TWI703347B - 用於在多光束掃描電子顯微鏡系統中減少雜訊之方法、系統及設備 - Google Patents

用於在多光束掃描電子顯微鏡系統中減少雜訊之方法、系統及設備 Download PDF

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Abstract

本發明揭示一種掃描電子顯微鏡系統。該系統包含一多光束掃描電子顯微鏡(SEM)子系統。該SEM子系統包含：一多光束電子束源，其經組態以產生複數個電子束；一樣本載台，其經組態以緊固一樣本；一電子光學總成；及一偵測器總成，其經組態以偵測自該樣本之表面發出之複數個電子信號束以形成複數個影像，各影像與複數個電子束之一電子束相關聯。該系統包含一控制器，該控制器經組態以：自該偵測器總成接收影像；比較兩個或兩個以上影像以識別在該兩個或兩個以上影像中存在之共同雜訊分量；及自複數個影像之一或多個影像移除該等經識別之共同雜訊分量。

Description

用於在多光束掃描電子顯微鏡系統中減少雜訊之方法、系統及設備
本發明大體上係關於掃描電子顯微鏡，且更特定言之，本發明係關於一多光束電子顯微鏡系統中之雜訊減少。
半導體裝置之製作(諸如邏輯及記憶體裝置)通常包含使用大量半導體製作程序處理諸如一半導體晶圓之一基板以形成半導體裝置之各種特徵及多重層級。由於半導體裝置大小變得越來越小，所以發展增強之檢測及再檢測裝置及程序變得至關重要。一種此類檢測技術包含基於電子束之檢測系統，諸如掃描電子顯微鏡(SEM)。單個光束SEM系統可通過收集及分析當使一主要光束掃描橫跨樣本時自樣本之表面發射或散射之電子成像一樣本之一表面。在單一光束SEM系統中，通常難以將雜訊與影像資訊分離。此困難係由於以下事實而產生的：i)難以確定一影像假影係雜訊而非一實際影像特徵；及ii)一單一影像中可不存在提取雜訊之足夠特徵資訊(諸如直尖邊緣)。由於實施多光束SEM系統，所以歸因於自一樣本之多個區域同時取得影像資料而大幅縮減檢測時間，然而多光束SEM系統中之雜訊減少技術已證實為無效。因此，提供在一多光束SEM系統中減低或減少雜訊之一系統及方法可係有利的。
根據本發明之一或多個闡釋性實施例揭示一種多光束掃描電子顯微鏡設備。在一項實施例中，多光束掃描電子顯微鏡子系統包含經組態以產生複數個電子束之一多光束電子束源。在另一實施例中，該多光束掃描電子顯微鏡子系統包含經組態以緊固一樣本之一樣本載台。在另一實施例中，多光束掃描電子顯微鏡子系統包含一電子光學總成，該電子光學總成包含經組態以將複數個電子束之至少一部分引導至該樣本之一部分上之一組電子光學元件。在另一實施例中，多光束掃描電子顯微鏡子系統包含經組態以偵測自該樣本之表面發出之複數個電子信號束以形成複數個影像之一偵測器總成，各影像與複數個電子束之一電子束相關聯。在另一實施例中，多光束掃描電子顯微鏡子系統包含擁有一或多個處理器之一控制器，該一或多個處理器經組態以執行儲存於記憶體中以用於使得該一或多個處理器完成以下動作之一組程式指令：自偵測器總成接收複數個影像；比較兩個或兩個以上影像以識別在該兩個或兩個以上影像中存在之共同雜訊分量；及自複數個影像之一或多個影像移除經識別之共同雜訊分量。
根據本發明之一或多個闡釋性實施例揭示一種多光束掃描電子顯微鏡設備。在一項實施例中，該多光束掃描電子顯微鏡設備包含一多光束掃描電子顯微鏡子系統。在另一實施例中，該多光束掃描電子顯微鏡子系統包含經組態以產生複數個電子束之一多光束電子束源。在另一實施例中，一多光束掃描電子顯微鏡子系統包含經組態以緊固一樣本之一樣本載台。在另一實施例中，多光束掃描電子顯微鏡子系統包含一電子光學總成，該電子光學總成包含經組態以將複數個電子束之至少一部分引導至該樣本之一部分上之一組電子光學元件。在另一實施例中，多光束掃描電子顯微鏡 子系統包含經組態以偵測來自該樣本之表面之複數個電子信號束以形成複數個影像之一偵測器總成，各影像與複數個電子束之一電子束相關聯。在另一實施例中，多光束掃描電子顯微鏡設備包含擁有一或多個處理器之一控制器，該一或多個處理器經組態以執行儲存於記憶體中以用於使得該一或多個處理器完成以下動作之一組程式指令：自偵測器總成接收複數個影像；比較兩個或兩個以上影像以識別在該兩個或兩個以上影像中存在之共同雜訊分量；及報告該等經識別之共同雜訊分量。
