4 İnç-12 İnç Safir/SiC/Si Wafer İşleme için Wafer İnceltme Ekipmanı
Çalışma Prensibi
Wafer inceltme işlemi üç aşamada gerçekleşir:
Kaba Taşlama: Elmas bir disk (tane boyutu 200–500 μm), kalınlığı hızla azaltmak için 3000–5000 rpm'de 50–150 μm malzemeyi kaldırır.
İnce Taşlama: Daha ince bir tekerlek (tane boyutu 1–50 μm), yüzey altı hasarını en aza indirmek için kalınlığı <1 μm/sn'de 20–50 μm'ye düşürür.
Parlatma (CMP): Kimyasal-mekanik bir bulamaç, kalıntı hasarı ortadan kaldırarak Ra < 0,1 nm değerine ulaşır.
Uyumlu Malzemeler
Silisyum (Si): CMOS yongaları için standarttır, 3 boyutlu istifleme için 25 μm'ye kadar inceltilir.
Silisyum Karbür (SiC): Termal kararlılık için özel elmas diskler (yüzde 80 elmas konsantrasyonu) gerektirir.
Safir (Al₂O₃): UV LED uygulamaları için 50 μm'ye kadar inceltilmiştir.
Çekirdek Sistem Bileşenleri
1. Öğütme Sistemi
Çift Eksenli Taşlama Makinesi: Kaba/ince taşlamayı tek bir platformda birleştirerek çevrim süresini %40 oranında azaltır.
Aerostatik Mil: 0–6000 rpm hız aralığı, <0,5 μm radyal sapma.
2. Wafer Taşıma Sistemi
Vakumlu Mandren: ±0,1 μm konumlandırma hassasiyeti ile >50 N tutma kuvveti.
Robotik Kol: 100 mm/sn hızla 4-12 inçlik gofretleri taşır.
3. Kontrol Sistemi
Lazer İnterferometrisi: Gerçek zamanlı kalınlık izleme (çözünürlük 0,01 μm).
AI Destekli İleri Besleme: Tekerlek aşınmasını tahmin eder ve parametreleri otomatik olarak ayarlar.
4. Soğutma ve Temizlik
Ultrasonik Temizleme: 0,5 μm'den büyük partikülleri %99,9 verimlilikle temizler.
Deiyonize Su: Plakayı ortam sıcaklığının <5°C üzerine kadar soğutur.
Temel Avantajlar
1. Ultra Yüksek Hassasiyet: TTV (Toplam Kalınlık Değişimi) <0,5 μm, WTW (Gravür İçi Kalınlık Değişimi) <1 μm.
2. Çoklu İşlem Entegrasyonu: Taşlama, CMP ve plazma aşındırmayı tek bir makinede birleştirir.
3. Malzeme Uyumluluğu:
Silikon: Kalınlık 775 μm'den 25 μm'ye düşürüldü.
SiC: RF uygulamaları için <2 μm TTV'ye ulaşır.
Katkılı Levhalar: <%5 özdirenç kaymasına sahip fosfor katkılı InP levhalar.
4. Akıllı Otomasyon: MES entegrasyonu insan hatasını %70 oranında azaltır.
5. Enerji Verimliliği: Rejeneratif frenleme sayesinde %30 daha az güç tüketimi.
Temel Uygulamalar
1. Gelişmiş Paketleme
• 3D IC'ler: Wafer inceltme, mantık/bellek yongalarının (örneğin HBM yığınları) dikey istiflenmesini sağlayarak 2,5D çözümlere kıyasla 10 kat daha yüksek bant genişliği ve %50 azaltılmış güç tüketimi elde eder. Ekipman, <10 μm ara bağlantı aralığı gerektiren AI/ML işlemcileri için kritik olan hibrit bağlama ve TSV (Through-Silicon Via) entegrasyonunu destekler. Örneğin, 25 μm'ye inceltilmiş 12 inçlik wafer'lar, otomotiv LiDAR sistemleri için gerekli olan <%1,5 eğriliği korurken 8+ katmanın istiflenmesine olanak tanır.
• Fan-Out Paketleme: Wafer kalınlığını 30 μm'ye düşürerek, ara bağlantı uzunluğu %50 kısaltılır, sinyal gecikmesi en aza indirilir (<0,2 ps/mm) ve mobil SoC'ler için 0,4 mm ultra ince yongacıklar sağlanır. İşlem, eğrilmeyi önlemek için gerilim telafili taşlama algoritmalarından yararlanır (>50 μm TTV kontrolü), yüksek frekanslı RF uygulamalarında güvenilirlik sağlar.
2. Güç Elektroniği
• IGBT Modülleri: 50 μm'ye kadar inceltme, termal direnci <0,5°C/W'a düşürerek 1200V SiC MOSFET'lerin 200°C bağlantı sıcaklıklarında çalışmasını sağlar. Ekipmanlarımız, yüzey altı hasarını ortadan kaldırmak için çok aşamalı taşlama (kaba: 46 μm grit → ince: 4 μm grit) kullanır ve >10.000 döngü termal döngü güvenilirliği elde eder. Bu, 10 μm kalınlığındaki SiC gofretlerin anahtarlama hızını %30 oranında iyileştirdiği EV invertörleri için kritik öneme sahiptir.
