ВафлиХэрчих нь цахилгаан хагас дамжуулагч үйлдвэрлэлийн чухал холбоосуудын нэг юм. Энэ алхам нь хагас дамжуулагч хавтангаас бие даасан интеграл хэлхээ эсвэл чипийг нарийн ялгахад зориулагдсан.
Түлхүүр ньвафлизүсэх гэдэг нь нарийн бүтэц, хэлхээг дотор нь суулгасан эсэхийг баталгаажуулахын зэрэгцээ бие даасан чипсийг салгаж чаддаг байх явдал юм.вафлигэмтээгүй. Зүсэх үйл явцын амжилт эсвэл бүтэлгүйтэл нь зөвхөн чипийн ялгах чанар болон гарцад нөлөөлөхөөс гадна үйлдвэрлэлийн бүх үйл явцын үр ашигтай шууд холбоотой.
▲Вафер зүсэх гурван түгээмэл төрөл | Эх сурвалж: KLA CHINA
Одоогийн байдлаар нийтлэгвафлиогтлох үйл явцыг дараахь байдлаар хуваана.
Ир зүсэх: бага өртөгтэй, ихэвчлэн илүү зузаан болгоход ашигладагвафли
Лазер зүсэлт: өндөр өртөгтэй, ихэвчлэн 30μм-ээс их зузаантай вафлинд ашигладаг
Плазмын зүсэлт: өндөр өртөгтэй, илүү их хязгаарлалттай, ихэвчлэн 30μм-ээс бага зузаантай вафлинд ашиглагддаг
Механик иртэй огтлолт
Ир зүсэх гэдэг нь өндөр хурдтай эргэлддэг нунтаглах диск (ир)-ээр сийлбэр шугамын дагуу зүсэх үйл явц юм. Ир нь ихэвчлэн зүлгүүрийн эсвэл хэт нимгэн алмазан материалаар хийгдсэн бөгөөд цахиурын вафли дээр зүсэх эсвэл ховил хийхэд тохиромжтой. Гэсэн хэдий ч механик зүсэх аргын хувьд ир зүсэх нь физик материалыг зайлуулахад суурилдаг бөгөөд энэ нь чипний ирмэгийг хагарах эсвэл хагарахад хүргэж, улмаар бүтээгдэхүүний чанарт нөлөөлж, гарцыг бууруулдаг.
Механик хөрөөдөх процессоор гаргаж авсан эцсийн бүтээгдэхүүний чанарт зүсэх хурд, ирний зузаан, ирний диаметр, ирний эргэлтийн хурд зэрэг олон параметр нөлөөлдөг.
Бүрэн зүсэлт нь ир зүсэх хамгийн энгийн арга бөгөөд тогтмол материал (жишээлбэл, зүсэх тууз) хүртэл зүсэх замаар ажлын хэсгийг бүрэн зүсдэг.
▲ Механик ирийг бүрэн зүсэлтээр огтлох | Зургийн эх сурвалжийн сүлжээ
Хагас зүсэлт гэдэг нь ажлын хэсгийн голд хүртэл зүсэж ховил үүсгэдэг боловсруулалтын арга юм. Ховиллох үйл явцыг тасралтгүй гүйцэтгэснээр сам болон зүү хэлбэртэй үзүүрүүдийг гаргаж авах боломжтой.
▲ Механик ирийг хагас зүсэлттэй огтлох | Зургийн эх сурвалжийн сүлжээ
Давхар зүсэлт гэдэг нь хоёр үйлдвэрлэлийн шугам дээр нэгэн зэрэг бүрэн эсвэл хагас зүсэлт хийхийн тулд хоёр голтой давхар зүсэлт хөрөө ашигладаг боловсруулалтын арга юм. Давхар зүсэлт хөрөө нь хоёр гол тэнхлэгтэй. Энэ процессоор өндөр бүтээмжийг бий болгож чадна.
▲ Механик иртэй зүсэлт - давхар зүсэлт | Зургийн эх сурвалжийн сүлжээ
Шаталсан зүсэлт нь хоёр голтой давхар зүсэгч хөрөө ашиглан хоёр үе шаттайгаар бүтэн болон хагас зүсэлт хийдэг. Өндөр чанартай боловсруулалт хийхийн тулд вафлийн гадаргуу дээрх утсан давхаргыг зүсэхэд оновчтой ир болон үлдсэн цахиурын дан талстыг зүсэхэд оновчтой ирийг ашигладаг.
▲ Механик ир зүсэлт – шаталсан зүсэлт | Зургийн эх сурвалжийн сүлжээ
Налуу зүсэлт гэдэг нь хагас зүсэгдсэн ирмэг дээр V хэлбэрийн ирмэг бүхий ир ашиглан үе шаттай зүсэлтийн явцад вафлийг хоёр үе шаттайгаар зүсдэг боловсруулалтын арга юм. Зүсэлтийн явцад налуу зүсэлтийн процессыг гүйцэтгэдэг. Тиймээс хэвний өндөр бат бэх, өндөр чанартай боловсруулалт хийх боломжтой.
