TWI515427B - 基於高電子能量的覆蓋誤差測量方法及系統 - Google Patents

基於高電子能量的覆蓋誤差測量方法及系統 Download PDF

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Description

基於高電子能量的覆蓋誤差測量方法及系統
本發明係關於一種使用高能量電子束及其類似物來估計覆蓋誤差以照射檢查物的系統和方法。
覆蓋誤差測量
積體電路是包括多個層的非常複雜的裝置。各個層可以包括導電材料、隔離材料，而其他層可以包括半導體材料。通常根據積體電路的預期功能，將該等各種材料佈置成圖案。該等圖案也反映了積體電路的製造工藝。
各個層是通過一系列步驟形成的，該等步驟通常包括：在基板/層上沉積電阻材料；通過光刻工藝使電阻材料曝光；及使曝光的電阻材料顯影以產生圖案，所述圖案界定稍後將被蝕刻的一些區域。
理想地，使各個層完美地對準到先前存在的層。通常，該等層是未對準的，因此未對準誤差或覆蓋誤差存在於每一對層之間。
為了觀察覆蓋誤差，曾演變出各種技術，一些技術使用光學儀器，而一些技術使用掃描電子顯微鏡。Mih等人的美國專利第6,407,396號、Kye的美國專利第6,489,068號、Gould等人的美國專利第6,463,184號、Minami等人的美國專利第6,589,385號和Shur等人的美國專利第7,842,933號提供了關於覆蓋誤差測量技術現狀的良好指示，所有所述美國專利都以引用的方式併入本文。
光學覆蓋測量經受各種誤差，比如光學系統的透鏡像差。Mih陳述，在一些情況下，原子力顯微術或掃描電子顯微術度量技術對於驗證光學覆蓋測量精度而言可能為必要的。
雙圖案化是一類圖案化技術，此類圖案化技術旨在增加電路特徵的密集度，可以在晶圓上超過特定平版印刷術掃描器的正常界限來產生所述電路特徵。雙圖案化可以包括：製造具有第一層和第二層的檢查物。第二層是埋在第一層下面的。各個層具有非常接近於彼此的特徵(圖案)。在雙圖案化處理期間，最終可以蝕刻該等特徵。
應注意，在蝕刻頂層之後檢測覆蓋誤差可能是非常昂貴的。
帶電電子束與檢查物之間的相互作用
一旦電子束射中檢查物，各種相互作用過程便會發生。該等過程的詳細描述可見於1998年出版的《掃描電子顯微術》(L. Reimer)第二版，所述《掃描電子顯微術》以引用的方式併入本文。
圖1圖示了重要的相互作用過程和各種資訊容量。資訊容量是一個空間，在所述空間中，相互作用過程發生並且導致電子的散射或反射，最終可以檢測所述電子的散射或反射以提供關於該資訊容量的資訊。
二次電子易於檢測，因為可以相對容易地改變所述二次電子的軌跡，使得所述二次電子朝向檢測器。背向散射電子的軌跡相對較直並且略受靜電場的影響。
圖2圖示了第一類型的現有技術多視角SEM(掃描電子顯微鏡)10，所述SEM 10包括多個檢測器。SEM 10包括用於產生原始電子束的電子槍(未圖示)以及多個控制及電壓供應單元(未圖示)、物鏡12、透鏡內檢測器14和外部檢測器16。系統10還包括偏轉線圈和處理器(未圖示)。在Wagner的美國專利第5,659,172號中描述了該系統。
在系統10中，引導原始電子束穿過透鏡內檢測器14內的孔徑18，以被物鏡12聚焦到檢查晶圓20上。原始電子束與晶圓20相互作用，並且因此反射或散射各種類型的電子，諸如，二次電子、背向散射電子、俄歇電子和X射線量子。可以容易地收集二次電子，並且大部分SEM主要檢測該等二次電子。
系統10能夠通過透鏡內檢測器14和外部檢測器16來檢測發射的二次電子中的一些電子。
物鏡12包括靜電透鏡和磁透鏡，所述靜電透鏡和磁透鏡引入靜電場和磁場，所述靜電場和磁場從透鏡向晶圓洩漏。雖然二次電子的收集是高度回應於洩漏的靜電場，但是所述二次電子的收集幾乎不受洩漏的磁場影響。
洩漏的靜電場將低能二次電子和極低能二次電子吸引至列中。引導極低能二次電子的重要部分穿過透鏡內檢測器14的孔徑，並且所述重要部分沒有被檢測到。引導低能二次電子朝向透鏡內檢測器14。如果高能二次電子的初始軌跡向檢測器中的一個瞄準，那麼所述高能二次電子就被檢測到。