根據本發明之一或多個闡釋性實施例揭示一種多光束掃描電子顯微鏡設備。在一項實施例中，該多光束掃描電子顯微鏡設備包含一多光束掃描電子顯微鏡子系統。在另一實施例中，該多光束掃描電子顯微鏡子系統包含經組態以產生複數個電子束之一多光束電子束源。在另一實施例中，該多光束掃描電子顯微鏡子系統包含經組態以緊固一樣本之一樣本載台。在另一實施例中，多光束掃描電子顯微鏡子系統包含一電子光學總成，該電子光學總成包含經組態以將複數個電子束之至少一部分引導至該樣本之一部分上之一組電子光學元件。在另一實施例中，多光束掃描電子顯微鏡子系統包含經組態以同時偵測自該樣本之表面發出之複數個電子信號束以形成複數個同時取得之影像之一偵測器總成，其中該偵測器總成經組態以取得用於各電子信號束之一組重複影像。在另一實施例中，多光束掃描電子顯微鏡設備包含擁有一或多個處理器之一控制器，該一或多個處理器經組態以執行儲存於記憶體中以用於使得該一或多個處理器完成以下動作之一組程式指令：自偵測器總成接收複數個同時取得之影像；基於同時取得之複數個影像之兩者或兩者以上之一比較判定一對準程序；執行關於對應於電子信號束之一或多者之兩個或兩個以上重複影像的對準程序；及組合 複數個重複影像以形成用於各電子信號束之一彙總影像。
根據本發明之一或多個闡釋性實施例揭示一種方法。在一項實施例中，該方法包含利用一多光束掃描電子顯微鏡系統同時取得複數個影像。在另一實施例中，該方法包含比較兩個或兩個以上影像以識別在該兩個或兩個以上影像中存在之共同雜訊分量。在另一實施例中，該方法包含自複數個影像之一或多個影像移除經識別之雜訊分量。
根據本發明之一或多個闡釋性實施例揭示一種方法。在一項實施例中，該方法包含利用一多光束掃描電子顯微鏡系統同時取得複數個影像。在另一實施例中，該方法包含比較兩個或兩個以上影像以識別在該兩個或兩個以上影像中存在之共同雜訊分量。在另一實施例中，該方法包含報告該等經識別之雜訊分量。
根據本發明之一或多個闡釋性實施例揭示一種方法。在一項實施例中，該方法包含利用一多光束掃描電子顯微鏡系統之複數個電子信號束同時取得複數個影像。在另一實施例中，該方法包含基於同時取得之複數個影像之兩者或兩者以上之一比較判定一對準程序。在另一實施例中，該方法包含執行關於對應於電子信號束之一或多者之兩個或兩個以上重複影像的對準程序。在另一實施例中，該方法包含組合複數個重複影像以形成用於各電子信號束之一彙總影像。
應瞭解，以上一般描述及以下詳細描述僅為例示性及解釋性的且不必限制所主張之發明。併入說明書且構成說明書之一部分之隨附圖式繪示本發明之實施例且與一般描述一起用於解釋本發明之原理。
100:系統
101:多光束掃描電子顯微鏡(SEM)子系統
102:多光束電子束源
103:主要光束/電子束
104:電子光學總成/光束
106:樣本載台
107:樣本
108:偵測器總成
110:控制器
111:電子光學管柱
112:聚光透鏡
114:物鏡
115:投影透鏡
116:處理器
117:信號束
118:記憶體媒體
119:使用者介面
121:再檢測工具
202:第一步驟/多光束掃描電子顯微鏡(SEM)影像
204:第二步驟
205:共同雜訊分量/共同空間特徵
206:第三步驟
300:方法
302:步驟
304:步驟
306:步驟
310:方法
312:步驟
314:步驟
320:方法
322:步驟
324:步驟
326:步驟
328:步驟
熟習技術者可通過參考隨附圖式更佳地瞭解本發明之數個優勢，其 中：圖1係根據本發明之一項實施例之具有雜訊移除能力之一多光束掃描電子顯微鏡系統之一方塊圖。
圖2係根據本發明之一項實施例之在多光束掃描電子顯微鏡圖像資料中識別且移除雜訊分量之概念圖。
圖3A係根據本發明之一或多個實施例之繪示用於自利用一多光束掃描電子顯微鏡系統取得之影像移除雜訊分量之一方法之一程序流程圖。
圖3B係根據本發明之一或多個實施例之繪示用於報告來自利用一多光束掃描電子顯微鏡系統取得之影像之雜訊分量之一方法之一程序流程圖。
圖3C係根據本發明之一或多個實施例之繪示用於平均化多個重複影像以形成多光束掃描電子系統之各通道之一彙總影像之一方法之一程序流程圖。
相關申請案之交叉參考
本申請案依據35 U.S.C.§119(e)主張發明人名為Mark McCord、Rainer Knippelmeyer、Douglas Masnaghetti及Richard Simmonrs之名稱為TECHNIQUE FOR NOISE REJECTION IN A MULTIPLE-BEAM IMAGING SYSTEM之2015年9月21日申請之美國臨時申請案第62/221,599號之權利且構成該美國臨時申請案之一正式(非臨時)專利申請案。
現將詳細參考在隨附圖式中繪示之所揭示之標的。大體上參考圖1A至圖3C，根據本發明描述用於在一多光束掃描電子顯微鏡(SEM)成像系統 中減少雜訊之一系統及方法。
本發明之實施例係關於減低或消除一多光束SEM系統中之共同模式雜訊。應注意，此雜訊可來自各種源，包含(但不限於)振動雜訊、聲雜訊、電雜訊(例如，60Hz雜訊)、高電壓電源中之誤差/故障及在電子源或槍中發生之強度雜訊。雜訊分量可為位置雜訊(例如，在x位置、y位置及/或z位置(焦點))或強度雜訊(即，亮度)。本發明之其它實施例係關於校正多個影像中之雜訊分量之存在(例如，經由影像處理)，諸如在其中雜訊係位置雜訊之情況中。本發明之其它實施例係關於回應於識別一或多個雜訊分量而再掃描一或多個影像，諸如在其中雜訊係關於失焦或高電壓故障之情況中。本發明之其它實施例係關於影像中之假缺陷之識別。在此情況中可忽略識別之假缺陷。
