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TW202420366A - 獲得關於樣本表面之形貌資訊的電子光學設備及方法 - Google Patents

獲得關於樣本表面之形貌資訊的電子光學設備及方法 Download PDF

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TW202420366A
TW202420366A TW112127151A TW112127151A TW202420366A TW 202420366 A TW202420366 A TW 202420366A TW 112127151 A TW112127151 A TW 112127151A TW 112127151 A TW112127151 A TW 112127151A TW 202420366 A TW202420366 A TW 202420366A
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湯瑪士 阿卓安 歐姆斯
尼爾斯 菲格
尼爾 喬漢尼斯 馬利亞 波許
芬森特 席爾菲斯特 庫柏
彼得 保羅 漢潘尼斯
史丁 威稜 賀曼 卡勒 史丁柏齡克
歐文 史羅特
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荷蘭商Asml荷蘭公司
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Abstract

本揭露揭示用於獲得關於一樣本表面之形貌資訊的設備及方法。在一個配置中,一種感測系統包含:用於量測一樣本表面之各別部分之位置的近端感測器之一群組;及一遠端感測器,其相比該等近端感測器更遠離一多射束之子射束的路徑定位。該遠端感測器量測該樣本表面之一部分相對於該遠端感測器的一位置。一控制系統控制一帶電粒子裝置以使用該多射束處理一多射束可處理區域中之該樣本表面。一載物台使該多射束可處理區域沿著樣本之一參考座標系中的一處理路徑移動。在該多射束可處理區域到達該處理路徑之一選定部分之前,該感測系統使用至少該遠端感測器獲得關於該處理路徑之該選定部分中之該樣本表面的形貌資訊。

Description

獲得關於樣本表面之形貌資訊的電子光學設備及方法
本揭露係關於用於獲得關於樣本表面之形貌資訊的設備及方法,尤其供在使用帶電粒子之多射束評估樣本的情況下使用。
當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,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,藉此降低良率。因此,監測非所要圖案缺陷之程度為IC晶片製造中之重要程序。更一般而言,基板或其他物件/材料之表面的評估(例如,檢測及/或量測)為在其製造期間及/或之後的重要程序。
本文中被稱作評估系統之評估工具為已知的,其使用帶電粒子束來評估可被稱作樣本之物件,例如以偵測圖案缺陷。此等系統通常使用電子顯微法技術,諸如掃描電子顯微鏡(SEM)。在SEM中,運用最終減速步驟以在相對較高能量下之電子的初級電子束為目標,從而以相對較低著陸能量著陸於樣本上。電子束作為探測光點聚焦於樣本上。探測光點處之材料結構與來自電子束之著陸電子之間的相互作用使得信號電子來自表面,例如作為信號電子,諸如二次電子、反向散射電子或歐傑(Auger)電子,其更一般地可被稱作信號粒子。可自樣本之材料結構發射信號電子。藉由使初級電子束作為探測光點掃描遍及樣本表面,可橫跨樣本之表面發射信號電子。藉由自樣本表面收集此等所發射信號電子,圖案檢測系統可獲得表示樣本表面之材料結構之特性的影像。
評估系統中之較高產出量可藉由增加同時入射於樣本上之射束的數目來實現。經組態為以此方式操作之評估系統可被稱作多射束系統,且可樣本表面上可被稱作視場(FoV)的相對較大區域上同時將極大量個別射束並行地投影至樣本上。具有大FoV會實現高產出量。然而,由於樣本表面之非均勻形貌,將射束準確地聚焦於如此大的FoV上已被證明為具有挑戰性。可藉由獲得樣本表面之形貌映圖來校正此等非均勻形貌,但獲得此類映圖之量測為耗時的且可為不準確的,例如其中表面形貌隨時間推移及/或由於載物台定位之不準確性而改變。
本揭露之目標為提供支援在使用帶電粒子之多射束評估樣本之配置中改良聚焦控制的設備及方法。
