TWI740117B - 檢測系統、微影設備及檢測方法 - Google Patents

檢測系統、微影設備及檢測方法 Download PDF

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艾利希 奧利高維奇 波里亞考夫
厄文 保羅 史莫克曼
安得列 倪祺佩洛
艾爾伯圖斯 維克 傑拉杜斯 馬格努斯
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荷蘭商Ａｓｍｌ荷蘭公司
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Abstract

本發明描述一種檢測系統，該系統包含： - 一選擇性沈積工具，其經組態以： - 收納一樣本； - 將一材料選擇性地沈積至該樣本上； - 一檢測工具，其經組態以： - 對具備該經沈積材料之該樣本執行一檢測製程， - 一圍封體，其經組態以圍封該選擇性沈積工具及該檢測工具。

Description

檢測系統、微影設備及檢測方法
本發明係關於一種檢測系統、一種檢測方法及一種微影設備。
微影設備為將所要圖案施加至基板上(通常施加至基板之目標部分上)之機器。微影設備可用於(例如)積體電路(IC)之製造中。在此狀況下，圖案化器件(其替代地被稱作光罩或倍縮光罩)可用以產生待形成於IC之個別層上之電路圖案。可將此圖案轉印至基板(例如矽晶圓)上之目標部分(例如包括晶粒之部分、一個晶粒或若干晶粒)上。通常經由成像至提供於基板上之輻射敏感材料(抗蝕劑)層上來進行圖案之轉印。一般而言，單一基板將含有經順次地圖案化之鄰近目標部分之網路。習知微影設備包括：所謂的步進器，其中藉由一次性將整個圖案曝光至目標部分上來輻照每一目標部分；及所謂的掃描器，其中藉由在給定方向(「掃描」方向)上經由輻射光束而掃描圖案同時平行或反平行於此方向而同步地掃描基板來輻照每一目標部分。亦有可能藉由將圖案壓印至基板上而將圖案自圖案化器件轉印至基板。
如通常施加於微影設備中之輻射光束可例如為DUV輻射光 束(例如具有248nm或193nm之波長)或EUV輻射光束(例如具有11nm或13.5nm之波長)。
積體電路之製造可通常需要複數個層之堆疊，其中需要準確地對準該等層。在無此類對準之情況下，層之間的所需連接可能有缺陷，從而導致積體電路發生故障。
通常，積體電路之底部層將含有最小結構，諸如電晶體或其組件。後續層之結構通常較大且實現底部層中之結構與外部世界之連接。鑒於此，兩個層之對準在積體電路之底部部分中將最具挑戰性。
為了確保適當地圖案化電路或電路層，常常使用諸如電子束檢測工具之檢測工具使基板經受檢測。此類工具可例如經應用以評估如例如藉由微影設備執行之某些製程步驟是否如所預期被執行。
期望改良諸如以電子束為基礎之檢測工具或其類似者之檢測工具的效能。
期望改良電子束檢測工具之效能，詳言之，期望基於由諸如電子束檢測工具之檢測工具所執行之量測獲得關於微影設備或製程之效能的更詳細回饋。為了解決此等問題，根據本發明之一態樣，提供一種檢測系統，其包含：- 一選擇性沈積工具，其經組態以：- 收納一樣本；- 將一材料選擇性地沈積至該樣本上；- 一檢測工具，其經組態以：- 對具備該經沈積材料之該樣本執行一檢測製程， - 一圍封體，其經組態以圍封該選擇性沈積工具及該檢測工具。
根據本發明之另一態樣，提供一種使用一如前述技術方案中任一項之檢測系統進行之檢測方法，該方法包含：- 藉由該檢測系統收納一樣本；- 使用該選擇性沈積工具將一材料選擇性地沈積至該樣本上；- 使用該檢測工具檢測沈積有該材料之該樣本。
10:檢測工具
11:電子束源
11.2:控制信號
12:電子束
13:樣本
13.2:物件台
13.4:夾持機構
14:箭頭/二次電子或回散射電子
15:偵測器
15.1:偵測器
15.2:信號
17:控制單元
17.2:輸入端子
17.4:輸出端子
50:檢測系統
51:圍封體
52:裝載埠
53:物件轉移系統
54:處置器機器人
55:裝載鎖
56:第二裝載鎖
57:電子束檢測工具
57.1:真空腔室
57.2:電子束源
57.3:物件
57.4:電子光學系統
58:定位器件
60:選擇性沈積工具
60.1:樣本
60.2:電漿
62:輸出埠
63:第二處置器機器人
64:輸出埠
100:檢測系統
110:裝載埠
120:處置系統
140:共同圍封體
150:裝載鎖
160:洗滌單元或材料移除單元
200:檢測工具
202:電子束
210:電子槍
212:電子源
214:抑制電極
216:陽極
218:孔徑
220:聚光器
240:成像系統
242:孔徑
244:偵測器
250:偏轉器
252:偏轉器
254:偏轉器
256:偏轉器
260:磁軛
262:線圈
270:電極
300:樣本
310:處理單元
500:結構
510:材料
510.1:曝露表面
520:材料
520.1:曝露表面
530:材料層
600:結構
610:材料
610.1:曝露表面
610.2:曝露表面
620:孔或渠溝
630:材料層
700:結構
710:材料
710.1:表面
720:材料
720.2:表面
730:第一材料
740:第二材料
800:結構
820:材料
830:材料
900:結構
910:內埋式層
910.1:金屬接點
910.2:絕緣材料
930:層
940:圖案化層/抗蝕劑層
940.1:通孔或空腔
940.2:材料
940.3:材料
950:導電層/材料
960:電子束/射束
1100:線形結構
1110:導電層
AD:調整器
a:距離
B:輻射光束
BD:光束遞送系統
C:目標部分
CO:聚光器
D:深度
EIT:電子束檢測工具
IF:位置感測器
IL:照明系統/照明器
IN:積光器
IT:檢測工具
M1:光罩對準標記
M2:光罩對準標記
MA:圖案化器件/光罩
MT:光罩支撐結構/光罩台
P1:基板對準標記
P2:基板對準標記
PM:第一定位器件
PS:投影系統
PW:第二定位器件
SDT:選擇性沈積工具
SWA:側壁角
SO:輻射源
W:基板
WT:基板台
現在將參考隨附示意性圖式而僅作為實例來描述本發明之實施例，在該等圖式中，對應元件符號指示對應部分，且在該等圖式中：圖1描繪根據本發明之一實施例之微影設備；圖2描繪根據本發明之一實施例之檢測工具；圖3A及圖3B示意性地描繪根據本發明之檢測工具之俯視圖及側視圖；圖4示意性地描繪根據本發明之檢測系統之俯視圖；圖5至圖8示意性地描繪如可藉由根據本發明之檢測系統之選擇性沈積工具應用的選擇性沈積製程。
圖9至圖10說明使用本發明以用於判定結構之兩個層之間的疊對。
圖11說明線形結構上之導電塗層之施加。
圖12示意性地描繪根據本發明之檢測工具之更詳細實施例。
