ვაფლიჭრა არის ერთ-ერთი მნიშვნელოვანი რგოლი ელექტრო ნახევარგამტარების წარმოებაში. ეს ნაბიჯი განკუთვნილია ინდივიდუალური ინტეგრირებული სქემების ან ჩიპების ზუსტად გამოყოფისთვის ნახევარგამტარული ვაფლებისგან.
გასაღებივაფლიჭრას უნდა შეეძლოს ცალკეული ჩიპების განცალკევება, იმავდროულად, დარწმუნდეს, რომ დელიკატური სტრუქტურები და სქემები ჩართულიავაფლიარ არიან დაზიანებული. ჭრის პროცესის წარმატება ან წარუმატებლობა არა მხოლოდ გავლენას ახდენს ჩიპის გამოყოფის ხარისხზე და მოსავლიანობაზე, არამედ პირდაპირ არის დაკავშირებული მთელი წარმოების პროცესის ეფექტურობასთან.
▲ ვაფლის ჭრის სამი გავრცელებული ტიპი | წყარო: KLA CHINA
ამჟამად, საერთოვაფლიჭრის პროცესები იყოფა:
დანის ჭრა: დაბალი ღირებულება, ჩვეულებრივ გამოიყენება სქელისთვისვაფლები
ლაზერული ჭრა: მაღალი ღირებულება, ჩვეულებრივ გამოიყენება 30μm-ზე მეტი სისქის ვაფლებისთვის
პლაზმური ჭრა: მაღალი ღირებულება, მეტი შეზღუდვა, ჩვეულებრივ გამოიყენება 30μm-ზე ნაკლები სისქის ვაფლისთვის
მექანიკური დანის ჭრა
დანის ჭრა არის სკრიპტის ხაზის გასწვრივ ჭრის პროცესი მაღალსიჩქარიანი მბრუნავი სახეხი დისკის (დანის) საშუალებით. პირი, როგორც წესი, მზადდება აბრაზიული ან ულტრა თხელი ბრილიანტის მასალისგან, რომელიც შესაფერისია სილიკონის ვაფლებზე დასაჭრელად ან ღარისთვის. თუმცა, როგორც მექანიკური ჭრის მეთოდი, დანით ჭრა ეყრდნობა მასალის ფიზიკურ მოცილებას, რამაც შეიძლება ადვილად გამოიწვიოს ჩიპის კიდეების დაჭყლეტვა ან გაბზარვა, რაც გავლენას მოახდენს პროდუქტის ხარისხზე და ამცირებს მოსავლიანობას.
მექანიკური ხერხის პროცესით წარმოებული საბოლოო პროდუქტის ხარისხზე გავლენას ახდენს მრავალი პარამეტრი, მათ შორის ჭრის სიჩქარე, დანის სისქე, დანის დიამეტრი და დანის ბრუნვის სიჩქარე.
სრული ჭრა არის დანის ჭრის ყველაზე ძირითადი მეთოდი, რომელიც მთლიანად ჭრის სამუშაო ნაწილს ფიქსირებულ მასალაზე (როგორიცაა ლენტაზე) ჭრით.
▲ მექანიკური დანის მოჭრა-სრული ჭრა | გამოსახულების წყაროს ქსელი
ნახევრად ჭრა არის დამუშავების მეთოდი, რომელიც წარმოქმნის ღარს სამუშაო ნაწილის შუაზე ჭრის გზით. ღარების პროცესის მუდმივი შესრულებით შესაძლებელია სავარცხლის და ნემსის ფორმის წერტილების დამზადება.
▲ მექანიკური დანის მოჭრა-ნახევრად გაჭრა | გამოსახულების წყაროს ქსელი
ორმაგი ჭრა არის დამუშავების მეთოდი, რომელიც იყენებს ორ საჭრელ ხერხს ორი ღერძით, რათა შეასრულოს სრული ან ნახევრად ჭრა ერთდროულად ორ საწარმოო ხაზზე. ორმაგ საჭრელ ხერხს აქვს ორი ღერძი. ამ პროცესის საშუალებით შესაძლებელია მაღალი გამტარუნარიანობის მიღწევა.
