半導体製造装置や電子部品製造装置のユニットに使うアルミの角物部品。ベースプレート、ハウジング、位置決め治具、フレーム、カバーといった部品を、同じ品番で継続して外注している購買・生産技術の方から、「国内の加工先が埋まって納期が読めない」「清浄度の要求に応えられる加工先が限られる」という相談が増えています。装置需要が伸びているのに、半導体装置向けのアルミ角物を受けられる加工先は増えていない。これが今起きていることです。
本記事では、半導体製造装置に使われる部品と求められる精度、材質の使い分け、清浄度と表面処理の基礎知識を整理したうえで、製作を依頼するときに確認したい加工のポイント、継続発注で供給を安定させる考え方を、当社の調達事例とあわせてお伝えします。
半導体製造装置部品とは
まず、半導体製造装置がどういう装置で、どんな部品で構成されているかを押さえておきます。装置の工程ごとに、部品に求められる性質が変わるからです。
半導体製造装置の種類と工程
半導体製造装置は、ウエハに回路を作り込む前工程と、チップを切り出して封止・検査する後工程に分かれます。前工程には露光（ステッパー）、成膜（CVD・スパッタ）、エッチング、洗浄、イオン注入、CMP、熱処理の各装置があり、後工程にはダイシング、ボンディング、テスターがあります。どの装置にもウエハを運ぶ搬送系と、位置を決めるステージ系があり、装置1台に数千点から数万点の機械加工部品が使われています。
半導体製造装置部品の代表例
半導体製造装置部品の代表例は、真空チャンバーとその周辺部品、ゲートバルブ、ウエハ搬送アームやハンド、吸着プレート、チップトレイ、位置決めステージ、ベースプレート、ブラケット、フレーム、カバー、シャフト、カラー、ノズル、継手、治具、ピンです。このうち、マシニング加工で作るアルミの角物、つまりベース、ハウジング、ブラケット、フレーム、治具、カバー類が、点数としては最も多い部品群です。
半導体製造装置部品に求められる特徴：精度、材料、清浄度
半導体製造装置部品に求められる特徴は、厳しい寸法精度と幾何公差、真空や薬液・プラズマに耐える材料、ウエハに触れる経路に異物を持ち込まない清浄度の三つです。この三つが、一般の産業機械部品との違いであり、加工先が限られる理由です。
半導体製造装置部品に求められる精度と、削り出しが主流の理由
半導体装置の部品は「ミクロン単位」と表現されることが多い部品です。どの程度の数値で、なぜ切削加工が主流なのかを整理します。
半導体製造装置部品の寸法公差・幾何公差・表面粗さの目安
搬送系やステージ、位置決めに関わる部品では寸法公差±0.01mm以下が一般的で、吸着プレートや穴位置では±0.005mmの指示も珍しくありません。平面度・平行度・直角度・同軸度といった幾何公差も0.01mm以下の指示が入り、摺動面やシール面には表面粗さRa0.8やRa0.4の指定が入ります。ウエハ搬送アームのように板厚1mm程度でミクロンの平面度が求められる部品もあります。これらの精度は、加工機の精度が部品の精度の上限になるという「母性原理」に従うので、加工先の設備と測定環境がそのまま品質を決めます。
半導体製造装置部品を溶接・プレス・型抜きで作らない理由
半導体製造装置部品を溶接やプレス、型抜きで作らないのは、平面度や垂直度が出ないためです。溶接では熱で歪み、プレスや型抜きでは加工跡やだれ、バリが残ります。だから材料ロスが多くても、ブロックから直接削って仕上げるのが主流です。半導体装置向けのアルミ角物が、加工時間が長く機械を占有する部品になるのはこのためです。
半導体製造装置部品の材質と使い分け
半導体装置の部品は材質の幅が広い部品群です。アルミ、ステンレス、難削材、非金属に分けて整理します。
半導体製造装置部品のアルミ材：A5052・A6061・A7075・純アルミ
半導体製造装置部品で点数が最も多いのはアルミで、A5052・A6061・A7075・純アルミを用途で使い分けます。
| 材質 | 特徴 | 主な部品 |
