、去年の ISTF だったかと思うんですが、某国内の大手の装置メーカーさんが 300mm のときに投資したものがまだ回収できていない状況がある中で、450mm 開発なんていうのはとんでもない、という話をされていました。300mm のときに問題になったのは、300mm が当初言われたよりも市場の立ち上がりが遅かった。装置開発ってプロセスノードとリンクしているので、プロセス開発を同じ装置開発で 3
回やらなければいけなかった。当然、プロセス開発のコストは膨大な金額になるわけですね。そういったものがまだ回収できていない状況の中で、450mm なん
ていうのは考えられない、という話をされていました。

負担するかという議論、業界全体のコストを無視して、Intel、Samsung、TSMC が勝ち組になるために11 兆円を他のところが負担するの？という話ですね。
彼らとしては、それをみんなから出させられれば見かけは成功だということだと思いますし、出させられなかったということになれば、この話は失敗だということになるのかなと思います。

池田 200mm から 300mm のときには良かった、みたいなニュアンスにも聞こえるのですが、そうではな
くて、200 から 300mm に移るときにもそういう負

必ずウェーハサイズの移行みたいな大きなイベントのときはネガティブな話も出ますし、躊躇する組織も出てきますね。300mm のときには、誰がそ発コストは 11 兆円と言っているわけです。200 から考えないといけないのかなということだと思います。

同じようなことがあったのは間違いないという159-オープンディスカッション－ 第６セッション まとめ

味があるように思うんです。

◎（横河 S） 中川さんまとめ案

久保内 既にこういうふうな方向性が出ているにもかかわらず、450mm の基礎開発を着手されているとこ
ろも――「持ってこい」といつ言われるかわからない

中川

この図はドラフトというか、考え方の一つにな

るかなと思って作ったもので、これで完成形だとはとても思っていませんし、正しいとも思ってはいません。ラインモデルごとに、縦軸がダイサイズであるとところもあって、そういうリスクは負いながらやっているんでしょうね、あるメーカーは。

か、ウェーハ当たりの単価、収益率、設備投資の額だとか、そういったビジネスモデルをとって、横軸がア
プリケーション別という表を作ってみたら、どのラインモデルはどういうアプリケーションが適しているの永久にタイミングが来ないかもしれないけれども…。
そういった中で、先ほど言ったファブタイプとしては、450mm も置いておくけれども、次の 300 プラ
イムを含めた NGF ですね。あとレトロフィット、ミというのがわかってくるのではないかと思って、作った図になります。

ニマルファブということで、中川さんにも中身を検討していただいたので、その辺のご意見をいただければ

例えば、アプリケーションだと最先端の MPU、メモリ、SOC。例えばバイポーラとか、MEMS とか、と思うんです。

化合物とか、そういうのも当然あると思いますので、
もっとこちらの軸 ( 横軸 ) は伸ばさないといけないと思います。

◎ 3 軸へのファブモデルマッピング

あと、点数の付け方は非常に乱暴なんですが、ファブの要求として、例えば 450mm、300mm の既設のラインのモデルであれば、ダイサイズは小さければ小さいほどいいだろう、ウェーハ当たりの単価については高いほうがいいだろう、というふうに当てはめて、
各アプリケーションの特性との差分をとって、どれだ

加藤さんに、ムーアの法則でこちら側が生産量、それから設備コスト、それからウェーハサイズということで、3 軸の提案をいただいたんですが、それに重ねてみると、これはファブモデルですね。先ほど言った
450mm と NGF、レトロフィット、ミニファブ、これは考えてみたら当たり前で、ムーアの法則にのっている図です。これがどこまで意味ある図かというのは、私もまだピンとこないところもあるんですが、それとアプリケーション別に見ると単一量産品と多品種
少量、ちょっと量が違うもの、こういったものがマッピングされます。

（横川S） 中川さんまとめ案(1)
ファブ要求と合っている、あるいはファブが要求していない。
ファブ要求に近い

2点
1点

450mm・300mm既存ラインモデル
ダイサイズ
ウエハあたりの単価
収益率
設備投資
納期遵守要求生産量
出荷量の安定性
製品ライフサイクル
サイクルタイム
ダイあたりのCO2排出量
微細度
顧客監査

中川さんのほうで、ファブモデルと製品アプリケー
ションを簡単にイメージだけ合わせていただければと
思います。

ファブ要求
小
大
大
小
小
大
大
長
短
小
高
小

最先端MPU
大
大
大->中
大
小
大
大
短
長?
大
高
小
14

メモリ
中
中
中->小
大
小
大
大
短
中
中
高
中

最先端MPU
大
大
大->中
大
小
大
大
短
長?
大
高
小
16

メモリ
中
中
中->小
大
小
大
大
短
中
中
高
中

SOC
中
中
小
中
大
小
小
短
中
中
中
大
13

車載品

バイポーラ

MEMS

化合物

…

車載品

バイポーラ

MEMS

化合物

…

車載品

バイポーラ

MEMS

化合物

…

車載品

バイポーラ

MEMS

化合物

…

7

300mmPrime・NGF モデル
ダイサイズ
ウエハあたりの単価
収益率
設備投資
納期遵守要求生産量
出荷量の安定性
製品ライフサイクル
サイクルタイム
ダイあたりのCO2排出量
微細度
顧客監査

䠏㍈䜈䛾䝣䜯䝤䝰䝕䝹 䝬䝑䝢䞁䜾䠄䠄㻴㼀㻕ຍ⸨Ặ㈨ᩱ䢉䢚䡬䡹䠅

ダイサイズ
ウエハあたりの単価
収益率
設備投資
納期遵守要求生産量
出荷量の安定性
製品ライフサイクル
サイクルタイム
ダイあたりのCO2排出量
微細度
顧客監査

450mm 䜴䜵䝝Flash/MPU䜼䜺Fab䠊

㧗䝁䝇䝖
300mm 䜴䜵䝝DRAM / MPU
䝯䜺 FabPP໬

኱ཱྀᚄ䜴䜵䝝䝃䜲䝈

ダイサイズ
ウエハあたりの単価
収益率
設備投資
納期遵守要求生産量
出荷量の安定性
製品ライフサイクル
サイクルタイム
ダイあたりのCO2排出量
微細度
顧客監査

HVLM:
High Volume Low Mix

LVHM:

11

ファブ要求
大
小
長
小
低
-

SOC
中
中
小
中
大
小
小
短
中
中
中
大

ミニマルファブ

⏕⏘㔞

ᑠཱྀᚄ

14

17

1*)
ప䝁䝇䝖

䢌䢂䢋䢕䢈䡣䢈䢚

SOC
中
中
小
中
大
小
小
短
中
中
中
大

レトロフィットモデル

タഛ䞉⿦⨨䝁䝇䝖

200mm 䜴䜵䝝䝯䝰䝸 / 䝬䜲䝁䞁
Fab

ファブ要求
大
大
小
大
長
短
小
高
小

䢖䢀䢗䢈䡤䡫䢀

ファブ要求
大
小
小
-

SOC
中
中
小
中
大
小
小
短
中
中
中
大
20

ファブシステム研究会

総合レポート

2008

-

160

-

オープンディスカッション－ 第６セッション まとめ

け合っているのかというのを点数にしてみました。

に戦略的と思われているんです。

当然、NGF が目指しているモデルというふうにな
ると、フレキシビリティは高くなると思います。複数のビジネスモデルが匹敵するようなものを目指してい犬塚

置、マスクアライナーを中心に販売していますけれど
も、ほとんどの民間企業で MEMS デバイスというメー
カーさんは 4 インチ、6 インチ。6 インチで、割と進ると思いますので、450mm よりもはるかにいろいろなアプリケーションが乗りやすくなるねと。レトロ
フィットモデルあるいはミニマルファブになってくる

んでいるほうですね。唯一 8 インチを採用されているところは、おそらくオムロンさんくらいじゃないでしょうか。あとは海外メーカーでフリースケールですと、もっといろいろなアプリケーションが乗るようになるね、というのが表現できればと思って作った図にとか、海外の工場で 8 インチファブが動いているという状況で、現実的にはまだまだ 4 インチ主流、6 イ
ンチでもやや進んでいる。

なります。
久保内

私たちは MEMS 開発メーカーさんに露光装

これについて、皆さんのほうからご意見あり

あと、さっき原先生からもお話がありましたように、化合物なんかでも 2 インチ、4 インチ、やや大きくなって 5 インチです。

ますか。
450mm、300mm の既存と一緒になっていますけ
れども、450mm が先ほど言ったように時期も不明確であれば、300 プライム NGF、それからレトロフィッ

MEMS では水晶振動子を使った MEMS があるのですが、クリスタルの業界でいいますと、結晶の成長のト、ミニマルファブというところで日本の製造業の特徴を出していく、あるいは中川さんがおっしゃってい
た破壊的イノベーションですか。

独自性があるせいか、38mm 43mm の角基板がほとんどなんですね。丸型になったとしても、一番大きくても 4 インチΦ、これが現状です。

中川 そういう意味だと、ミニマルファブというのは破壊的なイノベーションを目指していると思いますので、今までとの非連続性はあるのだろうと思います。

加藤洋 その設備はセコハンの設備を買ってきて、それを立ち上げたということですか。

そのゴールは何なの？というと、先ほどから「変種変量」という話も出ていますように、いろいろなものが柔軟に、スケーラブルに作れるようになる、というところを目指していかなければいけないのかなと。レトロフィットについても、本当は目指すところはそこなんだろうと思っています。

犬塚

そういう場合が非常に多いと思います。

久保内 先ほどのお話でも出てきた、結晶によるサイズが 4 インチとか、あまり大きくできないような中
身もこういったところに下りてくるのだと思うんです

まとめ検討チームとして、ファブモデルに関して総括的に何かありますか。

中野 さっきのオムロンさんは、IBM さんの古い工場ごと買ったということです。
久保内 レトロフィット版というんですか、そういうのは延々と続くと思うんですね。

原

今、特にはありません。

が。
中野 MEMS ファウンドリは 4 が主流だったのが 6◎ファブの課題とファブタイプ別の課題解決能力（詳にちょっと前に移行して、8 が今……。要は、ほとん
ど “ お古系 ” を使う関係もあってというところがあるんですが、ただ 8 というのはまだ戦略的ですね。ボッ細）久保内 次に、今挙げたファブのタイプ別にいろいろな課題、これは先ほどミニマルファブで挙げたような課題が挙がっていますが、この課題とファブタイプでシュが 8 だったはずです。
加藤洋

生産数で大きさが決まってくるんですか。

中野 MEMS でいうと生産数で大きさが決まっているというよりは、ラインコストで決まっている部分がどういうふうな解決ができるのかという、これは○△で評価したものですか、原さんに簡単にご紹介いた
だきたいと思います。

あると思います。ただ、「8 が戦略的だ」と言っているのは、ほとんどのファウンドリが 6 を持て余しているはずなんですね、私が知っている範囲では。6 イ〔コメント〕

ンチで持て余しているのに 8 を投資したので、非常

原

ファブシステム研究会

総合レポート

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は、しがらみのないニュートラルな立オープンディスカッション－ 第６セッション まとめ

含めて丸をつけてあります。ハッチングは中川さんが䢈䡣䢈䢚䛾ㄢ㢟䛸䢈䡣䢈䢚䡼䡮䢈䢛ู䛾ㄢ㢟ゎỴ⬟ຊ䠄ヲ⣽䠅
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それと、レトロフィットについては、歩留り向上コ
ストに関して何か言えるかもしれないとか、この辺もわからないので、皆さんでそれぞれ○ をおつけい
ただければよろしいのかなと思います。
そして、ミニマルファブについては、◎になる項目がほとんどでした。 が 1 個だけあって、それは単一ラインの生産力です。ここは大きいですね。皆さん、䛹䛱䜙䛸䜒ゝ䛘䛺䛔䚹ὶ䛩〇ရ䜔䝡䝆䝛䝇䝰䝕䝹➼䛾䝣䜯䝤䝰䝕䝹䛸䛿␗䛺䜛せ⣲䜒ᙳ㡪䛩䜛䚹䝣䜯䝤䝰䝕䝹䛸䛿␗䛺䜛せ⣲䛾䜋䛖䛜኱䛝䛔䚹䝣䜯䝤䝰䝕䝹䛜㛵㐃䛩䜛せ⣲䛜኱䛝䛔䚹

場からの判断です。そこをどうぞご勘弁いただくということで書いています。過去 7 回の我々の会議の中で出てきた沢山の議論項目を、この「複雑化」「硬直化」「局所最適化」という 3 つのカテゴリーに分類しますと、
こういうような項目リストになりました。つまり、「複雑化」については、クリーンルームの投資だとか、
運営抑制課題、装置投資肥大化とか、自動化コストの増大、見える化コストの増大、それに歩留り向上コス
トも実際にあります。ノンプロダクトウェーハの数が増えたとか、「複雑化」でもいろいろな項目があります。
「硬直化」では、少量多品種、変種変量性に対応できていないとか、ウェーハサイズ拡大が今議論したよ
うに困難で、生産性向上手段に乏しくなっている、開発生産が早くなって技術を量産に生かせない、などいろいろあります。

ここだけを見てやってきたわけですから。ですが、それ以外の項目に対しては、強い課題解決力があるということがわかります。

◎ 3．課題とファブタイプとの関係
久保内 もう少し見ていただいて、ここは違うんじゃないの、というのがあればご意見をいただくと。
次に、課題をファブモデルに分けて、この 1、2、3、4 というのは悪い順番に数値を置いたものです。これは直感的です。複雑化は 450mm が一番悪いねとか、
これは順番をつけてみただけですが、そうすると先程の説明でいいねと言われたのと一致しているんですが、これは直感でつけた順番です。そういう意味では、
ミニマルファブが評価としては非常にいいのかなと。
イメージがずれているのがあれば、皆さんのご指摘をいただきたいと思います。

これらの項目に対して、今まで議論されている大口
径化の 450mm 化、それから Next Generation Fab、
レトロフィット、ミニマルファブ、それぞれについて、その項目の課題解決力があるのかどうか、その判定をしてみています。そうしますと、恐縮なのですが、450mm 化は が結構多くなっています。◎なものは、
単一生産能力という、これは議論の余地がないものく加藤洋

コストは入っているんですか。

久保内

コストはそれぞれの中に入っています。

原こういう課題それぞれがコストを増大させるということです。
久保内

マクロにご異論がなければ、こんなイメージ

らいです。コストは別にしまして、単位時間当たりのチップのスループットは当然大きくなる。

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Next Generation Fab に つ い て は、NGF と し て
課題 解 決 で き る よ う な 項 目 は、 次 の よ う な も の です。例えばクリーンルームの投資・運営抑制課題にࡇࢀࡲ࡛ᅇ࡟ரࡿ㆟ㄽ࡛ฟࡉࢀࡓㄢ㢟ࢆᩚ⌮࡜⥲ྜホ౯PP໬

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対して多少意味があるということ、Condition Based
Maintenance というものに対しても意味がある。搬送システムに内在する無駄については、搬送技術について業界でいろいろ議論していますから、その辺についても意味があるかもしれません。最近、トレンドとしてエネルギーをどう抑制するかということが出てくるので、その辺も当然入ってくるのかなという期待もファブシステム研究会

総合レポート

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オープンディスカッション－ 第６セッション まとめ

共通する課題だと思うんです。要は、日本で全自動化
ラインをバッと流すよりは、そういう時代もあったんになっているのかなという、これは資料です。
加藤健児 これは評点がついているんですが、これはある視点から見たときにこの数字になるということだと思うんです。先ほど斉藤さんが言われていたと思うですけれども、中国へものづくりが出ていってしまって、小さいラインのスケーラビリティで大きな工場をつくって、そこで大量生産をドカンと流す。ただし、んですが、生産設備の話をしていますので、「何をつくるんですか」というものが変わると評点も自ずと変設備はなるべく小さくということは共通課題だと思うんです。

わるだろうなと。

そういう視点でいけば、単一生産力というのが今後の課題としてミニマルファブでもある程度対応する工今、4 つほどタイプが出てきていて、現実の世界で議論されているのは 450mm であったり、NGF だったりして、これは過去の延長線上。それから、レトロ
フィットも現実にあるんですけども、だからどうだという議論が盛り上がっているわけでもなくて、ミニマ

夫ができるのではないか。それができるかできないかというのはこれからの議論だと思うんですが。
久保内おっしゃるとおりだと思います。「そういう生産能力を出そうとしたときには、これをたくさん並べれば可能だよね」というのも、アイデアとしては当然入ってきます。

ルファブとなると、現実にはまだないよ、という世界になると思うんです。
それぞれに適した最終製品――チップでもデバイス
でもいいんですが、それは一体何なんだと。例えば450mm の話が現実に出ていますけれども、あれを強力に推している 3 社さんはそれぞれの製品特性に見合わせて、450mm というのがプロフィッタブルだという判断をして推進をかけているはずなんですが、同じような感じで NGF に対して何、レトロフィットに対しては何、ミニマルファブの出すアウトプットは何ですか、といったところのもう少し具体的な話が決まってくると、こういう評点をつけるにしてもそれぞれ違う数字になってくるはずなので、もう少しきちんとしたものの見方ができるようになると思うんです。

原 これは日立 GST の加藤さんの組み立て工程で事例が出ていたと思います。
斉藤 そこで何を作るかというアプリケーションとともに、スケーラビリティのほうももう少し議論を深めていったらおもしろいのかなというふうに思います。
中川 最終的には、三洋さんが HALCA のシミュレー
ションをされたような形で、例えば開発であるとか、スタッフの人員であるとか、工場運営全体にわたってのシミュレーションというのが要ると思います。そこに向けたスタディをこれからやっていかなければいけませんね、というフェーズかと思っています。

次の争点というか、議論点としては、450mm とかNGF の話はまだわかりやすいんですが、レトロフィッ
トなり、
ミニマルファブなり、右に行くほどアウトプッ
トの具体的なイメージというのが、少なくとも私はあ

久保内 あと、これに関して何か議論しておきたいことはありますか。
なければ、次のファブモデルの強化体制について、皆さんからご意見をいただきたいと思います。

まりできていないんですけれども、そこを定義付けす
るなり、アイデア出しするなりというのをやったらどうなのかなと思うんですが。

◎ 4．ファブモデルの強化体制について

久保内 おっしゃるとおりです。あくまでもこれはこの中での優先も当然あるわけですね。あるメーカーで久保内 今まで議論してきた中身を今後どう議論を進めていくかを要約してみました。これは我々の意見

これが最優先であれば、これで決まってしまうわけです。その議論は敢えてしておりません。製品を限定しているわけでも何でもないので、平均的に十分検討すも相当入っておりますが、450mm のファブモデル、
NGF、レトロフィット、ミニマルファブということで、今まで議論してきた中身をそれなりに要約してありまる価値がそれぞれあるんじゃないの、というマクロな
目安にしかなっていません。おっしゃるとおりです。

す。
450mm に関しては、先ほど来議論にありますよう斉藤 別の視点で、半導体の生産工程というのは、私はよく知らないんですが、私どもの会社みたいにものづくり、要は組み立てのラインは、設備を小さくするに、巨額の投資を回収できる見込みのあるところがやればいいでしょうね、という静観論。

ということは、大量生産だろうが、変種変量だろうが、それから、NGF に関しては、これは皆さんに議論

ファブシステム研究会

総合レポート

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オープンディスカッション－ 第６セッション まとめをいただきたいんですが。

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レトロフィットで、横河さんのところがビジネ

スとしてあるメーカーさんとタイアップしてやられて、きっとそれなりに思惑どおり行っているんでしょうけれども、あるメーカーさんだけでなくて、コンソー䞉ᕧ㢠ึᮇᢞ㈨䚸ᅇ཰ᑐ㇟〇ရ䜢䡴䢔䡭ฟ᮶䜛䢎䡬䡲䚸㉸ዲᬒẼ฿᮶ḟ➨䐠 㻺㻳㻲䞉⎔ቃᑐᛂ䛸䛾⼥ྜ䛷௻ᴗ౯್๰㐀䚸䝡䝆䝛䝇䝏䝱䞁䝇䞉㻟㻜㻜㼙㼙⿦⨨ᡂ⇍ୗ䛷䛾ᚤ⣽໬タഛ㛤Ⓨ䚸䝎䜴䞁䝇䝖䝸䞊䝮䞉᪤Ꮡ㻟㻜㻜㼙㼙䢈䡣䢈䢚䜈䛾ᑐᛂ᳨ウ䞉ᦙ㏦䝥䝷䝑䝖䝩䞊䝮໬䜈䛾ᴗ⏺ᶆ‽໬

シアムにしろ、保守パーツにしろ、やろうとするとそのボリュームがわからないことには動き出せないのかもしれないので、この活動の中にあるかもしれません䐡 䝺䝖䝻䝣䜱䝑䝖䠄䝸䝣䜯䝤ྵ䜏䠅䞉௻ᴗ䝁䞁䝋䞊䝅䜰䝮ᙧᡂ䛷ᡓ␎⟇ᐃ䠄ே㈈ά⏝ྵ䠅䞉⿦⨨䝯䞊䜹䜈䛾⌮ゎᾐ㏱䠄༑ศ䛺䝡䝆䝛䝇䝏䝱䞁䝇䜢䠅䞉タഛಖᏲ䝟䞊䝒ඹ᭷䝅䝇䝔䝮䛾ᵓ⠏䐢 䝭䝙䝬䝹䝣䜯䝤䞉㛤Ⓨຍ㏿䛾䛯䜑䛾⤌⧊స䜚䞉䝘䝅䝵䝘䝹䝺䝧䝹䛾ண⟬☜ಖ௒᪥䛾㆟ㄽ䜒㋃䜎䛘ⓙ䛥䜣䛾䛤ពぢ䜢㏣ຍ

いただいた中身が個別には議論できておりませんが、環境対応との融合で企業価値なり、あるいはそれぞれの立場でのビジネスチャンスをつかんでいただく、この議論を深めていければいいのかなと。

が、どこのメーカーさんのどんな機種が何台くらい現存しているかとか、イメージが私の場合わからないので、そういうものをざっくり調べるみたいな活動が一
つ要るかなと。
久保内 もう少し情報交換の場があればいいということになるんですか。
丹羽 そうですね。設備メーカーさんに聞いてわかるものなのか、実際に使われているところを訪ねてみる

それから、300mm 装置ですね。既に成熟化にあるのがいいのかわかりませんが、かなり手間がかかりそうな気もするんですけれども、これは要るのではない
かなと。それはビジネスの判断をするための一番土台になるものとして、そんな気がします。

かと思いますが、それのさらに微細化の設備をつくったり、先ほど議論しましたが、それを次の 6 インチ
とか 5 インチにダウンストリームしていく、そういった流れと、既存の 300mm ファブがありますが、これをどうしていくんでしょうね、という議論も深めな
いといけない。

久保内 これに対してどうですか。各装置メーカーさんは、デバイスメーカーのいろいろなメーカーが情報をつかんでいらっしゃるのではないかと私自身は思う
んですが、それでもやはり不十分だというふうに？

それから、レトロフィットでは、これはリファブの議論も一緒に入っていますので、リファブも含みます
が、企業コンソーシアムの人材活用も含めた戦略策定はぜひ要るねと。
それから、装置メーカーへも当然浸透させなければ

濱本 多分、装置メーカに確認すれば情報は集まると思うのです。例えば、横河さんのケースは、実は我々が東レさんからサポートを中止しますという話を受けいけないということで、先ほどの三洋さんのモデルみたいなものができて、それがうまく流れればいいのかなという議論があるかもしれません。

たときに、それだと困るので、東エレさんにサードパー
ティ含めて、サポート出来る場の確保をお願いした結果、横河さんにつながったと思います。

それから、きょうはあまり議論していませんけれど

我々としても、装置を使う以上はそれなりの保証を
お願いしますので、「できません。それで終わりです」というふうな形にはさせないような働きをしていまも、レトロフィットの中で保守部品がなくなって調達しにくいという状況もありますので、コンソーシアム
がいいのかどうかわかりませんが、こういったシステ

す。特にインチ径の小さい装置関係は、まさに装置メー
カに聞くと、どのくらいのボリュームがあるかというのは把握できるのかなと思います。

ムを構築できませんかということです。
それから、ミニマルファブに関しては、これは加速していただくための組織を、これは産総研のほうから総括であるかもしれませんが、今後どういう体制で進めるのかということと、そのためには国家予算もそれ

久保内 いかがですか。日立ハイテクさんは、そういう意味では各デバイスメーカーの事情をよく把握してなりに確保しておかないといけない。こういったことで、今後、体制を含めて議論を深めていける形になるのかなと思っております。

加藤健児
か。

いらっしゃると思うんですが。

久保内

レトロフィットのニーズという意味です

レトロフィットだけではないと思いますが。

他に皆さんのほうで追加したい項目があればご意見加藤健児

ファブシステム研究会

総合レポート

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全体のボリュームということにならないとオープンディスカッション－ 第６セッション まとめ

思うんです。自社で出荷した装置がどこでどう動いているという情報はもちろんあるんですが、それってそすごいコスト……。コストと効果がどれだけあるかというと、そこで断念する形になると思います。

れだけですから、今のお話は業界としてのボリュームがどれだけかマクロにつかみたいという話ですね？

だから、本当にレトロフィットをどうするかという丹羽

そうです、ビジネスの土台として。

加藤健児 例えば、過去何年間に何年前のやつが未だに動いているのが何台くらいという情報はあるんですが、それは全体を代表する数字ではないと思うんです。
それを全部集められれば、全体が見えてくるんでしょ全部集めないといけないと思うんですけど

久保内 この場がそれを反映しているかわかりません
が、そういう場が重要だという認識でいいですか。

濱本

あり得ないと私は思いますが。

濱本 果たして、そのラインでそれをするかという話ですね。

たまたまこれはミニマルファブを基点にファブ研究会として皆さんに参加いただいているんですが、今言ったようなレトロフィットみたいなものの、こういうグループがいいかどうかわかりませんが、これをきっかけにして情報交換の場をつくっていただけるのも一つ手かなと思うんです。

加藤洋 そこで新機種まで流すかどうかと。それはもう大口径化のほうに持っていくと。
濱本 今まではそういう流れですね。非常に難しいところだと思います。

中川 多分ですが、リファブとレトロフィットで状況は違うだろうと思います。リファブは絶対に必要なことなので、コンソーシアムがなくても、個別の相談だ
とか、サードパーティがあらわれて商売にするとか始まっていくだろうと思います。レトロフィットは、どういうニーズがあるのかとか、どこかに集まって話さないと答えが出ないのかなというふうに、きょうの議論を聞いていて思ったんですが、そのあたりデバイス
メーカーさんとしての視点でどうですか。

久保内 時間も押しているので、そういった情報交換の場を、JEITA がいいのか、SEAJ みたいな半導体業界がいいのか、半導体以外の方もいらっしゃると
ちょっと場が違うのかしれませんが、そういったことは可能なんですか。
東芝さんはどうですか。

濱本 そうですね。どちらかというと、現状、リファ
ブが我々からすると問題ですね。現実的な問題として、
やはりどうやって保守メンテするか、どうやって製造中止になったパーツを置き換えるかというところですね。古いラインを動かしていると一番そこが大きな問

濱本 我々としては、装置メーカが装置が動いている
間は、確りと保証していただければ良いです。その点を、全ての装置メーカが、どの様に考えているかを逆に聞きたいですね。
我々は「サポート中止します」と言われるわけです。
ちょっと待ってくださいね、ということで、それを受けられるエンジニアリング会社とか、そういったとこ
ろに確りと引き継いで頂いて、続けられるようなスタ
イルにしてくださいとお願いしているわけです。装置

題です、維持するという観点からすると。
伊藤一寿 維持するという考えと、きのう出ました 5インチの液浸露光とか、今オープンのカセットで使っているものを、SMIF ではないですけど、5 インチのものを環境ボックスに入れてパーティクル抑制するとメーカが「自分のところの財産なので、動いている間は保証します」と言っていただけるのであれば、我々としては何ら困らないわけです。

か、そういったことの目線はないんですか。
濱本 多分、5 インチを SMIF 化するということは、
世の中にそういったものがないので、基本的にはまず不可能です。
それをしたからといってどうかというと、総合レポート

現実は……。

う使わないというライン。次のステップに上がってしまう。5 インチのラインで新しい技術の要る製品を流すとなると、そこを改造していかないと流せなくなってしまうんですね。

（笑）
。

ファブシステム研究会

駒形

加藤洋 それは、5 インチラインは、今現実に流している製品を維持すると。その寿命が来たら、そこはもうけれども……。
丹羽のは、性能を若干上げて、付加価値が若干付くかもわからないですが、液浸にして、という発想は……。ありますかね？

久保内 そういう意味では、SEMI だと設備メーカー
もデバイスメーカーも入っているから、SEMI の中に
そういう検討委員会みたいなものが必要になるかもしれないですね。

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オープンディスカッション

濱本－ 第６セッション まとめ

棄して行くというタイプだけが存在していました。しかし、成熟した半導体業界になっていくと、ファブの多分、必要に今後はなってくると思います。

今の考え方からいくと、450mm というのはないと思いますから、そうすると既存の 300 までのラインを次のファブのコンセプトが出てくるまではどうやっタイプは多様化していくということを素直に受け入れて、自分の立ち位置はどこであってもよろしいというふうにしていったほうが産業として健全なのではないて動かすかという話です。

かと考えます。

久保内 個別に、皆さんの中で議論を深めていきたいということがあると思うんですが、今後も含めて、産総研とまとめ検討チームを代表して原さんに総括していただければと思います。

◎新しく出てきたこと
それから、新しく出てきたことはいろいろあると思います。わかりやすくキーワード的に挙げると、まずは、リファブとレトロフィットです。これは言わずも総括

がなでございまして、こういうものは前からあるのですが、「これが大事だ」と明言することは、この研究会として意味があることだと私は感じています。

原 この 1 日半、それから過去の議論も多少念頭に置きながら、このようなところなのかなという、私なりの簡単なコメントをさせてください◎1

ファブモデル

まず、ファブモデルというのは、皆さんにお伺いすると、こういうものが浮かび上がってきました。
450mm と い う の は 量 産 化 の 追 求 で す。 次 に Next
Generation Fab というのは、例えばの言い方をすると先端ファブのさらに進化していくという考え方です。それからレトロフィットがあります。リファブを入れてもいいのですが、ファブのモデルという意味でいうと、ここでのレトロフィットは付加価値をつけるということになります。最後に、究極のイメージとしてのミニマルファブという、破壊的イノベーションの範疇に入るようなものもやってもいいのかもしれないということです。

また、大変インパクトがあったことなのですが、象徴的にものをやっていく上での一つキーワードとして“5 インチで液浸 ” という考え方が出てきました。5インチくらいだったら、どこかの凄腕の先生が「やるぞ」とおっしゃるかもしれません。大学と某メーカーが協力して開発するということが出てくれば、相当おもしろくなりますね。
それから、「突入電流を定格電流の何倍と法律で定義する」ということ。これは現実的にすぐに使えるレベルの話です。
それから、「プロジェクト体制にラインの構築者を今まではずっと、大口径化をどんどん推し進め、量入れる」こと。これは国策のプロジェクトではどんどんやっていくべきもので、このほうが現実に近いものがすぐにできる。リサーチャーと開発者だけではいけ

産性を増大させることで、そこで生み出された利益を元に、そこに新技術を投入して行き、古いファブは廃

1

それから、NGF についてはダウンストリームという考え方を、大きな流れとして、それこそストリームとしてつくっていくというのは大事なのではないで
しょうか。

2

ファブモデル

新しく出てきたこと・NGF・プラットフォーム構想(1) 450mm (量産化の追求)(2) NGF

・リファブ、レトロフィット
・NGFダウンストリーム(先端ファブの進化)

・５インチで液浸(3) レトロフィット

・突入電流を定格電流の何倍と法で定義(4) ミニマルファブ

・プロジェクト体制にライン構築者を入れること
・ミニマルファブ構想→ ファブタイプの多様化

・化合物半導体市場
・クリーンセル[080927まとめ・総括.ppt]

ファブシステム研究会

総合レポート[080927まとめ・総括.ppt]

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オープンディスカッション－ 第６セッション まとめたいということが基本的にあるわけです。そのための開発グループという意味です。それと、ここが大事な

ないのかなという感じを持ちました。
あとは「ミニマルファブ構想」というのも、これまで公共の場で、概略を申し上げてきましたが、ここでは一つ新しいこととして包括的に取り上げさせていた点なのですが、今まで開発をナショナルプロジェクトでやる場合、開発だけやっていました。そこに形を整えるために評価委員会をつけていたわけですが、評価だきました。

委員会というのは、開発には責任をもっておりません。
そのために、有識者がご自身で思われたことを言っておしまいということになります。しかも最後終わってそれから、マーケットについては、化合物半導体市場というのはまだあまり表に出てきていませんが、皆さん、いずれ、トレンドとして認識されるところでございまして、この研究会としてはそういうものはそろそろウオッチしましょうね、というシグナルとして世間に対して発信させてゆきたいと思います。

から言われるわけです。それでは、もはやプロジェク
トに対して何もやりようがありません。それで役所も少し反省して、最近では定期的に評価委員会にかけるようにしています。第三者の関係ない人に言ってもら

それから、最後、「クリーンセル」です。時間切れで取り上げられませんでした。HGST の加藤さんがうのは大事な事なのですが、その後の新しいプロジェ
クトへの継承ではなく、そのプロジェクト成果自体を前々から温めていらっしゃる構想です。簡単に言いま
すと、8 角形のグローブボックスになったサイロ型のマーケットに受け止めてもらえるかといったときに、評価委員会の仕組みは、最大の機能性を発揮するとは言えません。

ユニットがありまして、8 面あって、その１面１面に手を入れる。その中に、人間の手で操作するレベルでの製造プロセスの技術を入れ込んであります。そこのそれに対して、今の世の中でしたら、ユーザーグ
ループ――想定されるユーザーというのをちゃんと横に置いておいて、開発自体はやらないかもしれません
が、その人たちにワアワア言ってもらいながら一緒にやりましょう、というのが、このユーザーグループの意図するところです。ビジネス化を考えるなら、会社では本来理想的にはこうなっているべきものですが、
そういうふうにやっていきましょうということです。
ユーザーグループでは、無責任にモノを言わないで、算術計算をしていただく。今日もいろいろ出てきたと思うのですが、将来のことを考えるのだったら積み上げながら見積もりをまとめましょうということはあってよいと思いますし、そこでどういうビジネスモデルがあるのかを少なくとも検討しようということは重要です。そういうようなことも含めてやっていけば、多中自体はクリーンになっていて、外はクリーンではな
い、そのような考え方です。これのいいところは、その中はブラックボックスで「いじってはいけない」ことになっていることです。8 角形のクリーンセルごと中国に持っていくことができますし、要らなくなったら持ち帰ることができます。そのまま移動するのですから、メンテナンスは別のところでやってもよい。皆さんに中の技術は差し上げない。それごと移動するということで、局所クリーン化の究極の一つの新しいイ
メージなのかというふうに捉えられると思います。これについては、もし可能でしたら、レポートを作成する段階で記述いただければありがたいと思っています。

少なりともまともになってゆくでしょう。ユーザーグ
ループは、もうちょっと広めに見て、ミニマルファブ

他にもたくさんあったと思いますが、キーワード的にわかりやすいものを並べました。それにしても、これだけ短い間にいろいろなことを意味づけできました。ありがたいと思っております。

の算術計算だけではなくて、レトロフィットとか、そういうことも取り上げてもいいのかもしれません。ここら辺は皆さんのご意見を伺いながら、どういう形で◎今後の取り組み方
今後の取り組み方ですが、基本的にはこの研究会はやっていくのか検討したいと思います。今の固定された 16 社が必ずしも同列に入っている必要もないと思いますし、ご都合に応じた形にして、新しい会社さん

これから出すレポートを機にリニューアルしたいというのが私の腹案です。開発グループとユーザーグルー
プに分けてゆきます。分けるというより、再構築するも入ってくるところがあれば、そういう形でいい体制にできれば良いな、というのが今のところの腹案です。
これについても皆さんからいろいろご意見をいただきというイメージです。

たいと思っております。
きょうの議論のまとめセッションに出てきたいろい

我々産総研としては、ミニマルファブ構想を推進しろなことは、このユーザーグループで結構吸収できる

ファブシステム研究会

総合レポート

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オープンディスカッション－ 第６セッション まとめ

レクトロニクスというのが世の中をいろいろ賑わして、欧米ではかなり拠点化が進んで、日本は遅れていのではないかというのが、私の印象です。これ自体の運営をどうするかということは当然ありますので、何でもかんでもできるというわけではありません。

るような状況があります。ただ、研究現場を見ていますと、ここでも議論がありましたように、研究開発現
場と、特に基板サイズで見ますとかなり乖離がありま

私のほうのコメントは以上にさせていただいて、これまでのところで何かございますか。

す。研究現場でいろいろおもしろい材料とか、アイデ
アがあっても、それが生産現場まで行くのにかなりの

久保内 これでやりますという方向は、原さんのほうから皆さんにメンバー選定だとか、何かが出るというふうに？
原

そこまではっきりしていません。皆さんと個別にこれからご相談させていただきたいことも出てきておりますし、私からもアプローチさせていただきますし、皆さんからもどうぞ言っていただきたい。
きょうまで、ここまでのレベルですけれども、いい仕事ができたと認識しております。これでおしまいに死の谷がある。それをどうすればいいかという研究開発をやる上でも悩んでいるところがあります。ファブシステムと今整理されましたけれども、ミニマルファ
ブあるいはもう少し上のレトロフィット的なところあたりで、次の生産システムに移れるようなものが変えられれば、それは研究開発現場としてもかなりやりや
すくなる。そういった意味でも、この研究会の成果をぜひ生かしていこうと思っています。
いろいろ難しい議論があったので、最後はちょっと楽観的に締めさせていただこうと思います。

してはもったいないと思いますし、皆さんもそのようにお感じになっているとお見受けしています。そこをどう発展させるかについて、ぜひ皆さんと相談しながらやっていきたいと思っております。

先週、SSDM（国際固体素子・材料コンファレンス）の 40 周年になるんですが、その記念講演として、この業界の方ならご存じの方が多いかと思いますか、
Simon M. Sze 博士という半導体デバイスの教科書を書いている方で、かなり楽観主義なんですが、私もそれに乗りたいなと。

もしなければ、まとめセッションはこれでおしまいという形にさせていただいて、うちの金丸部門長にバトンタッチしたいと思います。

閉会の挨拶◎ Top 30 World market in Year 2030
金丸 エレクトロニクス研究部門の金丸と申します。
第 1 回から第 8 回まで精力的なご議論をされたようで、これだけのメンバーの方が、またお忙しい方が集まって議論されて、報告書はかなり楽しみなものがでここに出したのは、2030 年の世界市場のトップ 30ということで、ずらっと書いてありますが、中をよくよく見ると今もう製品としてあるようなものが書いてあるんですが、それは 2030 年にこのくらいの市場規模であろうと。さらにここで言いたいのは、白い点が横についているものですが、これはまさしく半導体の関連するマーケットです。そうするとトップ 30 のほ
とんどが半導体の製品で構成されているわけですね。
それが 10 兆ドルになるわけです。非常に大きなマーケットが 2030 年にまだある。

きると期待しております。
一つのまとめということで報告書をまとめられるということなんですが、産総研としてもこの報告書はかなり重要な位置を占めるのではないかと。研究会としてのアクションは先ほど原が申し上げましたけれども、別の使い方――産総研ですから経産省とつながって研究開発をやっていく、そういった意味で経産省とも連携して、この報告書を有効に使っていきたいと思っています。
途中で、私、抜けましたが、別の会議で、今後の半導体、今のキーワードでいうとナノエレクトロニクスの研究をどうするかということを議論しておりまして、そこには経産省も出ておりますが、最近、ナノエ

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総合レポートProf. S.M.Sze at SSDM2008

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オープンディスカッション－ 第６セッション まとめ

Prof. S.M.Sze at SSDM2008◎ Conclusion (Continued)
この根拠がどこにあるかよくわかりませんが、さらに楽観的にいきますと、半導体業界というか、もう少し広げて、エレクトロニクス業界はここ 50 年、100 年、
まだまだこの大きさを維持していくと。これを維持していくためには確かにいろいろな解決すべき問題があるということを言って、彼はデバイス屋さんですから、
先ほど出ましたようなリソとか、ウェーハの問題とか、あるいはデバイス構造、プロセスの問題、もろもろチャレンジがあると、この前に述べてあるんですが、こ こ で 注 目 し た い の は、「Low-cost manufacturing
processes」ということも非常に重要であって、これはまさしく今議論しているようなことで、今までのファブシステム、唯一の解でしかなかったムーア則に従うためにはだんだん規模を大きくしていくしかな
かったということなんですが、実はこの大きな産業規模を維持していくためには、別のファブシステムが、先ほどの 30 もの多様なアプリケーションを支えるた
めにはそういった 450mm ファブだけではなくて、小さいファブ、レトロフィットファブ、いろいろなものを組み合わせていくのが今後 50 年、100 年、この業界をもたせていくための技術だと思うので、今回のこの議論が 50 年後、私はもう生きていませんが、こういう議論があったのだというようなマイルストーン的なものになればと思って、最後のご挨拶に代えさせていただきます。どうもありがとうございました。
原

