वेफर काटना अर्धचालक विनिर्माण में एक महत्वपूर्ण प्रक्रिया है और इसका अंतिम चिप की गुणवत्ता और प्रदर्शन पर सीधा प्रभाव पड़ता है।वेफर चिपिंगविशेष रूप सेसामने की ओर चिपिंगऔरपीछे की ओर चिपिंगयह एक अक्सर और गंभीर दोष है जो उत्पादन की दक्षता और उपज को काफी हद तक सीमित करता है।चिपिंग न केवल चिप्स की उपस्थिति को प्रभावित करती है बल्कि उनके विद्युत प्रदर्शन और यांत्रिक विश्वसनीयता को भी अपरिवर्तनीय क्षति पहुंचा सकती है.
वेफर चिपिंग का अर्थ हैचिप्स के किनारों पर दरारें या सामग्री टूटनाइसे आम तौर पर निम्न में वर्गीकृत किया जाता है:सामने की ओर चिपिंगऔरपीछे की ओर चिपिंग:
सामने की ओर चिपिंगचिप की सक्रिय सतह पर होता है जिसमें सर्किट पैटर्न होते हैं। यदि चिपिंग सर्किट क्षेत्र में फैलती है, तो यह विद्युत प्रदर्शन और दीर्घकालिक विश्वसनीयता को गंभीर रूप से खराब कर सकती है।
पीछे की ओर चिपिंगआमतौर पर वेफर्स के पतले होने के बाद होता है, जहां जमीन में फ्रैक्चर या पीछे की तरफ क्षतिग्रस्त परत दिखाई देती है।
संरचनात्मक दृष्टिकोण से,सामने की ओर चिपिंग अक्सर epitaxial या सतह परतों में फ्रैक्चर से होता है, जबकिपीछे की ओर चिपिंग वेफर पतला करने और सब्सट्रेट सामग्री को हटाने के दौरान बनी क्षति परतों से उत्पन्न होती है.
सामने की ओर चिपिंग को आगे तीन प्रकारों में वर्गीकृत किया जा सकता हैः
आरंभिक चिपिंगयह आमतौर पर नए ब्लेड की स्थापना के पूर्व-कटिंग चरण के दौरान होता है, जिसमें अनियमित किनारे क्षति होती है।
आवधिक (चक्रगत) चिपिंगनिरंतर काटने के दौरान बार-बार और नियमित रूप से दिखाई देता है।
असामान्य चिपिंगब्लेड रूनआउट, अनुचित फ़ीड दर, अत्यधिक काटने की गहराई, वेफर विस्थापन या विरूपण के कारण।
ब्लेड की स्थापना की अपर्याप्त सटीकता
ब्लेड सही ढंग से एक पूर्ण परिपत्र आकार में trued नहीं
हीरे के अनाज के अपूर्ण संपर्क
यदि ब्लेड को थोड़ा झुकाव के साथ स्थापित किया जाता है, तो असमान काटने की ताकत होती है। एक नया ब्लेड जो पर्याप्त रूप से नहीं पहना जाता है, खराब समकक्षता दिखाएगा, जिससे काटने का पथ विचलन होगा।यदि हीरे के दाने पूर्व-कट चरण के दौरान पूरी तरह से उजागर नहीं होते हैं, प्रभावी चिप स्पेस बनने में विफल रहते हैं, जिससे चिपिंग की संभावना बढ़ जाती है।
2आवधिक चिपिंग के कारणतलवार को सतह से टकराने से क्षति
बहुत बड़े हीरे के कण
अजनबी कणों का आसंजन (रसी, धातु के अवशेष आदि)
काटने के दौरान चिप के प्रभाव के कारण सूक्ष्म-नखले बन सकते हैं। बड़े उभरे हुए हीरे के दाने स्थानीय तनाव को केंद्रित करते हैं,जबकि ब्लेड की सतह पर अवशेष या विदेशी प्रदूषकों काटने स्थिरता परेशान कर सकते हैं.