▲ მექანიკური დანის ჭრა-ორმაგი ჭრა | გამოსახულების წყაროს ქსელი
საფეხურიანი ჭრილი იყენებს ორმაგ საჭრელ ხერხს ორი ღერძით სრული და ნახევრად ჭრის შესასრულებლად ორ ეტაპად. გამოიყენეთ პირები, რომლებიც ოპტიმიზირებულია გაყვანილობის ფენის მოსაჭრელად ვაფლის ზედაპირზე და პირები, რომლებიც ოპტიმიზებულია დარჩენილი სილიკონის ერთკრისტალებისთვის, მაღალი ხარისხის დამუშავების მისაღწევად.
▲ მექანიკური დანის ჭრა – საფეხურიანი ჭრა | გამოსახულების წყაროს ქსელი
Bevel ჭრის არის დამუშავების მეთოდი, რომელიც იყენებს დანა V- ფორმის კიდეზე ნახევრად მოჭრილი კიდეზე, რათა დაჭრას ვაფლი ორ ეტაპად, საფეხურზე ჭრის პროცესში. ჭრის პროცესის დროს ტარდება ჩახშობის პროცესი. აქედან გამომდინარე, შესაძლებელია მიღწეული მაღალი ფორმირების სიმტკიცე და მაღალი ხარისხის დამუშავება.
▲ მექანიკური დანის ჭრა – ბეწვის ჭრა | გამოსახულების წყაროს ქსელი
ლაზერული ჭრა
ლაზერული ჭრა არის უკონტაქტო ვაფლის ჭრის ტექნოლოგია, რომელიც იყენებს ფოკუსირებულ ლაზერის სხივს ცალკეული ჩიპების გამოსაყოფად ნახევარგამტარული ვაფლებისგან. მაღალი ენერგიის ლაზერის სხივი ფოკუსირებულია ვაფლის ზედაპირზე და აორთქლდება ან შლის მასალას წინასწარ განსაზღვრული ჭრის ხაზის გასწვრივ აბლაციის ან თერმული დაშლის პროცესების მეშვეობით.
▲ ლაზერული ჭრის დიაგრამა | სურათის წყარო: KLA CHINA
ამჟამად ფართოდ გამოყენებული ლაზერების ტიპები მოიცავს ულტრაიისფერ ლაზერებს, ინფრაწითელ ლაზერებს და ფემტოწამის ლაზერებს. მათ შორის, ულტრაიისფერი ლაზერები ხშირად გამოიყენება ზუსტი ცივი აბლაციისთვის მათი მაღალი ფოტონის ენერგიის გამო, ხოლო სითბოს ზემოქმედების ზონა უკიდურესად მცირეა, რაც ეფექტურად ამცირებს ვაფლისა და მის მიმდებარე ჩიპების თერმული დაზიანების რისკს. ინფრაწითელი ლაზერები უკეთესად შეეფერება სქელ ვაფლებს, რადგან მათ შეუძლიათ ღრმად შეაღწიონ მასალაში. ფემტოწამის ლაზერები აღწევს მასალის მაღალ სიზუსტეს და ეფექტურ მოცილებას თითქმის უმნიშვნელო სითბოს გადაცემით ულტრამოკლე სინათლის იმპულსებით.
ლაზერულ ჭრას აქვს მნიშვნელოვანი უპირატესობა ტრადიციული დანით ჭრის მიმართ. პირველ რიგში, როგორც უკონტაქტო პროცესი, ლაზერული ჭრა არ საჭიროებს ფიზიკურ ზეწოლას ვაფლზე, რაც ამცირებს ფრაგმენტაციისა და ბზარების პრობლემებს, რომლებიც გავრცელებულია მექანიკურ ჭრაში. ეს ფუნქცია ლაზერულ ჭრას განსაკუთრებით შესაფერისს ხდის მყიფე ან ულტრა თხელი ვაფლის დასამუშავებლად, განსაკუთრებით რთული სტრუქტურის ან კარგი მახასიათებლების მქონე.
