CN115280461A - 阵列式柱检测器 - Google Patents

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L·P·穆劳伊
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Abstract

根据本公开的一或多个实施例，公开一种电子束检验系统。所述检验系统可包含电子束源，其经配置以产生一或多个一次电子束。所述检验系统还可包含电子光学柱，其包含一组电子光学元件，所述电子光学元件经配置以将所述一或多个一次电子束引导到样品。所述检验系统可进一步包含检测组合件，所述检测组合件包括：闪烁体衬底，其经配置以收集从所述样品发出的电子，所述闪烁体衬底经配置以响应于所述所收集的电子而产生光辐射；一或多个光导；一或多个反射表面，其经配置以接收所述光辐射并沿所述一或多个光导引导所述光辐射；及一或多个检测器，其经配置以从所述光导接收所述光辐射。

Description

阵列式柱检测器
技术领域
本公开大体上涉及粒子束检测，且更特定来说，涉及用于测量二次及背散射电子的高速检测器。
背景技术
检验系统识别并分类半导体晶片上的缺陷以产生样品上的缺陷群体。检验系统可包含光学检验系统及带电粒子检验系统，例如电子束系统。在电子束检验系统的背景下，电子束被引导到样品，且检测器经配置以收集从样品发出的二次及/或背散射电子以表征样品。常规地，电子束检验系统利用硅检测器来收集二次及背散射电子。然而，硅检测器的电容限制检测的带宽。此外，硅检测器通常需要跨阻放大器，其可能显著影响低信号环境中的信噪比(SNR)。此外，放大来自检测器的电流所需的跨阻放大器通常必须尽可能地靠近检测器放置以最大化带宽及信噪比。这通常需要将跨阻放大器放置在电子束检验系统的真空室内，这可能会导致电路组件释气。最后，来自硅检测器的电信号在数字化之前必须被引导出真空室一段相当长的距离，从而导致负串扰及电磁干扰(EMI)问题。因此，将期望提供一种用于解决例如上述缺陷等的缺陷的系统及方法。
发明内容
公开一种电子束检验系统。在实施例中，所述系统可包含电子束源，其经配置以产生一或多个一次电子束。在额外实施例中，所述系统包含电子光学柱，其包含一组电子光学元件，所述电子光学元件经配置以将所述一或多个一次电子束引导到样品。在额外实施例中，所述系统包含检测组合件，所述检测组合件包括：闪烁体衬底，其经配置以收集响应于所述一或多个一次电子束而从所述样品发出的电子，所述闪烁体衬底经配置以响应于所述所收集的电子而产生光辐射；一或多个光导；一或多个反射表面，其经配置以接收由所述闪烁体衬底产生的所述光辐射并沿所述一或多个光导引导所述光辐射；及一或多个检测器，其经配置以从所述光导接收所述光辐射。
公开一种多柱检验系统。在实施例中，所述系统可包含电子束源，其经配置以产生一次电子束阵列。在额外实施例中，所述系统包含多个电子光学柱，每一电子光学柱包含一组电子光学元件，所述电子光学元件经配置以将所述一次电子束阵列中的一次电子束引导到位置阵列处的样品。在额外实施例中，所述系统包含检测组合件，所述检测组合件包括：闪烁体衬底阵列，其经配置以收集响应于所述一次电子束阵列而从所述样品发出的电子，所述闪烁体衬底阵列经配置以响应于所述所收集的电子而产生光辐射；多个光导，所述多个光导光学耦合到所述闪烁体衬底阵列；多个反射表面，其经配置以接收由所述闪烁体衬底阵列的闪烁体衬底产生的所述光辐射；及多个检测器，其光学耦合到所述多个光导，所述多个检测器中的每一检测器经配置以从所述多个光导中的光导接收所述光辐射。
公开一种方法。在实施例中，所述方法包含：使用电子束源产生一或多个一次电子束；使用电子光学柱将所述一或多个一次电子束引导到样品；使用闪烁体衬底收集响应于所述一或多个一次电子束而从所述样品发出的电子；使用所述闪烁体衬底响应于所述所收集的电子而产生光辐射；使用反射表面将所述光辐射引导到光导；使用所述光导将所述光辐射引导到检测器，其中所述检测器经配置以响应于所述光辐射而产生一或多个信号；及基于所述一或多个信号确定所述样品的一或多个特性。
应理解，前述一般描述及以下详细描述都只是示范性及解释性的，且不一定限制所要求保护的本发明。并入说明书并构成说明书一部分的附图说明本发明的实施例，并与一般描述一起用于解释本发明的原理。
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公开的许多优点，其中：
图1是电子束检验系统的概念图。
图2A是根据本公开的一或多个实施例的利用闪烁体衬底及光导的电子束检验系统的概念图。
图2B是根据本公开的一或多个实施例的利用闪烁体衬底及光导的电子束检验系统的概念图。
图3是根据本公开的一或多个实施例的利用闪烁体衬底及光导的电子束检验系统的概念图。
图4A是根据本公开的一或多个实施例的电子束检验系统的样品及闪烁体衬底的示意图。
图4B是根据本公开的一或多个实施例的电子束检验系统的样品及闪烁体衬底的示意图。
图5A是根据本公开的一或多个实施例的多柱检验系统的闪烁体衬底阵列的示意图。
图5B是根据本公开的一或多个实施例的多柱检验系统的概念图。
图6说明根据本公开的一或多个实施例的用于电子束检验的方法的流程图。
具体实施方式
现在将详细参考附图中所说明的所公开的标的物。已关于某些实施例及其特定特征具体展示并描述本公开。本文所阐述的实施例被认为是说明性的而非限制性的。对于所属领域的一般技术人员来说，在不脱离本公开的精神及范围的情况下可在形式及细节上进行各种改变及修改是显而易见的。
一些常规电子束检验系统利用硅检测器来收集二次及背散射电子。然而，硅检测器的电容限制检测带宽。此外，硅检测器通常需要跨阻放大器，其可能显著影响低信号环境中的信噪比(SNR)。
例如，图1是电子束检验系统100的概念图。特定来说，图1中所说明的电子束检验系统100是作为实例电子束检验系统提供的。在这方面，本文考虑，对电子束检验系统100的简短描述可提供一个参考点，可将本公开的附带优点与所述参考点进行比较。
