వేఫర్ డైసింగ్ అంటే ఏమిటి?

A పొరనిజమైన సెమీకండక్టర్ చిప్‌గా మారడానికి మూడు మార్పుల ద్వారా వెళ్ళాలి: మొదట, బ్లాక్-ఆకారపు ఇంగోట్‌ను వేఫర్‌లుగా కట్ చేస్తారు; రెండవ ప్రక్రియలో, మునుపటి ప్రక్రియ ద్వారా ట్రాన్సిస్టర్‌లను వేఫర్ ముందు భాగంలో చెక్కారు; చివరగా, ప్యాకేజింగ్ నిర్వహిస్తారు, అంటే, కట్టింగ్ ప్రక్రియ ద్వారా,పొరపూర్తి సెమీకండక్టర్ చిప్ అవుతుంది. ప్యాకేజింగ్ ప్రక్రియ బ్యాక్-ఎండ్ ప్రక్రియకు చెందినదని చూడవచ్చు. ఈ ప్రక్రియలో, వేఫర్ అనేక హెక్సాహెడ్రాన్ వ్యక్తిగత చిప్‌లుగా కత్తిరించబడుతుంది. స్వతంత్ర చిప్‌లను పొందే ఈ ప్రక్రియను "సింగులేషన్" అని పిలుస్తారు మరియు వేఫర్ బోర్డ్‌ను స్వతంత్ర క్యూబాయిడ్‌లుగా కత్తిరించే ప్రక్రియను "వేఫర్ కటింగ్ (డై సావింగ్)" అని పిలుస్తారు. ఇటీవల, సెమీకండక్టర్ ఇంటిగ్రేషన్ మెరుగుదలతో, మందంవేఫర్‌లుసన్నగా మరియు సన్నగా మారింది, ఇది "ఏకీకరణ" ప్రక్రియకు చాలా కష్టాన్ని తెస్తుంది.

వేఫర్ డైసింగ్ పరిణామం

ఫ్రంట్-ఎండ్ మరియు బ్యాక్-ఎండ్ ప్రక్రియలు వివిధ మార్గాల్లో పరస్పర చర్య ద్వారా అభివృద్ధి చెందాయి: బ్యాక్-ఎండ్ ప్రక్రియల పరిణామం హెక్సాహెడ్రాన్ చిన్న చిప్స్ యొక్క నిర్మాణం మరియు స్థానాన్ని డై నుండి వేరు చేయగలదు.పొర, అలాగే వేఫర్‌పై ప్యాడ్‌ల నిర్మాణం మరియు స్థానం (విద్యుత్ కనెక్షన్ మార్గాలు); దీనికి విరుద్ధంగా, ఫ్రంట్-ఎండ్ ప్రక్రియల పరిణామం ప్రక్రియ మరియు పద్ధతిని మార్చిందిపొరబ్యాక్-ఎండ్ ప్రక్రియలో బ్యాక్ థిన్నింగ్ మరియు "డై డైసింగ్". అందువల్ల, ప్యాకేజీ యొక్క పెరుగుతున్న అధునాతన రూపం బ్యాక్-ఎండ్ ప్రక్రియపై గొప్ప ప్రభావాన్ని చూపుతుంది. అంతేకాకుండా, ప్యాకేజీ యొక్క రూపంలోని మార్పు ప్రకారం డైసింగ్ సంఖ్య, విధానం మరియు రకం కూడా మారుతుంది.

