TW202004848A - 電子束裝置、檢測工具、曝光裝置及檢測方法 - Google Patents

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Abstract

本發明描述一種電子束裝置，該裝置包含： - 一電子束源，其經組態以產生一電子束； - 一射束轉換單元，其包含： - 一孔徑陣列，其經組態以自該電子束產生複數個小射束； - 一偏轉器單元，其經組態以偏轉一或多群組該複數個小射束； - 一投影系統，其經組態以將該複數個小射束投影至一物件上， 其中該偏轉器單元經組態以偏轉該一或多群組該複數個小射束以依不同之入射角照射於該物件上，一群組中之各小射束在該物件上具有基本上相同之入射角。

Description

電子束裝置、檢測工具、曝光裝置及檢測方法
本發明係關於一種電子束裝置、檢測工具、檢測方法及曝光裝置。
微影裝置為將所需圖案應用至基板上(通常應用至基板之目標部分上)之機器。微影裝置可用於例如積體電路(IC)之製造中。在此情況下，替代地稱為光罩(mask)或倍縮光罩(reticle)之圖案化器件可用以產生待形成於IC之個別層上之電路圖案。可將此圖案轉印至基板(例如，矽晶圓)上之目標部分(例如，包括晶粒之部分、一個晶粒或若干晶粒)上。通常經由成像至設置於基板上之輻射敏感材料(光阻)層上來進行圖案之轉印。一般而言，單一基板將含有連續地經圖案化之相鄰目標部分之網路。習知微影裝置包括：所謂的步進器，其中藉由一次性將整個圖案曝光至目標部分上來輻照各目標部分；及所謂的掃描器，其中藉由在給定方向(「掃描」方向)上經由輻射射束掃描圖案同時平行或反平行於此方向而同步地掃描基板來輻照各目標部分。亦有可能藉由將圖案壓印至基板上而將圖案自圖案化器件轉印至基板。
如通常應用於微影裝置中之輻射射束可例如為(例如具有248 nm或193 nm波長之) DUV輻射射束或(例如具有11 nm或13.5 nm波長之) EUV輻射射束。
基板之圖案化亦可使用電子束或多個電子束來實現。此技術通常稱為電子束微影。
積體電路之製造可通常需要複數個層之堆疊，從而需要準確地對準該等層。在無此對準之情況下，層之間的所需連接可能有缺陷，從而導致積體電路發生故障。
通常，積體電路之底部層或多個底部層將含有最小結構，諸如電晶體或其組件。後續層之結構通常較大且允許底部層中之結構與外部世界之連接。鑒於此，兩個層之對準在積體電路之底部部分中將最具挑戰性。
為了確保適當地圖案化電路或電路層，通常使用諸如電子束檢測工具之檢測工具使基板經受檢測。可例如應用此類工具以評估如例如藉由微影裝置進行之某些製程步驟是否如所預期執行。
將期望改進(諸如當前可用之)電子束微影裝置及電子束檢測工具之效能。
期望改進電子束檢測工具或曝光裝置之效能。為解決此等問題，根據本發明之態樣，提供一種電子束裝置，其包含： - 一電子束源，其經組態以產生一電子束； - 一射束轉換單元，其包含： - 一孔徑陣列，其經組態以自該電子束產生複數個小射束(beamlet)； - 一偏轉器單元，其經組態以偏轉該複數個小射束中之一或多者； - 一投影系統，其經組態以將該複數個小射束投影至一物件上， 其中該偏轉器單元經組態以偏轉該複數個小射束中之一或多者以依不同之入射角照射於該物件上。
根據本發明之另一態樣，提供一種檢測一物件之方法，該方法包含： - 自一電子束產生複數個小射束，該等小射束經組態以依不同之入射角照射該物件； - 回應於用該複數個小射束照射該物件而偵測來自該物件的一回應信號； - 處理該回應信號以判定該物件之一特性。
圖1示意性地描繪根據本發明之一個實施例之微影裝置。裝置包括：照明系統(照明器) IL，其經組態以調節輻射射束B (例如，UV輻射或任何其他合適之輻射，諸如電子束輻射或EUV輻射)；光罩支撐結構(例如光罩台) MT，其經建構以支撐圖案化器件(例如光罩) MA且連接至經組態以根據某些參數來準確定位圖案化器件之第一定位器件PM。該裝置亦包括基板台(例如，晶圓台) WT或「基板支撐件」，其經建構以固持基板(例如，塗佈有光阻之晶圓) W且連接至經組態以根據某些參數來準確定位該基板之第二定位器件PW。該裝置進一步包括投影系統(例如，折射投影透鏡系統) PS，該投影系統經組態以將藉由圖案化器件MA賦予至輻射射束B之圖案投影至基板W之目標部分C (例如，包括一或多個晶粒)上。
照明系統可包括用於引導、塑形或控制輻射之各種類型之光學組件，諸如折射、反射、磁性、電磁、靜電或其他類型之光學組件，或其任何組合。
光罩支撐結構支撐圖案化器件(亦即，承載該圖案化器件之重量)。該光罩支撐結構以取決於圖案化器件之定向、微影裝置之設計及其他條件(諸如圖案化器件是否固持於真空環境中)的方式來固持圖案化器件。光罩支撐結構可使用機械、真空、靜電或其他夾持技術來固持圖案化器件。光罩支撐結構可為例如可視需要來固定或移動之框架或台。光罩支撐結構可確保圖案化器件例如相對於投影系統處於所需位置。本文中術語「倍縮光罩」或「光罩」之任何使用可視為與更一般之術語「圖案化器件」同義。
本文中所使用之術語「圖案化器件」應廣泛地解譯為係指可用以在其橫截面中為該輻射射束賦予圖案以便在基板之目標部分中產生圖案之任何器件。 應注意，舉例而言，若賦予至輻射射束之圖案包括相移特徵或所謂的輔助特徵，則該圖案可能未精確地對應於基板之目標部分中之所需圖案。 通常，賦予至輻射射束之圖案將對應於在目標部分中產生之器件(諸如，積體電路)中之特定功能層。
圖案化器件可為透射的或反射的。圖案化器件之實例包括光罩、可程式化鏡面陣列及可程式化LCD面板。光罩在微影中為人所熟知，且包括諸如二元、交變相移及衰減式相移之光罩類型，以及各種混合光罩類型。可程式化鏡面陣列之實例採用小鏡面之矩陣配置，該等小鏡面中之每一者可個別地傾斜以便在不同方向上反射入射之輻射射束。傾斜鏡面在由鏡面矩陣反射之輻射射束中賦予圖案。
本文中所使用之術語「投影系統」應廣泛地解釋為涵蓋適於所使用之曝光輻射或適於諸如沉浸液體之使用或真空之使用之其他因素的任何類型之投影系統，包括折射、反射、反射折射(catadioptric)、磁性、電磁及靜電光學系統，或其任何組合。本文中術語「投影透鏡」之任何使用可視為與更一般之術語「投影系統」同義。
如此處所描繪，裝置屬於透射類型(例如，採用透射光罩)。替代地，裝置可屬於反射類型(例如，採用如上文所提及之類型之可程式化鏡面陣列，或採用反射光罩)。
微影裝置可屬於具有兩個(雙置物台)或大於兩個基板台或「基板支撐件」(及/或兩個或大於兩個光罩台或「光罩支撐件」)之類型。在此類「多置物台」機器中，可並行地使用額外之台或支撐件，或可對一或多個台或支撐件實行預備步驟，同時將一或多個其他台或支撐件用於曝光。
