一、引言

玻璃晶圓在半導體制造、微流控芯片等領域應用廣泛，光刻工藝作為決定器件圖案精度與性能的關鍵環節，對玻璃晶圓的質量要求極為嚴苛 。總厚度偏差（TTV）是衡量玻璃晶圓質量的重要指標，其厚度的均勻性直接影響光刻工藝中曝光深度、圖形轉移精度等關鍵參數 。當前，如何優化玻璃晶圓 TTV 厚度在光刻工藝中的反饋控制，以提高光刻質量和生產效率，成為亟待研究的重要課題。

二、玻璃晶圓 TTV 厚度對光刻工藝的影響

2.1 影響曝光深度一致性

玻璃晶圓 TTV 厚度不均會導致晶圓表面與光刻掩膜版的距離出現差異 。在光刻曝光過程中，根據光學原理，曝光深度與晶圓表面到掩膜版的距離密切相關 。TTV 厚度偏差使得不同區域的曝光深度不一致，造成光刻膠的固化程度不同，最終影響光刻圖案的成型質量 。例如，在相同曝光劑量下，厚度較厚區域的光刻膠曝光不足，而厚度較薄區域則可能曝光過度。

2.2 降低圖形轉移精度

光刻工藝旨在將掩膜版上的圖案精確轉移到玻璃晶圓表面 。TTV 厚度的變化會引起晶圓表面的不平整，導致光刻過程中光線折射和衍射情況復雜多變 。這種光學差異會使光刻圖案在轉移過程中發生變形、扭曲，降低圖形的對準精度和尺寸精度 ，進而影響芯片的性能和良率 。

三、反饋控制優化方法

3.1 高精度測量技術的應用

采用先進的測量技術獲取玻璃晶圓 TTV 厚度數據是實現有效反饋控制的基礎 。白光干涉測量技術憑借其高分辨率和非接觸特性，能夠快速、精確地測量晶圓表面形貌，獲取 TTV 厚度信息 。此外，結合激光掃描測量技術，可對晶圓進行全方位掃描，提高測量的覆蓋范圍和準確性 。通過實時、高精度的測量，為光刻工藝的反饋控制提供可靠的數據支持 。

3.2 優化反饋控制系統架構

構建更完善的反饋控制系統，將測量模塊、數據處理模塊、控制執行模塊緊密結合 。在測量模塊，實現 TTV 厚度數據的實時采集和傳輸；數據處理模塊利用算法對測量數據進行分析，建立 TTV 厚度與光刻工藝參數之間的關系模型 ，預測光刻過程中可能出現的問題 。控制執行模塊根據數據處理結果，及時調整光刻工藝參數，如曝光劑量、聚焦位置等 。同時，引入人工智能算法，使反饋控制系統能夠自適應不同批次、不同規格的玻璃晶圓，提高系統的魯棒性 。

3.3 動態控制策略的實施

光刻工藝過程中，環境因素、設備狀態等不斷變化，靜態的控制策略難以滿足高精度要求 。實施動態控制策略，實時監測光刻過程中的各項參數，如環境溫度、濕度，設備的光源強度、工作臺平整度等 。根據這些參數的變化以及 TTV 厚度數據，動態調整光刻工藝參數 。例如，當檢測到環境溫度升高導致玻璃晶圓膨脹，TTV 厚度發生變化時，自動調整曝光劑量和聚焦位置，保證光刻質量的穩定性 。

高通量晶圓測厚系統運用第三代掃頻OCT技術，精準攻克晶圓/晶片厚度TTV重復精度不穩定難題，重復精度達3nm以下。針對行業厚度測量結果不一致的痛點，經不同時段測量驗證，保障再現精度可靠。?

我們的數據和WAFERSIGHT2的數據測量對比,進一步驗證了真值的再現性：

（以上為新啟航實測樣品數據結果）

該系統基于第三代可調諧掃頻激光技術，相較傳統雙探頭對射掃描，可一次完成所有平面度及厚度參數測量。其創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，有效抵御光譜串擾，勝任粗糙晶圓表面測量；?

通過偏振效應補償，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據結果）

支持絕緣體上硅和MEMS多層結構測量，覆蓋μm級到數百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據結果）

此外，可調諧掃頻激光具備出色的“溫漂”處理能力，在極端環境中抗干擾性強，顯著提升重復測量穩定性。

（以上為新啟航實測樣品數據結果）

系統采用第三代高速掃頻可調諧激光器，擺脫傳統SLD光源對“主動式減震平臺”的依賴，憑借卓越抗干擾性實現小型化設計，還能與EFEM系統集成，滿足產線自動化測量需求。運動控制靈活，適配2-12英寸方片和圓片測量。