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在半导体产业蓬勃发展的当下，晶圆作为芯片制造的基础材料，其质量把控贯穿整个生产流程。其中，晶圆的 BOW（弯曲度）测量精度对于确保后续工艺的顺利进行以及芯片性能的稳定性起着举足轻重的作用。而不同的真空吸附方式，作为晶圆测量环节中的关键支撑技术，对 BOW 测量结果有着千差万别的影响。 一、全表面真空吸附方式 全表面真空吸附是最为传统且应用广泛的一种方式。其原理是利用均匀分布在吸盘表面的微小气孔，通过抽真空，使晶圆整个底面与吸盘紧密贴合。从稳定性角度来看，这种吸附方式无疑具有显著优势。在测量过程中，晶圆能够被牢牢固定在既定位置，几乎不会出现位移或晃动现象，为高精度测量仪器提供了稳定的操作平台。 然而，当聚焦于晶圆 BOW 测量时，问题逐渐浮现。由于晶圆与吸盘大面积紧密接触，吸盘施加的压力均匀覆盖整个晶圆底面。对于一些本身存在微小热应力或内部应力不均衡的晶圆，这种均匀压力会在一定程度上 “强制” 晶圆趋于平整。例如，在经历高温退火工艺后的晶圆，其中心区域因热扩散速率与周边不一致，往往会产生一定程度的凸起或凹陷，即 BOW 现象。但在全表面真空吸附下，该凸起或凹陷被吸盘的均压部分抵消，测量探头所获取的 BOW 值相较于晶圆的真实弯曲程度偏小。据实验数据统计，在某些特定工艺制程后的晶圆测量中，全表面真空吸附导致的 BOW 测量误差可达 15% - 25%，这无疑会给后续基于测量数据的工艺调整带来误导，增加芯片制造的不良率风险。 二、边缘点真空吸附方式 与全表面吸附截然不同，边缘点真空吸附仅在晶圆边缘选取几个特定的点位布置真空吸嘴。这种设计的初衷是最大程度减少对晶圆中心区域的影响，让晶圆内部应力能够自由释放，以期望在测量时呈现出最真实的 BOW 状态。 在实际操作中，边缘点真空吸附确实在展现晶圆原始 BOW 特性方面有一定成效。当晶圆因前期制造工艺积累了复杂的内部应力，如在多层膜沉积工艺后，不同膜层材料的热膨胀系数差异引发晶圆翘曲，边缘点吸附能够避免过度约束，使得测量设备能够探测到相对真实的弯曲情况。 但其短板同样明显 —— 稳定性不足。由于仅依靠少数几个点提供吸附力，在外界轻微震动干扰下，晶圆极易发生位移或微小转动。在高精度的 BOW 测量场景中，哪怕是几微米的位置偏差，都可能导致测量探头与晶圆接触点的压力分布改变，进而使测量结果出现较大波动。实验室模拟产线环境测试发现，边缘点真空吸附方式下，多次测量同一晶圆的 BOW 值偏差标准差可达 5 微米以上，这对于如今纳米级精度要求的半导体工艺而言，是难以接受的误差范围，严重影响了测量数据的可靠性与重复性。 三、环形真空吸附方式 环形真空吸附作为一种折中的创新方案，近年来备受关注。它在晶圆边缘靠近圆周处设计了一定宽度的环形真空吸附区域。 一方面，环形吸附继承了全表面吸附的稳定性优势，通过连续的环形吸力，能够稳固地固定晶圆，抵御测量环境中的震动、气流扰动等不利因素，确保晶圆在多次测量过程中的位置重复性良好，偏差可控制在极小范围内，满足先进半导体制造工艺对测量稳定性的严苛诉求。 另一方面，相较于全表面吸附，其避开了晶圆中心大面积区域，使得晶圆因重力、内部应力等产生的 BOW 能够自然呈现。以化学机械抛光（CMP）工艺后的晶圆为例，由于研磨过程的不均匀性，晶圆中心易出现局部弯曲。环形真空吸附下，测量仪器能够精准捕捉到这种细微弯曲变化，相比全表面吸附，BOW 测量精度可提升 10% - 20%，为工艺优化提供了更具参考价值的数据。 四、复合型真空吸附方式探索 随着半导体技术向更高精度、更复杂工艺迈进，单一的真空吸附方式愈发难以满足需求。目前，科研人员正在探索复合型真空吸附方式，例如结合边缘点吸附的应力释放优势与环形吸附的稳定性特点，通过智能控制系统动态调整不同区域的吸附力。在晶圆初始定位阶段，采用边缘点吸附让晶圆自然舒展，初步测量整体 BOW 趋势；随后切换至环形吸附，强化固定效果进行高精度测量。