有效的缺陷觀察工具需要兩個類型的檢測器，以便擷取所有類型的缺陷。透鏡內檢測器14通常用於決定不同材料之間的對比，並且透鏡內檢測器14在電壓收縮模式中以及HAR(高深寬比)模式中也是很有用的。HAR模式是用來檢查以高深寬比為特徵的空腔(換句話說--窄且深的空腔)的。在HAR模式期間，通常使環繞空腔的區域帶電，以允許來自空腔的下部的電子到達檢測器。透鏡內檢測器14還對圖案邊緣非常敏感。外部檢測器16對晶圓的表面狀況更加敏感。外部檢測器還不太受晶圓帶電影響，當使高電阻層成像時晶圓帶電情況是顯著的。
Suzuki等人的另一個美國專利第6,555,819號(所述美國專利以引用的方式併入本文)描述了多檢測器SEM，所述多檢測器SEM具有磁漏型物鏡，其中磁場大大地影響發射的二次電子的軌跡。此類SEM具有許多缺點，諸如，不能提供傾斜圖像並且對於提供來自高深寬比的孔的圖像而言並非有效的。Suzuki具有反射鏡，所述反射鏡包括一孔徑，原始電子束穿過所述孔徑，因此反射的電子可以穿過該孔徑並且保持不被檢測到。
需要提供能使覆蓋測量更容易的有效系統和方法。
根據本發明的一個實施方式，可以提供一種用於評估覆蓋的方法。所述方法可以包括：獲得或接收第一區域資訊，所述第一區域資訊表示檢查物的第一層的第一區域；其中所述檢查物進一步包含第二層，所述第二層包含第二區域；其中所述第二層是埋在所述第一層下面的；引導原始電子束的電子與所述第一區域相互作用；引導所述原始電子束的電子與所述第二區域相互作用；響應於從所述第一區域和所述第二區域中的至少一個區域散射或反射的電子，產生檢測信號；及基於所述檢測信號和所述第一區域資訊，來決定所述第一區域的至少一個特徵與所述第二區域的至少一個特徵之間的至少一個空間關係。
所述方法可以包括：通過引導所述原始電子束的電子與所述第一區域相互作用而大體上不與所述第二區域相互作用來獲得第一區域資訊；及回應於從所述第一區域散射或反射的電子，產生檢測信號。
所述方法可以包括：產生響應於從所述第一區域散射或反射的二次電子的檢測信號，同時忽略從所述檢查物散射的背向散射電子。
根據本發明的一個實施方式，可以提供一種用於評估覆蓋的方法，並且所述方法可以包括：引導原始電子束的電子與檢查物的第一層的第一區域相互作用；其中所述檢查物進一步可以包括第二層，所述第二層可以包括第二區域；其中所述第二層是埋在所述第一層下面的；引導所述原始電子束的高著陸能量電子與所述第二區域相互作用；響應於從所述第一區域和所述第二區域中的至少一個區域散射或反射的電子，產生檢測信號；及基於所述檢測信號，來決定所述第一區域的至少一個特徵與所述第二區域的至少一個特徵之間的至少一個空間關係，其中所述第一區域的特徵與所述第二層的最近的特徵之間的預期距離小於所述第一區域的相鄰特徵之間的間距。
所述方法可以包括：響應於從所述第一區域散射或反射的二次電子，產生第一區域檢測信號；及回應於從所述第二區域散射或反射的背向散射電子，產生第二區域檢測信號。
所述方法可以包括：接收基於散射光光學的覆蓋測量結果，以及基於所述檢測信號和基於散射光的覆蓋測量結果來評估所述覆蓋。
所述方法可以包括：將關於所述至少一個空間關係的重疊資訊發送至基於散射測量的覆蓋設備。
所述方法可以包括：將關於所述至少一個空間關係的重疊資訊發送至基於衍射的覆蓋設備。
根據本發明的一個實施方式，可以提供一種系統，並且所述系統可以包括：處理器，所述處理器經佈置以獲得或接收第一區域資訊，所述第一區域資訊表示檢查物的第一層的第一區域；其中所述檢查物進一步可以包括第二層，所述第二層可以、包括第二區域；其中所述第二層是埋在所述第一層下面的；電子光學裝置，所述電子光學裝置經佈置以引導原始電子束的電子與所述第一區域相互作用，並且所述電子光學裝置經佈置以引導所述原始電子束的電子與所述第二區域相互作用；至少一個檢測器，所述至少一個檢測器經佈置以響應於從所述第一區域和所述第二區域中的至少一個區域散射或反射的電子來產生檢測信號；並且其中所述處理器進一步經佈置以基於所述檢測信號和所述第一區域資訊，來決定所述第一區域的至少一個特徵與所述第二區域的至少一個特徵之間的至少一個空間關係。
