浅析M103/M106几何参数测试系统原理及方法

高 霞

(中国电子科技集团公司第四十六研究所 天津300110)

0 引 言

半导体和光电产业的飞速发展要求单晶硅片向大直径和小厚度方向发展，对硅片的全局平面度和微观表面质量的要求也越来越高。切片是把单晶硅由硅棒变成硅片的一个重要工序，切片质量的好坏直接影响着后续工序的工作量和成本，而几何参数也是衡量切片质量的一个重要参数。

1 M103/M106晶片几何参数测试仪器的测试原理

M103/M106是一种晶片几何参数测试系统。它能够测试 2,in到 200,mm 晶片的厚度、全厚度误差(TTV)、弯曲度以及翘曲度。该仪器在测试过程中能够提供实时晶片几何参数。

M103/M106可以向用户提供快捷、精确和可靠的测试。它通过在一套无接触电容探头移动晶片来获得测试结果，其测试出来的晶片厚度、全厚度误差、弯曲度以及翘曲度数据被直观地显示在屏幕上并可保存到硬盘。该仪器为使用户达到最高的测试效率而配置了快速操作平台，允许快速放置和移除被测晶片。

M103/M106通过无接触电容探头系统(探头检测电容的变化)，辅以软件支持的 32位微处理器，进行信号处理来完成探测。利用软件分析测试的数据来计算被测晶片的几何参数，它还有内部自诊断和内置数据通信的功能。操作软件可以利用储存的数据做统计，制作分布图和柱形图。M103/M106的用户界面是非常友好和直观的。在操作窗口中，用户可以快捷地控制和改变操作设置包括警示和分类。

M103/M106以合理的价格，配备了先进的电容探头、电脑硬件和软件，向用户提供了微米级精确度和高重复性的测试解决方案。

2 M103/M106测试功能与应用

2.1 测试功能

厚度(THK)、全厚度误差(TTV)、翘曲度(WARP)、弯曲度(BOW)。

2.2 优点

微米级精确度和高重复性。

2.3 快捷和可靠的操作

友好的人机界面。

2.4 特点

适用于2,in到200,mm的晶片；针对不同材料的测试；无接触测试；有效的分类；实时报告；统计数据；柱状图、分布图。

2.5 应用

①切片，包括切片机设置：厚度，全厚度误差。②退化监控，包括导线槽，刀片。

③磨/腐蚀/抛光，包括加工监控：厚度，全厚度误差。

④材料去除包括最终检测：抽测，最终厚度。

3 测试数据的介绍

THK：被测物体的测试厚度数值。

TTV：被测物体的全厚度误差均值。

WARP：被测物体的翘曲度数值。

BOW：被测物体的弯曲度数值。

M103/M106晶片几何参数测试仪器快捷操作步骤见图1。

4 M103/M106晶片几何参数测试仪器的测试注意事项

①测试环境温度要求：20～30,℃。

②测试环境湿度要求：40%～95%。

③晶片尺寸：50.8～200,mm。

④晶片厚度范围：100～1,000,μm。

图1 M103/M106晶片几何参数测试仪器快捷操作步骤Fig.1 Fast operation steps for test instrument for geometric parameters of M103/M106 chips

5 结 论

无接触式几何参数测试的优点是快速且稳定，数据处理比较方便。随着电子技术的发展，对几何参数进行测量和分档的硅片越来越多，无接触式测量也将广泛应用于科研和生产单位。

[1]上海市计量测试技术研究院，中国计量科学研究院.国家计量校准规范编写规则：JJF1071—2010[S]. 北京：中国标准出版社，2011.

[2]国家质量监督检验检疫总局计量司. 通用计量术语及定义：JJF1001—1998[S]. 北京：中国标准出版社，1999.

[3]戚红英. proforma 300晶片厚度测试仪器原理及方法简介[C]. 中国电子科技集团公司第四十六研究所学术论文交流会议论文集，2016：774-778.