TWI832338B - 資料處理裝置及方法、帶電粒子評估系統及方法 - Google Patents

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Abstract

本發明揭示一種用於偵測由一帶電粒子評估系統產生的樣本影像資料中的缺陷之資料處理裝置，該裝置包含：一第一處理模組，其經組態以自該帶電粒子評估系統接收一樣本影像資料串流，該樣本影像資料串流包含表示該樣本之一影像的一系列有序資料點，且該第一處理模組應用一第一缺陷偵測測試以選擇該樣本影像資料串流之一子集作為第一所選資料，其中該第一缺陷偵測測試為與接收該樣本影像資料串流並行地執行之一局域化測試；以及一第二處理模組，其經組態以接收該第一所選資料，且應用一第二缺陷偵測測試以選擇該第一所選資料之一子集作為第二所選資料。

Description

資料處理裝置及方法、帶電粒子評估系統及方法
本文所提供之實施例大體上係關於資料處理裝置及方法，尤其用於帶電粒子評估系統或在帶電粒子評估系統中使用之資料處理裝置及方法以及操作帶電粒子評估系統之方法。
在製造半導體積體電路(IC)晶片時，由於例如光學效應及偶然粒子所引起的非所要圖案缺陷在製造程序期間不可避免地出現在基板(亦即，晶圓)或遮罩上，從而降低良率。因此，監測不當圖案缺陷之範圍為IC晶片之製造中之重要程序。更一般而言，基板或其他物件/材料之表面的檢測及/或量測為在其製造期間及/或之後的重要製程。
具有帶電粒子射束之圖案檢測設備已用於檢測物件，該等物件可稱為樣本，例如以偵測圖案缺陷。此等設備通常使用電子顯微技術，諸如掃描電子顯微鏡(SEM)。在SEM中，運用最終減速步驟定向相對高能量下之電子的初級電子射束以便以相對低的著陸能量著陸於樣本上。電子射束聚焦為樣本上之探測光點。探測光點處之材料結構與來自電子射束之著陸電子之間的相互作用使得待自表面發射信號電子，諸如次級電子、反向散射電子或歐傑(Auger)電子。可自樣本之材料結構發射信號電 子。藉由使初級電子射束作為探測光點遍及樣本表面進行掃描，可橫越樣本之表面發射信號電子。藉由收集自樣本表面之此等發射之信號電子，圖案檢測設備可獲得表示樣本之表面之材料結構的特性之影像。
當使用圖案檢測設備以在高產出量下偵測樣本上之缺陷時，產生極大量之影像資料且必須處理該等影像資料以偵測缺陷。特定言之，需要減少來自影像資料之雜訊。US 8,712,184 B1及U 9,436,985 B1描述減少自掃描電子顯微鏡獲得之影像中的雜訊或改良其信號對雜訊比之方法。在一些情況下，資料產生速率可能過高以致在無過高處理功率量的情況下不允許即時處理，且先前技術方法不容易經最佳化以用於此大量資料之高速處理，例如即時處理。因此，資料處理可為對圖案檢測設備之產出量之不理想限制。
本發明之一目標為提供降低處理由帶電粒子評估設備產生之影像以偵測缺陷之計算成本的實施例。
根據第一態樣，提供一種用於偵測由一帶電粒子評估系統產生的樣本影像資料中的缺陷之資料處理裝置，該裝置包含：一第一處理模組，其經組態以自該帶電粒子評估系統接收一樣本影像資料串流，該樣本影像資料串流包含表示該樣本之一影像的一系列有序資料點，且該第一處理模組應用一第一缺陷偵測測試以選擇該樣本影像資料串流之一子集作為第一所選資料，其中該第一缺陷偵測測試為與接收該樣本影像資料串流並行地執行之一局域化測試；以及一第二處理模組，其經組態以接收該第一所選資料，且應用一第二缺陷偵測測試以選擇該第一所選資料之一子集作為第二所選資料。
根據本發明之第二態樣，提供一種帶電粒子評估系統，其包含一帶電粒子射束系統及如上文所描述之資料處理裝置。
根據本發明之第三態樣，提供一種使用一帶電粒子射束系統偵測具有複數個圖案重複區之樣本中的缺陷之方法，該方法按次序包含：對該等圖案重複區中之一第一區之一第一部分的一第一掃描以產生第一掃描影像資料；對該等圖案重複區中之一第二區之一第一部分的一第二掃描以產生第二掃描影像資料，該第二區與該第一區間隔開；對該等圖案重複區中之一第三區之一第一部分的一第三掃描以產生第三掃描影像資料，該第三區與該第一區及該第二區間隔開；以及對該第一區之一第二部分的一後續掃描以產生第四掃描影像資料。
根據本發明之第四態樣，提供一種使用一帶電粒子射束系統使用包含複數個子射束之一帶電粒子多射束偵測一樣本中的缺陷之方法，該樣本具有標稱地為相同區之複數個圖案重複區，該方法按次序包含：使用該帶電粒子多射束對該樣本之一第一圖案重複區之一第一掃描以產生第一掃描影像資料；使用該帶電粒子多射束對該樣本之一第二圖案重複區之一第二掃描以產生一第二掃描影像資料，該第二圖案重複區與該第一圖案重複區間隔開；使用該帶電粒子多射束對該樣本之一第三圖案重複區之一第三掃描以產生一第三掃描影像資料，該第三圖案重複區與該第一圖案重複區及該第二圖案重複區間隔開；以及藉由比較該第一掃描影像資料、該第二掃描影像資料及該第三掃描影像資料來處理該第一掃描影像資料、該第二掃描影像資料及該第三掃描影像資料以識別一缺陷；其中每一子射束被指派該第一圖案重複區、該第二圖案重複區及該第三圖案重複區之一部分，以使得每一掃描包含使用相同子射束掃描該等各別圖案重複區 之對應部分；其中該處理包含比較藉由該相同子射束自各別圖案重複區之對應部分獲得的掃描影像資料。
根據本發明之第五態樣，提供一種使用一帶電粒子射束系統使用包含複數個子射束之一帶電粒子多射束偵測一樣本中的缺陷之方法，該樣本具有標稱地相同之複數個圖案重複區，該方法包含：使用該帶電粒子多射束連續掃描該樣本之至少三個不同圖案重複區以產生不同的第一樣本影像資料集合；藉由比較各區的該影像資料來處理該等不同第一樣本影像資料集合以識別一缺陷；其中每一子射束被指派該等圖案重複區中之每一者之一對應部分，以使得每一掃描包含使用相同子射束來掃描該等各別圖案重複區之對應部分。
根據本發明之第六態樣，提供一種用於偵測由一帶電粒子評估系統產生的樣本影像資料中的缺陷之資料處理方法，該方法包含：自該帶電粒子評估系統接收一樣本影像資料串流，該樣本影像資料串流包含表示該樣本之一影像的一系列有序資料點；應用為一局域化測試之一第一缺陷偵測測試，該應用該第一偵測測試包含選擇該樣本影像資料串流之一子集作為第一所選資料，其中該應用該第一缺陷偵測測試與接收該樣本影像資料串流並行地進行；接收該第一所選資料；以及應用一第二缺陷偵測測試，該應用該第二偵測測試包含選擇該第一所選資料之一子集作為第二所選資料。
10:主腔室
20:裝載鎖定胺室
30:裝備前端模組
30a:第一裝載埠
30b:第二裝載埠
40:電子射束系統
41:多射束電子光學系統/電子光學柱
41':電子光學柱
41":電子光學柱
41''':單射束電子射束系統
50:控制器
72:面向表面
95:偏轉器陣列
100:帶電粒子射束檢測系統
122:槍孔徑
125:射束限制孔徑
126:聚光透鏡
132a:極片
132b:控制電極
132c:偏轉器
132d:激勵線圈
135:柱孔徑
144:電子偵測器
148:第一四極透鏡
158:第二四極透鏡
201:電子源
202:初級電子射束
207:樣本固持器
208:樣本
209:機動載物台
211:子射束/細射束
212:子射束/細射束
213:子射束/細射束
220:子射束路徑
221:探測光點
222:探測光點
223:探測光點
230:投影設備
231:聚光透鏡
234:物鏡
235:偏轉器
240:偵測器/偵測器模組
241:物鏡陣列
242:電極
243:電極
245:孔徑陣列
246:孔徑陣列
250:控制透鏡陣列
252:上部射束限制器
260:掃描偏轉器陣列
262:射束塑形限制器
265:巨型掃描偏轉器
270:巨型準直器
280:信號處理系統
404:基板
405:偵測器元件/捕捉電極
406:射束孔徑
500:資料處理裝置/處理模組
501:濾波器模組
502:比較器
503:參考影像產生器
504:輸出模組
505:正方形均勻內核
505a:中心區
505b:周邊區
510:緩衝器
540:資料處理裝置
550:第一處理模組
551:濾波器模組
552:比較器
553:第一參考影像資料
554:輸入緩衝器
555:參考緩衝器
560:第二處理模組
570:輸出緩衝器
720:子射束視場
724:條帶
740:子射束處理區域
741:額外邊界
742:處理區域
743:額外邊界
750:多射束視場
760:圖案重複區
801:巨型步驟
802:步驟
803:步驟
DS1:樣本影像資料串流
DS2:經縮減資料串流
DS3:輸出資料串流
h:高度/尺寸
Hfov:高度
pr1:第一圖案重複區
pr2:第二圖案重複區
pr3:第三圖案重複區
sr1-1:第一掃描區
sr1-2:第四掃描區
sr2-1:第二掃描區
sr2-2:第五掃描區
sr3-1:第三掃描區
sr3-2:第六掃描區
w:節距/寬度
Wfov:寬度
本發明之上述及其他態樣自結合附圖進行的例示性實施例之描述將變得更顯而易見。
圖1為說明例示性帶電粒子射束檢測系統之示意圖。
圖2為說明為圖1之例示性帶電粒子射束檢測系統之一部分的例示性多射束帶電粒子評估設備之示意圖。
圖3為包含聚光透鏡陣列之例示性電子光學柱的示意圖。
圖4為包含巨型準直器及巨型掃描偏轉器之例示性電子光學柱的示意圖。
圖5為包含射束分離器之例示性電子光學柱的示意圖。
圖6為根據一實施例之帶電粒子評估系統的物鏡陣列之示意性橫截面圖。
圖7為圖6之物鏡陣列之修改的底視圖。
圖8為例示性單射束電子光學柱之示意圖。
圖9為根據一實施例之資料路徑的示意圖。
圖10為根據一實施例之方法的流程圖。
圖11為根據一實施例之資料處理裝置的示意圖。
圖12為一實施例之均勻內核之圖。
圖13為可對其執行本發明之方法之SEM影像的實例。
圖14A、圖14B及圖14C為帶電粒子評估系統中的子射束之視場、子射束處理區域、多射束視場之示意圖。
圖15為樣本上之掃描區域及圖案重複區的示意圖。
圖16為展示更多細節的第二實施例之方法之泳道圖。
圖17為說明每條帶之過度掃描的圖。
圖18為說明每圖案重複區域之過度掃描的圖。
圖19為說明多射束電子光學柱之每視場之過度掃描的圖。
圖20為說明步進及掃描序列之圖。
示意圖及視圖展示下文所描述之組件。然而，圖式中所描繪之組件未按比例繪製。
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相似元件。在以下例示性實施例描述中闡述的實施並不表示符合本發明之所有實施。實情為，其僅為符合關於隨附申請專利範圍中所列舉的本發明之態樣的設備及方法之實例。
可藉由顯著增大IC晶片上之電路組件(諸如電晶體、電容器、二極體等)之裝填密度來實現電子裝置之增強之計算能力，其減小該裝置之實體大小。此已藉由提高之解析度來實現，從而使得能夠製作更小之結構。舉例而言，智慧型手機的IC晶片(其為拇指甲大小且在2019年或更早可用)可包括超過20億個電晶體，各電晶體之大小小於人類毛髮之1/1000。因此，半導體IC製造係具有數百個個別步驟之複雜且耗時製程並不出人意料。甚至一個步驟中之錯誤亦有可能顯著影響最終產品之功能。僅一個「致命缺陷」可造成裝置故障。製造製程之目標為改良製程之總良率。舉例而言，為獲得50步驟製程(其中步驟可指示形成於晶圓上之層的數目)之75%良率，每一個別步驟之良率必須高於99.4%。若每一個別步驟具有95%之良率，則總程序良率將低達7%。
儘管高製程良率在IC晶片製造設施中係合乎需要的，但維持高基板(亦即，晶圓)產出量(經定義為每小時處理之基板的數目)亦為必不可少的。高製程良率及高基板產出量可受到缺陷之存在影響。若需要操作員干預來審查缺陷，則此尤其成立。因此，由檢測裝置(諸如掃描電子 顯微鏡(「SEM」))進行之微米及奈米級缺陷之高產出量偵測及識別對於維持高良率及低成本係至關重要的。
SEM包含掃描裝置及偵測器設備。掃描裝置包含：照明設備，其包含用於產生初級電子之電子源；以及投影設備，其用於運用一或多個聚焦的初級電子射束來掃描樣本，諸如基板。至少照射設備或照射系統及投影設備或投影系統可統稱為電子光學系統或設備。初級電子與樣本相互作用，且產生次級電子。偵測設備在掃描樣本時捕捉來自樣本之次級電子，使得SEM可產生樣本之經掃描區域的影像。對於高產出量檢測，一些檢測設備使用初級電子之多個聚焦射束，亦即，多射束。多射束之組成射束可稱為子射束或細射束。多射束可同時掃描樣本之不同部分。多射束檢測設備因此可以比單射束檢查設備高得多的速度檢測樣本。
