半導體晶圓製造解決方案

蔡司 DUNE 100

適用於先進半導體製造的全域晶圓形狀控制

受半導體製程中複雜的層疊結構、熱循環及異質材料所影響，晶圓承受的應力日益增加，導致顯著晶圓翹曲。隨著先進封裝與 3D 整合需求與日俱增，這些變形問題變得更加關鍵，不僅影響對焦與疊對精度，最終更影響整體良率與可靠性。

蔡司 DUNE 100 透過整合式高精度量測技術，實現主動式晶圓形狀控制，讓晶圓製造廠能在每個關鍵步驟中，針對每片晶圓分別測量並校正其整體翹曲。透過從前段到後段乃至先進封裝的全域晶圓表面形貌，DUNE® 100 使晶圓製造廠能夠穩定焦點與疊對精度，並保障特定製程視窗的安全。

應力、複雜堆疊結構與嚴格的疊對誤差容許度

現代半導體製程引入多層高應力結構、深層結構以及複雜堆疊結構，這些因素都可能導致晶圓產生顯著變形。翹曲會在晶圓生命週期中逐漸累積，從裸基板開始，歷經前段元件製作、後端互連，直至晶圓對晶圓鍵合等先進封裝步驟。晶圓上的整體翹曲可能表現為二階晶圓形狀（如碗狀、傘狀或圓柱狀）或三階形狀（如鞍狀）。

過度的晶圓形狀偏差可能導致疊對誤差、圖案佈局問題，並在微影與鍵合製程中遇到挑戰。嚴重情況下，晶圓會破裂或超出規格，導致良率下降並增加成本。為了維持製程視窗並實現次世代元件概念，晶圓製造廠需要一種可靠的方法測量並主動校正晶圓形狀，而非僅止於監測。

蔡司 DUNE 100 是一款專用於晶圓形狀控制的解決方案，結合可於製程前後測量晶圓翹曲的線上量測系統以及校正模組。系統會在製程前執行表面形貌量測，計算出針對特定晶圓的校正圖案，以特定方式補償現有的翹曲；製程後量測會驗證最終的晶圓形狀，並提供完整的報告以供製程追蹤之用。

DUNE® 100 專為晶圓廠全面自動化而設計，包含自動化晶圓處理，並透過標準晶圓廠自動化通訊協定進行通訊。該系統可直接整合至製程中，使晶圓形狀優化成為常規生產程序的一部分。

可控的晶圓形狀修正

蔡司 DUNE 100 的核心技術在於晶圓形狀控制，該技術能在不改變正面圖案的前提下，修正整體翹曲。

DUNE® 100 可補償低頻晶圓形變成分，例如碗狀、傘狀及鞍狀翹曲。此製程作用於晶圓材料內部，旨在維持背面表面特性及元件層。

專用的軟體環境將晶圓表面形貌量測與製程控制緊密連結，透過針對特定晶圓的形狀量測，計算所需的校正圖案，並將校正步驟作為單一、整合的作業執行。晶圓形狀校正因此能夠針對每片晶圓個別進行，而非依賴通用的批次製程配方。

涵蓋前段、後段及先進封裝的晶圓形狀控制

3D 記憶體與邏輯晶片

三維記憶體與邏輯晶片的概念，例如 3D NAND、DRAM 以及環繞式閘極裝置，皆仰賴複雜的堆疊結構與深層結構，這會導致顯著的全域翹曲。DUNE® 100 透過補償低頻成分（例如碗狀、傘狀及鞍狀畸變）將晶圓形狀控制技術應用於這些領域，為微影、蝕刻及後續製程步驟提供了更穩定的條件，並有助於在整片晶圓上維持裝置效能。
先進封裝與晶圓鍵合

在先進封裝領域中，針對高頻寬記憶體、堆疊式系統單晶片或其他 3D 積體電路概念所採用的晶圓對晶圓接合技術，對晶圓形狀與面內形變極為敏感。DUNE® 100 可在鍵合前優化晶圓形狀，從而改善晶圓之間的整體匹配條件，透過對每片晶圓進行個別校正，該系統可支援更嚴格的疊對誤差容許度並實現更均勻的鍵合介面。
其他晶圓與面板應用

除了 3D 記憶體、邏輯晶片及晶圓對晶圓鍵合之外，DUNE® 100 還可應用於任何因整體翹曲與應力效應而影響製程穩定性的領域，例如影像感應器、功率元件以及其他二維與三維積體電路。目前亦正在探索將整合式表面形貌量測與雷射晶圓形狀控制的基礎概念，應用於面板型載板以及其他晶粒級疊對的應用場景，使其適用範圍超越傳統晶圓規格。