适当减少进给量，使切割材料去除量更均匀，提高碳化硅衬底TTV均匀性
适当减少进给量，使切割材料去除量更均匀，提高碳化硅衬底TTV均匀性
碳化硅（SiC）作为新一代半导体材料，因其出色的物理和化学特性，在高性能电子器件制造中得到了广泛应用。然而，碳化硅衬底的加工精度，尤其是总厚度变化（TTV）的均匀性，对最终器件的性能有着决定性影响。本文将探讨如何通过调整进给量来优化碳化硅衬底的加工精度，并介绍高通量晶圆测厚系统在晶圆厚度测量中的重要作用。
进给量对碳化硅衬底TTV均匀性的影响
进给量是指切割工具在切割过程中相对于工件移动的速度。在碳化硅衬底的切割过程中，进给量的大小直接影响切割效率和切割质量。过大的进给量会导致以下问题：
- 不均匀的材料去除：过大的进给量会导致切割工具在碳化硅衬底表面的接触时间变短，材料去除量不均匀，从而在衬底表面产生厚度变化，影响TTV的均匀性。
- 切割热效应：过大的进给量会增加切割过程中的摩擦热，导致切割工具和碳化硅衬底局部温度升高，可能引起热变形和微裂纹，进一步影响TTV的均匀性。
- 切割工具磨损：过大的进给量会加速切割工具的磨损，缩短其使用寿命，同时增加切割过程中的振动和不稳定因素，影响TTV的均匀性。
适当减少进给量的策略
为了提高碳化硅衬底的TTV均匀性，需要适当减少进给量，使切割材料去除量更均匀。以下是一些策略：
- 优化切割参数：通过实验和仿真分析，找到最佳的切割参数组合，包括进给量、切割速度和切割深度等，以实现最佳的TTV均匀性。在保证切割效率的前提下，适当降低进给量，使切割过程更加平稳和可控。
- 采用高精度切割设备：使用高精度、高稳定性的切割设备，可以减少切割过程中的振动和不稳定因素，提高切割精度和TTV均匀性。确保切割设备的各个部件都经过精密加工和装配，以提高整体的刚度和精度。
- 选择合适的切割工具：根据碳化硅衬底的特性和加工要求，选择合适的切割工具材质和形状。确保切割工具的刃口锋利、均匀，以减少切割过程中的振动和划痕。
- 加强工艺监控和质量控制：在切割过程中，使用高精度的测量仪器对碳化硅衬底的TTV进行实时监测和反馈。根据监测结果，及时调整切割参数或采取其他措施，以确保TTV的均匀性达到设计要求。
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。
- 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。
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。
- 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。
- 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。
结论
适当减少进给量是提高碳化硅衬底TTV均匀性的有效策略之一。通过优化切割参数、采用高精度切割设备、选择合适的切割工具以及加强工艺监控和质量控制等措施，可以使切割材料去除量更均匀，从而提高碳化硅衬底的加工精度和产品质量。未来，随着碳化硅材料在半导体领域的广泛应用和技术的不断进步，对碳化硅衬底加工精度的要求将越来越高，因此，持续的技术创新和工艺优化将是提升碳化硅衬底加工水平和质量的重要方向。同时，对于碳化硅衬底加工过程中的其他关键因素，如冷却与润滑、装夹方式等，也需要进行深入研究和优化，以实现更高的加工精度和TTV均匀性。