为何AI数据中心的系统架构师首选Arm平台-新代
随着半导体制程向先进节点演进,3D 晶体管架构与多层互连堆叠技术的规模化应用,使得器件缺陷的隐蔽性与检测难度显著提升。传统光学检测技术已难以满足电学相关缺陷的识别需求,而电子束检测的效率瓶颈又制约了量产应用。DirectScan检测通过核心技术创新破解了这一行业痛点,为下一代半导体制造提供了高效、精准的检测解决方案。


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。


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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”。

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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。

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  刘靖正在整理粉蜡笺。

  洪金泉展示模具。

  粉蜡笺的描金技艺最为精细。

  洪金泉正在用铁锤在铁砧上捶打银条。

  洪金泉正在加工首饰。

  粉蜡笺描金。

  玉带糕是当地人探亲访友最喜欢携带的礼品。

  小时候的记忆是香甜的,吹糖人、玉带糕、糖葫芦,美味诱人;小时候的记忆是有声的,打银器、磨剪子、崩爆米花,那一声声吆喝挑动着雀跃的心。老手艺是什么?是旧日里的时光,是心中的记忆符号,是忘也忘不了的家的记忆。在巢湖地区,至今仍流传着一些传统手工技艺,在一代又一代的传承中,延续着祖辈的历史和情感。岁月流逝、手艺渐失,老一辈留下来的智慧,还有他们在默默坚守。

  听见老手艺 小小银块凝聚着万千希冀

  “叮咣!叮咣!叮咣!”清脆而有节奏的敲打声,将沉睡在静谧中的柘皋老街唤醒,喝早茶的、打米花糖的、炸菜籽油的、玩杂耍的……老街又开启了一天的热闹。

  柘皋镇开埠于西周初期,是群舒一支建立的宗国,因水陆通衢的地理位置和复杂显要的政史资历,使其成为皖中财物聚散的市埠。而北闸老街是当时小镇的商业要地,200余米的街巷处处都是商号,缝纫店、酒坊、杂货铺、当铺等,商贾络绎、车马喧嚣、烟火稠密。

  行走在今天的北闸老街上,依稀可以触摸到历史的留痕:沿街斑驳的墙体上,旧日店名层层相叠,“胡德成缫丝店”“恒记号南北货”等众多商号的字迹清晰可辨,让人不免遐想当年的繁华与喧闹。至今仍默默守护老街的“洪氏银楼”,正是其中一个穿越时空的“老招牌”。

  准确地说,“洪氏银楼”这个名称并不对,只是人们内心“纠结”的一个概称,它曾经有个更广为人知的名字——洪聚宝,而今已改名为“洪同庆”。名字变更的背后,是洪家祖孙三代百余年对老手艺的传承和坚守。

  “那‘洪聚宝’代表我爷爷,而‘洪同庆’就代表我了。”银楼主人洪金泉介绍,清朝光绪年间,他的爷爷洪少成创办了‘洪聚宝’,他手艺好又常设计新样式,做出来的银饰很受人欢迎。很快,“洪聚宝”就在巢湖地区打响了名头,最鼎盛时在柘皋镇上开了两家门店。

  2014年,“洪氏银器打制”入选合肥市非遗名录。

  何以致拳拳?绾臂双金环;何以道殷勤?约指一双银。金银饰品,特别是银饰的使用,在中国有着悠久历史,富含着深邃浓厚的民族情感,凝结了世代相传的文化基因,是最具有代表性的民间艺术品之一。在曾经的巢湖地区,人们把保佑平安、兴旺发达、健康长寿等美好的愿望都寄托在各种银器上,形成了深厚的民间银饰文化。

  洪金泉还记得,以前常有老人妇女排队打银器,手镯、脚环、平安牌、项圈、观音像等等,大多数是为了家中的孩子。那时的巢湖人有多爱打银器?洪金泉笑了,说了一件小事作对比:上世纪60年代,公社劳动折合成工分只有一角钱,但是打一只银镯的手工费就能赚上一元五角钱,即便这样仍是生意火爆。