根據本發明之態樣,提供一種電子光學設備,其包含:載物台,其經組態以支撐具有樣本表面之樣本;帶電粒子裝置,其經組態以沿著與多射束可處理區域之樣本相交的多射束路徑朝向樣本投影多射束,該多射束包含具有在多射束路徑內理想地以柵格配置之路徑的帶電粒子之複數個子射束;感測系統,其包含:接近複數個子射束之路徑定位的近端感測器之群組,各近端感測器經組態以量測樣本表面之各別部分相對於彼近端感測器的位置;及一或多個遠端感測器,相比近端感測器,該或各遠端感測器更遠離子射束之路徑定位,該或各遠端感測器經組態以量測樣本表面之各別部分相對於遠端感測器的位置;及控制系統,其經組態以:控制帶電粒子裝置以使用多射束來處理多射束可處理區域中之樣本表面,理想地使用多射束評估樣本表面;控制載物台以使多射束可處理區域沿著樣本之參考座標系中的處理路徑移動;及控制感測系統以在多射束可處理區域到達處理路徑之選定部分之前使用至少一或多個遠端感測器獲得關於處理路徑之選定部分中之樣本表面的形貌資訊。
根據本發明之態樣,提供一種電子光學設備,其包含:載物台,其經組態以支撐具有樣本表面之樣本;帶電粒子裝置,其經組態以沿著與多射束可處理區域中之樣本相交的多射束路徑朝向樣本投影多射束以運用多射束處理樣本,該多射束包含具有在多射束路徑內理想地以柵格配置之路徑的帶電粒子之複數個子射束;及感測系統,其包含複數個感測器,各感測器經組態以量測在多射束可處理區域之外的樣本表面之各別部分相對於感測器的位置,其中複數個感測器至少包含第一感測器、第二感測器及第三感測器,該等感測器經定位以使得在感測器及多射束可處理區域之位置至平行於樣本之平面上的投影中,連結第一感測器及第二感測器之位置的向量與將第三感測器之位置連結至多射束可處理區域之中心的向量實質上相等或相反。
根據本發明之態樣,提供一種獲得關於樣本表面之形貌資訊的方法,其包含:沿著與多射束可處理區域中之樣本相交的多射束路徑朝向樣本投影帶電粒子之多射束以處理多射束可處理區域中之樣本表面,該多射束包含具有在多射束路徑內理想地以柵格配置之路徑的複數個子射束;使用接近複數個子射束之路徑定位的近端感測器之群組來量測樣本表面之各別部分相對於近端感測器的位置;使用相比近端感測器更遠離子射束之路徑定位的一或多個遠端感測器來相對於一或多個遠端感測器量測樣本表面之一或多個各別部分;提供多射束可處理區域與樣本之間的相對移動使得多射束可處理區域沿著樣本之參考座標系中的處理路徑移動;及在多射束可處理區域到達處理路徑之選定部分之前,使用至少一或多個遠端感測器獲得關於處理路徑之選定部分中之樣本表面的形貌資訊。
根據本發明之態樣,提供一種獲得關於樣本表面之形貌資訊的方法,其包含:沿著與多射束可處理區域中之樣本相交的多射束路徑朝向樣本投影帶電粒子之多射束以運用多射束處理樣本,該多射束包含具有在多射束路徑內理想地以柵格配置之路徑的複數個子射束;使用複數個感測器量測在多射束可處理區域之外的樣本表面之各別部分相對於感測器的位置來獲得關於樣本表面之形貌資訊,其中複數個感測器至少包含第一感測器、第二感測器及第三感測器,該等感測器經定位以使得在感測器及多射束可處理區域之位置至平行於樣本之平面上的投影中,連結第一感測器及第二感測器之位置的向量與將第三感測器之位置連結至多射束可處理區域之中心的向量實質上相等或相反。
根據本發明之態樣,提供一種電腦程式,其包含可藉由控制評估設備之電腦解譯的指令,該電腦程式包含用以執行根據本文中之本發明之任何其他態樣的方法的指令。
對相關申請案之交互參考
本申請案主張2022年7月21日申請且以全文引用之方式併入本文中的歐洲專利申請案22186294.9之優先權。
現將詳細參考例示性實施例,其實例繪示於隨附圖式中。以下描述參看隨附圖式,其中除非另外表示,否則不同圖式中之相同數字表示相同或類似元件。例示性實施例之以下描述中所闡述的實施並不表示符合本發明的所有實施。實情為,其僅為符合與在隨附申請專利範圍中所敍述之本發明相關之態樣的設備及方法之實例。
可藉由顯著增加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的計算能力,此減小裝置之實體大小。此已藉由增加之解析度來實現,從而使得能夠製得更小的結構。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的程序並不出人意料。甚至一個步驟中之誤差亦有可能顯著影響最終產品之功能。在某些情形下,甚至單個缺陷亦可造成裝置故障。製造程序之目標為改良程序之總良率。舉例而言,為了針對50步驟程序(其中步驟可指示形成於晶圓上之層的數目)獲得75%良率,各個別步驟必須具有大於99.4%之良率。若各個別步驟具有95%之良率,則總程序良率將低至7%。
