标签: 晶圆TTV

摘要：本文聚焦晶圆背面减薄过程中晶圆总厚度偏差（TTV）的管控问题，从减薄工艺参数优化、设备性能提升、检测与反馈机制完善等方面，系统阐述有效的 TTV 管控方法，旨在减少减薄过程对晶圆 TTV 的不良影响，保障晶圆制造质量。 关键词：晶圆背面减薄；TTV；工艺参数；设备优化；检测反馈 一、引言 在半导体制造中，晶圆背面减薄是为满足芯片轻薄化需求的关键工艺。然而，减薄过程中机械应力、热应力等因素易使晶圆产生变形，导致 TTV 发生变化，影响芯片的性能与良品率。因此，研究晶圆背面减薄过程中 TTV 的管控方法，对提升半导体制造水平具有重要意义。 二、TTV 管控方法 2.1 减薄工艺参数优化 减薄工艺参数对晶圆 TTV 影响显著。研磨压力需精准调控，压力过大易使晶圆局部受力不均，产生较大变形，从而增大 TTV；压力过小则减薄效率低下。根据晶圆材质与厚度，通过试验确定最佳研磨压力范围。研磨速度同样关键，过高的速度会加剧晶圆表面的机械损伤与应力集中，应采用分段式研磨速度，在粗磨阶段适当降低速度，减少对晶圆的冲击；精磨阶段再调整至合适速度，保证减薄精度，降低 TTV 波动 。此外，研磨浆料的粒度与浓度也需合理选择，合适的浆料参数能提升研磨均匀性，避免因研磨不均导致的 TTV 变化。 2.2 设备性能提升 优化减薄设备性能是管控 TTV 的重要途径。改进研磨头结构，使其压力分布更均匀，确保晶圆在减薄过程中受力一致，减少因受力差异引起的变形。同时，在设备上配备高精度的温度控制系统，实时监测并调节减薄过程中的温度，避免因温度变化产生热应力，进而影响 TTV 。此外，引入先进的振动抑制技术，减少设备运行过程中的振动干扰，保证研磨过程稳定，降低因振动导致的晶圆表面不平整和 TTV 增加 。 2.3 检测与反馈机制完善 建立高效的检测与反馈机制是实现 TTV 有效管控的核心。利用高精度的在线检测设备，如非接触式激光测厚仪，在减薄过程中实时监测晶圆的 TTV 变化。将检测数据及时传输至控制系统，通过数据分析算法，快速判断 TTV 是否超出允许范围。一旦发现异常，系统自动调整减薄工艺参数，如研磨压力、速度等，实现对 TTV 变化的动态管控 。定期对检测数据进行统计分析，总结 TTV 变化规律，为工艺优化和设备改进提供数据支撑 。 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：​ 对重掺型硅，可精准探测强吸收晶圆前后表面；​ 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；​ 通过偏振效应补偿，增强低反射碳化硅、铌酸锂晶圆测量信噪比； （以上为新启航实测样品数据结果） 支持绝缘体上硅和MEMS多层结构测量，覆盖μm级到数百μm级厚度范围，还可测量薄至4μm、精度达1nm的薄膜。 （以上为新启航实测样品数据结果） 此外，可调谐扫频激光具备出色的“温漂”处理能力，在极端环境中抗干扰性强，显著提升重复测量稳定性。 （以上为新启航实测样品数据结果） 系统采用第三代高速扫频可调谐激光器，摆脱传统SLD光源对“主动式减震平台”的依赖，凭借卓越抗干扰性实现小型化设计，还能与EFEM系统集成，满足产线自动化测量需求。运动控制灵活，适配2-12英寸方片和圆片测量。