所述電子光學裝置可以經佈置以引導所述原始電子束的電子與所述第一區域相互作用而大體上不與所述第二區域相互作用；其中所述至少一個檢測器可以經佈置以響應於從所述第一區域散射或反射的電子來產生檢測信號；並且其中所述處理器可以經佈置以通過處理所述檢測信號來獲得所述第一區域資訊。
所述至少一個檢測器可以經佈置以產生響應於從所述第一區域散射或反射的二次電子的檢測信號，同時忽略從所述檢查物散射的背向散射電子。
根據本發明的一個實施方式，提供一種系統，並且所述系統可以包括：電子光學裝置，所述電子光學裝置經佈置以引導原始電子束的電子與檢查物的第一層的第一區域相互作用；其中所述檢查物進一步可以包括第二層，所述第二層可以包括第二區域；其中所述第二層是埋在所述第一層下面的；並且所述電子光學裝置經佈置以引導所述原始電子束的高著陸能量電子與所述第二區域相互作用；至少一個檢測器，所述至少一個檢測器經佈置以響應於從所述第一區域和所述第二區域中的至少一個區域散射或反射的電子來產生檢測信號；及處理器，所述處理器可以經佈置以基於所述檢測信號來決定所述第一區域的至少一個特徵與所述第二區域的至少一個特徵之間的至少一個空間關係，其中所述第一區域的特徵與所述第二層的最近的特徵之間的預期距離小於所述第一區域的相鄰特徵之間的間距。
所述至少一個檢測器可以包括二次電子檢測器和背向散射電子檢測器；其中所述二次電子檢測器可以經佈置以回應於從所述第一區域散射或反射的二次電子來產生第一區域檢測信號；並且其中所述背向散射電子檢測器可以經佈置以回應於從所述第二區域散射或反射的背向散射電子來產生第二區域檢測信號。
所述處理器可以經佈置以接收基於散射光光學的覆蓋測量結果，並且所述處理器可以經佈置以基於所述檢測信號和基於散射光的覆蓋測量結果來評估所述覆蓋。
所述處理器可以經佈置以將關於所述至少一個空間關係的重疊資訊發送至基於散射測量的覆蓋設備。
所述處理器可以經佈置以將關於所述至少一個空間關係的重疊資訊發送至基於衍射的覆蓋設備。
在上述方法或系統中的任何一個方法或系統中，所述原始電子束可以具有至少2000電子伏特的著陸能量，該著陸能量可以介於2000電子伏特與5000電子伏特之間，或者甚至高於5000電子伏特。
根據本發明的一個實施方式，提供一種電腦程式產品，並且所述電腦程式產品可以包括：非臨時性電腦可讀取媒體，所述非臨時性電腦可讀取媒體儲存用於以下操作的指令：接收第一區域資訊，所述第一區域資訊表示檢查物的第一層的第一區域；其中所述檢查物進一步包含第二層，所述第二層包含第二區域；其中所述第二層是埋在所述第一層下面的；回應於從所述第一區域和從第二層的第二區域散射或反射的電子，接收檢測信號，所述第二層埋在所述第一層下面；及基於所述檢測信號和所述第一區域資訊，來決定所述第一區域的至少一個特徵與所述第二區域的至少一個特徵之間的至少一個空間關係。所述非臨時性電腦可讀取媒體可以儲存用於執行本說明書中描述的任何方法的指令。
在以下詳細描述中，闡述了許多具體細節，以提供本發明的徹底理解。然而，所屬領域的技藝人士將理解，本發明可以在沒有該等具體細節的情況下實施。在其他情況下，沒有詳細描述熟知的方法、程式和元件，以免使本發明難以理解。
在所有圖中，相同的參考標號表示相同的元件。
根據本發明的各種實施方式，提供用於評估覆蓋誤差的方法和系統，並且所述方法和系統包括使用原始電子束來照射檢查物，所述原始電子束具有其能量大到足以與一或更多個埋層相互作用的電子。通過透鏡內檢測器和內置透鏡檢測器來檢測二次電子和(另外或替代地)背向散射電子，以提供檢測信號。處理檢測信號，以提供關於檢查物的頂層(第一層)和埋層(第二層)的特徵的形狀和位置的指示。應注意，術語第一和第二僅用以區分一個元件與另一個元件。
各種方法可以應用於許多檢查物上，所述檢查物包括但不限於超薄雙圖案化制造物。應注意，在平版印刷術應用中，頂層通常由光刻膠製成，並且埋層通常由蝕刻材料製成，所述蝕刻材料通常為氮化物，所述氮化物用於浸於BARC(底部抗反射塗層)中的硬掩模。在定向自組裝中，頂層和埋層是由親水的嵌段共聚物和疏水的嵌段共聚物製成，在自組裝工藝期間使所述親水的嵌段共聚物和所述疏水的嵌段共聚物中的一個攀爬在另一個的頂上。在本說明書中描述的方法和系統可以應用於此類的層或可以應用於其他層。
