వేఫర్ డైసింగ్ అంటే ఏమిటి?

A వేఫర్ఒక నిజమైన సెమీకండక్టర్ చిప్‌గా మారడానికి మూడు మార్పుల గుండా వెళ్ళాలి: మొదట, బ్లాక్ ఆకారంలో ఉన్న ఇంగట్‌ను వేఫర్‌లుగా కత్తిరిస్తారు; రెండవ ప్రక్రియలో, మునుపటి ప్రక్రియ ద్వారా వేఫర్ ముందు భాగంలో ట్రాన్సిస్టర్‌లను చెక్కుతారు; చివరగా, ప్యాకేజింగ్ చేయబడుతుంది, అంటే, కత్తిరించే ప్రక్రియ ద్వారా,వేఫర్ఒక పూర్తి సెమీకండక్టర్ చిప్‌గా మారుతుంది. ప్యాకేజింగ్ ప్రక్రియ బ్యాక్-ఎండ్ ప్రక్రియకు చెందినదని గమనించవచ్చు. ఈ ప్రక్రియలో, వేఫర్‌ను అనేక షట్కోణాకారపు వ్యక్తిగత చిప్‌లుగా కత్తిరిస్తారు. స్వతంత్ర చిప్‌లను పొందే ఈ ప్రక్రియను "సింగులేషన్" అని, మరియు వేఫర్ బోర్డును స్వతంత్ర ఘనాకారాలుగా కోసే ప్రక్రియను "వేఫర్ కటింగ్ (డై సావింగ్)" అని అంటారు. ఇటీవల, సెమీకండక్టర్ ఇంటిగ్రేషన్ మెరుగుపడటంతో, మందంవేఫర్లుఇది మరింత పలుచగా మారుతూ వచ్చింది, దీనివల్ల సహజంగానే “సింగులేషన్” ప్రక్రియకు చాలా ఇబ్బంది కలుగుతుంది.

వేఫర్ డైసింగ్ యొక్క పరిణామం

ఫ్రంట్-ఎండ్ మరియు బ్యాక్-ఎండ్ ప్రక్రియలు వివిధ మార్గాల్లో పరస్పర చర్య ద్వారా అభివృద్ధి చెందాయి: బ్యాక్-ఎండ్ ప్రక్రియల పరిణామం, డై నుండి వేరు చేయబడిన హెక్సాహెడ్రాన్ చిన్న చిప్‌ల నిర్మాణం మరియు స్థానాన్ని నిర్ణయించగలదు.వేఫర్అలాగే వేఫర్‌పై ప్యాడ్‌ల (విద్యుత్ కనెక్షన్ మార్గాలు) నిర్మాణం మరియు స్థానం; దీనికి విరుద్ధంగా, ఫ్రంట్-ఎండ్ ప్రక్రియల పరిణామం ప్రక్రియ మరియు పద్ధతిని మార్చిందివేఫర్బ్యాక్-ఎండ్ ప్రక్రియలో బ్యాక్ థిన్నింగ్ మరియు “డై డైసింగ్” ఉంటాయి. అందువల్ల, ప్యాకేజీ యొక్క రూపు మరింత అధునాతనంగా మారడం బ్యాక్-ఎండ్ ప్రక్రియపై గొప్ప ప్రభావాన్ని చూపుతుంది. అంతేకాకుండా, ప్యాకేజీ రూపులో మార్పుకు అనుగుణంగా డైసింగ్ యొక్క సంఖ్య, విధానం మరియు రకం కూడా తదనుగుణంగా మారుతాయి.

