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日期: 2026-05-20 | 来源: DeepTech深科技 | 有2人参与评论 | 字体: 小 中 大
亚纳米时代，看不清还是看不准?
当下，台积电正在推动 1.4 nm 等下一代先进制程节点，半导体制程正在向亚纳米尺度迈进。以往的成熟制程随机误差偏小，然而在亚纳米尺度的测量，随机误差显著增大，无法再用单一、少量参数来简单标定精度，必须在参数收集阶段即引入更复杂的模型。但这种复杂模型在人的感知中是模糊的图像，每个像素及其统计波动都包含关键信息。
半导体制程演进，首先要解决“如何在更小尺度看清和看准”的问题。
随着先进制程的细节要求越来越高，电子束量检测设备正在成为半导体领域不可替代的工具。在芯片生产加工过程中，结构成型、图形按照目标图形生产、晶圆表面或结构表面是否残留光刻胶以及各类缺陷等各个方面都需要精准排查，而这些因素都与半导体的良率密切相关。
另一方面，先进制程下缺陷愈发微观，需要捕捉到微弱信号。传统的光学手段由于波长受限，很难在小尺寸实现观测;而电子束波长在亚纳米级别尺度，既能在光学基础上看得更小、更清晰，还能探测比光学手段更丰富的信息，例如深孔观测，其已成为存储芯片制造领域最核心的问题之一。这就像是在医学领域中用肉眼以及 X 光观测人体，所获取的信息维度完全不同。
根据公开资料显示，在电子束量检测设备领域，达博曾重新定义亚纳米尺度下微观观测的底层逻辑。他借鉴电阻测量四探针技术与红外天文学领域的 Chop-Nod Method，原创提出“白色电子”研究方法 。
该方法通过多次关联测量，有效屏蔽衬底背景信号干扰，实现半导体微纳缺陷的精准表征与定量解析。其核心创新是把非单色二次电子(SE)能谱整体作为探测信号，构建出微弱信号超高通量探测、识别与分析的全新技术方案。
在科研应用案例中，该方法能够依托纳米材料透射率的细微变化，精准获取衬底表面仅 1–2 个原子层厚度纳米材料的定量信息，检测效率相较传统多层探测法提升近两个数量级。
而在这项研究过程中，也让达博第一次强烈感受到半导体的产业和学术界不同的需求：对于产业界而言，只要方法管用、能给企业节约费用就是好方法;而在发表学术论文时，以“白色电子”方法相关论文为例，审稿人纠结的是，提取出来的结果是很多实验的组合，那它到底代表的是什么样的信息?这背后究竟有怎样的机理?
为此，达博在数学和物理层面花费了很多时间和精力进行证明。达博进一步解释道：“学术界更看重的是方法创新，假如在 100 次实验中成功一次可能就可以发表论文，但产业界的期望是 100 次实验中一次失败都不要有。”
图丨“白色电子”方法的可视化(来源：Nature Communications)
这种学术与产业的认知差异，也让达博在先进制程量产研发中有了更深体悟，其中就包括台积电 3 nm 产线关键部件研发。在他看来，成熟制程与先进制程的本质区别是，前者是“长板驱动”，即追求某几个关键部件的极致性能，其他部件的问题是可以被掩盖的;而后者是“短板致死”，尤其是在量产线上，整个装备中尤其是工作在等离子体、腐蚀气体、高温或高真空的所有材料与部件，其任何微弱的影响都可能破坏整体性能的表现。这就像是牵一发而动全身，因此先进制程在量产线上，是一个不断对部件找问题、找方案的过程。
在这个过程中，达博意识到一个更根本的问题：现有电子束设备中，可被有效利用的电子束流比例极低。要突破这一瓶颈，必须从材料本身的结构入手。为此，达博制备出圆柱对称旋转晶体(CSRC，cylindrical symmetric rotating crystals)[4]，并开创衍射电子光学领域，NIMS 时任理事长桥本和仁(Kazuhito Hashimoto)评价这项成果为“具有与准晶发现相当的原创性意义”。- 新闻来源于其它媒体，内容不代表本站立场！
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