硅片作為半導體、光伏及微電子等領域的核心材料，其厚度精度直接影響產品質量與性能。不同應用場景對厚度測量提出多樣化需求，催生出一系列精準高效的測量技術。本文結合技術原理與實際應用場景，系統闡述多種
硅片厚度測量方法。
一、接觸式測量：機械與壓電技術的結合
1.機械測微計法
通過螺旋測微器或千分尺對硅片進行接觸式測量，操作簡單直觀。然而受限于測量點數量，僅適用于抽檢，且可能因壓力導致表面微損傷，適用于低精度要求的場合。
2.電感測微儀
利用電感線圈對距離變化的敏感性，通過接觸式測頭檢測厚度變化量，分辨率可達微米級，適合中批量生產中的在線抽檢。
二、非接觸式光學測量：高效與精準
1.光學干涉法
以邁克爾遜干涉儀為代表，通過激光干涉條紋數量計算厚度。精度較高（納米級），但對硅片表面平整度要求苛刻，且受環境振動干擾明顯。適用于精密光學元件或高精度晶圓的檢測。
2.白光干涉法
通過白光光源產生多波長干涉條紋，結合數學算法消除環境波動影響，適用于大尺寸晶圓的快速掃描，單次可覆蓋整個硅片，常用于光伏電池生產。
3.激光三角反射法
激光束以特定角度照射硅片表面，通過反射光的位置變化計算厚度。設備緊湊且成本低，常用于在線檢測設備中，但需配合溫度補償提升精度。
三、無損超聲檢測：穿透能力與缺陷識別
利用超聲波在硅片中傳播時的傳播時間、衰減率等參數推算厚度。
1.脈沖回波法：適用于單晶硅片厚度測試，分辨率達微米級。
2.透射法：通過測量超聲波穿透硅片前后的時間差，可檢測內部缺陷（如氣泡、裂紋），常用于光伏切片質量的批量篩查。
四、電容式測量：動態量程適配
通過硅片邊緣與電極間的電容變化計算厚度，特別適用于厚度變化范圍較大的硅片（50μm—1mm）。設備響應速度快，適合自動化流水線，但需校準環境溫濕度的影響。
五、硅片厚度測量儀器外觀示意圖
六、前沿技術探索：多模態融合
近年來，跨技術融合成為新趨勢：
1.光聲成像法結合光學激發與超聲接收，實現亞表面缺陷可視化；
2.太赫茲光譜無損檢測利用太赫茲波穿透特性，可同步測量厚度與成分純度，已在半導體晶圓檢測中嶄露頭角。
不同方法各有千秋，需根據精度需求、生產場景與成本效益綜合選擇。隨著微納米制造技術的進步，硅片厚度測量正向更高精度、更智能化的方向發展，為高級制造提供可靠的技術支撐。
