TWI768207B - 帶電粒子偵測之方法與非暫時性電腦可讀儲存媒體 - Google Patents

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Abstract

本發明提供用於帶電粒子偵測之系統及方法。該偵測系統可包含一信號處理電路，該信號處理電路經組態以基於自複數個電子感測元件接收之電子強度資料而產生一組強度梯度。該偵測系統可進一步包含一射束點處理模組，該射束點處理模組經組態以：基於該組強度梯度而判定一射束點之至少一個邊界；及基於該至少一個邊界而判定該複數個電子感測元件中之一第一組電子感測元件在該射束點內。該射束點處理模組可經進一步組態以：基於自該第一組電子感測元件接收之該電子強度資料而判定該射束點之一強度值；及亦基於該強度值而產生一晶圓之一影像。

Description

帶電粒子偵測之方法與非暫時性電腦可讀儲存媒體
本發明大體上係關於帶電粒子射束之領域，且更特定言之，係關於一種用於帶電粒子偵測之方法及裝置。
在積體電路(integrated circuit；IC)之製造程序中，檢測未完工或已完工的電路組件以確保其係根據設計而製造且無缺陷。利用光學顯微鏡之檢測系統通常具有低至幾百奈米之解析度；且該解析度受到光之波長限制。隨著IC組件之實體大小不斷地縮減為低至低於100或甚至低於10奈米，需要相比於利用光學顯微鏡之檢測系統具有較高解析度的檢測系統。
解析度低至小於一奈米的諸如掃描電子顯微鏡(scanning electron microscope；SEM)或透射電子顯微鏡(transmission electron microscope；TEM)之帶電粒子(例如電子)射束顯微鏡充當用於檢測特徵大小低於100奈米之IC組件的實用工具。就SEM而言，可將單一初級電子射束之電子或複數個初級電子射束之電子聚焦於檢測中之晶圓之預定掃描部位處。初級電子與晶圓相互作用且可反向散射，或可致使晶圓發射次級電子。包含反向散射電子及次級電子之電子射束的強度可基於晶圓之內部及/或外部結構的屬性而變化。
包含反向散射電子及次級電子之電子射束可在電子偵測器之表面上的預定部位處形成一或多個射束點。電子偵測器可產生表示經偵測電子射束之強度的電信號(例如電流、電壓等等)。可運用量測電路系統(例如類比轉數位轉換器)來量測電信號以獲得經偵測電子之分佈。可使用在偵測時間窗口期間收集之電子分佈資料，以及入射於晶圓表面上之一或多個初級電子射束之對應掃描路徑資料，以重建檢測中之晶圓結構之影像。經重建影像可用以顯露晶圓之內部及/或外部結構之各種特徵，且可用以顯露晶圓中可能存在之任何缺陷。
影像重建之保真度決定影像表示晶圓結構之接近程度。該保真度可由於不與由晶圓發射之初級電子或次級電子相關聯的雜訊信號而降級。存在雜訊信號之各種潛在源。舉例而言，電子偵測器可產生暗電流，而接收或不接收任何電子。暗電流可與實際上與經偵測電子相稱之電流相加，藉此對影像重建引入誤差資料。此外，歸因於故障，電子偵測器亦可能不會產生電流，或產生不會反映經接收電子之數目的電流量。另外，在多個初級電子射束掃描晶圓且檢測中之晶圓發射多個電子射束的狀況下，歸因於電子光學子系統中之像差及分散效應，來自自晶圓發射之鄰近射束的電子可到達電子偵測器表面之同一部位。因此，由鄰近電子射束形成之射束點可部分地重疊，從而導致串擾。所有此等射束點可作為雜訊分量而與電子偵測器之輸出信號相加。因此，電子偵測器之輸出信號可包括不與檢測中之特定晶圓結構相關的雜訊分量，且基於此等輸出信號之影像重建的保真度因此可降級。
本發明之實施例提供用於帶電粒子偵測之系統及方法。在一個實施 例中，提供一種偵測系統。該偵測系統包含一信號處理電路，該信號處理電路經組態以基於自複數個電子感測元件接收之電子強度資料而產生一組強度梯度。該偵測系統進一步包含一射束點處理模組，該射束點處理模組經組態以基於該組強度梯度而判定一射束點之至少一個邊界，及基於該至少一個邊界而判定該複數個電子感測元件中之一第一組電子感測元件在該射束點內。
在另一實施例中，提供一種偵測系統。該偵測系統包含一射束點處理模組。該射束點處理模組經組態以獲取基於複數個電子感測元件中之鄰近電子感測元件之間的強度信號之梯度所產生的一組強度梯度。該射束點處理模組亦經組態以基於該組強度梯度而判定一射束點之至少一個邊界。該射束點處理模組經進一步組態以基於該至少一個邊界而判定該複數個電子感測元件中之一第一組電子感測元件在該射束點內。
在另一實施例中，提供一種偵測系統。該偵測系統包含一信號處理電路，該信號處理電路經組態以基於自複數個電子感測元件接收之電子強度資料而產生一組強度梯度。該偵測系統進一步包含一射束點處理模組，該射束點處理模組經組態以基於該組強度梯度而判定一第一射束點之一第一邊界及一第二射束點之一第二邊界。該射束點處理模組亦經組態以基於該第一邊界而判定該複數個電子感測元件中之一第一組電子感測元件在該第一射束點內，及基於該第二邊界而判定該複數個電子感測元件中之一第二組電子感測元件在該第二射束點內。該射束點處理模組經進一步組態以基於該第一邊界及該第二邊界而判定該第一射束點與該第二射束點之間的一重疊區域。
在另一實施例中，提供一種偵測系統。該偵測系統包含一射束點處 理模組，該射束點處理模組經組態以獲取基於複數個電子感測元件中之鄰近電子感測元件之間的強度信號之梯度所產生的一組強度梯度。該射束點處理模組亦經組態以基於該組強度梯度而判定一第一射束點之一第一邊界及一第二射束點之一第二邊界。該射束點處理模組經進一步組態以基於該第一邊界而判定該複數個電子感測元件中之一第一組電子感測元件在該第一射束點內，及基於該第二邊界而判定該複數個電子感測元件中之一第二組電子感測元件在該第二射束點內。該射束點處理模組亦經組態以基於該第一邊界及該第二邊界而判定該第一射束點與該第二射束點之間的一重疊區域。
在另一實施例中，提供一種電子偵測系統。該電子偵測系統包含複數個電子感測元件，該複數個電子感測元件經組態以自一晶圓接收包含次級電子或反向散射電子之至少一個電子射束。該電子偵測系統亦包含一處理系統。該處理系統包含一強度梯度判定電路，該強度梯度判定電路經組態以基於自該複數個電子感測元件中之每一者接收之電子強度資料而判定一組強度梯度。該處理系統亦包含一射束點邊界判定模組，該射束點邊界判定模組經組態以基於該組強度梯度而判定該至少一個經接收電子射束中之一者之一射束點之至少一個邊界，及基於該至少一個邊界而判定該複數個電子感測元件中之一第一組電子感測元件在該射束點內。該處理系統進一步包含一射束點強度判定模組，該射束點強度判定模組經組態以基於自該第一組電子感測元件接收之該電子強度資料而判定該射束點之一強度值。該處理系統亦包含一影像重建模組，該影像重建模組經組態以基於該強度值而產生該晶圓之一影像。
在另一實施例中，提供一種方法。該方法包含基於自複數個電子感 測元件中之每一者接收之電子強度資料而判定一組強度梯度。該方法進一步包含基於該組強度梯度而判定一射束點之至少一個邊界。
在另一實施例中，提供一種方法。該方法包含基於自複數個電子感測元件中之每一者接收之電子強度資料而判定一組強度梯度。該方法進一步包含基於該組強度梯度而判定一第一射束點之一第一邊界及一第二射束點之一第二邊界。該方法亦包含基於該第一邊界而判定該複數個電子感測元件中之一第一組電子感測元件在該第一射束點內，及基於該第二邊界而判定該複數個電子感測元件中之一第二組電子感測元件在該第二射束點內。該方法進一步包含基於該第一邊界及該第二邊界而判定該第一射束點與該第二射束點之間的一重疊區域。
在另一實施例中，提供一種非暫時性電腦可讀儲存媒體。該儲存媒體儲存可由包括一或多個處理器之一計算器件執行以致使該計算器件執行一方法的指令。該方法包含基於自複數個電子感測元件中之每一者接收之電子強度資料而判定一組強度梯度，及基於該組強度梯度而判定一射束點之至少一個邊界。
在另一實施例中，提供一種非暫時性電腦可讀儲存媒體。該儲存媒體儲存可由包括一或多個處理器之一計算器件執行以致使該計算器件執行一方法的指令。該方法包含基於自複數個電子感測元件中之每一者接收之電子強度資料而判定一組強度梯度。該方法進一步包含基於該組強度梯度而判定一第一射束點之一第一邊界及一第二射束點之一第二邊界。該方法亦包含基於該第一邊界而判定該複數個電子感測元件中之一第一組電子感測元件在該第一射束點內，及基於該第二邊界而判定該複數個電子感測元件中之一第二組電子感測元件在該第二射束點內。該方法進一步包含基於 該第一邊界及該第二邊界而判定該第一射束點與該第二射束點之間的一重疊區域。
所揭示實施例之額外目標及優點將部分地在以下描述中予以闡述，且將部分地自該描述顯而易見，或可藉由該等實施例之實踐予以獲悉。所揭示實施例之目標及優點將藉由申請專利範圍中所闡述之要素及組合而實現及取得。
應理解，前述一般描述及以下詳細描述兩者皆僅係例示性及闡釋性的，且並不限定如所主張之所揭示實施例。
100:電子射束偵測(EBI)系統
101:主腔室
102:裝載/鎖定腔室
104:電子射束工具
106:設備前端模組(EFEM)
106a:第一裝載埠
106b:第二裝載埠
202:電子源
204:槍孔徑
206:聚光器透鏡
208:交越點
210:初級電子射束
212:源轉換單元
214:小射束
216:小射束
218:小射束
220:初級投影光學系統
222:射束分離器
224:分散平面
226:偏轉掃描單元
228:物鏡
230:晶圓
236:次級電子射束
238:次級電子射束
240:次級電子射束
242:次級光學系統
244:電子偵測器件
246:偵測元件
248:偵測元件
250:偵測元件
252:副光軸
260:主光軸
262:小射束部分
264:小射束部分
266:小射束部分
270:探測點
272:探測點
274:探測點
300:感測器表面
302:區域
302A:區域
302B:區域
302C:區域
302D:區域
304:射束點
304A:射束點
304B:射束點
304C:射束點
304D:射束點
306:電子感測元件
312:初級邊界
312a:初級邊界
312b:初級邊界
312c:初級邊界
312d:初級邊界
312e:初級邊界
312ee:經更新初級邊界
312f:初級邊界
312ff:經更新初級邊界
312g:初級邊界
314:次級邊界
314A:次級邊界
314B:次級邊界
314e:次級邊界
314f:次級邊界
330:強度映圖
340:強度映圖
345:軸線
350:強度
355:強度
360:電壓決策圖形
362:強度梯度/比較器決策
364:強度梯度/比較器決策
365:軸線
370:軸線
380:強度圖形
381:漸增強度
382:強度
383:漸減強度
385:強度圖形
390:電壓決策圖形
391:比較器決策
392:比較器決策
393:比較器決策
