CN109075001A - 用于在非导电衬底上成像浮动金属结构的充电控制的方法及系统 - Google Patents

用于在非导电衬底上成像浮动金属结构的充电控制的方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明揭示一种扫描电子显微镜系统。所述系统包含样本台，所述样本台经配置以固定具有安置在绝缘衬底上的导电结构的样本。所述系统包含电子光学柱，所述电子光学柱包含：电子源，其经配置以生成初级电子束；及一组电子光学元件，其经配置以将所述初级电子束的至少一部分引导到所述样本的一部分上。所述系统包含检测器组合件，所述检测器组合件经配置以检测从所述样本的表面射出的电子。所述系统包含控制器，所述控制器通信地耦合到所述检测器组合件。所述控制器经配置以引导所述电子光学柱及所述台使用所述初级电子束来执行所述样本的所述部分的图像扫描及泛射扫描的交替系列，其中在所述成像扫描中的一或多者之后执行所述泛射扫描中的每一者。

Description

用于在非导电衬底上成像浮动金属结构的充电控制的方法及 系统
相关申请案的交叉参考
本申请案根据35U.S.C.§119(e)主张发明人为阿尔琼·赫格德(Arjun Hegde)、卢卡·歌利亚(Luca Grellla)及克里斯多夫·西尔斯(Christopher Sears)的在2016年4月4日申请的标题为“用于使用扫描电子显微镜成像非导电衬底上的浮动金属结构的充电控制方法(CHARGE CONTROL METHODS FOR IMAGING FLOATING METAL STRUCTURES ON NON-CONDUCTING SUBSTRATES USING SCANNING ELECTRON MICROSCOPE)”的第62/318,078号美国临时申请案的权利且构成所述案的正式(非临时)专利申请案，所述申请案的全文以引用方式并入本文中。
技术领域
本发明大体上涉及基于电子束的检验及重检，且特定来说，涉及扫描电子显微镜系统的充电控制。
背景技术
自动检验及重检系统在半导体及相关微电子工业的过程控制及良率管理中是很重要的。此类检验及重检系统可包含基于光学及电子束的系统。
半导体芯片制造是非常复杂的，这是归因于在最终装置制成之前涉及几百个过程步骤的事实。制造芯片所需的过程步骤的数目随着相关联设计规则收紧而显著增加。在制造半导体装置期间，制造过程中的物理缺陷及电气故障的早期检测对缩短产品开发周期及提高产品良率及生产力来说已变得越来越重要。使用自动检验及重检系统来捕获损害良率的缺陷以发现良率损失的原因。电子束检验及重检系统由于电子束系统的极高分辨率(与其光学对应物相比)而提供对小缺陷的绝佳敏感度。
在常规扫描电子显微镜中，在样本(例如半导体晶片)上扫描电子束。通常在样本的区域上执行多次光栅扫描。电子束与样本交互且引起次级电子发射或从样本反射为背向散射电子。接着，由耦合到计算机系统的检测器检测次级电子及/或背向散射电子。计算机系统生成计算机系统上存储及/或显示的图像。
通常，需要一定量电荷来提供满意图像。这个电荷量有助于显现样本的对比特征。尽管常规电子显微镜系统及技术通常在一些条件下产生具有足够质量水平的图像，但其针对一些应用产生样本的不良质量图像。例如，在样本由基本上绝缘的材料(例如二氧化硅)制成的情况下，在小区域上执行一或多次扫描引起样本在小区域中相对于样本的其余区域累积过量正电荷或负电荷。具有安置在绝缘衬底(其不具有到接地的导电路径)上的金属结构(浮动金属)的样本易于充电到大电压，这可影响用于扫描样本的初级电子束。归因于局部电荷积聚的杂散电场在浮动金属结构上可极高，这是因为电荷易于积累在浮动金属的外表面附近且这些结构通常具有尖锐边缘。通常，这导致归因于散焦及/或散光的模糊图像且可导致样本上的非所要电子束位置误差，从而极难采集多帧图像。在扫描过程期间积聚的电荷可长时间存留且可引起后续运行中的失真。
用来校正由表面充电引发的散焦、散光及束位置误差的现有自动方法高度不可靠且易于归因于充电的动态性而变慢。因此，将期望提供一种解决上文所识别的现有方法的缺点的方法及系统。
发明内容
