日本三井化學積極拓展在先進半導體封裝中重要度日漸提升之3次元堆疊相關新型接著材料的事業化。新材料具有可以在室溫下進行暫時接合,並能以150℃低溫予以永久接合的特徵,且具備了晶圓在接合後不會出現錯位的優點,可望有助於縮小晶片之間的距離、密集封裝。
為了在與生成式人工智慧(AI)相關之先進半導體中實現高性能化,垂直堆疊晶片的3次元堆疊技術的重要性日漸提高。其中之一的IC晶片堆疊技術方面,預期同時連接銅電極與絕緣層之混合接合將取代既有的焊接連接而成為主流。三井化學即開發出應用於晶片堆疊(CoW)將銅(Cu)電極貼合在一起的混合接合用新型接著材料。
新材料可在室溫、低荷重下暫時黏合,並在150℃的低溫下永久黏合。硬化後可進行化學機械拋光(CMP),且無漿料或Cu殘留。接合後不會產生因變形導致的位置偏移。
在帶有Cu電極的基板上將新接著劑進行塗覆、硬化後,即使在切割(Dicing)過程中殘留異物,也不會形成空洞(Void),不易發生接合缺陷,接著材料不會從晶片邊緣突出,可以縮小晶片之間距離,實現高密度封裝。此外,透過電漿處理,即可在室溫下實現永久接合。
現有的混合接合材料使用氧化矽膜等無機材料,但會因為異物夾入、產生空隙,進而衍生相關問題。另一方面,使用樹脂的接合技術不斷發展,雖然可在包覆異物後進行接合,但由於是在流動狀態下進行臨時接合,因此容易產生位置偏移。
三井化學開發的新材料則具有解決這些問題的優勢,隨著客戶端的評估進展,新型接著材料預期最快將於2025年實現製品化,三井化學也計畫將其發展成為繼世界首位之製程用保護膠帶「ICROS」與光罩護膜「PELLICLE」之後,成為半導體事業的一環,並以年銷售額100億日圓以上為中長期目標。