वेफर चिपिंग म्हणजे काय आणि ते कसे सोडवता येईल?

सेमीकंडक्टर उत्पादनात वेफर डायसिंग ही एक महत्त्वाची प्रक्रिया आहे आणि त्याचा थेट परिणाम अंतिम चिप गुणवत्तेवर आणि कामगिरीवर होतो. प्रत्यक्ष उत्पादनात,वेफर चिपिंग—विशेषतःसमोरील बाजूचे चिपिंगआणिमागच्या बाजूने चिपिंग—हा एक वारंवार आणि गंभीर दोष आहे जो उत्पादन कार्यक्षमता आणि उत्पन्नावर लक्षणीयरीत्या मर्यादा घालतो. चिपिंगमुळे केवळ चिप्सच्या देखाव्यावर परिणाम होत नाही तर त्यांच्या विद्युत कामगिरी आणि यांत्रिक विश्वासार्हतेला अपरिवर्तनीय नुकसान देखील होऊ शकते.

वेफर चिपिंगची व्याख्या आणि प्रकार

वेफर चिपिंग म्हणजेफासे टाकण्याच्या प्रक्रियेदरम्यान चिप्सच्या कडांवर भेगा किंवा मटेरियल तुटणे. त्याचे सामान्यतः वर्गीकरण केले जातेसमोरील बाजूचे चिपिंगआणिमागच्या बाजूने चिपिंग:

• समोरील बाजूचे चिपिंगसर्किट पॅटर्न असलेल्या चिपच्या सक्रिय पृष्ठभागावर उद्भवते. जर चिपिंग सर्किट क्षेत्रात पसरले तर ते विद्युत कार्यक्षमता आणि दीर्घकालीन विश्वासार्हतेला गंभीरपणे खराब करू शकते.

• मागच्या बाजूला चिपिंगसामान्यतः वेफर पातळ झाल्यानंतर उद्भवते, जिथे जमिनीत फ्रॅक्चर दिसतात किंवा मागच्या बाजूला खराब झालेले थर दिसतात.

संरचनात्मक दृष्टिकोनातून,एपिटॅक्सियल किंवा पृष्ठभागावरील थरांमधील फ्रॅक्चरमुळे बहुतेकदा समोरच्या बाजूचे चिपिंग होते., तरवेफर पातळ करणे आणि सब्सट्रेट मटेरियल काढून टाकताना तयार झालेल्या नुकसान थरांमुळे मागील बाजूचे चिपिंग उद्भवते..

फ्रंट-साइड चिपिंगचे आणखी तीन प्रकारांमध्ये वर्गीकरण केले जाऊ शकते:

1. सुरुवातीचे चिपिंग- सामान्यतः प्री-कटिंग स्टेज दरम्यान जेव्हा नवीन ब्लेड बसवले जाते तेव्हा उद्भवते, ज्याचे वैशिष्ट्य अनियमित धार नुकसान असते.

2. नियतकालिक (चक्रीय) चिपिंग- सतत कापण्याच्या ऑपरेशन दरम्यान वारंवार आणि नियमितपणे दिसून येते.

3. असामान्य चिपिंग- ब्लेड रनआउट, अयोग्य फीड रेट, जास्त कटिंग खोली, वेफर विस्थापन किंवा विकृतीकरण यामुळे.

वेफर चिपिंगची मूळ कारणे

१. सुरुवातीच्या चिपिंगची कारणे

• ब्लेड बसवण्याची अचूकता अपुरी आहे.

• ब्लेड योग्यरित्या परिपूर्ण गोलाकार आकारात ट्रुट केलेले नाही.

• अपूर्ण हिऱ्याचे दाणे एक्सपोजर

जर ब्लेड थोडासा झुकलेला असेल तर असमान कटिंग फोर्सेस होतात. योग्यरित्या घातला नसलेला नवीन ब्लेड कमी एकाग्रता दर्शवेल, ज्यामुळे कटिंग मार्ग विचलन होईल. प्री-कट टप्प्यात जर हिऱ्याचे दाणे पूर्णपणे उघडे पडले नाहीत, तर प्रभावी चिप स्पेस तयार होत नाहीत, ज्यामुळे चिपिंगची शक्यता वाढते.

२. नियतकालिक चिपिंगची कारणे

• पृष्ठभागावरील आघातामुळे ब्लेडचे नुकसान

• बाहेर पडणारे मोठे हिऱ्याचे कण

• बाह्य कणांचे आसंजन (राळ, धातूचा कचरा इ.)

