图1 Laser Interferometer
激光头是激光干涉仪的核心部分，固定不动；包含产生稳定的单色光的激光器；用于检测返回的干涉光的光电二极管；用于分光和合并光束的半反射镜；可以沿着导轨移动的滑动单元，上面装有一个角反射镜（也称为立方角反射器）；角反射镜是一个特殊的反射镜，由三个互相垂直的抛光面构成，无论入射光的方向如何，它都能将光原路反射回去。
当激光束照射到角反射镜上并被反射回激光头时，会在光电二极管处产生干涉条纹。通过对干涉条纹强度的电子测量，可以计算出角反射镜的位移量。
按照不同的分类方法，集成电路量检测可以被分成不同的类型：按照检测目的可以分为量测（Metrology）和缺陷检测（Defect Inspection）；按照应用范畴主要可以分为关键尺寸测量（Critical Dimension Metrology）、薄膜的厚度测量（Film Metrology)、套刻对准测量 (Overlay Metrology)、光罩/掩膜检测(Reticle Inspection)、无图形晶圆检测（Non-patterned Wafer Inspection）、图形化晶圆检测(Patterned Wafer Inspection）、缺陷复查(ReviewSEM)；按技术原理可以分为光学检测设备（Optical Inspection Equipment），电子束检测设备（E-beam Inspection Equipment）和其他检测设备。
半导体制程中最小线宽一般称之为关键尺寸，其变化是半导体制造工艺中的关键。随着关键尺寸越来越小，容错率也越小，因此必须要尽可能的量测所有产品的线宽。eg：在半导体晶圆的指定位置测量电路图案的线宽和孔径。
在整个制造工艺中硅片表面有多种不同类型的薄膜，包含金属、绝缘体、多晶硅、氮化硅等材质。晶圆厂为生产可靠性较高的芯片时薄膜的质量成为提高成品率的关键，其中薄膜的厚度、反射率、密度等都须要进行精准的量测。eg：测量半导体晶圆表面薄膜的厚度。
套刻对准测量应用在光刻工艺后，主要是用于量测光刻机、掩模版和硅片的对准能力。量测系统检查覆盖物的准确性（叠加工具）测量用于检查传输到晶圆上的第一层和第二层图案的射覆盖精度。
光罩/掩膜检测远比其他应用，例如无图案或图案晶圆检测重要。这是因为，虽然裸晶圆或图案晶圆上的单个缺陷有可能损坏一个器件，但掩模版上的单个缺陷可能会摧毁上千个器件。
掩模在使用过程中很容易吸附粉尘颗粒，而较大粉尘颗粒很可能会直接影响掩模图案的转印质量，如果不进行处理会进一步引起良率下降。因此，在利用掩模曝光后，通常会利用集成掩模探测系统对掩模版进行检测，如果发现掩模版上存在超出规格的粉尘颗粒，则处于光刻制程中的晶圆将会全部被返工。
Fab中对掩模缺陷的检测分为在线和离线两种。在线检测是指每次曝光之前和之后对掩模板表面检测。掩模检测系统工作原理可见下图：这通常是依靠光刻机中内置的检测单元来完成的。离线检测是指定期地把掩模从系统中调出来做缺陷检测。
无图形化检测指在开始生产之前，裸晶圆在晶圆制造商处获得认证，半导体晶圆厂收到后再次认证的检测的检测过程。
无图形晶圆缺陷检测的基本原理相对简单。激光束在旋转的晶圆表面进行径向扫描，以确保光束投射到所有晶圆表面。激光从晶圆表面反射，当激光束在晶圆表面遇到粒子或其他缺陷时，缺陷会散射激光的一部分。可直接检测散射光（暗场照明）或反射光束（亮场照明）中强度的损失，从晶圆旋转角度和激光束的半径位置，计算和记录了粒子/缺陷的位置坐标。
晶圆的旋转位置和光束的径向位置决定了缺陷在晶圆表面的位置。在晶圆检测工具中，使用PMT 或 CCD方式记录光强度，并生成晶圆表面的散射或反射强度图。此图提供有关缺陷大小和位置的信息，以及由于颗粒污染等问题而导致的晶圆表面状况的信息。
图形化使用光刻法和光学掩膜工艺来刻印图形，在器件制造工艺的特定工序，引导完成晶圆表面的材料沉积或清除。对于器件的每一层，在掩膜未覆盖的区域沉积或清除材料，然后使用新的掩膜来处理下一层。按照这种方式来重复处理晶圆，由此生成多层电路。
图形化晶圆的光学检测可采用明场照明、暗场照明，或两者的组合进行缺陷检测。电子束（EB）成像也用于缺陷检测，尤其是在光学成像效果较低的较小几何形状中。模纹晶圆检测系统将晶圆上的测试芯片图像与相邻芯片（或已知无缺陷的"金"模片）的图像进行比较。缺陷的位置会生成缺陷图，类似于为无图案晶圆生成的图。与无图案晶圆的检查一样，图形化晶圆检测需要精确且可重复的运动控制，测试系统的晶圆级和光学元件同时移动。
半导体集成电路工艺节点的推进决定了作为晶圆厂制程控制主力设备的光学缺陷检测设备的解析度，已无法满足大规模生产和先进制程开发需求，必须依靠更高分辨率的电子束复检设备的进一步复查才能对缺陷进行清晰地图像成像和类型的甄别，从而为半导体制程工艺工程师优化制程工艺提供依据。
缺陷复查是使用扫描电镜（SEM）检查晶圆上的缺陷。使用缺陷复查将半导体晶圆缺陷检测系统检测到的缺陷放大为高放大倍率图像，以便对该图像进行检阅和分类。配备了高精度激光干涉仪的缺陷复查设备，主要与电子设备和其他半导体生产线的检测系统一起使用。