▲ Механик ир зүсэлт – налуу зүсэлт | Зургийн эх сурвалжийн сүлжээ
Лазер зүсэлт
Лазер зүсэлт нь хагас дамжуулагч вафлинаас бие даасан чипсийг салгахад фокуслагдсан лазер туяаг ашигладаг контактгүй вафли зүсэлтийн технологи юм. Өндөр энергийн лазер туяа нь вафлины гадаргуу дээр фокуслагдаж, урьдчилан тодорхойлсон зүсэлтийн шугамын дагуу материалыг абляци эсвэл дулааны задралын процессоор ууршуулдаг эсвэл зайлуулдаг.
▲ Лазер зүсэлтийн диаграмм | Зургийн эх сурвалж: KLA CHINA
Одоогоор өргөн хэрэглэгддэг лазерын төрлүүдэд хэт ягаан туяаны лазер, хэт улаан туяаны лазер, фемтосекундын лазер орно. Тэдгээрийн дотор хэт ягаан туяаны лазерыг фотоны өндөр энергитэй тул хүйтэн абляци хийхэд ихэвчлэн ашигладаг бөгөөд дулаанд өртөх бүс нь маш жижиг тул вафли болон түүнийг хүрээлсэн чипсийн дулааны гэмтлийн эрсдлийг үр дүнтэй бууруулдаг. Хэт улаан туяаны лазерууд нь илүү зузаан вафлид илүү тохиромжтой, учир нь тэдгээр нь материалд гүн нэвтэрч чаддаг. Фемтосекундын лазерууд нь хэт богино гэрлийн импульсээр дамжуулан бараг үл мэдэгдэх дулаан дамжуулалттайгаар өндөр нарийвчлалтай, үр ашигтай материалыг зайлуулдаг.
Лазер зүсэлт нь уламжлалт ир зүсэлтээс мэдэгдэхүйц давуу талтай. Нэгдүгээрт, контактгүй процессын хувьд лазер зүсэлт нь вафли дээр физик даралт шаарддаггүй бөгөөд энэ нь механик зүсэлтэд түгээмэл тохиолддог хуваагдал, хагарлын асуудлыг бууруулдаг. Энэ онцлог нь лазер зүсэлтийг эмзэг эсвэл хэт нимгэн вафли, ялангуяа нарийн бүтэцтэй эсвэл нарийн шинж чанартай вафли боловсруулахад онцгой тохиромжтой болгодог.
▲ Лазер зүсэлтийн диаграмм | Зургийн эх сурвалжийн сүлжээ
Үүнээс гадна, лазер зүсэлтийн өндөр нарийвчлал, нарийвчлал нь лазер туяаг маш жижиг цэгийн хэмжээнд төвлөрүүлэх, нарийн төвөгтэй зүсэлтийн хэв маягийг дэмжих, чипүүдийн хоорондох хамгийн бага зайг тусгаарлах боломжийг олгодог. Энэ онцлог нь агшиж буй хэмжээстэй дэвшилтэт хагас дамжуулагч төхөөрөмжүүдэд онцгой чухал юм.
Гэсэн хэдий ч лазер зүсэлт нь зарим хязгаарлалттай байдаг. Ир зүсэлттэй харьцуулахад энэ нь удаан бөгөөд илүү үнэтэй байдаг, ялангуяа томоохон хэмжээний үйлдвэрлэлд. Үүнээс гадна, материалыг үр дүнтэй зайлуулах, дулааны нөлөөлөлд өртөх бүсийг хамгийн бага байлгахын тулд зөв лазерын төрлийг сонгох, параметрүүдийг оновчтой болгох нь тодорхой материал, зузааны хувьд бэрхшээлтэй байж болно.
Лазер абляци хийх
Лазер абляцийн зүсэлтийн үед лазер туяаг вафлийн гадаргуу дээрх тодорхой байршилд нарийн төвлөрүүлж, лазерын энергийг урьдчилан тодорхойлсон зүсэлтийн хэв маягийн дагуу чиглүүлж, вафлийг аажмаар ёроол руу нь зүснэ. Зүсэлтийн шаардлагаас хамааран энэ үйлдлийг импульсийн лазер эсвэл тасралтгүй долгионы лазер ашиглан гүйцэтгэдэг. Лазерын хэт их орон нутгийн халалтаас болж вафийг гэмтээхээс урьдчилан сэргийлэхийн тулд хөргөлтийн усыг ашиглан вафлийг хөргөж, дулааны гэмтлээс хамгаалдаг. Үүний зэрэгцээ хөргөлтийн ус нь зүсэлтийн явцад үүссэн хэсгүүдийг үр дүнтэй арилгаж, бохирдлоос урьдчилан сэргийлж, зүсэлтийн чанарыг баталгаажуулдаг.
Лазер үл үзэгдэх зүсэлт
Лазерыг мөн вафлийн гол бие рүү дулаан дамжуулахад төвлөрүүлж болох бөгөөд үүнийг "үл үзэгдэх лазер зүсэлт" гэж нэрлэдэг. Энэ аргын хувьд лазераас ялгарах дулаан нь сийлбэрийн эгнээнд зай үүсгэдэг. Эдгээр суларсан хэсгүүд нь вафлийг сунгах үед хагарснаар ижил төстэй нэвтрэлтийн үр нөлөөг бий болгодог.
