সিলিকন কার্বাইড ওয়েফার ডাইসিং পদ্ধতি

1. নাকাল চাকা scribing
গ্রাইন্ডিং হুইল ডাইসিং মেশিনটি ব্লেডটিকে অ্যারোস্ট্যাটিক ইলেকট্রিক স্পিন্ডেলের মাধ্যমে উচ্চ গতিতে ঘোরাতে চালিত করে যাতে পদার্থের শক্তিশালী নাকাল করা যায়। ব্যবহৃত ব্লেডের কাটিং প্রান্তগুলি কোরান্ডাম কণা দিয়ে লেপা হয়। করোন্ডামের মোহস কঠোরতা 10, যা 9.5 এর কঠোরতা সহ SiC এর চেয়ে সামান্য বেশি। বারবার কম-গতির নাকাল কেবল সময়সাপেক্ষ এবং শ্রমসাধ্য নয়, তবে সরঞ্জামটির ঘন ঘন পরিধানের কারণও হয়। উদাহরণস্বরূপ, একটি 100 মিমি (4 ইঞ্চি) SiC ওয়েফার কাটতে 6-8 ঘণ্টা সময় লাগে, এবং চিপিং ত্রুটি সৃষ্টি করা সহজ। অতএব, এই ঐতিহ্যগত অদক্ষ প্রক্রিয়াকরণ পদ্ধতিটি ধীরে ধীরে লেজার স্ক্রাইবিং দ্বারা প্রতিস্থাপিত হয়েছে।
2. সম্পূর্ণ লেজার চিহ্নিতকরণ
লেজার স্ক্রাইবিং হল একটি উচ্চ-শক্তির লেজার রশ্মি ব্যবহার করে একটি ওয়ার্কপিসের পৃষ্ঠকে বিকিরিত করার জন্য স্থানীয়ভাবে গলিত এবং বিকিরিত এলাকাকে বাষ্পীভূত করার জন্য, যার ফলে উপাদান অপসারণ এবং স্ক্রাইবিং অর্জন করা হয়। লেজার স্ক্রাইবিং হল নন-কন্টাক্ট প্রসেসিং, যান্ত্রিক চাপের ক্ষতি ছাড়াই, নমনীয় প্রক্রিয়াকরণ পদ্ধতি, কোনও সরঞ্জামের ক্ষতি এবং জল দূষণ নেই এবং কম সরঞ্জাম রক্ষণাবেক্ষণের খরচ। লেজার যখন ওয়েফারের মাধ্যমে স্ক্রাইব করে তখন সাপোর্টিং ফিল্মের ক্ষতি এড়াতে, উচ্চ তাপমাত্রা বিমোচনের জন্য প্রতিরোধী একটি UV ফিল্ম ব্যবহার করা হয়।
বর্তমানে, লেজার স্ক্রাইবিং সরঞ্জামগুলি 1064 এনএম, 532 এনএম এবং 355 এনএম এর তিনটি তরঙ্গদৈর্ঘ্য এবং ন্যানোসেকেন্ড, পিকোসেকেন্ড এবং ফেমটোসেকেন্ডের পালস প্রস্থ সহ শিল্প লেজারগুলি গ্রহণ করে। তাত্ত্বিকভাবে, লেজারের তরঙ্গদৈর্ঘ্য যত কম হবে এবং পালস প্রস্থ যত কম হবে, প্রক্রিয়াকরণের তাপীয় প্রভাব তত কম হবে, যা মাইক্রো-নির্ভুলতা প্রক্রিয়াকরণের জন্য উপকারী, তবে খরচ তুলনামূলকভাবে বেশি। 355 এনএম আল্ট্রাভায়োলেট ন্যানোসেকেন্ড লেজারটি এর পরিপক্ক প্রযুক্তি, কম খরচে এবং ছোট প্রক্রিয়াকরণ তাপীয় প্রভাবের কারণে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। সাম্প্রতিক বছরগুলিতে, 1 064 nm পিকোসেকেন্ড লেজার প্রযুক্তি দ্রুত বিকশিত হয়েছে এবং ভাল ফলাফল সহ অনেক নতুন ক্ষেত্রে প্রয়োগ করা হয়েছে৷
