آسیاب ویفر دیسکو DFG8830

دستگاه DISCO DFG8830 یک دستگاه نازک‌سازی و صیقل‌دهی کاملاً خودکار برای مواد سخت و شکننده است که توسط شرکت DISCO ژاپن عرضه شده است. تمرکز اصلی آن بر نازک‌سازی کارآمد و کم‌ضرر مواد سخت و شکننده نیمه‌هادی/نوری نسل سوم مانند SiC و یاقوت کبود است. این دستگاه با معماری 4 محوره و 5 مرحله‌ای، توان عملیاتی بالا و دقت بالا را متعادل می‌کند و آن را به یک دستگاه اصلی برای نازک‌سازی ویفرهای سخت و شکننده 6 تا 8 اینچی تبدیل می‌کند.

I. موقعیت‌یابی اصلی و سناریوهای کاربردی

۱. موقعیت‌یابی مرکزی

یک دستگاه پولیش و نازک‌کاری کاملاً خودکار که به‌طور خاص برای مواد با سختی و شکنندگی بالا (SiC، یاقوت کبود، سرامیک، شیشه و غیره) طراحی شده است و نقاط ضعف تجهیزات سنتی مانند راندمان پایین پردازش، آسیب زیاد و بازده پایین را برطرف می‌کند.

۲. کاربردهای معمول

نیمه‌هادی‌ها: نازک‌سازی ویفرهای قدرت SiC/GaN (6-8 اینچ)، نازک‌سازی زیرلایه‌های یاقوت کبود (تراشه‌های LED).

اپتیک: نازک‌سازی شیشه‌های اپتیکی، زیرلایه‌های سرامیکی و مواد مادون قرمز.

بسته‌بندی پیشرفته: نازک‌سازی ویفرهای کامپوزیتی با زیرلایه‌های نگهدارنده شیشه/سرامیک (ضخامت کل ≤ ۳.۵ میلی‌متر).

۳. اندازه‌های سازگار

ویفرهای فرآوری شده: Φ4/5/6 اینچ (حداکثر Φ150 میلی‌متر).

زیرلایه‌های نگهدارنده: Φ5/6/8 اینچ (سازگار با زیرلایه‌های 8 اینچی که ویفرهای 6 اینچی را پشتیبانی می‌کنند).

دوم. ساختار کلی و پیکربندی هسته

۱. معماری کلی

طرح‌بندی: ۴ اسپیندل + ۵ میز سه نظام + ۱ میز دوار، که کل فرآیند بارگیری، سنگ‌زنی، تمیز کردن، خشک کردن و تخلیه را یکپارچه می‌کند و تنها ۳.۵ متر مربع فضا اشغال می‌کند، جمع و جور و کارآمد است.

ابعاد (عرض×عمق×ارتفاع): ۱۴۰۰×۲۵۰۰×۲۰۰۰ میلی‌متر؛ وزن: تقریباً ۶۰۰۰ کیلوگرم.

۲. اجزای اصلی

(1) سیستم اسپیندل (4 محور، Z1-Z4)

توان: Z1 تا Z3، 6.3 کیلووات (استحکام بالا، گشتاور بالا، مناسب برای بارهای سنگین روی مواد سخت و شکننده)؛ Z4 محور پرداخت‌کاری است. سرعت چرخش: 1000-4000 دقیقه (توان خروجی ثابت، مناسب برای سنگ‌زنی زبر/ریز).

چرخ سنگ‌زنی: چرخ سنگ‌زنی الماس استاندارد Φ300 میلی‌متر (قطر بزرگ، سرعت براده‌برداری بالا، مناسب برای مواد سخت و شکننده).

(2) سیستم میز کار

۵ میز کار مکنده خلاء و ۱ میز دوار، پردازش موازی و عملیات پیوسته را با UPH (ظرفیت بالای ساعت) سه برابر تجهیزات تک محوره (مانند DFG8340) امکان‌پذیر می‌کنند.

جذب خلاء + دقت موقعیت‌یابی ±2μm تضمین می‌کند که TTV (انحراف ضخامت کل) ویفر پس از نازک شدن ≤2μm باشد.

(3) سیستم کنترل

رابط کاربری: رابط کاربری گرافیکی لمسی ۱۵ اینچی، عملکرد مبتنی بر آیکون، پشتیبانی از نظارت در لحظه، ذخیره‌سازی پارامترها و آلارم‌های غیرعادی.

