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產(chǎn)品的研發(fā)故事 SEKISUI Product Development
Story
產(chǎn)品的研發(fā)故事 通過“粘接與剝離”的創(chuàng)新技術(shù)
持續(xù)支持半導體工藝發(fā)展的
SELFA™

多年來,積水化學一直致力于半導體晶圓/芯片制造工藝相關(guān)材料的研發(fā)。在眾多產(chǎn)品中,SELFA™作為晶圓研磨工藝的臨時鍵合膠帶,憑借其獨特的性能得到了眾多半導體制造商的認可。
作為一款隨著半導體工藝的發(fā)展而不斷進步的產(chǎn)品,其產(chǎn)品化的道路并不平坦,本次我們邀請SELFA™的相關(guān)技術(shù)人員,為我們分享產(chǎn)品的由來以及對未來產(chǎn)品展望。

SELFA™

Cross talk

中壽賀 章
高機能塑料事業(yè)領(lǐng)域開發(fā)研究所
前所長
(2019年退休)
Science Lab. Ishizue現(xiàn)任代表
高橋 俊夫
高機能塑料事業(yè)領(lǐng)域
開發(fā)研究所
電子材料開發(fā)中心
主任技術(shù)員

Talk 01 用新構(gòu)思“易剝離性”進軍半導體市場

請介紹一下SELFA™的研發(fā)歷程?

中壽賀:作為成長投資的一環(huán),積水化學于1991年在京都研究所設(shè)立了“粘接技術(shù)中心”,其首任所長提出了“打造最先進的高分子加工技術(shù)基地!”的口號,并集結(jié)了優(yōu)秀的技術(shù)人員??梢詫⒋朔Q為SELFA™研發(fā)的原點。

我從1990年左右開始從事與現(xiàn)在的“UV剝離技術(shù)”相關(guān)的粘合劑光固化的研究,并且于1995年成為“粘合劑技術(shù)中心”的中心主任,推進相關(guān)研發(fā)工作。在粘合劑中混合光固化材料,通過照射UV,使粘合表面容易剝落。就在我們構(gòu)想應(yīng)用這種特性的產(chǎn)品時,其他公司率先推出了用于晶圓的臨時鍵合膠帶,于是我們也決定將朝這個方向努力,最終在2002年完成了SELFA™。雖然取得了商標,并上市銷售,但是推廣初期半導體廠商的反應(yīng)非常冷淡,產(chǎn)品遲遲未被采用。產(chǎn)品的研發(fā)人員亦隨之被削減,一度到了岌岌可危的地步。

高橋先生進入公司時,對研發(fā)部門的印象如何?

高橋:2009年我進入公司時,SELFA™雖然已經(jīng)實現(xiàn)了產(chǎn)品化,但是坦率地說,研發(fā)部門在公司內(nèi)部是不太令人矚目的存在。

中壽賀:如需實現(xiàn)半導體的制造工藝,需要使用先進技術(shù)與設(shè)備,如果成品率下降,將會造成巨大的損失。因此,保護晶圓的臨時鍵合材料,也需要確保較高的質(zhì)量與穩(wěn)定性。像SELFA™新工藝材料,如果沒有實績,將很難被采用。

UV自動剝離

高橋:SELFA™的最大的特點是“UV自動剝離”。將氣體集中在支撐體與被粘合體之間的間隙中促進剝離,這種想法本身非常獨特,但是即使具有這一獨特優(yōu)勢的產(chǎn)品問世,也很難進入半導體市場。
但是,聽說中壽賀先生一直堅持不懈地進行研發(fā)工作,在滯銷期也并未放棄。如果那個時候放棄,將不會有今天的成果,所以我覺得,商業(yè)最偉大的是對未來的判斷。

SELFA™的銷量大幅增長的契機是什么?

