TW202405856A - 具有大視場之帶電粒子束設備及其方法 - Google Patents

Abstract

本發明揭示一種使用一帶電粒子束設備使一樣本成像之系統及方法。該設備可包括：一帶電粒子源，其經組態以發射帶電粒子；一孔徑板，其經組態以自經發射帶電粒子沿著一主光軸形成一初級帶電粒子束；複數個初級帶電粒子束偏轉器，其經組態以使該初級帶電粒子束偏轉以入射於一樣本之一表面上，從而界定一視場(FOV)之一中心；及一控制器，其包括經組態以進行以下操作之電路系統：將一第一激勵信號施加至該複數個初級帶電粒子束偏轉器中之一初級帶電粒子束偏轉器以使該初級帶電粒子束掃描該樣本之該FOV的一部分；及施加一第二激勵信號以使該初級帶電粒子束偏轉器補償該初級帶電粒子束在該FOV的該部分中的一離軸像差。

Description

具有大視場之帶電粒子束設備及其方法

本文中所提供之實施例揭示一種帶電粒子束設備，且更尤其揭示一種具有大視場(FOV)以偵測缺陷及捕獲高解析度影像之電子束度量衡及檢測設備。

在積體電路(IC)之製造製程中，檢測未完成或已完成電路組件以確保該等電路組件係根據設計而製造且無缺陷。可使用利用光學顯微鏡或帶電粒子(例如，電子)光束顯微鏡，諸如掃描電子顯微鏡(SEM)之檢測系統。隨著IC組件之實體大小繼續縮小，缺陷偵測中之準確度及良率變得愈來愈重要。然而，儘管使FOV成像可經放大以增加產出量，但如此進行可引入初級電子束之離軸像差，此不利地影響成像品質及總影像解析度。

本發明之一個態樣係針對一種帶電粒子束設備以使樣本成像。該設備可包含：帶電粒子源，其經組態以發射帶電粒子；孔徑板，其經組態以自經發射帶電粒子沿著主光軸形成初級帶電粒子束；複數個初級帶電粒子束偏轉器，其經組態以使初級帶電粒子束偏轉以入射於樣本之表面上，從而界定視場(FOV)之中心；以及控制器。該控制器可包括電路系統，其經組態以將第一激勵信號施加至複數個初級帶電粒子束偏轉器中之初級帶電粒子束偏轉器以使初級帶電粒子束掃描樣本之FOV的部分，及施加第二激勵信號以使初級帶電粒子束偏轉器補償初級帶電粒子束在樣本之FOV的部分中的離軸像差。

本發明之另一態樣係針對一種用於使用帶電粒子束設備使樣本成像之方法。該方法可包括：自由帶電粒子源發射之帶電粒子形成初級帶電粒子束；藉由初級帶電粒子束偏轉器使初級帶電粒子束偏轉以入射於樣本之表面上，從而界定視場(FOV)之中心；將第一激勵信號施加至初級帶電粒子束偏轉器以使初級帶電粒子束掃描樣本之FOV的部分；及施加第二激勵信號以使初級帶電粒子束偏轉器補償初級帶電粒子束在FOV的部分中的離軸像差。

本發明之又一態樣係針對一種帶電粒子束設備以使樣本成像。該設備可包含：帶電粒子源，其經組態以發射帶電粒子；孔徑板，其經組態以自經發射帶電粒子沿著主光軸形成初級帶電粒子束；複數個初級帶電粒子束偏轉器，其經組態以使初級帶電粒子束偏轉以入射於樣本之表面上，從而界定視場(FOV)之中心；複數個光束分離器；以及控制器。該控制器可包括電路系統，其經組態以將第一激勵信號施加至複數個初級帶電粒子束偏轉器中之初級帶電粒子束偏轉器以使初級帶電粒子束掃描樣本之FOV的部分，及將第二激勵信號施加至複數個光束分離器中之第一光束分離器以使第一光束分離器補償初級帶電粒子束在FOV的部分中的離軸色像差。

本發明之又一態樣係針對一種用於使用帶電粒子束設備使樣本成像之方法。該方法可包括：自由帶電粒子源發射之帶電粒子形成初級帶電粒子束；藉由初級帶電粒子束偏轉器使初級帶電粒子束偏轉以入射於樣本之表面上，從而界定視場(FOV)之中心；將第一激勵信號施加至初級帶電粒子束偏轉器以使初級帶電粒子束掃描樣本之FOV的部分；及將第二激勵信號施加至複數個光束分離器中之第一光束分離器以使第一光束分離器補償初級帶電粒子束在FOV的部分中的離軸色像差。

本發明之又一態樣係針對一種帶電粒子束設備以使樣本成像。該設備可包含：帶電粒子源，其經組態以發射帶電粒子；孔徑板，其經組態以自經發射帶電粒子沿著主光軸形成初級帶電粒子束；複數個初級帶電粒子束偏轉器，其經組態以使初級帶電粒子束偏轉以入射於樣本之表面上；以及控制器。該控制器可包括經組態以使複數個初級帶電粒子束偏轉器中之初級帶電粒子束偏轉器進行以下操作的電路系統：在樣本之視場(FOV)中之第一位置處執行初級帶電粒子束之第一光束對準；在不同於第一位置之第二位置處執行初級帶電粒子束之第二光束對準；用初級帶電粒子束掃描樣本之第一區，該第一區包含FOV之包括第二位置的第一部分；在掃描第一區之後，在與第二位置間隔至少一臨限距離之第三位置處執行初級帶電粒子束之第三光束對準；及用初級帶電粒子束掃描樣本之第二區，該第二區包含FOV之包括第三位置的第二部分。

本發明之又一態樣係針對一種用於使用帶電粒子束設備使樣本成像之方法。該方法可包括：自由帶電粒子束設備之帶電粒子源發射的帶電粒子形成初級帶電粒子束；在樣本之視場(FOV)中之第一位置處執行初級帶電粒子束之第一光束對準；在不同於第一位置之第二位置處執行初級帶電粒子束之第二光束對準；用初級帶電粒子束掃描樣本之第一區，該第一區包含FOV之包括第二位置的第一部分；在掃描第一區之後，在與第二位置間隔至少一臨限距離之第三位置處執行初級帶電粒子束之第三光束對準；及用初級帶電粒子束掃描樣本之第二區，該第二區包含FOV之包括第三位置的第二部分。

本發明之又一態樣係針對一種非暫時性電腦可讀媒體，其儲存可由帶電粒子束設備之一或多個處理器執行以使該帶電粒子束設備執行使樣本成像之方法的指令之集合。該方法可包括：激活帶電粒子源以發射帶電粒子及自經發射帶電粒子形成初級帶電粒子束；使初級帶電粒子束偏轉以入射於樣本之表面上，從而形成界定視場(FOV)之中心；將第一激勵信號施加至初級帶電粒子束偏轉器以使初級帶電粒子束掃描樣本之FOV的部分；及施加第二激勵信號以使初級帶電粒子束偏轉器補償初級帶電粒子束在FOV的部分中的離軸像差。

本發明之又一態樣係針對一種非暫時性電腦可讀媒體，其儲存可由帶電粒子束設備之一或多個處理器執行以使該帶電粒子束設備執行使樣本成像之方法的指令之集合。該方法可包括：激活帶電粒子源以發射帶電粒子及自經發射帶電粒子形成初級帶電粒子束；使初級帶電粒子束偏轉以入射於樣本之表面上，從而形成界定視場(FOV)之中心；將第一激勵信號施加至初級帶電粒子束偏轉器以使初級帶電粒子束掃描樣本之FOV的部分；及將第二激勵信號施加至複數個光束分離器中之第一光束分離器以使第一光束分離器補償初級帶電粒子束在FOV的部分中的離軸色像差。

本發明之又一態樣係針對一種非暫時性電腦可讀媒體，其儲存可由帶電粒子束設備之一或多個處理器執行以使該帶電粒子束設備執行使樣本成像之方法的指令之集合。該方法可包括：激活帶電粒子源以發射帶電粒子且自經發射帶電粒子形成初級帶電粒子束；在樣本之視場(FOV)中之第一位置處執行初級帶電粒子束之第一光束對準；在不同於第一位置之第二位置處執行初級帶電粒子束之第二光束對準；用初級帶電粒子束掃描樣本之第一區，該第一區包含FOV之包括第二位置的第一部分；在掃描第一區之後，在與第二位置間隔至少一臨限距離之第三位置處執行初級帶電粒子束之第三光束對準；及用初級帶電粒子束掃描樣本之第二區，該第二區包含FOV之包括第三位置的第二部分。

本發明之實施例之其他優點將自結合隨附圖式進行之以下描述變得顯而易見，在該等圖式中作為繪示及實例闡述本發明之某些實施例。

現在將詳細參考例示性實施例，在隨附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，其中除非另外表示，否則不同圖式中之相同數字表示相同或類似元件。闡述於例示性實施例之以下描述中的實施方案不表示所有實施方案。實情為，其僅為符合與隨附申請專利範圍中所敍述之所揭示實施例有關的態樣的設備及方法之實例。舉例而言，儘管一些實施例係在利用電子束之情境下進行描述，但本發明不限於此。可類似地應用其他類型之帶電粒子束。此外，可使用其他成像系統，諸如光學成像、光偵測、x射線偵測等。

電子裝置係由形成於被稱為基板之矽片上的電路構成。許多電路可共同形成於相同矽片上且被稱為積體電路或IC。此等電路之大小已顯著減小，使得更多該等電路可安裝於基板上。舉例而言，智慧型手機中之IC晶片可與縮略圖一樣小且仍可包括超過20億個電晶體，各電晶體之大小小於人類毛髮之大小的1/1000。

製造此等極小IC為通常涉及數百個個別步驟之複雜、耗時且昂貴的製程。甚至一個步驟中之錯誤亦有可能導致成品IC中之缺陷，從而使得其為無用的。因此，製造製程之一個目標為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，亦即改良製程之總良率。

改良良率之一個組分為監測晶片製造製程，以確保其正生產足夠數目個功能性積體電路。監測製程之一種方式為在晶片電路結構形成之各個階段處檢測該等晶片電路結構。可使用掃描電子顯微鏡(SEM)來實行檢測。SEM可用以實際上將此等極小結構成像，從而獲取結構之「圖像」。影像可用以判定結構是否經適當地形成，且亦判定該結構是否經形成於適當位置中。若結構係有缺陷的，則可調整製程，使得缺陷不大可能再現。

預期積體電路(IC)在各新製程技術節點之情況下以更高效率及更快處理速度執行更複雜的任務，此使得複雜裝置架構適應更高密度之主動裝置成為必要。在半導體裝置工業之情境中的「技術節點」(例如，「10 nm」)，係指特徵之最小大小，諸如電晶體之閘極或金屬線之半間距，其可再生產地列印於半導體晶圓上。使用13.5 nm之波長之光子的極紫外線(EUV)微影系統可使得能夠列印此類奈米光譜特徵。

儘管EUV微影能夠實現，但其可呈現若干挑戰，包括由於隨機效應產生局部關鍵尺寸(CD)變化，產生隨機缺陷，或保持緊公差及製程窗等等。在EUV微影中，隨機缺陷之出現率較低且待偵測之尺寸變化通常在幾奈米之範圍內，此使得偵測此等缺陷極具挑戰性。然而，可使裝置無功能之缺陷的大小變化或大小亦較小，此意謂偵測此等極具挑戰性的缺陷係重要的。儘管當前現有CD-SEM(關鍵尺寸掃描電子顯微法)成像技術可提供高解析度，但由於產出量限制限制了可在給定時間內以高解析度掃描之晶圓的面積之量，因此該等技術可能係不充分的。用以改良產出量之一種方式為增加在晶圓移動之間掃描的晶圓之面積，其被稱作視場(FOV)，此係因為此將在給定區域之掃描期間造成較少晶圓移動，從而引起產出量增加。雖然增加FOV可藉由減少晶圓移動而改良產出量，但其花費大量時間，如此進行可由於例如與大FOV掃描相關聯的初級電子束之離軸像差的增加而引起成像解析度的劣化。入射初級電子束之離軸像差可包括散光、離軸色像差、場曲率或彗形像差等等。因此，需要提供用以放大FOV同時藉由例如在掃描樣本期間最小化一或多個離軸像差而在大FOV內維持高解析度的系統及方法。