Zygo公司（现为Ametek Inc.的一部分）是一家全球领先的先进光学计量系统和超精密光学元件及组件的设计和制造商。该公司以其高精度、高质量的产品在光学测量领域享有盛誉。
Zygo的激光干涉仪系统以其高精度和稳定性著称，广泛应用于光学元件的检测、表面形貌分析以及机床校准等领域。其中，Zygo最新推出的Qualifire™系列激光干涉仪，集成了多项创新技术，如全新的环纹抑制功能、平面腔自动对焦、智能附件等，进一步提升了产品的性能和易用性。主要产品系列为：Qualifire™系列激光干涉仪，Verifire™系列激光干涉仪；DynaFiz®系列激光干涉仪等。
BRUKER，即布鲁克，是在纳斯达克上市的世界著名的高科技分析仪器跨国企业，总部位于美国。该公司生产质谱仪、核磁共振谱仪、傅立叶红外/拉曼光谱仪、原子力显微镜、光学轮廓仪、摩擦磨损测试设备等高水平、高精度分析仪器。
API（美国自动精密工程公司）是一家在精密测量仪器和高性能传感器领域具有显著影响力的企业。API公司的产品线丰富，涵盖了多种精密测量仪器和校准设备；API独创的XD Laser激光干涉仪，一次安装可测量6个参数，工作效率大幅提升，迅速解决机床21项参数误差问题。该产品在机床性能检测和高精度校准方面具有重要应用价值。
Renishaw雷尼绍，此厂家设计、制造和提供激光系统已有超过25年的历史。以其型号XL-80激光干涉仪为例，正是其多年设计和制造经验的结晶，具有真正领先的系统性能和操作优点。精确稳定的激光源和准确的环境补偿，保证了±0.5 ppm的线性测量精度。XL-80能够以高达50 kHz的频率读取数据，最高线性测量速度可达到4 m/s，即使在最高速度下线性分辨率仍可达到1 nm。所有测量选项（不只是线性）均采用干涉法测量，可以保证对所记录数据的精度。
目前，国内市场上高精度激光干涉仪进口为主，雷尼绍市场占有率80%，其他安捷伦（原来惠普激光），美国API，Zygo占有20%。科研院所，计量院绝大部分用雷尼绍，其精度一般为0.5ppm，测量距离一般40米，再长需增加镜头。雷尼绍和安捷伦的干涉仪从线性测量、直线度、角度、垂直度等镜组分开，也可与API镜组组合。
国产激光干涉仪厂家有：
上海乾曜光学科技有限公司，这是一家专注于光学测量仪器、光学系统、光学元件以及精密光机系统设计与制造的企业。其主要产品包括：
大口径激光干涉仪：如G450M、G300M等型号，这些干涉仪具有口径范围大（如5mm-450mm）的特点，能够有效地满足大口径光学元件的检测需求。激光平面干涉仪：如G200M、G150S等型号，适用于平面光学元件的检测。球面干涉仪：提供多种型号，如G150M，具有30mm、60mm、4英寸、6英寸等多种口径，成像清晰，操作便捷，测试过程中被测元件无需调整位置，提高了检测速度。立式、卧式及倒立式激光干涉仪：如G100D、G100、G60D等型号，满足不同应用场景下的测量需求。也提供多种规格的干涉仪球面标准镜头，F#范围广泛，适用于不同精度的测量需求。
苏州慧利仪器有限责任公司是一家专注于光机电软集成和系统设计一体化的光学精密测量仪器公司，其主要产品包括精密检测仪器、激光干涉仪和激光测量仪器等。
深圳中图仪器生产的SJ6800高精度激光干涉仪集光、机、电、计算机等技术于一体，产品采用高性能氦氖激光器，其寿命可达50000小时；采用激光双纵模热稳频技术，可实现高精度、抗干扰能力强、长期稳定性好的激光频率输出；采用高速干涉信号采集、调理及细分技术，可实现最高4m/s的测量速度，以及纳米级的分辨率；采用高精度环境补偿模块，可实现激光波长和材料的自动补偿；采用高性能计算机控制系统及软件技术，支持中文、英文和俄文语言，友好的人机界面、向导式的操作流程、简洁化的记录管理。
SJ6800激光干涉仪具有测量精度高、测量范围大、测量速度快、最高测速下分辨率高等优点，结合不同的光学镜组，可实现线性测长、角度、直线度、垂直度、平行度、平面度等几何参量的高精度测量。在SJ6800激光干涉仪动态测量软件配合下，可实现线性位移、角度和直线度的动态测量与性能检测，以及进行位移、速度、加速度、振幅与频率的动态分析，如振动分析、丝杆导轨的动态特性分析、驱动系统的响应特性分析等。
北京镭测科技有限公司，现拥有多项独立的知识产权，为高新技术企业和北京市专精特新中小企业；主要产品是高精度激光测量仪器、设备，并为客户提供全链条技术方案。镭测科技生产的高精度测量仪器有：双折射双频激光干涉仪，非接触激光回馈干涉仪，光学元件内应力（及相位延迟）测量仪，激光纳米测尺等产品，满足机械制造、微电子、光学加工等行业的高精度测量要求。
镭测科技是少有的能批量生产双频激光器的公司之一，同时也是少有的能生产大频差、高功率、直接输出正交线偏振光双频激光器的公司。镭测科技生产的双频激光器直接输出线偏振光，没有圆偏振光转换为线偏振光环节的非线性误差，精度更高。镭测科技也是少有的集激光基础技术研究、激光基础器件研发和激光应用系统开发的高科技企业，镭测科技“双折射双频激光器及干涉仪的关键和全链条技术”入选2022中国十大光学产业技术。
（完）
