ওয়েফার ডাইসিং কী?

A ওয়েফারএকটি প্রকৃত সেমিকন্ডাক্টর চিপে পরিণত হতে তিনটি পরিবর্তনের মধ্য দিয়ে যেতে হয়: প্রথমত, ব্লক-আকৃতির ইনগটটি ওয়েফারে কাটা হয়; দ্বিতীয় প্রক্রিয়ায়, পূর্ববর্তী প্রক্রিয়ার মাধ্যমে ওয়েফারের সামনের দিকে ট্রানজিস্টর খোদাই করা হয়; অবশেষে, প্যাকেজিং করা হয়, অর্থাৎ কাটার প্রক্রিয়ার মাধ্যমে,ওয়েফারএকটি সম্পূর্ণ সেমিকন্ডাক্টর চিপে পরিণত হয়। দেখা যায় যে প্যাকেজিং প্রক্রিয়াটি ব্যাক-এন্ড প্রক্রিয়ার অন্তর্গত। এই প্রক্রিয়ায়, ওয়েফারটিকে কয়েকটি হেক্সাহেড্রন পৃথক চিপে কাটা হবে। স্বাধীন চিপ পাওয়ার এই প্রক্রিয়াটিকে "সিঙ্গুলেশন" বলা হয়, এবং ওয়েফার বোর্ডকে স্বাধীন কিউবয়েডে কাটার প্রক্রিয়াটিকে "ওয়েফার কাটিং (ডাই সয়িং)" বলা হয়। সম্প্রতি, সেমিকন্ডাক্টর ইন্টিগ্রেশনের উন্নতির সাথে সাথে, এর পুরুত্বওয়েফারপাতলা থেকে পাতলা হয়ে গেছে, যা অবশ্যই "একীকরণ" প্রক্রিয়ায় অনেক অসুবিধা নিয়ে আসে।

ওয়েফার ডাইসিংয়ের বিবর্তন

ফ্রন্ট-এন্ড এবং ব্যাক-এন্ড প্রক্রিয়াগুলি বিভিন্ন উপায়ে মিথস্ক্রিয়ার মাধ্যমে বিকশিত হয়েছে: ব্যাক-এন্ড প্রক্রিয়াগুলির বিবর্তন হেক্সাহেড্রনের গঠন এবং অবস্থান নির্ধারণ করতে পারে, যা ডাই থেকে পৃথক করা ছোট ছোট চিপগুলি।ওয়েফার, পাশাপাশি ওয়েফারে প্যাডগুলির (বৈদ্যুতিক সংযোগ পথ) গঠন এবং অবস্থান; বিপরীতে, ফ্রন্ট-এন্ড প্রক্রিয়াগুলির বিবর্তনের ফলে প্রক্রিয়া এবং পদ্ধতি পরিবর্তন হয়েছেওয়েফারব্যাক-এন্ড প্রক্রিয়ায় ব্যাক থিনিং এবং "ডাই ডাইসিং"। অতএব, প্যাকেজের ক্রমবর্ধমান পরিশীলিত চেহারা ব্যাক-এন্ড প্রক্রিয়ার উপর একটি বড় প্রভাব ফেলবে। তাছাড়া, প্যাকেজের চেহারা পরিবর্তনের সাথে সাথে ডাইসিংয়ের সংখ্যা, পদ্ধতি এবং ধরণও পরিবর্তিত হবে।

লেখক ডাইসিং

প্রাথমিক দিনগুলিতে, বাহ্যিক বল প্রয়োগ করে "ভাঙ্গা" ছিল একমাত্র ডাইসিং পদ্ধতি যা ভাগ করতে পারতওয়েফারহেক্সাহেড্রন মারা যায়। তবে, এই পদ্ধতির অসুবিধাগুলি হল ছোট চিপের প্রান্তটি চিপিং বা ফাটল ধরে। এছাড়াও, যেহেতু ধাতব পৃষ্ঠের উপরিভাগের burrs সম্পূর্ণরূপে অপসারণ করা হয় না, তাই কাটা পৃষ্ঠটিও খুব রুক্ষ।
এই সমস্যা সমাধানের জন্য, "স্ক্রাইবিং" কাটিং পদ্ধতিটি চালু হয়েছিল, অর্থাৎ, "ভাঙার" আগে, পৃষ্ঠটিওয়েফারপ্রায় অর্ধেক গভীরতায় কাটা হয়। "স্ক্রাইবিং", যেমন নাম থেকেই বোঝা যায়, একটি ইমপেলার ব্যবহার করে ওয়েফারের সামনের দিকটি আগে থেকে কেটে ফেলা (অর্ধেক কাটা) বোঝায়। প্রাথমিক দিনগুলিতে, 6 ইঞ্চির কম দৈর্ঘ্যের বেশিরভাগ ওয়েফার প্রথমে চিপসের মধ্যে "স্লাইসিং" এবং তারপর "ব্রেকিং" করার এই কাটিয়া পদ্ধতি ব্যবহার করত।

