Што е чипирање на вафли и како може да се реши?

Сечењето на плочки е критичен процес во производството на полупроводници и има директно влијание врз квалитетот и перформансите на конечниот чип. Во реалното производство,фрагментирање на вафли— особеночипување од предната странаиотсекување на задната страна— е чест и сериозен дефект што значително ја ограничува ефикасноста и приносот на производството. Чипнувањето не само што влијае на изгледот на чиповите, туку може да предизвика и неповратно оштетување на нивните електрични перформанси и механичка сигурност.

Дефиниција и видови на вафлерски чипови

Чипувањето на вафли се однесува напукнатини или кршење на материјалот на рабовите на струготините за време на процесот на сечењеГенерално се категоризира вочипување од предната странаиотсекување на задната страна:

• Чипување од предната странасе јавува на активната површина на чипот што содржи шеми на кола. Ако чипирањето се прошири во областа на колото, може сериозно да ги намали електричните перформанси и долгорочната сигурност.

• Сечење на задната странаобично се јавува по истенчување на плочката, каде што се појавуваат фрактури во земјата или оштетениот слој на задната страна.

Од структурна перспектива,Кршењето на предната страна често е резултат на фрактури во епитаксијалните или површинските слоеви, додекакршењето на задната страна потекнува од оштетувања на слоевите формирани за време на истенчувањето на плочката и отстранувањето на материјалот од подлогата..

Чипувањето од предната страна може понатаму да се класифицира во три вида:

1. Почетно чипирање– обично се јавува за време на фазата пред сечење кога се инсталира ново сечило, што се карактеризира со неправилно оштетување на работ.

2. Периодично (циклично) чипирање– се појавува постојано и редовно за време на континуирани операции на сечење.

3. Абнормално кршење– предизвикано од истегнување на сечилото, неправилна брзина на полнење, прекумерна длабочина на сечење, поместување на плочата или деформација.

Основни причини за кршење на плочката

1. Причини за почетно чипирање

• Недоволна точност на инсталацијата на сечилото

• Сечилото не е правилно прилагодено во совршена кружна форма

• Нецелосна експозиција на дијамантски зрна

Ако сечилото е инсталирано со мал наклон, се јавуваат нееднакви сили на сечење. Ново сечило кое не е соодветно обработено ќе покаже слаба концентричност, што ќе доведе до отстапување на патеката на сечење. Ако дијамантските зрна не се целосно изложени за време на фазата на претходно сечење, не се формираат ефективни празнини за стружење, што ја зголемува веројатноста за стружење.

2. Причини за периодично чипирање

• Оштетување на сечилото од површински удар

• Испакнати преголеми дијамантски честички

• Адхезија на странски честички (смола, метални остатоци итн.)

За време на сечењето, може да се појават микро-засеци поради удар од струготини. Големите испакнати дијамантски зрна концентрираат локален стрес, додека остатоците или туѓите загадувачи на површината на сечилото можат да ја нарушат стабилноста на сечењето.

3. Причини за абнормално чипирање

• Истегнување на сечилото поради лоша динамичка рамнотежа при голема брзина

• Несоодветна брзина на полнење или прекумерна длабочина на сечење

• Поместување или деформација на плочката за време на сечењето

Овие фактори доведуваат до нестабилни сили на сечење и отстапување од претходно поставената патека на сечење, што директно предизвикува кршење на работ.

4. Причини за кршење на задната страна

Кршењето на задната страна првенствено доаѓа одакумулација на стрес за време на истенчување на плочката и искривување на плочката.

За време на истенчувањето, на задната страна се формира оштетен слој, нарушувајќи ја кристалната структура и генерирајќи внатрешен стрес. За време на сечењето, ослободувањето на стресот доведува до појава на микропукнатини, кои постепено се шират во големи фрактури на задната страна. Како што се намалува дебелината на плочката, нејзината отпорност на стрес слабее, а искривувањето се зголемува, што ја зголемува веројатноста за кршење на задната страна.

