近日，国内集成电路领域传来重要进展，东方晶源自主研发的新一代高能电子束设备SEpA®-h755首台套成功交付国内头部客户。这款设备属于高电压扫描电子显微镜（HV-SEM），是东方晶源继EBI、CD-SEM、DR-SEM之后推出的第四款电子束量检测设备，标志着该企业在前道电子束量检测设备四大核心领域完成全面布局。
高能电子束设备的核心优势在于其采用的高能电子束扫描成像技术。与传统电子束量检测设备5keV及以下的着陆能量相比，HV-SEM的电子束着陆能量通常达到30keV及以上。这种超高的着陆能量使设备具备穿透晶圆深层的能力，实现"透视"成像效果。为攻克这一技术，研发团队需要突破高压系统设计、高能电子束精准控制、多探测器同步成像、高速高精度运动控制平台、特殊场景校准与标准样品制备，以及新型软件算法开发等多项技术难题。凭借在电子束领域长期积累的技术优势，东方晶源研发团队不仅成功推出这款全新设备，还实现了技术的快速迭代升级。
该设备的研发历程彰显了团队的技术突破能力。2024年初正式启动研发项目后，团队当年即攻克30keV着陆能量电子束成像技术，完成整体应用流程搭建与核心算法开发，并在晶圆厂实际场景中完成验证。2025年4月，团队成功实现45keV的高能电子束成像，核心指标达到国际领先水平。同年12月，设备在3D-NAND、DRAM和先进逻辑等高端工艺制程中完成应用demo测试，充分验证了其对先进工艺中3D结构的量测能力。
在实际应用中，HV-SEM展现出独特的技术价值。在SEM Overlay量测方面，高能电子束配合BSE（背散射电子）探测器可捕捉样品微米级深度信号，结合SE（二次电子）探测器采集的表面信息，通过分析两张图像的结构位置差，实现高精度对准或套刻精度量测。实测数据显示，在metal HMET layer上1μm视场范围内，设备可清晰呈现前三层金属结构。
针对高深宽比结构（HAR）量测，该设备同样表现优异。对于深宽比大于10:1的深孔、深槽等结构，高能电子束可深入结构底部并反馈有效信号至探测器，实现精准成像和量检测。目前，设备已完成二维结构30:1、一维结构80:1的高深宽比量测验证，满足先进制程的严苛要求。
HV-SEM还拓展了缺陷检测的应用范围。凭借高能电子束的技术优势，设备可实现特殊类型缺陷等扩展型检测应用。同时，搭载东方晶源自主开发的大数据可视化软件，设备能够开展CDU、OVL整体趋势分析，为制程优化提供有力的数据支撑。
在集成电路制造中，电子束量检测设备是良率管理的关键工具。随着先进制程和先进封装技术的快速发展，市场对3D结构量检测的需求持续增长。东方晶源HV-SEM的技术突破，不仅填补了国产高能电子束设备的市场空白，更为我国高端芯片产业的高质量发展提供了重要技术保障。
