वेफरपावर सेमीकन्डक्टर उत्पादनमा काट्ने काम एउटा महत्त्वपूर्ण कडी हो। यो चरण अर्धचालक वेफरहरूबाट व्यक्तिगत एकीकृत सर्किट वा चिप्सलाई सही रूपमा अलग गर्न डिजाइन गरिएको हो।
को कुञ्जीवेफरकाट्ने भनेको व्यक्तिगत चिप्सलाई अलग गर्न सक्षम हुनु हो र साथै नाजुक संरचना र सर्किटहरू यसमा सम्मिलित छन् भनी सुनिश्चित गर्नु हो।वेफरक्षतिग्रस्त छैनन्। काट्ने प्रक्रियाको सफलता वा असफलताले चिपको पृथकीकरण गुणस्तर र उपजलाई मात्र असर गर्दैन, तर सम्पूर्ण उत्पादन प्रक्रियाको दक्षतासँग पनि प्रत्यक्ष रूपमा सम्बन्धित छ।
▲वेफर काट्ने तीन सामान्य प्रकारहरू | स्रोत: KLA CHINA
हाल, सामान्यवेफरकाट्ने प्रक्रियाहरू निम्नमा विभाजित छन्:
ब्लेड काट्ने: कम लागत, सामान्यतया बाक्लोको लागि प्रयोग गरिन्छवेफरहरू
लेजर काट्ने: उच्च लागत, सामान्यतया ३०μm भन्दा बढी मोटाई भएका वेफरहरूको लागि प्रयोग गरिन्छ।
प्लाज्मा काट्ने: उच्च लागत, थप प्रतिबन्धहरू, सामान्यतया ३०μm भन्दा कम मोटाई भएका वेफरहरूको लागि प्रयोग गरिन्छ।
मेकानिकल ब्लेड काट्ने सेवा
ब्लेड काट्नु भनेको उच्च-गतिको घुम्ने ग्राइन्डिङ डिस्क (ब्लेड) द्वारा स्क्राइब लाइनको साथ काट्ने प्रक्रिया हो। ब्लेड सामान्यतया घर्षण वा अति-पातलो हीरा सामग्रीबाट बनेको हुन्छ, जुन सिलिकन वेफरहरूमा काट्न वा ग्रुभ गर्न उपयुक्त हुन्छ। यद्यपि, मेकानिकल काट्ने विधिको रूपमा, ब्लेड काट्ने काम भौतिक सामग्री हटाउनमा निर्भर गर्दछ, जसले चिपको किनारा सजिलै चिप्लन वा क्र्याक हुन सक्छ, जसले गर्दा उत्पादनको गुणस्तरमा असर पर्छ र उत्पादन घट्छ।
मेकानिकल काट्ने प्रक्रियाबाट उत्पादित अन्तिम उत्पादनको गुणस्तर काट्ने गति, ब्लेडको मोटाई, ब्लेडको व्यास, र ब्लेड घुमाउने गति सहित धेरै प्यारामिटरहरूद्वारा प्रभावित हुन्छ।
फुल कट भनेको ब्लेड काट्ने सबैभन्दा आधारभूत विधि हो, जसले वर्कपीसलाई निश्चित सामग्री (जस्तै स्लाइसिङ टेप) मा काटेर पूर्ण रूपमा काट्छ।
▲ मेकानिकल ब्लेड काट्ने-पूर्ण कट | छवि स्रोत नेटवर्क
हाफ कट भनेको वर्कपीसको बीचमा काटेर खाँचो उत्पादन गर्ने प्रशोधन विधि हो। निरन्तर ग्रुभिङ प्रक्रिया गरेर, कंघी र सुई आकारको बिन्दुहरू उत्पादन गर्न सकिन्छ।
▲ मेकानिकल ब्लेड काट्ने-आधा कट | छवि स्रोत नेटवर्क
डबल कट भनेको एक प्रशोधन विधि हो जसले दुई उत्पादन लाइनहरूमा एकै समयमा पूर्ण वा आधा कटौती गर्न दुई स्पिन्डलहरू भएको डबल स्लाइसिङ आरा प्रयोग गर्दछ। डबल स्लाइसिङ आरामा दुई स्पिन्डल अक्षहरू हुन्छन्। यस प्रक्रिया मार्फत उच्च थ्रुपुट प्राप्त गर्न सकिन्छ।
