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。

关节与天气的微妙关联

关节之所以能对天气变化做出反应，主要是因为关节内存在丰富的感受器。这些感受器如同一个个灵敏的侦察兵，时刻监测着关节的内部状态与外部环境的变化。当天气发生变化时，尤其是气压、气温和湿度出现较大波动时，关节周围的组织会随之发生物理和化学变化。这些变化刺激感受器，感受器便将信号通过神经传导至大脑，从而让我们感受到关节的不适。

气压改变是影响关节的重要因素之一。当气压降低时，关节腔内外的压力差增大，这会促使关节滑膜组织水肿，关节内的神经末梢受到刺激，就会引发疼痛。举个例子，在暴风雨来临前，气压通常会大幅下降，很多关节炎患者此时就会感觉到关节胀痛明显加剧。

气温骤降对关节的影响也不容小觑。寒冷会导致关节周围的血管收缩，血液循环减缓，关节周围的组织供血不足，代谢产物堆积，刺激神经末梢，可引发疼痛。此外，低温还会使关节周围的肌肉、韧带等组织的弹性降低，柔韧性变差，关节的活动阻力增大，进一步加重关节负担，导致疼痛加剧。

湿度的变化同样会对关节产生影响。高湿度环境会使关节周围的组织吸收更多水分，发生肿胀，对神经末梢造成压迫，从而产生疼痛感。对于本身就患有类风湿关节炎的人来说，高湿度环境可能会引发炎症反应，导致关节疼痛和僵硬症状加重。

特殊疾病患者会更敏感

对于患有骨性关节炎、类风湿关节炎、痛风性关节炎等疾病的人群来说，关节受天气变化的影响更大。

以骨性关节炎为例，这类患者的关节软骨已经出现磨损，关节边缘骨质增生，关节结构遭到破坏，关节周围的神经末梢更容易受到刺激。当天气变化时，关节内的压力、温度和湿度发生改变，会直接刺激到这些受损的部位，结果就是导致疼痛加剧。

类风湿关节炎是一种自身免疫性疾病，患者的关节滑膜会发生炎症反应，产生大量炎性介质。在天气变化时，身体的免疫系统会受到影响，炎性介质的分泌增加，进一步加重关节炎症，使关节疼痛、肿胀和僵硬等症状更加明显。

痛风性关节炎则是由于体内尿酸代谢异常，尿酸盐结晶沉积在关节内引起的。天气变化可能会影响尿酸盐的溶解度，导致结晶析出或溶解，从而刺激关节，引发疼痛。

来源：《大众健康》杂志

作者：上海交通大学医学院附属仁济医院骨关节外科主治医师  赵耀超  副主任医师  曲新华

审核：国家健康科普专家库成员、上海市老年医学中心（中山医院闵行院区）骨科主任医师 林红

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