هسته کنترل: سروو موتور با دقت بالا + گریتینگ حلقه بسته، دقت کنترل ضخامت ±0.1μm، پشتیبانی از نازک شدن در سطح میکرون (تا 50μm). 3. ماژول‌های کلیدی

ماژول سنگ‌زنی: تقسیم کار ۴ محوره (Z1 سنگ‌زنی زبر → Z2 سنگ‌زنی متوسط ​​→ Z3 سنگ‌زنی ریز → Z4 پرداخت/پرداخت)، انجام چندین فرآیند در یک مرحله بستن، که باعث کاهش آسیب‌های ناشی از جابجایی می‌شود.

ماژول تمیز کردن و خشک کردن: اسپری آب خالص + خشک کردن با هوای یونی پس از آسیاب، بدون باقی گذاشتن هیچ گونه باقیمانده یا واترمارک، مطابق با الزامات تمیزی نیمه‌هادی.

بارگیری و تخلیه خودکار: جعبه‌های دوگانه مواد (۲۵ ویفر در هر جعبه)، شناسایی خودکار ویفرها/زیرلایه‌ها، کاهش مداخله دستی.

III. اصول کار و جریان فرآیند

۱. اصل سنگ‌زنی

از چرخش ویفر + روش سنگ‌زنی در حین تغذیه استفاده می‌کند: ویفر با سرعت بالا همراه با میز کار می‌چرخد و چرخ سنگ‌زنی الماس به صورت محوری تغذیه می‌شود و مواد را از طریق برش سایشی + ریزشکستگی حذف می‌کند. برای مواد سخت و شکننده، حذف مواد شکننده روش اصلی است که با حذف پلاستیک تکمیل می‌شود و عمق ترک را تا ≤5μm کنترل می‌کند.

۲. جریان فرآیند استاندارد

بارگذاری: یک بازوی رباتیک ویفر را از جعبه مواد برمی‌دارد → آن را در جای خود قرار می‌دهد → خلاء آن را روی میز کار جذب می‌کند.

سنگ‌زنی درشت (Z1): نرخ براده‌برداری بالا (50-100 میکرومتر در دقیقه)، نازک شدن سریع تا ضخامت هدف +20 میکرومتر.

سنگ‌زنی متوسط ​​(Z2): نرخ حذف متوسط ​​(20-50 میکرومتر در دقیقه)، کاهش لایه آسیب‌دیده تا ضخامت هدف +5 میکرومتر.

سنگ‌زنی ظریف (Z3): نرخ حذف پایین (5-10 میکرومتر در دقیقه)، TTV ≤ 2 میکرومتر، لایه آسیب‌دیده ≤ 2 میکرومتر.

پرداخت/پرداخت سطح (Z4): پرداخت آینه‌ای، زبری سطح Ra ≤ 0.1μm.

تمیز کردن و خشک کردن: اسپری آب خالص → خشک کردن با هوای یونی → تخلیه در جعبه مواد.

۳. جریان پردازش زیرلایه پشتیبانی: با ویفرهای کامپوزیتی زیرلایه شیشه/سرامیک (ضخامت کل ≤ ۳.۵ میلی‌متر) سازگار است، جذب خلاء زیرلایه از قسمت جلویی ویفر محافظت می‌کند و فقط قسمت پشتی را سنگ‌زنی می‌کند و مشکلات تاب برداشتن و شکستگی ویفرهای بسیار نازک را حل می‌کند.

IV. مزایای اصلی فناورانه

۱. سازگاری قوی با مواد سخت و شکننده

اسپیندل پرقدرت (6.3 کیلووات) + چرخ سنگ‌زنی الماس با قطر بزرگ، راندمان پردازش SiC/یاقوت کبود را 3 برابر افزایش داده و عمر چرخ را 50٪ افزایش می‌دهد.

فرآیند سنگ‌زنی با آسیب کم: لایه آسیب‌دیده ≤2μm، بازده ≥99٪، بسیار فراتر از فرآیندهای صیقل‌کاری سنتی.

۲. ظرفیت تولید با راندمان بالا (۴ محور، ۵ میز کار)

پردازش موازی: ۴ محور که همزمان کار می‌کنند، ۵ میز کار که به طور مداوم می‌چرخند، ویفرهای UPH≥30 (SiC 6 اینچی)، ۳ برابر تجهیزات تک محوره.

