世界初、φ6インチ一括投影方式のLEDチップ製造用露光装置の販売を開始

― 大口径化にも自動対応、従来ステッパ比でスループット300%向上、ランニングコストは80%削減 ―

ウシオ電機株式会社(本社:東京都、代表取締役社長 菅田 史朗、以下 ウシオ)は、LEDチップ製造用として世界初となる※1φ6インチ一括投影方式の露光装置「UX4-LEDs」※2の販売を、2010年7月より開始しますのでお知らせします。

半導体の一種であるLEDの製造では、基板となるサファイアウェハ上に電極や電気回路形成、保護膜の生成などを行なう際、従来の半導体製造と同様に露光装置が用いられており、一般的に、φ2またはφ4インチのサファイアウェハに対して、ステッパ(分割投影露光装置)またはコンタクト露光装置※3が使用されています。

一方で、LEDは用途拡大による需要増加や低価格化が急速に進んでいます。これに対応するため、LEDチップ製造メーカではウェハサイズをφ2~4インチからφ6インチへと大判化し、1枚のウェハから取れるチップ数を増やすことで、※4生産性の向上とコストダウンを図ろうとしています。

しかし、ウェハをφ6インチに大判化すると、ウェハの反りや歪みが増大し、現状の露光装置(ステッパまたはコンタクト露光装置)では適応できず、成膜不良などによる歩留まりの低下が発生します。
また、ウェハの変更に伴う装置設定の変更やパーツ交換が必要となるため、新規コストやダウンタイムが発生するなど、ウェハの大判化による生産性向上のためには、技術・コストの両面で課題がありました。

これに対しウシオは、半導体製造で実績のある自社の一括投影露光装置をLEDチップ製造用として再設計・最適化した「UX4-LEDs」を開発し、ウェハの反りや歪みに対応しつつ、φ6インチウェハへの一括露光を可能にし、従来のステッパと比べて300%の生産性向上※5を実現しました。
また、「UX4-LEDs」は1台で複数サイズのウェハに対応できるため、装置設定の変更やパーツ交換が不要となります。そのため、製造ラインそのものの完全自動化をも可能とし、大幅なコストダウンを実現しました。

ウシオは今後も、光源から光学系、機械、電気、ソフトウェア設計までの露光装置に関する要素技術すべてを自社開発している唯一の露光装置メーカとして、ニーズに合わせて最適化した装置の開発を進め、お客さまの生産性向上、コストダウンに貢献してまいります。

なお、7月28日から東京ビッグサイトで開催される第21回マイクロマシン/MEMS展のウシオブースにおいて、「UX4-LEDs」を含む、露光装置「UXシリーズ」のラインナップを紹介する予定です(東5ホール B-14)。

※1 2010年6月30日現在、当社調べ
※2 ウシオは20年以上に渡って、半導体やFPD、プリント基板、MEMSなど各種用途向けの露光装置を製造・販売しており、プロキシミティ方式、コンタクト方式、投影方式などの豊富なラインナップを持つウシオの露光装置「UXシリーズ」の出荷実績は、世界累計1,000台を超える。
※3 露光方式の違いについては、添付「露光方式の比較」参照
※4 製造可能なチップ数は、2インチウェハで約1万個、6インチウェハでは約9万個
※5 6インチウェハを露光した場合(当社調べ)

ウシオのLEDチップ製造用一括投影露光装置「UX4-LEDs」

① φ6インチ一括投影露光

・マスクとウェハが非接触のため、マスクとウェハのダメージを回避し、回路パターンの欠陥を防止。
さらに、マスク交換、清掃が不要なため、(装置の)ダウンタイムが発生しない。
・ウェハに対し、一括で露光することにより、生産性が向上(スループットは、従来ステッパ比300%向上)

② 高重ね合わせ精度・高解像力

・LEDチップ製造に最適化した投影レンズやアライメント、搬送機構を自社開発。
・透明電極等の視認性が悪いアライメントマークの検出精度を向上し、高精度の重ね合わせを実現。
・ウェハの反りに対応した独自の吸着方式と深い焦点深度で線幅のばらつきを抑える。

③ 柔軟な装置設計

・設計段階からウェハサイズの変更に自動対応しているため、既存のウェハサイズから大口径化する場合も段変え作業が不要でダウンタイムが発生しない。
・主要パーツはモジュール化されているため、仕様変更やアップグレード、メンテナンスも容易。

④ 高い費用対効果

・設計段階からLEDに最適化した露光装置のため、従来の半導体製造用ステッパからの転用に比べて、イニシャルコストの負担を軽減。消費電力、ランニングコストも80%削減しC.o.O.(Cost of Ownership)が向上。特にフットプリントを従来当社比50%以上削減し、3.0㎡以下を達成。

LEDチップ製造用 各種露光装置の比較

LEDチップ製造用 各種露光装置の比較