下文描述已知多射束檢測設備之實施。
儘管描述及圖式係針對電子光學系統，但應瞭解，實施例不用於將本發明限制為特定帶電粒子。因此，更一般而言，可認為貫穿本發明文獻對電子之參考為對帶電粒子之參考，其中帶電粒子未必為電子。
現在參考圖1，其為說明例示性帶電粒子射束檢測系統100之示意圖，該帶電粒子射束檢測系統亦可稱為帶電粒子射束評估系統或簡單地稱為評估系統。圖1之帶電粒子射束檢測系統100包括主腔室10、裝載鎖定腔室20、電子射束系統40、裝備前端模組(EFEM)30及控制器50。電子射束系統40位於主腔室10內。
EFEM 30包括第一裝載埠30a及第二裝載埠30b。EFEM 30可包括額外裝載埠。第一裝載埠30a及第二裝載埠30b可例如收納含有待檢測之基板(例如半導體基板或由其他材料製成之基板)或樣本的基板前開 式單元匣(FOUP)(基板、晶圓及樣本在下文統稱為「樣本」)。EFEM 30中之一或多個機器人臂(未展示)將樣本輸送至裝載鎖定腔室20。
裝載鎖定腔室20用於移除樣本周圍之氣體。此產生真空，亦即局部氣體壓力低於周圍環境中之壓力。裝載鎖定腔室20可連接至裝載鎖定真空泵系統(未展示)，該裝載鎖定真空泵系統移除裝載鎖定腔室20中之氣體粒子。裝載鎖定真空泵系統之操作使得裝載鎖定腔室能夠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)可將樣本自裝載鎖定腔室20輸送至主腔室10。主腔室10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10中之氣體粒子，使得樣本周圍之壓力達到低於第一壓力之第二壓力。在達到第二壓力之後，將樣本輸送至可檢測樣本之電子射束系統。電子射束系統40可包含多射束電子光學設備。
控制器50以電子方式連接至電子射束系統40。控制器50可為經組態以控制帶電粒子射束檢測設備100之處理器(諸如電腦)。控制器50亦可包括經組態以執行各種信號及影像處理功能之處理電路。儘管控制器50在圖1中展示為在包括主腔室10、裝載鎖定腔室20及EFEM 30之結構之外部，但應瞭解，控制器50可為該結構之部分。控制器50可定位於帶電粒子射束檢測設備之組成元件中之一者中或其可分佈於組成元件中之至少兩者上方。雖然本發明提供收容電子射束系統之主腔室10的實例，但應注意，本發明之態樣在其最廣泛意義上而言不限於收容電子射束系統之腔室。實際上，應瞭解，亦可將前述原理應用於在第二壓力下操作之其他裝置及設備的其他配置。
現參考圖2，其為說明包括作為圖1之例示性帶電粒子射束 檢測系統100的一部分之多射束電子光學系統41的例示性電子射束系統40之示意圖。電子射束系統40包含電子源201及投影設備230。電子射束系統40進一步包含機動載物台209及樣本固持器207。電子源201及投影設備230可一起稱為電子光學系統41或稱為電子光學柱。樣本固持器207由機動載物台209支撐，以便固持用於檢測之樣本208(例如，基板或遮罩)。多射束電子光學系統41進一步包含偵測器240(例如，電子偵測裝置)。
電子源201可包含陰極(未展示)及提取器或陽極(未展示)。在操作期間，電子源201經組態以自陰極發射電子作為初級電子。藉由提取器及/或陽極提取或加速初級電子以形成初級電子射束202。
投影設備230經組態以將初級電子射束202轉換成複數個子射束211、212、213且將每一子射束引導至樣本208上。儘管為簡單起見說明三個子射束，但可存在數十、數百、數千、數萬或成千上萬子射束。該等子射束可稱為細射束。
控制器50可連接至圖1之帶電粒子射束檢測設備100的各種部分，諸如電子源201、偵測器240、投影設備230及機動載物台209。控制器50可執行各種影像及信號處理功能。控制器50亦可產生各種控制信號以管控帶電粒子射束檢測設備(包括帶電粒子多射束設備)之操作。
投影設備230可經組態以將子射束211、212及213聚焦至用於檢測之樣本208上且可在樣本208之表面上形成三個探測光點221、222及223。投影設備230可經組態以使初級子射束211、212及213偏轉以越過樣本208之表面之區段中的個別掃描區域來掃描探測光點221、222及223。回應於初級子射束211、212及213入射於樣本208上之探測光點221、222及223上，自樣本208產生電子，該等電子包括可稱為信號粒子 之次級電子及反向散射電子。次級電子通常具有小於或等於50eV之電子能量。實際次級電子可具有小於5eV之能量，但低於50eV之任何物均視為次級電子。反向散射電子通常具有介於0eV與初級子射束211、212及213之著陸能量之間的電子能量。由於偵測到之能量小於50eV之電子大體上視為次級電子，因此一部分實際反向散射電子將視為次級電子。
偵測器240經組態以偵測諸如次級電子及/或反向散射電子之信號粒子且產生發送至信號處理系統280之對應信號，例如以建構樣本208之對應經掃描區域的影像。偵測器240可併入至投影設備230中。
信號處理系統280可包含經組態以處理來自偵測器240之信號以便形成影像的電路(未展示)。信號處理系統280可另外稱為影像處理系統。信號處理系統可併入至電子射束系統40之組件中，諸如偵測器240(如圖2中所示)。然而，信號處理系統280可併入至檢測設備100或電子射束系統40之任何數目個組件中，諸如作為投影設備230或控制器50之部分。信號處理系統280可包括影像獲取器(未展示)及儲存裝置(未展示)。舉例而言，信號處理系統可包含處理器、電腦、伺服器、大型電腦主機、終端機、個人電腦、任何種類之行動計算裝置及其類似者，或其組合。影像獲取器可包含控制器之處理功能之至少部分。因此，影像獲取器可包含至少一或多個處理器。影像獲取器可以通信方式耦接至允許信號通信之偵測器240，諸如電導體、光纖纜線、攜帶型儲存媒體、IR、藍牙、網際網路、無線網路、無線電等，或其組合。影像獲取器可自偵測器240接收信號，可處理信號中所包含之資料且可根據該資料建構影像。影像獲取器可因此獲取樣本208之影像。影像獲取器亦可執行各種後處理功能，諸如產生輪廓線、疊加指示符於所獲取影像上，及類似者。影像獲取器可經組態 以執行對所獲取影像之亮度及對比度等的調整。儲存器可為諸如以下各者之儲存媒體：硬碟、快閃驅動器、雲端儲存器、隨機存取記憶體(RAM)、其他類型之電腦可讀記憶體及其類似者。儲存器可與影像獲取器耦接，且可用於保存作為原始影像之經掃描原始影像資料以及後處理影像。
信號處理系統280可包括量測電路系統(例如類比至數位轉換器)以獲得偵測到之次級電子的分佈。在偵測時間窗期間收集之電子分佈資料可與入射於樣本表面上的初級子射束211、212及213中之每一者之對應掃描路徑資料結合使用，以重建構受檢測樣本結構的影像。經重建構影像可用於顯露樣本208之內部或外部結構的各種特徵。經重建構之影像可藉此用於顯露可存在於樣本中之任何缺陷。作為方便起見，信號處理系統280之上述功能可在控制器50中進行或在信號處理系統280與控制器50之間共用。
控制器50可控制機動載物台209以在樣本208之檢測期間移動樣本208。控制器50可使得機動載物台209能夠至少在樣本檢測期間在一方向上較佳連續地(例如以恆定速度)移動樣本208，其可稱為一種類型的掃描。控制器50可控制機動載物台209之移動，使得該控制器取決於各種參數而改變樣本208之移動速度。舉例而言，控制器50可取決於掃描程序之檢測步驟及/或掃描程序之掃描之特性而控制載物台速度(包括其方向)，例如2021年5月3日申請之EPA 21171877.0中所揭示，EPA 21171877.0就載物台之至少經組合步進及掃描策略而言特此併入。
已知多射束系統(諸如上文所描述之電子射束工具40及帶電粒子射束檢測設備100)揭示於特此以引用方式併入的US2020118784、US20200203116、US 2019/0259570及US2019/0259564中。
電子射束系統40可包含投影總成以藉由照明樣本208調節樣本上之累積電荷。
圖3為用於評估系統之例示性電子光學柱41之示意圖。為易於說明，本文中藉由橢圓形狀陣列示意性地描繪透鏡陣列。每一橢圓形狀表示透鏡陣列中之透鏡中之一者。按照慣例，橢圓形狀用以表示透鏡，類似於光學透鏡中常常採用之雙凸面形式。然而，在諸如本文中所論述之彼等帶電粒子配置的帶電粒子配置之上下文中，應理解，透鏡陣列將通常以靜電方式操作且因此可能不需要採用雙凸面形狀之任何實體元件。如下文所描述，替代地，透鏡陣列可包含具有孔徑之多個板。具有孔徑之每一板可稱為電極。電極可沿著多射束之子射束之子射束路徑串聯地提供。
電子源201朝向聚光透鏡231之一陣列(另外稱為聚光透鏡陣列)引導電子。電子源201理想地為具有亮度與總發射電流之間之良好折衷之高亮度熱場發射器。可能存在數十、數百或數千個聚光透鏡231。聚光透鏡231可包含多電極透鏡且具有基於EP1602121A1之構造，其文件特此以引用方式尤其併入至用以將電子射束分裂成複數個子射束之透鏡陣列的揭示內容，其中該陣列針對每一子射束提供一透鏡。聚光透鏡231之陣列可呈至少兩個板(較佳為三個板)之形式，其充當電極，其中每一板中之孔徑彼此對準且對應於子射束之位置。在操作期間將該等板中之至少兩者維持處於不同電位以達成所要透鏡化效應。在聚光透鏡陣列之板之間為例如由諸如陶瓷或玻璃之絕緣材料製成之電絕緣板，其具有用於子射束之一或多個孔徑。板中之一或多者的替代配置可以孔徑為特徵，每一孔徑具有其自有電極，每一孔徑在其周邊周圍具有電極陣列或以具有共同電極之孔徑之群組配置。
在一配置中，聚光透鏡231之陣列由三個板陣列形成，在該等三個板陣列中，帶電粒子在其進入及離開每一透鏡時具有相同能量，此配置可稱為單透鏡(Einzel lens)。因此，分散僅出現在單透鏡自身內(透鏡之進入電極與離開電極之間)，由此限制離軸色像差。當聚光透鏡之厚度低，例如數毫米時，此類像差具有小或可忽略的影響。
陣列中之每一聚光透鏡將電子引導至各別子射束211、212、213中，該各別子射束聚焦於各別中間焦點233處。準直器或準直器陣列可經定位以對各別中間焦點233進行操作。準直器可採取設置於中間焦點233處之偏轉器235之形式。偏轉器235經組態以使各別細射束211、212、213彎曲達一量，以有效確保主射線(其亦可稱為射束軸線)實質上法向入射於樣本208上(亦即，對於樣本之法向表面呈實質上90°)。
偏轉器235下方(亦即，順流方向或更遠離源201)存在控制透鏡陣列250，該控制透鏡陣列包含用於每一子射束211、212、213之控制透鏡251。控制透鏡陣列250可包含連接至各別電位源之兩個或更多個(較佳至少三個)板狀電極陣列，較佳其中絕緣板例如在該等電極之間與該等電極接觸。板狀電極陣列中之每一者可稱為控制電極。控制透鏡陣列250之功能為相對於射束之縮小率最佳化射束張角及/或控制遞送至物鏡234之射束能量，該等物鏡中之每一者將各別子射束211、212、213引導至樣本208上。
視情況，將掃描偏轉器陣列260提供於控制透鏡陣列250與物鏡234之陣列(物鏡陣列)之間。掃描偏轉器陣列260包含用於每一子射束211、212、213之掃描偏轉器261。每一掃描偏轉器經組態以使各別子射束211、212、213在一個或兩個方向上偏轉，以便在一個或兩個方向上在 整個樣本208中掃描子射束。
偵測器之偵測器模組240設置於物鏡234及樣本208內或之間以偵測自樣本208發射之信號電子/粒子。下文描述此偵測器模組240之例示性構造。應注意，偵測器另外或替代地可具有在沿著物鏡陣列或甚至控制透鏡陣列之初級射束路徑之逆流方向的偵測器元件。
圖4為具有替代性電子光學柱41'之例示性電子射束系統的示意圖。電子光學柱41'包含物鏡陣列241。物鏡陣列241包含複數個物鏡。物鏡陣列241可為可交換模組。為了簡明起見，此處可不重複上文已描述之電子射束系統之特徵。