లేఖకుడు పాచికలు

తొలి రోజుల్లో, బాహ్య శక్తిని ప్రయోగించి "విరగ్గొట్టడం" అనే పద్ధతి మాత్రమే పాచికలను విభజించగల ఏకైక పద్ధతిగా ఉండేది.వేఫర్షట్కోణ అచ్చులలోకి. అయితే, ఈ పద్ధతిలో చిన్న ముక్క అంచు చిట్లిపోవడం లేదా పగుళ్లు రావడం వంటి ప్రతికూలతలు ఉన్నాయి. అదనంగా, లోహ ఉపరితలంపై ఉన్న బుర్రలు పూర్తిగా తొలగించబడనందున, కోసిన ఉపరితలం కూడా చాలా గరుకుగా ఉంటుంది.
ఈ సమస్యను పరిష్కరించడానికి, "స్క్రిబింగ్" అనే కోత పద్ధతి ఉనికిలోకి వచ్చింది, అంటే, "విరగ్గొట్టడానికి" ముందు, ఉపరితలంవేఫర్లోతులో దాదాపు సగం వరకు కోయబడుతుంది. పేరు సూచించినట్లుగా, "స్క్రిబింగ్" అంటే వేఫర్ యొక్క ముందు భాగాన్ని ముందుగానే ఒక ఇంపెల్లర్ ఉపయోగించి సగం కోయడం. ప్రారంభ రోజుల్లో, 6 అంగుళాల కంటే తక్కువ పరిమాణంలో ఉన్న చాలా వేఫర్‌లను మొదట చిప్స్ మధ్య "ముక్కలు" చేసి, ఆపై "విరగ్గొట్టే" ఈ కోత పద్ధతిని ఉపయోగించేవారు.

బ్లేడ్ డైసింగ్ లేదా బ్లేడ్ సావింగ్

"స్క్రిబింగ్" కోత పద్ధతి క్రమంగా "బ్లేడ్ డైసింగ్" కోత (లేదా రంపం) పద్ధతిగా అభివృద్ధి చెందింది, ఇది బ్లేడ్‌ను ఉపయోగించి వరుసగా రెండు లేదా మూడు సార్లు కోసే పద్ధతి. "స్క్రిబింగ్" తర్వాత "విరవడం" వలన చిన్న చిన్న ముక్కలు ఊడిపోయే దృగ్విషయాన్ని "బ్లేడ్" కోత పద్ధతి పూరించగలదు మరియు "సింగులేషన్" ప్రక్రియ సమయంలో చిన్న ముక్కలను రక్షించగలదు. "బ్లేడ్" కోత అనేది మునుపటి "డైసింగ్" కోతకు భిన్నమైనది, అంటే, "బ్లేడ్" కోత తర్వాత, దానిని "విరవడం" కాకుండా, మళ్ళీ బ్లేడ్‌తో కోయడం జరుగుతుంది. అందువల్ల, దీనిని "స్టెప్ డైసింగ్" పద్ధతి అని కూడా అంటారు.

కటింగ్ ప్రక్రియ సమయంలో వేఫర్‌ను బాహ్య నష్టం నుండి రక్షించడానికి, సురక్షితమైన "సింగిల్లింగ్"ను నిర్ధారించడానికి ముందుగానే వేఫర్‌పై ఒక ఫిల్మ్ వేయబడుతుంది. "బ్యాక్ గ్రైండింగ్" ప్రక్రియ సమయంలో, ఫిల్మ్ వేఫర్ ముందు భాగానికి అంటించబడుతుంది. కానీ దీనికి విరుద్ధంగా, "బ్లేడ్" కటింగ్‌లో, ఫిల్మ్‌ను వేఫర్ వెనుక భాగానికి అంటించాలి. యూటెక్టిక్ డై బాండింగ్ (డై బాండింగ్, వేరు చేయబడిన చిప్‌లను PCB లేదా ఫిక్స్‌డ్ ఫ్రేమ్‌పై అమర్చడం) సమయంలో, వెనుక భాగానికి అంటించిన ఫిల్మ్ దానంతట అదే ఊడిపోతుంది. కటింగ్ సమయంలో అధిక ఘర్షణ కారణంగా, DI వాటర్‌ను అన్ని దిశల నుండి నిరంతరం స్ప్రే చేయాలి. అదనంగా, ముక్కలను మరింత మెరుగ్గా కత్తిరించడానికి ఇంపెల్లర్‌కు వజ్రపు కణాలను అంటించాలి. ఈ సమయంలో, కట్ (బ్లేడ్ మందం: గ్రూవ్ వెడల్పు) ఏకరీతిగా ఉండాలి మరియు డైసింగ్ గ్రూవ్ వెడల్పును మించకూడదు.
చాలా కాలంగా, రంపంతో కోయడం అనేది అత్యంత విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతున్న సాంప్రదాయ కోత పద్ధతి. దీని అతిపెద్ద ప్రయోజనం ఏమిటంటే, ఇది తక్కువ సమయంలో పెద్ద సంఖ్యలో వేఫర్‌లను కత్తిరించగలదు. అయితే, స్లైస్ యొక్క ఫీడింగ్ వేగాన్ని బాగా పెంచినట్లయితే, చిప్లెట్ అంచు ఊడిపోయే అవకాశం పెరుగుతుంది. అందువల్ల, ఇంపెల్లర్ యొక్క భ్రమణాల సంఖ్యను నిమిషానికి సుమారు 30,000 సార్లుగా నియంత్రించాలి. సెమీకండక్టర్ ప్రాసెస్ యొక్క సాంకేతికత అనేది తరచుగా సుదీర్ఘ కాలం పాటు సంచితం కావడం మరియు ప్రయత్న దోషాల ద్వారా నెమ్మదిగా పోగుపడిన ఒక రహస్యం అని చూడవచ్చు (యూటెక్టిక్ బాండింగ్‌పై తదుపరి విభాగంలో, మనం కటింగ్ మరియు DAF గురించిన విషయాలను చర్చిస్తాము).

