膜厚測量
關注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時間：2026-01-04
膜厚測量的實例教程
3、多樣化的測量功能
除了測量膜厚，臺階儀還可以測量表面粗糙度、臺階高度等多種表面特性，具有很強的多功能性。
4、適應范圍廣
臺階儀樣品適應面廣，對測量表面反光特性、材料種類、材料硬度都沒有特別要求。
5、操作簡單
臺階儀配備有用戶友好的操作界面和強大的數據處理軟件，操作簡單。用戶只需將探針放置在臺階上，儀器便會自動計算出薄膜的厚度，無需復雜的校準過程。
臺階儀在膜厚測量領域有其獨特的優(yōu)勢，它不僅提供了高精度的測量結果，而且同時具備快速、多功能和易于操作的特點。隨著技術的不斷進步，臺階儀在材料科學和精密工程中的應用將會更加廣泛，為薄膜材料的研究和質量控制提供強有力的支持。
展開 由于ITO膜具有一定的透光性，而硅基板具有較強的反射率，會對依賴反射光信號進行圖像重建的光學輪廓儀造成信號干擾導致ITO膜厚圖像重建失真，因此考慮采用接觸式輪廓儀對ITO膜厚進行測量，由于其厚度范圍從十幾納米到幾百納米，考慮到測量的同時不損傷樣件本身，因而采用具有超微力可調和亞納米級分辨率的臺階儀最為合適。
臺階儀是干什么的？在太陽能光伏行業(yè)能測什么？
臺階儀是一種常用的膜厚測量儀器，它是利用光學干涉原理，通過測量膜層表面的臺階高度來計算出膜層的厚度，具有測量精度高、測量速度快、適用范圍廣等優(yōu)點。它可以測量各種材料的膜層厚度，包括金屬、陶瓷、塑料等。
CP系列臺階儀是一款超精密接觸式微觀輪廓測量儀，其采用LVDC電容傳感器，具有的亞埃級分辨率和超微測力等特點使得其在ITO導電薄膜厚度的測量上具有很強的優(yōu)勢。
針對測量ITO導電薄膜的應用場景，CP200臺階儀提供如下便捷功能：
1）結合了360°旋轉臺的全電動載物臺，能夠快速定位到測量標志位；
2）對于批量樣件，提供自定義多區(qū)域測量功能，實現一鍵多點位測量；
3）提供SPC統(tǒng)計分析功能，直觀分析測量數值變化趨勢；
展開 國產廠商中，中科飛測、精測半導體、睿勵科學儀器分別中標 7 臺、6 臺、2 臺，其中中科飛測中標設備主要為光學表面三維形貌量測設備，精測半導體中標設備主要為膜厚光學關鍵尺寸量測儀，睿勵科學儀器中標設備為介質薄膜測量系統(tǒng)。
華力集成：Nova Measuring、科天中標最多，國產僅睿勵科學儀器中標。其中Nova Measuring 為以色列量測設備公司，共計中標 45 臺，中標產品包括化學機械研磨厚度在線測量設備、光學線寬測量儀設備、硅片厚度測量儀、X 射線光電子能譜分析量測設備等。睿勵科學儀器于 2019 年 11 月中標的 1 臺設備為后段膜厚測量儀設備(BEOL)。
華虹無錫：主要采購科天、日立高新，國產廠商包括吉姆西半導體科技、無錫卓海。其中，吉姆西半導體科技 6 臺中標設備為膜厚測量儀，無錫卓海 1 臺中標設備為套刻精度檢測機。從兩家公司官網我們了解到，吉姆西半導體科技主要業(yè)務為半導體再制造設備和研磨液供應系統(tǒng)，再制造設備品牌涵蓋應用材料、泛林、日新、東京電子、Nanometrics、Mattson 等；無錫卓海科技專注半導體前道檢測與量測設備領域的研發(fā)、制造、修理、技術服務，再制造設備品牌涵蓋科天、日立高新、Ruldoph、Quantox、尼康等。
