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LETI 実証報告 300mmウェーハtoウェーハ直接ハイブリッド接合 において、世界初の1μmピッチを EVGの装置で達成

傑出した ウェ ー ハ to ウェ ー ハオ ー バ ー レイ精度 によって達成された Cu ハイブリッド 接合 の ピッチ新記録は、 3D 高密度 IC アプリケ ー ションを可能に します

300mm ウェーハの接合界面に作製された 1 μ m ピッチ銅パッドの断面写真 - 収束イオンビーム走査型電子顕微鏡( FIB-SEM )による観察結果。提供: Leti

Gemini FB XT 自動生産型直接接合装置

ST. FLORIAN, Austria and GRENOBLE, France, November 13, 2017 — MEMS 、 ナノテクノロジー 、 および半導体分野向けウェーハ接合装置やリソグラフィ装置のリーディングサプライヤーである EV Group ( EVG ) とフランス CEA の研究機関である Leti は、 300mm ウェーハ to ウェーハ直接ハイブリット接合において、世界初となるピッチ寸法 1 μ m での電気接続に成功したことを本日発表いたしました。この画期的 な技術は、 500nm という極小 Cu パッドも実現しました。

高密度 3D IC アプリケーションの鍵となる Cu/ 酸化物のハイブリット接合プロセスは、 Leti のクリーンルーム内に設置した EVG の全自動直接接合装置 GEMINI ® FB XT を使用し、実証実験が行われました。この成果は、 Leti が代表を務めるプログラム IRT Nanoelec の枠組みにより実現されたものになります。 EVG は同研究機関の 3D 集積化コンソーシアムに 2016 年 2 月に参画しました。

3D デバイス積層を可能にするウェーハ接合
半導体デバイスの垂直積層は、デバイスの密度と性能を持続的に向上できる現実的な手法となりました。ウェーハ to ウェーハ接合は、 3D 積層デバイスを可能にする上で不可欠なプロセスステップです。しかし、ウェーハ接合によって相互接続されたデバイス間において良好な電気的接続を得るために、ウェーハ間で厳密なアライメントやオーバーレイ精度が求められます。同様に、デバイスが作製可能な領域をウェーハ上により多く確保する為、接合界面における相互接続領域を最小化する必要があります。製品ロードマップを支援する為にはピッチの継続的な縮小が必要となりますが、つまりこれは新製品の世代が変わるごとにウェーハ to ウェーハ接合への要求がますます厳しくなることを意味します。

実証結果
Leti の実証では、上下 2 枚の 300mm ウェーハに対し、全自動直接接合装置 GEMINI ® FB XT を用いて接合が行われました。この装置には EVG 独自の SmartView ® NT フェイス to フェイスアライナーや、接合後に in-situ で IR アライメント測定可能なアライメント検証モジュールが組み込まれています。この装置でウェーハ全面で 195nm (3-sigma) 以内のオーバーレイアライメント精度と、平均アライメント 15nm 以下という優れた結果を達成しました。また、ベーク後の接合済み 300mm ウェーハスタックと特定のダイを超音波顕微鏡で確認したところ、ピッチ幅が 1μm から 4μm で最適化された Cu 密度を持つ接合界面に対し、欠陥のない接合が得られました。

「私たちの知る限り、 これは 1.5μm ピッチ以下での Cu ハイブリッド接合の実現性を示した世界初の実証報告である 。この最新の実証は、高密度 3D チップ積層の実現性及び、最終的な商品化を可能にする画期的かつ重要なステップとなることを示している。」と Leti の接合プロセスエンジニアリングの責任者である Frank Fournel は述べています。

この実証結果は、 2017 年 IEEE S3S 会議において Leti と共著で発表された論文「 1μm ピッチで 300nm 以下のウェーハ to ウェーハオーバーレイ精度を有する直接ハイブリッド接合」にまとめられています。

EVG の知的財産・技術開発本部のディレクターを務めるマーカス・ウィンプリンガーは次のように述べています。「 3D 集積化は、次世代 CMOS イメージセンサーや MEMS から高性能コンピューティングに至るまで、様々なアプリケーショに対しデバイスの高密度化、広帯域化及び低消費電力化を可能にします。 3D 集積化における研究開発の先駆者として、 Leti はこの重要な技術を工業化や商用化に向けて進めてきました。 EVG はそのビジョンを共有し、 3D 集積化における Leti の最新成果を支援する役割を果たせたことを我々は嬉しく思っております。」

