Peralatan Pengencer Wafer untuk Pengolahan Wafer Safir/SiC/Si 4 Inci-12 Inci
Prinsip Kerja
Proses penipisan wafer beroperasi melalui tiga tahap:
Penggilingan Kasar: Roda berlian (ukuran grit 200–500 μm) menghilangkan 50–150 μm material pada 3000–5000 rpm untuk mengurangi ketebalan dengan cepat.
Penggilingan Halus: Roda yang lebih halus (ukuran grit 1–50 μm) mengurangi ketebalan menjadi 20–50 μm pada <1 μm/s untuk meminimalkan kerusakan di bawah permukaan.
Pemolesan (CMP): Bubur kimia-mekanis menghilangkan kerusakan sisa, mencapai Ra <0,1 nm.
Bahan yang Kompatibel
Silikon (Si): Standar untuk wafer CMOS, diencerkan hingga 25 μm untuk penumpukan 3D.
Silikon Karbida (SiC): Membutuhkan roda berlian khusus (konsentrasi berlian 80%) untuk stabilitas termal.
Safir (Al₂O₃): Diencerkan hingga 50 μm untuk aplikasi LED UV.
Komponen Sistem Inti
1. Sistem Penggilingan
Penggiling Sumbu Ganda: Menggabungkan penggilingan kasar/halus dalam satu platform, mengurangi waktu siklus hingga 40%.
Spindel Aerostatik: Rentang kecepatan 0–6000 rpm dengan runout radial <0,5 μm.
2. Sistem Penanganan Wafer
Chuck Vakum: gaya penahan >50 N dengan akurasi posisi ±0,1 μm.
Lengan Robot: Mengangkut wafer 4–12 inci dengan kecepatan 100 mm/s.
3. Sistem Kontrol
Interferometri Laser: Pemantauan ketebalan waktu nyata (resolusi 0,01 μm).
Umpan Maju Berbasis AI: Memprediksi keausan roda dan menyesuaikan parameter secara otomatis.
4. Pendinginan & Pembersihan
Pembersihan Ultrasonik: Menghilangkan partikel >0,5 μm dengan efisiensi 99,9%.
Air Deionisasi: Mendinginkan wafer hingga <5°C di atas suhu sekitar.
Keunggulan Inti
1. Presisi Ultra Tinggi: TTV (Variasi Ketebalan Total) <0,5 μm, WTW (Variasi Ketebalan Dalam Wafer) <1 μm.
2. Integrasi Multi-Proses: Menggabungkan penggilingan, CMP, dan etsa plasma dalam satu mesin.
3. Kompatibilitas Material:
Silikon: Pengurangan ketebalan dari 775 μm menjadi 25 μm.
SiC: Mencapai TTV <2 μm untuk aplikasi RF.
Wafer Terdoping: Wafer InP terdoping fosfor dengan penyimpangan resistivitas <5%.
4. Otomatisasi Cerdas: Integrasi MES mengurangi kesalahan manusia hingga 70%.
5. Efisiensi Energi: Konsumsi daya 30% lebih rendah melalui pengereman regeneratif.
Aplikasi Utama
1. Kemasan Canggih
• IC 3D: Penipisan wafer memungkinkan penumpukan vertikal chip logika/memori (misalnya, tumpukan HBM), menghasilkan bandwidth 10 kali lebih tinggi dan konsumsi daya 50% lebih rendah dibandingkan solusi 2.5D. Peralatan ini mendukung pengikatan hibrida dan integrasi TSV (Through-Silicon Via), yang penting bagi prosesor AI/ML yang membutuhkan jarak antarkoneksi <10 μm. Misalnya, wafer 12 inci yang ditipiskan menjadi 25 μm memungkinkan penumpukan 8+ lapisan dengan tetap mempertahankan lengkungan <1,5%, yang penting bagi sistem LiDAR otomotif.
• Pengemasan Fan-Out: Dengan mengurangi ketebalan wafer menjadi 30 μm, panjang interkoneksi dipersingkat hingga 50%, meminimalkan penundaan sinyal (<0,2 ps/mm) dan memungkinkan chiplet ultra-tipis 0,4 mm untuk SoC seluler. Proses ini memanfaatkan algoritma penggilingan yang dikompensasi tegangan untuk mencegah lengkungan (kontrol TTV >50 μm), memastikan keandalan dalam aplikasi RF frekuensi tinggi.
2. Elektronika Daya
• Modul IGBT: Penipisan hingga 50 μm mengurangi resistansi termal hingga <0,5°C/W, memungkinkan MOSFET SiC 1200V beroperasi pada suhu sambungan 200°C. Peralatan kami menggunakan penggilingan multi-tahap (kasar: grit 46 μm → halus: grit 4 μm) untuk menghilangkan kerusakan bawah permukaan, mencapai keandalan siklus termal >10.000 siklus. Hal ini penting untuk inverter EV, di mana wafer SiC setebal 10 μm meningkatkan kecepatan switching hingga 30%.