本發明之一些實施例係針對使樣本之大FOV成像的系統及方法。該方法可包括將大FOV劃分成子FOV，其可由CD-SEM設備之初級電子束掃描。初級電子束的離軸像差，諸如散光、場曲率、離軸色像差，可在掃描時藉由調整激勵信號至一或多個初級電子束偏轉器進行動態補償。該方法可進一步包括將激勵信號施加至光束分離器以補償由韋恩(Wien)濾波器引起的初級電子束之能量分散，該韋恩濾波器經組態以使次級電子朝向電子偵測器偏轉，同時允許初級電子束未經偏轉地穿過至樣品。該方法可額外地包括按順序掃描大FOV的子FOV，使得經連續掃描的子FOV中電荷堆積的負面影響最小化或實質上減輕。

為清楚起見，可誇示圖式中之組件的相對尺寸。在以下圖式描述內，相同或類似參考編號係指相同或類似組件或實體，且僅描述關於個別實施例之差異。如本文中所使用，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，若陳述組件可包括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。

現參看 圖 1，其繪示符合本發明之實施例的例示性電子束檢測(EBI)系統100。如 圖 1中所示，帶電粒子束檢測系統100包括主腔室10、裝載-鎖定腔室20、電子束工具40及裝備前端模組(EFEM) 30。電子束工具40定位於主腔室10內。雖然描述及圖式係針對電子束，但應瞭解，實施例並不用以將本發明限於特定帶電粒子。

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收納含有待檢測之晶圓(例如，半導體晶圓或由其他材料製成之晶圓)或樣本的晶圓前開式單元匣(FOUP)(晶圓及樣本在下文中統稱為「晶圓」)。EFEM 30中之一或多個機械臂(圖中未示)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(圖中未示)，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(圖中未示)將晶圓自裝載-鎖定腔室20傳輸至主腔室10。主腔室10連接至主腔室真空泵系統(圖中未示)，該主腔室真空泵系統移除主腔室10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，由電子束工具40對晶圓進行檢測。在一些實施例中，電子束工具40可包含單光束檢測工具。在其他實施例中，電子束工具40可包含多光束檢測工具。

控制器50可以電子方式連接至電子束工具40，且亦可以電子方式連接至其他組件。控制器50可為經組態以執行帶電粒子束檢測系統100之各種控制的電腦。控制器50亦可包括經組態以執行各種信號及影像處理功能的處理電路系統。雖然控制器50在 圖 1中展示為在包括主腔室10、裝載-鎖定腔室20及EFEM 30之結構外部，但應瞭解，控制器50可為該結構之部分。

雖然本發明提供容納電子束檢測系統之主腔室10的實例，但應注意，本發明之態樣在其最廣泛意義上而言不限於容納電子束檢測系統之腔室。實情為，應瞭解，前述原理亦可應用於其他腔室。

現參看圖2，其繪示符合本發明之實施例的繪示可為圖1之例示性帶電粒子束檢測系統100之部分的電子束工具40之例示性組態的示意圖。電子束工具40 (在本文中亦被稱作設備40)可包含電子發射器，該電子發射器可包含陰極203、提取器電極205、槍孔徑220及陽極222。電子束工具40可進一步包括庫侖孔徑陣列224、聚光器透鏡226、光束限制孔徑陣列235、物鏡總成232及電子偵測器244。電子束工具40可進一步包括藉由電動載物台234支撐之樣本固持器236以固持待檢測之樣本250。應瞭解，可視需要添加或省略其他相關組件。

在一些實施例中，電子發射器可包括陰極203、陽極222，其中初級電子可自陰極發射且經提取或加速以形成初級電子束204，該初級電子束形成初級光束交越202。初級電子束204可視覺化為自初級光束交越202發射。

在一些實施例中，電子發射器、聚光透鏡226、物鏡總成232、光束限制孔徑陣列235及電子偵測器244可與設備40之主光軸201對準。在一些實施例中，電子偵測器244可沿著次光軸(圖中未示)遠離主光軸201置放。

在一些實施例中，物鏡總成232可包含經修改擺動物鏡延遲浸沒透鏡(SORIL)，其包括極片232a，控制電極232b，包含偏轉器240a、240b、240d及240e之光束操控器總成，及激勵線圈232d。在一般成像製程中，自陰極203之尖端發出之初級電子束204藉由施加至陽極222之加速電壓加速。初級電子束204之部分穿過槍孔徑220及庫侖孔徑陣列224之孔徑，且由聚光器透鏡226聚焦以便完全或部分穿過光束限制孔徑陣列235之孔徑。可聚焦穿過光束限制孔徑陣列235之孔徑的電子以由經修改SORIL透鏡在樣本250之表面上形成探測光點，且由光束操控器總成之一或多個偏轉器偏轉以掃描樣本250之表面。自樣本表面發出之次級電子可由電子偵測器244收集以形成所關注經掃描區域的一影像。

在物鏡總成232中，激勵線圈232d及極片232a可產生磁場。正由初級電子束204掃描之樣本250之部分可浸入磁場中，且可帶電，此又產生電場。電場可減小衝擊樣本250附近及該樣本之表面上的初級電子束204之能量。與極片232a電隔離之控制電極232b可控制例如在樣本250上方及上面之電場，以減小物鏡總成232之像差且控制信號電子束之聚焦情況以用於高偵測效率，或避免電弧作用來保護樣本。光束操控器總成之一或多個偏轉器可使初級電子束204偏轉以促進光束在樣本250上之掃描。舉例而言，在掃描製程中，可控制偏轉器240a、240b、240d及240e以在不同時間點處使初級電子束204偏轉至樣本250之頂部表面的不同位置上，以為樣本250之不同部分提供用於影像重建構之資料。應注意，240a至240e之次序在不同實施例中可不同。

在接收初級電子束204之後，可自樣本250之部分發射反向散射電子(BSE)及次級電子(SE)。光束分離器可將包含反向散射及次級電子之次級或散射電子束導引至電子偵測器244之感測器表面。經偵測次級電子束可在電子偵測器244之感測器表面上形成對應光束點。電子偵測器244可產生表示所接收次級電子束光點之強度的信號(例如，電壓、電流)，且將信號提供至處理系統，諸如控制器50。次級或反向散射電子束及所得次級電子束光點之強度可根據樣本250之外部或內部結構而變化。此外，如上文所論述，可使初級電子束204偏轉至樣本250之頂表面的不同位置上，以產生不同強度之次級或散射電子束(及所得光束點)。因此，藉由用樣本250之位置來映射次級電子束光點之強度，處理系統可重建構反映晶圓樣本250之內部或外部結構的影像。

在一些實施例中，控制器50可包含影像處理系統，該影像處理系統包括影像獲取器(圖中未示)及儲存器(圖中未示)。影像獲取器可包含一或多個處理器。舉例而言，影像獲取器可包含電腦、伺服器、大型電腦主機、終端機、個人電腦、任何種類之行動計算裝置及其類似者，或其組合。影像獲取器可經由媒體，諸如電導體、光纖電纜、攜帶型儲存媒體、IR、藍牙、網際網路、無線網路、無線電等等或其組合通信耦接至設備40之電子偵測器244。在一些實施例中，影像獲取器可自電子偵測器244接收信號，且可建構影像。影像獲取器可因此獲取樣本250之區的影像。影像獲取器亦可執行各種後處理功能，諸如在所獲取影像上產生輪廓、疊加指示符及其類似者。影像獲取器可經組態以執行所獲取影像之亮度及對比度等的調整。在一些實施例中，儲存器可為儲存媒體，諸如硬碟、快閃隨身碟、雲端儲存器、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。儲存器可與影像獲取器耦接且可用於保存經掃描原始影像資料作為初始影像，及後處理影像。

在一些實施例中，控制器50可包括量測電路系統(例如，類比至數位轉換器)以獲得經偵測次級電子及反向散射電子的分佈。與入射於樣本(例如，晶圓)表面上之初級光束204的對應掃描路徑資料組合在偵測時間窗期間所收集的電子分佈資料可用以重建構受檢測之晶圓結構之影像。經重建構影像可用以展現樣本250之內部或外部結構的各種特徵，且藉此可用以展現可能存在於晶圓中之任何缺陷。

在一些實施例中，控制器50可控制電動載物台234以在檢驗期間移動樣本250。在一些實施例中，控制器50可使得電動載物台234能夠在一方向上以恆定速度連續地移動樣本250。在其他實施例中，控制器50可使得機動載物台234能夠取決於掃描製程之步驟而隨時間推移改變樣本250之移動速度。

現參考 圖 3，其為符合本發明之實施例的例示性電子束工具300之示意性繪示。電子束工具300(在本文中亦被稱作設備300)可用作經組態以偵測諸如特徵之間的微橋、不連續線、接觸孔合併器、遺漏接觸孔、線邊緣粗糙度以及其他缺陷之物理缺陷之存在的度量衡、檢測或檢查工具。

設備300可包含經組態以在激活時產生電子之電子源302。在一些實施例中，控制器50可激活、撤銷激活或控制電子源302或其元件，以藉由將一或多個電信號施加或調整至電子源302來調節由電子源302產生之電子的特性。所產生電子之特性可包括數目、強度、加速度、發射方向等等。電子源302可包括陰極303、提取器電極305及陽極322。

在一些實施例中，設備300可進一步包括孔徑板323，該孔徑板經組態以阻擋射出電子源302的周邊電子從而沿著主光軸301形成初級電子束304。孔徑板323可包含板，該板具有預定大小之單一孔徑且經配置使得孔徑之幾何中心與主光軸301對準。在一些實施例中，孔徑板323可包含一或多個孔徑，且用以形成初級電子束304之孔徑可與主光軸301對準。

如在本發明之情境中所使用，「下游」係指沿著初級電子束(例如，圖3之初級電子束304)之自電子源(例如，圖3之電子源302)開始朝向樣本(例如，圖3之樣本350)之路徑的方向。參考帶電粒子束設備(例如， 圖 3之設備300)之元件的定位，「下游」可指沿著初級電子束自電子源開始之路徑的定位於另一元件下方或在另一元件之後的元件之位置，且「緊接在下游」係指第二元件沿著初級電子束304之路徑在第一元件下方或在第一元件之後的位置，使得在第一元件與第二元件之間不存在其他主動元件。如在本發明之情境中所使用，「上游」可指沿著初級電子束自電子源開始之路徑的定位於另一元件上方或在另一元件之前的元件之位置，且「緊接在上游」係指第二元件沿著初級電子束302之路徑在第一元件上方或在第一元件之前的位置，使得在第一元件與第二元件之間不存在其他主動元件。如本文中所使用，「主動元件」可指任何元件或組件，其存在可藉由產生電場、磁場或電磁場改變第一元件與第二元件之間的電磁場。

