TW202024621A - 用於帶電粒子泛流以增強電壓對比缺陷信號的系統及方法 - Google Patents

用於帶電粒子泛流以增強電壓對比缺陷信號的系統及方法 Download PDF

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Abstract

本發明揭示用於在一帶電粒子束設備中實施帶電粒子泛流之系統及方法。根據特定實施例，一種帶電粒子束系統包括一帶電粒子源及一控制器，該控制器控制該帶電粒子束系統在一第一模式下及在一第二模式下發射一帶電粒子束，在該第一模式下，該粒子束係散焦的，在該第二模式下，該粒子束聚焦在一樣本之一表面上。

Description

用於帶電粒子泛流以增強電壓對比缺陷信號的系統及方法
本發明大體上係關於帶電粒子束設備的領域，且更特定言之，係關於用於在一帶電粒子束設備中實施帶電粒子泛流之系統及方法。
在積體電路(IC)之製造過程中，未完成或已完成電路組件經檢查以確保電路組件係根據設計而製造且無缺陷。利用光學顯微鏡之檢測系統通常具有下至幾百奈米之解析度；且該解析度受光之波長限制。隨著IC組件之實體大小繼續減小直至低於100奈米或甚至低於10奈米，需要比利用光學顯微鏡之檢測系統具有更高解析度的檢測系統。另外，諸如開路接觸故障、開路/短路接線故障的晶圓上之電氣缺陷不能藉由光學檢測偵測到。
諸如掃描電子顯微鏡(SEM)的解析度能夠下至小於奈米之帶電粒子(例如，電子)束顯微鏡充當用於檢測具有在低於100奈米域中之特徵大小的晶圓上之IC組件的實踐工具。在SEM之情況下，初級電子束(電子束)之電子可聚焦在受檢測晶圓之探測光點處。初級電子與晶圓之交互可引發一或多個次級電子束。次級電子束可包含由初級電子與晶圓之交互引發的後向散射電子、次級電子或歐傑電子。一或多個次級電子束之強度可基於晶圓之內部及/或外部結構的性質而改變，且因此指示晶圓是否包括缺陷。
次級電子束之強度可使用偵測器件或偵測器來判定。次級電子束可在偵測器之表面上的預定位置處形成一或多個射束點。偵測器可產生表示偵測到之次級電子束之強度的電信號(例如，電流、電壓等)。可運用量測電路(例如，類比至數位轉換器)量測電信號以獲得偵測到之電子的分佈。在檢測時間窗期間收集到之電子分佈資料，結合入射於晶圓表面上之初級電子束的對應掃描路徑資料，可用以重建受偵測之晶圓結構的影像。經重建影像可用以展現晶圓之內部及/或外部結構的各種特徵，且可用以展現晶圓中可能存在之任何缺陷。
此外可使用帶電粒子檢測系統之電壓對比方法來偵測晶圓上之實體及電缺陷。為了偵測電壓對比缺陷，通常採用被稱作預充電之程序，在該程序中，帶電粒子係在進行檢測之前施加至待檢測區域。預充電之益處包括：1)減小可導致散焦及失真或影像的晶圓表面上之電荷；及2)能夠將恰當電壓施加於晶圓之特徵，使得缺陷性特徵及周圍的非缺陷性特徵在偵測時表現不同。此外，預充電使缺陷之電壓對比信號增強，使得可獲得令人滿意的信號雜訊比(SNR)且缺陷將容易在帶電粒子檢測系統中偵測到。
目前，專用電子束泛射式電子槍已被用作使晶圓表面預充電且設定充電條件之有用工具。專用電子束泛射式電子槍可增強電壓對比缺陷信號，以便增大缺陷偵測靈敏度及/或產出量。在一流程序中，泛射式電子槍用以提供相對大量之電子以對預界定區域充電。之後，電子束檢測系統之初級電子源經施加以掃描預充電區域內之一區域以獲得該區域之影像。
儘管傳統的泛射式電子槍可能夠產生大的帶電粒子電流且可在短時間中達成整個晶圓之泛流(flooding)，但傳統的泛射式電子槍在應用帶電粒子束檢測時有缺點。舉例而言，在小記憶體器件之帶電粒子束檢測中，傳統泛射式電子槍之優點由於待檢測之小區域而被否定。泛射式電子槍亦具有由其獨立於檢測系統之帶電粒子源引起的限制。另外，系統有必要在兩種不同工作模式之間切換，一個工作模式用於泛流且一個工作模式用於檢測。由於工作模式均在高電壓條件下，因此打開一個工作模式且關閉另一工作模式耗費時間且引入系統設計複雜度。
另外，傳統泛射式電子槍一般由成本約束且借助作為從屬於電子束檢測系統中之其他子系統的子組件來限制。因此，傳統泛射式電子槍與例如SEM之主射束系統相比具有更加簡化之控制。因此，泛射式電子槍具有有限可控性及低準確度。另外，嘗試藉由改良專用泛射式電子槍以具有更精確可控性來解決此等限制可能不切實際地昂貴。此外，封裝約束限制了對於佔用帶電粒子束檢測系統中之空間之專用泛射式電子槍有可能的修改量。
此發明背景部分中所揭示之資訊僅用於增強對本發明之背景的理解，且不應視為對於此資訊形成熟習此項技術者已知之先前技術的確認或任何形式之指示。舉例而言，認為相關技術之以上限制及缺點係為了得到本發明概念而由諸位發明人已經解決的事物，或在設計本發明之過程期間所發現的事物。因此，以上描述不能簡單地被稱作在申請本申請案之前為一般公眾已知的資訊。
本發明之實施例提供用於在一帶電粒子束檢測裝置中提供一帶電粒子泛流模式、同時提供一檢測模式之系統及方法。
在一些實施例中，提供一種帶電粒子束系統，具有：一帶電粒子源，其經組態以沿著一光軸發射一帶電粒子束；至少一個孔隙，其經組態以允許該帶電粒子束穿過該至少一個孔隙；及一控制器。該控制器可經組態以控制該帶電粒子束系統在一第一模式下發射該帶電粒子束，在該第一模式下，該帶電粒子束以一第一電流位準入射於一樣本上且係散焦的。該控制器可經進一步組態以控制該帶電粒子束系統在一第二模式下發射該帶電粒子束，在該第二模式下，該帶電粒子束以一第二電流位準入射於該樣本上且聚焦至該樣本之一表面。該控制器亦可經組態以使該帶電粒子束系統在該第一模式與該第二模式之間切換。
在一些實施例中，提供一種使用一帶電粒子束系統檢測一樣本之方法。該方法可包含發射以一第一電流位準入射於該樣本上之一帶電粒子束，其中該帶電粒子束在該樣本之一表面上散焦。該方法可進一步包含發射以一第二電流位準入射於該樣本上之一帶電粒子束，其中該帶電粒子束聚焦在該樣本之該表面上。
所揭示實施例之額外目標及優點將在以下描述中部分地闡述，且將部分地自該描述顯而易見，或可藉由實踐該等實施例習得。所揭示實施例之目標及優點可藉由在申請專利範圍中所闡述之要素及組合來實現及獲得。然而，不一定需要本發明之例示性實施例以達成此等例示性目標及優點，且一些實施例可能不會達成所陳述的目標及優點中之任一者。
