原创 降低切割速度，可能导致切割力不稳定，不利于碳化硅衬底TTV均匀性

在半导体材料加工领域，碳化硅（SiC）因其卓越的物理和化学性质，如高硬度、高热导率和化学稳定性，成为制造高性能电子器件的关键材料。然而，碳化硅衬底的加工过程，尤其是切割阶段，对总厚度变化（Total Thickness Variation, TTV）的均匀性有着极高的要求。TTV的均匀性直接关系到后续封装工艺的顺利进行以及最终器件的性能和可靠性。本文旨在探讨降低切割速度对切割力稳定性的影响，以及这种影响如何不利于碳化硅衬底TTV的均匀性。

一、切割速度与切割力的关系

在切割过程中，切割速度是影响切割力的重要因素之一。切割速度的改变会直接影响切割刀具与碳化硅衬底之间的相互作用，进而影响切割力的稳定性和大小。

切割速度的影响：切割速度过快，刀具与碳化硅衬底的接触时间缩短，单位时间内产生的热量增加，可能导致切割面产生热裂纹和表面粗糙度增加。而切割速度过慢，虽然可以降低热裂纹的风险，但会增加刀具与碳化硅衬底的摩擦时间，导致切割力增大，且可能因摩擦热积累而引发刀具磨损和衬底变形。

切割力的稳定性：切割力的稳定性对于保证切割面的质量和TTV均匀性至关重要。稳定的切割力可以确保刀具在切割过程中保持恒定的进给速度和切割深度，从而减少因切割力波动导致的衬底变形和厚度不均。

二、降低切割速度对切割力稳定性的影响

当切割速度降低时，刀具与碳化硅衬底的接触时间延长，摩擦热积累增加，可能导致以下不利影响：

切割力增大：由于摩擦时间的延长，刀具与碳化硅衬底之间的摩擦力增大，导致切割力增大。增大的切割力可能超出刀具和机床的承受范围，导致刀具磨损加速，机床振动增加，进而影响切割面的质量和TTV均匀性。

切割力不稳定：降低切割速度可能导致切割过程中的热应力分布不均，引起刀具与衬底之间的摩擦系数变化，从而导致切割力不稳定。不稳定的切割力会加剧衬底的变形和厚度不均，降低TTV的均匀性。

衬底变形和裂纹：增大的切割力和不稳定的切割力共同作用，可能导致碳化硅衬底在切割过程中产生变形和裂纹。这些变形和裂纹会进一步影响TTV的均匀性，降低衬底的质量和使用性能。

三、优化切割速度以提高TTV均匀性

为了提高碳化硅衬底TTV的均匀性，需要优化切割速度，确保切割力的稳定性和大小适中。具体策略包括：

实验验证：通过实验验证不同切割速度下碳化硅衬底的切割效果和TTV均匀性，找到最佳的切割速度范围。

刀具选择：选择适合碳化硅材料的刀具，确保刀具的硬度和耐磨性满足切割要求。同时，定期检查和更换磨损严重的刀具，以减少因刀具磨损导致的切割力不稳定。

冷却液使用：合理使用冷却液，以降低切割过程中的摩擦热和刀具磨损，提高切割面的质量和TTV均匀性。

机床稳定性：确保机床的稳定性和精度，减少因机床振动导致的切割力不稳定和衬底变形。

实时监测与反馈：在切割过程中引入高精度的测量仪器，实时监测切割力和TTV的变化，并根据监测结果进行反馈和调整，以确保切割过程的稳定性和TTV的均匀性。

四、结论

降低切割速度可能导致切割力不稳定，不利于碳化硅衬底TTV的均匀性。为了确保碳化硅衬底的高质量加工和后续封装工艺的顺利进行，需要优化切割速度，确保切割力的稳定性和大小适中。通过实验验证、刀具选择、冷却液使用、机床稳定性和实时监测与反馈等策略，可以有效提高碳化硅衬底TTV的均匀性，为高性能电子器件的制造提供有力保障。

高通量晶圆测厚系统

高通量晶圆测厚系统以光学相干层析成像原理，可解决晶圆/晶片厚度TTV（Total Thickness Variation，总厚度偏差）、BOW（弯曲度）、WARP（翘曲度），TIR（Total Indicated Reading 总指示读数），STIR（Site Total Indicated Reading 局部总指示读数），LTV（Local Thickness Variation 局部厚度偏差）等这类技术指标。

高通量晶圆测厚系统，全新采用的第三代可调谐扫频激光技术，相比传统上下双探头对射扫描方式；可一次性测量所有平面度及厚度参数。

1，灵活适用更复杂的材料，从轻掺到重掺P型硅(P++)，碳化硅，蓝宝石，玻璃，铌酸锂等晶圆材料。

重掺型硅（强吸收晶圆的前后表面探测）

粗糙的晶圆表面，（点扫描的第三代扫频激光，相比靠光谱探测方案，不易受到光谱中相邻单位的串扰噪声影响，因而对测量粗糙表面晶圆）

低反射的碳化硅(SiC)和铌酸锂(LiNbO3)；（通过对偏振效应的补偿，加强对低反射晶圆表面测量的信噪比）

绝缘体上硅（SOI)和MEMS，可同时测量多层结构，厚度可从μm级到数百μm级不等。

可用于测量各类薄膜厚度，厚度最薄可低至4μm，精度可达1nm。

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3，采用第三代高速扫频可调谐激光器，一改过去传统SLD宽频低相干光源的干涉模式，解决了由于相干长度短，而重度依赖“主动式减震平台”的情况。卓越的抗干扰，实现小型化设计，同时也可兼容匹配EFEM系统实现产线自动化集成测量。

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