一、引言

在晶圓制造過(guò)程中，晶圓總厚度變化（TTV）是衡量晶圓質(zhì)量的關(guān)鍵指標(biāo)，直接影響芯片制造的良品率與性能。切割過(guò)程中，受切削力、振動(dòng)、刀具磨損等因素影響，切割深度難以精準(zhǔn)控制，導(dǎo)致晶圓 TTV 厚度不均勻 。切割深度動(dòng)態(tài)補(bǔ)償技術(shù)通過(guò)實(shí)時(shí)調(diào)整切割深度，為提升晶圓 TTV 厚度均勻性提供了有效手段，深入研究其提升機(jī)制與參數(shù)優(yōu)化方法具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

二、切割深度動(dòng)態(tài)補(bǔ)償技術(shù)對(duì) TTV 厚度均勻性的提升機(jī)制

2.1 實(shí)時(shí)修正切削偏差

切割過(guò)程中，刀具磨損、工件振動(dòng)等因素會(huì)使實(shí)際切割深度偏離預(yù)設(shè)值。切割深度動(dòng)態(tài)補(bǔ)償技術(shù)利用傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)切割狀態(tài)，一旦檢測(cè)到切割深度偏差，立即調(diào)整刀具位置或進(jìn)給速度，對(duì)切削深度進(jìn)行修正 。例如，當(dāng)監(jiān)測(cè)到某區(qū)域切割深度不足時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)增加刀具進(jìn)給量，確保該區(qū)域達(dá)到理想切割深度，從而減少晶圓厚度偏差，提升 TTV 均勻性。

2.2 適應(yīng)材料特性變化

不同晶圓材料的硬度、脆性等特性存在差異，同一晶圓在不同部位的材料性能也可能有所不同。動(dòng)態(tài)補(bǔ)償技術(shù)可根據(jù)材料特性的實(shí)時(shí)反饋，調(diào)整切割深度 。對(duì)于硬度較高的區(qū)域，適當(dāng)增加切割深度以保證材料有效去除；對(duì)于脆性較大的區(qū)域，減小切割深度避免崩邊，使晶圓各部位材料去除更均勻，進(jìn)而提升 TTV 厚度均勻性。

2.3 優(yōu)化切削力分布

不合理的切割深度會(huì)導(dǎo)致切削力集中，引起晶圓變形。動(dòng)態(tài)補(bǔ)償技術(shù)通過(guò)調(diào)整切割深度，優(yōu)化切削力在晶圓表面的分布 。減小單次切削深度，將切削力分散到多次切削過(guò)程中，降低因切削力過(guò)大導(dǎo)致的晶圓變形，維持晶圓厚度一致性，提高 TTV 均勻性。

三、切割深度動(dòng)態(tài)補(bǔ)償技術(shù)的參數(shù)優(yōu)化

3.1 傳感器參數(shù)優(yōu)化

選擇高精度、響應(yīng)速度快的傳感器，如激光位移傳感器、應(yīng)變片傳感器，確保能夠準(zhǔn)確、及時(shí)地監(jiān)測(cè)切割深度變化與切削力等參數(shù) 。同時(shí)，合理設(shè)置傳感器的安裝位置與采樣頻率，使采集的數(shù)據(jù)能夠真實(shí)反映切割過(guò)程狀態(tài)，為動(dòng)態(tài)補(bǔ)償提供可靠依據(jù)。

3.2 補(bǔ)償算法參數(shù)優(yōu)化

優(yōu)化動(dòng)態(tài)補(bǔ)償算法中的控制參數(shù)，如比例系數(shù)、積分時(shí)間、微分時(shí)間等 。通過(guò)實(shí)驗(yàn)或仿真，調(diào)整這些參數(shù)，使補(bǔ)償系統(tǒng)能夠快速、穩(wěn)定地響應(yīng)切割深度變化，避免補(bǔ)償過(guò)度或不足，實(shí)現(xiàn)對(duì)切割深度的精準(zhǔn)控制。

3.3 與其他工藝參數(shù)協(xié)同優(yōu)化

將切割深度動(dòng)態(tài)補(bǔ)償技術(shù)與進(jìn)給速度、切割速度等其他工藝參數(shù)協(xié)同優(yōu)化 。分析各參數(shù)之間的相互作用關(guān)系，通過(guò)正交試驗(yàn)、遺傳算法等方法，尋找最優(yōu)參數(shù)組合，在保證加工效率的同時(shí)，最大程度提升晶圓 TTV 厚度均勻性。

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。