摘要

本文聚焦碳化硅襯底晶圓總厚度變化（TTV）厚度測量技術，剖析其在精度提升、設備小型化及智能化測量等方面的最新發展趨勢，并對未來在新興應用領域的拓展及推動半導體產業發展的前景進行展望，為行業技術研發與應用提供參考思路。

引言

在半導體制造領域，碳化硅襯底憑借其優異的物理特性，如高擊穿電場、高熱導率等，成為制造高性能功率器件和射頻器件的關鍵材料。而 TTV 厚度作為衡量碳化硅襯底質量的核心指標之一，其精確測量對于保障器件性能、提高生產良率至關重要。隨著半導體產業不斷向高集成度、高性能方向發展，對碳化硅襯底 TTV 厚度測量技術也提出了更高要求，促使該技術呈現出一系列新的發展趨勢。

最新發展趨勢

測量精度持續提升

為滿足半導體制造工藝對高精度的需求，TTV 厚度測量技術在精度方面不斷突破。新型測量設備采用更先進的傳感器技術，如高精度激光干涉傳感器、原子力顯微鏡（AFM）等。激光干涉測量技術通過優化光路設計和信號處理算法，能夠實現亞納米級的測量精度，有效捕捉碳化硅襯底細微的厚度變化 。AFM 則利用微小探針與襯底表面的原子間作用力，獲取原子尺度的表面形貌和厚度信息，進一步提升測量精度。此外，通過對測量環境的嚴格控制，如恒溫、恒濕、防震等措施，減少環境因素對測量結果的干擾，確保測量精度的穩定性。

設備小型化與便攜化

傳統大型 TTV 厚度測量設備使用場景受限，難以滿足現場快速檢測需求。近年來，設備小型化與便攜化成為重要發展趨勢。便攜式測量設備集成了微型化的傳感器、數據處理芯片和電源模塊，設計緊湊、體積小巧，重量通?？刂圃趲浊Э艘詢?，方便操作人員攜帶至生產線旁、實驗室不同區域或現場檢測地點 。同時，設備操作界面簡潔直觀，多采用觸摸屏或簡易按鍵控制，無需復雜培訓即可上手操作，大大提高了測量的靈活性與便捷性，滿足了半導體生產過程中對實時質量監控和快速檢測的需求。

智能化測量與數據分析

隨著人工智能（AI）和大數據技術的發展，TTV 厚度測量技術逐漸向智能化方向邁進。測量設備通過集成 AI 算法，能夠對采集到的大量測量數據進行實時分析與處理。例如，利用機器學習算法自動識別測量數據中的異常值，進行數據清洗和降噪處理，提高數據質量 。通過建立數據模型，預測碳化硅襯底 TTV 厚度的變化趨勢，提前發現潛在的質量問題，為工藝調整提供決策依據。此外，智能化測量設備還可實現遠程監控與操作，技術人員可通過網絡實時獲取測量數據、控制設備運行狀態，提高生產管理效率。

未來展望

在新興應用領域的拓展

隨著 5G 通信、新能源汽車、人工智能等新興產業的快速發展，對碳化硅器件的需求持續增長，TTV 厚度測量技術將在這些新興應用領域發揮重要作用 。在 5G 基站建設中，高性能碳化硅射頻器件對襯底 TTV 厚度精度要求極高，測量技術的進步將助力提高射頻器件的性能與穩定性，保障 5G 通信質量。在新能源汽車領域，碳化硅功率器件用于車輛的動力控制單元，精確的 TTV 厚度測量有助于提升功率器件的可靠性，降低能耗，延長汽車續航里程。在 AI/AR 眼鏡等新興智能穿戴設備中，碳化硅襯底產品也需精準控制 TTV 等關鍵參數，測量技術將為相關產品的研發與生產提供有力支持。

推動半導體產業發展

未來，碳化硅襯底 TTV 厚度測量技術的不斷進步將與半導體制造工藝深度融合，推動整個半導體產業的發展。高精度的測量技術能夠幫助制造商更好地理解和控制碳化硅襯底的質量，優化晶體生長、切割、研磨和拋光等工藝參數，提高襯底生產良率，降低制造成本 。同時，智能化測量與數據分析將為半導體制造過程的數字化、智能化轉型提供支撐，實現生產過程的精準控制與優化，加速新型碳化硅器件的研發進程，促進半導體產業向更高性能、更低成本的方向邁進。

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。