उच्च गति पर खराब गतिशील संतुलन से ब्लेड रनआउट
अनुचित फ़ीड दर या अत्यधिक काटने की गहराई
काटने के दौरान वेफर के विस्थापन या विरूपण
इन कारकों से अस्थिर काटने के बल और पूर्व निर्धारित काटने के पथ से विचलन होता है, जिससे सीधे किनारे टूट जाते हैं।
पीछे की ओर चिपिंग मुख्य रूप से से आता हैवेफर पतला करने और वेफर warpage के दौरान तनाव संचय.
पतला करने के दौरान, पीठ पर एक क्षतिग्रस्त परत बनती है, क्रिस्टल संरचना को बाधित करती है और आंतरिक तनाव उत्पन्न करती है।जो धीरे-धीरे बड़े पीठ के फ्रैक्चर में फैलता हैजैसे-जैसे वेफर की मोटाई कम होती है, उसका तनाव प्रतिरोध कमजोर हो जाता है, और विकृति बढ़ जाती है, जिससे बैकसाइड चिपिंग की संभावना बढ़ जाती है।
चिपिंग गंभीर रूप से कम करता हैयांत्रिक शक्ति. यहां तक कि छोटे किनारे दरारें पैकेजिंग या वास्तविक उपयोग के दौरान प्रसार जारी रख सकते हैं, अंततः चिप फ्रैक्चर और विद्युत विफलता के लिए अग्रणी.यह सीधे विद्युत प्रदर्शन और उपकरण की दीर्घकालिक विश्वसनीयता को खतरे में डालता है.
काटने की गति, फ़ीड दर और काटने की गहराई को गतिशील रूप से वेफर क्षेत्र, सामग्री प्रकार, मोटाई और तनाव एकाग्रता को कम करने के लिए काटने की प्रगति के आधार पर समायोजित किया जाना चाहिए।
एकीकृत करकेमशीन विजन और एआई आधारित निगरानी, वास्तविक समय में ब्लेड की स्थिति और चिपिंग व्यवहार का पता लगाया जा सकता है और सटीक नियंत्रण के लिए प्रक्रिया मापदंडों को स्वचालित रूप से समायोजित किया जा सकता है।
कटिंग मशीन का नियमित रखरखाव यह सुनिश्चित करने के लिए आवश्यक हैः
धुरी की सटीकता
ट्रांसमिशन सिस्टम की स्थिरता
शीतलन प्रणाली की दक्षता
ब्लेड के जीवनकाल की निगरानी प्रणाली को लागू किया जाना चाहिए ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि प्रदर्शन में गिरावट से पहले गंभीर रूप से पहने हुए ब्लेड को बदल दिया जाए।
ब्लेड गुण जैसेहीरे के दाने का आकार, बंधन कठोरता और दाने का घनत्वचिपिंग व्यवहार पर एक मजबूत प्रभाव हैः
बड़े हीरे के दाने सामने की ओर चिपचिपाहट बढ़ाते हैं।
छोटे अनाज चिपिंग को कम करते हैं लेकिन काटने की दक्षता कम होती है।
अनाज का घनत्व कम होने से चिपिंग कम होती है लेकिन उपकरण का जीवनकाल छोटा हो जाता है।
नरम बंधन सामग्री चिपकने की क्षमता को कम करती है लेकिन पहनने में तेजी लाती है।
सिलिकॉन आधारित उपकरणों के लिए,हीरे के अनाज का आकार सबसे महत्वपूर्ण कारक हैउच्च गुणवत्ता वाले ब्लेडों का चयन करना, जिसमें न्यूनतम मात्रा में बड़े अनाज हों और अनाज के आकार को नियंत्रित करना, लागत को नियंत्रित करते हुए प्रभावी रूप से सामने की ओर चिपिंग को दबाता है।
प्रमुख रणनीतियों में निम्नलिखित शामिल हैंः
धुरी गति का अनुकूलन
बारीक कच्चे हीरे के घर्षणों का चयन
नरम बंधन सामग्री और कम घर्षण एकाग्रता का उपयोग करना
सटीक ब्लेड स्थापना और स्थिर धुरी कंपन सुनिश्चित करना
