Вафелькесу жартылай өткізгіштер өндірісіндегі маңызды буындардың бірі болып табылады. Бұл қадам жеке интегралды схемаларды немесе чиптерді жартылай өткізгіш пластинкалардан дәл бөлуге арналған.
кілтівафликесу жеке чиптерді ажырата алуы керек, бұл ретте нәзік құрылымдар мен тізбектердің ішіне енгізілгенін қамтамасыз етеді.вафлизақымдалмаған. Кесу процесінің сәттілігі немесе сәтсіздігі тек бөліну сапасы мен жоңқа шығымына әсер етіп қоймайды, сонымен қатар бүкіл өндіріс процесінің тиімділігіне тікелей байланысты.
▲Вафельді кесудің кең таралған үш түрі | Дереккөз: KLA CHINA
Қазіргі уақытта жалпывафликесу процестері бөлінеді:
Пышақты кесу: төмен баға, әдетте қалыңдау үшін қолданыладывафли
Лазерлік кесу: жоғары құны, әдетте қалыңдығы 30 мкм-ден асатын пластиналар үшін қолданылады
Плазмалық кесу: жоғары құны, көбірек шектеулер, әдетте қалыңдығы 30 мкм-ден аз пластиналар үшін қолданылады
Пышақты механикалық кесу
Пышақпен кесу - жоғары жылдамдықты айналмалы тегістеу дискімен (пышақпен) жазу сызығы бойымен кесу процесі. Пышақ әдетте абразивті немесе ультра жұқа гауһар тас материалдан жасалған, кремний пластинкаларында кесу немесе ойық салу үшін жарамды. Дегенмен, механикалық кесу әдісі ретінде пышақпен кесу материалды физикалық алып тастауға негізделген, ол жоңқа жиегінің оңай сынуына немесе жарылуына әкелуі мүмкін, осылайша өнім сапасына әсер етеді және кірісті азайтады.
Механикалық аралау процесінде өндірілетін түпкілікті өнімнің сапасына кесу жылдамдығы, қалақ қалыңдығы, қалақ диаметрі және пышақтың айналу жылдамдығы сияқты көптеген параметрлер әсер етеді.
Толық кесу пышақты кесудің ең негізгі әдісі болып табылады, ол бекітілген материалға (мысалы, кесу таспасы) кесу арқылы дайындаманы толығымен кеседі.
▲ Механикалық пышақты кесу-толық кесу | Сурет көзі желісі
Жартылай кесу - дайындаманың ортасына дейін кесу арқылы ойық шығаратын өңдеу әдісі. Ойық ашу процесін үздіксіз орындау арқылы тарақ пен ине тәрізді нүктелерді шығаруға болады.
▲ Механикалық пышақты кесу-жартылай кесу | Сурет көзі желісі
Екі рет кесу – бір уақытта екі өндірістік желіде толық немесе жартылай кесуді орындау үшін екі шпиндельі бар қос кескіш араны пайдаланатын өңдеу әдісі. Қос кескіш араның екі шпиндель осі бар. Бұл процесс арқылы жоғары өнімділікке қол жеткізуге болады.
▲ Механикалық пышақты кесу-қос кесу | Сурет көзі желісі
Қадаммен кесу екі кезеңде толық және жартылай кесуді орындау үшін екі шпиндельі бар қос кескіш араны пайдаланады. Вафли бетіндегі сым қабатын кесу үшін оңтайландырылған жүздерді және жоғары сапалы өңдеуге қол жеткізу үшін қалған кремний монокристалына оңтайландырылған жүздерді пайдаланыңыз.
▲ Механикалық пышақ кесу – сатылы кесу | Сурет көзі желісі
Конусты кесу - қадамды кесу процесінде пластинаны екі кезеңде кесу үшін жарты кесілген жиегінде V-тәрізді жиегі бар жүзді қолданатын өңдеу әдісі. Кесу процесі кесу процесінде орындалады. Сондықтан қалыптың жоғары беріктігіне және жоғары сапалы өңдеуге қол жеткізуге болады.
