TW202405861A - 用於埋置特徵之疊對量測的電子束優化 - Google Patents

用於埋置特徵之疊對量測的電子束優化 Download PDF

Info

Publication number
TW202405861A
TW202405861A TW112110346A TW112110346A TW202405861A TW 202405861 A TW202405861 A TW 202405861A TW 112110346 A TW112110346 A TW 112110346A TW 112110346 A TW112110346 A TW 112110346A TW 202405861 A TW202405861 A TW 202405861A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
wafer stack
electron beam
features
parameters
acquisition time
Prior art date
Application number
TW112110346A
Other languages
English (en)
Inventor
貝諾特 赫爾維 高里
湯瑪士 賈力克 休斯曼
安東尼 蓋斯頓 馬利 凱爾斯
光青 陳
Original Assignee
荷蘭商Ａｓｍｌ荷蘭公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 荷蘭商Ａｓｍｌ荷蘭公司 filed Critical 荷蘭商Ａｓｍｌ荷蘭公司
Publication of TW202405861A publication Critical patent/TW202405861A/zh

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
    • G03F7/70605—Workpiece metrology
    • G03F7/70616—Monitoring the printed patterns
    • G03F7/70633—Overlay, i.e. relative alignment between patterns printed by separate exposures in different layers, or in the same layer in multiple exposures or stitching
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N23/00—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
    • G01N23/22—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by measuring secondary emission from the material
    • G01N23/225—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by measuring secondary emission from the material using electron or ion
    • G01N23/2251—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by measuring secondary emission from the material using electron or ion using incident electron beams, e.g. scanning electron microscopy [SEM]
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
    • G03F7/70605—Workpiece metrology
    • G03F7/70681—Metrology strategies
    • G03F7/70683—Mark designs
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2223/00—Investigating materials by wave or particle radiation
    • G01N2223/60—Specific applications or type of materials
    • G01N2223/611—Specific applications or type of materials patterned objects; electronic devices
    • G01N2223/6116—Specific applications or type of materials patterned objects; electronic devices semiconductor wafer
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2223/00—Investigating materials by wave or particle radiation
    • G01N2223/60—Specific applications or type of materials
    • G01N2223/646—Specific applications or type of materials flaws, defects
    • G01N2223/6462—Specific applications or type of materials flaws, defects microdefects
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/26—Electron or ion microscopes
    • H01J2237/28—Scanning microscopes
    • H01J2237/2813—Scanning microscopes characterised by the application
    • H01J2237/2817—Pattern inspection
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L22/00—Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
    • H01L22/10—Measuring as part of the manufacturing process
    • H01L22/12—Measuring as part of the manufacturing process for structural parameters, e.g. thickness, line width, refractive index, temperature, warp, bond strength, defects, optical inspection, electrical measurement of structural dimensions, metallurgic measurement of diffusions

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)

Abstract

本發明揭示用於判定由一電子束使用之一或多個參數以用於一疊對量測的系統、非暫時性電腦可讀媒體及方法。在一些實施例中，該方法包含基於一晶圓堆疊之複數個特性及在該晶圓堆疊上之複數個特徵處偵測到的複數個反向散射電子(BSE)良率而判定用於該晶圓堆疊之該疊對量測的一獲取時間。該方法亦包含基於用於該疊對量測之該獲取時間的優化而判定包括該電子束之一著陸能量的該一或多個參數。

