芯片全制程 表面形貌 (Surface Morphology)粗糙度管控,白光干涉儀筑牢芯片良率 (Chip Yield) 生產根基
發布時間:
2026-09-14
作者:
新啟航半導體有限公司

半導體芯片制造包含數百道精密工序,晶圓表面形貌(Surface Morphology)與粗糙度的細微偏差,會逐級傳導至光刻、刻蝕、薄膜沉積等核心制程,引發圖形畸變、器件漏電、界面分層等質量失效問題,直接影響芯片良率(Chip Yield)。白光干涉儀(White Light Interferometer, WLI)依托低相干干涉原理,具備亞納米級垂直分辨率、非接觸無損測量、大視場三維形貌重建三大核心能力,是芯片全制程表面形貌與粗糙度精準管控的核心量測設備。

在前道制程環節,WLI主要應用于化學機械拋光(Chemical Mechanical Polishing, CMP)后的晶圓平坦化檢測,可精準量化面粗糙度Sa、Sq核心參數,捕捉0、1nm量級微觀表面起伏,有效識別晶圓表面納米劃痕、微觀凹坑等隱性缺陷。同時,設備可精準表征淺溝槽隔離(Shallow Trench Isolation, STI)溝槽側壁形貌,管控刻蝕后側壁粗糙度,從源頭降低器件漏電風險。相較于原子力顯微鏡(Atomic Force Microscope, AFM)單點小視場檢測模式,WLI支持圖像拼接全域采樣,兼顧檢測精度、范圍與效率,完全適配半導體產線在線質控需求。

在薄膜沉積與先進封裝環節,WLI可精準檢測介質層、金屬布線層表面平整度,評估硅通孔(Through Silicon Via, TSV)側壁形貌質量,提前攔截形貌異常晶圓,規避后續制程批量失效風險。設備嚴格遵循ISO 25178表面形貌計量國際標準,輸出量化精準的檢測數據,支撐工藝參數閉環優化,穩定制程工藝窗口。通過全流程表面粗糙度持續性監控,有效減少微觀形貌缺陷累積,從量測維度保障芯片生產良率穩定。

大視野3D白光干涉儀可實現全域粗糙度(Surface Roughness)一體化測量,測量量程覆蓋超光滑表面Ra 0、03 nm至高粗糙增材制造表面Ra 14、7 μm,突破傳統測量設備量程局限,構建精密測量(Precision Measurement)全新技術范式,廣泛適配半導體(Semiconductor)、精密制造(Precision Manufacturing)、增材制造等多領域精密檢測場景。

設備依托自主核心創新技術,解鎖納米級(Nanoscale)全場景精密測量能力,兼顧檢測高效性與測量精準度,適配不同粗糙度等級工件檢測需求,重塑工業精密測量(Industrial Precision Measurement)高效、精準的行業標準,為各類精密核心部件質量管控提供權威、可溯源的數據支撐。


芯片全制程  表面形貌 (Surface Morphology)粗糙度管控,白光干涉儀筑牢芯片良率 (Chip Yield) 生產根基

核心優勢:大視野+高精度,打破行業技術壁壘

針對傳統測量設備1倍以下物鏡僅可單孔使用、需兩臺設備分別完成大視野觀測與高精度測量的行業痛點,該設備完成技術迭代升級。搭載全新0、6倍輕量化鏡頭,擁有15mm超大單幅視野(Single Frame Field of View),配置可兼容4個物鏡的轉塔鼻輪(Turret Nose Wheel),單臺設備即可兼顧大視野全域觀測與亞納米級高精度測量,適配超光滑、高粗糙等各類復雜樣品檢測場景,無需頻繁切換設備,顯著提升檢測效率(Inspection Efficiency)與數據精準度(Data Accuracy)。

全域粗糙度實測案例圖示及說明(工業及半導體專屬)