స్క్రైబ్ డైసింగ్

తొలినాళ్లలో, బాహ్య శక్తిని ప్రయోగించడం ద్వారా "విచ్ఛిన్నం చేయడం" అనేది విభజించగల ఏకైక డైసింగ్ పద్ధతి.పొరహెక్సాహెడ్రాన్‌లోకి చనిపోతుంది. అయితే, ఈ పద్ధతిలో చిన్న చిప్ అంచు చిప్పింగ్ లేదా పగుళ్లు ఏర్పడటం వంటి ప్రతికూలతలు ఉన్నాయి. అదనంగా, లోహ ఉపరితలంపై ఉన్న బర్ర్‌లను పూర్తిగా తొలగించనందున, కత్తిరించిన ఉపరితలం కూడా చాలా కఠినంగా ఉంటుంది.
ఈ సమస్యను పరిష్కరించడానికి, "స్క్రైబింగ్" కటింగ్ పద్ధతి ఉనికిలోకి వచ్చింది, అంటే, ఉపరితలం "విచ్ఛిన్నం" చేయడానికి ముందుపొరసగం లోతు వరకు కత్తిరించబడుతుంది. పేరు సూచించినట్లుగా, "స్క్రైబింగ్" అనేది వేఫర్ ముందు భాగాన్ని ముందుగానే కత్తిరించడానికి (సగం-కట్) ఇంపెల్లర్‌ను ఉపయోగించడాన్ని సూచిస్తుంది. ప్రారంభ రోజుల్లో, 6 అంగుళాల కంటే తక్కువ ఉన్న చాలా వేఫర్‌లు మొదట చిప్‌ల మధ్య "ముక్కలు" చేసి, ఆపై "విచ్ఛిన్నం" చేసే ఈ కటింగ్ పద్ధతిని ఉపయోగించాయి.

బ్లేడ్ డైసింగ్ లేదా బ్లేడ్ సావింగ్

“స్క్రైబింగ్” కటింగ్ పద్ధతి క్రమంగా “బ్లేడ్ డైసింగ్” కటింగ్ (లేదా సావింగ్) పద్ధతిగా అభివృద్ధి చెందింది, ఇది వరుసగా రెండు లేదా మూడు సార్లు బ్లేడ్‌ని ఉపయోగించి కత్తిరించే పద్ధతి. “బ్లేడ్” కటింగ్ పద్ధతి “స్క్రైబింగ్” తర్వాత “బ్రేకింగ్” చేసినప్పుడు చిన్న చిప్స్ ఒలిచే దృగ్విషయాన్ని భర్తీ చేయగలదు మరియు “సింగులేషన్” ప్రక్రియలో చిన్న చిప్స్‌ను రక్షించగలదు. “బ్లేడ్” కటింగ్ మునుపటి “డైసింగ్” కటింగ్ నుండి భిన్నంగా ఉంటుంది, అంటే, “బ్లేడ్” కటింగ్ తర్వాత, ఇది “బ్రేకింగ్” కాదు, కానీ బ్లేడ్‌తో మళ్ళీ కత్తిరించడం. కాబట్టి, దీనిని “స్టెప్ డైసింగ్” పద్ధతి అని కూడా పిలుస్తారు.

కటింగ్ ప్రక్రియలో వేఫర్‌ను బాహ్య నష్టం నుండి రక్షించడానికి, సురక్షితమైన "సింగిల్లింగ్" ఉండేలా ముందుగానే వేఫర్‌కు ఒక ఫిల్మ్ వర్తించబడుతుంది. "బ్యాక్ గ్రైండింగ్" ప్రక్రియలో, ఫిల్మ్ వేఫర్ ముందు భాగంలో జతచేయబడుతుంది. కానీ దీనికి విరుద్ధంగా, "బ్లేడ్" కటింగ్‌లో, ఫిల్మ్ వేఫర్ వెనుక భాగంలో జతచేయబడాలి. యూటెక్టిక్ డై బాండింగ్ (డై బాండింగ్, PCB లేదా ఫిక్స్‌డ్ ఫ్రేమ్‌పై వేరు చేయబడిన చిప్‌లను ఫిక్సింగ్ చేయడం) సమయంలో, వెనుకకు జతచేయబడిన ఫిల్మ్ స్వయంచాలకంగా పడిపోతుంది. కటింగ్ సమయంలో అధిక ఘర్షణ కారణంగా, DI నీటిని అన్ని దిశల నుండి నిరంతరం పిచికారీ చేయాలి. అదనంగా, ఇంపెల్లర్‌ను డైమండ్ కణాలతో జతచేయాలి, తద్వారా ముక్కలను బాగా ముక్కలు చేయవచ్చు. ఈ సమయంలో, కట్ (బ్లేడ్ మందం: గాడి వెడల్పు) ఏకరీతిగా ఉండాలి మరియు డైసింగ్ గాడి వెడల్పును మించకూడదు.
చాలా కాలంగా, సావింగ్ అనేది విస్తృతంగా ఉపయోగించే సాంప్రదాయ కట్టింగ్ పద్ధతి. దీని అతిపెద్ద ప్రయోజనం ఏమిటంటే ఇది తక్కువ సమయంలో పెద్ద సంఖ్యలో వేఫర్‌లను కత్తిరించగలదు. అయితే, స్లైస్ యొక్క ఫీడింగ్ వేగం బాగా పెరిగితే, చిప్లెట్ అంచు పీలింగ్ అవకాశం పెరుగుతుంది. అందువల్ల, ఇంపెల్లర్ యొక్క భ్రమణాల సంఖ్యను నిమిషానికి దాదాపు 30,000 సార్లు నియంత్రించాలి. సెమీకండక్టర్ ప్రక్రియ యొక్క సాంకేతికత తరచుగా సుదీర్ఘ కాలం సంచితం మరియు ట్రయల్ మరియు ఎర్రర్ ద్వారా నెమ్మదిగా సేకరించబడిన రహస్యం అని చూడవచ్చు (యూటెక్టిక్ బంధంపై తదుపరి విభాగంలో, మేము కటింగ్ మరియు DAF గురించి కంటెంట్‌ను చర్చిస్తాము).

