Vahvlite hõrenemise seadmed 4–12-tolliste safiir-/SiC-/Si-vahvlite töötlemiseks

Lühike kirjeldus:

Kiipide õhendamise seadmed on pooljuhtide tootmises kriitilise tähtsusega tööriist kiipide paksuse vähendamiseks, et optimeerida termilist haldamist, elektrilist jõudlust ja pakendi efektiivsust. Need seadmed kasutavad mehaanilist lihvimist, keemilist mehaanilist poleerimist (CMP) ja kuiv-/märgsöövitustehnoloogiaid, et saavutada ülitäpne paksuse kontroll (±0,1 μm) ja ühilduvus 4–12-tolliste kiipidega. Meie süsteemid toetavad C/A-tasandi orientatsiooni ja on kohandatud täiustatud rakenduste jaoks, nagu 3D-integraallülitused, toiteseadmed (IGBT/MOSFETid) ja MEMS-andurid.

XKH pakub täislahendusi, sealhulgas kohandatud seadmeid (2–12-tolliste kiipide töötlemine), protsesside optimeerimist (defektide tihedus <100/cm²) ja tehnilist koolitust.

Saada meile e-kiri

Omadused

Tööpõhimõte

Kipsplaatide hõrenemise protsess läbib kolm etappi:
Jäme lihvimine: Teemantketas (terasuurus 200–500 μm) eemaldab kiirusel 3000–5000 p/min 50–150 μm materjali, et kiiresti paksust vähendada.
Peenlihvimine: Peenema lihvimiskettaga (terasuurus 1–50 μm) vähendatakse paksust kiirusega <1 μm/s 20–50 μm-ni, et minimeerida aluspinna kahjustusi.
Poleerimine (CMP): keemilis-mehaaniline suspensioon kõrvaldab jääkkahjustused, saavutades Ra <0,1 nm.

Ühilduvad materjalid

Räni (Si): CMOS-plaatide standard, 3D-virnastamiseks õhendatud 25 μm-ni.
Ränikarbiid (SiC): Termilise stabiilsuse tagamiseks on vaja spetsiaalseid teemantkettaid (80% teemandikontsentratsioon).
Safiir (Al₂O₃): UV-LED-rakenduste jaoks lahjendatud 50 μm-ni.

Põhisüsteemi komponendid

1. Lihvimissüsteem
Kaheteljeline lihvija: ühendab jämeda ja peene lihvimise ühel platvormil, vähendades tsükliaega 40%.
Aerostaatiline spindel: kiirusvahemik 0–6000 p/min ja radiaalne vise <0,5 μm.

2. Vahvlite käitlemise süsteem
Vaakumpadrun: hoidejõud >50 N ja positsioneerimistäpsus ±0,1 μm.
Robotkäsi: Transpordib 4–12-tolliseid vahvleid kiirusega 100 mm/s.

3. Juhtimissüsteem
Laserinterferomeetria: paksuse jälgimine reaalajas (eraldusvõime 0,01 μm).
Tehisintellektil põhinev etteanne: ennustab rataste kulumist ja reguleerib parameetreid automaatselt.

4. Jahutus ja puhastamine
Ultraheli puhastus: Eemaldab osakesed suurusega >0,5 μm 99,9% efektiivsusega.
Deioniseeritud vesi: Jahutab vahvli temperatuurini <5 °C üle ümbritseva õhu temperatuuri.

Põhilised eelised

1. Ülikõrge täpsus: TTV (kogupaksuse kõikumine) <0,5 μm, WTW (kiibi sees paksuse kõikumine) <1 μm.

2. Mitme protsessi integreerimine: ühendab lihvimise, CMP ja plasma söövituse ühes masinas.

3. Materjalide ühilduvus:
Räni: paksuse vähendamine 775 μm-lt 25 μm-ni.
SiC: Saavutab raadiosageduslike rakenduste jaoks <2 μm TTV.
Legeeritud vahvlid: fosforiga legeeritud InP vahvlid, mille eritakistuse triiv on <5%.

4. Nutikas automatiseerimine: MES-i integratsioon vähendab inimlike vigade arvu 70%.

5. Energiatõhusus: 30% väiksem energiatarve regeneratiivpidurduse abil.

Peamised rakendused

1. Täiustatud pakendamine
• 3D-integraallülitused: kiipide õhendamine võimaldab loogika-/mälukiipide (nt HBM-pinude) vertikaalset virnastamist, saavutades 10 korda suurema ribalaiuse ja 50% väiksema energiatarbimise võrreldes 2,5D lahendustega. Seade toetab hübriidühendust ja TSV (läbi räni Via) integratsiooni, mis on kriitilise tähtsusega tehisintellekti/masinatöötlejate jaoks, kes vajavad <10 μm ühendussammu. Näiteks 12-tollised kiivid, mis on õhendatud 25 μm-ni, võimaldavad virnastada 8+ kihti, säilitades samal ajal <1,5% moonutuse, mis on oluline autotööstuse LiDAR-süsteemide jaoks.

• Fan-Out pakendamine: vähendades kiibi paksust 30 μm-ni, lüheneb ühenduste pikkus 50%, minimeerides signaali viivitust (<0,2 ps/mm) ja võimaldades mobiilsete SoC-de jaoks 0,4 mm üliõhukesi kiipe. Protsess kasutab pingekompenseeritud lihvimisalgoritme, et vältida deformatsiooni (>50 μm TTV-juhtimine), tagades töökindluse kõrgsageduslike raadiosageduslike rakenduste puhul.

