TWI819209B - 具有接地電容樣本鄰近感測器的檢測系統 - Google Patents

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Abstract

本發明揭示一種電容鄰近量測系統，其可包含：一感測器電極，其經組態以定位成靠近一樣本之一測試表面上之一導電量測區域；一板連接器，其經組態以提供一系統接地與平行於該測試表面之一導電板之間的一電連接；及一控制器。可在該感測器電極與該導電板之間形成一量測電路，其中該測試表面相對於該感測器電極及該導電板電浮動。該控制器可進一步相對於該導電板調整該感測器電極之一電壓，判定與該量測電路相關聯之一電容，且基於與該量測電路相關聯之該電容判定該電極與該量測區域之間的一距離。

Description

具有接地電容樣本鄰近感測器的檢測系統
本發明大體係關於檢測系統中之樣本鄰近偵測，且更特定言之，係關於檢測系統中之具有空間變化電阻之樣本之鄰近偵測。
檢測系統通常經設計以檢測定位於距系統之一或多個組件之一特定工作距離(例如，樣本高度)處之一樣本。因此，樣本可在處於恰當工作距離處時在系統中恰當對準。此外，樣本高度之偏移可以各種方式負面影響系統效能，諸如但不限於使偵測器偏移或增加樣本上之一源光束之光點大小且因此增加系統解析度。
檢測系統通常包含偵測且控制系統內之樣本位置之一或多個鄰近感測器。此外，檢測系統通常使用具有擁有一導電頂部層(諸如但不限於用於微影術中之倍縮光罩)之樣本之電容鄰近感測器。就此而言，導電頂部層經連接至一偵測電路且電極與導電頂部層之間的一經量測電容與電極與樣本之間的距離直接相關。然而，許多受關注樣本(諸如但不限於適用於EUV微影術之倍縮光罩)具有空間變化電阻。因此，具有一典型電容鄰近感測器之此等樣本之量測可導致取決於電極之空間位置變化之鄰近誤差。因此，期望提供用於具有空間變化電阻之樣本之鄰近偵測之系統 及方法。
根據本發明之一或多項繪示性實施例揭示一種電容鄰近量測系統。在一項繪示性實施例中，該系統包含一感測器電極，該感測器電極可定位成靠近一樣本之一測試表面上之一導電量測區域。在另一繪示性實施例中，該系統包含一板連接器，該板連接器可在一系統接地與平行於該測試表面之一導電板之間提供一電連接，其中一量測電路形成於該感測器電極與該導電板之間且其中該測試表面相對於該感測器電極及該導電板電浮動。在另一繪示性實施例中，該系統包含通信地耦合至該感測器電極及該板連接器之一控制器。在另一繪示性實施例中，該控制器相對於該導電板調整該感測器電極之一電壓。在另一繪示性實施例中，該控制器判定與該量測電路相關聯之一電容。在另一繪示性實施例中，該控制器基於與該量測電路相關聯之該電容判定該電極與該量測區域之間的一距離。
根據本發明之一或多項繪示性實施例揭示一種檢測系統。在一項繪示性實施例中，該系統包含用於將一電子束引導至一樣本之一電子束柱。在另一繪示性實施例中，該系統包含定位成鄰近於該電子束柱之一電容鄰近量測系統。在另一繪示性實施例中，該電容鄰近量測系統包含一感測器電極，該感測器電極可定位成靠近一樣本之一測試表面上之一導電量測區域。在另一繪示性實施例中，該電容鄰近量測系統包含一板連接器，該板連接器經組態可在一系統接地與平行於該測試表面之一導電板之間提供一電連接，其中一量測電路形成於該感測器電極與該導電板之間且其中該測試表面相對於該感測器電極及該導電板電浮動。在另一繪示性實施例中，該電容鄰近量測系統可包含通信地耦合至該感測器電極及該板連 接器之一控制器。在另一繪示性實施例中，該控制器相對於該導電板調整該感測器電極之一電壓。在另一繪示性實施例中，該控制器判定與該量測電路相關聯之一電容。在另一繪示性實施例中，該控制器基於與該量測電路相關聯之該電容判定該電極與該量測區域之間的一距離。
根據本發明之一或多個繪示性實施例揭示一種用於電容鄰近量測之方法。在一項繪示性實施例中，該方法包含接收具有一測試表面上之一導電量測區域之一樣本。在另一繪示性實施例中，該方法包含靠近該量測區域放置一感測器電極。在另一繪示性實施例中，該方法包含平行於該測試表面放置一導電板。在另一繪示性實施例中，該方法包含在該感測器電極與該導電板之間形成一量測電路，其中該測試表面相對於該感測器電極及該導電板電浮動。在另一繪示性實施例中，該方法包含相對於該導電板調整該感測器電極之一電壓。在另一繪示性實施例中，該方法包含量測與該量測電路相關聯之一電容。在另一繪示性實施例中，該方法包含基於與該量測電路相關聯之該電容判定該電極與該量測區域之間的一距離。
