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。

审核编辑 黄宇