TWI774961B - 電子束系統及用於晶圓檢測之方法 - Google Patents

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Abstract

本發明揭示一種晶圓檢測系統。根據某些實施例，該系統包括一電子偵測器，該電子偵測器包括用以偵測自一晶圓發射之次級電子或反向散射電子(SE/BSE)的電路系統。該電子束系統亦包括一電流偵測器，該電流偵測器包括用以偵測來自該晶圓之一電子束引起電流(EBIC)的電路系統。該電子束系統進一步包括一控制器，該控制器具有一或多個處理器及一記憶體，該控制器包括用以進行以下操作之電路系統：獲取關於該SE/BSE之資料；獲取關於該EBIC之資料；及基於SE/BSE資料及EBIC資料之一評估判定該晶圓之結構資訊。

Description

電子束系統及用於晶圓檢測之方法
本發明大體上係關於半導體晶圓度量衡領域，且更特定而言，係關於一種用於藉由耦合晶圓之次級電子/反向散射電子(SE/BSE)成像與晶圓之電子束引起電流(EBIC)成像來檢測晶圓的系統及方法。
在積體電路(IC)之製造程序中，需要檢測未完成或已完成的電路組件以確保其係根據設計而製造且無缺陷。此外，在用以製造IC之前，未經圖案化或裸晶圓亦需要被檢測以確保其無缺陷或符合所需規格。因而，晶圓檢測程序已整合至製造程序中。具體而言，晶圓檢測系統可使用光學顯微法或諸如掃描電子顯微鏡(SEM)之帶電粒子(例如，電子)束顯微鏡以掃描晶圓且建構晶圓表面之影像。晶圓檢測系統可接著檢查影像以偵測缺陷且判定其在晶圓上之位置座標。
相較於光子束，電子束具有較短波長且藉此可提供優良的空間解析度。通常，SEM可使初級電子束之電子聚焦於在檢測下之晶圓的預定掃描部位處。初級電子束與晶圓相互作用且可被反向散射，或可使晶圓發射次級電子。反向散射電子或次級電子之強度可基於晶圓之內部或外部結構之性質而變化，且因此指示晶圓之結構資訊，諸如晶圓上之缺陷、 某些特徵之尺寸等。
本發明之實施例係關於一種用於藉由耦合晶圓之次級電子/反向散射電子(SE/BSE)成像與晶圓之電子束引起電流(EBIC)成像來檢測晶圓的系統。在一些實施例中，提供一種電子束系統。該電子束系統包括一電子偵測器，該電子偵測器包括用以偵測自一晶圓發射之SE/BSE之電路系統。該電子束系統亦包括一電流偵測器，該電流偵測器包括用以偵測來自該晶圓之一EBIC的電路系統。該電子束系統進一步包括一控制器，該控制器具有一或多個處理器及一記憶體，該控制器包括用以進行以下操作之電路系統：獲取關於該SE/BSE之資料；獲取關於該EBIC之資料；及基於SE/BSE資料及EBIC資料之一評估判定該晶圓之結構資訊。
在一些實施例中，提供一種電腦系統。該電腦系統包括儲存指令之一記憶體。該電腦系統亦包括以電子方式耦接至該記憶體之一處理器。該處理器包括用以執行該等指令以使該電腦系統進行以下操作之電路系統：獲取關於自一晶圓發射之次級電子或反向散射電子(SE/BSE)的資料；獲取關於來自該晶圓之一電子束引起電流(EBIC)的資料；評估SE/BSE資料及EBIC資料；及基於該SE/BSE資料及該EBIC資料之該評估判定該晶圓之結構資訊。
在一些實施例中，提供一種方法。該方法包括：獲取關於自用一電子束掃描之一晶圓發射之次級電子或反向散射電子(SE/BSE)的資料；獲取關於來自該晶圓之一電子束引起電流(EBIC)的資料；及基於SE/BSE資料及EBIC資料之一評估判定該晶圓之結構資訊。
在一些實施例中，提供一種非暫時性電腦可讀媒體。該媒 體儲存一組指令，該組指令可由一或多個器件之一或多個處理器執行以使該一或多個器件執行一種方法，該方法包括：獲取關於自一晶圓發射之次級電子或反向散射電子(SE/BSE)的資料；獲取關於來自該晶圓之一電子束引起電流(EBIC)的資料；及基於SE/BSE資料及EBIC資料之一評估判定該晶圓之結構資訊。
在以下描述中將部分地闡述所揭示實施例之額外目標及優點，且該等額外目標及優點將部分地自該描述顯而易見，或可藉由實踐該等實施例習得。所揭示實施例之該等目標及優點可藉由在申請專利範圍中所闡述之要素及組合來實現及獲得。
應理解，前文一般描述及以下詳細描述兩者皆僅為例示性及解釋性的，且並不限定如所主張之所揭示實施例。
100:電子束檢測(EBI)系統
101:主腔室
102:裝載/鎖定腔室
104:電子束工具
