4 इंच-12 इंच नीलम/SiC/Si वेफर्स प्रसंस्करण के लिए वेफर पतला करने का उपकरण

संक्षिप्त वर्णन:

वेफर थिनिंग उपकरण अर्धचालक निर्माण में वेफर की मोटाई कम करने और तापीय प्रबंधन, विद्युत प्रदर्शन और पैकेजिंग दक्षता को अनुकूलित करने के लिए एक महत्वपूर्ण उपकरण है। यह उपकरण अति-सटीक मोटाई नियंत्रण (±0.1 μm) और 4-12-इंच वेफर्स के साथ संगतता प्राप्त करने के लिए यांत्रिक ग्राइंडिंग, रासायनिक यांत्रिक पॉलिशिंग (CMP) और शुष्क/गीली नक्काशी तकनीकों का उपयोग करता है। हमारे सिस्टम C/A-प्लेन ओरिएंटेशन का समर्थन करते हैं और 3D IC, पावर डिवाइस (IGBT/MOSFET), और MEMS सेंसर जैसे उन्नत अनुप्रयोगों के लिए अनुकूलित हैं।

XKH पूर्ण पैमाने पर समाधान प्रदान करता है, जिसमें अनुकूलित उपकरण (2-12-इंच वेफर प्रसंस्करण), प्रक्रिया अनुकूलन (दोष घनत्व <100/सेमी²), और तकनीकी प्रशिक्षण शामिल है।

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विशेषताएँ

काम के सिद्धांत

वेफर पतला करने की प्रक्रिया तीन चरणों से होकर गुजरती है:
रफ ग्राइंडिंग: एक हीरे का पहिया (ग्रिट आकार 200-500 माइक्रोन) 3000-5000 आरपीएम पर 50-150 माइक्रोन सामग्री को हटाता है, जिससे मोटाई तेजी से कम होती है।
बारीक पीसना: एक महीन पहिया (ग्रिट आकार 1-50 μm) उपसतह क्षति को न्यूनतम करने के लिए <1 μm/s पर मोटाई को 20-50 μm तक कम कर देता है।
पॉलिशिंग (सीएमपी): एक रासायनिक-यांत्रिक घोल अवशिष्ट क्षति को समाप्त करता है, जिससे Ra <0.1 एनएम प्राप्त होता है।

संगत सामग्री

सिलिकॉन (Si): CMOS वेफर्स के लिए मानक, 3D स्टैकिंग के लिए 25 μm तक पतला।
सिलिकॉन कार्बाइड (SiC): तापीय स्थिरता के लिए विशेष हीरे के पहिये (80% हीरे की सांद्रता) की आवश्यकता होती है।
नीलम (Al₂O₃): UV LED अनुप्रयोगों के लिए 50 μm तक पतला किया गया।

कोर सिस्टम घटक

1. पीसने की प्रणाली
दोहरी-अक्षीय ग्राइंडर: एक ही प्लेटफॉर्म पर मोटे/बारीक पीसने को संयोजित करता है, जिससे चक्र समय 40% कम हो जाता है।
एयरोस्टेटिक स्पिंडल: 0-6000 आरपीएम गति सीमा <0.5 μm रेडियल रनआउट के साथ।

2. वेफर हैंडलिंग सिस्टम
वैक्यूम चक: ±0.1 μm स्थिति सटीकता के साथ >50 N होल्डिंग बल।
रोबोटिक आर्म: 4-12 इंच के वेफर्स को 100 मिमी/सेकंड की गति से परिवहन करता है।

3. नियंत्रण प्रणाली
लेज़र इंटरफेरोमेट्री: वास्तविक समय मोटाई निगरानी (रिज़ॉल्यूशन 0.01 μm)।
एआई-संचालित फीडफॉरवर्ड: पहिये के घिसाव का पूर्वानुमान लगाता है और मापदंडों को स्वचालित रूप से समायोजित करता है।

4. शीतलन और सफाई
अल्ट्रासोनिक सफाई: 99.9% दक्षता के साथ 0.5 μm से बड़े कणों को हटाता है।
विआयनीकृत जल: वेफर को परिवेश से <5°C ऊपर तक ठंडा करता है।

मुख्य लाभ

1. अति-उच्च परिशुद्धता: टीटीवी (कुल मोटाई भिन्नता) <0.5 μm, डब्ल्यूटीडब्ल्यू (वेफर के भीतर मोटाई भिन्नता) <1 μm।

2. बहु-प्रक्रिया एकीकरण: एक मशीन में पीसने, सीएमपी और प्लाज्मा नक़्क़ाशी को जोड़ता है।

