ওয়েফারপাওয়ার সেমিকন্ডাক্টর উৎপাদনের ক্ষেত্রে কাটিং একটি গুরুত্বপূর্ণ লিঙ্ক। এই ধাপটি সেমিকন্ডাক্টর ওয়েফার থেকে পৃথক ইন্টিগ্রেটেড সার্কিট বা চিপগুলিকে সঠিকভাবে আলাদা করার জন্য ডিজাইন করা হয়েছে।
চাবিকাঠিওয়েফারকাটিং হল পৃথক চিপগুলিকে আলাদা করতে সক্ষম হওয়া এবং নিশ্চিত করা যে সূক্ষ্ম কাঠামো এবং সার্কিটগুলি এমবেড করা আছেওয়েফারক্ষতিগ্রস্ত হয় না। কাটার প্রক্রিয়ার সাফল্য বা ব্যর্থতা কেবল চিপের পৃথকীকরণের গুণমান এবং ফলনের উপর প্রভাব ফেলে না, বরং সমগ্র উৎপাদন প্রক্রিয়ার দক্ষতার সাথেও সরাসরি সম্পর্কিত।
▲তিনটি সাধারণ ধরণের ওয়েফার কাটিং | সূত্র: KLA CHINA
বর্তমানে, সাধারণওয়েফারকাটার প্রক্রিয়াগুলি বিভক্ত:
ব্লেড কাটা: কম খরচে, সাধারণত মোটা করার জন্য ব্যবহৃত হয়ওয়েফার
লেজার কাটিং: উচ্চ খরচ, সাধারণত 30μm এর বেশি পুরুত্বের ওয়েফারের জন্য ব্যবহৃত হয়।
প্লাজমা কাটিং: উচ্চ খরচ, আরও বিধিনিষেধ, সাধারণত 30μm এর কম পুরুত্বের ওয়েফারের জন্য ব্যবহৃত হয়।
যান্ত্রিক ব্লেড কাটা
ব্লেড কাটিং হল একটি উচ্চ-গতির ঘূর্ণায়মান গ্রাইন্ডিং ডিস্ক (ব্লেড) দ্বারা স্ক্রাইব লাইন বরাবর কাটার একটি প্রক্রিয়া। ব্লেডটি সাধারণত ঘষিয়া তুলিয়া ফেলিতে সক্ষম বা অতি-পাতলা হীরার উপাদান দিয়ে তৈরি, যা সিলিকন ওয়েফারে কাটা বা খাঁজ কাটার জন্য উপযুক্ত। তবে, একটি যান্ত্রিক কাটিয়া পদ্ধতি হিসাবে, ব্লেড কাটার জন্য ভৌত উপাদান অপসারণের উপর নির্ভর করে, যা সহজেই চিপের প্রান্তে চিপ বা ফাটল সৃষ্টি করতে পারে, ফলে পণ্যের গুণমান প্রভাবিত হয় এবং ফলন হ্রাস পায়।
যান্ত্রিক করাত প্রক্রিয়া দ্বারা উৎপাদিত চূড়ান্ত পণ্যের গুণমান একাধিক পরামিতি দ্বারা প্রভাবিত হয়, যার মধ্যে রয়েছে কাটার গতি, ব্লেডের পুরুত্ব, ব্লেডের ব্যাস এবং ব্লেডের ঘূর্ণন গতি।
ফুল কাট হল সবচেয়ে মৌলিক ব্লেড কাটার পদ্ধতি, যা একটি নির্দিষ্ট উপাদানে (যেমন স্লাইসিং টেপ) কেটে ওয়ার্কপিসকে সম্পূর্ণরূপে কেটে দেয়।
▲ যান্ত্রিক ব্লেড কাটিং-ফুল কাট | ছবির উৎস নেটওয়ার্ক
হাফ কাট হল একটি প্রক্রিয়াকরণ পদ্ধতি যা ওয়ার্কপিসের মাঝখানে কেটে একটি খাঁজ তৈরি করে। ক্রমাগত খাঁজ কাটার প্রক্রিয়াটি সম্পাদন করে, চিরুনি এবং সুই-আকৃতির বিন্দু তৈরি করা যেতে পারে।
