ለኃይል ሴሚኮንዳክተር ዋፈር መቁረጥ ብዙ አይነት ሂደቶች

ዋፈርመቁረጥ በሃይል ሴሚኮንዳክተር ምርት ውስጥ ካሉት አስፈላጊ ማገናኛዎች አንዱ ነው. ይህ እርምጃ የግለሰብ የተቀናጁ ወረዳዎችን ወይም ቺፖችን ከሴሚኮንዳክተር ዋይፋዮች በትክክል ለመለየት የተነደፈ ነው።

ቁልፉ ለዋፈርመቁረጥ በ ውስጥ የተካተቱትን ጥቃቅን መዋቅሮች እና ወረዳዎች በማረጋገጥ ነጠላ ቺፖችን መለየት መቻል ነው.ዋፈርየተበላሹ አይደሉም. የመቁረጥ ሂደት ስኬት ወይም ውድቀት የቺፑን የመለየት ጥራት እና ምርት ላይ ተጽእኖ ብቻ ሳይሆን ከጠቅላላው የምርት ሂደት ውጤታማነት ጋር በቀጥታ የተያያዘ ነው.

▲ ሶስት የተለመዱ የዋፍር መቁረጫ ዓይነቶች | ምንጭ፡ KLA CHINA
በአሁኑ ጊዜ, የተለመደውዋፈርየመቁረጥ ሂደቶች በሚከተሉት ይከፈላሉ:
ምላጭ መቁረጥ: ዝቅተኛ ዋጋ, አብዛኛውን ጊዜ ወፍራም ጥቅም ላይ ይውላልዋፈርስ
ሌዘር መቁረጫ፡ ከፍተኛ ወጪ፡ አብዛኛው ጊዜ ከ30μm በላይ ውፍረት ላለው ለዋፋዎች ያገለግላል
የፕላዝማ መቁረጥ፡- ከፍተኛ ወጪ፣ ተጨማሪ ገደቦች፣ ብዙውን ጊዜ ከ30μm በታች ውፍረት ላለው ቫፈር ጥቅም ላይ ይውላል።

የሜካኒካል ምላጭ መቁረጥ

Blade መቁረጥ በከፍተኛ ፍጥነት በሚሽከረከር መፍጨት ዲስክ (ምላጭ) በፀሐፊው መስመር ላይ የመቁረጥ ሂደት ነው። ምላጩ ብዙውን ጊዜ የሚሠራው ከጠለፋ ወይም በጣም ከቀጭን የአልማዝ ቁሳቁስ ነው፣ ይህም በሲሊኮን ዋይፈር ላይ ለመቁረጥ ወይም ለመቁረጥ ተስማሚ ነው። ነገር ግን፣ እንደ ሜካኒካል የመቁረጥ ዘዴ፣ ምላጭ መቁረጥ በአካላዊ ቁሶች ላይ የተመሰረተ ነው፣ ይህም በቀላሉ ወደ ቺፕ ጫፉ መቆራረጥ ወይም መሰንጠቅን ያስከትላል፣ በዚህም የምርት ጥራትን ይጎዳል እና ምርትን ይቀንሳል።

በሜካኒካል የመጋዝ ሂደት የሚመረተው የመጨረሻው ምርት ጥራት በበርካታ መመዘኛዎች ተጎድቷል, የመቁረጥ ፍጥነት, የቢላ ውፍረት, የቢላ ዲያሜትር እና የቢላ ማሽከርከር ፍጥነትን ጨምሮ.