根据本发明的一或多个实施例，揭示一种扫描电子显微镜设备。在一个实施例中，所述设备包含样本台，所述样本台经配置以固定包含安置在绝缘材料上的一或多个导电结构的样本。在另一实施例中，所述设备包含电子光学柱。在另一实施例中，所述电子光学柱包含：电子源，其经配置以生成初级电子束；及一组电子光学元件，其经配置以将所述初级电子束的至少部分引导到所述样本的一部分上。在另一实施例中，所述设备包含检测器组合件，所述检测器组合件经配置以检测从所述样本的表面射出的电子。在另一实施例中，所述设备包含控制器，所述控制器通信地耦合到所述检测器组合件，所述控制器包含经配置以执行保存在存储器中的程序指令的一或多个处理器，所述程序指令经配置以引起所述一或多个处理器引导所述电子光学柱使用所述初级电子束来执行所述样本的所述部分的图像扫描及泛射扫描的交替系列，其中在所述成像扫描中的一或多者之后执行所述泛射扫描中的每一者。
根据本发明的一或多个额外实施例，揭示一种扫描电子显微镜设备。在一个实施例中，所述设备包含样本台，所述样本台经配置以固定包含安置在绝缘材料上的一或多个导电结构的样本。在另一实施例中，所述设备包含电子光学柱。在另一实施例中，所述电子光学柱包含：电子源，其经配置以生成初级电子束；及一组电子光学元件，其经配置以将所述初级电子束的至少部分引导到所述样本的一部分上。在另一实施例中，所述设备包含检测器组合件，所述检测器组合件经配置以检测从所述样本的表面射出的电子。在另一实施例中，所述设备包含控制器，所述控制器通信地耦合到所述检测器组合件，所述控制器包含经配置以执行保存在存储器中的程序指令的一或多个处理器，所述程序指令经配置以引起所述一或多个处理器引导所述电子光学柱使用所述初级电子束来执行所述样本的所述部分的交替暴露系列，其中所述交替暴露系列包含以第一电子着陆能量执行的第一组暴露及以小于所述第一着陆能量(landing energy)的额外着陆能量执行的一组额外暴露，其中在所述第一组暴露的一或多次暴露之后执行所述一组额外暴露的每一次暴露。
根据本发明的一或多个额外实施例，揭示一种扫描电子显微镜设备。在一个实施例中，所述设备包含样本台，所述样本台经配置以固定包含安置在绝缘材料上的一或多个导电结构的样本。在另一实施例中，所述设备包含电子光学柱。在另一实施例中，所述电子光学柱包含：电子源，其经配置以生成初级电子束；及一组电子光学元件，其经配置以将所述初级电子束的至少部分引导到所述样本的一部分上。在另一实施例中，所述设备包含检测器组合件，所述检测器组合件经配置以检测从所述样本的表面射出的电子。在另一实施例中，所述设备包含控制器，所述控制器通信地耦合到所述检测器组合件，所述控制器包含经配置以执行保存在存储器中的程序指令的一或多个处理器，所述程序指令经配置以引起所述一或多个处理器引导所述电子光学柱使用所述初级电子束来执行所述样本的所述部分的交替暴露系列，其中所述交替暴露系列包含以第一电子提取场执行的第一组暴露及以额外电子提取场执行的一组额外暴露，其中在所述第一组暴露的一或多次暴露之后执行所述一组额外暴露的每一次暴露。
根据本发明的一或多个实施例，揭示一种方法。在一个实施例中，所述方法包含：使用电子束来执行样本的一部分的图像扫描及泛射扫描的交替系列，其中在所述成像扫描中的一或多者之后执行所述泛射扫描中的每一者。
根据本发明的一或多个额外实施例，揭示一种方法。在一个实施例中，所述方法包含：使用电子束来执行样本的一部分的交替暴露系列，其中所述交替暴露系列包含以第一电子着陆能量执行的第一组暴露及以小于所述第一着陆能量的额外着陆能量执行的一组额外暴露，其中在所述第一组暴露的一或多次暴露之后执行所述一组额外暴露的每一次暴露。
根据本发明的一或多个额外实施例，揭示一种方法。在一个实施例中，所述方法包含：使用电子束来执行样本的一部分的交替暴露系列，其中所述交替暴露系列包含以第一电子提取场执行的第一组暴露及以额外电子提取场执行的一组额外暴露，其中在所述第一组暴露的一或多次暴露之后执行所述一组额外暴露的每一次暴露。
应理解，上文一般描述及下文详细描述两者仅是实例性及解释性的且未必限制所主张发明。并入本说明书中且构成本说明书的一部分的附图说明本发明的实施例且与一般描述一起用来解释本发明的原理。
附图说明
所属领域的技术人员可通过参考附图更好地理解本发明的许多优点，其中：
图1说明根据本发明的一或多个实施例的经布置以执行样本的扫描电子显微术、检验及/或重检的电子光学系统的简化示意图。
图2说明描绘根据本发明的一或多个实施例的在样本的成像期间控制充电的方法的过程流程图。
图3说明根据本发明的一或多个实施例的所采集图像帧系列及泛射帧系列的概念图。
图4说明根据本发明的一或多个实施例的根据着陆能量变化的电子良率的图表。
图5说明根据本发明的一或多个实施例的负提取场对从样本的表面散射或反射的电子的效应的概念图。
具体实施方式