电子束检验系统100可包含电子光学柱102，其经配置以将一次电子束从电子源106(包含发射器108)引导到样品130的表面。电子光学柱102可包含多个电子光学元件110。电子光学柱101的各种电子光学元件可安置在真空室104内。
多个电子光学元件110可包含(但不需要包含)一或多个提取器112、一或多个聚光透镜114、一或多个对准偏转器116、一或多个限束孔径118、一或多个检测器120、一或多个扫描偏转器122(例如，一组上扫描偏转器124及一组下扫描偏转器126)，及一或多个物镜128。本文应注意，尽管图1描绘特定的电子光学元件配置，但此类描绘仅出于说明性目的而提供，且不应被解释为对本公开的范围的限制。
检测器120(例如，硅检测器)可经配置以收集响应于一次电子束而从样品的表面发出的二次及/或背散射电子。如本文先前所提及的，硅检测器(例如，图1中所说明的检测器)可能会限制检测带宽。此外，使用硅检测器的检验系统(例如图1中所说明的电子束检验系统100)可能需要跨阻放大器(未展示)以放大往返检测器的电流。这些跨阻放大器通常必须放置在电子束检验系统100的真空室104内，这可能导致电路组件释气。最后，来自硅检测器的电信号在被数字化之前必须被引导出真空室104一段相当长的距离，从而导致负串扰及电磁干扰(EMI)问题。
因此，本公开的实施例涉及一种系统及方法，其解决上述先前方法的缺陷中的一或多者。本公开的实施例涉及一种电子束检验系统，其利用闪烁体衬底及光导来检测二次及背散射电子。本公开的额外实施例涉及一种多柱束检验系统，其利用闪烁体衬底阵列及多个光导来检测二次及背散射电子。
本文考虑，本公开的实施例可提供一种低噪声、低轮廓高速检测器，其可在带电粒子(例如，电子束)表征系统的背景下使用。特定来说，通过经由闪烁体衬底及光导实现电子检测，本公开的系统及方法可解决上述先前方法的许多缺陷。
图2A到2B说明根据本公开的一或多个实施例的利用闪烁体衬底232及光导234的电子束检验系统200a、200b的概念图。
在实施例中，电子束检验系统200a、200b可包含电子光学柱202，其经配置以将一次电子束从电子束源206(包含发射器208)引导到样品228的表面。在实施例中，电子光学柱202可包含所属领域中已知的任何电子光学柱，包含(但不限于)微电子光学柱(例如，微型柱)、微机电系统(MEMS)柱、扫描电子显微镜(SEM)柱等。我
电子光学柱202可包含多个电子光学元件210，包含(但不限于)一或多个提取器212、一或多个聚光透镜214、一或多个对准偏转器216、一或多个限束孔径218、一或多个扫描偏转器220(例如，一组上扫描偏转器222及一组下扫描偏转器224)，及一或多个物镜226。电子光学柱202的各种电子光学元件可安置在真空室204内。
在一些实施例中，电子束检验系统200a、200b可包含检测组合件230，而不是硅检测器，检测组合件230包含一或多个闪烁体衬底232及一或多个光导234。在实施例中，闪烁体衬底232经配置以收集响应于一次电子束201而从样品250的表面发出的二次及/或背散射电子。闪烁体衬底232可经进一步配置以响应于所收集的二次/背散射电子而产生光辐射(例如，光)。随后，检测组合件230的光导234可经配置以接收由闪烁体衬底232产生的光辐射，并将光辐射引导到一或多个检测器(图2A到2B中未展示)。在实施例中，光导234可经配置以通过安置在真空室204内的一或多个真空馈通端口236将由闪烁体衬底232产生的光辐射传输到检测器。
本文考虑，图2A到2B中所说明的电子束检验系统200a、200b可提供对二次及/或背散射电子的低噪声、低轮廓高速检测。通过利用高速闪烁体衬底232及光导234，由二次电子及背散射电子产生的信号可以低损耗、高增益(例如，1Mx)及低附加噪声传输出真空室204到检测器(例如，光电倍增管(PMT))。进一步来说，通过利用高速闪烁体衬底232及光导234，检测组合件230可为薄的，使得柱的长度较短(例如，低轮廓)。在这方面，柱的长度可小于75mm。
本文进一步考虑，图2A到2B中所说明的电子束检验系统200a、200b可解决图1中所说明的电子束检验系统100的一或多个缺陷。特定来说，电子束检验系统200的检测器可安装在真空室204外部，而不是在电子束检验系统100的真空室内104。通过允许检测器安装在真空室204外部，减轻了空间限制，且可避免对真空兼容材料的要求。此外，图2A到2B中的光的传输(而不是图1中的电信号的传输)可减少噪声及串扰。此外，图2A到2B中所说明的电子束检验系统200a、200b消除将放大器安置在真空室204内的需要，从而消除潜在负面的释气效应。
虽然检测器组合件230(闪烁体衬底232及光导234)在图2A中展示在中间柱部位中，但这不被视为本公开的限制，除非本文另有指出。在这方面，检测器组合件230可位于电子光学柱202内的所属领域中已知的任何点处。例如，如本文进一步详细描述的，检测组合件230的闪烁体衬底232可围绕及/或邻近于电子光学柱202的光轴安置。作为另一实例，如图2B中所展示，检测器组合件230(闪烁体衬底及光导)可位于真空室204外部及电子光学柱202外部(例如，在电子光学柱202的下方)。
本文应注意到，尽管图2A到2B描绘电子光学元件210的特定配置，但此类描绘仅出于说明性目的而提供，且不应被解释为限制本公开的范围。电子光学元件210可为适合于将一次电子束引导到样品的表面的任何配置。
参考图3中所说明的电子检验系统200，可进一步展示并描述电子束检验系统200a、200b。
图3是根据本公开的一或多个实施例的利用闪烁体衬底232及光导234的电子束检验系统200的概念图。本文应注意，与图2A到2B中所说明的电子束检验系统200a、200b相关联的任何讨论可被视为适用于图3中所说明的电子束检验系统200，除非本文另有指出。相反，与图3中所说明的电子束检验系统200相关联的任何讨论可被视为适用于图2A到2B中所说明的电子束检验系统200a、200b，除非本文另有指出。
