關鍵詞：鍵合晶圓；TTV 質量；晶圓預處理；鍵合工藝；檢測機制

一、引言

在半導體制造領域，鍵合晶圓技術廣泛應用于三維集成、傳感器制造等領域。然而，鍵合過程中諸多因素會導致晶圓總厚度偏差（TTV）增大，影響器件性能與良品率。因此，探索提高鍵合晶圓 TTV 質量的方法，對推動半導體產業發展具有重要意義。

二、提高鍵合晶圓 TTV 質量的方法

2.1 鍵合前晶圓處理

鍵合前對晶圓的處理是提高 TTV 質量的基礎。首先，嚴格把控晶圓表面平整度，采用化學機械拋光（CMP）技術，精確去除晶圓表面的微小凸起與凹陷，使晶圓表面粗糙度達到極低水平，減少因表面不平整導致的鍵合后 TTV 增加 。其次，對晶圓進行清潔處理，利用濕法清洗工藝去除晶圓表面的有機物、金屬離子等雜質，避免雜質在鍵合過程中影響鍵合界面，造成局部應力集中，進而影響 TTV 質量。同時，可對晶圓進行預鍵合處理，通過低溫等離子體活化等方式，改善晶圓表面活性，為高質量鍵合奠定基礎 。

2.2 鍵合工藝優化

鍵合工藝參數對 TTV 質量影響顯著。優化鍵合溫度，根據晶圓材質和鍵合材料特性，確定合適的溫度范圍。溫度過高可能導致晶圓變形，增大 TTV；溫度過低則鍵合強度不足 。合理控制鍵合壓力，均勻且適度的壓力有助于保證鍵合界面的一致性，防止因壓力不均造成晶圓局部變形。此外，優化鍵合時間，避免時間過長或過短，確保鍵合過程充分且穩定，減少因鍵合不充分或過度鍵合帶來的 TTV 問題 。

2.3 鍵合后檢測與調整

建立高效的鍵合后檢測機制是保證 TTV 質量的關鍵。利用高精度光學測量設備，如激光干涉儀，對鍵合晶圓的 TTV 進行快速、準確檢測 。一旦檢測到 TTV 超出允許范圍，可通過局部應力釋放、二次鍵合調整等方式進行修正。例如，對于因局部應力導致 TTV 超標的區域，采用熱處理等方法釋放應力，改善 TTV 質量 。

高通量晶圓測厚系統

高通量晶圓測厚系統以光學相干層析成像原理，可解決晶圓/晶片厚度TTV（Total Thickness Variation，總厚度偏差）、BOW（彎曲度）、WARP（翹曲度），TIR（Total Indicated Reading 總指示讀數，STIR（Site Total Indicated Reading 局部總指示讀數），LTV（Local Thickness Variation 局部厚度偏差）等這類技術指標。

高通量晶圓測厚系統，全新采用的第三代可調諧掃頻激光技術，相比傳統上下雙探頭對射掃描方式；可一次性測量所有平面度及厚度參數。

1，靈活適用更復雜的材料，從輕摻到重摻 P 型硅 (P++)，碳化硅，藍寶石，玻璃，鈮酸鋰等晶圓材料。

重摻型硅（強吸收晶圓的前后表面探測）

粗糙的晶圓表面，（點掃描的第三代掃頻激光，相比靠光譜探測方案，不易受到光譜中相鄰單位的串擾噪聲影響，因而對測量粗糙表面晶圓）

低反射的碳化硅(SiC)和鈮酸鋰(LiNbO3)；（通過對偏振效應的補償，加強對低反射晶圓表面測量的信噪比）

絕緣體上硅（SOI)和MEMS，可同時測量多 層 結 構，厚 度 可 從μm級到數百μm 級不等。

可用于測量各類薄膜厚度，厚度最薄可低至 4 μm ，精度可達1nm。

可調諧掃頻激光的“溫漂”處理能力，體現在極端工作環境中抗干擾能力強，充分提高重復性測量能力。

4，采用第三代高速掃頻可調諧激光器，一改過去傳統SLD寬頻低相干光源的干涉模式，解決了由于相干長度短，而重度依賴“主動式減震平臺”的情況。卓越的抗干擾，實現小型化設計，同時也可兼容匹配EFEM系統實現產線自動化集成測量。

5，靈活的運動控制方式，可兼容2英寸到12英寸方片和圓片測量。

審核編輯 黃宇