现将详细参考附图中说明的所揭示标的物。大体上参考图1到6，描述根据本发明的用于扫描电子显微镜(SEM)成像期间的充电控制的系统及方法。
本发明的实施例涉及形成在非导电衬底上的金属结构的SEM成像期间的充电控制。本发明的实施例对样本的表面上的充电提供有效且高效的控制，以提高图像采集速度及电子束检验或重检期间获得的图像的质量。本发明的实施例涉及使用SEM系统的初级电子束来循序地采集成像扫描及泛射扫描，使得采集N次扫描系列，借此采集过程包含成像扫描采集与泛射扫描采集之间的交替。
本发明的一些实施例涉及以不同着陆能量循序地执行暴露系列，使得执行N次暴露系列，借此暴露过程包含在暴露系列期间使SEM系统的初级电子束的着陆能量在第一着陆能量与额外或第二着陆能量之间交替。就此来说，本发明的一些实施例可涉及使用具有高能量的电子束来循序地暴露样本的所要区域，且接着使用具有极低能量的电子束来暴露样本的所要区域。响应于较高能量初级电子束而从样本散射及/或反射的电子可用来形成对应图像，而低能量束抹除由较高能量束在样本上产生的正电荷，由此维持电荷平衡。
本发明的实施例涉及以不同提取场循序地执行暴露系列使得执行N次暴露系列，借此暴露过程包含在暴露系列期间使SEM系统的提取场在第一提取场与额外或第二提取场之间交替。就此来说，本发明的一些实施例可涉及使用高能量电子束来扫描样本以形成图像及通过使提取场正值与负值之间交替来中和电荷。
图1说明根据本发明的一个实施例的电子光学系统100的简化示意图，电子光学系统100经布置以执行样本的扫描电子显微术、检验及/或重检。在2016年5月6日申请的第2016/0329189号美国专利公开案中描述电子光学系统，所述公开案的全文以引用方式并入本文中。
在一个实施例中，电子光学系统100生成入射电子束101且将入射电子束101引向样本108上的所关注区域以用于生成所述区域的图像。
在一个实施例中，系统100包含用于生成一或多个初始电子束101的电子束源102。电子束源102可包含所属领域中已知的任何电子源。例如，电子束源102可包含但不限于一或多个电子枪。例如，电子束源102可包含一或多个阴极，其适于在使所述阴极(例如发射极/发射尖端)通电之后发射电子。此外，电子束源102可包含用于生成单个电子束101的单个电子枪。在另一实例中，电子束源102可包含用于生成多个电子束101的多个电子枪。在另一实例中，电子束源102可包含单个电子枪及孔隙板，所述孔隙板包含用于将单个电子束分离成多个电子束101的多个孔隙。在2016年9月16日申请的第15/267,223号美国专利申请案中描述多射束电子光学系统，所述专利申请案的全文以引用方式并入本文中。
在另一实施例中，系统100包含样本台109。样本台109固定样本108。样本108可包含适于使用电子束显微镜来检验/重检的任何样本，例如但不限于衬底。例如，样本可包含安置在绝缘衬底上的一或多个金属或金属结构。衬底可包含但不限于硅晶片。
在另一实施例中，样本台109是可致动台。例如，样本台109可包含但不限于适于沿一或多个线性方向(例如，x方向、y方向及/或z方向)选择性地平移样本108的一或多个平移台。举另一实例，样本台109可包含但不限于适于沿旋转方向选择性地旋转样本108的一或多个旋转台。举另一实例，样本台109可包含但不限于适于沿线性方向选择性地平移样本及/或沿旋转方向选择性地旋转样本108的旋转台及平移台。在本文中应注意，系统100可在所属领域中已知的任何扫描模式下操作。例如，当使初级电子束101扫描样本108的整个表面时，系统100可在行迹模式下操作。就此来说，在样本移动时，系统100可使初级电子束101扫描整个样本108，其中扫描方向通常垂直于样本的运动方向。举另一实例，当使初级电子束101扫描样本108的整个表面时，系统100可在步进扫描模式下操作。就此来说，系统100可使初级电子束101扫描整个样本110(其在被电子束101扫描时通常是静止的)。
在另一实施例中，系统100包含检测器组合件107。例如，检测器组合件107可为次级电子检测器及/或背向散射电子检测器。应注意，检测器组合件107可包含所属领域中已知的任何类型的电子检测器。在一个实施例中，检测器组合件107可包含用于从样本108收集电子的基于闪烁器的检测器，例如但不限于Everhart-Thornley检测器。在另一实施例中，检测器组合件107可包含用于从样本108收集电子的微通道板(MCP)。在另一实施例中，检测器组合件107可包含用于从样本108收集电子的PIN或p-n结检测器，例如二极管或二极管阵列。在另一实施例中，检测器组合件107可包含用于从样本108收集电子的一或多个雪崩光二极管(APD)。
