Новини - Що таке вафельна TTV, дуга, деформація та як їх вимірюють?

Довідник

1. Основні концепції та показники

2. Методи вимірювання

3. Обробка даних та помилки

4. Наслідки для процесу

У виробництві напівпровідників однорідність товщини та площинність поверхні пластин є критичними факторами, що впливають на вихід процесу. Ключові параметри, такі як загальна варіація товщини (TTV), дугоподібна деформація (дугоподібна деформація), деформація (глобальна деформація) та мікродеформація (нанотопографія), безпосередньо впливають на точність та стабільність основних процесів, таких як фокусування фотолітографією, хіміко-механічне полірування (CMP) та нанесення тонких плівок.

Основні концепції та показники

TTV (Загальна варіація товщини)

TTV (той, що перевищує допустиму товщину) стосується максимальної різниці товщини по всій поверхні пластини в межах визначеної області вимірювання Ω (зазвичай, за винятком зон виключення країв та областей поблизу виїмок або плоских поверхонь). Математично TTV = max(t(x,y)) – min(t(x,y)). Він зосереджений на внутрішній однорідності товщини підкладки пластини, відмінній від шорсткості поверхні або однорідності тонкої плівки.

Лук

Кривизна описує вертикальне відхилення центральної точки пластини від опорної площини, підібраної методом найменших квадратів. Додатні або від'ємні значення вказують на глобальну кривизну вгору або вниз.

Деформація

Деформація кількісно визначає максимальну різницю між піком і западиною у всіх точках поверхні відносно опорної площини, оцінюючи загальну площинність пластини у вільному стані.

Мікроварп

Мікроварп (або нанотопографія) досліджує мікрохвильовості поверхні в межах певних просторових діапазонів довжин хвиль (наприклад, 0,5–20 мм). Незважаючи на малі амплітуди, ці варіації критично впливають на глибину фокусування (ГФ) літографії та однорідність CMP.

Система вимірювань

Усі показники розраховуються з використанням геометричної базової лінії, зазвичай площини найменших квадратів (площини LSQ). Вимірювання товщини вимагають вирівнювання даних передньої та задньої поверхонь за допомогою країв пластини, виїмок або міток вирівнювання. Аналіз мікродеформації включає просторову фільтрацію для вилучення компонентів, специфічних для довжин хвиль.

Методи вимірювання

1. Методи вимірювання TTV

Двоповерхнева профілометрія
Інтерферометрія Фізо:Використовує інтерференційні смуги між опорною площиною та поверхнею пластини. Підходить для гладких поверхонь, але обмежений пластинами великої кривизни.
Білосвічна скануюча інтерферометрія (SWLI):Вимірює абсолютні висоти за допомогою світлових оболонок з низькою когерентністю. Ефективно для ступінчастих поверхонь, але обмежено швидкістю механічного сканування.
Конфокальні методи:Досягніть субмікронної роздільної здатності за допомогою принципів точкового сканування або дисперсії. Ідеально підходить для шорстких або напівпрозорих поверхонь, але повільний процес через точкове сканування.
Лазерна тріангуляція:Швидка реакція, але схильність до втрати точності через зміни відбивної здатності поверхні.

Зв'язок передачі/відбиття
Двоголовкові ємнісні датчики: Симетричне розташування датчиків з обох боків вимірює товщину як T = L – d₁ – d₂ (L = відстань від базової лінії). Швидкий, але чутливий до властивостей матеріалу.
Еліпсометрія/Спектроскопічна рефлектометрія: аналізує взаємодію світла з речовиною на предмет товщини тонкої плівки, але не підходить для об'ємного TTV.

2. Вимірювання лука та основи

Багатозондові ємнісні решітки: Збір даних про висоту повного поля на повітряному столику для швидкої 3D-реконструкції.
Структурована світлова проекція: високошвидкісне 3D-профілювання з використанням оптичного формування.
Інтерферометрія з низькою числовою апертурою: картографування поверхні з високою роздільною здатністю, але чутливе до вібрації.

3. Вимірювання мікродеформації

Просторовий частотний аналіз:

Отримайте топографію поверхні з високою роздільною здатністю.
Обчисліть спектральну густину потужності (PSD) за допомогою 2D FFT.
Застосовуйте смугові фільтри (наприклад, 0,5–20 мм) для ізоляції критичних довжин хвиль.
Обчисліть значення RMS або PV з відфільтрованих даних.

Моделювання вакуумного патрона:Імітуйте реальні ефекти затискання під час літографії.

Обробка даних та джерела помилок

Робочий процес обробки

ТТВ:Вирівняйте координати передньої/задньої поверхні, обчисліть різницю товщини та відніміть систематичні похибки (наприклад, тепловий дрейф).
Лук/Деформація:Підігнати площину LSQ до даних висоти; дуга = залишок від центральної точки, деформація = залишок від вершини до западини.
Мікроварп:Фільтрувати просторові частоти, обчислювати статистику (RMS/PV).

Ключові джерела помилок

Фактори навколишнього середовища:Вібрація (критично важлива для інтерферометрії), турбулентність повітря, тепловий дрейф.
Обмеження датчика:Фазовий шум (інтерферометрія), похибки калібрування довжини хвилі (конфокальні), матеріалозалежні відгуки (ємність).
Обробка пластин:Невідповідність виключення країв, неточності етапу руху під час зшивання.

Вплив на критичність процесу

Літографія:Локальна мікродеформація зменшує глибину різкості, що призводить до варіації CD та помилок накладання.
ЦМП:Початковий дисбаланс TTV призводить до нерівномірного тиску полірування.
Аналіз стресу:Еволюція дуги/деформації розкриває поведінку термічних/механічних напружень.
Упаковка:Надмірне значення TTV створює порожнини в поверхнях з'єднання.

Сапфірова пластина XKH

Час публікації: 28 вересня 2025 р.

Що таке вафельний TTV, дуга, деформація та як їх вимірюють?