Oprema za stanjivanje pločica za obradu safirnih/SiC/Si pločica od 4 do 12 inča
Princip rada
Proces stanjivanja pločice odvija se u tri faze:
Grubo brušenje: Dijamantska ploča (veličina zrna 200–500 μm) uklanja 50–150 μm materijala pri 3000–5000 o/min kako bi se brzo smanjila debljina.
Fino brušenje: Finiji točak (veličina zrna 1–50 μm) smanjuje debljinu na 20–50 μm pri <1 μm/s kako bi se minimiziralo oštećenje podloge.
Poliranje (CMP): Hemijsko-mehanička suspenzija eliminira preostala oštećenja, postižući Ra <0,1 nm.
Kompatibilni materijali
Silicij (Si): Standard za CMOS pločice, istanjen na 25 μm za 3D slaganje.
Silicijum karbid (SiC): Za termičku stabilnost potrebni su specijalizovani dijamantski kotači (koncentracija dijamanta 80%).
Safir (Al₂O₃): Razrijeđen na 50 μm za UV LED primjene.
Osnovne sistemske komponente
1. Sistem za mljevenje
Dvoosna brusilica: Kombinuje grubo/fino brušenje na jednoj platformi, smanjujući vrijeme ciklusa za 40%.
Aerostatsko vreteno: Raspon brzina od 0 do 6000 o/min sa radijalnim odstupanjem <0,5 μm.
2. Sistem za rukovanje pločicama
Vakuumska stezna glava: sila držanja >50 N sa tačnošću pozicioniranja od ±0,1 μm.
Robotska ruka: Prenosi pločice od 4 do 12 inča brzinom od 100 mm/s.
3. Sistem upravljanja
Laserska interferometrija: Praćenje debljine u realnom vremenu (rezolucija 0,01 μm).
Unaprijed vođeno umjetnom inteligencijom: Predviđa habanje kotača i automatski podešava parametre.
4. Hlađenje i čišćenje
Ultrazvučno čišćenje: Uklanja čestice >0,5 μm sa efikasnošću od 99,9%.
Deionizirana voda: Hladi pločicu na <5°C iznad sobne temperature.
Osnovne prednosti
1. Ultra visoka preciznost: TTV (ukupna varijacija debljine) <0,5 μm, WTW (varijacija debljine unutar pločice) <1 μm.
2. Integracija više procesa: Kombinuje brušenje, CMP i plazma nagrizanje u jednoj mašini.
3. Kompatibilnost materijala:
Silicijum: Smanjenje debljine sa 775 μm na 25 μm.
SiC: Postiže TTV <2 μm za RF primjene.
Dopirane pločice: InP pločice dopirane fosforom sa pomakom otpornosti <5%.
4. Pametna automatizacija: MES integracija smanjuje ljudske greške za 70%.
5. Energetska efikasnost: 30% niža potrošnja energije putem regenerativnog kočenja.
Ključne primjene
1. Napredno pakovanje
• 3D IC-ovi: Stanjivanje pločica omogućava vertikalno slaganje logičkih/memorijskih čipova (npr. HBM stekovi), postižući 10× veći propusni opseg i 50% smanjenu potrošnju energije u poređenju sa 2.5D rješenjima. Oprema podržava hibridno povezivanje i TSV (Through-Silicon Via) integraciju, što je ključno za AI/ML procesore koji zahtijevaju međusobni razmak <10 μm. Na primjer, pločice od 12 inča stanjene na 25 μm omogućavaju slaganje 8+ slojeva uz održavanje <1,5% savijanja, što je neophodno za automobilske LiDAR sisteme.
• Pakovanje sa ventilatorom: Smanjenjem debljine pločice na 30 μm, dužina međusobnih veza se skraćuje za 50%, minimizirajući kašnjenje signala (<0,2 ps/mm) i omogućavajući ultra tanke čipove od 0,4 mm za mobilne SoC-ove. Proces koristi algoritme brušenja sa kompenzacijom napona kako bi se spriječilo savijanje (kontrola TTV-a >50 μm), osiguravajući pouzdanost u visokofrekventnim RF aplikacijama.
2. Energetska elektronika
• IGBT moduli: Stanjivanje na 50 μm smanjuje termalnu otpornost na <0,5°C/W, omogućavajući 1200V SiC MOSFET-ovima da rade na temperaturama spoja od 200°C. Naša oprema koristi višestepeno brušenje (grubo: granulacija 46 μm → fino: granulacija 4 μm) kako bi se eliminisala oštećenja ispod površine, postižući >10.000 ciklusa pouzdanosti termičkog ciklusa. Ovo je ključno za EV invertere, gdje SiC pločice debljine 10 μm poboljšavaju brzinu prebacivanja za 30%.
