Oprema za redčenje rezin za obdelavo rezin safirja/SiC/Si velikosti 4-12 palcev
Načelo delovanja
Postopek redčenja rezin poteka v treh fazah:
Grobo brušenje: Diamantno kolo (velikost zrn 200–500 μm) odstrani 50–150 μm materiala pri 3000–5000 vrt/min, da se hitro zmanjša debelina.
Fino brušenje: Finejše kolo (velikost zrn 1–50 μm) zmanjša debelino na 20–50 μm pri <1 μm/s, da se čim bolj zmanjša poškodba podpovršine.
Poliranje (CMP): Kemično-mehanska suspenzija odpravlja preostale poškodbe in dosega Ra < 0,1 nm.
Združljivi materiali
Silicij (Si): Standard za CMOS rezine, stanjšan na 25 μm za 3D zlaganje.
Silicijev karbid (SiC): Za toplotno stabilnost so potrebna specializirana diamantna brusna kolesa (80-odstotna koncentracija diamanta).
Safir (Al₂O₃): razredčen na 50 μm za uporabo z UV LED diodami.
Osnovne sistemske komponente
1. Sistem za mletje
Dvoosni brusilnik: Združuje grobo/fino brušenje na eni platformi, kar skrajša čas cikla za 40 %.
Aerostatično vreteno: območje hitrosti 0–6000 vrt/min z radialnim opletom <0,5 μm.
2. Sistem za ravnanje z rezinami
Vakuumska vpenjalna glava: držalna sila >50 N z natančnostjo pozicioniranja ±0,1 μm.
Robotska roka: Prenaša rezine velikosti 4–12 palcev s hitrostjo 100 mm/s.
3. Nadzorni sistem
Laserska interferometrija: Spremljanje debeline v realnem času (ločljivost 0,01 μm).
AI-Driven Feedback forward: Predvidi obrabo koles in samodejno prilagodi parametre.
4. Hlajenje in čiščenje
Ultrazvočno čiščenje: Odstranjuje delce > 0,5 μm z 99,9 % učinkovitostjo.
Deionizirana voda: Ohladi rezino na <5 °C nad sobno temperaturo.
Ključne prednosti
1. Ultra visoka natančnost: TTV (skupna variacija debeline) <0,5 μm, WTW (variacija debeline znotraj rezine) <1 μm.
2. Večprocesna integracija: Združuje brušenje, CMP in plazemsko jedkanje v enem stroju.
3. Združljivost materialov:
Silikon: Zmanjšanje debeline s 775 μm na 25 μm.
SiC: Dosega TTV <2 μm za RF aplikacije.
Dopirane rezine: S fosforjem dopirane InP rezine z odmikom upornosti <5 %.
4. Pametna avtomatizacija: Integracija MES zmanjša človeške napake za 70 %.
5. Energetska učinkovitost: 30 % nižja poraba energije zaradi regenerativnega zaviranja.
Ključne aplikacije
1. Napredna embalaža
• 3D integrirana vezja: Stanjšanje rezin omogoča vertikalno zlaganje logičnih/pomnilniških čipov (npr. HBM), s čimer se doseže 10-krat večja pasovna širina in 50 % manjša poraba energije v primerjavi z 2,5D rešitvami. Oprema podpira hibridno vezavo in integracijo TSV (Through-Silicon Via), kar je ključnega pomena za procesorje umetne inteligence/strojnega učenja, ki zahtevajo razmik med povezavami <10 μm. Na primer, 12-palčne rezine, stanjšane na 25 μm, omogočajo zlaganje 8+ plasti, hkrati pa ohranjajo <1,5 % upogibanja, kar je bistveno za avtomobilske sisteme LiDAR.
• Pakiranje z razprševanjem: Z zmanjšanjem debeline rezin na 30 μm se dolžina medsebojnih povezav skrajša za 50 %, kar zmanjša zakasnitev signala (<0,2 ps/mm) in omogoči 0,4 mm ultra tanke čipe za mobilne SoC-je. Postopek izkorišča algoritme brušenja s kompenzacijo napetosti za preprečevanje upogibanja (nadzor TTV >50 μm), kar zagotavlja zanesljivost v visokofrekvenčnih RF aplikacijah.
2. Močnostna elektronika
• IGBT moduli: Stanjšanje na 50 μm zmanjša toplotno upornost na <0,5 °C/W, kar omogoča delovanje 1200 V SiC MOSFET-ov pri temperaturah spoja 200 °C. Naša oprema uporablja večstopenjsko brušenje (grobo: zrnatost 46 μm → fino: zrnatost 4 μm) za odpravo poškodb pod površino in doseganje >10.000 ciklov zanesljivosti termičnega cikliranja. To je ključnega pomena za razsmernike za električna vozila, kjer 10 μm debele SiC rezine izboljšajo hitrost preklapljanja za 30 %.