設備300可包括位於孔徑板323下游之庫侖孔徑陣列324，以進一步阻擋初級電子束304之周邊電子且形成初級電子束304-1。庫侖孔徑陣列324可實質上類似於且可執行與 圖 2之庫侖孔徑陣列224實質上類似的功能。庫侖孔徑陣列324可包含板，該板包括一或多個孔徑以允許初級電子束304之部分穿過，使得初級電子束304-1中之電子之間的庫倫相互作用可經最小化同時維持所要光束特性。庫侖孔徑陣列324之孔徑在形狀、大小、間距或橫截面上可為均一或不均一的，且可以規則圖案配置以形成陣列或不規則圖案。用以形成初級電子束304-1之孔徑的幾何中心可與主光軸301對準。在一些實施例中，可沿著實質上垂直或實質上平行於主光軸301之軸調整庫侖孔徑陣列324的位置。沿著垂直於主光軸301之平面水平地調整庫侖孔徑陣列324的位置可允許選擇所要孔徑。沿著主光軸301豎直地調整庫侖孔徑陣列324的位置可允許調整允許穿過孔徑之電子的數目，藉此調整光束大小。在一些實施例中，可視需要水平地或垂直地或兩者地調整庫侖孔徑陣列324的位置。

設備300可進一步包括聚光透鏡326，其經組態以在射出庫侖孔徑陣列324之後聚光初級電子束304-1。聚光透鏡326可包含靜電、電磁或複合透鏡。在一些實施例中，控制器50可經組態以藉由調整施加至聚光透鏡326之一或多個電信號來調整聚光透鏡326之激勵。調整聚光透鏡326之激勵可允許聚光透鏡326之聚焦倍率的調整。在一些實施例中，聚光透鏡326可為可調整聚光透鏡，該聚光透鏡可經組態以使得其第一主平面(圖中未示)的位置係可調整的。在一些實施例中，可調整聚光透鏡(例如，聚光透鏡326)可為電磁的。在替代實施例中，聚光透鏡326可為反旋轉聚光透鏡，該反旋轉聚光透鏡之聚焦倍率可改變而不會影響穿過其之電子束(例如，初級電子束304-1)的旋轉角。在一些實施例中，聚光透鏡326可為可調整反旋轉聚光透鏡，其可包括具有可調整第一主平面之反旋轉透鏡。舉例而言，可調整反旋轉透鏡可包含兩個或兩個以上透鏡。可調整聚光透鏡及反旋轉透鏡進一步描述於以全文引用的方式併入本文中之國際申請案第PCT/EP2017/084429號中。

設備300可進一步包括經組態以部分或完全補償散光像差的像散校正器330。在本發明之情境中，散光係指在帶電粒子束中之帶電粒子(通常為電子)隨著其朝向樣本表面橫越路徑而曝露於不均一磁場時使影像變形且發生的成像假影。可造成散光之一些因素包括但不限於：電磁透鏡中之極片的不對稱性、製造透鏡之材料中的雜質、污染、電荷累積等。用以校正散光之解決方案中之一者為使用諸如像散校正器330之像散校正器，或引入補償場以平衡造成散光之不均一性的微像散校正器。像散校正器可包含用以產生補償場的磁性或電磁多極結構。常用多極結構可包括但不限於四極、六極、八極及12極像散校正器。在一些實施例中，控制器50可調整施加至像散校正器330之電信號以調整補償場，使得散光像差得以最小化或補償。像散校正器330可位於聚光透鏡326下游。

設備300可包括一光束限制孔徑陣列335，該光束限制孔徑陣列經組態以進一步阻擋初級電子束304-1之周邊電子且允許初級電子束304-1之一部分穿過，從而形成初級電子束304-2。光束限制孔徑陣列335可包括複數個光束限制孔徑。光束限制孔徑陣列335之一孔徑可經組態以基於入射於樣本表面上的探測光束之所要探測大小或探測電流來阻擋初級電子束304-1之周邊電子。光束限制孔徑陣列335可電連接至控制器50，使得控制器50可供應一電信號以調整孔徑大小，藉此調整穿過光束限制孔徑陣列335之孔徑的光束大小或光束電流。在一些實施例中，光束限制孔徑陣列335可位於像散校正器330下游。光束限制孔徑陣列335可經定位使得初級電子束304-2穿過之孔徑與主光軸301對準。在一些實施例中，孔徑板323之一使用中孔徑、庫侖孔徑陣列324之使用中孔徑及光束限制孔徑陣列335之一使用中孔徑可彼此對準且與主光軸301對準。在此情境中，一使用中孔徑被稱作初級電子束(例如，初級電子束304或304-1)通過之孔徑。

設備300可進一步包括一物鏡332，該物鏡位於光束限制孔徑陣列335下游且經組態以將射出光束限制孔徑陣列335之初級電子束304-2聚焦至樣本350之一表面上。在一些實施例中，物鏡332可包括一經修改擺動物鏡延遲浸沒透鏡(SORIL)，其包括一極片332a、一控制電極340e(在本文中亦被稱作一光束掃描偏轉器)、包含初級電子束偏轉器340a、340b、340c、340d之一光束操控器總成以及一激勵線圈332c。在一個一般成像製程中，自陰極303之尖端發出之初級電子束304藉由施加至陽極322之一加速電壓加速。初級電子束304之一部分穿過孔徑板323及庫侖孔徑陣列324之孔徑，且藉由聚光透鏡326聚焦以便完全或部分穿過光束限制孔徑陣列335之一孔徑。可聚焦穿過光束限制孔徑陣列335之孔徑的電子以由經修改SORIL透鏡在樣本350之表面上形成一探測光點，且由光束操控器總成之一或多個偏轉器偏轉以掃描樣本250之表面。自樣本表面發出之次級電子可由電子偵測器344收集以形成所關注經掃描區域的一影像。

在一些實施例中，在物鏡332中，激勵線圈332c及極片332a可產生一磁場。正由初級電子束304-2掃描之樣本350之一部分可浸入磁場中，且可帶電，此又產生一電場。電場可減小衝擊樣本350表面附近及該樣本之表面上的初級電子束304-2之能量。與極片332a電隔離之控制電極可控制例如樣本350上方及上面之一電場以減少物鏡332之像差，且控制信號電子束之聚焦情形以獲得較高偵測效率，或避免電弧作用以保護樣本免受潛在損害。光束操控器總成之一或多個偏轉器340a至340e可使初級電子束304-2偏轉以促進光束在樣本350上之掃描。舉例而言，在掃描製程中，可控制偏轉器340a、340b、340c、340d及340e以在不同時間點處使初級電子束304偏轉至樣本350之頂部表面的不同位置上，以為樣本350之不同部分提供用於影像重建構之資料。應瞭解，偏轉器340a至340e之配置的次序在不同實施例中可不同。

設備300可進一步包括光束分離器346。在一些實施例中，如 圖 3中所繪示，光束分離器346可更接近樣本350而定位且經組態以允許初級電子束304-2以零偏轉角穿過，同時使次級電子(或次級電子束)朝向電子偵測器344偏轉。光束分離器346可為韋恩濾波器型光束分離器，其包含產生靜電偶極子場及磁偶極子場(其兩者在圖3中未展示)之靜電偏轉器。若施加該等偶極子場，則由靜電偶極子場對初級電子束304-2之電子施加的力可與由磁偶極子場對電子施加之力量值相等且方向相反，由此彼此抵消。初級電子束304-2因此可以零偏轉角直接穿過光束分離器346。然而，由光束分離器346產生之初級電子束304-2的總能量分散可為非零。

在一些實施例中，設備300可包括一或多個光束分離器。如圖3中所繪示，除光束分離器346以外，設備300可包括位於光束分離器346上游之光束分離器348。在一些實施例中，光束分離器348可屬於韋恩濾波器型且經組態以補償由光束分離器346產生之初級電子束304-2的能量分散。在一些實施例中，光束分離器348可位於電子偵測器344上游及物鏡332上游。在一些實施例中，光束分離器348可位於光束限制孔徑陣列335下游。在一些實施例中，光束分離器348可位於光束限制孔徑陣列335與電子偵測器344之間。

在各新一代，通常被稱作半導體裝置行業中之技術「節點」之情況下，電晶體及電子電路之數目、密度、效能及複雜度增加。積體電路中之電晶體的更高密度使在半導體基板上圖案化更小及三維的特徵成為必要。一般而言，技術節點愈小意謂特徵大小愈小，從而產生更快且更高效功率的更小電晶體。作為一般導引，技術或製程「節點」可指電晶體的特徵，包括例如閘極長度或金屬線半間距。在裝置製造中實現此等小特徵之形成的技術中之一者包括極紫外線(EUV)微影，其使用波長為13.5 nm之光子及高數值孔徑(NA)以將具有高保真度之圖案自倍縮光罩或光罩轉印至晶圓。

儘管高NA之EUV微影技術為有用的且能夠實現，但其可呈現挑戰，包括由於隨機效應產生局部關鍵尺寸(CD)變化，產生隨機缺陷，或保持緊公差及程序窗等等。在EUV微影中，隨機缺陷之出現率係低的，且待偵測之尺寸變化通常在幾奈米之範圍內。CD-SEM(關鍵尺寸-SEM)成像由於其高解析度可為在EUV微影製程期間偵測所產生之隨機缺陷(諸如，微橋、虛線、接觸孔合併器或突起)的合乎需要之成像技術。然而，當前現有CD-SEM成像技術由於其在其可掃描之樣本區域(被稱作視場(FOV))中的限制而可能為不充分或低效的。雖然增加FOV可似乎為克服CD-SEM成像對隨機缺陷之限制的顯而易見的解決方案，但進行此操作可至少由於與大FOV掃描相關聯之初級電子束的離軸像差之增加而造成成像解析度的劣化。入射初級電子束之離軸像差可包括散光、離軸色像差、場曲率或彗形像差。因此，可能需要提供在大FOV內維持高解析度的同時增加FOV之系統及方法，且在掃描樣本期間最小化一或多個離軸像差。額外地，大FOV可藉由減少每次掃描新位置時晶圓載物台移動及穩定所花費的時間來幫助改良成像產出量。

在當前現有基於SEM的晶圓度量衡技術，諸如CD-SEM成像中，可使經聚焦初級電子束(例如， 圖 3之初級電子束304-2)掃描遍及樣本(例如， 圖 3之樣本350)之所關注區。所關注區可包含下伏子表面結構、缺陷、節點、表面形狀特徵或其類似者。所關注掃描區可形成樣本之視場(FOV)。如先前所提及，儘管CD-SEM成像允許高解析度成像，但FOV較小，通常為10 µm或更少。為偵測由EUV微影引入之更少且大小更小的隨機缺陷，可能需要增加FOV並維持FOV內之解析度以有效地顯現CD-SEM成像。

現參看 圖 4A及 圖 4B，其分別繪示符合本發明之實施例的例示性大FOV及構成大FOV的子FOV陣列之示意圖。應瞭解，儘管FOV之大小以諸如微米(µm)之線性單位表示，但視場係指「區域」，一般為樣本表面上所關注之正方形區。作為實例，10 µm之FOV係指樣本之正方形區，該正方形區之一側為大約10 µm，且因此FOV之面積可為大約100 µm ²。

圖 4A繪示例示性大FOV 400，其在大小上可大於CD-SEM中之習知FOV。舉例而言，大FOV 400之大小可為10 µm或更大，20 µm或更大，30 µm或更大，40 µm或更大，50 µm或更大，60 µm或更大，70 µm或更大，80 µm或更大，100 µm或更大，或適合於偵測缺陷同時維持檢測產出量及解析度之任何大小。在一些實施例中，大FOV 400可比習知FOV大至少2倍、比習知FOV大至少5倍、比習知FOV大至少10倍、比習知FOV大至少20倍、比習知FOV大至少40倍、比習知FOV大至少50倍、比習知FOV大至少80倍或比習知FOV大至少100倍。

圖 4B繪示例示性大FOV 410，其包含複數個子FOV 401至409。如本文中所使用，子FOV係指大FOV之可由初級電子束304-2掃描的部分。應瞭解，儘管 圖 4B之例示性大FOV 410繪示子FOV之3×3陣列，但其他陣列組態亦為可能的。舉例而言，大FOV 410可包括但不限於2×2陣列，或4×4陣列，或5×5陣列(展示於圖4C至圖4E中)，或 m× n陣列，其中 m及 n為整數，且 m= n，或 m≠ n。

