ویفر ڈائسنگ کیا ہے؟

A ویفرایک حقیقی سیمی کنڈکٹر چپ بننے کے لیے تین تبدیلیوں سے گزرنا پڑتا ہے: سب سے پہلے، بلاک کی شکل والی انگوٹ کو ویفرز میں کاٹا جاتا ہے۔ دوسرے عمل میں، ٹرانزسٹر کو پچھلے عمل کے ذریعے ویفر کے اگلے حصے پر کندہ کیا جاتا ہے۔ آخر میں، پیکیجنگ کی کارکردگی کا مظاہرہ کیا جاتا ہے، یعنی، کاٹنے کے عمل کے ذریعے،ویفرایک مکمل سیمی کنڈکٹر چپ بن جاتا ہے۔ یہ دیکھا جا سکتا ہے کہ پیکیجنگ کا عمل بیک اینڈ پروسیس سے تعلق رکھتا ہے۔ اس عمل میں، ویفر کو کئی ہیکسہڈرون انفرادی چپس میں کاٹا جائے گا۔ آزاد چپس حاصل کرنے کے اس عمل کو "سنگولیشن" کہا جاتا ہے، اور ویفر بورڈ کو آزاد کیوبائیڈز میں آری کرنے کے عمل کو "ویفر کٹنگ (ڈائی ساونگ)" کہا جاتا ہے۔ حال ہی میں، سیمی کنڈکٹر انضمام کی بہتری کے ساتھ، کی موٹائیویفرزپتلا اور پتلا ہو گیا ہے، جو یقیناً "سنولیشن" کے عمل میں کافی دشواری لاتا ہے۔

ویفر ڈائسنگ کا ارتقاء

فرنٹ اینڈ اور بیک اینڈ کے عمل مختلف طریقوں سے تعامل کے ذریعے تیار ہوئے ہیں: بیک اینڈ پروسیسز کا ارتقاء ہیکسہڈرون چھوٹے چپس کی ساخت اور پوزیشن کا تعین کر سکتا ہےویفر, نیز ویفر پر پیڈز (بجلی کے کنکشن کے راستے) کی ساخت اور پوزیشن؛ اس کے برعکس، فرنٹ اینڈ پروسیسز کے ارتقاء نے عمل اور طریقہ کار کو تبدیل کر دیا ہے۔ویفربیک thinning اور بیک اینڈ کے عمل میں "ڈائی ڈائسنگ"۔ لہذا، پیکج کی تیزی سے نفیس شکل کا بیک اینڈ پراسیس پر بہت زیادہ اثر پڑے گا۔ مزید یہ کہ پیکج کی ظاہری شکل میں تبدیلی کے مطابق ڈائسنگ کی تعداد، طریقہ کار اور قسم بھی اسی حساب سے تبدیل ہوگی۔

سکرائب ڈائسنگ

ابتدائی دنوں میں، بیرونی طاقت کا استعمال کرتے ہوئے "توڑنے" کا واحد طریقہ تھا جو تقسیم کر سکتا تھاویفرhexahedron میں مر جاتا ہے. تاہم، اس طریقے میں چھوٹی چپ کے کنارے کو چپکنے یا کریک کرنے کے نقصانات ہیں۔ اس کے علاوہ، چونکہ دھات کی سطح پر موجود گڑھے مکمل طور پر نہیں ہٹائے گئے ہیں، اس لیے کٹی ہوئی سطح بھی بہت کھردری ہے۔
اس مسئلے کو حل کرنے کے لیے، "سکرائبنگ" کاٹنے کا طریقہ وجود میں آیا، یعنی "توڑنے" سے پہلے،ویفرتقریباً نصف گہرائی تک کاٹا جاتا ہے۔ "اسکرائبنگ"، جیسا کہ نام سے پتہ چلتا ہے، ویفر کے سامنے والے حصے کو پہلے سے دیکھنے (آدھا کٹ) کرنے کے لیے امپیلر کا استعمال کرنا ہے۔ ابتدائی دنوں میں، 6 انچ سے نیچے کے زیادہ تر ویفرز نے چپس کے درمیان پہلے "سلائسنگ" اور پھر "توڑنے" کا یہ طریقہ استعمال کیا۔

