Ваферогтлох нь эрчим хүчний хагас дамжуулагч үйлдвэрлэлийн чухал холбоосуудын нэг юм. Энэ алхам нь бие даасан нэгдсэн хэлхээ эсвэл чипийг хагас дамжуулагч хавтангаас нарийн салгахад зориулагдсан.
-ийн түлхүүрваферзүсэх нь нарийн бүтэц, хэлхээг дотор нь суулгасан байхын зэрэгцээ бие даасан чипсийг салгах чадвартай байх явдал юм.вафергэмтээгүй. Зүсэх үйл явцын амжилт эсвэл бүтэлгүйтэл нь чипийг ялгах чанар, гарцад нөлөөлдөг төдийгүй үйлдвэрлэлийн бүх үйл явцын үр дүнтэй шууд холбоотой юм.
▲Өргөвч зүсэх нийтлэг гурван төрөл | Эх сурвалж: KLA CHINA
Одоогийн байдлаар нийтлэгваферогтлох үйл явцыг дараахь байдлаар хуваана.
Ир огтлох: бага өртөгтэй, ихэвчлэн зузааныг ашигладагжигнэмэг
Лазер хайчлах: өндөр өртөгтэй, ихэвчлэн 30μм-ээс их зузаантай вафельд ашигладаг
Плазмын зүсэлт: өндөр өртөгтэй, илүү хязгаарлалттай, ихэвчлэн 30μm-ээс бага зузаантай вафельд ашигладаг.
Механик ир огтлох
Ир огтлох нь өндөр хурдтай эргэдэг нунтаглах дискээр (ир) бичээч шугамын дагуу зүсэх үйл явц юм. Хутга нь ихэвчлэн зүлгүүрийн эсвэл хэт нимгэн алмаазан материалаар хийгдсэн бөгөөд цахиур хавтан дээр зүсэх эсвэл ховил хийхэд тохиромжтой. Гэсэн хэдий ч механик зүсэх аргын хувьд ир зүсэх нь материалыг физик аргаар зайлуулахад тулгуурладаг бөгөөд энэ нь чипний ирмэгийг амархан хагарах, хагарах, улмаар бүтээгдэхүүний чанарт нөлөөлж, ургацыг бууруулдаг.
Механик хөрөөдөх процессоор үйлдвэрлэсэн эцсийн бүтээгдэхүүний чанарт зүсэх хурд, ирний зузаан, ирний диаметр, ирний эргэлтийн хурд зэрэг олон үзүүлэлтүүд нөлөөлдөг.
Бүрэн зүсэх нь ир огтлох хамгийн энгийн арга бөгөөд ажлын хэсгийг тогтмол материал (хүсэх соронзон хальс гэх мэт) болгон огтолж бүрэн огтолж авдаг.
▲ Механик ир огтлох-бүтэн зүсэх | Зургийн эх сурвалжийн сүлжээ
Хагас зүсэлт нь ажлын хэсгийн дундуур зүсэх замаар ховил үүсгэдэг боловсруулах арга юм. Ховилын процессыг тасралтгүй хийснээр сам болон зүү хэлбэртэй цэгүүдийг гаргаж авах боломжтой.
▲ Механик ир зүсэх-хагас зүсэх | Зургийн эх сурвалжийн сүлжээ
Давхар зүсэлт гэдэг нь хоёр дамжлагатай давхар зүсэгч хөрөө ашиглан хоёр үйлдвэрлэлийн шугам дээр нэгэн зэрэг бүтэн буюу хагас зүсэлт хийдэг боловсруулах арга юм. Давхар зүсэх хөрөө нь хоёр булны тэнхлэгтэй. Энэ процессоор дамжуулан өндөр дамжуулалтанд хүрч болно.
▲ Механик ир огтлох-давхар зүсэлт | Зургийн эх сурвалжийн сүлжээ
Алхам зүсэлт нь хоёр голтой давхар зүсэгч хөрөө ашиглан бүтэн ба хагас зүсэлтийг хоёр үе шаттайгаар гүйцэтгэдэг. Өндөр чанартай боловсруулалт хийхийн тулд өрөмний гадаргуу дээрх утсан давхаргыг огтлоход зориулагдсан ир, үлдсэн цахиурын нэг талстыг оновчтой болгосон ирийг ашиглана.
▲ Механик ир огтлох – алхам огтлох | Зургийн эх сурвалжийн сүлжээ
Хагас зүссэн ирмэг дээр V хэлбэрийн ирмэг бүхий ирийг ашиглан шаталсан зүсэх явцад хоёр үе шаттайгаар өрөмийг зүсдэг боловсруулах арга юм. Таслах үйл явц нь зүсэх явцад хийгддэг. Тиймээс хөгцний өндөр бат бөх чанар, өндөр чанартай боловсруулалт хийх боломжтой.