在另一实施例中，系统100包含一或多个电子光学柱111。出于简化目的，图1中描绘单个电子光学柱。在本文中应注意，这个配置不应被解译为限制本发明的范围。例如，系统100可包含多个电子光学柱。
电子光学柱111可包含用于将初级电子束101引导到样本108的表面上的任何数目的组件。在一个实施例中，电子光学柱111包含一组电子光学元件。电子光学柱111的所述一组电子光学元件可将初级电子束101的至少部分引导到样本108的选定部分上。所述一组电子光学元件可包含所属领域中已知、适于将初级电子束101聚焦及/或引导到样本108的选定部分上的任何电子光学元件。
例如，电子光学柱111的所述一组电子光学元件可包含一或多个电子光学透镜。在一个实施例中，尽管未展示，但所述一组电子光学元件包含沿电子光学柱111的光轴安置的源透镜或枪透镜。在另一实施例中，电子光学柱111的所述一组电子光学元件包含沿电子光学柱111的光轴安置的聚光透镜103。聚光透镜103经配置以使由源102发射的电子束聚集成具有比初始束更紧密的横截面及因此更高密度的束。
在另一实施例中，电子光学柱111的所述一组电子光学元件包含一组扫描元件114。例如，所述一组扫描元件可包含一组偏转器或扫描板114。例如，可使用扫描板104来可控地偏转电子束101以使电子束101扫描样本108的整个所要区域。例如，一或多个电子束扫描元件114可包含但不限于适于控制初级电子束101相对于样本108的表面的位置的一或多个电磁扫描线圈或静电偏转器。就此来说，一或多个扫描元件114可用来使电子束101以选定图案扫描整个样本108。
在另一实施例中，电子光学柱111的所述一组电子光学元件包含沿电子光学柱111的光轴安置的物镜105。物镜105可将电子束101聚焦到样本108上。
在另一实施例中，系统100包含偏置控制电路112。偏置控制电路112包含用于控制台109上的偏置的一或多个偏置控制装置。例如，偏置控制电路112可包含但不限于电压源。在一个实施例中，偏置控制电路112与样本台109集成在一起以在样本台109与样本108之间建立一或多个电连接。
在另一实施例中，系统100包含真空系统110。真空系统110用来抽空含有样本108、台109及电子光学柱111的腔室。
在另一实施例中，系统100包含控制器106。在一个实施例中，控制器106包含一或多个处理器及存储器。在一个实施例中，一或多个处理器经配置以执行适于引起一或多个处理器执行本发明中所描述的一或多个步骤的程序指令。在一个实施例中，一或多个处理器可与存储器媒体(例如，非暂时性存储器)通信，所述存储器媒体含有经配置以引起控制器107的一或多个处理器实施本发明中所描述的各种步骤的程序指令。应认识到，贯穿本发明所描述的各种处理步骤可由单个计算机系统或替代地多个计算机系统实行。控制器107可包含但不限于个人计算机系统、主计算机系统、工作站、图像计算机、并行处理器或所属领域中已知的任何其它装置。一般来说，术语“计算机系统”可广泛地定义为涵盖具有执行来自存储器的指令的一或多个处理器、处理元件或逻辑元件的任何装置。此外，系统100的不同子系统可包含用于实行上文所描述的步骤的至少部分的计算机系统或逻辑元件。
在一个实施例中，控制器106通信地耦合到检测器组合件106的输出端，使得成像或其它数据从检测器组合件106传输到控制器106。就此来说，控制器106可存储经由检测器组合件106采集的图像数据以供处理、分析及/或后继使用。
在另一实施例中，响应于从检测器组合件106接收数据，控制器106可控制或调整电子光学柱111的一或多个组件及/或台109的一或多个条件或配置。例如，控制器106可控制或调整电子源102、聚光透镜103、扫描元件114、物镜105或台109中的一或多者的一或多个条件或配置。
在一个实施例中，控制器106经配置以引导电子光学柱执行样本的一部分的图像扫描及泛射扫描的交替系列，其中在成像扫描中的一或多者之后执行泛射扫描中的每一者。
在另一实施例中，控制器106经配置以引导电子光学柱使用初级电子束来执行样本的一部分的交替暴露系列，其中交替暴露系列包含以第一电子着陆能量执行的第一组暴露及以小于第一着陆能量的额外着陆能量执行的一组额外暴露，其中在第一组暴露的一或多次暴露之后执行所述一组额外暴露的每一次暴露。
在另一实施例中，控制器106经配置以引导电子光学柱使用初级电子束来执行样本的一部分的交替暴露系列，其中交替暴露系列包含以第一电子提取场执行的第一组暴露及以额外电子提取场执行的一组额外暴露，其中在第一组暴露的一或多次暴露之后执行所述一组额外暴露的每一次暴露。