微影裝置亦可屬於以下類型，其中基板之至少一部分可由具有相對高折射率之液體(例如水)覆蓋，以便填充投影系統與基板之間的空間。亦可將沉浸液體施加至微影裝置中之其他空間，例如，光罩與投影系統之間的空間。沉浸技術可用以增大投影系統之數值孔徑。 本文中所使用之術語「沉浸」不意謂諸如基板之結構必須浸沒於液體中，而是僅意謂液體在曝光期間位於投影系統與基板之間。
參考圖1，照明器IL自輻射源SO接收輻射射束。當源為例如準分子雷射時，源及微影裝置可為分離之實體。在此情況下，不認為該源形成微影裝置之部分，且輻射射束藉助於包括(例如)合適之引導鏡面及/或射束擴展器之射束遞送系統BD而自源SO傳遞至照明器IL。在其他情況下，例如當源為汞燈時，源可為微影裝置之整體部分。源SO及照明器IL連同射束遞送系統BD (若需要)可稱為輻射系統。
照明器IL可包括經組態以調整輻射射束之角強度分佈之調整器AD。通常，可調整照明器之光瞳平面中之強度分佈之至少外部徑向範圍及/或內部徑向範圍(通常分別稱為σ外部及σ內部)。另外，照明器IL可包括各種其他組件，諸如積光器IN及聚光器CO。照明器可用於調節輻射射束，以在其橫截面中具有所需之均一性及強度分佈。
輻射射束B入射於固持在光罩支撐結構(例如，光罩台MT)上之圖案化器件(例如，光罩MA)上，且藉由該圖案化器件圖案化。在已橫穿光罩MA的情況下，輻射射束B穿過投影系統PS，該投影系統將該射束聚焦至基板W之目標部分C上。藉助於第二定位器件PW及位置感測器IF (例如，干涉式器件、線性編碼器或電容式感測器)，可準確地移動基板台WT，例如以便在輻射射束B之路徑中定位不同之目標部分C。類似地，例如在自光罩庫(mask library)機械檢索之後或在掃描期間，可使用第一定位器件PM及另一位置感測器(圖1中未明確描繪)以相對於輻射射束B之路徑準確地定位光罩MA。一般而言，可藉助於形成第一定位器件PM之部分之長衝程模組(粗略定位)及短衝程模組(精細定位)來達成光罩台MT之移動。類似地，可使用形成第二定位器件PW之部分之長衝程模組及短衝程模組來實現基板台WT或「基板支撐件」之移動。在步進器之情況下(與掃描器相反)，光罩台MT可僅連接至短衝程致動器，或可經固定。可使用光罩對準標記M1、M2及基板對準標記P1、P2來使光罩MA與基板W對準。儘管如所說明之基板對準標記佔據專用目標部分，但該等標記可位於目標部分之間的空間中(此等標記稱為切割道對準標記)。類似地，在光罩MA上設置大於一個晶粒之情形中，光罩對準標記可位於該等晶粒之間。
所描繪裝置可用於以下模式中之至少一者中： 1. 在步進模式中，使光罩台MT或「光罩支撐件」及基板台WT或「基板支撐件」保持基本靜止，同時將賦予至輻射射束之整個圖案一次性投影至目標部分C上(亦即，單次靜態曝光)。接著，使基板台WT或「基板支撐件」在X及/或Y方向上移位，使得可曝光不同之目標部分C。在步進模式中，曝光場之最大大小限制單次靜態曝光中所成像的目標部分C之大小。 2. 在掃描模式中，同步地掃描光罩台MT或「光罩支撐件」及基板台WT或「基板支撐件」，同時將賦予至輻射射束之圖案投影至目標部分C上(亦即，單次動態曝光)。可藉由投影系統PS之放大率(縮小率)及影像反轉特性來判定基板台WT或「基板支撐件」相對於光罩台MT或「光罩支撐件」之速度及方向。在掃描模式中，曝光場之最大大小限制單次動態曝光中之目標部分的寬度(在非掃描方向上)，而掃描運動之長度判定目標部分之高度(在掃描方向上)。 3. 在另一模式中，使光罩台MT或「光罩支撐件」保持基本靜止，固持可程式化圖案化器件，且移動或掃描基板台WT或「基板支撐件」，同時將賦予至輻射射束之圖案投影至目標部分C上。在此模式中，通常採用脈衝式輻射源且在基板台WT或「基板支撐件」之每一移動之後或在掃描期間之連續輻射脈衝之間視需要更新可程式化圖案化器件。此操作模式可易於應用於利用可程式化圖案化器件(諸如，上文所提及之類型之可程式化鏡面陣列)之無光罩微影。
亦可採用上文所描述之使用模式或完全不同之使用模式之組合及/或變體。
在如所展示之實施例中，微影裝置進一步包含根據本發明之檢測工具IT。此檢測工具IT可例如使得能夠判定結構之特性，該結構存在於由微影裝置處理之基板W之所關注區域上或該所關注區域中。在實施例中，如將在下文更詳細地論述，檢測工具可包含用於檢測基板之電子束源。在實施例中，第二定位器件PW可經組態以在檢測工具IT之操作範圍中定位基板W。 在此實施例中，檢測工具IT可例如經組態以判定所提及結構之特性，例如電氣特性、材料特徵及/或幾何特性。在實施例中，可隨後將此資訊提供至微影裝置之控制單元，且在曝光製程期間例如藉由基於該資訊而控制照明系統、投影系統或定位器件中之一者中之一或多者來使用該資訊。
在如所展示之實施例中，微影裝置可經組態以施加輻射射束之DUV輻射。在此情況下，圖案化器件MA可為透射性圖案化器件且投影系統PS可包含一或多個透鏡。
替代地，根據本發明之微影裝置可經組態以施加輻射射束之EUV輻射。在此情況下，圖案化器件MA可為反射性圖案化器件且投影系統PS可包含一或多個鏡面。在此實施例中，裝置可包含用於容納照明系統IL及/或投影系統PS之一或多個真空腔室。
替代地，微影裝置可經組態以施加電子束作為輻射射束以圖案化基板W。此微影裝置可以例如包含根據本發明之電子束裝置用於圖案化基板W。在此類裝置之實施例中，如下文將更詳細地解釋，帶電粒子束(特定言之，電子束)轉換為可朝基板W轉向之複數個小射束，以便曝光基板W之所需部分。根據本發明，帶電粒子束微影裝置包含偏轉器單元，該偏轉器單元以此方式經組態為複數個小射束，該方式使得該複數個小射束以不同之入射角照射於基板W之表面上。
根據本發明之態樣，提供一種電子束裝置。圖1B中示意性地展示此電子束裝置之實施例。圖1B示意性地展示根據本發明之電子束裝置100，該裝置包含用於產生電子束(例如準直電子束120)之電子束源110。
在實施例中，電子束源可經組態以產生電子擴束(expanding electron beam)。此電子擴束可藉由電子束源之準直器透鏡或準直器透鏡系統進行準直以產生準直電子束120。在如所展示之實施例中，將電子束120提供至射束轉換單元130，該射束轉換單元經組態以轉換電子束120。特定言之，在如所展示之實施例中，射束轉換單元130包含孔徑陣列130.1及偏轉器單元130.2。根據本發明，孔徑陣列130.1經組態以自電子束120產生複數個小射束122。在本發明之實施例中，此孔徑陣列130.1可包含(例如包含二維穿孔陣列之)多孔板，各穿孔提供產生一個小射束之孔徑。
在本發明之實施例中，孔徑陣列130.1可包含兩個或更多個孔徑序列之級聯式配置。在此配置中，孔徑陣列130.1可包含第一孔徑陣列，該第一孔徑陣列阻擋電子束之部分以產生複數個子射束。在此配置中，孔徑陣列可包含用於聚焦子射束之透鏡陣列及自各子射束產生複數個小射束之第二孔徑陣列。
根據本發明，射束轉換單元130包含偏轉器單元130.2，該偏轉器單元經組態以偏轉所產生之複數個小射束122中之一或多個小射束。如在下文將更詳細地解釋，存在實現此偏轉器單元130.2之各種選項。儘管在圖1B中展示為單獨組件，但可注意孔徑陣列130.1及偏轉器單元130.2可整合至具有產生複數個小射束及偏轉小射束中之一或多者之兩者功能的單個單元中。