উদাহরণস্বরূপ, 355nm আল্ট্রাভায়োলেট লেজার প্রক্রিয়াকরণের তাপীয় প্রভাব ছোট, কিন্তু অসম্পূর্ণভাবে বাষ্পযুক্ত স্ল্যাগ কাটিং লাইনে লেগে থাকে এবং জমা হয়, যার ফলে কাটিং বিভাগটি মসৃণ হয় না এবং সংযুক্ত স্ল্যাগটি পরবর্তী প্রক্রিয়ায় পড়ে যাওয়া সহজ, যা ডিভাইসটিকে প্রভাবিত করে। কর্মক্ষমতা. 1064 এনএম পিকোসেকেন্ড লেজারটি উচ্চ শক্তি, উচ্চ স্ক্রাইবিং দক্ষতা, যথেষ্ট উপাদান অপসারণ এবং অভিন্ন ক্রস-সেকশন গ্রহণ করে, তবে প্রক্রিয়াকরণের তাপীয় প্রভাব খুব বড়, এবং চিপ ডিজাইনে বিস্তৃত স্ক্রাইবিং লেনগুলি সংরক্ষণ করা প্রয়োজন।
3. লেজার হাফ স্ট্রোক
লেজার অর্ধ-স্ক্রাইবিং ভাল ক্লিভেবিলিটি সহ উপকরণ প্রক্রিয়াকরণের জন্য উপযুক্ত। লেজার স্ক্রাইবিং একটি নির্দিষ্ট গভীরতায় কাটে এবং তারপরে চিপগুলিকে আলাদা করার জন্য কাটিং লাইন বরাবর অনুদৈর্ঘ্যভাবে প্রসারিত চাপ তৈরি করতে একটি বিভক্ত পদ্ধতি গ্রহণ করে। এই প্রক্রিয়াকরণ পদ্ধতির উচ্চ দক্ষতা, ফিল্ম স্টিকিং এবং ফিল্ম অপসারণ প্রক্রিয়ার প্রয়োজন নেই এবং কম প্রক্রিয়াকরণের খরচ রয়েছে। যাইহোক, সিলিকন কার্বাইড ওয়েফারের ক্লিভেজ খারাপ, এবং এটি বিভক্ত করা সহজ নয়। ফাটল পাশ চিপ করা সহজ, এবং স্ল্যাগ আনুগত্যের ঘটনা এখনও স্ক্র্যাচ করা অংশে বিদ্যমান।
4. লেজার অদৃশ্য কাটিয়া
লেজার স্টিলথ স্ক্রাইবিং হল একটি পরিবর্তিত স্তর তৈরি করতে উপাদানের ভিতরে লেজারকে ফোকাস করা এবং তারপর ফিল্মটিকে বিভক্ত বা প্রসারিত করে চিপটিকে আলাদা করা। পৃষ্ঠের উপর কোন ধুলো দূষণ নেই, প্রায় কোন উপাদান ক্ষতি নেই, এবং প্রক্রিয়াকরণ দক্ষতা উচ্চ। স্টিলথ স্ক্রাইবিং অর্জনের দুটি শর্ত হল যে উপাদানটি লেজারের কাছে স্বচ্ছ, এবং পর্যাপ্ত পালস শক্তি মাল্টিফোটন শোষণ তৈরি করে।
ঘরের তাপমাত্রায় সিলিকন কার্বাইডের ব্যান্ড গ্যাপ শক্তি প্রায় 3.2 eV, যা 5.13×10 -19 J. 1 064 nm লেজার ফোটন শক্তি E=hc/λ=1 .87×10 -19 J. এটা দেখা যায় যে 1 064 nm এর লেজার ফোটন শক্তি সিলিকন কার্বাইড উপাদানের শোষণ ব্যান্ড গ্যাপের চেয়ে ছোট, এবং এটি অপটিক্যালি স্বচ্ছ, যা অদৃশ্যের শর্ত পূরণ করে স্ক্রাইবিং প্রকৃত ট্রান্সমিট্যান্স উপাদান পৃষ্ঠের বৈশিষ্ট্য, বেধ এবং ডোপান্ট প্রকারের মতো বিষয়গুলির সাথে সম্পর্কিত। উদাহরণ হিসাবে 300 μm পুরুত্বের একটি পালিশ সিলিকন কার্বাইড ওয়েফার নিলে, পরিমাপ করা 1064 nm লেজার ট্রান্সমিট্যান্স প্রায় 67%।
