日本 Santec 非接触式晶圆厚度分布测量仪

日本 Santec 非接触式晶圆厚度分布测量仪 日本 Santec 非接触式晶圆厚度分布测量仪

1. 产品概述

TMS-2000 是 Santec 专为第三代半导体、硅基晶圆打造的高精度非接触测厚系统，区别于传统接触式台阶仪、普通白光干涉仪，采用光外差干涉方案，解决高掺杂硅光吸收强、粗磨面反射差、双折射透明材料难检测的行业痛点。

设备仅需单面打光，晶圆固定在治具上无需翻面即可完成全域螺旋扫描；整机小型化设计，耐受车间温度波动与设备振动，长期测量数据稳定；配套一体化分析工作站，自动生成厚度分布云图、SEMI 标准化平坦度参数、表面缺陷残差图谱，支持多片晶圆差分对比，覆盖晶圆研磨、外延、切割全制程品质管控。

2. 核心硬件与性能特征

核心五大特性

亚纳米超高精度

光外差干涉测量，重复测量精度≤1 nm，满足先进半导体晶圆微米级厚度管控需求。

高耐环境干扰

搭载 Santec 抗温漂、抗振动光路，普通车间无需恒温防震台即可稳定测量，降低配套基建成本。

高速螺旋全域扫描

螺旋式扫描兼顾检测速度与采样密度，完整覆盖晶圆全域，无测量盲区。

紧凑型一体化整机

设备体积小巧，摆放无空间限制，可灵活布置于实验室台面或产线抽检工位。

全维度半导体参数解析

支持全局平坦度（GLFR、GLD、GBIR）、点位平坦度（SFQR、SFQD、SBIR）、边缘平坦度（ESFQR）全套 SEMI 标准参数，搭配 Zernike 多项式解析凹陷、划痕微缺陷。

关键硬件规格

适用晶圆尺寸：4–12 英寸

测量方式：单面红外非接触扫描

重复测量精度：≤1 nm

扫描模式：高速螺旋全域扫描

兼容材质：高掺杂 Si、粗研磨晶圆、SiC、LiNbO₃、多层复合外延片、各类透明双折射半导体基材

3. 三大核心测量功能

厚度分布测量

配套专用分析软件，可视化生成晶圆全域厚度云图，一键导出厚度均值、极差、分布直方图，支持多批次晶圆厚度差分对比，快速识别外延层厚度不均。

标准化平坦度测量

严格遵循 SEMI 半导体行业标准，自动计算全局、局部、边缘平坦度指标，图形化统计结果导出，直接匹配晶圆厂品质报表规范。

Zernike 残差缺陷分析

通过 Zernike 多项式拟合解析晶圆面型，定量表征表面凹陷（SAG）、细微划痕、局部翘曲缺陷，用于研磨工艺优化与不良品溯源。

4. 兼容三大类特殊半导体样品

高掺杂硅晶圆

外差干涉高灵敏检测，克服高浓度掺杂硅内部光吸收难题，传统非接触传感器无法测量的重掺晶圆可稳定测厚。

粗面研磨晶圆

晶圆粗磨阶段无需抛光，粗糙背面、研磨纹理不影响测量精度，覆盖研磨工序在线管控。

双折射透明功率半导体

适配 SiC 碳化硅、LiNbO₃铌酸锂等射频、功率电子热门基材，针对低反射、偏振敏感透明材料优化光路，检测灵敏度优异。

5. 核心应用场景

硅基集成电路：4/6/8/12 英寸硅片、高低掺杂外延片厚度与平坦度全制程检测

第三代功率半导体：SiC 碳化硅晶圆、氮化镓衬底层厚分布、翘曲缺陷筛查

光通信芯片：LiNbO₃铌酸锂薄膜、光学衬底厚度均匀性测量

晶圆制造工艺研发：研磨、刻蚀、外延工艺效果对比、多批次晶圆差分分析

半导体产线抽检：小型整机适配车间工位，非接触无损检测，样品可回流装配