TW202249088A - 用於將電子束聚焦在具有透明基板的晶圓上的方法 - Google Patents

Abstract

一種用於聚焦電子束之方法、非暫態電腦可讀取媒體及系統。方法可包括基於至少一個評估的區域的每一者的高度參數，將電子束聚焦於晶圓的至少一個評估的區域上。晶圓包括透明基板。至少一個評估的區域的每一者的高度參數基於偵測訊號來決定，偵測訊號為以光子束照明晶圓的一或更多高度量測的區域而產生的結果。照明發生於晶圓的一或更多支撐的區域接觸夾具的一或更多支撐元件時，且發生於一或更多高度量測的區域之每一者以超過關於光子束的光學元件的景深的距離與夾具分隔開來時。

Description

用於將電子束聚焦在具有透明基板的晶圓上的方法

本申請案主張在2021年2月1日申請的美國申請案第17/164,803號的優先權。此揭露案在此處全部併入作為參考之所有目的。

本揭露案關於用於將電子束聚焦在具有透明基板的晶圓上的方法。

掃描電子顯微鏡為以電子束藉由掃描晶圓的評估的區域，而用於評估例如晶圓的樣本的高解析度系統。檢視掃描電子顯微鏡掃描包括疑似缺陷的評估的區域。計量掃描電子顯微鏡掃描包括應量測的結構元件的評估的區域。

當掃描評估的區域時，電子束應聚焦至評估的區域上。舉例而言，評估的區域應在掃描電子顯微鏡的物鏡的焦平面之中。

聚焦通常基於樣本的高度映射而完成。高度映射使用照明晶圓的不同區域（稱為高度量測的區域）的高度量測單元產生，以提供高度量測的區域的高度參數。高度量測的區域通常僅覆蓋小部分的晶圓。並未高度量測的區域的區域的高度參數藉由外延法或內插法來計算，以提供高度映射。

某些晶圓具有透明基板，而藉由接觸整個透明基板的夾具支撐。

當高度量測的區域藉由夾具支撐且藉由夾具接觸時，高度量測的區域的高度參數以光束藉由照明高度量測的區域而量測。

在某些情況中，特別當高度量測的區域為透明時，光束可從夾具反射，隨著高度量測可反射夾具的高度且並非高度量測的區域的高度，而藉此引入高度量測誤差。

此高度量測誤差可造成電子束聚焦於晶圓的背面或聚焦於與晶圓的頂部不同的任何其他點。

具有更多的需求以提供用於高度參數量測的精確方案。

可提供一種用於聚焦電子束的方法、非暫態電腦可讀取媒體及偵測系統。

在以下詳細說明中，提及數個具體細節以便提供對本揭露案的實施例的透徹理解。

然而，本領域中技藝人士應理解本揭露案的目前實施例無須此等具體細節而可執行。在其他實例中，並未詳細說明已知方法、程序及部件，以便不會模糊本揭露案的目前實施例。

特別指出視為本揭露案的實施例之標的且在說明書的結論部分中分開地主張。然而，作為組織及操作方法兩者的本揭露案的實施例與其目標、特徵及優點一起，當與隨附圖式一起閱讀時，可藉由參考以下詳細的說明而最佳理解。

應理解為了圖示的簡化及清楚，在圖式中顯示的元件並非必須按照規模繪製。舉例而言，某些元件的大小為了清楚相對於其他元件可誇大。再者，當考量為適當時，在圖式之間可重複元件符號以代表相對應或類似的元件。

因為大部分本揭露案的圖示實施例可使用本領域中技藝人士已知的電子部件及電路來實施，所以如以上圖示不會以比必須考量的任何更詳細的方式解釋細節，而用於瞭解並理解本揭露案的目前實施例的基本概念，且以便不會模糊或偏離本揭露案的目前實施例的技術。

在說明書中對方法的任何參考應對比應用至能夠執行方法的系統，且應對比應用至非暫態且儲存指令用於執行方法的電腦可讀取媒體。

在說明書中對系統的任何參考應對比應用至可藉由系統執行的方法，且應對比應用至非暫態且儲存指令藉由系統可執行的電腦可讀取媒體。

在說明書中對非暫態的電腦可讀取媒體的任何參考應對比應用至當執行儲存於電腦可讀取媒體中的指令時可應用的方法，且應對比應用至配置成執行儲存於電腦可讀取媒體中的指令的系統。

