シリコンウェーハの主な切断方法にはダイヤモンド砥石切断とレーザー切断があります。レーザー スクライビングは、高エネルギーのレーザー ビームを使用して焦点を合わせ、高温を生成するプロセスです。これにより、照射領域のシリコン材料が瞬時に蒸発し、シリコン ウェーハの分離が完了します。ただし、高温は切断シームの周囲に熱応力を引き起こし、シリコンウェーハのエッジ亀裂を引き起こす可能性があり、これは薄いウェーハのスクライビングにのみ適しています。極薄ダイヤモンド砥石による切削は、切削抵抗が低く、切削コストも低いため、現在最も広く使用されている切削プロセスです。
シリコンウェーハは脆くて硬い性質があるため、切断プロセスではエッジの破損、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します。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、切断プロセス中に発生する摩擦熱が素早く伝導することが難しく、ブレード内のダイヤモンド粒子の炭化や熱亀裂が容易に発生し、工具の摩耗が激しくなり、切断品質に重大な影響を及ぼします。
国内外の学者はシリコンウェーハのスライス技術について広範な研究を行ってきました。張宏春ら。振動と切削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する最適なプロセスパラメータを取得しました。彼らは、プロセスパラメータの最適な組み合わせがスピンドルの振動を効果的に低減し、より良い切削結果を達成できることを実験を通じて検証しました。李振才ら。超音波振動支援スライシングによって発生する鋸引き力は、超音波支援なしの単結晶シリコンスライシングによって発生する力よりも小さいことを発見した。シリコンウェーハのスライス実験により、超音波振動により切断力を低減することでシリコンウェーハの端切れを抑制できることが確認されました。日本のディスコ コーポレーションは、通常のダイヤモンド ブレードを使用して低誘電率シリコン ウェーハを切断するのが難しいという問題に対処するためのレーザー スロッティング プロセスを開発しました。このプロセスでは、まず切断パスに 2 つの細い溝を切り込み、次にブレードを使用して 2 つの溝の間を完全にスライスします。このプロセスにより、生産効率が向上し、エッジの破損や層間剥離などの要因によって引き起こされる品質不良が軽減されます。復旦大学のLu Xiong氏らは、レーザースロッティングに続いて機械ブレード切断技術を使用して、低誘電率シリコンウェーハ材料を切断しました。-直刃切断に比べてチップ構造が完全で金属層の剥離や反転現象がありませんが、加工が煩雑で切断コストが高くなります。 Yu Zhangら。らは、ブレード回転過程の減衰比を高めることで、工具の高速回転時の振動現象をある程度低減でき、溝加工性の向上と欠損サイズの低減が可能であることを発見した。しかし、彼らは詳細な調査を実施しませんでした。-
シングル スライス。図 4 に示すように、UV 膜の厚さの 1/2 のスライス深さでシリコン ウェーハを一度に完全にスライスすることを意味します。この方法は製造プロセスが単純で、極薄材料の切断に適しています。-しかし、切削プロセス中に切削工具は著しく摩耗し、切削ブレードのエッジには欠けや微小亀裂が発生しやすく、その結果、切削エッジの表面形態が不良になります。
図5に示す積層スライス加工。切削材料の厚さに応じて、積層送り方式で深さ方向に切削します。まず、比較的小さな送り深さを使用して溝加工と切削を実行します。これにより、工具にかかる力が少なくなり、工具の摩耗が軽減され、刃先の破損が最小限に抑えられます。その後、UV膜厚が1/2になる位置までカットします。
