KLA Zeta-20 白光共聚焦显微镜 | 非接触式3D表面形貌测量 | 优尼康科技

KLA Zeta-20 白光共聚焦显微镜

Name: KLA Zeta-20 白光共聚焦显微镜
Brand: KLA
Availability: InStock

6种

光学量测模式

15nm~25mm

台阶高度范围

30nm~100μm

薄膜厚度测量

>1μm

缺陷检测能力

产品介绍

非接触式多模式3D表面形貌与缺陷检测系统

优尼康科技提供的KLA Zeta-20台式白光共聚焦显微镜，是一款非接触式3D表面形貌测量系统。采用ZDot技术及多模式光学组件，可同时采集高分辨率3D形貌信息和样品表面真彩色图像。系统集成六种不同的光学量测技术——ZDot点阵成像、ZI白光干涉、ZIC干涉反衬、ZSI剪切干涉、ZFT反射光谱膜厚分析、AOI自动光学检测——可对各种样品进行测量：透明与不透明、低反射率与高反射率、光滑表面与粗糙纹理，台阶高度测量范围从纳米级至毫米级。

Zeta-20可提供台阶高度、表面粗糙度（亚纳米级至数百微米）、薄膜应力、样品翘曲、透明薄膜厚度（30nm至100μm）等多项参数测量，并具备自动缺陷检测功能（可捕获大于1μm的缺陷，并提供2D检测系统无法获取的缺陷高度信息）。支持多点量测和图形识别的全自动测量，适用于半导体和化合物半导体、太阳能光伏电池、MEMS微机电系统、晶圆级封装（WLCSP/FOWLP）、PCB和柔性电路板、医疗器械和微流体器件、数据存储、大学及研究实验室等行业。在光通信领域，Zeta-20可测量VCSEL器件氧化孔径台阶高度与表面粗糙度、硅透镜曲率半径与面型精度、磷化铟InP光芯片结构形貌，已服务多家头部光芯片企业。优尼康科技提供专业技术支持与售后服务。

行业验证

KLA Zeta-20 是全球广泛部署的非接触式3D表面形貌测量平台，6种光学量测模式一套系统覆盖台阶高度、粗糙度、膜厚、应力、翘曲和缺陷检测。优尼康科技作为 KLA Zeta 中国区授权代理，已为国内 50+ 家客户提供半导体晶圆、光伏太阳能、MEMS、光通信（VCSEL形貌、硅透镜曲率半径、InP光芯片结构）等领域的3D形貌测量解决方案，实测数据精准可靠。

核心优势

ZDot多模式光学量测

集成6种光学量测技术于一体：ZDot点阵3D成像+真彩色、ZI白光干涉、ZIC干涉反衬、ZSI剪切干涉、ZFT反射光谱膜厚、AOI自动缺陷检测。一套系统即可完成从埃级粗糙度到毫米级台阶、从透明薄膜到高反射率表面的全范围测量，无需更换设备。

非接触式真彩色成像

ZDot技术同步采集高分辨率3D形貌数据和样品表面真彩色无限对焦图像，测量装置不与样品直接接触，保护样品表面。独特的明暗场照明方案可测量混合反射率表面——太阳能电池上银浆（反射率>90%）和氮化物涂层（反射率<1%）同时测量，传统系统无法做到。

超宽测量范围

台阶高度从15nm到25mm，粗糙度从亚纳米到数百微米，薄膜厚度从30nm到100μm。不同光学模式各有所长：ZDot覆盖宽范围台阶，ZSI可达埃级分辨率，ZFT精确测量透明薄膜厚度和折射率。总有一款模式适合您的样品。

模块化灵活配置

采用模块化设计理念，可按需求选配1.25x~150x物镜（含长工作距离、折射率校正、浸液物镜等）、0.35x/0.5x/0.63x/1x耦合器、手动或电动物镜转台、电动XY平台（150~200mm行程）、压电Z轴平台、300mm晶圆载台。所有硬件安装和操作简单易用，满足不同应用需求。