ሙሉ ለሙሉ መቁረጥ በጣም መሠረታዊው የቢላ መቁረጫ ዘዴ ነው, እሱም ወደ ቋሚ እቃዎች (እንደ መቁረጫ ቴፕ) በመቁረጥ የስራውን ክፍል ሙሉ በሙሉ ይቆርጣል.

v ሜካኒካል ምላጭ መቁረጥ-ሙሉ ቁረጥ | የምስል ምንጭ አውታረ መረብ

ግማሹን መቁረጥ ወደ ሥራው መሃል በመቁረጥ ጎድጎድ የሚያመርት የማቀነባበሪያ ዘዴ ነው። የማፍያውን ሂደት ያለማቋረጥ በማከናወን ማበጠሪያ እና መርፌ ቅርጽ ያላቸው ነጥቦችን ማምረት ይቻላል.

v ሜካኒካል ምላጭ መቁረጥ-ግማሽ ቁረጥ | የምስል ምንጭ አውታረ መረብ

ድርብ ቆርጠህ የማቀነባበሪያ ዘዴ ሲሆን በሁለት ስፒልች ያለው ድርብ የመቁረጥ መጋዝ በመጠቀም ሙሉ ወይም ግማሽ መቁረጥ በሁለት የምርት መስመሮች ላይ በተመሳሳይ ጊዜ። ድርብ መቁረጫ መጋዙ ሁለት እንዝርት መጥረቢያዎች አሉት። በዚህ ሂደት ከፍተኛ የፍተሻ ውጤት ሊገኝ ይችላል.

v ሜካኒካል ምላጭ መቁረጥ-ድርብ መቁረጥ | የምስል ምንጭ አውታረ መረብ

ደረጃ መቁረጥ በሁለት እርከኖች ሙሉ እና ግማሽ ቆርጦዎችን ለማከናወን ባለ ሁለት ስፒልች መጋዝ ይጠቀማል። ከፍተኛ ጥራት ያለው ሂደትን ለማግኘት በዋፈር ወለል ላይ ያለውን ሽቦ ለመቁረጥ የተመቻቹ ቢላዎችን እና ለቀሪው የሲሊኮን ነጠላ ክሪስታል የተመቻቹ ቢላዎችን ይጠቀሙ።

v ሜካኒካል ምላጭ መቁረጥ - ደረጃ መቁረጥ | የምስል ምንጭ አውታረ መረብ

የቢቭል መቁረጥ የማቀነባበሪያ ዘዴ ሲሆን በግማሽ የተቆረጠው ጫፍ ላይ የ V ቅርጽ ያለው ጠርዝ በደረጃ መቁረጥ ሂደት ውስጥ ቫፈርን በሁለት ደረጃዎች ለመቁረጥ. የመቁረጥ ሂደት የሚከናወነው በመቁረጥ ሂደት ውስጥ ነው. ስለዚህ, ከፍተኛ የሻጋታ ጥንካሬ እና ከፍተኛ ጥራት ያለው ሂደት ሊሳካ ይችላል.

v ሜካኒካል ምላጭ መቁረጥ - ቢቭል መቁረጥ | የምስል ምንጭ አውታረ መረብ
ሌዘር መቁረጥ

ሌዘር መቁረጫ ንክኪ ያልሆነ የዋፈር መቁረጫ ቴክኖሎጂ ሲሆን እያንዳንዱን ቺፖችን ከሴሚኮንዳክተር ዋይፎች ለመለየት ትኩረት የተደረገ ሌዘር ጨረር ይጠቀማል። ከፍተኛ ኃይል ያለው የሌዘር ጨረር በቫፈር ላይ ያተኮረ ነው እና ቁስን አስቀድሞ በተወሰነው የመቁረጫ መስመር ላይ በጠለፋ ወይም በሙቀት መበስበስ ሂደቶች ይተናል ወይም ያስወግዳል።

