వేఫర్విద్యుత్ సెమీకండక్టర్ ఉత్పత్తిలో కటింగ్ ఒక ముఖ్యమైన లింక్. ఈ దశ సెమీకండక్టర్ వేఫర్ల నుండి వ్యక్తిగత ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్లు లేదా చిప్లను ఖచ్చితంగా వేరు చేయడానికి రూపొందించబడింది.
కీపొరకట్టింగ్ అంటే వ్యక్తిగత చిప్లను వేరు చేయగలగడం, అదే సమయంలో సున్నితమైన నిర్మాణాలు మరియు సర్క్యూట్లు పొందుపరచబడి ఉన్నాయని నిర్ధారించుకోవడం.పొరదెబ్బతినవు. కట్టింగ్ ప్రక్రియ యొక్క విజయం లేదా వైఫల్యం చిప్ యొక్క విభజన నాణ్యత మరియు దిగుబడిని ప్రభావితం చేయడమే కాకుండా, మొత్తం ఉత్పత్తి ప్రక్రియ యొక్క సామర్థ్యంతో కూడా నేరుగా సంబంధం కలిగి ఉంటుంది.
▲మూడు సాధారణ రకాల వేఫర్ కటింగ్ | మూలం: KLA CHINA
ప్రస్తుతం, సాధారణంపొరకోత ప్రక్రియలు ఇలా విభజించబడ్డాయి:
బ్లేడ్ కటింగ్: తక్కువ ధర, సాధారణంగా మందంగా ఉండే వాటికి ఉపయోగిస్తారువేఫర్లు
లేజర్ కటింగ్: అధిక ధర, సాధారణంగా 30μm కంటే ఎక్కువ మందం కలిగిన వేఫర్లకు ఉపయోగిస్తారు.
ప్లాస్మా కటింగ్: అధిక ధర, ఎక్కువ పరిమితులు, సాధారణంగా 30μm కంటే తక్కువ మందం కలిగిన వేఫర్లకు ఉపయోగిస్తారు.
మెకానికల్ బ్లేడ్ కటింగ్
బ్లేడ్ కటింగ్ అనేది హై-స్పీడ్ రొటేటింగ్ గ్రైండింగ్ డిస్క్ (బ్లేడ్) ద్వారా స్క్రైబ్ లైన్ వెంట కత్తిరించే ప్రక్రియ. బ్లేడ్ సాధారణంగా రాపిడి లేదా అల్ట్రా-సన్నని వజ్ర పదార్థంతో తయారు చేయబడుతుంది, ఇది సిలికాన్ వేఫర్లపై ముక్కలు చేయడానికి లేదా గ్రూవింగ్ చేయడానికి అనుకూలంగా ఉంటుంది. అయితే, యాంత్రిక కటింగ్ పద్ధతిగా, బ్లేడ్ కటింగ్ భౌతిక పదార్థ తొలగింపుపై ఆధారపడి ఉంటుంది, ఇది చిప్ అంచు యొక్క చిప్పింగ్ లేదా పగుళ్లకు దారితీస్తుంది, తద్వారా ఉత్పత్తి నాణ్యతను ప్రభావితం చేస్తుంది మరియు దిగుబడిని తగ్గిస్తుంది.
యాంత్రిక కత్తిరింపు ప్రక్రియ ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడిన తుది ఉత్పత్తి యొక్క నాణ్యత కట్టింగ్ వేగం, బ్లేడ్ మందం, బ్లేడ్ వ్యాసం మరియు బ్లేడ్ భ్రమణ వేగం వంటి బహుళ పారామితుల ద్వారా ప్రభావితమవుతుంది.
పూర్తి కట్ అనేది అత్యంత ప్రాథమిక బ్లేడ్ కటింగ్ పద్ధతి, ఇది వర్క్పీస్ను స్థిర పదార్థానికి (స్లైసింగ్ టేప్ వంటివి) కత్తిరించడం ద్వారా పూర్తిగా కత్తిరిస్తుంది.
▲ మెకానికల్ బ్లేడ్ కటింగ్-పూర్తి కట్ | ఇమేజ్ సోర్స్ నెట్వర్క్
హాఫ్ కట్ అనేది వర్క్పీస్ మధ్యలో కత్తిరించడం ద్వారా గాడిని ఉత్పత్తి చేసే ప్రాసెసింగ్ పద్ధతి. గ్రూవింగ్ ప్రక్రియను నిరంతరం నిర్వహించడం ద్వారా, దువ్వెన మరియు సూది ఆకారపు బిందువులను ఉత్పత్తి చేయవచ్చు.
