对半导体光刻基底的表面质量控制·托托科技三维光学轮廓仪

根据应用场景的不同，在半导体光刻中会用到多种不同材料的基底，比如常见的硅、碳化硅、石英玻璃、陶瓷或者柔性材料等。基底的表面质量直接决定了光刻胶均匀性、工艺参数及最终的器件性能。随着半导体产业的持续发展，以及越来越多的微纳结构被投入实际应用，对不同材料基底的需求也正随之增加。在这之中，如何对基底表面的粗糙度进行精准、高效的定量表征，已成为品质管控中不可或缺的一环。

透明基底

不同于金属或半导体等强反射材料，光线在穿透透明基底时大部分透射而非反射，并非所有的光学测量手段都适合对透明基底进行测量。

石英玻璃粗糙度测试结果图

以石英玻璃为例，托托科技三维光学轮廓仪可稳定地对高透过率的透明基底进行测量，设备粗糙度RMS重复性优于0.008 nm，充分满足对透明基底表面质量的严苛要求。

单次扫描覆盖面积提升百倍，效率与精度兼得

原子力显微镜（AFM）作为微纳尺度表面表征的传统手段，其测量效率长期受限于压电扫描器的物理行程，单次扫描范围通常在数十至百余微米级别。

托托科技的三维光学轮廓仪的标准视场可达2200×1400 μm（10×物镜），在保证同等测量精度的前提下，三维光学轮廓仪的单视场远大于AFM，是其单次扫描面积的数百倍。更大的视场意味着在一次测量中能够覆盖更广阔的表面区域，有效反映样品的整体粗糙度分布，避免因采样面积过小导致的统计偏差，这对于表面均匀性评估尤为关键。

抛光硅片

硅片属于高反射材料，信号获取并不是难事。但在半导体制程中，硅片经过切割、研磨、抛光等多道加工工序后，大尺寸硅片极易引入一定程度的翘曲或面型起伏。传统的白光干涉仪采用手动调节俯仰台的方式来调整干涉条纹，这意味着每一次改变视野都可能需要人为进行干预。

硅片表面粗糙度测试结果图

托托科技三维光学轮廓仪则克服了这一问题，通过搭载自动找焦与智能调平功能，操作人员不必再频繁地手动调节干涉条纹。智能调平可自动调节样品台俯仰角度，使样品表面快速达到完全水平状态，确保干涉条纹均匀清晰；自动找焦则精确锁定最佳焦面位置，排除手动操作带来的对焦差异。两者协同作用，让每一次测量都变得更加容易。

多点测量能力全面表征粗糙度分布

粗糙度在晶圆表面的分布可能存在不均匀性，单点测量结果并不能代表整片表面的真实质量状况，需要通过不同区域的多点扫描来全面表征，这一测量理论也在国际半导体产业协会发布的SEMI M40指南中被明确提及。

基于SEMI M40的指导，在晶圆上选取5点或9点进行粗糙度的测量将增加结果的可靠性。操作人员可根据测量需求，使用托托科技三维光学轮廓仪在样品表面选取多个测量区域分别完成图像采集与数据计算，软件将各点位的测量结果汇总至统一的数据报告中，便于用户将数据进行横向对比，有效评估粗糙度在晶圆不同区域的分布情况。

托托科技MV-7000三维光学轮廓仪

神影MV-1000/MV-7000系列三维光学轮廓仪，覆盖从纳米级至毫米级的表面形貌分析需求，可测量线粗糙度、面粗糙度、台阶高度、面型轮廓、曲率等丰富的二维与三维参数。粗糙度RMS重复性可达0.003 nm（MV-1000）及0.008 nm（MV-7000），台阶高度测量重复性优于0.1%（2.97μm）。软件方面内置丰富的二维/三维测量工具，所有结果均可一键导入自定义报告模板，生成符合规范的检测报告。设备可广泛应用于超精密光学元件、半导体制造、3C电子、机械制造、生物医疗等领域的微纳光学检测。

石英片与硅片的表面粗糙度控制，是精密制造领域中的关键一环。托托科技神影系列MV-1000/MV-7000三维光学轮廓仪，具备纳米级垂直分辨率与亚埃级重复性，能够从容应对高透石英基底及各类半导体材料的表面形貌表征需求。配合符合行业规范的多点测量方案与高效的数据管理能力，设备为品质管控提供了兼具精准度与统计意义的检测依据。从实验室研发到产线质检，托托科技三维光学轮廓仪以硬核实力赋能每一道检测环节，助力精密制造向更高标准迈进。

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