▲Лазер үл үзэгдэх зүсэлтийн үндсэн үйл явц
Үл үзэгдэх зүсэх процесс нь лазерыг гадаргуу дээр шингээдэг лазер абляци биш харин дотоод шингээлтийн лазер процесс юм. Үл үзэгдэх зүсэлт хийхдээ вафлийн суурь материалд хагас тунгалаг долгионы урттай лазер цацрагийн энергийг ашигладаг. Энэ процесс нь хоёр үндсэн үе шатанд хуваагддаг бөгөөд нэг нь лазер дээр суурилсан процесс, нөгөө нь механик ялгах процесс юм.
▲Лазер туяа нь вафлийн гадаргуугийн доор цооролт үүсгэдэг бөгөөд урд болон хойд талууд нь нөлөөлдөггүй | Зургийн эх сурвалжийн сүлжээ
Эхний алхамд лазер туяа нь хавтанг сканнердах үед лазер туяа нь хавтангийн доторх тодорхой цэг дээр төвлөрч, дотор нь хагарал үүсгэдэг. Цацрагийн энерги нь дотор талд цуврал хагарал үүсэхэд хүргэдэг бөгөөд энэ нь хавтангийн бүх зузаанаар дээд ба доод гадаргуу хүртэл тархаагүй байна.
▲Илгэн аргаар зүссэн 100μм зузаантай цахиурын хавтангууд болон лазерын үл үзэгдэх зүсэлтийн аргаар харьцуулсан байдал | Зургийн эх сурвалжийн сүлжээ
Хоёр дахь алхамд, вафлийн ёроолд байрлах чипс туузыг физик байдлаар тэлж, энэ нь вафлийн доторх ан цавуудад суналтын стресс үүсгэдэг бөгөөд энэ нь эхний алхамд лазерын процесст үүсдэг. Энэхүү стресс нь ан цавыг вафлийн дээд ба доод гадаргуу руу босоо чиглэлд сунах, дараа нь эдгээр зүсэлтийн цэгүүдийн дагуу вафлийг чипс болгон хуваахад хүргэдэг. Үл үзэгдэх зүсэлтэд вафлийг чипс эсвэл чипс болгон салгахад дөхөм болгохын тулд хагас зүсэлт эсвэл доод талын хагас зүсэлтийг ихэвчлэн ашигладаг.
Үл үзэгдэх лазер зүсэлт нь лазер абляцитай харьцуулахад гол давуу талууд:
• Хөргөгч шаардлагагүй
• Хог хаягдал үүсэхгүй
• Мэдрэмтгий хэлхээг гэмтээж болзошгүй халуунд өртсөн бүс байхгүй
Плазмын зүсэлт
Плазмын зүсэлт (мөн плазмын сийлбэр эсвэл хуурай сийлбэр гэж нэрлэдэг) нь хагас дамжуулагч сийлбэрээс бие даасан чипсийг салгахын тулд реактив ионы сийлбэр (RIE) эсвэл гүн реактив ионы сийлбэр (DRIE) ашигладаг дэвшилтэт сийлбэрийн зүсэлтийн технологи юм. Энэхүү технологи нь плазм ашиглан урьдчилан тодорхойлсон зүсэлтийн шугамын дагуу материалыг химийн аргаар зайлуулж зүсэлтийг хийдэг.
Плазмын зүсэлтийн процессын үед хагас дамжуулагч ваферийг вакуум камерт байрлуулж, хяналттай реактив хийн хольцыг камерт оруулж, цахилгаан орон ашиглан реактив ион ба радикалуудын өндөр концентрацитай плазм үүсгэдэг. Эдгээр реактив зүйлүүд нь ваферийн материалтай харилцан үйлчилж, химийн урвал болон физик цацалтын хослолоор дамжуулан ваферийн материалыг скрипт шугамын дагуу сонгон зайлуулдаг.
Плазмын зүсэлтийн гол давуу тал нь вафли болон чип дээрх механик стрессийг бууруулж, физик хүрэлцлээс үүдэлтэй болзошгүй хохирлыг бууруулдаг явдал юм. Гэсэн хэдий ч энэ үйл явц нь бусад аргуудаас илүү төвөгтэй бөгөөд цаг хугацаа их шаарддаг, ялангуяа зузаан вафли эсвэл өндөр сийлбэрийн эсэргүүцэлтэй материалтай харьцах үед илүү төвөгтэй байдаг тул массын үйлдвэрлэлд хэрэглэх нь хязгаарлагдмал байдаг.
▲Зургийн эх үүсвэрийн сүлжээ
Хагас дамжуулагч үйлдвэрлэлд вафли огтлох аргыг вафлины материалын шинж чанар, чипийн хэмжээ ба геометр, шаардлагатай нарийвчлал, үйлдвэрлэлийн нийт өртөг ба үр ашиг зэрэг олон хүчин зүйл дээр үндэслэн сонгох шаардлагатай.
Нийтэлсэн цаг: 2024 оны 9-р сарын 20