▲ ሌዘር መቁረጫ ዲያግራም | የምስል ምንጭ፡ KLA CHINA

በአሁኑ ጊዜ በስፋት ጥቅም ላይ የዋሉት የሌዘር ዓይነቶች አልትራቫዮሌት ሌዘር፣ ኢንፍራሬድ ሌዘር እና femtosecond lasers ያካትታሉ። ከነሱ መካከል የአልትራቫዮሌት ሌዘር ከፍተኛ የፎቶን ሃይል ስላለው ለትክክለኛው ቅዝቃዜ ጥቅም ላይ ይውላል, እና በሙቀት የተጎዳው ዞን እጅግ በጣም ትንሽ ነው, ይህም በ wafer እና በአካባቢው ቺፕስ ላይ ያለውን የሙቀት መጎዳት አደጋን በትክክል ይቀንሳል. የኢንፍራሬድ ሌዘር ወደ ቁሳቁሱ ውስጥ ዘልቀው ሊገቡ ስለሚችሉ ለጠፈር ወፈርዎች የተሻሉ ናቸው. Femtosecond lasers ከፍተኛ ትክክለኝነት እና ቀልጣፋ የቁሳቁስ መወገድን በ ultrashort light pulses አማካኝነት ከሞላ ጎደል ቸል በሚባል የሙቀት ሽግግር ማሳካት ይችላሉ።

ሌዘር መቁረጥ ከባህላዊ ምላጭ መቁረጥ ይልቅ ጉልህ ጥቅሞች አሉት። በመጀመሪያ, እንደ ግንኙነት-አልባ ሂደት, ሌዘር መቆረጥ በቫፈር ላይ አካላዊ ጫና አይፈልግም, በሜካኒካዊ መቆራረጥ ውስጥ የተለመዱትን መቆራረጥ እና መሰንጠቅ ችግሮችን ይቀንሳል. ይህ ባህሪ የሌዘር መቁረጥ በተለይ በቀላሉ የማይበላሹ ወይም እጅግ በጣም ቀጭ ያሉ ዋይፎችን ለመስራት፣በተለይም ውስብስብ አወቃቀሮች ወይም ጥሩ ባህሪያት ያላቸው።

▲ ሌዘር መቁረጫ ዲያግራም | የምስል ምንጭ አውታረ መረብ

በተጨማሪም የሌዘር መቆራረጥ ከፍተኛ ትክክለኛነት እና ትክክለኛነት የሌዘር ጨረሩን እጅግ በጣም ትንሽ በሆነ ቦታ ላይ እንዲያተኩር፣ የተወሳሰቡ የመቁረጥ ንድፎችን እንዲደግፍ እና በቺፕ መካከል ያለውን ዝቅተኛ ክፍተት ለመለየት ያስችለዋል። ይህ ባህሪ በተለይ መጠኖች እየቀነሱ ላሉት የላቀ ሴሚኮንዳክተር መሣሪያዎች በጣም አስፈላጊ ነው።

ይሁን እንጂ ሌዘር መቁረጥም አንዳንድ ገደቦች አሉት. ከላጣ መቁረጥ ጋር ሲነጻጸር, ቀርፋፋ እና የበለጠ ውድ ነው, በተለይም በትላልቅ ምርቶች ውስጥ. በተጨማሪም ፣ ትክክለኛውን የሌዘር ዓይነት መምረጥ እና የቁሳቁስ ቅልጥፍናን ለማረጋገጥ መለኪያዎችን ማመቻቸት እና አነስተኛ ሙቀት-የተጎዳ ዞን ለተወሰኑ ቁሳቁሶች እና ውፍረት ፈታኝ ሊሆን ይችላል።