▲ మెకానికల్ బ్లేడ్ కటింగ్-హాఫ్ కట్ | ఇమేజ్ సోర్స్ నెట్వర్క్
డబుల్ కట్ అనేది ఒక ప్రాసెసింగ్ పద్ధతి, ఇది రెండు స్పిండిల్స్తో కూడిన డబుల్ స్లైసింగ్ రంపాన్ని ఉపయోగించి రెండు ఉత్పత్తి లైన్లపై ఒకేసారి పూర్తి లేదా సగం కట్లను చేస్తుంది. డబుల్ స్లైసింగ్ రంపంలో రెండు స్పిండిల్ అక్షాలు ఉంటాయి. ఈ ప్రక్రియ ద్వారా అధిక నిర్గమాంశను సాధించవచ్చు.
▲ మెకానికల్ బ్లేడ్ కటింగ్-డబుల్ కట్ | ఇమేజ్ సోర్స్ నెట్వర్క్
స్టెప్ కట్ రెండు దశల్లో పూర్తి మరియు సగం కట్లను నిర్వహించడానికి రెండు స్పిండిల్స్తో డబుల్ స్లైసింగ్ రంపాన్ని ఉపయోగిస్తుంది. అధిక-నాణ్యత ప్రాసెసింగ్ సాధించడానికి వేఫర్ ఉపరితలంపై వైరింగ్ పొరను కత్తిరించడానికి ఆప్టిమైజ్ చేయబడిన బ్లేడ్లను మరియు మిగిలిన సిలికాన్ సింగిల్ క్రిస్టల్ కోసం ఆప్టిమైజ్ చేయబడిన బ్లేడ్లను ఉపయోగించండి.
▲ మెకానికల్ బ్లేడ్ కటింగ్ - స్టెప్ కటింగ్ | ఇమేజ్ సోర్స్ నెట్వర్క్
బెవెల్ కటింగ్ అనేది స్టెప్ కటింగ్ ప్రక్రియలో వేఫర్ను రెండు దశల్లో కత్తిరించడానికి సగం-కట్ అంచుపై V-ఆకారపు అంచుతో బ్లేడ్ను ఉపయోగించే ప్రాసెసింగ్ పద్ధతి. కటింగ్ ప్రక్రియలో చాంఫరింగ్ ప్రక్రియను నిర్వహిస్తారు. అందువల్ల, అధిక అచ్చు బలం మరియు అధిక-నాణ్యత ప్రాసెసింగ్ సాధించవచ్చు.
▲ మెకానికల్ బ్లేడ్ కటింగ్ - బెవెల్ కటింగ్ | ఇమేజ్ సోర్స్ నెట్వర్క్
లేజర్ కటింగ్
లేజర్ కటింగ్ అనేది నాన్-కాంటాక్ట్ వేఫర్ కటింగ్ టెక్నాలజీ, ఇది సెమీకండక్టర్ వేఫర్ల నుండి వ్యక్తిగత చిప్లను వేరు చేయడానికి ఫోకస్డ్ లేజర్ బీమ్ను ఉపయోగిస్తుంది. అధిక-శక్తి లేజర్ పుంజం వేఫర్ ఉపరితలంపై కేంద్రీకృతమై ఉంటుంది మరియు అబ్లేషన్ లేదా థర్మల్ డికంపోజిషన్ ప్రక్రియల ద్వారా ముందుగా నిర్ణయించిన కట్టింగ్ లైన్ వెంట పదార్థాన్ని ఆవిరి చేస్తుంది లేదా తొలగిస్తుంది.
