幾何量測技術
關注創建者：匿名 創建時間：2026-01-04
幾何量測技術的實例教程
在晶圓制造前道過程的不同工藝階段點，往往需要對wafer進行厚度（THK）、翹曲度（Warp）、膜厚、關鍵尺寸（CD）、套刻（Overlay）精度等量測，以及缺陷檢測等；用于檢測每一步工藝后wafer加工參數是否達到設計標準，以及缺陷閾值下限，從而進行工藝控制與良率管理。半導體前道量檢測設備，要求精度高、效率高、重復性好，量檢測設備一般會涉及光電探測、精密機械、電子與計算機技術，因此在半導體設備中，技術難度高。
在wafer基材加工階段，從第一代硅，第二代砷化鎵到第三代也是現階段熱門的碳化硅、氮化鎵襯底都是通過晶錠切片、研磨、拋光后獲得，每片襯底在各工藝后及出廠前，都要對厚度、翹曲度、彎曲度、粗糙度等幾何形貌參數進行系統量測，需要相應的幾何形貌量測設備。
下圖為國內某頭部碳化硅企業產品規范，無論是production wafer，research wafer，還是dummy wafer，出廠前均要對幾何形貌參數進行量測，以保證同批、不同批次產品的一致性、穩定性，也能防止后序工藝由于wafer warpage過大，產生碎片、裂片的情況。
WD4000系列無圖晶圓幾何量測系統，適用于線切、研磨、拋光工藝后，進行wafer厚度（THK）、整體厚度變化（TTV）、翹曲度（Warp）、彎曲度（Bow）等相關幾何形貌數據測量，能夠提供Thickness map、LTV map、Top map、Bottom map等幾何形貌圖及系列參數，有效監測wafer形貌分布變化，從而及時管控與調整生產設備的工藝參數，確保wafer生產穩定且高效。
展開 它是以下測量技術的組合：
1、光譜共焦技術測量Wafer Thickness 、TTV 、LTV 、BOW 、WARP 、TIR 、SORI 等參數，同時生成Mapping圖；
2、三維輪廓測量技術：對Wafer表面進行光學掃描同時建立表面3D層析圖像，高效分析晶圓表面形貌、粗糙度、測量鐳射槽深寬等形貌參數；
3、白光干涉光譜分析儀，可通過數值七點相移算法計算，以亞納米分辨率測量晶圓表面的局部高度，并實現膜厚測量功能；
4、紅外傳感器發出的探測光在 Wafer不同表面反射并形成干涉，由此計算出兩表面間的距離（即厚度），適用于測量外延片、鍵合晶圓幾何參數。
5、CCD定位巡航功能，具備Mark定位，及圖案晶圓避障功能。
WD4000無圖晶圓幾何量測系統已廣泛應用于襯底制造、外延制造、晶圓制造、晶圓減薄設備、晶圓拋光設備、及封裝減薄工藝段的量測；覆蓋半導體前道、中道、后道整條工藝線。該系統不僅廣泛應用于半導體行業，在3C電子玻璃屏、光學加工、顯示面板、光伏、等超精密加工行業也大幅鋪開應用。
量測系統自動上下料，自動測量
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測量報告分享
展開 DMA 量 測 技 術 可 以 同 時 測 量 材 料 的 彈 性 特 性（ 模量 -modulus）和黏性特性（阻尼 -damping）。由于使用高分子材料替代金屬材料和結構產品的應用趨勢不斷增加，因此高分子粘彈性材料的此類材料數據，對于高分子材料的產品應用性能與成型加工性特別有用。
動態機械分析 (DMA) 技術是對于測試樣品施加一正弦變形、壓力或張力的量測條件，用來測量樣品材料所對應的粘彈響應。在量測過程中可以保持固定或變化的變形頻率和量值。量測材料對變形的響應變化可以搭配改變溫度、頻率或時間函數的形式來進行監視掃描。DMA 量測技術可用來決定量測材料的多種機械屬性，例如粘彈性材料的綜合模量 (E*)、儲存模量 (E')和損耗模量 (E")、阻尼 (tanδ)、柔量、粘度、應力松弛和蠕變等。也可利用量測結果研究高分子材料的分子結構與對應的分子動作，并發展結構屬性關系。DMA 量測技術為材料科學家和產品設計與成型加工工程師，提供了在寬廣范圍條件下，預測材料功能性所需的信息。
