ZMSH تبادل المعرفة - ما هي تكنولوجيا تحديد المجموعات؟

1.2 أهمية تقسيم الوافرات

يلعب حفر الوافر دورًا حاسمًا في عملية تصنيع أشباه الموصلات ، مما يؤثر بشكل مباشر على الخطوات اللاحقة وكذلك جودة وأداء المنتج النهائي.ويمكن تفصيل أهميتها على النحو التالي:

أولاً، دقة و استمرارية قطع الشريحة هي المفتاح لضمان إنتاج الشريحة و موثوقيتها.تخضع الشرائح لخطوات معالجة متعددة لتشكيل العديد من هياكل الدوائر المعقدة، والتي يجب تقسيمها بدقة إلى رقائق فردية (مات). إذا كانت هناك أخطاء كبيرة في التوجيه أو القطع أثناء عملية القطع ، فقد تتلف الدوائر ،تؤثر على وظائف الشريحة وموثوقيتهاولذلك، فإن تكنولوجيا القطع عالية الدقة لا تضمن فقط سلامة كل رقاقة ولكن أيضا منع تلف الدوائر الداخلية، وتحسين معدل الإنتاج العام.

ثانياً، يُؤثر تحليل الأجزاء على كفاءة الإنتاج والسيطرة على التكاليف.كفاءته تؤثر مباشرة على تقدم الخطوات اللاحقةمن خلال تحسين عملية القص، وزيادة مستويات الأتمتة، وتحسين سرعات القطع، يمكن تحسين كفاءة الإنتاج بشكل كبير.

من ناحية أخرى، فإن إهدار المواد أثناء التقطيع هو عامل حاسم في إدارة التكاليف.لا يقتصر استخدام تقنيات التقطيع المتقدمة على الحد من خسائر المواد غير الضرورية أثناء عملية القطع ، بل يزيد أيضًا من استغلال اللوحات، وبالتالي خفض تكاليف الإنتاج.

مع التقدم في تكنولوجيا أشباه الموصلات ، تستمر قطرات الشريحة في الزيادة ، ويرتفع كثافة الدوائر بالتوافق ، مما يطالب بمطالب أعلى لتكنولوجيا القوائم.الوجبات الكبيرة تتطلب التحكم بدقة أكبر في مسارات القطع، وخاصة في مناطق الدوائر عالية الكثافة ، حيث حتى الانحرافات الطفيفة يمكن أن تجعل العديد من الشرائح معيبة. بالإضافة إلى ذلك ، تتضمن رقائق أكبر خطوط قطع أكثر وخطوات عملية أكثر تعقيدا ،والتي تتطلب مزيدا من التحسينات في دقة، والاتساق، وكفاءة تقنيات القسمة لمواجهة هذه التحديات.

1.3 عملية تقطيع الوافرات

تتضمن عملية تحليل الشرائح جميع الخطوات من مرحلة التحضير إلى فترة فحص الجودة النهائية ، حيث تكون كل مرحلة حاسمة لضمان جودة وأداء الشرائح المحلية.أدناه توضيح مفصل لكل مرحلة.

تتضمن عملية قطع الشريحة تنظيف الشريحة، وضعها، وقطعها، وتنظيفها، وفحصها، وتصنيفها، كل خطوة حاسمة.وتقنيات التفتيش الذكية، يمكن أن تصل أنظمة قطع الصفائح الحديثة إلى دقة أعلى، سرعة، وخسائر مواد أقل.تقنيات القطع الجديدة مثل الليزر والبلازما سوف تحل محل قطع الشفرة التقليدية تدريجيا لتلبية احتياجات تصاميم الشريحة المعقدة بشكل متزايد، ودفع المزيد من تطوير عمليات تصنيع أشباه الموصلات.

تكنولوجيا قطع الاوفير ومبادئها

توضح الصورة ثلاث تقنيات شائعة لقطع الصفائح:قطع الشفرة,قطع الليزر، وتقسيم البلازمافيما يلي تحليل مفصل وتفسير إضافي لهذه التقنيات الثلاث:

في تصنيع أشباه الموصلات، قطع رقاقة هي خطوة حاسمة تتطلب اختيار طريقة القطع المناسبة على أساس سمك رقاقة.الخطوة الأولى هي تحديد سمك الوافرإذا كان سمك الوافر أكثر من 100 ميكرون ، يمكن اختيار قطع الشفرة كطريقة للقطع. إذا لم يكن قطع الشفرة مناسبًا ، فيمكن استخدام طريقة قطع الكسر.والتي تشمل كل من تقنيات قطع الكاتب وقطع الشفرة.