Description

用於埋置特徵之疊對量測的電子束優化
本文中所提供之實施例係關於一種用於優化諸如掃描電子顯微鏡(SEM)操作參數之電子束參數以用於量測埋置特徵且更特定言之用於改良疊對量測效率之系統及方法。
在積體電路(integrated circuit；IC)之製造程序中，檢測未完成或已完成電路組件以確保其等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)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。
為監測裝置製造程序之一或多個步驟，諸如包括例如曝光、抗蝕劑處理、蝕刻、顯影、烘烤等之微影程序，可檢測樣本，諸如由裝置製造程序或本文中所使用之圖案化裝置圖案化之基板，其中可量測樣本之一或多個參數。疊對量測為用於半導體裝置製造之重要的控制度量。檢測可發現圖案缺陷，諸如定位錯誤、失敗連接、失敗分離或未引入粒子。裝置製造程序中使用之基板及圖案化裝置之檢測可幫助改良良率。自該檢測獲得之資訊可用以識別缺陷或調整裝置製造程序。
本公開之實施例提供用於優化SEM操作配方(包括一或多個SEM參數)以用於疊對量測之方法、設備及系統。
在一些實施例中，提供一種用於判定由電子束使用之一或多個參數以用於疊對量測的系統。該系統包含控制器，該控制器包括經組態以使該系統執行以下操作之電路系統：基於晶圓堆疊之複數個特性及在晶圓堆疊上之複數個特徵處偵測到的複數個反向散射電子(BSE)良率而判定用於晶圓堆疊之疊對量測的獲取時間；及基於用於疊對量測之獲取時間的優化而判定包括電子束之著陸能量的一或多個參數。
在一些實施例中，提供一種判定由電子束使用之一或多個參數以用於疊對量測的方法。該方法包含：基於晶圓堆疊之複數個特性及在晶圓堆疊上之複數個特徵處偵測到的複數個反向散射電子(BSE)良率而判定用於晶圓堆疊之疊對量測的獲取時間；及基於用於疊對量測之獲取時間的優化而判定包括電子束之著陸能量的一或多個參數。
在一些實施例中，一種儲存指令集之非暫時性電腦可讀媒體，該指令集可由系統之至少一個處理器執行以使系統執行判定由電子束使用之一或多個參數以用於疊對量測的方法。該方法包含：基於晶圓堆疊之複數個特性及在晶圓堆疊上之複數個特徵處偵測到的複數個反向散射電子(BSE)良率而判定用於晶圓堆疊之疊對量測的獲取時間；及基於用於疊對量測之獲取時間的優化而判定包括電子束之著陸能量的一或多個參數。
在一些實施例中，提供一種用於判定由電子束使用之一或多個參數以用於疊對量測的系統。該系統包含控制器，該控制器包括經組態以使該系統執行以下操作之電路系統：判定在晶圓堆疊上之複數個特徵處偵測到之複數個反向散射電子(BSE)良率，其中BSE良率係由晶圓堆疊之第一組晶圓堆疊參數及第二組材料屬性及電子束參數判定；優化用於晶圓堆疊之疊對量測的獲取時間，該獲取時間係基於第一組晶圓堆疊參數及複數個反向散射電子(BSE)良率而判定；及基於用於疊對量測之經優化獲取時間而判定包括電子束之著陸能量的一或多個參數。
在一些實施例中，一種儲存指令集之非暫時性電腦可讀媒體，該指令集可由系統之至少一個處理器執行以使系統執行判定由電子束使用之一或多個參數以用於疊對量測的方法。該方法包含判定在晶圓堆疊上之複數個特徵處偵測到之複數個反向散射電子(BSE)良率，其中BSE良率係由晶圓堆疊之第一組晶圓堆疊參數及第二組材料屬性及電子束參數判定；優化用於晶圓堆疊之疊對量測的獲取時間，該獲取時間係基於第一組晶圓堆疊參數及複數個反向散射電子(BSE)良率而判定；及基於用於疊對量測之經優化獲取時間而判定包括電子束之著陸能量的一或多個參數。
在一些實施例中，提供一種判定由電子束使用之一或多個參數以用於疊對量測的方法。該方法包含判定在晶圓堆疊上之複數個特徵處偵測到之複數個反向散射電子(BSE)良率，其中BSE良率係由晶圓堆疊之第一組晶圓堆疊參數及第二組材料屬性及電子束參數判定；優化用於晶圓堆疊之疊對量測的獲取時間，該獲取時間係基於第一組晶圓堆疊參數及複數個反向散射電子(BSE)良率而判定；及基於用於疊對量測之經優化獲取時間而判定包括電子束之著陸能量的一或多個參數。
本公開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，在該等圖式中作為說明及實例闡述本發明之某些實施例。
現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。以下描述參看隨附圖式，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之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之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內容背景下進行描述，但本公開不限於此。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同一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，使得更多電路可安裝於基板上。舉例而言，智慧型手機中之IC晶片可與拇指甲一樣小且仍可包括超過20億個電晶體，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、耗時且昂貴之程序。甚至一個步驟中(例如，設計或圖案化中)之錯誤亦有可能導致成品IC中之缺陷，從而使得成品IC無用。因此，製造程序之一個目標為避免此類缺陷以使在程序中製造之功能性IC的數目最大化，亦即，改良程序之總良率。
改良良率之一個組分為監測晶片製造程序，以確保其正生產足夠數目個功能性積體電路。監測程序之一種方式為在晶片電路結構形成之各個階段檢測該等晶片電路結構。可使用掃描電子顯微鏡(SEM)來進行檢測。SEM可用以對此等極小結構進行成像，實際上，拍攝結構之「圖像」。影像可用以判定結構是否適當地形成，且亦判定該結構是否形成於適當位置中。若結構係有缺陷的，則可調整該程序，使得缺陷不大可能再現。缺陷可在半導體處理之各個階段期間產生。埋置特徵為埋置在樣本之表面下的特徵，且可包括層、線特徵、空隙、點或任何其他合適圖案，且可包括在微影圖案化或蝕刻之後的缺陷。因此，儘可能早地準確且高效地檢測埋置特徵且識別潛在缺陷係重要的。
諸如掃描電子顯微鏡(SEM)或透射電子顯微鏡(TEM)之帶電粒子束(例如，電子束(electron beam)或電子束(e-beam))顯微鏡可充當用於檢測IC組件之可行工具。存在用於執行疊對量測之不同技術，包括光學疊對度量衡、X射線疊對度量衡或SEM等。光學度量衡對於最新的小尺度特徵可能並不足夠。基於低電壓SEM之技術在金屬填充及拋光之後可為合適的，但在顯影階段之後並不合適。高電壓SEM可用於埋置或部分埋置特徵之疊對量測。舉例而言，在數十千電子伏特範圍內之著陸能量可使得電子能夠穿透且自埋置數百奈米深之特徵散射回來。然而，找到最優SEM設定，諸如最優著陸能量或最優光束電流，可具有挑戰性。
當前，找到最優SEM參數係基於試誤法，或自經驗得出。然而，此類方法通常導致不良量測品質及低產出量。雖然著陸能量及光束電流對於獲得高產出量係重要的，但尚未明確地瞭解此等參數與對給定堆疊以給定精確度進行疊對量測所需的時間之間的關係。因此，需要諸如自動化方法之方法以獲得用於具有改良效率之經優化疊對量測的SEM配方。
為清楚起見，可誇示圖式中之組件之相對尺寸。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。
圖1繪示符合本公開之一些實施例的例示性電子束檢測(EBI)系統100。EBI系統100可用於成像。如圖1中所展示，EBI系統100包括主腔室101、裝載/鎖定腔室102、電子束工具104以及設備前端模組(EFEM) 106。電子束工具104位於主腔室101內。EFEM 106包括第一裝載埠106a及第二裝載埠106b。EFEM 106可包括額外裝載埠。第一裝載埠106a及第二裝載埠106b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)(晶圓及樣本可互換使用或在本文中統稱為「晶圓」)。一「批次」為可被裝載以作為批量進行處理的複數個晶圓。
EFEM 106中之一或多個機器人臂(圖中未展示)可將晶圓輸送至裝載/鎖定腔室102。裝載/鎖定腔室102連接至裝載/鎖定真空泵系統(圖中未展示)，該真空泵系統移除裝載/鎖定腔室102中之氣體分子以達到低於大氣壓之第一壓力。在達到第一壓力後，一或多個機器人臂(圖中未展示)可將晶圓自裝載/鎖定腔室102輸送至主腔室101。主腔室101連接至主腔室真空泵系統(圖中未展示)，該真空泵系統移除主腔室101中之氣體分子以達到低於第一壓力之第二壓力。在達到第二壓力之後，晶圓經受電子束工具104之檢測。電子束工具104可為單束系統或多束系統。應瞭解，本文中所揭示之系統及方法可應用於單束系統及多束系統兩者。
控制器109以電子方式連接至電子束工具104。控制器109可為經組態以對EBI系統100執行各種控制之電腦。控制器109亦可包括經組態以執行各種信號及影像處理功能或判定或調整EBI系統100之參數設定的處理電路系統。在一些實施例中，控制器109可與EBI系統100分離且獨立於該EBI系統。舉例而言，控制器109可為以通信方式耦接至EBI系統100之電腦。在一些實施例中，雖然控制器109在圖1中被展示為在包括主腔室101、裝載/鎖定腔室102及EFEM 106之結構外部，但應瞭解，控制器109可為該結構之一部分。
在一些實施例中，控制器109可包括一或多個處理器142。處理器可為能夠操縱或處理資訊之通用或特定電子裝置。舉例而言，處理器可包括任何數目個以下各者之任何組合：中央處理單元(或「CPU」)、圖形處理單元(或「GPU」)、光學處理器、可程式化邏輯控制器、微控制器、微處理器、數位信號處理器、智慧財產(IP)核心、可程式化邏輯陣列(PLA)、可程式化陣列邏輯(PAL)、通用陣列邏輯(GAL)、複雜可程式化邏輯裝置(CPLD)、場可程式化閘陣列(FPGA)、系統單晶片(SoC)、特殊應用積體電路(ASIC)，及能夠進行資料處理之任何類型電路。處理器亦可為虛擬處理器，該虛擬處理器包括在經由網路耦接的多個機器或裝置上分佈之一或多個處理器。