这种复合型方式有望进一步降低 BOW 测量误差，推动半导体制造产业迈向新高度。 综上所述，不同的真空吸附方式在测量晶圆 BOW 时各有利弊。从传统的全表面、边缘点吸附到新兴的环形吸附以及未来的复合型吸附，技术的迭代始终围绕着如何在确保测量稳定性的同时，最大程度还原晶圆真实的 BOW 状态。只有精准把握每种吸附方式的特性与影响，持续创新优化，才能为半导体芯片制造的高质量发展奠定坚实基础。 五、高通量晶圆测厚系统 高通量晶圆测厚系统以光学相干层析成像原理，可解决晶圆/晶片厚度TTV（Total Thickness Variation，总厚度偏差）、BOW（弯曲度）、WARP（翘曲度），TIR（Total Indicated Reading 总指示读数，STIR（Site Total Indicated Reading 局部总指示读数），LTV（Local Thickness Variation 局部厚度偏差）等这类技术指标。 高通量晶圆测厚系统，全新采用的第三代可调谐扫频激光技术，相比传统上下双探头对射扫描方式；可一次性测量所有平面度及厚度参数。 1，灵活适用更复杂的材料，从轻掺到重掺 P 型硅 (P++)，碳化硅，蓝宝石，玻璃，铌酸锂等晶圆材料。 重掺型硅（强吸收晶圆的前后表面探测） 粗糙的晶圆表面，（点扫描的第三代扫频激光，相比靠光谱探测方案，不易受到光谱中相邻单位的串扰噪声影响，因而对测量粗糙表面晶圆） 低反射的碳化硅(SiC)和铌酸锂(LiNbO3)；（通过对偏振效应的补偿，加强对低反射晶圆表面测量的信噪比） 绝缘体上硅（SOI)和MEMS，可同时测量多 层 结 构，厚 度 可 从μm级到数百μm 级不等。 可用于测量各类薄膜厚度，厚度最薄可低至 4 μm ，精度可达1nm。 可调谐扫频激光的“温漂”处理能力，体现在极端工作环境中抗干扰能力强，充分提高重复性测量能力。 4，采用第三代高速扫频可调谐激光器，一改过去传统SLD宽频低相干光源的干涉模式，解决了由于相干长度短，而重度依赖“主动式减震平台”的情况。卓越的抗干扰，实现小型化设计，同时也可兼容匹配EFEM系统实现产线自动化集成测量。 5，灵活的运动控制方式，可兼容2英寸到12英寸方片和圆片测量。

在半导体制造领域，晶圆的加工精度和质量控制至关重要，其中对晶圆 BOW（弯曲度）和 WARP（翘曲度）的精确测量更是关键环节。不同的吸附方案被应用于晶圆测量过程中，而晶圆的环吸方案因其独特设计，与传统或其他吸附方案相比，对 BOW/WARP 测量有着显著且复杂的影响。 一、常见吸附方案概述 传统的吸附方案包括全表面吸附、边缘点吸附等。全表面吸附利用真空将晶圆整个底面紧密贴合在吸盘上，能提供稳定的吸附力，确保晶圆在测量时位置固定，但这种方式对晶圆施加的压力较为均匀且大面积分布，可能掩盖晶圆自身的微小形变趋势。边缘点吸附则是通过在晶圆边缘几个特定点施加吸力来固定，优点是对晶圆中心区域影响小，不过其稳定性欠佳，容易在测量中因轻微震动等外界干扰使晶圆产生位移，进而影响测量准确性。 二、环吸方案原理与特点 环吸方案是在晶圆边缘靠近圆周的一定宽度环形区域施加吸力。从原理上讲，它结合了全表面吸附的稳定性优势与边缘点吸附对中心区域低干扰特性。环形吸附区域所提供的吸附力足以固定晶圆，防止其在测量平台上滑动、转动，同时由于避开了晶圆中心大部分区域，使得晶圆自身因重力、内部应力等因素导致的 BOW/WARP 能够更自然地呈现，不被过度约束。 三、对测量 BOW 的影响 1.精度提升 相较于全表面吸附，环吸不会 “抚平” 晶圆原本存在的微小弯曲。例如在高温制程后的晶圆，由于热应力不均匀分布，中心区域可能存在向一侧凸起或凹陷的 BOW 情况。环吸下，测量设备的探头能更精准地捕捉到这种细微起伏，真实反映晶圆弯曲程度，误差可较全表面吸附降低 10% - 20%。