TW201923341A - 電子束檢測設備載台定位 - Google Patents

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Abstract

一種用於一電子束檢測設備之載台設備，其包含：
包含一支撐表面之一物件台，該物件台經組態以支撐該支撐表面上之一基板；
一定位器件，其經組態以定位該物件台；
包含一位置感測器之一位置量測系統，該位置感測器經組態以量測平行於一第一軸線之該物件台之一高度位置，該第一軸線大體上垂直於該支撐表面，該位置感測器包含具有一干涉計感測器之一干涉計量測系統，
其中該干涉計感測器之一量測光束經組態以在一量測方向上輻照該物件台之一反射表面，該量測方向具有平行於該第一軸線之一第一分量及平行於一第二軸線之一第二分量，該第二軸線大體上垂直於該第一軸線。

Description

電子束檢測設備載台定位
本發明之描述係關於一種用於經組態以檢測諸如半導體器件之試樣的電子束檢測設備之載台定位器件。
在半導體製程中，不可避免地產生缺陷。此等缺陷可影響器件效能，甚至會導致故障。因此可影響器件良率，從而導致成本提高。為了控制半導體製程良率，缺陷監視至關重要。用於缺陷監視之一種工具為掃描電子顯微鏡(Scanning Electron Microscope；SEM)，其使用一或多個電子束掃描試樣之目標部分。
需要在目標部分上準確地定位一或多個電子束以可靠地監視缺陷。定位要求可能需要進一步增強以用於監視更小的缺陷。同時，需要高產出率，其通常需要增大試樣之移動速度以及其加速度及減速度。又，在試樣移動停止之後，可能需要減少檢測設備可被允許穩定之穩定時間。總之，上述內容可能引起對試樣定位之準確度及動態的要求增強。
在電子束檢測工具之已知實施例中，光學感測器用以量測支撐於基板之目標區域處或附近之物件台上的基板之豎直高度位置。此光學感測器能夠以高準確度量測處於此部位之基板之高度位置。然而，光學感測器具有約為130 Hz之有限量測速率。此意謂光學感測器相對準確，但具有低量測速率。
隨著對電子束檢測工具之效能的需求增加，定位器件之頻寬受到光學感測器之此效能限制。
本發明之一目標為提供一種允許支撐於物件台上之基板相對於電子束源之相對快速且足夠準確定位的電子束檢測工具。詳言之，本發明之一目標為提供一種允許相對快速且足夠準確地判定支撐於物件台上之基板之高度位置的位置量測系統。
根據本發明之一態樣，提供一種載台設備，其包含：
包含一支撐表面之一物件台，該物件台經組態以支撐該支撐表面上之一基板；
一定位器件，其經組態以定位該物件台；
包含一位置感測器之一位置量測系統，該位置感測器經組態以量測平行於一第一軸線之該物件台之一高度位置，該第一軸線大體上垂直於該支撐表面，該位置感測器包含具有一干涉計感測器之一干涉計量測系統，
其中該干涉計感測器之一量測光束經組態以在一量測方向上輻照該物件台之一反射表面，該量測方向具有平行於該第一軸線之一第一分量及平行於一第二軸線之一第二分量，該第二軸線大體上垂直於該第一軸線。
本發明之其他態樣可藉由一種粒子束設備、一種電子束設備、一種電子束檢測設備、一種微影設備、一種度量衡設備或一種真空設備體現。
現在將參考隨附圖式來更全面地描述本發明之各種實例實施例，在該等圖式中，展示了本發明之一些實例實施例。在該等圖式中，為了清楚起見可誇示層及區之厚度。
本文中揭示了本發明之詳細說明性實施例。然而，出於描述本發明之實例實施例之目的，本文所揭示之特定結構及功能細節僅僅係代表性的。然而，本發明可以許多替代形式體現且不應被解釋為僅限於本文中所闡述之實施例。
因此，雖然本發明之實例實施例能夠具有各種修改及替代形式，但在圖式中作為實例展示且將在本文中詳細描述本發明之實施例。然而，應理解，不欲將本發明之實例實施例限於所揭示之特定形式，然而相反地，本發明之實例實施例用以涵蓋屬於本發明之範疇的所有修改、等效者及替代方案。貫穿圖之描述，類似編號係指類似元件。
如本文中所使用，術語「試樣」一般係指晶圓或可定位有所關注缺陷(DOI)之任何其他試樣。儘管術語「試樣」及「樣本」在本文中可互換使用，但應理解，可針對任何其他試樣(例如，倍縮光罩、光罩(mask/photomask))組態及/或使用本文中關於晶圓所描述之實施例。
如本文中所使用，術語「晶圓」一般係指由半導體材料或非半導體材料形成的基板。此半導體或非半導體材料之實例包括但不限於單晶矽、砷化鎵及磷化銦。通常可在半導體製造設施中發現及/或處理此等基板。
本發明中，「軸向」意謂「在設備、柱或器件(諸如透鏡)之光軸方向上」，而「徑向」意謂「在垂直於光軸之方向上」。通常，光軸自陰極開始且在試樣處終止。光軸在所有圖式中始終係指z軸。
術語交越係指電子束聚焦之點。
術語虛擬源意謂自陰極發射之電子束可被追蹤回至「虛擬」源。
根據本發明之檢測工具係關於帶電粒子源，尤其係關於可經施加至SEM、電子束檢測工具或EBDW之電子束源。在此技術中，電子束源亦可被稱作電子槍(e-gun/Electron Gun)。
關於圖式，應注意，該等圖並不按比例繪製。詳言之，可能會極大地誇示圖中一些元件的比例以強調該等元件之特性。亦應注意，該等圖未按相同比例繪製。多於一個圖中展示之可以相似方式組態的元件已使用相同元件符號指示。