圖1A繪示根據本發明之一或多個實施例之用於執行多光束SEM成像之一系統100。
在一項實施例中，系統100包含一多光束掃描電子顯微鏡(SEM)子系統101及一控制器110。多光束SEM子系統101可包含此項技術中已知之任何多光束SEM子系統或多光束SEM工具。例如，多光束SEM子系統101可包含(但不限於)一多光束電子束源102、一電子光學總成104、一樣本載台106及一偵測器總成108。
在一項實施例中，控制器110通信地耦合至多光束SEM子系統101。例如，控制器110可耦合至SEM子系統101之偵測器總成108之輸出。控制器110可以任何適合之方式(例如，由在圖1A中展示之線指示之一或多個傳輸媒體)耦合至偵測器總成108之輸出，使得控制器110可接收由偵測器總成108取得之輸出。
在一項實施例中，控制器110包含一或多個處理器116及一記憶體媒體118(或記憶體)。一或多個處理器116經組態以執行保存在記憶體媒體118中以用於使得一或多個處理器執行在本發明中描述之各種步驟之一或多者之一組程式指令。
在一項實施例中，程式指令經組態以使得一或多個處理器移除同時在由多光束SEM子系統101取得之SEM影像中出現之一或多個共同模式雜訊分量。在一項實施例中，程式指令經組態以使得一或多個處理器自偵測器總成108接收多個SEM影像。在另一實施例中，程式指令經組態以使得該一或多個處理器對SEM影像之一或多者進行彼此比較，以識別在兩個或兩個以上影像中存在之共同雜訊分量(例如，位置雜訊或強度雜訊)。在另一實施例中，程式指令經組態以使得該一或多個處理器自兩個或兩個以上影像(及/或多個SEM影像組之額外影像)移除識別之共同雜訊分量。
在本文中應注意，在多光束SEM量測之情況中，諸多雜訊源及短時脈衝干擾係共同模式，藉此同等地且同時影響所有光束。共同模式雜訊之實例包含(但不限於)振動雜訊、電磁干擾、與一或多個分量及陰極發射電流(在其中自一共同陰極驅動所有光束之情況中)中之變動相關聯之高電壓。例如，與系統100之一物鏡或基板偏壓相關聯之高電壓連接通常係最普通之電弧源，藉此基板(例如晶圓)除氣且產生電弧。控制器110可分析由SEM子系統101針對各雜訊取得之影像。在一單一影像中，可能無法將雜訊與其他影像屬性(諸如線邊緣粗糙度)分離。然而，若在多個影像(即，該等影像含有共同雜訊分量)中識別相同雜訊，則足以有自信相信假影確係雜訊且可移除。例如，在其中SEM子系統101包含N個同時操作之光束(例如，2至100個光束)之情況中，其中由偵測器總成108同時取得N個對應影像，可針對 雜訊分析該N個影像。在其中於N個影像之數倍中發現一假影之情況中，則接著重複假影可被認為係真雜訊。
在一項實施例中，自一或多個影像移除之雜訊分量係位置雜訊。例如，雜訊分量在x及y位置資訊中可包含雜訊。在x及y位置雜訊之情況中，一或多個影像(例如，所有N個影像或N個影像之一子集)可偏移在距離上相等但在方向上相對於識別之雜訊之一量。例如，圖2繪示自多個SEM影像移除x及y位置雜訊之一概念圖。在一第一步驟202中，利用多光束SEM子系統101取得四個SEM影像202。在一第二步驟204中，利用控制器110跨四個SEM影像(左至右)識別共同雜訊分量205。就此而言，控制器110可使用此項技術中已知之任何已知之影像比較演算法比較兩個或兩個以上影像，以跨不同影像識別共同特徵或圖案。如此而言，在兩個或兩個以上SEM影像中識別共同空間特徵205。在一第三步驟206中，移除在步驟204中識別之共同雜訊分量205。例如，在位置雜訊之情況中，所有受影響之影像可偏移在距離上相等而在方向上相對於識別之雜訊分量之一量。因此，控制器110可產生步驟206中展示之經雜訊編校影像。應注意，可使用此項技術中已知之任何已知影像處理技術執行對影像作出之校正。
在另一實施例中，自一或多個影像移除之雜訊分量係強度雜訊。在共同強度變動之情況中，可對N個影像之兩者或兩者以上之像素灰階值作出一亮度校正。在本文中應注意，位置雜訊及/或強度雜訊通常依據一給定影像內之位置而變化。
應進一步注意，可將一位置及強度校正兩者應用於N個影像之一或多者以同時校正位置及強度雜訊。
應進一步注意，在一些例項中，與偵測器總成108相關聯之一放大器 可飽和使得不可充分執行強度校正。在此情況中，相關聯之像素在檢測資料中可忽略及衰退從而成為「被忽略」。
