白光干涉仪(White Light Interferometer, WLI)基于低相干干涉原理,依靠亚纳米级垂直分辨率,长期作为微纳形貌表征的核心计量设备,广泛用于半导体晶圆、微机电系统(MEMS)、钙钛矿薄膜、覆铜板(CCL)与光学元件的非接触三维检测。高精度是该设备进入工业质控体系的基础门槛,相位移位干涉模式(Phase Shifting Interferometry, PSI)下垂直分辨率可达 0.1 nm 量级,满足 ISO 25178 表面形貌评定规范对粗糙度、台阶高度、面形误差的计量要求。
传统 WLI 普遍存在视场狭小的短板,大数值孔径(Numerical Aperture, NA)高倍率物镜横向分辨好,但单帧覆盖范围有限,大面积样品依赖图像拼接(Image Stitching),易引入位移台累积误差,制约在线批量检测效率。行业开展重心逐步转向大视场(Large Field-of-View)与高精度协同,顺利获得低倍率专用大视场物镜、全视场光程差补偿、畸变校正算法,在保留纳米级 Z 向精度的前提下拓展原生成像范围,现有商用方案单视场可达 15 mm 级别,搭配自动拼接框架可完成 200 mm 级全域形貌重建。
该方向的落地价值集中在量产场景:可一站式完成大面积晶圆平整度、薄膜均匀性、铜箔粗糙度分布检测,减少多次采样带来的数据不一致,降低和扫描电镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)的搭配检测成本。当前技术难点在于光学固有权衡,大视场下横向分辨、可测最大表面斜率、干涉信噪比存在约束,配套自适应算法与振动抑制方案仍是持续优化重点。整体来看,单纯的极限精度指标已难以拉开差距,能够稳定兼顾大视场全域成像与纳米计量精度,将成为 WLI 设备的核心竞争力。
大视场3D白光干涉仪(WLI)适配半导体、精密光学、高端精密加工等高精度检测场景,弥补传统干涉仪视场狭小、低倍倍率缺失的行业短板,兼具大视野观测能力与纳米级测量精度,可一站式完成工件形貌表征、尺寸检测与微观缺陷分析,完全契合工业质控与科研精密测量标准。

3.1 大视场与高精度一体化测量
设备搭载专属0.6×大视场轻量化物镜,打破传统干涉仪1×倍率起步的局限,官方标定最大成像视场可达15.5mm。依托一体化电动转塔设计,可实现大视场宏观形貌观测与纳米级微观精密测量无缝切换,无需更换设备与镜头,有效提升批量检测效率与数据一致性,适配半导体芯片、超精密光学部件的高精度检测需求。

设备可稳定完成14mm端面平面度精准检测,精准把控精密部件平面精度;具备0.006nm超精密粗糙度检测能力,可精准检测工件Ra、Rz等核心粗糙度指标,满足超精密器件严苛的微米、纳米级测量要求。

(镜头光路是按理想球面 / 非球面计算的,PV/RMS 超标,实际光路偏离设计值,焦距、视场、分辨率等参数全部失效,整组镜头无法达标)

(4寸 CMP 金刚石研磨碟盘的颗粒共面度(金刚石出露高度一致性),直接决定 CMP 抛光垫修整均匀性、晶圆良率与碟盘寿命)

(平面度超标:端面存在翘曲、凹凸,压紧后出现微小缝隙,高压燃油渗漏。轻则燃油泄漏、油耗上升,重则渗漏油积碳、部件锈蚀,甚至高压油喷射引发安全隐患)

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