点击蓝字，关注我们
近年来，半导体技术正以指数级速度向前发展，不断涌现出依托摩尔定律的创新成果，以响应业界对效率、小型化及精度与日俱增的需求。这些技术突破的核心，在于缺陷检测技术的迭代演进，尤其是针对制造流程中系统性问题识别的针对性创新。
其中，普迪飞（PDF Solutions）推出的新型高通量点扫描系统，革新了电子束检测技术，实现对系统性电压对比度（VC）缺陷的精准识别。本文将深入剖析点扫描技术的基本原理、独特优势，以及其在半导体研发中对加速缺陷检测精度与分辨率提升的关键作用。
技术介绍：点扫描技术
点扫描是面向下一代半导体制造的电子束检测系统，其核心设计目标是突破传统矢量扫描方法的技术瓶颈。与传统检测技术不同，点扫描并不以捕捉缺陷部位的全景图像为目标，而是针对每个缺陷热点实施单像素精准采集。这一突破性设计使其具备了更高的检测通量，能够以更短延迟完成系统性缺陷的识别与定位。
技术创新：两大核心突破
-
连续平台扫描技术：晶圆载台在电子束覆盖区域内保持运动，不再采用传统 “视场跳跃”模式，有效减少传统“跳跃·扫描”系统的稳定时间。
-
单像素精准采集技术：通过纳米级精度动态对齐，系统直接从每个缺陷热点采集单个像素，无需缓冲区域或多像素拼接。
两项技术创新的深度整合，使点扫描技术实现了每小时超10亿热点的检测通量——检测速度提升2-3个数量级的同时，系统性缺陷数据的采集纯度始终处于行业领先水平。
图1：基于跳跃扫描的矢量扫描示意图
核心优势：点扫描技术的四大核心优势
与传统电子束检测方法相比，点扫描系统通过技术架构革新，为半导体制造流程带来通量与良率的全方位提升与优化：
1. 检测通量显著提升
传统 “跳跃 · 扫描” 工具因视场切换及像素采集的时间损耗，导致检测效率低下。点扫描通过连续平台运动彻底消除这一瓶颈，检测速度提升2·3个数量级，实现每小时数十亿热点的检测能力。
2. 局部对齐强化检测精度
电子束系统存在坐标精度的固有挑战，易在检测中引入细微误差。点扫描通过缺陷热点附近的精准局部对齐，确保检测像素以最小偏移量直接定位至信号焊盘，有效降低误报率，提升数据可靠性。
3. 密集/稀疏区域的智能适配能力
系统可根据晶圆热点密度智能调节扫描速度：动态过滤冗余热点并优先处理关键缺陷区域，实现对不同密度区域的高效检测，避免无效的速度损耗。
4. 高纯度缺陷信号采集
传统拼接图像会聚合多像素信号，而点扫描仅聚焦缺陷部位的单像素信号。该方法显著增强了信号强度，即便在噪声干扰较大的复杂场景中，仍可实现精准缺陷检测。
方法论：缺陷检测效能最大化的方法论
若要高效应用点扫描技术，需采用针对系统性缺陷识别优化的方法论框架。以下核心步骤使其成为缺陷缓解的关键工具：
一、系统性热点精准筛选
局部信号锚定：以电节点、过孔或金属焊盘为起点，其电压对比度（VC）信号可精准映射缺陷机制。
-
几何特征过滤：优先锁定涉及金属孤岛、空洞等结构的狭窄热点区域。
-
冗余路径消除：确保检测节点无替代导电通路，从而准确定位真实缺陷源。
二、双次检测机制保障精准识别
点扫描系统通过分阶段检测架构确保缺陷识别的准确性，具体实施流程如下：
-
第一次检测：采集所有热点的单像素数据，通过电压对比度模式标记异常点。
-
第二次检测：捕获标记异常点的复查图像，深入分析缺陷形貌以完成缺陷评估。
根本原因：基于分箱技术的溯源定位
热点缺陷数据可按冗余路径、金属特征尺寸及几何特性进行分类归仓。通过可编程的分箱工作流，系统支持对缺陷进行精细化表征，以统计学方法定位根本原因，高效解决重复性制造难题。
案例研究：解决 Metal 2 金属填充缺失缺陷
点扫描系统的一个典型应用是解决棘手的Metal 2 金属填充缺失（MMF，又称埋孔空洞）问题。英特尔在2025年ASMC会议上分享了这一案例：该缺陷最初影响多批次晶圆生产，最终通过针对性点扫描检测成功缓解。
1、初始阶段
大规模检测数据显示，MMF缺陷主要影响尺寸更小、线宽更窄的金属孤岛结构。通过针对性扫描验证缺陷定位，实现了每小时10亿过孔的稳定扫描速率。透射电子显微镜（TEM）进一步确认了关键热点的缺陷信号，与产线末端（EOL）数据趋势呈现高度相关性。
2、工艺优化阶段
通过一系列对照分割实验定位根本原因，针对种子层与阻挡层材料厚度进行工艺调整测试，使缺陷率骤降6个数量级。系统的高通量支持快速迭代验证，确保工艺改进在逐步严苛的条件下完成可靠性验证。
图2：解决金属 2 层金属填充缺失问题的关键分割实验流程
3、点扫描技术在未来半导体制造中的角色
点扫描等先进电子束检测工具，正推动半导体制造商在缺陷检测与解决层面实现范式转变。通过融合连续扫描与单点检测创新，这类系统在研发阶段晶圆验证与大规模量产中均展现出无可替代的性能优势。
随着亚10nm器件的缩放需求加速及缺陷检测复杂度提升，应对不断演变的挑战需要兼具精准性与高通量的检测系统。点扫描技术确保半导体生产维持高效可扩展性，为迎接未来工艺节点的需求做好充分准备。
英特尔对点扫描系统的成功应用，向业界展示了基础技术如何赋能更快良率爬坡、更高精度缺陷抑制，以及为前沿制程提供稳健的制造就绪能力。
本周将分享【利用高通量点扫描技术实现电压对比度系统性缺陷的全晶圆检测】技术报告，免费下载，敬请期待哦~
END
关于普迪飞
普迪飞（PDF Solutions）是全球领先的半导体智能制造赋能者，致力于通过数据驱动技术与全流程互联能力，帮助客户实现从芯片设计、制造到封测的全生命周期效能升级。目前，半导体生态系统中的多家财富500强公司都在使用普迪飞的产品和服务,通过连接和控制设备、收集制造和测试期间产生的数据、以及执行高级数据分析和机器学习来实现智能制造目标与盈利的大批量生产。普迪飞官网👉www.pdf.com
或发送您的需求到china-info@pdf.com邮箱
精彩回顾
Exensio功能详解
Freemium：Exensio数据分析平台增值版，免费试用
Exensio应用场景
Foundry：晶圆厂的智能大脑，为生产运营保驾护航
Fabless：让数据为产品服务，助力IC设计企业的产品高效创新与研发
Battery：电池制造全流程智能分析平台，驱动产业效能升级