395:電壓決策圖形
400:強度映圖
402a:電子感測元
402b:電子感測元
402c:電子感測元
402d:電子感測元
402e:電子感測元
410:強度映圖
412:距離
414:距離
416:距離
420:區域
435:電子感測元件
500:處理系統
501:預處理電路
501a:信號調節電路
501b:信號調節電路
501c:信號調節電路
502:信號處理電路
502a:電壓比較器
502b:電壓比較器
502c:電壓比較器
502d:電壓比較器
502e:電壓比較器
502f:電壓比較器
502g:參考電壓產生電路
502h:信號開關矩陣
503:電子強度判定電路
504:射束點成像電路
505:信號臨限值電路
506:射束點處理模組
507:強度梯度判定電路
508:射束點邊界判定模組
509:強度臨限值模組
510:射束點強度判定模組
512:影像重建模組
515:射束點成像模組
520a:電子感測元件
520b:電子感測元件
520c:電子感測元件
521a:求和放大器
521b:求和放大器
521c:求和放大器
522a:後信號調節電路
522b:後信號調節電路
522c:後信號調節電路
523a:類比轉數位轉換器
523b:類比轉數位轉換器
523c:類比轉數位轉換器
531a:緩衝放大器
531b:緩衝放大器
532a:後信號調節電路
532b:後信號調節電路
533a:類比轉數位轉換器
533b:類比轉數位轉換器
600:方法
602:步驟
604:步驟
606:步驟
608:步驟
610:步驟
612:步驟
614:步驟
616:步驟
700:方法
702:步驟
704:步驟
706:步驟
708:步驟
710:步驟
712:步驟
714:步驟
716:步驟
圖1為繪示符合本發明之實施例之例示性電子射束檢測(electron beam inspection；EBI)系統的示意圖。
圖2為繪示符合本發明之實施例的可為圖1之例示性電子射束檢測系統之部分之例示性電子射束工具的示意圖。
圖3A至圖3D為繪示符合本發明之實施例的判定電子射束點之強度之例示性方法的圖解。
圖4A至圖4C為繪示符合本發明之實施例的自電子射束點之經判定強度縮減雜訊分量之例示性方法的圖解。
圖5A至圖5C為繪示符合本發明之實施例的用於處理電子偵測器輸出之例示性系統的示意圖。
圖6為繪示符合本發明之實施例的用於檢測晶圓之例示性方法的流程圖。
圖7為繪示符合本發明之實施例的用於檢測晶圓之例示性方法的流程圖。
現在將詳細地參考例示性實施例，隨附圖式中繪示了該等例示性實施例之實例。以下描述參考隨附圖式，在該等圖式中，不同圖式中之相同編號表示相同或相似元件，除非另有表示。例示性實施例之以下描述中所闡述之實施方案並不表示符合本發明之所有實施方案。代替地，其僅僅為符合如所附申請專利範圍中所敍述的關於本發明之態樣的裝置及方法之實例。
本發明之實施例提供一種電子射束工具，其具有電子偵測器，以及與電子偵測器耦接之預處理電路系統、信號處理電路系統及後處理電路系統。電子偵測器可經組態以接收自晶圓發射之反向散射初級電子及次級電子。經接收電子在偵測器之表面上形成一或多個射束點。該表面可包括經組態以回應於接收到電子而產生電信號之複數個電子感測元件。預處理電路系統及信號處理電路系統可經組態以產生與所產生電信號之量值相關的指示。後處理電路系統可經組態以基於所產生指示而判定哪些電子感測元件處於射束點之初級邊界內，及基於經判定初級邊界而產生表示射束點之強度的值。就此等配置而言，所揭示實施例可判定哪些電子感測元件處於射束點之初級邊界外部，且基於彼等感測元件之輸出而估計雜訊信號。後處理電路系統亦可在產生射束點之強度資料時補償經估計雜訊信號。晶圓影像重建之保真度及速度可皆因此得以改良。
後處理電路系統亦可經組態以判定射束點之次級邊界。入射電子射束中之電子可具有不同屬性，例如歸因於不同產生程序之不同能量。具有不同屬性之電子的分佈或集中可在經偵測電子射束點中形成對應強度圖案之電子射束內之不同部位處變化。經判定初級及次級邊界可用以分組對應 電子感測元件之輸出信號。可形成群組使得其幾何配置匹配於對應電子射束點之圖案。作為一實例，由次級射束邊界內之電子感測元件偵測的電子射束點之部分可包含幾乎全部反向散射電子，且由初級射束邊界與次級射束邊界之間的電子感測元件偵測的電子射束點之部分可包含幾乎全部次級電子。所形成群組可因此得到整個經偵測射束之強度資訊，且亦得到對應於電子射束之反向散射及次級電子部分的強度資訊。因此，所揭示實施例可提供關於經偵測電子射束點之額外資訊且因此提供研究中之樣本之額外屬性。
對於包含多個經偵測電子射束之系統，來自鄰近射束之信號串擾係由電子光學子系統中之像差及分散效應造成。每一射束中之電子可在其路程上分散至電子偵測器之感測表面上，從而造成鄰近電子射束點之間的重疊。基於經判定射束邊界而分組來自電子感測元件之輸出信號可用於偵測鄰近經偵測射束之間的串擾。後處理電路系統亦可在產生多個射束點之強度資料時補償經判定串擾信號。晶圓影像重建之保真度及速度可皆因此得以改良。在一些實施例中，可移除用以縮減串擾的電子光學子系統內之孔徑。此可簡化電子射束工具之設計、製造及維護。另外，電子光學子系統內之孔徑可造成經偵測電子射束之強度顯著地縮減，且縮減信雜比。由所揭示實施例提供之串擾判定及補償可用以即時調整信雜比與串擾之間的平衡。即時調整信雜比與串擾之間的平衡之能力可極大地改良電子射束工具之靈活性及效能。
另外，所揭示實施例可包含用以即時執行射束邊界判定及射束強度判定之信號處理電路系統。此相較於使用後處理演算法以執行射束邊界判定及射束強度判定功能之系統可實現較高速效能。高速即時效能可提供關 於如何即時執行電子光學子系統之資訊，且可偵測及定址任何效能偏差(例如每一射束之形狀及軌跡、電子射束網格之幾何形成、歸因於組件製造及裝配之不完美性的射束之部分或全部之意外移動、長期操作期間之漂移)。另外，在習知系統中使用抗偏轉系統以抵消次級電子射束之移動。技術上具挑戰性的是使抗偏轉系統與初級電子射束偏轉器同步。所揭示實施例可即時追蹤射束點之移動，且因此在一些實施例中可移除抗偏轉系統。
另外，可藉由分組對應於大量電子感測元件之信號來執行所揭示實施例中之射束強度判定。若一群組之電子感測元件中之一者或一些歸因於電子感測元件表面之污染，或由意外事件(例如容納電子光學子系統之真空腔室中的嚴重電弧作用)造成的對電子感測元件之損壞，或由製造程序中引入之缺陷引起的電子感測元件之故障，而未適當地操作，則該群組仍可藉由自該群組排除非工作電子感測元件來達成射束強度判定功能。此可改良偵測系統之可靠性及失效容限。
在一些實施例中，信號處理電路系統及後處理電路系統亦可經組態以掃描對應於電子感測元件之電子信號，及產生施加於偵測器表面上之一或多個電子射束點之影像。掃描速率可經組態為以低於用以判定射束強度之群組之更新速率的訊框速率產生此影像。然而，此影像可提供關於偵測器表面上之電子射束點強度分佈的詳細資訊，且有用於設計電子光學系統、最佳化電子光學系統且對電子光學系統進行效能評估。另外，所產生影像及經判定射束邊界可用以偵測歸因於系統之長期操作期間之漂移而造成的一或多個經偵測電子射束之形狀或軌跡之任何偏差，且可用以補償此等效應。
現在將詳細地參考實例實施例，隨附圖式中繪示了該等實例實施例。儘管在利用電子射束之內容背景中描述以下實施例，但本發明並不受到如此限制。可相似地應用其他類型之帶電粒子射束。
現在參考圖1，其繪示符合本發明之實施例之例示性電子射束檢測(EBI)系統100。如圖1所展示，EBI系統100包括主腔室101、裝載/鎖定腔室102、電子射束工具104，及設備前端模組(equipment front end module；EFEM)106。電子射束工具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。EFEM 106可包括額外裝載埠。第一裝載埠106a及第二裝載埠106b接收含有待檢測之晶圓(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(front opening unified pod；FOUP)(晶圓及樣本在下文中被集體地稱作「晶圓」)。
EFEM 106中之一或多個機器人臂(未展示)將晶圓運輸至裝載/鎖定腔室102。裝載/鎖定腔室102連接至裝載/鎖定真空泵系統(未展示)，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(未展示)將晶圓自裝載/鎖定腔室102運輸至主腔室101。主腔室101連接至主腔室真空泵系統(未展示)，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，晶圓經受電子射束工具104之檢測。
現在參考圖2，其繪示包含以下各者之電子射束工具104(在本文中亦被稱作裝置104)：電子源202、槍孔徑204、聚光器透鏡206、自電子源202發射之初級電子射束210、源轉換單元212、初級電子射束210之複數個小射束(beamlet)214、216及218、初級投影光學系統220、晶圓載物台 (圖2中未展示)、多個次級電子射束236、238及240、次級光學系統242，及電子偵測器件244。初級投影光學系統220可包含射束分離器222、偏轉掃描單元226及物鏡228。電子偵測器件244可包含偵測元件246、248及250。
電子源202、槍孔徑204、聚光器透鏡206、源轉換單元212、射束分離器222、偏轉掃描單元226及物鏡228可與裝置104之主光軸260對準。次級光學系統242及電子偵測器件244可與裝置104之副光軸252對準。
電子源202可包含陰極、提取器或陽極，其中初級電子可自陰極發射且經提取或加速以形成具有交越點(虛擬或真實)208之初級電子射束210。初級電子射束210可被可視化為自交越點208發射。槍孔徑204可封堵初級電子射束210之周邊電子以縮減庫侖效應(Coulomb effect)。庫侖效應可造成探測點270、272及274之大小增加。
源轉換單元212可包含影像形成元件陣列(圖2中未展示)及射束限制孔徑陣列(圖2中未展示)。影像形成元件陣列可包含微偏轉器或微透鏡陣列。影像形成元件陣列可運用初級電子射束210之多個小射束214、216及218來形成交越點208之複數個平行影像(虛擬或真實)。射束限制孔徑陣列可限制複數個小射束214、216及218。
聚光器透鏡206可聚焦初級電子射束210。藉由調整聚光器透鏡206之聚焦倍率或藉由改變射束限制孔徑陣列內之對應射束限制孔徑之徑向大小，可變化源轉換單元212下游之小射束214、216及218之電流。物鏡228可將小射束214、216及218聚焦至晶圓230上以供檢測，且可在晶圓230之表面上形成複數個探測點270、272及274。