在實施例中，射束轉換單元可進一步包括聚焦功能，例如使小射束能夠聚焦。此聚焦可針對各小射束個別地實現或針對一群組多個小射束實現。
在如所展示之實施例中，根據本發明之電子束裝置100進一步包含投影系統140，該投影系統經組態以將複數個小射束投影至物件150 (例如，諸如半導體基板之基板)上。在實施例中，投影系統140可例如包含用於將小射束聚焦至物件150之表面上之物鏡。
在實施例中，投影系統140可進一步包含用於在整個物件之表面上掃描複數個小射束的掃描偏轉器鏡頭或系統。
根據本發明，電子束裝置100之偏轉器單元130.2經組態以依此方式偏轉複數個小射束122或該等小射束122中之一或多者，該方式使得複數個小射束以不同之入射角照射於物件上。此在圖1B中藉由參考編號124示意性地展示。
根據本發明之電子束裝置可應用於各種不同之目的。
在本發明之實施例中，根據本發明之電子束裝置應用於檢測工具中，該檢測工具例如用於檢測樣本或基板(例如半導體基板)之檢測工具。因此，在本發明之實施例中，提供一種包含根據本發明之電子束裝置之檢測工具。可確認，使用電子束源之檢測工具係眾所周知的。此類工具之實例例如包括SEM (掃描電子顯微鏡)。
圖2A中示意性地展示眾所周知之此基於電子束之檢測工具10。如所展示之檢測工具10包含電子束源11，該電子束源進一步亦稱為電子束源(e-beam source) 11。
此電子束源11係眾所周知的，且可經組態以將電子束12投影至物件13 (例如基板)之區域上。在如所展示之實施例中，物件13藉助於安裝機構13.4 (例如固定機構，諸如螺釘)或夾持機構(例如真空夾具或靜電夾具)安裝至物件台13.2。電子束投影至其上之物件之區域亦可稱為樣本。此電子束源11可例如用於產生具有小於0.2 keV至100 keV之能量範圍內之電子束12。電子束源11通常可具有用於將電子束12聚焦至直徑約0.4至5 nm之點上之一或多個透鏡。在實施例中，電子束源11可進一步包含可偏轉電子束12之一或多個掃描線圈或偏轉器板。藉此，電子束12可例如沿X軸及Y軸(垂直於X軸及Z軸)偏轉(XY平面平行於物件之表面)，使得可掃描物件之區域。 當此電子束12照射於表面上時，將發生表面上之相互作用及與表面下方之材料之相互作用，從而引起經曝光表面發射輻射及電子兩者。通常，當電子束12與樣本相互作用時，構成射束之電子將經由散射及吸收在眼淚形體積(稱為相互作用體積)內損失能量。電子束與樣本之間的能量交換通常將產生以下者之組合： - 藉由非彈性散射之次級電子之發射， - 藉由與樣本之彈性散射相互作用而自相互作用體積反射或背向散射之電子之發射， - X射線發射，及 - 例如在深UV至IR範圍內之電磁輻射之發射。 電磁輻射之後者發射通常稱為陰極發光之光或CL光。 通常，檢測工具10進一步包含偵測器15及偵測器15.1，該等偵測器均可用於偵測次級電子及背向散射電子。在實施例中，偵測器15用於偵測次級電子，而偵測器15.1用於偵測如由樣本來發射之背向散射電子。在圖2中，箭頭14指示所發射次級電子或背向散射電子。
在如所展示之配置中，檢測工具進一步包含控制單元17或例如包含微處理器、電腦或類似者之處理單元，以用於處理如藉由偵測器15及15.1來偵測之所發射二級電子或背向散射電子。
在如所展示之配置中，控制單元17包含用於自偵測器15、15.1接收信號15.2之輸入端17.2，信號15.2表示所偵測之所發射二級電子或背向散射電子。
在如所展示之配置中，控制單元可進一步具有用於輸出用於控制電子束源11之控制信號11.2之輸出端17.4。在實施例中，控制單元17可控制電子束源11以將電子束12投影至待檢測之物件(例如半導體基板)之所關注區域上。 在實施例中，控制單元17可經組態以控制電子束源11以掃描所關注區域。
在已知電子束檢測工具中，電子束12將通常以預定角照射物件13或該物件之表面。電子束12可例如以90度角(亦即垂直於表面)落於表面上。
進一步已知，使用用於檢測諸如半導體基板之物件之多個電子束。在此配置中，多個電子束經組態以照射於所關注區域上之不同定位處，因此能夠同時掃描或探測此等不同定位。在此多射束檢測工具之已知配置中，多個電子束經組態以依相同角照射物件之表面。
根據本發明之實施例，提供一種電子束裝置，其經組態以提供用於照射物件之表面之複數個小射束，從而複數個小射束經組態以依不同之入射角照射於物件或物件的表面上。
圖2B中示意性地展示根據本發明之檢測工具，其包含根據本發明之此電子束裝置。圖2B示意性地展示根據本發明之檢測工具300，檢測工具300包含根據本發明之用於產生複數個小射束124之電子束裝置100，該複數個小射束經組態以依不同之入射角照射物件313。如示意地展示之電子束裝置100包含源轉換模塊130及如上文所論述之投影系統140。在如所展示之實施例中，物件313藉助於安裝機構313.4 (例如固定機構或夾持機構(例如真空夾具或靜電夾具))安裝至物件台313.2。如示意地展示之檢測工具300進一步包含偵測器315，其經組態以回應於將小射束124施加於物件313 (例如半導體基板)的表面而偵測由物件發射之電子。取決於應用，偵測器315可包含一或多個偵測器，用於偵測由小射束124與物件之相互作用引起之不同類型之發射，此類發射例如包括次級電子、背向散射電子、X射線發射或電磁輻射的發射中之一或多者。在如所展示之實施例中，偵測器315包含用於偵測次級電子之偵測器315.2及用於偵測由物件313發射之背向散射電子之偵測器315.1。
在實施例中，如應用於根據本發明之檢測工具中之偵測器315可包含複數個偵測器元件，分別用於偵測由物件與複數個小射束124之相互作用引起的所發射輻射。
在如所展示之實施例中，檢測工具進一步包含控制單元317或例如包含微處理器、電腦或類似者的處理單元，用於處理如由偵測器315偵測之所發射次級或背向散射電子。
在如所展示之配置中，控制單元317包含自偵測器315.1、315.2接收信號315.3之輸入端317.2，信號315.3表示所偵測之所發射輻射，例如次級或背向散射電子。
在如所展示之配置中，控制單元可進一步具有用於輸出用於控制電子束裝置100之控制信號311.2之輸出端317.4。在實施例中，控制單元317可控制電子束裝置100以將小射束124投影至例如半導體基板之待測試物件之所關注區域上。在實施例中，控制單元317可經組態以控制電子束裝置100以掃描所關注區域。