▲ যান্ত্রিক ব্লেড কাটিং-হাফ কাট | চিত্র উৎস নেটওয়ার্ক
ডাবল কাট হল একটি প্রক্রিয়াকরণ পদ্ধতি যা দুটি স্পিন্ডেল সহ একটি ডাবল স্লাইসিং করাত ব্যবহার করে একই সময়ে দুটি উৎপাদন লাইনে পূর্ণ বা অর্ধেক কাট সম্পাদন করে। ডাবল স্লাইসিং করাতের দুটি স্পিন্ডল অক্ষ রয়েছে। এই প্রক্রিয়ার মাধ্যমে উচ্চ থ্রুপুট অর্জন করা সম্ভব।
▲ যান্ত্রিক ব্লেড কাটিং-ডাবল কাট | চিত্র উৎস নেটওয়ার্ক
স্টেপ কাটে দুটি স্পিন্ডেল সহ একটি ডাবল স্লাইসিং করাত ব্যবহার করা হয় যা দুটি ধাপে পূর্ণ এবং অর্ধেক কাট সম্পাদন করে। উচ্চ-মানের প্রক্রিয়াকরণ অর্জনের জন্য ওয়েফারের পৃষ্ঠের তারের স্তর কাটার জন্য অপ্টিমাইজ করা ব্লেড এবং অবশিষ্ট সিলিকন একক স্ফটিকের জন্য অপ্টিমাইজ করা ব্লেড ব্যবহার করা হয়।
▲ যান্ত্রিক ব্লেড কাটিং – স্টেপ কাটিং | চিত্র উৎস নেটওয়ার্ক
বেভেল কাটিং হল একটি প্রক্রিয়াকরণ পদ্ধতি যা স্টেপ কাটিং প্রক্রিয়ার সময় দুটি পর্যায়ে ওয়েফার কাটার জন্য অর্ধ-কাট প্রান্তে একটি V-আকৃতির প্রান্তযুক্ত একটি ব্লেড ব্যবহার করে। কাটা প্রক্রিয়ার সময় চ্যামফারিং প্রক্রিয়াটি সঞ্চালিত হয়। অতএব, উচ্চ ছাঁচ শক্তি এবং উচ্চ-মানের প্রক্রিয়াকরণ অর্জন করা যেতে পারে।
▲ যান্ত্রিক ব্লেড কাটিং – বেভেল কাটিং | চিত্র উৎস নেটওয়ার্ক
লেজার কাটিং
লেজার কাটিং হল একটি নন-কন্টাক্ট ওয়েফার কাটিং প্রযুক্তি যা সেমিকন্ডাক্টর ওয়েফার থেকে পৃথক চিপগুলিকে আলাদা করার জন্য একটি ফোকাসড লেজার রশ্মি ব্যবহার করে। উচ্চ-শক্তির লেজার রশ্মি ওয়েফারের পৃষ্ঠের উপর ফোকাস করে এবং অ্যাবলেশন বা তাপীয় পচন প্রক্রিয়ার মাধ্যমে পূর্বনির্ধারিত কাটিং লাইন বরাবর উপাদানগুলিকে বাষ্পীভূত করে বা অপসারণ করে।
▲ লেজার কাটিং ডায়াগ্রাম | ছবির উৎস: KLA CHINA