在另一實施例中，程式指令經組態以使得一或多個處理器識別且報告在SEM影像中同時發生之共同雜訊分量。在一項實施例中，在跨N個影像之數倍識別共同雜訊分量之後，控制器110之程式指令可使得一或多個處理器116報告經識別之共同雜訊分量。
在一項實施例中，控制器110可將經識別之共同雜訊分量報告給一使用者介面119。就此而言，可將經識別之共同雜訊分量傳輸至使用者介面119，其中在使用者介面119之顯示器上顯示雜訊分量以供一使用者(圖中未展示)分析。
在一項實施例中，控制器110可將經識別之共同雜訊分量報告給一額外工具。例如，控制器110可將經識別之共同雜訊分量(或減少雜訊分量之存在之指令)報告給一再檢測工具121或SEM子系統101本身。
在一項實施例中，控制器110經組態以識別N個影像之一或多個影像內之一或多個假缺陷。在此實施例中，控制器110可比較偵測器總成108中之兩個或兩個以上影像，以識別複數個影像之一或多個影像內之一或多個假缺陷。在其中系統100經組態為一電子束檢測器(EBI)且影像雜訊導致在多個影像之相同地方發現「缺陷」之情況中，接著此等宣稱之缺陷可識別為「假缺陷」且接著被拒絕。就此而言，控制器110可在再檢測由多光束SEM子系統101識別之實際缺陷期間引導再檢測工具121忽略假缺陷。
在另一實施例中，控制器110經組態以識別N個影像之一或多個影像內之一或多個聚焦誤差。在本文中應注意，在一些類型之雜訊(諸如焦點變動)之情況中，難以移除雜訊。在焦點變動之情況中，通常不可能再建構且焦 點對準來自一模糊不清影像之影像。因而，為了減少多個影像中之共同焦點變動之影響，控制器110可引導多光束SEM子系統101再掃描一樣本107以取得新影像。
在另一實施例中，程式指令經組態以使得一或多個處理器經由一影像對準程序而平均化多個重複SEM影像。
在一項實施例中，SEM子系統101可取得由主要光束103及信號束117界定之各通道之兩個或兩個以上「重複」影像。此外，控制器110可組合(例如，平均化)SEM子系統101之各通道之多個重複影像以形成SEM子系統101之多個通道之各者之一彙總影像。例如，取得10個快速影像(在1秒持續時間內取得各1/10)且經平均化以產生一單一高品質影像而非取得一緩慢影像(花費1秒取得)。
在另一實施例中，控制器110可自同時取得之N個影像(例如，所有N個影像或N個影像之一子集)之兩者或兩者以上提取一雜訊值，跨SEM子系統101之多個通道同時取得同時取得之N個影像。平均雜訊值(例如，各像素之位置或強度)可用作為一「實況」(ground truth)。應進一步注意，可忽略不含有充足內容以允許雜訊提取之影像。應注意，由於多光束SEM通常具有10至100光束，所以一給定SEM子系統應取得充足影像以允許雜訊提取。
在一項實施例中，利用在同時取得之影像中識別之雜訊分量，可在組合之前校正或對準重複影像。例如，可在共同平均化一或多個重複影像之前藉由執行關於該一或多個重複影像之一對準步驟來移除各重複影像中之低頻率雜訊。
應進一步注意，在諸多半導體成像應用中，跨一晶粒多次重複標稱相 同之結構。在其中多個場中出現相同結構且雜訊係同模之情況中，演算法可更有效地判定相同結構之實況形狀且因此更準確地識別雜訊且自影像移除雜訊。
再次參考圖1A，在本文中應注意，多光束SEM子系統101之多光束電子束源102可包含此項技術中已知之任何多光束電子源。例如，多光束電子束源102可包含(但不限於)一電子槍(例如，場發射槍或陰極)及一孔隙板。就此而言，孔隙板可包含配置成一陣列之多個孔隙以使得初始電子束與電子束槍分離進入多個電子束103(或「細光束」)。舉另一實例而言，電子束源102可包含用於產生多個電子束103之多個電子槍。
多光束SEM子系統101之樣本載台106可包含在此項技術中已知之適合用於緊固樣本107之任何樣本載台。樣本107可包含適合利用電子束顯微鏡檢測/再檢測之任何樣本，諸如(但不限於)一基板。該基板可包含(但不限於)一矽晶圓。在另一實施例中，樣本載台106係一可致動載台。例如，樣本載台106可包含(但不限於)適合用於可選擇地沿一或多個線性方向(例如，x方向、y方向及/或z方向)平移樣本107之一或多個平移載台。舉另一實例而言，樣本載台106可包含(但不限於)適合用於選擇性地沿一旋轉方向旋轉樣本107之一或多個旋轉載台。舉另一實例而言，樣本載台106可包含(但不限於)適合用於選擇性地沿一線性方向平移樣本及/或沿一旋轉方向旋轉樣本107之一旋轉載台及一平移載台。在本文中應注意，可以此項技術中已知之任何掃描模式操作系統100。
多光束SEM子系統101之偵測器總成108可包含此項技術中已知之適合用於自樣本107之表面偵測多個電子信號之任何偵測器總成。在一項實施例中，偵測器總成108包含一電子偵測器陣列。就此而言，偵測器總成108 可包含電子偵測部分之一陣列。此外，偵測器總成108之偵測器陣列之各電子偵測部分可經定位以自與入射電子束103之一者相關聯之樣本107偵測一電子信號。就此而言，偵測器總成108之各通道對應於多個電子束103之一特定電子束。
