深视智能半导体行业应用检测：15大场景覆盖晶圆制造与先进封装等工艺流程

随着半导体制造向高精度、高集成度方向发展，精密检测已广泛应用于晶圆制造、薄膜加工、先进封装、芯片组装及晶圆搬送等关键环节。

深视智能围绕半导体行业的精密检测需求，依托光谱共焦位移传感器、激光位移传感器、三维激光轮廓测量仪、光纤光谱仪、高速相机及对射型边缘测量传感器等产品，形成覆盖尺寸测量、形貌分析、光谱检测、动态捕捉与精准对位的多场景应用。通过提升检测精度与过程可控性，助力企业降低工艺偏差、优化设备运行，助力提升半导体制造的质量。

前道 · 晶圆制造模块

半导体前道制造涵盖衬底处理、薄膜沉积、光刻、刻蚀及 CMP 等关键工序，晶圆厚度、平面度、薄膜状态及刻蚀形貌均是重要检测指标。

01 晶圆厚度检测

光谱共焦位移传感器

应用背景

半导体制造与先进封装（如晶圆减薄、CMP抛光、临时键合、3D堆叠）工艺中，晶圆的绝对厚度与总厚度偏差（TTV）直接决定芯片的散热性能、应力分布与堆叠良率。

检测方式

上下对射式双光谱共焦位移传感器，分别测量晶圆上下表面，同步采集高度数据，计算Z轴高度差得出晶圆厚度，配合高精度运动或旋转台，可按标准采样法实现全晶圆厚度测绘。

技术优势

· 纳米级分辨率，数据精准；

· 双头同步测厚，稳定可靠。

02 晶圆平面度检测

光谱共焦位移传感器

应用背景

半导体制造与先进封装工艺中，晶圆平面度（TTV、Bow、Warp）直接影响光刻对焦、薄膜沉积及键合良率。

检测方式

用单点光谱共焦位移传感器检测，运动平台带动晶圆或传感器移动，在晶圆预设特征点位定点采集高度，系统获取高度数据后，经算法拟合计算，得到晶圆厚度偏差、弯曲度及翘曲度。

技术优势

· 纳米级分辨率，灵敏度高；

· 33kHz采样，多点位速度优势；

· 不受表面反射率影响，避免测量失真。

03 曝光机镜头高度引导

激光位移传感器

应用背景

半导体先进封装与PCB的LDI工艺中，曝光机镜头焦深极浅，基板翘曲易致曝光离焦，因此高速扫描时需对镜头进行实时Z轴高度引导。

检测方式

采用激光位移传感器实时获取基板Z轴高度，反馈运动控制系统，引导Z轴动态补偿，保持镜头与基板距离恒定。

技术优势

· 高频采样，Z轴实时闭环补偿；

· 精准追高，保障CD均匀性与图形解析度；

· 体积小易集成，适配多种基板。

04 刻蚀终点检测

光纤光谱仪

应用背景

刻蚀需精确停在刻透层，过早会留残料导致返工，过晚伤底层致晶圆报废。传统定时或人工判断波动大，良率不稳。

检测方式

探头对准腔体辉光取光，光纤送光至主机。主机跟踪被刻材料与产物的特征谱线，材料刻穿时谱线突变，系统据此发出停机信号。

技术优势

· 非接触式检测，不改工艺零干扰；

· 探头小巧紧凑，光纤可自由走线；

· 一台主机复用多腔体多监测点，大幅降低设备成本；

· 终点信号触发即停机，消除人为误差。

05 晶圆环高度信息检测

三维激光轮廓测量仪

应用背景

晶圆减薄工艺中，TAIKO工艺保留晶圆边缘厚环以增强机械强度。但TAIKO环与内部薄片的台阶高度差及翘曲状态，直接影响环切质量，差异过大易致破裂、崩边，需高精度3D测量保障环切良率。

检测方式

采用三维激光轮廓测量仪，配合旋转载台进行扫描。高速获取晶圆表面的三维点云数据，精准提取TAIKO环的高度、内外台阶高度差、全周轮廓起伏以及晶圆整体的翘曲状态，为环切工艺提供关键数据支撑与良率预警。