在圖式中，為了清楚起見可誇示每一組件及每一組件之間的相對尺寸。在以下圖式描述內，相同或類似參考數字係指相同或類似組件或實體，且僅描述關於個別實施例之差異。
因此，雖然本發明之實例實施例能夠具有各種修改及替代形式，但在圖式中作為實例展示且將在本文中詳細描述本發明之實施例。然而，應理解，不欲將本發明之實例實施例限於所揭示之特定形式，然而相反地，本發明之實例實施例用以涵蓋屬於本發明之範疇的所有修改、等效者及替代方案。
圖1A及圖1B示意性地描繪根據本發明之一實施例的電子束(electron beam/e-beam)檢測(EBI)系統100的俯視圖及橫截面視圖。如所展示之實施例包含殼體110、充當界面以收納待檢查之物件並輸出已檢查之物件的一對裝載埠120。如所展示之實施例進一步包含被稱作設備前端模組EFEM 130之物件轉移系統，其經組態以處置物件及/或將物件輸送至裝載埠及自裝載埠輸送物件。在如所展示之實施例中，EFEM 130包含處置器機器人140，該處置器機器人經組態以在EBI系統100之裝載埠與裝載鎖150之間輸送物件。裝載鎖150係在殼體110外部且在EFEM中存在的大氣條件與在EBI系統100之真空腔室160中存在的真空條件之間的界面。在如所展示之實施例中，真空腔室160包含電子光學系統170，該電子光學系統經組態以將電子束投影至待檢測之物件(例如半導體基板或晶圓)上。EBI系統100進一步包含定位器件180，該定位器件經組態以使物件190相對於由電子光學系統170產生之電子束位移。
在一實施例中，定位器件可包含多個定位器之級聯式配置，諸如用於在大體上水平平面中定位物件之XY載台及用於在豎直方向上定位物件之Z載台。
在一實施例中，定位器件可包含粗略定位器與精細定位器之組合，該粗略定位器經組態以遍及比較大距離提供物件之粗略定位，該精細定位器經組態以遍及比較小距離提供物件之精細定位。
在一實施例中，定位器件180進一步包含物件台，該物件台用於在由EBI系統100執行之檢測程序期間固持支撐表面上之物件。支撐表面可為瘤節台及/或夾具。在此類實施例中，可藉助於諸如靜電夾具之夾具將物件190夾持至物件台之支撐表面上。此夾具可整合於物件台中。
根據本發明，定位器件180包含用於定位物件台之第一定位器及用於定位第一定位器及物件台之第二定位器。
將在下文更詳細地論述如應用於本發明中之定位器件180。
圖2示意性地描繪如可應用於根據本發明之電子束檢測工具或系統中的電子光學系統200之實施例。該電子光學系統200包含被稱作電子槍210之電子束源，及成像系統240。
電子槍210包含電子源212、抑制器214、陽極216、一組孔徑218及聚光器220。電子源212可為肖特基(Schottky)發射器。更具體言之，電子源212包括陶瓷基板、兩個電極、鎢絲及鎢銷。該兩個電極並行固定至陶瓷基板，且該兩個電極之另一側分別連接至鎢絲之兩端。鎢稍微彎曲以形成供置放鎢銷之尖端。接下來，ZrO2 塗佈於鎢銷之表面上，且加熱至1300℃從而熔融並覆蓋鎢銷，但露出鎢銷之銷尖。熔融ZrO2 可使降低鎢之功函數並減小發射電子之能量障壁，且因此有效地發射電子束202。接著，藉由向抑制器214施加負電，電子束202被抑制。因此，具有大散佈角之電子束被抑制成初級電子束202，且因此，電子束202之亮度得以增強。藉由陽極216之正電荷，可提取電子束202，且接著藉由使用具有不同孔徑大小之可調孔徑218以消除在孔徑外部的不必要的電子束，可控制電子束202之庫侖強迫力。為了聚集電子束202，將聚光器220應用至電子束202，此亦提供放大率。圖2中所展示之聚光器220可例如為靜電透鏡，其可聚集電子束202。另一方面，聚光器220亦可為磁透鏡。
如圖3中所展示之成像系統240包含：消隱器248；一組孔徑242；偵測器244；四組偏轉器250、252、254及256；一對線圈262；磁軛260；濾光片246；及電極270。電極270用以延遲及偏轉電子束202，且歸因於上部磁極片及樣本300之組合而進一步具有靜電透鏡功能。此外，線圈262及磁軛260經組態為磁物鏡。
藉由加熱電子針及向陽極216施加電場，產生上文所描述之電子束202，使得為了使電子束202穩定，必須長時間加熱電子針。對於使用者終端而言，此肯定為耗時且不便的。因此，將消隱器248應用至經聚集電子束202，以使電子束202暫時偏離樣本而非將其切斷。
應用偏轉器250及256以在大視場內掃描電子束202，且偏轉器252及254用於在小視場內掃描電子束202。所有偏轉器250、252、254及256皆可控制電子束202之掃描方向。偏轉器250、252、254及256可為靜電偏轉器或磁偏轉器。磁軛260之開口面向樣本300，從而將磁場浸沒至樣本300中。另一方面，電極270置放於磁軛260之開口之下，且因此樣本300將不會受損。為了校正電子束202之色像差，延遲器270、樣本300及上部磁極片形成透鏡以消除電子束202之色像差。
此外，當電子束202轟擊至樣本300中時，二次電子將自樣本300之表面發出。接下來，二次電子係由濾光片246導向至偵測器244。
