一、引言

在半導(dǎo)體制造中，晶圓總厚度變化（TTV）均勻性是決定芯片性能與良品率的關(guān)鍵因素，而切割過程產(chǎn)生的應(yīng)力會導(dǎo)致晶圓變形，進一步惡化 TTV 均勻性。淺切多道工藝作為一種先進的晶圓切割技術(shù)，在控制 TTV 均勻性與釋放應(yīng)力方面展現(xiàn)出獨特優(yōu)勢，深入研究其相關(guān)技術(shù)對提升晶圓加工質(zhì)量意義重大。

二、淺切多道工藝對 TTV 均勻性的控制機制

2.1 精準材料去除

淺切多道工藝通過分層切削，每次切削深度較小，可更精準地控制晶圓表面材料的去除量。相較于傳統(tǒng)單次大深度切割，該工藝能有效避免因局部材料去除過多或過少導(dǎo)致的厚度偏差，逐步修正晶圓表面輪廓，實現(xiàn) TTV 均勻性的有效控制 。

2.2 降低切削力波動

由于單次切削深度淺，刀具與晶圓接觸時產(chǎn)生的切削力較小且波動幅度低。穩(wěn)定的切削力減少了晶圓在切割過程中的振動和變形，使切割過程更平穩(wěn)，有助于維持晶圓厚度的一致性，從而提升 TTV 均勻性 。

三、淺切多道工藝下的應(yīng)力釋放機制

3.1 分散應(yīng)力產(chǎn)生

淺切多道工藝將整體切削力分散到多次切割中，降低了單次切削產(chǎn)生的應(yīng)力。每次切割產(chǎn)生的應(yīng)力較小，不易引發(fā)應(yīng)力集中現(xiàn)象，避免了因應(yīng)力過大導(dǎo)致的晶圓變形和損傷，從源頭上減少了應(yīng)力對 TTV 均勻性的影響 。

3.2 分步應(yīng)力釋放

在多道切割過程中，后序切割可對前序切割產(chǎn)生的應(yīng)力進行一定程度的釋放和調(diào)整。隨著切割的推進，晶圓內(nèi)部應(yīng)力逐步得到釋放，使晶圓內(nèi)部應(yīng)力分布更加均勻，有效降低了因應(yīng)力積累導(dǎo)致的變形風險，保障 TTV 均勻性 。

四、TTV 均勻性控制與應(yīng)力釋放技術(shù)策略

4.1 工藝參數(shù)優(yōu)化

通過實驗和仿真，確定最佳的切削深度、切割道次、進給速度等工藝參數(shù)組合。合理的參數(shù)設(shè)置既能保證切割效率，又能最大程度地控制 TTV 均勻性和釋放應(yīng)力 。例如，在保證加工效率的前提下，適當減小切削深度、增加切割道次，可進一步分散應(yīng)力，提升 TTV 均勻性。

4.2 輔助應(yīng)力釋放技術(shù)

結(jié)合熱處理、激光沖擊等輔助技術(shù)，進一步釋放晶圓內(nèi)部應(yīng)力。在淺切多道切割后，對晶圓進行低溫退火處理，可消除切割過程中產(chǎn)生的殘余應(yīng)力；利用激光沖擊技術(shù)在晶圓表面產(chǎn)生塑性變形，也能有效釋放應(yīng)力，從而提高 TTV 均勻性 。

4.3 實時監(jiān)測與反饋控制

在切割過程中引入在線監(jiān)測系統(tǒng)，實時監(jiān)測晶圓的 TTV 和應(yīng)力狀態(tài)。根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)，及時調(diào)整切割工藝參數(shù)或啟動輔助應(yīng)力釋放措施，實現(xiàn)對 TTV 均勻性和應(yīng)力的動態(tài)控制 。

高通量晶圓測厚系統(tǒng)運用第三代掃頻OCT技術(shù)，精準攻克晶圓/晶片厚度TTV重復(fù)精度不穩(wěn)定難題，重復(fù)精度達3nm以下。針對行業(yè)厚度測量結(jié)果不一致的痛點，經(jīng)不同時段測量驗證，保障再現(xiàn)精度可靠。?

我們的數(shù)據(jù)和WAFERSIGHT2的數(shù)據(jù)測量對比,進一步驗證了真值的再現(xiàn)性：

（以上為新啟航實測樣品數(shù)據(jù)結(jié)果）

該系統(tǒng)基于第三代可調(diào)諧掃頻激光技術(shù)，相較傳統(tǒng)雙探頭對射掃描，可一次完成所有平面度及厚度參數(shù)測量。其創(chuàng)新掃描原理極大提升材料兼容性，從輕摻到重摻P型硅，到碳化硅、藍寶石、玻璃等多種晶圓材料均適用：?

對重摻型硅，可精準探測強吸收晶圓前后表面；?

點掃描第三代掃頻激光技術(shù)，有效抵御光譜串擾，勝任粗糙晶圓表面測量；?

通過偏振效應(yīng)補償，增強低反射碳化硅、鈮酸鋰晶圓測量信噪比；

（以上為新啟航實測樣品數(shù)據(jù)結(jié)果）

支持絕緣體上硅和MEMS多層結(jié)構(gòu)測量，覆蓋μm級到數(shù)百μm級厚度范圍，還可測量薄至4μm、精度達1nm的薄膜。

（以上為新啟航實測樣品數(shù)據(jù)結(jié)果）

此外，可調(diào)諧掃頻激光具備出色的“溫漂”處理能力，在極端環(huán)境中抗干擾性強，顯著提升重復(fù)測量穩(wěn)定性。

（以上為新啟航實測樣品數(shù)據(jù)結(jié)果）

系統(tǒng)采用第三代高速掃頻可調(diào)諧激光器，擺脫傳統(tǒng)SLD光源對“主動式減震平臺”的依賴，憑借卓越抗干擾性實現(xiàn)小型化設(shè)計，還能與EFEM系統(tǒng)集成，滿足產(chǎn)線自動化測量需求。運動控制靈活，適配2-12英寸方片和圓片測量。