技术优势

· 微米级测高，预防环切破片与崩片；

· 全形貌3D测量，提供环切坐标补偿；

· HDR多曝光融合，算法自适应反射率。

06 薄膜厚度在线测量

光纤光谱仪

应用背景

氧化层、外延层厚度决定器件性能。抽检需等片且常为破坏检测，发现时损失已造成。

检测方式

光束照射膜面，上下表面反射光叠加形成干涉波纹，光谱仪收集干涉信号计算膜厚。

技术优势

· 光学检测无触碰，零损伤风险；

· 嵌入产线，实时监测不停机；

· 一次采集同步分析多层膜；

· 同一探头覆盖薄厚全量程。

后道 · 封装与组装模块

后道封装与组装涉及固晶、贴片、点胶、植球、点锡及引线键合等工序。随着芯片尺寸缩小、焊盘间距减小及工艺节拍提升，检测技术需要兼顾微小尺寸、高度变化和高速动作。

07 固晶贴合高度引导

激光位移传感器

应用背景

半导体后道封装与先进封装，产品需要经历固晶、塑封等高温工艺易使基板或晶圆产生翘曲与厚度不均，封装后的AOI通常使用高倍镜头，景深极浅，因此AOI拍照前引入高精度Z轴高度引导防止图像失焦，引发漏判。

检测方式

高精度激光位移传感器对晶圆/基板表面进行高频测高，获取高精度Z轴高度数据实时反馈给控制系统。系统引导Z轴动态升降，确保工业相机始终保持在最佳焦平面，触发相机拍照。

技术优势

· 微米级追焦，消除失焦隐患；

· 清晰成像提升AOI检出率；

· 592kHz高频实时采集。

08 芯片平整度/平行度检测

三维激光轮廓测量仪

应用背景

在半导体封装与贴装工艺中，芯片表面的平整度与平行度直接决定后续工艺（如共晶贴片、引线键合、耦合等）的质量与良率。随着芯片尺寸微小化和集成度不断提高，微米级的翘曲或倾斜都极易导致虚焊、接触不良或散热失效。因此，在贴装前对芯片进行高精度的平整度与平行度检测至关重要。

检测方式

采用三维激光轮廓测量仪进行扫描。通过高速获取芯片表面的三维点云数据，构建高精度的3D形貌图，精准计算芯片表面的平整度以及上下表面的平行度偏差，实时输出量测结果。

技术优势

· 高精度3D量化翘曲与倾斜角度；

· 激光非接触式扫描，无划伤风险；

· 紧凑易集成，满足在线全检。

09 封装点胶/超微量点锡引导

光谱共焦位移传感器

应用背景

半导体先进封装点胶点锡中，点胶点锡量变小、焊盘间距缩小，点胶针头与基板距离直接影响点胶质量，封装基板存在翘曲与厚度公差，传统静态高度控制不适用，需实时Z轴高度引导与动态补偿。

检测方式

使用光谱共焦位移传感器，点胶/点锡中传感器实时测量Z轴高度，反馈数据给运动控制系统，系统引导Z轴动态升降，保持恒定作业距离，实现高精度点胶。

技术优势

· 极小光斑，适配微焊盘测高；

· 33kHz跟随翘曲动态补偿，确保胶量一致性；

· 适应各种材质晶圆。

10 芯片锡球平整度检测

三维激光轮廓测量仪

应用背景

在半导体先进封装（如BGA、CSP、WLCSP）工艺中，芯片锡球的平整度与高度一致性是决定贴装焊接质量的核心因素。随着芯片集成度不断提高、锡球间距日益微小，微米级的锡球高度偏差极易导致虚焊、桥接或接触不良。

检测方式

采用三维激光轮廓测量仪进行非接触扫描。通过高速获取芯片锡球的三维点云数据，精准计算锡球的平整度、球高差异＜5μm，并自动识别缺球、多球、连锡等缺陷。

技术优势

· 3D量化平整度与共面性，杜绝焊接隐患；

· 深度成像，无惧高反光金属干扰。

11 晶圆贴片抓取动作分析

高速相机

应用背景

半导体封装固晶环节中，吸嘴从蓝膜上抓取芯片动作极快，超薄芯片脆弱，肉眼或普通帧率相机无法捕捉。若吸嘴下降高度、顶针力度、剥离速度等参数不当，易致隐裂、崩边或拾取失败。因此高帧率记录与微观分析是优化工艺、提升良率的关键。

