近日，全球X射線分析系統(tǒng)解決方案領(lǐng)導(dǎo)者Rigaku Corporation（隸屬Rigaku Holdings Corporation，總部：東京都昭島市，CEO：Jun Kawakami）正式宣布，將與全球頂級半導(dǎo)體研究與創(chuàng)新中心imec（總部：比利時魯汶）啟動一項為期三年的聯(lián)合研發(fā)項目，共同推進(jìn)面向下一代半導(dǎo)體的先進(jìn)計量技術(shù)開發(fā)。

此舉標(biāo)志著Rigaku正加速將其世界一流的X射線核心技術(shù)，從傳統(tǒng)材料分析領(lǐng)域向最前沿的半導(dǎo)體計量賽道縱深拓展，依托imec歐洲頂尖的工藝研發(fā)基礎(chǔ)設(shè)施，打造新一代半導(dǎo)體檢測的技術(shù)制高點。

在半導(dǎo)體制程不斷向3nm、2nm乃至埃米級演進(jìn)的今天，器件結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜，傳統(tǒng)光學(xué)檢測手段正逼近物理極限。當(dāng)晶體管架構(gòu)從平面走向3D立體堆疊，當(dāng)柵極氧化層薄至原子級別，當(dāng)摻雜元素的濃度低至ppb（十億分之一）量級——半導(dǎo)體計量面臨的挑戰(zhàn)已不再是"看不看得見"，而是"看不看得清、測不測得準(zhǔn)"。

這正是X射線技術(shù)大顯身手的戰(zhàn)場。

Rigaku作為全球X射線分析技術(shù)的百年領(lǐng)導(dǎo)者，在X射線衍射（XRD）、X射線熒光（XRF）、小角X射線散射（SAXS）等核心技術(shù)領(lǐng)域擁有深厚積淀。而imec作為全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的"創(chuàng)新心臟"，坐擁300mm晶圓產(chǎn)線、最先進(jìn)的 EUV 光刻機(jī)及全套表征設(shè)備，是全球唯一能在研發(fā)階段即提供量產(chǎn)級工藝驗證環(huán)境的研究機(jī)構(gòu)，也是臺積電、英特爾、三星、ASML等巨頭的核心合作伙伴。

兩強(qiáng)聯(lián)手，一個提供最銳利的"測量之眼"，一個提供最接近量產(chǎn)的"驗證之場"，目標(biāo)直指下一代半導(dǎo)體計量中最棘手的三大技術(shù)難題。

根據(jù)合作規(guī)劃，Rigaku與imec的三年聯(lián)合研發(fā)將聚焦三大核心技術(shù)方向：

隨著GAA（全環(huán)繞柵極）架構(gòu)取代FinFET成為下一代晶體管主流，半導(dǎo)體器件已從二維平面徹底走向三維立體。3D NAND的層數(shù)已突破200層，邏輯芯片的晶體管結(jié)構(gòu)也日益復(fù)雜。

然而，現(xiàn)有計量手段大多針對平面或簡單三維結(jié)構(gòu)設(shè)計，面對真正的3D器件——尤其是高寬比超過50:1的深槽、多層疊加的納米片結(jié)構(gòu)——往往力不從心。

Rigaku將利用其在X射線領(lǐng)域的核心優(yōu)勢，開發(fā)面向3D器件的非破壞性計量方案，通過X射線的深層穿透能力與高角度分辨能力，實現(xiàn)對3D器件關(guān)鍵尺寸（CD）、形貌、應(yīng)變分布等參數(shù)的精準(zhǔn)測量，為GAA及未來CFET（互補(bǔ)場效應(yīng)晶體管）等新架構(gòu)的量產(chǎn)提供計量支撐。

當(dāng)柵極介質(zhì)層薄至不到1nm，當(dāng)金屬互連層的厚度僅有幾個原子層，當(dāng)摻雜元素的濃度低至ppb甚至ppt量級——計量的靈敏度必須與器件的尺度同步進(jìn)化。

Rigaku將在合作中重點推進(jìn)超薄膜厚度測量與微量元素分析技術(shù)的突破。借助其先進(jìn)的X射線反射率（XRR）與X射線熒光（XRF）技術(shù)，結(jié)合imec提供的最先進(jìn)工藝樣品，Rigaku致力于實現(xiàn)亞埃級（sub-?）薄膜厚度測量與超低濃度元素檢測，為先進(jìn)制程的工藝控制提供前所未有的計量精度。

在半導(dǎo)體制造中，微觀缺陷往往是良率殺手。但傳統(tǒng)缺陷檢測手段或需破壞樣品（如截面TEM），或?qū)μ囟ㄈ毕蓊愋挽`敏度不足（如光學(xué)檢測難以發(fā)現(xiàn)埋藏缺陷）。

Rigaku將利用X射線技術(shù)的非破壞性優(yōu)勢，開發(fā)面向半導(dǎo)體微觀缺陷的無損檢測方案。通過高分辨X射線成像、X射線衍射成像（XRD imaging）以及小角X射線散射等技術(shù)，實現(xiàn)對晶格缺陷、界面異常、應(yīng)力集中區(qū)等微觀問題的無損識別與定位，幫助晶圓廠在不犧牲樣品的前提下，精準(zhǔn)定位缺陷根因。

這場合作的背后，是雙方在各自領(lǐng)域不可替代的核心能力：

Rigaku的底氣 ——作為一家擁有近百年歷史的X射線技術(shù)企業(yè)，Rigaku在全球擁有超過20000臺X射線設(shè)備的裝機(jī)量，產(chǎn)品覆蓋材料科學(xué)、半導(dǎo)體、制藥、地質(zhì)等多個領(lǐng)域。其X射線光源、探測器與分析算法的全鏈路自研能力，使其在計量精度與系統(tǒng)穩(wěn)定性上具備顯著優(yōu)勢。

imec的價值 ——imec擁有全球最完整的半導(dǎo)體研發(fā)基礎(chǔ)設(shè)施，從2nm CMOS工藝到先進(jìn)封裝，從III-V族化合物半導(dǎo)體到量子計算芯片，幾乎覆蓋了半導(dǎo)體技術(shù)的全部前沿方向。更關(guān)鍵的是，imec能提供"從研發(fā)到量產(chǎn)"的全鏈條驗證環(huán)境，確保Rigaku的計量技術(shù)不止停留在實驗室，而是真正走向產(chǎn)線。

在摩爾定律持續(xù)放緩、半導(dǎo)體創(chuàng)新日益依賴新材料與新結(jié)構(gòu)的今天，計量技術(shù)已從"幕后支持"走向"創(chuàng)新驅(qū)動"的核心位置。沒有精準(zhǔn)的計量，就沒有可靠的工藝控制；沒有可靠的工藝控制，就沒有量產(chǎn)的可能。

Rigaku與imec的這次三年合作，正是要用X射線這把"最鋒利的尺子"，去丈量半導(dǎo)體世界中那些光學(xué)看不見、電子束觸不到的微觀真相。