拓尔思|电子行业报告：芯片良率的重要保障，量检测设备国产替代潜力大( 二 ) 大数据|市场规模|交易

光学检测技术、电子束检测技术和X光量测技术的差异主要体现在检测精度、检测速度及应用场景上。光学检测是目前应用最广的技术，具备精度高、速度快的优点，能满足大规模生产。与电子束检测技术相比，光学检测技术在精度相同的条件下，检测速度更具有优势；与X光量测技术相比，光学检测技术的适用范围更广，而X光量测技术主要应用于特定金属成分测量和超薄膜测量等特定的领域，适用场景相对较窄。
?光学检测技术：基于光的波动性和相干性实现测量远小于波长的光学尺度，并通过对光信号进行计算分析以获得晶圆表面的检测结果。可以满足规模化生产的速度要求，相对较好实现高精度和高速度的均衡，具有分辨率高、运用范围广和损伤性小的特点，但是需借助其他技术进行辅助成像并在检测精度上不及另外两种技术。光学检测技术可进一步分为无图形晶圆激光扫描检测技术、图形晶圆成像检测技术和光刻掩膜板成像检测技术，在量测环节中发挥了主要作用。
?电子束检测技术：是指通过聚焦电子束至某一探测点，逐点扫描晶圆表面产生图像以获得检测结果，精度更高并可以直接成像进行测量，但速度相对较慢、分辨率低。
?X光量测技术：主要应用于特定金属成分测量和超薄膜测量等特定的领域，适用场景相对较窄。
总体来看，电子束具备精度优势，但是受限于检测速度，电子束无法满足规模化生产的速度要求，导致其应用场景主要在对吞吐量要求较低的环节。科磊半导体的总裁Rick Wallace（任职2008年至今）曾直接提及光学技术的检测速度可以较电子束检测技术快1000倍以上，电子的物理特性使得电子束技术难以在检测速度方面取得重大突破。相比而言，光学检测是最经济、最快的选择。
因此，结合三类技术路线的特点，在实际应用场景中往往会将光学技术与电子束技术相结合，即通过光学检测设备寻找并快速锁定缺陷位置，并由电子束检测设备重访已检测到的缺陷并进行成像处理，对部分关键区域表面尺度量测进行抽检和复查，确保设备检测的精度和速度，两种技术的结合使用能够提高量检测的效率，同时降低对芯片的破坏性。
另外，由于电子束检测通常接收的是入射电子激发的二次电子，无法区分具有三维特征的深度信息，因而部分测量无法用电子束技术进行检测，主要通过光学检测技术实现，如三维形貌测量、光刻套刻测量和多层膜厚测量等应用。

应用于前道制程和先进封装的质量控制根据工艺细分为检测（Inspection）和量测（Metrology）两大设备。检测指对晶圆表面上或电路结构中是否出现异质情况进行检测，如颗粒污染、表面划伤、开短路等对芯片工艺性能具有不良影响的特征性结构缺陷；量测主要针对晶圆电路上的结构尺寸和材料特性做出的量化描述，如薄膜厚度、关键尺寸、刻蚀深度、表面形貌等物理性参数的量测。
【拓尔思|电子行业报告：芯片良率的重要保障，量检测设备国产替代潜力大】
1.2.1.前道量检测设备：针对晶圆制造中相关物理参数测量
集成电路制造和先进封装环节中的量测主要包括三维形貌量测、薄膜膜厚量测、关键尺寸量测、套刻精度量测等，主要对透明薄膜厚度、不透明薄膜厚度、关键尺寸、套准精度等指标进行测量，对应的设备分为四探针、椭偏仪、CD-SEM设备、OCD 设备、原子力显微镜、薄膜量测等。
量测环节中光学检测技术发挥主要作用，运用光的波动性和相干性实现测量远小于波长的光学尺度，通过对光信号进行计算分析以获得晶圆表面的检测结果，若一条产线中量测结果持续偏离设计值，表明产线工艺出现了问题，需要进行问题的排查。