TSV形成装置メーカー8社

TSV(Through Silicon Via)形成装置とは、シリコンウェハを垂直に貫通する微細な孔(ビア)を形成し、銅(Cu)を埋め込んで積層チップ間を直接電気接続する先端パッケージング技術の装置群です。ビア径は1〜10μm、深さ20〜100μm以上に及び、ドライエッチング・CVD・電解銅めっきなど複数の工程で構成されます。HBMメモリの積層・3D IC・CoWoSインターポーザーの基幹技術として、AI/データセンター向け半導体の帯域幅向上に直結します。

メーカー 8 社同じ分野の装置 6 カテゴリ
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主要特徴

TSV=シリコン貫通電極。ウェハを垂直に貫いてCuで配線し、積層チップを超短距離で接続
形成工程:Boschプロセス(DRIE)でビア掘削→絶縁膜成膜→バリアメタル成膜→Cu電解めっき
HBM(高帯域幅メモリ)はTSVで複数DRAMダイとロジックダイを積層して超広帯域を実現
CoWoSインターポーザーにもTSVを使用—ロジックとHBMの間を低遅延で接続
装置種別:DRIE装置・ALD装置・電解めっき装置・CMP装置・ウェハ薄化装置が連携

よくある質問

TSV(シリコン貫通電極)とは何ですか?▾
TSV(Through Silicon Via)とは、シリコンウェハを垂直に貫通する微細な孔(ビア)に銅(Cu)を埋め込んで形成した垂直配線です。積層した複数のチップを上下方向に直接電気接続するために使われます。ワイヤボンドと比べて接続長が100分の1以下となり、信号遅延・寄生インダクタンス・消費電力が大幅に削減されます。
TSVはHBMにどう使われますか?▾
HBM(High Bandwidth Memory)は複数のDRAMダイとベースダイをTSVで垂直接続した3D積層メモリです。各ダイに数千〜数万本のTSVを形成し、ダイ間を超広帯域で並列接続することで、DDR5比で10倍以上のメモリ帯域幅を実現しています。AI GPU(NVIDIA H100等)ではHBMとGPUダイをCoWoS基板上で2.5D実装し、高帯域幅インターフェースとして活用しています。
TSV形成にはどんな装置が必要ですか?▾
TSV形成は複数の工程と装置を必要とします。①DRIE(深堀りRIE)装置でビア孔を掘削、②ALD/CVD装置で絶縁膜(SiO₂)とバリアメタル(TiN/Ta)を成膜、③電解銅めっき装置でCuを埋め込み、④CMP装置で表面を平坦化、⑤バックグラインダーでウェハを薄化(50〜100μm)するという一連の工程が必要です。
TSV形成装置の主要メーカーはどこですか?▾
DRIE装置はLam Research・Bosch(独)・SPTS Technologies(英)が主要サプライヤーです。電解銅めっき装置はApplied Materials(Reflexion)・Lam Research(Sabre)が強みを持ちます。ウェハ薄化(バックグラインド)はDISCO(日)が世界最大手です。TSV工程全体を担う装置サプライヤーはなく、複数の装置メーカーとの連携が必要です。

スペック比較

複数の機種が掲載している項目を並べています。

TSV エッチング:3機種の比較

項目Lam ResearchSyndion® 製品ファミリーApplied MaterialsCentura® Silvia™ EtchSPPテクノロジーズASE-Pegasus
エッチング方式シリコン深掘り(高速ガス切替・TCP プラズマ源)シリコン/酸化膜エッチング(同一チャンバー)シリコン深掘り(ボッシュプロセス)
主要用途積層メモリ・3D IC の TSV 形成、CISビアファースト/ビアラストの TSV 形成MEMS・半導体のシリコン深掘り(TSV 含む)
対応ウェハ径300 mm(2300 Syndion)300 mm—
項目Applied MaterialsProducer™ Avila™ 2 PECVDApplied MaterialsEndura® Ventura® PVDApplied MaterialsProducer® Avila™ PECVDApplied MaterialsProducer® InVia® CVD荏原製作所UFP600AS型東京エレクトロン(TEL)Synapse™ V/Synapse™ Z PlusKLASPTS Osprey® PECVDレーザーテックVIANCA シリーズレーザーテックBGM300
方式PECVD(200℃ 未満の低温処理)PVD(TSV 専用)PECVD(能動冷却で最低 100℃)CVD(TSV 絶縁ライナー)電解めっき(高速パドル方式)—PECVD(最低 110℃)独自光学系による深さ測定独自干渉計+IR 光学系
特徴ウェーハ反り(ボウ)補正の強化・Si/ガラスの支持基板に対応量産に使える Ti バリア成膜を TSV で初めて実現——薄いシード層・多様な基板に対応、フレキシブルなプラットフォーム50µm 以下の薄ウェーハに対応(Synapse Z Plus)———
主要用途TSV ビア露出・HBM・ハイブリッドボンディング用絶縁膜———バンプ・ピラー・再配線・貫通ビア・ファンアウト—TSV ライナー・ビア露出パッシベーション・ハイブリッド接合ビアエッチング後の深さ・Cu リセス量・バンプ高さ—
対象—アスペクト比 10:1 以上の TSV・2.5D インターポーザ—————高アスペクト比・小径ビア(次世代 TSV)—
膜種——酸化膜・窒化膜———SiN・SiO・TEOS SiO・SiCN など——
対応基板————パッケージ用角基板(パネル)———Φ300mm(TSV・BSI 貼り合わせウェーハ)
1機種だけが掲載している項目(6件)
構成——Twin Chamber の Producer GT(同時に最大 6 枚)——————
膜厚———200nm〜1µm—————
対応アスペクト比———6:1〜16:1—————
対応ウェハ径—————300 mm———
仮接合精度—————接着剤厚の TTV 5% 未満(Synapse V)———
装置サイズ————————1,450 × 2,650 × 1,885 mm

