摘要

超光滑工件（Ultra-smooth Workpiece）是半導體晶圓、精密光學基底、微機電系統（Micro-Electro-Mechanical System, MEMS）器件等高端制造領域的核心基礎部件。工件在研磨、化學機械拋光（Chemical Mechanical Polishing, CMP）、鍍膜等加工工序中，易產生納米級微劃痕、點狀凹坑、拋光波紋畸變、顆粒附著等隱性工藝缺陷。傳統原子力顯微鏡（Atomic Force Microscope, AFM）存在檢測視場受限問題，接觸式輪廓儀易損傷工件表層，均無法實現工件全域高效質量管控。本文基于工業成熟大視場白光干涉儀（White Light Interferometer, WLI）檢測技術，開展超光滑表面全域缺陷甄別工程化研究，所有檢測數據均來源于行業公開實測案例，檢測流程與指標符合ISO 25178、GB/T 19077表面形貌檢測國家標準與行業規范。

大視場WLI依托低相干干涉無損檢測原理，搭載0.6倍大視野物鏡，單幅有效檢測視場可達15 mm，結合圖像拼接技術完成工件全域三維形貌重構，核心檢測參數可溯源設備原廠公開參數：縱向檢測分辨率最高0.1 nm，橫向分辨率0.3 μm。設備采用非接觸式檢測模式，可同步量化表面算術平均粗糙度（Sa）、缺陷三維尺寸、面形峰谷值（Peak-to-Valley, PV）等核心工藝指標。通過海量實測數據可精準匹配缺陷成因：線性微劃痕主要由磨料粒徑不均、設備主軸振動導致；離散凹坑、凸起缺陷源于拋光粉殘留、潔凈室顆粒污染；低頻周期性波紋畸變由拋光壓力失衡、工裝定位偏差引發。

相較于傳統單點抽樣檢測方式，WLI全域掃描檢測可徹底規避局部漏檢風險。針對CMP拋光后超光滑晶圓（實測Sa≈0.96 nm）、精密光學鏡片完成全域缺陷定位、密度統計與分級判定，將缺陷檢測數據反向匹配加工工藝參數，精準指導拋光時長、拋光壓力、潔凈車間環境等關鍵參數優化，有效降低產品不良率。該檢測方案兼具納米級檢測精度與量產高效性，已落地應用于半導體、精密光學產線在線質量管控，為超光滑工件加工工藝閉環優化提供可靠量化數據支撐。

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6 pm（0.006 nm），滿足超光滑表面（Ultra-Smooth Surface）檢測嚴苛要求，適配半導體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）=0.96 nm，可精準表征晶圓拋光后表面光滑度，為拋光工藝優化（Polishing Process Optimization）提供數據支撐，有效提升晶圓表面加工質量）

（圖示為晶圓背面表面粗糙度實測數據，Ra=0.9 μm，適配晶圓背面加工質量檢測場景，可保障晶圓背面金屬化（Metallization）工藝穩定性，為后續鍵合（Bonding）工藝實施奠定可靠基礎）

大視野3D白光干涉儀

突破傳統精密檢測設備測量局限，重構晶圓（Wafer）精密檢測新范式。大視野3D白光干涉儀依托核心低相干干涉檢測技術，可實現一機完成納米級（Nanoscale）全場景精密測量，兼顧檢測高效性與測量精準度，全面適配晶圓全流程檢測需求，重塑半導體（Semiconductor）領域精密測量（Precision Measurement）行業標準，為半導體晶圓加工、封裝全流程質量管控提供權威實測數據支撐。

核心優勢：大視野+高精度，打破半導體檢測行業壁壘

突破傳統檢測設備技術局限，解決行業傳統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的行業痛點。設備搭載輕量化0.6倍大視野鏡頭，配置15 mm超大單幅檢測視場（Single Frame Field of View），配套可兼容4組物鏡的轉塔鼻輪（Turret Nose Wheel），單臺設備即可全覆蓋大視野全域觀測、納米級高精度測量兩大核心需求，無需頻繁切換檢測設備，大幅提升量產場景下的檢測效率（Inspection Efficiency）與數據精準度（Data Accuracy），高度適配半導體規模化量產精密檢測場景。

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：左側為局部放大細節圖，右側為整體共面度分析圖，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，有效保障晶圓加工及封裝（Packaging）精度，規避芯片破損、虛焊等封裝不良問題）

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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