MEMS এবং সেন্সর প্যাকেজিং প্রক্রিয়াগুলির জন্য অতি-পাতলা সেমিকন্ডাক্টর ওয়েফারগুলির পরিচালনা এবং প্রক্রিয়াকরণের প্রয়োজন হতে পারে।বিভিন্ন পাতলা ওয়েফার হ্যান্ডলিং সিস্টেম যার জন্য একটি বিশেষ হ্যান্ডলিং টুলের প্রয়োজন যেমন ক্যারিয়ার ওয়েফার (বা সাপোর্ট ওয়েফার) বাজারে ইতিমধ্যেই প্রতিষ্ঠিত।অস্থায়ীভাবে একটি ডিভাইস ওয়েফার একটি ক্যারিয়ার ওয়েফারের সাথে বন্ধন করে, এটি নিরাপদে পরিচালনা এবং প্রক্রিয়া করা যেতে পারে।অস্থায়ী বন্ধন এবং ডি-বন্ডিং কৌশলগুলির উপর নির্ভর করে, ক্যারিয়ার ওয়েফারগুলির জন্য বিভিন্ন প্রয়োজনীয়তা রয়েছে।এই নিবন্ধটি 3D ওয়েফার স্তরের প্যাকেজিং প্রযুক্তির জন্য প্রয়োজনীয় হ্যান্ডলিং টুল হিসাবে ক্যারিয়ার ওয়েফারগুলির প্রয়োজনীয়তার বিবরণ দেয়।

ভূমিকা

MEMS এবং সেমিকন্ডাক্টর শিল্পে চলমান ওয়েফার বেধ হ্রাস রয়েছে।এটি ছোট ডিভাইসগুলির জন্য বাজারের চাহিদার কারণে যা কম খরচে বর্ধিত সংখ্যক কার্যকারিতা বহন করে;এবং এই জন্য, ছোট প্যাকেজ মাপ উপলব্ধি করা প্রয়োজন.এটি প্রধানত ভোক্তা অ্যাপ্লিকেশন যা এই প্রবণতার জন্য দায়ী, তবে ছোট প্যাকেজ আকারের চাহিদা প্রযুক্তিগত সুবিধার জন্যও দায়ী, উদাহরণস্বরূপ উন্নত বৈদ্যুতিক কর্মক্ষমতা বা উন্নত তাপ ব্যবস্থাপনা।

ছোট প্যাকেজ আকারে ডিভাইসগুলি তৈরি করার জন্য অত্যন্ত পাতলা স্তরের প্রয়োজন হয়।এই পাতলা এবং অতি-পাতলা সাবস্ট্রেটগুলি পরিপূরক মেটাল-অক্সাইড-সেমিকন্ডাক্টর (CMOS) ইমেজ সেন্সর এবং অন্যান্যগুলির মতো সেন্সরগুলির 3D প্যাকেজিং সক্ষম করে।উচ্চ পরিমাণে পাতলা ওয়েফার উত্পাদন হ্যান্ডলিং এবং প্রক্রিয়াকরণের সরঞ্জামগুলির জন্য চ্যালেঞ্জিং প্রয়োজনীয়তা রাখে।

তাদের কম বেধের কারণে, পাতলা ওয়েফারগুলি চাপ এবং ভাঙ্গনের ঝুঁকিতে থাকে।হ্যান্ডলিং এবং প্রক্রিয়াকরণের সময় ওয়েফারের ওয়ারিং উচ্চ ফলনের ক্ষতির কারণ হয় বা এমনকি ওয়েফারগুলিকে আর পরিচালনা করা অসম্ভব করে তোলে।এর মানে হল যে ওয়েফার এবং সাবস্ট্রেট আকারে উচ্চ মাত্রার নমনীয়তা সহ একটি পাতলা ওয়েফার হ্যান্ডলিং প্রযুক্তি প্রয়োজন।ক্যারিয়ার ওয়েফারের নির্দিষ্ট বৈশিষ্ট্য থাকা প্রয়োজন, যেমন: যান্ত্রিক দৃঢ়তা;রাসায়নিক এবং উচ্চ-তাপমাত্রা প্রতিরোধের;অবিশ্বাস্যভাবে কম সহনশীলতা (নিচে 1 μm পুরুত্বের বৈচিত্র্য);এবং তাপীয় সম্প্রসারণ ব্যবহৃত উপাদানের সাথে সামঞ্জস্য করা হয়েছে, উদাহরণস্বরূপ, গ্যালিয়াম আর্সেনাইড (GaAs), ইন্ডিয়াম ফসফাইড (InP), সিলিকন (Si) বা সিলিকন কার্বাইড (SiC)।তদ্ব্যতীত, হ্যান্ডলিং সরঞ্জামগুলি কখনও কখনও GaAs এবং Si, এমনকি CMOS সামঞ্জস্যপূর্ণ উপকরণগুলির জন্য উপযুক্ত হতে হবে।