3. सामग्री संगतता:
सिलिकॉन: मोटाई में 775 μm से 25 μm तक की कमी।
SiC: RF अनुप्रयोगों के लिए <2 μm TTV प्राप्त करता है।
डोप्ड वेफर्स: <5% प्रतिरोधकता बहाव के साथ फॉस्फोरस-डोप्ड InP वेफर्स।

4. स्मार्ट ऑटोमेशन: एमईएस एकीकरण मानवीय त्रुटि को 70% तक कम करता है।

5. ऊर्जा दक्षता: पुनर्योजी ब्रेकिंग के माध्यम से 30% कम बिजली की खपत।

प्रमुख अनुप्रयोग

1. उन्नत पैकेजिंग
• 3D ICs: वेफर थिनिंग लॉजिक/मेमोरी चिप्स (जैसे, HBM स्टैक) की वर्टिकल स्टैकिंग को सक्षम बनाता है, जिससे 2.5D समाधानों की तुलना में 10 गुना ज़्यादा बैंडविड्थ और 50% कम बिजली की खपत प्राप्त होती है। यह उपकरण हाइब्रिड बॉन्डिंग और TSV (थ्रू-सिलिकॉन वाया) एकीकरण का समर्थन करता है, जो <10 μm इंटरकनेक्ट पिच की आवश्यकता वाले AI/ML प्रोसेसर के लिए महत्वपूर्ण है। उदाहरण के लिए, 25 μm तक पतले किए गए 12-इंच वेफर 8+ परतों की स्टैकिंग की अनुमति देते हैं जबकि <1.5% वॉरपेज बनाए रखते हैं, जो ऑटोमोटिव LiDAR सिस्टम के लिए आवश्यक है।

• फैन-आउट पैकेजिंग: वेफर की मोटाई 30 μm तक कम करके, इंटरकनेक्ट की लंबाई 50% कम कर दी जाती है, जिससे सिग्नल विलंब (<0.2 ps/mm) कम हो जाता है और मोबाइल SoCs के लिए 0.4 मिमी अल्ट्रा-थिन चिपलेट प्राप्त होते हैं। यह प्रक्रिया तनाव-क्षतिपूर्ति ग्राइंडिंग एल्गोरिदम का उपयोग करके वॉरपेज (>50 μm TTV नियंत्रण) को रोकती है, जिससे उच्च-आवृत्ति RF अनुप्रयोगों में विश्वसनीयता सुनिश्चित होती है।

2. पावर इलेक्ट्रॉनिक्स
• IGBT मॉड्यूल: 50 μm तक पतला करने से तापीय प्रतिरोध <0.5°C/W तक कम हो जाता है, जिससे 1200V SiC MOSFETs 200°C जंक्शन तापमान पर काम कर सकते हैं। हमारे उपकरण बहु-चरणीय ग्राइंडिंग (मोटा: 46 μm ग्रिट → महीन: 4 μm ग्रिट) का उपयोग करते हैं ताकि उपसतह क्षति को कम किया जा सके और तापीय चक्रण विश्वसनीयता के >10,000 चक्र प्राप्त किए जा सकें। यह EV इन्वर्टर के लिए महत्वपूर्ण है, जहाँ 10 μm-मोटे SiC वेफर्स स्विचिंग गति को 30% तक बढ़ा देते हैं।
• GaN-on-SiC पावर डिवाइस: 80 μm तक वेफर थिनिंग 650V GaN HEMTs के लिए इलेक्ट्रॉन गतिशीलता (μ > 2000 cm²/V·s) को बढ़ाती है, जिससे चालन हानि 18% कम हो जाती है। यह प्रक्रिया थिनिंग के दौरान दरारों को रोकने के लिए लेज़र-सहायता प्राप्त डाइसिंग का उपयोग करती है, जिससे RF पावर एम्पलीफायरों के लिए <5 μm एज चिपिंग प्राप्त होती है।

3. ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक्स
• GaN-on-SiC LED: 50 μm सैफायर सबस्ट्रेट्स, फोटॉन ट्रैपिंग को न्यूनतम करके प्रकाश निष्कर्षण दक्षता (LEE) को 85% तक बढ़ा देते हैं (150 μm वेफ़र्स के लिए 65% की तुलना में)। हमारे उपकरण का अल्ट्रा-लो TTV नियंत्रण (<0.3 μm) 12-इंच वेफ़र्स में एकसमान LED उत्सर्जन सुनिश्चित करता है, जो <100nm तरंगदैर्ध्य एकरूपता की आवश्यकता वाले माइक्रो-LED डिस्प्ले के लिए महत्वपूर्ण है।
• सिलिकॉन फोटोनिक्स: 25μm मोटे सिलिकॉन वेफ़र्स वेवगाइड्स में 3 dB/cm कम प्रसार हानि प्रदान करते हैं, जो 1.6 Tbps ऑप्टिकल ट्रांसीवर्स के लिए आवश्यक है। यह प्रक्रिया सतह की खुरदरापन को Ra <0.1 nm तक कम करने के लिए CMP स्मूथिंग को एकीकृत करती है, जिससे युग्मन दक्षता 40% बढ़ जाती है।