▲ ლაზერული ჭრის დიაგრამა | გამოსახულების წყაროს ქსელი
გარდა ამისა, ლაზერული ჭრის მაღალი სიზუსტე და სიზუსტე საშუალებას აძლევს მას ლაზერის სხივის ფოკუსირება მოახდინოს უკიდურესად მცირე ლაქაზე, მხარი დაუჭიროს ჭრის რთულ ნიმუშებს და მიაღწიოს ჩიპებს შორის მინიმალური მანძილის გამოყოფას. ეს მახასიათებელი განსაკუთრებით მნიშვნელოვანია მოწინავე ნახევარგამტარული მოწყობილობებისთვის, მცირდება ზომებით.
თუმცა, ლაზერულ ჭრასაც აქვს გარკვეული შეზღუდვები. დანის ჭრასთან შედარებით, ის უფრო ნელი და ძვირია, განსაკუთრებით ფართომასშტაბიან წარმოებაში. გარდა ამისა, ლაზერის სწორი ტიპის არჩევა და პარამეტრების ოპტიმიზაცია მასალების ეფექტური მოცილებისა და მინიმალური სითბოს ზემოქმედების ზონის უზრუნველსაყოფად შეიძლება იყოს რთული გარკვეული მასალებისა და სისქისთვის.
ლაზერული აბლაციის ჭრა
ლაზერული აბლაციის ჭრის დროს, ლაზერის სხივი ზუსტად არის ორიენტირებული ვაფლის ზედაპირზე მითითებულ ადგილას და ლაზერის ენერგია იმართება წინასწარ განსაზღვრული ჭრის ნიმუშის მიხედვით, თანდათანობით კვეთს ვაფლს ძირამდე. ჭრის მოთხოვნებიდან გამომდინარე, ეს ოპერაცია ხორციელდება პულსირებული ლაზერის ან უწყვეტი ტალღის ლაზერის გამოყენებით. ლაზერის გადაჭარბებული ადგილობრივი გათბობის გამო ვაფლის დაზიანების თავიდან ასაცილებლად, გამაგრილებელი წყალი გამოიყენება ვაფლის გასაცივებლად და თერმული დაზიანებისგან დასაცავად. ამავდროულად, გამაგრილებელ წყალს ასევე შეუძლია ეფექტურად ამოიღოს ჭრის პროცესში წარმოქმნილი ნაწილაკები, თავიდან აიცილოს დაბინძურება და უზრუნველყოს ჭრის ხარისხი.
ლაზერული უხილავი ჭრა
ლაზერის ფოკუსირება ასევე შესაძლებელია ვაფლის ძირითად სხეულში სითბოს გადასატანად, მეთოდს, რომელსაც ეწოდება "უხილავი ლაზერული ჭრა". ამ მეთოდისთვის, ლაზერის სითბო ქმნის ხარვეზებს სკრიპტის ზოლებში. შემდეგ ეს დასუსტებული ადგილები აღწევენ მსგავს შეღწევადობის ეფექტს ვაფლის გაჭიმვისას გატეხვით.
▲ ლაზერული უხილავი ჭრის ძირითადი პროცესი
უხილავი ჭრის პროცესი არის შიდა შთანთქმის ლაზერული პროცესი, ვიდრე ლაზერული აბლაცია, სადაც ლაზერი შეიწოვება ზედაპირზე. უხილავი ჭრის დროს გამოიყენება ლაზერული სხივის ენერგია ტალღის სიგრძით, რომელიც ნახევრად გამჭვირვალეა ვაფლის სუბსტრატის მასალის მიმართ. პროცესი დაყოფილია ორ ძირითად ეტაპად, ერთი არის ლაზერზე დაფუძნებული პროცესი, ხოლო მეორე არის მექანიკური გამოყოფის პროცესი.
▲ლაზერის სხივი ქმნის პერფორაციას ვაფლის ზედაპირის ქვემოთ და წინა და უკანა მხარეები არ ზიანდება | გამოსახულების წყაროს ქსელი
პირველ ეტაპზე, როდესაც ლაზერის სხივი სკანირებს ვაფლს, ლაზერის სხივი ფოკუსირებულია ვაფლის შიგნით არსებულ კონკრეტულ წერტილზე, აყალიბებს ბზარის წერტილს შიგნით. სხივის ენერგია იწვევს შიგნით ბზარების წყების წარმოქმნას, რომლებიც ჯერ არ გაგრძელებულა ვაფლის მთელ სისქეზე ზედა და ქვედა ზედაპირებამდე.