▲ లేజర్ కటింగ్ రేఖాచిత్రం | చిత్ర మూలం: KLA చైనా
ప్రస్తుతం విస్తృతంగా ఉపయోగించే లేజర్లలో అతినీలలోహిత లేజర్లు, ఇన్ఫ్రారెడ్ లేజర్లు మరియు ఫెమ్టోసెకండ్ లేజర్లు ఉన్నాయి. వాటిలో, అతినీలలోహిత లేజర్లను తరచుగా వాటి అధిక ఫోటాన్ శక్తి కారణంగా ఖచ్చితమైన కోల్డ్ అబ్లేషన్ కోసం ఉపయోగిస్తారు మరియు వేడి-ప్రభావిత జోన్ చాలా చిన్నది, ఇది వేఫర్ మరియు దాని చుట్టుపక్కల చిప్లకు ఉష్ణ నష్టం ప్రమాదాన్ని సమర్థవంతంగా తగ్గిస్తుంది. ఇన్ఫ్రారెడ్ లేజర్లు మందమైన వేఫర్లకు బాగా సరిపోతాయి ఎందుకంటే అవి పదార్థంలోకి లోతుగా చొచ్చుకుపోతాయి. ఫెమ్టోసెకండ్ లేజర్లు అల్ట్రాషార్ట్ లైట్ పల్స్ల ద్వారా దాదాపు అతితక్కువ ఉష్ణ బదిలీతో అధిక-ఖచ్చితత్వం మరియు సమర్థవంతమైన పదార్థ తొలగింపును సాధిస్తాయి.
సాంప్రదాయ బ్లేడ్ కటింగ్ కంటే లేజర్ కటింగ్ గణనీయమైన ప్రయోజనాలను కలిగి ఉంది. మొదట, నాన్-కాంటాక్ట్ ప్రక్రియగా, లేజర్ కటింగ్కు వేఫర్పై భౌతిక ఒత్తిడి అవసరం లేదు, ఇది యాంత్రిక కటింగ్లో సాధారణంగా వచ్చే ఫ్రాగ్మెంటేషన్ మరియు పగుళ్ల సమస్యలను తగ్గిస్తుంది. ఈ లక్షణం లేజర్ కటింగ్ను ముఖ్యంగా పెళుసుగా లేదా అతి-సన్నని వేఫర్లను ప్రాసెస్ చేయడానికి అనుకూలంగా చేస్తుంది, ముఖ్యంగా సంక్లిష్ట నిర్మాణాలు లేదా చక్కటి లక్షణాలను కలిగి ఉంటుంది.
▲ లేజర్ కటింగ్ రేఖాచిత్రం | ఇమేజ్ సోర్స్ నెట్వర్క్
అదనంగా, లేజర్ కటింగ్ యొక్క అధిక ఖచ్చితత్వం మరియు ఖచ్చితత్వం లేజర్ పుంజాన్ని చాలా చిన్న స్పాట్ సైజుకు కేంద్రీకరించడానికి, సంక్లిష్టమైన కట్టింగ్ నమూనాలకు మద్దతు ఇవ్వడానికి మరియు చిప్ల మధ్య కనీస అంతరాన్ని వేరు చేయడానికి వీలు కల్పిస్తుంది. ఈ లక్షణం కుంచించుకుపోతున్న పరిమాణాలతో అధునాతన సెమీకండక్టర్ పరికరాలకు చాలా ముఖ్యమైనది.
అయితే, లేజర్ కటింగ్ కూడా కొన్ని పరిమితులను కలిగి ఉంది. బ్లేడ్ కటింగ్తో పోలిస్తే, ఇది నెమ్మదిగా మరియు ఖరీదైనది, ముఖ్యంగా పెద్ద-స్థాయి ఉత్పత్తిలో. అదనంగా, సమర్థవంతమైన పదార్థ తొలగింపు మరియు కనిష్ట ఉష్ణ-ప్రభావిత జోన్ను నిర్ధారించడానికి సరైన లేజర్ రకాన్ని ఎంచుకోవడం మరియు పారామితులను ఆప్టిమైజ్ చేయడం కొన్ని పదార్థాలు మరియు మందాలకు సవాలుగా ఉంటుంది.
లేజర్ అబ్లేషన్ కటింగ్
లేజర్ అబ్లేషన్ కటింగ్ సమయంలో, లేజర్ పుంజం వేఫర్ ఉపరితలంపై ఒక నిర్దిష్ట స్థానంపై ఖచ్చితంగా కేంద్రీకరించబడుతుంది మరియు లేజర్ శక్తి ముందుగా నిర్ణయించిన కట్టింగ్ నమూనా ప్రకారం మార్గనిర్దేశం చేయబడుతుంది, క్రమంగా వేఫర్ ద్వారా దిగువకు కత్తిరించబడుతుంది. కటింగ్ అవసరాలను బట్టి, ఈ ఆపరేషన్ పల్స్డ్ లేజర్ లేదా నిరంతర వేవ్ లేజర్ ఉపయోగించి నిర్వహించబడుతుంది. లేజర్ యొక్క అధిక స్థానిక తాపన కారణంగా వేఫర్కు నష్టం జరగకుండా నిరోధించడానికి, శీతలీకరణ నీటిని చల్లబరచడానికి మరియు వేఫర్ను ఉష్ణ నష్టం నుండి రక్షించడానికి ఉపయోగిస్తారు. అదే సమయంలో, శీతలీకరణ నీరు కటింగ్ ప్రక్రియలో ఉత్పన్నమయ్యే కణాలను కూడా సమర్థవంతంగా తొలగించగలదు, కాలుష్యాన్ని నిరోధించగలదు మరియు కటింగ్ నాణ్యతను నిర్ధారించగలదు.