বর্তমানে বহুল ব্যবহৃত লেজারের মধ্যে রয়েছে অতিবেগুনী লেজার, ইনফ্রারেড লেজার এবং ফেমটোসেকেন্ড লেজার। এর মধ্যে, অতিবেগুনী লেজারগুলি প্রায়শই তাদের উচ্চ ফোটন শক্তির কারণে সুনির্দিষ্ট ঠান্ডা অপসারণের জন্য ব্যবহৃত হয় এবং তাপ-প্রভাবিত অঞ্চলটি অত্যন্ত ছোট, যা কার্যকরভাবে ওয়েফার এবং এর আশেপাশের চিপগুলির তাপীয় ক্ষতির ঝুঁকি কমাতে পারে। ইনফ্রারেড লেজারগুলি ঘন ওয়েফারের জন্য আরও উপযুক্ত কারণ তারা উপাদানের গভীরে প্রবেশ করতে পারে। ফেমটোসেকেন্ড লেজারগুলি অতি-সংক্ষিপ্ত আলোর পালসের মাধ্যমে প্রায় নগণ্য তাপ স্থানান্তর সহ উচ্চ-নির্ভুলতা এবং দক্ষ উপাদান অপসারণ অর্জন করে।
লেজার কাটিং এর ঐতিহ্যবাহী ব্লেড কাটিং এর তুলনায় উল্লেখযোগ্য সুবিধা রয়েছে। প্রথমত, যোগাযোগহীন প্রক্রিয়া হিসেবে, লেজার কাটিং এর জন্য ওয়েফারের উপর শারীরিক চাপের প্রয়োজন হয় না, যা যান্ত্রিক কাটিংয়ের ক্ষেত্রে সাধারণভাবে ঘটে এমন ফ্র্যাগমেন্টেশন এবং ক্র্যাকিং সমস্যা হ্রাস করে। এই বৈশিষ্ট্যটি লেজার কাটিংকে ভঙ্গুর বা অতি-পাতলা ওয়েফার প্রক্রিয়াকরণের জন্য বিশেষভাবে উপযুক্ত করে তোলে, বিশেষ করে জটিল কাঠামো বা সূক্ষ্ম বৈশিষ্ট্যযুক্ত ওয়েফারগুলির জন্য।
▲ লেজার কাটিং ডায়াগ্রাম | চিত্র উৎস নেটওয়ার্ক
এছাড়াও, লেজার কাটার উচ্চ নির্ভুলতা এবং নির্ভুলতা এটিকে লেজার রশ্মিকে অত্যন্ত ছোট স্পট আকারে ফোকাস করতে, জটিল কাটিং প্যাটার্নগুলিকে সমর্থন করতে এবং চিপগুলির মধ্যে ন্যূনতম ব্যবধানের বিচ্ছেদ অর্জন করতে সক্ষম করে। এই বৈশিষ্ট্যটি সঙ্কুচিত আকারের উন্নত সেমিকন্ডাক্টর ডিভাইসগুলির জন্য বিশেষভাবে গুরুত্বপূর্ণ।
তবে, লেজার কাটিং এরও কিছু সীমাবদ্ধতা রয়েছে। ব্লেড কাটার তুলনায়, এটি ধীর এবং ব্যয়বহুল, বিশেষ করে বৃহৎ আকারের উৎপাদনে। এছাড়াও, সঠিক লেজারের ধরণ নির্বাচন করা এবং দক্ষ উপাদান অপসারণ এবং ন্যূনতম তাপ-প্রভাবিত অঞ্চল নিশ্চিত করার জন্য পরামিতিগুলি অপ্টিমাইজ করা নির্দিষ্ট উপকরণ এবং বেধের জন্য চ্যালেঞ্জিং হতে পারে।
লেজার অ্যাবলেশন কাটিং
লেজার অ্যাবলেশন কাটার সময়, লেজার রশ্মিটি ওয়েফারের পৃষ্ঠের একটি নির্দিষ্ট স্থানে সুনির্দিষ্টভাবে কেন্দ্রীভূত হয় এবং লেজার শক্তি একটি পূর্বনির্ধারিত কাটিং প্যাটার্ন অনুসারে পরিচালিত হয়, ধীরে ধীরে ওয়েফারের মধ্য দিয়ে নীচের দিকে কাটা হয়। কাটার প্রয়োজনীয়তার উপর নির্ভর করে, এই অপারেশনটি একটি স্পন্দিত লেজার বা একটি ক্রমাগত তরঙ্গ লেজার ব্যবহার করে করা হয়। লেজারের অত্যধিক