摘要

本文針對碳化硅襯底 TTV 厚度測量設備，詳細探討其日常維護要點與故障排查方法，旨在通過科學的維護管理和高效的故障處理，保障測量設備的穩定性與測量結果的準確性，降低設備故障率，延長設備使用壽命，為碳化硅襯底生產與研發提供可靠的測量保障。

引言

在碳化硅半導體產業中，精確測量襯底 TTV 厚度對把控產品質量、優化生產工藝至關重要。而測量設備的性能直接影響測量結果的可靠性，日常維護與故障排查是確保設備穩定運行的關鍵環節。隨著多種先進測量設備在碳化硅襯底 TTV 測量中的應用，掌握其維護與故障處理方法成為行業亟待解決的問題。

測量設備的日常維護

光學測量設備

光學測量設備如白光干涉儀，光學元件的清潔與校準是維護重點。日常需定期使用專用無塵布和光學清潔劑擦拭鏡頭、反光鏡等元件，防止灰塵、污漬影響光路傳輸和成像質量。每月進行一次光源強度校準，確保測量光信號的穩定性；每季度對干涉條紋采集系統進行標定，保證測量數據的準確性。同時，要保持設備工作環境的溫濕度穩定，避免因環境變化導致光學元件變形或性能波動。

原子力顯微鏡設備

原子力顯微鏡（AFM）對環境要求嚴苛，需在恒溫、恒濕、低振動的環境中使用。日常維護時，要重點檢查設備的防震系統，確保其減震效果良好；定期更換濕度控制裝置中的干燥劑，維持工作環境濕度穩定。探針作為 AFM 的關鍵部件，每次使用后需進行清潔檢查，若發現磨損或污染應及時更換。此外，還需對掃描控制系統的電路和機械傳動部件進行定期潤滑與檢測，防止因部件老化影響測量精度。

X 射線衍射測量設備

X 射線衍射（XRD）設備的維護主要圍繞 X 射線源、探測器和樣品臺展開。X 射線源的高壓系統需定期檢查絕緣性能，防止漏電風險；根據使用時長及時更換 X 射線管，保證射線強度穩定。探測器要避免受到碰撞和強磁場干擾，定期進行靈敏度校準。樣品臺需保持清潔，防止樣品碎屑殘留影響測量定位精度，同時對樣品臺的旋轉、平移機構進行潤滑保養，確保其運動順暢。

常見故障排查

測量數據異常

當出現測量數據偏差大或不穩定的情況時，對于光學測量設備，首先檢查光學元件是否清潔，光路是否對準；若元件正常，則需排查數據采集系統是否存在軟件故障或硬件損壞。對于 AFM，要檢查探針狀態、掃描參數設置是否正確，以及環境因素是否影響測量；若均無問題，需進一步檢測掃描控制系統的電路信號。XRD 設備出現測量數據異常時，應檢查 X 射線源強度、探測器工作狀態以及樣品臺定位精度，逐一排查故障點。

設備運行故障

若設備無法正常啟動，對于光學設備和 AFM，先檢查電源供應是否正常，各部件連接是否松動；若電源和連接無誤，再檢查控制電路和主板是否存在故障。XRD 設備啟動異常時，除檢查電源和電路外，還需重點排查 X 射線源的高壓系統是否出現故障，如高壓電源損壞、X 射線管漏氣等問題。設備運行過程中出現異響或振動過大，需檢查機械傳動部件是否磨損、松動，及時進行維修或更換。

高通量晶圓測厚系統運用第三代掃頻OCT技術，精準攻克晶圓/晶片厚度TTV重復精度不穩定難題，重復精度達3nm以下。針對行業厚度測量結果不一致的痛點，經不同時段測量驗證，保障再現精度可靠。?

我們的數據和WAFERSIGHT2的數據測量對比,進一步驗證了真值的再現性：

（以上為新啟航實測樣品數據結果）

該系統基于第三代可調諧掃頻激光技術，相較傳統雙探頭對射掃描，可一次完成所有平面度及厚度參數測量。其創新掃描原理極大提升材料兼容性，從輕摻到重摻P型硅，到碳化硅、藍寶石、玻璃等多種晶圓材料均適用：?

對重摻型硅，可精準探測強吸收晶圓前后表面；?

點掃描第三代掃頻激光技術，有效抵御光譜串擾，勝任粗糙晶圓表面測量；?

通過偏振效應補償，增強低反射碳化硅、鈮酸鋰晶圓測量信噪比；

（以上為新啟航實測樣品數據結果）

支持絕緣體上硅和MEMS多層結構測量，覆蓋μm級到數百μm級厚度范圍，還可測量薄至4μm、精度達1nm的薄膜。

（以上為新啟航實測樣品數據結果）

此外，可調諧掃頻激光具備出色的“溫漂”處理能力，在極端環境中抗干擾性強，顯著提升重復測量穩定性。

（以上為新啟航實測樣品數據結果）

系統采用第三代高速掃頻可調諧激光器，擺脫傳統SLD光源對“主動式減震平臺”的依賴，憑借卓越抗干擾性實現小型化設計，還能與EFEM系統集成，滿足產線自動化測量需求。運動控制靈活，適配2-12英寸方片和圓片測量。