摘要
超薄薄膜（Ultra-thin Film）廣泛應用于半導體晶圓（Wafer）、鈣鈦礦光伏、微機電系統（MEMS）等核心工業領域。薄膜濺射（Sputtering）、真空蒸鍍（Evaporation）制備工藝易產生納米級微觀工藝異常，直接制約半導體器件、光伏器件的良率與穩定性提升。本文重點闡述白光干涉儀（White Light Interferometer, WLI）非接觸式三維形貌檢測技術，在超薄薄膜工藝異常識別、制程問題溯源中的工程應用價值與技術優勢。
傳統檢測設備中，探針輪廓儀（Stylus Profiler）存在樣品接觸損傷、單點檢測效率低的固有短板，原子力顯微鏡（Atomic Force Microscope, AFM）視場范圍狹小，無法實現大面積薄膜全域缺陷快速篩查，難以滿足量產質控需求。WLI 依托低相干垂直掃描干涉（Vertical Scanning Interferometer, VSI）核心技術，垂直檢測分辨率可達亞納米級別，可精準完成樣品表面三維點云重構，量化表征表面粗糙度（Surface Roughness）、膜厚梯度、針孔缺陷、局部褶皺、界面分層等各類薄膜工藝異常指標。
在工業化制程應用中，依托大視場物鏡與圖像自動拼接技術，可實現整片超薄薄膜全域掃描檢測，精準定位異常區域分布規律。通過將WLI形貌檢測數據與薄膜沉積功率、基材預處理工藝、設備工位校準參數等核心制程參數交叉比對，可精準區分基材原生缺陷、鍍膜源參數波動、生產環境擾動等不同異常誘因，為磁控濺射（Magnetron Sputtering）、真空蒸鍍工藝參數迭代優化提供量化數據支撐，有效降低工藝試錯成本，提升薄膜整體均勻性與終端器件可靠性。
該檢測技術完全符合 ISO 25178 三維面形評定國際標準，兼顧實驗室研發標定與產線批量質控場景，是目前超薄薄膜制備工藝異常分析的高效、精準檢測手段。
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（Chemical Mechanical Polishing, CMP）后晶圓實測數據，檢測精度可達6pm（0.006nm），完全滿足半導體超光滑表面（Ultra-Smooth Surface）檢測標準，適配高端芯片晶圓精密檢測場景）
（圖示為CMP拋光后晶圓表面實測數據，表面粗糙度（Surface Roughness, Ra）=0.96nm，可精準量化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=0.9μm，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，為后續芯片鍵合（Bonding）工序提供可靠工藝基礎）
二、大視野3D白光干涉儀核心技術優勢
大視野3D白光干涉儀突破傳統半導體精密檢測設備的技術局限，構建晶圓（Wafer）全流程檢測新范式。設備依托自主核心創新技術，實現一機兼容納米級（Nanoscale）多場景精密測量，兼具超高檢測效率與亞納米級測量精度，全面適配半導體晶圓加工、封裝、質控全流程檢測需求，為半導體（Semiconductor）領域精密測量（Precision Measurement）建立標準化檢測依據，提供權威、可溯源的檢測數據支撐。
核心優勢：大視野+高精度，打破半導體檢測行業技術壁壘
設備突破行業常規設備局限，徹底解決傳統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。本機搭載0.6倍輕量化專用鏡頭，配備15mm超大單幅視野（Single Frame Field of View），搭配可兼容4組物鏡的轉塔鼻輪（Turret Nose Wheel），單臺設備即可全覆蓋大視野宏觀觀測、高精度微觀測量兩類核心需求。無需頻繁切換檢測設備，大幅提升半導體工件檢測效率（Inspection Efficiency）與數據精準度（Data Accuracy），高度適配半導體量產質控場景。
晶圓相關實測應用圖示及說明（半導體專屬場景）
（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，右側為全域共面度分析圖，直觀呈現設備大視野3D全域測量能力，助力研磨碟盤出廠及在用質量管控（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）高精度測量，可精準捕捉晶圓全域形變數據，有效保障晶圓加工及芯片封裝（Packaging）精度，規避封裝環節芯片破損、虛焊等工藝不良問題）
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