স্থানীয় উত্তাপের কারণে ওয়েফারের ক্ষতি রোধ করার জন্য, শীতল জল ব্যবহার করে ঠান্ডা করা হয় এবং ওয়েফারকে তাপীয় ক্ষতি থেকে রক্ষা করা হয়। একই সময়ে, শীতল জল কার্যকরভাবে কাটার প্রক্রিয়া চলাকালীন উৎপন্ন কণা অপসারণ করতে পারে, দূষণ রোধ করতে পারে এবং কাটার গুণমান নিশ্চিত করতে পারে।
লেজারের অদৃশ্য কাটিং
লেজারটি ওয়েফারের মূল অংশে তাপ স্থানান্তর করার জন্যও ফোকাস করা যেতে পারে, এই পদ্ধতিটিকে "অদৃশ্য লেজার কাটিং" বলা হয়। এই পদ্ধতিতে, লেজার থেকে তাপ স্ক্রাইব লেনে ফাঁক তৈরি করে। এই দুর্বল অংশগুলি ওয়েফারটি প্রসারিত করার সময় ভেঙে একই রকম অনুপ্রবেশ প্রভাব অর্জন করে।
▲লেজারের অদৃশ্য কাটার প্রধান প্রক্রিয়া
অদৃশ্য কাটার প্রক্রিয়াটি একটি অভ্যন্তরীণ শোষণকারী লেজার প্রক্রিয়া, লেজার অ্যাবলেশনের পরিবর্তে যেখানে লেজারটি পৃষ্ঠের উপর শোষিত হয়। অদৃশ্য কাটার ক্ষেত্রে, ওয়েফার সাবস্ট্রেট উপাদানের আধা-স্বচ্ছ তরঙ্গদৈর্ঘ্যের লেজার রশ্মি শক্তি ব্যবহার করা হয়। প্রক্রিয়াটি দুটি প্রধান ধাপে বিভক্ত, একটি লেজার-ভিত্তিক প্রক্রিয়া এবং অন্যটি যান্ত্রিক পৃথকীকরণ প্রক্রিয়া।
▲লেজার রশ্মি ওয়েফার পৃষ্ঠের নীচে একটি ছিদ্র তৈরি করে এবং সামনের এবং পিছনের দিকগুলি প্রভাবিত হয় না | চিত্র উৎস নেটওয়ার্ক
প্রথম ধাপে, লেজার রশ্মি যখন ওয়েফারটি স্ক্যান করে, তখন লেজার রশ্মি ওয়েফারের ভিতরের একটি নির্দিষ্ট বিন্দুতে ফোকাস করে, যা ভিতরে একটি ফাটল তৈরি করে। রশ্মির শক্তির ফলে ভেতরে একের পর এক ফাটল তৈরি হয়, যা এখনও ওয়েফারের পুরো পুরুত্ব জুড়ে উপরের এবং নীচের পৃষ্ঠে প্রসারিত হয়নি।
▲ব্লেড পদ্ধতি এবং লেজার অদৃশ্য কাটিং পদ্ধতি দ্বারা কাটা 100μm পুরু সিলিকন ওয়েফারের তুলনা | চিত্র উৎস নেটওয়ার্ক
দ্বিতীয় ধাপে, ওয়েফারের নীচের চিপ টেপটি শারীরিকভাবে প্রসারিত হয়, যা ওয়েফারের ভিতরের ফাটলগুলিতে প্রসার্য চাপ সৃষ্টি করে, যা প্রথম ধাপে লেজার প্রক্রিয়ায় প্ররোচিত হয়। এই চাপের ফলে ফাটলগুলি ওয়েফারের উপরের এবং নীচের পৃষ্ঠে উল্লম্বভাবে প্রসারিত হয় এবং তারপর এই কাটিয়া বিন্দু বরাবর ওয়েফারটিকে চিপে বিভক্ত করে। অদৃশ্য কাটিংয়ে, অর্ধ-কাটিং বা নীচের দিকের অর্ধ-কাটিং সাধারণত ওয়েফারগুলিকে চিপস বা চিপে পৃথক করার সুবিধার্থে ব্যবহৃত হয়।