▲ मेकानिकल ब्लेड काट्ने-डबल कट | छवि स्रोत नेटवर्क
स्टेप कटले दुई चरणहरूमा पूर्ण र आधा कट गर्न दुई स्पिन्डलहरू भएको डबल स्लाइसिङ आरा प्रयोग गर्दछ। उच्च-गुणस्तरको प्रशोधन प्राप्त गर्न वेफरको सतहमा तार तह काट्न अनुकूलित ब्लेडहरू र बाँकी सिलिकन सिंगल क्रिस्टलको लागि अनुकूलित ब्लेडहरू प्रयोग गर्नुहोस्।
▲ मेकानिकल ब्लेड काट्ने - स्टेप काट्ने | छवि स्रोत नेटवर्क
बेभल काट्ने प्रक्रिया भनेको स्टेप काट्ने प्रक्रियाको क्रममा दुई चरणमा वेफर काट्नको लागि आधा-काटिएको किनारामा V-आकारको किनारा भएको ब्लेड प्रयोग गर्ने प्रशोधन विधि हो। काट्ने प्रक्रियाको क्रममा च्याम्फरिङ प्रक्रिया गरिन्छ। त्यसैले, उच्च मोल्ड बल र उच्च-गुणस्तरको प्रशोधन प्राप्त गर्न सकिन्छ।
▲ मेकानिकल ब्लेड काट्ने - बेभल काट्ने | छवि स्रोत नेटवर्क
लेजर काट्ने
लेजर काट्ने प्रविधि भनेको सम्पर्करहित वेफर काट्ने प्रविधि हो जसले सेमीकन्डक्टर वेफरहरूबाट व्यक्तिगत चिपहरू अलग गर्न केन्द्रित लेजर बीम प्रयोग गर्दछ। उच्च-ऊर्जा लेजर बीम वेफरको सतहमा केन्द्रित हुन्छ र एब्लेशन वा थर्मल अपघटन प्रक्रियाहरू मार्फत पूर्वनिर्धारित काट्ने रेखासँगै सामग्रीलाई वाष्पीकरण गर्दछ वा हटाउँछ।
▲ लेजर काट्ने रेखाचित्र | छवि स्रोत: KLA CHINA
हाल व्यापक रूपमा प्रयोग हुने लेजरका प्रकारहरूमा अल्ट्राभायोलेट लेजरहरू, इन्फ्रारेड लेजरहरू, र फेम्टोसेकेन्ड लेजरहरू समावेश छन्। तिनीहरूमध्ये, अल्ट्राभायोलेट लेजरहरू प्रायः तिनीहरूको उच्च फोटोन ऊर्जाको कारणले सटीक चिसो पृथकीकरणको लागि प्रयोग गरिन्छ, र ताप-प्रभावित क्षेत्र अत्यन्तै सानो हुन्छ, जसले वेफर र यसको वरपरका चिप्समा थर्मल क्षतिको जोखिमलाई प्रभावकारी रूपमा कम गर्न सक्छ। इन्फ्रारेड लेजरहरू बाक्लो वेफरहरूको लागि राम्रो उपयुक्त छन् किनभने तिनीहरू सामग्रीमा गहिरो रूपमा प्रवेश गर्न सक्छन्। फेम्टोसेकेन्ड लेजरहरूले अल्ट्राशर्ट प्रकाश पल्सहरू मार्फत लगभग नगण्य ताप स्थानान्तरणको साथ उच्च-परिशुद्धता र कुशल सामग्री हटाउने प्राप्त गर्छन्।
परम्परागत ब्लेड काट्ने भन्दा लेजर काट्नेमा महत्वपूर्ण फाइदाहरू छन्। पहिलो, सम्पर्क नभएको प्रक्रियाको रूपमा, लेजर काट्नेलाई वेफरमा भौतिक दबाबको आवश्यकता पर्दैन, जसले गर्दा मेकानिकल काट्ने क्रममा हुने खण्डीकरण र क्र्याकिंग समस्याहरू कम हुन्छन्। यो सुविधाले लेजर काट्नेलाई विशेष गरी कमजोर वा अति-पातलो वेफरहरू प्रशोधन गर्नका लागि उपयुक्त बनाउँछ, विशेष गरी जटिल संरचना वा राम्रो सुविधाहरू भएकाहरू।
▲ लेजर काट्ने रेखाचित्र | छवि स्रोत नेटवर्क
