ՎաֆլիԿտրումը հզոր կիսահաղորդչային արտադրության կարևոր օղակներից մեկն է։ Այս քայլը նախատեսված է առանձին ինտեգրալ սխեմաները կամ չիպերը կիսահաղորդչային թիթեղներից ճշգրիտ առանձնացնելու համար։
Բանալինվաֆլիկտրումը նշանակում է առանձին չիպերը առանձնացնել՝ միաժամանակ ապահովելով, որ դրանց մեջ ներդրված նուրբ կառուցվածքներն ու շղթաներըվաֆլիչեն վնասվում: Կտրման գործընթացի հաջողությունը կամ ձախողումը ոչ միայն ազդում է չիպի բաժանման որակի և արտադրողականության վրա, այլև ուղղակիորեն կապված է ամբողջ արտադրական գործընթացի արդյունավետության հետ:
▲Վաֆլի կտրման երեք տարածված տեսակներ | Աղբյուր՝ KLA CHINA
Ներկայումս, ընդհանուրվաֆլիԿտրման գործընթացները բաժանվում են.
Սայրի կտրում. ցածր գին, սովորաբար օգտագործվում է ավելի հաստ շերտերի համարվաֆլիներ
Լազերային կտրում. բարձր գին, սովորաբար օգտագործվում է 30 մկմ-ից ավելի հաստությամբ վաֆլիների համար
Պլազմային կտրում. բարձր գին, ավելի շատ սահմանափակումներ, սովորաբար օգտագործվում է 30 մկմ-ից պակաս հաստությամբ թիթեղների համար
Մեխանիկական շեղբերի կտրում
Սայրի կտրումը բարձր արագությամբ պտտվող հղկող սկավառակի (սայրի) միջոցով սղոցի գծի երկայնքով կտրման գործընթաց է: Սայրը սովորաբար պատրաստված է հղկող կամ գերբարակ ադամանդե նյութից, որը հարմար է սիլիկոնային վաֆլիների վրա կտրատելու կամ ակոսներ ստեղծելու համար: Այնուամենայնիվ, որպես մեխանիկական կտրման մեթոդ, սայրի կտրումը հիմնված է ֆիզիկական նյութի հեռացման վրա, ինչը կարող է հեշտությամբ հանգեցնել սայրի եզրի կոտրման կամ ճաքերի, այդպիսով ազդելով արտադրանքի որակի վրա և նվազեցնելով արտադրողականությունը:
Մեխանիկական սղոցման գործընթացով ստացված վերջնական արտադրանքի որակը կախված է բազմաթիվ պարամետրերից, այդ թվում՝ կտրման արագությունից, շեղբի հաստությունից, շեղբի տրամագծից և շեղբի պտտման արագությունից։
Լրիվ կտրումը շեղբով կտրման ամենահիմնական մեթոդն է, որը լիովին կտրում է աշխատանքային մասը՝ կտրելով այն ֆիքսված նյութի վրա (օրինակ՝ կտրող ժապավենի վրա):
▲ Մեխանիկական շեղբի կտրում - լրիվ կտրվածք | Պատկերի աղբյուրի ցանց
Կիսահատումը մշակման մեթոդ է, որը ակոս է առաջացնում՝ կտրելով մինչև աշխատանքային մասի կենտրոնը: Ակոսավորման գործընթացը անընդհատ կատարելով՝ կարելի է ստանալ սանրի և ասեղի տեսքով ծայրեր:
▲ Մեխանիկական շեղբի կտրում՝ կիսատ կտրվածքով | Պատկերի աղբյուրի ցանց
Կրկնակի կտրումը մշակման մեթոդ է, որն օգտագործում է կրկնակի կտրող սղոց՝ երկու առանցքով, միաժամանակ երկու արտադրական գծերի վրա լրիվ կամ կիսատ կտրվածքներ կատարելու համար: Կրկնակի կտրող սղոցն ունի երկու առանցք: Այս գործընթացի միջոցով կարելի է հասնել բարձր արտադրողականության:
▲ Մեխանիկական շեղբի կտրում՝ կրկնակի կտրվածք | Պատկերի աղբյուրի ցանց
Աստիճանական կտրման համար օգտագործվում է կրկնակի կտրող սղոց՝ երկու առանցքով, որպեսզի կատարվի երկու փուլով լրիվ և կիսատ կտրվածքներ: Օգտագործեք սայրեր, որոնք օպտիմալացված են վաֆլիի մակերեսի վրա լարերի շերտը կտրելու համար, և սայրեր, որոնք օպտիմալացված են մնացած սիլիցիումային միաբյուրեղի համար՝ բարձրորակ մշակում ապահովելու համար:
▲ Մեխանիկական շեղբերով կտրում – փուլային կտրում | Պատկերի աղբյուրի ցանց
Կտրվածքը մշակման մեթոդ է, որն օգտագործում է կիսակտրված եզրին V-աձև եզր ունեցող շեղբ՝ թիթեղը փուլային կտրման գործընթացում երկու փուլով կտրելու համար: Կտրման գործընթացում կատարվում է ակոսավորման գործընթաց: Հետևաբար, կարելի է հասնել կաղապարի բարձր ամրության և բարձրորակ մշակման:
▲ Մեխանիկական շեղբերով կտրում – թեք կտրում | Պատկերի աղբյուրի ցանց
Լազերային կտրում
Լազերային կտրումը անհպում թիթեղների կտրման տեխնոլոգիա է, որն օգտագործում է կենտրոնացված լազերային ճառագայթ՝ առանձին չիպերը կիսահաղորդչային թիթեղներից առանձնացնելու համար: Բարձր էներգիայի լազերային ճառագայթը կենտրոնանում է թիթեղի մակերեսին և գոլորշիացնում կամ հեռացնում է նյութը նախապես որոշված կտրման գծի երկայնքով՝ աբլացիայի կամ ջերմային քայքայման գործընթացների միջոցով:
▲ Լազերային կտրման սխեմա | Պատկերի աղբյուր՝ KLA CHINA
Լազերների լայնորեն օգտագործվող տեսակներից են ուլտրամանուշակագույն լազերները, ինֆրակարմիր լազերները և ֆեմտովայրկյանային լազերները: Դրանց թվում ուլտրամանուշակագույն լազերները հաճախ օգտագործվում են ճշգրիտ սառը աբլյացիայի համար՝ իրենց բարձր ֆոտոնային էներգիայի շնորհիվ, իսկ ջերմային ազդեցության գոտին չափազանց փոքր է, ինչը կարող է արդյունավետորեն նվազեցնել վեֆերի և դրա շրջակա չիպերի ջերմային վնասման ռիսկը: Ինֆրակարմիր լազերներն ավելի հարմար են ավելի հաստ վեֆերի համար, քանի որ դրանք կարող են խորը ներթափանցել նյութի մեջ: Ֆեմտովայրկյանային լազերները ապահովում են բարձր ճշգրտությամբ և արդյունավետ նյութի հեռացում՝ գրեթե աննշան ջերմափոխանակմամբ՝ գերկարճ լույսի իմպուլսների միջոցով:
Լազերային կտրումը զգալի առավելություններ ունի ավանդական շեղբերով կտրման համեմատ: Նախ, որպես անհպում գործընթաց, լազերային կտրումը չի պահանջում ֆիզիկական ճնշում վաֆլիի վրա, ինչը նվազեցնում է մեխանիկական կտրման ժամանակ տարածված մասնատման և ճաքերի խնդիրները: Այս առանձնահատկությունը լազերային կտրումը դարձնում է հատկապես հարմար փխրուն կամ գերբարակ վաֆլիների մշակման համար, հատկապես բարդ կառուցվածքներ կամ նուրբ առանձնահատկություններ ունեցողների:
▲ Լազերային կտրման սխեմա | Պատկերի աղբյուրի ցանց
Բացի այդ, լազերային կտրման բարձր ճշգրտությունը և ճշգրտությունը թույլ են տալիս կենտրոնացնել լազերային ճառագայթը չափազանց փոքր կետային չափի վրա, աջակցել բարդ կտրման նախշերին և ապահովել չիպերի միջև նվազագույն հեռավորության բաժանում: Այս առանձնահատկությունը հատկապես կարևոր է կծկվող չափսերով առաջադեմ կիսահաղորդչային սարքերի համար:
Սակայն լազերային կտրումը նաև որոշ սահմանափակումներ ունի։ Սայրի կտրման համեմատ այն ավելի դանդաղ է և ավելի թանկ, հատկապես մեծածավալ արտադրության մեջ։ Բացի այդ, որոշակի նյութերի և հաստությունների համար դժվար կարող է լինել լազերի ճիշտ տեսակի ընտրությունը և պարամետրերի օպտիմալացումը՝ նյութի արդյունավետ հեռացումը և ջերմային ազդեցության նվազագույն գոտին ապահովելու համար։
