金刚石晶圆亚微米级厚度检测，优可测方案实现效率突破

随着高功率器件散热需求持续攀升，金刚石晶圆作为新一代散热衬底正加速导入产线。但其超高硬度与脆性，使传统接触式测厚方案频频受限。优可测（Atometrics）以全自动非接触厚度测量设备APS系列切入这一场景，在 3 寸多晶金刚石晶圆的 TTV、Warp、Bow 检测中达到亚微米级精度，单片检测时间压缩至 2 分钟以内。

金刚石晶圆：散热需求带来的新检测挑战

随着半导体制程迈向 3nm、2nm 先进节点，晶圆加工精度要求已进入微米级乃至纳米级。对于厚度低于 50μm 的超薄晶圆，硅片的机械脆性会大幅上升；若改用硬度高、加工难度大的 SiC、GaN 等第三代半导体材料，检测要求只会更严苛。

金刚石晶圆相较传统硅晶圆、玻璃晶圆，具备超高热导率、超高机械强度与硬度、超高电绝缘性三大特性。其中超高热导率与当前超高堆叠率的芯片需求高度契合，使其成为散热衬底的优选材料。

但金刚石晶圆作为散热片使用时，需与 GaN 或硅片键合。键合过程中必须把控 Warp 与 Bow 以保证键合界面贴合度，晶圆 TTV 同样会影响键合片精度。三项参数缺一不可，检测压力由此产生。

传统接触式测厚的两大局限

过去针对硬脆晶圆，多数工厂采用接触式测厚方案：探针压附晶圆表面，获取单点厚度数据。这一路径存在两项明显短板。

其一，样品损伤风险。 探针的机械接触不仅容易刮伤金刚石晶圆表面；对于超薄金刚石晶圆，探针压力还可能导致晶圆碎裂，直接造成原料损失。

其二，效率与数据完整性不足。 单点测量效率偏低，单晶圆检测往往需要十分钟，且仅能获取少量点位数据，无法掌握晶圆全表面的厚度与形貌均一性，难以满足先进工艺的质量管控需求。

APS方案：非接触对射测量、定制载台与全参数一次扫描

优可测接到的客户需求，测量 3 寸多晶金刚石的 TTV、Warp、Bow，精度要求亚微米级。项目最终采用全自动非接触厚度测量仪 APS 系列完成检测，方案在三个层面形成针对性设计。

非接触点光谱对射技术，从原理上规避损伤。 APS 采用点光谱对射测量技术，上下两个传感器同步采集晶圆正反表面的高度数据，全程无任何机械接触，彻底避免检测过程中的样品损伤。测量精度可达 0.5μm，匹配客户的亚微米级精度要求。

载台定制化，区分窗口片与散热片两种应用场景。 针对金刚石窗口片，采用三点支撑载台进行测量，获取窗口片带重力状态下的形貌，与实际应用场景一致；针对金刚石散热片，则采用高精度陶瓷载台支撑，测量晶圆去除重力影响后的翘曲，为键合工艺提供精准形貌数据，保障键合界面贴合度。

全参数一次扫描，同步输出热力图。 一次扫描即可同步获取晶圆的厚度、TTV、Warp、Bow 等全参数，同时生成全表面的厚度与形貌分布热力图，客户可直观掌握全片均一性。整个检测过程控制在2 分钟以内，检测效率与数据完整性较传统接触式测量提升 60% 以上。

不止金刚石：APS 面向主流规格晶圆的通用能力

除金刚石晶圆外，优可测全自动非接触厚度测量设备APS系列亦面向主流规格晶圆测量——覆盖硅、玻璃、SiC、GaN 等材料体系，将非接触对射的测量原理与载台定制能力复用于不同硬脆与超薄晶圆场景。

对于先进制程下材料多元化的趋势而言，优可测全自动非接触厚度测量设备APS系列的通用性意味着产线无需为每种新材料单独配置检测路径，检测环节的适配成本随之下降。