在实施例中，电子束检验系统200可包含(但不限于)一或多个电子束源206、一或多个电子光学柱202、检测组合件232及控制器242，所述控制器242包含一或多个处理器244及存储器246。在实施例中，检测组合件230可包含(但不限于)一或多个闪烁体衬底232、一或多个光导板234及一或多个检测器240。
在一个实施例中，电子束检验系统200经配置以检验及/或测量安置在载物台组合件252上的样品250。在这方面，电子束检验系统200可经配置以获取样品250的一或多个图像。在一个实施例中，电子束源206经配置以产生一或多个一次电子束201并将一或多个一次电子束201引导到样品250。电子束源206可包含所属领域中已知的任何电子束源，包含(但不限于)电子枪、光电阴极电子束源等。然而，本文进一步注意，本公开的实施例可在除电子束及电子束源之外的背景中实施。在这方面，系统200可包含所属领域中已知的任何类型的粒子束源，包含(但不限于)离子枪、阴极源、发射器尖端，阳极等。
在实施例中，电子光学柱202可包含一或多个电子光学元件254，其经配置以接收一或多个一次电子束201并将一或多个一次电子束202聚焦及/或引导到样品250。一或多个电子光学元件254可包含所属领域中已知的任何电子光学元件，包含(但不限于)提取器、限束孔径、偏转器、电子光学透镜、聚光透镜(例如，磁性聚光透镜)、物镜(例如，磁性聚光透镜)等。作为另一实例，电子束检验系统200(例如，电子光学元件254)可包含一或多个电子束扫描元件，包含(但不限于)一或多个电磁扫描线圈或静电偏转器，其适合于控制一或多个一次电子束201相对于样品250的表面的部位。进一步来说，一或多个扫描元件可用于以所选择的图案跨样品250扫描一或多个一次电子束201。
在实施例中，电子束源206及/或电子光学柱202(例如，电子光学元件254)经配置以将一或多个一次电子束201引导通过一或多个屏蔽件256到达样品250的表面。样品250可包含所属领域中已知的任何样品，包含(但不限于)晶片、光罩、光掩模等。在一个实施例中，样品250安置在载物台组合件252上以便于样品250的移动。在另一实施例中，载物台组合件252是可致动载物台。例如，载物台组合件252可包含(但不限于)一或多个平移载物台，其适合于沿一或多个线性方向(例如，x方向、y方向及/或z方向)选择性地平移样品250。作为另一实例，载物台组合件252可包含(但不限于)一或多个旋转载物台，其适合于沿旋转方向选择性地旋转样品250。作为另一实例，载物台组合件252可包含(但不限于)旋转载物台及平移载物台，其适合于沿线性方向选择性地平移样品250及/或沿旋转方向旋转样品250。本文应注意，电子束检验系统200可在所属领域中已知的任何扫描模式下操作。
在实施例中，电子光学检验系统200包含检测组合件230，其经配置以收集响应于一或多个一次电子束201而从样品250的表面发出的二次及/或背散射电子203(为简单起见，下文称为“二次电子203”)。在实施例中，检测组合件230可包含(但不限于)一或多个闪烁体衬底232、一或多个光导234及一或多个检测器240。
在实施例中，闪烁体衬底232经配置以收集响应于一次电子束201而从样品250的表面发出的二次电子203。闪烁体衬底232可经进一步配置以响应于所收集的二次电203而产生光辐射(例如，光)。闪烁体衬底232可由所属领域中已知的任何闪烁体材料制成，包含(但不限于)蓝宝石衬底、玻璃衬底等。闪烁体衬底232可展现取决于闪烁体衬底232的材料的变化厚度。例如，闪烁体衬底232可展现约0.4mm到0.5mm的厚度(例如，图3中所展示的高度)。在一些实施例中，电子光学柱202可包含一或多个电子光学元件254，其经配置以收集、引导/聚焦从样品250的表面发出到闪烁体衬底的二次电子203。
随后，检测组合件230的光导234可经配置以接收由闪烁体衬底232产生的光辐射，并将光辐射引导到一或多个检测器240。如本文先前所提及的，本公开的实施例可使检测器240能够安置在电子束检验系统200的真空室204外部，而电子束检验系统200的各种组件(例如，电子束源206、闪烁体衬底232、光导234)安置在真空室204内。在这方面，在一些实施例中，光导234可经配置以通过安置在真空室204内的一或多个真空馈通端口236将由闪烁体衬底232产生的光辐射传输到检测器240。
本文考虑，光导234可包含所属领域中已知的任何光学组件，其经配置以收集并引导由一或多个闪烁体衬底232产生的光辐射(例如，光)。例如，光导234可包含一或多个光纤。例如，光导234可包含光纤束。作为另一实例，光导234可包含固体导光材料(例如，灯管、光波导等)。
在另一实施例中，检测组合件230包含一或多个反射及/或折射表面，其经配置以将光收集并引导(例如，耦合)到检测器240。例如，检测组合件230的光导234可包含反射表面238，其经配置以相对于闪烁体衬底232的表面成一定角度，其中反射表面238经配置以将光辐射(光)从闪烁体衬底232引导到检测器240。例如，反射表面238可经配置以成35到55度之间的角度。反射表面238可包含镜面、经金属涂层处理的表面等。例如，反射表面238可包含铝涂层。作为另一实例，光导234的一或多个端部可包含反射表面238，其经配置以相对于闪烁体衬底232的表面成一定角度。
在一些实施例中，检测组合件230可进一步包含一或多个折射率匹配材料，其经配置以促进将光辐射耦合出真空室204。例如，检测组合件230可包含安置在闪烁体衬底232与一或多个光导234的界面处的一或多个折射率匹配材料，以便于收集及传输由闪烁体衬底232产生的光辐射。
在额外及/或替代实施例中，检测组合件230可进一步包含一或多个微光学元件，其经配置以促进来自闪烁体衬底232的光辐射的传输。例如，检测组合件230可包含一或多个微光学元件，其经配置以将由闪烁体衬底232产生的光辐射的至少一部分聚焦到光导234的至少一部分。例如，在光纤束的背景下，微光学元件可用于将闪烁体衬底232的特定位置处产生的光辐射的一部分聚焦到光纤束的特定光纤上。在此实例中，微光学元件可安置在闪烁体衬底232与光导234之间(例如，安置在闪烁体衬底232的表面上)。本文应注意，在检测组合件230内添加微光学元件可改进一或多个检测器240上的所产生的光辐射的空间分辨率。一或多个微光学元件可包含所属领域中已知的任何微光学元件，包含(但不限于)透镜、镜、棱镜、分束器等。例如，一或多个微光学元件可包含(但不限于)微透镜阵列、一或多个衍射光学元件(DOE)、一或多个折射光学元件(ROE)、一或多个均匀器等。
