淺析M103/M106幾何參數測試系統原理及方法

高 霞

(中國電子科技集團公司第四十六研究所 天津300110)

0 引 言

半導體和光電產業的飛速發展要求單晶硅片向大直徑和小厚度方向發展，對硅片的全局平面度和微觀表面質量的要求也越來越高。切片是把單晶硅由硅棒變成硅片的一個重要工序，切片質量的好壞直接影響著后續工序的工作量和成本，而幾何參數也是衡量切片質量的一個重要參數。

1 M103/M106晶片幾何參數測試儀器的測試原理

M103/M106是一種晶片幾何參數測試系統。它能夠測試 2,in到 200,mm 晶片的厚度、全厚度誤差(TTV)、彎曲度以及翹曲度。該儀器在測試過程中能夠提供實時晶片幾何參數。

M103/M106可以向用戶提供快捷、精確和可靠的測試。它通過在一套無接觸電容探頭移動晶片來獲得測試結果，其測試出來的晶片厚度、全厚度誤差、彎曲度以及翹曲度數據被直觀地顯示在屏幕上并可保存到硬盤。該儀器為使用戶達到最高的測試效率而配置了快速操作平臺，允許快速放置和移除被測晶片。

M103/M106通過無接觸電容探頭系統(探頭檢測電容的變化)，輔以軟件支持的 32位微處理器，進行信號處理來完成探測。利用軟件分析測試的數據來計算被測晶片的幾何參數，它還有內部自診斷和內置數據通信的功能。操作軟件可以利用儲存的數據做統計，制作分布圖和柱形圖。M103/M106的用戶界面是非常友好和直觀的。在操作窗口中，用戶可以快捷地控制和改變操作設置包括警示和分類。

M103/M106以合理的價格，配備了先進的電容探頭、電腦硬件和軟件，向用戶提供了微米級精確度和高重復性的測試解決方案。

2 M103/M106測試功能與應用

2.1 測試功能

厚度(THK)、全厚度誤差(TTV)、翹曲度(WARP)、彎曲度(BOW)。

2.2 優點

微米級精確度和高重復性。

2.3 快捷和可靠的操作

友好的人機界面。

2.4 特點

適用于2,in到200,mm的晶片；針對不同材料的測試；無接觸測試；有效的分類；實時報告；統計數據；柱狀圖、分布圖。

2.5 應用

①切片，包括切片機設置：厚度，全厚度誤差。②退化監控，包括導線槽，刀片。

③磨/腐蝕/拋光，包括加工監控：厚度，全厚度誤差。

④材料去除包括最終檢測：抽測，最終厚度。

3 測試數據的介紹

THK：被測物體的測試厚度數值。

TTV：被測物體的全厚度誤差均值。

WARP：被測物體的翹曲度數值。

BOW：被測物體的彎曲度數值。

M103/M106晶片幾何參數測試儀器快捷操作步驟見圖1。

4 M103/M106晶片幾何參數測試儀器的測試注意事項

①測試環境溫度要求：20～30,℃。

②測試環境濕度要求：40%～95%。

③晶片尺寸：50.8～200,mm。

④晶片厚度范圍：100～1,000,μm。

圖1 M103/M106晶片幾何參數測試儀器快捷操作步驟Fig.1 Fast operation steps for test instrument for geometric parameters of M103/M106 chips

5 結 論

無接觸式幾何參數測試的優點是快速且穩定，數據處理比較方便。隨著電子技術的發展，對幾何參數進行測量和分檔的硅片越來越多，無接觸式測量也將廣泛應用于科研和生產單位。

[1]上海市計量測試技術研究院，中國計量科學研究院.國家計量校準規范編寫規則：JJF1071—2010[S]. 北京：中國標準出版社，2011.

[2]國家質量監督檢驗檢疫總局計量司. 通用計量術語及定義：JJF1001—1998[S]. 北京：中國標準出版社，1999.

[3]戚紅英. proforma 300晶片厚度測試儀器原理及方法簡介[C]. 中國電子科技集團公司第四十六研究所學術論文交流會議論文集，2016：774-778.