Wafer Chipping Nedir ve Nasıl Çözülebilir?

Wafer dicing, yarı iletken üretiminde kritik bir işlemdir ve nihai yonga kalitesi ve performansı üzerinde doğrudan bir etkisi vardır.Wafer parçalanmasıÖzellikleön tarafta çöpçatanlıkveArka taraflı çöpçatanlıkBu sık ve ciddi bir kusurdur ve üretim verimliliğini ve verimliliğini önemli ölçüde sınırlamaktadır.Çipleme sadece çiplerin görünümünü etkilemekle kalmaz, aynı zamanda elektrik performanslarına ve mekanik güvenilirliklerine de geri dönüşü olmayan hasara neden olabilir.

Wafer Chipping'in Tanımı ve Türleri

Wafer çöpleme,Parçalama işlemi sırasında çiplerin kenarlarında çatlaklar veya malzeme kırıklarıGenellikle şu gruplara ayrılır:ön tarafta çöpçatanlıkveArka taraflı çöpçatanlık:

• Öndeki parçalamaÇipin aktif yüzeyinde meydana gelir. Çipleme devre alanına uzanırsa, elektrik performansını ve uzun vadeli güvenilirliği ciddi şekilde bozabilir.

• Arka tarafta çöpçatanTipik olarak wafer incelenmesinden sonra ortaya çıkar, yeryüzünde kırıklar veya arka tarafta hasarlı katman ortaya çıkar.

Yapısal bir bakış açısıyla,ön tarafta çürüklenme genellikle epitaksiyel veya yüzey katmanlarında kırıklardan kaynaklanır... ve...Arka tarafta parçalanma, wafer inceltme ve substrat malzemesinin çıkarılması sırasında oluşmuş hasar katmanlarından kaynaklanır..

Ön taraflı çipleme daha sonra üç tipte sınıflandırılabilir:

1. Başlangıçlı çöpleme- Genellikle yeni bir bıçak kurulduğunda ön kesim aşamasında ortaya çıkar ve düzensiz kenar hasarı ile karakterize edilir.

2. Periyodik (siklik) çiplemeSürekli kesim işlemleri sırasında tekrar tekrar ve düzenli olarak ortaya çıkar.

3. Anormal parçalanmaBıçağın çıkması, uygun olmayan besleme hızı, aşırı kesme derinliği, wafer yer değiştirmesi veya deformasyon nedeniyle.

Wafer Parçalanmasının Temel Nedenleri

1Başlangıçta parçalanma nedenleri

• Bıçak montajının yetersiz doğruluğu

• Keskin bir daire şeklinde düzgün bir şekilde doğrulanmamış bıçak

• Tam olmayan elmas tanesi maruziyeti

Eğer bıçak hafif bir eğimle monte edilirse, eşit olmayan kesme kuvvetleri ortaya çıkar.Eğer elmas taneleri ön kesim aşamasında tamamen açılmıyorsa, etkili çip boşlukları oluşamıyor, çiplenme olasılığını arttırıyor.

2Periyodik Çipleme Nedenleri

• Yüzey çarpışması ile bıçağın hasarı

• Çok büyük elmas parçacıkları

• Yabancı parçacık yapışması ( reçine, metal kalıntıları vb.)

Kesim sırasında, çip etkisi nedeniyle mikro çentikler oluşabilir.Kılıç yüzeyinde kalıntılar veya yabancı kirleticiler kesme istikrarını bozabilirken.

3Anormal Çiplerin Nedenleri

• Yüksek hızda zayıf dinamik dengeden kaynaklanan bıçak akışı

• Yanlış besleme hızı veya aşırı kesme derinliği

• Kesim sırasında wafer yer değiştirme veya deformasyon

Bu faktörler, dengesiz kesme kuvvetlerine ve önceden ayarlanmış kesme yolundan sapmaya yol açar ve doğrudan kenar kırılmasına neden olur.

4Arka tarafta çöp kırılma nedenleri

Arka taraftaki çipleme öncelikleWafer inceltme ve wafer bükme sırasında gerginlik birikimi.

İnceleme sırasında, arkasında hasarlı bir katman oluşur, kristal yapısını bozar ve iç stres oluşturur.Bu da yavaş yavaş büyük sırt kırıklarına dönüşüyor.Wafer kalınlığı azalırken, gerginlik direnci zayıflar ve arkadan parçalanma olasılığı artar.

