标签: 碳化硅衬底厚度

引言 在碳化硅衬底厚度测量中，探头温漂是影响测量精度的关键因素。传统测量探头受环境温度变化干扰大，导致测量数据偏差。光纤传感技术凭借独特的物理特性，为探头温漂抑制提供了新方向，对提升碳化硅衬底厚度测量准确性意义重大。 光纤传感原理及优势 光纤传感技术基于光在光纤中传输时，外界物理量（如温度、应变等）对光的强度、相位、波长等特性的调制原理 。当温度发生变化，光纤的几何尺寸和折射率会改变，进而引起光的相位或波长漂移。通过检测这些光学参数的变化，就能实现对温度等物理量的高精度测量 。与传统传感器相比，光纤传感器具有抗电磁干扰能力强、体积小、重量轻、可实现分布式测量等优势 。在碳化硅衬底测量环境中，其抗干扰特性能够有效避免外界复杂电磁环境对测量的影响，且小体积特点便于集成到测量探头内部，实时监测探头温度变化 。 温漂抑制技术 温度实时监测与补偿 将光纤温度传感器嵌入测量探头关键部位，实时监测探头温度变化 。基于光纤传感获取的温度数据，建立温度 - 测量误差补偿模型。例如，通过大量实验数据拟合出探头温度与厚度测量误差的函数关系，当测量过程中检测到温度变化时，系统根据补偿模型自动对测量结果进行修正 。这种实时监测与补偿方式，能够快速响应探头温度波动，减少温漂对测量结果的影响 。 光纤传感与结构优化结合 对测量探头进行结构设计优化，结合光纤传感技术进一步抑制温漂 。采用隔热材料对探头敏感部件进行包裹，降低环境温度对探头的热传导影响 。同时，在探头内部合理布置光纤传感器，监测隔热结构的温度传导情况，评估隔热效果 。若发现局部温度异常，可及时调整隔热结构或优化探头内部布局，确保探头温度场均匀稳定，从结构层面减少温漂产生 。此外，利用光纤传感对探头应力分布进行监测，避免因温度变化导致探头内部应力不均而引起的测量误差 。 光纤传感信号处理优化 针对光纤传感获取的温度信号，采用先进的信号处理算法提升信号质量，增强温漂抑制效果 。运用数字滤波技术，如卡尔曼滤波、小波滤波等，去除信号中的噪声干扰，提高温度测量的准确性 。通过对滤波后信号的快速傅里叶变换（FFT）分析，提取温度变化的特征频率，更精准地掌握探头温度变化规律 。基于这些处理后的信号，优化温度补偿策略，实现对探头温漂的更有效抑制 。 高通量晶圆测厚系统运用第三代扫频OCT技术，精准攻克晶圆/晶片厚度TTV重复精度不稳定难题，重复精度达3nm以下。针对行业厚度测量结果不一致的痛点，经不同时段测量验证，保障再现精度可靠。​ 我们的数据和WAFERSIGHT2的数据测量对比,进一步验证了真值的再现性： （以上为新启航实测样品数据结果） 该系统基于第三代可调谐扫频激光技术，相较传统双探头对射扫描，可一次完成所有平面度及厚度参数测量。其创新扫描原理极大提升材料兼容性，从轻掺到重掺P型硅，到碳化硅、蓝宝石、玻璃等多种晶圆材料均适用：​ 对重掺型硅，可精准探测强吸收晶圆前后表面；​ 点扫描第三代扫频激光技术，有效抵御光谱串扰，胜任粗糙晶圆表面测量；​ 通过偏振效应补偿，增强低反射碳化硅、铌酸锂晶圆测量信噪比； （以上为新启航实测样品数据结果） 支持绝缘体上硅和MEMS多层结构测量，覆盖μm级到数百μm级厚度范围，还可测量薄至4μm、精度达1nm的薄膜。 （以上为新启航实测样品数据结果） 此外，可调谐扫频激光具备出色的“温漂”处理能力，在极端环境中抗干扰性强，显著提升重复测量稳定性。 （以上为新启航实测样品数据结果） 系统采用第三代高速扫频可调谐激光器，摆脱传统SLD光源对“主动式减震平台”的依赖，凭借卓越抗干扰性实现小型化设计，还能与EFEM系统集成，满足产线自动化测量需求。运动控制灵活，适配2-12英寸方片和圆片测量。

