在集成电路制造持续迈向更小节点的过程中，EUV光刻技术已成为关键工艺。然而，随着图形尺寸的不断缩小，EUV光刻胶中的随机缺陷——如微桥、断裂、缺失等——成为影响芯片良率的首要难题。这些缺陷形态随机、成因复杂，传统的二维检测手段已难以满足其三维结构与成因的精准分析需求。
日立直角型FIB-SEM三束系统NX9000，凭借其独特的Cut & See功能和卓越的加工精度（最小1 nm加工步进），为这一行业痛点提供了强大的解决方案。
FIB-SEM三束系统NX9000
直面挑战：
如何无损解析脆弱的光刻胶结构？
EUV光刻胶材质敏感且结构脆弱，在FIB（聚焦离子束）加工和SEM（扫描电子显微镜）观察过程中，极易因电子束损伤和加工损伤变形，从而无法获得真实的缺陷形貌。
FIB-SEM系统NX9000的应对之道
01
独特的FIB与SEM结构布局
NX9000独特的结构不仅保证了FIB的加工精度；垂直与加工面的SEM可实时的在更高倍率下拍摄无形变的图像，不需要软件矫正；为后期数据分析及三维重构提供更真实的数据。
如下图所示，通过在光刻胶图案顶部预先涂覆HfO₂ 和 C 的保护层，有效增强了结构的稳定性与导电性。NX9000在此基础上，进行精密的定点加工与观察。
样品结构与分析方法示意图
(样品提供方：IMEC)
02
1 nm超高精度切片
NX9000的FIB系统能够以1 nm的极小步进对样品进行逐层切片。这种近乎原子级别的加工精度，确保了每一层截面信息的完整性，为后续的三维重构提供了海量、精准的原始数据。
精准洞察：NX9000如何“看见”
EUV光刻胶中的随机缺陷？
01
缺陷的发现与二维确认
通过NX9000的Cut & See流程，系统在加工后立即用SEM对截面进行高分辨率成像。如下图所示，清晰观察到表面涂覆的HfO₂在两条线路之间形成了异常连接，直观地确认了缺陷的存在。
FIB加工面的SEM图像 使用仪器：NX9000
SEM加速电压：25 kV, FIB加速电压：30 kV
02
缺陷的三维重构与本质揭示
二维图像仅能提供单一角度的信息。为了彻底弄清缺陷的形态，研究团队利用NX9000以1 nm间距连续采集了14张切片图像，并通过Image Pro Premier 3D 软件进行三维重构。
HfO2的三维重构结果(截面方向)
切片间距:1 nm, 切片数量：14张
重构结果（上图所示）带来了关键发现：该随机缺陷并非实心结构，而是以中空悬浮的状态桥接在两条线路之间。这一三维形貌的揭示，对于理解缺陷的成因机制（可能与曝光随机涨落或光刻胶组分不均有关）具有至关重要的意义。
结语
日立FIB-SEM NX9000通过其卓越的截面加工精度（最小1 nm加工步进）与三维分析能力，成功将EUV光刻胶中难以捉摸的随机缺陷转化为清晰、立体的可视化数据。这不仅可以帮助研发人员深入理解缺陷根源，更可以为加速EUV工艺开发与良率提升提供坚实的技术支撑！
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