※ スペックは各メーカーの公開情報に基づく参考値です。メーカーが公表していない項目は「—」としています。正確な仕様はメーカーへお問い合わせください。

代表製品・スペック

製品写真
Lam Research

Syndion® 製品ファミリー

Lam Research のシリコン深掘りエッチング装置。高速なガス切替で、大口径・低アスペクト比から小口径・高アスペクト比まで深さと CD の均一性を確保する。

エッチング方式シリコン深掘り(高速ガス切替・TCP プラズマ源)
対応ウェハ径300 mm(2300 Syndion)
主要用途積層メモリ・3D IC の TSV 形成、CIS
製品写真
Applied Materials

Centura® Silvia™ Etch

TSV 用に設計されたエッチング装置。シリコンと酸化膜を同じチャンバーでエッチングでき、ビアファースト・ビアラストの両方に対応する。

エッチング方式シリコン/酸化膜エッチング(同一チャンバー)
対応ウェハ径300 mm
主要用途ビアファースト/ビアラストの TSV 形成
製品写真
Applied Materials

Producer™ Avila™ 2 PECVD

TSV のビア露出工程向けの次世代 PECVD。200℃ 未満の均一な低温処理とウェーハ反りの補正で、HBM などの 3D 積層を支える。

方式PECVD(200℃ 未満の低温処理)
特徴ウェーハ反り(ボウ)補正の強化・Si/ガラスの支持基板に対応
主要用途TSV ビア露出・HBM・ハイブリッドボンディング用絶縁膜
製品写真
Applied Materials

Endura® Ventura® PVD

TSV のメタライゼーション専用の PVD。アスペクト比 10:1 以上の TSV と 2.5D インターポーザに対応する。

方式PVD(TSV 専用)
対象アスペクト比 10:1 以上の TSV・2.5D インターポーザ
特徴量産に使える Ti バリア成膜を TSV で初めて実現
製品写真
Applied Materials

Producer® Avila™ PECVD

TSV など先端パッケージ向けに、100℃ 程度の低温で高品質な酸化膜・窒化膜を成膜する PECVD。

方式PECVD(能動冷却で最低 100℃)
膜種酸化膜・窒化膜
構成Twin Chamber の Producer GT(同時に最大 6 枚)
製品写真
Applied Materials

Producer® InVia® CVD

TSV の内壁にコンフォーマルで電気的に強い絶縁ライナーを成膜する CVD。ビアミドル TSV の熱予算を満たす唯一の方式。

方式CVD(TSV 絶縁ライナー)
膜厚200nm〜1µm
対応アスペクト比6:1〜16:1
製品写真
SPPテクノロジーズ

ASE-Pegasus

ボッシュプロセスに独自技術を加えた量産用シリコン深掘り装置。垂直形状・側壁粗さ・選択比・エッチレートを両立させる。

エッチング方式シリコン深掘り(ボッシュプロセス)
主要用途MEMS・半導体のシリコン深掘り(TSV 含む)
製品写真
荏原製作所

UFP600AS型

パッケージ用角基板にバンプ・再配線・ビアなどを形成する荏原製作所の電解めっき装置。高速パドル方式で高速めっきと面内均一性を両立する。

対応基板パッケージ用角基板(パネル)
方式電解めっき(高速パドル方式)
特徴薄いシード層・多様な基板に対応、フレキシブルなプラットフォーム
主要用途バンプ・ピラー・再配線・貫通ビア・ファンアウト
製品写真
東京エレクトロン(TEL)

Synapse™ V/Synapse™ Z Plus

TSV 工程のウェーハ仮接合(Synapse V)と剥離・洗浄(Synapse Z Plus)を行う TEL のボンダー/デボンダー。

対応ウェハ径300 mm
仮接合精度接着剤厚の TTV 5% 未満(Synapse V)
特徴50µm 以下の薄ウェーハに対応(Synapse Z Plus)
製品写真
KLA

SPTS Osprey® PECVD

先端パッケージ向けに 110℃ までの低温で絶縁膜を成膜する PECVD。ハイブリッド接合やダイ間の埋め込みにも使う。

方式PECVD(最低 110℃)
膜種SiN・SiO・TEOS SiO・SiCN など
主要用途TSV ライナー・ビア露出パッシベーション・ハイブリッド接合
製品写真
レーザーテック

