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Collaboration with Shin-Etsu新しい技術への取り組み

信越化学は、材料・部材技術を中心に、エキシマレーザを始めとする装置技術、それらを使用したプロセスに関して様々な技術を培ってきましたが、当社の力だけで新しいアプリケーションやプロセスを作り上げることは困難です。微小材料システム事業推進室は、ユーザー様を始めとするステークホルダーの皆様と信越化学の技術の橋渡し役として、マイクロLEDや半導体といった枠組みを超えた電子デバイス業界の新たな可能性に積極的に取り組み、皆様と一緒に未来に挑戦していきます。
※部材・材料、エキシマレーザ装置、プロセスを中心に微小材料システム事業推進室が関連するものだけで200件を超える登録済みの知的財産権(2025年4月1日現在)があります。当事業推進室の技術の取り組みを下記に紹介します。

知的財産一覧List of intellectual properties

代表技術一覧

マイクロLED移載・実装の代表IP群

独立したステージアーキテクチャー

JP.7328408.B2、TW.I784911.B、TW.I801309.B

TW.I784911.Bのご紹介(当社翻訳)

請求項1

ドナー基板を保持するドナーステージ、光学系を保持する光学ステージ、及び、
レセプター基板を保持するレセプターステージを有するリフト装置であって、
前記ドナーステージ及び前記光学ステージと、前記レセプターステージと、が独立の機構であるリフト装置。

POINT!

ドナーステージと光学ステージを、レセプターステージから独立させ、装置の剛性を高めることにより、
ステージ移動の直線性を高めることができ、高精細な移載を実現します。

フォトマスクを利用した縮小投影光学系による移載

TW.I827492.B、TW.I852843.B

TW.I827492.Bのご紹介(当社翻訳)

請求項1

レーザ光のマスクパターンを基板の裏面から前記基板の表面に設けられた対象物に向けて縮小投影し、前記対象物を前記基板から剥離させ、当該対象物を他の基板にリフトするリフト方法。

請求項11

レーザ光のマスクパターンを基板の裏面から前記基板の表面に設けられた対象物に向けて縮小投影し、前記対象物を前記基板から剥離させ、当該対象物を他の基板にリフトするリフト方法に使用されるマスクであって、
レーザ光を透過する窓部分と、レーザ光を遮断する有色部分を有するマスク

請求項14

レーザ光のマスクパターンを基板の裏面から前記基板の表面に設けられた対象物に向けて縮小投影し、前記対象物を前記基板から剥離させ、当該対象物を他の基板にリフトするリフト方法に使用されるマスクであって、クロムメッキが施されている有色部分及びクロムメッキが施されていない窓部分を有するマスク

POINT!

フォトマスクを利用した縮小投影光学系を用いることにより、マスクパターンに応じた対象物のみを移載できます。そのため、ラインビームによる移載とは異なり、不必要な部分(隣接チップや、レセプター基板の接着層等)へのレーザ照射を抑制できます。

ガルバノスキャナーを利用した縮小投影光学系によるリペア

JP.7111916.B1

JP.7111916.B1のご紹介

請求項1

照射対象物が設けられた基板に向けてレーザ光を照射し、前記照射対象物を前記基板から、他の基板へ移動させる再転写方法であって、
前記他の基板は、予め前記照射対象物が実装された領域と、実装予定領域に照射対象物が実装されていない不良領域を有し、
ガルバノスキャナー及びフォトマスクを有する走査型縮小投影光学系を用いて前記基板に設けられた照射対象物に向けてレーザ光を照射し、前記他の基板の前記不良領域へ移動させることを特徴とする再転写方法。

POINT!

不足しがちなガルバノスキャナーの位置決め精度をフォトマスクで補うことにより、高速で高精細なリペアを実現します。また、強度分布の均一性が高いエキシマレーザを使用すれば、移載位置精度の安定性も高められます。

ガルバノスキャナーを利用した縮小投影光学系によるトリミング

JP.7382453.B2

JP.7382453.B2のご紹介

請求項3

不良箇所を有する基板の裏面から前記不良箇所に向けてレーザ光を照射し、前記不良箇所を前記基板から除去する不良箇所の除去方法であって、
前記不良箇所を有する基板は、複数の微小素子が設けられ、
ガルバノスキャナー及びフォトマスクを有する走査型縮小投影光学系を用いて前記不良箇所に向けてレーザ光を照射することで少なくとも一つの微小素子を除去し、
前記フォトマスクは、正方形状又は長方形状の開口を有することを特徴とする不良箇所の除去方法。

POINT!