عندما يكون سمك الوافر بين 30 و 100 ميكرون ، يوصى بطريقة DBG (الكرات قبل الطحن). في هذه الحالة ، قطع الكاتب ، قطع الشفرة ،أو ضبط تسلسل القطع حسب الحاجة يمكن اختيار لتحقيق أفضل النتائج.

بالنسبة للأقراص الرقيقة للغاية ذات سمك أقل من 30 ميكرون ، يصبح القطع بالليزر هو الطريقة المفضلة بسبب قدرته على قطع الأقراص الرقيقة بدقة دون التسبب في تلف مفرط.إذا كان القطع بالليزر لا يمكن أن يستوفي متطلبات محددة، يمكن استخدام قطع البلازما كبديل.يوفر مخطط التدفق هذا مسارًا واضحًا لاتخاذ القرار لضمان اختيار التكنولوجيا الأكثر ملاءمة لقطع الصفائح في ظل ظروف سمك مختلفة.

2.1 تكنولوجيا القطع الميكانيكي

تكنولوجيا القطع الميكانيكية هي الطريقة التقليدية في قطع الوافر. المبدأ الأساسي هو استخدام عجلة طحن ماسة دوارة عالية السرعة كأداة قطع لقطع الوافر.المعدات الرئيسية تتضمن محور هوائي، الذي يدفع أداة عجلة طحن الماس بسرعة عالية لإجراء قطع دقيق أو خروط على طول مسار قطع محدد مسبقًا.هذه التكنولوجيا تستخدم على نطاق واسع في الصناعة بسبب انخفاض تكاليفها، عالية الكفاءة، وتطبيق واسع.

المزايا

صلابة عالية ومقاومة للارتداء من أدوات عجلة طحن الماس تسمح تكنولوجيا القطع الميكانيكية للتكيف مع احتياجات القطع من مختلف مواد رقائق،سواء المواد التقليدية القائمة على السيليكون أو أشباه الموصلات المركبة الجديدةتشغيله بسيط، مع متطلبات تقنية منخفضة نسبيا، مما يعزز من شعبيته في الإنتاج الضخم. بالإضافة إلى ذلك، مقارنة مع طرق القطع الأخرى مثل القطع بالليزر،القطع الميكانيكي لديه تكاليف أكثر قابلية للسيطرة، مما يجعلها مناسبة لاحتياجات الإنتاج الكبيرة.

القيود

على الرغم من العديد من المزايا ، فإن تكنولوجيا القطع الميكانيكية لها أيضا قيود. أولاً ، بسبب الاتصال الفيزيائي بين الأداة والقالب ، فإن دقة القطع محدودة نسبياً ،غالبًا ما يؤدي إلى الانحرافات الأبعاد التي يمكن أن تؤثر على دقة تعبئة الشريحة اللاحقة والاختبارثانيا، العيوب مثل الشظايا والشقوق يمكن أن تحدث بسهولة خلال عملية القطع الميكانيكية،والذي لا يؤثر فقط على معدل العائد ولكن يمكن أن يؤثر سلبا على موثوقية وعمر الرقائقالأضرار الميكانيكية الناجمة عن الإجهاد ضارة بشكل خاص في تصنيع الشرائح عالية الكثافة ، وخاصة عند قطع المواد الهشة ، حيث تكون هذه المشاكل أكثر بروزًا.

التحسينات التكنولوجية

للتغلب على هذه القيود، الباحثون يعملون باستمرار على تحسين عملية القطع الميكانيكيةوتشمل التحسينات الرئيسية تحسين تصميم واختيار المواد من عجلات الطحن لتحسين دقة القطع ومتانةبالإضافة إلى ذلك، تحسين التصميم الهيكلي وأنظمة التحكم في معدات القطع قد تحسنت أكثر من الاستقرار والأتمتة في عملية القطع.هذه التطورات تقلل من الأخطاء الناجمة عن العمليات البشرية وتحسن اتساق القطع.كما أن إدخال تقنيات التفتيش والتحكم في الجودة المتقدمة لمراقبة الشذوذ في الوقت الحقيقي أثناء عملية القطع قد أدى إلى تحسين موثوقية القطع والإنتاج بشكل كبير.