使較深(較寬)的層(或不太透明)成像可能會產生較低信噪比(SNR)的圖像。在此種情況下，可能需要進一步的處理，以重建該等較低SNR的圖像。任何已知的圖像清潔、邊緣檢測或其他低SNR影像處理方法可以應用於此類的圖像上。
圖3是另一個多檢測器SEM的部分10'的圖例。在美國專利第7,842,933號中提供了此類系統的例子，所述美國專利以引用的方式併入本文。
圖3還圖示原始電子束的示範性路徑以及從檢查物(諸如但不限於晶圓或中間掩模)散射或反射的電子的路徑。
原始電子束沿光軸傳播，並且然後使所述原始電子束(i)在第一方向上傾斜，(ii)在相反方向上傾斜以便沿副光軸傳播且所述副光軸平行於所述光軸但與所述光軸間隔開，(iii)在第二方向上向所述光軸傾斜，並且然後(iv)在與第二方向相反的方向上傾斜，以便沿所述光軸傳播。可以通過磁偏轉線圈32-36來產生上述傾斜操作。在2002年5月13日提出申請的專利申請第10/146,218號中描述了用於雙傾斜的系統和方法，並且所述專利申請以引用的方式併入本文。使電子束經受靜電場，所述靜電場可以由各種形狀和佈置的多個電極引入。在標題為「objective lens arrangement for use in a charged particle beam column」的美國專利申請第10/423,289號中說明了實施方式中的一些，所述美國專利申請以引用的方式併入本文。
應注意，可以實施其他傾斜方案(諸如僅執行前兩個傾斜)，使得原始電子束與檢查物相互作用，同時原始電子束沿副軸傳播。
在系統10'中，引導原始電子束穿過透鏡內檢測器14內的孔徑18，以被物鏡12聚焦到檢查晶圓20上。穿過透鏡內檢測器14的孔徑而傳播的二次電子最終在第二方向上向內置透鏡檢測器40傾斜。
透鏡內檢測器位於傳播路徑的最後部分，其中原始電子束沿光軸傳播。透鏡內檢測器具有孔徑，所述孔徑經定位以環繞光軸。
一旦因原始光束與檢查物之間的相互作用而發射/散射出電子，則由於強大的電磁場而向透鏡內檢測器吸引所述電子並將所述電子吸引到該檢測器的孔徑。靜電場的強度決定了將哪些二次電子吸引到透鏡內檢測器並將哪些二次電子吸引到透鏡內檢測器的孔徑。
穿過透鏡內檢測器14的孔徑而傳播的二次電子最終在第二方向上向內置透鏡檢測器40傾斜。
通過施加相對強大的靜電場，內置透鏡檢測器檢測曾經未被檢測到(穿過孔徑)的電子或由透鏡內檢測器檢測到的電子，而透鏡內檢測器則檢測曾經由外部檢測器檢測到的電子。
圖4為根據本發明的一個實施方式的多檢測器SEM的一部分10"的圖例。圖4還圖示原始電子束的示範性路徑以及從檢查物(諸如但不限於晶圓或中間掩模)散射或反射的電子的路徑。
原始電子束沿光軸傳播，並且然後使所述原始電子束(i)在第一方向上傾斜，(ii)在相反方向上傾斜以便沿副光軸傳播且所述副光軸平行於所述光軸但與所述光軸間隔開，(iii)在第二方向上向所述光軸傾斜，並且然後(iv)在與第二方向相反的方向上傾斜，以便沿所述光軸傳播。
散射電子可以由透鏡內檢測器14來檢測或可以穿過透鏡內檢測器14的孔徑18，並且可以使所述散射電子向可相對於光軸而定向的一個方向處的內置透鏡檢測器偏轉。額外偏轉元件96是接近偏轉器35的一部分而定位，並且所述額外偏轉元件防止系統執行穿過孔徑18的散射電子的進一步偏轉。在沒有偏轉元件96時，額外的偏轉發生了，並且電子可能向一個路徑處的內置透鏡檢測器40傳播，所述路徑平行於光軸但與光軸間隔開(如圖3中所示)。
圖4還將內置透鏡檢測器40圖示為相對於光軸而定向。內置透鏡檢測器40可以大致垂直於電子的軌跡，所述電子向內置透鏡檢測器40傳播。內置透鏡檢測器40可以在篩檢程式94之後，篩檢程式94可以防止某些電子到達內置透鏡檢測器40--基於該等電子的著陸能量和施加於篩檢程式94的電壓電位。不同的電壓電位抑制具有不同著陸能量的電子。篩檢程式可以用於(例如)允許背向散射電子，同時拒絕二次電子。
