Máy nghiền wafer DISCO DFG8560

Là phiên bản nâng cấp của dòng DFG800, DISCO DFG8560 là máy làm mỏng wafer hoàn toàn tự động. Máy được thiết kế đặc biệt để đáp ứng những thách thức trong việc làm mỏng wafer 12 inch. Nguyên tắc hoạt động cốt lõi của máy dựa trên cấu hình hai trục chính và ba mâm cặp, hoàn thành cả hai giai đoạn "mài thô" và "mài tinh" của quá trình làm mỏng chỉ trong một thao tác kẹp wafer duy nhất. Thiết kế này giúp cải thiện đáng kể hiệu quả xử lý và độ chính xác điều khiển.

**Nguyên tắc hoạt động**

DFG8560 thực hiện việc làm mỏng tấm wafer thông qua chuyển động cơ học có độ chính xác cao:

**Cấu trúc có độ cứng cao:** Máy sử dụng trục chính ổ khí có độ cứng cao, đảm bảo độ ổn định tuyệt vời trong suốt quá trình mài.

**Quy trình nghiền hai bước:**

**Mài thô:** Trục chính đầu tiên sử dụng đá mài có độ nhám thô hơn (ví dụ: đá mài kim cương liên kết bằng nhựa). Tốc độ quay cao nhanh chóng loại bỏ hầu hết vật liệu ở mặt sau của tấm wafer, tối đa hóa hiệu quả.

**Mài tinh:** Trục chính thứ hai sử dụng đá mài có độ nhám mịn hơn (ví dụ: đá mài kim cương liên kết gốm) để mài chính xác tấm bán dẫn. Quá trình này tạo ra bề mặt nhẵn, phẳng và loại bỏ lớp bị hư hại được tạo ra trong giai đoạn mài thô.

Trong thực tế vận hành, tấm bán dẫn được giữ cố định trên một mâm cặp quay bằng lực hút chân không. Mâm cặp quay ngược chiều với bánh mài tốc độ cao; bánh mài di chuyển thẳng đứng xuống dưới, cắt bề mặt tấm bán dẫn.

**Các tính năng chính**

Chức năng cốt lõi của DFG8560 là làm mỏng tấm bán dẫn. Để thực hiện điều này, nó tích hợp một loạt các chức năng chính:

**Vận hành hoàn toàn tự động:** Thiết bị này tự động hóa toàn bộ quy trình làm việc từ nạp wafer, căn chỉnh, mài, làm sạch đến dỡ hàng, giảm đáng kể sự can thiệp thủ công và nâng cao hiệu quả sản xuất.

**Kiểm soát độ dày chính xác cao:** Bằng cách tích hợp hệ thống đo độ dày trực tuyến độ phân giải cao (0,1 μm), thiết bị đạt được khả năng kiểm soát vòng kín quá trình mài, đảm bảo độ chính xác của độ dày tấm wafer cuối cùng.

**Xử lý tấm wafer siêu mỏng:** Bằng cách tối ưu hóa các thông số hệ thống mài và xử lý, DFG8560 có thể xử lý ổn định các tấm wafer siêu mỏng với độ dày 100 μm hoặc ít hơn, đồng thời giảm thiểu nguy cơ vỡ wafer.

**Phát hiện khuyết tật:** Hệ thống này có thể xác định các khuyết tật trên bề mặt tấm bán dẫn, cung cấp dữ liệu cần thiết cho các quy trình sửa chữa hoặc phản hồi tiếp theo.

**Giao diện thân thiện với người dùng:** Được trang bị màn hình LCD cảm ứng và giao diện người dùng đồ họa (GUI), hệ thống hiển thị trạng thái xử lý và thiết bị theo thời gian thực, giúp vận hành và bảo trì đơn giản và trực quan hơn.

**Tích hợp và mở rộng trực tuyến:** DFG8560 có thể được tích hợp liền mạch vào các dây chuyền sản xuất tự động phức tạp hơn, chẳng hạn như:

**Hệ thống DBG (Xử lý sau khi dập khuôn):** Tích hợp các quy trình cắt và làm mỏng, đặc biệt phù hợp cho việc sản xuất chip siêu mỏng.

**Máy đánh bóng khô (ví dụ: DFP8160):** Tạo thành một hệ thống tích hợp thực hiện quá trình đánh bóng khô sau các quá trình mài, giúp giảm thêm độ nhám bề mặt wafer (giá trị Ry) và loại bỏ hư hỏng do quá trình mài gây ra.

