【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.04.14】

課題データ / Project Data

課題番号 / Project Issue Number

24AT0132

利用課題名 / Title

三次元積層実装に向けたTSV形成プロセスの高度化技術の研究開発

利用した実施機関 / Support Institute

産業技術総合研究所 / AIST

機関外・機関内の利用 / External or Internal Use

外部利用/External Use

技術領域 / Technology Area

【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）加工・デバイスプロセス/Nanofabrication（副 / Sub）計測・分析/Advanced Characterization

【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）高度なデバイス機能の発現を可能とするマテリアル/Materials allowing high-level device functions to be performed（副 / Sub）マルチマテリアル化技術・次世代高分子マテリアル/Multi-material technologies / Next-generation high-molecular materials

キーワード / Keywords

シリコン貫通電極TSV、ボッシュエッチング、RIE、,チップレット/ Chiplet,異種材料接着・接合技術/ Dissimilar material adhesion/bonding technology,コンポジット材料/ Composite material,光学顕微鏡/ Optical microscope,電子顕微鏡/ Electronic microscope,3D積層技術/ 3D lamination technology,光リソグラフィ/ Photolithgraphy

利用者と利用形態 / User and Support Type

利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)

青柳 昌宏

所属名 / Affiliation

熊本大学半導体・デジタル研究教育機構半導体部門

共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes

ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes

増田賢一

利用形態 / Support Type

（主 / Main）技術代行/Technology Substitution（副 / Sub）-

利用した主な設備 / Equipment Used in This Project

AT-011：i線露光装置

報告書データ / Report

概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)

半導体ICデバイスを三次元的に（垂直方向に縦積みして）積層して実装する三次元積層実装に関して、デバイスに対して垂直方向に貫通する電極プラグを形成するTSV（Trouth-Si-Via)形成プロセスを高度化するため、高アスペクト比の深堀エッチング加工、孔側壁の形状・表面制御、側壁絶縁層形成、側壁バリア層形成、側壁シード層形成など基礎プロセスの研究開発を実施する。

実験 / Experimental

TSV形成プロセスにおけるTSV深堀エッチング加工を実施するために必要なリソグラフィプロセスに関して、i線ステッパ―により5μｍサイズの丸孔形状レジストパターンを形成するため、10μm厚膜の化学増幅型i線フォトレジスト（PMER P-CY1000)を用いて、4インチ径Siウエハ上にレジストパターン形成実験を実施した。

結果と考察 / Results and Discussion

昨年度に求めた垂直の孔形状が得られる露光条件（露光量、フォーカスオフセット）により、孔加工用フォトレジストパターンを形成し、Deep RIE装置を用いて、2種類のガス（C₄F₈, SF₆)を短時間で切り替えてプラズマエッチングを行う、ボッシュ法によりTSV用孔加工を実施した。ガスの切り替えに伴う、孔側壁に発生するスキャロップ（横方向の微細溝構造）の微細化および平坦化のプロセスについて、検討を行い、従来より改善できるエッチング条件を調査した。FIB加工によるTSV孔の断面SEM観察を行った。

図・表・数式 / Figures, Tables and Equations

その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)

成果発表・成果利用 / Publication and Patents

論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)

口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.

特許 / Patents

特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件