在一些實施例中，控制器109可進一步包括一或多個記憶體144。記憶體可為能夠儲存可由處理器存取(例如，經由匯流排)之程式碼及資料的通用或特定電子裝置。舉例而言，記憶體可包括任何數目個以下各者之任何組合：隨機存取記憶體(RAM)、唯讀記憶體(ROM)、光碟、磁碟、硬碟機、固態硬碟、快閃隨身碟、安全數位(SD)卡、記憶棒、緊密型快閃(CF)卡，或任何類型之儲存裝置。程式碼可包括作業系統(OS)及用於特定任務之一或多個應用程式(或「app」)。記憶體亦可為虛擬記憶體，其包括在經由網路耦接的多個機器或裝置上分佈之一或多個記憶體。
現參看圖2，其為繪示符合本公開之一些實施例的包括多束檢測工具之例示性電子束工具104的示意圖，該多束檢測工具為圖1之EBI系統100之部分。多束電子束工具104 (在本文中亦被稱作設備104)包含電子源201、庫侖(Coulomb)孔徑板(或「槍孔徑板」) 271、聚光透鏡210、源轉換單元220、初級投影系統230、機動載物台209及由機動載物台209支撐以固持待檢測之晶圓208的樣本固持器207。多束電子束工具104可進一步包含次級投影系統250及電子偵測裝置240。初級投影系統230可包含接物鏡231。電子偵測裝置240可包含複數個偵測元件241、242及243。光束分離器233及偏轉掃描單元232可定位於初級投影系統230內部。
電子源201、庫侖孔徑板271、聚光透鏡210、源轉換單元220、光束分離器233、偏轉掃描單元232及初級投影系統230可與設備104之主光軸204對準。次級投影系統250及電子偵測裝置240可與設備104之副光軸251對準。
電子源201可包含陰極(圖中未展示)及提取器或陽極(圖中未展示)，其中在操作期間，電子源201經組態以自陰極發射初級電子，且初級電子藉由提取器及/或陽極提取或加速以形成初級電子束202，該初級電子束形成初級光束交越點(虛擬或真實) 203。初級電子束202可視覺化為自初級光束交越點203發射。
源轉換單元220可包含影像形成元件陣列(圖中未展示)、像差補償器陣列(圖中未展示)、光束限制孔徑陣列(圖中未展示)及預彎曲微偏轉器陣列(圖中未展示)。在一些實施例中，預彎曲微偏轉器陣列偏轉初級電子束202之複數個初級細光束211、212、213以正交地進入光束限制孔徑陣列、影像形成元件陣列及像差補償器陣列。在一些實施例中，聚光透鏡210經設計以將初級電子束202聚焦成為平行光束且正入射至源轉換單元220上。影像形成元件陣列可包含複數個微偏轉器或微透鏡以影響初級電子束202之複數個初級細光束211、212、213且形成初級光束交越點203之複數個平行影像(虛擬或真實)，初級細光束211、212及213中之各者一個影像。在一些實施例中，像差補償器陣列可包含場彎曲補償器陣列(圖中未展示)及像散補償器陣列(圖中未展示)。場彎曲補償器陣列可包含複數個微透鏡以補償初級細光束211、212及213之場彎曲像差。像散補償器陣列可包含複數個微像差補償器以補償初級細光束211、212及213之像散像差。光束限制孔徑陣列可經組態以限制個別初級細光束211、212及213之直徑。圖2展示三個初級細光束211、212及213作為一實例，且應瞭解，源轉換單元220可經組態以形成任何數目個初級細光束。控制器109可連接至圖1之EBI系統100之各種部件，諸如源轉換單元220、電子偵測裝置240、初級投影系統230或機動載物台209。在一些實施例中，如下文進一步詳細地解釋，控制器109可執行各種影像及信號處理功能。控制器109亦可產生各種控制信號以控制帶電粒子束檢測系統之一或多個組件的操作。
聚光透鏡210經組態以聚焦初級電子束202。聚光透鏡210可經進一步組態以藉由改變聚光透鏡210之聚焦倍率來調整源轉換單元220下游的初級細光束211、212及213之電流。替代地，可藉由更改光束限制孔徑陣列內對應於個別初級細光束之光束限制孔徑之徑向大小來改變電流。可藉由更改光束限制孔徑之徑向大小及聚光透鏡210之聚焦倍率兩者來改變電流。聚光透鏡210可為可經組態以使得其第一主平面之位置可移動之一可調整聚光透鏡。可調整聚光透鏡可經組態為磁性的，此可造成離軸細光束212及213以旋轉角度照明源轉換單元220。旋轉角度隨著可調整聚光透鏡之聚焦倍率或第一主平面之位置而改變。聚光透鏡210可為一反旋轉聚光透鏡，其可經組態以在改變聚光透鏡210之聚焦倍率時保持旋轉角度不變。在一些實施例中，聚光透鏡210可為一可調整的反旋轉聚光透鏡，其中當該聚光透鏡之聚焦倍率及其第一主平面之位置變化時，旋轉角度並不改變。
接物鏡231可經組態以將細光束211、212及213聚焦至晶圓208上用於檢測，且在當前實施例中可在晶圓208之表面上形成三個探測光點221、222及223。庫侖孔徑板271在操作中經組態以阻擋初級電子束202之周邊電子以減少庫侖效應。庫侖效應可放大初級細光束211、212、213之探測光點221、222及223中之各者的大小，且因此降低檢測解析度。
光束分離器233可例如為一韋恩(Wien)濾光器，其包含產生一靜電偶極子場及一磁偶極子場(圖2中未展示)之一靜電偏轉器。在操作中，光束分離器233可經組態以藉由靜電偶極子場對初級細光束211、212及213之個別電子施加一靜電力。靜電力與由光束分離器233之磁偶極子場對個別電子施加之磁力量值相等但方向相反。初級細光束211、212及213可因此以至少實質上零偏轉角至少實質上筆直地通過光束分離器233。
偏轉掃描單元232在操作中經組態以偏轉初級細光束211、212及213，以使探測光點221、222及223在晶圓208之表面之區段中的個別掃描區域上掃描。回應於初級細光束211、212及213或探測光點221、222及223入射於晶圓208上，電子自晶圓208出現且產生三個次級電子束261、262及263。次級電子束261、262及263中之各者通常包含次級電子(具有≤50 eV之電子能量)及反向散射電子(具有介於50 eV與初級細光束211、212及213之著陸能量之間的電子能量)。光束分離器233經組態以使次級電子束261、262及263朝向次級投影系統250偏轉。次級投影系統250隨後將次級電子束261、262及263聚焦至電子偵測裝置240之偵測元件241、242及243上。偵測元件241、242及243經配置以偵測對應的次級電子束261、262及263且產生對應信號(例如，電壓、電流或其類似者)，該等信號經發送至控制器109或信號處理系統(圖中未展示)，例如以重建構晶圓208之表面區域上或下方的對應經掃描區域之影像。
在一些實施例中，偵測元件241、242及243分別偵測對應次級電子束261、262及263，且產生對應強度信號輸出(例如，電壓、電流或其類似者)至控制器109。在一些實施例中，各偵測元件241、242及243可包含一或多個像素。偵測元件之強度信號輸出可為由偵測元件內之所有像素產生之信號的總和。
在一些實施例中，當初級電子束202之電子投影至晶圓208之表面上(例如，探測光點221、222及223)時，初級電子束202之電子可穿透晶圓208之表面某一深度，與晶圓208之粒子或晶圓208之表面下的埋置特徵之粒子相互作用。初級電子束202之一些電子可與晶圓208之材料或埋置特徵彈性地相互作用(例如，以彈性散射或碰撞之形式)，且可反射或反衝出晶圓208之表面。彈性相互作用保存相互作用之主體(例如，初級電子束202之電子)之總動能，其中相互作用主體之動能不轉換為其他形式之能量(例如，熱能、電磁能或其類似者)。自彈性相互作用產生之此類反射電子可被稱作反向散射電子(BSE)。初級電子束202之一些電子可與晶圓208之材料或埋置特徵非彈性地相互作用(例如，以非彈性散射或碰撞之形式)。非彈性相互作用不保存相互作用之主體之總動能，其中相互作用主體之動能中之一些或全部轉換為其他形式之能量。舉例而言，經由非彈性相互作用，初級電子束202之一些電子之動能可造成材料原子之電子激勵及躍遷。此類非彈性相互作用亦可產生射出晶圓208之表面之電子，該等電子可被稱作次級電子(SE)。BSE及SE之良率或發射率取決於例如受檢測材料以及初級電子束202之電子著陸在材料之表面上的著陸能量等等。初級電子束202之電子之能量可部分地由其加速電壓(例如，在圖2中之帶電粒子源201之陽極與陰極之間的加速電壓)賦予。BSE及SE之數量可比初級電子束202之注入電子更多或更少(或甚至相同)。
如圖2中所展示，電子束優化系統199 (或「系統199」)可由系統104提供或以通信方式耦接至該系統。舉例而言，系統199可包括以通信方式彼此耦接之優化模型產生器200、儲存器130、輸入參數獲取器160 (或「輸入獲取器160」)、輸出產生器162及控制器109。在一些實施例中，優化模型產生器200、儲存器130、輸入獲取器160或輸出產生器162可整合為控制器109或系統199之模組，或包括可實施於控制器109或系統199中之組件。在一些實施例中，系統199或控制器109可獲得如本文中所揭示之一或多個輸入參數，包括但不限於晶圓堆疊之參數、SEM之參數設定或與疊對精確度相關之參數。在一些實施例中，系統199或控制器109可產生或控制設備104之一或多個參數，諸如可用於獲得如本文中所揭示之用於疊對量測之經優化獲取時間的初級光束之著陸能量或初級光束之電流。
優化模型產生器200可包含一或多個處理器。舉例而言，優化模型產生器200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。優化模型產生器200可經由媒體以通信方式耦接至設備104，該媒體諸如為電導體、光纖纜線、攜帶型儲存媒體、IR、藍芽、網際網路、無線網路、無線電等等或其組合。優化模型產生器200可產生可用以優化SEM參數以用於對晶圓208上之各種埋置特徵進行疊對量測的一或多個模型。在一些實施例中，所產生模型對應於晶圓208之不同類型的埋置特徵。所產生模型可儲存於儲存器130中。在一些實施例中，優化模型產生器200可經組態以回應於使用者選擇或經由自動選擇而提供適合於目標埋置特徵(例如，晶圓208上之埋置光柵(例如，圖4))的模型。