どうもありがとうございました。

−第 6 セッション 以上−

ファブシステム研究会

総合レポート

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ミニマルファブ構想とその適用可能システムの実状

ミニマルファブ構想とその適用可能システムの実状ミニマルファブ構想とその適用可能システムの実状－ ミニマルファブ構想 アウトライン

ミニマルファブ構想
独立行政法人 産業技術総合研究所 半導体システムイノベーション検討会●ミニマルファブ構想 概要
産総研では、多品種少量および変種変量生産ニーズに適応した、新しい半導体システムの姿〜ミニマルファブ
モデルを提案している。工場ラインと試作ラインの投資規模を大幅にコンパクト化して行くことで、コスト競争
力だけでなく、研究開発直結型であることを高付加価値の源泉とし、一生産システムのスケールダウン
方で変種変量の潜在市場を獲得してゆく。この新しい産業として最初に既存生産システム
現れる実用未来生産システムでは、１ラインの投資額は従来のメガファ
ブと比べ数千分の１の、およそ１〜５億円程度である。このシステムは、(1) １ロット＝１ウェーハ (1/2" 径 ) ＝１チップ、(2) 装置サイズ 30cm
幅、(3) ミニマルマニュファクチャリング技術による地球環境対応と産ルームサイズ･生産システム（1/20)
ミニマルマニュファクチャリングテクノロジー
ミニマルマニュファクチャリングテクノロジー
業力強化の同時実現、という３つの特徴を有する。このハーフインチ
省資源･省エネルギー･省投資･高性能
省資源･省エネルギー･省投資･高性能
ウェーハ対応インダストリーを実現するには、企業と産総研が協力し、まず、超小型化技術を結集した実験生産システムを構築することが求め
られる。
2m

200m

10m

生産システム検討推進体制●本格開発前段階の体制

ミニマルマニュファクチャリングWG

デバイスメーカ

ファブシステム
研究会

基本構想
技術シーズ

企業＋産総研半導体システム
イノベーション検討会
産総研
2007.6.1設立

2008.6設置

装置メーカ
部品･材料メーカ

0.3m

産総研内に、分野横断の半導体システムイノベーション検討会を形成すると同時に、外部連携組織として、産総研 16 社２大学から構成されるファブシステム研究会を本年 2008 年 6 月に設置した。FS 研究会は、精力的に活動しており、11 月に提言レポート ( 本書 ) を発行。 これらの組織化活動と平行し、本年 4 月より、ミニマルファブ構想のコア技術である、超小型ミニマル密閉型搬送システムの開発に着手している。

ハイテクものづくりPJ
ジーンズをはいてIC製造を可能にする
密閉化搬送システム開発●超小型ミニマル密閉型搬送システムの開発状況
従来の密閉化搬送システムの欠点であった、微粒子発生抑制とガス遮断の両立の技術的課題に対して、産総研では、それを解決する新技術〜
微粒子とガス分子を外界から原理的に完全遮断する気密洗浄ドッキングシステム (Particle-Lock Airtight Docking: PLAD system) を開発中である。試作１号機は、来年 1 月に完成予定。PLAD システムが開発されれば、ハーフインチウェーハは、大手ウェーハメーカが供給する。次号機以降では、実用化へ向けての、小型化改善と高性能化開発を行って行く。

産総研内部予算：ハイテクものづくりPJ

2008年度開始「ジーンズをはいてIC製造を可能にする密閉化搬送システムの開発」
研究代表者所属
研究代表者

近未来の工場：
近未来の工場：・ジーンズをはいてIC製造
・ジーンズをはいてIC製造
・小さな工場
・小さな工場エレクトロニクス研究部門
原 史朗

研究分担者
エレクトロニクス研究部門
先進製造プロセス研究部門
知能システム研究部門

池田伸一
明渡純
中野禅
前川 仁

産総研アドバンテージ：
産総研アドバンテージ：
微粒子とガスの同時遮断型
微粒子とガスの同時遮断型
前室・容器ドッキングシステム
前室・容器ドッキングシステム
製造装置本体

→基本特許（PJ中に申請予定）→基本特許（PJ中に申請予定）

前室

産総研内外のミニマルテクノロジーを活用したプロセス装置

1.前室

2.搬送容器

3.転送メカ

開発対象：
開発対象：
製造システムを、作業者環境から分離する製造システムを、作業者環境から分離する
局所クリーン化搬送システムの３要素
局所クリーン化搬送システムの３要素[ファブシステム研究会・原(BW).ppt]●ミニマル製造装置群の開発
これらの開発は、同時進行すべき２レベルに分けられる。第 1 レベルでは、既存の巨大な半導体製造装置を、個々に 30cm 幅に縮小する。現状技術から大口径ウェー
ハ均一化技術を省き、超小型化技術を駆使してシステムの再構築を行う。第２レベル
では、省資源・省エネルギー・低コストを狙って、超小型インクジェット製造装置など、画期的新技術体系（ミニマルマニュファクチャリングテクノロジー群）を導入して行く。

●ミニマルファブの特徴（一部）
ステッパー不要、後工程不要、チップ１個流し、不況に強い超低投資ファブ、並列ファブで大量生産実現。日本の小型化技術の結晶化。研究 - 開発 - 生産直結型産業。

ファブシステム研究会

総合レポート

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ミニマルファブ構想とその適用可能システムの実状

Q&A－ Ｑ＆Ａ ～ミニマルシステムについて～〜ミニマルシステムについて〜

お答え：独立行政法人 産業技術総合研究所 半導体システムイノベーション検討会

れば、824 枚は、常にお休み状態にあります。これは、新しい用語として定義できる、「ウェーハ稼働率」が1/825 ということです。 実際、工場内はお休みウェー
ハで溢れています。大都会で渋滞する車の列を想像

Ｑ：「世の中では 450mm 化など大口径化・量産性向上で進んでいますが」
・450mm 化先送りして下さい。 それと同じように搬送コンベア経路には、ウェーハ搬送容器が詰まっています。これが目的

現行 300mm → 450mm 化については、2006 年インテルから日本の半導体装置メーカに対して、開発費が 11 兆円かかるので負担してほしい旨、要請がありました。装置メーカ側は、この天文学的な高額負担に、この話を拒絶しました。200mm → 300mm の移行においては、同様な要請に日本メーカが答えましたが、結果として、日本は米国の５倍の開発費を払ったことは有名です。 結局、450mm 化は、世界全体で話を先送りすることとなってしまいました。
・300mm prime 計画
その代わり、「300mm prime 計画」をスタートすることになりました。 これは、口径拡大という最も強力な生産性向上手段（時間当たりのチップ個数生産量）を諦め、そのかわり、300mm のまま生産性を向上させようとする業界運動です（注：微細化は、主に高性能化手段です※）。 最近では、装置の生産性能（スループット）よりも、ウェーハの装置間搬送系の輸送能力が急速に低下していることが、業界の専門家の間で重要課題として認識が広まりつつあります。

の次の装置への移動を大きく阻害しています。 10 分
経っても次へゆかない、ということが日常的になっているのです。そこで、実際の工場現場では、作業員が自動搬送装置を無視し、手で装置から容器をはずして、10kg のウェーハ入り容器を次の装置へ運ぶようになってしまいました。特に特急処理注文ではそれが顕著になってきています。 自動搬送装置開発メーカ
は、せっかく苦労して作った精密な装置を使わないので、なんてもったいないことと嘆いています。 せかされている作業員が乱暴に容器をはずしたり乗っけたりするので、精密な装置の精度が落ちるともこぼしています。
以 上 で わ か る よ う に、 現 実 の 工 場 は 全 体をコンピュータで制御しているとは言えない状態になっています。機械系全体が明らかにオーバースペックになっているのです。 この改善が可能になれば、飛躍的に生産性が向上することは自明でしょう。業界では、ウェーハ稼働率を 825 倍にするのは無理にしても、今後、1 割でも 2 割でも搬送が高速になるように、工夫をしてゆけば良いと考えています。

・メガファブ内の搬送系の破綻
具体的に言うと、メガファブ１ラインに付き、装置いずれにしても、課題の重点は、装置の生産性でなが 300 台あり、25 枚入りウェーハ搬送容器が１万個利用されています。 そうすると、300 台 １万箱＝1/33 で、33 箱に１箱しか、装置に接続されていません。最近の実働製造装置の７〜８割は枚葉式プロセス

く、システム全体の生産性に移行しつつあるのです。
※ 大口径化と微細化の投資動向 ( 参考のための一般論 )になっていて、最新の販売装置はＡＭＡＴの場合でほぼ 100％枚葉式プロセス装置（例外はバッチ式のＡＬＤ装置のみ）となっています。 従って、装置接続さ従来のシリコン技術の動向は、大口径化と微細化に集約されます。この二つは、設備投資においてほぼ明確に区別されています。 大口径化による巨額投資（設備総入れ替え・工場建設）が必要になるのは、CVD、
イオン注入、熱処理など、ウェーハ全体一括で行う工程です。 微細化は、リソグラフィ（露光波長 ･ マス
ク・レジスト材料）に関する投資により進められていれた箱１個の中の 25 枚に 1 枚しか、製造にかかっていません。結局、(1/33) x (1/25) で、825 枚に 1 枚
しか、生産プロセスにかかっていません。 言い換え

ファブシステム研究会

総合レポート

2008

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ミニマルファブ構想とその適用可能システムの実状－ Ｑ＆Ａ ～ミニマルシステムについて～ます。これは既にウェーハの部分毎に実施される工程となっているため、大口径化とは切り離して進行しています。 技術的には独立でも、大口径化と微細化のどちらにどう投資するかは、経営判断になります。
微細化は、高機能化（集積度が上がることでチップの出来ることが増える）の主たる手段です。 微細化進
行では技術が高度になり、製造装置のコストアップとプロセスが複雑になることで、必ずしも生産性が単純に上がるとは限りません。 ところが、200mm から 300mm への移行に際しては、このようなオーソ
ドックスな技術と投資の展開に反して、微細化を優先し、チップサイズを縮小することで、大口径化による大型投資を回避して生産性を向上させるという動きが生じました。 具体的には、マイクロン社が枯れた技
術 (150mm ウェーハ＋前世代プロセス技術＋微細化 )を徹底的に使う手法により、総合的にコストダウンを図ってリーズナブルな価格を実現しました。 300mm
化は、当初 1990 年代末にも始まると予想されていましたが、この新しい生産性向上手法の出現によって、数年遅れることになりました。 日本の LSI メーカは
この地殻変動に対応できませんでした。一方、サムソ
ンと台湾勢、ＡＭＤ等はこの路線を踏襲して現在の基礎を築きました。 このように大口径化に隠されているもう一つの動向が、「引き伸ばし」です。このように、使い易い大きさのウェーハ、使い慣れた一括処理技術と先端微細化技術を用いて先端製品を低コスト生産するビジネスモデルが必ず登場してきました。
（今回の300mm prime のように）トレンドを追求する一部のデバイス製造企業にとっては、好都合です。そこで、300mm という名前を止め、NGF と称するようになりました。ですから、NGF は、450mm を念頭には置いていますが、大口径化でない部分の生産性向上手段を考えている事に変わりはない
ので、本質的には、300mm の改良・進化のことです。

Ｑ：「ミニファブプロジェクトというのが以前ありました。ミニマルファブとどう違うのですか？」・ミニファブプロジェクト：
2000 年頃主流だった８インチウェーハを使うことを前提に、現実の製造システムをベースに、おおよそ 1/10 規模の小さな工場づくりを目指した、企業と大学による国家プロジェクト (HALCA プロジェクト）です。「ミニライン」という言い方もありました。
・ミニマルファブ：
ハーフインチサイズのウェーハという、最小限の製造単位による、革新的な未来工場の姿のことです。投資は 1/1000 程度に縮小します。ミニマル(minimal) には、必要最小限で済ませるという意味があります。

Ｑ：「ＮＧＦとは何ですか？」NGF とは、Next Generation Factory Vision from300mm to 450mm という英語の略称です。実用最大口径のシリコン基板である 300mm ウェーハを用いた集積回路製造工場システムを中心に、さらなる大口
径化への対応も視野に入れつつ、生産性向上目的の開発項目としてどんなものがあるかを検討したロードＱ：「ファブの意味を教えて下さい」
ファブ (Fab) は、Fabrication plant（微細加工工場）の省略語です。実際には、半導体集積回路製造工場のことを、特にファブと言っています。典型的な例では、マップ的な指針案のことです。実際上は、工場内ウェー
ハ搬送の高効率化などを中心に検討されています。より本質的には、NGF は、大口径化と微細化以外の部分の生産性の追求を凝縮したもの、そのやりやすいと

大型の製造装置を 300 台程度並べて、600 工程くらいの工程を経て、大規模集積回路チップを作っていまころを列挙した開発項目です。2007 年頃までは、これは 300mm prime と称されていましたが、2008 年になると、NGF と言い換えられることになりました。
これは次の理由によります。

す。現状では、電気代も年間 50 億円を超える、典型的な巨大工場です。なお、１ラインごとに、ファブと呼びますので、FAB36 などと、固有ラインを指す単位としても使われます。

もし仮に将来 450mm 工場が建設されると、その搬送システムは、300mm prime で策定し開発される
内容と大分が変わってしまうかもしれません。そこで、

Ｑ：「現に 450mm のウェーハができています」

その将来システムと整合性を少しでもとっておくように、300mm の改良を進めましょうということになりました。これは、450mm 化を進めようとする、メガ

現在作製されているものは形状サンプルウェーハです。装置メーカが設計・開発を行う際に参考とするたファブシステム研究会

総合レポート

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ミニマルファブ構想とその適用可能システムの実状－ Ｑ＆Ａ ～ミニマルシステムについて～めに必要となるものです。 300mm では 1995 年には作製されていました（生産に使われたのは 2000 年以

ザからデバイスチップの注文を受けてから、結晶成長プロセスを行い、その後、ウェーハへのカット、デバ降）。 形状サンプルでは結晶欠陥などの最も重要な品質が達成されていないため、本当の開発はこれからになります。 因みに、CZ 結晶技術者にとっては、品質やコストを問わない条件であれば更に大きな結晶インイス製造と続けて行うことになるでしょう。 必要な量だけしか作らないので、在庫とウェーハ輸送費は原
理的にはゼロになります。 ドーピングや SOI 化など、ユーザのデバイス仕様から必要となるウェーハ仕様に合ったウェーハを必要なだけその場生産すれば良いのです。 ウェーハの仕様は、従来よりも極めて柔軟にゴットを作ることは可能です。 結論として、形状サンプルが出来ているからと言って、使える結晶ができていることにはなりません。 なお、ウェーハメーカ

設定できるようになります。 デバイスの高性能化と自身が、300mm 化の時と異なり 450mm 化の莫大な開発費がまかなえない状況であることを憂いている現状があります。

同時にデバイス性能の最適化が図られ、結果として製造コストを低減できます。 過去のウェーハの大口径化トレンドでは、結晶成長装置の電源電圧など結晶成長に関わる諸条件の安定化と製造環境及び原料の高純度化を進め、これが製造コストを押し上げてきました。 また、大口径にすればするほど、実は結晶成長速度を遅くしないと品質を保てないという、大きなマＱ：「ウェーハは従来の 100 倍のコストになるのではないかと懸念します」
・大口径化に関して
ウェーハプロセス装置の値段は、200mm、300mmと上昇しています。（200mm 用にて 1 億円だった
ものが、300mm 用では数億円に）450mm の装置を導入する際には 10 億円程度になるものと推定されます。 投資金額があまりに大きくなり、世界中でも限られたメーカにしか手が出せない金額となりそうです。 また、ウェーハ製造にかかる費用についても、単位面積当たりのウェーハ価格は、150mm 12.5 円 /
cm2 → 200mm 20 円 /cm2 → 300mm 35 円 /cm2 と、
実はこれまでどんどん上昇してきた経緯があります。
450mm では、結晶成長技術の高度化と広範な面積での均一性確保のための様々な高度技術の導入により、面積単価はさらに上昇すると予測されています。このように小口径ウェーハの方が、面積単価が安いのは過去の事実が示しています。

イナス要因がありました。 これは電力エネルギーを含むコストの上昇につながります。 450mm 結晶成
長では、300mm よりも遙かに成長速度を遅くしなけ
ればならないと言われており、ウェーハコストの無視できない上昇要因になると見られています。 小口径
ウェーハでは、これらの条件が大幅に緩和されることで、製造装置コストとエネルギーコストを大幅に削減できます。さらに、小口径の場合には、CZ だけでなく、CZ より高品位な FZ という結晶成長法も利用することが可能になります。 また、小口径ウェーハは割れにくいので、ハンドリングも実は楽になり、かつ割れ事故による仕掛かりウェーハの廃棄発生を抑えることができます。 同時に小さな基板は熱応力に耐えるので、相当乱暴に思える熱プロセスにも耐える可能性が高くなります。 このように、ウェーハの１枚の値段は多少上昇しますが、全体の工場サイズの最適化・輸送費の不要化、プロセス効率化・装置価格の低下（数百万円台）
・原料消費量や フットプリントなどの低減、在庫ゼロ化により、製造にかかる電力エネルギー費用などの上昇は打ち消し得ると推定されます。

また、ウェーハだけでなく、さまざまな製造コストが大口径化で上昇しています。 日本のメーカの殆どが未だに 200mm 生産ラインを主力にしているのは、このことが一因ともなっています。

Ｑ：「前工程はそれにしても大変すぎるように思います。後工程ならありうるのでは」・ハーフインチウェーハの値段
変種変量生産では、そのコストメリットは、オンデ
マンド生産による、在庫や仕掛かり在庫、輸送費を大幅に削減できることにあります。 工場についても必

前と後という言葉には色々な使い方がありますが、
ここでは、ウェーハプロセスを前工程、ウェーハをダイ（チップ）にカットするダイシング以降を後工程と定義します。

要な所に必要なだけの規模でよいのです。将来の変種
変量型理想工場においては、デバイス工場とウェーハ工場など材料工場が一体化したものになります。ユー

ファブシステム研究会

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ミニマルファブ構想とその適用可能システムの実状－ Ｑ＆Ａ ～ミニマルシステムについて～ウェーハがハーフインチ径程度であると、そこには、少ない場合１チップしか作り込めませんが、逆に言う

Ｑ：「儲からないのではないでしょうか」と、最初からチップサイズであって、ウェーハをカットする必要がありません。 そのため、ダイシングという点では後工程が存在せず、生産性・コスト性で大変優れています。 一般にモノの流す単位が途中で変利益とコストダウンの源泉を大口径化に求める、これまでのビジネス形態を基に判断すれば、儲からない

わると、仕掛かり在庫が発生し、モノの生産のスムー
スな流れを阻害する大きな要因となります。 一貫してチップサイズで製造されることは、流れをスムース

大口径を実現するためにトレードオフの関係になっているもの（装置コスト・エネルギー消費、投資リス
ク、など）があり、それらは全体の高生産性により打ち消されてきたと考えられています。しかし、実際にと言えるでしょう。

にする理にかなった手法です。 従って、後工程をまず取り組むべきシステムとすると、のちに前工程に取りかかる段階になった時に、それまでの開発した後工は、全てのメジャーな半導体企業が利益を出し続けてきた 90 年代までの時代と比較して、最近では、一程技術が不要になるので、長期的には非効率な開発経緯をたどったということになってしまいます。
なお、後工程では前工程と比較して低コスト化の意
識はずっと以前からありました。無意識的にミニマル的発想で生産が行われてきたと言えるかもしれま
せん。 さらに、プリント基板などへの実装工程では、特に低コストが要求されてきましたので、セル生産に代表されるフレキシブルな生産が実現されています。
「ミニマル」は、この取扱いを前工程に遡って実現してゆくことが必要との発想を含んでいます。
ただし、後工程において、ダイシングと並んで主要なプロセスである、バックグラインド工程（ウェーハを薄くして、軽く薄いデバイスに仕上げるための主たる工程）については、開発を行わなければならないかもしれません。 デバイス製造中に熱応力に耐える強度を確保する必要から、ウェーハ厚さは 200 〜 300
ミクロン程度必要になる可能性があります。 薄さと部の量産企業でしか十分な利益が出せないのが現状です。 過去の 300mm 化の検討段階でも、装置コスト上昇により 300mm 化生産というビジネスモデルでは
収益分岐点付近まで利益が低下することを前提に議論がなされていました。 もはや、半導体は儲かる、と一言で言うことはできません。それだけ、投資生産性などの基本指標に陰りがでています。今後は、これらの負の要因がさらに大きくなってゆくでしょう。 規模の大きさは、ビジネスが儲かるか、儲からないかの、必要条件ではありません。銀行からの借り入れや株式発行などの市場調達での資金投入に対して、どれだけの売上げを出せるか、それが儲かる、すなわち黒字にするための基本条件です。
ミニマルシステムにおいては、最小単位で製造を行い、装置コストは２〜３桁程度小さなものになります。
ファクトリー面積も 2 桁以上小さなものになる。 装
置数を現在の 300 台から数十台まで落とすための技

軽さを要求される最終製品では、100 ミクロン程度まで薄くすることは普通にありえます。 その場合には、前・後一貫工程のどこかへバックグラインド工程を導術開発を行い、かつ装置の複雑化を避けられることか
ら、投資額は３桁は小さい、僅かに 1 〜 5 億円程度のものになります。 従って、売上げも３桁は小さくて良いわけです。その分小回りが効く製造が可能になり、在庫をぐっと減らして、ユーザーの注文に即応できるメリットが発生します。

入する必要があると思われます。
前工程が大変すぎるということは、近年の 300mm
ウェーハでのプロセスには良く当てはまることです。 このような巨大なウェーハプロセスでは、その300mm の全域において、化学反応、物理的プロセス、
そしてそれらから得られる電気的特性について、量と質においてほぼ完璧な均一性を確保するための技術的に高度な様々な工夫が必要となっています。 それが、プロセスを高度化・複雑化・高コスト化させ、開発を大変なものにしてきました。 小さなウェーハ上でのプロセスでは、大口径化で肥大化したこのような問題

総合レポート

なっています。10 万個程度の生産数である携帯電話向けなどの SoC チップや、1 〜 1000 個オーダの生産数（ウェーハ１枚で納まる注文）でありながら、工場に流れている種類数がおびただしいエンジニアリング
サンプルチップ（試作品）には不向きです。 チップ
が高コストになってしまう本質的な原因になっています。ミニマルシステムでは、そのような少量向けに適した生産スピードで設計されるので、このようなチッは基本的に存在しません。

ファブシステム研究会

また、現状でのメガファブは、チップの生涯生産
数が 1000 万個以上の大量生産品に向いたシステムに

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ミニマルファブ構想とその適用可能システムの実状－ Ｑ＆Ａ ～ミニマルシステムについて～明する技術的効果を含む、様々なムダが省かれること

プでは、投資を考慮した全体としての生産性はメガ
ファブよりずっと高くなります。

によります。
・技術的効果ミニマルの場合、試作＝量産になるので、開発〜量Ｑ：「デスクトップファーネスなどを見ている
限り、特に新しい技術提案がなされているようには思えないのですが」

産の期間は著しく短縮されます。携帯電話などの製品
寿命が短く、チップ生産数が 10 万個程度の SoC など
では、投資生産性は大変大きくなります。 １ウェー
ハ＝１チップという究極の１個流し（１個流しはトヨ・新技術の必要性
新思想（ミニマルマニュファクチュアリング）は、
地球全体にとって最適な生産システム思想です。要素
技術が新しいか否かは問題ではありません。 むしろ、枯れた古典的技術（＝高信頼性技術）を最大限活用し、不足の技術だけを開発することが必要です。 そもそも、新技術にこだわったことが、日本のエレクトロニ
クス衰退の一因でした。
・システムの基本の一つが加熱技術
化学反応に関しては、小サイズ基板でも大口径基板でも許容される温度差は同じです。一方、熱応力に関しては小サイズ基板の方が有利です。 総合すれば小サイズ基板が有利であり合理的といえます。これを基本にした新システム設計こそが肝要です。

光加熱は従来から使われてきているものですが、その設計において思想 ･ 手法が経験的・非体系的です。
コストダウンや高効率加熱を進めるためには、基本に立ち返り、設計手法を体系化することが寧ろ必要なのです。

均一化プロセス技術は不要になるという基本的な効果が発生します。 工場環境については、新システムで過去の経緯をふまえる必要がないことから、ガス遮断型という意味で局所クリーン化に完全対応させることができ、プロセス環境と、工場労働者環境を完全に分離し、高品質製造と人に優しい労働環境を同時に実現できるのです。

まず、考え方として、全てを一度に小さくする必要はありません。それぞれにリーズナブルなサイズにすれば良いのです。 実際には、ユーティリティ（超純水製造装置、半導体ガス供給装置、排ガス・排水処理装置、温調・湿度調節システム、クリーン化システム、電力供給システムなど）が小さくなりにくいというこＱ：「どのくらい効果があるのか、見積もったのですか」とがあります。この問題は、資源生産性とエネルギー
生産性が非常に高い、必要な材料や環境を必要な時に必要なだけ供給するミニマルマニュファクチャリング
テクノロジーを導入することで、解決することができ・コスト計算
設備投資額に対して、どのくらいの数量のチップを生産できるかという試算によると、現在のメガファブ

ます。 現在の半導体製造システムでは、リソグラフィ
工程があって、一旦ウェーハ上に導入した資源をほとで 4,200 円 / チップというコストに対して、ミニマル
ファブでは、1,500 円 / チップにコストダウンされるという結果が出ています。また、試作チップについて
は、メガファブで 1,500 万円〜３億円 / チップに対んど削って捨ててしまうことを繰り返すので、資源の利用効率は、1/100 〜 1/1000 になってしまっています。エネルギーも、そのために、最終的にデバイスに使われた原子や分子に費やされたエネルギーという点

して、ミニマルファブでは、５万円 / チップに激減します。単位時間あたりの生産性が小さいミニマルファ

では、利用効率は同様に低水準にあります。 たとえブが有利になるのは、意外ですが、これは、以下に説

総合レポート

必要がないので、前工程と後工程が一体化した、スムー
スなウェーハの流れを実現できます。 また、プロセ
ス技術全体に適用できることとして、小口径ですから、大口径化で必要になってきた様々な高度で高コストな

Ｑ：「プロセス装置を小さくしても、他の色々なものが小さくならないのでは？それで結局、沢山のものを同時に作らないとペイしなくなるように思いますが」・加熱設計技術

ファブシステム研究会

タ生産方式などで見られる多品種対応法としての基本的手法）になり、ウェーハをチップサイズに切断する

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ミニマルファブ構想とその適用可能システムの実状－ Ｑ＆Ａ ～ミニマルシステムについて～ば、ミニマルテクノロジーの一つであるインクジェッ
ト技術を用いると、堆積した配線は原則削り取る必
要が無くなり、資源生産性は原理的に 100%になります。 ミニマルテクノロジーの導入で、資源生産性とエネルギー生産性が僅かに１桁でも上昇すれば、ユー
ティリティ規模は 1/10 になります。 2 桁上昇すれば、1/100 になり、そこで必要となる材料は、その場で、必要な時に必要なだけ生産すれば良い、ということになってゆきます。地球環境にとっては大変優れた製造法です。

様が変わり、化成品の仕様が変わっても在庫を廃棄しなくて良くなります。 さらに、たとえば、1kg しか必要のない化成品であれば、ドラム缶（ペール缶）単位で購入しなくても良くなり、効率的な原料調達が可能になります。 化成品は物質そのものの生産であり、デバイスは化成品を使った構造の生産です。ユーティ
リティの小型化に関する質問の項目でも解説したように、デバイス製造システムのミニマル化は、資源生産性とエネルギー生産性が飛躍的に向上することから、供給資源製造装置、すなわち化成品などの材料製造のオンデマンド化とミニチュア化を必然的に伴うことに
なります。

Ｑ：
「これまでの大量生産型装置の利活用とのすり合わせも必要ではないでしょうか」
Ｑ：「大学などで研究用システムを作ることに対しては有用」

全てを一度に小さくする必要はありません。それぞれにリーズナブルなサイズにすれば良いのです。 従
来装置も部分的に活用する柔軟性は必要でしょう。プ
ロセス毎に要する時間を考慮し、全体が滞りなく流れるように処理単位を調整することが望ましいと考えられます。

有用です。それがそのまま量産プロセスなることか
らも極めて有効です。
（ベンチャービジネスの機会増
大）Ｑ：「コスト／チップが重要でしょう」
Ｑ：「将来目標は何ですか」
将来の直接的な目標は、電子デバイスや光デバイスなど集積化されたデバイスを、工房と言えるような規
模の匠の工場で生産する、そのシステムを構築することです。 これにより、投資資金が潤沢でなくても、その通りです。より正確に言えば、生産に直接かかる費用に加え、プロセス技術開発費用、プロセス装置
費用、工場投資費用、それに廃棄物処理費用などを全ての必要費用を考慮した、チップ当たりのコストが重要です。

製品アイデアや新しいプロセス技術のアイデアと技術さえあれば成立する、イノベーション直結型ビジネスというものを生み出すことができます。その仕組み自体を創造することが目標です。

Ｑ：「１つの装置に関しては１品種というのならば理解できます（共用ではなく）」装置が同一でもプロセスは可変です。極論すれば 1
チップごとに異なるものを作れることが魅力です。

Ｑ：「化成品に対しては有効では？」

それを現実的なコストで実現するための技術開発は、変量生産に加え、変種生産という付加価値をミニマル

初期投資額を少なく出来ることとオンデマンドで物質生産出来るという点において、化成品に対しても有効です。 言い換えれば、必要な化成品を、必要な時システムに与えます。

に、必要なだけ、その場で造ることが求められるなら有効になります。 化成品は、時間が経つと品質が落ちてしまうものがかなりあります。その場で必要なときに造れば、最高品質のものを供給できるメリットがＱ：「この構想では、大量生産はしなくても、同じデバイス性能が出せれば良いというわけでしょうか」発生します。 また、それを使って製造する商品の仕ファブシステム研究会

総合レポート

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ミニマルファブ構想とその適用可能システムの実状－ Ｑ＆Ａ ～ミニマルシステムについて～て、機能と性能的には目的用途を持った普通のシステ
ム LSI にはかないません。

同じデバイス性能が出せれば、大量生産でも少量生産でも良いということです。あとは、損益分岐点の議論になります。極力固定費を押さえ、販売量比例費（変動費）だけで生産できれば、少量生産でも利益が出せます。「ミニマル」装置では、固定費が最小になります。これが、変量生産のあるべき本質です。

Ｑ：「最新の高性能な微細化チップでは、多品
種少量など淘汰されて不要では？」最新の高性能な微細化チップで、生産量の多いチップが増えているのは事実です。最新製造装置を導入す

Ｑ：「チップ試作については、試作サービス窓口があり、ローコストを謳っています。」

る必要から設備投資が莫大になり、また、マスク代も３億円はかかるようになりました。数量の僅かなチッ
プでは、過去にも増して採算が合わなくなっていま

最近では、チップ試作を請け負う所が出てきています。一つは、有料でチップ試作を請け負う仕組みす。従って、少量品は不要なのではなく、作れなくなっているのです。このままでは、益々既製品チップだけが多量に作られるようになり、半導体産業の作り出すで、様々な大工場の稼働率を上げるための、小口受付サービスです。MOSIS などがそれにあたります。この場合のローコストとは、量産品を数百万個請け負う
全費用に較べて、格段に安いということです。先端プ
ロセスのマスクを全て新調するようなケースでは、マ
スク費用３億円は、当然加算されます。また、請負数量も最低数十チップで、その最低オーダ数の場合には、相当割高となります。例えば、MOSIS の場合、
minimum オーダでは、40 ダイ※、ミディアムオーダ
では、500 〜 2000 ダイ単位などとなっています。現在の製造システムでは、大口径ウェーハ単位の製造ですから、チップを１個だけ受注するのも、１ウェーハ
分の千チップレベルで受注するのもコスト的には歩留
まりを無視すれば変わりません。
また、チップ製造専業工場の一部では、試作（エンジニアリングサンプル）を直接請け負う所もあります。
※ダイとは、集積回路チップの回路そのものが載っている集積回路基板のこと。基本的には、1 つの集積回路チップは 1 つのダイに外部との接続のための配線を施したものと説明できます。

何故、ソフトの比重が増したかといえば、大きな理由の一つは、チップが少量生産で割高になってきたので、既製品の大量生産チップだけが生産されるようになってきたからです。また、ソフトだけに頼ると、ソフトウェアの規模が巨大化してソフト開発自体に莫大なコストが必要となってゆきます。それがまたハードに高速性や巨大なメモリ容量を要求し、ハードの巨大化を招くことになります。

システムのミニマル化には２つの側面があります。
一つは、環境負荷を減らすと同時に、高性能化と低コスト化を同時に実現するという点です。 どちらかというと、企業は第一声として低コスト化のメリットを歓迎することになるでしょう。

はい、その通りです。FPGA(Field Programmable
Gate Array) は、論理回路の回路構成を利用段階で切り替える機能を持った集積回路です。一度製造すれば、色々な用途に使い回しできますので、少量向けの現在の切り札と言って良い技術です。しかし、論理切り替え回路が付いていることから、チップ面積は、システ
ム LSI の約 4 倍、消費電力で 10 倍になります。従っ総合レポートＱ：「ソフトの比重が増しています。チップは既製品で良いと思いますが」

Ｑ：「これは、かっこいい仕事でしょうか」Ｑ：「多品種少量品は、FPGA に向かっているのが現在のトレンドでは？」ファブシステム研究会

チップは面白みを失い、産業活力を低下させてゆくことになります。

一方、高機能化をも実現します。これまでは、集積回路については、大工場という生産形態しかなかった
ので、特別なものを１つだけ作るということが全くできませんでした。 工房と言って良い規模の工場では、匠の技を駆使して、一品生産が初めて可能になります。

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ミニマルファブ構想とその適用可能システムの実状－ Ｑ＆Ａ ～ミニマルシステムについて～

例えば、普通は光を使って感光する、現状では 45nmが限界のリソグラフィ技術にしても、電子ビームを使うことによって、飛躍的な微細化が可能になります。
大口径では必須のステッパーという機構自体が不要になることもあり、電子ビームのフォーカシング性能を十分に引き出すことができるので、ナノメートルの加工が可能になります。 将来的には、究極的な手法として、走査トンネル顕微鏡のような原子一つ一つへの直接的な電子注入も一つの選択肢になります。 この場合には、原子一個ずつの加工が可能になります。ナノメートルオーダの微細化が可能になると、スケーリ
ング則から、
消費電力は 1/100 になります。 原子オー
ダの加工では、1/10000 の消費電力ですんでしまう
ようになります。 このような超低消費電力デバイス
を使えば、充電池を太陽電池や単なる乾電池やボタン電池に置き換えることが現実となり、ビジネスシーン
やパーソナルユースで、様々なハイテク製品の価値が飛躍的に増大し新たなマーケットを生むことになります。その一つの考え方が、超高級デバイスです。 職
人工房で生産されるスイスの時計産業の世界シェア
は、個数で 2%でありながら、売上げで 50%を占めています。 そのような発想の超希少価値デバイス開発
が、これからは求められるようになるでしょう。 これは、デバイス工房でなくては生産できない、匠によって知的な息吹を吹き込む仕事です。

ファブシステム研究会

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ミニマルファブ構想とその適用可能システムの実状－ ミニマルファブ適用可能システムとは何か

ミニマルファブ適用可能システムとは何か

ファブシステム研究会代表
半導体システムイノベーション検討会世話人
原 史朗

ミニマルファブに適したシステムとして、以下の５つが考えられる。
(1) 多品種少量型または変種変量型半導体集積回路製造ファブシステム
・SoC チップやシステム LSI などと呼称されるデバイスの製造システム
・化合物半導体デバイス製造システム
・特殊用途向けデバイス製造システム(2) ハードディスクヘッド製造ファブシステム※(3) MEMS(Micro Electro-Mechanical System) 製造ファブシステム(4) 試作ライン(5) 研究装置のモジュール化（研究実験の信頼性の飛躍的向上、研究と生産の直結）
これら５つのシステムの現状について、そのシステムの一端を示す解説記事を本レポート中の次ページ以降に掲載した。一つのまとまった資料として、今後のミニマルファブ実現への参考資料となることを期待する。

※ (2) のハードディスクヘッド製造ファブシステムについては、そのものの記事ではなく、現に、マーケットの変質と変動に対して過去柔軟に対応してきた
ハードディスク製造全般について把握できる歴史解説記事を掲載した。

ファブシステム研究会

総合レポート

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ミニマルファブ構想とその適用可能システムの実状－ 事例１ 多品種少量チップ製造システム

HALCA プロジェクトと今後の展開
株式会社ニューフレアテクノロジー 津守 利郎
元技術研究組合 超先端電子技術開発機構
HALCA プロジェクト推進部門 部門長○ HALCA プロジェクトの目的

プロジェクトのあらましを以下に示す。

我が国の半導体産業は、1990 年代後半、韓国、台湾の急激な台頭により従前の DRAM を主体とした少事業名：「高効率次世代半導体製造システム技術開発」

品種大量生産型のビジネスモデルから、デジタル情報
家電をターゲットにした多品種少量生産型のシステム
LSI に大きく舵をきった。その生産量は DRAM の場
合、月産数百万〜数千万個／タイプであるのに対し、システム LSI は平均すれば月産数万個／タイプのレベルであり、しかも種類は多い。生産の型が大きく異なればその製造装置、製造システムも大きく変わらなけ
ればいけないのは自明であるが、現実にはそのような製造装置、製造システムは存在しておらず、結局は少品種大量生産型と同じ製造装置、製造システムで多品
種少量生産型のシステム LSI を生産しなければならない。この事実は我が国半導体産業にとり大きな矛盾であり、宿命となっている。

期間：平成 13 年 8 月 30 日〜平成 16 年 3 月 20 日
開発場所：つくばスーパークリーンルーム産学官連携研究棟
研究ＣＲ（750m2）
参画企業：東芝 , ソニー , シャープ, ローム , セイコーエプソン,
東京エレクトロン , 荏原製作所 ,ULVAC,
大日本ｽｸﾘｰﾝ製造（以上補助金事業）。
三洋電機，清水建設，大林組，大成建設，
トヨタ自動車（以上自主事業）。
人員：合計 50 名（研究員 :34 名、試作担当 :9 名、スタッフ :7 名）
プロジェクトリーダー：大見 忠弘（東北大学）
HALCA プロジェクト推進部門長：津守 利郎

HALCA プロジェクトは、前述の如く、国から開発資金を補助してもらい実行するいわゆる補助金事業であり、主旨に賛同したメーカーのみが参画するいわゆ
るこの指とまれ方式のプロジェクトである。 しかも
半導体デバイスメーカー、装置メーカー更には自主事業として、建設メーカー及び自動車メーカーまでもが参画し、互いの得意な面を出しあいながら開発を実行するもので、これまでに類を見ない形態のユニークなプロジェクトである。

HALCA プロジェクトが目的としたものは、従来の1/10 の規模である 100Lot/M のシステム LSI の製造に於いて、大量生産用の既存装置を使用してもコスト
スケーラブルとなる製造システムの実現可能性及び省エネ技術を提供することである。

○ HALCA プロジェクトとは
HALCA プロジェクトは、独立行政法人 新エネル
ギー・産業技術総合開発機構（以下 NEDO という）より助成金を受けて開発を行ういわゆる助成金事業として実行されたものである。 HALCA プロジェクトの開発形態としては、NEDO より助成金を受け、主に新規なコンセプトに基づく装置開発を主体として開発を行う「補助金事業」と、参加企業からの賦課金のSiO2 及び SiN は夫々専用装置化し安定成膜を実現していたが、夫々の成膜後にプロセス痕跡をなくする毎推進の実行部隊としては、技術研究組合 超先端電子技術開発機構（ASET）の HALCA プロジェクト推進部門が担当した。

総合レポートHALCA プロジェクトでは、装置共用化技術、多機能化技術及び省エネ技術を基本骨子とした開発が行われた。
装置共用化技術では、専用装置となっていたものを毎回のチャンバー初期化により共用化を実現するものである。例えば従来の LPCVD 装置では、Poly Si,

