TW202414489A - 使用帶電粒子檢測設備進行疊對量測的方法及系統 - Google Patents

Abstract

本文中揭示一種系統，其包含：一帶電粒子束檢測設備，其經組態以掃描包含具有複數個圖案層之一目標之一樣本；及一控制器，其包括經組態以進行以下操作之電路系統：回應於該目標之一掃描而獲得偵測資料；及取決於該所獲得之偵測資料及一模型判定該樣本之一或多個特性；其中對於該目標之該複數個圖案層中之每一者，該模型包含取決於該圖案層之屬性之一項。

Description

使用帶電粒子檢測設備進行疊對量測的方法及系統

本文中之描述係關於影像檢測設備之領域，且更特定言之，係關於藉由帶電粒子檢測設備進行的樣本之特性之量測。樣本之經量測特性可包括疊對。

影像檢測設備(例如，帶電粒子束設備或光束設備)能夠藉由在由射束(例如帶電粒子束或光束)撞擊後偵測來自晶圓基板之表面的粒子(例如，光子、次級電子、反向散射電子、鏡面電子或其他種類之電子)來產生晶圓基板之二維(2D)影像，該射束係由與該檢測設備相關聯之源產生。各種影像檢測設備出於諸如以下各種目的而用於半導體行業中之半導體晶圓上：晶圓處理(例如，電子束直寫微影系統)、程序監測(例如，關鍵尺寸掃描電子顯微鏡(CD-SEM))、晶圓檢測(例如，電子束檢測系統)或缺陷分析(例如，缺陷檢閱SEM，或比如DR-SEM，及聚焦離子束系統，或比如FIB)。

在半導體製造中，積體電路可製造為晶圓上之一或多個材料(例如，矽、二氧化矽、金屬或其類似者)堆疊層。每一材料層可包括用於形成積體電路之組件(例如，電晶體、接點或其類似者)之經設計圖案(在本文中被稱作「圖案層」)。每一層之製造涉及經由微影程序將圖案自遮罩轉印至晶圓表面上。每一圖案層相對於其先前圖案層之位置(在本文中被稱作「對準」)可影響所製造積體電路之特性或品質。

疊對係指圖案層相對於其相鄰圖案層之平面、向量移位、位移或未對準。舉例而言，可分別針對兩個相鄰圖案層中之兩個圖案選擇兩個圖案內參考點(例如，中心點)，且兩個相鄰圖案層之間的疊對可指兩個圖案內參考點之間的平面向量位移。大疊對可造成所製造積體電路之問題或故障。因此，高精度疊對量測在減小疊對方面發揮重要作用。

本發明之實施例提供在由一帶電粒子束檢測設備執行之一掃描下量測一樣本之一特性的系統及方法。在一些實施例中，提供一種系統，其包含：一帶電粒子束檢測設備，其經組態以掃描包含具有複數個圖案層之一目標之一樣本；及一控制器，其包括經組態以進行以下操作之電路系統：回應於該目標之一掃描而獲得偵測資料；及取決於該所獲得之偵測資料及一模型判定該樣本之一或多個特性；其中對於該目標之該複數個圖案層中之每一者，該模型包含取決於該圖案層之屬性之一項。在一些實施例中，提供一種非暫時性電腦可讀媒體，其儲存一指令集，該指令集可由一設備之至少一個處理器執行以致使該設備執行一方法，該方法包含：回應於由一帶電粒子束檢測設備對一目標之一掃描而獲得偵測資料；取決於該所獲得之偵測資料及一模型判定該樣本之一或多個特性；其中該目標包含複數個圖案層，且對於該複數個圖案層中之每一者，該模型包含取決於該圖案層之屬性之一項。在一些實施例中，提供一種在由一帶電粒子束檢測設備執行之一掃描下量測一樣本之特性的電腦實施方法，該方法包含：回應於由一帶電粒子束檢測設備對一目標之一掃描而獲得偵測資料；取決於該所獲得之偵測資料及一模型判定該樣本之一或多個特性；其中該目標包含複數個圖案層，且對於該複數個圖案層中之每一者，該模型包含取決於該圖案層之屬性之一項。

現在將詳細參考實例實施例，在隨附圖式中繪示該等實施例之實例。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。實例實施例之以下描述中所闡述之實施並不表示符合本發明的所有實施。取而代之，其僅為符合關於如所附申請專利範圍中所敍述之主題之態樣的設備及方法之實例。在不限制本發明之範疇的情況下，一些實施例可在利用電子束(「electron beam/e-beam」)之系統中提供偵測系統及偵測方法之內容背景下進行描述。然而，本發明不限於此。可類似地施加其他類型之帶電粒子束(例如，包括質子、離子、緲子或攜載電荷之任何其他粒子)。此外，用於偵測之系統及方法可用於其他成像系統中，諸如光學成像、光子偵測、x射線偵測、離子偵測或其類似者。

電子裝置係由形成於被稱為基板之半導體材料塊上的電路構成。半導體材料可包括例如矽、砷化鎵、磷化銦或矽鍺或其類似者。許多電路可一起形成於同一矽塊上且被稱為積體電路或IC。此等電路之大小已顯著地減小，使得電路中之許多電路可安裝於基板上。舉例而言，智慧型手機中之IC晶片可如拇指甲一樣小且仍可包括超過20億個電晶體，每一電晶體之大小不到人類毛髮之大小的1/1000。

製造具有極小結構或組件之此等極小IC為常常涉及數百個個別步驟之複雜、耗時且昂貴之程序。甚至一個步驟中之錯誤亦有可能導致成品IC中之缺陷，該等缺陷使得成品IC為無用的。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，改良程序之總體良率。

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積體電路。監測該程序之一種方式為在晶片電路結構形成之各個階段檢測晶片電路結構。可使用掃描帶電粒子顯微鏡(「SCPM」)來進行檢測。舉例而言，掃描帶電粒子顯微鏡可為掃描電子顯微鏡(SEM)。掃描帶電粒子顯微鏡可用於實際上使此等極小結構成像，從而拍攝晶圓之結構的「圖像」。影像可用以判定結構是否適當形成於適當位置中。若結構為有缺陷的，則程序可經調整，使得缺陷不大可能再現。

掃描帶電粒子顯微鏡(例如，SEM)之工作原理類似於攝影機。攝影機藉由接收及記錄自人或物件反射或發射之光的強度來拍攝圖像。掃描帶電粒子顯微鏡藉由接收且記錄自晶圓之結構反射或發射之帶電粒子(例如，電子)的能量或數量來拍攝「圖像」。通常，在被置放於用於成像之平台(被稱作載物台)上之基板(例如矽基板)上製造結構。在拍攝此類「圖像」之前，帶電粒子束可投影至結構上，且當帶電粒子自結構(例如，自晶圓表面、自晶圓表面下方之結構或此兩者)反射或發射(「射出」)時，掃描帶電粒子顯微鏡之偵測器可接收及記錄彼等帶電粒子之能量或數量以產生檢測影像。為了拍攝此「圖像」，帶電粒子束可(例如，逐行或Z形方式)遍及晶圓進行掃描，且偵測器可接收來自帶電粒子束投影下方之區(被稱作「射束點」)的射出帶電粒子。偵測器可一次一個地接收且記錄來自每一射束點之射出帶電粒子且將針對所有射束點記錄之資訊結合以產生檢測影像。一些掃描帶電粒子顯微鏡使用單一帶電粒子束(被稱作「單射束掃描帶電粒子顯微鏡」，諸如單射束SEM)來拍攝單一「圖像」以產生檢測影像，同時一些掃描帶電粒子顯微鏡使用多個帶電粒子束(被稱作「多射束掃描帶電粒子顯微鏡」，諸如多射束SEM)來並行地拍攝晶圓之多個「子圖像」且將該等子圖像拼接在一起以產生檢測影像。藉由使用多個帶電粒子束，SEM可將更多帶電粒子束提供至結構上以獲得此等多個「子圖像」，從而導致更多帶電粒子自結構射出。因此，偵測器可同時接收更多射出帶電粒子，且以較高效率及較快速度產生晶圓之結構之檢測影像。

