వేఫర్పవర్ సెమీకండక్టర్ ఉత్పత్తిలో కటింగ్ అనేది ఒక ముఖ్యమైన దశ. సెమీకండక్టర్ వేఫర్ల నుండి వ్యక్తిగత ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్లు లేదా చిప్లను కచ్చితంగా వేరు చేయడానికి ఈ దశను రూపొందించారు.
కీలకంవేఫర్కత్తిరించడం అంటే, చిప్లలో పొందుపరిచిన సున్నితమైన నిర్మాణాలు మరియు సర్క్యూట్లకు ఎటువంటి నష్టం జరగకుండా చూసుకుంటూ, వాటిని విడివిడిగా వేరు చేయగలగడం.వేఫర్దెబ్బతినవు. కటింగ్ ప్రక్రియ యొక్క విజయం లేదా వైఫల్యం చిప్ యొక్క విభజన నాణ్యత మరియు దిగుబడిని ప్రభావితం చేయడమే కాకుండా, మొత్తం ఉత్పత్తి ప్రక్రియ యొక్క సామర్థ్యానికి కూడా నేరుగా సంబంధం కలిగి ఉంటుంది.
▲ మూడు సాధారణ రకాల వేఫర్ కటింగ్ | మూలం: KLA చైనా
ప్రస్తుతం, సాధారణవేఫర్కోత ప్రక్రియలు ఇలా విభజించబడ్డాయి:
బ్లేడ్ కటింగ్: తక్కువ ధర, సాధారణంగా మందపాటి వాటికి ఉపయోగిస్తారువేఫర్లు
లేజర్ కటింగ్: అధిక వ్యయం, సాధారణంగా 30μm కంటే ఎక్కువ మందం ఉన్న వేఫర్ల కోసం ఉపయోగిస్తారు.
ప్లాస్మా కటింగ్: అధిక ఖర్చు, మరిన్ని పరిమితులు, సాధారణంగా 30μm కంటే తక్కువ మందం ఉన్న వేఫర్ల కోసం ఉపయోగిస్తారు.
మెకానికల్ బ్లేడ్ కటింగ్
బ్లేడ్ కటింగ్ అనేది అధిక వేగంతో తిరిగే గ్రైండింగ్ డిస్క్ (బ్లేడ్) ద్వారా గీసిన గీత వెంబడి కత్తిరించే ప్రక్రియ. ఈ బ్లేడ్ సాధారణంగా రాపిడి కలిగించే లేదా అతి పలుచని వజ్రపు పదార్థంతో తయారు చేయబడుతుంది, ఇది సిలికాన్ వేఫర్లపై కోయడానికి లేదా గాడి పెట్టడానికి అనువుగా ఉంటుంది. అయితే, ఒక యాంత్రిక కోత పద్ధతిగా, బ్లేడ్ కటింగ్ భౌతికంగా పదార్థాన్ని తొలగించడంపై ఆధారపడి ఉంటుంది, దీనివల్ల కోసిన అంచు సులభంగా చిట్లిపోవడానికి లేదా పగుళ్లు ఏర్పడటానికి దారితీస్తుంది, తద్వారా ఉత్పత్తి నాణ్యత ప్రభావితమై, దిగుబడి తగ్గుతుంది.
యాంత్రిక రంపపు ప్రక్రియ ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడిన తుది ఉత్పత్తి యొక్క నాణ్యత, కోత వేగం, బ్లేడ్ మందం, బ్లేడ్ వ్యాసం మరియు బ్లేడ్ భ్రమణ వేగం వంటి అనేక పారామితులచే ప్రభావితమవుతుంది.
ఫుల్ కట్ అనేది అత్యంత ప్రాథమికమైన బ్లేడ్ కటింగ్ పద్ధతి, ఇది ఒక స్థిరమైన పదార్థానికి (స్లైసింగ్ టేప్ వంటిది) కత్తిరించడం ద్వారా వర్క్పీస్ను పూర్తిగా కత్తిరిస్తుంది.
▲ మెకానికల్ బ్లేడ్ కటింగ్-ఫుల్ కట్ | చిత్ర మూలం నెట్వర్క్
హాఫ్ కట్ అనేది వర్క్పీస్ను మధ్య వరకు కత్తిరించడం ద్వారా గాడిని సృష్టించే ఒక ప్రాసెసింగ్ పద్ధతి. ఈ గాడి చేసే ప్రక్రియను నిరంతరం చేయడం ద్వారా, దువ్వెన మరియు సూది ఆకారపు మొనలను ఉత్పత్తి చేయవచ్చు.