因为全表面吸附的均压效果可能将这几微米到十几微米的弯曲修正，导致测量数据偏小，使后续基于错误数据的工艺调整偏离实际需求。 2.重复性保障 在多次测量过程中，环吸方案凭借稳定的环形固定结构，保证晶圆每次放置后的相对位置和姿态高度一致。与边缘点吸附易受外界震动干扰不同，即使测量环境存在一定程度的设备振动、气流扰动，环吸都能使晶圆维持既定状态，使得 BOW 测量结果重复性良好，偏差控制在极小范围内，满足高精度半导体工艺对于测量稳定性的严苛要求。 四、对测量 WARP 的影响 3.真实形变还原 当涉及到 WARP 测量，即晶圆整体平面的扭曲状况时，环吸方案优势突出。由于只在边缘环形区域作用，晶圆各个部分能依据自身应力分布自由翘曲。如在化学机械抛光（CMP）工艺后，晶圆因研磨不均匀，周边和中心区域应力失衡引发 WARP，环吸让这种三维扭曲状态完整暴露，测量数据全面反映晶圆真实质量，避免了如全表面吸附造成的 “假平整” 现象，为工艺改进提供可靠依据。 4.数据一致性 在生产线批量测量场景下，环吸的统一环形吸附模式确保了不同晶圆测量条件标准化。对于同一批次晶圆，无论初始 WARP 差异多大，都在相似的边缘约束环境下检测，得到的数据具备横向可比性，方便工程师快速筛选出异常晶圆，追溯工艺问题根源，提高生产良率管控效率。 五、面临的挑战与应对 尽管环吸方案优势显著，但也存在挑战。一方面，环形吸附区域的设计精度要求极高，吸附力过大易造成晶圆边缘局部微小变形，影响测量；过小则固定不牢。这需要精密的真空系统调控与机械结构设计配合，通过实时压力监测反馈来动态调整吸力。另一方面，晶圆尺寸日益增大，维持环形吸附稳定性变得困难，需研发适配大尺寸晶圆的宽环、多段环等新型环吸结构，结合智能算法优化吸力分布，保障在不同尺寸规格下都能精准测量 BOW/WARP，推动半导体制造向更高精度迈进。 综上所述，晶圆的环吸方案在测量 BOW/WARP 方面相较于其他吸附方案展现出高精度、高重复性、真实还原形变等诸多优势，虽有挑战，但随着技术迭代优化，有望成为半导体晶圆测量吸附的主流方案，为芯片制造质量保驾护航。 六、高通量晶圆测厚系统 高通量晶圆测厚系统以光学相干层析成像原理，可解决晶圆/晶片厚度TTV（Total Thickness Variation，总厚度偏差）、BOW（弯曲度）、WARP（翘曲度），TIR（Total Indicated Reading 总指示读数，STIR（Site Total Indicated Reading 局部总指示读数），LTV（Local Thickness Variation 局部厚度偏差）等这类技术指标。 高通量晶圆测厚系统，全新采用的第三代可调谐扫频激光技术，相比传统上下双探头对射扫描方式；可一次性测量所有平面度及厚度参数。 1，灵活适用更复杂的材料，从轻掺到重掺 P 型硅 (P++)，碳化硅，蓝宝石，玻璃，铌酸锂等晶圆材料。 重掺型硅（强吸收晶圆的前后表面探测） 粗糙的晶圆表面，（点扫描的第三代扫频激光，相比靠光谱探测方案，不易受到光谱中相邻单位的串扰噪声影响，因而对测量粗糙表面晶圆） 低反射的碳化硅(SiC)和铌酸锂(LiNbO3)；（通过对偏振效应的补偿，加强对低反射晶圆表面测量的信噪比） 绝缘体上硅（SOI)和MEMS，可同时测量多 层 结 构，厚 度 可 从μm级到数百μm 级不等。 可用于测量各类薄膜厚度，厚度最薄可低至 4 μm ，精度可达1nm。 可调谐扫频激光的“温漂”处理能力，体现在极端工作环境中抗干扰能力强，充分提高重复性测量能力。 4，采用第三代高速扫频可调谐激光器，一改过去传统SLD宽频低相干光源的干涉模式，解决了由于相干长度短，而重度依赖“主动式减震平台”的情况。卓越的抗干扰，实现小型化设计，同时也可兼容匹配EFEM系统实现产线自动化集成测量。 5，灵活的运动控制方式，可兼容2英寸到12英寸方片和圆片测量。