在实施例中，一或多个检测器240可经配置以接收由光导234传输的光辐射(例如，光)。检测器240可包含经配置以检测由闪烁体衬底232产生的光辐射的所属领域中已知的任何检测器，包含(但不限于)多通道或单通道检测器。例如，检测器240可包含(但不限于)电荷耦合装置(CCD)、互补金属氧化物半导体(CMOS)装置、光电倍增管(PMT)、光电二极管阵列、雪崩光电二极管检测器(APD)、成像装置等。在实施例中，检测器240经配置以接收光辐射并基于所接收的光辐射产生信号及/或图像。在实施例中，一或多个检测器240经配置以响应于经由光导234接收的光辐射而产生一或多个信号(例如，检测器信号)及/或一或多个图像。
电子束检验系统200可进一步包含控制器242，其通信地耦合到检测器240及/或电子束检验系统200的各种组件(例如，电子束源206、电子光学元件254、载物台组合件252等)。控制器242控制器可包含经配置以执行存储在存储器246中的一组程序指令的一或多个处理器244，所述一组程序指令经配置以致使一或多个处理器244执行本公开的各种步骤/功能。例如，控制器242可经配置以分析检测器240的输出(例如，分析图像/检测器信号)。在另一实施例中，控制器242经配置以基于从检测器240接收的检测器信号分析样品250的一或多个特性。在另一实施例中，控制器242经配置以修改电子束检验系统200的一或多个特性以保持聚焦于样品250。例如，一或多个处理器244可经配置以调整电子束源206及/或电子束检验系统200的其它元件的一或多个特性，以将一次电子束201聚焦到样品250的表面上。作为另一实例，控制器242可经配置以调整施加到一或多个电子光学元件254的一个或多个聚焦电压，以独立地调整一或多个一次电子束201的部位或对准，并跨样品250扫描一次电子束。
在额外实施例中，控制器242可经配置以接收由一或多个检测器240响应于所接收的光辐射而产生的检测器信号及/或图像。控制器242可经配置以将所接收的检测器信号及/或图像存储在存储器246中。在实施例中，控制器242可经进一步配置以基于所接收的检测器信号及/或图像确定样品250的一或多个特性。可由控制器242基于从检测器240接收的信号/图像确定的样品250的特性可包含(但不限于)样品250的测量值(例如，临界尺寸(CD)测量值)、样品250上缺陷的存在、缺陷部位、缺陷大小等。所确定的特性可存储在存储器246中。
在额外及/或替代实施例中，控制器242可经配置以产生一或多个控制信号，所述控制信号经配置以基于样品250的一或多个所确定的特性选择性地调整一或多个工艺工具的一或多个特性。在这方面，控制器242可经配置以在前馈或反馈回路中产生一或多个控制信号，以选择性地调整上游及/或下游工艺工具。可基于样品250的所确定的特性调整的工艺工具可包含(但不限于)光刻工具、蚀刻工具、抛光工具、沉积工具等。
在另一实施例中，如图3中所展示，电子束检验系统200包含通信地耦合到控制器242的用户接口248。在另一实施例中，用户接口248包含用户输入装置及显示器。用户接口248的用户输入装置可经配置以从用户接收一或多个输入命令，所述一或多个输入命令经配置以将数据输入到电子束检验系统200中及/或调整电子束检验系统200的一或多个特性。在另一实施例中，用户接口248的显示器可经配置以向用户显示电子束检验系统200的数据。
应注意，电子束检验系统200不限于图2A、2B及3中所描绘的电子光学元件，所述电子光学元件仅出于说明性目的而提供。应进一步注意，电子束检验系统200可包含将一或多个一次电子束201引导/聚焦到样品250上且作为响应收集发出的二次及/或背散射电子203并将其成像到闪烁体衬底232上所需的任何数量及类型的电子光学元件。
图4A是根据本公开的一或多个实施例的电子束检验系统200的闪烁体衬底232的示意图。
如本文先前相对于图3所提及的，电子束源206及/或电子光学元件254可经配置以将一或多个一次电子束201引导通过屏蔽件256到闪烁体衬底232的有源区域260。在一些实施例中，屏蔽件256可展现约50到100μm的内径258，以传输一次电子束201(如图3中所展示)。闪烁体衬底232的有源区260可展现约4到5mm的直径，且展现在有源区域260外部并延伸到闪烁体衬底的边缘的死区262。闪烁体衬底232可具有约8到9mm的直径。本文应注意，这些尺寸仅为示范性的，因此不应被解释为限制本公开的范围。可选择尺寸以匹配电子光学柱的几何形状及尺寸。
图4B是根据本公开的一或多个实施例的电子束检验系统200的闪烁体衬底232的示意图。
在一些实施例中，一或多个闪烁体衬底232可被划分为多个区域264a到264d。本文考虑，将闪烁体衬底232划分为两个或更多个区域可在闪烁体衬底230及/或检测器240上提供更高水平的空间分辨率。例如，如图4B中所展示，闪烁体衬底232可被划分为四个单独的区域(例如，四个单独的象限)，包含第一区域264a、第二区域264b、第三区域264c及第四区域264d。本文考虑，闪烁体衬底232的单独区域264a到264d可或可不在物理空间上彼此分离。例如，闪烁体衬底232可仅名义上划分为多个区域264a到264d，使得闪烁体衬底232仍包含一个内聚的连续闪烁体衬底232。作为另一实例，闪烁体衬底232可在物理空间上被划分为多个区域264a到264d，使得闪烁体衬底232的每一区域264a到264b通过间隔或间隙与邻近区域264a到264d分离。
在一些实施例中，闪烁体衬底232的每一个别区域264a到264d可经由个别光导耦合到单个检测器240，其中检测器240能够进行空间分辨并确定哪个光辐射来自哪个个别区域264a到264d。因此，本文认识到，将一或多个闪烁体衬底232划分为单独的区域264a到264n可实现闪烁体衬底230及/或检测器240的改进的空间分辨率(例如，角分布)，且可使电子束检验系统200能够更准确地表征样品250。
