ハイブリッドボンディング

概要

はんだバンプを介さず、接合面の絶縁膜と銅パッドを直接接合してダイ同士やウェハ同士を積み重ねる方式。バンプの寸法や間隔に制約されないため、接続ピッチを大きく縮められる。imecは3次元積層をICのスケーリングを延ばす手段の一つとして位置づけている。

技術的な要点

imecによると、ダイ・ツー・ウェハのハイブリッド銅接合では2µmまでのパッドピッチが実証されており、ウェハ・ツー・ウェハでは500nmピッチの相互接続を目標に開発が進められている。2026年にはウェハ・ツー・ウェハで200nmピッチの接合に成功したと報告された。工程にはシリコン基板の極端な薄化と、100nm級のシリコン貫通接続の形成が組み合わさる。接合面の平坦度、粒子汚染、重ね合わせ精度が歩留まりを直接左右する。

産業での位置づけ

imecは3次元積層の利点として、プロセッサとメモリの距離を縮めてメモリウォールを緩和すること、面積が制約されたICの機能を増やせること、大規模で複雑なシステムの歩留まりを改善できること、異なるプロセスで作った異種のサブシステムを組み合わせられることを挙げている。平面方向の微細化の伸びしろが縮むなか、接合装置、洗浄と平坦化、重ね合わせ計測といった領域の重要度が上がっている。