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：​ 对重掺型硅，可精准探测强吸收晶圆前后表面；​ 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；​ 通过偏振效应补偿，增强低反射碳化硅、铌酸锂晶圆测量信噪比； （以上为新启航实测样品数据结果） 支持绝缘体上硅和MEMS多层结构测量，覆盖μm级到数百μm级厚度范围，还可测量薄至4μm、精度达1nm的薄膜。 （以上为新启航实测样品数据结果） 此外，可调谐扫频激光具备出色的“温漂”处理能力，在极端环境中抗干扰性强，显著提升重复测量稳定性。 （以上为新启航实测样品数据结果） 系统采用第三代高速扫频可调谐激光器，摆脱传统SLD光源对“主动式减震平台”的依赖，凭借卓越抗干扰性实现小型化设计，还能与EFEM系统集成，满足产线自动化测量需求。运动控制灵活，适配2-12英寸方片和圆片测量。

关键词：键合晶圆；TTV 质量；晶圆预处理；键合工艺；检测机制 一、引言 在半导体制造领域，键合晶圆技术广泛应用于三维集成、传感器制造等领域。然而，键合过程中诸多因素会导致晶圆总厚度偏差（TTV）增大，影响器件性能与良品率。因此，探索提高键合晶圆 TTV 质量的方法，对推动半导体产业发展具有重要意义。 二、提高键合晶圆 TTV 质量的方法 2.1 键合前晶圆处理 键合前对晶圆的处理是提高 TTV 质量的基础。首先，严格把控晶圆表面平整度，采用化学机械抛光（CMP）技术，精确去除晶圆表面的微小凸起与凹陷，使晶圆表面粗糙度达到极低水平，减少因表面不平整导致的键合后 TTV 增加 。其次，对晶圆进行清洁处理，利用湿法清洗工艺去除晶圆表面的有机物、金属离子等杂质，避免杂质在键合过程中影响键合界面，造成局部应力集中，进而影响 TTV 质量。同时，可对晶圆进行预键合处理，通过低温等离子体活化等方式，改善晶圆表面活性，为高质量键合奠定基础 。 2.2 键合工艺优化 键合工艺参数对 TTV 质量影响显著。优化键合温度，根据晶圆材质和键合材料特性，确定合适的温度范围。温度过高可能导致晶圆变形，增大 TTV；温度过低则键合强度不足 。合理控制键合压力，均匀且适度的压力有助于保证键合界面的一致性，防止因压力不均造成晶圆局部变形。此外，优化键合时间，避免时间过长或过短，确保键合过程充分且稳定，减少因键合不充分或过度键合带来的 TTV 问题 。 2.3 键合后检测与调整 建立高效的键合后检测机制是保证 TTV 质量的关键。利用高精度光学测量设备，如激光干涉仪，对键合晶圆的 TTV 进行快速、准确检测 。一旦检测到 TTV 超出允许范围，可通过局部应力释放、二次键合调整等方式进行修正。例如，对于因局部应力导致 TTV 超标的区域，采用热处理等方法释放应力，改善 TTV 质量 。 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。