▲ Механик ир огтлох – налуу зүсэх | Зургийн эх сурвалжийн сүлжээ
Лазер зүсэх
Лазер хайчлах нь контактгүй зүсэх технологи бөгөөд төвлөрсөн лазер туяаг ашиглан бие даасан чипсийг хагас дамжуулагч хавтангаас салгадаг. Өндөр энерги бүхий лазерын туяа нь вафельний гадаргуу дээр төвлөрч, урьдчилан тодорхойлсон зүсэлтийн шугамын дагуух материалыг ууршуулж эсвэл арилгадаг.
▲ Лазер зүсэх диаграм | Зургийн эх сурвалж: KLA CHINA
Одоогоор өргөн хэрэглэгддэг лазерын төрлүүд нь хэт ягаан туяа, хэт улаан туяаны лазер, фемтосекунд лазерууд юм. Тэдгээрийн дотроос хэт ягаан туяаны лазерыг ихэвчлэн өндөр фотоны энергийн улмаас нарийн хүйтэн салгахад ашигладаг бөгөөд халуунд өртсөн бүс нь маш жижиг бөгөөд энэ нь вафель болон түүний эргэн тойрон дахь чипүүдэд дулааны гэмтэл учруулах эрсдлийг үр дүнтэй бууруулдаг. Хэт улаан туяаны лазерууд нь материалд гүн нэвтэрч чаддаг тул зузаан өрөмд илүү тохиромжтой. Фемтосекунд лазерууд нь хэт богино гэрлийн импульсээр бараг үл тоомсорлодог дулаан дамжуулалтаар өндөр нарийвчлалтай, үр ашигтай материалыг арилгадаг.
Лазер зүсэлт нь уламжлалт ир огтлохоос ихээхэн давуу талтай. Нэгдүгээрт, контактгүй процессын хувьд лазераар зүсэх нь хавтан дээр физик дарамт шахалт шаарддаггүй бөгөөд механик зүсэлт хийхэд тохиолддог хуваагдал, хагарлын асуудлыг багасгадаг. Энэ онцлог нь лазер хайчлах нь эмзэг эсвэл хэт нимгэн өрөм, ялангуяа нарийн бүтэцтэй эсвэл нарийн шинж чанартай хавтанг боловсруулахад тохиромжтой.
▲ Лазер зүсэх диаграм | Зургийн эх сурвалжийн сүлжээ
Нэмж дурдахад, лазер зүсэлтийн өндөр нарийвчлал, нарийвчлал нь лазер туяаг маш жижиг цэгийн хэмжээнд төвлөрүүлж, нарийн төвөгтэй зүсэлтийн хэв маягийг дэмжиж, чипс хоорондын хамгийн бага зайг тусгаарлах боломжийг олгодог. Энэ онцлог нь багассан хэмжээтэй хагас дамжуулагч төхөөрөмжүүдэд онцгой ач холбогдолтой юм.
Гэсэн хэдий ч лазер зүсэлт нь зарим хязгаарлалттай байдаг. Ир огтлохтой харьцуулахад энэ нь удаан бөгөөд илүү үнэтэй, ялангуяа том хэмжээний үйлдвэрлэлд байдаг. Нэмж дурдахад, материалыг үр дүнтэй зайлуулах, дулааны нөлөөлөлд өртөх хамгийн бага бүсийг хангахын тулд лазерын зөв төрлийг сонгох, параметрүүдийг оновчтой болгох нь тодорхой материал, зузаантай тул бэрхшээлтэй байж болно.
Лазер тайрах
Лазер хайчлах үед лазерын туяа нь өрөмний гадаргуу дээрх тодорхой байршилд чиглэгдэж, лазерын энергийг урьдчилан тодорхойлсон зүсэлтийн хэв маягийн дагуу чиглүүлж, доод тал руу нь аажмаар зүснэ. Зүсэх шаардлагаас хамааран энэ ажиллагааг импульсийн лазер эсвэл тасралтгүй долгионы лазер ашиглан гүйцэтгэдэг. Лазерын орон нутгийн хэт халалтын улмаас вафель гэмтэхээс урьдчилан сэргийлэхийн тулд хөргөх усыг хөргөх, дулааны гэмтлээс хамгаалахад ашигладаг. Үүний зэрэгцээ хөргөх ус нь зүсэх явцад үүссэн тоосонцорыг үр дүнтэй арилгаж, бохирдлоос сэргийлж, зүсэх чанарыг баталгаажуулдаг.
Лазер үл үзэгдэх зүсэлт
Лазер нь мөн "үл үзэгдэх лазер огтлох" гэж нэрлэгддэг өрмөнцөрийн үндсэн хэсэгт дулаан дамжуулахад чиглэгдэж болно. Энэ аргын хувьд лазерын дулаан нь бичээчийн эгнээнд цоорхойг үүсгэдэг. Эдгээр суларсан хэсгүүд нь ялтсыг сунгах үед эвдрэх замаар ижил төстэй нэвтрэлтийн үр дүнд хүрдэг.