|---|---|---|
| A5052 | 耐食性と切削性に優れる | カバー、ブラケット、真空装置の周辺部品 |
| A6061 | 強度と加工性のバランスがよい。T6処理で強度を上げられる | ベースプレート、搬送部品、ステージ |
| A7075 | 高強度・高剛性 | 位置決め機構や精密機構の部品 |
| A1050・A1100（純アルミ） | 純度の高いアルミ | クリーン用途のカバー類 |
いずれもアルマイト処理との相性がよく、非磁性で、真空用途にも使えることが採用理由です。
半導体製造装置部品のステンレス材：SUS304・SUS316
SUS304は汎用のステンレスとして、SUS316は薬液に触れる部位や真空環境で使われます。アルミより加工時間が数倍かかり、工具の消耗も大きい材質です。
半導体製造装置部品の難削材と非金属材料
真空チャンバーの内部やプラズマに触れる部位には、チタン合金、インコネル、モリブデン、タングステン、純銅といった難削材が使われます。さらに、アルミナやSiCなどのセラミック、石英、サファイア、カーボン、PEEK・PTFEなどの低アウトガス樹脂、帯電防止グレードの樹脂も、工程に応じて選ばれます。これらは専門の加工先の領域で、当社がベトナムの協力工場で主に扱っているのは、アルミとステンレスの角物です。
半導体製造装置部品の清浄度と表面処理
半導体装置向けの部品は、寸法が合っていれば合格ではありません。異物を持ち込まないこと、求められる表面状態に仕上げることが、品質の一部です。
半導体製造装置部品の洗浄・脱脂・クリーン梱包
半導体製造装置部品は、加工後に脱脂洗浄や超音波洗浄、仕様によっては純水洗浄を行い、個包装や防錆紙でのクリーン梱包、静電気対策をして出荷します。ウエハや基板に触れる経路にバリや切粉、油分が残れば、歩留まりに直結するからです。図面に書かれていなくても、禁油や禁銅といった条件、梱包方法、開梱する場所がクリーンルームかどうかを、見積もり前に加工先と共有しておく必要があります。真空用途では、材料のガス放出（アウトガス）特性の確認も要ります。
半導体製造装置部品の表面処理：アルマイト・無電解ニッケル・電解研磨・コーティング
半導体製造装置部品の表面処理は、アルミ部品ならアルマイトが標準で、目的に応じて次のように使い分けます。
| 表面処理 | 目的・使う部位 |
|---|---|
| アルマイト | アルミ部品の標準 |
| 硬質アルマイト（硫酸系・蓚酸系） | 絶縁性や硬度が必要なアルミ部品 |
| 無電解ニッケル | 腐食対策 |
| 電解研磨 | ステンレスの表面を滑らかにする |
| フッ素樹脂コート・セラミック系コート | プラズマや薬液に触れる部位 |
表面処理は皮膜の分だけ寸法が変わるので、処理後の寸法で検査することが重要です。
半導体製造装置部品の加工を依頼するときの確認ポイント
ここまでの知識を踏まえて、アルミ角物の加工先を選ぶときに確認したいことは次の四つです。設備の有無より、工程と検査の組み方を聞いてください。
- ひずみ対策：粗取りと仕上げを分けているか、応力除去を入れているか、熱処理後に再加工しているか
- 面粗さ・バリ：面粗さを測って検査表に残せるか、バリをどの方法で取り全数で確認しているか
- 洗浄・表面処理・梱包：一括で受け、処理後の寸法で検査し、仕様どおりに梱包できるか
- 検査体制：三次元測定機や画像測定機、測定室の温度管理、検査表とミルシートの提出
半導体製造装置部品のひずみ対策：粗取りと仕上げの分離、熱処理後の再加工
アルミ角物で最初に問題になるひずみは、粗取りと仕上げの分離、応力除去、熱処理後の再加工という工程の組み方で抑えます。厚板やブロックから大きく削るとひずみが出やすく、A6061のT6処理を伴う部品は熱処理後に寸法が動きます。平面度と穴位置の公差は、設備の精度より工程の組み方で決まるので、この三点を加工先に確認してください。
半導体製造装置部品の面粗さ・バリ・エッジ処理と検査方法