圖1示意性地描繪根據本發明之一項實施例之微影設備。 該設備包括：照明系統(照明器)IL，其經組態以調節輻射光束B(例如UV輻射或任何其他合適輻射)；光罩支撐結構(例如光罩台)MT，其經建構以支撐圖案化器件(例如光罩)MA且連接至經組態以根據某些參數來準確地定位該圖案化器件之第一定位器件PM。該設備亦包括基板台(例如晶圓台)WT或「基板支撐件」，其經建構以固持基板(例如抗蝕劑塗佈晶圓)W且連接至經組態以根據某些參數來準確地定位該基板之第二定位器件PW。該設備進一步包括投影系統(例如折射投影透鏡系統)PS，其經組態以將由圖案化器件MA賦予至輻射光束B之圖案投影至基板W之目標部分C(例如包括一或多個晶粒)上。
照明系統可包括用於導向、塑形或控制輻射的各種類型之光學組件，諸如折射、反射、磁性、電磁、靜電或其他類型之光學組件或其任何組合。
光罩支撐結構支撐圖案化器件，亦即，承載圖案化器件之重量。光罩支撐結構以取決於圖案化器件之定向、微影設備之設計及其他條件(諸如圖案化器件是否被固持於真空環境中)的方式來固持圖案化器件。光罩支撐結構可使用機械、真空、靜電或其他夾持技術以固持圖案化器件。光罩支撐結構可為(例如)框架或台，其可根據需要而固定或可移動。光罩支撐結構可確保圖案化器件(例如)相對於投影系統處於所要位置。可認為本文對術語「倍縮光罩」或「光罩」之任何使用皆與更一般之術語「圖案化器件」同義。
本文所使用之術語「圖案化器件」應被廣泛地解譯為係指可用以在輻射光束之橫截面中向輻射光束賦予圖案以便在基板之目標部分中產生圖案的任何器件。應注意，舉例而言，若被賦予至輻射光束之圖案 包括相移特徵或所謂的輔助特徵，則該圖案可不確切地對應於基板之目標部分中之所要圖案。通常，被賦予至輻射光束之圖案將對應於目標部分中所產生之器件(諸如積體電路)中的特定功能層。
圖案化器件可為透射的或反射的。圖案化器件之實例包括光罩、可程式化鏡面陣列，及可程式化LCD面板。光罩在微影中係熟知的，且包括諸如二元、交變相移及衰減相移之光罩類型，以及各種混合式光罩類型。可程式化鏡面陣列之一實例使用小鏡面之矩陣配置，該等小鏡面中之每一者可個別地傾斜，以便使入射輻射光束在不同方向上反射。傾斜鏡面在由鏡面矩陣反射之輻射光束中賦予圖案。
本文所使用之術語「投影系統」應被廣泛地解譯為涵蓋適於所使用之曝光輻射或適於諸如浸潤液體之使用或真空之使用之其他因素的任何類型之投影系統，包括折射、反射、反射折射、磁性、電磁及靜電光學系統，或其任何組合。可認為本文中對術語「投影透鏡」之任何使用皆與更一般之術語「投影系統」同義。
如此處所描繪，設備屬於透射類型(例如，使用透射光罩)。替代地，設備可屬於反射類型(例如，使用如上文所提及之類型之可程式化鏡面陣列，或使用反射光罩)。
微影設備可屬於具有兩個(雙載物台)或多於兩個基板台或「基板支撐件」(及/或兩個或多於兩個光罩台或「光罩支撐件」)之類型。在此等「多載物台」機器中，可並行地使用額外台或支撐件，或可對一或多個台或支撐件進行預備步驟，同時將一或多個其他台或支撐件用於曝光。
微影設備亦可屬於如下類型：其中基板之至少一部分可由 具有相對較高折射率之液體(例如水)覆蓋，以便填充投影系統與基板之間的空間。亦可將浸潤液體施加至微影設備中之其他空間，例如光罩與投影系統之間的空間。浸潤技術可用以增大投影系統之數值孔徑。本文中所使用之術語「浸潤」不意謂諸如基板之結構必須浸沒於液體中，而是僅意謂液體在曝光期間位於投影系統與基板之間。
參看圖1，照明器IL自輻射源SO接收輻射光束。舉例而言，當源為準分子雷射時，源及微影設備可為單獨實體。在此類狀況下，不認為源形成微影設備之部件，且輻射光束係憑藉包括(例如)合適導向鏡及/或光束擴展器之光束遞送系統BD而自源SO傳遞至照明器IL。在其他狀況下，舉例而言，當源為水銀燈時，源可為微影設備之整體部件。源SO及照明器IL連同光束遞送系統BD在需要時可被稱作輻射系統。
照明器IL可包括經組態以調整輻射光束之角強度分佈之調整器AD。通常，可調整照明器之光瞳平面中之強度分佈的至少外部徑向範圍及/或內部徑向範圍(通常分別被稱作σ外部及σ內部)。另外，照明器IL可包括各種其他組件，諸如，積光器IN及聚光器CO。照明器可用以調節輻射光束，以在其橫截面中具有所要均一性及強度分佈。
輻射光束B入射於被固持於光罩支撐結構(例如光罩台MT)上之圖案化器件(例如光罩MA)上，且係由該圖案化器件而圖案化。在已橫穿光罩MA的情況下，輻射光束B傳遞通過投影系統PS，投影系統PS將該光束聚焦至基板W之目標部分C上。憑藉第二定位器件PW及位置感測器IF(例如干涉器件、線性編碼器或電容式感測器)，可準確地移動基板台WT，例如以便使不同目標部分C定位於輻射光束B之路徑中。相似地，第一定位器件PM及另一位置感測器(其未在圖1中明確地描繪)可用以例如在 自光罩庫之機械擷取之後或在掃描期間相對於輻射光束B之路徑來準確地定位該光罩MA。一般而言，可憑藉形成第一定位器件PM之部件之長衝程模組(粗略定位)及短衝程模組(精細定位)來實現光罩台MT之移動。相似地，可使用形成第二定位器件PW之部件之長衝程模組及短衝程模組來實現基板台WT或「基板支撐件」之移動。在步進器(相對於掃描器)之狀況下，光罩台MT可僅連接至短衝程致動器，或可固定。可使用光罩對準標記M1、M2及基板對準標記P1、P2來對準光罩MA及基板W。儘管如所說明之基板對準標記佔據專用目標部分，但該等基板對準標記可位於目標部分之間的空間中(此等標記被稱為切割道對準標記)。相似地，在多於一個晶粒提供於光罩MA上之情形中，光罩對準標記可位於該等晶粒之間。
所描繪設備可用於以下模式中之至少一者中：
1.在步進模式中，在將被賦予至輻射光束之整個圖案一次性投影至目標部分C上時，使光罩台MT或「光罩支撐件」及基板台WT或「基板支撐件」保持基本上靜止(亦即單次靜態曝光)。接著，使基板台WT或「基板支撐件」在X及/或Y方向上移位，使得可曝光不同目標部分C。在步進模式中，曝光場之最大大小限制單次靜態曝光中所成像之目標部分C之大小。
2.在掃描模式中，在將被賦予至輻射光束之圖案投影至目標部分C上時，同步地掃描光罩台MT或「光罩支撐件」及基板台WT或「基板支撐件」(亦即單次動態曝光)。可藉由投影系統PS之放大率(縮小率)及影像反轉特性來判定基板台WT或「基板支撐件」相對於光罩台MT或「光罩支撐件」之速度及方向。在掃描模式中，曝光場之最大大小限制單次動態曝光中之目標部分之寬度(在非掃描方向上)，而掃描運動之長度判定目標部分 之高度(在掃描方向上)。
