降低碳化硅衬底TTV的磨片加工方法

碳化硅衬底TTV#碳化硅#半导体晶圆降低碳化硅衬底TTV的磨片加工方法碳化硅（SiC）作为新一代半导体材料，因其优异的物理和化学性质，在功率电子器件、高温高频器件等领域展现出巨大的应用潜力。然而，在碳化硅衬底的加工过程中，厚度变化（TTV）是一个关键的质量指标，直接影响器件的性能和可靠性。本文旨在探讨降低碳化硅衬底TTV的磨片加工方法，以期为碳化硅衬底的优质加工提供参考。一、碳化硅衬底的加工流程碳化硅衬底的加工主要包括切割、粗磨、精磨、粗抛和精抛（CMP）等几个关键工序。每一步都对最终产品的TTV有着重要影响。切割：将SiC晶棒沿特定方向切割成薄片。多线砂浆切割是目前常用的切割方式，关键在于确保切割后的晶片厚度均匀、翘曲度小。粗磨：去除切割过程中产生的表面损伤和刀纹，修复变形。此过程需使用高硬度磨料，如碳化硼或金刚石粉，以达到稳定的去除速率。精磨：进一步降低表面粗糙度，为后续抛光做准备。精磨工艺包括聚氨酯发泡Pad+多晶金刚石研磨液双面研磨，但划伤问题一直存在。近年来，团聚金刚石研磨工艺因其高良率、低成本和低损伤层而受到青睐。粗抛：采用高锰酸钾氧化铝粗抛液搭配无纺布粗抛垫，通过化学腐蚀和机械磨削作用，将晶片表面粗糙度降低到0.2nm以内。精抛：使用100nm以内的氧化硅抛光液搭配黑色阻尼布精抛垫，通过化学机械抛光（CMP）将晶片表面粗糙度进一步降低到0.1nm以内。二、降低TTV的具体方法优化切割工艺：采用高精度的多线切割设备，严格控制切割参数，如切割速度、进给量、冷却液流量等，确保切割后的晶片厚度均匀，减少TTV的产生。改进研磨工艺：在粗磨和精磨阶段，选择适当的磨料和研磨液，优化研磨垫的材质和硬度，以提高去除效率和表面质量。同时，严格控制研磨过程中的压力和转速，避免过度研磨导致的TTV增加。加强抛光控制：在粗抛和精抛阶段，精确控制抛光液的浓度、pH值和温度，以及抛光垫的材质和磨损情况。通过调整抛光参数，如抛光时间、抛光压力和抛光液的流量，实现对TTV的精确控制。引入先进检测技术：在加工过程中，使用高精度的测量仪器，如激光干涉仪、原子力显微镜等，对晶片的TTV进行实时监测和反馈。根据测量结果，及时调整加工参数，确保产品质量的稳定性和一致性。实施质量控制体系：建立严格的质量控制体系，对加工过程中的每个环节进行质量监控和记录。通过数据分析，及时发现并解决问题，不断提高加工水平和产品质量。三、结论降低碳化硅衬底TTV的磨片加工方法涉及多个环节和参数的控制。通过优化切割、研磨和抛光工艺，加强检测和控制，可以显著提高碳化硅衬底的质量稳定性和一致性。未来，随着技术的不断进步和设备的更新换代，碳化硅衬底的加工水平将进一步提升，为碳化硅器件的广泛应用提供有力保障。四、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（TotalThicknessVariation，总厚度偏差）、BOW（弯曲度）、WARP（翘曲度），TIR（TotalIndicatedReading总指示读数，STIR（SiteTotalIndicatedReading局部总指示读数），LTV（LocalThicknessVariation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“