京都工芸繊維大学発のプラズマ装置ベンチャー企業・魁半導体が、先端半導体向けの独自技術を開発し量産化を進めている。ハイブリッドボンディング向けのバンプ(突起状の電極)の接合技術や、EUV(極紫外線)プロセスで要となる金属コンタミ除去など、国内外で需要が期待できるものだ。

  • 東京ビッグサイトで開催された「SURTECH 2026」(表面技術要素展、会期：1月28〜30日)で、魁半導体が出展していた装置

    東京ビッグサイトで開催された「SURTECH 2026」(表面技術要素展、会期：1月28〜30日)で、魁半導体が出展していた装置

京都市に本拠を置く同社の基幹技術のひとつが「自己組織化単分子膜」(SAM)という、プラズマをつかった表面加工技術だ。用途に合わせて基板表面に親水基や撥水撥油基、接合基などをSAM装置で形成できる。

PP(ポリプロピレン)やPMMA(ポリメチルメタクリレート)、銅やアルミニウムといった多様な材料に超撥水加工を施せば、ノズルなどでの液だれを抑えられる。わずかな液だれとはいえ、高純度の半導体材料では、ばらつきや不純物の混入を防ぐために重要なものになる。

また、高密度実装技術として開発が進んでいるハイブリッドボンディング向けにユーザー評価が進んでいる。

2枚の基板上にあるバンプをいかに精密に貼り合わせるかが課題だが、SAMを使えば接着剤がなくても、バンプ間に水酸基をもってくることで共有結合が可能になる。ユーザーはまず口径10cm程度から試すが、生産性を高めるために15、20ｃｍ以上へと大口径化する傾向にあるという。

SAM自体は従来から活用されているものだが、同社はドライプロセスで実現しているため、溶剤が不要で、廃液処理などのコストもかからない。また、真空と大気(窒素雰囲気)環境の両プラズマ装置をそろえているのも特徴だ。

  • 自己組織化単分子膜(SAM：Self-Assembled Monolayer)技術のイメージ (出所：魁半導体 自己組織化単分子膜の技術紹介ページ)

    自己組織化単分子膜(SAM：Self-Assembled Monolayer)技術のイメージ (出所：魁半導体 自己組織化単分子膜の技術紹介ページ)

プラズマのドライプロセスでポリマーブラシも開発している。これは単分子膜にヒモ状のポリマー(重合体)を歯ブラシのように生やしたもので、汚染防止や接着性などの機能が知られている。

同社における開発の背景は、半導体製造工程における金属コンタミの除去にある。半導体プロセスが微細化するにともない、配管中に残る微量金属が歩留まりに深刻な影響を及ぼす。

そこでポリマーブラシの先端に、金属をトラップする機能をもった官能基を配置し、PFA(パーフルオロアルコキシアルカン)などの熱可塑性フッ素樹脂配管内に漏れ出した金属を除去することにした。これもユーザー評価が進んでいるところだ。

  • ポリマーブラシのイメージ (出所：魁半導体 2025年10月7日のニュースリリース)

    ポリマーブラシのイメージ (出所：魁半導体 2025年10月7日のニュースリリース)