摘要：本文圍繞基于納米流體強(qiáng)化的切割液性能提升及對晶圓 TTV 均勻性的控制展開研究。探討納米流體強(qiáng)化切割液在冷卻、潤滑、排屑等性能方面的提升機(jī)制，分析其對晶圓 TTV 均勻性的影響路徑，以及優(yōu)化切割工藝參數(shù)以實(shí)現(xiàn)晶圓 TTV 均勻性有效控制，為晶圓切割工藝改進(jìn)提供新的思路與方法。

一、引言

在半導(dǎo)體晶圓切割工藝中，晶圓 TTV 均勻性是影響芯片制造質(zhì)量與良率的關(guān)鍵因素。切割液性能對晶圓切割過程起著至關(guān)重要的作用。納米流體憑借獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì)，為切割液性能提升帶來新契機(jī)。研究基于納米流體強(qiáng)化的切割液性能提升及其對晶圓 TTV 均勻性的控制，對推動(dòng)半導(dǎo)體制造工藝發(fā)展具有重要意義。

二、納米流體強(qiáng)化切割液的性能提升機(jī)制

（一）冷卻性能提升

納米顆粒具有高比表面積和優(yōu)異的熱傳導(dǎo)性能，添加到切割液中形成納米流體后，顯著增強(qiáng)了切割液的導(dǎo)熱能力。在切割過程中，納米流體能更高效地帶走切割熱，降低晶圓表面溫度，減少因熱變形導(dǎo)致的 TTV 不均勻，有效提升冷卻性能。

（二）潤滑性能優(yōu)化

納米顆?？稍诘毒吲c晶圓表面形成一層納米級潤滑膜，填補(bǔ)表面微觀缺陷，降低表面粗糙度，減少摩擦系數(shù)。這層潤滑膜在切割過程中起到緩沖和隔離作用，穩(wěn)定切割力，減少刀具磨損，從而優(yōu)化切割液的潤滑性能。

（三）排屑性能增強(qiáng)

納米流體中納米顆粒的分散特性有助于切屑的分散和懸浮，防止切屑團(tuán)聚和堆積。同時(shí)，納米顆粒的存在改變了切割液的流變特性，使其具有更好的流動(dòng)性，能夠更迅速地將切屑排出切割區(qū)域，提升排屑性能。

三、納米流體強(qiáng)化切割液對晶圓 TTV 均勻性的控制

（一）減少熱變形影響

高效的冷卻性能使晶圓在切割過程中溫度分布更均勻，降低熱應(yīng)力產(chǎn)生，減少因熱膨脹不一致導(dǎo)致的 TTV 波動(dòng)，從而有效控制晶圓 TTV 均勻性。

（二）穩(wěn)定切割過程

優(yōu)化后的潤滑性能和增強(qiáng)的排屑性能，保證了切割過程的穩(wěn)定性。穩(wěn)定的切割力和良好的排屑效果避免了刀具振動(dòng)和切屑劃傷晶圓，減少了對晶圓厚度的影響，有助于維持 TTV 均勻性。

四、基于納米流體強(qiáng)化切割液的工藝參數(shù)優(yōu)化

（一）納米顆粒濃度選擇

研究不同納米顆粒濃度對切割液性能及晶圓 TTV 均勻性的影響，通過實(shí)驗(yàn)確定最佳納米顆粒濃度范圍，在保證切割液性能提升的同時(shí)，避免因濃度過高導(dǎo)致的顆粒團(tuán)聚等問題。

（二）切割工藝參數(shù)調(diào)整

結(jié)合納米流體強(qiáng)化切割液的性能特點(diǎn)，調(diào)整切割速度、進(jìn)給量等工藝參數(shù)。例如，在冷卻性能提升的情況下，可適當(dāng)提高切割速度，同時(shí)保證晶圓 TTV 均勻性不受影響，實(shí)現(xiàn)工藝參數(shù)與切割液性能的協(xié)同優(yōu)化 。

高通量晶圓測厚系統(tǒng)運(yùn)用第三代掃頻OCT技術(shù)，精準(zhǔn)攻克晶圓/晶片厚度TTV重復(fù)精度不穩(wěn)定難題，重復(fù)精度達(dá)3nm以下。針對行業(yè)厚度測量結(jié)果不一致的痛點(diǎn)，經(jīng)不同時(shí)段測量驗(yàn)證，保障再現(xiàn)精度可靠。?

我們的數(shù)據(jù)和WAFERSIGHT2的數(shù)據(jù)測量對比,進(jìn)一步驗(yàn)證了真值的再現(xiàn)性：

（以上為新啟航實(shí)測樣品數(shù)據(jù)結(jié)果）

該系統(tǒng)基于第三代可調(diào)諧掃頻激光技術(shù)，相較傳統(tǒng)雙探頭對射掃描，可一次完成所有平面度及厚度參數(shù)測量。其創(chuàng)新掃描原理極大提升材料兼容性，從輕摻到重?fù)絇型硅，到碳化硅、藍(lán)寶石、玻璃等多種晶圓材料均適用：?

對重?fù)叫凸瑁删珳?zhǔn)探測強(qiáng)吸收晶圓前后表面；?

點(diǎn)掃描第三代掃頻激光技術(shù)，有效抵御光譜串?dāng)_，勝任粗糙晶圓表面測量；?

通過偏振效應(yīng)補(bǔ)償，增強(qiáng)低反射碳化硅、鈮酸鋰晶圓測量信噪比；

（以上為新啟航實(shí)測樣品數(shù)據(jù)結(jié)果）

支持絕緣體上硅和MEMS多層結(jié)構(gòu)測量，覆蓋μm級到數(shù)百μm級厚度范圍，還可測量薄至4μm、精度達(dá)1nm的薄膜。

（以上為新啟航實(shí)測樣品數(shù)據(jù)結(jié)果）

此外，可調(diào)諧掃頻激光具備出色的“溫漂”處理能力，在極端環(huán)境中抗干擾性強(qiáng)，顯著提升重復(fù)測量穩(wěn)定性。

（以上為新啟航實(shí)測樣品數(shù)據(jù)結(jié)果）

系統(tǒng)采用第三代高速掃頻可調(diào)諧激光器，擺脫傳統(tǒng)SLD光源對“主動(dòng)式減震平臺”的依賴，憑借卓越抗干擾性實(shí)現(xiàn)小型化設(shè)計(jì)，還能與EFEM系統(tǒng)集成，滿足產(chǎn)線自動(dòng)化測量需求。運(yùn)動(dòng)控制靈活，適配2-12英寸方片和圓片測量。