A ウエハース実際の半導体チップになるまでに 3 つの変更を経る必要があります。まず、ブロック状のインゴットがウェーハに切断されます。 2番目のプロセスでは、前のプロセスを通じてウェハの表面にトランジスタが彫刻されます。最後に、切断工程を経て包装が行われます。ウエハース完成した半導体チップになります。パッケージングプロセスはバックエンドプロセスに属していることがわかります。このプロセスでは、ウェーハがいくつかの六面体の個々のチップに切断されます。この独立したチップを得る工程を「シンギュレーション」といい、ウエハ基板を独立した直方体に切断する工程を「ウエハ切断（ダイソーイング）」といいます。近年、半導体の集積度が向上し、厚さが薄くなってきています。ウエハースますます薄くなっているため、当然のことながら「個片化」プロセスに多くの困難が生じています。
ウエハダイシングの進化
フロントエンドプロセスとバックエンドプロセスは、さまざまな方法で相互作用しながら進化してきました。バックエンドプロセスの進化により、ダイから分離された六面体の小さなチップの構造と位置が決定されます。ウエハース、ウェーハ上のパッド（電気的接続経路）の構造と位置。それどころか、フロントエンドプロセスの進化により、プロセスと方法が変化しました。ウエハースバックエンドプロセスでのバックシンニングと「ダイダイシング」。したがって、パッケージの外観がますます洗練されると、後工程に大きな影響を与えることになります。また、パッケージ外観の変更に伴い、ダイシングの数、手順、種類も変更となります。
スクライブダイシング
初期の頃、ダイシングで分割できる方法は外力を加えて「割る」ことだけでした。ウエハース六面体に死ぬ。しかし、この方法には小さなチップのエッジが欠けたり割れたりするという欠点があります。また、金属表面のバリが完全に除去されていないため、切断面も非常に荒れています。
この問題を解決するために誕生したのが、「割る」前に表面を削る「スクライビング」という切断方法です。ウエハース半分くらいの深さまでカットされています。 「スクライビング」とは、その名のとおり、ウェーハの表面をあらかじめインペラを使って切断（ハーフカット）することを指します。初期の頃、6 インチ未満のウェーハのほとんどは、最初にチップ間を「スライス」し、次に「ブレーク」するこの切断方法を使用していました。
ブレードダイシングまたはブレードソーイング
「スクライビング」という切断方法は、徐々にブレードを2～3回続けて使って切断する「ブレードダイシング」切断（またはソーイング）方法に発展しました。 「ブレード」切断方式は、「スクライビング」後の「ブレイク」時に小さなチップが剥離する現象を補い、「個片化」工程で小さなチップを保護することができます。 「ブレード」切断は、これまでの「ダイシング」切断とは異なり、「ブレード」切断後、「ブレイク」ではなく、再度ブレードで切断することになります。そのため、「ステップダイシング」法とも呼ばれます。
切断時の外部ダメージからウェーハを保護するため、ウェーハにあらかじめフィルムを貼り、より安全な「個片化」を行います。 「バックグラインド」プロセス中に、フィルムがウェーハの前面に貼り付けられます。しかし、逆に「ブレード」カットでは、フィルムをウェーハの裏面に貼り付ける必要があります。共晶ダイボンディング（分離したチップを基板や固定フレームに固定するダイボンディング）の際、裏面に付いているフィルムが自動的に剥がれてしまいます。切断中は摩擦が大きいため、純水を全方向から連続的に噴射する必要があります。さらに、スライスをより良くスライスできるように、羽根車にはダイヤモンド粒子が取り付けられている必要があります。このときのカット（ブレード厚さ：溝幅）は均一であり、ダイシング溝の幅を超えないようにする必要があります。
長い間、鋸引きは伝統的な切断方法として最も広く使用されてきました。最大の特長は、短時間に大量のウエハを切断できることです。ただし、スライスの送り速度を上げすぎるとチップレットのエッジ剥離が発生する可能性が高くなります。したがって、羽根車の回転数は毎分3万回程度に制御する必要があります。半導体プロセスの技術は、長い年月をかけて試行錯誤を繰り返しながらゆっくりと蓄積された秘密であることが多いことがわかります（切削やDAFに関する内容は共晶接合の次の項目でお話します）。
研削前ダイシング (DBG): 切断順序が方法を変更