Լազերային աբլյացիայի կտրում
Լազերային աբլյացիայի կտրման ժամանակ լազերային ճառագայթը ճշգրտորեն կենտրոնանում է վաֆլիի մակերեսի որոշակի հատվածի վրա, և լազերի էներգիան ուղղորդվում է նախապես որոշված կտրման սխեմայի համաձայն՝ աստիճանաբար կտրելով վաֆլի միջով դեպի ներքև։ Կտրման պահանջներից կախված՝ այս գործողությունը կատարվում է իմպուլսային կամ անընդհատ ալիքային լազերի միջոցով։ Լազերի չափազանց տեղային տաքացման պատճառով վաֆլիի վնասումը կանխելու համար օգտագործվում է սառեցնող ջուր՝ վաֆլի սառեցնելու և այն ջերմային վնասումից պաշտպանելու համար։ Միևնույն ժամանակ, սառեցնող ջուրը կարող է նաև արդյունավետորեն հեռացնել կտրման գործընթացում առաջացած մասնիկները, կանխել աղտոտումը և ապահովել կտրման որակը։
Լազերային անտեսանելի կտրում
Լազերը կարող է նաև կենտրոնացվել՝ ջերմությունը վաֆլիի հիմնական մարմնին փոխանցելու համար, այս մեթոդը կոչվում է «անտեսանելի լազերային կտրում»: Այս մեթոդի դեպքում լազերից եկող ջերմությունը ճեղքեր է ստեղծում փորագրող գծերում: Այս թուլացած հատվածները հետագայում նմանատիպ թափանցման էֆեկտ են ստանում՝ կոտրվելով, երբ վաֆլին ձգվում է:
▲ Լազերային անտեսանելի կտրման հիմնական գործընթացը
Անտեսանելի կտրման գործընթացը ներքին կլանման լազերային գործընթաց է, այլ ոչ թե լազերային աբլյացիա, որտեղ լազերը կլանվում է մակերեսի վրա: Անտեսանելի կտրման դեպքում օգտագործվում է լազերային ճառագայթի էներգիա, որի ալիքի երկարությունը կիսաթափանցիկ է վաֆլիի հիմքի նյութի համար: Գործընթացը բաժանված է երկու հիմնական քայլի՝ մեկը լազերային հիմքով գործընթաց է, իսկ մյուսը՝ մեխանիկական բաժանման գործընթաց:
▲ Լազերային ճառագայթը ստեղծում է անցք վաֆլիի մակերեսի տակ, և առջևի և հետևի կողմերը չեն տուժում | Պատկերի աղբյուրի ցանց
Առաջին քայլում, երբ լազերային ճառագայթը սկանավորում է վաֆլիի մակերեսը, այն կենտրոնանում է վաֆլիի ներսում գտնվող որոշակի կետի վրա՝ առաջացնելով ճաքերի առաջացման կետ։ Ճառագայթի էներգիան առաջացնում է ներսում մի շարք ճաքեր, որոնք դեռևս չեն տարածվել վաֆլիի ամբողջ հաստությամբ դեպի վերին և ստորին մակերեսներ։
▲ 100 մկմ հաստությամբ սիլիկոնային վաֆլիների համեմատություն՝ կտրված շեղբի մեթոդով և լազերային անտեսանելի կտրման մեթոդով | Պատկերի աղբյուրի ցանց
Երկրորդ քայլում, վաֆլիի ներքևի մասում գտնվող չիպային ժապավենը ֆիզիկապես լայնանում է, ինչը վաֆլիի ներսում գտնվող ճաքերում առաջացնում է ձգման լարում, որոնք առաջին քայլում առաջանում են լազերային գործընթացով: Այս լարումը ճաքերը ուղղահայաց ձգում է վաֆլիի վերին և ստորին մակերեսներին, որից հետո վաֆլին բաժանում է չիպսերի այս կտրման կետերի երկայնքով: Անտեսանելի կտրման դեպքում սովորաբար օգտագործվում է կիսահատ կամ ներքևի կողմի կիսահատում՝ վաֆլիների չիպսերի կամ չիպսերի բաժանումը հեշտացնելու համար:
Անտեսանելի լազերային կտրման հիմնական առավելությունները լազերային աբլացիայի համեմատ.
