摘要

超光滑工件（Ultra-smooth Workpiece）是半導(dǎo)體晶圓、精密光學(xué)基底、微機(jī)電系統(tǒng)（Micro-Electro-Mechanical System, MEMS）器件等高端制造領(lǐng)域的核心基礎(chǔ)部件。工件在研磨、化學(xué)機(jī)械拋光（Chemical Mechanical Polishing, CMP）、鍍膜等加工工序中，易產(chǎn)生納米級微劃痕、點(diǎn)狀凹坑、拋光波紋畸變、顆粒附著等隱性工藝缺陷。傳統(tǒng)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(shí)現(xiàn)工件全域高效質(zhì)量管控。本文基于工業(yè)成熟大視場白光干涉儀（White Light Interferometer, WLI）檢測技術(shù)，開展超光滑表面全域缺陷甄別工程化研究，所有檢測數(shù)據(jù)均來源于行業(yè)公開實(shí)測案例，檢測流程與指標(biāo)符合ISO 25178、GB/T 19077表面形貌檢測國家標(biāo)準(zhǔn)與行業(yè)規(guī)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(dá)15 mm，結(jié)合圖像拼接技術(shù)完成工件全域三維形貌重構(gòu)，核心檢測參數(shù)可溯源設(shè)備原廠公開參數(shù)：縱向檢測分辨率最高0.1 nm，橫向分辨率0.3 μm。設(shè)備采用非接觸式檢測模式，可同步量化表面算術(shù)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(biāo)。通過海量實(shí)測數(shù)據(jù)可精準(zhǔn)匹配缺陷成因：線性微劃痕主要由磨料粒徑不均、設(shè)備主軸振動導(dǎo)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(fā)。

相較于傳統(tǒng)單點(diǎn)抽樣檢測方式，WLI全域掃描檢測可徹底規(guī)避局部漏檢風(fēng)險(xiǎn)。針對CMP拋光后超光滑晶圓（實(shí)測Sa≈0.96 nm）、精密光學(xué)鏡片完成全域缺陷定位、密度統(tǒng)計(jì)與分級判定，將缺陷檢測數(shù)據(jù)反向匹配加工工藝參數(shù)，精準(zhǔn)指導(dǎo)拋光時(shí)長、拋光壓力、潔凈車間環(huán)境等關(guān)鍵參數(shù)優(yōu)化，有效降低產(chǎn)品不良率。該檢測方案兼具納米級檢測精度與量產(chǎn)高效性，已落地應(yīng)用于半導(dǎo)體、精密光學(xué)產(chǎn)線在線質(zhì)量管控，為超光滑工件加工工藝閉環(huán)優(yōu)化提供可靠量化數(shù)據(jù)支撐。

晶圓表面粗糙度專項(xiàng)分析（核心檢測指標(biāo)）

（圖示為CMP拋光后實(shí)測數(shù)據(jù)，檢測精度可達(dá)6 pm（0.006 nm），滿足超光滑表面（Ultra-Smooth Surface）檢測嚴(yán)苛要求，適配半導(dǎo)體高端芯片晶圓精密檢測場景）

（圖示為CMP拋光后實(shí)測數(shù)據(jù)，表面粗糙度（Surface Roughness, Ra）=0.96 nm，可精準(zhǔn)表征晶圓拋光后表面光滑度，為拋光工藝優(yōu)化（Polishing Process Optimization）提供數(shù)據(jù)支撐，有效提升晶圓表面加工質(zhì)量）

（圖示為晶圓背面表面粗糙度實(shí)測數(shù)據(jù)，Ra=0.9 μm，適配晶圓背面加工質(zhì)量檢測場景，可保障晶圓背面金屬化（Metallization）工藝穩(wěn)定性，為后續(xù)鍵合（Bonding）工藝實(shí)施奠定可靠基礎(chǔ)）

大視野3D白光干涉儀

突破傳統(tǒng)精密檢測設(shè)備測量局限，重構(gòu)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(shù)，可實(shí)現(xiàn)一機(jī)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(zhǔn)度，全面適配晶圓全流程檢測需求，重塑半導(dǎo)體（Semiconductor）領(lǐng)域精密測量（Precision Measurement）行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，為半導(dǎo)體晶圓加工、封裝全流程質(zhì)量管控提供權(quán)威實(shí)測數(shù)據(jù)支撐。

核心優(yōu)勢：大視野+高精度，打破半導(dǎo)體檢測行業(yè)壁壘

突破傳統(tǒng)檢測設(shè)備技術(shù)局限，解決行業(yè)傳統(tǒng)1倍以下物鏡（Objective Lens）僅支持單孔檢測、需兩臺設(shè)備分別完成大視野觀測與高精度測量的行業(yè)痛點(diǎn)。設(shè)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(zhuǎn)塔鼻輪（Turret Nose Wheel），單臺設(shè)備即可全覆蓋大視野全域觀測、納米級高精度測量兩大核心需求，無需頻繁切換檢測設(shè)備，大幅提升量產(chǎn)場景下的檢測效率（Inspection Efficiency）與數(shù)據(jù)精準(zhǔn)度（Data Accuracy），高度適配半導(dǎo)體規(guī)模化量產(chǎn)精密檢測場景。

晶圓相關(guān)實(shí)測應(yīng)用圖示及說明（半導(dǎo)體專屬）

（圖示為化學(xué)機(jī)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(cè)為局部放大細(xì)節(jié)圖，右側(cè)為整體共面度分析圖，直觀呈現(xiàn)設(shè)備大視野3D精密測量能力，助力研磨碟盤質(zhì)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(zhǔn)采集晶圓形變核心數(shù)據(jù)，有效保障晶圓加工及封裝（Packaging）精度，規(guī)避芯片破損、虛焊等封裝不良問題）

新啟航半導(dǎo)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(biāo)國際一線品牌，大視野設(shè)計(jì)，輕松應(yīng)對高低反射、復(fù)雜材料測量場景。

免責(zé)聲明（Disclaimer）

一、內(nèi)容溯源與適用范圍（Source & Scope of Application）

本文全部技術(shù)參數(shù)、結(jié)構(gòu)原理、機(jī)型適配及對比數(shù)據(jù)，均源自設(shè)備原廠官方資料、權(quán)威標(biāo)準(zhǔn)文獻(xiàn)及公開招標(biāo)驗(yàn)收文件，僅用于技術(shù)研究、方案對比及行業(yè)參考，不作任何商業(yè)用途。

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