अत्यधिक उच्च या कम घूर्णन गति दोनों पीछे की ओर फ्रैक्चर का खतरा बढ़ाती है। ब्लेड झुकाव या धुरी कंपन बड़े क्षेत्र के पीछे की ओर चिपिंग का कारण बन सकता है।बाद के उपचार जैसे कि सीएमपी (केमिकल मैकेनिकल पॉलिशिंग), सूखी उत्कीर्णन और गीली रासायनिक उत्कीर्णनअवशिष्ट क्षति परतों को हटाने में मदद करता है, आंतरिक तनाव को मुक्त करता है, warpage को कम करता है, और चिप की ताकत को काफी बढ़ाता है।
संपर्क रहित और कम तनाव वाले काटने के नए तरीके आगे सुधार प्रदान करते हैंः
लेजर कटिंगउच्च ऊर्जा घनत्व प्रसंस्करण के माध्यम से यांत्रिक संपर्क को कम करता है और चिपिंग को कम करता है।
जल-जेट कटिंगउच्च दबाव वाले पानी का उपयोग सूक्ष्म घर्षणों के साथ मिलाकर किया जाता है, जिससे थर्मल और यांत्रिक तनाव में काफी कमी आती है।
कच्चे माल के निरीक्षण से लेकर अंतिम उत्पाद के सत्यापन तक पूरी उत्पादन श्रृंखला में एक सख्त गुणवत्ता नियंत्रण प्रणाली स्थापित की जानी चाहिए।ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप और स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप (SEM)इसका उपयोग टुकड़े-टुकड़े करने के बाद के वेफर्स की गहन जांच के लिए किया जाना चाहिए, जिससे चिपिंग दोषों का शीघ्र पता लगाने और उन्हें ठीक करने की अनुमति मिलती है।
वेफर चिपिंग एक जटिल, बहु कारक दोष है जिसमें शामिल हैंप्रक्रिया मापदंड, उपकरण की स्थिति, ब्लेड गुण, वेफर तनाव और गुणवत्ता प्रबंधनइन सभी क्षेत्रों में व्यवस्थित अनुकूलन के माध्यम से ही चिपिंग को प्रभावी ढंग से नियंत्रित किया जा सकता है।उत्पादन उपज, चिप विश्वसनीयता और समग्र उपकरण प्रदर्शन.
वेफर काटना अर्धचालक विनिर्माण में एक महत्वपूर्ण प्रक्रिया है और इसका अंतिम चिप की गुणवत्ता और प्रदर्शन पर सीधा प्रभाव पड़ता है।वेफर चिपिंगविशेष रूप सेसामने की ओर चिपिंगऔरपीछे की ओर चिपिंगयह एक अक्सर और गंभीर दोष है जो उत्पादन की दक्षता और उपज को काफी हद तक सीमित करता है।चिपिंग न केवल चिप्स की उपस्थिति को प्रभावित करती है बल्कि उनके विद्युत प्रदर्शन और यांत्रिक विश्वसनीयता को भी अपरिवर्तनीय क्षति पहुंचा सकती है.
वेफर चिपिंग का अर्थ हैचिप्स के किनारों पर दरारें या सामग्री टूटनाइसे आम तौर पर निम्न में वर्गीकृत किया जाता है:सामने की ओर चिपिंगऔरपीछे की ओर चिपिंग:
सामने की ओर चिपिंगचिप की सक्रिय सतह पर होता है जिसमें सर्किट पैटर्न होते हैं। यदि चिपिंग सर्किट क्षेत्र में फैलती है, तो यह विद्युत प्रदर्शन और दीर्घकालिक विश्वसनीयता को गंभीर रूप से खराब कर सकती है।
पीछे की ओर चिपिंगआमतौर पर वेफर्स के पतले होने के बाद होता है, जहां जमीन में फ्रैक्चर या पीछे की तरफ क्षतिग्रस्त परत दिखाई देती है।
संरचनात्मक दृष्टिकोण से,सामने की ओर चिपिंग अक्सर epitaxial या सतह परतों में फ्रैक्चर से होता है, जबकिपीछे की ओर चिपिंग वेफर पतला करने और सब्सट्रेट सामग्री को हटाने के दौरान बनी क्षति परतों से उत्पन्न होती है.
