均勻度(Uniformity)是表示膜厚、蝕刻深度、圖形尺寸等加工結果,在不同位置與時間上是否一致、不產生變異的指標。在半導體製造中,會將1片晶圓內不同位置的差異稱為片內均勻度(WIW:Within Wafer),晶圓之間的差異稱為片間均勻度(WTW:Wafer to Wafer),批與批之間的差異稱為批間均勻度。變異越小,無論從晶圓何處取下的晶片都會有相同特性,良率也越穩定。
均勻度的表示方式有幾種慣例。常用的是將量測點最大值與最小值的差除以平均值的2倍((最大值−最小值)÷(2×平均值)×100%),以及將標準差σ除以平均值(1σ%或3σ%)。所用的公式、晶圓外圍排除多少mm(邊緣排除,edge exclusion)、量測幾個點,都會使數值改變,因此比較數值時必須統一定義。數值越小越均勻,例如規格會訂為「膜厚片內均勻度1%以下」。
片內均勻度取決於設備設計與製程條件。在薄膜沉積與蝕刻中,噴出氣體的噴淋頭(shower head)的氣體分布、承載晶圓的載台(pedestal)的溫度分布、電漿密度的分布是主要因素,晶圓中心與外圍容易產生差異。因此會使用將加熱器與氣體噴出口分區、分別控制的設備。在CMP中,研磨頭的壓力分布決定均勻度。片間與批間均勻度會因腔體狀態變化或零組件耗損而惡化,因此以線上量測與SPC監控,並以APC修正條件。