106:設備前端模組(EFEM)
106a:第一裝載埠
106b:第二裝載埠
200:機動載物台
202:晶圓固持器/樣品固持器
203:晶圓
204:物鏡總成
204a:磁極片
204b:控制電極
204c:偏轉器
204d:激磁線圈
206:電子偵測器
206a:電子感測器表面
206b:電子感測器表面
207:放大器
208:物鏡孔隙
210:聚光透鏡
212:射束限制孔隙
214:電子槍孔隙
216:陽極
218:陰極
220:初級電子束/初級射束
222:次級電子/反向散射電子(SE/BSE)束
230:EBIC偵測電路
231:電線
232:電流計/電子偵測器
233:放大器
300:控制器
322:通信介面
324:處理器
326:記憶體
328:使用者介面
700:晶圓檢測方法
710:步驟
720:步驟
730:步驟
740:步驟
圖1為說明與本發明之實施例一致的例示性電子束檢測(EBI)系統之示意圖。
圖2為說明與本發明之實施例一致的例示性電子束工具之示意圖，該電子束工具可為圖1之例示性電子束檢測件之一部分。
圖3為說明與本發明之實施例一致的用於量測EBIC之結構組態的示意圖。
圖4為說明與本發明之實施例一致的SE/BSE量測與EBIC量測之耦合的示意圖。
圖5為說明與本發明之實施例一致的晶圓之SE/BSE信號與EBIC信號之間的相關的示意圖。
圖6為與本發明之實施例一致的與圖2之電子束檢測件通信 之例示性控制器的方塊圖。
圖7為與本發明之實施例一致的晶圓檢測方法之流程圖。
現將詳細參考例示性實施例，其實例說明於附圖中。以下描述參考附圖，其中除非另外表示，否則不同圖式中之相同編號表示相同或類似元件。闡述於例示性實施例之以下描述中之實施方案並不表示符合本發明的所有實施方案。實情為，其僅為與關於如所附申請專利範圍中所列舉之本發明之態樣一致的裝置及方法之實例。
如上文所描述，典型的電子束(electron-beam/ebeam)工具(例如，SEM)依賴於反向散射電子或次級電子以偵測晶圓之結構資訊。然而，常常實務上，晶圓由可僅發射極少反向散射電子或次級電子之材料製成。此外，晶圓可經圖案化有損害晶圓發射反向散射電子或次級電子之能力的結構。在此等情形中，反向散射/次級電子信號可能太弱而無法揭露任何精細結構之資訊。儘管在掃描晶圓上花費更多時間可增加收集之反向散射/次級電子的量，但此將降低電子束工具之產出率。
本申請案提供一種用於基於不同於反向散射/次級電子信號或除反向散射/次級電子信號以外之電子信號偵測晶圓結構的電子束系統。本文中所揭示之技術中之一些解決與弱反向散射/次級電子信號相關聯之問題。特定而言，當晶圓由電子束掃描時，該晶圓不僅可發射反向散射電子或次級電子，而且可釋放電流。所釋放電流之強度亦可基於晶圓之內部或外部結構之性質而變化，且因此指示晶圓之結構資訊。所揭示之電子束系統收集及分析所釋放之電流以判定晶圓結構資訊。如下文更詳細地解釋，當反向散射/次級電子信號弱時，所釋放電流之強度為高的。因 此，所揭示之電子束系統可偵測傳統電子束系統難以偵測之晶圓結構。此外，本申請案亦提供用於同時收集反向散射/次級電子信號及所釋放電流信號且比較兩個信號以提供關於晶圓結構之互補資訊而不增加用於掃描晶圓之時間量的技術。因此，所揭示之電子束系統可更準確且高效地偵測晶圓結構。
在貫穿本申請案使用時，除非另外特定陳述，否則術語「或」涵蓋除不可行組合以外之所有可能組合。舉例而言，若陳述器件可包括A或B，則除非另外特定陳述或不可行，否則器件可包括A，或B，或A及B。作為第二實例，若陳述器件可包括A、B或C，則除非另外特定陳述或不可行，否則器件可包括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說明與本發明之實施例一致的例示性電子束檢測(EBI)系統100。如圖1中所展示，EBI系統100包括主腔室101、裝載/鎖定腔室102、電子束工具104及設備前端模組(EFEM)106。電子束工具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收納晶圓匣，該等晶圓匣容納待檢測之晶圓(例如，半導體晶圓或由其他材料製成之晶圓)或樣品(晶圓及樣品在下文統稱為「晶圓」)。