不足しがちなガルバノスキャナーの位置決め精度をフォトマスクで補うことにより、不良チップに隣接する正常チップへのダメージを抑制しつつ、高速なトリミングを実現します。また、エキシマレーザを使用すれば、固体レーザと比較して高速にトリミングできます。

不良チップを管理しながら移載

TW.M650647.U

TW.M650647.Uのご紹介(当社翻訳)

請求項18

第1基板から第2基板へ対象物を移載する移載システムであって、
対象物が位置している領域を有する第1基板と、第1基板に間隙を有するように対向して配置されている第2基板とを用い、
第1基板上の対象物の不良情報を取得する機構と、
前記不良情報を取得する機構に接続されており、前記不良情報を不良対象物グループとして管理する演算処理装置と、
前記演算処理装置に接続されており、前記不良対象物グループに含まれない対象物にレーザを照射して第2基板へ移載する機構と、
を有する対象物の移載システム。

請求項76

第1基板から第2基板へ対象物を移載する移載システムに使用される不良対象物の管理システムであって、
第1基板上の対象物の不良情報を取得する機構と、前記不良情報を取得する機構に接続されており、前記不良情報を不良対象物グループとして管理する演算処理装置と、
を有する不良対象物の管理システム。

POINT!

位置ずれ、発光輝度が低い、色ムラなどの不良チップ情報を取得し管理することにより、制御された移載を実現します。

エピ基板からのGAP-LLOTM

TW.M643626.U、TW.M656434.U、TW.M661925.U

TW.M643626.Uのご紹介(当社翻訳)

請求項14

ドナー基板上の光デバイスを、レセプター基板にリフトする光デバイスが移設されたレセプター基板の製造システムであって、
前記ドナー基板上の前記光デバイスが形成された面が、前記レセプター基板に対向するようにドナーステージに保持される、ドナーステージと、
前記レセプター基板が、前記ドナー基板に対向するようにレセプターステージに保持される、レセプターステージと、を含み、
ドナー基板とレセプター基板を対向させ、光デバイスの表面からレセプター基板までの間に間隙を設け、
所定の間隔で配置されているドナー基板上の隣接する光デバイスを、前記所定の間隔と異なる間隔に変換しながらキャリア基板にリフトする
光デバイスが移設されたレセプター基板の製造システム。

POINT!

エピ基板上に形成された光デバイスを、希望する間隔でレセプター基板に移載できます。また、フォトマスクを使用すれば、レーザによるレセプター基板の接着層へのダメージを抑制できます。

エラストマーを利用したCONTACT-LLOTM

US.11417799.B2、TW.I772864.B、TW.I837710.B

US.11417799.B2のご紹介

Claim 1

A method for fabricating light emitting diode (LED) dice comprising:
providing a substrate;
forming a plurality of die sized semiconductor structures on the substrate;
providing a receiving plate having an elastomeric polymer layer;
placing the substrate and the receiving plate in physical contact with an adhesive force applied by the elastomeric polymer layer; and performing a laser lift-off (LLO) process by directing a uniform laser beam through the substrate to the semiconductor layer at an interface with the substrate to lift off the semiconductor structures onto the elastomeric polymer layer.

POINT!

