从太阳总辐射信息反演云光学厚度的理论研究

本文从理论上探讨了从全波段太阳总辐射信息反演云光学厚度的一个新方法，并分析了引起云光学厚度解的误差的主要因子。理论分析和数值试验表明，在大气满足水平均一的条件下，本方法的云光学厚度解的精度主要取决于气溶胶光学特性的确定误差，如果气溶胶光学厚度的误差在３０％以内，或折射率虚部的误差在０．０２以内，云光学厚度解的误差一般在１５％以内。本文还发展了一个二层模式的半经验的δ－Ｅｄｄｉｎｇｔｏｎ近似，其精度优于Ｅｄｄｉｎｇｔｏｎ和δ－Ｅｄｄｉｎｇｔｏｎ近似，而且无须知道云和气溶胶消光系数的垂直分布，适用于本反演算法。

双面抛光晶圆干涉测量法及误差分析

为了实现双面抛光晶圆总厚度变化(TTV)和变形程度中弯曲度(Bow)和翘曲度(Warp)的测量,提出了一种干涉测量方法。采用两个带有标准镜的菲索式相移干涉仪对晶圆正反面同时进行测量,将测量所得晶圆正反面形貌与未放置晶圆时两个干涉仪的空腔形貌进行组合运算,可得到不受标准镜误差影响的双面抛光晶圆的表面相关参数。在组合运算中,由于两个标准镜未精确对准会产生映射误差,影响相关参数的测量结果。针对这一问题,在晶圆测量之前,将三点定位装置固定在两个标准镜之间,基于三点定圆定理不断调整两个标准镜的位置,可使映射误差极小,进而减小映射误差对测量结果的影响。实验结果表明,50 mm晶圆横向和纵向的映射误差分别为21.592μm和37.480μm,TTV、弯曲度和翘曲度分别为0.198μm、−0.326μm和1.423μm。为了进一步验证调整方法的有效性,采用单个干涉仪对晶圆进行翻转测量,由测量结果可知晶圆的TTV、弯曲度和翘曲度分别为0.208μm、−0.326μm和1.415μm。所提干涉法在调整好两个标准镜的位置后,可以方便快速的用于大批量大尺寸晶圆的测量,提高了晶圆的检测效率,同时具有较高的测量精度。

双面机械抛光对SiC衬底TTV及材料去除率的影响

通过开展双面机械抛光分组实验,探讨工艺参数对碳化硅(SiC)衬底总厚度变化(TTV)和材料去除率的影响。研究结果表明,设备转速越高、载荷压力越大,材料去除率越高;SiC衬底TTV随载荷压力与转速的增加先降后升。根据分组实验得到的结果进行工艺参数优化。SiC衬底双面机械抛光后获得了材料去除率平均值为4.86μm/h、TTV平均值为2.35μm、弯曲度平均值为6.03μm、翘曲度平均值为7.6μm、粗糙度平均值为0.8 nm的SiC衬底。该研究为优化SiC衬底双面抛光工艺、提高SiC衬底抛光精度和加工效率提供了参考。

超薄化芯片

芯片的超薄化发展,正在逐步整合半导体材料加工设备及其相应工艺。简要概述了芯片超薄化发展之动态,并以超薄芯片的减薄加工为中心,综合研究了影响超薄芯片机械特性、表面质量的主要因素,讨论了超薄晶圆片的最新加工技术。

芯片背面磨削减薄技术研究

通过实验数据和实物照片列出了减薄工艺参数、检测结果;并结合实例研究了现代磨削减薄系统多采用的硅片自旋转磨削技术,探讨脆性材料进行延性域磨削的加工机理。

有蜡贴片工艺对4英寸SiC抛光片几何参数的影响

研究了单面抛光中有蜡贴片工艺对抛光后4英寸(1英寸=2.54 cm)SiC晶片总厚度变化(TTV)和翘曲度的影响。分别选择固体蜡和液体蜡进行贴片实验,采用平面度测量仪检测加工前后晶片的TTV和翘曲度,采用数显千分表测量贴片及单面抛光后晶片表面5点厚度的变化。发现采用液体蜡贴片时,加工晶片的TTV较好,蜡层的均匀性是影响晶片TTV的主要原因,蜡层厚度均匀性差会使晶片TTV变差,同时也会使晶片发生不规则的形变。并且分析了旋涂参数对液体蜡蜡层均匀性的影响。结果表明,在滴蜡时间为2.3 s、低速旋转速度为700 r/min、低速旋转时间为6 s、高速旋转速度为3000 r/min、高速旋转时间为7 s的条件下,贴片表面5个点的厚度偏差小于2μm,加工晶片的TTV小于5μm。

应用于MCM-C/D的减薄抛光工艺

混合型多芯片组件(MCM-C/D)研制技术具有共烧陶瓷技术高密度多层互连集成和薄膜电路高精度和高可靠性等优点,是目前先进实用的混合集成技术。共烧多层基板的总厚度差(TTV)和表面粗糙度是影响共烧多层基板在多芯片组件(MCM)中应用的关键因素。选取低温共烧陶瓷基板,研究了减薄抛光工艺对基板的作用机理,结合实际加工要求选择不同目数砂轮和适当的减薄工艺参数对基板进行减薄。然后对减薄后的基板进行抛光,通过合理的抛光转速和抛光压力得到了低TTV和低表面粗糙度的基板。采用测厚仪测量了减薄前后基板5点不同位置的厚度,得到了其TTV;采用3D光学轮廓仪测量抛光后基板表面粗糙度,并研究了不同工艺条件下抛光速率的影响。当抛光压力为42 kPa、抛光转速为50 r/min的条件下,获得良好的抛光质量与较高的抛光速率,基板粗糙度不超过15 nm, TTV不超过5μm。最后通过剥离工艺在基板表面制备了高精度薄膜金属线条,验证了减薄抛光工艺参数的合理性,适用于高密度多层基板表面芯片集成互连的需求。

化学机械研磨浆料对硅片质量的影响

在化学机械研磨过程中,对半导体硅片的质量影响因素主要有研磨工艺(研磨盘压力、转速、浆料流量等)和化学机械研磨液的成分。本论文重点研究了化学机械研磨浆料的成分对硅片表面粗糙度、总厚度偏差(TTV)、拉丝、划道擦伤、清洁度的影响。通过实验可知:研磨浆料组成为:1%AEO_7;2%聚乙烯吡咯烷酮PVP K90;0.4%乙二胺四乙酸;2%四羟乙基乙二胺;20%PWA 10;74.6%高纯水,可以得到优异的研磨硅片质量。

应用于蓝宝石直接键合的减薄抛光工艺

蓝宝石晶片的总厚度差（TTV）和表面粗糙度是影响蓝宝石键合成败的关键因素。研究了减薄抛光工艺对蓝宝石衬底的作用机理,结合实际加工要求选择不同粒径磨料组合和适当的压力条件对蓝宝石晶片进行减薄。之后对减薄后的蓝宝石晶片进行抛光,通过控制抛光液流速、抛光盘转速、抛光压力得到了低TTV、低表面粗糙度的蓝宝石晶片。采用测厚仪测量了减薄前后蓝宝石晶片五点不同位置的厚度,得到了其TTV值;采用原子力显微镜（AFM）得到抛光后晶片表面粗糙度,并且研究了不同工艺条件对减薄抛光速率的影响。最后通过蓝宝石直接键合验证了减薄抛光工艺参数的合理性。