應理解，前文一般描述及以下詳細描述兩者皆僅為例示性及解釋性的，且並不限定如所主張之所揭示標的物。
現將參看附圖來更全面地描述本發明之各種實例實施例，在附圖中，展示了本發明之一些實例實施例。在不限制本發明之保護範疇的情況下，實施例之所有描述及圖式將例示性地參考電子束。
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，本文中所揭示之特定結構及功能細節僅為代表性的。然而，本發明可以許多替代性形式體現，且不應被理解為僅限於本文中闡述的明確陳述之實施例。
因此，雖然本發明之實例實施例能夠實現各種修改及替代形式，但圖式中藉由實例來展示其實施例，且本文中將詳細描述該等實施例。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內的所有修改、等效物及替代。貫穿圖式之描述，類似編號係指類似元件。
雖然本文中論述了若干例示性值範圍，但應瞭解，此等範圍僅為實例。符合本發明之特定實施例可在此等範圍外可操作。
在本發明中，軸向可指示在裝置之光軸方向上，而徑向可指示在垂直於光軸之方向上。座標系之X軸及Y軸應理解為意謂晶圓之平面中的兩個垂直方向。
連接術語「或」包括藉由該結合術語關聯之一或多個列出元件之任何及所有組合。舉例而言，片語「包含A或B之裝置」可指B不存在情況下的包括A之裝置、A不存在情況下的包括B之裝置或其中A及B均存在的裝置。術語「A、B、……及N中之至少一者」或「A、B、……、N或其組合中之至少一者」係在最廣泛意義上定義，以意謂選自包含A、B……及N之群組的一或多個元件，換言之，元件A、B、……或N中之一或多者的任何組合，包括單獨地或與亦可組合地包括未列出之額外元件的其他元件中之一或多者組合的任何一個元件。
在一例示性方法中，電子束用以泛流正在SEM工具中受檢測之晶圓之表面。泛流可用以將缺陷之電壓對比信號增強至令人滿意的信號雜訊比(SNR)位準，使得缺陷能夠很容易地在檢測程序中捕獲。
在一例示性實施例中，SEM工具之初級電子束用以替換系統中之離散泛射式電子槍以泛流晶圓表面。泛流可用於在準備藉由SEM工具檢測晶圓時對晶圓預充電。預充電可能適用增強電壓對比類型缺陷信號，例如如美國專利第8,748,815號及第8,759,762號中所論述，兩個美國專利係以全文引用之方式併入本文中。
簡單來說，預充電可以包括預掃描、散焦預掃描及泛流之各種方案來實施。舉例而言，可使用預掃描。在預掃描中，使用其他條件中的與成像中所使用之條件相同的電流設定來預掃描一區域。然而，在預掃描期間，在射束掃描區域時忽視影像資料，直至影像掃描開始且收集到成像信號為止。
另外，可使用散焦預掃描。在散焦預掃描中，可使用與成像中所使用之電流設定相同的電流設定。在預掃描期間，射束係散焦的。由於射束係散焦的，因此入射於樣本上之電流密度減小，此允許使用稍微較大的總電流射束。因此，散焦預掃描可能比非散焦預掃描更有效。雖然可使用稍微較大的電流射束，但由於成像之電流要求，電流位準仍可為有限的。
此外，可使用泛流。泛流允許對相對大的區域預充電，此在一些應用中可具有更佳效率。
在本發明之一例示性實施例中，提供配備有可調整孔隙之電子束源，諸如在電子束源尖端的前部(朝向電子束輻射之方向)中之一組孔隙。該組孔隙可至少包含用以調節用於泛流功能之所需射束電流(劑量)的一或多個孔隙孔。
在本發明之一例示性實施例中，提供一種用於使用組合聚光透鏡及物鏡的SEM之原生電子光學件來形成用於泛流之所需射束點大小的方法。SEM之主射束可用於成像及泛流兩者。
電子束劑量可藉由選擇所要孔隙來調節。電流範圍可設定為電子束源能夠提供的最大可獲得射束電流內之若干位準(諸如在µA範圍中)。亦即，施加至晶圓之電子束之電流可藉由選擇相應孔隙來調整。舉例而言，經組態以發射約1 µA之射束的孔隙可用於電子束泛流。經組態以發射在0.1至200 nA範圍內之射束的孔隙可用於檢測。任一模式下所使用之可能發射電流之範圍准許高位準之可調性。用於泛流之電流範圍與用於檢測之電流範圍重疊係可能的。因此，在一些實施例中，最大檢測電流可大於最小泛流電流。舉例而言，泛流電流範圍可設定為80至1500 nA。
射束點大小可為但不限於次微米至毫米之範圍(10^-4至10^0 mm)。在一些實施例中，藉由可調整孔隙可獲得之射束點大小的範圍可為5 µm至1 mm。具有適當光點大小之射束接著可用以泛流晶圓表面。
較大射束點大小可用於減小施加至晶圓之電子束之電流密度。舉例而言，在經組態以發射100 µA之射束之典型泛射式電子槍的情況下，射束之光點大小將變得非常大。然而，在諸如SEM工具之電子束檢測工具中，視場(field of view，FOV)受到限制，因此不需要泛流晶圓之大區域。此外，允許提供較小光點大小以用於更精確充電控制之可調性可能有利。亦即，可選擇對於產生用於一些檢測應用之恰當充電條件理想的光點大小，且因此能夠更高效地處理晶圓，同時避免對檢測區域外的區域之充電。
取決於應用需求，電子束源孔隙之設定可與柱孔隙之設定組合以用最短切換時間形成最佳化泛流射束電流密度。
現在參看圖 1 ，其圖示符合本發明之實施例的例示性電子束檢測(EBI)系統100。如圖 1 所示，EBI系統100包括主腔室101、裝載/鎖定腔室102、電子束工具104及設備前端模組(EFEM)106。電子束工具104位於主腔室101內。電子束工具104可為單射束系統或多射束系統。控制器109電連接至電子束工具104。控制器109可為經組態以執行對EBI系統之各種控制的電腦。
EFEM 106包括第一裝載埠106a及第二裝載埠106b。EFEM 106可包括額外裝載埠。第一裝載埠106a及第二裝載埠106b可收納含有待檢測晶圓(例如，半導體晶圓或由其他材料製成之晶圓)或樣本的晶圓前開式單元匣(FOUP) (晶圓及樣本在下文中統稱為「晶圓」)。EFEM 106中之一或多個機械臂(未圖示)可將晶圓運輸至裝載/鎖定腔室102。
裝載/鎖定腔室102連接至裝載/鎖定真空泵系統(未圖示)，其移除裝載/鎖定腔室102中之氣體分子以達到低於大氣壓之第一壓力。在達到第一壓力之後，一或多個機械臂(未圖示)可將晶圓自裝載/鎖定腔室102運輸至主腔室101。主腔室101連接至主腔室真空泵系統(未圖示)，其移除主腔室101中之氣體分子以達到低於第一壓力之第二壓力。在達到第二壓力之後，晶圓經受電子束工具104之泛流或檢測。