為了控制經製造半導體結構之品質，可使用各種疊對量測技術。通常，可使用光學工具來量測疊對。舉例而言，寬頻帶光束可發散在樣本之表面上。表面可包括經特定設計及製造之結構(在本文中亦被稱作「目標」)。目標可包括第一層(例如，頂部層)及在第一圖案層下方之第二層(例如，底部層)。光學散射量測工具可用以量測由目標反射之寬頻帶光之反射或繞射。反射或繞射可具有各種特性，諸如不同波長、偏振、入射角、相位或其他光學特性，可自該等特性判定樣本之未知屬性(例如，疊對)。

作為實例，可基於第一層(例如頂部層)之繞射與第二層(例如第一層下方之層)之繞射之間的相位差而判定目標之疊對，第一層及第二層中之每一者包括特定結構(例如光柵)。使用此目標判定之疊對可被稱作以繞射為基礎之疊對(「DBO」)。為了量測以繞射為基礎之疊對，可製造具有經程式化移位之第一播放器及第二播放器中之結構(例如光柵)。本文中兩個層之間的經程式化移位可指兩個層之間的經設計(已知)平面向量位移。程式化移位可用以移除或減少光學散射量測中之缺陷。

基於光學之疊對量測技術中存在若干技術挑戰。第一挑戰為：反射或繞射之信號隨著目標之節距(例如，光柵之節距)減小且隨著相鄰圖案層之間的分離度增大而變得較弱。本發明中之「節距」係指所製造積體電路中之互連線之間的最小中心間距離，其可用作積體電路之整合程度的指示符。第二挑戰為：選擇用於基於光學之疊對量測技術的寬頻帶光束之波長可為複雜的，此係因為每一波長可產生不同量測結果。第三挑戰為：基於光學之疊對量測技術之量測結果可對目標之線(例如光柵之線)之間的區域之細微傾斜敏感。彼等挑戰可增加疊對量測中之不確定性及不準確度。

本發明之實施例可提供用於非光學疊對量測之方法、設備及系統。在一些所揭示實施例中，掃描帶電粒子顯微鏡(例如SEM)可用於使用一或多個目標之疊對量測。掃描帶電粒子顯微鏡可將帶電粒子束(例如，電子束)注入至一或多個目標之表面上，該一或多個目標中之每一者包括第一層(例如，頂層)及第二層(例如，在第一層下方)。第一層及第二層中之每一者可包括類似圖案(例如，光柵)。入射帶電粒子束可與第一層中之圖案及第二層中之圖案相互作用以產生次級電子及反向散射電子。射出之次級電子及反向散射電子可由偵測器偵測以產生信號。藉由分析該等信號，可判定第一層與第二層之間的疊對。相比於基於光學之疊對量測技術，非光學疊對量測可減少或移除上述挑戰，且可極大地改良疊對量測之準確度。

出於清楚起見，圖式中之組件的相對尺寸可被誇示。在以下圖式描述內，相同或類似參考數字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，除非另外特定陳述，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，則除非另外特定陳述或不可行，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，則除非另外特定陳述或不可行，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繪示符合本發明之一些實施例的例示性帶電粒子束檢測(CPBI)系統100。CPBI系統100可用於成像。舉例而言，CPBI系統100可使用電子束以用於成像。如 圖 1中所展示，CPBI系統100包括主腔室101、裝載/鎖定腔室102、射束工具104及設備前端模組(EFEM) 106。射束工具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。EFEM106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)。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(圖中未繪示)可將晶圓運送至裝載/鎖定腔室102。裝載/鎖定腔室102連接至裝載/鎖定真空泵系統(圖中未繪示)，該裝載/鎖定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力之第一壓力。在達到第一壓力之後，一或多個機器人臂(圖中未繪示)可將晶圓自裝載/鎖定腔室102運送至主腔室101。主腔室101連接至主腔室真空泵系統(圖中未繪示)，該主腔室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，晶圓經受射束工具104進行之檢測。射束工具104可為單射束系統或多射束系統。

控制器109電子地連接至射束工具104。控制器109可為可執行CPBI系統100之各種控制的電腦。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可為該結構之部分。

在一些實施例中，控制器109可包括一或多個處理器(圖中未繪示)。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)、複合可程式化邏輯裝置(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)以及能夠進行資料處理之任何類型電路的任何組合。處理器亦可為虛擬處理器，其包括橫越經由網路耦接之多個機器或裝置而分佈的一或多個處理器。

在一些實施例中，控制器109可進一步包括一或多個記憶體(圖中未繪示)。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、隨身碟、安全數位(SD)卡、記憶棒、緊湊型快閃(CF)卡或任何類型之儲存裝置的任何組合。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，其包括橫越經由網路耦接之多個機器或裝置而分佈的一或多個記憶體。

圖 2繪示根據本發明之實施例之實例成像系統200。 圖 2之射束工具104可經組態以用於CPBI系統100。射束工具104可為單射束設備或多射束設備。如 圖 2中所展示，射束工具104包括機動樣本載物台201，及由機動載物台201支撐以固持待檢測之晶圓203的晶圓固持器202。射束工具104進一步包括物鏡總成204、帶電粒子偵測器206 (其包括帶電粒子感測器表面206a及206b)、物鏡孔徑208、聚光透鏡210、射束限制孔徑212、槍孔徑214、陽極216及陰極218。在一些實施例中，物鏡總成204可包括經修改擺動接物鏡延遲浸潤透鏡(SORIL)，其包括磁極片204a、控制電極204b、偏轉器204c及勵磁線圈204d。射束工具104可另外包括能量色散X射線光譜儀(EDS)偵測器(圖中未繪示)以特性化晶圓203上之材料。

諸如電子束的初級帶電粒子束220 (或簡稱為「初級射束220」)藉由在陽極216與陰極218之間施加加速電壓而自陰極218發射。初級射束220穿過槍孔徑214及射束限制孔徑212，此兩者可判定進入駐存於射束限制孔徑212下方之聚光透鏡210之帶電粒子束的大小。聚光透鏡210在射束進入物鏡孔徑208之前聚焦初級射束220，以在帶電粒子束進入物鏡總成204之前設定帶電粒子束的大小。偏轉器204c偏轉初級射束220以促進晶圓上之射束掃描。舉例而言，在掃描程序中，可控制偏轉器204c以在不同時間點使初級射束220依序偏轉至晶圓203之頂部表面之不同位置上，以提供用於晶圓203之不同部分之影像重建構的資料。此外，亦可控制偏轉器204c以在不同時間點使初級射束220偏轉至特定位置處之晶圓203之不同側上，以提供用於彼位置處的晶圓結構之立體影像重建構之資料。另外，在一些實施例中，陽極216及陰極218可產生多個初級射束220，且射束工具104可包括複數個偏轉器204c以同時將多個初級射束220投影至晶圓之不同部分/側，以提供用於晶圓203之不同部分的影像重建構之資料。