射束分離器222可為維恩(Wien)過濾器類型之射束分離器，其包含產 生靜電偶極場及磁偶極場之靜電偏轉器。在一些實施例中，若應用靜電偶極場及磁偶極場，則由靜電偶極場對小射束214、216及218之電子施加之力與由磁偶極場對該電子施加之力可在量值上相等且在方向上相反。小射束214、216及218可因此以零偏轉角筆直地傳遞通過射束分離器222。然而，由射束分離器222產生的小射束214、216及218之總分散可為非零。對於射束分離器222之分散平面224，圖2展示將具有標稱能量V0及能量展度△V之小射束214分散成對應於能量V0之小射束部分262、對應於能量V0+△V/2之小射束部分264，及對應於能量V0-△V/2之小射束部分266。由射束分離器222對次級電子射束236、238及240之電子施加的總力可為非零。射束分離器222可因此將次級電子射束236、238及240與小射束214、216及218分離，且朝向次級光學系統242引導次級電子射束236、238及240。
偏轉掃描單元226可偏轉小射束214、216及218以遍及晶圓230之表面積掃描探測點270、272及274。回應於小射束214、216及218入射於探測點270、272及274處，可自晶圓230發射次級電子射束236、238及240。次級電子射束236、238及240可包含具有能量分佈之電子，包括次級電子(能量
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50eV)及反向散射電子(能量介於50eV與小射束214、216及218之著陸能量之間)。次級光學系統242可將次級電子射束236、238及240聚焦至電子偵測器件244之偵測元件246、248及250上。偵測元件246、248及250可偵測對應次級電子射束236、238及240，且產生用以重建晶圓230之表面積之影像的對應信號。
現在參考圖3A，其繪示電子偵測器件244之感測器表面300之例示性結構。感測器表面300可劃分成四個區域302A至302D(2×2矩形網格)，每 一區域302能夠接收自晶圓上之特定部位發射的對應射束點304。所有射束點304A至304D具有理想圓形形狀且不具有軌跡偏移。且，儘管顯示了四個區域，但應瞭解，可使用任何複數個區域。
每一感測器區域可包含一電子感測元件陣列306。電子感測元件可包含例如PIN二極體、電子倍增管(electron multiplier tube；EMT)等等。此外，應瞭解，儘管圖3A展示每一區域302彼此分離以作為具有其自有感測元件306之預定義區域，但應瞭解，可能不存在此等預定義區域，諸如圖4A之表面感測器400。舉例而言，代替具有各自具有81個感測元件(9×9感測元件網格)之4個預定義區域，感測器表面可具有一個18×18感測元件網格，同時仍能夠感測四個射束點。
電子感測元件306可產生與感測器區域中接收之電子相稱的電流信號。預處理電路可將所產生電流信號轉換成電壓信號(表示經接收電子射束點之強度)。預處理電路可包含例如高速跨阻抗放大器。處理系統可藉由例如對由位於感測器區域內之電子感測元件產生的電壓進行求和來產生電子射束點之強度信號，使強度信號與入射於晶圓上之初級電子射束的掃描路徑資料相關，且基於相關性而建構晶圓之影像。
在一些實施例中，處理系統可選擇性地對由電子感測元件306中之一些產生的電壓進行求和以產生射束點之強度值。選擇可基於哪些電子感測元件位於射束點內之判定。
在一些實施例中，藉由識別射束點之邊界，處理系統可識別哪些電子感測元件位於射束點外部，及哪些電子感測元件位於射束點內。舉例而言，參考圖3B，處理系統可識別用於射束點304A至304B之初級邊界312A至312B及次級邊界314A至314B。初級邊界312可經組態以圍封一組 電子感測元件306，將包括該組電子感測元件306之電壓輸出以判定射束點之強度。因此，可判定該等電子感測元件中之一組電子感測元件在射束點內。
次級邊界314可經組態以圍封射束點之中心部分，且可用以提供射束點之某些幾何資訊。幾何資訊可包括例如射束點之形狀、射束點之一或多個軌跡等等。此處，軌跡可指射束點內之預定部位，諸如中心。如下文將更詳細地所論述，處理系統亦可基於次級邊界314而判定初級邊界312。
此外，基於軌跡資訊，處理系統亦可追蹤歸因於例如電子光學組件或系統內在製造或裝配程序期間引入之不完美性的射束點304之部位漂移，及/或系統之長期操作期間的漂移。處理系統可更新邊界判定，及在強度判定中將包括之該組電子感測元件，以減輕漂移對強度判定之準確性的影響。另外，處理系統可追蹤電子射束點之任何移位，且因此可自次級光學系統移除用以追蹤及補償電子射束偏轉之抗偏轉組件。此可簡化電子射束工具104之設計、製造及維護。
可藉由每一射束點之指定電子收集比率來判定用以形成由初級邊界312或第二邊界314環繞之每一組電子感測元件之電子感測元件306的選擇，該電子收集比率與總影像信號強度及信雜比、鄰近電子射束之信號串擾以及每一電子射束點之對應形狀及軌跡相關。每一組之形成可為靜態的，或可取決於是否需要即時追蹤及補償每一對應射束點之形狀及軌跡變化而動態地變化。藉由提供即時獲取射束位置及形狀之能力，可連續地監測電子光學系統(例如初級投影光學系統220)之效能。另外，關於射束之定位及形狀的所收集資訊可在系統裝配及維護程序期間促進電子光學系統調整，藉此使得有可能進行電子光學系統與電子偵測器件之間的即時自動 化對準。因此，儘管圖3B展示具有與較佳圓形形狀偏離之形狀的射束點304B，但可即時補償歸因於電子光學系統之漂移或電子光學系統中之組件之不完美性的此等類型之偏差，諸如部位、形狀及網格資訊。
在一些實施例中，初級及次級邊界之判定可基於橫越相鄰電子感測元件偵測強度梯度之預定圖案。現在參考圖3C，其繪示用於判定初級邊界312之預定圖案之實例。圖3C繪示強度映圖(intensity map)330及強度圖形(intensity graph)340。強度映圖330繪示射束點(例如圖3A之射束點304)之強度分佈，其中每一正方形表示由一個電子感測元件接收之電子的強度，其中較暗的色彩表示相對較高的強度。處理系統可判定由例如白色的淡於預定臨限值之色彩表示的電子感測元件在射束點外部，且由例如灰色的暗於預定臨限值之色彩表示的電子感測元件在射束點內。基於此等判定，處理系統可排除由白色表示之電子感測元件的輸出。
此外，強度圖形340繪示沿著強度映圖330中之軸線345之電子強度變化。如圖3C所展示，強度圖形340繪示不同部位處之不同強度。舉例而言，在射束點之中心附近(被標記為350)，相比於在射束點之邊界附近(被標記為355)，強度較高。強度差可歸因於各種因素，包括電子源202之尖端大小、電子光學系統之像差，及電子分散。此外，在一些實施例中，強度可由以下各者判定：散射電子之樣本構形、用於反向散射電子之材料、樣本表面上之充電狀態、著陸能量等等。
可基於相鄰電子感測元件之間的電子強度輸出之比較而產生強度梯度。舉例而言，與電子偵測器件244之感測器表面之對應電子感測元件耦接的信號調節電路之輸出可連接至一組電壓比較器，該組電壓比較器經組態以比較相鄰電子感測元件之間的輸出電壓(其表示接收電子強度)。該組 電壓比較器可產生一組決策。處理系統可基於該等決策而追蹤強度梯度，且判定感測器表面上之一部位，在該部位處，強度梯度作為初級邊界312之部分而改變。舉例而言，返回參看圖3C，電壓決策圖形360繪示對應於強度圖形340中所繪示之強度變化的電壓比較器決策之分佈。該等決策可表示相鄰電子感測元件之間的輸出電壓之比較結果，其中-1表示左側上之電子感測元件的輸出電壓高於右側上之電子感測元件的輸出電壓，且+1表示相反情形。
比較結果可反映射束點之邊界處及射束點之內部處的強度梯度之特性圖案。舉例而言，如圖3C所展示，對應於強度355之電壓比較器決策364可展現+1與-1之間的更多雙態觸發，該雙態觸發可歸因於來自處理系統之電子強度輸出之信號位準差，其對應於由鄰近電子感測元件接收之電子電流強度，低於雜訊位準。因此，比較器決策364(對應於射束點之邊界)可易遭受隨機雜訊且可以任一方式雙態觸發。另一方面，對應於強度350之比較器決策362可橫越一組相鄰電子感測元件更穩定，此係歸因於電子強度輸出之信號位準差高於雜訊位準。基於比較器輸出之雙態觸發圖案，處理系統可將電壓決策圖形360中之比較器決策分組成對應於強度梯度362及364之兩個組。基於產生兩組比較器決策的電子感測元件之部位，處理系統可識別感測器表面上之發生強度梯度362及364之間的轉變的部位，該部位可為被標示為部位「A」之部位。處理系統接著可將所識別部位判定為初級邊界312之部分。處理系統可針對每一列及每一行電子元件而對電壓比較器決策執行相似處理，以判定感測器表面上之構成初級邊界312的一組部位。
處理系統亦可藉由偵測電壓比較器決策中之其他預定圖案來判定次 級邊界314。現在參考圖3D，其繪示用於判定次級邊界314之預定圖案之實例。圖3D繪示圖3C之強度映圖330、繪示沿著強度映圖330中之軸線365之電子強度變化的強度圖形380，及繪示沿著強度映圖330中之軸線370之電子強度變化的強度圖形385。軸線365及370可沿著感測器表面上之電子感測元件之鄰近列。
圖3D亦繪示對應於強度圖形380之電壓決策圖形390，及對應於強度圖形385之電壓決策圖形395。電壓決策圖形390及395兩者皆表示分別沿著軸線365及370之相鄰電子感測元件之間的輸出電壓之比較結果。每一電壓決策圖形亦展現沿著軸線365及370中之每一者之某些點處的比較器決策之雙態觸發，該雙態觸發可指示強度梯度之極性改變。舉例而言，沿著軸線365，在部位B處到達射束點之中心周圍的平坦強度區域之前存在漸增強度，在部位B之後，強度減小。對應地，沿著強度圖形380，存在與軸線365之漸增強度相關聯的漸增強度381、與軸線365之部位B處之平坦區域相關聯的平坦強度382，及與軸線365之漸減強度相關聯的漸減強度383。
參看對應電壓決策圖形390，對應於比較器決策391之輸出電壓+1反映來自強度圖形380之漸增強度381，且對應於比較器決策393之輸出電壓-1反映來自強度圖形380之漸減強度383。對應於強度382之電壓比較器決策392可展現+1與-1之間的更多雙態觸發，該雙態觸發可歸因於來自處理系統之電子強度輸出之信號位準差，其對應於由鄰近電子感測元件接收之電子電流強度，低於雜訊位準。因此，比較器決策392可易遭受隨機雜訊且可以任一方式雙態觸發。
另一方面，沿著軸線370，存在強度梯度之相對急劇的轉變，且在軸 線370之中間處的部位(被標示為「C」)處發生雙態觸發。基於鄰近列(及行)之間的雙態觸發位置差，處理系統可判定感測器表面上之構成次級邊界314的一組部位。舉例而言，處理系統可判定部位B及C為次級邊界314之部分。
