摘要
超光滑样品广泛应用于精密光学元件、半导体晶圆(Wafer)、微机电系统(MEMS)器件、钙钛矿功能薄膜等高端制造领域。样品在抛光、镀膜、转运制程中,易产生全域面形工艺畸变、纳米级微划痕、凹坑、颗粒残留等微观缺陷,会直接降低器件光学透射性能,削弱长期工作可靠性。
传统检测设备存在明显应用短板:接触式探针轮廓仪易划伤样品表层,原子力显微镜(AFM)视场范围有限,无法满足全域质量管控需求。白光干涉仪(WLI)依托低相干垂直扫描干涉(VSI)技术,可实现非接触、无损式三维形貌检测,是现在工业领域主流的高精度表征方案。
该设备垂直分辨率可达0.2 nm以内,符合ISO 25178三维面形评定标准。搭配大视场物镜与图像拼接技术,可完成整片晶圆、大口径光学基片的全覆盖扫描,可同步量化面形误差(Form Error)、三维算术平均粗糙度(Sa)、缺陷深度、缺陷分布密度等核心指标。基于检测数据可反向追溯工艺问题:周期性波纹畸变对应抛光压力不均、工装装夹偏差;线性微划痕源于磨料粒径异常、生产环境洁净度不达标;点状凹坑多由清洗残留颗粒侵蚀造成。
在超高光滑镜面(Ra≤0.3 nm)实测工况中,顺利获得配置中性密度滤光片抑制镜面强反射干扰,将环境振动等级控制至VC-C级,可使设备测量重复性提升60%以上。检测数据与AFM比对误差稳定控制在0.02 nm区间,可精准捕捉亚纳米级工艺波动,支撑抛光参数、溅射功率等工序的闭环优化,有效解决超光滑工件量产过程中缺陷漏检、畸变无法量化的行业痛点。
晶圆表面粗糙度专项分析(核心检测指标)

(图示为化学机械抛光(CMP)后实测数据,检测精度达6 pm(0.006 nm),完全满足晶圆超光滑表面(Ultra-Smooth Surface)检测标准,适配半导体高端芯片晶圆精密检测场景)

(图示为化学机械抛光(CMP)后实测数据,表面粗糙度(Surface Roughness, Ra)=0.96 nm,可精准表征晶圆抛光后表面光滑度,为抛光工艺优化(Polishing Process Optimization)给予数据支撑,有效提升晶圆表面加工质量)

(图示为晶圆背面表面粗糙度实测数据,Ra=0.9 μm,适配晶圆背面加工质量检测场景,保障晶圆背面金属化(Metallization)工艺稳定性,为后续晶圆键合(Bonding)工序给予可靠质量基础)
大视野3D白光干涉仪
大视野3D白光干涉仪依托核心创新技术,突破传统半导体检测设备局限,构建晶圆(Wafer)检测新范式。设备兼具纳米级(Nanoscale)检测精度与高效检测能力,可适配晶圆全流程检测需求,重塑半导体(Semiconductor)领域精密测量(Precision Measurement)核心标准,为半导体晶圆加工、封装全流程质量管控给予权威、精准的数据支撑。

核心优势:大视野+高精度,打破半导体检测行业壁垒
设备解决了传统检测设备的行业痛点:传统1倍以下物镜(Objective Lens)仅可单孔检测,需搭配两台设备才能分别完成大视野观测与高精度测量工作。本设备搭载全新0.6倍轻量化镜头,具备15 mm超大单幅视野(Single Frame Field of View),配套可兼容4组物镜的转塔鼻轮(Turret Nose Wheel)。单台设备可全覆盖大视野观测、高精度测量两类核心需求,适配晶圆及配套部件的复杂检测场景,无需频繁切换检测设备,显著提升量产检测效率(Inspection Efficiency)与数据准确度(Data Accuracy),高度适配半导体规模化量产检测工况。

晶圆相关实测应用图示及说明(半导体专属)

(图示为化学机械抛光(Chemical Mechanical Polishing, CMP)研磨碟盘表面金刚石颗粒共面度(Coplanarity)分析:左侧为局部放大细节图,右侧为整体共面度分析图,直观体现设备大视野3D测量性能,助力研磨碟盘质量管控(Quality Control),保障晶圆整体抛光均匀性)

(图示为裸片晶圆(Bare Wafer)翘曲度(BOW)、弯曲度(WARP)等形变(Deformation)参数测量,可精准采集晶圆形变核心数据,保障晶圆加工与封装(Packaging)精度,规避芯片破损、虚焊等封装不良问题)
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