使用設備300啟用大FOV 410成像可包括掃描子FOV 401至409。在一些實施例中，光束操控總成之光束偏轉器(例如， 圖 3之光束偏轉器340a至340e)可經組態以使初級電子束304-2偏轉使得其掃描樣本區以形成大FOV。在一些實施例中，對光束偏轉器340a至340e進行組態可包括施加或調整一或多個信號以調整偏轉、掃描頻率等等。使用CD-SEM實現大FOV成像中的若干挑戰中之一者包括維持解析度同時增加FOV大小。在半導體裝置檢測及度量衡領域中，熟習此項技術者應瞭解，隨著CD-SEM檢測工具之FOV增加，成像解析度由於諸如散光、色像差、場曲率及彗形像差等等之離軸像差的遞增而劣化。

用以最小化離軸像差對解析度損失之影響的若干技術中之一些可包括但不限於最佳化一或多個光束偏轉器340a至340e以調整掃描特性，或將大FOV(例如， 圖 4B之大FOV 410)劃分成複數個子FOV(例如， 圖 4B之子FOV 401至409)，或兩者。在一些實施例中，達成大FOV可包括兩個光束移動——使初級電子束304-2自一個子FOV移動至另一子FOV(減速掃描)且在各子FOV內掃描初級電子束304-2(快速掃描或快捷掃描)。

在一些實施例中，光束偏轉器340a、340d及340e可經組態以使得初級電子束304-2減速掃描以將由初級電子束304-2形成之探測光點(指示為 圖 4B之子FOV 405之中心中的暗實心圓)自子FOV 405之中心移動至子FOV 401之中心。如所繪示，子FOV 405之中心可與大FOV 410之中心一致。連接子FOV 405及401之中心的點線表示初級電子束304-2之偏轉的例示性路徑。光束偏轉器340a、340d及340e可為經組態以使初級電子束304-2自大FOV 410之中心(其與子FOV 405之中心重合)偏轉以入射於由子FOV 401表示之樣本區上的靜電偏轉器。控制器50可將所施加信號施加或調整至光束偏轉器340a、340d及340e，以使初級電子束304-2自子FOV 405之中心偏轉至子FOV 401之中心。啟用緩慢掃描步驟可進一步包括在子FOV 401內快速掃描初級電子束304-2之前將初級電子束304-2在子FOV 401之中心處對準。光束偏轉器340b及340c可經組態以在初級電子束304-2在子FOV 401之中心處對準之後使初級電子束304-2快速掃描子FOV 401。在一些實施例中，快速掃描子FOV 401可包括將信號調整至光束偏轉器340b及340c，使得初級電子束304-2掃描自子FOV 401之左邊緣至子FOV 401之右邊緣(由實心水平線表示)，如 圖 4B中所指示。在子FOV 401內，在到達第一列之右側邊緣後，初級電子束304-2可經偏轉且定位到豎直地在第一列下方的第二列之左側邊緣(由虛線表示)。可重複列至列掃描圖案以掃描子FOV 401。在掃描子FOV 401之後，控制器50可將信號施加至光束偏轉器340a、340d及340e，以使得初級電子束304-2偏轉到相鄰子FOV 402之中心，使用類似於子FOV 401之快速掃描方案掃描該中心。應瞭解，子FOV 401至409之編號未必如此，但其可指示掃描子FOV之次序。作為實例，可在掃描子FOV 401之後立即掃描子FOV 406，以便增加子FOV之兩個連續掃描之間的物理距離，從而允許任何電荷堆積耗散，以及其他原因。在一些情況下，鄰近子FOV之經掃描區中的重疊可由於充電而不利地影響影像解析度，或甚至可產生缺陷，以及其他問題。

儘管在最小化離軸像差的影響方面係有用的，但在一些情況下，對於大FOV離軸像差仍可能為不合需要地大。將大FOV劃分成子FOV(其可經個別地掃描)可不提供足夠解析度以偵測與EUV微影技術相關聯的隨機缺陷。此可因為經組態以在子FOV(例如， 圖 4B之子FOV 401)內掃描樣本區之初級電子束(例如， 圖 3之初級電子束304-2)可具有離軸像差，此可不利地影響所產生影像的解析度。因此，可需要提供用以在掃描子FOV期間補償初級電子束304-2之離軸像差的方法及系統。

返回參看 圖 3，設備300可經組態以在掃描樣本350之區期間補償初級電子束304-2的一或多個離軸像差。離軸像差可包括彗形像差、散光像差、離軸色像差或場曲率。在一些實施例中，像差補償機制可用以減少大FOV之各子FOV中的一或多個離軸像差。像差補償機制可經組態以在大FOV之各子FOV內動態地補償一或多個離軸像差，藉此使得能夠用對離軸像差之動態補償使大FOV成像以允許偵測到缺陷，諸如但不限於由EUV微影技術產生之隨機缺陷。

在一些實施例中，光束操控器總成之偏轉器可經組態以補償子FOV內之散光像差。在一些實施例中，偏轉器340a至340e中之任一者可經組態以補償散光像差。控制器50可將電激勵信號施加至偏轉器340a至340e中之任一者以偏轉初級電子束304-2使得補償散光像差。電激勵信號可包含例如電壓信號。在一些實施例中，施加至偏轉器以補償散光像差的激勵信號可為補充激勵信號，諸如電壓信號，此外還有施加至偏轉器的主激勵信號。補充激勵信號可實質上小於施加至偏轉器的主激勵信號。在此情境下，實質上更小係指主激勵信號之10%或更少。舉例而言，若主激勵信號為100 V，則補充激勵信號可為10 V或更少。

在一些實施例中，補償散光像差之補充激勵信號可為基於初級電子束304-2之散光像差的預定信號。在一些實施例中，可基於模擬或經訓練模型，諸如經由人工學習或機器學習模型而判定散光像差。與經模擬散光像差值相關聯的資訊可儲存於資料庫或網路中之儲存模組中，使得所儲存資訊可由處理器或控制器50存取及利用以將所施加電信號調整至對應偏轉器。

在一些實施例中，補償子FOV內之散光像差的預定補充激勵信號可為恆定信號，使得激勵信號跨越子FOV為均一的。舉例而言，若子FOV 401之預定補充激勵信號為10 V，且主激勵信號為100 V，則在子FOV 401內之各探測位置處，子FOV 401之激勵信號可為110 V。在一些實施例中，一或多個子FOV的預定補充激勵信號可基於子FOV相對於主光軸的位置、探測光點的位置或初級電子束304-2中的電子分佈等等而實質上相似或不相似。

在一些實施例中，補償散光像差之預定補充激勵信號可在子FOV內變化，使得在子FOV內之像素處的激勵信號可為不均一的。在本發明之情境中，子FOV內之探測位置可被稱作子FOV之像素。控制器50可經組態以調整施加至偏轉器之與補償散光像差相關聯的激勵信號。在一些實施例中，控制器50可經組態以藉由施加相似或不相似的預定補充激勵信號來調整每一像素處之激勵信號。

在一些實施例中，可藉由將激勵信號施加至像散校正器330或藉由將包括補充激勵信號之激勵信號施加至偏轉器340a至340e中之任一者或藉由將激勵信號施加至像散校正器330及偏轉器340a至340e中之一者來補償散光像差。

返回參看 圖 3，設備300之偏轉器可經組態以補償子FOV內之場曲率像差。在一些實施例中，偏轉器340a至340e中之任一者可經組態以補償場曲率像差。控制器50可將電激勵信號施加至偏轉器340a至340e中之任一者以偏轉初級電子束304-2使得補償場曲率像差。電激勵信號可包含例如電壓信號。在一些實施例中，施加至偏轉器以補償場曲率的激勵信號可為補充激勵信號，諸如電壓信號，此外還有施加至偏轉器的主激勵信號。補充激勵信號可實質上小於施加至偏轉器的主激勵信號。

在一些實施例中，補償子FOV內之場曲率像差的預定補充激勵信號可為恆定信號，使得激勵信號跨越子FOV為均一的。舉例而言，若子FOV 401之預定補充激勵信號為10 V，且主激勵信號為100 V，則在子FOV 401內之各探測位置處，子FOV 401之激勵信號可為110 V。在一些實施例中，一或多個子FOV的預定補充激勵信號可基於子FOV相對於主光軸的位置、探測光點的位置或初級電子束304-2中的電子分佈等等而實質上相似或不相似。

在一些實施例中，補償場曲率像差之預定補充激勵信號可在子FOV內變化，使得在子FOV內之像素處的激勵信號可為不均一的。控制器50可經組態以調整施加至偏轉器之與補償場曲率像差相關聯的激勵信號。在一些實施例中，控制器50可經組態以藉由施加相似或不相似的預定補充激勵信號來調整每一像素處之激勵信號。

在一些實施例中，設備300可經組態以藉由調整至物鏡332之激勵信號，或調整至光束偏轉器340e之激勵信號，或調整至聚光透鏡326之激勵信號，或調整至光束偏轉器340a至340d中之一者的透鏡場激勵信號或其組合來補償場曲率像差。在本發明之情境中，調整激勵信號可包括但不限於將補充激勵信號添加至主激勵信號，或改變主激勵信號以實現像差補償。

參看 圖 3，光束分離器348可經組態以補償各子FOV之離軸色像差。在一些實施例中，光束分離器348可經組態以補償由光束分離器346引起之初級電子束304-2的離軸色像差及能量分散。如 圖 3中所繪示，光束分離器348可位於光束分離器346上游及光束限制孔徑陣列335下游。由光束分離器346對引入初級電子束304-2施加的靜電力及磁力可經平衡，使得初級電子束304-2之部分可未經偏轉地穿過光束分離器346。然而，因為初級電子束304-2包含具有能量分佈之電子，例如1 eV或更少，所以一些電子可在其穿過時經歷能量分散。在一些實施例中，光束分離器348可經組態以補償由光束分離器346引起之初級電子束304-2的能量分散。在一些實施例中，初級電子束304-2之能量分散可基於初級電子束304-2之特性而判定，且至光束分離器348之激勵信號可基於初級電子束304-2之所判定能量分散。激勵信號可包括亦補償初級電子束304-2之離軸色像差的分量。

在一些實施例中，設備300之兩個或多於兩個偏轉器可經組態以減少彗形像差。在一些實施例中，可將激勵信號施加至至少偏轉器340a及340e以減少初級電子束304-2之彗形像差，或可將所施加激勵信號施加至至少偏轉器340d及340e以減少初級電子束304-2之彗形像差。在一些實施例中，施加至偏轉器340a、340d及340e之激勵信號可減少初級電子束304-2之彗形像差。

如上文所論述，在大FOV中維持高成像解析度之數種方式中之一者包括將大FOV劃分成子FOV及在掃描子FOV期間動態補償一或多個離軸像差。額外地或替代地，在一些情況下，掃描子FOV的序列亦可經調整以最小化「充電」或「電荷堆積」之負面影響，由此改良總影像品質。應瞭解，用諸如電子之帶電粒子輻照樣本表面可在不存在電荷耗散機制之情況下引起帶電粒子在表面內的累積。經累積帶電粒子可不利地影響總成像品質，且在一些狀況下，亦可阻礙缺陷之偵測，從而使得缺陷檢測設備不充分。因此，可需要提供一種用以在掃描大FOV以用於缺陷偵測或成像時最小化充電之影響的方法。