在一些實施例中，控制器109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之分佈。在偵測時間窗期間所收集之電子分佈資料與入射於晶圓表面上之初級細光束211、212及213中之各者的對應掃描路徑資料組合可用以重建構受檢測晶圓結構之影像。經重建構影像可用以展現晶圓208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。
輸入獲取器160或輸出產生器162可包含一或多個處理器。舉例而言，輸入獲取器160或輸出產生器162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。輸入參數獲取器160或輸出產生器162可經由媒體以通信方式耦接至設備104或系統100之一或多個組件，該媒體諸如為電導體、光纖纜線、攜帶型儲存媒體、IR、藍芽、網際網路、無線網路、無線電或其組合。在一些實施例中，輸入參數獲取器160可接收關於如參看圖4所論述之一或多個輸入參數的資訊。在一些實施例中，輸出產生器162可產生輸出SEM配方作為至設備104之輸入參數，該配方包括一或多個SEM參數，諸如初級光束著陸能量、初級光束電流。
儲存器130可為儲存媒體，諸如硬碟、隨機存取記憶體(RAM)、雲端儲存器、其他類型之電腦可讀記憶體及其類似者。儲存器130可與優化模型產生器200、輸入獲取器160或輸出產生器162耦接，且可用於保存所產生模型、用於產生模型之各種參數及用於判定輸出SEM配方之參數，諸如晶圓堆疊參數及SEM參數，諸如本文中所揭示之硬體設定。
在一些實施例中，控制器109可以電子方式連接至電子束工具104。如本文中所揭示，控制器109可為經組態以執行電子束工具104之各種控制的電腦。在一些實施例中，優化模型產生器200、輸入獲取器160、輸出產生器162、儲存器130及控制器109可一起整合為一個控制單元。
儘管圖2展示電子束工具104使用三個初級電子束，但應瞭解，電子束工具104可使用任何合適數目個初級電子束。本公開不限制用於電子束工具104中之初級電子束之數目。與單帶電粒子束成像系統(「單束系統」)相比較，多帶電粒子束成像系統(「多束系統」)可經設計以優化不同掃描模式之產出量。本公開之實施例提供一種多束系統，該多束系統具有藉由使用具有適於不同產出量及解析度要求之不同幾何形狀的光束陣列來優化不同掃描模式之產出量的能力。
圖3為符合本公開之一些實施例的用於執行經優化疊對量測之範例性系統300的方塊圖。在一些實施例中，系統300包括輸入參數獲取器310、經組態以產生由SEM參數優化器320使用之模型307的模型產生器305、用於輸出經優化SEM配方之SEM參數(例如，經優化著陸能量、經優化光束電流等)的輸出參數產生器330。
應瞭解，系統300可包括經整合為帶電粒子束檢測系統(例如，圖1之電子束檢測系統100)之部分的一或多個組件或模組。系統300亦可包括與帶電粒子束檢測系統分離且以通信方式耦接至該帶電粒子束檢測系統的一或多個組件或模組。系統300可包含一或多個處理器及儲存記憶體。舉例而言，系統300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。在一些實施例中，系統300可包括可實施於如本文中所揭示之控制器109或系統199中的一或多個組件，例如軟體模組、硬體模組或其組合。
在一些實施例中，如圖3中所展示，系統300包括輸入參數獲取器310。輸入參數獲取器310可經組態以獲得待由系統300處理之輸入參數，例如晶圓堆疊參數、SEM參數或預定優化設定，如圖5A中所展示。在一些實施例中，輸入參數獲取器310可實質上與圖2中之輸入獲取器160類似。在一些實施例中，輸入參數獲取器310可不同於輸入獲取器160。舉例而言，輸入參數獲取器310可包括於與帶電粒子束檢測系統分離之計算裝置中或實施於該計算裝置中。
在一些實施例中，系統300可包括模型產生器305，該模型產生器經組態以產生待由SEM參數優化器320使用之一或多個模型307以用於根據晶圓中之各種特徵來判定經優化SEM配方。在一些實施例中，模型產生器305產生模型307以用於提供諸如著陸能量或光束電流之SEM參數，從而最小化疊對量測所需之量測時間以維持某一精確度。在一些實施例中，模型產生器305可使用最小平方回歸分析將來自晶圓上之不同位置之疊對量測的所收集資料點(例如，BSE良率，且含有信號及雜訊兩者)擬合至真實模型(例如，無雜訊)。可計算不確定度，且不確定度之標準偏差可用於判定在某一疊對精確度下之經優化獲取時間。在某一疊對精確度下之經優化獲取時間可用於判定相關SEM參數，諸如著陸能量。在一些實施例中，所產生模型307可包括分析模型或蒙特卡羅(Monte Carlo)模型或任何其他合適類型之模型。
在一些實施例中，SEM參數優化器320應用適合於受量測埋置特徵的模型，且輸出參數產生器330產生包括諸如最優光束著陸能量或光束電流之輸出參數的經優化SEM配方以獲得經優化獲取時間。控制器109可應用經優化SEM參數以調整初級光束著陸能量、光束電流，以用於高效疊對量測。
現參看圖4，其為繪示符合本公開之一些實施例的用於疊對量測之SEM參數優化之程序400的示意圖。SEM參數之程序可由系統300、系統100或設備104之一或多個組件執行。在一些實施例中，輸入參數402包括晶圓堆疊參數410，諸如晶圓堆疊中之材料的密度、原子數。在一些實施例中，所獲得輸入參數包括特徵幾何形狀或尺寸，諸如晶圓堆疊中之特徵的深度、橫向尺寸、高度、間距或距離。在一些實施例中，特徵幾何形狀可包括形成於晶圓上之不同層上之各種特徵(包括埋置特徵)的特性資訊(例如，形狀、尺寸等)。舉例而言，特徵可包括與製造於晶圓上之各種結構、裝置及系統相關聯的資訊，該等結構、裝置及系統包括但不限於基板、摻雜區、多晶矽閘極(poly-gate)層、電阻層、介電層、金屬層、電晶體、處理器、記憶體、金屬連接件、接點、通孔、線、光柵、系統單晶片(SoC)、網路單晶片(NoC)或任何其他合適結構。
在一些實施例中，輸入參數402進一步包括SEM參數420，諸如光點大小與光束電流之間的關係，或光點大小與光束著陸能量之間的關係。在一些實施例中，SEM參數420亦可包括偵測器效率與光束電流之間的關係，或偵測器效率與光束著陸能量之間的關係。在一些實施例中，此等SEM參數420可與SEM之硬體設定相關。在一些實施例中，輸入參數402亦包括優化目標430，諸如預定疊對精確度。
在一些實施例中，模型產生器305基於輸入參數400產生模型440。模型440係與給定晶圓堆疊之對比度雜訊比與光束著陸能量之間的關係相關。模型440亦用於根據某些SEM參數且在某一疊對精確度下優化給定晶圓堆疊之獲取時間。
在一些實施例中，輸出參數產生器330產生經優化SEM配方以提供最少或經優化獲取時間用於高效疊對量測，該配方包括經優化SEM參數，諸如初級光束著陸能量、初級光束電流。
在一些實施例中，藉由自該量測收集包括信號及雜訊兩者之資料點且使用最小平方回歸分析擬合該等資料點與真實模型(無雜訊)來獲得模型。擬合程序可輸出擬合參數(例如，輸出參數)及不確定度。在一些實施例中，不確定度在共變數矩陣Q中表達為模型對資料的最小平方擬合之輸出： 其中 J為模型之捷可比(Jacobian)矩陣，且 C為相關矩陣。
在一些實施例中，假定執行N個像素之線掃描且疊對(OV)係模型(M)參數，且模型產生器305可將捷可比矩陣 J應用為： 在一些實施例中，亦假定共變數矩陣 C為對角矩陣且含有樣本雜訊。各像素處之反向散射(BSE)良率變異數可等於平均良率，諸如柏松(Poisson)雜訊。在一些實施例中，高斯(Gaussian)雜訊可用於程序。在一些實施例中，模型產生器305可將共變數矩陣 C應用為： 捷可比矩陣 J中之向量可如下獲得： 在一些實施例中，純量 Q展示為： 在一些實施例中，模型M係每像素初級電子之數目( epx)及局部BSE良率( η)之函數： 且 Q可表達為： 標準偏差為 Q之平方根，其展示為：
在一些實施例中，以上公式可用以使每像素初級電子之數目( epx)、信號( N個像素之總和)與疊對精確度( σ)相關。在一些實施例中，基於每像素初級電子之數目( epx)可獲得獲取時間。
現參看圖5A，其為繪示符合本公開之一些實施例的包括底層504中之埋置光柵508 (或埋線)的晶圓500之截面圖的示意圖。在一些實施例中，晶圓500包括基板502 (例如，Si基板)、形成於基板502上之底層氧化物層504 (例如，SiO 2層)及安置於氧化物層504上之層506 (例如，PMMA層)。在一些實施例中，晶圓500中包括諸如埋置光柵508之複數個埋置特徵。舉例而言，埋置特徵可具有包括對應於鄰接線之間的間距之間距(P)、各別特徵之寬度(W) (例如，間距值之一半)及各別特徵之高度(H)的尺寸。在一些實施例中，η 1及η 2對應於在晶圓上不同位置處量測之良率值。舉例而言，如圖5A中所展示，η 1對應於自注入通過埋置光柵508之初級電子束202產生的BSE之良率值，且η 2對應於自並未穿過埋置光柵508之初級電子束202產生的BSE之良率值。因此，包括信號及雜訊之資料點可在晶圓502上之不同位置處自複數個量測獲得，以用於擬合及產生用於優化疊對量測之模型(例如，圖3之模型307，或圖4之模型440)，如本文中所論述。
在一些實施例中，模型可與圖4之模型440中的對比度雜訊比相關，且基於由諸如圖5A中所展示之埋置光柵508的埋置特徵提供之BSE信號而產生。在一些實施例中，模型可為分析型模型或蒙特卡羅(Monte Carlo)模型。與傳統蒙特卡羅模擬相比，基於與對比度雜訊比有關之反向散射電子良率(η)之分析型模型可更高效且在計算上要求較小。在獲得模型之後，光束著陸能量可經優化以用於改良對比度雜訊比，此係因為較高對比度雜訊比可造成較短獲取時間。