EFEM 106中之一或多個機器人臂(未圖示)將晶圓輸送至裝載/鎖定腔室102。裝載/鎖定腔室102連接至裝載/鎖定真空泵系統(未圖示)，該裝載/鎖定真空泵系統移除裝載/鎖定腔室102中之氣體分子以達至低於大氣壓之第一壓力。在達到第一壓力之後，一或多個機器人臂(未圖示)將晶圓自裝載/鎖定腔室102輸送至主腔室101。主腔室101連接至主腔 室真空泵系統(未圖示)，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，晶圓經受電子束工具104之檢測。
圖2說明與本發明之實施例一致的電子束工具104之例示性組件。如圖2中所展示，電子束工具104包括機動載物台200及晶圓固持器202，該晶圓固持器由機動載物台200支撐以固持待檢測之晶圓203。電子束工具104進一步包括物鏡總成204、電子偵測器206(其包括電子感測器表面206a及206b)、物鏡孔隙208、聚光透鏡210、射束限制孔隙212、電子槍孔隙214、陽極216及陰極218。在一個實施例中，物鏡總成204可包括經修改擺動物鏡延遲浸沒透鏡(modified swing objective retarding immersion lens；SORIL)，其包括磁極片204a、控制電極204b、偏轉器204c及激磁線圈204d。電子束工具104可另外包括能量色散X射線光譜儀(energy dispersive X-ray spectrometer；EDS)偵測器(未圖示)以特性化晶圓上之材料。
藉由在陽極216與陰極218之間施加電壓而自陰極218發射初級電子束220。初級電子束220穿過電子槍孔隙214及射束限制孔隙212，此兩者可判定進入駐存於射束限制孔隙212下方之聚光透鏡210之電子束的大小。聚光透鏡210在射束進入物鏡孔隙208之前聚焦初級電子束220，以在進入物鏡總成204之前設定電子束的大小。偏轉器204c使初級電子束220偏轉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電子束220依序偏轉至晶圓203之頂表面之不同部位上，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電子束220偏轉至 晶圓203之不同側面上特定部位處，以提供用於彼部位處之晶圓結構之立體影像重建構的資料。另外，在一些實施例中，陽極216及陰極218可經組態以產生多個初級電子束220，且電子束工具104可包括複數個偏轉器204c以同時將多個初級電子束220投射至晶圓之不同部分/側面，以提供用於晶圓203之不同部分之影像重建構的資料。
激磁線圈204d及磁極片204a可產生在磁極片204a之一端處開始且在磁極片204a之另一端處終止的磁場。正由初級電子束220掃描之晶圓203的部分可浸沒於磁場中且可帶電，此又產生電場。該電場減少初級電子束220在碰撞晶圓之前在靠近晶圓之表面處的撞擊能量。與磁極片204a電隔離之控制電極204b控制晶圓上之電場，以防止晶圓之微拱起且確保適當射束聚焦。
在接收到初級電子束220後，可自晶圓203之部分發射次級電子/反向散射電子(SE/BSE)束222。次級電子束222可在電子偵測器206之感測器表面206a或206b上形成射束點。電子偵測器206可產生表示射束點之強度的信號(例如，電壓、電流等)，且可經由與電子偵測器206之有線或無線通信將該信號提供至控制器300。SE/BSE束222之強度及所得射束點可根據晶圓203之外部或內部結構而變化。此外，如上文所論述，初級電子束220可投射至晶圓之頂表面的不同部位上，或投射至晶圓之不同側面上特定部位處，以產生不同強度之SE/BSE束222(及所得射束點)。因此，藉由使射束點之強度與晶圓203之部位映射，控制器300可重建構反映晶圓203之內部或外部結構的SE/BSE影像。
如上文所描述，電子束工具提供比光學工具優良的空間解析度。然而，電子束工具之敏感度仍取決於待偵測之器件或結構。舉例而 言，諸如高縱橫比(HAR)孔及溝槽之一些結構可防止反向散射電子或次級電子逸出晶圓(例如，晶圓203)，藉此顯著地減少到達偵測器(例如，電子偵測器206)之電子的量。此不僅使不同HAR結構在SEM影像中看起來為暗的，而且降低SEM之信雜比。舉例而言，正常及有缺陷HAR孔在SEM影像中不存在差異。
