フリップチップ/ウェハレベルパッケージ（WLP）製造と市場分析

Flip Chip/WLP Manufacturing and Market Analysis

この調査レポートはデバイスアプリケーション毎のフリップチップICと、製造過程で使われているリソグラフィとウェットエッチングツールの市場を調査しています。もっと見る

フリップチップ

出版社	出版年月	電子版価格	言語
The Information Network インフォメーションネットワーク	2024年6月10日	US$4,995 企業ライセンスライセンス・価格情報・注文方法はこちら	英語

目次
図表リスト

サマリー

この調査レポートはデバイスアプリケーション毎のフリップチップICと、製造過程で使われているリソグラフィとウェットエッチングツールの市場を調査しています。

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3.1 はじめに 3-1
3.2 ウェーハバンプ 3-6
3.2.1 はんだバンプ 3-7
3.2.1.1 金属学 3-7
3.2.1.2 UBMの蒸着 3-11
3.2.1.3 スパッタエッチング 3-12
3.2.1.4 フォトリソグラフィー 3-13
3.2.1.5 はんだ析出 3-14
3.2.1.6 レジスト・ストリップ 3-15
3.2.1.7 UBMウェットエッチング 3-16
3.2.1.8 リフロー 3-16
3.2.1.9 フラックスの問題 3-18
3.2.2 金バンプ 3-19
3.2.2.1 バンプ処理 3-19
3.2.2.2 ボンディング 3-21
3.2.2.3 同一平面性 3-25
3.2.2.4 導電性 3-26
3.2.2.5 熱特性 3-26
3.2.2.6 寸法 3-27
3.2.2.7 信頼性 3-27
3.2.2.8 コスト問題 3-28
3.2.3 銅柱バンプ 3-31
3.2.4 銅スタッドバンプ 3-35
3.2.5 C4NP 3-40
3.3 ウェハーレベル・パッケージング 3-46
3.4 パッド再配布 3-57
3.5 ウェーハバンピングコスト 3-61
3.5.1 ウェーハ再分配とウェーハバンピングコスト 3-62
3.5.2 WLCSPの隠れたコスト 3-63
3.5.3 良品ダイ当たりのWLCSPコスト 3-64
3.5.4 ウェハレベルのアンダーフィル・コスト 3-65
3.6 パネルレベルパッケージング 3-70

第4章リソグラフィの課題と動向 4-1

4.1 課題 4-1
4.1.1 技術性能 4-2
4.1.2 設備投資 4-2
4.1.3 消耗品のコスト 4-2
4.1.4 スループット 4-2
4.1.5 使いやすさ 4-3
4.1.6 柔軟性 4-3
4.1.7 機器サポート 4-3
4.1.8 分解能 4-3
4.1.9 はんだバンプ能力 4-4
4.1.10 金バンプ能力 4-5
4.2 露光装置 4-6
4.2.1 はじめに 4-6
4.2.1.1 リダクションステッパー 4.6
4.2.1.2 フルフィールド投影 4-8
4.2.1.3 マスクアライナー 4-13
4.2.1.4 1Xステッパー 4-13
4.2.1.5 2Xステッパー 4-14
4.3 競合技術 4-16
4.3.1 インクジェット印刷 4-16
4.3.2 ステンシル／スクリーン印刷 4-18
4.3.3 無電解金属蒸着 4-22

第5章 UBMエッチングの課題と動向 5-1

5.1 はじめに 5-1
5.2 技術的課題と傾向 5-2
5.2.1 プロセスフロー 5-2
5.2.2 エッチングプロセス 5-4
5.2.3 エッチング化学 5-8
5.3 バッチと枚葉エッチングの比較 5-16

第6章メタライゼーションの課題と動向 6-1

6.1 はじめに 6-1
6.2 スパッタリングメタライゼーション 6-3
6.2.1 金バンプ 6-3
6.2.2 はんだバンプ 6-4
6.2.2.1 T I / CuおよびTiW / Cu 6-5
6.2.2.2 Al / NiV / Cu 6-5
6.2.2.3 T i / N i ( V ) および TiW / Ni ( V ) 6-6
6.2.2.4 Cr / Cr-Cu / Cu 6-6
6.2.3 銅バンピング 6-7
6.3 電解析出 6-9

第7章市場分析 7-1

7.1 フリップチップとWLPの市場促進要因 7-1
7.2 市場機会 7-2
7.3 課題 7-6
7.4 フリップチップ市場 7-7
7.4.1 市場ダイナミクス 7-7
7.4.2 市場予測 7-15
7.5 リソグラフィー市場 7-24
7.5.1 アライナー対ステッパー 7-24
7.5.2 市場分析 7-25
7.6 デポジション市場 7-33

