摘要:本文針對濕法腐蝕工藝后晶圓總厚度偏差(TTV)的管控問題,探討從工藝參數優化、設備改進及檢測反饋機制完善等方面入手,提出一系列優化方法,以有效降低濕法腐蝕后晶圓 TTV,提升晶圓制造質量。
關鍵詞:濕法腐蝕;晶圓;TTV 管控;工藝優化
一、引言
濕法腐蝕是晶圓制造中的關鍵工藝,其過程中腐蝕液對晶圓的不均勻作用,易導致晶圓出現厚度偏差,影響 TTV 指標。TTV 過高會降低芯片性能與良品率,因此優化濕法腐蝕后晶圓 TTV 管控至關重要,是提升晶圓制造水平的重要研究方向 。
二、優化管控方法
2.1 工藝參數優化
合理調整濕法腐蝕的工藝參數是管控 TTV 的基礎。腐蝕液濃度直接影響腐蝕速率和均勻性,需根據晶圓材質精確調配。例如,對于硅晶圓,過高濃度的氫氟酸可能造成局部過度腐蝕,應將其濃度控制在合適區間。腐蝕時間同樣關鍵,延長腐蝕時間雖能達到預期腐蝕深度,但可能加劇不均勻性,需通過試驗確定最佳時長。同時,攪拌速度對腐蝕液的均勻分布有重要影響,適當提高攪拌速度可減少因濃度差異導致的 TTV 波動 。
2.2 設備改進
對濕法腐蝕設備進行改進有助于提升 TTV 管控效果。優化腐蝕槽的結構設計,采用更合理的進液和出液方式,確保腐蝕液在槽內均勻流動,減少因液體流動不均引起的晶圓局部腐蝕差異。此外,引入高精度的晶圓固定裝置,保證晶圓在腐蝕過程中位置穩定,避免因晃動造成腐蝕不均勻,進而影響 TTV 。
2.3 檢測與反饋機制完善
建立高效的檢測與反饋機制是優化 TTV 管控的重要保障。利用高精度的光學測量設備,如激光干涉儀,對濕法腐蝕后的晶圓 TTV 進行實時在線檢測。一旦檢測到 TTV 超出設定范圍,立即反饋給工藝控制系統,系統自動調整工藝參數,如腐蝕液濃度或腐蝕時間,實現閉環控制,及時糾正 TTV 偏差 。
高通量晶圓測厚系統
高通量晶圓測厚系統以光學相干層析成像原理,可解決晶圓/晶片厚度TTV(Total Thickness Variation,總厚度偏差)、BOW(彎曲度)、WARP(翹曲度),TIR(Total Indicated Reading 總指示讀數,STIR(Site Total Indicated Reading 局部總指示讀數),LTV(Local Thickness Variation 局部厚度偏差)等這類技術指標。



高通量晶圓測厚系統,全新采用的第三代可調諧掃頻激光技術,相比傳統上下雙探頭對射掃描方式;可一次性測量所有平面度及厚度參數。

1,靈活適用更復雜的材料,從輕摻到重摻 P 型硅 (P++),碳化硅,藍寶石,玻璃,鈮酸鋰等晶圓材料。

重摻型硅(強吸收晶圓的前后表面探測)

粗糙的晶圓表面,(點掃描的第三代掃頻激光,相比靠光譜探測方案,不易受到光譜中相鄰單位的串擾噪聲影響,因而對測量粗糙表面晶圓)

低反射的碳化硅(SiC)和鈮酸鋰(LiNbO3);(通過對偏振效應的補償,加強對低反射晶圓表面測量的信噪比)

絕緣體上硅(SOI)和MEMS,可同時測量多 層 結 構,厚 度 可 從μm級到數百μm 級不等。

可用于測量各類薄膜厚度,厚度最薄可低至 4 μm ,精度可達1nm。
可調諧掃頻激光的“溫漂”處理能力,體現在極端工作環境中抗干擾能力強,充分提高重復性測量能力。
4,采用第三代高速掃頻可調諧激光器,一改過去傳統SLD寬頻低相干光源的干涉模式,解決了由于相干長度短,而重度依賴“主動式減震平臺”的情況。卓越的抗干擾,實現小型化設計,同時也可兼容匹配EFEM系統實現產線自動化集成測量。


5,靈活的運動控制方式,可兼容2英寸到12英寸方片和圓片測量。
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