晶圓在加工過(guò)程中的形貌及關(guān)鍵尺寸對器件的性能有著(zhù)重要的影響，而形貌和關(guān)鍵尺寸測量如表面粗糙度、臺階高度、應力及線(xiàn)寬測量等就成為加工前后的步驟。以下總結了從宏觀(guān)到微觀(guān)的不同表面測量方法：?jiǎn)畏N測量手段往往都有著(zhù)自身的局限性，實(shí)際是往往是多種測量方法配合使用。此外，除表面形貌和臺階測量外，在晶圓制程中需要進(jìn)行其他測量如缺陷量測、電性量測和線(xiàn)寬量測。通過(guò)多種測量方式的配合，才能保證器件的良率和性能。

半導體晶圓表面形貌的測量可以直接反映晶圓的質(zhì)量和性能。通過(guò)對晶圓表面形貌的測量，可以及時(shí)發(fā)現晶圓制造中的問(wèn)題，比如晶圓的形貌和關(guān)鍵尺寸測量如表面粗糙度、臺階高度、應力及線(xiàn)寬測量等，這些因素都會(huì )直接影響晶圓制造和電子元器件的質(zhì)量。以下是幾種晶圓表面形貌及臺階高度的測量方法：

1、光學(xué)3D表面輪廓儀

SuperViewW系列光學(xué)3D表面輪廓儀以白光干涉掃描技術(shù)為基礎研制而成，以光學(xué)非接觸的掃描方式對樣品表面微觀(guān)形貌進(jìn)行檢測。其輪廓尺寸測量功能支持納米級別的臺階高和微米級別的平面尺寸測量，包含角度、曲率等參數；可用于半導體減薄片、鍍膜片晶圓IC的粗糙度、微觀(guān)輪廓測量。

針對半導體領(lǐng)域大尺寸測量需求，SuperViewW3型號配備兼容型12英寸真空吸盤(pán)，一鍵測量大尺寸微觀(guān)三維形貌。

SuperViewW3

半導體領(lǐng)域專(zhuān)項功能

1.同步支持6、8、12英寸三種規格的晶圓片測量，并可一鍵實(shí)現三種規格的真空吸盤(pán)的自動(dòng)切換以適配不同尺寸晶圓；

2.具備研磨工藝后減薄片的粗糙度自動(dòng)測量功能，能夠一鍵測量數十個(gè)小區域的粗糙度求取均值；

3.具備晶圓制造工藝中鍍膜臺階高度的測量，覆蓋從1nm~1mm的測量范圍，實(shí)現高精度測量；

2、共聚焦顯微鏡

VT6000共聚焦顯微鏡以轉盤(pán)共聚焦光學(xué)系統為基礎，是以共聚焦技術(shù)為原理的光學(xué)3D表面形貌檢測儀。不同的是，SuperViewW系列光學(xué)3D表面輪廓儀擅長(cháng)亞納米級超光滑表面的檢測，追求檢測數值的準確；VT6000共聚焦顯微鏡更擅長(cháng)微納級粗糙輪廓的檢測，能夠提供色彩斑斕的真彩圖像便于觀(guān)察。

有圖晶圓

3、CP系列臺階儀

CP系列臺階儀是一款超精密接觸式微觀(guān)輪廓測量?jì)x器。它采用了線(xiàn)性可變差動(dòng)電容傳感器LVDC，具備超微力調節的能力和亞埃級的分辨率，同時(shí)，其集成了超低噪聲信號采集、超精細運動(dòng)控制、標定算法等核心技術(shù)，使得儀器具備超高的測量精度和測量重復性。

在半導體晶圓制造過(guò)程中，能夠測量樣品表面的2D形狀或翹曲：因多層沉積層結構中層間不匹配所產(chǎn)生的翹曲或形狀變化，或者類(lèi)似透鏡在內的結構高度和曲率半徑。

4、無(wú)圖晶圓幾何量測系統

WD4000無(wú)圖晶圓幾何量測系統采用高精度光譜共焦傳感技術(shù)、光干涉雙向掃描技術(shù)，完成非接觸式掃描并建立3D Mapping圖，實(shí)現晶圓厚度、TTV、LTV、Bow、Warp、TIR、SORI、等反應表面形貌的參數。

WD4000無(wú)圖晶圓幾何量測系統采用白光光譜共焦多傳感器和白光干涉顯微測量雙向掃描技術(shù)，完成非接觸式掃描并建立表面3D層析圖像。通過(guò)非接觸測量，將晶圓的三維形貌進(jìn)行重建，強大的測量分析軟件穩定計算晶圓厚度，TTV，BOW、WARP、在高效測量測同時(shí)有效防止晶圓產(chǎn)生劃痕缺陷，實(shí)現Wafer厚度、翹曲度、平面度、線(xiàn)粗糙度、總體厚度變化(TTV)及分析反映表面質(zhì)量的2D、3D參數。

無(wú)圖晶圓厚度、翹曲度的測量

無(wú)圖晶圓粗糙度測量

單種測量手段往往都有著(zhù)自身的局限性，實(shí)際是往往是多種測量方法配合使用。除表面形貌和臺階測量外，在晶圓制程中需要進(jìn)行其他測量如缺陷量測、電性量測和線(xiàn)寬量測。通過(guò)多種測量方式的配合，才能保證器件的良率和性能。

在半導體制造過(guò)程中，晶圓的制備和加工是一個(gè)復雜的過(guò)程，其中很多參數和條件都會(huì )對晶圓的表面形貌產(chǎn)生影響。通過(guò)合理運用專(zhuān)業(yè)檢測設備對晶圓表面形貌進(jìn)行測量，可以了解到這些參數和條件的變化對晶圓的影響程度，從而優(yōu)化制造過(guò)程，提高晶圓制備的穩定性和一致性，減少晶圓的不良品率。