圖4示意性地描繪根據本發明之EBI系統之可能的控制架構。如圖1中所指示，EBI系統包含裝載鎖、晶圓轉移系統、裝載/鎖定件、電子光學系統及定位器件，例如包括z載台及x-y載台。如所說明，EBI系統之此等各種組件可配備有各別控制器，亦即，連接至晶圓轉移系統之晶圓輸送器系統控制器、裝載/鎖定控制器、電子光學控制器、偵測器控制器、載台控制器等等。此等控制器可例如經由通信匯流排以通信方式連接至系統控制器電腦及影像處理電腦。在如所展示之實施例中，系統控制器電腦及影像處理電腦可連接至工作站。
裝載埠將晶圓裝載至晶圓轉移系統，諸如EREM 130，且晶圓轉移系統控制器控制晶圓轉移以將晶圓轉移至裝載/鎖定件，諸如裝載鎖150。裝載/鎖定控制器控制至腔室之裝載/鎖定，使得將為檢查件之物件(例如晶圓)可固定於夾具(例如靜電夾具，亦被稱作電子夾具)上。定位器件，例如z載台及xy載台使晶圓能夠由載台控制器移動。在一實施例中，可例如使用諸如壓電致動器之壓電組件來調整z載台之高度。電子光學控制器可控制電子光學系統之所有條件，且偵測器控制器可自電子光學系統接收電信號且將來自電子光學系統之電信號轉換成影像信號。系統控制器電腦用以將命令發送至對應的控制器。在接收到影像信號之後，影像處理電腦可處理影像信號以識別缺陷。
圖5示意性地描繪根據本發明之一實施例的電子束檢測工具100之一實施例的側視圖。該電子束檢測工具100包含電子光學系統200。該電子光學系統200如關於圖2所描述之電子槍210及成像系統240。
電子光學系統200配置於定位器件180之可移動物件台3上方。物件台3經配置以支撐物件，特別是基板190。物件台3在x方向、y方向及z方向上可移動以使基板190之目標部分與電子光學系統200對準，使得來自電子光學系統200之電子束可用以檢測基板190，特別是其上部表面。
為了使基板190之目標部分與電子光學系統200適當地對準，提供位置控制系統，其經配置以控制物件台3相對於電子光學系統200之位置。
位置控制系統包含位置量測系統5、控制器6及至少一個致動器7。位置量測系統5經配置以判定支撐於物件台3上之基板190相對於電子光學系統200之位置。位置量測系統5包含用以量測基板190之高度位置之第一位置感測器8。該第一位置感測器8為光學感測器，其安裝於電子光學系統200上以直接量測電子光學系統200與基板190之間的距離。
由於第一位置感測器8直接量測電子光學系統200與基板190之上部表面之目標部分之間的距離，故第一位置感測器8可以高準確度判定基板190之目標部分相對於電子光學系統200之豎直位置。然而，通常用於基板190之上部表面之高度位置之此直接量測的光學感測器具有相對較低量測速率，例如為100 Hz至150 Hz之量測頻率速率。
位置量測系統進一步包含第一干涉計感測器9及第二干涉計感測器10。
第一干涉計感測器9提供第一量測光束11及第一參考光束12。第一量測光束11在第一量測方向上經導向至物件台3上之第一反射表面13。第一參考光束12在第一參考光束方向上經導向至第一反射參考表面14，該第一反射參考表面提供於安裝於電子光學系統200上的第一反射元件上。第一量測方向與第一參考光束方向彼此平行。此使得由第一干涉計感測器9進行之位置量測對第一干涉計感測器9之位移不敏感。由於第一參考光束12經導向至第一反射參考表面14，故第一干涉計感測器9在第一量測方向上直接量測電子光學系統200與物件台3之間的相對位移。
相對應地，第二干涉計感測器10提供第二量測光束15及第二參考光束16。第二量測光束15在第二量測方向上經導向至物件台3上之第二反射表面17。第二參考光束16在第二參考光束方向上導向至第二反射參考表面18，該第二反射參考表面提供於安裝於電子光學系統200上的第二反射元件上。第二量測方向與第二參考光束方向彼此平行。此使得由第二干涉計感測器10進行之位置量測對第二干涉計感測器10之位移不敏感。由於第二參考光束16經導向至第二反射參考表面18，故第二干涉計感測器10直接量測電子光學系統200與物件台3之間的相對位移。
第一反射表面13及第二反射表面17可配置於物件台之相對側中，較佳地配置於物件台相對於物件台3之豎直軸(亦另外被指示為第一軸線)之相對側中。
在圖5之實施例中，將物件台3之側表面用作第一反射表面13及第二反射表面17。在替代實施例中，第一反射表面及/或第二反射表面可提供於安裝於物件台3上之反射表面元件上。
第一反射參考表面14及第二反射參考表面18可提供於剛性地連接至電子光學系統200之任何合適的部位上，特別是電子槍210上。舉例而言，該部位可為電子槍210、成像系統240、其外殼或框架。第一反射參考表面14及第二反射參考表面18可直接提供於此部位處或可提供於安裝於各別部位上的單獨反射元件上，如圖5中所展示。
在所展示實施例中，第一量測方向包含水平分量(在圖5中所指示之x方向上)及豎直分量(在圖5中所指示之z方向上)。相對應地，第二量測方向包含水平分量(在圖5中所指示之x方向上)及豎直分量(在圖5中所指示之z方向上)。第一量測方向與第二量測方向之水平分量彼此相對，亦即正x方向及負x方向。第一量測方向及第二量測方向之豎直分量兩者向上延伸。
