Ваферын чипс гэж юу вэ, үүнийг хэрхэн шийдвэрлэх вэ?

Хагас дамжуулагч үйлдвэрлэлд вафлины жижиглэн хэрчих нь чухал үйл явц бөгөөд эцсийн чипийн чанар болон гүйцэтгэлд шууд нөлөөлдөг. Бодит үйлдвэрлэлд,вафлины үйрмэг- ялангуяаурд талын зүсэлтмөнар талын зүсэлт— нь үйлдвэрлэлийн үр ашиг, гарцыг эрс хязгаарладаг байнга тохиолддог ноцтой согог юм. Чипс хагарах нь зөвхөн чипний гадаад төрх байдалд нөлөөлөхөөс гадна цахилгааны гүйцэтгэл болон механик найдвартай байдалд эргэлт буцалтгүй хохирол учруулж болзошгүй.

Ваферын чипсийн тодорхойлолт ба төрлүүд

Ваферын чипс гэдэг ньхэрчих явцад чипсийн ирмэг дээр хагарал үүсэх эсвэл материалын эвдрэл үүсэхҮүнийг ерөнхийд нь ангилдагурд талын зүсэлтмөнар талын зүсэлт:

• Урд талын чипсхэлхээний хэв маягийг агуулсан чипийн идэвхтэй гадаргуу дээр үүсдэг. Хэрэв чип нь хэлхээний хэсэгт тархвал цахилгаан гүйцэтгэл болон урт хугацааны найдвартай байдлыг ноцтойгоор бууруулж болзошгүй.

• Ар талын зүсэлтихэвчлэн хавтангийн нимгэрэлтийн дараа үүсдэг бөгөөд газарт хугарал эсвэл ар талд нь гэмтсэн давхарга үүсдэг.

Бүтцийн үүднээс авч үзвэл,урд талын хагарал нь ихэвчлэн эпитаксиаль эсвэл гадаргуугийн давхаргын хугарлаас үүсдэг, харинАр талын хагарал нь вафлийг нимгэрүүлэх болон суурь материалыг зайлуулах явцад үүссэн гэмтлийн давхаргаас үүсдэг.

Урд талын чипсийг цаашид гурван төрөлд ангилж болно:

1. Анхны чипс– ихэвчлэн шинэ ир суурилуулах үед огтлохоос өмнөх үе шатанд тохиолддог бөгөөд ирмэгийн жигд бус гэмтэлээр тодорхойлогддог.

2. Үечилсэн (циклтэй) чипс– тасралтгүй зүсэх ажиллагааны үед дахин дахин, тогтмол гарч ирдэг.

3. Хэвийн бус чипс– ирний урсалт, буруу тэжээлийн хурд, хэт их зүсэлтийн гүн, хавтангийн шилжилт эсвэл хэв гажилтаас үүдэлтэй.

Вафли хагарах үндсэн шалтгаанууд

1. Анхны чип үүсэх шалтгаанууд

• Ир суурилуулах нарийвчлал хангалтгүй байна

• Ир нь төгс дугуй хэлбэртэй болтол зөв бэхлэгдээгүй байна

• Алмазан ширхэгийн бүрэн бус илрэл

Хэрэв ирийг бага зэрэг хазайлгаж суурилуулсан бол жигд бус зүсэх хүч үүснэ. Хангалттай боловсруулагдаагүй шинэ ир нь төвлөрөл муутай байх бөгөөд энэ нь зүсэх замын хазайлтад хүргэдэг. Хэрэв зүсэхээс өмнөх үе шатанд алмазан ширхэгүүд бүрэн ил гарахгүй бол үр дүнтэй чипийн зай үүсэхгүй бөгөөд энэ нь чип үүсэх магадлалыг нэмэгдүүлдэг.

