TW202123293A - 光電演進缺陷檢測 - Google Patents

Abstract

本發明係關於一種帶電粒子束系統，其可包括一初級源、一次級源及一控制器。該初級源可經組態以沿著一光軸將一帶電粒子束發射至一樣品之一區域上。該次級源可經組態以輻照該樣品之該區域。該控制器可經組態以控制該帶電粒子束系統改變該次級源之一輸出之一參數。一種成像方法可包括：將一帶電粒子束發射至一樣品之一區域上；用一次級源輻照該樣品之該區域；及改變該次級源之一輸出之一參數。一種偵測缺陷之方法可包括：檢測一樣品；產生一第一缺陷分佈；及產生一第二缺陷分佈。

Description

光電演進缺陷檢測

本文中之描述係關於可用於帶電粒子束系統之領域中的成像系統及方法，且更特定言之係關於可用於在樣品檢測期間偵測缺陷的源之演進。

在積體電路(IC)之製造製程中，可檢測未完成或已完成電路組件以確保其係根據設計而製造且無缺陷。一種偵測缺陷之方式係藉由電壓對比成像。在電壓對比成像中，帶電粒子束系統可跨樣品掃描初級射束，同時施加次級輻照以將表面電荷添加至樣品。

在帶電粒子束檢測中對晶圓施加次級輻照可實現各種增強。舉例而言，可在帶電粒子檢測系統中應用電壓對比以增強基於特徵之灰階對特徵進行區分的方法。為了偵測電壓對比缺陷，通常可採用預充電處理程序，在該處理程序中，帶電粒子在進行檢測之前被施加至待檢測區域上。預充電可引起有缺陷及無缺陷結構之灰階之間的差異放大。因此，電壓對比可增強成像，使得有缺陷特徵及周圍無缺陷特徵在檢測時表現不同且允許某些缺陷變得可偵測。電壓對比亦可改良檢測方法之信雜比(SNR)。

本發明之實施例提供基於帶電粒子束成像之系統及方法。在一些實施例中，可提供一種帶電粒子束系統，其包括一初級源、一次級源及一控制器。該初級源可經組態以沿著一光軸將一帶電粒子束發射至一樣品之一區域上。該次級源可經組態以輻照該樣品之該區域。該控制器可具有電路且可經組態以控制該帶電粒子束系統改變該次級源之一輸出之一參數。該控制器可經組態以在該次級源之該輸出之一第一參數下獲取該樣品之一第一影像及在該次級源之該輸出之一第二參數下獲取該樣品之一第二影像。

亦可提供一種成像方法，其包括：發射一帶電粒子束至一樣品之一區域上；用一次級源輻照該樣品之該區域；在該次級源之一輸出之一第一參數下獲取該樣品之一第一影像；改變該次級源之該輸出之一參數；及在該輸出之一第二參數下獲取該樣品之一第二影像。

亦可提供一種偵測缺陷之方法，其包括：檢測一樣品；產生一第一缺陷分佈；及產生一第二缺陷分佈。檢測該樣品可包括使用入射於該樣品之一區域上的一帶電粒子束，及用一次級源輻照該樣品之該區域。產生該第一缺陷分佈可在該次級源之一輸出之一參數的一第一值下進行。產生該第二缺陷分佈可在該參數之一第二值下進行。

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，且並不限定如可主張之所揭示實施例。

現將詳細參考例示性實施例，在圖式中繪示該等例示性實施例之實例。以下描述參考隨附圖式，其中除非另有表示，否則不同圖式中之相同編號表示相同或類似元件。在例示性實施例之以下描述中闡述的實施方案並不表示符合本發明之所有實施方案。實情為，其僅為符合與隨附申請專利範圍中可列舉的主題相關之態樣的設備、系統及方法之實例。

電子器件由形成於被稱作基板之矽片上的電路構成。許多電路可一起形成於同一矽片上且被稱作積體電路或IC。隨著技術進步，此等電路之大小已顯著地減小，使得該等電路中之更多電路可安裝於基板上。舉例而言，智慧型手機中之IC晶片可與拇指甲一樣小且仍可包括超過20億個電晶體，每一電晶體之大小小於人類毛髮之大小的1/1,000。

製造此等極小IC為常常涉及數百個個別步驟之複雜、耗時且昂貴之製程。即使一個步驟中之錯誤亦有可能引起成品IC中之缺陷，該等缺陷使得成品IC無用。因此，製造製程之一個目標在於避免此類缺陷以使在製程中製造之功能性IC的數目最大化，亦即改良製程之總體良率。

改良良率之一個組成部分為監測晶片製作製程，以確保其正產生足夠數目個功能性積體電路。監測該製程之一種方式為在晶片電路結構形成之各種階段檢測該等晶片電路結構。檢測可使用掃描電子顯微鏡(SEM)進行。SEM可用於實際上使此等極小結構成像，從而獲取結構之「圖像」。影像可用以判定結構是否適當地形成，且亦判定該結構是否形成於適當位置。若結構有缺陷，則可調整製程，使得缺陷不大可能再現。

晶圓之影像可藉由在晶圓上方掃描SEM系統之初級射束及在偵測器處收集自晶圓表面產生的粒子(例如次級電子)形成。影像可以不同亮度位準展示晶圓表面上之各種特徵。該影像可以灰階展示。因此，特徵之亮度可被稱作「灰階」，特徵越亮，其灰階越高。為了偵測電壓對比缺陷，可將特徵的灰階與參考特徵的灰階進行比較。舉例而言，可將插塞(例如延伸穿過基板的材料柱)的灰階與周圍插塞的灰階進行對比。插塞可設計成相同的，但若其灰階不同，則其可顯露一些插塞有缺陷或具有其他不同特徵。判定特徵是否有缺陷可基於特徵之間的灰階差異，其可與臨限值進行比較以判定該差異是否可歸因於雜訊或該特徵實際上是否有缺陷。一些缺陷可能難以偵測，因為灰階差異可能相對較小且可能不超出偵測臨限值。

偵測電壓對比缺陷的處理程序可涉及將電荷施加至樣品及觀測電荷之效應(例如對自晶圓表面產生的粒子之效應)。在一些情況下，可在成像之前在被稱作預充電的處理程序中將電荷沈積於樣品上。在此情況下，可藉由用於成像(例如在被稱作預掃描之處理程序中)之相同初級射束或藉由例如單獨的泛射式電子槍來產生電荷。在一些其他情況下，可在成像的同時產生電荷。在此情況下，可藉由初級射束或一些其他源產生電荷。由於可能存在與產生SEM之初級射束的初級源分離的一起用於產生電荷的源，此另一源可被稱作可發射「次級輻照」的「次級源」。在缺陷偵測時使用電壓對比的處理程序可包括比較兩個單獨的影像。第一影像可在不添加電荷之情況下獲取。第二影像則可利用藉由次級源所產生之次級輻照添加的電荷獲取。舉例而言，次級源可為發射雷射之二極體。在第一影像中，帶電粒子束設備之初級射束可投射於晶圓上，且次級電子可在偵測器處得以收集。在第二影像中，初級射束可投射於晶圓上，同時雷射亦投射於晶圓上。此可引起在偵測器處收集的次級電子(例如次級電子的數目或能量)的變化且可導致第二影像展示灰階與第一影像之特徵不同的特徵。

比較兩個影像可允許缺陷偵測之增強。舉例而言，在開啟雷射之第二影像中，與其周圍插塞相比具有缺陷之插塞的灰階可大於在關閉雷射之第一影像中的灰階。因此，有缺陷之插塞展示超過臨限值之灰階差異且因此變得可偵測的機率可能更大。在樣品上照射次級源可增強電壓對比缺陷偵測之靈敏度。

然而，可能並非始終為利用次級源施加電荷而引起可觀測效應之情況。舉例而言，對於一些特徵，第二影像(開啟雷射)中之有缺陷插塞之灰階相較於第一影像(關閉雷射)中之灰階可能實質上並未改變。亦即，第一與第二影像之間的比較可能不會顯露任何額外資訊。僅基於一個雷射開啟狀態來比較特徵之灰階可能不足以實現一些缺陷之偵測。另外，即使當結構看似具有類似幾何形狀時，特徵亦可能存在難以偵測之其他特性差異，諸如特徵之組成(例如構成)的差異。

為增強檢測及缺陷偵測之當前方法，可能有效的是改變次級源之參數(例如功率位準)及在次級源以不同參數輻照樣品時比較多個影像(例如在次級輻照之不同功率位準、頻率等獲取多個圖像)。使缺陷檢測演進之方法可涉及改變次級源之參數及獲取多個影像。利用多個影像，可獲得同一特徵的多個資料點，因此，性狀相對於參數(例如次級源之功率位準)的趨勢可變得顯而易見。灰階變化之趨勢可用於自所成像特徵確定額外資訊。舉例而言，代替指示雷射關閉狀態與雷射開啟狀態之間的灰階變化的僅單一資料點，可獲得指示各種雷射開啟狀態範圍內之灰階變化之性狀的曲線。此額外資訊可用於偵測缺陷。或者，該資訊可用於區分在其他方面可能看似相同的特徵。舉例而言，可將所檢測特徵的所得曲線與其他特徵之曲線進行比較，且曲線之整體形狀可展示該特徵具有與其他特徵不同之特性。此可構成關於先前未經探索的特徵之額外資訊。該額外資訊可用於識別缺陷。此外，該額外資訊可具有其他用途，諸如判定晶圓標記。晶圓標記可表示晶圓之系統特性之資訊，諸如製程參數，且可用於製程調節。因此，可使用本發明之方法獲得的額外資訊存在各種潛在用途。

