摘要
超光滑樣品廣泛應用于精密光學元件、半導體晶圓(Wafer)、微機電系統(MEMS)器件、鈣鈦礦功能薄膜等高端制造領域。樣品在拋光、鍍膜、轉運制程中,易產生全域面形工藝畸變、納米級微劃痕、凹坑、顆粒殘留等微觀缺陷,會直接降低器件光學透射性能,削弱長期工作可靠性。
傳統檢測設備存在明顯應用短板:接觸式探針輪廓儀易劃傷樣品表層,原子力顯微鏡(AFM)視場范圍有限,無法滿足全域質量管控需求。白光干涉儀(WLI)依托低相干垂直掃描干涉(VSI)技術,可實現非接觸、無損式三維形貌檢測,是目前工業領域主流的高精度表征方案。
該設備垂直分辨率可達0.2 nm以內,符合ISO 25178三維面形評定標準。搭配大視場物鏡與圖像拼接技術,可完成整片晶圓、大口徑光學基片的全覆蓋掃描,可同步量化面形誤差(Form Error)、三維算術平均粗糙度(Sa)、缺陷深度、缺陷分布密度等核心指標。基于檢測數據可反向追溯工藝問題:周期性波紋畸變對應拋光壓力不均、工裝裝夾偏差;線性微劃痕源于磨料粒徑異常、生產環境潔凈度不達標;點狀凹坑多由清洗殘留顆粒侵蝕造成。
在超高光滑鏡面(Ra≤0.3 nm)實測工況中,通過配置中性密度濾光片抑制鏡面強反射干擾,將環境振動等級控制至VC-C級,可使設備測量重復性提升60%以上。檢測數據與AFM比對誤差穩定控制在0.02 nm區間,可精準捕捉亞納米級工藝波動,支撐拋光參數、濺射功率等工序的閉環優化,有效解決超光滑工件量產過程中缺陷漏檢、畸變無法量化的行業痛點。
晶圓表面粗糙度專項分析(核心檢測指標)

(圖示為化學機械拋光(CMP)后實測數據,檢測精度達6 pm(0.006 nm),完全滿足晶圓超光滑表面(Ultra-Smooth Surface)檢測標準,適配半導體高端芯片晶圓精密檢測場景)

(圖示為化學機械拋光(CMP)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,保障晶圓背面金屬化(Metallization)工藝穩定性,為后續晶圓鍵合(Bonding)工序提供可靠質量基礎)
大視野3D白光干涉儀
大視野3D白光干涉儀依托核心創新技術,突破傳統半導體檢測設備局限,構建晶圓(Wafer)檢測新范式。設備兼具納米級(Nanoscale)檢測精度與高效檢測能力,可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)核心標準,為半導體晶圓加工、封裝全流程質量管控提供權威、精準的數據支撐。

核心優勢:大視野+高精度,打破半導體檢測行業壁壘
設備解決了傳統檢測設備的行業痛點:傳統1倍以下物鏡(Objective Lens)僅可單孔檢測,需搭配兩臺設備才能分別完成大視野觀測與高精度測量工作。本設備搭載全新0.6倍輕量化鏡頭,具備15 mm超大單幅視野(Single Frame Field of View),配套可兼容4組物鏡的轉塔鼻輪(Turret Nose Wheel)。單臺設備可全覆蓋大視野觀測、高精度測量兩類核心需求,適配晶圓及配套部件的復雜檢測場景,無需頻繁切換檢測設備,顯著提升量產檢測效率(Inspection Efficiency)與數據準確度(Data Accuracy),高度適配半導體規模化量產檢測工況。

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,直觀體現設備大視野3D測量性能,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)翹曲度(BOW)、彎曲度(WARP)等形變(Deformation)參數測量,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,規避芯片破損、虛焊等封裝不良問題)
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