半導体業界における大型基板の加工について

目次

1. はじめに

2.  大型基板増加の背景

3. ニットーが対応できる理由

4. ニットーの挑戦

5. まとめ

    

1.はじめに

　昨今、AI関連市場の急拡大に伴い、さまざまな素材における研磨ニーズが高まっております。中でもFOPLPやパッケージ基板などの大型化に向けた動きが本格化しており、当社へのお問い合わせも増加傾向にあります。
そこで今回は大型基板への引き合いが増えている背景や、現在の挑戦についてご紹介いたします。

2.大型基板増加の背景

ここまで大型基板が注目されている背景には、主に3点が考えられます。

①AI半導体の爆発的な需要

②半導体パッケージの巨大化

③後工程(パッケージング)のイノベーションによるコスト低減

①AI半導体の爆発的な需要 

今後の爆発的な需要増に対応するため、φ300㎜などのウェハーサイズ(WLP)から510×515㎜などの大型パネル(PLP)へ移行する事で生産量を引き上げ、需要に応えようとしています。

②半導体パッケージの巨大化 

　生成AIの普及に伴い、ロジックチップの周りに高帯域幅メモリ(HBM)を多数配置する「2.5D/3D実装(チップレット実装)」が主流となりつつあります。その結果、パッケージ自体が巨大化し従来のφ300㎜ウェハーサイズでは1枚あたりの取り数が低下し、生産効率が悪化してしまいます。その課題を解決する手段として510×515㎜などの大型基板に注目が集まっています。

③後工程(パッケージング)のイノベーション

　従来は「前工程」と言われる配線パターンの微細化がイノベーションの中心でしたが、微細化技術が限界に近づくにつれ、「後工程」でのイノベーション（別々に作った高性能部品を効率良く真横・真上に配置する技術）に注目が集まっています。
更に、その後工程の技術を「円形ウェハー」から「角型基板(パネル)」に移行させることで、生産効率の向上と大幅なコストダウンが期待されています。

3.ニットーが対応できる理由

対応可能な加工装置の保有台数

　ニットーでは、510×515㎜や600×600㎜と言った大型基板に対応できる装置を「17台」保有しております。

しかも、全てが片面機ではなく両面バッチ方式での装置となり、1回の加工で4～5枚の同時加工が可能です。
※17台でも装置にサイズ違いが含まれます。投入可能なバッチ式両面研磨機の総数となります

圧倒的な経験値

　長年にわたる装置運用を通じて、加工技術や装置に関する深い知見を蓄積してまいりました。更に近年ではガラス基板に加え、TGVなどの複合構造物への対応も増えているため、対応力も積みあがっております。
その為、「導入したばかりで経験が浅い」「休眠設備になっている」と言った懸念がなく、多角的な視点から最適な加工アプローチがご提案できます。

4.ニットーの挑戦

　前述の通り、大型機への豊富な経験値をもってしても、お客様の要求ニーズは日々高度化しております。
ニットーではこれらのお客様の課題をテーマ化し、開発を進めております。

平行度の追及

　測定ポイントは5～9ポイントと少ないですが、最も板厚バラツキが生じやすい「中央部とコーナー部」を測定する中で高低差が≦10μmを実現できております。
※チャンピオン品では≦5μmまで実現する事が出来ました
現在は測定ポイントを更に増やした場合でも、同等以上の高平行度を安定して維持できるプロセス構築を進めております。

薄型基板への対応

　大型基板の薄型加工は難易度が高く、わずかな加工負荷でもワレなどの欠陥が発生し、最悪の場合は投入した全基板が破損するリスクを伴います。
当社では0.8㎜以下の薄物基板に対応すべく、欠陥を引き起こすパラメーターの特定とその対策・最適化を進めております。

TGVにおけるVia部の凹凸低減

　TGV基板ではVia部に金属素材を充填しますが、充填する工法は多数あります。
当社研磨でも充填工法によって凹凸に差が生じてしまう事から、各々の工法に応じた凹凸を均一に仕上げる加工方法を開発しております。
加えて、加工起因による基板内の削れ量の差(減量差)から生じる凹凸についても、加工方法の改善を進めております。

5.まとめ

　今回は半導体分野における大型基板(510×515㎜や600×600㎜)についてご紹介いたしました。今後間違いなく伸びてくるであろう領域において、当社の保有装置・加工ノウハウ・課題へのアプローチは必ずお役に立てると確信しております。
大型基板の研磨や試作でお困りの際は、是非お気軽にお問合せください。