由於半導體業中使用之線上度量衡正受到器件按比例調整之快速步伐及新穎器件架構之採用的挑戰，因此敏感度限制可使電子束工具無法滿足下一代晶圓檢測技術提出之要求。舉例而言，包括邏輯接觸、溝槽隔離及三維(3D)記憶體特徵之許多不同應用需要檢測以在產生HAR結構時監視微影程序。對於此等應用，可能需要在晶圓上形成20：1、30：1、40：1或甚至60：1之孔及溝槽。舉例而言，對於32nm節點處之大約30：1的縱橫比，HAR接觸孔之深度可為1μm且直徑為30nm。然而，如上文所解釋，中等或低能量反向散射電子(BSE)及次級電子(SE)可能難以自HAR結構逸出。因此，基於BSE及SE之量測對HAR結構較不敏感，且可能遺漏HAR結構之重要缺陷或臨界尺寸資訊。
為了解決此等問題，電子束工具104經進一步組態以獲得晶圓203之電子束引起電流(EBIC)，且除了BSE/SE信號以外或與BSE/SE信號組合，亦基於EBIC信號判定晶圓203之結構資訊。因為一些結構特徵(例如，HAR結構)可具有比BSE/SE信號強度高的EBIC信號強度，所以EBIC信號對此等結構特徵較敏感。因此，電子束工具104之敏感度得到改善。
具體而言，與所揭示之實施例一致，晶圓203可經由晶圓固持器202及EBIC偵測電路230接地。如圖3中示意性地展示，在一些實施 例中，電線231可自晶圓203延伸且經由樣品固持器202連接至地面。在初級射束220掃描晶圓203時，EBIC(或基板電流)可通過電線231且由EBIC偵測電路230量測。
返回參看圖2，EBIC偵測電路230與控制器300有線或無線通信，且向控制器300報告量測到之EBIC值。因而，在初級電子束220掃描晶圓203時，可同時量測SE/BSE及EBIC信號且將其傳輸至控制器300。控制器300可使對應於晶圓203之相同部位(或特徵)的SE/BSE資料及EBIC資料相關。控制器300亦可分別建構SE/BSE影像及EBIC影像。舉例而言，SE/BSE影像及EBIC影像可為灰度階與SE/BSE及EBIC信號之強度成比例的灰度影像。控制器300可進一步比較SE/BSE資料(或影像)與EBIC資料(或影像)。基於該比較，控制器300可判定晶圓203之單獨基於SE/BSE資料(或影像)不易於被偵測到的結構資訊(例如，缺陷、臨界尺寸、邊緣等)。
圖4為說明與本發明之實施例一致的SE/BSE量測與EBIC量測之耦合的示意圖。參看圖4，初級電子束220之射束電流I pe 可藉由將初級電子束220投射至法拉弟杯(未圖示)中來量測。當初級電子束220經投射至晶圓203之表面上時，可產生且藉由電子偵測器206收集SE/BSE。SE/BSE之電流I se/bse 由電子偵測器206量測且由放大器207放大。經放大之I se/bse 接著被傳輸至控制器300。同時，EBIC以基板電流之形式產生且流動至地面。EBIC偵測電路230包括用於量測EBIC(I ebic )之電流計232(例如，微微計)，及用於放大I ebic 信號之放大器233。經放大之I ebic 信號接著被傳輸至控制器300。I se/bse 信號及I ebic 信號可用以分別收縮晶圓203之SE/BSE影像及EBIC影像。因為I pe =I se/bse +I ebic ，所以當I se/bse 由於晶圓 203之某些特徵(例如，材料、HAR結構等)而較弱時，I ebic 可足夠強且可依賴於其來判定晶圓203之結構資訊。
舉例而言，SE/BSE發射之產率可取決於塗佈於晶圓203上之材料的類型。
下表1展示SE/BSE發射之產率
Figure 108119262-A0305-02-0012-1
參考表1，I pe 及I ebic 可分別由法拉弟杯及電流計232量測。I se/bse 可基於I se/bse =I pe -I ebic 來計算，且SE/BSE發射之產率可基於產率=I se/bse /I pe 來計算。如表1指示，諸如金之重金屬具有SE/BSE發射之相對較高產率，而諸如鈦之過渡金屬具有SE/BSE發射之相對較低產率。在所揭示之實施例中，當晶圓203之SE/BSE發射產率低時，其I ebic 信號強且可用以判定晶圓203之結構資訊。
圖5為說明與本發明之實施例一致的由同一晶圓產生之SE/BSE信號與EBIC信號之間的相關的示意圖。參看圖5，在初級電子束220掃描晶圓203時，可使由晶圓203產生之SE/BSE信號與EBIC信號同步。取決於電流計232及電子偵測器206之速度(亦即，頻率)，EBIC信號之解析度可與SE/BSE影像之解析度相同或不同。在圖5中展示之實例中，晶圓203之SE/BSE影像具有2nm之解析度，而EBIC信號具有1μm之解析度，此係因為電流計232具有低於電子偵測器206之速度的速度。因而，為了比較經同步之SE/BSE信號與EBIC信號，SE/BSE影像之像素可首先在1μm上進行平均且接著與EBIC信號進行比較。