現參看 圖 4C及 圖 4D，其繪示符合本發明之實施例的子FOV 401至409之例示性3×3陣列。在一些實施例中，可將大FOV劃分成子FOV之對稱陣列，諸如3×3陣列，或5×5陣列，或7×7陣列。在一些實施例中，可將大FOV劃分成子FOV之不對稱陣列，諸如2×4陣列或3×5陣列等。儘管 圖 4C及 圖 4D繪示對稱3×3陣列，應瞭解，亦可將大FOV劃分成其他陣列式配置，其由 m× n陣列表示，其中 m及 n為整數且 m= n或 m≠ n。應瞭解，界定 圖 4A 至圖 4D中所展示之正方形的邊界僅為繪示性、例示性的且僅用於視覺輔助。然而，實務上，初級電子束(例如，初級電子束304-2)可自參考點偏轉一範圍之距離，以掃描子FOV內或由子FOV表示之區域邊界。

圖 4C繪示包含複數個子FOV 401至409的大FOV 450。在 圖 4C中所展示之實施例中，子FOV之編號指示大FOV 450內之子FOV 401至409的掃描順序或次序。在一些實施例中，用初級電子束304-2掃描大FOV 450可包括但不限於以下步驟：使初級電子束304-2與大FOV 450之中心對準；將初級電子束304-2之位置自大FOV 450之中心調整至子FOV 401之中心；使初級電子束304-2與子FOV 401之中心對準；掃描初級電子束304-2跨越子FOV 401；在掃描子FOV 401之後，調整初級電子束304-2之位置以與子FOV 402之中心對準；及掃描初級電子束304-2跨越子FOV 402。應瞭解，掃描大FOV 450可在適當時包括更多或更少步驟。

為減輕大FOV(例如，大FOV 450)中之充電效應，可調整子FOV之掃描序列，以使經連續掃描之子FOV之間的物理分隔最大化。物理分隔及連續掃描之間所經過的時間可允許堆積電荷耗散。因此，增加兩個經連續掃描子FOV之間的空間及物理分隔可增加兩個掃描之間的時間，且因此減輕與電荷堆積相關的問題。

在一些實施例中，經連續掃描子FOV，諸如子FOV 401、子FOV 402可在物理上或空間上由至少一臨限距離分隔開。分隔之臨限距離可取決於包括但不限於以下各者之因素：探測光束強度、樣本材料、缺陷之存在、存在之缺陷的類型等等，同時考慮總成像品質及檢測產出量。在一些實施例中，可將大FOV劃分成實質上相等大小的子FOV。在此類情況下，臨限距離可依據單位子FOV來表示。舉例而言，兩個經連續掃描子FOV之間的臨限距離可為一個子FOV，或兩個子FOV，或三個子FOV，或其間之任何距離，或任何適當距離。應瞭解，在此情境中，兩個子FOV之間的距離係指沿著樣品表面在兩個子FOV之幾何中心之間的水平距離。

如 圖 4C中所繪示，可在掃描子FOV 401之後掃描的子FOV 402以正方形陣列配置中之最大距離與子FOV 401對角地相對定位。應瞭解，儘管未必總是可能的，但可最大化兩個經連續掃描子FOV之間的距離。舉例而言，子FOV 402與子FOV 403之間的物理距離可小於子FOV 410與子FOV 402之間的物理距離，然而，子FOV 402與子FOV 403之間的距離為大FOV 450內的最大可能距離。如上文所指示，大FOV 450中之子FOV的編號表示掃描次序。

在一些實施例中，如 圖 4D中所繪示，經連續掃描子FOV，諸如子FOV 401、子FOV 402、子FOV 403、子FOV 404之間的物理距離可為均一或實質上均一的。在此情境中，實質上均一的分隔距離係指在跨越大FOV之兩個經連續掃描子FOV之間的分隔距離之可忽略變化。應瞭解，經連續掃描子FOV，諸如子FOV 401、子FOV 402之間的物理分隔距離可並非可能的最大物理分隔。亦應瞭解，例如，相較於子FOV 407與子FOV 408之間的物理分隔，子FOV 408與子FOV 409之間的物理分隔可不同，更具體而言，更少。 圖 4D繪示被劃分成以陣列圖案配置之複數個子FOV 401至409的大FOV 460，使得經連續掃描子FOV之間的物理分隔為最大物理分隔，同時由均一距離分隔開。

現參看 圖 4E及 圖 4F，其繪示符合本發明之實施例的大FOV內之子FOV的例示性掃描圖案。 圖 4E及 圖 4F分別繪示大FOV 470及大FOV 480內的例示性掃描圖案。大FOV 470及480包含子FOV 401至425的5×5對稱陣列。掃描圖案472及482由連接待連續掃描的子FOV之中心的虛線表示。掃描圖案472可包含「跳過」圖案，其中在掃描諸如子FOV 401之子FOV之後，初級電子束304-2經偏轉以掃描樣本區，該樣本區由至少一個子FOV沿著X軸或Y軸或X軸及Y軸之組合分隔開。在大FOV 470中，掃描圖案472可包含跳過圖案及其他規則或不規則圖案之組合，使得基於掃描區域在兩個經連續掃描子FOV之間維持最大可能的物理分隔，同時維持實質上均一的分隔距離。

在一些實施例中，大FOV 480之掃描圖案482可包含「星形」圖案。應瞭解，儘管虛線表示圖案及至所要子FOV以用於掃描之最短路徑，但亦可實施其他路徑。在一些實施例中，掃描圖案可包括星形圖案、跳過圖案或任何規則或不規則圖案或其任何組合之組合。

在一些實施例中，掃描圖案472或482可為基於包括但不限於以下各者之因素的預定圖案：全掃描區域、與缺陷類型相關聯之資訊、與缺陷數目相關聯之資訊、所要成像解析度等等。在一些實施例中，預定圖案可基於由經訓練模型(諸如機器學習模型或基於人工智慧之模型)產生的經模擬圖案。

在一些實施例中，設備300之控制器50可經組態以引起初級電子束304-2之偏轉，使得初級電子束304-2遵循基於預定掃描圖案之路徑。由控制器50控制之一或多個光束偏轉器340a至340e可經組態以藉由施加激勵信號使初級電子束304-2偏轉。舉例而言，所施加激勵信號可為諸如偏轉器340a之靜電光束偏轉器的電壓信號。

現參看 圖 5，其繪示符合本發明之實施例的表示使樣本之大FOV成像的例示性方法500之程序流程圖。方法500之一或多個步驟可由例如如 圖 2中所展示之EBI系統100的控制器50執行。舉例而言，控制器50可發指令給帶電粒子束設備之模組以激活帶電粒子源，從而產生帶電粒子束(例如，電子束)，將電信號施加至光束偏轉器，將電信號施加至光束分離器及進行其他功能。

在步驟510中，可激活帶電粒子源(例如， 圖 3之電子源302)以發射帶電粒子。帶電粒子可穿過孔徑以形成帶電粒子束(例如， 圖 3之初級帶電粒子束304)。電子源可由控制器(例如， 圖 3之控制器50)激活。舉例而言，電子源可經控制以發射初級電子，以沿著主光軸(例如， 圖 3之主光軸301)形成電子束。可在遠端激活電子源，例如藉由使用軟體、應用程式或指令集，以供控制器之處理器經由控制電路系統對電子源供電。初級電子束可穿過庫侖孔徑陣列(例如， 圖 3之庫侖孔徑陣列324)及光束限制孔徑陣列(例如， 圖 3之光束限制孔徑陣列335)以調整初級電子束之光束大小或光束電流且形成探測光束(例如， 圖 3之初級帶電粒子束304-2)。

在步驟520中，探測光束可自主光軸偏轉，使得經偏轉探測光束在樣本(例如， 圖 3之樣本350)表面上之掃描形成視場(FOV)。控制器可經組態以將激勵信號施加至檢測設備(例如， 圖 3之設備300)之光束操控器總成中的一或多個光束偏轉器(例如， 圖 3之初級帶電粒子束偏轉器340a至340e)，以使探測光束偏轉。所施加激勵信號可使經偏轉探測光束掃描跨越所關注區(ROI)以形成影像之FOV。

為偵測由EUV微影產生的諸如隨機缺陷之缺陷，可能需要形成具有動態像差補償機制的大FOV。在關鍵尺寸掃描電子顯微法(CD-SEM)中與增加FOV相關聯的若干挑戰之一包括隨著FOV之大小增加的成像解析度之劣化。此成像解析度之損失可歸因於諸如初級電子束之探測光束的離軸像差。離軸像差可包括散光像差、場曲率像差、色像差或彗形像差。因此，可能需要提供補償探測光束之離軸像差中之一或多者的方法，以隨著成像FOV之大小增加而維持成像解析度以偵測奈米級缺陷。可藉由掃描大FOV之複數個部分且動態補償各部分中之離軸像差而使大FOV成像。大FOV之部分(例如， 圖 4B之大FOV 410)在本文中被稱作子FOV(例如， 圖 4B之子FOV 401至409)。

在步驟530中，控制器可將激勵信號施加至一或多個光束偏轉器以使探測光束偏轉且掃描子FOV。控制器可將激勵信號施加至一或多個偏轉器，諸如初級光束偏轉器340a、340d及340e，以調整探測光束自大FOV之中心至子FOV之中心的位置。探測光束可在掃描跨越子FOV之前在子FOV之中心處對準。

在步驟540中，在對準探測光束之後，控制器可將激勵信號調整至初級光束偏轉器或施加激勵信號，以在掃描跨越子FOV時補償探測光束之離軸像差。舉例而言，控制器在跨越子FOV執行快速掃描時可將激勵信號調整至一或多個光束偏轉器340a至340e，以補償散光像差或場曲率像差或兩者。

電激勵信號可包含例如電壓信號。在一些實施例中，施加至偏轉器以補償散光像差的激勵信號可為補充激勵信號，諸如電壓信號，此外還有施加至偏轉器的主激勵信號。補充激勵信號可實質上小於施加至偏轉器的主激勵信號。在此情境下，實質上更小係指主激勵信號之10%或更少。舉例而言，若主激勵信號為100 V，則補充激勵信號可為10 V或更少。

補充激勵信號可為預定電壓信號。補償子FOV內之場曲率像差或散光像差的預定補充激勵信號可為恆定信號，使得激勵信號跨越子FOV為均一的。在一些實施例中，補償場曲率像差之預定補充激勵信號可在子FOV內變化，使得在子FOV內之像素處的激勵信號可為不均一的。控制器50可經組態以調整施加至偏轉器之與補償離軸像差相關聯的激勵信號。在一些實施例中，控制器50可經組態以藉由施加可能相似或不相似的預定補充激勵信號來調整每一像素處之激勵信號。

現參看 圖 6，其繪示符合本發明之實施例的表示使樣本之大FOV成像的例示性方法600之程序流程圖。方法600之一或多個步驟可由例如如 圖 2中所展示之EBI系統100的控制器50執行。舉例而言，控制器50可發指令給帶電粒子束設備之模組以激活帶電粒子源，從而產生帶電粒子束(例如，電子束)，將電信號施加至光束偏轉器，將電信號施加至光束分離器及進行其他功能。

在步驟610中，可激活帶電粒子源(例如， 圖 3之電子源302)以發射帶電粒子。帶電粒子可穿過孔徑以形成帶電粒子束(例如， 圖 3之初級帶電粒子束304)。電子源可由控制器(例如， 圖 3之控制器50)激活。舉例而言，電子源可經控制以發射初級電子，以沿著主光軸(例如， 圖 3之主光軸301)形成電子束。可在遠端激活電子源，例如藉由使用軟體、應用程式或指令集，以供控制器之處理器經由控制電路系統對電子源供電。初級電子束可穿過一庫侖孔徑陣列(例如， 圖 3之庫侖孔徑陣列324)及一光束限制孔徑陣列(例如， 圖 3之光束限制孔徑陣列335)以調整初級電子束之光束大小或光束電流且形成一探測光束(例如， 圖 3之初級帶電粒子束304-2)。