ሌዘር ማስወገጃ መቁረጥ

በሌዘር ማስወገጃ በሚቆረጥበት ጊዜ የሌዘር ጨረሩ በትክክል በቫፈር ወለል ላይ በተወሰነ ቦታ ላይ ያተኮረ ነው ፣ እና የሌዘር ኢነርጂው በተወሰነው የመቁረጫ ንድፍ መሠረት ይመራል ፣ ቀስ በቀስ በቫፈር ወደ ታች ይቁረጡ። በመቁረጫ መስፈርቶች ላይ በመመስረት, ይህ ክዋኔ የሚከናወነው በ pulsed laser ወይም ቀጣይነት ያለው ሞገድ ሌዘር በመጠቀም ነው. የሌዘርን ከመጠን በላይ በማሞቅ ምክንያት በቫፈር ላይ ጉዳት እንዳይደርስ ለመከላከል, ቀዝቃዛ ውሃ ለማቀዝቀዝ እና ቫውሱን ከሙቀት ጉዳት ለመከላከል ያገለግላል. በተመሳሳይ ጊዜ ቀዝቃዛ ውሃ በቆርቆሮው ሂደት ውስጥ የሚፈጠሩትን ንጥረ ነገሮች በተሳካ ሁኔታ ማስወገድ, ብክለትን መከላከል እና የመቁረጥን ጥራት ማረጋገጥ ይችላል.

ሌዘር የማይታይ መቁረጥ

ሌዘር ሙቀትን ወደ ዋፈር ዋናው አካል ለማስተላለፍ ትኩረት ሊሰጠው ይችላል, ይህ ዘዴ "የማይታይ ሌዘር መቁረጥ" ይባላል. ለዚህ ዘዴ, የሌዘር ሙቀት በፀሐፊው መስመሮች ውስጥ ክፍተቶችን ይፈጥራል. እነዚህ የተዳከሙ ቦታዎች ቫፈር በሚዘረጋበት ጊዜ በመስበር ተመሳሳይ የሆነ የመግባት ውጤት ያስገኛሉ።

▲የሌዘር የማይታይ የመቁረጥ ዋና ሂደት

በዓይን የማይታየው የመቁረጥ ሂደት ሌዘር በላዩ ላይ በሚወሰድበት የሌዘር ማስወገጃ ሳይሆን የውስጥ የመሳብ ሌዘር ሂደት ነው። በማይታይ መቁረጥ ፣ የጨረር ጨረር ኃይል ከሞገድ ርዝመት ጋር ከፊል-ግልጽ ወደ ዋፈር ተተኳሪ ቁሳቁስ ጥቅም ላይ ይውላል። ሂደቱ በሁለት ዋና ዋና ደረጃዎች የተከፈለ ነው, አንደኛው በሌዘር ላይ የተመሰረተ ሂደት ነው, ሌላኛው ደግሞ የሜካኒካል መለያየት ሂደት ነው.

▲የሌዘር ጨረሩ ከዋፈር ወለል በታች ቀዳዳ ይፈጥራል፤ የፊትና የኋላ ጎኖቹም አይነኩም | የምስል ምንጭ አውታረ መረብ

በመጀመርያው ደረጃ የሌዘር ጨረሩ ዋፈርን ሲቃኝ የሌዘር ጨረሩ በዋፈር ውስጥ ባለው የተወሰነ ነጥብ ላይ ያተኩራል፣ በውስጡም መሰንጠቅ ይፈጥራል። የጨረር ኃይል በውስጡ የተከታታይ ስንጥቆች እንዲፈጠሩ ያደርጋል፣ እነዚህም በዋፉ ሙሉ ውፍረት እስከ ላይ እና ታች ንጣፎች ድረስ እስካሁን አልራዘሙም።

▲የ100μm ውፍረት ያለው የሲሊኮን ዋይፈር በብላድ ዘዴ እና በሌዘር የማይታይ የመቁረጫ ዘዴ ንጽጽር | የምስል ምንጭ አውታረ መረብ

በሁለተኛው እርከን, ከዋፋው በታች ያለው ቺፕ ቴፕ በአካል ተዘርግቷል, ይህም በመጀመሪያ ደረጃ በሌዘር ሂደት ውስጥ የሚቀሰቅሰው በቫፈር ውስጥ ባሉ ስንጥቆች ውስጥ የመሸከም ጭንቀት ያስከትላል. ይህ ጭንቀት ስንጥቆቹ በአቀባዊ ወደ ላይኛው እና ታችኛው የዋፈር ንጣፎች እንዲራዘሙ ያደርጋቸዋል፣ ከዚያም ቫፈርን በእነዚህ የመቁረጫ ቦታዎች ላይ ወደ ቺፕስ ይለያሉ። በማይታይ መቁረጫ ውስጥ, ግማሽ-መቁረጥ ወይም የታችኛው-ጎን ግማሽ-መቁረጥ አብዛኛውን ጊዜ ዋፍሮችን ወደ ቺፕስ ወይም ቺፕስ ለመለየት ጥቅም ላይ ይውላል.

