抗折強度とは、曲げたときに割れるまで耐えられる強さで、半導体ではチップの割れにくさ(チップ強度)を表します。3点曲げ試験で測り、強度は表面や縁の小さな傷で決まるためワイブル分布で評価します。チップを薄くすると研削のダメージ層で割れやすくなるため、ストレスリリーフやDBGで強度を保ちます。
目次7項目
- 定義・解説
- 図解
- よくある質問
- 設備の製造メーカー
- 関連用語
- 比較・違いを学ぶ
- 出典・参考資料
定義・解説
抗折強度とは、板や棒状の材料を曲げたときに、割れるまでに耐えられる力の大きさ(曲げ強さ)のことです。半導体では、ダイシングで切り分けたチップの割れにくさ(チップ強度、ダイ強度)を表す指標として使われ、単位はMPa(メガパスカル)です。
測定は、チップを2本の支点の上に置き、中央を押して割れたときの力から計算する3点曲げ試験が基本で、支点や押す点を増やした4点曲げ試験や、リングの上に置いて球で押す方法もあります。シリコンはもろい材料なので、強度は表面や縁にある小さな傷(研削の傷やダイシングの欠け)で決まり、同じ条件でもばらつきが大きくなります。そのため、多数のチップを測り、ワイブル分布で統計的に評価します。
スマートフォンや積層メモリのようにチップを数十μmまで薄くすると、研削でできた傷の層(ダメージ層)の影響が大きくなり、チップが割れやすくなります。そこで、研削の後にドライポリッシュやCMP、プラズマエッチングでダメージ層を取り除く(ストレスリリーフ)ことで強度を回復させます。ダイシングの欠け(チッピング)も強度を下げるため、先にダイシングしてから研削するDBGや、内部に改質層を作るステルスダイシングが使われます。
図解
単位はMPa。シリコンはもろいため、強度のばらつきが大きい。よくある質問(FAQ)
チップの抗折強度がばらつくのはなぜですか?
シリコンはもろい材料で、割れは表面や縁にある小さな傷を起点に始まるからです。傷の大きさや位置はチップごとに違うため、同じ条件で作っても強度がばらつきます。そのため、多数のチップを測ってワイブル分布で統計的に評価します。
薄いチップの強度を上げるにはどうしますか?
裏面を研削した後に残る細かい傷の層(ダメージ層)を、ドライポリッシュやCMP、プラズマエッチングで取り除きます。また、ダイシングの欠けを減らすため、先にダイシングしてから研削するDBGや、内部に改質層を作って割るステルスダイシングを使います。
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