التطور المستقبلي والتكنولوجيات الجديدة

على الرغم من أن تكنولوجيا القطع الميكانيكية لا تزال تحتل مكانة كبيرة في قطع الصفائح ، إلا أن تقنيات القطع الجديدة تتقدم بسرعة مع تطور عمليات أشباه الموصلات.تطبيق تكنولوجيا قطع الليزر الحرارية يوفر حلول جديدة لمشاكل الدقة والعيوب في قطع الميكانيكيةهذه الطريقة قطع دون اتصال يقلل من الإجهاد الفيزيائي على رقاقة، والحد بشكل كبير من حدوث الشظايا والشقوق، وخاصة عند قطع مواد أكثر هشاشة.في المستقبل، فإن دمج تكنولوجيا القطع الميكانيكية مع تقنيات القطع الناشئة سوف يوفر تصنيع أشباه الموصلات مع المزيد من الخيارات والمرونة،مواصلة تعزيز كفاءة التصنيع وجودة الرقائق.

في الختام، على الرغم من أن تكنولوجيا القطع الميكانيكية لديها بعض العيوب، continuous technological improvements and its integration with new cutting techniques allow it to still play an important role in semiconductor manufacturing and maintain its competitiveness in future processes.

2.2 تكنولوجيا قطع الليزر

لقد اكتسبت تكنولوجيا قطع الليزر، كطريقة جديدة في قطع الشرائح، اهتمامًا واسعًا تدريجياً في صناعة أشباه الموصلات بسبب دقة عالية، وغياب تلف اتصال ميكانيكي،وقدرات قطع سريعةتستخدم هذه التكنولوجيا كثافة الطاقة العالية وقدرة تركيز شعاع الليزر لإنشاء منطقة صغيرة تتأثر بالحرارة على سطح مادة الشريحة. عندما يتم تطبيق شعاع الليزر على الشريحة،التوتر الحراري الذي ينتج يسبب كسر المادة في الموقع المحددلتحقيق قطع دقيق.

مزايا تكنولوجيا قطع الليزر

• دقة عالية:القدرة على تحديد المواقع الدقيقة للشعاع الليزر تسمح بدقة القطع على مستوى ميكرون أو حتى نانومتر، وتلبية متطلبات الدقة العالية الحديثة،تصنيع الدوائر المتكاملة عالية الكثافة.
• لا يوجد اتصال ميكانيكيالقطع بالليزر يتجنب الاتصال الجسدي مع الوافر، مما يمنع المشاكل الشائعة في القطع الميكانيكي، مثل الشقوق والشقوق،تحسين معدل العائد والموثوقية للشرائح بشكل كبير.
• سرعة قطع سريعة:السرعة العالية للقطع بالليزر تساهم في زيادة كفاءة الإنتاج ، مما يجعلها مناسبة بشكل خاص لسيناريوهات الإنتاج واسعة النطاق عالية السرعة.
   

التحديات التي واجهتها

• تكلفة المعدات العالية:الاستثمار الأولي لمعدات قطع الليزر مرتفع، مما يقدم ضغوطا اقتصادية، وخاصة للمؤسسات الإنتاجية الصغيرة والمتوسطة الحجم.
• التحكم في العمليات المعقدة:يتطلب القطع بالليزر التحكم الدقيق في العديد من المعلمات، بما في ذلك كثافة الطاقة وموقف التركيز وسرعة القطع، مما يجعل العملية معقدة.
• قضايا المناطق المتأثرة بالحرارة:على الرغم من أن طبيعة القطع بالليزر غير اللاصقة تقلل من الأضرار الميكانيكية ، إلا أن الإجهاد الحراري الناجم عن المنطقة المتأثرة بالحرارة (HAZ) يمكن أن يؤثر سلبًا على خصائص مواد الشريحة.من الضروري تحسين العملية أكثر للحد من هذا التأثير.

اتجاهات تحسين التكنولوجيا

لمواجهة هذه التحديات، يركز الباحثون على خفض تكاليف المعدات، وتحسين كفاءة القطع، وتحسين تدفق العملية.