本發明之實施例可解決基於僅單一資料點灰階比較的缺陷偵測之一些問題。舉例而言，可獲得所檢測特徵的包含多個資料點之曲線，其中跨參數之值範圍(例如用作次級源之雷射之不同功率位準)判定灰階。此可增強缺陷偵測方法之靈敏度且可使得方法能夠獲取特徵之結構及組成差異兩者。一些實施例可採用多種改變次級源之參數的方式，諸如改變雷射之功率及波長兩者。可即時地(例如在單一檢測處理程序期間)改變參數。可提供具有高可撓性位準之動態電子束檢測。

本發明之目標及優勢可藉由如本文所論述之實施例中闡述之元件及組合實現。然而，未必要求本發明之實施例實現此類例示性目標及優勢，且一些實施例可能不會實現所陳述之目標及優勢中之任一者。

在不限制本發明之範疇的情況下，一些實施例可在提供利用電子射束(「電子束」)之系統中的偵測系統及偵測方法之內容背景下進行描述。然而，本發明不限於此。可類似地施加其他類型之帶電粒子束。此外，用於使源演進或用於偵測缺陷之系統及方法可用於其他成像系統中，諸如光學成像、光子偵測、X射線偵測、離子偵測等。

如本文所用，除非另有特定陳述，否則術語「或」涵蓋所有可能組合，除非不可行。舉例而言，若陳述之組件可包括A或B，則除非另有特定陳述或不可行，否則組件可包括A，或B，或A及B。作為第二實例，若陳述之組件包括A、B或C，則除非另有特定陳述或不可行，否則組件可包括A、或B、或C、或A及B、或A及C、或B及C、或A及B及C。

現參考圖1A，繪示符合本發明之實施例的例示性電子束檢測(EBI)系統10，其可用於源演進。EBI系統10可包括掃描電子顯微鏡(SEM)且可用於成像。EBI系統10可包括雙源輸出。如圖1A中所示，EBI系統10包括主腔室11、裝載/鎖定腔室20、電子束工具100及設備前端模組(EFEM) 30。電子束工具100位於主腔室11內。EFEM 30包括第一裝載埠30a及第二裝載埠30b。EFEM 30可包括額外裝載埠。第一裝載埠30a及第二裝載埠30b接收含有待檢測之晶圓(例如，半導體晶圓或由其他材料製成之晶圓)或樣品的前開式晶圓傳送盒(FOUP) (晶圓及樣品在本文中可統稱為「晶圓」)。

EFEM 30中之一或多個機器人臂(未展示)可將晶圓輸送至裝載/鎖定腔室20。裝載/鎖定腔室20連接至裝載/鎖定真空泵系統(未展示)，該裝載/鎖定真空泵系統移除裝載/鎖定腔室20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，一或多個機器人臂(未展示)可將晶圓自裝載/鎖定腔室20輸送至主腔室11。主腔室11連接至主腔室真空泵系統(未展示)，該主腔室真空泵系統移除主腔室11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100之檢測。電子束工具100可為單射束系統或多射束系統。控制器109以電子方式連接至電子束工具100，且亦可以電子方式連接至其他組件。控制器109可為經組態以執行EBI系統10之各種控制的電腦。雖然控制器109在圖1A中展示為在包括主腔室11、裝載/鎖定腔室20及EFEM 30之結構外部，但應瞭解，控制器109可為該結構之部分。

圖1B展示EBI系統10之另一實例。如圖1B中所示，EBI系統10可包括次級源200。次級源200可經組態以向樣品提供次級輻照。次級源200可經組態以朝向樣品發射光。次級源200可經組態以將光子束投射至樣品上。次級源200可包括雷射。

諸如由EBI系統10形成或可包括於EBI系統10中的帶電粒子束顯微鏡可能能夠解析至例如奈米尺度，且可充當用於檢測晶圓上之IC組件的實用工具。對於電子束系統，初級電子束之電子可聚焦在受檢測晶圓之探測光點處。初級電子與晶圓之相互作用可引起形成次級粒子束。次級粒子束可包含由初級電子與晶圓之相互作用引起的後向散射電子、次級電子或歐傑電子等。次級粒子束之特性(例如強度)可基於晶圓之內部或外部結構之特性而變化，因此可指示晶圓是否包括缺陷。

次級粒子束之強度可使用偵測器來判定。次級粒子束可在偵測器之表面上形成射束點。偵測器可產生表示所偵測次級粒子束之強度的電信號(例如電流、電壓等)。電信號可利用量測電路(例如，類比至數位轉換器)量測以獲得所偵測電子之分佈。在偵測時間窗期間收集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於重建構受檢測之晶圓結構的影像。經重建構影像可用於顯露晶圓之內部或外部結構的各種特徵，且可用於顯露可能存在於晶圓中的缺陷。

然而，當前電子束檢測技術可在應用於某些類型之缺陷(例如插塞漏電、短路或斷開缺陷)時遭遇低靈敏度。此外，電子束檢測技術可能對材料組成(例如摻雜位準)不敏感。此可限制靈敏度及產出量。

採用諸如電壓對比(VC)之次級輻照的技術可在電子束檢測中放大成像效應，使得一些額外缺陷變得可偵測，然而，可能遭遇額外限制。舉例而言，除非使用某一量之次級輻照，否則某些缺陷可能不會變得可偵測。在一些情況下，晶圓上之特徵可能看似相同，但可存在結構或組成之實際差異。舉例而言，除非使用特定量之雷射功率，否則兩個不同特徵之雷射開啟狀態與雷射關閉狀態之間的灰階變化可能相同。然而，次級輻照之該量(諸如雷射功率位準)僅可設定成一個位準且不可調整。因此，兩個看似相同之特徵之間的差異可能未被偵測到。

另外，當前電子束檢測技術可能不支援動態檢測。動態檢測之實例可包括在改變帶電粒子束之著陸能量之同時執行檢測的技術。在一些情況下，電子束系統可耗費相對長之時間以使系統變得穩定。舉例而言，操作電子束系統可能需要執行去磁功能，使得晶圓與系統之組件之間形成穩定位準之磁場。電子束系統可耗費時間來達到穩定性，因此其可能難以應用動態檢測技術。

圖2繪示可包括於裝載/鎖定腔室20中的晶圓201之例示性配置，及晶圓與電子束工具100及次級源200的相互作用。可提供用於將晶圓201固持於EBI系統10內的結構。裝載/鎖定腔室20可包括平台。裝載/鎖定腔室20之組件可構成晶圓固持器。舉例而言，如圖2中所示，裝載/鎖定腔室20可包括安置於載物台210上之底板220，其中提供用於固持晶圓201之晶圓支座。載物台210可為可移動的。

電子束工具100可經組態以產生可投射在晶圓201上之初級射束241。電子束工具100可包括經組態以將帶電粒子束沿光軸發射至諸如晶圓201之樣品之區域上的初級源。初級源之光軸可經組態以垂直於樣品。載物台210可經調整以使得晶圓201之X、Y、Z位置、傾角、角定向等可微調。載物台210可經移動以將晶圓201上之所要檢測區域對準於電子束工具100之視場(FOV)內。電子束工具100之FOV可由電子束工具100經組態以使初級射束241偏轉的範圍界定。在一些實施例中，電子束工具100可包括大FOV器件，其可經組態以跨晶圓201上之較寬區域掃描初級射束241。在一些實施例中，電子束工具100可經組態以產生朝向晶圓201之複數個射束且可使該等射束偏轉。亦即，電子束工具100可包括多射束工具。在一些實施例中，電子束工具100可經組態以直線向下投射初級射束241，而載物台210經組態以遍及各種掃描位置移動晶圓201。

次級源200可包括於EBI系統10中。次級源200可經組態以向晶圓201提供次級輻照。次級源200可經組態以產生次級輻照射束242。如本文所用，「次級輻照射束242」係指由次級源200產生之射束且不應與可由與初級射束241及晶圓201之相互作用產生且可最終行進至偵測器的次級帶電粒子束混淆。次級源200可經組態以朝向晶圓201上之檢測區域投射次級輻照射束242。次級源200及電子束工具100可經組態以朝向同一目標投射其各別射束。電子束工具100及次級源200可經組態以相對於自晶圓201之平面延伸的垂直線以一傾斜度發射其各別射束。在一些實施例中，由次級輻照射束242在晶圓201上形成之射束點可大於由初級射束241形成之射束點。亦即，相比由初級射束241形成之射束點，次級源200之輻照可覆蓋晶圓201上之更寬區域。在一些實施例中，初級射束241及次級輻照射束242兩者皆可聚焦至晶圓201上之銷尖位置。次級源200可經組態以遵循電子束工具100之掃描路徑。舉例而言，電子束工具100及次級源200可經組態以皆跨樣品進行掃描。在一些實施例中，當電子束工具100跨樣品進行掃描時，次級源200可經固定(且不進行掃描)。此外，儘管圖2可將次級源200示意性地展示為與電子束工具100分離(例如間隔開一定距離)，但在一些實施例中，次級源200可安裝在電子束工具100之主柱上且經組態以指向電子束工具100之FOV處。次級源200可包括於電子束工具100中。舉例而言，在一些實施例中，電子束工具100之來源亦可視電子束工具100之組態而充當次級源200。

