蒙塔丰河谷圣安东

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：

1

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。

　　自1999年第一次与无偿献血结缘以来，他坚持了25年，截至今年6月，朱树生已经献出22600毫升的血液，献血总次数达到89次。他两次获得国家级无偿献血金奖，2019年获得“安徽省无偿献血之星”荣誉称号。今年被评为“怀宁好人”。

　　25年，他献出“5个自己” 

　　谈及第一次献血的经历，朱树生说，那是一次偶然的际遇。“1999年的一天，我在安庆市区维修家电，偶然间看到了一辆献血车，便走进去，献了400毫升血。当时送了一个纪念手提包，上面印着‘施比受更幸福’几个字。”朱树生说，正是这几个字的激励，从此他便与无偿献血结下了不解之缘。

　　献血分为献全血和血小板，两者储存时间不一样，人体恢复期也不同。2011年之前，朱树生对无偿献血的知识不甚了解，每次都献全血，恢复期为半年。2011年，他的献血总量达到一定标准，安庆红十字中心血站提供了一次旅游福利。在这次旅游的过程中，他遇到了安庆市无偿献血协会的会长，并被邀请加入协会。

　　此后，他开始捐献血小板，献血次数更加频繁。因为捐献血小板恢复期为一个月，只要血站一个电话，无论风雨，他都会第一时间奔赴。

　　2019年9次、2020年6次、2021年12次、2022年12次、2023年5次……翻开朱树生手机里的献血记录，自1999年第一次献血以来，他已经献血89次，其中80次为机采血小板，折合成全血累计献出22600毫升。

　　这些数字意味着什么？一个成年人全身的血液量约为4000至5000毫升，22600毫升相当于他全身血液换了5遍。如果按救助一个病人平均需要800毫升血液计算，这些血液已让近28个生命垂危患者重获生的希望。

　　根据安庆中心血站提供的数据，朱树生成为可以查证的怀宁籍居民在安庆和怀宁采血点无偿献血量最多的无偿献血者。

　　雪是冰的 血是热的 

　　全血可以储存35天，血小板储存期只有7天。由于储存时间太短，所以血小板一般不提前采集储存，只有在医院提出使用申请时，血站才找献血者前来采集。血站系统里能够参与这种应急献血的人并不多。朱树生是其中之一。

　　2018年2月1日，朱树生接到安庆血站的紧急电话，“有病人急需血小板，能过来吗？”“能！”身在怀宁的他毫不犹豫地答应了。挂完电话，朱树生立刻穿衣出门。那天雪下得很大，怀宁到安庆的国道几乎冻成了冰道。朱树生就在这条打滑的雪路上，自驾40公里赶到市中心血站，献出了一个治疗量的血小板。病人家属十分感动，不仅对朱树生万分感谢，还掏出钱，想要作为谢礼，但被朱树生婉拒。“雪是冰的，血是热的。那样的天气，要是别的什么事我肯定不愿意出门，但是病人情况紧急，大冬天本身就不好找人，如果我拒绝了，就会耽误病人救治。”朱树生说。

　　脑瘤术后的病人急需血小板、骨癌急需献血……朱树生已经记不清他救助的病人是在什么情况下急需血，但是他知道，每次情况都很紧急。“每当在血站看到家属渴望的眼神，我都为自己能够拯救生命做一点奉献而感到荣幸。救助别人，感觉比自己得到帮助还要开心。”朱树生表示。

　　将热血能量传得更远 

　　朱树生说，一个人献血一百次，不如让一百个人各献一次血。在平时的工作生活中，一有机会他就向朋友、同事们科普献血知识，讲述自己无偿献血的经历，带动朋友们加入无偿献血队伍中来，并长期通过网络媒体宣传无偿献血。他还经常到相关单位和协会开展无偿献血宣传，组织开展集体献血。据不完全统计，朱树生共组织过近20次的集体献血活动，参与献血的志愿者超过600人次，累计献血量超过20万毫升。

　　加入安庆无偿献血者协会以后，他经常到献血点做服务，让更多的人加入这个爱心行列中来。截至目前，他义务服务时间已超过300小时。

　　他还通过骑行扩大宣传范围。2018年起，他在自己的单车上插上一面“无偿献血，救人利己”的小旗，想着“播下了一颗种子，随时可能会发芽”。他一路骑行，一路宣传无偿献血。骑行轨迹涉及6个省，总距离超过3万公里。2018年7月19日是他54岁的生日，这一天他正好骑行路过河南周口，他找到当地血站，捐献了一个单位的血小板，他用这种方式送给自己一份特殊的生日礼物。

　　“人的生命是有限的，能够献血的时间和献血量更是有限的，但爱心的力量却是无限的。明年我就到了法定献血的最大年龄，我会坚持到最后一刻……”朱树生说。（记者 雷琳琳 通讯员 王凤高 实习生 邵文静）