VIANCA シリーズ

3D・2.5D パッケージやハイブリッドボンディングの高アスペクト比・小径ビアの深さを高精度に測るビア深さ測定装置。

方式独自光学系による深さ測定
対象高アスペクト比・小径ビア(次世代 TSV)
主要用途ビアエッチング後の深さ・Cu リセス量・バンプ高さ
製品写真
レーザーテック

BGM300

TSV の裏面研磨工程で Si 厚さ・TSV 深さ・残り Si 厚さを測る測定装置。

方式独自干渉計+IR 光学系
対応基板Φ300mm(TSV・BSI 貼り合わせウェーハ)
装置サイズ1,450 × 2,650 × 1,885 mm

※ スペックは公開情報に基づく参考値です。正確な仕様はメーカーへお問い合わせください。

メーカー

8社の主要メーカー

Lam Research米国

エッチング装置の世界的リーダー。約39%の市場シェアを持ち、原子層エッチング(ALE)技術で先端3Dチップアーキテクチャを支える。

エッチング装置
KiyoFlexVantexAkara
成膜装置
デポジションシステム
洗浄装置
ウェーハ洗浄装置
  • •エッチング装置で世界シェア約39%のトップポジション
  • •原子層エッチング(ALE)技術における技術リーダーシップ
会社詳細
Applied Materials米国

世界最大の半導体製造装置サプライヤー。成膜、除去、改質、分析の包括的な製品ポートフォリオで、ウェーハ製造の全工程をサポート。

成膜装置
CVDPVDALD
エッチング装置
エッチングシステム
CMP・イオン注入
CMP装置イオン注入装置
  • •世界最大の半導体製造装置サプライヤー
  • •成膜、除去、改質、分析の包括的な製品ポートフォリオ
会社詳細
DISCO日本

「切る・削る・磨く」技術の世界的リーダー。ダイシングソー、グラインダで市場トップシェアを持ち、超薄ウェーハ加工の完全ソリューションを提供。

ダイシング装置
ダイシングソーレーザソー
グラインダ
ウェーハグラインダ
研磨装置
表面平坦化装置
  • •ダイシングソー、グラインダで世界トップシェア
  • •超薄ウェーハ加工の完全ソリューション
会社詳細
荏原製作所日本

CMP(化学機械研磨)装置と半導体製造用真空ポンプ・除害装置の大手。ポンプ・精密機械・環境事業を軸に、半導体製造インフラを幅広く支える。

CMP装置
FREX(300mm CMP)F-REX(先端CMP)
真空ポンプ
EV-Aシリーズ(ドライ真空)除害装置
  • •CMPシステムで世界シェア上位。前工程の平坦化プロセスに不可欠
  • •ドライ真空ポンプ・スクラバーでクリーンルームの排気・除害を担う
会社詳細
SPPテクノロジーズ日本

住友精密工業から分社した装置メーカー。シリコン深掘りエッチング装置(DRIE)とプラズマCVD装置を主力とし、MEMS・パワーデバイス・TSV形成など高アスペクト比加工の用途に強い。

エッチング装置
シリコン深掘りエッチング装置(DRIE)
成膜装置
プラズマCVD装置
  • •シリコン深掘りエッチング(DRIE)の専業メーカー
  • •MEMS・TSVなど高アスペクト比加工の実績
会社詳細
東京エレクトロン(TEL)日本

世界第3位の半導体製造装置メーカー。塗布現像、成膜、エッチング装置で高いシェアを誇り、先端プロセスに不可欠な技術を提供。

塗布現像装置
CLEAN TRACK ACTCLEAN TRACK LITHIUS
エッチング装置
TactrasCertas
成膜装置
EpisodeTriase+TELINDY PLUS
  • •コータ/デベロッパで世界トップクラスのシェア
  • •塗布、成膜、エッチング装置の総合ラインナップ
会社詳細
KLA米国

半導体検査・計測装置の世界的リーダー。AI駆動の欠陥検出と先進データ分析により、歩留まり向上とプロセス開発を加速。

検査装置
ウェーハ検査システムマスク検査装置
計測装置
CD計測膜厚計測オーバーレイ計測
データ分析
aiSIGHTKlarity
  • •検査・計測装置における世界的リーダー
  • •AI・データ分析を統合した先端プロセスコントロール
会社詳細
レーザーテック日本

EUVマスク欠陥検査装置で世界唯一のサプライヤー。半導体・FPD向け検査・計測装置の専業メーカーとして、マスク検査(MATRICS/MAGICS)・ウェーハ検査・膜厚計測装置を展開。

EUVマスク検査
MATRICS(EUVマスク欠陥検査)MAGICS(マスクブランクス検査)
ウェーハ検査
光学式ウェーハ表面検査装置ベアウェーハ検査装置
計測
膜厚計測装置3D形状計測装置
  • •EUVマスク欠陥検査装置(MATRICS)で世界シェア100%の独占供給
  • •ArF/EUV向けマスクブランクス検査(MAGICS)でも業界標準機を提供
会社詳細

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メーカー 5 社

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