先端LSIの高密度実装を可能にする金バンプ・レジスト薄膜の超精密切削平担化技術

金凸块和抗蚀剂薄膜的超精密切割和平整技术，可实现先进LSI的高密度封装

• 批准号: 17760097
• 负责人: 閻 紀旺
• 金额: $ 2.18万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17760097/
• 关键词: 超精密切削; 集積回路; バンプ; レジスト; 複合材料; 切削加工; 平坦化; プラナリゼーション

高度情報化社会の発展に伴い、LSI(大規模集積回路)のさらなる高密度化が求められている。LSIの高密度化を実現するには基板の高精度平坦化が必要不可欠ある。本研究では、単結晶ダイヤモンドバイトを用いた超精密切削技術によりLSI基板を高精度に平坦化する技術(プラナリゼーション)を確立させることを目的として研究を行っている。平成18年度では、主に以下の内容について研究を行った。(1)傾斜切削実験工具のサイドすくい角を0〜40°の範囲内で変化させ、傾斜切削実験を行った。切削抵抗や切削温度、表面性状および切りくず形態を測定・観察した。その結果、傾斜切削による金バンプバリ生成の抑制効果やレジスト剥離や切りくず溶着の低減効果について確認した。また、傾斜切削による切削機構の変化を有限要素法によりシミュレーションし、切削メカニズムを検討した。(2)切削条件の最適化切込み量、送り量、工具すくい角、機械主軸回転数および冷却用空気の噴射方向などをそれぞれ変化させて、切削特性に及ぼす影響を実験的に調査した。加工面の平坦度、表面粗さおよび加工能率の3つの面から各条件での切削特性を総合的に測定し評価をすることで、最適な加工条件の範囲を特定した。また、レジストの熱的特性を考慮した3次元切削モデルおよび脆性・延性遷移モデルを提案した。(3)バンプ接合性能評価実際に試作したLSI基板を用いて、半導体デバイスメーカの協力を得てバンプの低ストレス(低温・低荷重)接合実験を行った。その結果、CMP平坦化された基板と同程度の低ストレスでも圧着接合が実現できることを確認した。本研究より、ダイヤモンドバイトを用いたLSI基板の高精度平坦化技術の実用化の可能性が示され、本技術に関連する設備開発やプロセス改善に有意義な情報を提供できた。

随着高度信息社会的发展，需要进一步提高LSI的密度（大规模综合电路）。董事会的高精度平面化对于实现LSI的高密度至关重要。进行这项研究的目的是建立一种技术（平面化），该技术使用单晶钻石叮咬使用超精确切割技术，以高精度的LSI底物进行平衡。 2006年，我们主要对以下主题进行了研究：（1）倾斜的切割实验在0到40°的范围内更改了刀具的侧面耙角，并进行了倾斜的切割实验。测量并观察到切割电阻，切割温度，表面特性和芯片形态。结果，已经证实，由于倾斜的切割而抑制金凹凸毛刺的形成以及减少抗抗剥离和芯片焊接的影响。此外，使用有限元方法模拟了由于倾斜切割而引起的切割机制的变化，以检查切割机制。 （2）对切割，进料量，工具耙角，机纺锤旋转速度和冷却空气注入方向进行了优化的切割条件，以确定对切割特性的影响。加工条件的最佳范围是通过全面测量和评估每个条件下的切割特性的三个方面来确定的：加工表面的平坦度，表面粗糙度和加工效率。我们还提出了一个3D切割模型和一个脆性/延性过渡模型，该模型考虑了抗性的热性能。 （3）使用实际制造的LSI底物评估凸起键的性能，我们通过半导体设备制造商的合作进行了低应力（低温和低负载）粘结实验。结果，即使在低应力水平上也可以作为CMP平面化的底物，也可以确认犯压接结合。这项研究证明了使用钻石叮咬将高精度平面化技术实际应用的实用性，并为与该技术相关的设备开发和过程改进提供了有意义的信息。

项目成果

超精密切削による大口径LSI基板の高能率平坦化に関する研究-(第1報)レジスト薄膜の加工特性の基礎検討-

通过超精密切割实现大直径LSI基板高效平坦化的研究 -（第1次报告）抗蚀剂薄膜加工特性的基础研究 -

• 发表时间: 2006
• 期刊: 2006年度精密工学会秋季大会学術講演会講演論文集
• 作者: Satoshi Kajino;Motoo Asakawa;梶野 智史;梶野 智史;閻 紀旺
• 通讯作者: 閻 紀旺

Recent Developments in Ultra-precision Cutting Technology for Optoelectronic Manufacturing Industries

光电制造行业超精密切割技术最新进展

• 发表时间: 2005
• 期刊: Journal of Jilin University (Engineering and Technology Edition) 35・Supplement
• 作者: Satoshi Kajino;Motoo Asakawa;梶野 智史;梶野 智史;閻 紀旺;Jiwang Yan
• 通讯作者: Jiwang Yan