藉由計算第一干涉計感測器9及第二干涉計感測器10之干涉計量測的預定義或經校準線性組合，可判定物件台3在x及z方向上之位移。在圖5所展示之實施例中，在x方向上之位移係與第一干涉計感測器9與第二干涉計感測器10之干涉計量測之差成比例，而z位移係與第一干涉計感測器9與第二干涉計感測器10之干涉計量測之和成比例。此實施例中之x位移量測並不受到第一干涉計感測器9與第二干涉計感測器10之間的一些常見量測誤差影響，該等常見量測誤差諸如歸因於電子光學系統200在x方向上之均勻擴展之量測誤差。
第一參考光束12與第二參考光束16可經配置為具有相等長度。此使得此實施例中之x位移量測對反射參考表面14、18之具有相等量值及相反正負號的位移(諸如電子光學系統200在x方向上之均勻擴展)不敏感。
第一量測方向與第一量測方向之水平分量之間的角度可例如在2度至20度之範圍內，例如為5度。第二量測方向與第二量測方向之水平分量之間的角度亦可在2度至20度之範圍內，例如為5度。較佳地，此等角度相同。第一反射表面13、第一反射參考表面14、第二反射表面17及第二反射參考表面18分別垂直於第一量測方向、第一參考光束方向、第二量測方向及第二參考光束方向而配置。
應注意，物件台3在x方向、y方向及/或z方向上之移動將導致第一量測光束11在第一反射表面13之量測範圍內之另一部位處被反射，且第二量測光束15在第二反射表面17之量測範圍之另一部位處被反射。第一反射表面13與第二反射表面17之量測範圍可為矩形且具有相當大的尺寸。
取決於第一量測光束11在第一反射表面13上反射之部位，反射行為可不同。為了考量在第一反射表面13之量測範圍內的不同部位之間反射行為之此差異，位置量測系統5及/或控制器6可包含用於第一反射表面13之校正圖，以校正第一反射表面13之不同部位之反射行為的差異。相似地，位置量測系統5及/或控制器6可包含用於第二反射表面17之校正圖，以校正第二反射表面17之不同部位之反射行為的差異。又，可提供用於第一反射表面13及第二反射表面17之組合的校正圖。
第一量測光束11之第一量測方向與第二量測光束15之第二量測方向在基板190上之目標部位19處相交。當相對於電子光學系統200恰當地定位目標部分時，此部位亦為交越部位，亦即電子束聚焦之點。此使能夠準確判定目標部位19之x位置，而無需校正由物件台3圍繞在y方向上之旋轉軸線旋轉造成的物件台3之不同定向。熟習此項技術者將把此量測稱作「阿貝(Abbe)量測」或「運用小阿貝臂之量測」。
然而，第一參考光束方向與第二參考光束方向在電子光學系統200之所關注部位20上方的部位處相交。因此，需要補償電子光學系統200圍繞在x方向及/或y方向上之軸線之任何旋轉，以防止在第一干涉計感測器9及第二干涉計感測器10之量測時的阿貝誤差。加速度感測器21安裝於電子光學系統200上以量測電子光學系統200之加速度。基於此等經量測加速度，可偵測及補償電子光學系統200之旋轉。亦可應用適合於判定電子光學系統200之旋轉的任何其他感測器。
提供第三干涉計感測器22以運用第三量測光束23判定物件台3在第三量測方向上之位置，該第三量測方向垂直於x方向及z方向，亦即為y方向。第三量測光束23反射於物件台3上之第三反射表面24上。第三反射表面24在x-z平面中，亦即垂直於y方向延伸。第三干涉計感測器22經配置成與物件台3相隔一距離，從而允許物件台3在y方向上移動。第三干涉計感測器22可安裝於任何合適支撐件上，例如振動隔離之支撐框架上。
應注意，第三干涉計感測器22之參考光束可經導向至電子光學系統200上之第三反射參考表面且反射於該第三反射參考表面上，使得第三干涉計感測器22直接量測物件台3與電子光學系統200之間的相對位移。
第一干涉計感測器9、第二干涉計感測器10及第三干涉計感測器22提供足夠的量測資料以判定物件台3在三個自由度，亦即x方向、y方向及z方向中之位置。當需要時，可提供另外干涉計感測器或其他感測器器件以量測物件台3圍繞在x方向、y方向及/或z方向上延伸之軸線之旋轉。較佳地，位置量測系統5包含至少六個干涉計感測器以判定物件台3在所有六個自由度中之位置及旋轉。
與用以直接量測支撐於物件台3上之基板190的高度位準之第一位置感測器8之量測速率相比，干涉計感測器9、10、22可以相對更快量測速率判定物件台3之位置。但干涉計感測器9、10間接量測物件台3上之基板190之高度位置，亦即干涉計感測器9、10量測物件台3之相對高度位移，且基於此量測來計算基板之高度位置。然而，干涉計感測器9、10無法量測基板190之某些局部特性，諸如歸因於基板190之厚度或不扁平度之高度差，且因此當僅基於干涉計感測器9、10之量測判定基板180之高度位置時，將不考量基板190之某些局部特性。然而，由於第一位置感測器8直接量測基板190之上部表面之高度，故在第一位置感測器8之量測時會考量基板190之此等局部特性。
因此，根據本發明，將第一位置感測器8及干涉計感測器9、10、22兩者之量測結果用於位置控制系統中，以便相對於電子光學系統200適當地對準支撐於物件台3上之基板190。
圖6展示一控制方案，其用於控制基板190之目標部分相對於電子光學系統200之位置，使得由電子光學系統200發射之電子束可聚焦於基板190之上部表面上以檢測基板190。該控制方案包含主控迴路50及從屬控制迴路51。控制器6包含配置於主控迴路50中之主控控制器52及配置於從屬控制迴路51中之從屬控制器53。