• Močnostne naprave GaN na SiC: Stanjšanje rezin na 80 μm poveča mobilnost elektronov (μ > 2000 cm²/V·s) za 650V GaN HEMT-je, kar zmanjša prevodne izgube za 18 %. Postopek uporablja lasersko podprto rezanje na kocke za preprečevanje razpok med redčenjem, s čimer se doseže odkrušek robov <5 μm za RF ojačevalnike moči.
3. Optoelektronika
• GaN-na-SiC LED diode: 50 μm safirne podlage izboljšajo učinkovitost ekstrakcije svetlobe (LEE) na 85 % (v primerjavi s 65 % za 150 μm rezine) z zmanjšanjem ujetja fotonov. Nadzor ultra nizke vrednosti TTV (<0,3 μm) naše opreme zagotavlja enakomerno emisijo LED diod po 12-palčnih rezinah, kar je ključnega pomena za mikro-LED zaslone, ki zahtevajo enakomernost valovne dolžine <100 nm.
• Silicijeva fotonika: 25 μm debele silicijeve rezine omogočajo 3 dB/cm manjšo izgubo zaradi širjenja v valovodih, kar je bistveno za optične oddajnike-sprejemnike z zmogljivostjo 1,6 Tbps. Postopek vključuje glajenje CMP za zmanjšanje hrapavosti površine na Ra < 0,1 nm, kar poveča učinkovitost sklopitve za 40 %.
4. MEMS senzorji
• Merilniki pospeška: 25 μm silicijeve rezine dosegajo razmerje signal-šum >85 dB (v primerjavi s 75 dB za 50 μm rezine) s povečanjem občutljivosti na premik dokazne mase. Naš dvoosni sistem brušenja kompenzira gradiente napetosti in zagotavlja <0,5-odstotni premik občutljivosti v območju od -40 °C do 125 °C. Uporaba vključuje zaznavanje avtomobilskih trkov in sledenje gibanja AR/VR.
• Senzorji tlaka: Stanjšanje na 40 μm omogoča merilna območja od 0 do 300 barov s histerezo <0,1 % FS. Z uporabo začasne vezave (steklenih nosilcev) se postopek izogne lomu rezine med jedkanjem na hrbtni strani, s čimer se doseže toleranca nadtlaka <1 μm za industrijske senzorje interneta stvari.
• Tehnična sinergija: Naša oprema za redčenje rezin združuje mehansko brušenje, CMP in plazemsko jedkanje za reševanje izzivov, povezanih z različnimi materiali (Si, SiC, safir). Na primer, GaN na SiC zahteva hibridno brušenje (diamantna kolesa + plazma) za uravnoteženje trdote in toplotnega raztezanja, medtem ko MEMS senzorji zahtevajo hrapavost površine pod 5 nm s poliranjem CMP.
• Vpliv na industrijo: Z omogočanjem tanjših, zmogljivejših rezin ta tehnologija spodbuja inovacije na področju čipov umetne inteligence, modulov 5G mmWave in fleksibilne elektronike, s tolerancami TTV <0,1 μm za zložljive zaslone in <0,5 μm za avtomobilske senzorje LiDAR.
Storitve XKH
1. Prilagojene rešitve
Prilagodljive konfiguracije: Zasnove komor s premerom 4–12 palcev (10–30 cm) in avtomatiziranim nalaganjem/praznjenjem.
Podpora za dopiranje: Recepti po meri za kristale, dopirane z Er/Yb, in rezine InP/GaAs.
2. Celovita podpora
Razvoj procesov: Brezplačni poskusni zagoni z optimizacijo.
Globalno usposabljanje: Letne tehnične delavnice o vzdrževanju in odpravljanju težav.
3. Obdelava več materialov
SiC: redčenje rezin na 100 μm z Ra <0,1 nm.
Safir: debelina 50 μm za okna UV laserja (prepustnost > 92 % pri 200 nm).
4. Storitve z dodano vrednostjo
Potrošni material: Diamantna brusna kolesa (2000+ rezin/življenjska doba) in CMP suspenzije.
Zaključek
Ta oprema za redčenje rezin zagotavlja vodilno natančnost v industriji, vsestranskost več materialov in pametno avtomatizacijo, zaradi česar je nepogrešljiva za 3D integracijo in energetsko elektroniko. Celovite storitve XKH – od prilagajanja do naknadne obdelave – strankam zagotavljajo stroškovno učinkovitost in odličnost delovanja pri proizvodnji polprevodnikov.