▲ మెకానికల్ బ్లేడ్తో సగం కోత | చిత్ర మూలం నెట్వర్క్
డబుల్ కట్ అనేది ఒక ప్రాసెసింగ్ పద్ధతి. దీనిలో రెండు స్పిండిల్స్ ఉన్న డబుల్ స్లైసింగ్ సాను ఉపయోగించి, ఒకే సమయంలో రెండు ప్రొడక్షన్ లైన్లలో పూర్తి లేదా సగం కోతలను చేస్తారు. డబుల్ స్లైసింగ్ సాకు రెండు స్పిండిల్ అక్షాలు ఉంటాయి. ఈ ప్రక్రియ ద్వారా అధిక ఉత్పత్తిని సాధించవచ్చు.
▲ మెకానికల్ బ్లేడ్ కటింగ్-డబుల్ కట్ | చిత్ర మూలం నెట్వర్క్
స్టెప్ కట్ పద్ధతిలో, రెండు స్పిండిల్స్తో కూడిన డబుల్ స్లైసింగ్ సాను ఉపయోగించి రెండు దశలలో పూర్తి మరియు సగం కోతలను చేస్తారు. అధిక నాణ్యత గల ప్రాసెసింగ్ను సాధించడానికి, వేఫర్ ఉపరితలంపై ఉన్న వైరింగ్ పొరను కత్తిరించడానికి ఆప్టిమైజ్ చేసిన బ్లేడ్లను మరియు మిగిలిన సిలికాన్ సింగిల్ క్రిస్టల్ కోసం ఆప్టిమైజ్ చేసిన బ్లేడ్లను ఉపయోగించండి.
▲ మెకానికల్ బ్లేడ్ కటింగ్ – స్టెప్ కటింగ్ | చిత్ర మూల నెట్వర్క్
బెవెల్ కటింగ్ అనేది ఒక ప్రాసెసింగ్ పద్ధతి, దీనిలో స్టెప్ కటింగ్ ప్రక్రియలో వేఫర్ను రెండు దశలలో కత్తిరించడానికి, సగం కత్తిరించిన అంచున V-ఆకారపు అంచు ఉన్న బ్లేడ్ను ఉపయోగిస్తారు. ఈ కటింగ్ ప్రక్రియ సమయంలోనే చాంఫరింగ్ ప్రక్రియను నిర్వహిస్తారు. అందువల్ల, అధిక అచ్చు బలం మరియు అధిక-నాణ్యత ప్రాసెసింగ్ను సాధించవచ్చు.
▲ మెకానికల్ బ్లేడ్ కటింగ్ – బెవెల్ కటింగ్ | చిత్ర మూల నెట్వర్క్
లేజర్ కటింగ్
లేజర్ కటింగ్ అనేది ఒక నాన్-కాంటాక్ట్ వేఫర్ కటింగ్ టెక్నాలజీ. ఇది సెమీకండక్టర్ వేఫర్ల నుండి వ్యక్తిగత చిప్లను వేరు చేయడానికి కేంద్రీకృత లేజర్ పుంజాన్ని ఉపయోగిస్తుంది. అధిక శక్తి గల లేజర్ పుంజాన్ని వేఫర్ ఉపరితలంపై కేంద్రీకరించి, అబ్లేషన్ లేదా థర్మల్ డికంపోజిషన్ ప్రక్రియల ద్వారా ముందుగా నిర్ణయించిన కటింగ్ లైన్ వెంబడి పదార్థాన్ని ఆవిరి చేస్తుంది లేదా తొలగిస్తుంది.