గ్రైండింగ్‌కు ముందు ముక్కలుగా కోయడం (DBG): కోత క్రమం పద్ధతిని మార్చింది

8-అంగుళాల వ్యాసం గల వేఫర్‌పై బ్లేడ్ కటింగ్ చేసినప్పుడు, చిప్లెట్ అంచులు ఊడిపోవడం లేదా పగుళ్లు రావడం గురించి ఆందోళన చెందాల్సిన అవసరం లేదు. కానీ వేఫర్ వ్యాసం 21 అంగుళాలకు పెరిగి, మందం అత్యంత పలుచగా మారినప్పుడు, పొరలు ఊడిపోవడం మరియు పగుళ్లు రావడం వంటి దృగ్విషయాలు మళ్లీ కనిపించడం మొదలవుతాయి. కటింగ్ ప్రక్రియలో వేఫర్‌పై భౌతిక ప్రభావాన్ని గణనీయంగా తగ్గించడానికి, సాంప్రదాయ కటింగ్ క్రమం స్థానంలో DBG యొక్క "గ్రైండింగ్‌కు ముందు చిన్న ముక్కలుగా కోయడం" (డైసింగ్ బిఫోర్ గ్రైండింగ్) పద్ధతిని ప్రవేశపెట్టారు. నిరంతరంగా కోసే సాంప్రదాయ "బ్లేడ్" కటింగ్ పద్ధతికి భిన్నంగా, DBG మొదట ఒక "బ్లేడ్" కట్ చేసి, ఆపై చిప్ విడిపోయే వరకు వెనుక వైపును నిరంతరం పలుచగా చేస్తూ వేఫర్ మందాన్ని క్రమంగా తగ్గిస్తుంది. DBG అనేది మునుపటి "బ్లేడ్" కటింగ్ పద్ధతి యొక్క మెరుగైన రూపం అని చెప్పవచ్చు. రెండవ కట్ ప్రభావాన్ని తగ్గించగలగడం వల్ల, "వేఫర్-లెవల్ ప్యాకేజింగ్"లో DBG పద్ధతి వేగంగా ప్రాచుర్యం పొందింది.

