01 市場背景

隨著全球數(shù)字化轉(zhuǎn)型加速，5G通信、人工智能、高性能計算等領(lǐng)域的爆發(fā)式增長，對集成電路的性能、集成度及可靠性提出了更高要求。

半導(dǎo)體晶圓檢測作為確保芯片良率與性能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其技術(shù)革新與產(chǎn)業(yè)發(fā)展深度綁定。在此背景下，半導(dǎo)體檢測設(shè)備的市場需求持續(xù)攀升，其技術(shù)演進與市場需求呈現(xiàn)顯著的正相關(guān)性。

據(jù)VLSI數(shù)據(jù)統(tǒng)計，2023年全球半導(dǎo)體檢測和量測設(shè)備市場規(guī)模達到128.3億美元，在全球半導(dǎo)體制造設(shè)備中占比約為13%。與此同時，2025年中國晶圓檢測設(shè)備市場規(guī)模預(yù)計突破80億美元，年復(fù)合增長率達20%，遠高于全球10%的平均水平。

02 客戶痛點

半導(dǎo)體晶圓檢測的技術(shù)突破直接決定著芯片良率提升的邊界。以7nm及更先進制程為例，單片晶圓所需檢測點數(shù)量較28nm制程增長4.1倍，這對運動控制平臺的精度和效率提出了更嚴苛的要求。

傳統(tǒng)檢測設(shè)備普遍采用“工”字型運動路徑（即XY軸交替往復(fù)運動），存在三大核心瓶頸：

1.效率低下：工字路徑需多次往返覆蓋晶圓表面，空程占比達40%左右，檢測周期難以滿足產(chǎn)線節(jié)拍需求；

2.精度受限：頻繁啟停與方向切換不僅導(dǎo)致機械振動，影響光學(xué)系統(tǒng)穩(wěn)定性，而且需要較多的時間使PE整定在能接受的范圍內(nèi)；

3.適應(yīng)性不足：晶圓邊緣復(fù)雜形貌（如刻蝕圖案、切割痕）易形成檢測盲區(qū)，傳統(tǒng)路徑難以動態(tài)調(diào)整掃描密度，漏檢率升高。

作為提供新型顯示、硅基微顯及半導(dǎo)體行業(yè)檢測設(shè)備及解決方案的行業(yè)代表，某行業(yè)先進企業(yè)自主研發(fā)的系列半導(dǎo)體量檢測裝備在半導(dǎo)體等行業(yè)已與多位頭部客戶實現(xiàn)了合作，但在服務(wù)7nm以下制程客戶時遭遇核心難題：

1. 檢測效率低

2. 因為受力變化、轉(zhuǎn)臺軸跳端跳或者直線臺平面度引起表面變化，造成鏡頭離焦

3. 轉(zhuǎn)臺高速運動，對直線軸造成擾動，導(dǎo)致成像模糊

03 解決方案

螺旋運動的連續(xù)性路徑特征，掃描路徑可覆蓋晶圓全域，單次掃描可完成檢測，較傳統(tǒng)“工”字運動減少約40%的機械移動時間。地心科技螺旋檢測關(guān)鍵技術(shù)突破包含以下幾個維度：

1. 精密距離控制

采用納米級定位精度的Z軸平臺（自研直線電機+交叉滾柱導(dǎo)軌），高動態(tài)精度確保傳感器與晶圓表面距離恒定，空載截止頻率可達200Hz以上

2. 運動穩(wěn)定性保障

直線軸采用氣浮導(dǎo)軌技術(shù)，400mm行程內(nèi)，平面度±4.5μm，俯仰角＜12arc sec

轉(zhuǎn)臺在高轉(zhuǎn)速運動下的動平衡指標可達G0.4級，可以減小或消除由于旋轉(zhuǎn)部件質(zhì)量分布不均產(chǎn)生的不平衡力，不僅提高設(shè)備的運行效率及使用壽命，還極大地降低了對直線軸的擾動，使得更高分辨率，更小像元尺寸的傳感器的使用成為可能

5. 氣流優(yōu)化設(shè)計

針對減重chuck盤的特殊氣流擾動，通過空氣動力學(xué)優(yōu)化突破高速運轉(zhuǎn)風噪與振動瓶頸

無錫地心科技提供的定制化螺旋檢測解決方案，可以在實現(xiàn)直線軸及轉(zhuǎn)臺協(xié)同作業(yè)的條件下，晶圓表面運動平面度<15μm；配合高動態(tài)響應(yīng)的升降Z軸，可在運動過程中進行動態(tài)聚焦；轉(zhuǎn)臺攜帶chuck盤在3000rpm高速運動情況下，對直線軸的擾動小于±0.5μm。

04 核心產(chǎn)品

ASP系列高精度氣浮直驅(qū)轉(zhuǎn)臺，采用旋轉(zhuǎn)電機直接驅(qū)動，具備非常優(yōu)秀的動態(tài)性能和定位精度。除了行業(yè)先進的軸向、徑向和傾斜誤差運動性能外，ASP氣浮轉(zhuǎn)臺還具備可靠的旋轉(zhuǎn)絕對定位精度、重復(fù)性和負載能力，很容易集成到多軸運動系統(tǒng)中。

• 專業(yè)針對半導(dǎo)體前道晶圓檢測系統(tǒng)設(shè)計，具有很高的轉(zhuǎn)速，可適配4.5寸/6寸/9寸全尺寸晶圓處理需求，避免傳統(tǒng)平臺因行程限制導(dǎo)致的檢測盲區(qū)

• 產(chǎn)品支持5nm工藝節(jié)點檢測，通過高轉(zhuǎn)速動態(tài)響應(yīng)能力與納米級旋轉(zhuǎn)精度，顯著提升晶圓表面缺陷檢測效率及量測精度

• 出色的定位性能、速度穩(wěn)定性和高分辨率反饋

• 非接觸式氣浮軸承，有助于超精確運動性能

   

   

總結(jié)

半導(dǎo)體晶圓檢測行業(yè)正處于技術(shù)迭代關(guān)鍵階段。無錫地心科技的螺旋運動檢測方案，以氣浮轉(zhuǎn)臺為核心，結(jié)合螺旋掃描創(chuàng)新，助力中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈自主可控，為行業(yè)提供了高效、高精度的國產(chǎn)化解決方案。

這一技術(shù)突破不僅契合了半導(dǎo)體制造“更高精度、更低成本”的核心訴求，也推動了國產(chǎn)設(shè)備在市場滲透率的不斷提升，顯著提升了國產(chǎn)裝備在市場的競爭力。