一、碳化硅衬底修边处理的作用与挑战

修边处理是碳化硅衬底加工中的一个关键步骤,主要用于去除衬底边缘的毛刺、裂纹和不规则部分,以提高衬底的尺寸和边缘质量。然而,修边过程中由于机械应力、热应力以及工艺参数的控制难度,往往会导致衬底表面TTV的变化,进而影响后续加工工序和终产品的性能。


二、影响修边处理后TTV变化的关键因素

修边工艺:修边工艺的选择直接影响TTV的变化。不同的修边工艺,如机械磨削、激光切割、水切割等,对碳化硅衬底的加工和表面质量有不同的影响。

工艺参数:包括修边速度、进给量、切削深度等。这些参数直接影响修边过程中的机械应力和热应力分布,从而影响TTV的变化。

衬底初始状态:衬底的初始厚度、硬度、脆性等物理性质也会影响修边后的TTV。初始状态的不均匀性会加剧修边过程中的不均匀性。

设备:修边设备的和稳定性对TTV的变化有重要影响。高的修边设备能够更地控制修边过程,从而减少TTV的变化。

三、修边处理后TTV变化管控的策略

优化修边工艺:根据碳化硅衬底的物理性质和加工要求,选择合适的修边工艺。通过实验验证和模拟仿真,优化工艺参数,如修边速度、进给量、切削深度等,以减少TTV的变化。

提高设备:采用高的修边设备,确保修边过程中的稳定性和性。定期对设备进行维护和校准,以保证其长期使用的和可靠性。

改善衬底初始状态:采用先进的衬底制备工艺,提高衬底的初始厚度均匀性和表面质量。通过严格的检测手段,确保衬底在修边前的初始状态符合加工要求。

引入先进检测技术:在修边处理后,采用高的测量仪器对衬底的TTV进行实时监测和反馈。根据测量结果,及时调整修边工艺和参数,确保产品质量的稳定性和一致性。

实施质量控制体系:建立完善的质量控制体系,对修边处理过程中的各个环节进行严格控制。通过定期的质量检测和数据分析,及时发现和解决潜在的质量问题,确保碳化硅衬底的质量稳定可靠。

四、结论与展望

碳化硅衬底修边处理后TTV变化的管控是确保碳化硅衬底加工和可靠性的重要环节。通过优化修边工艺、提高设备、改善衬底初始状态、引入先进检测技术以及实施质量控制体系,我们可以有效降低修边处理后的TTV变化,提高碳化硅衬底的一致性和可靠性。未来,随着碳化硅材料在半导体领域的广泛应用,对碳化硅衬底TTV控制的要求将越来越高。因此,我们需要不断探索和创新,以更加高效、精准的方式实现碳化硅衬底的高质量加工,推动碳化硅半导体产业的发展。

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;


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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,性测量所有平面度及厚度参数。


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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。


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重掺型硅(强吸收晶圆的前后表面探测)


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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)


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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)


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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。 


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可用于测量各类薄膜厚度,厚度薄可低至 4 μm ,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。