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MEMS

MEMS製造での最重要課題

ドライエッチングから製品の組み込みにおける課題の解決 

ドライエッチングプロセス図
近年、スマートフォンや自動車には高感度かつ小型のセンサーであるMEMSデバイスが多く搭載されています。
またリモートワークの普及に伴い、通信機器で重要な役割を果たすMEMSデバイスのニーズはますます高まっています。
Nittoにも、各製造プロセスで課題を抱えるお客様からお問い合わせをいただく機会が増えてきました。
 

〈課題1〉ドライエッチングプロセス

難エッチング材料処理時の異物発生

これまで、ウエハ固定にはワックス・グリースなどが用いられることが一般的でした。これらは加工後に溶剤による洗浄が必要です。そのため、洗浄時のデバイス破損や、洗浄廃液の発生といった問題を起こすこともあります。MEMSは洗浄すると液残渣により機能不全になるケースもあるため、ドライ処理が望まれています。
 
この他、メタル・誘電膜などはガスでの処理が行われますが、チャックテーブル上に異物が残りやすく、リーク不具合を発生してしまいます。
不具合を解消するために、真空装置を一旦開放して溶剤で手洗浄すると回復までに1~2日稼働が停止します。シリコンミラーウエハなどで洗浄する方法もありますが、異物サイズが小さな場合は比較的有効ですが、数ミクロン以上となると効果を発揮しにくく、最終的には手洗浄せざるを得ません。昨今の半導体不足の状況で、お客様は少しでも既存装置の稼働率を上げたいという課題を抱えています。

〈課題2〉パッケージ・検査プロセス

MEMSの機能維持と検査スループットの効率化

MEMSは、圧力の変化などを薄膜シリコーンでできたダイヤフラム構造で感知し、これを電気信号に変えることでセンサーとしての役割を果たします。従来のパッケージング材では外周部のみならず、可変部も材料充填されてしまい、機能が損なわれるという問題がありました。
 
スマートフォンに搭載されるデバイスには1mm2未満の極小タイプが多くあります。このようなデバイスは加工にも時間を要しますが、深刻な問題は完成したデバイスを1個毎すべて検査しなければならないことです。MEMSが小型化することにより、従来の半導体製品と比較して検査プロセス工数の増加とスループット向上には多くの設備投資が必要となります。
ウエハ検査プロセスイメージ図

〈課題3〉モジュールプロセス

組み立て時の防塵・防水と小型デザイン化の両立

モジュールプロセスでは、圧力・湿度センサーなどは外気を取り込むため、ベゼル部分に貫通孔が必要です。しかし貫通孔を設けると異物や塵、浸水を防ぐことが難しくなり、製品をデザイン・製造する上での大きな制約にもなります。たとえセンサーを小型化しても、製品サイズが大きく、形状も複雑となり、製造コストが上昇するという問題が生じます。
モジュールプロセスイメージ図
Nittoでは、以上3つの課題を解決することがMEMSデバイスのさらなる普及につながると考えています。
これらの課題をお持ちのお客様は、ぜひお問い合わせください。各課題を解決するためのアイデアや製品をご提案させていただきます。

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