  熔炼、捶打、煅烧、淬火、造型、抛光……做好一件银器并不容易,至少需要十几道工序,每一步都需要一丝不苟。其中最为关键的,是银器的温度和敲打的力度。

  “一块银块要反反复复捶打40分钟,才能让它彻底展开韧性,成为适合做出银器的原料。”洪金泉边说着,边敲打着长长的银条,叮叮当当的锤击声清脆悠长,透着历史的沧桑感。身为“洪聚宝”第三代掌门、洪家技艺第五代传人,洪金泉从12岁开始学习银器加工技艺,14岁就可以自己下乡去给人打银器赚钱。

  说话间,银条已经打好了,洪金泉把它夹起来,放到铺满石子的锻炉上,快速踩动着地上的皮腔。很快,银条就在烈火中变成了红色。“虽说是手工打银,但现在和100多年前也有不同,现在使用的是气炉,不像以前全靠嘴吹火,形成高温火焰。”将银条放入水中淬火后,洪金泉又将银条夹起,重新放置在锻床上敲打,“捶打、淬火,反反复复,需要8次。”

  一个功夫到家的好银匠,都能独立完成一整套工艺,包括设计、画图、錾刻、镌字等,洪金泉也是如此。他的银店里收藏着一只“宝箱”,里面都是祖辈传下来的模具,全是清朝年间设计的样式,也因此,“洪同庆”出品的银器与100多年前并无二样。

  “器物有魂魄,匠人自谦恭。”器物原本没有灵魂,但是经过匠人之手,就被赋予了灵魂。打银器时,洪金泉总会根据传统习惯、审美情趣等,在细节、局部的刻画上推陈出新,经过他巧夺天工的设计和加工,所打造的每一件银器独一无二、各具特色。当地居民提起洪金泉的手艺也是赞道:“精致、讲究。”

  如今,洪金泉的银店名气越来越大,很多人专程慕名赶到柘皋镇,他还开起了手工银器定制店,也给其它网店供货。有人劝洪金泉,多利用现代设备,省时又省事,可他总是摇摇头,不肯放下手中的羊角锤。

  “银器之美,美在匠心创作,在坚持专注敬畏。我喜欢沉浸在银器的世界中,在一锤一錾里打磨技艺、淬炼心性,用精致的作品回报每一个喜爱手工技艺、尊重传统文化的人。”

  看见老手艺 穿越近一世纪的技艺“复活”

  在巢湖问及传统手工技艺,很多人都会推荐“粉蜡笺”。无它,这是失传近一个世纪的技艺,它的“复活”让今人得以尽览纸的“古典盛装”。

  说起粉蜡笺,可别望文生义,这里的“粉”不是指粉色,而是指对纸张进行“填粉”处理;而“蜡”则指“上蜡”工艺,纸的表面经过涂蜡与鹅卵石砑光后,书写顺滑、触感温润。可想而知,粉蜡笺不但物稀且贵,一般人甚至连见一面都难。

  “粉蜡笺,是由魏晋时期‘粉纸’和唐代‘蜡纸’融合、演变,最终发展形成的一种名贵再加工宣纸,皇帝书写圣旨的部分用纸就是这种纸,身份尊贵。”让粉蜡笺在巢湖滨岸神奇“复活”,重现传统纸笺技艺辉煌,这项国家级非遗传人刘靖向记娓娓道来。

  复活,今天说来简简单单的两个字,却凝聚着刘靖父子几十年的心血。

  最早致力于恢复粉蜡笺的是父亲刘锡宏,为此,他特地创办了一家纸笺加工作坊,取名“掇英轩”,寓意拾回中国古代文明的精华。上世纪80年代,刘锡宏曾研制出“第一代”粉蜡笺,可惜工艺技术不到位,不久之后开始变色、发霉。

  从小耳濡目染,刘靖对传统纸笺加工有着浓厚的兴趣。大学毕业后,刘靖几经周折,最终还是决定回到家乡,一头扎进父亲的纸笺加工作坊,潜心探寻粉蜡笺的秘密。

  然而,想要重振古代文明绝非易事,刘靖遇到的最大难题,是解决吸水的“粉”与防水的“蜡”配比问题。之前,国内曾有很多人尝试恢复粉蜡笺,都在此遭遇“滑铁卢”,或脱粉,或拒墨,或不堪折叠。

