一文总结|精密运动平台在晶圆缺陷检测中的多种应用

2025-10-30

半导体制造工艺复杂,为确保质量,几乎每一道工序都需进行严格检测。若缺陷品流入后续环节,不仅会严重影响产品整体质量,还将造成生产成本的大幅上升。在这一环节中,无论是AOI(自动光学检测)系统,还是SEM(扫描电子显微镜)系统,承载晶圆的精密运动平台都是决定检测精度与效率的核心组件。

面向晶圆表面缺陷与尺寸检测需求,地心科技各系列运动平台可为自动检测设备集成商提供多样化性能解决方案,支持蛇形折返飞拍线性扫描、面阵相机点对点区域检测、高速螺旋轨迹检测等多种模式,实现晶圆的准确、高效筛选。



01 工字型晶圆缺陷检测


工字型扫描,又称光栅式扫描,是晶圆检测中应用最广泛的路径规划方式之一。运动平台在X轴方向进行连续性来回扫描,每完成一行,Y轴步进一个固定的距离,循环往复,形成一个类似“工”字的路径。

该检测方式的路径规划简单清晰,运动控制逻辑直接,对控制器要求相对友好,图像拼接与数据关联的算法也较为成熟稳定。与此同时,获取的图像数据以行列矩阵形式排列,便于存储、定位和追溯缺陷的位置。

地心科技在工字型轨迹运动平台的定制开发方面经验丰富,可根据客户具体应用需求进行针对性优化,确保与产线工艺无缝适配。


1.OneXY直线台+ART165V-5升降台


2.Surface气浮+Surface Z+Surface T


3.Surface-Z系列直驱升降台-自动聚焦

为解决晶圆表面不平整或翘曲带来的自动追焦挑战,地心科技推出经典解决方案:采用XY一体式设计的开放式结构平台ONEXY-350-350,配合高精度Surface Z升降台。X轴执行步进运动,Y轴负责“工”字型扫描,Z轴升降台则实时补偿晶圆高度波动,确保待测面始终处于相机的最佳焦深范围内。

作为一款专为精密定位设计的垂直运动平台,Surface Z采用直线电机驱动与交叉滚柱导轨结构,具备纳米级定位精度与出色的动态性能,空载状态下闭环截止频率可达200Hz以上,响应迅速、稳定可靠。



02 螺旋型晶圆缺陷检测


相较于传统的工字型扫描,螺旋型晶圆检测路径更适用于先进制程与高效率产线需求。螺旋运动特有的连续性路径特征,扫描路径可覆盖晶圆全域,单次扫描可完成检测,较传统“工”字运动减少约40%的机械移动时间。

无锡地心科技提供以超高转速气浮转台为核心的定制化螺旋检测方案,可以在实现直线轴及转台协同作业的条件下,使晶圆表面运动平面度<5μm;配合具备高动态响应能力的升降Z轴,可在高速运动过程中进行精准聚焦;转台携带chuck盘在6000rpm高速运动情况下,对直线轴的扰动可控制在±0.5μm以内,为更高分辨率、更小像元尺寸的图像传感器提供了稳定成像基础。

为降低用户使用门槛,我们专门制作了螺旋线路径工具软件。只需简单的设置,运动机构即可生成运动路径,并自动生成对应要求的触发点位。并且,我们可以提供动态链接库,用户可以十分方便地将整个系统集成到自己的测量系统当中,实现高效、灵活的二次开发。


1.ART180直线台+SMH165SD+ASP150


2.气浮导轨+交叉滚柱导轨+ASP150


3.螺旋检测关键平台


a.ASP气浮转台

产品特点:

■ 最大限度地减少轴向、径向和倾斜误差运动

■ 具有出色的定位性能、速度稳定性和高分辨率反馈

■ 非接触式气浮轴承,有助于超精确运动性能

■ 最大转速6000rpm

■ 亚角秒级别定位精度

■ 小于250nm轴向和径向跳动

■ 可根据应用需求增加旋转单元和气管


b.RAB气浮转台

产品特点

■ 最大限度地减少轴向、径向和倾斜误差运动

■ 具有出色的定位性能、速度稳定性和高分辨率反馈

■ 非接触式气浮轴承,有助于超精确运动性能

■ 亚角秒级别定位精度

■ 小于250nm轴向和径向跳动

■ 可根据应用需求增加旋转单元和气管

■ 最大转速1500rpm


c.Surface-Theta系列机械直驱转台


d.ART180系列直线平台


e.ZTT-V2系列偏摆台


更多定制化晶圆检测平台

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