應理解，以上概述及下列實施方式兩者僅係例示性的及說明性的且未必限制如主張之本發明。併入本說明書中且構成本說明書之一部分之附圖繪示本發明之實施例且與概述一起用於說明本發明之原理。
100:電容鄰近量測系統
102:感測器電極
104:板連接器
106:導電板
106a:第一導電板
106b:第二導電板
108:感測器控制器
110:源極電路
112:量測電路
114:處理器
116:記憶體媒體
202:樣本
204:電容感測器
206:外殼
208:接地
210:引線連接點
212:偵測區域
302:測試表面
304:量測區域
306:絕緣邊界
308:導電外區域
310:導電橋部
312:虛線
502:背表面
504:絕緣基板
600:量測電路
702:孔隙
900:檢測工具
902:電子源柱
904:電極
906:絕緣體
1100:方法
1102:步驟
1104:步驟
1106:步驟
1108:步驟
1110:步驟
1112:步驟
1114:步驟
Cd:電容
CM:總電容
CMA:電容
COA:電容
d:距離
RB:電阻
RLYR:可變層電阻
RS:表面電阻
熟習此項技術者藉由參考附圖可更佳理解本發明之許多優勢。
圖1係繪示根據本發明之一或多項實施例之一電容鄰近量測系統之一方塊圖。
圖2係根據本發明之一或多項實施例之經組態用於一導電樣本之鄰近量測之一電容鄰近量測系統之一概念圖。
圖3係根據本發明之一或多個實施例之具有一空間變化電阻(R s )之一樣本之一測試表面之一俯視圖。
圖4係根據本發明之一或多項實施例之經組態用於如圖3中展示般組態之樣本之一測試表面之鄰近量測之一電容鄰近量測系統之一概念圖，其中測試表面經電連接至測試表面。
圖5係根據本發明之一或多項實施例之用於形成包含在一電浮動樣本之與一感測器電極相對之一側上之一導電板之一量測電路之一電容鄰近量測系統之一概念圖。
圖6係根據本發明之一或多項實施例之與對應於圖5之電容鄰近量測之一量測電路相關聯之一電路圖。
圖7係根據本發明之一或多項實施例之用於形成具有在與一感測器電極相同之一電浮動樣本之側上之一導電板之一量測電路之一電容鄰近量測系統之一概念圖。
圖8係根據本發明之一或多項實施例之用於形成具有兩個導電板及一電浮動樣本之一量測電路之一電容鄰近量測系統之一概念圖。
圖9係根據本發明之一或多項實施例之包含一電容鄰近量測系統之一檢測工具之一概念圖。
圖10係繪示根據本發明之一或多項實施例之依據絕緣邊界之電阻之圖5、圖7及圖8中繪示之一電容鄰近量測系統之不同組態之效能之模擬之一標繪圖。
圖11係繪示根據本發明之一或多項實施例之在用於執行電容鄰近量 測之一方法中執行之步驟之一流程圖。
相關申請案之交叉參考
本申請案根據35 U.S.C.§ 119(e)規定主張2019年4月12日申請之指定Yang Xie、Feilong Lin及Rushford A.Ogden為發明者之標題為EUV RETICLE BACKSIDE GROUNDING FOR RETICLE HEIGHT MEASUREMENT IN EUV RETICLE EBEAM INSPECTION SYSTEM之美國臨時申請案第62/833,043號之權利，該案之全部內容以引用的方式併入本文中。
現在將詳細參考隨附圖式中繪示之所揭示標的物。已關於特定實施例及其等之特定特徵特別展示且描述本發明。本文闡述之實施例被視為繪示性而非限制性的。一般技術者應容易明白，可在不脫離本發明之精神及範疇之情況下進行形式及細節之各種改變及修改。
本發明之實施例係關於一種電容鄰近量測系統，其中一鄰近量測係基於一電極與一測試表面之間的一電容，以及測試表面與平行於測試表面定向之一導電板之間的一電容。就此而言，電容鄰近量測系統可適用於判定具有一空間變化電阻之一測試表面之一位置。
本文中應辨識，可通常藉由將一導電測試表面連接至包含一電極(例如，一板電極)之一控制器電路，量測電極與測試表面之間的一電容且基於經量測電容判定電極與測試表面之間的一距離而執行電容鄰近偵測。此外，測試表面可通常透過與測試表面機械且電連接之一引線連接至控制器電路。然而，若測試表面具有一空間變化電阻，則經量測電容可基於測試表面上之引線之接觸點之相對位置及沿著測試表面之電極之空間 位置變化。因此，系統可容易受到基於測試表面上之引線之接觸點之相對位置及沿著測試表面之電極之空間位置之量測誤差影響。本文中應進一步辨識，許多受關注樣本(諸如但不限於用於極紫外(EUV)微影術之倍縮光罩)可展現空間變化電阻，使得鄰近量測可遭受此量測誤差。