অত্যন্ত সংক্ষিপ্ত পালস প্রস্থ সহ পিকোসেকেন্ড লেজারটি নির্বাচন করা হয়েছে, এবং মাল্টিফোটন শোষণের দ্বারা উত্পন্ন শক্তি তাপ শক্তিতে রূপান্তরিত হয় না, তবে উপাদানটির ভিতরে পরিবর্তিত স্তরের একটি নির্দিষ্ট গভীরতা সৃষ্টি করে। পরিবর্তিত স্তর হল উপাদানের ভিতরে ফাটল এলাকা, গলিত এলাকা বা প্রতিসরণকারী সূচক পরিবর্তন এলাকা। তারপর পরবর্তী বিভাজন প্রক্রিয়ার মাধ্যমে, পরিবর্তিত স্তর বরাবর দানা আলাদা করা হবে।
সিলিকন কার্বাইড উপাদানের ক্লিভেবিলিটি দুর্বল, এবং পরিবর্তিত স্তরগুলির মধ্যে দূরত্ব খুব বেশি হওয়া উচিত নয়। পরীক্ষায় একটি JHQ-611 স্বয়ংক্রিয় ডাইসিং মেশিন এবং একটি 350 μm পুরু SiC ওয়েফার ব্যবহার করে 500 মিমি/সেকেন্ড গতিতে 22টি স্তর কাটতে হয়। ক্র্যাকিংয়ের পরে, অংশটি অপেক্ষাকৃত মসৃণ, ছোট চিপিং এবং ঝরঝরে প্রান্ত সহ।
5. জল নির্দেশিত লেজার কাটিয়া
ওয়াটার গাইড লেজার লেজারের আলোকে ফোকাস করে এবং মাইক্রো-ওয়াটার কলামে গাইড করে। জলের স্তম্ভের ব্যাস অগ্রভাগের ছিদ্র অনুসারে পরিবর্তিত হয় এবং 100-30 μm এর বিভিন্ন বৈশিষ্ট্য রয়েছে। জলের কলাম এবং বায়ু ইন্টারফেসের মধ্যে সম্পূর্ণ প্রতিফলনের নীতিটি ব্যবহার করে, লেজারের আলো জলের কলামে প্রবর্তিত হওয়ার পরে জলের কলামের দিক বরাবর প্রচার করবে।
এটি সেই পরিসরের মধ্যে প্রক্রিয়া করতে পারে যেখানে জলের কলাম স্থিতিশীল থাকে এবং অতি-দীর্ঘ কার্যকর কাজের দূরত্ব মোটা উপকরণ কাটার জন্য বিশেষভাবে উপযুক্ত। প্রথাগত লেজার কাটিংয়ে, শক্তির সঞ্চয় এবং সঞ্চালন কাটিং লাইনের উভয় পাশে তাপীয় ক্ষতির প্রধান কারণ, যখন জল-নির্দেশিত লেজার কর্মের কারণে ওয়ার্কপিসে জমা না হয়ে প্রতিটি নাড়ির অবশিষ্ট তাপ দ্রুত সরিয়ে নেয়। জল স্তম্ভ, তাই কাটা পথ পরিষ্কার এবং ঝরঝরে.
এই সুবিধার উপর ভিত্তি করে, জল-পরিবাহী লেজার কাটিং সিলিকন কার্বাইড তত্ত্বগতভাবে একটি ভাল পছন্দ, তবে প্রযুক্তিটি কঠিন, এবং সম্পর্কিত সরঞ্জামগুলির পরিপক্কতা বেশি নয়। দুর্বল অংশ হিসাবে অগ্রভাগ তৈরি করা কঠিন। যদি সূক্ষ্ম জলের স্তম্ভটি সঠিকভাবে এবং স্থিরভাবে নিয়ন্ত্রণ করা না যায়, তাহলে স্প্ল্যাশ করা জলের ফোঁটাগুলি চিপকে হ্রাস করে, ফলনকে প্রভাবিত করে। অতএব, এই প্রক্রিয়াটি এখনও সিলিকন কার্বাইড ওয়েফার উৎপাদনে প্রয়োগ করা হয়নি।