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仕組み

めっき(銅配線)とは 溝に銅を埋めてチップの配線をつくる工程

チップの中の銅の配線は、銅を溶かした液にウエハーを浸し、電気を流して溝に銅を埋めてつくります。めっき薬品の上村工業では、パッケージ基板向けの薬品の売上が2026年4〜9月期に26.4%増えました。

ポイント
  • 半導体のめっきは、銅を溶かした液にウエハーを浸し、電気を流して銅を析出させる工程です。
  • 絶縁膜に溝を掘り、銅で埋めてから余分を磨き取る「ダマシン」という方法で配線をつくります。
  • ラムリサーチの「SABRE」は、この銅のダマシン用のめっき装置です。荏原製作所もめっき装置をつくります。
  • 上村工業の2026年4〜9月期のめっき薬品の売上は314億円で、パッケージ基板向けが249億円を占めました。

チップの中では、何十億個ものトランジスタを細い金属の線でつないでいます。いまの主流の配線の材料は銅です。銅は細かく削るのが難しいため、先に溝をつくり、そこに銅を流し込むように埋めます。埋める作業に使うのが電気めっきです。

溝を掘り、埋めて、削る

銅の配線は、次の順番でつくります。

  1. 絶縁膜をつけ、配線にしたい形の溝と、上下の層をつなぐ穴を掘ります。
  2. 銅が絶縁膜に染み出さないよう、バリアの膜をスパッタでつけます。その上に、めっきの土台になる薄い銅の膜(シード層)をつけます。
  3. ウエハーをめっき液に浸し、シード層に電気を流します。液の中の銅が溝の底から積もり、溝と穴を埋めます。
  4. 溝からはみ出した銅を、CMP(化学機械研磨)で削って平らにします。

この方法は、古代の金細工で溝に金を埋めた「ダマスカス象嵌」にちなんで、ダマシン法と呼ばれます。溝と穴を一度に埋めるやり方はデュアルダマシンです。配線の層の数だけ、この流れを繰り返します。

溝が細くなるほど、液が奥まで届く前に入口がふさがり、中に空洞が残りやすくなります。めっき液には、溝の底から先に銅が積もるようにする添加剤を入れます。添加剤の配合はめっき薬品メーカーの技術の中心です。

装置と薬品の会社

ウエハー用のめっき装置では、ラムリサーチが銅ダマシン向けの「SABRE」を製品群に持ちます。日本では荏原製作所がめっき装置をつくります。ラムリサーチは、めっきを銅の配線に加え、チップを縦に貫く電極(TSV)やウエハー単位のパッケージの金属づくりにも使うと説明しています。

めっき液をつくる側では、上村工業がパッケージ基板向けの銅めっき薬品を主力にしています。2026年4〜9月期の売上高は528億円で前年同期比26.7%増えました。会社は、生成AI用のサーバー向けを中心に、パッケージ基板用のめっき薬品の需要が強かったと説明しています。

上村工業のめっき薬品の売上(2026年4〜9月期、億円)
区分売上前年同期比
プリント基板・パッケージ基板向け249.4+26.4%
ハードディスク向け21.0+24.6%
ウエハー向け9.9△9.8%
その他34.2+15.0%
合計314.5+23.4%(計算)

パッケージ基板向けを地域で見ると、中国が101億円、台湾が81億円でした。上村工業は、ガラスの基板やガラスのインターポーザー向けの銅めっきを開発するため、約2億円で研究用のめっきラインを増やし、2027年4月に置く計画です。

関連する用語

  • シード層:めっきの前にスパッタでつける薄い銅の膜です。
  • 無電解めっき:電気を流さず、液の中の化学反応だけで金属をつけるめっきです。
  • CMP:めっきではみ出した銅を削って平らにする工程です。

上村工業は11月11日、2027年3月期の売上高予想を958億4000万円から1082億円に、営業利益予想を203億3000万円から247億円に引き上げました。

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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