بلیڈ ڈائسنگ یا بلیڈ سیونگ

"اسکرائبنگ" کاٹنے کا طریقہ بتدریج "بلیڈ ڈائسنگ" کٹنگ (یا آری) کے طریقہ کار میں تیار ہوا، جو ایک بلیڈ کا استعمال کرتے ہوئے لگاتار دو یا تین بار کاٹنے کا طریقہ ہے۔ "بلیڈ" کاٹنے کا طریقہ "اسکرائبنگ" کے بعد "توڑنے" کے وقت چھوٹے چپس کے چھلکے کے رجحان کو پورا کر سکتا ہے، اور "سنگولیشن" کے عمل کے دوران چھوٹے چپس کی حفاظت کر سکتا ہے۔ "بلیڈ" کاٹنا پچھلی "ڈائسنگ" کٹنگ سے مختلف ہے، یعنی "بلیڈ" کاٹنے کے بعد، یہ "توڑنے" نہیں ہے، بلکہ بلیڈ سے دوبارہ کاٹنا ہے۔ لہذا، اسے "اسٹیپ ڈائسنگ" طریقہ بھی کہا جاتا ہے۔

کاٹنے کے عمل کے دوران ویفر کو بیرونی نقصان سے بچانے کے لیے، محفوظ "سنگلنگ" کو یقینی بنانے کے لیے پہلے سے ویفر پر ایک فلم لگائی جائے گی۔ "بیک گرائنڈنگ" کے عمل کے دوران، فلم کو ویفر کے اگلے حصے سے جوڑ دیا جائے گا۔ لیکن اس کے برعکس، "بلیڈ" کاٹنے میں، فلم کو ویفر کے پیچھے سے منسلک کیا جانا چاہئے. eutectic ڈائی بانڈنگ (ڈائی بانڈنگ، پی سی بی یا فکسڈ فریم پر الگ شدہ چپس کو ٹھیک کرنا) کے دوران، پیچھے سے منسلک فلم خود بخود گر جائے گی۔ کاٹنے کے دوران زیادہ رگڑ کی وجہ سے، DI پانی کو ہر طرف سے لگاتار چھڑکنا چاہیے۔ اس کے علاوہ امپیلر کو ہیرے کے ذرات سے جوڑنا چاہیے تاکہ سلائسوں کو بہتر طریقے سے کاٹا جاسکے۔ اس وقت، کٹ (بلیڈ کی موٹائی: نالی کی چوڑائی) یکساں ہونی چاہیے اور ڈائسنگ نالی کی چوڑائی سے زیادہ نہیں ہونی چاہیے۔
ایک طویل عرصے سے، آرا کاٹنے کا روایتی طریقہ سب سے زیادہ استعمال ہوتا رہا ہے۔ اس کا سب سے بڑا فائدہ یہ ہے کہ یہ کم وقت میں بڑی تعداد میں ویفرز کو کاٹ سکتا ہے۔ تاہم، اگر سلائس کو کھانا کھلانے کی رفتار بہت بڑھ جاتی ہے، تو چپلیٹ کے کنارے چھیلنے کا امکان بڑھ جائے گا۔ لہذا، impeller کی گردش کی تعداد کو تقریبا 30،000 بار فی منٹ پر کنٹرول کیا جانا چاہئے. یہ دیکھا جا سکتا ہے کہ سیمی کنڈکٹر کے عمل کی ٹیکنالوجی اکثر ایک طویل عرصے تک جمع اور آزمائش اور غلطی کے ذریعے آہستہ آہستہ جمع ہوتی ہے (ایوٹیکٹک بانڈنگ کے اگلے حصے میں، ہم کٹنگ اور ڈی اے ایف کے بارے میں مواد پر بات کریں گے)۔

