引言

在半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，硅片作為核心基礎(chǔ)材料，其質(zhì)量參數(shù)對(duì)芯片性能和生產(chǎn)良率有著重要影響。TTV、Bow、Warp、TIR 等參數(shù)是衡量硅片質(zhì)量與特性的關(guān)鍵指標(biāo)。本文將對(duì)這些參數(shù)進(jìn)行詳細(xì)定義與闡述，明確其在硅片制造和應(yīng)用中的重要意義。

TTV（Total Thickness Variation，總厚度變化）

定義

TTV 指的是在硅片同一表面上，硅片最大厚度與最小厚度的差值，用于表征硅片厚度的均勻性。其計(jì)算公式為：TTV = T_{max} - T_{min}，其中T_{max}為硅片表面的最大厚度值，T_{min}為硅片表面的最小厚度值 。在先進(jìn)半導(dǎo)體制造工藝中，對(duì)硅片 TTV 的要求極為嚴(yán)格，通常需控制在幾微米甚至更小的范圍內(nèi)，以確保后續(xù)光刻、刻蝕等工藝的精確性。

測(cè)量意義與方法

TTV 值過(guò)大，會(huì)導(dǎo)致光刻膠涂覆不均勻、光刻圖形轉(zhuǎn)移精度下降，影響芯片的電學(xué)性能和成品率。目前，常用激光掃描技術(shù)測(cè)量硅片 TTV，通過(guò)激光傳感器在硅片表面進(jìn)行多點(diǎn)掃描，獲取不同位置的厚度數(shù)據(jù)，進(jìn)而計(jì)算出 TTV 值 。

Bow（彎曲度）

定義

Bow 是指硅片受外力或內(nèi)部應(yīng)力作用，導(dǎo)致硅片中心面偏離理想平面，硅片中心到邊緣參考平面的最大距離。它反映了硅片在某一方向上的彎曲程度 。硅片在制造、加工或運(yùn)輸過(guò)程中，因溫度變化、機(jī)械應(yīng)力等因素，容易產(chǎn)生 Bow 現(xiàn)象。

測(cè)量意義與方法

Bow 值過(guò)大可能造成光刻時(shí)曝光不均勻、鍵合工藝中硅片貼合不良等問(wèn)題。一般采用非接觸式光學(xué)測(cè)量方法，如激光干涉儀，通過(guò)測(cè)量硅片表面的干涉條紋，計(jì)算出硅片的 Bow 值。

Warp（翹曲度）

定義

Warp 表示硅片整個(gè)表面偏離其理想平面的程度，是硅片表面最高點(diǎn)與最低點(diǎn)之間的距離。與 Bow 不同，Warp 考慮的是硅片整體表面的起伏情況，能更全面地反映硅片的形狀畸變 。

測(cè)量意義與方法

較大的 Warp 值會(huì)影響硅片在設(shè)備中的定位精度，導(dǎo)致工藝處理的不一致性。測(cè)量 Warp 常用的方法是光學(xué)輪廓儀測(cè)量，通過(guò)對(duì)硅片表面進(jìn)行三維掃描，獲取表面形貌數(shù)據(jù)，從而確定 Warp 值。

TIR（Total Indicator Reading，總指示讀數(shù)）

定義

TIR 指的是在硅片表面上，測(cè)量點(diǎn)相對(duì)于某一基準(zhǔn)平面的高度差的最大值與最小值之差。它綜合反映了硅片表面的平整度和形狀誤差 ，在一定程度上體現(xiàn)了硅片表面的整體質(zhì)量狀況。

測(cè)量意義與方法

TIR 值過(guò)大可能影響硅片與其他器件的集成效果。通常使用高精度的表面輪廓測(cè)量?jī)x進(jìn)行 TIR 測(cè)量，通過(guò)逐點(diǎn)掃描硅片表面，獲取各點(diǎn)高度數(shù)據(jù)，進(jìn)而計(jì)算出 TIR 值。

TopMap Micro View白光干涉3D輪廓儀

一款可以“實(shí)時(shí)”動(dòng)態(tài)/靜態(tài) 微納級(jí)3D輪廓測(cè)量的白光干涉儀

1)一改傳統(tǒng)白光干涉操作復(fù)雜的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)一鍵智能聚焦掃描，亞納米精度下實(shí)現(xiàn)卓越的重復(fù)性表現(xiàn)。

2)系統(tǒng)集成CST連續(xù)掃描技術(shù)，Z向測(cè)量范圍高達(dá)100mm，不受物鏡放大倍率的影響的高精度垂直分辨率，為復(fù)雜形貌測(cè)量提供全面解決方案。

3）可搭載多普勒激光測(cè)振系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)“動(dòng)態(tài)”3D輪廓測(cè)量。

實(shí)際案例

1，優(yōu)于1nm分辨率，輕松測(cè)量硅片表面粗糙度測(cè)量，Ra=0.7nm

2，毫米級(jí)視野，實(shí)現(xiàn)5nm-有機(jī)油膜厚度掃描

3，卓越的“高深寬比”測(cè)量能力，實(shí)現(xiàn)光刻圖形凹槽深度和開(kāi)口寬度測(cè)量。

審核編輯 黃宇