कटिंग दरम्यान, चिपच्या आघातामुळे सूक्ष्म-नॉच तयार होऊ शकतात. मोठे बाहेर पडणारे हिऱ्याचे दाणे स्थानिक ताण केंद्रित करतात, तर ब्लेडच्या पृष्ठभागावरील अवशेष किंवा परदेशी दूषित घटक कटिंग स्थिरतेला त्रास देऊ शकतात.

३. असामान्य चिपिंगची कारणे

• उच्च वेगाने खराब गतिमान संतुलनामुळे ब्लेड रनआउट

• अयोग्य फीड रेट किंवा जास्त कटिंग खोली

• कटिंग दरम्यान वेफरचे विस्थापन किंवा विकृतीकरण

या घटकांमुळे अस्थिर कटिंग फोर्सेस होतात आणि प्रीसेट डायसिंग मार्गापासून विचलन होते, ज्यामुळे थेट कडा तुटतात.

४. मागच्या बाजूने चिपिंग होण्याची कारणे

बॅक-साइड चिपिंग प्रामुख्याने येतेवेफर थिनिंग आणि वेफर वॉरपेज दरम्यान ताण जमा होणे.

पातळ करताना, मागील बाजूस एक खराब झालेला थर तयार होतो, ज्यामुळे क्रिस्टल रचनेत व्यत्यय येतो आणि अंतर्गत ताण निर्माण होतो. डाइसिंग दरम्यान, ताण सोडल्याने सूक्ष्म-क्रॅक सुरू होतात, जे हळूहळू मोठ्या बॅकसाइड फ्रॅक्चरमध्ये पसरते. वेफरची जाडी कमी होत असताना, त्याचा ताण प्रतिरोध कमकुवत होतो आणि वॉरपेज वाढते - ज्यामुळे बॅकसाइड चिपिंग होण्याची शक्यता जास्त असते.

चिप्सवर चिपिंगचा प्रभाव आणि प्रतिकारक उपाय

चिप कामगिरीवर परिणाम

चिपिंग लक्षणीयरीत्या कमी करतेयांत्रिक शक्ती. पॅकेजिंग किंवा प्रत्यक्ष वापरादरम्यान अगदी लहान कडा क्रॅक देखील पसरत राहू शकतात, ज्यामुळे शेवटी चिप फ्रॅक्चर आणि इलेक्ट्रिकल बिघाड होऊ शकतो. जर फ्रंट-साइड चिपिंग सर्किट क्षेत्रांवर आक्रमण करत असेल, तर ते थेट विद्युत कामगिरी आणि दीर्घकालीन डिव्हाइस विश्वासार्हतेशी तडजोड करते.

वेफर चिपिंगसाठी प्रभावी उपाय

१. प्रक्रिया पॅरामीटर ऑप्टिमायझेशन

ताण एकाग्रता कमी करण्यासाठी वेफर क्षेत्र, मटेरियल प्रकार, जाडी आणि कटिंग प्रगतीच्या आधारावर कटिंग स्पीड, फीड रेट आणि कटिंग डेप्थ डायनॅमिकली समायोजित केले पाहिजे.
एकत्रित करूनमशीन व्हिजन आणि एआय-आधारित देखरेख, रिअल-टाइम ब्लेडची स्थिती आणि चिपिंग वर्तन शोधले जाऊ शकते आणि अचूक नियंत्रणासाठी पॅरामीटर्स स्वयंचलितपणे समायोजित केले जाऊ शकतात.

२. उपकरणांची देखभाल आणि व्यवस्थापन

डायसिंग मशीनची नियमित देखभाल करणे आवश्यक आहे जेणेकरून हे सुनिश्चित होईल:

• स्पिंडलची अचूकता

• ट्रान्समिशन सिस्टम स्थिरता

• शीतकरण प्रणालीची कार्यक्षमता

कामगिरीतील घट झाल्यामुळे चिप्स येण्यापूर्वी गंभीरपणे जीर्ण झालेले ब्लेड बदलले जातील याची खात्री करण्यासाठी ब्लेड लाइफटाइम मॉनिटरिंग सिस्टम लागू केली पाहिजे.

३. ब्लेड निवड आणि ऑप्टिमायझेशन

ब्लेड गुणधर्म जसे कीहिऱ्याच्या दाण्याचा आकार, बंधाची कडकपणा आणि दाण्याची घनताचिपिंग वर्तनावर त्यांचा मोठा प्रभाव आहे:

• मोठ्या हिऱ्याच्या दाण्यांमुळे पुढच्या बाजूचे चिपिंग वाढते.