雖然高程序良率在IC晶片製造設施中為合乎需要的,但維持高基板(亦即,晶圓)產出量(定義為每小時處理之基板的數目)亦為必需的。缺陷之存在可能會影響高程序良率及高基板產出量。若需要操作員干預來查核缺陷,則尤其係如此。因此,藉由檢測系統(諸如,掃描電子顯微鏡(「SEM」))對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或模組。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;及投影設備,其用於運用一或多個聚焦的初級電子束來掃描樣本,諸如基板。至少照明設備或照明系統及投影設備或投影系統一起可被稱作電子光學裝置或柱。初級電子與樣本相互作用,且產生諸如二次電子之信號粒子。偵測設備在樣本被掃描時捕捉來自樣本之信號粒子(例如,二次電子),使得SEM可創建樣本之經掃描區域的影像。對於高產出量檢測,檢測設備中之一些使用多個聚焦之初級電子束,亦即,多射束。多射束之組成射束可被稱作子射束或細射束。多射束可同時掃描樣本之不同部分。相比單射束檢測設備,多射束檢測設備可因此以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。
諸圖為示意性的。因此,出於清楚起見,誇示圖式中之組件的相對尺寸。在以下圖式描述內,相同或類似參考數字係指相同或類似組件或實體,且僅描述關於個別實施例之差異。雖然描述及圖式係針對電子光學設備,但應瞭解,實施例並不用以將本揭露限於特定帶電粒子。因此,更一般而言,貫穿本發明文件之對電子之提及可被視為對帶電粒子之提及,其中帶電粒子未必為電子。
現參看 1,其為繪示例示性帶電粒子束檢測設備100之示意圖,該設備亦可被稱作帶電粒子束評估系統或簡單地稱作評估系統。 1之帶電粒子束檢測設備100包括主腔室10、裝載鎖定腔室20、電子束設備40、裝備前端模組(EFEM) 30及控制器50。控制器可分佈於評估系統之不同組件之間,包括例如電子束設備40中。電子束設備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(圖中未示)將樣本輸送至裝載鎖定腔室20。
裝載鎖定腔室20用以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(圖中未示),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之第一壓力。在達到第一壓力之後,一或多個機器人臂(圖中未示)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(圖中未示)。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,將樣本輸送至可藉以檢測樣本之電子束設備。電子束設備40可包含多射束電子光學設備。
控制器50以信號方式,例如以電子方式連接至電子束設備40,例如作為控制器50之分佈式組件。控制器50可為經組態以控制帶電粒子束檢測設備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系統。雖然控制器50在 1中展示為在包括主腔室10、裝載鎖定腔室20及EFEM 30之結構外部,但應瞭解,控制器50可為該結構之部分。控制器50可位於帶電粒子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。雖然本揭露提供收容電子束檢測設備之主腔室10的實例,但應注意,本揭露之態樣在其最廣泛意義上不限於收容電子束檢測設備之腔室。確切而言,應瞭解,前述原理亦可應用於在第二壓力下操作之設備的其他系統及其他配置。
現參看 2,其為繪示例示性帶電粒子束設備40之示意圖。電子束設備40可提供為 1之例示性帶電粒子束檢測系統100之部分。電子束設備40包括電子源201及評估設備。評估設備包含帶電粒子裝置230。帶電粒子裝置230可包含用於朝向樣本208引導初級帶電粒子束202之投影設備或由其組成。電子源201及帶電粒子裝置230可一起被稱作用於產生初級帶電粒子束202之照明設備。評估設備包含支撐樣本208之樣本支撐件。此實例中之樣本支撐件包含樣本固持器207。樣本固持器207固持樣本208 (例如,基板或遮罩)以用於評估。樣本固持器207由電動或致動載物台209支撐。電子束設備40進一步包含偵測器240。偵測器240偵測來自樣本208之信號帶電粒子(例如,電子)。偵測器240在偵測到信號帶電粒子時產生偵測信號。
電子源201可包含陰極(圖中未示)及提取器或陽極(圖中未示)。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束202。
帶電粒子裝置230經組態以將初級電子束202轉換成複數個帶電粒子束211、212、213且將各射束引導至樣本208上。儘管為簡單起見繪示三個射束,但可能存在數十、數百、數千、數萬或甚至數十萬(或更多)個射束。該等射束可稱為細射束或子射束。複數個帶電粒子束可統稱為多射束或射束柵格。具有如此多射束(例如,超過一千個射束)之射束柵格可具有例如大於0.5 mm、例如在0.5 mm至30 mm或1 mm至30 mm之範圍內、例如在0.5 mm至15 mm之範圍內的視場。
