VafraSkurður er einn mikilvægasti hlekkurinn í framleiðslu á aflrásum. Þetta skref er hannað til að aðskilja einstaka samþætta hringrás eða flísar nákvæmlega frá hálfleiðaraþynnum.
Lykillinn aðoblátaSkurðurinn er að geta aðskilið einstaka flísar og jafnframt tryggt að viðkvæmar mannvirki og rafrásir sem eru innbyggðar íoblátaeru ekki skemmd. Árangur eða mistök skurðarferlisins hafa ekki aðeins áhrif á gæði aðskilnaðar og afköst flísarinnar, heldur tengist það einnig beint skilvirkni alls framleiðsluferlisins.
▲Þrjár algengar gerðir af oblátuskurði | Heimild: KLA CHINA
Eins og er, sameiginlegaoblátaSkurðarferlið er skipt í:
Blaðskurður: ódýr, venjulega notaður fyrir þykkarivöfflur
Laserskurður: hár kostnaður, venjulega notaður fyrir skífur með þykkt meira en 30μm
Plasmaskurður: hár kostnaður, meiri takmarkanir, venjulega notaður fyrir skífur með þykkt minni en 30μm
Vélræn blaðskurður
Skurður með blað er ferli þar sem skurður er framkvæmt með hraðsnúandi slípidiski (blaði) eftir ræsilínunni. Blaðið er venjulega úr slípiefni eða afar þunnu demantsefni, sem hentar til að sneiða eða rifja á kísilplötur. Hins vegar, sem vélræn skurðaraðferð, byggir blaðskurður á líkamlegri fjarlægingu efnisins, sem getur auðveldlega leitt til flísunar eða sprungu á flísarbrúninni, sem hefur áhrif á gæði vörunnar og dregur úr afköstum.
Gæði lokaafurðarinnar sem framleidd er með vélrænni sögun eru undir áhrifum margra þátta, þar á meðal skurðarhraða, þykkt blaðsins, þvermál blaðsins og snúningshraða blaðsins.
Fullskurður er einfaldasta blaðskurðaraðferðin, sem sker vinnustykkið alveg með því að skera í fast efni (eins og skurðarband).
▲ Vélræn blaðskurður - fullur skurður | Myndheimildanet
Hálfskurður er vinnsluaðferð sem framleiðir gróp með því að skera að miðju vinnustykkisins. Með því að framkvæma grópunarferlið stöðugt er hægt að framleiða kamb- og nálarlaga odd.
▲ Vélræn blaðskurður - hálfskurður | Myndheimildanet
Tvöföld skurður er vinnsluaðferð sem notar tvöfalda sneiðarsög með tveimur spindlum til að framkvæma heila eða hálfa skurði á tveimur framleiðslulínum samtímis. Tvöföld sneiðarsögin hefur tvær spindlaöxur. Hægt er að ná mikilli afköstum með þessari aðferð.
▲ Vélræn blaðskurður - tvöfaldur skurður | Myndheimildanet
Þrepaskurður notar tvöfalda sneiðsög með tveimur spindlum til að framkvæma heila og hálfa skurði í tveimur áföngum. Notið blöð sem eru fínstillt til að skera víralagið á yfirborði skífunnar og blöð sem eru fínstillt fyrir eftirstandandi kísill einkristall til að ná fram hágæða vinnslu.
▲ Vélræn blaðskurður – þrepaskurður | Myndheimildanet
Skáskurður er vinnsluaðferð þar sem notað er blað með V-laga brún á hálfskornu brúninni til að skera skífuna í tveimur áföngum í þrepskurðarferlinu. Skáskurðarferlið er framkvæmt meðan á skurðarferlinu stendur. Þannig er hægt að ná fram miklum mótstyrk og hágæða vinnslu.
▲ Vélræn blaðskurður – skáskurður | Myndheimildanet
Laserskurður
Leysiskurður er snertilaus skífuskurðartækni sem notar einbeitta leysigeisla til að aðskilja einstaka flísar frá hálfleiðaraskífum. Orkuríka leysigeislinn er einbeittur að yfirborði skífunnar og gufar upp eða fjarlægir efni eftir fyrirfram ákveðinni skurðarlínu með ablation eða varma niðurbrotsferlum.
▲ Skýringarmynd af leysigeislaskurði | Myndheimild: KLA CHINA
Tegundir leysigeisla sem eru mikið notaðar nú eru meðal annars útfjólubláir leysir, innrauðir leysir og femtósekúndu leysir. Meðal þeirra eru útfjólubláir leysir oft notaðir til nákvæmrar kaldhreinsunar vegna mikillar ljósorku þeirra og hitaáhrifasvæðið er afar lítið, sem getur dregið úr hættu á hitaskemmdum á skífunni og nærliggjandi flögum. Innrauðir leysir henta betur fyrir þykkari skífur því þeir geta komist djúpt inn í efnið. Femtósekúndu leysir ná mikilli nákvæmni og skilvirkri efnisfjarlægingu með nánast hverfandi varmaflutningi í gegnum örstuttar ljóspúlsa.
Leysiskurður hefur verulega kosti umfram hefðbundna blaðskurð. Í fyrsta lagi, þar sem leysiskurður er snertilaus aðferð, þarf ekki líkamlegan þrýsting á skífuna, sem dregur úr sundrunar- og sprunguvandamálum sem eru algeng í vélrænni skurði. Þessi eiginleiki gerir leysiskurð sérstaklega hentugan til að vinna úr brothættum eða örþunnum skífum, sérstaklega þeim sem eru með flókna uppbyggingu eða fíngerða eiginleika.