• लहान दाणे कापण्याचे प्रमाण कमी करतात परंतु कापण्याची कार्यक्षमता कमी करतात.

• कमी धान्य घनतेमुळे चिप्स कमी होतात परंतु उपकरणाचे आयुष्य कमी होते.

• मऊ बॉन्ड मटेरियलमुळे चिप्स कमी होतात परंतु झीज वाढवतात.

सिलिकॉन-आधारित उपकरणांसाठी,हिऱ्याच्या कणांचा आकार हा सर्वात महत्त्वाचा घटक आहे.. कमीत कमी मोठ्या धान्याचे प्रमाण असलेले आणि कडक धान्य आकाराचे नियंत्रण असलेले उच्च-गुणवत्तेचे ब्लेड निवडल्याने किंमत नियंत्रणात राहून समोरील बाजूचे चिपिंग प्रभावीपणे कमी होते.

४. बॅक-साइड चिपिंग नियंत्रण उपाय

प्रमुख धोरणांमध्ये हे समाविष्ट आहे:

• स्पिंडल गती ऑप्टिमायझ करणे

• बारीक-काजळीच्या हिऱ्यांचे अ‍ॅब्रेसिव्ह निवडणे

• मऊ बंध साहित्य आणि कमी अपघर्षक सांद्रता वापरणे

• अचूक ब्लेड इंस्टॉलेशन आणि स्थिर स्पिंडल कंपन सुनिश्चित करणे

जास्त किंवा कमी रोटेशन स्पीडमुळे बॅकसाइड फ्रॅक्चरचा धोका वाढतो. ब्लेड टिल्ट किंवा स्पिंडल कंपनामुळे बॅकसाइडचे मोठे क्षेत्र चिपिंग होऊ शकते. अति-पातळ वेफर्ससाठी,सीएमपी (केमिकल मेकॅनिकल पॉलिशिंग), ड्राय एचिंग आणि वेट केमिकल एचिंग सारख्या पोस्ट-ट्रीटमेंट्सअवशिष्ट नुकसान थर काढून टाकण्यास मदत करते, अंतर्गत ताण सोडते, वॉरपेज कमी करते आणि चिपची ताकद लक्षणीयरीत्या वाढवते.

५. प्रगत कटिंग तंत्रज्ञान

उदयोन्मुख संपर्क नसलेल्या आणि कमी ताण असलेल्या कटिंग पद्धती पुढील सुधारणा देतात:

• लेसर डायसिंगउच्च-ऊर्जा-घनतेच्या प्रक्रियेद्वारे यांत्रिक संपर्क कमी करते आणि चिपिंग कमी करते.

• वॉटर-जेट डायसिंगसूक्ष्म-अ‍ॅब्रेसिव्हमध्ये मिसळलेले उच्च-दाबाचे पाणी वापरते, ज्यामुळे थर्मल आणि यांत्रिक ताण लक्षणीयरीत्या कमी होतो.

गुणवत्ता नियंत्रण आणि तपासणी मजबूत करणे

संपूर्ण उत्पादन साखळीत - कच्च्या मालाच्या तपासणीपासून ते अंतिम उत्पादन पडताळणीपर्यंत - एक कठोर गुणवत्ता नियंत्रण प्रणाली स्थापित केली पाहिजे. उच्च-परिशुद्धता तपासणी उपकरणे जसे कीऑप्टिकल मायक्रोस्कोप आणि स्कॅनिंग इलेक्ट्रॉन मायक्रोस्कोप (SEM)डाइसिंगनंतर वेफर्सची कसून तपासणी करण्यासाठी याचा वापर केला पाहिजे, ज्यामुळे चिपिंग दोष लवकर शोधता येतील आणि दुरुस्त करता येतील.

निष्कर्ष

वेफर चिपिंग हा एक जटिल, बहु-घटक दोष आहे ज्यामध्ये समाविष्ट आहेप्रक्रिया मापदंड, उपकरणांची स्थिती, ब्लेड गुणधर्म, वेफरचा ताण आणि गुणवत्ता व्यवस्थापन. या सर्व क्षेत्रांमध्ये पद्धतशीर ऑप्टिमायझेशनद्वारेच चिपिंग प्रभावीपणे नियंत्रित केले जाऊ शकते - त्याद्वारे सुधारणा होऊ शकतेउत्पादन उत्पन्न, चिप विश्वसनीयता आणि एकूण उपकरण कामगिरी.