半導体デバイスがより薄いウエファー,より脆弱な構造,より高い統合密度に向かって進化し続けるにつれて,従来のウエファーダイスング技術はますます挑戦されています.MEMS装置,メモリチップ,パワー半導体,超薄型パッケージは,より高いチップ強度,最小限の汚染,優れた出力安定性を要求します.

ステルス・ダイシングTM技術により ワッフルの分離に 根本的に異なるアプローチが導入されていますステルス・ダイシングは,内部レーザー修正プロセスを利用し,ウエファー内の制御された破裂を開始します.表面の損傷,破片,およびカーフ損失を排除する外部の拉伸ストレスを適用することによって,ウエファーが分離されます.

この乾燥で接触しないプロセスは 生産性,強度,清潔性,加工効率の点で 重要な利点を提供します次の世代の半導体製造のための鍵となる技術になります.

1標準的なウェッファー切断方法の限界

1.1 刃の切断

刃の切断は,高速に回転するダイヤモンドの刃を使用して,物理的にウェファーを切断する.この機械的なアプローチは業界で広く採用されているが,いくつかの固有の課題を提示している:

• 機械的振動は装置にストレスを導入します

• 汚染 リスク を 増大 さ せ て いる 冷却 水 が 必要 です

• 切断縁に沿って切断が起こります

• カーフ損失は,使用可能なウエファー面積を減らす

• 破片 や 微粒子は 壊れやすい 構造 に 害 を 及ぼし ます

• 利回りは縁の質によって制限されます

• 処理速度は刃の磨きによって制限されています

先進的なMEMS装置や超薄質のウエファーでは これらの問題はさらに重要になります

1.2 レーザー切断によるアブラーション

レーザーアブラーション切断は,レーザービームをウェファーの表面に焦点化し,素材を溶かして蒸発させ,ウェファーを分離する溝を形成します.

機械的な接触を排除するものの 熱効果を導入します

• 熱の影響帯 (HAZ) は 材料の強度を低下させる

• 表面 の 融解 は 金属 層 を 傷つけ ます

• 散らばった粒子は装置を汚染する

• 追加の保護コーティングプロセスが必要かもしれません.

• 熱圧によりチップ強度が低下する

• 材料の除去速度によって出力が制限されます

デバイスの幾何学がより繊細になるにつれて 表面ベースの除去方法は リスクが増えています

2ステルス・ダイシングTM技術の原理

ステルス・ダイシングは 完全に異なる物理原理で動作します表面材料の除去の代わりに内部修正.

このプロセスは2つの主要段階からなる.

1. レーザー照射プロセス (SD層形成)

2. 拡張プロセス (制御された分離)

2.1 レーザー照射プロセス SD層の形成

波長がウエファー材料に浸透できるレーザービームは,ウエファ表面ではなくウエファー内部に集中する.

焦点では,結晶構造内に変形層が作られる.この内部変形領域は,ステルス ダイシング 層 (SD 層).

主要な特徴:

• 表面剥離は不要

• 物質の取り去りがない

• 内部マイクロクラック開始

• 計画された切断線に沿って制御された裂けんの広がり

裂け目が SD 層から上部と下部の両面に広がる. レーザーを意図された切断経路に沿ってスキャンすることで,連続した内部割れ平面が形成される.

厚いウエファーやMEMSデバイスでは,完全な分離制御を確保するために,厚さ方向に沿って複数のSD層を作成できます.

2.2 4つのSD層モード

ワファの厚さ,デバイス構造,金属フィルムの存在に応じて,異なるSD層構成が使用されます.

これらのモードを選択し組み合わせることで,様々な半導体構造に最適な処理条件を達成することができる.

2.3 膨張プロセス ストレスによる分離

SD層が形成された後,ウエファーは拡張テープにマウントされる.テープは半径的に外側に伸縮される.

張力ストレスは,内部裂け目が自然にウエファー表面に広がり,個々のチップを分離させます.

分離は物質除去ではなく制御された裂け込みによるものです

これはいくつかの利点をもたらします.

• 装置に機械的な影響がない

• 熱圧がない

• 切断なし

• 廃棄物生成がない

• カーフの損失はない

3ステルス・ダイシングTMの技術的利点

ステルス・ダイシングは 刃とアブレーション・ダイシングに関連する問題を 根本的に解決します

3.1 完全に乾燥したプロセス

刃の切断とは異なり,冷却水は必要ありません.

• 水汚染

• 粒子の再堆積

• 乾燥プロセス

• 二次清掃のステップ

このプロセスは 清潔で環境に優しいものです

3.2 カーフ損失がない

伝統的な切断では 材料を切り離して 切断路を作ります 切断路は 切断路を作ります 切断路は 切断路を作ります

ステルス・ダイジングは 材料を除去せずに内部割れ平面を形成します

• ワッフルの最大利用量

• ワッフルあたりチップ数が多い

• 費用効率の向上

3.3 チッピングやHAZは禁止

表面の磨きや溶融がないため

• 縁の切断がない

• 熱の影響を受けない地域

• 強度低下がない

• 優れた屈曲強度

これは特に50μm以下の超薄質のウエフラーにとって重要です.

3.4 チップの生産性が高くなる

廃棄物,ストレス,熱損傷 を 排除 する より:

• 装置の信頼性が向上する

• 生産性の上昇

• 脆弱 な MEMS 膜 構造 は 完全 に 維持 さ れ て い ます

• 金属や保護膜は影響を受けない

3.5 改善されたスループット

レーザービームアジスタ (LBA) などの先進的な光学システムは ビームの形状とスループットを向上させます

さらに,SDBG (Stealth Dicing Before Grinding) は,薄くする前にSD層を形成することで超薄型装置の加工を可能にします.

これらの進歩は 大量生産の生産性を著しく向上させます

4ダイシング技術の比較

5申請について

ステルスダイシングは,以下に広く使用されています.

• 脆弱な膜構造を持つMEMSセンサー

• NANDとDRAMメモリ装置

• 電力半導体装置

• CMOS ロジック装置

• 光学装置

• 金属または保護フィルム付きのウエフレス

• 超薄いパッケージ (<50 μm)

この技術は特に高価で構造的に敏感なデバイスに有利です

6産業の動向と将来の見通し

半導体製造が次の方向に進んでいくにつれて

• 先進的なパッケージング

• チップレット建築

• 高密度の統合

• 超薄型石膏スタイリング

• 広い帯隙材料 (SiC,GaN)

損傷のないウエファー分離が 極めて重要です

ステルス・ダイシングは 次世代の半導体処理の鍵となる技術として位置づけられています

乾燥加工の性質により,水の使用と廃棄物の生成を減らすことで 環境に配慮した製造イニシアチブもサポートされます.

結論

ステルス・ダイシングTMは,ウエファー分離技術のパラダイムシフトを表しています.

機械的な切断と表面切除を 内部レーザー改造と ストレス制御骨折に置き換えることで 切片や残骸 熱損傷や 切片の損失をなくします

結果はこうです

• 高いチップ強度

• 生産性の向上

• よりクリーンな加工

• 超薄で脆弱な装置に適性

• 製造効率の向上

より高い信頼性,より優れたパフォーマンス,コスト効率の向上を求める半導体メーカーにとって,Stealth Dicingは強力で将来性のあるソリューションを提供します.