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  • 2025-5-21 11:13
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    用于切割晶圆 TTV 控制的硅棒安装机构
    摘要:本文针对晶圆切割过程中 TTV(总厚度偏差)控制难题,提出一种用于切割晶圆 TTV 控制的硅棒安装机构。详细介绍该机构的结构设计、工作原理及其在控制 TTV 方面的技术优势,为提升晶圆切割质量提供新的设备方案 。 关键词:晶圆切割;TTV 控制;硅棒安装机构;结构设计 一、引言 在晶圆制造过程中,切割环节对晶圆 TTV 有着重要影响。精确控制晶圆 TTV 是保障芯片性能和良品率的关键因素。传统硅棒安装方式在切割过程中,因硅棒固定不稳定、定位精度低等问题,易导致晶圆切割后 TTV 超差。因此,设计一种高效可靠的用于切割晶圆 TTV 控制的硅棒安装机构具有重要意义 。 二、硅棒安装机构设计 2.1 机构整体结构 该硅棒安装机构主要由基座、定位组件、夹紧组件和微调组件构成。基座为整个机构提供稳定支撑,采用高强度、高刚性材料制作,减少外界振动对硅棒安装的影响。定位组件包括多个定位销和定位槽,通过精密配合实现硅棒的精准定位;夹紧组件采用气动或液压驱动方式,可快速且稳定地夹紧硅棒,确保切割过程中硅棒不会发生位移;微调组件则由高精度的丝杆螺母副和传感器组成,能够对硅棒的安装位置进行微小调整,以达到最佳的切割姿态 。 2.2 工作原理 在安装硅棒时,先将硅棒放置在定位组件的定位槽内,通过定位销实现初步定位。随后,夹紧组件启动,对硅棒进行夹紧固定。在切割前,微调组件根据预设的参数和传感器反馈的信息,对硅棒的位置进行微调,使硅棒处于理想的切割位置。在切割过程中,夹紧组件持续保持对硅棒的夹紧力,定位组件和微调组件协同工作,实时监测并补偿硅棒可能出现的微小位移或姿态变化,从而有效控制晶圆切割过程中的 TTV 。 2.3 关键技术要点 硅棒安装机构的关键在于高精度定位和稳定夹紧。定位组件的定位精度需达到微米级,以保证硅棒安装位置的准确性;夹紧组件的夹紧力要根据硅棒的材质和尺寸进行合理调节,既不能因夹紧力过大导致硅棒损伤,也不能因夹紧力过小使硅棒在切割时发生位移。此外,微调组件的控制算法需要精确高效,能够快速响应并处理硅棒位置的变化信息 。 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 4 μm ,精度可达1nm。 可调谐扫频激光的“温漂”处理能力,体现在极端工作环境中抗干扰能力强,充分提高重复性测量能力。 4,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。 5,灵活的运动控制方式,可兼容2英寸到12英寸方片和圆片测量。
  • 2025-5-20 17:59
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    降低晶圆 TTV 的磨片加工方法
    摘要:本文聚焦于降低晶圆 TTV(总厚度偏差)的磨片加工方法,通过对磨片设备、工艺参数的优化以及研磨抛光流程的改进,有效控制晶圆 TTV 值,提升晶圆质量,为半导体制造提供实用技术参考。 关键词:晶圆;TTV;磨片加工;研磨;抛光 一、引言 在半导体制造领域,晶圆的总厚度偏差(TTV)对芯片性能、良品率有着直接影响。高精度的 TTV 控制是实现高性能芯片制造的关键前提。随着半导体技术不断向更高精度发展,传统磨片加工方法在 TTV 控制上的局限性日益凸显,研究新的磨片加工方法以降低晶圆 TTV 具有重要的现实意义。 二、磨片加工方法 2.1 设备与材料准备 选择高精度磨片设备,该设备需具备稳定的机械结构和精确的运动控制系统,以确保研磨过程的稳定性。研磨垫选用具有均匀硬度和良好耐磨性的材质,研磨浆料的成分和粒度根据晶圆材质和加工要求进行合理调配。例如,对于硅晶圆,可选用二氧化硅基研磨浆料,粒度控制在合适范围,保证研磨效率与表面质量 。 2.2 工艺参数设定 在研磨加工前,精确设定磨片设备的工艺参数。研磨压力根据晶圆尺寸和材质进行调整,避免压力过大导致晶圆损伤或压力过小影响研磨效率;研磨转速需与压力相匹配,确保研磨过程的均匀性。同时,合理规划研磨时间,通过试验确定不同阶段的最佳研磨时长,实现对晶圆厚度和 TTV 的有效控制 。 