半导体量检测环节正迎来从深紫外（DUV）向极紫外（EUV）光源过渡的技术拐点。随着芯片制程推进至3纳米以下，晶体管结构从FinFET向环绕栅极（GAA）演进，传统光学检测灵敏度已无法满足纳米级缺陷的检出需求，基于EUV光源的量检测技术开始进入产业视野。
量检测是半导体生产的核心环节，每一道工艺均需定量测量以确保关键物理参数达标。光学检测设备长期占据市场主流，但在器件物理尺度持续微缩、检测需求从二维平面延伸至三维立体的背景下，掩埋界面识别与纳米级缺陷检出的难度显著上升。电子束检测虽精度更高，但存在扫描速度慢、吞吐量低及可能损伤晶圆材料的短板。EUV光源检测则兼具高分辨率、高检测速度与非接触无损特性。根据散射信号经验公式，信号强度正比于颗粒尺寸的六次方、反比于照明光波长的四次方，波长缩短至13.5纳米可大幅提升纳米级缺陷的检出灵敏度，在套刻量测等场景中优势显著。
EUV光源的供给是量检测技术落地的先决条件。当前极紫外光源主要有三条技术路线。传统等离子体光源（包括激光等离子体LPP和放电等离子体DPP）是光刻环节的主流方案，但系统复杂、污染控制困难且造价昂贵。加速器光源（自由电子激光FEL、同步辐射SR、稳态微聚束SSMB）功率高，其中稳态微聚束光源由清华大学团队主导研究，2021年原理已获实验验证，被视为大功率EUV光源的潜在新路径。高次谐波产生（HHG）光源则凭借体积小、造价低、相干性高、波长可调及工程化可行性强等优势，成为EUV量测领域的重点方向，目前主要用于掩模版缺陷检测、阿秒物理、超快光谱等科研和量测场景。ASML、Intel、Samsung、TSMC等国际厂商已开始在量测与检测环节使用HHG技术，美国NIST将其定义为“宽带-超快-相干三位一体的最优路线”，IRDS 2024国际半导体技术路线图亦明确指出HHG是下一代EUV量测的核心技术。
EUV量检测的应用场景覆盖掩模缺陷检测、晶圆量检测与材料分析。在掩模检测方面，EUV光刻采用反射式光路，掩模由基底、Mo/Si多层膜与吸收层构成，传统DUV光源和电子束难以穿透多层膜检测相位缺陷。相干衍射成像（CDI）等无透镜成像技术可在傅里叶域采集衍射图案并重建样品结构，瑞士PSI开发的RESCAN工具目标在7小时内完成EUV掩模版全检，检出小于10纳米乘10纳米的缺陷；日本Hyogo与RIKEN合作的HHG-CSM系统将线缺陷检测极限从同步辐射源的10纳米提升至2纳米。三星基于HHG-CSM开发了EMDRS系统用于掩模修复和缺陷规避效果验证。在晶圆量检测方面，ASML和Intel的研究人员利用10至20纳米波长的HHG-EUV宽带光源开展散射量测，适用于3D轮廓测量和套刻应用，穿透深度可达400纳米，支持GAA等复杂三维结构的量测。在材料分析方面，EUV反射计可无损测量光刻胶在曝光及烘烤处理后的光学常数变化和厚度收缩情况，进而提取潜像轮廓和表面形貌等结构参数。
高端EUV光源长期由海外厂商垄断，国产EUV量检测设备的发展仍面临光源供给与工艺验证的双重挑战。随着国际半导体技术路线图将HHG列为下一代EUV量测核心技术，国内相关研究机构和企业需加快光源自主化进程，方能在下一代量检测技术竞争中占据主动。
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