በሌዘር ማስወገጃ ላይ የማይታይ ሌዘር መቁረጥ ቁልፍ ጥቅሞች:
• ማቀዝቀዣ አያስፈልግም
• ምንም ፍርስራሽ አልተፈጠረም።
• ስሜታዊ ወረዳዎችን ሊጎዳ የሚችል በሙቀት የተጎዱ ዞኖች የሉም

የፕላዝማ መቁረጥ
ፕላዝማ መቁረጥ (እንዲሁም ፕላዝማ ኢቲንግ ወይም ደረቅ ኢቺንግ በመባልም ይታወቃል) ቺፖችን ከሴሚኮንዳክተር ዋይፋሶች ለመለየት ምላሽ ሰጪ ion etching (RIE) ወይም ጥልቅ ምላሽ ሰጪ ion etching (DRIE) የሚጠቀም የላቀ የዋፈር መቁረጫ ቴክኖሎጂ ነው። ቴክኖሎጂው ፕላዝማን በመጠቀም ቀድሞ በተወሰነው የመቁረጫ መስመሮች ላይ ቁሳቁሶችን በኬሚካል በማንሳት መቁረጥን ያሳካል።

በፕላዝማ የመቁረጥ ሂደት ውስጥ ሴሚኮንዳክተር ዋፋር በቫኩም ክፍል ውስጥ ይቀመጣል ፣ ቁጥጥር የሚደረግበት ምላሽ ጋዝ ድብልቅ ወደ ክፍሉ ውስጥ ይገባል ፣ እና የኤሌክትሪክ መስክ ከፍተኛ መጠን ያለው ምላሽ ሰጪ ion እና ራዲካልስ የያዘ ፕላዝማ ለማምረት ይተገበራል። እነዚህ ምላሽ ሰጪ ዝርያዎች ከዋፈር ቁሳቁስ ጋር ይገናኛሉ እና በፀሐፊው መስመር ላይ በኬሚካላዊ ምላሽ እና በአካላዊ መትፋት ጥምረት አማካኝነት የዋፈር ቁሳቁሶችን በመምረጥ ያስወግዳሉ።

የፕላዝማ መቆረጥ ዋነኛው ጠቀሜታ በቫፈር እና ቺፕ ላይ የሜካኒካዊ ጭንቀትን በመቀነሱ እና በአካል ንክኪ ምክንያት ሊከሰቱ የሚችሉ ጉዳቶችን ይቀንሳል. ይሁን እንጂ ይህ ሂደት ከሌሎቹ ዘዴዎች የበለጠ ውስብስብ እና ጊዜ የሚወስድ ነው, በተለይም ወፍራም ወፍጮዎችን ወይም ከፍተኛ የማሳከክ መከላከያ ካላቸው ቁሳቁሶች ጋር ሲገናኙ, ስለዚህ በጅምላ ምርት ውስጥ ያለው አተገባበር ውስን ነው.

▲የምስል ምንጭ አውታር

በሴሚኮንዳክተር ማምረቻ ውስጥ የዋፈር መቁረጫ ዘዴ በብዙ ነገሮች ላይ ተመርኩዞ መመረጥ አለበት ይህም የዋፈር ቁሳቁስ ባህሪያት, ቺፕ መጠን እና ጂኦሜትሪ, አስፈላጊ ትክክለኛነት እና ትክክለኛነት, እና አጠቃላይ የምርት ዋጋ እና ቅልጥፍናን ጨምሮ.