一、引言

在晶圓制造流程中，晶圓總厚度變化（TTV）均勻性是衡量晶圓質(zhì)量的核心指標(biāo)，直接關(guān)系到芯片制造的良品率與性能表現(xiàn) 。切割深度補償技術(shù)能夠動態(tài)調(diào)整切割深度，降低因切削力波動等因素導(dǎo)致的厚度偏差；而切削熱作為切割過程中的必然產(chǎn)物，會顯著影響晶圓材料特性與切割狀態(tài) 。深度補償與切削熱之間存在復(fù)雜的耦合效應(yīng)，這種效應(yīng)會對 TTV 均勻性產(chǎn)生重要影響，深入研究其作用機制并探尋有效的抑制方法，對提升晶圓加工精度具有關(guān)鍵意義。

二、深度補償 - 切削熱耦合效應(yīng)對 TTV 均勻性的影響

2.1 切削熱干擾深度補償效果

切削熱會導(dǎo)致刀具與工件發(fā)生熱變形，改變刀具與晶圓的實際接觸狀態(tài) 。深度補償系統(tǒng)依據(jù)初始設(shè)定和常規(guī)監(jiān)測數(shù)據(jù)進行調(diào)整，但切削熱引起的刀具熱膨脹可能使實際切割深度大于補償預(yù)期，導(dǎo)致晶圓局部過度切割；同時，晶圓受熱變軟，材料去除率增加，使得深度補償難以精準(zhǔn)匹配實際切割需求，破壞 TTV 均勻性 。

2.2 深度補償加劇切削熱累積

頻繁的深度補償操作會改變刀具切削軌跡和切削力分布，導(dǎo)致切削區(qū)域材料變形加劇，產(chǎn)生更多切削熱 。例如，深度補償過程中刀具切入角度和切削面積的變化，會使切削摩擦增大，進一步提升切削熱的產(chǎn)生量 。過多的切削熱積累又會反過來影響晶圓和刀具的性能，形成惡性循環(huán)，加劇 TTV 的不均勻性 。

2.3 耦合效應(yīng)導(dǎo)致應(yīng)力復(fù)雜分布

深度補償與切削熱的耦合作用會使晶圓內(nèi)部產(chǎn)生復(fù)雜的應(yīng)力場 。切削熱引發(fā)晶圓熱應(yīng)力，深度補償帶來的切削力變化又會產(chǎn)生機械應(yīng)力，兩種應(yīng)力相互疊加 。在應(yīng)力集中區(qū)域，晶圓容易發(fā)生塑性變形，導(dǎo)致厚度偏差，從而嚴(yán)重影響 TTV 均勻性 。

三、深度補償 - 切削熱耦合效應(yīng)的抑制策略

3.1 優(yōu)化深度補償控制策略

改進深度補償算法，將切削熱因素納入補償模型 。通過實時監(jiān)測切削溫度，結(jié)合熱變形預(yù)測模型，動態(tài)調(diào)整深度補償參數(shù) 。例如，當(dāng)檢測到切削熱升高時，適當(dāng)降低深度補償?shù)姆?，避免因刀具和晶圓熱變形導(dǎo)致過度補償 。

3.2 強化切削熱管理

采用高效的冷卻潤滑技術(shù)，如低溫冷風(fēng)冷卻、微量潤滑等，降低切削熱的產(chǎn)生和累積 。合理設(shè)計刀具結(jié)構(gòu)，提高刀具的散熱性能，減少刀具熱變形 。同時，優(yōu)化切割工藝參數(shù)，在保證切割效率的前提下，降低切削熱的生成，削弱其與深度補償?shù)鸟詈献饔?。

3.3 引入應(yīng)力調(diào)控技術(shù)

在切割過程中引入應(yīng)力調(diào)控手段，如激光沖擊強化、超聲振動等技術(shù) 。通過這些技術(shù)改善晶圓內(nèi)部應(yīng)力分布，抵消深度補償 - 切削熱耦合產(chǎn)生的不利應(yīng)力 。例如，超聲振動可使切削力均勻化，減少應(yīng)力集中，從而提升 TTV 均勻性 。

高通量晶圓測厚系統(tǒng)運用第三代掃頻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3nm以下。針對行業(yè)厚度測量結(jié)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(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(zhǔn)探測強吸收晶圓前后表面；?

點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(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1nm的薄膜。

（以上為新啟航實測樣品數(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，顯著提升重復(fù)測量穩(wěn)定性。

（以上為新啟航實測樣品數(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現(xiàn)小型化設(shè)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。