01 市場背景

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

半導體晶圓檢測作為確保芯片良率與性能的關鍵環節，其技術革新與產業發展深度綁定。在此背景下，半導體檢測設備的市場需求持續攀升，其技術演進與市場需求呈現顯著的正相關性。

據VLSI數據統計，2023年全球半導體檢測和量測設備市場規模達到128.3億美元，在全球半導體制造設備中占比約為13%。與此同時，2025年中國晶圓檢測設備市場規模預計突破80億美元，年復合增長率達20%，遠高于全球10%的平均水平。

02 客戶痛點

半導體晶圓檢測的技術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。

傳統檢測設備普遍采用“工”字型運動路徑（即XY軸交替往復運動），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線節拍需求；

2.精度受限：頻繁啟停與方向切換不僅導致機械振動，影響光學系統穩定性，而且需要較多的時間使PE整定在能接受的范圍內；

3.適應性不足：晶圓邊緣復雜形貌（如刻蝕圖案、切割痕）易形成檢測盲區，傳統路徑難以動態調整掃描密度，漏檢率升高。

作為提供新型顯示、硅基微顯及半導體行業檢測設備及解決方案的行業代表，某行業先進企業自主研發的系列半導體量檢測裝備在半導體等行業已與多位頭部客戶實現了合作，但在服務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. 轉臺高速運動，對直線軸造成擾動，導致成像模糊

03 解決方案

螺旋運動的連續性路徑特征，掃描路徑可覆蓋晶圓全域，單次掃描可完成檢測，較傳統“工”字運動減少約40%的機械移動時間。地心科技螺旋檢測關鍵技術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+交叉滾柱導軌），高動態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. 運動穩定性保障

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

轉臺在高轉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部件質量分布不均產生的不平衡力，不僅提高設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. 氣流優化設計

針對減重chuck盤的特殊氣流擾動，通過空氣動力學優化突破高速運轉風噪與振動瓶頸

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

04 核心產品

ASP系列高精度氣浮直驅轉臺，采用旋轉電機直接驅動，具備非常優秀的動態性能和定位精度。除了行業先進的軸向、徑向和傾斜誤差運動性能外，ASP氣浮轉臺還具備可靠的旋轉絕對定位精度、重復性和負載能力，很容易集成到多軸運動系統中。

• 專業針對半導體前道晶圓檢測系統設計，具有很高的轉速，可適配4.5寸/6寸/9寸全尺寸晶圓處理需求，避免傳統平臺因行程限制導致的檢測盲區

• 產品支持5nm工藝節點檢測，通過高轉速動態響應能力與納米級旋轉精度，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

半導體晶圓檢測行業正處于技術迭代關鍵階段。無錫地心科技的螺旋運動檢測方案，以氣浮轉臺為核心，結合螺旋掃描創新，助力中國半導體產業鏈自主可控，為行業提供了高效、高精度的國產化解決方案。

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