在一些實施例中，電子束工具100可經組態以在第一模式及第二模式下操作，初級輻照在該第一模式下發射，且次級輻照在該第二模式下發射。以全文引用之方式併入本文中的美國專利申請案第16/053,636號(以美國公開案第2019-0043691 A1號公開)論述了經組態以在第一模式及第二模式下操作的帶電粒子束工具之實例。

電子束工具100及次級源200可包括於雙輸出源中。雙輸出源可經組態以發射電子及光子兩者。舉例而言，雙輸出源可經組態以發射初級射束241及次級輻照射束242。

次級源200可包括二極體。二極體可為發光二極體(LED)。次級源200可包括雷射二極體。次級源200可經組態以產生輻照，該輻照可在晶圓201之材料中產生可觀測效應。舉例而言，晶圓201可包括半導體結構。晶圓201上之特徵可對特定類型之輻照敏感。此類特徵可對光子之入射作出回應。晶圓201之特徵可經組態以歸因於光電效應而產生電荷。舉例而言，晶圓201可包括電晶體，該等電晶體可包括PN接面，如下文所論述。

半導體製造之一個應用可包括電腦記憶體。靜態隨機存取記憶體(SRAM)器件可形成於諸如晶圓201之基板上。SRAM器件可藉由包括鎢化學機械研磨(WCMP)之製造製程形成。藉由WCMP形成之特徵為電子束檢測之最常見目標之一。電壓對比缺陷偵測由於例如其偵測電缺陷(諸如斷開接觸件及短路)之能力而在WCMP特徵之電子束檢測中風行。「斷開」或「短路」缺陷可指代埋入導電插塞下方或可與高縱橫比結構(諸如通孔或接觸件)相關聯的特徵。斷開及短路缺陷可能難以藉由諸如光學檢測之其他方法偵測。

圖3為繪示符合本發明之實施例的對晶圓執行電壓對比(VC)缺陷檢測之效應的圖。圖3之下側展示可形成於晶圓201上的半導體結構之截面視圖。半導體結構可包括基板300。基板300可包括用於形成半導體邏輯之結構，諸如金屬氧化物半導體場效電晶體(MOSFET)。舉例而言，圖3中所示之基板300可包括PMOS及NMOS MOSFET。NMOS及PMOS在本文中係指MOSFET之類型。

基板300可為純質半導體。基板300可具有相對低位準之摻雜。基板300可包括矽晶圓。基板300可具有純質區域320。純質區域320可由輕微摻雜之p型半導體(例如「P-」)形成。基板300可包括可作為晶圓201之暴露頂表面的氧化物層310。氧化物層310可由氧化矽(SiO₂ )形成。

基板300可包括第一至第六插塞331、332、333、334、335及336。插塞可經組態以連接至PN接面。基板300可包括第一井321及第二井326。第一井321及第二井326可藉由分隔件325間隔及分離。分隔件325可由與純質區域320、第一井321及第二井326之材料不同的材料形成。第一井321可由摻雜濃度可高於純質區域320之摻雜濃度的p型半導體形成。舉例而言，第一井321可包括P+區域。第二井326可由n型半導體(例如「N+」)形成。

在第一井321及第二井326中之每一者內，可形成其他摻雜區。舉例而言，第一井321可包括第一n型半導體區域322及第二n型半導體區域324。第一區域322及第二區域324可包括N+區域。第二井326可包括第一p型半導體區域327及第二p型半導體區域329。第一區域327及第二區域329可包括P+區域。因此，PN接面可形成於具有不同半導體導電性的各種區域之間。

可對基板300執行電壓對比(VC)缺陷檢測。VC缺陷檢測之結果可由面板340表示，如圖3之上側所示。面板340可為藉由電子束檢測所獲取之影像。包括於EBI系統10中之影像獲取器可經組態以藉由電子束檢測獲取影像且執行影像處理。影像獲取器可包括於控制器109中。VC缺陷檢測可涉及基於向樣品之表面施加電荷之效應的觀測。面板340可由執行基板300之電子束檢測產生。面板340可基於由於被初級電子束撞擊而自基板300產生的次級電子301來形成。施加電荷之效應可為額外電流根據構成基板300之結構的幾何形狀或組成而行進穿過基板300。行進穿過基板300之電荷可影響所成像特徵之亮度(例如灰階)。基於不同於其周圍事物的特徵之灰階，或許有可能識別出缺陷。

舉例而言，充分連接至其他特徵之結構在影像中可能以與分離的彼等結構不同之方式呈現。雖然電荷可累積於不存在電流洩漏路徑的特徵之表面上，但電荷可能能夠流動穿過互連之特徵。此可影響特徵之所得影像。如圖3中所示，插塞331充分連接至下伏結構，且其對應光點341呈現為相對明亮。然而，插塞332不直接連接至第一井321，而是替代地鄰接區域323。區域323可使插塞332與其他特徵絕緣。因此，對應於插塞332之光點342可呈現為比光點341更暗。因此，其灰階較低。另外，插塞333自其下伏結構斷開。插塞333由氧化物層310環繞，而非連接至第二區域324及第一井321。因此，對應於插塞333之光點343呈現為比光點341及342更加暗淡。

此外，半導體材料之光電效應可影響VC缺陷檢測。舉例而言，在VC缺陷檢測中，PN接面之方向性可影響影像中之特徵之所得灰階。如圖3中所示，插塞334連接至可經形成為P+區域的第一區域327。電流可行進穿過由第一區域327及第二井326形成的PN接面。PN接面中之空間電荷區(例如空乏區)中可存在能量障壁。電子可自基板300行進，且歸因於充電而可流動穿過PN接面並到達插塞334之頂部。電子可自插塞334發射且到達偵測器，從而促成信號且因此引起所成像特徵(例如光點344)之灰階提高。

另一方面，對於在相對方向形成之PN接面，可逆轉內建電位，且可遇到不同效應。舉例而言，如圖3中所示，插塞331連接至可經形成為N+區域的第一區域322。電流可行進至由第一區域322及第一井321形成的PN接面中。電子可自基板300行駛至PN接面中，但可能不能跨越PN接面之空間電荷區中的能量障壁。因此，無額外次級電子自插塞331產生，且光點341可呈現為比光點344暗。

現參考圖4A至圖4C，繪示符合本發明之實施例的向樣品施加次級輻照的效應。樣品可經受來自次級源(例如來自雷射)之次級輻照。次級輻照可使得樣品上之結構以某種方式表現。舉例而言，樣品上光子之入射可使得電子在樣品中產生。此外，樣品可經受單獨的或與來自初級帶電粒子束(例如來自電子束工具100)之初級輻照一起的次級輻照。樣品上之結構可對光電效應敏感。結構可對初級及次級輻照之施加作出回應，使得可在添加次級輻照時增強缺陷偵測。舉例而言，結構可以某種方式對初級輻照作出回應，但可能在施加初級及次級輻照兩者時以不同方式作出回應。

如例如圖4A所示，諸如二極體之半導體結構可在其上施加有輻照時展現特有性狀。曲線411展現根據反向偏壓模式之二極體之I-V性狀。對樣品施加次級輻照可使得電荷在包括於樣品中之半導體結構中產生。此外，視次級輻照之參數而定，該特有性狀可改變。舉例而言，隨著次級輻照之照射光功率增大，可導致樣品上存在不同電荷，表示二極體之I-V性狀的曲線可例如歸因於電荷變化之效應或與次級輻照相關之某一其他效應而下移，如箭頭440所示。曲線412為在施加功率比曲線411之功率大的次級輻照時，二極體之性狀的實例。曲線413中使用之功率大於曲線412中之功率，以此類推。曲線411至413可表示二極體中之光電流。區域419可表示例如暗電流區域。

圖4B展示具有複數個插塞之樣品之影像。樣品之影像可使用EBI系統10藉由電子束成像來獲取。在圖4B中，影像可藉由跨樣品之區域掃描電子束工具100之初級射束，從而在電子束工具100之FOV中形成樣品之一部分的影像來獲取。圖4B之影像可在不施加次級輻照之情況下形成。

在圖4B中，插塞421可包括於列420中。插塞421可具有經判定為某一值的灰階。列420中除插塞421以外的其他插塞可具有實質上相同之灰階。插塞421可具有缺陷，且其灰階可不同於其列中其他插塞之灰階。插塞421可具有比列420中其他插塞之灰階小得多的灰階。舉例而言，插塞421可具有經判定為其周圍插塞之灰階的46%的灰階。換言之，可判定插塞421之灰階已下降54%。

灰階可以任意單位量測。列420中的插塞之灰階可經判定為平均值。列420中之插塞之灰階可經判定為例如100 AU (任意單位)。插塞421之灰階可經判定為46 AU。基於此，可判定插塞421之灰階與列420中之其他插塞之灰階相差54%。

如圖4B中所示，另一列430亦可呈現於所獲取影像中。列430包括插塞431。插塞431可具有缺陷，且其灰階可略小於其列中其他插塞之灰階。舉例而言，插塞431可具有經判定為其相鄰插塞之灰階的70%的灰階。換言之，可判定插塞431之灰階已下降30%。