虽然图4B中的闪烁体衬底232被展示并描述为被划分为四个单独的象限，但这不应被视为对本公开的限制，除非本文另有指出。在这方面，闪烁体衬底232可被划分为所属领域中已知的任意数量、形状及/或配置的区域264a到264n。
图5A是根据本公开的一或多个实施例的多柱检验系统200的闪烁体衬底阵列268的示意图。
在一些实施例中，电子束检验系统200可包含经配置以产生一次电子束阵列201的多柱检验系统200。例如，电子束检验系统200可包含经配置以产生具有多个电子光学柱202a到202n的一次电子束阵列201a到201n的一或多个电子束源206。在此实例中，每一电子光学柱202a到202n可经配置以将多个一次电子束201a到201n中的一次电子束201引导到样品250。
例如，如图5A中所展示，电子束检验系统200可包含布置成4x4阵列的多个电子光学柱202a到202n。每一电子光学柱202a到202n可经配置以将一次电子束201a到201n引导到在位置/部位(locations/positions)阵列处的样品250。在此实例中，电子束检验系统200可包含闪烁体衬底阵列232a到232n，其经配置以收集响应于多个一次电子束201a到201n而从样品250上的位置阵列发出的二次电子203。在这方面，电子束检验系统200可布置成多柱配置(例如，4x4柱配置)。本文可了解，电子束检验系统200的多个电子光学柱202a到202n可包含所属领域中已知的任何数量、布置或配置的柱。柱的布置不限于正方形阵列，例如4x4。柱可布置成矩形阵列(例如，在x方向及y方向上具有不同柱数量的阵列)、单行、两行或其它配置。
图5B是根据本公开的一或多个实施例的多柱检验系统200中的闪烁体衬底阵列268的概念图。
在一些实施例中，多柱电子束检验系统200的每一电子光学柱202a到202b可包含单独的检测组合件240。例如，如图5B中所展示，电子束检验系统200可包含第一电子光学柱202a、第二电子光学柱202b、第三电子光学柱202c，及第n电子光学柱202n。每一电子光学柱202a到202n可经配置以将一次电子束201a到201n引导到样品250(及/或多个样品250a到250n)。进一步来说，每一电子光学柱202a到202n可包含个别闪烁体衬底232a到232n，其经配置以收集二次电子203。在此实例中，第一电子光学柱202a的第一闪烁体衬底232a可耦合到第一光导234a及第一检测器240a。类似地，第二电子光学柱202b的第二闪烁体衬底232b可耦合到第二光导234b及第二检测器240b，第三电子光学柱202c的第三闪烁体衬底232c可耦合到第三光导234c及第三检测器240c，且第n电子光学柱202n的第n闪烁体衬底232n可耦合到第n光导234n及第n检测器240n。
在一些实施例中，将图5A到5B中所描绘的闪烁体衬底232中的一或多者分段成两个或更多个段，如图4B中所描绘。在这方面，与图4B中所展示的闪烁体衬底232的分段相关的讨论应被解释为延续到图5A到5B的实施例。在并入图5A到5B中所描绘的阵列268中的经分段衬底232的情况下，经分段闪烁体衬底232的每一区域可经由单独的光导234光学耦合到一或多个检测器240。在这方面，闪烁体衬底的各个区域可光学耦合到检测器阵列。例如，参考图4B中所说明的闪烁体衬底232及图5A到5B中的闪烁体衬底阵列268，闪烁体衬底232的第一区域264a可经由第一光导234a耦合到第一检测器240a。类似地，闪烁体衬底232的第二区域264b可经由第二光导234b耦合到第二检测器240b，闪烁体衬底232的第三区域264c可经由第三光导234c耦合到第三检测器240c，且闪烁体衬底232的第四区域264d可经由第四光导234a耦合到第四检测器240d。在此实例中，每一个别光导234a到234n可包含一组单独的微光学元件(例如，第一组微光学元件、第二组微光学元件、第三组微光学元件及第四组微光学元件)，其经配置以将由每一个别区域264a到264d产生的光辐射聚焦到相应的光导。
作为另一实例，闪烁体衬底232的每一个别区域264a到264d可经由个别光导耦合到单个检测器240，其中检测器240能够进行空间分辨并确定哪个光辐射来自哪个个别区域264a到264d。因此，本文认识到，将一或多个闪烁体衬底232划分为单独的区域264a到264n可实现闪烁体衬底232及/或检测器240的改进的空间分辨率(例如，角分布)，且可使电子束检验系统200能够更准确地表征样品250。
本文应注意，电子束检验系统200的一或多个组件可以所属领域中已知的任何方式通信地耦合到电子束检验系统200的各种其它组件。例如，一或多个处理器244可经由有线(例如，铜线、光缆等)或无线连接(例如，RF耦合、IR耦合、数据网络通信、WiFi、WiMax、蓝牙、3G、4G、4G LTE、5G等)彼此通信地耦合，并与电子束检验系统200的其它组件通信地耦合。
在一个实施例中，一或多个处理器244可包含所属领域中已知的任何一或多个处理元件。在这个意义上，一或多个处理器244可包含经配置以执行软件算法及/或指令的任何微处理器类型装置。在一个实施例中，一或多个处理器244可由台式计算机、主机计算机系统、工作站、图像计算机、并行处理器或其它计算机系统(例如，网络计算机)组成，其经配置以执行经配置以操作电子束检验系统200的程序，如贯穿本公开所描述的。应认识到，贯穿本公开所描述的步骤可由单个计算机系统或替代地由多个计算机系统执行。一般来说，术语“处理器”可广义地界定为涵盖具有一或多个处理元件的任何装置，所述处理元件执行来自存储器246的程序指令。此外，电子束检验系统200的不同子系统(例如，电子束源206、电子光学柱202、检测器240、控制器242、用户接口248)可包含适于合执行贯穿本公开所描述的步骤的至少一部分的处理器或逻辑元件。因此，上述描述不应被解释为对本公开的限制，而仅为说明。