Влијание на чипсувањето врз чипсовите и контрамерки

Влијание врз перформансите на чипот

Чипувањето значително го намалувамеханичка цврстинаДури и малите пукнатини на рабовите може да продолжат да се шират за време на пакувањето или вистинската употреба, што на крајот доведува до фрактура на струјниот чип и електричен дефект. Ако предната страна на струјниот чип ги зафати површините на струјното коло, тоа директно ги загрозува електричните перформанси и долгорочната сигурност на уредот.

Ефективни решенија за чипирање на вафли

1. Оптимизација на параметрите на процесот

Брзината на сечење, брзината на напојување и длабочината на сечење треба динамички да се прилагодуваат врз основа на површината на плочата, видот на материјалот, дебелината и напредокот на сечењето за да се минимизира концентрацијата на стрес.
Со интегрирањемашински вид и мониторинг базиран на вештачка интелигенција, состојбата на сечилото во реално време и однесувањето при кршење може да се детектираат, а параметрите на процесот автоматски да се прилагодат за прецизна контрола.

2. Одржување и управување со опрема

Редовното одржување на машината за сечење е од суштинско значење за да се обезбеди:

• Прецизност на вретеното

• Стабилност на преносниот систем

• Ефикасност на системот за ладење

Треба да се имплементира систем за следење на животниот век на сечилото за да се осигури дека сериозно истрошените сечила се заменуваат пред падот на перформансите да предизвика кршење.

3. Избор и оптимизација на сечилото

Својства на сечилото како што сеголемина на зрното на дијамантот, тврдост на врската и густина на зрнотоимаат силно влијание врз однесувањето на чипување:

• Поголемите дијамантски зрна го зголемуваат кршењето на предната страна.

• Помалите зрна го намалуваат кршењето, но ја намалуваат ефикасноста на сечење.

• Пониската густина на зрната го намалува кршењето, но го скратува животниот век на алатот.

• Помеките материјали за врзување го намалуваат кршењето, но го забрзуваат абењето.

За уреди базирани на силикон,Големината на зрната на дијамантот е најважниот факторИзборот на висококвалитетни сечила со минимална содржина на крупни зрна и строга контрола на големината на зрната ефикасно го потиснува кршењето од предната страна, а воедно ги држи трошоците под контрола.

4. Мерки за контрола на кршење од задната страна

Клучните стратегии вклучуваат:

• Оптимизирање на брзината на вретеното

• Избор на фино зрнести дијамантски абразиви

• Користење на меки материјали за врзување и ниска концентрација на абразивни материјали

• Обезбедување прецизна инсталација на сечилото и стабилни вибрации на вретеното

Премногу високите или ниските брзини на ротација го зголемуваат ризикот од фрактура на задната страна. Наклонот на сечилото или вибрациите на вретеното може да предизвикаат кршење на задната страна на голема површина. За ултратенки плочки,пост-третмани како што се CMP (хемиско механичко полирање), суво јоргање и влажно хемиско јоргањепомагаат во отстранувањето на преостанатите слоеви на оштетување, ослободување на внатрешниот стрес, намалување на искривувањето и значително зголемување на цврстината на струготините.

5. Напредни технологии за сечење

Новите методи на бесконтактно сечење и методи на сечење со низок стрес нудат понатамошно подобрување:

• Ласерско сечењего минимизира механичкиот контакт и го намалува кршењето преку обработка со висока густина на енергија.

• Сечење со воден млазкористи вода под висок притисок измешана со микроабразиви, значително намалувајќи го термичкиот и механичкиот стрес.

Зајакнување на контролата на квалитетот и инспекцијата

Треба да се воспостави строг систем за контрола на квалитетот низ целиот производствен синџир - од инспекција на суровини до верификација на конечниот производ. Опрема за инспекција со висока прецизност, како што еоптички микроскопи и скенирачки електронски микроскопи (SEM)треба да се користи за темелно испитување на плочките по сецкањето, овозможувајќи рано откривање и корекција на дефекти на кршење.

Заклучок

Чипнирањето на плочката е комплексен, мултифакторски дефект кој вклучувапараметри на процесот, состојба на опремата, својства на сечилата, напрегање на плочките и управување со квалитетотСамо преку систематска оптимизација во сите овие области може ефикасно да се контролира кршењето - со што се подобрувапринос на производство, сигурност на чипот и целокупни перформанси на уредот.