晶圆前道量检测设备种类繁多，但大体上都是根据光学和电子束原理进行工作。前道量检测使整条前道工艺产线的控制达到化，同时也为追寻芯片生产中发现的问题提供了重要的追寻线索。
新思界产业研究中心发布的
《2018-2022年中国半导体前道检测设备行业市场行情监测及未来发展前景研究报告》显示，椭偏仪是测量透明、半透明薄膜厚度的主流方法，它采用偏振光源发射激光，当光在样本中发生反射时，会产生椭圆的偏振。椭偏仪通过测量反射得到的椭圆偏振，并结合已知的输入值精确计算出薄膜的厚度，是一种非破坏性、非接触的光学薄膜厚度测试技术。在晶圆加工中的注入、刻蚀和平坦化等一些需要实时测试的加工步骤内，椭偏仪可以直接被集成到工艺设备上，以此确定工艺中膜厚的加工终点。
四探针是测量不透明薄膜厚度。由于不透明薄膜无法利用光学原理进行测量，因此会利用四探针仪器测量方块电阻，根据膜厚与方块电阻之间的关系间接测量膜厚。方块电阻可以理解为硅片上正方形薄膜两端之间的电阻，它与薄膜的电阻率和厚度相关，与正方形薄层的尺寸无关。四探针将四个在一条直线上等距离放置的探针依次与硅片进行接触，在外面的两根探针之间施加已知的电流，同时测得内侧两根探针之间的电势差，由此便可得到方块电阻值。
热波系统可测量掺杂浓度。热波系统通过测量聚焦在硅片上同一点的两束激光在硅片表面反射率的变化量来计算杂质粒子的注入浓度。在该系统内，一束激光通过氩气激光器产生加热的波使硅片表面温度升高，热硅片会导致另一束氦氖激光的反射系数发生变化，这一变化量正比于硅片中由杂质粒子注入而产生的晶体缺陷点的数目。测量杂质粒子浓度的热波信号探测器可以将晶格缺陷的数目与掺杂浓度等注入条件联系起来，描述离子注入工艺后薄膜内杂质的浓度数值。
相干探测显微镜是套准精度测量设备。相干探测显微镜主要是利用相干光的干涉原理，将相干光的相位差转换为光程差。它能够获得沿硅片垂直方向上硅片表面的图像信息，通过相干光的干涉图形可以分辨出样品内部的复杂结构，增强了CMP后低对比度图案的套刻成像能力。
光学显微镜是快速定位表面缺陷。光学显微镜使用光的反射或散射来检测晶圆表面缺陷，由于缺陷会导致硅片表面不平整，进而表现出对光不同的反射、散射效应。根据对收到的来自硅片表面的光信号进行处理，光学显微镜就可以定位缺陷的位置。光学显微镜具有高速成像，成本经济的特点，是目前工艺下的一种主要的缺陷检测技术。
扫描电子显微镜是对缺陷进行精准成像。扫描电子显微镜的放大倍数能够达到百万倍，能够提供尺寸更小缺陷的信息，其放大性能明显高于光学显微镜。扫描电子显微镜通过波长极短的电子束来扫描硅片，通过收集激发和散射出的二次电子、散射电子等形成硅片表面的图形，并得到不同材料间显著的成分对比。
新思界产业研究员表示，2017年半导体行业进入新一轮高成长周期，5G、AI、大数据、云计算等新兴行业需求的逐步提升是重要的行业驱动力。当前科磊/日立/应用材料市场份额占比超过75%，市场基本被外资占据。目前上海睿励在光学测量方面实现国产化，精测电子也已有布局，国产商未来有望在部分细分领域取得突破。
