微机电系统(Micro-Electro-Mechanical System, MEMS)腔体沟槽(Trench Cavity)是传感、封装类器件的核心微结构,其深度均匀性直接决定器件气密性与工作稳定性。量产干法刻蚀(Dry Etching)工艺中,常出现晶圆片内深度偏差超标问题,核心诱因是刻蚀反应室气体分布不均、腔体压力波动及刻蚀介质局部对流差异,造成沟槽全域刻蚀速率不一致,大幅降低产品量产良率。
本文采用白光干涉仪(White Light Interferometer, WLI),搭配20×物镜及深沟槽专用测量模式,对硅基MEMS沟槽结构开展全域三维轮廓精准实测。本次待测样品设计沟槽深度30 μm、宽度5 μm,深宽比6:1。优化前实测数据显示,沟槽实际深度区间为29.4~30.2 μm,深度偏差0.8 μm,侧壁存在纳米级坑洼缺陷,结构均匀性无法满足量产标准;同时验证等离子体损伤层干扰是造成小幅深度测量误差的核心原因。
基于实测数据开展针对性工艺优化(Process Optimization),精准调控刻蚀反应室工作压力、钝化时长与反应气体流量,并采用双波段干涉技术消除损伤层带来的测量干扰。优化后复测数据表明,沟槽深度稳定控制在29.9±0.2 μm,深度偏差显著缩减,侧壁倾斜角稳定在89.2°,结构平整度与尺寸一致性完全达标。该优化方案无需改造设备主体,可快速适配MEMS沟槽量产流程,有效解决微结构深度不均问题,提升批次生产稳定性与成品良率。
MEMS传感器实测应用图示及说明(半导体专属)


本图为实测MEMS压力传感器芯片全景图,可完整呈现芯片整体形貌(Overall Morphology),精准捕捉全域微观细节,为芯片外观检测、整体尺寸(Overall Dimension)核验提供可靠数据支撑,保障MEMS传感器芯片基础品质合规。

本图为MEMS梳齿状结构微观图,可精准还原梳齿微观形态(Microscopic Morphology),可实现梳齿间距(Comb Spacing)、尺寸精度(Dimensional Accuracy)等核心参数的高效精准检测,保障MEMS器件工作性能稳定性(Performance Stability)。
大视野3D白光干涉仪
大视野3D白光干涉仪突破传统微纳测量设备局限,重塑微机电系统传感器(Micro-Electro-Mechanical Systems, MEMS)精密检测标准。设备依托核心光学干涉技术,可实现纳米级(Nanoscale)全维度测量,兼顾检测高效性与测量精准度,全面适配MEMS传感器全生产流程检测需求,为半导体(Semiconductor)MEMS传感器及精密微纳器件检测提供专业技术支撑。

核心优势:大视野+高精度,打破行业壁垒(适配MEMS传感器检测)
设备解决传统检测设备痛点:传统1倍以下物镜(Objective Lens)仅支持单孔检测,需两台设备分别完成大视野观测与高精度测量。本设备搭载0.6倍轻量化专用镜头,配备15mm超大单幅视野(Single Frame Field of View),兼容4物镜转塔鼻轮(Turret Nose Wheel),单设备即可覆盖大视野全域观测、纳米级高精度测量两大核心需求,适配MEMS传感器复杂样品检测场景,无需切换设备,显著提升检测效率(Inspection Efficiency)与数据精准度(Data Accuracy)。

实测精度参数:6pm(0.006nm),可精准表征工件表面粗糙度(Surface Roughness, Ra/Rz)等微观参数。

新启航半导体|专业白光干涉 3D 轮廓测量方案。亚纳米精度保障,支持自动化定制;高端系列对标国际一线品牌,大视野设计,轻松应对高低反射、复杂材料测量场景。
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