摘要：本文针对激光退火后晶圆总厚度偏差（TTV）变化的问题，深入探讨从工艺参数优化、设备改进、晶圆预处理以及检测反馈机制等方面，提出一系列有效管控 TTV 变化的方法，为提升激光退火后晶圆质量提供技术参考。 关键词：激光退火；晶圆；TTV 变化；管控方法 一、引言 激光退火作为半导体制造中的关键工艺，在改善晶圆电学性能方面发挥着重要作用。然而，激光退火过程中产生的高热量及不均匀的能量分布，易导致晶圆内部应力变化，从而引起 TTV 改变。TTV 的波动会影响后续芯片制造工艺的精度与良率，因此对激光退火后晶圆 TTV 变化进行有效管控成为半导体制造领域亟待解决的重要问题 。 二、TTV 变化管控方法 2.1 工艺参数优化 激光退火的工艺参数直接影响晶圆 TTV 变化程度。激光能量密度需严格控制，过高的能量密度会使晶圆局部温度急剧升高，产生过大热应力，导致 TTV 增大；过低则无法达到预期的退火效果。通过试验确定不同晶圆材质和工艺需求下的最佳能量密度范围，例如对于硅晶圆，在特定的退火目标下，将能量密度控制在某区间内可有效减少 TTV 变化。同时，激光扫描速度也至关重要，合适的扫描速度能保证晶圆受热均匀，避免局部过度受热引起的变形 。 2.2 设备改进 对激光退火设备进行优化有助于管控 TTV 变化。改进激光束的匀化装置，使激光能量在晶圆表面更均匀地分布，减少因能量不均导致的局部应力差异。此外，升级设备的温度控制系统，提高温度监测和控制的精度，确保晶圆在退火过程中温度变化平稳，降低热应力对 TTV 的影响 。 2.3 晶圆预处理 在进行激光退火前，对晶圆进行预处理可有效降低 TTV 变化。通过化学机械抛光（CMP）技术进一步提高晶圆表面平整度，减少因表面不平整在激光退火时产生的应力集中现象。同时，对晶圆进行应力释放处理，如采用热处理等方式消除晶圆内部原有应力，使其在激光退火过程中更稳定，降低 TTV 变化幅度 。 2.4 检测与反馈机制完善 建立高精度的检测与反馈机制是管控 TTV 变化的关键。利用高分辨率的光学检测设备，在激光退火前后对晶圆 TTV 进行快速、精确测量。将测量数据实时传输至控制系统，一旦检测到 TTV 变化超出允许范围，系统自动调整激光退火工艺参数，如能量密度、扫描速度等，实现对 TTV 变化的动态管控 。 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。 2，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。

摘要：本文针对湿法腐蚀工艺后晶圆总厚度偏差（TTV）的管控问题，探讨从工艺参数优化、设备改进及检测反馈机制完善等方面入手，提出一系列优化方法，以有效降低湿法腐蚀后晶圆 TTV，提升晶圆制造质量。 关键词：湿法腐蚀；晶圆；TTV 管控；工艺优化 一、引言 湿法腐蚀是晶圆制造中的关键工艺，其过程中腐蚀液对晶圆的不均匀作用，易导致晶圆出现厚度偏差，影响 TTV 指标。TTV 过高会降低芯片性能与良品率，因此优化湿法腐蚀后晶圆 TTV 管控至关重要，是提升晶圆制造水平的重要研究方向 。 二、优化管控方法 2.1 工艺参数优化 合理调整湿法腐蚀的工艺参数是管控 TTV 的基础。腐蚀液浓度直接影响腐蚀速率和均匀性，需根据晶圆材质精确调配。例如，对于硅晶圆，过高浓度的氢氟酸可能造成局部过度腐蚀，应将其浓度控制在合适区间。腐蚀时间同样关键，延长腐蚀时间虽能达到预期腐蚀深度，但可能加剧不均匀性，需通过试验确定最佳时长。同时，搅拌速度对腐蚀液的均匀分布有重要影响，适当提高搅拌速度可减少因浓度差异导致的 TTV 波动 。 2.2 设备改进 对湿法腐蚀设备进行改进有助于提升 TTV 管控效果。优化腐蚀槽的结构设计，采用更合理的进液和出液方式，确保腐蚀液在槽内均匀流动，减少因液体流动不均引起的晶圆局部腐蚀差异。此外，引入高精度的晶圆固定装置，保证晶圆在腐蚀过程中位置稳定，避免因晃动造成腐蚀不均匀，进而影响 TTV 。 2.3 检测与反馈机制完善 建立高效的检测与反馈机制是优化 TTV 管控的重要保障。利用高精度的光学测量设备，如激光干涉仪，对湿法腐蚀后的晶圆 TTV 进行实时在线检测。一旦检测到 TTV 超出设定范围，立即反馈给工艺控制系统，系统自动调整工艺参数，如腐蚀液浓度或腐蚀时间，实现闭环控制，及时纠正 TTV 偏差 。 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。