图2说明描绘根据本发明的一或多个实施例的用于在样本的成像期间控制充电的方法200的过程流程图。应注意，方法200的步骤可由电子光学系统100的全部或部分实施。然而，进一步应认识到，方法200不限于电子光学系统100，这是因为额外或替代系统级实施例可实行方法200的全部或部分步骤。
在步骤201中，柱111经配置以用于一或多次成像扫描。例如，控制器106调整电子光学柱111的一或多个组件，使得系统100适于执行一或多次成像扫描。例如，控制器106可以但不限于建立束着陆能量、束电流及/或提取能量。
在步骤202中，执行一或多次成像扫描。例如，控制器106可引导电子光学柱111及台109执行一或多次成像扫描。就此来说，一旦柱111经配置(如在步骤201中)，便扫描样本108以收集图像帧。接着，在步骤203中，将从成像扫描收集的数据存储在控制器106的存储器(或另一存储器)中以供后续处理及/或分析。
在步骤204中，确定特定图像扫描是否为第N次扫描。如果是，那么方法200移动到步骤208。在步骤208中，组合及处理方法200中获得的全部成像扫描。接着，所述方法结束。如果特定图像扫描不是第N次扫描，那么方法200移动到步骤205。
在步骤205中，柱经配置(或经重新配置)以用于一或多次泛射扫描。例如，控制器106可调整电子光学柱111的一或多个组件，使得系统100适于执行一或多次泛射扫描。例如，控制器106可以但不限于增大束电流，增大束101的光点大小(与成像束相比)。在一个实施例中，柱配置步骤包含相对于成像束(即，成像步骤202期间的电子束)调整电子束101的着陆能量。应注意，可通过调整施加于台109的偏置来调整电子束101的着陆能量。例如，控制器106可引导偏置控制电路112调整固持样本108的台109上的偏置。
在另一实施例中，柱配置步骤包含相对于成像步骤202中使用的提取场调整提取场。应注意，可通过变动施加于台109及/或物镜105的电压来调整提取场。
在步骤206中，执行一或多次泛射扫描。例如，控制器106可引导电子光学柱111及台109执行一或多次泛射扫描。此外，步骤206中执行的泛射扫描可包含一或多次快速泛射扫描。就此来说，一旦柱111经配置成泛射扫描配置(如在步骤205中)，便可扫描样本108以收集泛射扫描数据。在步骤207中，可舍弃从泛射扫描收集的数据。
接着，方法200移回到步骤201以重复图像扫描过程。例如，系统100的控制器106可经编程以重复步骤201、202、203、205、206及/或207总共N次(例如，循序地执行步骤N次)，其中N是可输入到控制器106中(例如，经由控制器106的用户接口输入)的可编程数。如先前所提及，在图像扫描步骤202之后，在步骤204中确定是否已重复图像扫描步骤总共N次。此外，一旦已重复图像扫描202总共N次，便处理从全部N次图像扫描202(或N次扫描的至少部分)收集的数据且完成流程。
应注意，可快速执行方法200的配置/重新配置步骤201及205以导致成像扫描与泛射扫描之间的短时间间隔。进一步应注意，因为电子光学柱111可在控制器106的电子控制下配置，所以可极快(例如，在几十毫秒内)完成此类重新配置201及205。
图3说明根据本发明的一或多个实施例的所采集图像帧系列301a到301d及泛射帧系列302a到302d的概念图300。图像采集涉及扫描样本108的选定区域多次直到实现所要信噪比(SNR)。使用单个柱配置来采集图像帧且不介入泛射帧可导致归因于表面充电的非所要图像失真，如贯穿本发明所描述。在一个实施例中，如图3中所展示，通过泛射扫描(例如，图2的步骤206)收集泛射帧302a到302d且通过图像扫描(例如，图2的步骤202)收集图像帧301a到301d。此外，可使用极低电子着陆能量(例如，小于1eV)来执行泛射扫描。相比来说，可以高着陆能量(例如但不限于高于50eV的着陆能量(例如，100eV到300eV))采集图像帧。
应注意，使用两个不同着陆能量来扫描样本108用来抗衡两种状态下的充电效应使得获得表面充电的动态平衡。
