半導体製造装置向け金属加工に必要な要件と精密切削・フライス加工のポイント

半導体装置部品では、極めて高い寸法精度、表面粗さ管理、清浄度の確保が必須であり、他の産業とは大きく異なる加工要件を持ちます。本稿では、半導体装置向け切削加工・フライス加工で実務的に押さえるべき要点を体系的に整理します。

半導体装置部品の特徴と加工要件

半導体装置で用いられる部品は、以下の特性が求められます。

• 高精度（±0.01mm以下が一般）：搬送系、ステージ、位置決め機構で必須
• 高い表面平滑性（Ra0.8以下など）：異物付着を防ぐ目的
• 高い清浄度（脱脂・超音波洗浄）：コンタミ対策
• 非磁性・耐薬品性：プロセス液や薬品環境との相性

材料特性の確認には、JIS規格データが有効です。

半導体装置でよく使用される材質と用途

A6061の特性比較については、A6061の特性に関して解説で詳しく解説しています。

半導体装置向け加工で重要な技術ポイント

1. 微細形状の高精度加工

半導体装置部品は、細溝・薄肉・微小穴などの形状が多いため、以下の対策が必要です。

• エンドミル径の最適化（φ0.5～1mm使用も多い）
• クランプ変形を防ぐ治具設計
• 切削抵抗を下げた条件設定（低送り・低切込）

2. 表面粗さ・バリの徹底管理

半導体装置では、バリや表面キズが製造プロセスの不具合を招くため、仕上げ工程が重要です。

• 仕上げ加工専用工具の使用
• 微細部の手仕上げ・デバリング
• Ra値指定への対応（Ra0.8、Ra0.4など）

3. 洗浄・脱脂などの清浄度管理

半導体装置向けでは、加工後の洗浄品質が部品性能に直結します。

• 超音波洗浄
• 脱脂洗浄
• コンタミ防止の個包装

半導体装置向け外注加工で失敗しないポイント

• 図面に表面粗さ指定（Ra値）を必ず記載する
• ワーク変形を避けるため、切削工程を段階的に分割する
• 薄肉部品は仕上げ代を多めに設定
• 洗浄仕様（脱脂・純水洗浄等）を事前に共有
• 真空用途の場合、材質のガス放出特性を確認

よくある質問（半導体装置向け加工）

Q1. 半導体装置部品ではなぜ表面粗さが重要なのですか？

異物付着や粒子発生を防ぐためです。Ra0.8以下を要求されるケースが一般的です。

Q2. アルミとステンレスはどのように使い分けますか？

軽量化・加工性重視はアルミ、耐薬品性が必要な部位はステンレスを使用します。

Q3. 真空装置向け部品で注意すべき点は？

ガス放出の少ない材料（A6061、SUS304など）を使用し、脱脂洗浄を確実に行うことが重要です。

Q4. 微細形状の加工精度はどの程度まで可能ですか？

±0.01mm以下や細溝幅1mm以下など、図面指示に応じた高精度加工が求められます。