在一些實施例中，模型可與圖4之模型440中之獲取時間相關，且基於埋置光柵508之經量測定位與埋置光柵之參考定位之間的誤差而產生。在一些實施例中，在給出某些特徵尺寸(例如，圖5A中之P、W或H)之情況下，可藉由基於造成每時間單位更多信號之高電流與降低對比度雜訊比(在較長獲取時間之情況下)之較大光點大小之間的平衡點之優化而判定光束電流。
在一些實施例中，在假定偵測器效率( η det )獨立於光束電流及能量且光點大小取決於光束電流之情況下，用於優化如圖5A中所展示之埋置光柵/線特徵的疊對量測之SEM參數的模型可如下獲得： 其中 t為對應於在多線上獲取光柵週期之足夠信號所需之時間的獲取時間(或探測時間)； I opt ≈ 0.090958 P 1.84229為以nA之單位且具有100 nA之最大值的最優光束電流； P為如圖5A中所展示之埋置光柵的間距且以nm為單位； std(x)為例如對應於某一疊對精確度之標準偏差，其等於0.1/3(以nm為單位)，其對應於疊對精確度誤差； η det 為等於0.51之偵測器效率； ≈ 0.56121 I 0.54280，其中光點大小之標準偏差 以nm為單位；且最優光束電流 以nA為單位； η 1 及 η 2 為基於SEM信號的良率值；且掃描線經假定為彼此獨立。在一些實施例中， 為歸因於偵測器效率及有限光點大小之產出量減小因數。在一些實施例中， 為雜訊與對比度度量，且可用於判定經優化著陸能量。
圖5B為繪示符合本公開之一些實施例的展示具有穿過晶圓上之特徵之不同著陸能量的電子束之截面圖的示意圖。在一些實施例中，例如電子束552、554或556之電子束在其穿透晶圓堆疊時加寬。在某一深度層級處之圖案(例如，特徵、線等)接收具有較低著陸能量之較寬光束，諸如圖5B中之光束552，及具有較高著陸能量之較窄光束，諸如圖5B中之光束556。當電子束掃描遍及圖案時，光束寬度可足夠窄(例如，具有足夠高之著陸能量)從而以足夠精確度單獨地掃描所有圖案。因此，將光束置於圖案上方或圖案之間將造成BSE良率之較大差異，從而造成顯著的對比度雜訊比(例如，對比度)。
在一些實施例中，較低著陸能量將產生較寬光束，例如，光束552，該光束甚至在置放於特徵之間的空間上方時，偵測器可接收由自鄰近線特徵508散射回而產生的BSE。在一些實施例中，當將光束置放於線特徵上方時，BSE亦包括自特徵之間的空間散射之彼等。因此，低著陸能量光束552造成對比度之總體降低。
在一些實施例中，具有過高著陸能量之電子束556可產生如圖5B中所展示之較窄光束，該光束可具有更容易穿透通過圖案之電子，此亦可減少對比度。因此，需要具有最優著陸能量以在檢測晶圓堆疊中之特徵時具有改良之對比度及較短獲取時間。
在一些實施例中，找到最優著陸能量可藉由獲取自具有不同著陸能量之電子束獲得的影像且選擇給出最佳對比度與雜訊比之影像來執行。本文中所論述之模型可用於估計更可能產生較佳對比度之最優著陸能量。
使用本文中所論述之模型，可針對給定晶圓堆疊(例如，具有某些幾何形狀及材料)及某些SEM硬體參數(例如，光束點大小、偵測器效率)最大化高壓SEM之產出量。圖6A為繪示符合本公開之一些實施例的一實例之示意圖，該實例基於圖5中之埋置光柵的模型展示最優光束電流(nA)與某些間距值(nm)之間的關係。圖6B為繪示符合本公開之一些實施例的可藉由選擇某一晶圓堆疊之最優著陸能量而達成的產出量增益之實例的示意圖。舉例而言，如圖5中所展示，若堆疊中之間距P為50 nm且埋置光柵處於如圖6B中所展示之表面下方350 nm處(例如，分離度)，則在30 keV處探測時間 t比在約50 keV之最優著陸能量下的探測時間 t慢約10倍。在一些實施例中，模型可具有對應於其他類型之埋置特徵的各種合適格式。
在一些實施例中，本文中所論述之系統，諸如系統300、系統100或設備104，可建構具有依據電子束參數(例如著陸能量、感測器參數)而變化之電子束屬性(例如，反向散射效率)的材料庫。在一些實施例中，系統可校準用於電子束影像預測之通用啟發式或機器學習模型。系統可使用經校準模型來預測給定晶圓構形之電子束影像。該系統亦可推薦某些應用，諸如高效疊對量測的最優參數之區。
在一些實施例中，第一原理模型Y可用以基於檢測FOV而預測晶圓中之位置的良率： η(x,y) = Y (晶圓堆疊(包括材料)、著陸能量、感測器及其他電子束參數)
在一些實施例中，模型Y可進一步以具有包括 f()及 g()之兩種功能的以下形式調配： η(x,y) = f(晶圓堆疊(包括材料)、 g(材料、著陸能量、感測器及其他電子束參數))， 其中 g()係關於材料屬性及電子束屬性兩者，類似於依據波長而變化的光學屬性n及k。在一些實施例中，函數 g()為堆疊非相依的。在一些實施例中，函數 g()比函數 f()更計算密集。在一些實施例中，可預計算函數 g()且將其儲存於材料庫中。在疊對檢測期間，可自材料庫擷取函數 g()，使得用於對比度預測之周轉時間可與與受檢測晶圓堆疊相關聯的函數 f()之計算相關。在一些實施例中，函數 f()及 g()可為啟發式的，藉由所捕獲真實影像或經由第一原理模擬而訓練。在一些實施例中，用於函數 f()之晶圓堆疊參數可包括如針對晶圓堆疊參數410所論述之一或多個參數。在一些實施例中，函數 g()之電子束參數包括本文中所論述之一或多個電子束特性，諸如SEM參數420、優化目標430或與系統300、系統100或設備104相關聯之任何其他合適的電子束參數。
圖7為表示根據本公開之一些實施例的用於判定由電子束使用之一或多個參數(諸如經優化SEM參數)以用於疊對量測之範例性方法700的程序流程圖。在一些實施例中，一或多個步驟係由圖3中之系統300、圖2中之控制器109、系統199或設備104或圖1中之系統100的一或多個組件執行。
如圖7中所展示，在步驟710中，判定獲取時間以用於晶圓堆疊之疊對量測。在一些實施例中，使用圖3之模型307或圖4之模型440來表達獲取時間。在一些實施例中，獲取時間係基於晶圓堆疊410之複數個特性，諸如晶圓堆疊中之材料的密度或原子數而判定。在一些實施例中，獲取時間係基於晶圓堆疊410之複數個特性而判定，該複數個特性包括形成於晶圓堆疊上之複數個特徵的幾何形狀(例如，光柵)或尺寸(例如，間距)。舉例而言，如圖5中所展示，複數個特徵包括複數個埋置線特徵。在一些實施例中，獲取時間亦係基於在晶圓堆疊上之複數個特徵處偵測到之複數個BSE良率而判定。可獲得BSE良率，其依據著陸能量而變化。
在一些實施例中，獲取時間係基於對應於光點大小與光束電流之間的關係或光點大小與光束著陸能量之間的關係的一或多個SEM硬體參數420之調整而進一步判定。在一些實施例中，SEM硬體參數420之調整亦可對應於偵測器效率與光束電流之間的關係，或偵測器效率與光束著陸能量之間的關係。在一些實施例中，獲取時間亦基於疊對規格，諸如疊對精確度而判定。
在步驟720中，基於用於疊對量測之獲取時間的優化而判定包括電子束之最優著陸能量的一或多個參數(例如，圖6B)。在一些實施例中，亦可基於用於疊對量測之獲取時間的優化而判定包括電子束之最優光束電流的一或多個參數。
可提供一種儲存指令之非暫時性電腦可讀媒體，該等指令供控制器(例如，圖1至圖2之控制器109)之處理器尤其進行影像檢測、影像獲取、載物台定位、光束聚焦、電場調整、光束彎曲、聚光透鏡調整、激活帶電粒子源、光束偏轉，以及用於處理諸如上文關於方法700所描述之參考資料。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實施例： 1.          一種用於判定由電子束使用之一或多個參數以用於疊對量測的系統，該系統包含： 控制器，其包括經組態以使系統執行以下操作之電路系統： 基於晶圓堆疊之複數個特性及在晶圓堆疊上之複數個特徵處偵測到的複數個反向散射電子(BSE)良率而判定用於晶圓堆疊之疊對量測的獲取時間；及 基於用於疊對量測之獲取時間的優化而判定包括電子束之著陸能量的一或多個參數。 2.          如條項1之系統，其中晶圓堆疊之複數個特性包含晶圓堆疊中之材料的密度或原子數。 3.          如條項1至2中任一項之系統，其中晶圓堆疊之複數個特性包含晶圓堆疊上之複數個特徵的幾何形狀或尺寸。 4.          如條項3之系統，其中複數個特徵包括埋置線特徵之集合，且其中埋置線特徵之尺寸包括間距。 5.          如條項1至4中任一項之系統，其中獲取時間係基於與電子束之光點大小相關的一或多個硬體參數而進一步判定。 6.          如條項1至5中任一項之系統，其中獲取時間係基於與偵測器效率相關的一或多個硬體參數而進一步判定。 7.          如條項1至6中任一項之系統，其中獲取時間係基於疊對規格而進一步判定。 8.          如條項1至7中任一項之系統，其中控制器包括經組態以使該系統進一步執行以下操作之電路系統： 基於用於疊對量測之獲取時間的優化而判定包括電子束之光束電流的一或多個參數。 9.          如條項1至8中任一項之系統，其中判定用於疊對量測之獲取時間進一步包含： 使用最小平方回歸分析擬合晶圓堆疊上之複數個特徵的信號量測；及 基於標準偏差而優化用於疊對量測之獲取時間。 10.       一種儲存指令集之非暫時性電腦可讀媒體，該指令集可由系統之至少一個處理器執行以使系統執行判定由電子束使用之一或多個參數以用於疊對量測的方法，該方法包含： 基於晶圓堆疊之複數個特性及在晶圓堆疊上之複數個特徵處偵測到的複數個反向散射電子(BSE)良率而判定用於晶圓堆疊之疊對量測的獲取時間；及 基於用於疊對量測之獲取時間的優化而判定包括電子束之著陸能量的一或多個參數。 11.       如條項10之非暫時性電腦可讀媒體，其中晶圓堆疊之複數個特性包含晶圓堆疊中之材料的密度或原子數。 12.       如條項10至11中任一項之非暫時性電腦可讀媒體，其中晶圓堆疊之複數個特性包含晶圓堆疊上之複數個特徵的幾何形狀或尺寸。 13.       如條項12之非暫時性電腦可讀媒體，其中複數個特徵包括埋置線特徵之集合，且其中埋置線特徵之尺寸包括間距。 14.       如條項10至13中任一項之非暫時性電腦可讀媒體，其中獲取時間係基於與電子束之光點大小相關的一或多個硬體參數而進一步判定。 15.       