• Perangkat Daya GaN-on-SiC: Penipisan wafer hingga 80 μm meningkatkan mobilitas elektron (μ > 2000 cm²/V·s) untuk HEMT GaN 650V, mengurangi rugi konduksi sebesar 18%. Proses ini menggunakan pemotongan berbantuan laser untuk mencegah retak selama penipisan, sehingga menghasilkan pemotongan tepi <5 μm untuk penguat daya RF.
3. Optoelektronika
• LED GaN-on-SiC: Substrat safir 50 μm meningkatkan efisiensi ekstraksi cahaya (LEE) hingga 85% (dibandingkan 65% untuk wafer 150 μm) dengan meminimalkan penangkapan foton. Kontrol TTV ultra-rendah pada peralatan kami (<0,3 μm) memastikan emisi LED yang seragam di seluruh wafer 12 inci, hal yang penting untuk layar Micro-LED yang membutuhkan keseragaman panjang gelombang <100 nm.
• Fotonik Silikon: Wafer silikon setebal 25μm memungkinkan kehilangan propagasi 3 dB/cm lebih rendah pada pandu gelombang, penting untuk transceiver optik 1,6 Tbps. Proses ini mengintegrasikan penghalusan CMP untuk mengurangi kekasaran permukaan hingga Ra <0,1 nm, meningkatkan efisiensi kopling hingga 40%.
4. Sensor MEMS
• Akselerometer: Wafer silikon 25 μm mencapai SNR >85 dB (dibandingkan 75 dB untuk wafer 50 μm) dengan meningkatkan sensitivitas perpindahan massa-bukti. Sistem penggilingan sumbu ganda kami mengompensasi gradien tegangan, memastikan penyimpangan sensitivitas <0,5% pada rentang -40°C hingga 125°C. Aplikasinya meliputi deteksi tabrakan otomotif dan pelacakan gerak AR/VR.
• Sensor Tekanan: Pengenceran hingga 40 μm memungkinkan rentang pengukuran 0–300 bar dengan histeresis FS <0,1%. Dengan menggunakan ikatan sementara (pembawa kaca), proses ini menghindari fraktur wafer selama penggoresan sisi belakang, sehingga mencapai toleransi tekanan berlebih <1 μm untuk sensor IoT industri.
• Sinergi Teknis: Peralatan pengencer wafer kami menggabungkan penggilingan mekanis, CMP, dan etsa plasma untuk mengatasi beragam tantangan material (Si, SiC, Safir). Misalnya, GaN-on-SiC membutuhkan penggilingan hibrida (roda berlian + plasma) untuk menyeimbangkan kekerasan dan ekspansi termal, sementara sensor MEMS membutuhkan kekasaran permukaan di bawah 5 nm melalui pemolesan CMP.
• Dampak Industri: Dengan memungkinkan wafer yang lebih tipis dan berkinerja lebih tinggi, teknologi ini mendorong inovasi dalam chip AI, modul 5G mmWave, dan elektronik fleksibel, dengan toleransi TTV <0,1 μm untuk layar yang dapat dilipat dan <0,5 μm untuk sensor LiDAR otomotif.
Layanan XKH
1. Solusi yang Disesuaikan
Konfigurasi yang Dapat Diskalakan: Desain ruang 4–12 inci dengan pemuatan/pembongkaran otomatis.
Dukungan Doping: Resep khusus untuk kristal terdoping Er/Yb dan wafer InP/GaAs.
2. Dukungan menyeluruh
Pengembangan Proses: Uji coba gratis dengan pengoptimalan.
Pelatihan Global: Lokakarya teknis tahunan tentang pemeliharaan dan pemecahan masalah.
3. Pemrosesan Multi-Material
SiC: Penipisan wafer hingga 100 μm dengan Ra <0,1 nm.
Safir: ketebalan 50μm untuk jendela laser UV (transmitansi >92%@200 nm).
4. Layanan Bernilai Tambah
Persediaan Habis Pakai: Roda berlian (2000+ wafer/masa pakai) dan bubur CMP.
Kesimpulan
Peralatan pengencer wafer ini menghadirkan presisi terdepan di industri, fleksibilitas multi-material, dan otomatisasi cerdas, menjadikannya sangat penting untuk integrasi 3D dan elektronika daya. Layanan komprehensif XKH—mulai dari kustomisasi hingga pasca-pemrosesan—memastikan klien mencapai efisiensi biaya dan keunggulan kinerja dalam manufaktur semikonduktor.


