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笑涨哥
 · 北京  

$永新光学(SH603297)$ 多模态纳米分辨率显微镜,应用场景会有半导体吗?
会,而且半导体正是“多模态纳米分辨率显微镜”最核心、最活跃的应用场景之一。具体体现在以下几方面:
1. 晶圆级缺陷检测与良率提升
- 通过同步采集发光强度、光谱、荧光寿命等多模态信号,可在纳米尺度定位并分类半导体缺陷(位错、杂质、裂纹等),实现端到端的缺陷信息(位置、尺寸、形状、种类)输出,检测漏检率可下降 78% 以上。
- 联晶通、陌讯等公司已将该技术部署在 12 英寸后道封装产线,用于晶圆外观、静电放电(ESD)和微裂纹的多模态在线监测。
2. 器件结构与成分三维解析
- SEM/AFM/微波扫描力显微镜一体化,可在真空环境下对 FinFET、GAA 等 3D 器件进行“形貌+电学+介电”同步成像,实现 10 nm 以下掺杂分布、沟道应力及界面缺陷的三维重构。
- 双球差校正 TEM 配合三维原子探针,可在原子尺度分析栅氧厚度、高 k 介质缺陷以及异质界面成分起伏,为 2 nm 节点材料选择提供依据。
3. 工艺开发与过程监控
- 光刻、刻蚀、离子注入后,利用低电压 SEM+扫描电容显微镜 (SCM) 组合,可快速扫描晶圆,给出 CD(关键尺寸)、侧壁形貌及载流子分布,实现工艺窗口优化。
- 在 EUV 胶、DSA(导向自组装)等新工艺中,多模态成像能同时获得胶的形貌、组分和电荷积累情况,帮助评估曝光-显影-刻蚀协同效应。
4. 先进封装与异质集成
- 对 TSV、微凸点、混合键合界面,采用 AFM-红外-拉曼联用,可在纳米分辨率下测量表面粗糙度、氧化层厚度及应力分布,提前发现潜在的界面脱粘或漏电通道。
- 量子传感网络方案也被证实可在纳米级电路缺陷识别上较传统手段提升 88% 的精度,有望用于未来 3D IC 的良率控制。
5. 新材料与“超越 CMOS”器件研究
- 对 GaN、SiC、钙钛矿等宽禁带或光电材料,多模态显微镜可同时给出晶格缺陷、极化场分布和载流子寿命,指导高效功率器件和 Micro-LED 的制备。
- 石墨烯、MoS₂ 等二维材料的原位电-力-光联合成像,可评估缺陷对迁移率与肖特基势垒的影响,为“后摩尔”器件提供实验支撑。
总结
从 12 英寸量产线到 2 nm 前沿研发,从硅基 CMOS 到宽禁带/二维材料,多模态纳米分辨率显微镜已深度嵌入半导体“检测-分析-优化”全链条,成为提升良率、加速工艺迭代和开发新材料体系的关键手段。