**Máy cán/tách wafer:** Được tích hợp để tự động dán hoặc bóc tách các lớp màng bảo vệ, tạo ra một quy trình làm việc hoàn toàn tự động.

**Giao tiếp SECS/GEM:** Thiết bị này hỗ trợ giao thức giao tiếp SECS/GEM, cho phép kết nối với Hệ thống Quản lý Sản xuất (MES) của nhà máy để giám sát từ xa và thu thập dữ liệu sản xuất tự động.

**Ứng dụng và chức năng:**

Chức năng chính của DFG8560 là cung cấp các tấm bán dẫn có độ dày đồng nhất và chất lượng bề mặt tuyệt vời cho các quy trình tiếp theo như cắt lát và đóng gói; khả năng tương thích vật liệu rộng rãi cũng giúp nó phù hợp với nhiều ứng dụng khác nhau.

**Làm mỏng tấm wafer:** Giảm độ dày của wafer từ độ dày ban đầu xuống độ dày mục tiêu — một yêu cầu cơ bản đối với hầu hết các ứng dụng.

**Loại bỏ lớp hư hỏng:** Loại bỏ các lớp bị hư hỏng do ứng suất sinh ra trong các quy trình trước đó (chẳng hạn như mài mặt sau) — một bước quan trọng để đảm bảo độ bền cơ học của chip.

**Làm phẳng bề mặt:** Cung cấp một chất nền có độ phẳng cao cho các quy trình chính xác tiếp theo (như quang khắc và liên kết) — một điều kiện tiên quyết cho sản xuất có độ chính xác cao.

**Đóng gói 3D và tạo bề mặt TSV:** Cung cấp các tấm wafer mỏng cần thiết để hiện thực hóa công nghệ Via xuyên silicon (TSV) và tạo bề mặt chính xác cho đáy cấu trúc TSV — một thành phần cốt lõi của công nghệ đóng gói tiên tiến.

Sản xuất thiết bị điện và tần số vô tuyến: Được sử dụng để làm mỏng các tấm bán dẫn SiC, GaN và các chất bán dẫn hợp chất khác nhằm giảm điện trở bật và cải thiện khả năng tản nhiệt.

Chế tạo thiết bị và bộ lọc quang học: Được sử dụng để làm mỏng và làm phẳng chính xác các vật liệu cứng và giòn như sapphire (chất nền LED) và lithium tantalate/lithium niobate (bộ lọc RF).

Thông số kỹ thuật chi tiết

Thông số kỹ thuật

Kích thước phôi áp dụng: Φ300 mm (12 inch). Mâm cặp đa năng hỗ trợ phôi Φ200 mm/Φ300 mm.

Phương pháp mài: Mài theo chiều dọc bằng cách xoay tấm wafer.

Cấu hình trục chính: Hai trục chính (2 trục). Trục chính khí nén tích hợp động cơ tần số cao.

Cấu hình bàn kẹp phôi: Ba bàn kẹp phôi, sử dụng hệ thống bàn xoay. Tốc độ kẹp phôi: 0-300 vòng/phút.

Công suất trục chính: Công suất định mức 4,8 kW.

Tốc độ trục chính: 1.000 - 4.000 vòng/phút.

Hành trình trục Z: 120 mm (bao gồm cả điểm gốc).

Tốc độ tiến dao mài trục Z: 0,0001 - 0,08 mm/s (0,1 - 80 μm/s).

Độ dịch chuyển tối thiểu theo trục Z: 0,1 μm.

Phạm vi đo độ dày: 0 - 1.800 μm.

Độ phân giải đo độ dày: 0,1 μm.

Độ lặp lại của phép đo độ dày: ±0,5 μm.

Thông số kỹ thuật đá mài: Đá mài kim cương Φ300 mm.

Độ lệch độ dày trong cùng một tấm wafer (TTV): Nhỏ hơn 3,0 μm (sử dụng bàn làm việc chuyên dụng, wafer đường kính 300 mm).

Sai lệch độ dày giữa các tấm wafer: Nhỏ hơn ±3,0 μm.

Độ nhám bề mặt sau khi hoàn thiện: Ry xấp xỉ 0,13 μm (sử dụng đá mài #2000); Ry xấp xỉ 0,15 μm (sử dụng đá mài #1400).

Kích thước thiết bị (Rộng × Sâu × Cao): Xấp xỉ 1.400 × 3.190 × 1.800 mm.

