200mm晶圆的金属接合时间减半，三菱重工推出常温接合装置

展示的样品为了便于观察，由150mm和75mm不同尺寸（直径）的晶圆接合而成。对各自表面上形成的铜层进行了常温接合。笔者拍摄。（点击放大）
在形成有硅贯通电极（TSV）的LSI的三维积层中，晶圆表面上形成的金属层之间需要进行常温接合，有一项技术可以使此时需要的时间减半。三菱重工在“微机械/MEMS展”（7月13～15日，东京有明国际会展中心）上展出了这项技术。该技术可以处理200mm的晶圆。三菱重工虽未透露需要的时间，估计不包括搬运时间的话，接合过程本身需要的时间估计缩短到了1分钟。

三菱重工的常温接合装置通过在真空中利用照射离子和原子束的方式接合材料，使其表面活化，在室温下接合（参阅本站报道1，本站报道2）。传统的加热、加压接合，热量导致的压力和应变会对元件造成影响，而该装置可以消除这个问题，实现更坚固、可靠性更高的接合。而且，由于无需加热和冷却时间等，因此可以降低元件的制造成本。

这次的处理时间之所以能够减半，是因为缩短了接合前活化晶圆表面所需时间。这归功于晶圆表面活化采用了照射能高于以往的束源。

三菱重工采用的是发射氩中性原子束的FAB（fast atom beam）枪，而过去该公司的常温接合装置配备的是发射氩离子束的离子枪。此次采用的FAB枪发射的氩中性原子与过去离子枪发射的氩离子相比，每个粒子的能量约是其20倍。这样一来，常温接合的预处理——消除覆盖金属表面的氧化膜就可以高速完成。

此前没有采用FAB枪是因为FAB枪的束方向性强，可照射的区域狭窄，且难以均匀照射整个晶圆表面。而这一次，三菱重工开发出了使用束方向性强的FAB枪可以令200mm晶圆表面均匀活化的束照射技术。（特约撰稿人：加藤 伸一）