图4说明根据本发明的一或多个实施例的根据着陆能量变化的电子良率的图表400。电子良率曲线401展示具有安置在非导电衬底上的浮动金属的样本的电子良率针对低于1eV的着陆能量(泛射方案)到基本上高于1eV的着陆能量(成像方案)的变动。泛射方案403中的较低能量扫描用来使表面归因于表面对撞击表面的电子的一部分的吸收(其它部分是从表面反射)而带负电。成像方案402中的较高能量扫描使表面归因于发射散射电子(例如，次级及/或背向散射电子)而带正电，其中良率大于1。应注意，大于1的良率指示从衬底去除的电子比由衬底吸收的电子多，而小于1的良率指示由衬底吸收的电子比从衬底去除的电子多。在本文中应认识到，使用两种着陆能量(或两种以上着陆能量)来扫描样本导致样本的表面处的电势变成大致锁定为较低能量束的电势(即，接近零伏特)。
在一个实施例中，在图像采集期间由系统100调制初级电子束101的着陆能量。在另一实施例中，在图像采集期间由系统100调制提取场(即，样本108与物镜105之间的电场)。图5说明根据本发明的一或多个实施例的负提取场对从样本108的表面散射或反射的电子的效应的概念图500。应注意，正提取场牵引在电子束101扫描样本108期间生成的电子远离样本108的表面，而负提取场(也称为阻滞场)排斥电子且使较低能量电子502返回到样本，如图5中所描绘。
在另一实施例中，图像采集包含以正提取场收集成像帧及使用负提取场来收集泛射帧。当提取场是负时，物镜105处于比样本108更大的负电压。在这种情况下，物镜105排斥低能量散射电子且使其返回到样本108的表面。由表面吸收这些电子从而导致电荷中和。在这个实例中，样本的表面电压可锁定为从物镜105返回的电子的电势。
应注意，系统100及方法200的各种实施例可在自动检验或重检系统内实施以在生产环境中执行水、光掩模、X射线掩模、电子束接近掩模、模板掩模及其类似衬底的检验或重检。
此外，样本108的检验或重检的结果可由控制器106(或另一控制器、用户或远程服务器)用来将反馈或前馈信息提供给半导体装置生产线的一或多个处理工具。就此来说，由系统100观测或测量的一或多个结果可用来调整半导体装置生产线的先前阶段(反馈)或后续阶段(前馈)处的工艺条件。
本文中所描述的全部方法可包含将方法实施例的一或多个步骤的结果存储在存储媒体中。结果可包含本文中所描述的任何结果且可以所属领域中已知的任何方式存储。存储媒体可包含本文中所描述的任何存储媒体或所属领域中已知的任何其它适合存储媒体。在已存储结果之后，结果可存取在存储媒体中且由本文中所描述的任何方法或系统实施例使用，经格式化以向用户显示，由另一软件模块、方法或系统使用等。此外，结果可被“永久”、“半永久”、暂时存储或被存储一定时间段。例如，存储媒体可为随机存取存储器(RAM)，且结果未必无限期地存留在存储媒体中。
所属领域的技术人员应认识到，最先进技术已发展到其中系统的方面的硬件实施方案与软件实施方案之间几乎无区别的程度；硬件或软件的使用一般是(而非总是，这是因为在特定背景中，硬件与软件之间的选择可变得很重要)表示成本与效率权衡的设计选择。所属领域的技术人员应理解，存在可实现本文中所描述的过程及/或系统及/或其它技术的各种载体(例如，硬件、软件及/或固件)，且优选载体将随其中部署过程及/或系统及/或其它技术的背景而变动。例如，如果实施者确定速度及准确度是最重要的，那么实施者可主要选择硬件及/或固件载体；替代地，如果灵活性是最重要的，那么实施者可主要选择软件实施方案；或又替代地，实施者可选择硬件、软件及/或固件的某个组合。因此，存在可实现本文中所描述的过程及/或装置及/或其它技术的若干可能载体，任何所述载体不是天生优于另一者，这是因为任何所利用载体是取决于其中将部署载体的背景及实施者的具体关注(例如，速度、灵活性或可预测性)的选择，任何所述载体可有所不同。所属领域的技术人员应认识到，实施方案的光学方面通常将采用光学定向硬件、软件及/或固件。
所属领域的技术人员应认识到，在所属领域内通常以本文中所阐述的方式描述装置及/或过程，且此后使用工程实务来将此类所描述装置及/或过程整合到数据处理系统中。即，本文中所描述的装置及/或过程的至少部分可经由合理实验量集成到数据处理系统中。所属领域的技术人员应认识到，典型数据处理系统一般包含以下一或多者：系统单元外壳、视频显示装置、存储器(例如易失性存储器及非易失性存储器)、处理器(例如微处理器及数字信号处理器)、计算实体(例如操作系统、驱动器、图形用户接口及应用程序)、一或多个交互装置(例如触控垫或触控屏幕)及/或控制系统(包含反馈回路及控制电机(例如，用于感测位置及/或速度的反馈；用于移动及/或调整组件及/或数量的控制电机))。可利用任何适合市售组件(例如常见于数据计算/通信及/或网络计算/通信系统中的那些组件)来实施典型数据处理系统。