判定特徵有缺陷可涉及該特徵之經判定參數與指示其他特徵之參數的比較。諸如可包括於EBI系統10中的控制器109之控制器可經組態以判定缺陷。控制器109可包括影像處理器。影像處理器可經組態以自所獲取影像提取特徵。影像處理器可將影像分成含有不同特徵群組之不同區域。舉例而言，控制器109可經組態以處理圖4B之影像以判定影像包括多個列(包括列420)、判定列420之平均灰階及判定列420中個別特徵之灰階。可判定特徵群組(例如兩個相連插塞)之灰階。控制器109可經組態以在諸如插塞421之特徵之灰階與列420之平均值相差預定量時判定其有缺陷，且隨後發佈提醒。該預定量可為缺陷偵測臨限值。在一些實施例中，可將插塞421之灰階與緊鄰插塞之灰階而非與整個列420之平均值進行比較。

在一些實施例中，為減少雜訊之影響，可能需要增大缺陷偵測臨限值。舉例而言，若該缺陷偵測臨限值過低，則可導致大量誤報(例如將實際上無缺陷之特徵識別為有缺陷)。因此，可設定例如50%之相對高的缺陷偵測臨限值。

控制器109可經組態以僅在特徵之灰階的所偵測差異為50%或超過50%時判定特徵有缺陷。在此情況下，插塞431將不被識別為有缺陷。僅插塞421將恰當地被識別為有缺陷。因此，可存在關於插塞431或其他特徵之誤偵測。

圖4C展示樣品之影像，其可在具有次級輻照之情況下使用EBI系統10藉由電子束成像獲取。在圖4C之情況下，樣品之影像可藉由跨樣品之區域掃描電子束工具100之初級射束，同時向同一區域施加次級輻照來獲取。樣品上之特徵可能受次級輻照影響，且可例如基於圖4A所展現之光電效應而產生光電流。經輻照特徵中之光電流之產生可使得電子束檢測之成像效應放大。舉例而言，對於適當形成之電晶體，經成像特徵之灰階可提高。對於有缺陷之電晶體，經成像特徵之灰階可能相較於適當形成之特徵更低。視結構之類型而定，光電效應之程度可不同。施加次級輻照可使得對N-斷開缺陷之檢測靈敏度顯著提高。

如圖4C中所示，可向樣品施加次級輻照，且可形成影像，其中插塞一般具有比圖4B之彼等插塞高的灰階，在圖4B中未施加次級輻照。大部分插塞可適當地形成，因此大部分插塞可呈現為較亮的。然而，插塞421可具有缺陷且可具有小於列420中之其他插塞的灰階。在圖4C中，可判定插塞421具有為其周圍插塞之灰階之50%的灰階。換言之，可判定插塞421之灰階已下降50%。此外，插塞431可具有缺陷，且可判定其灰階為其相鄰插塞之灰階的50%。換言之，可判定插塞431之灰階已下降50%。

控制器109可經組態以藉由與上文所論述相同之演算法，亦即特徵之灰階的缺陷差異為50%或更大來判定特徵有缺陷。圖4C之情況下，可判定插塞421及插塞431兩者皆有缺陷。因此，可避免關於插塞431之誤偵測。

圖4A至圖4C可展現光電效應對電子束成像之影響。藉由施加次級輻照來使用光電效應可允許偵測更多缺陷且可增強缺陷偵測靈敏度。圖4A至圖4C之機制亦可被稱作主動電荷控制(ACC)。雖然此技術可允許識別一些額外缺陷，但可能並非始終為施加次級輻照來增強缺陷偵測靈敏度之情況。舉例而言，不同結構可對次級輻照作出不同回應，且此可使檢測複雜化。此外，光電效應之程度可視次級輻照之參數(諸如源功率)而定，且光電效應可能不會引起除參數之某些位準以外的可觀測變化。

圖5A展示符合本發明之實施例的樣品之影像，該影像可在有或沒有次級輻照的情況下使用EBI系統10藉由電子束成像進行獲取。樣品可包括SRAM-WCMP結構。影像可藉由SEM成像來獲取。第一影像510可對應於不施加次級輻照之成像條件。舉例而言，次級輻照之參數P可為P0，其可為零。第一影像510可展示第一插塞511及第二插塞512。第一影像510中之第一插塞511及第二插塞512的灰階可實質上相等，因此，第一插塞511及第二插塞512可能無法基於灰階進行區分。

如圖5A中所示之第二影像520可展示與第一影像510中所展示之樣品區域相同的區域，但在不同成像條件下展示。第二影像520可對應於施加第一位準之次級輻照之成像條件。舉例而言，次級輻照之參數P可為影像520中之P1，且P1可大於P0。儘管已施加次級輻照，但第二影像520中之第一插塞511及第二插塞512之灰階可實質上相等，因此，第一插塞511及第二插塞512可能仍無法基於灰階進行區分。次級輻照可施加於第一插塞511及第二插塞512以實質上相同方式對次級輻照作出回應的區域中。

基於施加次級輻照之狀態與不施加次級輻照之狀態之間的灰階變化的缺陷檢測可能面臨諸如以下問題。即使特徵之灰階可在施加次級輻照時相較於不存在次級輻照之狀態改變，但受檢測之特徵可同樣地對次級輻照作出回應。因此，儘管可放大成像效應(例如藉由特徵之灰階全部總體提高)，但次級輻照之施加可能實際上不增強偵測靈敏度。在一些情況下，即使在施加次級輻照時，實際上具有不同特性(例如有缺陷或無缺陷)的特徵亦可看似相同。

然而，當次級輻照之參數繼續變化時，經成像特徵之特性差異可變得顯而易見。如圖5A中所示，第三影像530可展示與第一影像510及第二影像520中所示之樣品區域相同的區域，但在不同成像條件下展示。第三影像530可對應於施加第二位準之次級輻照之成像條件。舉例而言，次級輻照之參數P可為影像530中之P2，且P2可大於P1。次級輻照可按開始在經成像特徵中顯現不同回應的位準予以施加。舉例而言，第三影像530中之第一插塞511及第二插塞512之灰階可不同。第一插塞511及第二插塞512之灰階之間的差異可超出臨限值，因此，可判定第一插塞511與第二插塞512之間存在差異。可認為其參數P在獲取多個影像之過程中變化的次級源已演進。參數P可為次級源之功率。

圖5B展示符合本發明之實施例的經成像特徵在參數P之不同位準下的灰階變化。圖5B可繪示使次級源隨時間推移演進的進程。可在不同成像條件下獲取複數個影像。參數P可隨時間推移而變化，且可在參數P之不同值下獲取影像。在每一影像中，可執行影像處理。可提取且分析特徵。可自影像判定特徵之參數，諸如其灰階。灰階可隨次級源之參數P之變化而改變。隨參數P變化而追蹤灰階變化可為有用的。自此，可產生表示特徵對次級輻照之回應的曲線。

圖5B展示不同特徵之曲線的繪圖。舉例而言，展示第一特徵F1至第四特徵F4。特徵可對次級輻照作出不同回應。此可歸因於構成特徵之不同材料及結構。第一特徵F1至第四特徵F4可展現指示其在施加次級輻照時之特性的特有性狀，且此可顯現在各別特徵之曲線資料中。在一些實施例中，可判定例如第一特徵F1對應於PMOS汲極，第二特徵F2對應於NMOS汲極，第三特徵F3對應於閘極，且第四特徵F4對應於背景。PMOS可具有包括源極及汲極之端子，其可形成為具有N摻雜井之P+摻雜區。NMOS可具有包括源極及汲極之端子，其可形成為P摻雜井內之N+摻雜區。

曲線可適用於獲取關於受檢測特徵之額外資訊。舉例而言，基於曲線資料，可判定特徵為特定種類之結構。在圖5B中，第二特徵F2展現初始區域中灰階之迅速提高趨勢(例如P0與P2之間)及其他區域中之趨於穩定(例如P2與P4之間)。此類型之性狀可為NMOS中之端(例如NMOS汲極)的特性。可基於曲線資料判定第一插塞511為NMOS汲極且第二插塞512為另一類型之結構。

曲線資料可包括各種形式。舉例而言，特徵可統一地對添加之雷射功率作出回應。因此，可產生實質上平坦之曲線。在一些實施例中，特徵可對添加之雷射功率作出積極回應。亦即，隨著雷射功率增大，灰階變化形亦可增大。此特徵之實例可為NMOS汲極。在一些實施例中，特徵可對添加之雷射功率作出消極回應。亦即，隨著雷射功率增大，灰階變化形可減小。此特徵之實例可為PMOS汲極。所有此類趨勢可為可應用於判定特徵之特性的有用資訊。此外，判定特徵是否有缺陷可基於特徵之類型。