ব্লেড ডাইসিং বা ব্লেড করাত

"স্ক্রাইবিং" কাটিং পদ্ধতিটি ধীরে ধীরে "ব্লেড ডাইসিং" কাটিং (বা করাত) পদ্ধতিতে বিকশিত হয়, যা পরপর দুই বা তিনবার ব্লেড ব্যবহার করে কাটার একটি পদ্ধতি। "ব্লেড" কাটিং পদ্ধতি "স্ক্রাইবিং" করার পরে "ভাঙা" করার সময় ছোট চিপগুলি খোসা ছাড়ানোর ঘটনার ক্ষতিপূরণ দিতে পারে এবং "সিঙ্গুলেশন" প্রক্রিয়ার সময় ছোট চিপগুলিকে রক্ষা করতে পারে। "ব্লেড" কাটিং পূর্ববর্তী "ডাইসিং" কাটিং থেকে আলাদা, অর্থাৎ, "ব্লেড" কাটার পরে, এটি "ভাঙা" নয়, বরং ব্লেড দিয়ে আবার কাটা হয়। অতএব, এটিকে "স্টেপ ডাইসিং" পদ্ধতিও বলা হয়।

কাটার সময় ওয়েফারকে বাইরের ক্ষতি থেকে রক্ষা করার জন্য, নিরাপদ "সিঙ্গলিং" নিশ্চিত করার জন্য আগে থেকেই ওয়েফারে একটি ফিল্ম প্রয়োগ করা হবে। "ব্যাক গ্রাইন্ডিং" প্রক্রিয়ার সময়, ফিল্মটি ওয়েফারের সামনের দিকে সংযুক্ত করা হবে। কিন্তু বিপরীতে, "ব্লেড" কাটিংয়ের সময়, ফিল্মটি ওয়েফারের পিছনে সংযুক্ত করা উচিত। ইউটেকটিক ডাই বন্ডিং (ডাই বন্ডিং, পিসিবি বা স্থির ফ্রেমে পৃথক চিপগুলি ঠিক করা) চলাকালীন, পিছনে সংযুক্ত ফিল্মটি স্বয়ংক্রিয়ভাবে পড়ে যাবে। কাটার সময় উচ্চ ঘর্ষণজনিত কারণে, সমস্ত দিক থেকে DI জল ক্রমাগত স্প্রে করা উচিত। এছাড়াও, ইম্পেলারটি হীরার কণা দিয়ে সংযুক্ত করা উচিত যাতে স্লাইসগুলি আরও ভালভাবে কাটা যায়। এই সময়ে, কাটা (ব্লেডের পুরুত্ব: খাঁজের প্রস্থ) অবশ্যই অভিন্ন হতে হবে এবং ডাইসিং খাঁজের প্রস্থের বেশি হওয়া উচিত নয়।
দীর্ঘদিন ধরে, করাত কাটা সবচেয়ে বেশি ব্যবহৃত ঐতিহ্যবাহী কাটার পদ্ধতি। এর সবচেয়ে বড় সুবিধা হল এটি অল্প সময়ের মধ্যে প্রচুর সংখ্যক ওয়েফার কাটতে পারে। তবে, যদি স্লাইসের খাওয়ানোর গতি অনেক বেড়ে যায়, তাহলে চিপলেট প্রান্ত খোসা ছাড়ানোর সম্ভাবনা বৃদ্ধি পাবে। অতএব, ইম্পেলারের ঘূর্ণনের সংখ্যা প্রতি মিনিটে প্রায় 30,000 বার নিয়ন্ত্রণ করা উচিত। দেখা যায় যে সেমিকন্ডাক্টর প্রক্রিয়ার প্রযুক্তি প্রায়শই দীর্ঘ সময় ধরে সঞ্চয় এবং ট্রায়াল এবং ত্রুটির মাধ্যমে ধীরে ধীরে জমা হওয়া একটি গোপন বিষয় (ইউটেকটিক বন্ধনের পরবর্তী বিভাগে, আমরা কাটা এবং DAF সম্পর্কে বিষয়বস্তু নিয়ে আলোচনা করব)।