勵磁線圈204d及磁極片204a產生在磁極片204a之一端處開始且在磁極片204a之另一端處終止的磁場。正由初級射束220掃描之晶圓203之一部分可浸潤於磁場中且可帶電，此又產生電場。該電場減少在初級射束220與晶圓203碰撞之前使初級射束220照射在晶圓203之表面附近的能量。與磁極片204a電隔離之控制電極204b控制晶圓203上之電場，以防止晶圓203之微拱起且確保適當射束聚焦。

諸如次級電子束的一次級帶電粒子束222 (或「次級射束222」)可在晶圓203接收到初級射束220之後自晶圓之該部分發射出。次級射束222可在帶電粒子偵測器206之感測器表面206a及206b上形成射束點。帶電粒子偵測器206可產生表示射束點之強度的一信號(例如，一電壓、一電流或其類似者)且將信號提供至影像處理系統250。次級射束222及所得射束點之強度可根據晶圓203之外部或內部結構而變化。此外，如上文所論述，初級射束220可投影至晶圓之頂部表面的不同位置或特定位置處之晶圓之不同側上，以產生不同強度的次級射束222 (及所得射束點)。因此，藉由將射束點之強度與晶圓203之位置映射，處理系統可重建構反映晶圓203之內部或表面結構之一影像。

成像系統200可用於檢測機動樣本載物台201上之一晶圓203且包括射束工具104，如上文所論述。成像系統200亦可包括一影像處理系統250，該影像處理系統包括一影像獲取器260、儲存器270及控制器109。影像獲取器260可包括一或多個處理器。舉例而言，影像獲取器260可包括一電腦、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260可經由諸如一電導體、光纖纜線、攜帶型儲存媒體、IR、藍牙、網際網路、無線網路、無線電或其組合之媒體與射束工具104之一偵測器206連接。影像獲取器260可自偵測器206接收一信號且可建構一影像。影像獲取器260可因此獲取晶圓203之影像。影像獲取器260亦可執行各種後處理功能，諸如產生輪廓、疊加指示符於一所獲取影像上，及其類似者。影像獲取器260可執行對所獲取影像之亮度及對比度或其類似者之調整。儲存器270可為一儲存媒體，諸如一硬碟、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270可與影像獲取器260耦接，且可用於保存經掃描原始影像資料作為原始影像、後處理影像或輔助處理之其他影像。影像獲取器260及儲存器270可連接至控制器109。在一些實施例中，影像獲取器260、儲存器270及控制器109可一起整合為一個控制單元。

在一些實施例中，影像獲取器260可基於自偵測器206接收之一成像信號獲取一樣本之一或多個影像。一成像信號可對應於用於進行帶電粒子成像之一掃描操作。一所獲取影像可為包括複數個成像區域之單個影像。該單個影像可儲存於儲存器270中。該單個影像可為可劃分成複數個區之一原始影像。該等區中之每一者可包括含有晶圓203之一特徵的一個成像區域。

在使用一帶電粒子束工具(例如，一掃描帶電粒子顯微鏡)進行的一表面結構及一次表面結構之量測程序中，一掃描帶電粒子顯微鏡(「SCPM」)產生一初級帶電粒子束(例如， 圖 2中之初級帶電粒子束220)以用於檢測。舉例而言，初級帶電粒子束可為初級電子束。初級電子束之電子投影至樣本之表面上。樣本可包含形成於晶圓203上之特徵。晶圓203可替代地在本文中被稱作基板203或晶圓基板203。樣本可具有任何材料，諸如非導電抗蝕劑、二氧化矽層、金屬層或任何介電質或導電材料之任何堆疊組合。

初級電子束之電子可穿透樣本之表面達某一深度(例如自幾奈米至幾微米)，從而與相互作用體積中之樣本之粒子相互作用。初級電子束之一些電子可與相互作用體積中之粒子彈性地相互作用(例如以彈性散射或碰撞形式)，且可反射或回跳出樣本之表面。彈性相互作用保存相互作用之主體(例如初級電子束之電子及樣本之粒子)的總動能，其中相互作用主體之動能未轉換成其他形式之能量(例如熱能、電磁能等)。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)。初級電子束之一些電子可與相互作用體積中之粒子無彈性地相互作用(例如以無彈性散射或碰撞形式)。無彈性相互作用並不保存相互作用之主體的總動能，其中相互作用主體之動能中的一些或全部可轉換成其他形式之能量。舉例而言，經由無彈性相互作用，初級電子束之一些電子的動能可引起電子激勵且引起產生射出樣本之表面的電子，電子可被稱作次級電子(SE)。一些SEM可具有足夠能量以最終射出樣本之表面且到達偵測器，且一些SE可最終射出且接著重新進入樣本之表面，尤其在樣本之表面帶正電荷時。BSE及SE之良率或發射速率取決於例如初級電子束之電子的能量及受檢測材料以及其他因素。初級電子束之電子之能量可部分地由其加速電壓(例如 圖 2中之陽極216與陰極218之間的加速電壓)賦予。BSE及SE之數量可比初級電子束之注入電子更多或更少(或甚至相同)。

作為實例，樣本可包括第一層(例如，晶圓表面頂部上之抗蝕劑層)及第二層(例如，晶圓表面下方之圖案層)。第一層及第二層中之每一者可包括經設計圖案(例如，目標)，諸如線、槽、隅角、邊緣、孔或其類似者。彼等特徵可處於不同高度。初級電子束可與第一層中之粒子相互作用以產生SE，且在第一層中之目標之不同位置處產生的SE可用以判定第一層中之目標之幾何資訊。初級電子束亦可穿透第一層到達第二層且與第二層中之粒子相互作用以產生BSE，且在第二層中之目標之不同位置處產生的BSE可用以判定第二層中之目標之幾何資訊。初級電子束之電子的著陸能量判定在樣本中產生SE及BSE之塊體的深度。當著陸能量低時，SE及BSE兩者之相當大的比例可到達偵測器。當著陸能量高時，SEM愈來愈無法到達偵測器，且因此作為BSE的偵測到電子的比例增加。

符合本發明之一些實施例，在由帶電粒子束檢測設備執行之掃描下量測樣本之疊對的電腦實施方法可包括回應於樣本之目標之掃描而獲得偵測器信號。在一些實施例中，帶電粒子束檢測設備可包括掃描電子顯微鏡。樣本可包括晶圓。

作為實例，帶電粒子束檢測設備可為成像系統(例如， 圖 2中之成像系統200)。樣本可為晶圓(例如， 圖 2中之晶圓203)，在其表面上具有所製造結構(例如電路)。在一些實施例中，目標可為特定設計及製造之結構。舉例而言，目標可獨立於晶圓上之所製造電路且與晶圓上之所製造電路無功能關係。在一些實施例中，可在晶圓上未由所製造電路佔據的自由空間處製造目標。

