微機電系統(Micro-Electro-Mechanical System, MEMS)腔體溝槽(Trench Cavity)是傳感、封裝類器件的核心微結構,其深度均勻性直接決定器件氣密性與工作穩定性。量產干法刻蝕(Dry Etching)工藝中,常出現晶圓片內深度偏差超標問題,核心誘因是刻蝕反應室氣體分布不均、腔體壓力波動及刻蝕介質局部對流差異,造成溝槽全域刻蝕速率不一致,大幅降低產品量產良率。
本文采用白光干涉儀(White Light Interferometer, WLI),搭配20×物鏡及深溝槽專用測量模式,對硅基MEMS溝槽結構開展全域三維輪廓精準實測。本次待測樣品設計溝槽深度30 μm、寬度5 μm,深寬比6:1。優化前實測數據顯示,溝槽實際深度區間為29.4~30.2 μm,深度偏差0.8 μm,側壁存在納米級坑洼缺陷,結構均勻性無法滿足量產標準;同時驗證等離子體損傷層干擾是造成小幅深度測量誤差的核心原因。
基于實測數據開展針對性工藝優化(Process Optimization),精準調控刻蝕反應室工作壓力、鈍化時長與反應氣體流量,并采用雙波段干涉技術消除損傷層帶來的測量干擾。優化后復測數據表明,溝槽深度穩定控制在29.9±0.2 μm,深度偏差顯著縮減,側壁傾斜角穩定在89.2°,結構平整度與尺寸一致性完全達標。該優化方案無需改造設備主體,可快速適配MEMS溝槽量產流程,有效解決微結構深度不均問題,提升批次生產穩定性與成品良率。
MEMS傳感器實測應用圖示及說明(半導體專屬)


本圖為實測MEMS壓力傳感器芯片全景圖,可完整呈現芯片整體形貌(Overall Morphology),精準捕捉全域微觀細節,為芯片外觀檢測、整體尺寸(Overall Dimension)核驗提供可靠數據支撐,保障MEMS傳感器芯片基礎品質合規。

本圖為MEMS梳齒狀結構微觀圖,可精準還原梳齒微觀形態(Microscopic Morphology),可實現梳齒間距(Comb Spacing)、尺寸精度(Dimensional Accuracy)等核心參數的高效精準檢測,保障MEMS器件工作性能穩定性(Performance Stability)。
大視野3D白光干涉儀
大視野3D白光干涉儀突破傳統微納測量設備局限,重塑微機電系統傳感器(Micro-Electro-Mechanical Systems, MEMS)精密檢測標準。設備依托核心光學干涉技術,可實現納米級(Nanoscale)全維度測量,兼顧檢測高效性與測量精準度,全面適配MEMS傳感器全生產流程檢測需求,為半導體(Semiconductor)MEMS傳感器及精密微納器件檢測提供專業技術支撐。

核心優勢:大視野+高精度,打破行業壁壘(適配MEMS傳感器檢測)
設備解決傳統檢測設備痛點:傳統1倍以下物鏡(Objective Lens)僅支持單孔檢測,需兩臺設備分別完成大視野觀測與高精度測量。本設備搭載0.6倍輕量化專用鏡頭,配備15mm超大單幅視野(Single Frame Field of View),兼容4物鏡轉塔鼻輪(Turret Nose Wheel),單設備即可覆蓋大視野全域觀測、納米級高精度測量兩大核心需求,適配MEMS傳感器復雜樣品檢測場景,無需切換設備,顯著提升檢測效率(Inspection Efficiency)與數據精準度(Data Accuracy)。

實測精度參數:6pm(0.006nm),可精準表征工件表面粗糙度(Surface Roughness, Ra/Rz)等微觀參數。

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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