圖 2 圖示一單射束裝置，其中檢測系統包含經組態以產生次要射束之單一主射束。偵測器可沿著一光軸置放，如在圖 2 中所示之實施例中。在一些實施例中，偵測器可離軸地配置。
如圖 2 所示，電子束工具104包括由電動載台134支撐以固持待檢測晶圓150的晶圓固持器136。電子束工具104包括一電子發射器，該電子發射器可包含陰極103、陽極120及槍孔隙122。電子束工具104進一步包括射束限制孔隙125、聚光透鏡126、柱孔隙135、物鏡總成132以及電子偵測器144。在一些實施例中，物鏡總成132係一經修改SORIL透鏡，其包括極片132a、控制電極132b、偏轉器132c以及激勵線圈132d。在一般成像程序中，自陰極103之尖端發出之電子束161藉由陽極120電壓加速，穿過槍孔隙122、射束限制孔隙125、聚光透鏡126，且藉由經修改SORIL透鏡聚焦成探測光點，接著照射至晶圓150之表面上。自晶圓表面發出之次級電子由偵測器144收集以形成興趣區域之影像。
電子束工具之聚光器及照明光學件可包含電磁四極電子透鏡或由電磁四極電子透鏡補充。舉例而言，如圖 2所示，電子束工具104包含第一四極透鏡148及第二四極透鏡158。在一些實施例中，四極透鏡用於控制電子束。舉例而言，可控制第一四極透鏡148以調整射束電流且可控制第二四極透鏡158以調整射束點大小及射束形狀。
雖然圖 2 將電子束工具104展示為一次僅使用一個初級電子束來掃描晶圓150之一個部位的單射束檢測工具，但電子束工具104亦可為採用多個初級電子小束以同時掃描晶圓150上之多個部位的多射束檢測工具。
舉例而言，圖 3 圖示用於藉由使用射束分離器將主射束源之多個射束引導至樣本上之多射束裝置。將容易瞭解，本發明之實施例亦可適用於單射束裝置。
如圖 3 所示，電子束工具204包括電動載台134及晶圓固持器136，該晶圓固持器由電動載台134支撐以固持待檢測晶圓150。電子束工具204包括一電子發射器，該電子發射器可包含陰極103、陽極120及槍孔隙122。電子束工具204進一步包括射束限制孔隙124、聚光透鏡126、源轉換單元128、物鏡總成132、射束分離器138以及電子偵測器140。在一些實施例中，源轉換單元128可包括微型偏轉器陣列129及小射束限制板130。在一個實施例中，物鏡總成132可包括一經修改擺動物鏡延遲浸沒透鏡(SORIL)，其包括極片132a、控制電極132b、偏轉器132c以及激勵線圈132d。電子束工具204可另外包括能量色散X射線光譜儀(energy dispersive X-ray spectrometer，EDS)偵測器(未圖示)以表徵晶圓上之材料。
在電子束工具204運行時，將待檢測晶圓150安裝或置放於由電動載台134支撐之晶圓固持器136上。電壓被施加在陽極120與陰極103之間，且陰極103發射電子束160。所發射電子束穿過槍孔隙122及射束限制孔隙124，其兩者可判定進入駐存於射束限制孔隙124下方之聚光透鏡126的電子束之大小。聚光透鏡126可在電子束160進入源轉換單元128之前聚焦所發射電子束160。微型偏轉器陣列129可將所發射射束分裂成多個初級電子束160a、160b及160c。多個主射束之數目不限於三個，且微型偏轉器陣列129可經組態以將所發射射束分解成更大數量之初級電子束。小射束限制板130可在多個初級電子束進入物鏡總成132之前設定該等多個初級電子束之大小。偏轉器132c使初級電子束160a、160b及160c偏轉以促進晶圓上之射束掃描。舉例而言，在掃描過程中，在不同時間點可控制偏轉器132c以使初級電子束160a、160b及160c同時偏轉至晶圓150之頂部表面之不同部位上，以提供用於晶圓150之不同部分之影像重建的資料。
在物鏡總成132中，激勵線圈132d及極片132a產生在極片132a之一端開始且在極片132a之另一端終止的磁場。由初級電子束160掃描之晶圓150之一部分可浸沒於磁場中且可帶電，此又產生一電場。電場在初級電子束與晶圓碰撞之前減小衝擊接近晶圓之表面的初級電子束160之能量。與極片132a電隔離之控制電極132b控制晶圓上之電場以防止晶圓之微拱起且確保正確射束聚焦。
在接收初級電子束160a、160b及160c後，可自晶圓150之部分發射後向散射的初級及次級電子。射束分離器138可將包含後向散射及次級電子的次級及/或散射電子束170a、170b及170c引導至電子偵測器140之感測器表面。偵測到之電子束170a、170b及170c可在電子偵測器140之感測器表面上形成對應射束點180a、180b及180c。電子偵測器140可產生表示所接收射束點之強度的信號(例如，電壓、電流等)，且將該等信號提供至諸如控制器109之處理系統。次級及/或散射電子束170a、170b及170c之強度及所得射束點可根據晶圓150的外部及/或內部結構變化。此外，如上文所論述，可將初級電子束160a、160b及160c投射至晶圓150之頂部表面之不同部位上，以產生不同強度的次級及/或散射電子束170a 170b及170c(及所得射束點)。因此，藉由利用晶圓150之部分映射射束點之強度，處理系統可重建反映晶圓150之內部及/或外部結構的影像。
此外，電子束工具104可為多柱孔隙SEM系統之部分。此外，電子束工具104亦可實施為電子束微影(EBL)系統，諸如電子束直接寫入(EBDW)系統。本申請案不限制應用所揭示之帶電粒子發射器的特定系統或技術區域。因此，本發明可適用於任何帶電粒子系統，諸如聚焦離子束(focused ion beam，FIB)系統、原子力顯微法(atomic force microscopy，AFM)系統，或諸如SEM電子束檢測系統之其他電子束系統。
現在參看圖 4 ，其圖示符合本發明之實施例的選擇性可改變孔隙板122a之例示性組件。替代槍孔隙122或除槍孔隙以外，可提供選擇性可改變孔隙板122a。此外，可提供射束限制孔隙125及柱孔隙135以作為選擇性可改變孔隙。
