富正林 科技日报记者 都芃
芯片是现代信息产业的核心与基石。随着芯片集成度增加，特征尺寸急剧减小，现有的光学检测技术难以捕捉深亚波长缺陷的微弱信号，更无法判别缺陷的具体类型，而扫描电镜等传统技术，难以实现高深宽比三维测量。
针对上述痛点，西安交通大学教授杨树明牵头，西安交通大学、华中科技大学与中国计量科学研究院等单位团队共同合作，研制出半导体晶圆深亚波长缺陷多模态一体化检测技术及装备，创新性提出光学干涉相位检测、深度学习缺陷特征增强和结构化复合纳米探针三维表征三大核心技术，为芯片检测装上“火眼金睛”。日前，该成果通过了中国仪器仪表学会组织的科技成果鉴定。鉴定委员会认为：该成果技术难度大、创新性强、具有自主知识产权，核心技术自主可控，总体技术达到国际先进水平，其中深亚波长干涉相位检测技术和结构化复合纳米探针三维表征技术达到国际领先水平。
该项成果的关键突破之一在于离轴共光路干涉与相位解调算法，其可以将纳米缺陷引起的微小相位扰动巧妙转化为高对比度信号，实现高灵敏度缺陷检测，结合纳米结构版图先验信息设计共轭照明光场，大幅提升缺陷信号的定位精度。针对高速显微成像中常见的运动模糊和噪声干扰，团队融合编码计算成像与自适应学习理论，通过快照压缩与自监督降噪增强联合模型，有效抑制了噪声，在千帧率下达到亚像素分辨率。
此外，该成果建立起探针与电镜联合的三维表征溯源新体系，通过计量型扫描电镜对纳米探针进行精确校准，首次实现了缺陷可溯源三维形貌的全面、精准获取。值得一提的是，团队在该项成果中采用常规可见光光源实现了先进制程图形晶圆的缺陷检测，检出率达99%以上，不需依赖特殊短波光源，有效突破了国外技术垄断。目前，该团队开发的系列晶圆量检测设备，已在相关产线落地应用。
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