如圖4中所示，電子光學柱41'包含源201。源201提供帶電粒子(例如電子)束。聚焦於樣本208上之多射束源自由源201提供之射束。子射束可自射束導出，例如使用界定射束限制孔徑陣列之射束限制器。射束可在遇到控制透鏡陣列250時分成子射束。子射束在進入控制透鏡陣列250時實質上平行。多射束之子射束可以可稱為多射束配置之圖案來配置。圖案可形成柵格。柵格可為六邊形、直線形、菱形或正方形。在所示實例中，準直器經提供於物鏡陣列總成之逆流方向。
準直器可包含巨型準直器270。巨型準直器270在來自源201之射束已經分裂成多射束之前作用於該射束。巨型準直器270使射束之各別部分彎曲一定量，以有效地確保自該射束導出之子射束中之每一者的射束軸線實質上垂直地入射於樣本208上(亦即，與樣本208之標稱表面實質上成90°)。巨集準直器270包含磁透鏡及/或靜電透鏡。在另一配置(未展示)中，巨型準直器可部分或全部由準直器元件陣列替換，該準直器元件陣列設置於上部射束限制器之順流方向。
在圖4之電子光學柱41'中，提供巨型掃描偏轉器265以使子射束在樣本208上方進行掃描。巨型掃描偏轉器265使射束之各別部分偏轉以使子射束在樣本208上方進行掃描。在實施例中，巨型掃描偏轉器265包含宏觀多極偏轉器，例如具有八極或更多極。偏轉係為了使源自射束之子射束待在一個方向(例如平行於單個軸，諸如X軸)上或在兩個方向(例如相對於兩個非平行軸，諸如X軸及Y軸)上跨越樣本208進行掃描。巨型掃描偏轉器265宏觀上作用於所有射束，而非包含各自經組態以作用於射束之不同個別部分的偏轉器元件之陣列。在所展示實施例中，巨型掃描偏轉器265設置於巨型準直器270與控制透鏡陣列250之間。在另一配置(未展示)中，巨型掃描偏轉器265可部分或完全由例如作為用於每一子射束之掃描偏轉器的掃描偏轉器陣列替換。在其他實施例中，提供巨型掃描偏轉器265及掃描偏轉器陣列兩者，且其可同步地操作。
在一些實施例中，電子光學系統41進一步包含上部射束限制器252。上部射束限制器252界定射束限制孔徑陣列。上部射束限制器252可稱為上部射束限制孔徑陣列或逆流方向射束限制孔徑陣列。上部射束限制器252可包含具有複數個孔徑之板(其可為板狀體)。上部射束限制器252自由源201發射之帶電粒子射束形成子射束。可藉由上部射束限制器252阻擋(例如，吸收)射束中除促成形成子射束之部分之外的部分，以免干擾順流方向上之子射束。上部射束限制器252可稱為子射束界定孔徑陣列。
在一些實施例中，如圖4中所例示，物鏡陣列總成(其為包含物鏡陣列241之單元)進一步包含射束塑形限制器262。射束塑形限制器262界定射束限制孔徑陣列。射束塑形限制器262可稱為下部射束限制 器、下部射束限制孔徑陣列或最終射束限制孔徑陣列。射束塑形限制器262可包含具有複數個孔徑之板(其可為板狀體)。射束塑形限制器262可在控制透鏡陣列250之至少一個電極(視情況所有電極)的順流方向。在一些實施例中，射束塑形限制器262在物鏡陣列241之至少一個電極(視情況所有電極)的順流方向。在一配置中，射束塑形限制器262在結構上與物鏡陣列241之電極整合。合乎需要地，射束塑形限制器262定位於具有低靜電場強度之區中。射束限制孔徑與物鏡陣列之對準使得來自對應物鏡之子射束的一部分可傳遞通過射束限制孔徑且照射至樣本208上，使得入射至射束塑形限制器262上之子射束的僅所選部分傳遞通過射束限制孔徑。
本文中所描述之物鏡陣列總成中之任一者可進一步包含偵測器240。偵測器偵測自樣本208發射之電子。所偵測之電子可包括由SEM偵測到之電子中之任一者，包括諸如自樣本208發射之次級及/或反向散射電子的信號粒子。下文參考圖6及圖7更詳細地描述偵測器240之例示性構造。
圖5示意性地描繪根據一實施例之包括電子光學柱41"之電子射束系統40。向與上文所描述之特徵相同的特徵給出相同附圖標號。為了簡明起見，不參考圖5詳細地描述此類特徵。舉例而言，源201、聚光透鏡231、巨型準直器270、物鏡陣列241及樣本208可如上文所描述。
如上文所描述，在一實施例中，偵測器240介於物鏡陣列241與樣本208之間。偵測器240可面向樣本208。或者，如圖5中所展示，在一實施例中，包含複數個物鏡之物鏡陣列241介於偵測器240與樣本208之間。
在一實施例中，偏轉器陣列95介於偵測器240與物鏡陣列 241之間。在一實施例中，偏轉器陣列95包含韋恩濾波器(Wien filter)陣列，使得偏轉器陣列可稱為射束分離器。偏轉器陣列95經組態以提供磁場，以將投影至樣本208之帶電粒子與來自樣本208朝向偵測器240之次級電子分離開。
在一實施例中，偵測器240經組態以參考帶電粒子之能量(亦即，取決於帶隙)偵測信號粒子。此偵測器240可稱為間接電流偵測器。自樣本208發射之次級電子自電極之間的場獲得能量。次級電子一旦到達偵測器240便具有足夠能量。在不同配置中，偵測器240可為例如在射束之間的螢光條帶之閃爍體陣列，且其相對於韋恩濾波器沿著初級射束路徑逆流方向定位。穿過(正交於初級射束路徑之磁性及靜電條帶之)韋恩濾波器陣列之初級射束具有實質上平行的韋恩濾波器陣列之逆流方向及順流方向的路徑；而將來自樣本之信號電子朝向閃爍體陣列引導至韋恩濾波器陣列。所產生之光子經由光子輸送單元(例如，光纖陣列)引導至遠端光學偵測器，該遠端光學偵測器在偵測光子時產生偵測信號。
任何實施例之物鏡陣列241可包含孔徑陣列經界定於其中之至少兩個電極。換言之，物鏡陣列包含具有複數個孔或孔徑之至少兩個電極。圖6展示為具有各別孔徑陣列245、246之例示性物鏡陣列241之部分的電極242、243。電極中之每一孔徑的位置對應於另一電極中之對應孔徑的位置。對應孔徑在使用中操作於多射束中之相同射束、子射束或射束群組上。換言之，至少兩個電極中之對應孔徑與子射束路徑(亦即，子射束路徑220中之一者)對準且沿著該子射束路徑配置。因此，電極各自具備各別子射束211、212、213傳播通過的孔徑。
物鏡陣列241可包含兩個電極(如圖6中所展示)或三個電 極，或可具有更多電極(未展示)。具有僅兩個電極之物鏡陣列241可具有比具有更多電極之物鏡陣列241更低的像差。三電極物鏡可具有電極之間的較大電位差且因此實現較強透鏡。額外電極(亦即，多於兩個電極)提供用於控制電子軌跡之額外自由度，例如以聚焦次級電子以及入射射束。兩個電極透鏡優於單透鏡之益處為入射射束之能量未必與出射射束相同。有益地，此兩個電極透鏡陣列上之電位差使得其能夠充當加速或減速透鏡陣列。
物鏡陣列241之鄰近電極沿著子射束路徑彼此間隔開。鄰近電極(其中絕緣結構可如下文所描述而定位)之間的距離大於物鏡陣列之物鏡。
較佳地，提供於物鏡陣列241中之電極中之每一者為一板。電極可另外描述為平坦薄片。較佳地，電極中之每一者為平面的。換言之，電極中之每一者將較佳地提供為呈平面形式之薄平板。當然，電極不需要為平坦的。舉例而言，電極可歸因於由高靜電場引起之力而弓曲。較佳提供平面電極，此係由於此使得因可使用已知製造方法而更容易製造電極。平面電極亦可為較佳的，此係由於其可提供不同電極之間的孔徑之更準確對準。
物鏡陣列241可經組態以使帶電粒子射束縮小達大於10之因數，合乎需要地在50至100或更大之範圍內。
提供偵測器240以偵測自樣本208發射之信號粒子，亦即次級及/或反向散射帶電粒子。偵測器240定位於物鏡234與樣本208之間。在信號粒子之方向上，偵測器產生偵測信號。偵測器240可另外稱為偵測器陣列或感測器陣列，且術語「偵測器」及「感測器」可貫穿本申請案互換 使用。
可提供用於電子光學系統41之電子光學裝置。電子光學裝置經組態以朝向樣本208投射電子射束。電子光學裝置可包含物鏡陣列241。電子光學裝置可包含偵測器240。物鏡陣列(亦即物鏡陣列241)可對應於偵測器陣列(亦即偵測器240)及/或射束(亦即，子射束)中之任一者。
在下文描述例示性偵測器240。然而，對偵測器240之任何參考可按需要為單一偵測器(亦即，至少一個偵測器)或多個偵測器。偵測器240可包含偵測器元件405(例如諸如捕捉電極之感測器元件)。偵測器240可包含任何適當類型之偵測器。舉例而言，可使用捕捉電極(例如)以直接偵測電子電荷、閃爍體或PIN元件。該偵測器240可為直流電偵測器或間接電流偵測器。偵測器240可為如下文關於圖7所描述之偵測器。
偵測器240可定位於物鏡陣列241與樣本208之間。偵測器240經組態以接近於樣本208。偵測器240可極接近於樣本208。或者，自偵測器240至樣本208可存在較大間隙。偵測器240可定位於裝置中以便面向樣本208。或者，偵測器240可定位於電子光學系統41中之其他處，使得並非偵測器之電子光學裝置之部分面向樣本208。
圖7為偵測器240之底視圖，該偵測器包含基板404，在該基板上提供各自包圍射束孔徑406之複數個偵測器元件405。射束孔徑406可藉由蝕刻穿過基板404來形成。在圖7中所展示之配置中，射束孔徑406呈六邊形緊密堆積陣列形式。射束孔徑406亦可以不同方式配置成例如矩形或菱形陣列。圖7中之六邊形配置之射束配置可比正方形射束配置更密集地堆積。偵測器元件405可以矩形陣列或六邊形陣列配置。射束孔徑可對應於朝向基板404之子射束的多射束配置。
捕捉電極405形成偵測器模組240之最底部(亦即，最接近樣本的)表面。在捕捉電極405與矽基板404之主體之間設置有邏輯層。邏輯層可包括放大器(例如，轉阻抗放大器)、類比至數位轉換器及讀出邏輯。在一實施例中，每一捕捉電極405存在一個放大器及一個類比/數位轉換器。以此等元件為特徵之電路可包含於稱為與孔徑相關聯之胞元的單位區域中。偵測器模型240可具有各自與孔徑相關聯之若干胞元。在基板內或上為連接至邏輯層且例如經由電力、控制及資料線外部連接每一胞元之邏輯層的配線層。以上所描述之整合式偵測器模組240在與具有可調諧著陸能量之系統一起使用時係特別有利的，此係由於可針對著陸能量範圍來最佳化次級電子捕捉。呈陣列形式之偵測器模組亦可整合至其他電極陣列中，而不僅是可整合至最低電極陣列中。此偵測器模組之特徵可在於偵測器，其為例如在物鏡之最順流方向表面上方的閃爍體或半導體偵測器，諸如PIN偵測器。此類偵測器模組之特徵可在於與包含電流偵測器之偵測器模組類似的電路架構。整合至物鏡中之偵測器模組的另外細節及替代配置可見於EP申請案第20184160.8及20217152.6號中，該文件在此至少就偵測器模組之細節而言以引用之方式併入。
偵測器可具備多個部分，且更具體言之，具備多個偵測部分。包含多個部分之偵測器可與子射束211、212、213中之一者相關聯。因此，一個偵測器240之多個部分可經組態以偵測關於初級射束(其可另外稱為子射束211、212、213)中之一者的自樣本208發射的信號粒子。換言之，包含多個部分之偵測器可與物鏡總成之電極中之至少一者中的孔徑中之一者相關聯。更特定言之，包含多個部分之偵測器405可經配置於單孔徑406周圍，此提供此偵測器之實例。如所提及，來自偵測器模組之偵測 信號用於產生影像。藉由多個偵測部分，偵測信號包含來自不同偵測信號之分量，該等分量可作為資料集或在偵測影像中處理。
在一實施例中，物鏡陣列241為可交換模組，其係獨自的或與諸如控制透鏡陣列及/或偵測器陣列之其他元件組合。該可更換模組可為可為現場可替換的，亦即，可由現場工程師用新模組調換該模組。在一實施例中，多個可交換模組含於系統內且可在可操作位置與不可操作位置之間調換而不打開電子射束系統。
在一些實施例中，提供減小子射束中之一或多個像差的一或多個像差校正器。定位於中間焦點(或中間影像平面)中或直接鄰近於中間焦點之像差校正器可包含偏轉器以校正針對不同射束出現在不同位置處之源201。校正器可用以校正由源引起之宏觀像差，該等宏觀像差防止每一子射束與對應物鏡之間的良好對準。像差校正器可校正防止恰當柱對準之像差。像差校正器可為經EP2702595A1中所揭示之基於CMOS之個別可程式化偏轉器或經EP2715768A2中所揭示之多極偏轉器陣列，此等兩個文獻中之細射束操控器之描述特此以引用之方式併入。像差校正器可減小以下各者中之一或多者：場曲率；聚焦錯誤；以及散光。
本發明可應用於各種不同系統架構。舉例而言，電子射束系統可為單射束系統，或可包含複數個單射束柱或可包含複數個多射束柱。柱可包含在以上實施例或態樣中之任一者中描述的電子光學系統41。作為複數個柱(或多柱系統)，裝置可配置成陣列，該陣列之數目可為二至一百個柱或更多個柱。電子射束系統可採用如關於圖3所描述及在圖3中描繪或如關於圖4所描述及其中描繪的實施例之形式，但較佳地具有靜電掃描偏轉器陣列及靜電準直器陣列。