圖3A及3B示意性地描繪根據本發明之實施例之檢測工具50之俯視圖及橫截面圖。此檢測工具50可例如具有如上文所論述之檢測工具300之功能。如所展示之實施例包含圍封體51、充當介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52。如所展示之實施例進一步包含稱為EFEM (設備前端模塊) 53之物件傳送系統，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 53包含處置器機器人54，該處置器機器人經組態以在檢測工具50之裝載埠與裝載鎖55之間輸送物件。裝載鎖55係在圍封體51外部及EFEM中出現的大氣條件與檢測工具50之真空腔室56中出現的真空條件之間的介面。在如所展示之實施例中，真空腔室56包含根據本發明之電子束裝置100，該裝置經組態以將複數個小射束投影至例如半導體基板或晶圓之待檢測之物件上。檢測工具50進一步包含定位器件58，其經組態以使物件59相對於由電子束裝置100產生之小射束位移。在實施例中，該定位器件可包含多個定位器之級聯式配置，諸如用於在基本上水平之平面中定位物件之XY台及用於在豎直方向上定位物件之Z台。
在實施例中，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在相對較大之距離上提供對物件之粗略定位，該精細定位器經組態以在相對較小之距離上提供對物件之精細定位。
在實施例中，定位器件58進一步包含物件台，該物件台用於在由檢測工具50進行之檢測過程期間固持物件。在此實施例中，可藉助於諸如靜電夾具之夾具將物件59夾持至物件台上。此夾具可整合於物件台中。
使用根據本發明之檢測工具(如例如示意性地展示於圖2B、圖3A及圖3B中之檢測工具)，可藉由以不同之入射角照射於物件上之複數個小射束來檢測例如樣本或半導體基板之物件。如在下文將更詳細地解釋，此檢測能夠以更詳細及準確之方式評估所檢測物件之某些參數。例如使用諸如電子束檢測工具之檢測工具來檢測半導體基板上之結構，從而判定該等結構之特定參數。此類參數可例如包括臨界尺寸(CD)、線邊緣粗糙度(LER)、線寬粗糙度(LWR)、側壁角(SWA)、重疊(OVL)等。根據此類所判定參數，吾人可隨後評估如例如由用於產生結構之工具或裝置進行之製程。作為實例，可評估如由微影裝置(例如如圖1A中示意性地展示之微影裝置)進行之曝光製程之質量。作為實例，曝光製程可例如引起光柵或類似光柵之結構之產生，從而藉由使用電子束檢測工具判定諸如CD均一性、LER、LWR或SWA之參數來評估所獲得之光柵的質量。
在本發明之實施例中，提供一種用於使用以不同之入射角照射於物件上之複數個小射束來檢測物件(例如半導體基板)之檢測方法。
圖4A及4B示意性地說明應用於檢測結構之側壁角(SWA)的此檢測方法。
圖4A示意性地展示結構400，其包含層410及例如表示光柵線的線或線形結構420，此線420例如藉由由微影裝置進行之曝光製程繼之以顯影製程來製造。線420可例如由光阻材料製成，該光阻材料例如與層410之材料不同。如所展示之線420在該線之兩側上具有非零側壁角SWA。圖4A進一步示意性地展示3個小射束，亦即經組態以依不同之入射角照射結構400之相對較小之電子束430.1、430.2、430.3。在如所展示之實施例中，小射束430.1至430.3相對於視為垂直於結構之表面400.1之光軸440以各別角(例如-10、0、10度)照射結構之表面。在如所展示之實施例中，小射束430.1至430.3以距離P間隔開，該距離亦稱為不同之小射束之間的間距。進一步假設結構400藉由使小射束相對於結構400在指示之Y方向上位移來由三個小射束掃描。圖4B示意性地展示如當結構400由沿Y方向之三個小射束430.1至430.3掃描時可接收之模擬回應信號。特定言之，回應信號S1 (作為時間t之函數)表示可藉由偵測器或偵測器元件接收之信號，該偵測器或偵測器元件可經組態以因與小射束430.3之相互作用而偵測結構之回應。回應信號S2 (作為時間t之函數)表示可藉由偵測器或偵測器元件接收之信號，該偵測器或偵測器元件經組態以因與小射束430.2之相互作用而偵測結構之回應，且回應信號S3 (作為時間t之函數)表示可藉由偵測器或偵測器元件接收之信號，該偵測器或偵測器元件經組態以因與小射束430.1之相互作用而偵測結構之回應。應注意，針對相對於結構及指示之掃描方向之給定小射束佈局，小射束430.3將為首先照射於線420上之小射束，而小射束430.1將為最後照射於線上之小射束。如自圖4B可見，小射束照射於所測試物件上之角影響所接收之回應信號。針對給定實施例，如自信號S1及S3可見，當小射束以非零著陸角照射結構400時獲得不對稱信號。此不對稱可用於校正資料之效應，該等效應源於由初級射束所注入之電子與所研究材料及幾何形狀之相互作用。因此，以不同之角照射待檢測之結構(亦即使用以不同之入射角照射於物件上之小射束)提供可應用於更準確地判定所檢測或待判定之實際參數或特性(例如光柵線的側壁角SWA)的額外資料。圖5A及5B示意性地說明如結構400之類似結構500之檢測方法，結構500包含層510及在該層510之頂部上具有不對稱側壁角之線520。特定言之，線520之右側之側壁角基本上等於零。當此結構500藉由相同之小射束430.1至430.3掃描時，可獲得如圖5B中所展示之模擬回應信號S4至S6 (實線)。圖5B中之點線圖分別對應於圖S1、S2及S3。
根據本發明之檢測方法(其中使用以不同之入射角照射於樣本上之複數個小射束來檢測包含結構之例如半導體基板之樣本)亦可應用於探測結構之某些特徵之深度。
此方法在圖6A及6B中示意性地說明。
圖6A示意性地展示結構600，其包含內埋層610，該內埋層包含特徵610.1，例如金屬或金屬接觸件。內埋層610由層620覆蓋，層620由包含穿孔630.1之光阻層630覆蓋。可例如在準備例如藉由將蝕刻劑塗覆於穿孔630.1來產生穿過層620連接至特徵610.1之孔徑時遇到此結構。倘若使用沿Y方向之兩個小射束640.1及640.2 (亦即以不同之著陸角(例如相對於垂直於結構600的表面630.2之+10度及-10度)照射於該結構上之小射束)來掃描此結構，則吾人可分別獲得如圖6B中所展示之回應信號S8及S7。因此，當樣本與小射束在Y方向上相對於彼此位移時，信號S7表示小射束640.2與樣本之相互作用，而信號S8表示小射束640.1與樣本之相互作用。在如所展示之實施例中，假設小射束具有足夠高之能量以自特徵610.1產生足夠量的背向散射電極。信號S7及S8兩者包含由特徵610.1發射之回應信號(稱為信號S71及S81)及自小射束與穿孔630.1之相互作用獲得的回應信號(稱為信號S72及S82)之組合。因此，信號S72及S82可歸因於當小射束640.1及640.2與表面630.2且與穿孔630.1中之層620之曝光表面相互作用時所產生的次級電子。如圖S7及S8中可見，小射束之入射角之差引起由內埋特徵610.1引起的信號(信號S71及S81)與由穿孔630.1引起的信號(信號S72及S82)之間的不同位置移位ΔY1與ΔY2。基於位置移位ΔY1及ΔY2以及入射角，吾人可隨後判定特徵610.1之深度，特定言之，特徵610.1與穿孔630.1之間的Z方向上的距離。可指出，判定兩個特徵之間的距離之此方法類似於用於天文學之已知視差方法，其中藉由自不同之角觀測天體來判定兩個天體之間的距離。