DMA 量測測試變量包括溫度、時間、應力、應變和形變頻率等，可以測定各種材料的 Tg 轉移、阻尼強度、耐熱性和蠕變與應力松弛等特性。這允許使用者獲得加工材料的完整特征。DMA 儀器還可用于評估聚合物和彈性材料的相容性、異方向性、振動吸收性、分子量 (MW)、結晶度和排向程度等材料資訊。由于目前各產業的高度發展下，工程塑料使用量快速增長，而如何監控材料的穩定性能和材料與產品質量的一致性需求，已是包含材料廠商、產品設計單位、成型加工廠家一致高度關注的議題，因此 DMA 量測技術近年來已成為發展最快的熱分析技術。
動態機械分析 (DMA) 的量測模式
DMA 動態機械分析儀器對材料進行的任何測試研究、特性化和質量控制測試都應符合其實際的材料使用與應用狀況。
展開 ■型創科技 / 劉文斌 技術總監
技術簡介
熱機械分析 (Thermomechanical Analysis, TMA) 量測技術可以用來分析材料的物理特性隨著溫度的變化而如何變動。除了可以量測材料樣品的膨脹 (expansion)和張力 (tension) 的變化外，熱機械分析儀還能夠進行穿透 (penetration)、固定荷載速率 (constant rate loading) 和固定拉伸速率 (constant rate elongation)等測試條件的測量分析。當施加的荷載以固定速率變化時，可量測樣品所對應的伸長率變化。而固定拉伸速率量測時是保持樣品的固定伸長率下量測所需的荷載或作用力的變化情況。本技術文稿將介紹穿透與固定拉伸速率的量測分析范例。
圖 1：左為日本島津公司 TMA 量測儀器的外觀；右為 TMA 儀器的量測模式
PMMA 軟 化 溫 度 的 測 量
（ 穿 透 模式 -Penetration Mode）
穿透測量模式主要用于確定塑料材料的軟化溫度或熱變形溫度。軟化溫度可作為評估材料在應用場合時的耐熱性能指標。TMA 的穿透測試模式是利用一支直徑為 0.5mm 的探針，在荷載重量設定為 50g，以施加在樣品表面上的壓力約為 25.5kg/cm2 的測試條件進行穿透模式測試。
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晶圓面型參數厚度、TTV、BOW、Warp、表面粗糙度、膜厚、等是芯片制造工藝必須考慮的幾何形貌參數。其中TTV、BOW、Warp三個參數反映了半導體晶圓的平面度和厚度均勻性，對于芯片制造過程中的多個關鍵工藝質量有直接影響。
TTV、BOW、WARP對晶圓制造工藝的影響
1.對化學機械拋光工藝的影響：拋光不均勻，可能會導致CMP過程中的不均勻拋光，從而造成表面粗糙和殘留應力
在晶圓制造前道過程的不同工藝階段點，往往需要對wafer進行厚度（THK）、翹曲度（Warp）、膜厚、關鍵尺寸（CD）、套刻（Overlay）精度等量測，以及缺陷檢測等；用于檢測每一步工藝后wafer加工參數是否達到設計標準，以及缺陷閾值下限，從而進行工藝控制與良率管理。半導體前道量檢測設備，要求精度高、效率高、重復性好，量檢測設備一般會涉及光電探測、精密機械、電子與計算機技術，因此在半導體設備中
■型創科技 / 劉文斌 技術總監
前言
動態機械 / 力學分析 (Dynamic Mechanical Analysis-DMA) 技術，也稱為 DMA 分析技術，是一種以周期循環方式對量測樣品施加小變形量的分析技術。可以分析所研究材料對應力、溫度、頻率和其他變量值的響應結果。動態機械分析儀 (Dynamic Mechanical
■型創科技 / 劉文斌 技術總監
技術簡介
熱機械分析 (Thermomechanical
