超薄晶圓厚度極薄,切割時 TTV 均勻性控制難度大。我將從闡述研究背景入手,分析淺切多道切割在超薄晶圓 TTV 均勻性控制中的優(yōu)勢,再深入探討具體控制技術,完成文章創(chuàng)作。
超薄晶圓(<100μm)淺切多道切割的 TTV 均勻性控制技術
一、引言
隨著半導體技術向高集成度、高性能方向發(fā)展,超薄晶圓(<100μm)的應用日益廣泛。然而,其厚度極薄、剛性差,在切割過程中極易出現(xiàn)變形,導致晶圓總厚度變化(TTV)不均勻,嚴重影響芯片制造質量與良品率。淺切多道切割工藝通過分層切削,能有效降低單次切削應力,為 TTV 均勻性控制提供了新途徑,深入研究其控制技術對超薄晶圓加工意義重大。
二、淺切多道切割對超薄晶圓 TTV 均勻性的作用原理
2.1 減少單次切削應力
超薄晶圓在切割時對切削力極為敏感,淺切多道工藝通過減小單次切削深度,將總切削力分散到多次切割過程中。較小的單次切削力大幅降低了晶圓因受力產生的變形,避免了局部過度切削或切削不足,從而有效控制 TTV 均勻性 。
2.2 漸進修正切割誤差
多道切割過程中,每一道切割可對前序切割產生的微小誤差進行修正。通過逐步調整切削位置與深度,不斷優(yōu)化晶圓表面輪廓,使得超薄晶圓在多次切削后達到更理想的厚度均勻狀態(tài),提升 TTV 均勻性 。
三、TTV 均勻性控制技術
3.1 工藝參數(shù)優(yōu)化技術
精確確定切削深度、切割道次、進給速度等工藝參數(shù)。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,可進一步分散切削力;合理匹配進給速度與切割速度,能減少切削過程中的振動與切削熱產生,降低對 TTV 均勻性的干擾 。可通過正交試驗或仿真模擬,篩選出最優(yōu)參數(shù)組合。
3.2 在線監(jiān)測與反饋控制技術
在切割過程中引入高精度在線監(jiān)測設備,如激光干涉儀,實時監(jiān)測超薄晶圓的 TTV 變化 。一旦監(jiān)測到 TTV 超出設定閾值,系統(tǒng)立即反饋并自動調整后續(xù)切割工藝參數(shù),如微調切削深度或進給速度,實現(xiàn) TTV 均勻性的動態(tài)控制 。
3.3 刀具與工件裝夾優(yōu)化技術
選用高剛性、低磨損的刀具,優(yōu)化刀具幾何參數(shù),減少切削過程中的振動與磨損,保證切割的穩(wěn)定性與精度 。同時,設計專用的超薄晶圓裝夾系統(tǒng),采用真空吸附或彈性支撐等方式,確保晶圓在切割過程中穩(wěn)固固定,避免因裝夾不當導致的變形,助力 TTV 均勻性控制 。
以上文章圍繞超薄晶圓淺切多道切割的 TTV 均勻性控制展開。若你希望補充更多實驗數(shù)據(jù)、案例,或對內容結構進行調整,隨時可以告訴我。
高通量晶圓測厚系統(tǒng)運用第三代掃頻OCT技術,精準攻克晶圓/晶片厚度TTV重復精度不穩(wěn)定難題,重復精度達3nm以下。針對行業(yè)厚度測量結果不一致的痛點,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)結果)
該系統(tǒng)基于第三代可調諧掃頻激光技術,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,有效抵御光譜串擾,勝任粗糙晶圓表面測量;?
通過偏振效應補償,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)結果)
支持絕緣體上硅和MEMS多層結構測量,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)結果)
此外,可調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,顯著提升重復測量穩(wěn)定性。

(以上為新啟航實測樣品數(shù)據(jù)結果)
系統(tǒng)采用第三代高速掃頻可調諧激光器,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)小型化設計,還能與EFEM系統(tǒng)集成,滿足產線自動化測量需求。運動控制靈活,適配2-12英寸方片和圓片測量。

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