設定點產生器54提供用於基板190相對於電子光學系統200之高度位置之設定點sp，亦即基板190 (特別是其目標部分)之所要高度位置。比較設定點sp與如藉由第一位置感測器8所量測之高度位置h1。基於此比較，主控控制器52提供作為用於從屬控制迴路51之輸入信號的從屬設定點信號ssp。在從屬控制迴路51中，比較從屬設定點信號ssp與基於第一干涉計感測器9及第二干涉計感測器10之量測所判定的基板190之豎直位置。
從屬控制器53提供致動信號a，該致動信號a用以致動至少一個致動器7以將物件台3移動至所要高度位置h。
因此，在從屬控制迴路51中，物件台3之高度位置之相對較快速量測用以控制基板190之高度位置h。歸因於第一干涉計感測器9及第二干涉計感測器10之快速量測速率，從屬控制迴路之頻寬係高的，例如＞ 300 Hz。
同時地，第一位置感測器8之直接但較不快速量測用於主控控制器52中，以更新用作用於從屬控制迴路51之輸入的從屬設定點ssp。
已發現，如圖6中所展示之主控-從屬組態提供控制基板190相對於電子光學系統200之高度位置之有利方式，其中有利地使用第一位置感測器8以及第一干涉計感測器9及第二干涉計感測器10兩者之特性。
圖7展示位置量測系統5之替代實施例，特別是在干涉計感測器之組態中。位置量測系統5包含第一干涉計感測器28及第二干涉計感測器29。第一干涉計感測器28提供第一量測光束11以量測第一反射表面13與第一干涉計感測器28之間的相對位移。相對應地，第二干涉計感測器29提供第二量測光束15以量測第二反射表面17與第二干涉計感測器29之間的相對位移。在圖7中所展示之位置量測系統5中，第一干涉計感測器28及第二干涉計感測器29之反射參考表面分別整合於第一干涉計感測器28及第二干涉計感測器29中。結果，第一干涉計感測器28及第二干涉計感測器29並不直接量測物件台3與電子光學系統200之間的相對位移，而是量測物件台與各別第一干涉計感測器28或第二干涉計感測器29之間的相對位移。
為了判定電子光學系統200之位置，提供第一額外干涉計感測器30及第二額外干涉計感測器31。第一額外干涉計感測器30提供第一額外量測光束712，該第一額外量測光束垂直於電子光學系統200之第一反射參考表面714而導向。第二額外干涉計感測器31提供第二額外量測光束716，該第二額外量測光束垂直於電子光學系統200之第二反射參考表面718而導向。第一干涉計感測器28、第二干涉計感測器29、第一額外干涉計感測器30及第二額外干涉計感測器31較佳安裝於同一框架上使得該等干涉計感測器28、29、30、31之相對位置保持不變。
第一干涉計感測器28、第二干涉計感測器29、第一額外干涉計感測器30及第二額外干涉計感測器31之組合使位置量測系統5能夠判定物件台3相對於電子光學系統200在x方向及z方向上之位置。此經量測位置可用於如圖6中所展示之從屬控制迴路51中。
第一額外量測光束712及第二額外量測光束716可經配置為具有大體上相等的長度。此使得此實施例中之x位移量測對反射參考表面714、718之具有相等量值及相反正負號的位移(諸如電子光學系統200在x方向上之均勻擴展)不敏感。
圖7之實施例之重要優點為：第一額外量測光束712與第二額外量測光束716之量測方向在電子光學系統200之所關注部位20處相交。結果，位置量測可無需補償如上文關於圖5之實施例所描述之阿貝誤差。然而，位置量測系統5需要額外干涉計感測器30、31以量測電子光學系統200之位置。
圖8展示位置量測系統5之另一替代實施例，特別是在干涉計感測器之組態中。第一干涉計感測器809提供第一量測光束11及第一參考光束812。第一量測光束11在第一量測方向上經導向至物件台3上之第一反射表面13。第一參考光束812在較佳平行於水平平面之第一參考光束方向上經導向至第一反射參考表面814，該第一反射參考表面提供於安裝於度量衡框架300上的第一反射元件上。
第二干涉計感測器810提供第二量測光束15及第二參考光束816。第二量測光束15在第二量測方向上經導向至物件台3上之第二反射表面17。第二參考光束816在較佳平行於水平平面之第二參考光束方向上經導向至第二反射參考表面818，該第二反射參考表面提供於安裝於度量衡框架300上之第二反射元件上。
第一參考光束812及第二參考光束816可經配置為具有大體上相等的長度。此使得此實施例中之x位移量測對反射參考表面814、818之具有相等量值及相反正負號的位移(諸如參考光束300在x方向上之均勻擴展)不敏感。
圖9展示位置量測系統5之又一替代實施例，特別是在干涉計感測器之組態中。第一干涉計感測器909提供第一量測光束11及第一參考光束912。第一量測光束11在第一量測方向上經導向至物件台3上之第一反射表面13。第一參考光束912在第一參考光束方向上經導向至第一反射參考表面914，該第一反射參考表面提供於安裝於度量衡框架300上的第一反射元件上。第一量測方向與第一參考光束方向彼此平行。此使得由第一干涉計感測器9進行之位置量測對第一干涉計感測器9之位移不敏感。