• الليزر والأنظمة البصرية الفعالة:من خلال تطوير أشعة ليزر أكثر كفاءة وأنظمة بصرية متقدمة، من الممكن خفض تكاليف المعدات مع تعزيز دقة وسرعة القطع.
• تحسين معايير العملية:يتم إجراء أبحاث متعمقة حول التفاعل بين الليزر ومواد الشريحة لتحسين العمليات التي تقلل من المنطقة المتأثرة بالحرارة ، وبالتالي تحسين جودة القطع.
• أنظمة التحكم الذكية:يهدف تطوير تقنيات التحكم الذكية إلى أتمتة وتحسين عملية قطع الليزر، وتحسين استقراره وثباته.

تكنولوجيا قطع الليزر فعالة بشكل خاص في رقائق رقيقة للغاية وحالات القطع عالية الدقة. مع زيادة أحجام الرقائق وزيادة كثافة الدوائر،طرق القطع الميكانيكية التقليدية تكافح لتلبية متطلبات الدقة العالية والكفاءة العالية في تصنيع أشباه الموصلات الحديثةنظرا لمزايدها الفريدة، والقطع بالليزر يصبح الحل المفضل في هذه المجالات.

على الرغم من أن تكنولوجيا قطع الليزر لا تزال تواجه تحديات مثل ارتفاع تكاليف المعدات وتعقيد العملية،مزاياها الفريدة في الدقة العالية والضرر غير اللمس تجعلها اتجاهًا مهمًا للتنمية في تصنيع أشباه الموصلاتمع استمرار تقدم تكنولوجيا الليزر وأنظمة التحكم الذكية ، من المتوقع أن يحسن قطع الليزر من كفاءة وجودة قطع الشريحة.دفع التنمية المستمرة لصناعة أشباه الموصلات.

2.3 تكنولوجيا قطع البلازما

اكتسبت تكنولوجيا قطع البلازما ، كطريقة ناشئة لقطع الوافرات ، اهتمامًا كبيرًا في السنوات الأخيرة.هذه التقنية تستخدم أشعة بلازما عالية الطاقة لقطع رقائق بدقة عن طريق التحكم في الطاقة، سرعة، ومسار قطع شعاع البلازما، وتحقيق أفضل نتائج القطع.

مبدأ العمل والمزايا

عملية قطع البلازما تعتمد على حزمة بلازما عالية درجة الحرارة عالية الطاقة تنتجها المعدات.هذا الشعاع يمكن أن تسخن المادة الوافر إلى نقطة انصهارها أو تبخيرها في فترة قصيرة جدا من الوقت، مما يسمح بالقطع السريع. بالمقارنة مع القطع الميكانيكي التقليدي أو الليزر ، فإن قطع البلازما أسرع ويؤدي إلى منطقة أقل تتأثر بالحرارة ،الحد بفعالية من حدوث الشقوق والأضرار أثناء القطع.

في التطبيقات العملية، تكنولوجيا قطع البلازما هي ماهرة بشكل خاص في التعامل مع رقائق ذات أشكال معقدة.شعاع البلازما القابل للتعديل يمكنه بسهولة قطع رقائق غير منتظمة الشكل بدقة عاليةولذلك، في تصنيع الميكروإلكترونيات، وخاصة في إنتاج مخصصة والفئات الصغيرة من الرقائق عالية الجودة، هذه التكنولوجيا تظهر وعودا كبيرة للاستخدام على نطاق واسع.

التحديات والقيود

على الرغم من المزايا العديدة لتكنولوجيا قطع البلازما، فإنها تواجه أيضا بعض التحديات.

• عملية معقدةعملية قطع البلازما معقدة وتتطلب معدات عالية الدقة ومشغلين ذوي خبرة لضمان الدقة والاستقرار في القطع.
• التحكم في البيئة والسلامة:تتطلب طبيعة حرارة عالية وطاقة عالية من شعاع البلازما تدابير صارمة للسيطرة البيئية والسلامة ، مما يزيد من تعقيد وتكلفة التنفيذ.

اتجاهات التنمية المستقبلية

مع التقدم التكنولوجي، من المتوقع أن تتغلب على التحديات المرتبطة بقطع البلازما تدريجيا.يمكن تقليل الاعتماد على العمليات اليدوية، وبالتالي تحسين كفاءة الإنتاج. في الوقت نفسه ، فإن تحسين معايير العملية وبيئة القطع سيساعد في خفض مخاطر السلامة وتكاليف التشغيل.

