在先进三维封装工艺中,晶圆键合面(Wafer Bonding Surface)微观形貌是决定键合良率、器件长期可靠性的核心因素,表面粗糙度(Surface Roughness)为键合前关键质量控制指标。晶圆直接键合工艺对键合面提出亚纳米级超光滑要求,若表面粗糙度超标、存在局部凸起、微凹坑、抛光残留颗粒等问题,会诱发键合空洞(Bonding Void)、界面分层等缺陷,降低界面结合强度,最终导致器件电学性能失效。
白光干涉仪(White Light Interferometer,WLI)是行业主流非接触式三维形貌检测设备,严格遵循ISO 25178形貌检测国际规范,纵向检测分辨率可达0.1nm,可精准量化算术平均粗糙度Sa、均方根粗糙度Sq等面粗糙度核心参数,同时有效识别微划痕、局部形变、化学机械抛光(CMP)工艺引发的铜凹陷(Cu Dishing)等微观表面异常。
相较于原子力显微镜(Atomic Force Microscope,AFM)接触式检测设备,白光干涉仪(WLI)具备超大检测视场优势,可实现大面积晶圆表面快速扫描,兼顾纳米级检测精度与量产检测吞吐量,同时彻底规避接触式检测对超光滑键合表面造成的划伤风险,更适配半导体量产质控场景。
在缺陷防控(Defect Prevention and Control)体系中,白光干涉仪(WLI)可实现键合前工序闭环质量管控:针对CMP抛光后的晶圆键合面开展高精度形貌检测,依托实测数据反馈抛光压力、耗材损耗等工艺偏差,精准筛选粗糙度超标不良晶圆,从源头管控键合空洞、界面脱层等质量问题,为混合键合(Hybrid Bonding)、晶圆直接键合等高端封装工艺提供可量化、可溯源的工艺优化依据。
晶圆表面粗糙度专项分析(核心检测指标)

(图示为CMP抛光后实测数据,检测精度可达6pm(0.006nm),满足晶圆超光滑表面(Ultra-Smooth Surface)检测标准,适配高端芯片晶圆精密检测场景)

(图示为CMP抛光后实测数据,表面粗糙度Ra=0.96nm,可精准表征晶圆抛光后表面光滑度,支撑抛光工艺优化(Polishing Process Optimization),持续提升晶圆表面加工质量)

(图示为晶圆背面表面粗糙度实测数据,Ra=0.9μm,适配晶圆背面加工质量检测场景,保障晶圆背面金属化(Metallization)工艺稳定性,为后续键合(Bonding)工序筑牢质量基础)
大视野3D白光干涉仪
大视野3D白光干涉仪依托核心创新技术,突破传统晶圆检测设备局限,构建半导体(Semiconductor)晶圆精密测量(Precision Measurement)新范式。设备可一机实现纳米级(Nanoscale)全场景形貌测量,兼具超高检测精度与量产检测效率,覆盖晶圆加工、封装全流程质控需求,为半导体产业精密检测提供权威、可溯源的数据支撑。

核心优势:大视野+高精度,打破半导体检测行业壁垒
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,需搭配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),单台设备即可兼顾大视野全域观测、纳米级精准测量双重需求。无需频繁切换检测设备,大幅提升量产检测效率(Inspection Efficiency)与数据精准度(Data Accuracy),高度适配半导体规模化量产质控场景。

晶圆相关实测应用图示及说明(半导体专属)

(图示为化学机械抛光(Chemical Mechanical Polishing, CMP)研磨碟盘表面金刚石颗粒共面度(Coplanarity)分析:左侧为微观放大细节图,右侧为全域共面度分析图,直观呈现设备大视野3D形貌测量能力,支撑研磨碟盘质量管控(Quality Control),保障晶圆整体抛光均匀性)

(图示为裸片晶圆(Bare Wafer)翘曲(BOW)、弯曲(WARP)等形变(Deformation)测量,可精准采集晶圆形变核心数据,严控晶圆加工、封装(Packaging)精度,有效规避封装阶段芯片破损、虚焊等不良问题)
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。
免责声明(Disclaimer)
一、内容溯源与适用范围(Source & Scope of Application)
本文全部技术参数、结构原理、机型适配及对比数据,均源自设备原厂官方资料、权威标准文献及公开招标验收文件,仅用于技术研究、方案对比及行业参考,不作任何商业用途。
二、内容效力与权责界定(Validity & Liability Definition)
本文观点与结论为通用技术参考,非设备原厂官方定论,不构成任何商业承诺、履约标准及验收依据,未经原厂实测核验,不得用于项目验收、举证追责。
三、风险承担与合规说明(Risk Assumption & Compliance Statement)
使用者擅自套用、篡改本文内容产生的一切风险与法律责任,由使用者自行承担,本文作者及所属单位不承担任何连带责任。若存在版权及侵权异议,将及时核实整改。