3D実装装置の競合、工程ごとに相手が変化接合機はAMATのD2WとTELのW2W
Applied Materials（AMAT）、Lam Research、東京エレクトロン（TEL）の3D実装向け製品ページを工程ごとに並べると、同じ工程に装置が載る会社の組み合わせは工程で変わる。シリコン貫通電極（TSV）とバンプのエッチ、めっき、絶縁膜では、AMATとLamの装置が並ぶ。接合機ではAMATとTELが並ぶが、AMATはダイを1個ずつ貼るD2W、TELはウェーハどうしを貼るW2Wの装置だ。薄化と縁の処理では、LamとTELが別の方式の装置を出す。
3D実装とは、チップやウェーハを縦に積み、上下を短い配線でつなぐ実装を指す。装置は、TSVを掘って埋める工程、接合面を作って洗う工程、貼り合わせる工程、薄く削る工程、積んだ後に縁や隙間を処理する工程に分かれる。製品ページが仕様に挙げる数値には、TELが示すSynapse Siの位置合わせ精度（3σで100 nm未満）とSynapse Vの接着剤の厚さばらつき（5%未満）がある1。AMATはKinexの特長に洗浄・活性化から接合までの待ち時間の管理2を挙げる。各社の製品の中身は3社の3D実装装置の記事にまとめてあり、この記事は工程ごとにどの組み合わせで装置が並ぶかを扱う。
TSVとバンプでは、AMATとLamの装置が同じ工程に並ぶ
Section titled “TSVとバンプでは、AMATとLamの装置が同じ工程に並ぶ”TSVは、シリコンに深い穴を掘り、絶縁膜で内側を覆ってから金属を埋めて作る。AMATはTSVの工程に絶縁膜と金属の成膜、電解めっき、CMP、エッチの技術を当て、Producer InVia 2、Endura Ventura 2、Producer Avilaを挙げる3。バンプにはNokota ECDとRaider ECDのめっき装置を出す4。
同じ工程に、Lamも装置を置く。SyndionはHBMと先端パッケージ向けのTSVを掘る深掘りエッチ装置で5、SABRE 3DはTSVの埋め込み、銅ピラー、再配線層（RDL）、マイクロバンプをめっきで作る6。Lamは2022年にSEMSYSCOを買収し、チップレットどうしやチップレットと基板をつなぐ工程の洗浄とめっきの装置を加えた7。
接合機ではAMATとTELの装置が並び、方式はD2WとW2Wに分かれる
Section titled “接合機ではAMATとTELの装置が並び、方式はD2WとW2Wに分かれる”AMATのKinexは、Besiと共同開発したD2W接合装置だ。AMATは2025年10月の発表でKinexを業界初の統合D2W hybrid bonderとし、ロジック、メモリー、OSATの複数の顧客が使っている8と述べた。TELのSynapse Siは、300 mmウェーハどうしをfusion接合または銅のhybrid bondingで貼る装置で1、製品表の代表用途は裏面照射型イメージセンサー（BSI）になっている。
AMATはW2Wにも関わる。AMATはW2WではEV Group、D2WではBesiと組んで工程を開発している9と説明する。接合機を出す各社と、Besi・EV Groupとの関係は、hybrid bonding装置と協業の記事で詳しく扱う。Lamの3D実装向けの製品は、成膜、エッチ、めっき、洗浄の装置で構成される。
薄化と縁の処理では、LamとTELが別の方式の装置を出す
Section titled “薄化と縁の処理では、LamとTELが別の方式の装置を出す”貼り合わせたウェーハは、片側を薄く削る。TELのUlucus Gは研削、スクラブ洗浄、枚葉のウェットエッチングを1台にまとめた薄化装置で1、LamのSP Seriesはウェットエッチングでシリコン基板の薄化と応力の除去を受け持つ10。
縁の処理でも、両社の方式は違う。LamのCoronusは、3D実装のウェーハ接合で縁に保護膜を付け、キャリアとデバイスの間を支えて欠けを防ぐ11。TELのUlucus Lは接合した後のウェーハの縁をレーザーで削る1。縁と、積んだダイの間の隙間を埋める装置は、縁と隙間埋めの装置の記事で比べる。
洗浄は、AMATとTELが接合機の中に持ち、Lamは単体の洗浄装置で出す
Section titled “洗浄は、AMATとTELが接合機の中に持ち、Lamは単体の洗浄装置で出す”接合前の洗浄と活性化は、AMATとTELでは接合機の一部になっている。Kinexはウェット洗浄とプラズマ活性化2を1台に持ち、Synapse Siは前工程の量産で使う洗浄モジュールとプラズマ処理モジュールの設計1を取り入れた。LamのSP Seriesは、ウェーハレベル実装の工程の間でボンディングパッド、バンプ、TSVの残渣を落とす洗浄10を受け持つ。
洗浄が問われるのは、Adeiaの試作で接合不良の99%超がボイドと相関し、その大半の中心に粒子があったからだ。接合面の絶縁膜とCMPについては、AMATがhybrid bonding向けのInsepra SiCNの成膜とCatalyst CMP9を示している。接合面を前工程の配線と同じ手順で作る流れは接合面の作り方の記事、仮接合と薄化の工程は仮接合・剥離と薄化の記事にある。
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- 2Applied Materials：Kinexの製品説明appliedmaterials.com ab
- 3Applied Materials：TSVの工程と装置appliedmaterials.com ↩
- 4Applied Materials：バンプの工程と装置appliedmaterials.com ↩
- 5Lam Research：Syndionの製品説明lamresearch.com ↩
- 6Lam Research：SABRE 3Dの製品説明lamresearch.com ↩
- 7Lam Research：SEMSYSCOの買収（2022年11月）newsroom.lamresearch.com ↩
- 8Applied Materials：Kinexなど新製品の発表（2025年10月）ir.appliedmaterials.com ↩
- 9Applied Materials：hybrid bondingの工程とEVG・Besiとの協業appliedmaterials.com ab
- 10Lam Research：SP Seriesの製品説明lamresearch.com ab
- 11Lam Research：Coronusの製品説明lamresearch.com ↩