　今回、東レエンジニアリングは、NEDOの助成事業「ポスト5G情報通信システム基盤強化研究開発事業」で、高精度レーザー加工位置制御技術と、レーザー転写プロセスに最適化したレーザー光学系を開発した。LEDをディスプレ基板に実装する際などに使用されるレーザー転写技術を応用したもので、東レエンジニアリングでは「スキャン方式」と呼んでいる。

開発したレーザー転写技術の概要［クリックで拡大］出所：東レエンジニアリング

　レーザー転写では、ダイシングテープやガラス基板などのキャリア基板にレーザーを照射して接着剤に反応を起こし、チップを剥離させてキャッチ基板に転写する。従来はマイクロLEDやミニLEDのレーザー転写において主に1ショットごとに1個ずつチップを転写する「1by1方式」が用いていたが、新しいスキャン方式では微小なレーザーをチップの端部から順に照射する。これにより、極薄チップを高い歩留まりでキャリア基板から剥離（はくり）し、キャッチ基板に転写できるようになった。

半導体チップの転写サンプル出所：東レエンジニアリング光半導体チップの接合サンプル

「今までの方式では大きなレーザーを一括で当てると、テープ部分の変形が大きくなり、チップに与えるダメージも大きくなってしまう。チップより小さなレーザーを使ってチップを少しずつ剥離させることで、厚みが1μm以下の極薄チップでもダメージを低く抑えて転写させることが可能になった」（東レエンジニアリング開発部門開発部主任技師の岡田達弥氏）

　これによって、先端半導体に使用される厚み20μm以下の半導体チップや、次世代光集積回路に使用される厚み1μm以下の化合物チップを、量産時に求められる精度を保ちながら、従来比10倍以上の効率で生産することが可能となった。

光半導体チップの接合サンプル出所：東レエンジニアリング

　開発したレーザー転写技術を実証するため、チップサイズ5mm×5mm、厚み10μmの半導体チップを試作し、実証試験によって精度±2μm（3σ）で転写することに成功。転写したチップの外観検査や抗折強度測定によって、チップに有意なダメージがないことも確認できたという。

　チップサイズ0.15mm×0.70mm、厚み1μm以下のInP（インジウムリン化合物）やTFLN（薄膜ニオブ酸リチウムチップ）など化合物チップの転写とシリコン基板への接合に成功し、化合物チップの実装プロセスへの適応性を実証した。

　東レエンジニアリングでは、先端半導体パッケージの量産が始まる2030年頃の適用を目標に、ユーザーと製品開発に取り組んでいく。

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