গ্রাইন্ডিংয়ের আগে ডাইসিং (DBG): কাটার ক্রম পদ্ধতি পরিবর্তন করেছে

৮ ইঞ্চি ব্যাসের ওয়েফারে যখন ব্লেড কাটিং করা হয়, তখন চিপলেটের প্রান্ত খোসা ছাড়ানো বা ফাটা নিয়ে চিন্তা করার দরকার নেই। কিন্তু ওয়েফারের ব্যাস ২১ ইঞ্চি বেড়ে যাওয়ার সাথে সাথে পুরুত্ব অত্যন্ত পাতলা হয়ে যাওয়ার সাথে সাথে খোসা ছাড়ানো এবং ফাটানোর ঘটনা আবার দেখা দিতে শুরু করে। কাটার প্রক্রিয়া চলাকালীন ওয়েফারের উপর শারীরিক প্রভাব উল্লেখযোগ্যভাবে কমাতে, "গ্রাইন্ডিংয়ের আগে ডাইসিং" করার DBG পদ্ধতিটি ঐতিহ্যবাহী কাটিং ক্রমকে প্রতিস্থাপন করে। ঐতিহ্যবাহী "ব্লেড" কাটিং পদ্ধতির বিপরীতে যা ক্রমাগত কাটে, DBG প্রথমে একটি "ব্লেড" কাট সম্পাদন করে এবং তারপর ধীরে ধীরে চিপটি বিভক্ত না হওয়া পর্যন্ত পিছনের দিকটি ক্রমাগত পাতলা করে ওয়েফারের পুরুত্বকে পাতলা করে। বলা যেতে পারে যে DBG হল পূর্ববর্তী "ব্লেড" কাটিং পদ্ধতির একটি আপগ্রেড সংস্করণ। যেহেতু এটি দ্বিতীয় কাটার প্রভাব কমাতে পারে, তাই "ওয়েফার-লেভেল প্যাকেজিং"-এ DBG পদ্ধতিটি দ্রুত জনপ্রিয় হয়ে উঠেছে।

লেজার ডাইসিং

ওয়েফার-লেভেল চিপ স্কেল প্যাকেজ (WLCSP) প্রক্রিয়াটি মূলত লেজার কাটিং ব্যবহার করে। লেজার কাটিং পিলিং এবং ক্র্যাকিং এর মতো ঘটনা কমাতে পারে, যার ফলে উন্নত মানের চিপ পাওয়া যায়, কিন্তু যখন ওয়েফারের পুরুত্ব 100μm এর বেশি হয়, তখন উৎপাদনশীলতা অনেক কমে যায়। অতএব, এটি বেশিরভাগ ক্ষেত্রে 100μm এর কম পুরুত্ব (তুলনামূলকভাবে পাতলা) ওয়েফারে ব্যবহৃত হয়। লেজার কাটিং ওয়েফারের স্ক্রাইব গ্রুভে উচ্চ-শক্তি লেজার প্রয়োগ করে সিলিকন কেটে দেয়। তবে, প্রচলিত লেজার (কনভেনশনাল লেজার) কাটিং পদ্ধতি ব্যবহার করার সময়, ওয়েফার পৃষ্ঠে আগে থেকেই একটি প্রতিরক্ষামূলক ফিল্ম প্রয়োগ করতে হবে। কারণ লেজার দিয়ে ওয়েফারের পৃষ্ঠকে গরম বা বিকিরণ করার ফলে, এই ভৌত যোগাযোগগুলি ওয়েফারের পৃষ্ঠে খাঁজ তৈরি করবে এবং কাটা সিলিকনের টুকরোগুলিও পৃষ্ঠের সাথে লেগে থাকবে। দেখা যায় যে ঐতিহ্যবাহী লেজার কাটিং পদ্ধতিটি সরাসরি ওয়েফারের পৃষ্ঠকেও কেটে দেয় এবং এই ক্ষেত্রে, এটি "ব্লেড" কাটিং পদ্ধতির অনুরূপ।

স্টিলথ ডাইসিং (SD) হল লেজার শক্তি ব্যবহার করে প্রথমে ওয়েফারের ভেতরের অংশ কেটে ফেলার একটি পদ্ধতি, এবং তারপর পিছনের সাথে সংযুক্ত টেপে বাইরের চাপ প্রয়োগ করে এটি ভেঙে ফেলা হয়, যার ফলে চিপটি আলাদা হয়ে যায়। পিছনের টেপে চাপ প্রয়োগ করা হলে, টেপের প্রসারিত হওয়ার কারণে ওয়েফারটি তাৎক্ষণিকভাবে উপরের দিকে উঠে যাবে, যার ফলে চিপটি আলাদা হয়ে যাবে। ঐতিহ্যবাহী লেজার কাটিং পদ্ধতির তুলনায় SD এর সুবিধাগুলি হল: প্রথমত, কোনও সিলিকন ধ্বংসাবশেষ নেই; দ্বিতীয়ত, কারফ (কারফ: স্ক্রাইব গ্রুভের প্রস্থ) সংকীর্ণ, তাই আরও চিপ পাওয়া যেতে পারে। এছাড়াও, SD পদ্ধতি ব্যবহার করে খোসা ছাড়ানো এবং ফাটানোর ঘটনাটি ব্যাপকভাবে হ্রাস পাবে, যা কাটিংয়ের সামগ্রিক মানের জন্য অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। অতএব, SD পদ্ধতিটি ভবিষ্যতে সবচেয়ে জনপ্রিয় প্রযুক্তি হয়ে ওঠার সম্ভাবনা খুব বেশি।