應注意，偵測器總成108可為(但不限於)一次級電子偵測器或一反向散射電子偵測器。偵測器總成108可包含此項技術中已知之任何類型之電子偵測器。例如，偵測器總成108可包含一微通道板(MCP)、一PIN或p-n接面偵測器陣列，諸如(但不限於)一二極體陣列或突崩光電二極體(APD)。舉另一實例而言，偵測器總成108可包含一高速閃爍器/PMT偵測器。
電子光學總成104可包含此項技術中已知之適合用於利用多個電子束照明一樣本且取得與多個電子束相關聯之多個影像之任何電子光學總成。在一項實施例中，電子光學總成104包含用於將多個電子束103引導至樣本107之表面上之一組電子光學元件。該組電子光學元件可形成一電子光學管柱111。管柱111之該組電子光學元件可將電子束103之至少一部分引導至樣本107之多個部分上。該組電子光學元件可包含此係技術中已知之適合用於聚焦及/或引導主要電子束103至樣本107之各種區域上之任何電子光學元件。在一項實施例中，一組電子光學元件包含一或多個電子光學透鏡。例如，一或多個電子光學透鏡可包含(但不限於)用於自多光束源102收集電子之一或多個聚光透鏡112(例如，磁性聚光透鏡)。舉另一實例而言，電子光學透鏡可包含(但不限於)用於將主要電子束103聚焦於樣本107之各種區域上之一或多個物鏡114(例如，磁性物鏡)。
在另一實施例中，電子光學總成104包含用於回應於多個主要電子束103而收集自樣本107發出之電子(例如，次級電子及/或反向散射電子)且將 此等電子引導及/或聚焦至偵測器總成108之一組電子光學元件。例如，電子光學總成104可包含(但不限於)用於聚焦多個電子信號束117以在偵測器總成108處形成樣本107之各種部分之多個影像之一或多個投影透鏡115。
應注意，系統100之電子光學總成104不限於圖1A中描繪之電子光學元件，此僅係為了闡釋目的而提供。應進一步注意，系統100可包含需要將多個光束104引導/聚焦於樣本107上且作為回應收集對應信號束117且將對應信號束117成像於偵測器總成108上之任何數目及類型之電子光學元件。
例如，電子光學總成104可包含一或多個電子束掃描元件(圖中未展示)。例如，一或多個電子束掃描元件可包含(但不限於)適合用於相對於樣本107之表面控制光束103之一位置之一或多個電磁掃描線圈或靜電偏轉器。此外，可利用一或多個掃描元件使電子束103依一選定圖案中掃描橫跨樣本107。
舉另一實例而言，電子光學總成104可包含將自樣本107之表面發出之多個電子信號與多個主要電子束103分離之一光束分離器(圖中未展示)。
控制器110之一或多個處理器116可包含此項技術中已知之任何處理元件。在此意義上，一或多個處理器116可包含經組態以執行軟體演算法及/或指令之任何微處理器類型裝置。在一項實施例中，一或多個處理器116可由一桌上型電腦、主機電腦系統、工作站、影像電腦、平行處理器或經組態以執行一程式(經組態以操作系統100，如本發明中所描述)之任何其他電腦系統(例如，網路電腦)組成。應意識到，可由一單一電腦系統或替代地多個電腦系統執行在本文中描述之步驟。一般而言，術語「處理器」可廣泛地界定為涵蓋具有一或多個處理元件之任何裝置，該一或多個處理元件執行來自非暫時性記憶體媒體118之程式指令。
記憶體媒體118可包含此項技術中已知之適合用於儲存可由相關聯之一或多個處理器116執行之程式指令之任何儲存媒體。例如，記憶體媒體118可包含一非暫時性記憶體媒體。記憶體媒體118可包含(但不限於)一唯讀記憶體、一隨機存取記憶體、一磁性或光學記憶體裝置(例如，磁碟)、一磁帶、一固態磁碟機及類似者。在本文中應注意，記憶體媒體118可經組態以儲存來自偵測器總成108之一或多個結果及/或本文描述之各種步驟之一或多者之輸出。應進一步注意，記憶體媒體118可連同一或多個處理器116容納於一共同控制器殼體中。在一替代實施例中，可相對於一或多個處理器116之實體位置遠端定位記憶體媒體118。例如，一或多個處理器116可存取通過一網路(例如，網際網路、內部網路及類似者)可存取之一遠端記憶體(例如，伺服器)。
可如本文描述之進一步組態在圖1中繪示之系統100之實施例。另外，系統100可經組態以執行本文描述之(若干)方法實施例之任何者之(若干)任何其他步驟。
圖3A係繪示根據本發明之一或多個實施例之在自多個SEM影像移除共同模式雜訊分量之一方法300中執行之步驟之一流程圖。在本文中應注意，可由系統100全部或部分實施方法300之步驟。然而，應進一步意識到，方法300不限於系統100，因為額外或替代系統級實施例可執行方法300之步驟之全部或部分。