थप रूपमा, लेजर काट्ने उच्च परिशुद्धता र शुद्धताले यसलाई लेजर बीमलाई अत्यन्तै सानो स्पट साइजमा फोकस गर्न, जटिल काट्ने ढाँचाहरूलाई समर्थन गर्न, र चिपहरू बीचको न्यूनतम स्पेसिङको पृथकीकरण प्राप्त गर्न सक्षम बनाउँछ। यो सुविधा विशेष गरी संकुचित आकार भएका उन्नत अर्धचालक उपकरणहरूको लागि महत्त्वपूर्ण छ।
यद्यपि, लेजर काट्ने काममा पनि केही सीमितताहरू छन्। ब्लेड काट्ने कामको तुलनामा, यो ढिलो र महँगो छ, विशेष गरी ठूलो मात्रामा उत्पादनमा। यसको अतिरिक्त, कुशल सामग्री हटाउने र न्यूनतम ताप-प्रभावित क्षेत्र सुनिश्चित गर्न सही लेजर प्रकार छनौट गर्ने र प्यारामिटरहरू अनुकूलन गर्ने काम निश्चित सामग्री र मोटाईहरूको लागि चुनौतीपूर्ण हुन सक्छ।
लेजर एब्लेसन काट्ने सेवा
लेजर एब्लेशन काट्ने क्रममा, लेजर बीम वेफरको सतहमा निर्दिष्ट स्थानमा ठीकसँग केन्द्रित हुन्छ, र लेजर ऊर्जा पूर्वनिर्धारित काट्ने ढाँचा अनुसार निर्देशित हुन्छ, बिस्तारै वेफरबाट तलसम्म काटिन्छ। काट्ने आवश्यकताहरूमा निर्भर गर्दै, यो कार्य स्पंदित लेजर वा निरन्तर तरंग लेजर प्रयोग गरेर गरिन्छ। लेजरको अत्यधिक स्थानीय तताउने कारणले वेफरलाई हुने क्षतिलाई रोक्नको लागि, चिसो पानीलाई चिसो पार्न र वेफरलाई थर्मल क्षतिबाट जोगाउन प्रयोग गरिन्छ। साथै, चिसो पानीले काट्ने प्रक्रियाको क्रममा उत्पन्न हुने कणहरूलाई प्रभावकारी रूपमा हटाउन, प्रदूषण रोक्न र काट्ने गुणस्तर सुनिश्चित गर्न पनि सक्छ।
लेजर अदृश्य काटन
लेजरलाई वेफरको मुख्य भागमा ताप स्थानान्तरण गर्न पनि केन्द्रित गर्न सकिन्छ, यो विधिलाई "अदृश्य लेजर काट्ने" भनिन्छ। यस विधिको लागि, लेजरबाट आउने तापले स्क्राइब लेनहरूमा खाडलहरू सिर्जना गर्दछ। यी कमजोर क्षेत्रहरूले वेफर तन्काउँदा भाँचिएर समान प्रवेश प्रभाव प्राप्त गर्छन्।
▲लेजर अदृश्य काटनेको मुख्य प्रक्रिया
अदृश्य काट्ने प्रक्रिया लेजर एब्लेसनको सट्टा आन्तरिक अवशोषण लेजर प्रक्रिया हो जहाँ लेजर सतहमा अवशोषित हुन्छ। अदृश्य काट्ने प्रक्रियामा, वेफर सब्सट्रेट सामग्रीको अर्ध-पारदर्शी तरंगदैर्ध्य भएको लेजर बीम ऊर्जा प्रयोग गरिन्छ। प्रक्रियालाई दुई मुख्य चरणहरूमा विभाजन गरिएको छ, एउटा लेजर-आधारित प्रक्रिया हो, र अर्को मेकानिकल पृथकीकरण प्रक्रिया हो।
▲लेजर किरणले वेफर सतह मुनि प्वाल सिर्जना गर्दछ, र अगाडि र पछाडिको भाग प्रभावित हुँदैन | छवि स्रोत नेटवर्क
पहिलो चरणमा, लेजर बीमले वेफर स्क्यान गर्दा, लेजर बीमले वेफर भित्रको एक विशेष बिन्दुमा ध्यान केन्द्रित गर्दछ, भित्र क्र्याकिंग बिन्दु बनाउँछ। बीम ऊर्जाले भित्र दरारहरूको श्रृंखला बनाउँछ, जुन वेफरको सम्पूर्ण मोटाईबाट माथि र तल्लो सतहहरूमा अझै फैलिएको छैन।
