সেমিকন্ডাক্টর ওয়েফার প্রক্রিয়াকরণের জন্য মাইক্রোফ্লুইডিক লেজার সরঞ্জাম

মাইক্রোজেট লেজার প্রযুক্তি সরঞ্জামের সংক্ষিপ্ত বিবরণ

মাইক্রোজেট লেজার প্রযুক্তি হল একটি উন্নত, বহুলভাবে গৃহীত হাইব্রিড মাইক্রোমেশিনিং পদ্ধতি যা একটি “চুলের মতো সরু” জল জেটকে একটি লেজার রশ্মির সাথে যুক্ত করে। অপটিক্যাল ফাইবারের মতো মোট অভ্যন্তরীণ প্রতিফলন গাইডিং প্রক্রিয়া ব্যবহার করে, জল জেট নির্ভুলভাবে ওয়ার্কপিস পৃষ্ঠে লেজার শক্তি সরবরাহ করে। প্রক্রিয়াকরণের সময়, জেট ক্রমাগত মিথস্ক্রিয়া অঞ্চলকে শীতল করে এবং উৎপন্ন ধ্বংসাবশেষ এবং পাউডারকে দক্ষতার সাথে সরিয়ে দেয়, যা একটি পরিচ্ছন্ন এবং আরও স্থিতিশীল প্রক্রিয়া সমর্থন করে।

একটি ঠান্ডা, পরিষ্কার এবং অত্যন্ত নিয়ন্ত্রণযোগ্য লেজার প্রক্রিয়া হিসাবে, মাইক্রোজেট লেজার প্রযুক্তি শুষ্ক লেজার মেশিনিংয়ের সাথে যুক্ত সাধারণ সমস্যাগুলি কার্যকরভাবে হ্রাস করে, যার মধ্যে তাপ-প্রভাবিত ক্ষতি, দূষণ এবং পুনঃনিক্ষেপ, বিকৃতি, জারণ, মাইক্রোক্র্যাক এবং কার্ফ টেপার অন্তর্ভুক্ত। এটি শক্ত এবং ভঙ্গুর সেমিকন্ডাক্টর উপকরণ এবং উন্নত প্যাকেজিং অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য বিশেষভাবে উপযুক্ত করে তোলে যেখানে ফলন এবং ধারাবাহিকতা অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ।

মাইক্রোজেট লেজার মেশিনিংয়ের মৌলিক বিবরণ

১) লেজার উৎস

• ডায়োড-পাম্পড সলিড-স্টেট (ডিপিএসএস) Nd:YAG লেজার

• পালস প্রস্থ: μs/ns বিকল্প

• তরঙ্গদৈর্ঘ্য: ১০৬৪ nm / ৫৩২ nm / ৩৫৫ nm বিকল্প

• গড় শক্তি: ১০–২০০ W (সাধারণ রেট করা স্তর: ৫০/১০০/২০০ W)

২) জল জেট সিস্টেম

• ফিল্টার করা ডিওনাইজড (DI) জল, প্রয়োজন অনুযায়ী নিম্ন-চাপ/উচ্চ-চাপ সরবরাহ

• সাধারণ ব্যবহার: ~১ L/h (প্রায় ৩০০ বার চাপে)

• ফলাফল শক্তি নগণ্য: < ০.১ N

৩) অগ্রভাগ

• অগ্রভাগের ব্যাস পরিসীমা: ৩০–১৫০ μm

• অগ্রভাগের উপকরণ: নীলকান্তমণি বা হীরা

৪) সহায়ক সিস্টেম

• উচ্চ-চাপ পাম্প মডিউল

• জল শোধন এবং পরিস্রাবণ ব্যবস্থা

​

প্রযুক্তিগত বৈশিষ্ট্য (দুটি রেফারেন্স কনফিগারেশন)

প্রক্রিয়াকরণ ক্ষমতা (রেফারেন্স)

• সারফেস রুক্ষতা: Ra ≤ ১.৬ μm (কনফিগ A) / Ra ≤ ১.২ μm (কনফিগ B)

• ড্রিলিং/ওপেনিং গতি: ≥ ১.২৫ মিমি/সেকেন্ড

• পরিধি কাটার গতি: ≥ ৬ মিমি/সেকেন্ড

• রৈখিক কাটার গতি: ≥ ৫০ মিমি/সেকেন্ড

প্রযোজ্য উপকরণগুলির মধ্যে রয়েছে গ্যালিয়াম নাইট্রাইড (GaN) ক্রিস্টাল, অতি-প্রশস্ত-ব্যান্ডগ্যাপ সেমিকন্ডাক্টর (যেমন, হীরা, গ্যালিয়াম অক্সাইড), মহাকাশ বিশেষ উপকরণ, LTCC কার্বন-সিরামিক সাবস্ট্রেট, ফটোভোলটাইক উপকরণ, সিনটিলেটর ক্রিস্টাল এবং আরও অনেক কিছু।

মাইক্রোজেট লেজার প্রক্রিয়াকরণ

মাইক্রোজেট লেজার প্রযুক্তি সরঞ্জামের অ্যাপ্লিকেশন

১) ওয়েফার কাটিং (ডাইসিং)

• উপকরণ: সিলিকন (Si), সিলিকন কার্বাইড (SiC), গ্যালিয়াম নাইট্রাইড (GaN), এবং অন্যান্য শক্ত/ভঙ্গুর ওয়েফার

