การตัดพลาสม่าคืออะไร?

การตัดพลาสม่าคืออะไร?

การตัดแผ่นเวเฟอร์เป็นขั้นตอนสุดท้ายในกระบวนการผลิตเซมิคอนดักเตอร์ โดยแยกเวเฟอร์ซิลิคอนออกเป็นชิปแต่ละตัว (หรือที่เรียกว่าแม่พิมพ์) วิธีการแบบดั้งเดิมใช้ใบมีดเพชรหรือเลเซอร์ในการตัดตามแนวลูกเต๋าระหว่างชิป โดยแยกออกจากแผ่นเวเฟอร์ การตัดด้วยพลาสมาใช้กระบวนการกัดแบบแห้งเพื่อกัดวัสดุในถนนการตัดด้วยพลาสมาฟลูออรีนเพื่อให้ได้ผลการแยกตัว ด้วยความก้าวหน้าของเทคโนโลยีเซมิคอนดักเตอร์ ตลาดจึงมีความต้องการชิปที่มีขนาดเล็กลง บางลง และซับซ้อนมากขึ้นมากขึ้น การตัดพลาสม่าจะค่อยๆ เข้ามาแทนที่ใบมีดเพชรและโซลูชันเลเซอร์แบบเดิม เนื่องจากสามารถเพิ่มผลผลิต กำลังการผลิต และความยืดหยุ่นในการออกแบบ กลายเป็นตัวเลือกแรกของอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์

การหั่นลูกเต๋าด้วยพลาสมาใช้วิธีการทางเคมีเพื่อเอาวัสดุออกจากถนนหั่นลูกเต๋า ไม่มีความเสียหายทางกล ไม่มีความเครียดจากความร้อน และไม่มีผลกระทบทางกายภาพ ดังนั้นจึงไม่ทำให้เกิดความเสียหายกับชิป ดังนั้น เศษที่แยกโดยใช้พลาสมาจึงมีความต้านทานการแตกหักสูงกว่าลูกเต๋าที่ใช้ใบมีดเพชรหรือเลเซอร์อย่างมาก การปรับปรุงความสมบูรณ์ทางกลนี้มีประโยชน์อย่างยิ่งสำหรับชิปที่ต้องรับแรงเค้นทางกายภาพระหว่างการใช้งาน

การตัดพลาสม่าสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพการผลิตชิปและเอาต์พุตชิปต่อเวเฟอร์เดี่ยวได้อย่างมาก ใบมีดเพชรและเลเซอร์หั่นลูกเต๋าจำเป็นต้องหั่นตามแนวอาลักษณ์ทีละชิ้น ในขณะที่การตัดแบบพลาสมาสามารถประมวลผลบรรทัดอาลักษณ์ทั้งหมดพร้อมกัน ซึ่งช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพการผลิตชิปได้อย่างมาก การหั่นลูกเต๋าแบบพลาสม่าไม่ได้ถูกจำกัดทางกายภาพด้วยความกว้างของใบมีดเพชรหรือขนาดของจุดเลเซอร์ และสามารถทำให้ถนนการหั่นลูกเต๋าแคบลง ทำให้สามารถตัดชิปได้มากขึ้นจากเวเฟอร์แผ่นเดียว วิธีการตัดนี้ทำให้เค้าโครงเวเฟอร์เป็นอิสระจากข้อจำกัดของเส้นทางการตัดที่เป็นเส้นตรง ช่วยให้มีความยืดหยุ่นมากขึ้นในการออกแบบรูปทรงและขนาดชิป วิธีนี้ใช้พื้นที่เวเฟอร์อย่างเต็มที่ เพื่อหลีกเลี่ยงสถานการณ์ที่ต้องเสียสละพื้นที่เวเฟอร์เพื่อการตัดเฉือนแบบกลไก ซึ่งช่วยเพิ่มผลผลิตของชิปได้อย่างมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับชิปขนาดเล็ก

การตัดเฉือนด้วยกลไกหรือการระเหยด้วยเลเซอร์อาจทำให้เกิดเศษและการปนเปื้อนของอนุภาคบนพื้นผิวเวเฟอร์ ซึ่งยากต่อการขจัดออกให้หมดแม้จะทำความสะอาดอย่างระมัดระวังก็ตาม ลักษณะทางเคมีของการหั่นพลาสมากำหนดว่าจะผลิตผลพลอยได้ที่เป็นก๊าซเท่านั้นซึ่งสามารถกำจัดออกได้ด้วยปั๊มสุญญากาศ เพื่อให้แน่ใจว่าพื้นผิวเวเฟอร์ยังคงสะอาด การแยกหน้าสัมผัสที่สะอาดและไม่ใช้กลไกนี้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับอุปกรณ์ที่เปราะบาง เช่น MEMS ไม่มีแรงเชิงกลที่จะสั่นสะเทือนแผ่นเวเฟอร์และสร้างความเสียหายให้กับองค์ประกอบการตรวจจับ และไม่มีอนุภาคติดอยู่ระหว่างส่วนประกอบและส่งผลต่อการเคลื่อนที่

แม้จะมีข้อได้เปรียบมากมาย แต่การตัดพลาสมาก็นำมาซึ่งความท้าทายเช่นกัน กระบวนการที่ซับซ้อนต้องใช้อุปกรณ์ที่มีความแม่นยำสูงและผู้ปฏิบัติงานที่มีประสบการณ์เพื่อให้มั่นใจว่าการหั่นลูกเต๋ามีความแม่นยำและมีเสถียรภาพ นอกจากนี้ อุณหภูมิและพลังงานที่สูงของลำแสงพลาสมายังทำให้มีความต้องการการควบคุมสิ่งแวดล้อมและข้อควรระวังด้านความปลอดภัยมากขึ้น ซึ่งเพิ่มความยากและต้นทุนในการใช้งาน