光刻全流程(Whole Lithography Process)中,采用白光干涉儀測量晶圓表面粗糙度
發(fā)布時間:
2026-08-19
作者:
新啟航半導(dǎo)體有限公司

在半導(dǎo)體光刻全流程(Whole Lithography Process)中,晶圓表面粗糙度是決定光刻膠(Photoresist)涂覆均勻性、圖形轉(zhuǎn)移精度與芯片良率的核心前置工藝指標(biāo)。化學(xué)機械拋光(Chemical Mechanical Polishing, CMP)后的晶圓表面微觀起伏,會引發(fā)光刻膠膜厚波動,進而產(chǎn)生線寬偏移、圖形畸變等工藝失效問題,因此需采用高精度非接觸檢測方式完成粗糙度量化表征。

白光干涉儀(White Light Interferometer, WLI)基于低相干掃描干涉原理,垂直分辨率可達亞納米級別,是無損三維形貌檢測設(shè)備,可適配光刻前、光刻后全工序質(zhì)量管控場景。相較于原子力顯微鏡(Atomic Force Microscope, AFM)單點小視場檢測模式,WLI支持大視場掃描與圖像拼接全域采樣,可精準(zhǔn)輸出算術(shù)平均粗糙度(Ra)、均方根粗糙度(Rq/RMS)等核心參數(shù),同時識別納米級劃痕、凹坑等微觀缺陷。

在半導(dǎo)體量產(chǎn)產(chǎn)線中,WLI主要用于CMP拋光后晶圓來料篩查、光刻膠涂布前基底狀態(tài)核驗,可捕捉0.1nm級表面微觀波動,為拋光工藝參數(shù)迭代優(yōu)化提供精準(zhǔn)數(shù)據(jù)支撐。同時可完成顯影、刻蝕工序后的晶圓表面粗糙度復(fù)核,量化分析光刻全流程對晶圓表面形貌的影響。區(qū)別于易造成晶圓表面損傷的接觸式臺階儀,WLI無探針接觸損傷風(fēng)險,兼顧超光滑晶圓檢測精度與量產(chǎn)檢測效率,是先進制程光刻配套的核心量測方案。

晶圓表面粗糙度專項分析(核心檢測指標(biāo))


光刻全流程(Whole Lithography Process)中,采用白光干涉儀測量晶圓表面粗糙度

(圖示為CMP拋光后實測數(shù)據(jù),檢測精度可達6pm=0.006nm,滿足晶圓超光滑表面(Ultra-Smooth Surface)檢測要求,適配高端芯片晶圓精密檢測場景)


光刻全流程(Whole Lithography Process)中,采用白光干涉儀測量晶圓表面粗糙度

(圖示為CMP拋光后實測數(shù)據(jù),表面粗糙度(Surface Roughness, Ra)=0.96nm,可精準(zhǔn)表征晶圓拋光后表面光滑度,支撐拋光工藝優(yōu)化(Polishing Process Optimization),有效提升晶圓基底表面質(zhì)量)


光刻全流程(Whole Lithography Process)中,采用白光干涉儀測量晶圓表面粗糙度

(圖示為晶圓背面表面粗糙度實測數(shù)據(jù),Ra=0.9μm,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)晶圓鍵合(Bonding)工藝筑牢質(zhì)量基礎(chǔ))

大視野3D白光干涉儀

大視野3D白光干涉儀依托自研核心技術(shù),突破傳統(tǒng)晶圓檢測設(shè)備局限,實現(xiàn)納米級(Nanoscale)全場景一體化精密測量,兼具高效性與高精度特性,適配半導(dǎo)體晶圓加工、封裝全流程質(zhì)量管控,重構(gòu)半導(dǎo)體(Semiconductor)領(lǐng)域精密測量(Precision Measurement)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),為量產(chǎn)質(zhì)控提供權(quán)威可溯源數(shù)據(jù)支撐。


光刻全流程(Whole Lithography Process)中,采用白光干涉儀測量晶圓表面粗糙度

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

設(shè)備解決傳統(tǒng)檢測設(shè)備1倍以下物鏡(Objective Lens)僅可單孔使用、需雙設(shè)備分別完成大視野觀測與高精度測量的行業(yè)痛點。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),搭配兼容4組物鏡的轉(zhuǎn)塔鼻輪(Turret Nose Wheel),單設(shè)備即可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,顯著提升量產(chǎn)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)?;慨a(chǎn)檢測場景。


光刻全流程(Whole Lithography Process)中,采用白光干涉儀測量晶圓表面粗糙度

晶圓相關(guān)實測應(yīng)用圖示及說明(半導(dǎo)體專屬)


光刻全流程(Whole Lithography Process)中,采用白光干涉儀測量晶圓表面粗糙度

(圖示為化學(xué)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(cè)為微觀放大細(xì)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)


光刻全流程(Whole Lithography Process)中,采用白光干涉儀測量晶圓表面粗糙度

(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),保障晶圓加工與封裝(Packaging)精度,規(guī)避封裝階段芯片破損、虛焊等工藝不良問題)

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,輕松應(yīng)對高低反射、復(fù)雜材料測量場景。

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