2. Үе үе хагарах шалтгаанууд

• Ирний гадаргуугийн цохилтын гэмтэл

• Хэт том алмазан хэсгүүд цухуйж байна

• Гадны бөөмийн наалдац (давирхай, металлын үлдэгдэл гэх мэт)

Зүсэх явцад үйрмэгийн цохилтоос болж бичил ховил үүсч болно. Том цухуйсан алмазан ширхэгүүд нь орон нутгийн стрессийг төвлөрүүлдэг бол ирний гадаргуу дээрх үлдэгдэл эсвэл гадны бохирдуулагч нь зүсэлтийн тогтвортой байдлыг алдагдуулж болзошгүй.

3. Хэвийн бус чип үүсэх шалтгаанууд

• Өндөр хурдтай үед динамик тэнцвэр муу байгаагаас болж ир унасан

• Буруу тэжээлийн хурд эсвэл хэт их зүсэх гүн

• Зүсэх үед вафлийн шилжилт эсвэл деформаци

Эдгээр хүчин зүйлс нь тогтворгүй зүсэх хүч болон урьдчилан тогтоосон зүсэх замаас хазайхад хүргэдэг бөгөөд энэ нь ирмэгийн эвдрэлийг шууд үүсгэдэг.

4. Ар талын чип үүсэх шалтгаанууд

Ар талын чипс нь голчлон үүсдэгВафли нимгэрэх болон вафли хэв гажилтын үед стресс хуримтлагдах.

Нимгэрэх үед ар талдаа гэмтсэн давхарга үүсч, талстын бүтцийг алдагдуулж, дотоод стресс үүсгэдэг. Шоо дөрвөлжин хэрчих үед стресс тайлагдах нь бичил хагарал үүсэхэд хүргэдэг бөгөөд энэ нь аажмаар ар талын том хугарал болж тархдаг. Вафлийн зузаан буурах тусам түүний стрессийн эсэргүүцэл суларч, муруйлт нэмэгдэж, ар талын хагарал үүсэх магадлалыг нэмэгдүүлдэг.

Чипс хийх нь чипэнд үзүүлэх нөлөө болон эсрэг арга хэмжээ

Чипийн гүйцэтгэлд үзүүлэх нөлөө

Чипс үүсэх нь эрс багасдагмеханик бат бөх чанарСав баглаа боодол эсвэл бодит хэрэглээний явцад захын жижиг хагарал ч тархсаар байж, эцэст нь чип хугарах, цахилгааны эвдрэлд хүргэж болзошгүй. Хэрэв урд талын чип нь хэлхээний хэсгүүдэд нэвтэрвэл энэ нь цахилгааны гүйцэтгэл болон төхөөрөмжийн урт хугацааны найдвартай байдалд шууд нөлөөлдөг.

Вафлины чипс хийх үр дүнтэй шийдлүүд

1. Процессийн параметрийн оновчлол

Стрессийн концентрацийг багасгахын тулд зүсэх хурд, тэжээлийн хурд, зүсэх гүнийг вафлийн талбай, материалын төрөл, зузаан, зүсэх явцаас хамааран динамикаар тохируулах хэрэгтэй.
Интеграцчилснаармашины хараа болон хиймэл оюун ухаанд суурилсан хяналт, бодит цагийн ирний нөхцөл байдал болон чипс үүсэх шинж чанарыг илрүүлж, нарийн хяналт хийхийн тулд процессын параметрүүдийг автоматаар тохируулж болно.

2. Тоног төхөөрөмжийн засвар үйлчилгээ ба менежмент

Дараахь зүйлийг хангахын тулд нунтаглах машины тогтмол засвар үйлчилгээ хийх нь чухал юм.

• Шпинделийн нарийвчлал

• Дамжуулах системийн тогтвортой байдал

• Хөргөлтийн системийн үр ашиг

Хүчтэй элэгдэж буй ирийг гүйцэтгэл буурахаас өмнө хагарахаас өмнө солихын тулд ирний ашиглалтын хугацааг хянах системийг нэвтрүүлэх хэрэгтэй.

3. Ир сонгох ба оновчлол

Ирний шинж чанарууд, тухайлбалалмазан ширхэгийн хэмжээ, холбооны хатуулаг ба ширхэгийн нягтралчипслэх зан төлөвт хүчтэй нөлөө үзүүлдэг:

• Том хэмжээтэй алмазан ширхэгүүд нь урд талын хагарлыг нэмэгдүүлдэг.