在一些實施例中，處理系統亦可藉由使用邊界資訊來補償雜訊信號之效應而改良影像重建之保真度。如上文所論述，影像重建之保真度可由於電子偵測器件244所產生且並非由散射初級電子或晶圓所發射之次級電子造成的雜訊信號而降級。此等雜訊信號可包括例如可在不接收任何電子之情況下產生的暗電流。此等雜訊信號可在位於射束點內之電子感測元件處以及在位於射束點外部之電子感測元件處出現。雜訊信號可為隨機雜訊信號，其在每一電子感測元件中係獨立的，或雜訊信號可為系統性雜訊信號，其在偵測器之某一區域或整個偵測器之每一感測元件中具有相似圖案及相同或不同振幅。就本發明之實施例而言，處理系統可排除自被判定為位於初級邊界312外部之電子感測元件之輸出接收的信號。此可藉由自初級邊界312外部之電子感測元件消除隨機雜訊信號來改良影像重建之保真度。另外，在一些實施例中，處理系統可獲得表示來自被判定為位於初級邊界312外部之電子感測元件之輸出的雜訊信號的值。在自位於初級邊界312內之電子感測元件之輸出產生強度值之後，處理系統可自強度值減去表示雜訊信號分量之值。藉由移除或縮減存在於強度值中之系統性雜訊信號分量，可改良影像重建之保真度。
現在參考圖4A，其繪示對應於形成於感測器表面上之四個射束點的一組強度映圖400。基於與強度映圖相關聯之電壓比較器決策，處理系統可獲得用於每一射束點之初級邊界312a、312b、312c及312d。處理系統 可對由初級邊界312a、312b、312c及312d中之每一者圍封的電子感測元件之輸出進行求和以獲得每一射束點之強度值。此外，基於此等初級邊界，處理系統亦可識別一組電子感測元件，包括例如在此等初級邊界外部之電子感測元件402a、402b、402c、402d及402e。
處理系統可獲得初級邊界外部之電子感測元件(或閒置電子感測元件)(例如電子感測元件402a)之輸出，作為歸因於偵測器附近之干擾源之雜訊信號的表示。在一些實施例中，處理系統可平均化此等輸出以獲得表示雜訊信號之值，且自每一射束點之強度值減去該值。在一些實施例中，處理系統亦可基於射束點之初級邊界外部之閒置電子感測元件的部位而將該等閒置電子感測元件相關聯，且基於來自一或多個關聯閒置電子感測元件之雜訊信號而針對射束點執行減去。作為一說明性實例，在圖4A所展示之實例中，處理系統可選擇性地自由初級邊界312c圍封之射束點減去電子感測元件402b、402c及402e之(而非電子感測元件402a及402d之)雜訊信號，以移除雜訊分量且產生彼射束點之經補償強度值。
處理系統亦可使用邊界資訊來減輕或消除由串擾造成之雜訊信號。如上文所論述，可在由鄰近電子射束形成之射束點歸因於像差及分散而部分地重疊的情況下發生串擾。在一些實施例中，處理系統可基於相鄰射束點之初級邊界312(例如如圖4B所展示)而偵測部分重疊之發生。另外，在一些實施例中，處理系統亦可包括相鄰射束點之次級邊界314來偵測部分重疊之發生。基於該偵測，處理系統可判定一些電子感測元件位於射束點重疊之區中，且在判定射束點之強度值時自彼等電子感測元件排除輸出。因此，可放寬或甚至可消除針對電子光學子系統中之用以縮減或消除鄰近射束點之間歸因於分散之重疊的異常校正硬體的需要。因此，可縮減電子 射束工具104之複雜度，此可改良工具之效能及可靠性。另外，電子光學子系統中之異常校正硬體可造成經偵測電子射束之強度顯著地縮減，且縮減信雜比。由處理系統提供之串擾判定及減輕可用以即時調整信雜比與串擾之間的平衡。即時調整信雜比與串擾之間的平衡之能力可極大地改良電子射束工具之靈活性及效能。
現在參考圖4B，其繪示對應於兩個部分重疊射束點之強度映圖410。在此實例中，處理系統判定用於左側上之射束點的初級邊界312e(由實線表示)，及用於右側上之射束點的初級邊界312f(由虛線表示)。處理系統亦判定用於左側上之射束點的次級邊界314e(由實線表示)，及用於右側上之射束點的次級邊界314f(由虛線表示)。
存在供處理系統偵測兩個射束點之間的部分重疊的各種方式。舉例而言，處理系統可判定左射束點之初級邊界312e與次級邊界314e之間的距離412，及左射束點之次級邊界314e與右射束點之初級邊界314f之間的距離414。基於距離414短於距離412之判定，處理系統可判定右射束點之初級邊界312f之部分侵佔左射束點之初級邊界312e。基於侵佔判定，處理系統可判定兩個射束點部分地重疊。
作為另一實例，處理系統可基於次級邊界314e及314f而判定兩個射束點之中心之間的距離416。基於距離416降至低於預定臨限值之判定，處理系統可判定兩個射束點部分地重疊。可基於例如射束點之經估計半徑而判定臨限值，經估計半徑係基於例如初級邊界312e與左射束點之中心之間的距離、初級邊界312f與右射束點之中心之間的距離、此兩者之組合等等。處理系統接著可判定發生重疊之區域420，且自針對兩個射束點之強度值判定排除位於區域420內之電子感測元件的輸出。
儘管排除位於區域420內之電子感測元件的輸出可縮減歸因於串擾之雜訊，但該排除亦會縮減針對射束點所產生之強度值。因此，自相同晶圓結構發射之射束點可具有不同強度值。差異可導致具有該等強度值之晶圓結構之表示的失真。在一些實施例中，為了減輕失真效應，處理系統可判定用於收縮感測器表面上之所有射束點之初級邊界的比例因數，其中該比例因數被判定使得經更新初級邊界312ee(自初級邊界312e按比例調整)與經更新初級邊界312ff(自初級邊界312f按比例調整)不再在區域420處重疊。
可基於各種考慮而判定收縮因數。舉例而言，收縮因數可基於距離412及416之間的比率。此外，如上文所論述，藉由自射束點之強度值的產生排除更多電子感測元件之輸出，將縮減所產生之強度值。該縮減可相對於雜訊分量(例如來自暗電流、干擾源等等)漸減強度值，從而產生較低的信雜比。在信雜比縮減之情況下，自射束點產生之強度分佈可變得更易遭受雜訊信號，此可降級影像重建之保真度。因此，收縮因數亦可被判定使得所得信雜比等於或超過預定臨限值。就此等配置而言，所有射束點之強度值可被按比例調整相同比例因數以避免失真，同時亦可移除或縮減串擾雜訊信號。另外，可在包含不同數目個經偵測射束點之電子射束工具中利用同一電子偵測器件244。處理系統可更新射束點邊界以偵測不同射束點。
在一些實施例中，處理系統亦可使用邊界資訊來減輕一些其他雜訊源之效應。舉例而言，如圖4C所展示，處理系統可基於由電子感測元件435輸出之低強度而判定電子感測元件435發生故障，且判定該元件位於初級邊界312g內。基於此判定，處理系統可自針對由初級邊界312g圍封 之射束點的強度值產生排除電子感測元件435之輸出。
現在參考圖5A，其繪示根據本發明之實施例的用於處理電子偵測器輸出之例示性處理系統500。處理系統500可為圖2之電子射束工具104之部分或與圖2之電子射束工具104耦接。處理系統500可自電子偵測器件244之複數個電子感測元件接收所產生電信號，判定一或多個經偵測電子射束點中之每一者的強度值，且基於強度值而重建晶圓之影像。如圖5A所展示，系統500可包括(圖2之)電子偵測器件244、預處理電路501、信號處理電路502、電子強度判定電路503、射束點成像電路504，及射束點處理模組506。射束點處理模組506可進一步包括射束點邊界判定模組508、強度臨限值模組509、射束點強度判定模組510、影像重建模組512，及射束點成像模組515。
一般而言，如本文中所使用之詞語「模組」可為經設計以供與其他組件(例如積體電路之部分)及/或執行相關功能中之特定功能之程式(儲存於電腦可讀媒體上)之部分一起使用的已封裝功能硬體單元。該模組可具有入口點及出口點，且可以諸如Java、Lua、C或C++之程式設計語言予以撰寫。軟體模組可被編譯及連結至可執行程式中、安裝於動態連結庫中，或以諸如BASIC、Perl或Python之經解譯程式設計語言予以撰寫。應瞭解，軟體模組可自其他模組或自其自身予以呼叫，及/或可回應於經偵測事件或中斷予以調用。經組態以在計算器件上執行之軟體模組可提供於電腦可讀媒體上，諸如緊密光碟、數位視訊光碟、隨身碟、磁碟，或任何其他非暫時性媒體，或該軟體模組可作為數位下載而被提供(且最初可以在執行之前需要安裝、解壓縮或解密的經壓縮或可安裝格式而儲存)。此軟體程式碼可部分地或完全地儲存於執行計算器件之記憶體器件上，以供 該計算器件執行。軟體指令可嵌入於韌體中，諸如可擦除可程式化唯讀記憶體(erasable programmable read-only memory；EPROM)。應進一步瞭解，硬體模組可包含連接式邏輯單元，諸如閘極及正反器，及/或硬體模組可包含可程式化單元，諸如可程式化閘極陣列或處理器。本文中所描述之模組或計算器件功能性較佳地被實施為軟體模組，但可以硬體或韌體來表示。通常，本文中所描述之模組係指可與其他模組組合或劃分成子模組而不管其實體組織或儲存如何的邏輯模組。
預處理電路501可處理電子偵測器件244之電子感測元件的輸出，以產生表示由每一電子感測元件接收之電子之強度的強度信號。現在參考圖5B，其繪示預處理電路501、信號處理電路502、電子強度判定電路503及射束成像電路504之例示性組件。如圖5B所展示，預處理電路501可包括與電子偵測器件244之對應電子感測元件520a、520b、…520c耦接的信號調節電路501a、501b、…501c。信號調節電路501a、501b、…501c中之每一者可包括例如經組態以放大及濾波電子感測元件520a、520b、…520c中之每一者之輸出的放大器、放大器輸入保護電路等等。預處理電路501接著可將經放大及濾波電壓作為強度信號而傳輸到信號處理電路502。
現在參考圖5C，其繪示信號處理電路502之例示性組件。如圖5C所展示，信號處理電路502可包括信號臨限值電路505、強度梯度判定電路507、參考電壓產生電路502g、信號開關矩陣502h、峰值偵測電路(圖5C中未展示)，及類比轉數位轉換器(圖5C中未展示)。
在一些實施例中，信號臨限值電路505可包含電壓比較器502d、502e及502f。電壓比較器502d、502e及502f可經組態以比較來自信號調節電 路501a、501b及501c之信號的瞬時信號電壓與來自參考電壓產生電路502g之電壓。電壓比較器502d、502e及502f之輸出可轉發至強度臨限值模組509。由參考電壓產生電路502g產生之參考電壓可為預定強度臨限值。低於預定強度臨限值之任何經預處理強度信號可歸因於不具有射束信號輸出之電子感測元件，且可用以估計雜訊信號位準。
在其他實施例中，代替使用電壓比較器，信號臨限值電路505可包含具有大於一個位元之位元解析度的類比轉數位轉換器，藉此允許提供關於信號位準之振幅之更詳細資訊的能力。舉例而言，代替僅僅指示信號位準高於抑或低於預定強度臨限值，信號臨限值電路505之輸出可指示信號位準高於或低於臨限值的量範圍。