みで、補助金対象以外の設備を導入し、評価技術等デバイス製造ラインとしての検証までをも可能とする「自主事業」の二つの形態で実行された。実際の活動

ファブシステム研究会○ HALCA プロジェクトの技術と成果

回クリーニングによる初期化を行う事により同じチャンバーで 3 種の膜を成膜するものである。多機能化技術では、ステンシルマスクを用いたイオン注入技術

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ミニマルファブ構想とその適用可能システムの実状－ 事例１ 多品種少量チップ製造システム

化技術への改良が加えられ、300mm の最先端半導体製造ラインで実用化されていると思われる。勿論200mm ラインへの適用も、そのまま或いは更に改良

によりリソグラフィ工程の大幅削減を実現するものである。又省エネ化技術に於いては、ポンプ等のオンデ
マンド運転、1 バス洗浄装置を用いた薬液、純水削減技術を開発した。

が加えられ実現されている事と思われる。しかしながらその内容については各社の企業秘密になるもので確認する事は出来ない。

この他には CMP の終点検出技術、Cu の含浸高速メッキ技術、汚染雰囲気を完全に遮断する環境ボック
ス等の技術が開発された。

HALCA プロジェクトは期間としては 2 年半であったが、途中つくばクリーンルームへの移転、デバイス試作での検証、まとめ等に時間をとられ、実質 1 年半の短期間のプロジェクトであった。その間研究員、技術員の懸命な努力、集中力により当初の目的以上の

ここで開発された技術は、デバイス試作に於いて従来の専用装置で一貫生産されたものと比較しても全く問題ない事が実証された。
一方クリーンルーム技術についても従来の箱物の感成果を出す事が出来た。

覚から、半導体製造装置の一種ととらえ、ユーティリティをも一体化した高効率のミニファブと呼ばれるク

少品種大量生産用に作られた既存装置でも多品種少量生産型のシステム LSI の生産に於いて、コストス
ケーラブルな適用が可能である事を示す事が出来た意

リーンルームのあり方を開発した。
上記技術の開発により、既存装置を用いて 100Lot/
M のシステム LSI の生産を実施する場合、従来の専用装置で生産する場合に比べ、装置台数及び装置種類を半減する事が可能となり、コストスケーラブルな生産の可能性を見出す事が出来た。同時に 60％の省エネ化も実現される見込みとなった。

義は大変大きいものがあると考えている。

○これからの半導体製造技術
今世界の半導体産業はビジネス面でも技術面でも大きな変局面を迎えている。微細化をトリガーにしてきた DRAM、Flash 等のメモリービジネスは過剰生産と市況悪化による急激な価格低下による収益力の大幅悪化を余儀なくされ、業界再編等の問題に直面している。微細化による性能向上をトリガーにしてきた MPU 等のロジックデバイスは、微細化に伴う Vthのばらつきによる歩留まり低下、配線スピード低下等のトランジスタの基本的な壁に突き当たり、従前のス

これらの事実はこれまでの半導体工場設立の概念を根本的に変えるものである。即ち大規模投資、広大な敷地、豊富な水資源、大電力供給の制限が大幅に緩和される事となり、新工場設立が容易になる事を意味するものである。この事はシステム LSI の設計者、或いはセットユーザーに直結した半導体工場が実現可能な事を意味するもので、システム LSI を戦略デバイスとして位置つける我が国半導体産業にとりその意義は大

キームの大きな転換を迫られている。一方我が国が戦略デバイスと位置付け、デジタル情報家電を主なターゲットとしているシステム LSI では、最先端技術を使用すると上記の技術的問題の他、コスト的にも無理が変大きいものと考える。

○ HALCA プロジェクトの実用化状況あり、正常なビジネスモデルを描く事が困難になっている。このようにあらゆる種類のデバイスで行き詰まりの様相が顕在化してきているのである。今 何をし

HALCA プロジェクトで得られた成果は多品種少量生産型のシステム LSI の生産に最適な製造システムとなければならないか早急に答えを出す事が求められている。

なる事が期待された。しかしながら現実には HALCA
プロジェクトの成果をそっくり具現化した製造ラインは実現していない。最大の理由は HALCA 参画企業のお家の事情によるところが大きい。即ち注力デバイ

微細化に伴う電子の統計的なゆらぎ等の問題は学術的にみても本質的なものであり、いかんともしようがない。微細化に依存しないアプローチで解決するしかスのシステム LSI から他のデバイスへのシフト、或いは半導体事業そのものの縮小によるものと思われる。

なく、各所に於ける今後の研究成果を待つしかない。

HALCA プロジェクトで開発された技術はミニファ
ブだけに適用されるものでなく、既存の製造装置、製造システムにも当然応用する事が出来る。実際に
HALCA で開発された技術の幾つかはその後 300mm

ファブシステム研究会

総合レポート

一方

われる。本質的には少品種大量生産型と多品種少量生産型の製造装置、製造システムは分離すべきと考える。
この事は当然デバイスメーカー及び製造装置メーカー

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製造面からみると解決策は多々あるように思-ミニマルファブ構想とその適用可能システムの実状－ 事例１ 多品種少量チップ製造システムにも有る程度は認識されていると思われるが現実的には大変難しい。製造装置メーカーとしては当然大量注

直描技術が有望である。現在は電子ビームによる直描技術が検討されているが、技術的課題が多く、実用に文となる大量生産型の製造装置に注力する事となり、苦労して開発された最先端の技術は全てここに注入される事となる。必然的に多品種少量生産型の製造装置に注力する余裕はなく結果として同じ製造装置しか存は余り利用されていないようである。直描技術が完成し、マスクコストが不要になればウエーハの試作が容易になり、今まで埋もれていたシステム LSI の応用範囲も飛躍的に増大するものと思われる。

在しない事になる。
多品種少量生産型の製造装置、製造システムとしてはどうあるべきか？

○産総研への期待

この答えは HALCA プロジェシステム LSI デバイスは我が国半導体産業ひいてはクトで方向性を示してくれたと思われる。即ち無駄を徹底的に省き、装置台数、装置種類そして工程数を極限まで減らせば大量生産と同様なコストスケーラブ
ルな製造システムが出来ると思われる。HALCA プロ

エレクトロニクス産業全体の浮沈をかけた戦略デバイスであり、何としてでも成功させなければならない。
上記で述べたシステム LSI の製造に関する多くの課題
はデバイスメーカー或いは製造装置メーカーの単独で実現出来るものではなく、正に国家プロジェクトとしてしっかりと取り組む必要がある。これまでの国家プジェクトでは既存の大型装置を用い、共用化、多機能化により実現出来る事を示したが、現実的にはウエーハ１枚毎に処理する枚葉装置化が理想と思われる。
枚葉処理ではウエーハの待ち時間もなく、１枚毎に条件最適化が容易となり装置不安定化による歩留まり低下も防ぐ事が出来る。更にこの枚葉装置に共用化、多機能化の概念を取り入れる事が出来れば装置台数、装置種類も大幅に削減する事が出来る。又完全枚葉化が実現すれば、トヨタ生産システムで具現化している
後引き取り方式が可能となり、究極の無駄のない生産方式が半導体製造の世界でも実現出来る事になる。
現在 装置枚葉化のネックとなっている製造装置は
LPCVD 等の成膜工程が多いが、ここには東北大学大見教授等によって開発されたマイクロ波励起高密度プ
ラズマによる成膜装置が有望である。技術的に未完の部分があると認識しているが、低温成膜が可能で且つ低電子温度よるダメージレスでエッチングにも応用が

産総研では、現在ミニマルマニュファクチャリングという最小の資源投入で最大のアウトプットを創出するという素晴らしいコンセプトのプロジェクトがス
タートしている。更にはスケールシュリンキング構想というチップ製造の究極の構想にも取組みが進んでいると聞いている。このような概念は正にシステム LSI製造の理想的な姿であり、民間からは決して出て来な
い発想である。

可能なポテンシャルの大変高い装置である。今後の早急な改善に期待したい。
完全枚葉化の製造システム構築には、この他に搬送システム、管理ステム等のあらゆる面での改革が必要

システム LSI のビジネスモデルに合致した製造シ
ステムの実現は早急に実現しなければならない大変重であるが、デジタル情報家電用システム LSI デバイスに将来を託す我が国の半導体産業にとり必ず実現しなければならない課題であると考える。

要な課題である。先ずは産総研内にミニファブのモデ
ルラインを構築してもらい、産総研、大学の他、デバイスメーカー、装置・材料メーカー及び CAM 関係

一方 システム LSI ビジネスの発展にはデバイス種の拡大も必須の課題であるが、そのネックとなっているのがマスク価格である。65nm 相当のデバイス試作の場合、
マスク 1 セットで 3 〜 5 億円にもなっており、これでは折角良い設計をしてもマスクを作成し、デバイス試作を行う事は容易ではない。これにはウエーハ

ファブシステム研究会

総合レポート

ロジェクトは業界主導で実施されてきたが、目先の利益優先でその姿勢はどうしても従来技術の延長線上にならざるを得ない。ここにはいわゆるデスバレーが存在し、在るべき姿へのアプローチは困難である。システム LSI 製造技術にはパラダイムシフトにも相当する革命が必要であり、その為には在るべき姿を明確にし、総力を挙げて課題を解決していく本当の意味での国家
プロジェクトが必要である。そのリーダーは在るべき姿、課題をしっかり認識し、中立な立場から推進できる人材が必須である。推進母体は民間では困難であり、大学或いは産総研等の公的機関が望ましい。

会社等にも参画してもらい、我が国の総合力で強力に推進してもらいたい。既にミニファブの基本モデルは
HALCA プロジェクトで提案されている。産総研で進められている構想を基本骨子として是非とも国家プロジェクトとして実現してもらいたいものである。

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ミニマルファブ構想とその適用可能システムの実状－

事例２ ハードディスク製造システム

ＨＤＤ組立ファブの変遷とＨＤＤにおけるミニマルファブ構想としての多角形クリーンセル生産方式の提案
株式会社日立グローバルストレージテクノロジーズ
ヘッド製造本部 主管技師 加藤 洋
目次

I. ＨＤＤ製品の変遷に伴うＨＤＤ組立ファブの変遷
I-1.（株）日立小田原工場（現 日立ＧＳＴ）におけるＨＤＤ生産の歴史• 日立小田原工場の歴史• 日立小田原工場の製品の歴史• ＨＤＤの記録密度向上の歴史• ＨＤＤ用磁気円板と磁気ヘッドの歴史• ＨＤＤ組立ファブの歴史
I-2. ＨＤＤ組立ファブの事例紹介•14 インチ大型ＨＤＤ組立ファブの事例紹介•5.25 インチ小型ＨＤＤ組立ファブの事例紹介•3.5 インチ小型ＨＤＤ組立ファブの事例紹介•2.5 インチＨＤＤ組立ファブの事例紹介
II. ＨＤＤにおけるミニマルファブ構想としてのクリーンセル生産方式の事例紹介と多角形クリーンセル生産方式の提案
II-1. ＨＤＤ海外量産拠点におけるクリーンセル生産の事例紹介•2.5 インチＨＤＤの海外展開• フィリピン工場（ＨＩＣＡＰ）でのＨＤＤ生産• クリーンセル生産方式の導入• 部品配膳システム• ＨＩＣＡＰ工場内物流のコンセプト• フロアーコントロールシステムとしてのＷＩＮＰＡＱとＨＩＣＡＰにおけるＳＣＭ•「ミルクラン」導入の背景と結果• ＨＩＣＡＰでの物流改善事例
II-2. ＨＤＤにおけるミニマルファブ構想としての多角形クリーンセル生産方式の提案• 多角形クリーンセル生産方式提案の主旨• 多角形クリーンセル生産方式のコンセプト• 多角形クリーンセル生産方式の構想• 多角形クリーンセル生産方式を使用したレイアウト案• 従来のクリーンセル生産方式と今回の多角形クリーンセル生産方式との比較• 多角形クリーンセル生産方式の発展性• 多角形クリーンセル生産方式のモジュール構造化とその応用構想案
III. まとめIII-1. 本稿をまとめる事になった経緯
III-2. 謝辞

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事例２ ハードディスク製造システム

I. ＨＤＤ製品の変遷に伴うＨＤＤ組立ファブの変遷

図2

日立小田原工場及び関連工場の操業の歴史

I-1. ㈱日立小田原工場（現日立ＧＳＴ）におけるＨＤ
Ｄ生産の歴史○日立小田原工場の歴史
現、日立ＧＳＴ小田原工場の前身である日立小田原工場（日立ＳＴＲ時代含む）は、1966 年 10 月に日立
神奈川工場の分工場としてスタートし、1968 年 2 月

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図3にコンピュータの外部記憶装置を製造する工場とし独立した。2003 年 1 月に日立に統合されたＩＢＭのス
トレージ部門は 1956 年にサンノゼでスタートし、Ｉ
ＢＭ藤沢工場は、1967 年にスタートしている。図 1

日立小田原工場で開発、生産してきた製品の歴史に日立ＧＳＴ小田原工場の全景写真を示す。図 2 は日立小田原工場及び関連工場の操業の歴史を示す。

○日立小田原工場の製品の歴史
図 3 は、日立小田原工場で開発、生産してきた製品の歴史を示す。1966 年に分工場としてスタートした時から日立小田原工場は、磁気ディスク装置（Hard
Disk Drive: ＨＤＤ）を生産しており当時のＨＤＤは
直径 14 インチ（＝直径 350㎜）の円板を何枚も搭載した大型磁気ディスク装置（大型ＨＤＤ）と呼ばれるものであった。大型ＨＤＤは 9.5 インチ、8 イン
チ、6.5 インチ、3.5 インチと磁気記録密度の向上に伴い搭乗される円板サイズも小さくなり、ＨＤＤも小WW HGA Plans and Controls© 2007 Hitachi Global Storage Technologies

性を保証するＲＡＩＤ（Redundant Alley Inexpensive
Drive）の時代へ変遷した 1980 年代後半から 1990
年代前半の時期であった。その頃、ミニコンに搭載された 5.25 インチのＨＤＤや業務用パソコンに搭載された 3.5 インチＨＤＤが登場し、生産台数を伸ばした。
そしてＨＤＤ単独で販売するビジネスが始まった。そもそもミニコンや業務用パソコンとして開発された型化していった。ＨＤＤの小型化に拍車が掛かったのは、1 台で高信頼性大容量の磁気記録を保証するＳＬＥＤ（Single Large Expensive Drive） の 時 代 か ら、
複数の小型のＨＤＤを搭載し、システムとして高信頼
図1

日立GST小田原工場の全景写真

5.25 インチＨＤＤや 3.5 インチＨＤＤが、大型磁気ディスク装置に搭載されるようになり、ＲＡＩＤシステム
時代の開幕となった。1995 年頃からポータブルＰＣ、
ノートＰＣの需要の伸びに従って、省エネ、耐衝撃性に優れる 2.5 インチＨＤＤの需要が増大、生産台数も飛躍的に大きくなった。2003 年以降、サブノートＰＣ、ポータブルオーディオ用として、1.8 インチＨＤＤ、
携帯電話やビデオカメラ、ＰＤＡ用に 1.0 インチＨＤ
Ｄを開発し、生産、販売したが、ＨＤＤに比べ、駆動部が無く、省エネ性、耐衝撃性に優れているフラッシュ
メモリにその市場を席巻されてしまった。ただしノー
トＰＣ、ディスクトップＰＣ、ＨＤＤレコーダー、サーバー等、省エネ性、耐衝撃性よりも、記録容量のコ
ストパフォーマンスが優先される市場では、2.5 イン
チや 3.5 インチのＨＤＤが独壇場であり、市場も年率20％で伸びている。ＨＤＤの新しい分野としては、カーWW HGA Plans and Controls© 2007 Hitachi Global Storage Technologies

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図4－

事例２ ハードディスク製造システム

HDDの記録密度向上の変遷

図5

HDD用磁気円板の歴史෇ᯈ䛾ᑠᚄ໬䛸㻴㻰㻰ᑠᆺ໬㻴㻰㻰䛾኱䛝䛥䠄䝣䜷䞊䝮䝣䜯䜽䝍䠅グ㘓ᐦᗘ咁各呄吪吚吟䠋ᖹ᪉叻呉吘咂

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ナビ用、外付けのリムーバブルＨＤＤ（i-VDR）等が開発、製品化されている。先ほどの図 3 には、大型Ｈ
ＤＤと同様に日立小田原工場がスタートした時から開発、生産を開始していた磁気ドラム装置、磁気テープ

る。ＩＢＭ ＲＡＭＡＣの 24 インチ円板に始まり日立小田原工場では 14 インチ円板から開発、生産を開始し装置等の生産の歴史や、1980 年代に入って、開発、生産を開始した光ディスク装置や半導体記憶装置の小田原工場での歴史を記載した。

あった。ＨＤＤの小型化に伴い円板の小型化が 14 イ
ンチ→ 9.5 インチ→ 8 インチ→ 6.5 インチ→ 5.25 イ
ンチ→ 3.5 インチ→ 1.8 インチ→ 1.0 インチと進んで行ったが、最近は 1.8 インチ、1.0 インチのＨＤＤの開発、生産がフラッシュメモリの台頭により中止になった為、現在生産されている円板サイズは、3.5 イ
ンチと 2.5 インチのみとなった。素材の方はノートＰ
Ｃの出現により、それに搭載される 2.5 インチＨＤＤ
は、耐衝撃性の面からガラス素材の円板が採用されるようになった。従って現在、3.5 インチ円板はアルミ材、2.5 インチはガラス材の円板を生産している。そして磁性膜も塗布からスパッタに移行し、高密度化に対応していった。

た。当初はアルミ材をダイアモンド施盤で表面を鏡面に削り、それに磁性剤を塗布した磁性膜塗布円板で日立小田原工場がスタートした 1966 年から現在
2008 年にいたるまで、開発、生産、販売を継続している製品は、ＨＤＤのみである。他の外部記憶装置は、全て小田原工場、又市場から消えていった。日立小田原工場は、約 42 年に渡って最先端の技術を駆使してＨＤＤを開発、生産し続けている。そして現在でも世界の第一線で活動し続けている事実は、栄枯盛衰の激しいこの業界では奇跡に近い事である。

○ＨＤＤの記録密度向上の歴史

図 6 は、磁気ヘッドの歴史を示すものである。磁

図 4 はＨＤＤの記録密度向上の変遷を示すもので、縦軸は記録密度（キロビット / 平方インチ）を対数で表し、横軸は年代を示す。世界最初のＨＤＤ（ＩＢＭ
ＲＡＭＡＣ）が開発されて以来、記録密度は級数的に伸びた。薄膜ヘッドが出現して、年率 25％のアップ。

気ヘッドも記録密度の伸び、及びＨＤＤの小型化に伴ってスライダーの大きさもミニ（100％）、マイクロ（70％）、ナノ（50%）、ピコ（30%）、フェムト（20%）と、現在ではルーペで見ないと見えない位小さくなっ
図6 磁気ヘッドの歴史

ＭＲヘッドやＧＭＲヘッドの開発によって、年率 60％アップし、2000 年代後半に入って垂直磁気記録やＡ
ＦＣ円板の開発によって年率 100％アップした。そし䛂☢Ẽ䝦䝑䝗䠄䝇䝷䜲䝎䠅䛃䛾ᑠᆺ໬て 2011 年には１テラビット / 平方インチを実現する
見通しが得られている。この凄まじい記録密度の向上
によって、ＨＤＤの大容量小型化が実現出来、ノート
ＰＣや情報家電にも搭載出来る価格になった。
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○ＨＤＤ用磁気円板＆磁気ヘッドの歴史
図 5 は、ＨＤＤ用の磁気円板の歴史を示すものであ

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図7－

事例２ ハードディスク製造システム

HDD組立ファブの歴史

図8

大型HDD組立専用クリーンルーム概要

䡴䢔䡬䢙䢕䡬䢍WW HGA Plans and Controls© 2007 Hitachi Global Storage Technologies

WW HGA Plans and Controls© 2007 Hitachi Global Storage Technologiesている。ヘッドの材質、構造もフェライトの巻線構造から、薄膜ヘッド、ＭＲヘッド、ＧＭＲヘッド、ＴＭ

インチ組立ラインで、１スピンドル 1200 ＭＢの当時としては世界最大級の容量を持つＨＤＤであった。
14 インチの円板を 13 枚、ヘッド 42 本、部品総点数
570 点、外形寸法 750㎜（L） 400㎜（W） 300㎜

Ｒヘッドそして垂直磁気ヘッドと移り変わり、高密度化に対応して来た。

（H）、重量で 80kgf というもので、２人掛かりでないと持ち運べないＨＤＤであった。（表 1 参照）○ＨＤＤ組立ファブの歴史

I-2．ＨＤＤ組立ファブの事例紹介

上記したＨＤＤ以前の 14 インチ大型ＨＤＤは、ＩＢ
ＭコンパチブルのものでＩＢＭのＨＤＤ製品と寸分違わずにコピーして国内で生産、販売していた。1982 年に起きたＩＢＭ事件を境に、オリジナル設計に切換わり、その第１号が１スピンドル 600 ＭＢのＨＤＤで、第２号が上記した１スピンドル 1200 ＭＢのＨＤＤであった。オリジナル第１号の 600 ＭＢのＨＤＤはコン
タミ面での品質問題を起こしたため、1200 ＭＢＨＤＤ
では、徹底的にコンタミの除去を図った。そのため大型ＨＤＤ組立専用の防塵棟（D 棟）の建設から実施し、図 8 に示す日立では初めての本格的クリーンルーム
を 1983 年に建設した。そのクリーンルームに設置す○ 14 インチ大型ＨＤＤ組立ファブの事例

る組立ラインは、図 9 に示す全長 34m で、洗浄工程を含めると 40m のライン。本ラインは無塵、無人化のコンセプトからスカラ型の組立ロボットを自前でク

筆者は 1970 年に日立小田原工場に入社し、定年（60歳）を迎えた 2006 年の 36 年間、一貫してＨＤＤの製造、生産技術部門を担当してきた。その関係で 14インチから 5.25 インチ、3.5 インチ、2.5 インチ、1.8
インチ、1.0 インチ等のＨＤＤ組立ファブに係って来ました。図 7 に筆者が係って来たＨＤＤ組立ファブの歴史を示す。そして次章でその事例を紹介する。

リーンロボットに改造（当時はまだクリーンロボット

筆者が手掛けた最初のＨＤＤ組立ファブは、この 14表114インチ大型HDD製品仕様

図914インチ大型HDD組立ライン概要

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事例２ ハードディスク製造システムが市販されていなかったため）して使用し、工程自動化率 68％の本格的な自動組立ラインであった。本組
立ラインは、工作のＦＡラインと円板の全自動塗布ラ

図10

5.25インチ小型HDD組立ライン概要

インと共に、日立の社長ＦＡ賞を受賞した。建屋の建設から、クリーンルームの建設、そして本格的な自動組立ライン等、百数十億円の大きな投資を実施したが、生産能力は 480 台 / 月から 2000 台 / 月に伸び、製造原価も従来の 600 ＭＢＨＤＤの 50％で実現出来た。
14 インチ大型ＨＤＤは、1980 年代後半から国内市場だけでなく輸出も本格的に始まり、1990 年には、小田原工場の売上は 200 億円 / 月を超え、利益も 28 億円 / 月を達成する等、大型ＨＤＤの黄金期を迎えた。

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セプトと本ラインで開発導入したユニットコンベア、
横行コンベア、キット配膳パレット、そして機種切換○ 5.25 インチ小型ＨＤＤ組立ファブの事例
5.25 インチ小型ＨＤＤは、ミニコン搭載用のＨＤＤとして開発されたので、大型ＨＤＤのようにメインフ
レームの外部記憶装置としてのシステム販売でなく、ＨＤＤを単体販売するものであった。従って生産台数
も大型ＨＤＤの一桁上で、40 〜 50K 台 / 月、コスト
は 1/10 〜 1/20、
外形寸法もフルハイト版が 203㎜（L）
146㎜（W） 85㎜（H）、重量は３kgf、円板は 5.25
インチサイズのものが４〜８枚、ヘッドは８〜 15 本であった。
（表 2 参照）
大型ＨＤＤの開発サイクルは、３〜４年であったが、5.25 インチ小型ＨＤＤは１〜２年になり、同じ組立ラインに多機種を混流して流さなければならなかった。
5.25 インチ小型ＨＤＤの組立ライン構築の目的は低原
価、高性能、高品質の小型ＨＤＤを量産する事であった。従って組立ラインは、多機種にフレキシブルに対応出来、かつ投資額も低く抑える必要があった。図10 に 5.25 インチの小型ＨＤＤ組立ラインの全景とラ用センサーを示す。本ラインは大型ＨＤＤの組立ラインのように専用の高クリーン度（クラス 100）なグレー
チング床のクリーンルーム内に設置するのではなく、コンクリート床で、室内をクリーン塗装し揚圧にした
クラス 10k の部屋に設置した。そしてクラス 100 のクリーン度は、コンベア上の部品が流れるエリアだけに限定した。この局所クリーン化を可能にしたのが、ユニットコンベアと横行コンベアで、その中をキット配膳された部品が搬送される。又、多機種混流に対応するため開発したのが、新明和工業と共同開発した直行型クリーンロボットで、本ラインに 10 台導入した。
機種切換用センサーはキット配膳用パレットに取り付けられた穴開きプレートで機種を判別して組立ラインのロボットの動作プログラムを自動切換えし、多機種混流に対応した。本ラインは、1986 年に日立小田原工場に設置され、４年間稼動し、その後次の項で説明する茨城分工場（ＩＢ工場）に移設し７年間の計 11
年間稼動した。

イン仕様を示す。又、図 11 には本組立ラインのコン

表25.25インチ小型HDD製品仕様

図11 HDD組立ラインのコンセプトと各モジュール図ேᡭసᴗ叏ሙྜ ⮬ືᶵ叏ሙྜ䢑䢂䡫䢀䡶䢙䢉䢚䡭እほᅗ䢑䢂䡫䢀䡶䢙䢉䢚䡭䛾⏝㏵

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総合レポート䛽䜙䛔㻝㻠 䜻䝑䝖㓄⮃໬䝴䝙䝑䝖䝁䞁䝧䜰ㄝ᫂ᅗ䞉䝽䞊䜽䛾೵⁫୰䚸㐠ᦙ୰䛾䚷䝂䝭௜╔䜢ᑡ䛺䛟䛩䜛䞉䜽䝸䞊䞁䜶䝸䜰䛾๐ῶᶵ✀⮬ືษ᥮䛘᪉ᘧᶓ⾜䝁䞁䝧䜰ㄝ᫂ᅗWW HGA Plans and Controls© 2007 Hitachi Global Storage Technologies

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ミニマルファブ構想とその適用可能システムの実状

表3－

事例２ ハードディスク製造システム

3.5インチ小型HDD製品仕様
DK312C-25

ᶵ✀ྡ

DK314C-41

図12 茨城分工場（IB）の物流

DK324C-21A DK315C-14

DK325C-57

DK326C-10

Product Name
ᅇ ㌿ ᩘ 䠄rpm䠅

3,600

3,600

3,600

4,500

4,500

㠃 グ 㘓 ᐦ ᗘ 䠄Gb/in2䠅

58.1

72.7

75.5

146.5

146

ᾘ ㈝ 㟁 ຊ 䠄W 䠅O peratin䠉ᾘ ㈝ 㟁 ຊ 䠄W 䠅Idle-

13W (TYP)-

11.7W (TYP)

-

-

-

-

6,300
246
-

10.5W (TYP)

-

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6

7

3

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12

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7

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900

900 -

-

500 -

3G

3G

6G

3G

3G

5G

40G(10ms:
hsw )146.0 x 101.6
x 41.340G(10ms:
hsw)
146.0 x 101.6
x 41.3

60G(10ms:
hsw )146.0 x 101.6
x 25.440G(10ms:
hsw)
146.0 x 101.6
x 41.340G(10ms:
hsw )146.0 x 101.6
x 25.440G(10ms:
hsw)
146.0 x 101.6
x 25.4

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54,000 JPY
110Kྎ

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WW HGA Plans and Controls© 2007 Hitachi Global Storage Technologies○ 3.5 インチ小型ＨＤＤ組立ファブの事例

キット配膳、多機種混流等はそのまま取り入れた。Ｉ
Ｂ工場では組立ラインの構築と同時に、場内の部品物流に注力した。ＩＢ工場は４階建てのビルで、４Ｆに部品自動倉庫を設け、１Ｆの検収場に到着した部品は、

日立小田原工場で開発した 3.5 インチ小型ＨＤＤはミニコンや小型サーバー搭載用のハイエンドのＨＤＤで、ディスクトップＰＣ搭載用のローエンドのＨＤＤは開発していなかった（現在、日立ＧＳＴでは主力製品の１つとして、ディスクトップＰＣ搭載用 3.5 イ
ンチ小型ＨＤＤを開発、生産、販売している）3.5 イ
ンチ小型ＨＤＤは、3.5 インチ円板３〜 10 枚、ヘッ
ド６〜 12 本、外形寸法 146㎜（Ｌ） 101.6㎜（Ｗ）
41.3㎜（Ｈ）及び 25.0㎜（Ｈ）、重量は 500gf 〜
900gf/ 台、コストも 5.25 インチ小型ＨＤＤ１/2 〜
1/3。
（表 3 参照）
本組立ラインは、重厚長大の産業に陰りが見えてきた茨城地区の産業の活性化の為に、当時業績が一番好調であった日立小田原工場の分工場を茨城地区の勝田工場の敷地内に建設し、そこに小型ＨＤＤの生産ラインを移すことになった。その時に、3.5 インチ小型Ｈ
ＤＤは新規にラインを構築し、5.25 インチ小型ＨＤＤ
は小田原工場から移設した。本プロジェクトは、当時日立の社長であった三田社長のお声掛りで開始された
ため、本社スタッフ部門を巻き込んで、投資計画立案、検査後４Ｆにエレベーターで上げられ、部品倉庫に入庫される。２ＦのＨＤＤ組立ライン、及び３ＦのＰＣ
ＢＡ（実装基板 ) 組立ラインからの要求により、部品を出庫、ピッキングして、コンベアとダムウェータ（小荷物専用昇降機）で２Ｆ、３Ｆに配送される。２Ｆに自動配送された部品は洗浄ラインに導かれ、洗浄後ク
リーンルーム内の組立ラインの先頭に配膳され、そこでキットにして組立ラインに流す。組立が完了したＨ
ＤＤはクリーンルームから出て無人搬送車で、ＨＤＤ
試験ラインに搬送し、試験完了合格品は１Ｆで梱包出荷される。図 12 はＩＢ工場の物流を示す。図 13 は 3.5インチ小型ＨＤＤ組立ラインの全景を示す。3.5 イン
チ小型ＨＤＤ組立ラインは 1989 年〜 1996 年の 7 年間稼動した。そして 1996 年にＩＢ工場閉鎖（工場は現在ルネサスの半導体工場の１つとして活用されている）と共に、5.25 インチ小型ＨＤＤは生産を中止し、3.5インチ小型ＨＤＤの生産ラインは、日立小田原工場に戻し、ＲＡＩＤシステム用のＨＤＤの生産に寄与した。

分工場（ＩＢ工場：ＩＢは " 茨城 " に由来）建設、生産ラインの新設及び移設を 20 ヶ月で実行した。本プロ
ジェクトは、茨城地区に小型ＨＤＤの生産拠点を作る

図13

3.5インチ小型HDD組立ライン全景という事で、ＨＤＤの組立ラインは勿論、ＨＤＤの試験ライン、部品のＰＣＢＡの製作ライン、工作設備等全て移管した。又、スタッフや直接員も茨城地区の各工場から移籍、小田原で事前教育してＩＢ工場開設時に送り込んだ。
3.5 インチ小型ＨＤＤ組立ラインは、ＩＢ工場建設立
上と同時に新設ラインを設置し稼動させた。ラインのコンセプトは 5.25 インチ小型ＨＤＤ組立ラインと同じで、モジュール化したクリーンユニットコンベア、
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事例２ ハードディスク製造システム○ 2.5 インチＨＤＤ組立ファブの事例

図14 2.5インチHDD組立ライン概要

日立小田原工場は、大型ＨＤＤによる絶頂期（1990年〜 1991 年）を過ぎて大型ＨＤＤもＳＬＥＤからＲＡＩ
Ｄへのシフトが始まった。そのためＨＤＤのダウンサ
イジングが加速し、ＨＤＤの大量生産による低価格を武器にする外国メーカの台頭についていけず、小田原
工場は減収、減益が続き、1995 年には赤字に転落した。小田原工場も前述したミニコンや小型サーバー向けに開発した 5.25 インチや 3.5 インチのＨＤＤを生産販売したが、大型ＨＤＤの減収減益を埋める事は出来なかった。その頃米国のＨＤＤメーカ中心に、3.5
インチＨＤＤよりもさらに小型の 2.5 インチ、1.8 イ

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Ｗとした。

ンチ、1.3 インチＨＤＤの開発が、ＭＲヘッドの出現による高密度化に伴って相次いで始まった。それを受

2.5 インチＨＤＤ組立ラインの方も「世界に通用する高効率組立ライン−東南アジア生産に負けない高効

けて日立小田原工場も 1.8 インチ、2.5 インチＨＤＤの同時開発に着手した。1.8 インチ、2.5 インチＨＤ
Ｄの開発課題は、ポータブルＰＣやノートＰＣに搭載されるため、耐衝撃性、省エネ性を従来のＨＤＤよりも格段に良くしなければならない事。そしてＨＤＤの外形寸法の小型に伴い、ＰＣＢＡの小型化と片面実装化が課題であった。耐衝撃性については、円板の素材
をアルミ材からガラス円板に変えて、又リード、ライト時以外はヘッドがランプロードエリアに退避する方式を採用する事によって対応した。省エネ性に関して
は、円板サイズが小型になる事による風損の減少、及び回転動作抵抗の少ない、動圧軸受けを採用する事によって対応した。又ＰＣＢＡの小型化、片面実装化に関しては、米国のベンチャー企業であるミニスター社と業務提携をして、技術導入を図った。そして 2.5 イ
ンチＨＤＤの開発目標は、同じ記憶容量の 3.5 インチ
ＨＤＤの原価 1/6、容積 1/3、耐衝撃性は、3.5 インチ
ＨＤＤの３Ｇに対し、150 Ｇ（現在は 500 Ｇ〜 1000率ライン−」と言うコンセプトで、製造原価（財管費＋間接費＋直労費）が 3.5 インチＨＤＤの 1/10 をターゲットにして開発、そして国内で立上、生産を開始した。本組立ラインのコンセプトと特徴を表 4 に、ラインの概要を図 14 に示す。本組立ラインの特徴は、
多機種混流生産が可能で、新機種への切換が短時間で出来る構造とした。部品ストッカをラインサイドに設置して、ストッカから直接移載ロボットによって、組立ワークセルに部品を自動供給するようにした。これ
により部品の入出庫、ピッキング、配膳等の作業を不要にした。本組立ワークセルは今で言う、ロボットによるセル生産を 1993 年に実現したものである。本組
立ワークセルは、1 台のロボットでハンドチェンジしながらＨＤＤの全部品を 10 台ずつ組立てるもので増産に対しては、必要増産数に従って本組立ワークセルを増設して行く。又、新機種に対してはロボットのハンドの製作と、ワークセルのロボットのプログラム変更のみで対応出来るようにした。そして図 15 に示すＧ）。消費電力も 3.5 インチＨＤＤの 10 Ｗに対して４

ように、本ラインでは、生産管理と原価管理が自動集
図15 生産管理・原価管理システム図

表4 2.5インチHDD組立ラインのコンセプト䠘≺䛔䠚ୡ⏺䛻㏻⏝䛩䜛㧗ຠ⋡⤌❧䝷䜲䞁䠄ᮾ༡䜰䝆䜰䛻㈇䛡䛺䛔㧗ຠ⋡⤌❧䝷䜲䞁䠅䠘䝁䞁䝉䝥䝖䠚
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事例２ ハードディスク製造システム

計、モニタ出来るように、組立ラインのシステムにその機能を組み込み、管理コストの削減も図った。本

程の海外生産のフィジビリティスタディを、1993 年にスタートした。1993 年の６月から半年で、東南ア組立ラインの能力は、30k 台 / 月で、小田原工場の一般棟（B 棟）に設置、組立や部品を搬送するエリアだ
けをクラス 100 のクリーントンネルにして、クリーンルームの建設コストを削減した。本組立ラインは

ジア６カ国、30 ヶ所の工業団地を、３回に渡って調査し、最終的にフィリピンのラグナテクノパークに候補地を決定した。1994 年１月に日立本社の常務会

通称ＦＡＴ（Final Assembly Test）ラインと呼ばれ、1993 年〜 1997 年の５年間に小田原工場内に２ライン設置し、50k 台 / 月まで国内生産した。

に海外（フィリピン）工場建設及び 2.5 インチＨＤＤとヘッドの後工程の生産展開を答申し、認可された。
1994 年の２月に工場建設に着手し、その年の 12 月に完成。翌年の正月早々から設備を搬入立上し、その年の 10 月に操業を開始した。以上のように本プロジェ
クトは、日立としては異例の速さで承認、短期間に工場建設そして生産立上を行った。今考えると（1995
年下期から連続５期、小田原工場が赤字に転落した現実を見ると）このタイミングを逃していたら、フィリ

II．ＨＤＤにおけるミニマルファブ構想としてのクリーンセル生産方式の事例紹介と多角形セル生産方式の提案

ピン工場（ＨＩＣＡＰ）の建設も、2.5 インチＨＤＤの海外展開も実現していなかったと考えられる。

II-1 ＨＤＤ海外量産拠点におけるクリーンセル生産の事例紹介○フィリピン工場（ＨＩＣＡＰ）でのＨＤＤ生産○ 2.5 インチＨＤＤ生産の海外展開
ノートパソコン市場の急激な伸びに従って、1991
年頃から小型ＨＤＤメーカの海外競合他社は東南アジ
アのシンガポールやタイに安い労働力を目的にＨＤ
Ｄ組立が海外展開された。そのＨＤＤに組み込まれるヘッド（ＨＧＡ）やベースモータ、カバー、キャレッジ等の機構部品そしてＰＣＢＡ等の電子部品のサプラ
イヤも東南アジアに展開していった。図 16 に 1993
年当時の東南アジア及び中国に展開されたＨＤＤメー
カと部品サプライヤの分布を示す。日立小田原工場は、
当初 2.5 インチＨＤＤを国内生産で頑張っていたが、需要の伸びに対応する生産拡張スペースが小田原工場
内に無かったため、2.5 インチＨＤＤ及びヘッド後工

当初ＨＩＣＡＰには国内で稼動していたＦＡＴライン
を移設しようと考えていたが、そのラインを維持管理する人材が現地に育っていなかったので移設を断念した。その為ＨＩＣＡＰでの 2.5 インチＨＤＤの組立は、クリーンブースを継ぎ、その中に作業テーブルを並べて置き、手作業でＨＤＤを組み立てる手組生産ラインを導入し、生産を開始した。1995 年の 10 月にＨＤＤの生産を開始したが、生産数も月 10 万台になかなか届かず、コンタミ等の品質問題を多発した。一方ＨＩ
ＣＡＰの親工場である小田原工場は 1995 年下期から赤字に転落し、危機的な状況であった。そのため、日立本社からはその元凶の 2.5 インチＨＤＤの開発、生産を止めるべきという意見も出た。しかし、ノートパ
ソコン市場の伸びが大きく、2.5 インチＨＤＤの需要拡大が見込まれていたので、当時の日立の金井社長の決断で 2.5 インチＨＤＤの開発、生産の続行が決断され、増産投資も認められた。本投資によるＨＩＣＡＰの図16 HDD関連Assy・部品メーカの分布（1993年当時）

生産能力増強と生産性及び品質の向上の命を受け、筆䠘ซ౛䠚 ➇ྜ䝯䞊䜹

者は 1998 年２月にＨＩＣＡＰのＨＤＤ製造担当副社長として赴任し、ＩＢＭと統合した 2003 年１月に帰任した。その間、大手パソコンメーカのＣＯＭＰＡＱ，
ＤＥＬＬ，ＩＢＭ等の厳しいオーデットをクリア（認定合格）し、受注拡大を図った。図 17 に示すように、

㛵㐃Assy䞉㒊ရ䝯䞊䜹

赴任当初の 1998 年２月の生産台数は 100k 台 / 月そこそこであった 2.5 インチＨＤＤの生産台数は、2007
年末には 700 ｋ台 / 月を達成した。又、2000 年から
は小田原工場で生産していたＲＡＩＤ用の 3.5 インチＨ
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事例２ ハードディスク製造システム