গ্লাস, কোয়ার্টজ বা সিলিকন দিয়ে তৈরি হাই-এন্ড ক্যারিয়ার ওয়েফারগুলি পূর্বোক্ত প্রয়োজনীয়তাগুলি পূরণ করতে পারে।গ্লাস এবং কোয়ার্টজ ক্যারিয়ার ওয়েফারের জন্য চমৎকার উপকরণ কারণ তাদের তাপীয় স্থিতিশীলতা এবং অ্যাসিড এবং অন্যান্য রাসায়নিকের বিরুদ্ধে প্রতিরোধের।গ্লাস এবং কোয়ার্টজ ক্যারিয়ার ওয়েফার থেকে বন্ধন এবং ডি-বন্ডিং পর্যবেক্ষণ করা যেতে পারে যেহেতু তারা স্বচ্ছ।তদ্ব্যতীত, গ্লাস ক্যারিয়ার ওয়েফারগুলি পরিষ্কার এবং পুনরায় ব্যবহার করা যেতে পারে, এইভাবে ব্যয় হ্রাস এবং পরিবেশ সুরক্ষায় অবদান রাখে।

পাতলা ওয়েফার হ্যান্ডলিং

পাতলা ওয়েফার হ্যান্ডলিং প্রক্রিয়াগুলিতে, ডিভাইস ওয়েফারটি অস্থায়ীভাবে একটি পলিমার-ভিত্তিক আঠালো ব্যবহার করে উচ্চ নির্ভুলতার একটি কঠোর ক্যারিয়ার ওয়েফারের সাথে বন্ধন করা হয়।অস্থায়ী বন্ধনের জন্য সাধারণ প্রক্রিয়া প্রবাহ দেখানো হয়েছেচিত্র 1.স্ট্যান্ডার্ড সেমিকন্ডাক্টর প্রক্রিয়া সরঞ্জাম ব্যবহার করে ডিভাইস ওয়েফার পরিচালনা এবং প্রক্রিয়াকরণের পরে, রিলিজ (ডিবন্ডিং) বিভিন্ন কৌশলের মাধ্যমে বাহিত হয়, যেমন রাসায়নিকগুলি আঠালোকে দ্রবীভূত করে, তাপ আঠালোর সান্দ্রতা হ্রাস করে বা লেজারের আঠালো শক্তি হ্রাস করে।

ডিবন্ডিং পদ্ধতি—বিভিন্ন অ্যাপ্লিকেশনের জন্য উপযুক্ত ক্যারিয়ার

অস্থায়ী ওয়েফার বন্ধন প্রক্রিয়াগুলিতে, প্রক্রিয়াকরণের শেষে ক্যারিয়ার ওয়েফারটিকে ডিভাইস ওয়েফার থেকে সরানো দরকার।ডিভাইসের বৈশিষ্ট্য এবং ব্যবহৃত প্রক্রিয়ার উপর নির্ভর করে, ক্যারিয়ার ওয়েফারের জন্য বিভিন্ন স্পেসিফিকেশন প্রয়োজনীয়তা রয়েছে।সাধারণ ডিবন্ডিং প্রক্রিয়ার জন্য বিশেষ বৈশিষ্ট্য সহ বিভিন্ন ধরণের ক্যারিয়ার ওয়েফার নীচে ব্যাখ্যা করা হয়েছে।

লেজার রিলিজ জন্য ক্যারিয়ার wafers

লেজার ডিবন্ডিং-এ, লেজারের আলোতে এটিকে উন্মুক্ত করে আঠালো শক্তি হ্রাস করা হয় (চিত্র ২)ডিবন্ডিং পদ্ধতিগুলি ঘরের তাপমাত্রায় করা যেতে পারে।

