前道检测主要包括三大类:光学检测、薄膜检测、关键尺寸扫描电子检测(CD-SEM)。晶圆检测的一个重要发展趋势是将多种测量方法融合于一个工艺设备中。目前整个市场基本被KLA、应用材料、日立垄断,而国产厂商上海睿励科学仪器在前道检测方面有不小的突破。具体来说,可以分为以下几种检测:
1、膜厚检测由于硅片工艺是成膜工艺,在整个制造工艺中硅片表面有多种类型不同的膜。这些不同类型的膜有金属、绝缘体、光刻胶和多晶硅,这些薄膜的质量是高成品率制造工艺的基础。膜的最关键质量参数是它们的厚度。膜厚测量可以划分为两个基本类型:它们或是测量不透明(遮光物,如金属)薄膜或是透明薄膜。其他质量参数包括表面粗糙度、反射率、密度以及缺少针孔和空洞。
相关厂商包括:KLA-tencor(KT的强势领域)、网屏、OMRON、Rudolph Technologies等。国内厂商上海睿励在这一检测设备上也有突破。
2、掩膜或光罩缺陷检测无缺陷的光罩(也称为光掩膜或光罩)是实现半导体器件高良率的关键因素,因为光罩缺陷可以被复制到产品片上的多个芯片上。
相关厂商包括:KLA-tencor(KT的强势领域)、应用材料等。
3、不带图形的圆片检测/裸圆片检测不带图形的圆片包括硅基片、抛光片和外延片等。裸圆片检测主要包括厚度 (中心厚度、最小厚度、最大厚度和平均厚度 )、总平整度、形态 (拱形、翘度 )、粒子和缺陷等。
相关厂商包括:KLA-tencor、日立、Rudolph Technologies等;国内厂商上海睿励在这一检测设备上也有突破。
4、图形表面缺陷检测带图形圆片是指圆片在热氧化、CVD、CMP、腐蚀和光刻工序中形成的图形,在加工过程中会产生各种缺陷。典型的缺陷包括颗粒、划伤、裂纹和其他材料缺陷等。
相关厂商包括:KLA-tencor、应用材料、日立、网屏、Rudolph Technologies、UnitySC、OSI、鸿骐新技等;国内厂商上海睿励在这一检测设备上也有突破。
5、关键尺寸CD检测/线宽检测关键尺寸测量的一个重要原因是要达到对产品所有线宽的准确控制。关键尺寸的变化通常显示半导体制造工艺中一些关键部分的不稳定。相关厂商包括:日立、应用材料等,其中日立在这一环节具有大头的份额;国内厂商上海睿励在这一检测设备上也有突破。

二、前道检测设备的总市场空间约为280亿人民币
根据Global foundries公布的厂房投资的结构占比,量测设备占总设备投资的比例约为10%。根据semi统计,2017年全球晶圆加工设备销售收入为450亿美元,则前道量测设备的销售收入约为45亿美元,即280亿人民币。

三、比较面板制程与晶圆前道制程,具有较强相似性
参考观研天下发布《2018年中国半导体行业分析报告-市场深度调研与发展趋势预测》
我们先简单看一下简化版的晶圆前道制程,如下图:

再来看一下简化版的面板制程,如下图:

从上面两幅图我们可以发现,晶圆前道制程与面板的array制程具有多道相似工艺,如薄膜镀层(面板与IC大致相同,但是面板的液晶盒(Cassette)更大)、光罩感光、干法、湿法刻蚀等。整体来说,面板比IC生产多了cell和module制程,但IC有相当多的array辅助制程。

我们对标以色列的奥宝、台湾的由田、致茂,认为从PCB AOI检测发展到面板中前段AOI检测,再到半导体AOI 检测是检测企业想要发展壮大的必由之路。因此精测电子在做好面板检测本业的同时,积极布局半导体检测领域,是一条合乎情理且势在必得的发展之路。


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