如圖 4 所示，選擇性可改變孔隙板122a可為包含複數個孔的板。舉例而言，選擇性可改變孔隙板122a包括第一孔隙孔123a、第二孔隙孔124a、第三孔隙孔125a，諸如此類。第一孔隙孔123a具有經組態以允許電子束穿過之直徑且可經組態以產生相對大的光點大小用於泛流。選擇性可改變孔隙板122a可包含複數個其他逐漸變小之孔隙孔，其用於泛流較小區域及/或適合於在執行電子束檢測時使用。孔隙板中之孔的數目可定製。
由於自電子束源發出之電子可具有均勻的角密度，因此穿過孔隙之電流與孔隙孔大小直接相關。當一個選擇性可改變孔隙板配置於電子束源與待輻照的區域之間時，孔隙板可經組態以使用四個不同大小之孔隙孔通過例如150 nA、300 nA、600 nA以及1,200 nA之電子電流。由孔隙規定之電流位準可判定入射於樣本上之電流的位準。當多個孔隙連續地配置在光軸方向上時，電流位準可依次減小，以使得多個孔隙各自對入射於樣本上之最終電流有影響。
在一些實施例中，第一孔隙孔125a可具有在例如100至200 µm範圍內之直徑。孔隙板122a可具備具有例如60 µm之直徑的另一孔，其用於檢測模式。在檢測模式下，電子束聚焦至一點下係有利的。舉例而言，點聚焦探測光點可為約1 nm。狹窄地聚焦之探測光點對獲得高成像解析度有利。
選擇性可改變孔隙板122a可在電子束工具中定位於電子發射器與晶圓之間。在一些實施例中，選擇性可改變孔隙板122a可定位於電子束工具的電子發射器與聚光透鏡之間。
選擇性可改變孔隙板122a之材料係或可包含非磁性導電板，諸如鉑、金、鉬、銅、鉭、鉑-銥(95:5)、石墨或其他材料中之一或多者。
在另一實施例中，可調整孔隙可作為膜片型孔隙來提供。膜片型孔隙可由馬達控制以用於準確射束控制。
在例示性帶電粒子檢測系統之操作中，諸如藉由使用EBI系統，預充電係在晶圓檢測之前進行。在一些實施例中，EBI系統100可在經組態以進行待檢測晶圓之預充電的散焦模式下操作。EBI系統100亦可在經組態以進行藉由電子束成像之檢測的成像模式下操作。在散焦模式及成像模式兩者下，電子束工具之電子發射器產生電子束。
在散焦模式下，如圖 5 所示，在散焦模式下操作之電子束工具204A之槍孔隙122經組態以允許由電子發射器產生的電子束穿過槍孔隙122。舉例而言，在散焦模式下，電子束工具經組態以產生入射於晶圓150上之散焦電子束165。散焦電子束165可適合於輻照晶圓上之待檢測的相對大區域。可設定諸如射束限制孔隙125及柱孔隙135之額外孔隙以允許散焦電子束不受阻礙地穿過該等孔隙。散焦電子束165可根據電流位準藉由孔隙設定，以使得電子束之電流經設定至第一電流位準。電流位準可一起設定，以使得槍孔隙122、射束限制孔隙125及柱孔隙135之全部影響傳遞至晶圓的射束之電流位準。替代地，在其他孔隙設定為足夠大以使得其他孔隙實質上不影響射束電流時，射束電流位準可實質上由槍孔隙122判定。散焦電子束165可穿過在圖 5 中示意性地展示的電子束工具之聚焦光學件，諸如聚光透鏡126及物鏡132。然而，散焦電子束165並不藉由電子光學件聚焦至晶圓150之表面上的精確點。散焦電子束165與經組態以用於電子束檢測之探測光點相比相對散焦，且因此使得散焦電子束具有寬廣之光點大小。在一些實施例中，散焦電子束165可掃描跨越晶圓150之一區以進行預充電。在一些實施例中，散焦電子束165並不掃描跨越晶圓且實情為輻照較小區。
在成像模式下，如圖 6 所示，在成像模式下操作之電子束工具204B之聚焦光學件受控制以將電子束聚焦至精確點以用於進行成像檢測。舉例而言，在成像模式下，電子束工具經組態以產生入射於晶圓150上之檢測電子束166。檢測電子束接著可藉由在晶圓150上方按一圖案(例如，光柵圖案)掃描射束而用於成像。檢測電子束166可設定至第二電流位準。
該第一電流位準可大於或等於該第二電流位準。舉例而言，通常，大電流位準係預充電所期望的。由於用於檢測之電流位準通常較小，因此該第二電流位準可小於該第一電流位準。然而，該第一電流位準未必需要大於該第二電流位準，例如在使用大電流檢測之情況下。
當該第二電流位準經組態以小於該第一電流位準時，成像模式下的檢測電子束之電流位準可藉由電子束工具之孔隙來設定。舉例而言，可設定槍孔隙122以允許相對小電流之電子束穿過槍孔隙。當使用選擇性可改變孔隙板122a作為槍孔隙122時，小於用於散焦電子束之孔隙孔的孔隙孔可用以允許檢測待入射於晶圓上之射束。在一些實施例中，選擇性可改變孔隙板122a由一馬達來控制，該馬達經組態以調整選擇性可改變孔隙板122a的X及Y位置，使得複數個孔隙孔(123a、124a、125a、126a、127a、128a)中之一者與電子發射器之光軸對準。該馬達可由來自控制器109之一命令信號控制。
控制器109可控制電子束工具以在散焦模式與成像模式之間可切換。在散焦模式下，控制器109可控制該馬達，該馬達經組態以移動選擇性可改變孔隙板122a，使得散焦電子束經設定至該第一電流位準。在成像模式下，控制器109可控制選擇性可改變孔隙板122a之馬達，使得檢測電子束經設定至該第二電流位準。
此外，控制器109亦可控制電子光學件，使得散焦電子束在散焦模式下散焦。舉例而言，電子光學件之聚光透鏡及物鏡可受控制，使得電子束之焦點不與晶圓表面重合。電子光學件可調整電子束，使得電子束之焦點在光軸方向上超出晶圓之平面，因此增大光點大小。在成像模式下，控制器109可控制電子光學件，使得檢測電子束與入射於晶圓上之散焦電子束相比相對更聚焦。詳言之，控制器109可控制電子光學件，使得檢測電子束之焦點與晶圓表面重合。控制器109亦可以一方式控制電子束工具，該方式使得散焦電子束經規定具有特定光點大小。散焦電子束之光點大小可大於檢測電子束之探測光點。此外，散焦電子束之光點與檢測電子束之探測光點相比可能更散開。
圖7圖示符合本發明之實施例的在第一模式下操作之例示性帶電粒子束工具304A。為清楚起見，省略了一些元件。帶電粒子束工具304A包含包括陰極303及陽極320之帶電粒子源。該第一模式可包含泛流模式。在泛流模式下，第一槍孔隙323a與帶電粒子源之光軸302對準，該光軸具有一大小，以使得允許第一電流位準下之射束穿過第一槍孔隙323a。該第一電流位準可相對較大，例如，1000 nA。
