TW202312212A - 多束顯微鏡與利用配合檢測區調整之設定來操作多束顯微鏡的方法 - Google Patents
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Abstract
降低晶圓檢測之準確度或速度的多束效應,係依使用改良多束系統的檢測定位以及使用該多束系統的改良晶圓檢測方法而校正。為此目的,改良多束系統包含手段,其用於影響和均質化依該檢測定位而定(例如依與一晶圓邊緣的一距離而定)的一萃取場。
Description
隨著越來越小且越來越複雜的微結構(如半導體部件)的不斷發展,本領域亟需開發和最佳化用於生產和檢測該等微結構之小尺寸的平面生產技術和檢測系統。舉例來說,該等半導體部件之該開發和生產需要對晶圓之設計進行監控,且該等平面生產技術為了具高處理量的可靠生產而需要製程監控和製程最佳化。而且,近來需要對用於逆向工程的半導體晶圓進行分析,並對半導體部件進行特定客戶個別配置。因此,本領域亟需可為了以高準確度檢驗晶圓上的該等微結構而以高處理量使用的檢測手段。
在半導體部件之生產中,所使用的一般矽晶圓具有最長可達300 mm之直徑。每個晶圓皆係細分為具最高可達800 mm²之大小的30至60個或更多個重複區域(「晶粒」(dies))。半導體設備包含複數半導體結構,其係藉由平面積體技術而在該晶圓之一表面上的各層中生產。由於該等生產製程,半導體晶圓通常具有平面表面。在這種情況下,該等積體半導體結構之該等結構大小從幾微米(µm)擴展至5奈米(nm)之該等關鍵尺寸(Critical dimension,CD),其中該等結構尺寸將在不久的將來變得甚至更小;未來,結構大小或關鍵尺寸(CD)係預期為小於3 nm(如2 nm),或甚至在1 nm以下。在該等小結構大小之該情況下,必須在非常大的區域中快速識別該等關鍵尺寸之該大小之缺陷。針對幾種應用,對由檢測裝置所提供的測量之準確度的該等規範要求為甚至更高,例如高出兩倍或一個數量級。舉例來說,必須以低於1 nm(例如0.3 nm或甚至更小)之準確度測量半導體特徵之寬度,並必須以低於1 nm(例如0.3 nm或甚至更小)之疊加準確度判定半導體結構之相對定位。
在帶電粒子系統(帶電粒子顯微鏡(Charged particle microscope,CPM))之領域中,多束掃描電子顯微鏡(Multi-beam scanning electron microscope,MSEM)係相對較新發展。舉例來說,多束掃描電子顯微鏡係在US 7244949 B2中並在US 2019/0355544 A1中揭示。在多束電子顯微鏡或MSEM之該情況下,樣本係以設置在場或光柵中的複數個別電子束同時照射。舉例來說,4至10,000個個別電子束係可提供為一次(primary)輻射,其中每個個別電子束皆係與相鄰個別電子束分開1至200微米之腳距(pitch)。舉例來說,MSEM具有例如以六角形光柵所設置的大致J = 100分開的個別電子束(「小射束」(beamlets)),其中該等個別電子束係分開大致10 µm之腳距。該等複數J個個別帶電粒子束(一次射束)係藉由共同接物透鏡而聚焦在待檢驗的樣本之表面上。舉例來說,該樣本可為經由組裝在可移動載台上的晶圓卡盤(chuck)所容納的半導體晶圓。在以該等一次個別粒子束對該晶圓表面進行該照明期間,交互作用產物(例如二次電子或反向散射電子)從該晶圓之該表面發出。其開始點對應於該等複數J個一次個別粒子束皆聚焦在其上的該樣本上的那些位置。該等交互作用產物之量和能量依該材料組成物以及該晶圓表面之該表面形貌(topography)而定。該等交互作用產物形成由該共同接物透鏡所收集並由設置在偵測平面中的偵測器處的該多束檢測系統之投影成像系統所導向的複數二次個別粒子束(二次射束)。該偵測器包含複數偵測區域,其每個皆包含複數偵測像素,且該偵測器針對該等J個二次個別粒子束之每個皆測量一強度分布。例如100 µm × 100 µm之影像場之數位影像係在該製程中得到。
先前技術之該多束電子顯微鏡包含一系列靜電與磁性元件。該等靜電與磁性元件之至少一些為可調整,以便調適該等複數帶電個別粒子束之該焦點定位和該像散校正(stigmation)。而且,具先前技術之帶電粒子的該多束系統包含該等一次或該等個別二次帶電粒子束之至少一個交越平面。而且,先前技術之該系統包含偵測系統,以使得該設定較容易。先前技術之該多束粒子顯微鏡包含至少一個射束偏轉器(「偏轉掃描器」(deflection scanner)),其用於藉助該等複數個別一次粒子束對該樣本表面之區域進行集體掃描,以便以該等複數該等一次射束完全掃過該樣本表面之該影像場。而且,來自先前技術的該系統包含一射束分離器設置,其係配置使得一次射束係從一次射束之產生裝置引導到接物透鏡,而二次射束係從該接物透鏡引導到偵測系統。有關多束電子顯微鏡及其操作方法的進一步細節係在2021年4月29日所申請之PCT申請案PCT/EP2021/061216中說明,其所揭示內容係完全併入文中作為參考。
在掃描用於晶圓檢測的電子顯微鏡之該情況下,所需係保持該等成像條件穩定,使得該成像係可以高可靠度、高成像逼真度、和高重複性執行。該處理量依複數參數而定,例如新測量區處的該位移載台和該重新對準之該速度,以及每單位擷取時間所測量到的該面積。後者尤其係由該像素上的該留置時間、該像素大小、和個別粒子束之該數量判定。此外,針對多束電子顯微鏡可能需要耗時影像後處理;舉例來說,必須在來自複數影像子場或子場的該影像場係放在一起(「拼接」(stitching))之前,數位校正由該多束系統之該偵測系統從帶電粒子所產生的該信號。
一般來說,該等先前方法不再足夠,特別是在使用多束顯微鏡檢測半導體並對與其有關的該測量準確度的該等高需求之該情況下。降低該所需高測量準確度的若干特殊效應在檢測半導體時發生。該等複雜效應與該等複數帶電粒子束之該光柵設置,以及來自該等複數帶電粒子束的個別粒子束之不同形狀或大小相關。舉例來說,這些效應之一些不會在生物樣本之該情況下發生,或係無法在那裡觀測到。其他效應很小,以致於其在以優於2 nm或優於1 nm之該經提高測量準確度的該半導體檢測之該情況下才會發揮作用。該等效應降低該晶圓檢測期間的該解析度或該等信號強度。而且,當這些效應發生時,例如晶圓表面上的結構之尺寸或距離之該測量準確度受到不良影響。原則上,這些效應之一些係可至少部分由該多束顯微鏡之該等設定方面的變更補償。然而,針對具高處理量的晶圓檢測任務,先前為了避免該等非必要效應之該等目的而用於判定和設定該多束顯微鏡之最佳設定的方法過於緩慢或過於複雜。舉例來說,該先前用於判定和設定該等眾多一次射束之最佳焦平面的方法,對該處理量具有負面效應。舉例來說,US 10,388,487說明以第一設定參數在第一測量中判定物件性質並推導出(derivation)由此產生的第二設定參數,以便在第二測量中以其測量該物件。射束性質(例如該焦點定位和像散校正等)係從該等物件性質判定。然而,這種方法減少該處理量,因為必須在第二改良測量之前先進行具高解析度的第一測量。US 10,535,494之該進一步範例說明一偵測系統,以用於判定二次射束之該射束形狀,而非該等射束自身之該光柵設置。DE 10 2018 124 044 B3說明只能藉由向偵測器通道分派(assigning)該等複數二次電子束而校正局部樣本充電之相對較小效應的偵測系統。對於對優於2 nm或優於1 nm之該測量準確度的該等經提高要求,僅考慮該偵測系統和該二次粒子路徑也已不再足夠。
多束系統係在較高處理量之該背景下精確使用,並有與帶電粒子之該等複數射束(例如該等複數帶電粒子束之該光柵設置或個別粒子束之不同形狀或大小)相關的複雜效應之該發生。依據來自先前技術的該等多束系統以及用於操作多束系統的方法,這些複雜效應需要對該多束系統進行複雜分析和調整,這顯著減少該多束系統之該處理量。在該以上所說明背景下,以及對處理量/速度並對越來越小的結構之精確測量的該等不斷提高的需求,該等現有多束系統以及用於操作多束系統的方法係因此需要改良。這特別是施加於具HV結構的拋光晶圓表面之該檢測。因此,即使在沒有系統漂移及其類似物之該不完全合理假設下,使用來自先前技術的該等方法以相關聯作業距離將該多個電子顯微鏡設定在預先所定義作業點處已不再足夠。
如上述,該等複數一次射束之該複雜多束效應係無法不費力而直接判定。該等一次射束之複雜多束效應之發生(例如該等一次射束之該光柵設置之失真(distortion)、該等一次射束之該光柵設置之倍率(magnification)差、或該等一次射束之焦點之該形狀和大小方面的偏差)導致有缺陷成像,例如對晶圓之表面結構之該等影像進行不正確定位,或對表面結構之尺寸或面積進行不正確測量。若有該等一次射束之複雜多束效應之顯著發生,則這可能更導致該等二次粒子之該信號強度方面的該所預期下降,甚至是該等二次粒子之該信號強度之完全失去。尤其若用於該偵測路徑之快速調整的該等已知方法係應用,並因此為了保持該等二次粒子之該信號強度高之該等目的,而補償該等一次射束之該複雜多束效應,則該物件之不正確成像之該效應仍然存在。然而,尤其在晶圓檢測之該情況下,表面結構之該等定位和尺寸為相關,並必須以小於2 nm、理想上小於1 nm、或甚至更小之高精確性判定。因此,本發明之目的之一在於提供改良多束系統以及用於操作多束系統的改良方法,藉由其特別是該等以上所說明複雜效應係減少或受到補償,而無需在該製程中減少晶圓檢測之該處理量。
本發明之一般目的係提供以帶電粒子操作的多個粒子束系統及其具高處理量的相關聯操作方法,這有助於以低於4 nm、低於3 nm、或甚至低於2 nm之解析度對半導體特徵進行高度精確測量。
本發明實施例提供改良多束系統以及用於操作多束系統的改良方法,藉助其在帶電粒子之複數射束與晶圓表面之該交互作用期間發生的複雜多束效應受到補償。依據本發明之具體實施例,該等複雜多束效應可透過於該等複數二次射束之失真與偵測器上的該等焦點之該大小和形狀方面的變更之組合予以特徵化。依據又一具體實施例,複雜多束效應特別是發生在該晶圓之邊緣附近或在前導(preceding)檢測定位附近,或者該一個複雜多束效應之該大小直接依檢測區與該晶圓之邊緣或前導檢測定位之距離而定。針對該補償,有該等複雜多束效應之特性分析或分類以及措施之推導,例如該一次或照明路徑之調整以及該二次或偵測路徑之調整。依據措施之此推導,推導出適用於抵消該等複雜效應的用於設定或調整一次與二次路徑的參數。而且,多束系統可能緊接在該晶圓或該晶圓表面附近包含手段,其係適用於最小化或補償一複雜多束效應。使用這些手段,該晶圓表面與該多束系統之接物透鏡之最後電極之間的電場受到影響,該場同時作用於該等一次粒子束和該等二次粒子束。
憑藉在檢測區處所判定的一次射束和二次射束之複雜多束效應,以及藉由變更該照明系統和該偵測系統兩者之部件之參數為了補償該複雜多束效應而執行的措施,該多束系統以及用於操作本發明之該多束系統的該等方法以高成像逼真度解決快速晶圓檢測之該問題。特別是,本發明的效益之一在於原則上總是可針對類似的晶圓執行例行檢測有所助益,且具類似原因的類似多束效應係總是會發生。
在具體實施例中,該等一次射束之該複雜多束效應係由該等複數二次射束之該光柵設置之時間平均測量,以及二次射束之至少一個焦點之該形狀或大小判定。在這種情況下,該半導體晶圓之該表面結構對該測量信號之影響係由時間平均減少。對該等複數二次射束之該光柵設置以及二次射束之至少一個焦點之該形狀或大小進行分析係用於推斷出(deduce)該等一次射束之可能的(probable)複雜多束效應,且針對該照明路徑的校正措施係引進。在這種情況下,該測量之該方法係可重複。所以,可能在該晶圓檢測之該範疇內,僅須從判定該等二次射束之該所積累複雜多束效應即判定結構化晶圓之該表面上的檢測定位處的該等一次射束之複雜多束效應,而無需使用參考物件。由於該測量之時間平均結果,該測量係可在此非常快速執行,例如藉由使用該等複數一次射束非常快速掃描該檢測定位處的物件表面。
在又一具體實施例中,該等一次射束之該複雜多束效應係從先驗(a priori)資訊判定。又,已查出一些複雜多束效應依晶圓表面上的該檢測定位、特別是依檢測定位與該晶圓之邊緣之該距離或前導檢測定位而定。由於晶圓上的該等檢測定位為預先已知,因此這種相關性係可依據本發明之一個具體實施例使用,以補償該等複雜多束效應。舉例來說,用於驅動該多束系統的該等參數可能依預先已知的該檢測定位而定。舉例來說,一系列檢測任務係可修改,以便減少前導檢測定位之效應。在又一具體實施例中,由非均質萃取場(extraction field)所造成的邊緣效應係由晶圓接受區域之該周邊中的附加電極減少。在檢測期間,校正電壓係施加於該等附加電極。在一個範例中,萃取場係藉由由複數不同可驅動電極區段所形成的對應電極而設定,以使複雜多束效應係減少。
原則上,判定該複雜多束效應之該方法係也可在檢測任務期間執行。所以,也可能偵測一次射束之可變的更複雜多束效應,或該等一次射束之非預期偏差。
依據本發明之第一具體實施例,該改良多束系統包含一空間上解析偵測裝置,其係配置成在一檢測任務期間偵測複數二次射束之焦點,而無關於一檢測定位處的一晶圓表面之一表面對比度。又,該改良多束系統包含一控制單元,其具有一記憶體和一運算單元,其係配置成從該等複數二次射束之該等焦點判定該等複數一次射束之該等焦點之一目前光柵設置(raster arrangement),並使用此目前光柵設置判定與一預先所定義光柵設置的一偏差。依據具體實施例,該控制單元係進一步配置成判定該等複數二次射束之預定焦點之至少一個目前形狀和大小。舉例來說,該等複數二次射束之至少兩個焦點之不同形狀或大小係判定。該控制單元係進一步配置成分析該目前光柵設置與預先所定義光柵設置之該偏差,並將此用於推斷出該等一次射束之某種複雜多束效應之該發生。依據具體實施例,該控制單元判定該至少一個預定焦點之該目前形狀和大小與該焦點之預定形狀和大小之偏差。又,該控制單元係配置成判定針對該等一次射束之該複雜多束效應的可能原因。在範例中,該控制單元判定針對依據其發生可能性所排序的該等一次射束之該複雜多束效應的複數可能原因。在範例中,在針對該複雜多束效應對該可能原因進行該判定期間,係使用機器學習演算法。該機器學習演算法係可由具頻繁發生原因(例如先前檢測定位附近或晶圓之邊緣鄰近)的不斷成長頻繁發生複雜多束效應集加以訓練。
該控制單元係進一步配置成依據檢測定位處的該複雜多束效應之最有可能原因,判定用於調整該多束系統之該照明路徑和該偵測路徑的措施。複數控制參數係在此判定之該範疇內判定,前述參數係用於驅動或設定該多束系統之該照明路徑內和該偵測路徑內的部件。這些參數可能也係相對於該多束系統之該照明路徑或偵測路徑之某些部件處的已設定參數值的變更。可能部件包括一準靜態偏轉器,其用於帶電粒子之該等複數射束;一動態偏轉器,其用於帶電粒子之該等複數射束之該掃描偏轉;靜電或磁性透鏡,其具用於帶電粒子之該等複數射束的可變更聚焦效應;多極元件和能量過濾器,其用於帶電粒子之該等複數射束;或者陣列部件,藉助其帶電粒子之該等複數射束之每個個別射束皆可受到影響。在範例中,該等調整手段特別是包含該等參數,其用於設定該物件表面與該多束系統之一接物透鏡系統之間的一均質萃取場。
在具體實施例中,該控制單元係連接到用於影像評估的單元,並配置成為了校正該複雜多束效應之至少一部分(例如藉由影像處理)之該等目的,而向用於影像評估的該單元提供校正信號。用於影像評估的該單元係連接到該多束系統之偵測單元,並係配置成使用該校正信號對該偵測單元之該影像資訊執行校正。舉例來說,以高準確度已知的失真、透視失真、或該等複數一次射束之該光柵設置之倍率像差係可由下游影像評估中的數位影像處理補償。舉例來說,將該等個別影像放在一起(「拼接」(stitching))時,個別一次射束之定位偏差係可列入考慮。
該多束系統包含一位移載台,其具用於該半導體晶圓的一物件夾,前述物件夾係適用於將該晶圓收納和定位在該多束系統之該接物透鏡下方。為此目的,該物件夾包含一接受區域或晶圓卡盤,其用於收納具一厚度T和一外徑D的該大體上平面晶圓。用於該晶圓的該接受區域包含到該控制單元的電接點,以便在該多束系統之一電極系統與該晶圓之間施加一電壓差。該電極系統係位在該接物透鏡下方或係該接物透鏡之一部分,並包含到該控制單元的電接點。該控制單元係配置成在操作期間向該電極系統和該晶圓表面供應合適電壓,以便在操作期間在該晶圓表面與該電極系統之間,以平行於該晶圓表面的等位線建立垂直於該晶圓表面的萃取場之電場分佈狀況(profile)。此場係指稱為該萃取場。
針對無複雜多束效應的檢測任務,該萃取場特別是有必要具有均質形態並在檢測定位上面的該晶圓表面上形成恆定預先所定義電場強度。因此,試圖藉由該電壓差產生盡可能均質的萃取場。然而,該萃取場之非均質性特別是發生在晶圓之邊緣附近。這種複雜多束效應係也指稱為邊緣效應或邊界效應。在第二具體實施例中,該物件夾更包含一環形校正電極,其在該接受區域上方具一高度DE,前述校正電極係設置在該接受區域之該周邊中並具有內徑DI > D,使得當該晶圓係收納時,恆定距離G係在每個方向上皆形成在該晶圓之該邊緣與該環形電極之間。該環形電極係關於該接受區域絕緣並電連接至該控制單元,使得相對於設置在該接受區域上的晶圓之該電壓的電壓差係可在操作期間施加於該環形電極。該多束系統之該控制單元係在操作期間配置,以向該接受區域以及設置在其上的該晶圓供應第一電壓,並為了減少邊緣效應(為了產生該均質萃取場之該等目的)而向該環形電極供應第二電壓。
在第三具體實施例中,該前述電極系統係由彼此絕緣且每個皆電連接至該控制單元的複數例如兩個、四個、八個、或更多個電極形成。該控制單元係在操作期間配置,以向該等複數電極供應不同電壓,以便在操作期間在檢測定位處產生均質萃取場。由於測量係只有在任何時候在一個檢測定位處執行,因此依該檢測定位而定變化該環形電極之至少一個區段之該電壓將是具有優勢的作法。