如由圖5所說明，在SE/BSE影像中，具有高灰度值(亦即， 「亮」)之像素對應於較低I ebic ，且具有低灰度值(亦即，「暗」)之像素對應於較較高I ebic 。晶圓203上之線特徵可基於EBIC信號、SE/BSE信號或其組合來偵測。
圖6為與本發明之例示性實施例一致的例示性控制器300之方塊圖。控制器300以電子方式連接至電子束工具104。控制器300可為經組態以執行對EBI系統100之各種控制的電腦。舉例而言，控制器300可控制電子束工具104之各種組件以使初級電子束220在晶圓203之表面上掃描，使得晶圓203可發射可同時由電子束工具104偵測之SE/BSE及EBIC。
參看圖6，控制器300具有通信介面322，該通信介面電耦接至電子束工具104以接收關於晶圓之SE/BSE資料及EBIC資料。控制器300亦包括處理器324，該處理器經組態以使SE/BSE資料與EBIC資料同步，建構晶圓之SE/BSE影像及EBIC影像，比較SE/BSE資料/影像與EBIC資料/影像，且基於該比較判定晶圓之結構資訊。
處理器324可包括以下各者中之一或多者：中央處理單元(CPU)、影像處理單元、特殊應用積體電路(ASIC)、場可程式化閘陣列(FPGA)等。在一些實施例中，處理器324可為經設計以執行所揭示之晶圓檢測方法之功能的一或多個處理器件，諸如能夠同時執行並行程序之單核心或多核心處理器。舉例而言，處理器324可為用虛擬處理技術組態之單核心處理器。在某些實施例中，處理器324可使用邏輯處理器來同時執行及控制多個程序。處理器324可實施虛擬機技術或能夠執行、控制、運行、操控、儲存等多個軟體程序、應用程式、程式等的其他已知技術。在一些實施例中，處理器324可包括經組態以提供並行處理功能性以同時執行多個程序的多核心處理器配置(例如，雙核心、四核心等)。應瞭解，可 實施提供本文中所揭示之能力的其他類型之處理器配置。
控制器300亦可包括記憶體326，該記憶體包括使得處理器324能夠執行一或多個應用程式之指令，諸如所揭示之晶圓檢測程序及已知在電腦系統上可用之任何其他類型的應用程式或軟體。替代地或另外，可將指令、應用程式等儲存於與控制器300直接通信之內部資料庫或外部儲存器(未圖示)中。內部資料庫或外部儲存器可為揮發性或非揮發性、磁性、半導體、磁帶、光學、抽取式、非抽取式或其他類型之儲存器件或有形的或非暫時性電腦可讀媒體，或可為雲端儲存器。常見形式之非暫時性媒體包括例如：軟碟、可撓性磁碟、硬碟、固態磁碟機、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。
與所揭示之實施例一致，記憶體326可包括在由處理器324執行時執行與本文中所揭示之功能性一致的一或多個程序的指令。此外，處理器324可執行遠離控制器300定位之一或多個程式。舉例而言，控制器300可存取在經執行時執行與所揭示實施例有關之功能的一或多個遠端程式。
控制器300亦可包括使用者介面328。使用者介面328可包括用於將資訊顯示給電腦使用者之顯示器，諸如陰極射線管(CRT)、液晶顯示器(LCD)或觸控式螢幕。舉例而言，顯示器可用以向使用者呈現晶圓檢測結果(例如，缺陷資訊、尺寸資訊等)。介面328亦可包括用於將資訊及命令選擇傳達至處理器324之輸入器件，包括文數字按鍵及其他按鍵。 另一類型之使用者輸入器件為用於將方向資訊及命令選擇傳達至處理器328且用於控制顯示器上之游標移動的游標控制件，諸如滑鼠、軌跡球或游標方向按鍵。輸入器件通常具有兩個軸線(第一軸線(例如，x)及第二軸線(例如，y))上之兩個自由度，此允許器件指定平面中之位置。在一些實施例中，可經由接收觸控式螢幕上之觸碰來實施與游標控制件相同的方向資訊及命令選擇，而不用游標。舉例而言，使用者可使用輸入器件來選擇晶圓之檢測區域或鍵入待檢查之缺陷性質。