  1995-1997年,刘靖北上故宫博物院、荣宝斋,南下安徽省博物馆、泾县宣纸博物馆,试图在浩如烟海的文献资料中寻找粉蜡笺的蛛丝马迹。同时,他把市场上所能找到的蜡、矿物粉、动物胶、植物胶等都买了回来。

  整整4个月的时间,刘靖历经上千次的反复比对、分析、试验,终于寻找到了制作粉蜡笺的配方及工艺流程。又过了两年,历经数次配方调整、完善,刘靖这才有足够的底气宣布,失传百年的“手绘描金粉蜡笺”成功恢复。

  进入新世纪,刘靖和父亲按照古法记载的方法模拟实验,终于成功复制出另一失传已久的明代“金银印花笺”。随后,又相继恢复、发展了诸多传统纸笺加工名品,如泥金笺、羊脑笺、流沙笺、刻画笺、透光笺等。刘靖说,他爱上了这种攻坚克难后的成就感。

  如此珍贵的粉蜡笺,制作自然也不简单,工艺复杂、极为考究。

  刘靖介绍,纸笺是中国传统加工纸的一种,其作为书法和字画的重要载体,曾在中国古代有着十分重要的地位。传统的纸笺加工,是一个有着仪式感的过程,刘靖至今仍保留着其中的习俗。

  “沐手焚香”。制作纸笺前,刘靖必先凝神静气,再洗净双手,不留半点油污,“纸张一旦被污染,会影响纸面光滑度,不吸墨色,书画效果极差。”

  选料、施工,讲究到近乎苛刻。

  “做粉蜡笺的宣纸必是上品,不能鼓包、不能有黑点,每张都要精心检查。工具要保持洁净,哪怕掉一根毛都要剔除。”

  “配料有严格的配比,放入的先后顺序绝对不能错。颜料与胶的比例同样要精细称重,以达到颜色的精准。”

  “制作中,要精确把控温度和湿度,季节不同,工艺也要相应调整。”

  ……

  施粉、染色、合纸、上蜡、砑光……制作一张粉蜡笺,至少历经12天20多道工序,再施以胶蜡、绘金洒金,一笔笔勾绘出祥云、盘龙、松鹤等图案,最后再次托裱。

  在众多工序中,粉蜡笺纸上的描金、洒金技艺最为精细,几乎堪称绝活儿。

  “描金时,一只手执笔描金,另一只伏案的手绝不能碰到粉蜡笺纸的纸面。否则,一旦手心分泌的油脂蹭到纸面上,就会影响纸面的光滑度,在这样的纸面上施墨,墨迹会聚拢在一起,极为影响效果。”刘靖介绍。

  而洒金用的金箔,又薄得极为“脆弱”,喘气的气息能将它吹动,用手摸一下就会消失不见——正是如此精益求精,刘靖的粉蜡笺富有光泽、细腻温润,颜色浓重而不失典雅,在其上书写或绘画都效果非凡,能有效提升书法艺术的表现水平。

  在刘靖的不懈努力下,掇英轩的纸笺产品已扩展至12个系列、上千个品种花色,包括粉蜡笺、泥金笺、羊脑笺、流沙笺、刻画笺、金银印花笺、丝网水印笺、染色笺、洒金笺、砑花笺等,既丰富了产品种类,又把传统纸笺加工工艺提升到了一个新的水平,再现辉煌。

  虽然刘靖已经在业内闯出了名堂,但他从未停止继续探索纸笺加工。他说,无论是过去、现在还是未来,他都会将纸笺加工技艺传承下去,也希望能聚集更多真正喜欢纸笺加工技艺的人,将这门手艺保护、传承、发展下去。

  尝到老手艺 舌尖上的“甜蜜乡愁”