與以多束顯微鏡成像相關的許多效應係與拓撲條件具有非常密切的關聯。舉例來說,晶圓之該邊緣在該晶圓檢測期間具有顯著影響。由於該等檢測定位關於該晶圓之該邊緣之該相對定位在特別是該晶圓檢測之該背景中為預先已知,因此依檢測定位與該晶圓之邊緣之距離而定的該偵測路徑和該照明路徑兩者之改良調整係可在瞄準(homing in on)檢測區時已實行。在該第四具體實施例中,多束系統以及用於操作該多束系統的方法係提供,(在其該範疇內)該多束系統之該照明路徑和該偵測路徑之部件之參數係依檢測定位與該晶圓之邊緣或邊界之距離而定設定。為此目的,該多束系統包含一控制單元,其判定一檢測定位與該晶圓之一邊緣或邊界之該距離。該控制單元從該距離以及該多束系統之目前作業點判定複雜多束效應。又,該控制單元係在該多束系統之該操作期間配置在該檢測定位處,以用適用於減少或完全避免該複雜多束效應的參數驅動該多束系統之該照明路徑和該偵測路徑之部件。該方法之一個具體實施例內含針對依與該晶圓之一邊緣的一距離而定的不同檢測區,獲取和儲存對該偵測路徑和照明路徑之一改良調整之參數該。然後,該偵測路徑和該照明路徑兩者之改良調整之該等最佳參數,係在晶圓檢測期間從該預定且所儲存參數依下一個檢測區而判定和設定。
已查出若干進一步複雜多束效應依晶圓之該表面上的該檢測定位而定,並因此原則上為預先已知。第五具體實施例係提供多束系統以及用於操作該多束系統的方法,而(在其該範疇內)該多束系統之該照明路徑和該偵測路徑之部件之參數係依先驗資訊而定設定。在一個範例中,該多束系統為此目的包含一控制單元,該控制單元在前述檢測定位處的測量或檢測之前,判定至少一檢測定位處的該物件之該組成物。在這種情況下,對該物件之該組成物進行該判定包含該物件之該材料組成物之一判定,例如從關於形成在該檢測定位處的一晶圓中的該等半導體結構的CAD資訊。以該組成物為基礎,有對所預期複雜多束效應進行的判定,以及對適用於減少或完全避免該複雜多束效應的該多束系統之參數進行的設定。在選擇性範例中,該先驗資訊由來自稍早類似檢測區處(例如在其他晶圓上)的檢測的資訊構成。在範例中,該方法內含在複數晶圓之該序列檢測期間,儲存依一等同檢測定位而定的一動態校正。
已查出若干進一步複雜多束效應依晶圓之該表面上的相鄰檢測定位而定,並因此原則上為預先已知。第六具體實施例係提供多束系統以及用於操作該多束系統的方法,而(在其該範疇內)該多束系統之該照明路徑和該偵測路徑之部件之參數係依相鄰檢測定位而加以設定。在一個範例中,該多束系統為此目的包含一控制單元,該控制單元在前述檢測定位處的測量或檢測之前,判定例如由對相同物件的前導檢測所造成的一檢測定位處的該物件之一目前電荷分布。以該目前電荷分布為基礎,有對所預期複雜多束效應進行的判定,以及對適用於減少或完全避免該複雜多束效應的該多束系統之參數進行的設定。特殊範例係由重複地瞄準在相同晶圓上的相同檢測定位之方法形成。
該等方法以及設計用於依據該等具體實施例的該等方法之該應用的該多束顯微鏡有助於針對物件之表面上的指定檢測定位,對該偵測路徑和該照明路徑兩者進行改良調整。第七具體實施例所提出的方法係基於以獲取和評估關於該多束顯微鏡以及與物件的該交互作用的兩個基本上不同資訊項為基礎。首先,偵測和評估該等複數二次射束之該光柵設置。其次,係偵測和評估該等二次射束之該至少一個焦點之該形狀和大小。也可能評估該等二次射束之複數焦點(例如至少三個焦點)之形狀和大小。
這兩個資訊項皆係在對物件之表面之一部位進行掃描成像期間獲取。在這種情況下,J個一次射束之複數J個焦點係在該物件之該表面上面以掃描方式移動,且該物件表面上的複數J個掃描位置係同時被照明。為此目的,用於對該等複數J個一次射束進行掃描偏轉的第一偏轉單元係位在該一次路徑或照明路徑中。該等J個一次射束之該等J個焦點之每個入射位置,皆針對在使用該等J個一次射束的掃描照射之該短時段期間在偵測器上所收集和所成像的二次電子形成來源位置。該等二次電子之該等複數該等J個來源位置,依據使用J個一次射束的該掃描照射在該物件表面上面同步移動。因此,用於對從該等J個來源位置發出的該等J個二次射束進行掃描偏轉的第二偏轉單元,係位在也指稱為偵測路徑或二次路徑的該等二次電子之該成像路徑中,以使該偵測器上的該等J個二次射束之該焦點維持在J個相同偵測位置處。在這種情況下,該二次路徑中的該第二偏轉單元係與該一次路徑中的該第一偏轉單元同步。
該等複數J個一次射束進行的掃描照明以及與該掃描照明同步的該等複數J個二次射束之該等信號之結果,係轉換為複數J個二維數位影像資訊項的複數J個時序資料串流。每個影像資訊項皆表示藉由該物件表面之該空間上所解析照明(藉由一次射束之焦點)的二次電子之空間上所解析產生率。在這種情況下,二次電子之產生率依該局部表面條件(例如結構化晶圓表面之該局部材料組成物)而定。關於該等焦點自身之該形狀和大小以及用於調整該偵測路徑和該照明路徑兩者的該等焦點之該光柵設置的該資訊係以時間平均方式獲取,使得該結構對該物件表面之該影響係藉由對該表面上的複數掃描位置進行平均而減少。然而,該測量係也可在完全非結構化晶圓或非結構化測試物件上實行。所以,該方法係使得可能針對複數物件,且本領域無需特殊測量或校正物件。特別是,調整該偵測路徑和該照明路徑兩者之該方法可能也係在物件表面上的檢測定位處的檢測任務期間實行。
舉例來說,這因此也允許調整該偵測路徑和該照明路徑兩者之該方法係用於快速自動聚焦。一般來說,這允許調整該偵測路徑和該照明路徑兩者之該方法係用於動態校正。關於動態校正,請參照2021年4月29日所申請之該PCT專利申請案PCT/EP2021/061216,其由此係完全包括在所揭示內容中作為參考。
判定依檢測區而定的該偵測路徑和該照明路徑兩者之改良調整之該等參數係在範例中迭代(iteratively)實行。最初,影像係記錄(無校正或變更)在該等參數中。該等複數二次射束之該光柵設置與預先所定義或所預期光柵設置之該偏差係偵測和評估,且至少一個焦點之該形狀和大小與該焦點之預先所定義或所預期形狀和大小之該偏差係同時偵測和評估。如以上所說明,該等偏差係在以複數一次射束對該物件表面進行該掃描期間的時間平均之該範疇內偵測,以便排除該晶圓之該組成物之影響。針對該偏差的很可能原因係從該等偏差判定,且合適參數係針對該照明路徑和偵測路徑之該調整判定。該等各種偏差(具體而言該等複數二次射束之該光柵設置以及該等焦點之該形狀和大小之該偏差)之該偵測允許更針對性的結論係關於該原因得出,例如該照明路徑中是否有干擾或誤差且該等一次射束之該等複數焦點之偏差是否已存在於該晶圓表面上,或該晶圓之邊緣或表面形貌是否係針對該偏差的原因、總體或局部充電效應是否係存在、或該偵測路徑中是否有干擾。
該複雜多束效應之補償係在對該光柵設置和該複雜多束效應進行該分析後依據模型判定。一般來說,補償之成功係可在例如參考樣本之樣本區處驗證,且精細校正係可執行。用於計算該補償的該模型係可由該精細校正改良。
進一步資訊(例如來自附加偵測器)或先驗資訊係可用於以再更高的準確度,針對該等偏差對最可能原因執行該判定。進一步偵測器可能包含一距離感測器,其用於判定該樣本表面與一參考區域之該距離。這樣的距離感測器之該使用,例如允許在該物件之總體充電與全然機械散焦之間做出較佳區別。進一步範例包含場感測器,其用於測量該物件表面附近的一電場或磁場強度。先驗資訊可能包含CAD資訊,其關於該檢測定位;或者所儲存資訊,其來自稍早對類似物件或在類似檢測區處的測量。舉例來說,該物件之可能非均質或局部充電效應可能係從CAD資訊判定。舉例來說,晶圓之區域可能為導電性連接並將充電效應消散(scatter)到檢測區以外。舉例來說,晶圓之區域可能包含電容,其在一相對較長時段內儲存充電效應。
一般來說,該檢測區相對於樣本邊緣之定位也係預先已知的資訊。所以,可能藉由邊緣效應以及由於非均質充電結果的失真而考慮該光柵設置之失真。前導測量形成進一步先驗資訊。舉例來說,電荷可能因前導測量而產生,並可能僅藉由漏電流而緩慢耗散。對已掃描的相鄰檢測區進行該充電導致該光柵設置方面的失真,且此先驗資訊可能係在判定針對該等偏差的該原因時考慮。
原則上,可預先補償複雜多束效應之補償,例如在瞄準檢測定位時。一旦該等偏差之該很可能原因已判定,即可能實行校正措施或該偵測路徑和照明路徑之調整。然後,對該等偏差進行該判定係重複。若該等偏差在預定容差範圍內,則該檢測區處的該物件表面之該部位係在下一個步驟中測量或成像。若該偏差仍超過預定容差限制,則再次判定該原因並判定用於調整該偵測路徑和照明路徑的新參數。舉例來說,精細校正係在第二個步驟中判定和執行。
該光柵設置以及射束焦點之形狀和大小之該等偏差之該等原因可能係有動態變化的傾向。舉例來說,樣本之總體充電在藉由該等複數一次射束的該照明提高時提高,並可能在成像的同時導致該光柵設置之偏差提高。這樣的動態效應係在本發明之第八具體實施例中判定,且例如該光柵設置以及射束焦點之該形狀和大小之變更或偏差之速度係列入考慮。這允許該光柵設置以及射束焦點之該形狀和大小之該等偏差係動態校正,並允許用於調整該偵測路徑和照明路徑的該等參數係在該物件表面之影像部位之該擷取期間以預定方式動態更改。
在第九具體實施例中,用於檢測晶圓的多束系統內含一第一和一第二電子偵測器;以及一射束偏轉器,其用於將該等二次電子束從該第一到該第二電子偵測器偏轉。該第一電子偵測器可以高資料率並以低雜訊在檢測任務期間,以該等複數J個二次電子束偵測晶圓之該物件對比度。該第二電子偵測器可以高空間解析度偵測該光柵設置以及該等複數J個二次電子束之該等焦點之該形狀或大小,對該晶圓之該表面上的複數掃描點上面的該信號進行時間平均係同時實行,以便抑制物件對比度。結果,複雜多束像差係可在檢測任務期間非常快速判定,且用於複雜多束系統的最佳參數係可設定。從對該光柵設置以及該等二次電子之該等焦點之該形狀和大小進行該分析和評估,可能推斷出該晶圓上的該照明系統、該偵測系統、或該檢測定位之性質。
一般來說,依據本發明的多束系統係可配置使得:其係配置成在第一設定中相對於晶圓之表面快速執行檢測任務,並配置成在第二設定中偵測複雜多束像差。在這種情況下,複雜多束像差係由該等複數粒子束之該光柵設置之偏差以及粒子束之至少一個焦點之該形狀和大小之該偏差給定。在範例中,該複雜多束像差係由該等複數粒子束之該光柵設置之偏差以及偵測器上的至少三個二次射束之該等焦點之該形狀和大小之該偏差給定。在第二設定中,該複雜多束像差係藉由對該晶圓表面上的複數光柵點進行時間平均而偵測,結果物件對比度係平均。所以,可能在檢測任務與該複雜多束像差之該偵測之間快速切換,且可得到高處理量。在一些具體實施例中,依據本發明之多束系統係配置使得複雜多束像差係在相對於晶圓之表面的檢測任務係快速執行的同時偵測。該複雜多束像差係藉由對該晶圓表面上的複數光柵點進行時間平均而偵測,結果物件對比度係平均。所以,檢測任務以及該複雜多束像差之該偵測係可同時實行,且得到高處理量。
依據本發明實施例的多束系統具有複數一次粒子束和複數二次粒子束,並包含一空間上解析偵測器;至少一個偏轉系統,其為了一晶圓之一結構化表面之一部位之集體掃描之該等目的,而用於偏轉該等複數一次與二次粒子束;以及一控制裝置,其用於驅動該偵測器和該偏轉系統,該控制裝置和該偵測器係設計成擷取該等複數二次粒子束之一光柵設置之一時間平均檢測影像,及/或以2 nm、1 nm、或更小之一空間解析度擷取該結構化表面之該部位之一數位影像。該控制裝置係配置成在用於擷取該光柵設置之該時間平均檢測影像的第一操作模式下,使用該偏轉系統在時間T1內快速掃描該晶圓之該結構化表面之該部位上面的複數該等一次粒子束,並在用於記錄該結構化表面之該部位之該數位影像的第二操作模式下,使用該偏轉系統在時間T2內慢速掃描該晶圓之該結構化表面之該部位上面的該等複數一次粒子束,其中T1 < T2、較佳為T1 < T2/10,例如T1 < T2/100。該偵測器可內含一第一偵測器和一第二偵測器,且該多束系統可包含一偵測單元,其具有由該控制單元所驅動並配置成在操作期間將該等複數二次粒子束偏轉到該第一偵測器上或到該第二偵測器上(此二者擇一)的一射束偏轉器。此外,該射束偏轉器係可配置成在操作期間將該等複數二次粒子束保持在該第一偵測器上或該第二偵測器上(此二者擇一)的一恆定定位處。在選擇性範例中,該偵測器係可設計用於以具2 nm、1 nm、或更小之像素尺寸的高空間解析度,對該等複數二次粒子束之該光柵設置之該時間平均檢測影像以及該結構化表面之該部位之該數位影像進行該同時擷取。為此目的,該偵測器可內含一電子轉換元件,其從電子產生光子,且該些光子係以用於擷取該晶圓表面之一部位的一第一快速光偵測器以及用於擷取該光柵設置之該檢測影像的一第二慢速光偵測器同時偵測。
在範例中,該控制裝置係進一步配置成從該光柵設置之該檢測影像判定存在於該等複數粒子束之該等入射位置方面的變化以及該等粒子束之該等焦點之該形狀和大小方面的變更的複雜多束效應,並以該複雜多束效應為基礎推導出和設定該多束系統之該等設定參數方面的變化。在範例中,該控制裝置係連接到照明路徑和偵測路徑之複數部件,該等部件包括用於設定均質萃取場的部件,該控制裝置並係配置成適於調整該照明路徑和該偵測路徑之該等部件之參數,該等部件包括用於設定均質萃取場的部件,以減少該複雜多束效應,。
依據具體實施例的多束系統內含下列部件,其係為了驅動目的而連接到該控制裝置:
- 一準靜態偏轉器,其用於該等複數一次粒子束;
-用於該等一次粒子束和該等二次粒子束之該掃描偏轉之一動態偏轉器;
-用於該等二次粒子束之該掃描偏轉一動態偏轉器,;
- 靜電或磁性透鏡,其具一可變更聚焦效應;
- 多極元件之一光柵設置,其用於影響該等一次粒子束;
- 校正電極,其用於在該晶圓表面與該多束系統之一接物透鏡系統之一對應電極之間設定一均質萃取場。
在範例中,該多束系統可更包含手段,其用於在一晶圓之該邊緣區域中產生一均質萃取場,該等手段包含該對應電極之電接點,其為了在操作期間供應一第一電壓差V1之該等目的,而在該接物透鏡或該接物透鏡之一部分下方。又,該等手段包含一接受區域,其用於將一晶圓收納和定位在該接物透鏡下方,該接受區域之電接點在操作期間將一第二電壓差V2施加於該晶圓。又,該等手段包含至少一個校正電極,其設置在該接受區域之該周邊中,其具有電接點在操作期間供應至少一個第三電壓差V3。
在範例中,該多束系統之該控制單元更包含用於影像評估的一單元。然後,該控制單元係配置成為了校正該複雜多束效應之至少一個部分之該等目的,而以校正信號驅動用於影像評估的該單元。
在具體實施例中,該晶圓檢測多束系統包含一位移載台,其用於收納一晶圓;一空間上解析偵測器;一第一偏轉系統,其為了該晶圓之一結構化表面之一部位之集體掃描之該等目的,而用於偏轉該等複數一次粒子束;以及一第二偏轉系統,其用於偏轉該等複數二次粒子束,以便將該偵測器上的該等二次粒子束之該等焦點保持恆定。又,該多束系統內含一控制裝置,該控制裝置係配置成獲取複數檢測定位處的檢測任務之一清單,並透過前述清單作業,且該控制裝置進一步係配置成為了減少一檢測定位處的一複雜多束效應之該等目的,而設定該照明路徑和該偵測路徑之部件之設定參數,該照明路徑和該偵測路徑之部件包括用於設定該均質萃取場的部件。為此目的,該控制單元係配置成偵測檢測定位與該晶圓之邊緣之該距離,並補償由該晶圓邊緣所造成的複雜多束效應。該控制單元係可進一步配置成在該檢測定位處的測量或檢測之前,從CAD資料判定檢測定位處的該晶圓之該組成物,並補償由該組成物所造成的複雜多束效應。為此目的,該控制單元包含一記憶體,並可從類似檢測區處的所儲存檢測任務判定所儲存參數,並可為了減少一檢測定位處的一複雜多束效應之該等目的,而設定這些參數。該控制單元可從相鄰檢測區處的前導檢測任務判定參數,並可為了減少實際或後續檢測定位處的複雜多束效應之該等目的,而設定這些參數。該控制單元可變更用於驅動該等第一與第二偏轉系統的掃描程式,以便至少部分補償複雜多束效應,該控制單元進一步係配置成變更該多束系統之作業點,以便至少部分補償複雜多束效應。
使用多束系統的晶圓檢測之方法包括瞄準在一晶圓上的一檢測定位,並以該檢測定位為基礎,為了該檢測定位處的最佳成像而判定預先所判定的該多束顯微鏡之該等設定參數。該等所判定設定參數係設定,且該檢測定位處的該晶圓之該表面之一部位之影像係拍攝。該多束系統之該等設定參數可能係從向該檢測定位所分派的預先所定義設定參數判定,或為了該檢測定位處的最佳成像的該等設定參數係可從向兩個相鄰檢測定位所分派的至少兩個設定參數判定。選擇性地或額外地,最佳化設定參數可能係從關於該檢測定位的先驗資訊判定。先驗資訊可能內含該檢測定位與該晶圓之一邊緣或與前導檢測定位處的前導影像記錄之該距離;或者關於該檢測定位處的該晶圓之該表面處的該材料組成物的CAD資訊。該等設定參數包含電壓值,其用於在該晶圓之該表面處產生一均質萃取場,例如該等電壓值係向電極供應。
本發明係不受限於該等指定具體實施例,而是該等具體實施例之變化例也為可能。儘管原則上參照晶圓作為物件,但本發明係也適用於如在半導體製造中所使用的其他物件。舉例來說,該物件也可為圖罩,例如用於EUV微影的圖罩,而非半導體晶圓。與半導體晶圓相比,這樣的圖罩一般來說為矩形並具有明顯較大厚度。舉例來說,在這種情況下,該物件接受區域周圍的該電極沒有環形具體實施例,而是矩形具體實施例。本發明係進一步以具有複數一次電子束的多束系統為基礎說明,但其他帶電粒子(例如氦離子)可能也係使用。
本發明之該等所說明具體實施例係可彼此完全或部分結合,只要結果無技術矛盾產生。顯而易見熟習此領域技術者認為該等示例性具體實施例之明顯變化例為可能,且本說明內容中未排除。
以下,相同參考記號標示相同特徵,即使這些並未在文中明確提及。
圖1係使用複數粒子束的多束系統1之示意例示圖。粒子束系統1產生複數J個一次粒子束3,其入射待檢驗的物件7以便在那裡產生交互作用產物,如從物件7發出並係後續偵測到的二次電子。多束系統1係掃描電子顯微鏡(Scanning electron microscope,SEM)類型,其使用在複數位置處入射在物件7之表面上並在那裡產生空間上彼此分開的複數電子束斑點或斑點5的複數一次粒子束3。待檢驗的物件7可為任何所需類型,如半導體晶圓、特別是具HV結構(即具水平及/或垂直結構)的半導體晶圓、或半導體圖罩,並包含微小化元件之一設置或其類似物。物件7之表面25係設置在照明系統100之接物透鏡102之第一平面101(物件平面)中。接物透鏡102之光學軸105係垂直於物件7之表面25對準,並平行於穿越接物透鏡102的該射束之該路線對準。