在一些實施例中，強度梯度判定電路507可包含電壓比較器502a、502b及502c。電壓比較器502a、502b及502c可經組態以比較由相鄰電子感測元件輸出之強度信號。比較器可產生一組比較器決策(例如如電壓決策圖形360、390及395中所描繪)以提供強度梯度之變化的指示。舉例而言，參看圖5B及圖5C，比較器502a經組態以比較來自501a及501b之經預處理強度信號，該等經預處理強度信號對應於自相鄰電子感測元件520a及520b產生之信號。比較器502b經組態以比較來自501b及501c之經預處理強度信號，該等經預處理強度信號對應於自相鄰電子感測元件520b及520c產生之信號。另外，比較器502c經組態以比較來自501a及501c之經預處理強度信號，該等經預處理強度信號對應於自相鄰電子感測元件520a及520c產生之信號。強度梯度判定電路507可向射束點處理模組506之射束點邊界判定模組508轉發比較器決策，以及對應於比較器決策之電子感測元件的部位(其可被表示為二維座標)。
在其他實施例中，代替使用電壓比較器，強度梯度判定電路507可包含具有大於一個位元之位元解析度的類比轉數位轉換器。藉由使用此等類比轉數位轉換器，強度梯度判定電路507可提供具有較高解析度之梯度。
射束點邊界判定模組508可處理比較器決策及與比較器決策相關聯之部位信息，且判定用於射束點之初級邊界312及次級邊界314。邊界之判定可基於例如偵測比較器決策中之預定圖案，如上文關於圖3C及圖3D所描述。射束點邊界判定模組508亦可基於例如偵測到相鄰射束點之間的部分重疊而更新經判定邊界，如上文關於圖4B所描述。
在一些實施例中，信號處理電路502可能不包括強度梯度判定電路507。射束點邊界判定模組508可基於來自射束點成像模組515之輸入而判定初級及次級射束邊界(例如初級邊界312及次級邊界314)。射束點邊界判定模組508可包括影像處理演算法以基於由射束點成像模組515提供之射束點影像而判定初級及次級射束邊界。另外，射束點邊界判定模組508可包括影像處理演算法以基於由射束點成像模組515提供之射束點影像而判定相鄰射束點之間的部分重疊(例如圖4B之區域420)。射束點邊界判定模組508可將表示初級邊界312及次級邊界314之一組部位(被表示為二維座標)提供至信號開關矩陣502h。
信號開關矩陣502h可分組自信號調節電路501a、501b及501c接收之經預處理強度信號。可根據自射束點邊界判定模組508發送之射束點邊界資訊而執行分組，使得形成對應於電子感測元件群組之電子信號群組。信號開關矩陣502h可包括一組多工器，該組多工器經組態以選擇將對應於電子感測元件520a、520b及520c之哪些經預處理強度信號轉發至電子強度判定電路503。舉例而言，基於電子感測元件位於初級邊界外部之判 定，信號開關矩陣502h可排除對應於電子感測元件520a、520b及520c之輸出中之一或多者。電子信號之每一群組可傳輸至電子強度判定電路503。電子強度判定電路503可產生表示電子射束之對應部分之總強度的電子信號。
在一些實施例中，信號開關矩陣502h亦可經組態以掃描來自信號調節電路501a至501c之經預處理強度信號的信號，且將經掃描信號轉發至射束點成像電路504。信號開關矩陣502h可藉由選擇將哪些經接收輸入轉發至射束點成像電路504來實施掃描程序。掃描速率可由射束點處理模組506控制。舉例而言，可循序地掃描(一次一個)對應於電子感測元件之經預處理信號，或可同時地掃描對應於多個電子感測元件之經預處理信號(舉例而言，可同時地掃描對應於每一列感測器表面300之一個電子感測元件的信號)。另外，經掃描區域亦可由射束點處理模組506控制。舉例而言，參看圖3A，開關矩陣502h可經組態以僅掃描對應於感測器區域302A之電子感測元件的經預處理信號，且不掃描對應於感測器區域302D之電子感測元件的經預處理信號。
在一些實施例中，信號處理電路502之峰值偵測電路可經組態以判定來自每一信號調節電路501a、501b及501c之信號的最小及最大電壓位準。另外，信號處理電路502之類比轉數位轉換器可經組態以數位化峰值信號且將經數位化信號轉發至射束點處理模組506，射束點處理模組506可經由匯流排(未展示)而與外部組件(例如控制器或資料存放庫)通信。
返回參看圖5B，電子強度判定電路503可包括求和放大器521a、521b、…521c、後信號調節電路522a、522b、…522c，及類比轉數位轉換器523a、523b、…523c。求和放大器521a、521b、…521c可經組態以 接收自信號開關矩陣502h傳輸之經分組電子信號。求和放大器521a、521b、…521c可經組態以對信號調節電路501a、501b、…501c中之一些或全部的輸出進行求和，且提供表示電子射束之對應部分之總強度的求和信號。後信號調節電路522a、522b、…522c可包括可變增益放大器(variable gain amplifier；VGA)及偏移電壓產生電路。可變增益放大器可放大自求和放大器521a、521b、…521c輸出之求和信號。可變增益放大器可修改經重建晶圓影像之對比度，且增加影像通道之動態範圍。偏移電壓產生電路可經組態以將偏移電壓與來自VGA之經放大信號相加，以調整經重建晶圓影像之亮度。後信號調節電路522a、522b、…522c之放大器增益及偏移電壓可由射束點處理模組506控制。類比轉數位轉換器523a、523b、…523c可經組態以將由後信號調節電路522a、522b、…522c提供之類比信號轉換成一組數位信號，且將該等數位信號提供至射束點強度判定模組510。數位信號可對應於射束點之部分之強度的總和。在一些實施例中，電子強度判定電路503可包括額外求和放大器、偏移校正電路、可變增益放大器及類比轉數位轉換器電路，以自被判定為位於初級邊界外部之電子感測元件產生雜訊量測，且亦將雜訊量測提供至射束點強度判定模組510。
射束點強度判定模組510可自電子強度判定電路503接收數位值，且執行額外後處理。後處理可包括例如進一步對數位值進行求和以產生射束點之強度值。電子強度判定電路503亦可執行後處理以減輕雜訊之效應，諸如偵測及自發生故障之電子感測元件排除強度輸出，偵測及自位於相鄰射束點之間的重疊區中之電子感測元件排除強度輸出等等。射束點強度判定模組510亦可執行其他後處理以減輕雜訊之效應，諸如自強度資料減去 雜訊量測。射束點邊界判定模組508可判定射束點之軌跡(例如基於次級邊界)，且將射束點之軌跡資訊以及來自射束點強度判定模組510之強度值提供至影像重建模組512。
影像重建模組512可藉由組合在時間窗口內收集之強度值與在時間窗口期間之一或多個初級電子射束之掃描路徑資料而重建晶圓之影像。可因此獲取研究中之晶圓之影像。
如圖5B所展示，射束點成像電路504可包括緩衝放大器531a、…531b、後信號調節電路532a、…532b，及類比轉數位轉換器533a、…533b。緩衝放大器531a、…531b可經組態以將自信號開關矩陣502h傳輸之經掃描電子信號傳送至後信號調節電路532a、…532b。後信號調節電路532a、…532b可包括可變增益放大器(VGA)及偏移電壓產生電路。可變增益放大器可放大來自緩衝放大器531a、…531b之輸出信號。可變增益放大器可修改經重建射束點影像之對比度。偏移電壓產生電路可經組態以將偏移電壓與來自VGA之經放大信號相加，以調整經重建射束點影像之亮度。後信號調節電路532a、…532b之放大器增益及偏移設定可由射束點處理模組506控制。類比轉數位轉換器533a、…533b可經組態以將由後信號調節電路532a、…532b提供之類比信號轉換成一組數位信號，且將該等數位信號提供至射束點成像模組515。
圖6為表示用於檢測晶圓之例示性方法600的流程圖。應易於瞭解，可變更所繪示程序以刪除步驟或進一步包括額外步驟。方法600可由例如圖1之電子射束工具104結合圖5A之系統500而執行。
在初始開始之後，在步驟602中，將初級電子射束(例如小射束214、216或218)投影至晶圓(例如晶圓230)上。初級電子射束可由電子源202發 射。初級電子射束接著由槍孔徑204、聚光器透鏡206及源轉換單元212導引以形成初級電子射束之複數個小射束。初級電子射束之一或多個小射束提供至初級投影光學系統220，初級投影光學系統220可將一或多個小射束聚焦至晶圓230上且可將次級或反向散射電子引導至電子偵測器。
在步驟604中，電子偵測器(例如電子偵測器件244)可偵測包含由晶圓發射或散射之次級或反向散射電子(例如電子射束236、238及240)的一或多個電子射束。偵測器可包括複數個電子感測元件，該等電子感測元件經組態以基於由電子感測元件在預定時段內接收之數個電子而產生信號。
在步驟606中，射束點邊界判定模組508可判定由在步驟604中偵測之電子射束形成之射束點之邊界。邊界之判定可基於由信號處理電路502提供之射束點的強度梯度資訊。
在步驟608中，射束點邊界判定模組508可基於經判定邊界而判定位於邊界內部之第一組電子感測元件及位於邊界外部之第二組電子感測元件。判定可基於電子偵測器件244之感測器表面上的該等組電子感測元件之部位，及邊界之部位信息。
在步驟610中，電子強度判定電路503可基於來自第一組電子感測元件之輸出而判定射束點之強度值。舉例而言，系統可對來自第一組電子感測元件之輸出進行求和，執行亮度校正，執行對比度調整，且將所得類比總和信號轉換成數位信號。
在步驟612中，電子強度判定電路503亦可基於來自第二組電子感測元件之輸出而判定雜訊分量。舉例而言，系統可獲得在射束點之邊界外部但在與邊界相隔之預定距離內之電子感測元件的輸出，作為由位於偵測器附近之干擾源造成之雜訊信號的量測等等。
在步驟614中，射束點強度判定模組510可自強度值減去雜訊分量以執行雜訊補償，雜訊分量及強度值兩者皆可由電子強度判定電路503提供。在一些實施例中，電子強度判定電路503可使用在步驟606中判定之射束點邊界以消除鄰近射束點之間的串擾，如參考圖4B所描述。在步驟614中，射束點強度判定模組510可自強度值減去雜訊分量以執行雜訊補償，雜訊分量及強度值兩者皆可由電子強度判定電路503提供。
在步驟616中，基於經補償電子強度資訊，影像重建模組512可重建晶圓之影像。影像重建模組512可藉由組合在時間窗口內由射束點強度判定模組510提供之強度值連同在時間窗口期間之一或多個初級電子射束之掃描路徑資料而重建晶圓之影像。
圖7為表示用於運用多個射束來檢測晶圓之例示性方法700的流程圖。應易於瞭解，可變更所繪示程序以刪除步驟或進一步包括額外步驟。方法700可由例如圖1之電子射束工具104結合圖5A之系統500而執行。