控制器50 (例如,包含分佈式控制器之控制系統)可連接至 1之帶電粒子束檢測設備100之各種部分,諸如電子源201、電子偵測裝置240、帶電粒子裝置230及電動載物台209 (或致動載物台)。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束檢測設備100之操作,包括電子束工具40之操作。
帶電粒子裝置230可經組態以將射束211、212及213聚焦至樣本208上以供檢測,且可在樣本208之表面上形成三個探測光點221、222及223。帶電粒子裝置230可經組態以使初級射束211、212及213偏轉,以使探測光點221、222及223橫跨樣本208之表面的區段中之個別掃描區域進行掃描。回應於初級射束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,該等電子包括可被稱作信號帶電粒子或信號粒子之二次電子及反向散射電子。二次電子通常具有大至五十電子伏特(≤50 eV)之電子能量,且反向散射電子通常具有五十電子伏特(50 eV)與初級射束211、212及213之著陸能量之間的電子能量。
偵測器240可將在偵測器240中產生之偵測信號例如作為成像或偵測信號發送至控制器50或信號處理系統(圖中未示,其可為控制器50之部分),例如以建構樣本208之對應經掃描區域的影像。偵測器240可至少部分地併入至帶電粒子裝置230中或可與該帶電粒子裝置分離,例如其中提供二次光學柱以將例如二次電子及/或反向散射電子之信號帶電粒子引導至偵測器240。
控制器50可包含影像處理系統,該影像處理系統包括影像獲取器(圖中未示)及儲存裝置(圖中未示)。舉例而言,控制器可包含處理器、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偵測器240以准許信號通信,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、無線電以及其他,或其組合。影像獲取器可自偵測器240接收偵測信號,可處理包含於信號中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、疊加指示符於所獲取影像上,及其類似者。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、快閃隨身碟、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經掃描原始影像資料作為初始影像,及後處理影像。
影像獲取器可基於自偵測器240接收到之成像信號而獲取樣本208之一或多個影像。成像信號可對應於用於進行帶電粒子成像之掃描操作。所獲取影像可為包含複數個成像區域之單個影像。單個影像可儲存於儲存器中。單個影像可為可劃分成複數個區之初始影像。區中之各者可包含含有樣本208之特徵的一個成像區域。所獲取影像可包含在一時間段內取樣多次之樣本208之單個成像區域的多個影像。多個影像可儲存於儲存器中。控制器50可經組態以運用樣本208之相同位置之多個影像來執行影像處理步驟。
控制器50可包括用以獲得偵測到之二次電子或更一般而言,信號帶電粒子之分佈的量測電路系統(例如,類比至數位轉換器)。用於此功能之控制器之一部分可包含於偵測器中或接近偵測器。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之初級射束211、212及213中之各者的對應掃描路徑資料組合使用,以重建構受檢測之樣本結構的影像。經重建構影像可用以顯露樣本208之內部或外部結構的各種特徵。經重建構影像可藉此用以顯露可能存在於樣本中及/或上之任何缺陷。
控制器50可控制致動載物台209以在樣本208之檢測期間移動樣本208,例如以提供載物台相對於初級射束路徑之掃描運動。控制器50可使得致動載物台209能夠至少在樣本檢測期間在諸如載物台之掃描運動之部分的方向上、理想地連續地、例如以恆定速度移動樣本208。控制器50可控制致動載物台209之移動,使得其取決於各種參數而改變樣本208之移動速度。舉例而言,控制器可取決於檢測步驟及/或掃描程序之掃描的特性而控制載物台速度(包括其方向),例如,如2021年5月3日申請之EPA 21171877.0中所揭示,該申請案就載物台之至少經組合步進及掃描策略而言特此以引用之方式併入。在控制致動載物台時,載物台及因此樣本之致動可使得樣本能夠相對於初級射束之路徑例如動態地定位。
