Hvað er flísun á vöfflu og hvernig er hægt að leysa það?

Skífuskurður er mikilvægt ferli í framleiðslu hálfleiðara og hefur bein áhrif á gæði og afköst lokaflísa. Í raunverulegri framleiðslu,flísun á vöfflu—sérstaklegaflísun að framanogflísun á bakhliðinni—er algengur og alvarlegur galli sem takmarkar verulega framleiðsluhagkvæmni og afköst. Flögnun hefur ekki aðeins áhrif á útlit flísanna heldur getur hún einnig valdið óafturkræfum skaða á rafmagnsafköstum þeirra og vélrænni áreiðanleika.

Skilgreining og gerðir af flísun á skífum

Flísun á vöfflur vísar tilsprungur eða efnisbrot á brúnum flísanna við teningaskurðarferliðÞað er almennt flokkað íflísun að framanogflísun á bakhliðinni:

• Flísun að framaná sér stað á virka yfirborði örgjörvans sem inniheldur rafrásarmynstur. Ef flísin nær inn á rafrásarsvæðið getur það dregið verulega úr rafmagnsafköstum og langtímaáreiðanleika.

• Flísun á bakhliðgerist venjulega eftir þynningu skífa, þar sem sprungur myndast í jörðinni eða skemmt lag á bakhliðinni.

Frá sjónarhóli byggingarlistar,Flögnun á framhliðinni stafar oft af sprungum í epitaxial- eða yfirborðslögunum, á meðanFlögnun á bakhliðinni stafar af skemmdum sem myndast við þynningu skífna og fjarlægingu undirlagsefnis.

Hægt er að flokka framhliðsflögnun frekar í þrjár gerðir:

1. Upphafleg flísun– gerist venjulega á forskurðarstigi þegar nýtt blað er sett upp og einkennist af óreglulegum skemmdum á brúnum.

2. Reglubundin (hringlaga) flísun– birtist endurtekið og reglulega við samfellda skurðaðgerð.

3. Óeðlileg flísun– af völdum blaðhlaups, óviðeigandi fóðrunarhraða, of mikillar skurðardýptar, tilfærslu eða aflögunar á skífum.

Rót orsakir flísunar á skífum

1. Orsakir upphaflegrar flísunar

• Ófullnægjandi nákvæmni í uppsetningu blaðs

• Blaðið ekki rétt stillt í fullkomna hringlaga lögun

• Ófullkomin útsetning fyrir demantkornum

Ef blaðið er sett upp með smá halla myndast ójöfn skurðkraftar. Nýtt blaður sem er ekki nægilega vel slípað mun sýna lélega sammiðju, sem leiðir til fráviks í skurðarleiðinni. Ef demantskorn eru ekki að fullu afhjúpuð á forskurðarstiginu myndast ekki virk flísarrými, sem eykur líkur á flísun.

2. Orsakir reglubundinnar flísunar

• Yfirborðsskemmdir á blaðinu vegna árekstra

• Útstæð stór demanturagnir

• Viðloðun erlendra agna (plastefni, málmleifar o.s.frv.)

Við skurð geta myndast örskorur vegna flísáreksturs. Stórir, útstæðir demantskorn safna staðbundnu álagi saman, en leifar eða óhreinindi á yfirborði blaðsins geta raskað stöðugleika skurðarins.

3. Orsakir óeðlilegrar flísunar

• Blaðhlaup vegna lélegs jafnvægis við mikinn hraða

• Óviðeigandi fóðrunarhraði eða of mikil skurðardýpt

• Færsla eða aflögun á skífu við skurð

Þessir þættir leiða til óstöðugra skurðkrafta og fráviks frá fyrirfram ákveðinni skurðarleið, sem veldur beint brúnbroti.

4. Orsakir flísunar á bakhliðinni

Flögnun á bakhliðinni kemur aðallega fráSpennuuppsöfnun við þynningu og aflögun skífu.

Við þynningu myndast skemmt lag á bakhliðinni, sem raskar kristalbyggingu og veldur innri spennu. Við skeringu veldur spennulosun örsprungna sem smám saman breiðist út í stór brot á bakhliðinni. Þegar þykkt skífunnar minnkar veikist spennuþol hennar og aflögun eykst, sem gerir það líklegra að bakhliðin flísist úr.