লেজার ডিবন্ডিং প্রক্রিয়ার জন্য, প্রাসঙ্গিক লেজার তরঙ্গদৈর্ঘ্য প্রেরণকারী অত্যন্ত স্বচ্ছ ক্যারিয়ার ওয়েফারের প্রয়োজন।ডাবল-সাইড পলিশড গ্লাস বা কোয়ার্টজ ক্যারিয়ার ওয়েফারগুলির পৃষ্ঠের গুণমান চমৎকার এবং এইভাবে একটি লেজার ডিবন্ডিং প্রক্রিয়ার প্রয়োজনীয়তা পূরণ করে।লেজার এক্সপোজার পরে, ডিভাইস ওয়েফার ক্যারিয়ার ওয়েফার থেকে বিচ্ছিন্ন করা যেতে পারে।অবশেষে, ক্যারিয়ার ওয়েফারটি পরিষ্কার করা দরকার এবং তারপরে এটি বেশ কয়েকবার পুনরায় ব্যবহার করা যেতে পারে।লেজার ডিবন্ডিং পদ্ধতিটি মূলত ফ্যান-আউট ওয়েফার-লেভেল প্যাকেজিং এবং উন্নত প্যাকেজিং প্রক্রিয়াগুলিতে ব্যবহৃত হয়।

রাসায়নিক মুক্তির জন্য ক্যারিয়ার ওয়েফার

এখানে, ডি-বন্ডিং এমন রাসায়নিকগুলির কারণে ঘটে যা ডিভাইস ওয়েফার (পাতলা সহ) প্রক্রিয়াকরণের পরে আঠালোকে দ্রবীভূত করে।চিত্র 3)দ্রাবককে এটির মধ্য দিয়ে যেতে এবং আঠালোটির সংস্পর্শে আসতে সক্ষম করার জন্য ক্যারিয়ার ওয়েফারটি ছিদ্রযুক্ত।লেটেস্ট প্যাটার্নিং টেকনোলজি এবং আঁটসাঁট সহনশীলতার সাথে একটি ফাঁকা কাঁচের ক্যারিয়ারকে একত্রিত করে এই ধরনের ক্যারিয়ার ওয়েফার তৈরি করা যেতে পারে।যত দ্রুত সম্ভব রসায়ন বিতরণ করতে সক্ষম হওয়ার জন্য, একটি উচ্চ ঘনত্ব সহ অত্যন্ত ছোট গর্ত প্রয়োজন।সমান আকারের গর্তের মাধ্যমে 150,000 এর বেশি তৈরি করা যেতে পারে, যা মসৃণ এবং নিরাপদ ডিবন্ডিং প্রদান করে যখন ক্যারিয়ার ওয়েফার যান্ত্রিক প্রভাব সহ্য করে।

রাসায়নিক মুক্তির জন্য ক্যারিয়ার ওয়েফারগুলি মোট পুরুত্বের পরিবর্তনে (টিটিভি) 1 মাইক্রনের কম এবং লিনিয়ার থার্মাল এক্সপেনশন (CTE) অভিযোজিত উপকরণগুলির অনেক সহগ-এ পাওয়া যায়।এই ক্যারিয়ার ওয়েফারগুলি 50 বার পর্যন্ত পুনরায় ব্যবহার করা যেতে পারে।

থার্মাল রিলিজ জন্য ক্যারিয়ার wafers

থার্মোপ্লাস্টিক আঠালো ডিভাইস ওয়েফার বা একক চিপ ক্যারিয়ার ওয়েফারের সাথে বন্ধনের জন্য ব্যবহৃত হয়।এই আঠালোগুলি উচ্চ তাপমাত্রায় (অর্থাৎ 100˚C থেকে) সান্দ্রতা হ্রাস পায়, যাতে একটি গরম করার প্রক্রিয়ার মধ্য দিয়ে, ডিভাইস ওয়েফারটি ক্যারিয়ার ওয়েফার থেকে শিয়ার করা যায় (চিত্র 4)এর জন্য, ছিদ্রযুক্ত ক্যারিয়ার ওয়েফার বা রেসেসড পকেট সহ ক্যারিয়ার ওয়েফার প্রয়োজন।

