४ इन्च-१२ इन्च नीलमणि/SiC/Si वेफर प्रशोधनको लागि वेफर पातलो गर्ने उपकरण
कार्य सिद्धान्त
वेफर पातलो बनाउने प्रक्रिया तीन चरणहरू मार्फत सञ्चालन हुन्छ:
रफ ग्राइन्डिङ: हीराको पाङ्ग्रा (ग्रिट साइज २००–५०० माइक्रोमिटर) ले ३०००–५००० आरपीएममा ५०–१५० माइक्रोमिटर सामग्री हटाउँछ जसले गर्दा मोटाई द्रुत गतिमा घट्छ।
राम्रोसँग पिस्ने: राम्रोसँग पिस्ने पाङ्ग्रा (ग्रिट साइज १–५० μm) ले <१ μm/s मा मोटाईलाई २०–५० μm सम्म घटाउँछ जसले गर्दा सतहमा हुने क्षति कम हुन्छ।
पालिसिङ (CMP): रासायनिक-यांत्रिक स्लरीले अवशिष्ट क्षति हटाउँछ, Ra <0.1 nm प्राप्त गर्दछ।
मिल्दो सामग्रीहरू
सिलिकन (Si): CMOS वेफरहरूको लागि मानक, 3D स्ट्याकिङको लागि 25 μm मा पातलो।
सिलिकन कार्बाइड (SiC): थर्मल स्थिरताको लागि विशेष हीरा पाङ्ग्राहरू (८०% हीरा सांद्रता) आवश्यक पर्दछ।
नीलम (Al₂O₃): UV LED प्रयोगको लागि ५० μm सम्म पातलो पारिएको।
कोर प्रणाली कम्पोनेन्टहरू
१. ग्राइन्डिङ सिस्टम
डुअल-एक्सिस ग्राइन्डर: एउटै प्लेटफर्ममा मोटो/मसिनो ग्राइन्डिङलाई जोड्छ, जसले गर्दा साइकल समय ४०% ले घट्छ।
एरोस्टेटिक स्पिन्डल: ०–६००० आरपीएम गति दायरा <०.५ μm रेडियल रनआउटको साथ।
२. वेफर ह्यान्डलिङ प्रणाली
भ्याकुम चक: ±०.१ μm स्थिति शुद्धता सहित ५० N भन्दा बढी होल्डिङ फोर्स।
रोबोटिक आर्म: १०० मिमी/सेकेन्डको गतिमा ४-१२-इन्च वेफरहरू ढुवानी गर्दछ।
३. नियन्त्रण प्रणाली
लेजर इन्टरफेरोमेट्री: वास्तविक-समय मोटाई अनुगमन (रिजोल्युसन ०.०१ माइक्रोमिटर)।
एआई-संचालित फिडफर्वार्ड: पाङ्ग्राको पहिरनको भविष्यवाणी गर्छ र स्वचालित रूपमा प्यारामिटरहरू समायोजन गर्छ।
४. चिसो पार्ने र सफा गर्ने
अल्ट्रासोनिक सफाई: ९९.९% दक्षताका साथ ०.५ μm भन्दा बढी कणहरू हटाउँछ।
डिआयनाइज्ड पानी: यसले परिवेशभन्दा <५° सेल्सियस माथिसम्म चिसो बनाउँछ।
मुख्य फाइदाहरू
१. अति-उच्च परिशुद्धता: TTV (कुल मोटाई भिन्नता) <०.५ μm, WTW (भित्र-वेफर मोटाई भिन्नता) <१ μm।
२. बहु-प्रक्रिया एकीकरण: एउटै मेसिनमा ग्राइन्डिङ, CMP, र प्लाज्मा एचिङ संयोजन गर्दछ।
३. सामग्री अनुकूलता:
सिलिकन: ७७५ μm बाट २५ μm सम्म मोटाई घटाउने।
SiC: RF अनुप्रयोगहरूको लागि <2 μm TTV प्राप्त गर्दछ।
डोपेड वेफरहरू: <5% प्रतिरोधकता बहाव भएका फस्फोरस-डोपेड InP वेफरहरू।
४. स्मार्ट स्वचालन: MES एकीकरणले मानव त्रुटिलाई ७०% ले घटाउँछ।
५. ऊर्जा दक्षता: पुनर्जन्म ब्रेकिङ मार्फत ३०% कम बिजुली खपत।
प्रमुख अनुप्रयोगहरू
१. उन्नत प्याकेजिङ