該帶電粒子束工具進一步包含聚光透鏡326、柱孔隙335及物鏡332。在操作於第一模式下之帶電粒子束工具304A中，聚光透鏡326受控制以將1000 nA射束聚焦在柱孔隙335之中心處。1000 nA射束可聚焦，以使得穿過第一槍孔隙323a之實質上所有帶電粒子穿過柱孔隙335。因此，入射於置放在帶電粒子源下方之樣本上的泛流射束電流可與該第一電流位準實質上相同。可藉由將射束聚焦至柱孔隙335之中心以使得柱孔隙335不限制射束電流來達成泛流模式。由於聚焦射束比柱孔隙335之直徑小得多，因此實質上所有射束電流將穿過孔隙孔且可作為泛流電流達到樣本。
在到達樣本後，散焦射束可擴展以輻照包含區域380之樣本之一區域。
泛流模式可包含進行對置放在帶電粒子源下方之樣本的主射束泛流。在主射束泛流中，物鏡332可受控制以將射束聚焦至所要位準。舉例而言，物鏡332可控制受以產生具有所要大小之主射束泛流光點381。光點大小可在包含區域380之範圍內加以調整。因此，射束可控制至所要程度之聚焦。
物鏡332可以可用於泛流模式中的散焦射束形狀/大小之大範圍可操作。可調整泛流光點381之大小最多至區域380之大小(其可例如在次毫米範圍中，諸如0.5 mm左右)且最小至接近聚焦光點之大小(其可為例如幾奈米)。泛流模式中之光點大小之範圍可由任何散焦光點組成，且在一些例示性實施例中可包含0.1 µm至500 µm之範圍。
圖 8 圖示符合本發明之實施例的在第二模式下操作之例示性帶電粒子束工具304B。第二模式可包含成像模式。在成像模式下，第二槍孔隙324a與帶電粒子源之光軸302對準，以使得允許第二電流位準下之射束穿過第二槍孔隙324a。該第二電流位準可相對較小，例如，20 nA。
在操作於第二模式下之帶電粒子束工具304B中，聚光透鏡326受控制以聚焦20 nA射束以用於另外精確控制。聚焦可與調整柱孔隙335一起發生，或與柱孔隙335無關。舉例而言，可使或多或少具有帶電粒子之射束穿過柱孔隙335，以使得檢測射束在精確控制下以特定電流位準(諸如5 nA或6.5 nA)到達樣本。物鏡332受控制以將檢測射束聚焦至成像光點大小。在到達樣本後，聚焦射束可會聚在樣本之表面上之一點處，由此形成探測光點382。探測光點382之大小可在幾個nm範圍內或更小。
在一些實施例中，泛流電子束可經組態以形成實質上涵蓋帶電粒子束工具之FOV的光點大小。
控制器109可控制在第一模式下時之泛流劑量。舉例而言，控制器109可在處於第一模式下時輻照晶圓持續一預定時間段。
在一些實施例中，泛流程序可在連續移動模式下實施，其中，由於泛流開啟，因此晶圓由電動載台134承載，以受控制速度沿著X方向及Y方向移動。移動速度可根據所需的泛流劑量及時序來最佳化。在連續移動模式下，在成像掃描之前對晶圓之一區域進行至少一次掃描以視次級電子發射效率而使樣本帶正電或負電。當在連續移動模式下操作時，泛流與成像之間的切換時間相對短，此係因為同一射束可用於泛流及成像兩者。此外，可精確地控制預充電區域。在一些實施例中，用於成像的小射束電流之初級電子束可足夠用於預掃描以平衡表面充電之狀態及/或以低漏電率偵測電壓對比缺陷。
泛流程序亦可在「跳躍及泛流」模式下實施，其中泛流射束以所需劑量開啟持續特定時間段，同時電動載台134載運晶圓以停在選定位置。當偵測到具有高漏電率之一些電缺陷(諸如銅互連件中之薄空隙)時，在「跳躍及泛流」模式下進行泛流程序可能有利，該等電缺陷需要大量電子來累積充電以便被偵測到。
圖 9 圖示符合本發明之實施例的在混合式模式下操作之例示性帶電粒子束工具304C。在混合式模式下，帶電粒子束可組合泛流模式及成像模式之功能性。雖然帶電粒子束工具處在混合式模式下，但第一槍孔隙323a經選擇而與帶電粒子源之光軸302對準。舉例而言，第一槍孔隙323a可具有經組態以使1000 nA之射束穿過的大小。同時，選擇具有適合於成像之大小的柱孔隙。柱孔隙可為一選擇性可改變孔隙。柱孔隙335之大小可小於第一槍孔隙323a之大小。舉例而言，柱孔隙335可具有經組態以使5 nA之射束穿過的大小。
在混合式模式下，聚光透鏡326可受控制以產生適合於泛流及成像兩者之射束。對聚光透鏡326之控制可獨立於用以調整射束之孔隙進行。舉例而言，如圖9 所示，聚光透鏡326可受控制以產生中間射束350。中間射束350並不聚焦至柱孔隙335之中心。因此，對射束電流之進一步控制可藉由使用適當大小之柱孔隙限制射束來達成。中間射束350在穿過柱孔隙335及物鏡332後可經適當整形，以使得射束聚焦至樣本之表面上的一點且變得適合於成像。此外，聚光透鏡326可受控制以將已穿過第一槍孔隙323a之1000 nA射束聚焦至柱孔隙335之中心。1000 nA射束可聚焦，以使得穿過第一槍孔隙323a之實質上所有帶電粒子穿過柱孔隙335。因此，在混合式模式下，亦可產生泛流射束，其中入射於置放在帶電粒子源下方之取樣上之電流與第一電流位準實質上相同。在到達樣本後，散焦射束可擴展以照射包含區域380之樣本之區域，且可藉由物鏡332進一步聚焦以形成主射束泛流光點381。
在混合式模式下操作可實現對切換速度之進一步改良。由於諸如聚光透鏡326之電磁透鏡可藉由電輸入信號來控制，因此調整透鏡條件且由此改變穿過透鏡之射束分佈所需的時間變得極短。另一方面，藉由實體地移動孔隙板以將單獨孔隙孔與射束之光軸對準來改變孔隙。在一些實施例中，例如，聚光透鏡可調整為比孔隙快十倍。
在一些實施例中，成像品質可受在混合式模式下操作影響。舉例而言，當一大電流射束穿過槍孔隙時，該射束之一部分可入射於柱孔隙之頂部上。此可略微地影響探測射束之光學效能。舉例而言，當使用極大電流(諸如成像所需之電流的100倍)時，光學效能可足夠進行用於檢測晶圓以發現缺陷之成像。
在一些實施例中，使用相對大的槍孔隙，此允許具有通常高於用於成像或預掃描之電流位準的電流位準之射束通過。此外，帶電粒子束工具可包含具有增壓器之帶電粒子源。增壓器可用以使工具之主射束源的射束電流升壓至其最高位準，使得帶電粒子源可如同泛射式電子槍一樣作用。
在符合本發明之實施例的一例示性方法中，使用帶電粒子束系統來檢測樣本。該方法包含發射以一第一電流位準入射於樣本上之帶電粒子束，同時該射束在樣本之表面上散焦。此發射步驟可為泛流程序。舉例而言，此發射步驟可包含在經組態以進行用於對待檢測晶圓預充電之泛流的第一模式下操作EBI系統100。
圖10係圖示符合本發明之實施例的例示性方法的流程圖。如圖10所示，一種用於檢測晶圓之方法以取樣裝載之步驟S110開始。步驟S110可包含開口一裝載埠，插入一晶圓，關閉該裝載埠，密封一帶電粒子束裝置之一行，以及抽吸一真空。