▲ లేజర్ కటింగ్ రేఖాచిత్రం | చిత్ర మూలం: KLA చైనా
ప్రస్తుతం విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతున్న లేజర్ రకాలలో అతినీలలోహిత లేజర్లు, పరారుణ లేజర్లు మరియు ఫెమ్టోసెకండ్ లేజర్లు ఉన్నాయి. వీటిలో, అతినీలలోహిత లేజర్లను వాటి అధిక ఫోటాన్ శక్తి కారణంగా కచ్చితమైన కోల్డ్ అబ్లేషన్ కోసం తరచుగా ఉపయోగిస్తారు, మరియు ఉష్ణ ప్రభావిత ప్రాంతం అత్యంత చిన్నదిగా ఉండటం వల్ల, వేఫర్ మరియు దాని చుట్టూ ఉన్న చిప్లకు ఉష్ణ నష్టం కలిగే ప్రమాదాన్ని సమర్థవంతంగా తగ్గించవచ్చు. పరారుణ లేజర్లు పదార్థంలోకి లోతుగా చొచ్చుకుపోగలవు కాబట్టి, అవి మందపాటి వేఫర్లకు మరింత అనుకూలంగా ఉంటాయి. ఫెమ్టోసెకండ్ లేజర్లు అతి తక్కువ కాంతి పల్స్ల ద్వారా, దాదాపుగా శూన్య ఉష్ణ బదిలీతో, అధిక కచ్చితత్వంతో మరియు సమర్థవంతంగా పదార్థాన్ని తొలగిస్తాయి.
సాంప్రదాయ బ్లేడ్ కటింగ్తో పోలిస్తే లేజర్ కటింగ్కు గణనీయమైన ప్రయోజనాలు ఉన్నాయి. మొదటిది, ఇది నాన్-కాంటాక్ట్ ప్రక్రియ కాబట్టి, లేజర్ కటింగ్కు వేఫర్పై భౌతిక ఒత్తిడి అవసరం లేదు. దీనివల్ల మెకానికల్ కటింగ్లో సాధారణంగా కనిపించే ముక్కలు కావడం మరియు పగుళ్లు రావడం వంటి సమస్యలు తగ్గుతాయి. ఈ లక్షణం వల్ల, పెళుసుగా ఉండే లేదా అతి పలుచని వేఫర్లను, ముఖ్యంగా సంక్లిష్టమైన నిర్మాణాలు లేదా సూక్ష్మమైన లక్షణాలు ఉన్నవాటిని ప్రాసెస్ చేయడానికి లేజర్ కటింగ్ చాలా అనువుగా ఉంటుంది.
▲ లేజర్ కటింగ్ రేఖాచిత్రం | చిత్ర మూల నెట్వర్క్
దీనికి అదనంగా, లేజర్ కటింగ్ యొక్క అధిక కచ్చితత్వం మరియు ఖచ్చితత్వం, లేజర్ పుంజాన్ని అత్యంత చిన్న స్పాట్ సైజుకు కేంద్రీకరించడానికి, సంక్లిష్టమైన కటింగ్ నమూనాలకు మద్దతు ఇవ్వడానికి మరియు చిప్ల మధ్య కనిష్ట అంతరాన్ని సాధించడానికి వీలు కల్పిస్తుంది. ఈ లక్షణం, పరిమాణం తగ్గుతున్న అధునాతన సెమీకండక్టర్ పరికరాలకు ప్రత్యేకంగా ముఖ్యమైనది.
అయితే, లేజర్ కటింగ్కు కొన్ని పరిమితులు కూడా ఉన్నాయి. బ్లేడ్ కటింగ్తో పోలిస్తే, ఇది నెమ్మదిగా ఉంటుంది మరియు ముఖ్యంగా భారీ-స్థాయి ఉత్పత్తిలో ఖరీదైనది. అంతేకాకుండా, సమర్థవంతమైన మెటీరియల్ తొలగింపు మరియు కనిష్ట ఉష్ణ-ప్రభావిత మండలాన్ని నిర్ధారించడానికి సరైన లేజర్ రకాన్ని ఎంచుకోవడం మరియు పారామితులను ఆప్టిమైజ్ చేయడం కొన్ని రకాల మెటీరియల్స్ మరియు మందాలకు సవాలుగా ఉంటుంది.