在初始開始之後，在步驟702中，將初級電子射束之兩個或多於兩個小射束(例如小射束214、216及/或218)投影至晶圓(例如晶圓230)上。初級電子射束可由電子源202發射。初級電子射束接著由槍孔徑204、聚光器透鏡206及源轉換單元212導引以形成初級電子射束之複數個小射束。初級電子射束之兩個或多於兩個小射束提供至初級投影光學系統220，初級投影光學系統220可將兩個或多於兩個小射束聚焦至晶圓230上且可將次級或反向散射電子引導至電子偵測器。
在步驟704中，電子偵測器(例如電子偵測器件244)可偵測包含由晶圓發射或散射之次級或反向散射電子(例如次級電子射束236、238及240)的多個電子射束。偵測器可包括複數個電子感測元件，該等電子感測元件 經組態以基於由電子感測元件在預定時段內接收之數個電子而產生信號。
在步驟706中，射束點邊界判定模組508可判定由在步驟704中偵測之電子射束形成的第一射束點之第一邊界及第二射束點之第二邊界。邊界之判定可基於由信號處理電路502提供之射束點的強度梯度資訊。
在步驟708中，射束點邊界判定模組508可基於經判定邊界而判定位於第一邊界內部之第一組電子感測元件及位於第二邊界內部之第二組電子感測元件。判定可基於電子偵測器件244之感測器表面上的該等組電子感測元件之部位，及邊界之部位信息。
在步驟710中，射束點處理模組506亦可基於為第一射束點及第二射束點所共有之電子感測元件而判定第一射束點與第二射束點之間的重疊區域。舉例而言，射束點處理模組506可偵測如參考圖4B所描述之重疊區域420。在一些實施例中，射束點處理模組506可判定圍封第一射束點之中心的第三邊界、第三邊界與第一邊界之間的第一距離，及第三邊界與第二邊界之間的第二距離。舉例而言，參考圖4B，射束點處理模組506可判定第一距離412及第二距離414。在一些實施例中，射束點處理模組506可基於第三及第四邊界而判定兩個射束點之中心之間的距離。舉例而言，射束點處理模組可判定兩個射束點之中心之間的距離416，如參考圖4B所描述。若中心之間的經判定距離降至低於預定臨限值，則射束點處理模組506可進一步判定重疊區域。舉例而言，參考圖4B，射束點處理模組506可基於距離416低於預定臨限值而判定重疊區域420。
射束點處理模組506可藉由收縮射束點之邊界來減輕重疊區域之效應。在步驟712中，射束點處理模組506可基於經判定重疊區域而判定經更新第一邊界及經更新第二邊界。舉例而言，參考圖4B，射束點處理模 組506可判定經更新第一邊界312ee及經更新第二邊界312ff。可基於各種考慮而判定收縮因數。在一些實施例中，收縮因數可基於在步驟710中判定的中心之間的第一距離與第二距離之間的比率。另外，自經判定重疊區域中之電子感測元件排除輸出可縮減射束點之經判定強度值。此縮減可相對於雜訊分量(例如來自暗電流、干擾源等等)縮減強度值，從而產生較低的信雜比。在信雜比縮減之情況下，自射束點產生之強度分佈可變得更易遭受雜訊信號，此可降級影像重建之保真度。因此，在一些實施例中，收縮因數亦可被判定使得所得信雜比等於或超過預定臨限值。
在步驟714中，射束點處理模組506可基於經更新邊界而判定射束點之強度值。此可縮減或消除鄰近射束點之間的串擾，如參考圖4B所描述。
在步驟716中，射束點處理模組506可基於射束點之經判定強度值而重建晶圓之影像。射束點處理模組506可藉由組合由經更新第一及第二邊界內之電子感測元件提供的強度值來重建晶圓之影像。
可使用以下條項來進一步描述實施例：
1.一種偵測系統，其包含：一信號處理電路，其經組態以基於自複數個電子感測元件接收之電子強度資料而產生一組強度梯度；及一射束點處理模組，其經組態以：基於該組強度梯度而判定一射束點之至少一個邊界；及基於該至少一個邊界而判定該複數個電子感測元件中之一第一組電子感測元件在該射束點內。
2.一種偵測系統，其包含： 一射束點處理模組，其經組態以：自複數個電子感測元件獲取一組強度信號；基於該組強度信號而判定一射束點之至少一個邊界；及基於該至少一個邊界而判定該複數個電子感測元件中之一第一組電子感測元件在該射束點內。
3.如條項1或2之偵測系統，其中該射束點處理模組經進一步組態以：基於自該第一組電子感測元件接收之電子強度資料而判定該射束點之一強度值。
4.如條項3之偵測系統，其中該射束點處理模組經進一步組態以基於該強度值而產生一晶圓之一影像。
5.如條項1、3及4中任一項之偵測系統，其中該信號處理電路包含經組態以產生該組強度梯度之一強度梯度判定電路。
6.如條項5之偵測系統，其中該強度梯度判定電路包含一組比較器，該組比較器經組態以：基於來自該複數個電子感測元件中之鄰近電子感測元件之電子強度資料的比較而產生一組比較決策，其中基於所產生之該組比較決策而判定該組強度梯度。
7.如條項1至6中任一項之偵測系統，其中該射束點處理模組包含經組態以判定一射束點之該至少一個邊界的一射束點邊界判定模組。
8.如條項7之偵測系統，其中該複數個電子感測元件形成一感測器表面；且其中一射束點之該至少一個邊界的該判定包含該射束點邊界判定模組經進一步組態以： 將該組比較決策與該感測器表面上之一組部位相關聯；基於該組比較決策之一預定圖案而判定該組部位當中之一第一部位；及判定該第一部位為該至少一個邊界之一部分。
9.如條項8之偵測系統，其中該預定圖案包含該感測器表面上之一第一區域內的一第一組相同比較決策及該感測器表面上之一第二區域內的一第二組雙態觸發比較決策，其中該射束點邊界判定模組經組態以將該第一部位判定為該第一區域與該第二區域之間的一部位。
10.如條項1至9中任一項之偵測系統，其中該射束點處理模組進一步包含經組態以判定該射束點之該強度值的一射束點強度判定模組。
11.如條項10之偵測系統，其中該射束點之該強度值的判定包含該射束點強度判定模組經進一步組態以：基於該至少一個邊界而判定該複數個電子感測元件中之一第二組電子感測元件在該射束點外部；基於自該第二組電子感測元件接收之電子強度資料而判定一雜訊分量；及基於自該第一組電子感測元件之該電子強度資料判定之該強度值與該雜訊分量的一組合而判定一經補償強度值，其中該射束點處理模組經組態以基於該經補償強度值而產生該晶圓之該影像。
12.如條項11之偵測系統，其中該射束點之一強度值的該判定包含該射束點強度判定模組經進一步組態以：基於一或多個電子感測元件與該至少一個邊界之間的一距離而自該 第二組電子感測元件選擇該一或多個電子感測元件；及基於自所選擇之該一或多個電子感測元件接收之電子強度資料而判定一雜訊分量。
13.如條項1至12中任一項之偵測系統，其中該射束點處理模組進一步包含經組態以基於該強度值而產生該晶圓之該影像的一影像重建模組。
14.一種偵測系統，其包含：一信號處理電路，其經組態以基於自複數個電子感測元件接收之電子強度資料而產生一組強度梯度；及一射束點處理模組，其經組態以：基於該組強度梯度而判定一第一射束點之一第一邊界及一第二射束點之一第二邊界；基於該第一邊界而判定該複數個電子感測元件中之一第一組電子感測元件在該第一射束點內；基於該第二邊界而判定該複數個電子感測元件中之一第二組電子感測元件在該第二射束點內；及基於該第一邊界及該第二邊界而判定該第一射束點與該第二射束點之間的一重疊區域。
15.一種偵測系統，其包含：一射束點處理模組，其經組態以：自複數個電子感測元件獲取一組強度信號；基於該組強度信號而判定一第一射束點之一第一邊界及一第二射束點之一第二邊界；基於該第一邊界而判定該複數個電子感測元件中之一第一組電子感 測元件在該第一射束點內；基於該第二邊界而判定該複數個電子感測元件中之一第二組電子感測元件在該第二射束點內；及基於該第一邊界及該第二邊界而判定該第一射束點與該第二射束點之間的一重疊區域。
16.如條項14或15之偵測系統，其中該射束點處理模組包含經組態以判定該第一邊界及該第二邊界之一射束點邊界判定模組。
17.如條項14至16中任一項之偵測系統，其中該第一射束點及該第二射束點中之至少一者之一強度值的一判定包含該射束點處理模組經進一步組態以：判定該複數個電子感測元件中之一第三組電子感測元件在該重疊區域內；及在排除自該第三組電子感測元件接收之電子強度資料的情況下判定該第一射束點之一第一強度值及該第二射束點之一第二強度值。
18.如條項17之偵測系統，其中該射束點處理模組進一步包含經組態以判定該第一強度值及該第二強度值之一射束點強度判定模組。
19.如條項14至18中任一項之偵測系統，其中該射束點處理模組經進一步組態以基於該重疊區域而判定一經更新第一邊界及一經更新第二邊界中之至少一者，其中該射束點處理模組經組態以基於該經更新第一邊界及該經更新第二邊界中之該至少一者而判定該第一射束點之一第一強度值或該第二射束點之一第二強度值。
20.如條項19之偵測系統，其中該基於該重疊區域而判定該經更新 第一邊界及該經更新第二邊界中之該至少一者包含該射束點處理模組經進一步組態以：判定圍封該第一射束點之一中心的一第三邊界；判定該第三邊界與該第一邊界之間的一第一距離；判定第三邊界與該第二邊界之間的一第二距離；基於該第一距離及該第二距離而判定一比例因數；及基於該比例因數而判定該經更新第一邊界及該經更新第二邊界中之該至少一者。
21.如條項20之偵測系統，其中基於一預定信雜比臨限值而判定該比例因數。
22.如條項17至21中任一項之偵測系統，其中該射束點之該強度值的該判定包含該射束點強度判定模組經進一步組態以：基於自該第一組電子感測元件中之一或多個電子感測元件接收之電子強度資料而判定該一或多個電子感測元件發生故障；及在排除自該一或多個電子感測元件接收之該電子強度資料的情況下判定該射束點之該強度值。
23.如條項14至22中任一項之偵測系統，其進一步包含一電子強度判定電路，該電子強度判定電路經組態以：產生自該第一組電子感測元件接收之電子強度資料之一總和，及產生表示該總和之一數位信號；其中該射束點強度判定模組經組態以基於該數位信號而判定該射束點之一強度值。
24.如條項23之偵測系統，其中該電子強度判定電路進一步包含： 一求和放大器，其經組態以基於由一信號開關矩陣選擇之電子強度資料而輸出表示該總和之一求和信號，其中該信號開關矩陣經組態以基於該至少一個邊界而選擇該第一組電子感測元件之該電子強度資料；一後信號調節電路，其包含：一可變增益放大器，其經組態以放大來自該求和放大器之該求和信號；及一偏移電壓產生電路，其經組態以將一偏移電壓與來自該可變增益放大器之該經放大信號相加；及一類比轉數位轉換器，其經組態以基於來自該後信號調節電路之該信號而產生該數位信號。
25.如條項1至24中任一項之偵測系統，其中該基於該強度值而產生一晶圓之一影像包含該影像重建模組經進一步組態以：自該射束點強度判定模組獲得複數個射束點之強度值；自該射束點邊界判定模組獲得該複數個射束點之軌跡；將該等軌跡映射至該晶圓上或中之複數個經掃描部位；及基於該等強度值及該等經掃描部位而建構該晶圓之該影像。
