Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. heeft apparatuur ontwikkeld voor de productie van substraten voor halfgeleiderpakketten met een nieuwe productiemethode voor de productie van micro-LED productiesystemen. De apparatuur is een hoogwaardige verwerkingsapparatuur die gebruikmaakt van excimer-laser waarin een dubbele damascenemethode, die ook wordt gebruikt aan de voorkant van het halfgeleiderproductieproces, wordt toegepast op het fabricageproces van pakketsubstraten (back-end proces) (Shin-Etsu dubbele damascenemethode). Hierdoor worden de functies van een interposer direct in een pakketsubstraat gevormd.

Dit elimineert niet alleen de noodzaak van een interposer, maar maakt ook verdere microfabricage mogelijk, waar conventionele fabricagemethoden dit niet konden realiseren. Het verlaagt ook de kosten en de kapitaalinvestering, omdat er geen fotolakproces nodig is in het fabricageproces van het pakketsubstraat. Een chiplet, waarin circuits worden samengevoegd en vervolgens in een pakket worden geassembleerd, heeft de aandacht getrokken als een technologie om de productiekosten van halfgeleiders met hogere prestaties te verlagen.

Deze technologie vereist een proces om verschillende chiplets op een tussensubstraat te monteren en met elkaar te verbinden. Het tussenliggende substraat wordt een interposer genoemd. Met de Shin-Etsu dual damascene methode is een interposer niet meer nodig, waardoor het assemblageproces aanzienlijk vereenvoudigd wordt.

Bij deze methode worden de chiplets verbonden met een pakketsubstraat met bedradingspatronen die dezelfde functie hebben als een interposer. Bijgevolg kan het assemblageproces van geavanceerde halfgeleiders met chiplettechnologie worden verkort en kunnen de kosten drastisch worden verlaagd. Met de geavanceerde microfabricagetechnologie van de apparatuur kunnen ingewikkelde elektrische circuitpatronen direct in elke organische isolatielaag van een meerlagig pakketsubstraat worden gevormd, gevolgd door circuitvorming door verkoperen.

Het systeem gebruikt een excimer laser als lichtbron om elektrische circuitpatronen met een groot oppervlak in batches te vormen. De Shin-Etsu dual damascene methode maakt verdere miniaturisatie van de microfabricage mogelijk, wat niet mogelijk is met de semi-additieve verwerkingsmethode (SAP) die gebruik maakt van droge filmweerstand, zoals nu gebruikelijk is. De laserverwerkingsapparatuur kan een gebied van 100 mm in het vierkant of groter in één keer verwerken met een combinatie van een fotomasker gemaakt van Shin-Etsu's grote fotomaskerplaatjes en haar unieke speciale lens.

De verwerkingstijd varieert afhankelijk van de grootte van een pakketsubstraat, maar de tijd die nodig is om het bedradingspatroon en de elektrodevelden te verwerken is dezelfde als de tijd die nodig is om vias te verwerken. Bovendien hangt de verwerkingstijd van de via niet af van het aantal vias. Het duurt bijvoorbeeld ongeveer 20 minuten om sleuven met een breedte van 2 µm en een diepte van 5 µm en elektrodevlakken met een diameter van 10 µm en een diepte van 5 µm te vormen op een organisch substraat van 515 mm × 510 mm, en om vias te vormen (bovenste diameter 7 µm, onderste diameter 5 µm, diepte 5 µm).

Shin-Etsu Chemical werkt aan initiatieven om de eigen materiaal- en apparatuurtechnologieën te integreren. Door nieuwe procestechnologie te ontwikkelen, zal het bedrijf totaaloplossingen aanbieden vanuit het perspectief van zowel apparatuur als materialen en het voortouw nemen in de ontwikkeling van technologieën van de volgende generatie om een welvarende maatschappij te creëren.