据报道，Kioxia Iwate 公司将于 9 月底开始评估一项突破性的氮化镓（GaN）电子束（e-Beam）检验及计量技术。该系统由名古屋大学孵化的初创企业Photo electron Soul Inc.（PeS）与名古屋大学Amano-Honda实验室联合开发。
此次现场测试旨在验证该下一代检测技术在先进3D NAND闪存制造中的实际效能。在缺陷检测与精密计量要求日益提高的背景下，评估其是否能够在生产过程中实时提升缺陷识别与根因分析能力，为量产应用提供关键技术支撑。
电子束检验系统简介
电子束检测系统被公认为半导体制造中最先进的质量控制工具之一。其通过高能电子束扫描晶圆，生成高分辨率图像，用于缺陷或异常分析。与传统检测方法相比，电子束检验具有非接触、无损伤等优点，尤其适用于微小、易损的半导体结构。
在检测过程中，电子束射向晶圆表面，电子与材料相互作用后发生散射，由探测器接收并形成表面及亚表面图像，从而精准识别表面缺陷、裂纹、空洞、材料孔隙以及亚表面缺陷。
系统主要利用两类关键信号：
- 二次电子：反映晶圆表面微观形貌；
- 背散射电子：穿透材料获取亚表面结构与成分信息。
通过结合两类信号，电子束检测可提供卓越的精度与准确性，帮助半导体制造商在推进器件架构创新的同时，保障产品的一致性。
然而，传统电子束系统存在吞吐量限制，其检测速度通常以平方毫米/小时计，远低于光学检测以晶圆/小时为单位的效率。因此，目前电子束系统多用于抽样检验，尚难以实现全量产线实时监控。
应对3D NAND闪存制造挑战
3D NAND闪存采用垂直堆叠的存储单元架构，随着层数增加与集成复杂度提升，对纳米级缺陷检测和尺寸计量提出了极高要求。
传统光学或机械检测方法难以实现对高深宽比深层结构的无失真探测。由PeS与名古屋大学联合开发的GaN基光电阴极电子束检测与计量技术，为该领域提供了突破性解决方案。
GaN技术实现关键突破
Kioxia 评估的系统集成了两项关键创新：
- 光电阴极电子束检验：实现非接触电性检测，支持高精度缺陷识别；
- 光电阴极电子束计量：提供传统方法无法覆盖的区域内轮廓测量能力。
该系统利用GaN光电阴极的独特特性，实现更高效率的电子发射与更可控的电子束性能，具体包括：
- DSeB（数字选择电子束）：实现定向电子束，用于选择性区域检验；
- YCeB（产率控制电子束）：实时调节束流强度，确保检测精度的一致性。
这些创新有效克服了传统电子束系统在吞吐量与精度方面的局限，有望在生产环境中实现高分辨率全批量检测。
迈向商业化应用的关键一步
本次评估是Photo electron Soul技术发展的重要里程碑。
PeS首席执行官Suzuki表示：“此次评估为我们验证技术的独特性提供了重要机会。目前尚无其他供应商实现该技术的商业化，它已具备在半导体量产中应用的条件。”
他进一步强调，该技术将为铠侠带来显著竞争优势：“我们相信，它将成为铠侠的核心技术之一，显著提升先进检测与计量能力，并助力其在与美国、韩国企业的NAND闪存市场竞争中脱颖而出。”
对半导体行业的影响
若评估取得成功，GaN光电阴极电子束检测与计量技术有望为3D NAND生产树立新标杆，并可能扩展至其他先进半导体器件制造中。该技术结合了电子束检测的高精度、高吞吐量及实时束流控制能力，有望成为高复杂度器件制造中的核心检测工具。
在半导体性能被不断推向极限的今天，这项创新或将引领电子束检测从研发抽样迈向量产全检的新时代。
更多信息：www.photoelectronsoul.com