降低晶圆TTV的磨片加工有哪些方法 降低晶圆TTV（Total Thickness Variation，总厚度变化）的磨片加工方法主要包括以下几种： 一、采用先进的磨削技术 硅片旋转磨削： 原理：吸附在工作台上的单晶硅片和杯型金刚石砂轮绕各自轴线旋转，砂轮同时沿轴向连续进给。砂轮直径大于被加工硅片直径，其圆周经过硅片中心。 优点：单次单片磨削，可加工大尺寸硅片；磨削力相对稳定，通过调整砂轮转轴和硅片转轴之间的倾角可实现单晶硅片面型的主动控制，获得较好的面型精度。 双面磨削： 原理：两侧面对称分布的夹持器将单晶硅片夹持在保持环中，在辊子的带动下缓慢旋转，一对杯型金刚石砂轮相对位于单晶硅片的两侧，在空气轴承电主轴驱动下沿相反的方向旋转并沿轴向进给实现单晶硅片的双面同时磨削。 优点：可有效去除线切割后单晶硅片表面的波纹度和锥度，提高磨削效率。 二、优化磨削工艺参数 通过合理设置磨削工艺参数，如正向压力、砂轮粒度、砂轮结合剂、砂轮转速、硅片转速、磨削液黏度及流量等，可以进一步降低晶圆TTV。这些参数的优化需要根据具体的磨削设备和晶圆材料进行调整。 三、采用自动化与智能化控制 激光位移传感器与PLC控制器： 方法：利用激光位移传感器对晶圆进行平坦度测量，并将测量数据传入PLC控制器。通过数据比较和平均值计算，当数据的平均值大于或等于预设值时，重复研磨加工步骤；当数据的平均值小于预设值时，进行下一步操作。 优点：能快速测量并进行平坦度计算，节省了手动频繁操作的工序，检测速度快，提升了加工的效率。 在线调整技术： 原理：在磨削过程中，通过非接触式在线测量装置扫描晶圆，获得晶圆的厚度偏差TTV值以及晶圆厚度高低的具体位置。根据具体厚度参数，进行相关函数计算，通过自动控制装置进行角度调整。 优点：可以实时调整磨削参数，确保晶圆厚度均匀性，降低TTV。 四、其他注意事项 确保设备精度：磨削设备的精度对晶圆TTV有直接影响。因此，需要定期对设备进行维护和校准，确保其精度满足要求。 选择合适的磨料：磨料的选择对磨削效果和晶圆TTV也有重要影响。需要根据晶圆材料和磨削要求选择合适的磨料。 控制磨削液温度：磨削液温度对磨削效果和晶圆表面质量有影响。需要控制磨削液温度在合适的范围内，以确保磨削效果和晶圆表面质量。 综上所述，降低晶圆TTV的磨片加工方法需要从磨削技术、工艺参数、自动化与智能化控制以及设备维护等多个方面入手。通过综合应用这些方法，可以显著提高晶圆的厚度均匀性，降低TTV值。 五、高通量晶圆测厚系统 高通量晶圆测厚系统 以光学相干层析成像原理，可解决晶圆/晶片厚度TTV（Total Thickness Variation，总厚度偏差）、BOW（弯曲度）、WARP（翘曲度），TIR（Total Indicated Reading 总指示读数，STIR（Site Total Indicated Reading 局部总指示读数），LTV（Local Thickness Variation 局部厚度偏差）等这类技术指标； 高通量晶圆测厚系统，全新采用的第三代 可调谐扫频激光 技术，传统上下双探头对射扫描方式，可兼容2英寸到12英寸方片和圆片，一次性测量所有平面度及厚度参数。 1,灵活适用更复杂的材料，从轻掺到重掺 P 型硅 (P++)，碳化硅，蓝宝石，玻璃，铌酸锂等晶圆材料。 重掺型硅（强吸收晶圆的前后表面探测） 粗糙的晶圆表面，（点扫描的第三代扫频激光，相比靠光谱探测方案，不易受到光谱中相邻单位的串扰噪声影响，因而对测量粗糙表面晶圆） 低反射的碳化硅(SiC)和铌酸锂(LiNbO3)；（通过对偏振效应的补偿，加强对低反射晶圆表面测量的信噪比） 绝缘体上硅（SOI)和MEMS，可同时测量多 层 结 构，厚 度 可 从μm级到数百μm 级不等。 可用于测量各类薄膜厚度，厚度最薄可低至 4 μm ，精度可达1nm。 可调谐扫频激光 的“温漂”处理能力，体现在极端工作环境中抗干扰能力强，一改过去传统晶圆测量对于“主动式减震平台”的重度依赖，成本显著降低。 2，灵活的运动控制方式，可兼容2英寸到12英寸方片和圆片测量。