MEMSプロセスサービス
設計からパッケージングまでのエンドツーエンドMEMS製造。
概要
複数のベンダーにまたがるMEMSや半導体製造フローを管理することは、各サプライヤーでのプロセス認定、ウェーハ物流と出荷遅延、プロセスステップ間のインターフェース互換性リスク、一貫性のない品質文書など、大きな複雑さをもたらします。GINECHIPの統合プロセスサービスモデルは、このマルチベンダーサプライチェーンを単一のシームレスなワークフローに統合します。
当社の8つのコアプロセスモジュール—薄膜成膜、フォトリソグラフィ、DRIEエッチング、ウェーハボンディング、ウェーハバンプ、ウェーハ再生、ウェット/ベーパーエッチング、CMP—は、ISOクラス5クリーンルーム環境下で単一の品質管理システムのもとで運用されています。これにより、サイクルタイムの短縮(ベンダー間輸送なし)、単一ソースの説明責任(プロセスフロー全体をカバーする単一の適合証明書)、最適化されたプロセス統合(当社のエンジニアが各ステップの下流要件との互換性を確保)が実現します。
プロセスモジュール
薄膜成膜
MEMSおよび半導体ウェーハ向けの完全な薄膜成膜サービス。PVDスパッタリング(DC、RF、マグネトロン、反応性)、電子ビームおよび熱蒸着、PECVD、LPCVD、ALD、電気めっき。金属(Al、Ti、Au、Pt、Cu、Cr、Ni)、誘電体(SiO₂、Si₃N₄、Al₂O₃、HfO₂)、半導体(poly-Si、a-Si)、ポリマー(ポリイミド、BCB、パリレン)。
フォトリソグラフィ
5つの異なる露光技術を使用した精密ウェーハパターニング。コンタクトおよびプロキシミティリソグラフィ(0.5~5μm)、i線投影ステッパー(0.35μm)、マスクレスレーザー直接描画(0.6μm)、ナノインプリントリソグラフィ(< 50nm)。コート、ソフト/ハードベーク、現像、デスカムを含む完全なレジスト処理。両面アライメント機能。
DRIE — 深掘り反応性イオンエッチング
MEMS構造のためのBoschプロセス(SF₆/C₄F₈交互サイクル)による高アスペクト比シリコンエッチング。アスペクト比30:1以上、垂直側壁プロファイル(89° ± 0.5°)。TSVおよびメンブレンリリースのための貫通ウェーハエッチング。滑らかな側壁用途向けに極低温および非Boschプロセスも利用可能。
ウェーハボンディング
MEMS封止および3Dスタッキングのための永久および一時ウェーハボンディング技術。陽極接合(Si-ガラス、300~500°C)、融着接合(Si-Si、Si-SiO₂、高温アニール)、共晶接合(Au-Si 363°C、AuSn 280°C)、接着接合(BCB、SU-8、エポキシ)。真空パッケージデバイスのためのウェーハレベル気密封止。
ウェーハバンプ・UBM
フリップチップおよび3Dスタッキング向けウェーハレベル相互接続形成。はんだバンプ(SnAg、SAC、AuSn)、Cuピラー(20~80μmピッチ)、Auスタッドバンプ(フラックスレス、クリーンプロセス)、マイクロバンプ(10~55μmピッチ)。完全なUBMメタライゼーションスタック:Ti/Cu、TiW/Cu、Cr/CrCu/Cu、無電解Ni/Au。
ウェーハ再生・再処理
使用済みテストおよびモニターウェーハをバージングレードの表面品質に復元。膜の選択的化学剥離(酸化物、窒化物、金属、レジスト)、Ra < 0.5nmへのCMP再研磨、完全な計測再認証。シリコン、SOI、ガラス、GaAs基板、最大300mm。ウェーハ調達コストを最大70%削減。
ウェット・ベーパーエッチング
MEMS構造のリリースおよび表面準備のための等方性および異方性化学エッチング。KOH(異方性Si、〈111〉エッチストップ)、TMAH(CMOS互換)、BOE/HF(酸化膜エッチングおよび犠牲層リリース)、H₃PO₄(窒化膜除去)。懸架マイクロ構造のスティクションフリーな犠牲酸化膜リリースのためのHFベーパーエッチング。臨界点乾燥(CPD)利用可能。
CMP — 化学機械研磨
多層MEMS構造のための平坦化および表面仕上げ。酸化膜CMP(ILD平坦化)、タングステンCMP(ビアプラグ)、銅CMP(ダマシンRDL)、シリコンCMP(表面準備)。サブナノメートルRMS表面仕上げ、厳格なウェーハ内均一性(< 2% 1σ)。
ファブ能力概要
| 能力分野 | 詳細 |
|---|---|
| Cleanroom Class | ISO Class 5 (Class 100) for lithography; ISO Class 6 (Class 1,000) for wet processing and CMP |