引言 在碳化硅衬底厚度测量过程中，探头温漂会严重影响测量精度。构建探头温漂的热传导模型并进行实验验证，有助于深入理解探头温漂的产生机理，为提高测量准确性提供理论依据与技术支持。 热传导模型构建 模型假设与简化 为便于建模，对探头结构及热传导过程进行假设与简化。假设探头各部件为均匀连续介质，忽略探头内部微观结构差异对热传导的影响；热传导过程遵循傅里叶定律，且只考虑探头与环境、探头与碳化硅衬底之间的一维热传导，不考虑复杂的三维传热效应；同时，认为探头与外界的热交换方式主要为热传导和热对流，暂不考虑热辐射的影响 。 模型建立 基于傅里叶热传导方程\frac{\partial T}{\partial t}=\alpha(\frac{\partial^{2} T}{\partial x^{2}}+\frac{\partial^{2} T}{\partial y^{2}}+\frac{\partial^{2} T}{\partial z^{2}})（其中T为温度，t为时间，\alpha为热扩散率），结合上述假设，建立探头温漂的热传导模型。设探头与环境的对流换热系数为h，环境温度为T_{0}，探头表面温度为T_{s}，探头内部材料的导热系数为k，根据能量守恒定律，可得到探头表面的热平衡方程：h(T_{s}-T_{0})=-k\frac{\partial T}{\partial n}（\frac{\partial T}{\partial n}为温度沿探头表面法线方向的梯度）。通过对探头不同部件的热传导过程进行分析，结合边界条件，联立求解方程，可得到探头内部温度随时间和空间的变化关系 。 实验验证 实验设计 搭建实验平台，包括温度可控的环境箱、高精度碳化硅衬底样品、待测试的测量探头以及温度采集系统 。将探头与碳化硅衬底置于环境箱内，设定不同的环境温度梯度（如从 20℃以 5℃为间隔逐步升温至 50℃），在每个温度点稳定一段时间后，利用温度采集系统实时记录探头不同部位的温度变化数据，同时使用高精度厚度测量仪器测量碳化硅衬底厚度，记录测量结果 。 数据处理与分析 将实验测量得到的探头温度数据与热传导模型计算结果进行对比，通过计算均方误差（MSE）、平均绝对误差（MAE）等指标评估模型的准确性 。分析不同温度条件下探头温漂对碳化硅衬底厚度测量误差的影响规律，验证热传导模型对探头温漂预测的有效性 。若实验数据与模型计算结果存在较大偏差，进一步分析误差来源，对模型进行修正和优化 。 高通量晶圆测厚系统运用第三代扫频OCT技术，精准攻克晶圆/晶片厚度TTV重复精度不稳定难题，重复精度达3nm以下。针对行业厚度测量结果不一致的痛点，经不同时段测量验证，保障再现精度可靠。​ 我们的数据和WAFERSIGHT2的数据测量对比,进一步验证了真值的再现性： （以上为新启航实测样品数据结果） 该系统基于第三代可调谐扫频激光技术，相较传统双探头对射扫描，可一次完成所有平面度及厚度参数测量。其创新扫描原理极大提升材料兼容性，从轻掺到重掺P型硅，到碳化硅、蓝宝石、玻璃等多种晶圆材料均适用：​ 对重掺型硅，可精准探测强吸收晶圆前后表面；​ 点扫描第三代扫频激光技术，有效抵御光谱串扰，胜任粗糙晶圆表面测量；​ 通过偏振效应补偿，增强低反射碳化硅、铌酸锂晶圆测量信噪比； （以上为新启航实测样品数据结果） 支持绝缘体上硅和MEMS多层结构测量，覆盖μm级到数百μm级厚度范围，还可测量薄至4μm、精度达1nm的薄膜。 （以上为新启航实测样品数据结果） 此外，可调谐扫频激光具备出色的“温漂”处理能力，在极端环境中抗干扰性强，显著提升重复测量稳定性。 （以上为新启航实测样品数据结果） 系统采用第三代高速扫频可调谐激光器，摆脱传统SLD光源对“主动式减震平台”的依赖，凭借卓越抗干扰性实现小型化设计，还能与EFEM系统集成，满足产线自动化测量需求。运动控制灵活，适配2-12英寸方片和圆片测量。