図17 HICAPでの2.5インチHDDの生産推移

年度~ 1998

1999

2000

2001

2002

~ H10

H11

H12

H13

H14

激しい市場の要求③(ﾓﾊﾞｲﾙ用2.5型 HDD)

従来型一貫
合理化ﾗｲﾝ①半年毎の機種切替や需要変動に柔軟に対応①短いﾗｲﾌｻｲｸﾙ
・サイクル：約１年半
・この間に、- できるだけ・売る- 残財を持たないが高収益のﾎﾟｲﾝﾄ

4

10
8
7
6

機種Ａ

DK20E
DK206
DK209

DK20A

②短い開発周期②生産性向上・サイクル：約半年

開発の効率化が
必須

③品質向上
不良率

DK208

DK20D

DK20C

1

生産量

DK207

DK20B

䠡䡔䠿䡁䡈䡈䡁䡊䡐

容量︵ＧＢ／台︶

60

②

40

30GB

③３世代生産60GB・立上げ/量産/終息の３製品同時生産

40GB
4.1GB 6.5GB

10GB

12GB

20GB

䠡䡔䠿䡁䡈䡈䡁䡊䡐

目標

目標

①

T

2

急激な、生産の立上/縮小が必須

300

20

機種Ｂ

9
2

4
3

400

100

機種Ｃ

12
11

5

200

16
15
14

13
3

1

500

セル方式生産ﾗｲﾝ䠄䠯䠰䠮䠅䝟䜲䝻䝑䝖䝷䜲䞁

17

生産ライン数600︵ｋ台／月︶

ＨＤＤ生産 ＆ ロードマップ

2.5”

生産台数推移700

図19 クリーンセル生産方式の利点

セル間競争
１ ２ ３ ４ ５ ６

日々ﾌﾟﾛﾀﾞｸﾄﾐｯｸｽを変えた生産が必須

１ ２ ３ ４ ５ ６

レベルアップセル

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セル

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ＤＤの生産もＨＩＣＡＰに移し、これも移管当初 10 ｋ
台 / 月であった生産数を 110 ｋ台 / 月まで伸ばした。
そして小田原工場の赤字の元凶でお荷物であった 2.5
インチＨＤＤが生産を増大し、業績改善の原動力となって 2002 年下半期には、小田原工場、ＨＩＣＡＰ連結で、黒字を達成した。それと同期して小田原工場は、ストレージビジネスとＲＡＩＤシステムビジネスを分離独立させ、又、ストレージ部門は 2003 年１月にＩ
ＢＭのストレージ部門を吸収合併し、現在の日立ＧＳＴの創立となった。

○クリーンセル生産方式の導入
ＨＩＣＡＰでの 2.5 インチＨＤＤ組立ラインは、従来のクリーンブース内に作業台を並べ、手作業で組立てる手組ラインに代わって、図 18 に示すクリーンセル
生産方式を導入した。本方式はＵ字コンベアに、品質的に人手作業では問題がある工程（円板組立とディス
ククランプネジ締工程）のみローコストの自動組立装置を導入。残りの工程は人手で組立てる１ライン 14
人の組立ラインと、ＨＤＤの円板にヘッドが読み書きする時の位置決め用のトラックを高精度に書き込む

サーボトラックライタ（ＳＴＷ）をセットで幅 2.4 Ｍ、長さ 10 Ｍのクリーントンネル内の中央部に設置したものをクリーンセルと呼び、そのセルを複数、部品供給用の通路として使用するクリーントンネルで繋いだものをクリーンセル生産方式と称した。このクリーン
セル生産方式では、クリーンセルとクリーントンネル
部だけをクラス 100 を確保し、それ以下のクリーン
ルームのエリアはクラス 10 ｋにした。
１クリーンセルの生産能力は 2002 年当時 1600 台/ 日・ｾﾙ、そして 32 セル保有していたので 50 ｋ台 /日の能力を保有していた。図 19 に示すように、本ク
リーンセル生産方式では、セル毎で生産数や品質の向上を競い合う事が出来、又、需要の変動に細かく対応可能で機種の切換も短時間に出来る利点を保有する。
このクリーンセル１本を親工場である小田原工場の開発、試作部門に設置しておき、ここで新機種を立上て、そのプロセスや治具、設備をＮ倍化してＨＩＣＡＰに移管することで新機種の垂直立上げが可能になった。この方式の導入によって開発から量産の死の谷を無くすことが出来るようになった。

○部品配膳システム
図18 クリーンセル生産方式概要

図20 部品配膳システム㒊ရ㓄⮃䝅䝇䝔䝮
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図 20 は、このクリーンセルに組立部品を 30 分毎に配膳する部品配膳システムを示す。従来ＨＤＤの組事例２ ハードディスク製造システム○ＨＩＣＡＰ工場内物流のコンセプト

立部品は、部品倉庫から出庫された部品は洗浄され、クリーンルーム内に持ち込まれる。そしてラインサイドのクリーンブース内の保管棚に３日分くらい保管していた。各ラインのラインリーダは、生産指示に従って部品保管棚から自分のラインに投入すべき部品を探し、ラインに投入する方式を採用していた。しかしこの方式だと部品取込み間違いや、目的の部品を探すのに時間を要し、ラインを切換えるのに２日間くらい要していた。クリーンセル生産方式を立ち上げるのと同期して、図 20 に示す部品配膳システムも立上げた。
これはクリーンルームに投入する前の事前準備（開梱、洗浄カゴへの部品配膳等）エリアと洗浄中及び洗浄した部品を機種別にトレーに入れて保管するエリアに
0.5 日分。そして各ラインに対応した部品保管棚に 0.5
日分の部品を機種別に整理して保管した。そして以上のエリアをパーツセンタと呼び、クリーンセルの組立エリアと完全に分類した。そして、このクリーンセル
毎の部品棚から各クリーンセルの先頭にある小さな棚に専任の配膳マンが 30 分毎に配膳する。各セルのラインリーダは配膳された部品をライン先頭でキット配膳パレットにピッキングしてラインに投入する。そして組立が完了したＨＤＤは専用の運搬ケースに入れられ、これも 30 分毎に専任の回収マンが回収して行く。
従ってこの配膳システムを採用してからは、部品配膳
間違いや欠品がなくなり、１時間毎のライン切換が可能になった。そして生産変動や機種切換にフレキシブ
ルに対応出来るようになった。又従来はクリーンルー
ム内に４日分仕掛かっていた部品はパーツセンタエリ

組立が完了したＨＤＤは、２Ｆのクリーンルームから１Ｆの一般環境エリアにダムウェータを使って降ろし、ＰＣＢＡ基板をＨＤＤ本体に取り付けた後、全数３種類のテスタにかけられ合格したＨＤＤは、ＨＤＤの外側にバーコード付ラベルを貼って梱包、出荷する。
又ＮＧ部品はテスタのＮＧコード別に分類し、テスタの自動リペア指示に従ってＰＣＢＡ基板が取り外され、ＨＤＤ本体のみエア洗浄されクリーンルーム内に戻される。そしてＨＤＤはリワークラインで分解され不良部品を交換し、再度組立ラインに戻され組立てられる。図 21 に工場全体の物流フローを示す。ＨＩＣ
ＡＰ内の部品物流のコンセプトは、①一方向流し②最短の移動距離③部品の検収から洗浄、組立、試験、梱包、出荷するまで停滞なく流れるようにする事であった。
図 22 に示すように従来工場に部品が入って来て、製品が出荷されるまでのリードタイムは 16 日間要していたのに対し、場内の物流改善と、後の章で述べるミルクランの導入によって 3.5 日間になり、従来の 1/5に縮まった。

図22 場内物流フローとリードタイム改善

アの１日分だけとなった。

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図21 HICAP工場内物流フロー

図23 「WINPAQ」システム
WINPAQ䝣䝻䜰䝺䜲䜰䜴䝖 & 〇㐀ᕤ⛬≀ὶ䝣䝻䞊䝃䞊䝪䝖䝷䝑䜽䝷䜲䝍䞊

2F

H/S

2.5䇾
2.5䇾
HDD⤌❧
HDD⤌❧

Assembly

Assembly
HDD

3.5䇾
3.5䇾
HDD⤌❧
HDD⤌❧

Ὑί

モニタリング䢆䢛䡬䡾䡺䢙䡼䡬

インプロセスデータ

バーコード
Ვໟ/
Ვໟ/ฟⲴ಴
ᗜ

1FＰＫ

䝦䝑䝗䠖䝇䝷䜲䝎䞊ຍᕤ

部品/作業トレース

ｲﾝﾌﾟﾛｾｽ/環境/試験ﾃﾞｰﾀﾄﾚ
ｰｽﾃﾞｰﾀ,生産動態ﾃﾞｰﾀ
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部品/HDD生産動態

ﾘｱﾙﾀｲﾑ把握
ｸｲｯｸな対応

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テスタ

出 荷

温度･湿度･塵埃
密閉

塵埃

㒊ရ಴ᗜ

⤌❧䢓䡮䢙 ｾﾙNO.1

テスタ

カバー

ﾊﾟｯｹｰｼﾞ

高さ

ﾍﾞｰｽAssy

ＳＴＷ

2.5䇾
2.5䇾 ヨ㦂

荷重䝠䞊䝖䝷䞁

試験ﾃﾞｰﾀ

クリーンセル
円板

㦁㡢ヨ㦂

円板

䝟䝑䜿䞊䝆
ྲྀ௜

ヘッド

3.5䇾
3.5䇾 ヨ㦂

䜶䞊䝆䞁䜾

ベース

䝠䞊䝖䝷䞁 1

FIT

倉 庫

䢈䡣䡮䢁䢕
䝏䜵䝑䜽

䜶䞊䝆䞁䜾

配 膳

䝠䞊䝖䝷䞁2䝥䝸䝔䝇䝖

環境ﾃﾞｰﾀｾﾙNO.32

ヘッド

䝥䝸䝔䝇䝖

ETF

䝟䝑䜿䞊䝆
ྲྀ௜

生産動態

トレーサビリティ

䝸䝨䜰
䝷䜲䞁

䝃䝤⤌❧

䜶䝺䝧䞊䝍

インプロセス生産／品質状況のリアルタイム収集と自動集計・分析システム
WINPAQ：World Class In-process Information System
for Production And Quality Innovation

HSA⤌❧ミニマルファブ構想とその適用可能システムの実状－

事例２ ハードディスク製造システム

図24 HICAPの場内物流および情報システム系統図
STR：情報指示系：物流系

設計開発部門ECR-DB/Agile(ECR,BOM)（図面・仕様）図25 「ミルク･ラン」の概要
ᑟධ๓

フェーズ３
（予約・受注）（ﾌｫｰｷｬｽﾄ・受注）

HICAP 支援部門
SCPLAN

サプライヤ

E2Open 及び日立物流
システム活用㻞䡚㻟᪥ศ䜎䛸䜑䛶〇ရ䜢⣡ධ㻴㻵㻯㻭㻼䛜ྛ䡷䢈䢛䢓䡮䢐䡬䜢ᕠᅇ䛧䡠

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日本国内

VMI

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10km

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海外

VMI

日本国内カスタマ

VMI

不良解析
フェーズ１

ᅜ㝿✵
䜻䝱䝡䝔䜱

ＲＳＤ

ヘッド/HDD
製造

VMI
VMI

ＳＴＲ

IMI

HDD WINPAQ

製品発送センタ

日本電産(比)（3次）製造管理・原価管理

VMI

販社

JIT配送

（2次）販売・資金・倉庫管理

ＣＴＯ作業

PCBA
テスト
修理

フェーズ２

SAP （1次）購買・財務会計/R3

受入検査・部品倉庫

フィリピン国内

その他

ベンダＪＩＴ倉庫

サプライヤ

ＳＴＲ

海外︵ＳＴＲ含む︶

PCBA
ｻﾌﾟﾗｲﾔ（生産指示）

ヘッドWINPAQ

ᑟධᚋ

䝬䜹䝔䜱
䝬䝙䝷‴

カスタマ
海外販社
国内営業

海外カスタマ

HICAP
円板
ｳｴﾊｰ

䠖ᕤᴗᅋᆅ
10 km

䝬䝙䝷ᕷ⾤

：システム系

䜹䞊䝯䝹䝺䜲஦๓‽ഛ䝷䜲䝖䜹䞊䝯䝹䝺䜲

㻴㻵㻯㻭㻼䡷䢈䢛䢓䡮䢐

E2Open 及び日立物流
システム活用WW HGA Plans and Controls© 2007 Hitachi Global Storage Technologies

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メーカから各社のトラックで、又各社の都合で１日１回納入されていた。その為部品搬入時には各社のトラックが工場の周囲に数珠繋ぎになって待っている事や、各社が同期せず各々が部品を搬入するため欲しい部品が無く、今必要でない部品が山のように部品倉庫○フロアーコントロールシステムとしてのＷＩＮＰＡＱとＨＩＣＡＰにおけるＳＣＭ
以上のクリーンセル生産方式と部品配膳システム及び試験ライン、出荷管理等工場の製造ライン全体のコ
ントロールを支援するフロアーコントロールシステム
としてのＷＩＮＰＡＱを自社開発した。その概要を図23 に示す。このＷＩＮＰＡＱシステムの特徴は部品のトレーサビリティである。32 本の各クリーンセルに間違いなく 30 分毎に供給するためには部品のトレースが出来ることが必須であった。又試験ラインでの合格・不合格の明確な分類、不合格品のリペア指示等にもトレーサビリティ機能は欠く事が出来ない。図 24
はＨＩＣＡＰの場内物流と生産管理システムの全体図を示すものである。又図 24 には購買物流と販売物流及びその支援システムを示しており、本図はＨＩＣＡＰのＳＣＭの全容を示すものである。

に積まれている光景が度々見られた。又、入検時に不良がみつかり大量の欠品が発生し、組立ラインが止まることが何度も発生していた。これらの問題を解決するため、図 25 に示す「ミルクラン」をＨＩＣＡＰのフィ
リピン国内における購買物流に採用した。又海外からの輸入品に関しては、ＨＩＣＡＰの敷地内に部品ＶＭ
Ｉ倉庫を増設して部品メーカの在庫として 2 〜 3 日分保有していた。
「ミルクラン」とは、ＨＩＣＡＰ（実際は日立物流の現地法人ＭＩＦＥＥ）のトラックで、乳製品メーカのトラックが酪農農家で絞りたての牛乳を毎朝回収して回るように、部品メーカで生産した部品を毎日決まった時間に集めて回る運搬方式を言う。
「ミルクラン」の名前の由来もここから来ている。各部品メーカにはカンバン付（生産指示票）標準台車をトラッ

ＨＩＣＡＰでＨＤＤの生産を開始した 1995 年頃は、部品メーカはフィリピン国内には無く、シンガポール

クに乗せて（部品供給型加工外注メーカには組立部品を乗せて）各部品メーカにその台車を届けカンバンの指示に基づき、各部品メーカが生産し、検査が完了し、予め回収用標準台車に搭載された部品をトラックで定やマレーシア、タイそして日本から船便で週に一回のサイクルでまとめ搬入していた。その為部品倉庫も安全在庫として一週間分の在庫を保有していた。その後時回収する。そしてＨＩＣＡＰの組立ラインの生産スケ
ジュールに同期して搬入するようにした。その為搬入した時に部品不良が発見されたのでは即ラインが停止

1995 年に富士通が、そして 1996 年に東芝が、相次いでフィリピンのマニラ近郊にＨＤＤの量産工場を建設し、生産を開始した。それに伴ってＨＤＤの部品メーしてしまうのでＨＩＣＡＰの検査員を部品メーカのラインにはり付け、現地で不良品をはじき、合格品のみを標準台車に乗せて回収させるソースインスペクション

カもフィリピンに進出して来た。ＨＤＤの生産数が増えるのに従って部品も海外からの輸入に変えてフィリ
ピン国内で生産する部品メーカからの供給に徐々に切方式を「ミルクラン」の導入に合わせて採用した。「ミルクラン」導入後はＨＩＣＡＰに搬入された部品は、部品コードと員数だけを確認し入庫登録した部品は、部換えて行き、安全在庫も 2 〜 3 日分になった。筆者が赴任した直後の 1998 年頃はフィリピン国内の部品品倉庫を素通りして台車毎クリーンルーム前室に供給するようにした。その結果前出の図 22 に示した様に
従来メーカから部品が搬入し、クリーンルームに届く○「ミルクラン」導入の背景と結果

ファブシステム研究会

総合レポート

2008

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196

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ミニマルファブ構想とその適用可能システムの実状－

事例２ ハードディスク製造システム

図28 「ミルク･ラン」の事例２

図26 「ミルク･ラン」の事例１（1/2）

トラック運行表「SHIPS：同期生産」
SHIPS : Synchronizing Harmonious Information & Production System

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（IMI ｹｰｽ）

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まで 10 日間要していたものが１日で届くようになった。

め、そしてＨＩＣＡＰで開梱し、台車に移し替えてクリー
ンルームまで搬送していたものをメーカで部品トレー○ＨＩＣＡＰでの物流改善事例
図 26 には、ＨＩＣＡＰと同じ工業団地内にある加工外注メーカと「ミルクラン」を実施した事例を示す。
従来は日に１回部品をＨＩＣＡＰから届け、完成品を回収していた。その為、部品投入から完成品回収まで丸１日かかり、部品や完成品の保管スペースもＨＩＣＡ
Ｐ、部品メーカそれぞれに１日分必要であった。これを小型トラックで１日 24 回往復するようにし、ＨＩＣ
ＡＰの生産ラインと外注メーカのラインが、あたかも一本のラインで繋がっているように同期化させる事により、リードタイムも１日から２時間になり、ストックスペースも１時間分で済むようになった。図 27 には、本「ミルクラン」を開始したその日から仕掛かり
が 75％に減った事例を示してある。図 28 は、ＨＩＣ
ＡＰから 30㎞程の距離にある加工外注メーカ数社を一台のトラックで巡回する事例でのトラックの巡回時
刻表を示す。図 29 は、段ボールを廃止して直接標準に入れた部品を段ボールに入れずに直接台車に乗せ、ＨＩＣＡＰに搬入し、そのままクリーンルームに届ける事によって段ボールや、梱包、開梱、移し替えの作業が不要になった。図 30 もリターナブルなトレーや通い箱をＰＣＢＡの購買物流に使用した例で、これも静電袋や段ボールを、又、その梱包、開墾、移し替え作業を不要にした事例である。

II-2. ＨＤＤにおけるミニマルファブ構想としての多角形クリーンセル生産方式の提案○多角形クリーンセル生産方式提案の主旨
本生産方式の提案は、2004 年にＨＩＣＡＰでの 1.8
インチＨＤＤ組立ファブとして、従来のクリーンセル
生産方式の発展形として提案したものである。本多角形クリーンセル生産方式は、従来のクリーンセル生産
方式よりも局所クリーン化を進化させ、スペース生

台車に搭載運搬した事例で、従来は外注で段ボール詰
図27 「ミルク･ラン」の事例１（1/2）

図29 改善事例１

370mm

100

330mm

ミルクラン開始
ミルクラン開始
ﾄﾚｲ小型化
搭載効率10%向上

80
部品在庫数︵指数︶ﾍﾞｰｽ運搬ﾄﾚｲ
(改善前)

パック待ち
パック待ち

60

ﾍﾞｰｽ運搬ﾄﾚｲ
(改善後)

74%
74%
削減
削減
梱包待ち
梱包待ち

40

搭載効率

20

30%向上
運搬待ち・運搬中
運搬待ち・運搬中

0

5/6

7

8

9

10

11

13

14

15

16

17

18

20

21

22

ﾀﾞﾝﾎﾞｰﾙ通い箱(改善前運搬形態)

23

2002年5月
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振動対策台車(改善後運搬形態)

ミニマルファブ構想とその適用可能システムの実状－

事例２ ハードディスク製造システム

図30 改善事例２

図31 多角形クリーンセル生産方式の構想図（1/2）ኳ஭䢑䢂䡫䢀
静電対策用
ビニール袋及び
PCBA保管治具廃止

䢏䢂䡼䡲䢎䢓(ᦠᖏ㟁ヰ⏝)䡼䡬䢙䡿䡬䢈䢚䢕

運搬ﾋﾞﾆｰﾙ袋(改善前)

PCBA運搬ケース
(改善後)

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①８角形クリーンセルの概念図
3,000

0
1,41

㒊ရ౪⤥&
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共通
通い箱化

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改善後運搬形態(台車)䡼䡬䢙䡿䡬䢈䢚䢕

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436

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ユニット
電気配線
エア配管
䢘䡬䡴䡹䡿䡬䡸䡪䢙䡿䢙䢈䢛䢖䡬䢀アース
LANケーブル
吸気/排気
ワークステーション
モニタ＆カメラプレート
マイク＆スピーカ
コントロールPC（セルコントロール用）
テンプレート板
バーコードリーダ
治具
ダストカウンタ/ 温度湿度
からくりセンサ/ ESDセンサ

900③8角形クリーンセルの構成図②8角形クリーンセルの平面図
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産性を３倍に向上させたものである。しかし、1.8 イ
図31 多角形クリーンセル生産方式の構想図（2/2）

ンチＨＤＤの市場であるサブノートＰＣやポータブル
オーディオ製品の市場がフラッシュメモリにより席巻されたため、日立ＧＳＴでの 1.8 インチＨＤＤの開発、生産は中止となってしまった。従って本生産方式の提案は採用されず実現しなかった。しかし現在「ファブシステム研究会」で議論しているミニマルファブ構想に対するＨＤＤ組立での一つの構想として、実現はしていないが、議論の参考として本多角形クリーンセル
生産方式を提案させてもらった。

＜ワークステーション用テンプレート＞

１）治具用

2) ディスククランプ
ねじ締「からくり」

3) 円板組込「からくり」･ ﾍﾊﾟﾌｨﾙﾀｰ･ ﾄﾞﾗｲｺｲﾙ･ ｲｵﾅｲｻﾞｰ

多角形ｸﾘｰﾝｾﾙ

部品ﾄﾚｰ(洗浄&ｻﾌﾞ組立完了部品)

自動搬送車

ｵｰﾄｽﾄｯｶｰｾﾙ
ｸﾘｰﾝﾄﾝﾈﾙ

ｴﾚﾍﾞｰﾀｰ

ﾓﾆﾀ &ﾀｯﾁﾊﾟﾈﾙ
自動搬送車⑤部品/仕掛品オートストック用セル<䡿䢙䢈䢛䢖䡬䢀ಖ⟶䡺䢕>④各種テンプレート＆テンプレート保管セル

WW HGA Plans and Controls© 2007 Hitachi Global Storage Technologies○多角形クリーンセル生産方式のコンセプト
ＨＤＤの大きさは、5.28 インチＨＤＤの面積の 1/2
が 3.5 インチＨＤＤで、その 1/2 が 2.5 インチ、そしてその 1/2 が 1.8 インチＨＤＤと小型化して来たが、そのＨＤＤを生産する組立ラインは製品の小型に比例して省スペースに出来ていない。それはコンベアや作業テーブルのスペース、又自動機のモータなどの動力源やコントローラのスペースが大きいことによる。それを徹底的に省いたのが本多角形クリーンセル生産方式で、表 5 にその特徴及びコンセプトを示す。
表5

チとして独立し、内部を揚圧にしておき作業者は腕だけを挿入して作業するため、作業者とワーク＆治具の完全分離化が図られる。各セルのワークプレートを中Newコンセプト、クリーンセル生産方式の提案

央に置き、その周辺に部品、治具、「からくり」、デー
タインプット、端末（バーコードリーダ等）を配置する。多角形クリーンセルの構成図③に示すように治具や「からくり」を交換するだけでＨＳＡ／ＨＤＤ／リ
ペアの作業にも 2.5 インチ、1.0 インチの組立、解体・コンベアレス化
・立作業化
・「からくり」化（＝自動機の動力及びコントローラレス化）
電力エネルギーを大量消費するクラス100のC/Rの面積の1/3化

間締め（マジメ）（２）省エネルギーの推進（３）品質向上（コンタミ / ESD向上）

作業者とワーク / 治具の完全分離化（＝クリーンベンチ化＜ベンチ内部陽圧＞）（４）部品供給 / 完成品回収の効率向上

部品供給 / 完成品回収の１箇所化（＝多角形セルターンテーブル方式）（５）フレキシブル性の向上

HSA/ HDA /リペア及び2.5"/1.8"/ 1.0" の組立
解体のいずれにも対応出来る標準ユニット化（６）移設立上性の向上

移設 / 立上が最小時間で出来るセルのモジュール化（７）IT化

生産及び品質データは、多角形クリーンセルごとに収集できるように今以上にIT化、デジタル化を図る。（＝トレーサビリティ / インプロセス /環境 / インベントリーのデータ収集）

多角形クリーンセルの構想図を図 31 に示す。この図において８角形クリーンセルの概念図①を例に取ると、その平面図②に示すように、第１セルで部品供給と完成品回収を行う。実際には中央のターンテーブル
によって、各セル（第２〜第８セル）に供給／回収する。そして第２〜第８セルでは、治具「からくり」を使って作業を分担する。各セルは個々がクリーンベン

多角形クリーンセル生産方式の特徴およびコンセプト（１） スペース生産性の向上○多角形クリーンセル生産方式の構想作業にも対応可能。さらにワークセルの用途だけでなく「からくり」用テンプレート保管セル④や部品／仕掛品のオートストック用セル⑤にもなる。本多角形クリーンセルは用途に応じて移設、立上げがフレキシブ

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ミニマルファブ構想とその適用可能システムの実状－

事例２ ハードディスク製造システム

図32 多角形クリーンセルのレイアウト図○従来のクリーンセル生産方式と今回の多角形クリー
ンセル生産方式との比較

HICAPのモバイルのクリーンルームに設置した場合のレイアウト
䡴䢔䡬䢙䢀䢙䢄䢕
3

4

5

6

䠓

1
2
3
4
5

3m

1.5m

(䡴䢓䡹100)
1
2
3
4
5

ከゅᙧ䡺䢕
58m

3m

1.5m
7.5m

ＨＩＣＡＰで過去９年間、2.5 インチＨＤＤや 1.8 イ
ンチＨＤＤの生産に寄与して来た「クリーンセル生産方式」と今回提案の「多角形クリーンセル生産方式」

38m

2

1.5m

1

䡽䡦䢙䡸䢚䢙䡴䢚䢕䡬䢍の生産性を極力定量的に比較したものを表 6 に示す。
この比較表で示した定量的なメリット以外にも定性的なメリットとして、新機種立上時多角形クリーンセル

䡴䢔䡬䢙䢕䡬䢍

1m(䡴䢓䡹10k)

2m

0.5m

1m

1.5m
7.5m

生産方式の場合、プロセス開発と治具及び「からくり」の開発のみに集中すれば良いので少ない開発人員で、且つスピーディに対応が出来る。セル本体も小型で移動性も良く、立上げ時間も従来方式に比べ 1/2 〜 1/3

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ルに短時間で出来るようにセルのモジュール化、標準化を図る。又、このモジュール化標準化によりセルのコストダウンを図る。そして生産／品質のデータは多角形クリーンセル単位で収集する。作業指示や生産情報を示すモニタは各セルの前面に配置する。

で出来る。又セル自体のコストもモジュール化、標準化で低く抑えられるので開発状況、市場動向に応じてきめ細かく対応でき、投資リスクも小さい。さらにクラス 100 のエリアを効率良く最小限にしている（局
所クリーン化をしている）ためクリーンルームの建設コスト及びランニングコストを従来方式よりも少なくて済み、省エネにもつながる等のメリットがある。即ち本多角形クリーンセル生産方式は、変種変量生産に対応できる生産方式である。

○多角形クリーンセル生産方式を使用したレイアウト案
多角形クリーンセルをクラス 10k のクリーンルー
ムに配置した時のレイアウト案を図 32 に示す。基本
的には多角形クリーンセルと部品供給センタ（パーツ
センタ）ならびに、完成品回収エリアを繋ぐクラス
100 のクリーントンネルから構成する。部品供給用のクリーントンネルは多角形クリーンセルの第１セルと繋がっている。従って洗浄された部品はパーツセン
タからクリーントンネル内に位置する。又部品供給／
完成品回収用台車ならびに配膳者もこのクリーントン
ネル内に位置する。そしてそれ以外の作業者はクラス○多角形クリーンセル生産方式の発展性
本多角形クリーンセル生産方式をサプライヤにも展開し、サプライヤとＨＩＣＡＰ間の繋ぎはクリーントン
ネルの代わりにミルクランのトラックで行う。図 33に示すように、丁度人間の心臓がＨＩＣＡＰで他の臓器がサプライヤ、それをクリーントンネルやミルクランのトラックの血管で繋ぐ。血管が酸素（部品）や各臓10k の部屋に位置する。本レイアウト案は、直交形状の例を示したが、円形、放射形状というように建屋やエリアに合わせて１台から配置できる。

表6

器で生産した栄養素（組立品）や老廃物（不良品や廃棄品）を運ぶようにクリーントンネルやミルクランの従来方式との比較

図33 多角形クリーンセル生産方式の発展性

HICAP

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(䡴䢓䡹100)⫵ᚰ⮚䡴䢔䡬䢙䡺䢕

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⾑⟶(䡴䢔䡬䢙䢀䢙䢄䢕&䢌䢕䡴䢓䢙䢀䢓䡫䡴)WW HGA Plans and Controls© 2007 Hitachi Global Storage Technologies

ファブシステム研究会

総合レポートWW HGA Plans and Controls© 2007 Hitachi Global Storage Technologies

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⫢⮚(PMI)⣽⬊(䡴䢔䡬䢙䡺䢕)ミニマルファブ構想とその適用可能システムの実状－な機種対応の専用部品に集中すれば良いのでリソースも少なくて済み、垂直立上げが可能になる。図 34 に

図34 多角形クリーンセル生産方式の標準化モジュール事例䡞䛛䜙䛟䜚䡟
䡼䡬䢙䡿䡬䢈䢚䢕

多角形クリーンセルのモジュール型プレートや標準フレーム構造の立体図、そして配線、配管、ＬＡＮ、アースの標準化＆モジュール化の構想案を示す。そして表䡾䡬䢕䡹䡼䢙䢀䢚
సᴗྎ䢑䢂䡫䢀

＜セルモジュール平面図＞

7 には多角形クリーンセルのモジュール構成表の例と標準化、モジュール化の度合を表す密度指数の定義を示す。図 35 には本セルの応用構想案を参考までに示＜標準テンプレート立体図＞
㻸㻭㻺䠃ᨺ㏦⏝䡼䡬䢌䢁䢕ኳ஭す。

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䡶䢙䢀䢗䡬䢓䢑䢂䡫䢀＜標準フレーム立体図＞

事例２ ハードディスク製造システム＜配線配管標準モジュール立体図＞
WW HGA Plans and Controls© 2007 Hitachi Global Storage Technologies

III. まとめトラックを通して、それら（部品、組立品、不良品や廃棄品）を運ぶ。そして多角形クリーンセルは各臓器の細胞（セル）の役割をする。環境の変化（市場の変化）に対し、素早く対応するために心臓（ＨＩＣＡＰ）の動悸（タクト）を早くしたり遅くしたりする。そしてそれに合わせて各臓器（サプライヤ）も歩調を合わせて（同期して）その機能（各セルの生産能力）を調整する。従って心臓であるＨＩＣＡＰは今後とも成長発展し続けるためには、各臓器（サプライヤ）と同期、調和をとって共栄して行かなければならない。その方策としてこの「多角形クリーンセル生産方式を提案した。

○多角形クリーンセル生産方式のモジュール構造化とその応用構想案
本多角形クリーンセルの基本的コンセプトとしてモ
ジュール構造化によって標準化、共通化を徹底して進める。そして極力特殊品や専用品を無くす。このことにより量産効果による設備の部品のコストダウンやス
ペアパーツの量産化による保守部品在庫量の低減が図れる。そして機種切換や移設立上げの際、ごくわずか

III-1. 本稿をまとめる事になった経緯「ファブシステム研究会」の代表である産総研の原主任研究員から産総研では「ミニマルファブ」という新しいコンセプトの半導体ファブを提案、研究しており、近く産総研を中心にして大学、民間企業からも委員を出し、「ミニマルファブ」構想について種々の角度から議論する話を昨年末に聞く機会があった。そして筆者が 2.5 インチＨＤＤの組立ファブとして開発導入したクリーンセル生産方式や、次世代クリーンセル
構想の多角形クリーンセル生産方式と共通する点が多く、そのミニマルファブのコンセプトに共感したので
本研究会の委員として、本年６月に参画した。その時に原代表から本研究会の第１回目の事例発表会で、Ｈ
ＤＤの組立ファブの変遷の歴史について発表してもらいたいという話があった。その発表時に使用したプレ
ゼン資料を基に、口頭で説明した内容を文章にまとめたのが本稿である。
特にＨＤＤは半導体の微細化におけるムーアの法則と同様に、前出した図 4 の記録密度の向上の曲線に追従すべく日立はあらゆる技術、知識、そしてリ
ソースをつぎ込み記録密度の向上を図りＨＤＤの小型

表7 多角形クリーンセルのモジュール構成表

化、コストダウン、そして量産にチャレンジしてきた。1980 年代に、日立小田原工場の主力製品であった 14 インチ大型ＨＤＤは記憶容量 1.2GB/ 台、重量80㎏ f、生産数２k 台 / 月。そして価格は１台数百万円する高価なものであったが、現在のモバイルＰＣに搭載されている最新の 2.5 インチＨＤＤは、記憶容量密度指数の定義が 500GB/ 台、重量 150gf、生産台数８Ｍ台 / 月（2.5インチ、3.5 インチＨＤＤ全機種合計数）であり、価格は 14 ンチ大型ＨＤＤの 1/500 程度になっている。

密度指数とは各セル全てに使われているものを１、そして１つのセルに専用で使われているものを０とし、各セルに共通に使われている度合を表わす指数。又、構成レベ
ルごとに表現する。例えば天井モジュールの場合、全セルに使用されているので、構成レベル（Ⅰ）での密度指数は１である。
又構成レベル（Ⅰ）では０だがレベル（Ⅱ）で全セルに使用されていればレベル（Ⅱ）で１とする。又部品レベルでも同じ。

そして経済分析の書として有名なクレイトン・クリ

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総合レポート

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ミニマルファブ構想とその適用可能システムの実状－

事例２ ハードディスク製造システム

ステンセン著「イノベーションのジレンマ」の序章に、図35 多角形クリーンセルの応用構想案（1/4）

産業の動向を研究するのに「歴史の変遷が早い」Ｈ
ＤＤ業界の歴史を調査分析するのが理想的である。
この分野ではわずか数年の間にマーケット、企業、技術が出現し成熟して衰退する。
ＨＤＤメーカは産業界のショウジョウバエである。
［ショウジョウバエは１日のうちに受精し、生まれ、成長し、死に至るので遺伝の研究に多用される］という記述がある。そしてＨＤＤのこの激しい変遷の歴史に伴ってＨＤＤを生産する組立ファブも大きく変WW HGA Plans and Controls© 2007 Hitachi Global Storage Technologies

遷して来た。従ってその変遷の歴史をここで紹介することが「ミニマルファブ」開発の今後の参考になればと思い、今回本稿をまとめた次第である。

図35 多角形クリーンセルの応用構想案（2/4）

III-2．謝辞
筆者が日立小田原工場に入社したのが 1970 年、そして 2006 年に 60 歳の定年を迎えるまでＨＤＤの製造、生産技術に一貫して携わり 14 インチ大型ＨＤＤ
から 5.25 インチＨＤＤ、3.5 インチＨＤＤ、2.5 イン
チＨＤＤそして 1.8 インチＨＤＤの組立ファブの開発、導入、立上げ、そしてそれを使用してのＨＤＤの生産を 36 年間担当してきた。その間日立小田原工場は売
上月 200 億円、利益月 28 億円の大型ＨＤＤの黄金期を迎えた。その後、ダウンサイジングによる連続５期の赤字に転落したが、2.5 インチＨＤＤの海外量産化
で黒字復帰した。そしてＨＤＤの開発、生産をするス
トレージ部門とＲＡＩＤシステム部門が分離され、その一年後ＩＢＭのストレージ部門を吸収合併し、現在の日立ＧＳＴが誕生した。このように、目まぐるしいWW HGA Plans and Controls© 2007 Hitachi Global Storage Technologies

図35 多角形クリーンセルの応用構想案（3/4）

変遷を経験してきた。栄枯盛衰の激しいこのＨＤＤ業
界で 42 年間に渡りＨＤＤの開発、生産を続け、現在も尚第一線に位置し続けている事は奇跡であり、日立の技術の底力が発揮されてきたものであると思う。その日立の中で会社人生を過ごせたことを誇りに思い、
又ＨＤＤの生産に一貫して関与させていただいた事に

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図35 多角形クリーンセルの応用構想案（4/4）

感謝している。そして会社人生最後の時に筆者が手掛
けたＨＤＤ組立ファブの事例を、本稿にまとめる機会を与えていただいた産総研に対して心から感謝する。

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総合レポート

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ミニマルファブ構想とその適用可能システムの実状－

事例３ MEMS 製造ファブシステム

MEMS ファンドリ−と人材育成
東京大学 大学院工学系研究科 精密機械工学専攻 一木正聡
産業技術総合研究所 先進製造プロセス研究部門 前田龍太郎

ることのコスト的障壁、ファウンダリ−産業の未成熟、

1. はじめに研究開発人材の不足、プロセス標準化の遅延などが開発リスクとして認識されるに至った。

MEMS（Micro Electro Mechanical Systems, 微小電気機械システム）のデバイスとしてはテキサスインスツルメンツ社の開発した DMD(Digital Mirror
Device)TM や DLP(Digital Light Processing)TM デ
バイス、加速度センサ、インクジェットプリンタヘッ

このような状況の下で MEMS に関わる複数のプ
ロジェクトが 2000 年代中盤より施行され、また新
たな製品市場の輪郭も明らかになりつつある。まず、2003 年より「フォ - カス 21 プロジェクト」が始まり、この中で MEMS のファウンダリ−事業の整備を開始した。ここで、ファウンダリ−とは製造設備やノ
ウハウは持たない事業者から、製造受託ビジネスを請け負う事業形態である。従来、欧米ではネットワ−ク
化されたファウンダリ−事業が事業推進の原動力となっていた。元々、ファウンドリーの絶対数が少ない
ことに加え、ＭＥＭＳデバイス種類とその工程は多岐にわたることと、生産数量も試作から大量生産まで幅

ドなどが実用化されている。MEMS の製造技術では
主に、半導体微細加工技術を用いて、電気及び機械可動機構を併せ持った微小機能デバイスとして知られている。
日本においては、これまで大企業が内製用に研究開発を進めた場合が多く、中小やベンチャ−企業の育成が欧米に比べて進んでいない。近年、経済産業省が策定した技術戦略ロ−ドマップ 1) では、製造産業分野に MEMS が取り上げられ今後の成長分野としての期待が高まっている。本稿では、ファブシステム研究会の活動報告に関連して、今後の MEMS 技術が日本の広いことから、ユーザー側から見ると、多様なニーズに応えられる体制の充実は不可欠である。遅まきながら当該プロジェクトを機に、日本でもネットワー
ク化のてこ入れがなされたといえる。続いて、2004
年からは、プロセス・材料の標準化、MEMS 標準の設計・シミュレーション用ソフト開発のプロジェク
ト「MEMS 用設計・解析支援システム開発プロジェ

主要産業として成長するために必要と考えられるファ
ンドリ−事業及び人材育成事業に関する最近の動向を説明することで、関係各位の一助としたい。

クト（MEMS2. MEMS の現況
先 に 述 べ た MEMS デ バ イ ス の 技 術 基 盤 は 1980
年代 に 形 成 さ れ、 本 分 野 の 国 際 的 研 究 集 会 であ る
「MEMS」は 1987 年に設立されている 2)。また、わが国においては、1991 年より約 10 年間にわたり、通商産業省が「マイクロマシンプロジェクト」を実施したことは良く知られている。その後、光通信やバイオ応用の研究開発が盛んになったものの、2000 年初頭の経済的な不況に影響され、MEMS 分野の研究開発も世界的に停滞期に入った。この遠因の一部はMEMS 分野が成熟産業である半導体分野とは異なり、多くの応用製品が中小規模のものが多いにも拘らず、

