【高斯摩分享】 NCG 测厚系统终极指南！原理 + 操作 + Auto TTV，半导体人收藏备用

在半导体研磨 / 划片工序，NCG 测厚系统堪称 “精度守护神”—— 精准测量晶圆厚度、

自动补偿 TTV（总厚度偏差），直接影响产品良率！但很多人被它的屈折率补正、

Filter 设置、Auto TTV 功能绕晕～ 这份超全总结，从测厚原理到实操细节，

再到避坑技巧，用通俗语言 + 清晰表格拆解，不管是新手操作还是老手调参，都能直接抄作业！

一、先搞懂：NCG 测厚核心原理（3 句话讲透）

NCG 用红外线测厚，不用复杂公式，记住核心逻辑：

光源（SLD）发射红外线，穿透晶圆上表面，分别在上 / 下表面反射；

两束反射光重叠形成 “干涉条纹”，分光计分析条纹波长间隔（间隔越密，晶圆越厚）；

结合 “屈折率补正” 计算真实厚度：真厚 = 测定厚 ×（设定屈折率 / 真实屈折率），屈折率设错会直接导致测量偏差！

关键补充：屈折率参考值（直接填）

小技巧：设定屈折率与测量厚度成反比，比如 Si 屈折率设成 7.4（翻倍），测量厚度会变成实际的 1/2！

二、3 类 NCG 探头：Air purge 区别（实操必看）

不同类型探头的进气 / 排气方向不同，装错会导致测量不准，一张表分清：

避坑提示：Swing 型探头需额外加 0.3L/min 流量，防止旋转卡死；安装后必须对 Center 进行 Teach 校准。

三、核心实操：4 个关键功能（直接影响测厚精度）

1. Filter 功能：避免测量 “跳数”

Filter 是测量范围过滤器，防止因干扰导致数值波动，调整逻辑记牢：

初始范围：Upper = 目标厚度 + X，Lower = 目标厚度 - 2X（X 默认 5μm）；

动态调整：研磨厚度每减 5μm，Filter 同步向下调整 5μm；

应急扩展：无法测量时，上下限各扩展 5μm；

强制停止：测量值＜Lower+0.5μm 时，自动切换 Open control 并结束研磨。

2. Auto TTV 功能：自动补偿厚度偏差

TTV 是晶圆最大 / 最小厚度差，Auto TTV 能通过调整 S/D 轴自动补偿，重点看这 3 点：

（1）可调节范围（不同晶圆尺寸）

计算公式：比如 12 英寸 V 形凸面调整极限 =（倾角 C 点保留值 10μm）÷ 系数 1.5≈13.3μm，超出则报警。

（2）超出极限报警设置（按需选择）

（3）补偿存续设置

Valid：补偿值记录，带入下一次全自动加工（适合同批次产品）；

Invalid：下次全自动恢复初始值（适合多品种切换）。

3. 测量点设置：3 点 / 5 点可选

常规测量：3 个点（中心 + 两侧），Sample 样本数 20-80（默认 20）；

高精度测量：5 个点（中心 + 4 个外周点），8 英寸 / 12 英寸默认位置固定（可 ±5mm 补偿）；

误差允许：同一点圆周上数值差超出设定值，发 B 类错误。

4. Z 轴 Setup 流程（校准焦点，必做步骤）

一次 Block Gauge 测高（初步校准）；

Gold Wafer Test：搜索强度最大点，计算 Focus Point；

补偿 Block Gauge 数值，确定 Setup Point；

二次 Block Gauge 测高，确认 Setup Point=Focus Point；

最终补偿：CNCG+100μm，Mid NCG-200μm（Z 轴下 + 上 -）。

四、硬件安装：2 个关键参数（别忽略）

流量调整：按探头类型设定（常规 1.0L/min，C NCG 0.8L/min），调整后用流量计确认；

安装位置：原点位置（ORG POS）R166.5，待机位置（IyPOS）R135，测试位置（Test POS）R90，A-B 差值为补偿值。

五、新手避坑：5 个常见错误 + 解决方案

屈折率设错：比如 Si 设成 1.85，测量厚度翻倍→核对材料，按参考值填写；

探头装反：进气 / 排气方向错，测量波动大→对照表格确认安装方向；

Filter 范围过窄：频繁出现 “无法测量”→适当扩大 X 值（如设为 10μm）；

TTV 超出极限不报警：报警类型设为 Invalid→根据精度要求切换报警模式；

Z 轴未校准：测量值偏差大→严格按 Setup 流程校准焦点。