引言

在 MICRO OLED 的制造進程中，金屬陽極像素制作工藝舉足輕重，其對晶圓總厚度偏差（TTV）厚度存在著復(fù)雜的影響機制。晶圓 TTV 厚度指標直接關(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)化測量方法意義重大。

影響機制

工藝應(yīng)力引發(fā)變形

在金屬陽極像素制作時，諸如光刻、蝕刻、金屬沉積等步驟會引入工藝應(yīng)力。光刻中，光刻膠的涂覆與曝光過程會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，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，當溫度變化，金屬與晶圓間的熱應(yīng)力會引發(fā)晶圓變形，進而影響 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 。

測量優(yōu)化

采用先進測量技術(shù)

傳統(tǒng)測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技術(shù)為晶圓 TTV 厚度測量帶來突破 。白光干涉儀基于白光干涉原理，將白光分為測量光與參考光，測量光照射晶圓表面反射后與參考光干涉，通過分析干涉條紋獲取晶圓表面高度信息，進而精確計算 TTV 厚度，精度可達納米級 。激光掃描共聚焦顯微鏡利用激光聚焦特性，對晶圓進行逐點掃描，能獲取高分辨率的三維表面形貌數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對 TTV 厚度的精準測量，且可直觀呈現(xiàn)晶圓表面厚度變化情況 。

優(yōu)化測量路徑與數(shù)據(jù)分析

合理規(guī)劃測量路徑可提高測量效率與準確性。采用螺旋式或網(wǎng)格狀測量路徑，確保全面覆蓋晶圓表面關(guān)鍵區(qū)域，減少測量盲區(qū) 。在數(shù)據(jù)分析方面，運用統(tǒng)計分析方法，對大量測量數(shù)據(jù)進行處理，能有效降低測量噪聲與隨機誤差影響 。通過計算數(shù)據(jù)的均值、標準差等統(tǒng)計量，可更準確地評估晶圓 TTV 厚度的整體水平與離散程度 。同時，建立數(shù)學(xué)模型對測量數(shù)據(jù)進行擬合與預(yù)測，能提前發(fā)現(xiàn)潛在的 TTV 厚度異常問題，為工藝調(diào)整提供依據(jù) 。

高通量晶圓測厚系統(tǒng)運用第三代掃頻OCT技術(shù)，精準攻克晶圓/晶片厚度TTV重復(fù)精度不穩(wěn)定難題，重復(fù)精度達3nm以下。針對行業(yè)厚度測量結(jié)果不一致的痛點，經(jīng)不同時段測量驗證，保障再現(xiàn)精度可靠。?

我們的數(shù)據(jù)和WAFERSIGHT2的數(shù)據(jù)測量對比,進一步驗證了真值的再現(xiàn)性：

（以上為新啟航實測樣品數(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)雙探頭對射掃描，可一次完成所有平面度及厚度參數(shù)測量。其創(chuàng)新掃描原理極大提升材料兼容性，從輕摻到重摻P型硅，到碳化硅、藍寶石、玻璃等多種晶圓材料均適用：?

對重摻型硅，可精準探測強吸收晶圓前后表面；?

點掃描第三代掃頻激光技術(shù)，有效抵御光譜串擾，勝任粗糙晶圓表面測量；?

通過偏振效應(yīng)補償，增強低反射碳化硅、鈮酸鋰晶圓測量信噪比；

（以上為新啟航實測樣品數(shù)據(jù)結(jié)果）

支持絕緣體上硅和MEMS多層結(jié)構(gòu)測量，覆蓋μm級到數(shù)百μm級厚度范圍，還可測量薄至4μm、精度達1nm的薄膜。

（以上為新啟航實測樣品數(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，顯著提升重復(fù)測量穩(wěn)定性。

（以上為新啟航實測樣品數(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“主動式減震平臺”的依賴，憑借卓越抗干擾性實現(xiàn)小型化設(shè)計，還能與EFEM系統(tǒng)集成，滿足產(chǎn)線自動化測量需求。運動控制靈活，適配2-12英寸方片和圓片測量。

審核編輯 黃宇