総合レポートは高集積・複合 MEMS（Fine MEMS）プロジェクトが実施され、比較的短期に実用化の可能性のある分野への研究開発が促進された。さらに 2008 年〜５ヶ年計画により、異分野融合型の研究開発プロジェク
ト で あ る Beans(Bio-Nanotech Electro mechanicalAutonomous systems) が開始された 3)。ここでは、
20 年 後 の 2030 年 に 実 用 化 す る こ と が 期 待 さ れ る
MEMS の新しい融合型のプロセス技術に着目して、新規の技術開発を産学官連携のもと集中研方式により実施されている。
一方、社会インフラの状況としては、IT バブル後もインターネットは普及の一途をたどり、有線・無線のアクセスポイントが増加している。このような方向性で「ユビキタスネットワーク社会」が実現に向大企業が主な製造元であったために、スケ−ルマッチ
ングが適切な状況になかったことがある。一方、中小・ベンチャ−企業にとっては、製造インフラを内製化す

ファブシステム研究会

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one）」が実施された。2006 年度から

202-

ミニマルファブ構想とその適用可能システムの実状－かっている。
このようなユビキタス社会が実現すると、MEMS 分野にあっても長らく懸案であった大量規格
製品（いわゆるメガヒット）を輩出する可能性が高まってきた。具体的には、無線通信機器に関係する携帯電話、PDA に搭載される各種部品、これと関係したセンサネットワークシステム、個人健康管理に関するヘ

事例３ MEMS 製造ファブシステム

うことが可能な仕組みを実現したものである。会員企
業は各社専門・得意分野が異なっており、今後の本事業の一層の発展は、日本における MEMS 分野の発展・振興には欠かせない存在になると思われる。
台湾、韓国、シンガポール等の新興諸国と欧米先進

ルスモニタリング、である。これらの技術開発には、携帯型特有の消費電力の低減技術、バイオ関係の新規技術の搭載も考えられ、伝統的な材料開発技術とも相俟って今後の日本のものづくり産業のコア技術としての期待が高まる。安心安全や快適性といった次世代のイノベーションを担う技術開発の確立のためにも必要

国では、ナノテクへの展開も念頭に MEMS を国家重要技術分野に想定して重点化している。日本が従来得意としてきたエレクトロニクス、メカトロニクス、あるいは電機製品、自動車部品等の市場シェアを今後も維持・発展させるための方策として、MEMS ファン
ドリーを有効に活用して、中小・ベンチャー企業への門戸を開放し、市場参入の障壁を下げていくことが今
後の産業発展には欠かせない方法と考えられる。また、不可欠な基盤技術と考えることができる 4)。このよ
うな新規な技術課題に対応した研究プロジェクトが経済産業省だけでなく、文部科学省系の予算によっても既存の電子・機械部品等を MEMS 技術の活用により、一段と高機能・高付加価値化してゆくことで国際的な競争力を高めることが、今後の日本の産業政策上も必須と考えられる。

既に始まっていることは新たな潮流といえるであろう
5)。

3. ファウンダリ−

4. 人材育成事業

日本における MEMS 産業の現況は前節までに述べた特定の大企業に偏在して開発が進行している点に特徴と課題がある。一方、海外では設計や製造に特化したベンチャー企業群が、外部ファウンダリーを利用して、いち早く製品を市場に投入することが可能な体制
が 2000 年以前に構築されており、少数の大企業が内製化した製品生産を行っていた日本とは大きく状況が異なっていた。

MEMS 分野の技術は、半導体に比べて歴史が浅いこともあり、製造工程の標準化が十分には進んでおらず、結果的には開発の分業化が未確立である。したがって、研究開発者は設計、シュミレーション、製造、実装、検査といった一連の製造工程を全て対応するか、非常に少数のメンバーにより対応することを余儀なくされる。また、市場に関しても半導体ほどは明確な領域が形成されていないために、マーケティングの課題も加わり、開発リスクはかなり高いのが現状である。
これ加えて、MEMS を専門とする高等教育がまだ十2000 年代に入り、日本においてもファウンダリーを事業化する企業が出現したが、欧米のようにネット
ワーク化はされておらず、速やかな事業展開の課題となっていた。
その後、財団法人マイクロマシンセンター

分には確立しておらず、技術者の絶対数が期待される産業規模に比して著しく少ないという課題が存在してが中心となって 2002 年に、MEMS ファンドリーサー
ビス産業委員会 6) が開始された。現在このサービスには、１１組織が加盟している。このうち、（株）ア

Advanced Manufacturing Research Institute

共用MEMS関連施設の整備と公開運用

ルバック、沖電気工業（株）、オムロン（株）、オリン
パス（株）、（株）日立製作所、（株）フジクラ、松下
電工（株）（独）産業技術総合研究所の８組織が、ファ、ウンドリーラインを保有しており、みずほ情報総研◆MEMSファンダリーサービス
Businessへの速やかな橋渡し、 産業界へのファンドリサービス•最高レベルの装置群(Number One)
•非シリコン系材料で差別化(Only One)
•オペレーションスタッフ、設備、 ノウハウ、周辺技術を
オールインワンで（All in One）
•連携用オープン研究室＊とオープンクリーンルーム＊＊(Open Network Environment)（株）、日本ユニシス・エクセリューションズ（株）、（株）●実績
産総研内７グループ、大学・公的機関５機関、数理システムの３組織は、設計・解析支援ソフトのサポートを行っている。さらに、本事業の相談窓口の一本化が 2005 年に行われ、マイクロマシンセンターにMEMStation サービスも開始された。これは、従来会

民間企業１５社以上が利用◆MEMS技術の人材育成
デバイス設計、プロセス実習、シミュレーション実習、デバイス評価●実績
・年間 実習講座６回、研究会４回開催（総勢２０社以上の参加）
・ナノインプリント金型作製実習、成型実習：１９社（公表のみ）の参加
・コンテンツの拡充（プロセス実習、流体ＭＥＭＳ、光ＭＥＭＳ、センサＭＥＭＳ）

員企業に個別に問い合わせを行う体制から、一括してサービス問い合わせを行うことで、速やかな回答を行

ファブシステム研究会

総合レポート

図1

2008

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＊６４ｍ２ｘ４部屋＊＊クラス１０００ｘ３００ｍ２

203-ミニマルファブ構想とその適用可能システムの実状－

事例３ MEMS 製造ファブシステム

員を上回る申込数を受けており、本分野への参入意欲いる。さらに、電気・機械系の知識が要求されるにもかかわらず、電気系の出身者には機械系駆動機構は馴が大きいことが伺える。申込者の所属としても大学研究機関よりは企業在籍者が数的に上回っており、民間企業の MEMS 分野への関心の高さを窺い知ることが染みが薄く、機械系出身者には電子・電気系の加工技術に詳しくないといった現状がある。
このような状況ではるものの、MEMS は比較的新興製品がメガヒットとなる可能性は高く、新規のビジ
ネスアイデァを速やかに市場に投入してゆく開発形態を確立することが必要な技術分野と考えられる。また、専門特化が進んでいないということは、新規参入の余地が大きいことを示している。さらに、MEMS の場
合は半導体のような確固とした市場輪郭があるわけではなく、むしろ異分野融合や新規製品に市場性がある
場合が少なくない。そのために、MEMS 分野技術にできた。一方、試行講義を通じていくつかの問題点も明らかになった。とくに実習は多数の人数を受け入れることが難しいこと、また日数の制限から一貫した実習が難しいことである。実習の場合１人にインストラ
クターあたりの受け入れ人数は最高で４名が限度であり、理想的には２名程度が望ましい。また、日数も３日以上になると参加の難しい場合が多く、３日以内のプロセス・設計実習は部分的になりがちである。ところで、参加者の感想を拝聴すると、いくつかの問題点

造詣が必ずしも深くない開発動機に基く製品開拓はむ
しろ重要性が高い。
したがって、異分野参入を即すうえでも、座学に加えて実習内容を含む講習の機会を設けることで新たなビジネスニーズを開発に結び付ける機会の創出が望まれる。産業技術総合研究所を中心とする研究グループ
では、図 1 に示すような方針のもとにファンドリー
並びに人材育成事業に取り組んできた。図 2 には事業のロードマップを示す。経済産業省では、2007 年
より中小企業産学連携中核人材育成事業（2008 年度
よりは産学人材育成パートナーシップ事業）として「マイクロ・ナノ量産技術と応用デバイス製造に関する新事業開拓イノベーション人材育成」とした委託事業を行っている。ここでは、技術普及による先端デバ
イスの開発に加えて、研究開発環境の整備を開始した。
2008 年度は、関東・関西・九州の各地区で実習を含めた試行講義を行っている。図 3 には全国展開の構想図を示す。プロジェクト期間中は無料で試行を行っていることもあり、講義 7)、実習いずれの企画も定は指摘しつつも全般的には満足度の高い回答が多く、今後も継続的に実施することへの期待感が高かった。
このことから、実施方法については検討しつつも今後も改良した実施方法を探っていきたいと考えている。
図 4、5 及び表 1 には産総研における保有設備の展開図及び装置リストを示す。

5. まとめ
本稿では、MEMS 分野を取り巻く状況をファンド
リー及び人材育成事業の観点から報告した。次世代のものづくり技術としてその重要性が認識され始めている MEMS 分野を日本の主要産業として育成するためには、本稿で紹介したファンドリー事業と人材育成事
業の寄与する割合は今後の高まると思われる。また、従来の半導体微細加工装置を用いた製造技術に加えて、MEMS の特化したミニファブシステムや実装 8)・検査装置の開発が進むことにより、MEMS が新たな産業イノベーションの先鞭をつけることができることを期待してまとめとする。

MEMSファンドリ・人材育成ロードマップ Advanced Manufacturing Research Institute

Advanced Manufacturing Research Institute

ＭＥＭＳは労働集約型で利益が出にくい（経営者側）

プロジェクト管理工学（AIST）
ビジネスサイエンス（東大、九大)
デジタル回路設計（東大）
組み込みソフト演習（東大）
調査研究演習（各地域）
起業支援（AIST）
ｲﾝﾀｰﾝｼｯﾌﾟ（各企業、海外機関）

ジャンプ：横串のナノ製造技術と異分野
ジャンプ：横串のナノ製造技術と異分野
融合（特に情報通信技術、
エネルギー）
融合（特に情報通信技術、エネルギー）

デザインやプロセス技術者の雇用が発生（技術行政）・流通トレーサビリティデバイス
・自然界や人工物の安全モニタリングシステム

MEMSによる雇用創出

・健康管理ＭＥＭＳシステム
ステップ：キラーアプリの探求とプロトタ
ステップ：キラーアプリの探求とプロトタ・健康管理ＭＥＭＳシステム
イピングのビジネス化
イピングのビジネス化
ナノ量産技術によるコスト革命
ナノ量産技術によるコスト革命

東北MEMS（既存）・情報提示、ストレージ技術、入出力デバイス

生産弱者（老齢者や女性）へのMEMS
生産弱者（老齢者や女性）へのやナノインプリント技術の普及
・生産弱者用支援システム開発
生産弱者用支援システム開発

ホップ：異分野の技術者（環境、エネルギー、
ホップ：異分野の技術者（環境、エネルギー、
アグリ、流通）へのMEMS技術の普及
技術の普及
アグリ、流通）へのMEMS
ナノインプリントの産業界への普及
共同研究を通じたＭＥＭＳ、ナノインプリント試
共同研究を通じたＭＥＭＳ、ナノインプリント試
作支援

社会
変化

μ‫᧏ޒ׎‬

ࣖဇỶἠἫὊἉἹὅʴ஬Ꮛ঺

連携・コンテンツ共用
MEMSの最新研究成果

エネルギー利用：携帯用電源、色素増感度太陽電池、
燃料電池、圧電発電ᙌᡯἩἿἍἋʴ஬Ꮛ঺ 関東

関西、東海

低環境負荷微細加工技術（対地球温暖化、低環境負荷材料・プロセス開発）

NIRO

北九州

差別化した機能性消耗材料の供給によるビジネス展開

FAIS
MEMSセンサ基本（九州早稲田大）
MEMSセンサ応用（九州早稲田大）
光MEMS基本（九州大）
光MEMS応用（九州大）
アナログIC製作実習（FAIS）

高齢化にともなう労働者人口の減少
労働集約型高付加価値製造への期待
資本集約型薄利多売産業のチャイナシフト

2005

2010

評価年

評価年

図2

ファブシステム研究会

総合レポートAISTエネルギー変換（兵庫県立大）
3次元造形と金型技術（兵庫県立大）ナノインプリント製造技術（兵庫県立大、府立大）MEMS設計に向けた材料特性評価技術（兵庫県立大）マイクロバイオデバイス技術（兵庫県立大）MEMS制御・組み込みソフト（兵庫県立大）インテリジェントMEMS技術（兵庫県立大）マイクロナノ機械加工（兵庫県ｾﾝﾀー）
プラズマCVMによる表面加工技術（兵庫県センター）
マイクロパワー源LIGA（立命館）
アクチュエーター技術（立命館）

図3

2008

-

204

-

MEMS基本（AIST）
マイクロ流体の基礎と流路製作（AIST）
MEMS実装（AIST、東大)
MEMS実装（接合）（東大）
マイクロ環境化学（AIST、東京都立産業
技術研究センター）
マイクロナノデバイスデザイン（東大）
マイクロシステム検査技術（東大）
MEMSセンサ用インターフェース回路技術（東大）
マイクロシステム構築技術（東大）
MEMS-oneシミュレーション技術（神奈
川県産業技術センター）
ナノインプリント製造技術（AIST)MEMS向け真空技術の基礎（神奈川県産業技術センター）ミニマルファブ構想とその適用可能システムの実状－

事例３ MEMS 製造ファブシステム

謝辞

参考文献

本稿をまとめるにあたり、著者以外の複数に方々にご助言や資料提供を頂きました。この機会に謝意を示

1) http://www.meti.go.jp/press/20060428011/
20060428011.html

し感謝申し上げます。とくに、産業技術総合研究所の高橋正春博士（千新製造プロセス研究部門インプリント製造技術研究グループ長）、伊藤寿浩博士（同 ネッ

2) MEMS2009 http://www.mems2009.org/
3) http://www.mmc.or.jp/research/beans/

トワーク MEMS 研究グループ長）、市川直樹博士（同イノベーション推進室 総括企画主幹）、須賀唯知
教授（東京大学 大学院工学系研究科 精密機械工学4) 板生清 コンピュータを「着る」時代 ( 文春新書 ).
5) http://www.sen.jst.go.jp/theme/theme̲h18/Ito.
html、 http://www.ulp.jst.go.jp/assignment/h19/
index.html#03

専攻）には具体的なご助言をいただきましたので、ここでお名前を記して感謝申し上げます。また、近森邦
彦博士（ネットワーク MEMS 研究グループ テクニ
カルスタッフ）には保有設備に関する図表の作成に当

6) http://fsic.mmc.or.jp/
7) 入門書として、例えば、前田龍太郎他著、MEMS

たりご協力いただきましたので、ここで謝意を申し上げます。

のはなし、日刊工業新聞社 .
8) 須賀唯知、セラミックス

2G1102室

41(2006)424-428.

䠍m

スパッタ

チラー

RF
電源

ICP
STS #1ICP
ALCATRELICP
STS #2

保管棚

作業台

棚

作業台

片内開きドアポンプ

親子内開きドア

作業台

両外開きドア

カート

作業台

PC

臨界点
乾燥

RIE装置

窓

作業台

保管庫

熱処理装置

作業台
赤外顕微鏡

スパッタ
ユニバーサルスパッタ
J sputter

日立
SEM

保管庫

ナノ
インプリント

片開きドア

アッシヤー

薄膜応力測定作業台

全自動酸化炉

Hisomet II୧ෆ㛤䛝䝗䜰

図4

2G1101室
ステッパ
制御

2G1103-2室

⣧Ỉ

アライナ

ホット ベー ドラフト〇㐀
プレート ク炉
廃液容器
片内開きドア

ステッパ
本体
戸棚
光学
顕微鏡 作業台

棚

乾燥
棚

乾燥
棚

純水製造
システム

チラー

ドラフト

スクラバー

䠍m

䠍m

ホット
プレート

抵抗率測定器

EBブース

親子内開きドア

防爆
冷蔵庫

図5

ファブシステム研究会

総合レポート

2008

-

205

-

片外開き
非常用ドア

保管庫

エリプソ 光学
表面形状 膜厚 メータ 顕微鏡
測定 計
冷蔵庫

PC

両内開きドア

作業台

保管庫

電子線描画
（ＥＢブース内）
銘苅

薬品庫

ドラフト

精密塗布
装置

作業台

臨界点
乾燥

薬品庫

ミニマルファブ構想とその適用可能システムの実状

機能等
設計

対象等

－

事例３ MEMS 製造ファブシステム

装置・設備

メーカー等

成膜

マスク描画、MEMS 設計 MEMS Pro
Coventorware
導波路解析
BAND SOLVE
電磁界解析
HFSS
シリコン系
酸化炉
全自動酸化炉
拡散炉
熱処理炉
金属系
スパッタ装置

エッチング

ポリマー
セラミック
シリコン系
シリコン系
金属 その他

リソグラフィ

ガラス、強誘電体-洗浄

ウエハ精密洗浄

メッキ

平面上

切断
研削・研磨
接合

シリコン
研削ｼﾘｺﾝ・金属
シリコン・シリコン

成型

シリコン・ガラス
ワイヤ
樹脂
ガラス
ナノインプリント装置

実装
塗布
評価・計測

配線印刷
レジスト、PZT 溶液
超小型構造物
形状計測

絶縁膜評価装置
高周波特性
インピーダンス特性
顕微鏡

抵抗率計測
膜厚計測
膜応力計測
粘弾性測定
材料硬度評価
流体計測

流体計測

ＰＩＶ解析

仏 MEMScAP
米 Coventor
日本アールソフトデザイン
東京本山商会
東京本山商会
東京本山商会
東京本山商会
アネルバ SPR-430H 2 源、ユニバーサルシステ
ムズ MS340 3 源
パリレン蒸着装置
日本パリレン
パルスレーザ蒸着
カンタムデザイン
ICP（高速）STS、アルカテル
RIE
サムコ
ECR
アネルバ
広域 FIB 加工装置
エリオニクス EIP-5400
ICP
STS
電子線描画
エリオニクス ESL-7700H、東京テクノロジー
デスクトップ型電子線描画装置
テクネックス工房、産総研オリジナル
ステッパ
ウルトラテック 1500MVS-R-PC
マスクアライナーユニオン PEM800
UV オゾン洗浄機
金堂精密
IPA 乾燥機
島田理化工業ウエハレベルメッキ 金及びニッケ イデア
ル
ダイシングソー
DISCO
平面研削盤
芝山機械
直接接合（洗浄装置と位置合わせ装 EVG
置）
陽極接合
ダイア真空
ワイヤボンダアヴィオニクス
ホットエンボスエンジニアリングシステム
ガラス成形用熱インプリント装置 エンジニアリングシステム
ナノインプリントステッパ
エンジニアリングシステム
小型ナノインプリント装置
エンジニアリングシステム
UV ナノインプリント装置
モレキュラーインプリント（伯東）
スクリーン印刷
マイクロテック
精密塗布装置
ノードソン
レーザ変位計グラフテックAFM
SII ナノテクノロジー
ハイソメット
ユニオン光学２次元形状測定
DEKTAK
光干渉式非接触３次元表面形状計測 ZYGO（キャノン販売）
装置
触針式表面形状測定装置
小坂研究所
半導体パラメータアナライザ
アジレント 4155C
ネットワークアナライザ
アジレント・テクノロジー
燃料電池評価装置
NF 回路設計ブロック
走査型電子顕微鏡
日 立 ハ イ テ ク S-3000H、 日 立 卓 上 顕 微 鏡 TM1000
赤外顕微鏡
オリンパス
コンフォーカル顕微鏡
Lasertec
抵抗率測定装置
NPS
エリプソメータ
米 Gaertner
薄膜内部応力測定装置
東朋テクノロジー
粘弾性測定装置
METRAVIB VA2000
ナノインデンター（微小押込み試験 ELIONIX機)
流体計測装置（倒立顕微鏡高速度ビ ニコン、横河電機、フォトロン
デオ）
３次元流速計測装置（高速度ビデオ）キーエンス
Cosmos32、Flow-Vec32
ライブラリ

表1

ファブシステム研究会

総合レポート

2008

-

206

-

ミニマルファブ構想とその適用可能システムの実状－ 事例４ 試作ライン

オンデマンド・ファブシステムとしての産総研ナノプロセシング施設
ナノ電子デバイス研究センター
秋永 広幸

1．産総研ナノプロセシング施設の概要

ノウハウ等を習熟し、製造現場の技能・技術を統括できる人材」を育成するためのカリキュラム開発を行うと共に、それら産業科学技術人材の育成も行うように

1-1．設立経緯と目的なった。

ナノテクノロジーは、情報通信、バイオ、環境・エ
ネルギー、計測標準他さまざまな分野における最先端

AIST-NPF では、平成 19 年度より 5 年間の計画で、文部科学省からの委託事業であるナノテクノロジー・
ネットワーク「ナノプロセシング・パートナーシップ・
プラットフォーム」を遂行している。この事業においの研究開発を支える基盤技術であると同時に、それ自身の進歩が速いことから、如何にスピーディに、新材
料・デバイスのプロトタイプを作製し、その結果を次のステップの研究開発に結びつけられるかが、それら研究開発の成否を分けると言っても過言ではない。一方、ナノテクノロジーにおける基幹技術である極微細
加工・造形・計測、すなわちナノプロセシングにおいては、クリーンな環境を必要とすることが多く、さらにそれぞれの装置が高価となる傾向にあって、かつ、多様なプロセシング・レシピを実現する数多くのては、独立行政法人産業技術総合研究所のもつ基盤技
術から先端技術までの多様で幅広い研究開発資源を組織内部で機動的に連携させ、「技術支援による学界及装置群が一か所に集積されていることが求められる。
このような背景のもと、平成 13 年度末、産総研ナノテクノロジー研究部門では、AIST Nano-Processing
Facility (AIST-NPF) を、産総研におけるナノテクノ
ロジー推進ためのオープンな共通基盤施設として設置した。電子線を用いる微細構造描画装置から、走査電子顕微鏡・走査型プローブ顕微鏡などの観察・計測装し、オリジナルな着想をいち早く具現化すべく、日々
先端的な材料・デバイスの微細加工から機能検証までを一貫して推進している。

る。
モットー：人財による研究開発支援・技術移転と人財育成を遂行するプラットフォームの形成を目指します。

平成 14 年度に文部科学省・ナノテクノロジー総合
支援プロジェクトの受託を契機として、AIST-NPF は
産総研外部、産学公の研究開発にたずさわる方々にも開かれた施設となった。さらに、平成 15 年度からは

ド メ イ ン ※：「 成 功 へ の サ ポ ー ト 」「Support for
Success」

極微細加工・造形・計測要素技術の習得を目的とした人材育成事業を開始した。その後、平成 17 年度には経済産業省・産学連携製造中核人材育成事業を受託するに至り、「基礎加工技能・技術特殊な要素技能・技術に習熟し、製造技術の高度化を図る人材」及び「豊富なナノ加工プロセスの知識や先端機器を使いこなす

総合レポートこのように、産総研の研究開発ノウハウと場を社会と共有することによって、ソリューション提供型の研究支援・技術移転、そして人材育成を業務の 2 本の柱とするオープン・プラットフォームとしての機能を果たすことが、AIST-NPF の設置目的である。
なお、AIST-NPF 運営スタッフのモットーおよび、
AIST-NPF のドメインは以下のように定められてい置、ナノデバイスや材料の電子・光機能評価装置を有ファブシステム研究会

び産業界への貢献」、「技術革新を担う人材の育成」という社会ニーズに応えるためのアクションプランとして、有限の資源で成果を最大化し、研究分野の融合、産学官の広範囲な研究者・研究機関のネットワーキン
グ、事業内外における人材育成を推進するプラット
フォームの実現を目指している。

※ドメイン ：ここで使っている「ドメイン」とは、AIST-NPFの業務範囲のことである。例えば、AIST-NPF の構成員が新しい業務を前にしてそれを実施するか否かを判断しなければならない時、「“ 成功へのサポート ” にかかわることであれば実施する」など、主に意思決定に用いる。

2008

-

207

-

ミニマルファブ構想とその適用可能システムの実状－ 事例４ 試作ラインを行う。不連続に装置を利用するユーザーに対し、初回のみならず、時間をおいて装置を利用する際にも、技術指導員による手厚い要素技術習得トレーニングを

1-2．提供するサービス
AIST-NPF において提供されるサービスは、以下の8 つに分類できる。

実施する。

①技術相談サービス：⑥人材育成サービス：

施設・装置を適切に利用するためのガイダンスはもちろんのこと、ユーザーの研究開発上のボトルネック

高校生や、大学・大学院生の長期休暇を利用した実
習、大学・独法の若手研究者、地域にある公設研の研究者や企業の中堅技術者など、多様な人材に対する要を明確化し、それに対するプロセス設計などのコンサ
ルティングとソリューションの提供を実施する。

素技術の習得を目指したスクールを開催する。また、「基礎加工技能・技術特殊な要素技能・技術に習熟し、製造技術の高度化を図る人材」及び「豊富なナノ加工
プロセスの知識や先端機器を使いこなすノウハウ等を②装置利用サービス：
AIST-NPF の装置を利用する機会を提供する。そのために必要な施設・システムや物品の管理、安全教
育、情報セキュリティガイダンスなどもあわせて実施する。

習熟し、製造現場の技能・技術を統括できる人材」の育成を目指した長期の人材育成スクールを提供する。

③技術支援サービス：⑦情報発信サービス：

産総研の最先端技術を用いた技術支援を実施する。
AIST-NPF の技術指導員がユーザーの要望に沿った試作、分析を行う場合には、産総研独自の技術ノウハウを必要する場合に限ってその依頼を受けている。また、産総研の知的財産、研究開発資源を支援案件に対して投入する場合には、共同研究による研究支援も実施する。

ナノテクノロジーに関連する分野における最新情報、当事業で開発され公開可能なノウハウなどを、
AIST-NPF に登録するユーザーに向けてニュースとして発信する。

④成果創出支援サービス：
AIST-NPF で得られた成果を、ユーザーが学術論文、特許実施例作成、あるいはベンチャー設立に向けた準備などに活用するための支援を行う。
⑤実地訓練サービス：
装置利用に際し、必要な装置利用技術のガイダンス

図 1 産総研ナノプロセシング施設（クリーンルーム部分）の平面図

総合レポート

産総研内外、公設研など関連施設との連携からなる
ネットワークを構築し、AIST-NPF をポータルサイト
として、ユーザーが様々なサービスを受けることができる環境を提供する。さらに、支援依頼元の連携や研究分野の融合によるネットワーキングを実施する。
これらのサービスを提供する場として設置されている AIST-NPF の平面図と平成 20 年 4 月現在の装置一覧配置図を示した。
加工装置

16） 小型真空蒸着装置

1） i線露光装置

17） イオンビームスパッタ装置

2） 電子線描画装置

18） イオンコーター

3） 電子ビーム描画装置

19） TEM用イオンミリング装置

4） マスクレス任意パターン転写装置

分析装置

5） 多元同時スパッタ装置

21） 透過電子顕微鏡

6） スパッタ装置

計測装置

7） 真空蒸着装置

22） 高分解能電界放出電子顕微鏡

8） ウェハー酸化炉

23） 低真空走査電子顕微鏡

9） 多目的エッチング装置

24） レーザー顕微鏡

10） 反応性イオンエッチング装置 (RIE)

26） 走査型プローブ顕微鏡11） アルゴンミリング装置

28） 触針式段差計12） プラズマアッシャー

29） 分光エリプソメータ

13） 集束イオンビーム加工観察装置

評価装置

14） ワイヤーボンダー30） デバイスパラメータ評価装置

15） ダイシングソー

31） デバイス容量評価装置

表 1 産総研ナノプロセシング施設（クリーンルーム部分）に設置されている装置リスト

図中、装置名についている数字は、表 1 の番号と対応している。

ファブシステム研究会⑧ネットワーキングサービス：

装置名左の数字は、図 1 に記載の番号と対応している。

2008

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208

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ミニマルファブ構想とその適用可能システムの実状－ 事例４ 試作ライン

書の数をもとに求めたものである。
AIST-NPF は設立当初、約 200m2 の規模のクリー1-3．実績

ンルームであった。しかしながら、ユーザー数の増加

本節で実績を述べるにあたり、以下の用語を定義する。
「装置利用」とは、１- ２節において , ②にあげたサービスのことである、「技術代行」とは③にあげたに伴って平成 16 年度に施設の移転を行い、現状では約 600m2 のクリーンルームと約 200m2 の一般実験室、そして約 200m2 のスタッフ及びユーザー居室かサービスで、技術指導員がユーザーの要望に沿った試作や分析を行うもの、「共同研究」とは、産総研のらなる規模となった。NPF 専任スタッフは全て契約

知的財産、研究開発資源を支援案件に対して相当な寄与度で投入する場合のことを指している。また「技術相談」とは、①にあげたサービスを提供したしたが、
AIST-NPF でそれに続く「装置利用」「技術代行」「共同研究」などのサービスは実施しなかった案件を示している。
「技術相談」のみで終了してしまう例としては、
上記⑧のサービスに移行し、AIST-NPF 以外の機関に紹介を行う、あるいは、学術的に間違っていたり、あるいは「産総研の知財や場の提供があってはじめて実施可能となる支援依頼しか受けない」という境界条件を満たさなかった案件を指している。また各種の統計
データにおいて「支援件数」および「ユーザー数」として勘定している数は、年度末に集めている支援報告

職員であり、平成 19 年度は 14 名である。一方、その登録ユーザー数は図 2 に示すように、平成 14 年から平成 19 年にかけて約 4 倍になっている。その内訳
は、産総研内外で約 1:1 である。また、産総研外部か
ら学生のユーザーを引き受ける場合にはその指導教官
とともにガイダンスを受け、指導教官とともに登録をすることと定めていることから、産総研外のユーザーのうち、実際に AIST-NPF の装置利用を行うユーザー
は産総研外ユーザー総数の 2/3 程度となっている。この面積の施設で、この数のユーザーからの依頼をタイムリーに実現していくため、AIST-NPF ではユーザーの装置利用推進を前面に出した経営方針で運営を行う
ことにしている。
図 3 には、平成 19 年度に実施した研究支援に関係

（人）
400

399

する AIST-NPF ユーザーの年齢構成を示す。図から明らかなように、20 〜 30 代の若手研究者による利用が圧倒的に多くなっている。これは、AIST-NPF の運営が、装置利用を行うユーザーを主な対象としていることを端的に示すものである。

340

350
284

300
250

228

200
156
150

図 4 には、AIST-NPF ユーザーの所属機関所在地
分布を示した。図 3 で示したと同様、装置利用をベースとしていることを反映し、関東圏からのユーザーが多い。しかしながら、この分布は徐々に南北に拡がる

94

100
50
0

H14

H15

H16

H17

H18

H19

図 2 AIST-NPF ユーザー数の推移
50代

1
3

9

4 2

25


2
12
2

7

ᒾᡭ┴

26

42

40代

9

傾向を見せている。

14
ᒣᙧ┴

20代



3
3


 ⏘⥲◊
ឡ▱┴

Ⲉᇛ┴

රᗜ┴

30代


4
44

ᮾி㒔

ᐩᒣ┴

༓ⴥ┴

኱㜰ᗓ
ி㒔ᗓ

105

⚄ዉᕝ┴

㟼ᒸ┴

ᇸ⋢┴

⚟ᒸ┴

49

୕㔜┴
⇃ᮏ┴

⩌㤿┴
ᰣᮌ┴

㸸௳

装置利用

技術代行

共同研究

㸸 ௳

技術相談

図 3 AIST-NPF ユ ー ザ ー の 年 齢 構 成 ( 平 成
19 年度 )

ファブシステム研究会

総合レポート

図 4 AIST-NPF ユーザーの所属機関所在地分
布 ( 平成 19 年度 )

2008

-

209

-

ミニマルファブ構想とその適用可能システムの実状－ 事例４ 試作ライン

理解と装置操作方法の習得を目指したカリキュラムがある。これらスクールには、民間企業からの参加がかなり多いことが特徴的である。図 7 には、平成 18 年度、AIST-NPF の産総研外への公開を開始した平成 14
年度から集計した、支援形態別支援件数内訳を図 5に示した。また、これらの支援件数をユーザーの所属
機関別に集計しなおしたものが図 6 である。大まかに言って、産学公の割合が 1:1:1 になっていることがわかる。

平成 19 年度における、要素技術習得人材育成スクー
ル参加者の所属機関別内訳を示した。平成 19 年度の集計には、さらに企業の規模によって大企業と中小企業を分けた数を記載している。当該スクールはワーキ
ングデイに開催していることから、人手に余裕のない
中小企業からの参加は 2 名に止まっている。

なお、平成 19 年度から、AIST-NPF は産総研・テクニカルセンター・分析セクションとの連携サービスを開始した。その結果、年間支援件数は 180 件となっている。その内訳は、形態別とした場合、共同研究 6 件、技術代行 70 件、装置利用 89 件、技術相談 15 件であった。また、所属機関別に集計すると、企業 47 件、大学 65 件、公的機関 68 件であった。

AIST-NPF では、要素技術だけでなく、それらを産業における製造技術に適用することが出来る人材の育成も行っており、修了者には理事長名での修了証を発行してきた。平成 18 年度、および平成 19 年度の修了生数は、それぞれ 25、4 名である。

1-4．人材育成の実績
AIST-NPF で実施している人材育成スクールには、
電子ビーム描画装置、走査型電子顕微鏡、走査型プロー
ブ顕微鏡、集束イオンビーム加工・観察装置、X 線構
造解析、フォトリソグラフィ関連装置など要素技術の
（件）
150

装置利用

技術代行

120

共同研究

11
8

11
5

8
5

24

28

90

技術相談

8
7
16

1-5．運営資金
AIST-NPF に設置されている装置の主なものは補正予算で準備された。その後、現在のクリーンルームの整備、移転、新規装置購入支援などが産総研の運営費交付金にてなされている。また、ナノテクノロジー総合支援プロジェクト開始時にのみ、大型備品の購入予算が準備された。設備・備品に関して、その購入のために充てられた交付金と委託費の割合は、AIST-NPF
開設当初よりの積算で約 5:1 程度である。

38

ナノテクノロジー総合支援プロジェクトおよびナノテクノロジー・ネットワーク事業における委託費は、
主に人件費と業務実施費 ( 消耗品費・保守費ほか ) に充てられている。また、平成 19 年度からは、特に産総研の自主事業としての研究支援・人材育成を実施するために、運営費交付金からも人件費を中心に補充を

60
79
2
6
0

92

91

H17

H18

61

30
5

H14

H15

H16

図 5 AIST-NPF で実施した研究支援の形態別内訳 ( 平成 14 〜 18 年度 )

（件）
150

企業

公的機関

大学

120
34

44

60

30
4
H14

3
6

41

35

大学
20％
（15 名）

42
54

40

48

50

H15

H16

H17

33

総合レポート産
63%(47 名）

公的機関
24％（20 名）

産（大企業）
56％（46 名）産（中小企業）2％（2 名）H18

図 7 要素技術人材育成スクール受講生の所属機関別内訳 ( 平成 18 年度左、平成 19年度右 )

図 6 AIST-NPF で実施した研究支援の機関別内訳 ( 平成 14 〜 18 年度 )ファブシステム研究会

大学
17％（14 名）

公的機関
17％（13 名）

43

28

90

0

行うことになった。交付金と委託費の割合は、平成
20 年度予算にて、約 1: 3 である。

2008

-

210

-

ミニマルファブ構想とその適用可能システムの実状－ 事例４ 試作ライン

図 8 に、AIST-NPF における知的財産を含む資金の収支を図示した。平成 19 年末までは、委託費と運営費交付金にて運営しており、ユーザーは無償でサービスを受けることができた。サービスの対価として委託元へ提出されるものは、委託事業にて定められた成果
報告書等、その成果を公開するためのものであった。
平成 20 年 1 月からは、産総研自主事業枠内で実施される装置利用サービスを受けるにあたり、実費相当額

複数の部屋が連結した設計になっていて、かつ極微細加工・造形・計測の分野に不慣れなユーザーに対してもその敷居が低くなるように運営されている。これは、NPF が研究者の連携、研究分野の融合を目指したことによる。一方、先端シリコン素子プロセスを希望するユーザーの要望に応えることは当初より想定外のこととした。より具体的には、毒性や危険性の高い材料を除き、申請・許可ベースで新材料の持ち込みを可能とした。現在は、Au やアルカリ金属などの持ち込みも許可している。

備を行うことによって、AIST-NPF 運転資金の持続的な確保と、AIST-NPF の社会との共有をより進める計画である。

2．オンデマンド・ファブシステムとしての運営
先 述 の 通 り、AIST-NPF で は、 情 報 通 信、 バ イオ、 環 境・ エ ネ ル ギ ー、 計 測 標 準 な ど 広 範 な 研 究
分 野 に わ た る サ ー ビ ス を 提 供 し て い る。 例 え ば、Heterojunction Bipolar Transistor (HBT) や Thin
Film Transistor(TFT)、テラヘルツエミッターの試作、
マイクロ流路やタンパク質のパターン加工、太陽電
池・燃料電池材料の評価、環境汚染物質の評価、超高感度超伝導センサや量子効果を用いた標準抵抗素子などの成果例が出ている。また、最近では、世界最高コントラストを持つコロナグラフ用マスク開発など、宇宙工学の分野からも研究開発支援依頼が届くに至って

NPF

材料

対価

対価

内部留保
（技術蓄積）

試作品

委託

ほか各種警報装置、そして重要情報周知用の液晶モニ

委託元
産総研
(+

粗利

対価

高付加価値化分

人材育成

試作依頼企業

内部留保（純利益）

高付加価値化分

商品

他の企業

仕入れ

告を実施している。さらに、クリーンルームには、ユーザーの合意のもとで監視カメラの設置を行い、NPF
管理スタッフが居室からもクリーンルーム内の状況を把握できるようにしている。そのほか、酸素センサー

依頼企業単独
ではプラス

配当

出資

高付加価値化分)

ターの設置などを行っている。

給与・育成

労働者

給与

労働者

オンデマンド・ファブシステムの運営において、そ白矢印が直接的社会貢献の第一の基盤となるのは、施設の安全確保である。旅客システムと同様、安全・安心をユーザーに常時提供
し続けることが最も価値の高いことと認識しなければならない。

図 8 NPF のユーザーを企業に特定した際、一般企業と比較してどのような収支バランスがとれるのかを示した図。産総研
原史朗氏との議論をもとに作成。

ファブシステム研究会

総合レポート

一方で、安全管理に関しては、産総研の安全管理関係規程に準ずると共に必要に応じてさらに厳しい運用を行ってきた。様々な研究分野での常識をユーザーが持ち込むことを防ぐため、施設利用開始時の安全講習
のみならず、各装置の利用方法ガイダンス時にもそれぞれの装置に関係する安全管理の方法を重ねて説明している。ヒヤリハット事例としての登録に関しては適用範囲を広くとると同時に、必要に応じてユーザーへ周知し、AIST-NPF 利用マニュアルへの反映を迅速に行った。ユーザーへの対応は原則として性善説をとるとともに、装置故障時にはユーザーとその上司 ( あるいは指導者 ) との合意のもと事故報告書を作成し、然るべきルートでの回覧と産総研内規程にのっとった報

間接的収支バランス( 平成 19 年末までの姿 )企業単体ではバランス

みや問題点をあげ、それらに対して考察を加える。

図 1 に示したように、AIST-NPF はクラスの異なるという整理にて関連規程の改定を行うことによって実施されたものである。今後、さらに関連する規程の整

一般企業観点から、よりユーザーの立場に立った “ オンデマン
ド ” を実現するために AIST-NPF で実施している試2-1．施設と安全管理についての考察の負担をすることによって AIST-NPF で得られた成果を公開しないという選択肢をユーザーが選ぶことができるようになった。これは実地訓練を伴う装置利用によって、ユーザーに対する技術研修がなされている

直接的収支バランスいる。さらにこれらの支援依頼は随時受け付けていることから、究極のオンデマンド・ファブシステムであるとも言える。本章では、施設と安全管理、装置と講習、ユーザー管理、工程管理、そして知財管理の 5 つの

2008

-

211

-

ミニマルファブ構想とその適用可能システムの実状－ 事例４ 試作ライン

10mm x 10mm、15mm x 15mm、20mm x20mm、そして 2 インチサイズの基板を 1 枚流すに

2-2．装置と講習についての考察
AIST-NPF に設置されている全ての装置には、標準使用マニュアルが装備されている。数多くのユーザーが、“ 少量・多品種 ” の材料を様々なレシピで使用すあたっても、大型ウェハーに対して露光するのと同様な精度を出せるように改造を施した装置である。図 9にその装置写真を示した。また、この露光装置には複数の露光モードが用意されているので、同一基板に複る AIST-NPF において、施設と装置の性能を保証するものが標準使用マニュアルとそこに用いられる標準数の異なるパターンの露光も可能となり、一度のプロ
セスで複数のデバイス作製をすることができ、さらにレシピである。これらはその装置を利用する全てのユーザーに共有されることで、装置の予期せぬ故障を最小限にとどめ、ひいては施設と装置の稼働率向上に貢献する。この意識を随時ユーザーに持っていただく

