摘要

本文針對碳化硅襯底 TTV 厚度測量中存在的邊緣效應問題，深入分析其產生原因，從樣品處理、測量技術改進及數據處理等多維度研究抑制方法，旨在提高 TTV 測量準確性，為碳化硅半導體制造提供可靠的質量檢測保障。

引言

在碳化硅襯底 TTV 厚度測量過程中，邊緣效應是影響測量準確性的重要因素。由于襯底邊緣的應力分布不均、表面形貌差異以及測量時邊界條件的特殊性，使得邊緣區域的測量數據與實際厚度存在偏差，干擾整體 TTV 值的精確計算。有效抑制邊緣效應，對于獲取準確的 TTV 數據、保障碳化硅器件制造質量具有重要意義。

邊緣效應產生原因分析

碳化硅襯底在加工過程中，邊緣部分易產生機械損傷、微裂紋等缺陷，導致表面形貌與中心區域存在差異，影響測量信號反射或探針接觸狀態。同時，測量設備在掃描至襯底邊緣時，由于邊界條件變化，如光學測量中光線反射角度改變、探針式測量中邊緣支撐力不足等，使得測量數據出現異常波動，從而產生邊緣效應。

邊緣效應抑制方法

樣品預處理優化

在測量前對碳化硅襯底邊緣進行特殊處理，如采用化學腐蝕或機械研磨的方式，去除邊緣受損層，使邊緣表面狀態與中心區域盡量一致。此外，可對襯底邊緣進行鈍化處理，降低邊緣區域的表面能，減少因表面電荷分布不均對測量的影響。通過在邊緣區域涂覆一層均勻的保護膜，還能有效隔離環境因素對邊緣的干擾，改善測量條件。

測量方法改進

采用改進的測量路徑規劃，在襯底邊緣區域加密測量點，獲取更詳細的厚度信息，通過數據插值等方法修正邊緣測量偏差。對于光學測量設備，優化光路設計，增加邊緣區域的光照均勻性，減少因光線反射差異導致的測量誤差。在探針式測量中，設計特殊的邊緣支撐結構，保證探針在邊緣測量時受力均勻，提高測量穩定性。

數據處理優化

利用濾波算法對測量數據進行預處理，去除邊緣區域的異常數據點。基于機器學習算法建立邊緣效應補償模型，通過分析大量包含邊緣效應的測量數據，學習邊緣區域與中心區域測量數據的差異規律，對邊緣數據進行智能校正。采用數據融合技術，結合多種測量方法獲取的數據，綜合分析計算，降低單一測量方法在邊緣區域的誤差影響。

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。