గ్రైండింగ్ ముందు డైసింగ్ (DBG): కటింగ్ క్రమం పద్ధతిని మార్చింది.

8-అంగుళాల వ్యాసం కలిగిన వేఫర్‌పై బ్లేడ్ కటింగ్ చేసినప్పుడు, చిప్లెట్ అంచు పీలింగ్ లేదా పగుళ్లు గురించి ఆందోళన చెందాల్సిన అవసరం లేదు. కానీ వేఫర్ వ్యాసం 21 అంగుళాలకు పెరిగి మందం చాలా సన్నగా మారినప్పుడు, పీలింగ్ మరియు పగుళ్లు ఏర్పడే దృగ్విషయాలు మళ్లీ కనిపించడం ప్రారంభిస్తాయి. కటింగ్ ప్రక్రియలో వేఫర్‌పై భౌతిక ప్రభావాన్ని గణనీయంగా తగ్గించడానికి, "గ్రైండింగ్ ముందు డైసింగ్" అనే DBG పద్ధతి సాంప్రదాయ కటింగ్ క్రమాన్ని భర్తీ చేస్తుంది. నిరంతరం కత్తిరించే సాంప్రదాయ "బ్లేడ్" కటింగ్ పద్ధతి వలె కాకుండా, DBG మొదట "బ్లేడ్" కట్‌ను నిర్వహిస్తుంది, ఆపై చిప్ విభజించబడే వరకు వెనుక వైపు నిరంతరం సన్నబడటం ద్వారా వేఫర్ మందాన్ని క్రమంగా సన్నగా చేస్తుంది. DBG అనేది మునుపటి "బ్లేడ్" కటింగ్ పద్ధతి యొక్క అప్‌గ్రేడ్ వెర్షన్ అని చెప్పవచ్చు. ఇది రెండవ కట్ ప్రభావాన్ని తగ్గించగలదు కాబట్టి, DBG పద్ధతి "వేఫర్-లెవల్ ప్యాకేజింగ్"లో వేగంగా ప్రాచుర్యం పొందింది.