ショット毎に露光条件が変わるような露光も可能なので、露光条件の適正化などを効率的に行える仕様になっている。

のが、「実地訓練サービス」の持つ意義でもある。
2-3．ユーザー管理についての考察

オンデマンド・ファブシステムを構成する装置として、以下に 3 つの例を挙げる。

数多くのユーザーが出入りする AIST-NPF においては、人 DB の管理を行うためのサーバーを安全に管理すること、またスクール受講生の名簿など個人情報が入った電子ファイルは関連スタッフのパソコンに保存せず、かつ電子メールでのやり取りを禁止するなど、情報セキュリテイ管理は重要な項目である。

(1) スパッタ装置：芝浦エレテック (CFS-4EP-LL)
AIST-NPF にて最も稼働率が高い装置の一つであり、連続使用は半日まで、また一度に 2 枠の予約は入れられないというルールを適用しているため、ヘビーユーザーにとっては 2 週間に一度のマシンタイ
ムしか予約できないといった状況が続いている。

さらに装置利用サービスに軸足をおいたオンデマン
ド・ファブシステムの運営に重要な点として、ユーザー間のトラブルを避けることがあげられる。そのために
AIST-NPF が実施したことは、(1) ユーザーの希望やクレームを運営責任者が定期的に吸い上げられる仕組
みの構築、(2) ユーザー同士でのレシピの伝授の禁止、である。(1) の具体策としては、定例的にユーザーミー
ティングを開催し、Face to Face でユーザーからの意見を吸い上げること、アンケートを随時実施すると共にその結果を公表することなどがあげられる。(2)

現在、AIST-NPF では 24 種類のターゲットに関して標準レシピでの成膜速度などのライブラリを保有しており、希望するユーザーにはそれらの情報を遅滞なくご連絡できるようにしている。
(2) 誘導プラズマ反応性イオンエッチング装置：サムコ (RIE-101iPH)
この装置は、トルネード型のアンテナを装備しており、面内均一度を若干犠牲にするものの多様な材料のエッチングが可能となるようにしている。また、除害に関しては、一見して連携の創出を目指す NPF 設立
目的と相反するようであるが、NPF 管理側が把握しないレシピや装置利用ルールが独り歩きをすると、熱心なユーザーほどトラブルに巻き込まれることが多いには電気炉を利用しており、副生成物に遷移金属カル
ボニルが想定されるようなレシピであってもエッチングが可能である。ガスラインは大きく分けてメタン系

ことから設置されたルールとなっている。すなわち、と塩素系の 2 系統となっていて、各エッチングの開始・終了時には、安定した装置動作とコンタミを可能なかぎり防ぐため、長めの酸素プラズマクリーニングを行うことを標準レシピとしている。
一方、難エッチング材料においては、チャンバ内残
留物がエッチング速度の再現性に与える影響が大きい。そこで、ユーザーの希望納期如何では、先着順に実験行うのではなく、メタン系、塩素系ガスを用いた

図 9 AIST-NPF に設置された i 線スパッタ装置の外観写真(左)と、
小型矩形基板をウェハーロー
ダーに乗せるための治具 ( 右 )。NPF で配信しているメールマガジン「WHATʼs ON NPF」の2005 年 4 月28日号に掲載した写真より。

案件をまとめて実施するという運営上の工夫を行っている。
(3) i 線ステッパ：ニコンテック (NSR-2205i14E2 )ファブシステム研究会

総合レポート

2008

-

212

-

ミニマルファブ構想とその適用可能システムの実状－ 事例４ 試作ライン

装置トレーニングや開発レシピの共有は、NPF 技術
支援員によってなされることとなる。

ザーに帰属する」ことが、AIST-NPF 運営の原則である。この原理・原則を良好に保つために、装置や装置
使用記録の管理がなされてきている。また、装置利用マニュアルに記載されるプロセスレシピも広く公開され、かつ数多くのユーザーの手元でカスタマイズされ表裏一体の事柄として、NPF 技術支援員の技術伝
承をどのように確保するかという問題がある。ここでいう技術伝承とは、既存のプロセスレシピを保管するということだけを意味するものではない。プロセスレるとともにその情報の一部がフィードバックされ、そしてより良いレシピの公開に結実するというノウハウ
管理モデルを採用している。

シピの改善は常に試行され続けなければ多様なユー
ザーからの要求に応えられず、さらに、施設の求心力を保つために新しいプロセスレシピを開発することも広義の技術伝承である。残念ながら産総研においては一方、先端機器共用施設として AIST-NPF を見た
場合に、ユーザーに対する求心力を維持するためには、(1) 最先端の装置が揃っていること、(2) 最先端の技術が揃っていること、(3) それらを活用することができる仕組みがあること、の 3 点がなければならない。

当該技術開発を主たる業務とする常勤職員は存在せず、AIST-NPF においてもこれらの機能は年度契約の契約職員によって担われているのが現状である。研究
開発系独立行政法人が、いわゆる研究開発のみではな
く “ 場 ” を提供することによるイノベーション創出をも業務をするのであれば、その実現に向けて必要不可
欠なのは、技術系職員枠の新設であると考えている。

独立行政法人である産総研においては、予算が潤沢に保証されない限り、(1) を定常的に維持することは極めて困難である。(3) に関しては、装置・技術が最先端であるか否かにかかわらず、上記の装置利用トレー
ニングが一定の役割を果たしてきた。そして、(2) に関しては、「秘すれば花」であるレシピを持つことも時に応じて極めて重要な要件となってくる。そこで、
AIST-NPF では、共同研究においてのみならず、技術
指導や技術代行時に得た新しいプロセスノウハウを産総研が保有することのできる規程を整備しつつある。
一方で、現状の産総研では、技術指導において知的財産が発生することは想定されていないことから、施設利用に際してユーザーに課金する際に、既存規程の範
囲内では契約締結が出来ないなどのボトルネックが発生している。

2-4．工程管理についての考察
ユーザーへの装置利用サービスを提供するにあたっては、その工程管理がユーザー側でなされることから施設側として管理を行うことは極めて難しい。そのような状況にあって、AIST-NPF で行われている工程管理の要点は以下の 4 つである。
(1) 全ての実験装置をいつでも利用可能な状況にメンテナンスすること。
(2) 競合する可能性のある研究課題を早急に把握し、工程管理の観点から情報コンタミを防ぐこと。

3．ユーザーアンケート結果とその考察(3) 競合する可能性のある研究課題のログノート、装本章では、平成 18 年 3 月、平成 20 年 9 月に実施

置使用記録を個別管理すること。
(4) 装置利用の状況も含め、技術代行、共同研究における進捗状況を NPF 技術支援員全員が把握すること。

したアンケート結果を用いて、ユーザー側から見た
AIST-NPF の把握と、オンデマンド・ファブシステム
としての課題の抽出、そして今後解決すべき問題を検(2) 〜 (4) は、次節に述べる知財管理の問題と密接

無回答 3%

公的研究機関 4%
ベンチャー 5%にかかわる問題である。また、(1) はオンデマンドであることを保証するために必要不可欠であって、「迅
速に」、「必要に応じていつでも」実験を開始できるよ

中小企業 13%

うに装置メンテナンスをしておくことが欠かせない業

産総研 38%

務となっている。
大企業 16%
高専・大学 21%2-5．知財管理についての考察「AIST-NPF を利用するユーザーが、自らそこに設図 10 平成 19 年 2 月実施 NPF アンケートご
回答者のご所属内訳 (N=108)

置された装置を利用して得た成果は、全てそのユーファブシステム研究会

総合レポート

2008

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213

-

ミニマルファブ構想とその適用可能システムの実状－ 事例４ 試作ライン討する。それぞれのアンケートにおけるご回答者の総数 N と、
そのご所属の内訳を図 10 と図 11 に示した。

普通 4％

官 , 36%

大変良い60%

産 , 41%0

学 , 23%

20

40

40

60

80

100（%）

分析：本設問に対して高い満足度をいただいているのは、装置利用を主な業務とする施設として極めて重要であるとの認識。

やや遅い
9% 大変遅い
1%

0

良い
35%

図 14 支援要員の対応に関する満足度 ( 平成
19 年 2 月実施 NPF アンケート )図 11 平成 20 年 9 月実施 NPF アンケートご
回答者のご所属内訳 (N=140)

早い
38%

20

悪い 1％

やや早い
28%

普通
24%

60

80

予想以上の結果が得られた 7%

達成できた
41%

0

100（%）

20

全く達成できなかった 1%

ほぼ達成
できた
25%
40

60

一部達成
できた
27%
80

100（%）

図 12 研究支援依頼に対する NPF の対応について ( 平成 19 年 2月実施 NPFアンケート)

図 15 当初目的が達成できたかどうか？ ( 平成 19 年 2 月実施 NPF アンケート )分析：オンデマンドで研究支援を随時受け入れていることから、支援申請以降、初めの装置トレー
ニングまでの時間が長く感じられてしまうユー
ザーが出てきてしまっていることを反映している。

分析：AIST-NPF に対しては、研究要素の高い支援依頼が多く寄せられることから、達成度が低い案件も出てくることを反映している。

どちらでもない 2％
やや不足 7％
不足 1％

満足
58％

0

20

どちらでもない 4%
あまり役立たなかった 4%

大変役立った
39%

やや満足
34％

40

60

80

0

100（%）

図 13 NPF(NPF に設置されている装置を含む ) の施設としての満足度 ( 平成 19 年
2 月実施 NPF アンケート )総合レポート40

60

80100（%）

図 16 支援成果は役立ったかどうか？ ( 平成
19 年 2 月実施 NPF アンケート )分析：図 14 の結果と比較すると、当初目的が達成できていなくても「役に立った」と評価するケー
スが多いことを示している。当初見通しが失敗に終わっても、研究開発上の方向転換に資することができれば、ユーザー満足度が高くなることを示
している。

分析：
「不足」と感じられているユーザーの方々のほとんどが、装置の予約がすぐにできない状況にあることを理由にされている。

ファブシステム研究会

20

役立った
53%

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-

ミニマルファブ構想とその適用可能システムの実状－ 事例４ 試作ライン

どちらでもない 12%
やや不満 4%

充分満足
28%

0

20

どちらでもない 13%

40

60

80

0

100（%）

図 17 技術代行時の支援進捗情報提供に関する満足度 ( 平成 19 年 2 月実施 NPF ア
ンケート )

やや不満 8%

やや満足
37%

20

40

やや不満
18%

60

80

100（%）

図 20 装置使用時間に関する満足度 ( 平成 19
年 2 実施 NPF アンケート )分析：先述のとおり、装置の利用時間を確保できない傾向が続いており、AIST-NPF にとって最重要の検討課題となっている。

分析：高い満足度を得るために AIST-NPF で導入した進捗報告リクエストシステムが機能している可能性もあるが、ユーザーと支援員のコミュニ
ケーションが重要であることを示唆しているのではないかとも思われる。第 4 章 SVTC のビジネスモデルを適用する際にも、重要な観点であると考
えられる。

満足
29%

やや満足
30%

満足
33%

ほぼ満足
56%

不満 6%

不満 2%

どちらでも
ない
24%

AIST 内部AIST 外部

総計
3.6

支援依頼への対応
0

20

40

60

80

4.2
3.9

100（%）

4.1

施設・装置類の満足度

図 18 納 期 の 満 足 度 ( 平 成 19 年 2 月 実 施
NPF アンケート )支援要員の対応

オンデマンドでご依頼を受ける際に、「迅速なサー
ビス・作業」が重要であることを示している。

当初の目的達成度

4.6
4.4
4.6
4.5
4.5
3.1
3.6
3.3
4.2
4.3
4.3

得られた結果の役立ち度

4.0
4.1
4.0

進捗･技術内容の情報提供

3.7
3.7
3.8

納期満足度
どちらでもない 2%
不満 1%

満足
70%

0

20

40

80

3.8
3.6
3.7

装置使用時間満足度

やや満足
26%

60

4.6
4.6
4.6

トレーニング満足度

0

1

2

3

4

100（%）

図 19 装置トレーニングの満足度 ( 平成 19 年
2 月実施 NPF アンケート )図 21 各項目のまとめ ( 平成 19 年 2 月実施
NPF アンケート )分 析： 満 足 度 は 高 い。 装 置 利 用 に 軸 足 を 置 く
AIST-NPF にとって、装置トレーニングの充実化に重点的に取り組んできた成果であると考えている。

分析：装置利用時間に関する満足度だけ、産総研
外部の方の満足度が産総研内部ユーザーのそれよ
りポイントが低くなっている。

ファブシステム研究会

総合レポート

2008

-

215

-

5

ミニマルファブ構想とその適用可能システムの実状

予約混雑装置の複数台化
装置の多様化
施設利用時間枠の拡大
技術的コンサルティング
技術代行
装置トレーニング , 操作マニュアル等の充実
共同研究
人材育成事業の拡充
支援進捗のスピードアップ
情報発信
支援要員のサポートの質－ 事例４ 試作ライン

4．類似施設との比較＊

58%
41%
36%
27%
25%

4-1．Silicon Valley Technology Center (SVTC)
Technologies

18%
14%
11%
10%

SVTC は 2004 年 7 月 に Cypress Semiconductor

8%に よ っ て 設 立 さ れ、2007 年 3 月 に Tallwood
Venture Capital 社と Oak Hill Capital Partners 社に売却されることによって独立した企業体となったファウンドリである。2007 年には、さらに SEMATECH

7%

0

10

20

30

40

50

60

図 22 今後の支援活動をより充実させる上で必要だと思われる項目 ( 平成 19 年 2
月実施 NPF アンケート )分析：図 20 ほかの結果を反映している。

の Advanced Technology Development Facility(ATDF) と の 合 併 が な さ れ、 現 在 で は 太 陽 電 池 と装置利用トレーニング

64

施設の使いやすさ（装置利用予約等）

52

MEMS のそれぞれに特化したファウンドリ事業も開始している。その業務内容は、研究開発用試作ラインの提供、各種分析サービスや共同開発・少量のマーケ
ティング用製品の生産まで幅広く、顧客も半導体デバ

装置の充実度48

ネット上での利用相談受付

34

産総研の研究開発力への期待

25

情報提供（ニュース配信等）

23

技術相談・ガイダンス

22

その他

8

無回答

29

イスメーカー、装置メーカー、大学発スタートアップ
ベンチャーなど広範になっている。常設しているプロ
セスレシピは 2,000、またプロセス装置は 350 とア
ナウンスされている。また、Taiwan Semiconductor
Manufacturing Corporation (TSMC) との連携も開始されている。研究テーマとして受け入れているのは、
シリコンテクノロジー関連のみならず、次世代メモリ、MEMS、バイオ、イメージセンサ、パワーデバイス、
アナログデバイスなど多岐にわたっている。

表 2 AIST-NPF において外部ユーザーの利用を促進している要因 ( 平成 20 年 9 月実
施 NPF アンケート )SVTC は極めて面白いビジネスモデルを採用している。
「Customer IP remains secure and unimpaired」といううたい文句からわかるように、完全に場所貸しのモデルとなっている。SVTC 側からプロセス装置操
作のための技術者が提供されたり、あるいはユーザー企業の研究開発者・技術者にトレーニングがなされたりというオプションはあるが、知財は一切要求しない

分析：装置利用に軸足を置くがゆえに、装置トレー
ニングの充実化が AIST-NPF の使い勝手の良さを決めていると考えられる。第４章に記載の SVTCにおいても、装置の利用方法を伝えることは主要な業務になっている模様。ユーザーが装置を的確に用いることは、ひいては、装置の稼働率向上へ直結する問題となる。
研究成果の発表義務43

産総研のアクセスの悪さ

39

施設の使いにくさ（利用時間の制約等）

34

情報提供の不備19

知的財産上の問題

13

装置の不充実度

11

課題の制約・研究分野の隔たり等

8

その他・課金制度の不備等

6

無回答

42

ことによってより多くのユーザーを集める求心力を得ていることとなる。スタートアップ・ベンチャーにベンチャー・キャピタルから豊富な投資がなされているシリコンバレーの特色を活かしたビジネスモデルである。また、このモデルを採用しているがゆえに、ユーザーが SVTC を活用する際に開示する材料関係の情
報は、「元素名」だけとなっている。SVTC 側は、ウェ
ハを流しプロセスの各所でウェハ上の元素分析を行う
ことで、多種・多彩なプロセスが同じ場でなされたとしても、コンタミがないことをユーザーに対して保証する仕組みになっている。一方、我々が少量・多品種

表 3 AIST-NPF において外部ユーザーの利用を阻害している要因 ( 平成 20 年 9 月実
施 NPF アンケート )分析：「施設の使いにくさ」に関しては、産総研
安全ガイドラインにのっとった施設公開時間設定が短すぎるとのご意見であった。

ファブシステム研究会

総合レポート＊ 当該報告者の現地視察の結果より作成

2008

-

216

-

ミニマルファブ構想とその適用可能システムの実状－ 事例４ 試作ラインのウェハを流すファブシステムを効率的に運用するた
めには、採用するビジネスモデルにかかわらず、ウェ

5．まとめ

ハ上のコンタミを検出、あるいは常時監視するための計測評価装置が重要な役割を果たすものと考えられる。

連携・協創の場として社会と共有されるオープン・イ
ノベーション・プラットフォーム構築をめざして
産業技術総合研究所は、地質調査および計量標準といった公共性が高く社会経済の安定性を高めるために必要な業務の確実な実施と、より広義な公共的業務として、経済及び産業の発展並びに鉱物資源及びエネル
ギーの安定的かつ効率的な供給の確保を目指して設置

4-2．IMECIMEC は、1984 年にルーベン大学 (K.U. Leuven)をスピンオフした約 70 名のスタッフにより非営利組
織として創設された、ナノエレクトロニクスとナノテ
クノロジーの分野で世界トップレベル、欧州最大の「独立した」研究センターである。IMEC の研究及び技術された。そうであるからこそ、関係する各省庁、産業界、学協会に対し、お互いの機能を acknowledge した関係、すなわち自立した研究所であることが求められるはずである。中立的 (Neutral) であり、かつ自立(independent) であることによって、初めて産学公・
国内外のパートナー ( ステークホルダー ) に対して開開発活動は、大学における基礎研究と産業界の技術開発の間にあるギャップを埋めるものとなっている。当該分野におけるプロセス技術のノウハウ、知的財産
ポートフォリオ、最先端インフラ、そして世界中の企業・大学・研究機関との強固な連携が、IMEC を世界的な COE に位置付けている。

かれた場を提供できる。産総研ナノプロセシング施設の歴史は、その実現を目指し、様々な具体的問題点を抽出し、そして解決を続けながら運営を行ってきた記録であるとも言える。

IMEC は、ユニークなビジネス戦略を持っている。
その生い立ちから明らかなように、IMEC にはフラン
ドル地域の大学から学生やポスドクを受け入れて、教育を担うミッションがある。この状況と産業界からの委託事業を両立させるために IMEC が採用している戦略モデルは、前競争段階にある研究開発に学生やポスドクを充て、そして、多数の連携先との共同研究を実施することにより IP をシェアし、さらにそのコ
ア IP を IMEC が保有することで次の連携案件に対する求心力を増強するというものである。IMEC が多数の委託先との研究実施をコーディネートする機能を持つがゆえに、委託先から見れば情報を仕入れる目的だ
けでも IMEC に駐在員を常駐派遣する意義があるこ

今回、オンデマンド・ファブシステムとして産総研
ナノプロセシング施設を見直した結果、この施設が連携・協創の場として社会と共有されるオープン・イノ
ベーション・プラットフォームとして活用されるためには、産業技術総合研究所のステークホルダーが多岐にわたったものであるがゆえ、少量・多品種の試作に対応し、ユーザーに対する敷居が低く、そして知財取り扱いに対して安全性が高い施設・装置・制度、さらにそこで働く人材へのインセンティブを高める仕組みが必要であるということが強く再認識されるに至った。この機会を与えてくださった産総研・半導体シス
テムイノベーション検討会・世話人である原史朗氏、とになり、IMEC に対して、各企業の意向から独立した中立的な立場における新技術の開発や評価を期待できる。このように IMEC が中立的立場でいることが、またファブシステム研究会各位に心より感謝申し上げる。

IMEC ビジネスモデルにおいて、重要な意味を持っている。
AIST-NPF において、この IMEC ビジネスモデルは活用したいモデルの 1 つである。一方で、もし AISTNPF において少量・多品種対応のファブシステムを運営し、かつ、この IMEC ビジネスモデルを適用するならば、AIST が不実施機関であることから、中立性を十分に考慮したフットワークの軽い契約を締結できるような仕組みが必要であろう。

ファブシステム研究会

総合レポート

2008

-

217

-

ミニマルファブ構想とその適用可能システムの実状－ 事例５ 研究装置のモジュール化研究所にみるオンデマンド化製造装置とレトロフィット化
産業技術総合研究所

先進製造プロセス研究部門

中野

禅

源を製品評価に使うことにより、出荷製品の品質向上へ繋がると考えられます。では、トラブルが起きた場
合についてどうするか？という疑問もあるかと思いま

I. オンデマンド製造装置
ファブシステム研究会の一つの方向のミニマルファ
ブについて、多少のご参考になればと思い、オンデマ

すが、必要なら、その時だけモニター装置を取り付けて評価するなども可能ですが、トラブルが起きた後の対応としてもシンプルな装置とすることにより原因のンド製造装置についてご紹介いたします。機械加工の工場システムの中には、最近ではプロセスのモジュール化がかなり進んだ例も見受けられますし、半導体製造システムでは、さらに複雑なシステムとなっており、モジュール化と搬送系のシステム化が進んでいます。しかし、これらのシステムでは、よほど注意深く
常に自己システム全体に潜みやすい非効率性の増大を監視し続けていなければ、誰も気づかないうちに巨大なムダを抱えたシステムと化してしまう可能性があります。一方、産総研のような研究所では、比較的シス
テムが小さく、全体を良く見通すことができ、製造シ
ステムの特徴と課題を直視しやすくなっています。そこで、以下では、我々が試作したオンデマンド製造装置を例に取り、その特徴を整理してみます。
まず小型の装置としてオンデマンド装置では単純な構成の組み合わせにより、フレキシブルな対応を取る
ことがあります。個々のプロセス装置から見れば、通常大型の装置では、後からの追加や変更が不可能と言えるため、事前に見込めるだけの仕様を盛り込みます。
そのためどうしてもある程度の汎用性や多様化を見込
むために規模が膨らみ、さらに大型化への道を歩むことになります。一方、小型装置では、仕様の変更が必
要なら装置の一部を交換し、必要なだけ追加することが容易ですし、また安価に実現可能です（部品の価格はおおむね材料費＋加工費と考え、小さいと材料費も安く、加工費も安くなります）。部品毎に交換することにはさらに別のメリットもあり、処理材料が変わっ究明が分かりやすくなります。見えない（分からない）
複雑な装置では、その分モニタに頼ることになりますが、単純化により、見えるわかる装置として仕上げることが可能です。たとえば我々が試作したオンデマン
ド製造装置の AD 装置では、調子が悪い時は成膜した膜にかならず同じ兆候が見られ、これは装置の幾何学的な構成から生じます。このことは設計上の結果ではなく、装置を運転中に見つけた結果で、装置がシンプ
ルだから理解できたと言えます。このように、装置が小さくシンプルだから得られる情報を見分けることにより問題点の解決も迅速に行えるようになり、またそれを製品から装置の情報を得られる事が一つの価値ではないでしょうか。
さらに、問題点が見つかった場合、先の例は問題点というほどでは無く、一種の装置の “ くせ ” のようなものですが、手軽に修正できることも強みです。複雑な装置では、一つ一つの取り合いも難しく、さらにモ
ニター・センサー類も多くなればなるほど、手が出せなくなります。その状態では、一度止めて変更したものの駄目だから元に戻すというのは不可能に近くなりた時に主要部品までも交換可能であるのでコンタミ等の影響を無くす事が可能です。さらに、小型枚葉処理とした事によるプロセス装置の簡単化は、センサー類の削減にもつながり、プロセスのためのセンサー類を省き、つくる製品のための計測に特化することが可能です。出来た製品を管理することによりプロセスを管理する方法への変換が図れます。プロセス装置内の状況をモニターするためにかける労力・エネルギー・資

ファブシステム研究会

総合レポート

図１

2008

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-

オンデマンド製造装置〜会議室前でデモのため組み立て途中ミニマルファブ構想とその適用可能システムの実状－ 事例５ 研究装置のモジュール化

ます。小型のオンデマンド装置では、逆で年中形が変わっているのが実態です。たとえば、AD 装置は成膜する材料が変更になる場合（デモ以外でも使いますので）装置全体をバラバラにして丸洗いしてしまいます。
真空装置を超音波洗浄機で丸洗い、というのはなかなか良い方法ですが、通常の大型装置ではできません。
特に組み立て前にきちんと乾燥させる乾燥装置としては、そのワークの大きさに見合った小さな電気炉があれば事足ります。このメンテナンス性の良さも特徴ですが、あわせて組みなおすので、その時に新しいメカ
ニズムのテストを行うこともよくあります。駄目なら元に戻す、これも普通です（駄目でなくてもデモのと

あ り ま す。 こ の 装 置 では、 元 の コ ン ト ロ ー ラ
も今も併存していてど
ちらでも制御可能な状態です。取り付けた PC
を 使 っ て、 サ ン プ ル 上の 情 報 を 取 り 込 み、 制
御することも可能にで
き ま し た。 さ ら に、 この改造により安定性が増したことが他の問題

きには元に戻します）。実用商品製造装置ですと、ここまで極端にはできませんが、開発用装置としてや、
これからの製造装置の可能性の広がりを感じていただ
ければと思います。

点の洗い出しに有効に
働 き、 装 置 の 性 能 を 格段に向上させたのでした。（ビームとりだし効

図2

いつでもどこでも製造〜飛行機（MU300） に 乗 った AD 製膜装置

率が 10%程度から 30%程 度 に な っ た。 タ ン デム加速器なので効率は低いです。
）古い装置だから行
いやすかった改造ですが、数ある制御点の中から、質量分析を着目できるか？（特に磁場系なので感度は悪く感じる装置）、そこを当時 12bit が通常の DA コン
バータだったのですが、あえて 16bit とし、結果として 1/65536 の分解能による制御が効果的だったとこ
ろに気がつくか、等装置が見渡せるかが一つのカギになるかなと思います。

また同じことがシステムを通しても言えると思います。見渡せるシステムでは、システム全体を一つの装置のように捉えられますので、この時先の装置の問題と同じように、ラインとしてその途中で起こっている
出来事を見極めることも容易になります。プロセス工
程を変えてみた場合の製品の違いなどもテストしやすくなるのでは？と思います。半導体では 1000 工程にもなるようですが、あるステップごとに区切る中で見通せるようにすれば良く、ジーンズをはいた半導体製造工場であれば、作業者が気楽に装置の近くに居られる。また、作業者目の届く範囲の中にそのステップ装置が見渡せれば、課題をすぐに見つけ出し、解決する
ことが容易になるでしょう。

装置を知り、プロセスを知り、作るものを知る。さ
らに新しい技術を知り、適切に導入することにより、良い物を造る生産を目指す事はこれからの製造に重要だと思います。オンデマンド〜臨機応変に変わりつつ製造を進める姿〜それが半導体でも普通になる日に向けて研究を進めたいと思います。

II. イオン注入装置にみるレトロフィット化の取組み
レトロフィットとは、すなわち既存の生産システム
や製造装置の高付加価値化を図ることです。実用商品の生産現場では、主に人員はオペレータとエンジニアで構成され、本来高付加価値化を図るべき生産技術部
隊は、別の部署に分業化されていることから、レトロ
フィット化は単なるリニューアルに較べ、簡単でない面があります。一方、研究開発の現場では、オペ
レータ = エンジニア = リサーチャーであって、高付加価値化はナチュラルに遂行されている場合があります。ここで我々の例を一つ紹介しましょう。我々が所有しているイオン注入装置では、20 年以上前の装置ですが、質量分析装置のコントローラを PC と 16bit

図３

使用の DA コンバータを使った制御に置き換えることにより、安定性の向上、分解能の向上を図ったことがファブシステム研究会

総合レポート

2008

-

219

-

レトロフィット〜産業技術総合研究所
つ く ば 東 イ オ ン 注 入 装 置。(national
electrostatics Co.,3SDH-4 昭 和 63 年
3 月導入 今も現役 ) 質量分析マグネットを
16bitDA 制御に変更し性能向上してある。

委員コメント

委員コメント-221-

委員コメント研究会活動の一つの区切りを迎えて 〜 今後の生産システムへの期待（株）日立グローバルストレージテクノロジーズ
ヘッド製造本部

加藤洋○研究会活動参画への経緯
昨年（H19 年）の 12 月に、以前から仕事の関係で付き合いがあつた日本電産サンキョーの斉藤氏（ファブシステム研究会のメンバーの一員）から電話がありました。その内容は、産総研で次世代の半導体ファブとして「ミニマルファブ」という新しいコンセプトのファブを研究、提唱されている事。そして年末に産総研でその内容について直接研究者から話が聞けるので一緒に参加しないかと言うお誘いの電話でした。そして年末に斉藤氏と一緒に産総研にお伺いし、ミニマルファブ研究への篤い想いを、原主任研究員から直接お聞きし、私が HDD の組立ファブで開発・導入したクリーンセル生産方式や、現在開発中のヘッドウエハーの枚葉搬送システムのコンセプトと共通する点が多く、ミニマルファブのコンセプトに共感したので本研究会活動に参画しました。
○日立 GST が研究会へ期待する理由
日立 GST 小田原工場のヘッドウエハープロセスは 5 インチウエハーを使用しており、生産枚数も 20
枚 / 日〜 30 枚 / 日と半導体に比べると少量生産である。5 インチファブも 10 年〜 15 年経過したものが大半で、老朽化が進み、設備メーカーに保証してもらえない設備も出て来ている。その中で新製品の開発や量産品の生産性の向上によるコストダウンの要求がある。これらの対応策としての EES 化等ファブのデータ管理システムや、高性能化の新技術は、現在大口径ファブにしか対応していない。そして大口径化のファブを導入しょうとすると莫大な投資リスク負うことになる。この高性能、高機能化＝大口
径ファブ、大投資と言うパラドックスから早く抜け出すためにも、本研究会で議論している「レトロフィット」や「ミニマルファブ」の早期実現を期待する。
○研究会活動へのコメント
今まで企業内や関連企業との研究会、委員会には何度も参画した経験はありますが、本研究会の様に
公、民一体となって将来の半導体ファブについて考え、議論する研究会は初めての経験でした。企業の中で、売り上げ、利益優先の議論を 38 年間続けてきた私にとって、本研究会での議論は大変新鮮で、アカデミックな議論が出来たと思っている。
○生産システム革新への期待
成熟期に入った日本の産業界では、今までの様に大量生産、大量販売、大量消費の世界ではなく、ロングテールの市場に対応するオンデマンドの生産システムやミニマルファブが将来進むべき方向だと確信している。その第一ステップとして、集中討議の時提案した現状ファブのレトロフィット化を、本研究会を母体とするコンソーシアムな組織をつくり推進し、ゴールであるミニマルファブの早期実現につなげて行くことを期待している。
○余談
個人的な事ですが、私は今年の年末に会社生活の終焉を迎えます。入社以来、38 年間 HDD の製造・生産技術に携わる事が出来、その締めくくりとして本研究会での HDD の事例発表「HDD の生産設備の歴史」のプレゼン資料を纏め、発表する機会を頂いた事に大変感謝しています。

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ファブシステム研究会に参加して 〜 今後の活動への期待 〜
オリンパス株式会社千村重弥○研究会活動参画への経緯
ファブシステム研究会代表の原様にお会いしたのは、2008 年 3 月末。それまで、面識はなかった。
10 年ほど前に弊社で設備の極小化（マイクロファクトリ）にかかわる技術開発を担当しており、産総研

先進製造プロセス研究部門の中野様は存知あげていた。中野様と弊社のつながりを通じ、偶然に原様と話をさせていただく機会をいただいた。
多品種少量生産に向いている経済的な生産システムとはどんなものかを考えていたところ、半導体製造工程をミニマル化するという内容を耳にし、多品種少量生産の対極にあると思い込んでいた半導体製
造工程に対してどのようなアプローチを考えていらっしゃるのか、大変興味を持った。
○オリンパス株式会社が研究会へ期待する理由
ＣＯ 2 削減が、全世界共通の課題となっている現在、生産活動を行う企業にとって設備で使用するエネルギーを最小化することは一つの重要な対策であると考えていた。原様の提唱する設備のミニマル化は弊社の生産技術部門としても目指す方向であると認識している。ただし、そのためには開発すべき技術が多大にあり、企業としては開発費を確保する必要がある。経営層にその必要性を訴え、理論的に設備のミニマル化が弊社のため、また社会のために効果的な開発活動であることを説明する必要があった。
今回、他社の方々とミニマル化にかかわる議論をすることで、目指している方向が間違ってはいないという確信を得たかった。
○研究会活動へのコメント
会議に参加されている皆様が半導体関連事業にかかわる方々なので、どこまで議論についていけるか
不安を抱えていた。しかし、議論をする中で、日本の国力というか技術力をさらに高めるためには何らかの革新的な取り組みが必要であるという共通認識を持ってることが分かってきた。まだまだ議論が足りず、結論を見出すまでには至っていないが、更なる論議を重ねる必要があるという認識をだれもが持たれたような気がしている。
○今後の活動への期待
日本の技術力が優位性を保てているとは言い難い情勢の中、スピード感をもって戦略を構築し、技術開発を進めなくてはならない。企業がそれぞれ個別に取り組むことはあまりに効率が悪く、業界を超えた取り組みが必要であろう。
産業界を飛躍させるため、業界を越えた取り組みを産総研にリードしていただくことを期待する。
○余談
半年間で 20 を超える企業、団体の参加を促した原様の行動力に脱帽した。また、参加している方々の熱意に触れることができ、このような方々が日本の産業界で活躍されているかと思うと、まだまだ日本も飛躍できるのではないか、また自分も何かしなければ・・と考えを新たにする機会であった。

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今後の生産システムへの期待
株式会社東芝セミコンダクター社

大分工場

プロセス生産技術部
宮下直人

ファブシステム研究会には期待しています。過去、我々もミニファブの実現化について社内で何度も議論を繰り返しました。
結論はいつもメガファブを存続しなければ企業としての利益を得られないという単純なものでした。
確かに、大量の製品を短時間で生産するのにはメガファブが最適ですが、ロジック LSI のような少量多品種を製造するラインや研究開発用の試作ラインにはミニファブが必要であると考えます。
近々、ミニファブの必要性について一部のデバイスメーカーから要求が出てくるものと予想しています。その日に向けて産総研を中心とした研究会活動を継続することはとても重要なことだと思います。
201X 年の必要時期に向けて基本コンセプトをまとめ、実用化に向けて各装置メーカーさんと共同で装置開発を行う体制を作ることにより、明るい未来が開けてくるものと思います。そのために東芝大分工場が少しでもお手伝いすることが出来ればうれしいです。
環境対策を含めての半導体技術立国日本の底力を国内外に示したいものです。

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ファブシステム研究会への参画 〜 経緯と感想 〜
三洋半導体製造株式会社
池田

猛○研究会活動参画への経緯
今回ファブシステム研究会に参画したきっかけは、横河ソリューションズ・中川様よりご紹介いた
だき、産総研・原様が弊社新潟工場に来られ主旨説明いただいたことに遡る。弊社としては JEITA・SELETE など各種のコンソーシアム活動にて参画し成果を期待している部分との差別化した目的設定が可能か否かの判断が、本研究会への参画の意思決定には必要であった。
・今回のファブシステム研究会が、産総研殿主催であり、弊社としては具体的な工場生産性というディスカッションをしたことがないため新規性がある。
研究機関である産総研殿の固有技術について、現況の自社課題とぶつけてみて協業・共同研究の可能性を図ることを模索できる。
ミニマルファブとしての固有技術について、弊社内で共有化できる。
・半導体産業に係る各業界の生産性向上の課題点について理解し、今後の社内課題検討に役立てる
同業・関連業種の方との新規交流も可能であり、新規の人的コネクションも図れる。
以上の理由から、他のコンソーシアム活動と目的を隔することが可能であると考え、参画させていただいた。弊社プレゼンは半導体中口径のファブの課題として、工場設備の延命化についてと 2004 年と2007 年の震災復興活動を通じての BCP に対しての経験談を行う事で原様と調整させていただいた。
○三洋半導体製造株式会社が研究会へ期待する理由
先に述べたように、弊社としては産総研殿主催のコンソーシアムとして期待していたものは、生産性向上の新規具体的なアプローチの模索であり、形態としては産総研殿（＋数社）との共有問題についての個別改善活動に繋がること、もしくは個別改善活動の足掛かりとなることを期待していた。
○研究会活動へのコメント
今回の研究会活動においては、広範囲の業種が参画しており、加えてサプライヤー / ベンダーとユーザという関係での参画もあり、加えて産総研殿が主催という、初めての試行であり非常に興味があった。
実際に各業種としての現在の課題については幅広く得られた。その反面、各社の問題提起に対して、他業種の知識不足から提起課題の共通理解するに時間を要し、ソリューション提供とは至らなかったように感じる。
○生産システム革新への期待
研究会活動の結果各社の課題として提起された問題について、課題解決に対してこれから産総研殿のかかわる部分と課題整理とする部分の明確化をしていただける事を期待する。その中で各業種の共通課
題として良いのか、もしくは同業種の中でも個社としての問題なのかについて識別し、業種全体の問題
は他コンソーシアムとコラボレーションという形も検討の価値あり、個社の問題は産総研殿との協業を検討するとよいと考える。
○余談
9 月の集中会議にて、諸々お話しを伺い、調整するつもりであったが社用にて参加できず残念である。

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今後の生産システムへの期待
高島産業株式会社

デバイス事業部
芦沼

一寿○研究会活動参画への経緯
今回のお話が私の所へ届いたのは、弊社開発部よりお話をいただきました。弊社開発部と産総研はＤ
ＴＦ（DESKTOP FACTORY）でのお付き合いがある為、小型の装置を使用してのミニマルマニュファ
クチャリングに適しているからだと考えました。しかし実際、私たちの仕事での加工では小型装置を使用しての加工は不可能ではないか、またそのような小型の装置等を使用する価値があるのかどうかも疑問でした。しかしそんな中でも何か違う考え方、想像もしないような考え方があるのではないかと思い
今回の研究会に参加させて頂くことにしました。
○我が社が研究会に期待する理由
今後 450mm ウエハーが流動されるようになった場合、1 枚、2 枚の流動ではコストが高くなってしまい（300mm でも同様）試作、実験といった流れが非常にやりにくくなってしまう。そんな中でミニ
マルファブという考え方は非常に今後の流れにマッチしていると思います。そのような工程ができた場
合は、私たちの中間工程の仕事はなくなってしまうかもしれませんが業界にとっては、開発単価の引き下げに大きく寄与する物と思います。また初期試験等コストをかけずに加工ができ、製品開発のスピー
ドもあがるのではないかと思います。
○研究会活動へのコメント
普段聞けないようなお話も伺えてとても私自身の資産となりました。各社いろいろな問題点、それに対する対策、お考えがあるのだと痛切に感じました。今回ＮＤＡを個々で結んだ為、現場の深い問題点が議題にのぼり、またそれに対する議論も活発にできたと思います。専門的で理解できない部分もありましたが、各社の取り組みのすばらしさに感銘しました。色々なメーカーが集まってこのように討論する機会というのは、殆ど私たちは経験したことがない為、今回の研究会は非常に良かったと思います。
また産総研のイメージは研究機関というイメージでしたがそれも変わってきています。
○生産システム革新への期待
固定概念の殻を破ることはとてつもない馬力が必要だと思います。ミニマルファブ

レトロフィット等、非常にこれからの未来像を表しているように感じます。世の中の動きはウエハーの大口径化に必ず向かっていくことと思いますが、そのような流れの中では逆行した考えにもなると思いますが、スピードという面で考えれば桁違いの早さが可能となると思います。逆行の進化をとげて製造業への提案を是非お願いします。

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委員コメント研究会活動の一つの区切りを迎えて 〜 今後の生産システムへの期待
株式会社日立製作所

