一、引言
半導(dǎo)體制造對測量精度的要求隨著制程升級不斷提升,傳統(tǒng)測量裝備已難以滿足 7nm 及以下制程的檢測需求。長期以來,國外企業(yè)主導(dǎo)高端半導(dǎo)體測量裝備市場,其技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)成為行業(yè)默認(rèn)基準(zhǔn)。新啟航通過技術(shù)創(chuàng)新實現(xiàn)精度突破,推動國產(chǎn)裝備從跟跑向領(lǐng)跑轉(zhuǎn)變,為定義半導(dǎo)體測量新基準(zhǔn)提供可能。
二、核心技術(shù)突破:精度革命的根基
2.1 高精度光學(xué)系統(tǒng)創(chuàng)新
新啟航研發(fā)出超分辨激光干涉光學(xué)系統(tǒng),采用飛秒激光光源與非球面衍射透鏡組合,通過優(yōu)化光路消像差設(shè)計,將光學(xué)分辨率提升至 0.05μm。同時,引入自適應(yīng)光學(xué)技術(shù),實時補償環(huán)境振動與溫度變化對光路的影響,確保測量穩(wěn)定性,光學(xué)系統(tǒng)誤差控制在 ±0.01nm 以內(nèi)。
2.2 智能化算法與數(shù)據(jù)處理
基于深度學(xué)習(xí)構(gòu)建測量模型,通過百萬級半導(dǎo)體晶圓缺陷樣本訓(xùn)練,算法可自動識別測量環(huán)境中的干擾因素并進行動態(tài)修正。開發(fā)出三維形貌快速重構(gòu)算法,將數(shù)據(jù)處理時間縮短至傳統(tǒng)方法的 1/5,同時實現(xiàn)亞納米級測量重復(fù)性(3σ≤0.03nm),突破傳統(tǒng)算法的精度瓶頸。
三、性能指標(biāo)的跨越式提升
3.1 關(guān)鍵參數(shù)對標(biāo)與超越
新啟航半導(dǎo)體測量裝備在核心指標(biāo)上實現(xiàn)突破:測量范圍覆蓋 1mm×1mm 至 10mm×10mm,橫向分辨率達(dá) 0.01μm,縱向分辨率達(dá) 0.005nm,較國際主流設(shè)備提升 3 倍。在 3D 形貌測量中,平面度測量誤差≤0.1nm/10mm,優(yōu)于傳統(tǒng)設(shè)備的 0.5nm/10mm 指標(biāo),建立起更高的精度標(biāo)準(zhǔn)。
3.2 動態(tài)測量能力革新
針對半導(dǎo)體晶圓高速生產(chǎn)場景,開發(fā)動態(tài)跟蹤測量技術(shù),實現(xiàn)對移動速率達(dá) 1m/s 的晶圓進行實時測量,測量響應(yīng)時間≤1ms,解決傳統(tǒng)設(shè)備在動態(tài)場景下精度下降的問題,為高速生產(chǎn)線提供精準(zhǔn)檢測支持。
四、應(yīng)用場景的基準(zhǔn)驗證
4.1 先進制程工藝適配
在 7nm FinFET 制程晶圓檢測中,新啟航裝備可精準(zhǔn)測量鰭片高度(誤差≤0.3nm)與柵極寬度(誤差≤0.5nm),數(shù)據(jù)一致性較進口設(shè)備提升 20%。通過與中芯國際、長江存儲等企業(yè)合作驗證,其測量結(jié)果成為工藝優(yōu)化的基準(zhǔn)參考數(shù)據(jù)。
4.2 新材料測量標(biāo)準(zhǔn)建立
針對第三代半導(dǎo)體材料(如 SiC、GaN)的異質(zhì)結(jié)界面檢測,開發(fā)專用測量模塊,實現(xiàn)對界面粗糙度(Ra≤0.02nm)的精準(zhǔn)表征,填補國內(nèi)相關(guān)測量標(biāo)準(zhǔn)的空白,被納入行業(yè)檢測規(guī)范。
五、國產(chǎn)化供應(yīng)鏈的支撐
新啟航聯(lián)合國內(nèi)光學(xué)企業(yè)開發(fā)出超精密光柵尺(精度 0.01μm)與壓電驅(qū)動平臺(定位誤差≤0.5nm),實現(xiàn)核心部件國產(chǎn)化率 100%。通過建立全鏈條質(zhì)量管控體系,確保零部件一致性,為裝備長期穩(wěn)定運行提供保障,支撐其測量基準(zhǔn)的權(quán)威性。
大視野 3D 白光干涉儀:納米級測量全域解決方案
突破傳統(tǒng)局限,定義測量新范式!大視野 3D 白光干涉儀憑借創(chuàng)新技術(shù),一機解鎖納米級全場景測量,重新詮釋精密測量的高效精密。
三大核心技術(shù)革新
1)智能操作革命:告別傳統(tǒng)白光干涉儀復(fù)雜操作流程,一鍵智能聚焦掃描功能,輕松實現(xiàn)亞納米精度測量,且重復(fù)性表現(xiàn)卓越,讓精密測量觸手可及。
2)超大視野 + 超高精度:搭載 0.6 倍鏡頭,擁有 15mm 單幅超大視野,結(jié)合 0.1nm 級測量精度,既能滿足納米級微觀結(jié)構(gòu)的精細(xì)檢測,又能無縫完成 8 寸晶圓 FULL MAPPING 掃描,實現(xiàn)大視野與高精度的完美融合。
3)動態(tài)測量新維度:可集成多普勒激光測振系統(tǒng),打破靜態(tài)測量邊界,實現(xiàn) “動態(tài)” 3D 輪廓測量,為復(fù)雜工況下的測量需求提供全新解決方案。
實測驗證硬核實力
1)硅片表面粗糙度檢測:憑借優(yōu)于 1nm 的超高分辨率,精準(zhǔn)捕捉硅片表面微觀起伏,實測粗糙度 Ra 值低至 0.7nm,為半導(dǎo)體制造品質(zhì)把控提供可靠數(shù)據(jù)支撐。

(以上數(shù)據(jù)為新啟航實測結(jié)果)
有機油膜厚度掃描:毫米級超大視野,輕松覆蓋 5nm 級有機油膜,實現(xiàn)全區(qū)域高精度厚度檢測,助力潤滑材料研發(fā)與質(zhì)量檢測。

高深寬比結(jié)構(gòu)測量:面對深蝕刻工藝形成的深槽結(jié)構(gòu),展現(xiàn)強大測量能力,精準(zhǔn)獲取槽深、槽寬數(shù)據(jù),解決行業(yè)測量難題。

分層膜厚無損檢測:采用非接觸、非破壞測量方式,對多層薄膜進行 3D 形貌重構(gòu),精準(zhǔn)分析各層膜厚分布,為薄膜材料研究提供無損檢測新方案。

新啟航半導(dǎo)體,專業(yè)提供綜合光學(xué)3D測量解決方案!