半導体製造装置部品の面粗さ・バリ・エッジは、測定と処理の方法を加工先と事前に決めておくことで、納品後のトラブルを防げます。確認したいのは、摺動面・シール面の面粗さを面粗さ計で測って検査表に残せるか、交差穴やポケットの縁のバリをどの方法で取り、全数で確認しているか、C面・R面の指示がない箇所をどう扱うかです。微細な溝やφ1mm以下の小径穴がある場合は、専用工具と低送り・低切込みの条件を持っているかも確認します。
半導体製造装置部品の洗浄・表面処理・梱包を一括で受けられるか
半導体製造装置部品は、加工、洗浄、アルマイト、クリーン梱包を一括で受けられる加工先を選ぶのが原則です。別々の業者に出すと、どこで異物が付いたのか追えなくなるからです。一括で受け、処理後の寸法で検査し、仕様どおりに梱包できるかを確認してください。
半導体製造装置部品の検査体制とトレーサビリティ
半導体製造装置部品の検査体制は、測定機、測定室の温度管理、検査表の提出、材料証明書（ミルシート）によるトレーサビリティの四点で確認します。三次元測定機や画像測定機を持っているか、測定室の温度を管理しているか、検査表を提出できるか、ミルシートでトレーサビリティを確保できるか。試作と量産で評価項目を分けて取り決めておくと、量産移行時のばらつきを防げます。
半導体製造装置部品の見積もり前に整理しておく仕様
半導体製造装置部品の見積もりを依頼する前に、次の仕様を揃えて渡すと、加工先の回答が早く、正確になります。
- 部品名と使用する工程
- 材質と支給材の有無
- 公差と表面粗さ
- 数量と継続の見込み
- 洗浄・表面処理・梱包の条件
- 検査項目と検査表の要否
- 納期
- NDAの要否
半導体製造装置部品の継続発注で供給を安定させるために
半導体装置向けのアルミ角物は、同じ品番が装置の台数分だけ継続して出る部品です。だからこそ、1回の見積もりより、供給が止まらない体制を整えることが大切になります。
半導体製造装置部品が国内で受けてもらいにくい理由と、第二の調達先
半導体製造装置部品が国内で受けてもらいにくいのは、装置の受注が増えると加工会社に仕事が集中し、マシニングセンタを長時間占有するアルミ角物から納期が延びるからです。装置メーカーのサプライヤーである加工会社の稼働が埋まった瞬間に納期が延び、1品番の遅れが装置全体の出荷を止めます。既存の加工先が受けられなくなったときに備えて、同じ品質で受けられる第二の調達先を持っておくことが、供給を止めないための現実的な対策です。ベトナムの加工会社には日本製を含む最新のマシニングセンタが入り、半導体装置向けのアルミ角物を日系・米系・韓国系の企業から受けています。
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海外調達に向く半導体製造装置部品と向かない部品
海外調達に向くのは図面が確定したアルミ・ステンレスの角物で、真空チャンバー本体や難削材・セラミックの部品は向きません。
| 区分 | 部品の例 | 理由 |
|---|---|---|
| 海外調達に向く | 図面が確定したアルミ角物（ベースプレート、ハウジング、治具、フレーム、カバー類） | 加工時間が長く国内で受けてもらいにくい部品であり、第二の調達先を持つ意味が大きい |
| 国内の専業メーカーに残す | 真空チャンバー本体 | ヘリウムリーク検査や溶接・研磨の一体製作で気密を保証する部品だから |
| 国内の専業メーカーに残す | 難削材やセラミックの部品、超高真空仕様が極端に厳しい部品 | 専門性の高い加工先の領域だから |
当社は、すべてを海外に移すことを勧めてはいません。チャンバー本体は国内に、その周りのアルミ角物は海外に、と分けることで、装置全体の調達が安定します。
半導体製造装置部品の検査表提出とZoom検品
当社は、ベトナムの協力工場での検査に加え、Zoomを使った遠隔検品で出荷前の状態をお客様と一緒に確認し、ご要望に応じて検査表を提出します。当社の海外調達では、検品合格率99.3%、納品後の品質トラブル発生率0.2%以下を維持しています。