• GaN-on-SiC Güç Aygıtları: 80 μm'ye kadar wafer inceltme, 650V GaN HEMT'ler için elektron hareketliliğini (μ > 2000 cm²/V·s) artırarak iletim kayıplarını %18 oranında azaltır. İşlem, inceltme sırasında çatlamayı önlemek için lazer destekli kesme kullanır ve RF güç amplifikatörleri için <5 μm kenar kırılması elde eder.
3. Optoelektronik
• GaN-on-SiC LED'ler: 50 μm safir alt tabakalar, foton yakalamayı en aza indirerek ışık çıkarma verimliliğini (LEE) %85'e (150 μm gofretler için %65'e kıyasla) çıkarır. Ekipmanlarımızın ultra düşük TTV kontrolü (<0,3 μm), <100 nm dalga boyu tekdüzeliği gerektiren Mikro LED ekranlar için kritik olan 12 inç gofretler boyunca tekdüze LED emisyonu sağlar.
• Silikon Fotonik: 25μm kalınlığındaki silikon levhalar, 1,6 Tbps optik alıcı-vericiler için gerekli olan dalga kılavuzlarında 3 dB/cm daha düşük yayılma kaybı sağlar. İşlem, yüzey pürüzlülüğünü Ra <0,1 nm'ye düşürmek için CMP yumuşatmayı entegre ederek kuplaj verimliliğini %40 oranında artırır.
4. MEMS Sensörleri
• İvmeölçerler: 25 μm silikon gofretler, kanıt-kütle yer değiştirme hassasiyetini artırarak SNR >85 dB'ye (50 μm gofretler için 75 dB'ye kıyasla) ulaşır. Çift eksenli taşlama sistemimiz, gerilim gradyanlarını telafi ederek -40°C ila 125°C arasında <%0,5 hassasiyet kayması sağlar. Uygulamalar arasında otomotiv çarpışma algılama ve AR/VR hareket takibi yer alır.
• Basınç Sensörleri: 40 μm'ye kadar inceltme, <0,1% FS histerezisi ile 0–300 bar ölçüm aralıklarına olanak tanır. Geçici bağlama (cam taşıyıcılar) kullanılarak, işlem arka yüzey aşındırma sırasında yonga kırılmasını önleyerek endüstriyel IoT sensörleri için <1 μm aşırı basınç toleransı elde eder.
• Teknik Sinerji: Wafer inceltme ekipmanımız, çeşitli malzeme zorluklarını (Si, SiC, Safir) ele almak için mekanik taşlama, CMP ve plazma aşındırmayı birleştirir. Örneğin, GaN-on-SiC, sertlik ve termal genleşmeyi dengelemek için hibrit taşlama (elmas tekerlekler + plazma) gerektirirken, MEMS sensörleri CMP cilalama yoluyla 5 nm'nin altındaki yüzey pürüzlülüğünü talep eder.
• Sektör Etkisi: Daha ince, daha yüksek performanslı yongalar sağlayarak bu teknoloji, katlanabilir ekranlar için <0,1 μm ve otomotiv LiDAR sensörleri için <0,5 μm TTV toleranslarıyla yapay zeka yongalarında, 5G mmWave modüllerinde ve esnek elektroniklerde yenilikleri teşvik ediyor.
XKH'nin Hizmetleri
1. Özelleştirilmiş Çözümler
Ölçeklenebilir Konfigürasyonlar: Otomatik yükleme/boşaltma özelliğine sahip 4–12 inçlik hazne tasarımları.
Doping Desteği: Er/Yb katkılı kristaller ve InP/GaAs plakaları için özel tarifler.
2. Uçtan Uca Destek
Süreç Geliştirme: Optimizasyonla ücretsiz deneme çalışmaları.
Global Eğitim: Bakım ve sorun giderme konusunda her yıl teknik atölyeler.
3. Çoklu Malzeme İşleme
SiC: Ra < 0,1 nm ile 100 μm'ye kadar inceltilmiş yonga.
Safir: UV lazer pencereleri için 50μm kalınlık (geçirgenlik >%92@200 nm).
4. Katma Değerli Hizmetler
Sarf Malzemesi: Elmas diskler (ömür başına 2000+ gofret) ve CMP bulamaçları.
Çözüm
Bu gofret inceltme ekipmanı, endüstri lideri hassasiyet, çok malzemeli çok yönlülük ve akıllı otomasyon sunarak 3D entegrasyon ve güç elektroniği için vazgeçilmez hale getirir. Özelleştirmeden son işleme kadar XKH'nin kapsamlı hizmetleri, müşterilerin yarı iletken üretiminde maliyet verimliliği ve performans mükemmelliğine ulaşmasını sağlar.