「及/或」一詞意味著額外或替代的。

「評估的區域」為應評估的區域。評估可包括缺陷檢視、計量及類似者。

「高度量測的區域」為具有其高度參數量測的區域。

區域的「高度參數」一詞可為關於整個區域或僅部分（一或更多點）的區域的參數，可為關於區域的絕對高度，可為關於區域的相對高度的參數，可為區域的高度，可為從區域至參考點（舉例而言，至電子束系統的物鏡）的距離，可為晶圓的區域及參考點之間的高度差，及類似者。為了解釋的簡化，以下列舉的各種範例將高度參數稱為區域的高度。

「電子束系統」一詞代表可產生一或更多電子束且以一或更多電子束掃描或者照明樣本（或樣本的區域）的系統。掃描電子顯微鏡為電子束系統的非限制範例。

提供方法、系統及非暫態電腦可讀取媒體，而提供晶圓的高度量測的區域的精確高度參數量測，同時高度量測的區域足夠遠離夾具（即使當晶圓的支撐的區域藉由夾具支撐時）。各個高度量測的區域及夾具之間的距離足夠大，以避免夾具影響高度量測的區域的高度量測。

可處理精確高度參數量測（例如，藉由產生高度映射），以提供不同於高度量測的區域的晶圓的區域的高度參數，包括對各個評估的區域的高度參數。

評估的區域的高度參數用以將電子束聚焦於評估的區域上。舉例而言，高度參數可使用作為起始點，用於自動聚焦單元或用於聚焦電子束及類似者。

評估的區域亦可為高度量測的區域。評估的區域可不同於高度量測的區域。評估的區域可與高度量測的區域部分重疊。評估的區域可不與高度量測的區域重疊。

評估的區域的高度參數可基於一或更多高度量測的區域的高度參數而決定。

舉例而言，若評估的區域不同於一或更多高度量測的區域，則其高度參數可藉由在一或更多高度量測的區域的高度參數上應用函數（舉例而言，內插法、外延法、加權平均、平均、機器學習函數、非機器學習函數的函數、或任何其他函數）而使用。

評估的區域的高度可基於高度量測的區域的高度，藉由處理器或電子束系統的高度量測單元來計算。評估的區域的高度可藉由電子束系統的任何其他部件或單元來計算，或可藉由在電子束系統外側的電腦化單元來計算。

第1圖圖示用於聚焦電子束之方法100。

方法100可藉由獲得晶圓的一或更多高度評估的區域的高度參數的步驟110而起始。

步驟110可包括產生一或更多高度評估的區域的高度參數，或接收一或更多高度評估的區域的高度參數。

產生可包括以光子束照明晶圓的一或更多高度量測的區域，（藉由一或更多感測器）產生以照明的結果產生的偵測訊號，且處理偵測訊號以提供一或更多高度評估的區域的高度參數。

照明發生於晶圓的一或更多支撐的區域接觸夾具的一或更多支撐元件時，且發生於一或更多高度量測的區域的每一者以一距離與夾具分隔開來時，距離為足夠避免來自（若存在的）夾具的任何反射而影響高度參數。

舉例而言，一或更多高度量測的區域之各者可以一距離與夾具分隔開來，距離為超過關於光子束的光學元件的景深（depth of field）。光學元件可或無須屬於高度量測單元。