圖8為根據一實施例之例示性單射束電子射束系統41'''的示意圖。如圖8中所展示，在一實施例中，電子射束系統包含由機動載物台209支撐以固持待檢測之樣本208的樣本固持器207。電子射束系統包含電子源201。電子射束系統進一步包含槍孔徑122、射束限制孔徑125、聚光透鏡126、柱孔徑135、物鏡總成132及電子偵測器144。在一個實施例中，物鏡總成132可為一經修改擺動物鏡延遲浸沒透鏡(SORIL)，其包括極片132a、控制電極132b、偏轉器132c及激勵線圈132d。控制電極132b具有形成於其中以用於電子射束通過的孔徑。控制電極132b形成面向表面72，下文更詳細地描述。
在成像程序中，自源201發出之電子射束可傳遞通過槍孔徑122、射束限制孔徑125、聚光透鏡126，並由經修改之SORIL透鏡聚焦成探測光點且接著照射至樣本208之表面上。可由偏轉器132c或SORIL透鏡中之其他偏轉器使探測光點橫越樣本208之表面進行掃描。自樣本表面發出之次級電子可由電子偵測器144收集以形成樣本208上所關注區域之影像。
電子光學系統41之聚光器及照明光學件可包含電磁四極電子透鏡或由電磁四極電子透鏡補充。舉例而言，如圖8中所展示，電子光學系統41可包含第一四極透鏡148及第二四極透鏡158。在一實施例中，四極透鏡用於控制電子射束。例如，可控制第一四極透鏡148以調整射束電流且可控制第二四極透鏡158以調整射束光點大小及射束形狀。
自帶電粒子評估裝置(例如，電子射束系統40)輸出之影像需要經自動處理以偵測所評估樣本中之缺陷。圖9描繪用於偵測由帶電粒子評估裝置產生之影像中之缺陷的資料處理裝置500。資料處理裝置500 可為控制器50之部分、晶圓廠中之另一電腦之部分，或整合於帶電粒子評估裝置中之其他處。應注意，如參考圖9所展示及描述之資料處理裝置500之組件的配置為例示性的且經提供以輔助解釋對由帶電粒子評估裝置產生之影像操作的資料處理器之功能。可使用能夠達成如本文中所描述之資料處理裝置500之功能的熟習資料處理器技術者可設想到的任何可行配置。
帶電粒子評估裝置可具有高產出量及高解析度，意謂資料可以高速率輸出。舉例而言，帶電粒子評估裝置可具有數千、甚至數萬或更多射束，其中每一射束具有按千赫茲或百萬赫茲之速率輸出資料點的一或多個偵測器部分。需要以等於或至少類似於自帶電粒子評估系統40輸出之速率的速率處理資料。當應用於多射束或多柱帶電粒子評估裝置時，用於偵測缺陷之已知影像處理途徑需要過高處理功率量以跟上影像產生之速率。
如圖10中所描繪，本發明藉由提供兩步驟程序或至少兩個步驟之至少一程序來解決以高速率處理資料之問題。(儘管特徵在於多於兩個步驟，但該程序可稱為「兩步驟」程序)。帶電粒子評估裝置產生S1資料點之樣本影像資料串流DS1，每一資料點表示樣本上之位置在其影響信號粒子(亦即反向散射及/或次級電子)產生時之特性。將第一缺陷偵測測試應用S2於樣本影像資料串流DS1。將第一偵測測試應用S2於樣本影像以選擇表示可能含有缺陷之樣本區的資料點及/或資料點之群組。輸出已選擇之資料點作為經縮減資料串流DS2。經縮減資料串流DS2藉助於第一缺陷偵測測試之選擇性而相較於樣本資料串流DS1具有較低資料速率。將第二缺陷偵測測試應用S3於經縮減資料串流DS2之所選資料。亦即，第二偵 測測試S3以較高準確度判定所選缺陷是否實際上具有缺陷。亦即，使用第二缺陷偵測測試以判定藉由第一缺陷偵測測試識別為潛在地含有缺陷之區中的任一者實際上是否具有缺陷。在輸出資料串流DS3中輸出由第二缺陷偵測測試判定為缺陷的資料點。
合乎需要地，兩步驟程序係與產生樣本影像資料串流同時或並行地執行，使得在初期識別所關注資料，亦即被識別為可能含有缺陷之一或多個資料。因此，未引起關注之資料無需被進一步儲存或處理。然而，在其他情況下，可能需要對所儲存資料執行兩步驟程序。舉例而言，可對來自至少兩個源之資料執行兩步驟程序，該等源中之一者為所儲存資料。用於此兩步驟程序之另一資料源可為資料串流。
在圖11中描繪用以實現此方法的根據一實施例之硬體配置。用於偵測樣本影像資料中之缺陷的資料處理裝置540連接帶電粒子評估系統40。資料處理裝置540包含第一處理模組550及第二處理模組560。第一處理模組550經組態以自帶電粒子評估系統40接收樣本影像資料串流DS1，該樣本影像資料串流包含表示樣本之影像的一系列有序資料點。第一處理模組550應用第一缺陷偵測測試以選擇樣本影像資料串流之子集作為第一所選資料，例如呈經縮減資料串流DS2之形式。第一缺陷偵測測試為與接收樣本影像資料串流並行地執行之局域化測試。在一些實施例中，將接收樣本影像資料串流與自樣本之其他部分獲得之經緩衝暫存資料進行比較。此經緩衝暫存資料可被認為係經串流傳輸以供在第一缺陷偵測測試中處理之所儲存資料。「局域化」意謂意謂對目標像素及小數目個鄰近像素(例如，小於50個)執行測試，而非需要考慮整個影像。硬體配置應用用於偵測例如影像之資料中之缺陷的資料處理方法。亦即，資料表示樣本之 影像，例如樣本之一部分。資料藉由評估系統產生以用於評估樣本。因此，該方法係用於偵測由評估系統產生之樣本影像資料中之缺陷的資料處理方法。在該方法中：接收藉由該評估系統產生之資料。資料在資料串流中接收。此可作為自評估系統接收之樣本影像資料串流。樣本影像資料串流可包含表示樣本之影像的一系列有序資料點。應用第一測試以選擇資料之子集。將第一測試應用於資料串流中之資料。第一測試包含簡單演算法。在第一測試中，簡單演算法應用於資料。此類簡單演算法為局域化測試。第一測試(或第一缺陷偵測測試，例如局域化測試)可與接收資料(例如作為樣本影像資料串流)並行地進行。應用第一偵測測試可包含選擇樣本影像資料串流之子集作為第一所選資料。
第二處理模組560經組態以接收第一所選資料。第二處理模組560應用第二缺陷偵測測試以選擇第一所選資料之子集作為第二所選資料。第二處理模組560將第二所選資料例如作為輸出資料串流DS3輸出到輸出緩衝器570。第二處理模組560可應用任何合適的缺陷偵測測試來偵測缺陷。合適的缺陷偵測測試可涉及諸如高解析度影像比較、圖案辨識或機器學習技術之計算極密集測試。第二處理模組亦可執行其他影像處理步驟，諸如濾波或雜訊減少。因此，藉由硬體配置應用之方法可應用第二測試。可將第二測試應用於子集以驗證資料之子集之至少一部分是否表示至少一個缺陷。第二測試為用於應用於資料之複雜或昂貴的演算法。演算法可能會在應用於資料(合乎需要地，資料之子集)時引起相對計算上密集之操作。對於第二本文的應用，可接收第一所選資料。可將第二缺陷偵測測試應用於第一所選資料。第二缺陷偵測測試之應用可包含選擇第一所選資料之一子集作為第二所選資料。第二所選資料可表示缺陷。
兩步驟程序能夠在無過高硬體要求之情況下應對高資料速率，此係因為第一處理模組實際上選擇一部分樣本影像資料以供第二處理模組(或稍後處理模組)進一步分析。因此，小比例之樣本影像資料串流所選且經受第二處理模組之進一步分析。該比例可少至小於10%，合乎需要地小於5%，更合乎需要地小於2%。
合乎需要地，第一處理模組550每像素使用第一數目個操作來應用第一缺陷偵測測試。第二處理模組使用每像素第二數目個操作來應用第二缺陷偵測測試。操作之第一數目小於操作之第二數目。若第一缺陷偵測測試比第二缺陷偵測測試更簡單，則降低處理要求。
合乎需要地，第一處理模組550每像素使用小於200個操作，合乎需要地小於100個操作來應用第一缺陷偵測測試。當在少數操作中實施第一缺陷偵測測試時，易於例如使用專用硬體以高速執行。詳言之，需要第一處理模組僅使用簡單操作，諸如：AND、OR、NOT、NAND、XOR、加法、減法、位元移位。
第一缺陷偵測測試可具有低於第二缺陷偵測測試之選擇性。亦即，第一偵測測試產生更高錯誤肯定比率(區被標記為可能具有缺陷但實際上不具有缺陷)。若第一缺陷偵測測試拒絕高比例之真實陰性(無缺陷之區)，則可降低總體資料處理要求。即使藉由第一缺陷偵測測試產生相當大比例之錯誤肯定，仍可達成此類降低。
合乎需要地，第一處理模組540包括濾波器模組551，其執行樣本影像資料串流之資料點與具有預定大小之內核的卷積。此濾波器之應用可以少數操作來實施，且有效地用以減少影像資料中之雜訊。
合乎需要地，第一處理模組包括比較器552，該比較器將樣 本影像資料串流之資料點與第一參考影像資料553進行比較。可以如下文所描述之各種不同方式獲得第一參考影像資料。樣本影像資料串流中之資料點與參考影像中之對應像素的比較可在少數操作中執行。
合乎需要地，第一處理模組包含經組態以緩衝暫存樣本影像資料串流之輸入緩衝器554。輸入緩衝器554可具有小於儲存樣本的整個圖案重複區的影像所需的量的容量。樣本之圖案重複區為含有在樣本上之別處重複之圖案的區。圖案重複區標稱地相同。在許多情況下，圖案重複區將對應於樣本之晶粒或目標部分(具有形成於其上之裝置的半導體基板)，但圖案重複區在一些情況下可小於晶粒或可對應於複數個組合晶粒。輸入緩衝器554描繪為位於濾波器模組551之後，但可在其之前或與其並行。
合乎需要地，第一處理模組550包含經組態以緩衝暫存第一參考影像資料553之參考緩衝器555。參考緩衝器可具有小於儲存樣本的整個圖案重複區的第一參考影像資料所需的量的容量。所需緩衝儲存器之量可藉由一次掃描及處理樣本之較小區來最小化。
合乎需要地，第一參考影像資料相較於樣本之影像具有較低解析度。較佳地，第二處理模組比較第一所選資料與第二參考影像資料。較佳地，該第一參考影像資料係第二參考影像資料之較低解析度版本。使用較低解析度參考影像會縮減需要供應至第一處理模組以實現比較之資料的量。
合乎需要地，該第一處理模組包含場可程式化閘陣列或特殊應用積體電路。專用硬體(諸如，簡單處理器，例如FPGA或ASIC)可以高速率有效地執行直接計算。簡單處理器的大小在具有低功率消耗之情況 下可為小的，使得較易於接近於帶電粒子評估裝置中之資料源定位。
合乎需要地，第一缺陷偵測測試產生第一缺陷分數。第一缺陷分數指示樣本影像之像素表示缺陷之可能性。具有指示其具有相當大的機率為缺陷之缺陷分數之像素稱為缺陷候選者。該第一處理模組包含輸出緩衝器，該輸出緩衝器經組態以累積含有候選缺陷之影像區的資料。含有候選缺陷之區的累積資料可為第一所選資料。含有候選缺陷之區之累積資料可具有第一缺陷分數之最高值。
合乎需要地，帶電粒子射束系統及資料處理裝置整合至帶電粒子評估系統中。合乎需要地，帶電粒子射束系統位於真空腔室中。第一處理模組至少部分地位於真空腔室中。若未完全在真空腔室外部，則第二處理模組至少部分地定位在真空腔室外部。第一處理模組之一部分可定位於真空腔室外部或第二處理模組之一部分可定位於真空腔室內部；此第一處理模組及第二處理模組可部分地在真空腔室內部及外部，且因此可為分佈式處理模組。
合乎需要地，帶電粒子射束系統為多柱射束系統。多柱系統以高速率產生資料。因此，多柱系統極大地受益於本發明。合乎需要地，存在複數個第一處理模組，每一第一處理模組與多柱射束系統之柱中之一各別者相關聯。相較於第一處理模組，可存在較少第二處理模組。可藉由使多個第一處理模組將所選資料饋入至一個第二處理模組來降低處理硬體之總體要求。此可為可達成的，此係因為待由第二處理模組處理之資料的量實質上小於由第一處理模組處理之資料。
可採取各種方法來偵測由帶電粒子評估裝置產生之影像中之缺陷。可用作由第一處理模組執行之第一缺陷偵測測試的特別合適之測 試為比較樣本之一部分之影像(在本文中稱為樣本影像)與參考影像。實務上，將表示樣本影像之資料串流之資料點與自記憶體擷取或在並列資料串流中遞送之參考影像的資料點進行比較。出於簡潔起見，此程序在下文可稱為比較影像與作為像素之資料點。不同於參考影像之對應像素的任何像素可被視為缺陷。不同於參考影像之此像素連同亦不同於參考影像之鄰近像素被視為單一缺陷。(在一實施例中，此可意謂不同於參考影像且具有與參考影像相同(亦即，並不不同於參考影像)之鄰近像素的像素可被視為不表示缺陷。)可以各種不同方式獲得參考影像，如下文所論述。