引言 碳化硅衬底 TTV（总厚度变化）厚度是衡量其质量的关键指标，直接影响半导体器件性能。合理选择测量仪器对准确获取 TTV 数据至关重要，不同应用场景对测量仪器的要求存在差异，深入分析选型要点与应用适配性，有助于提升测量效率与质量。 选型指南 测量精度与分辨率 碳化硅衬底 TTV 厚度通常在微米级甚至亚微米级，测量仪器的精度和分辨率需与之匹配。光学干涉类仪器，如白光干涉仪，凭借其纳米级的测量精度，能精准捕捉衬底表面细微高度变化，适用于对 TTV 精度要求极高的场景 。激光扫描类仪器，部分型号可实现亚微米级分辨率，在满足多数常规生产检测需求的同时，还具备较高的测量速度 。在选型时，需根据生产工艺对 TTV 的公差要求，选择对应精度与分辨率的仪器，避免因精度不足影响产品质量，或因过度追求高精度导致成本浪费 。 测量速度与效率 对于大规模生产场景，测量速度直接影响生产节拍。接触式测量仪器，如探针式厚度测量仪，虽测量精度较高，但需逐点测量，耗时较长，不适用于批量快速检测 。非接触式测量仪器，如激光扫描共聚焦显微镜，可通过快速扫描获取大面积衬底表面数据，大幅提升测量效率 。在实际选型中，应综合考量生产规模与检测周期，选择能满足测量效率要求的仪器，以保障生产线的流畅运行 。 仪器稳定性与耐用性 碳化硅衬底生产环境复杂，可能存在高温、粉尘等因素，对测量仪器的稳定性与耐用性提出挑战 。选型时需关注仪器的防护等级、抗干扰能力以及关键部件的使用寿命 。例如，具备防尘、防潮设计的仪器，能在恶劣生产环境中保持稳定运行；采用模块化设计的仪器，便于关键部件的更换与维护，延长仪器使用寿命 。 应用场景分析 研发实验室场景 在碳化硅衬底研发阶段，需要对新型材料和工艺进行深入研究，对 TTV 厚度测量的精度和数据完整性要求极高 。白光干涉仪、原子力显微镜等高精度仪器成为首选 。白光干涉仪可快速获取衬底表面三维形貌数据，原子力显微镜则能在纳米尺度下对衬底表面进行精确测量，帮助研究人员深入分析衬底微观结构与 TTV 之间的关系，为工艺优化提供数据支持 。 晶圆制造生产线场景 晶圆制造生产线对 TTV 厚度测量的效率和稳定性要求突出 。激光扫描类仪器，如激光轮廓仪，凭借快速扫描、非接触测量的特点，能实现对碳化硅衬底的在线快速检测 。其可在短时间内完成整片衬底的 TTV 测量，并将数据实时反馈至生产控制系统，便于及时调整工艺参数，保证产品质量的一致性 。 质量检测与认证场景 质量检测与认证机构需确保测量结果的权威性和可靠性 。选用经过校准且具备高精度、高重复性的测量仪器至关重要 。如高精度的光学轮廓仪，不仅能满足严格的测量精度要求，还具备完善的溯源体系和数据管理功能，可生成符合标准的检测报告，为产品质量认证提供有力依据 。 高通量晶圆测厚系统运用第三代扫频OCT技术，精准攻克晶圆/晶片厚度TTV重复精度不稳定难题，重复精度达3nm以下。针对行业厚度测量结果不一致的痛点，经不同时段测量验证，保障再现精度可靠。​ 我们的数据和WAFERSIGHT2的数据测量对比,进一步验证了真值的再现性： （以上为新启航实测样品数据结果） 该系统基于第三代可调谐扫频激光技术，相较传统双探头对射扫描，可一次完成所有平面度及厚度参数测量。其创新扫描原理极大提升材料兼容性，从轻掺到重掺P型硅，到碳化硅、蓝宝石、玻璃等多种晶圆材料均适用：​ 对重掺型硅，可精准探测强吸收晶圆前后表面；​ 点扫描第三代扫频激光技术，有效抵御光谱串扰，胜任粗糙晶圆表面测量；​ 通过偏振效应补偿，增强低反射碳化硅、铌酸锂晶圆测量信噪比； （以上为新启航实测样品数据结果） 支持绝缘体上硅和MEMS多层结构测量，覆盖μm级到数百μm级厚度范围，还可测量薄至4μm、精度达1nm的薄膜。 （以上为新启航实测样品数据结果） 此外，可调谐扫频激光具备出色的“温漂”处理能力，在极端环境中抗干扰性强，显著提升重复测量稳定性。 （以上为新启航实测样品数据结果） 系统采用第三代高速扫频可调谐激光器，摆脱传统SLD光源对“主动式减震平台”的依赖，凭借卓越抗干扰性实现小型化设计，还能与EFEM系统集成，满足产线自动化测量需求。运动控制灵活，适配2-12英寸方片和圆片测量。