偵測器信號可為帶電粒子檢測設備之偵測器(例如， 圖 2中之偵測器206)回應於掃描而輸出的信號。在一些實施例中，目標可由(例如單射束檢測設備之)帶電粒子束或(例如多射束檢測設備之)帶電粒子細射束掃描。在掃描樣本期間，在初級射束(例如， 圖 2中之初級射束220)之帶電粒子(例如，電子)射中樣本之表面之後，次級帶電粒子(例如，SE)或反向散射帶電粒子(例如，BSE)中之至少一者可自樣本之表面發射且經引導至偵測器(例如， 圖 2中之偵測器206)。在一些實施例中，次級電子或反向散射電子中之至少一者可自目標發射且經引導至偵測器以產生偵測器信號。

在一些實施例中，偵測器信號可為表示自目標發射之偵測到之電子之總和或計數的值。在一些實施例中，偵測器信號可為表示自目標發射之偵測到之電子之電荷之總和的值。在一些實施例中，可視覺化偵測器信號。

在一些實施例中，目標可包括第一圖案層及第一圖案層下方之第二圖案層。第一圖案層及第二圖案層中之每一者可包括光柵。每一圖案層中之光柵之節距可能相同或不同。

作為實例， 圖 3為繪示符合本發明之一些實施例的樣本之示意圖，該樣本包含製造於基板305之實例目標300。基板305可為矽晶圓基板203。在一些實施例中，目標300可為以繞射為基礎之疊對目標。如 圖 3中所繪示，目標300包括第一圖案層301及在第一圖案層301下方之第二圖案層304。第一圖案層301及第二圖案層304可各自屬於光柵(例如，線光柵)之類型。

在一些實施例中，第一圖案層301可具有聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)之材料。第一圖案層301可製造(例如，經由塗佈、微影及蝕刻程序)於支撐層302上。支撐層302亦可由PMMA製成。第一圖案層301之光柵可包含複數個結構306，該複數個結構可為線性線306，其界定支撐層302上方之峰部及谷部。支撐層302上方之每一結構306之高度可被稱作第一圖案層301中之光柵之高度311。第一圖案層301可具有一節距，其中節距值309為光柵之兩個鄰近結構306之中心之間的距離。

在一些實施例中，第二圖案層304可具有銅材料。第二圖案層304可製造(例如，經由塗佈、微影及蝕刻程序)於基板305上。第二圖案層304之光柵可包含複數個結構307，其可為線性線307，其界定基板305之表面上方之峰部及谷部。基板305上方之每一結構307之高度可被稱作第二圖案層312中之光柵之高度312。第二圖案層304可具有一節距，其中節距值310為光柵之兩個鄰近結構307之中心之間的距離。第一圖案層301之節距值309可與第二圖案層304之節距值310不同或相同。

在一些實施例中，二氧化矽層303可分離支撐層302與第二圖案層304。第二圖案層中之結構307之間的間隙亦可填充有二氧化矽。

第一圖案層301與第二圖案層304由分離距離308分離。

符合本發明之一些實施例，目標(諸如， 圖 3中所展示之目標300)可運用諸如初級電子束220之電子束來照明。可偵測電子以藉此產生偵測資料，其可被稱作偵測器信號。可基於偵測資料在電腦實施方法中進行樣本之特性(諸如疊對)之判定。

根據實施例，基於目標300之已知實體屬性及目標300對藉由電子進行之照明之預期實體回應來建構模型。本發明人已意識到，光柵之照明之偵測到之回應類似於藉由區塊函數與諸如高斯函數(Gauss function)之核心函數之回旋產生的波形。特定言之，當電子束傳播通過結構時，其會加寬。區塊函數與核心函數之回旋係模型化此物理程序之有效方式。實施例建構一模型，且接著調諧該模型之參數使得經模型化偵測資料(亦即，經模型化偵測器信號)接近地類似於實際量測信號/資料。模型之可調諧參數可包括區塊函數之位置及核心函數之寬度。模型之參數之經調諧值可接著用以判定樣本之特性，諸如疊對。

模型可包含組合以提供經模型化偵測資料之多個項。模型之項可包括以下各者中之一或多者： a)經模型化偏移； b)來自第一圖案層301之經模型化貢獻； c)來自第二圖案層304之經模型化貢獻；及 d)經模型化相互作用信號。

經模型化偏移可表示實際經量測信號/資料中之最小信號位準之平均值。經模型化偏移可為電子計數(以武斷裁定的單位)。經模型化偏移之初始值可為實際經量測信號/資料之平均最小值。

來自第一圖案層301之經模型化貢獻可被稱作頂部信號(Top-Signal)。頂部信號可計算為： 頂部信號= A _top×區塊(頂部節距，頂部作用區間循環，頂部移位) 頂部核心(類型，寬度) 其中： - 「A _top」表示來自第一圖案層301中之光柵之偵測到之信號的振幅。A _top可為電子計數(以武斷裁定的單位)。A _top之值可取決於材料屬性，諸如密度及原子數，以及幾何屬性，諸如第一圖案層301中之光柵之高度311； - 「區塊(..)」為模型化光柵形狀之函數。舉例而言，光柵形狀可為正方形或矩形波。函數之值可在0至1之間變化； - 「頂部節距」為第一圖案層301之節距值309。頂部節距之預期值可自目標300之設計參數已知。頂部節距之預期值最初可用於模型中且接著在調諧模型時變化； - 「頂部作用區間循環」係關於結構306之寬度及間距； - 「頂部移位」係關於位置參考點，其連同稍後描述之底部移位可用以判定疊對。頂部移位可以多種不同方式定義。舉例而言，信號之預期中心可表示零頂部移位位置。除信號之預期中心之外的位置將接著具有頂部移位值。替代地，結構306之預期中心可表示零頂部移位位置。除結構306之預期中心之外的位置將接著具有頂部移位值。因此，頂部移位值可表示特徵(諸如結構306)之實際位置與預期位置之間的差； - 「 」指示回旋運算；且 - 「頂部核心」係一函數，其屬性為，遍及其寬度之積分等於1。頂部核心係由函數之類型(諸如高斯函數)及函數之寬度定義。

來自第二圖案層304之經模型化貢獻可被稱作底部信號(Bottom-Signal)。底部信號可計算為： 底部信號=A _bottom×區塊(底部節距，底部作用區間循環，底部移位) 底部核心(類型，寬度) 其中： - 「A _bottom」表示來自第二圖案層304中之光柵之偵測到之信號的振幅。A _bottom可為電子計數(以武斷裁定的單位)。A _bottom之值可取決於材料屬性，諸如密度及原子數，以及幾何屬性，諸如第二圖案層304中之光柵之高度312； - 「區塊(..)」為模型化光柵形狀之函數。舉例而言，光柵形狀可為正方形或矩形波。函數之值可在0至1之間變化； - 「底部節距」為第二圖案層304之節距值310。底部節距之預期值可自目標300之設計參數已知。底部節距之預期值最初可用於模型中且接著在調諧模型時變化； - 「底部作用區間循環」係關於結構307之寬度及間距； - 「底部移位」係關於位置參考點，其連同稍後描述之頂部移位可用以判定疊對。底部移位可以多種不同方式定義。舉例而言，信號之預期中心可表示零底部移位位置。除信號之預期中心之外的位置將接著具有底部移位值。替代地，結構307之預期中心可表示零底部移位位置。除結構307之預期中心之外的位置將接著具有底部移位值。底部移位值可表示特徵(諸如結構307)之實際位置與預期位置之間的差。疊對可計算為頂部移位值與底部移位值之間的差； - 「 」指示回旋運算；且 - 「底部核心」係一函數，其屬性為，遍及其寬度之積分等於1。底部核心係由函數之類型(諸如高斯函數)及函數之寬度定義。底部核心之寬度可比頂部核心之寬度大得多。底部核心可因此類似於正弦波。