▲Лазер үл үзэгдэх зүсэлтийн үндсэн үйл явц
Үл үзэгдэгч зүсэх үйл явц нь лазерыг гадаргуу дээр шингээж авдаг лазерыг арилгахаас илүү дотоод шингээх лазер процесс юм. Үл үзэгдэгч зүсэлтийн хувьд вафель субстратын материалд хагас тунгалаг долгионы урттай лазер туяаны энергийг ашигладаг. Уг процесс нь хоёр үндсэн үе шатанд хуваагддаг бөгөөд нэг нь лазер дээр суурилсан процесс, нөгөө нь механик салгах үйл явц юм.
▲Лазер туяа нь өргүүрийн гадаргуугийн доор цооролт үүсгэж, урд болон хойд хэсгүүдэд өртөхгүй | Зургийн эх сурвалжийн сүлжээ
Эхний алхамд лазер туяа нь өрөмийг сканнердах үед лазер туяа нь вафель доторх тодорхой цэг дээр төвлөрч, дотор нь хагарах цэг үүсгэдэг. Цацрагийн энерги нь дотор талд хэд хэдэн хагарал үүсэхэд хүргэдэг бөгөөд тэдгээр нь хавтангийн бүх зузаанаар дээд ба доод гадаргуу хүртэл сунаж амжаагүй байна.
▲Итгэмэл аргаар зүссэн 100мкм зузаантай цахиур ялтсуудыг лазераар үл үзэгдэх зүсэх аргаар харьцуулах | Зургийн эх сурвалжийн сүлжээ
Хоёрдахь үе шатанд вафельний доод хэсэгт байрлах чип соронзон хальс нь физикийн хувьд өргөсдөг бөгөөд энэ нь эхний шатанд лазерын процесст өдөөгдөж буй вафель доторх хагарлын суналтын стрессийг үүсгэдэг. Энэхүү стресс нь цавууны дээд ба доод гадаргуу руу босоо тэнхлэгт сунаж, дараа нь эдгээр зүсэх цэгүүдийн дагуу зүсмэлийг чипс болгон тусгаарлахад хүргэдэг. Үл үзэгдэх зүсэлт хийхдээ талст зүсэлт эсвэл доод талын хагас зүсэлтийг ихэвчлэн чипс эсвэл чипс болгон хуваахад ашигладаг.
Лазер абляциас үл үзэгдэх лазер зүсэлтийн гол давуу талууд:
• Хөргөлтийн шингэн шаардлагагүй
• Ямар ч хог хаягдал үүсэхгүй
• Мэдрэмтгий хэлхээг гэмтээж болзошгүй халуунд өртсөн бүс байхгүй
Плазмын зүсэлт
Плазма хайчлах (мөн плазмын сийлбэр эсвэл хуурай сийлбэр гэж нэрлэдэг) нь хагас дамжуулагч хавтангаас бие даасан чипийг салгахад реактив ион сийлбэр (RIE) эсвэл гүн реактив ион сийлбэр (DRIE) ашигладаг дэвшилтэт өрөм хайчлах технологи юм. Энэхүү технологи нь плазмыг ашиглан урьдчилан тодорхойлсон зүсэх шугамын дагуу материалыг химийн аргаар зайлуулж зүсэх боломжийг олгодог.
Плазмын зүсэлтийн явцад хагас дамжуулагч өрөмийг вакуум камерт хийж, хяналттай реактив хийн хольцыг камерт оруулж, цахилгаан орон зайг ашиглан реактив ион ба радикалуудын өндөр концентраци агуулсан плазмыг үүсгэдэг. Эдгээр реактив зүйлүүд нь өрмөнцөрийн материалтай харилцан үйлчилж, химийн урвал болон физик шүршигчийг хослуулан скриптийн шугамын дагуу ялтсуудыг сонгон зайлуулдаг.
Плазмын зүсэлтийн гол давуу тал нь өрөм, чип дээрх механик ачааллыг бууруулж, биет хүрэлцэхээс үүдэн учирч болзошгүй хохирлыг багасгах явдал юм. Гэсэн хэдий ч энэ процесс нь бусад аргуудаас илүү төвөгтэй бөгөөд цаг хугацаа их шаарддаг, ялангуяа зузаан хавтан эсвэл өндөр сийлбэрт тэсвэртэй материалтай харьцах үед их хэмжээний үйлдвэрлэлд хэрэглэх нь хязгаарлагдмал байдаг.
▲Зургийн эх сурвалжийн сүлжээ
Хагас дамжуулагчийн үйлдвэрлэлд вафель хайчлах аргыг олон хүчин зүйл дээр үндэслэн сонгох шаардлагатай бөгөөд үүнд өрмөнцөрийн материалын шинж чанар, чипний хэмжээ, геометр, шаардагдах нарийвчлал, нарийвчлал, үйлдвэрлэлийн нийт өртөг, үр ашиг гэх мэт.
Шуудангийн цаг: 2024 оны 9-р сарын 20-ны хооронд