在半導體光刻全流程(Whole Lithography Process)中,晶圓表面粗糙度是決定光刻膠(Photoresist)涂覆均勻性、圖形轉移精度與芯片良率的核心前置工藝指標。化學機械拋光(Chemical Mechanical Polishing, CMP)后的晶圓表面微觀起伏,會引發光刻膠膜厚波動,進而產生線寬偏移、圖形畸變等工藝失效問題,因此需采用高精度非接觸檢測方式完成粗糙度量化表征。
白光干涉儀(White Light Interferometer, WLI)基于低相干掃描干涉原理,垂直分辨率可達亞納米級別,是無損三維形貌檢測設備,可適配光刻前、光刻后全工序質量管控場景。相較于原子力顯微鏡(Atomic Force Microscope, AFM)單點小視場檢測模式,WLI支持大視場掃描與圖像拼接全域采樣,可精準輸出算術平均粗糙度(Ra)、均方根粗糙度(Rq/RMS)等核心參數,同時識別納米級劃痕、凹坑等微觀缺陷。
在半導體量產產線中,WLI主要用于CMP拋光后晶圓來料篩查、光刻膠涂布前基底狀態核驗,可捕捉0.1nm級表面微觀波動,為拋光工藝參數迭代優化提供精準數據支撐。同時可完成顯影、刻蝕工序后的晶圓表面粗糙度復核,量化分析光刻全流程對晶圓表面形貌的影響。區別于易造成晶圓表面損傷的接觸式臺階儀,WLI無探針接觸損傷風險,兼顧超光滑晶圓檢測精度與量產檢測效率,是先進制程光刻配套的核心量測方案。
晶圓表面粗糙度專項分析(核心檢測指標)

(圖示為CMP拋光后實測數據,檢測精度可達6pm=0.006nm,滿足晶圓超光滑表面(Ultra-Smooth Surface)檢測要求,適配高端芯片晶圓精密檢測場景)

(圖示為CMP拋光后實測數據,表面粗糙度(Surface Roughness, Ra)=0.96nm,可精準表征晶圓拋光后表面光滑度,支撐拋光工藝優化(Polishing Process Optimization),有效提升晶圓基底表面質量)

(圖示為晶圓背面表面粗糙度實測數據,Ra=0.9μm,適配晶圓背面加工質量檢測場景,保障晶圓背面金屬化(Metallization)工藝穩定性,為后續晶圓鍵合(Bonding)工藝筑牢質量基礎)
大視野3D白光干涉儀
大視野3D白光干涉儀依托自研核心技術,突破傳統晶圓檢測設備局限,實現納米級(Nanoscale)全場景一體化精密測量,兼具高效性與高精度特性,適配半導體晶圓加工、封裝全流程質量管控,重構半導體(Semiconductor)領域精密測量(Precision Measurement)行業標準,為量產質控提供權威可溯源數據支撐。

核心優勢:大視野+高精度,打破半導體檢測行業壁壘
設備解決傳統檢測設備1倍以下物鏡(Objective Lens)僅可單孔使用、需雙設備分別完成大視野觀測與高精度測量的行業痛點。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),搭配兼容4組物鏡的轉塔鼻輪(Turret Nose Wheel),單設備即可覆蓋大視野全域觀測、納米級高精度測量雙重需求,無需頻繁切換檢測設備,顯著提升量產檢測效率(Inspection Efficiency)與數據精準度(Data Accuracy),高度適配半導體規模化量產檢測場景。

晶圓相關實測應用圖示及說明(半導體專屬)

(圖示為化學機械拋光(Chemical Mechanical Polishing, CMP)研磨碟盤表面金剛石顆粒共面度(Coplanarity)分析:左側為微觀放大細節圖,右側為全域共面度分析圖,直觀呈現設備大視野3D精密測量能力,助力研磨碟盤質量管控(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)測量,可精準采集晶圓形變核心數據,保障晶圓加工與封裝(Packaging)精度,規避封裝階段芯片破損、虛焊等工藝不良問題)
新啟航半導體|專業白光干涉 3D 輪廓測量方案。亞納米精度保障,支持自動化定制;高端系列對標國際一線品牌,大視野設計,輕松應對高低反射、復雜材料測量場景。
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