相互作用信號取決於頂部信號與底部信號以及附加項A _interaction的點乘： 相互作用信號= A _interaction×頂部信號×底部信號

A _interaction項取決於第一圖案層301與第二圖案層304之間的預期不同實體相互作用。特定言之，當電子束穿過第一圖案層301中之光柵之頂部(亦即，峰部)時，所經歷之射束加寬及信號衰減與在電子束穿過光柵之谷部時不同。相互作用信號包括模型中之此等不同物理效應。

可藉由將上述經模型化偏移、頂部信號、底部信號及相互作用信號一起相加來建構模型。

圖 4A展示根據一些實施例之經模型化信號及其分量。 圖 4B 及圖 5展現經模型化信號之準確度。在所有 圖 4A 、圖 4B 及圖 5中，x軸為像素索引且係關於經模型化及/或經量測資料/信號之位置。在所有 圖 4A、 圖 4B 及圖 5中，y軸為灰階。灰階可取決於在一時段內由偵測器之像素偵測到的帶電粒子之數目及/或由像素偵測到的信號之強度。

圖 4A分開展示所有經模型化頂部信號、底部信號及相互作用分量。 圖 4A中之「總模型」線展示對模型之貢獻之總和，包括經模型化偏移。

可執行用於調諧模型之參數使得模型良好擬合至在目標照明之後之電子之實際量測的程序。

為了使模型擬合至經量測資料而可調諧的模型方面的參數包括偏移、A _top、A _bottom、頂部移位、底部移位、頂部核心寬度、底部核心寬度及A _interaction。增加經調諧參數之數目可改良模型之準確度，代價為增加將模型擬合至經量測資料之複雜性。減小經調諧參數之數目可減小模型之準確度，而且減小將模型擬合至經量測資料之複雜性。

調諧程序可藉由使用成本函數(諸如，經模擬及經模型化信號之L2範數)及(例如)全局最小值或對一組線性方程式及全局最小值進行求解之組合來執行。實施例亦包括用於將模型擬合至經量測資料之其他技術。

圖 5展示根據實施例的當擬合至經量測資料時之經模型化信號(亦即，「總模型」線)。經模型化信號係連續線。經量測資料包含不同位置處之量測，如由不同像素索引下之離散點所示。

在 圖 5中，產生經模型化信號之參數之值為： -   偏移= 19.877 -   頂部核心= (高斯核心，寬度= 5.84) -   底部核心= (高斯核心，寬度= 37.00) -   A _top= 0.751 -   A _bottom= 1.469 -   A _interaction= 0.648 -   頂部移位= -0.135 -   底部移位= -18.924

圖 4B展示表示經量測信號與經模型化信號之間的差之殘差信號或誤差信號。殘差信號之值可為0.782。 圖 4B中之低絕對誤差值展示模型與實際經量測資料良好擬合。

在已將模型擬合至經量測資料之後，可使用模型之參數來判定目標300之特性。特定言之，可取決於模型之頂部移位及底部移位參數來判定疊對。

根據實施例之模型可應用於多個不同情形中。特定言之，模型可用以處理自高電壓掃描電子顯微鏡HV-SEM所接收之信號，以判定樣本300之影像中的平均疊對。經量測資料之平均化抑制量測中之雜訊。然而，實施例亦包括並不平均化經量測資料，使得模型判定局部疊對。

實施例包括模型之頂部作用區間循環及底部作用區間循環亦為可變參數，其在模型經擬合至經量測資料時經調諧。模型可藉此判定平均CD。經量測資料之平均化抑制量測中之雜訊。然而，實施例亦包括並不平均化經量測資料，使得模型判定局部CD。

實施例不限於判定光柵之特性。光柵之線為一維結構之實例。二維結構在平面圖中可具有例如L形。實施例可用以判定形成於基板上之任何特徵之特性，該等特徵包括2D結構，諸如接觸孔、磚及其他圖案。可改變模型之區塊(..)函數使得其對應於經量測之結構之形狀。

圖 6展示根據一實施例的在由帶電粒子束檢測設備執行之掃描下量測樣本之特性的電腦實施方法之流程圖。

在步驟601中，方法開始。

在步驟603中，回應於藉由帶電粒子束檢測設備對樣本上之目標之掃描而獲得偵測資料，其中該目標包含複數個圖案層。

在步驟605中，取決於所獲得之偵測資料及模型而判定樣本之一或多個特性，其中對於目標之複數個圖案層中之每一者，模型包含取決於圖案層之屬性的項。

在步驟607中，方法結束。

實施例亦包括對上述技術的多個修改及變化。

實施例包括使用多個不同核心函數中之任一者以用於模型化頂部信號及/或底部信號的模型。一較佳核心函數為高斯核心，此係因為其允許準確模型化。然而，可使用降低模型化程序之複雜性且藉此允許較快速模型化的其他類型之核心函數，諸如三角形核心。

實施例包括使用可變核心函數以用於模型化頂部信號及/或底部信號的模型。運用一可變核心，核心之寬度取決於第一圖案層301下方之結構307之位置。此可改良模型之準確度，但以增加計算時間為代價，此係因為其更好地表示物理程序。

實施例亦包括使用可變核心函數以用於模型化頂部信號及/或底部信號的模型。每一核心之寬度可取決於第一圖案層301中之結構306對第二圖案層中之結構307的相對位置。此可改良模型之準確度，但以增加計算時間為代價，此係因為其更好地表示物理程序。

實施例可提供與光學技術相比樣本300之特性之改良之判定。

實施例亦可改良其他基於帶電粒子之量測技術，該等量測技術基於武斷裁定的臨限值而非出現的實際物理程序之模型進行判定。

實施例可基於單一目標300之量測判定一特性。此相比於需要來自多於一個目標之量測之技術為一優點。

已參考包含一第一圖案層301及一第二圖案層304之一目標來描述實施例。實施例亦可與其他類型之目標一起使用，諸如包含多於兩個圖案層之目標。根據實施例之模型可經修改成包括表示偵測來自目標之多於兩個層中之每一者之電子及該等層之間的相互作用的項。

已在由電子束(諸如，初級射束220)照明之一樣本的內容背景下描述實施例。電子束可來自一單射束帶電粒子束設備或一多射束帶電粒子設備。更一般而言，實施例包括由任何帶電粒子束對一樣本之照明。

實施例包括包含複數個目標之一樣本及在每一目標處判定的樣本之局部特性。

可提供一非暫時性電腦可讀媒體，其儲存用於一處理器(例如， 圖 1之控制器109的處理器)的指令以進行諸如 圖 8之方法800或 圖 9之方法900之疊對量測、資料處理、資料庫管理、圖形顯示、一影像檢測設備或另一成像裝置的操作、偵測一樣本上之一缺陷或其類似者。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、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、RAM、PROM及EPROM、FLASH-EPROM或任何其他快閃記憶體、NVRAM、快取記憶體、暫存器、任何其他記憶體晶片或卡匣及其網路化版本。

