引言

碳化硅襯底高溫加工過(guò)程中，溫度的劇烈變化會(huì)引發(fā)測(cè)量探頭溫漂，嚴(yán)重影響襯底厚度等參數(shù)的測(cè)量精度，進(jìn)而干擾加工工藝的精準(zhǔn)控制。探尋有效的動(dòng)態(tài)修正方法，是保障高溫加工質(zhì)量與效率的關(guān)鍵所在。

溫漂影響因素分析

在高溫加工場(chǎng)景下，測(cè)量探頭溫漂受多因素共同作用。一方面，高溫環(huán)境直接導(dǎo)致探頭材料熱膨脹系數(shù)改變，引發(fā)內(nèi)部結(jié)構(gòu)變形，影響測(cè)量元件的性能 。例如，探頭中的金屬部件在高溫下膨脹，可能擠壓傳感器，使其測(cè)量基準(zhǔn)發(fā)生偏移。另一方面，加工過(guò)程中產(chǎn)生的熱輻射、熱對(duì)流等傳熱方式，會(huì)使探頭各部位受熱不均，形成復(fù)雜的溫度梯度，加劇溫漂現(xiàn)象 。此外，加工設(shè)備運(yùn)行產(chǎn)生的振動(dòng)與電磁干擾，與高溫因素疊加，進(jìn)一步惡化探頭的工作環(huán)境，干擾測(cè)量信號(hào)的準(zhǔn)確性 。

動(dòng)態(tài)修正方法

實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)

利用高響應(yīng)速度的溫度傳感器（如紅外溫度傳感器、熱電偶），對(duì)測(cè)量探頭進(jìn)行全方位實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè) 。將多個(gè)傳感器布置在探頭關(guān)鍵部位，構(gòu)建溫度監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，實(shí)時(shí)獲取探頭表面及內(nèi)部的溫度分布數(shù)據(jù) 。結(jié)合高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，以毫秒級(jí)甚至更高頻率采集溫度數(shù)據(jù)，確保能夠捕捉到探頭在高溫加工過(guò)程中快速變化的溫度信息 。通過(guò)無(wú)線傳輸技術(shù)，將采集到的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸至控制系統(tǒng)，為后續(xù)的溫漂修正提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 。

動(dòng)態(tài)模型建立與優(yōu)化

基于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的溫度數(shù)據(jù)，建立測(cè)量探頭溫漂的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型 。采用自適應(yīng)濾波算法（如最小均方誤差算法 LMS、遞歸最小二乘法 RLS），根據(jù)實(shí)時(shí)溫度變化動(dòng)態(tài)調(diào)整模型參數(shù)，使其更貼合探頭在高溫環(huán)境下的實(shí)際溫漂特性 。引入機(jī)器學(xué)習(xí)算法，如長(zhǎng)短時(shí)記憶網(wǎng)絡(luò)（LSTM），挖掘溫度數(shù)據(jù)與測(cè)量誤差之間的非線性關(guān)系，提高模型對(duì)復(fù)雜溫漂情況的預(yù)測(cè)能力 。通過(guò)不斷將新的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)輸入模型進(jìn)行訓(xùn)練和優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)模型的動(dòng)態(tài)更新，確保其在高溫加工全過(guò)程中的有效性 。

多源數(shù)據(jù)融合修正

除溫度數(shù)據(jù)外，融合探頭的應(yīng)力、應(yīng)變等多源信息，實(shí)現(xiàn)更精準(zhǔn)的溫漂修正 。利用應(yīng)力傳感器、應(yīng)變片等元件，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)探頭在高溫加工過(guò)程中的力學(xué)狀態(tài)變化 。將應(yīng)力、應(yīng)變數(shù)據(jù)與溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行融合分析，結(jié)合測(cè)量誤差數(shù)據(jù)，構(gòu)建多因素綜合修正模型 。例如，采用數(shù)據(jù)融合算法（如 D - S 證據(jù)理論、卡爾曼濾波融合算法），綜合考慮各因素對(duì)溫漂的影響權(quán)重，對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行動(dòng)態(tài)修正 。通過(guò)多源數(shù)據(jù)的相互補(bǔ)充與驗(yàn)證，提高溫漂修正的準(zhǔn)確性和可靠性 。

高通量晶圓測(cè)厚系統(tǒng)運(yùn)用第三代掃頻OCT技術(shù)，精準(zhǔn)攻克晶圓/晶片厚度TTV重復(fù)精度不穩(wěn)定難題，重復(fù)精度達(dá)3nm以下。針對(duì)行業(yè)厚度測(cè)量結(jié)果不一致的痛點(diǎn)，經(jīng)不同時(shí)段測(cè)量驗(yàn)證，保障再現(xiàn)精度可靠。?

我們的數(shù)據(jù)和WAFERSIGHT2的數(shù)據(jù)測(cè)量對(duì)比,進(jìn)一步驗(yàn)證了真值的再現(xiàn)性：

（以上為新啟航實(shí)測(cè)樣品數(shù)據(jù)結(jié)果）

該系統(tǒng)基于第三代可調(diào)諧掃頻激光技術(shù)，相較傳統(tǒng)雙探頭對(duì)射掃描，可一次完成所有平面度及厚度參數(shù)測(cè)量。其創(chuàng)新掃描原理極大提升材料兼容性，從輕摻到重?fù)絇型硅，到碳化硅、藍(lán)寶石、玻璃等多種晶圓材料均適用：?

對(duì)重?fù)叫凸瑁删珳?zhǔn)探測(cè)強(qiáng)吸收晶圓前后表面；?

點(diǎn)掃描第三代掃頻激光技術(shù)，有效抵御光譜串?dāng)_，勝任粗糙晶圓表面測(cè)量；?

通過(guò)偏振效應(yīng)補(bǔ)償，增強(qiáng)低反射碳化硅、鈮酸鋰晶圓測(cè)量信噪比；

（以上為新啟航實(shí)測(cè)樣品數(shù)據(jù)結(jié)果）

支持絕緣體上硅和MEMS多層結(jié)構(gòu)測(cè)量，覆蓋μm級(jí)到數(shù)百μm級(jí)厚度范圍，還可測(cè)量薄至4μm、精度達(dá)1nm的薄膜。

（以上為新啟航實(shí)測(cè)樣品數(shù)據(jù)結(jié)果）

此外，可調(diào)諧掃頻激光具備出色的“溫漂”處理能力，在極端環(huán)境中抗干擾性強(qiáng)，顯著提升重復(fù)測(cè)量穩(wěn)定性。

（以上為新啟航實(shí)測(cè)樣品數(shù)據(jù)結(jié)果）

系統(tǒng)采用第三代高速掃頻可調(diào)諧激光器，擺脫傳統(tǒng)SLD光源對(duì)“主動(dòng)式減震平臺(tái)”的依賴，憑借卓越抗干擾性實(shí)現(xiàn)小型化設(shè)計(jì)，還能與EFEM系統(tǒng)集成，滿足產(chǎn)線自動(dòng)化測(cè)量需求。運(yùn)動(dòng)控制靈活，適配2-12英寸方片和圓片測(cè)量。