ハイブリッドボンディングに向けた要素技術、材料開発動向と今後の展望

第1部 Cu/SiO2ハイブリッド接合技術の開発動向と常温接合の適用性展望

(2025年5月22日 11:00〜12:00)

　Moore則により発展してきた半導体デバイスにおいて、微細化による2次元的な拡張限界を解決するための技術潮流であるMore than Mooreでは、異種機能デバイスの高集積化による高機能・多機能の実現を目指す。 　また、現状のスケーリング則によるデバイス間インターコネクションでは高密度化により配線間での寄生容量の増大等による信号遅延が問題化している。さらに、バンピング技術による先端半導体パッケージング技術においては、バンプピッチの狭小化によりはんだボール間のブリッジング等による信頼性低下を引き起こすため、10μmピッチが限界となっている。 　そこで、これら諸問題の解決手段の一つとしてCu-Cuハイブリッド接合技術が期待されている。ハイブリッド接合は、Cu電極と絶縁材料が同一面に形成されたハイブリッド面同士を高精度に位置合わせして両材料を同時に接合する技術となり、実製品では積層型CMOSイメージセンサに適用されているものの、更なる狭小化のための技術開発が進展している。 　本講座では、Cu/SiO2ハイブリッド接合技術に関する開発動向及び常温接合技術によるハイブリッド接合の実現性について展望する。

1. 三次元積層を中心とした半導体実装におけるハイブリッド接合
2. 半導体実装に用いられている様々な接合技術について
   1. 直接接合
      • 陽極接合
      • プラズマ活性化接合
      • 表面活性化接合
   2. 中間層を介した接合
      • はんだ/共晶接合
      • 熱圧着接合
      • 超音波接合
      • 原子拡散接合
      • 表有機接着剤
3. Cu-Cuハイブリッド接合技術について
   1. 絶縁材料別のハイブリッド接合
      • SiO2
      • SiCN
      • 有機誘電材料
   2. ハイブリッド接合の形態
      • Die to Die
      • Die to Wafer
      • Wafer to Wafer
   3. ハイブリッド接合における課題
4. 常温接合技術によるハイブリッド接合
   1. 常温接合技術を用いたCu/SiO2ハイブリッド接合
   2. ハイブリッド接合へ適用する上での課題と期待
5. 今後の開発動向
• 質疑応答

第2部 半導体3D化、ハイブリッドボンディングを実現する先端半導体洗浄技術の開発動向

(2025年5月22日 13:00〜14:00)

　半導体デバイスのさらなる微細化・高性能化に伴い、3D化やハイブリッドボンディングの導入が加速しています。本講座では接合プロセスの洗浄技術に焦点を当て、接合前後の洗浄が求められる背景や課題、最新の技術動向について解説します。

1. 半導体デバイスのトレンド
2. Wafer to Wafer洗浄技術
   1. 貼り合わせ前後の課題
   2. 貼り合わせ前後の開発動向
   3. 貼り合わせ後のSi薄膜化
3. Die to Wafer洗浄技術
   1. 貼り合わせ前後の課題
   2. 貼り合わせ後の洗浄シミュレーション
4. まとめ
• 質疑応答

第3部 D2Wハイブリッドボンディングとダイシング技術

(2025年5月22日 14:10〜15:10)

　現在、先端ロジックデバイスなどにおいて、D2Wのハイブリッド接合が量産適用されつつある。これを達成するために、ダイシング工程においても、チップ表面にFEOL同等の非常に高い清浄度が求められている。 　本セミナーでは、ハイブリッド接合に適用されるダイシング技術について、現在の技術トレンドの解説と弊社の取り組みについて紹介する。

1. ダイシング技術の種類とその特徴
   1. ブレードダイシング
   2. レーザダイシング
   3. プラズマダイシング
2. D2Wハイブリッド接合
   1. ハイブリッドボンディング
   2. D2Wの種類と特徴
   3. ダイシング工程の課題
3. ダイシング技術のトレンド
   1. DBIR Ultra
   2. ブレードダイシング、ステルスダイシング
   3. プラズマダイシング
   4. Clean Dicing
4. まとめ
• 質疑応答

第4部 ハイブリッド接合の低温化に向けた新規接着材料の開発

(2025年5月22日 15:20〜16:20)

　半導体デバイスの更なる性能向上および低消費電力化に向けて、2.5Dおよび3Dチップレット集積の開発が広く進められている。現在のチップレットにおいて、垂直方向の配線接続には、はんだ マイクロバンプを用いた接合が主流となっているが、10μm以下のピッチでは課題が多く、実現が困難である。これに対して、ハイブリッド接合技術の先端チップレットへの適用が検討されているが、ダイレベルでの接合には依然として課題が多く残されている。 　本講座では、ダイレベルでのハイブリッド接合を実現する際の課題を紹介するとともに、弊社の開発した新規接着材料の特性について紹介する。

1. ハイブリッド接合概論
   1. チップオンウェハハイブリッド接合が必要とされる技術背景
   2. チップオンウェハハイブリッド接合プロセス
   3. チップオンウェハハイブリッド接合プロセスの課題
2. 弊社開発新規接着材料のご紹介
   1. ポリマー/Cuハイブリッド接合の特徴と課題
   2. 弊社開発接着材料のコンセプト
   3. 各種プロセス適合性の評価
   4. 信頼性評価
• 質疑応答