本發明之實施例提供基於至少兩個電容值之一電極與一測試表面之間的一距離量測：電極與測試表面之間的一電容及測試表面與平行於測試表面之一額外導電板之間的一電容。此外，包含源極及量測電路之一控制器可經連接至電極及導電板以完成一量測電路。就此而言，測試表面不與任何引線直接電接觸，且因此，可相對於電極及導電板電浮動。因此，跨測試表面之表面之任何空間變化電阻對距離量測之影響可大幅減小或消除。
導電板可沿著任何方向與測試表面分離。在一些實施例中，導電板在測試表面之與電極相對之一側上。此外，導電板可與含有測試表面之一樣本分離或整合。如一非限制性實例，用於反射式微影術(諸如但不限於EUV微影術)之倍縮光罩可包含一絕緣基板上之反射元件之一圖案。因此，導電板可形成為沈積於絕緣基板之一背表面上之一導電層。藉由另一實例，一電容鄰近量測系統可包含一單獨導電板。例如，一樣本可在一量測期間擱置於單獨導電板上。
在一些實施例中，導電板在與電極相同之測試表面之側上。例如，導電板可包含電極與測試表面之間的一無障礙視線。此外，電極之一部分或相關聯外殼可穿過孔隙但不要求穿過孔隙突出。
在一些實施例中，一電容鄰近量測系統包含兩個或兩個以上導電板。例如，一電容鄰近量測系統可包含一測試表面之兩個側上之導 電板。
本發明之額外實施例係關於一種包含本文揭示之一電容鄰近量測系統之檢測系統。就此而言，電容鄰近量測系統可偵測及/或控制檢測系統內之一樣本之一位置(例如，量測系統中之一樣本高度)。因此，電容鄰近量測系統可促進檢測系統中之大範圍樣本(包含但不限於包含跨一測試表面之一空間變化電阻之樣本)之精確對準。
現大體參考圖1至圖11，更詳細描述用於具有跨一測試表面之空間變化電阻之樣本之電容鄰近量測之系統及方法。
圖1係繪示根據本發明之一或多項實施例之一電容鄰近量測系統100之一方塊圖。在一項實施例中，電容鄰近量測系統100包含一感測器電極102及一板連接器104。板連接器104可接著電耦合至一導電板106。在另一實施例中，電容鄰近量測系統100包含耦合至感測器電極102及板連接器104之一感測器控制器108。就此而言，一量測電路可包含形成於感測器電極102與一導電測試表面之間的一電容器，以及自導電測試表面及導電板106形成之一電容器。此外，感測器控制器108與感測器電極102及板控制器104之間的電連接可完成量測電路。
在一項實施例中，導電板106係電容鄰近量測系統100之一組件。例如，導電板106可包含自一導電材料(諸如但不限於一金屬)形成之一板。此外，導電板106可獨立於經測試之樣本提供。在另一實施例中，導電板106係經測試之樣本之一組件。例如，一樣本可包含一絕緣基板之一個側上之一受關注測試表面及絕緣基板上之一相對側上之一導電層。因此，導電層可作為導電板106操作且電容鄰近量測系統100之板連接器104可在一量測期間電連接至導電層。
感測器控制器108可包含提供及/或分析一電容鄰近量測之各種組件。在一項實施例中，感測器控制器108包含在感測器電極102及/或導電板106上引發一充電以用於一電容量測之源極電路110。例如，源極電路110可包含(但不限於)一電壓源及/或一電流源。此外，源極電路110可包含一直流電(DC)源或一交流電(AC)源。就此而言，一電容鄰近量測可藉由提供一恆定及/或一交流電壓至感測器電極102而執行。
在另一實施例中，感測器控制器108包含用於量測感測器電極102與測試表面之間的一電容之量測電路112。此外，量測電路112可基於經量測電容判定感測器電極102與測試表面之間的一距離。
在另一實施例中，感測器控制器108包含一或多個處理器114及/或一記憶體媒體116(例如，記憶體)。例如，感測器控制器108可將量測資料(例如，電容值、距離值或類似者)儲存於記憶體媒體116上。就此而言，量測資料可經儲存以供後期使用及/或傳輸至一外部系統。藉由另一實例，處理器114可經組態以執行記憶體媒體116上維持之程式指令。就此而言，感測器控制器108之一或多個處理器114可執行貫穿本發明描述之各種程序步驟之任一者。例如，處理器114可基於一經量測電容判定感測器電極102與測試表面之間的一距離。在另一例項中，處理器114可控制(例如，經由控制信號)源極電路110以將一選定電壓及/或電流提供至量測電路。
一感測器控制器108之一或多個處理器114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114可包含經組態以執行演算法及/或指令之任何微處理器型裝置。在一項實施例中，一或多個處理器114包含一或多個場可程式化閘極陣列(FPGA)或類似者。
