Kiekkojen ohennuslaitteet 4–12 tuuman safiiri-/siikarbidi-/si-kiekkojen käsittelyyn

Lyhyt kuvaus:

Kiekkojen ohennuslaitteet ovat kriittinen työkalu puolijohdevalmistuksessa kiekkojen paksuuden pienentämiseksi lämmönhallinnan, sähköisen suorituskyvyn ja pakkaustehokkuuden optimoimiseksi. Nämä laitteet käyttävät mekaanista hiontaa, kemiallismekaanista kiillotusta (CMP) ja kuiva-/märkäetsaustekniikoita saavuttaakseen erittäin tarkan paksuuden hallinnan (±0,1 μm) ja yhteensopivuuden 4–12 tuuman kiekkojen kanssa. Järjestelmämme tukevat C/A-tason suuntausta ja on räätälöity edistyneisiin sovelluksiin, kuten 3D-IC-piireihin, teholaitteisiin (IGBT/MOSFET) ja MEMS-antureihin.

XKH toimittaa kokonaisvaltaisia ratkaisuja, mukaan lukien räätälöidyt laitteet (2–12 tuuman kiekkojen prosessointi), prosessien optimointi (vikatiheys <100/cm²) ja tekninen koulutus.

Lähetä meille sähköpostia

Ominaisuudet

Toimintaperiaate

Kiekkojen ohennusprosessi toimii kolmessa vaiheessa:
Karkea hionta: Timanttilaikka (karkeus 200–500 μm) poistaa 50–150 μm materiaalia nopeudella 3000–5000 rpm ohuemman kappaleen aikaansaamiseksi nopeasti.
Hienohionta: Hienompi laika (karkeus 1–50 μm) vähentää kerroksen paksuutta 20–50 μm:iin nopeudella <1 μm/s, mikä minimoi pinnan vauriot.
Kiillotus (CMP): Kemiallis-mekaaninen liete poistaa jäännösvauriot ja saavuttaa Ra <0,1 nm:n.

Yhteensopivat materiaalit

Pii (Si): CMOS-kiekkojen standardi, ohennettu 25 μm:iin 3D-pinoamista varten.
Piikarbidi (SiC): Vaatii erikoistimanttilaikat (80 % timanttipitoisuus) lämpöstabiilisuuden varmistamiseksi.
Safiiri (Al₂O₃): Ohennettu 50 μm:n paksuiseksi UV-LED-sovelluksiin.

Ydinjärjestelmän komponentit

1. Hiontajärjestelmä
Kaksiakselinen hiomakone: Yhdistää karkean ja hienon hionnan yhdellä alustalla, mikä lyhentää sykliaikaa 40 %.
Aerostaattinen kara: Nopeusalue 0–6000 rpm, säteittäinen heitto <0,5 μm.

2. Kiekkojen käsittelyjärjestelmä
Alipaineistukka: >50 N pitovoima ja ±0,1 μm paikannustarkkuus.
Robottikäsivarsi: Siirtää 4–12 tuuman kiekkoja nopeudella 100 mm/s.

3. Ohjausjärjestelmä
Laserinterferometria: Reaaliaikainen paksuuden seuranta (resoluutio 0,01 μm).
Tekoälyllä toimiva ennakoiva järjestelmä: Ennustaa pyörien kulumisen ja säätää parametreja automaattisesti.

4. Jäähdytys ja puhdistus
Ultraäänipuhdistus: Poistaa yli 0,5 μm:n hiukkasia 99,9 %:n tehokkuudella.
Deionisoitu vesi: Jäähdyttää kiekon alle 5 °C:een ympäristön lämpötilaa korkeammaksi.