在步驟302中接收多個SEM影像。在一項實施例中，如圖1A中所展示，利用多影像SEM子系統101取得多個SEM影像。繼而，偵測器總成108可將多影像資料取得之結果傳輸至控制器110之一或多個處理器116。在另一實施例中，由控制器110接收之影像可儲存於記憶體118中以用於後續分 析及處理。在步驟304中，比較多個SEM影像以識別影像中之共同雜訊分量。在一項實施例中，如圖1A中所展示，控制器110可比較兩個或兩個以上同時取得之影像，以識別一或多個共同雜訊特徵(例如，圖2中之雜訊分量205)。在步驟306中，自一或多個共同取得之影像移除經識別之共同雜訊分量。
圖3B係繪示根據本發明之一或多個實施例之在報告來自多個SEM影像之共同模式雜訊分量之一方法300中執行之步驟之一流程圖。在本文中應注意，可由系統100全部或部分實施方法310之步驟。然而，應進一步意識到，方法310不限於系統100，因為額外或替代系統級實施例可執行方法310之步驟之全部或部分。
在步驟312中接收多個SEM影像。在步驟314中，比較多個SEM影像以識別影像中之共同雜訊分量。在步驟306中，報告經識別之共同雜訊分量。例如，可將該等經識別之共同雜訊分量或用於減少/校正共同雜訊分量之指令報告給一工具。例如，可將經識別之共同雜訊分量或用於減少/校正共同雜訊分量之指令報告給通信地耦合至控制器110之一再檢測工具121，使得再檢測工具121可適應雜訊分量之存在(例如，在經識別之假缺陷之情況中忽略)。在另一例項中，可將經識別之共同雜訊分量或用於減少/校正共同雜訊分量之指令報告給多光束SEM子系統101，使得SEM子系統101可再掃描影像(例如，在經識別之聚焦誤差之情況中再掃描)。
根據本發明之一或多個實施例，圖3C係繪示在報告來自多個SEM影像之共同模式雜訊分量之一方法320中執行之步驟之一流程圖。在本文中應注意，可由系統100全部或部分實施方法310之步驟。然而，應進一步意識到，方法310不限於系統100，因為額外或替代系統級實施例可執行方法310之 步驟之全部或部分。
在步驟322中接收多個SEM影像。在步驟324中，基於兩個或兩個以上同時取得之SEM影像之一比較而判定一對準程序。例如，控制器110可自兩個或兩個以上同時取得之影像(跨SEM子系統101之多個通道同時取得)提取一雜訊值。在步驟326中，執行關於一或多個重複影像的對準程序。例如，可在組合之前使用經由同時取得之影像之分析識別之雜訊分量來校正或對準重複影像。在步驟328中，對準之影像經組合以形成一彙總影像。例如，對準之重複影像經平均化以形成一平均影像。應注意，此可針對SEM子系統101之各通道重複，使得在選定次數下沿SEM子系統101之各通道重複影像之同時取得。沿各通道重複之影像經對準且接著經平均化以跨多光束SEM子系統101之通道形成一組單一影像。
本文描述之全部方法可包含儲存記憶體媒體118中之方法實施例之一或多個步驟之結果。該等結果可包含本文描述之結果之任何者且可以此項技術中已知之任何方式儲存。在已儲存結果之後，該等結果可存取於記憶體媒體中且由本文描述之方法或系統實施例之任何者使用、經格式化以用於顯示給一使用者、由另一軟體模組、方法或系統等等使用。此外，可「永久」、「半永久」、暫時或在一段時間內儲存該等結果。
熟習技術者將意識到，技術之陳述已進步至其中系統之態樣之硬體及軟體實施方案之間幾乎不存在區分之點；硬體或軟體之使用通常(但不總是，因為在某些背景內容中硬體與軟體之間之選擇可變得重要)係表示花費與效率權衡之一設計選擇。熟習技術者將明白存在各種運載工具(例如，硬體、軟體及/或韌體)，通過該等運載工具可實現本文描述之程序及/或系統及/或其他技術，且較佳運載工具將隨著其中部署之程序及/或系統及/或其 他技術之背景內容而不同。例如，若一實施者判定速度及準確性係最重要的，則該實施者可選擇一主要硬體及/或韌體運載工具；替代地，若靈活性係最重要的，則該實施者可選擇一主要軟體實施方案；或又替代地，實施者可選擇硬體、軟體及/或韌體之一些組合。因此，存在通過其等實現本文描述之程序及/或裝置及/或其他技術之一些可能之運載工具，該等運載工具中無一者本質上優於其他者，因為待利用之任何運載工具係取決於其中將部署運載工具且實施者之特定顧慮(例如，速度、靈活性或可預測性)之任何者可改變之背景內容之一選擇。熟習技術者將意識到實施方案之光學態樣將通常採用光學導向硬體、軟體及/或韌體。
熟習技術者將意識到，在技術內通常以本文闡述之方式描述裝置及/或程序，且隨後使用工程實踐來將此等描述之裝置及/或程序整合至資料處理系統內。即，本文描述之裝置及/或程序之至少一部分可經由合理實驗量整合至一資料處理系統內。熟習技術者將意識到，一典型資料處理系統通常包含一系統單元殼體、一視訊顯示裝置、一記憶體(諸如揮發性及非揮發性記憶體)、處理器(諸如微處理器及數位信號處理器)、運算實體(諸如作業系統、驅動程式、圖形使用者介面及應用程式)、一或多個互動裝置(諸如一觸控板或觸控螢幕)及/或包含反饋迴路及控制馬達之控制系統(例如，用於感測位置及/或速度之反饋；用於移動及/或調整分量及/或數量之控制馬達)之一或多者。可利用任何適合之諸如在資料運算/通信及/或網路運算/通信系統中通常可發現之商用分量實施一典型資料處理系統。