3.在另一模式中，在將被賦予至輻射光束之圖案投影至目標部分C上時，使光罩台MT或「光罩支撐件」保持基本上靜止，從而固持可程式化圖案化器件，且移動或掃描基板台WT或「基板支撐件」。在此模式中，通常使用脈衝式輻射源且在基板台WT或「基板支撐件」之每一移動之後或在掃描期間之順次輻射脈衝之間更新可程式化圖案化器件。此操作模式可易於應用於利用可程式化圖案化器件(諸如，上文所提及之類型之可程式化鏡面陣列)之無光罩微影。
亦可使用上文所描述之使用模式之組合及/或變化或完全不同的使用模式。
在如所展示之實施例中，微影設備進一步包含根據本發明之檢測系統IT。此檢測系統IT可例如使能夠判定結構之特性，例如存在於藉由微影設備處理的基板W之所關注區域上或中之內埋式結構。在一實施例中，如將在下文更詳細地論述，檢測系統可包含用於檢測基板之電子束源。
在一實施例中，第二定位器件PW可經組態以將基板W定位在檢測工具IT之操作範圍內。在此類實施例中，檢測工具IT可例如經組態以判定所提及結構之特性，例如電氣特性、材料特性及/或幾何特性。在一實施例中，可隨後將此資訊提供至微影設備之控制單元且在曝光製程期間使用，例如藉由基於該資訊控制照明系統、投影系統或定位器件中之一者中的一或多者。
在如所展示之實施例中，微影設備可經組態以施加用於輻射光束之DUV輻射。在此狀況下，圖案化器件MA可為透射圖案化器件且 投影系統PS可包含一或多個透鏡。
替代地，根據本發明之微影設備可經組態以施加用於輻射光束之EUV輻射。在此狀況下，圖案化器件MA可為反射圖案化器件且投影系統PS可包含一或多個鏡面。在此實施例中，該設備可包含用於容納照明系統IL及/或投影系統PS之一或多個真空腔室。
根據本發明之一態樣，微影設備可包含根據本發明之檢測系統，以便執行對待處理或已處理之基板的線上或離線檢測。
根據本發明之一態樣，提供包含微影設備及根據本發明之檢測系統的微影系統。在此配置中，檢測系統可為離線檢測系統，其亦可被稱作獨立工具。
根據本發明之一態樣，提供經組態以檢測諸如半導體基板之物件之檢測系統。
根據本發明，檢測系統包含選擇性沈積工具，諸如原子層沈積(ALD)工具；及電子束檢測工具。根據本發明，選擇性沈積工具及電子束檢測工具配置於圍封體中。藉此，可實現總檢測製程之改良之控制。在一實施例中，圍封體可為共同圍封體。
根據本發明之檢測系統可有利地用以增強檢測系統之電子束檢測工具之效能。藉由組合電子束檢測工具與選擇性沈積工具，當藉由電子束檢測工具檢測已由選擇性沈積工具處理之樣本時，可獲得所關注區域之改良之成像。藉由將兩個工具整合，例如將兩個工具配置於共同圍封體中，可減少檢測樣本之總時間。另外，可避免將樣本自單機選擇性沈積工具轉移至獨立電子束檢測工具之不利的效應。詳言之，藉由將兩個工具配置於共同圍封體中，在本發明之一實施例中，吾人可維持共同圍封體內 部之經調解氛圍，使得可減輕或避免在樣本之轉移期間之不利的溫度或污染效應。此類不利效應亦可為氧化、水吸收或其他有害的化學轉化製程。
替代地，檢測系統之圍封體可包含圍封選擇性沈積工具之第一腔室及圍封檢測工具之第二腔室，藉以檢測系統進一步包含用於將樣本自第一腔室內之部位轉移至第二腔室內之部位之樣本轉移系統。
圖2示意性地展示如可應用於根據本發明之檢測系統中的檢測工具10之實施例。在如所展示之實施例中，檢測工具10包含電子束源11，其另外亦被稱作電子束源(e-beam source)11。
一般而言，此電子束源11係已知的，且可在本發明中經施加以將電子束12投影至物件或樣本13(例如需要檢測之半導體基板)之區域上。在如所展示之實施例中，物件13借助於例如真空夾具或靜電夾具之夾持機構13.4安裝至物件台13.2。電子束投影至之物件之區域亦可被稱作樣本。此電子束源11可例如用以產生具有範圍介於0.2keV至100keV之能量之電子束12。電子束源11通常可具有用於將電子束12聚焦至直徑約0.4至5nm之光點上之一或多個透鏡。在一實施例中，電子束源11可進一步包含一或多個掃描線圈或偏轉器板，其可偏轉電子束12。藉此，電子束12可例如沿著X軸及Y軸(垂直於X軸及Z軸)偏轉，使得可掃描物件之區域，XY平面平行於物件之表面。
在本發明之一實施例中，電子束源經組態以將複數個電子束投影至所關注區域之各別複數個子區域上。藉此，可放大可每單位時間檢查或檢測之所關注區域。另外，在本發明之一實施例中，電子束源可經組態以產生具有不同能量位準之電子束。取決於用於該或該等電子束之所施加能量位準，可檢查不同的部分或結構，例如內埋式結構。
當此類電子束12照射在表面上時，表面上之相互作用及與表面下方之材料之相互作用將發生，從而引起經曝光表面發射輻射及電子兩者。通常，當電子束12與樣本相互作用時，構成射束之電子將經由散射及吸收在眼淚狀體積(稱為相互作用體積)內散失能量。電子束與樣本之間的能量交換通常將產生以下各者之組合：- 二次電子藉由非彈性散射之發射，- 藉由與樣本彈性散射相互作用而自相互作用體積反射或回散射之電子的發射，- X射線發射，及- 例如在自深UV至IR之範圍內之電磁輻射之發射。
電磁輻射之後一發射通常被稱作陰極發光的光或CL-光。
本發明之一實施例中，檢測工具10進一步包含用於偵測二次電子之偵測器15及用於回散射如由樣本發射之電子之偵測器15.1。在圖2中，箭頭14指示所發射二次電子或回散射電子。
在如所展示之實施例中，檢測工具進一步包含控制單元17或例如包含微處理器、電腦或其類似者之處理單元，其用於處理如由偵測器15及15.1偵測到之所發射二次電子或回散射電子。
在一實施例中，控制單元17包含用於自偵測器15、15.1接收信號15.2之輸入端子17.2，信號15.2表示偵測到之所發射二次電子或回散射電子。
在一實施例中，控制單元可進一步具有用於輸出用於控制電子束源11之控制信號11.2之輸出端子17.4。在一實施例中，控制單元17可控制電子束源11以將電子束12投影至待檢測之物件(例如半導體基板)之 所關注區域上。
在一實施例中，控制單元17可經組態以控制電子束源11以掃描所關注區域。
在物件之所關注區域之此類掃描期間，偵測器可自所關注區域之不同部分接收二次電子或回散射電子14。作為一實例，所施加之電子束可例如具有直徑為1至4nm之橫截面，而所關注區域為100nm×100nm。因而，當已掃描所關注區域時，對橫越所關注區域之電子束之回應可已由偵測器15、15.1捕捉，其中偵測到之信號包含每照明像素之偵測到之電子。像素大小可例如小於或大於電子束之橫截面。
圖3A及圖3B示意性地描繪根據本發明之一實施例之檢測系統50的俯視圖及橫截面圖。如所展示之實施例包含圍封體51、充當界面以收納待檢查之物件並輸出已檢查之物件的一對裝載埠52。如所展示之實施例進一步包含物件轉移系統53，其經組態以處置物件及/或將物件輸送至裝載埠及自裝載埠輸送物件。在如所展示之實施例中，物件轉移系統53包含處置器機器人54，該處置器機器人經組態以在檢測系統50之裝載埠與裝載鎖55之間輸送物件。裝載鎖55係在圍封體51外部存在的大氣條件與在檢測系統50之選擇性沈積工具60內部之條件之間的界面。在一實施例中，此選擇性沈積工具60可例如為原子層沈積工具或化學層沈積工具，藉以例如借助於電漿及前驅體之使用，特定材料層選擇性地沈積於樣本上。在如所展示之實施例中，樣本60.1可經受電漿60.2，藉此將材料沈積至樣本60.1上。
