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。

With the development of a highly information-based society, LSI(Large Scale Integrated Circuit) has become increasingly dense. High precision planarization of the substrate is necessary for the realization of high density LSI. This study aims to establish the ultra-precision machining technology for LSI substrate planarization with high precision and to conduct research on the ultra-precision machining technology for LSI substrate planarization. Heisei 18 years, main content (1)The angle of inclined cutting tool is 0 ~ 40°. Cutting resistance, cutting temperature, surface properties and cutting morphology were measured. As a result of this, it is confirmed that the metal layer is removed from the surface of the substrate and the metal layer is removed from the substrate. The finite element method for the transformation of the cutting mechanism in inclined cutting is discussed. (2)Investigation of cutting conditions such as optimum cutting depth, feed depth, tool angle, machine spindle rotation and cooling air injection direction, cutting characteristics and their influence The flatness of the machined surface, the surface roughness and the machining efficiency of the three surfaces are measured in combination with the cutting characteristics of the various conditions, and the optimum machining conditions are specified. 3-D cutting, brittleness, ductility, migration, etc. (3)The joint performance evaluation of LSI substrate is carried out in cooperation with low temperature and low load joint. As a result, CMP planarization is performed to the same extent as the bonding. This study demonstrates the possibility of implementing high-precision planarization technology for LSI substrates in applications, and provides meaningful information on equipment development and improvement related to this technology.

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