距離可超過例如1、5、10、20、30、40、50毫米及類似者。

晶圓的支撐的區域的形狀及尺寸藉由夾具的相對應支撐元件的形狀及尺寸而界定。舉例而言，環狀支撐元件可定位以支撐晶圓的邊緣或晶圓的任何其他環狀形狀的支撐的區域。

夾具的支撐元件可為靜態或可移動的，舉例而言，可降低、舉升或者移動。

一或更多支撐的區域可定位於晶圓中任何位置，一或更多支撐的區域可為任何形狀及/或尺寸。

一個支撐的區域可與另一支撐的區域為相同的形狀及尺寸。

一個支撐的區域與另一支撐的區域可為不同的形狀及/或不同的尺寸。

舉例而言，晶圓的一或更多支撐的區域可為晶圓的邊緣區域，或可不同於晶圓的邊緣區域。

夾具可配置成支撐一或更多尺寸的晶圓。

第一尺寸的晶圓可藉由夾具的一或更多支撐元件支撐，而另一尺寸的晶圓可藉由夾具的一或更多其他支撐元件支撐。

支撐較大晶圓的一或更多支撐元件可比一或更多支撐較小晶圓更高。支撐較大晶圓的一或更多支撐元件可至少部分圍繞較小晶圓。

步驟110後面可跟隨著步驟120，包括基於（回應於）至少一個評估的區域的每一者的高度參數，藉由電子束系統將電子束聚焦於晶圓的至少一個評估的區域。

基於晶圓的一或更多高度評估的區域的高度參數，可計算至少一個評估的區域的每一者的高度參數。

計算可在步驟110期間、步驟120期間或在基於晶圓的一或更多高度評估的區域的高度參數，計算至少一個評估的區域的每一者的高度參數的專用的步驟期間執行。

當具有多重評估的區域時，所有多重評估的區域的高度參數的計算可一次執行，每一個評估的區域執行一次，超過一個評估的區域的每一集合執行一次，及類似者。舉例而言，在評估另一評估的區域之後，或在評估任何其他評估的區域之前，可計算評估的區域的高度參數。

在晶圓的對齊處理期間，或跟隨著對齊處理，及類似者，可至少部分實行高度參數的計算及/或晶圓的一或更多高度評估的區域的高度參數的獲得。對齊處理可包括照明晶圓的一或更多高度量測的區域，從照明的結果產生偵測訊號，且決定關於晶圓的初始高度參數。

在評估的區域的掃描期間可維持聚焦，或例如可藉由實行自動聚焦而改變。

方法100可包括評估至少一個評估的區域的步驟130。

步驟130可跟隨著步驟120，可平行於步驟120而執行，或可與步驟120的執行部分重疊的方式執行。

步驟110、120及130可重複用於多重晶圓。

夾具可僅支撐相同尺寸的晶圓。

或者，夾具可支撐不同尺寸的一或更多晶圓。不同尺寸的晶圓可藉由夾具的不同支撐元件來支撐，或可共用夾具的至少一個支撐元件。

夾具可以光子吸收材料塗佈。舉例而言，夾具可以黑色塗佈材料塗佈。

第2圖圖示晶圓10、支撐的區域11、高度量測的區域13、評估的區域14、夾具20、夾具的支撐元件21（可為環形的或具有圓形的剖面）、在晶圓的非支撐的區域及夾具20的底部22之間的距離31、及關於光子束的光學元件（例如高度量測單元）的焦深32之範例。晶圓10具有透明基板。透明基板可為整個晶圓或晶圓的大部分。為了解釋的簡化，假設標記為10的整個元件為晶圓的透明基板。

距離31超過焦深32，使得當量測高度量測的區域13的高度時，來自夾具的反射（特為夾具20的底部22）不會影響高度參數量測。

第2圖亦圖示當高度量測的區域13與支撐的區域11分隔開來時，評估的區域14可至少部分重疊支撐的區域11。

第3圖為藉由夾具20的支撐元件21支撐的晶圓10，藉由具有環狀形狀的其他支撐元件21’支撐的另一晶圓10’（小於晶圓10）的範例。在底部至另一晶圓10’之間的距離33亦超過焦深32。

第3圖亦圖示三個銷21’’的另一範例，充當小於晶圓10的晶圓的支撐元件。

第4圖為第一複數個(N)高度測量的區域13(1)-13(N)，第二複數個(M)評估的區域14(1)-14(M)，高度測量的區域13(1)-13(N)的高度參數HP(13,1)-HP(13,N)，及評估的區域14(1)-14(M)的高度參數HP(14,1)-HP(14,M)的範例。

在方法100的步驟110期間可處理高度測量的區域13(1)-13(N)的高度參數HP(13,1)-HP(13,N)，以提供評估的區域14(1)-14(M)的高度參數HP(14,1)-HP(14,M)。

