半导体制造装备系列(9)-历程控制检测装备

电子系统故障检测保存“十倍规则”，即若是一个芯片中的故障没有在芯片测试时发明，则在电路板（PCB）环节发明故障的本钱为芯片级别的十倍。因此，检测装备在半导体工业中饰演着十分主要的角色，从设计验证到最终测试都不可或缺，贯串整个半导体制造历程。

表1：检测、量测在半导体前道制程中的应用

半导体检测的分类及应用：

半导体检测包括设计验证测试、工艺控制检测、晶圆测试（CP，Circuit Probe）和制品测试（FT，Final Test）。从涉及的装备类型来看，工艺工程控制测试可分为一类，设计验证测试、CP测试以及FT测试可以归为一类。

工艺控制检测应用于晶圆的加工环节，以是也称为是前道测试，主要内容包括形状、膜厚、线宽、缺陷检测、电阻率、离子注入浓度等，测试类型主要为光学测试，目的客户为芯片制造企业及代工厂。

设计验证测试、CP及FT测试所使用的装备类型基本一致，包括测试机、分选机以及探针台，主要测试内容则包括DC/AC参数测试、功效测试，基本为电学性能测试，应用环节包括芯片前期的设计验证环节、晶圆加工完成后环节、芯片封装前后。装备的下游目的客户主要为芯片设计企业以及封测企业。

图1：检测在集成电路全历程中的应用

凭证测试目的，历程控制检测可以细分为量测和检测。量测主要是对芯片的薄膜厚度、要害尺寸、套准精度等制成尺寸和膜应力、掺杂浓度等质料性子举行丈量，以确保其切合参数设计要求；而检测主要用于识别并定位产品外貌保存的杂质颗粒沾污、机械划伤、晶圆图案缺陷等问题。

检测和量测关于提高芯片制造的良率以及经济效益至关主要。晶圆缺乏格的缘故原由泉源于制造历程中爆发的手艺误差或者外部情形污染， 险些每个工艺环节如氧化、光刻、刻蚀、离子注入等都有可能成为导火索。因此必需在各工艺办法之间穿插举行丈量、检查，以便实时定位出问题的工艺环节，并发明息争决生产历程中泛起的问题，可以有用阻止重大经济损失。

图2：缺陷检测&尺寸量测

市场规模及竞争名堂：

2020 年全球历程控制装备市场空间约 73 亿美元，其中光刻相关（套刻误差量测、掩膜板丈量及检测等）相关需求约20亿美元、缺陷检测需求约39亿美元、膜厚丈量需求约11 亿美元。历程控制市场中在全球市场比例基本维持在11~13%之间，相对稳固，随着制程微缩、3D堆叠推进，晶圆制造关于量测、检测需求一直增添，精度要求也一直提高，历程控制装备一连有升级需求。

图3：全球历程控制检测市。ò偻蛎涝

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