該等一次射束之該等複數射束焦點5形成入射位置(其係形成在第一平面101中)之規則光柵設置。入射位置之該數量J可能為五個、二十五個、或更多個。在實作上,射束J之該數量並因此入射位置5之該數量係可選擇為顯著較大,例如J = 10 × 10、J = 20 × 30、或J = 100 × 100等。該等入射位置之間的該腳距P
1之示例性值為1微米、10微米、和40微米、或更大。
成形在第一平面101中的該等最小射束斑點或焦點5之直徑可為很小。此直徑之示例性值為低於4奈米,例如3 nm或更小。用於成形該等射束斑點5的該等粒子束3之該聚焦係由接物透鏡系統102執行。在這種情況下,接物透鏡系統102可包含例如一磁性浸沒透鏡。聚焦手段之進一步範例係在2020年9月30日所申請之德國專利DE 102020125534 B3中說明,其該全部內容皆係同此併入在所揭示內容中。
入射物件7的該等一次粒子3產生交互作用產物,如從物件7之該表面發出的二次電子、反向散射電子、或由於其他原因已經歷移動之逆向的一次粒子。從物件7之表面25發出的該等交互作用產物係由接物透鏡102成形,以形成二次粒子束9。粒子束系統1提供用於將該等複數二次粒子束9引導到偵測系統200的偵測射束路徑11。偵測器系統200包含一粒子光學單元,其具用於將該等二次粒子束9導向空間上解析粒子偵測器207的至少一個投影物鏡205。在這種情況下,以該偵測系統的該成像係被大幅放大,使得該晶圓表面上的該等一次射束之該光柵腳距以及該等一次射束之焦點之該大小和形狀兩者皆係以放大許多的方式成像。舉例來說,倍率係在100x至300x之間,使得該晶圓表面上的1 nm係擴大成在100 nm至300 nm之間成像。在該製程中,具例如100 µm直徑的多束系統之影像場係擴大成大致30 mm。在足夠信號強度之該情況下,偵測器207上的粒子束之焦點之質心方面的小變化係可以高精確度判定。在具例如沿著一個方向的F個射束的多束系統之該情況下,依據該較大影像場,尺度(scale)誤差變得可見且放大F倍。所以,該等粒子束之複雜多束效應係可以高準確度判定,特別是與所指定光柵設置的偏差,例如在最遠離光學軸105的相聚焦點處。
該等一次粒子束3係在射束產生設備300中產生,該射束產生設備300包含至少一個粒子源301(如一電子源);至少一個準直透鏡303.1和303.2;一多孔徑設置305和一場透鏡307;或者一場透鏡系統,其由複數場透鏡組成。粒子源301產生至少一個發散粒子束309,其係由至少一個準直透鏡303準直或至少大體上準直,且其照明多孔徑設置305。多孔徑設置305包含至少一個多孔徑板306.1,其具有形成在該光柵設置中的複數J個開口。該照明粒子束之粒子通過該等J個孔徑或開口,並形成該等複數J個一次射束3。入射多孔徑板306.1的該照明射束之粒子係由該板材吸收,並不會參予於該等一次射束3之形成。該多孔徑設置通常具有至少又一多孔徑板306.2,例如透鏡陣列、像散校正器陣列、或偏轉元件之陣列。
連同場透鏡307和第二場透鏡308一起,多孔徑設置305聚焦該等一次射束3之每個使得:射束焦點311係形成在中間影像平面321中。或者,該等射束焦點311可為虛擬。該等射束焦點311之直徑可為例如10奈米、100奈米、和1微米。又一多孔徑板390(例如形式為偏轉器陣列)可能係設置在中間影像平面321中。
場透鏡103.1和103.2以及接物透鏡102提供用於將平面321(其中形成該等射束焦點311)成像到第一平面101上的第一成像粒子光學單元,使得入射位置或焦點5之該光柵設置在那裡產生。若物件7之表面25係設置在第一平面101中,則該等焦點5係對應形成在物件表面25上(也請參見圖2)。該等複數一次射束形成交越點108,而快速偏轉器110係設置在此附近,該快速偏轉器110係用於集體且同步偏轉該等複數一次射束3,使得該等複數焦點5係在物件表面25上面同時移動。偏轉器110係由控制單元800驅動,使得物件7之表面25係使用該等複數焦點5掃描,且表面25之複數二維影像資料係可獲取。此外,又一準靜態偏轉器107係設置,其係能夠以繞著光學軸105為中心的方式對準該等複數一次射束3。
接物透鏡102以及投影系統200之投影透鏡設置205提供用於將第一平面101成像到該偵測平面上的第二成像粒子光學單元。因此,接物透鏡102係該第一和該第二粒子光學單元兩者之一部分的透鏡或透鏡系統,而該等場透鏡103、307、和308僅屬於該第一粒子光學單元或照明路徑13,且投影透鏡205僅屬於該第二粒子光學單元或偵測路徑11。
分束器400係設置在場透鏡103與接物透鏡系統102之間的該第一粒子光學單元之射束路徑中。分束器400也係接物透鏡系統102與投影物鏡205之間的該射束路徑中的該第二光學單元之一部分。此外,分束器400具有可供為了補償至少照明射束路徑13中的分束器400之像差之該等目的而使用的校正元件420。
偵測系統200包含複數進一步部件,例如靜電透鏡206和複數進一步磁性透鏡208、209。與投影透鏡210一起,該等透鏡用來將該等二次射束聚焦在該空間上解析偵測器上,並在該製程中,由於磁性透鏡結果而補償該等複數射束之成像尺度和扭轉,使得偵測器平面207上的該等複數二次射束9之該等焦點15之該光柵設置維持恆定。在這種情況下,該等第一與第二磁性透鏡208和209係設計彼此逆向並具有相對所導向磁場。該等二次電子束之拉莫爾(Larmor)旋轉係可藉由合適驅動該等磁性透鏡208和209而補償。此外,該等二次射束之又一交越點212(在該處設置孔徑光闌214)係設置在投影物鏡205中。而且,偵測系統200具有位在該等二次射束9之交越點附近的第二集體射束偏轉器222,其係與第一射束偏轉器110同步操作,且其補償該等一次射束3之射束偏轉使得該等二次射束9之該等焦點15維持在偵測平面207上的恆定定位處。偵測系統200具有進一步校正元件,例如多孔徑板216和又一第三偏轉系統218。
與這樣的多束粒子束系統以及其中所使用的部件相關的進一步資訊,例如粒子源、多孔徑板、和透鏡等係可從該等PCT專利申請案WO 2005/024881、WO 2007/028595、WO 2007/028596、WO 2011/124352、和WO 2007/060017以及具有該等公開發表文件DE 10 2013 016 113 A1和DE 10 2013 014 976 A1的該等德國專利申請案得到,其所揭示內容的全部範疇係作為參考併入在本申請案中。
該多個粒子束系統再者包含一電腦系統或控制系統800,其配置用於控制該多個粒子束系統之該等個別粒子光學部件,並用於評估和分析由多偵測器207所得到的該等信號兩者。在這種情況下,控制或控制器系統800係可從複數個別電腦或部件建構。舉例來說,控制單元800具有用於偵測系統200的第一控制模組820,以及用於照明系統100的第二控制單元830。
又,控制單元800具有用於向樣本7供應電壓的控制模組503,前述電壓以下也係指稱為樣本電壓。在使用期間,場113係在物鏡102與(例如該晶圓之)物件7之表面25之間產生。在使用期間,場113在到達樣本表面2之前減速該等一次射束3之該等一次粒子,並對該等複數一次射束3產生附加聚焦效應。同時,此場113在使用期間用來加速離開物件7之表面25的該等二次粒子。因此,場113係也指稱為萃取場113,但明確參考係在此點處對萃取場113具有兩種效應的事實進行:首先,減速和聚焦該等一次射束3,並其次,對準和加速該等二次電子束9。因此,萃取場113或者萃取場113之該強度和均質性對該等一次粒子束3之該光柵設置,並對該等一次粒子束3之該等焦點5之該形狀和大小具有很大影響,同時也對該等二次粒子之該產出率(yield)以及該等二次粒子9之該形狀和方向也具有很大影響。在理想情況下,該等二次粒子係以直角萃取,或垂直於物件表面25。非均質萃取場113可能導致例如該等二次射束9之方向偏差,這與後續的像差一起導致偵測路徑11中的該等二次射束9之該光柵設置之偏差,或導致偵測器207上的該等二次射束9之該等焦點15之該大小和形狀方面的變更。非均質萃取場113已在稍早階段導致該等一次粒子之偏轉,並因此導致該等照明射束3之該光柵設置之偏差,並導致物件表面25上的該等一次射束3之該等焦點5之形狀和大小方面的變更。所以,萃取場113之該等非均質性以雙重方式彼此疊加和放大。萃取場113之總體變化例可能由於總體效應(例如物件7之傾斜或z偏移,或物件7之均勻充電)而產生。電萃取場113中的局部變化例可能由於局部效應(例如該晶圓之物件邊緣或邊緣、由物件表面形貌所造成的物件7之一般高度差、或局部充電)而產生。電萃取場113中的變化例可能為靜態或依時而變。舉例來說,靜態變化例從物件7之不變表面形貌或邊緣產生。依時而變的變化例從依時而變的充電效應產生。特別是,該光柵設置對物件7處或物件表面25與多束顯微鏡1之物鏡102內的電極之間的電萃取場113中的變化例之回應非常敏感。
圖2以剖面示意性顯示依據本發明之該第一具體實施例的多束系統1之進一步功能態樣。照明系統100包含多束產生裝置300,其具粒子源301;多束產生裝置300之慢速補償器330;以及多束產生裝置300之快速補償器332。舉例來說,允許更改到多孔徑板305的該入口處的射束強度的該等磁性聚光透鏡303.1和303.2係慢速補償器330。舉例來說,可快速偏轉該等複數一次射束的偏轉器陣列306.2係快速補償器332。照明系統100更包含慢速補償器130,例如該等磁性透鏡103.1和103.2;或者一又一準靜態射束偏轉器107。慢速補償器130係進一步由接物透鏡系統102之該磁性透鏡、分束器400、以及該分束器之校正元件420形成。照明系統100更包含快速補償器132,例如偏轉器陣列390或接物透鏡系統102中的一快速靜電聚焦透鏡。此外,依據本發明之該第三具體實施例,接物透鏡102可包含進一步快速可驅動電極區段,其用於設定一均質萃取場。照明系統100之該等可驅動部件(301、330、332、130、132)係連接到照明裝置830之該控制單元,並係在操作期間由該控制單元驅動。又,照明系統100包含第一快速射束偏轉器110,其用於對該等一次射束3進行快速集體射束偏轉。射束偏轉器110係由掃描模組860驅動。
除了空間上解析偵測器207之外,多束系統1之偵測系統200更包含偵測系統200之慢速補償器230以及偵測系統200之快速補償器232。舉例來說,該等磁性透鏡208和209以及磁性透鏡210係慢速補償器230。舉例來說,射束偏轉器224或靜電透鏡206係快速補償器232。又,偵測系統200包含第二快速射束偏轉器222,其用於對該等二次射束9進行快速集體射束偏轉。第二射束偏轉器222係藉由掃描模組860而與第一射束偏轉器110同步驅動。該等二次射束9通過第一射束偏轉器110和第二射束偏轉器222兩者。第二射束偏轉器222係設計成執行該所謂的反掃描(anti-scan),其在入射在偵測單元207上後即補償該等二次射束9之除此以外產生的掃描移動。偵測系統200進一步具有設置在例如孔徑光闌214之該周邊中的進一步感測器238。
半導體晶圓7係由接物透鏡102下方的位移載台500定位。位移載台500可為6軸位移載台,其可以6個自由度將樣本7之表面25定位在該物件平面或第一平面101中。在這種情況下,該z方向上的該定位準確度係 小於50 nm,例如優於30 nm。在這種情況下,位移載台500之該定位係由控制單元880之感測器520監控和控制。用於均質萃取場的該樣本電壓係與偵測模組200之該等慢速與快速補償器230、232一起,藉由該偵測單元之控制模組820而控制。此外,可能驅動設置在依據該第二示例性具體實施例的晶圓7之該周邊中的至少一個又一校正電極。
偵測單元207可能包含至少一個閃爍器(scintillator),其用於將該等二次電子轉換為光;以及複數光光學(light-optical)偵測器。這樣的偵測器可為CMOS或CCD感測器,或者係由複數光二極體(例如雪崩光二極體)形成。該等感測器可能係直接設置在該閃爍器或光學成像系統後面,或者導光體可能係設置在該閃爍器與該等感測器之間。也可能使用直接偵測電子並將這些轉換為電信號的感測器。該偵測單元之特殊形式係在具該編號DE 102018124044 B3的該德國專利中說明,其所揭示內容係完全併入到本申請案中作為參考。其中,偵測單元207由其上形成該等二次粒子束之該等複數焦點15的閃爍器構成。所產生的該光係藉由成像系統而成像到光纖束上,其中每條光纖皆係耦合到光二極體。該成像系統更內含一分束器,其將該所產生光之一些轉向到一CMOS感測器上。使用此感測器,可能監控該光柵設置以及該等個別焦點15之該形狀和大小。或者也可能擷取和評估在該向後方向上由該閃爍器所發射的該光,亦即藉由CMOS攝影機而在該等入射粒子束之該方向上所發射的該光,而非使用該分束器輸出耦合該光之一些。
偵測單元207係連接到影像資料轉換器280,其將類比電信號之該時間序列(例如該等感測器之電壓)轉換為數位信號之時間序列。舉例來說,該等複數J個二次射束之影像資料轉換器280具有平行電腦架構。在這種情況下,影像資料轉換器280內含平行所連接的複數類比至數位轉換器,其係可設計為例如平行所連接的ASIC。該等兩個偏轉系統110和222之該掃描頻率FS大致對應於樣本表面25上的焦點5上的一次射束3之留置時間之倒數。此留置時間通常為50 ns。然而,10 ns、20 ns、或100 ns之留置時間也為可能。在影像係記錄的同時,使用影像資料轉換器280的該資料轉換之該讀出頻率或該頻率FC對應於該掃描頻率FS,並因此用於複數影像像素的數位影像資料係針對複數焦點(其中FS = FC)獲取。在這種情況下,該等偏轉系統之通常時脈速率以及使用影像資料轉換器280的該類比至數位轉換係在FS = FC = 10 MHz至100 MHz之間,但超過100 MHz之更高時脈速率也為可能。
控制單元800具有用於控制照明裝置100的控制模組830、用於控制位移載台500的控制模組880,以及用於控制偵測單元200的控制模組820。資料獲取裝置810係首先連接到影像資料轉換器280,並其次連接到影像資料記憶體814。此外,數位影像處理單元812係設置在影像資料記憶體814與資料獲取裝置810之間。感測器資料模組818接收該等二次射束9之該光柵設置之時間平均資料及其他感測器信號,例如從偵測模組200之該等進一步感測器238或從具該等定位感測器520的位移載台500之該控制模組。控制單元800進一步具有控制處理器840,其評估感測器資料模組818之該感測器資料並判定對應控制信號,例如用於設定照明系統100和偵測系統200之組成物的參數。
在如根據圖2的多束粒子束系統1中,樣本7係處於用於產生前述萃取場113(其首先減速該等一次粒子並其次加速離開該樣本的該等二次粒子)的電位。為設定該樣本電位,用於樣本或晶圓7的該收納載台係連接到用於該物件電壓的電壓供應503。
晶圓檢測之方法係參照圖3說明。圖3顯示具一系列第一檢測定位33、第二檢測定位34、和第三檢測定位35的晶圓7之表面25。該第三檢測定位係在與晶圓邊緣43距離47處。具其上部側25,該晶圓係設置在多束系統1之第一平面或物件平面101中。在這種情況下,該晶圓係設置在該等複數該等一次射束3之最佳焦平面中。在此範例中,該等複數該等J個一次射束3具有矩形光柵設置41。由該等複數一次射束3所掃描的第一影像場17.1之中心21.1係與接物透鏡102之對稱軸105大致對準。該等影像場17.1至17.k對應於該系列晶圓檢測任務之不同檢測定位。舉例來說,預先所定義第一檢測定位33和第二檢測定位34係從控制檔案讀取。在此範例中,第一檢測區33係與具該等影像場17.1和17.2(具第一中心定位21.1和第二中心定位21.2)的該第二檢測定位相鄰。然後,第一檢測定位33之第一中心定位21.1最初係在接物透鏡102之軸105下面對準。在此範例中,用於偵測晶圓之座標系統並對準晶圓的方法從先前技術為已知。
然後,該等J個一次射束3係皆由掃描偏轉器110一起偏轉到小子場31.11至31.MN上面,並在該製程中,每個射束皆掃描不同子場,例如子場31.mm或子場31.m(n+1)。示例性掃描型樣或掃描路徑27.11和27.MN係在第一子場31.11並在最後子場31.MN中示意性例示。又,以示例性方式,該等各自不同一次射束之焦點5.11、…、5.MN係皆在所分派子場之該左上角處例示。又,子場31每個皆具有中心;子場31.mn之中心29.mn係以示例性方式由十字標記。在此,複數子場31.11、…、31.MN係皆由具焦點5.11至5.MN的該等複數該等J個一次射束平行掃描,且針對每一個該等J個子場31.11至31.MN皆獲取數位影像資料記錄,每個影像資料記錄皆係能夠包含例如8000 × 8000像素。在這種情況下,該像素大小係可定義並為例如2 nm × 2 nm。然而,在4000 × 4000至超過10,000 × 10,000像素之間的不同像素數量也為可能,且例如3 nm、1 nm、或更小之其他像素大小係可設定。一旦第一影像場17.1之該數位影像資料係已獲取,第一影像場17.1之該等個別子場31.11至31.MN之該影像資料就結合以形成影像資料記錄。其後,第二檢測定位34係定位在物鏡102之該軸下面,且第二影像場17.2之該數位影像資料係獲取。該流程係例如以具影像場17.k的第二檢測定位34繼續。當然,該等一次射束3之光柵設置41係不受限於矩形光柵設置,其他光柵設置包括例如六角形光柵或同心環或一個環上的該等一次射束之一設置。在這種情況下,該數位影像資料之該側向解析度係由物件表面25上的該等一次射束3之該等焦點5之該直徑大體上判定。圖4顯示在表面25上具該等J = 91個一次射束3之設置(具例如10 µm之腳距ps的六角形光柵)的一般光柵設置41。沿著一個方向的一些射束係由5.11、5.21、5.31、5.41、和5.51標示。此外,為了例示性目的,該周邊中的該等外焦點係由例示理想光柵設置之邊緣的線45連接。