エラストマーの衝撃吸収性と粘着性を利用することにより、LLOプロセスで発生する衝撃を緩和し、冷却後に問題となるGaN金属の再固着に対抗できます。

半導体パッケージ基板製造プロセスの代表IP群

次世代半導体パッケージ基板のトレンチ仕様

TW.M659070.U、TW.M667584.U、CN.221447142.U

TW.M659070.Uのご紹介(当社翻訳)

請求項1

半導体パッケージ基板に用いられる基板であって、
矩形の平面形状を有し、
該基板の表面に、前記表面に直交する断面において隣接する、少なくとも二つの凹部を有し、
前記断面における前記凹部の底部間の距離は、前記凹部の底部の幅の110%以下であり、
前記断面における前記凹部の深さは、20μm以下であり、
前記断面における前記凹部の底部の幅に対する前記凹部の深さの比が1.0以上である基板。

TW.M667584.Uのご紹介(当社翻訳)

請求項1

半導体パッケージ基板に用いられる基板であって、矩形の平面形状を有し、
該基板の表面に、トレンチを有し、前記トレンチは、該トレンチが延びる方向に直交する断面において凹部を有し、
前記断面における前記凹部の前記底部の幅は、前記表面における前記凹部の開口幅の80%以上であり、
前記断面における前記凹部の深さは、20μm以下であり、
前記断面における前記凹部の底部の幅に対する前記凹部の深さの比が1.0以上である基板。

POINT!

トップ幅とボトム幅が近しい高テーパーな微小凹部により、アスペクト比の大きな埋込配線を高密度に形成できます。

次世代半導体パッケージ基板の貫通孔仕様

TW.M659070.U、TW.M667584.U、CN.221447142.U

TW.M659070.Uのご紹介(当社翻訳)

請求項17

半導体パッケージ基板に用いられる基板であって、
矩形の平面形状を有し、
該基板の表面から該表面とは反対側の裏面まで貫通する貫通孔を有し、
前記裏面における前記貫通孔の下端開口部の幅は、前記表面における前記貫通孔の上端開口部の幅の70%以上である基板。

POINT!

トップ幅とボトム幅が近しい高テーパーな微小貫通孔により、アスペクト比の大きなビアを高密度に形成できます。

異なる開口群を有するフォトマスク

JP.7490848.B2

JP.7490848.B2のご紹介

請求項10

照射対象物に向けてレーザ光を照射し、反応を誘起させるレーザ加工システムであって、
照射対象物が設けられた基板に向けてレーザ光を照射する光学系と、少なくとも二つの種類の開口群を有するフォトマスクを有することを特徴とするレーザ加工システム。

POINT!

多層配線板を製造するために通常十数枚必要とされているフォトマスクの枚数を減らすことができます。これにより、フォトマスク交換に費やす時間や、保管スペースを減らすことができます。

トップハットビームのマスクパターンを使用した縮小投影光学系による加工

TW.I863871.B

TW.I863871.Bのご紹介(当社翻訳)

請求項1

レーザ光により基板の一部分を除去するレーザ加工方法であって、整形光学系により、前記レーザ光を実質的に均一な空間強度分布の領域を有するレーザ光へと整形し、
該整形されたレーザ光をマスクに照射し、
該マスクのパターンを、前記基板の除去する部分へ投影レンズにより縮小投影することを特徴とする、レーザ加工方法。

POINT!

トップハットビームの使用により、フォトマスクへの過度な照射を抑制でき、高額なフォトマスクの寿命を長くできます。

フォトマスク縦置き配置によるフォトマスク大型化

TW.M665395.U、CN.222482591.U、TW.M664974.U、CN.222429562.U

TW.M665395.Uのご紹介(当社翻訳)

請求項1

レーザ光源を備える第一光学機能部と、被照射体のレーザ照射領域に対応するパターンを有するマスクを設置するための第二光学機能部とを備え、前記レーザ光源からのレーザビームを前記第二光学機能部に設置された前記マスクを介して前記被照射体に照射するためのレーザ照射システムであって、
前記第二光学機能部は、前記マスクが前記レーザビームの光路上になるように配置され、
前記マスクは、前記被照射体のレーザ照射領域に対応するパターンを有する有効エリアを含み、四角形の前記マスクの外縁である4辺のうちの最長の辺の長さと前記有効エリアのレーザ透過方向の厚さとの比が100以上のものであり、
前記第二光学機能部において、前記マスクの外縁である4辺のうちの向かい合う2辺が、前記レーザ照射システムが設置される面に対して略垂直方向となるように前記マスクが配置されたものであるレーザ照射システム。