相對於在圖6A及6B中所展示之實例，可指出，倘若穿孔630.1與特徵610.1將對準，亦即倘若如圖6A中所展示之距離ΔY將為零，則使用以非零入射角照射之單一小射束的量測將足以判定結構610.1之深度。(注意，在此情況下，對於具有入射角的彼此為關於垂直於表面之鏡像的兩個小射束(例如+10度及-10度)，時間移位ΔT將基本上相同)。
如圖6A中所展示，倘若距離ΔY不等於零，則吾人可基於兩個量測(即，使用小射束640.1及640.2之量測)來判定結構610之深度，以及表示穿孔630.1與特徵610.1之間的重疊的距離ΔY。
如上文所指示，在一實施例中，本發明提供一種電子束裝置，該電子束裝置經組態以產生以不同之入射角照射於物件上的複數個小射束。根據本發明，可藉助於包含孔徑陣列及偏轉器單元之射束轉換單元來產生此複數個小射束。此射束轉換單元可以各種方式實施。
圖7A示意性地展示如可應用於根據本發明之電子束裝置中之射束轉換單元的第一實施例。圖7A示意性地展示包含孔徑陣列710及偏轉器單元720之射束轉換單元700的橫截面側視圖。孔徑陣列710可為包含複數個孔徑710.1 (例如圓形孔徑)之板形構件，孔徑陣列710經組態以與電子束730相互作用，從而阻擋電子束730之部分，而其他部分740可穿過孔徑710.1，因此形成小射束740。小射束740隨後可經由偏轉器單元720傳播。在如所展示之實施例中，偏轉器單元720包含複數個電極總成720.1，該複數個電極總成包含一或多個電極以偏轉所接收之小射束。在如所展示之實施例中，孔徑陣列710中之各孔徑710.1可具有用於偏轉穿過孔徑的小射束的對應電極總成720.1。藉由偏轉小射束740，小射束不再在平行於電子束730之光軸750的方向上傳播。
圖7B及7C示意性地描繪圖7A之射束轉換單元700之各別孔徑陣列710及偏轉器單元720的俯視圖。圖7B示意性地展示包含用於形成複數個小射束之複數個孔徑710.1之孔徑陣列710之俯視圖。所產生之小射束圖案可例如為正方形或六邊形。圖7C示意性地展示偏轉器單元720之俯視圖，該偏轉器單元包含複數個電極總成720.1。在如所展示之實施例中，各電極總成包含4個電極，例如電極720.11、720.12、720.13及720.14，該等電極可例如單獨地連接至電壓源760。應指出，使用4個電極應視為實例，可同樣應用其他數目之電極，例如大於4個電極。藉由控制施加於不同電極總成之電壓或多個電壓，吾人可單獨地控制小射束740中之每一者之偏轉且為該等小射束提供所需的偏轉角。
值得提及的係，孔徑陣列710及偏轉器單元720可例如藉助於MEMS技術整合於單個單元中。在此實施例中，射束轉換單元可經組態為多層配置，各層具有特定功能。在此配置中，一個層可例如具有聚焦功能，而一或多個其他層可例如具有偏轉器功能。可例如應用額外層以校正像散。
圖8示意性地描繪如可應用於根據本發明之電子束裝置中之射束轉換單元800的第二實施例之橫截面側視圖。如示意性地展示之射束轉換單元800包含與圖7A中所展示之孔徑陣列710具有相同功能的第一孔徑陣列810；亦即該第一孔徑陣列阻擋電子束830之部分且准許電子束之其他部分穿過孔徑陣列的孔徑810.1以便形成小射束840。射束轉換單元800進一步包含包含複數個孔徑820.1之第二孔徑陣列，該複數個孔徑經組態以分別接收由第一孔徑陣列810之孔徑810.1產生的小射束。在如所展示之實施例中，第二孔徑陣列820的孔徑820.1相對於其在第一孔徑陣列之對應孔徑810.1在Y方向上移位。在如所展示之實施例中，孔徑820.1亦可略微大於對應孔徑810.1。在此實施例中，移位係指孔徑820.1之中心在指示之Y方向上與光軸850處於不同之距離之特徵。在此配置中，當孔徑陣列由合適之電壓源供電時，產生電場，該電場在Y方向上具有引起小射束840偏轉之分量。
在本發明之實施例中，亦可使偏轉器單元720與820之組合形成偏轉器單元。
第三實施例可例如藉由組合諸如圖8之孔徑陣列810的孔徑陣列與配置於孔徑陣列810下方之一個相對較大之孔徑或多個相對較大之孔徑(而非孔徑陣列820)來實現。在此實施例中，孔徑陣列810可保持在第一電壓，而包含一或多個相對較大之孔徑之陣列保持在與第一電壓不同的第二電壓。此配置亦將在上部孔徑陣列與包含一或多個相對較大之孔徑之下部孔徑陣列之間的電場中引起曲率，此曲率在Y方向上引起偏轉。
第四實施例可例如藉由施加針對配置於孔徑陣列或多個孔徑陣列下方之所有小射束之一個通用偏轉器單元來實現，以使小射束以相對於光軸之角進入配置於更下游的物鏡。此配置可用於配置所有小射束共用之總偏轉角，該總偏轉角疊加在由孔徑陣列或多個陣列產生的單個偏轉角上。
圖9示意地說明可使用根據本發明之電子束裝置來產生之一束5 x 5小射束950的配置。在如所展示之實施例中，5 x 5小射束之二維陣列使用源轉換模塊900來產生，該源轉換模塊經組態以使用5 x 5孔徑900.1之矩陣來產生5 x 5小射束且偏轉該等小射束中之至少一些。在如所展示之實施例中，所產生之小射束在物件910上具有不同之入射角。在此實例中，群組A之小射束具有-10度之入射角，群組B之小射束具有-5度之入射角，群組C之小射束具有0度之入射角，群組D之小射束具有+5度之入射角，且群組E之小射束具有+10度之入射角。因此，以在X方向上延伸之列配置之小射束具有基本上恆定之入射角，而以在Y方向上延伸之列配置之小射束具有不同之入射角。如所展示之實施例進一步示意性地說明物鏡920，該物鏡可用於使小射束950聚焦至物件910上。可注意，此物鏡亦將改變小射束之角；特定言之，該物鏡可用以放大小射束之角。因此，由孔徑陣列產生之相對較小之偏轉角仍可在物件處產生相對較大的偏轉角，例如~10度。
如圖9中所說明之該束小射束950可例如應用於掃描，當應用於根據本發明的檢測工具時，結構存在於物件上。當此結構將例如包含在X方向上延伸之光柵線時，此線將接著藉由小射束A至E的集合依次探測，從而能夠基於以不同之入射角照射於結構上的小射束或小射束的集合來產生該結構之影像。
如上文所論述，此一束小射束950可藉由使用射束轉換單元轉換如由電子束源產生之電子束來獲得。一般而言，此射束轉換單元可經組態以將電子束源之電子束轉換成例如以n x n矩陣配置之複數個小射束。
如上文所指示，在本發明之實施例中，電子束裝置可經組態以使用第一孔徑陣列將電子束細分成複數個子射束。可接著使用射束轉換單元將此等子射束中之每一者轉換成一束小射束。如產生之此一束小射束亦可稱為小射束柱(beamlet column)。在本發明之實施例中，此小射束柱可包含用於轉換射束(例如，聚焦或掃描)之該小射束柱之自身光學分量。
