在半導體制造這一高精尖領域，碳化硅襯底作為支撐新一代芯片性能飛躍的關鍵基礎材料，其厚度測量的準確性如同精密機械運轉的核心齒輪，容不得絲毫差錯。然而，測量探頭的 “溫漂” 問題卻如隱匿在暗處的 “幽靈”，悄然干擾著測量進程，深刻影響著碳化硅襯底厚度測量的精度與可靠性。探究 “溫漂” 的產生根源以及剖析其帶來的全方位影響，對于半導體產業的穩健發展至關重要。

一、“溫漂” 現象的滋生源頭

1.環境溫度的波動干擾

半導體制造車間宛如一個龐大且復雜的熱動力學系統，諸多因素交織促使車間溫度處于持續變化狀態。一方面，核心設備在運行過程中宛如一個個持續發熱的 “小火爐”，光刻機、刻蝕機、化學氣相沉積設備等長時間高強度工作，釋放出大量的熱量，使車間局部溫度顯著升高。另一方面，車間的通風與溫控系統若存在調控短板，難以平衡內外氣流交換以及設備散熱不均帶來的溫差。再加上外界氣候變化、人員頻繁進出引入的冷熱氣流，都為環境溫度的不穩定埋下伏筆。

對于對溫度敏感度極高的測量探頭而言，哪怕是極其微小的溫度起伏，都能如同 “蝴蝶扇動翅膀”，在探頭內部引發一系列連鎖反應。以基于電學原理的測量探頭為例，當環境溫度升高，電子元件的內部原子熱運動加劇，使得電子遷移率改變，進而影響其導電性。根據電信號與厚度測量轉換的精密算法，這細微的導電性變化會直接反映在測量信號上，導致厚度測量值出現偏差，開啟 “溫漂” 誤差的源頭。

2. 探頭自身發熱隱患

測量探頭在執行測量任務時并非處于完全的 “熱平衡” 狀態，其自身運行過程同樣會產生熱量。從電學角度剖析，當電流持續流經探頭內部電路，依據焦耳定律，電能不可避免地會轉化為熱能，即焦耳熱。特別是在長時間連續對碳化硅襯底進行厚度測量時，熱量不斷累積，若探頭缺乏有效的散熱機制，熱量便會在探頭內部積聚形成局部高溫區域。

在這個局部高溫 “溫床” 中，光學探頭的光路系統首當其沖受到影響。光學鏡片的折射率會隨著溫度升高而發生改變，光線在鏡片間的傳播路徑偏離理想軌跡，致使測量光路出現偏差。同時，機械結構部件也難逃熱脹冷縮的物理規律，尺寸的微小改變進一步擾亂測量的精準度，為 “溫漂” 現象的加劇推波助瀾。

3.材料熱特性的固有局限

現有的測量探頭通常由多種材料復合構建而成，以滿足復雜的測量需求。然而，大多數材料在溫度變化面前都難以擺脫自身的熱物理特性束縛。常見的金屬部件，隨著溫度變化，原子間的晶格振動加劇，宏觀表現為材料的熱膨脹，導致探頭的機械結構尺寸精度受損。即使選用了低熱膨脹系數的材料，在納米級精度要求的碳化硅襯底厚度測量場景下，材料熱脹冷縮帶來的微小形變依然足以引發顯著的測量誤差。

再者，對于光學材料如玻璃鏡片，溫度不僅影響其折射率，還可能導致鏡片內部應力分布變化，產生額外的光學畸變，進一步惡化測量精度，成為 “溫漂” 問題滋生的內在溫床。

二、對碳化硅襯底厚度測量的深遠影響

1.精度的精準度 “殺手”

在碳化硅襯底厚度以納米尺度嚴格把控的制造工藝中，“溫漂” 引發的精度偏差堪稱致命一擊。由于碳化硅襯底制備工藝涉及高溫、高壓等復雜環節，其厚度公差被壓縮至極其狹窄的范圍，例如制造先進射頻器件用的碳化硅襯底，厚度公差通常控制在 30 納米以內。

然而，環境溫度每波動 1℃，對于常用的電容式測量探頭，其電容極板相關參數改變換算到襯底厚度測量值，誤差可達數納米至數十納米。這意味著原本精準符合工藝標準的襯底，極有可能因 “溫漂” 被誤判為厚度不合格，反之，存在厚度缺陷的襯底卻可能在 “溫漂” 的掩蓋下悄然流入后續關鍵工序，給芯片良品率帶來災難性打擊，使前期巨額的研發與生產投入付諸東流。