直径8インチのウェーハをブレードカットする際、チップレットのエッジ剥がれやクラックの心配がありません。しかし、ウェーハ径が21インチに大きくなり、厚さが非常に薄くなると、再び剥離やクラック現象が発生し始めます。切断プロセス中のウェーハへの物理的影響を大幅に軽減するために、従来の切断シーケンスに代わって「研削前にダイシング」する DBG 方法が採用されました。連続的に切断する従来の「ブレード」切断方法とは異なり、DBG は最初に「ブレード」切断を実行し、その後チップが分割されるまで裏面を連続的に薄くすることでウェーハの厚さを徐々に薄くします。 DBGは、従来の「ブレード」切断方式をさらに進化させたものと言えます。 DBG方式はセカンドカットの影響を軽減できるため、「ウエハレベルパッケージング」において急速に普及しました。
レーザーダイシング
ウェハレベル チップ スケール パッケージ (WLCSP) プロセスでは、主にレーザー切断が使用されます。レーザー切断により剥離やクラックなどの現象が軽減され、より高品質なチップが得られますが、ウェーハの厚さが100μmを超えると生産性が大幅に低下します。そのため、主に厚さ100μm以下（比較的薄い）のウェーハに使用されます。レーザー切断では、ウェーハのスクライブ溝に高エネルギーレーザーを照射してシリコンを切断します。しかし、従来のレーザー（Conventional Laser）切断方法を使用する場合、事前にウェーハ表面に保護フィルムを塗布する必要があります。ウェーハの表面を加熱したりレーザーで照射したりするため、これらの物理的接触によりウェーハの表面に溝が形成され、切断されたシリコンの破片も表面に付着します。従来のレーザー切断方法もウェーハの表面を直接切断することがわかり、この点では「ブレード」切断方法に似ています。
ステルスダイシング（SD）とは、レーザーのエネルギーでウェーハの内側を切断し、裏面に貼られたテープに外圧を加えて破断し、チップを分離する方法です。裏面のテープに圧力を加えると、テープの伸びによりウェーハが瞬時に上方に持ち上げられ、チップが分離されます。従来のレーザー切断法に対する SD の利点は次のとおりです。まず、シリコンの破片が発生しません。 2つ目は、カーフ（カーフ：スクライブ溝の幅）が狭いため、より多くのチップが得られることです。さらに、SD工法により、切断品質に重要な剥離やクラック現象が大幅に軽減されます。したがって、SD 方式は将来的に最も普及する技術となる可能性が非常に高いです。
プラズマダイシング
プラズマ切断は、製造 (Fab) プロセス中にプラズマ エッチングを使用して切断する最近開発された技術です。プラズマ切断は液体ではなく半気体を使用するため、環境への影響が比較的少ないです。また、ウェハ全体を一度にカットする方式を採用しているため、「カット」スピードが比較的速いです。しかし、プラズマ法は化学反応ガスを原料とし、エッチング工程が非常に複雑であるため、プロセスフローが比較的煩雑である。しかし、「ブレード」切断やレーザー切断と比較して、プラズマ切断はウェーハ表面に損傷を与えないため、欠陥率が減少し、より多くのチップが得られます。
最近ではウエハの厚さが30μmまで薄くなっており、銅(Cu)や低誘電率材料(Low-k)が多く使用されています。したがって、バリ（バリ）を防ぐためにもプラズマ切断方法が好まれます。もちろん、プラズマ切断技術も常に発展しています。近い将来、エッチング時に特別なマスクを着用する必要がなくなる日が来ると私は信じています。これがプラズマ切断の主要な発展方向だからです。
ウェーハの厚さが100μm、50μm、さらに30μmと薄くなるにつれて、独立したチップを得る切断方法も「ブレーキング」や「ブレード」切断からレーザー切断やプラズマ切断へと変化・発展してきました。切断方法の成熟化により、切断工程自体の生産コストは上昇しましたが、その一方で、半導体チップの切断時に発生しやすい剥離やクラックなどの不具合現象を大幅に低減し、単位ウェーハ当たりのチップ取得数を増加させることができました。 , チップ1枚当たりの生産コストは低下傾向を示しています。もちろん、ウェーハの単位面積当たりに得られるチップ数の増加は、ダイシングストリートの幅の縮小と密接に関係している。プラズマ切断を使用すると、「ブレード」切断方法を使用する場合と比較して、20% 近く多くの切りくずを得ることができます。これも、人々がプラズマ切断を選択する主な理由です。ウェーハ、チップの外観、パッケージング方法の発展と変化に伴い、ウェーハ加工技術やDBGなどのさまざまな切断プロセスも登場しています。
投稿日時: 2024 年 10 月 10 日