在步驟620中，探測光束可自主光軸偏轉，使得經偏轉探測光束在樣本(例如， 圖 3之樣本350)之一表面上之掃描形成一視場(FOV)。控制器可經組態以將一激勵信號施加至檢測設備(例如， 圖 3之設備300)之一光束操控器總成中的一或多個光束偏轉器(例如， 圖 3之初級帶電粒子束偏轉器340a至340e)，以使探測光束偏轉。所施加激勵信號可使經偏轉探測光束掃描跨越一所關注區(ROI)以形成影像之FOV。

在步驟630中，控制器可將一激勵信號施加至一或多個光束偏轉器以使探測光束偏轉且掃描一子FOV。控制器可將一激勵信號施加至一或多個偏轉器，諸如初級光束偏轉器340a、340d及340e，以調整探測光束自一大FOV之一中心至一子FOV之一中心的位置。探測光束可在掃描跨越子FOV之前在子FOV之中心處對準。

在步驟640中，控制器可將一激勵信號施加至一光束分離器(例如， 圖 3之光束分離器348)以補償由另一光束分離器(例如， 圖 3之光束分離器346)引起之能量分散及初級探測光束之離軸色像差。光束分離器可為諸如韋恩濾波器之電磁束分離器。光束分離器346可經組態以使探測光束之初級電子在與樣本相互作用後產生的次級電子朝向一次級電子偵測器(例如 圖 3之偵測器344)偏轉。光束分離器348可包含一補償韋恩濾波器，該補償韋恩濾波器經組態以補償能量分散及離軸色像差。

現參看 圖 7，其繪示符合本發明之實施例的表示使樣本之一大FOV成像的一例示性方法700之一程序流程圖。方法700之一或多個步驟可由例如如 圖 2中所展示之EBI系統100的控制器50執行。舉例而言，控制器50可發指令給一帶電粒子束設備之一模組以激活一帶電粒子源，從而產生帶電粒子束(例如，電子束)，將電信號施加至光束偏轉器，將電信號施加至光束分離器及進行其他功能。

在步驟710中，可激活一帶電粒子源(例如， 圖 3之電子源302)以發射帶電粒子。帶電粒子可穿過一孔徑以形成一帶電粒子束(例如， 圖 3之初級帶電粒子束304)。電子源可由一控制器(例如， 圖 3之控制器50)激活。舉例而言，電子源可經控制以發射初級電子，以沿著一主光軸(例如， 圖 3之主光軸301)形成一電子束。可在遠端激活電子源，例如藉由使用一軟體、一應用程式或一指令集，以供一控制器之一處理器經由一控制電路系統對電子源供電。初級電子束可穿過一庫侖孔徑陣列(例如， 圖 3之庫侖孔徑陣列324)及一光束限制孔徑陣列(例如， 圖 3之光束限制孔徑陣列335)以調整初級電子束之光束大小或光束電流且形成一探測光束(例如， 圖 3之初級帶電粒子束304-2)。

在步驟720中，在第一光束對準中，探測光束可在FOV之第一位置(例如， 圖 4E之FOV 470之中心)處對準。第一位置可為FOV之中心。控制器可經組態以將激勵信號施加至度量衡設備(例如， 圖 3之設備300)之光束操控器總成中的一或多個光束偏轉器(例如， 圖 3之初級帶電粒子束偏轉器340a至340e)。在一些實施例中，可基於在不執行掃描時探測光束降落於樣本上之光點或區而判定FOV之中心。

在步驟730中，在第二光束對準中，探測光束可經重新定位或偏轉以與FOV之部分，諸如第一子FOV(例如， 圖 4E之子FOV 401)之中心對準。控制器可將激勵信號施加至一或多個光束偏轉器以使探測光束與第一子FOV之中心對準。在一些實施例中，控制器可將激勵信號施加至光束偏轉器340a、340d及340e，以使光束自FOV之中心偏轉至子FOV之中心。子FOV之中心可為與FOV之中心不同的位置。

在步驟740中，在將探測光束對準至第一子FOV之中心之後，控制器可將激勵信號施加至一或多個光束偏轉器，諸如光束偏轉器340b及340c，以使探測光束掃描跨越第一子FOV。在一些實施例中，在探測光束掃描第一子FOV時，施加至一或多個光束偏轉器340a、340b、340c、340d或340e的激勵信號可經調整以補償散光像差或場曲率像差或兩者。

在步驟750中，在掃描第一子FOV之後，控制器可將激勵信號施加至一或多個光束偏轉器以使探測光束偏轉從而與第二子FOV(例如， 圖 4E之子FOV 402)之中心對準。第二子FOV可與第一子FOV隔開至少一臨限距離，以允許電荷耗散，且最小化或減輕電荷堆積自先前掃描至後續掃描的負面影響。經連續掃描子FOV之間的分隔距離可經最大化且為均一的。分隔之臨限距離可取決於包括但不限於以下各者之因素：探測光束強度、樣本材料、缺陷之存在、存在之缺陷的類型等等，同時考慮總成像品質及檢測產出量。在一些實施例中，可將大FOV劃分成實質上相等大小的子FOV。在此類情況下，臨限距離可依據單位子FOV來表示。舉例而言，兩個經連續掃描子FOV之間的臨限距離可為一個子FOV，或兩個子FOV，或三個子FOV，或其間之任何距離，或任何適當距離。

在步驟760中，在將探測光束對準至第二子FOV之中心之後，控制器可將激勵信號施加至一或多個光束偏轉器，諸如光束偏轉器340b及340c，以使探測光束掃描跨越第二子FOV。在一些實施例中，當探測光束掃描第二子FOV時，施加至一或多個光束偏轉器340a至340e的激勵信號可經調整以補償散光像差或場曲率像差或兩者。

可提供非暫時性電腦可讀媒體，該非暫時性電腦可讀媒體儲存指令以供控制器(例如， 圖 1之控制器50)之處理器進行影像檢測、影像獲取、激活帶電粒子源、調整像散校正器之電激勵、調整電子之著陸能量、調整接物鏡激勵、將激勵信號施加至一或多個光束偏轉器、將激勵信號施加至一或多個光束分離器、載物台運動控制、激活光束偏轉器以使初級電子束偏轉、施加包括AC電壓之電激勵信號等。非暫時性媒體之常見形式包括例如軟碟、可撓性磁碟、硬碟、固態硬碟、磁帶或任何其他磁性資料儲存媒體、光碟唯讀記憶體(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、隨機存取記憶體(RAM)、可程式化唯讀記憶體(PROM)及可抹除可程式化唯讀記憶體(EPROM)、FLASH-EPROM或任何其他快閃記憶體、非揮發性隨機存取記憶體(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。