▲ Механикалық пышақты кесу – конусты кесу | Сурет көзі желісі
Лазерлік кесу
Лазерлік кесу - жартылай өткізгіш пластинкалардан жеке чиптерді бөлу үшін бағытталған лазер сәулесін пайдаланатын контактісіз пластинаны кесу технологиясы. Жоғары энергиялы лазер сәулесі пластинаның бетіне бағытталған және абляция немесе термиялық ыдырау процестері арқылы алдын ала белгіленген кесу сызығы бойымен материалды буландырады немесе жояды.
▲ Лазерлік кесу диаграммасы | Сурет көзі: KLA CHINA
Қазіргі уақытта кеңінен қолданылатын лазерлердің түрлеріне ультракүлгін лазерлер, инфрақызыл лазерлер және фемтосекундтық лазерлер жатады. Олардың ішінде ультракүлгін лазерлер жоғары фотондық энергияға байланысты дәл суық абляция үшін жиі пайдаланылады және жылу әсер ететін аймақ өте кішкентай, бұл пластинаның және оның айналасындағы чиптердің термиялық зақымдану қаупін тиімді төмендете алады. Инфрақызыл лазерлер қалың пластиналар үшін жақсырақ, өйткені олар материалға терең ене алады. Фемтосекундтық лазерлер ультра қысқа жарық импульстері арқылы елеусіз дерлік жылу берумен жоғары дәлдік пен тиімді материалды жоюға қол жеткізеді.
Лазерлік кесудің дәстүрлі жүзді кесумен салыстырғанда айтарлықтай артықшылықтары бар. Біріншіден, контактісіз процесс ретінде лазерлік кесу вафлиге физикалық қысымды қажет етпейді, бұл механикалық кесуде жиі кездесетін фрагментация мен крекинг мәселелерін азайтады. Бұл мүмкіндік лазерлік кесуді әсіресе нәзік немесе өте жұқа пластиналарды, әсіресе күрделі құрылымдары немесе жақсы мүмкіндіктері бар пластиналарды өңдеу үшін қолайлы етеді.
▲ Лазерлік кесу диаграммасы | Сурет көзі желісі
Сонымен қатар, лазерлік кесудің жоғары дәлдігі мен дәлдігі лазер сәулесін өте кішкентай нүкте өлшеміне шоғырландыруға, күрделі кесу үлгілерін қолдауға және чиптер арасындағы ең аз қашықтықты бөлуге қол жеткізуге мүмкіндік береді. Бұл мүмкіндік кішірейетін өлшемдері бар жетілдірілген жартылай өткізгіш құрылғылар үшін өте маңызды.
Дегенмен, лазерлік кесудің де кейбір шектеулері бар. Пышақты кесумен салыстырғанда, ол баяу және қымбатырақ, әсіресе ауқымды өндірісте. Бұған қоса, материалды тиімді кетіру және ең аз жылу әсер ететін аймақты қамтамасыз ету үшін дұрыс лазер түрін таңдау және параметрлерді оңтайландыру белгілі бір материалдар мен қалыңдықтар үшін қиын болуы мүмкін.
Лазерлік абляцияны кесу
Лазерлік абляцияны кесу кезінде лазер сәулесі пластинаның бетіндегі белгілі бір жерге дәл бағытталады, ал лазер энергиясы пластинаны түбіне дейін біртіндеп кесу арқылы алдын ала белгіленген кесу үлгісіне сәйкес бағытталады. Кесу талаптарына байланысты бұл операция импульстік лазер немесе үздіксіз толқынды лазер көмегімен орындалады. Лазердің шамадан тыс жергілікті қызуынан пластинаның зақымдануын болдырмау үшін салқындатқыш суды салқындату және пластинаны термиялық зақымданудан қорғау үшін пайдаланады. Сонымен қатар, салқындатқыш су кесу процесінде пайда болатын бөлшектерді тиімді түрде жояды, ластануды болдырмайды және кесу сапасын қамтамасыз етеді.
Лазерлік көзге көрінбейтін кесу
Сондай-ақ, лазерді «көрінбейтін лазерлік кесу» деп аталатын әдіспен вафлидің негізгі корпусына жылу беру үшін де бағыттауға болады. Бұл әдіс үшін лазердің жылуы жазу жолақтарында бос орындарды тудырады. Бұл әлсіреген аймақтар, содан кейін вафли созылған кезде сыну арқылы ұқсас ену әсеріне жетеді.