• Սառեցնող հեղուկի կարիք չկա։
• Չեն առաջանում բեկորներ
• Ջերմային ազդեցության գոտիներ չկան, որոնք կարող են վնասել զգայուն շղթաները
Պլազմային կտրում
Պլազմային կտրումը (հայտնի է նաև որպես պլազմային փորագրություն կամ չոր փորագրություն) վաֆլիների կտրման առաջադեմ տեխնոլոգիա է, որն օգտագործում է ռեակտիվ իոնային փորագրություն (RIE) կամ խորը ռեակտիվ իոնային փորագրություն (DRIE)՝ առանձին չիպերը կիսահաղորդչային վաֆլիներից առանձնացնելու համար: Տեխնոլոգիան կտրումը իրականացնում է պլազմայի միջոցով նախապես որոշված կտրման գծերի երկայնքով նյութը քիմիական եղանակով հեռացնելու միջոցով:
Պլազմային կտրման գործընթացի ընթացքում կիսահաղորդչային թիթեղը տեղադրվում է վակուումային խցիկում, խցիկի մեջ ներմուծվում է վերահսկվող ռեակտիվ գազային խառնուրդ, և էլեկտրական դաշտ է կիրառվում՝ ռեակտիվ իոնների և ռադիկալների բարձր կոնցենտրացիայով պլազմա առաջացնելու համար: Այս ռեակտիվ տեսակները փոխազդում են թիթեղի նյութի հետ և ընտրողաբար հեռացնում են թիթեղի նյութը գծագրական գծի երկայնքով՝ քիմիական ռեակցիայի և ֆիզիկական փոշիացման համադրության միջոցով:
Պլազմային կտրման հիմնական առավելությունն այն է, որ այն նվազեցնում է թիթեղի և չիպի վրա մեխանիկական լարվածությունը և նվազեցնում է ֆիզիկական շփման հետևանքով առաջացած հնարավոր վնասը: Այնուամենայնիվ, այս գործընթացն ավելի բարդ և ժամանակատար է, քան մյուս մեթոդները, հատկապես, երբ գործ ունենք ավելի հաստ թիթեղների կամ բարձր փորագրման դիմադրողականությամբ նյութերի հետ, ուստի դրա կիրառումը զանգվածային արտադրության մեջ սահմանափակ է:
▲ Պատկերի աղբյուրի ցանց
Կիսահաղորդիչների արտադրության մեջ թիթեղների կտրման մեթոդը պետք է ընտրվի բազմաթիվ գործոնների հիման վրա, ներառյալ թիթեղների նյութի հատկությունները, չիպի չափը և երկրաչափությունը, պահանջվող ճշգրտությունը և ճշգրտությունը, ինչպես նաև ընդհանուր արտադրության արժեքը և արդյունավետությունը։
Հրապարակման ժամանակը. Սեպտեմբերի 20-2024