摘要：本文聚焦于降低晶圓 TTV（總厚度偏差）的磨片加工方法，通過對磨片設(shè)備、工藝參數(shù)的優(yōu)化以及研磨拋光流程的改進，有效控制晶圓 TTV 值，提升晶圓質(zhì)量，為半導(dǎo)體制造提供實用技術(shù)參考。

關(guān)鍵詞：晶圓；TTV；磨片加工；研磨；拋光

一、引言

在半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，晶圓的總厚度偏差（TTV）對芯片性能、良品率有著直接影響。高精度的 TTV 控制是實現(xiàn)高性能芯片制造的關(guān)鍵前提。隨著半導(dǎo)體技術(shù)不斷向更高精度發(fā)展，傳統(tǒng)磨片加工方法在 TTV 控制上的局限性日益凸顯，研究新的磨片加工方法以降低晶圓 TTV 具有重要的現(xiàn)實意義。

二、磨片加工方法

2.1 設(shè)備與材料準(zhǔn)備

選擇高精度磨片設(shè)備，該設(shè)備需具備穩(wěn)定的機械結(jié)構(gòu)和精確的運動控制系統(tǒng)，以確保研磨過程的穩(wěn)定性。研磨墊選用具有均勻硬度和良好耐磨性的材質(zhì)，研磨漿料的成分和粒度根據(jù)晶圓材質(zhì)和加工要求進行合理調(diào)配。例如，對于硅晶圓，可選用二氧化硅基研磨漿料，粒度控制在合適范圍，保證研磨效率與表面質(zhì)量 。

2.2 工藝參數(shù)設(shè)定

在研磨加工前，精確設(shè)定磨片設(shè)備的工藝參數(shù)。研磨壓力根據(jù)晶圓尺寸和材質(zhì)進行調(diào)整，避免壓力過大導(dǎo)致晶圓損傷或壓力過小影響研磨效率；研磨轉(zhuǎn)速需與壓力相匹配，確保研磨過程的均勻性。同時，合理規(guī)劃研磨時間，通過試驗確定不同階段的最佳研磨時長，實現(xiàn)對晶圓厚度和 TTV 的有效控制 。

2.3 研磨過程

將晶圓固定在磨片設(shè)備的工作臺上，啟動設(shè)備，使研磨墊與晶圓表面接觸并進行研磨。在研磨過程中，實時監(jiān)測晶圓的厚度變化和 TTV 值?？刹捎迷诰€測量技術(shù)，如激光測厚儀，及時反饋數(shù)據(jù)并調(diào)整研磨參數(shù)。分階段進行研磨，粗磨階段快速去除大部分余量，精磨階段進一步細化表面，減小 TTV 。

2.4 拋光處理

研磨完成后，對晶圓進行拋光處理。采用化學(xué)機械拋光（CMP）技術(shù)，利用拋光液中的化學(xué)物質(zhì)與晶圓表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，結(jié)合拋光墊的機械摩擦作用，進一步降低晶圓表面粗糙度和 TTV 值。嚴(yán)格控制拋光液的流量、拋光壓力和拋光時間等參數(shù)，確保拋光效果的一致性和穩(wěn)定性 。

高通量晶圓測厚系統(tǒng)

高通量晶圓測厚系統(tǒng)以光學(xué)相干層析成像原理，可解決晶圓/晶片厚度TTV（Total Thickness Variation，總厚度偏差）、BOW（彎曲度）、WARP（翹曲度），TIR（Total Indicated Reading 總指示讀數(shù)，STIR（Site Total Indicated Reading 局部總指示讀數(shù)），LTV（Local Thickness Variation 局部厚度偏差）等這類技術(shù)指標(biāo)。

高通量晶圓測厚系統(tǒng)，全新采用的第三代可調(diào)諧掃頻激光技術(shù)，相比傳統(tǒng)上下雙探頭對射掃描方式；可一次性測量所有平面度及厚度參數(shù)。

1，靈活適用更復(fù)雜的材料，從輕摻到重摻 P 型硅 (P++)，碳化硅，藍寶石，玻璃，鈮酸鋰等晶圓材料。

重摻型硅（強吸收晶圓的前后表面探測）

粗糙的晶圓表面，（點掃描的第三代掃頻激光，相比靠光譜探測方案，不易受到光譜中相鄰單位的串?dāng)_噪聲影響，因而對測量粗糙表面晶圓）

低反射的碳化硅(SiC)和鈮酸鋰(LiNbO3)；（通過對偏振效應(yīng)的補償，加強對低反射晶圓表面測量的信噪比）

絕緣體上硅（SOI)和MEMS，可同時測量多 層 結(jié) 構(gòu)，厚 度 可 從μm級到數(shù)百μm 級不等。

可用于測量各類薄膜厚度，厚度最薄可低至 4 μm ，精度可達1nm。

可調(diào)諧掃頻激光的“溫漂”處理能力，體現(xiàn)在極端工作環(huán)境中抗干擾能力強，充分提高重復(fù)性測量能力。

4，采用第三代高速掃頻可調(diào)諧激光器，一改過去傳統(tǒng)SLD寬頻低相干光源的干涉模式，解決了由于相干長度短，而重度依賴“主動式減震平臺”的情況。卓越的抗干擾，實現(xiàn)小型化設(shè)計，同時也可兼容匹配EFEM系統(tǒng)實現(xiàn)產(chǎn)線自動化集成測量。

5，靈活的運動控制方式，可兼容2英寸到12英寸方片和圓片測量。

審核編輯 黃宇