  离中秋节越来越近了,烔炀镇的爸妈们又开始张罗起来,准备给外地的子女寄一品玉带糕。并没有习俗约定,烔炀人的中秋要吃糕,只是在这个期盼团圆的“思乡季”,来自家乡的特产最是慰藉。

  临水而建,或有水穿流而过的古镇,总是充满人气,烔炀镇亦如此。烔炀镇的人气,主要聚集在商来客往的老街上,这条南北长约200多米、东西长近150米的千年古街,现存古民居和店铺百余间,古色古香、风貌依旧。

  和柘皋镇一样,过去的烔炀镇也是极为繁盛,李鸿章当铺开到了老街就是证据。有史可考、有遗迹可寻的李鸿章当铺,在安徽境内有合肥、孔城、柘皋、运漕镇和烔炀镇五处,烔炀老街曾经的商业地位可见一斑。

  当铺对面,是当地有名的“乐陶轩”酒楼,当地人都说,张治中1940年第一次回乡探亲时,就是在此办酒席宴请乡邻的。老街曾是烔炀传统食品店铺集中区,有“祖一元”“亿泰和”等极负盛名的老字号,生产的食品中以“一品玉带糕”最为出名。

  小小的镇子没有太多高端的食品加工厂,更多的莫过于散落在各处的家庭式作坊。其中一位玉带糕师傅祖磊介绍,糕点是巢湖地区颇受欢迎的民间美食之一,特别是一种名为“四镶玉带糕”的点心,是人们探亲访友最喜欢携带的礼品。

  清朝年间,乾隆帝下江南时途经安徽,品尝了烔炀河“王恒茂”糕饼坊的四镶玉带糕,觉得很好吃,就即兴御赐了“一品玉带糕”的名号。从此,烔炀河的四镶玉带糕名声大振,不仅成为朝廷的贡品,而且被各地争相仿造,成为民间追捧的一道精美糕点。

  当然,“一品玉带糕”之所以得名,与它的食材、成品形状也有很大关系。“一品玉带糕的原料多样,通常是桃仁、青梅、桂花、橘饼、米粉、麻油等。”祖磊介绍,黄色的核桃似黄金、绿色的青梅似翡翠、莲子和桔饼如同珍珠玛瑙,而四周又有米粉镶成的白边,与一品大员所佩戴的玉带十分相似,故而得名。

  祖磊是土生土长的烔炀镇人,20多岁起跟着父亲学习制作玉带糕,随着年龄增长也愈发喜欢这个手艺活。在他看来,哪怕只是制作食品,也需要匠人之心。

  “首先,选料必须精细,糯米要上等的,用碓嘴碓窝舂成粉最佳,冰糖要晶莹剔透无杂质,核桃仁、杏仁、青红梅等都是从江南采购而来的。”

  “配比也极为考究。糯米粉与白砂糖,果仁与糯米粉,糕心与糕皮等,无论哪个环节没有掌握好比例,都做不出最好的一品玉带糕来。”

  “还有过筛,要先将米粉在细目的筛斗里一遍遍的过,直到滤成细腻不结块的细粉。这步最是考验耐心,但也决定了糕点的口感,偷懒不得、疏忽不得。”

  “压制、定型、熏蒸、切片……应该说,制作过程中地每一个环节,既是技术活也是体力活,既要眼明手快也要恰到好处,这样才能成就一份完美的玉带糕。”祖磊说,正是这种手工制作的差异性,使得一品带玉糕仍保留着传统的魅力。

  在烔炀镇,像祖磊这样的一品玉带糕师傅还有很多。让他们有些难过的是,随着生活水平的提高,购买传统美食的人越来越少,玉带糕从原来的果腹、解馋的属性,逐渐流于形式化。但祖磊说,他还会坚持制作一品带玉糕,并用自己的方式把手艺传承下去,尽力留住人们对传统文化的那份记忆,留下舌尖上的那一抹甜。

  晨报记者 王靓/文 高博/摄

  实习生 林馨

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下贝格拉

更新时间 :2026-06-06    来源:视野线     点击次数:4481

第一章总则

第二章工作机构