圖6繪示符合本發明之實施例的在次級源之參數P之不同位準下獲取的複數個影像。影像可使用電子束檢測獲取。次級輻照可藉由次級源施加。次級源之參數P可變化，且可在參數P之不同位準下獲取影像。可依序獲取影像。舉例而言，第一影像610可在參數P之值為P0時獲取。P0可等於0，因此，第一影像610可在不施加次級輻照時獲取。接著，第二影像620可在參數P之值為P1時獲取。P1可大於P0。第三影像630可在參數P之值為P2時獲取，以此類推。影像610、620、630、640、650、660、670及680可為分塊影像(patch image)。分塊影像可為較大影像中之一塊。分塊影像可包括較大影像之裁剪部分，諸如包括所關注缺陷之部分。影像可拆分成若干分塊影像。在一些實施例中，分塊影像可自部分像素資料產生。舉例而言，可使用分塊影像處理，其中在完成樣品之所關注區域的完全掃描之前產生分塊影像。可在影像索引隨著參數P之值增大而增大的情況下依序獲取影像。

在一些實施例中，影像可按相反次序獲取。舉例而言，可在影像索引隨著參數P之值減小而增大的情況下獲取影像。此外，在一些實施例中，影像可不以對應於參數P之變化的特定次序獲取。舉例而言，P2可小於P1，且P3可大於P2。次級輻照可經組態以具有低時間依賴性或滯後效應。因此，藉由次級源產生之次級輻照可任意變化。

在一些實施例中，可提前判定參數P之範圍。使次級源演進之方法可包括掃掠複數個點，在該等點處，參數P之值在該範圍內變化。該範圍可經組態以包含判定可顯現類似特徵之間的最大差異的點。舉例而言，該範圍可經組態以包括點Py，將在下文中參考圖8B對其進行論述。在一些實施例中，該範圍可經組態以包括點Py以及Py之任一側之預定緩衝區。在一些實施例中，點Py可基於預測加以判定。舉例而言，可判定樣品包括SRAM-WCMP器件，因此，包括該範圍內之點Py可為有效的，在該點Py處，可預期NMOS端插塞之間的灰階變化可最大化。

圖7繪示符合本發明之實施例的隨影像ID變化的特徵之性狀。圖7展示x軸為影像ID且y軸為灰階變化(GLV)的曲線圖。如上文所論述，影像ID之進程可對應於次級源之參數P的增大。在圖7之曲線圖中，展示第一曲線至第三曲線710、720及730。可提前準備特徵之曲線資料。舉例而言，可自先前獲取之影像提取表示已知結構之灰階的個別資料點。

曲線720可對應於已知結構之正常性狀。曲線720可對應於NMOS汲極。舉例而言，可藉由分析預定數目個NMOS汲極且求平均來準備曲線720。因此，可預期，正常NMOS汲極應展現與新進成像之樣品的曲線720之性狀類似的性狀。與曲線720之偏差可指示所成像特徵為不同結構或有缺陷。

此外，某些類型之缺陷可在影像ID (例如次級源之參數P)變化時展現特有性狀。如圖7中所示，亦提供曲線710及曲線730。曲線710及730亦可對應於NMOS汲極，但可與正常NMOS汲極具有其他差異。舉例而言，曲線710及730可對應於缺陷。曲線710可對應於洩漏缺陷。曲線730可對應於高R缺陷。可提前準備各種類型的缺陷之曲線資料，且可基於例如對預定數目個已知樣品求平均而進行判定。與缺陷類型相關之曲線亦可與結構類型相關。

圖8A及圖8B展示符合本發明之實施例的樣品之影像及曲線資料，該影像及曲線資料可伴隨次級輻照之演進藉由電子束成像獲取。圖8A可表示可包括SRAM-WCMP結構之樣品的SEM影像。相同之三個插塞，例如Nplug1、Nplug2及Nplug3突出顯示於圖8A之各種影像中。

圖8B包括展示複數個特徵的灰階對次級輻照之參數P之依賴性的曲線圖。灰階可取決於視特徵之特性而定的參數P而變化。舉例而言，曲線810可對應於洩漏缺陷。曲線850可對應於高R缺陷。曲線820、830及840可對應於無缺陷之插塞(例如插塞Nplug1、Nplug2及Nplug3)，但仍然彼此不同。Nplug1、Nplug2及Nplug3可對次級輻照之參數P的變化作出不同回應。舉例而言，Nplug1、Nplug2及Nplug3可歸因於不同組成而對雷射功率演進作出不同回應。

如圖8B中所示，一些特徵可在某些點展現相同回應且可在某些點展現不同回應。舉例而言，曲線820、830及840可在P=Px之點及P=Pz之點處彙聚。在比較方法中，ACC可應用於特徵之間的區別可能消失之點處。舉例而言，可在點P=Px處進行樣品之成像，且可判定插塞Nplug1、Nplug2及Nplug3完全相同。亦可在P=0之點處進行成像以供進行比較。可基於P=0及P=Px處獲取之影像分析所成像特徵之灰階變化。然而，相較於自P=0處獲取之影像搜集的資訊，即使在施加次級輻照(例如藉由ACC)時使樣品成像亦可能不會產生任何額外資訊。因此，可發生缺陷之誤偵測，或可忽視特徵之間的其他差異。

與比較方法形成對比，次級輻照之演進可避免此類誤偵測，且可使得偵測方法能夠捕捉指示看起來完全相同之特徵之差異的資料。舉例而言，如圖8B中所示，在P=Py之點處，曲線820、830與840之間的灰階差異可達到最大值。此時亦可斷定與已知缺陷(諸如表示高R缺陷之曲線850)的灰階差異。P=Py處獲取之影像可用於使特徵之間的差異視覺化，且可容易地執行不同特徵之分析。次級輻照之演進可使得能夠判定用於獲取及分析SEM影像的最佳點。此外，來源於曲線資料之額外資訊可用於其他目的。可藉由提供此類額外資訊增強偵測之靈敏度。

在一些實施例中，次級輻照可在參數P之範圍內演進。該範圍可基於曲線之間的差異可最大化的點而判定。舉例而言，圖8B展示以點P=Py為中心之範圍R1。該範圍可自中心點延伸預定量。可判定在使次級輻照於範圍R1內演進的同時執行檢測。

曲線與標準曲線之偏差可指示所成像特徵之結構、組成或其他特性的差異。可執行分析以判定所成像特徵與儲存於資料庫中之標準曲線之間的相似性。可提供特定類型之檢測通常遇到的特徵之標準曲線。舉例而言，可在檢測樣品之前載入SRAM-WCMP標準特徵資料庫。此外，可對曲線資料執行分析以判定所成像特徵自標準曲線偏離的程度。舉例而言，可判定與標準曲線之均方根(RMS)誤差。可判定偏差之其他量度，諸如偏移、偏斜等。基於標準曲線之分析可指示雖然所成像特徵可類似於標準曲線，但仍可能存在使進一步研究必要之結構或組成不規則性。分析亦可指示所成像特徵有缺陷。分析亦可用以將特徵分類為特定種類之結構，諸如PMOS或NMOS之端子、閘極、主體等。分析可用以將缺陷分類為特定類型之缺陷，諸如短路、斷開、洩漏、高R等。

基於次級輻照之演進的分析可用以建構映圖。舉例而言，可執行電阻測繪(resistance mapping)及組成測繪(compositional mapping)。測繪可用於識別樣品之系統性特性，而非局部特性。測繪可用以判定晶圓標記。晶圓標記可指示存在系統級不規則性，諸如製造製程不規則性。基於晶圓標記之分析可用以調整批量處理。可在探測製程之前或之後執行測繪方法。

在一些實施例中，次級輻照之參數P可為次級源之功率。舉例而言，參數P可對應於操作雷射二極體之功率。在一些實施例中，參數P可對應於次級源之波長。舉例而言，參數P可對應於由雷射二極體發射的光之波長。

次級源可經組態以產生複數個波長下之次級輻照。舉例而言，次級源200可包括雷射二極體模組。雷射二極體模組可包括複數個雷射二極體，其各自經組態以發射不同波長下之雷射。EBI系統10可經組態以在次級源200改變其雷射輸出之波長時獲取複數個樣品影像。一個雷射二極體可經組態以在執行電子束成像之同時在一個波長下進行發射。

圖9A展示符合本發明之實施例的樣品之影像，該等影像可伴隨次級輻照之演進藉由電子束成像獲取。圖9A可表示可包括3D NAND (浮動閘極)結構的樣品之SEM影像。可藉由改變例如由次級源施加之次級輻照之波長來執行次級輻照之演進。藉由SEM進行之電壓對比成像可顯露存在缺陷，諸如在圖9A中藉由指示符901突出顯示的缺陷。如圖9A之影像中所示，P=P0可表示未施加次級輻照的情況。P1可為第一波長。P2可為第二波長，且P2可小於P1。亦即，相比P=P1之情況，在P=P2之情況下可施加較高頻率次級輻照。P3可為第三波長，且P3可小於P1或P2。亦即，相比P=P1或P=P2之情況，可在P=P3之情況下施加較高頻率次級輻照。可使次級輻照之功率保持恆定。然而，在一些實施例中，次級輻照之功率亦可隨著次級輻照之其他參數變化。

不同類型的缺陷可對雷射波長變化作出不同回應。當使用次級輻照之參數P之某一值時，可更容易偵測一些缺陷。次級輻照遍歷各種雷射波長之演進可顯露某一波長十分適合於偵測特定類型之缺陷。較弱缺陷之缺陷偵測之靈敏度可藉由次級輻照之演進增強。