總結：過程控制設備方面，中科飛測、精測半導體、睿勵科學儀器屬于國內布局領先企業(yè)，其中中科飛測主要產品為光學表面三維形貌量測設備等光學檢測設備，精測半導體、睿勵科學儀器主要產品均為膜厚量測設備。從三座晶圓廠累計招標情況統(tǒng)計，國產設備中標總數 16 臺，晶圓廠招標設備總數 680 臺，由此計算國產化率約 2.4%，國產廠商設備僅覆蓋膜厚量測、光學形貌量測等類型，品類尚不齊全，存在較大市場空間尚待開拓。
展開 它是以下測量技術的組合：
1、光譜共焦技術測量Wafer Thickness 、TTV 、LTV 、BOW 、WARP 、TIR 、SORI 等參數，同時生成Mapping圖；
2、三維輪廓測量技術：對Wafer表面進行光學掃描同時建立表面3D層析圖像，高效分析晶圓表面形貌、粗糙度、測量鐳射槽深寬等形貌參數；
3、白光干涉光譜分析儀，可通過數值七點相移算法計算，以亞納米分辨率測量晶圓表面的局部高度，并實現膜厚測量功能；
4、紅外傳感器發(fā)出的探測光在 Wafer不同表面反射并形成干涉，由此計算出兩表面間的距離（即厚度），適用于測量外延片、鍵合晶圓幾何參數。
5、CCD定位巡航功能，具備Mark定位，及圖案晶圓避障功能。
WD4000無圖晶圓幾何量測系統(tǒng)已廣泛應用于襯底制造、外延制造、晶圓制造、晶圓減薄設備、晶圓拋光設備、及封裝減薄工藝段的量測；覆蓋半導體前道、中道、后道整條工藝線。該系統(tǒng)不僅廣泛應用于半導體行業(yè)，在3C電子玻璃屏、光學加工、顯示面板、光伏、等超精密加工行業(yè)也大幅鋪開應用。
量測系統(tǒng)自動上下料，自動測量
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測量報告分享
展開 因此在生產工藝中對膜厚進行在線精確檢測, 是保證產品質量和提高生產效率的重要手段。
對于薄膜厚度的準確測量，取決于使用什么樣的厚度傳感器，目前在線薄膜厚度的檢測技術主要有幾種方式：
1、貝它探頭，是最早用于薄膜檢測的傳感器，使用貝它放射源作為信號源，技術成熟。但是需要辦理放射源使用許可證，進出口手續(xù)比較復雜。有半衰期的使用年限限制，且檢測精度會隨著放射源的衰減而降低。
2、紅外探頭，利用特定紅外線波段在特定的塑料薄膜中被強烈吸收的原理測量薄膜的厚度。該傳感器檢測穩(wěn)定，不受壞境變化影響，但對添加劑及顏色的變化敏感，在同一生產線上要生產多種產品不能適應。
3、X線探頭，利用X線管通電產生X線作為信號源來檢測塑料薄膜的厚度。有諸多優(yōu)點：飛放射性物質；低能量無需使用許可證；測量范圍廣；測量精度高；各種塑料都可測量，不受添加劑和色母料的影響。
目前膜厚測量儀器向高精度、自動化方向發(fā)展, 已達到很高的水平, 其測量精度對一般膜層為被測膜厚的±2%～±5%, 對于較薄膜為±2nm, 并具有微區(qū)測量功能、測量速度快、自動化程度高。特別是隨著科技的進步和精密儀器的應用，除了上述的檢測技術方式外薄膜厚度的測量方法還可以用超聲波傳感器來對薄膜厚度進行檢測，工采網推薦的MaxBotix 超聲波傳感器 - MB7480是高性能超聲波精度 測距儀可在空氣中提供高精度，高分辨率的超聲波測距。
超聲波傳感器 - MB7480系列適用于自動化/過程控制應用的高性價比解決方案，其中精確的測距，低電壓操作，節(jié)省空間，需要低成本和IP67耐候性。該傳感器組件允許其他更昂貴的精密測距儀的用戶在不犧牲性能的情況下降低系統(tǒng)成本。傳感器輸出可與現有PLC設備配合使用，也適用于長距離電纜敷設的應用。