可使用以下條項進一步描述本發明之實施例： 1.        一種帶電粒子束設備，其包含： 帶電粒子源，其經組態以發射帶電粒子； 孔徑板，其經組態以自經發射帶電粒子沿著主光軸形成初級帶電粒子束； 複數個初級帶電粒子束偏轉器，其經組態以使初級帶電粒子束偏轉以入射於樣本之表面上以界定視場(FOV)之中心；及控制器，其包括經組態以進行以下操作的電路系統： 將第一激勵信號施加至複數個初級帶電粒子束偏轉器中之初級帶電粒子束偏轉器以使初級帶電粒子束掃描樣本之FOV的部分；及 施加第二激勵信號以使初級帶電粒子束偏轉器補償初級帶電粒子束在樣本之FOV的部分中的離軸像差。 2.        如條項1之設備，其中第二激勵信號包含預定電壓信號。 3.        如條項2之設備，其中預定電壓信號係基於來自經訓練機器學習模型之模擬。 4.        如條項2及3中任一項之設備，其中預定電壓信號跨越樣本之FOV的部分為恆定的。 5.        如條項2及3中任一項之設備，其中預定電壓信號係基於探測光點在FOV之部分中的位置而變化，該探測光點係由入射於樣本上之初級帶電粒子束形成。 6.        如條項5之設備，其中變化之預定電壓信號使得能夠動態補償初級帶電粒子束在樣本之FOV的部分中的離軸像差。 7.        如條項1至6中任一項之設備，其中複數個初級帶電粒子束偏轉器包含靜電光束偏轉器或磁偏轉器。 8.        如條項1至7中任一項之設備，其中FOV之部分包含子FOV，且其中FOV包含以二維陣列配置之複數個子FOV。 9.        如條項8之設備，其中複數個子FOV中之各子FOV係由初級帶電粒子束掃描。 10.      如條項9之設備，其中在掃描複數個子FOV中之各子FOV之前，初級帶電粒子束與各對應子FOV之中心對準。 11.      如條項8至10中任一項之設備，其中二維陣列包含子FOV之對稱陣列。 12.      如條項8至11中任一項之設備，其中控制器包括電路系統，該電路系統經進一步組態以施加第二激勵信號以使初級帶電粒子束偏轉器在掃描複數個子FOV中之子FOV時補償初級帶電粒子束之離軸像差。 13.      如條項8至11中任一項之設備，其中控制器包括電路系統，該電路系統經進一步組態以在子FOV之掃描期間多次施加第二激勵信號，以使初級帶電粒子束偏轉器在掃描複數個子FOV中之子FOV時補償初級帶電粒子束之離軸像差。 14.      如條項1至13中任一項之設備，其中離軸像差包含初級帶電粒子束之場曲率像差或散光像差。 15.      如條項14之設備，其中該控制器包括經進一步組態以進行以下操作之電路系統： 將第二激勵信號施加至第一初級帶電粒子束偏轉器以使第一初級帶電粒子束偏轉器補償初級帶電粒子束之場曲率像差；及 將第三激勵信號施加至不同於第一初級帶電粒子偏轉器之第二初級帶電粒子束偏轉器以使第二初級帶電粒子束偏轉器補償初級帶電粒子束之散光像差， 其中第一初級帶電粒子束偏轉器及第二初級帶電粒子束偏轉器為靜電光束偏轉器。 16.      如條項1至15中任一項之設備，其進一步包含複數個光束分離器，其中複數個光束分離器中之第一光束分離器經組態以補償初級帶電粒子束在FOV之部分中的能量分散，該能量分散係由複數個光束分離器中之第二光束分離器引起。 17.      如條項16之設備，其中第一光束分離器經進一步組態以補償初級帶電粒子束在樣本之FOV的部分中的離軸色像差。 18.      如條項16及17中任一項之設備，其中第一光束分離器位於第二光束分離器上游，且其中第一光束分離器及第二光束分離器包含電磁束分離器。 19.      如條項17至18中任一項之設備，其中第一光束分離器經進一步組態以自控制器接收激勵信號，且其中回應於接收到激勵信號，第一光束分離器補償初級帶電粒子束在樣本之FOV的部分中之能量分散及離軸色像差。 20.      一種用於使用帶電粒子束設備使樣本成像之方法，該方法包含： 自由帶電粒子源發射之帶電粒子形成初級帶電粒子束； 藉由初級帶電粒子束偏轉器使初級帶電粒子束偏轉以入射於樣本之表面上，從而界定視場(FOV)之中心； 將第一激勵信號施加至初級帶電粒子束偏轉器以使初級帶電粒子束掃描樣本之FOV的部分；及 施加第二激勵信號以使初級帶電粒子束偏轉器補償初級帶電粒子束在FOV之部分中的離軸像差。 21.      如條項20之方法，其中施加第二激勵信號包含將預定電壓信號施加至初級帶電粒子束偏轉器。 22.       如條項21之方法，其中預定電壓信號跨越樣本之FOV的部分為恆定的。 23.      如條項21之方法，其中預定電壓信號係基於FOV之部分中之探測光點的位置而變化，該探測光點係由入射於樣本上之初級帶電粒子束形成。 24.      如條項23之方法，其中變化之預定電壓信號允許動態補償初級帶電粒子束在樣本之FOV的部分中的離軸像差。 25.      如條項20至24中任一項之方法，其中離軸像差包含初級帶電粒子束之場曲率像差或散光像差。 26.      如條項25之方法，其進一步包含： 將第二激勵信號施加至第一初級帶電粒子束偏轉器以使第一初級帶電粒子束偏轉器補償初級帶電粒子束之場曲率像差；及 將第三激勵信號施加至不同於第一初級帶電粒子偏轉器之第二初級帶電粒子束偏轉器以使第二初級帶電粒子束偏轉器補償初級帶電粒子束之散光像差。 27.      如條項20至26中任一項之方法，其中FOV之部分包含子FOV，且其中FOV包含以二維陣列配置之複數個子FOV。 28.      如條項27之設備，其中複數個子FOV中之各子FOV由初級帶電粒子束掃描。 29.      如條項28之方法，其中在掃描複數個子FOV中之各子FOV之前，初級帶電粒子束與各對應子FOV之中心對準。 30.      如條項27至29中任一項之方法，其中二維陣列包含子FOV之對稱陣列。 31.      如條項20至30中任一項之方法，其進一步包含將激勵信號施加至第一光束分離器以補償初級帶電粒子束在FOV之部分中的能量分散，該能量分散係由第二光束分離器引起。 32.      如條項31之方法，其中將激勵信號施加至第一光束分離器補償初級帶電粒子束在FOV之部分中的能量分散及離軸色像差。 33.      如條項31及32中任一項之方法，其中第一光束分離器位於第二光束分離器上游，且其中第一光束分離器及第二光束分離器包含電磁束分離器。 34.      一種帶電粒子束設備，其包含： 帶電粒子源，其經組態以發射帶電粒子； 孔徑板，其經組態以自經發射帶電粒子沿著主光軸形成初級帶電粒子束；及 複數個初級帶電粒子束偏轉器，其經組態以使初級帶電粒子束偏轉以入射於樣本之表面上，從而界定視場(FOV)之中心；複數個光束分離器；以及 控制器，其包括經組態以進行以下操作之電路系統： 將第一激勵信號施加至複數個初級帶電粒子束偏轉器中之初級帶電粒子束偏轉器以使初級帶電粒子束掃描樣本之FOV的部分；及 將第二激勵信號施加至複數個光束分離器中之第一光束分離器以使第一光束分離器補償初級帶電粒子束在FOV的部分中的離軸色像差。 35.      如條項34之設備，其進一步包含位於第一光束分離器下游之第二光束分離器，且其中第二激勵信號進一步補償初級帶電粒子束在FOV之部分中的能量分散，該能量分散係由第二光束分離器引起。 36.      如條項35之設備，其中第一光束分離器及第二光束分離器包含電磁束分離器或韋恩濾波器。 37.      如條項34至36中任一項之設備，其進一步包含帶電粒子偵測器，該帶電粒子偵測器經組態以在初級帶電粒子束與樣本之相互作用後偵測自樣本產生之次級帶電粒子。 38.      如條項37之設備，其中第一光束分離器位於帶電粒子偵測器上游。 39.      如條項37及38中任一項之設備，其中第二光束分離器經組態以使待由帶電粒子偵測器偵測的次級帶電粒子偏轉且允許初級帶電粒子束未經偏轉地穿過。 40.      如條項34至39中任一項之設備，其中第二激勵信號包含電壓及電流信號。 41.      如條項34至40中任一項之設備，其中第二激勵信號包含基於來自經訓練機器學習模型之模擬的預定激勵信號。 42.      如條項34至41中任一項之設備，其中控制器包括電路系統，該電路系統經進一步組態以將第三激勵信號施加至複數個初級帶電粒子束偏轉器中之初級帶電粒子束偏轉器以使初級帶電粒子束偏轉器補償初級帶電粒子束在樣本之FOV的部分中的散光像差。 43.      如條項42之設備，其中控制器包括電路系統，該電路系統經進一步組態以將第四激勵信號施加至複數個初級帶電粒子束偏轉器中之初級帶電粒子束偏轉器以使初級帶電粒子束偏轉器補償初級帶電粒子束在樣本之FOV的部分中的場曲率像差。 44.      如條項43之設備，其中第三及第四激勵信號包含預定電壓信號。 45.      如條項34至44中任一項之設備，其中複數個初級帶電粒子束偏轉器之初級帶電粒子束偏轉器包含靜電光束偏轉器。 46.      一種用於使用帶電粒子束設備使樣本成像之方法，該方法包含： 自由帶電粒子源發射之帶電粒子形成初級帶電粒子束； 藉由初級帶電粒子束偏轉器使初級帶電粒子束偏轉以入射於樣本之表面上，從而界定視場(FOV)之中心； 將第一激勵信號施加至初級帶電粒子束偏轉器以使初級帶電粒子束掃描樣本之FOV的部分；及 將第二激勵信號施加至複數個光束分離器中之第一光束分離器以使第一光束分離器補償初級帶電粒子束在FOV的部分中的離軸色像差。 47.      如條項46之方法，其中施加第二激勵信號進一步補償初級帶電粒子束在FOV之部分中的能量分散，該能量分散係由複數個光束分離器中位於第一光束分離器下游的第二光束分離器引起。 48.      如條項47之方法，其中第一光束分離器及第二光束分離器包含電磁束分離器或韋恩濾波器。 49.      如條項46至48中任一項之方法，其進一步包含使用帶電粒子偵測器在初級帶電粒子束與樣本之相互作用後偵測自樣本之FOV的部分產生的次級帶電粒子。 50.      如條項49之方法，其中第一光束分離器位於帶電粒子偵測器上游。 51.      如條項48至50中任一項之方法，其進一步包含使用第二光束分離器使待由帶電粒子偵測器偵測的次級帶電粒子偏轉且允許初級帶電粒子束未經偏轉地穿過。 52.      如條項46至51中任一項之方法，其中施加第二激勵信號包含施加電壓及電流信號。 53.      如條項46至52中任一項之方法，其中第二激勵信號包含基於來自經訓練機器學習模型之模擬的預定激勵信號。 54.      如條項46至53中任一項之方法，其進一步包含將第三激勵信號施加至複數個初級帶電粒子束偏轉器中之初級帶電粒子束偏轉器以使初級帶電粒子束偏轉器補償初級帶電粒子束在樣本之FOV的部分中的散光像差。 55.      如條項54之方法，其進一步包含將第四激勵信號施加至複數個初級帶電粒子束偏轉器中之初級帶電粒子束偏轉器以使初級帶電粒子束偏轉器補償初級帶電粒子束在樣本之FOV的部分中的場曲率像差。 56.      如條項55之方法，其中第三及第四激勵信號包含預定電壓信號。 57.      如條項46至56中任一項之方法，其中複數個初級帶電粒子束偏轉器中之初級帶電粒子束偏轉器包含靜電束偏轉器。 58.      一種用於使用帶電粒子束設備使樣本成像之方法，該方法包含： 自由帶電粒子束設備之帶電粒子源發射的帶電粒子形成初級帶電粒子束； 在樣本之視場(FOV)中之第一位置處執行初級帶電粒子束之第一光束對準； 在不同於第一位置之第二位置處執行初級帶電粒子束之第二光束對準； 用初級帶電粒子束掃描樣本之第一區，該第一區包含FOV之包括第二位置的第一部分； 在掃描第一區之後，在與第二位置間隔至少一臨限距離之第三位置處執行初級帶電粒子束之第三光束對準；及 用初級帶電粒子束掃描樣本之第二區，該第二區包含FOV之包括第三位置的第二部分。 59.      如條項58之方法，其中第一位置包含樣本之FOV的中心。 60.      如條項58及59中任一項之方法，其中第一區包含第一子FOV且第二區包含樣本之FOV的第二子FOV。 61.      如條項58至60中任一項之方法，其中FOV包含子FOV陣列，且其中陣列包含二維對稱陣列。 62.       如條項61之方法，其中臨限距離包含陣列中之鄰近子FOV之中心之間的分隔距離。 63.      如條項58至62中任一項之方法，其中第二位置包含第一子FOV之中心且第三位置包含樣本之第二子FOV之中心。 64.      一種帶電粒子束設備，其包含： 帶電粒子源，其經組態以發射帶電粒子； 孔徑板，其經組態以自經發射帶電粒子沿著主光軸形成初級帶電粒子束； 複數個初級帶電粒子束偏轉器，其經組態以使初級帶電粒子束偏轉以入射於樣本之表面上；及 控制器，其包括經組態以使複數個初級帶電粒子束偏轉器中之初級帶電粒子束偏轉器進行以下操作的電路系統： 在樣本之視場(FOV)中之第一位置處執行初級帶電粒子束之第一光束對準； 在不同於第一位置之第二位置處執行初級帶電粒子束之第二光束對準； 用初級帶電粒子束掃描樣本之第一區，該第一區包含FOV之包括第二位置的第一部分； 在掃描第一區之後，在與第二位置間隔至少一臨限距離之第三位置處執行初級帶電粒子束之第三光束對準；及 用初級帶電粒子束掃描樣本之第二區，該第二區包含FOV之包括第三位置的第二部分。 65.      如條項64之設備，其中第一位置包含樣本之FOV之中心。 66.      如條項64及65中任一項之設備，其中第一區包含第一子FOV且第二區包含樣本之FOV的第二子FOV。 67.      如條項64至66中任一項之設備，其中FOV包含子FOV陣列，且其中陣列包含二維對稱陣列。 68.       如條項67之設備，其中臨限距離包含陣列中之鄰近子FOV之中心之間的分隔距離。 69.      如條項64至68中任一項之設備，其中第二位置包含第一子FOV之中心且第三位置包含樣本之第二子FOV之中心。 70.      如條項64至69中任一項之設備，其進一步包含帶電粒子偵測器，該帶電粒子偵測器經組態以在初級帶電粒子束與樣本之相互作用後偵測自樣本產生之次級帶電粒子。 71.      如條項64至70中任一項之設備，其進一步包含經組態以自控制器接收激勵信號之第一光束分離器，該激勵信號在被接收後使第一光束分離器補償初級帶電粒子束在經掃描之FOV之部分中的離軸色像差。 72.      如條項71之設備，其進一步包含第二光束分離器，該第二光束分離器位於第一光束分離器下游且經組態以使待由帶電粒子偵測器偵測之次級帶電粒子偏轉。 73.      如條項72之設備，其中第一光束分離器及第二光束分離器包含電磁束分離器或韋恩濾波器。 74.      如條項64至73中任一項之設備，其中複數個初級帶電粒子束偏轉器包含靜電光束偏轉器或磁偏轉器。 75.      如條項64至74中任一項之設備，其中包括電路系統之控制器經進一步組態以： 施加第一激勵信號以使初級帶電粒子束偏轉器執行第一光束對準； 施加第二激勵信號以使初級帶電粒子束偏轉器執行第二光束對準； 施加第三激勵信號以使初級帶電粒子束偏轉器用初級帶電粒子束掃描樣本之第一區； 施加第四激勵信號以使初級帶電粒子束偏轉器在掃描樣本之第一區之後執行第三光束對準；及 施加第五激勵信號以使初級帶電粒子束偏轉器用初級帶電粒子束掃描樣本之第二區。 76.      一種非暫時性電腦可讀媒體，其儲存指令集，該指令集可由帶電粒子束設備之一或多個處理器執行以使帶電粒子束設備執行使樣本成像之方法，該方法包含： 激活帶電粒子源以發射帶電粒子且自經發射帶電粒子形成初級帶電粒子束； 使初級帶電粒子束偏轉以入射於樣本之表面上以界定視場(FOV)之中心； 將第一激勵信號施加至初級帶電粒子束偏轉器以使初級帶電粒子束掃描樣本之FOV的部分；及 施加第二激勵信號以使初級帶電粒子束偏轉器補償初級帶電粒子束在FOV的部分中的離軸像差。 77.      如條項76之非暫時性電腦可讀媒體，其中施加第二激勵信號包含將預定電壓信號施加至初級帶電粒子束偏轉器。 78.      如條項77之非暫時性電腦可讀媒體，其中預定電壓信號跨越樣本之FOV的部分為恆定的。 79.      如條項77之非暫時性電腦可讀媒體，其中預定電壓信號係基於探測光點在FOV之部分中的位置而變化，該探測光點係由入射於樣本上之初級帶電粒子束形成。 80.      如條項79之非暫時性電腦可讀媒體，其中變化之預定電壓信號允許動態補償初級帶電粒子束在樣本之FOV的部分中的離軸像差。 81.      如條項76至80中任一項之非暫時性電腦可讀媒體，其中可由帶電粒子束設備之一或多個處理器執行的指令集使帶電粒子束設備進一步執行： 將第二激勵信號施加至第一初級帶電粒子束偏轉器以使第一初級帶電粒子束偏轉器補償初級帶電粒子束之場曲率像差；及 將第三激勵信號施加至不同於第一初級帶電粒子偏轉器之第二初級帶電粒子束偏轉器以使第二初級帶電粒子束偏轉器補償初級帶電粒子束之散光像差。 82.      如條項76至81中任一項之非暫時性電腦可讀媒體，其中FOV之部分包含子FOV，且其中FOV包含以二維陣列配置之複數個子FOV。 83.      如條項82之非暫時性電腦可讀媒體，其中複數個子FOV中之各子FOV係由初級帶電粒子束掃描。 84.      如條項83之非暫時性電腦可讀媒體，其中在掃描複數個子FOV中之各子FOV之前，初級帶電粒子束與各對應子FOV之中心對準。 85.      如條項82至84中任一項之非暫時性電腦可讀媒體，其中二維陣列包含子FOV之對稱陣列。 86.      如條項76至85中任一項之非暫時性電腦可讀媒體，其中可由帶電粒子束設備之一或多個處理器執行的指令集使帶電粒子束設備進一步執行將激勵信號施加至第一光束分離器以補償初級帶電粒子束在FOV之部分中的能量分散，該能量分散係由第二光束分離器引起。 87.      如條項86之非暫時性電腦可讀媒體，其中將激勵信號施加至第一光束分離器補償初級帶電粒子束在FOV之部分中的能量分散及離軸色像差。 88.      如條項86及87中任一項之非暫時性電腦可讀媒體，其中第一光束分離器位於第二光束分離器上游，且其中第一光束分離器及第二光束分離器包含電磁束分離器。 89.      一種非暫時性電腦可讀媒體，其儲存指令集，該指令集可由帶電粒子束設備之一或多個處理器執行以使帶電粒子束設備執行使樣本成像之方法，該方法包含： 激活帶電粒子源以發射帶電粒子且自經發射帶電粒子形成初級帶電粒子束； 使初級帶電粒子束偏轉以入射於樣本之表面上以界定視場(FOV)之中心； 將第一激勵信號施加至初級帶電粒子束偏轉器以使初級帶電粒子束掃描樣本之FOV的部分；及 將第二激勵信號施加至複數個光束分離器中之第一光束分離器以使第一光束分離器補償初級帶電粒子束在FOV的部分中的離軸色像差。 90.      一種非暫時性電腦可讀媒體，其儲存指令集，該指令集可由帶電粒子束設備之一或多個處理器執行以使帶電粒子束設備執行使樣本成像之方法，該方法包含： 激活帶電粒子源以發射帶電粒子且自經發射帶電粒子形成初級帶電粒子束； 在樣本之視場(FOV)中之第一位置處執行初級帶電粒子束之第一光束對準； 在不同於第一位置之第二位置處執行初級帶電粒子束之第二光束對準； 用初級帶電粒子束掃描樣本之第一區，該第一區包含FOV之包括第二位置的第一部分； 在掃描第一區之後，在與第二位置間隔至少一臨限距離之第三位置處執行初級帶電粒子束之第三光束對準；及 用初級帶電粒子束掃描樣本之第二區，該第二區包含FOV之包括第三位置的第二部分。

