「接合プロセス後の内部にボイド(空洞)や剥離が発生していないか、壊さずに正確に評価したい」 「赤外線(IR)検査を試みたが、基板や金属膜が透過せず観察できない」

半導体の高機能化やパワーデバイスの開発、異種材料接合の分野において、接合界面の品質は製品の放熱性や長期信頼性を大きく左右する重要な要素です。しかし接合部の評価には、「透過しない材料がある」「断面を切断して観察する破壊検査では工数とコストがかかりすぎる」といった課題が常に付きまといます。

こうした開発・品質保証の現場における「見えない悩み」を解決するため、マイポックスではノードソン(Nordson / Sonoscan)社製の高精度超音波顕微鏡「C-SAM® D9650」を新たに導入いたしました。

本記事では、C-SAMの評価性能やIR検査との違い、そしてマイポックスが推進する12インチウエハ一貫対応ソリューションの強みについて解説します。

ウェーハ検査画像

目次

  1. なぜ接合界面のボイド観察は難しいのか?従来手法(IR・破壊検査)の課題
  2. C-SAM(超音波顕微鏡)がもたらす解決策とD9650の特長
  3. マイポックスが提案する「12インチ対応」ワンストップ受託ソリューション
  4. まとめ

なぜ接合界面のボイド観察は難しいのか?従来手法(IR・破壊検査)の課題

接合プロセスの開発や製造工程において、最も警戒すべきトラブルの一つが界面の「微細ボイド(空洞)」や「剥離」です。これらが残留すると、熱抵抗の増大によるチップの過熱破壊や、密着不良による製品寿命の低下を引き起こします。

界面の評価手法として広く用いられてきた従来技術には、それぞれ次のような制限がありました。

赤外線(IR)透過検査の限界簡便な非破壊評価手法ですが、対象は赤外線を透過する材料(シリコン等)に限られます。不透明な基板や金属層、多層構造のパッケージ、SiCやGaNなど一部の化合物半導体では赤外線が透過せず、界面の状況を捉えられません。
断面切断(クロスセクション)解析の限界確実な手法である一方、試作品を壊すため再現実験ができず、サンプル調達コストもかかります。また、ボイドの位置を事前に特定せずに切断すると、狙ったボイドの断面を出すことは極めて困難です。

このように、「あらゆる材料に対応でき、非破壊で高精度に内部を可視化できる手法」が強く求められていました。

C-SAM(超音波顕微鏡)がもたらす解決策とD9650の特長

こうした従来の課題を根本から解決するのが、今回導入したノードソン社製の超音波顕微鏡「C-SAM® D9650」です。

C-SAM実機の画像
超音波顕微鏡(C-SAM)の原理サンプル内部に超音波を照射し、材料ごとの音響インピーダンスの差によって跳ね返る反射波(エコー)を画像化します。ボイドや剥離がある箇所では超音波がほぼ100%反射するため、不透明な材料でも明確なコントラストとして非破壊で画像化できます。
ノードソン製 C-SAM D9650の主な強み
01
IR非透過材料でも鮮明に非破壊観察金属、セル、不透明基板、樹脂など、IR検査では光が通らない材料・界面に対応。サンプルを破壊することなく、内部の欠陥を立体的に可視化します。
02
高密度スキャンと優れた分解能230MHzトランスデューサーを搭載し、最小スキャンピッチ1µmという細かなピッチで測定できます。接合部に潜む微細なボイドや微小な剥離も見逃しません。
03
最新ソフト「Sonolytics 2™」による多彩な解析一度の測定で深さの異なる画像を同時に取得する「PolyGate」機能や、非破壊のまま断面像を表示する「Q-BAM(疑似断面解析モード)」など、多角的なデータ抽出が可能です。

マイポックスが提案する「12インチ対応」ワンストップ受託ソリューション

今回導入したC-SAM D9650は最大314×314mmのスキャンエリアに対応しており、12インチ(300mm)ウエハをそのままセットして観察・評価できます。

マイポックスでは現在、半導体・電子部品市場の大型化ニーズに応えるため、12インチ対応の設備ラインナップを拡充しています。

2026年3月導入済み12インチ対応 研磨装置
導入済み12インチ対応 AFM装置(原子間力顕微鏡)
今回新導入12インチ対応 超音波顕微鏡 C-SAM D9650
2027年導入予定12インチ対応 接合装置

これにより、非破壊の観察・分析にとどまらず、「接合・表面評価(AFM)・内部評価(C-SAM)・精密断面研磨」までをワンストップで受託できる体制が整いつつあります。

活用例:ボイドの特定から断面解析までC-SAMでボイドの位置を非破壊で正確に特定したうえで、その位置に合わせてマイポックスの超精密研磨技術で断面を切り出し、SEM観察を行う。こうした効率的で確度の高い欠陥解析ソリューションをご提供できます。

まとめ

接合プロセスの歩留まり向上や新材料の界面評価における試行錯誤は、製品開発のスピードを左右する重要な要素です。

「IR透過検査では評価できずに行き詰まっている」「12インチウエハを丸ごと非破壊で高精度に評価したい」「内部ボイドの特定から断面研磨解析までを一括で依頼したい」とお考えの開発・設計・品質保証ご担当者様は、ぜひ一度マイポックスの受託分析・評価サービスへご相談ください。最新鋭のC-SAM D9650と、長年培ってきた精密研磨・表面評価技術で、お客様の課題解決をサポートいたします。


記事No,561