▲ Skýringarmynd af leysiskurði | Myndheimildanet
Að auki gerir mikil nákvæmni og nákvæmni leysiskurðar kleift að einbeita leysigeislanum að afar litlum punktstærð, styðja flókin skurðarmynstur og ná lágmarks bili milli flísanna. Þessi eiginleiki er sérstaklega mikilvægur fyrir háþróaða hálfleiðara með minnkandi stærð.
Hins vegar hefur leysiskurður einnig sínar takmarkanir. Í samanburði við blaðskurð er hann hægari og dýrari, sérstaklega í stórfelldri framleiðslu. Að auki getur verið krefjandi að velja rétta leysigerð og fínstilla breytur til að tryggja skilvirka efniseyðingu og lágmarka hitaáhrifasvæði fyrir ákveðin efni og þykkt.
Laserskurður
Við leysigeislaskurð er leysigeislinn nákvæmlega einbeittur á tiltekinn stað á yfirborði skífunnar og leysiorkan er stýrt samkvæmt fyrirfram ákveðnu skurðarmynstri og skorið smám saman í gegnum skífuna niður á botninn. Þessi aðgerð er framkvæmd með púlsleysi eða samfelldri bylgjuleysi, allt eftir skurðarkröfum. Til að koma í veg fyrir skemmdir á skífunni vegna óhóflegrar staðbundinnar upphitunar leysisins er kælivatn notað til að kæla hana niður og vernda hana fyrir hitaskemmdum. Á sama tíma getur kælivatn einnig á áhrifaríkan hátt fjarlægt agnir sem myndast við skurðarferlið, komið í veg fyrir mengun og tryggt skurðgæði.
Ósýnileg skurður með leysi
Einnig er hægt að beina leysigeislanum að því að flytja hita inn í meginhluta skífunnar, aðferð sem kallast „ósýnileg leysiskurður“. Í þessari aðferð býr hitinn frá leysinum til eyður í skurðarbrautunum. Þessi veiku svæði ná síðan svipuðum gegndræpisáhrifum með því að brotna þegar skífan er teygð.
▲ Helsta ferli ósýnilegrar skurðar með leysi
Ósýnilega skurðarferlið er innri frásogs-laserferli, frekar en leysigeislaeyðing þar sem leysirinn frásogast á yfirborðið. Við ósýnilega skurð er notuð leysigeislaorka með bylgjulengd sem er hálfgagnsæ fyrir undirlagsefnið á skífunni. Ferlið skiptist í tvö meginskref, annað er leysigeislaferli og hitt er vélrænt aðskilnaðarferli.
▲Leysigeislinn býr til gat undir yfirborði skífunnar og fram- og bakhliðin hefur ekki áhrif | Myndheimildanet
Í fyrsta skrefinu, þegar leysigeislinn skannar skífuna, beinist leysigeislinn að ákveðnum punkti inni í skífunni og myndar sprungupunkt að innan. Orkan frá geislanum veldur því að röð sprungna myndast að innan, sem hafa ekki enn náð í gegnum alla þykkt skífunnar að efri og neðri yfirborði.
▲Samanburður á 100 μm þykkum kísilplötum sem skornar eru með blaðsskurði og ósýnilegri leysiskurðaraðferð | Myndheimildanet
Í öðru skrefi er flísarbandið neðst á skífunni þenst út líkamlega, sem veldur togspennu í sprungunum inni í skífunni, sem myndast í leysigeislaferlinu í fyrsta skrefinu. Þessi spenna veldur því að sprungurnar teygja sig lóðrétt að efri og neðri yfirborði skífunnar og aðskilja síðan skífuna í flísar meðfram þessum skurðpunktum. Í ósýnilegri skurði er hálfskurður eða hálfskurður neðst á hliðinni venjulega notaður til að auðvelda aðskilnað skífna í flísar eða flísar.
Helstu kostir ósýnilegrar leysiskurðar umfram leysiskurð:
• Engin kælivökvi þarf
• Engin rusl myndast
• Engin hitasvæði sem gætu skemmt viðkvæmar rafrásir
Plasmaskurður
Plasmaskurður (einnig þekkt sem plasmaetsun eða þurretsun) er háþróuð skífuskurðartækni sem notar reactive ion etching (RIE) eða deep reactive ion etching (DRIE) til að aðskilja einstaka flísar frá hálfleiðaraskífum. Tæknin nær skurði með því að fjarlægja efni efnafræðilega eftir fyrirfram ákveðnum skurðarlínum með plasma.
Við plasmaskurðarferlið er hálfleiðaraskífan sett í lofttæmishólf, stýrð hvarfgjörn gasblanda er sett inn í hólfið og rafsvið er beitt til að mynda plasma sem inniheldur háan styrk af hvarfgjörnum jónum og stakeindum. Þessar hvarfgjörnu tegundir hafa samskipti við skífuefnið og fjarlægja skífuefnið sértækt eftir skurðarlínunni með blöndu af efnahvörfum og eðlisfræðilegri spútrun.
Helsti kosturinn við plasmaskurð er að hún dregur úr vélrænu álagi á skífuna og flísina og dregur úr hugsanlegum skemmdum af völdum líkamlegrar snertingar. Hins vegar er þetta ferli flóknara og tímafrekara en aðrar aðferðir, sérstaklega þegar unnið er með þykkari skífur eða efni með mikla etsþol, þannig að notkun þess í fjöldaframleiðslu er takmörkuð.
▲Myndheimildanet
Í framleiðslu hálfleiðara þarf að velja aðferð við að skera skífur út frá mörgum þáttum, þar á meðal eiginleikum skífuefnis, stærð og lögun flísarinnar, nauðsynlegri nákvæmni og nákvæmni og heildarframleiðslukostnaði og skilvirkni.
Birtingartími: 20. september 2024