లేజర్ డైసింగ్

వేఫర్-లెవల్ చిప్ స్కేల్ ప్యాకేజ్ (WLCSP) ప్రక్రియ ప్రధానంగా లేజర్ కటింగ్‌ను ఉపయోగిస్తుంది. లేజర్ కటింగ్ పొరలు ఊడిపోవడం మరియు పగుళ్లు రావడం వంటి దృగ్విషయాలను తగ్గించగలదు, తద్వారా మెరుగైన నాణ్యత గల చిప్‌లను పొందవచ్చు, కానీ వేఫర్ మందం 100μm కంటే ఎక్కువగా ఉన్నప్పుడు, ఉత్పాదకత బాగా తగ్గిపోతుంది. అందువల్ల, ఇది ఎక్కువగా 100μm కంటే తక్కువ మందం ఉన్న (సాపేక్షంగా పలుచని) వేఫర్‌లపై ఉపయోగించబడుతుంది. లేజర్ కటింగ్, వేఫర్‌పై గీసిన గాడికి అధిక-శక్తి గల లేజర్‌ను ప్రయోగించడం ద్వారా సిలికాన్‌ను కత్తిరిస్తుంది. అయితే, సాంప్రదాయ లేజర్ (Conventional Laser) కటింగ్ పద్ధతిని ఉపయోగించినప్పుడు, వేఫర్ ఉపరితలంపై ముందుగా ఒక రక్షిత పొరను పూయాలి. ఎందుకంటే లేజర్‌తో వేఫర్ ఉపరితలాన్ని వేడి చేయడం లేదా ప్రసరింపజేయడం వల్ల, ఈ భౌతిక స్పర్శలు వేఫర్ ఉపరితలంపై గాడులను ఏర్పరుస్తాయి, మరియు కత్తిరించిన సిలికాన్ శకలాలు కూడా ఉపరితలానికి అంటుకుంటాయి. సాంప్రదాయ లేజర్ కటింగ్ పద్ధతి కూడా వేఫర్ ఉపరితలాన్ని నేరుగా కత్తిరిస్తుందని చూడవచ్చు, మరియు ఈ విషయంలో, ఇది "బ్లేడ్" కటింగ్ పద్ధతిని పోలి ఉంటుంది.

స్టీల్త్ డైసింగ్ (SD) అనేది మొదట వేఫర్ లోపలి భాగాన్ని లేజర్ శక్తితో కత్తిరించి, ఆపై వెనుక వైపున అంటించిన టేప్‌పై బాహ్య ఒత్తిడిని ప్రయోగించి దానిని విరగ్గొట్టడం ద్వారా చిప్‌ను వేరుచేసే ఒక పద్ధతి. వెనుక వైపున ఉన్న టేప్‌పై ఒత్తిడిని ప్రయోగించినప్పుడు, టేప్ సాగడం వల్ల వేఫర్ తక్షణమే పైకి లేస్తుంది, తద్వారా చిప్ వేరుపడుతుంది. సాంప్రదాయ లేజర్ కటింగ్ పద్ధతితో పోలిస్తే SD పద్ధతికి ఉన్న ప్రయోజనాలు: మొదటిది, సిలికాన్ వ్యర్థాలు ఉండవు; రెండవది, కెర్ఫ్ (కెర్ఫ్: గీత యొక్క వెడల్పు) సన్నగా ఉంటుంది, కాబట్టి ఎక్కువ చిప్‌లను పొందవచ్చు. అదనంగా, SD పద్ధతిని ఉపయోగించడం ద్వారా పొరలు ఊడిపోవడం మరియు పగుళ్లు రావడం వంటి దృగ్విషయాలు బాగా తగ్గుతాయి, ఇది కటింగ్ యొక్క మొత్తం నాణ్యతకు కీలకం. అందువల్ల, భవిష్యత్తులో SD పద్ధతి అత్యంత ప్రజాదరణ పొందిన సాంకేతికతగా మారే అవకాశం ఉంది.

ప్లాస్మా డైసింగ్
ప్లాస్మా కటింగ్ అనేది ఇటీవల అభివృద్ధి చేయబడిన ఒక సాంకేతికత. ఇది తయారీ (ఫ్యాబ్) ప్రక్రియలో కత్తిరించడానికి ప్లాస్మా ఎచింగ్‌ను ఉపయోగిస్తుంది. ప్లాస్మా కటింగ్ ద్రవాలకు బదులుగా అర్ధ-వాయు పదార్థాలను ఉపయోగిస్తుంది, కాబట్టి పర్యావరణంపై దీని ప్రభావం చాలా తక్కువగా ఉంటుంది. మరియు మొత్తం వేఫర్‌ను ఒకేసారి కత్తిరించే పద్ధతిని అవలంబిస్తారు, కాబట్టి "కటింగ్" వేగం చాలా ఎక్కువగా ఉంటుంది. అయితే, ప్లాస్మా పద్ధతి ముడి పదార్థంగా రసాయన చర్య వాయువును ఉపయోగిస్తుంది మరియు ఎచింగ్ ప్రక్రియ చాలా సంక్లిష్టంగా ఉంటుంది, కాబట్టి దీని ప్రక్రియ ప్రవాహం చాలా శ్రమతో కూడుకున్నది. కానీ "బ్లేడ్" కటింగ్ మరియు లేజర్ కటింగ్‌తో పోలిస్తే, ప్లాస్మా కటింగ్ వేఫర్ ఉపరితలానికి నష్టం కలిగించదు, తద్వారా లోపాల రేటును తగ్గించి, ఎక్కువ చిప్‌లను పొందవచ్చు.

