半導体チップは“最初から小さい”わけではなかった——人毛より薄いダイヤの刃が、毎分3万回転でウェハーを切り分ける

ダイシングとは何か

ダイシングとは、ウェハーを1個ずつのチップに切り分ける「個片化」の工程です。ウェハーの上には、同じ回路が碁盤の目のように数百個〜数千個分も並んで作り込まれています。1個ずつ作るより、大きな1枚にまとめて作ってから切り分けるほうが圧倒的に効率がいい——これが半導体づくりの大前提であり、その「切り分け」を担うのがダイシングです。半導体そのものの基本から知りたい方は、「半導体とは何か」を先に読むと全体像がつかみやすくなります。

たとえるなら、板チョコです。ひとかけらずつ別々に作る工場はなく、大きな1枚として固めてから、溝に沿って割ります。ウェハーにとっての「溝」にあたるのが、あとで説明する切りしろ（ストリート）です。

位置づけとしては、回路を作る「前工程が終わり、製品に組み立てる後工程が始まる境目」にあります。実際にはダイシングの前に、ウェハーの裏面を砥石で削って薄くする「バックグラインド（薄化）」という工程があり、300mmウェハーで約775μmある厚みを、用途によっては数十μmまで削り込みます。薄く削られたウェハーを、今度は小さく切り分ける。「削る」と「切る」はセットで後工程の入口を構成しています。

なぜ切る前に、粘着シートに貼るのか

切ったチップが散らばってしまわないためです。ウェハーをそのまま切れば、数百個のチップがバラバラと崩れて回収できません。そこでダイシングの前に、金属の輪（リングフレーム）にピンと張った粘着シート——ダイシングテープにウェハーを貼り付けて固定します。切り終わったあともチップは1個ずつシートに貼り付いたままで、ウェハーの円盤の形を保っています。

このシートには、もうひとつ仕事があります。シートを外周方向にぐいっと引き伸ばすと、チップとチップの間隔が広がり、あとの工程で機械が1個ずつつまみ上げやすくなるのです。これをエキスパンドと呼びます。貼る→切る→広げる、という流れを3Dモデルで見てください。

人毛より薄いダイヤの刃は、どうやってウェハーを切るのか

主流のブレードダイシングは、ダイシングブレードと呼ばれる円盤状の砥石を高速回転させ、ウェハーに押し当てて線状に削り進む方式です。ディスコの技術解説によると、ブレードは人造ダイヤモンドの砥粒を固めたもので、外径は50mm程度、厚さは0.01〜0.5mm程度。薄いものは人毛（約0.08mm）より薄い、文字どおり紙一重の刃です。

回転数は毎分3万〜5万回転。摩擦熱で回路を傷めないよう、水をかけて冷やしながら切り進めます。

狙う場所は、チップとチップの間にあらかじめ確保された「ストリート」と呼ばれる切りしろです。幅は数十μmしかありません。ここには回路がなく、ブレードが通ってよい唯一の道になっています。

1本切ってはウェハーを送り、平行に何十本も切ったら、テーブルを90度回してもう一方向。縦横に切り終わると、ウェハーは格子状に分かれた数百個のチップになります。ストリートは回路を置けない「死に地」なので、狭くできるほど1枚のウェハーから取れるチップの数が増える——ここが各社の腕の見せどころです。

なぜ「切らずに、内部から割る」方式が生まれたのか

ウェハーが薄くなりすぎて、刃で削ると欠けやすくなったためです。刃で削る以上、切り口には微細な欠け（チッピング）がどうしても出ます。厚いウェハーなら問題になりませんが、AIメモリの積層向けに数十μmまで薄くしたウェハーでは、小さな欠けが割れにつながります。

そこで登場したのがレーザー方式です。レーザーで表面から焼き切るアブレーション方式に加え、より根本的な発想の転換が「ステルスダイシング」でした。

ステルスダイシングは浜松ホトニクスが開発した技術です。ウェハーを透過する波長のレーザーを内部の1点だけに集光し、割れの起点になる改質層（SD層）を作っておいて、あとから粘着シートを引き伸ばす力でパキッと割るという方式です。表面には傷ひとつ付けず、内部だけを狙う——「ステルス」の名のとおりです。削らないので切りくずが出ず、水も使わず、切りしろの消費が基本的にゼロになります。

東京工業大学の研究報告では、従来60μm必要だったストリート幅をステルスダイシング併用で15μmと4分の1にできることが確認されました。ストリートが狭まるほど取れるチップは増えるので、これは品質と経済性の両方に効く進化です。板チョコの溝が細いほど、同じ板からかけらを多く取れるのと同じ理屈です。

なぜダイシング装置は、日本の2社がほぼ独占しているのか

ダイシング装置の世界シェアは、ディスコ（DISCO）が約7〜8割と、1社でほぼ独占に近い構図です（2025年・業界資料）。ディスコは「切る・削る・磨く」の精密加工に特化した日本企業で、装置だけでなく消耗品のダイヤモンドブレードまで自社で一貫供給します。装置を売って終わりではなく、顧客の工場が動き続ける限りブレードが売れ続ける。この両輪の収益構造が、「後工程装置の世界」でディスコを別格の存在にしています。

もう1社の大手も日本の東京精密（ACCRETECH）で、ダイシングマシンとウェハー検査用のプロービングマシンを柱とする装置メーカーです。つまりダイシングは、装置も刃も日本勢がほぼ握っている工程です。数十μmの切りしろを狙って人毛より薄い刃を毎分数万回転で走らせる制御は、教科書どおりに作って再現できるものではなく、装置・ブレード・加工条件を一体で磨き込んだ蓄積そのものが参入障壁になっています。ディスコの事業構造と強さの分析は「「チップを“切って削って磨く”工程を、世界でほぼ独占する日本企業」」で詳しく解説しています。

次回は、切り出したチップを土台に据え付け、細い金線などで電気の通り道をつなぐ「ボンディング」の工程を歩きます。