據信，將由以下描述瞭解本發明及其隨附優勢之諸多者，且將明白可在不違背所揭示之發明標的或不犧牲全部關鍵優勢之情況下對分量之形式、建構及配置作出各種改變。所描述之形式僅為解釋，且以下申請專利 範圍意欲涵蓋且包含此等改變。
100:系統
101:多光束掃描電子顯微鏡(SEM)子系統
102:多光束電子束源
103:主要光束/電子束
104:電子光學總成/光束
106:樣本載台
107:樣本
108:偵測器總成
110:控制器
111:電子光學管柱
112:聚光透鏡
114:物鏡
115:投影透鏡
116:處理器
117:信號束
118:記憶體媒體
119:使用者介面
121:再檢測工具

Claims (34)

  1. 一種多光束掃描電子顯微鏡設備，其包括：一多光束掃描電子顯微鏡子系統，其包括：一多光束電子束源，其經組態以產生複數個電子束；一樣本載台，其經組態以緊固一樣本；一電子光學總成，其包含經組態以將該複數個電子束之至少一部分引導至該樣本之一部分上之一組電子光學元件；及一偵測器總成，其經組態以偵測自該樣本之一表面發出之複數個電子信號束以形成複數個影像，各影像與該複數個電子束之一電子束相關聯；一控制器，其包含一或多個處理器，該一或多個處理器經組態以執行儲存於記憶體中以用於使得該一或多個處理器執行以下動作之一組程式指令：自該偵測器總成接收該複數個影像；比較該等複數個影像之兩者或兩者以上而識別在該兩個或兩個以上影像中存在之一或多個共同位置雜訊分量；及藉由使該等複數個影像之一或多個影像偏移在距離上相等但在方向上相對於該一或多個共同位置雜訊分量之一量，自該一或多個影像移除該等經識別之一或多個共同位置雜訊分量。
  2. 如請求項1之設備，其中該控制器經組態以比較該等影像之兩者或兩者以上，以識別在該兩個或兩個以上影像中存在之共同強度變動。
  3. 如請求項1之設備，其中該組電子光學元件包括：一聚光透鏡或物鏡之至少一者。
  4. 如請求項1之設備，其中該多光束電子束源包括：一場發射電子槍，其經組態以產生一電子束；及一多光束孔隙板，其經組態以使得該電子束與該場發射電子槍分離進入該複數個電子束內。
  5. 如請求項1之設備，其中該多光束電子束源包括：兩個或兩個以上電子槍。
  6. 如請求項1之設備，其中該偵測器總成包括：一偵測器陣列。
  7. 如請求項1之設備，其中該偵測器總成包括：一或多個次級電子偵測器。
  8. 如請求項1之設備，其中該偵測器總成包括：一或多個反向散射電子偵測器。
  9. 一種多光束掃描電子顯微鏡設備，其包括：一多光束掃描電子顯微鏡子系統，其包括： 一多光束電子束源，其經組態以產生複數個電子束；一樣本載台，其經組態以緊固一樣本；一電子光學總成，其包含經組態以將該複數個電子束之至少一部分引導至該樣本之一部分上之一組電子光學元件；及一偵測器總成，其經組態以偵測來自該樣本之一表面之複數個電子信號束以形成複數個影像，各影像與該複數個電子束之一電子束相關聯；及一控制器，其包含一或多個處理器，該一或多個處理器經組態以執行儲存於記憶體中以用於使得該一或多個處理器執行以下動作之一組程式指令：自該偵測器總成接收該複數個影像；比較該等複數個影像之兩者或兩者以上，以識別在該兩個或兩個以上影像中存在之一或多個共同位置雜訊分量；藉由使該等複數個影像之一或多個影像偏移在距離上相等但在方向上相對於該一或多個共同位置雜訊分量之一量，自該一或多個影像移除該等經識別之一或多個共同位置雜訊分量；及報告該等經識別之共同雜訊分量。
  10. 如請求項9之設備，其中該控制器經組態以比較該等影像之兩者或兩者以上而識別該複數個影像之一或多個影像內之一或多個假缺陷。
  11. 如請求項10之設備，其中該控制器經組態以報告該經識別之一或多個假缺陷。
  12. 如請求項11之設備，其中該控制器經組態以將該經識別之一或多個假缺陷報告給一使用者介面或一再檢測工具之至少一者。
  13. 如請求項9之設備，其中該控制器經組態以比較該等影像之兩者或兩者以上而識別該複數個影像之一或多個影像內之一或多個聚焦誤差。
  14. 如請求項13之設備，其中該控制器經組態以報告該經識別之一或多個聚焦誤差。
  15. 如請求項14之設備，其中該控制器經組態以將該經識別之一或多個聚焦誤差報告給一使用者介面或一再檢測工具之至少一者。
  16. 如請求項9之設備，其中該控制器經組態以比較該等影像之兩者或兩者以上而識別在該兩個或兩個以上影像中存在之共同強度變動。