在檢測任務期間,光柵設置41係在物件表面25上面同步位移,且獲取晶圓7之表面25之影像資料。使用偏轉裝置222的反掃描確保該等二次射束9之光柵設置41維持固定在偵測器207上的定位中或靜止。然而,在該檢測任務之前或期間,在偵測器207之該偵測平面中可能有光柵設置41之變更,前述變更顯著妨害該等半導體結構在物件表面25上之該定位和再現逼真度。在這種情況下,光柵設置41之破壞性變更在一次射束3中產生,並在該等一次射束3之該等焦點5之光柵設置41中引起變更。該等二次射束9之光柵設置41在物件表面25上的該等一次射束3之該等焦點5處產生,而該等一次射束之光柵設置41之該等變更引起該等二次射束9之光柵設置41之對應變更。該等二次射束9之光柵設置41之該等變更可能仍係在該二次路徑中放大,並最終在偵測器207之該平面中導致例如該等二次射束9之該等焦點15之該等經變更光柵設置41a至41g。與該等焦點15之該等經變更形狀和大小一起,該等二次射束9之該等焦點15之該等經變更光柵設置係也指稱為複雜多束效應。
為獲取該等複數J個二次射束9之光柵設置41,依據本發明實施例的多束系統1係可配置成執行各種方法。在第一方法中,有藉由影像資料轉換器280的該等信號之時間平均(藉由該等影像信號之時間整合)。為此目的,影像資料轉換器280係以相對於該掃描頻率FS的顯著較低資料轉換頻率FC < FS操作,並因此該影像資料之平均係在物件表面25上的複數焦點上面實行。舉例來說,該資料轉換頻率FC可為該掃描頻率之1/10、FC < FS/10、或甚至更小,例如FC < FS/100或FC < FS/1000或甚至顯著更小。在一個範例中,該影像資料獲取係以平行的兩台偵測器實行,且第一偵測器係為了以等同該掃描頻率的第一資料轉換頻率FC1 = FS使用第一影像資料轉換器的高解析度成像而操作;第二偵測器係以影像評估頻率使用第二影像資料轉換器操作,並因此該光柵設置之幾幅影像或僅一幅影像係在使用該第一偵測器對檢測定位處的影像部位進行高解析度成像期間判定。在範例中,該高解析度影像包含8000 × 8000像素;具50 ns之留置時間或FS = 20 MHz之掃描頻率,這隨後產出大致3.2 s之影像記錄時間T2。舉例來說,該第二偵測器攝影機可為CMOS感測器,其例如具有具0.1 s至10 ms之影像記錄時間T1的每秒10至100張畫面之畫面速率,或者1 Hz至大致0.1 kHz之影像頻率。所以,該光柵設置之大致30至300幅檢測影像係可在記錄該高解析度影像的同時產生。
除了可降低該資料轉換頻率FC,也可提高該掃描頻率。舉例來說,用於測量光柵設置41的掃描頻率係可提高10倍,從50 MHz至500 MHz。舉例來說,該掃描頻率FS係可提高至FS = 10 × FC或FS > 100 × FC。在第一方法中,係藉由感測器資料模組818的該等信號之時間平均,其從空間上所解析數位影像資料評估針對每個二次射束的平均值並偵測該光柵設置方面的變更。在第二方法中,該等信號之該時間平均係由使用掃描偏轉器110和222的快速掃描實行。
圖5顯示相對於理想光柵設置45,該等光柵設置41方面的變更之幾個範例。圖5例示該光柵設置之該等偏差,以及偵測器207上的該等二次射束之該等焦點15之該等形狀和大小。圖5a顯示具pr > ps之間隔(spacing)或腳距的該等射束之該腳距方面的變更。如以上所解說,該理想腳距為例如ps = 10 µm。該成像尺度方面的變更導致該間距或腳距方面的變更例如0.1%甚至更小(例如2 nm)。在橫跨對角線具最多九個射束的圖5a之該範例中,該尺度誤差藉由該腳距方面的變更乘以光柵設置41a中的最大間隔開射束焦點之間的射束數量而積累至18 nm。藉由以100x至300x之倍率將物件表面25上的光柵設置之成像之擴大到偵測器207上,該誤差積累至2 µm至5 µm。圖5a描繪出具經增加腳距pr的光柵設置41a之擴大圖,但該腳距pr係也可減小。非常大的倍率變更係為了例示之目的而顯示。
藉由偵測路徑之倍率,複雜多束效應係以擴大方式成像在偵測攝影機上。此外,複雜多束效應(該晶圓上的充電、邊緣、傾斜等)的原因也影響該等二次電子。舉例來說,在這種情況下,該等較低能量二次電子對該萃取場中的變化例比該等較高能量一次電子更靈敏應對,且例如又一失真係相對於由於樣本影響的該一次射束之該等偏差新增。
圖5b顯示已側向偏移了偏移向量d的光柵設置41b。該光柵設置之偏移或位移或遷移在該數位影像資料中引起偏移,並可能例如在拼接複數影像部位時導致像差。圖5c顯示經壓縮光柵設置41c。該光柵設置之壓縮對應於在僅一個方向(例如該x方向)上的間隔或腳距方面的變更,如在此由該經修改腳距prx指示。此外,局部效應可能發生並可能導致僅光柵設置41d中的個別射束之局部射束偏轉。在圖5d中,這係使用5個射束之該範例例示,具體而言使用具射束15.is之目標定位和實際定位15.ir以及該斑點定位之局部位移61的範例。圖5e例示光柵設置41f中的至少一個射束之偏差射束形狀之該效應。射束15.jr具有理想射束形狀,從其例如射束15.ir在大小方面偏差且又一射束15.ka在形狀方面偏差。圖5e顯示該光柵設置上面的該等焦點之該形狀或大小之系統化偏差之簡化範例。在此範例中,分佈狀況係可從至少三個焦點之至少三種形狀或大小推斷出,並因此可能區別局部效應與總體效應(如傾斜)。該範例闡明焦平面或最佳設定平面101相對於晶圓表面25之對角傾斜之效應,其中焦點15.ua係位在比焦點15.qa更接近於該接物透鏡。藉由偵測該等例如焦點15.qa和15.ua以及中心焦點15.00之形狀和大小,可區別系統化傾斜與針對該等射束焦點之該形狀和大小之該等偏差的其他原因。然而,原則上,也可判定所有焦點之形狀偏差和大小偏差。
圖5f最後顯示相對於理想光柵設置45以角度A扭轉的經扭轉光柵設置。
該光柵設置之其他偏差也為可能,例如梯形失真。又,該等偏差通常發生為個別偏差之組合或疊加。
多束系統1係以針對檢測任務的預先所定義參數設定。控制處理器840係配置成在操作期間判定針對檢測任務的該等各種預先所定義參數,並將此用於驅動多束系統1之該等部件。由參數所驅動的部件包括例如照明系統100之該等慢速與快速補償器130、132、多束產生裝置300之慢速與快速補償器330、332、偵測系統200之該等慢速與快速補償器230、232、或位移載台500。舉例來說,晶圓7之表面25上的該等個別射束焦點5之該間隔或腳距ps係藉由這些參數而設定,且該等焦點係設定在平面101中的最佳焦平面中。進一步可變更參數包括該射束強度,其可能係例如使用該等聚光透鏡303設定。雜訊性能係可藉由該射束強度和該留置時間而設定。判定該萃取場之強度的參數進一步影響該等二次電子之解析度和動能。物件表面上的光柵設置之某種扭轉藉由接物透鏡系統102之該磁性透鏡之該聚焦效應而設定。該掃描程式係使用進一步參數設定。該偵測系統之進一步部件係由參數驅動,使得該等二次射束9之該等複數焦點15係入射在預先所定義定位處的偵測器207上並係在那裡保持恆定,使得該影像資料係可以時序序列獲取。總結來說,參數集係也指稱為作業點(working point)。依據該第一具體實施例的多束系統1之控制處理器840係設計成在複數不同預先所定義作業點處操作多束系統1。
舉例來說,感測器資料模組818(參見圖2)係設計成在操作期間藉由對該影像資料進行時間平均而平均該物件對比度,並測量該等二次射束之目前光柵設置41之該等焦點定位15。此外,焦點15(例如焦點15.ir或焦點15.ka)之至少一種形狀和大小係可判定。感測器資料模組818係配置成將目前光柵設置41以及至少一個焦點15之該形狀和大小傳輸到控制處理器840。控制處理器840係配置成判定目前光柵設置41與該預先所設定作業點處的理想光柵設置45之該偏差,以及至少一個焦點15之形狀偏差和大小偏差。控制處理器840係配置成從該等偏差推斷出破壞性影響,並判定適用於減少該等破壞性影響的對應參數變更。光柵設置41以及對應於該等破壞性影響的二次射束9之至少一個焦點15之該形狀和大小之該等偏差係可預先判定。同樣可能預先判定適用於減少該等破壞性影響的該作業點之該等參數之所需變更,並儲存這些。為此目的,控制處理器840包含一儲存模組,其中除了針對各種作業點的該等參數之外,適用於減少某些破壞性影響的該等參數變更係也儲存。
針對該光柵設置方面的變更以及焦點之形狀和大小方面的變更的幾種破壞性影響或原因係在以下列出。
機械散焦(例如由於晶圓之偏差厚度)在該光柵設置中引起該等焦點之該倍率或該腳距方面的變更,並依據光柵設置41a引起斑點直徑增加。此外,可有焦點之經變更大小,如例如以圖5e中的焦點5.ir為基礎例示。該機械散焦係可由載台或位移載台500之z移動補償。選擇性地或額外地,萃取場113之該強度係可變更,且該照明路徑和該偵測路徑內的進一步靜電部件係可設定成聚焦在該經散焦物件表面上。該萃取場係將在以下討論。用於補償機械散焦的又一選項係藉由變更磁性透鏡(例如接物透鏡102)之該激發而提供。
該樣本表面之局部偏傾(inclination)(例如當晶圓彎折時)導致該萃取場之均質梯度,以及依據光柵設置41b的該光柵設置之偏移。此外,一般像散(例如恆定像散)可能發生在該等複數射束上面並可能導致恆定橢圓射束形狀,如同圖5e中的射束15.ka之該射束形狀。作為校正措施,可能傾斜晶圓7。或者,可能在萃取場113中產生針對性均質場梯度,其抵消物件表面25之偏傾或萃取場113之場梯度之效應。萃取場係將在以下討論。晶圓表面25上的該等一次射束3之光柵設置41b之偏移係可由該一次路徑中的偏轉器107補償。選擇性地或額外地,例如 該像散之適當校正係可使用該等慢速與快速校正元件130、132和該等偏轉系統110、222執行。
晶圓之該邊緣處的非均質萃取場113之效應導致與恆定像散結合的光柵設置41b之遷移或偏移。用於校正邊緣效應的手段係在以下討論。晶圓7之邊緣處的複雜多束效應以及由傾斜產生的效應可能為非常類似。該等補償措施可能為類似。然而,在該影像場上面更顯著變化的像差在晶圓之該邊緣處產生,例如在該影像場上面沒有恆定偏移且無均勻像散,但在該等焦點之該等定位中的輕微失真或該像散之更複雜的場相依性。
樣本表面25之均質充電同樣造成倍率變更和經擴大斑點直徑。同時,有光柵設置41b對應於圖5b之側向位移。在這種情況下,萃取場113係可例如以與該充電的同步方式動態提高,以便抵消該充電。為此目的,樣本電位係例如藉由該電壓V2而動態且同步調適,以便保持該電萃取場恆定並抵消樣本充電。依該樣本電位或該電壓V2而定的電位V1和V3係同樣調適,以便保持萃取場恆定(參見圖6至圖8以及以下的該討論)。此外,照明路徑13和偵測路徑11內額外的靜電部件係可為了聚焦在帶電物件表面25上而設定。該等一次射束之光柵設置41b之偏移係可由該照明系統中的射束偏轉器107加以補償。物件表面25之充電可能也導致該等經萃取二次電子9之動能方面的變更,並因此導致該等二次射束9之該光柵設置之經變更旋轉,如圖5f中所示。該等二次電子束9之光柵設置41之旋轉係可藉由不同驅動磁性透鏡對而補償。
依據該等一次射束3之光柵設置41之影像場17的該檢測定位(33、35)處的該樣本表面之一部位之局部充電,同樣導致伴隨側向偏移的倍率方面的變更。然而,附加有光柵設置41之該等邊緣射束之該等焦點5之該形狀方面的變更。邊緣射束係在一個方向上不再具有相鄰射束的那些射束。該等焦點5之該形狀變更與大小變更效應係在光柵設置41之該等角落中特別明顯。
檢測定位(如該等檢測定位33和35)係受到前導或相鄰檢測定位或相鄰影像場之潛在(latent)充電影響。特別是,若如同在圖3之該範例中,檢測定位33係從兩個影像場17.1和17.2拼接在一起,則這可能發生。這導致萃取場113之非均質梯度以及該光柵設置之偏移,對應於光柵設置41b。此外,有對應於光柵設置41c的該光柵設置之失真。又,像散之線性增加分佈狀況可能發生在該等複數射束上面並可能導致橢圓射束形狀,如同圖5e中的射束15.ka之該射束形狀。舉例來說,這些效應係可受到變更該等檢測定位的順序所影響。
局部充電僅使個別斑點定位或斑點形狀失真,如圖5d中所例示。局部充電效應係可受到最佳化該作業點或該掃描策略方面的變更影響。在這種情況下,調整該作業點可包含調整該著陸(landing)能量或射束電流。在這種情況下,變更該掃描策略可能包含快速掃描,其搭配對以一短留置時間所產生的許多畫面進行平均(這係已知為「畫面平均」(frame averaging))。在這種情況下,該射束電流係仍可減少,且在其上面進行平均的該影像數量係可增加。進一步掃描策略存在於子場31之分解為連續個別掃描並後續拼接在一起的較小子場。進一步選項包括在該影像產生期間,放電製程之該針對性引進;這樣的放電製程可能係由該成像期間的暫停或由經刺激放電造成,例如藉由在已知為該鏡像模式(mirror mode)下操作該多束系統。在又一範例中,待測量的檢測定位可能係由前導照射預先充電。舉例來說,該檢測定位處的掃描流程可能係以較低速度執行並具較小照射劑量,以便減少或補償局部充電效應。又一手段係藉由偏轉掃描器110而對該子場大小進行調整,並依據個別一次射束之射束偏移61(例如如同圖5d中的一次射束15.ir)對個別子場之個別數位影像之該側向定位進行數位校正。
控制處理器840係配置成儲存針對複雜多束像差的破壞性影響或原因之該預定關係。複雜多束像差係理解成意指光柵設置41方面的變更,以及例如三個焦點或所有焦點之至少一個焦點之該形狀和大小方面的變更。又,控制處理器840係配置成儲存用於校正或補償該等破壞性影響的預先所定義參數。該控制處理器係進一步配置成從目前所判定複雜多束像差推斷出破壞性影響或原因。在這種情況下,該控制處理器訴諸於破壞性影響或原因之所儲存關係,以及用於校正或補償該等破壞性影響或原因的合適經更改參數,並使用該等經更改參數驅動多束系統1。
因此,該多束系統之該第一具體實施例包含一改良方法,其用於操作用於檢測物件7(較佳為一半導體晶圓)的多束系統1。該方法係在圖13中例示,並包括下列步驟:
步驟1:將大體上平面物件7設置在位移載台500之接受區域505上,並使用位移載台500將物件7之物件表面25設置在物件平面101中。
步驟2:使用由預先所定義光柵設置41中的複數J個一次射束3所產生的複數J個焦點5照明物件表面25。
步驟3:藉由在第一複數掃描位置上面同步偏轉預先所定義光柵設置41中的該等複數J個一次射束3,以該等複數J個焦點5掃描物件表面25。
步驟4:從該等一次射束3之該等複數焦點5處的物件表面25收集從該等複數焦點5產生的複數二次粒子,並將該等複數二次粒子聚焦在空間上解析偵測器207上。
步驟5:偵測該等二次粒子之信號,並使用空間上解析偵測器207產生該等二次粒子之該等複數焦點15之影像。在範例中,該等信號之該偵測內含對第二複數掃描位置上面的該等二次粒子之該等信號進行時間平均。
步驟6:從該等二次粒子之該等複數焦點15之該影像判定由該等二次粒子之該等複數焦點15之光柵設置41相對於預先所定義光柵設置45方面的變更構成的複雜多束效應。在範例中,判定光柵設置41方面的變更附加包含了對該等二次粒子之該等複數焦點15之至少一個焦點15之一射束形狀偏差進行判定,該射束形狀偏差包含一橢圓率或一直徑偏差。
在這種情況下,光柵設置41之該偏差包含下列誤差中至少一者:光柵設置41之僅個別射束之一尺度誤差41a、一偏移誤差41b、一失真41c、一扭轉41g、或一局部偏差41d。
該等焦點15之該形狀和大小方面的該變更包含下列像差中至少一者:一恆定像散;一線性像散,其具光柵設置41中的該定位上面的該像散之一線性相依性;一恆定焦點像差;一線性焦點像差,其具光柵設置41中的該定位上面的該焦點像差之一線性相依性。
步驟7:判定光柵設置41之變更之至少一個原因,其中光柵設置41方面的變更內含一偏移誤差、一各向同性尺度差、兩個非平行方向之間的一失真或倍率差、一旋轉、或一梯形失真。
在又一步驟中,光柵設置41之變更之分解係可依據該光柵設置之總體變更和局部變更實行。
步驟8:為了補償該光柵設置之該等變更並以該等最佳化參數驅動該多束系統,而判定用於驅動該多束系統之部件的最佳化參數。
在這種情況下,係例如藉助適用於補償該複雜多束效應之個別正規化效應的參數變更之所儲存表格進行判定。然後,該等最佳化參數係例如藉由將該光柵設置方面的變更之幅度乘以該等相關聯所儲存參數變更而計算。該第一具體實施例之指定範例包含從光柵設置41之一偏移誤差與形式為一橢圓率的一射束形狀偏差之組合對平面物件表面25之一局部偏傾誤差進行一判定。在又一範例中,該第一具體實施例包含從光柵設置41之一尺度差與形式為至少一個焦點之一直徑偏差的一射束形狀偏差之組合判定平面物件表面25之一間隔誤差。在又一範例中,在一幾乎不變射束直徑之該情況下,該第一具體實施例包含從光柵設置41之一尺度誤差與光柵設置41之一偏移之組合判定平面物件表面25之一總體充電效應。在又一範例中,該第一具體實施例包含判定與一表面形貌結構(例如物件43之該邊緣)、與光柵設置41之一偏移的一距離,以及該偏移之該方向上的一失真,或者兩個非平行方向之間的一倍率差。在又一範例中,該第一具體實施例包含從該光柵設置方面的一不規則變更(由來自該預先所定義光柵設置的至少兩個焦點之至少兩個不同定位偏差構成)判定一局部充電效應。在又一範例中,該第一具體實施例包含從該光柵設置方面的一不規則變更(由包含來自該預先所定義光柵設置的至少一個射束成形偏差和至少一個定位偏差的至少兩個焦點之至少兩個偏差構成)判定一局部充電效應。
步驟9:設定照明系統中的多束顯微鏡以及萃取場以及(如有需要)偵測系統之最佳化參數,並擷取物件表面之高解析度影像。
最佳化設定參數內含多束系統1之照明路徑13內和偵測路徑11內的部件之參數,並可能也內含在該檢測定位(33、35)處以位移載台500對晶圓7進行一重新對準。又,萃取場113係設置在該照明路徑和偵測路徑中,且設定該多束顯微鏡之該等最佳化參數的步驟內含驅動校正電極,其用於影響晶圓7之表面25上的該檢測定位(33、35)處的一萃取場113。補償器包含一偏轉設備107,其用於補償晶圓7之表面25上的光柵設置41之一偏移,以及多束系統1之該作業點方面的一變更(例如用於設定光柵設置41之一尺度)、用於射束偏轉器110的該掃描程式方面的一變更,以及該數位影像評估方面的一變更。
在步驟8與步驟9之間,視需要而定可能有從用於獲取該複雜多束效應的第二操作方法,到用於在步驟STU中物件表面之一部位之快速且高解析度影像擷取的該第一操作模式的切換。
