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产品的研发故事
SEKISUI
Product Development
Story
通过“粘接与剥离”的创新技术
持续支持半导体工艺发展的
SELFA™
多年来,积水化学一直致力于半导体晶圆/芯片制造工艺相关材料的研发。在众多产品中,SELFA™作为晶圆研磨工艺的临时键合胶带,凭借其独特的性能得到了众多半导体制造商的认可。
作为一款随着半导体工艺的发展而不断进步的产品,其产品化的道路并不平坦,本次我们邀请SELFA™的相关技术人员,为我们分享产品的由来以及对未来产品展望。
- 中寿贺 章
- 高机能塑料事业领域开发研究所
前所长
(2019年退休)
Science Lab. Ishizue现任代表
- 高桥 俊夫
- 高机能塑料事业领域
开发研究所
电子材料开发中心
主任技术员
Talk 01 用新构思“易剥离性”进军半导体市场
请介绍一下SELFA™的研发历程?
中寿贺:作为成长投资的一环,积水化学于1991年在京都研究所设立了“粘接技术中心”,其首任所长提出了“打造最先进的高分子加工技术基地!”的口号,并集结了优秀的技术人员。可以将此称为SELFA™研发的原点。
我从1990年左右开始从事与现在的“UV剥离技术”相关的粘合剂光固化的研究,并且于1995年成为“粘合剂技术中心”的中心主任,推进相关研发工作。在粘合剂中混合光固化材料,通过照射UV,使粘合表面容易剥落。就在我们构想应用这种特性的产品时,其他公司率先推出了用于晶圆的临时键合胶带,于是我们也决定将朝这个方向努力,最终在2002年完成了SELFA™。虽然取得了商标,并上市销售,但是推广初期半导体厂商的反应非常冷淡,产品迟迟未被采用。产品的研发人员亦随之被削减,一度到了岌岌可危的地步。
高桥先生进入公司时,对研发部门的印象如何?
高桥:2009年我进入公司时,SELFA™虽然已经实现了产品化,但是坦率地说,研发部门在公司内部是不太令人瞩目的存在。
中寿贺:如需实现半导体的制造工艺,需要使用先进技术与设备,如果成品率下降,将会造成巨大的损失。因此,保护晶圆的临时键合材料,也需要确保较高的质量与稳定性。像SELFA™新工艺材料,如果没有实绩,将很难被采用。
高桥:SELFA™的最大的特点是“UV自动剥离”。将气体集中在支撑体与被粘合体之间的间隙中促进剥离,这种想法本身非常独特,但是即使具有这一独特优势的产品问世,也很难进入半导体市场。
但是,听说中寿贺先生一直坚持不懈地进行研发工作,在滞销期也并未放弃。如果那个时候放弃,将不会有今天的成果,所以我觉得,商业最伟大的是对未来的判断。
SELFA™的销量大幅增长的契机是什么?
中寿贺:海外的半导体生产商希望与在材料技术方面领先的日本生产商建立关系,因此大多采用日本生产商的材料。
这种情况下,我们将目标从国内转向了海外大型半导体设备生产商。
那时,大型半导体设备生产商正在研发新的封装技术。为此,我们不断改进SELFA™,以满足更高的要求。其结果,SELFA™不仅被采用,并实现了销量的大幅增长。从技术概念诞生,到成功地实现该技术,历经了15年的时间。
高桥:SELFA™现在有完善的营业与市场营销体系,可以说是一款已经在临时键合材料市场中获得“高性能、高端临时键合胶带”的定位产品。我认为这是参与研发的前辈们坚持不懈、不断改进技术的成果。
Talk 02 直面半导体制造中的散热问题耐热极限是否会被不断突破?
随着数字设备的发展,半导体市场的不断扩大,SELFA™的研发情况如何?
高桥:随着移动终端日益轻薄化、高性能化的推进,所搭载的部件尺寸也在不断缩小。今后半导体晶圆将变得越来越薄,并且容易损坏,零件也会变得越来越小,布线也会变细。我们目前正在根据上述预测进行产品研发工作。“UV气体剥离”是一种通过UV照射,胶带与被粘体之间会产生气体,使粘合力极具下降,从而完成剥离的技术。相比其他方式,其优势在于,可以在不对零部件带来损耗的情况下实现自动剥离。随着TSV技术(三维封装)的进一步发展,半导体器件逐渐超薄化、多层化,对于能够更高效散热且耐热的材料需求也在增加。我们会在持续完善SELFA™的同时,持续研发,不断提升产品的性能,应对不断进化的市场需求。
高桥先生正在从事“耐热性”的研发工作。能否实现可以承受更高温度的SELFA™?