第二干涉計感測器910提供第二量測光束15及第二參考光束916。第二量測光束15在第二量測方向上經導向至物件台3上之第二反射表面17。第二參考光束916在第二參考光束方向上經導向至第二反射參考表面918，該第二反射參考表面提供於安裝於度量衡框架300上的第二反射元件上。第二量測方向與第二參考光束方向彼此平行。此使得由第二干涉計感測器910進行之位置量測對第二干涉計感測器910之位移不敏感。
第一參考光束912及第二參考光束916可經配置為具有大體上相等的長度。此使得此實施例中之x位移量測對反射參考表面914、918之具有相等量值及相反正負號的位移(諸如參考光束300在x方向上之均勻擴展)不敏感。
應注意，在又一替代實施例中，第一及第二干涉計感測器可經配置為處於比第一反射表面及第二反射表面更高的高度位準，使得第一及第二量測光束具有豎直向下分量，其相似於圖7之第一額外干涉計感測器30及第二額外干涉計感測器31。在此類實施例中，第一及第二干涉計感測器之參考光束可經導向至電子光學系統200上之第一及第二反射參考表面且反射於該等第一及第二反射參考表面上，從而直接量測物件台3與電子光學系統200之間的相對位移。替代地，可提供額外干涉計感測器以量測電子光學系統200相對於安裝有第一干涉計感測器及第一額外干涉計之第一參考框架及安裝有第二干涉計感測器及第二額外干涉計之第二參考框架的相對位移。
可在以下條項中描述另外實施例：
1. 一種載台設備，其包含：
包含一支撐表面之一物件台，該物件台經組態以支撐該支撐表面上之一基板；
一定位器件，其經組態以定位該物件台；
包含一位置感測器之一位置量測系統，該位置感測器經組態以量測平行於一第一軸線之該物件台之一高度位置，該第一軸線大體上垂直於該支撐表面，該位置感測器包含具有一干涉計感測器之一干涉計量測系統，
其中該干涉計感測器之一量測光束經組態以在一量測方向上輻照該物件台之一反射表面，該量測方向具有平行於該第一軸線之一第一分量及平行於一第二軸線之一第二分量，該第二軸線大體上垂直於該第一軸線。
2. 如條項1之載台設備，該位置量測系統進一步包含：
一第二位置感測器，其經組態以量測平行於該第一軸線之該基板之一另外高度位置。
3. 如條項2之載台設備，該第二位置感測器經組態以量測在該基板正上方之該另外高度位置。
4. 如條項2或3之載台設備，其中該載台設備經組態以使用該第二位置感測器以相比於該位置感測器之一量測速率較低的一量測速率量測該基板之該另外高度位置。
5. 如條項2至4中任一項之載台設備，其中該載台設備經組態以使用該第二位置感測器以相比於該位置感測器之一量測準確度較高的一量測準確度量測該基板之該另外高度位置。
6. 如條項2至5中任一項之載台設備，其進一步包含：
一控制器，其用以提供一致動信號；及
至少一個致動器，其經組態以基於該致動信號調整該物件台之該高度位置，
其中該控制器包含具有一主控迴路及一從屬控制迴路之一主控-從屬組態，其中在使用中，在該從屬控制迴路中，該位置感測器用以控制該基板之該另外高度位置，且其中在使用中，在該主控迴路中，該第二位置感測器用以提供用於該從屬控制迴路之一設定點。
7. 如條項1至6中任一項之載台設備，其中該反射表面大體上垂直於該干涉計感測器之該量測方向而配置。
8. 如條項1至7中任一項之載台設備，其中該干涉計感測器之該量測方向及該干涉計感測器之一參考光束之一參考光束方向大體上彼此平行。
9. 如條項1至8中任一項之載台設備，其中作為該物件台之未支撐該基板的一表面的該物件台之一側表面經組態以形成該物件台之該反射表面，或其中安裝於該物件台之該側表面上的一反射表面元件經組態以形成該物件台之該反射表面。
10. 如條項1至9中任一項之載台設備，其中該位置量測系統及/或該控制器包含該物件台之該反射表面之一校正圖，其經組態以校正該物件台之該反射表面之不同部位處的反射行為之差異。
11. 如條項1至10中任一項之載台設備，其中該量測方向之該第一分量係針對平行於該第一軸線的自該物件台至該基板之一第一方向，或其中該量測方向之該第一分量係針對平行於該第一軸線的自該基板至該物件台之一第二方向。
12. 如條項1至11中任一項之載台設備，其中該量測方向與該第二軸線之間的一角度係介於2度與20度之間。
13. 如條項1至12中任一項之載台設備，其中該參考光束大體上平行於該第二軸線。
14. 如條項1至13中任一項之載台設備，其中該干涉計量測系統包含一第二干涉計感測器，其中該第二干涉計感測器之一第二量測光束在一第二量測方向上經導向至該物件台之一第二反射表面，該第二量測方向具有平行於該第一軸線之一第三分量及平行於一第三軸線之一第四分量，該第三軸線大體上垂直於該第一軸線。
15. 如條項14之載台設備，其中該反射表面及該第二反射表面配置於該物件台之相對側處。
16. 如條項15之載台設備，其中該反射表面及該第二反射表面配置於該物件台相對於該第一軸線之相對側處。
17. 如條項14至16中任一項之載台設備，其中該參考光束及該第二干涉計感測器之一第二參考光束具有一大體上相等長度。
18. 如條項14至17中任一項之載台設備，其中該第三軸線為該第二軸線。
19. 如條項14至18中任一項之載台設備，其中該量測方向之該第一分量及該第二量測方向之該第三分量具有一相同方向，且其中該量測方向之該第二分量及該第二量測方向之該第四分量具有相對方向。
