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。