內置透鏡檢測器40和透鏡內檢測器14產生檢測信號，所述檢測信號被提供至處理器90。可以處理該等檢測信號以提供掃描區域的單個表示(例如--單個圖像)或提供分離的表示--獨立地處理各個檢測器的檢測信號。
控制器92可以控制網格柵94和(另外或替代地)物鏡的電勢--以便控制由檢測器14和檢測器40檢測的電子。
應注意，當僅使檢查物的第一層成像時，可以將兩個檢測器(檢測器14和檢測器40)設置成檢測相同類型的電子，而當使兩個層成像時，各個檢測器可以用於檢測不同類型的電子。
圖5圖示檢查物的一部分的覆蓋誤差69，所述檢查物是通過雙圖案化工藝製造的。該等覆蓋誤差69被圖示為實際的特徵與所要的特徵之間的偏差。
圖5的上部圖示了：(i)第一層60的所要的特徵61的位置和形狀，和(ii)第二層62的所要的特徵63的位置和形狀，所述第二層62埋在第一層60的下面。
圖5的下部圖示了：(i)第一層68的實際特徵65的位置和形狀，和(ii)第二層67的實際特徵66的位置和形狀，所述第二層67埋在第一層68的下面。覆蓋誤差69表明第二層67的實際特徵66相對於它們的期望位置更向右偏移。
圖5僅圖示了覆蓋誤差的例子。例如，相同層的不同特徵可以彼此相差它們的覆蓋誤差，並且另外或替代地，覆蓋誤差可以包括旋轉。
圖7為根據本發明的一個實施方式的第一層的第一區域的圖像110的例子，並且圖8為根據本發明的一個實施方式的所述第一區域和第二層的第二區域的圖像的例子。
圖7圖示了第一區域的圖像110並包括邊緣111，邊緣111表示第一層的特徵的位置。圖8為第一區域的圖像和第二區域的圖像，並圖示第一區域的特徵的邊緣111和第二區域的特徵的邊緣121。該等第一區域特徵和第二區域特徵可以是微擾，並且將所述第一區域特徵的上部112(對於第一區域微擾而言)和所述第二區域特徵的上部122(對於第二區域微擾而言)圖示為比所述第一區域特徵和所述第二區域特徵的周圍更亮。
圖8還圖示強度信號124，強度信號124指示沿假想的Y軸(該等特徵大體上平行於X軸)的檢測信號的強度。強度信號124提供關於第一層和第二層的不同特徵的高度的指示。
圖9圖示根據本發明的一個實施方式的方法300。
方法300可以開始於階段302和階段304中的任何一個階段。應注意，方法300可以包括階段302和階段304或可以僅包括該等階段中的一個階段。
階段302包括：獲得第一區域資訊，所述第一區域資訊表示檢查物的第一層的第一區域。檢查物進一步包括第二層，所述第二層包含第二區域；其中第二層是埋在第一層下面的。
階段302可以包括以下至少一個：
a.　通過引導原始電子束的電子與第一區域相互作用而大體上不與第二區域相互作用來獲得第一區域資訊；及回應於從第一區域散射或反射的電子，產生檢測信號。
b.　產生響應於從第一區域散射或反射的二次電子的檢測信號，同時忽略從檢查物散射的背向散射電子。
階段304包括接收第一區域資訊，所述第一區域資訊表示檢查物的第一層的第一區域。
階段302和階段304之後是階段306，階段306引導原始電子束的電子與第一區域相互作用，並且之後是階段308，階段308引導原始電子束的電子與第二區域相互作用。
階段308可以包括將原始電子束向檢查物引導，使得原始電子束的電子具有至少2000電子伏特或至少5000電子伏特的著陸能量。
階段306和階段308之後是階段310，階段310響應於從第一區域和第二區域中的至少一個區域散射或反射的電子來產生檢測信號。
階段310之後是階段312，階段312基於檢測信號和第一區域資訊來決定第一區域的至少一個特徵與第二區域的至少一個特徵之間的至少一個空間關係。
階段312可以包括第一區域的至少一個特徵的邊緣的邊緣檢測和第二區域的至少一個特徵的邊緣的邊緣檢測。
另外或替代地，階段312可以包括基於邊緣檢測和第一區域資訊來決定空間關係。例如，一對第一區域特徵和第二區域特徵可以部分重疊或具有重疊的邊緣。在該兩種情況下，圖像可以為大體上相同的。第一區域資訊可以說明區分該兩種情況。
此在圖6中被圖示--可以獲得具有相同邊緣91至邊緣94的相同邊緣圖像90，同時使不同物體(或不同區域)成像。圖6的上部圖示了不同的層(層70和層72)的重疊特徵(特徵71和特徵73)，而圖6的中部圖示了不重疊的較窄特徵(特徵81和特徵83)。第一區域資訊(比如第一層及/或第二層的特徵的寬度)可以說明區分該等情況。