圖9B展示符合本發明之實施例的使用次級輻照之不同值之參數P偵測的缺陷的分佈。繪圖910展示P=P1時缺陷之分佈。繪圖920展示P=P3時缺陷之分佈。繪圖930展示P=P2時缺陷之分佈。可在施加次級輻照時基於電子束檢測執行缺陷偵測分析。缺陷偵測分析之結果可顯露使缺陷偵測效率最大化之參數P的最佳值。舉例而言，可判定繪圖920表示用於執行經受檢測之樣品之缺陷偵測的最佳條件。

缺陷偵測結果可互相進行比較，且可執行進一步分析。如圖9B中所示，可基於缺陷偵測分析之結果產生第一表格921及第二表格922。可針對對應於P=P1的缺陷分佈進行第一缺陷偵測分析，且可針對對應於P=P3的缺陷分佈進行第二缺陷偵測分析。可基於第一及第二缺陷偵測分析之比較產生第一表格921。該比較可包括可重複性分析。可重複性分析可涉及比較P=P1之缺陷分佈中所偵測的缺陷與P=P3之缺陷分佈中所偵測的缺陷。舉例而言，可判定一定比例(例如AA%)之缺陷重疊。此亦可表述為原始計數，例如在P=P1之缺陷分佈與P=P3之缺陷分佈之間，一數目BB之缺陷可重疊。此外，可判定相較於P=P1之分佈，CC個額外缺陷在P=P3之分佈中經計數。

類似地，可基於第三缺陷偵測分析與第二缺陷偵測分析之比較產生第二表格922。如上文所提及，該比較可包括可重複性分析。可重複性分析可涉及比較P=P2之缺陷分佈中所偵測的缺陷與P=P3之缺陷分佈中所偵測的缺陷。舉例而言，可判定EE%之缺陷重疊。此亦可表述為原始計數，例如在P=P2之缺陷分佈與P=P3之缺陷分佈之間，一數目FF之缺陷可重疊。此外，可判定相較於P=P2之分佈，GG個額外缺陷在P=P3之分佈中經計數。

參數P之某一值下的缺陷分佈可增強缺陷偵測之穩固性。舉例而言，如圖9B中所示，繪圖920展示具有比繪圖910或繪圖930更廣之範圍及更大之多樣性的缺陷分佈。此外，繪圖920包括在與分佈之中值間隔開的區域中的缺陷亞群。缺陷之額外計數(例如上文參考表921及922所論述之額外計數)可歸因於此區域中捕捉之缺陷。

在一些實施例中，可提供一種使源演進的方法。該源可包括經組態以產生包括帶電粒子束設備之初級射束的初級輻照的初級源，且源可包括經組態以產生次級輻照的次級源。次級輻照可包括雷射二極體之功率或波長。

圖10繪示符合本發明之實施例的使源演進之方法。圖10之方法可藉由諸如控制器109之控制器執行。控制器109可向例如帶電粒子束系統或其他系統之組件發佈指令以實現某些功能。控制器109可包括經組態以執行各種功能之電路。在圖10之常式開始之後，方法可進行至步驟S101。步驟S101可包括形成射束。該射束可包括可藉由帶電粒子束設備產生的初級帶電粒子束。步驟S101可包括藉由電子束工具100產生初級射束241。

可跨諸如晶圓201之樣品的區域掃描初級射束241。晶圓201上可存在可為檢測對象的所關注區域。步驟S101可包括掃描樣品上之第一位置。第一位置可對應於特徵之位置。第一位置可對應於由帶電粒子束設備產生之影像中的第一像素。步驟S101亦可包括掃描樣品上之第二位置等等。第二位置可對應於第二像素。

接下來，方法可進行至步驟S102。步驟S102可包括獲取影像。該影像可包括複數個像素。在步驟S102中獲取之影像可包括基底影像。該基底影像可為僅使用初級源(例如電子束工具100之初級射束241)而獲取的樣品之影像。基底影像可為在不向樣品施加次級輻照時所獲取的樣品之影像。步驟S102可包括藉由電子束檢測獲取影像。步驟S102可包括電壓對比成像。步驟S102可包括影像處理。影像處理可包括提取特徵、判定影像中之區域及判定所成像特徵之參數。舉例而言，控制器109可經組態以處理步驟S102中所獲取之影像，以判定影像包括多個列之插塞、判定該列之平均灰階及判定該列中個別特徵之灰階。特徵之灰階可包括一或多個像素之灰階。

方法隨後可進行至步驟S103及步驟S104。步驟S103可包括產生初級輻照，且步驟S104可包括產生次級輻照。步驟S103及S104可同時執行，或可分開執行，或可重疊(例如步驟S104在步驟S103之前及期間執行)。產生初級輻照可包括例如藉由如圖2中所示之電子束工具100產生初級射束241。產生次級輻照可包括例如藉由如圖2中所示之次級源200產生次級輻照射束242。次級輻照可施加至樣品上之成像區，且成像區可與其上投射初級射束241之區域相同。歸因於諸如光電效應之效應，樣品上之次級輻照可使得成像區中之特徵以不同於不施加次級輻照之情況的方式發射次級粒子。可藉由偵測器偵測次級粒子。

在步驟S105中，可獲取第N個已演進影像(其中N為整數)。舉例而言，可獲取第一已演進影像、第二已演進影像或第三已演進影像，等等。該影像可基於偵測器中回應於接收次級粒子而產生的信號。由於施加次級輻照，第N個已演進影像可不同於在步驟S102中獲取之影像。N可為表示索引之變數。當圖10之方法開始時，N可起始於1，且可在每次執行步驟S105時遞增。N可對應於迄今為止所獲取之已演進影像的數目。步驟S105可包括獲取分塊影像。

接下來，方法可進行至步驟S106。步驟S106可包括判定N是否大於臨限值T。臨限值T可為設定參數，諸如待獲得之影像的數目。步驟S106可包括讀取儲存於記憶體中的N值。可提前設定臨限值T。可基於經判定足以形成曲線之資料點的數目來判定臨限值T。在一些實施例中，T可為2。亦即，演進方法可包括獲取基底影像，且隨後在施加次級輻照之情況下獲取至少兩個影像。在一些實施例中，N可基於用於執行成像之可用時間量而判定。在圖6之實例中，臨限值T可設定為6，且成像方法可進行直至獲取影像680為止，此時N可達到值7。在一些實施例中，成像可在獲取如圖6中所示之第8個分塊影像之後繼續。

在步驟S106中，若判定N小於或等於T，則方法可進行至步驟S107。步驟S107可包括調整次級輻照。步驟S107可包括改變次級輻照之參數P。步驟S107可包括改變次級源200之功率。步驟S107可包括改變由次級源200產生之次級輻照之波長。

方法可自步驟S107返回至步驟S103及S104。在步驟S104中，可將次級輻照以與早先執行之次級輻照不同的參數P之值施加至同一樣品。因此，次級源可經演進。隨後，在步驟S105中，可獲取第N個已演進影像。獲取之影像可不同於先前獲取之影像。步驟S105可包括使N之值遞增。

返回至步驟S106，可再次判定N是否大於T。若N大於T，則方法可進行至步驟S108。在步驟S108中，可產生曲線。曲線可基於來自多個所獲取影像之資料。可分析所獲取影像中之特徵。舉例而言，可在獲取多個影像之過程內追蹤特徵之灰階變化。舉例而言，曲線可指示灰階變化相對於次級輻照的變化之功率位準或波長的趨勢。

接下來，在步驟S109中，可比較曲線。可將在步驟S108中產生之曲線與先前產生之曲線進行比較。其他曲線可包括儲存於資料庫中之曲線。在一些實施例中，可在每一影像中識別複數個特徵，且可產生複數個特徵中之每一者之曲線。特徵中之每一者之曲線可相互進行比較。

接下來，方法可進行至步驟S110。步驟S110可包括判定特徵之特性。步驟S110可包括基於可在步驟S108中產生之曲線判定特徵之特性。步驟S110可包括判定特徵為缺陷。步驟S110可包括判定特徵為特定類型之結構。步驟S110可包括判定特定類型之缺陷。在步驟S110中判定之特性可包括特徵之特性的一範圍。舉例而言，步驟S110可包括判定結構之特定組成範圍。

方法可在步驟S110之後結束。其他處理可在步驟S110之後。在一些實施例中，可視需要重複方法。舉例而言，可在圖10之方法聚焦於特定類型之結構時第一次執行方法，且可在聚焦於另一類型之結構時再次執行方法。可判定樣品包括SRAM-WCMP器件，且可判定樣品包括大量NMOS MOSFET。可判定存在可基於樣品中所包括之結構的類型有效執行演進的最佳點(例如P=Py)。因此，臨限值T可設定為相對低之數值，且可執行圖10之方法以判定可聚焦於NMOS MOSFET之結構(諸如NMOS源或汲極端)的特徵之特性。其後，可根據另一類型之結構調整圖10之方法且再次執行。可藉由減小臨限值T及初始地設定預定點周圍的參數P之位準來提高產出量。

在一些實施例中，可提供一種偵測缺陷的方法。方法可涉及操作帶電粒子束設備。帶電粒子束設備可包括經組態以產生包括帶電粒子束設備之初級射束的初級輻照的初級源，及經組態以產生次級輻照的次級源。次級源可經組態以在參數P之預定位準下產生次級輻照。次級輻照之參數P可包括雷射二極體之功率或波長。

