降低晶圓TTV的磨片加工有哪些方法

降低晶圓TTV（Total Thickness Variation，總厚度變化）的磨片加工方法主要包括以下幾種：

一、采用優(yōu)秀的磨削技術(shù)

硅片旋轉(zhuǎn)磨削：

原理：吸附在工作臺上的單晶硅片和杯型金剛石砂輪繞各自軸線旋轉(zhuǎn)，砂輪同時(shí)沿軸向連續(xù)進(jìn)給。砂輪直徑大于被加工硅片直徑，其圓周經(jīng)過硅片中心。

優(yōu)點(diǎn)：單次單片磨削，可加工大尺寸硅片；磨削力相對穩(wěn)定，通過調(diào)整砂輪轉(zhuǎn)軸和硅片轉(zhuǎn)軸之間的傾角可實(shí)現(xiàn)單晶硅片面型的主動控制，獲得較好的面型精度。

雙面磨削：

原理：兩側(cè)面對稱分布的夾持器將單晶硅片夾持在保持環(huán)中，在輥?zhàn)拥膸酉戮徛D(zhuǎn)，一對杯型金剛石砂輪相對位于單晶硅片的兩側(cè)，在空氣軸承電主軸驅(qū)動下沿相反的方向旋轉(zhuǎn)并沿軸向進(jìn)給實(shí)現(xiàn)單晶硅片的雙面同時(shí)磨削。

優(yōu)點(diǎn)：可有效去除線切割后單晶硅片表面的波紋度和錐度，提高磨削效率。

二、優(yōu)化磨削工藝參數(shù)

通過合理設(shè)置磨削工藝參數(shù)，如正向壓力、砂輪粒度、砂輪結(jié)合劑、砂輪轉(zhuǎn)速、硅片轉(zhuǎn)速、磨削液黏度及流量等，可以進(jìn)一步降低晶圓TTV。這些參數(shù)的優(yōu)化需要根據(jù)具體的磨削設(shè)備和晶圓材料進(jìn)行調(diào)整。

三、采用自動化與智能化控制

激光位移傳感器與PLC控制器：

方法：利用激光位移傳感器對晶圓進(jìn)行平坦度測量，并將測量數(shù)據(jù)傳入PLC控制器。通過數(shù)據(jù)比較和平均值計(jì)算，當(dāng)數(shù)據(jù)的平均值大于或等于預(yù)設(shè)值時(shí)，重復(fù)研磨加工步驟；當(dāng)數(shù)據(jù)的平均值小于預(yù)設(shè)值時(shí)，進(jìn)行下一步操作。

優(yōu)點(diǎn)：能快速測量并進(jìn)行平坦度計(jì)算，節(jié)省了手動頻繁操作的工序，檢測速度快，提升了加工的效率。

在線調(diào)整技術(shù)：

原理：在磨削過程中，通過非接觸式在線測量裝置掃描晶圓，獲得晶圓的厚度偏差TTV值以及晶圓厚度高低的具體位置。根據(jù)具體厚度參數(shù)，進(jìn)行相關(guān)函數(shù)計(jì)算，通過自動控制裝置進(jìn)行角度調(diào)整。

優(yōu)點(diǎn)：可以實(shí)時(shí)調(diào)整磨削參數(shù)，確保晶圓厚度均勻性，降低TTV。

四、其他注意事項(xiàng)

確保設(shè)備精度：磨削設(shè)備的精度對晶圓TTV有直接影響。因此，需要定期對設(shè)備進(jìn)行維護(hù)和校準(zhǔn)，確保其精度滿足要求。

選擇合適的磨料：磨料的選擇對磨削效果和晶圓TTV也有重要影響。需要根據(jù)晶圓材料和磨削要求選擇合適的磨料。

控制磨削液溫度：磨削液溫度對磨削效果和晶圓表面質(zhì)量有影響。需要控制磨削液溫度在合適的范圍內(nèi)，以確保磨削效果和晶圓表面質(zhì)量。

綜上所述，降低晶圓TTV的磨片加工方法需要從磨削技術(shù)、工藝參數(shù)、自動化與智能化控制以及設(shè)備維護(hù)等多個(gè)方面入手。通過綜合應(yīng)用這些方法，可以顯著提高晶圓的厚度均勻性，降低TTV值。

五、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)，傳統(tǒng)上下雙探頭對射掃描方式，可兼容2英寸到12英寸方片和圓片，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?fù)?P 型硅 (P++)，碳化硅，藍(lán)寶石，玻璃，鈮酸鋰等晶圓材料。

重?fù)叫凸瑁◤?qiáng)吸收晶圓的前后表面探測）

粗糙的晶圓表面，（點(diǎn)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(bǔ)償，加強(qiáng)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(shí)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，厚度可低至 4 μm ，精度可達(dá)1nm。

1，       可調(diào)諧掃頻激光的“溫漂”處理能力，體現(xiàn)在工作環(huán)境中抗干擾能力強(qiáng)，一改過去傳統(tǒng)晶圓測量對于“主動式減震平臺”的重度依賴，成本顯著降低。

2，靈活的運(yùn)動控制方式，可兼容2英寸到12英寸方片和圓片測量。