TW.M664974.Uのご紹介(当社翻訳)

請求項1

レーザ光源を備える第一光学機能部と、被照射体のレーザ照射領域に対応するパターンを有するマスクを備える第二光学機能部とを備え、被照射体に対し前記第二光学機能部に設置された前記マスクを介してレーザを照射するためのレーザ照射システムであって、
前記マスクは、前記被照射体の前記レーザ照射領域に対応するパターンを有する有効エリアを含み、前記第二光学機能部の前記マスクの前記有効エリアは、前記第一光学機能部の前記レーザ光源からのレーザビームに向かって設置され、前記マスクの外縁である4辺のうちの最長の辺の長さが800mm以上の四角形のものであり、前記第二光学機能部において前記パターンが形成された面の法線が略水平方向を向くように配置されたものであるレーザ照射システム。

POINT!

フォトマスクを縦置きに配置することにより、大型フォトマスクであっても、その厚みを厚くすることなく撓みを抑制できます。

スタンプおよびプレートの代表IP群

シリコーンゴムスタンプ

US.12342467.B2

US.12342467.B2のご紹介

Claim 15

A stamp component for transferring a microstructure,
the stamp component having at least one layer of a silicone-based rubber film formed on a synthetic quartz glass substrate,
wherein the quartz glass substrate does not include through holes in a stamp area.

POINT!

合成石英ガラス基板上にシリコーンゴム膜を形成することにより、熱的に安定なスタンプとなり、移載動作中の位置ずれを抑制できます。

富士山のような多段形状ドットを有するスタンプ

JP.7684486.B2

JP.7684486.B2のご紹介

請求項1

基板上にゴム膜を有する微小構造体移載用スタンプ部品であって、
前記基板と反対側の前記ゴム膜の表面は、一つ以上の凸型部を有し、前記凸型部は、高さ方向に沿って第一セクション及び第二セクションを有し、
前記第一セクションは、前記ゴム膜と前記第二セクションの間に位置し、前記第一セクション及び前記第二セクションは錐台であり、
前記第一セクションを構成する錐台における前記基板側の底面は、前記基板側とは反対側の底面よりも大きく、
前記第二セクションを構成する錐台における前記基板側の底面は、前記基板側とは反対側の底面よりも大きい微小構造体移載用スタンプ部品。

請求項11

微小構造体移載用スタンプに設けられる凸型部であり、
二つの錐台が連結した形状を有し、
一方の錐台における面積が小さい方の底面が、他方の錐台における面積が大きい方の底面と連結し、
前記一方の錐台における面積が小さい方の底面は、前記他方の錐台における面積が大きい方の底面と実質的に同じ大きさである凸型部。

POINT!

スタンプのドットを富士山のような多段形状にすることにより、ドット高さを確保しながら、押圧時にドットが倒れるのを抑制できます。これにより、チップや移載先の段差を容易に吸収できます。

マイクロLEDチップ移送部品の代表意匠

EZ-PETAMP-Dot

JP, 1724565, Sのご紹介(斜視図)
「微小構造体移載用スタンプ部品」

EZ-PETAMP-Flat

JP, 1724477, Sのご紹介(斜視図)
「微小構造体移載用スタンプ部品」

EZ-PETAMP-1Dot

JP, 1724478, Sのご紹介(斜視図)
「微小構造体移載用スタンプ部品」

EZ-PETAMP-Flat-Large

JP, 1718418, Sのご紹介(斜視図)
「微小構造体移載用スタンプ部品」

EZ-PETAMP-Dot-Large

JP, 1739213, Sのご紹介(参考斜視図、符号Aの部分の拡大斜視図)
「微小構造体移載用スタンプ部品」

ドナープレート SQDPシリーズ

JP, 1727512, Sのご紹介(斜視図)
「微小構造体移載用レセプター基板」

大型(2nd)ドナープレート SQDP-Gシリーズ

JP, 1724479, Sのご紹介(斜視図)
「微小構造体移載用レセプター基板」

リリースプレート SQRPシリーズ

JP, 1727677, Sのご紹介(斜視図)
「微小構造体移載用リリース基板」
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