• GaN-na-SiC uređaji za napajanje: Stanjivanje pločice na 80 μm povećava pokretljivost elektrona (μ > 2000 cm²/V·s) za 650V GaN HEMT-ove, smanjujući gubitke provodljivosti za 18%. Proces koristi laserski potpomognuto rezanje kako bi se spriječilo pucanje tokom stanjivanja, postižući krhotine na rubovima <5 μm za RF pojačala snage.
3. Optoelektronika
• GaN-na-SiC LED diode: Safirne podloge od 50 μm poboljšavaju efikasnost ekstrakcije svjetlosti (LEE) na 85% (u odnosu na 65% za pločice od 150 μm) minimiziranjem hvatanja fotona. Ultra-niska TTV kontrola naše opreme (<0,3 μm) osigurava ujednačenu emisiju LED dioda na pločicama od 12 inča, što je ključno za mikro-LED displeje koji zahtijevaju ujednačenost valne dužine <100 nm.
• Silicijumska fotonika: Silicijumske pločice debljine 25 μm omogućavaju 3 dB/cm niži gubitak propagacije u talasovodima, što je neophodno za optičke primopredajnike od 1,6 Tbps. Proces integriše CMP zaglađivanje kako bi se smanjila hrapavost površine na Ra <0,1 nm, povećavajući efikasnost spajanja za 40%.
4. MEMS senzori
• Akcelerometri: Silicijumske pločice od 25 μm postižu SNR >85 dB (u odnosu na 75 dB za pločice od 50 μm) povećanjem osjetljivosti na pomjeranje mase. Naš dvoosni sistem brušenja kompenzuje gradijente napona, osiguravajući pomak osjetljivosti od <0,5% na temperaturama iznad -40°C do 125°C. Primjene uključuju detekciju sudara u automobilima i praćenje kretanja u AR/VR okruženju.
• Senzori pritiska: Stanjivanje na 40 μm omogućava mjerne opsege od 0–300 bara sa histerezom od <0,1% FS. Korištenjem privremenog vezivanja (staklenih nosača), proces izbjegava lomljenje pločice tokom nagrizanja zadnje strane, postižući toleranciju nadpritiska od <1 μm za industrijske IoT senzore.
• Tehnička sinergija: Naša oprema za stanjivanje pločica objedinjuje mehaničko brušenje, CMP i plazma nagrizanje kako bi se riješili izazovi s različitim materijalima (Si, SiC, safir). Na primjer, GaN-na-SiC zahtijeva hibridno brušenje (dijamantski kotači + plazma) za uravnoteženje tvrdoće i termičkog širenja, dok MEMS senzori zahtijevaju hrapavost površine ispod 5 nm putem CMP poliranja.
• Uticaj na industriju: Omogućavanjem tanjih, performansnijih pločica, ova tehnologija pokreće inovacije u AI čipovima, 5G mmWave modulima i fleksibilnoj elektronici, sa TTV tolerancijama <0,1 μm za sklopive ekrane i <0,5 μm za automobilske LiDAR senzore.
XKH-ove usluge
1. Prilagođena rješenja
Skalabilne konfiguracije: Komore od 4 do 12 inča s automatskim utovarom/istovarom.
Dopiranje: Prilagođeni recepti za kristale dopirane Er/Yb-om i InP/GaAs pločice.
2. Potpuna podrška
Razvoj procesa: Besplatni probni periodi s optimizacijom.
Globalna obuka: Godišnje tehničke radionice o održavanju i rješavanju problema.
3. Obrada više materijala
SiC: Stanjivanje pločice na 100 μm sa Ra <0,1 nm.
Safir: debljina 50μm za UV laserske prozore (propusnost >92% na 200 nm).
4. Usluge s dodanom vrijednošću
Potrošni materijal: Dijamantski kotači (2000+ pločica/životni vijek) i CMP suspenzije.
Zaključak
Ova oprema za stanjivanje pločica pruža vodeću preciznost u industriji, svestranost za više materijala i pametnu automatizaciju, što je čini nezamjenjivom za 3D integraciju i energetsku elektroniku. Sveobuhvatne usluge XKH-a - od prilagođavanja do naknadne obrade - osiguravaju klijentima da postignu isplativost i izvrsnost u proizvodnji poluprovodnika.


