半導体ガラス基板への
貫通電極の形成とパターンめっき技術

１．超短パルスレーザーを用いた高アスペクト比ガラス微細貫通穴の高速形成技術

(国研)理化学研究所　杉岡 幸次 氏

【本講座で学べること】
・なぜ次世代半導体デバイス製造の後工程にレーザー加工が有望なのか。
・超短パルスレーザー加工の基礎。
・超短パルルスレーザーを用いたガラス穴あけ加工技術の現状と将来展望。

【講座概要】
チップレットや3次元実装などの先端半導体デバイスにおいて、インターポーザやコア基板をシリコンや樹脂からガラスへ置き換える技術開発が急務となっている。ガラスインターポーザの実用化には、微細かつ高アスペクト比のガラス貫通孔電極（TGV: Through-Glass Via）を高精度・高速で形成する加工技術の確立が不可欠である。TGV製造には、超短パルスレーザーの利用が最も有力視されており、各種手法の開発が進められている。本講座では、超短パルスレーザーを用いた各種ガラス穴あけ加工技術を紹介し、それぞれの技術を比較することで将来展望を解説する。

１．次世代半導体デバイス
　1.1 チップレットとインターポーザ、コア基板
　1.2 インターポーザ、コア基板に要求される性能および仕様

２．超短パルスレーザー加工の基礎
　2.1 超短パルスレーザー加工の特徴
　2.2 超短ベッセルビーム
　2.3 GHzバーストモード

３．超短パルスレーザーを用いたガラス穴あけ加工
　3.1 超短パルスレーザー支援エッチング
　3.2 過渡選択的超短パルスレーザー加工
　3.3 GHzバーストモードレーザー加工
　3.4 各加工法の比較

４．まとめと将来展望

【質疑応答】

２．光応答性表面処理材料を用いたガラス、有機基板への回路形成技術

(株)ニコン　川上 雄介 氏

【本講座で学べること】
・従来の配線形成技術（フォトリソグラフィや真空成膜）の概要と、その工程・環境面の課題
・光応答性表面処理（PAP：Photo Assist Patterning）の原理と設計コンセプト
・PAPを応用した配線形成プロセス、めっき下地膜の基本的な考え方と特徴
・平滑な基板上で無電解めっきを高密着に形成するためのメカニズムや界面制御技術

【講座概要】
近年、次世代半導体パッケージや高周波デバイスの高度化に伴い、ガラス基板や有機材料上での高平滑・高密着な配線形成が求められている。一方、従来技術では多工程化や表面粗化が課題であった。本講座では、光応答性表面処理材料PAP（Photo Assist Patterning）と無電解めっきを組み合わせた新たな導体形成技術について解説する。本技術により、基板を粗化することなく平滑性を維持したまま高密着な金属配線の形成が可能となる点に着目し、その基本原理、材料設計、プロセス特徴および適用事例について紹介するとともに、今後の応用展開と実用化に向けた課題について議論する。

１．ニコンの概要と事業の紹介

２．従来配線技術の課題と背景

３．光応答性表面処理技術（PAP）の開発と基本原理

４．PAP技術の印刷プロセスへの応用

５．PAP技術のめっきプロセスへの応用

６．物性評価と無機/有機界面の密着メカニズム

７．PAP技術の拡張と今後の展望

８．まとめ

【質疑応答】

３．分子接合剤を用いたガラス表面へのめっき技術

岩手大学　桑 静 氏
【講師紹介HP】 https://www.se.iwate-u.ac.jp/teacher/sang-jing/
【研究室紹介動画】https://www.youtube.com/watch?v=9bE7zKleIpI

【本講座で学べること】
１．分子接合技術の基本原理と特徴
２．分子接合剤を利用したガラス・シリコン表面の機能化技術
３．ガラスおよびシリコン基板への金属めっき技術
４．表面分析による分子接合界面の形成メカニズムの理解

【講座概要】
本講座では、まず異種材料接合技術の一つである分子接合技術の基本概念と特徴について解説し、無極性材料やシリコーンゴムへの応用事例を紹介する。続いて、分子接合技術を利用したガラスおよびシリコン基板への金属めっき技術について、表面活性化処理、接合メカニズムを解説する。さらに、XPSなどの表面分析および接合強度評価の結果をもとに、分子接合界面の形成機構について説明する。

１．研究背景

２．分子接合技術について
　2.1 分子接合技術の基本概念
　2.2 分子接合による異種材料接合
　2.3 無極性材料の官能基導入および複合化
　2.4 分子接合を用いてシリコンゴムの接合およびめっき

３．分子接合を用いてガラスへの金属めっき
　3.1 ガラス基板への金属めっき技術の背景
　3.2 ガラスおよびシリコン基板へのパターンめっき
　3.3 ガラス表面の活性化処理
　3.4 ガラス表面と分子接合剤の反応解析
　3.5 分子接合界面の構造評価
　3.6 分子接合剤の官能基設計
　3.7 分子接合剤の分子長および分子構造の影響
　3.8 SAICASによる密着強度評価
　3.9 界面応力集中が接合信頼性に及ぼす影響
　3.10 ガラススルーホールへのめっき応用

４．まとめ

【質疑応答】