圖11繪示符合本發明之實施例的偵測缺陷之方法。圖11之方法可藉由諸如控制器109之控制器執行。控制器109可向例如帶電粒子束系統或其他系統之組件發佈指令以實現某些功能。在圖11之常式開始之後，方法可行進至步驟S201。步驟S201可包括檢測樣品。步驟S201可包括對樣品執行電子束成像。執行電子束成像可包括藉由帶電粒子束設備產生初級帶電粒子束及將其投射於樣品上。例如如圖2中所示，步驟S201可包括藉由電子束工具100產生初級射束241且可包括藉由次級源200產生次級輻照射束242。步驟S201可包括獲取影像。步驟S201可包括獲取已演進影像。步驟S201可在次級輻照之參數P之預定值下執行且可在參數P之值之一範圍內執行。步驟S201可包括執行電壓對比成像。步驟S201可包括執行影像處理。

接下來，方法可進行至步驟S202。步驟S202可包括產生缺陷分佈。產生缺陷分佈可基於步驟S201之樣品檢測。可基於施加次級輻照時之電子束成像執行步驟S202。步驟S202可包括識別及確認缺陷。步驟S202可包括產生表示缺陷之繪圖，諸如直方圖。步驟S202可包括判定缺陷分佈之參數，諸如平均值、中值、標準差等。如圖9B中所示，缺陷分佈可包括其上疊加之中線。

接下來，自圖11之方法中之步驟S202，方法可進行至步驟S203。步驟S203可包括比較缺陷分佈。步驟S203可包括將在步驟S202中產生之缺陷分佈與另一分佈進行比較。舉例而言，其他分佈可包括先前產生之分佈或預儲存之分佈。其他分佈可包括對應於在次級輻照之參數P之不同位準下執行之成像的分佈。步驟S203可包括將藉由在參數P之第一位準下成像而產生之第一分佈與藉由在參數P之第二位準下成像而產生之第二分佈進行比較，等等。改變參數P可包括改變次級輻照之波長或功率。步驟S203可包括執行可重複性分析。

接下來，方法可進行至步驟S204。步驟S204可包括產生最終缺陷分佈。步驟S204可包括基於缺陷偵測分析之結果產生表格。步驟S204可包括產生第一表格921及第二表格922，例如如上文關於圖9B所論述。步驟S204可包括修改現有缺陷分佈。步驟S204可包括添加在其他缺陷分佈中捕捉之缺陷，使得單一缺陷分佈反映藉由在參數P之不同位準下成像所偵測的缺陷。

方法可在步驟S204之後結束，或可跟隨有其他處理。圖10之方法可與圖11之方法組合。一種方法可包括圖10或11之流程圖之要素，含有或沒有各種修改。

在一些實施例中，識別缺陷可包括比較曲線，諸如在圖10之方法之步驟S108中產生的曲線。舉例而言，如同在圖10中之步驟S109中，圖11中之步驟S202可包括比較曲線。舉例而言，可基於所成像特徵之曲線與標準缺陷曲線之比較確認一缺陷。

在一些實施例中，可提供一種測繪方法。測繪方法可包括判定樣品上之複數個特徵之特性。該特性可為電阻。該方法可包括例如藉由圖10之方法對樣品成像，及產生樣品上之特徵之電阻之映圖。在一些實施例中，該方法可包括產生樣品上之特徵之組成之映圖。

可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： 初級源，其經組態以沿著光軸將帶電粒子束發射至樣品之一區域上； 次級源，其經組態以輻照樣品之該區域；及 控制器，其具有電路且經組態以： 控制帶電粒子束系統以改變次級源之輸出之參數； 在次級源之輸出之第一參數下獲取樣品之第一影像；及 在次級源之輸出之第二參數下獲取樣品之第二影像。 2.  如條項1之帶電粒子束系統，其中 該控制器經組態以獲取樣品之基底影像，其中樣品之該基底影像係僅使用初級源獲取的。 3.  如條項1或條項2之帶電粒子束系統，其中 控制器經組態以在參數之一範圍內獲取樣品之複數個影像。 4.  如條項1至3中一項之帶電粒子束系統，其進一步包含影像獲取器，其中該影像獲取器經組態以獲取第一影像及第二影像。 5.  如條項4之帶電粒子束系統，其中控制器包括影像獲取器。 6.  如條項1至5中任一項之帶電粒子束系統，其進一步包含： 雙輸出源，其中初級源及次級源包括於雙輸出源中。 7.  如條項1至5中任一項之帶電粒子束系統，其中初級源及次級源彼此間隔開。 8.  如條項1至7中任一項之帶電粒子束系統，其中 初級源經組態以發射帶電粒子束以在樣品上產生第一射束點，且 次級源經組態以發射次級輻照射束以在樣品上產生第二射束點。 9.  如條項8之帶電粒子束系統，其中 第一射束點及第二射束點之大小實質上相等。 10.   如條項1至9中任一項之帶電粒子束系統，其中 控制器經組態以基於在參數之預定值下獲取的影像判定在樣品之區域中的特徵之特性。 11.    如條項1至10中任一項之帶電粒子束系統，其中 控制器經組態以基於在參數之不同值下獲取的複數個影像產生曲線。 12.   如條項1至11中任一項之帶電粒子束系統，其中 控制器經組態以基於第一影像及第二影像產生在樣品之區域中的特徵之灰階變化之曲線。 13.   如條項1至12中任一項之帶電粒子束系統，其中 次級源包括雷射二極體。 14.   如條項1至13中任一項之帶電粒子束系統，其中 次級源經組態以發射光子。 15.   一種成像方法，其包含： 將帶電粒子束發射至樣品之一區域上； 用次級源輻照樣品之該區域； 在次級源之輸出之第一參數下獲取樣品之第一影像； 改變次級源之輸出之參數；及 在次級源之輸出之第二參數下獲取樣品之第二影像。 16.   如條項15之方法，其進一步包含： 在次級源不輻照樣品之該區域時獲取樣品之基底影像。 17.   如條項15或條項16中任一項之方法，其中 參數包括次級源之輸出之功率。 18.   如條項15至17中任一項之方法，其中 參數包括次級源之輸出之波長。 19.   如條項15至18中任一項之方法，其進一步包含： 基於在參數之預定值下獲取的影像判定樣品之區域中的特徵之特性。 20.   如條項15至19中任一項之方法，其進一步包含： 基於在參數之變化值下獲取的複數個影像產生曲線。 21.   如條項15至20中任一項之方法，其進一步包含： 基於第一影像及第二影像產生樣品之區域中的特徵之灰階變化之曲線。 22.   一種偵測缺陷之方法，其包含： 使用入射於樣品之一區域上的帶電粒子束檢測樣品，及用次級源輻照樣品之該區域。 在次級源之輸出之參數的第一值下產生第一缺陷分佈；及 在參數之第二值下產生第二缺陷分佈。 23.   如條項22之方法，其進一步包含： 將第一缺陷分佈與第二缺陷分佈進行比較；及 判定最終缺陷分佈。 24.   一種用電子顯微鏡掃描晶圓的方法，該方法包含： 在複數個時間用電子顯微鏡掃描樣品上之第一位置； 在複數個時間中之每一者期間，用來自雷射之光輻照第一位置；及 調整複數個時間之間的雷射參數，使得輻照第一位置之光的能量或頻率在複數個時間之間有所不同。 25.   如條項24之方法，其中 第一位置對應於由電子顯微鏡產生之影像中的像素。 26.   如條項24之方法，其進一步包含： 判定在參數之預定值下獲取之影像上的第一位置處的特徵之特性。 27.   如條項26之方法，其中該特性包括特徵之灰階。 28.   如條項25之方法，其進一步包含： 判定像素之灰階。 29.   如條項27之方法，其中該特性包括在參數之不同值下特徵之灰階變化之趨勢。 30.   如條項27之方法，其中該特性包括在輻照第一位置之光的不同量之能量或頻率下特徵之灰階變化之趨勢。 31.   如條項28之方法，其進一步包含： 判定在參數之不同值下像素之灰階變化之趨勢。 32.   如條項24至31中任一項之方法，其進一步包含： 藉由電子顯微鏡產生複數個影像，複數個影像中之每一者對應於複數個時間中之一者；及 基於在參數之不同值下獲取的複數個影像產生曲線。 33.   如條項24至32中任一項之方法，其進一步包含： 偵測樣品上之缺陷； 在參數之第一值下產生第一缺陷分佈；及 在參數之第二值下產生第二缺陷分佈。 34.   如條項33之方法，其進一步包含： 將第一缺陷分佈與第二缺陷分佈進行比較；及 判定最終缺陷分佈。 35.   如條項24之方法，其進一步包含： 與在複數個時間掃描第一位置一起，掃描樣品上之第二位置。 36.   如條項35之方法，其進一步包含： 將第一位置之特性與第二位置之特性進行比較。 37.   一種掃描電子顯微鏡，其包含： 初級電子源，其經組態以產生待在複數個時間跨樣品之區域掃描的初級電子束，該區域包括第一位置； 雷射，其經組態以用來自雷射之光輻照第一位置；及 控制器，其經組態以調整複數個時間之間的雷射參數，使得輻照第一位置之光的能量或頻率在複數個時間之間有所不同。 38.   如條項37之掃描電子顯微鏡，其中 控制器經組態以判定在參數之預定值下獲取之影像上的第一位置處的特徵之特性。 39.   如條項37之掃描電子顯微鏡，其中 控制器經組態以判定對應於由掃描電子顯微鏡產生之影像中之第一位置的像素之灰階。 40.   如條項37之掃描電子顯微鏡，其中 控制器經組態以判定在參數之不同值下第一位置處的特徵之灰階變化之趨勢。 41.   如條項37之掃描電子顯微鏡，其中 控制器經組態以產生在參數之不同值下獲取的複數個影像，及 基於複數個影像產生曲線。 42.   如條項37之掃描電子顯微鏡，其中 控制器經組態以偵測樣品上之缺陷， 在參數之第一值下產生第一缺陷分佈；及 在參數之第二值下產生第二缺陷分佈。 43.   如條項37之掃描電子顯微鏡，其中 雷射安裝於電子顯微鏡之柱上。 44.   如條項37或條項43之掃描電子顯微鏡，其中 雷射經組態以與初級電子源一起進行掃描。 45.   如條項37或條項43之掃描電子顯微鏡，其中 雷射經組態以將射束點投射於樣品上，該射束點大於初級電子束之射束點。