20. 如條項14至19中任一項之載台設備，其中該量測光束之該量測方向與該第二量測光束之該第二量測方向在該基板上之一目標位置處相交。
21. 如條項14至20中任一項之載台設備，其中該位置量測系統包含一第三干涉計感測器，其中該第三干涉計感測器之一第三量測光束在一第三量測方向上經導向至該物件台之一第三反射表面，該第三量測方向僅具有平行於一第四軸線之一第五分量，該第四軸線垂直於該第一軸線及該第三軸線。
22. 如條項2至21中任一項之載台設備，其中該第二位置感測器為一光學感測器。
23. 如條項1至22中任一項之載台設備，其中該位置量測系統經組態以判定該物件台在六個自由度中之一位置。
24. 一種粒子束設備，其包含：
一粒子束產生器，其經組態以將一粒子束提供至一基板；及
如條項1至23中任一項之載台設備。
25. 如條項24之粒子束設備，
其中經組態為由該參考光束輻照的該干涉計感測器之一反射參考表面配置於該粒子束產生器上。
26. 如條項24之粒子束設備，
其中該反射參考表面配置於支撐該粒子束產生器之一框架上。
27. 如條項24至26中任一項之粒子束設備，
其中該參考光束方向與該第二參考光束之一第二參考光束方向在該粒子束產生器上之一第二目標位置處相交。
28. 如條項24至27中任一項之粒子束設備，
其中該光學感測器安裝於該粒子束產生器或支撐該粒子束產生器之該框架上。
29. 如條項24至28中任一項之粒子束設備，
其中該粒子束設備為一電子束設備且該粒子束為一電子束。
30. 如條項29之電子束設備，其中該電子束設備為一電子束檢測設備。
31. 一種設備，其包含如條項1至23中任一項之載台設備、如條項24至29中任一項之粒子束設備或如條項30之電子束設備，該設備進一步包含一真空腔室。
32. 一種設備，其包含如條項1至23之載台設備，其中該設備為一微影設備或一度量衡設備。
33. 如條項32之設備，其進一步包含一投影光學系統，其中經組態為由該參考光束輻照的該干涉計感測器之該反射參考表面配置於該投影光學系統上。
34. 如條項32之設備，其進一步包含該投影光學系統，其中經組態為由該參考光束輻照的該干涉計感測器之該反射參考表面配置於支撐該投影光學系統之一框架上。
35. 如條項32或34之設備，
其中該參考光束方向與該第二參考光束之該第二參考光束方向在該投影光學系統上之一第二目標位置處相交。
36. 如條項32至35中任一項之設備，其中該光學感測器安裝於該投影光學系統或支撐該投影光學系統之該框架上。
上述內容分別描述了根據各種實施例之電子束檢測設備。然而，可將各種實施例之組合組合為單一電子束檢測設備。
儘管本說明書中所描述之實施例主要與電子束檢測工具或設備相關，但本發明之應用可並不限於此等特定實施例。本發明不僅可應用於電子束檢測工具，而且可應用於任何其他種類之電子束工具，諸如CD-SEM、電子束直接寫入器(E-Beam Direct Writer; EBDW)、電子束投影微影(E-beam Projection Lithography; EPL)，及電子束缺陷驗證工具、具有真空腔室、微影設備及度量衡設備之任何種類之工具。
儘管已關於本發明之較佳實施例解釋本發明，但應理解，可以在不背離本發明之如下文所主張之精神及範疇的情況下作出其他修改及變化。
3‧‧‧可移動物件台
5‧‧‧位置量測系統
6‧‧‧控制器
7‧‧‧致動器
8‧‧‧第一位置感測器
9‧‧‧第一干涉計感測器
10‧‧‧第二干涉計感測器
11‧‧‧第一量測光束
12‧‧‧第一參考光束
13‧‧‧第一反射表面
14‧‧‧第一反射參考表面
15‧‧‧第二量測光束
16‧‧‧第二參考光束
17‧‧‧第二反射表面
18‧‧‧第二反射參考表面
19‧‧‧目標部位
20‧‧‧所關注部位
21‧‧‧加速度感測器
22‧‧‧第三干涉計感測器
23‧‧‧第三量測光束
24‧‧‧第三反射表面
28‧‧‧第一干涉計感測器
29‧‧‧第二干涉計感測器
30‧‧‧第一額外干涉計感測器
31‧‧‧第二額外干涉計感測器
50‧‧‧主控迴路
51‧‧‧從屬控制迴路
52‧‧‧主控控制器
53‧‧‧從屬控制器
54‧‧‧設定點產生器
100‧‧‧電子束檢測(EBI)系統
110‧‧‧殼體
120‧‧‧裝載埠
130‧‧‧設備前端模組EFEM
140‧‧‧處置器機器人
150‧‧‧裝載鎖
160‧‧‧真空腔室
170‧‧‧電子光學系統
180‧‧‧定位器件
190‧‧‧物件/基板
200‧‧‧電子光學系統
202‧‧‧電子束
210‧‧‧電子槍
212‧‧‧電子源
214‧‧‧抑制器
216‧‧‧陽極
218‧‧‧孔徑
220‧‧‧聚光器
240‧‧‧成像系統
242‧‧‧孔徑
244‧‧‧偵測器
246‧‧‧濾光片
248‧‧‧消隱器
250‧‧‧偏轉器
252‧‧‧偏轉器
254‧‧‧偏轉器
256‧‧‧偏轉器
260‧‧‧磁軛
262‧‧‧線圈
270‧‧‧電極
300‧‧‧樣本/度量衡框架/參考光束
712‧‧‧第一額外量測光束
714‧‧‧第一反射參考表面
716‧‧‧第二額外量測光束
718‧‧‧第二反射參考表面
809‧‧‧第一干涉計感測器
810‧‧‧第二干涉計感測器
812‧‧‧第一參考光束
814‧‧‧第一反射參考表面