في صناعة أشباه الموصلات، الابتكارات في قطاع قطع الصفائح وتكنولوجيا قطع الصفائح هي حاسمة لدفع تطوير الصناعة.والقدرة على التعامل مع أشكال رقائق معقدةوقد ظهرت كلاعب جديد مهم في هذا المجال. على الرغم من أن بعض التحديات لا تزال قائمة، سيتم معالجة هذه القضايا تدريجيا مع استمرار الابتكار التكنولوجي،جلب المزيد من الاحتمالات والفرص لتصنيع أشباه الموصلات.

فرص تطبيق تكنولوجيا قطع البلازما واسعة، ومن المتوقع أن تلعب دورًا أكثر أهمية في تصنيع أشباه الموصلات في المستقبل.من خلال الابتكار التكنولوجي المستمر والتحسين، قطع البلازما لن يعالج التحديات القائمة فحسب بل سيصبح أيضا محرك قوي لنمو صناعة أشباه الموصلات.

2.4 خفض الجودة والعوامل المؤثرة

جودة قطع الشريحة أمر بالغ الأهمية للتعبئة التالية للشريحة والاختبار والأداء العام وموثوقية المنتج النهائي. تشمل المشكلات الشائعة التي تواجه أثناء القطع الشقوق,هذه المشاكل تتأثر بعدة عوامل تعمل معا.

تحسين جودة القطع

يحتاج تحسين جودة القطع إلى نهج شامل يأخذ بعين الاعتبار معايير العملية واختيار المعدات والمواد ومراقبة العملية والتفتيش.من خلال تحسين مستمر لتقنيات القطع وتحسين أساليب العملية، يمكن تحسين دقة واستقرار قطع الصفائح ، مما يوفر دعمًا تقنيًا أكثر موثوقية لصناعة تصنيع أشباه الموصلات.

#03 معالجة واختبار ما بعد القطع

3.1 التنظيف والتجفيف

خطوات التنظيف والتجفيف بعد قطع رقاقة حاسمة لضمان جودة الشريحة وتقدم سلس للعمليات اللاحقة. خلال هذه المرحلة،من الضروري إزالة بقايا السيليكون جيداً، بقايا سائل التبريد ، وغيرها من الملوثات التي تنتج أثناء القطع. من المهم بنفس القدر ضمان عدم تلف الشرائح أثناء عملية التنظيف ، وبعد التجفيف ،تأكد من عدم بقاء الرطوبة على سطح الشريحة لمنع مشاكل مثل التآكل أو التفريغ الكهربائي.

المعالجة بعد القطع: عملية التنظيف والتجفيف

تنظيف وتجفيف ما بعد القطع

خطوات التنظيف والتجفيف بعد قطع الوافرات هي عمليات معقدة وحساسة تتطلب النظر بعناية في عوامل متعددة لضمان نتيجة المعالجة النهائية.باستخدام الطرق العلمية والإجراءات الصارمة، من الممكن التأكد من أن كل شريحة تدخل مراحل التعبئة والاختبار اللاحقة في حالة مثالية.

التفتيش والاختبار بعد القطع

3.3 التعبئة والتخزين

بعد قطع الشريحة ، تعد الرقائق مخرجًا حاسمًا لعملية تصنيع أشباه الموصلات ، ومراحل تعبئتها وتخزينها بنفس القدر من الأهمية. Proper packaging and storage measures are essential not only for ensuring the safety and stability of the chips during transportation and storage but also for providing strong support for subsequent production، اختبار، وتغليف المراحل.

ملخص مراحل التفتيش والاختبار:
الخطوات التفتيشية والاختبارية للشرائح بعد قطع رقاقة تغطي مجموعة من الجوانب، بما في ذلك التفتيش البصري، وقياس الحجم، واختبار الأداء الكهربائي، واختبار وظيفي،اختبار الموثوقية، واختبار التوافق. هذه الخطوات مترابطة وتكميلية، وتشكل حاجزا صلبا لضمان جودة المنتج وموثوقيته. من خلال إجراءات التفتيش والاختبار الصارمة،يمكن تحديد المشاكل المحتملة وحلها بسرعة، وضمان أن المنتج النهائي يلبي متطلبات العملاء وتوقعاتهم.