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図表リスト

テーブル一覧

3.1 はんだバンプおよび金バンプの一般的なUBMスタック 3-8
3.2 はんだバンプのガイドライン 3-10
3.3 金バンプのガイドライン 3-24
3.4 銅バンピング・ガイドライン 3-34
3.5 ハンダバンピングプロセスの比較 3-43
3.6 各種アプリケーションのITRSピン数 3-47
3.7 ピラーWLP CSPガイドライン 3-52
3.8 パッド再配分ガイドライン 3-59
4.1 WLPリソグラフィの主な課題 4-12
4.2 ベンダー別リソグラフィツール 4-15
5.1 UBMフィルムエッチャント 5-10
5.2 スピンプロセスの利点 5-19
6.1 金・はんだバンプ用UBMスタック 6-2
7.1 デバイス別WLP需要（単位） 7-20
7.2 デバイス別WLP需要（ウェーハ） 7-21
7.3 世界リソグラフィ予測 7-24
7.4 1xステッパーと2xステッパーの所有コスト比較 7-32
7.5 成膜装置の世界予測 7-34

図表一覧

3.1 C4チップの接続 3-3
3.2 ウェハバンプ技術のロードマップ 3-4
3.3 銅ピラー、フリップチップ、WLPの比較 3-5
3.4 はんだバンププロセス 3-9
3.5 はんだバンプの3つのプロセスフロー 3-17
3.6 金バンププロセス 3-23
3.7 金バンプウェハー1枚あたりのコスト 3-29
3.8 銅スタッドバンプ 3-36
3.9 スタッドバンプコストの内訳 3-39
3.10 C4NPプロセス説明 3-41
3.11 ピラーWLPCSPプロセス 3-51
3.12 パッド再配分プロセス 3-58
4.1 レーザー・プロジェクション・イメージング 4-10
4.2 ハンダジェット技術 4-17
4.3 スクリーン印刷の原理 4-20
4.4 インクジェット印刷の原理 4-21
4.5 無電解バンプ下メタライゼーション 4-23
5.1 電解はんだバンププロセス 5-3
7.1 WLPアプリケーション 7-3
7.2 ワイヤーボンドとフリップチップの比較 7-11
7.3 フリップチップとワイヤーボンディング装置の見通し 7-13
7.4 銅ワイヤーボンディングの成長 7-14
7.5 フリップチップ市場：デバイス数別 7-16
7.6 フリップチップ市場：ウェーハ枚数別 7-17
7.7 WLPのデバイス別市場-2014年 7-18
7.8 デバイス別WLP市場-2020年 7-19
7.9 デバイス出荷予測 WLP対フリップチップ 7-23
7.10 デバイス出荷予測 FIWLP対FOWLP 7-24
7.11 歴史的リソグラフィ市場シェア 7-27
7.12 リソグラフィ市場シェア成長率 7-29
7.13 ECD市場シェア 7-35
7-14 スパッタリング市場シェア 7-36

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Table of Contents
List of Tables/Graphs

Summary

Flip chips are appearing in a plethora of high-volume consumer products such as mobile phones, digital cameras, MP3 players, and computer peripherals. This report examines the market for flip chip ICs by device application, and the lithography and wet etch tools used in their manufacture.

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Chapter 1 Introduction 1-1

Chapter 2 Executive Summary 2-1

Chapter 3 Flip Chip/WLP Issues and Trends 3-1

3.1 Introduction 3-1
3.2 Wafer Bumping 3-6
3.2.1 Solder Bumps 3-7
3.2.1.1 Metallurgy 3-7
3.2.1.2 Deposition Of UBM 3-11
3.2.1.3 Sputter Etching 3-12
3.2.1.4 Photolithography 3-13
3.2.1.5 Solder Deposition 3-14
3.2.1.6 Resist Strip 3-15
3.2.1.7 UBM Wet Etch 3-16
3.2.1.8 Reflow 3-16
3.2.1.9 Flux Issues 3-18
3.2.2 Gold Bumps 3-19
3.2.2.1 Bump Processing 3-19
3.2.2.2 Bonding 3-21
3.2.2.3 Coplanarity 3-25
3.2.2.4 Conductivity 3-26
3.2.2.5 Thermal Properties 3-26
3.2.2.6 Size 3-27
3.2.2.7 Reliability 3-27
3.2.2.8 Cost Issues 3-28
3.2.3 Copper Pillar Bumps 3-31
3.2.4 Copper Stud Bumping 3-35
3.2.5 C4NP 3-40
3.3 Wafer Level Packaging 3-46
3.4 Pad Redistribution 3-57
3.5 Wafer Bumping Costs 3-61
3.5.1 Wafer Redistribution And Wafer Bumping Costs 3-62
3.5.2 WLCSP Hidden Costs 3-63
3.5.3 WLCSP Cost Per Good Die 3-64
3.5.4 Wafer-Level Underfill Costs 3-65
3.6 Panel Level Packaging 3-70

