原创 大尺寸蓝宝石晶圆平坦化的方法有哪些

2024-12-5 16:55 704 3 3 分类: 测试测量
大尺寸蓝宝石晶圆平坦化的方法主要包括以下几种:

一、传统研磨与抛光方法
粗研磨
使用研磨垫配合绿碳化硅溶液对蓝宝石晶圆进行双面粗研磨,以去除晶圆表面的大部分不平整。通过控制研磨参数,如研磨压力、转速和研磨时间,可以将TTV(总厚度偏差)控制在一定范围内。
精研磨
在粗研磨的基础上,使用更细的研磨材料(如钻石抛光液)和更精细的研磨垫进行双面精研磨。这一步旨在进一步减小晶圆表面的不平整度,使TTV值进一步降低。
抛光
使用抛光垫(如聚氨酯抛光垫)配合抛光液(如氧化铝抛光液)对蓝宝石晶圆进行抛光。抛光过程可以去除晶圆表面的微小划痕和不平整,从而获得高平坦度的表面。
二、高温退火处理
在完成研磨和抛光后,对蓝宝石晶圆进行高温退火处理。这一步旨在消除晶圆内部的应力,减少翘曲和变形,从而进一步提高晶圆的平坦度。高温退火通常在特定的温度范围内进行,并需要控制退火时间和降温速率以获得最佳效果。

三、先进平坦化技术
除了传统的研磨、抛光和退火方法外,还有一些先进的平坦化技术可以用于大尺寸蓝宝石晶圆的平坦化。例如:

化学机械抛光(CMP)
CMP是一种结合了化学腐蚀和机械研磨的平坦化技术。通过使用特定的抛光液和抛光垫,可以在晶圆表面形成一层化学反应层,并通过机械研磨去除这层反应层,从而实现晶圆表面的平坦化。
磁流变弹性体抛光(MRE抛光)
MRE抛光是一种利用磁流变弹性体控制抛光过程的先进平坦化技术。通过调整磁场分布和强度,可以控制磁流变弹性体的硬度和抛光压力,从而实现晶圆表面的精确平坦化。
四、工艺优化与质量控制
工艺参数优化
通过实验和数据分析,优化研磨、抛光和退火等工艺参数,以获得最佳的平坦化效果。
质量控制
在加工过程中,采用非接触式在线测量装置对晶圆厚度进行实时监测,并根据测量结果对工艺参数进行反馈调整。同时,对加工后的晶圆进行严格的检验和测试,以确保其质量符合要求。
综上所述,大尺寸蓝宝石晶圆平坦化的方法包括传统研磨与抛光方法、高温退火处理、先进平坦化技术以及工艺优化与质量控制等多个方面。通过综合运用这些方法和技术,可以获得高平坦度、高质量的大尺寸蓝宝石晶圆。

五、高通量晶圆测厚系统
高通量晶圆测厚系统以光学相干层析成像原理,可解决晶圆/晶片厚度TTV(Total Thickness Variation,总厚度偏差)、BOW(弯曲度)、WARP(翘曲度),TIR(Total Indicated Reading 总指示读数,STIR(Site Total Indicated Reading 局部总指示读数),LTV(Local Thickness Variation 局部厚度偏差)等这类技术指标;




高通量晶圆测厚系统,全新采用的第三代可调谐扫频激光技术,传统上下双探头对射扫描方式,可兼容2英寸到12英寸方片和圆片,一次性测量所有平面度及厚度参数。


1,灵活适用更复杂的材料,从轻掺到重掺 P 型硅 (P++),碳化硅,蓝宝石,玻璃,铌酸锂等晶圆材料。


重掺型硅(强吸收晶圆的前后表面探测)


粗糙的晶圆表面,(点扫描的第三代扫频激光,相比靠光谱探测方案,不易受到光谱中相邻单位的串扰噪声影响,因而对测量粗糙表面晶圆)


低反射的碳化硅(SiC)和铌酸锂(LiNbO3);(通过对偏振效应的补偿,加强对低反射晶圆表面测量的信噪比)


绝缘体上硅(SOI)和MEMS,可同时测量多层结构,厚度可从μm级到数百μm 级不等。 


可用于测量各类薄膜厚度,厚度最薄可低至4μm ,精度可达1nm。

1,可调谐扫频激光的“温漂”处理能力,体现在极端工作环境中抗干扰能力强,一改过去传统晶圆测量对于“主动式减震平台”的重度依赖,成本显著降低。


2,灵活的运动控制方式,可兼容2英寸到12英寸方片和圆片测量。

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文章评论2条评论)

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ONEZ 2024-12-13 11:26

开发工匠: 写的好,学习和参考,很有用
相互学习

开发工匠 2024-12-6 12:08

写的好,学习和参考,很有用
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