ダイシング

2025年10月29日

ダイシング

英語表記: Dicing

概要

ダイシングとは、半導体製造プロセスの「後工程」において、集積回路が多数形成されたシリコンウェハを、個々の半導体チップ（ダイ）に物理的に切り分ける作業です。前工程でプロセスルールに基づき緻密に作り込まれた回路を、初めて独立した機能部品として取り出すための、極めて重要なステップとなります。半導体技術（プロセスルール, FPGA, ASIC）という大きな文脈の中で、設計されたLSIやASICを、実際に利用可能な製品の形にするための第一歩が、このダイシング工程なのです。

詳細解説

ダイシングは、半導体製造プロセスの流れにおいて、前工程（回路形成）の完了と、パッケージング（最終製品化）の橋渡しをする「後工程」の主要なステップとして位置づけられています。ウェハという巨大な円盤状の基板から、数ミリ角の小さなチップを正確に、かつ大量に切り出すことが求められます。

目的と技術的な要求
ダイシングの最大の目的は、ウェハ上に形成された数多くのチップを、物理的に分離し、次の工程であるパッケージングやボンディングに進めることです。この切断作業は、単にハサミで紙を切るような簡単な作業ではありません。なぜなら、シリコンは非常に硬い材料であり、また、切断時に発生するわずかな振動や応力が、チップの端（エッジ）に「チッピング」と呼ばれる欠けを引き起こし、回路を損傷させてしまうリスクがあるからです。

そのため、ダイシング装置には、サブミクロンレベルの精度で切断位置を制御する技術、そして切断時のダメージを最小限に抑えるための高度な冷却・洗浄技術が不可欠となります。この工程の精度が、製造ライン全体の「歩留まり」（良品率）に直接影響するため、半導体メーカーは常にダイシング技術の改善に努めているのです。

主要な動作原理：ブレードとレーザー
ダイシングには主に二つの手法が用いられています。

ブレードダイシング:
これは最も歴史が長く、広く利用されている手法です。ダイヤモンド粒子を埋め込んだ非常に薄い円盤状のブレード（刃）を高速回転させ、ウェハのチップ間の境界線（スクライブライン）に沿って物理的に切断していきます。切断時には、純水が大量に噴射され、ブレードの摩擦熱を抑えるとともに、発生するシリコンの切り屑を洗い流します。この手法は装置が比較的安価であるというメリットがありますが、ブレードの厚み（カーフ幅）が必要となるため、チップ間のスペースを広く取る必要があり、また物理的な接触によるチッピングのリスクが伴います。
レーザーダイシング:
近年、チップの微細化（プロセスルールの進化）や、高硬度な新材料（SiC、GaNなど）の普及に伴い、注目されているのがレーザーダイシングです。高エネルギーのレーザー光をウェハ内部に集光させ、シリコンの結晶構造を改質したり、蒸発させたりすることで、非接触で切断を行います。ブレードを使用しないため、チッピングのリスクが大幅に低減され、さらにカーフ幅を極限まで狭くできるため、ウェハから取り出せるチップの数を増やせる（歩留まり向上に貢献する）という大きな利点があります。特に、微細で高性能なFPGAやASICなどの製造において、レーザー技術は不可欠な存在となりつつあります。

階層内での位置づけ（後工程の重要性）
ダイシングは、「半導体技術」という広大な領域において、設計・製造された回路の品質を最終的に確定させる「後工程」の門番のような役割を担っています。前工程でどんなに優れたプロセスルール（例：7nm, 5nm）で回路を形成したとしても、このダイシングで失敗すれば、その成果はすべて水泡に帰してしまいます。ウェハを扱う最後の物理的な大作業として、その重要性は計り知れないものがありますね。