因此,用於判定複雜多束效應的方法包含使用藉由掃描晶圓7之一結構化表面25之一部位並平均晶圓7之表面結構之一影像對比度的一偵測器攝影機207,記錄該等眾多粒子束9之光柵設置41之一時間平均檢測影像之一影像;以及為了從一預先所定義或理想光柵設置45以及該等粒子束之該等焦點15之形狀和大小方面的一變更判定該等複數粒子束之入射位置15之光柵設置41之至少一個偏差之目的,而分析該檢測影像。
在範例中,平均該影像對比度係藉由以T1 < T2、較佳為小於T1 < T2/10(例如T1 < T2/100)之影像記錄時間快速掃描晶圓7之表面25之該部位而達成,其中T2對應於用於以高空間解析度以及2 nm、1 nm、或更小之像素尺寸記錄表面25之該部位之影像的該時間。T1通常係小於100 ms、較佳為小於10 ms。在範例中,晶圓7之表面結構之影像對比度之平均係藉由隨著時間平均該偵測信號而實行。
已查出由於非均質萃取場結果的多束效應特別是發生在物件之邊緣處。舉例來說,電子係在該晶圓邊緣之該方向上偏轉。圖6顯示範例。複數焦點係由該等複數一次射束3a形成在晶圓7之邊緣43附近的影像場17中。對應電極151形成接物透鏡單元102之該下部終端,並係處於電壓V1。舉例來說,該電壓V1係可處於接地電位或處於V1 = 3kV。晶圓表面25與對應電極151之間的該電壓差通常係在20 kV至35 kV之間,例如30 kV。舉例來說,該晶圓係處於-27 kV之電壓。
該接物透鏡單元包含一螺線管(solenoid)149,其為了將該等一次射束聚焦在晶圓表面25上之目的,而用於形成一聚焦磁場。範圍從1 kV至4 kV的電壓V2(例如2 kV)係藉由位移載台500中的晶圓接受區域505而向晶圓7或晶圓表面25供應。萃取場113a藉由電壓差V2 – V1而形成在對應電極151與晶圓表面25之間。萃取場113通常在晶圓表面25處具有每mm 1 - 5 kV之場強度,結果該等一次電子3係減速。在這種情況下,晶圓接受區域505係與晶圓載台500絕緣,且晶圓載台500係處於接地電位或0 kV。萃取場113a係藉由等位面而示意性例示。然而,在晶圓7之邊緣43處有高度差DW,且該等等位面不再平行於該晶圓之邊緣43附近的晶圓7之表面25延伸,且該等一次射束3a係偏轉。作為該非均質邊緣場之結果,該等一次射束之該光柵設置因此經歷類似於圖5c中所描繪出的失真。此外,進一步效應可能發生。依據本發明之第二具體實施例,該邊緣區域中的該等效應係由晶圓7之該周邊中的附加電極補償。該第二具體實施例係例示在圖7中。以電壓V3供應並藉由絕緣體155而與接受區域505絕緣的校正電極153係設置在晶圓7周圍的該周邊中。校正場係藉由該電壓V3而產生在晶圓7周圍的該周邊中,且萃取場113b之均質化係得到。校正電極153具有與晶圓7的距離G,以及晶圓接受區域505上方的高度DE。該距離G可能在該晶圓之該周邊上面變化。該電壓V3之該強度係以晶圓7之不同厚度DW、該晶圓邊緣與校正電極153之間的局部距離G、以及檢測定位35與晶圓邊緣43之間的距離47為基礎設定,使得萃取場113b之非均質性係最小化。在這種情況下,晶圓7之該厚度DW大致為0.7 mm,具大致50 µm至100 µm之偏差。舉例來說,電極153之高度DE係小於晶圓7之厚度DW,且該校正電壓V3相對於該電壓V1之該差值係選擇為大於該電壓V2相對於該電壓V1之該差值。舉例來說,厚度係選擇DE < 0.5 DW或甚至更小。舉例來說,V3係設定在-2 kV至-4 kV之間。舉例來說,晶圓7係處於|V1 – V2| = 28 kV相對於對應電極151之電壓差之絕對值。舉例來說,校正電極153係處於|V2 – V3| = 3 - 6 kV相對於晶圓7之電壓差之絕對值。該電壓差V2 – V3係設定使得其在晶圓邊緣43與電極153之間形成附加場貢獻形式,前述場貢獻之該效應係由附加等位線113c例示。此場貢獻確保晶圓表面25與接物透鏡102之間的萃取場113b之平滑和均質化。在理想情況下,該距離G係選擇為盡可能小,例如0.5 mm或0.2 mm或更小。針對不變萃取場113b,晶圓7必須非常準確置中且不得在沿著該周邊的厚度DW方面具有任何變化。該校正電極之該高度DE與該厚度DW之局部偏差以及該距離G之局部偏差,係可由該校正電壓V3之最佳且經調整設定針對每個檢測定位皆列入考慮。一般來說,用於均質萃取場的校正電壓係可以檢測定位與晶圓邊緣之距離為基礎設定。在具體實施例中,連續校正電極之校正電壓係以光柵設置之該等檢測影像之評估為基礎(例如以該晶圓邊緣附近的前導檢測定位為基礎)配合該目前檢測定位局部調整。
圖8例示本發明之該第三具體實施例。在該第三具體實施例中,校正電極153係以複數區段(例如以八個區段153.1至153.8)體現。又,對應電極15係以複數區段(例如以八個區段151.1至151.8)體現。盡可能均質的萃取場係藉由以例如八種不同電壓供應校正電極153.1至153.8之該等區段或對應電極151.1至151.8之該等區段而得到。用於校正電極153.2的電壓V3.2係以示例性方式描繪出。在該第二與第三具體實施例中,控制單元800係配置成藉由電壓供應單元503而使得該樣本電壓V2以及至少一個校正電極153、153.2之至少一個校正電壓V3、V3.2兩者皆可供使用,以便引起該萃取場之均質化。又,控制單元800(特別是照明裝置830之該控制單元)係配置成向接物透鏡系統102供應至少一個對應電壓151,以便引起該萃取場之均質化。該樣本電壓V2、至少一個對應電壓V1、和該至少一個校正電壓V3或V3.2形成用於驅動多束系統1的快速可變更參數。
因此,本發明之具體實施例包含一位移載台500,其用於一多束顯微鏡1;以及一多束顯微鏡1,其具有具用於收納具一邊緣43和一直徑D的一晶圓7的一接受區域505的位移載台500,藉助其一電壓V2係可在操作期間施加於晶圓7。又,環形電極153係設置在接受區域505之該周邊中的位移載台500上。環形電極153具有內徑DI > D,使得當晶圓7係收納時,距離係形成在晶圓7之邊緣43與環形電極153之間。環形電極153係與接受區域505絕緣,以使電壓V3係可在操作期間施加於環形電極153。在範例中,環形電極153係由複數相互所絕緣電極區段(例如兩個、四個、八個、或更多個)形成,對其至少一個第一電壓V3係可施加。
與以多束顯微鏡成像相關的許多效應係與該等拓撲條件非常密切關聯。如以圖6為基礎所例示,晶圓7或物件之邊緣43一般來說具有顯著影響。由於該等檢測定位關於晶圓7之邊緣43之該相對定位在特別是該晶圓檢測之該背景中為預先已知,因此依檢測定位與該晶圓之邊緣之距離而定的該偵測路徑和該照明路徑兩者之該改良調整(包括均質萃取場113)係已可在瞄準該檢測區時實行。在該第四具體實施例中,多束系統以及用於操作該多束系統的方法係提供,(在其該範疇內)該多束系統之該照明路徑和該偵測路徑之部件之參數係依檢測定位與物件之邊緣或邊界之距離而定設定。多束系統1之控制單元800係配置成判定檢測定位與該物件之邊界或邊緣43之距離。控制單元800係進一步配置成從該距離以及多束系統1之該目前作業點判定複雜多束效應。又,控制單元800係配置成判定用於在該檢測區處操作多束系統1的參數,前述參數係適用於減少或完全補償該複雜多束效應。又,在該檢測定位處使用多束系統1執行檢測任務的同時,控制單元800係配置成使用參數驅動多束系統1之照明系統100和偵測系統200(包括萃取場113)之部件,並向位移載台500上的電極供應樣本電壓V2和至少一個校正電壓V3作為附加參數,前述參數結合起來係適用於減少或完全補償該複雜多束效應。
因此,本發明之該第二與第三具體實施例說明具用於收納具邊緣43、厚度DW、和外徑D的大體上平面物件7的接受區域505的位移載台500,以及在接受區域505上面具高度DE的環形電極153,該環形電極153係設置在接受區域505之該周邊中並具有內徑DI > D,使得當物件7係收納時,距離G係形成在邊緣43與環形電極153之間。在這種情況下,電極153係與接受區域505絕緣,以使不同電壓差係可在操作期間施加於環形電極153。
該第二與第三具體實施例進一步說明包含位移載台500的多束系統以及用於判定邊緣效應的測量裝置,以及為了產生該電壓差之該等目的,而在操作期間配置成向所收納物件供應第一電壓V2,並為了減少該邊緣效應而在該環形電極處供應第二電壓V3的控制單元。
在該第三具體實施例中,電極153具有可供使用的複數區段153.1至153.8,對其複數不同電壓V3.1至V3.8係可施加。在又一具體實施例中,依據該第三具體實施例的多束系統1之接物透鏡系統102具有可供使用的複數對應電極151.1至151.8,對其複數不同電壓V1.1至V1.8係可施加。該等電極之該電壓供應係以此方式設計,以便在接物透鏡系統102與該物件之表面25之間產生(與該物件電壓一起)均質萃取場113。
已查出若干複雜多束效應依晶圓之表面25上的檢測定位而定,並因此原則上為預先已知。用於操作多束系統1的基於其的改良方法係在圖9中描繪出。使用該方法,用於操作多束系統1的參數係最佳設定,例如偵測系統或偵測路徑200或用於均質萃取場113的該樣本電壓或校正電壓之照明系統或照明路徑100之部件之參數。結合起來,用於操作多束系統1的該等參數係適用於減少或完全補償檢測定位處的該複雜多束效應。在第一步驟SI中,晶圓7係收納在位移載台500之晶圓接受區域505上,且晶圓7之座標系統係標示。檢測任務之清單係獲取,且例如第一檢測任務係執行。為此目的,晶圓7之該第一檢測定位係相對多束系統1之光學軸105置中,且晶圓7之表面25係對準在多束系統1之設定平面或焦平面101中。用於操作多束系統1的方法現在係針對該第二或下一個檢測任務以示例性方式例示;然而,這可為任何檢測任務,特別是該第一檢測任務。
針對下一個檢測任務的複雜多束效應係在下一個步驟SE中預測。該複雜多束效應之預測可能係將複數部件一起考慮,且該複雜多束效應可能係由複數原因造成。複雜多束效應標示例示在圖5之該背景中的該等效應,其包含該等複數一次射束或二次射束之一光柵設置與一預先所定義光柵設置之一偏差,以及例如三個或所有一次射束或二次射束之一一次射束或一二次射束之一焦點之至少一種形狀或大小之該偏差兩者。
在步驟SER中,複雜多束效應VKR係從檢測定位與晶圓7之邊緣43之距離預測。一般來說,該檢測區相對於樣本邊緣43之該定位係預先已知的資訊。所以,可能藉由邊緣效應以及由於非均質充電結果的失真而考慮光柵設置41之失真。
依據該第四具體實施例的該方法之範例內含用於該偵測路徑和照明路徑之一改良調整的參數之該偵測和儲存,以及以與一物件之一邊緣的一距離為基礎針對不同檢測區的用於一均質萃取場的該等電壓之該設定。然後,該偵測路徑和該照明路徑兩者之改良調整之該等最佳參數(包括針對一均質萃取場的該等電壓之該設定),係在晶圓檢測期間從該等預定且所儲存參數依下一個檢測區而定判定和設定。
在步驟SED中,複雜多束效應VKA係從關於該檢測定位的先驗資訊(例如從設計資訊、CAD資訊、或前導測量)預測。
在該第五具體實施例中,多束系統以及用於操作該多束系統的方法係提供,(在其該範疇內)該照明路徑和該偵測路徑之部件之參數以及用於該多束系統之均質萃取場的電壓係依先驗資訊而定設定。在範例中,對至少在該下一個檢測定位處的該物件之該組成物進行判定係在步驟SED中實行。在這種情況下,對該物件之該組成物進行判定的步驟包含對該物件之該材料組成物進行判定,例如從關於形成在該檢測定位處的一晶圓中的該等半導體結構的CAD資訊。舉例來說,物件7之可能非均質或局部充電效應可能係從CAD資訊判定。以該組成物為基礎,有對所預期複雜多束效應進行的判定,以及對適用於減少或完全避免該複雜多束效應的該多束系統之參數進行的設定。在選擇性範例中,先驗資訊由來自類似檢測區處(例如在其他晶圓上)的稍早檢測的資訊構成。
前導測量形成進一步先驗資訊。舉例來說,電荷可能因前導測量而產生,並可能僅藉由漏電流而緩慢耗散。對已掃描的相鄰檢測區進行該充電導致該光柵設置方面的失真,且此資訊可能係在判定針對該等偏差的該原因時考慮。在步驟SEH中,複雜多束效應VKS係從來自前導檢測任務的資訊(例如多束系統1之目前狀態之偵測)或從來自前導檢測定位處的前導測量的該晶圓之所預期充電效應預測。在這種情況下,例如該下一個檢測定位相對於該等前導檢測定位之該定位和該距離係可判定和評估。此外,與先前檢測任務的該時間差係可評估,以便考慮來自前導樣本充電的放電效應。
已查出若干進一步複雜多束效應依晶圓之表面25上的相鄰檢測定位而定,並因此原則上為預先已知。在該第六具體實施例中,多束系統以及用於操作該多束系統的方法係提供,(在其該範疇內)該照明路徑和該偵測路徑之部件之參數(包括用於該多束系統之一均質萃取場113的該等電壓)係依相鄰檢測定位或前導檢測任務而定設定。在一個範例中,該多束系統為此目的包含一控制單元,該控制單元在前述檢測定位處的測量或檢測之前,判定例如由相同物件上的前導檢測所造成的一檢測定位處的該物件之一目前電荷分布。在範例中,步驟SEH包括判定由對相同物件的前導檢測所造成的該檢測定位處的該物件表面之一目前電荷分布。舉例來說,晶圓之區域可能為導電性連接並將充電效應消散到檢測區以外。舉例來說,晶圓之區域可能包含電容,其在一相對較長時段內儲存充電效應。以該目前電荷分布為基礎,有對所預期複雜多束效應進行的判定,以及對適用於減少或完全避免該複雜多束效應的該多束系統之參數進行的設定。特殊範例係由重複瞄準在相同晶圓上的相同檢測定位之方法形成。
在步驟SEC中,從該檢測定位與該等邊緣之距離的該等預測VKR、VKA、或VKS、先驗資訊、或來自前導檢測任務的資訊係結合,且所結合複雜多束效應VKK係預測。
用於驅動多束系統1的最佳化參數係在步驟PE中判定。從多束系統1之作業點AP前進,該多束系統係使用某個參數集操作。該作業點AP之該等參數例如說明例如用於設定射束電流、射束腳距或預先所定義倍率、掃描程式、萃取場之該大小、或焦點定位的電磁或靜電部件之電流或電壓。
在步驟PEI中,依據該作業點AP的該等標準參數係依據理想化檢測定位處的該下一個檢測任務判定。
在步驟PEC中,參數之至少一個參數值方面的變更係從該所預測複雜多束效應VKK判定。適用於最小化複雜多束效應的參數變更之範例係搭配本發明之該第一具體實施例在以上進一步列出。舉例來說,該判定係以先前所判定且所儲存最佳參數值為基礎實行,從其該等參數值方面的該等變更係由例如插值(interpolation)判定。
在步驟PC中,依據該作業點AP並包括步驟PEC中的該等參數變更的該等目前參數PA係依據該下一個檢測定位處的該下一個檢測任務傳輸,且多束顯微鏡1係使用該所判定參數值驅動。
在步驟IN中,實行該下一個檢測定位處的該下一個檢測任務。為此目的,晶圓7之該下一個檢測定位係關於多束系統1之光學軸105置中,且晶圓7之表面25係對準在多束系統1之設定平面或焦平面101中。多束系統1係以該等目前參數值PA操作,且執行該檢測任務。舉例來說,該檢測定位處的該晶圓表面之影像部位係以高解析度以及優於5 nm、優於2 nm、或甚至優於1 nm之成像逼真度擷取。
與步驟IN同時,該等二次粒子束之該光柵設置以及二次射束路徑之至少一個焦點之該形狀或該大小係在步驟M中監控。監控係藉由獲取多粒子系統1之空間上解析偵測器207之時間平均信號而實行。由於在物件表面25之掃描期間的時間平均結果,物件表面25上的複數物件結構上面的該等二次粒子之該信號之區域平均係達成,且該等二次粒子束之該目前光柵設置以及二次粒子束之至少一個焦點之該形狀或該大小係可以小於1 nm之高準確度可靠偵測。該等二次粒子束之該目前光柵設置以及二次粒子束之至少一個焦點之該形狀或該大小之該擷取係可在檢測任務期間多次實行,例如十次或一百次。
在步驟Q中,係從步驟M之該監控結果判定目前複雜多束效應。若檢測任務期間的目前複雜多束效應超過預定閾值,則有到步驟PE的信號以持續變更或更新多束系統1之該等設定參數,且步驟PE係在步驟IN之該檢測任務期間重複。舉例來說,這因此也允許驅動該偵測路徑和該照明路徑兩者之方法(包括用於一均質萃取場的該等電壓)係用於快速自動聚焦。一般來說,這允許調整該偵測路徑和該照明路徑兩者之方法係用於動態校正。關於動態校正,參照PCT專利申請案WO 2021239380 A1,其係特此併入在所揭示內容中作為參考。
在步驟ES中,最後係儲存該結果(例如該檢測定位處的該晶圓表面之該部位之該數位影像)。在該範例中,該數位影像資訊係與來自監控步驟M的該持續資訊一起儲存。關於該等二次粒子束之該光柵設置以及二次粒子束之至少一個焦點之該形狀或該大小的該持續資訊,係在數位影像處理和資料評估之後續步驟DV中列入考慮。
偵測路徑11和照明路徑13兩者之改良調整(包括用於一均質萃取場113的電壓之設定)係有助於使用依據該第一具體實施例的多束系統1以及用於使用依據圖9的多束系統1的該等方法的物件7之表面25之指定檢測定位。用於判定用於在用於執行檢測任務的作業點AP處設定多束系統1的該等改良參數的方法,係在第七具體實施例中說明。該方法係基於以獲取和評估關於該多束顯微鏡以及與物件的該交互作用的兩個基本上不同資訊項為基礎。首先,該等複數二次射束9之光柵設置41係偵測和評估。其次,該等二次射束9之該至少一個焦點15之該形狀和大小係偵測和評估。也可能評估該等二次射束9之複數焦點15(例如至少三個焦點)之形狀和大小。這些種種的偏差係指稱為複雜多束效應。
這兩個資訊項皆係在對物件7之表面25之一部位進行掃描成像期間獲取。在這種情況下,J個一次射束3之複數J個焦點5係在物件7之表面25上面以掃描方式移動,且物件表面25上的複數J個掃描位置係同時照明。為此目的,用於對該等複數J個一次射束3進行掃描偏轉的第一偏轉單元110係位在一次路徑或照明路徑13中。該等J個一次射束3之該等J個焦點5之每個入射位置,皆針對在使用該等J個一次射束3的掃描照射之短時段期間在偵測器207上所收集和所成像的二次電子形成來源位置。該等二次電子之該等複數該等J個來源位置,依據使用J個一次射束的該掃描照射在該物件表面上面同步移動。因此,用於對從該等J個來源位置發出的該等J個二次射束9進行掃描偏轉的第二偏轉單元222,係位在也指稱為偵測路徑或二次路徑11的該等二次電子之該成像路徑中,以使該偵測器上的該等J個二次射束之焦點15維持在J個相同偵測位置處。在這種情況下,該二次路徑中的第二偏轉單元222係與該一次路徑中的第一偏轉單元110同步。