Keskeiset edut

1. Erittäin tarkka: Kokonaispaksuuden vaihtelu (TTV) <0,5 μm, Kiekon sisäinen paksuuden vaihtelu (WTW) <1 μm.

2. Moniprosessi-integraatio: Yhdistää hionnan, CMP:n ja plasmaetsauksen yhteen koneeseen.

3. Materiaalien yhteensopivuus:
Pii: Paksuuden pienennys 775 μm:stä 25 μm:iin.
SiC: Saavuttaa <2 μm:n TTV:n RF-sovelluksissa.
Seostetut kiekot: Fosforilla seostettuja InP-kiekkoja, joiden resistiivisyysliikkunta on alle 5 %.

4. Älykäs automaatio: MES-integraatio vähentää inhimillisiä virheitä 70 %.

5. Energiatehokkuus: 30 % pienempi virrankulutus regeneratiivisen jarrutuksen ansiosta.

Keskeiset sovellukset

1. Edistyksellinen pakkaus
• 3D-IC: Kiekkojen ohentaminen mahdollistaa logiikka-/muistipiirien (esim. HBM-pinot) pystysuuntaisen pinoamisen, mikä saavuttaa 10 kertaa suuremman kaistanleveyden ja 50 % pienemmän virrankulutuksen verrattuna 2,5D-ratkaisuihin. Laite tukee hybridiliitosta ja TSV (Through-Silicon Via) -integraatiota, jotka ovat kriittisiä tekoäly-/koneliitäntäprosessoreille, jotka vaativat alle 10 μm:n yhteenliitäntävälin. Esimerkiksi 12-tuumaiset kiekot, jotka on ohennettu 25 μm:n paksuisiksi, mahdollistavat yli 8 kerroksen pinoamisen säilyttäen samalla alle 1,5 %:n käyristymän, mikä on olennaista autojen LiDAR-järjestelmissä.

• Fan-Out-pakkaus: Pienentämällä kiekon paksuuden 30 μm:iin, yhteenliitäntöjen pituus lyhenee 50 %, mikä minimoi signaaliviiveen (<0,2 ps/mm) ja mahdollistaa 0,4 mm:n ultraohuet sirut mobiilijärjestelmille. Prosessi hyödyntää jännityskompensoituja hionta-algoritmeja vääntymisen estämiseksi (>50 μm:n TTV-säätö) varmistaen luotettavuuden korkeataajuisissa RF-sovelluksissa.

2. Tehoelektroniikka
• IGBT-moduulit: Ohennus 50 μm:iin vähentää lämmönkestävyyttä <0,5 °C/W:iin, mikä mahdollistaa 1200 V:n piikarbidi-MOSFETien toiminnan 200 °C:n liitoslämpötiloissa. Laitteemme käyttävät monivaiheista hiontaa (karkea: 46 μm karkeus → hieno: 4 μm karkeus) pinnan alla olevien vaurioiden poistamiseksi ja saavuttavat yli 10 000 lämpösyklin luotettavuuden. Tämä on kriittistä sähköajoneuvojen inverttereille, joissa 10 μm:n paksuiset piikarbidi-kiekot parantavat kytkentänopeutta 30 %.
• GaN-on-SiC-teholaitteet: Kiekon ohentaminen 80 μm:iin parantaa elektronien liikkuvuutta (μ > 2000 cm²/V·s) 650 V:n GaN-HEMT-transistoreissa ja vähentää johtumishäviöitä 18 %. Prosessissa käytetään laseravusteista pilkkomista halkeilun estämiseksi ohennuksen aikana, jolloin saavutetaan <5 μm:n reunan lohkeama RF-tehovahvistimissa.

3. Optoelektroniikka
• GaN-on-SiC LEDit: 50 μm:n safiirisubstraatit parantavat valonpoiston tehokkuutta (LEE) 85 %:iin (verrattuna 65 %:iin 150 μm:n kiekoilla) minimoimalla fotonien loukkuun jäämistä. Laitteistomme erittäin matala TTV-säätö (<0,3 μm) varmistaa tasaisen LED-emission 12 tuuman kiekoilla, mikä on kriittistä Micro-LED-näytöille, jotka vaativat <100 nm:n aallonpituuden tasaisuutta.
• Piifotoniikka: 25 μm:n paksuiset piikiekot mahdollistavat 3 dB/cm pienemmän etenemishäviön aaltojohteissa, mikä on olennaista 1,6 Tbps:n optisille lähetin-vastaanottimille. Prosessiin integroituu CMP-tasoitus pinnan karheuden vähentämiseksi arvoon Ra < 0,1 nm, mikä parantaa kytkentätehokkuutta 40 %.