存储器246可包含所属领域中已知的适合于存储可由相关联的一或多个处理器244执行的程序指令及/或从检测器240接收的图像的任何存储媒体。例如，存储器246可包含非暂时性存储媒体。例如，存储器246可包含(但不限于)只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、磁性或光学存储器装置(例如，磁盘)、磁带、固态驱动器等。应进一步注意，存储器246可与一或多个处理器244一起容置于公共控制器壳体中。在替代实施例中，存储器246可相对于处理器244、控制器242等的物理位置远程定位。在另一实施例中，存储器246维护用于致使一或多个处理器244执行通过本公开所描述的各种步骤的程序指令。
在一个实施例中，用户接口248通信地耦合到控制器242。在一个实施例中，用户接口248可包含(但不限于)一或多个台式计算机、平板计算机、智能电话、智能手表等。在另一实施例中，用户接口219包含用于向用户显示电子束检验系统200的数据的显示器。用户接口248的显示器可包含所属领域中已知的任何显示器。例如，显示器可包含(但不限于)液晶显示器(LCD)、基于有机发光二极管(OLED)的显示器或CRT显示器。所属领域的技术人员应认识到，能够与用户接口248集成的任何显示装置都适合于本公开中的实施方案。在另一实施例中，用户可响应于经由用户接口248向用户显示的数据输入选择及/或指令。
图6说明根据本公开的一或多个实施例的用于操作电子束检验系统200的方法600的流程图。本文应注意，方法600的步骤可全部或部分地通过电子束检验系统200实施。然而，应进一步认识到，方法600不限于电子束检验系统200，因为额外或替代的系统级实施例可执行方法600的全部或部分步骤。
在步骤602中，使用电子束源产生一或多个一次电子束。例如，如图3中所展示，电子束源206经配置以产生一或多个一次电子束201并将一或多个一次电子束201引导到样品250。电子束源206可包含所属领域中已知的任何电子束源，包含(但不限于)电子枪、光电阴极电子束源等。
在步骤604中，使用电子光学柱将一或多个一次电子束引导到样品。例如，电子光学柱202可包含一或多个电子光学元件254，其经配置以接收一或多个一次电子束201并将一或多个一次电子束201引导到样品250。一或多个电子光学元件254可包含所属领域中已知的任何电子光学元件，包含(但不限于)提取器、限束孔径、偏转器、电子光学透镜、聚光透镜(例如，磁性聚光透镜)、物镜(例如，磁性聚光透镜)等。
在步骤606中，使用闪烁体衬底收集响应于一或多个一次电子束而从样品发出的电子。例如，闪烁体衬底232经配置以收集响应于一次电子束201而从样品250的表面发出的二次电子203。闪烁体衬底232可由所属领域已知的任何闪烁体材料制成，包含(但不限于)蓝宝石衬底、玻璃衬底等。
在步骤608中，使用闪烁体衬底响应于所收集的电子而产生光辐射。例如，闪烁体衬底232可经进一步配置以响应于所收集的二次电子203而产生光辐射(例如，光)。
在步骤610中，使用反射表面将光辐射引导到光导。在实施例中，检测组合件230可包含反射表面238，其经配置以将光辐射引导到光导234的输入表面。例如，反射表面238可经配置以相对于闪烁体衬底232的表面成一定角度(例如，35到55度)。
在步骤612中，使用光导将光辐射引导到检测器。在实施例中，检测器240经配置以响应于光辐射而产生一或多个信号。例如，检测组合件230的光导234可经配置以接收由闪烁体衬底232产生的光辐射，并将光辐射引导到一或多个检测器240。光导234可包含经配置以收集并引导由一或多个闪烁体衬底232产生的光辐射(例如，光)的所属领域中已知的任何光学组件，包含(但不限于)一或多个光纤、一或多个光纤束、一或多个灯管、一或多个光波导等。
在步骤614中，基于一或多个信号确定样品的一或多个特性。例如，控制器242可经进一步配置以基于所接收的检测器信号及/或图像确定样品250的一或多个特性。可由控制器242基于从检测器240接收的信号/图像确定的样品250的特性可包含(但不限于)样品250的测量值(例如，临界尺寸(CD)测量值)、样品250上缺陷的存在、缺陷部位、缺陷大小等。
所属领域的技术人员将认识到，为了概念清晰起见，本文所描述的组件(例如，操作)、装置、对象以及伴随其的讨论被用作实例，并考虑各种配置修改。因此，如本文所使用的，所阐述的具体范例及伴随的讨论旨在代表其更一般的类别。一般来说，任何特定实例的使用都旨在代表其类别，且不包含特定组件(例如操作)、装置及对象不应视为限制。
所属领域的技术人员将了解，存在各种工具，通过这些工具可实施本文所描述的过程及/或系统及/或其它技术(例如，硬件、软件及/或固件)，且优选的工具将随着其中部署过程及/或系统及/或其它技术的上下文而变化。例如，如果实施者确定速度及准确度至关重要，那么实施者可选择主要为硬件及/或固件的工具；替代地，如果灵活性至关重要，那么实施者可选择主要软件实施方案；或，又替代地，实施者可选择硬件、软件及/或固件的某种组合。因此，本文所描述的过程及/或装置及/或其它技术可通过若干可能的工具来实现，其中没有一种工具固有地优于其它工具，因为要利用的任何工具都取决于其中将部署工具的上下文及实施者的具体关注点(例如，速度、灵活性或可预测性)，其任一者都可变化。
提供前述描述是为了使所属领域的一般技术人员能够在特定应用及其要求的背景下制造并使用本发明。如本文所使用的，方向术语，例如“顶部”、“底部”、“上方”、“下方”、“上”、“向上”、“下”、“下面”及“向下”旨在出于描述目的而提供相对部位，并不旨在指定绝对参考系。对所描述的实施例的各种修改对于所属领域的技术人员来说将是显而易见的，且本文所界定的一般原理可应用于其它实施例。因此，本发明不限于所展示及所描述的特定实施例，而是符合与本文所公开的原理及新颖特征一致的最宽范围。
关于本文中大体上任何复数及/或单数术语的使用，所属领域的技术人员可根据上下文及/或应用情况从复数转换为单数及/或从单数转换为复数。为了清楚起见，本文未明确阐述各种单数/复数排列。
