大尺寸蓝宝石晶圆平坦化的方法有哪些

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。