2. 測量穩定性的 “動蕩之源”

半導體制造流程往往要求對同一片碳化硅襯底不同位置，或是同一批次大量襯底進行連續測量。此時，“溫漂” 問題若得不到有效遏制，測量穩定性將陷入混亂。由于車間溫度的自然起伏以及探頭自身發熱的不確定性，測量數據如同驚濤駭浪中的孤舟，毫無規律地大幅波動。

工程師在上午針對一批碳化硅襯底開啟厚度測量工作，初步獲得一組看似平穩的測量數據，然而隨著午后車間溫度攀升，“溫漂” 肆虐，再次測量同批襯底時，數據可能出現整體偏移，標準差急劇增大。如此不穩定的測量輸出，讓工藝人員在判斷襯底厚度一致性時如霧里看花，難以精準把控工藝參數，給芯片制造過程中的質量管控帶來極大困擾，延誤研發與生產周期，徒增成本壓力。

3. 長期可靠性的 “定時炸彈”

從長期運行視野審視，“溫漂” 猶如一顆潛伏的定時炸彈，對測量探頭及整個測量系統的壽命與可靠性構成嚴重威脅。頻繁的溫度變化促使探頭材料反復熱脹冷縮，這對內部機械結構而言，無疑是一場 “慢性磨損” 噩夢，加速零部件的磨損老化，電子元件在高溫熱沖擊下，性能衰退速度遠超正常水平。

長此以往，探頭不僅 “溫漂” 問題愈發棘手，頻繁出現硬件故障，導致設備停機維修成為常態，大幅增加設備維護成本。更為關鍵的是，基于不準確的 “溫漂” 數據持續調整碳化硅襯底加工工藝，如同推倒多米諾骨牌，在整個半導體制造流程中引發蝕刻不均勻、薄膜沉積失控等一系列連鎖反應，最終侵蝕芯片的電學性能、穩定性等核心競爭力，讓產品在市場角逐中黯然失色。

綜上所述，測量探頭的 “溫漂” 問題根源復雜且影響深遠，它貫穿于半導體制造全過程，從短期的測量精度到長期的工藝可靠性，無一幸免。唯有通過材料科學創新、智能算法優化、環境精細管控等全方位協同發力，才能成功馴服這只隱匿的 “精度殺手”，確保碳化硅襯底厚度測量精準無誤，為蓬勃發展的半導體產業鋪就堅實的技術基石。

三、高通量晶圓測厚系統

高通量晶圓測厚系統以光學相干層析成像原理，可解決晶圓/晶片厚度TTV（Total Thickness Variation，總厚度偏差）、BOW（彎曲度）、WARP（翹曲度），TIR（Total Indicated Reading 總指示讀數，STIR（Site Total Indicated Reading 局部總指示讀數），LTV（Local Thickness Variation 局部厚度偏差）等這類技術指標。

高通量晶圓測厚系統，全新采用的第三代可調諧掃頻激光技術，相比傳統上下雙探頭對射掃描方式；可一次性測量所有平面度及厚度參數。

1，靈活適用更復雜的材料，從輕摻到重摻 P 型硅 (P++)，碳化硅，藍寶石，玻璃，鈮酸鋰等晶圓材料。

重摻型硅（強吸收晶圓的前后表面探測）

粗糙的晶圓表面，（點掃描的第三代掃頻激光，相比靠光譜探測方案，不易受到光譜中相鄰單位的串擾噪聲影響，因而對測量粗糙表面晶圓）

低反射的碳化硅(SiC)和鈮酸鋰(LiNbO3)；（通過對偏振效應的補償，加強對低反射晶圓表面測量的信噪比）

絕緣體上硅（SOI)和MEMS，可同時測量多 層 結 構，厚 度 可 從μm級到數百μm 級不等。

可用于測量各類薄膜厚度，厚度最薄可低至 4 μm ，精度可達1nm。

2，可調諧掃頻激光的“溫漂”處理能力，體現在極端工作環境中抗干擾能力強，充分提高重復性測量能力。

采用第三代高速掃頻可調諧激光器，一改過去傳統SLD寬頻低相干光源的干涉模式，解決了由于相干長度短，而重度依賴“主動式減震平臺”的情況。卓越的抗干擾，實現小型化設計，同時也可兼容匹配EFEM系統實現產線自動化集成測量。

3，靈活的運動控制方式，可兼容2英寸到12英寸方片和圓片測量。