闻曜

本文将从技术原理、核心优势、应用场景及落地实践等方面，对该技术进行系统性解析。

一、先进工艺节点的检测挑战与技术缺口

当前半导体制造技术正经历关键变革：鳍式场效应晶体管逐步被全环绕栅极（GAA）纳米带晶体管替代，中段制程（MOL）因多重图形化技术的应用，堆叠复杂度持续增加。这一变革导致致命缺陷多隐匿于 3D 结构内部，传统光学检测手段难以有效识别。

同时，先进工艺节点的缺陷呈现显著的产品特异性，集中分布于特定工艺 - 版图组合的 “热点区域”，此类缺陷由芯片设计固有的版图特征引发，成为影响良率的核心因素。

行业面临的核心矛盾在于：电子束电压衬度检测是识别电学缺陷的关键技术，但传统电子束检测采用光栅扫描模式，效率远低于光学检测，无法匹配大批量生产的需求。DirectScan 技术的出现，为破解这一矛盾提供了可行路径。

二、DirectScan 核心技术架构：PointScan 的创新逻辑

DirectScan 检测方案由eProbe 电子束检测工具、FIRE GDS 版图分析平台及Exensio 大数据智能分析平台三大核心组件构成，其技术突破的核心在于PointScan 扫描技术对传统电子束检测逻辑的重构，主要体现在以下三方面：

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设计感知驱动的靶向检测

传统电子束检测采用无差别光栅扫描，需覆盖包括介质区域在内的全部区域，且无法识别被测目标的图形特征；PointScan 技术具备非接触式电学测试特性，可精准跳转至目标器件的关键位置（如焊盘、接触点），仅对有效检测区域实施电压衬度检测，完全规避介质区域的无效扫描，实现 “按需检测”。

2

检测效率的量级提升

通过 FIRE 平台的精细化版图分析，可精准筛选出需检测的 “关键区域”，大幅缩减检测范围：

后段制程金属 3 层通孔检测：仅需扫描总可检测面积的 2.5%

中段制程栅极 - 漏极短路检测：仅需扫描总接触点的 1%

栅极残筋检测：可规避 50%-75% 的介质区域，检测面积缩减至传统方案的 10% 以下

基于上述优化，PointScan 技术的检测吞吐量可达传统单束电子束检测设备的 20-100 倍，每小时可完成数十亿个被测器件的扫描。

3

设计感知学习与属性分析能力

DirectScan 与 FIRE 平台的深度整合，可实现跨多层版图的属性提取，包括触点类型（漏极 / 栅极）、晶体管阈值电压、极性、与扩散区隔离槽的距离等关键参数。

eProbe 输出的 KLARF格式数据含专属属性识别码，可与版图特征精准匹配，工程师可直接计算特定属性或属性组合对应的缺陷率，快速定位高风险晶体管类型与版图设计方案，为工艺优化提供数据支撑。

三、高难度场景的应用突破

PointScan 技术的低电荷沉积特性，使其在传统电子束检测难以覆盖的场景中实现突破：

背侧供电网络（BSPDN）晶圆检测

键合晶圆形成的绝缘层会阻碍电荷传导，导致传统电子束检测出现电荷累积、电子束偏折与失焦问题；PointScan 技术大幅降低单位面积电荷沉积量，有效缓解上述问题，已完成实际应用验证。

3D DRAM检测

3D DRAM 的结构特性同样易引发电荷累积，此前检测难度较高，DirectScan 技术的应用使该类器件的精准检测成为可能。

DRAM 阵列短路检测

独有的可控 “充电 - 检测” 功能，可在指定位置施加电荷后跳转至目标区域采集电压衬度信号，使特定岛状节点呈现高亮状态，清晰识别与浮空相邻触点的短路问题，该功能为传统光栅扫描技术所不具备。

四、行业落地实践与全流程应用

自 2022 年初起，eProbe 检测系统已在多家先进逻辑芯片制造工厂落地，目前两套设备投入大批量生产，第三套设备处于产能爬坡阶段，应用场景覆盖半导体制造全流程：

先进逻辑芯片制造

中段制程：GAA 栅极 - 漏极短路、栅极接触孔开路、栅极外延层 / 硅化物层开路检测

后段制程：M0 层、1X 层、2X 层系统性接触孔开路与金属布线短路检测

背侧供电网络：电源通孔、源极 / 漏极通孔接触孔开路与短路检测

随机逻辑电路漏电情况评估

先进 DRAM 制造（2024-2025 年）

外围电路：栅极 - 栅极残筋短路、栅极 - 漏极短路、字线 - 字线短路与开路检测及缺陷定位

存储阵列：基于可控 “充电 - 检测” 技术的存储节点短路检测

技术总结

在半导体制程向更精密 3D 架构演进的背景下，检测技术的创新成为保障良率的关键。DirectScan 方案通过 PointScan 靶向扫描技术、设计感知分析能力与产品特异性缺陷学习功能的融合，在保留电子束检测高灵敏度的基础上，实现了检测吞吐量的量级提升，同时破解了高难度场景的检测难题。

该技术不仅解决了先进工艺节点下缺陷“难识别、难检测” 的问题，更推动半导体检测从 “缺陷识别” 向 “工艺优化赋能” 升级，为下一代半导体制造提供了核心技术支撑和全新路径。

　　多元力量聚合力，打造“全功能”服务队伍

　　“睦邻先锋队”广纳贤才，社区工作者、党员志愿者、退休干部、全职妈妈等群体纷纷响应。截至目前，通过线上线下报名渠道，已吸纳队员35名，组建起3支特色小队。由党员水电工组成的“闪电维修组”，成立以来完成水电抢修6次、公共设施巡检9次；退休干部组成的“红马甲调解团”，成功化解邻里纠纷5起，调解成功率达100%；6名全职妈妈组成的“童心守护联盟”，开展课外辅导、亲子活动14场，服务儿童超120人次。

　　专业赋能强本领，提升服务“含金量”

　　为让服务更专业，先锋队建立分层培训体系，基础培训帮助队员快速熟悉社区居民的分布特点与文化习俗。专业培训则精准发力，为维修组开设水电技能提升课，邀请专业技师现场演示；为调解团解读《中华人民共和国民法典》邻里关系条款；为守护联盟培训儿童急救与心理疏导技巧。规范的工作机制让服务高效运转，居民可通过社区热线、微信群等渠道反馈需求，受理岗24小时内完成分类派单。家住定远县曲阳国际小区的居民陈龙反映楼道灯不亮，闪电维修组15分钟响应，30分钟修复，满意度评价达五星。此外，积分兑换机制激发持续动力，队员凭服务时长累计积分，可在辖区超市兑换生活用品，已有7名队员兑换了积分奖励。

　　共建共治聚民心，绘就社区治理“同心圆”

　　“睦邻先锋队”不仅解决问题，更拉近了邻里距离，退休教师杜黎明是调解团成员，她调解的不仅是纠纷，更是人心。居民张先生曾因楼上住户的空调外机正对着自家卧室窗台，生活备受影响，多次向物业和社区反映却无果。杜黎明得知后，一次次上门耐心协调，用真诚沟通架起桥梁，最终楼上住户主动同意移走外机，一场僵持许久的邻里矛盾迎刃而解。更暖心的是，经此一事，两家人从最初的隔阂生疏，变成了如今常来常往的朋友。从设施维修到矛盾化解，从儿童守护到邻里互助，这支队伍用行动诠释“远亲不如近邻”，让共建共治共享的理念落地生根，让幸福在邻里间悄然传递。（王建国）