Chapter 4 Lithography Issues And Trends 4-1

4.1 Issues 4-1
4.1.1 Technical Performance 4-2
4.1.2 Capital Investment 4-2
4.1.3 Cost Of Consumables 4-2
4.1.4 Throughput 4-2
4.1.5 Ease Of Use 4-3
4.1.6 Flexibility 4-3
4.1.7 Equipment Support 4-3
4.1.8 Resolution 4-3
4.1.9 Solder Bumping Capabilities 4-4
4.1.10 Gold Bumping Capabilities 4-5
4.2 Exposure Systems 4-6
4.2.1 Introduction 4-6
4.2.1.1 Reduction Steppers 4.6
4.2.1.2 Full-Field Projection 4-8
4.2.1.3 Mask Aligners 4-13
4.2.1.4 1X Steppers 4-13
4.2.1.5 2X Steppers 4-14
4.3 Competitive Technologies 4-16
4.3.1 Inkjet Printing 4-16
4.3.2 Stencil/Screen Printing 4-18
4.3.3 Electroless Metal Deposition 4-22

Chapter 5 UBM Etch Issues And Trends 5-1

5.1 Introduction 5-1
5.2 Technology Issues And Trends 5-2
5.2.1 Process Flow 5-2
5.2.2 Etch Process 5-4
5.2.3 Etch Chemistry 5-8
5.3 Batch Versus Single-Wafer Etching 5-16

Chapter 6 Metallization Issues and Trends 6-1

6.1 Introduction 6-1
6.2 Sputtering Metallization 6-3
6.2.1 Gold Bump 6-3
6.2.2 Solder Bumping 6-4
6.2.2.1 T I / Cu and TiW / Cu 6-5
6.2.2.2 Al / NiV / Cu 6-5
6.2.2.3 T i / N i (V) and TiW / Ni ( V ) 6-6
6.2.2.4 Cr / Cr-Cu / Cu 6-6
6.2.3 Copper Bumping 6-7
6.3 Electrodeposition 6-9

Chapter 7 Market Analysis 7-1

7.1 Market Drivers For Flip Chip And WLP 7-1
7.2 Market Opportunities 7-2
7.3 Challenges 7-6
7.4 Flip Chip Market 7-7
7.4.1 Market Dynamics 7-7
7.4.2 Market Forecast 7-15
7.5 Lithography Market 7-24
7.5.1 Aligners Vs. Steppers 7-24
7.5.2 Market Analysis 7-25
7.6 Deposition Market 7-33

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List of Tables/Graphs

List of Tables

3.1 Common UBM Stacks For Solder And Gold Bumping 3-8
3.2 Solder Bumping Guidelines 3-10
3.3 Gold Bumping Guidelines 3-24
3.4 Copper Bumping Guidelines 3-34
3.5 Comparison Of Solder Bumping Processes 3-43
3.6 ITRS Pin Counts For Different Applications 3-47
3.7 Pillar-WLP CSP Guidelines 3-52
3.8 Pad Redistribution Guidelines 3-59
4.1 Key Challenges For WLP Lithography 4-12
4.2 Lithography Tools By Vendor 4-15
5.1 UBM Film Etchants 5-10
5.2 Advantages Of Spin Processing 5-19
6.1 Common UBM Stacks For Gold And Solder Bumping 6-2
7.1 WLP Demand by Device (Units) 7-20
7.2 WLP Demand by Device (Wafers) 7-21
7.3 Worldwide Lithography Forecast 7-24
7.4 Cost Of Ownership Of 1x Versus 2x Steppers 7-32
7.5 Worldwide Forecast For Deposition Tools 7-34

List of Figures

3.1 C4 Chip Connections 3-3
3.2 Wafer Bump Technology Roadmap 3-4
3.3 Comparison Of Copper Pillar, Flip Chip, And WLP 3-5
3.4 Solder Bumping Process 3-9
3.5 Three Process Flows For Solder Bumping 3-17
3.6 Gold Bumping Process 3-23
3.7 Cost Per Gold Bumped Wafer 3-29
3.8 Copper Stud Bump 3-36
3.9 Breakdown Of Stud Bumping Costs 3-39
3.10 C4NP Process Description 3-41
3.11 Pillar-WLPCSP Process 3-51
3.12 Pad Redistribution Process 3-58
4.1 Laser-Projection Imaging 4-10
4.2 Solder Jet Technology 4-17
4.3 Principle Of Screen Printing 4-20
4.4 Principle Of Inkjet Printing 4-21
4.5 Electroless Under Bump Metallization 4-23
5.1 Electroplated Solder Bumping Process 5-3
7.1 WLP Applications 7-3
7.2 Wire Bond versus Flip Chip 7-11
7.3 Flip Chip and Wire Bond Equipment Forecast 7-13
7.4 Growth in Copper Wire Bonding 7-14
7.5 Flip Chip Market By Number of Devices 7-16
7.6 Flip Chip Market By Number of Wafers 7-17
7.7 WLP Market by Device - 2014 7-18
7.8 WLP Market by Device - 2020 7-19
7.9 Device Shipment Forecast WLP Vs Flip Chip 7-23
7.10 Device Shipment Forecast FIWLP Vs FOWLP 7-24
7.11 Historic Lithography Market Shares 7-27
7.12 Lithography Market Share Growth 7-29
7.13 ECD Market Shares 7-35
7-14 Sputtering Market Shares 7-36

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