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超純水とは 半導体の洗浄に使う水、有機物は1ppb未満まで減らす

超純水は、不純物を極限まで取り除いた水で、半導体の洗浄に使います。理論上の完全な水の比抵抗は25℃で18.24MΩ・cmで、高集積の半導体の工程では18MΩ・cm以上が必要です。

ポイント
  • 超純水は、イオン、有機物、生きた細菌、微粒子をいずれも決めた基準より少なくした水です。
  • 半導体の工場では、ウエハーの洗浄と、薬品を薄める水に使います。
  • 水に鉄のイオンが1リットルあたり1µg溶けるだけで、比抵抗は17MΩ・cmに下がります。
  • 野村マイクロ・サイエンスの2026年3月期の連結売上高は562億円、営業利益は66億円でした。

超純水は、半導体の工場で使う、不純物を極限まで減らした水です。理論上の完全な純水は作れないため、栗田工業は「現実に製造できる最も理論純水に近いもの」と説明しています。言葉自体が、半導体の発展とともに使われるようになりました。

純水との違い

純水は、主に水に溶けたイオン(電解質)の少なさで決まります。電気の通しやすさとシリカの量で測ります。超純水はそれに加え、有機物、生きた細菌、微粒子まで基準を決めて管理します。溶けた酸素や重金属のイオンも、ppb(10億分の1)の単位で管理します。

イオンが少ないほど、水は電気を通しにくくなります。この通しにくさが比抵抗です。理論上の純水の比抵抗は25℃で18.24MΩ・cmです。鉄のイオンが1リットルあたり1µg溶けただけで、17MΩ・cmに下がります。

半導体が細かくなるほど基準も厳しく

栗田工業の解説は、DRAMの集積度の世代ごとに、超純水に求めた基準の推移を示しています。

DRAMの世代と超純水の基準(栗田工業の解説から抜粋)
DRAMの世代比抵抗(MΩ・cm)生菌(個/L)TOC(ppb)
256kビット17〜17.550〜20050〜200
1Mビット17.5〜1810〜2030〜50
64M〜256Mビット18.2超0.5未満2未満
256M〜1Gビット18.2超0.1未満1未満

TOCは水に含まれる有機物の量の目安です。256kビットの世代の50〜200ppbから、1Gビットの世代では1ppb未満になりました。0.1µmの微粒子の数の基準も、1リットルあたり50〜500個から5個未満まで厳しくなっています。

装置をつくる会社、水を届ける会社

超純水をつくる装置は、日本では栗田工業、オルガノ、野村マイクロ・サイエンスなどが手がけます。野村マイクロ・サイエンスの2026年3月期の連結売上高は562億円、営業利益は66億円でした。売上高に対する営業利益の比率は11.7%です(計算)。

工場が動き出したあとの設備の運転も仕事になります。ジャパンマテリアルは、動力、空調、ガス、薬液、純水などの運転管理をまとめて請け負っています。

関連する用語

  • 比抵抗:水の電気の通しにくさ。イオンが少ないほど大きくなります。
  • TOC:全有機体炭素。水の中の有機物の量の目安です。
  • クリーンルーム:ちりを管理した部屋。超純水と同じく工場の基盤の設備です。

この記事は公開資料をもとに作成しています。売買をすすめるものではありません。誤りを見つけたら訂正します(編集方針)。

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