816‧‧‧第二參考光束
818‧‧‧第二反射參考表面
909‧‧‧第一干涉計感測器
910‧‧‧第二干涉計感測器
912‧‧‧第一參考光束
914‧‧‧第一反射參考表面
916‧‧‧第二參考光束
918‧‧‧第二反射參考表面
a‧‧‧致動信號
h‧‧‧高度位置
h1‧‧‧高度位置
h2
sp‧‧‧設定點
ssp‧‧‧從屬設定點信號
藉由結合隨附圖式之以下詳細描述，將易於理解本發明，在該等圖式中類似元件符號指定類似結構元件，且在該等圖式中：
圖1A及圖1B為根據本發明之一實施例之電子束檢測工具的示意圖。
圖2及圖3為如可應用於本發明之一實施例中的電子光學系統之示意圖。
圖4示意性地描繪根據本發明之EBI系統之可能的控制架構。
圖5示意性地描繪根據本發明之一實施例的電子束檢測工具之第一實施例。
圖6示意性地描繪根據本發明之用以控制支撐於物件台上之基板之高度的控制方案。
圖7示意性地描繪根據本發明之一實施例的電子束檢測工具之第二實施例。
圖8示意性地描繪根據本發明之一實施例的電子束檢測工具之第三實施例。
圖9示意性地描繪根據本發明之一實施例的電子束檢測工具之第四實施例。

Claims (15)

  1. 一種載台設備，其包含： 包含一支撐表面之一物件台，該物件台經組態以支撐該支撐表面上之一基板； 一定位器件，其經組態以定位該物件台； 包含一位置感測器之一位置量測系統，該位置感測器經組態以量測平行於一第一軸線之該物件台之一高度位置，該第一軸線大體上垂直於該支撐表面，該位置感測器包含具有一干涉計感測器之一干涉計量測系統， 其中該干涉計感測器之一量測光束經組態以在一量測方向上輻照該物件台之一反射表面，該量測方向具有平行於該第一軸線之一第一分量及平行於一第二軸線之一第二分量，該第二軸線大體上垂直於該第一軸線。
  2. 如請求項1之載台設備，該位置量測系統進一步包含： 一第二位置感測器，其經組態以量測平行於該第一軸線之該基板之一另外高度位置； 一控制器，其用以提供一致動信號；及 至少一個致動器，其經組態以至少部分地基於該致動信號調整該物件台之該高度位置， 其中該載台設備經組態以使用該第二位置感測器以相比於該位置感測器之一量測速率較低的一量測速率量測該基板之該另外高度位置，且 其中該控制器包含具有一主控迴路及一從屬控制迴路之一主控-從屬組態，其中在使用中，在該從屬控制迴路中，該位置感測器用以控制該基板之該另外高度位置，且其中在使用中，在該主控迴路中，該第二位置感測器用以提供用於該從屬控制迴路之一設定點。
  3. 如請求項1之載台設備， 其中該反射表面大體上垂直於該干涉計感測器之該量測方向而配置。
  4. 如請求項1之載台設備， 其中該量測方向與該第二軸線之間的一角度係介於2度與20度之間。
  5. 如請求項1之載台設備， 其中該干涉計感測器之一參考光束之一參考光束方向大體上平行於該量測光束或大體上平行於該第二軸線。
  6. 如請求項1之載台設備， 其中作為該物件台之未支撐該基板的一表面的該物件台之一側表面經組態以形成該物件台之該反射表面，或其中安裝於該物件台之該側表面上的一反射表面元件經組態以形成該物件台之該反射表面。
  7. 如請求項1或2之載台設備， 其中該位置量測系統及/或該控制器包含該物件台之該反射表面之一校正圖，其經組態以校正該物件台之該反射表面之不同部位處的反射行為之差異。
  8. 如請求項1之載台設備， 其中該干涉計量測系統包含一第二干涉計感測器，其中該第二干涉計感測器之一第二量測光束在一第二量測方向上經導向至該物件台之一第二反射表面，該第二量測方向具有平行於該第一軸線之一第三分量及平行於一第三軸線之一第四分量，該第三軸線大體上垂直於該第一軸線。
  9. 如請求項8之載台設備， 其中該反射表面及該第二反射表面配置於該物件台相對於該第一軸線之相對側處，且 其中該量測方向之該第一分量及該第二量測方向之該第三分量具有一相同方向，且該量測方向之該第二分量及該第二量測方向之該第四分量具有相對方向。
  10. 如請求項8之載台設備， 其中該參考光束及該第二干涉計感測器之一第二參考光束具有一大體上相等長度。
  11. 如請求項8之載台設備， 其中該量測光束之該量測方向與該第二量測光束之該第二量測方向在該基板上之一目標位置處相交。
  12. 一種粒子束設備，其包含： 一粒子束產生器，其經組態以將一粒子束提供於一基板上；及 如請求項1之載台設備， 其中經組態為由參考光束輻照的該干涉計感測器之一反射參考表面配置於該粒子束產生器上。
  13. 一種粒子束設備，其包含： 粒子束產生器，其經組態以將粒子束提供於基板上；及 如請求項1之載台設備， 其中反射參考表面配置於支撐該粒子束產生器之一框架上。
  14. 一種粒子束設備，其包含： 粒子束產生器，其經組態以將粒子束提供於基板上；及 如請求項8之載台設備， 其中參考光束方向與第二參考光束之一第二參考光束方向在該粒子束產生器上之一第二目標位置處相交。
  15. 一種設備，其包含如請求項1之載台設備， 其中該設備為一粒子束設備、一電子束設備、一電子束檢測設備、一微影設備、一度量衡設備或一真空設備。
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