摘要

超光滑表面廣泛應用于半導體、精密光學、微機電系統(tǒng)（Micro-Electro-Mechanical System, MEMS）器件制造領(lǐng)域，拋光、鍍膜制程易產(chǎn)生納米級微劃痕、局部粗糙度異變、膜層不均等隱蔽微納工藝缺陷。傳統(tǒng)觸針式粗糙度儀、單點原子力顯微鏡（Atomic Force Microscope, AFM）存在樣品劃傷、檢測效率低、全域覆蓋能力不足等技術(shù)短板。本文依托公開行業(yè)實測與招標驗收數(shù)據(jù)，系統(tǒng)闡述白光干涉儀（White Light Interferometer, WLI）在超光滑表面工藝質(zhì)量控制中的核心優(yōu)勢與工業(yè)化落地應用。

WLI基于低相干干涉原理實現(xiàn)非接觸式三維形貌掃描，縱向測量分辨率可達0.1 nm級，極限檢測精度最高6 pm，完全符合ISO 25178表面形貌檢測標準。全程無物理接觸的檢測模式，可有效規(guī)避高價值晶圓、光學鏡片等超光滑基底的二次劃傷損傷。相較于單點式AFM，WLI支持大視場拼接全域檢測，12英寸晶圓整體形貌檢測時長可控制在15 s內(nèi)，兼顧半導體量產(chǎn)產(chǎn)線檢測效率與全域缺陷排查需求。設(shè)備可精準量化算術(shù)平均粗糙度（Ra）、均方根粗糙度（RMS）、臺階高度、局部凹凸形變等核心參數(shù)，精準甄別拋光壓力失衡、磨料雜質(zhì)殘留、鍍膜厚度偏移等各類工藝異常，為精密制造工藝溯源提供數(shù)據(jù)支撐。

工業(yè)化實測場景中，半導體化學機械拋光（Chemical Mechanical Polishing, CMP）硅片中心區(qū)域Ra=0.25 nm，邊緣因工裝壓力不均Ra升至0.4 nm，WLI三維形貌云圖可精準定位異常區(qū)域，反向指導拋光工藝參數(shù)優(yōu)化。在光學鏡片基底、碳化硅（SiC）外延襯底檢測中，可穩(wěn)定捕捉0.5 nm級微劃痕、50 nm顆粒污染物；同時可精準檢測晶圓翹曲（BOW）、彎曲形變（WARP），提前預判封裝虛焊、裂片風險，構(gòu)建精密制造閉環(huán)質(zhì)控體系。

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(shù)據(jù)，檢測精度可達6 pm（0.006 nm），滿足晶圓超光滑表面（Ultra-Smooth Surface）高精度檢測標準，適配半導體高端芯片晶圓量產(chǎn)檢測場景。

（圖示為CMP拋光后實測數(shù)據(jù)，表面粗糙度（Surface Roughness, Ra）=0.96 nm，可精準量化表征晶圓拋光后表面光滑度，為拋光工藝優(yōu)化（Polishing Process Optimization）、提升晶圓表面良品率提供核心數(shù)據(jù)支撐）

（圖示為晶圓背面表面粗糙度實測數(shù)據(jù)，Ra=0.9 μm，適配晶圓背面加工質(zhì)量檢測場景，保障晶圓背面金屬化（Metallization）工藝穩(wěn)定性，為后續(xù)鍵合（Bonding）工序精度奠定基礎(chǔ)）

大視野3D白光干涉儀

突破傳統(tǒng)精密測量設(shè)備技術(shù)局限，構(gòu)建晶圓（Wafer）檢測全新范式。大視野3D白光干涉儀依托自主核心創(chuàng)新技術(shù)，實現(xiàn)納米級（Nanoscale）全場景一體化測量，兼具超高檢測精度與量產(chǎn)高效性，全面適配半導體晶圓加工、封裝全流程檢測需求，重塑半導體（Semiconductor）領(lǐng)域精密測量（Precision Measurement）行業(yè)標準，為晶圓全鏈路質(zhì)量管控提供權(quán)威、可溯源的數(shù)據(jù)支撐。

核心優(yōu)勢：大視野+高精度，打破半導體檢測行業(yè)壁壘

針對性解決傳統(tǒng)檢測設(shè)備痛點：傳統(tǒng)1倍以下物鏡（Objective Lens）僅支持單孔檢測，需搭配兩臺設(shè)備才能分別完成大視野觀測與高精度測量，設(shè)備切換繁瑣、檢測效率低、數(shù)據(jù)一致性差。本設(shè)備搭載0.6倍輕量化專用鏡頭，配備15 mm超大單幅視野（Single Frame Field of View），搭配可兼容4組物鏡的轉(zhuǎn)塔鼻輪（Turret Nose Wheel），單臺設(shè)備即可全覆蓋大視野全域觀測、納米級高精度測量雙重需求。無需頻繁切換檢測設(shè)備，大幅提升量產(chǎn)檢測效率（Inspection Efficiency）與數(shù)據(jù)精準度（Data Accuracy），高度適配半導體規(guī)?；慨a(chǎn)復雜檢測場景。

晶圓相關(guān)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）研磨碟盤金剛石顆粒共面度（Coplanarity）分析：左側(cè)為局部放大細節(jié)圖，右側(cè)為全域共面度分析圖，直觀呈現(xiàn)設(shè)備大視野3D全域測量能力，可精準管控研磨碟盤加工質(zhì)量，從源頭保障晶圓拋光均勻性與批次一致性）

（圖示為裸片晶圓（Bare Wafer）翹曲（BOW）、彎曲（WARP）形變（Deformation）測量，可精準捕捉晶圓微觀形變數(shù)據(jù)，嚴格保障晶圓加工及封裝（Packaging）精度，有效規(guī)避封裝過程中芯片破損、虛焊、脫層等失效風險）

新啟航半導體｜專業(yè)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(shè)計，輕松應對高低反射、復雜材料測量場景。

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