引言 在碳化硅衬底厚度测量过程中，测量探头温漂是影响测量准确性的重要因素。深入剖析其误差机理并研究有效的补偿技术，对提升碳化硅衬底厚度测量精度、保障半导体器件制造质量具有关键意义。 误差机理 材料热膨胀导致探头结构变化 测量探头内部包含多种材料部件，如金属、陶瓷等。不同材料的热膨胀系数各异，当环境温度发生变化时，各部件会因热膨胀程度不同产生相对位移 。例如，探头的金属外壳与陶瓷传感器基座热膨胀系数存在差异，温度升高时，金属外壳膨胀幅度大于陶瓷基座，会挤压传感器，改变传感器的初始位置与测量姿态，进而导致测量碳化硅衬底厚度时出现误差 。这种结构变化不仅影响探头的线性度，还会使测量基准发生偏移，造成测量值偏离实际厚度。 传感器性能随温度波动 探头内的传感器（如电容式、电感式传感器）性能会受温度影响 。以电容式传感器为例，其电容值与极板间距、介电常数等参数相关，温度变化会使极板材料热膨胀，改变极板间距，同时也会影响极板间介质的介电常数 。当温度升高，极板间距增大，电容值减小，测量电路输出信号随之改变，导致测量结果出现偏差 。此外，传感器内部的电子元件，如放大器、滤波器等，其性能参数（如增益、带宽）也会随温度波动，进一步加剧测量误差 。 补偿技术 硬件补偿 硬件补偿可从优化探头结构和电路设计两方面入手 。在探头结构上，选用热膨胀系数相近的材料制作探头部件，或采用特殊的热补偿结构，如双金属片补偿结构，利用两种不同热膨胀系数的金属片组合，当温度变化时，双金属片产生变形，抵消因温度引起的探头部件相对位移 。在电路设计中，增加温度补偿电路，如使用温度传感器实时监测探头温度，将温度信号转化为电信号，通过电路计算对传感器输出信号进行修正 。例如，采用负反馈电路，根据温度变化反向调整电路参数，补偿因温度引起的传感器性能变化 。 软件补偿 软件补偿基于大量实验数据建立数学模型 。通过在不同温度条件下对标准碳化硅衬底进行多次测量，记录温度与测量误差数据，利用回归分析、神经网络等算法拟合出温度与测量误差的关系模型 。在实际测量时，系统实时获取探头温度，代入模型计算出对应的误差补偿值，对测量结果进行修正 。例如，使用 BP 神经网络模型，将温度作为输入层变量，测量误差作为输出层变量，通过训练使网络学习温度与误差之间的复杂映射关系，从而实现高精度的软件补偿 。 高通量晶圆测厚系统运用第三代扫频OCT技术，精准攻克晶圆/晶片厚度TTV重复精度不稳定难题，重复精度达3nm以下。针对行业厚度测量结果不一致的痛点，经不同时段测量验证，保障再现精度可靠。​ 我们的数据和WAFERSIGHT2的数据测量对比,进一步验证了真值的再现性： （以上为新启航实测样品数据结果） 该系统基于第三代可调谐扫频激光技术，相较传统双探头对射扫描，可一次完成所有平面度及厚度参数测量。其创新扫描原理极大提升材料兼容性，从轻掺到重掺P型硅，到碳化硅、蓝宝石、玻璃等多种晶圆材料均适用：​ 对重掺型硅，可精准探测强吸收晶圆前后表面；​ 点扫描第三代扫频激光技术，有效抵御光谱串扰，胜任粗糙晶圆表面测量；​ 通过偏振效应补偿，增强低反射碳化硅、铌酸锂晶圆测量信噪比； （以上为新启航实测样品数据结果） 支持绝缘体上硅和MEMS多层结构测量，覆盖μm级到数百μm级厚度范围，还可测量薄至4μm、精度达1nm的薄膜。 （以上为新启航实测样品数据结果） 此外，可调谐扫频激光具备出色的“温漂”处理能力，在极端环境中抗干扰性强，显著提升重复测量稳定性。 （以上为新启航实测样品数据结果） 系统采用第三代高速扫频可调谐激光器，摆脱传统SLD光源对“主动式减震平台”的依赖，凭借卓越抗干扰性实现小型化设计，还能与EFEM系统集成，满足产线自动化测量需求。运动控制灵活，适配2-12英寸方片和圆片测量。