• 3D ICs: वेफर थिनिङले तर्क/मेमोरी चिप्स (जस्तै, HBM स्ट्याकहरू) को ठाडो स्ट्याकिङ सक्षम बनाउँछ, 2.5D समाधानहरूको तुलनामा 10× उच्च ब्यान्डविथ र 50% कम पावर खपत प्राप्त गर्दछ। उपकरणले हाइब्रिड बन्डिङ र TSV (थ्रु-सिलिकन भिया) एकीकरणलाई समर्थन गर्दछ, AI/ML प्रोसेसरहरूको लागि महत्वपूर्ण छ जसलाई <10 μm इन्टरकनेक्ट पिच चाहिन्छ। उदाहरणका लागि, 25 μm मा पातलो गरिएका 12-इन्च वेफरहरूले <1.5% वारपेज कायम राख्दै 8+ तहहरू स्ट्याक गर्न अनुमति दिन्छ, जुन अटोमोटिभ LiDAR प्रणालीहरूको लागि आवश्यक छ।
• फ्यान-आउट प्याकेजिङ: वेफर मोटाईलाई ३० μm मा घटाएर, इन्टरकनेक्ट लम्बाइ ५०% ले छोटो पारिन्छ, सिग्नल ढिलाइ (<०.२ ps/mm) लाई कम गर्छ र मोबाइल SoC हरूको लागि ०.४ मिमी अल्ट्रा-थिन चिपलेटहरू सक्षम पार्छ। यो प्रक्रियाले वारपेज (>५० μm TTV नियन्त्रण) रोक्न तनाव-क्षतिपूर्ति ग्राइन्डिङ एल्गोरिदमहरूको लाभ उठाउँछ, उच्च-फ्रिक्वेन्सी RF अनुप्रयोगहरूमा विश्वसनीयता सुनिश्चित गर्दै।
२. पावर इलेक्ट्रोनिक्स
• IGBT मोड्युलहरू: ५० μm सम्म पातलो गर्नाले थर्मल प्रतिरोध <०.५°C/W सम्म घट्छ, जसले गर्दा १२००V SiC MOSFET हरूलाई २००°C जंक्शन तापक्रममा सञ्चालन गर्न सक्षम बनाउँछ। हाम्रो उपकरणले बहु-चरण ग्राइन्डिङ (मोटो: ४६ μm ग्रिट → फाइन: ४ μm ग्रिट) प्रयोग गर्दछ जसले गर्दा सतहको क्षति हट्छ, जसले गर्दा १०,००० भन्दा बढी थर्मल साइकल चलाउने विश्वसनीयता प्राप्त हुन्छ। यो EV इन्भर्टरहरूको लागि महत्त्वपूर्ण छ, जहाँ १० μm-मोटो SiC वेफरहरूले स्विचिङ गतिलाई ३०% ले सुधार गर्छ।
• GaN-on-SiC पावर उपकरणहरू: ८० μm सम्म वेफर थिनिङले ६५०V GaN HEMT हरूको लागि इलेक्ट्रोन गतिशीलता (μ > २००० cm²/V·s) बढाउँछ, जसले गर्दा १८% ले चालन घाटा घट्छ। यो प्रक्रियाले थिनिङको समयमा क्र्याक हुनबाट रोक्न लेजर-सहायता प्राप्त डाइसिङ प्रयोग गर्दछ, RF पावर एम्पलीफायरहरूको लागि <५ μm एज चिपिङ प्राप्त गर्दछ।
३. अप्टोइलेक्ट्रोनिक्स
• GaN-on-SiC LEDs: ५० μm नीलमणि सब्सट्रेटहरूले फोटोन ट्र्यापिङलाई कम गरेर प्रकाश निकासी दक्षता (LEE) लाई ८५% (१५० μm वेफरहरूको लागि ६५% बनाम) मा सुधार गर्दछ। हाम्रो उपकरणको अल्ट्रा-लो TTV नियन्त्रण (<०.३ μm) ले १२-इन्च वेफरहरूमा एकरूप LED उत्सर्जन सुनिश्चित गर्दछ, जुन माइक्रो-LED डिस्प्लेहरूको लागि महत्वपूर्ण छ जसलाई <१००nm तरंगदैर्ध्य एकरूपता आवश्यक पर्दछ।
• सिलिकन फोटोनिक्स: २५μm-बाक्लो सिलिकन वेफरहरूले वेभगाइडहरूमा ३ dB/cm कम प्रसार हानि सक्षम बनाउँछ, जुन १.६ Tbps अप्टिकल ट्रान्सीभरहरूको लागि आवश्यक छ। यो प्रक्रियाले सतहको खुरदरापनलाई Ra <0.1 nm मा घटाउन CMP स्मूथिङलाई एकीकृत गर्दछ, जसले गर्दा युग्मन दक्षता ४०% ले बढ्छ।
४. MEMS सेन्सरहरू