另外，感測器控制器108及任何相關聯組件(例如，處理器114、記憶體媒體116或類似者)可包含容置於一共同外殼中或多個外殼內之一或多個控制器(例如，以一分佈式組態)。例如，一或多個處理器114可包含以下各者：桌上型電腦、主機電腦系統、工作站、影像電腦、平行處理器，或經組態以執行經組態以操作如貫穿本發明描述之電容鄰近量測系統100之一程式之任何其他電腦系統(例如，網路電腦)。進一步應辨識，術語「處理器」可被廣泛地定義為涵蓋具有執行來自一非暫時性記憶體媒體116之程式指令的一或多個處理元件之任何裝置。
記憶體媒體116可包含此項技術中已知之適於儲存可由相關聯之一或多個處理器114執行之程式指令的任何儲存媒體。例如，記憶體媒體116可包含一非暫時性記憶體媒體。藉由另一實例，記憶體媒體116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、一固態硬碟及類似者。進一步應注意，記憶體媒體116可與一或多個處理器114容置於一共同控制器外殼中。在一項實施例中，記憶體媒體116可相對於一或多個處理器114及感測器控制器108之實體位置遠端定位。例如，感測器控制器108之一或多個處理器114可存取可透過一網路(例如，網際網路、內部網路及類似者)存取之一遠端記憶體(例如，伺服器)。因此，上文描述不應被解釋為對本發明的一限制，而是僅為一繪示。
此外，應理解，電容鄰近量測系統100可以各種組態提供以促進不同類型之樣本之量測。就此而言，各種實施例可併入圖1之方塊圖中繪示之組件之任何組合。此外，各實施例不需要包含圖1之方塊圖中繪示之每一組件。
圖2係根據本發明之一或多項實施例之經組態用於一樣本(導電樣本)202之鄰近量測之電容鄰近量測系統100之一概念圖。在一項實施例中，一感測器電極102平行於(或實質上平行於)樣本202定向。例如，一電容感測器204可包含一感測器電極102及一外殼206，該外殼206可在結構上支撐感測器電極102及/或包含額外感測電路。此外，感測器控制器108經電連接至感測器電極102及樣本202兩者以產生一量測電路。例如，樣本202可經電連接至量測電路之一接地208以閉合量測電路之接地路徑。在圖2中繪示之電容鄰近量測系統100之組態中，一感測器電極102與樣本202之間的一距離(d)可接著基於感測器電極102與樣本202之間的一電容(C d )判定。例如，感測器電極102與樣本202之間的距離(d)可藉由以下方程式(1)與感測器電極102與樣本202之間的一電容(C d )相關：
Figure 109112101-A0305-02-0013-1
 其中
Figure 109112101-A0305-02-0013-3
係真空介電係數，
Figure 109112101-A0305-02-0013-4
係感測器電極102與樣本202之間的材料之介電係數，且A係感測器電極102之面積。
本文中應辨識，與任何特定量測相關聯之量測電路可廣泛地包含通過量測電路之任何電路徑。例如，量測電路可包含與樣本202上之一引線連接點210與感測器電極102附近之一偵測區域212之間的一電阻相關之一樣本電阻(R s )(例如，與沿著樣本202之一平面之感測器電極102之一放置相關聯)。就此而言，情況可為引線連接點210及偵測區域212之相對位置可影響與整個量測電路相關聯之一經量測電容(C m )之值且因此可表示相對於與感測器電極102與樣本202之間的距離(d)相關之C d 值之量測誤差之一源。
應進一步辨識，此量測誤差之量值可針對不同樣本幾何結 構變化。例如，在一高度導電之樣本202之情況中，樣本電阻(R s )可為小至足以忽略的。然而，在一樣本202具有跨樣本202之一表面變化之一樣本電阻(R s )的情況中，量測誤差可變得明顯。
圖3係根據本發明之一或多個實施例之具有一空間變化電阻(R s )之樣本202(例如，一頂部表面)之一測試表面302之一俯視圖。例如，圖3中描繪之測試表面302可對應於一反射式倍縮光罩(諸如但不限於適用於EUV微影術之一倍縮光罩)之一表面。
在一項實施例中，測試表面302包含對應於用於鄰近偵測之受關注樣本202之一部分之一量測區域304。例如，對應於感測器電極102之位置之偵測區域212可位於測試表面302之量測區域304內。
在另一實施例中，測試表面302包含至少部分圍繞量測區域304之一絕緣邊界306(例如，一黑色邊界)。例如，絕緣邊界306可至少部分將量測區域304與至少一個導電外區域308(例如，絕緣邊界306外側之測試表面302之一額外導電部分)隔離。例如，絕緣邊界306可提供樣本202上之各種晶粒之間的隔離。在另一實施例中，測試表面302包含橫跨絕緣邊界306之一或多個導電橋部310(例如，一或多個黑色邊界橋部)。因此，情況可為一引線連接點210與偵測區域212之間的一電阻(R s )可基於引線連接點210與偵測區域212之相對位置變化。
