KLA Zeta-388 光学轮廓仪 | 晶圆级全自动3D表面形貌测量 | 优尼康科技KLA Zeta-388 光学轮廓仪
晶圆级全自动3D表面形貌测量 | ZDot技术 | 6种光学模式 | 晶圆盒到晶圆盒 | SECS/GEM产线集成
产品介绍
面向量产线的晶圆级全自动非接触式3D表面形貌测量系统
优尼康科技提供的KLA Zeta-388光学轮廓仪，是在Zeta-300光学轮廓仪基础上增加晶圆盒到晶圆盒（cassette-to-cassette）晶圆传送机械臂的非接触式三维（3D）表面形貌测量系统。系统集成六种不同的光学量测技术——ZDot点阵3D成像、ZI白光干涉、ZIC诺马斯基干涉反衬、ZSI剪切干涉、ZFT反射光谱膜厚分析、AOI自动光学检测。并集成防震台与SECS/GEM通信协议，支持全自动测量。采用ZDot技术及多模式光学系统，可测量各种样品：透明与不透明、低至高反射率、光滑到粗糙表面，以及亚纳米级到毫米级的台阶高度。
Zeta-388的测量能力包括：亚纳米至毫米级台阶高度、亚纳米至亚毫米级表面粗糙度（含波纹度分析）、30nm至100μm透明薄膜厚度、2D/3D薄膜应力、2D/3D晶圆翘曲及外形，自动缺陷检测可识别横向尺寸大于1μm的缺陷。适用于半导体和化合物半导体、无线通讯器件（SAW/BAW/FBAR）、LED（含PSS图形化蓝宝石衬底）、晶圆级封装（WLCSP/FOWLP）、MEMS微机电系统、PCB及柔性电路板、医疗器械及微流体元件等领域。优尼康科技提供专业技术支持与售后服务。
行业验证KLA Zeta-388 是在Zeta-300平台上集成晶圆盒到晶圆盒机械臂与SECS/GEM的自动化3D表面形貌测量设备，已广泛用于半导体及化合物半导体量产线。优尼康科技作为 KLA Zeta 中国区授权代理，已为国内多家晶圆制造、LED外延与射频器件客户提供Zeta-388全自动3D形貌与缺陷检测解决方案，支持100-200mm晶圆自动化量测，实测数据精准可靠。
核心优势
晶圆盒到晶圆盒全自动在Zeta-300基础上集成cassette-to-cassette晶圆传送机械臂，自动完成上下片与对准，无需人工干预即可连续测量。配合自动测序软件，适合量产线7×24小时不间断运行，显著提升检测通量与一致性。
SECS/GEM产线集成支持SECS/GEM通信协议与OCR功能，可无缝接入工厂自动化系统与MES，实现测量配方下发、数据自动上传与生产追溯。满足自动化产线对设备联网与过程控制的要求，便于构建闭环质控。
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。
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——太阳能电池上银浆与氮化物涂层同时测量，传统系统难以处理。
100-200mm晶圆支持配置全自动晶圆载台，支持100mm至200mm晶圆的自动测量与Mapping。系统可对整片晶圆按用户定义间隔自动采集形貌、台阶、粗糙度、膜厚、应力与翘曲数据，并生成均匀性分布图，适合量产监控。
全自动多点测序自动测序软件配合图案识别自动对准，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。高级测序支持离线分析软件，在不占用仪器机时的情况下创建方案与分析数据，提升利用率。
缺陷复检与追踪AOI自动光学检测可快速扫描样品并绘制缺陷分布图，结合3D量测提供缺陷高度信息。缺陷复检使用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，加快缺陷来源定位。
简洁直观的操作界面用户界面简洁直观，降低操作员培训成本。测量流程与报告模板可标准化配置，配合自动上下片与对准，使量产检测的稳定性不再依赖个别操作员的经验，利于工艺团队快速部署。
典型应用领域
半导体晶圆台阶高度
化合物半导体
无线通讯SAW/BAW/FBAR
LED图形化蓝宝石PSS
VCSEL元件形貌
晶圆级封装WLCSP/FOWLP
MEMS微机电系统
PCB柔性电路板
医疗器械微流体
薄膜应力与翘曲
透明薄膜厚度
自动缺陷检测
激光切割形貌
晶圆自动化量测
测量原理
ZDot共聚焦原理
KLA Zeta-388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-388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（移相扫描可快速测量小于250nm的台阶，埃级垂直分辨率）、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 | AOI |
|---|
| 台阶高度 纳米级~毫米级（高深宽比） | ● | ● |
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| 表面粗糙度 亚纳米~亚毫米（含波纹度） |
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| ● | ● |
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| Z向高分辨率白光干涉（广域台阶） |
| ● |
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| 移相扫描干涉 <250nm 台阶 |
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| ● |
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| 薄膜应力 & 晶圆翘曲（2D/3D） | ● |
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| 薄膜厚度 30nm~100μm（均匀性/分布图） |
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| ● |
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| 自动缺陷检测 横向尺寸>1μm |
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| ● |
