近日，应用材料公司（Applied Materials, Inc.）发布了一款新型缺陷检测系统，旨在助力顶尖半导体制造商突破芯片尺寸缩放的技术瓶颈。这款 SEMVision H20 系统，集成了业内灵敏度极高的电子束（eBeam）技术与先进的 AI 图像识别功能，能够更高效、精准地检测出前沿芯片中深藏的纳米级缺陷。
一直以来，电子束成像技术在检测光学手段难以察觉的微小缺陷方面发挥着关键作用。凭借超高分辨率，它能在数以十亿计的纳米级电路图案中精准定位细微瑕疵。传统检测流程中，通常先利用光学技术扫描晶圆以发现潜在缺陷，再借助电子束技术对这些缺陷进行详细分析。然而，随着芯片制造迈入 “埃米时代”，芯片最小特征厚度仅为几个原子大小，辨别真正的缺陷和误报变得愈发困难。在当下最先进的芯片制程节点中，光学检测生成的缺陷图谱更为密集，致使交付给电子束检测的潜在缺陷数量可能增加百倍之多。因此，制程控制工程师急需一种检测系统，既能处理海量样本，又能在大规模生产中兼顾检测速度与灵敏度。
应用材料公司成像与制程控制部门的集团副总裁 Keith Wells 表示：“SEMVision H20 系统，能帮助全球领先的芯片制造商从检测工具产生的海量数据中精准筛选出有效信息。通过融合先进的 AI 算法与创新电子束技术的高速度、高分辨率优势，该系统可以快速识别三维器件结构深处的微小缺陷，提供更快速、精确的检测结果，进而缩短工厂生产周期，提高良品率。”
图：应用材料公司推出新一代电子束系统，加速芯片缺陷检测
应用材料公司的新型电子束技术，对制造 2 纳米及更先进制程逻辑芯片所需的复杂三维架构变革（如环绕栅极晶体管技术），以及更高密度 DRAM 和 3D NAND 存储器的生产至关重要。目前，SEMVision H20 缺陷检测系统已被顶尖逻辑和存储芯片制造商应用于新兴技术节点。
SEMVision H20 系统主要依靠两项创新技术，实现了缺陷分类的高精准度，检测速度也比现有先进技术快三倍。
新一代冷场发射（CFE）技术：应用材料的 CFE 技术是电子束成像领域的重大突破，可实现亚纳米级分辨率，有效识别深藏的微小缺陷。该技术在室温下工作，能产生更窄且电子数量更多的电子束，相比传统热场发射（TFE）技术，纳米级图像分辨率提升高达 50%，成像速度快达 10 倍。随着 SEMVision H20 的推出，应用材料带来了第二代 CFE 技术，在保持行业顶尖灵敏度和分辨率的同时，进一步提高了检测通量。更快的成像速度增加了对每片晶圆的检测覆盖范围，使芯片制造商能在三分之一的时间内获取等量信息。
深度学习 AI 图像模型：SEMVision H20 利用深度学习 AI 功能，自动从虚假 “干扰” 缺陷中提取真实缺陷。应用材料专有的深度学习网络，通过芯片制造商工厂的数据持续训练，能将缺陷分类为空洞、残留物、划痕、颗粒等数十种类型，实现更精准高效的缺陷特征描述。
SEMVision 系列产品本就是全球最先进且应用最广泛的电子束检测系统。SEMVision H20 的问世，凭借新一代 CFE 技术与先进 AI 模型的结合，进一步巩固了其领先地位，为芯片制造商加快芯片研发进程、在大规模生产中更好地应用电子束技术提供了有力支持。