在一實施例中，選擇性沈積工具60亦可包含多個沈積工具之組合。使用此工具，選擇性沈積之產生(例如選擇性塗層)可為依序沈積 製程之結果，視情況亦涉及蝕刻步驟。在此類實施例中，此等沈積製程中之至少一者可涉及基於氣體或液體之原子層沈積(ALD)或分子層沈積(MLD)。此ALD或MLD步驟之後可例如為一或多個CVD或物理氣相沈積(physical vapor deposition；PVD)步驟，例如以允許選擇性沈積之材料(例如經沈積塗層)之顯影或調節或特定屬性。此類屬性可例如包括導電率、材料組成、厚度、密度等。
在如所展示之實施例中，檢測系統50進一步包含第二裝載鎖56，該第二裝載鎖充當選擇性沈積工具60與檢測工具57(例如電子束檢測工具)之間的界面。在一實施例中，此裝載鎖56可為用於將樣本自選擇性沈積工具60轉移至檢測工具57之轉移系統之部分。通常，在電子束檢測工具之狀況下，將在真空條件下發生檢測。因而，在本發明之一實施例中，檢測工具57包含真空腔室57.1，該真空腔室圍封經組態以產生電子束之電子束源57.2。在如所展示之實施例中，真空腔室57.1進一步包含電子光學系統57.4，該電子光學系統經組態以將電子束投影至待檢測之物件57.3(例如半導體基板或晶圓)上。電子束檢測工具57進一步包含定位器件58，該定位器件經組態以使物件57.3相對於由電子光學系統57.4產生之電子束位移。
在一實施例中，定位器件可包含多個定位器之級聯式配置，諸如用於在大體上水平平面中定位物件之XY載物台及用於在豎直方向上定位物件之Z載物台。
在一實施例中，定位器件可包含粗略定位器與精細定位器之組合，該粗略定位器經組態以遍及相對較大距離提供物件之粗略定位，該精細定位器經組態以遍及相對較小距離提供物件之精細定位。
在一實施例中，定位器件58進一步包含物件台，該物件台用於在由檢測工具57執行之檢測製程期間固持物件。在此實施例中，借助於諸如靜電夾具之夾具，可將物件夾持至物件台上。此夾具可整合於物件台中。
一旦物件或樣本已被檢測工具57檢測，就可例如經由轉移路徑62將該物件或樣本轉移回至處置器機器人54。在一實施例中，此轉移路徑可包括裝載鎖，例如經組態以將樣本自第一調節氛圍(例如高真空氛圍)帶入至第二調節氛圍(例如大氣或低真空條件)。可隨後藉由處置器機器人54經由埠52輸出該物件或樣本。替代地，可提供第二處置器機器人63以收納已被檢測工具57檢測之物件，該機器人63經組態以經由輸出埠64輸出物件。
如熟習此項技術者應理解，在共同揭示內容內之選擇性沈積工具(SDT)及電子束檢測工具(EIT)之特定配置僅為許多選項中之一者。
圖4示意性地描繪根據本發明之具有不同佈局之檢測系統的俯視圖。該檢測系統100包含用於收納及輸出需要由該檢測系統處理之樣本或基板的裝載埠110。該檢測系統100進一步包含用於處置樣本或基板之處置系統120，此處置例如涉及將樣本或基板自裝載埠輸送至該檢測系統100之選擇性沈積工具(SDT)及/或電子束檢測工具(EIT)。在如所展示之實施例中，選擇性沈積工具(SDT)及電子束檢測工具(EIT)兩者配置於檢測系統100之共同圍封體140內部。在如所展示之實施例中，提供裝載鎖150以用於將樣本或基板自SDT轉移至EIT。在如所展示之實施例中，SDT具備洗滌單元或材料移除單元160。此單元可例如由SDT應用以移除沈積材料，作為選擇性沈積製程之部分。此將在下文更詳細地加以論述。
在一替代實施例中，檢測系統100可包含例如配置於處置系統附近之另一洗滌單元(圖中未繪示)。在一替代實施例中，檢測系統包含可經應用以在由EIT檢測樣本或基板之後移除沈積材料的洗滌系統(圖中未繪示)。應注意，亦可藉由洗滌單元或材料移除單元160履行此功能性。在此配置中，檢測系統100可經組態以將已由EIT檢測之樣本或基板轉移回至SDT以使經沈積材料被移除。
在一實施例中，檢測系統100可進一步包含額外處理或調節工具，諸如蝕刻工具(圖中未繪示)或烘乾工具。
藉由將SDT及EIT配置於共同圍封體140內部，可將樣本或基板之輸送及處置保持為最低限度。藉此，可避免或減輕可在樣本或基板自單機選擇性沈積工具至單機電子束檢測工具之輸送期間發生的任何干擾，例如熱干擾或機械干擾。
在本發明之一實施例中，將SDT及EIT安裝至共同基座或基座框架。
在一實施例中，將SDT及EIT安裝於共同圍封體之地面底板上。
在一實施例中，將SDT及EIT安裝至共同隔離框架，該共同隔離框架安裝至共同圍封體之基座框架或地面底板。在此類實施例中，該共同隔離框架可由一或多個振動隔離器支撐。
在一替代實施例中，將SDT及EIT中之每一者安裝至單獨的專用隔離框架，每一框架借助於一或多個振動隔離器與基座框架或地面底板隔離。藉此，機械操作，諸如該等工具中之一者內部之樣本或基板的處置、輸送或位移將不影響或造成另一工具中之振動。藉此，可實現兩個 工具中之樣本或基板之同時處理。
在一實施例中，將EIT安裝至單獨的隔離框架，例如借助於一或多個振動隔離器與基座框架或地面底板隔離之框架。就此而言，可指出，通常如應用於根據本發明之檢測系統中之檢測工具可能最容易受到干擾。歸因於此，倘若多個樣本由檢測系統並行地處理，則應當謹慎。如熟習此項技術者應理解，吾人原則上可在SDT中處理一樣本，而在EIT中處理另一樣本。使用此途徑，需要謹慎避免干擾。詳言之，樣本之處理序列可使得在另一樣本正被檢測工具EIT檢測時，該樣本未被輸送、移動或轉移。作為一實例，處理序列因此可包括將樣本輸送至SDT之物件台、等待干擾/振動減弱且接著使用檢測工具EIT檢測另一樣本。可指出，對樣本之沈積製程或沈積製程之某些步驟可與對另一樣本執行之檢測製程並行地予以執行。
在一實施例中，共同圍封體140包含圍封SDT及EIT兩者之磁屏蔽件，及用於將樣本或基板自SDT轉移至EIT之任何轉移或處置系統。因此，在轉移期間亦可減輕電磁干擾。
在一較佳實施例中，檢測工具EIT具備專用電磁屏蔽件，以便避免由檢測工具外部之處置系統或轉移系統造成的干擾。
根據本發明之檢測系統可有利地經應用以檢測已經受諸如微影曝光製程之一或多個製程的半導體基板，亦被稱作樣本。
通常，使用諸如掃描電子顯微鏡(SEM)、低能電子顯微鏡(LEEM)或自旋偏振低能電子顯微鏡(SPLEEM)之電子束檢測工具來檢查或檢測此類樣本。藉由運用電子束探測樣本及觀測，亦即偵測對該探測之回應，可獲得關於該樣本之資訊。該資訊可例如包括關於樣本或材料特性 之幾何或構形資訊。該資訊可關於如提供於樣本上之表面或頂部層之特性，但其亦可關於存在於樣本之表面下方的內埋式結構或經圖案化或結構化層之特性。
