Macina wafer DISCO DFG8560

Come evoluzione della serie DFG800, la DISCO DFG8560 è una macchina per l'assottigliamento di wafer completamente automatizzata. È stata progettata specificamente per affrontare le sfide dell'assottigliamento di wafer da 12 pollici. Il suo principio di funzionamento si basa su una configurazione a doppio mandrino e triplo tronchetto, che consente di completare sia la fase di "sgrossatura" che quella di "finitura" del processo di assottigliamento in un'unica operazione di bloccaggio del wafer. Questa configurazione migliora significativamente l'efficienza di lavorazione e il controllo di precisione.

**Principio di funzionamento**

Il DFG8560 realizza l'assottigliamento dei wafer tramite un movimento meccanico di alta precisione:

**Struttura ad alta rigidità:** La macchina utilizza un mandrino con cuscinetti ad aria ad alta rigidità, che garantisce un'eccellente stabilità durante l'intero processo di rettifica.

**Processo di macinazione in due fasi:**

**Levigatura di sgrossatura:** Il primo mandrino utilizza una mola a grana più grossa (ad esempio, una mola diamantata legata con resina). La rotazione ad alta velocità rimuove rapidamente la maggior parte del materiale dal lato posteriore del wafer, massimizzando l'efficienza.

**Rettifica fine:** Il secondo mandrino utilizza una mola a grana più fine (ad esempio, una mola diamantata con legante ceramico) per la rettifica di precisione del wafer. Questo processo crea una superficie liscia e piana e rimuove lo strato danneggiato prodotto durante la fase di sgrossatura.

Durante il funzionamento, il wafer viene tenuto in posizione su un mandrino rotante mediante aspirazione sottovuoto. Il mandrino ruota in direzione opposta alla mola ad alta velocità; la mola si muove verticalmente verso il basso, tagliando la superficie del wafer.

**Caratteristiche principali**

La funzione principale del DFG8560 è l'assottigliamento dei wafer. A tal fine, integra una serie di funzioni chiave:

**Funzionamento completamente automatizzato:** Questa apparecchiatura automatizza l'intero flusso di lavoro, dal caricamento dei wafer, all'allineamento, alla molatura, alla pulizia e allo scarico, riducendo significativamente l'intervento manuale e migliorando l'efficienza produttiva.

**Controllo dello spessore ad alta precisione:** Grazie all'integrazione di un sistema di misurazione dello spessore online ad alta risoluzione (0,1 μm), l'apparecchiatura consente un controllo a circuito chiuso del processo di rettifica, garantendo la precisione dello spessore finale del wafer.

**Elaborazione di wafer ultrasottili:** Ottimizzando i parametri del sistema di rettifica e lavorazione, il DFG8560 è in grado di elaborare in modo stabile wafer ultrasottili con uno spessore pari o inferiore a 100 μm, riducendo al minimo il rischio di rottura dei wafer.

**Rilevamento dei difetti:** Questo sistema è in grado di identificare i difetti sulla superficie del wafer, fornendo i dati necessari per i successivi processi di riparazione o per i cicli di feedback.

**Interfaccia intuitiva:** Dotato di un display LCD touchscreen e di un'interfaccia utente grafica (GUI), il sistema visualizza lo stato di elaborazione e delle apparecchiature in tempo reale, rendendo le operazioni e la manutenzione più semplici e intuitive.

**Integrazione ed espansione online:** Il DFG8560 può essere integrato senza problemi in linee di produzione automatizzate più complesse, come ad esempio:

**Sistema DBG (Post-Die Grinding):** Integra i processi di taglio e assottigliamento, risultando particolarmente adatto alla produzione di chip ultrasottili.

**Macchina per la lucidatura a secco (ad es. DFP8160):** Costituisce un sistema integrato che esegue la lucidatura a secco dopo i processi di rettifica, riducendo ulteriormente la rugosità superficiale del wafer (valore Ry) ed eliminando i danni causati dalla rettifica.