圖10圖示了根據本發明的一個實施方式的方法400。
方法400可以開始於階段402，階段402引導原始電子束的電子與檢查物的第一層的第一區域相互作用。檢查物進一步包括第二層，所述第二層包含第二區域；其中第二層是埋在第一層下面的。
階段402之後是階段404，階段404引導原始電子束的高著陸能量電子與第二區域相互作用。
階段404之後是階段406，階段406響應於從第一區域和第二區域中的至少一個區域散射或反射的電子來產生檢測信號。
階段406之後是階段408，階段408基於(至少)檢測信號來決定第一區域的至少一個特徵與第二區域的至少一個特徵之間的至少一個空間關係，其中第一區域的特徵與第二層的最近的特徵之間的預期距離小於第一區域的相鄰特徵之間的間距。因此，可以通過雙圖案化工藝或任何其他多圖案化工藝來製造第一層和第二層。
根據本發明的一個實施方式，階段408之後可以是階段409，階段409將關於至少一個空間關係的重疊資訊發送至基於散射測量的覆蓋設備。此設備可以使用此資訊來決定第一層的表面狀況。
階段406可以包括：響應於從第一區域散射或反射的二次電子，產生第一區域檢測信號；及回應於從第二區域散射或反射的背向散射電子，產生第二區域檢測信號。
圖11圖示了根據本發明的一個實施方式的方法410。
圖11的方法410與圖10的方法400區別在於：
a.　包括階段412，階段412接收基於散射光光學的覆蓋測量結果；及
b.　具有階段414而不是階段408。
c.　不包括階段409。
階段414在階段406和階段412之後。
階段414包括：基於檢測信號和基於散射光光學的覆蓋測量結果，來決定第一區域的至少一個特徵與第二區域的至少一個特徵之間的至少一個空間關係。基於散射光光學的覆蓋測量結果可以是指第一層資訊。應注意，如果基於散射光光學的覆蓋測量結果是在將第一層製造於第一層的頂部之上以前獲得的，那麼基於散射光光學的覆蓋測量結果可以表示第二區域。
根據本發明的一個實施方式，覆蓋誤差被測量成與第一特徵和第二特徵之間所需要的空間關係的偏差。
可以提供上文所述方法中的任何一個方法的任何階段的任何組合。任何方法都可以通過上述系統中的任何一個系統來執行。
第一區域和第二區域可以具有任何期望的形狀、大小或位置。該等參數(形狀、大小、位置)可以由使用者決定，可以回應於先前的檢查或度量嘗試而設置所述參數，所述參數可以通過設定掃描圖案來定義，等等。所述方法和系統可以通過使用機械掃描和(另外或替代地)電掃描以及偏轉工藝來一個區域接一個區域地掃描。
上述方法或至少上述方法的電腦實施的階段可以由執行代碼的電腦來執行，所述代碼被儲存在非臨時性電腦可讀取媒體中。例如，非臨時性電腦可讀取媒體可以儲存用於以下操作的指令：接收第一區域資訊，所述第一區域資訊表示檢查物的第一層的第一區域；其中檢查物進一步包含第二層，所述第二層包含第二區域；其中第二層是埋在第一層下面的；回應於從第一區域和從第二層的第二區域散射或反射的電子，接收檢測信號，所述第二層埋在第一層下面；及基於檢測信號和第一區域資訊來決定第一區域的至少一個特徵與第二區域的至少一個特徵之間的至少一個空間關係。
本發明可以通過使用傳統工具、方法和元件來實施。因此，本文沒有詳細地闡述該等工具、元件和方法的細節。在先前的描述中，闡述了許多具體細節(諸如，典型線條的橫截面的形狀、偏轉單元的量等)，以提供本發明的徹底理解。然而，應認識到，本發明可以在並不藉助於具體闡述的細節的情況下實施。
在本揭示案中僅展示並描述本發明的示範性實施例和本發明的多用性的幾個例子。將理解，本發明能夠用於各種其他組合和環境中，並且在如本文表達的本發明構思的範圍內能夠對本發明進行改變或修改。
例如，儘管上述文字涉及覆蓋誤差的測量，但是上述方法和系統可以加以必要的變更而應用於其他測量並應用於埋入式缺陷的缺陷檢測。
雖然本文已說明並描述了本發明的某些特徵，但是所屬領域的一般技藝人士現將想到許多修改、置換、改變和均等物。因此，將理解，隨附申請專利範圍旨在涵蓋如屬於本發明的真實精神範圍內的所有該等修改和變化。