లేజర్ డైసింగ్

వేఫర్-లెవల్ చిప్ స్కేల్ ప్యాకేజీ (WLCSP) ప్రక్రియ ప్రధానంగా లేజర్ కటింగ్‌ను ఉపయోగిస్తుంది. లేజర్ కటింగ్ పీలింగ్ మరియు క్రాకింగ్ వంటి దృగ్విషయాలను తగ్గించగలదు, తద్వారా మెరుగైన నాణ్యమైన చిప్‌లను పొందవచ్చు, కానీ వేఫర్ మందం 100μm కంటే ఎక్కువగా ఉన్నప్పుడు, ఉత్పాదకత బాగా తగ్గుతుంది. అందువల్ల, ఇది ఎక్కువగా 100μm కంటే తక్కువ మందం కలిగిన వేఫర్‌లపై ఉపయోగించబడుతుంది (సాపేక్షంగా సన్నగా ఉంటుంది). లేజర్ కటింగ్ వేఫర్ యొక్క స్క్రైబ్ గ్రూవ్‌కు అధిక-శక్తి లేజర్‌ను వర్తింపజేయడం ద్వారా సిలికాన్‌ను కట్ చేస్తుంది. అయితే, సాంప్రదాయ లేజర్ (సాంప్రదాయ లేజర్) కటింగ్ పద్ధతిని ఉపయోగిస్తున్నప్పుడు, ముందుగానే వేఫర్ ఉపరితలంపై రక్షిత ఫిల్మ్‌ను వర్తింపజేయాలి. లేజర్‌తో వేఫర్ యొక్క ఉపరితలాన్ని వేడి చేయడం లేదా వికిరణం చేయడం వలన, ఈ భౌతిక సంబంధాలు వేఫర్ యొక్క ఉపరితలంపై పొడవైన కమ్మీలను ఉత్పత్తి చేస్తాయి మరియు కత్తిరించిన సిలికాన్ శకలాలు కూడా ఉపరితలానికి కట్టుబడి ఉంటాయి. సాంప్రదాయ లేజర్ కటింగ్ పద్ధతి కూడా నేరుగా వేఫర్ యొక్క ఉపరితలాన్ని కత్తిరించిందని చూడవచ్చు మరియు ఈ విషయంలో, ఇది "బ్లేడ్" కటింగ్ పద్ధతిని పోలి ఉంటుంది.

స్టెల్త్ డైసింగ్ (SD) అనేది మొదట లేజర్ శక్తితో వేఫర్ లోపలి భాగాన్ని కత్తిరించే పద్ధతి, ఆపై దానిని విచ్ఛిన్నం చేయడానికి వెనుకకు జతచేయబడిన టేప్‌కు బాహ్య ఒత్తిడిని వర్తింపజేసి, తద్వారా చిప్‌ను వేరు చేస్తుంది. వెనుక ఉన్న టేప్‌పై ఒత్తిడిని ప్రయోగించినప్పుడు, టేప్ సాగదీయడం వల్ల వేఫర్ తక్షణమే పైకి లేస్తుంది, తద్వారా చిప్‌ను వేరు చేస్తుంది. సాంప్రదాయ లేజర్ కటింగ్ పద్ధతి కంటే SD యొక్క ప్రయోజనాలు: మొదటిది, సిలికాన్ శిధిలాలు లేవు; రెండవది, కెర్ఫ్ (కెర్ఫ్: స్క్రైబ్ గ్రూవ్ యొక్క వెడల్పు) ఇరుకైనది, కాబట్టి ఎక్కువ చిప్‌లను పొందవచ్చు. అదనంగా, SD పద్ధతిని ఉపయోగించి పీలింగ్ మరియు క్రాకింగ్ దృగ్విషయం బాగా తగ్గుతుంది, ఇది కట్టింగ్ యొక్క మొత్తం నాణ్యతకు కీలకమైనది. అందువల్ల, SD పద్ధతి భవిష్యత్తులో అత్యంత ప్రజాదరణ పొందిన సాంకేతికతగా మారే అవకాశం ఉంది.

ప్లాస్మా డైసింగ్
ప్లాస్మా కటింగ్ అనేది ఇటీవల అభివృద్ధి చేయబడిన సాంకేతికత, ఇది తయారీ (ఫ్యాబ్) ప్రక్రియలో కత్తిరించడానికి ప్లాస్మా ఎచింగ్‌ను ఉపయోగిస్తుంది. ప్లాస్మా కటింగ్ ద్రవాలకు బదులుగా సెమీ-గ్యాస్ పదార్థాలను ఉపయోగిస్తుంది, కాబట్టి పర్యావరణంపై ప్రభావం చాలా తక్కువగా ఉంటుంది. మరియు మొత్తం వేఫర్‌ను ఒకేసారి కత్తిరించే పద్ధతిని అవలంబిస్తారు, కాబట్టి "కటింగ్" వేగం సాపేక్షంగా వేగంగా ఉంటుంది. అయితే, ప్లాస్మా పద్ధతి రసాయన ప్రతిచర్య వాయువును ముడి పదార్థంగా ఉపయోగిస్తుంది మరియు ఎచింగ్ ప్రక్రియ చాలా క్లిష్టంగా ఉంటుంది, కాబట్టి దాని ప్రక్రియ ప్రవాహం సాపేక్షంగా గజిబిజిగా ఉంటుంది. కానీ "బ్లేడ్" కటింగ్ మరియు లేజర్ కటింగ్‌తో పోలిస్తే, ప్లాస్మా కటింగ్ వేఫర్ ఉపరితలానికి నష్టం కలిగించదు, తద్వారా లోపం రేటును తగ్గిస్తుంది మరియు మరిన్ని చిప్‌లను పొందుతుంది.