いわいの半導体製造装置部品・アルミ角物の調達事例
当社がベトナムの協力工場で調達している、装置向けアルミ角物の事例をご紹介します。
精密アルミ加工ベース（半導体設備、A5052）
半導体設備に使われるA5052製の精密ベースです。多面加工で複雑形状を一体で仕上げ、組付け時の高精度な位置決めに必要な寸法精度を確保しています。国内の加工先の廃業をきっかけにご相談いただいた案件で、小ロット・試作から量産まで同じ加工品質で供給しています。
高精度アルミ切削ハウジング（電子部品製造装置、A5052）
電子部品製造装置に使われるA5052製の高精度切削ハウジングです。複雑な形状を多面加工で一体加工し、高い寸法精度と加工安定性を両立しています。開発段階の小ロットから量産まで対応しています。
A6061製 ベースプレート（T6処理、アルマイト、500個）
A6061をT6熱処理し、アルマイトで仕上げた機械部品用のベースプレートです。内外径の寸法公差0.013mmを、熱処理による寸法変化を見込んだ一次加工と、熱処理後の仕上げ加工で安定して満たしています。500個を継続供給し、納期は1〜2か月。加工・熱処理・表面処理をまたぐ工程全体の品質管理をお客様に評価いただいています。
組立治具（A2017、受注後5日で納品）
生産ラインの急な仕様変更で治具が至急必要になったお客様に、ベトナムでの製造と航空便を組み合わせて受注後5日で納品した事例です。海外調達は船便が基本ですが、治具のように軽量な部品は航空便に切り替えることで特急にも対応できます。
半導体製造装置部品の加工・調達に関するよくある質問
Q. 半導体製造装置部品でも海外調達できますか。
A. ベースプレート・ハウジング・治具・フレームなど、図面が確定したアルミ・ステンレスの角物は対応しています。真空チャンバー本体、難削材、セラミックなど専門性の高い部品は、国内の専業メーカーをおすすめしています。
Q. 半導体製造装置部品はA5052とA6061のどちらで作るべきですか。
A. 耐食性と加工のしやすさを優先するならA5052、強度が必要ならA6061（T6処理）、さらに高い剛性が必要ならA7075です。熱処理を伴う場合は寸法変化を見込んだ工程を組みます。
Q. 半導体製造装置部品の洗浄やクリーン梱包まで頼めますか。
A. 洗浄・梱包の仕様は図面や仕様書に合わせて取り決めます。禁油・禁銅などの条件や開梱場所を、見積もり時にお知らせください。
Q. 半導体製造装置部品のアルマイトや無電解ニッケルまで一括で頼めますか。
A. アルマイトは事例でも一括で対応しています。その他の表面処理は仕様に応じてご相談ください。処理後の寸法で検査を行います。
Q. 半導体製造装置部品の特急には対応できますか。
A. 治具など軽量な部品は航空便で受注後5日で納品した実績があります。通常は船便で製作納期に1か月程度が加わります。
まとめ：半導体製造装置部品の加工で押さえたいポイント
半導体製造装置の部品は、精度・材料・清浄度の三つで一般の部品と区別され、だからこそ受けられる加工先が限られます。材質はアルミならA5052・A6061・A7075を用途で使い分け、表面処理と洗浄・梱包まで含めて品質と考えてください。製作を依頼するときは、設備よりも「ひずみ対策の工程・面粗さとバリの検査・洗浄と表面処理の一括対応・検査体制」を確認し、見積もり前に仕様を揃えて渡すことが、早く正確な回答につながります。そして、真空チャンバー本体のような気密部品は国内に残し、図面が確定したアルミ角物には第二の調達先を持っておく。この分け方が、装置全体の調達を安定させる現実的な設計です。
半導体・電子部品製造装置向けアルミ角物の継続発注先をお探しの方は、図面1枚からご相談ください。国内か海外か、どちらが向く品番かを含めてご提案します。
