全自动非接触厚度测量仪（APS 系列）的测量原理主要基于光谱共焦原理和分光干涉原理，并结合上下双探头的结构设计，实现高精度非接触测量，具体如下：

一、核心测量原理

1. 光谱共焦原理

该原理利用光的波长与聚焦距离的对应关系实现厚度及高度测量，具体流程为：

• 光源发射与传输：设备搭载 “白色点光源”，光线通过光纤和镜组照射到待测物体表面。
• 共焦筛选：不同波长的光照射到物体后，仅聚焦于物体表面的光满足 “共焦条件”（即光线可精准汇聚于一点）。
• 信号接收与分析：满足共焦条件的反射光会传输至 “CMOS 光谱成像端”，通过光谱分析和算法计算，最终转化为物体的真实物理高度信息，进而得出厚度等参数。

2. 分光干涉原理

该原理针对硅片等特定材料的光学特性设计，适用于高精度厚度检测，核心特点为：

• 波长适配性：利用硅片在 1100nm 波长范围内的光学透明度，通过 IMS5420 干涉仪精准检测厚度。在此波长下，未掺杂与掺杂硅片均具备足够透明度。
• 测量范围：可检测厚度高达 1.05 毫米的晶片，对气隙的测量范围甚至可达 4 毫米。

二、结构设计与原理协同

为提升测量效率和参数覆盖度，设备采用光谱共焦双头对射设计，进一步优化原理的落地应用：

• 双探头布局：上下双探头对称设置，待测样片放置于两探头之间，一次测试即可同步获取厚度、TTV（总厚度偏差）、Bow（弯曲度）、Warp（翘曲度）、TIR（总指示读数）、LTV（局部厚度偏差）等全维度几何参数。
• 行业适配性：该双探头设计符合 SEMI（国际半导体设备与材料协会）标准，使其在半导体、MEMS（微机电系统）、化合物外延等领域具备广泛适用性。

三、误差消除与精度保障

针对测量过程中的环境及设备误差，原理应用中融入了专项优化方案：

• 对于翘曲测量，通过 “上下反对设定” 消除移动平台震动误差和虚拟基准平面带来的偏差，大幅提升 Bow、Warp 参数的测量精度。
• 结合高精度硬件（如分辨率 1nm 的传感器、防震系统），确保原理在实际检测中实现微米级甚至亚微米级的精度输出。