ウエハダイシング工程

シリコンウェーハのスクライビングには、主にダイヤモンドホイールスクライビングとレーザースクライビングという方法があります。レーザースクライビングでは、高エネルギーのレーザー光を集光することで発生する高温を利用して、照射局所のシリコン材料を瞬時に蒸発させてシリコンウェーハの分離を完了しますが、高温によりシリコンウェーハの周囲に熱応力が発生します。スリットが発生し、シリコン ウェーハのエッジに亀裂が生じるため、薄いウェーハのスクライビングにのみ適しています。極薄ダイヤモンドホイールスクライビングは、スクライビングによって発生する切削抵抗が小さく、スクライビングコストが低いため、現在最も広く使用されているスクライビングプロセスです。
シリコンウェーハは脆くて硬い特性があるため、スクライビングプロセスではエッジの崩れ、微小亀裂、層間剥離などの欠陥が発生しやすく、これらはシリコンウェーハの機械的特性に直接影響を与えます。同時に、シリコンウェーハは硬度が高く、靱性が低く、熱伝導率が低いため、スクライブ工程で発生する摩擦熱が素早く伝わりにくく、ブレード内のダイヤモンド粒子の炭化や熱割れが発生しやすくなります。 、ツールの深刻な摩耗を引き起こし、スクライビングの品質に重大な影響を与えます。
国内外の学者はシリコンウェーハのスクライビング技術について多くの研究を行ってきました。張宏春ら。振動とダイシングプロセスパラメータの間の回帰式を確立し、遺伝的アルゴリズムを使用して小さな振動に対応する最適なプロセスパラメータを取得しました。また、最適なプロセスパラメータの組み合わせによりスピンドルの振動が効果的に低減され、より良好なダイシング結果が得られることも実験を通じて検証しました。李振才ら。超音波振動を利用したダイシングで発生するソーイング力は、超音波を利用しない単結晶シリコンダイシングに比べて小さいことを発見し、超音波振動によりソーイング力が低減され、シリコンウェーハのエッジ崩れを抑制できることをシリコンウェーハダイシング実験により検証した。 。 Low-K 誘電体シリコンウェーハは通常のダイヤモンドブレードを使用してダイシングするのが難しいという問題に対応して、日本のディスコ社は、最初にダイシングパスに 2 つの微細な溝を開け、次にブレードを使用して完全なダイシングを行うレーザーグルービングプロセスを開発しました。 2本の細い溝の間をダイシングします。このプロセスにより、生産効率が向上し、エッジの崩れや層間剥離などの望ましくない要因によって引き起こされる品質欠陥を減らすことができます。 Lu Xiongら。復旦大学の研究者らは、レーザーによる溝入れとそれに続く機械的なブレードダイシングのプロセスを使用して、low-k 誘電体シリコンウェーハ材料をダイシングしました。ダイレクトブレードダイシングと比較して、チップ構造が完成しており、金属層の脱落や反転がありませんが、プロセスが煩雑でダイシングコストが高くなります。 Yu Zhangら。ブレード回転過程の減衰比を高めることにより、高速回転時の工具の振動現象がある程度低減され、溝加工性能の向上とチッピング刃のサイズの縮小が可能であることを発見しましたが、深さの調査が行われました。
シングルダイシング、つまりシリコンウェーハを一度に完全にダイシングすると、図4に示すように、ダイシング深さはUV膜厚の1/2に達します。この方法はプロセスが簡単で、極薄材料のダイシングに適しています。しかし、ダイシングプロセス中にツールは激しく摩耗し、ダイシングナイフのエッジは欠けや微小亀裂が発生しやすく、スリットエッジの表面形態は不良です。
図5に示す積層ダイシング工程。ダイシング材の厚みに応じて、ダイシング深さ方向に積層送りしてダイシングを行います。まず、スロッティングとスクライビングは比較的小さな送り深さで実行され、ツールにかかる力が確実に小さくなり、ツールの摩耗が軽減され、スクライビング ナイフの刃先の破損が軽減されます。その後、ＵＶ膜厚が１／２の位置までスクライブを行う。