ఇటీవల, వేఫర్ మందం 30μmకి తగ్గించబడినందున మరియు చాలా రాగి (Cu) లేదా తక్కువ విద్యుద్వాహక స్థిరాంక పదార్థాలు (తక్కువ-k) ఉపయోగించబడుతున్నందున. అందువల్ల, బర్ర్స్ (బర్ర్) నివారించడానికి, ప్లాస్మా కటింగ్ పద్ధతులకు కూడా ప్రాధాన్యత ఇవ్వబడుతుంది. వాస్తవానికి, ప్లాస్మా కటింగ్ టెక్నాలజీ కూడా నిరంతరం అభివృద్ధి చెందుతోంది. సమీప భవిష్యత్తులో, ఒక రోజు ఎచింగ్ చేసేటప్పుడు ప్రత్యేక ముసుగు ధరించాల్సిన అవసరం ఉండదని నేను నమ్ముతున్నాను, ఎందుకంటే ఇది ప్లాస్మా కటింగ్ యొక్క ప్రధాన అభివృద్ధి దిశ.

వేఫర్‌ల మందం నిరంతరం 100μm నుండి 50μmకి మరియు తరువాత 30μmకి తగ్గించబడినందున, స్వతంత్ర చిప్‌లను పొందే కట్టింగ్ పద్ధతులు కూడా "బ్రేకింగ్" మరియు "బ్లేడ్" కటింగ్ నుండి లేజర్ కటింగ్ మరియు ప్లాస్మా కటింగ్ వరకు మారుతూ మరియు అభివృద్ధి చెందుతున్నాయి. పెరుగుతున్న పరిణతి చెందిన కట్టింగ్ పద్ధతులు కట్టింగ్ ప్రక్రియ యొక్క ఉత్పత్తి వ్యయాన్ని పెంచినప్పటికీ, మరోవైపు, సెమీకండక్టర్ చిప్ కటింగ్‌లో తరచుగా సంభవించే పీలింగ్ మరియు క్రాకింగ్ వంటి అవాంఛనీయ దృగ్విషయాలను గణనీయంగా తగ్గించడం మరియు యూనిట్ వేఫర్‌కు పొందిన చిప్‌ల సంఖ్యను పెంచడం ద్వారా, ఒకే చిప్ యొక్క ఉత్పత్తి ఖర్చు తగ్గుదల ధోరణిని చూపించింది. వాస్తవానికి, వేఫర్ యొక్క యూనిట్ ప్రాంతానికి పొందిన చిప్‌ల సంఖ్య పెరుగుదల డైసింగ్ స్ట్రీట్ వెడల్పు తగ్గింపుకు దగ్గరి సంబంధం కలిగి ఉంటుంది. ప్లాస్మా కటింగ్‌ను ఉపయోగించి, "బ్లేడ్" కటింగ్ పద్ధతిని ఉపయోగించడంతో పోలిస్తే దాదాపు 20% ఎక్కువ చిప్‌లను పొందవచ్చు, ఇది ప్రజలు ప్లాస్మా కటింగ్‌ను ఎంచుకోవడానికి కూడా ఒక ప్రధాన కారణం. వేఫర్‌ల అభివృద్ధి మరియు మార్పులతో, చిప్ రూపాన్ని మరియు ప్యాకేజింగ్ పద్ధతులతో, వేఫర్ ప్రాసెసింగ్ టెక్నాలజీ మరియు DBG వంటి వివిధ కట్టింగ్ ప్రక్రియలు కూడా ఉద్భవిస్తున్నాయి.