本文所描述的所有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器中。结果可包含本文所描述的任何结果，且可以所属领域中已知的任何方式存储。存储器可包含本文所描述的任何存储器或所属领域中已知的任何其它合适的存储媒体。在结果被存储之后，可在存储器中存取结果并由本文所描述的任何方法或系统实施例使用、格式化以显示给用户，由另一软件模块、方法或系统等使用。此外，结果可“永久”、“半永久”、“临时”存储或存储一段时间。例如，存储器可为随机存取存储器(RAM)，且结果不一定会无限期地保留在存储器中。
经进一步考虑，上文所描述的方法的实施例中的每一者可包含本文所描述的任何其它方法的任何其它步骤。另外，上文所描述的方法的实施例中的每一者可由本文所描述的任何系统执行。
本文所描述的标的物有时说明含于其它组件内或与其它组件连接的不同组件。应理解，所描绘的此类架构仅为示范性的，且实际上可实施实现相同功能的许多其它架构。在概念意义上，用以实现相同功能性的任何组件布置经有效“相关联”，使得实现所要功能性。因此，在本文中组合以实现特定功能性的任何两个组件可被视为彼此“相关联”，使得实现所要功能性，而与架构或中间组件无关。同样地，如此相关联的任何两个组件也可被视为彼此“连接”或“耦合”以实现所要功能性，且能够如此相关联的任何两个组件也可被视为彼此“可耦合”以实现所要功能性。可耦合的特定实例包含(但不限于)可物理上配接及/或物理上相互作用的组件及/或可无线相互作用及/或无线相互作用的组件及/或逻辑相互作用及/或可逻辑相互作用的组件。
此外，应理解，本发明通过所附权利要求书定义。所属领域的技术人员将理解，一般来说，本文中且尤其是所附权利要求书(例如，所附权利要求书的主体)中所使用的术语一般旨在为“开放式”术语(例如，术语“包含(including)”应被解释为“包含(但不限于)”，术语“具有”应被解释为“至少具有”，术语“包含(includes)”应被解释为“包含(但不限于)”及类似者)。所属领域的技术人员将进一步理解，如果想要引入权利要求叙述的特定数目，那么此意向将在权利要求中明确叙述，且如果缺乏此叙述，那么不存在此意向。举例来说，作为理解的辅助，以下所附权利要求书可含有使用引导性词组“至少一个”及“一或多个”来引入权利要求叙述。然而，此类词组的使用不应被解释为隐含：由不定冠词“一(a)”或“一个(an)”引入的权利要求叙述将含有此引入权利要求叙述的任何特定权利要求限制为仅含有此叙述的发明，即使相同权利要求包含引导性词组“一或多个”或“至少一个”及例如“一(a)”或“一个(an)”的不定冠词(例如，“一(a)”及/或“一个(an)”通常应被解释为意指“至少一个”或“一或多个”)；上述内容对用于引入权利要求叙述的定冠词的使用同样适用。另外，即使明确叙述引入权利要求叙述的特定数目，但所属领域的技术人员也将辨识，此叙述通常应被解释为意指至少所述叙述数目(例如，“两条叙述”的基本叙述(无其它修饰语)通常意指至少两条叙述或两条或更多条叙述)。此外，在其中使用类似于“A、B及C中的至少一者，及类似者”的惯用表述的例子中，此构造一般意指所属领域的技术人员将理解的惯用表述意义(例如，“具有A、B及C中的至少一者的系统”将包含(但不限于)仅具有A、仅具有B、仅具有C、同时具有A及B、同时具有A及C、同时具有B及C及/或同时具有A、B及C的系统，及类似者)。在其中使用类似于“A、B或C中的至少一者，及类似者”的惯用表述的例子中，此构造一般意指所属领域的技术人员将理解的惯用表述意义(例如，“具有A、B或C中的至少一者的系统”将包含(但不限于)仅具有A、仅具有B、仅具有C、同时具有A及B、同时具有A及C、同时具有B及C及/或同时具有A、B及C的系统，及类似者)。所属领域的技术人员将进一步理解，无论在描述、权利要求书或附图中，呈现两个或更多个替代项的几乎任何转折连词及/或词组应被理解为预期以下可能性：包含所述项中的一者、所述项中的任一者或两项。举例来说，词组“A或B”将被理解为包含“A”或“B”或“A及B”的可能性。
相信，通过前文描述将理解本公开及其许多伴随优点，且将明白，可在不脱离所公开主题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。所描述的形式仅供说明，且所附权利要求书旨在涵盖及包含此类改变。此外，应理解，本发明由所附权利要求书定义。

Claims (32)

1.一种电子束检验系统，其包括：
电子束源，其经配置以产生一或多个一次电子束；
电子光学柱，其包含一组电子光学元件，所述电子光学元件经配置以将所述一或多个一次电子束引导到样品；及
检测组合件，其包括：
闪烁体衬底，其经配置以收集响应于所述一或多个一次电子束而从所述样品发出的电子，所述闪烁体衬底经配置以响应于所述所收集的电子而产生光辐射；
一或多个光导；
一或多个反射表面，其经配置以接收由所述闪烁体衬底产生的所述光辐射并沿所述一或多个光导引导所述光辐射；及
一或多个检测器，其经配置以从所述光导接收所述光辐射。
2.根据权利要求1所述的电子束检验系统，其中所述电子束源包括多个一次电子束。
3.根据权利要求1所述的电子束检验系统，其中所述电子光学柱包括多个电子光学柱。
4.根据权利要求1所述的电子束检验系统，其中所述电子光学柱包括一或多个微电子光学柱。
5.根据权利要求1所述的电子束检验系统，其进一步包括控制器，所述控制器通信地耦合到所述一或多个检测器，所述控制器包含经配置以执行存储在存储器中的一组程序指令的一或多个处理器，所述一组程序指令经配置以致使所述一或多个处理器：
接收由所述一或多个检测器响应于所述光辐射而产生的一或多个信号；及
基于所述一或多个信号确定所述样品的一或多个特性。
6.根据权利要求5所述的电子束检验系统，其中所述样品的所述一或多个特性包括所述样品的测量值或所述样品的缺陷中的至少一者。
7.根据权利要求5所述的电子束检验系统，其中所述控制器经配置以产生一或多个控制信号，所述控制信号经配置以基于所述一或多个确定的特性选择性地调整一或多个工艺工具的一或多个特性。