▲ 100μm სისქის სილიკონის ვაფლის შედარება დანით და ლაზერული უხილავი ჭრის მეთოდით | გამოსახულების წყაროს ქსელი
მეორე საფეხურზე ვაფლის ქვედა ნაწილში ჩიპური ლენტი ფიზიკურად გაფართოებულია, რაც იწვევს ვაფლის შიგნით ნაპრალებში დაძაბულობას, რომლებიც წარმოიქმნება ლაზერული პროცესის დროს პირველ ეტაპზე. ეს სტრესი იწვევს ბზარების გავრცელებას ვერტიკალურად ვაფლის ზედა და ქვედა ზედაპირებზე, შემდეგ კი ვაფლის გამოყოფა ჩიპებად ამ ჭრის წერტილების გასწვრივ. უხილავი ჭრისას, ნახევრად ჭრის ან ქვედა მხრიდან ნახევრად ჭრა ჩვეულებრივ გამოიყენება ვაფლის ჩიპებად ან ჩიპებად დაყოფის გასაადვილებლად.
უხილავი ლაზერული ჭრის ძირითადი უპირატესობები ლაზერულ აბლაციასთან შედარებით:
• არ არის საჭირო გამაგრილებელი
• ნამსხვრევები არ არის წარმოქმნილი
• არ არის სითბოს ზემოქმედების ზონები, რომლებმაც შეიძლება დააზიანოს მგრძნობიარე სქემები
პლაზმური ჭრა
პლაზმური ჭრა (ასევე ცნობილია, როგორც პლაზმური აკრავი ან მშრალი გრავირება) არის ვაფლის ჭრის მოწინავე ტექნოლოგია, რომელიც იყენებს რეაქტიულ იონურ ოფლირებას (RIE) ან ღრმა რეაქტიულ იონურ გრავირებას (DRIE) ცალკეული ჩიპების ნახევარგამტარული ვაფლისგან გამოსაყოფად. ტექნოლოგია აღწევს ჭრას მასალის ქიმიურად მოცილებით წინასწარ განსაზღვრული ჭრის ხაზების გასწვრივ პლაზმის გამოყენებით.
პლაზმური ჭრის პროცესის დროს, ნახევარგამტარული ვაფლი მოთავსებულია ვაკუუმურ კამერაში, კონტროლირებადი რეაქტიული აირის ნარევი შეჰყავთ კამერაში და გამოიყენება ელექტრული ველი პლაზმის შესაქმნელად, რომელიც შეიცავს რეაქტიული იონების და რადიკალების მაღალი კონცენტრაციას. ეს რეაქტიული სახეობები ურთიერთქმედებენ ვაფლის მასალასთან და შერჩევით აშორებენ ვაფლის მასალებს სკრიპტის ხაზის გასწვრივ ქიმიური რეაქციისა და ფიზიკური ჭურვის კომბინაციის გზით.
პლაზმური ჭრის მთავარი უპირატესობა ის არის, რომ ამცირებს მექანიკურ სტრესს ვაფლსა და ჩიპზე და ამცირებს ფიზიკური კონტაქტით გამოწვეულ პოტენციურ ზიანს. თუმცა, ეს პროცესი უფრო რთული და შრომატევადია, ვიდრე სხვა მეთოდებს, განსაკუთრებით მაშინ, როდესაც საქმე გვაქვს სქელ ვაფლებთან ან მასალებთან, რომლებსაც აქვთ მაღალი ოფლიანობა, ამიტომ მისი გამოყენება მასობრივ წარმოებაში შეზღუდულია.
▲ გამოსახულების წყაროს ქსელი
ნახევარგამტარების წარმოებაში ვაფლის ჭრის მეთოდი უნდა შეირჩეს მრავალი ფაქტორის საფუძველზე, მათ შორის ვაფლის მასალის თვისებები, ჩიპის ზომა და გეომეტრია, საჭირო სიზუსტე და სიზუსტე და მთლიანი წარმოების ღირებულება და ეფექტურობა.
გამოქვეყნების დრო: სექ-20-2024