可控制錯誤肯定之比率，亦即當實際上不存在顯著缺陷時將樣本標記為具有缺陷。錯誤肯定之比率可藉由在標記缺陷之前設定用於判定缺陷存在之臨限值來加以控制。臨限值可為像素相比於參考影像之差，例如相比於參考影像之等效像素。錯誤肯定之比率進一步藉由對參考影像及樣本影像中之任一者或兩者應用雜訊降低來控制。然而，雜訊降低增大偵測缺陷所需之處理量。
用以降低樣本影像中之雜訊的高效且高效的方法係藉由藉由卷積(例如，均勻濾波器(具有均勻內核之卷積))應用簡單濾波器。為了降低參考影像中之雜訊，可將多個源影像平均化。在一些情況下，例如在藉由自設計資料(常常呈GDSII格式)進行模擬而獲得參考影像的情況下，可省略關於參考影像之雜訊降低。
可藉由合適選擇(均勻)濾波器之大小來最佳化樣本影像中之雜訊降低的效率及有效性。濾波器之最佳大小可取決於諸如樣本影像之解析度及正被檢測之樣本上的特徵之大小的因素。用於實施均勻濾波器之內核之大小可等於非整數數目個像素。內核之1.1至5個像素範圍內(合乎 需要地，在1.4至3.8個像素範圍內)的寬度適合於多種使用情況。下文進一步論述均勻內核之形式。藉由使用均勻濾波器來降低雜訊有利於其自身實施於諸如FPGA或ASIC之專用硬體上，從而實現高效且快速的處理。
對源影像執行以獲得參考影像之平均化可取決於源影像之性質而變化。在自過去掃描庫導出源影像之情況下，可平均化大數目個(例如大於20個、大於30個或約35個)影像以獲得參考影像，此係由於可離線執行平均化。源影像可在平均化之前對準。
或者，樣本影像可與自相同樣本之不同部分獲得的「實況」源影像導出的參考影像進行比較。在此情況下，可平均化較少(例如，兩個)源影像以獲得參考影像。可自樣本之不同晶粒的對應區獲得兩個源影像。或者，若待檢測之圖案具有重複元素，則可自相同晶粒獲得源影像。在一些情況下，源影像可為樣本影像之經移位部分。在樣本影像與自實況源影像導出之參考影像進行比較的情況下，不同影像之角色可旋轉。舉例而言，若三個影像A、B及C藉由帶電粒子評估裝置輸出：A及B可經平均化以提供與C進行比較之參考影像；A及C可經平均化以提供與B進行比較之參考影像；而B及C經平均化以提供與A進行比較之參考影像。
另一可能性為：參考影像係自一或多個「已知良好」圖案獲得。另一可能性為：藉由例如基於圖案資料(例如呈GDSII格式)進行模擬而獲得參考影像。至少藉由第一處理模組(例如，在兩步驟程序之第一步驟中)，此參考影像可為一或多個「已知良好」圖案或模擬之簡化。
樣本影像與參考影像之比較的結果可為表示樣本與參考影像之間的差或對應性(亦即，匹配)之簡單二進位值。更合乎需要地，比較之結果為表示樣本影像與參考影像之間的差之量值的差值。合乎需要地， 比較之結果為每一像素(或可稱為「像素區」之鄰近像素之每一群組)之差值，使得可更精度地判定源影像內之缺陷的位置。
為了判定源影像與參考影像之間的像素或像素區之差是否表示正被檢測之圖案中之缺陷，可將臨限值應用於對應於像素或像素區之差值。臨限值可預先固定，例如對於特定帶電粒子射束系統或對於待檢測之特定圖案。臨限值可為使用者設定的參數或依賴於其他條件，例如其取決於應用或根據評估而不定期更新。臨限值可經動態判定、在處理過程期間更新，或兩者皆有。或者，可選擇具有最高差值之預定數目個位置作為候選缺陷以供進一步檢測。具有高於臨限值之差值之鄰近像素可被視為單一缺陷或候選缺陷。單一缺陷之所有像素可賦予相同差值。此類鄰近像素及單一缺陷之所有像素可稱為像素區。
識別具有最高差值之預定數目個位置的高效途徑為依序處理像素且將像素資訊及差值寫入至緩衝器。像素資訊可包括圍繞被識別為潛在缺陷之像素或像素群組的像素資料區。此像素資料區可稱為剪輯。若緩衝器充滿且新處理的像素具有比具有最小差值之緩衝器中之像素高的差值，則重寫與具有最小差值之像素相關的像素資訊。在一個可能實施中，直至緩衝器充滿為止，用於選擇像素之臨限值經設定在預定位準。當緩衝器充滿時，臨限值經更新至儲存於緩衝器中之像素的最小差值，且每當重寫緩衝器中之像素時更新。以此方式，僅需要執行一個比較。或者，臨限值可維持恆定且最初可單獨地測試所選像素以查看其是否具有高於緩衝器中之像素的差。此方法可選擇預定比例之像素及預定量之資料。或者，可設定臨限值以選擇超出臨限值之像素，使得所測試之所選像素具有對應於或超出設定臨限值之量值。在此方法中，像素之比例並不預定；因此所選 資料之數量為非預定的。所選像素之比例可取決於所處理資料之集合。由於此類方法中所選像素之數目比像素之總數目低得多，因此所選像素之進一步處理可與初始處理非同步地(例如，藉由不同處理器)執行而不降低產出量。
圖9中描繪可用作第一處理模組550之處理模組500。處理模組500包含：濾波器模組501，其接收來自帶電粒子評估系統40之樣本影像且對該樣本影像進行濾波；參考影像產生器503，其基於源影像產生參考影像；比較器502，其將經濾波樣本影像與參考影像進行比較；以及輸出模組504，其處理及輸出比較之結果。
濾波器模組501將具有預定大小之濾波器(例如，均勻濾波器)應用於樣本影像。應用均勻濾波器包含將樣本影像與均勻內核卷積。均勻內核之大小係例如由使用者基於例如樣本上之特徵的大小、待偵測之缺陷的大小、帶電粒子評估裝置之解析度、影像中之雜訊的量及靈敏度與選擇性之間的所要折衷而判定以用於檢測給定樣本。均勻內核之大小並非必須為整數數目個像素。舉例而言，對於介於5nm至14nm範圍內之像素大小及大約20nm之缺陷，具有介於1.1至5個像素範圍內(合乎需要地介於1.4至3.8個像素範圍內)之寬度的均勻內核藉由提供高選擇性及高靈敏度而為有利的。
具有非整數大小(寬度)之正方形均勻內核505描繪於圖12中。此均勻內核包含具有n×n值(值皆為1)之中心區505a，及由頂部列、底部列、左側行及右側行構成之周邊區505b。除為f2之拐角值外，周邊區之所有值為f，其中f<1。均勻內核之有效大小等於n+2f像素。視情況，均勻內核可經正規化(亦即，所有值除以常數使得所有值之總和為1)。替 代地或另外，經濾波樣本影像可經正規化或按比例調整。
在一些情況下，例如上文所描述之均勻內核，二維內核可在正交方向上分解成依序應用的兩個一維卷積。此可為有利的，因為用以執行n×n二維卷積之操作的數目隨著n之平方按比例縮放，而用以執行兩個n一維卷積之操作的數目隨著n線性地縮放。
內核無需為正方形，且可例如為矩形或任何其他方便的形狀。由內核實施之濾波函數無需與內核相同的形狀及大小；大於濾波函數之內核將包括零值。合乎需要地，過濾器為對稱的但此並非必需的。由發明人執行之模擬表明，實施均勻內核提供良好結果，但可容許與數學上均勻的濾波器有一些偏差。舉例而言，拐角濾波器可具有值f，從而可略微超重彼等像素但不顯著。可方便地藉由與合適內核進行卷積來實施例如高斯濾波器(Gaussian filter)之非均勻濾波器。
尤其當經組態以應用預定大小之均勻濾波器時，濾波器模組501方便地藉由例如FPGA或ASIC之專用硬體來實施。此類專用硬體可比諸如標準或常見類型之CPU架構的經程式化通用計算裝置更高效且經濟。處理器相較於CPU功率較小，但可具有適合於處理用於處理偵測信號資料(亦即，影像)之軟體的架構，且因此相較於CPU能夠在相同或較少時間內處理影像。儘管具有低於大部分同時的CPU之處理能力，但此偵測到之處理架構在處理資料時可同樣快，因為專用處理架構之更高效的資料架構。
作為一實例，圖13為由帶電粒子評估裝置產生之樣本的影像或甚至影像之部分且因此為剪輯。將看到，所檢測之樣本具有特徵之重複圖案，其中單位胞元之大小由尺寸ShiftX及ShiftY指示。
參考影像產生器503可以一或多個模式操作，每一模式表示產生參考影像之不同途徑。
在庫模式中，參考影像產生器503平均化自標稱地與當前經評估之圖案相同的圖案之先前掃描獲得的大量源影像。此類影像可在相同批次之樣本中較早產生或自先前批次中之樣本產生。可自測試樣本或生產樣本導出庫影像。在平均化之前，合乎需要地將影像彼此對準。對源影像平均化以產生參考影像具有降低雜訊之效應。以此方式平均化源影像亦平均化掉可能在源影像中可見之任何缺陷。
在所檢測圖案為重複圖案之情況下，如例如圖13中所展示，有可能藉由平均化源影像之複數個經移位版本來產生參考影像。源影像之每一版本移位整數倍數之ShiftX及/或ShiftY。若單位胞元之任一或兩個維度不等於整數數目個像素，則可將移位量捨入至最接近像素，或可藉由內插(例如線性或立方內插，諸如雙三次內插)或任何其他已知內插技術來實現分率像素移位。另一可能應為使重複圖案之節距的倍數偏移，使得倍為整數數目個像素。實際上，自源影像提取單位胞元之多個例項且對其進行平均化。此方法可稱為陣列模式之實例，更特定言之，提供用於陣列模式之參考影像。
在晶粒間模式中，多柱帶電粒子評估裝置之三個柱用以產生樣本影像及兩個參考影像。提供影像對準器以在將影像按需要供應至參考影像產生器503及濾波器模組501之前對準影像。此配置在柱之間的間距等於正被檢測之樣本之晶粒大小的情況下特別高效，此係由於柱接著將同時自動掃描對應圖案特徵。在柱間距與晶粒大小之間存在差異之情況下，可採用緩衝器以校正輸入至資料處理裝置之影像的時序。
在晶粒間模式之替代變體中，(在多柱系統之情況下相同柱的)相同射束用以產生樣本影像及兩個參考影像。此具有如下優點：不需要柱間及射束間校正，且可簡化資料之路由。舉例而言，此校準為射束相對於用於彼射束或甚至用於每一射束之理想射束位置的相對位置。使用相同射束避免用於所比較之不同掃描之射束之間的校準，例如偏移之評估。使用相同射束意謂儘管射束相對於理想射束位置具有偏移，但在比較自掃描擷取之資料時不存在需校正的位置偏移。然而，在開始比較來自不同晶粒之資料之前，可能增大對資料緩衝暫存之需要，例如在頻率上(若非在所緩衝暫存資料之數量上)。
使用例如單柱系統之單一柱507的陣列模式之替代版本提供樣本影像，該樣本影像與自自身之兩個經移位版本導出作為源影像的參考影像進行比較。緩衝器可用以提供經移位影像。
應注意，亦有可能將均勻濾光器應用於源影像及/或參考影像，尤其在參考影像係自與源影像同時獲得之小數目個源影像導出的情況下。
再次參考圖9，比較器502可為能夠比較兩個值之任何邏輯電路，例如XOR閘或減法器。比較器502亦適合於藉由例如FPGA或ASIC之專用硬體實施。此類專用硬體可比例如CPU之經程式化通用計算裝置更高效且經濟。合乎需要地，比較器502實施於與濾波器模組501相同的專用硬體上。
在一些情況下，參考影像產生器503亦可以專用硬體實施，尤其其中參考影像產生器僅在自小數目(例如，兩個)源影像產生參考影像之模式中操作。在彼情況下，需要以與比較器及/或濾波器模組相同 的專用硬體來實施參考影像產生器。對源影像之像素平均化且與樣本影像之像素進行比較的數學運算可在合適情況下組合為單一邏輯電路。
輸出模組504接收由比較器502輸出之結果且準備輸出至使用者或其他晶圓廠系統。輸出可呈若干不同形式中之任一者。在最簡單的選項中，輸出可僅為樣本具有或不具有缺陷之指示。然而，由於幾乎所有樣本將具有至少一個潛在缺陷，因此需要更詳細資訊。因此，輸出可包含例如缺陷位置映射、差異影像及/或關於由樣本影像與參考影像之間的差之量值表示的可能缺陷之嚴重度的資訊。輸出模組504亦可例如藉由僅輸出缺陷位置而對潛在缺陷進行濾波，在該等缺陷位置中樣本影像與參考之間的差之量值大於臨限值或展示差之像素密度高於臨限值。另一可能性為僅輸出由差之量值指示之預定數目個最嚴重的缺陷位點。此可藉由將缺陷位點儲存於緩衝器510中來實現，且當緩衝器充滿時，若偵測到較高量值缺陷，則重寫最低量值缺陷。
可使用用於輸出缺陷資訊之任何合適格式，例如，清單或映圖。合乎需要地，輸出模組504可輸出剪輯，亦即，已偵測到潛在缺陷所在的樣本之區之影像。此允許進一步檢查潛在缺陷以判定缺陷是否真實且嚴重到足以影響形成於樣本上或存在於樣本中之裝置的操作。可捨棄源影像之其餘部分(亦即，未作為剪輯保存之彼等部分)以節省資料儲存及傳送要求。