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膜厚測量的最新內容
光譜共焦技術測量Wafer Thickness 、TTV 、LTV 、BOW 、WARP 、TIR 、SORI 等參數，同時生成Mapping圖；
2、三維輪廓測量技術：對Wafer表面進行光學掃描同時建立表面3D層析圖像，高效分析晶圓表面形貌、粗糙度、測量鐳射槽深寬等形貌參數；
3、白光干涉光譜分析儀，可通過數值七點相移算法計算，以亞納米分辨率測量晶圓表面的局部高度，并實現膜厚測量功能
在納米級表面粗糙度分析中的測量優(yōu)勢：
具備透光性的薄膜，光學儀器無法測量獲取準確的膜厚數值，而臺階儀測量膜厚不受基材透射率影響，規(guī)避光學儀器的弱點。
選擇合適的測量技術，取決于包括被測材料的特性、所需的測量精度、測量范圍、表面特性以及預算等因素。
臺階儀測量膜厚的原理
臺階儀測量膜厚的原理是基于臺階高度差的變化。具體操作時，臺階儀的探針會沿著薄膜表面移動，探針上的傳感器會記錄下探針在薄膜表面和基底表面的垂直位移變化，并通過數據處理系統(tǒng)轉換成薄膜的厚度值，從而計算出薄膜厚度。
CP系列臺階儀采用LVDC電容傳感器，具有亞埃級分辨率和超微測力特點。
采用具有超微力可調和亞納米級分辨率的臺階儀測量ITO膜厚，高精度測量同時不損傷樣件本身。
2、快速測量的能力
臺階儀配備精密XY位移臺、360°電動旋轉平臺和電動升降Z軸，可對樣品的XYZ、角度等空間姿態(tài)進行調節(jié)，提高測量精度及效率。
測量特點
1、1~50mg可調微測力，實現無損檢測的接觸式測量；
2、測量膜厚或粗糙度，不受基材透射率影像，規(guī)避光學儀器的弱點；
3、具備3D掃描和成像顯示功能；
在半導體中，臺階儀的應用主要包括以下幾個方面：
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臺階儀是一種常用的膜厚測量儀器，它是利用光學干涉原理，通過測量膜層表面的臺階高度來計算出膜層的厚度，具有測量精度高、測量速度快、適用范圍廣等優(yōu)點。它可以測量各種材料的膜層厚度，包括金屬、陶瓷、塑料等。
上海睿勵致力于集成電路生產前道工藝 檢測，主要產品為光學膜厚測量設備和光學缺陷檢測設備，以及硅片厚度及翹曲測量設備等，同 時開發(fā)了應用在 LED 領域的檢測設備。
（5）清洗設備
清洗設備為半導體制造的重要設備之一，清洗步驟約占整體步驟的 1/3。
在前道檢測領域，2018年6月，精測電子宣布設立上海精測，主要聚焦半導體前道（集成電路工藝控制）檢測設備領域，以橢圓偏振技術為核心開發(fā)了適用于半導體工業(yè)級應用的膜厚測量以及光學關鍵尺寸測量系統(tǒng)。
華峰測控
北京華峰測控技術股份有限公司（簡稱華峰測控），作為國內最早進入半導體測試設備行業(yè)的企業(yè)之一，公司在行業(yè)內深耕二十余年， 聚焦于模擬和混合信號測試設備領域。
睿勵科學儀器于 2019 年 11 月中標的 1 臺設備為后段膜厚測量儀設備(BEOL)。
華虹無錫：主要采購科天、日立高新，國產廠商包括吉姆西半導體科技、無錫卓海。其中，吉姆西半導體科技 6 臺中標設備為膜厚測量儀，無錫卓海 1 臺中標設備為套刻精度檢測機。
目前膜厚測量儀器向高精度、自動化方向發(fā)展, 已達到很高的水平, 其測量精度對一般膜層為被測膜厚的±2%～±5%, 對于較薄膜為±2nm, 并具有微區(qū)測量功能、測量速度快、自動化程度高。