据信，将通过前文描述理解本发明及其许多伴随优点，且应明白，可在不背离所揭示标的物或不牺牲其全部材料优点的情况下对组件的形式、构造及布置作出各种改变。所描述形式仅是解释性的，且所附权利要求书希望涵盖及包含此类改变。

Claims (54)

1.一种扫描电子显微镜设备，其包括：
样本台，其经配置以固定包含安置在绝缘材料上的一或多个导电结构的样本；
电子光学柱，其包括：
电子源，其经配置以生成初级电子束；及
一组电子光学元件，其经配置以将所述初级电子束的至少一部分引导到所述样本的一部分上；
检测器组合件，其经配置以检测从所述样本的表面射出的电子；及
控制器，其通信地耦合到所述检测器组合件，所述控制器包含经配置以执行保存在存储器中的程序指令的一或多个处理器，所述程序指令经配置以引起所述一或多个处理器：
引导所述电子光学柱使用所述初级电子束来执行所述样本的所述部分的图像扫描及泛射扫描的交替系列，其中在所述成像扫描中的一或多者之后执行所述泛射扫描中的每一者。
2.根据权利要求1所述的设备，其中所述图像扫描系列用来形成最终图像。
3.根据权利要求1所述的设备，其中舍弃所述泛射扫描系列。
4.根据权利要求1所述的设备，其中以第一着陆能量采集一或多个成像帧。
5.根据权利要求1所述的设备，其中以额外着陆能量采集一或多个泛射帧。
6.根据权利要求1所述的设备，其中所述一组电子光学元件包括：
聚光透镜。
7.根据权利要求1所述的设备，其中所述一组电子光学元件包括：
物镜。
8.根据权利要求1所述的设备，其中所述一组电子光学元件包括：
一组扫描元件。
9.根据权利要求1所述的设备，其中所述电子束源包括：
一或多个电子枪。
10.根据权利要求1所述的设备，其中所述检测器组合件包括：
次级电子检测器或背向散射电子检测器中的至少一者。
11.根据权利要求1所述的设备，其进一步包括：
偏置控制电路，其经配置以控制所述台的偏置。
12.根据权利要求1所述的设备，其中所述控制器经配置以调整所述电子光学柱的一或多个一或多个组件或所述偏置控制电路中的至少一者来执行所述成像扫描及所述泛射扫描中的至少一者。
13.根据权利要求1所述的设备，其进一步包括：
真空系统。
14.一种扫描电子显微镜设备，其包括：
样本台，其经配置以固定包含安置在绝缘材料上的一或多个导电结构的样本；
电子光学柱，其包括：
电子源，其经配置以生成初级电子束；及
一组电子光学元件，其经配置以将所述初级电子束的至少一部分引导到所述样本的一部分上；
检测器组合件，其经配置以检测从所述样本的表面射出的电子；及
控制器，其通信地耦合到所述检测器组合件，所述控制器包含经配置以执行保存在存储器中的程序指令的一或多个处理器，所述程序指令经配置以引起所述一或多个处理器：
引导所述电子光学柱使用所述初级电子束来执行所述样本的所述部分的交替暴露系列，其中所述交替暴露系列包含以第一电子着陆能量执行的第一组暴露及以小于所述第一着陆能量的额外着陆能量执行的一组额外暴露，其中在所述第一组暴露的一或多次暴露之后执行所述一组额外暴露的每一次暴露。
15.根据权利要求14所述的设备，其中所述样本的所述部分的所述交替暴露系列包含在所述第一电子着陆能量与所述额外电子着陆能量之间交替的N次暴露系列。
16.根据权利要求14所述的设备，其中所述样本的所述部分的所述交替暴露系列引起所述样本的表面处的表面电荷中和。
17.根据权利要求14所述的设备，其中所述第一着陆能量等于或大于50eV。
18.根据权利要求14所述的设备，其中所述额外着陆能量小于1eV。
19.根据权利要求14所述的设备，其中所述控制器引导所述电子光学柱通过使所述样本维持于比所述电子源的阴极的电压大至少5kV的正电压来实现所述初级电子束的所述第一着陆能量。
20.根据权利要求14所述的设备，其中所述控制器引导所述电子光学柱通过使所述样本维持于比所述电子源的阴极的电压大小于10V的正电压来实现所述初级电子束的所述额外着陆能量。
21.根据权利要求14所述的设备，其中以所述第一着陆能量采集一或多个成像帧。
22.根据权利要求14所述的设备，其中以所述额外着陆能量采集一或多个泛射帧。
23.根据权利要求14所述的设备，其中所述电子源的单个阴极生成具有所述第一着陆能量的所述初级电子束及具有所述额外着陆能量的所述初级电子束。
24.根据权利要求14所述的设备，其中所述电子源的单个阴极生成具有所述第一着陆能量的所述初级电子束及具有所述额外着陆能量的所述初级电子束。
25.根据权利要求14所述的设备，其中所述一组电子光学元件包括：
聚光透镜。
