半导体行业正在开发必要的缺陷量测和薄膜量测解决方案，但22 nm技术节点的监测还需开发新的成像套刻目标结构。
半导体制造商在向32 nm技术节点迈进时，面临着许多缺陷、薄膜和光刻量测方面的问题。光学缺陷检测工具不能完全检测到45 nm技术中的缺陷，而扫描电子显微镜（SEM）又过于缓慢。对于每个连续的技术节点，由于CD-SEM和光学CD（OCD）测量功能已到顶峰，关键尺寸（CD）量测变得日益困难。此外，因为传统方法不能达到器件图形化工艺所要求的精度，还需要新的套刻测量技术来取代传统的框中框套刻目标。
国际半导体制造技术产业联盟(ISMI)的缺陷、薄膜和光刻量测项目旨在评估和提高测量工具的制造价值。确定制造价值的第一步是制造一套标准的测试晶圆。然后利用这些测试晶圆来评估最新的生产和开发工具，并主要基于国际半导体技术发展蓝图(ITRS)的要求，编制一致标准或技术规范。随后我们模拟现有技术的限制，预测这些工具的最高敏感度和最大有用性。
缺陷量测
明场和暗场光学工具是应用最为广泛的缺陷测试系统。然而，基于SEM的系统被日益频繁应用，因此能提供更高的分辨率。但尽管SEM
系统的1 nm电子波长比可见光波长短，SEM探测受到了其较慢的扫描速度的限制——随着晶圆尺寸增大，这个问题进一步恶化。此外，SEM分析是在真空环境中进行的，而在真空中带有圆筒的腔体的可靠性要比光学照明系统的可靠性低得多。
随着设计规则的缩小，明场和暗场中可见光和近可见光波的性质与器件版图发生相互作用，版图图案成了衍射光栅，而不是鲜明的图形。以前解析为直角的结构的反射凸角带来了分辨率和噪音问题，很难克服，妨碍了设备区分信号与重要缺陷及有害缺陷的功能。
ITRS的“
成品率提升”一章指出，对于线条内缺陷的检测，要求将分辨率提高到0.5X特征尺寸（表1）。对于32 nm及以下的技术节点，检测图形化和未图形化晶圆上的超小缺陷引起了人们极大关注。高深宽比检测（HARI）是互连线缺陷控制的核心问题之一。接触底部的微小残余物引起接触电阻失效与该接触是否物理开路无关，随着器件边缘区域变得越来越窄，这种失效逐渐成为突出问题。
可能的解决方案
ISMI“缺陷测量”项目解决成品率和缺陷测量所面临的许多问题。ISMI还组织成立了缺陷量测咨询小组（DMAG），在这个小组中，来自16个成员公司的技术专家和经理们聚在一起，在定义战略里程碑方面达成一致意见。他们定义统一的技术要求，描述未来的缺陷量测技术要求。他们还开发晶圆标准，用来检验现有的及正在开发的测量工具的性能。这些标准旨在检查工具的敏感度，和当前半节距节点及未来两代节点的可重复性。目前，这些节点具体包括45、32和22 nm。这个“缺陷量测”项目的主攻领域包括检测图形化和未图形化的晶圆以及倾斜倒角。
图形化晶圆检测——故意缺陷阵列（IDA）被用作图形化晶圆缺陷检测平台的晶圆标准。这些标准是利用特定节点的典型SRAM和逻辑版图构建而成。为测试工具的敏感度，在版图中故意加进了缺陷，尺寸大小从半节距的25%到400%不等。共有14种不同的缺陷类型，包括过短、特征图形扩展和特征图形侵入。利用IDA完成的测试表明了各种类型缺陷检测的局限性，让供应商能理解该平台的结构有效之处及无效之处。下图中示出了缺陷实例。
目前IDA设计集中在栅和金属沟槽结构的二维缺陷上。有人已提出利用各种检测系统开发接触标准，用于理论研究和对HRAI结构进行可行性测试。现在人们在研制多用途接触评估的标准样品，拓宽测量的作用。
未图形化晶圆的检测——尽管通过引入更短波长的激光器和优化光学条件，缺陷检测的灵敏度有所提高，但还是不能满足ITRS对45 nm以下技术的要求。根据设备制造商的产品开发方案，未来几年将引入较短波长的系统，来实现更高的敏感度。同时，芯片生产商将不得不通过优化工具的性能来扩大当前工具的使用范围，从而满足自身需求。
工艺过程中关注的微粒与聚苯乙烯橡胶球体（PSL）不同，二者呈现不同的起球效应。可能的解决方案之一是在检查未图形化晶圆时从PSL转向使用自然微粒。工艺微粒如硅和钨比PSL材料具有更高的反射指数，通常导致检测装置形成更大的球体。工艺微粒还能比PSL更好地表现出未图形化检测真正挑战；真实微粒缺陷通常配有或被嵌入到薄膜材料，表现出复杂的一面：工艺微粒比PSL更易复制。但是，利用工艺微粒的主要障碍在于微粒尺寸的可追溯性，PSL的尺寸能很好地量化。ISMI目前正在研究不同自然微粒源的可追溯性，以评估它们在未图形化晶圆检测中的应用。
晶圆表面上的雾状缺陷是对测试敏感度的极大干扰。但在生产环境中，除非是来料检验，一般不大可能利用最初裸片进行工艺监控。工程裸片通常比产品级晶圆拥有更高程度的雾状缺陷，在开发缺陷监控测量方法时需