第4圖亦圖示整個晶圓的晶圓高度參數HP(10)的產生。舉例而言，其可反映晶圓的不同區域的平均高度。晶圓高度參數的計算為可選的。

第5圖圖示評估的區域14，當掃描評估的區域14時通過電子束61的掃描圖案72，及掃描圖案72的起始點71。關於評估的區域14的高度參數例如可包括起始點71的高度，或評估的區域14的任何其他點的高度，或評估的區域的一或更多點的高度的函數。

第6圖圖示電子束系統40，而包括真空腔室41、夾具20、電子束柱43、高度量測單元42、處理器45、記憶體單元46及控制器47。控制器47配置成控制電子束系統40。

晶圓10藉由夾具20支撐，且定位於真空腔室41之中。

高度量測單元42可配置成以光子束62（或以多重光子束）藉由照明高度評估的區域，決定晶圓的高度評估的區域的高度參數。

電子束柱43可配置成以電子束61（或以多重電子束）掃描一或更多評估的區域。

電子束系統40可配置成執行方法100。

第6圖亦提供可為雷射聚焦系統的高度量測單元42的範例。

高度量測單元42可包括雷射源51、雙向鏡52、第一透鏡53、單向鏡54、第二透鏡55、稜鏡57、第一感測器58及第二感測器59。

來自雷射源51的光束通過雙向鏡52，通過第一透鏡53，且撞擊在單向鏡54上。

單向鏡54引導光束朝向第二透鏡55。第二透鏡55聚焦光束且引導光束朝向高度量測的區域。

光束接著從高度量測的區域反射朝向單向鏡54。

若光束在高度量測的區域上聚焦，則反射的光束傳播通過第二透鏡55，撞擊在單向鏡54的中心上，且引導朝向第一透鏡53。反射的光束通過第一透鏡，且藉由雙向鏡52反射朝向稜鏡57的第一位置（例如中心）。稜鏡57在第一感測器58及第二感測器59之間平均劃分反射的光束。

若光束並未聚焦於高度量測的區域上，則反射的光束傳播通過第二透鏡55，撞擊單向鏡54的偏離中心位置，且引導朝向第一透鏡53。反射的光束通過第一透鏡53，且藉由雙向鏡52反射朝向稜鏡57的第二位置（例如，偏離中心）。稜鏡57在第一感測器58及第二感測器59之間非平均地劃分反射的光束。

因此，藉由第一感測器58及第二感測器59偵測的光之間的關係代表光束是否聚焦，及是否未聚焦，提供關於未聚焦的量的指示。

可提供其他高度量測單元。

應理解方法100可藉由不包括電子束光學元件的系統來執行。

在以上說明書中，已參考本揭露案的實施例的具體範例說明本揭露案的實施例。然而，應理解可對其作成各種修改及改變而不會悖離如隨附請求項中提及的本揭露案的實施例的更廣精神及範疇。

再者，若有在說明書及請求項中的「前面」、「後面」、「頂部」、「底部」、「上面」、「下面」及類似者的詞彙用於說明之目的，且並非必須說明永久相對位置。應理解如此使用的詞彙在適當的情況下可交換，使得此處所述的本揭露案的實施例例如能夠在所圖示的或者在此處所述以外的其他定向中操作。

此處所討論的連接可為舉例而言透過中間裝置適合傳送訊號進出分別節點、單元或裝置的任何類型的連接。因此，除非另外暗示或說明，連接可例如為直接連接或間接連接。連接可參考圖示或說明為單一連接、複數個連接、單向連接或雙向連接。然而，不同實施例可改變連接的實施。舉例而言，可取代雙向連接使用分開的單向連接，且反之亦然。而且，複數個連接可以傳送一連串多重訊號或以時間多工的方式的單一連接取代。類似地，承載多重訊號的單一連接可分開成承載此等訊號的子集的各種不同連接。因此，存在許多選擇用於傳送訊號。

達成相同功能的部件的任何安排有效地「相關聯」，使得達成所欲的功能。因此，結合以達成特定功能的此處的任何兩個部件可視為彼此「相關聯」，使得達成所欲的功能，而不論架構或中間部件。類似地，如此相關聯的任何兩個部件亦可視為彼此「操作性連接」或「操作性耦合」，以達成所欲的功能。