接下來，在組態條件之步驟S120中，可設定用於執行分析之初始條件。舉例而言，操作人員可規定所要電壓、孔隙、帶電粒子束電流位準以及焦點在設定。在一些實施例中，條件可自動地設定。
接下來，在定位樣本載台之步驟S130中，可微調晶圓之X及Y位置、傾斜、角定向等。舉例而言，可移動樣本載台以對準晶圓上之所要檢測區域與帶電粒子束裝置之FOV。
接下來，在步驟S140中，可進行晶圓之泛流。泛流程序可包含發射以一第一電流位準入射於晶圓上之帶電粒子束，同時射束在晶圓之表面上散焦。舉例而言，泛流程序可在第一模式下進行，如本文中所論述。
接下來，在切換模式之步驟S150中，可修改帶電粒子束裝置之條件。舉例而言，可調整前述電壓、孔隙、帶電粒子束電流位準以及焦點。然而，在前進至下一個步驟之前，不需要打開樣本裝載腔室，排放真空，或重設電壓位準。
在步驟S160中，可在必要時進一步調整樣本載台。
在步驟S170中，可進行晶圓之檢測。檢測程序可包含發射以第二電流位準入射於晶圓上之帶電粒子束，同時帶電粒子束聚焦在晶圓之表面上。在檢測期間，帶電粒子束可掃描跨越晶圓之表面以基於偵測到的次要及/或後向散射帶電粒子而產生影像。舉例而言，檢測程序可在第二模式下進行，如本文中所論述。
接下來，在驗證之步驟S180中，可確認缺陷之存在或不存在。偵測到缺陷之位置可用地址來保存。亦可記錄偵測到缺陷之額外細節，諸如類型、嚴重程度及區域之影像。此外，在檢測步驟S170中所分析之區域可記錄為不含缺陷。此後，可進行額外步驟以用於檢測晶圓之其他區域。
在驗證一區域之後，方法可前進至切換模式之步驟S190以準備重複步驟S140至S180。方法可應使用者之命令或在已檢測了所有所要區域時終止。
如上所述，發射帶電粒子束之步驟可包含在第一模式及第二模式下操作EBI系統100，在第一模式下，EBI系統100受控制以使其電子束在晶圓150之表面上散焦，在第二模式下，EBI系統100受控制以將其電子束聚焦至精確點以用於進行成像檢測。
例示性方法可進一步包含調整一可調整孔隙，以使得該第二電流位準小於該第一電流位準。孔隙之調整可人工地進行或藉由機器經由帶電粒子束系統之控制器進行。
例示性方法可進一步包含自第一模式切換至第二模式，反之亦然。在一些實施例中，模式可快速地來回切換。舉例而言，當受檢測結構僅能夠將電荷保持短時間量(此可歸因於電流洩漏或其類似者)時，可能需要頻繁地切換模式。在此情況下，例示性程序可包含泛流一區域(0.2秒)、切換模式(0.1秒)、檢測該區域(0.5秒)、切換模式以及移動至一新區域，諸如此類。
當在混合式模式下操作時，切換時間可進一步減小，從而改良進行快速切換時的效能。
諸圖中之流程圖及方塊圖圖示了根據本發明之各種例示性實施例的系統、方法及電腦程式產品之可能實施之架構、功能性及操作。就此而言，流程圖或方塊圖中之每一區塊可表示程式碼之模組、分段或部分，其包含用於實施規定之邏輯功能的一或多個可執行指令。應理解，在一些替代實施中，區塊中所指示之功能可不按諸圖中所提及的次序出現。舉例而言，視所涉及之功能性而定，連續展示的兩個區塊可實質上同時執行，或兩個區塊有時可以相反次序執行。亦應理解，流程圖或方塊圖之每一區塊及該等區塊之組合可藉由執行規定之功能或動作的基於專用硬體之系統或藉由專用硬體與電腦指令之組合來實施。
系統、方法及電腦程式產品之可能實施可儲存於內部及/或外部資料儲存器中。內部/外部儲存器可為揮發性或非揮發性、磁性、半導體、磁帶、光學、抽取式、非抽取式或其他類型之儲存器件或有形及/或非暫時性電腦可讀媒體。舉例而言，常見形式之非暫時性媒體包括：軟碟、可撓性磁碟、硬碟、固態磁碟機、磁帶或任何其他磁性資料儲存媒體；CD-ROM；任何其他光學資料儲存媒體；具有孔圖案之任何實體媒體；RAM、PROM及EPROM、FLASH-EPROM或任何其他快閃記憶體；NVRAM；快取記憶體；暫存器；任何其他記憶體晶片或卡匣；及其聯網版本。
本發明之例示性實施例可達成優於包括以下各者之傳統泛射式電子槍泛流程序的特定優越優點。舉例而言，自泛流模式至成像/檢測模式之快速切換係可能的，反之亦然。在使用離散泛射式電子槍之典型程序中，切換至成像模式可能需要幾分鐘。然而，在例示性實施例中，切換時間可減小至幾秒，若不小於一秒。因此，可達成一至兩個數量級之加工時間節省。
較短切換時間之優點係減少的等待時間(在泛流以開始檢測之後)。可藉由減少由等待時間引起之漏泄電荷的量來改良檢測靈敏度。由於特定類型之應用對等待/延遲時間敏感，且電子束泛流產生之充電條件可能不會在充電條件釋放(漏泄)之前持續很久，因此顯著的切換時間節省幫助涵蓋更多的可用應用。另外，時間節省對於改良處理量有利。
與傳統泛射式電子槍相比，諸如SEM柱之帶電粒子束系統之主射束源具有更加複雜的原生電子光學能力及可控性，此藉由利用此等能力在精確可控位準內產生所需的射束電流密度、劑量、場電位等來實現大部分優點。舉例而言，可使用各種能量位準設定。在一些實施例中，用於泛流及成像兩者之主射束源在100eV至3000eV之範圍內可操作。在此範圍內，可精確地選擇例如199eV或1777eV之能量位準。可選擇值以用於個別地最佳化諸如泛流或成像之所要程序。
多個孔隙之使用允許對待穿過孔隙且前進至樣本之目標電流的精確控制。目標電流可視應用及諸如泛流或檢測之所要程序來控制。在一些實施例中，檢測功能可使用用於泛流之相同孔隙來進行。在一些實施例中，用於泛流及成像之相同孔隙可為電子束檢測工具中所提供之最小孔隙。
此外，在一些情況下，第一模式及第二模式可共用單一槍孔隙以首先滿足泛流之電流要求，接著射束電流可藉由聚光透鏡、物鏡及柱孔隙的組合使用而減小至適合於檢測之位準。
中和係預充電控制之一個應用。在一些實施例中，進行泛流以在電子束檢測之前將晶圓表面之電荷預設至特定位準。在一些實施例中，晶圓之表面電荷經中和以便移除特定先前操作之效應，此可能在晶圓上留下非所要電荷。根據各種泛流條件，可靈活地選擇電子束源之操作參數。