例如，圖3中之虛線312可在概念上表示通過一導電橋部310之引線連接點210與偵測區域212之間的一相對低電阻路徑。因此，引線連接點210與偵測區域212之相對位置之變化(例如，歸因於針對一特定量測之相對於感測器電極102之樣本202之放置之變化)可導致一引線連接點210與偵測區域212之間的電阻(R s )之不同值。若一引線連接點210與偵 測區域212之間的電阻(R s )大幅變化，則此變化可導致鄰近量測中之無法忽略的量測誤差。
然而，應理解，圖3中之樣本202僅出於繪示性目的提供，且不應被視為限制性。實際上，本文描述之系統及方法可大體上應用於具有提供一空間變化電阻(R s )之各種佈局之樣本202。
圖4係根據本發明之一或多項實施例之經組態用於如圖3中展示般組態之樣本202之測試表面302之鄰近量測之電容鄰近量測系統100之一概念圖，其中測試表面302經電連接至測試表面302。
在一項實施例中，一電引線可放置於測試表面302之一外區域308上。就此而言，量測電路可包含感測器電極102與量測區域304之間的電容(C d )以及引線連接點210與偵測區域212之間的電阻(R s )，此可基於本文中之前描述之引線連接點210與偵測區域212之相對位置變化。
現參考圖5至圖11，更詳細描述基於包含平行於樣本202上之一受關注電浮動測試表面302之導電板106之一量測電路之電容鄰近偵測。
圖5係根據本發明之一或多項實施例之用於形成包含在一樣本(電浮動樣本)202之與感測器電極102相對之一側上之導電板之一量測電路之電容鄰近量測系統100之一概念圖。此外，圖5中展示之測試表面302對應於圖3中展示之測試表面302。
在一項實施例中，電容鄰近量測系統100包含連接至一導電板106之一板連接器104。板連接器104可包含適用於提供導電板106與電容鄰近量測系統100之額外元件之間的一電連接之任何類型裝置。例如，板連接器104可包含但不限於一或多個導線、或一或多個電接點(例 如，彈簧負載接點、夾具接點、焊料接點或類似者)。
導電板106可整合於電容鄰近量測系統100中或可與待量測之一樣本202整合。此外，在一些實施例中，電容鄰近偵測可用任何數目個導電板106執行，其等之任何組合可與電容鄰近量測系統100或待量測之一樣本202相關聯。在一項實施例中，如在圖5中繪示，導電板106可經形成為沈積於樣本202之一背表面502上之一導電層。例如，一樣本202可包含但不要求包含一絕緣基板504，其具有在基板504之一個面上之受關注測試表面302及在基板504之一相對面上之一導電層(例如，導電板106)。本文中應辨識，一些樣本202可具有可適用於用作導電板106之一導電背面層。例如，適用於EUV微影術之一些EUV倍縮光罩包含與獨立於一鄰近量測之一或多個程序步驟相關聯之導電背面層。然而，電容鄰近量測系統100可但不要求利用此一導電背面層用於本文描述之一鄰近量測。
圖6係根據本發明之一或多項實施例之與對應於圖5之電容鄰近量測之一量測電路600相關聯之一電路圖。在一項實施例中，量測電路600包含由感測器電極102與量測區域304之間的電容(C d )、量測區域304與導電板106之間的一電容(C MA )、外區域308與導電板106之間的一電容(C OA )及一表面電阻(R S )形成之來自感測器控制器108之一電路徑。此外，表面電阻(R S )可由包含絕緣邊界306(例如，包含任何導電橋部310)之一電阻(R B )及表面之一路徑電阻(R PATH )及可基於偵測區域212之位置變化之一可變層電阻(R LYR )之各種電阻之一組合形成。
如在圖5及圖6中繪示，藉由量測電路600量測之一總電容(C M )可因此不僅包含感測器電極102與量測區域304之間的電容(C d )，而且 包含與測試表面302相關聯之表面電阻(R S )及導電板106與測試表面302之各種部分之間的額外電容值(C MA 及C OA )。就此而言，基於經量測電容(C M )之感測器電極102與量測區域304之間的距離(d M )之一量測值可經特徵化為：
Figure 109112101-A0305-02-0017-2
 其對應於方程式(1)，其中C d 之值用量測電路600之經量測電容(C M )替換。此外，此可不同於感測器電極102與量測區域304之間的電容(C d )之一直接量測(例如，使用如表示之方程式(1))。因此，與基於量測電路600之一量測相關聯之一誤差(d Err )可經特徵化為d Err =d-d M 。 (3)