کاملاً خودکار: بارگیری، تخلیه، آسیاب، تمیز کردن و خشک کردن یکپارچه؛ عملکرد مداوم و بدون نیاز به مراقبت به مدت 24 ساعت.

3. دقت بالا و پایداری بالا

کنترل ضخامت: ±0.1μm، TTV≤2μm، مطابق با الزامات ویفر SiC با درجه خودرو.

ساختار سفت و سخت: بدنه چدنی + طراحی میرایی ارتعاش، ارتعاش ≤0.5μm، بدون افت دقت در طول عملیات طولانی مدت. 4. سازگاری انعطاف‌پذیر و هزینه‌های عملیاتی پایین

سازگاری با اندازه‌های مختلف: سازگار با ویفرهای ۶ اینچی و زیرلایه‌های ۸ اینچی، امکان استفاده چندمنظوره و کاهش سرمایه‌گذاری تجهیزات را فراهم می‌کند.

پردازش سبز: فقط از آب خالص استفاده می‌کند و آلودگی دوغاب جلادهنده را از بین می‌برد؛ فاضلاب را می‌توان مستقیماً تخلیه کرد و هزینه‌های عملیاتی را تا 30٪ کاهش داد.

جدول پارامترهای فنی کلیدی

مقدار پارامتر جدول

اندازه ویفر پردازشی Φ4/5/6 اینچ (حداکثر Φ150 میلی‌متر)

اندازه زیرلایه نگهدارنده Φ5/6/8 اینچ

تعداد اسپیندل‌ها / توان ۴ محور، Z1-Z3: ۶.۳ کیلووات

سرعت اسپیندل ۱۰۰۰-۴۰۰۰ دقیقه⁻¹

مشخصات چرخ سنگزنی چرخ سنگزنی الماس Φ300mm

دقت کنترل ضخامت ±0.1μm

TTV (انحراف ضخامت کل) ≤2μm

زبری سطح Ra≤0.1μm

ظرفیت (SiC 6 اینچی) ویفرهای UPH≥30

ابعاد کلی دستگاه (عرض×عمق×ارتفاع) ‎1400×2500×2000 میلی‌متر

وزن تقریبی ۶۰۰۰ کیلوگرم

مساحت کف ۳.۵ متر مربع

ششم. مقایسه با تجهیزات مشابه (DFG8830 در مقابل DFG8340)

مورد مقایسه جدول DFG8830 (4 محور، 5 میز کار) DFG8340 (1 محور، 2 مرحله‌ای)

پیکربندی اسپیندل: ۴×۶.۳ کیلووات، بخش خشن‌کاری/پرداخت/پرداخت: ۱×۴.۲ کیلووات، تک فرآینده

ظرفیت: ویفرهای UPH≥30 (SiC 6 اینچی)، ویفرهای UPH≤10 (SiC 6 اینچی)

دقت پردازش: TTV≤2μm، لایه آسیب دیده≤2μm، TTV≤5μm، لایه آسیب دیده≤5μm

مواد مناسب: SiC، یاقوت کبود، ویفرهای کامپوزیتی (با زیرلایه)، ویفرهای سیلیکونی، سرامیک‌های با سختی کم

میراث: ۳.۵ متر مربع، ۲ متر مربع

سناریوهای قابل اجرا: تولید انبوه، مواد با سختی بالا و شکننده؛ تولید در حجم کم، ویفرهای سیلیکونی/مواد با سختی کم

VII. خلاصه و ارزش صنعت

دستگاه DISCO DFG8830 با معماری 4 محوره و 5 مرحله‌ای، اسپیندل پرقدرت و فرآیند کم‌ضرر خود، به یک دستگاه معیار برای نازک‌سازی نیمه‌رساناهای نسل سوم (SiC/GaN) و زیرلایه‌های نوری یاقوت کبود تبدیل شده است و نقاط ضعف صنعت مانند راندمان پایین، آسیب بالا و بازده پایین در پردازش مواد سخت و شکننده را حل می‌کند. در زمینه‌هایی مانند وسایل نقلیه با انرژی جدید، ارتباطات 5G و روشنایی LED، DFG8830 به دستگاه‌های قدرت SiC و تراشه‌های LED یاقوت کبود کمک می‌کند تا به تولید انبوه برسند و صنعت نیمه‌رسانا را به سمت شکاف باند وسیع‌تر، پروفیل‌های نازک‌تر و عملکرد بالاتر سوق دهد.