制程殘余應力致CMOS芯片翹曲,白光干涉精準測量方案
發布時間:
2026-05-11
作者:
新啟航半導體有限公司

引言

CMOS芯片在光刻、蝕刻、封裝等制程中,易因工藝參數偏差、材料熱膨脹系數不匹配產生殘余應力,進而導致芯片翹曲,影響倒裝、固晶等后續工序穩定性,引發封裝失效、信號傳輸異常等問題。當前,CMOS芯片朝著微型化、高密度方向發展,翹曲量測量精度要求達納米級,傳統測量技術難以精準捕捉微小翹曲偏差,無法滿足制程質量管控需求,因此,構建基于白光干涉技術的精準測量方案,是解決制程殘余應力致芯片翹曲測量難題、保障芯片質量的關鍵。

制程殘余應力致芯片翹曲的危害及測量難點

制程殘余應力引發的CMOS芯片翹曲,主要表現為芯片表面彎曲、邊緣翹起,會導致芯片與基板貼合錯位、焊盤接觸不良,增加后續封裝難度;嚴重時會造成芯片開裂、引腳脫落,直接導致器件功能失效。此外,CMOS芯片尺寸微小、翹曲量微小,且表面存在復雜電路結構,傳統測量技術易受干擾、存在測量盲區,難以精準捕捉芯片整體及局部翹曲偏差,無法準確量化殘余應力引發的翹曲程度,給測量工作帶來極大挑戰。

實踐表明,制程殘余應力引發的芯片翹曲量僅0.3μm,就會導致倒裝貼合合格率下降40%,固晶受力不均概率增加55%,大幅降低芯片生產良率。批量生產中,傳統測量效率低下,無法實現在線管控,易導致不合格產品流入下游,增加生產成本與售后風險。

白光干涉精準測量方案及優勢

針對制程殘余應力致CMOS芯片翹曲的測量難點,構建基于白光干涉技術的精準測量方案。該方案利用白光干涉的高相干性、高分辨率特性,以非接觸方式掃描芯片表面,通過三維輪廓重構技術,精準捕捉芯片翹曲形態,量化翹曲量、翹曲弧度等關鍵參數,為殘余應力分析及工藝優化提供精準數據支撐。

該方案具備非接觸、高精度、高效率的核心優勢,測量精度達納米級,可有效避免測量過程中對芯片電路的損傷,檢測效率較傳統方法提升8倍以上,適配批量生產在線管控需求。通過該方案,可精準量化芯片翹曲程度,輔助優化制程工藝、釋放殘余應力,從源頭減少翹曲隱患,保障CMOS芯片生產質量與可靠性。新啟航 專業提供綜合光學3D測量方案

多功能面型干涉儀——CMOS芯片精密測量解決方案

多功能面型干涉儀,以“分層掃描+200mm大視野+納米精度”為核心,單臺設備即可實現亞微級平面度、深孔臺階、陡峭錐面角度與3D輪廓的一站式精密測量,精準適配CMOS芯片全場景檢測需求,賦能半導體產業精密管控。



四大核心技術革新

一、大視野平面度測量,兼顧精度與效率

突破行業痛點,解決傳統白光干涉技術“小視場高精度、大視場精度不足”的難題,實現大視場下的亞微米級測量能力與納米級精度保障。設備可達到極致75nm平面度測量精度,單視場23mm一次成像,支持拼接擴展至200mm超大視場,高效適配CMOS芯片大視野形貌測量需求。

制程殘余應力致CMOS芯片翹曲,白光干涉精準測量方案

(圖示為CMOS感光芯片大視野形貌測量,清晰呈現芯片全域形貌,為芯片整體質量檢測提供支撐)

制程殘余應力致CMOS芯片翹曲,白光干涉精準測量方案

(圖示為實測COB感光芯片局部形變圖,精準捕捉芯片局部形變細節,助力芯片性能優化)

二、自動化批量測量,適配規模化需求

單幅視野可達23×18mm,支持最大200mm視野全自動跑點測量,大幅提升測量效率,適配CMOS芯片批量檢測場景。針對更大視野、更高要求的特殊應用場景,可提供專屬非標定制方案,滿足多樣化檢測需求。

制程殘余應力致CMOS芯片翹曲,白光干涉精準測量方案

三、上下平面平行度測量,突破檢測局限

采用獨特光路設計,可透過CG玻璃實現內部COB感光芯片形變測量,無需拆解樣品,避免對芯片造成損傷,精準獲取芯片內部形變數據,為芯片封裝及性能檢測提供可靠依據。

制程殘余應力致CMOS芯片翹曲,白光干涉精準測量方案

四、非標定制+動態測量,拓展應用邊界

支持非標定制方案,可在真空腔體內完成溫度變化過程中的ODS工作形變測量,實現實時動態3D形貌監控,適配CMOS芯片極端環境下的檢測需求,進一步拓展設備應用場景。

新啟航半導體,專業提供綜合光學3D測量解決方案,深耕CMOS芯片檢測領域,以核心技術賦能半導體產業高質量發展!