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晶圆修边处理后 晶圆 TTV 变化管控

05/27 14:17
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关键词:晶圆修边;TTV 变化;工艺参数;设备改进;检测反馈

一、引言

晶圆修边是半导体制造过程中的重要环节,可去除晶圆边缘的缺陷与多余材料,降低后续工艺中晶圆破裂风险。但修边处理会使晶圆边缘受力,内部应力重新分布,导致 TTV 发生变化,影响晶圆平整度和芯片制造精度。因此,研究晶圆修边处理后 TTV 变化的管控方法具有重要意义。

二、TTV 变化管控方法

2.1 修边工艺参数优化

修边工艺参数直接影响晶圆 TTV 变化程度。刀具转速需合理设定,过高转速会使晶圆边缘局部受力过大,产生较大应力,导致 TTV 增加;转速过低则修边效率低下。通过大量试验,针对不同材质和规格的晶圆,确定最佳刀具转速区间。修边进给速度同样关键,过快的进给速度易造成边缘加工不均匀,引发应力集中;应采用分段进给的方式,在修边初始阶段降低进给速度,稳定后再适当提高,保证修边过程平稳,减少 TTV 波动。此外,刀具与晶圆的接触角度也需精确调整,合适的接触角度能使修边力均匀分布在晶圆边缘,降低因受力不均导致的 TTV 变化 。

2.2 设备改进

对晶圆修边设备进行优化可有效管控 TTV 变化。改进刀具结构设计,采用具有更好耐磨性和锋利度的刀具材料,减少刀具磨损对修边质量的影响,保证修边过程中力的稳定性。同时,在设备上安装高精度的压力传感器,实时监测修边过程中晶圆所受压力,一旦压力异常,系统自动调整修边参数,防止因压力过大造成晶圆变形,进而影响 TTV 。此外,优化设备的振动控制系统,减少设备运行过程中的振动干扰,避免因振动导致修边不均匀,引发 TTV 变化 。

2.3 检测与反馈机制完善

建立完善的检测与反馈机制是管控 TTV 变化的核心。利用高精度的光学检测设备,如非接触式激光测厚仪,在修边前后对晶圆 TTV 进行快速、精确测量。将测量数据实时传输至控制系统,通过数据分析算法,及时发现 TTV 变化趋势。若检测到 TTV 变化超出允许范围,系统自动追溯修边工艺参数和设备运行状态,调整刀具转速、进给速度等参数,实现对 TTV 变化的动态管控 。同时,定期对检测数据进行统计分析,总结 TTV 变化规律,为工艺参数优化和设备改进提供数据支持 。

高通量晶圆测厚系统运用第三代扫频OCT技术,精准攻克晶圆/晶片厚度TTV重复精度不稳定难题,重复精度达3nm以下。针对行业厚度测量结果不一致的痛点,经不同时段测量验证,保障再现精度可靠。​

我们的数据和WAFERSIGHT2的数据测量对比,进一步验证了真值的再现性:

(以上为新启航实测样品数据结果)

该系统基于第三代可调谐扫频激光技术,相较传统双探头对射扫描,可一次完成所有平面度及厚度参数测量。其创新扫描原理极大提升材料兼容性,从轻掺到重掺P型硅,到碳化硅、蓝宝石、玻璃等多种晶圆材料均适用:​

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点扫描第三代扫频激光技术,有效抵御光谱串扰,胜任粗糙晶圆表面测量;​

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(以上为新启航实测样品数据结果)

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(以上为新启航实测样品数据结果)

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(以上为新启航实测样品数据结果)

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