如上文所論述，根據本發明之電子束裝置可有利地用於根據本發明之檢測工具，因此能夠自不同之角來檢測結構，同時僅需要對該結構掃描一次。
根據本發明之電子束裝置亦可有利地應用於根據本發明之曝光裝置中，以便圖案化例如半導體基板上之光阻層的物件。此裝置亦可稱為微影曝光裝置。使用複數個小射束或小射束柱以圖案化物件之微影曝光裝置係眾所周知的。然而，在根據本發明之曝光裝置中使用根據本發明之電子束裝置，可使用具有不同之入射角之電子束或小射束來圖案化物件。應理解，此能夠獲得更準確之圖案化，該圖案化可隨後產生在物件上沈積或產生之更準確之結構。
在根據本發明之曝光裝置之實施例中，曝光裝置包含根據本發明之電子束裝置及定位器件，例如如上文所論述之定位器件PW。此定位器件可例如包含用於相對於所產生之複數個小射束對物件進行長衝程定位的一或多個線性或平面電動機。此定位器件可例如亦包含用於相對於所產生之小射束對物件進行短衝程(更準確)定位的一或多個致動器。
作為替代方案，在複數個小射束或多束小射束在整個物件上掃描時，需圖案化之物件可保持在基本上靜止之位置物件。
因此，在本發明之實施例中，曝光裝置可經組態以藉由在垂直於曝光裝置之電子束裝置的光軸之方向上提供物件及小射束之相對位移藉助於具有不同之入射角的複數個小射束來圖案化物件。此相對位移可在本發明之涵義中稱為掃描或掃描過程。
為提供具有特定圖案之物件，物件之某些部分需要曝光於小射束中之一或多者，而其他部分不能曝光。為在藉由複數個小射束掃描物件期間實現此選擇性曝光，吾人需要能夠遮蔽物件或物件之部分以與小射束相隔。
此受控遮蔽物件以與小射束中之一或多者相隔可使用小射束消隱陣列來實現。
此小射束消隱陣列之操作原理在圖10中示意性地展示。
圖10示意性地展示可應用於本發明中之射束轉換單元1000，該射束轉換單元經組態以產生複數個小射束1010，該複數個小射束經組態以依不同之入射角照射於物件1020上。如圖10中所展示之實施例進一步包含小射束消隱陣列1030，該小射束消隱陣列包含電極陣列1030.1及孔徑陣列1030.2，該孔徑陣列亦稱為小射束擋板陣列1030.2。在如所展示之實施例中，當為偏轉器電極中的一或多者供應適合之供應電壓時，電極陣列1030.1經組態以偏轉小射束1010中的一或多者，以便著陸於小射束擋板陣列1030.2而非穿過孔徑陣列1030.2之孔徑。此在圖10中針對小射束1010.1說明。藉由向電極1030.11及1030.12提供適合之電壓，可使小射束1010.1偏轉(藉由點線箭頭1040指示)，以使其著陸於小射束擋板陣列1030.2，而非穿過孔徑陣列1030.2之孔徑1030.21。自物件1020可見，小射束1010可因此藉由小射束消隱陣列1030來「打開」或「關閉」。
因此，在物件(例如提供有對諸如電子之帶電粒子敏感之光阻層之物件)之掃描期間，可打開或關閉單個小射束以便選擇性地將物件曝光於小射束1010中之一或多者，因而在物件上產生所需圖案。
應理解，圖10僅用於說明選擇性阻擋小射束中之一或多者之原理，以便在物件(例如半導體基板)上產生所需曝光圖案。不同組件之特定佈局可以不同。特定言之，電極陣列1030.1與小射束擋板陣列1030.2之間的距離可相對較大。在實施例中，電極陣列1030.1亦可整合於射束轉換單元1000中。
在實施例中，如所描述之偏轉單元亦可用於消隱。
如將對熟習此項技術者顯而易見的係，根據本發明之檢測工具及曝光裝置可包含用於轉換所使用之電子束或小射束之各種其他組件。此類組件通常稱為光學組件，因為其具有與光學檢測工具或曝光裝置相同之功能，可例如包括眾所周知之投影透鏡或投影透鏡陣列、物鏡或物鏡陣列或準直透鏡或準直透鏡陣列，或聚光器透鏡或聚光器透鏡陣列。
為完整性起見，圖11中展示眾所周知之包含此類組件之電子束檢測工具之更詳細的實施例。
圖11示意性地描繪已知檢測工具200之橫截面視圖，該檢測工具包含稱為電子槍210之電子束源及成像系統240。
電子槍210包含電子源212、抑制器電極214、陽極216、孔徑集合218及聚光器220。電子源212可為如上文所論述之肖特基(Schottky)發射器或經修改之肖特基發射器。藉由陽極216之正電壓，可提取電子束202，且可藉由使用可選擇孔徑218來控制電子束202，該可選擇孔徑可具有不同之孔徑大小以除去孔徑外部之不必要電子束。為對電子束202進行塑形，對電子束202使用聚光器220之發散特性，此亦改變放大率。圖10中所展示之聚光器220可例如為靜電透鏡，其可對電子束202進行塑形。另一方面，聚光器220亦可為磁性透鏡或組合透鏡。
成像系統240可例如包含消隱器、孔徑集合242、偵測器244、四個偏轉器集合250、252、254及256、線圈262、磁軛260及電極270。電極270可用以延遲及偏轉電子束202，且可進一步具有靜電透鏡功能。此外，線圈262及軛260可經組態為磁性物鏡。
可應用偏轉器250及256以在大視野內掃描電子束202，且偏轉器252及254可用於在小視野內掃描電子束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性偏轉器。軛260之開口面向樣本300，以使樣本300沉浸於磁場中。另一方面，電極270置放於軛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及軛260或其部分可形成透鏡以最小化電子束202之色像差。檢測工具200進一步包含處理單元310，該處理單元可例如實施為處理器、微處理器、控制器或電腦，處理單元310經組態以自檢測工具之偵測器或多個偵測器(例如偵測器244)接收回應信號且將該回應信號處理成經掃描或經檢查結構或樣本300之影像。
可使用以下條項來進一步描述實施例： 1. 一種電子束裝置，其包含： - 電子束源，其經組態以產生電子束； - 射束轉換單元，其包含： - 孔徑陣列，其經組態以自電子束產生複數個小射束； - 偏轉器單元，其經組態以偏轉複數個小射束中之一或多者； - 投影系統，其經組態以將複數個小射束投影至物件上，其中偏轉器單元經組態以偏轉複數個小射束中之一或多者以依不同之入射角照射於物件上。 2. 如條項1之電子束裝置，其進一步包含物件台，該物件台經組態以固持物件。 3. 如條項1之電子束裝置工具，其進一步包含一或多個透鏡，該一或多個透鏡配置於孔徑陣列之上游。 4. 如前述條項中任一項之電子束裝置，其中投影系統包含經組態以將複數個小射束投影至物件上的物鏡。 5. 如前述條項中任一項之電子束裝置，其中投影系統包含掃描偏轉器單元，該掃描偏轉器單元經組態以在整個物件之表面上掃描複數個小射束。 6. 根據前述條項中任一項之電子束裝置，其中偏轉器單元整合於孔徑陣列中。 7. 如前述條項中任一項之電子束裝置，其中偏轉器單元包含複數個電極，該複數個電極經組態以偏轉各別複數個小射束。 8. 如條項6或7之電子束裝置，其中偏轉器單元之複數個電極配置在孔徑陣列之各別複數個孔徑處或附近。 9. 