隨著關於半導體製程之準確度之條件變得更嚴格，可評估此等製程之準確度亦應增強。使用電子束檢測工具對半導體基板或樣本之檢測例如歸因於不良信雜比或歸因於不良對比度而有時可為困難的。詳言之，歸因於所使用之不同材料之間所獲得的低對比度，可難以使用習知電子束檢測工具來準確評估諸如相隔例如2nm至10nm之線、孔、切口、通孔或邏輯器件之結構的品質。
為了實現對半導體樣本執行之製程之較準確評估，提議將電子束檢測工具及選擇性沈積工具組合至檢測系統中。
詳言之，使用此系統，在第一步驟中，可藉由選擇性沈積工具處理半導體基板或樣本。在該第一步驟期間，將材料選擇性地沈積至樣本之所關注區域上。
根據本發明，各種類型之選擇性沈積工具可適合於經應用於檢測系統中。此類選擇性沈積工具之實例為化學氣相沈積(chemical vapor deposition；CVD)工具及原子層沈積(atomic layer deposition；ALD)工具。
此類選擇性沈積工具通常應用化學技術以將材料選擇性地沈積於基板上。在本發明之涵義內，樣本上之材料之選擇性沈積係指用材料覆蓋樣本之特定區域或表面，而其他區域或表面大體上未由材料覆蓋的製程。
在本發明之一實施例中，選擇性沈積製程之選擇性可被稱 作基於材料之選擇性。在此類實施例中，所施加之待沈積材料實際上是否沈積於特定區域或表面上取決於該表面之材料特性。此在圖5中示意性地說明。圖5之頂部部分示意性地展示包含材料510及520之結構500的橫截面圖，該結構之上表面因此具有材料510被曝露(表面510.1)或材料520.1被曝露之區域或表面。
基於材料之選擇性沈積係指藉以沈積取決於曝露表面之材料的製程。如圖5之底部部分中示意性地說明，基於材料之選擇性沈積可例如導致材料層530沈積至材料510之曝露表面510.1上，而在材料520之曝露表面520.1上大體上不會發生沈積。
替代地，基於材料之選擇性沈積可例如導致材料層沈積至材料510之曝露表面510.1上，而在材料520之曝露表面520.1上大體上不會發生沈積。
在本發明之一實施例中，材料至樣本上之此基於材料之選擇性沈積可用以增加或減小樣本之某些區域或結構或材料的可見性或可偵測性。作為一實例，藉由用可經特性化為電絕緣體之材料覆蓋某些區域或表面，用此材料覆蓋之樣本區域將被遮蔽或不太可見。結果，當使用電子束使樣本例如經受檢測製程時，未被覆蓋的區域或表面之例如藉由對比度而特性化之可見性可得以改良。
在本發明之一實施例中，選擇性沈積製程之選擇性可被稱作基於構形之選擇性。在此類實施例中，所施加之待沈積材料實際上是否沈積於樣本之特定區域或表面上取決於該表面之構形特性。此在圖6中示意性地說明。圖6之頂部部分示意性地展示由材料610製成且包含複數個孔或渠溝620之結構600的橫截面圖。在構形上，吾人可因此識別結構中 之表面的兩種類型。詳言之，表面610.1在X方向(例如水平平面中之方向)上延伸，且表面610.2在Y方向上延伸，亦即沿著豎直方向之表面。基於構形之選擇性沈積係指藉以沈積取決於曝露表面之構形的製程。如圖6之底部部分中示意性地說明，基於構形之選擇性沈積可例如導致材料層630沈積至材料610之曝露表面610.1上，而在材料610之曝露表面610.2上大體上不會發生沈積。
替代地，基於構形之選擇性沈積可例如導致材料層沈積至材料610之曝露表面610.2上，亦即經垂直定向表面，而在材料610之曝露表面610.1上大體上不會發生沈積。
在本發明之一實施例中，材料至樣本上之此基於構形之選擇性沈積可用以增加或減小樣本之具有特定構形之某些區域或結構的可見性或可偵測性。作為一實例，藉由用可經特性化為電絕緣體之材料覆蓋某些區域或表面，用此材料覆蓋之樣本區域將被遮蔽或不太可見。結果，當使用電子束使樣本例如經受檢測製程時，未被覆蓋的區域或表面之例如藉由對比度而特性化之可見性可得以改良，亦即突出顯示。
在本發明之一實施例中，將如應用於選擇性地覆蓋樣本之某些區域或表面之材料特性化為電導體。藉此，當使用電子束使樣本例如經受檢測製程時，由此材料覆蓋的區域或表面之例如藉由對比度而特性化之可見性可得以改良，亦即突出顯示。
如圖5及圖6中所說明之選擇性沈積製程應用一個沈積步驟，藉此樣本之特定區域或表面由或未由經沈積材料覆蓋。
在本發明之一實施例中，如由檢測系統之選擇性沈積工具應用之選擇性沈積製程包含兩個沈積步驟。圖7中示意性地說明此實施 例。
圖7之部分(a)示意性地展示包含材料710及720之結構700的橫截面圖，該結構之上表面因此具有材料710被曝光(表面710.1)或材料720被曝光(表面720.1)之區域或表面。
圖7之部分(b)示意性地展示第一基於材料之選擇性沈積製程之結果，藉以材料730僅沈積於材料710之表面710.1上。在兩個沈積步驟製程中，此步驟可例如被稱作區域活化或區域去活化步驟，藉以選定區域或表面呈現為對特定材料或分子之沈積具有吸引力或排斥性。通常表面或分子之此屬性係由表面上可用之極性及鍵定義。
在圖7之部分(c)中所說明之第二沈積步驟中，使第二材料740沈積於樣本上，從而產生由第二材料740覆蓋之區域，亦即樣本之表面720.1，及由第一材料730及第二材料740兩者覆蓋之區域，亦即區域710.1。關於如所說明之第二沈積步驟，應注意此步驟無需為選擇性步驟，亦即，如所沈積之材料(亦即材料740)可沈積於整個樣本上。此可提供關於對此材料740之材料選擇之增加的靈活性。然而，可注意，該第二沈積步驟亦可為選擇性沈積步驟，例如基於材料之選擇性沈積步驟，藉以材料740例如僅沈積於樣本之區域或表面720.1上。在此狀況下，選擇性可例如已由第一材料730之沈積引起，此係例如由於第二材料740未良好地黏附至第一材料。
在第二沈積步驟之後，應用移除步驟，藉以移除第一材料730。此移除步驟亦可被稱作洗滌步驟，藉以移除或洗掉第一材料730及可黏附至其之材料740。圖7之部分(d)中示意性地展示此移除或洗滌步驟之結果。結果，獲得藉以獲得選擇性區域或表面，詳言之由材料740覆蓋 之區域或表面720.1的結構或樣本。
在本發明之一實施例中，將藉由一個步驟製程或藉由兩個沈積步驟製程而選擇性地沈積之材料特性化為電導體。藉此，導電層僅選擇性地沈積於樣本之選定區域或基板上，尤其是為後續檢測步驟所關注之區域或表面上。待選擇性地沈積之合適材料可例如包括銅或鈷。
結果，選定區域或表面在使用電子束檢測工具予以檢測時將具有改良或增強之可見性。如已經指示，材料之沈積可例如藉由CVD工具、物理氣相沈積(physical vapor deposition；PVD)工具或原子層沈積(atomic layer deposition；ALD)工具來完成。值得提及的是，應用ALD工具可提供如下優點：借助於ALD，相比於其他所提及技術可獲得沈積層之更好的品質。應用ALD亦提供經沈積原子層之準確的厚度控制。