| ● 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
LED图形化蓝宝石衬底（PSS）测量图形化蓝宝石衬底是LED外延的关键结构，其周期结构的深度、占空比与表面粗糙度直接影响外延质量与出光效率。Zeta-388可非接触测量PSS的周期深度与形貌均匀性，配合晶圆Mapping评估整片一致性，是LED外延工艺开发与量产监控的重要表征手段。
VCSEL元件形貌测量Zeta-388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。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，非接触测量保护脆弱的VCSEL台面不被损伤。
SAW/BAW/FBAR射频器件测量声表面波（SAW）、体声波（BAW）与薄膜体声波（FBAR）滤波器依赖精密的薄膜厚度、台阶与结构形貌，直接影响器件频率响应与插入损耗。Zeta-388的全自动配置可对晶圆级射频器件进行批量形貌与膜厚测量，适合量产质控。
晶圆级封装 WLCSP/FOWLP 测量在晶圆级封装与扇出型封装中，凸点高度、再分布层（RDL）线宽与形貌、铜柱共面性等参数关系封装良率。Zeta-388可非接触获取这些3D形貌数据，结合自动测序完成多点统计，为先进封装工艺提供稳定的量测支持。
薄膜应力与晶圆翘曲测量Zeta-388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/3D应力与翘曲测量，帮助监控工艺稳定性。
透明薄膜厚度MappingZDot可测量大于10μm的透明薄膜，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。薄膜厚度可在样品上进行Mapping以评估均匀性，支持材料库与模型拟合，满足产线膜厚监控需求。
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，并可集成金刚石划线标记，便于后续FIB-SEM追踪。
MEMS与微流体器件表征Zeta-388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，以及微流体器件的通道深度、盖层厚度和表面粗糙度。非接触式测量保护脆弱微结构不被损伤，真彩色成像帮助直观识别不同材料与功能区域，适合MEMS研发与微流体工艺开发。
实测数据展示
左图：Zeta-388 3D表面形貌自动测量结果 | 右图：台阶高度与粗糙度非接触式测量数据
客户评价
"我们导入Zeta-388主要看中它的晶圆盒到晶圆盒全自动能力。之前手动上下片每小时能测的片数有限，现在机械臂自动上下片加自动测序，整批晶圆的台阶高度和粗糙度测量通量提升明显，而且数据一致性比人工操作好。SECS/GEM对接我们的MES也很顺畅。"
—— 某LED外延片制造企业 工艺经理
"射频滤波器对薄膜厚度和台阶形貌特别敏感，Zeta-388的ZFT膜厚和ZSI剪切干涉组合能把纳米级结构测得很清楚。全自动晶圆Mapping让我们能直接看整片均匀性分布，对工艺窗口的判断比以前凭单点抽样可靠得多，量产放行更有底气。"
—— 某SAW/BAW滤波器企业 研发总监
"先进封装的凸点高度和RDL形貌是我们每天都要监控的参数。Zeta-388非接触测量不伤样品，自动测序一键出统计报告，操作员培训成本也低。AOI缺陷复检配合KLARF导航，定位异常凸点很快，对提升封装良率帮助很大。"
—— 某晶圆级封装企业 制造部主管
常见问答
Zeta-388是什么类型的测量仪器？+
KLA Zeta-388是一款非接触式3D光学轮廓仪，基于ZDot白光共聚焦技术，集成6种光学量测模式。它在Zeta-300的基础上增加了晶圆盒到晶圆盒（cassette-to-cassette）晶圆传送机械臂，支持全自动测量，并集成防震台与SECS/GEM通信协议，适合半导体及化合物半导体量产线的自动化3D形貌与缺陷检测。
Zeta-388与Zeta-20有什么区别？+
两者均基于ZDot多模式光学系统，测量能力一致。主要区别在于自动化程度：Zeta-388在Zeta-300平台上集成了晶圆盒到晶圆盒机械臂、SECS/GEM通信与防震台，面向100-200mm晶圆的全自动量产环境，支持无人值守连续测量；Zeta-20为台式配置，支持手动或电动物镜转台与XY平台，更适合研发实验室与小批量品控场景。
Zeta-388如何接入自动化产线？+
Zeta-388支持SECS/GEM通信协议与OCR功能，可无缝对接工厂自动化系统与MES，实现测量配方下发、数据自动上传与生产追溯。晶圆盒到晶圆盒机械臂自动完成上下片与对准，配合自动测序软件和图案识别，满足自动化产线7×24小时连续运行需求。
Zeta-388支持多大尺寸的晶圆？+
Zeta-388配置全自动晶圆载台，支持100mm至200mm晶圆的自动测量与Mapping。系统可对整片晶圆按用户定义间隔自动采集形貌、台阶、粗糙度、膜厚、应力与翘曲数据，并生成均匀性分布图，适合半导体和化合物半导体量产监控。
Zeta-388可以测量哪些参数？+
Zeta-388可测量：台阶高度（纳米级至毫米级，含高深宽比结构）、表面粗糙度（亚纳米至亚毫米级，含波纹度分析）、透明薄膜厚度（30nm~100μm，支持均匀性与分布图）、2D/3D薄膜应力、2D/3D晶圆翘曲及外形，以及自动缺陷检测（识别横向尺寸大于1μm的缺陷并提供高度信息）。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-388适合LED图形化蓝宝石（PSS）和射频器件测量吗？+
非常适合。对于LED图形化蓝宝石衬底（PSS），Zeta-388可非接触测量周期结构深度、占空比与表面粗糙度，直接影响外延出光效率；对于SAW/BAW/FBAR等无线通讯射频器件，可测量薄膜厚度、台阶高度与结构形貌，影响器件频率响应。全自动配置配合晶圆Mapping，是LED外延与射频滤波器量产质控的合适选择。
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查看详情 →免费样品测试服务
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