3為用於評估設備中之例示性帶電粒子裝置41的示意圖。帶電粒子裝置41可被稱作電子光學柱或電子光學裝置。為了易於繪示,本文中藉由橢圓形狀陣列示意性地描繪透鏡陣列。各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,類似於光學透鏡中經常採用之雙凸面形式。在諸如本文中所論述之彼等帶電粒子裝置的帶電粒子裝置之情況下,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,透鏡陣列可替代地包含具有孔徑之多個板。具有孔徑之各板可被稱作電極。電極可沿著複數個帶電粒子束(其亦可被稱作子射束)之射束柵格的路徑串聯地提供。電極因此亦沿著射束柵格之帶電粒子束的路徑串聯。
電子源201朝向形成帶電粒子裝置230之部分的聚光透鏡231之陣列引導電子。電子源201理想地為在亮度與總發射電流之間具有良好折衷的高亮度熱場發射器。可能存在數十、數百或數千或甚至數萬個聚光透鏡231。陣列之聚光透鏡231可包含多電極透鏡且具有基於EP1602121A1之構造,此文件特此以引用之方式特定地併入至用以將電子束分裂成複數個子射束之透鏡陣列的揭示內容,其中該陣列針對各子射束提供一透鏡。聚光透鏡陣列可呈充當電極之至少兩個、較佳三個板之形式,其中各板中之孔徑與其他板中之孔徑對準以界定帶電粒子束穿過該等板之路徑。在操作期間將板中之至少兩者維持在不同電位下以實現所要透鏡效應。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的電絕緣板,其具有用於帶電粒子束之一或多個孔徑。另外或替代地,板中之一或多者的特徵可在於各自具有其自身電極之孔徑,例如圍繞其周邊具有電極陣列或以具有共同電極之孔徑群組配置。在變體中,板中之一或多者可包含具有多個孔徑之多個部分或條帶。在另一替代配置中,提供巨型準直器而非聚光透鏡陣列。巨型準直器可在射束已分裂成多射束之前作用於來自源201之射束。巨型準直器可以磁性方式、靜電方式或以磁性方式及靜電方式實施。
在一些實施例中,聚光透鏡陣列由三個板陣列形成,其中帶電粒子在其進入及離開各透鏡時具有相同能量,此配置可被稱作單透鏡(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),藉此限制離軸色像差。當聚光透鏡之厚度為低的,例如數毫米時,此類像差具有小或可忽略的影響。
陣列中之各聚光透鏡將電子引導至聚焦於各別中間焦點233處之各別射束211、212、213中。準直器或準直器陣列可經定位以對各別中間焦點233操作。準直器可呈提供於中間焦點233處之偏轉器235的形式。偏轉器235經組態以使各別射束211、212、213彎曲達有效量,以確保主射線(其亦可被稱作射束軸線)實質上法向地入射於樣本208上(亦即,與樣本之標稱表面實質上成90°)。應注意,在具有巨型聚光透鏡之配置中,聚光透鏡可準直或促成源射束或在一實施例中複數個射束之準直。
在偏轉器235之順流方向上提供物鏡陣列401。物鏡陣列501針對各射束211、212、213包含一物鏡。物鏡陣列401將射束211、212、213投影至樣本208上。物鏡陣列401可包含連接至各別電位源之兩個或更多個、較佳至少三個板電極陣列。
視情況,控制透鏡陣列250提供於偏轉器235與物鏡陣列401之間。控制透鏡陣列250針對各射束211、212、213包含一控制透鏡。控制透鏡陣列250提供控制射束211、212、213之屬性的額外自由度。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、較佳至少三個板電極陣列。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/或控制遞送至物鏡之射束能量,該等物鏡中之各者將各別射束211、212、213引導至樣本208上。在一實施例中,控制透鏡陣列可被視為係物鏡之部分,例如係與物鏡陣列相關聯之額外板。
視情況,掃描偏轉器260之陣列提供於控制透鏡陣列250與物鏡陣列401之間。掃描偏轉器260之陣列針對各射束211、212、213包含一掃描偏轉器。各掃描偏轉器經組態以使各別射束211、212、213在一個或兩個方向上偏轉以使該射束在一個或兩個方向上橫跨樣本208掃描。替代地,可提供巨型掃描偏轉器以使帶電粒子束掃描遍及樣本208。可在控制透鏡陣列250之逆流方向上提供巨型掃描偏轉器。在一實施例中,此類巨型掃描偏轉器可對源射束操作且可與巨型聚光透鏡一起存在。
偵測器模組402可包含偵測器。偵測器模組402可提供於物鏡內或物鏡與樣本208之間以偵測來自樣本208之信號電子/粒子。下文描述此類偵測器模組402之例示性構造。應注意,偵測器另外或替代地可具有沿著物鏡陣列401或甚至控制透鏡陣列250之初級射束路徑在逆流方向上的偵測器元件。偵測器模組可為偵測器元件陣列(例如,偵測器陣列)。各元件可與個別射束相關聯,例如經定位以偵測由個別射束產生之信號粒子。