關於對一或多個選擇性沈積步驟之應用，可提及：如在此類步驟中提供之選擇性一般而言係由所使用之前驅體及材料之化學屬性引起，藉以前驅體通常用以描述在樣本之表面上反應或分解以產生所希望的沈積之材料。
由於選擇性沈積，在例如藉由如在根據本發明之檢測系統中提供之檢測工具(例如電子束檢測工具，諸如SEM)所執行的下一檢測步驟中，僅選定區域(其例如由導電材料覆蓋)將為可見的或得以增強。此應允許增加量測之對比度且實現較好的製程控制。在一實施例中，之後可例如在材料移除單元或洗滌單元中移除經沈積分子。在本發明之一實施例中，以非破壞性方式移除經施加以增強、改良或促進基板或樣本之後續檢測之經沈積材料，因此實現基板或樣本之進一步處理。
作為一實例，選擇性沈積製程及後續檢測製程可經應用至 樣本(例如基板)，同時仍具備顯影或部分顯影(亦即烘烤但未洗淨)之抗蝕劑，隨後可將該抗蝕劑連同選擇性施加之材料一起移除，且可發送該樣本以供另一工具或多個其他工具重工，例如沈積新抗蝕劑層之工具及用於執行新曝光製程之微影設備。
在根據本發明之檢測方法之實施例中，選擇性沈積步驟因此之後是檢測步驟，例如由配置於與選擇性沈積工具同一個圍封體中之電子束檢測工具執行。
藉此，可避免或減輕可在樣本自單機選擇性沈積工具至單機電子束檢測工具之輸送期間發生的任何干擾，例如熱干擾、化學干擾或機械干擾。
根據本發明之檢測系統可有利地經應用以評估在半導體器件之製造中所涉及之設備(諸如微影設備)的效能。詳言之，可借助於根據本發明之檢測系統更容易且更準確地評估如由此類設備執行之微影製程。
在下文中，將論述藉以可有利地應用根據本發明之檢測系統的一系列特定應用或使用狀況。
作為第一實例，本發明可有利地經應用以檢測相對緻密之半導體結構，亦即藉以結構彼此相對接近地配置。此類結構之實例涉及線、諸如接觸孔、切口或通孔之孔、邏輯器件，其例如間隔開僅2nm至10nm。歸因於所施加材料之間的低對比度，使用光學臨界尺寸(critical dimension；CD)技術或取決於所使用之材料，習知SEM或CD-SEM不能使此類結構可見。此類材料可例如為Si、SiO2、HfO2，或對於未來應用，為III-V或II-VI半導體材料。
作為第二實例，本發明可有利地經應用以檢測具有高縱橫 比之結構。就此而言，高縱橫比係指結構之高度或深度相比於其寬度或水平尺寸之比率。具有高縱橫比之結構之實例可例如為接觸孔或光柵結構。在3D NAND器件中亦遇到高縱橫比結構。如圖6中示意性地所展示之孔或渠溝620可被認為係高縱橫比結構之實例。針對此類結構之待判定之相關參數為側壁角(SWA)。應理解，本發明使能夠較準確地判定該參數或具有高縱橫比之結構之其他參數。可注意，高縱橫比結構通常為蝕刻之結果。就此而言，如使用根據本發明之檢測系統所執行之檢測方法可不僅特性化微影曝光步驟，而且特性化導致該結構之不同生產步驟之組合。
為了評估此生產製程，如用於根據本發明之檢測工具中之選擇性沈積工具可經組態以將例如導電材料之材料選擇性地沈積至結構之側壁或豎直表面上。此選擇性沈積製程在圖8中示意性地說明。圖8之(a)示意性地展示具有高縱橫比，亦即高的高度(或深度D)相對於寬度之比率的結構800，該結構具有非零側壁角(SWA)。
為了更好地評估此參數，可執行以下選擇性沈積製程。
在圖8之(b)中所說明之第一步驟中，將材料820選擇性地沈積於結構之水平表面上，亦即執行基於構形之選擇性沈積。為了實現此選擇性，施加並不黏附至結構之壁810之材料，此係因為此等材料之接合類型(凡得瓦爾力接合)係角度相依的。
在圖8之(c)中所說明之第二步驟中，例如借助於原子層沈積(ALD)將不同材料830之分子沈積於結構上之各處。
在第三步驟中，可淨化包含結構之樣本或基板，因此移除並不黏附之任何分子。圖8之(d)中展示此淨化之結果。
在第四步驟中，移除或洗掉材料820，藉此亦移除黏附至 其之材料830。圖8之(e)中示意性地展示此洗滌步驟之結果。
使用如所說明之製程，可將導電材料830之薄層施加至具有高縱橫比之結構之側壁。當隨後例如使用以電子束為基礎之檢測工具檢測包括沈積層之此類結構時，可獲得如圖8之(f)中所示意性地展示之影像，藉以可明確識別結構之側壁表面。
基於此影像，尤其是如所展示之距離「a」之值，結合結構之諸如深度「D」之已知其他參數，可判定側壁角SWA。
作為第三實例，當應用根據本發明之檢測系統或檢測方法時，可更詳細或更準確地檢查結構之不同特徵或層之相關位置的評估。詳言之，藉由應用選擇性沈積步驟，接著是檢測步驟作為結構或半導體器件之製造製程中之中間步驟，使能夠判定或檢查該結構或器件之關鍵特徵之對準程度。作為此對準檢查之實例，可提及結構之表面上之圖案化層與結構之內埋式層之間的疊對之判定。圖9示意性地說明本發明可如何實現或促進此疊對之判定。
圖9之(a)示意性地展示結構900，其包含內埋式層910，該內埋式層包含與絕緣材料910.2，例如低k材料交替的金屬接點910.1。該內埋式層係由層930覆蓋，該層930係由圖案化層940、抗蝕劑層覆蓋。在如所展示之實施例中，抗蝕劑層已在微影設備中經曝光或經圖案化，且已產生經曝光或經圖案化層以便在層940中產生通孔或空腔940.1。具有通孔之此經圖案化層之目標或目的為在層930中蝕刻孔或孔徑，其方式為使得該等孔或孔徑將與內埋式層910之金屬接點910.1對準。
將有利的是，在應用蝕刻步驟之前檢查層940之通孔或空腔940.1實際上是否與金屬接點910.1對準。
為了實現此對準，本發明之實施例提供使諸如結構900之結構經受選擇性沈積步驟，詳言之基於材料之選擇性沈積步驟，藉以例如導電層950之材料沈積於通孔940.1之底部，亦即沈積至層930上，該層930通常係由與抗蝕劑層940不同之材料製成。圖9之(b)中示意性地展示此沈積步驟之結果。
當已執行此選擇性沈積步驟時，可接著藉由檢測工具檢測樣本或結構900，檢測工具例如如可應用於根據本發明之檢測系統中之以電子束為基礎之檢測工具。在此工具中，可藉由電子束960掃描結構之表面，從而產生射束960與結構之材料之相互作用。如上文所指示，電子束960與結構之相互作用通常將取決於所施加電子束之能量。在圖9之(b)中所展示之給出實例中，使用具有相對較低能量之電子束將導致該電子束具有主要與層940及930相互作用之相互作用體積(淚滴形體積)，藉以歸因於此電子束與材料950之相互作用而可產生二次電子。使用具有相對較高能量之電子束將導致該電子束具有較大相互作用體積(淚滴形體積)，例如與層940及930相互作用及亦與內埋式層910相互作用之相互作用體積。由於此相互作用，歸因於此電子束與材料950之相互作用可產生二次電子，且歸因於電子束與金屬接點910.1之相互作用可產生回散射電子。藉由適當地選擇經沈積之材料950，例如導電材料，可增強對比度；詳言之，由層940及層930發射之信號之間的對比度通常將小於層940與經沈積材料950之間的對比度，因此使能夠評估通孔940.1之位置。因而，藉由根據本發明之檢測系統之檢測工具觀測所產生之二次電子及回散射電子兩者，可判定材料950及金屬接點910.1之相對位置，此相對位置指示通孔940.1與金屬接點910.1之疊對或對準OVL。倘若此疊對值OVL將為不符合要求的， 吾人可移除材料950及抗蝕劑層940兩者且重複藉由微影設備進行之曝光製程。