检测方式

固晶机全速运行过程中，相机以每秒数千帧的频率记录吸嘴下压、接触芯片、剥离蓝膜及上升的完整动作。通过配套的慢动作回放软件进行逐帧分析，量化吸嘴运动轨迹、芯片形变状态与蓝膜回弹情况。

技术优势

· 短时大量捕捉，记录细微动作；

· 高速拍摄仍保持高画质；

· 体积小巧易部署，环境适应性强。

12 引线键合动作分析

高速相机

应用背景

半导体封装引线键合工艺中，劈刀需在毫秒级内完成下压、超声摩擦、金球变形及线弧成型。键合线极细且芯片脆弱，肉眼无法捕捉。若超声功率、键合力、时间等参数不当，极易导致键合不良。因此高帧率微观记录与分析是优化工艺、提升良率的必经之路。

检测方式

在设备全速运行中，以每秒数千帧的频率完整记录劈刀下降、金球接触、变形、线弧拉起及尾丝断裂的全周期动作，通过慢动作回放可进行逐帧解析。

技术优势

· 高速高画质，细节清晰；

· BSI背照式，提升感光度和量子效率。

公共自动化与搬送

贯穿半导体制造与封测产线的物料搬送系统，负责晶圆在各工艺机台间高效流转。EFEM机械手与真空传输腔是自动化物流核心载体，位置偏移或高度漂移可致晶圆刮伤、破片。深视智能以对射型边缘测量传感器与激光位移传感器，在晶圆寻边对位、机械手位移偏差分析及腔内高度监测中实现精准闭环控制。

13 晶圆寻边对位

对射型边缘测量传感器

应用背景

半导体制造封测中，晶圆传输后容易出现微小位置与角度偏移，对位不准会引发后续工艺问题，传统2D视觉寻边容易受材质打光效果影响，速度受限，因此高精度对射型边缘测量传感器是主流的检测方案。

检测方式

对射型边缘测量传感器检测晶圆转动时光束遮挡位置变化，捕捉晶圆边缘轮廓与缺口位置，系统据此计算晶圆圆心坐标与旋转角度偏差，引导对心补偿。

技术优势

· 兼容性强，识别半透材质边缘；

· 4kHz高频，精准捕捉缺口跳变；

· 超小体积，易于集成。

14 机械手位移偏差分析

激光位移传感器

应用背景

晶圆搬运环节中，机械手需高频高精度取放片。设备长时间运行会使机械传动部件产生磨损等问题，导致机械手走位偏差，不及时处理易引发晶圆损伤甚至撞机，因此需长期监测校准机械手位移偏差。

检测方式

采用激光位移传感器，在机械手执行特定动作（如归零、取放基准位）时，测量机械手末端执行器位置。精准计算出机械手在XYZ轴向位移偏差，实现走位精度的量化评估与异常预警。

技术优势

· 预测性位移数据维护，防止晶圆破片风险；

· 动态高频追踪，捕捉微小漂移；

· 非接触零污染，契合半导体严苛环境。

15 真空内机械手高度检测

激光位移传感器

应用背景

半导体真空传输腔中，机械手搬运晶圆易出现Z轴高度微小漂移，会损伤晶圆，且真空腔内无法便捷内置测量传感器，需在外部进行高精度高度监测。

检测方式

高精度激光位移传感器装在真空腔体外部，激光穿透视窗照射腔内机械手末端执行器，接收反射光结合算法计算真实Z轴高度，实时比对基准并做偏差分析预警。

技术优势

· 微米级精度，杜绝刮伤破片；

· 传感器外置，可透玻璃检测；

· 腔外维护，无需破真空。

深视智能将持续围绕实际工艺需求，深化精密传感与成像技术的应用，为半导体制造过程中的精密检测与工艺优化提供支持。

2026年10月14日至16日，2026湾区半导体产业生态博览会（深圳）将在深圳会展中心（福田）举行，深视智能展位 8D31。深视智能诚邀各位行业伙伴莅临现场交流，围绕晶圆制造、先进封装及自动化搬送等应用需求，与我们共同探讨精密检测技术的实践与发展。