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ウェハの重量・面積・厚さ 計算ツール

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要点

300mm シリコンウェハは厚さ775µm・重量約128g、200mm は725µm・約53g です。口径が大きくなるほど自重によるたわみを抑えるために厚く規定されています。300mm の面積は200mm の2.25倍で、同じ処理時間で2倍以上のチップが取れることが大口径化の経済的な理由です。

入力

ウェハ1枚の重量127.59g
面積706.9cm²
有効面積(エッジ除外 3 mm)678.9 cm²(96.0%)
体積54.782cm³
外周長942.5mm
25 枚の合計重量(ウェハのみ)3.190kg
厚さ / 直径 の比2.58e-3

ノッチやオリエンテーションフラットの切り欠き、ベベル(面取り)による体積の減少は無視しています(300mm で0.1%未満)。FOUP 自体の重量は約4kgで、25枚入りの300mm FOUP は満載で約8kgになります。

シリコンウェハの標準寸法(SEMI 公称値)

サイズ直径厚さ面積重量100mm比の面積主な用途
2インチ50.8 mm279 µm20 cm²1.3 g0.06 倍化合物・研究用
3インチ76.2 mm381 µm46 cm²4.0 g0.15 倍化合物・研究用
100mm(4インチ)100 mm525 µm79 cm²9.6 g0.25 倍化合物・MEMS
125mm(5インチ)125 mm625 µm123 cm²17.9 g0.39 倍旧世代ライン
150mm(6インチ)150 mm675 µm177 cm²27.8 g0.56 倍パワー・アナログ・SiC
200mm(8インチ)200 mm725 µm314 cm²53.0 g1.00 倍成熟ノード・パワー・MEMS
300mm(12インチ)300 mm775 µm707 cm²127.6 g2.25 倍先端ロジック・メモリ
450mm(18インチ)450 mm925 µm1590 cm²342.6 g5.06 倍規格のみ(量産は見送り)

口径が大きくなるほど厚くなる理由

ウェハの厚さは、口径が大きくなるほど厚く規定されています。薄いまま大口径にすると自重でたわみ、搬送中の破損や、熱処理でのスリップ(結晶のずれ)が起きやすくなるためです。300mmウェハの775µmという厚さは、たわみと材料コストの兼ね合いで決められました。チップは最終的に裏面研削で50〜100µm程度まで薄くされるため、厚さの大部分は製造中の機械的強度のためにあります。

300mm ウェハの面積は200mm の2.25倍で、同じ装置の処理時間で2倍以上のチップが取れることが大口径化の経済的な理由です。450mm への移行は、装置開発費を誰が負担するかで合意できず2010年代半ばに事実上凍結されました。パワー半導体用の SiC は150mm から200mm への移行が進んでいる段階です。

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