該等複數J個一次射束3進行的該掃描照明以及與該掃描照明同步的該等複數J個二次射束9之該等信號之結果,係轉換為複數J個二維數位影像資訊項的複數J個時序資料串流。每個影像資訊項皆表示藉由物件表面25之該空間上所解析照明(藉由一次射束3之焦點5)的二次電子之空間上所解析產生率。在這種情況下,二次電子之產生率依該局部表面條件(例如結構化晶圓表面之該局部材料組成物)而定。關於該等焦點自身之該形狀和大小以及用於調整該偵測路徑和該照明路徑兩者的該等焦點之光柵設置41的該資訊係以時間平均方式獲取,使得該物件表面之該結構之該影響係藉由對該表面上的複數掃描位置進行平均而減少。所以,該方法係使得可能針對複數物件,且本領域無需特殊測量或校正物件。特別是,調整該偵測路徑和該照明路徑兩者之該方法可能也係在物件表面上的檢測定位處的檢測任務期間實行。
在該方法之範例中,有向所分派檢測定位的所選擇設定參數之分派(assignment),以及該分派之儲存。然後,晶圓檢測方法包含在步驟SI中瞄準下一個檢測定位;接著係在步驟SE中,為了該檢測定位處的最佳成像而以該下一個檢測定位為基礎判定該多束顯微鏡之設定參數;以及在一步驟PE中的該等所判定設定參數之該設定。在這種情況下,步驟SE更包括載入向至少一個檢測定位所分派的該多束顯微鏡之預先所定義設定參數。在範例中,步驟SE包含判定該下一個檢測定位處的該多束顯微鏡之預先所定義設定參數。在範例中,有從向兩個相鄰檢測定位所分派的至少兩個設定參數,針對該下一個檢測定位處的最佳成像的該等設定參數之插值。因此,該方法較佳為係適用於所重複或類似檢測定位處的重複檢測物件(特別是晶圓7之表面25之各部位)。
在又一具體實施例中,有以每個皆向檢測定位所分派的該多束顯微鏡之預先所定義不同設定參數為基礎的檢測定位之最佳化。所以,可能防止對多束顯微鏡1之設定參數的頻繁變更。舉例來說,有以每個皆向若干檢測定位所分派的該多束顯微鏡之預先所定義不同設定參數為基礎的系列檢測定位之最佳化。舉例來說,有以局部充電效應為基礎的系列檢測定位之最佳化。在一種情況下,連續檢測定位係可以針對性方式相鄰設置,以便具有預先存在的局部電荷之長期補償。在另一種情況下,連續檢測定位可能係以針對性方式以最大間隔設置,以便允許負責充電效應的局部電荷係藉由漏電流而盡可能長時間放電。
一種使用具有複數一次與二次粒子束(3、9)的多束系統1的晶圓檢測方法包括下列步驟:
- 使用一位移載台500收納一晶圓7;
- 判定晶圓7之一表面25上的一連串檢測定位(33、35)處的一系列檢測任務;
- 以一檢測任務之一檢測定位(33、35)為基礎,為了該檢測定位(33、35)處的最佳成像之該等目的,而判定多束系統1之設定參數;
- 將多束系統1之該等設定參數變更成該檢測任務之該等所判定設定參數;
- 藉由以一高解析度和一影像記錄時間T2 > 100 ms掃描該檢測定位(33、35)而執行該檢測任務。
在範例中,判定設定參數之該步驟包含瞄準該檢測定位(33、35);以及藉由以T1 < T2、較佳為T1 < T2/100或T1 < T2/1000之一影像記錄時間快速掃描該檢測定位,而使用一偵測器攝影機207記錄該等複數二次粒子束9之光柵設置41之一時間平均第一檢測影像之一影像。該第一檢測影像係分析以判定複雜多束效應,且設定參數係從其判定使得該複雜多束效應係至少部分補償。
在範例中,判定設定參數之該步驟更包含瞄準一參考定位;以及藉由以T1之一影像記錄時間快速掃描該參考定位,而使用偵測器攝影機207記錄該等複數二次粒子束9之光柵設置41之一時間平均第一參考影像之一影像。對光柵設置41之該第一檢測影像進行該分析內含與光柵設置41之該參考影像的一比較。該參考定位可能係附加設置在位移載台500上的參考物件上的前導檢測定位或參考定位。
在範例中,該方法可能包括藉由使用該等所判定設定參數快速掃描該檢測定位(33、35),而記錄光柵設置41之一時間平均第二檢測影像之一又一影像。補償之成功係可從對該第二檢測影像進行分析判定。剩餘複雜多束效應係可判定並可有改良設定參數之重新判定,使得該剩餘複雜多束效應係至少部分補償。該等所判定設定參數係可向檢測定位(33、35)分派並係可儲存,使得使用向該檢測定位(33、35)所分派的該等設定參數,在相同檢測定位(33、35)處可有例如至少一個第二晶圓之重複檢測。一般來說,多束顯微鏡1之預先所定義或所儲存設定參數係可用於晶圓檢測任務。在範例中,該等設定參數係可藉由在至少兩個相鄰參考定位處插值至少兩個預先所定義或所儲存設定參數而判定。又,預先已知的至少一個資訊項係可在判定該等設定參數時考慮,除了來自該檢測定位(33、35)處或相鄰檢測定位(33、35)處的前導測量的該資訊之外,預先已知的該資訊內含關於一檢測定位(33、35)處的晶圓7之組成物的CAD資訊。此外,該方法可能包含判定該檢測定位(33、35)與晶圓7之一邊緣之一距離。
在最佳化該系列檢測任務之該範疇內,為了針對一系列檢測定位(33、35)之每個的最佳成像而對多束系統1之一系列設定參數進行判定可能係更改,使得多束系統1之設定參數方面的變更數量係最小化。
依檢測區而定判定該偵測路徑和該照明路徑兩者之改良調整之該等參數(包括用於一均質萃取場的該等電壓之該設定)係在範例中迭代實行。該方法係在圖10中例示。該第一步驟SI係等同於依據圖9的步驟SI。在步驟SI後,影像係在步驟SM中拍攝M1,而無需對下一個檢測定位處的該等參數的校正或變更。該等複數二次射束9之光柵設置41與預先所定義或所預期光柵設置之該偏差係偵測和評估,且至少一個焦點15之該形狀和大小與焦點15之預先所定義或所預期形狀和大小之該偏差係同時偵測和評估。通常,至少三個焦點15之該形狀和大小與該等三個焦點15之預先所定義或所預期形狀和大小之偏差係偵測。如以上所說明,該等偏差係在以該等複數一次射束3對物件表面25進行該掃描期間的時間平均之範疇內偵測,以便排除物件7之該組成物之影響。
在檢測步驟IN期間,光柵設置41係在物件表面25上面同步位移,且例如晶圓之物件表面25之影像資料係獲取。使用偏轉裝置222的反掃描確保光柵設置41維持固定在定位上或靜止在偵測器207上。該等複數J個影像資料點之此平行獲取係以例如100 MHz之掃描頻率FS實行;慣用掃描頻率之進一步範例係在以上明確說明。
在範例中,該掃描頻率係在該步驟M1期間提高。舉例來說,掃描頻率FS係可提高10倍,例如從50 MHz至500 MHz,或從100 MHz至1 GHz。由於該經提高掃描頻率結果,該資料記錄之平均係對物件表面25上的較大焦點區域實行。
偏差可能的原因係在步驟Q1中從該等偏差加以判定。在步驟PE中,用於調整照明路徑和偵測路徑的合適參數(包括用於一均質萃取場113的該等電壓)係判定。該等各種偏差(具體而言該等複數二次射束之光柵設置41以及該等焦點15之該形狀和大小之該偏差)之偵測允許更針對性的結論係關於該原因得出,例如照明路徑13中是否有干擾且該等一次射束3之該等複數焦點15之偏差是否已存在於物件表面25上,或物件7之邊緣43或表面形貌是否係針對該偏差的原因、總體或局部充電效應是否係存在、或偵測路徑11中是否有干擾。
在步驟ZS中,進一步資訊(例如來自附加偵測器)或先驗資訊係可用於判定該等偏差之該很可能原因。進一步偵測器可能包含一距離感測器,其用於判定該樣本表面與一參考區域之該距離。舉例來說,這樣的距離感測器之該使用允許較好區別係在物件7之總體充電與全然機械散焦之間做出。進一步範例包含場感測器,其用於測量物件表面25附近的一電場或磁場強度。先驗資訊係在以上圖9之該背景中說明,並可能包含關於該檢測定位的CAD資訊;或者來自類似物件或類似檢測區之稍早測量的所儲存資訊。
在該等偏差之該很可能原因係已判定之後,偵測路徑和照明路徑之校正措施或調整(包括用於一均質萃取場的該等電壓)係在步驟PE中判定。步驟SM和PE可能也係以迭代方式多次執行。舉例來說,精細校正係在第二步驟中計算。最後,該多束系統係在步驟IN中以該等經更改參數驅動,且該檢測係在相同檢測區處執行。
與該檢測步驟IN同時,對該等偏差進行該判定係可再次在步驟M中重複。若該偏差超過預定容差限制,則在步驟Q中對該原因進行該判定並對用於調整該偵測路徑和照明路徑的該等新參數進行該判定係重複。接著係以上所說明步驟ES和DV。
在該第七具體實施例之又一範例中,用於設定用於檢測物件的多束顯微鏡的該方法包含以上所列出的該等步驟之一變化例。在步驟SM中,該等複數一次射束之該光柵設置之時間平均第一參考影像之影像最初係藉由在例如比第二時段T2短10或100、1000、或10,000倍的第一時段T1內快速掃描該物件之參考定位,而使用偵測器攝影機拍攝,該第二時段對應於用於記錄該物件之該表面之一部位之高解析度影像的該時段。舉例來說,該第一時段T1可為1 ms至100 ms。舉例來說,該第二時段T2可為大致0.8 s、1 s、或更長。
該等複數一次射束之該光柵設置之時間平均第二檢測影像之影像係藉由在例如1 ms至100 ms之T1內快速掃描該檢測定位,而使用該偵測器攝影機記錄。該光柵設置之該第二檢測影像係與該光柵設置之該第一或參考影像進行比較,且該光柵設置相對於該參考影像之該等偏差或差值係在步驟Q1或步驟Q中分析。在步驟PE中,有對用於配合該檢測區調適該多束顯微鏡的該多束顯微鏡之所選擇設定參數之變更進行的判定。該等所選擇設定參數之該等變更係執行為校正措施。在該等校正措施之該實行後,該方法附加可能包括藉由在1 ms至100 ms內快速掃描該檢測定位,而使用該偵測器攝影機對該等複數一次射束之該光柵設置之一時間平均第二參考影像之一影像進行重新記錄;以及對該多束系統之最佳化設定參數進行一重新分析和判定。在步驟IN中,物件7之表面25之檢測影像係藉由在例如100 ms至2000 ms內慢速掃描該檢測定位,而以高空間解析度記錄。在這種情況下,該等所選擇設定參數可能包含下列參數中至少一者:
- 使用一位移載台500對晶圓7進行重新對準;
-驅動電極(151、153、505)以影響晶圓7之表面25處的一萃取場113之一場分佈狀況;
-驅動一射束偏轉器(107、110、222)以補償光柵設置41之一偏移;
- 變更該多束系統之一作業點以調整光柵設置41之一尺度;
- 變更一數位影像評估。
因此,設定用於檢測晶圓7的多束系統1之方法包括下列步驟:
- 藉由在一第一時間T1內快速掃描一晶圓7上的一參考定位,而使用一偵測器攝影機207記錄複數粒子束之一光柵設置41之一時間平均第一參考影像之一影像;
- 瞄準一檢測定位(33、35);
- 藉由在該第一時間T1內快速掃描該檢測定位(33、35),而使用偵測器攝影機207記錄一檢測定位(33、35)處的該等複數粒子束之光柵設置41之一時間平均第一檢測影像之一影像;
- 分析光柵設置41之該第一檢測影像以及光柵設置41之該第一參考影像,並為了該檢測區(33、35)處的最佳成像之該等目的,而推導出用於調整多束系統1的所選擇設定參數;
- 使用該等所選擇設定參數設定多束系統1;
- 藉由在一第二時間T2內對該檢測定位(33、35)進行慢速掃描,而以一高空間解析度記錄晶圓7之表面25之一檢測影像,其中T1 < T2、較佳為T1 < T2/10,例如T1 < T2/100。
選擇性地,為了驗證該等經更改調整參數之成功,該等複數一次射束之光柵設置41之時間平均第二參考影像之影像可能係在以該等所選擇設定參數設定多束系統1之後,藉由在該第一時間T1內快速掃描該參考定位,而使用偵測器攝影機207再次記錄。該經更新影像係可為了光柵設置41之時間平均第二檢測影像而記錄,即使在該檢測定位(33、35)處,而非在該參考定位處。
該光柵設置以及射束焦點之形狀和大小之該等偏差之原因可能係有動態變更傾向。舉例來說,樣本之總體充電在藉由該等複數一次射束的該照明提高時提高,並可能在成像的同時導致該光柵設置之偏差提高。這樣的動態效應係在本發明之第八具體實施例中判定,且例如該光柵設置以及射束焦點之該形狀和大小之變更或偏差之該速度係列入考慮。這允許該光柵設置以及射束焦點之該形狀和大小之該等偏差係動態校正,並允許用於調整該偵測路徑和照明路徑的該等參數係在該物件表面之影像部位之該擷取期間以預定方式動態更改。範例係在圖11中例示。圖11a顯示例如在晶圓之邊緣處的依時而變之充電效應導致光柵設置之失真和偏移。在檢測任務係執行之前,已有來自前導檢測任務的電荷903,其中電荷由於放電效應結果而緩慢減少。隨著該影像資料獲取在該時間t0時開始,物件表面25之重新充電905由於以該等複數一次射束對該晶圓表面進行該照明以及二次粒子從物件表面25之該釋放結果而同時開始。該充電可能也在該時間t1時朝向影像資料擷取之該結束過渡到飽和。複雜多束效應與該充電平行成長。舉例來說,該複雜多束效應可能係藉由準靜態偏轉器107之合適同步驅動,而在該檢測任務之該時段Ts期間至少部分補償。為此目的,作為用於準靜態偏轉器107的可變更參數的控制信號係從電荷905之該所預期時間分佈狀況判定,並係向準靜態偏轉器107供應。同步控制信號907之範例係在圖11b中顯示。
為測量該等複數二次射束之該光柵設置以及二次射束之焦點之至少一形狀或大小,本發明實施例使用可在檢測任務期間獲取的時間平均測量信號。在這種情況下,該測量係可由也用於高解析度成像的相同偵測器執行,其中如以上所說明而執行的該時間平均係藉由該類比至數位轉換器之該取樣率或該掃描頻率或兩者而設定。或者,在最初藉由閃爍器將該等二次電子之該等信號轉換為光的偵測系統之該情況下,分束器或偏轉器可能係插入在布置在該轉換器之下游的光線光學(light optical)單元中,並將該所產生光之至少一小部分轉向到CMOS攝影機上。CMOS攝影機通常具有例如每秒10至100張畫面之較低刷新率,並因此平均係由該經降低刷新率得到。或者,該電子光學路徑可能係在第九具體實施例中的投影光學單元205中拆分,例如藉由經修改偏轉系統224。圖12顯示具內含一射束偏轉器224的投影光學單元205的多束系統1之偵測系統。在影像擷取期間,射束偏轉器224係設定使得該等複數J個二次電子束9係在第一偵測器207a之該方向上轉向,在其該偵測區域上焦點15a係形成。舉例來說,偵測器207a可能包含一非常靈敏光二極體陣列,其針對該等J個二次射束之每個皆具正好一個光二極體。為偵測該光柵設置以及該等焦斑(focal spots)之形狀和大小,該等複數J個二次射束係使用偏轉器224在第二偵測器207b之該方向上轉向,前述第二偵測器例如係能夠由具閃爍器層的高解析度CMOS攝影機形成。在那裡,該光柵設置以及該等焦點15b之該形狀和大小係可以高解析度偵測。該等兩個偵測臂中的該等成像尺度可能係藉助該等透鏡210a和210b並藉助該等間隔在該製程中不同設定,使得例如第二偵測器207b之該照明係與第二偵測器207b之該直徑匹配。在這種情況下,投影系統205a與205b之間的該切換係可藉由靜電偏轉器224而非常快速實行。
本發明實施例係可由下列項目說明。然而,本發明係不限於該等項目:
項目1:一種使用具有複數粒子束(3、9)的多束系統(1)之晶圓檢測方法,該方法包括下列步驟:
- 使用一位移載台500收納一晶圓7;
- 判定該晶圓(7)之一表面(25)上的一連串檢測定位(33、35)處的一系列檢測任務;
- 以一檢測任務之一檢測定位(33、35)為基礎,為了該檢測定位(33、35)處的最佳成像之該等目的,而判定該多束系統(1)之設定參數;
- 將該多束系統(1)之該等設定參數變更成該檢測定位處的該檢測任務之該等所判定之設定參數;
- 藉由以一高解析度和一影像記錄時間T2 > 100 ms掃描該檢測定位(33、35)而執行該檢測任務。
項目2:如項目1之方法,其中判定設定參數之該步驟包含下列步驟:
- 瞄準一檢測定位(33、35);
- 藉由以T1 < T2、較佳為T1 < T2/100或T1 < T2/1000之一影像記錄時間快速掃描該檢測定位,而使用一偵測器攝影機(207)記錄該等複數粒子束(3、9)之一光柵設置(41)之一時間平均第一檢測影像之一影像;
- 為了判定一複雜多束效應之該等目的,而分析該第一檢測影像,該複雜多束效應包含該等複數粒子束(3、9)之該等入射位置(5、15)之一失真;以及粒子束(3)之焦點(5、15)之一形狀和一大小方面的一變更;
- 判定設定參數,使得該複雜多束效應係在該檢測定位(33、35)處至少部分獲得補償。
項目3:如項目2之方法,其中判定設定參數之該步驟更包含:
- 瞄準一參考定位;
- 藉由以T1之一影像記錄時間快速掃描該參考定位,而使用該偵測器攝影機(207)記錄該等複數粒子束(3、9)之該光柵設置(41)之一時間平均參考影像之一影像,而分析該光柵設置(41)之該第一檢測影像之該步驟包含與該光柵設置(41)之該參考影像的一比較。
項目4:如項目2或項目3之方法,更包含:
- 藉由使用該等所判定設定參數快速掃描該檢測定位(33、35),而記錄該光柵設置(41)之一時間平均第二檢測影像之一影像;
- 分析該第二檢測影像以判定一複雜多束效應;
- 重新判定改良的設定參數,使得該複雜多束效應係至少部分獲得補償。
項目5:如該等前導項目任一者之方法,更包括:
- 向該檢測定位(33、35)分派該等所判定設定參數,並儲存該等設定參數之該分派。
項目6:如項目5之方法,更包含使用向該檢測定位(33、35)所分派的該等設定參數,對該檢測定位(33、35)處的至少一個第二晶圓進行該重複檢測。
項目7:如項目1之方法,更包括:
- 載入該多束顯微鏡(1)之預先所定義設定參數,其中該等預先所定義設定參數係向一晶圓上的一各自參考定位分派,用於該檢測定位(33、35)的該等設定參數係從該等預先所定義設定參數判定。
項目8:如項目7之方法,其中該等設定參數係藉由在至少兩個相鄰參考定位處插值至少兩個預先所定義設定參數而判定。
項目9:如項目1之方法,其中對該系列檢測任務進行該判定包含下列步驟:
- 為了該等檢測定位(33、35)之每一者的最佳成像之該等目的,而判定該多束系統(1)之一系列設定參數;
- 以該多束系統(1)之該系列設定參數為基礎,最佳化該系列檢測任務,使得該多束系統(1)之該等設定參數方面的變更數量係最小化。
項目10:如項目1之方法,其中至少一個先前已知資訊項係在判定設定參數時考慮,該先前已知資訊項包含一CAD資訊中至少一者,其關於一檢測定位(33、35)處的該晶圓(7)之一組成物、相鄰檢測定位(33、35)處的先前檢測任務、或該檢測定位(33、35)處的一先前測量或檢測。
項目11:如項目1之方法,其中對設定參數進行該判定包含對該檢測定位(33、35)與該晶圓(7)之一邊緣之一距離進行該判定。
項目12:如該等前述項目任一者之方法,其中該等所選擇設定參數包含該多束系統(1)之一照明路徑(13)內和一偵測路徑(11)內的部件之參數,並包含下列參數中至少一者:
- 使用該位移載台(500)在該檢測定位(33、35)處重新對準該晶圓(7);
- 驅動校正電極,以影響該晶圓(7)之該表面(15)處的該檢測定位(33、35)處的一萃取場(113);
- 驅動該等粒子束(3)之該照明路徑中的一偏轉設備(107、110),以補償該晶圓(7)之該表面(25)上的該光柵設置(41)之一偏移之該等目的;
- 變更該多束系統(1)之一作業點,以調整該光柵設置(41)之一尺度;
- 變更一數位影像評估。
項目13:一種用於判定一複雜多束效應之方法,包含
- 使用藉由掃描一晶圓(7)之一結構化表面(25)之一部位並平均該晶圓(7)之該表面結構之一影像對比度的一偵測器攝影機(207),記錄該等眾多粒子束(3、9)之一光柵設置(41)之一時間平均檢測影像之一影像;
- 分析該檢測影像,以從一預先所定義光柵設置(41)以及該等粒子束之一焦點(5、15)之一形狀或一大小方面的一變更來判定該等複數粒子束之該等入射位置(5、15)之該光柵設置(41)之至少一個偏差。
項目14:如項目13之方法,其中一影像對比度係藉由以T1 < T2、較佳為小於T1 < T2/10(例如T1 < T2/100)之一影像記錄時間快速掃描該晶圓(7)之該表面(25)之該部位而平均,其中T2對應於用於以一高空間解析度以及2 nm、1 nm、或更小之一像素尺寸記錄該表面(25)之該部位之一影像的該時間。
項目15:如項目14之方法,其中T1係小於100 ms、較佳為小於10 ms。
項目16:如項目13之方法,其中該晶圓(7)之該表面結構之該影像對比度之該平均係藉由隨著時間平均該偵測信號而實行。
項目17:如項目13至項目16任一者之方法,其中該光柵設置(41)之該偏差包含下列誤差中至少一者:該光柵設置(41)之個別射束之一尺度誤差(41a)、一偏移誤差(41b)、一失真(41c)、一扭轉(41g)、一局部偏差(41d)。
項目18:如項目13至項目17任一者之方法,其中至少三個焦點(5、15)之該形狀或大小方面的該變更包含下列像差中至少一者:一恆定像散、在該光柵設置(41)上面具該像散之一線性分佈狀況的一線性像散、一恆定焦點像差、在該光柵設置(41)上面具該焦點像差之一線性分佈狀況的一線性焦點像差。
項目19:一種具有複數一次粒子束(3)和複數二次粒子束(9)之多束系統(1),包含
- 一空間上解析偵測器(207);
- 至少一個偏轉系統(110、222),其為了一晶圓(7)之一結構化表面(25)之一部位之集體掃描之該等目的,而用於偏轉該等複數一次與二次粒子束(3、9);
一控制裝置(800),其用於驅動該空間上解析偵測器(207)和該偏轉系統(110、222),
該控制裝置(800)和該空間上解析偵測器(207)係配置成擷取該等複數二次粒子束(9)之一光柵設置(41)之一時間平均檢測影像,及/或以2 nm、1 nm、或更小之一空間解析度擷取該結構化表面(25)之該部位之一數位影像。
項目20:如項目19之多束系統(1),其中該控制裝置(800)係配置成在用於擷取該光柵設置(41)之該時間平均檢測影像的一第一操作模式下,使用該偏轉系統(110)在一時間T1內快速掃描該晶圓(7)之該結構化表面(25)之該部位上面的複數該等一次粒子束(3),並在用於記錄該結構化表面(25)之該部位之該數位影像的一第二操作模式下,使用該偏轉系統(110)在一時間T2內慢速掃描該晶圓(7)之該結構化表面(25)之該部位上面的該等複數一次粒子束(3),其中T1 < T2、較佳為T1 < T2/10,例如T1 < T2/100。
項目21:如項目20之多束系統(1),其中該空間上解析偵測器(207)內含一第一偵測器(207a)和一第二偵測器(207b),且該多束系統(1)包含一偵測單元(200),其具有由該控制單元(800)所驅動並配置成在操作期間將該等複數二次粒子束偏轉到該第一偵測器(207a)上或到該第二偵測器(207b)上(此二者擇一)的一射束偏轉器(224)。
項目22:如項目21之多束系統(1),其中該射束偏轉器(224)係配置成在操作期間將該等複數二次粒子束保持在該第一偵測器(207a)上或該第二偵測器(207b)上(此二者擇一)的一恆定定位處。
項目23:如項目19之多束系統,其中該空間上解析偵測器(207)係設計用於以具2 nm、1 nm、或更小之一像素尺寸的一高空間解析度,同時擷取該等複數二次粒子束(9)之該光柵設置(41)之該時間平均檢測影像以及該結構化表面(25)之該部位之該數位影像。
項目24:如項目23之多束系統,其中該偵測器(207)內含一電子轉換元件,其從電子產生光子,且光子係被用於擷取該晶圓表面(25)之一部位的一第一快速光偵測器以及用於擷取該光柵設置(41)之該檢測影像的一第二慢速光偵測器同時偵測。
項目25:如項目19至項目24任一之多束系統(1),其中該控制裝置(800)係進一步配置成從該光柵設置(41)之該檢測影像判定存在於該等複數粒子束(3、9)之該等入射位置方面的一變更以及該等粒子束(3、9)之焦點之一形狀或一大小方面的一變更的一複雜多束效應,並以該複雜多束效應為基礎推導出和設定該多束系統(1)之設定參數的變更。
項目26:如項目25之多束系統(1),其中該控制裝置(800)係連接到一照明路徑(13)和一偵測路徑(11)之複數部件,該等部件包括用於設定該多束系統(1)之一均質萃取場(113)的部件,該控制裝置(800)並係配置成為了減少該複雜多束效應之該等目的而驅動該照明路徑(13)和該偵測路徑(11)之該等部件之該等設定參數,該等部件包括用於設定一均質萃取場(113)的部件。
項目27:如項目26之多束系統(1),其中該多束系統(1)更內含下列部件,其係為了驅動目的而連接到該控制裝置(800):
- 一準靜態偏轉器(107),其用於該等複數一次粒子束(3);
- 一第一動態偏轉器(110),其用於該等一次粒子束(3)和二次粒子束(9)之該掃描偏轉;
- 一第二動態偏轉器(222、224),其用於該等二次粒子束(9)之該掃描偏轉;
- 靜電或磁性透鏡(306.2、307、103.2、102),其具一可變更聚焦效應;
- 多極元件(306.2)之一光柵設置,其用於影響該等一次粒子束(3);
- 校正電極153,其用於在該晶圓表面25與該多束系統1之一接物透鏡系統102之一對應電極151之間設定一均質萃取場(113)。
項目28:如項目19至項目27任一之多束系統(1),更包含:
- 一對應電極(151)之一電接點,其為了在操作期間供應一第一電壓差V1而在一接物透鏡(102)或該接物透鏡(102)之一部分下方;
- 一位移載台(500),其具用於將一晶圓(7)收納和定位在該接物透鏡(102)下面的一接受區域(505);
- 該接受區域(505)之一電接點,以便在操作期間將一第二電壓差V2施加於一晶圓(7);
該位移載台(500)更包含至少一個校正電極(153),其在該接受區域(505)之周邊中,為了在操作期間產生在一晶圓(7)之一邊緣區域中為均質的一萃取場(113)之該等目的而具用於供應至少一個第三電壓差V3的一電接點。
項目29:如項目19至項目28任一之多束系統(1),其中該控制單元(800)更內含用於影像評估的一單元(812),且該控制單元(800)係配置成為了校正該複雜多束效應之至少一部分之該等目的而以一校正信號驅動用於影像評估的該單元(812)。
項目30:一種具有複數一次粒子束(3)和複數二次粒子束(9)之晶圓檢測多束系統(1),包含
- 一位移載台(500),其用於收納一晶圓(7);
- 一空間上解析偵測器(207);
- 一第一偏轉系統(110),其為了在該晶圓(7)之一結構化表面(25)之一部位上面集體掃描該等一次粒子束(3)之該等目的,而用於偏轉該等複數一次粒子束(3);
- 一第二偏轉系統(222),其用於偏轉複數二次粒子束(9),以便將該偵測器(207)上的該等二次粒子束(9)之焦點(15)保持恆定;
- 一控制裝置(800);
- 一照明路徑(13)和一偵測路徑(11)之複數部件,包括用於設定該多束系統(1)之一均質萃取場(113)的部件(151、153、505),
該控制裝置(800)係配置成獲取複數檢測定位(33、35)處的檢測任務之一清單,並透過前述清單作業,
該控制裝置(800)進一步係配置成為了減少一檢測定位(33、35)處的一複雜多束效應之該等目的,而設定該照明路徑(13)和該偵測路徑(11)之該等部件之設定參數,其中該等部件包括用於設定該均質萃取場(113)的部件(151、153、505)。
項目31:如項目30之多束系統(1),其中該控制單元(800)係進一步配置成偵測一檢測定位(33、35)與一晶圓(7)之一邊緣(43)之該距離,並補償由一晶圓邊緣(43)所造成的一複雜多束效應。
項目32:如項目30和項目31擇一之多束系統(1),其中該控制單元(800)係進一步配置成在該檢測定位(33、35)處的一測量或檢測之前,從CAD資料判定一檢測定位(33、35)處的一晶圓(7)之該組成物,並補償由該組成物所造成的一複雜多束效應。
項目33:如項目30至項目32任一之多束系統(1),其中該控制單元(800)更包含一記憶體,並係配置成從類似檢測區處的所儲存檢測任務判定所儲存參數,並為了減少一檢測定位(33、35)處的一複雜多束效應之該等目的,而設定前述所儲存參數。
項目34:如項目30至項目33任一之多束系統(1),其中該控制單元(800)進一步係配置成從相鄰檢測區處的前導檢測任務判定參數,並為了減少一檢測定位(33、35)處的一複雜多束效應之該等目的,而設定前述參數。
項目35:如項目30至項目34任一之多束系統(1),其中該控制單元(800)係進一步配置成變更用於驅動該等第一與第二偏轉系統(110、222)的一掃描程式,以便至少部分補償一複雜多束效應。
項目36:如項目30至項目35任一之多束系統(1),其中該控制單元(800)係進一步配置成變更該多束系統(1)之一作業點,以便至少部分補償一複雜多束效應。
項目37:一種用於一多束顯微鏡(1)之位移載台(500),包含
- 一接受區域(505),其用於收納具一邊緣(43)和一直徑D的一晶圓(7),藉助該接受區域(505)一電壓V2係可在操作期間施加於該晶圓(7);
- 一環形電極(153),其係設置在該接受區域(505)之周邊中,且其具有一內徑DI > D,使得當該晶圓(7)係收納時,一距離係形成在該晶圓(7)之該邊緣(43)與該環形電極(153)之間;
- 其中該環形電極(153)係與該接受區域(505)絕緣,以使一電壓V3係可在操作期間施加於該環形電極(153)。
項目38:如項目37之位移載台(500),其中該環形電極(153)係由複數相互所絕緣電極區段(例如兩個、四個、八個、或更多個)形成,而至少一個第一電壓V3係可施加在該複數相互所絕緣電極區段。
項目39:一種多束系統(1),包含如項目37或項目38之一位移載台(500)。
項目40:如項目39之多束系統(1),其中該多束系統(1)更包含一控制單元(503),其係配置成為了在操作期間產生一均質萃取場之該等目的,而設定該電壓V2和該至少第一電壓V3。
項目41:一種設定用於檢測晶圓(7)的多束系統(1)之方法,包括下列步驟:
- 藉由在一第一時間T1內快速掃描一晶圓7上的一參考定位,而使用一偵測器攝影機207記錄複數粒子束之一光柵設置41之一時間平均第一參考影像之一影像;
- 瞄準一檢測定位(33、35);
- 藉由在該第一時間T1內快速掃描該檢測定位(33、35),而使用該偵測器攝影機207記錄一檢測定位(33、35)處的該等複數粒子束之該光柵設置41之一時間平均第一檢測影像之一影像;
- 分析該光柵設置(41)之該第一檢測影像以及該光柵設置(41)之該第一參考影像,並為了該檢測區(33、35)處的最佳成像之該等目的,而推導出用於調整該多束系統(1)的所選擇設定參數;
- 使用該等所選擇設定參數設定該多束系統(1);
- 藉由在一第二時間T2內對該檢測定位(33、35)進行慢速掃描,而以一高空間解析度記錄該晶圓(7)之該表面(25)之一檢測影像,其中T1 < T2、較佳為T1 < T2/10,例如T1 < T2/100。
項目42:如項目41之方法,更包括藉由在以該等所選擇設定參數設定該多束系統(1)之後,在該第一時間T1內快速掃描該參考定位,而使用該偵測器攝影機(207)記錄該等複數一次射束之該光柵設置(41)之一時間平均第二參考影像之一影像。
項目43:如項目41之方法,更包括藉由在該第一時間T1內快速掃描該檢測定位(33、35)並以該等所選擇設定參數檢查該多束系統(1)之該設定,而使用該偵測器攝影機(207)記錄該等複數一次射束之該光柵設置(41)之一時間平均第二檢測影像之一影像。
項目44:如項目41至項目43任一者之方法,其中該等所選擇設定參數包含下列參數中至少一者:
- 使用一位移載台(500)對該晶圓(7)進行重新對準;
- 驅動電極(151、153、505)以影響該晶圓7之該表面25處的一萃取場113之一場分佈狀況;
- 驅動一射束偏轉器(107、110、222)以補償該光柵設置(41)之一偏移;
- 變更該多束系統之一作業點調整該光柵設置41之一尺度之該等目的;
- 變更一數位影像評估。
項目45:如項目41至項目44任一者之方法,更包括向該檢測定位(33、35)分派該等所選擇設定參數;以及對該分派進行儲存。
項目46:如項目45之方法,更包含使用向該檢測定位(33、35)所分派的該等所儲存設定參數,在該檢測定位(33、35)處對至少一第二晶圓(7)進行一重複檢測。
項目47:如項目41至項目46任一者之方法,其中該參考定位對應於一前導檢測定位(33、35)。
項目48:如項目41至項目46任一者之方法,其中該參考定位對應於一參考物件上的一定位。
項目49:一種使用多束系統(1)之晶圓檢測方法,包括下列步驟:
a. 瞄準在一晶圓(7)上的一檢測定位;
b. 以該檢測定位為基礎,為了該檢測定位處的最佳成像而判定一預先所判定的該多束顯微鏡(1)之設定參數;
c. 設定該等所判定之設定參數;
d. 記錄該檢測定位處的該晶圓(7)之該表面(25)之一部位之一影像。
項目50:如項目49之方法,更包括:
- 載入向該檢測定位所分派的該多束顯微鏡之預先所定義設定參數;
- 從向兩個相鄰檢測定位所分派的至少兩個設定參數,為了該檢測定位處的最佳成像而插值該等設定參數。
項目51:如項目49之方法,更包括:
- 判定關於該檢測定位的先驗資訊,該先驗資訊包括下列資訊項中至少一者:
- 該檢測定位與該晶圓(7)之一邊緣(43)之距離;
- 關於該檢測定位處的該晶圓(7)之該表面(25)處的該材料組成物的CAD資訊;
- 該檢測定位與前導影像記錄在前導檢測定位處之距離。
項目52:如項目49至項目51任一之方法,其中該等設定參數包含電壓值,其用於在該檢測定位處的該晶圓(7)之該表面(25)處產生一均質萃取場(113),且該等電壓值係向該等電極(151、153、505)供應。
1:多束系統;粒子束系統;多束顯微鏡;多束粒子束系統;多粒子系統;晶圓檢測多束系統
3:一次粒子束;粒子束;一次粒子;一次射束;照明射束;一次電子
3a:一次射束
5:電子束斑點或斑點;射束焦點;入射位置;最小射束斑點或焦點;射束斑點;入射位置或焦點;焦點
5.11至5.MN,15.qa,15.ua,15a:焦點
5.11,5.21,5.31,5.41,5.51,15.is,15.jr:射束
7:物件;樣本;半導體晶圓;晶圓;大體上平面物件;第二晶圓
9:二次粒子束;二次射束;二次電子束;二次粒子;經萃取二次電子;粒子束
11:偵測射束路徑;偵測路徑;偵測路徑或二次路徑
13:照明路徑;照明射束路徑;一次路徑或照明路徑
15:焦點;焦點定位;入射位置
15.00:中心焦點
15.ir:實際定位;射束;焦點;一次射束
15.ka:射束;焦點
17,17.1至17.k:影像場
17.1:第一影像場;影像場
17.2:影像場;第二影像場
21.1:中心;第一中心定位
21.2:第二中心定位
25:表面;物件表面;樣本表面;上部側;晶圓表面;帶電物件表面;平面物件表面;結構化表面
27:一次射束之掃描路徑
27.11,27.MN:掃描型樣或掃描路徑
29:子場之中心
29.mn:中心
31,31.mn,31.m(n+1):子場
33:第一檢測定位;第一檢測區;檢測定位;檢測區;前導檢測定位
34:第二檢測定位
35:第三檢測定位;檢測定位;檢測區;前導檢測定位
41:矩形光柵設置;光柵設置;一般光柵設置;目前光柵設置;預先所定義光柵設置;補償
41a至41g:經變更光柵設置
41a:光柵設置;尺度誤差
41b:光柵設置;偏移誤差
41c:經壓縮光柵設置;光柵設置;失真
41d:光柵設置;局部偏差
41f:光柵設置
41g:扭轉
43:晶圓邊緣;物件;邊緣;邊界;樣本邊緣;該晶圓之邊緣
45:線;理想光柵設置;預先所定義光柵設置
47:距離;檢測定位與該晶圓邊緣之距離
61:局部位移;射束偏移;斑點定位之局部位移
100:照明系統;照明裝置;照明路徑
101:第一平面;物件平面;焦平面或最佳設定平面;平面;設定平面或焦平面
