【新启航】《碳化硅衬底超薄化（

我将从碳化硅衬底超薄化趋势及 TTV 测量重要性引入，分析超薄化（<100μm）带来的如衬底易变形、测量信号弱等技术挑战，再针对这些挑战提出包括改进测量方法、优化样品处理等在内的解决方案。

碳化硅衬底超薄化（<100μm）TTV 厚度测量的技术挑战与解决方案

摘要

本文聚焦碳化硅衬底超薄化（<100μm）进程中 TTV 厚度测量面临的难题，系统剖析技术挑战，并针对性地提出创新解决方案，为保障超薄碳化硅衬底 TTV 测量精度、推动第三代半导体产业发展提供理论与实践参考。

引言

在第三代半导体产业高速发展的背景下，碳化硅衬底超薄化（<100μm）成为提升器件性能、降低功耗的关键技术路径。晶圆总厚度变化（TTV）作为衡量衬底质量的核心指标，其精确测量对确保芯片制造良率与性能至关重要。然而，随着碳化硅衬底厚度不断减薄，TTV 测量面临诸多新挑战，亟需探索有效的解决策略，以满足产业发展需求。

技术挑战

衬底易变形与损伤

超薄碳化硅衬底刚性显著下降，在测量过程中，轻微的外力作用，如测量设备的接触压力、环境气流扰动，都可能导致衬底发生弯曲、翘曲变形，甚至产生微裂纹等损伤。这不仅影响测量数据的准确性，还可能造成衬底报废，增加生产成本 。

测量信号微弱

随着衬底厚度减薄，基于光学、声学等原理的测量方法，其测量信号强度大幅减弱。例如，光学干涉测量中，反射光强度降低，干涉条纹对比度下降，导致厚度信息提取难度增大；超声测量时，超声波在超薄衬底中的传播衰减加剧，回波信号信噪比降低，难以精确获取厚度数据 。

各向异性影响加剧

碳化硅晶体本身具有各向异性，超薄化后，这种特性对 TTV 测量的影响更为突出。不同晶向的材料去除速率、表面光学性质差异，使得同一衬底不同区域的测量结果波动明显，传统测量方法难以消除各向异性带来的误差，严重影响测量精度。

解决方案

改进测量方法

研发非接触式、低应力测量技术，如基于 X 射线衍射（XRD）的无损测量方法，通过分析晶体衍射峰位置变化计算厚度，避免对衬底产生物理损伤。优化原子力显微镜（AFM）测量模式，采用轻敲模式或峰值力轻敲模式，降低探针与衬底间的接触力，减少变形风险 。

优化样品处理

在测量前对超薄碳化硅衬底进行加固处理，如采用临时键合技术，将衬底与刚性载片贴合，增强其刚性，减少测量过程中的变形。同时，对衬底表面进行精细抛光，提高表面平整度和光洁度，改善测量信号质量，提升测量准确性 。

数据处理与补偿

构建基于机器学习的多参数融合模型，结合衬底的晶向信息、表面形貌数据以及测量信号特征，对原始测量数据进行智能校正。利用深度学习算法，如递归神经网络（RNN），建立各向异性补偿模型，自动修正因晶体各向异性导致的测量误差，实现高精度 TTV 测量 。

文章围绕题目阐述了碳化硅衬底超薄化 TTV 测量的挑战与对应方案。若你觉得某个部分还需补充案例或细化技术细节，欢迎随时提出。

高通量晶圆测厚系统运用第三代扫频OCT技术，精准攻克晶圆/晶片厚度TTV重复精度不稳定难题，重复精度达3nm以下。针对行业厚度测量结果不一致的痛点，经不同时段测量验证，保障再现精度可靠。

我们的数据和WAFERSIGHT2的数据测量对比,进一步验证了真值的再现性：

（以上为新启航实测样品数据结果）

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点扫描第三代扫频激光技术，有效抵御光谱串扰，胜任粗糙晶圆表面测量；

通过偏振效应补偿，增强低反射碳化硅、铌酸锂晶圆测量信噪比；

（以上为新启航实测样品数据结果）

支持绝缘体上硅和MEMS多层结构测量，覆盖μm级到数百μm级厚度范围，还可测量薄至4μm、精度达1nm的薄膜。

（以上为新启航实测样品数据结果）

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（以上为新启航实测样品数据结果）

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