• Жижиг үр тариа нь хагарах чадварыг бууруулдаг боловч зүсэх үр ашгийг бууруулдаг.

• Үр тарианы нягтрал бага байх нь хагарал үүсэхийг бууруулдаг боловч багажны ашиглалтын хугацааг богиносгодог.

• Зөөлөн холболтын материалууд нь хагарлыг бууруулдаг боловч элэгдлийг хурдасгадаг.

Цахиур дээр суурилсан төхөөрөмжүүдийн хувьд,алмазан ширхэгийн хэмжээ нь хамгийн чухал хүчин зүйл юмТом ширхэгийн агууламж багатай, ширхэгийн хэмжээг нарийн хянадаг өндөр чанартай ир сонгох нь урд талын хагарлыг үр дүнтэйгээр дарангуйлж, зардлыг хяналтанд байлгадаг.

4. Ар талын чипс үүсэхээс сэргийлэх арга хэмжээ

Гол стратегиуд нь:

• Эгнээ хурдыг оновчтой болгох

• Нарийн ширхэгтэй алмазан зүлгүүрийг сонгох

• Зөөлөн холбоос материал болон бага зүлгүүрийн концентрацитай ашиглах

• Ирний нарийн суурилуулалт болон тогтвортой ээрүүлийн чичиргээг хангах

Хэт өндөр эсвэл бага эргэлтийн хурд нь хоёулаа арын хэсгийн хугарлын эрсдэлийг нэмэгдүүлдэг. Ирний хазайлт эсвэл голын чичиргээ нь арын хэсгийн том талбайд хагарал үүсгэж болзошгүй. Хэт нимгэн вафлины хувьд,CMP (Химийн механик өнгөлгөө), хуурай сийлбэр, нойтон химийн сийлбэр зэрэг дараах боловсруулалтуудүлдэгдэл гэмтлийн давхаргыг арилгах, дотоод стрессийг тайлах, гажуудлыг багасгах, чипийн бат бөх чанарыг мэдэгдэхүйц нэмэгдүүлэхэд тусалдаг.

5. Дэвшилтэт зүсэлтийн технологиуд

Шинээр гарч ирж буй холбоо барихгүй болон бага стресстэй огтлох аргууд нь цаашдын сайжруулалтыг санал болгож байна:

• Лазераар зүсэхмеханик холбоог багасгаж, өндөр энергийн нягтралтай боловсруулалтаар хагарах явдлыг бууруулдаг.

• Усны тийрэлтэт зүсэлтбичил үрэлттэй холилдсон өндөр даралттай усыг ашигладаг бөгөөд энэ нь дулааны болон механик стрессийг мэдэгдэхүйц бууруулдаг.

Чанарын хяналт, шалгалтыг бэхжүүлэх

Түүхий эдийн үзлэгээс эхлээд эцсийн бүтээгдэхүүний баталгаажуулалт хүртэл үйлдвэрлэлийн бүх сүлжээнд чанарын хяналтын хатуу тогтолцоог бий болгох хэрэгтэй. Өндөр нарийвчлалтай үзлэгийн тоног төхөөрөмж гэх мэтоптик микроскоп ба сканнердах электрон микроскоп (SEM)жижиглэсэний дараах вафлиг сайтар шалгахад ашиглах хэрэгтэй бөгөөд ингэснээр хагарсан согогийг эрт илрүүлж, засах боломжтой болно.

Дүгнэлт

Ваферын хагарал нь нарийн төвөгтэй, олон хүчин зүйлтэй холбоотой согог юмүйл явцын параметрүүд, тоног төхөөрөмжийн нөхцөл байдал, ирний шинж чанар, ваарны стресс, чанарын удирдлагаЗөвхөн эдгээр бүх чиглэлээр системчилсэн оновчлол хийснээр л чипсийг үр дүнтэй хянаж, улмаар сайжруулж чадна.үйлдвэрлэлийн гарц, чипийн найдвартай байдал, төхөөрөмжийн нийт гүйцэтгэл.