లేజర్ అదృశ్య కట్టింగ్
లేజర్ను వేఫర్ యొక్క ప్రధాన భాగంలోకి వేడిని బదిలీ చేయడానికి కూడా కేంద్రీకరించవచ్చు, ఈ పద్ధతిని "ఇన్విజిబుల్ లేజర్ కటింగ్" అని పిలుస్తారు. ఈ పద్ధతి కోసం, లేజర్ నుండి వచ్చే వేడి స్క్రైబ్ లేన్లలో ఖాళీలను సృష్టిస్తుంది. ఈ బలహీనమైన ప్రాంతాలు వేఫర్ను సాగదీసినప్పుడు విరిగిపోవడం ద్వారా ఇలాంటి చొచ్చుకుపోయే ప్రభావాన్ని సాధిస్తాయి.
▲లేజర్ అదృశ్య కట్టింగ్ యొక్క ప్రధాన ప్రక్రియ
అదృశ్య కట్టింగ్ ప్రక్రియ అనేది లేజర్ అబ్లేషన్ కాకుండా అంతర్గత శోషణ లేజర్ ప్రక్రియ, ఇక్కడ లేజర్ ఉపరితలంపై గ్రహించబడుతుంది. అదృశ్య కట్టింగ్తో, వేఫర్ సబ్స్ట్రేట్ పదార్థానికి సెమీ-పారదర్శకంగా ఉండే తరంగదైర్ఘ్యం కలిగిన లేజర్ పుంజం శక్తి ఉపయోగించబడుతుంది. ఈ ప్రక్రియ రెండు ప్రధాన దశలుగా విభజించబడింది, ఒకటి లేజర్ ఆధారిత ప్రక్రియ, మరియు మరొకటి యాంత్రిక విభజన ప్రక్రియ.
▲లేజర్ పుంజం పొర ఉపరితలం క్రింద ఒక చిల్లులు సృష్టిస్తుంది మరియు ముందు మరియు వెనుక వైపులా ప్రభావితం కాదు | ఇమేజ్ సోర్స్ నెట్వర్క్
మొదటి దశలో, లేజర్ పుంజం వేఫర్ను స్కాన్ చేస్తున్నప్పుడు, లేజర్ పుంజం వేఫర్ లోపల ఒక నిర్దిష్ట బిందువుపై దృష్టి పెడుతుంది, లోపల ఒక పగుళ్ల బిందువును ఏర్పరుస్తుంది. బీమ్ శక్తి లోపల పగుళ్ల శ్రేణిని ఏర్పరుస్తుంది, ఇవి ఇంకా వేఫర్ యొక్క మొత్తం మందం ద్వారా ఎగువ మరియు దిగువ ఉపరితలాలకు విస్తరించలేదు.
▲ బ్లేడ్ పద్ధతి మరియు లేజర్ అదృశ్య కట్టింగ్ పద్ధతి ద్వారా కత్తిరించిన 100μm మందపాటి సిలికాన్ వేఫర్ల పోలిక | ఇమేజ్ సోర్స్ నెట్వర్క్
రెండవ దశలో, వేఫర్ దిగువన ఉన్న చిప్ టేప్ భౌతికంగా విస్తరించబడుతుంది, ఇది వేఫర్ లోపల పగుళ్లలో తన్యత ఒత్తిడిని కలిగిస్తుంది, ఇవి మొదటి దశలో లేజర్ ప్రక్రియలో ప్రేరేపించబడతాయి. ఈ ఒత్తిడి పగుళ్లను వేఫర్ యొక్క ఎగువ మరియు దిగువ ఉపరితలాలకు నిలువుగా విస్తరించడానికి కారణమవుతుంది, ఆపై ఈ కట్టింగ్ పాయింట్ల వెంట వేఫర్ను చిప్స్గా వేరు చేస్తుంది. అదృశ్య కటింగ్లో, వేఫర్లను చిప్స్ లేదా చిప్స్గా వేరు చేయడానికి హాఫ్-కటింగ్ లేదా బాటమ్-సైడ్ హాఫ్-కటింగ్ సాధారణంగా ఉపయోగించబడుతుంది.