3之帶電粒子裝置41可經組態以藉由改變施加至控制透鏡及物鏡之電極的電位來控制電子著陸於樣本208上之能量。控制透鏡及物鏡一起工作且可被稱作物鏡總成。可取決於正處理(諸如,評估(例如,檢測或量測))之樣本的性質而選擇著陸能量以增加二次電子(或更一般而言,信號粒子)之發射及偵測。偵測器模組可包含於物鏡總成中。
物鏡可經組態以將電子束縮小大於10倍,理想地在50至100倍或更大之範圍內。物鏡可包含三個電極,例如,物鏡可包含中間電極、下部電極及上部電極。可省略上部電極。僅具有兩個電極之物鏡可具有比具有更多電極之物鏡更低的像差。三電極物鏡可在電極之間具有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)提供控制電子軌跡之額外自由度,例如以聚焦二次電子以及入射射束。
在一些實施例中,物鏡陣列總成包含偵測器,該偵測器具有在物鏡陣列401之至少一個電極之順流方向上的偵測器模組402。偵測器模組402可包含偵測器陣列或甚至呈偵測器陣列之形式。在一實施例中,偵測器之至少一部分鄰近於物鏡陣列401及/或與物鏡陣列整合。舉例而言,偵測器模組402可藉由將CMOS晶片偵測器整合至物鏡陣列401之底部電極中而實施。偵測器模組402至物鏡陣列中之整合可替換次級柱或作為次級柱之補充。CMOS晶片較佳經定向以面向樣本(此係因為樣本與電子光學裝置之底部之間的小距離。樣本與電子光學裝置之底部之間的之間的距離可例如在10至400微米之範圍內,理想地在50至200微米之範圍內,視情況為約100微米)。應注意,甚至在偵測器位於帶電粒子裝置之最順流方向電子光學元件的逆流方向上之情形下,在最順流方向電子光學元件與樣本之間亦可存在緊密分離(例如,具有類似距離) (例如,100 μm)。在一實施例中,用以捕捉信號帶電粒子之電極形成於CMOS裝置之頂部金屬層中。電極可形成於例如CMOS晶片之基板的其他層中。可藉由矽穿孔將CMOS之功率及控制信號連接至CMOS。為了強健性,較佳地,底部電極由兩個元件組成:CMOS晶片及具有孔之被動Si板。該板屏蔽CMOS免受高電子場之影響。
在一實施例中,單個電極環繞孔徑中之至少一些。在一配置中,例如圍繞各孔徑指派單個電極。在另一實施例中,圍繞各孔徑提供複數個電極元件。由環繞一個孔徑之電極元件捕捉的信號帶電粒子可組合成單個偵測信號或用以產生獨立偵測信號。電極元件可經徑向劃分(亦即,以形成複數個同心環)、經成角度地劃分(亦即,以形成複數個區段狀片件)、經徑向地及成角度地劃分或以任何其他便利方式劃分。
整合至物鏡陣列401中之偵測器的例示性實施例展示於 4中,該圖以示意性橫截面繪示物鏡陣列401之一部分。在此實施例中,偵測器包含偵測器模組402,該偵測器模組包含複數個偵測器元件405 (標記在 5中) (例如,諸如捕捉電極之感測器元件) (例如,偵測器元件之陣列),該複數個偵測器元件較佳作為偵測器元件之陣列(亦即,較佳在二維表面上方呈圖案或配置形式之複數個偵測器元件)。在此實施例中,偵測器模組402提供於物鏡陣列之輸出側。輸出側為物鏡陣列401之輸出側。 5為偵測器模組402之仰視圖,該偵測器模組包含基板404,各自環繞射束孔徑406之複數個偵測器元件405 (例如,捕捉電極)提供於該基板上。射束孔徑406可藉由蝕刻穿過基板404而形成。在 5中所展示之配置中,射束孔徑406以矩形陣列展示。射束孔徑406亦可以不同方式配置,例如以如 6中所描繪之六邊形緊密堆積陣列配置。
上文所描述之整合式偵測器模組402在與具有可調諧著陸能量之工具一起使用時為尤其有利的,此係因為信號粒子(例如,二次電子)捕捉可針對著陸能量範圍經最佳化。包含偵測器元件陣列(或捕捉電極-偵測器模組甚至呈陣列形式)之偵測器模組亦可整合至其他電極陣列中,而不僅僅為最低電極陣列。可在EP申請案第20184160.8號中找到整合至物鏡中之偵測器模組的其他細節及替代配置,此文件特此以引用之方式併入。
可提供電源以將各別電位施加至控制透鏡陣列250之控制透鏡及物鏡陣列401之物鏡的電極。
在一實施例中,提供帶電粒子裝置陣列(或裝置陣列)。該陣列可包含本文中所描述之複數個帶電粒子裝置(例如,電子光學柱)中之任一者。陣列中之帶電粒子裝置中之各者將各別複數個帶電粒子束聚焦至相同樣本208之不同區上。陣列中之各帶電粒子裝置可自不同各別源201導出各別複數個帶電粒子束。各各別源201可為複數個源201中之一個源。複數個源201之至少一子集可提供為源陣列。源陣列可包含共同基板上之複數個發射器。同時將來自不同帶電粒子裝置之複數個帶電粒子束聚焦至相同樣本之不同區上允許樣本208之增加的區域同時曝露於帶電粒子束。因此,可同時評估(或更一般而言,處理)樣本之增加的區域。陣列中之帶電粒子裝置可配置成彼此鄰近,以便將各別複數個射束投影至樣本208之鄰近區上。任何數目個帶電粒子裝置可用於該陣列中。較佳地,帶電粒子裝置之數目在9至200之範圍內。當提及單個帶電粒子裝置、電子光學裝置或系統或柱時,陣列中之各帶電粒子裝置可以本文中所描述之方式中之任一者進行組態。替代地或另外,陣列中之帶電粒子裝置中之一或多者可經組態以投影單個射束。
