摘要：本文介紹了一種利用 Bow 與 TTV 差值在再生晶圓上制作超平坦芯片的方法。通過對再生晶圓 Bow 值與 TTV 值的測量和計算，結合特定的研磨、拋光等工藝步驟，有效提升芯片的平坦度，為相關領域提供了新的技術思路 。

關鍵詞：再生晶圓；Bow 值；TTV 值；超平坦芯片

一、引言

在半導體行業中，芯片的平坦度是衡量其性能的關鍵指標之一。其中，總厚度偏差（TTV，Total Thickness Variation）作為平坦度的重要衡量指標，在磨片加工過程中至關重要。化學機械研磨（CMP，Chemical Mechanical Polishing）是目前廣泛應用的晶圓平坦化方式。傳統制作超平坦晶片多通過新晶棒切片后進行 CMP 處理，而利用再生晶圓制作超平坦芯片具有節約資源、降低成本的優勢，成為研究熱點 。

二、方法步驟

2.1 晶圓選取與參數測量

選取具有相對設置的第一表面與第二表面的再生晶圓，使用專業測量設備精確量測再生晶圓的 Bow 值與 TTV 值。Bow 值反映晶圓的翹曲程度，TTV 值體現晶圓厚度的偏差情況。例如，可采用高通量晶圓測厚系統，其基于光學相干層析成像原理，能精確測量晶圓的 TTV、BOW 等參數 。

2.2 差值計算與分析

根據量測得到的 Bow 值與 TTV 值，計算再生晶圓 TTV 與 Bow 的差值。通過對該差值的分析，可了解晶圓的變形特征，為后續工藝提供數據支持。例如，若差值較大，表明晶圓的翹曲與厚度偏差情況較為復雜，需要更精細的工藝調整 。

2.3 低損研磨處理

將再生晶圓置于低損研磨單元，該單元包含研磨墊與研磨頭。研磨頭帶動再生晶圓的第一表面與研磨墊旋轉接觸，配合研磨漿料進行研磨，控制研磨的移除厚度在 2 - 3um。此過程中，第一表面與第二表面產生應力差，在第二表面上形成向第二表面方向凹陷的蝶形翹曲，蝶形翹曲中心處深度控制在 8 - 12um。通過低損研磨，可初步改善晶圓表面的平整度，并引入可控的翹曲 。

2.4 低損拋光處理

把經過低損研磨的再生晶圓放入低損拋光單元，由拋光頭帶動再生晶圓具有均勻粗糙度的第一表面與拋光墊進行擺動的旋轉接觸，對第一表面進行拋光去除損傷。拋光時間控制在 35 - 45min，以確保有效去除研磨損傷，同時進一步優化表面質量 。

2.5 自動減薄與最終處理

在再生晶圓的第二表面涂抹介質后，將其固定在基板上。利用減薄研磨機組對固定在基板上的再生晶圓的第一表面進行減薄研磨，去除第二表面上的蝶形翹曲。之后，對經過減薄移除的第一表面進行粗拋以及精拋制程，去除減薄移除過程中形成的研磨痕，最終得到超平坦芯片，使超平坦芯片的 TTV < 5um 。

高通量晶圓測厚系統

高通量晶圓測厚系統以光學相干層析成像原理，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，STIR（Site Total Indicated Reading 局部總指示讀數），LTV（Local Thickness Variation 局部厚度偏差）等這類技術指標。

高通量晶圓測厚系統，全新采用的第三代可調諧掃頻激光技術，相比傳統上下雙探頭對射掃描方式；可一次性測量所有平面度及厚度參數。

1，靈活適用更復雜的材料，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擾噪聲影響，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 構，厚 度 可 從μm級到數百μm 級不等。

可用于測量各類薄膜厚度，厚度最薄可低至 4 μm ，精度可達1nm。

可調諧掃頻激光的“溫漂”處理能力，體現在極端工作環境中抗干擾能力強，充分提高重復性測量能力。

4，采用第三代高速掃頻可調諧激光器，一改過去傳統SLD寬頻低相干光源的干涉模式，解決了由于相干長度短，而重度依賴“主動式減震平臺”的情況。卓越的抗干擾，實現小型化設計，同時也可兼容匹配EFEM系統實現產線自動化集成測量。

5，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。

審核編輯 黃宇