102:接物透鏡;接物透鏡系統;物鏡;接物透鏡單元;靜電或磁性透鏡
103.1:場透鏡;磁性透鏡
103.2:場透鏡;磁性透鏡;靜電或磁性透鏡
105:光學軸;對稱軸;軸;該接物透鏡之光學軸
107:準靜態偏轉器;準靜態射束偏轉器;偏轉器;射束偏轉器;偏轉設備;準靜態偏轉器
108:交越點
110:快速偏轉器;偏轉器;第一射束偏轉器;第一快速射束偏轉器;射束偏轉器;偏轉系統;掃描偏轉器;偏轉掃描器;第一偏轉單元;偏轉設備;動態偏轉器;第一偏轉系統
113:場;萃取場;非均質萃取場;電萃取場;均質萃取場
113a,113b:萃取場
113c:附加等位線
130:慢速補償器;可驅動部件;慢速校正元件;該照明系統之慢速補償器
132:快速補償器;可驅動部件;快速校正元件;該照明系統之快速補償器
149:螺線管;磁性透鏡之線圈
151:對應電極;對應電壓;電極;部件
151.1至151.8:區段;對應電極
153:校正電極;電極;環形電極;部件;環形校正電極
153.1至153.8:區段;校正電極
155:絕緣體
200:偵測系統;偵測器系統;投影系統;偵測模組;偵測單元;偵測路徑;具用於成像該等二次電子的偵測路徑的偵測系統
205:投影物鏡;投影透鏡設置;投影透鏡;投影光學單元
205a,205b:投影系統
206:靜電透鏡
207:空間上解析偵測器;偵測器;偵測器平面;偵測平面;多偵測器;偵測單元;偵測器攝影機;空間上解析粒子偵測器
207a:第一偵測器;偵測器
207b:第二偵測器
208:磁性透鏡;第一磁性透鏡
209:磁性透鏡;第二磁性透鏡
210:投影透鏡;磁性透鏡
210a,210b:透鏡
212:交越點;該等二次射束之交越點
214:孔徑光闌;孔徑光闌或對比度光闌
216:多孔徑板
218:第三偏轉系統
222:第二集體射束偏轉器;第二快速射束偏轉器;第二射束偏轉器;偏轉系統;偏轉裝置;掃描偏轉器;射束偏轉器;第二偏轉單元;動態偏轉器;第二偏轉系統
224:經修改偏轉系統;射束偏轉器;偏轉器;靜電偏轉器;動態偏轉器;具投影系統205a與205b之間的切換的第二偏轉系統
230:慢速補償器;該偵測系統之慢速補償器
232:快速補償器;該偵測系統之快速補償器
238:感測器
280:影像資料轉換器
300:射束產生設備;多束產生裝置;射束產生裝置
301:粒子源;可驅動部件;電子源
303.1,303.2:準直透鏡;磁性聚光透鏡
305:多孔徑設置;多孔徑板
306.1:多孔徑板;板材
306.2:多孔徑板;偏轉器陣列;靜電或磁性透鏡;多極元件
307:場透鏡;靜電或磁性透鏡
308:第二場透鏡;場透鏡
309:發散粒子束;粒子束
311:射束焦點;射束焦點;該中間影像平面中的射束焦點
321:中間影像平面;平面
330:慢速補償器;可驅動部件;該多束產生裝置之慢速補償器
332:快速補償器;可驅動部件;該多束產生裝置之快速補償器
390:多孔徑板;偏轉器陣列
400:分束器
420:校正元件;該分束器之校正元件
500:位移載台;載台;晶圓載台
503:控制模組;電壓供應;電壓供應單元;用於該物件電壓的電壓供應
505:接受區域;晶圓接受區域;電極;部件;物件接受區域
520:感測器;定位感測器;該位移載台之定位感測器
800:控制單元;電腦系統或控制系統;控制或控制器系統;控制裝置
810:資料獲取裝置
812:數位影像處理單元;單元;用於影像評估的單元
814:影像資料記憶體
818:感測器資料模組
820:第一控制模組;控制模組;用於該偵測系統的控制模組
830:第二控制單元;照明裝置;控制模組;該照明裝置之控制單元
840:控制處理器
860:掃描模組
880:控制單元;控制模組;該位移載台之控制模組
903:電荷;來自前導檢測任務的現有電荷
905:重新充電;電荷;檢測任務期間增加的電荷
907:同步控制信號;用於在檢測任務期間驅動該多束系統的動態可變更參數
A:角度
d:偏移向量
DE:高度
DW:高度差;厚度
pr:間隔或腳距;經增加腳距
prx:經修改腳距
ps:腳距
SI,SE,SER,SED,SHE,SEC,PE,PEI,PEC,PC,IN,M,Q,ES,DV:步驟
SM,M1,Q1,ZS:步驟
ST1至ST9:步驟1至步驟9
STU:步驟
t0,t1:時間
Ts:時段
V1:第一電壓差;電位;電壓
V2:第二電壓差;電壓;樣本電壓;第一電壓
V3.2:電壓;校正電壓
V3:第三電壓差;電位;電壓;校正電壓;第一電壓;第二電壓
本發明係將參照所附圖示再更好理解,其中:
圖1顯示依據該第一具體實施例的多束系統。
圖2顯示依據該第一具體實施例的多束系統之功能圖。
圖3顯示使用多束系統的檢測任務之例示圖。
圖4顯示多束系統之該等複數一次射束或二次射束之光柵設置之範例。
圖5顯示目前光柵設置與預先所定義光柵設置之偏差之範例,以及該光柵設置之粒子束之至少一個焦點之該射束形狀或焦斑(focal spot)大小之偏差之範例之例示圖。
圖6使用晶圓邊緣之該範例顯示物件之邊緣處的非均質萃取場之例示圖。
圖7顯示依據該第二具體實施例的環形校正電極之剖面例示圖。
圖8顯示依據該第三具體實施例的區段式校正電極和區段式對應電極之例示圖。
圖9顯示用於操作依據該第四、第五、或第六具體實施例具參數調整的多束系統的該方法之例示圖。
圖10顯示用於操作依據該第七具體實施例具參數調整的多束系統的該方法之例示圖。
圖11顯示使用樣本充電之該範例的動態行為以及多束系統之調整參數方面的動態變更之例示圖。
圖12顯示依據該第九具體實施例的多束系統。
圖13顯示用於操作依據該第一具體實施例的多束系統的方法。
7:物件樣本半導體晶圓晶圓大體上平面物件第二晶圓
25:表面物件表面樣本表面上部側晶圓表面帶電物件表面平面物件表面結構化表面
35:第三檢測定位檢測定位檢測區前導檢測定位
43:晶圓邊緣物件邊緣邊界樣本邊緣該晶圓之邊緣
47:距離檢測定位與該晶圓邊緣之距離
102:接物透鏡接物透鏡系統物鏡接物透鏡單元靜電或磁性透鏡
105:光學軸對稱軸軸該接物透鏡之光學軸
113b:萃取場
113c:附加等位線
149:螺線管磁性透鏡之線圈
151:對應電極對應電壓電極部件
153:校正電極電極環形電極部件環形校正電極
155:絕緣體
500:位移載台載台晶圓載台
503:控制模組電壓供應電壓供應單元用於該物件電壓的電壓供應
505:接受區域晶圓接受區域電極部件物件接受區域
DE:高度
DW:高度差厚度
V1:第一電壓差電位電壓
V2:第二電壓差電壓樣本電壓第一電壓
V3:第三電壓差電位電壓校正電壓第一電壓第二電壓
Claims (30)
- 一種具有複數一次粒子束(3)和複數二次粒子束(9)之多束系統(1),包含 一空間上解析偵測器(207); 至少一個偏轉系統(110、222),其為了一晶圓(7)之一結構化表面(25)之一部位之集體掃描之該等目的,而用於偏轉該等複數一次與二次粒子束(3、9); 一控制裝置(800),其用於驅動該空間上解析偵測器(207)和該偏轉系統(110、222),其中 該控制裝置(800)和該空間上解析偵測器(207)係配置成擷取該等複數二次粒子束(9)之一光柵設置(41)之一時間平均檢測影像,及/或以2 nm、1 nm、或更小之一空間解析度擷取該結構化表面(25)之該部位之一數位影像。
- 如請求項1之多束系統(1),其中該控制裝置(800)係配置成在用於擷取該光柵設置(41)之該時間平均檢測影像的一第一操作模式下,使用該偏轉系統(110)在一時間T1內快速掃描該晶圓(7)之該結構化表面(25)之該部位上面的該等一次粒子束(3),並在用於記錄該結構化表面(25)之該部位之該數位影像的一第二操作模式下,使用該偏轉系統(110)在一時間T2內慢速掃描該晶圓(7)之該結構化表面(25)之該部位上面的該等一次粒子束(3),其中T1 < T2、較佳為T1 < T2/10,例如T1 < T2/100。
- 如請求項2之多束系統(1),其中該空間上解析偵測器(207)內含一第一偵測器(207a)和一第二偵測器(207b),且該多束系統(1)包含一偵測單元(200),其具有由該控制單元(800)所驅動並配置成在操作期間將該等二次粒子束偏轉到該第一偵測器(207a)上或到該第二偵測器(207b)上的一射束偏轉器(224)。
- 如請求項3之多束系統(1),其中該射束偏轉器(224)係配置成在操作期間將該等二次粒子束保持在該第一偵測器(207a)上或該第二偵測器(207b)上的一恆定定位處。
- 如請求項1之多束系統,其中該空間上解析偵測器(207)係設計用於以具2 nm、1 nm、或更小之一像素尺寸的一高空間解析度,同時擷取該等二次粒子束(9)之該光柵設置(41)之該時間平均檢測影像以及該結構化表面(25)之該部位之該數位影像。
- 如請求項5之多束系統,其中該空間上解析偵測器(207)內含一電子轉換元件,其從電子產生光子,且光子係被用於擷取該晶圓表面(25)之一部位的一第一快速光偵測器以及用於擷取該光柵設置(41)之該檢測影像的一第二慢速光偵測器同時偵測。
- 如請求項1至6中任一者之多束系統(1),其中該控制裝置(800)係進一步配置成從該光柵設置(41)之該檢測影像判定存在於該等複數粒子束(3、9)之該等入射位置方面的一變更以及該等粒子束(3、9)之焦點之一形狀或一大小方面的一變更的一複雜多束效應,並以該複雜多束效應為基礎推導出(derive)和設定該多束系統(1)之設定參數的變更。
- 如請求項7之多束系統(1),其中該控制裝置(800)係連接到一照明路徑(13)和一偵測路徑(11)之複數部件,該等部件包括用於設定該多束系統(1)之一均質萃取場(113)的部件,該控制裝置(800)並係配置成為了減少該複雜多束效應之該等目的,而驅動該照明路徑(13)和該偵測路徑(11)之該等部件之該等設定參數,該等部件包括用於設定一均質萃取場(113)的部件。
- 如請求項8之多束系統(1),其中該多束系統(1)更內含下列部件,其係為了驅動目的而連接到該控制裝置(800): 一準靜態偏轉器(107),其用於該等一次粒子束(3); 一第一動態偏轉器(110),其用於該等一次粒子束(3)和二次粒子束(9)之該掃描偏轉; 一第二動態偏轉器(222、224),其用於該等二次粒子束(9)之該掃描偏轉; 靜電或磁性透鏡(306.2、307、103.2、102),其具一可變更聚焦效應; 多極元件(306.2)之一光柵設置,其用於影響該等一次粒子束(3); 校正電極(153),其用於在該晶圓表面(25)與該多束系統(1)之一接物透鏡系統(102)之一對應電極(151)之間設定該均質萃取場(113)。
- 如請求項1至9中任一者之多束系統(1),更包含: 一對應電極(151)之一電接點,其為了在操作期間供應一第一電壓差V1而在一接物透鏡(102)或該接物透鏡(102)之一部分下方; 一位移載台(500),其具用於將一晶圓(7)收納和定位在該接物透鏡(102)下面的一接受區域(505); 該接受區域(505)之一電接點,以便在操作期間將一第二電壓差V2施加於一晶圓(7), 其中該位移載台(500)係更包含至少一個校正電極(153),其在該接受區域(505)之周邊中,為了在操作期間產生在一晶圓(7)之一邊緣區域中為均質的一萃取場(113)之該等目的,而具用於供應至少一個第三電壓差V3的一電接點。
- 如請求項1至10中任一者之多束系統(1),其中該控制單元(800)更內含用於影像評估的一單元(812),且該控制單元(800)係配置成為了校正該複雜多束效應之至少一部分之該等目的,而以一校正信號驅動用於影像評估的該單元(812)。
- 一種具有複數一次粒子束(3)和複數二次粒子束(9)之晶圓檢測多束系統(1),包含 一位移載台(500),其用於收納一晶圓(7); 一空間上解析偵測器(207); 一第一偏轉系統(110),其為了在該晶圓(7)之一結構化表面(25)之一部位上面集體掃描該等一次粒子束(3)之該等目的,而用於偏轉該等一次粒子束(3); 一第二偏轉系統(222),其用於偏轉複數二次粒子束(9),以便將該偵測器(207)上的該等二次粒子束(9)之焦點(15)保持恆定; 一控制裝置(800); 一照明路徑(13)和一偵測路徑(11)之複數部件,包括用於設定該多束系統(1)之一均質萃取場(113)的部件(151、153、505),其中: 該控制裝置(800)係配置成獲取複數檢測定位(33、35)處的檢測任務之一清單,並透過前述清單作業,且 該控制裝置(800)進一步係配置成為了減少一檢測定位(33、35)處的一複雜多束效應,而設定該照明路徑(13)和該偵測路徑(11)之該等部件之設定參數,其中該等部件包括用於設定該均質萃取場(113)的部件(151、153、505)。
- 如請求項12之多束系統(1),其中該控制單元(800)係進一步配置成偵測一檢測定位(33、35)與一晶圓(7)之一邊緣(43)之距離,並補償由該邊緣(43)所造成的一複雜多束效應。
- 如請求項12和13其中之一之多束系統(1),其中該控制單元(800)係進一步配置成在一檢測定位(33、35)處的一測量或檢測之前,從CAD資料判定該檢測定位(33、35)處的一晶圓(7)之該組成物,並補償由該組成物所造成的一複雜多束效應。
- 如請求項12至14中任一者之多束系統(1),其中該控制單元(800)更包含一記憶體,並係配置成從類似檢測區處的所儲存檢測任務判定所儲存參數,並為了減少該檢測定位(33、35)處的一複雜多束效應,而設定前述所儲存參數。
- 如請求項12至15中任一者之多束系統(1),其中該控制單元(800)進一步係配置成從相鄰檢測區處的前導(preceding)檢測任務判定參數,並為了減少該檢測定位(33、35)處的一複雜多束效應的,而設定前述參數。
- 如請求項12至16中任一者之多束系統(1),其中該控制單元(800)係進一步配置成變更用於驅動該等第一與第二偏轉系統(110、222)的一掃描程式,以便至少部分補償一複雜多束效應。
- 如請求項12至17中任一者之多束系統(1),其中該控制單元(800)係進一步配置成變更該多束系統(1)之一作業點,以便至少部分補償一複雜多束效應。
- 一種設定用於檢測一晶圓(7)的多束系統(1)之方法,包括下列步驟: 藉由在一第一時間T1內快速掃描一晶圓(7)上的一參考定位,而使用一偵測器攝影機(207)記錄複數粒子束之一光柵設置(41)之一時間平均第一參考影像之一影像; 瞄準一檢測定位(33、35); 藉由在該第一時間T1內快速掃描該檢測定位(33、35),而使用該偵測器攝影機(207)記錄該檢測定位(33、35)處的該等粒子束之該光柵設置(41)之一時間平均第一檢測影像之一影像; 分析該光柵設置(41)之該第一檢測影像以及該光柵設置(41)之該第一參考影像,並為了該檢測定位(33、35)處的最佳成像之該等目的,而推導出用於調整該多束系統(1)的所選擇設定參數; 使用該等所選擇設定參數設定該多束系統(1); 藉由在一第二時間T2內對該檢測定位(33、35)進行慢速掃描,而以一高空間解析度記錄該晶圓(7)之該表面(25)之一檢測影像,其中T1 < T2、較佳為T1 < T2/10,例如T1 < T2/100。
- 如請求項19之方法,更包括藉由在以該等所選擇設定參數設定該多束系統(1)之後,在該第一時間T1內快速掃描該參考定位,而使用該偵測器攝影機(207)記錄該等複數一次射束之該光柵設置(41)之一時間平均第二參考影像之一影像。
- 如請求項19之方法,更包括藉由在該第一時間T1內快速掃描該檢測定位(33、35)並以該等所選擇設定參數檢查該多束系統(1)之該設定,而使用該偵測器攝影機(207)記錄該等複數一次射束之該光柵設置(41)之一時間平均第二檢測影像之一影像。
- 如請求項19至21中任一者之方法,其中該等所選擇設定參數包含下列參數中至少一者: 使用一位移載台(500)對該晶圓(7)進行重新對準; 驅動電極(151、153、505)以影響該晶圓(7)之該表面(25)處的一萃取場(113)之一場分佈狀況(profile); 驅動一射束偏轉器(107、110、222)以補償該光柵設置(41)之一偏移; 變更該多束系統之一作業點,以為了調整該光柵設置(41)之一尺度(scale); 變更一數位影像評估。
- 如請求項19至22中任一者之方法,更包括向該檢測定位(33、35)分派(assigning)該等所選擇設定參數;以及對該分派進行儲存。
- 如請求項23之方法,更包含使用向該檢測定位(33、35)所分派的該等所儲存設定參數,在該檢測定位(33、35)處對至少一第二晶圓(7)進行一重複檢測。
- 如請求項19至24中任一者之方法,其中該參考定位對應於一前導檢測定位(33、35)。
- 如請求項19至25中任一者之方法,其中該參考定位對應於一參考物件上的一定位。
- 一種使用多束系統(1)之晶圓檢測方法,包括下列步驟: a. 瞄準在一晶圓(7)上的一檢測定位; b. 以該檢測定位為基礎,為了該檢測定位處的最佳成像而判定一預先所判定的多束顯微鏡(1)之設定參數; c. 設定該等所判定之設定參數; d. 記錄該檢測定位處的該晶圓(7)之該表面(25)之一部位之一影像。
- 如請求項27之方法,更包括: 載入向該檢測定位所分派的該多束顯微鏡之預先所定義設定參數; 從向兩個相鄰檢測定位所分派的至少兩個設定參數,為了該檢測定位處的最佳成像而插值(interpolating)該等設定參數。
- 如請求項28之方法,更包括: 判定關於該檢測定位的先驗(a priori)資訊,該先驗資訊包括下列資訊項中至少一者: 該檢測定位與該晶圓(7)之一邊緣(43)之距離; 關於該檢測定位處的該晶圓(7)之該表面(25)處的該材料組成物的CAD資訊; 該檢測定位與前導影像記錄在前導檢測定位處之距離。
- 如請求項27至29中任一者之方法,其中該等設定參數包含電壓值,其用於在該檢測定位處的該晶圓(7)之該表面(25)處產生一均質萃取場(113),且該等電壓值係向該等電極(151、153、505)供應。
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