在如圖9中所展示之實施例中，假定已產生抗蝕劑層940使得形成通孔940.1，此等通孔延伸至層930。
在本發明之一實施例中，可在顯影步驟之前執行選擇性沈積步驟。此在圖10中示意性地說明。圖10之(a)示意性地展示在顯影步驟之前的結構900，藉以將形成通孔940.1。在此顯影步驟之前，抗蝕劑層由材料940.2及940.3組成，唯一差異在於一個材料已曝光且另一材料尚未曝光。材料屬性或特性之此差異可有利地用以應用基於材料之選擇性沈積製程，藉以僅材料940.3由材料950(例如導電材料)層覆蓋。所得結構示意性地展示於圖10之(b)中。以與關於圖9所論述相似之方式，檢測工具(諸如在根據本發明之檢測系統中所應用之電子束檢測工具)可接著用以基於偵測到之二次電子及回散射電子判定抗蝕劑層940與內埋式層910之間的相對位置或疊對值OVL。
作為第四實例，本發明可促進判定線形結構之諸如線邊緣粗糙度(LER)或線寬粗糙度(LWR)之參數。
圖11之(a)示意性地展示具有不規則邊緣及線厚度之此線形結構1100此3D視圖。使用習知電子束檢測工具，歸因於結構之側壁表面與頂部表面之間所獲得之低對比度，此等參數將難以判定。
為了更好地評估此等參數，如在根據本發明之檢測系統中所應用之選擇性沈積工具可經組態以將導電層1110選擇性地沈積於結構之側表面上(參看圖11之(b))，此導電層例如包含Pt、Ti、Cu、Ni或Cr。藉此，自側壁偵測到之信號將得以增強，因此實現LER或LWR參數之較好 判定。
替代地，如在根據本發明之檢測系統中所應用之選擇性沈積工具可經組態以將層選擇性地沈積於結構之頂部表面及底部表面上。如在根據本發明之檢測系統中所應用之檢測工具，例如SEM，可接著用以使頂部表面及底部表面成像。基於此影像，可判定LER及/或LWR參數。
如由熟習此項技術者應理解，在其他情形或使用狀況下亦可有利地應用本發明之檢測系統或根據本發明之檢測方法。
圖12示意性地描繪如可應用於根據本發明之檢測系統中的檢測工具200之更詳細實施例，該檢測工具可經組態以執行根據本發明之檢測方法。該檢測工具200包含被稱作電子槍210之電子束源，及成像系統240。
電子槍210包含電子源212、抑制電極214、陽極216、一組孔徑218及聚光器220。電子源212可為如上文所論述之肖特基發射器或經修改肖特基發射器。藉由陽極216之正電荷，可提取電子束202，且可藉由使用可調諧孔徑218來控制電子束202，該可調諧孔徑可具有不同孔徑大小以消除孔徑外部之不必要的電子束。為了聚集電子束202，將聚光器220應用至電子束202，此亦提供放大率。圖12中所展示之聚光器220可例如為靜電透鏡，其可聚集電子束202。另一方面，聚光器220亦可為磁透鏡。
成像系統240可例如包含消隱器、一組孔徑242、偵測器244、四組偏轉器250、252、254及256、一對線圈262、磁軛260及電極270。電極270可用以延遲及偏轉電子束202，且可進一步具有靜電透鏡功能。此外，線圈262及磁軛260可經組態為磁物鏡。
可應用偏轉器250及256以在大視場內使電子束202進行掃描，且偏轉器252及254可用於在小視場內使電子束202進行掃描。所有偏轉器250、252、254及256皆可控制電子束202之掃描方向。偏轉器250、252、254及256可為靜電偏轉器或磁偏轉器。磁軛260之開口面向樣本300，從而將磁場浸潤至樣本300中。另一方面，電極270置放於磁軛260之開口之下，且因此樣本300將不會受損。為了校正電子束202之色像差，作為延遲電極之電極270、樣本300及磁軛260或其部分可形成透鏡以消除電子束202之色像差。檢測工具200進一步包含處理單元310，該處理單元可例如體現為處理器、微處理器、控制器或電腦，該處理單元310經組態以自檢測工具之一或若干偵測器(例如偵測器244)接收回應信號且將該回應信號處理成經掃描或經檢查結構或樣本300之影像。
儘管在本文中可特定地參考微影設備在IC製造中之使用，但應理解，本文中所描述之微影設備可具有其他應用，諸如製造整合式光學系統、用於磁疇記憶體之導引及偵測圖案、平板顯示器、液晶顯示器(LCD)、薄膜磁頭等。熟習此項技術者應瞭解，在此等替代應用之內容背景中，可認為本文中對術語「晶圓」或「晶粒」之任何使用分別與更一般之術語「基板」或「目標部分」同義。可在曝光之前或之後在(例如)塗佈顯影系統(通常將抗蝕劑層施加至基板且顯影經曝光抗蝕劑之工具)、度量衡工具及/或檢測工具中處理本文中所提及之基板。適用時，可將本文中之揭示內容應用於此類及其他基板處理工具。另外，可將基板處理多於一次，例如以便產生多層IC，使得本文中所使用之術語基板亦可指已經含有多個經處理層之基板。
儘管上文可特定地參考在光學微影之內容背景中對本發明 之實施例之使用，但應瞭解，本發明可用於其他應用(例如壓印微影)中，且在內容背景允許之情況下不限於光學微影。在壓印微影中，圖案化器件中之構形(topography)界定產生於基板上之圖案。可將圖案化器件之構形壓入被供應至基板之抗蝕劑層中，在基板上，抗蝕劑係藉由施加電磁輻射、熱、壓力或其組合而固化。在抗蝕劑固化之後，將圖案化器件移出抗蝕劑，從而在其中留下圖案。
根據本發明之檢測系統可不僅有利地應用於微影設備之控制迴路中，而且應用於蝕刻工具、沈積腔室及在IC製造中所使用之其他工具之控制迴路中。
可使用以下條項進一步描述實施例：
1.一種檢測系統，其包含：一選擇性沈積工具，其經組態以：收納一樣本；將一材料選擇性地沈積至該樣本上；一檢測工具，其經組態以：對具備該經沈積材料之該樣本執行一檢測製程，一圍封體，其經組態以圍封該選擇性沈積工具及該檢測工具。
2.如條項1之檢測系統，其中該選擇性沈積工具配置於該圍封體之一第一腔室內部，其中該檢測工具配置於該圍封體之一第二腔室內部，該檢測系統進一步包含用於將該樣本自該第一腔室內之一部位轉移至該第二腔室內之一部位之一樣本轉移系統。
3.如條項2之檢測系統，其進一步包含在該第一腔室與該第二腔室之間界接的一裝載鎖。