4. MEMS-anturit
• Kiihtyvyysanturit: 25 μm:n piikiekot saavuttavat >85 dB:n signaali-kohinasuhteen (SNR) (vs. 50 μm:n kiekkojen 75 dB) lisäämällä massasiirtymäherkkyyttä. Kaksiakselinen hiontajärjestelmämme kompensoi jännitysgradientteja varmistaen <0,5 %:n herkkyyden poikkeaman -40 °C:sta +125 °C:een lämpötilassa. Sovelluksia ovat autokolarien havaitseminen ja AR/VR-liikkeenseuranta.

• Paineanturit: Ohennus 40 μm:iin mahdollistaa 0–300 baarin mittausalueet <0,1 %:n FS-hystereesillä. Väliaikaisen sidoksen (lasikantajien) avulla prosessissa vältetään kiekkojen murtuminen taustapuolen syövytyksen aikana, jolloin saavutetaan <1 μm:n ylipaineensietokyky teollisille IoT-antureille.

• Tekninen synergia: Kiekkojen ohennuslaitteemme yhdistävät mekaanisen hionnan, CMP:n ja plasmaetsauksen ratkaistakseen erilaisia materiaalihaasteita (Si, SiC, Sapphire). Esimerkiksi GaN-on-SiC vaatii hybridihiomista (timanttilaikat + plasma) kovuuden ja lämpölaajenemisen tasapainottamiseksi, kun taas MEMS-anturit vaativat alle 5 nm:n pinnankarheuden CMP-kiillotuksen avulla.

• Vaikutus toimialaan: Mahdollistamalla ohuempien ja suorituskykyisempien kiekkojen valmistuksen tämä teknologia edistää innovaatioita tekoälysiruissa, 5G mmWave-moduuleissa ja joustavassa elektroniikassa. TTV-toleranssit ovat <0,1 μm taitettaville näytöille ja <0,5 μm autojen LiDAR-antureille.

XKH:n palvelut

1. Räätälöidyt ratkaisut
Skaalattavat kokoonpanot: 4–12 tuuman kammiomallit automaattisella latauksella/purulla.
Dopingin tuki: Er/Yb-dopattujen kiteiden ja InP/GaAs-kiekkojen räätälöityjä reseptejä.

2. Kokonaisvaltainen tuki
Prosessikehitys: Ilmaisia kokeilujaksoja optimoinnilla.
Globaali koulutus: Vuosittaiset tekniset työpajat huollosta ja vianmäärityksestä.

3. Monimateriaalinen käsittely
SiC: Kiekon ohennus 100 μm:iin, Ra < 0,1 nm.
Safiiri: 50 μm paksuus UV-laserikkunoille (läpäisevyys >92 % @ 200 nm).

4. Lisäarvopalvelut
Kulutustarvikkeet: Timanttilaikat (yli 2000 kiekkoa/käyttöikä) ja CMP-lietteet.

Johtopäätös

Tämä kiekkojen ohennuslaite tarjoaa alan johtavaa tarkkuutta, monipuolisuutta useille materiaaleille ja älykästä automaatiota, mikä tekee siitä korvaamattoman 3D-integraatiossa ja tehoelektroniikassa. XKH:n kattavat palvelut – räätälöinnistä jälkikäsittelyyn – varmistavat, että asiakkaat saavuttavat kustannustehokkuuden ja erinomaisen suorituskyvyn puolijohdevalmistuksessa.