[新启航]白光干涉仪在晶圆化学蚀刻后的 3D 轮廓测量

摘要： 本文阐述了白光干涉仪在晶圆化学蚀刻后 3D 轮廓测量中的应用。介绍了白光干涉仪的工作原理与技术优势，通过实际案例分析其在获取蚀刻后晶圆表面精确 3D 轮廓数据方面的有效性，为半导体制造中晶圆表面质量检测提供了重要参考。

关键词：白光干涉仪；晶圆；化学蚀刻；3D 轮廓测量

一、引言

在半导体制造过程中，晶圆的表面质量对芯片性能起着决定性作用。化学蚀刻作为关键工艺步骤，会改变晶圆表面形貌。精确测量蚀刻后晶圆的 3D 轮廓，对于评估蚀刻效果、优化工艺参数至关重要。白光干涉仪作为一种先进的非接触式测量设备，在该领域展现出独特优势。

二、白光干涉仪工作原理

白光干涉仪基于白光干涉原理，投射宽带光源到晶圆表面。晶圆表面反射光与参考光干涉形成干涉图样。通过分析干涉图样，利用精密 Z 向扫描模块及 3D 建模算法，可获取晶圆表面三维形貌信息。由于白光具有宽光谱特性，不同波长光干涉条纹位置不同，根据条纹特征能精确计算表面高度变化，实现高精度 3D 轮廓测量。

三、技术优势

3.1 非接触测量

避免传统接触式测量对晶圆表面造成损伤，尤其适用于化学蚀刻后脆弱的晶圆表面，确保测量过程不引入额外缺陷，保障晶圆质量。

3.2 高分辨率

能够检测到纳米级别的表面变化，满足半导体制造对晶圆表面高精度测量需求，可精确分辨蚀刻后晶圆表面细微特征，如微小凹槽、凸起等。

3.3 快速测量

自动化测量流程极大缩短检测时间，提高生产效率。在大规模晶圆制造中，可快速完成大量晶圆检测，及时反馈工艺信息。

3.4 多参数检测

不仅能测量 3D 轮廓，还可同时评估晶圆表面粗糙度、平整度、曲率等参数，全面反映晶圆表面质量状况，为工艺优化提供丰富数据支持。

四、应用实例

在某半导体制造企业，对化学蚀刻后的 8 英寸晶圆进行 3D 轮廓测量。使用白光干涉仪，设置合适测量参数，对晶圆表面多个区域进行扫描。测量结果清晰呈现蚀刻后表面微观形貌，精确获取了蚀刻凹槽深度、宽度及表面起伏等数据。通过数据分析，发现部分区域蚀刻深度未达到设计要求，及时调整蚀刻工艺参数，后续生产的晶圆质量得到显著提升。

五、结语

白光干涉仪在晶圆化学蚀刻后的 3D 轮廓测量中具有重要应用价值，凭借其高精度、非接触、快速及多参数检测等优势，为半导体制造提供了可靠的测量手段，有助于提升晶圆质量与生产效率，推动半导体产业发展。

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