LTS-I 系列红外干涉测厚传感器：纳米级精度赋能半导体制造

更新时间：2025-09-14

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一、产品概述

LTS-I 系列红外干涉测厚传感器是专为半导体、先进封装及化合物半导体等高精度制造领域打造的专业测厚设备，通过 “高精度探头 + 高性能控制器" 的组合（适配 LTS-IRP-D20 测距型探头、LTS-IRP-T50 测厚型探头，搭配 LTS-IRC5400-S 控制器），实现从 “纳米级精度检测" 到 “高速在线全检" 的全场景覆盖。产品以 “零接触、高稳定、强适配" 为核心特性，可精准应对超薄晶圆、多层半导体材料及先进封装组件的厚度测量需求，为产线工艺监控、良率提升及成本控制提供关键数据支撑。

二、核心技术突破：奠定纳米级测量实力

LTS-I 系列的核心竞争力源于多项关键技术的集成创新，从光源、光学设计到信号处理全链路优化，确保测量精度与稳定性：

高精度光学系统：源头保障测量质量
采用SLD 超辐射二极管作为光源，配合高数值孔径物镜，可聚焦出 Φ20μm 的微小光斑（测厚型探头为参考距离处光斑直径，测距型探头为量程中心光斑直径），同时控制 ±2° 的精准测量角度，有效减少杂光干扰，确保光线聚焦于被测层，为后续信号采集提供高质量基础。
专有信号解调技术：抑制噪声，提升数据可靠性
搭载专有傅里叶变换相位解调技术，可高效分离有效测量信号与环境噪声，即使在工业产线复杂环境下，仍能保持稳定的测量输出；同时突破传统分光干涉测量技术的局限，将测量精度推向纳米级，满足半导体制造对 “超精密检测" 的严苛要求。
高速数据处理单元：匹配产线节奏
内置高速 FPGA 数据处理单元，实现单点测量 <25 微秒的极速响应，采样频率最高可达 40kHz，支持 100% 全检模式。该单元可实时同步产线节拍，避免 “测量滞后导致批量不良" 的问题，为工艺实时反馈与调整提供核心算力支撑。

三、关键性能参数：精准与稳定的量化保障

LTS-I 系列的性能优势通过明确的参数指标落地，覆盖精度、量程、环境适应性等核心维度，确保在工业场景中持续可靠运行：

类别	核心参数
测量精度	线性误差 <±0.1μm；重复精度 < 2nm rms（测量 n=1.5 的玻璃样品时）
量程范围	LTS-IRP-D20：n=1.5 时 33.3~2667μm，n=3.5 时 14.3~1143μm； LTS-IRP-T50：n=1 时 50~4000μm
光学特性	光斑直径 Φ20μm；测量角度 ±2°
接口与通信	Ethernet（100BASE-TX）、USB2.0 High Speed、RS485（Modbus 协议，9600~115200 波特率）
输入输出	输入：触发信号、AB/ABZ 编码器输入；输出：数字信号、0~5V/0~10V/±5V/±10V 模拟电压、4~20mA 模拟电流、警报 / 比较器输出
电源与功耗	电源电压 24VDC±10%；电流消耗约 0.4A
环境耐性	工作温度 10~+40℃；相对湿度 20~85% RH（无冷凝）；防护等级 IP40
物理规格	探头外径长度：Φ1058.5mm（LTS-IRP-D20）、Φ10*26.5mm（LTS-IRP-T50）；控制器重量约 5700g
软件支持	上位机软件 TSConfocalStudio；C++ 及 C# 二次开发包（支持二次集成）

四、核心功能优势：直击制造痛点，提升产线价值

1. 多层材料精准测量：适配多元半导体基材

针对半导体制造中常见的硅、碳化硅、砷化镓等多层材料，LTS-I 系列通过 “优化红外光谱选择 + 分层信号算法分离" 技术，可一键式完成多层结构的厚度分析，精准识别各层界面并测量整体晶圆厚度，无需手动调整参数，避免多层叠加导致的测量偏差。

2. 零接触测量：保护高价值器件

采用 “Zero Contact, Zero Damage" 设计，完quan避免传统接触式测头对晶圆表面的划伤风险。这一特性对超薄 wafer（厚度微米级）、先进封装组件（如倒装芯片）及化合物半导体至关重要，可有效减少因检测环节导致的器件报废，保护高价值产品。

3. 高速在线全检：实时监控工艺，杜绝批量不良

凭借 <25 微秒的单点测量速度与 40kHz 的高采样频率，LTS-I 系列可融入产线实现 100% 全检，而非传统抽样检测。结合实时数据反馈功能，能快速发现研磨、抛光、外延等制程后的厚度偏差，立即触发工艺参数调整，从源头杜绝 “批量性不良品"，避免数千美元 / 片的晶圆报废损失。

4. 工艺控制深度集成：助力 APC 系统优化

在 CMP（化学机械抛光）减薄等关键制程中，LTS-I 系列可实时监控厚度变化与均匀性，向产线 APC（先进过程控制）系统提供高频、高可靠性的测量数据，精准控制减薄终点，减少 “过薄" 或 “未达标" 情况，显著提升产品一致性。

五、典型应用场景：覆盖半导体制造全链路

LTS-I 系列的适配性贯穿半导体制造从前端制程到先进封装的关键环节，具体应用包括：

研磨 / 抛光后检测
：制程后即时测量晶圆厚度，快速修正研磨参数，避免后续制程因厚度偏差导致的连锁问题；
外延制程监控
：实时测量外延层（如硅外延、砷化镓外延）厚度，确保外延生长速率与目标一致；
CMP 减薄工艺控制
：精准捕捉减薄过程中的厚度变化，为 APC 系统提供数据输入，实现 “毫米级到微米级" 的精确减薄终点控制；
先进封装测量
：适配硅通孔（TSV）、玻璃基板、复合半导体等新兴封装技术，完成厚度与形貌的双重检测，助力客户攻克前沿封装难题。

六、产品价值总结：从 “精度" 到 “效益" 的全面提升

LTS-I 系列红外干涉测厚传感器不仅是 “高精度测量工具"，更是半导体产线的 “良率守护者" 与 “工艺优化伙伴"：

良率提升
：通过实时检测与工艺调整，减少因厚度偏差导致的高价值晶圆报废，直接提升产线良率；
成本节约
：100% 全检替代抽样检测，避免 “漏检导致的批量返工"，同时零接触设计减少器件损伤成本；
技术前瞻性
：支持碳化硅、先进封装等新兴领域，帮助客户提前布局下一代半导体制造技术；
易用性与集成性
：丰富的工业接口与二次开发包，可快速融入现有产线，降低部署成本。

综上，LTS-I 系列红外干涉测厚传感器以 “纳米级精度、高速在线能力、零接触保护" 为核心，完mei适配半导体制造对 “高精度、高效率、高可靠性" 的需求，是高精度制造企业实现工艺升级、提升核心竞争力的理想选择。