**Laminatrice/Rimuovi-Pellicole per wafer:** Integrata per applicare o rimuovere automaticamente le pellicole protettive lucidanti, creando un flusso di lavoro completamente automatizzato.

**Comunicazione SECS/GEM:** Questo dispositivo supporta il protocollo di comunicazione SECS/GEM, consentendo la connessione a un sistema MES (Manufacturing Execution System) di fabbrica per il monitoraggio remoto e l'acquisizione automatizzata dei dati di produzione.

**Applicazioni e funzioni:**

La funzione principale del DFG8560 è quella di fornire wafer con spessore uniforme ed eccellente qualità superficiale per processi successivi come il taglio e il confezionamento; la sua ampia compatibilità con i materiali lo rende inoltre adatto a una vasta gamma di applicazioni.

**Assottigliamento dei wafer:** Riduzione dello spessore del wafer dallo spessore originale a uno spessore target: un requisito fondamentale per quasi tutte le applicazioni.

**Rimozione dello strato danneggiato:** Eliminazione degli strati danneggiati da stress generati nei processi a monte (come la rettifica del lato posteriore): un passaggio fondamentale per garantire la resistenza meccanica del chip.

**Planarizzazione della superficie:** Fornisce un substrato estremamente piatto per i successivi processi di precisione (come la fotolitografia e l'incollaggio), un prerequisito fondamentale per la produzione di alta precisione.

**Confezionamento 3D ed esposizione TSV:** Fornitura dei wafer sottili necessari per la realizzazione della tecnologia Through-Silicon Vias (TSV) ed esposizione precisa della parte inferiore della struttura TSV, un componente fondamentale del packaging avanzato.

Produzione di dispositivi di potenza e RF: Utilizzato per assottigliare wafer di SiC, GaN e altri semiconduttori composti al fine di ridurre la resistenza di conduzione e migliorare la dissipazione del calore.

Fabbricazione di dispositivi e filtri ottici: Utilizzata per l'assottigliamento e la planarizzazione di precisione di materiali duri e fragili come lo zaffiro (substrato LED) e il tantalato di litio/niobato di litio (filtro RF).

Specifiche dettagliate

Compendi Compendi

Dimensioni del pezzo applicabile: Φ300 mm (12 pollici). Il mandrino universale supporta wafer da Φ200 mm/Φ300 mm.

Metodo di rettifica: Rettifica longitudinale con rotazione del wafer durante l'alimentazione.

Configurazione del mandrino: Doppio mandrino (2 assi). Mandrino pneumatico-statico integrato, azionato da un motore ad alta frequenza.

Configurazione del tavolo portautensili: Tre tavoli portautensili, con sistema a tavola rotante. Velocità del mandrino: 0-300 giri/min.

Potenza del mandrino: potenza nominale 4,8 kW.

Velocità del mandrino: 1.000 - 4.000 min⁻¹ (giri/min).

Corsa dell'asse Z: 120 mm (inclusa l'origine).

Velocità di avanzamento di rettifica sull'asse Z: 0,0001 - 0,08 mm/s (0,1 - 80 μm/s).

Movimento minimo sull'asse Z: 0,1 μm.

Intervallo di misurazione dello spessore: 0 - 1.800 μm.

Risoluzione della misurazione dello spessore: 0,1 μm.

Ripetibilità della misurazione dello spessore: ±0,5 μm.

Specifiche della mola: mola diamantata da Φ300 mm.

Deviazione dello spessore intra-wafer (TTV): inferiore a 3,0 μm (utilizzando un piano di lavoro dedicato, wafer da φ300 mm).

Deviazione dello spessore tra i wafer: inferiore a ±3,0 μm.

Rugosità superficiale dopo la finitura: Ry circa 0,13 μm (utilizzando la mola n. 2000); Ry circa 0,15 μm (utilizzando la mola n. 1400).

