降低碳化硅襯底TTV的磨片加工方法

碳化硅襯底TTV#碳化硅#半導(dǎo)體晶圓降低碳化硅襯底TTV的磨片加工方法碳化硅（SiC）作為新一代半導(dǎo)體材料，因其優(yōu)異的物理和化學(xué)性質(zhì)，在功率電子器件、高溫高頻器件等領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用潛力。然而，在碳化硅襯底的加工過程中，厚度變化（TTV）是一個關(guān)鍵的質(zhì)量指標(biāo)，直接影響器件的性能和可靠性。本文旨在探討降低碳化硅襯底TTV的磨片加工方法，以期為碳化硅襯底的優(yōu)質(zhì)加工提供參考。一、碳化硅襯底的加工流程碳化硅襯底的加工主要包括切割、粗磨、精磨、粗拋和精拋（CMP）等幾個關(guān)鍵工序。每一步都對最終產(chǎn)品的TTV有著重要影響。切割：將SiC晶棒沿特定方向切割成薄片。多線砂漿切割是目前常用的切割方式，關(guān)鍵在于確保切割后的晶片厚度均勻、翹曲度小。粗磨：去除切割過程中產(chǎn)生的表面損傷和刀紋，修復(fù)變形。此過程需使用高硬度磨料，如碳化硼或金剛石粉，以達到穩(wěn)定的去除速率。精磨：進一步降低表面粗糙度，為后續(xù)拋光做準(zhǔn)備。精磨工藝包括聚氨酯發(fā)泡Pad+多晶金剛石研磨液雙面研磨，但劃傷問題一直存在。近年來，團聚金剛石研磨工藝因其高良率、低成本和低損傷層而受到青睞。粗拋：采用高錳酸鉀氧化鋁粗拋液搭配無紡布粗拋墊，通過化學(xué)腐蝕和機械磨削作用，將晶片表面粗糙度降低到0.2nm以內(nèi)。精拋：使用100nm以內(nèi)的氧化硅拋光液搭配黑色阻尼布精拋墊，通過化學(xué)機械拋光（CMP）將晶片表面粗糙度進一步降低到0.1nm以內(nèi)。二、降低TTV的具體方法優(yōu)化切割工藝：采用高精度的多線切割設(shè)備，嚴(yán)格控制切割參數(shù)，如切割速度、進給量、冷卻液流量等，確保切割后的晶片厚度均勻，減少TTV的產(chǎn)生。改進研磨工藝：在粗磨和精磨階段，選擇適當(dāng)?shù)哪チ虾脱心ヒ海瑑?yōu)化研磨墊的材質(zhì)和硬度，以提高去除效率和表面質(zhì)量。同時，嚴(yán)格控制研磨過程中的壓力和轉(zhuǎn)速，避免過度研磨導(dǎo)致的TTV增加。加強拋光控制：在粗拋和精拋階段，精確控制拋光液的濃度、pH值和溫度，以及拋光墊的材質(zhì)和磨損情況。通過調(diào)整拋光參數(shù)，如拋光時間、拋光壓力和拋光液的流量，實現(xiàn)對TTV的精確控制。引入先進檢測技術(shù)：在加工過程中，使用高精度的測量儀器，如激光干涉儀、原子力顯微鏡等，對晶片的TTV進行實時監(jiān)測和反饋。根據(jù)測量結(jié)果，及時調(diào)整加工參數(shù)，確保產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性和一致性。實施質(zhì)量控制體系：建立嚴(yán)格的質(zhì)量控制體系，對加工過程中的每個環(huán)節(jié)進行質(zhì)量監(jiān)控和記錄。通過數(shù)據(jù)分析，及時發(fā)現(xiàn)并解決問題，不斷提高加工水平和產(chǎn)品質(zhì)量。三、結(jié)論降低碳化硅襯底TTV的磨片加工方法涉及多個環(huán)節(jié)和參數(shù)的控制。通過優(yōu)化切割、研磨和拋光工藝，加強檢測和控制，可以顯著提高碳化硅襯底的質(zhì)量穩(wěn)定性和一致性。未來，隨著技術(shù)的不斷進步和設(shè)備的更新?lián)Q代，碳化硅襯底的加工水平將進一步提升，為碳化硅器件的廣泛應(yīng)用提供有力保障。四、高通量晶圓測厚系統(tǒng)高通量晶圓測厚系統(tǒng)以光學(xué)相干層析成像原理，可解決晶圓/晶片厚度TTV（TotalThicknessVariation，總厚度偏差）、BOW（彎曲度）、WARP（翹曲度），TIR（TotalIndicatedReading總指示讀數(shù)，STIR（SiteTotalIndicatedReading局部總指示讀數(shù)），LTV（LocalThicknessVariation局部厚度偏差）等這類技術(shù)指標(biāo)；高通量晶圓測厚系統(tǒng)，全新采用的第三代可調(diào)諧掃頻激光技術(shù)，傳統(tǒng)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(shù)。1,靈活適用更復(fù)雜的材料，從輕摻到重?fù)絇型硅(P++)，碳化硅，藍寶石，玻璃，鈮酸鋰等晶圓材料。重?fù)叫凸瑁◤娢站A的前后表面探測）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?dāng)_噪聲影響，因而對測量粗糙表面晶圓）低反射的碳化硅(SiC)和鈮酸鋰(LiNbO3)；（通過對偏振效應(yīng)的補償，加強對低反射晶圓表面測量的信噪比）絕緣體上硅（SOI)和MEMS，可同時測量多層結(jié)構(gòu)，厚度可從μm級到數(shù)百μm級不等?？捎糜跍y量各類薄膜厚度，厚度最薄可低至4μm，精度可達1nm。1，可調(diào)諧掃頻激光的“