在一項實施例中，誤差(d Err )可藉由提供具有相對於量測區域304之一大面積之一導電板106而減輕。例如，導電板106之面積可但不要求大於量測區域304。就此而言，測試表面302與導電板106之間的電容(例如，C MA 與C OA 之組合)可為相對大的。此外，若測試表面302與導電板106之間的電容相對於感測器電極102與量測區域304之間的電容(C d )之值係足夠大的，則誤差在一選定精確度度量內可係可忽略的。類似地，若導電板106之面積足夠大，則表面電阻(R S )之任何變化亦可係可忽略的。在一些實施例中，導電板106之面積經選擇為至少與量測區域304一樣大以減輕誤差(d Err )。
在另一實施例中，誤差(d Err )可藉由估計及/或量測測試表面302與導電板106之間的電容之值(例如，C MA 與C OA 之組合)而補償。因此，感測器電極102與量測區域304之間的電容(C d )之值可自經量測電容(C M )判定，使得感測器電極102與量測區域304之間的距離(d)可自電容 (C d )判定。
在一些實施例中，雖然未展示，但導電板106經形成為適用於在一量測期間支撐樣本202之一導電板(例如，一金屬板或類似者)。就此而言，導電板106可整合於電容鄰近量測系統100中且可獨立於任何樣本202。
在一些實施例中，導電板106及感測器電極102定位於測試表面302之同一側上。例如，圖7係根據本發明之一或多項實施例之用於形成具有在與一感測器電極102相同之一樣本202之側上之一導電板106之一量測電路之電容鄰近量測系統100之一概念圖。此外，圖7中展示之測試表面302對應於圖3中展示之測試表面302。
在一項實施例中，導電板106包含一孔隙702。就此而言，感測器電極102與測試表面302之間的一空間可不受阻礙使得感測器電極102與量測區域304之間的距離可與本文之前描述之感測器電極102與量測區域304之間的電容(C d )相關。在另一實施例中，導電板106之至少一部分可穿過孔隙702突出。
此外，雖然未展示，但可產生與圖7中繪示之電容鄰近量測系統100相關聯之一對應量測電路(例如，類似於圖6中繪示之量測電路600)。例如，與電容鄰近量測系統100相關聯之一量測電路可具有與圖6之量測電路600相同之形式。在一些實施例中，與電容鄰近量測系統100相關聯之一量測電路可包含與感測器電極102與導電板106之間的一電容相關聯之一額外項。
在一些實施例中，電容鄰近偵測可併入多個導電板106。例如，圖8係根據本發明之一或多項實施例之用於形成具有兩個導電板 106及一樣本202之一量測電路之一電容鄰近量測系統100之一概念圖。此外，圖8中展示之測試表面302對應於圖3中展示之測試表面302。在圖8中，一第一導電板106a經形成為樣本202之一背表面上之一導電層(例如，如本文之前相對於圖5描述)，且一第二導電板106b定位於與感測器電極102相同之測試表面302之側上(例如，如本文之前相對於圖7描述)。
在一些實施例中，電容鄰近量測系統100整合於一外部系統中。例如，電容鄰近量測系統100可整合於半導體處理工具中，諸如但不限於一度量系統、一檢測系統、一微影系統或類似者。就此而言，電容鄰近量測系統100可促進操作之前或操作期間之工具內之一樣本202之一位置(例如，相對於工具之組件(諸如透鏡、偵測器或類似者)之樣本高度)之判定。此外，可利用鄰近量測來動態控制或以其他方式調整工具中之樣本202之位置。藉由另一實例，鄰近量測可作為回饋及/或前饋資料提供至額外程序工具。
圖9係根據本發明之一或多項實施例之包含電容鄰近量測系統100之一檢測工具900之一概念圖。在一項實施例中，一或多個感測器電極102定位成靠近檢測工具900之一電子源柱902。例如，源柱902可包含一或多個電極904，其或其等適用於照明樣本202(例如，量測區域304)以供檢測。此外，一或多個感測器電極102可但不要求藉由絕緣體906與源柱902電隔離。
在另一實施例中，電容鄰近量測系統100可整合於一外部系統中，使得系統之一部分可形成如本文描述之一導電板106。例如，如圖8中所繪示，導電板106可由源柱902之底部形成。
