最後更新:2026年10月8日晶圓製造・基板加工矽晶圓製造(長晶・切片・研磨)中國大陸:晶圆平整度(TTV・SFQR・GBIR)

晶圓平坦度(TTV・SFQR・GBIR)是什麼

Wafer Flatness (TTV / SFQR / GBIR)

晶圓平坦度是表示表面高度一致程度的一組指標。相對於觀察整片厚度差的 GBIR(舊稱 TTV),實際左右曝光的是以相當於曝光區(shot)的矩形區塊為單位觀察變動幅度的 SFQR,先進邏輯用 300mm 晶圓的管理達數十nm 等級。外周會出現邊緣塌邊(edge roll-off),因此一般會將數mm 排除在規格對象之外。

目錄5 項
  1. 定義與原理
  2. 常見問題
  3. 相關企業
  4. 相關用語
  5. 比較文章

定義與原理

晶圓平坦度是表示晶圓表面高度一致程度的一組品質指標。在微影焦深(DOF)已淺至數十nm 的現在,晶圓些微的凹凸就會在曝光時造成失焦而導致圖形不良,因此平坦度是晶圓規格中最重要的項目之一。

指標依量測範圍區分使用。GBIR(Global Backside Ideal Range,舊稱 TTV)是表示整片晶圓厚度最大差的整體指標。TTV(Total Thickness Variation)是同義使用的舊稱,指最大厚度與最小厚度的差。這些從搬運與固定的觀點來看很有用,但用來判斷能否曝光則太粗略。

實際左右曝光的是局部平坦度。SFQR(Site Front least-sQuares Range)表示在相當於曝光區的每個矩形區塊(例:26×8mm)中,以最小平方平面近似表面時的上下變動幅度。要求所有區塊的 SFQR 最大值都在規格內,先進邏輯用 300mm 晶圓的管理達數十nm 等級。也會併用 SBIR(區塊內以背面為基準的變動)。

平坦度是在切片→Lapping/雙面研削→雙面拋光(DSP)的流程中建立的。特別是 DSP 不拘束晶圓進行加工,可避免背面形狀轉印,提高局部平坦度。另一方面,邊緣附近的研磨壓力分布紊亂,容易產生稱為「邊緣塌邊(edge roll-off)」的下垂,一般會將外周數mm 排除在規格對象之外(EE:Edge Exclusion)。

量測使用電容式或雷射干涉式的平坦度量測設備,在自由支撐晶圓的狀態下同時取得正反面形狀。類似的指標還有翹曲(Bow・Warp),但它表示的是自由狀態下整片晶圓的彎曲,與平坦度的不同在於吸附後即可矯正。

晶圓平坦度(TTV・SFQR・GBIR)的常見問題

TTV、GBIR、SFQR 要如何區分使用?
GBIR(舊稱 TTV)是表示整片晶圓厚度最大差的整體指標,用於搬運與固定的觀點。SFQR 是以相當於曝光區的矩形區塊為單位觀察表面變動幅度的局部指標,實際左右能否曝光的是這個指標。先進邏輯用晶圓的管理達數十nm 等級。
平坦度和翹曲(Warp)有什麼不同?
平坦度表示像曝光時那樣吸附晶圓狀態下會成為問題的表面高度變動,翹曲則表示自由支撐狀態下整片晶圓的彎曲。翹曲在吸附後可以矯正,但平坦度在吸附後仍會殘留,因此直接關係到微影的失焦。
什麼是邊緣排除(Edge Exclusion)?
是將晶圓外周數mm 排除在平坦度規格對象之外的做法。外周部研磨壓力分布紊亂,容易產生稱為邊緣塌邊的下垂,若連這部分都納入規格,良率將無法成立,因此事先排除來管理。

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