8.根据权利要求1所述的电子束检验系统，其中所述样品及闪烁体衬底安置在真空室内，且其中所述一或多个检测器安置在所述真空室外部。
9.根据权利要求8所述的电子束检验系统，其中所述一或多个光导经配置以通过所述真空室中的至少一个真空馈通端口将由所述闪烁体衬底产生的所述光辐射引导到所述一或多个检测器。
10.根据权利要求1所述的电子束检验系统，所述检测组合件进一步包括安置在所述闪烁体衬底与所述一或多个光导的界面处的一或多个折射率匹配材料。
11.根据权利要求1所述的电子束检验系统，其中所述一或多个光导中的光导包括一或多个光纤的束。
12.根据权利要求11所述的电子束检验系统，其中所述一或多个光导中的所述光导进一步包括：
一或多个微光学元件，其经配置以将由所述闪烁体衬底产生的所述光辐射的至少一部分聚焦到所述一或多个光纤的束的至少一部分。
13.根据权利要求1所述的电子束检验系统，其中所述一或多个检测器包括电荷耦合装置(CCD)、互补金属氧化物半导体(CMOS)装置、光电倍增管(PMT)、雪崩光电二极管(APD)或光电二极管阵列中的至少一者。
14.根据权利要求1所述的电子束检验系统，其中所述闪烁体衬底被分成第一区域及至少一个额外区域。
15.根据权利要求14所述的电子束检验系统，其中所述一或多个光导包括：
第一光导，其经配置以接收由所述闪烁体衬底的所述第一区域产生的光辐射并将所述光辐射引导到第一检测器；及
至少一个额外光导，其经配置以接收由所述闪烁体衬底的所述至少一个额外区域产生的光辐射并将所述光辐射引导到至少一个额外检测器。
16.根据权利要求15所述的电子束检验系统，
其中所述第一光导包含第一组微光学元件，所述微光学元件经配置以聚焦由所述闪烁体衬底的所述第一区域产生的所述光辐射，且
其中所述至少一个额外光导包含至少一组额外微光学元件，所述额外微光学元件经配置以聚焦由所述闪烁体衬底的所述至少一个额外区域产生的所述光辐射。
17.根据权利要求1所述的电子束检验系统，其中所述一或多个反射表面经配置以相对于所述闪烁体衬底的表面成一定角度。
18.根据权利要求17所述的电子束检验系统，其中所述反射表面的所述角度在35到55度之间。
19.一种多柱检验系统，其包括：
电子束源，其经配置以产生一次电子束阵列；
多个电子光学柱，每一电子光学柱包含一组电子光学元件，所述电子光学元件经配置以将所述一次电子束阵列中的一次电子束引导到位置阵列处的样品；及
检测组合件，其包括：
闪烁体衬底阵列，其经配置以收集响应于所述一次电子束阵列而从所述样品发出的电子，所述闪烁体衬底阵列经配置以响应于所述所收集的电子而产生光辐射；
多个光导，所述多个光导光学耦合到所述闪烁体衬底阵列；
多个反射表面，其经配置以接收由所述闪烁体衬底阵列的闪烁体衬底产生的所述光辐射；及
多个检测器，其光学耦合到所述多个光导，所述多个检测器中的每一检测器经配置以从所述多个光导中的光导接收所述光辐射。
20.根据权利要求19所述的多柱检验系统，其进一步包括控制器，所述控制器通信地耦合到所述多个检测器，所述控制器包含经配置以执行存储在存储器中的一组程序指令的一或多个处理器，所述一组程序指令经配置以致使所述一或多个处理器：
接收由所述多个检测器响应于所述光辐射而产生的一或多个信号；及
基于所述一或多个信号确定所述样品的一或多个特性。
21.根据权利要求19所述的多柱检验系统，其中所述样品及所述闪烁体衬底阵列安置在真空室内，其中所述多个检测器安置在所述真空室外部。
22.根据权利要求21所述的多柱检验系统，其中所述一或多个光导经配置以通过所述真空室中的至少一个真空馈通端口将由所述闪烁体衬底阵列产生的所述光辐射引导到所述多个检测器。
23.根据权利要求19所述的多柱检验系统，所述检测组合件进一步包括安置在所述闪烁体衬底阵列与所述多个光导的界面处的一或多个折射率匹配材料。
24.根据权利要求19所述的多柱检验系统，其中所述多个光导中的所述光导包括一或多个光纤的束。
25.根据权利要求24所述的多柱检验系统，其中所述多个光导中的所述光导进一步包括：
一或多个微光学元件，其经配置以将由所述闪烁体衬底产生的所述光辐射的至少一部分聚焦到所述一或多个光纤的束的至少一部分。
26.根据权利要求19所述的多柱检验系统，其中所述多个检测器包括电荷耦合装置(CCD)、互补金属氧化物半导体(CMOS)装置、光电倍增管(PMT)、雪崩光电二极管(APD)或光电二极管阵列中的至少一者。
27.根据权利要求19所述的多柱检验系统，其中所述多个闪烁体衬底中的至少一个闪烁体衬底被分成第一区域及至少一个额外区域。
28.根据权利要求27所述的多柱检验系统，其中所述多个光导中的至少一个光导包括：
第一光导，其经配置以接收由所述闪烁体衬底的所述第一区域产生的光辐射并将所述光辐射引导到第一检测器；及
至少一个额外光导，其经配置以接收由所述闪烁体衬底的所述至少一个额外区域产生的光辐射并将所述光辐射引导到至少一个额外检测器。
29.根据权利要求28所述的多柱检验系统，
其中所述第一光导包含第一组微光学元件，所述微光学元件经配置以聚焦由所述闪烁体衬底的所述第一区域产生的所述光辐射，且
其中所述至少一个额外光导包含至少一组额外微光学元件，所述额外微光学元件配置以聚焦由所述闪烁体衬底的所述至少一个额外区域产生的所述光辐射。
30.根据权利要求19所述的多柱检验系统，其中所述多个反射表面经配置以相对于所述闪烁体衬底阵列的表面成一定角度。
31.根据权利要求30所述的多柱检验系统，其中所述反射表面的所述角度在35到55度之间。
32.一种方法，其包括：
使用电子束源产生一或多个一次电子束；
使用电子光学柱将所述一或多个一次电子束引导到样品；
使用闪烁体衬底收集响应于所述一或多个一次电子束而从所述样品发出的电子；
使用所述闪烁体衬底响应于所述所收集的电子而产生光辐射；
使用反射表面将所述光辐射引导到光导；
使用所述光导将所述光辐射引导到检测器，其中所述检测器经配置以响应于所述光辐射而产生一或多个信号；及
基于所述一或多个信号确定所述样品的一或多个特性。
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