微粗糙度(Microroughness)是晶圓等表面上,高度從原子等級到奈米程度的細微凹凸(表面粗糙度)。晶圓表面形狀依凹凸的橫向尺寸(空間波長),分為晶圓整體的翹曲與平坦度、數mm範圍起伏的奈米形貌(nanotopography),以及更細微的微粗糙度來管理。鏡面拋光矽晶圓的微粗糙度,以均方根(RMS)計約為0.1nm,相當於1~2個原子大小的微小數值。
微粗糙度除了以原子力顯微鏡(AFM)掃描表面直接量測外,晶圓全面則以雷射光散射量測。表面有細微凹凸時光會些微散射,使整片晶圓看起來像蒙上一層薄霧,因此這種散射強度稱為霧度(Haze),由微粒檢測設備同時量測。表面粗糙度的數值以平均粗糙度Ra或均方根Rq(RMS)表示,由於數值會隨量測範圍與設備而改變,需在相同條件下比較。
微粗糙度會影響元件特性與製程品質。矽表面粗糙時,其上形成的閘極氧化層厚度與絕緣可靠度會產生變異,流經通道的載子也會因介面凹凸而散射,使遷移率下降。在晶圓之間直接貼合的接合中,表面粗糙會使接合強度變弱並產生空洞(void)。在清洗方面,使用氨水與過氧化氫的SC1清洗會些微蝕刻矽,已知氨濃度高時表面會變粗糙,因此會稀釋藥液以抑制粗化。磊晶成長、熱處理與CMP的條件也會影響微粗糙度。