پیسنے سے پہلے ڈائسنگ (DBG): کاٹنے کی ترتیب نے طریقہ بدل دیا ہے۔

جب بلیڈ کی کٹنگ 8 انچ قطر والے ویفر پر کی جاتی ہے، تو چپلیٹ کے کنارے چھیلنے یا کریکنگ کے بارے میں فکر کرنے کی ضرورت نہیں ہے۔ لیکن جیسے ہی ویفر کا قطر 21 انچ تک بڑھ جاتا ہے اور موٹائی انتہائی پتلی ہوجاتی ہے، چھیلنے اور پھٹنے کے واقعات دوبارہ ظاہر ہونے لگتے ہیں۔ کاٹنے کے عمل کے دوران ویفر پر جسمانی اثرات کو نمایاں طور پر کم کرنے کے لیے، "پیسنے سے پہلے ڈائسنگ" کا DBG طریقہ روایتی کاٹنے کی ترتیب کو بدل دیتا ہے۔ روایتی "بلیڈ" کاٹنے کے طریقے کے برعکس جو مسلسل کاٹتا ہے، DBG پہلے "بلیڈ" کاٹتا ہے، اور پھر چپ کے تقسیم ہونے تک پچھلی طرف کو مسلسل پتلا کرکے ویفر کی موٹائی کو آہستہ آہستہ پتلا کرتا ہے۔ یہ کہا جا سکتا ہے کہ ڈی بی جی پچھلے "بلیڈ" کاٹنے کے طریقہ کار کا ایک اپ گریڈ ورژن ہے۔ چونکہ یہ دوسرے کٹ کے اثرات کو کم کر سکتا ہے، اس لیے ڈی بی جی کا طریقہ "وفر لیول پیکیجنگ" میں تیزی سے مقبول ہوا ہے۔

لیزر ڈائسنگ

ویفر لیول چپ اسکیل پیکیج (WLCSP) عمل بنیادی طور پر لیزر کٹنگ کا استعمال کرتا ہے۔ لیزر کٹنگ چھیلنے اور کریکنگ جیسے مظاہر کو کم کر سکتی ہے، اس طرح بہتر کوالٹی کے چپس حاصل کیے جا سکتے ہیں، لیکن جب ویفر کی موٹائی 100μm سے زیادہ ہوتی ہے تو پیداواری صلاحیت بہت کم ہو جاتی ہے۔ لہذا، یہ زیادہ تر 100μm (نسبتاً پتلی) سے کم موٹائی والے ویفرز پر استعمال ہوتا ہے۔ لیزر کٹنگ ویفر کے سکریب گروو پر ہائی انرجی لیزر لگا کر سلکان کو کاٹتی ہے۔ تاہم، روایتی لیزر (روایتی لیزر) کاٹنے کا طریقہ استعمال کرتے وقت، ویفر کی سطح پر پہلے سے حفاظتی فلم لگانی چاہیے۔ چونکہ لیزر سے ویفر کی سطح کو گرم کرنا یا شعاع ریزی کرنا، یہ جسمانی رابطے ویفر کی سطح پر نالی پیدا کریں گے، اور کٹے ہوئے سلیکون کے ٹکڑے بھی سطح پر قائم رہیں گے۔ یہ دیکھا جا سکتا ہے کہ روایتی لیزر کاٹنے کا طریقہ بھی براہ راست ویفر کی سطح کو کاٹتا ہے، اور اس سلسلے میں، یہ "بلیڈ" کاٹنے کے طریقہ سے ملتا جلتا ہے۔

اسٹیلتھ ڈائسنگ (SD) ایک طریقہ ہے جس میں پہلے ویفر کے اندر کا حصہ لیزر انرجی سے کاٹ جاتا ہے، اور پھر اسے توڑنے کے لیے پچھلے حصے میں لگی ٹیپ پر بیرونی دباؤ ڈالا جاتا ہے، اس طرح چپ کو الگ کیا جاتا ہے۔ جب پشت پر ٹیپ پر دباؤ ڈالا جاتا ہے، تو ٹیپ کے کھینچنے کی وجہ سے ویفر فوری طور پر اوپر کی طرف اٹھ جائے گا، اس طرح چپ الگ ہو جائے گی۔ روایتی لیزر کاٹنے کے طریقے پر SD کے فوائد ہیں: سب سے پہلے، کوئی سلیکون ملبہ نہیں ہے؛ دوسرا، کیرف (کیرف: سکریب گروو کی چوڑائی) تنگ ہے، اس لیے مزید چپس حاصل کی جا سکتی ہیں۔ اس کے علاوہ، SD طریقہ کا استعمال کرتے ہوئے چھیلنے اور کریکنگ کے رجحان کو بہت کم کیا جائے گا، جو کاٹنے کے مجموعی معیار کے لیے اہم ہے۔ لہذا، SD طریقہ مستقبل میں سب سے زیادہ مقبول ٹیکنالوجی بننے کا امکان ہے.

