京工业大学科学技术创成研究院特种功能集成研究小组的特聘教授 -- 大场隆之教授于 2020 年 6 月宣布，研发了不会损伤超薄晶圆、晶圆切片留白（Dicing Street）宽度缩小至原来四分之一的激光切片加工技术。

根据日媒 Eetimes.jp 报道，此次新技术是以东京工业大学为主导，与研究小组“WOW 联盟”（由从事半导体元件设计、相关生产设备、材料的企业组成）合作研发的。

围绕半导体元件的高性能、低功耗技术研发在不断推进。比方说，晶圆厚度做到微米级别，运用 TSV（Through-Silicon-Via）排线技术做到三维压层等。

为了实现三维压层，切割薄膜晶圆时，需要消除晶圆边上的裂纹（Chippping）、且缩小切片留白（Dicing Street）的宽度。其中，被称为隐形切割（Stealth Dicing, SD）的激光切割技术颇受关注。

研发小组在此次研发中着重致力于薄膜晶圆切割工程中的“晶圆损伤程度与发生位置的定量分析”、“削减切片留白（Dicing Street）”。

在实验中，实验小组制作了线宽、线距分别为 1um 的 TEG（Test Element Group）检测晶圆。此款用于测试的芯片的 A1 和 Ti 的成膜厚度分别为 30nm。此外，为了检出晶圆的损害位置，在激光加工区域（即 Dicing Street 区域）平行地设计了间距为 1um 的“监测线路”。在切片后，计算了各个监测线路的阻值变化率，并评价了激光加工引起的损害。

左上为 TEG 晶圆，左下为排线结构、中间为排线的扩大图，右边为排线的断面构造图 （图片出自：东京工业大学）

实验中，使用了 TEG 晶圆，模拟“SDBG（Stealth Dicing Before Grinding）”工艺，使用波长为 1099nm 和 1342nm 的激光进行加工，评价了对厚度为 50um 的晶圆的损害程度。

实验表明，用波长为 1099nm 的激光进行加工后，排线的阻值没有增加，没有对晶圆造成损害。与之相对，用波长为 1342nm 的激光进行加工后，作业中心附近的排线阻值大幅度增加，且晶圆的加工中心附近被破坏。

左图：用波长为 1342nm 的激光切割后的排线阻值，右图：用波长为 1099nm 的激光切割后的排线阻值 （图片出自：东京工业大学）
 

同时也比较了用 SD 方法进行切割后的切片留白（Dicing Street）的宽度。在以往的 DBG（Dicing Before Grinding）工艺中，切片留白的宽度为 60um。此次使用 SDBG 工艺后，切片留白的宽度为 15um，宽度缩短了四分之一。芯片的面积越小，宽度的缩短越对提高芯片良率有益。

切片留白（Dicing Street）的宽度，左侧为概略图，右侧为 DBG 和 SDBG 的比较图 （图片出自：东京工业大学）
 

将留白宽度从 60um 缩短至 15um 后的芯片数量增长率（图片出自：东京工业大学）

 
未来，针对此次研发的 Damage Less Dicing（晶圆无损切割）技术的实用化，此研究小组的目标是尽快制造出波长为 1099nm 的激光专用光学引擎。