實施例包括以下條項： 1. 一種系統，其包含： 一帶電粒子束檢測設備，其經組態以掃描包含具有複數個圖案層之一目標之一樣本；及 一控制器，其包括經組態以進行以下操作之電路系統： 回應於該目標之一掃描而獲得偵測資料；及 取決於該所獲得之偵測資料及一模型判定該樣本之一或多個特性； 其中對於該目標之該複數個圖案層中之每一者，該模型包含取決於該圖案層之屬性之一項。 2. 如條項1之系統，其中該控制器經組態以： 判定該模型之參數使得一經模型化偵測信號實質上擬合至該所獲得之偵測資料；及 取決於該等經判定參數而判定該樣本之一或多個特性。 3. 如條項1或2之系統，其中該樣本之該一或多個特性包括疊對及關鍵尺寸。 4. 如任一前述條項之系統，其中該目標包含一第一圖案層及一第二圖案層；且 每一圖案層包含一光柵。 5. 如條項4之系統，其中： 該第一圖案層所包含之該光柵具有一第一節距； 該第二圖案層所包含之該光柵具有一第二節距；且 該第一節距不同於該第二節距。 6. 如條項4或5中任一項之系統，其中該模型之該等項包括： 一頂部信號，其為來自該第一圖案層之一經模型化貢獻； 一底部信號，其為來自該第二圖案層之一經模型化貢獻；及 一相互作用信號，其模型化該第一圖案層與該第二圖案層之間的相互作用。 7. 如條項6之系統，其中該模型進一步包含用於模型化該所獲得偵測資料之最小值之一平均值的一偏移項。 8. 如條項4至7中任一項之系統，其中該頂部信號經計算為： 頂部信號= A _top×區塊(頂部節距，頂部作用區間循環，頂部移位) 頂部核心(類型，寬度) 其中： -   「A _top」表示來自該第一圖案層中之該光柵之該偵測到之信號的振幅； -   「區塊(..)」為模型化該光柵形狀之一函數； -   「頂部節距」為該第一圖案層之節距值； -   「頂部作用區間循環」係關於該第一圖案層中之該光柵之寬度及間距； -   「頂部移位」係關於一位置參考點； -   「 」指示一回旋運算；且 -   「頂部核心」係一核心函數。 9. 如條項4至8中任一項之系統，其中該底部信號經計算為： 底部信號= A _bottom×區塊(底部節距，底部作用區間循環，底部移位) 底部核心(類型，寬度) 其中： -   「A _bottom」表示來自該第二圖案層中之該光柵之該偵測到之信號的振幅； -   「區塊(..)」為模型化該光柵形狀之一函數； -   「底部節距」為該第二圖案層之節距值； -   「底部作用區間循環」係關於該第二圖案層中之該光柵之寬度及間距； -   「底部移位」係關於一位置參考點； -   「 」指示一回旋運算；且 -   「底部核心」係一核心函數。 10.   如條項8及9之系統，當附屬於條項2及7時，其中該模型之該等經判定參數包括以下各者中之一或多者：該偏移項、A _top、A _bottom、頂部移位、底部移位、頂部核心寬度、底部核心寬度及該相互作用信號。 11.    如條項8至10中任一項之系統，其中該控制器經組態以取決於該經判定頂部移位及該經判定底部移位來判定該樣本之該疊對。 12.   如任一前述條項之系統，其中該帶電粒子束檢測設備包含一掃描電子顯微鏡，且該樣本包含形成於一基板上之一目標。 13.   一非暫時性電腦可讀媒體，其儲存一指令集，該指令集可由一設備之至少一個處理器執行以致使該設備執行一方法，該方法包含： 回應於由一帶電粒子束檢測設備對一目標之一掃描而獲得偵測資料； 取決於該所獲得之偵測資料及一模型判定樣本之一或多個特性； 其中該目標包含複數個圖案層，且對於該複數個圖案層中之每一者，該模型包含取決於該圖案層之屬性之一項。 14.   如條項13之非暫時性電腦可讀媒體，該方法進一步包含： 判定該模型之參數使得一經模型化偵測信號實質上擬合至該所獲得之偵測資料；及 取決於該等經判定參數而判定該樣本之一或多個特性。 15.   如條項13或14之非暫時性電腦可讀媒體，其中該樣本之該一或多個特性包括疊對及關鍵尺寸。 16.   如條項13至15中任一項之非暫時性電腦可讀媒體，其中該目標包含一第一圖案層及一第二圖案層；且 每一圖案層包含一光柵。 17.   如條項16之非暫時性電腦可讀媒體，其中： 該第一圖案層所包含之該光柵具有一第一節距； 該第二圖案層所包含之該光柵具有一第二節距；且 該第一節距不同於該第二節距。 18.   如條項16或17中任一項之非暫時性電腦可讀媒體，其中該模型之該等項包括： 一頂部信號，其為來自該第一圖案層之一經模型化貢獻； 一底部信號，其為來自該第二圖案層之一經模型化貢獻；及 一相互作用信號，其模型化該第一圖案層與該第二圖案層之間的相互作用。 19.   如條項18之非暫時性電腦可讀媒體，其中該模型進一步包含用於模型化該所獲得偵測資料之最小值之一平均值的一偏移項。 20.   如條項18或19中任一項之非暫時性電腦可讀媒體，其中該頂部信號經計算為： 頂部信號= A _top×區塊(頂部節距，頂部作用區間循環，頂部移位) 頂部核心(類型，寬度) 其中： -   「A _top」表示來自該第一圖案層中之該光柵之該偵測到之信號的振幅； -   「區塊(..)」為模型化該光柵形狀之一函數； -   「頂部節距」為該第一圖案層之節距值； -   「頂部作用區間循環」係關於該第一圖案層中之該光柵之寬度及間距； -   「頂部移位」係關於一位置參考點； -   「 」指示一回旋運算；且 -   「頂部核心」係一核心函數。 21.   如條項18至20中任一項之非暫時性電腦可讀媒體，其中該底部信號被計算為： 底部信號= A _bottom×區塊(底部節距，底部作用區間循環，底部移位) 底部核心(類型，寬度) 其中： -   「A _bottom」表示來自該第二圖案層中之該光柵之該偵測到之信號的振幅； -   「區塊(..)」為模型化該光柵形狀之一函數； -   「底部節距」為該第二圖案層之節距值； -   「底部作用區間循環」係關於該第二圖案層中之該光柵之寬度及間距； -   「底部移位」係關於一位置參考點； -   「 」指示一回旋運算；且 -   「底部核心」係一核心函數。 22.   如條項20及21之非暫時性電腦可讀媒體，當附屬於條項14及19時，其中該模型之該等經判定參數包括以下各者中之一或多者：該偏移項、A _top、A _bottom、頂部移位、底部移位、頂部核心寬度、底部核心寬度及該相互作用信號。 23.   如條項20至22中任一項之非暫時性電腦可讀媒體，其中該控制器經組態以取決於該經判定頂部移位及該經判定底部移位來判定該樣本之該疊對。 24.   如條項13至23中任一項之非暫時性電腦可讀媒體，其中該帶電粒子束檢測設備包含一掃描電子顯微鏡，且該樣本包含形成於一基板上之一目標。 25.   一種在由一帶電粒子束檢測設備執行之一掃描下量測一樣本之特性的電腦實施方法，該方法包含： 回應於由一帶電粒子束檢測設備對一目標之一掃描而獲得偵測資料； 取決於該所獲得之偵測資料及一模型判定該樣本之一或多個特性； 其中該目標包含複數個圖案層，且對於該複數個圖案層中之每一者，該模型包含取決於該圖案層之屬性之一項。 26.   如條項25之方法，其進一步包含： 判定該模型之參數使得一經模型化偵測信號實質上擬合至該所獲得之偵測資料；及 取決於該等經判定參數而判定該樣本之一或多個特性。 27.   如條項25或26之方法，其中該樣本之該一或多個特性包括疊對及關鍵尺寸。 28.   如條項25至27中任一項之方法，其中該目標包含一第一圖案層及一第二圖案層；且 每一圖案層包含一光柵。 29.   如條項28之方法，其中： 該第一圖案層所包含之該光柵具有一第一節距； 該第二圖案層所包含之該光柵具有一第二節距；且 該第一節距不同於該第二節距。 30.   如條項28或29中任一項之方法，其中該模型之該等項包括： 一頂部信號，其為來自該第一圖案層之一經模型化貢獻； 一底部信號，其為來自該第二圖案層之一經模型化貢獻；及 一相互作用信號，其模型化該第一圖案層與該第二圖案層之間的相互作用。 31.   如條項30之方法，其中該模型進一步包含用於模型化該所獲得偵測資料之最小值之一平均值的一偏移項。 32.   如條項30或31中任一項之方法，其中該頂部信號經計算為： 頂部信號= A _top×區塊(頂部節距，頂部作用區間循環，頂部移位) 頂部核心(類型，寬度) 其中： -   「A _top」表示來自該第一圖案層中之該光柵之該偵測到之信號的振幅； -   「區塊(..)」為模型化該光柵形狀之一函數； -   「頂部節距」為該第一圖案層之節距值； -   「頂部作用區間循環」係關於該第一圖案層中之該光柵之寬度及間距； -   「頂部移位」係關於一位置參考點； -   「 」指示一回旋運算；且 -   「頂部核心」係一核心函數。 33.   如條項30至32中任一項之方法，其中該底部信號經計算為： 底部信號= A _bottom×區塊(底部節距，底部作用區間循環，底部移位) 底部核心(類型，寬度) 其中： -   「A _bottom」表示來自該第二圖案層中之該光柵之該偵測到之信號的振幅； -   「區塊(..)」為模型化該光柵形狀之一函數； -   「底部節距」為該第二圖案層之節距值； -   「底部作用區間循環」係關於該第二圖案層中之該光柵之寬度及間距； -   「底部移位」係關於一位置參考點； -   「 」指示一回旋運算；且 -   「底部核心」係一核心函數。 34.   如條項32及33之方法，當附屬於條項26及31時，其中該模型之參數包括以下各者中之一或多者：該偏移項、A _top、A _bottom、頂部移位、底部移位、頂部核心寬度、底部核心寬度及該相互作用信號。 35.   如條項32至34中任一項之方法，其中該控制器經組態以取決於該經判定頂部移位及該經判定底部移位來判定該樣本之該疊對。 36.   如條項25至35中任一項之方法，其中該帶電粒子束檢測設備包含一掃描電子顯微鏡，且該樣本包含形成於一基板上之一目標。