モノづくり技術事業部
久保内

講一○研究会活動参画への経緯
最初に（株）日立グローバルストレージテクノロジーズの加藤様を通じてファブシステム研究会への参加打診のお話しを頂いた。早速に加藤様と産総研原様に伺ってミニマルファブなどこれまでの活動状
況や構想のお話しをお聞きし共鳴する点があった。私自身は過去の半導体製造の経験を通じながら益々複雑化、巨大化し続けている状況に疑問を抱いていたこともあり、今後の日本の半導体の将来動向も含
めてモノづくりの原点に立ち返って考える良い機会と捉え是非参画させて頂くことにした。
○研究会へ期待する理由
半導体ビジネスでは、製造設備・クリーンルームへの巨額投資や継続的な最先端プロセス・設備開発への投資が常識的に行われてきており、この投資競争に付いていけない企業が淘汰されるというビジネ
スモデルが構築されてきた。しかし 300mm 以降ムーアの法則に意識ドライブされつつ 450mm 大断面化ビジネス見通しの不透明感も議論されており、新しい生産システム改革に向けた課題解決が必要になってきている。本研究会を通じて装置メーカやデバイスメーカなど多くの関係者との議論を通じて、DTF（Desk Top Factory）の実現性を見出して今後の半導体ビジネスに風穴を開け、日本の半導体モノづくりにおける閉塞感からの脱出と再生に希望を見出したい。さらには DTF モノづくり構想を他のビジネスへも横展開（将来性見通し）が出来ることを期待したい。
○研究会活動へのコメント
今回の研究会で検討した内容は産業全体から見れば興味範囲の一部ではあったが、今後の日本モノづ
くりの将来像を探る意味でも大きな方向が見えてきたように思う。本研究会の今後についていえば、さらに粘り強い活動を継続して、挫折することなく出来る限り早い段階で構想内容にある一貫した DTFを実現して見せてあっと言わせることも重要である。今回の研究会の参画で産総研のミッションも良く理解出来たので、今後さらにナショナルレベルへの働きかけ、他関連団体との協調、コンソーシアム提言など継続的にお願いしたい。また本研究で議論した内容は、半導体以外のアプリケーション適用など
個別ビジネス展開や技術テーマでさらに模索したいケースも出ると思う。産総研の中立意見などは有用であり、是非積極的に企業へ出かけて啓蒙活動や意見具申をお願いしたい。
○生産システム革新への期待
今回の研究会を通じ目指すファブ未来像の一端が見えたように思う。マクロに見れば大断面化は少品
種大量生産のバッチ化指向でのコスト追求であり、その対局にある極限 1 個流しによる生産システム
革新追求も必要である。それぞれはユニーク解では無いことも良く理解しながら一方的企業戦略に惑わされない最適な本物の生産システム革新（モノづくり革新）を、思考麻痺からの脱却を常に意識しながら追求して行くことを期待したい。
○感想本研究会を通して参加企業の第一線の方々と新たなコミュニケーションチャネルを構築できたのは大変有意義であった。今後は産総研の方々始め多くの参加企業とのネットワークを大切にしつつ、今後のビジネス展開に大いに活用していきたい。

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半導体生産システムの破壊的イノベーション実現に向けて
横河電機株式会社廣嶋隆史○研究会活動参画への経緯
産総研のつくば事業所を訪問し、原史朗氏より本研究会の開催趣旨と参加のお誘いを受けた。その時にご説明をしていただいた、半導体生産の客観的現状分析とミニマル・マニュファクチャリングというコンセプトについて大変感銘を受け、本研究会へ是非参加させていただくようお願いすることとなった。
半導体製造というのは、ここ 10 年以上に亘って、ビジネスモデルを模索しながらも、なかなか答えが出ない状況が続いており、デバイスメーカ各社も未だにその中で方向を決めかねている状況である。一方、業界全体としては、ウェハの 450mm 化に象徴されるような、加工寸法の微細化と大量生産による生産性向上といった従来のイノベーションの延長上を突き進もうとしている。これに対するアンチテーゼとしてミニマル・マニュファクチャリングは位置するものであり、ムーアの法則に沿った従来のイノベーションの追求という莫大な設備投資を伴う経済的・事業的な困難さに苦悩している多くの企業へ、「破壊的イノベーション」を提案するものであり、半導体生産の将来像に一石を投じることができるものと信じている。
○横河株式会社が研究会へ期待する理由
横河電機はＥＴＳ（Enterprise Technology Solutions）というコンセプト、つまり『現場−経営 直結ソリューション』によるリアルタイム経営の実現へ向け、お客様の工場または企業活動全体へ現場機器からＭＥＳ・ＥＲＰといった情報システムまで、まるごとソリューション提案を行っている。このことは、企業が抱えている現在の生産での課題を把握し、そのソリューションをいち早く提案することが私どもに求められている。このソリューションは、現状の地道な改善や、課題の解決に直接結びつく「持続的イノベーション」の具現化に対するソリューション提供である。
また、横河電機は自社で半導体生産工場（ファブ）を所有する半導体デバイスメーカの側面も持っている。その自社のファブではシリコンおよび化合物半導体のウェハによる集積回路、センサ、ＭＥＭＳ
デバイスなどの生産を行っており、現在の半導体業界が抱える問題の一部、例えば、多品種変量生産や小口径ウェハ用生産装置の維持といった部分で問題を共有していると考えている。この研究会活動により、将来の生産システムの実現へ向け、想定される課題の抽出とそのソリューションについての議論が進み、その結果として構築される「破壊的イノベーション」のコンセプトが、自社の半導体工場の運営のヒントが得られることを大いに期待するものである。
○生産システム革新への期待
20 年以上前の話になるが、半導体前工程におけるミニマル化というコンセプトについて、若干内容は異なるものの社内で検討を行った経緯がある。実現に至らなかった最大の理由は、それを実現するための装置の開発である。その当時の世の中の趨勢は、ウェハ大口径化であり、小口径ウェハの枚葉処理装置で生産に利用できるようなものは世の中には存在していなかった。今回、ファブシステム研究会の提言が、産総研を中心に装置メーカ、デバイスメーカを巻き込んだ一大ムーブメントとなり、まったく新しい半導体生産システムの実現に向けたスタートとなることを切に願っている。
新しい生産システムの実現には、様々な技術的ブレークスルーが必要となると考えるが、広範な技術
基礎基盤を持った日本であれば必ず打破できると信じている。

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委員コメント

ファブシステム研究会を振り返って
大成建設株式会社

エンジニアリング本部
山崎喜郎○研究会活動参画への経緯
産業技術総合研究所の原先生からのお声かけを頂いたのが、参加のきっかけでした。私が東北大学のドクターコースで研究した「多品種少量生産型ファブ」の知見を研究会で生かせると直感しました。また、原先生が提唱する多品種少量を究極まで追及した次世代ファブの提案に目からウロコが落ちる気が致しました。この様な従来にないものを創り出す発想をお持ちの原先生と議論を交わしたいとの期待がありました。
○研究会へ期待する理由
異なる業界・企業からの参加者による議論が交わすことが、最大の効果を生み出すものと思います。
如何にして闊達な意見交換、技術の創出ができる環境を整えて行くかが、今後更に本研究会の第 2 ステー
ジを有意義にしていく為の大きなポイントになると考えております。
○研究会活動へのコメント
大成建設が取り組んでいる工場計画は、建物（箱物）を作るだけでなく、最適な生産活動を行う為には何が必要かを第一に考えます。その為には、生産活動そのものを理解し、計画・設計を行う必要があります。それらは、実績や経験にのみ頼るのではなく、シミュレーション技術等を駆使し、データに基づいた計画を行うことも必要です。
今回、色々な企業の方々とのディスカッションを通じ、生産現場の生の声を聞くことができたことは、
上記の様な取り組みをしている当社にとり、極めて貴重なものでした。
将来のあるべきクリーンルームの姿は、将来の生産方式、生産する製品により、様々な形が考えられます。その選択肢の内の一つが原先生が提唱するデスクトップファブになるのだと考えております。半導体向け多品種少量生産型ファブを含め、それ以外（フラットパネルディスプレイ向け等）の次世代ファブのあり方（モデル）に関しても、具体的に今後、当社内でも詰めて行きたいと考えております。今回の研究会へ参加させて頂いたことは、今後の当社の活動に対して、非常に有効なものでした。
○生産システム革新への期待
最近のクリーンルームの傾向は、全体のクリーン度を下げて、必要最低限の箇所のクリーン度を確保する方向に向かっています。究極の姿は、クリーンスーツを使用せずに生産活動ができることです。このことは、人間に優しい工場の実現に留まらず、消費エネルギー削減につながることは言うまでもありません。このあるべき姿を一日でも早く実現することが我々に与えられた課題と考えております。

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委員コメント

ファブシステム研究会に参加してCKD 株式会社

小牧機器事業所

製造部

丹羽

久信

○出会い
長野県岡谷の “DTF 研究会 ”(Desk Top Factory) と言う活動に参加させていただいていることがきっ
かけで “ ミニマルマニファクチャリング ” を知る事となりました。と言いますのはＤＴＦ研究会の講演会に産総研の原史朗さんがおいでになり、軽妙と言うか、“ ぴゅーっと ”“ ぴっぴっと出来ちゃう ”と言うような擬音豊富な全く眠くならないプレゼンをされたのです。0.5 インチのウエハによる “ ＩＣ
１ヶ流し ” と聞いて “ これだっ！ ” という衝撃を感じました。当社も半導体製造装置メーカ様には薬液・薬ガス・真空などの流体制御バルブでお世話になっているので何かお手伝いができるのではないかと、
産総研に押しかけて参加のお願いをいたしました。私は全く “ 半導体用の制御機器 ” とは関係のないセクションにおりましたが “ この機会に半導体製造の勉強をしちゃえ！ ” と図々しく皆様のご好意に甘えさせていただきました。罪滅ぼしにちゃんとした半導体用制御機器の技術者である（筈の）伊藤も仲間に加えておきました。正直に言いまして頻繁な討議に参加するための出張理由に苦労しました。
○半導体製造の表面的印象
半導体設備のレイアウトは ” ジョブショップ方式 “ が普通と言う事をお聞きして全くトレンディではないな（失礼）、と驚きました。工程と設備の仕様からすれば、致し方ないのでしょう。
“ 半導体製造 ” は一般の加工・組立から隔離された特殊なプロセスと言う事でこれが常識化されてきたと想像した次第です。また最新鋭の微細化された 300mm ばかりの印象を持っていましたが200mm、150mm なども現役であって、設備修理に困ってみえる事は新鮮かつ親しみを覚える一面でした。PC98 の部品を買いに秋葉原ジャンク屋へという事実はマニアック過ぎるとも思える事実でした。
更に修理・レトロフィットの討議においては “ 良くわかった技術者がいない ” という日本の製造業が抱える問題が噴出しました。日本はどうなる？！という心配は放置しておけないレベルに近づきつつあり、目先の生産性を追及するあまり長い目で人材への投資を抑えた “ つけ “ が回ってきた印象を受けました。
○ミニマルマニファクチャリング“ ＩＣ１ヶ流し ” に興味を持って参加させていただき “ なるほど！ “ という面と ” まだまだ苦労が多そうな発想 “ と言う両面がわかりました。しかし、ある分野においてはこれほど理想に近いシステムはないので、まづは実証ラインを開発すべきとの思いが強くなりました。これからクリーンルームに閉じ込められた半導体製造は表社会に（失礼）出所（失礼）していく事が進化・発展の王道と感じております。
○研究会メンバー
合宿では宴会の残り物を肴に深夜まで酒を酌み交わし（隣のテーブルではパソコンを開けて明日のまとめの準備をしている方もみえるというのに・・・）得がたい方々と知り合えました。今後とも原さんには協力させていただきますので（断られる事がなければ・・）まずは実証ライン完成を目指し次の合
宿を楽しみにしております。

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委員コメント研究会活動の一つの区切りを迎えて 〜 今後の生産システムへの期待
株式会社ナノテック
代表取締役

横山

元宣

○研究会活動参画への経緯
今年初めの東京都ナノテクノロジー協議会主催の講演会にて、「ナノテク研究開発支援とミニマル・
マニファクチャリング」と題した原氏の講演を拝聴する機会がありました。このお話には、大変感銘を受けました。私は半導体産業の黎明期より IC、LSI、及び C-MOS、素子の製造装置開発に携わって参りましたので、そういった経験をこの研究会に生かそうと、研究会参加を決意致しました。昨今の半導体産業の方向が大型化（特にウエハーサイズの大型化）に向かっている事に強い危惧感を抱いております。産総研の提唱する「ミニマルマニュファクチャリングシステム」は巨大投資を避けるためにも、省資源化の意味でも、また、タイミング的にもすばらしいプロジェクトになると思います。
○㈱ナノテックが研究会へ期待する理由
ミニマルファブ構想を、現実のものとしてこの業界に強力にアピールするために、来るミニマルファ
ブ生産システムのプロジェクトに先ず参加し、「研究開発向けのプロトタイプ実験装置」の開発を手がけるつもりです。私共は、以下に列挙する半導体製造装置を開発、保有しています。今後のプロジェク
トにこれらで培った技術が生かせるものと考えています。
我々の主たる守備範囲は、従来の IC、LSI、C-MOS, センサーなど素子製造の前工程プロセス装置で、特にフォトリソグラフィー工程になります。具体的には、マスク合わせ露光装置、通称マスクアライナーです。仕様は次のようなもので、今後のミニマル化装置との整合性は元々たいへん良いものです。機能：
ウエハー表面、裏面、両面、単能機、自動機。ウエハーサイズ：φ 2 インチ〜 8 インチ。光源：波長 g,i, u, uv 線、Krf, Arf, エキシマ光源。
○研究会活動へのコメント
私見を述べさせて頂きますと、この研究会は、従来の LSI 研究組合的なものではなく、全く新しい発
想の元、これからの日本の「ものづくり」の礎となるべく、デバイス開発の新市場を拓くための組織を目指すべきでしょう。
新しい産業を拓く産業横断的な「ものづくり」製造システムを生む見本が示せれば最高です。
○生産システム革新への期待
今回の議論で見えてきた、未来のファブシステム、大別して 4 モデル： a) 大量生産システム（450mm
化）, b) 既存生産システムの生産性向上（300mm プライム）, c) レトロフィット , d) ミニマルファ
ブの範疇のうち、私共が特に参加を希望する分野は、「d) ミニマルファブ」です。その中でも本レポー
トに掲載されている「ミニマルファブ構想とその適用可能システムの実状 − 事例３ MEMS 製造ファブシステム」への参加を主なターゲットとしています。
具体的な研究開発課題としては、産総研・先進製造プロセス研究部門との共同研究としてこれまで推進してきた「光ナノインプリント技術」を、ミニファブ製造プロセスに組み込む機器開発の企画を検討しています。
○余談
先月末の集中討議、懇親会は本当に実のある、楽しい会でした。ありがとうございました。

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委員コメント

半導体製造における仕掛在庫適正化にむけて
産業技術総合研究所

サービス工学研究センター
宮下和雄

半導体製造プロセスは、ただ単に工程数が多いだけではなく、リエントラントでかつ各工程におけるサイクルタイムのばらつきが甚だしく大きく、しかも常に最新の製造技術が使用されるため設備故障におけるダウンタウンタイムも無視できない。即ち、単純な組立工程で多大な成功を収めてきたＴＰＳ方式に決定的な不向きな特質を持つ製造工程である。
したがって、半導体製造における生産性向上、即ち仕掛在庫の最適化により製造工程のスループットと生産リードタイムのトレードオフを解決するためには、2 つの方法論が存在する。1 つは、旧来のＯ
Ｒや生産工学的な方法で、複雑な半導体プロセスにおける最適な製造方法を模索するものである。私は専ら、その方向で研究を進めＡＩ技術を用いた最適化手法や、マルチエージェントによる自律的な生産制御手法を開発してきた。いま一つの方法論は、半導体の製造プロセスの複雑性を解消し、単純な組立工程に近い方法で半導体を製造する方法を開発することである。本研究会で主に討論されてきたミニ
ファブは正にそうした方向を目指した画期的な取り組みであると考える。
上記 2 つの方法論が互いに意見を交換しながら、半導体製造における生産性向上のために協力していける場が産総研にできることは非常に意義あることだと思う。今後の継続的な取り組みに期待したい。

ファブシステム研究会

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委員コメント

ファブシステム研究会へのコメント
信越化学工業株式会社
大橋

健○研究会活動参画への経緯
以前、小口径 HDD 用の Si 基板開発 (0.85”) を行っていた経緯があり、0.5" ウェハを使用するアイデ
アに期待を持ったため、参加させていただくことにした。
○信越化学が研究会へ期待する理由
当社が現時点で追求している大口径ウェハと全く正反対の方向であり、半導体プロセス全体に大きなインパクトを与える可能性がある。本研究会に参加して、このようなコンセプトを実現可能か具体的に検討して行く事は、材料を供給する立場からその課題や流れを早期に把握でき大変重要である。
○研究会活動へのコメント
ウェハ製作の観点から加工技術的には大きな問題はないが、ウェハハンドリングには小口径であるため既存のウェハにはない問題 ( 把持によるコンタミ危険など ) が起きる恐れがある。また、小口径ウェ
ハ製造において、小口径結晶からスライス ･ 研磨加工を行う工程と、大口径ウェハからコア抜き ･ 研磨加工を行うのと、どちらのコストパフォーマンスが優れているか比較検討が必要である。前者の場合、
Si 小口径単結晶を高速 ･ 連続で引き上げる事が可能な CZ 炉は存在しないので、炉の開発が必要となろう。
最近非常に盛り上がっているソーラービジネスで、薄膜ソーラーをフルターンキーで全装置を提供( 場合によってはパネルの変換効率保証付き ) するビジネスが行われている。ミニマルファブでは半導体プロセスを 1 チップ / ウェハに収めるような、従来とは全く次元の異なる発想が議論されている。しかし、一度このようなプロセスの成立する事が実証されれば、新規参入者の乱立を招く可能性がある。
基本コンセプトに特許性があるかどうか判断できないが、各段階で基本技術に対して特許面での歯止めを早めにかけておく必要があると考える。そうでなければ、薄膜ソーラーのような日本発の実用技術に対し起こっている状況が、再現される可能があるであろう。
○余談
まず最初に、会への出席率が低かった事をお詫びしたい。
まとめの会議に出席し、出席者の方々の熱のこもった議論と、原さんの問題点の整理 ･ 進行を適切に行う手腕に大変感銘を受けた。

ファブシステム研究会

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委員コメント

ファブシステム研究会と今後の生産システムへの期待
横浜国立大学大学院

工学研究院
羽深

等

○研究会活動参画への経緯
産業技術総合研究所主催によるミニマルマニュファクチャリングシンポジウムをこれまで聴講してきた。種々の新たな概念を基に新生産システムを検討する研究会であると聞き、参加させて頂くことを御願いした。
（参加回数が少ない事情を見越して、協力会員にして頂いた。）○私が研究会へ期待する理由
シリコン基板の直径が 450mm に大きくなることが想定されているが、それでは超巨大企業だけにビジネスチャンスが限定され、長期的には産業のダイナミックな動きが失われて衰退する恐れがある。
エレクトロニクス産業は現代社会の根幹をなす責任と技術を担っているのであるから、将来に亘り発展し続けなければならない。そのためには、自由な発想に基づいて独創的ビジネスを掲げる企業がいつでも参入できる産業構造が必要である。この実現に繋がることが、本研究会に期待する理由である。
○研究会活動へのコメント
新産業システムは、1 企業や 1 機関だけで作れるものではなく、産業全般に亘る企業群の動きとして生み出されなければならない。この研究会において将来の産業システムを構築するための企業の取り組み姿勢を伺えたことは大きな成果であり、今後も今回のような研究会活動、或いは、何らかの然るべき
組織的活動を通して意識の共有・拡大を進めて行って頂きたい。そして、如何なる瑣末なことからであっても、実際に動きを始動する活動の母体となり、技術創造の中心になって頂きたい。
○生産システム革新への期待(1) 今年米国発の金融破綻により、今後約 10 年の期間において超好景気は生じないと推定される。
そこにおいて、少投資を基に参入する新興ビジネスから、技術と経済のダイナミックな動きが生み出されることを期待する。状況・状態を考えれば、世界金融破綻の影響が比較的小さい日本が、ダイナミク
スの発生源となって発展する好機である。本研究会の活動が、その発端になれることを期待する。
(2) 新生産システムの未来像を見据える時、研究会において議論されてきた４つのシステム、即ち、(a) 大量生産システム（例 450mm 化 )、(b) 既存システムの生産性向上 ( 例 300mm プライム )、(c)
レトロフィット、(d) ミニマルファブ、について技術と経済を総合して考えなければならない。10 年
前、200mm から 300mm に移行する動きの中に実在した通り、最小投資による現体制の延命（即ち300mm プライム）が続くことは確実である。しかし、実際にはウエハの直径が維持されるだけで、デザインルールをはじめとする種々の技術項目は次世代に変わって行く。同時に製品の多様化・短寿命化も進んで行く。これらに、柔軟に対応できる生産システムが必要になるが、多様化・短寿命化に対応するためにはウエハの大きさを固定しておく動きがあることは好都合である。最上流の原料から下流端の製品に至るまでの生産システムを最適化し、過剰な投資をすることなく新技術・新製品が沸き出る産業・
生産システムを創造するために、今後暫く続く 300mm プライムの時期の詳細技術動向を冷静に分析し、為すべきことを見極めておくことも期待したい。
○余談
勤め先の定例の会議と研究会の日程が重複していることが多く、自らが学科長であるために会議を欠席できなかったため、協力会員であるとは言え、9 月の会議に 2 回出席できただけであった。しかしながら、特に合宿の最後に参加でき、皆様の意識を肌で感じられたことは有意義であった。

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委員コメント研究会活動の一つの区切りを迎えて 〜 今後の生産システムへの期待
東京大学

大学院工学系研究科

精密機械工学専攻
一木

正聡○研究会活動参画への経緯
本研究会の代表世話人をされている原史朗主任研究員とは、エレクトロニクス実装学会の研究会活動に協力をお願いしたことの縁で今回のお誘いを受けることとなった。私自身は半導体生産システムとは縁が無かったが、MEMS（Micro Electro Mechanical Systems、邦訳は微小電気機械システム）の製造システムへの興味から派生して半導体の世界を垣間見るよき機会となった。半導体は巨大化・大口径化への道をひた走っていると信じていたが、内情ではそればかりでもないことを知り興味を抱くに至った。独自性を発揮して新たな半導体生産システムの構築へ向けた動きをすることは MEMS の分野でも歓迎するべき状況と思い、参加させていただくこととなった。
○研究会への期待
独自のものづくり文化と高い技術レベルを持ちながら、日本式生産システムを製造装置を含めて構築することができれば、国際競争力の維持向上につながるだけでなく、若い世代への力強いエールになると思う。MEMS に用いられている製造装置群は半導体由来のものが多く、したがって欧米製のものが大半を占めている。また、現状の製造装置はフレキシブルな対象に対しての最適化などは考慮されておらず、まだまだ改善の余地は多くあるものと思われる。そこで、産官学のメンバからなる研究会による今後の小型生産システムの検討は大変意義深く価値あるものと考えられる。成熟した産業分野となった
今こそが新たな潮流を生み出し、独自の特徴ある技術体系を導き出す好機と思っており、研究会の活動にも期待している。
○研究会活動へのコメント
企業技術者主体で議論を進める場合、ともすると控目な発言が多く、議論が盛り上がらないことが多いが、産総研と 1 対 1 で NDA 契約を結び手法が功を奏して、現場の課題を実にスムースに議論できたと思う。また、現場の強い問題意識や次世代技術を切り開きたいという皆の切な意思を感じることができ、有意義な意見交換ができたと思う。この研究会を通じて他社との新たなチャネルも出来た。産総研が中心となって、このような取組みを行うことは、これからも色々な分野であっても良いと思う。中立機関としての役割を積極推進して頂きたい。研究会としては、熱心な委員各位の努力のおかげで、今後の生産システムの未来像がいくつか提示できたと思う。今後は、それを如何に生かすか、そこが問われているが、引き続き産総研が主体となり、今後も精力的な活動が行われることを期待する。私自身は大学関係者として若い世代との懸け橋となれるような活動を進めていきたい。
○生産システム革新への期待
次世代ファブの未来像は大口径化だけを志向したものではなく、レトロフィットやミニマルファブなど複数の方式から各製品や会社毎に選択するという方式が垣間見えてきた。私自身は MEMS への応用を意図して基礎的な検討をしており、将来的な接点ができそうなことに期待している。
○余談
今後も定期的な研究会や意見交換の場が設置されることを期待する。

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委員コメント

今後の半導体生産システムとファブシステム研究会への期待
横河ソリューションズ株式会社
中川隆○研究会活動参画への経緯
プレスジャーナル社の講演会にて産総研原史朗氏の現在の半導体生産に関する分析・問題提起とミニ
マル・マニュファクチャリングに関する講演をお聞きし、本研究会参加のお誘いを受けた。大口径化と微細化による大量生産に依存した生産効率向上という既存のスキーマの終焉とその状況をブレークス
ルーしようとするコンセプトに大変感銘を受け、是非参加させて頂けるようお願いした。
研究会では各社の生産上の課題の説明とその解決に向けた真剣な議論が行われ、半導体以外の生産に関わる方々も含めた幅広い領域での意見交換が印象的であった。特に半導体前工程のレトロフィットについての議論はこのような場でなされることが今まであまりなかったと思われ、非常に興味深いものであった。
○横河ソリューションズ株式会社が研究会へ期待する理由
横河ソリューションズは「制御と情報を ” つなぐ ” プロフェッショナル集団です」を合言葉に、ＥＴ
Ｓ（Enterprise Technology Solutions）コンセプト、つまり『現場−経営 直結ソリューション』によるリアルタイム経営の実現へ向けたソリューション提案を実施している。
半導体工場向けソリューションとしては、80 年代後半よりビジネスを開始し幅広い製品群によるソリューション提供を行ってきた。
そうした活動の中で感ずることは、生産システムに対する大きなブレークスルーが行われないと日本国内での半導体生産の継続がますます難しくなっているということであり、我々もその状況の解決に向けて貢献しなければならないと考えている。
「破壊的イノベーション」と言えるミニマルファブ構想は、まさに上記の状況を打破しようとするものであり、この研究会活動により現在の状況の解決と将来の生産システムに向けての議論が行われ、その中で我々のソリューション提供に対するヒントが得られることを期待している。
○生産システム革新への期待
今まで半導体生産システムにブレークスルーをもたらそうとするいくつかの先進的な試みが行われて来たが、実際の工場運営を考えると成立できないモデルであるという結論となってしまったものが多いと聞く。集中討議でも議題の一つとなったが、実際にミニマルファブがビジネスとして運営できるかという検証と、運営できるようにするための議論が今回の研究会での最も大事なキーポイントとなると考える。

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委員コメント研究会活動の一つの区切りを迎えて 〜 今後の生産システムへの期待
株式会社日立東日本ソリューションズ
岡﨑司○研究会活動参画への経緯
これまで半導体製造前工程の生産コントロールに関する研究を行ってきたが、研究の課題は、半導体前工程生産システムが大規模でかつさまざまな変動要因を抱えていることに起因していた。そこに、本研究会の目的のひとつであるミニマル・マニュファクチャリング・システムのお話を伺い、これまでの研究課題は生産技術的に解決される可能性があるのではないかと考えた。一方、新しい生産プラット
フォームの上でより効率的な生産を実現する生産方式の検討も必要であると考えた。しかし、ソリュー
ション企業としてはなかなかデバイスメーカーや装置メーカーの真の声を聞く機会が少なく、本当に求められる生産システムの姿というものが見え難いものであった。そこで、ミニマル・マニュファクチャ
リング・システムに対するデバイスメーカー、装置メーカーの考え方を直接伺いたいと思い本研究会に参画した。
○株式会社日立東日本ソリューションズが研究会へ期待する理由
当社が提供するソリューションが生産計画系に特化しているために、これまでお付き合いさせていた
だいた部署は生産管理部門または情報管理部門だけであった。しかし、当社のソリューションが対象とするのは製造現場のオペレーションレベルでの意思決定であり、より良いソリューションをご提供するためには、製造現場の声を聞きたいと考えている。したがって、本研究会には、デバイスメーカー、装置メーカーをはじめ半導体製造を支えるさまざまな企業の参加が多く、製造現場での生の声を聞けることを期待していた。また、ミニマル・マニュファクチャリング・システムのみならず、デバイスメーカー、
装置メーカーが考える次世代の生産システムがどのようなものなのか一緒に議論、検討できることを期待していた。
○研究会活動へのコメント
半導体製造を支えるさまざまな企業の参加のため、それぞれの視点から多岐に渡る議論がなされたと思う。ただ、それぞれに専門があり、違う分野の議論となると知識のギャップを感じることが多かった。
そこを埋める意味でデバイスメーカーにはもう少し広い範囲で各部署から参加していただけるとなお一
層理解が深まったかと思う。
○生産システム革新への期待
研究会の話をいただいた当初はミニマルファブへ向かう議論になるかと思っていた。しかし、実際に議論してみるとレトロフィットや 300mm プライムのように既存ファブを活かすことへの興味が多いように感じられた。装置の高性能化や多機能化などと同様に IT 技術による生産性向上も今後ますます重要となってくるだろう。モノの流し方はまだまだ作業者の経験や勘に頼るところが多い。今後、IT技術により更なる生産の効率化が議論されることを期待したい。

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委員コメント研究会活動の一つの区切りを迎えて 〜 今後の生産システムへの期待株式会社 三明
産業電機営業部 精機事業推進室
犬塚

善樹○研究会活動参画への経緯㈱ナノテック 横山社長から産総研 原様の「局所クリーン化」についてご紹介を頂きました。必要最低限の設備で先端デバイスを製造するというコンセプトに非常に共感しました。原様とお会いし構想をお聞きした際に、私が常々思っていた、半導体や電子部品産業はガリバーだけが利益享受するというパ
ワーゲームに対する疑問に対する「解」があると思いました。又弊社は大型ガラス基板搬送やロボット
による自動化を初め、ＭＥＭＳ用フォトリソ機器、ナノインプリントも業務としており、近い将来必ず社内での事業貢献、社会貢献できる技術と思い参加しました。
○株式会社 三明 が研究会へ期待する理由
クリーン環境コスト負担を減らし、少量多品種に対応し小さな市場でも十分に利益確保が出来る生産システムを産業界に提示できる、そのような技術開発を期待しています。研究者の立場だけでなく生産者側の意見を取り入れ、モデルケースを早く市場に提示する事が出来ると良いと思います。ロボット搬送という分野において、他社がやっていない極小基板クリーン搬送ロボット開発に関しご指導を頂きた
いと思います。
○研究会活動へのコメント
半導体産業にて中核をなす企業の方々の生のお話をお聞きする事ができとても勉強になりました。
このような情報はたいへん貴重なもので私の業務としてＭＥＭＳ関連機器の営業活動だけでは聞く事のできない事ばかりでした。特に、環境問題としてのＣＯ 2 削減努力や、また、レトロフィット、リファ
ブに対する生産現場の努力、苦労を、深く理解させていただきました。私にとっては皆様の貴重な経験談と現状問題意識をお聞きする事ができ、感謝しております。これはＮＤＡ契約や委員開示内容と一般開示内容を定めた事による効果であると思います。このような場を提供頂き感謝しております。
○生産システム革新への期待
研究会活動の方向性が明確になり日本国内におけるファブの未来像は多様化してゆきます。
各分野において少量多品種生産で利益確保できるファブを提示する事は、日本の製造業が熱望しているものと思います。先端半導体として UV ナノインプリント、ＭＥＭＳ、化合物としてのＬＥＤ業界もターゲットとして欲しいと思います。又、半導体業界というプロセス変更には保守的な業界ではなく、コスト意識の非常に強い業界、例えば抵抗、コンデンサーの様な受動部品業界も視野に入れても良いよ
うに思います。

○余談
集中討議の懇親会場のお話がとても印象に残りました。是非、次の機会も参加したいと思います。

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委員コメント

小さな製造から大きな製造へ 〜 オンデマンドは臨機応変
独立行政法人

産業技術総合研究所

先進製造プロセス研究部門
中野

禅○ファブシステム研究会活動へ
今回、小さな製造システム〜オンデマンド製造装置を開発していた縁で、この研究会に参加させていただいた。私自身は半導体製造は直接関わったことは無く、とは言え、近いところで MEMS、また表面処理手法としてイオン注入を使っていたので、ある程度の土地感はあり、非常に面白く参加することができた。ミニマル・マニュファクチャリング、オンデマンド製造については次に書くが、ファブシス
テム研究会を通してみて、半導体産業はムーアからの脱皮と真の成熟が求められているという点を強く感じたことだろう。「ムーア」の考えがどこまで正しいかはともかく、通常の製造業では、多様な選択肢の中から小さなチャレンジから大きな戦法までを使い分けつつ差別化、優位性の確保を進めている。
いかにして半導体ジャンルに「多様な選択肢」を考え、小さな投資で大きな効率を上げられる、構造改
革を生み出せるのか、大きなチャレンジに挑みたい。
○オンデマンド製造
某社の広告で、「オンデマンド＝ニーズに合わせて」のイメージが強く生まれ、また「オンデマンド
製造（生産）」も「必要に応じた製造（生産）」のイメージを持たれている気がする。実態として考えると、「必要なもの」がいつも同じでは前に進むことが無い。技術を進歩させ新たな製品を産み出す事が重要である。顧客や社会や環境へ一つ一つ課題を解決し、新しい必要性に応えて行ける製造こそが、オンデマンドな製造と考えている。これを実現するためには、形のあるものを生産するのではなく、「臨機応変」にチャンスに対し変化しつづける、そんな仕組みに対応できることが重要である。我々が作成したプロ
トタイプオンデマンド製造装置は十分に見せることにはまだ対応できていないが、試作・開発をすばやく、少量の生産、1 個ずつ違うパラメータ加工等へ対応が可能なことは紹介している。真の意味で臨機応変〜オンデマンドにするには、まだいくつかの解決課題があるが、実際の開発や生産を担っている企
業の方々と解決を進めたい。IC 製造においても臨機応変に製品を、製造システムを、プロセスを変えながら生産する。ミニマルファブをつかって大きな製造の実現を目指したい。
○ミニマル IC ファブへ
450mm、300mm プライム、レトロフィット、ミニマルファブと話が展開されたが、これら全てを選択肢として持てる事が、正しい製造の成熟と思います。生産対象に応じて、それぞれ異なる生産形態が適切にあるはずなのですが、サイズ＝性能（ルール）、となっている現状、1 工場が 1 製造装置の扱いを受けている現状を打破し、サイズは生産量、性能はどのサイズでも解決できるようにならないか？
と思います。とりあえず、ミニマルファブ（0.5 インチにこだわらず）で小さく少量高品位生産等を実現し、小さな蟻の穴を開けられないかと思います。表面構造デバイスでありながら一面表面だけ、裏面は捨てまくるプロセスも不思議なところ。プロセス制約・歩留まり問題から片面処理を行っているのですが、なぜ？と疑問を持つことも大切だと思います。裏も表もプロセスし、歩留まり確保、そんなプロ
セスも可能なはず。という意識から進めて見るのも良いでしょう。
○余談
異分野交流をもっと取り入れると、半導体内外有効な話はたくさんありそうです。

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委員コメント

ファブシステム研究会協力委員として 〜 材料研究者の立場から 〜
独立行政法人

産業技術総合研究所

エレクトロニクス研究部門
主任研究員

池田

伸一

○研究会活動参画への経緯
ファブシステム研究会主宰の産業技術総合研究所（産総研）の原史朗主任研究員と、本研究会に関わるきっかけとなったのは、私が 2005 年度の 1 年間、経済産業省商務情報政策局情報通信機器課に通信担当課長補佐として出向していたとき、誘われて「ナノテクノロジーによる生産技術革新に関する調査研究」の研究会に、上司にあたる同課総括課長補佐の山並氏と共に研究会に出席したことである。当時
は、経済省主導の国内半導体メーカーの再編が話題となっており、次世代のファブはどうあるべきかという問題が大きく認識されはじめていたと思う。出向後、2004 年にキヤノンマシナリー株式会社と共同で開発した、小型結晶成長装置に関して、再度原氏から話があり、半導体システムイノベーション検討会への参加を要請された。個人的にも、「必要十分な」装置開発に興味があったため、上記経緯を経て、ファブシステム研究会にも引き続き参加している次第である。
○材料研究者として研究会へ期待する理由
材料研究開発を進める際にも、「装置」は重要である。材料を作成する、或いは、材料を評価・精密測定を行う際に、使用されてきた「装置」は、必要以上に大型でスペックオーバーであるものが多い。
特に海外の装置ベンチャーのものは高価で、国富を安易に海外へ流出させている場合が数多く見受けられる。そのような中、研究開発を行っている研究者として、「必要十分な」機能と大きさを持つ装置があれば、ということで、前述の結晶成長装置を開発した。国内で既に 40 台以上販売実績があり、今後海外に展開していく予定である。一方で、結晶成長装置で使用した赤外線加熱法は、局所加熱が特徴であり、ファブシステム研究会が標榜するミニマル生産技術として最適な技術と考え初めており、その適用可能性を様々な製造プロセスを行っている参加企業の方々との議論を、本研究会に期待している。
○研究会活動へのコメント
全日程出席は難しかったが、幾つかの会社とチャネルが出来、赤外線加熱を基にした新しい研究の展開を計画できるようになった。9 月末の集中討議はそのような場として最適のものであったが、残念なことに、1 日目は参加できず十分機会を活かすことができなかった。今後の機会を大切にしたい。また
集中討議の「環境負荷低減」セッションでもお話ししたが、各委員の認識（問題意識、目標、言葉の定義など）が一致していることが本質的に重要であると思うが、それをより確かなものにする必要があるのではないかと考える。
○生産システム革新への期待
原主研が折に触れて言及している、産総研の開発技術がダイレクトに実用化される場が、ファブシス
テム研究会などで目指す生産システム革新の研究開発であり、そこで採用されるべき技術がミニマル技術である、というコンセプトが従来の研究者の姿勢とは異なる部分である。生産システム革新の活動を続けることが、レトロな研究者のレトロフィット事例となり得ることを示したい。一般論として。

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委員コメント研究会活動の一つの区切りを迎えて 〜 今後の生産システムへの期待
株式会社東芝セミコンダクター社

大分工場
小野

昌弘

○研究会活動参画への経緯
当社の研究開発部門では、過去にミニファブ構想の検討を行ったことがある。しかし、当時の経営環境の中では時期尚早の感もあり、検討段階で打ち切られた。高効率なファブ構想は、多品種生産型のシ
ステム LSI 事業では永遠のテーマと言っても過言ではなく、周辺企業も含めどこまで深耕していくかが大きな課題と目される。そして、開発から量産への移行についても大きな課題が内在している。これらの問題について現時点での客観的見解を得ることは、この永遠のテーマを今後検討するために有益であろうと本研究会に参画させていただくことになった。
○株式会社東芝

大分工場が研究会へ期待する理由

上記で述べたように高効率ファブの検討の一助とさせていただきたい。
○研究会活動へのコメント
産総研殿の保持するシーズをベースにした、半導体製造メーカーだけでなく、その周辺企業も含めた
忌憚のない意見交換は、ある意味では目からうろこが落ちるような場面もあり、改めて視点の違いが大きな発見を促すきっかけを作ることを認識した。
○生産システム革新への期待
トヨタに代表される日本の自動車産業が世界的に先進性のある生産システムを構築できたのは、その周辺企業の絶大なる協力があったからだと今でも信じて疑わない。標準化ひとつを取っても、一朝一夕
でできることではない。半導体産業は、悲しいかな周辺企業の半分は外資系である。産総研殿がこのジレンマをどう打破していくのか、興味は尽きない。
○余談
まだ、一度しかつくばにはお邪魔していませんが、会の雰囲気は十分伝わってきました。本来なら懇親会にも参加し、各社の方々と友好を深めるべきでした。次の機会には、都合をつけます。

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委員コメント研究会活動の一つの区切りを迎えて 〜 今後の生産システムへの期待
株式会社東芝セミコンダクター社

