KLA P-170 全自动探针式表面轮廓仪
盒对盒（cassette-to-cassette）自动化台阶仪，覆盖纳米级至 1000μm 台阶高度量测
KLA P-170 全自动探针式表面轮廓仪（台阶仪）是优尼康科技代理供应的盒对盒型自动化量测系统，适用于高通量生产环境。
P-170 集合了 KLA P-17 台式系统的测量性能与 HRP260 经生产验证的机械手臂，提供可编程扫描平台、低噪声以及整个垂直范围内的亚埃级电子分辨率，可在样品表面任意位置进行高分辨率扫描。系统采用恒力控制探针，台阶高度测量范围从纳米级至 1000μm，垂直方向分辨率达 0.01Å，台阶高度重复性 4Å 或 0.1%，恒力控制 0.03–50mg，200mm 全直径扫描无需图像拼接，单次扫描可同时分析多达 30 个步骤的台阶高度、表面粗糙度、CMP 分析等参数。
系统可自动加载 75mm 至 200mm 不透明（如硅）和透明（如蓝宝石）样品，通过图形识别、排序和特征检测实现全自动测量，并支持 SECS/GEM 通信协议，可无缝对接晶圆厂制造执行系统。配方设置快速直观，配有点击式平台控制、双视角光学和高分辨率数字摄像机，将光标放置在特定特征上即可由自动处理晶圆、模式识别、排序和特征检测完成全自动测量。优尼康科技作为 KLA 中国区代理，提供本地化选型咨询、安装培训与售后支持。
结合 P-17 台式系统的测量性能与 HRP260 经生产验证的机械手臂，实现 cassette-to-cassette 全自动上料与测量。通过图形识别、排序和特征检测完成无人值守量产，显著优于人工台式操作，适合 24×7 生产节奏。
垂直方向分辨率达 0.01Å，台阶高度重复性 4Å 或 0.1%，台阶高度测量范围从纳米级至 1000μm。低噪声电子与整个垂直范围的稳定分辨率，可在样品表面任意位置进行高分辨率扫描。
样品全直径扫描长度达 200mm，无需图像拼接，避免拼接误差。配合圆弧校正功能，可清除探针弧形运动引起的测量误差，对大尺寸晶圆与曲面结构量测尤为重要。
恒力控制范围 0.03–50mg，可在不损伤软质或脆弱样品的前提下完成台阶与形貌量测。配合探尖半径 40nm 至 50μm、角度 20° 至 100° 的金刚石探针组合，满足高深宽比与精细特征量测需求。
支持 SECS/GEM 通信协议，可与晶圆厂制造执行系统（MES）对接，实现量测数据自动上报与配方远程调度。这是将台阶仪嵌入自动化产线的关键能力，明显提升生产可控性。
先进的几何图形识别算法与 X-Y、Z 轴匹配校准，使测试配方在不同 P-170 系统之间具备可运输性，保证多台设备量测结果的一致性，满足连续生产环境对重复性的严格要求。
KLA P-170 全自动探针式表面轮廓仪采用 LVDC（线性可变差分电容）传感器技术。该传感器利用电容变化跟踪表面地形：电容的变化由在两片电容板之间移动的薄金属传感叶片的位置改变引起，当探针沿样品表面跟踪时，传感叶片随之运动，引起电容变化，随后电容变化被转换为地形信号。
LVDC 设计的优点是传感叶片质量小、做线性运动，从而将滞后和摩擦降到很低。这一结构能够在整个垂直范围内实现精确、稳定、高分辨率的测量，是探针式台阶仪实现亚埃级垂直分辨率和优异重复性的核心技术基础。配合恒力控制的金刚石探针，系统可在纳米级至毫米级形貌上获得连续的轮廓曲线。
| 产品型号 | KLA P-170 | 品牌 | KLA |
| 台阶高度测量范围 | 纳米级至 1000μm（几纳米 – 1mm） | 垂直分辨率 | 0.01Å |
| 台阶高度重复性 | 4Å 或 0.1% | 恒力控制 | 0.03 – 50mg |
| 测量长度上限 | 200mm（免拼接） | 扫描速度 | 2µm/s – 25mm/s |
| 水平分辨率（X） | 0.025µm | 水平分辨率（Y） | 0.5µm |
| 垂直线性度 | ±0.5%（>2000Å）；10Å（≤2000Å） | ||
| 样品卡盘 | 真空卡盘，支持 75 – 200mm 样品 | 自动加载 | 75 – 200mm 不透明/透明晶圆 |
| 探针 | 金刚石探针，探尖半径 40nm – 50μm，角度 20° – 100° | ||
| 视频系统 | 500 万像素高分辨率彩色摄像机 | 通信协议 | SECS/GEM |
| 分析软件 | Apex 高级数据分析软件（步高、粗糙度、直方图步高、CMP 分析等扩展算法） | ||
| 台阶高度标准 | VLSI Standards 提供的 NIST 可追溯薄膜/厚膜标准，8nm – 250μm | ||