  17. 如請求項9之設備，其中該組電子光學元件包括：一聚光透鏡或物鏡之至少一者。
  18. 如請求項9之設備，其中該多光束電子束源包括：一場發射電子槍，其經組態以產生一電子束；及一多光束孔隙板，其經組態以使得該電子束與該場發射電子槍分離進入該複數個電子束內。
  19. 如請求項9之設備，其中該多光束電子束源包括：兩個或兩個以上電子槍。
  20. 如請求項9之設備，其中該偵測器總成包括：一偵測器陣列。
  21. 如請求項9之設備，其中該偵測器總成包括：一或多個次級電子偵測器。
  22. 如請求項9之設備，其中該偵測器總成包括：一或多個反向散射電子偵測器。
  23. 一種多光束掃描電子顯微鏡設備，其包括：一多光束掃描電子顯微鏡子系統，其包括：一多光束電子束源，其經組態以產生複數個電子束；一樣本載台，其經組態以緊固一樣本；一電子光學總成，其包含經組態以將該複數個電子束之至少一部分引導至該樣本之一部分上之一組電子光學元件；及一偵測器總成，其經組態以同時偵測自該樣本之一表面發出之複數個電子信號束以形成複數個同時取得之影像，其中該偵測器總成經組態以取得各電子信號束之一組重複影像；一控制器，其包含一或多個處理器，該一或多個處理器經組態以執行 儲存於記憶體中以用於使得該一或多個處理器執行以下動作之一組程式指令：自該偵測器總成接收該複數個同時取得之影像；基於該同時取得之複數個影像之兩者或兩者以上之一比較而判定一對準程序；執行關於對應於該等電子信號束之一或多者之兩個或兩個以上重複影像的該對準程序；及組合該複數個重複影像以形成各電子信號束之一彙總影像；其中該一或多個處理器經組態以：比較該等複數個影像之兩者或兩者以上，以識別在該兩個或兩個以上影像中存在之一或多個共同位置雜訊分量；及藉由使該等複數個影像之一或多個影像偏移在距離上相等但在方向上相對於該一或多個共同位置雜訊分量之一量，自該一或多個影像移除該等經識別之一或多個共同位置雜訊分量。
  24. 如請求項23之設備，其中該控制器經組態以藉由平均化該複數個重複影像而組合該複數個重複影像以形成各電子信號束之一彙總影像。
  25. 如請求項23之設備，其中該控制器經組態以比較該等影像之兩者或兩者以上而識別該兩個或兩個以上影像中存在之共同強度變動。
  26. 如請求項23之設備，其中該組電子光學元件包括：一聚光透鏡或物鏡之至少一者。
  27. 如請求項23之設備，其中該多光束電子束源包括：一場發射電子槍，其經組態以產生一電子束；及一多光束孔隙板，其經組態以使得該電子束與該場發射電子槍分離進入該複數個電子束內。
  28. 如請求項23之設備，其中該多光束電子束源包括：兩個或兩個以上電子槍。
  29. 如請求項23之設備，其中該偵測器總成包括：一偵測器陣列。
  30. 如請求項23之設備，其中該偵測器總成包括：一或多個次級電子偵測器。
  31. 如請求項23之設備，其中該偵測器總成包括：一或多個反向散射電子偵測器。
  32. 一種在一多光束掃描電子顯微鏡系統中減少雜訊之方法，其包括：利用一多光束掃描電子顯微鏡系統同時取得複數個影像；比較該等複數個影像之兩者或兩者以上，以識別在該兩個或兩個以上影像中存在之一或多個共同位置雜訊分量；及藉由使該等複數個影像之一或多個影像偏移在距離上相等但在方向 上相對於該一或多個共同位置雜訊分量之一量，自該複數個影像之一或多個影像移除該等經識別之一或多個共同位置雜訊分量。
  33. 一種在一多光束掃描電子顯微鏡系統中減少雜訊之方法，其包括：利用一多光束掃描電子顯微鏡系統同時取得複數個影像；比較該等複數個影像之兩者或兩者以上，以識別在該兩個或兩個以上影像中存在之一或多個共同位置雜訊分量；藉由使該等複數個影像之一或多個影像偏移在距離上相等但在方向上相對於該一或多個共同位置雜訊分量之一量，自該一或多個影像移除該等經識別之一或多個共同位置雜訊分量；及報告該等經識別之共同雜訊分量。
  34. 一種在一多光束掃描電子顯微鏡系統中減少雜訊之方法，其包括：利用一多光束掃描電子顯微鏡系統之複數個電子信號束同時取得複數個影像；基於該同時取得之複數個影像之兩者或兩者以上之一比較而判定一對準程序；執行關於對應於該等電子信號束之一或多者之兩個或兩個以上重複影像的該對準程序；及組合該複數個重複影像以形成各電子信號束之一彙總影像；其中該方法更包括：比較該等複數個影像之兩者或兩者以上而識別在該兩個或兩個以上影像中存在之一或多個共同位置雜訊分量；及 藉由使該等複數個影像之一或多個影像偏移在距離上相等但在方向上相對於該一或多個共同位置雜訊分量之一量，自該一或多個影像移除該等經識別之一或多個共同位置雜訊分量。
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