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【ベトナム企業紹介】 設計から塗装・アフターサービスまでワンストップ対応
本動画では、設計から生産、塗装、アフターサービスまで 一貫して対応できる海外協力企業をご紹介しています。
【海外協力企業紹介】NDAに基づく情報管理体制｜部品加工海外調達センター
本来であれば製造現場の詳細をお見せしたいところですが、 本動画では、NDA（秘密保持契約）に基づき公開できない箇所にぼかし加工を施しています。
【ベトナム協力企業紹介】精密加工から組立・塗装までワンストップ。ベトナム巨大加工企業の実力
ベトナムで6拠点・従業員2000名規模の巨大加工企業をご紹介します。
実際にいわいが海外で調達した製品事例をご紹介
続いて、実際に当社がベトナムをはじめとした海外で調達した精密部品の製品事例をご紹介いたします。
空圧機器用六角プラグ
この製品は、品質を担保するために、材料に日本製の真鍮（C3604）を使用することが必須条件でした。そのためご相談前のお客様は、コストが割高になる国内での生産を余儀なくされていました。
そこで当社では、お客様の指定する日本製の材料をベトナムに輸入し、現地で製造するというスキームをご提案。これにより、品質条件を満たしたまま、大幅なコストダウンを実現しました。
クランプブロック
このクランプブロックの調達において、お客様は深刻なサプライチェーンの問題に直面していました。近年、国内では黒染め処理に対応できる加工業者が年々減少しており、「精密なマシニング加工」から「繊細な表面処理」までを一貫して任せられるサプライヤーが、国内では見つからなくなってしまったとのでした。
この将来的なお悩みに対し、当社はベトナムの提携工場での「一貫生産」をご提案いたしました。加工から表面処理までを別々の企業で行う場合、工程間の輸送で傷がつくリスクや、品質管理の分断といった問題が避けられません。しかし当社では、マシニング設備を保有する加工業者と、黒染め処理設備を保有する表面処理業者と、それぞれで最適なパートナー企業を選定いたしました。これにより、当社による一元的な品質管理体制の下で、移動に伴う品質リスクをゼロにし、お客様の厳しい要求をクリアすることが可能となります。
A6061製 空圧機器用 マニホールドブロック
アルミ（A6061）製のマニホールドブロックです。マシニング加工後、アルマイト処理を施して仕上げています。
この製品は、機能面・外観面において、一切の傷が許されないという非常に厳しい品質基準が設けられていました。そのためお客様は、品質が安定し、かつ信頼できる検査体制を持つサプライヤーを求めていらっしゃいました。
この厳格な品質要求に対し、当社はベトナムパートナーが持つ高度な品質保証体制でお応えました。
水処理機械用 カップリング
こちらは、水処理機械に使用されるステンレス（SUS304）製のカップリングです。高精度な四角穴（公差：-0, +0.05）の加工が特徴です。
今回のご相談は、お客様が直面していた、深刻な事業継続の課題から始まりました。まず、長年この部品を供給していた国内の仕入先が廃業してしまい、代替となるサプライヤーが見つからず、やむなくお客様が自社での内製化に踏み切りました。しかし、その頼みの綱であった社内の加工部門も、深刻な人手不足により、担い手がいなくなってしまうという危機的な状況に陥っていました。
お客様が「新たな職人を探して採用するしかない」とまでお考えだった、この「人手不足」という経営課題に対し、当社は海外での一貫生産をご提案いたしました。
超々ジュラルミン製 分配ブロック
こちらは、機械部品として使用されるアルミ（超々ジュラルミン：A7075-T651）製の分配ブロックです。直角度0.01、平行度・平面度0.02、さらにはH7の穴公差など、複数の厳しい幾何公差が求められる、高精度なマシニング加工品でした。