引言 在 MICRO OLED 的制造进程中，金属阳极像素制作工艺举足轻重，其对晶圆总厚度偏差（TTV）厚度存在着复杂的影响机制。晶圆 TTV 厚度指标直接关乎 MICRO OLED 器件的性能与良品率，因此深入探究二者关系并优化测量方法意义重大。 影响机制 工艺应力引发变形 在金属阳极像素制作时，诸如光刻、蚀刻、金属沉积等步骤会引入工艺应力。光刻中，光刻胶的涂覆与曝光过程会因光刻胶固化收缩产生应力。蚀刻阶段，蚀刻气体或液体对晶圆表面的作用若不均匀，易致使晶圆局部应力集中。金属沉积时，不同金属材料热膨胀系数存在差异，在晶圆上沉积金属层后，当温度变化，金属与晶圆间的热应力会引发晶圆变形，进而影响 TTV 厚度 。例如，若光刻胶在晶圆边缘固化收缩程度大于中心，会使晶圆边缘向中心弯曲，改变晶圆厚度分布。 材料特性差异影响 金属阳极材料与晶圆基底材料特性的不同，是影响 TTV 厚度的关键因素。金属材料的杨氏模量、热膨胀系数等参数与晶圆（如硅晶圆）不一致。在制作工艺的升温、降温环节，由于二者膨胀与收缩程度不同，会在界面处产生应力，导致晶圆发生翘曲或弯曲，最终改变 TTV 厚度 。如常用的金属阳极材料钼（Mo），其热膨胀系数低于硅晶圆，在制程冷却阶段，Mo 层收缩小于硅晶圆，使晶圆向 Mo 层一侧弯曲，造成 TTV 变化 。 测量优化 采用先进测量技术 传统测量方法在精度和效率上存在局限，而白光干涉仪、激光扫描共聚焦显微镜等先进技术为晶圆 TTV 厚度测量带来突破 。白光干涉仪基于白光干涉原理，将白光分为测量光与参考光，测量光照射晶圆表面反射后与参考光干涉，通过分析干涉条纹获取晶圆表面高度信息，进而精确计算 TTV 厚度，精度可达纳米级 。激光扫描共聚焦显微镜利用激光聚焦特性，对晶圆进行逐点扫描，能获取高分辨率的三维表面形貌数据，实现对 TTV 厚度的精准测量，且可直观呈现晶圆表面厚度变化情况 。 优化测量路径与数据分析 合理规划测量路径可提高测量效率与准确性。采用螺旋式或网格状测量路径，确保全面覆盖晶圆表面关键区域，减少测量盲区 。在数据分析方面，运用统计分析方法，对大量测量数据进行处理，能有效降低测量噪声与随机误差影响 。通过计算数据的均值、标准差等统计量，可更准确地评估晶圆 TTV 厚度的整体水平与离散程度 。同时，建立数学模型对测量数据进行拟合与预测，能提前发现潜在的 TTV 厚度异常问题，为工艺调整提供依据 。 高通量晶圆测厚系统运用第三代扫频OCT技术，精准攻克晶圆/晶片厚度TTV重复精度不稳定难题，重复精度达3nm以下。针对行业厚度测量结果不一致的痛点，经不同时段测量验证，保障再现精度可靠。​ 我们的数据和WAFERSIGHT2的数据测量对比,进一步验证了真值的再现性： （以上为新启航实测样品数据结果） 该系统基于第三代可调谐扫频激光技术，相较传统双探头对射扫描，可一次完成所有平面度及厚度参数测量。其创新扫描原理极大提升材料兼容性，从轻掺到重掺P型硅，到碳化硅、蓝宝石、玻璃等多种晶圆材料均适用：​ 对重掺型硅，可精准探测强吸收晶圆前后表面；​ 点扫描第三代扫频激光技术，有效抵御光谱串扰，胜任粗糙晶圆表面测量；​ 通过偏振效应补偿，增强低反射碳化硅、铌酸锂晶圆测量信噪比； （以上为新启航实测样品数据结果） 支持绝缘体上硅和MEMS多层结构测量，覆盖μm级到数百μm级厚度范围，还可测量薄至4μm、精度达1nm的薄膜。 （以上为新启航实测样品数据结果） 此外，可调谐扫频激光具备出色的“温漂”处理能力，在极端环境中抗干扰性强，显著提升重复测量稳定性。 （以上为新启航实测样品数据结果） 系统采用第三代高速扫频可调谐激光器，摆脱传统SLD光源对“主动式减震平台”的依赖，凭借卓越抗干扰性实现小型化设计，还能与EFEM系统集成，满足产线自动化测量需求。运动控制灵活，适配2-12英寸方片和圆片测量。