26.如條項1至25中任一項之偵測系統，其進一步包含一射束點成像電路，該射束點成像電路經組態以：自由該信號開關矩陣掃描之一或多個電子感測元件接收表示電子強度資料之一信號；產生表示該信號之一振幅的一數位信號；及將該數位信號提供至一射束點成像模組，其中該射束點成像模組經組態以產生該等射束點之一影像。
27.如條項1至26中任一項之偵測系統，其進一步包含一組信號調節電路，該組信號調節電路經組態以預處理自該複數個電子感測元件中之每一者接收之電子強度資料；其中該強度梯度判定電路經組態以基於該經預處理電子強度資料而判定該組強度梯度；且其中該射束點強度判定模組經組態以基於該經預處理電子強度資料而判定該射束點之該強度值。
28.一種電子偵測系統，其包含：複數個電子感測元件，其經組態以自一晶圓接收包含反向散射電子或次級電子之至少一個電子射束；及一處理系統，其包含：一強度梯度判定電路，其經組態以基於自該複數個電子感測元件中之每一者接收之電子強度資料而判定一組強度梯度；一射束點邊界判定模組，其經組態以：基於該組強度梯度而判定該至少一個次級電子射束中之一者之一射束點之至少一個邊界，及基於該至少一個邊界而判定該複數個電子感測元件中之一第一組電子感測元件在該射束點內；及一射束點強度判定模組，其經組態以基於自該第一組電子感測元件接收之該電子強度資料而判定該射束點之一強度值；及一影像重建模組，其經組態以基於該強度值而產生該晶圓之一影像。
29.如條項28之電子偵測系統，其中該強度梯度判定電路包含一組 比較器，該組比較器經組態以比較自該複數個電子感測元件中之一對相鄰電子感測元件接收之該電子強度資料；其中由該組比較器基於一組比較決策而判定該組強度梯度。
30.如條項29之電子偵測系統，其中該複數個電子感測元件形成一感測器表面；其中一射束點之至少一個邊界的該判定包含該射束點邊界判定模組經組態以：將該組比較決策與該感測器表面上之一組部位相關聯；基於該組比較決策之一預定圖案而判定該組部位當中之一第一部位；及判定該第一部位為該至少一個邊界之一部分。
31.如條項30之電子偵測系統，其中該預定圖案包含該感測器表面上之一第一區域內的一第一組相同比較決策及該感測器表面上之一第二區域內的一第二組雙態觸發比較決策，其中該射束點邊界判定模組經組態以將該第一部位判定為該第一區域與該第二區域之間的一部位。
32.如條項28至31中任一項之電子偵測系統，其中該射束點之一強度值的該判定包含該射束點強度判定模組經進一步組態以：基於該至少一個邊界而判定該複數個電子感測元件中之一第二組電子感測元件在該射束點外部；基於自該第二組電子感測元件接收之該電子強度資料而判定一雜訊分量；及基於自該第一組電子感測元件之該電子強度資料判定之該強度值與該雜訊分量的一組合而判定一經補償強度值，其中該影像重建模組經組態以基於該經補償強度值而產生該晶圓之 該影像。
33.如條項32之電子偵測系統，其中該射束點之一強度值的該判定包含該射束點強度判定模組經進一步組態以：基於一或多個電子感測元件與該至少一個邊界之間的一距離而自該第二組電子感測元件選擇該一或多個電子感測元件；及基於自所選擇之該一或多個電子感測元件接收之該電子強度資料而判定一雜訊分量。
34.如條項28至33中任一項之電子偵測系統，其中一射束點之至少一個邊界的該判定包含該射束點邊界判定模組經組態以：基於該組強度梯度而判定一第一射束點之一第一邊界及一第二射束點之一第二邊界，及基於該第一邊界及該第二邊界而判定該第一射束點與該第二射束點之間的一重疊區域。
35.如條項34之電子偵測系統，其中該射束點之一強度值的該判定包含該射束點強度判定模組經進一步組態以：判定該複數個電子感測元件中之一第三組電子感測元件在該重疊區域內；及在排除自該第三組電子感測元件接收之該電子強度資料的情況下判定該第一射束點之一第一強度值及該第二射束點之一第二強度值。
36.如條項34或35之電子偵測系統，其中該射束點邊界判定模組經進一步組態以基於該重疊區域而判定一經更新第一邊界及一經更新第二邊界，其中該射束點強度判定模組經組態以分別基於該經更新第一邊界及 該經更新第二邊界而判定該第一射束點之一第一強度值及該第二射束點之一第二強度值。
37.如條項36之電子偵測系統，其中該基於該重疊區域而判定一經更新第一邊界及一經更新第二邊界包含該射束點邊界判定模組經進一步組態以：判定圍封該第一射束點之一中心的一第三邊界；判定該第三邊界與該第一邊界之間的一第一距離；判定第三邊界與該第二邊界之間的一第二距離；基於該第一距離及該第二距離而判定一比例因數；及基於該比例因數而判定該經更新第一邊界及該經更新第二邊界。
38.如條項37之電子偵測系統，其中亦基於一預定信雜比臨限值而判定該比例因數。
39.如條項28至38中任一項之電子偵測系統，其中該射束點之一強度值的該判定包含該射束點強度判定模組經進一步組態以：基於自該第一組電子感測元件中之一或多個電子感測元件接收之該電子強度資料而判定該一或多個電子感測元件發生故障；及在排除自該一或多個電子感測元件接收之該電子強度資料的情況下判定該射束點之該強度值。
40.如條項28至39中任一項之電子偵測系統，其進一步包含一電子強度判定電路，該電子強度判定電路經組態以：產生自該第一組電子感測元件接收之該電子強度資料之一總和，及產生表示該總和之一數位信號；其中該射束點強度判定模組經組態以基於該數位信號而判定該射束 點之一強度值。
41.如條項40之電子偵測系統，其中該電子強度判定電路包含：一求和放大器，其經組態以基於由一信號開關矩陣選擇之電子強度資料而輸出表示該總和之一求和信號，其中該信號開關矩陣經組態以基於該至少一個邊界而選擇該第一組電子感測元件之該電子強度資料；一後信號調節電路，其包含：一可變增益放大器，其經組態以放大來自該求和放大器之該求和信號；及一偏移電壓產生電路，其經組態以將一偏移電壓與來自該可變增益放大器之該經放大信號相加；及一類比轉數位轉換器，其經組態以基於來自該後信號調節電路之該信號而產生該數位信號。
42.如條項28至41中任一項之電子偵測系統，其中該基於該強度值而產生一晶圓之一影像包含該影像重建模組經組態以：自該射束點強度判定模組獲得複數個射束點之強度值；自該射束點邊界判定模組獲得該複數個射束點之軌跡；將該等軌跡映射至該晶圓上或中之複數個經掃描部位；及基於該等強度值及該等經掃描部位而建構該晶圓之該影像。
43.如條項28至42中任一項之電子偵測系統，其中該處理系統進一步包含一射束點成像電路，該射束點成像電路經組態以：自由該信號開關矩陣掃描之一或多個電子感測元件接收表示電子強度資料之一信號；產生表示該信號之一放大的一數位信號；及 將該數位信號提供至一射束點成像模組，其中該射束點成像模組經組態以產生該等射束點之一影像。
44.如條項28至43中任一項之電子偵測系統，其進一步包含一組信號調節電路，該組信號調節電路經組態以預處理自該複數個電子感測元件中之每一者接收之該電子強度資料；其中該強度梯度判定電路經組態以基於該經預處理電子強度資料而判定該組強度梯度；且其中該射束點強度判定模組經組態以基於該經預處理電子強度資料而判定該射束點之該強度值。
45.一種方法，其包含：基於自複數個電子感測元件中之每一者接收之電子強度資料而判定一組強度梯度；及基於該組強度梯度而判定一射束點之至少一個邊界。
46.如條項45之方法，其進一步包含：基於該至少一個邊界而判定該複數個電子感測元件中之一第一組電子感測元件在該射束點內。
47.如條項46之方法，其進一步包含：基於自該第一組電子感測元件接收之該電子強度資料而判定該射束點之一強度值。
48.如條項47之方法，其進一步包含：基於該強度值而產生一晶圓之一影像。
49.如條項45至48中任一項之方法，其進一步包含：由一組信號位準差判定器件基於來自該複數個電子感測元件中之鄰 近電子感測元件之該電子強度資料的比較而產生一組比較決策，其中基於所產生之該組比較決策而判定該組強度梯度。
50.如條項49之方法，其中該等信號位準差判定器件包括電壓比較器。
51.如條項49或50之方法，其中該複數個電子感測元件形成一感測器表面；其中判定一射束點之至少一個邊界包含：將該組比較決策與該感測器表面上之一組部位相關聯；基於該組比較決策之一預定圖案而判定該組部位當中之一第一部位；及判定該第一部位為該至少一個邊界之一部分。
52.如條項51之方法，其中該預定圖案包含該感測器表面上之一第一區域內的一第一組相同比較決策及該感測器表面上之一第二區域內的一第二組雙態觸發比較決策，其中該第一部位被判定為該第一區域與該第二區域之間的一部位。
53.如條項47至52中任一項之方法，其中判定該射束點之該強度值進一步包含：基於該至少一個邊界而判定該複數個電子感測元件中之一第二組電子感測元件在該射束點外部；基於自該第二組電子感測元件接收之該電子強度資料而判定一雜訊分量；及基於自該第一組電子感測元件之該電子強度資料判定之該強度值與該雜訊分量的一組合而判定一經補償強度值，其中基於該經補償強度值而產生該晶圓之該影像。
54.如條項53之方法，其中判定該射束點之一強度值包含：基於一或多個電子感測元件與該至少一個邊界之間的一距離而自該第二組電子感測元件選擇該一或多個電子感測元件；及基於自所選擇之該一或多個電子感測元件接收之該電子強度資料而判定一雜訊分量。
55.一種方法，其包含：基於自複數個電子感測元件中之每一者接收之電子強度資料而判定一組強度梯度；基於該組強度梯度而判定一第一射束點之一第一邊界及一第二射束點之一第二邊界；基於該第一邊界而判定該複數個電子感測元件中之一第一組電子感測元件在該第一射束點內；基於該第二邊界而判定該複數個電子感測元件中之一第二組電子感測元件在該第二射束點內；及基於該第一邊界及該第二邊界而判定該第一射束點與該第二射束點之間的一重疊區域。
56.如條項55之方法，其進一步包含判定該第一射束點及該第二射束點中之至少一者之一強度值，其中該強度值之該判定進一步包含：判定該複數個電子感測元件中之一第三組電子感測元件在該重疊區域內；及在排除自該第三組電子感測元件接收之該電子強度資料的情況下判定該第一射束點之一第一強度值及該第二射束點之一第二強度值。
57.如條項55或56之方法，其進一步包含： 基於該重疊區域而判定一經更新第一邊界及一經更新第二邊界；及分別基於該經更新第一邊界及該經更新第二邊界而判定該第一射束點之一第一強度值及該第二射束點之一第二強度值。
58.如條項57之方法，其中基於該重疊區域而判定一經更新第一邊界及一經更新第二邊界包含：判定圍封該第一射束點之一中心的一第三邊界；判定該第三邊界與該第一邊界之間的一第一距離；判定第三邊界與該第二邊界之間的一第二距離；基於該第一距離及該第二距離而判定一比例因數；及基於該比例因數而判定該經更新第一邊界及該經更新第二邊界。
59.如條項58之方法，其中亦基於一預定信雜比臨限值而判定該比例因數。