この製品の最大の課題は、A7075-T651という特殊な材質にありました。お客様はこれまで、「この材料は、専門業者でなければ材料入手も加工も不可能だ」とお考えでしたが、そのためアルミダイカスト専門業者にサプライヤーが限定されることで、コストが高止まりしている状況にありました。
この長年の課題に対し、当社はベトナムの提携工場でのワンストップ生産をご提案いたしました。当社の幅広いネットワークを駆使することで、特殊なA7075材の安定調達ルートを確保することも可能です。さらに、高い技術力を持つパートナー企業にて、材料調達から高精度なマシニング加工、黒アルマイト処理、そして精密検査までを一貫して行うことで、大幅なコストダウンを実現いたしました。
お客様からは、「専門業者しか扱えない」という長年の思い込みが覆され、品質を維持したまま、これほど大きなコストダウンが実現できたことに、驚きと喜びの声をいただいております。
組立冶具（エア便 特急対応）
生産ラインで使用されるアルミ（A2017）製の組立治具です。今回は「受注後5日間」という、極めて短い納期でのご依頼でした。
今回のお客様は、急な仕様変更により、組立治具が特急で必要となったとのことでした。しかし、海外調達では船便輸送が基本となるため、このような超短納期での対応は不可能だとお考えでした。
この「特急対応」という非常に高いハードルのご要望に対し、当社はベトナムでの製造と、輸送手段を航空便（エア便）に切り替えるというスキームをご提案いたしました。製造から出荷までを最優先で進め、航空便を活用することで、受注からわずか5日間という、国内調達と変わらないスピードでお客様の元へ製品をお届けすることに成功しました。
丸頭特殊ボルト
機械部品として使用されるSUJ2製の丸頭特殊ボルトです。冷間加工で成形され、真球度S0.03という極めて高い精度が求められます。
このお話は、お客様が長年取引していた国内の冷間加工メーカーが廃業してしまい、この特殊ボルトのサプライチェーンが完全に途絶えてしまったという、深刻なご相談から始まりました。特に、SUJ2という材質の冷間加工と、その後の高周波焼入れまでを一貫して対応できる、高い技術力を持ったサプライヤーであったため、代替先を見つけるのは絶望的な状況でした。
この危機的な状況に対し、当社はベトナムでのワンストップ生産をご提案。当社のネットワークを駆使し、SUJ2材の冷間加工に対応できるだけでなく、現地で高周波焼入れまで一貫して行えるという、お客様の要求を完璧に満たすパートナー企業をベトナムにて選定し、お客様とマッチングして解決いたしました。
丸頭特殊ボルトアッセンブリ
こちらは、特殊ボルト（SCM440他）と複数の部品からなる、丸頭特殊ボルトアッセンブリです。各種サイズを取り揃え、最終の梱包まで含めたOEM供給に対応しています。
このお話は当初、お客様が取引していた国内の部品メーカーが廃業してしまい、構成部品である「特殊ボルト単品」の調達先を探している、というご相談から始まりました。
しかし、当社がお話をお伺いする中で、お客様がその特殊ボルトを調達後、他の部品と組み合わせて社内で組立・梱包作業を行っており、その工数や管理コストが大きな負担となっていることが分かりました。そこで当社は、単にボルト単品を製造するのではなく、関連部品の調達から組立、梱包までをすべて一貫して海外で行う「アセンブリ供給」をご提案いたしました。組立工程の半自動化なども含めた、トータルコストダウンのスキームを設計いたしました。
海外部品調達代行はいわいにお任せください！
長年頼りにしてきた国内サプライヤーの突然の廃業リスクは、もはや従来の対策だけでは防ぎきれません。今こそ、事業を止めないためのBCP戦略としての「海外調達」が注目されています。
いわいは、独自の「日本品質」基準でのサプライヤー選定をはじめ、部品加工から組立・梱包までのワンストップ対応、Zoom検品による確実な品質保証により、初めての海外調達でも安心の体制を構築します。貴社の生産ラインを廃業リスクから守り、「途切れない供給」と「調達担当者様の安心」を実現する海外部品調達代行は、いわいにお任せください。