在帶電粒子檢測系統中，該或每一電子光學系統41定位於主(真空)腔室10內，且可為上文所描述的電子光學系統41、41'、41"或41'''中的任一者。因此，有必要將資料自電子光學系統傳輸至真空腔室外部之裝置。可使用位於電子光學系統41之偵測器模組240附近的光學收發 器將由電子光學系統產生之原始資料傳輸出真空腔室。光學收發器經組態以將由偵測器模組240輸出之電信號轉換成光信號以供沿光纖傳輸。光纖可能能夠同時傳輸多個通道(例如，使用不同波長)。因此，將來自偵測器模組之每一個別電極之偵測信號轉換成適當數目個資料串流。可使用多個光纖，作為單通道或多通道光纖。該或每一光纖藉由真空饋通件穿過主腔室10之壁(其內部在使用中處於真空中)。適合的真空饋通件描述於US 2018/0182514 A1中，該文獻至少在其係關於饋通件裝置之情況下以引用之方式併入本文中。光纖連接至第一處理裝置550，該第一處理裝置因此可位於真空外部以易於接取且避免需要增大真空腔室之大小以容納資料處理裝置。
替代或額外配置係將第一處理模組置放成接近於偵測器模組。特別是在此第一處理模組包括諸如FPGA之簡化專用處理器且至少信號連接至光學收發器及光纖的情況下，此為方便的。光學收發器及光纖將第一所選資料傳輸至定位於主腔室外部的第二處理模組。此配置會縮減必須傳遞通過真空腔室之壁的光纖之數目，此係因為第一所選資料之資料速率比偵測器模組之輸出低得多。
在單柱及多柱系統兩者中，若方便，則可使用每柱多個光學收發器及多個光纖。
在將樣本影像與自相同樣本之其他區導出之參考影像進行比較之缺陷偵測方法中，先前已提議掃描整個圖案重複區(可能不包括非關鍵區)以導出參考影像。因此，在掃描樣本區以獲得樣本影像之前導出參考影像。將此樣本影像與先前導出之參考影像進行比較。本發明人已判定此並非最高效方法。本發明人替代地提議，掃描僅對作為參考區之複數 個(例如，兩個)圖案重複區中之每一者的一部分及待檢測之圖案重複區之對應部分進行。待檢測之圖案重複區可稱為樣本區。樣本區及參考區在資料處理之前經過掃描以偵測缺陷開始，且參考區及樣本區之其他部分隨後經掃描。
因此，在一實施例中，一種方法使用帶電粒子射束系統偵測具有複數個圖案重複區之樣本中之缺陷，該方法按次序包含第一掃描、第二掃描、第三掃描及後續掃描。在第一掃描中，掃描圖案重複區中之第一區之第一部分以產生第一掃描影像資料。在第二掃描中，掃描圖案重複區中之第二區之第一部分以產生第二掃描影像資料。該第二區與該第一區間隔開。在第三掃描中，掃描圖案重複區中之第三區之第一部分以產生第三掃描影像資料。該第三區與該第一區及該第二區間隔開。該後續掃描掃描第一區之第二部分以產生第四掃描影像資料。
第一掃描影像資料、第二掃描影像資料及第三掃描影像資料可用於使用多種不同程序偵測缺陷。舉例而言，掃描影像資料中之兩者可用作源影像以導出參考影像，掃描影像資料中之另一者相對於該參考影像進行比較。或者，可在三個掃描影像資料之間應用多數表決之形式。基於機器學習技術(例如，對經標記缺陷及非缺陷影像訓練)之偵測方法亦係合適的。
自以上配置，多種優點可累積。舉例而言，藉由選擇經掃描之各部分區之大小，可判定所需緩衝記憶體之量；因此可達成設備成本與產出量之間的所要取捨。
合乎需要地，在第一掃描、第二掃描、第三掃描及第四掃描期間，至少在單一方向上相對於電子光學系統經機械地掃描樣本。在此 情況下，不必將多次掃描拼接在一起以產生樣本之影像，藉此避免對拼接程序之過度掃描的需要且減小計算工作負荷。需要少量之過度掃描以使得不同掃描區之影像能夠在比較之前彼此對準。此過度掃描量取決於定位準確度及掃描之間的時間(例如，考慮樣本之熱膨脹)，但很可能小於拼接所需之時間。下文描述過度掃描之詳細實施。
在帶電粒子射束系統具有複數個射束之情況下，需要執行第一掃描、第二掃描及第三掃描，使得相同射束用以掃描各別圖案重複區之對應部分。以此方式，射束間差異並不促成影像比較之錯誤。又，射束或柱間距與樣本之圖案重複區(例如，晶粒)之節距匹配係不必要的。儘管此配置可准許多個資料串流中之資料之即時比較，但此比較將需要資料串流之間的校準以補償針對每一資料串流使用不同射束。
以上方法在與包含第一子程序及第二子程序之兩步驟處理方法一起使用時尤其適用。應用第一缺陷偵測測試之第一子程序為選擇第一掃描影像資料、第二掃描影像資料及第三掃描影像資料中之一者之子集作為第一所選資料。應用第二缺陷偵測測試之第二子程序為選擇第一所選資料之子集作為第二所選資料。
此兩步驟處理方法可如上文參考圖9至圖13所描述。
合乎需要地，當兩步驟程序用於偵測缺陷(亦即，兩步驟程序為兩步驟缺陷偵測測試)時，第一子程序所花費的時間小於或等於第一掃描開始與第四掃描開始之間的時間間隔。
需要緩衝暫存第一掃描影像資料，至少直至開始產生第二掃描影像資料。第一掃描影像資料及第二掃描影像資料之處理可接著甚至在產生第二掃描影像資料時開始。舉例而言，可執行濾波或去雜程序。此 可減少淨處理時間。然而，此處理不完整，此係因為需要第三影像資料集合以進行完全處理。
亦需要緩衝暫存第一掃描影像資料及第二掃描影像資料，至少直至第三掃描影像資料之產生開始。所有三個掃描影像資料集合之處理可在例如藉由第三影像資料掃描之資料串流產生第三影像資料掃描時開始。可減少處理時間。
亦需要緩衝暫存第一掃描影像資料、第二掃描影像資料及第三掃描影像資料。
下文參考圖14A、圖14B、圖14C、圖15及圖16描述此部分區掃描方法之更詳細實例。
圖14A、圖14B及圖14C描繪多射束電子光學系統之多射束配置之幾何形狀(作為子射束視場720之柵格)與子射束處理區域740之幾何形狀之間的實例關係。多射束配置之幾何形狀與子射束處理區域740之幾何形狀之間的關係實現樣本之連續覆蓋。子射束柵格的對稱性無需與子射束處理區域740之對稱性相同。在所展示之實例中，子射束提供於六邊形柵格(亦即，具有六邊形對稱性之柵格)上，且每一子射束具有六邊形射束視場720。子射束處理區域740(其中之每一者藉由單一子射束掃描)係矩形的。具有矩形子射束處理區域可為合乎需要的，因為用於掃描之幾何形狀可比子射束處理區域之六邊形柵格可能需要之幾何形狀較為簡單。平行於第一方向(在所描繪之定向上水平地)之樣本表面的連續覆蓋係藉由將掃描中之樣本208之移動距離配置成等於子射束之柵格在第一方向上之節距 w (亦即，鑲嵌六邊形720之寬度)來達成。細長區之長度及/或與每一子射束相關聯之子射束處理區域之長度可因此等於節距 w 。平行於第二方向(在 所描繪之定向上豎直地)之樣本表面的連續覆蓋藉由在子射束處理區域(例如寬度 w )中在掃描之間配置步驟 N x 之累積距離來達成。子射束處理區域740在第二方向上之尺寸 h 經設定為等於子射束之柵格在第二方向上之節距。多射束電子光學系統之子射束之視場720可組合而形成形狀亦為六邊形之多射束視場750。為掃描樣本之連續區域，樣本以巨型步驟801步進，其與第一方向成一角度，例如在40至70度範圍內。不同步驟處之掃描可至少相連，因此一起覆蓋樣本之連續區域。(更一般而言，子射束之視場720可具有鑲嵌於柵格內之類似大小及形狀。多射束視場750可具有如下形狀：以類似視場鑲嵌在樣本之表面上方，從而實質上覆蓋該表面；亦即，連續在多射束視場750中之樣本之部分可鑲嵌在一起以用於實質上連續表面)。
在以六邊形陣列提供子射束之特定實例情況下，六邊形陣列之節距可在自50微米至100微米之節距的範圍內。矩形子射束處理區域740的寬度將為六邊形陣列的節距的0.5×
Figure 111126951-A0305-02-0043-1
倍。在物鏡陣列中之物鏡之視場為約1微米的實例情況下，為覆蓋一個子射束處理區域，需要細長區724(或條帶)之50至100個機械掃描。應注意：在不同配置中，子射束可以具有不同形狀之柵格的陣列提供，例如平行四邊形、菱形、矩形或正方形。對於射束配置之每一形狀，子射束處理區域740可為矩形。
為了實施掃描，向多射束配置之每一射束指派處理區域740。取決於電子光學設計，不同處理策略可由經指派子射束使用以處理其處理區域。在一實施例中，藉由橫向載物台以機械方式掃描子射束，使得子射束及樣本跨越處理區域740橫向掃描。例如藉由正交於側向載物台移動之方向或至少相對於其成角度地靜電掃描子射束。此類靜電掃描可判 定細長區之廣度，例如0.5微米至5微米。載物台在處理區域之細長區之間步進。在各別經指派處理區域之樣本表面上掃描所有子射束。因此處理經指派給子射束之柵格的樣本表面。載物台與多射束陣列相對於彼此移動，例如載物台為階梯式的，使得樣本表面之未經處理區域被指派給子射束之柵格以供處理，亦即掃描。在另一配置中，掃描係機械的，例如藉由載物台移動。在一替代配置中，掃描為電氣的，例如使用視情況與細長區之方向正交地、至少成角度的掃描，以便界定細長區之廣度的掃描偏轉器來掃描細長區。在一實施例中，使用機械及電氣掃描致動器之不同組合(應注意，掃描致動器可為載物台移動或靜電掃描偏轉器)。
可用於如圖14A至圖14C中所示之配置中的不同類型之過度掃描描繪於圖17至圖19中。一般而言，術語過度掃描係指掃描比待處理之標稱區域大的區域。可出於各種不同原因執行過度掃描：例如，使得鄰近掃描之資料能夠拼接在一起以形成較大區域之影像；或考慮對準錯誤(所關注區之位置並未確切已知)；或出於原因之組合。在使用過度掃描以避免影像比較方法中之載物台對準步驟的情況下，在樣本上掃描之區域大於所比較之影像區域。換言之，針對表示掃描之重疊區域的掃描影像資料之子集執行影像比較。經掃描之額外區域之大小相比於所比較影像之區域可相對較小。
圖17描繪可稱為條帶過度掃描之過度掃描之形式。在條帶過度掃描中，藉由在垂直於樣本表面上之掃描方向的方向上增大條帶724(或細長區)之廣度來掃描額外邊界741。此可經由在合適情況下子射束之電子光學掃描(例如，使用電磁掃描偏轉器及/或電子掃描)來達成。掃描之廣度亦可視需要經由樣本之機械掃描之調整而增大。條帶過度掃描可解 決：在掃描期間之射束或樣本漂移(例如射束與晶圓之相對位置的漂移)；在晶粒間模式下掃描之間的射束或樣本漂移；以及/或依據晶粒間隔匹配載物台移動。作為實例，條帶過度掃描之量可為條帶廣度之高達約10%。
圖18描繪可稱為節距區域過度掃描(或針對處理區域742之過度掃描)之一種形式之過度掃描。在節距區域過度掃描中，掃描子射束處理區域742周圍之額外邊界743。此可經由增大掃描條帶724之長度及/或增大條帶724中之一或多者或全部的廣度來達成。增大處理區域之條帶724的廣度可藉由應用條帶過度掃描達成。節距區域過度掃描可包含條帶過度掃描。另外或替代地，節距過度掃描可藉由一或多個額外條帶724達成。若使用額外條帶達成節距區域過度掃描，則應在例如藉由相同射束掃描用以導出資料以進行比較之節距區域(例如不同晶粒中之每一者的類似節距區域)時包括額外條帶。節距區域過度掃描可解決在掃描整個子射束處理區域期間之射束或樣本漂移及/或子射束柵格中之瑕疵。作為實例，條帶過度掃描之量可高達子射束處理區域之較大維度的約2%。
此考慮由相同射束獲得之影像之比較。使用相同射束可能會影響過度掃描。藉由使用相同射束來產生被比較之影像，將數個錯誤包括於「節距區域過度掃描」中。此等錯誤可為射束柵格之瑕疵，及射束或晶圓在時間標度上直至處理區域之漂移。若不同射束用以產生被比較之三個影像，則瑕疵將以「條帶過度掃描」為特徵。此係有利的，此係因為可使「節距過度掃描」比「條帶過度掃描」大得多。瑕疵可容納於較大區域中，從而准許產生例如對影像資料之比較具有低影響之更多瑕疵。
圖19描繪可稱為多射束視場過度掃描之過度掃描之形式。在多射束視場過度掃描中，僅選擇性地使用視場，而非增大多射束柱(其 將需要添加額外射束)之視場。維持多射束視場之寬度 w 或 W fov 及高度 h 或 H fov ；多射束視場750之相對位置可經移位以達成過度掃描。多射束視場過度掃描可解決：完全覆蓋所選用於檢測之區域，例如使用六邊形視場(亦即，與用於檢測之所選區域相異的形狀)掃描樣本上之矩形區域、樣本對準之不準確度及/或發生故障之射束。因此，多個多射束場之鄰接掃描可至少相連，使得鄰接掃描掃描樣本表面之連續區域。在完全覆蓋所選用於檢測之區域時，存在多射束視場750之鄰近掃描之重疊。多射束視場之不同鄰近掃描之間的重疊係類似的。
