Wat is het probleem met het chippen van wafels? Hoe het op te lossen?

Het snijden van wafers is een sleutelproces bij de productie van chips, dat rechtstreeks verband houdt met de kwaliteit en prestaties van chips. In het eigenlijke productieproces komt het afbrokkelingsprobleem bij het snijden van wafels vaak voor, vooral het afbrokkelen van de voorrand en het afbrokkelen van de achterrand, wat een sleutelfactor is geworden die de productie-efficiëntie en productopbrengst beperkt. Randchips beïnvloeden niet alleen het uiterlijk van de chip, maar kunnen ook onomkeerbare schade aan de elektrische eigenschappen en mechanische sterkte veroorzaken.

Definitie en soorten samengevouwen randen

Chippen verwijst naar de scheuren of breuken die optreden aan de rand van de chip tijdens het snijproces van de wafer, wat voornamelijk wordt onderverdeeld in chippen aan de voorkant en chippen aan de achterkant.

Frontale chipping verwijst naar scheuren of schade in sommige gebieden aan de voorkant van de chip met grafische circuits, en als de chipping de binnenkant van de grafische kaart van de chip binnendringt, zullen de elektrische prestaties en betrouwbaarheid van de chip nadelig worden beïnvloed. Het afbrokkelen aan de achterzijde ontstaat meestal na het verdunningsproces en de slijplaag is gebroken. Vanuit het perspectief van manifestatie wordt het afbrokkelen van de voorrand meestal weerspiegeld in het scheuren van de epitaxiale laag van de chip, terwijl het afbrokkelen van de achterrand wordt veroorzaakt door de beschadigingslaag die wordt gevormd tijdens de verwijdering van het matrixmateriaal na het verdunnen.

 

Frontale chipping kan worden onderverdeeld in drie typen: initiële chipping, cyclische chipping en overige chipping. Het eerste afbrokkelen vindt meestal plaats in de voor-snijfase van de installatie van een nieuw mes, wat zich manifesteert door onregelmatige afbrokkeling op het wafeloppervlak. cyclisch chippen manifesteert zich als periodiek en herhaald chippen op het wafeloppervlak tijdens het snijproces; Andere vormen van versnippering omvatten abnormale versnippering als gevolg van bladafwijking, onjuiste voedingssnelheid en zaagdiepte, vervorming van de verplaatsing van het werkstuk, enz.

Oorzaken van het instorten van de rand

De belangrijkste redenen voor het aanvankelijk afbrokkelen van de randen zijn onder meer een onvoldoende nauwkeurigheid van de montage van het mes, het feit dat het mes niet perfect rond is en dat de diamant niet volledig zichtbaar is. De aanwezigheid van kanteling tijdens de installatie van het mes zal een ongelijkmatige kracht tijdens het snijden veroorzaken; Als het nieuwe mes niet volledig is bijgesneden, is de concentriciteit niet goed en is het snijtraject verschoven; Als de diamantdeeltjes tijdens de voor-snijfase niet volledig zichtbaar zijn, kunnen ze geen effectieve snijgroeven vormen, waardoor gemakkelijk de randen kunnen afbrokkelen.

Cyclisch afbrokkelen van de randen wordt meestal veroorzaakt door de impact van het bladoppervlak, diamantuitstulping op het bladoppervlak of de hechting van vreemde onzuiverheden. Tijdens het snijproces kan het mes worden geraakt door het rondvliegende materiaal van het product, waardoor een kleine opening ontstaat; De diamantdeeltjes op het oppervlak van het blad zijn ongelijk verdeeld en de aanwezigheid van grote deeltjesuitstulpingen zal lokale spanningsconcentratie veroorzaken. Vreemde voorwerpen zoals lijmresten en metaal dat aan het mesoppervlak kleeft, kunnen ook de snijkwaliteit beïnvloeden.

Andere versnipperranden houden vaak verband met de doorbuiging van het blad, een onjuiste voedingssnelheid en snijdiepte, en vervorming van de verplaatsing van het werkstuk. Onvoldoende nauwkeurigheid van de dynamische balans van het blad bij hoge snelheid zal tot gieren leiden; Een onredelijke voedingssnelheid en zaagdiepte verhogen de bladbelasting; Verplaatsing of vervorming van het werkstuk tijdens het snijden kan ervoor zorgen dat het snijtraject afwijkt van het vooraf ingestelde pad.

De belangrijkste oorzaken van het afbrokkelen van de achterkant zijn onder meer verdunningsstress en het kromtrekken van dunne wafels. Tijdens het verdunningsproces van de wafel zal zich op de achterkant een beschadigingslaag vormen, waardoor de roosteropstelling kapot gaat en interne spanning ontstaat. Het vrijkomen van spanning tijdens het in blokjes snijden veroorzaakt kleine scheurtjes die samensmelten tot een scheur aan de achterkant. Wanneer de dikte van de wafel tot op zekere hoogte wordt verdund, wordt het vermogen om spanning te weerstaan ​​verzwakt, treedt uitwendige kromtrekking op, neemt de interne spanning toe en is de kans groter dat de achterkant afbrokkelt tijdens het in blokjes snijden.