2. Jõuelektroonika
• IGBT moodulid: 50 μm paksune hõrenemine vähendab termilist takistust <0,5 °C/W-ni, võimaldades 1200 V SiC MOSFETidel töötada 200 °C üleminekutemperatuuril. Meie seadmed kasutavad mitmeastmelist lihvimist (jäme: 46 μm tera → peen: 4 μm tera), et vältida pinnasealuseid kahjustusi, saavutades üle 10 000 termilise tsükli töökindluse. See on kriitilise tähtsusega elektrisõidukite inverterite puhul, kus 10 μm paksused SiC-plaadid parandavad lülituskiirust 30%.
• GaN-on-SiC võimsusseadmed: vahvli õhendamine 80 μm-ni suurendab elektronide liikuvust (μ > 2000 cm²/V·s) 650 V GaN HEMT-transistoride puhul, vähendades juhtivuskadusid 18%. Protsess kasutab laseriga abistatavat tükeldamist, et vältida pragunemist õhendamisel, saavutades raadiosageduslike võimsusvõimendite puhul <5 μm servade mõranemise.

3. Optoelektroonika
• GaN-on-SiC LED-id: 50 μm safiiraluspinnad parandavad valguse eraldamise efektiivsust (LEE) 85%-ni (võrreldes 65%-ga 150 μm vahvlite puhul), minimeerides footonite püüdmist. Meie seadmete ülimadal TTV-kontroll (<0,3 μm) tagab ühtlase LED-kiirguse 12-tollistel vahvlitel, mis on kriitilise tähtsusega mikro-LED-ekraanide puhul, mis vajavad lainepikkuse ühtlust <100 nm.
• Ränifotoonika: 25 μm paksused räniplaadid võimaldavad lainejuhtides 3 dB/cm võrra madalamat levimiskadu, mis on oluline 1,6 Tbps optiliste transiiver-vastuvõtjate jaoks. Protsess integreerib CMP silumise, et vähendada pinnakaredust Ra <0,1 nm-ni, suurendades sidestustõhusust 40%.

4. MEMS-andurid
• Kiirendusmõõturid: 25 μm räniplaadid saavutavad signaali-müra suhte >85 dB (võrreldes 75 dB-ga 50 μm vahvlite puhul), suurendades massi nihke tundlikkust. Meie kaheteljeline lihvimissüsteem kompenseerib pingegradiente, tagades <0,5% tundlikkuse triivi temperatuurivahemikus -40 °C kuni 125 °C. Rakenduste hulka kuuluvad autoõnnetuste tuvastamine ja AR/VR liikumise jälgimine.

• Rõhuandurid: 40 μm-ni lahjendamine võimaldab mõõtevahemikku 0–300 baari <0,1% FS-hüstereesiga. Ajutise sideme (klaaskandjate) abil välditakse protsessis kiibi purunemist tagakülje söövitamise ajal, saavutades tööstuslike IoT-andurite ülerõhutaluvuse <1 μm.

• Tehniline sünergia: Meie kiipide õhendamise seadmed ühendavad mehaanilise lihvimise, CMP ja plasma söövituse, et lahendada mitmesuguseid materjaliprobleeme (Si, SiC, safiir). Näiteks GaN-onSiC nõuab kõvaduse ja soojuspaisumise tasakaalustamiseks hübriidlihvimist (teemantkettad + plasma), samas kui MEMS-andurid nõuavad CMP-poleerimise abil alla 5 nm pinnakaredust.

• Mõju tööstusele: võimaldades õhemate ja suurema jõudlusega vahvlite tootmist, edendab see tehnoloogia innovatsiooni tehisintellekti kiipides, 5G mmWave moodulites ja paindlikus elektroonikas, mille TTV tolerantsid on <0,1 μm kokkupandavate ekraanide ja <0,5 μm autotööstuse LiDAR-andurite puhul.

XKH teenused

1. Kohandatud lahendused
Skaleeritavad konfiguratsioonid: 4–12-tollised kambriga konstruktsioonid automaatse laadimise/tühjendamisega.
Dopingu tugi: Er/Yb-dopeeritud kristallide ja InP/GaAs-plaatide kohandatud retseptid.

2. Täielik tugi
Protsesside arendamine: Tasuta prooviversioonid optimeerimisega.
Globaalne koolitus: igal aastal toimuvad tehnilised töötoad hoolduse ja tõrkeotsingu teemal.

3. Mitme materjali töötlemine
SiC: vahvli õhendamine 100 μm-ni, Ra <0,1 nm.
Safiir: UV-laserikile paksusega 50 μm (läbilaskvus >92% 200 nm juures).

4. Lisaväärtust pakkuvad teenused
Tarbekaubad: Teemantkettad (2000+ kiipi/eluiga) ja CMP suspensioonid.

Kokkuvõte

See kiipide õhendamise seade pakub tööstusharu juhtivat täpsust, mitme materjali mitmekülgsust ja nutikat automatiseerimist, muutes selle 3D-integratsiooni ja jõuelektroonika jaoks asendamatuks. XKH terviklikud teenused – alates kohandamisest kuni järeltöötluseni – tagavad klientidele kulutõhususe ja suurepärase jõudluse pooljuhtide tootmises.