26.根据权利要求14所述的设备，其中所述一组电子光学元件包括：
物镜。
27.根据权利要求14所述的设备，其中所述一组电子光学元件包括：
一组扫描元件。
28.根据权利要求14所述的设备，其中所述电子束源包括：
一或多个电子枪。
29.根据权利要求14所述的设备，其中所述检测器组合件包括：
次级电子检测器或背向散射电子检测器中的至少一者。
30.根据权利要求14所述的设备，其进一步包括：
偏置控制电路，其经配置以控制所述台的偏置。
31.根据权利要求14所述的设备，其中所述控制器经配置以调整所述电子光学柱的一或多个一或多个组件或所述偏置控制电路中的至少一者来建立所述第一着陆能量或所述额外着陆能量中的至少一者。
32.根据权利要求14所述的设备，其进一步包括：
真空系统。
33.一种扫描电子显微镜设备，其包括：
样本台，其经配置以固定包含安置在绝缘材料上的一或多个导电结构的样本；
电子光学柱，其包括：
电子源，其经配置以生成初级电子束；及
一组电子光学元件，其经配置以将所述初级电子束的至少一部分引导到所述样本的一部分上；
检测器组合件，其经配置以检测从所述样本的表面射出的电子；及
控制器，其通信地耦合到所述检测器组合件，所述控制器包含经配置以执行保存在存储器中的程序指令的一或多个处理器，所述程序指令经配置以引起所述一或多个处理器：
引导所述电子光学柱使用所述初级电子束来执行所述样本的所述部分的交替暴露系列，其中所述交替暴露系列包含以第一电子提取场执行的第一组暴露及以额外电子提取场执行的一组额外暴露，其中在所述第一组暴露的一或多次暴露之后执行所述一组额外暴露的每一次暴露。
34.根据权利要求33所述的设备，其中所述样本的所述部分的所述交替暴露系列包含在所述第一电子提取场与所述额外电子提取场之间交替的N次暴露系列。
35.根据权利要求33所述的设备，其中在图像采集期间保持着陆能量恒定。
36.根据权利要求33所述的设备，其中所述样本的所述部分的所述交替暴露系列引起所述样本的表面处的表面电荷中和。
37.根据权利要求33所述的设备，其中所述第一电子提取场大于所述额外电子提取场。
38.根据权利要求37所述的设备，其中所述第一电子提取场介于100伏特/毫米与3000伏特/毫米之间。
39.根据权利要求37所述的设备，其中所述额外电子提取场小于0伏特/毫米。
40.根据权利要求33所述的设备，其中通过使所述电子光学柱的物镜维持于基本上比所述样本的所述电压更正的电压来建立所述第一电子提取场。
41.根据权利要求33所述的设备，其中通过使所述电子光学柱的物镜维持于比所述样本的所述电压更负的电压来建立所述额外电子提取场。
42.根据权利要求41所述的设备，其中由所述物镜排斥的电子维持于比所述样本排斥来自所述物镜的电子且引起所述样本的表面电荷中和的电压更负的电压。
43.根据权利要求33所述的设备，其中以所述第一电子提取场采集一或多个成像帧。
44.根据权利要求33所述的设备，其中以所述额外电子提取场采集一或多个泛射帧。
45.根据权利要求33所述的设备，其中所述一组电子光学元件包括：
聚光透镜。
46.根据权利要求33所述的设备，其中所述一组电子光学元件包括：
物镜。
47.根据权利要求33所述的设备，其中所述一组电子光学元件包括：
一组扫描元件。
48.根据权利要求33所述的设备，其中所述电子束源包括：
一或多个电子枪。
49.根据权利要求33所述的设备，其中所述检测器组合件包括：
次级电子检测器或背向散射电子检测器中的至少一者。
50.根据权利要求33所述的设备，其进一步包括：
偏置控制电路，其经配置以控制所述台的偏置。
51.根据权利要求33所述的设备，其进一步包括：
真空系统。
52.一种方法，其包括：
使用电子束来执行样本的一部分的成像扫描及泛射扫描的交替系列，其中在所述成像扫描中的一或多者之后执行所述泛射扫描中的每一者。
53.一种方法，其包括：
使用电子束来执行样本的一部分的交替暴露系列，其中所述交替暴露系列包含以第一电子着陆能量执行的第一组暴露及以小于所述第一着陆能量的额外着陆能量执行的一组额外暴露，其中在所述第一组暴露的一或多次暴露之后执行所述一组额外暴露的每一次暴露。
54.一种方法，其包括：
使用电子束来执行样本的一部分的交替暴露系列，其中所述交替暴露系列包含以第一电子提取场执行的第一组暴露及以额外电子提取场执行的一组额外暴露，其中在所述第一组暴露的一或多次暴露之后执行所述一组额外暴露的每一次暴露。
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