碳化硅襯底切割過程中，厚度不均勻問題嚴重影響其后續(xù)應用性能。傳統(tǒng)固定進給量切割方式難以適應材料特性與切割工況變化，基于進給量梯度調節(jié)的方法為提升切割厚度均勻性提供了新思路，對推動碳化硅襯底加工技術發(fā)展具有重要價值。

技術原理分析

梯度調節(jié)依據(jù)

碳化硅硬度高、脆性大，切割起始階段，材料表面完整，刀具與材料接觸狀態(tài)穩(wěn)定，可采用相對較大的進給量提高加工效率 。隨著切割深入，刀具磨損加劇，材料內部應力分布改變，若仍保持大進給量，易導致局部切割力過大，造成厚度不均 。此時依據(jù)切割深度、刀具磨損狀態(tài)等因素，逐步減小進給量，能有效控制切割力在合理范圍，維持材料均勻去除，保證厚度均勻性 。

調節(jié)機制

構建以切割深度為自變量，進給量為因變量的梯度調節(jié)函數(shù) 。通過傳感器實時監(jiān)測切割深度、刀具振動、切割力等參數(shù)，將數(shù)據(jù)反饋至控制系統(tǒng) 。控制系統(tǒng)依據(jù)預設的梯度調節(jié)模型，動態(tài)調整進給量 。例如，在切割初期 0 - 1mm 深度，設定進給量為 0.5mm/min；1 - 3mm 深度，進給量逐漸降至 0.3mm/min；3mm 深度后，保持 0.2mm/min 。同時，結合刀具磨損補償算法，進一步優(yōu)化進給量調節(jié)策略，確保切割過程穩(wěn)定 。

實驗設計與效果驗證

實驗方案

選取相同規(guī)格的碳化硅襯底，設置對照組與實驗組 。對照組采用傳統(tǒng)固定進給量（0.3mm/min）切割；實驗組采用基于進給量梯度調節(jié)的切割方式 。實驗過程中，利用高精度位移傳感器監(jiān)測切割深度，力傳感器采集切割力數(shù)據(jù)，振動傳感器記錄刀具振動情況 。切割完成后，使用光學干涉儀對襯底進行多點厚度測量，獲取厚度數(shù)據(jù) 。

數(shù)據(jù)分析

對比兩組實驗數(shù)據(jù)，分析進給量梯度調節(jié)對切割力波動、刀具振動幅度以及襯底厚度均勻性的影響 。計算厚度標準差、變異系數(shù)等指標，定量評估厚度均勻性 。繪制切割力、振動幅值隨切割深度變化曲線，直觀展示梯度調節(jié)技術對加工穩(wěn)定性的提升作用 。通過有限元模擬輔助分析，驗證實驗結果的可靠性，揭示進給量梯度調節(jié)提升厚度均勻性的內在機理 。

技術實施要點

調節(jié)參數(shù)設定

依據(jù)碳化硅襯底規(guī)格、刀具性能等確定梯度調節(jié)的關鍵參數(shù) 。包括初始進給量、梯度變化區(qū)間、調節(jié)步長等 。通過預實驗或模擬仿真，優(yōu)化參數(shù)組合，找到不同工況下的最佳調節(jié)方案 。例如，對于較薄的襯底，適當減小初始進給量和調節(jié)步長；對于硬度更高的碳化硅材料，加大梯度變化區(qū)間 。

系統(tǒng)集成與優(yōu)化

將傳感器、控制系統(tǒng)、執(zhí)行機構等進行高效集成，確保數(shù)據(jù)采集、處理與指令執(zhí)行的及時性和準確性 。優(yōu)化控制算法，提高系統(tǒng)對復雜工況的適應性 。加強各部件之間的協(xié)同配合，減少信號傳輸延遲和干擾，保障進給量梯度調節(jié)的精確實施 。

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(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。