再者，本領域中技藝人士將認知以上所述操作之間的界線僅為圖示。多重操作可結合成單一操作，單一操作可分散在額外操作中，且操作可在時間上至少部分重疊而執行。再者，替代實施例可包括特定操作的多重實例，且操作的順序在各種其他實施例中可改變。

而且，舉例而言，在一個實施例中，圖示範例可實施作為定位於單一積體電路上或在相同裝置之中的電路。或者，範例可實施作為以適合的方式彼此互連的任何數量的分開的積體電路或分開的裝置。

然而，其他修改、改變及替換亦為可能的。本說明書及圖式因此應視為圖示性而非限制性。

在請求項中，放置於刮號之間的任何參考符號不應考量為限制請求項。「包含」一詞不會排除在請求項中所列舉以外的其他元件或步驟的存在。再者，於此處所使用「一」或「一者」的詞彙界定為一個或超過一個。而且，在請求項中例如「至少一個」及「一或更多」的介紹性詞彙之使用不應考量為暗示引入藉由不定冠詞「一」或「一者」引入的另一請求元件限制含有此引入的請求元件的任何特定請求項至僅含有一個此元件的本揭露案的實施例，即使當此請求項包括引入詞彙「一或更多」或「至少一者」及例如「一」或「一者」的不定冠詞時亦然。此同樣適用於定冠詞。除非另外說明，例如「第一」及「第二」的詞彙用於任意區隔此詞彙所述的多個元件之間。因此，此等詞彙並非必須意圖代表此等元件的時間或其他優先順序。相互不同的請求項中記載某些措施的事實並非代表此等措施的結合無法用以達到有利。

儘管此處已圖示且說明本揭露案的實施例的某些特徵，本領域中技藝人士現將想到許多修改、取代、改變及均等。因此，應理解隨附請求項意圖覆蓋落入本揭露案的實施例的真實精神之中的所有此等修改及改變。

100:方法 110:步驟 120:步驟 130:步驟 10:晶圓 11:支撐的區域 13:高度量測的區域 14:評估的區域 20:夾具 21:支撐元件 21’:支撐元件 21’’:銷 22:底部 31:距離 32:焦深 33:距離 40:電子束系統 41:真空腔室 42:高度量測單元 43:電子束柱 45:處理器 46:記憶體單元 47:控制器 51:雷射源 52:雙向鏡 53:第一透鏡 54:單向鏡 55:第二透鏡 57:稜鏡 58:第一感測器 59:第二感測器 61:電子束 62:光子束 71:起始點 72:掃描圖案

特別指出視為本揭露案的實施例之標的且在說明書的結論部分中分開地主張。然而，作為組織及操作方法兩者的本揭露案的實施例與其目標、特徵及優點一起，當與隨附圖式一起閱讀時，可藉由參考以下詳細的說明而最佳理解，其中：

第1圖圖示方法的範例；

第2圖圖示晶圓及夾具的範例；

第3圖圖示晶圓及夾具的範例；

第4圖圖示評估的區域、高度量測的區域、高度參數及高度映射的範例；

第5圖圖示評估的區域的範例；及

第6圖圖示電子束系統的範例。

國內寄存資訊(請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無 國外寄存資訊(請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無

100:方法

110:步驟

120:步驟

130:步驟

Claims (17)

