優(yōu)化濕法腐蝕后晶圓 TTV 管控

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(shù)優(yōu)化、設(shè)備改進(jìn)及檢測反饋機(jī)制完善等方面入手，提出一系列優(yōu)化方法，以有效降低濕法腐蝕后晶圓 TTV，提升晶圓制造質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：濕法腐蝕；晶圓；TTV 管控；工藝優(yōu)化

一、引言

濕法腐蝕是晶圓制造中的關(guān)鍵工藝，其過程中腐蝕液對晶圓的不均勻作用，易導(dǎo)致晶圓出現(xiàn)厚度偏差，影響 TTV 指標(biāo)。TTV 過高會降低芯片性能與良品率，因此優(yōu)化濕法腐蝕后晶圓 TTV 管控至關(guān)重要，是提升晶圓制造水平的重要研究方向 。

二、優(yōu)化管控方法

2.1 工藝參數(shù)優(yōu)化

合理調(diào)整濕法腐蝕的工藝參數(shù)是管控 TTV 的基礎(chǔ)。腐蝕液濃度直接影響腐蝕速率和均勻性，需根據(jù)晶圓材質(zhì)精確調(diào)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(yīng)將其濃度控制在合適區(qū)間。腐蝕時(shí)間同樣關(guān)鍵，延長腐蝕時(shí)間雖能達(dá)到預(yù)期腐蝕深度，但可能加劇不均勻性，需通過試驗(yàn)確定最佳時(shí)長。同時(shí)，攪拌速度對腐蝕液的均勻分布有重要影響，適當(dāng)提高攪拌速度可減少因濃度差異導(dǎo)致的 TTV 波動 。

2.2 設(shè)備改進(jìn)

對濕法腐蝕設(shè)備進(jìn)行改進(jìn)有助于提升 TTV 管控效果。優(yōu)化腐蝕槽的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，采用更合理的進(jìn)液和出液方式，確保腐蝕液在槽內(nèi)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(wěn)定，避免因晃動造成腐蝕不均勻，進(jìn)而影響 TTV 。

2.3 檢測與反饋機(jī)制完善

建立高效的檢測與反饋機(jī)制是優(yōu)化 TTV 管控的重要保障。利用高精度的光學(xué)測量設(shè)備，如激光干涉儀，對濕法腐蝕后的晶圓 TTV 進(jìn)行實(shí)時(shí)在線檢測。一旦檢測到 TTV 超出設(shè)定范圍，立即反饋給工藝控制系統(tǒng)，系統(tǒng)自動調(diào)整工藝參數(shù)，如腐蝕液濃度或腐蝕時(shí)間，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制，及時(shí)糾正 TTV 偏差 。

高通量晶圓測厚系統(tǒng)

高通量晶圓測厚系統(tǒng)以光學(xué)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(shù)，STIR（Site Total Indicated Reading 局部總指示讀數(shù)），LTV（Local Thickness Variation 局部厚度偏差）等這類技術(shù)指標(biāo)。

高通量晶圓測厚系統(tǒng)，全新采用的第三代可調(diào)諧掃頻激光技術(shù)，相比傳統(tǒng)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(shù)。

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

重?fù)叫凸瑁◤?qiáng)吸收晶圓的前后表面探測）

粗糙的晶圓表面，（點(diǎn)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?dāng)_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(yīng)的補(bǔ)償，加強(qiáng)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(shí)測量多 層 結(jié) 構(gòu)，厚 度 可 從μm級到數(shù)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(dá)1nm。

可調(diào)諧掃頻激光的“溫漂”處理能力，體現(xiàn)在極端工作環(huán)境中抗干擾能力強(qiáng)，充分提高重復(fù)性測量能力。

4，采用第三代高速掃頻可調(diào)諧激光器，一改過去傳統(tǒng)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(shí)現(xiàn)小型化設(shè)計(jì)，同時(shí)也可兼容匹配EFEM系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)線自動化集成測量。

5，靈活的運(yùn)動控制方式，可兼容2英寸到12英寸方片和圓片測量。