盡管TC Wafer晶圓系統(tǒng)已成為半導(dǎo)體溫度監(jiān)測(cè)的重要工具，但在實(shí)際應(yīng)用中仍面臨多項(xiàng)技術(shù)挑戰(zhàn)。同時(shí)，隨著半導(dǎo)體工藝不斷向更小節(jié)點(diǎn)演進(jìn)，該系統(tǒng)也展現(xiàn)出明確的發(fā)展趨勢(shì)，以滿足日益嚴(yán)格的測(cè)溫需求。

當(dāng)前技術(shù)挑戰(zhàn)與應(yīng)對(duì)方案

1.微污染風(fēng)險(xiǎn)是TC Wafer晶圓測(cè)溫系統(tǒng)在高端制程應(yīng)用中的主要擔(dān)憂。傳統(tǒng)熱電偶結(jié)點(diǎn)采用金屬焊接（如K型熱電偶的鉻鎳-鋁鎳），在高溫真空環(huán)境中存在金屬元素?fù)]發(fā)現(xiàn)象。解決方案包括：

1.1采用藍(lán)寶石或碳化硅涂層封裝熱電偶結(jié)點(diǎn)，物理隔離金屬與工藝環(huán)境；

1.2開(kāi)發(fā)無(wú)金屬傳感器（如碳納米管溫度計(jì)），但該技術(shù)目前尚不成熟。

2.空間分辨率限制源于熱電偶的物理尺寸。當(dāng)前最小熱電偶直徑約為0.127mm，對(duì)于5nm以下節(jié)點(diǎn)的重要特征結(jié)構(gòu)仍顯過(guò)大。業(yè)界正探索兩種改進(jìn)路徑：

2.1利用微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）技術(shù)制造納米級(jí)熱電堆，將結(jié)點(diǎn)尺寸縮小至微米級(jí)；

2.2采用掃描熱顯微鏡（SThM）原理，但該方法難以應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)環(huán)境。

3.無(wú)線系統(tǒng)供電瓶頸制約了長(zhǎng)時(shí)間監(jiān)測(cè)能力。現(xiàn)有無(wú)線TC Wafer晶圓測(cè)溫系統(tǒng)僅能連續(xù)工作3小時(shí)，難以覆蓋長(zhǎng)達(dá)數(shù)小時(shí)的CVD工藝。可能的解決方案包括：

3.1能量收集技術(shù)：利用工藝環(huán)境中的熱能或振動(dòng)能補(bǔ)充電池；

3.2低功耗設(shè)計(jì)：優(yōu)化信號(hào)處理電路的功耗，采用脈沖工作模式。

4.多物理場(chǎng)耦合干擾也是實(shí)際應(yīng)用中的難題。在等離子體工藝中，電磁噪聲會(huì)淹沒(méi)微伏級(jí)的電偶信號(hào)；高溫環(huán)境下，熱輻射會(huì)導(dǎo)致傳感器示值偏高。應(yīng)對(duì)策略包括：

4.1主動(dòng)屏蔽技術(shù)：采用雙絞線傳輸和法拉第籠屏蔽；

4.2多傳感器融合算法：結(jié)合紅外傳感器數(shù)據(jù)補(bǔ)償輻射誤差。