一、引言

在半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，晶圓總厚度變化（TTV）是衡量晶圓質(zhì)量的關(guān)鍵指標(biāo)之一，直接影響芯片制造的良品率與性能。傳統(tǒng)切割工藝在加工過程中，易因單次切割深度過大引發(fā)應(yīng)力集中、振動等問題，導(dǎo)致晶圓 TTV 厚度均勻性欠佳。淺切多道切割工藝作為一種創(chuàng)新加工方式，為提升晶圓 TTV 厚度均勻性提供了新方向，深入探究其提升機(jī)制與參數(shù)優(yōu)化方法具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

二、淺切多道切割工藝對晶圓 TTV 厚度均勻性的提升機(jī)制

2.1 降低切削應(yīng)力

淺切多道切割工藝通過減小單次切削深度，使切削力分散到多次切割過程中。相比傳統(tǒng)大深度單次切割，每次切削產(chǎn)生的應(yīng)力大幅降低，避免了應(yīng)力集中現(xiàn)象。較小的切削應(yīng)力能減少晶圓因受力不均產(chǎn)生的變形，從而有效控制晶圓不同部位的厚度差異，提升 TTV 厚度均勻性 。

2.2 抑制振動影響

單次切削深度小，刀具與晶圓接觸時(shí)產(chǎn)生的振動幅值較低。并且，多道切割過程中，后序切割可對前序切割產(chǎn)生的微小振動誤差進(jìn)行修正。穩(wěn)定的切割過程減少了因振動導(dǎo)致的切割深度波動，保障了晶圓厚度的一致性，進(jìn)一步改善 TTV 厚度均勻性 。

2.3 優(yōu)化材料去除方式

該工藝采用分層漸進(jìn)的材料去除模式，更精準(zhǔn)地控制晶圓表面材料的去除量。每一道切割都可根據(jù)晶圓當(dāng)前狀態(tài)進(jìn)行調(diào)整，使晶圓表面材料去除更均勻，從而實(shí)現(xiàn)對 TTV 厚度均勻性的有效提升 。

三、淺切多道切割工藝參數(shù)優(yōu)化

3.1 切削深度與道次優(yōu)化

通過實(shí)驗(yàn)與仿真相結(jié)合的方法，確定合適的單次切削深度與總切割道次。一般來說，在保證加工效率的前提下，適當(dāng)減小單次切削深度、增加切割道次，有助于提升 TTV 厚度均勻性，但需避免因道次過多導(dǎo)致加工效率過低 ?？山⒁?TTV 厚度均勻性為目標(biāo)函數(shù)，以切削深度和道次為變量的數(shù)學(xué)模型，利用優(yōu)化算法求解最佳參數(shù)組合。

3.2 進(jìn)給速度與切割速度優(yōu)化

合理調(diào)整進(jìn)給速度與切割速度，二者需相互匹配。較低的進(jìn)給速度配合合適的切割速度，可使切削過程更平穩(wěn)，減少切削力波動。通過正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)，研究不同進(jìn)給速度與切割速度組合下的 TTV 厚度均勻性表現(xiàn)，篩選出最優(yōu)參數(shù)區(qū)間 。

3.3 刀具參數(shù)優(yōu)化

選擇合適的刀具材料與幾何參數(shù)。高硬度、耐磨性好的刀具材料能保證切割過程的穩(wěn)定性；優(yōu)化刀具的前角、后角等幾何參數(shù)，可降低切削力，減少對晶圓的損傷。依據(jù)晶圓材料特性與工藝要求，對刀具參數(shù)進(jìn)行針對性優(yōu)化，輔助提升 TTV 厚度均勻性 。

高通量晶圓測厚系統(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。針對行業(yè)厚度測量結(jié)果不一致的痛點(diǎn)，經(jīng)不同時(shí)段測量驗(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)測量對比,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?fù)絇型硅，到碳化硅、藍(lán)寶石、玻璃等多種晶圓材料均適用：?

對重?fù)叫凸?，可精?zhǔn)探測強(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量；?

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

（以上為新啟航實(shí)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(dá)1nm的薄膜。

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

（以上為新啟航實(shí)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(shí)現(xiàn)小型化設(shè)計(jì)，還能與EFEM系統(tǒng)集成，滿足產(chǎn)線自動化測量需求。運(yùn)動控制靈活，適配2-12英寸方片和圓片測量。