Што такое сколы вафлі і як з гэтым можна справіцца?

Выразанне пласцін на пласцінах — гэта найважнейшы працэс у вытворчасці паўправаднікоў, які непасрэдна ўплывае на якасць і прадукцыйнасць канчатковага чыпа. У рэальных умовах вытворчасці...адколванне пласціны— асаблівасколы на пярэднім бакуісколы з адваротнага боку— гэта часты і сур'ёзны дэфект, які значна абмяжоўвае эфектыўнасць вытворчасці і прыбытковасць. Сколванне не толькі ўплывае на знешні выгляд чыпаў, але і можа прывесці да незваротнага пашкоджання іх электрычных характарыстык і механічнай надзейнасці.

Вызначэнне і тыпы сколаў вафельных пласцін

Адколванне вафлі адносіцца дарасколіны або паломкі матэрыялу па краях чыпсаў падчас працэсу нарэзкі кубікаміЗвычайна яго класіфікуюць насколы на пярэднім бакуісколы з адваротнага боку:

• Сколванне пярэдняга бокуадбываецца на актыўнай паверхні чыпа, які змяшчае схемы. Калі сколы распаўсюджваюцца ў вобласць схемы, гэта можа сур'ёзна пагоршыць электрычныя характарыстыкі і доўгатэрміновую надзейнасць.

• Сколванне з адваротнага бокузвычайна ўзнікае пасля пратанчэння пласціны, дзе з'яўляюцца расколіны ў зямлі або пашкоджаным пласце на адваротным баку.

З структурнага пункту гледжання,Сколванне пярэдняга боку часта ўзнікае з-за расколін у эпітаксіяльных або паверхневых пластах, у той час якСколы на адваротным баку ўзнікаюць з-за пашкоджаных слаёў, якія ўтвараюцца падчас пратанчэння пласціны і выдалення матэрыялу падложкі..

Сколы на пярэдняй частцы можна дадаткова класіфікаваць на тры тыпы:

1. Пачатковае сколаў– звычайна ўзнікае на этапе падрыхтоўкі да рэзкі пры ўсталёўцы новага ляза, характарызуецца няроўнымі пашкоджаннямі краю.

2. Перыядычнае (цыклічнае) сколванне– з'яўляецца паўторна і рэгулярна падчас бесперапыннага рэзання.

3. Анамальныя сколы– выклікана біццём ляза, няправільнай хуткасцю падачы, празмернай глыбінёй рэзання, зрушэннем пласціны або дэфармацыяй.

Асноўныя прычыны сколаў вафлі

1. Прычыны пачатковага сколу

• Недастатковая дакладнасць усталёўкі ляза

• Лязо няправільна выраўнавана ў ідэальную круглую форму

• Няпоўнае агаленне алмазнага зерня

Калі лязо ўстаноўлена з невялікім нахілам, узнікаюць нераўнамерныя сілы рэзання. Новае лязо, якое не мае належнай апрацоўкі, будзе мець дрэнную канцэнтрычнасць, што прывядзе да адхілення ад траекторыі рэзання. Калі алмазныя зярняты не цалкам адкрыты на этапе папярэдняй рэзкі, эфектыўныя прасторы для сколаў не ўтвараюцца, што павялічвае верагоднасць сколаў.

2. Прычыны перыядычнага сколаў

• Пашкоджанне ляза ад павярхоўнага ўдару

• Выступальныя алмазныя часціцы павялічанага памеру

• Адгезія старонніх часціц (смала, металічныя рэшткі і г.д.)

Падчас рэзання з-за ўдару стружкі могуць утварацца мікранадрэзы. Буйныя выступаючыя алмазныя зерні канцэнтруюць лакальнае напружанне, а рэшткі або староннія забруджванні на паверхні ляза могуць парушыць стабільнасць рэзання.

3. Прычыны анамальнага сколу

• Біццё лапаткі з-за дрэннай дынамічнай раўнавагі на высокай хуткасці

• Няправільная хуткасць падачы або празмерная глыбіня рэзання

• Зрушэнне або дэфармацыя пласціны падчас рэзкі

Гэтыя фактары прыводзяць да нестабільных сіл рэзання і адхілення ад зададзенай траекторыі нарэзкі, што непасрэдна выклікае паломку краю.

4. Прычыны сколаў на адваротным баку

Сколы на адваротным баку ў асноўным узнікаюць з-заназапашванне напружанняў падчас патанчэння і дэфармацыі пласціны.

Падчас пратанчэння на адваротным баку ўтвараецца пашкоджаны пласт, які парушае крышталічную структуру і стварае ўнутранае напружанне. Падчас рэзкі вызваленне напружання прыводзіць да ўзнікнення мікратрэшчынаў, якія паступова распаўсюджваюцца ў вялікія расколіны на адваротным баку. Па меры памяншэння таўшчыні пласціны яе ўстойлівасць да напружанняў слабее, а дэфармацыя павялічваецца, што павялічвае верагоднасць сколаў на адваротным баку.

