摘要
超薄薄膜（Ultra-thin Film）廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體晶圓（Wafer）、鈣鈦礦光伏、微機電系統(tǒng)（MEMS）等核心工業(yè)領(lǐng)域。薄膜濺射（Sputtering）、真空蒸鍍（Evaporation）制備工藝易產(chǎn)生納米級微觀工藝異常，直接制約半導(dǎo)體器件、光伏器件的良率與穩(wěn)定性提升。本文重點闡述白光干涉儀（White Light Interferometer, WLI）非接觸式三維形貌檢測技術(shù)，在超薄薄膜工藝異常識別、制程問題溯源中的工程應(yīng)用價值與技術(shù)優(yōu)勢。
傳統(tǒng)檢測設(shè)備中，探針輪廓儀（Stylus Profiler）存在樣品接觸損傷、單點檢測效率低的固有短板，原子力顯微鏡（Atomic Force Microscope, AFM）視場范圍狹小，無法實現(xiàn)大面積薄膜全域缺陷快速篩查，難以滿足量產(chǎn)質(zhì)控需求。WLI 依托低相干垂直掃描干涉（Vertical Scanning Interferometer, VSI）核心技術(shù)，垂直檢測分辨率可達(dá)亞納米級別，可精準(zhǔn)完成樣品表面三維點云重構(gòu)，量化表征表面粗糙度（Surface Roughness）、膜厚梯度、針孔缺陷、局部褶皺、界面分層等各類薄膜工藝異常指標(biāo)。
在工業(yè)化制程應(yīng)用中，依托大視場物鏡與圖像自動拼接技術(shù)，可實現(xiàn)整片超薄薄膜全域掃描檢測，精準(zhǔn)定位異常區(qū)域分布規(guī)律。通過將WLI形貌檢測數(shù)據(jù)與薄膜沉積功率、基材預(yù)處理工藝、設(shè)備工位校準(zhǔn)參數(shù)等核心制程參數(shù)交叉比對，可精準(zhǔn)區(qū)分基材原生缺陷、鍍膜源參數(shù)波動、生產(chǎn)環(huán)境擾動等不同異常誘因，為磁控濺射（Magnetron Sputtering）、真空蒸鍍工藝參數(shù)迭代優(yōu)化提供量化數(shù)據(jù)支撐，有效降低工藝試錯成本，提升薄膜整體均勻性與終端器件可靠性。
該檢測技術(shù)完全符合 ISO 25178 三維面形評定國際標(biāo)準(zhǔn)，兼顧實驗室研發(fā)標(biāo)定與產(chǎn)線批量質(zhì)控場景，是目前超薄薄膜制備工藝異常分析的高效、精準(zhǔn)檢測手段。
晶圓表面粗糙度專項分析（核心檢測指標(biāo)）
（圖示為化學(xué)機械拋光（Chemical Mechanical Polishing, CMP）后晶圓實測數(shù)據(jù)，檢測精度可達(dá)6pm（0.006nm），完全滿足半導(dǎo)體超光滑表面（Ultra-Smooth Surface）檢測標(biāo)準(zhǔn)，適配高端芯片晶圓精密檢測場景）
（圖示為CMP拋光后晶圓表面實測數(shù)據(jù)，表面粗糙度（Surface Roughness, Ra）=0.96nm，可精準(zhǔn)量化表征晶圓拋光后表面光滑度，為拋光工藝優(yōu)化（Polishing Process Optimization）提供數(shù)據(jù)支撐，有效提升晶圓表面加工質(zhì)量）
（圖示為晶圓背面表面粗糙度實測數(shù)據(jù)，Ra=0.9μm，適配晶圓背面加工質(zhì)量檢測場景，可保障晶圓背面金屬化（Metallization）工藝穩(wěn)定性，為后續(xù)芯片鍵合（Bonding）工序提供可靠工藝基礎(chǔ)）
二、大視野3D白光干涉儀核心技術(shù)優(yōu)勢
大視野3D白光干涉儀突破傳統(tǒng)半導(dǎo)體精密檢測設(shè)備的技術(shù)局限，構(gòu)建晶圓（Wafer）全流程檢測新范式。設(shè)備依托自主核心創(chuàng)新技術(shù)，實現(xiàn)一機兼容納米級（Nanoscale）多場景精密測量，兼具超高檢測效率與亞納米級測量精度，全面適配半導(dǎo)體晶圓加工、封裝、質(zhì)控全流程檢測需求，為半導(dǎo)體（Semiconductor）領(lǐng)域精密測量（Precision Measurement）建立標(biāo)準(zhǔn)化檢測依據(jù)，提供權(quán)威、可溯源的檢測數(shù)據(jù)支撐。
核心優(yōu)勢：大視野+高精度，打破半導(dǎo)體檢測行業(yè)技術(shù)壁壘
設(shè)備突破行業(yè)常規(guī)設(shè)備局限，徹底解決傳統(tǒng)1倍以下物鏡（Objective Lens）僅支持單孔檢測、需兩臺設(shè)備分別完成大視野觀測與高精度測量的行業(yè)痛點。本機搭載0.6倍輕量化專用鏡頭，配備15mm超大單幅視野（Single Frame Field of View），搭配可兼容4組物鏡的轉(zhuǎn)塔鼻輪（Turret Nose Wheel），單臺設(shè)備即可全覆蓋大視野宏觀觀測、高精度微觀測量兩類核心需求。無需頻繁切換檢測設(shè)備，大幅提升半導(dǎo)體工件檢測效率（Inspection Efficiency）與數(shù)據(jù)精準(zhǔn)度（Data Accuracy），高度適配半導(dǎo)體量產(chǎn)質(zhì)控場景。
晶圓相關(guān)實測應(yīng)用圖示及說明（半導(dǎo)體專屬場景）
（圖示為化學(xué)機械拋光（Chemical Mechanical Polishing, CMP）研磨碟盤表面金剛石顆粒共面度（Coplanarity）分析：左側(cè)為局部放大細(xì)節(jié)圖，右側(cè)為全域共面度分析圖，直觀呈現(xiàn)設(shè)備大視野3D全域測量能力，助力研磨碟盤出廠及在用質(zhì)量管控（Quality Control），保障晶圓整體拋光均勻性）
（圖示為裸片晶圓（Bare Wafer）翹曲（BOW）、彎曲（WARP）等形變（Deformation）高精度測量，可精準(zhǔn)捕捉晶圓全域形變數(shù)據(jù)，有效保障晶圓加工及芯片封裝（Packaging）精度，規(guī)避封裝環(huán)節(jié)芯片破損、虛焊等工藝不良問題）
新啟航半導(dǎo)體｜專業(yè)白光干涉 3D 輪廓測量方案。亞納米精度保障，支持自動化定制；高端系列對標(biāo)國際一線品牌，大視野設(shè)計，輕松應(yīng)對高低反射、復(fù)雜材料測量場景。
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