可根據例示性實施例來改良泛流效率。舉例而言，傳統泛射式電子槍可能能夠發射諸如數百微安之較高電流，但歸因於傳統泛射式電子槍之較大射束點大小(例如，超過10 mm)，其不能泛流較小區域而不溢出不必要區域。對於電子束檢測機器，歸因於超過尺寸之射束點或不精確位置或射束密度之不均勻性，超出感興趣區域10倍至100倍之區域可能被不必要地泛流。在泛流方法根據一些例示性實施例藉由電子束檢測工具之主射束源進行之情況下，泛流可準確地限於待檢測區域。因此，增加之準確度可節省用於使用部分晶圓之檢測應用或用於小區域泛流的時間。
此外，與具有專用控制器或電源之傳統泛射式電子槍相比，可達成成本節省。舉例而言，例示性實施例可消除對諸如用於專用泛射式電子槍之單獨控制器及電源的冗餘系統之需求。
在例示性實施例中，經組態以在兩種模式下操作之帶電粒子束源可共用一單一控制器用於泛流及檢測之兩種功能。因此，具有雙模式帶電粒子源之系統可省略不必要的組件，包括單獨專用專用流噴及其相關配件，諸如系統之控制器及類似者。
可以使用以下條項進一步描述實施例： 1.   一種帶電粒子束系統，其包含： 一帶電粒子源，其經組態以沿著一光軸發射一帶電粒子束； 至少一個孔隙，其經組態以允許該帶電粒子束穿過該至少一個孔隙；及 一控制器，其經組態以： 控制該帶電粒子束系統在一第一模式下發射該帶電粒子束，在該第一模式下，該帶電粒子束以一第一電流位準入射於一樣本上且入射於該樣本上之該帶電粒子束係散焦的； 控制該帶電粒子束系統在一第二模式下發射該帶電粒子束，在該第二模式下，該帶電粒子束以一第二電流位準入射於該樣本上且入射於該樣本上之該帶電粒子束聚焦至該樣本之一表面；且 使該帶電粒子束系統在該第一模式與該第二模式之間切換。 2.   如條項1之帶電粒子束系統，其中該控制器經進一步組態以： 在該第一模式下在該樣本之該表面上形成一第一光點；且 在該第二模式下在該樣本之該表面上形成一第二光點。 3.   如條項1之帶電粒子束系統，其中該第一電流位準大於或等於該第二電流位準。 4.   如條項1之帶電粒子束系統，其中該第一電流位準大於該第二電流位準。 5.   如條項2之帶電粒子束系統，其中該第一光點比該第二光點更散焦。 6.   如條項2之帶電粒子束系統，其中該控制器經進一步組態以： 形成具有一第一光點大小之該第一光點，且 形成具有一第二光點大小之該第二光點，其中該第一光點大小大於該第二光點大小。 7.   如條項1之帶電粒子束系統，其中該控制器經進一步組態以： 在該第一模式下執行該樣本之該表面之帶電粒子泛流；且 在該第二模式下執行該樣本之帶電粒子束檢測。 8.   如條項1之帶電粒子束系統，其進一步包含： 一孔隙板，其上形成有一第一孔隙及一第二孔隙，其中該第一孔隙具有大於該第二孔隙之大小的一大小；及 一馬達，其經組態以調整該孔隙板之一位置； 其中該控制器經組態以： 移動該孔隙板，使得該第一孔隙在該第一模式下與該光軸對準，且 移動該孔隙板，使得該第二孔隙在該第二模式下與該光軸對準。 9.   如條項1之帶電粒子束系統，其中該帶電粒子束系統係一掃描電子顯微鏡且該帶電粒子束係一電子束。 10.  一種使用一帶電粒子束系統檢測一樣本之方法，該方法包含： 發射以一第一電流位準入射於該樣本上之一帶電粒子束，該帶電粒子束在該樣本之一表面上散焦；及 發射以一第二電流位準入射於該樣本上之一帶電粒子束，該帶電粒子束聚焦在該樣本之該表面上。 11.  如條項10之方法，其進一步包含： 調整一可調整孔隙，以使得該第二電流位準小於該第一電流位準。 12.  如條項10之方法，其進一步包含： 執行該樣本之該表面之帶電粒子泛流；及 執行該樣本之帶電粒子束檢測。 13.  如條項10之方法，其進一步包含： 以該第一電流位準在該樣本之一表面上形成一第一光點；及 以該第二電流位準在該樣本之該表面上形成一第二光點。 14.  如條項10之方法，其中該第二電流位準小於該第一電流位準。 15.  如條項13之方法，其中該第二光點小於該第一光點。 16.  一種儲存一指令集之非暫時性電腦可讀媒體，該指令集可由一帶電粒子系統之一或多個處理器執行以致使該帶電粒子系統執行一方法，該方法包含： 指示一帶電粒子發射器在一第一模式下發射一帶電粒子束，在該第一模式下，該帶電粒子束以一第一電流位準入射於一樣本上且入射於該樣本上之該帶電粒子束係散焦的； 指示該帶電粒子系統在該第一模式與一第二模式之間切換； 指示該帶電粒子發射器在該第二模式下發射一帶電粒子束，在該第二模式下，該帶電粒子束以一第二電流位準入射於該樣本上且入射於該樣本上之該帶電粒子束聚焦至該樣本之一表面。 17.  如條項16之電腦可讀媒體，其中可由該帶電粒子系統之該一或多個處理器執行的該指令集經組態以致使該帶電粒子系統進一步執行： 指示一電磁透鏡在該第一模式下聚焦該電子束，以在該樣本之該表面上形成一第一光點；及 指示該電磁透鏡在該第二模式下聚焦該電子束，以在該樣本之該表面上形成一第二光點。 18.  如條項16之電腦可讀媒體，其中可由該帶電粒子系統之該一或多個處理器執行的該指令集經組態以致使該帶電粒子系統進一步執行： 將一孔隙自經組態以允許該第一模式下之該帶電粒子束穿過該孔隙的一第一孔隙孔改變至經組態以允許該第二模式下之該帶電粒子束穿過該孔隙的一第二孔隙孔。 19.  如條項16之電腦可讀媒體，其中該第一電流位準大於或等於該第二電流位準。 20.  如條項16之電腦可讀媒體，其中該第一電流位準大於該第二電流位準。 21.  如條項17之電腦可讀媒體，其中該第一光點比該第二光點更散焦。 22.  如條項17之電腦可讀媒體，其中可由該帶電粒子系統之該一或多個處理器執行的該指令集經組態以致使該帶電粒子系統進一步執行： 形成具有一第一光點大小的該第一光點，且 形成具有一第二光點大小的該第二光點，其中該第一光點大小大於該第二光點大小。 23.  如條項16之電腦可讀媒體，其中可由該帶電粒子系統之該一或多個處理器執行的該指令集經組態以致使該帶電粒子系統進一步： 在該第一模式下執行該樣本之該表面之帶電粒子泛流；且 在該第二模式下執行該樣本之帶電粒子檢測。 24.  一種帶電粒子束系統，其包含： 一帶電粒子源，其經組態以沿著一光軸發射一帶電粒子束； 至少一個孔隙，其經組態以允許該帶電粒子束穿過該至少一個孔隙； 至少一個電磁透鏡，其經組態以控制該帶電粒子束之聚焦；及 一控制器，其經組態以： 控制該帶電粒子束系統以在一泛流模式下發射該帶電粒子束； 控制該帶電粒子束系統以在一掃描模式下發射該帶電粒子束；及 使該帶電粒子束系統在該泛流模式與該掃描模式之間切換。 25.  如條項24之帶電粒子束系統，其中 該至少一個孔隙經設定為該第一模式及該第二模式下之一第一孔隙孔；且 該至少一個電磁透鏡改變在該泛流模式與掃描模式之間的該帶電粒子束之一焦點。 26.  如條項24之帶電粒子束系統，其中該帶電粒子源係一帶電粒子束工具之一主射束。