如條項10至14中任一項之非暫時性電腦可讀媒體，其中獲取時間係基於與偵測器效率相關之一或多個硬體參數而進一步判定。 16.       如條項10至15中任一項之非暫時性電腦可讀媒體，其中獲取時間係基於疊對規格而進一步判定。 17.       如條項10至16中任一項之非暫時性電腦可讀媒體，其中控制器包括經組態以使系統進一步執行以下操作之電路系統： 基於用於疊對量測之獲取時間的優化而判定包括電子束之光束電流的一或多個參數。 18.       如條項10至17中任一項之非暫時性電腦可讀媒體，其中判定用於疊對量測之獲取時間進一步包含： 使用最小平方回歸分析擬合晶圓堆疊上之複數個特徵的信號量測；及 基於標準偏差而優化用於疊對量測之獲取時間。 19.       一種判定由電子束使用之一或多個參數以用於疊對量測的方法，該方法包含： 基於晶圓堆疊之複數個特性及在晶圓堆疊上之複數個特徵處偵測到的複數個反向散射電子(BSE)良率而判定用於晶圓堆疊之疊對量測的獲取時間；及 基於用於疊對量測之獲取時間的優化而判定包括電子束之著陸能量的一或多個參數。 20.       如條項19之方法，其中晶圓堆疊之複數個特性包含晶圓堆疊中之材料的密度或原子數。 21.       如條項19至21中任一項之方法，其中晶圓堆疊之複數個特性包含晶圓堆疊上之複數個特徵的幾何形狀或尺寸。 22.       如條項21之方法，其中複數個特徵包括埋置線特徵之集合，且其中埋置線特徵之尺寸包括間距。 23.       如條項19至22中任一項之方法，其中獲取時間係基於與電子束之光點大小相關的一或多個硬體參數而進一步判定。 24.       如條項19至23中任一項之方法，其中獲取時間係基於與偵測器效率相關之一或多個硬體參數而進一步判定。 25.       如條項19至24中任一項之方法，其中獲取時間係基於疊對規格而進一步判定。 26.       如條項19至25中任一項之方法，其進一步包含： 基於用於疊對量測之獲取時間的優化而判定包括電子束之光束電流的一或多個參數。 27.       如條項19至26中任一項之方法，其中判定用於疊對量測之獲取時間進一步包含： 使用最小平方回歸分析擬合晶圓堆疊上之複數個特徵的信號量測；及 基於標準偏差而優化用於疊對量測之獲取時間。 28.       一種用於判定由電子束使用之一或多個參數以用於疊對量測的系統，其包含： 控制器，其包括經組態以使系統執行以下操作之電路系統： 判定在晶圓堆疊上之複數個特徵處偵測到之複數個反向散射電子(BSE)良率，其中BSE良率係由晶圓堆疊之第一組晶圓堆疊參數及第二組材料屬性及電子束參數判定； 優化用於晶圓堆疊之疊對量測的獲取時間，該獲取時間係基於第一組晶圓堆疊參數及複數個反向散射電子(BSE)良率而判定；及 基於用於疊對量測之經優化獲取時間而判定包括電子束之著陸能量的一或多個參數。 29.       如條項28之系統，其中第二組材料屬性及電子束參數係由啟發式模型預定且預儲存於材料庫中以用於在疊對量測期間擷取。 30.       如條項28至29中任一項之系統，其中第二組材料屬性及電子束參數係由機器學習模型預定，該機器學習模型係基於由對應電子束參數及材料屬性獲得之電子束影像而訓練，第二組材料屬性及電子束參數預儲存於材料庫中以用於在疊對量測期間擷取。 31.       如條項28至30中任一項之系統，其中第二組材料屬性及電子束參數包含著陸能量、電子束之光點大小或偵測器效率。 32.       如條項28至31中任一項之系統，其中第一組晶圓堆疊參數包含晶圓堆疊中之材料的密度或原子數，或晶圓堆疊上之複數個特徵的幾何形狀或尺寸。 33.       如條項32之系統，其中複數個特徵包括埋置線特徵之集合，且其中埋置線特徵之尺寸包括間距。 34.       一種儲存指令集之非暫時性電腦可讀媒體，該指令集可由系統之至少一個處理器執行以使系統執行判定由電子束使用之一或多個參數以用於疊對量測的方法，該方法包含： 判定在晶圓堆疊上之複數個特徵處偵測到之複數個反向散射電子(BSE)良率，其中BSE良率係由晶圓堆疊之第一組晶圓堆疊參數及第二組材料屬性及電子束參數判定； 優化用於晶圓堆疊之疊對量測的獲取時間，該獲取時間係基於第一組晶圓堆疊參數及複數個反向散射電子(BSE)良率而判定；及 基於用於疊對量測之經優化獲取時間而判定包括電子束之著陸能量的一或多個參數。 35.       如條項34之非暫時性電腦可讀媒體，其中第二組材料屬性及電子束參數係由啟發式模型預定且預儲存於材料庫中以用於在疊對量測期間擷取。 36.       如條項34至35中任一項之非暫時性電腦可讀媒體，其中第二組材料屬性及電子束參數係由機器學習模型預定，該機器學習模型係基於由對應電子束參數及材料屬性獲得之電子束影像而訓練，第二組材料屬性及電子束參數預儲存於材料庫中以用於在疊對量測期間擷取。 37.       如條項34至36中任一項之非暫時性電腦可讀媒體，其中第二組材料屬性及電子束參數包含著陸能量、電子束之光點大小或偵測器效率。 38.       如條項34至37中任一項之非暫時性電腦可讀媒體，其中第一組晶圓堆疊參數包含晶圓堆疊中之材料的密度或原子數，或晶圓堆疊上之複數個特徵的幾何形狀或尺寸。 39.       如條項38之非暫時性電腦可讀媒體，其中複數個特徵包括埋置線特徵之集合，且其中埋置線特徵之尺寸包括間距。 40.       一種判定由電子束使用之一或多個參數以用於疊對量測的方法，該方法包含： 判定在晶圓堆疊上之複數個特徵處偵測到之複數個反向散射電子(BSE)良率，其中BSE良率係由晶圓堆疊之第一組晶圓堆疊參數及第二組材料屬性及電子束參數判定； 優化用於晶圓堆疊之疊對量測的獲取時間，該獲取時間係基於第一組晶圓堆疊參數及複數個反向散射電子(BSE)良率而判定；及 基於用於疊對量測之經優化獲取時間而判定包括電子束之著陸能量的一或多個參數。 41.       如條項40之方法，其中第二組材料屬性及電子束參數係由啟發式模型預定且預儲存於材料庫中以用於在疊對量測期間擷取。 42.       如條項40至41中任一項之方法，其中第二組材料屬性及電子束參數之係由機器學習模型預定，該機器學習模型係基於由對應電子束參數及材料屬性獲得之電子束影像而訓練，第二組材料屬性及電子束參數預儲存於材料庫中以用於在疊對量測期間擷取。 43.       如條項40至42中任一項之方法，其中第二組材料屬性及電子束參數包含著陸能量、電子束之光點大小或偵測器效率。 44.       如條項40至43中任一項之方法，其中第一組晶圓堆疊參數包含晶圓堆疊中之材料的密度或原子數，或晶圓堆疊上之複數個特徵的幾何形狀或尺寸。 45.       如條項44之方法，其中複數個特徵包括埋置線特徵之集合，且其中埋置線特徵之尺寸包括間距。
應瞭解，本公開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，且可在不脫離本公開之範圍的情況下作出各種修改及改變。本公開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圍及精神由以下申請專利範圍指示。
以上描述意欲為說明性，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明之申請專利範圍之範圍的情況下如所描述進行修改。
100:電子束檢測(EBI)系統 101:主腔室 102:裝載/鎖定腔室 104:多束電子束工具/設備 106:設備前端模組(EFEM) 106a:第一裝載埠 106b:第二裝載埠 109:控制器 130:儲存器 142:處理器 144:記憶體 160:輸入參數獲取器 162:輸出產生器 199:電子束優化系統 200:優化模型產生器 201:電子源 202:初級電子束 203:初級光束交越點(虛擬或真實) 204:主光軸 207:樣本固持器 208:晶圓 209:機動載物台 210:聚光透鏡 211:初級細光束 212:初級細光束/離軸細光束 213:初級細光束/離軸細光束 220:源轉換單元 221:探測光點 222:探測光點 223:探測光點 230:初級投影系統 231:接物鏡 232:偏轉掃描單元 233:光束分離器 240:電子偵測裝置 241:偵測元件 242:偵測元件 243:偵測元件 250:次級投影系統 251:副光軸 261:次級電子束 262:次級電子束 263:次級電子束 271:庫侖孔徑板/槍孔徑板 300:系統 305:模型產生器 307:模型 310:輸入參數獲取器 320:SEM參數優化器 330:輸出參數產生器 400:程序 402:輸入參數 410:晶圓堆疊參數/晶圓堆疊 420:SEM硬體參數 430:優化目標 440:模型 500:晶圓 502:基板/晶圓 504:底層氧化物層 506:層 508:埋置光柵/線特徵 552:電子束/能量束 554:電子束 556:電子束 700:方法 710:步驟 720:步驟 H:高度/特徵尺寸 P:間距/特徵尺寸 W:寬度/特徵尺寸
圖1繪示繪示符合本公開之一些實施例之範例性電子束檢測(EBI)系統的示意圖。
圖2繪示繪示符合本公開之一些實施例之可為圖1的電子束檢測系統之一部分之範例性電子束工具的示意圖。
圖3為符合本公開之一些實施例的用於執行經優化疊對量測之範例性系統的方塊圖。
圖4為繪示符合本公開之一些實施例的用於疊對量測之SEM參數優化之程序的示意圖。
圖5A為繪示符合本公開之一些實施例的包括底層中之埋置光柵的晶圓之截面圖的示意圖。
圖5B為繪示符合本公開之一些實施例的展示具有穿過晶圓上之特徵之不同著陸能量的電子束之截面圖的示意圖。
圖6A為繪示符合本公開之一些實施例的展示用於圖5A中之埋置光柵的最優光束電流與特定間距之間的關係之實例的示意圖。
圖6B為繪示符合本公開之一些實施例的藉由選擇某一晶圓堆疊之最優著陸能量而獲得的相應產出量增益之實例的示意圖。
圖7為表示根據本公開之一些實施例的用於判定由電子束使用之一或多個參數以用於疊對量測之範例性方法的程序流程圖。
109:控制器
300:系統
305:模型產生器
307:模型
310:輸入參數獲取器
320:SEM參數優化器
330:輸出參數產生器