在一些實施例中，使用者介面328可經組態以實施圖形使用者介面(GUI)，其可作為由一或多個計算器件執行之可執行軟體程式碼儲存於大容量儲存器件中。作為實例，此模組及其他模組可包括組件(諸如，軟體組件、物件導向式軟體組件、類別組件及任務組件)、程序、函式、欄位、工序、次常式、程式碼之片段、驅動程式、韌體、微碼、電路系統、資料、資料庫、資料結構、表、陣列及變數。
圖7為與本發明之實施例一致的晶圓檢測方法700之流程圖。方法700可由與電子束工具(例如，電子束工具104)通信之控制器(例如，控制器300)執行。參看圖7，方法700可包括以下步驟710至740中之一或多者。
在步驟710中，控制器控制電子束工具以用初級電子束(例如，初級電子束220)掃描晶圓(例如，晶圓203)。掃描操作可藉由使初級電子束在晶圓表面上方偏轉、在初級電子束下方移動晶圓或其組合來執行。
在步驟720中，在初級電子束掃描晶圓時，控制器大體上同時接收SE/BSE信號及EBIC信號。SE/BSE信號及EBIC信號兩者皆由掃 描產生。電子束工具可包括電子偵測器(例如，電子偵測器206)，該電子偵測器用於收集SE/BSE且產生具有與SE/BSE電流成比例之強度的SE/BSE信號。電子束工具亦可包括用於量測EBIC之電流計(例如，電子偵測器232)。SE/BSE信號及EBIC信號兩者經放大且接著經傳輸至控制器。
在步驟730中，控制器使SE/BSE信號與EBIC信號相關。控制器可使SE/BSE信號及EBIC信號之每一資料點與對應掃描位置相關。替代地或另外，控制器可使SE/BSE信號與EBIC信號在時間上同步。視情況，控制器可分別基於SE/BSE信號及EBIC信號建構晶圓之SE/BSE影像或EBIC影像。
在步驟740中，控制器基於SE/BSE信號及EBIC信號中之至少一者判定晶圓之結構資訊。在一些實施例中，控制器可比較源自晶圓之不同晶粒或胞元之SE/BSE信號，且基於該比較偵測缺陷。舉例而言，控制器可判定不同晶粒或胞元之SE/BSE影像是否具有任何偏差。若存在偏差，則控制器可進一步審查SE/BSE影像以判定偏差是否對應於缺陷。類似地，在一些實施例中，控制器亦可比較源自晶圓之不同晶粒或胞元之EBIC信號，且基於該比較偵測缺陷。
在一些實施例中，控制器可比較SE/BSE信號(或影像)與對應或同步之EBIC信號(或影像)，且基於該比較判定晶圓之結構資訊。舉例而言，控制器可基於該比較偵測缺陷。舉例而言，對於具有低SE/BSE強度但具有高EBIC強度(亦即，SE/BSE發射低於預定臨限值)之結構或器件(例如，HAR結構或器件)，EBIC信號可用以偵測缺陷，此係因為EBIC信號具有較高信雜比。對於另一實例，SE/BSE強度與EBIC強度之總和大 體上等於初級電子束之強度，該強度為常數。然而，若SE/BSE強度與EBIC強度之總和在晶圓之某些區處大幅度波動，則此現象可表明受影響區含有缺陷。
上述系統及方法基於晶圓之SE/BSE成像及晶圓之EBIC成像兩者來檢測晶圓。特定而言，當所揭示之電子束系統掃描晶圓且偵測源自晶圓之SE及BSE時，建立額外資料通道以同時收集晶圓之EBIC(或基板電流)。EBIC資料可與SE/BSE資料相關(例如，同步)，且用以在基於SE/BSE之量測具有對所檢測結構之低密度時補充或替代SE/BSE資料。
因為可獲得且與SE/BSE資料同時分析EBIC資料，所以在晶圓由電子束掃描時，所揭示之系統及方法可完全整合至線上度量衡中。此外，因為所揭示之實施例提供較高敏感度，所以可避免用以檢查HAR結構之額外生產後程序/步驟。因此，IC製造之生產力得以改善。
可以使用以下條項進一步描述實施例：
1.一種電子束系統，其包含：一電子偵測器，其包括用以偵測自一晶圓發射之次級電子或反向散射電子(SE/BSE)之電路系統；一電流偵測器，其包括用以偵測來自該晶圓之一電子束引起電流(EBIC)的電路系統；及一控制器，其具有一或多個處理器及一記憶體，該控制器包括用以進行以下操作之電路系統：獲取關於該SE/BSE之資料；獲取關於該EBIC之資料；及基於SE/BSE資料及EBIC資料之一評估判定該晶圓之結構資訊。
2.如條項1之電子束系統，其中在該判定該結構資訊時，該控制器包括用以進行以下操作之電路系統：使該SE/BSE資料與該EBIC資料同步。
3.如條項1及2中任一項之電子束系統，其中在該判定該結構資訊時，該控制器包括用以進行以下操作之電路系統：比較該SE/BSE資料與該EBIC資料；及基於該比較判定該結構資訊。
