產(chǎn)品介紹：

德國(guó)OptoSurf WaferMaster WM 300 角分辨光散射(ARS)技術(shù)粗糙度測(cè)量系統(tǒng)，也叫光學(xué)粗糙度測(cè)試儀。

先進(jìn)半導(dǎo)體封測(cè)應(yīng)用工藝如扇出型晶圓級(jí)封裝 (FOWLP) 及扇出型面板級(jí)封裝(FOPLP) 需將晶圓或面板減薄至 50 - 30 μm ，于是晶背研磨工藝后的晶圓粗糙度測(cè)量極其重要。OptoSurf 的角分辨散射粗糙度測(cè)量系統(tǒng)取代了傳統(tǒng)的 WLI （白光干涉）或 AFM （原子力顯微鏡 ）小面積測(cè)量技術(shù)已經(jīng)用于超導(dǎo)的高質(zhì)量拋光金屬表面的表面測(cè)量中得到充分證明，可在 30 秒內(nèi)精 準(zhǔn)測(cè)量< 1 nm 的 Ra 值以獲得整個(gè)200 毫米晶圓區(qū)域的粗糙度以及微米范圍內(nèi)的翹曲和納米范圍內(nèi)的波紋度。

光學(xué)粗糙度測(cè)試儀WaferMaster WM 300 不像傳統(tǒng)輪廓儀需要長(zhǎng)時(shí)間的垂直高度掃描加上水平拼接以得到3D的表面輪廓進(jìn)行耗時(shí)粗糙度計(jì)算。而是利用角分辨光散射技術(shù)測(cè)量晶圓表面梯度角計(jì)算的粗糙度，以每秒2000次 高速掃描全晶圓表面上面的粗糙度，為目前業(yè)界蕞快全晶圓粗糙度測(cè)量系統(tǒng)，可以依各種樣品形狀尺寸客制化量測(cè)探頭以及平臺(tái)解決方案。WM 300 可直接計(jì)算得到以微米為單位的粗糙度值，波紋度和輪廓值。角分辨光散射測(cè)量不受探頭與樣品間距離變化影響，并可在震動(dòng)環(huán)境下保證測(cè)量準(zhǔn)確性。

芯片在轉(zhuǎn)臺(tái)上旋轉(zhuǎn)，角散射光傳感器從邊緣向中心連續(xù)移動(dòng)。 該系統(tǒng)可以在 200 毫米晶圓上進(jìn)行 25,000 次測(cè)量

* US 磚利號(hào) 10,180,316 B2

光學(xué)粗糙度測(cè)試儀的通用規(guī)格

• 使用 670 nm 激光測(cè)量非接觸式 ARS 散射光原理  (LED光源 670 nm，光斑尺寸 0.9 mm ; 高分辨率選項(xiàng)  0.03 毫米光斑的激光)

• 通過(guò)晶圓旋轉(zhuǎn)技術(shù)和線(xiàn)性傳感器移動(dòng)進(jìn)行測(cè)量掃描

• 樣品測(cè)量蕞大晶圓尺寸 300 毫米 , OptoScan 600機(jī)型支持600 x 600 mm 面板

• 300 mm晶圓全區(qū)域掃描量測(cè)時(shí)間 60 秒 ; 轉(zhuǎn)軸直接驅(qū)動(dòng) ，無(wú)鐵芯

• 直驅(qū)旋轉(zhuǎn)軸，無(wú)鐵芯 ; 傾斜誤差 < 5 弧秒  直驅(qū)直線(xiàn)軸，無(wú)鐵芯; 傾斜誤差 < 10 弧秒, 旋轉(zhuǎn)軸跟隨磨痕方向.

• 無(wú)風(fēng)扇嵌入式計(jì)算機(jī) PC Windows 7

• SECCS/GEM 接口選項(xiàng)

• 外殼 ≈ 700/700/1800 (mm, L/W/H)

• 不需防震

• 重量 ≈ 100公斤

• 粗糙度標(biāo)準(zhǔn) Ra >0,5 nm

• 轉(zhuǎn)速達(dá) 120 rpm

• 旋轉(zhuǎn)工作臺(tái) < 0,5 μm

• 傳感器速度高達(dá) 2000/s 數(shù)據(jù)傳輸

• 德國(guó)真空吸盤(pán)（Metapor、Witte）

• 粗糙度測(cè)量性能

• 測(cè)量范圍 ≈ 0.5 nm – 200 nm  (Ra)*

• 校正標(biāo)樣 < 0.5 nm Ra

• MSA 測(cè)試能力（1類(lèi)型 ）; 制程能力 Cg > 1,33（在 1 nm 標(biāo)樣上進(jìn)行 50 次測(cè)量 )

• 波紋度低至 1 nm

• 橫向分辨率 < 60 μm

• 測(cè)量角度 -12° … + 12° ; 范圍 ** (0,01 μm – 4 mm)

* Ra 值基于高精度表面輪廓測(cè)量系統(tǒng)的相關(guān)測(cè)量。  ** 4 mm 表示以 20 mm 基板的高度為 4 mm（局部測(cè)量角度 11°）。

Ra (nm)

磨輪 #8000

CMP拋光

平均 Ra 值為 1.5 nm 的精細(xì)研磨芯片測(cè)量示例與拋光芯片的測(cè)量對(duì)比.

散射粗糙度 共聚焦顯微鏡

160x160 (μm) 角度分布

對(duì)比共聚焦顯微鏡測(cè)量.

與白光干涉儀 (WLI)、原子力顯微鏡 (AFM) 和角散射光傳感器 (OS) 進(jìn)行比較測(cè)量。 G2 研磨晶圓，CMP（以蕞高質(zhì)量拋光的裸晶圓）

翹曲

波紋度

翹曲度和波紋度可以通過(guò)測(cè)量角度的積分來(lái)測(cè)量.

粗糙度

波紋度 線(xiàn)輪廓

雖然粗糙度低（Ra = 1.58 nm），但晶圓上仍有很強(qiáng)的波紋度，振幅約為 100 nm，波長(zhǎng)為 4mm

帶有強(qiáng)烈凹痕的晶圓

邊緣區(qū)域有裂紋的晶圓。 肉眼看不到裂縫。

但可由測(cè)得的傾斜角信號(hào)在顯示為真正的裂縫之前檢測(cè)到.

強(qiáng)度

坡度

圖案化芯片上的細(xì)微裂縫檢測(cè)是一個(gè)挑戰(zhàn)。左側(cè)散射強(qiáng)度圖，裂縫并不可見(jiàn)。 但在右側(cè)的坡度 (斜率) 圖中，平均值清楚地顯示了裂縫.

采用高分辨率模式（光斑 0.03 mm）在精細(xì)研磨晶圓中心測(cè)量波紋度。振幅在 10 – 20 nm 范圍.