▲Көрінбейтін лазерлік кесудің негізгі процесі
Көрінбейтін кесу процесі лазердің бетіне сіңірілетін лазерлік абляцияға қарағанда ішкі абсорбциялық лазер процесі болып табылады. Көрінбейтін кесу кезінде пластинаның субстрат материалына жартылай мөлдір толқын ұзындығы бар лазер сәулесінің энергиясы пайдаланылады. Процесс екі негізгі кезеңге бөлінеді, бірі лазер негізіндегі процесс, екіншісі механикалық бөлу процесі.
▲Лазер сәулесі вафли бетінің астында перфорация жасайды және алдыңғы және артқы жақтары әсер етпейді | Сурет көзі желісі
Бірінші қадамда, лазер сәулесі пластинаны сканерлеген кезде, лазер сәулесі пластинаның ішіндегі белгілі бір нүктеге назар аударып, оның ішінде крекинг нүктесін құрайды. Сәуле энергиясы ішінде пластинаның бүкіл қалыңдығы арқылы үстіңгі және астыңғы беттерге әлі таралмаған бірқатар жарықтар пайда болады.
▲Пышақ әдісімен және лазерлік көрінбейтін кесу әдісімен кесілген қалыңдығы 100 мкм кремний пластинкаларын салыстыру | Сурет көзі желісі
Екінші қадамда пластинаның төменгі жағындағы чип таспасы физикалық түрде кеңейеді, бұл бірінші қадамда лазерлік процесте индукцияланатын пластинаның ішіндегі жарықтардағы созылу кернеуін тудырады. Бұл кернеу сызаттардың пластинаның жоғарғы және төменгі беттеріне тігінен созылуына әкеледі, содан кейін пластинаны осы кесу нүктелері бойынша чиптерге бөледі. Көрінбейтін кесуде, әдетте, вафлиді чиптерге немесе чиптерге бөлуді жеңілдету үшін жартылай кесу немесе төменгі жағынан жартылай кесу қолданылады.
Көрінбейтін лазерлік кесудің лазерлік абляцияға қарағанда негізгі артықшылықтары:
• Салқындатқыш сұйықтық қажет емес
• Қоқыс түзілмейді
• Сезімтал тізбектерді зақымдауы мүмкін жылу әсер ететін аймақтар болмауы керек
Плазмалық кесу
Плазмалық кесу (сондай-ақ плазмалық ою немесе құрғақ өрнек ретінде белгілі) - жеке чиптерді жартылай өткізгіш пластинкалардан бөлу үшін реактивті ионды оюды (RIE) немесе терең реактивті ионды оюды (DRIE) қолданатын кеңейтілген пластинаны кесу технологиясы. Технология плазманың көмегімен алдын ала белгіленген кесу сызықтары бойымен материалды химиялық жолмен жою арқылы кесуге қол жеткізеді.
Плазмалық кесу процесінде жартылай өткізгішті пластинаны вакуумдық камераға орналастырады, камераға басқарылатын реактивті газ қоспасы енгізіледі және реактивті иондар мен радикалдардың жоғары концентрациясы бар плазманы генерациялау үшін электр өрісі қолданылады. Бұл реактивті түрлер вафли материалымен әрекеттеседі және химиялық реакция мен физикалық шашырату комбинациясы арқылы вафельді материалды жазу сызығы бойымен таңдап алып тастайды.
Плазмалық кесудің басты артықшылығы - бұл пластинаға және чипке механикалық кернеуді азайтады және физикалық жанасудан болатын ықтимал зақымдарды азайтады. Дегенмен, бұл процесс басқа әдістерге қарағанда күрделірек және көп уақытты қажет етеді, әсіресе қалың пластиналармен немесе қышқылға төзімділігі жоғары материалдармен жұмыс істегенде, сондықтан оны жаппай өндірісте қолдану шектеулі.
▲Кескіндік желі
Жартылай өткізгішті өндіруде пластинаны кесу әдісі көптеген факторларға, соның ішінде вафли материалының қасиеттеріне, чиптің өлшемі мен геометриясына, талап етілетін дәлдік пен дәлдікке, жалпы өндіріс құны мен тиімділігіне байланысты таңдалуы керек.
Жіберу уақыты: 20 қыркүйек 2024 ж