1. 一種用於聚焦一電子束之方法，該方法包含以下步驟： 藉由一電子束系統，基於至少一個評估的區域的每一者的一高度參數，將該電子束聚焦於一晶圓的該至少一個評估的區域上； 其中該晶圓包含一透明基板； 其中該至少一個評估的區域的每一者的該高度參數基於偵測訊號來決定，該等偵測訊號為以一光子束照明該晶圓的一或更多高度量測的區域而產生的一結果；及 其中該照明發生於該晶圓的一或更多支撐的區域接觸一夾具的一或更多支撐元件時，且發生於該一或更多高度量測的區域之每一者以超過關於該光子束的光學元件的一景深（depth of field）的一距離與該夾具分隔開來時。
2. 如請求項1所述之方法，其中該距離超過十毫米。
3. 如請求項1所述之方法，其中該晶圓的該一或更多支撐的區域為該晶圓的邊緣區域。
4. 如請求項3所述之方法，其中該晶圓的該一或更多支撐的區域藉由該夾具的一環狀區域接觸。
5. 如請求項1所述之方法，其中將該電子束聚焦於該晶圓的該至少一個評估的區域上之步驟藉由一對齊處理而進行，該對齊處理包含照明該晶圓的該一或更多高度量測的區域，產生該等偵測訊號，且決定關於該晶圓的初始高度參數。
6. 如請求項1所述之方法，其中將該電子束聚焦於該晶圓的該至少一個評估的區域的一評估的區域上之步驟後面跟隨著以該電子束掃描該評估的區域之步驟。
7. 如請求項6所述之方法，其中該至少一個評估的區域包含一第一評估的區域、一第二評估的區域及一第三評估的區域，且其中該方法進一步包含以下步驟：在以該電子束掃描該第一評估的區域之後且在以該電子束掃描該第三評估的區域之前，決定該第二評估的區域的一高度參數。
8. 如請求項1所述之方法，其中該至少一個評估的區域的一評估的區域，至少部分覆蓋該一或更多高度量測的區域的一高度量測的區域。
9. 如請求項1所述之方法，其中該至少一個評估的區域的一評估的區域與該一或更多高度量測的區域的每一者分隔開來。
10. 如請求項1所述之方法，其中該晶圓為一第一晶圓，且其中該方法進一步包含以下步驟： 基於至少一個其他評估的區域之各者的一高度參數，將該電子束聚焦於一第二晶圓的該至少一個其他評估的區域上； 其中該第二晶圓在尺寸上不同於該第一晶圓； 其中該第二晶圓包含一透明基板； 其中該至少一個其他評估的區域的每一者的該高度參數基於偵測訊號來決定，該等偵測訊號為以該光子束照明該第二晶圓的一或更多其他高度量測的區域而產生的一結果； 其中該照明發生於該第二晶圓的一或更多其他支撐的區域接觸該夾具的一或更多其他區域時，且發生於該一或更多其他高度量測的區域之每一者以超過關於該光子束的該光學元件的該景深的一距離與該夾具分隔開來時；及 其中該夾具的該一或更多其他區域與該夾具的該一或更多支撐元件分隔開來。
11. 如請求項10所述之方法，其中該夾具的該一或更多其他區域藉由該夾具的該一或更多支撐元件圍繞。
12. 如請求項1至11任一項所述之方法，其中該夾具以一光子吸收材料塗佈。
13. 一種電子束系統，包含： 一高度量測單元； 一夾具，包含一或更多支撐元件，該一或更多支撐元件配置成當一晶圓的該一或更多高度量測的區域之每一者以超過該高度量測單元的光學元件的一景深的一距離與該夾具分隔開來時，支撐該晶圓的一或更多支撐的區域； 其中該晶圓包含一透明基板； 其中該高度量測單元配置成當該晶圓藉由該夾具支撐時，以一光子束藉由照明該一或更多高度量測的區域，而量測該一或更多高度量測的區域的高度；及 一電子束柱，配置成基於至少一個評估的區域之每一者的一高度參數，將一電子束聚焦於該晶圓的該至少一個評估的區域上；及 其中該電子束系統配置成基於該一或更多高度量測的區域的該等高度，決定該至少一個評估的區域之每一者的該高度參數。
14. 如請求項13所述之電子束系統，其中該距離超過十毫米。
15. 一種用於掃描一晶圓的區域之方法，該方法包含以下步驟： 以一光子束藉由照明區域量測該等區域之各個區域的一高度，其中該量測之步驟發生於該晶圓藉由一夾具支撐時，及該區域以至少十毫米與該夾具分隔開來時；及 藉由聚焦於該區域上的一電子束掃描該區域，而評估該等區域的各個區域，其中回應於該區域的該高度而聚焦該電子束。
16. 如請求項15所述之方法，其中在進行該區域的該評估的一對齊處理期間，執行各個區域的該高度的量測步驟。
17. 如請求項15所述之方法，其中在評估該等區域的至少一個其他區域之後，發生該等區域之一者的該高度的量測步驟。

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