為了實施部分區掃描方法，如圖15中所描繪修改掃描次序。使用電子光學系統之子射束掃描第一圖案重複區pr1之稱為掃描區之第一部分sr1-1。樣本208在電子光學系統下位移(步進)，使得子射束定位於接著掃描之第二圖案重複區pr2之第二掃描區sr2-1的起點處。樣本208步進至經掃描之第三圖案重複區pr3之第三掃描區sr3-1的起點。第一掃描區至第三掃描區sr1-1、sr2-1及sr3-1全部與圖案重複之對應部分相關。如上所述處理由第一掃描區至第三掃描區域sr1-1、sr2-1及sr3-1之掃描產生的資料串流以偵測缺陷。針對第四掃描區至第六掃描區sr1-2、sr2-2及sr3-2重複該程序。應瞭解，圖案區pr1、pr2、pr3不必如圖15中所示以直線定位，但可位於樣本上之任何位置且可鄰近或間隔開。可進行三個圖案重複區pr1、pr2、pr3之掃描區sr1-n、sr2-n、sr3-n的連續掃描，直至掃描各別圖案重複區pr1、pr2、pr3之所選部分(其可為全部或一部分)。掃描區之掃描無需在相同方向上。在此方法中，每一掃描之長度可不同於上文參考圖14A、圖14B及圖14C所論述之長度，且較之於電子光學系統40之特性更多地由圖案重複區之大小(場節距)規定。因此，可視需要藉由子射束 之柵格之若干至少鄰接掃描來掃描圖案重複區之所選部分。為確保無樣本表面之部分被遺漏，多射束配置之鄰接掃描可重疊，較佳地為實質上最小量以降低減小產出量之影響。圖20描繪使用六邊形多射束視場之上方部分區掃描方法之步驟及掃描序列，其中樣本具有圖案重複區760之直線柵格。在三個區之第一部分之間執行步驟802，且步驟803為開始第一區之新部分的返回步驟。
已知一些帶電粒子評估系統需要在每一載物台移動之後對準以解決載物台(及因此固持於其上之樣本)與多射束之路徑之間的對準的漂移。在其他系統中，漂移可能足夠受限以使得需要但仍存在對準。因此，在用於掃描之不同樣本部分之間步進時，載物台之精確移動可使得較難以確保每一射束掃描每一圖案重複區(例如晶粒)之對應部分。如上文所提及，使用相同射束來掃描每一圖案重複區之對應部分係較佳的，此係因為其避免了校準每一射束路徑自理想射束路徑之位移的需要。
提議使用過度掃描(詳言之，如上文所描述之條帶過度掃描)來避免或減少耗時的對準步驟。可執行條帶過度掃描以增大經掃描條帶之長度及/或寬度。所需之過度掃描之量取決於掃描之間所經歷的漂移之量。在使用過度掃描以避免帶電粒子評估工具中之對準步驟的情況下，例如在諸如用於掃描影像資料之分析之處理期間可能需要額外影像對準步驟。
出於缺陷偵測目的，掃描與複數個(例如，三個)不同圖案重複區之對應部分相關的一組掃描區。為了覆蓋更多圖案重複區，掃描多組掃描區。在每一組內，掃描次序相同並無必要。亦不必要掃描整個圖案重複區。掃描及缺陷偵測可限於最可能出現缺陷之圖案重複區部分。可自 模擬預測有可能具有缺陷之位置，如US 2019/0006147 A1中所揭示，該文件相對於其對預測缺陷熱點位置之揭示併入本文中。
亦不必要的是，在掃描圖案重複區pr1至pr3中之每一者中的一個掃描區之後，隨後直接進行相同組圖案重複區中之另外掃描區的掃描。可首先掃描一組不同的圖案重複區。然而，為減少資料緩衝暫存，需要連續地掃描待用於給定缺陷偵測測試中之所有掃描區。
掃描及資料處理動作之序列描繪於圖16中，其為描繪由電子射束系統40、輸入緩衝器554、比較器552、第二處理模組560及輸出緩衝器570執行之動作的泳道圖。隨著依次掃描掃描區sr1-1、sr2-1、sr3-1，資訊累積於輸入緩衝器554中。取決於第一缺陷偵測測試之性質，一旦與掃描區中之第二者相關之資料可用，便可開始處理。舉例而言，若兩個掃描影像待平均化以形成用於與第三掃描影像比較之參考，或一旦第三掃描區之資料可用。
在由第一處理模組偵測到缺陷時，將資料發送至第二處理模組560。第二處理模組560接著能夠開始應用第二缺陷偵測測試。將表示在第二缺陷偵測測試中偵測到之缺陷之資訊發送至輸出緩衝器570。合乎需要地，由第一處理模組對第一組掃描區進行之處理不比彼等區之掃描花費更多時間。將樣本步進至下一組掃描區之掃描開始所花費的時間使得資料處理並不限制產出量。(如上文所論述，應注意，下一組掃描區無需與同第一組掃描區相同的圖案重複區相關。)
對上部及下部、向上及向下、上方及下方等之參考應被理解為係指平行於照射於樣本208上之電子射束或多射束之(通常但未必總是豎直的)逆流方向及順流方向的方向。因此，對逆流方向及順流方向之參 考意欲係指獨立於任何當前重力場相對於射束路徑之方向。
本文中所描述之實施例可採用沿著束或多射束路徑以陣列形式配置的一系列孔徑陣列或電子光學元件的形式。此類電子光學元件可為靜電的。在一實施例中，例如在樣本之前的子射束路徑中自射束限制孔徑陣列至最後電子光學元件的所有電子光學元件可為靜電的，及/或可呈孔徑陣列或板陣列之形式。在一些配置中，將電子光學元件中之一或多者製造為微機電系統(MEMS)(亦即，使用MEMS製造技術)。電子光學元件可具有磁性元件及靜電元件。舉例而言，複合陣列透鏡之特徵可在於涵蓋多射束路徑之巨型磁透鏡，其具有在磁透鏡內且沿著多射束路徑配置之上部極板及下部極板。在該等極板中可為用於多射束之射束路徑的孔徑陣列。電極可存在於極板上方、下方或之間以控制及最佳化複合透鏡陣列之電磁場。
根據本發明之評估工具或評估系統可包含進行樣本之定性評估(例如，通過/失敗)之設備、進行樣本之定量量測(例如，特徵之大小)之設備或產生樣本之映圖之影像的設備。評估工具或系統之實例為檢測工具(例如用於識別缺陷)、檢閱工具(例如用於分類缺陷)及度量衡工具，或能夠執行與檢測工具、檢閱工具或度量衡工具(例如度量衡檢測工具)相關聯之評估功能性之任何組合的工具。
對組件或組件或元件之系統的參考為可控制的而以某種方式操縱帶電粒子射束包括：組態控制器或控制系統或控制單元以控制組件以按所描述方式操縱帶電粒子射束，並且視情況使用其他控制器或裝置(例如，電壓供應件)以控制組件從而以此方式操縱帶電粒子射束。舉例而言，電壓供應件可電連接至一或多個組件，以在控制器或控制系統或控制 單元之控制下將電位施加至該等組件，諸如施加至控制透鏡陣列250及物鏡陣列241之電極。諸如載物台之可致動組件可為可控制的，以使用用以控制該組件之致動之一或多個控制器、控制系統或控制單元來致動諸如射束路徑之另外組件且因此相對於諸如射束路徑之另外組件移動。
由控制器或控制系統或控制單元提供之功能性可經電腦實施。元件之任何合適組合可用於提供所需功能性，包括例如CPU、RAM、SSD、主機板、網路連接、韌體、軟體及/或此項技術中已知的允許執行所需計算操作之其他元件。所需的計算操作可由一或多個電腦程式定義。一或多個電腦程式可提供於媒體、視情況非瞬時性媒體，儲存電腦可讀指令之形成中。當電腦可讀指令藉由電腦讀取時，電腦執行所需的方法步驟。電腦可由自含式單元或具有經由網路彼此連接之複數個不同電腦的分佈式計算系統組成。
術語「子射束」及「細射束」在本文中可互換使用且均被理解為涵蓋藉由劃分或分裂母輻射射束而自母輻射射束導出之任何輻射射束。術語「操縱器」用以涵蓋影響子射束或細射束之路徑之任何元件，諸如透鏡或偏轉器。對沿著射束路徑或子射束路徑對準之元件的參考應被理解為意謂各別元件沿著射束路徑或子射束路徑定位。對光學器件之參考應理解為意謂電子光學器件。
本發明之方法可藉由包含一或多個電腦之電腦系統執行。用以實施本發明之電腦可包含一或多個處理器，包括通用CPU、圖形處理單元(GPU)、場可程式化閘陣列(FPGA)、特殊應用積體電路(ASIC)或其他專用處理器。如上文所論述，在一些情況下，特定類型之處理器可在降低之成本及/或提高之處理速度方面提供優勢，且本發明之方法可適用於 特定處理器類型之使用。本發明之方法之某些步驟涉及適合實施於能夠進行並行計算之處理器(例如，GPU)上的平行計算。
本文中所使用之術語「影像」意欲指代任何值之陣列，其中每一值係關於位置之樣本且該陣列中之值之配置對應於經取樣位置之空間配置。影像可包含單層或多層。在多層影像之情況下，亦可稱為通道之每一層表示位置之不同樣本。術語「像素」意欲指代陣列之單一值，或在多層影像之情況下，指代對應於單一位置的值之群組。
用於實施本發明之電腦可為實體或虛擬的。用於實施本發明之電腦可為伺服器、用戶端或工作站。用於實施本發明之多個電腦可經由區域網路(LAN)或廣域網路(WAN)分佈及互連。本發明之方法的結果可顯示給使用者或儲存於任何適合之儲存媒體中。本發明可體現於儲存指令之非暫時性電腦可讀儲存媒體中以進行本發明之方法。本發明可體現於電腦系統中，該電腦系統包含一或多個處理器及儲存指令以進行本發明之方法的記憶體或儲存器。
在以下經編號條項中闡明本發明之態樣。
條項1：一種用於偵測由一帶電粒子評估系統產生的樣本影像資料中的缺陷之資料處理裝置，該裝置包含：一第一處理模組，其經組態以自該帶電粒子評估系統接收一樣本影像資料串流，該樣本影像資料串流包含表示該樣本之一影像的一系列有序資料點，且該第一處理模組應用一第一缺陷偵測測試以選擇該樣本影像資料串流之一子集作為第一所選資料，其中該第一缺陷偵測測試為與接收該樣本影像資料串流並行地執行之一局域化測試；以及一第二處理模組，其經組態以接收該第一所選資料，且應用一第二缺陷偵測測試以選擇該第一所選資料之一子集作為第二所選 資料。
條項2：如條項1之裝置，其中該第一處理模組使用每像素第一數目個操作來應用該第一缺陷偵測測試，且該第二處理模組使用每像素第二數目個操作來應用該第二缺陷偵測測試，操作之該第一數目小於操作之該第二數目。
條項3：如條項1或2之裝置，其中該第一處理模組每像素使用小於200個操作，合乎需要地小於100個操作來應用該第一缺陷偵測測試。
條項4：如條項1、2或3之裝置，其中由該第一處理模組執行之操作係選自由以下各者組成之群組：AND、OR、NOT、NAND、XOR、加法、減法、位元移位。
條項5：如條項1、2、3或4之裝置，其中該第一缺陷偵測測試具有低於該第二缺陷偵測測試之一選擇性。
條項6：如前述條項中任一項之裝置，其中該第一處理模組執行該樣本影像資料串流之該等資料點與具有預定大小之一內核的一卷積。
條項7：如前述條項中任一項之裝置，其中該第一處理模組包含一輸入緩衝器，該輸入緩衝器經組態以緩衝暫存該樣本影像資料串流，較佳地其中該輸入緩衝器具有小於儲存該樣本之一整個圖案重複區之一影像所需的一量之一容量。
條項8：如前述條項中任一項之裝置，其中該第一處理模組比較該樣本影像資料串流之資料點與第一參考影像資料。
條項9：如條項8之裝置，其中該第一處理模組包含經組態 以緩衝暫存該第一參考影像資料之一參考緩衝器，較佳地其中該參考緩衝器具有小於儲存該樣本之一整個圖案重複區之第一參考影像資料所需的一量之一容量。
條項10：如條項8或9之裝置，其中該第一參考影像資料相較於該樣本之該影像具有一較低解析度，較佳地，該第二處理模組比較該第一所選資料與第二參考影像資料，較佳地，該第一參考影像資料為該第二參考影像資料之一較低解析度版本。
條項11：如前述條項中任一項之裝置，其中該第一處理模組包含一場可程式化閘陣列或一特殊應用積體電路。
條項12：如前述條項中任一項之裝置，其中該第一所選資料包含圍繞滿足該第一缺陷偵測測試之該影像資料之像素的一像素區。
條項13：如前述條項中任一項之裝置，其中該第一缺陷偵測測試產生指示該樣本影像之一像素表示一缺陷之可能性的一第一缺陷分數，且該第一處理模組進一步包含經組態以累積具有該第一缺陷分數之最高值的區之資料作為該第一所選資料的一輸出緩衝器。
條項14：一種帶電粒子評估系統，其包含如前述條項中任一項之帶電粒子射束系統及資料處理裝置。
條項15：如條項14之帶電粒子評估系統，其中該帶電粒子射束系統及該第一處理模組位於一真空腔室中，且該第二處理模組位於該真空腔室外部。
條項16：如條項14或15之帶電粒子評估系統，其中該帶電粒子射束系統為一多柱射束系統。
條項17：如條項16之帶電粒子評估系統，其中存在複數個 第一處理模組，每一第一處理模組與該多柱射束系統之柱中之一各別者相關聯，相比於第一處理模組，存在較少第二處理模組。
條項18：如條項16之帶電粒子評估系統，其中該第一處理模組經組態以自與該多柱射束系統之複數個柱中之對應射束相關聯的偵測器接收掃描影像資料。
條項19：如條項16、17或18之帶電粒子評估系統，其中該多柱射束系統之該等柱經配置以使得該相同射束用於掃描複數個圖案重複區之對應部分，較佳地，該等柱間隔開對應於複數個圖案重複區之間的距離之一距離，較佳地，其中該等圖案重複區為該樣本上之不同晶粒。