10．．．SEM/系統
10'．．．部分SEM/系統
10"．．．部分SEM
12．．．物鏡
14．．．透鏡內檢測器
16．．．外部檢測器
18．．．孔徑
20．．．晶圓
32．．．磁偏轉線圈
33．．．磁偏轉線圈
35．．．磁偏轉線圈
36．．．磁偏轉線圈
40．．．內置透鏡檢測器
60．．．第一層
61．．．特徵
62．．．第二層
63．．．特徵
65．．．特徵
66．．．特徵
67．．．第二層
68．．．第一層
69．．．覆蓋誤差
70．．．層
71．．．特徵
72．．．層
73．．．特徵
81．．．特徵
83．．．特徵
90．．．處理器
91．．．邊緣
92．．．控制器
94．．．邊緣/篩檢程式/網格柵
96．．．偏轉元件
110．．．圖像
111．．．邊緣
112．．．第一區域特徵的上部
121．．．邊緣
122．．．第二區域特徵的上部
300．．．方法
302．．．階段
304．．．階段
306．．．階段
308．．．階段
310．．．階段
312．．．階段
400．．．方法
402．．．階段
404．．．階段
406．．．階段
408．．．階段
409．．．階段
410．．．方法
412．．．階段
414．．．階段
為了理解本發明並且為了瞭解在實踐中可以如何實施本發明，現將參閱附圖來描述(僅以非限制性例子的方式)優選實施方式，在附圖中：
圖1圖示各個相互作用過程和所述相互作用過程的各自的資訊容量；
圖2描述多檢測器掃描電子顯微鏡(SEM)的一部分；
圖3圖示另一個多檢測器SEM的一部分；
圖4圖示根據本發明的一個實施方式的另一個多檢測器SEM的一部分；
圖5圖示覆蓋誤差的例子；
圖6圖示根據本發明的一個實施方式的檢查物的兩個不同部分和表示所述不同部分的邊緣圖像；
圖7為根據本發明的一個實施方式的第一區域的圖像；
圖8為根據本發明的一個實施方式的第一區域和第二區域的圖像，所述第二區域埋在所述第一區域下面；及
圖9至圖11為圖示根據本發明的各個實施方式的用於測量覆蓋誤差的方法的流程圖。
將瞭解，為了說明的簡明性和清晰性，不必按比例繪製諸圖中所示的元件。例如，為了清晰性，可以將元件中的一些元件的尺寸相對於其他元件放大。另外，在認為適當的情況下，元件符號在諸圖中可以重複，以表示相應或類似的元件。
300．．．方法
302．．．階段
304．．．階段
306．．．階段
308．．．階段
310．．．階段
312．．．階段

Claims (19)

  1. 一種用於評估一第一三維特徵與一第二三維特徵之間的覆蓋的方法，該第一三維特徵由一第一光刻工藝形成於一檢查物的一第一層中，該第二三維特徵在該第一光刻工藝之前由一第二光刻工藝形成於該檢查物的一第二層中，該第二層是埋在該第一層下面的，該方法包含以下步驟：獲得或接收第一區域資訊，該第一區域資訊表示形成於該第一層中的該第一特徵的一特性；執行一多步驟成像程序以產生該第一特徵與該第二特徵之至少一部分的一圖像，該多步驟成像程序包含：(1)在一第一成像步驟期間內，引導一原始電子束的電子與該第一特徵相互作用；以及(2)在一第二成像步驟期間內，引導該原始電子束的電子與該第二特徵相互作用；響應於從該第一特徵和該第二特徵之每一者散射或反射的電子，產生檢測信號；及基於該等檢測信號和表示形成於該第一層中的該第一特徵的該特性的該第一區域資訊，來決定該第一特徵的至少一個邊緣與該第二特徵的至少一個邊緣之間在X或Y維度中的至少一個空間關係，以致能區分覆蓋誤差，該覆蓋誤差係無法基於邊緣偵測而分辨。
  2. 如請求項1述及之方法，其中該第一成像步驟包含以下步驟：藉由選擇將該原始電子束聚焦於該第一層中的該原始電子束的一著陸能量，來引導該原始電子束的電子與該第一特徵相互作用；且其中該方法進一步包含以下步驟：回應於從該第 一特徵散射或反射的電子，產生檢測信號。
  3. 如請求項2述及之方法，進一步包含以下步驟：產生響應於從該第一特徵散射或反射的二次電子的檢測信號，同時忽略從該檢查物散射的背向散射電子。
