引言（yán）：半導體產業是一個點石成金的行業，將從普通的石英砂中提取的矽原（yuán）料製成擁有現代工業係（xì）統“心髒”之稱的IC芯片，中間須曆經數十上百道工序，從矽晶圓的製備到晶圓IC的製造，每一步都對工藝流程的質量有著嚴格的管控要求，由各（gè）式各樣的檢測儀器共同（tóng）組成了產品質量監控的守門員（yuán），而（ér）在這之中，作為產品表麵質量檢測儀（yí）器的光學3D表麵輪廓儀，以其超高的檢（jiǎn）測精度和重複性，發（fā）揮著重（chóng）要的作用。

　　中圖儀器SuperView W1光學3D表麵輪廓儀，是一款專用於超精密加工領域的光學檢測儀器，其分辨率可（kě）達0.1nm。半導體產業作為超精密（mì）加工領域一顆璀璨的明（míng）珠，在其矽晶圓的製備和（hé）晶圓IC的製造過程中，光學3D表麵（miàn）輪廓儀都以其強大的表麵質量（liàng）檢測功能給（gěi）這顆明珠（zhū）增添一份靚麗的色彩（cǎi）。

矽晶（jīng）圓的（de）粗糙度檢測（cè）

在半（bàn）導體產業（yè）中，矽晶圓的製備（bèi）質量（liàng）直接關係著晶圓IC芯片的製造質量，而矽晶圓的製備（bèi），要（yào）經過十數道工序，才（cái）能將一根矽棒製成一（yī）片片光滑如鏡麵的拋光矽晶圓（yuán），如下圖所示，提取表麵一區域進行掃描（miáo）成像。

通過上圖我（wǒ）們看（kàn）到，製備好的拋光矽晶圓表麵輪廓（kuò）起伏已在數納米以內，其（qí）表麵粗糙度（dù）在（zài）0.5nm左右，由於其粗糙度精度已到亞（yà）納米量級，而在此量級上，接觸式輪（lún）廓儀和一般的非接觸式儀器均無法滿足檢測要求，隻有（yǒu）結合了光學幹涉原理和精密（mì）掃描模塊（kuài）的光學3D表（biǎo）麵輪廓（kuò）儀才適用。

晶圓IC的輪廓檢測

晶圓（yuán）IC的（de）製造過程可簡單看作是將光罩上的電（diàn）路圖通過UV蝕刻到鍍（dù）膜和感光層後的矽晶（jīng）圓上這一過（guò）程，其中由於光罩中電路結構尺寸極小，任何微小的粘附異物和瑕疵均會導致製造的晶（jīng）圓IC表麵存在缺陷，因此必須對光罩和晶圓IC的表麵輪廓進行檢測。下圖是（shì）一塊（kuài）蝕刻後的晶圓IC，使用光學3D表麵輪廓（kuò）儀對其中一個微結構（gòu）掃描（miáo）還原3D圖像，並測量其（qí）輪廓（kuò）尺（chǐ）寸。

晶圓IC減薄後的粗糙度檢測

在矽晶圓的蝕刻完成後，根據不同的應（yīng）用需（xū）求，需要對製備（bèi）好的晶圓IC的背麵進行不同程度的減薄處理，在這個過（guò）程中，需要對減薄後的晶圓IC背麵的表麵粗糙度進行監控以（yǐ）滿足後續的應用（yòng）要求。在減薄工序中，晶圓IC的背麵要經過粗磨和細磨兩道（dào）磨削工序，下圖是粗磨後的晶圓IC背麵，選取其中區域進行成像分析。

從上圖可以看出（chū），粗磨後的表（biǎo）麵（miàn）存在明顯的磨削紋路，而3D圖像顯（xiǎn）示在左下部分存在一處凹坑瑕疵，沿垂直紋（wén）理方向提取剖麵（miàn）輪廓並經過該瑕疵，在剖（pōu）麵輪廓曲線裏可看到該處瑕疵最大起伏在2.4um左右，而磨削紋理起伏最大在1um範圍內波動（dòng），並獲取該區域的麵粗糙（cāo）度Sa為216nm，剖麵線的粗糙（cāo）度Ra為241nm。

而在經過細磨後，晶圓（yuán）IC背麵的磨削紋理已基本看不出，選取表麵區域進行（háng）成像（xiàng）分析。

從上圖（tú）可知，在經過細磨之後，晶圓IC背麵的磨削紋理輪廓（kuò）起伏已（yǐ）經降到36nm附近，其表（biǎo）麵粗糙度也已經從200多nm直（zhí）降到（dào）6nm左右。

以上是SuperView W1光學3D表麵輪廓儀在半導體產業中的幾種典（diǎn）型應用案例。目前我國正在大力推進半導體產業跨越式大發展，中圖儀器SuperView W1光學3D表（biǎo）麵輪（lún）廓儀必（bì）將（jiāng）為此貢獻（xiàn）更多力量。