4.如條項3之電子束系統，其中在比較該SE/BSE資料與該EBIC資料時，該控制器包括用以進行以下操作之電路系統：基於該SE/BSE資料建構該晶圓之一SE/BSE影像；基於該EBIC資料建構該晶圓之一EBIC影像；及比較該SE/BSE影像與該EBIC影像。
5.如條項1至4中任一項之電子束系統，其中該結構資訊包括以下各者中之至少一者：該晶圓上之一缺陷；形成於該晶圓上之一特徵之一臨界尺寸；及形成於該晶圓上之一特徵之一邊緣。
6.如條項1至5中任一項之電子束系統，其中電流偵測器電路系統耦接至該晶圓，該電流偵測器電路系統經組態以自該晶圓接收電流且將EBIC資料提供至該控制器。
7.如條項6之電子束系統，其中耦接至該晶圓之該電流偵測器電路系統包括一電流計，該電流計經組態以量測該EBIC之一強度且輸出該強度作為該EBIC資料。
8.如條項6及7中任一項之電子束系統，耦接至該晶圓之該電流偵測器電路系統包括經組態以放大該EBIC資料之一放大器。
9.如條項1至8中任一項之電子束系統，其中該電子偵測器包括用以將基於該SE/BSE之強度之SE/BSE資料提供至該控制器的電路系統。
10.如條項1至9中任一項之電子束系統，其中該EBIC為該晶圓之基板電流。
11.如條項1至10中任一項之電子束系統，其進一步包含一電子束工具，該電子束工具包括用以用一初級電子束掃描該晶圓之電路系統。
12.一種電腦系統，其包含：一記憶體，其儲存指令；及一處理器，其以電子方式耦接至該記憶體且經組態以執行該等指令以使該電腦系統進行以下操作：獲取關於自一晶圓發射之次級電子或反向散射電子(SE/BSE)的資料；獲取關於來自該晶圓之一電子束引起電流(EBIC)的資料；評估SE/BSE資料及EBIC資料；及基於該SE/BSE資料及該EBIC資料之該評估判定該晶圓之結構資訊。
13.如條項12之電腦系統，其中在該判定該結構資訊時，該處理器經進一步組態以執行該等指令以使該電腦系統進行以下操作：比較該SE/BSE資料與該EBIC資料；及基於該比較判定該結構資訊。
14.如條項13之電腦系統，其中在比較該SE/BSE資料與該EBIC資料時，該處理器經進一步組態以執行該等指令以使該電腦系統進行以下操 作：基於該SE/BSE資料建構該晶圓之一SE/BSE影像；基於該EBIC資料建構該晶圓之一EBIC影像；及比較該SE/BSE影像與該EBIC影像。
15.如條項12至14中任一項之電腦系統，其中該結構資訊包括以下各者中之至少一者：該晶圓上之一缺陷；形成於該晶圓上之一特徵之一臨界尺寸；及形成於該晶圓上之一特徵之一邊緣。
16.如條項12至15中任一項之電腦系統，其中該EBIC為該晶圓之基板電流。
17.一種方法，其包含：獲取關於自用一電子束掃描之一晶圓發射之次級電子或反向散射電子(SE/BSE)的資料；獲取關於來自該晶圓之一電子束引起電流(EBIC)的資料；及基於SE/BSE資料及EBIC資料之一評估判定該晶圓之結構資訊。
18.如條項17之方法，其進一步包含：使該SE/BSE資料與該EBIC資料同步。
19.如條項17及18中任一項之方法，其中判定該晶圓之該結構資訊包含：比較該SE/BSE資料與該EBIC資料；及基於該比較判定該結構資訊。
20.如條項19之方法，其中比較該SE/BSE資料與該EBIC資料進一 步包含：基於該SE/BSE資料建構該晶圓之一SE/BSE影像；基於該EBIC資料建構該晶圓之一EBIC影像；及比較該SE/BSE影像與該EBIC影像。
21.如條項17至20中任一項之方法，其進一步包含：接收該晶圓之基板電流且將該基板電流轉換成該EBIC資料。
22.如條項21之方法，其進一步包含：量測該基板電流之一強度且輸出該強度作為該EBIC資料。
23.如條項21及22中任一項之方法，其進一步包含：放大該EBIC資料。
24.一種非暫時性電腦可讀媒體，其儲存可由一或多個器件之一或多個處理器執行以使該一或多個器件執行包含以下各者之一方法的一組指令：獲取關於自一晶圓發射之次級電子或反向散射電子(SE/BSE)的資料；獲取關於來自該晶圓之一電子束引起電流(EBIC)的資料；及基於SE/BSE資料及EBIC資料之一評估判定該晶圓之結構資訊。
25.如條項24之非暫時性電腦可讀媒體，其中該組指令可由一或多個器件之該一或多個處理器執行以使該一或多個器件進一步執行以下步驟：控制一電子束工具以使用一初級電子束掃描該晶圓。
26.如條項24及25中任一項之非暫時性電腦可讀媒體，其中該組指令可由一或多個器件之該一或多個處理器執行以使該一或多個器件進一步 執行以下步驟：使該SE/BSE資料與該EBIC資料同步。