如條項6至8中任一項之電子束裝置，其中射束轉換單元包含多層MEMS陣列，該多層MEMS陣列包含孔徑陣列及偏轉器單元。 10. 如條項2之電子束裝置，其進一步包含用於相對於電子束源之光軸定位物件台之定位器件。 11. 如前述條項中任一項之電子束裝置，其中孔徑陣列包含第一孔徑陣列及第二孔徑陣列，該第一孔徑陣列經組態以自電子束產生複數個子射束，該第二孔徑陣列經組態以接收複數個子射束且產生複數個小射束。 12. 如前述條項中任一項之電子束裝置，其中孔徑陣列包含用於產生各別複數個小射束之複數個孔徑，且其中偏轉器單元包含又一孔徑陣列，該又一孔徑陣列包含各別複數個又一孔徑以接收各別複數個小射束。 13. 如條項12之電子束裝置，其中複數個孔徑及複數個又一孔徑相對於裝置之光軸移位。 14. 如條項13之電子束裝置，其中複數個孔徑以二維陣列配置且複數個又一孔徑以又一二維陣列配置。 15. 如條項14之電子束裝置，其中與第一小射束相關聯之第一孔徑與第一又一孔徑之間的移位不同於與第二小射束相關聯之第二孔徑與第二又一孔徑之間的移位。 16. 如條項12至15中任一項之電子束裝置，其中在使用期間，孔徑陣列與又一孔徑陣列保持在不同之電壓。 17. 如前述條項中任一項之電子束裝置，其進一步包含用於控制電子束源及/或射束轉換單元之操作的控制單元。 18. 一種檢測工具，包含如前述條項中任一項之電子束裝置。 19. 如條項18之檢測工具，其中檢測工具經組態以用複數個小射束掃描物件。 20. 如條項18之檢測工具，其進一步包含偵測器，該偵測器經組態以回應於用複數個小射束掃描物件而自物件接收回應信號。 21. 如條項20之檢測工具，其中偵測器經組態以偵測次級電子、背向散射電子、X射線輻射或電磁輻射中的一或多者。 22. 如條項19至21中任一項之檢測工具，其進一步包含用於在整個物件上掃描複數個小射束之掃描偏轉器單元。 23. 如條項19至22中任一項之檢測工具，其進一步包含用於使物件相對於複數個小射束位移從而在整個物件上掃描複數個小射束之定位器件。 24. 一種曝光裝置，包含如條項1至17中任一項之電子束裝置。 25. 如條項24之曝光裝置，其中曝光裝置經組態以使用複數個小射束來圖案化物件。 26. 如條項24或25之曝光裝置，其進一步包含小射束消隱陣列，該小射束消隱陣列經組態以在圖案化物件期間選擇性地阻擋複數個小射束中的一或多者。 27. 一種檢測物件之方法，該方法包含： - 自電子束產生複數個小射束，該等小射束經組態以依不同之入射角照射物件； - 回應於用複數個小射束照射物件而偵測來自該物件的回應信號； - 處理回應信號以判定物件之特性。 28. 如條項27之方法，其中物件為半導體基板。 29. 如條項28之方法，其中物件包含線形結構，且其中特性包含線邊緣粗糙度、線寬粗糙度或側壁角中之至少一者。 30. 如條項28之方法，其中物件包含內埋結構，且其中特性包含內埋結構之深度。 31. 一種電子束裝置，其包含： - 電子束源，其經組態以產生電子束； - 射束轉換單元，其包含： - 孔徑陣列，其經組態以自電子束產生複數個小射束； - 偏轉器單元，其經組態以偏轉一或多群組複數個小射束； - 投影系統，其經組態以將複數個小射束投影至物件上，其中偏轉器單元經組態以偏轉一或多群組複數個小射束以不同之入射角照射於物件上，一群組中之各小射束在物件具有基本上相同之入射角。 32. 一種檢測物件之方法，該方法包含： - 自電子束產生複數個小射束，一或多群組複數個小射束經組態以依不同之入射角照射於物件上，一群組中之各小射束在物件上具有基本上相同之入射角； - 回應於用複數個小射束照射物件而偵測來自該物件的回應信號； - 處理回應信號以判定物件之特性。
儘管在本文中可具體地參考微影裝置在IC製造中之使用，但應理解，本文中所描述之微影裝置可具有其他應用，諸如製造積體光學系統、用於磁疇記憶體之導引及偵測圖案、平板顯示器、液晶顯示器(LCD)、薄膜磁頭等等。熟習此項技術者應瞭解，在此類替代應用之內容背景中，本文中術語「晶圓」或「晶粒」之任何使用可視為分別與更一般之術語「基板」或「目標部分」同義。可在曝光之前或之後在(例如)塗佈顯影系統(track)(通常將光阻層塗覆至基板且使經曝光光阻顯影之工具)、度量衡工具及/或檢測工具中處理本文中所提及之基板。在適用的情況下，可將本文中之揭示應用於此等及其他基板處理工具。此外，可將基板處理大於一次，(例如)以便產生多層IC，使得本文所使用之術語「基板」亦可指已含有多個經處理層之基板。
儘管上文可能已具體地參考在光學微影之內容背景中對本發明之實施例之使用，但應瞭解，本發明可用於其他應用(例如，壓印微影)中，且在內容背景允許之情況下不限於光學微影。在壓印微影中，圖案化器件中之構形(topography)界定產生於基板上之圖案。可將圖案化元件之構形壓入至經供應至基板之光阻層中，在基板上，光阻藉由施加電磁輻射、熱、壓力或其組合來固化。在光阻固化之後將圖案化器件移出光阻，從而在其中留下圖案。
本文中所使用的術語「輻射」及「束」涵蓋所有類型之電磁輻射，包括紫外(UV)輻射(例如，具有為或約為365、248、193、157或126 nm之波長)及極紫外(EUV)輻射(例如，具有5至20 nm的範圍內之波長)，以及粒子束，諸如離子束或電子束。
術語「透鏡」(在內容背景允許的情況下)可指各種類型之光學組件(包括折射、反射、磁性、電磁、靜電以及組合光學組件)中之任一者或組合。
儘管上文已描述本發明之具體實施例，但應瞭解，可以與所描述不同之其他方式來實踐本發明。舉例而言，本發明可採取如下形式：電腦程式，其含有描述如上文所揭示之方法的機器可讀指令之一或多個序列；或資料儲存媒體(例如，半導體記憶體、磁碟或光碟)，其具有儲存於其中之此電腦程式。
以上描述意欲為說明性，而非限制性的。因此，熟習此項技術者將顯而易見，可在不脫離下文所闡明之申請專利範圍之範疇的情況下對如所描述之本發明進行修改。