條項20：一種使用一帶電粒子射束系統偵測具有複數個圖案重複區之樣本中的缺陷之方法，該方法按次序包含：對該等圖案重複區中之一第一區之一第一部分的一第一掃描以產生第一掃描影像資料；對該等圖案重複區中之一第二區之一第一部分的一第二掃描以產生第二掃描影像資料，該第二區與該第一區間隔開；對該等圖案重複區中之一第三區之一第一部分的一第三掃描以產生第三掃描影像資料，該第三區與該第一區及該第二區間隔開；以及對該第一區之一第二部分的一後續掃描以產生第四掃描影像資料。合乎需要地，樣本之圖案重複區為含有在樣本上之別處重複之圖案的區，例如作為第一區、第二區及第三區中之一或多者，合乎需要地，全部第一區、第二區及第三區。合乎需要地，圖案重複區標稱地相同。合乎需要地，圖案重複區對應於樣本之晶粒或目標部分。在一實施例中，圖案重複區可小於晶粒。在一實施例中，圖案重複區可對應於複數個組合晶粒。
條項21：如條項20之方法，其中在該第一掃描、該第二掃 描、該第三掃描及該第四掃描中之每一者期間，在一單一方向上相對於該帶電粒子射束系統掃描該樣本。
條項22：如條項20或21之方法，其中該帶電粒子射束系統具有複數個射束，且執行該第一掃描、該第二掃描及該第三掃描，使得該相同射束用以掃描各別圖案重複區之對應部分。
條項23：如條項20、21或22之方法，其中其進一步包含處理該第一掃描資料、該第二掃描資料及該第三掃描資料以偵測該第一圖案重複區、該第二圖案重複區或該第三圖案重複區中之一者中的缺陷。
條項24：如條項23之方法，其中處理該第一掃描資料、該第二掃描資料及該第三掃描資料包含處理表示該第一區、該第二區及該第三區之對應區域的該第一掃描資料、該第二掃描資料及該第三掃描資料中之每一者之一子集。
條項25：如條項23或24之方法，其中處理包含：一第一子程序，其應用一第一缺陷偵測測試以選擇該第一掃描影像資料、該第二掃描影像資料及該第三掃描影像資料中之一者之一子集作為第一所選資料；以及一第二子程序，其應用一第二缺陷偵測測試以選擇該第一所選資料之一子集作為第二所選資料。
條項26：如條項25之方法，其中該第一子程序所花費之時間小於或等於該第一掃描之開始與該第四掃描之開始之間的時間間隔。
條項27：如條項20至26中任一項之方法，其中該第一掃描影像資料、該第二掃描影像資料及該第三掃描影像資料中之每一者包含來自該樣本上之多個多射束視場之掃描的資料。
條項28：如條項27之方法，其中該多個多射束視場之鄰接 掃描在該樣本上至少相連。
條項29：如條項27或28之方法，該多個多射束視場覆蓋對應於第一影像資料、第二影像資料及第三影像資料之各別樣本區域。
條項30：如條項27至29中任一項之方法，其中該多個多射束視場中之每一多射束視場包含多個處理區域，每一處理區域對應於該複數個射束中之一射束之一視場。
條項31：如條項30之方法，其中自該等多射束視場中之至少一者之掃描導出的該第一影像資料、該第二影像資料及該第三影像資料係藉由過度掃描達成。
條項32：如條項31之方法，其中在該過度掃描中，藉由節距過度掃描而過度掃描與該等多射束視場中之一者相關聯的該複數個射束中之該等射束中之至少一者。
條項33：如條項32之方法，其中在該節距過度掃描中，該相關聯射束掃描的該樣本之一區域大於該相關聯射束之處理區域。
條項34：如條項32或33之方法，其中在該節距過度掃描中，該相關聯射束掃描的該樣本之一區域至少與由與該複數個射束中之該相關聯射束鄰接的一射束掃描的該樣本之一區域(例如，處理區域)相連。
條項35：如條項32至34中任一項之方法，其中該節距過度掃描包含：使多個掃描跨越該樣本延伸，因此較佳地，對應掃描細長區比處理區域之寬度長；加寬跨越該樣本之一或多個掃描的廣度(或條帶過度掃描)，因此較佳地，對應細長掃描包含細長區及額外邊界，較佳地，額外邊界至少與毗連細長掃描中掃描的樣本之區域相連；以及/或跨越該樣本掃描一或多個額外掃描，因此較佳地，樣本之掃描區域在由跨越該樣本 之該等掃描掃描的區域之總和上大於處理區域。
條項36：如條項32至35中任一項之方法，其中使用該過度掃描，該複數個射束中之該等射束中的至少一者確保該複數個射束中之類似射束用以產生該第一影像資料、該第二影像資料及該第三影像資料之各別資料以供處理以偵測缺陷。
條項37：如前述條項20至36中任一項之方法，其中該後續掃描掃描該樣本之至少與該第一區、該第二區及該第三區中之至少一者相連之一區域。
條項38：如條項37之方法，其中過度掃描用以確保針對後續掃描掃描之區域與第一區、第二區及第三區中之至少一者相連，較佳地，該過度掃描包含多射束視場過度掃描、節距過度掃描及條帶掃描中之至少一者。
條項39：如條項20至38中任一項之方法，其進一步包含緩衝暫存該第一掃描影像資料，至少直至開始產生該第二掃描資料影像資料。
條項40：如條項20至39中任一項之方法，其進一步包含緩衝暫存該第一掃描影像資料及該第二掃描影像資料，至少直至開始產生該第三掃描影像資料。
條項41：如條項20至40中任一項之方法，其進一步包含緩衝暫存該第一掃描影像資料、該第二掃描影像資料及該第三掃描影像資料。
條項42：一種使用一帶電粒子射束系統使用包含複數個子射束之一帶電粒子多射束偵測一樣本中的缺陷之方法，該樣本具有標稱地 為相同區之複數個圖案重複區，該方法按次序包含：使用該帶電粒子多射束對該樣本之一第一圖案重複區之一第一掃描以產生第一掃描影像資料；使用該帶電粒子多射束對該樣本之一第二圖案重複區之一第二掃描以產生一第二掃描影像資料，該第二圖案重複區與該第一圖案重複區間隔開；使用該帶電粒子多射束對該樣本之一第三圖案重複區之一第三掃描以產生一第三掃描影像資料，該第三圖案重複區與該第一圖案重複區及該第二圖案重複區間隔開；以及藉由比較該第一掃描影像資料、該第二掃描影像資料及該第三掃描影像資料來處理該第一掃描影像資料、該第二掃描影像資料及該第三掃描影像資料以識別一缺陷；其中每一子射束被指派該第一圖案重複區、該第二圖案重複區及該第三圖案重複區之一部分，以使得每一掃描包含使用相同子射束掃描該等各別圖案重複區之對應部分；其中該處理包含比較藉由該相同子射束自各別圖案重複區之對應部分獲得的掃描影像資料。
條項43：一種使用一帶電粒子射束系統使用包含複數個子射束之一帶電粒子多射束偵測一樣本中的缺陷之方法，該樣本具有標稱地相同之複數個圖案重複區，該方法包含：使用該帶電粒子多射束連續掃描該樣本之至少三個不同圖案重複區以產生不同的第一樣本影像資料集合；藉由比較各區的該影像資料來處理該等不同第一樣本影像資料集合以識別一缺陷；其中每一子射束被指派該等圖案重複區中之每一者之一對應部分，以使得每一掃描包含使用相同子射束來掃描該等各別圖案重複區之對應部分。
條項44：一種用於偵測由一帶電粒子評估系統產生的樣本影像資料中的缺陷之資料處理方法，該方法包含：自該帶電粒子評估系統 接收一樣本影像資料串流，該樣本影像資料串流包含表示該樣本之一影像的一系列有序資料點；應用為一局域化測試之一第一缺陷偵測測試，該應用該第一檢測測試包含選擇該樣本影像資料串流之一子集作為第一所選資料，其中該應用該第一缺陷偵測測試與接收該樣本影像資料串流並行地進行；接收該第一所選資料；應用一第二缺陷偵測測試，該應用該第二偵測測試包含選擇該第一所選資料之一子集作為第二所選資料。
條項45：一種用於偵測由評估一樣本之一評估系統產生之資料(例如影像)中之缺陷的資料處理方法，該方法包含：接收由該評估系統產生之資料，該資料表示一樣本之一影像；應用一第一測試以選擇該資料之一子集；以及將一第二測試應用於該子集以驗證該資料之該子集之至少一部分是否表示至少一個缺陷。
條項46：如條項45之資料處理方法，其中該資料係在一資料串流中接收。
條項47：如條項46之資料處理方法，其中該第一測試應用於該資料串流中之該資料。
條項48：如條項45至47中任一項之資料處理方法，其中該第一測試包含用於應用於該資料之一簡單演算法，例如一局域化測試。
條項49：如條項45至48中任一項之資料處理方法，其中該第二測試係用於應用於資料，合乎需要地應用於該資料之該子集之一複雜演算法。
條項50：如條項45至49中任一項之資料處理方法，其中該第一測試之該應用與接收該資料並行地進行。
條項51：一種用於偵測由一評估系統產生的樣本影像資料 中的缺陷之資料處理方法，該方法包含：自該評估系統接收一樣本影像資料串流，該樣本影像資料串流包含表示該樣本之一影像的一系列有序資料點；與該接收該樣本影像資料串流並行地應用為一局域化測試之一第一缺陷偵測測試，該應用該第一檢測測試包含選擇該樣本影像資料串流之一子集作為第一所選資料；接收該第一所選資料；以及將一第二缺陷偵測測試應用於該第一所選資料且包含選擇該第一所選資料之一子集作為表示一缺陷第二所選資料。
條項52：如條項45至51中任一項之資料處理方法，其中該評估系統為一帶電粒子評估系統。
條項53：一種電腦程式，其包含經組態以控制一處理器以執行如條項20至52中任一項之方法的指令。
儘管已結合各種實施例描述本發明，但自本說明書之考量及本文中揭示之本發明之實踐，本發明之其他實施例對於熟習此項技術者將顯而易見。意欲本說明書及實例僅視為例示性的，其中本發明之真正範疇及精神藉由以下申請專利範圍指示。
505:正方形均勻內核
505a:中心區
505b:周邊區

Claims (15)

  1. 一種使用一帶電粒子射束系統偵測具有複數個圖案重複區之樣本中的缺陷之方法，該方法按次序包含： 對該等圖案重複區中之一第一區之一第一部分的一第一掃描以產生第一掃描影像資料； 對該等圖案重複區中之一第二區之一第一部分的一第二掃描以產生第二掃描影像資料，該第二區與該第一區間隔開； 對該等圖案重複區中之一第三區之一第一部分的一第三掃描以產生第三掃描影像資料，該第三區與該第一區及該第二區間隔開；以及 對該第一區之一第二部分的一後續掃描以產生第四掃描影像資料。
  2. 如請求項1之方法，其中該樣本之一圖案重複區為含有在該樣本上其他處重複之一圖案的一區。
  3. 如請求項1或2之方法，其中其進一步包含處理該第一掃描資料、該第二掃描資料及該第三掃描資料以偵測該第一圖案重複區、該第二圖案重複區或該第三圖案重複區中之一者中的缺陷。
  4. 如請求項3之方法，其中處理該第一掃描資料、該第二掃描資料及該第三掃描資料包含處理表示該第一區、該第二區及該第三區之對應區域的該第一掃描資料、該第二掃描資料及該第三掃描資料中之每一者之一子集。
  5. 如請求項3之方法，其中處理包含： 一第一子程序，其應用一第一缺陷偵測測試以選擇該第一掃描影像資料、該第二掃描影像資料及該第三掃描影像資料中之一者之一子集作為第一所選資料；以及 一第二子程序，其應用一第二缺陷偵測測試以選擇該第一所選資料之一子集作為第二所選資料。
  6. 如請求項5之方法，其中該第一子程序所花費之時間小於或等於該第一掃描之開始與該第四掃描之開始之間的時間間隔。
  7. 如請求項1或2之方法，其中該帶電粒子射束系統具有複數個射束，且執行該第一掃描、該第二掃描及該第三掃描，使得該相同射束用以掃描各別圖案重複區之對應部分。
  8. 如請求項1或2之方法，其中該第一掃描影像資料、該第二掃描影像資料及該第三掃描影像資料中之每一者包含來自該樣本上之多個多射束視場之掃描的資料。
  9. 如請求項8之方法，其中該多個多射束視場之鄰接掃描在該樣本上至少相連。
  10. 如請求項8之方法，其中該多個多射束視場中之每一多射束視場包含多個處理區域，每一處理區域對應於該複數個射束中之一射束之一視場。
  11. 如請求項10之方法，其中自該等多射束視場中之至少一者之掃描導出的該第一影像資料、該第二影像資料及該第三影像資料係藉由過度掃描達成。
  12. 如請求項11之方法，其中在該過度掃描中，藉由節距過度掃描而過度掃描與該等多射束視場中之一者相關聯的該複數個射束中之該等射束中之至少一者。
  13. 如請求項11之方法，其中使用該過度掃描，該複數個射束中之該等射束中的至少一者確保該複數個射束中之類似射束用以產生該第一影像資料、該第二影像資料及該第三影像資料之各別資料以供處理以偵測缺陷。
  14. 如請求項1或2之方法，其中該後續掃描掃描該樣本之至少與該第一區、該第二區及該第三區中之至少一者相連的一區域。
  15. 如請求項1或2之方法，其進一步包含緩衝暫存該第一掃描影像資料，至少直至開始產生該第二掃描資料影像資料為止。
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