লেজার অ্যাবলেশনের উপর অদৃশ্য লেজার কাটার মূল সুবিধা:
• কোন কুল্যান্টের প্রয়োজন নেই
• কোন ধ্বংসাবশেষ তৈরি হয় না
• সংবেদনশীল সার্কিটের ক্ষতি করতে পারে এমন কোনও তাপ-প্রভাবিত অঞ্চল নেই
প্লাজমা কাটিং
প্লাজমা কাটিং (যা প্লাজমা এচিং বা ড্রাই এচিং নামেও পরিচিত) হল একটি উন্নত ওয়েফার কাটিং প্রযুক্তি যা সেমিকন্ডাক্টর ওয়েফার থেকে পৃথক চিপগুলিকে আলাদা করার জন্য প্রতিক্রিয়াশীল আয়ন এচিং (RIE) বা গভীর প্রতিক্রিয়াশীল আয়ন এচিং (DRIE) ব্যবহার করে। এই প্রযুক্তি প্লাজমা ব্যবহার করে পূর্বনির্ধারিত কাটিং লাইন বরাবর উপাদানগুলিকে রাসায়নিকভাবে অপসারণ করে কাটিং অর্জন করে।
প্লাজমা কাটার প্রক্রিয়া চলাকালীন, সেমিকন্ডাক্টর ওয়েফারটি একটি ভ্যাকুয়াম চেম্বারে স্থাপন করা হয়, চেম্বারে একটি নিয়ন্ত্রিত প্রতিক্রিয়াশীল গ্যাস মিশ্রণ প্রবেশ করানো হয় এবং একটি বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র প্রয়োগ করে একটি প্লাজমা তৈরি করা হয় যাতে প্রতিক্রিয়াশীল আয়ন এবং র্যাডিকেলের উচ্চ ঘনত্ব থাকে। এই প্রতিক্রিয়াশীল প্রজাতিগুলি ওয়েফার উপাদানের সাথে মিথস্ক্রিয়া করে এবং রাসায়নিক বিক্রিয়া এবং শারীরিক স্পুটারিংয়ের সংমিশ্রণের মাধ্যমে স্ক্রাইব লাইন বরাবর ওয়েফার উপাদান নির্বাচন করে।
প্লাজমা কাটার প্রধান সুবিধা হল এটি ওয়েফার এবং চিপের উপর যান্ত্রিক চাপ কমায় এবং শারীরিক সংস্পর্শের ফলে সম্ভাব্য ক্ষতি কমায়। তবে, এই প্রক্রিয়াটি অন্যান্য পদ্ধতির তুলনায় আরও জটিল এবং সময়সাপেক্ষ, বিশেষ করে যখন ঘন ওয়েফার বা উচ্চ এচিং প্রতিরোধ ক্ষমতা সম্পন্ন উপকরণগুলির সাথে কাজ করা হয়, তাই ব্যাপক উৎপাদনে এর প্রয়োগ সীমিত।
▲ছবির উৎস নেটওয়ার্ক
সেমিকন্ডাক্টর উৎপাদনে, ওয়েফার কাটার পদ্ধতিটি অনেকগুলি বিষয়ের উপর ভিত্তি করে নির্বাচন করা প্রয়োজন, যার মধ্যে রয়েছে ওয়েফার উপাদানের বৈশিষ্ট্য, চিপের আকার এবং জ্যামিতি, প্রয়োজনীয় নির্ভুলতা এবং নির্ভুলতা এবং সামগ্রিক উৎপাদন খরচ এবং দক্ষতা।
পোস্টের সময়: সেপ্টেম্বর-২০-২০২৪