摘要

本文針對碳化硅襯底 TTV 厚度測量設(shè)備，詳細探討其日常維護要點與故障排查方法，旨在通過科學(xué)的維護管理和高效的故障處理，保障測量設(shè)備的穩(wěn)定性與測量結(jié)果的準確性，降低設(shè)備故障率，延長設(shè)備使用壽命，為碳化硅襯底生產(chǎn)與研發(fā)提供可靠的測量保障。

引言

在碳化硅半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)中，精確測量襯底 TTV 厚度對把控產(chǎn)品質(zhì)量、優(yōu)化生產(chǎn)工藝至關(guān)重要。而測量設(shè)備的性能直接影響測量結(jié)果的可靠性，日常維護與故障排查是確保設(shè)備穩(wěn)定運行的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。隨著多種先進測量設(shè)備在碳化硅襯底 TTV 測量中的應(yīng)用，掌握其維護與故障處理方法成為行業(yè)亟待解決的問題。

測量設(shè)備的日常維護

光學(xué)測量設(shè)備

光學(xué)測量設(shè)備如白光干涉儀，光學(xué)元件的清潔與校準是維護重點。日常需定期使用專用無塵布和光學(xué)清潔劑擦拭鏡頭、反光鏡等元件，防止灰塵、污漬影響光路傳輸和成像質(zhì)量。每月進行一次光源強度校準，確保測量光信號的穩(wěn)定性；每季度對干涉條紋采集系統(tǒng)進行標定，保證測量數(shù)據(jù)的準確性。同時，要保持設(shè)備工作環(huán)境的溫濕度穩(wěn)定，避免因環(huán)境變化導(dǎo)致光學(xué)元件變形或性能波動。

原子力顯微鏡設(shè)備

原子力顯微鏡（AFM）對環(huán)境要求嚴苛，需在恒溫、恒濕、低振動的環(huán)境中使用。日常維護時，要重點檢查設(shè)備的防震系統(tǒng)，確保其減震效果良好；定期更換濕度控制裝置中的干燥劑，維持工作環(huán)境濕度穩(wěn)定。探針作為 AFM 的關(guān)鍵部件，每次使用后需進行清潔檢查，若發(fā)現(xiàn)磨損或污染應(yīng)及時更換。此外，還需對掃描控制系統(tǒng)的電路和機械傳動部件進行定期潤滑與檢測，防止因部件老化影響測量精度。

X 射線衍射測量設(shè)備

X 射線衍射（XRD）設(shè)備的維護主要圍繞 X 射線源、探測器和樣品臺展開。X 射線源的高壓系統(tǒng)需定期檢查絕緣性能，防止漏電風(fēng)險；根據(jù)使用時長及時更換 X 射線管，保證射線強度穩(wěn)定。探測器要避免受到碰撞和強磁場干擾，定期進行靈敏度校準。樣品臺需保持清潔，防止樣品碎屑殘留影響測量定位精度，同時對樣品臺的旋轉(zhuǎn)、平移機構(gòu)進行潤滑保養(yǎng)，確保其運動順暢。

常見故障排查

測量數(shù)據(jù)異常

當出現(xiàn)測量數(shù)據(jù)偏差大或不穩(wěn)定的情況時，對于光學(xué)測量設(shè)備，首先檢查光學(xué)元件是否清潔，光路是否對準；若元件正常，則需排查數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是否存在軟件故障或硬件損壞。對于 AFM，要檢查探針狀態(tài)、掃描參數(shù)設(shè)置是否正確，以及環(huán)境因素是否影響測量；若均無問題，需進一步檢測掃描控制系統(tǒng)的電路信號。XRD 設(shè)備出現(xiàn)測量數(shù)據(jù)異常時，應(yīng)檢查 X 射線源強度、探測器工作狀態(tài)以及樣品臺定位精度，逐一排查故障點。

設(shè)備運行故障

若設(shè)備無法正常啟動，對于光學(xué)設(shè)備和 AFM，先檢查電源供應(yīng)是否正常，各部件連接是否松動；若電源和連接無誤，再檢查控制電路和主板是否存在故障。XRD 設(shè)備啟動異常時，除檢查電源和電路外，還需重點排查 X 射線源的高壓系統(tǒng)是否出現(xiàn)故障，如高壓電源損壞、X 射線管漏氣等問題。設(shè)備運行過程中出現(xiàn)異響或振動過大，需檢查機械傳動部件是否磨損、松動，及時進行維修或更換。

高通量晶圓測厚系統(tǒng)運用第三代掃頻OCT技術(shù)，精準攻克晶圓/晶片厚度TTV重復(fù)精度不穩(wěn)定難題，重復(fù)精度達3nm以下。針對行業(yè)厚度測量結(jié)果不一致的痛點，經(jīng)不同時段測量驗證，保障再現(xiàn)精度可靠。?

我們的數(shù)據(jù)和WAFERSIGHT2的數(shù)據(jù)測量對比,進一步驗證了真值的再現(xiàn)性：

（以上為新啟航實測樣品數(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)雙探頭對射掃描，可一次完成所有平面度及厚度參數(shù)測量。其創(chuàng)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(shù)，有效抵御光譜串擾，勝任粗糙晶圓表面測量；?

通過偏振效應(yīng)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(shù)據(jù)結(jié)果）

支持絕緣體上硅和MEMS多層結(jié)構(gòu)測量，覆蓋μm級到數(shù)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(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，顯著提升重復(fù)測量穩(wěn)定性。

（以上為新啟航實測樣品數(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“主動式減震平臺”的依賴，憑借卓越抗干擾性實現(xiàn)小型化設(shè)計，還能與EFEM系統(tǒng)集成，滿足產(chǎn)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。