圖10係繪示根據本發明之一或多項實施例之依據絕緣邊界 306之電阻之圖5、圖7及圖8中繪示之電容鄰近量測系統100之不同組態之效能之模擬之一標繪圖。特定言之，圖10提供依據絕緣邊界306(例如，包含任何導電橋部310)之電阻(R B )之一距離誤差，其中距離誤差表示引線連接點210與偵測區域212之間的實際距離與量測距離之間的一差(例如，見圖3)。如在圖10中繪示，圖5、圖7及圖8中繪示之電容鄰近量測系統100之不同組態之各者實質上在所有情況中限制可變表面電阻之影響。此外，其中一導電板106定位於測試表面302之與感測器電極102相對之一側上之圖5之組態對在自0至10,000歐姆之範圍中之電阻值展現相對低之誤差(例如，距離誤差)。
圖11係繪示根據本發明之一或多項實施例之在用於執行電容鄰近量測之一方法1100中執行之步驟之一流程圖。申請人提及，本文中先前在電容鄰近量測系統100之背景內容中描述之實施例及實現技術應被解釋為擴展至方法1100。然而，進一步應注意，方法1100不限於電容鄰近量測系統100之架構。
在一項實施例中，方法1100包含接收具有一測試表面上之一導電量測區域之一樣本之一步驟1102。此外，測試表面之一表面電阻可但不要求具有一空間變化電阻。例如，樣本可包含一絕緣邊界以將量測區域與亦可為導電的樣本之一外部分至少部分隔離。在另一實施例中，方法1100包含靠近量測區域放置一感測器電極之一步驟1104。在另一實施例中，方法1100包含平行於測試表面放置一導電板之一步驟1106。例如，導電板可定位於樣本之一測試表面之與感測器電極相同或相對之側上。此外，導電板可但不要求大於樣本之一量測區域。在另一實施例中，方法1100包含在感測器電極與導電板之間形成一量測電路之一步驟1108，其 中樣本(例如，測試表面)相對於感測器電極及導電板電浮動。就此而言，量測電路可至少包含感測器電極與量測區域之間的一電容及量測區域與導電板之間的一電容。在另一實施例中，方法1100包含相對於導電板調整感測器電極之一電壓之一步驟1110。例如，步驟1110可包含將靜態或交流電壓之任何組合提供至感測器電極102。在另一實施例中，方法1100包含(例如，基於所施加電壓)量測與量測電路相關聯之一電容之一步驟1112。在另一實施例中，方法1100包含基於與量測電路相關聯之電容判定電極與量測區域之間的一距離之一步驟1114。
在本文中描述之標的物有時繪示含於其他組件內或與其他組件連接之不同組件。應理解，此等所描繪之架構僅為例示性的，且事實上可實施達成相同功能性之諸多其他架構。在一概念意義上，達成相同功能性之組件之任何配置經有效「相關聯」，使得達成所要功能性。因此，本文中經組合以達成一特定功能性之任何兩個組件可被視為彼此「相關聯」，使得達成所要功能性，而與架構或中間組件無關。同樣地，如此相關聯之任何兩個組件亦可被視為彼此「連接」或「耦合」以達成所要功能性，且能夠如此相關聯之任何兩個組件亦可被視為彼此「可耦合」以達成所要功能性。可耦合之特定實例包含但不限於可實體互動及/或實體互動之組件、及/或可無線互動及/或無線互動之組件，及/或可邏輯互動及/或邏輯互動之組件。
據信，藉由前文描述將理解本發明及許多其伴隨優點，且將明白，可在不背離所揭示標的物或不犧牲全部其重要優點之情況下對組件之形式、構造及配置進行各種改變。所描述之形式僅為說明性的，且以下發明申請專利範圍意欲涵蓋且包含此等改變。此外，應瞭解，本發明係 由隨附發明申請專利範圍定義。
100:電容鄰近量測系統
102:感測器電極
106:導電板
108:感測器控制器
202:樣本
204:電容感測器
206:外殼
208:接地
210:引線連接點
212:偵測區域
302:測試表面
304:量測區域
308:導電外區域
310:導電橋部
502:背表面
504:絕緣基板
Cd:電容
CMA:電容
COA:電容
d:距離

Claims (32)

  1. 一種電容鄰近量測系統，其包括：一感測器電極，其經組態以定位成靠近一樣本之一測試表面上之一導電量測區域；一板連接器，其經組態以在一系統接地與平行於該測試表面之一導電板之間提供一電連接，其中一量測電路形成於該感測器電極與該導電板之間，其中該測試表面相對於該感測器電極及該導電板電浮動；及一控制器，其通信地耦合至該感測器電極及該板連接器，該控制器包含經組態以執行程式指令之一或多個處理器，該等程式指令引起該一或多個處理器：相對於該導電板調整該感測器電極之一電壓；判定與該量測電路相關聯之一電容；及基於與該量測電路相關聯之該電容判定該電極與該量測區域之間的一距離。
  2. 如請求項1之系統，其中該導電板具有大於該量測區域之一面積。
  3. 如請求項1之系統，其中該導電板包括：一導電塗層，其在該樣本之與該表面相對之一背面上。
  4. 如請求項1之系統，其中該導電板及該感測器電極在該測試表面之一 共同側上。