ব্যতিক্রমী নমনীয়তার জন্য অ্যাডাপ্টার ক্যারিয়ার ওয়েফার

সেমিকন্ডাক্টর এবং MEMS শিল্প ক্রমবর্ধমান বিভিন্ন ব্যাসের সাথে ওয়েফার উত্পাদন করছে।যাইহোক, বিভিন্ন ওয়েফার ব্যাস বা সাবস্ট্রেট মাত্রার জন্য প্রয়োজনীয় প্রক্রিয়াকরণ সরঞ্জাম সব কোম্পানির জন্য সাশ্রয়ী নয়।অ্যাডাপ্টার ক্যারিয়ার ওয়েফারের বৈশিষ্ট্যগুলি পকেটে ছোট ব্যাস বা ছোট মাত্রার সাবস্ট্রেট সহ ওয়েফারগুলিকে ধরে রাখে এবং সেগুলিকে প্রক্রিয়ার মাধ্যমে বহন করে (চিত্র 5)এটি বিদ্যমান সরঞ্জামগুলিতে বিভিন্ন ওয়েফার এবং সাবস্ট্রেট আকারের বিভিন্ন হ্যান্ডলিং এবং প্রক্রিয়াকরণের অনুমতি দেয়।

অ্যাডাপ্টার ক্যারিয়ার ওয়েফারগুলি হয় সারফেস প্রসেসড গ্লাস বা প্যাটার্নযুক্ত পকেট সহ সিলিকন ওয়েফার বা সিলিকন ওয়েফারগুলি স্থায়ীভাবে বোরোসিলিকেট কাচের রিংগুলির সাথে সংযুক্ত থাকে যা সাবস্ট্রেটের মাত্রা অনুসারে প্যাটার্ন করা হয়েছে।প্রয়োজনীয় বাইরের ব্যাস সহ ওয়েফারের তথাকথিত পকেটগুলি ছোট ওয়েফার এবং সাবস্ট্রেটগুলির প্রক্রিয়াকরণ সক্ষম করে, উদাহরণস্বরূপ, 200 মিমি সরঞ্জামে 150 মিমি ওয়েফার।এমনকি একাধিক ছোট সাবস্ট্রেটও পরিচালনা করা যেতে পারে, উদাহরণস্বরূপ, একটি 200 মিমি ক্যারিয়ার ওয়েফারে চারটি 76 মিমি ওয়েফার।

বিকল্পগুলি হল:

• প্যাটার্নযুক্ত পকেট সহ গ্লাস ক্যারিয়ার ওয়েফার;
• প্যাটার্নযুক্ত পকেট সহ সিলিকন ক্যারিয়ার ওয়েফার;এবং
• সিলিকন ক্যারিয়ার ওয়েফারগুলি কাচের রিংগুলির সাথে স্থায়ীভাবে আবদ্ধ।

ব্যবহৃত উপকরণগুলির কারণে, এই ক্যারিয়ার ওয়েফারগুলি 500˚C পর্যন্ত অপারেটিং তাপমাত্রায় ব্যবহার করা যেতে পারে।উপরন্তু, ভ্যাকুয়াম চাকিং সহ অ্যাডাপ্টার ক্যারিয়ার ওয়েফার ব্যবহার সক্ষম করতে গর্ত বা খাঁজ যুক্ত করা যেতে পারে।সহজ ট্র্যাকিংয়ের জন্য দ্রুত প্রতিক্রিয়া (QR) কোড দ্বারা অনন্য চিহ্নিতকরণ প্রয়োগ করা যেতে পারে।

উপসংহার

গ্লাস, কোয়ার্টজ বা সিলিকন দিয়ে তৈরি ক্যারিয়ার ওয়েফারগুলি MEMS এবং সেন্সরগুলির 3D ওয়েফার-লেভেল প্যাকেজিংয়ের জন্য মৌলিক সরঞ্জাম।প্ল্যান অপটিক অনেক MEMS- এবং সেমিকন্ডাক্টর-সম্পর্কিত প্রক্রিয়াগুলির জন্য উচ্চ-শেষের গ্লাস, কোয়ার্টজ এবং সিলিকন ক্যারিয়ার ওয়েফার তৈরি করে।তারা প্রদান করতে পারে, উপরে বর্ণিত হিসাবে, রাসায়নিক এবং উচ্চ-তাপমাত্রা প্রতিরোধের, ব্যতিক্রমীভাবে কম সহনশীলতা এবং তাপীয় সম্প্রসারণ সিলিকন বা অন্যান্য সাবস্ট্রেট উপকরণের সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ।তদ্ব্যতীত, নন-স্টিকিং বা স্টিকিং পৃষ্ঠের বৈশিষ্ট্যগুলি অন্তর্ভুক্ত করা যেতে পারে, এবং ডাবল-পার্ফযুক্ত পলিশিংয়ের মাধ্যমে চমৎকার পৃষ্ঠের গুণমান অর্জন করা যায়
.