前書きなど

　半導体デバイスはその誕生以来，すでに60年を経過したが，その間IC，LSIの微細化，素子の高密度化は休むことなく進化し，現在も精力的に技術開発が続けられている。しかし，その加工精度がシリコン原子の大きさに接近したために，限界に近づきつつあるといわれる超微細加工とは異なるアプローチで，半導体デバイスの高密度化，小型化，さらには高周波化が可能になるシリコン貫通電極（Through Silicon Via，TSV）技術が注目され，大学，研究所，関連メーカーで開発が進んでいる。半導体チップは表面のみに電極を持つという常識から飛躍して，シリコンチップの表面から裏面を貫通する電極を作ると，表裏に電極をもつために立体的にチップが集積できるためである。
　現時点ではTSVは多くの構造，材料，加工技術がデバイスの目的に応じて提案，開発されているが，標準工程はまだ必ずしも確立されておらず，それらの優劣比較も充分になされてはいない。期待が大きいにもかかわらずTSVプロセスのコストが高くなりそうで，実用化がなかなか進まないという点から，コストダウンを目的として新構造も次々と発表されており，チップの貫通のために当然シリコンチップの厚さ以上の加工が必要になる。従来シリコンウエハの加工（ウエハプロセス）はウエハのきわめて表面に限られその深さは高々数ミクロンである。これに対してTSVに要求される少なくとも50μm，場合によっては150μmという深さは半導体技術としては未踏の領域といえよう。しかもアスペクト比10以上の補足深い穴もまた従来のビアの常識から大きく外れている。この深さ，細さから来る深堀エッチングやポリシリコン，銅めっきに関わる長時間の工程が高いコストの遠因になっている。またTSV技術が従来の常識からいうと電極接続という実装領域の技術だったものが，シリコンウエハの加工というウエハプロセス的な技術が必要であることも技術者の戸惑いを生んでいる。ウエハプロセス技術者と実装技術者の間に交流が少なかったことは従来から指摘されてきたが，TSVはどちらの技術者が担当すべきなのかまだ明確ではない。おそらく今後は両方の技術領域を担当する，いうならば守備範囲の広いTSV技術者が中心になるのではないだろうか。
　TSVの開発で際立っているのは欧米勢の攻勢である。自己主張の強いアイデアを実現するにはTSVは絶好の土俵のように見える。これに対して日本の半導体メーカーは製品の実用化を念頭において開発を進めており，一見おくれを取っているようにも見える。おそらく半導体開発と同じように，日本がもの作りの力を発揮して早期に製品化をすると思われるが，韓国，台湾，シンガポールも同様に開発に注力しているため，激しい開発競争が今後も続くと思われる。
　TSV技術は実装技術に関わるウエハ研磨，フォトエッチング，めっき，テープ貼付け，エッチング，バンピング，ダイシング，ボンディングなどの工程が多く，特殊な装置や治具が数多く必要になる。また樹脂材料，薬液，金属も新しい開発が必要になる。半導体メーカー以外でも関連するメーカーがTSV事業に参入する機会は大きくなり，この点で裾野の広い日本の電子産業には有利ではないかと思われる。
　本書では今後半導体テクノロジーの新領域を開くであろうシリコン貫通電極技術をいろいろな角度から検討してみたい。TSV製作の工程に関する議論は第3章に，TSVを応用した構造，デバイスの説明は第4章にまとめたが，分類しにくいテーマもあるので注釈を参考しながら読んでいただきたい。

　追　記
　本書は2009年の初版発行以来，（株）工業調査会から刊行され，幸いにも長きにわたって多くの読者から愛用されてきました。このたび東京電機大学出版局から新たに刊行されることとなりました。本書が今後とも読者の役に立つことを願っています。
　2011年4月
　傳田精一