圖中之方塊圖繪示根據本發明之各種實施例之系統、方法及電腦硬體或軟體產品之可能實施的架構、功能性及操作。就此而言，流程圖或方塊圖中之每一區塊可表示模組、區段、或程式碼之部分，其包括用於實施指定邏輯功能之一或多個可執行指令。應理解，在一些替代實施中，區塊中所指示之功能可不按圖中所提及之次序出現。舉例而言，視所涉及之功能性而定，連續展示的兩個區塊可實質上同時執行或實施，或兩個區塊有時可以相反次序執行。一些區塊亦可省略。亦應理解，方塊圖之每一區塊及該等區塊之組合可藉由執行指定功能或動作的基於專用硬體之系統，或藉由專用硬體及電腦指令之組合來實施。

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。

100:帶電粒子束檢測(CPBI)系統 101:主腔室 102:裝載/鎖定腔室 104:射束工具 106:設備前端模組(EFEM) 106a:第一裝載埠 106b:第二裝載埠 109:控制器 200:成像系統 201:機動樣本載物台 202:晶圓固持器 203:晶圓/基板/矽晶圓基板 204:物鏡總成 204a:磁極片 204b:控制電極 204c:偏轉器 204d:勵磁線圈 206:帶電粒子偵測器 206a:帶電粒子感測器表面 206b:帶電粒子感測器表面 208:物鏡孔徑 210:聚光透鏡 212:射束限制孔徑 214:槍孔徑 216:陽極 218:陰極 220:初級帶電粒子束/初級射束 222:次級帶電粒子束/次級射束 250:影像處理系統 260:影像獲取器 270:儲存器 300:目標 301:第一圖案層 302:支撐層 303:二氧化矽層 304:第二圖案層 305:基板 306:結構/線性線 307:結構/線性線 308:分離距離 309:間距值 310:間距值 311:高度 312:高度 601:步驟 603:步驟 605:步驟 607:步驟

圖 1為繪示符合本發明之一些實施例的實例帶電粒子束檢測(CPBI)系統之示意圖。

圖 2為繪示符合本發明之一些實施例的可為 圖 1之實例帶電粒子束檢測系統之一部分的實例帶電粒子束工具的示意圖。

圖 3為繪示符合本發明之一些實施例的製造於樣本上之實例目標的示意圖。

圖 4A展示符合本發明之一些實施例的根據一些實施例之經模型化信號及其分量。

圖 4B展示根據一些實施例的表示經量測信號與經模型化信號之間的差之殘差信號或誤差信號。

圖 5展示根據一些實施例的當擬合至經量測資料時之經模型化信號。

圖 6為繪示符合本發明之一些實施例的特性量測之實例方法的流程圖。

Claims (15)