自动缺陷检测与复检

AOI自动光学检测可快速扫描样品，区分不同缺陷类型并绘制缺陷分布图。结合3D量测能力，可提供缺陷的高度信息——这是2D检测系统无法提供的。缺陷复检功能使用KLARF文件导航定位，还可集成金刚石划线标记缺陷位置，便于后续FIB-SEM等工具追踪分析。

全自动量产质控

自动测序软件配合电动XY平台，可编程多点测量位置，系统自动逐点测量并保存结果，生成含统计数据的输出报告。高级测序软件支持图案识别自动对准，减少人为误差。支持离线分析软件，在不占用仪器时间的情况下创建测量方案和分析数据。适合产线批量检测需求。

典型应用领域

光通信VCSEL形貌

硅透镜曲率半径

磷化铟InP器件

半导体晶圆台阶高度

光伏太阳能纹理

MEMS微机电系统

WLCSP晶圆级封装

FOWLP扇出封装

PCB柔性电路板

医疗器械微流体

薄膜应力测量

透明薄膜厚度

自动缺陷检测

数据存储磁盘

大学研究实验室

测量原理

ZDot共聚焦原理

KLA Zeta-20白光共聚焦显微镜通过共聚焦原理实现样品的高分辨率、高对比度光学切片能力。它结合了传统光学显微镜和激光共聚焦显微镜的特点，利用宽谱白光作为光源，通过空间滤波机制消除离焦光干扰，从而获得高精度的三维形貌图像。ZDot独特的明暗场照明方案结合不同物镜，可测量传统共聚焦难以处理的"困难"表面，同时输出真彩色无限对焦图像，提供比单色激光更丰富的样品信息。

多模式光学量测

在ZDot共聚焦成像的基础上，Zeta-20集成了ZI白光干涉（大视场纳米级台阶）、ZIC诺马斯基干涉反衬（亚纳米级粗糙度可视化与定量分析）、ZSI剪切干涉（埃级垂直分辨率，无需干涉物镜和Z扫描即可测量<80nm台阶）、ZFT反射光谱膜厚分析（集成宽频反射光谱仪测量30nm~100μm薄膜厚度、折射率和反射率）。六种技术灵活组合，一套系统全面覆盖3D表面形貌表征需求。

产品参数

测量能力	ZDot	ZI	ZIC	ZSI	ZFT
粗糙度 >40nm	●
粗糙度<40nm			●
大视场Z方向高分辨率		●
台阶高度 15nm~25mm	●
台阶高度 5nm~100μm		●
台阶高度<10nm				●
缺陷：尺寸<1μm，高度<75nm			●	●	●
缺陷：尺寸>1μm，高度>75nm				●
薄膜厚度 30nm~15μm					●
薄膜厚度 >15μm	●
● 表示该测量模式支持对应测量能力 \| 更多定制配置及技术选型建议，请联系优尼康科技获取专属方案

产品应用详解

VCSEL形貌测量与工艺优化

Zeta-20可对VCSEL（垂直腔面发射激光器）器件进行高分辨率3D形貌扫描，获取氧化孔径台阶高度、mesa结构轮廓与表面粗糙度。台阶高度偏差直接影响VCSEL的电光性能和阈值电流，粗糙度则关系到出光效率。真彩色成像可直观显示氧化层区域与金属接触区域的材料分布变化，这是传统3D形貌图无法提供的信息，帮助工艺工程师快速定位氧化孔径均匀性和金属化质量问题。非接触式测量保护脆弱的VCSEL台面不被损伤。

硅透镜曲率半径与面型测量

在800G/1.6T高速光模块中，硅透镜的曲率半径偏差超过0.1%即可导致光耦合效率下降5%以上。Zeta-20通过白光共聚焦技术获取透镜表面完整3D轮廓，自动拟合曲率半径（范围0.5mm~500mm），同时输出PV峰谷值和RMS均方根值等面型精度参数，拟合精度优于0.1%。非接触式测量对镀膜后透镜零损伤，配合自动测序和图像拼接功能，可实现晶圆级透镜阵列的批量曲率测量与均匀性分析，满足模压工艺开发、来料检验和模具磨损监控全流程需求。

