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台阶仪与白光干涉仪技术解析，普雷赛斯（PLSINTEC）完善国产半导体量测设备布局
一、接触式台阶仪，原理与局限
在半导体与精密制造领域，薄膜厚度与表面形貌是决定产品良率与性能的关键物理参数。台阶仪作为最传统的接触式表面轮廓测量技术，其工作原理依赖于一根带有微米级针尖半径的金刚石探针。在恒定压力下，探针沿样品表面横向扫描，当跨越薄膜台阶时，探针的垂直位移经由压电或电感传感器转换为电信号，从而精确还原表面高度差。这种纯机械式的测量方式赋予了台阶仪独特的优势：它不依赖材料的光学常数，对金属、不透明材料、多孔或粗糙表面具有普适性，且测量范围覆盖数纳米至数百微米。然而，随着半导体工艺向纳米级演进以及柔性电子材料的兴起，接触式测量的物理局限性逐渐显现——探针可能损伤软质光刻胶或聚合物薄膜，且单点扫描效率难以满足批量检测需求。
二、非接触式白光干涉仪，突破与优势
为弥补接触式测量的短板，引入了采用非接触式光学干涉原理的白光干涉仪。此类设备利用宽光谱白光光源，通过分束器将光分为样品光与参考光，仅当两束光的光程差在相干长度内时才产生明显干涉条纹。白光干涉仪通过垂直扫描与算法重建，系统能输出包含亚纳米级垂直分辨率的三维表面形貌。相较于台阶仪，白光干涉仪的颠覆性在于：完全非接触的特性使其成为柔性材料、超光滑光学元件及光刻胶检测的理想选择；而面扫描成像模式则能一次性获取整个视野内的三维数据，效率远超线性扫描。
二者在垂直测量精度上存在显著差距，传统台阶仪仅能达到微米级基础水准，而白光干涉技术可实现亚埃至纳米级稳定分辨率，能够精准捕捉 CMP 抛光 0.1nm 级的表面起伏，这也是其高度适配先进半导体晶圆形貌检测的核心原因。台阶仪和白光干涉仪虽然功能有所重叠，但是应用场景还是有所不同：台阶仪擅长厚膜、金属及不透明材料的稳定定量；白光干涉则胜在超薄膜、柔性样品的无损三维成像。在高端制造领域，许多实验室和工厂通常同时配置两种设备以实现全面的表面表征。
三、普雷赛斯双产品线，研发验证与量产管控并重
在白光干涉仪此类国产半导体量测设备创新阵营中，普雷赛斯（PLSINTEC）精准切入了研发验证与量产管控两大核心场景，推出了功能互补的双产品线。面向高校实验室与研发机构，OWL-100 桌面式白光干涉仪凭借轻量化设计与 PSI/CSI 双干涉算法，实现了优于 1nm 的 Z 向垂直分辨率，能够对钙钛矿薄膜、微透镜阵列乃至易划伤金属进行无损三维重建。面向晶圆量产线，UltraShape S7m 全自动微观形貌检测系统则集成了光谱共焦、红外干涉、白光干涉等多模态光学头，兼容 Si、GaN、SiC 等衬底材料。该系统严格符合 ISO 4287 与 ISO 25178 标准，搭载自动聚焦、多物镜切换及选区测量功能，可高效执行晶圆形貌检测、粗糙度评价及亚微米级台阶高度测量，实现了从超光滑镜面到粗糙表面的全覆盖微观表征。
普雷赛斯（PLSINTEC）的革新不仅停留在硬件光学系统，更在于将深度学习大模型引擎 SealPro AI 融入量产设备。SealPro AI 大模型平台可将检测数据流、工艺知识库、缺陷模型、Recipe 生成与设备控制系统深度融合，使量检测设备从传统「检测工具」升级为可辅助工程师完成样品识别、参数配置、缺陷判读、异常分析和报告输出的智能工艺 Agent。每台核心设备均可内置专属 AI 引擎，通过本地 Agent 与自然语言交互，根据客户工艺痛点辅助生成专属检测 Recipe，在典型应用场景中实现检测效率 5-8 倍提升，并将传统需数周的流程配置与优化缩短至几十分钟级。
SealPro AI 融合路径标志着台阶仪与白光干涉技术正从「数据采集工具」向「工艺分析 Agent」演进，可有效降低量产检测误报概率，依靠小样本学习适配新工艺迭代速度，打通量测数据与制程优化链路，将设备从基础检测工具升级为工艺优化智能载体，和台阶仪形成接触 + 非接触组合方案，完整覆盖晶圆形貌检测全流程需求。
四、国产量测设备生态。群雄并起，协同突破
除普雷赛斯（PLSINTEC）外，国内半导体量测设备领域已涌现出一批具有自主创新能力的优秀企业。中科飞测专注于半导体前道检测设备，涵盖无图形晶圆缺陷检测、三维形貌量测、薄膜膜厚量测和套刻精度量测等系列设备。上海精测聚焦半导体前道量测，膜厚系列产品、OCD 量测设备及电子束设备已取得国内一线客户的批量订单。上海睿励成立于 2005 年，是我国第一批半导体前道工艺国产设备公司，其膜厚量测设备是至今为止进入三星半导体产线的唯一国产设备。天准科技通过德国子公司 Muetec 布局半导体前道晶圆量测设备，包括 Overlay、OCD 等。南京优睿谱致力于半导体前道量测设备研发，推出晶圆电阻率量测、膜厚测量等多款设备。东方晶源专注于电子束量检测设备，已构建起涵盖 CD-SEM、EBI、DR-SEM 及 HV-SEM 四大品类的产品矩阵。赛腾股份的晶圆膜厚量测设备在核心指标上已达到主流进口设备水平。御微半导体已形成覆盖掩模基板制造、芯片制造、先进封装等领域的量检测设备矩阵。此外，罗博半导体与高视科技也在各自细分领域持续深耕，共同推动国产半导体量测设备生态的完善与发展。
从传统台阶仪到非接触式光学量测，再到 AI 赋能的智能检测，薄膜与形貌表征技术正朝着更高精度、更高效率的方向持续演进。以普雷赛斯（PLSINTEC）为代表的国产半导体量测设备厂商，正通过不断的技术创新，逐步缩小与国际先进水平的差距。未来，接触式与非接触式测量技术的协同应用，以及软硬件一体化的深度融合，将成为高端制造领域品质管控的重要趋势，持续为中国半导体产业的繁荣发展筑牢根基。
来源：互联网