• মান: ডায়মন্ড ব্লেড ডাইসিং প্রতিস্থাপন করে এবং চিপিং কমায়

  • এজ চিপিং: ২০ μm)

• উৎপাদনশীলতা: কাটার গতি ~৩০% বৃদ্ধি করতে পারে

  • উদাহরণ: SiC ডাইসিং ১০০ মিমি/সেকেন্ড পর্যন্ত

• স্টিల్থ ডাইসিং: অভ্যন্তরীণ লেজার পরিবর্তন এবং জেট-সহায়তা বিভাজন, অতি-পাতলা ওয়েফারের জন্য উপযুক্ত (< ৫০ μm)

•  

২) চিপ ড্রিলিং এবং মাইক্রো-হোল প্রক্রিয়াকরণ

• 3D IC-এর জন্য থ্রু-সিলিকন ভায়া (TSV) ড্রিলিং

• IGBT-এর মতো পাওয়ার ডিভাইসের জন্য তাপীয় মাইক্রো-হোল অ্যারে মেশিনিং

• সাধারণ পরামিতি:

  • গর্তের ব্যাস: ১০–২০০ μm

  • অ্যাসপেক্ট অনুপাত: ১০:১ পর্যন্ত

  • সাইডওয়াল রুক্ষতা: Ra ২ μm)

৩) উন্নত প্যাকেজিং

• RDL উইন্ডো খোলা: লেজার + জেট প্যাসিভেশন সরিয়ে দেয় এবং প্যাডগুলি উন্মোচন করে

• ওয়েফার-লেভেল প্যাকেজিং (WLP): ফ্যান-আউট প্যাকেজের জন্য ইপোক্সি মোল্ডিং যৌগ (EMC) প্রক্রিয়াকরণ

• সুবিধা: যান্ত্রিক-চাপ-প্ররোচিত ওয়ার্পেজ কমায়; ফলন ৯৯.৫% অতিক্রম করতে পারে

৪) যৌগিক সেমিকন্ডাক্টর প্রক্রিয়াকরণ

• উপকরণ: GaN, SiC, এবং অন্যান্য ওয়াইড-ব্যান্ডগ্যাপ সেমিকন্ডাক্টর

• ব্যবহারের ক্ষেত্রে:

  • এইচইএমটি ডিভাইসের জন্য গেট রিসেস/নচ প্রক্রিয়াকরণ: জেট-নিয়ন্ত্রিত শক্তি সরবরাহ GaN তাপীয় পচন এড়াতে সাহায্য করে

  • লেজার অ্যানিলিং: আয়ন-ইমপ্ল্যান্টেড অঞ্চলগুলিকে সক্রিয় করতে মাইক্রোজেট-সহায়তা স্থানীয়কৃত গরম করা (যেমন, SiC MOSFET সোর্স এলাকা)

৫) ত্রুটি মেরামত এবং ফাইন টিউনিং

• মেমরিতে (DRAM/NAND) অপ্রয়োজনীয় সার্কিটগুলিকে লেজার ফিউজিং/অ্যাবলেটিং

• ToF-এর মতো অপটিক্যাল সেন্সরগুলির জন্য মাইক্রোলেন্স অ্যারে ট্রিম করা

• সঠিকতা: শক্তি নিয়ন্ত্রণ ±১%; মেরামতের অবস্থানের ত্রুটি < ০.১ μm

FAQ | মাইক্রোজেট (ওয়াটার-জেট গাইডেড) লেজার প্রযুক্তি সরঞ্জাম

প্রশ্ন ১: মাইক্রোজেট লেজার প্রযুক্তি কী?
A: এটি একটি হাইব্রিড লেজার মাইক্রোমেশিনিং প্রক্রিয়া যেখানে একটি পাতলা, উচ্চ-গতির জল জেট মোট অভ্যন্তরীণ প্রতিফলনের মাধ্যমে একটি লেজার রশ্মিকে গাইড করে, নির্ভুলভাবে ওয়ার্কপিসে শক্তি সরবরাহ করে এবং একই সাথে অবিচ্ছিন্ন শীতলকরণ এবং ধ্বংসাবশেষ অপসারণ করে।

প্রশ্ন ২: শুষ্ক লেজার প্রক্রিয়াকরণের তুলনায় প্রধান সুবিধাগুলি কী কী?
A: তাপ-প্রভাবিত ক্ষতি হ্রাস, কম দূষণ এবং পুনঃনিক্ষেপ, জারণ এবং মাইক্রোক্র্যাকের ঝুঁকি কম, কার্ফ টেপার হ্রাস এবং শক্ত এবং ভঙ্গুর উপকরণগুলিতে উন্নত প্রান্তের গুণমান।

প্রশ্ন ৩: কোন সেমিকন্ডাক্টর উপকরণগুলি মাইক্রোজেট লেজার প্রক্রিয়াকরণের জন্য সবচেয়ে উপযুক্ত?
A: SiC এবং GaN-এর মতো শক্ত এবং ভঙ্গুর উপকরণ, সেইসাথে সিলিকন ওয়েফার। এটি অতি-প্রশস্ত-ব্যান্ডগ্যাপ উপকরণ (যেমন, হীরা, গ্যালিয়াম অক্সাইড) এবং নির্বাচিত উন্নত সিরামিক সাবস্ট্রেটের জন্যও প্রয়োগ করা যেতে পারে।