半导体晶圆台阶高度测量

Zeta-20可提供纳米级到毫米级的3D非接触式台阶高度测量。ZDot是主要测量技术，快速测量从数十纳米到毫米的台阶。ZI干涉测量在大面积上实现纳米至毫米级台阶高度测量。ZSI剪切干涉适用于<80nm的超小台阶测量。从CMP碟形缺陷评估到刻蚀深度检测，覆盖半导体晶圆全流程台阶高度表征需求。

光伏太阳能电池纹理分析

Zeta-20非常适合太阳能电池应用，因为它支持同时测量极低和极高反射率的材料表面。可量化蚀刻后纹理——反射率不到1%的金字塔结构（对光捕获能力至关重要），同时测量相邻反射率大于90%的银浆接触线。这是传统光学轮廓仪无法实现的高动态范围测量能力，帮助太阳能电池工艺工程师优化光捕获效率和接触线质量。

薄膜应力与晶圆翘曲测量

Zeta-20可测量具有多个工艺层的半导体器件在生产过程中产生的薄膜应力。使用应力载台将样品支撑在中间位置，精确测量样品翘曲度，结合Stoney公式计算薄膜应力。支持2D应力测量——在整个样品直径上按用户定义间隔测量表面高度，合成样品形状轮廓。同时可测量晶圆翘曲、结构曲率半径等外形参数。

透明薄膜厚度Mapping

ZDot可测量大于10μm的透明薄膜（如光刻胶或微流体器件层），ZFT使用集成宽频反射光谱仪精确测量30nm至100μm的单层或多层薄膜堆叠厚度、折射率和反射率。用户可从材料库选择折射率或使用模型拟合光谱。薄膜厚度可在样品上进行Mapping以评估均匀性，ZFT甚至可在反射率低于0.1%的太阳能电池表面工作。

自动缺陷检测与复检

AOI自动光学检测可快速扫描样品，区分不同缺陷类型并绘制缺陷密度分布图。结合3D量测能力，可提供2D检测系统无法获取的缺陷高度信息，更快定位缺陷来源。缺陷复检使用KLARF文件导航定位缺陷位置，测量缺陷3D表面形貌（高度、厚度或纹理），还可集成金刚石划线标记缺陷，便于后续FIB-SEM追踪分析。

MEMS与微流体器件表征

Zeta-20可精确测量MEMS器件的3D结构形貌、微腔深度、侧壁角度和悬浮膜厚度。微流体器件的通道深度、盖层厚度和表面粗糙度也可通过ZDot或ZFT模式快速获取。非接触式测量保护脆弱的微结构不被损伤，真彩色成像帮助直观识别不同材料和功能区域，是MEMS研发和微流体工艺开发的重要表征工具。

实测数据展示

左图：Zeta-20自动缺陷检测3D形貌结果 | 右图：台阶高度非接触式3D测量数据

客户评价

"Zeta-20最大的优势就是一套系统集成了6种光学模式。以前我们做晶圆检测要分别用台阶仪测高度、白光干涉仪测粗糙度、膜厚仪测厚度，现在一个Zeta-20全部搞定，而且是非接触式的，不用担心探针划伤样品表面。ZDot真彩色成像功能让我们在查看3D形貌的同时还能直观看到样品颜色分布，对缺陷识别帮助很大。"

—— 某半导体晶圆代工厂工艺工程总监

"太阳能电池纹理测量一直是我们的难题——反射率低于1%的氮化物纹理和高于90%的银浆线在同一片样品上，传统轮廓仪根本测不了这种混合反射率表面。Zeta-20的ZDot高动态范围轻松解决了这个问题，同时3D形貌和真彩色图像让纹理质量一目了然，对光捕获效率优化非常关键。"

—— 某光伏太阳能电池企业研发总监

"我们用Zeta-20做MEMS器件的3D结构形貌测量，非接触式测量保护了脆弱的悬浮膜不被损伤，这在传统接触式台阶仪上是不可能做到的。自动测序功能让我们可以设定多个测量位置，系统自动逐点测量出报告，大大提高了批量检测效率。Apex分析软件支持ISO粗糙度标准，直接输出我们需要的参数。"