Уплыў сколаў на чыпы і контрмеры

Уплыў на прадукцыйнасць чыпа

Сколванне значна зніжаемеханічная трываласцьНават малюсенькія расколіны на краях могуць працягваць распаўсюджвацца падчас упакоўкі або фактычнага выкарыстання, што ў канчатковым выніку прывядзе да разбурэння чыпа і электрычнай няспраўнасці. Калі сколы на пярэдняй панэлі пранікаюць у зоны схемы, гэта непасрэдна пагаршае электрычныя характарыстыкі і доўгатэрміновую надзейнасць прылады.

Эфектыўныя рашэнні для сколаў вафельных пласцін

1. Аптымізацыя параметраў працэсу

Хуткасць рэзання, падача і глыбіня рэзання павінны дынамічна рэгулявацца ў залежнасці ад плошчы пласціны, тыпу матэрыялу, таўшчыні і прагрэсу рэзання, каб мінімізаваць канцэнтрацыю напружанняў.
Інтэгруючымашынны зрок і маніторынг на аснове штучнага інтэлекту, стан ляза і паводзіны сколаў могуць быць выяўлены ў рэжыме рэальнага часу, а параметры працэсу аўтаматычна рэгулявацца для дакладнага кіравання.

2. Тэхнічнае абслугоўванне і кіраванне абсталяваннем

Рэгулярнае абслугоўванне машыны для нарэзкі кубікамі неабходна для забеспячэння:

• Дакладнасць шпіндзеля

• Стабільнасць сістэмы перадачы

• Эфектыўнасць сістэмы астуджэння

Неабходна ўкараніць сістэму кантролю тэрміну службы ляза, каб гарантаваць замену моцна зношаных лязоў да таго, як зніжэнне прадукцыйнасці прывядзе да сколаў.

3. Выбар і аптымізацыя ляза

Такія ўласцівасці ляза, якпамер алмазнага зерня, цвёрдасць сувязі і шчыльнасць зерняаказваюць моцны ўплыў на паводзіны пры скольванні:

• Буйнейшыя алмазныя зярняты павялічваюць сколы на пярэднім баку.

• Больш дробныя зярністыя дэталі памяншаюць сколы, але зніжаюць эфектыўнасць рэзання.

• Меншая шчыльнасць зерня памяншае сколы, але скарачае тэрмін службы інструмента.

• Больш мяккія звязвальныя матэрыялы памяншаюць сколы, але паскараюць знос.

Для прылад на аснове крэмнію,памер алмазнага зерня - найважнейшы фактарВыбар высакаякасных лязоў з мінімальным утрыманнем буйнога зерня і строгі кантроль памеру зерня эфектыўна падаўляе сколы на пярэдняй частцы, кантралюючы пры гэтым выдаткі.

4. Меры па кантролі сколаў з адваротнага боку

Ключавыя стратэгіі ўключаюць:

• Аптымізацыя хуткасці шпіндзеля

• Выбар дробназярністых алмазных абразіваў

• Выкарыстанне мяккіх звязальных матэрыялаў і нізкай канцэнтрацыі абразіва

• Забеспячэнне дакладнай усталёўкі ляза і стабільнай вібрацыі шпіндзеля

Занадта высокая або нізкая хуткасць кручэння павялічвае рызыку разбурэння адваротнага боку. Нахіл ляза або вібрацыя шпіндзеля могуць выклікаць сколы на вялікай плошчы адваротнага боку. Для ультратонкіх пласцін,пасляапрацоўка, такая як хіміка-механічная паліроўка (ХМП), сухое травленне і мокрае хімічнае травленнедапамагаюць выдаліць рэшткі пашкоджанняў, зняць унутранае напружанне, паменшыць дэфармацыю і значна павысіць трываласць стружкі.

5. Перадавыя тэхналогіі рэзкі

Новыя метады бескантактавай і нізканапружанай рэзкі прапануюць далейшае ўдасканаленне:

• Лазерная нарэзка кубікамімінімізуе механічны кантакт і памяншае сколы дзякуючы апрацоўцы з высокай шчыльнасцю энергіі.

• Нарэзка кубікамі гідраструменемвыкарыстоўвае ваду пад высокім ціскам, змяшаную з мікраабразівамі, што значна зніжае тэрмічныя і механічныя нагрузкі.

Узмацненне кантролю якасці і інспекцыі

Павінна быць устаноўлена строгая сістэма кантролю якасці па ўсім вытворчым ланцужку — ад праверкі сыравіны да праверкі гатовай прадукцыі. Выкарыстоўваецца высокадакладнае кантрольна-вымяральнае абсталяванне, такое якаптычныя мікраскопы і сканіруючыя электронныя мікраскопы (СЭМ)варта выкарыстоўваць для дбайнага агляду пласцін пасля нарэзкі, што дазваляе выявіць і выправіць дэфекты сколаў на ранняй стадыі.

Выснова

Сколванне пласцін - гэта складаны шматфактарны дэфект, які ўключаепараметры працэсу, стан абсталявання, уласцівасці лапатак, напружанне пласціны і кіраванне якасцюТолькі дзякуючы сістэматычнай аптымізацыі ва ўсіх гэтых галінах можна эфектыўна кантраляваць сколы, тым самым паляпшаючывыхад прадукцыі, надзейнасць чыпа і агульная прадукцыйнасць прылады.