▲ब्लेड विधि र लेजर अदृश्य काट्ने विधिद्वारा काटिएका १००μm बाक्लो सिलिकन वेफरहरूको तुलना | छवि स्रोत नेटवर्क
दोस्रो चरणमा, वेफरको तल्लो भागमा रहेको चिप टेपलाई भौतिक रूपमा विस्तार गरिन्छ, जसले वेफर भित्रका दरारहरूमा तन्य तनाव निम्त्याउँछ, जुन पहिलो चरणमा लेजर प्रक्रियामा प्रेरित हुन्छ। यो तनावले दरारहरूलाई वेफरको माथिल्लो र तल्लो सतहहरूमा ठाडो रूपमा फैलाउँछ, र त्यसपछि यी काट्ने बिन्दुहरूमा वेफरलाई चिप्समा अलग गर्छ। अदृश्य काटनमा, आधा-काट्ने वा तल्लो-साइड आधा-काट्ने सामान्यतया वेफरहरूलाई चिप्स वा चिप्समा अलग गर्न सहज बनाउन प्रयोग गरिन्छ।
लेजर एब्लेसनमाथि अदृश्य लेजर काट्ने प्रक्रियाका प्रमुख फाइदाहरू:
• कुनै शीतलक आवश्यक छैन
• कुनै फोहोर उत्पन्न हुँदैन
• संवेदनशील सर्किटहरूलाई क्षति पुर्याउन सक्ने कुनै ताप-प्रभावित क्षेत्रहरू छैनन्
प्लाज्मा काट्ने
प्लाज्मा कटिङ (जसलाई प्लाज्मा एचिङ वा ड्राई एचिङ पनि भनिन्छ) एक उन्नत वेफर कटिङ प्रविधि हो जसले सेमीकन्डक्टर वेफरहरूबाट व्यक्तिगत चिपहरू अलग गर्न प्रतिक्रियाशील आयन एचिङ (RIE) वा गहिरो प्रतिक्रियाशील आयन एचिङ (DRIE) प्रयोग गर्दछ। यो प्रविधिले प्लाज्मा प्रयोग गरेर पूर्वनिर्धारित काट्ने रेखाहरूमा सामग्रीलाई रासायनिक रूपमा हटाएर काट्ने काम गर्दछ।
प्लाज्मा काट्ने प्रक्रियाको क्रममा, अर्धचालक वेफरलाई भ्याकुम चेम्बरमा राखिन्छ, चेम्बरमा नियन्त्रित प्रतिक्रियाशील ग्यास मिश्रण प्रस्तुत गरिन्छ, र प्रतिक्रियाशील आयनहरू र रेडिकलहरूको उच्च सांद्रता भएको प्लाज्मा उत्पन्न गर्न विद्युतीय क्षेत्र लागू गरिन्छ। यी प्रतिक्रियाशील प्रजातिहरूले वेफर सामग्रीसँग अन्तरक्रिया गर्छन् र रासायनिक प्रतिक्रिया र भौतिक स्पटरिंगको संयोजन मार्फत स्क्राइब लाइनको साथ वेफर सामग्रीलाई छनौट रूपमा हटाउँछन्।
प्लाज्मा काट्ने प्रक्रियाको मुख्य फाइदा भनेको यसले वेफर र चिपमा मेकानिकल तनाव कम गर्छ र भौतिक सम्पर्कबाट हुने सम्भावित क्षतिलाई कम गर्छ। यद्यपि, यो प्रक्रिया अन्य विधिहरू भन्दा बढी जटिल र समय खपत गर्ने छ, विशेष गरी जब बाक्लो वेफर वा उच्च इचिंग प्रतिरोध भएका सामग्रीहरूसँग व्यवहार गरिन्छ, त्यसैले ठूलो उत्पादनमा यसको प्रयोग सीमित छ।
▲छवि स्रोत नेटवर्क
अर्धचालक निर्माणमा, वेफर काट्ने विधि धेरै कारकहरूको आधारमा चयन गर्न आवश्यक छ, जसमा वेफर सामग्री गुणहरू, चिप आकार र ज्यामिति, आवश्यक परिशुद्धता र शुद्धता, र समग्र उत्पादन लागत र दक्षता समावेश छ।
पोस्ट समय: सेप्टेम्बर-२०-२०२४