引言

在 MICRO OLED 的制造進(jìn)程中，金屬陽(yáng)極像素制作工藝舉足輕重，其對(duì)晶圓總厚度偏差（TTV）厚度存在著復(fù)雜的影響機(jī)制。晶圓 TTV 厚度指標(biāo)直接關(guān)乎 MICRO OLED 器件的性能與良品率，因此深入探究二者關(guān)系并優(yōu)化測(cè)量方法意義重大。

影響機(jī)制

工藝應(yīng)力引發(fā)變形

在金屬陽(yáng)極像素制作時(shí)，諸如光刻、蝕刻、金屬沉積等步驟會(huì)引入工藝應(yīng)力。光刻中，光刻膠的涂覆與曝光過(guò)程會(huì)因光刻膠固化收縮產(chǎn)生應(yīng)力。蝕刻階段，蝕刻氣體或液體對(duì)晶圓表面的作用若不均勻，易致使晶圓局部應(yīng)力集中。金屬沉積時(shí)，不同金屬材料熱膨脹系數(shù)存在差異，在晶圓上沉積金屬層后，當(dāng)溫度變化，金屬與晶圓間的熱應(yīng)力會(huì)引發(fā)晶圓變形，進(jìn)而影響 TTV 厚度 。例如，若光刻膠在晶圓邊緣固化收縮程度大于中心，會(huì)使晶圓邊緣向中心彎曲，改變晶圓厚度分布。

材料特性差異影響

金屬陽(yáng)極材料與晶圓基底材料特性的不同，是影響 TTV 厚度的關(guān)鍵因素。金屬材料的楊氏模量、熱膨脹系數(shù)等參數(shù)與晶圓（如硅晶圓）不一致。在制作工藝的升溫、降溫環(huán)節(jié)，由于二者膨脹與收縮程度不同，會(huì)在界面處產(chǎn)生應(yīng)力，導(dǎo)致晶圓發(fā)生翹曲或彎曲，最終改變 TTV 厚度 。如常用的金屬陽(yáng)極材料鉬（Mo），其熱膨脹系數(shù)低于硅晶圓，在制程冷卻階段，Mo 層收縮小于硅晶圓，使晶圓向 Mo 層一側(cè)彎曲，造成 TTV 變化 。

測(cè)量?jī)?yōu)化

采用先進(jìn)測(cè)量技術(shù)

傳統(tǒng)測(cè)量方法在精度和效率上存在局限，而白光干涉儀、激光掃描共聚焦顯微鏡等先進(jìn)技術(shù)為晶圓 TTV 厚度測(cè)量帶來(lái)突破 。白光干涉儀基于白光干涉原理，將白光分為測(cè)量光與參考光，測(cè)量光照射晶圓表面反射后與參考光干涉，通過(guò)分析干涉條紋獲取晶圓表面高度信息，進(jìn)而精確計(jì)算 TTV 厚度，精度可達(dá)納米級(jí) 。激光掃描共聚焦顯微鏡利用激光聚焦特性，對(duì)晶圓進(jìn)行逐點(diǎn)掃描，能獲取高分辨率的三維表面形貌數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì) TTV 厚度的精準(zhǔn)測(cè)量，且可直觀呈現(xiàn)晶圓表面厚度變化情況 。

優(yōu)化測(cè)量路徑與數(shù)據(jù)分析

合理規(guī)劃測(cè)量路徑可提高測(cè)量效率與準(zhǔn)確性。采用螺旋式或網(wǎng)格狀測(cè)量路徑，確保全面覆蓋晶圓表面關(guān)鍵區(qū)域，減少測(cè)量盲區(qū) 。在數(shù)據(jù)分析方面，運(yùn)用統(tǒng)計(jì)分析方法，對(duì)大量測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，能有效降低測(cè)量噪聲與隨機(jī)誤差影響 。通過(guò)計(jì)算數(shù)據(jù)的均值、標(biāo)準(zhǔn)差等統(tǒng)計(jì)量，可更準(zhǔn)確地評(píng)估晶圓 TTV 厚度的整體水平與離散程度 。同時(shí)，建立數(shù)學(xué)模型對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合與預(yù)測(cè)，能提前發(fā)現(xiàn)潛在的 TTV 厚度異常問(wèn)題，為工藝調(diào)整提供依據(jù) 。

高通量晶圓測(cè)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(cè)量結(jié)果不一致的痛點(diǎn)，經(jīng)不同時(shí)段測(cè)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(cè)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(cè)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(cè)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)叫凸瑁删珳?zhǔn)探測(cè)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(cè)量；?

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

（以上為新啟航實(shí)測(cè)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(cè)量，覆蓋μm級(jí)到數(shù)百μm級(jí)厚度范圍，還可測(cè)量薄至4μm、精度達(dá)1nm的薄膜。

（以上為新啟航實(shí)測(cè)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(cè)量穩(wěn)定性。

（以上為新啟航實(shí)測(cè)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(cè)量需求。運(yùn)動(dòng)控制靈活，適配2-12英寸方片和圓片測(cè)量。

審核編輯 黃宇