Áhrif flísunar á flísar og mótvægisaðgerðir

Áhrif á afköst flísanna

Flögnun dregur verulega úrvélrænn styrkurJafnvel örsmáar sprungur á brúnum geta haldið áfram að myndast við umbúðir eða raunverulega notkun, sem að lokum leiðir til flísbrota og rafmagnsbilunar. Ef flísar á framhliðinni komast inn á rafrásarsvæði hefur það bein áhrif á rafmagnsafköst og langtímaáreiðanleika tækisins.

Árangursríkar lausnir fyrir flísun á skífum

1. Hagnýting ferlisbreyta

Skurðhraði, fóðrunarhraði og skurðardýpt ætti að vera aðlagað sjálfkrafa út frá flatarmáli skífunnar, efnisgerð, þykkt og skurðframvindu til að lágmarka spennuþéttni.
Með því að samþættaVélræn sjón og eftirlit með gervigreind, er hægt að greina ástand blaðsins og flísunarhegðun í rauntíma og aðlaga ferlisbreytur sjálfkrafa fyrir nákvæma stjórn.

2. Viðhald og stjórnun búnaðar

Reglulegt viðhald á teningavélinni er nauðsynlegt til að tryggja:

• Snældu nákvæmni

• Stöðugleiki flutningskerfisins

• Skilvirkni kælikerfisins

Innleiða ætti kerfi til að fylgjast með endingartíma blaðsins til að tryggja að mjög slitin blöð séu skipt út áður en afköst minnkuð og valda flísun.

3. Val á blað og hagræðing

Eiginleikar blaðsins eins ogKornastærð demants, hörku tengis og kornaþéttleikihafa sterk áhrif á hegðun flísunar:

• Stærri demantskorn auka flísun að framan.

• Minni korn draga úr flísun en lækka skurðarhagkvæmni.

• Lægri kornþéttleiki dregur úr flísmyndun en styttir endingartíma verkfærisins.

• Mýkri bindiefni draga úr flísun en flýta fyrir sliti.

Fyrir tæki sem byggja á sílikoni,Kornastærð demantsins er mikilvægasti þátturinnMeð því að velja hágæða blöð með lágmarks stórkornainnihaldi og nákvæmri kornastærðarstýringu er hægt að draga úr flísmyndun að framan og halda kostnaði í skefjum.

4. Aðgerðir til að verjast flísun á bakhlið

Lykilstefnur eru meðal annars:

• Að hámarka snúningshraða

• Val á fínkorns demantslípiefni

• Notkun mjúkra bindiefna og lágs slípiefnisþéttni

• Tryggir nákvæma uppsetningu blaðsins og stöðugan titring í spindlinum

Of mikill eða lágur snúningshraði eykur hættuna á broti á bakhliðinni. Halli blaðsins eða titringur á spindlinum getur valdið stórum flísum á bakhliðinni. Fyrir ofurþunnar skífur,eftirmeðferðir eins og CMP (efnafræðileg vélræn pólering), þurretsun og blaut efnaetsunhjálpa til við að fjarlægja leifar af skemmdum, losa innri spennu, draga úr aflögun og auka flísstyrk verulega.

5. Ítarleg skurðartækni

Nýjar aðferðir til að skera án snertingar og með litlu álagi bjóða upp á frekari úrbætur:

• Laserskurðurlágmarkar vélræna snertingu og dregur úr flísun með vinnslu með mikilli orkuþéttleika.

• Vatnsþrýstiskurðurnotar háþrýstivatn blandað við ör-slípiefni, sem dregur verulega úr hitauppstreymi og vélrænu álagi.

Að efla gæðaeftirlit og skoðun

Strangt gæðaeftirlitskerfi ætti að vera komið á fót í allri framleiðslukeðjunni — frá skoðun hráefnis til staðfestingar á lokaafurð. Nákvæmur skoðunarbúnaður eins ogljósfræðilegir smásjár og rafeindasmásjár (SEM)ætti að nota til að skoða skífur vandlega eftir að þær hafa verið skornar, sem gerir kleift að greina og leiðrétta flísagalla snemma.

Niðurstaða

Flögnun á skífum er flókinn galli sem felur í sér marga þættiferlisbreytur, ástand búnaðar, eiginleikar blaðsins, álag á skífur og gæðastjórnunAðeins með kerfisbundinni hagræðingu á öllum þessum sviðum er hægt að stjórna flísun á skilvirkan hátt og þar með bætaframleiðslugeta, áreiðanleiki örgjörva og heildarafköst tækisins.