7示意性地描繪帶電粒子裝置41之另一實例。與上文所描述之彼等特徵相同的特徵被給予相同的參考數字。為了簡明起見,未參看 7詳細地描述此類特徵。舉例而言,源201、聚光透鏡231、物鏡陣列401及樣本208可如上文所描述。在此實例中,提供巨型準直器270 (例如,作為磁性及/或靜電透鏡)而非上文參看 3所描述之類型的偏轉器陣列。在其他實施例中,可另外或替代地使用偏轉器陣列以使射束準直。在一配置中,聚光透鏡231可包含界定射束限制孔徑陣列(其中界定複數個孔徑)之單個板,及具有單個孔徑之一或多個相關聯的巨型電極。此射束限制孔徑陣列及相關聯的巨型電極亦可形成聚光透鏡陣列以將所產生射束聚焦於中間焦點,該中間焦點理想地對應於準直器270之位置。
如上文所描述,在一些實施例中,偵測器可提供於物鏡陣列401與樣本208之間。偵測器可面向樣本208。替代地,如 7中所展示,偵測器240可經實施以使得物鏡陣列401位於偵測器240與樣本208之間。
在一實施例中,偏轉器陣列95提供於偵測器240與物鏡陣列401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,使得偏轉器陣列可被稱作射束分離器。偏轉器陣列95經組態以提供磁場及靜電場。靜電場及磁場一起操作以相對於來自樣本208之信號粒子(例如,二次電子)分離投影至樣本208之帶電粒子。藉由濾波器將朝向樣本208投影之帶電粒子引導至樣本。該等場之操作將信號粒子自樣本朝向偵測器240引導。
在一實施例中,偵測器240經組態以藉由參考帶電粒子之能量(亦即,取決於帶隙) 來偵測信號粒子,此基於半導體之類型的偵測器。此偵測器240可被稱為間接電流偵測器。來自樣本208之信號粒子(例如,二次電子)自電極之間的場獲得能量。二次電子一旦到達偵測器240即具有足夠能量。在不同配置中,偵測器240可為電子至光子轉換器,諸如在射束之間的發螢光條帶之閃爍體陣列,該等射束相對於韋恩濾波器沿著初級射束路徑在逆流方向上定位。穿過維恩濾波器陣列(正交於初級射束路徑之磁性及靜電條帶之陣列)的初級射束具有實質上平行的在維恩濾波器陣列之逆流方向及順流方向上的路徑,而來自樣本之信號電子藉由維恩濾波器陣列朝向閃爍體陣列引導。電子至光子轉換器可以光子方式耦合至光子至電子轉換器,以轉換在電子至光子轉換器中產生且由其發射的任何光子。光子至電子轉換器可電連接至電子電路系統以處理偵測信號。在不同實施例中,光子至電子轉換器可在帶電粒子裝置內或外部。在一實施例中,光子可經由光子輸送單元(例如,光纖陣列)耦合至遠端光學偵測器,該遠端光學偵測器在偵測到光子時產生偵測信號。
將包含帶電粒子之複數個子射束的多射束投影至樣本上相對於單射束增加了產出量,但使聚焦控制更具挑戰性,尤其在視場增大之情況下,例如大達1 mm、5 mm、10 mm、15 mm或甚至20 mm之視場。各子射束在樣本表面上之聚焦品質係藉由子射束之焦平面相對於子射束入射之樣本表面上之位置的位置來判定。若例如多射束中之射束的焦平面之位置在樣本表面之對應部分的可接受範圍內,則例如射束之聚焦品質將為可接受的。因為樣本表面之通常非平面形貌及多射束路徑與例如多射束(或柵格)中之不同射束的樣本之間的相交區域之大小相對較大,所以控制各子射束之焦平面相對於樣本表面的位置具有挑戰性。相交區域可被稱作例如射束柵格之多射束可處理區域。相交區域之相對較大大小可能係因為多射束在樣本表面處之視場的大小。
可使用量測至樣本表面之各別部分之距離的感測器獲得關於樣本表面之形貌的資訊。 8為帶電粒子裝置之示意性仰視圖(在逆流方向上查看),其展示包含複數個帶電粒子子射束之多射束102及定位於例如多射束102 (亦即,在操作期間的多射束)之路徑外(或遠離該路徑)的感測器104A至104D。多射束102之路徑可被稱作多射束路徑103,其界定用於多射束之所有子射束的共同路徑。儘管多射束路徑之理想表示可為沿著多射束路徑朝向樣本之中心路徑,但多射束路徑亦可界定多射束之最外範圍。舉例而言,多射束路徑103可界定多射束102之最遠端(或徑向最外)限制。多射束102之所有子射束皆含於多射束路徑103內。不同子射束可被稱作具有各別子射束路徑。此子射束路徑在多射束路徑內。多射束路徑103因此界定帶電粒子裝置與樣本208之間的多射束體積,其含有子射束及子射束路徑。多射束路徑103外不存在子射束。在此實例中,四個感測器104A至104D相對於多射束路徑103提供於遠端(或提供於多射束路徑之外)。感測器104A至104D可描述為與多射束路徑103隔開地定位。理想地,感測器104A至104D儘可能接近多射束路徑定位。然而,若感測器104A至104D定位於多射束路徑103內部,則由於設計空間之衝突,感測器可定位於多射束路徑103之外。定位於多射束路徑內之感測器將至少阻礙子射束路徑;因此感測器將阻擋子射束中之至少一者。出於避免感測器104A至104D之操作與多射束之間的此衝突之原因,感測器經定位以使得其與多射束路徑103間隔開。