सामने की ओर चिपिंग को आगे तीन प्रकारों में वर्गीकृत किया जा सकता हैः
आरंभिक चिपिंगयह आमतौर पर नए ब्लेड की स्थापना के पूर्व-कटिंग चरण के दौरान होता है, जिसमें अनियमित किनारे क्षति होती है।
आवधिक (चक्रगत) चिपिंगनिरंतर काटने के दौरान बार-बार और नियमित रूप से दिखाई देता है।
असामान्य चिपिंगब्लेड रूनआउट, अनुचित फ़ीड दर, अत्यधिक काटने की गहराई, वेफर विस्थापन या विरूपण के कारण।
ब्लेड की स्थापना की अपर्याप्त सटीकता
ब्लेड सही ढंग से एक पूर्ण परिपत्र आकार में trued नहीं
हीरे के अनाज के अपूर्ण संपर्क
यदि ब्लेड को थोड़ा झुकाव के साथ स्थापित किया जाता है, तो असमान काटने की ताकत होती है। एक नया ब्लेड जो पर्याप्त रूप से नहीं पहना जाता है, खराब समकक्षता दिखाएगा, जिससे काटने का पथ विचलन होगा।यदि हीरे के दाने पूर्व-कट चरण के दौरान पूरी तरह से उजागर नहीं होते हैं, प्रभावी चिप स्पेस बनने में विफल रहते हैं, जिससे चिपिंग की संभावना बढ़ जाती है।
2आवधिक चिपिंग के कारणतलवार को सतह से टकराने से क्षति
बहुत बड़े हीरे के कण
अजनबी कणों का आसंजन (रसी, धातु के अवशेष आदि)
काटने के दौरान चिप के प्रभाव के कारण सूक्ष्म-नखले बन सकते हैं। बड़े उभरे हुए हीरे के दाने स्थानीय तनाव को केंद्रित करते हैं,जबकि ब्लेड की सतह पर अवशेष या विदेशी प्रदूषकों काटने स्थिरता परेशान कर सकते हैं.
उच्च गति पर खराब गतिशील संतुलन से ब्लेड रनआउट
अनुचित फ़ीड दर या अत्यधिक काटने की गहराई
काटने के दौरान वेफर के विस्थापन या विरूपण
इन कारकों से अस्थिर काटने के बल और पूर्व निर्धारित काटने के पथ से विचलन होता है, जिससे सीधे किनारे टूट जाते हैं।
पीछे की ओर चिपिंग मुख्य रूप से से आता हैवेफर पतला करने और वेफर warpage के दौरान तनाव संचय.
पतला करने के दौरान, पीठ पर एक क्षतिग्रस्त परत बनती है, क्रिस्टल संरचना को बाधित करती है और आंतरिक तनाव उत्पन्न करती है।जो धीरे-धीरे बड़े पीठ के फ्रैक्चर में फैलता हैजैसे-जैसे वेफर की मोटाई कम होती है, उसका तनाव प्रतिरोध कमजोर हो जाता है, और विकृति बढ़ जाती है, जिससे बैकसाइड चिपिंग की संभावना बढ़ जाती है।
चिपिंग गंभीर रूप से कम करता हैयांत्रिक शक्ति. यहां तक कि छोटे किनारे दरारें पैकेजिंग या वास्तविक उपयोग के दौरान प्रसार जारी रख सकते हैं, अंततः चिप फ्रैक्चर और विद्युत विफलता के लिए अग्रणी.यह सीधे विद्युत प्रदर्शन और उपकरण की दीर्घकालिक विश्वसनीयता को खतरे में डालता है.