| Wafer Sizes | Fragments, 100mm (4″), 150mm (6″), 200mm (8″), 300mm (12″). Multi-size cassette compatibility. |
| Substrate Materials | Silicon (CZ, FZ, all grades), SOI, glass (fused silica, borosilicate, quartz), GaAs, InP, SiC, sapphire, ceramics |
| Metrology Suite | SEM, AFM, spectroscopic ellipsometry, 4-point probe, optical profilometry, laser surface scanner, XRD, contact angle goniometer |
| Data Formats | GDSII, OASIS, DXF, CIF for lithography. Standardized process travelers with full lot traceability. |
| Process Control | SPC (statistical process control) on critical parameters. Run-to-run thickness and CD control. Monthly process capability reports. |
| Certifications | ISO 9001:2015 certified quality management. SEMI Standards compliance. ITAR registered for defense-related work. |
| Volume Capability | Single-wafer R&D up to pilot production volumes (hundreds of wafers/month). Flexible scheduling for academic and startup timelines. |
エンドツーエンドプロセス統合
GINECHIPが単一プロセスベンダーと異なる点は、多段階・多モジュールのプロセスフローを統合サービスとして管理できる能力です。典型的なMEMS加速度計の製造フロー—例えば—には以下が含まれます:基板準備(SiまたはSOIウェーハ供給)→ PVD電極成膜(Ti/Au)→ フォトリソグラフィ(櫛歯駆動パターニング)→ DRIE(プルーフマスリリースのためのシリコンエッチング)→ ウェットエッチング(犠牲酸化膜除去 + CPD)→ ウェーハボンディング(TSVフィードスルー付き気密キャップシール)→ ウェーハレベル電気テスト → ダイシング。
3カ国にまたがる5つの異なるベンダーを管理する代わりに、お客様は単一のプロジェクト計画、単一のプロセストラベラー、単一の適合証明書を受け取ります。当社のプロセスエンジニアは、お客様の仮想ファブ統合チームとして機能し—インターフェース問題の予測、プロセスパラメータの全体的な最適化、パッケージングとテストの準備が整った完成デバイスの納品を行います。
カスタムプロセス開発
すべてのプロセスステップが既製品というわけではありません。独自の材料スタック、非標準的な形状、または新しいプロセス要件を持つ革新的なMEMSデバイスを開発するお客様のために、当社はカスタムプロセス開発サービスを提供します。これには以下が含まれます:個々のプロセスパラメータを最適化する実験計画法(DOE)、A/B比較のための分割ロット処理、プロセスウィンドウ特性評価(中心点とウィンドウエッジ検証)、量産への技術移転のための完全なプロセス文書化。
試作から量産へ
当社のプロセスサービスは、お客様とともにスケールするよう設計されています。単一ウェーハエンジニアリングランから始めて、実現可能性の実証と設計検証を行います。小バッチ試作(5~25枚)に移行し、歩留まり最適化と信頼性テストを実施します。パイロット生産(50~200枚/月)に移行し、SPC管理されたプロセスと確立された基準歩留まりを実現します。この過程全体を通じて、プロセスパラメータと品質仕様は一貫して維持され—開発段階と生産段階の間のベンダー移行にしばしば伴う高コストな再認定を排除します。