1. 一種系統，其包含： 一帶電粒子束檢測設備，其經組態以掃描包含具有複數個圖案層之一目標之一樣本；及 一控制器，其包括經組態以進行以下操作之電路系統： 回應於該目標之一掃描而獲得偵測資料；及 取決於該所獲得之偵測資料及一模型判定該樣本之一或多個特性； 其中對於該目標之該複數個圖案層中之每一者，該模型包含取決於該圖案層之屬性之一項。
2. 如請求項1之系統，其中該控制器經組態以： 判定該模型之參數使得一經模型化偵測信號實質上擬合至該所獲得之偵測資料；及 取決於該等經判定參數而判定該樣本之一或多個特性。
3. 如請求項1之系統，其中該樣本之該一或多個特性包括疊對及關鍵尺寸。
4. 如請求項1之系統，其中該目標包含一第一圖案層及一第二圖案層；且 每一圖案層包含一光柵。
5. 如請求項1之系統，其中： 該目標包含一第一圖案層及一第二圖案層； 每一圖案層包含一光柵； 該第一圖案層所包含之該光柵具有一第一節距； 該第二圖案層所包含之該光柵具有一第二節距；且 該第一節距不同於該第二節距。
6. 如請求項1之系統，其中該模型之該等項包括： 一頂部信號，其為來自一第一圖案層之一經模型化貢獻； 一底部信號，其為來自一第二圖案層之一經模型化貢獻；及 一相互作用信號，其模型化該第一圖案層與該第二圖案層之間的相互作用。
7. 如請求項1之系統，其中該模型之該等項包括： 一頂部信號，其為來自一第一圖案層之一經模型化貢獻； 一底部信號，其為來自一第二圖案層之一經模型化貢獻； 一相互作用信號，其模型化該第一圖案層與該第二圖案層之間的相互作用；及 一偏移項，其用於模型化該所獲得偵測資料之最小值之一平均值。
8. 如請求項1之系統，其中該模型之該等項包括： 一頂部信號，其為來自一第一圖案層之一經模型化貢獻； 一底部信號，其為來自一第二圖案層之一經模型化貢獻； 一相互作用信號，其模型化該第一圖案層與該第二圖案層之間的相互作用；及 一偏移項，其用於模型化該所獲得偵測資料之最小值之一平均值；且 其中該頂部信號經計算為： 頂部信號= A _top×區塊(頂部節距，頂部作用區間循環，頂部移位) 頂部核心(類型，寬度) 其中： -   「A _top」表示來自該第一圖案層中之該光柵之該偵測到之信號的振幅； -   「區塊(..)」為模型化該光柵形狀之一函數； -   「頂部節距」為該第一圖案層之節距值； -   「頂部作用區間循環」係關於該第一圖案層中之該光柵之寬度及間距； -   「頂部移位」係關於一位置參考點； -   「 」指示一回旋運算；且 -   「頂部核心」係一核心函數。
9. 如請求項1之系統，其中該模型之該等項包括： 一頂部信號，其為來自一第一圖案層之一經模型化貢獻； 一底部信號，其為來自一第二圖案層之一經模型化貢獻； 一相互作用信號，其模型化該第一圖案層與該第二圖案層之間的相互作用；及 一偏移項，其用於模型化該所獲得偵測資料之最小值之一平均值；且 其中該底部信號經計算為： 底部信號= A _bottom×區塊(底部節距，底部作用區間循環，底部移位) 底部核心(類型，寬度) 其中 -   「A _bottom」表示來自該第二圖案層中之該光柵之該偵測到之信號的振幅； -   「區塊(..)」為模型化該光柵形狀之一函數； -   「底部節距」為該第二圖案層之節距值； -   「底部作用區間循環」係關於該第二圖案層中之該光柵之寬度及間距； -   「底部移位」係關於一位置參考點； -   「 」指示一回旋運算；且 -   「底部核心」係一核心函數。
10. 如請求項1之系統，其中： 該模型之該等項包括： 一頂部信號，其為來自一第一圖案層之一經模型化貢獻； 一底部信號，其為來自一第二圖案層之一經模型化貢獻； 一相互作用信號，其模型化該第一圖案層與該第二圖案層之間的相互作用；及 一偏移項，其用於模型化該所獲得偵測資料之最小值之一平均值；且 其中該頂部信號經計算為： 頂部信號= A _top×區塊(頂部節距，頂部作用區間循環，頂部移位) 頂部核心(類型，寬度) 其中： -   「A _top」表示來自該第一圖案層中之該光柵之該偵測到之信號的振幅； -   「區塊(..)」為模型化該光柵形狀之一函數； -   「頂部節距」為該第一圖案層之節距值； -   「頂部作用區間循環」係關於該第一圖案層中之該光柵之寬度及間距； -   「頂部移位」係關於一位置參考點； -   「 」指示一回旋運算；且 -   「頂部核心」係一核心函數； 其中該底部信號經計算為： 底部信號= A _bottom×區塊(底部節距，底部作用區間循環，底部移位) 底部核心(類型，寬度) 其中： -   「A _bottom」表示來自該第二圖案層中之該光柵之該偵測到之信號的振幅； -   「區塊(..)」為模型化該光柵形狀之一函數； -   「底部節距」為該第二圖案層之節距值； -   「底部作用區間循環」係關於該第二圖案層中之該光柵之寬度及間距； -   「底部移位」係關於一位置參考點； -   「 」指示一回旋運算；且 -   「底部核心」係一核心函數；且 其中該模型之該等經判定參數包括以下各者中之一或多者：該偏移項、A _top、A _bottom、頂部移位、底部移位、頂部核心寬度、底部核心寬度及該相互作用信號。
11. 如請求項1之系統，其中： 該模型之該等項包括： 一頂部信號，其為來自一第一圖案層之一經模型化貢獻； 一底部信號，其為來自一第二圖案層之一經模型化貢獻； 一相互作用信號，其模型化該第一圖案層與該第二圖案層之間的相互作用；及 一偏移項，其用於模型化該所獲得偵測資料之最小值之一平均值；且 其中該頂部信號經計算為： 頂部信號= A _top×區塊(頂部節距，頂部作用區間循環，頂部移位) 頂部核心(類型，寬度) 其中： -   「A _top」表示來自該第一圖案層中之該光柵之該偵測到之信號的振幅； -   「區塊(..)」為模型化該光柵形狀之一函數； -   「頂部節距」為該第一圖案層之節距值； -   「頂部作用區間循環」係關於該第一圖案層中之該光柵之寬度及間距； -   「頂部移位」係關於一位置參考點； -   「 」指示一回旋運算；且 -   「頂部核心」係一核心函數； 其中該底部信號經計算為： 底部信號= A _bottom×區塊(底部節距，底部作用區間循環，底部移位) 底部核心(類型，寬度) 其中： -   「A _bottom」表示來自該第二圖案層中之該光柵之該偵測到之信號的振幅； -   「區塊(..)」為模型化該光柵形狀之一函數； -   「底部節距」為該第二圖案層之節距值； -   「底部作用區間循環」係關於該第二圖案層中之該光柵之寬度及間距； -   「底部移位」係關於一位置參考點； -   「 」指示一回旋運算；且 -   「底部核心」係一核心函數；且 其中該控制器經組態以取決於該經判定頂部移位及該經判定底部移位來判定該樣本之該疊對。
12. 如請求項1之系統，其中該帶電粒子束檢測設備包含一掃描電子顯微鏡，且該樣本包含形成於一基板上之一目標。
13. 一非暫時性電腦可讀媒體，其儲存一指令集，該指令集可由一設備之至少一個處理器執行以致使該設備執行一方法，該方法包含： 回應於由一帶電粒子束檢測設備對一目標之一掃描而獲得偵測資料； 取決於該所獲得之偵測資料及一模型判定樣本之一或多個特性； 其中該目標包含複數個圖案層，且對於該複數個圖案層中之每一者，該模型包含取決於該圖案層之屬性之一項。
14. 如請求項13之非暫時性電腦可讀媒體，該方法進一步包含： 判定該模型之參數使得一經模型化偵測信號實質上擬合至該所獲得之偵測資料；及 取決於該等經判定參數而判定該樣本之一或多個特性。
15. 如請求項13之非暫時性電腦可讀媒體，其中該樣本之該一或多個特性包括疊對及關鍵尺寸。