應瞭解，本發明之實施例不限於已在上文所描述及在隨附圖式中所繪示之確切構造，且可在不脫離本發明之範疇的情況下作出各種修改及改變。本發明已結合各種實施例進行描述，藉由考慮本文中所揭示之本發明之規格及實踐，本發明之其他實施例對於熟習此項技術者將為顯而易見的。意欲將本說明書及實例視為僅例示性的，其中本發明之真實範疇及精神由以下申請專利範圍指示。

以上描述意欲為繪示性，而非限制性的。因此，對於熟習此項技術者將顯而易見，可在不脫離下文所闡述之申請專利範圍之範疇的情況下如所描述進行修改。

10:主腔室 20:裝載-鎖定腔室 30:裝備前端模組(EFEM) 30a:第一裝載埠 30b:第二裝載埠 40:電子束工具/設備 50:控制器 100:電子束檢測(EBI)系統/帶電粒子束檢測系統 201:主光軸 202:初級光束交越 203:陰極 204:初級電子束 205:提取器電極 220:槍孔徑 222:陽極 224:庫侖孔徑陣列 226:聚光器透鏡 232:物鏡總成 232a:極片 232b:控制電極 232d:激勵線圈 234:電動載物台 235:光束限制孔徑陣列 236:樣本固持器 240a:偏轉器 240b:偏轉器 240c:偏轉器 240d:偏轉器 240e:偏轉器 244:電子偵測器 250:樣本 300:電子束工具/設備 301:主光軸 302:電子源 303:陰極 304:初級電子束 304-1:初級電子束 304-2 :初級電子束 305:提取器電極 322:陽極 323:孔徑板 324:庫侖孔徑陣列 326:聚光透鏡 330:像散校正器 332:物鏡 332a:極片 332c:激勵線圈 335:光束限制孔徑陣列 340a:初級電子束偏轉器 340b:初級電子束偏轉器 340c:初級電子束偏轉器 340d:初級電子束偏轉器 340e:控制電極/偏轉器 344:電子偵測器 346:光束分離器 348:光束分離器 350:樣本 400:大FOV 401:子FOV 402:子FOV 403:子FOV 404:子FOV 405:子FOV 406:子FOV 407:子FOV 408:子FOV 409:子FOV 410:大FOV 411:子FOV 412:子FOV 413:子FOV 414:子FOV 416:子FOV 417:子FOV 418:子FOV 419:子FOV 420:子FOV 421:子FOV 422:子FOV 423:子FOV 424:子FOV 425:子FOV 450:大FOV 460:大FOV 470:大FOV 472:掃描圖案 480:大FOV 482:掃描圖案 500:方法 510:步驟 520:步驟 530:步驟 540:步驟 600:方法 610:步驟 620:步驟 630:步驟 640:步驟 700:方法 710:步驟 720:步驟 730:步驟 740:步驟 750:步驟 760:步驟

圖 1為繪示符合本發明之實施例之例示性電子束檢測(EBI)系統的示意圖。

圖 2為繪示符合本發明之實施例的可為 圖 1之例示性電子束檢測系統之部分的例示性電子束工具的示意圖。

圖 3為繪示符合本發明之實施例的用於使樣本之大視場(FOV)成像之例示性電子束工具的示意圖。

圖 4A及 圖 4B係分別繪示符合本發明之實施例的例示性大FOV及子FOV之3×3陣列的示意圖。

圖 4C及 圖 4D為繪示符合本發明之實施例的子FOV之例示性3×3陣列的示意圖。

圖 4E及 圖 4F為繪示符合本發明之實施例的子FOV之例示性5×5陣列的示意圖。

圖 5為表示符合本發明之實施例的使樣本之大FOV成像之例示性方法的程序流程圖。

圖 6為表示符合本發明之實施例的使樣本之大FOV成像之例示性方法的程序流程圖。

圖 7為表示符合本發明之實施例的使樣本之大FOV成像之例示性方法的程序流程圖。

50:控制器

300:電子束工具/設備

301:主光軸

302:電子源

303:陰極

304:初級電子束

304-1:初級電子束

304-2:初級電子束

305:提取器電極

322:陽極

323:孔徑板

324:庫侖孔徑陣列

326:聚光透鏡

330:像散校正器

332:物鏡

332a:極片

332c:激勵線圈

335:光束限制孔徑陣列

340a:初級電子束偏轉器

340b:初級電子束偏轉器

340c:初級電子束偏轉器

340d:初級電子束偏轉器

340e:控制電極/偏轉器

344:電子偵測器

346:光束分離器

348:光束分離器

350:樣本

Claims (15)

1. 一種帶電粒子束設備，其包含： 一帶電粒子源，其經組態以發射帶電粒子； 一孔徑板，其經組態以自經發射帶電粒子沿著一主光軸形成一初級帶電粒子束； 複數個初級帶電粒子束偏轉器，其經組態以使該初級帶電粒子束偏轉以入射於一樣本之一表面上，從而界定一視場(FOV)之一中心；及 一控制器，其包括經組態以進行以下操作之電路系統： 將一第一激勵信號施加至該複數個初級帶電粒子束偏轉器中之一初級帶電粒子束偏轉器以使該初級帶電粒子束掃描該樣本之該FOV的一部分；及 施加一第二激勵信號以使該初級帶電粒子束偏轉器補償該初級帶電粒子束在該樣本之該FOV的該部分中的一離軸像差。
2. 如請求項1之設備，其中該第二激勵信號包含一預定電壓信號。
3. 如請求項2之設備，其中該預定電壓信號係基於來自一經訓練機器學習模型之模擬。
4. 如請求項2之設備，其中該預定電壓信號跨越該樣本之該FOV的該部分為恆定的。
5. 如請求項2之設備，其中該預定電壓信號係基於一探測光點在該FOV之該部分中的一位置而變化，該探測光點係由入射於該樣本上之該初級帶電粒子束形成。
6. 如請求項5之設備，其中該變化之預定電壓信號使得能夠動態補償該初級帶電粒子束在該樣本之該FOV的該部分中的該離軸像差。
7. 如請求項1之設備，其中該複數個初級帶電粒子束偏轉器包含靜電光束偏轉器或磁偏轉器。
8. 如請求項1之設備，其中該FOV之該部分包含一子FOV，且其中該FOV包含以一二維陣列配置之複數個子FOV。
9. 如請求項8之設備，其中該複數個子FOV中之各子FOV係由該初級帶電粒子束掃描。
10. 如請求項9之設備，其中在掃描該複數個子FOV中之各子FOV之前，該初級帶電粒子束與各對應子FOV之一中心對準。
11. 如請求項8之設備，其中該二維陣列包含子FOV之一對稱陣列。
12. 如請求項8之設備，其中該控制器包括電路系統，該電路系統經進一步組態以施加該第二激勵信號以使該初級帶電粒子束偏轉器在掃描該複數個子FOV中之一子FOV時補償該初級帶電粒子束之該離軸像差。
13. 如請求項8之設備，其中該控制器包括電路系統，該電路系統經進一步組態以在該子FOV之一掃描期間多次施加該第二激勵信號，以使該初級帶電粒子束偏轉器在掃描該複數個子FOV中之該子FOV時補償該初級帶電粒子束之該離軸像差。
14. 如請求項1之設備，其中該離軸像差包含該初級帶電粒子束之一場曲率像差或一散光像差。
15. 一種非暫時性電腦可讀媒體，其儲存一指令集，該指令集可由一帶電粒子束設備之一或多個處理器執行以使該帶電粒子束設備執行使一樣本成像之一方法，該方法包含： 激活一帶電粒子源以發射帶電粒子且自經發射帶電粒子形成一初級帶電粒子束； 使該初級帶電粒子束偏轉以入射於該樣本之一表面上以界定一視場(FOV)之一中心； 將一第一激勵信號施加至一初級帶電粒子束偏轉器以使該初級帶電粒子束掃描該樣本之該FOV的一部分；及 施加一第二激勵信號以使該初級帶電粒子束偏轉器補償該初級帶電粒子束在該FOV之該部分中的一離軸像差。