లేజర్ అబ్లేషన్ కటింగ్
లేజర్ అబ్లేషన్ కటింగ్ సమయంలో, లేజర్ పుంజాన్ని వేఫర్ ఉపరితలంపై ఒక నిర్దిష్ట ప్రదేశంపై ఖచ్చితంగా కేంద్రీకరిస్తారు. ఆ తర్వాత, ముందుగా నిర్ణయించిన కటింగ్ నమూనా ప్రకారం లేజర్ శక్తిని ప్రసరింపజేస్తూ, వేఫర్ను క్రమంగా అడుగు భాగం వరకు కోస్తారు. కటింగ్ అవసరాలను బట్టి, ఈ ప్రక్రియను పల్స్డ్ లేజర్ లేదా కంటిన్యూయస్ వేవ్ లేజర్ను ఉపయోగించి నిర్వహిస్తారు. లేజర్ వల్ల స్థానికంగా అధికంగా వేడెక్కి వేఫర్కు నష్టం జరగకుండా నివారించడానికి, శీతలీకరణ నీటిని ఉపయోగించి వేఫర్ను చల్లబరుస్తారు మరియు ఉష్ణ నష్టం నుండి దానిని కాపాడతారు. అదే సమయంలో, శీతలీకరణ నీరు కటింగ్ ప్రక్రియలో ఏర్పడిన కణాలను సమర్థవంతంగా తొలగించి, కాలుష్యాన్ని నివారించి, కటింగ్ నాణ్యతను నిర్ధారిస్తుంది.
లేజర్ అదృశ్య కోత
వేఫర్ యొక్క ప్రధాన భాగంలోకి వేడిని బదిలీ చేయడానికి లేజర్ను కేంద్రీకరించవచ్చు, ఈ పద్ధతిని “అదృశ్య లేజర్ కటింగ్” అంటారు. ఈ పద్ధతిలో, లేజర్ నుండి వెలువడే వేడి స్క్రైబ్ లేన్లలో ఖాళీలను సృష్టిస్తుంది. వేఫర్ను సాగదీసినప్పుడు, ఈ బలహీనమైన ప్రాంతాలు విరిగిపోవడం ద్వారా అదే విధమైన చొచ్చుకుపోయే ప్రభావాన్ని సాధిస్తాయి.
▲లేజర్ అదృశ్య కోత యొక్క ప్రధాన ప్రక్రియ
ఉపరితలంపై లేజర్ శోషించబడే లేజర్ అబ్లేషన్కు భిన్నంగా, ఇన్విజిబుల్ కటింగ్ ప్రక్రియ అనేది ఒక అంతర్గత శోషణ లేజర్ ప్రక్రియ. ఇన్విజిబుల్ కటింగ్లో, వేఫర్ సబ్స్ట్రేట్ పదార్థానికి పాక్షికంగా పారదర్శకంగా ఉండే తరంగదైర్ఘ్యం గల లేజర్ పుంజం శక్తిని ఉపయోగిస్తారు. ఈ ప్రక్రియ రెండు ప్రధాన దశలుగా విభజించబడింది, ఒకటి లేజర్ ఆధారిత ప్రక్రియ, మరియు మరొకటి యాంత్రిక విభజన ప్రక్రియ.
▲లేజర్ కిరణం వేఫర్ ఉపరితలం క్రింద ఒక రంధ్రాన్ని సృష్టిస్తుంది, మరియు ముందు, వెనుక వైపులు ప్రభావితం కావు | చిత్ర మూలం నెట్వర్క్
మొదటి దశలో, లేజర్ పుంజం వేఫర్ను స్కాన్ చేస్తున్నప్పుడు, అది వేఫర్ లోపల ఒక నిర్దిష్ట బిందువుపై కేంద్రీకరిస్తుంది, దీనివల్ల లోపల ఒక పగులు ఏర్పడుతుంది. పుంజం యొక్క శక్తి లోపల వరుస పగుళ్లను ఏర్పరుస్తుంది, ఇవి ఇంకా వేఫర్ యొక్క మొత్తం మందం గుండా పై మరియు దిగువ ఉపరితలాలకు విస్తరించలేదు.
▲బ్లేడ్ పద్ధతి మరియు లేజర్ అదృశ్య కటింగ్ పద్ధతి ద్వారా కత్తిరించిన 100μm మందపాటి సిలికాన్ వేఫర్ల పోలిక | చిత్ర మూలం నెట్వర్క్
రెండవ దశలో, వేఫర్ అడుగు భాగంలో ఉన్న చిప్ టేప్ భౌతికంగా వ్యాకోచింపబడుతుంది. దీనివల్ల, మొదటి దశలో లేజర్ ప్రక్రియ ద్వారా వేఫర్ లోపల ఏర్పడిన పగుళ్లలో తన్యత ఒత్తిడి ఏర్పడుతుంది. ఈ ఒత్తిడి కారణంగా, పగుళ్లు వేఫర్ యొక్క పై మరియు కింది ఉపరితలాల వరకు నిలువుగా విస్తరిస్తాయి, ఆపై ఈ కోత బిందువుల వెంబడి వేఫర్ను చిప్లుగా వేరు చేస్తాయి. అదృశ్య కోతలో, వేఫర్లను చిప్లుగా వేరు చేయడాన్ని సులభతరం చేయడానికి సాధారణంగా హాఫ్-కటింగ్ లేదా బాటమ్-సైడ్ హాఫ్-కటింగ్ను ఉపయోగిస్తారు.