Claims (15)

  1. 一種用於判定由一電子束使用之一或多個參數以用於一疊對量測的系統，該系統包含： 一控制器，其包括經組態以使該系統執行以下操作之電路系統： 基於一晶圓堆疊之複數個特性及在該晶圓堆疊上之複數個特徵處偵測到的複數個反向散射電子(BSE)良率而判定用於該晶圓堆疊之該疊對量測的一獲取時間；及 基於用於該疊對量測之該獲取時間的優化而判定包括該電子束之一著陸能量的該一或多個參數。
  2. 如請求項1之系統，其中該晶圓堆疊之該複數個特性包含該晶圓堆疊中之材料的一密度或一原子數。
  3. 如請求項1之系統，其中該晶圓堆疊之該複數個特性包含該晶圓堆疊上之該複數個特徵的幾何形狀或尺寸。
  4. 如請求項3之系統，其中該複數個特徵包括埋置線特徵之一集合，且其中該等埋置線特徵之該等尺寸包括一間距。
  5. 如請求項1之系統，其中該獲取時間係基於與該電子束之一光點大小相關的一或多個硬體參數而進一步判定。
  6. 如請求項1之系統，其中該獲取時間係基於與一偵測器效率相關之一或多個硬體參數而進一步判定。
  7. 如請求項1之系統，其中該獲取時間係基於一疊對規格而進一步判定。
  8. 如請求項1之系統，其中該控制器包括經組態以使該系統進一步執行以下操作之電路系統： 基於用於該疊對量測之該獲取時間的優化而判定包括該電子束之一光束電流的該一或多個參數。
  9. 如請求項1之系統，其中判定用於該疊對量測之該獲取時間進一步包含： 使用一最小平方回歸分析擬合該晶圓堆疊上之該複數個特徵的信號量測；及 基於一標準偏差而優化用於該疊對量測之該獲取時間。
  10. 一種儲存一指令集之非暫時性電腦可讀媒體，該指令集可由一系統之至少一個處理器執行以使該系統執行判定由一電子束使用之一或多個參數以用於一疊對量測的一方法，該方法包含： 基於一晶圓堆疊之複數個特性及在該晶圓堆疊上之複數個特徵處偵測到的複數個反向散射電子(BSE)良率而判定用於該晶圓堆疊之該疊對量測的一獲取時間；及 基於用於該疊對量測之該獲取時間的優化而判定包括該電子束之一著陸能量的該一或多個參數。
  11. 如請求項10之非暫時性電腦可讀媒體，其中該晶圓堆疊之該複數個特性包含該晶圓堆疊中之材料的一密度或一原子數。
  12. 如請求項10之非暫時性電腦可讀媒體，其中該晶圓堆疊之該複數個特性包含該晶圓堆疊上之該複數個特徵的幾何形狀或尺寸。
  13. 如請求項12之非暫時性電腦可讀媒體，其中該複數個特徵包括埋置線特徵之一集合，且其中該等埋置線特徵之該等尺寸包括一間距。
  14. 如請求項10之非暫時性電腦可讀媒體，其中該獲取時間係基於與該電子束之一光點大小相關的一或多個硬體參數而進一步判定。
  15. 如請求項10之非暫時性電腦可讀媒體，其中該獲取時間係基於與一偵測器效率相關之一或多個硬體參數而進一步判定。
TW112110346A 2022-04-04 2023-03-21 用於埋置特徵之疊對量測的電子束優化 TW202405861A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US202263327337P 2022-04-04 2022-04-04
US63/327,337 2022-04-04