中壽賀:海外的半導體生產(chǎn)商希望與在材料技術(shù)方面領(lǐng)先的日本生產(chǎn)商建立關(guān)系,因此大多采用日本生產(chǎn)商的材料。
這種情況下,我們將目標從國內(nèi)轉(zhuǎn)向了海外大型半導體設(shè)備生產(chǎn)商。
那時,大型半導體設(shè)備生產(chǎn)商正在研發(fā)新的封裝技術(shù)。為此,我們不斷改進SELFA™,以滿足更高的要求。其結(jié)果,SELFA™不僅被采用,并實現(xiàn)了銷量的大幅增長。從技術(shù)概念誕生,到成功地實現(xiàn)該技術(shù),歷經(jīng)了15年的時間。

高橋:SELFA™現(xiàn)在有完善的營業(yè)與市場營銷體系,可以說是一款已經(jīng)在臨時鍵合材料市場中獲得“高性能、高端臨時鍵合膠帶”的定位產(chǎn)品。我認為這是參與研發(fā)的前輩們堅持不懈、不斷改進技術(shù)的成果。

Talk 02 直面半導體制造中的散熱問題耐熱極限是否會被不斷突破?

隨著數(shù)字設(shè)備的發(fā)展,半導體市場的不斷擴大,SELFA™的研發(fā)情況如何?

SELFA™

高橋:隨著移動終端日益輕薄化、高性能化的推進,所搭載的部件尺寸也在不斷縮小。今后半導體晶圓將變得越來越薄,并且容易損壞,零件也會變得越來越小,布線也會變細。我們目前正在根據(jù)上述預(yù)測進行產(chǎn)品研發(fā)工作。“UV氣體剝離”是一種通過UV照射,膠帶與被粘體之間會產(chǎn)生氣體,使粘合力極具下降,從而完成剝離的技術(shù)。相比其他方式,其優(yōu)勢在于,可以在不對零部件帶來損耗的情況下實現(xiàn)自動剝離。隨著TSV技術(shù)(三維封裝)的進一步發(fā)展,半導體器件逐漸超薄化、多層化,對于能夠更高效散熱且耐熱的材料需求也在增加。我們會在持續(xù)完善SELFA™的同時,持續(xù)研發(fā),不斷提升產(chǎn)品的性能,應(yīng)對不斷進化的市場需求。

高橋先生正在從事“耐熱性”的研發(fā)工作。能否實現(xiàn)可以承受更高溫度的SELFA™?

高橋:我們的目標是實現(xiàn)可以在300℃左右的高溫環(huán)境下使用的超耐熱SELFA™。爲實現(xiàn)這一目標,我們需要解決幾個重大課題。例如,膠帶內(nèi)的UV氣體產(chǎn)生物質(zhì)會在高溫下發(fā)生熱分解,另外,熱處理所產(chǎn)生的殘留物也是一個問題。
但是,我們認為,如果能夠?qū)崿F(xiàn)超耐熱的膠帶,不僅可以取代以往在高溫下使用的液態(tài)產(chǎn)品,而且可以為客戶提供新的選擇,為工藝創(chuàng)新做出貢獻。

中壽賀:現(xiàn)在,SELFA™的耐熱溫度雖然已經(jīng)上升到260℃,但是我認為今后會出現(xiàn)新的需求,對耐熱與易剝離的要求比現(xiàn)在更高。如果可以解決耐熱問題,實現(xiàn)研發(fā)更高溫度的目標,則可能創(chuàng)造全新的市場。

今后,SELFA™會繼續(xù)進步嗎?

高橋:會持續(xù)進步。因為我們認為,如果晶圓變得更薄、更脆弱,那么剝離SELFA™時的殘渣與剝離力將會變得不充分。雖然我們可以拓展現(xiàn)有技術(shù),將剝離力可減至目前的一半。但是如果將來需要將剝離力減至1/10,那么現(xiàn)有的技術(shù)將無法達到目標。這種情況下,除了UV氣體剝離技術(shù)以外,還需要探索新的研發(fā)方向,以確定是否存在一種方法,可進一步降低應(yīng)力。當然,進一步精進現(xiàn)有的技術(shù)也是必不可少的。

中壽賀:積極滿足高層次的需求,著眼于更高要求的小眾賽道,是積水化學的基本態(tài)度,也是SELFA™研發(fā)的基礎(chǔ)。

在解決各種課題的過程中,最重要的是什么?