高桥:我们的目标是实现可以在300℃左右的高温环境下使用的超耐热SELFA™。爲实现这一目标,我们需要解决几个重大课题。例如,胶带内的UV气体产生物质会在高温下发生热分解,另外,热处理所产生的残留物也是一个问题。
但是,我们认为,如果能够实现超耐热的胶带,不仅可以取代以往在高温下使用的液态产品,而且可以为客户提供新的选择,为工艺创新做出贡献。
中寿贺:现在,SELFA™的耐热温度虽然已经上升到260℃,但是我认为今后会出现新的需求,对耐热与易剥离的要求比现在更高。如果可以解决耐热问题,实现研发更高温度的目标,则可能创造全新的市场。
今后,SELFA™会继续进步吗?
高桥:会持续进步。因为我们认为,如果晶圆变得更薄、更脆弱,那么剥离SELFA™时的残渣与剥离力将会变得不充分。虽然我们可以拓展现有技术,将剥离力可减至目前的一半。但是如果将来需要将剥离力减至1/10,那么现有的技术将无法达到目标。这种情况下,除了UV气体剥离技术以外,还需要探索新的研发方向,以确定是否存在一种方法,可进一步降低应力。当然,进一步精进现有的技术也是必不可少的。
中寿贺:积极满足高层次的需求,着眼于更高要求的小众赛道,是积水化学的基本态度,也是SELFA™研发的基础。
在解决各种课题的过程中,最重要的是什么?
高桥:我认为解决课题不能一蹴而就,所以需要进一步拓宽视野。需要利用材料信息学与人工智能来提高效率,SELFA™的研发部门可以与基础研究部门进行公司内部合作来提高效率,另一方面,可以不必局限于积水化学的技术,而是考虑与包括大学和学会在内的机构合作,或者结合其他领域的技术来实现目标。不断改善研发方法也是非常重要的。
中寿贺:我们那个时代的首要目标,是打入市场,用自己的技术研发出其他公司无法模仿的产品。所以每天早出晚归,并且经常加班,但是现在的情况有所不同。预测的重要性似乎变得越来越高。
Talk 03 通过更高层次的材料研发继续支持半导体的未来
今后,以怎样的观点与态度致力于研发工作?
高桥:我们一直不变的基本态度是,选择高层次的需求,例如晶圆的超薄化导致的剥离难度的增加,或者超乎寻常的耐热性需求。对于不断升级的客户需求,我们也在不断挑战着自己的极限,积极致力于研发过程中的各种课题。我们也坚信挑战上述课题具有深远的意义。
中寿贺:的确如此。在我们那个时代,技术研发的首要目的是供客户使用,但是现在的环境似乎有所不同。
高桥:我们处在一个可以与客户进行同步研发的环境。因此,可以从初始阶段开始掌握“未来可能出现的问题”,并且可以准确地进行产品研发工作。
我们是材料生产商,正因为如此,我们非常重视深入理解与半导体生产商等客户相关的同等的工艺技术,并且不断地钻研相关课题。我们虽然没有设备研发部门,但是我们认为,能够在与各种设备生产商深入联系的同时,致力于材料研发工作,对于我们而言是非常有利的。
中寿贺:另外,需要从长远的角度设定较高的目标,果断地致力于研发工作。
高桥:是的。过去积累的技术贡献确实很大,但是考虑满足未来需求以后,我认为重要的是如何快速、准确、可靠地完成研发工作。由于不断提高的研发难度,所以现在仍然存在许多无法实现的目标。但是我认为,重要的不是列举无法完成的理由,止步不前,而是不断地进行“循环”操作,例如考虑如何实现目标,并付诸行动等。这个过程虽然看似非常简单,但是如果持之以恒,可以实现巨大的突破。
此外,还存在哪些课题?
高桥:由于SELFA™是一种工艺材料,所以在客户的工艺中使用完毕以后,将会被废弃。因为优选减少废弃物,所以使用环境负荷较少的生物基溶剂设计产品是另一个重要主题。如果能够实现这一点,市场也会更容易接受,同时我们也有必要向半导体制造商提出使用环保型产品替代的建议。
最后,对于SELFA™的研发工作有何期待?
中寿贺:挑战其他生产商没有做过的主题也非常重要。材料的技术革新需要几十年的时间。如果不持续进行研发工作,将无法实现“创新”。正式因为可追逐这样的梦想,所以材料研发才充满了无限的乐趣。
高桥:的确如此。作为材料生产商,我们应该不断接受半导体生产商提出的“最先进的课题”,并结合材料与工艺技术,解决上述课题,继续生产能够创造新价值的产品。
中寿贺:对于新一代的研发团队,我期待你们可以开发出能够将客户的梦想与我们的梦想共同实现、并且让人感叹“这真有趣!”的产品。
谢谢。
- UV剥离胶带 SELFA™
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通过兼具耐热性和易剥离性的UV胶带
实现新的半导体工艺。 产品详情
所提供的资讯为截至2024年10月的最新资讯。