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW202405861A true TW202405861A (zh) 2024-02-01

Family

ID=85556340

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW112110346A TW202405861A (zh) 2022-04-04 2023-03-21 用於埋置特徵之疊對量測的電子束優化

Country Status (2)

Country Link
TW (1) TW202405861A (zh)
WO (1) WO2023194014A1 (zh)

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6512227B2 (en) * 1998-11-27 2003-01-28 Hitachi, Ltd. Method and apparatus for inspecting patterns of a semiconductor device with an electron beam
JP5403852B2 (ja) * 2005-08-12 2014-01-29 株式会社荏原製作所 検出装置及び検査装置
GB0609744D0 (en) * 2006-05-16 2006-06-28 Oxford Instr Analytical Ltd Method of determining the feasibility of a proposed x-ray structure analysis process
US20220005668A1 (en) * 2020-07-01 2022-01-06 Kla Corporation Target and algorithm to measure overlay by modeling back scattering electrons on overlapping structures

Also Published As

Publication number Publication date
WO2023194014A1 (en) 2023-10-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2007218711A (ja) 電子顕微鏡装置を用いた計測対象パターンの計測方法
TWI810527B (zh) 用於晶圓檢測之系統、缺陷再檢測工具及相關聯控制器
TW202024581A (zh) 用於監測束輪廓及功率的方法及設備
US11694312B2 (en) Image enhancement for multi-layered structure in charged-particle beam inspection
JP5308624B2 (ja) 基準構造素子を使用して構造素子の断面特徴を決定するためのシステム及び方法
US20220392729A1 (en) Tool for testing an electron-optical assembly
TW202405861A (zh) 用於埋置特徵之疊對量測的電子束優化
TW202301404A (zh) 帶電粒子系統中藉由偏轉器控制之用於檢測之系統及方法
TWI841933B (zh) 用於在帶電粒子系統中之檢查期間判定局部焦點之系統及方法
US20220392741A1 (en) Systems and methods of profiling charged-particle beams
US20230139085A1 (en) Processing reference data for wafer inspection
US20230162944A1 (en) Image enhancement based on charge accumulation reduction in charged-particle beam inspection
US20240183806A1 (en) System and method for determining local focus points during inspection in a charged particle system
EP4181168A1 (en) Aligning a distorted image
TW202407741A (zh) 於檢測期間改善影像品質之系統及方法
TW202409751A (zh) 使用帶電粒子檢測設備的疊對量測方法及系統
TW202324291A (zh) 掃描式電子顯微鏡影像強化
KR20240056520A (ko) 하전 입자 시스템의 실패 메커니즘 분류 및 식별에 의한 검사 시스템 및 방법
TW202420371A (zh) 校準數位類比轉換器以控制帶電粒子束系統中之偏轉器
WO2023110284A1 (en) Method of generating a sample map, computer program product
JP2023516114A (ja) マルチビーム検査システム用のビーム・アレイ・ジオメトリ最適化装置
TW202405379A (zh) 篩選邊緣安置均勻性晶圓隨機指標
WO2024012965A1 (en) Method and system of overlay measurement using charged-particle inspection apparatus
TW202414489A (zh) 使用帶電粒子檢測設備進行疊對量測的方法及系統