  4. 如請求項1述及之方法，其中該第二成像步驟包含以下步驟：向該檢查物引導該原始電子束，使得該原始電子束的該等電子具有至少2000電子伏特的一著陸能量。
  5. 如請求項1述及之方法，其中該第二成像步驟包含以下步驟：向該檢查物引導該原始電子束，使得該原始電子束的該等電子具有至少5000電子伏特的一著陸能量。
  6. 如請求項1述及之方法，其中該第一成像步驟在該第二成像步驟之前。
  7. 如請求項1述及之方法，其中：該第一特徵與該第二特徵為一雙圖案化工藝的部分，該雙圖案化工藝用以將可在該檢查物上產生之電路特徵的密集度增加至超過一正常光刻界限，且其中形成於該第一層中的該第一特徵的一邊緣與形成於該第二層中的該第二特徵的一最接近邊緣之間的一預期距離，小於該第一層的鄰接特徵之間的一間距(pitch)。
  8. 如請求項1述及之方法，進一步包含以下步驟：響應於從該第一特徵散射或反射的二次電子，產生一第一區域檢測信號；及回應於從該第二特徵散射或反射的背向散射電子，產生一第二區域檢測信號。
  9. 如請求項1述及之方法，其中該第二成像步驟發生在與 該第一成像步驟不同的時間處。
  10. 如請求項7述及之方法，進一步包含以下步驟：向該檢查物引導該原始電子束，使得該原始電子束的該等電子具有至少2000電子伏特的一著陸能量。
  11. 如請求項7述及之方法，進一步包含以下步驟：向該檢查物引導該原始電子束，使得該原始電子束的電子具有至少5000電子伏特的一著陸能量。
  12. 如請求項7述及之方法，進一步包含以下步驟：向該檢查物引導該原始電子束，使得該原始電子束的該等電子具有在2000電子伏特與5000電子伏特之間的範圍內的一著陸能量。
  13. 一種系統，包含：一處理器，該處理器經佈置以獲得或接收第一區域資訊，該第一區域資訊表示形成於一檢查物的一第一層中的一第一特徵的一特性，該檢查物進一步包含形成於一第二層中的一第二特徵，該第二層是埋在該第一層下面的；電子光學裝置，該電子光學裝置經佈置以引導一原始電子束的電子與該檢查物相互作用；該處理器經配置以執行一多步驟成像程序以產生該第一特徵與該第二特徵之至少一部分的一圖像，該多步驟成像程序包含：(1)在一第一成像步驟期間內，引導該原始電子束的電子與該第一特徵相互作用；以及(2)在一第二成像步驟期間內，引導該原始電子束的電子與該第二特徵相互作用；以及至少一個檢測器，該至少一個檢測器經佈置以響應於從該 第一特徵和該第二特徵之每一者散射或反射的電子來產生檢測信號，其中該處理器進一步經佈置以基於該等檢測信號和表示該第一層的該第一區域的該特性的該第一區域資訊，來決定該第一特徵的至少一個邊緣與該第二特徵的至少一個邊緣之間在X或Y維度中的至少一個空間關係，以致能區分覆蓋誤差，該覆蓋誤差係無法基於邊緣偵測而分辨。
  14. 如請求項13述及之系統，其中該第一成像步驟包含以下步驟：藉由選擇將該原始電子束聚焦於該第一層中的該原始電子束的一著陸能量，來引導該原始電子束的電子與該第一特徵相互作用；且其中該方法進一步包含以下步驟：回應於從該第一特徵散射或反射的電子，產生檢測信號。
  15. 如請求項14述及之系統，進一步包含以下步驟：產生響應於從該第一特徵散射或反射的二次電子的檢測信號，同時忽略從該檢查物散射的背向散射電子。
  16. 如請求項13述及之系統，其中該第二成像步驟包含以下步驟：向該檢查物引導該原始電子束，使得該原始電子束的該等電子具有至少2000電子伏特的一著陸能量。
  17. 如請求項13述及之系統，其中該第一成像步驟在該第二成像步驟之前。
  18. 如請求項13述及之系統，其中：該第一特徵與該第二特徵為一雙圖案化工藝的部分，該雙圖案化工藝用以將可在該檢查物上產生之電路特徵的密集度增加至超過一正常光刻界限，且其中形成於該第一層中的該第一特徵的一邊緣與形成於 該第二層中的該第二特徵的一最接近邊緣之間的一預期距離，小於該第一層的鄰接特徵之間的一間距(pitch)。
  19. 如請求項13述及之系統，其中該第二成像步驟發生在與該第一成像步驟不同的時間處。
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