Çipleme'nin Çiplere ve Karşı önlemlere etkisi

Çip Performansı'na Etkisi

Çipleme ciddi şekilde azaltır.mekanik dayanıklılıkPaketleme veya gerçek kullanım sırasında küçük kenar çatlakları bile yayılmaya devam edebilir ve sonuçta çip kırılmasına ve elektrik arızasına yol açabilir.Doğrudan elektrik performansını ve cihazın uzun vadeli güvenilirliğini tehlikeye atıyor..

Wafer Chipping için Etkili Çözümler

1. Süreç Parametresi Optimizasyonu

Kesme hızı, besleme hızı ve kesme derinliği, stres konsantrasyonunu en aza indirmek için wafer alanına, malzeme türüne, kalınlığına ve kesme ilerlemesine göre dinamik olarak ayarlanmalıdır.
Birleştirerekmakine görüşü ve yapay zeka tabanlı izleme, gerçek zamanlı kılıç durumu ve çip davranışını tespit edebilir ve işlem parametrelerini otomatik olarak doğru kontrol için ayarlayabilir.

2Ekipmanın Bakımı ve Yönetimi

Dişleme makinesinin düzenli bakımı aşağıdakileri sağlamak için gereklidir:

• Spindle hassasiyeti

• Işınlama sistemi istikrarı

• Soğutma sistemi verimliliği

Ağır aşınmış bıçakların performans düşüşlerinin parçalanmasına neden olmadan değiştirilmesini sağlamak için bıçak ömrü boyunca izleme sistemi uygulanmalıdır.

3. Kılıç Seçimi ve Optimizasyonu

Bıçak özelliklerielmas tanesi boyutu, bağ sertliği ve tanesi yoğunluğuÇipleme davranışına güçlü bir etkisi vardır:

• Daha büyük elmas taneleri ön tarafta çatlağı arttırır.

• Daha küçük taneler kırpmayı azaltır, ancak kesme verimliliğini azaltır.

• Daha düşük tahıl yoğunluğu, parçalanmayı azaltır, ancak alet ömrünü kısaltır.

• Daha yumuşak bağlama malzemeleri parçalanmayı azaltır, ancak aşınmayı hızlandırır.

Silikon bazlı cihazlar için,Elmas tanesi büyüklüğü en kritik faktördür.Minimal büyük taneler içeriği ve sıkı taneler boyutu kontrolü ile yüksek kaliteli bıçaklar seçmek, maliyeti kontrol altında tutarak ön tarafta çöplemeyi etkili bir şekilde bastırır.

4Arka tarafta çipleme kontrol önlemleri

Ana stratejiler şunlardır:

• Döner hızının optimize edilmesi

• İnce çamurlu elmas aşındırıcıların seçimi

• Yumuşak bağlama malzemeleri ve düşük abrasif konsantrasyonu kullanılarak

• Keskin bıçak montajı ve istikrarlı spindle titreşimini sağlamak

Aşırı yüksek veya düşük dönme hızları, arka taraf kırılma riskini arttırır. Bıçak eğimi veya makara titreşimi büyük alan arka taraf kırılmasına neden olabilir.CMP (Chemical Mechanical Polishing), kuru kazma ve ıslak kimyasal kazma gibi son işlemlerGeri kalan hasar katmanlarını kaldırmaya, iç stresini serbest bırakmaya, çarpıklığı azaltmaya ve çip gücünü önemli ölçüde artırmaya yardımcı olur.

5Gelişmiş Kesme Teknolojileri

Yeni ortaya çıkan temassız ve düşük stresli kesim yöntemleri daha fazla iyileştirme sunar:

• Lazerle kesmeYüksek enerji yoğunluğu işlemleri sayesinde mekanik teması en aza indirir ve parçalanmayı azaltır.

• Su jeti dilimlemeMikro-abraziflerle karıştırılmış yüksek basınçlı su kullanır, bu da termal ve mekanik stresleri önemli ölçüde azaltır.

Kalite Kontrolü ve Denetimi Güçlendirmek

Üretim zincirinin tamamında, hammadde denetiminden nihai ürünün doğrulanmasına kadar sıkı bir kalite kontrol sistemi kurulmalıdır.Optik mikroskoplar ve tarama elektron mikroskopları (SEM)Parçalanma sonrası waferleri iyice incelemek için kullanılmalıdır, böylece parçalanma kusurlarının erken tespit edilmesi ve düzeltilmesi mümkündür.

Sonuçlar

Wafer parçalanması karmaşık, çok faktörlü bir hatadır.Süreç parametreleri, ekipman durumu, bıçak özellikleri, wafer gerginliği ve kalite yönetimiSadece tüm bu alanlarda sistematik bir optimizasyonla çipleme etkin bir şekilde kontrol edilebilir ve böyleceüretim verimi, çip güvenilirliği ve genel cihaz performansı.