應瞭解，本發明不限於上文已描述且在附圖中所圖示之確切建構，且可在不背離本發明之範疇的情況下作出各種修改及改變。此外，以上例示性實施例不一定互相排斥且可彼此組合。舉例而言，即使當改變第一模式與第二模式之間的孔隙時，亦可實施連續移動模式。此外，孔隙可包含圓形孔、狹縫或適合於允許射束穿過其之任何形狀。
希望本發明之範疇應僅由隨附申請專利範圍限制。
100:電子束檢測(EBI)系統 101:主腔室 102:裝載/鎖定腔室 103:陰極 104:電子束工具 106:設備前端模組(EFEM) 106a:第一裝載埠 106b:第二裝載埠 109:控制器 120:陽極 122:槍孔隙 122a:選擇性可改變孔隙板 123a:第一孔隙孔 124:射束限制孔隙 124a:第二孔隙孔 125:射束限制孔隙/聚光透鏡 125a:第三孔隙孔 126:聚光透鏡 126a:孔隙孔 127a:孔隙孔 128:源轉換單元 128a:孔隙孔 129:微型偏轉器陣列 130:小射束限制板 132:物鏡總成 132a:極片 132b:控制電極 132c:偏轉器 132d:激勵線圈 134:電動載台 135:柱孔隙 136:晶圓固持器 138:射束分離器 140:電子偵測器 144:電子偵測器 148:第一四極透鏡 158:第二四極透鏡 150:晶圓 160:電子束 160a:初級電子束 160b:初級電子束 160c:初級電子束 161:電子束 165:散焦電子束 166:檢測電子束 170a:次級及/或散射電子束 170b:次級及/或散射電子束 170c:次級及/或散射電子束 180a:射束點 180b:射束點 180c:射束點 204:電子束工具 204A:電子束工具 204B:電子束工具 302:光軸 303:陰極 304A:帶電粒子束工具 304B:帶電粒子束工具 304C:帶電粒子束工具 320:陽極 323a:第一槍孔隙 324a:第二槍孔隙 326:聚光透鏡 332:物鏡 335:柱孔隙 350:中間射束 380:區域 381:主射束泛流光點 382:探測光點 S110:步驟 S120:步驟 S130:步驟 S140:步驟 S150:步驟 S160:步驟 S170:步驟 S180:步驟 S190:步驟
圖 1 係圖示符合本發明之實施例的例示性電子束檢測(EBI)系統的示意圖。
圖 2 係圖示符合本發明之實施例的例示性單射束電子束工具的示意圖，該例示性單射束電子束工具可為圖 1 之例示性電子束檢測系統之一部分。
圖 3 係圖示符合本發明之實施例的例示性多射束電子束工具的示意圖，該例示性多射束電子束工具可為圖 1 之例示性電子束檢測系統之一部分。
圖 4 係圖示符合本發明之實施例的例示性選擇性可改變孔隙的示意圖。
圖 5 係圖示符合本發明之實施例的在散焦模式下操作之例示性電子束工具的示意圖。
圖 6 係圖示符合本發明之實施例的在成像模式下操作之例示性電子束工具的示意圖。
圖 7 係圖示符合本發明之實施例的在第一模式下操作之例示性單射束帶電粒子束工具的示意圖。
圖 8 係圖示符合本發明之實施例的在第二模式下操作之例示性單射束帶電粒子束工具的示意圖。
圖 9 係圖示符合本發明之實施例的在混合模式下操作之例示性單射束帶電粒子束工具的示意圖。
圖 10 係圖示符合本發明之實施例的用於檢測晶圓之例示性方法的流程圖。
S110:步驟
S120:步驟
S130:步驟
S140:步驟
S150:步驟
S160:步驟
S170:步驟
S180:步驟
S190:步驟

Claims (10)

  1. 一種帶電粒子束系統，其包含： 一帶電粒子源，其經組態以沿著一光軸發射一帶電粒子束； 至少一個孔隙，其經組態以允許該帶電粒子束穿過該至少一個孔隙； 至少一個電磁透鏡，其經組態以控制該帶電粒子束之聚焦；及 一控制器，其經組態以： 控制該帶電粒子束系統以在一泛流(flooding)模式下發射該帶電粒子束； 控制該帶電粒子束系統以在一掃描模式下發射該帶電粒子束；及 使該帶電粒子束系統在該泛流模式與該掃描模式之間切換。
  2. 如請求項1之帶電粒子束系統，其中 該至少一個孔隙經設定為該泛流模式及該掃描模式下之一第一孔隙孔；且 該至少一個電磁透鏡改變在該泛流模式與該掃描模式之間的該帶電粒子束之一焦點。
  3. 如請求項1之帶電粒子束系統，其中該帶電粒子源係一帶電粒子束工具之一主射束。
  4. 如請求項1之帶電粒子束系統，其中在該泛流模式下，該帶電粒子束以一第一電流位準入射於一樣本上且入射於該樣本上之該帶電粒子束係散焦的(defocused)。
  5. 如請求項4之帶電粒子束系統，其中在該掃描模式下，該帶電粒子束以一第二電流位準入射於該樣本上且入射於該樣本上之該帶電粒子束聚焦至該樣本之一表面。
  6. 如請求項5之帶電粒子束系統，其中： 在該泛流模式下該帶電粒子束在該樣本之該表面上形成一第一光點；且 在該掃描模式下該帶電粒子束在該樣本之該表面上形成一第二光點。
  7. 如請求項5之帶電粒子束系統，其中該第一電流位準大於該第二電流位準。
  8. 如請求項5之帶電粒子束系統，其中該第一光點大於該第二光點。
  9. 如請求項5之帶電粒子束系統，其中該第一光點比該第二光點更散焦。
  10. 一種儲存一指令集之非暫時性電腦可讀媒體，該指令集可由一帶電粒子系統之一或多個處理器執行以致使該帶電粒子系統執行一方法，該方法包含： 指示一帶電粒子發射器在一第一模式下發射一帶電粒子束，在該第一模式下，該帶電粒子束以一第一電流位準入射於一樣本上且入射於該樣本上之該帶電粒子束係散焦的； 指示該帶電粒子系統在該第一模式與一第二模式之間切換； 指示該帶電粒子發射器在該第二模式下發射一帶電粒子束，在該第二模式下，該帶電粒子束以一第二電流位準入射於該樣本上且入射於該樣本上之該帶電粒子束聚焦至該樣本之一表面。
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