—— 某MEMS传感器企业制造部经理

常见问答

Zeta-20是什么类型的测量仪器？+

KLA Zeta-20是一款非接触式3D表面形貌测量系统，基于ZDot白光共聚焦技术，集成6种光学量测模式。无需物理接触样品即可同时采集高分辨率3D形貌数据和真彩色图像，适合各种材料表面——从光滑到高粗糙度、低反射率到高反射率、透明到不透明。

ZDot技术与传统激光共聚焦有什么区别？+

ZDot采用宽谱白光而非单色激光作为光源，独特的明暗场照明方案结合不同物镜，可测量传统共聚焦难以处理的"困难"表面——包括混合反射率表面（如太阳能电池上的银浆+氮化物涂层，反射率差超过90倍）。同时ZDot可同步输出真彩色图像，提供更丰富的样品表面信息。

Zeta-20可以测量哪些参数？+

Zeta-20可测量：台阶高度（15nm~25mm）、表面粗糙度（亚纳米级~数百微米）、薄膜厚度（30nm~100μm透明薄膜）、薄膜应力（2D应力）、样品翘曲和外形、自动缺陷检测（捕获>1μm缺陷并提供缺陷高度信息）。6种光学模式各有侧重，覆盖从埃级粗糙度到毫米级台阶的超宽测量范围。

Zeta-20适合产线在线使用吗？+

非常适合。Zeta-20支持自动测序软件和图案识别功能，可实现全自动多点测量，减少人为操作误差。系统可配置电动XY平台和6位电动物镜转台，支持全自动操作。测量数据自动生成统计报告，帮助产线快速完成质量检测。内置被动防震脚，也可选配主动防震台满足产线环境要求。

Zeta-20的6种光学模式分别适用于什么场景？+

ZDot：通用3D形貌+真彩色成像，适合大多数表面；ZI白光干涉：大视场纳米级台阶高度测量；ZIC干涉反衬：亚纳米级光滑表面粗糙度成像与定量分析；ZSI剪切干涉：埃级垂直分辨率，适合<80nm台阶和超光滑表面；ZFT反射光谱：透明薄膜厚度（30nm~100μm）及折射率、反射率测量；AOI自动光学检测：快速缺陷捕获和分布图绘制。不同模式可组合使用，一套系统覆盖多种测量需求。

如何选择Zeta-20的配置？+

Zeta-20采用模块化设计，可选配：1.25x~150x物镜（含长工作距离、超长工作距离、折射率校正、浸液等）；0.35x/0.5x/0.63x/1x耦合器；手动或电动物镜转台；手动或电动XY平台（100~200mm行程）；压电Z轴平台；300mm晶圆载台等。不确定如何配置请备注入样品信息和测量需求，优尼康科技工程师将为您推荐最佳方案。

Zeta-20可以测量VCSEL器件的哪些参数？+

Zeta-20可对VCSEL（垂直腔面发射激光器）进行非接触式高分辨率3D形貌扫描，获取氧化孔径台阶高度、mesa结构轮廓和表面粗糙度。真彩色成像可直观显示氧化层与金属接触区域的材料分布变化，帮助工艺工程师定位氧化孔径均匀性和金属化质量问题。非接触测量保护脆弱的VCSEL台面不被损伤，是光通信芯片工艺开发与量产质控的关键表征工具。

Zeta-20如何测量硅透镜曲率半径？+

Zeta-20通过白光共聚焦技术获取透镜表面完整3D轮廓数据，自动拟合曲率半径（测量范围0.5mm~500mm），同时输出PV峰谷值和RMS均方根值等面型精度参数，曲率半径拟合精度优于0.1%。非接触式测量对镀膜后透镜零损伤。配合自动测序和图像拼接功能，可实现晶圆级透镜阵列的批量曲率测量与均匀性分析，满足800G/1.6T光模块硅透镜的模压工艺开发、来料检验和模具磨损监控全流程需求。