bondtechボンドテックについてテクノロジーマーケットプロダクト

低温・低圧化プロセス 表面活性化接合
ボンドテックは、半導体の3次元積層化技術でキーポイントとなる「表面活性化による常温接合プロセス」の第一人者、東京大学の須賀唯知教授の指導のもと、量産への移行を実現する、低真空化や大気中での常圧接合を可能とする技術に注力し開発してきました。量産工程では、必ずしも室温にこだわらず、150℃程度の加熱や加圧を併用し大気中での接合を実現。さらに、接合材料により最適な表面活性化方法を使い分けを行っています。また、従来の原子ビームによる方法を応用し、特異な処理をすることで真空度を超高真空から低下させ、化合物半導体など異種材料の接合を実現しました。さらに、金(Au)や銅(Cu)においては低真空プラズマでのアルゴン(Ar)エッチング処理により、Siやガラスであればプラズマ親水化処理により大気中接合を可能とします。従来の静電力を伴う陽極接合をプラズマ表面活性化と兼用することで、ボイドレスな低温接合を達成しました。
uPrint_imgArボンバーメントによる超高速真空中での常温接合
従来から研究されてきている常温接合といえば、この方式であり、超高真空中でのArイオンやAr原子のボンバードメントにより、接合表面の酸化膜や付着物(コンタミ)を除去し、表面原子の結合手であるダングリングボンドを露出した状態を作ります。これを両接合面に施した後、超高真空中で接合面同士を接触させ、ダングリングボンド同士での原子レベルでの接合を得る方法で普通では接合できない化合物半導体など異種材料間での常温接合を達成します。ただし、再付着分子を抑えるためには、10-10乗torrという超高真空が要求され量産への移行の妨げとなっていました。ボンドテックではこの超高真空中での処理においても特異な処理を行うことで真空レベルの低下を達成し、かつ大面積においても均一な処理が可能となりました。
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Arプラズマによる大気中低真空中での低温接合
接合面を酸化や付着がしにくい材料であるAuやCuに限定することで低真空(10-2torr)で処理するプラズマ装置で扱うことができ、かつ、1時間以内なら大気中でも接合できる方法です。これは大気中接合など再吸着物がある状態での接合になり、いくらかの加圧力と低温での加熱により、接合するというものです。量産化へ耐えうるプロセスとして確立されました。
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シーケンシャルプラズマによるSi、Si2の接合
Siやガラスを大気中で接合する方法で、プラズマ処理により界面にOH基を付着させ、低温アニーリングすることで強固に接合させていくという方法です。 また東京大学須賀教授の開発した酸素プラズマのあとに窒素ラジカルを連続処理することで加熱温度がSiで100度以下(ガラスで200度以下)に落とすことが可能になります。
bondtech_img接合強度 バルク破壊bondtech_imguPrint_img
ハイブリッドボンディングによる真空封止接合
MEMSの封止に使われる陽極接合(アルカリガラスとSiを400度程度の加熱のもと1000V程度の電圧を印加することでガラス中のアルカリを酸素とナトリウムに分離して界面で酸素とSiの接合する技術)と表面活性化を前処理として併用することで、低温、ボイドレス、低アウトガスを達成します。 陽極接合で必要だったアルカリの分解は低減するため結果として、酸素によるアウトガスが激減し、真空度を保つためのゲッター材が不要になるという相乗効果が生まれます。
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超高精度アライメント
真空チャンバー内で低温脱ガス後、接合直前に近接させて高精度アライメントする技術。従来のフォトリソのように平面方向の位置合わせだけでは接触時に位置ずれを起こしてしまう。接合後の精度を達成するには平面方向だけでなく、6軸方向の位置合わせを行う必要があり、これらを特殊ピエゾアクチュエータで構成した特徴的なアライメント機構で接合した結果、接合後のアライメント精度において±0.2μm以内とかなりの高精度で接合することができる技術です。 コンパクトで摺動部をもたない構造であるため真空チャンバー内でも適用できます。
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テクノロジーArボンバーメントによる超高速真空中での常温接合Arプラズマによる大気中低真空中での低温接合シーケンシャルプラズマによるSi、Si2の接合ハイブリッドボンディングによる真空封止接合超高精度アライメントお問い合わせ
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