一、引言

在晶圓制造流程中，晶圓總厚度變化（TTV）均勻性是衡量晶圓質(zhì)量的核心指標(biāo)，直接關(guān)系到芯片制造的良品率與性能表現(xiàn) 。切割深度補(bǔ)償技術(shù)能夠動(dòng)態(tài)調(diào)整切割深度，降低因切削力波動(dòng)等因素導(dǎo)致的厚度偏差；而切削熱作為切割過(guò)程中的必然產(chǎn)物，會(huì)顯著影響晶圓材料特性與切割狀態(tài) 。深度補(bǔ)償與切削熱之間存在復(fù)雜的耦合效應(yīng)，這種效應(yīng)會(huì)對(duì) TTV 均勻性產(chǎn)生重要影響，深入研究其作用機(jī)制并探尋有效的抑制方法，對(duì)提升晶圓加工精度具有關(guān)鍵意義。

二、深度補(bǔ)償 - 切削熱耦合效應(yīng)對(duì) TTV 均勻性的影響

2.1 切削熱干擾深度補(bǔ)償效果

切削熱會(huì)導(dǎo)致刀具與工件發(fā)生熱變形，改變刀具與晶圓的實(shí)際接觸狀態(tài) 。深度補(bǔ)償系統(tǒng)依據(jù)初始設(shè)定和常規(guī)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整，但切削熱引起的刀具熱膨脹可能使實(shí)際切割深度大于補(bǔ)償預(yù)期，導(dǎo)致晶圓局部過(guò)度切割；同時(shí)，晶圓受熱變軟，材料去除率增加，使得深度補(bǔ)償難以精準(zhǔn)匹配實(shí)際切割需求，破壞 TTV 均勻性 。

2.2 深度補(bǔ)償加劇切削熱累積

頻繁的深度補(bǔ)償操作會(huì)改變刀具切削軌跡和切削力分布，導(dǎo)致切削區(qū)域材料變形加劇，產(chǎn)生更多切削熱 。例如，深度補(bǔ)償過(guò)程中刀具切入角度和切削面積的變化，會(huì)使切削摩擦增大，進(jìn)一步提升切削熱的產(chǎn)生量 。過(guò)多的切削熱積累又會(huì)反過(guò)來(lái)影響晶圓和刀具的性能，形成惡性循環(huán)，加劇 TTV 的不均勻性 。

2.3 耦合效應(yīng)導(dǎo)致應(yīng)力復(fù)雜分布

深度補(bǔ)償與切削熱的耦合作用會(huì)使晶圓內(nèi)部產(chǎn)生復(fù)雜的應(yīng)力場(chǎng) 。切削熱引發(fā)晶圓熱應(yīng)力，深度補(bǔ)償帶來(lái)的切削力變化又會(huì)產(chǎn)生機(jī)械應(yīng)力，兩種應(yīng)力相互疊加 。在應(yīng)力集中區(qū)域，晶圓容易發(fā)生塑性變形，導(dǎo)致厚度偏差，從而嚴(yán)重影響 TTV 均勻性 。

三、深度補(bǔ)償 - 切削熱耦合效應(yīng)的抑制策略

3.1 優(yōu)化深度補(bǔ)償控制策略

改進(jìn)深度補(bǔ)償算法，將切削熱因素納入補(bǔ)償模型 。通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)切削溫度，結(jié)合熱變形預(yù)測(cè)模型，動(dòng)態(tài)調(diào)整深度補(bǔ)償參數(shù) 。例如，當(dāng)檢測(cè)到切削熱升高時(shí)，適當(dāng)降低深度補(bǔ)償?shù)姆龋苊庖虻毒吆途A熱變形導(dǎo)致過(guò)度補(bǔ)償 。

3.2 強(qiáng)化切削熱管理

采用高效的冷卻潤(rùn)滑技術(shù)，如低溫冷風(fēng)冷卻、微量潤(rùn)滑等，降低切削熱的產(chǎn)生和累積 。合理設(shè)計(jì)刀具結(jié)構(gòu)，提高刀具的散熱性能，減少刀具熱變形 。同時(shí)，優(yōu)化切割工藝參數(shù)，在保證切割效率的前提下，降低切削熱的生成，削弱其與深度補(bǔ)償?shù)鸟詈献饔?。

3.3 引入應(yīng)力調(diào)控技術(shù)

在切割過(guò)程中引入應(yīng)力調(diào)控手段，如激光沖擊強(qiáng)化、超聲振動(dòng)等技術(shù) 。通過(guò)這些技術(shù)改善晶圓內(nèi)部應(yīng)力分布，抵消深度補(bǔ)償 - 切削熱耦合產(chǎn)生的不利應(yīng)力 。例如，超聲振動(dòng)可使切削力均勻化，減少應(yīng)力集中，從而提升 TTV 均勻性 。

高通量晶圓測(cè)厚系統(tǒng)運(yùn)用第三代掃頻OCT技術(shù)，精準(zhǔn)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(dá)3nm以下。針對(duì)行業(yè)厚度測(cè)量結(jié)果不一致的痛點(diǎn)，經(jīng)不同時(shí)段測(cè)量驗(yàn)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(cè)量對(duì)比,進(jìn)一步驗(yàn)證了真值的再現(xiàn)性：

（以上為新啟航實(shí)測(cè)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(duì)射掃描，可一次完成所有平面度及厚度參數(shù)測(cè)量。其創(chuàng)新掃描原理極大提升材料兼容性，從輕摻到重?fù)絇型硅，到碳化硅、藍(lán)寶石、玻璃等多種晶圓材料均適用：?

對(duì)重?fù)叫凸?，可精?zhǔn)探測(cè)強(qiáng)吸收晶圓前后表面；?

點(diǎn)掃描第三代掃頻激光技術(shù)，有效抵御光譜串?dāng)_，勝任粗糙晶圓表面測(cè)量；?

通過(guò)偏振效應(yīng)補(bǔ)償，增強(qiáng)低反射碳化硅、鈮酸鋰晶圓測(cè)量信噪比；

（以上為新啟航實(shí)測(cè)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(cè)量，覆蓋μm級(jí)到數(shù)百μm級(jí)厚度范圍，還可測(cè)量薄至4μm、精度達(dá)1nm的薄膜。

（以上為新啟航實(shí)測(cè)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(qiáng)，顯著提升重復(fù)測(cè)量穩(wěn)定性。

（以上為新啟航實(shí)測(cè)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(duì)“主動(dòng)式減震平臺(tái)”的依賴，憑借卓越抗干擾性實(shí)現(xiàn)小型化設(shè)計(jì)，還能與EFEM系統(tǒng)集成，滿足產(chǎn)線自動(dòng)化測(cè)量需求。運(yùn)動(dòng)控制靈活，適配2-12英寸方片和圓片測(cè)量。