প্লাজমা ডাইসিং
প্লাজমা কাটিং হল সম্প্রতি উন্নত একটি প্রযুক্তি যা উৎপাদন (ফ্যাব) প্রক্রিয়ার সময় প্লাজমা এচিং ব্যবহার করে কাটা হয়। প্লাজমা কাটিং তরল পদার্থের পরিবর্তে আধা-গ্যাস উপকরণ ব্যবহার করে, তাই পরিবেশের উপর এর প্রভাব তুলনামূলকভাবে কম। এবং একবারে পুরো ওয়েফার কাটার পদ্ধতি গ্রহণ করা হয়, তাই "কাটিং" গতি তুলনামূলকভাবে দ্রুত। তবে, প্লাজমা পদ্ধতিতে কাঁচামাল হিসাবে রাসায়নিক বিক্রিয়া গ্যাস ব্যবহার করা হয় এবং এচিং প্রক্রিয়াটি খুবই জটিল, তাই এর প্রক্রিয়া প্রবাহ তুলনামূলকভাবে কষ্টকর। তবে "ব্লেড" কাটিং এবং লেজার কাটার তুলনায়, প্লাজমা কাটিং ওয়েফার পৃষ্ঠের ক্ষতি করে না, যার ফলে ত্রুটির হার হ্রাস পায় এবং আরও চিপ পাওয়া যায়।

সম্প্রতি, যেহেতু ওয়েফারের পুরুত্ব 30μm-এ কমানো হয়েছে, এবং প্রচুর পরিমাণে তামা (Cu) বা নিম্ন ডাইইলেক্ট্রিক ধ্রুবক উপকরণ (Low-k) ব্যবহার করা হচ্ছে। অতএব, burrs (Burr) প্রতিরোধ করার জন্য, প্লাজমা কাটার পদ্ধতিগুলিও পছন্দ করা হবে। অবশ্যই, প্লাজমা কাটার প্রযুক্তিও ক্রমাগত বিকশিত হচ্ছে। আমি বিশ্বাস করি যে অদূর ভবিষ্যতে, একদিন এচিংয়ের সময় বিশেষ মুখোশ পরার প্রয়োজন হবে না, কারণ এটি প্লাজমা কাটার একটি প্রধান উন্নয়ন দিক।

ওয়েফারের পুরুত্ব ক্রমাগত ১০০μm থেকে ৫০μm এবং তারপর ৩০μm-এ কমিয়ে আনার ফলে, স্বাধীন চিপ তৈরির জন্য কাটার পদ্ধতিগুলিও "ব্রেকিং" এবং "ব্লেড" কাটিং থেকে লেজার কাটিং এবং প্লাজমা কাটিং পর্যন্ত পরিবর্তিত এবং বিকশিত হচ্ছে। যদিও ক্রমবর্ধমান পরিপক্ক কাটিং পদ্ধতিগুলি কাটিং প্রক্রিয়ার উৎপাদন খরচ বাড়িয়েছে, অন্যদিকে, সেমিকন্ডাক্টর চিপ কাটিংয়ে প্রায়শই ঘটে যাওয়া পিলিং এবং ক্র্যাকিংয়ের মতো অবাঞ্ছিত ঘটনাগুলিকে উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস করে এবং প্রতি ইউনিট ওয়েফারে প্রাপ্ত চিপের সংখ্যা বৃদ্ধি করে, একটি একক চিপের উৎপাদন খরচ নিম্নমুখী প্রবণতা দেখিয়েছে। অবশ্যই, ওয়েফারের প্রতি ইউনিট এলাকায় প্রাপ্ত চিপের সংখ্যা বৃদ্ধি ডাইসিং স্ট্রিট প্রস্থ হ্রাসের সাথে ঘনিষ্ঠভাবে সম্পর্কিত। প্লাজমা কাটিং ব্যবহার করে, "ব্লেড" কাটিং পদ্ধতি ব্যবহারের তুলনায় প্রায় ২০% বেশি চিপ পাওয়া যেতে পারে, যা লোকেরা প্লাজমা কাটিং বেছে নেওয়ার একটি প্রধান কারণও। ওয়েফার, চিপের চেহারা এবং প্যাকেজিং পদ্ধতির বিকাশ এবং পরিবর্তনের সাথে সাথে, ওয়েফার প্রক্রিয়াকরণ প্রযুক্তি এবং DBG এর মতো বিভিন্ন কাটিং প্রক্রিয়াও উদ্ভূত হচ্ছে।