高橋:我認為解決課題不能一蹴而就,所以需要進一步拓寬視野。需要利用材料信息學與人工智能來提高效率,SELFA™的研發(fā)部門可以與基礎(chǔ)研究部門進行公司內(nèi)部合作來提高效率,另一方面,可以不必局限于積水化學的技術(shù),而是考慮與包括大學和學會在內(nèi)的機構(gòu)合作,或者結(jié)合其他領(lǐng)域的技術(shù)來實現(xiàn)目標。不斷改善研發(fā)方法也是非常重要的。

中壽賀:我們那個時代的首要目標,是打入市場,用自己的技術(shù)研發(fā)出其他公司無法模仿的產(chǎn)品。所以每天早出晚歸,并且經(jīng)常加班,但是現(xiàn)在的情況有所不同。預(yù)測的重要性似乎變得越來越高。

Talk 03 通過更高層次的材料研發(fā)繼續(xù)支持半導體的未來

今后,以怎樣的觀點與態(tài)度致力于研發(fā)工作?

高橋:我們一直不變的基本態(tài)度是,選擇高層次的需求,例如晶圓的超薄化導致的剝離難度的增加,或者超乎尋常的耐熱性需求。對于不斷升級的客戶需求,我們也在不斷挑戰(zhàn)著自己的極限,積極致力于研發(fā)過程中的各種課題。我們也堅信挑戰(zhàn)上述課題具有深遠的意義。

中壽賀:的確如此。在我們那個時代,技術(shù)研發(fā)的首要目的是供客戶使用,但是現(xiàn)在的環(huán)境似乎有所不同。

高橋:我們處在一個可以與客戶進行同步研發(fā)的環(huán)境。因此,可以從初始階段開始掌握“未來可能出現(xiàn)的問題”,并且可以準確地進行產(chǎn)品研發(fā)工作。
我們是材料生產(chǎn)商,正因為如此,我們非常重視深入理解與半導體生產(chǎn)商等客戶相關(guān)的同等的工藝技術(shù),并且不斷地鉆研相關(guān)課題。我們雖然沒有設(shè)備研發(fā)部門,但是我們認為,能夠在與各種設(shè)備生產(chǎn)商深入聯(lián)系的同時,致力于材料研發(fā)工作,對于我們而言是非常有利的。

中壽賀:另外,需要從長遠的角度設(shè)定較高的目標,果斷地致力于研發(fā)工作。

高橋:是的。過去積累的技術(shù)貢獻確實很大,但是考慮滿足未來需求以后,我認為重要的是如何快速、準確、可靠地完成研發(fā)工作。由于不斷提高的研發(fā)難度,所以現(xiàn)在仍然存在許多無法實現(xiàn)的目標。但是我認為,重要的不是列舉無法完成的理由,止步不前,而是不斷地進行“循環(huán)”操作,例如考慮如何實現(xiàn)目標,并付諸行動等。這個過程雖然看似非常簡單,但是如果持之以恒,可以實現(xiàn)巨大的突破。

此外,還存在哪些課題?

高橋:由于SELFA™是一種工藝材料,所以在客戶的工藝中使用完畢以后,將會被廢棄。因為優(yōu)選減少廢棄物,所以使用環(huán)境負荷較少的生物基溶劑設(shè)計產(chǎn)品是另一個重要主題。如果能夠?qū)崿F(xiàn)這一點,市場也會更容易接受,同時我們也有必要向半導體制造商提出使用環(huán)保型產(chǎn)品替代的建議。

最后,對于SELFA™的研發(fā)工作有何期待?

中壽賀:挑戰(zhàn)其他生產(chǎn)商沒有做過的主題也非常重要。材料的技術(shù)革新需要幾十年的時間。如果不持續(xù)進行研發(fā)工作,將無法實現(xiàn)“創(chuàng)新”。正式因為可追逐這樣的夢想,所以材料研發(fā)才充滿了無限的樂趣。

高橋:的確如此。作為材料生產(chǎn)商,我們應(yīng)該不斷接受半導體生產(chǎn)商提出的“最先進的課題”,并結(jié)合材料與工藝技術(shù),解決上述課題,繼續(xù)生產(chǎn)能夠創(chuàng)造新價值的產(chǎn)品。

中壽賀:對于新一代的研發(fā)團隊,我期待你們可以開發(fā)出能夠?qū)⒖蛻舻膲粝肱c我們的夢想共同實現(xiàn)、并且讓人感嘆“這真有趣!”的產(chǎn)品。

謝謝。

所提供的資訊為截至2024年10月的最新資訊。