2.3 研磨过程 将晶圆固定在磨片设备的工作台上,启动设备,使研磨垫与晶圆表面接触并进行研磨。在研磨过程中,实时监测晶圆的厚度变化和 TTV 值。可采用在线测量技术,如激光测厚仪,及时反馈数据并调整研磨参数。分阶段进行研磨,粗磨阶段快速去除大部分余量,精磨阶段进一步细化表面,减小 TTV 。 2.4 抛光处理 研磨完成后,对晶圆进行抛光处理。采用化学机械抛光(CMP)技术,利用抛光液中的化学物质与晶圆表面发生化学反应,结合抛光垫的机械摩擦作用,进一步降低晶圆表面粗糙度和 TTV 值。严格控制抛光液的流量、抛光压力和抛光时间等参数,确保抛光效果的一致性和稳定性 。 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 4 μm ,精度可达1nm。 可调谐扫频激光的“温漂”处理能力,体现在极端工作环境中抗干扰能力强,充分提高重复性测量能力。 4,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。 5,灵活的运动控制方式,可兼容2英寸到12英寸方片和圆片测量。
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    2024-11-19 14:31
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    降低晶圆TTV的磨片加工有哪些方法
    降低晶圆TTV的磨片加工有哪些方法 降低晶圆TTV(Total Thickness Variation,总厚度变化)的磨片加工方法主要包括以下几种: 一、采用先进的磨削技术 硅片旋转磨削: 原理:吸附在工作台上的单晶硅片和杯型金刚石砂轮绕各自轴线旋转,砂轮同时沿轴向连续进给。砂轮直径大于被加工硅片直径,其圆周经过硅片中心。 优点:单次单片磨削,可加工大尺寸硅片;磨削力相对稳定,通过调整砂轮转轴和硅片转轴之间的倾角可实现单晶硅片面型的主动控制,获得较好的面型精度。 双面磨削: 原理:两侧面对称分布的夹持器将单晶硅片夹持在保持环中,在辊子的带动下缓慢旋转,一对杯型金刚石砂轮相对位于单晶硅片的两侧,在空气轴承电主轴驱动下沿相反的方向旋转并沿轴向进给实现单晶硅片的双面同时磨削。 优点:可有效去除线切割后单晶硅片表面的波纹度和锥度,提高磨削效率。 二、优化磨削工艺参数 通过合理设置磨削工艺参数,如正向压力、砂轮粒度、砂轮结合剂、砂轮转速、硅片转速、磨削液黏度及流量等,可以进一步降低晶圆TTV。这些参数的优化需要根据具体的磨削设备和晶圆材料进行调整。 三、采用自动化与智能化控制 激光位移传感器与PLC控制器: 方法:利用激光位移传感器对晶圆进行平坦度测量,并将测量数据传入PLC控制器。通过数据比较和平均值计算,当数据的平均值大于或等于预设值时,重复研磨加工步骤;当数据的平均值小于预设值时,进行下一步操作。 优点:能快速测量并进行平坦度计算,节省了手动频繁操作的工序,检测速度快,提升了加工的效率。 在线调整技术: 原理:在磨削过程中,通过非接触式在线测量装置扫描晶圆,获得晶圆的厚度偏差TTV值以及晶圆厚度高低的具体位置。根据具体厚度参数,进行相关函数计算,通过自动控制装置进行角度调整。 优点:可以实时调整磨削参数,确保晶圆厚度均匀性,降低TTV。 四、其他注意事项 确保设备精度:磨削设备的精度对晶圆TTV有直接影响。因此,需要定期对设备进行维护和校准,确保其精度满足要求。 选择合适的磨料:磨料的选择对磨削效果和晶圆TTV也有重要影响。需要根据晶圆材料和磨削要求选择合适的磨料。 控制磨削液温度:磨削液温度对磨削效果和晶圆表面质量有影响。需要控制磨削液温度在合适的范围内,以确保磨削效果和晶圆表面质量。 综上所述,降低晶圆TTV的磨片加工方法需要从磨削技术、工艺参数、自动化与智能化控制以及设备维护等多个方面入手。通过综合应用这些方法,可以显著提高晶圆的厚度均匀性,降低TTV值。 五、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,传统上下双探头对射扫描方式,可兼容2英寸到12英寸方片和圆片,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 4 μm ,精度可达1nm。 可调谐扫频激光 的“温漂”处理能力,体现在极端工作环境中抗干扰能力强,一改过去传统晶圆测量对于“主动式减震平台”的重度依赖,成本显著降低。 2,灵活的运动控制方式,可兼容2英寸到12英寸方片和圆片测量。