ఇటీవల, వేఫర్ మందం 30μmకు తగ్గించబడినందున, రాగి (Cu) లేదా తక్కువ విద్యుద్వాహక స్థిరాంకం గల పదార్థాలను (Low-k) ఎక్కువగా ఉపయోగిస్తున్నారు. అందువల్ల, బర్స్‌ను (Burr) నివారించడానికి, ప్లాస్మా కటింగ్ పద్ధతులకు కూడా ప్రాధాన్యత లభిస్తుంది. వాస్తవానికి, ప్లాస్మా కటింగ్ సాంకేతికత కూడా నిరంతరం అభివృద్ధి చెందుతోంది. సమీప భవిష్యత్తులో, ఎచింగ్ చేసేటప్పుడు ప్రత్యేక మాస్క్ ధరించాల్సిన అవసరం ఉండదని నేను నమ్ముతున్నాను, ఎందుకంటే ఇది ప్లాస్మా కటింగ్ యొక్క ఒక ప్రధాన అభివృద్ధి దిశ.

వేఫర్ల మందం 100μm నుండి 50μmకు, ఆపై 30μmకు నిరంతరం తగ్గుతున్న కొద్దీ, స్వతంత్ర చిప్‌లను పొందడానికి ఉపయోగించే కటింగ్ పద్ధతులు కూడా "బ్రేకింగ్" మరియు "బ్లేడ్" కటింగ్ నుండి లేజర్ కటింగ్ మరియు ప్లాస్మా కటింగ్‌కు మారుతూ, అభివృద్ధి చెందుతున్నాయి. రోజురోజుకు పరిణతి చెందుతున్న ఈ కటింగ్ పద్ధతులు, కటింగ్ ప్రక్రియ యొక్క ఉత్పత్తి వ్యయాన్ని పెంచినప్పటికీ, మరోవైపు, సెమీకండక్టర్ చిప్ కటింగ్‌లో తరచుగా సంభవించే పొరలు ఊడిపోవడం మరియు పగుళ్లు రావడం వంటి అవాంఛనీయ దృగ్విషయాలను గణనీయంగా తగ్గించడం, అలాగే ఒక యూనిట్ వేఫర్‌కు లభించే చిప్‌ల సంఖ్యను పెంచడం ద్వారా, ఒక్క చిప్ ఉత్పత్తి వ్యయం తగ్గుముఖం పట్టింది. వాస్తవానికి, వేఫర్ యొక్క యూనిట్ వైశాల్యానికి లభించే చిప్‌ల సంఖ్య పెరగడానికి, డైసింగ్ స్ట్రీట్ వెడల్పు తగ్గడానికి దగ్గరి సంబంధం ఉంది. "బ్లేడ్" కటింగ్ పద్ధతితో పోలిస్తే ప్లాస్మా కటింగ్ ఉపయోగించి దాదాపు 20% ఎక్కువ చిప్‌లను పొందవచ్చు, ప్రజలు ప్లాస్మా కటింగ్‌ను ఎంచుకోవడానికి ఇది కూడా ఒక ప్రధాన కారణం. వేఫర్‌లు, చిప్ స్వరూపం మరియు ప్యాకేజింగ్ పద్ధతుల అభివృద్ధి మరియు మార్పులతో పాటు, వేఫర్ ప్రాసెసింగ్ టెక్నాలజీ మరియు DBG వంటి వివిధ కటింగ్ ప్రక్రియలు కూడా ఆవిర్భవిస్తున్నాయి.