काटने की गति, फ़ीड दर और काटने की गहराई को गतिशील रूप से वेफर क्षेत्र, सामग्री प्रकार, मोटाई और तनाव एकाग्रता को कम करने के लिए काटने की प्रगति के आधार पर समायोजित किया जाना चाहिए।
एकीकृत करकेमशीन विजन और एआई आधारित निगरानी, वास्तविक समय में ब्लेड की स्थिति और चिपिंग व्यवहार का पता लगाया जा सकता है और सटीक नियंत्रण के लिए प्रक्रिया मापदंडों को स्वचालित रूप से समायोजित किया जा सकता है।
कटिंग मशीन का नियमित रखरखाव यह सुनिश्चित करने के लिए आवश्यक हैः
धुरी की सटीकता
ट्रांसमिशन सिस्टम की स्थिरता
शीतलन प्रणाली की दक्षता
ब्लेड के जीवनकाल की निगरानी प्रणाली को लागू किया जाना चाहिए ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि प्रदर्शन में गिरावट से पहले गंभीर रूप से पहने हुए ब्लेड को बदल दिया जाए।
ब्लेड गुण जैसेहीरे के दाने का आकार, बंधन कठोरता और दाने का घनत्वचिपिंग व्यवहार पर एक मजबूत प्रभाव हैः
बड़े हीरे के दाने सामने की ओर चिपचिपाहट बढ़ाते हैं।
छोटे अनाज चिपिंग को कम करते हैं लेकिन काटने की दक्षता कम होती है।
अनाज का घनत्व कम होने से चिपिंग कम होती है लेकिन उपकरण का जीवनकाल छोटा हो जाता है।
नरम बंधन सामग्री चिपकने की क्षमता को कम करती है लेकिन पहनने में तेजी लाती है।
सिलिकॉन आधारित उपकरणों के लिए,हीरे के अनाज का आकार सबसे महत्वपूर्ण कारक हैउच्च गुणवत्ता वाले ब्लेडों का चयन करना, जिसमें न्यूनतम मात्रा में बड़े अनाज हों और अनाज के आकार को नियंत्रित करना, लागत को नियंत्रित करते हुए प्रभावी रूप से सामने की ओर चिपिंग को दबाता है।
प्रमुख रणनीतियों में निम्नलिखित शामिल हैंः
धुरी गति का अनुकूलन
बारीक कच्चे हीरे के घर्षणों का चयन
नरम बंधन सामग्री और कम घर्षण एकाग्रता का उपयोग करना
सटीक ब्लेड स्थापना और स्थिर धुरी कंपन सुनिश्चित करना
अत्यधिक उच्च या कम घूर्णन गति दोनों पीछे की ओर फ्रैक्चर का खतरा बढ़ाती है। ब्लेड झुकाव या धुरी कंपन बड़े क्षेत्र के पीछे की ओर चिपिंग का कारण बन सकता है।बाद के उपचार जैसे कि सीएमपी (केमिकल मैकेनिकल पॉलिशिंग), सूखी उत्कीर्णन और गीली रासायनिक उत्कीर्णनअवशिष्ट क्षति परतों को हटाने में मदद करता है, आंतरिक तनाव को मुक्त करता है, warpage को कम करता है, और चिप की ताकत को काफी बढ़ाता है।
संपर्क रहित और कम तनाव वाले काटने के नए तरीके आगे सुधार प्रदान करते हैंः
लेजर कटिंगउच्च ऊर्जा घनत्व प्रसंस्करण के माध्यम से यांत्रिक संपर्क को कम करता है और चिपिंग को कम करता है।
जल-जेट कटिंगउच्च दबाव वाले पानी का उपयोग सूक्ष्म घर्षणों के साथ मिलाकर किया जाता है, जिससे थर्मल और यांत्रिक तनाव में काफी कमी आती है।
कच्चे माल के निरीक्षण से लेकर अंतिम उत्पाद के सत्यापन तक पूरी उत्पादन श्रृंखला में एक सख्त गुणवत्ता नियंत्रण प्रणाली स्थापित की जानी चाहिए।ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप और स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप (SEM)इसका उपयोग टुकड़े-टुकड़े करने के बाद के वेफर्स की गहन जांच के लिए किया जाना चाहिए, जिससे चिपिंग दोषों का शीघ्र पता लगाने और उन्हें ठीक करने की अनुमति मिलती है।
वेफर चिपिंग एक जटिल, बहु कारक दोष है जिसमें शामिल हैंप्रक्रिया मापदंड, उपकरण की स्थिति, ब्लेड गुण, वेफर तनाव और गुणवत्ता प्रबंधनइन सभी क्षेत्रों में व्यवस्थित अनुकूलन के माध्यम से ही चिपिंग को प्रभावी ढंग से नियंत्रित किया जा सकता है।उत्पादन उपज, चिप विश्वसनीयता और समग्र उपकरण प्रदर्शन.
