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控制12寸再生晶圓雙面拋光平坦度的方法有哪些?

來源:廣州萬智光學技術有限公司   2024年12月10日 09:13  

控制12寸再生晶圓雙面拋光平坦度的方法主要包括以下幾種:


一、拋光設備和技術

雙面拋光設備:

使用雙面拋光設備對晶圓進行加工,這種設備能同時控制工件的兩面,有效地避免應力差與粘結誤差引起的變形問題。

化學機械拋光(CMP)技術:

CMP技術結合了化學腐蝕和機械研磨的雙重作用,可以在晶圓表面形成一層化學反應層,并通過機械研磨去除這層反應層,從而實現晶圓表面的平坦化。

采用CMP技術時,需要精確控制拋光液的濃度、流速、pH值以及拋光墊的材料等參數,以獲得良好的拋光效果。


二、優化拋光工藝參數

拋光時間:

拋光時間的長短直接影響晶圓表面的平坦度。需要根據晶圓的初始狀態和目標平坦度要求,合理設定拋光時間。

壓力控制:

在拋光過程中,晶圓和拋光墊之間的壓力是影響拋光效果的關鍵因素之一。需要精確控制拋光壓力,以確保晶圓表面各處的拋光速率一致。

旋轉速度:

拋光時晶圓和拋光墊的旋轉速度也會影響拋光效果。需要合理設定旋轉速度,以獲得均勻的拋光效果。


三、采用特殊的加工工藝

分階段研磨:

采用多個研磨階段,如粗研磨、精研磨和拋光等,逐步去除晶圓表面的不平整部分,最終實現高平坦度。

特殊拋光液:

使用特制的拋光液,如含有特定顆粒大小和濃度的拋光粉,以優化拋光效果。

拋光墊選擇:

選擇合適的拋光墊材料,如聚氨酯拋光墊,并根據拋光需求調整拋光墊的硬度和粗糙度。


四、質量控制與監測

在線監測:

在拋光過程中,采用非接觸式在線測量裝置對晶圓厚度進行實時監測,以確保拋光過程的穩定性和準確性。

最終檢驗:

對拋光后的晶圓進行嚴格的檢驗和測試,如使用掃描電子顯微鏡(SEM)或原子力顯微鏡(AFM)等工具檢查晶圓表面的形貌和粗糙度,以確保其質量符合要求。

綜上所述,控制12寸再生晶圓雙面拋光平坦度需要綜合考慮拋光設備、拋光工藝參數、加工工藝以及質量控制等多個方面。通過采用良好的拋光設備和技術、優化拋光工藝參數、采用特殊的加工工藝以及加強質量控制與監測等措施,可以實現高平坦度的雙面拋光晶圓的生產。


五、高通量晶圓測厚系統

高通量晶圓測厚系統以光學相干層析成像原理,可解決晶圓/晶片厚度TTV(Total Thickness Variation,總厚度偏差)、BOW(彎曲度)、WARP(翹曲度),TIR(Total Indicated Reading 總指示讀數,STIR(Site Total Indicated Reading 局部總指示讀數),LTV(Local Thickness Variation 局部厚度偏差)等這類技術指標。


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高通量晶圓測厚系統,全新采用的第三代可調諧掃頻激光技術,傳統上下雙探頭對射掃描方式,可兼容2英寸到12英寸方片和圓片,一次性測量所有平面度及厚度參數。


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1,靈活適用更復雜的材料,從輕摻到重摻 P 型硅 (P++),碳化硅,藍寶石,玻璃,鈮酸鋰等晶圓材料。


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重摻型硅(強吸收晶圓的前后表面探測)


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粗糙的晶圓表面,(點掃描的第三代掃頻激光,相比靠光譜探測方案,不易受到光譜中相鄰單位的串擾噪聲影響,因而對測量粗糙表面晶圓)


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低反射的碳化硅(SiC)和鈮酸鋰(LiNbO3);(通過對偏振效應的補償,加強對低反射晶圓表面測量的信噪比)


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絕緣體上硅(SOI)和MEMS,可同時測量多層結構,厚度可從μm級到數百μm 級不等。 


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可用于測量各類薄膜厚度,厚度可低至4μm ,精度可達1nm。


1,可調諧掃頻激光的“溫漂”處理能力,體現在復雜工作環境中抗干擾能力強,一改過去傳統晶圓測量對于“主動式減震平臺”的重度依賴,成本顯著降低。


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2,靈活的運動控制方式,可兼容2英寸到12英寸方片和圓片測量。

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