大分工場

プロセス生産技術部第一装置技術担当
濱本

鉄久○研究会活動参画への経緯
今回の研究会活動に参加するに当たり、私の上司（宮下部長）がメンバーとして参画。しかし、上司のスケジュールが繁忙なこともあり、装置担当の立場から代理の一人として参画しました。
○研究会へ期待する理由
半導体産業は、投資コストが膨大にかかり、経営を圧迫するような状況になっています。いかに、投資コストを抑え、ビジネスとして存続出来るかが、非常に大きな課題と考えます。このためには、今後のFab に対する考え方を見直す必要性があると考えます。製品開発にかかる費用を如何に抑制するか、またその技術を如何に量産化へつなげるか等を、いろいろな産業界の知見を集結し、具現化する必要があると考えます。そのリーダ的役割を産総研にて進める本研究会へ期待します。
○研究会活動へのコメント
これまでの研究会の活動で、半導体 Fab に関する生産システム含めた多方面に関する議論する機会を頂きました。これまで、会話したことのない、分野の方の考え方、意見等、今後私自身業務を進める上で参考になりました。又、同業他社の方とのコミュニケーションでは、私達が日頃抱えている課題の、共有化が出来たと考えています。こう言った意味でも、今回行った議論に対する、課題解決に向けた積極的取組み、ならびに具現化に当たって今回参画していない、業界各社の積極的参加を産総研へ期待したい。
○余談
私自身、今回このような外部研究会へ初めて参加させて頂きました。色々な業界の方と議論 ･ 懇親を図ることが出来、非常に有意義でした。

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委員コメント研究会活動の一つの区切りを迎えて 〜 今後の生産システムへの期待
三洋半導体製造株式会社

新潟工場
藤田

康治

○研究会活動参画への経緯
今回の研究会については、社内で産総研より直接呼びかけのあった方を通じて連絡を受けました。研
究会の意図する生産システムのブレークスルーのための議論の場を作るということは、第三者的な立場の機関でないとなかなかできないことで、課題を共有して、異なる業種から違った視点での意見を受けることは、当社にとっても有意義な場になると思いました。あらかじめ決められていた会議テーマとしては、業種がかなり広いため、私自身としては、全ての議論に有効に参加できるか問題だったこと、しかし直接関係する話題も有り議論に参加したいテーマもあったことから、委員補佐として参加させていただくことになりました。
○三洋半導体製造株式会社が研究会へ期待する理由
生産システムという見方をした場合、純粋な固有技術の世界だけでなく、運用という外部からは見えにくいしくみの話が伴います。微細化技術の開発という大規模投資による技術革新だけでなく、レトロ
フィットの技術とそれを行ないながらも量産ラインを稼動させるというしくみ ･ 運用の革新は当社にとって非常に重要と考えています。同じようなところに目を向けられている企業の動向、意見、課題を聞いて、議論し、お互いに社内への取り組みへと展開できるヒントをつかむことができないか、共通テーマとして、協力してシステム構築していくテーマが見つからないか、ということを期待していました。
○研究会活動へのコメント
研究会のテーマの性格上、まず大きく網を広げてネタを収集する、というステップが発表企業を決めて行なったテーマ討論だったと思います。2 回のみの参加でしたので、活動全体へのコメントを言えないのですが、やはりかなり広がりすぎて網を閉じるところまでいくのが難しいかな、という印象を受けました。そういう意味で、網を絞ってかかったネタを吟味するステップが、集中討議の場だったのかもしれませんが、そこに出席できなかったのは、大変残念でした。集中討議で、研究会としての結論がまとまっていることを期待します。
○生産システム革新への期待
2 回の参加で感じたことは、しくみの課題です。研究会の目的であるミニマルファブやレトロフィッ
トなどの技術課題は研究会メンバーの中の企業同士で議論を進めることができ、今後の流れができたのかなと思います。しかし国際規格という名の下に個別の企業ごとに来る品質 ･ 環境などのシステム要求に対応する負荷が技術課題のリソース不足の一つの要因になっているのかな、ということです。これは要求してくる企業と議論しないと効率的なしくみができないので、ベンダーとなる企業群とユーザーとなる企業群で効率的なシステム運用の議論をすることも必要と感じました。
○謝辞
このたびは、本研究会に参加させていただき大変ありがとうございました。原様をはじめ尽力いただいた皆様に感謝いたします。

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運営にご

委員コメント研究会活動の一つの区切りを迎えて 〜 今後の生産システムへの期待
三洋半導体製造株式会社

新潟工場
金子

和功

○研究会活動参画への経緯
産総研よりこの研究会活動の内容を伺った際、社内で今回の参画について関係者と検討を行った。今回の主旨はミニマルファブのみに限らず、いろいろな業種で抱えている問題や考えを共有し、お互いで活用できそうなものがあれば協力していくことも目的として上げられていた。弊社にとって生産量にあった Fab を構築する考え方は今後の我々の Fab 運営の中でも、参考になると考えられる。更に、私自身も全てを理解できているわけでもなく、全てでなくとも少しでも弊社に活用できる考えがあるかも知れない。また、他社の皆様の課題はなんなのか。それをどのようにお考えなのか、現場の課題を洗い出し、聞けることは有用であると考え、委員補佐として参加させていただくこととなった。
○三洋半導体製造株式会社が研究会へ期待する理由
半導体業界は今や超微細化の技術の紹介などは闊達に行われているが、それらの技術は莫大な投資が必要となり、SOC やﾒﾓﾘｰに対して有効な技術であり、一方でそれにはリスクが伴う。弊社の場合はそ
れらとはビジネスモデルは異なる。現状の生産性向上や現状の技術のコストダウンに結びつくような技術の交流を行いたいと感じていた。そこで私が研究会にまず期待したことは、普段つきあいのない、広いフィールドでの他社との意見交換を通して、業界動向とその課題をより正確に把握すること、そして、
新しいアイデアや将来ビジョンを創造して行くことである。さらには、この研究会活動が求心力となって、新しい動きを生み出して行くことに期待していたのである。
○研究会活動へのコメント
産総研と 1 対 1 で NDA 契約を結び、その仕組みを活用して議論したことは、いろんな角度からの意
見交換ができ、有意義であった。この研究会を通じて他社との新たなチャネルも出来た。ただ、私個人
としては参加が 2 回にとどまってしまったこと、最後の集中討議にも参加できなかったことは本当に残念であった。尚、このような取組みは、地方でも半導体分野以外でも開催されており、今後もこういった活動が活発化して、ひとつの分野のみでの認識ではなく、いろいろな分野の意見を聞くことも重要と思う。本研究会としては、各委員の皆様のご熱心な発表のおかげで現状の課題及び今後の生産システムの未来像がいくつか確認できたと思う。今後は、それを如何に解決していくのか、お互いで生かしていくかが課題であると感じる。
○生産システム革新への期待
研究会活動の結果見えてきたファブの未来像及び課題は、（1）装置の今後の対応（450mm 対応も含め）（2）レトロフィット（3）局所クリーン化（4）環境負荷低減（コストダウン）（5）ミニマルファ
ブに分けられそうに感じた。今後は、それぞれのテーマの価値・方向性を明確にし、進化し続け、製造業としての強みを付けていくことが重要と考える。
○謝辞
参加回数が少なく、大変申し訳ありませんでしたが、本研究会に参加させていただきありがとうございました。原様をはじめ

ファブシステム研究会

運営にご尽力いただいた皆様に感謝いたします。

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委員コメント

半導体製造業におけるアポリア（難題）解決へ向けて 〜 生産システム革新への期待
三洋半導体製造株式会社

岐阜工場
駒形

道雄

○半導体製造業の現状
日の丸半導体が世界を席巻した時代（80 年代）から早 20 年が過ぎようとしている。この間、DRAM からの撤退とシステム LSI へのシフト、総合電機メーカーの半導体部門分社化、主要メーカーの合併・再編など様々な施策が行われてきたが、一部メーカーを除き抜本的な解決策を見出せない状況と思う。海外メーカーが 90 年代に復活（欧・米）・台頭（韓・台・中）した状況も踏まえると、半導体製造業が非常に特殊な産業であることが判る。それは①製品の種類が増えるにも拘らず各々の生涯生産数が減る「つくる物」の問題と、②微細化＆大口径化という単一製品の大量生産向き技術開発（プロセスと製造装置）に特化してきた「つくり方」の問題である。これは半導体製造業にのしかかるアポリ
ア（難題）といえる。つまり①と②が両立若しくは片方の問題を隠す位にもう片方でアドバンテージが無ければだめと言う事である。現状①と②が両立するのは巨大な CPU メーカーとメモリーメーカー位である。他は①で付加価値の高い製品を作るか（例えばアナログデバイス）、②で製品開発コストをファブレスに転化する（ファンドリー）方法論になる（これもその先は製品の付加価値に帰着するが）。「半導体は装置産業」と言われるが、②の流れによりファブ建設コストが増大し続けているので、①の問題がより顕著に現れてくる。②の対応として製造装置の中古市場形成や償却済み装置の延命使用が行われてきたが、根本的な問題は未解決のままである。現在は 450mm 化の是非が議論されているが、このアポリアを如何に解決するかで次世代の半導体製造業のあり方が大きく左右されると考えられる。
○各種コンソーシアム活動と本研究会の意味
この問題に対し NEDO 主導による HALCA プロジェクト（ASET）や製造基盤技術プロジェク
ト（Selete）が既にあるが、現実のファブ建設と実運営という視点ではまだ検討すべき問題がある。
HALCA は主流のメガファブに対し小規模のミニファブを検討したもので、製造基盤技術はメガファブの中で少量生産が可能な運用方法を検討したものである。両者のアプローチは異なるが何れも現行の生産形態の延長で改善を目指したものである。これと全く異なるアプローチが今回産総研が提案したミニ
マルマニュファクチュアリング構想と思う。200 〜 300mm のウェハー径と 25 枚／ロットが基本という枠組みでは考え得る方策も限界がある。半導体製造のトレンドとは異なるが、他の製造業で行われてきたセル生産や 1 個流しなどの生産革新手法を素直に取り入れたものと認識している。
○本研究会へ期待と活動参画
今までの生産形態と全く異なるので一足飛びに此処に行くのは難しい。ならばどの様な中間ステップを設けて最終ゴールに向かうのか？産総研の固有技術を現行装置にレトロフィットする、センサーなど
比較的加工工程が少ない製品でデバイス検証するなど、方策はあると思う。単に技術開発や研究ではな
く、実用の視点で民間の営利企業が参画できる様なプランニングが重要と思う。これまでの活動でフォー
カスすべき問題点は抽出できたと思うので、今後は上記の実行計画策定を期待したい。
○皆さんへのお礼
今まであまり縁の無かった他業種の状況を皆さんから伺うことで我々半導体産業の問題を改めて認識することができた。この場を借りてお礼を述べたいと思います。本当にありがとうございました。

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委員コメント研究会活動の一つの区切りを迎えて 〜 今後の生産システムへの期待
高島産業株式会社
遠藤

千昭○研究会活動参画への経緯
当社及び当地域（長野県諏訪地域）に於いては小型設備又は卓上設備に依る生産工場構築の研究が盛んに行われている。産総研より半導体生産工程に於いて類似した内容のご紹介を頂き、まさにこれらの領域に於いても生産工程のイノベーションをもたらす課題と認識を新たにした。
特に当社の半導体生産工程は大量生産向けに始まった物だが近年多品種少量の受注に直面し、様々な問題を抱えている。この様な状況は当社のプロセスだけではないと認識し、半導体生産プロセスに於ける課題を洗い出しながら研究を進めるとの主旨であったので参加させていただくことになった。
○高島産業株式会社が研究会へ期待する理由
当社の半導体生産に関わる工程は従来の大量生産を前提とした分業システムを基本としていると認識している。従って多品種・変量生産に業界がシフトして行くとき様々な問題を抱えると認識している。
日本の製造業が大量消費製品を大量生産する役割から高付加価値多品種変量生産に移行している現状は
既に多くの問題を抱えながらの事業と言える。しかしながら既存工程を様々な知恵と工夫改善により生産工程の革新を行いながら競争力を維持する事も日本のものづくりの特徴と言えると考える。
当社は複雑な半導体製造プロセスのほんの一部に関わるだけであるが様々な製造プロセスを持つ他社との交流を通じて生産プロセス全体から画期的な製造プロセスのイノベーションを起こす事を期待し、その中で当社の新しい役割を見いだす事に期待している。
○研究会活動へのコメント
まず産総研に於いてこの様な組織横断的な活動が活発に進められている事に驚いた。さらに多岐にわたる産業界のメンバーと共に既存半導体製造工程の問題点を議論出来る機会は大変珍しく有意義な物と考える。当社にとって当社工程の上流と下流のプロセスを持つ様々な企業と同席して議論できたことはこれ自体大変な財産になったと考える。
今後も産総研ならではのこの様な活動を広め、またこれからの生産システムのあり方を具体的に提示出来るようにすることを推進して頂きたい。また当社に於いても本研究会に参加した成果を活用し、新しいプロセスを構築すべく努力をしたい。
○生産システム革新への期待
我々が十年以上の期間考えてきた多品種変量生産に対応する製造プロセスについて半導体製造プロセ
スの領域まで議論された事は我々にとって大変大きなインパクトを与えた。日本の製造業の強みは製造技術だけでなく生産プロセス技術に於いても飽くなき追求をし、世界をリードする姿勢であると考えている。本研究会は製造業の閉塞感を打ち破る新たなイノベーションを起こしうるものと信じており、また期待するものである。
○反省
私個人的にはなかなか出席が出来ないまま此処まで来てしまった。時間を割かれて真剣に議論を重ねられた委員の皆様にお詫びを申し上げると共に敬意を表します。

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委員コメント研究会活動の一つの区切りを迎えて 〜 今後の生産システムへの期待
高島産業株式会社

開発部

栗林

かおる

ミニマルファブ構想
ミニマルファブは、ある時点でのベスト・ポッシブル・ソリューションを、技術の進展に沿って継続的に改善、あるいは市場変化に応じて適時に補完していくために有効な手段とかんがえられる。また、これまで継続していた性能向上と改善への取り組みとは異なる視点でとらえ、「未来を訪ねて指針を得る」（江崎玲於奈）ことを促し、それに基づく in-situ 試験や試作（レファレンス・モデル）を適時に作製するために有効な手段と考えられる。
従来型大量生産とは大局的思想と位置づけられるこのミニマルファブ構想については、これまでのファブシステム研究会において、大いに議論されてきたと思う。そこで、ここでは、敢えて、既定の技術開発路線（ベスト・ポッシブル・ソリューション）について取り上げ、それに対して、ミニマルファブ構
想がどのような位置づけとして捉えられるのか、その幾つかの側面を考察してみたい。
ミニマルファブ構想は、次のような技術革新、戦略あるいは構想を能動的に推進していく上で、重要なインパクトを有する提言の一つと言える。
450mm ウェハへの移行
デジタル家電や次世代携帯端末の登場などによって喚起され、また、アプリケーションの多様化（「日本の世帯の年間出費分布」参照）により、ウェハの需要は今後 10 年にわたり順調に伸びると予想されている。一方、微細化によって生産性を高めることは（狭ボンディングピッチ、多ピン化など）困難になりつつあり、需要増大に応える手段としてウェハの大口径化が検討されている。450mm ウェハへの移行は、32nm 世代以降で技術・製造が複雑化することによるコストの急増を緩和する手段としても期待されているが、その経済効率や適切な移行時期については、問題意識を業界で共有し、次のような項目について（業界標準化の可能性を含め）検討し、判断することが必要と考えられる：・天井搬送装置などウェハ搬送システム
・FOUP スロットとウェハの整合性など装置インタフェース
・コンピュータによるライン統合（CIM）などマネージメント手法の仕様策定および評価試験
これらの技術開発を進める上では、搬送システムおよび生産管理手法の本来あるべき姿が同時に論じられるべきである。しかし、その応用対象が巨大システムであるがゆえに、開発途上の不安定な部分シ
ステムを、実用ファブに導入することはできない。そう言った意味では、ミニマルファブというライト級のファブにおいて、理想の搬送システムや生産管理手法を実験的に採り入れつつ、生産を行うことには、一定の意義がありうる。また、450mm ファブとミニマルファブが究極の対照的性質を備えていることから、その両者の比較は、自身の特徴を再認識するのに大いに役立つはずである。
コンバージング・テクノロジー
コンバージング・テクノロジー (Converging Technology) とは、いわばニーズ側からみた、こうい
うことがあったら沢山の人が使うだろう、という今存在しないサービス、たとえば、自動翻訳機や、身体障害者のサポート技術、人と機械の直接対話などであるが、それに対して、必要なナノテク・バイオ・IT などを集約して、そのサービスを実現する技術を生みだそうという考え方に基づく集約的な技術を指す。
半導体・IT について言えば、これらのコンバージング・テクノロジーを実現するために不可欠なものとして、多機能型で飛躍的情報通信能力を持ったコアチップの開発が不可欠である。そこでの課題は、２つくらいある。将来的には、ムーアの法則に沿った進化よりも消費電力低減などに向けた取り組みの重要性が高まり、企業の壁を乗り越えた連携による技術革新が不可欠になる。また、LTE、WiMAX な
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委員コメント

ど次世代携帯端末、無線 LAN などでは、ハードウェアを共通化（プラットフォーム化）し、ソフトウェ
アで個別ニーズに対応、あるいは差別化していく傾向が顕著になると予想される。
多機能型コアチップに関する、特定パートナーとの協業（共同開発）の例として、IBM の「Collabolatory（collaboration+laboratory）」構想が挙げられる。この戦略が打ち出された背景には、ソニー、東芝と共同開発したマイクロプロセッサ「Cell Broadband Engine」における成功体験があるとされている。
プラットフォーム化の例としては、パナソニックの「UniPhier」アーキテクチャー（デジタル機器の技術基盤を統合）が挙げられる。電機各社の業績が悪化する中、パナソニックはデジタル家電の好調によって営業増益（2008 年 4-9 月期）を確保しており、同戦略が奏功したと言える。
これらの開発は、成功例として語られているが、実際には、これらの開発には膨大な開発費が投じられている。そのため、失敗は許されない側面がある。もしも、このような巨大なコアの試作が、ほんの小さなミニマルファブで可能になれば、そこで、市場の反応を見るために、僅かな量を生産し売り出すことが可能になる。このようなリスク回避の手法として、ミニマルファブは有効に機能する可能性があり、計画的量産という意味で完全にプロミシングとは言えない、多機能コアを市場に送り出すことができるようになるだろう。
ウェハの薄化、チップの小型化（光配線化）
最近では、２次元内での微細化による集積化が開発・設備投資額の増大と微細化技術の難化によって、頭打ちになりつつあることもあり、３次元集積化の技術が進んでいる。その必然的帰結として、ウェハの薄化が進行しているのである。このウェハ薄化技術として裏面研磨が有効とされ、ダイシング技術としてレーザ加工が主流になると言われている。裏面研磨には「材料のムダ」という課題があり、レーザ
ダイシングでは「熱影響」によるダメージの発生が懸念されるが、いずれも現時点での必要技術（ベスト・ポッシブル・ソリューション）と考えられている。
これに対して、ミニマルファブ構想とリンクして使用されるはずである、ハーフインチウェハは、開発当初からおおよそ 200 ミクロンの厚みが標準と想定されている。つまり、薄化というプロセスが不必要になる可能性がある。最近の薄化されたウェハは、薄いもので 100 ミクロン前後であるが、初めから 200 ミクロン程度の厚みであれば、薄化プロセスを省いた方が、全体としてのコストダウンになり、積層チップを構築する上で十分な厚さである可能性がある。このような薄いウェハには、それに適したダイシング技術が開発される可能性もあり、興味深いところである。
チップの小型化については、今後 10 年程度で必要になる技術として「チップ内光インターコネクション」の研究開発が（NEDO MIRAI プロジェクトの一部として）進められている。
複数のグローバル配線を少数の光配線で置換することが可能になれば、LSI 作製コストの低減が可能になり、イコライジングなど高速信号伝送向け電気信号処理なしで光信号への返還が可能になれば、回路省略（低フットプリント化）が可能になると期待されている。
この光配線技術には、これまでの LSI 技術では全く利用してこなかった、新しい、いわば、エマージ
ングテクノロジーが多々利用されることになる。しかし、これらは、LSI 製造工程として実績がなく、この実用化には多大な技術開発と投資を行わなければならない。もし仮に、ミニマルファブが実現されれば、そこで、生まれたての光 LSI 配線技術の開発を比較的軽い投資で行うことができるようになるだ
ろう。これは、量産・高集積品に、エマージングテクノロジーを導入するための、実は近道である。

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委員コメント

ファブシステム研究会を振り返って
大成建設株式会社

エンジニアリング本部
長谷部貴司○研究会活動参画への経緯
HALCA に参加していたことで本研究会の委員補佐として参画することになりました。HALCA は「高効率次世代半導体製造システム技術開発」をテーマとする産官学共同研究で、いわゆるミニファブを検討しました。
必要とされる生産量に見合った適正な生産能力を持ったファブを構築するという本研究会のコンセプ
トは HALCA と同じです。
○研究会へ期待する理由
私の所属する大成建設エンジニアリング本部では、電子デバイスに限らず医薬、食品等の生産施設の計画・設計を担っております。
すべての施設に言えることですが、お客様の満足を得るためには、生産システムを理解し、生産シス
テムと一体化した施設を構築しなければなりません。
今回の研究会では、皆様が現場で抱えている課題を聞かせていただき、生産システムに関するより深い理解を得ることが出来ました。
○研究会活動へのコメント
今回の研究会は、初めの数回は各社の抱える課題についての説明と議論が行われ、最後に共通課題について集中討議がされたために、非常に活発な議論が成されました。短期間であるにもかかわらずこの
ような成果を得られ有意義な研究会であったと思います。
また、将来のファブの方向性を議論させていただいたことで、当社の保有するクリーン化技術等をどのように発展させていくべきかについての知見が得られました。もっとも究極の形であるデスクトップ
ファブになると当社の出番は無くなってしまうかも知れませんが・・・○生産システム革新への期待
今回の研究会で、HALCA のミニファブが実現しないことについて、厳しいご意見が出ました。利益の異なる企業同志が、実現可能なレベルまで精度を高めることは並大抵のことではないと痛感しています。
しかし、HALCA のコンセプトは、国内に生産拠点を残し、技術の空洞化を防ぐために非常に重要であり、日本の強みを生かした日本オリジナルの生産システムの確立が不可欠であると思います。
ミニマルファブは、HALCA よりさらに高いハードルがあると思われますが、原先生のリーダーシップのもと、是非、実現可能なミニマルファブを確立することを期待します。

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委員コメント

ファブシステム研究会を振り返って
大成建設株式会社

技術センター
若山

恵英○研究会活動参画への経緯
既に研究会に参加していた、弊社エンジニアリング本部 山崎および長谷部から研究会参加の打診がありました。様々な業界の方から多岐にわたるお話が聞けそうなので、是非参加するようにとのことでした。ミニマルファブの資料等を拝見させていただき、大変興味深く思いましたので参加させて頂くことに致しました。
○研究会へ期待する理由
半導体製造のみならず、ハードディスク、ロボット、建設業など様々な分野のメンバーによって構成される今回の研究会のメンバー構成は、ある一分野に限定されることなく、様々な分野の方のご意見を聞くことができ、非常に有意義でした。
また、参加企業の業種が異なるために、活発な意見交換が行えました。やはり、競合する同業他社を交えた会合ですと、なかなか活発な意見交換がなされないことも多いようです。今後もこのようなメンバー
会社構成の開催が望ましいと思います。
○研究会活動へのコメント
今回の活動では、各社の抱える課題が非常に多岐に渡ると実感致しましたし、実際に様々な事例をお聞きすることによって、普段考えていないような切り口での問題解決法方法も見出せるような期待が生まれました。
今後は抽出した課題に対して、モデルケースを組むことなどにより、具体的かつ現実的な検討を進めていただけますと、大変良いと感じております。
○生産システム革新への期待
ここ数年、300 ｍｍ半導体用の新設クリーンルームのクリーン度の要求はよりラフな（クリーン度が低い）方向に転じてきています。本研究会で検討していたミニマルファブの思想はその延長線上にあると思いますし、非常に斬新な考えで、エネルギー、クリーン化の面で大きなメリットがあると思います。
その一方で全てのプロセスでこのミニマルファブを適用するためには十分な検討も必要であると思います。
また、パーフェクトなミニマルファブの構築の前段階に相当するような局所空調を有効利用した暫定版次世代ファブ検討のようなものも行えると良いと思います。

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委員コメント

ファブシステム研究会を振り返って
大成建設株式会社

技術センター
浦野明○研究会活動参画への経緯
先に研究会に参加していた弊社・山崎より、研究会への参加を勧められた。クリーンルームの気流 ･微粒子関連の技術開発を行っている私にとって、生産現場で活躍している方々との交流が有効とのことである。私が直接業務で担当している数社の製造プロセスエンジニアの方々との交流・議論の機会はあるものの、範囲はどうしても限られている。このため、より交流の場を広げるために参加させていただ
くことにした。
○研究会へ期待する理由
私は、人間および製品にとって最適な空間を創るための技術開発として、クリーンルーム内の気流 ･
微粒子の数値シミュレーション、実測による現状把握を担当している。
クリーンルームの中の気流・微粒子挙動は、建築 ･ 空調設備のみならず、生産設備の影響を強く受ける。
しかし、建築 ･ 空調設備の設計段階では建設会社に生産設備の情報が十分に伝わらずに、必ずしも最適な設計がなされていない現状がある。その一方で製造現場では、不十分な建築 ･ 空調設備の元で、製造装置に工夫して生産効率向上に努力しているものの、限界がきている例も見聞きしている。
建築空間と製造装置が一体となった局所クリーン空間の構築を目指した技術開発に携わる者として、生産現場の方との交流に期待していた。
○研究会活動へのコメント
一連のミーティングを通じて、局所クリーン化を実現するための現場での取り組みや問題点について、興味深い議論をさせていただいた。技術開発のみならず、作業者の教育・訓練などの取り組みにより、技術を確実に定着 ･ 実施していくことの重要性も私が今まであまり認識していないことであった。
微粒子挙動のシミュレーションを実際の施設構築に活かして行くためには、基礎研究を要する部分も多く、当社単独での取り組みでは困難である課題も多いと思われる。本研究会および産総研を通じた連携による解決にも期待したいと考える。
○生産システム革新への期待
今後のミニマルファブ構築へ向けた取り組みは、半導体製造のみならず部品製造など幅広い業種に応用できる基盤技術が構築できるのではないかと期待している。今後当社が、その一助になることができれば幸せである。

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委員コメント研究会に参加して 〜 ミニファブシステムへの期待
日本電産サンキョー株式会社

営業推進部

技術士 ( 経営工学 )齊藤

諭○研究会活動への参画「局所クリーン化の世界」という原史朗様の著書を拝読した経緯にはじまり、クリーン環境のものづ
くりに装置を提供する立場から大変興味を持って参加させていただいた。
半導体や大型液晶パネルなど大量生産のものづくりは、韓国、台湾、中国などのアジア諸国へとすっ
かり流失してしまい、今後の日本のものづくりが憂慮されて久しい。一方、国内では付加価値の高い工業製品のものづくり現場の多くでクリーン環境が舞台となり、生産性向上を目指し、装置の小型化、見える化、多品種少量生産対応、局所クリーン化など、多くのコンセプトが提唱されている。
しかしながら、各社各様の試行錯誤にも関わらず、大きなトレンドがいまひとつ見えてこない。産総研よりこの研究会活動のご紹介を頂き、電機電子業界に携わる業界他社では、どのような課題を抱え、何を目指しているのか、利害関係を超えたコミュニティーでの議論が必要と感じて参画に至った。
わが社では大量生産向けの 300mm ウェハー搬送用、大型液晶搬送用、等のクリーンロボットに関する既存事業から、次世代に向けた、多品種少量生産、一個流しの自動化設備を目指し、Desk Top
Factory(DTF)、小型除塵洗浄機、小型パーティクルモニター、などの商品展開を持ちながら、事業としての営業規模確立が課題となっていた。そこで弊社で提供可能な技術、また部品事業のものづくりの観点からも、研究会の議論に少しでもお役に立てればと各種の情報提供をさせて頂いた。
○研究会への期待
大量生産は途上国に任せ、日本のオリジナリティをとことん追求したものづくりの原点に立ち戻り、
再び国際的な競争力を向上させるとともに、1 〜 3 年程度の短期間に、集中的に次世代モデルを提唱し具現化してゆくエネルギッシュな集団として発展を希望する。昨今、産官学連携の道筋を模索する動きが多いが、広く漠然とする中から連携関係を構築することは難しい。一方、当研究会では産官学の具体的な課題掘り起こしと討議がなされ、具現化への道筋はかなりハッキリしているように感じる。各社の保有する技術を出し合い、今回討議した各セッションのテーマを深堀しながら相互ビジネスを積極的に発展討議し企画を共有しながら、単なる勉強会に終わらない展開を進めるべきである。例えば、何れかの企業で直面するファブシステムの課題について投資予算を確保することが出来るならば、実用的なモ
デルシステム構築の近道となるであろう。
○次世代ファブシステムと局所クリーン化
局所クリーン化のセッションにて「見えないゴミの管理」についていくつかの事例を述べてきた。委員会の中でも討議されていたように、現在のクリーン度管理は半導体大量生産から構築された規格に基づいており、
必ずしも実際の生産性向上に適した手段とはいえない。例えば、クリーン度管理ひとつ取っても、クリーン度とコンタミ品質の関係に相関が乏しいにも関わらず、気中パーティクルからの間接管理により過剰スペックの清浄度も存在する。先ずは品質原因のより具体的な見える化をはかり、直接的な管理指標の規格提案も必要であろう。狭い国土の日本で国際競争力のあるものづくりと持続可能な社会実現のために、知恵を使った小さなファブの実現ができれば、経済活動向上と環境負荷低減の両立が実現できるであろう。
○研究会について
毎隔週程度の委員会は、会を重ねるにつれ時間的な負荷を感じた。その一方で、遠方からの参加で時間的制約も多く、思ったほど委員同士のローカルな交流がはかれなかったように思う。更に個別の親睦を深められるよう、頻度を減らしながらも産総研の都心施設での開催にも期待したい。
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委員コメント

半導体製造における今後のファブシステムについて
CKD 株式会社

生産本部春日井事業所第１技術部
伊藤一寿

「搬送」
は付加価値を生まないが製造工程では不可避の課題である。多品種変量生産を肯定すれば、ジョブ方式からフロー方式に転換していくべきであるが、数百に及ぶ工程のタクトは絶対に合わないし、冗長性を考慮すれば、搬送における分岐・滞留・合流の問題をどうするかは大きな課題である。搬送モジュー
ルとしても何らかの規格化は必須と考える。
「局所クリーン化」の考えはプロセスモジュールには適応できるが、その間の搬送部分におけるクリーン環境をどのように構築するかについても課題であり、ウェハーを小型 Box に入れて、誰が運ぶかは別として、プロセスモジュール毎に Box を開閉し、小型ロボットで L/UL することはメリットがあるとは思えない。
プロセスモジュール内もウェハー搬送も全て真空状態で行うクリーントンネルの実現を検討すべきではないだろうか。もちろんプロセスモジュールとクリーントンネルの間や、各所にゲートがないと柔軟性、保全性の問題が生じることになる。
「リファブ、レトロフィット」のネックは、交換部品の入手性もあるが、「制御＝ハード＆ソフト」の情報が開示されないことである。多品種変量生産となり工程が分散制御されていくうえで下位の制御は「シーケンサ＆ラダー」のようにハードの規格化、プラグラミング言語の簡素化を図っておく必要がある。
上位の統合制御や情報通信、マン・マシンインターフェイスには思いっきりハイテクを導入したい。
「環境負荷低減」は、今後の生産活動には不可欠な項目で常に改善が迫られる。いろいろな側面があるが、省エネの観点からすると、「排熱は水冷が効率良い。」との報告もあったが、発生したものを処理することよりも発生させないことに注力したい。特にプロセスの低温化技術などは大きく貢献できるので、更なる技術開発を期待したい。
「ミニマルファブ構想」としては、最も高価で「もったいない」装置である露光機をどう取り扱うかが課題と考える。これはワークとなるウェハーサイズと取数と関連する。自動車用の制御 IC は□3mm 程度であり、0.5inch ウェハー 1 枚で 50 チップはとれる。本来の 1 個流しに従うならワークサ
イズは□３ｍｍとなるが、光だけでなく EB なども含めてどのような描画方法とワークサイズの組み合
わせがミニマルな工程になるのか、さらに検討を進める必要がある。

所見
ファブシステム研究会に参加させていただき、多くの人の意見を聞くことができて日常業務では得られない刺激を受けました。
ミニマルファブのように目標値を高くすると、いろいろなアイデアが出てきてモチベーションも上がってきて、一見無理なこともできそうな気がしてきました。
今後もこのモチベーションを維持して「半導体ミニマルファブ」構築に役立つ機器の開発を継続していく所存です。

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委員コメント

ファブシステム研究会

集中講義に参加して大成建設株式会社

技術センター

環境研究室
伊藤

宏

今回の研究会への参加は、最終集中講義における事例紹介の発表者としての参加でした。初日の懇親会からという非常に短い時間の参加でしたが、多くの方々と意見交換ができ、有意義な時間を過ごすことができました。第一印象はメンバーの方々の雰囲気がとても良いということです。視点はそれぞれの立場で若干違っても、悩みを抱え解決策を必死に模索していることが共通していることも要因でしょうか。
環境負荷低減・省エネルギーに関しては、現状の大量生産を目指したメガファブの問題点は、ほぼ共通であることを改めて実感いたしました。また、発表の依頼があってからこれまでの資料や書籍を読み、ミニマルファブに関してはおぼろげながら想像していましたが、実際に究極の姿を聞いた際には正直驚
き、目標の高さを実感いたしました。
今後、究極の姿に向かい、現状からどのようなステップを踏み前進していくのか？

克服すべき課題は数多くあるように思われますが、だからこそ、強力な推進力のもと既成の垣根を越えた組織体制が必要になると感じます。日本の産業を強くするには、大きな旗振り役が必要であり、今後の活動に期待します。

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アドバイザーコメント

Fab System 研究会活動に寄せて
独立行政法人 産業技術総合研究所
産業技術アーキテクト 景山 晃
１．はじめに
今年の春、
Fab System 研究会の構想を弊所の原幹事から聞いたとき、即座に「これは面白い」と思い、
6 月のキックオフ以来、時間の許す限り研究会に参加というより傍聴させて頂いている。
面白いと思った理由を自分なりに考えてみると、この研究会はいわゆる本流の研究ではない地味な領域に焦点を当てる活動であり、違う言い方を許して頂けるなら、これまでの産総研の研究テーマとは一味も二味も異なる問題意識の下に課題設定した点であろうと思う。半導体産業で言えば、ハーフピッチ
何 nm といった微細化の極限に迫ろうとするものではなく、また、ウェハ径 450mm をどう実現するかという課題設定でもない。逆に、現実の社会で有用な半導体デバイスを最も効率よく製造する技術としてありたい姿を議論し、提案しようとするものである。化学産業に例えると、生産量が 1g、1kg、1トン、1,000 トンではものの作り方が明らかに異なるように、半導体でも社会が必要とする数量によって最適な製造プロセスは変ってもおかしくないということである。
この課題に対して半導体、半導体製造装置、システム化、部品、材料企業と多岐にわたる 17 社の方々から賛同を頂いたことは産業界でも関心が高いテーマであることの証左ともいえる。
２．産業の変革
イノベーション論はわが国においても総合科学技術会議はじめ、いろいろな場で論議されている。図１は筆者が考えるイノベーションの定義を示したものであり、社会との関係を明確に位置付ける点が特徴である。図１の下段にはイノベーション創出のために産総研が取り組むべき研究の方法論を整理して示した。
公的研究機関である産総研は成果を直接実施することがないため、民間企業と異なり内部にマー
ケティングなどの機能を持っていない。このため、企業との連携を一層深化させることで、社会・産業
界との相互補完関係を意図的に強化していく必要があるものと考えられる。換言すれば、質の高い内容を伴ったオールジャパン体制を作っていくことが特に重要となる。
３．産総研の立ち位置
産総研は憲章の中で産業科学技術の研究開発を通して豊かな社会の実現に貢献することを明確に謳っている。これをより効果的に実行していくには相互補完モデルを十分に意識する必要がある（図２）。
一方、地球温暖化問題などへ的確に対処し、持続可能な発展へ繋いでいくには公的研究機関としての
産総研が取り組んでいる研究テーマについて、環境負荷低減への期待効果や持続可能な社会形成への貢献を各研究者が強く意識し、テーマのアウトプットについて WHAT だけでなく for WHOM や WHYを考えることが重要と考えられる。
ミニマルマニュファクチャリングの流れを汲む今回の Fab System 研究会は、この大きな課題の解決に向けて一つのアプローチを提案しようとする革新的かつ挑戦的な活動である。産業界と産総研が自由
闊達に意見交換、論議することで、単純な資本の論理や規模の論理とは異なる論理構成と価値観に基づく新しい「ものづくり」のシナリオを描くことが期待される。この領域はいわゆる改善活動やすり合せ技術など日本が得意とする産業技術の一環と考えることもでき、Integrated Technology として世界的にも独創的な提言にまとめることは十分可能と予想する。
是非、この研究会が産業界を含む社会へインパクトのある一石を投じることを期待し、かつ、自分自身もわずかなりとも貢献したいと考えている。
以上

ファブシステム研究会

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アドバイザーコメント

図１ イノベーション創出上の課題と推進策
イノベーションとは「人と社会に価値をもたらす(技術)変革」
̖͌Ịᅈ˟ỂဃộủỦẆငዮᄂỊ̖͌ỉเử੩̓ḷᅈ˟ểỉ᧙ࣱ̞ầ᣻ᙲイノベーションを創出する研究の進め方
リニアモデル(〜1980)
研究開発

Products

商品化

連鎖モデル(ｽﾀﾝﾌｫｰﾄﾞ大学 S.Kline教授,1986)
産総研
企 業
課 題

研究
事業
企画

マーケティング

設計
開発

製品
企画

プロトタイプAll Japanで
外国に
勝てる戦略

˖ಅᡲઃỉข҄ → җЎễႻʝྸᚐỉờểỂൟ᧓ỉჷử‫ݰ‬λ

図２ 産総研の立ち位置「産業科学技術の研究開発を通して豊かな社会の実現に貢献」（産総研憲章）

相互補完モデルžƓʝƍƷࢍǈǛ෇ƔƠƯ̅ƓƏſ
産総研のメリット

産業界のメリット(期待)①技術実用化の機会創出 (社会への貢献)②次年度研究へのニーズ情報取込み③研究ﾁｰﾑ間の共同ﾌﾟﾛｼﾞｪｸﾄの編成④トップレベル研究者の人材供給①研究開発投資効率の向上②シーズ不足の緩和③事業を支える技術力の深化④新技術の実用化 → 事業活動

産総研内部では次の視点で、全研究テーマに緩やかな評価軸を設けたい①環境負荷低減への期待効果

その研究に成功したら、何が､誰が､なぜ嬉しいの？

②持続可能な社会形成への貢献јௐ≝ᐯ↸ᅈ˟⇱∞⇠↗↝੗ໜ⇁ᎋⅷ↺∐⇬∏⇝∞↝Ӽɥ

ファブシステム研究会

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本レポートの発行にあたって

謝辞

このレポートは、６月にファブシステム研究会の活動を開始してから 9 月末のオープンディスカッションまでに、研究会で議論された内容を凝縮したものである。この間レポートの冒頭にある重要な提言や、その裏付けとなる膨大な議論とその総括作業を行うことができた。この短期間でこれだけのアウ
トプットを出すことが出来たのは、第一に、委員各位の熱心な参画があったからに他ならない。とりわけ、
72 時間以内という極めて短時間の逐次校正作業への委員各位の迅速なるご協力に追うところが大きい。
この場を借りて、感謝の意を表する。
また、対外的にも多くの皆様のご協力を仰いだ。
まず、元技術研究組合超先端電子技術開発機構の HALCA プロジェクト推進部門長であった、津守
俊郎氏には、HALCA プロジェクトと今後の展開に関する執筆について、ご快諾頂き、とても短い執筆期間であったにもかかわらず、素晴らしい記事を執筆頂いた。ここで心から御礼申し上げる。
また、本レポートの中の、オープンディスカッションの議事録作成に関しては、会議録の草稿作業を始め、３０人を越す委員と、膨大なテキスト量の会話録に関して、詳細な文言の手直しを逐一行って頂いた、松井速記の松井千津子氏には、休日返上で連絡と文章校正作業に取り組んで頂き、適切な感謝の言葉も見あたらない。まずは、レポートの完成をもって、お礼の言葉の代わりとさせて頂きたい。
最後に、本レポートの編集作業に専業で関わり、プロ用編集ソフト Adobe InDesign を数日で一から習得し、図表の徹底的な手直しも含め、本レポートファイルを１ヶ月で完成させた﨑岡幸子さんには、心から感謝の意を表する。
平成 20 年 11 月 25 日

ファブシステム研究会

総合レポート

2008

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ミニマル型装置や研究装置を生産装置として機能させる、開発中の前室システム １号試作機

独立行政法人

産業技術総合研究所
ファブシステム研究会
2008. 11. 25 ver. 1.00