• एक्सेलेरोमिटरहरू: २५ μm सिलिकन वेफरहरूले प्रमाण-मास विस्थापन संवेदनशीलता बढाएर SNR >८५ dB (५० μm वेफरहरूको लागि ७५ dB बनाम) प्राप्त गर्छन्। हाम्रो दोहोरो-अक्ष ग्राइन्डिङ प्रणालीले तनाव ग्रेडियन्टहरूको लागि क्षतिपूर्ति दिन्छ, -४०°C देखि १२५°C सम्म <०.५% संवेदनशीलता बहाव सुनिश्चित गर्दै। अनुप्रयोगहरूमा अटोमोटिभ क्र्यास पत्ता लगाउने र AR/VR गति ट्र्याकिङ समावेश छ।
• प्रेसर सेन्सरहरू: ४० μm सम्म पातलो गर्नाले <०.१% FS हिस्टेरेसिसको साथ ०–३०० बार मापन दायराहरू सक्षम बनाउँछ। अस्थायी बन्धन (ग्लास क्यारियरहरू) प्रयोग गरेर, प्रक्रियाले ब्याकसाइड इचिङको समयमा वेफर फ्र्याक्चरलाई रोक्छ, औद्योगिक IoT सेन्सरहरूको लागि <१ μm ओभरप्रेसर सहनशीलता प्राप्त गर्दछ।
• प्राविधिक तालमेल: हाम्रो वेफर थिइनिंग उपकरणले विविध सामग्री चुनौतीहरू (Si, SiC, नीलमणि) लाई सम्बोधन गर्न मेकानिकल ग्राइन्डिङ, CMP, र प्लाज्मा एचिङलाई एकीकृत गर्दछ। उदाहरणका लागि, GaN-on-SiC लाई कठोरता र थर्मल विस्तार सन्तुलन गर्न हाइब्रिड ग्राइन्डिङ (हीरा पाङ्ग्राहरू + प्लाज्मा) आवश्यक पर्दछ, जबकि MEMS सेन्सरहरूले CMP पालिसिङ मार्फत उप-5 nm सतह खस्रोपनको माग गर्दछ।
• उद्योग प्रभाव: पातलो, उच्च-प्रदर्शन वेफरहरू सक्षम पारेर, यो प्रविधिले AI चिप्स, 5G mmWave मोड्युलहरू, र लचिलो इलेक्ट्रोनिक्समा नवीनताहरू ल्याउँछ, जसमा TTV सहिष्णुता फोल्डेबल डिस्प्लेको लागि <0.1 μm र अटोमोटिभ LiDAR सेन्सरहरूको लागि <0.5 μm हुन्छ।
XKH का सेवाहरू
१. अनुकूलित समाधानहरू
स्केलेबल कन्फिगरेसनहरू: स्वचालित लोडिङ/अनलोडिङको साथ ४-१२-इन्च चेम्बर डिजाइनहरू।
डोपिङ समर्थन: Er/Yb-डोपेड क्रिस्टल र InP/GaAs वेफरहरूको लागि अनुकूलन रेसिपीहरू।
२. अन्त्यदेखि अन्त्यसम्म समर्थन
प्रक्रिया विकास: नि:शुल्क परीक्षण अप्टिमाइजेसनको साथ चल्छ।
विश्वव्यापी तालिम: मर्मतसम्भार र समस्या निवारण सम्बन्धी वार्षिक प्राविधिक कार्यशालाहरू।
३. बहु-सामग्री प्रशोधन
SiC: Ra <0.1 nm सहित १०० μm सम्म पातलो हुने वेफर।
नीलम: UV लेजर विन्डोजको लागि ५०μm मोटाई (ट्रान्समिटेन्स >९२%@२०० nm)।
४. मूल्य अभिवृद्धि सेवाहरू
उपभोग्य आपूर्ति: हीराका पाङ्ग्राहरू (२०००+ वेफर/जीवन) र CMP स्लरीहरू।
निष्कर्ष
यो वेफर थिइनिङ उपकरणले उद्योग-अग्रणी परिशुद्धता, बहु-सामग्री बहुमुखी प्रतिभा, र स्मार्ट स्वचालन प्रदान गर्दछ, जसले यसलाई 3D एकीकरण र पावर इलेक्ट्रोनिक्सको लागि अपरिहार्य बनाउँछ। XKH व्यापक सेवाहरू - अनुकूलनदेखि पोस्ट-प्रोसेसिङसम्म - ग्राहकहरूलाई अर्धचालक निर्माणमा लागत दक्षता र प्रदर्शन उत्कृष्टता प्राप्त गर्ने सुनिश्चित गर्दछ।