లేజర్ అబ్లేషన్తో పోలిస్తే అదృశ్య లేజర్ కటింగ్ యొక్క ముఖ్య ప్రయోజనాలు:
• కూలెంట్ అవసరం లేదు
• శిథిలాలు ఏర్పడవు
• సున్నితమైన సర్క్యూట్లకు నష్టం కలిగించే వేడి ప్రభావ మండలాలు లేవు
ప్లాస్మా కటింగ్
ప్లాస్మా కటింగ్ (దీనిని ప్లాస్మా ఎచింగ్ లేదా డ్రై ఎచింగ్ అని కూడా పిలుస్తారు) అనేది ఒక అధునాతన వేఫర్ కటింగ్ సాంకేతికత. ఇది సెమీకండక్టర్ వేఫర్ల నుండి విడివిడి చిప్లను వేరు చేయడానికి రియాక్టివ్ అయాన్ ఎచింగ్ (RIE) లేదా డీప్ రియాక్టివ్ అయాన్ ఎచింగ్ (DRIE)ను ఉపయోగిస్తుంది. ఈ సాంకేతికత, ప్లాస్మాను ఉపయోగించి ముందుగా నిర్ధారించిన కటింగ్ లైన్ల వెంబడి రసాయనికంగా పదార్థాన్ని తొలగించడం ద్వారా కటింగ్ను సాధిస్తుంది.
ప్లాస్మా కటింగ్ ప్రక్రియలో, సెమీకండక్టర్ వేఫర్ను ఒక వాక్యూమ్ ఛాంబర్లో ఉంచి, నియంత్రిత రియాక్టివ్ వాయు మిశ్రమాన్ని ఛాంబర్లోకి ప్రవేశపెట్టి, అధిక సాంద్రతలో రియాక్టివ్ అయాన్లు మరియు రాడికల్స్ను కలిగి ఉన్న ప్లాస్మాను ఉత్పత్తి చేయడానికి విద్యుత్ క్షేత్రాన్ని వర్తింపజేస్తారు. ఈ రియాక్టివ్ స్పీసీస్లు వేఫర్ మెటీరియల్తో చర్య జరిపి, రసాయన చర్య మరియు భౌతిక స్పట్టరింగ్ కలయిక ద్వారా స్క్రైబ్ లైన్ వెంబడి వేఫర్ మెటీరియల్ను ఎంపికగా తొలగిస్తాయి.
ప్లాస్మా కటింగ్ యొక్క ప్రధాన ప్రయోజనం ఏమిటంటే, ఇది వేఫర్ మరియు చిప్పై యాంత్రిక ఒత్తిడిని తగ్గించి, భౌతిక స్పర్శ వలన కలిగే నష్టాన్ని తగ్గిస్తుంది. అయితే, ఈ ప్రక్రియ ఇతర పద్ధతుల కంటే సంక్లిష్టమైనది మరియు ఎక్కువ సమయం తీసుకుంటుంది, ముఖ్యంగా మందపాటి వేఫర్లు లేదా అధిక ఎచింగ్ నిరోధకత కలిగిన పదార్థాలతో వ్యవహరించేటప్పుడు, అందువల్ల భారీ ఉత్పత్తిలో దీని వినియోగం పరిమితంగా ఉంటుంది.
▲చిత్ర మూల నెట్వర్క్
సెమీకండక్టర్ తయారీలో, వేఫర్ పదార్థ లక్షణాలు, చిప్ పరిమాణం మరియు జ్యామితి, అవసరమైన సూక్ష్మత మరియు ఖచ్చితత్వం, ఇంకా మొత్తం ఉత్పత్తి వ్యయం మరియు సామర్థ్యం వంటి అనేక అంశాల ఆధారంగా వేఫర్ కటింగ్ పద్ధతిని ఎంచుకోవలసి ఉంటుంది.
పోస్ట్ సమయం: సెప్టెంబర్-20-2024