4.如前述條項中任一項之檢測系統，其中該圍封體包含用於輸入及輸出該樣本之一埠，及用於處置該圍封體內部之該樣本之一處置系統。
5.如條項4之檢測系統，其進一步包含在該埠與該第一腔室之間界接的一裝載鎖及/或在該埠與該第二腔室之間界接的一裝載鎖。
6.如前述條項中任一項之檢測系統，其中該選擇性沈積工具包含一原子層沈積工具及/或一物理氣相沈積工具及/或一化學氣相沈積工具。
7.如條項6之檢測系統，其中該原子層沈積工具包含一洗滌單元。
8.如條項7之檢測系統，其中該原子層沈積工具、該洗滌工具及該檢測工具成直線地配置。
9.如前述條項中任一項之檢測系統，其中該檢測工具包含一電子束檢測工具，諸如一SEM、LEEM或SPLEEM。
10.如前述條項中任一項之檢測系統，其中該檢測系統經組態以維持該圍封體內部之一經調節氛圍。
11.如前述條項中任一項之檢測系統，其中該選擇性沈積工具及該檢測工具安裝至一共同基座框架。
12.如前述條項中任一項之檢測系統，其中該檢測工具包含：一電子束源，其經組態以產生一電子束以用於探測一樣本；一偵測器，其經組態以偵測來自該樣本之一回應信號。
13.如前述條項中任一項之檢測系統，其中該檢測系統進一步包含用於調節該樣本之一調節工具。
14.如前述條項中任一項之檢測系統，其中該選擇性沈積工具經組態以基於該樣本之一材料特性及/或一構形將該材料選擇性地沈積至該樣本上。
15.一種使用一如前述條項中任一項之檢測系統進行之檢測方法，該方法包含：藉由該檢測系統收納一樣本；使用該選擇性沈積工具將一材料選擇性地沈積至該樣本上；使用該檢測工具檢測沈積有該材料之該樣本。
16.如條項15之檢測方法，其進一步包含以下步驟：在檢測該樣本之後移除該經沈積材料。
17.如條項16之檢測方法，其進一步包含以下步驟：在移除該經沈積材料之後重工該樣本。
18.如條項15至17中任一項之檢測方法，其中該樣本包含具有一高縱橫比之一結構，且其中該將一材料選擇性地沈積至該樣本上之步驟包含將一導電材料選擇性地沈積於具有該高縱橫比之該結構之一側壁上。
19.如條項18之方法，其中該檢測該樣本之步驟包含判定具有該高縱橫比之該結構之一側壁角、一線邊緣粗糙度或一線寬粗糙度。
20.如條項15之檢測方法，其中該樣本包含一經圖案化及/或經顯影抗蝕劑層及在該經圖案化及/或經顯影抗蝕劑層下方具有一結構的一內埋式層，且其中該將一材料選擇性地沈積至該樣本上之步驟包含將該材料選擇性地沈積於該經圖案化及/或經顯影抗蝕劑層上，且其中該檢測該樣本之步驟包含判定該經圖案化及/或經顯影抗蝕劑層與該內埋式層之間的一疊對。
21.如條項20之檢測方法，其中該材料包含一緻密材料或一導電材料。
22.一種微影系統，其包含一微影設備及一如條項1至14中任一項之 檢測系統。
本文中所使用之術語「輻射」及「光束」涵蓋所有類型之電磁輻射，包括紫外線(UV)輻射(例如具有為或約為365nm、248nm、193nm、157nm或126nm之波長)及極紫外線(EUV)輻射(例如具有在5nm至20nm之範圍內之波長)，以及粒子束，諸如離子束或電子束。
術語「透鏡」在內容背景允許時可指各種類型之光學組件中之任一者或其組合，包括折射、反射、磁性、電磁及靜電光學組件。
雖然上文已描述本發明之特定實施例，但應瞭解，可以與所描述方式不同之其他方式來實踐本發明。舉例而言，本發明可採取如下形式：電腦程式，其含有描述如上文所揭示之方法的機器可讀指令之一或多個序列；或資料儲存媒體(例如半導體記憶體、磁碟或光碟)，其中儲存有此電腦程式。
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而言將顯而易見，可在不脫離下文所闡明之申請專利範圍之範疇的情況下對所描述之本發明進行修改。
100‧‧‧檢測系統
110‧‧‧裝載埠
120‧‧‧處置系統
140‧‧‧共同圍封體
150‧‧‧裝載鎖
160‧‧‧洗滌單元或材料移除單元
EIT‧‧‧電子束檢測工具
SDT‧‧‧選擇性沈積工具

Claims (14)

  1. 一種檢測系統，其包含：一選擇性沈積工具，其經組態以：收納(receive)一樣本；將一材料選擇性地沈積至該樣本上，其中該選擇性沈積工具經組態以基於該樣本之一材料特性及/或一構形(topography)將該材料選擇性地沈積至該樣本上；一檢測工具，其經組態以：對具備該經沈積材料之該樣本執行一檢測製程，一圍封體(enclosure)，其經組態以圍封該選擇性沈積工具及該檢測工具，其中該選擇性沈積工具配置於該圍封體之具有一第一調節氛圍(conditioned atmosphere)之一第一腔室內部，該檢測工具配置於該圍封體之具有一第二調節氛圍之一第二腔室內部，且該第一調節氛圍不同於該第二調節氛圍。
  2. 如請求項1之檢測系統，該檢測系統進一步包含用於將該樣本自該第一腔室內之一部位轉移至該第二腔室內之一部位之一樣本轉移系統。
  3. 如請求項2之檢測系統，其進一步包含在該第一腔室與該第二腔室之間界接(interfacing)的一裝載鎖(load lock)。
  4. 如請求項1之檢測系統，其中該圍封體包含用於輸入及輸出該樣本之一埠，及用於處置該圍封體內部之該樣本之一處置系統。
  5. 如請求項4之檢測系統，其進一步包含在該埠與該第一腔室之間界接的一裝載鎖及/或在該埠與該第二腔室之間界接的一裝載鎖。
  6. 如請求項1之檢測系統，其中該選擇性沈積工具包含一原子層沈積工具及/或一物理氣相沈積工具及/或一化學氣相沈積工具。
  7. 如請求項6之檢測系統，其中該原子層沈積工具包含一洗滌單元。
  8. 如請求項7之檢測系統，其中該原子層沈積工具、該洗滌工具及該檢測工具成直線地配置。
  9. 如請求項1之檢測系統，其中該檢測工具包含一電子束檢測工具，諸如一SEM、LEEM或SPLEEM。
  10. 如請求項1之檢測系統，其中該檢測系統經組態以維持該圍封體內部之一經調節氛圍(conditioned atmosphere)。
  11. 如請求項1之檢測系統，其中該選擇性沈積工具及該檢測工具安裝至一共同基座框架。
  12. 如請求項1之檢測系統，其中該檢測工具包含：一電子束源，其經組態以產生一電子束以用於探測(probing)一樣本；一偵測器，其經組態以偵測來自該樣本之一回應信號。
  13. 如請求項1之檢測系統，其中該檢測系統進一步包含用於調節該樣本之一調節工具。
  14. 一種使用一如請求項1至13中任一項之檢測系統進行之檢測方法，該方法包含：藉由該檢測系統收納一樣本；使用該選擇性沈積工具將一材料選擇性地沈積至該樣本上；使用該檢測工具檢測沈積有該材料之該樣本。
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