大尺寸藍寶石晶圓平坦化的方法有哪些

大尺寸藍寶石晶圓平坦化的方法主要包括以下幾種：

一、傳統(tǒng)研磨與拋光方法

粗研磨

使用研磨墊配合綠碳化硅溶液對藍寶石晶圓進行雙面粗研磨，以去除晶圓表面的大部分不平整。通過控制研磨參數(shù)，如研磨壓力、轉(zhuǎn)速和研磨時間，可以將TTV（總厚度偏差）控制在一定范圍內(nèi)。

精研磨

在粗研磨的基礎(chǔ)上，使用更細的研磨材料（如鉆石拋光液）和更精細的研磨墊進行雙面精研磨。這一步旨在進一步減小晶圓表面的不平整度，使TTV值進一步降低。

拋光

使用拋光墊（如聚氨酯拋光墊）配合拋光液（如氧化鋁拋光液）對藍寶石晶圓進行拋光。拋光過程可以去除晶圓表面的微小劃痕和不平整，從而獲得高平坦度的表面。

二、高溫退火處理

在完成研磨和拋光后，對藍寶石晶圓進行高溫退火處理。這一步旨在消除晶圓內(nèi)部的應(yīng)力，減少翹曲和變形，從而進一步提高晶圓的平坦度。高溫退火通常在特定的溫度范圍內(nèi)進行，并需要控制退火時間和降溫速率以獲得最佳效果。

三、先進平坦化技術(shù)

除了傳統(tǒng)的研磨、拋光和退火方法外，還有一些先進的平坦化技術(shù)可以用于大尺寸藍寶石晶圓的平坦化。例如：

化學(xué)機械拋光（CMP）

CMP是一種結(jié)合了化學(xué)腐蝕和機械研磨的平坦化技術(shù)。通過使用特定的拋光液和拋光墊，可以在晶圓表面形成一層化學(xué)反應(yīng)層，并通過機械研磨去除這層反應(yīng)層，從而實現(xiàn)晶圓表面的平坦化。

磁流變彈性體拋光（MRE拋光）

MRE拋光是一種利用磁流變彈性體控制拋光過程的先進平坦化技術(shù)。通過調(diào)整磁場分布和強度，可以控制磁流變彈性體的硬度和拋光壓力，從而實現(xiàn)晶圓表面的精確平坦化。

四、工藝優(yōu)化與質(zhì)量控制

工藝參數(shù)優(yōu)化

通過實驗和數(shù)據(jù)分析，優(yōu)化研磨、拋光和退火等工藝參數(shù)，以獲得最佳的平坦化效果。

質(zhì)量控制

在加工過程中，采用非接觸式在線測量裝置對晶圓厚度進行實時監(jiān)測，并根據(jù)測量結(jié)果對工藝參數(shù)進行反饋調(diào)整。同時，對加工后的晶圓進行嚴格的檢驗和測試，以確保其質(zhì)量符合要求。

綜上所述，大尺寸藍寶石晶圓平坦化的方法包括傳統(tǒng)研磨與拋光方法、高溫退火處理、先進平坦化技術(shù)以及工藝優(yōu)化與質(zhì)量控制等多個方面。通過綜合運用這些方法和技術(shù)，可以獲得高平坦度、高質(zhì)量的大尺寸藍寶石晶圓。

五、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（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(shù)，STIR（Site Total Indicated Reading 局部總指示讀數(shù)），LTV（Local Thickness Variation 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，從輕摻到重摻 P 型硅 (P++)，碳化硅，藍寶石，玻璃，鈮酸鋰等晶圓材料。

重摻型硅（強吸收晶圓的前后表面探測）

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。

可用于測量各類薄膜厚度，厚度最薄可低至4μm ，精度可達1nm。

1，可調(diào)諧掃頻激光的“溫漂”處理能力，體現(xiàn)在極端工作環(huán)境中抗干擾能力強，一改過去傳統(tǒng)晶圓測量對于“主動式減震平臺”的重度依賴，成本顯著降低。

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。