10‧‧‧檢測工具 11‧‧‧電子束源 11.2‧‧‧控制信號 12‧‧‧電子束 13‧‧‧物件 13.2‧‧‧物件台 13.4‧‧‧機構 14‧‧‧箭頭 15‧‧‧偵測器 15.1‧‧‧偵測器 15.2‧‧‧信號 17‧‧‧控制單元 17.2‧‧‧輸入端 17.4‧‧‧輸出端 50‧‧‧檢測工具 51‧‧‧圍封體 52‧‧‧裝載埠 53‧‧‧EFEM 54‧‧‧處置器機器人 55‧‧‧裝載鎖 56‧‧‧真空腔室 58‧‧‧定位器件 59‧‧‧物件 100‧‧‧電子束裝置 110‧‧‧電子束 120‧‧‧準直電子束 122‧‧‧小射束 124‧‧‧小射束 130‧‧‧源轉換模塊 130‧‧‧射束轉換單元 130.1‧‧‧孔徑陣列 130.2‧‧‧偏轉器單元 140‧‧‧投影系統 150‧‧‧物件 200‧‧‧檢測工具 210‧‧‧電子槍 212‧‧‧電子源 214‧‧‧抑制器電極 216‧‧‧陽極 218‧‧‧孔徑 220‧‧‧聚光器 240‧‧‧成像系統 242‧‧‧孔徑 244‧‧‧偵測器 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‧‧‧檢測工具 310‧‧‧處理單元 311.2‧‧‧控制信號 313‧‧‧物件 313.2‧‧‧物件台 313.4‧‧‧安裝機構 315‧‧‧偵測器 315.1‧‧‧偵測器 315.2‧‧‧偵測器 317‧‧‧控制單元 317.4‧‧‧輸出端 400‧‧‧結構 400.1‧‧‧結構之表面 410‧‧‧層 420‧‧‧線形結構 430.1‧‧‧電子束 430.2‧‧‧電子束 430.3‧‧‧電子束 440‧‧‧光軸 500‧‧‧結構 510‧‧‧層 520‧‧‧線 600‧‧‧結構 610‧‧‧內埋層 610.1‧‧‧特徵 620‧‧‧層 630.1‧‧‧穿孔 630.2‧‧‧表面 640.1‧‧‧小射束 640.2‧‧‧小射束 700‧‧‧射束轉換單元 710‧‧‧孔徑陣列 710.1‧‧‧孔徑 720‧‧‧偏轉器單元 720.1‧‧‧電極總成 720.11‧‧‧電極 720.12‧‧‧電極 720.13‧‧‧電極 720.14‧‧‧電極 730‧‧‧電子束 740‧‧‧小射束 750‧‧‧光軸 760‧‧‧電壓源 800‧‧‧射束轉換單元 810‧‧‧第一孔徑陣列 810.1‧‧‧孔徑 820.1‧‧‧孔徑 830‧‧‧電子束 840‧‧‧小射束 850‧‧‧光軸 900‧‧‧源轉換模塊 900.1‧‧‧孔徑 910‧‧‧物件 920‧‧‧物鏡 950‧‧‧小射束 1000‧‧‧射束轉換單元 1010‧‧‧小射束 1010.1‧‧‧小射束 1020‧‧‧物件 1030‧‧‧射束消隱陣列 1030.1‧‧‧電極陣列 1030.2‧‧‧孔徑陣列 1030.11‧‧‧電極 1030.12‧‧‧電極 1030.21‧‧‧孔徑 1040‧‧‧點線箭頭 A‧‧‧組 AD‧‧‧調整器 B‧‧‧組/輻射射束 BD‧‧‧射束遞送系統 C‧‧‧組/目標部分 CO‧‧‧聚光器 D‧‧‧組 DUV‧‧‧輻射 E‧‧‧組 EUV‧‧‧輻射 IF‧‧‧位置感測器 IL‧‧‧照明系統 IN‧‧‧積光器 IT‧‧‧檢測工具 M1‧‧‧對準標記 M2‧‧‧對準標記 MA‧‧‧支撐圖案化器件 MT‧‧‧光罩支撐結構 P‧‧‧距離 P1‧‧‧對準標記 P2‧‧‧對準標記 PM‧‧‧第一定位器件 PS‧‧‧投影系統 PW‧‧‧第二定位元件 S1‧‧‧圖 S2‧‧‧圖 S3‧‧‧圖 S4‧‧‧圖 S5‧‧‧圖 S6‧‧‧圖 S7‧‧‧圖 S8‧‧‧圖 S71‧‧‧信號 S72‧‧‧信號 S81‧‧‧信號 S82‧‧‧信號 SO‧‧‧輻射源 SWA‧‧‧側壁角 UV‧‧‧輻射 W‧‧‧基板 WT‧‧‧基板台 X‧‧‧方向 Y‧‧‧方向 Z‧‧‧方向 ΔT‧‧‧移位 ΔY‧‧‧距離 ΔY1‧‧‧移位 ΔY2‧‧‧移位
現將參考隨附示意性圖式而僅作為實例來描述本發明之實施例，在該等圖式中，對應元件符號指示對應部分，且在該等圖式中：
圖1A描繪根據本發明之實施例之微影裝置；
圖1B描繪根據本發明之實施例之電子束裝置；
圖2A描繪如此項技術中已知之檢測工具；
圖2B描繪根據本發明之實施例之檢測工具。
圖3a及3b示意性地描繪根據本發明之檢測工具之俯視圖及側視圖；
圖4A至6B說明本發明之用於檢測諸如半導體基板之物件之用途；
圖7A至7C說明如可應用於根據本發明之電子束裝置中之射束轉換單元之第一實施例；
圖8描繪如可應用於本發明中之射束轉換單元之第二實施例；
圖9描繪使用根據本發明之電子束裝置產生複數個小射束；
圖10描繪如可應用於根據本發明之曝光裝置中之小射束消隱陣列。
圖11示意性地描繪如此項技術中已知之檢測工具。
100‧‧‧電子束裝置
110‧‧‧電子束
120‧‧‧準直電子束
122‧‧‧小射束
124‧‧‧小射束
130‧‧‧射束轉換單元
130.1‧‧‧孔徑陣列
130.2‧‧‧偏轉器單元
140‧‧‧投影系統
150‧‧‧物件

Claims (15)

  1. 一種電子束裝置，其包含： 一電子束源，其經組態以產生一電子束； 一射束轉換單元，其包含： 一孔徑陣列，其經組態以自該電子束產生複數個小射束(beamlet)； 一偏轉器單元，其經組態以偏轉一或多群組該複數個小射束； 一投影系統，其經組態以將該複數個小射束投影至一物件上， 其中該偏轉器單元經組態以偏轉該一或多群組該複數個小射束以依不同之入射角照射於該物件上，一群組中之各小射束在該物件上具有基本上相同之入射角。
  2. 如請求項1之電子束裝置，其進一步包含一物件台，該物件台經組態以固持該物件。
  3. 如請求項1之電子束裝置，其中該投影系統包含一掃描偏轉器單元，該掃描偏轉器單元經組態以在整個該物件之一表面上掃描該複數個小射束。
  4. 如請求項1之電子束裝置，其中該偏轉器單元整合於該孔徑陣列中。
  5. 如請求項1之電子束裝置，其中該偏轉器單元包含複數個電極，該複數個電極經組態以偏轉各別複數個小射束。
  6. 如請求項1之電子束裝置，其中該孔徑陣列包含用於產生該各別複數個小射束之複數個孔徑，且其中該偏轉器單元包含一又一孔徑陣列，該又一孔徑陣列包含各別複數個又一孔徑以接收該各別複數個小射束。
  7. 如請求項6之電子束裝置，其中該複數個孔徑及該複數個又一孔徑相對於該裝置之一光軸移位。
  8. 如請求項7之電子束裝置，其中該複數個孔徑以二維陣列配置且該複數個又一孔徑以又一二維陣列配置。
  9. 如請求項8之電子束裝置，其中與一第一小射束相關聯之一第一孔徑與一第一又一孔徑之間的一移位不同於與一第二小射束相關聯之一第二孔徑與一第二又一孔徑之間的一移位。
  10. 如請求項6之電子束裝置，其中在使用期間，該孔徑陣列與該又一孔徑陣列保持在一不同之電壓。
  11. 如請求項1之電子束裝置，其進一步包含用於控制該電子束源及/或該射束轉換單元之一操作的一控制單元。
  12. 一種檢測工具，其包含如請求項1之電子束裝置。
  13. 如請求項12之檢測工具，其中該檢測工具經組態以用該複數個小射束掃描該物件。
  14. 如請求項12之檢測工具，其進一步包含一偵測器，該偵測器經組態以回應於用該複數個小射束掃描該物件而自該物件接收一回應信號。
  15. 一種檢測一物件之方法，該方法包含： 自一電子束產生複數個小射束，一或多群組該複數個小射束經組態以依不同之入射角照射於該物件上，一群組中之各小射束在該物件上具有基本上相同之入射角； 回應於用該複數個小射束照射該物件而偵測來自該物件的一回應信號； 處理該回應信號以判定該物件之一特性。
TW108118360A 2018-05-28 2019-05-28 電子束裝置、檢測工具、曝光裝置及檢測方法 TWI749329B (zh)

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