优化湿法腐蚀后晶圆 TTV 管控

摘要：本文针对湿法腐蚀工艺后晶圆总厚度偏差（TTV）的管控问题，探讨从工艺参数优化、设备改进及检测反馈机制完善等方面入手，提出一系列优化方法，以有效降低湿法腐蚀后晶圆 TTV，提升晶圆制造质量。

关键词：湿法腐蚀；晶圆；TTV 管控；工艺优化

一、引言

湿法腐蚀是晶圆制造中的关键工艺，其过程中腐蚀液对晶圆的不均匀作用，易导致晶圆出现厚度偏差，影响 TTV 指标。TTV 过高会降低芯片性能与良品率，因此优化湿法腐蚀后晶圆 TTV 管控至关重要，是提升晶圆制造水平的重要研究方向 。

二、优化管控方法

2.1 工艺参数优化

合理调整湿法腐蚀的工艺参数是管控 TTV 的基础。腐蚀液浓度直接影响腐蚀速率和均匀性，需根据晶圆材质精确调配。例如，对于硅晶圆，过高浓度的氢氟酸可能造成局部过度腐蚀，应将其浓度控制在合适区间。腐蚀时间同样关键，延长腐蚀时间虽能达到预期腐蚀深度，但可能加剧不均匀性，需通过试验确定最佳时长。同时，搅拌速度对腐蚀液的均匀分布有重要影响，适当提高搅拌速度可减少因浓度差异导致的 TTV 波动 。

2.2 设备改进

对湿法腐蚀设备进行改进有助于提升 TTV 管控效果。优化腐蚀槽的结构设计，采用更合理的进液和出液方式，确保腐蚀液在槽内均匀流动，减少因液体流动不均引起的晶圆局部腐蚀差异。此外，引入高精度的晶圆固定装置，保证晶圆在腐蚀过程中位置稳定，避免因晃动造成腐蚀不均匀，进而影响 TTV 。

2.3 检测与反馈机制完善

建立高效的检测与反馈机制是优化 TTV 管控的重要保障。利用高精度的光学测量设备，如激光干涉仪，对湿法腐蚀后的晶圆 TTV 进行实时在线检测。一旦检测到 TTV 超出设定范围，立即反馈给工艺控制系统，系统自动调整工艺参数，如腐蚀液浓度或腐蚀时间，实现闭环控制，及时纠正 TTV 偏差 。

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。