| 更多参数及定制配置请联系我们获取 | |||
P-170 单次扫描可同时分析多达 30 个步骤的台阶高度、表面粗糙度、直方图步高与 CMP 分析。其主要可量测的形貌与功能包括：
台阶高度：根据传感器组合动态范围，测量从纳米到 1mm 的二维和三维台阶高度，量化在蚀刻、溅射、SIMS、沉积、自旋涂层、CMP 等工艺中沉积或除去的材料厚度。
纹理（粗糙度和波纹度）：测量二维和三维纹理，同时量化样品的粗糙度和波纹度，利用软件滤波器对粗糙度和波纹分量进行判别，并计算均方根粗糙度等参数。
形式（弓和形状）：测量表面的 2D 形状或弓，包括器件制造过程中因层应力失配产生的晶圆弓（如半导体或化合物半导体多层沉积）；同时可测量透镜等曲面结构的高度和半径。
薄膜应力：测量多工艺层制造过程中引起的 2D 和 3D 应力。2D 应力模式用横跨样品直径的单次扫描获取，3D 应力模式在 2D 扫描之间旋转 θ 级以测量整个样品表面。
缺陷检测：测量划痕深度等地形缺陷；可从缺陷检查工具导入 KLARF 位置坐标，自动导航至特定缺陷，并用缺陷审查程序选择个别缺陷进行二维或三维测量。
测量从前端到后端及封装过程的表面形貌，包括光致抗蚀剂厚度、蚀刻深度、溅射高度、CMP 后形貌、粗糙度、样品弯曲与应力。模式识别与自动分析优化测量精度，改进生产过程控制。
测量图案化工艺的台阶高度，包括 MESA 台阶、ITO 台阶与接触深度；量测可能导致裂纹和缺陷的衬底滚落、弯曲、外延粗糙度与外延薄膜应力，并用缺陷审查区分干扰或致命缺陷。
测量宏观与微观透镜的台阶高度、曲率半径与 3D 地形；量测波导与密集波分复用（DWDM）结构的深度与表面粗糙度。
表征薄膜头晶片与滑块、硬盘、光学与磁性介质。晶片应用包括电镀厚度、线圈高度与 CMP 平面度；滑块应用包括极性凹陷、空气轴承腔与激光纹理凸块（高度、宽度、深度）分析。
测量各类器件的蚀刻后、CMP 前与 CMP 后地形和台阶高度，利用 P-170 的生产功能自动测量晶圆上多个部位，加强关键层质量控制，提高器件可靠性。
面向高通量生产环境，结合机械手臂与 SECS/GEM 通信实现无人值守量产量测，提升产线节拍与数据可追溯性。
台阶高度与形貌量测
轮廓与粗糙度分析
P-170 的台阶高度测量范围从纳米级至 1000μm（几纳米到 1mm）。凭借 LVDC 传感器在整个垂直范围内的稳定电子分辨率与 0.01Å 的垂直分辨率，系统可覆盖从超薄膜台阶到大尺寸厚膜结构的广泛量测需求，并在单次扫描中分析多达 30 个步骤的台阶高度、表面粗糙度与 CMP 分析。
P-170 采用恒力控制探针，恒力范围 0.03–50mg，可在不损伤软质或脆弱样品的前提下完成量测。垂直方向分辨率达 0.01Å，台阶高度重复性为 4Å 或 0.1%，垂直线性度在大于 2000Å 时为 ±0.5%、在小于等于 2000Å 时为 10Å，整体测量稳定可靠。
P-170 是盒对盒（cassette-to-cassette）自动化台阶仪，结合 P-17 台式测量性能与经生产验证的机械手臂。系统可自动加载 75mm 至 200mm 的不透明（如硅）与透明（如蓝宝石）样品，通过图形识别、排序和特征检测实现全自动测量，并支持 SECS/GEM 通信协议与晶圆厂 MES 对接，适配 24×7 生产环境。
P-170 的测量长度上限为 200mm，支持样品全直径扫描且无需图像拼接，配合圆弧校正可清除探针弧形运动引起的误差。水平分辨率方面，X 方向为 0.025µm、Y 方向为 0.5µm，扫描速度范围为 2µm/s 至 25mm/s，兼顾精细特征与大范围快速量测。
P-170 采用 LVDC（线性可变差分电容）传感器技术。电容变化由在两片电容板之间移动的薄金属传感叶片位置改变引起，探针跟踪表面时叶片运动导致电容变化，再被转换为地形信号。该设计叶片质量小、做线性运动，将滞后和摩擦降到很低，从而在整个垂直范围内实现精确、稳定、高分辨率的测量。
P-170 配套 Apex 高级数据分析软件，提供步高、表面粗糙度、直方图步高、CMP 分析等扩展算法，单次扫描可自动分析多达 30 个步骤。系统使用 VLSI Standards 提供的 NIST 可追溯薄膜与厚膜台阶高度标准（8nm 至 250μm，含石英块上氧化硅台阶与铬涂层蚀刻石英台阶），保证量测溯源性；几何图形识别与 X-Y、Z 轴匹配校准还使配方在不同系统间具备可运输性。
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