లేజర్ అబ్లేషన్ కంటే అదృశ్య లేజర్ కటింగ్ యొక్క ముఖ్య ప్రయోజనాలు:
• కూలెంట్ అవసరం లేదు
• శిథిలాలు ఏర్పడవు
• సున్నితమైన సర్క్యూట్లను దెబ్బతీసే వేడి-ప్రభావిత మండలాలు లేవు
ప్లాస్మా కటింగ్
ప్లాస్మా కటింగ్ (ప్లాస్మా ఎచింగ్ లేదా డ్రై ఎచింగ్ అని కూడా పిలుస్తారు) అనేది ఒక అధునాతన వేఫర్ కటింగ్ టెక్నాలజీ, ఇది సెమీకండక్టర్ వేఫర్ల నుండి వ్యక్తిగత చిప్లను వేరు చేయడానికి రియాక్టివ్ అయాన్ ఎచింగ్ (RIE) లేదా డీప్ రియాక్టివ్ అయాన్ ఎచింగ్ (DRIE)ని ఉపయోగిస్తుంది. ప్లాస్మాను ఉపయోగించి ముందుగా నిర్ణయించిన కట్టింగ్ లైన్ల వెంట పదార్థాన్ని రసాయనికంగా తొలగించడం ద్వారా ఈ సాంకేతికత కటింగ్ను సాధిస్తుంది.
ప్లాస్మా కటింగ్ ప్రక్రియలో, సెమీకండక్టర్ వేఫర్ను వాక్యూమ్ చాంబర్లో ఉంచుతారు, నియంత్రిత రియాక్టివ్ గ్యాస్ మిశ్రమాన్ని చాంబర్లోకి ప్రవేశపెడతారు మరియు అధిక సాంద్రత కలిగిన రియాక్టివ్ అయాన్లు మరియు రాడికల్లను కలిగి ఉన్న ప్లాస్మాను ఉత్పత్తి చేయడానికి విద్యుత్ క్షేత్రాన్ని వర్తింపజేస్తారు. ఈ రియాక్టివ్ జాతులు వేఫర్ పదార్థంతో సంకర్షణ చెందుతాయి మరియు రసాయన ప్రతిచర్య మరియు భౌతిక స్పట్టరింగ్ కలయిక ద్వారా స్క్రైబ్ లైన్ వెంట వేఫర్ పదార్థాన్ని ఎంపిక చేసుకుని తొలగిస్తాయి.
ప్లాస్మా కటింగ్ యొక్క ప్రధాన ప్రయోజనం ఏమిటంటే ఇది వేఫర్ మరియు చిప్పై యాంత్రిక ఒత్తిడిని తగ్గిస్తుంది మరియు భౌతిక సంపర్కం వల్ల కలిగే సంభావ్య నష్టాన్ని తగ్గిస్తుంది. అయితే, ఈ ప్రక్రియ ఇతర పద్ధతుల కంటే చాలా క్లిష్టంగా మరియు సమయం తీసుకుంటుంది, ప్రత్యేకించి మందమైన వేఫర్లు లేదా అధిక ఎచింగ్ నిరోధకత కలిగిన పదార్థాలతో వ్యవహరించేటప్పుడు, కాబట్టి సామూహిక ఉత్పత్తిలో దాని అప్లికేషన్ పరిమితం.
▲చిత్ర మూల నెట్వర్క్
సెమీకండక్టర్ తయారీలో, వేఫర్ కటింగ్ పద్ధతిని వేఫర్ మెటీరియల్ లక్షణాలు, చిప్ పరిమాణం మరియు జ్యామితి, అవసరమైన ఖచ్చితత్వం మరియు ఖచ్చితత్వం మరియు మొత్తం ఉత్పత్తి వ్యయం మరియు సామర్థ్యం వంటి అనేక అంశాల ఆధారంగా ఎంచుకోవాలి.
పోస్ట్ సమయం: సెప్టెంబర్-20-2024