27.如條項24至26中任一項之非暫時性電腦可讀媒體，其中該組指令可由一或多個器件之該一或多個處理器執行以使該一或多個器件進一步執行以下步驟：比較該SE/BSE資料與該EBIC資料；及基於該比較判定該結構資訊。
28.如條項27之非暫時性電腦可讀媒體，其中該組指令可由一或多個器件之該一或多個處理器執行以使該一或多個器件進一步執行以下步驟：基於該SE/BSE資料建構該晶圓之一SE/BSE影像；基於該EBIC資料建構該晶圓之一EBIC影像；及比較該SE/BSE影像與該EBIC影像。
29.如條項24至28中任一項之非暫時性電腦可讀媒體，其中該EBIC為該晶圓之基板電流。
應瞭解，所揭示之實施例不限於上文已描述且在附圖中說明之確切建構，且可在不背離本發明之範圍的情況下作出各種修改及改變。本發明之範圍意欲應僅由隨附申請專利範圍限制。
203:晶圓
206:電子偵測器
207:放大器
232:電流計/電子偵測器
233:放大器
300:控制器

Claims (13)

  1. 一種電子束系統，其包含：一電子偵測器(electron detector)，其包括用以偵測自一晶圓發射之次級電子(secondary electrons)或反向散射(backscattered)電子(SE/BSE)之電路系統；一電流偵測器，其包括用以偵測來自該晶圓之一電子束引起電流(EBIC)的電路系統；及一控制器，其具有一或多個處理器及一記憶體，該控制器包括用以進行以下操作之電路系統：獲取關於該SE/BSE之資料；獲取關於該EBIC之資料；及基於SE/BSE資料及EBIC資料之一評估判定該晶圓之結構資訊，其中在該判定該結構資訊時，該控制器包括用以進行以下操作之電路系統：使該SE/BSE資料與該EBIC資料同步(synchronize)。
  2. 如請求項1之電子束系統，其中在該判定該結構資訊時，該控制器包括用以進行以下操作之電路系統：比較該SE/BSE資料與該EBIC資料；及基於該比較判定該結構資訊。
  3. 如請求項2之電子束系統，其中在比較該SE/BSE資料與該EBIC資料 時，該控制器包括用以進行以下操作之電路系統：基於該SE/BSE資料建構該晶圓之一SE/BSE影像；基於該EBIC資料建構該晶圓之一EBIC影像；及比較該SE/BSE影像與該EBIC影像。
  4. 如請求項1之電子束系統，其中該結構資訊包括以下各者中之至少一者：該晶圓上之一缺陷；形成於該晶圓上之一特徵之一臨界尺寸；及形成於該晶圓上之一特徵之一邊緣。
  5. 如請求項1之電子束系統，其中電流偵測器電路系統耦接至該晶圓，該電流偵測器電路系統經組態以自該晶圓接收電流且將EBIC資料提供至該控制器。
  6. 如請求項5之電子束系統，其中耦接至該晶圓之該電流偵測器電路系統包括一電流計，該電流計經組態以量測該EBIC之一強度且輸出該強度作為該EBIC資料。
  7. 如請求項5之電子束系統，耦接至該晶圓之該電流偵測器電路系統包括經組態以放大該EBIC資料之一放大器。
  8. 如請求項1之電子束系統，其中該電子偵測器包括用以將基於該 SE/BSE之強度之SE/BSE資料提供至該控制器的電路系統。
  9. 如請求項1之電子束系統，其中該EBIC為該晶圓之基板電流。
  10. 如請求項1之電子束系統，其進一步包含一電子束工具，該電子束工具包括用以用一初級電子束掃描該晶圓之電路系統。
  11. 一種用於晶圓檢測之方法，其包含：獲取關於自用一電子束掃描之一晶圓發射之次級電子或反向散射電子(SE/BSE)的資料；獲取關於來自該晶圓之一電子束引起電流(EBIC)的資料；基於SE/BSE資料及EBIC資料之一評估判定該晶圓之結構資訊；及使該SE/BSE資料與該EBIC資料同步。
  12. 如請求項11之方法，其中判定該晶圓之該結構資訊包含：比較該SE/BSE資料與該EBIC資料；及基於該比較判定該結構資訊。
  13. 如請求項12之方法，其中比較該SE/BSE資料與該EBIC資料進一步包含：基於該SE/BSE資料建構該晶圓之一SE/BSE影像；基於該EBIC資料建構該晶圓之一EBIC影像；及比較該SE/BSE影像與該EBIC影像。
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