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接合・実装

LSIウェハの積層における、ウェハ表面段差の影響下での効果的な塗布・接合方法の開発

岡山県

タツモ株式会社

2020年3月19日更新

プロジェクトの基本情報

プロジェクト名 3次元LSIウェハ薄化を実現する革新的接合工法の開発
基盤技術分野 接合・実装
対象となる産業分野 半導体、エレクトロニクス
産業分野でのニーズ対応 高機能化(新たな機能の付与・追加)、高性能化(信頼性・安全性向上)、高性能化(精度向上)、高効率化(生産性増加)、低コスト化
キーワード 仮接合装置、回転塗布装置、シミュレーション、最適化
事業化状況 実用化に成功し事業化に向けて取り組み中
事業実施年度 平成27年度~平成30年度

プロジェクトの詳細

事業概要

国内半導体メーカーは、LSI積層化による高集積化を進めており、シリコンを数十μMまで研磨することで積層数向上を実現している。当社は、この研磨の核となるLSI、ガラス貼合装置において、3μMの厚み精度を実現している。しかし、更なる電力低減、高速化のため、LSI表層に10μm以上の突起や段差を有するデバイスの製作においても、従来同等以上の厚み精度を実現可能な、革新的接合方法を実現する

開発した技術のポイント

・精度の高い薄型化を実現する3μm以下の接合均一性(接着剤部は1μm以下)
・多層化においても高い生産性を実現する2分/枚の高タクト化
・切り替え時間ロスの1/6化(3時間⇒0.5時間以内)
・貼り合わせ位置精度:±100μm⇒±30μm

(新技術)
・シミュレーションによる事前検討の実施
・塗布後の膜厚分布をそのままに貼合を行う機構

(新技術のポイント)
今回共同研究により実塗布の結果とシミュレーションの結果との高い一致率が確認できた

具体的な成果

・LSI段差‐配置パターンに適応した貼合システムの構築
‐ウェハ上のバンプパターンを考慮した塗布液広がり、膜厚制御について予測可能な関係式を求め、実処理との相関を確認した
‐新規開発した貼合モジュールをモデル化し、貼合時の接着剤の膜厚変化の傾向を求め、実処理との相関を確認した
‐商品化に向けてサンプル処理可能な貼合システムを製作し、全自動にて加熱‐貼合‐冷却通じて処理の再現性‐処理時間の最適化を実施した

・接着剤膜厚均一化を実現する回転塗布システムの高度化
‐回転塗布における、エリア別の膜厚制御及び、バンプ付きウェハに対する塗布膜均一化に向けての評価を実施した

・膜さ均一と高位置精度を実現する貼合システムの高度化
‐新方式の貼合モジュールがバンプ付きウェハに対応可能であることの確認と、貼合後の厚さ均一性3μm達成を各種バンプ付きウェハを使って確認した
‐貼合時の位置精度を目標の30μmにする方法を確立した

図1
図2
研究開発成果の利用シーン

開発した回転塗布のシュミレーション技術により、高粘度の接着剤を使用するような製造装置の面内の膜厚均一性能や貼り合せ後の厚さ均一性能を向上することができる。3次元LSIや、電気自動車・ハイブリッド自動車等のパワーデバイス、スマートフォンなどの電子製品に活用が可能である

実用化・事業化の状況

事業化状況の詳細

川下ユーザーのデモ・評価をおこないながら、装置販売に向けて取り組みを行っている最中。塗布材料の種類の拡大評価や、接合装置の開発等を進め、更に広いユーザーへの販売を目指している。

提携可能な製品・サービス内容

製品製造、共同研究・共同開発

製品・サービスのPRポイント

・LSI、各種デバイスウェハ薄化に対応
・表面の段差に応じた塗布による面内均一性向上手段の採用
・200mm・300mmシリコン及びガラス支持体に対応
・支持体貼合に特化した厚み均一性、高位置精度と高スループットを実現

今後の実用化・事業化の見通し

・生産ラインへの採用に向けてデモ対応を進めている
・今後生産機として、処理時間の短縮やクリーン度の要求、安定性向上を更に進めると共に、多様化を突き詰めて事業化展開を進める予定

プロジェクトの実施体制

サポイン事業者 タツモ株式会社
事業管理機関 公益財団法人岡山県産業振興財団
研究等実施機関 公立大学法人岡山県立大学

サポイン事業者 企業情報

企業名 タツモ株式会社(法人番号:6260001018266)
事業内容 半導体製造装置、各種搬送ロボット、液晶製造装置、精密金型・樹脂成型品などの開発・製造・販売
社員数 307 名
生産拠点 井原工場(岡山県)
本社所在地 〒701-1221 岡山県岡山市北区芳賀5311
ホームページ https://www.tazmo.co.jp/
連絡先窓口 事業本部 佐藤泰之
メールアドレス yasuyuki.sato@tazmo.co.jp
電話番号 086-239-5000