一、引言

玻璃晶圓在半導(dǎo)體制造、微流控芯片等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，光刻工藝作為決定器件圖案精度與性能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，對(duì)玻璃晶圓的質(zhì)量要求極為嚴(yán)苛 ?？偤穸绕睿═TV）是衡量玻璃晶圓質(zhì)量的重要指標(biāo)，其厚度的均勻性直接影響光刻工藝中曝光深度、圖形轉(zhuǎn)移精度等關(guān)鍵參數(shù) 。當(dāng)前，如何優(yōu)化玻璃晶圓 TTV 厚度在光刻工藝中的反饋控制，以提高光刻質(zhì)量和生產(chǎn)效率，成為亟待研究的重要課題。

二、玻璃晶圓 TTV 厚度對(duì)光刻工藝的影響

2.1 影響曝光深度一致性

玻璃晶圓 TTV 厚度不均會(huì)導(dǎo)致晶圓表面與光刻掩膜版的距離出現(xiàn)差異 。在光刻曝光過程中，根據(jù)光學(xué)原理，曝光深度與晶圓表面到掩膜版的距離密切相關(guān) 。TTV 厚度偏差使得不同區(qū)域的曝光深度不一致，造成光刻膠的固化程度不同，最終影響光刻圖案的成型質(zhì)量 。例如，在相同曝光劑量下，厚度較厚區(qū)域的光刻膠曝光不足，而厚度較薄區(qū)域則可能曝光過度。

2.2 降低圖形轉(zhuǎn)移精度

光刻工藝旨在將掩膜版上的圖案精確轉(zhuǎn)移到玻璃晶圓表面 。TTV 厚度的變化會(huì)引起晶圓表面的不平整，導(dǎo)致光刻過程中光線折射和衍射情況復(fù)雜多變 。這種光學(xué)差異會(huì)使光刻圖案在轉(zhuǎn)移過程中發(fā)生變形、扭曲，降低圖形的對(duì)準(zhǔn)精度和尺寸精度 ，進(jìn)而影響芯片的性能和良率 。

三、反饋控制優(yōu)化方法

3.1 高精度測量技術(shù)的應(yīng)用

采用先進(jìn)的測量技術(shù)獲取玻璃晶圓 TTV 厚度數(shù)據(jù)是實(shí)現(xiàn)有效反饋控制的基礎(chǔ) 。白光干涉測量技術(shù)憑借其高分辨率和非接觸特性，能夠快速、精確地測量晶圓表面形貌，獲取 TTV 厚度信息 。此外，結(jié)合激光掃描測量技術(shù)，可對(duì)晶圓進(jìn)行全方位掃描，提高測量的覆蓋范圍和準(zhǔn)確性 。通過實(shí)時(shí)、高精度的測量，為光刻工藝的反饋控制提供可靠的數(shù)據(jù)支持 。

3.2 優(yōu)化反饋控制系統(tǒng)架構(gòu)

構(gòu)建更完善的反饋控制系統(tǒng)，將測量模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、控制執(zhí)行模塊緊密結(jié)合 。在測量模塊，實(shí)現(xiàn) TTV 厚度數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集和傳輸；數(shù)據(jù)處理模塊利用算法對(duì)測量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，建立 TTV 厚度與光刻工藝參數(shù)之間的關(guān)系模型 ，預(yù)測光刻過程中可能出現(xiàn)的問題 ?？刂茍?zhí)行模塊根據(jù)數(shù)據(jù)處理結(jié)果，及時(shí)調(diào)整光刻工藝參數(shù)，如曝光劑量、聚焦位置等 。同時(shí)，引入人工智能算法，使反饋控制系統(tǒng)能夠自適應(yīng)不同批次、不同規(guī)格的玻璃晶圓，提高系統(tǒng)的魯棒性 。

3.3 動(dòng)態(tài)控制策略的實(shí)施

光刻工藝過程中，環(huán)境因素、設(shè)備狀態(tài)等不斷變化，靜態(tài)的控制策略難以滿足高精度要求 。實(shí)施動(dòng)態(tài)控制策略，實(shí)時(shí)監(jiān)測光刻過程中的各項(xiàng)參數(shù)，如環(huán)境溫度、濕度，設(shè)備的光源強(qiáng)度、工作臺(tái)平整度等 。根據(jù)這些參數(shù)的變化以及 TTV 厚度數(shù)據(jù)，動(dòng)態(tài)調(diào)整光刻工藝參數(shù) 。例如，當(dāng)檢測到環(huán)境溫度升高導(dǎo)致玻璃晶圓膨脹，TTV 厚度發(fā)生變化時(shí)，自動(dòng)調(diào)整曝光劑量和聚焦位置，保證光刻質(zhì)量的穩(wěn)定性 。

高通量晶圓測厚系統(tǒng)運(yùn)用第三代掃頻OCT技術(shù)，精準(zhǔn)攻克晶圓/晶片厚度TTV重復(fù)精度不穩(wěn)定難題，重復(fù)精度達(dá)3nm以下。針對(duì)行業(yè)厚度測量結(jié)果不一致的痛點(diǎn)，經(jīng)不同時(shí)段測量驗(yàn)證，保障再現(xiàn)精度可靠。?

我們的數(shù)據(jù)和WAFERSIGHT2的數(shù)據(jù)測量對(duì)比,進(jìn)一步驗(yàn)證了真值的再現(xiàn)性：

（以上為新啟航實(shí)測樣品數(shù)據(jù)結(jié)果）

該系統(tǒng)基于第三代可調(diào)諧掃頻激光技術(shù)，相較傳統(tǒng)雙探頭對(duì)射掃描，可一次完成所有平面度及厚度參數(shù)測量。其創(chuàng)新掃描原理極大提升材料兼容性，從輕摻到重?fù)絇型硅，到碳化硅、藍(lán)寶石、玻璃等多種晶圓材料均適用：?

對(duì)重?fù)叫凸?，可精?zhǔn)探測強(qiáng)吸收晶圓前后表面；?

點(diǎn)掃描第三代掃頻激光技術(shù)，有效抵御光譜串?dāng)_，勝任粗糙晶圓表面測量；?

通過偏振效應(yīng)補(bǔ)償，增強(qiáng)低反射碳化硅、鈮酸鋰晶圓測量信噪比；

（以上為新啟航實(shí)測樣品數(shù)據(jù)結(jié)果）

支持絕緣體上硅和MEMS多層結(jié)構(gòu)測量，覆蓋μm級(jí)到數(shù)百μm級(jí)厚度范圍，還可測量薄至4μm、精度達(dá)1nm的薄膜。

（以上為新啟航實(shí)測樣品數(shù)據(jù)結(jié)果）

此外，可調(diào)諧掃頻激光具備出色的“溫漂”處理能力，在極端環(huán)境中抗干擾性強(qiáng)，顯著提升重復(fù)測量穩(wěn)定性。

（以上為新啟航實(shí)測樣品數(shù)據(jù)結(jié)果）

系統(tǒng)采用第三代高速掃頻可調(diào)諧激光器，擺脫傳統(tǒng)SLD光源對(duì)“主動(dòng)式減震平臺(tái)”的依賴，憑借卓越抗干擾性實(shí)現(xiàn)小型化設(shè)計(jì)，還能與EFEM系統(tǒng)集成，滿足產(chǎn)線自動(dòng)化測量需求。運(yùn)動(dòng)控制靈活，適配2-12英寸方片和圓片測量。