4. एमईएमएस सेंसर
• एक्सेलेरोमीटर: 25 μm सिलिकॉन वेफ़र्स, प्रूफ़-मास विस्थापन संवेदनशीलता बढ़ाकर SNR >85 dB (50 μm वेफ़र्स के लिए 75 dB की तुलना में) प्राप्त करते हैं। हमारी द्वि-अक्षीय ग्राइंडिंग प्रणाली तनाव प्रवणता की भरपाई करती है, जिससे -40°C से 125°C तक <0.5% संवेदनशीलता विचलन सुनिश्चित होता है। इसके अनुप्रयोगों में ऑटोमोटिव दुर्घटना का पता लगाना और AR/VR गति ट्रैकिंग शामिल हैं।

• दाब संवेदक: 40 μm तक पतला करने से <0.1% FS हिस्टैरिसिस के साथ 0–300 बार मापन रेंज संभव हो जाती है। अस्थायी बॉन्डिंग (ग्लास कैरियर) का उपयोग करके, यह प्रक्रिया बैकसाइड एचिंग के दौरान वेफर फ्रैक्चर से बचाती है, जिससे औद्योगिक IoT सेंसरों के लिए <1 μm अतिदाब सहनशीलता प्राप्त होती है।

• तकनीकी तालमेल: हमारा वेफर थिनिंग उपकरण विविध भौतिक चुनौतियों (Si, SiC, नीलम) का समाधान करने के लिए यांत्रिक ग्राइंडिंग, CMP और प्लाज्मा एचिंग को एकीकृत करता है। उदाहरण के लिए, GaN-on-SiC को कठोरता और तापीय विस्तार को संतुलित करने के लिए हाइब्रिड ग्राइंडिंग (डायमंड व्हील्स + प्लाज्मा) की आवश्यकता होती है, जबकि MEMS सेंसर CMP पॉलिशिंग के माध्यम से 5 नैनोमीटर से कम सतह खुरदरापन की मांग करते हैं।

• उद्योग प्रभाव: पतले, उच्च-प्रदर्शन वाले वेफर्स को सक्षम करके, यह तकनीक एआई चिप्स, 5G mmWave मॉड्यूल और लचीले इलेक्ट्रॉनिक्स में नवाचारों को बढ़ावा देती है, जिसमें फोल्डेबल डिस्प्ले के लिए TTV सहिष्णुता <0.1 μm और ऑटोमोटिव LiDAR सेंसर के लिए <0.5 μm है।

XKH की सेवाएँ

1. अनुकूलित समाधान
स्केलेबल कॉन्फ़िगरेशन: स्वचालित लोडिंग/अनलोडिंग के साथ 4-12-इंच चैम्बर डिज़ाइन।
डोपिंग समर्थन: Er/Yb-डोप्ड क्रिस्टल और InP/GaAs वेफर्स के लिए कस्टम रेसिपी।

2. एंड-टू-एंड सपोर्ट
प्रक्रिया विकास: अनुकूलन के साथ निःशुल्क परीक्षण चलता है।
वैश्विक प्रशिक्षण: रखरखाव और समस्या निवारण पर प्रतिवर्ष तकनीकी कार्यशालाएं।

3. बहु-सामग्री प्रसंस्करण
SiC: Ra <0.1 nm के साथ 100 μm तक वेफर पतला करना।
नीलम: यूवी लेजर खिड़कियों के लिए 50μm मोटाई (संप्रेषण >92%@200 एनएम)।

4. मूल्यवर्धित सेवाएँ
उपभोज्य आपूर्ति: डायमंड व्हील्स (2000+ वेफर्स/जीवन) और सीएमपी स्लरी।

निष्कर्ष

यह वेफर थिनिंग उपकरण उद्योग में अग्रणी परिशुद्धता, बहु-सामग्री बहुमुखी प्रतिभा और स्मार्ट स्वचालन प्रदान करता है, जो इसे 3D एकीकरण और पावर इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए अपरिहार्य बनाता है। XKH की व्यापक सेवाएँ—अनुकूलन से लेकर पोस्ट-प्रोसेसिंग तक—यह सुनिश्चित करती हैं कि ग्राहक सेमीकंडक्टर निर्माण में लागत दक्षता और उत्कृष्ट प्रदर्शन प्राप्त करें।