摘要：本文探討晶圓邊緣 TTV 測(cè)量在半導(dǎo)體制造中的重要意義，分析其對(duì)芯片制造工藝、器件性能和生產(chǎn)良品率的影響，同時(shí)研究測(cè)量方法、測(cè)量設(shè)備精度等因素對(duì)測(cè)量結(jié)果的作用，為提升半導(dǎo)體制造質(zhì)量提供理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：晶圓邊緣；TTV 測(cè)量；半導(dǎo)體制造；器件性能；良品率

一、引言

在半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，晶圓總厚度偏差（TTV）是衡量晶圓質(zhì)量的關(guān)鍵指標(biāo)之一，而晶圓邊緣 TTV 測(cè)量因其特殊性和重要性逐漸受到關(guān)注。晶圓邊緣在后續(xù)工藝中易出現(xiàn)應(yīng)力集中、邊緣崩裂等問(wèn)題，精確測(cè)量邊緣 TTV 對(duì)保障芯片制造質(zhì)量和可靠性具有重要意義。

二、晶圓邊緣 TTV 測(cè)量的意義

2.1 保障芯片制造工藝穩(wěn)定性

芯片制造涉及光刻、蝕刻、薄膜沉積等多道復(fù)雜工藝，晶圓邊緣 TTV 會(huì)影響光刻時(shí)的聚焦精度和蝕刻的均勻性。準(zhǔn)確測(cè)量邊緣 TTV，能使工藝人員提前調(diào)整光刻設(shè)備參數(shù)，優(yōu)化蝕刻工藝條件，確保各工藝環(huán)節(jié)在晶圓邊緣區(qū)域也能精準(zhǔn)執(zhí)行，維持整個(gè)芯片制造工藝的穩(wěn)定性 。

2.2 提升器件性能與可靠性

晶圓邊緣區(qū)域的器件性能對(duì)整個(gè)芯片的功能有重要影響。若邊緣 TTV 過(guò)大，會(huì)導(dǎo)致器件內(nèi)部電場(chǎng)分布不均，影響電子遷移率，降低器件的電學(xué)性能。精確測(cè)量邊緣 TTV，有助于篩選出邊緣質(zhì)量合格的晶圓用于芯片制造，提升器件性能與可靠性，減少因邊緣質(zhì)量問(wèn)題導(dǎo)致的器件失效風(fēng)險(xiǎn) 。

2.3 提高生產(chǎn)良品率

晶圓邊緣的缺陷和 TTV 異常是造成芯片生產(chǎn)良品率下降的重要因素之一。通過(guò)對(duì)晶圓邊緣 TTV 的測(cè)量，可在生產(chǎn)前期及時(shí)發(fā)現(xiàn)存在問(wèn)題的晶圓，避免將其投入后續(xù)高成本工藝，減少資源浪費(fèi)，有效提高整體生產(chǎn)良品率 。

三、影響晶圓邊緣 TTV 測(cè)量的因素

3.1 測(cè)量設(shè)備精度

測(cè)量設(shè)備的精度直接決定測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。高精度的光學(xué)測(cè)量設(shè)備，如激光干涉儀，能夠更精準(zhǔn)地捕捉晶圓邊緣的厚度變化；而精度較低的設(shè)備可能因分辨率不足，無(wú)法準(zhǔn)確測(cè)量微小的 TTV 差異，導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果出現(xiàn)偏差 。

3.2 測(cè)量方法與技術(shù)

不同的測(cè)量方法對(duì)晶圓邊緣 TTV 測(cè)量結(jié)果影響顯著。接觸式測(cè)量方法可能因測(cè)量探頭與晶圓邊緣的接觸壓力，導(dǎo)致晶圓產(chǎn)生微小變形，影響測(cè)量結(jié)果；非接觸式測(cè)量方法雖然避免了接觸變形問(wèn)題，但受測(cè)量環(huán)境干擾較大，如光線(xiàn)、溫度等因素可能影響測(cè)量精度 。

3.3 晶圓邊緣狀態(tài)

晶圓邊緣的粗糙度、是否存在損傷等狀態(tài)也會(huì)影響測(cè)量結(jié)果。若晶圓邊緣表面粗糙，測(cè)量設(shè)備難以獲取準(zhǔn)確的厚度數(shù)據(jù)；邊緣存在崩裂或劃痕時(shí)，會(huì)導(dǎo)致測(cè)量值出現(xiàn)異常波動(dòng)，無(wú)法真實(shí)反映晶圓邊緣的 TTV 情況 。

高通量晶圓測(cè)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(duì)行業(yè)厚度測(cè)量結(jié)果不一致的痛點(diǎn)，經(jīng)不同時(shí)段測(cè)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(cè)量對(duì)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(cè)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(duì)射掃描，可一次完成所有平面度及厚度參數(shù)測(cè)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(duì)重?fù)叫凸?，可精?zhǔn)探測(cè)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(cè)量；?

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

（以上為新啟航實(shí)測(cè)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(cè)量，覆蓋μm級(jí)到數(shù)百μm級(jí)厚度范圍，還可測(cè)量薄至4μm、精度達(dá)1nm的薄膜。

（以上為新啟航實(shí)測(cè)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(cè)量穩(wěn)定性。

（以上為新啟航實(shí)測(cè)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(duì)“主動(dòng)式減震平臺(tái)”的依賴(lài)，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(mǎn)足產(chǎn)線(xiàn)自動(dòng)化測(cè)量需求。運(yùn)動(dòng)控制靈活，適配2-12英寸方片和圓片測(cè)量。