پلازما ڈائسنگ
پلازما کٹنگ حال ہی میں تیار کی گئی ٹیکنالوجی ہے جو مینوفیکچرنگ (Fab) کے عمل کے دوران کاٹنے کے لیے پلازما ایچنگ کا استعمال کرتی ہے۔ پلازما کاٹنے میں مائعات کی بجائے نیم گیس والے مواد کا استعمال ہوتا ہے، اس لیے ماحول پر اثرات نسبتاً کم ہوتے ہیں۔ اور ایک وقت میں پورے ویفر کو کاٹنے کا طریقہ اپنایا جاتا ہے، اس لیے "کاٹنے" کی رفتار نسبتاً تیز ہوتی ہے۔ تاہم، پلازما کا طریقہ کیمیائی رد عمل کی گیس کو خام مال کے طور پر استعمال کرتا ہے، اور اینچنگ کا عمل بہت پیچیدہ ہے، اس لیے اس کے عمل کا بہاؤ نسبتاً بوجھل ہے۔ لیکن "بلیڈ" کٹنگ اور لیزر کٹنگ کے مقابلے میں، پلازما کٹنگ ویفر کی سطح کو نقصان نہیں پہنچاتی، اس طرح خرابی کی شرح کو کم کرتی ہے اور زیادہ چپس حاصل کرتی ہے۔

حال ہی میں، چونکہ ویفر کی موٹائی کو 30μm تک کم کر دیا گیا ہے، اور بہت سارے کاپر (Cu) یا کم ڈائی الیکٹرک مستقل مواد (Low-k) استعمال کیے جاتے ہیں۔ لہذا، burrs (Burr) کو روکنے کے لئے، پلازما کاٹنے کے طریقوں کو بھی پسند کیا جائے گا. بلاشبہ، پلازما کاٹنے والی ٹیکنالوجی بھی مسلسل ترقی کر رہی ہے۔ مجھے یقین ہے کہ مستقبل قریب میں، ایک دن اینچنگ کرتے وقت خصوصی ماسک پہننے کی ضرورت نہیں پڑے گی، کیونکہ یہ پلازما کاٹنے کی ایک بڑی ترقی کی سمت ہے۔

چونکہ ویفرز کی موٹائی کو 100μm سے 50μm اور پھر 30μm تک مسلسل کم کیا گیا ہے، آزاد چپس کے حصول کے لیے کاٹنے کے طریقے بھی بدلتے رہے ہیں اور "بریکنگ" اور "بلیڈ" کٹنگ سے لے کر لیزر کٹنگ اور پلازما کٹنگ تک ترقی کر رہے ہیں۔ اگرچہ تیزی سے پختہ کاٹنے کے طریقوں نے خود کاٹنے کے عمل کی پیداواری لاگت میں اضافہ کیا ہے، دوسری طرف، چھیلنے اور کریکنگ جیسے ناپسندیدہ مظاہر کو نمایاں طور پر کم کرکے جو اکثر سیمی کنڈکٹر چپ کٹنگ میں ہوتے ہیں اور فی یونٹ ویفر حاصل کرنے والی چپس کی تعداد میں اضافہ کرتے ہیں۔ ، ایک ہی چپ کی پیداواری لاگت میں کمی کا رجحان دکھایا گیا ہے۔ بلاشبہ، ویفر کے فی یونٹ رقبہ پر حاصل کی جانے والی چپس کی تعداد میں اضافے کا گہرا تعلق ڈائسنگ اسٹریٹ کی چوڑائی میں کمی سے ہے۔ پلازما کٹنگ کا استعمال کرتے ہوئے، "بلیڈ" کاٹنے کا طریقہ استعمال کرنے کے مقابلے میں تقریباً 20% زیادہ چپس حاصل کی جا سکتی ہیں، جو لوگ پلازما کٹنگ کا انتخاب کرنے کی ایک بڑی وجہ بھی ہے۔ ویفرز، چپ کی ظاہری شکل اور پیکیجنگ کے طریقوں کی ترقی اور تبدیلیوں کے ساتھ، مختلف کاٹنے کے عمل جیسے ویفر پروسیسنگ ٹیکنالوجی اور ڈی بی جی بھی ابھر رہے ہیں۔