芯片全制程  表面形貌 (Surface Morphology)粗糙度管控,白光干涉儀筑牢芯片良率 (Chip Yield) 生產根基

實測超光滑表面:檢測精度可達6pm(0、006nm),完全滿足半導體芯片(Semiconductor Chip)、超精密器件(Ultra-Precision Components)超高精度表面粗糙度檢測要求,保障精密器件長期運行穩定性。


芯片全制程  表面形貌 (Surface Morphology)粗糙度管控,白光干涉儀筑牢芯片良率 (Chip Yield) 生產根基

實測晶圓背面表面:粗糙度Ra 0、9μm,精準適配半導體晶圓(Semiconductor Wafer)表面檢測場景,精準把控晶圓加工精度(Wafer Processing Accuracy),為后續鍵合、封裝工藝提供可靠質量基礎。


芯片全制程  表面形貌 (Surface Morphology)粗糙度管控,白光干涉儀筑牢芯片良率 (Chip Yield) 生產根基

實測磨砂玻璃表面:粗糙度Ra 6、05μm,可精準量化非金屬材料(Non-Metallic Materials)表面粗糙程度,適配光學部件、電子器件外殼等多行業檢測需求。


芯片全制程  表面形貌 (Surface Morphology)粗糙度管控,白光干涉儀筑牢芯片良率 (Chip Yield) 生產根基

實測3D增材打印表面:粗糙度Ra 14、7μm,可完整捕捉增材表面微觀粗糙紋理(Rough Texture),為增材制造(Additive Manufacturing)工藝參數優化、產品質量管控(Quality Control)提供核心數據支撐。

大視野3D白光干涉儀突破傳統測量技術局限,定義精密測量全新范式,以納米級全場景測量能力,重塑工業測量(Industrial Measurement)精密、高效標準,為半導體、光學、精密制造領域核心部件檢測提供全方位技術支撐,適配各行業嚴苛的精密測量需求。


芯片全制程  表面形貌 (Surface Morphology)粗糙度管控,白光干涉儀筑牢芯片良率 (Chip Yield) 生產根基

四大核心技術革新(工業級標準,適配半導體場景)

一、大視野+高精度,打破行業常規局限

革新傳統設備技術短板,1倍以下物鏡實現多場景兼容適配,無需搭配多臺設備,即可同步完成大視野觀測與高精度測量(High-Precision Measurement)。設備搭載全新0、6倍輕量化鏡頭,具備15、5mm超大單幅視野,搭配四物鏡兼容轉塔設計(Turret Design),單設備覆蓋全場景檢測需求,無需頻繁切換鏡頭、設備,大幅壓縮檢測時長,提升工業質檢綜合效率與數據一致性。


芯片全制程  表面形貌 (Surface Morphology)粗糙度管控,白光干涉儀筑牢芯片良率 (Chip Yield) 生產根基

核心技術支撐(適配全域粗糙度檢測)

全域量程適配:測量范圍覆蓋Ra 0、03 nm~Ra 14、7 μm全區間粗糙度,兼容超光滑半導體器件、高粗糙增材部件、光學元件等各類工件,單設備完成多品類檢測,無需更換檢測設備。

納米級超高解析能力:最低可解析6pm(0、006nm)超微觀形貌形變,滿足晶圓、芯片引腳等半導體超精密表面檢測嚴苛要求,檢測數據符合ISO 4287、ISO 4288國際標準,數據可溯源、合規性強。

高效工業檢測設計:15mm超大單幅視野搭配多物鏡轉塔結構,簡化檢測操作流程,縮短單批次檢測周期,有效提升工業質檢(Industrial Quality Inspection)效率,降低人工操作與設備運維人力成本(Labor Cost)。

全場景多材質兼容:適配金屬、非金屬、半導體、增材制品等多種材質工件,可完成平面、曲面、異形結構等不同形貌部件的粗糙度檢測,設備通用性(Versatility)行業領先。

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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