在一些實施例中，諸如初級帶電粒子束源或次級源之源可與控制帶電粒子束系統之控制器通信。控制器可指導帶電粒子束系統之組件執行各種功能，諸如控制帶電粒子源產生帶電粒子束及控制偏轉器以在樣品上掃描帶電粒子束。控制器亦可執行各種其他功能，諸如調整樣品之位置。控制器可包含作為儲存媒體之儲存器，諸如硬碟、隨機存取記憶體(RAM)、其他類型之電腦可讀記憶體及其類似者。儲存器可用於將經掃描原始影像資料保存為原始影像且儲存後處理影像。可提供非暫時性電腦可讀媒體，其儲存供控制器109之處理器進行符合本發明之帶電粒子束檢測、影像處理、缺陷偵測、源演進或其他功能及方法的指令。常見形式之非暫時性媒體包括例如：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；ROM、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；及其網路化版本。

圖式中之方塊圖可繪示根據本發明之各種例示性實施例之系統、方法及電腦硬體/軟體產品之可能實施方案的架構、功能性及操作。就此而言，示意圖中之每一區塊可表示可使用硬體(諸如電子電路)實施的某一算術或邏輯運算處理。區塊亦可表示包含用於實施指定邏輯功能之一或多個可執行指令的程式碼之模組、區段或部分。應理解，在一些替代實施方案中，區塊中所指示之功能可不按圖式中所指出之次序出現。舉例而言，視所涉及之功能性而定，連續展示之兩個區塊可實質上同時執行或實施，或兩個區塊有時可以相反次序執行。舉例而言，圖10中之步驟S104可在步驟S103之前或期間執行。亦可省略一些區塊。可省略任一個區塊或多個區塊。舉例而言，可省略圖10之步驟S102。方法可包括獲取已演進影像而不獲取基底影像。亦應理解，方塊圖中之每一區塊及該等區塊之組合可由執行指定功能或動作的基於專用硬體之系統或由專用硬體及電腦指令之組合來實施。

應瞭解，本發明不限於上文所描述及在隨附圖式中所說明之確切建構，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。

10:EBI系統 11:主腔室 20:裝載/鎖定腔室 30:設備前端模組 30a:第一裝載埠 30b:第二裝載埠 100:電子束工具 109:控制器 200:次級源 201:晶圓 210:載物台 220:底板 241:初級射束 242:次級輻照射束 300:基板 301:次級電子 310:氧化物層 320:純質區域 321:第一井 322:第一n型半導體區域 323:區域 324:第二n型半導體區域 325:分隔件 326:第二井 327:第一p型半導體區域 329:第二p型半導體區域 331:插塞 332:插塞 333:插塞 334:插塞 335:插塞 336:插塞 340:面板 341:光點 342:光點 343:光點 344:光點 411:曲線 412:曲線 413:曲線 419:區域 420:列 421:插塞 430:列 431:插塞 440:箭頭 510:第一影像 511:第一插塞 512:第二插塞 520:第二影像 530:第三影像 610:第一影像 620:第二影像 630:第三影像 640:影像 650:影像 660:影像 670:影像 680:影像 710:曲線 720:曲線 730:曲線 810:曲線 820:曲線 830:曲線 840:曲線 850:曲線 901:指示符 910:繪圖 920:繪圖 921:第一表格 922:第二表格 930:繪圖 F1:第一特徵 F2:第二特徵 F3:第三特徵 F4:第四特徵 Nplug1:插塞 Nplug2:插塞 Nplug3:插塞 P:參數 P1:第一波長 P2:第二波長 P3:第三波長 Py:點 R1:範圍 S101:步驟 S102:步驟 S103:步驟 S104:步驟 S105:步驟 S106:步驟 S107:步驟 S108:步驟 S109:步驟 S110:步驟 S201:步驟 S202:步驟 S203:步驟 S204:步驟 T:臨限值

本發明之上述及其他態樣將自與隨附圖式結合進行的例示性實施例之描述變得更顯而易見。

圖1A及圖1B為繪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為符合本發明之實施例的包括於裝載/鎖定腔室中的晶圓之例示性配置之示意圖，該晶圓可為圖1B之例示性電子束檢測系統之一部分。

圖3為繪示符合本發明之實施例的對晶圓執行電壓對比(VC)缺陷檢測之效應的圖。

圖4A至圖4C繪示符合本發明之實施例的向樣品施加次級輻照的效應。

圖5A展示符合本發明之實施例的樣品之影像，該影像可在有或沒有次級輻照的情況下使用EBI系統10藉由電子束成像進行獲取。

圖5B展示符合本發明之實施例的經成像特徵在參數P之不同位準下的灰階變化。

圖6繪示符合本發明之實施例的在次級源之參數P之不同位準下獲取的複數個影像。

圖7繪示符合本發明之實施例的隨影像ID變化的特徵之性狀。

圖8A及圖8B展示符合本發明之實施例的樣品之影像及曲線資料，該影像及曲線資料可伴隨次級輻照之演進藉由電子束成像獲取。

圖9A展示符合本發明之實施例的樣品之影像，該等影像可伴隨次級輻照之演進藉由電子束成像獲取。

圖9B展示符合本發明之實施例的使用次級輻照之不同值之參數P偵測的缺陷之分佈。

圖10為繪示符合本發明之實施例的使源演進之方法的流程圖。

圖11為繪示符合本發明之實施例的偵測缺陷之方法的流程圖。

810:曲線

820:曲線

830:曲線

840:曲線

850:曲線

Nplug1:插塞

Nplug2:插塞

Nplug3:插塞

P:參數

Py:點

R1:範圍

Claims (15)

1. 一種帶電粒子束系統，其包含： 一初級源，其經組態以沿著一光軸將一帶電粒子束發射至一樣品之一區域上； 一次級源，其經組態以輻照該樣品之該區域；及 一控制器，其具有電路且經組態以： 控制該帶電粒子束系統以改變該次級源之一輸出之一參數； 在該次級源之該輸出之一第一參數下獲取該樣品之一第一影像；及 在該次級源之該輸出之一第二參數下獲取該樣品之一第二影像。
2. 如請求項1之帶電粒子束系統，其中 該控制器經組態以獲取該樣品之一基底影像，其中該樣品之該基底影像係僅使用該初級源獲取的。
3. 如請求項1之帶電粒子束系統，其中 該控制器經組態以在該參數之一範圍內獲取該樣品之複數個影像。
4. 如請求項1之帶電粒子束系統，其進一步包含一影像獲取器，其中該影像獲取器經組態以獲取該第一影像及該第二影像。
5. 如請求項4之帶電粒子束系統，其中該控制器包括該影像獲取器。
6. 如請求項1之帶電粒子束系統，其進一步包含： 一雙輸出源，其中該初級源及該次級源包括於該雙輸出源中。
7. 如請求項1之帶電粒子束系統，其中該初級源與該次級源彼此間隔開。
8. 如請求項1之帶電粒子束系統，其中 該初級源經組態以發射該帶電粒子束以在該樣品上產生一第一射束點，且 該次級源經組態以發射一次級輻照射束以在該樣品上產生一第二射束點。
9. 如請求項8之帶電粒子束系統，其中 該第一射束點及該第二射束點之一大小實質上相等。
10. 如請求項1之帶電粒子束系統，其中 該控制器經組態以基於在該參數之一預定值下獲取的一影像判定在該樣品之該區域中的一特徵之一特性。
11. 如請求項1之帶電粒子束系統，其中 該控制器經組態以基於在該參數之不同值下獲取的複數個影像產生一曲線。
12. 如請求項1之帶電粒子束系統，其中 該控制器經組態以基於該第一影像及該第二影像產生在該樣品之該區域中的一特徵之一灰階變化之一曲線。
13. 如請求項1之帶電粒子束系統，其中 該次級源包括一雷射二極體。
14. 如請求項1之帶電粒子束系統，其中 該次級源經組態以發射光子。
15. 一種成像方法，其包含： 將一帶電粒子束發射至一樣品之一區域上； 用一次級源輻照該樣品之該區域； 在該次級源之該輸出之一第一參數下獲取該樣品之一第一影像； 改變該次級源之一輸出之一參數；及 在該次級源之該輸出之一第二參數下獲取該樣品之一第二影像。

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