Dimensioni dell'apparecchiatura (L × P × A): circa 1.400 × 3.190 × 1.800 mm.

Peso dell'attrezzatura: circa 4.000 kg.

Alimentazione richiesta: trifase 200/220/380/400 V, 50/60 Hz, consumo massimo di potenza circa 22 kVA.

Aria compressa richiesta: pressione superiore a 0,5 MPa, pulita e priva di olio, punto di rugiada inferiore a -15℃, portata di circa 1.000 NL/min.

Requisiti per l'approvvigionamento idrico: acqua deionizzata, temperatura 23±1℃, portata 6-10 L/min.

Vantaggi principali

Il DFG8560 continua a consolidare la sua posizione di mercato come apparecchiatura ad alte prestazioni per l'assottigliamento dei wafer, grazie ai seguenti vantaggi:

Elevata precisione di rettifica: grazie a una progettazione ottimizzata, la qualità di rettifica viene efficacemente migliorata, ottenendo un'eccellente uniformità dello spessore all'interno del wafer (TTV) e una consistenza tra i wafer, garantendo prestazioni ottimali per processi esigenti come il packaging avanzato.

Qualità di rettifica stabile: i parametri di rettifica e manipolazione ottimizzati consentono una rettifica stabile di wafer ultrasottili, controllando efficacemente il tasso di rottura, aspetto cruciale per i wafer di grandi dimensioni e di alto valore.

Scalabilità superiore: offre una vasta gamma di opzioni di integrazione in linea (come DBG e lucidatura a secco), adattandosi in modo flessibile agli aggiornamenti della linea di produzione e proteggendo completamente l'investimento dell'utente.

Elevata compatibilità: in grado di gestire diversi materiali (come silicio, SiC, GaN, zaffiro, LT/LN), offrendo una notevole flessibilità di processo per la produzione di vari semiconduttori e dispositivi optoelettronici.

Facile da usare e da manutenere: l'interfaccia grafica intuitiva e il touchscreen riducono notevolmente la complessità operativa. Inoltre, i componenti chiave sono intercambiabili con la serie 800, riducendo i costi di magazzino dei pezzi di ricambio e i rischi di fermo macchina.

Design leggero: è stata ottenuta una riduzione di peso di 1 tonnellata (circa il 20%) mantenendo inalterate specifiche e prestazioni. L'attrezzatura più leggera semplifica il processo di installazione e riduce i requisiti di carico del pavimento dello stabilimento.

Riepilogo delle caratteristiche tecniche: Design a doppio asse con tre ventose: separa la sgrossatura dalla levigatura fine, completandole in un'unica operazione di serraggio, migliorando l'efficienza e garantendo al contempo la precisione.

Mandrino pneumatico-statico: grazie all'utilizzo di un mandrino pneumatico-statico, questo design elimina il contatto meccanico, riducendo al minimo l'usura e mantenendo un'elevata precisione di rotazione per lunghi periodi. È un componente fondamentale per ottenere una precisione di lavorazione estremamente elevata.

Tecnologia di allineamento a doppio punto di rettifica: questa tecnologia consente a due mandrini di condividere la stessa posizione fisica di rettifica, eliminando gli errori sistematici causati dal disallineamento dei punti di lavorazione. Ciò migliora simultaneamente l'uniformità dello spessore (TTV) all'interno di un singolo wafer e la coerenza dello spessore tra i wafer, rendendola una tecnologia chiave per ottenere una rettifica ultrasottile stabile.

In sintesi: in conclusione, DISCO DFG8560 è una soluzione completamente automatizzata per l'assottigliamento di wafer da 12 pollici, progettata per la produzione di massa. Le sue caratteristiche principali includono una precisa architettura a doppio mandrino e una stabilità di sistema superiore, che consentono un'uniformità e una qualità superficiale di altissimo livello durante la lavorazione di wafer di grandi dimensioni e ultrasottili, unitamente a potenti capacità di integrazione con i sistemi di automazione.