導語：均勻性在芯片制程的每一個工序中都需要考慮到，包括薄膜沉積，刻蝕，光刻，cmp，離子注入等。較高的均勻性才能保證芯片的產品與性能。那么片內和片間非均勻性是什么？如何計算？有什么作用呢？

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什么是均勻性？

均勻性是衡量工藝在晶圓上一致性的一個關鍵指標。比如薄膜沉積工序中薄膜的厚度；刻蝕工序中被刻蝕材料的寬度，角度等等，都可以考慮其均勻性。

什么是片內均勻性（Within-Wafer Uniformity）？

片內均勻性是指單片晶圓上不同位置之間的指標差異。測量片內均勻性通常會選擇若干代表性點，這些點涵蓋了晶圓的主要區域，例如在晶圓的中心、邊緣，邊緣與中心之間。

但是沒有太統一的均勻性計算公式，根據習慣不同，計算公式也會不同，

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常見的片內均勻性的計算公式為：

uniformity=（max value- min value）/（2 * average value）x100%

uniformity:均勻性

Maximum Value 是在晶圓上測量到的最大值。

Minimum Value 是在晶圓上測量到的最小值。

Average Value 是在晶圓上所有測量點的平均值。

舉個例子：如果我們在一個晶圓上測量刻蝕后的金屬線條尺寸，并在多個位置找到的最大值是2000?，最小值是1800?，平均值是1850?。那么，均勻性將是：

uniformity=（2000-1800）/(2x1850)x100%=5.4%

我們需要的uniformity越小越好。

什么是片間均勻性（Wafer-to-Wafer Uniformity）？

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片間均勻性指的是在一個批次內，不同晶圓之間的指標差異的一致性。片間uniformity的計算通常需要同一批次中多片晶圓的某個指標的所有測量值。

首先，為每片晶圓計算平均值。

之后在所有晶圓的平均值中，找到最大的平均值和最小的平均值。計算整個批次所有晶圓的測量值的總體平均值。

最后使用公式代入即可。

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為什么要卡控均勻性？

半導體工藝步驟需要在整個晶圓上都有相似的效果，以確保每個芯片都達到相同的規格和性能。因為芯片通常具有上千個工藝步驟，如果不對均勻性進行卡控，越往后，制程的良率越低，造成的影響也就越大。

過高的不均勻性可能導致晶體管的性能不一致，會影響到整個芯片的性能。例如，一個區域內的晶體管比另一個區域內運行得更快或更慢，可能導致整個電路的不穩定。

均勻性是工程師用來判斷芯片生產過程中工藝是否穩定的一個關鍵指標。如果工藝工程師發現晶圓的某一部分與其他部分有顯著的差異，那么這可能是一個信號，提示工程師某個生產步驟可能出現了問題，這個時候就需要工程師對工序進行細致排查。

審核編輯：劉清