60.如條項47至59中任一項之方法，其中判定該射束點之一強度值包含：基於自該第一組電子感測元件中之一或多個電子感測元件接收之該電子強度資料而判定該一或多個電子感測元件發生故障；及在排除自該一或多個電子感測元件接收之該電子強度資料的情況下判定該射束點之該強度值。
61.如條項47至60中任一項之方法，其進一步包含：產生自該第一組電子感測元件接收之該電子強度資料之一總和，及產生表示該總和之一數位信號；其中基於該數位信號而判定該射束點之該強度值。
62.如條項48至61中任一項之方法，其中基於該強度值而產生一晶 圓之一影像包含：獲得複數個射束點之強度值；獲得該複數個射束點之軌跡；將該等軌跡映射至該晶圓上或中之複數個經掃描部位；及基於該等強度值及該等經掃描部位而建構該晶圓之該影像。
63.如條項62之方法，其中該方法進一步包含：接收表示自一或多個電子感測元件掃描之電子強度資料的一信號；放大該經接收信號；產生表示該經放大信號之一數位信號；及基於該數位信號而產生該等射束點之一影像。
64.如條項45至63中任一項之方法，其進一步包含：運用一組信號調節電路來預處理自該複數個電子感測元件中之每一者接收之該電子強度資料；其中基於該經預處理電子強度資料而判定該組強度梯度；且其中基於該經預處理電子強度資料而判定該射束點之該強度值。
65.一種非暫時性電腦可讀儲存媒體，其儲存可由包括一或多個處理器之一計算器件執行以致使該計算器件執行一方法的指令，該方法包含：自複數個電子感測元件判定一組強度信號；及基於該組強度信號而判定一射束點之至少一個邊界。
66.如條項65之媒體，其中該方法進一步包含：基於該至少一個邊界而判定該複數個電子感測元件中之一第一組電子感測元件在該射束點內。
67.如條項66之媒體，其中該方法進一步包含：基於自該第一組電子感測元件接收之電子強度資料而判定該射束點之一強度值。
68.如條項67之媒體，其中該方法進一步包含：基於該強度值而產生一晶圓之一影像。
69.如條項65至68中任一項之媒體，其中該方法進一步包含：由一組信號位準差判定器件基於來自該複數個電子感測元件中之一對鄰近電子感測元件之該電子強度資料的比較而產生一組比較決策，其中基於所產生之該組比較決策而判定該組強度梯度。
70.如條項69之媒體，其中該等信號位準差判定器件包括電壓比較器。
71.如條項69或70之媒體，其中該複數個電子感測元件形成一感測器表面；其中判定一射束點之至少一個邊界包含：將該組比較決策與該感測器表面上之一組部位相關聯；基於該組比較決策之一預定圖案而判定該組部位當中之一第一部位；及判定該第一部位為該至少一個邊界之一部分。
72.如條項71之媒體，其中該預定圖案包含該感測器表面上之一第一區域內的一第一組相同比較決策及該感測器表面上之一第二區域內的一第二組雙態觸發比較決策，其中一射束點處理模組經組態以將該第一部位判定為該第一區域與該第二區域之間的一部位。
73.如條項67至72中任一項之媒體，其中判定該射束點之一強度值包含： 基於該至少一個邊界而判定該複數個電子感測元件中之一第二組電子感測元件在該射束點外部；基於自該第二組電子感測元件接收之該電子強度資料而判定一雜訊分量；及基於自該第一組電子感測元件之該電子強度資料判定之該強度值與該雜訊分量的一組合而判定一經補償強度值，其中基於該經補償強度值而產生該晶圓之該影像。
74.如條項73之媒體，其中判定該射束點之一強度值包含：基於一或多個電子感測元件與該至少一個邊界之間的一距離而自該第二組電子感測元件選擇該一或多個電子感測元件；及基於自所選擇之該一或多個電子感測元件接收之該電子強度資料而判定一雜訊分量。
75.一種非暫時性電腦可讀儲存媒體，其儲存可由包括一或多個處理器之一計算器件執行以致使該計算器件執行一方法的指令，該方法包含：基於自複數個電子感測元件中之每一者接收之電子強度資料而判定一組強度梯度；基於該組強度梯度而判定一第一射束點之一第一邊界及一第二射束點之一第二邊界；基於該第一邊界而判定該複數個電子感測元件中之一第一組電子感測元件在該第一射束點內；基於該第二邊界而判定該複數個電子感測元件中之一第二組電子感測元件在該第二射束點內；及 基於該第一邊界及該第二邊界而判定該第一射束點與該第二射束點之間的一重疊區域。
76.如條項75之媒體，其中該第一射束點及該第二射束點中之一者或兩者之一強度值的一判定包含：判定該複數個電子感測元件中之一第三組電子感測元件在該重疊區域內；及在排除自該第三組電子感測元件接收之該電子強度資料的情況下判定該第一射束點之一第一強度值及該第二射束點之一第二強度值。
77.如條項75或76之媒體，其中該方法進一步包含：基於該重疊區域而判定一經更新第一邊界及一經更新第二邊界；及分別基於該經更新第一邊界及該經更新第二邊界而判定該第一射束點之一第一強度值及該第二射束點之一第二強度值。
78.如條項77之媒體，其中基於該重疊區域而判定一經更新第一邊界及一經更新第二邊界包含：判定圍封該第一射束點之一中心的一第三邊界；判定該第三邊界與該第一邊界之間的一第一距離；判定第三邊界與該第二邊界之間的一第二距離；基於該第一距離及該第二距離而判定一比例因數；及基於該比例因數而判定該經更新第一邊界及該經更新第二邊界。
79.如條項78之媒體，其中亦基於一預定信雜比臨限值而判定該比例因數。
80.如條項67至79中任一項之媒體，其中判定該射束點之一強度值包含： 基於自該第一組電子感測元件中之一或多個電子感測元件接收之該電子強度資料而判定該一或多個電子感測元件發生故障；及在排除自該一或多個電子感測元件接收之該電子強度資料的情況下判定該射束點之該強度值。
81.如條項67至80中任一項之媒體，其中該方法進一步包含：產生自該第一組電子感測元件接收之該電子強度資料之一總和，及產生表示該總和之一數位信號；其中基於該數位信號而判定該射束點之該強度值。
82.如條項68至81中任一項之媒體，其中基於該強度值而產生一晶圓之一影像包含：獲得複數個射束點之強度值；獲得該複數個射束點之軌跡；將該等軌跡映射至該晶圓上或中之複數個經掃描部位；及基於該等強度值及該等經掃描部位而建構該晶圓之該影像。
83.如條項82之媒體，其中該方法進一步包含：接收表示自一或多個電子感測元件掃描之電子強度資料的一信號；放大該經接收信號；產生表示該經放大信號之一數位信號；及基於該數位信號而產生該等射束點之一影像。
84.如條項65至83中任一項之媒體，其中該方法進一步包含：運用一組信號調節電路來預處理自該複數個電子感測元件中之每一者接收之該電子強度資料；其中基於該經預處理電子強度資料而判定該組強度梯度；且 其中基於該經預處理電子強度資料而判定該射束點之該強度值。
85.一種用於接收多個帶電粒子射束之偵測器，其包含：一接收表面，其具有經組態以基於多個帶電粒子射束之一感測而產生一組強度信號的多個感測元件；及一處理系統，其經組態以基於該組強度信號而判定一射束點之至少一個邊界，及判定該多個感測元件中之一第一組感測元件在該射束點內。
應瞭解，本發明並不限於上文已描述及隨附圖式中已繪示之確切建構，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。希望本發明之範疇應僅由所附申請專利範圍限制。
244:電子偵測器件
500:處理系統
501:預處理電路
502:信號處理電路
503:電子強度判定電路
504:射束點成像電路
506:射束點處理模組
508:射束點邊界判定模組
509:強度臨限值模組
510:射束點強度判定模組
512:影像重建模組
515:射束點成像模組

Claims (10)

  1. 一種帶電粒子偵測之方法，其包含：基於自複數個電子感測元件中之每一者接收之電子強度資料而判定一組強度梯度(intensity gradients)；及基於該組強度梯度而判定一射束點(beam spot)之至少一個邊界(boundary)。
  2. 如請求項1之方法，其進一步包含：基於該至少一個邊界而判定該複數個電子感測元件中之一第一組電子感測元件在該射束點內。
  3. 如請求項2之方法，其進一步包含：基於自該第一組電子感測元件接收之該電子強度資料而判定該射束點之一強度值。
  4. 如請求項1至3中任一項之方法，其進一步包含：由一組信號位準差判定器件基於來自該複數個電子感測元件中之鄰近電子感測元件之該電子強度資料的比較而產生一組比較決策，其中基於所產生之該組比較決策而判定該組強度梯度。
  5. 如請求項4之方法，其中該複數個電子感測元件形成一感測器表面；其中判定一射束點之至少一個邊界包含： 將該組比較決策與該感測器表面上之一組部位(locations)相關聯；基於該組比較決策之一預定圖案而判定該組部位當中之一第一部位；及判定該第一部位為該至少一個邊界之一部分。
  6. 如請求項5之方法，其中該預定圖案包含該感測器表面上之一第一區域內的一第一組相同比較決策及該感測器表面上之一第二區域內的一第二組雙態觸發(toggling)比較決策，其中該第一部位被判定為該第一區域與該第二區域之間的一部位。
  7. 如請求項3之方法，其中判定該射束點之該強度值進一步包含：基於該至少一個邊界而判定該複數個電子感測元件中之一第二組電子感測元件在該射束點外部；基於自該第二組電子感測元件接收之該電子強度資料而判定一雜訊分量；及基於自該第一組電子感測元件之該電子強度資料判定之該強度值與該雜訊分量的一組合而判定一經補償強度值，其中基於該經補償強度值而產生一晶圓之一影像。
  8. 一種帶電粒子偵測之方法，其包含：基於自複數個電子感測元件中之每一者接收之電子強度資料而判定一組強度梯度；基於該組強度梯度而判定一第一射束點之一第一邊界及一第二射束 點之一第二邊界；基於該第一邊界而判定該複數個電子感測元件中之一第一組電子感測元件在該第一射束點內；基於該第二邊界而判定該複數個電子感測元件中之一第二組電子感測元件在該第二射束點內；及基於該第一邊界及該第二邊界而判定該第一射束點與該第二射束點之間的一重疊區域。
  9. 一種非暫時性電腦可讀儲存媒體，其儲存可由包括一或多個處理器之一計算器件執行以致使該計算器件執行一方法的指令，該方法包含：自複數個電子感測元件判定一組強度信號；及基於該組強度信號而判定一射束點之至少一個邊界。
  10. 一種非暫時性電腦可讀儲存媒體，其儲存可由包括一或多個處理器之一計算器件執行以致使該計算器件執行一方法的指令，該方法包含：基於自複數個電子感測元件中之每一者接收之電子強度資料而判定一組強度梯度；基於該組強度梯度而判定一第一射束點之一第一邊界及一第二射束點之一第二邊界；基於該第一邊界而判定該複數個電子感測元件中之一第一組電子感測元件在該第一射束點內；基於該第二邊界而判定該複數個電子感測元件中之一第二組電子感測元件在該第二射束點內；及 基於該第一邊界及該第二邊界而判定該第一射束點與該第二射束點之間的一重疊區域。
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