Trọng lượng thiết bị: Khoảng 4.000 kg.

Nguồn điện yêu cầu: Ba pha 200/220/380/400 V, 50/60 Hz, công suất tiêu thụ tối đa khoảng 22 kVA.

Yêu cầu khí nén: Trên 0,5 MPa, sạch và không dầu, điểm sương dưới -15℃, lưu lượng khoảng 1.000 NL/phút.

Yêu cầu về nguồn nước: Nước khử ion (DI), nhiệt độ 23±1℃, lưu lượng 6-10 L/phút.

Lợi thế cốt lõi

DFG8560 tiếp tục củng cố vị thế thị trường của mình như một thiết bị làm mỏng wafer hiệu suất cao với những ưu điểm sau:

Độ chính xác mài cao: Thông qua thiết kế tối ưu hóa, chất lượng mài được cải thiện hiệu quả, đạt được độ đồng nhất độ dày trong cùng một tấm wafer (TTV) và độ nhất quán giữa các tấm wafer tuyệt vời, đảm bảo hiệu suất cho các quy trình đòi hỏi cao như đóng gói tiên tiến.

Chất lượng mài ổn định: Các thông số mài và xử lý được tối ưu hóa cho phép mài các tấm wafer siêu mỏng một cách ổn định, kiểm soát hiệu quả tỷ lệ vỡ, điều này rất quan trọng đối với các tấm wafer kích thước lớn có giá trị cao.

Khả năng mở rộng vượt trội: Cung cấp nhiều tùy chọn tích hợp trực tuyến (như DBG và đánh bóng khô), linh hoạt thích ứng với việc nâng cấp dây chuyền sản xuất và bảo vệ tối đa khoản đầu tư của người dùng.

Khả năng tương thích cao: Có khả năng xử lý nhiều loại vật liệu khác nhau (như silicon, SiC, GaN, sapphire, LT/LN), mang lại tính linh hoạt đáng kể trong quy trình sản xuất các chất bán dẫn và thiết bị quang điện tử khác nhau.

Thân thiện với người dùng và dễ bảo trì: Giao diện người dùng đồ họa (GUI) và màn hình cảm ứng thân thiện giúp giảm đáng kể ngưỡng vận hành. Đồng thời, các thành phần chính có thể hoán đổi với dòng sản phẩm 800 series, giảm chi phí tồn kho phụ tùng và rủi ro thời gian ngừng hoạt động.

Thiết kế trọng lượng nhẹ: Giảm được 1,0 tấn trọng lượng (khoảng 20%) mà vẫn duy trì được các thông số kỹ thuật và hiệu suất. Thiết bị nhẹ hơn giúp đơn giản hóa quá trình lắp đặt và giảm yêu cầu về khả năng chịu tải của sàn nhà máy.

Tóm tắt các tính năng kỹ thuật: Thiết kế ba giác hút hai trục: Tách biệt quá trình mài thô và mài tinh, hoàn thành chúng trong một thao tác kẹp duy nhất, nâng cao hiệu quả đồng thời đảm bảo độ chính xác.

Trục chính khí nén: Sử dụng trục chính khí nén, thiết kế này loại bỏ tiếp xúc cơ học, dẫn đến mài mòn tối thiểu và duy trì độ chính xác quay cao trong thời gian dài. Đây là một thành phần cốt lõi để đạt được độ chính xác gia công cực cao.

Công nghệ căn chỉnh điểm mài kép: Công nghệ này cho phép hai trục chính cùng chia sẻ một vị trí mài vật lý, loại bỏ các lỗi hệ thống do sai lệch điểm gia công gây ra. Điều này đồng thời cải thiện độ đồng nhất độ dày (TTV) trong một tấm wafer và độ nhất quán độ dày giữa các tấm wafer, trở thành công nghệ then chốt để đạt được khả năng mài siêu mỏng ổn định.

Tóm lại, DISCO DFG8560 là giải pháp làm mỏng wafer 12 inch hoàn toàn tự động được thiết kế cho sản xuất hàng loạt. Các tính năng chính của nó bao gồm kiến ​​trúc trục chính kép chính xác và độ ổn định hệ thống vượt trội, cho phép đạt được độ đồng nhất và chất lượng bề mặt hàng đầu khi xử lý các wafer siêu mỏng, kích thước lớn, cùng với khả năng tích hợp tự động hóa mạnh mẽ.