激光共聚焦顯微鏡(Laser Confocal Microscope, LCM)高倍物鏡單幀視場(chǎng)(Field of View, FOV)狹小,半導(dǎo)體大尺寸晶圓、封裝基板等工件需要依靠圖像拼接(Image Stitching)完成全域形貌采集。受運(yùn)動(dòng)平臺(tái)硬件性能限制,拼接過(guò)程極易引入機(jī)械誤差(Mechanical Error),產(chǎn)生高低錯(cuò)位、傾斜偏移、波紋畸變等拼接失真。
該失真會(huì)直接破壞 ISO4287、ISO25178 形貌檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)要求,造成粗糙度(Surface Roughness)、臺(tái)階高度、凸點(diǎn)形貌等參數(shù)重復(fù)性(Repeatability)變差。標(biāo)準(zhǔn)校準(zhǔn)塊因表面均勻,拼接失真不易顯現(xiàn);但半導(dǎo)體工件表面存在微觀起伏,拼接偏差會(huì)進(jìn)一步放大數(shù)據(jù)失真(Data Distortion),影響 CMP 拋光質(zhì)量、凸點(diǎn)高度、晶圓翹曲(BOW/WARP)的工藝判定。濾波算法僅能掩蓋表象,無(wú)法從根源消除拼接帶來(lái)的系統(tǒng)偏差。
白光干涉儀(White Light Interferometer, WLI)作為有效替代方案,依托短相干干涉原理,依靠大視場(chǎng)物鏡實(shí)現(xiàn)單幀大范圍三維形貌采集,規(guī)避圖像拼接帶來(lái)的附加誤差,滿足標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的取樣與評(píng)定長(zhǎng)度。設(shè)備具備亞納米級(jí)垂直分辨率,可直接輸出 Sa、Ra 等三維形貌參數(shù)。
在半導(dǎo)體產(chǎn)線中,WLI 可完成晶圓形變、CMP 碟盤共面度(Coplanarity)、封裝焊盤微觀缺陷檢測(cè),獲取可溯源的全域量化數(shù)據(jù),減少因測(cè)量失真造成的工藝誤判,保障晶圓鍵合(Bonding)、封裝制程的良率與器件可靠性。
激光共聚焦顯微鏡(Laser Confocal Microscope, LCM)在超精密粗糙度檢測(cè)中,常出現(xiàn)實(shí)測(cè)重復(fù)性(Repeatability)差,與白光干涉儀測(cè)量結(jié)果不一致,但校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)塊時(shí)數(shù)據(jù)正常的現(xiàn)象。其根源來(lái)自物鏡(Objective Lens)視野(Field of View, FOV)的先天約束,高倍物鏡單幅視場(chǎng)不足,無(wú)法滿足 ISO4287、ISO25178 規(guī)定的取樣長(zhǎng)度與評(píng)定長(zhǎng)度要求,工業(yè)工件表面形貌非均勻,過(guò)小取樣范圍會(huì)造成數(shù)據(jù)失真(Data Distortion)。


采用圖像拼接(Image Stitching)拓展視場(chǎng)可作為補(bǔ)償手段,但拼接精度高度依賴運(yùn)動(dòng)平臺(tái)硬件。壓電平臺(tái)精度高但成本高昂;伺服電機(jī)平臺(tái)易引入錯(cuò)位、高低偏移等機(jī)械誤差(Mechanical Error),算法濾波無(wú)法從根本消除測(cè)量偏差。

大視野白光干涉儀(White Light Interferometer, WLI)可解決上述痛點(diǎn),可實(shí)現(xiàn)大視場(chǎng)單幀采集,滿足 ISO 標(biāo)準(zhǔn)評(píng)定長(zhǎng)度,規(guī)避取樣不足帶來(lái)的系統(tǒng)誤差。設(shè)備兼顧納米級(jí)垂直精度與大視野測(cè)量能力,無(wú)需大量圖像拼接,可完整獲取全域三維形貌,輸出 Sa、Ra 等面粗糙度參數(shù)。

在半導(dǎo)體領(lǐng)域,可用于化學(xué)機(jī)械拋光 CMP 碟盤金剛石顆粒共面度(Coplanarity)、晶圓翹曲 BOW/WARP 形變(Deformation)、晶圓超光滑表面粗糙度檢測(cè),支撐拋光工藝優(yōu)化(Polishing Process Optimization)、晶圓鍵合(Bonding)前質(zhì)量核驗(yàn),有效減少芯片虛焊、破損等工藝風(fēng)險(xiǎn),為半導(dǎo)體精密制程提供可溯源的量化檢測(cè)數(shù)據(jù)。

新啟航半導(dǎo)體|專業(yè)白光干涉 3D 輪廓測(cè)量方案。亞納米精度保障,支持自動(dòng)化定制;高端系列對(duì)標(biāo)國(guó)際一線品牌,大視野設(shè)計(jì),輕松應(yīng)對(duì)高低反射、復(fù)雜材料測(cè)量場(chǎng)景。
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