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　　在半导体光刻工艺中，晶圆通过旋涂光刻胶后，利用曝光设备让光源通过一块刻有电路图案的掩膜板照射在晶圆上，利用光阻材料的光敏感特性，将掩模板上的图案转移至光阻层中，形成光阻图案。随着晶圆尺寸的增大和厚度的减小，在晶圆加工过程中的应力会在较大和较薄的晶圆上形成明显的翘曲。当晶圆发生翘曲时，对晶圆边缘光刻的聚焦影响很大，会增加后续光刻机台的对准难度，进而影响套刻精度，导致器件性能发生变化。

　　光谱公焦位移传感器

　　目前控制晶圆表面平整性的方法主要是优化光阻层厚度的均一性并搭配曝光前进行找平(Leveling)扫描，来确认晶圆表面的形貌，对曝光机进行补偿后曝光，减少翘曲的影响。然而，采用该方法，晶圆表面的平整度仍然得不到很好的控制，无法补偿由于晶圆表面不平整所带来的套刻残留(Overlay Residue)。

　　目前，主要会对晶圆造成翘曲的因素包括有以下几点：经过较大的热过程(高温、长时间)而产生翘曲；对硅片衬底进行沟槽刻蚀，填充不同介质，因材料、图形不同而产生翘曲；硅片衬底上沉积的膜层应力不匹配而产生翘曲；硅片厚度减薄过程中产生的残余应力导致的翘曲。

　　晶圆翘曲即使可以满足设备加工要求，也会因为热膨胀系数不同，应力不匹配造成内在缺陷，在遭到外力时，非常容易在加工过程引起碎片，导致加工设备及相应承载工具污染，导致设备停产，并需要复杂繁琐且昂贵的设备清洗复机过程。

　　因此，晶圆的翘曲变形是评价晶圆加工质量的重要技术指标，也是分析晶圆加工残余应力、优化减薄等加工工艺的重要依据。目前处理硅片翘曲的常用手段是通过一定温度时间的热过程进行退火，使之因热膨胀不同存在的内建应力或材料应力不匹配引起的内建应力释放。

　　晶圆翘曲参数的测量方法

　　针对上述描述的晶圆翘曲度等指标的测试需求，有以下几种方案可以用于晶圆平面翘曲度的测量：

　　1. 激光干涉测量面型轮廓，成本高，效率高，精度高

　　2. 接触式台阶仪，成本高，效率低，精度高

　　3. 条纹结构光反射成像测量，成本高，效率高，精度中高

　　4. 电容位移传感器，成本高，效率中高，精度高

　　5. 激光三角位移传感器，成本中，效率中高，精度中高

　　6. 光谱共焦位移传感器，成本中，效率中高，精度高

　　基于光谱共焦位移传感器的晶圆翘曲度测量手段

　　综合上述几种测量手段，其中基于光谱共焦位移传感器的方法在综合成本、样品无损测量、测量效率、测量样品兼容性及测量精度等因素上整体最优，是一种经济的、高精度测量晶圆翘曲度等指标的关键测量技术。下图即为采用光谱共焦位移传感器进行晶圆平坦度测量的实物图。

　　硕尔泰传感器面向半导体领域的测量方案

　　深圳市硕尔泰传感器有限公司拥有完全自主的光谱共焦位移传感器研发技术人才梯队，掌握面向各个行业的应用落地能力。尤其面向半导体行业，创视智能能够提供包括晶圆平坦度关键参数测量、晶圆缺陷检测自动高度对焦等关键技术方案模块产品，光谱系列最高款绝对精度可达0.03μm，拥有0.02%.F.S超高的线性误差，欢迎各位前来咨询。