  5. 如請求項4之系統，其中該導電板包含一孔隙，其中該感測器電極與該孔隙對準。
  6. 如請求項5之系統，其中該電極之至少一部分穿過該孔隙突出。
  7. 如請求項1之系統，其中該導電板包括：一電子束柱之一底部表面。
  8. 如請求項1之系統，其中該量測電路至少包含該感測器電極與該量測區域之間的一電容及該量測區域與該導電板之間的一電容。
  9. 如請求項8之系統，其進一步包括：量測該量測區域與該導電板之間的該電容；基於該量測區域與該導電板之間的該經量測電容判定該感測器電極與該量測區域之間的該電容；及基於該感測器電極與該量測區域之間的該電容判定該電極與該量測區域之間的該距離。
  10. 如請求項1之系統，其中該樣本之該測試表面包含該導電量測區域，該導電量測區域藉由具有一空間變化電阻之一邊界與一額外導電區分離。
  11. 如請求項10之系統，其中該邊界包括：一絕緣邊界，其具有將該導電量測區域與該額外導電區連接之一或多個導電橋部。
  12. 如請求項1之系統，其中該樣本包括：一反射倍縮光罩(reticle)。
  13. 如請求項1之系統，其中該樣本包括：一倍縮光罩，其適用於使用極紫外光之微影術。
  14. 一種檢測系統，其包括：一電子束柱，其用於將一電子束引導至一樣本；及一電容鄰近量測系統，其定位成鄰近於該電子束柱，該電容鄰近量測系統包括：一感測器電極，其經組態以定位成靠近一樣本之一測試表面上之一導電量測區域；一板連接器，其經組態以在一系統接地與平行於該測試表面之一導電板之間提供一電連接，其中一量測電路形成於該感測器電極與該導電板之間，其中該測試表面相對於該感測器電極及該導電板電浮動；及一控制器，其通信地耦合至該感測器電極及該板連接器，該控制器包含經組態以執行程式指令之一或多個處理器，該等程式指令引起該一或多個處理器： 相對於該導電板調整該感測器電極之一電壓；判定與該量測電路相關聯之一電容；及基於與該量測電路相關聯之該電容判定該電極與該量測區域之間的一距離。
  15. 如請求項14之系統，其中該導電板包括：該電子束柱之一底部表面。
  16. 如請求項14之系統，其中該導電板包括：一導電塗層，其在該樣本之與該表面相對之一背面上。
  17. 如請求項14之系統，其中該導電板及該感測器電極在該測試表面之一共同側上。
  18. 如請求項17之系統，其中該導電板包含一孔隙，其中該感測器電極與該孔隙對準。
  19. 如請求項18之系統，其中該電極之至少一部分穿過該孔隙突出(protrudes)。
  20. 一種用於電容鄰近量測之方法，其包括：接收具有一測試表面上之一導電量測區域之一樣本；靠近該量測區域放置一感測器電極；平行於該測試表面放置一導電板； 在該感測器電極與該導電板之間形成一量測電路，其中該測試表面相對於該感測器電極及該導電板電浮動；相對於該導電板調整該感測器電極之一電壓；量測與該量測電路相關聯之一電容；及基於與該量測電路相關聯之該電容判定該電極與該量測區域之間的一距離。
  21. 如請求項20之方法，其中該導電板具有大於該量測區域之一面積。
  22. 如請求項20之方法，其中該導電板包括：一導電塗層，其在該樣本之與該表面相對之一背面上。
  23. 如請求項20之方法，其中該導電板及該感測器電極在該測試表面之一共同側上。
  24. 如請求項23之方法，其中該導電板包含一孔隙，其中該感測器電極與該孔隙對準。
  25. 如請求項24之方法，其中該電極之至少一部分穿過該孔隙突出。
  26. 如請求項20之方法，其中該導電板包括：一電子束柱之一底部表面。
  27. 如請求項20之方法，其中該量測電路至少包含該感測器電極與該量測區域之間的一電容及該量測區域與該導電板之間的一電容。
  28. 如請求項27之方法，其進一步包括：量測該量測區域與該導電板之間的該電容；及基於該量測區域與該導電板之間的該經量測電容判定該感測器電極與該量測區域之間的該電容；及基於該感測器電極與該量測區域之間的該電容判定該電極與該量測區域之間的該距離。
  29. 如請求項20之方法，其中該樣本之一測試表面包含一導電量測區域，該導電量測區域藉由具有一空間變化電阻之一邊界與一額外導電區分離。
  30. 如請求項29之方法，其中該邊界包括：一絕緣邊界，其具有將該量測區域與該額外導電區連接之一或多個導電橋部。
  31. 如請求項20之方法，其中該樣本包括：一反射倍縮光罩。
  32. 如請求項20之方法，其中該樣本包括：一倍縮光罩，其適用於使用極紫外光之微影術。
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