De impact van het instorten van de randen op chips en hun reactie

De impact van randchippen op de mechanische sterkte van de chip mag niet worden onderschat. Zodra er subtiele scheurtjes aan de rand van de chip ontstaan, kunnen deze scheurtjes tijdens de daaropvolgende verpakking of feitelijk gebruik blijven uitzetten, wat uiteindelijk kan leiden tot chipbreuk. Een chipbreuk kan een elektrische storing veroorzaken, waardoor het onmogelijk wordt om goed te functioneren. Als de chipping aan de voorkant de binnenkant van het circuitpatroon binnendringt, heeft dit direct invloed op de betrouwbaarheid en elektrische prestaties van de chip.

Voor het probleem van afgebroken randen kan het vanuit vele aspecten worden geoptimaliseerd. In termen van snijprocesparameters moeten de snijsnelheid, voedingssnelheid en snijdiepte dynamisch worden aangepast aan de verschillende delen van de wafer, de materiaaldikte en de snijvoortgang om de spanningsconcentratie te minimaliseren. Machinevisie en kunstmatige intelligentietechnologie worden gebruikt om de status van het blad en de chipping in realtime te bewaken en de parameters automatisch aan te passen voor nauwkeurige controle.

Onderhoud van apparatuur is net zo belangrijk. Regelmatig onderhoud van snijapparatuur zorgt ervoor dat de nauwkeurigheid van de spil, het transmissiesysteem, het koelsysteem, enz. in goede staat zijn, waardoor het risico op chippen als gevolg van veroudering van de apparatuur wordt verminderd. Zorg voor een mechanisme voor het monitoren van de levensduur van de messen om ernstig versleten messen tijdig te vervangen en afbrokkelen van de randen als gevolg van verminderde prestaties te voorkomen.

Wat de gereedschapskeuze betreft, zijn de diamantdeeltjesgrootte, de hardheid van het gebonden materiaal en de deeltjesdichtheid van het snijgereedschap nauw verwant aan het chippen. Grotere diamantdeeltjes zijn gevoelig voor frontale chipping, terwijl kleinere deeltjes de chipping verminderen maar de snij-efficiëntie verminderen. Deeltjes met een lage dichtheid verminderen het uitbrokkelen van de voorkant en verkorten de standtijd van het gereedschap. Zachte hechtmaterialen verminderen het uitbrokkelen, maar verkorten ook de standtijd. Daarom is het noodzakelijk om een ​​evenwicht te vinden tussen het beheersen van de snippergrootte en de productiekosten. Voor chips op basis van silicium- is de diamantdeeltjesgrootte de belangrijkste beïnvloedende factor, en het gebruik van een hoogwaardig- snijmes met het laagste aandeel grote deeltjes en nauwkeurige controle van de deeltjesgrootte en sortering kan effectief omgaan met het afbrokkelen van de voorkant.

0200-36105 KAMERINSERT 200MM TXZ CIP

Voor het versnipperen van de achterkant omvatten de optimalisatiemaatregelen het regelen van de snelheid van de slijpschijf, het selecteren van de juiste amaril, ervoor zorgen dat het gereedschap correct wordt geïnstalleerd en het implementeren van na-nabewerking. Te langzaam of te snel vergroot het risico op chippen aan de achterkant, en de juiste snelheid moet worden geselecteerd op basis van de werkelijke situatie. Het gebruik van fijne amarildeeltjes, een zacht bindmiddel en een lage concentratie amaril kan de chiphoek op de rug verminderen. Het kantelen van de bladbevestiging of het trillen van de spil kan grote stukken afbrokkelen veroorzaken, dus het is belangrijk om een ​​nauwkeurige installatie en stabiliteit van de apparatuur te garanderen. Voor dunne wafers kunnen na-verwerkingsmethoden zoals chemisch mechanisch polijsten, droog etsen en chemisch nat etsen resterende defecten worden verwijderd en spanning worden opgeheven, kromtrekken wordt verminderd en de spaansterkte wordt verbeterd.

De introductie van geavanceerde snijtechnieken zoals lasersnijden en waterstraalsnijden is ook een richting om chipping te verminderen. Bij lasersnijden wordt gebruik gemaakt van een hoge energiedichtheid en non-{1}}contacteigenschappen om chippen veroorzaakt door fysiek contact te verminderen. Bij waterstraalsnijden wordt een waterstroom onder hoge-druk gebruikt om kleine schurende deeltjes mee te voeren voor het snijden, waardoor de thermische en mechanische spanning wordt verminderd.

Het versterken van de kwaliteitscontrole is net zo belangrijk als testen. Zet een strikt kwaliteitscontrolesysteem op, van de inkoop van grondstoffen tot het testen van het eindproduct, om ervoor te zorgen dat elk proces aan de normen voldoet. Inspectieapparatuur met hoge- precisie, zoals een scanning-elektronenmicroscoop, optische microscoop, enz., wordt geïntroduceerd om de wafer zorgvuldig te inspecteren na het snijden, en om chipping-defecten tijdig op te sporen en op te lossen.

Het chippingprobleem bij het snijden van wafers omvat veel factoren en moet effectief worden aangepakt door uitgebreide optimalisatie van procesparameters, onderhoud van apparatuur, gereedschapsselectie en kwaliteitscontrolemaatregelen om de opbrengst en betrouwbaarheid van de chipproductie te verbeteren.