EVG の高スループット XT フレームプラットフォームと EFEM(equipment front-end module) によって、 全自動量産型直接接合装置 GEMINI® FB XT は超高スループットと生産性を実現するように最適化されています。また、この装置に統合された SmartView ® NT アライナーは、業界トップのウェーハ to ウェーハオーバーレイアライメント精度 (sub-200nm, 3-sigma) を実現します。さらに、表面処理やコンディショニング、計測ステップの為に、 GEMINI ® FB XT は最大 6 つの前処理および後処理モジュールを搭載することができます。これにはウェーハ洗浄、プラズマ活性化、アライメント検証、剥離(プリボンディングされたウェーハを自動的に分離し、必要に応じて再処理)などが含まれます。また、必要に応じて熱圧着用モジュールも搭載可能です。

EVG は 11 月 14 日 〜 17 日にミュンヘンのメッセ ・ ミュンヘンで開催される SEMICON Europa 展示 会 で 、 GEMINI ® FB XT を 公開 します。 この製品に関する詳細や 、 EVG のウェ ー ハ 接合ならびに リソグラフィソリュ ー ションに ご興味がある方は 、 是非当社 ブ ー ス # B1-1424 までお越し下さい 。

Leti (France) について

CEATech の技術 研 究所である Leti は、微細加工技術の世界的リ ー ダ ー であり、スマ ー トでエネルギ ー効 率が高く、安全なソリュ ー ションを業界に提供しています。 1 967 年に設立された Leti は、 マイクロ - ナノテクノロジ ー を先 駆 けて開 発 し 、 グロ ー バル企業 や 中小企業、新興企業のため に最適化された 適用可能なソリュ ー ションを 提案しています。 Leti は 医 療、エネルギ ー 、デジタル移行の重大な課題に取り組んでいます。センサ ー からデ ー タ 処 理およびコンピュ ー ティングソリュ ー ションまで、 Leti の多分野 に渡る チ ー ムは、世界クラスの 事前検証用 施設を活用して、堅 実 な 専 門知識を提供します。 1,900 人以上のスタッフ、 2,700 の 特許ポ ー トフォリオ、クリ ー ンル ー ムのスペ ー ス 91,500 平方フィ ー ト、明確な知的財産ポリシ ー を持つ 研 究所は、フランスのグルノ ー ブルに本 拠 を置き、シリコンバレ ー と東京にオフィスを構えています。 Leti は 60 の新興企業を立ち上げ、 Carnot Institutes ネットワ ー クのメンバ ー です。今年で創立 50 周年を迎えます。
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CEA Tech は、フランスの代替エネルギー及び原子力委員会の技術研究部門であり、革新的 な 研 究開 発 、防衛および安全保障、原子力、産業および基礎科 学 に関する 技術 研 究 を有した キ ー プレ ー ヤ ー です。また、トムソン・ロイターが世界で 2 番目に革新的な研究機関であると報告しています。 CEA Tech は、革新的で独創的な文化と比類のない専門知識を活用して、産業界の新技術の開発と普及、ハイエンド製品の創造と競争力の強化に貢献しています。

EV Group (EVG) について

EV Group ( EVG )は半導体、 MEMS 、化合物半導体、パワーデバイスおよびナノテクノロジーデバイスの製造装置およびプロセスソリューションのリーディングサプライヤーです。主要製品は、ウェーハ接合、薄ウェーハプロセス、リソグラフィ / ナノインプリントリソグラフィ( NIL )や計測機器だけでなく、フォトレジストコーター、クリーナー、検査システムなどがあります。 1980 年に設立された EVG は、グローバルなお客様および世界中のパートナーに対し緻密なネットワークでサービスとサポートを提供します。 EVG に関する詳しい情報は www.EVGroup.com . をご参照ください。

Nanoelec Research Technological Institute (IRT) について

CEA-Leti を率いる Nanoelec Research Technological Institute ( IRT )は、情報通信技術( ICT )、特にマイクロ ・ ナノエレクトロニクス分野の 研 究開 発 を行っています。フランスのグルノ ー ブルに本 拠 を置く IRT Nanoelec は、この分野の 実 績のあるイノベ ー ションエコシステムを活用して、将来のナノエレクトロニクスに注力し、新製品の開 発 を促します。また、 既 存の技術のための IoT のような新しいアプリケ ー ションを刺激し、技術を創出します。 IRT Nanoelec で行われた 研 究開 発 は、 3D 集積化やシリコンフォトニクスなどの新技術が集積回路にどのような影響を 与 えるかについての初期の洞察を提供します 。 HP. www.irtnanoelec.fr .

IRT Nanoelec は フランス国家が管理するプロジェクトより支援をうけています。

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Didier Louis
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