各感測器104A至104D面向樣本208且能夠量測感測器104A至104D與樣本208之間的距離Zm (例如,感測器104A至104D與樣本表面的例如沿著多射束路徑103之方向面向感測器104A至104D的一部分之間的距離)。各感測器104A至104D提供表示量測結果之輸出資料。在一些配置中,各感測器104A至104D包含視情況經組態以在差分模式中操作之一或多個電容式感測器。來自感測器104A至104D之輸出資料可例如由控制器500或控制器500之一部分或構成控制器元件使用,以控制樣本208之定位(包括位置及定向兩者)。對樣本209之位置的此控制改良子射束中之一或多者在樣本208上的聚焦品質。目標為將樣本表面由各子射束處理之部分定位於彼子射束之焦平面之位置處或附近。
9 8中所展示之類型之配置的順流方向上的樣本208之一部分的示意性側視圖。在此狀況下,多射束102沿著多射束路徑103自提供多射束102之帶電粒子裝置之電子光學件(其可包括包含物鏡之物鏡陣列401及/或具有偵測器之偵測器模組402;例如,偵測器模組為諸如偵測器陣列之偵測器,如上文參看 1 至圖 7所論述)投影。在可為理想化表示之所展示實例中,多射束102具有用於所有子射束之共同焦平面108。對於接近焦平面108之位置的樣本表面之位置範圍,聚焦品質將為可接受的。位置範圍可由上限110 (例如,上限位置)及下限112 (例如,下限位置)界定。上限及下限取決於多射束中之射束的聚焦範圍。各射束之聚焦範圍可通常為大約±300 nm或更小。多射束102之聚焦範圍將相同,但隨著多射束102變大(亦即,隨著視場增大),將較難以將樣本208之表面保持在聚焦範圍內,此係因為橫跨視場之平坦度變化將較大。 9展示樣本208之形貌變化(其可被稱作不平坦度,例如在具有十、二十或甚至五十微米之上限的範圍內)可如何導致聚焦問題。即使感測器104A至104D指示樣本208完美地定位,亦可能會導致此類聚焦問題,此係因為樣本表面與感測器104A至104D相對的部分定位於焦平面108處。樣本208之形貌使得樣本表面在多射束路徑103內之部分定位於產生可接受聚焦品質之位置範圍之外。同時,樣本表面與感測器104A至104D相對之部分定位於焦平面108處。取決於多射束路徑103中之樣本表面的曲率方向(凸起或凹入),樣本表面可完全低於或高於由上限110及下限112界定之位置範圍。此情形可藉由預先獲得樣本表面之形貌映圖來解決。然而,獲得此映圖為耗時的。樣本表面之形貌可為動態的;樣本表面之形貌可隨時間改變。此類改變可被稱作漂移。在獲得形貌映圖與使用多射束處理樣本之間的時間間隔之漂移可導致聚焦誤差。位置(例如,空間自由度(例如,沿著參考軸線方向))及/或定向(例如,角度自由度(例如,圍繞參考軸線之角度移位))校正可應用於樣本。用以改良聚焦之位置及/或定向校正可能基於不準確的形貌映圖。本揭露之實施例旨在解決此等挑戰。
在一些實施例中,提供電子光學設備,例如,如本文中別處所揭示。電子光學設備可為評估設備之部分或經組態以作為評估設備操作,該評估設備用於使用帶電粒子(例如,電子)之多射束評估(例如,檢測缺陷)樣本208。電子光學設備包含用於支撐具有樣本表面之樣本208的載物台。載物台可呈上文參看 2所描述之形式中的任一者。舉例而言,載物台可包含致動載物台209。可控制載物台以調整樣本208之位置及/或定向。電子光學設備包含帶電粒子裝置,該帶電粒子裝置沿著多射束路徑103朝向樣本208投影多射束102,例如,如 9中示意性地描繪。多射束102包含帶電粒子之複數個子射束。子射束具有在上文所描述之多射束路徑103內的路徑。路徑可理想地以可被稱作射束柵格之柵格配置。路徑可使得照射於界定柵格之複數個局部化區中的樣本上。柵格之柵格線可界定柵格區域。不同柵格區域可對應於可由例如多射束之不同子射束處理的射束柵格之視場內的樣本表面之分離的局部化區。在一實施例中,柵格線可互連不同射束路徑。在另一實施例中,柵格線可穿過射束柵格之兩個鄰接射束之間類似地相隔(理想地,等距)的點,例如在樣本表面(或樣本表面經多射束中之兩個鄰接射束處理的部分)處。由柵格線界定之局部化區可為用於藉由多射束中之各別子射束處理的子射束可處理區域。
多射束路徑103與多射束可處理區域114中之樣本208相交。多射束可處理區域可包含射束柵格之子射束可處理區域。多射束可處理區域114界定對於多射束102相對於樣本208之給定位置可由多射束處理的區(忽略子射束在小距離上,諸如相鄰子射束之間的距離上的掃描)。特定地參看 3 7,帶電粒子裝置可呈上文針對帶電粒子裝置41 (其亦可被稱作電子光學裝置或電子光學柱)所描述之形式中之任一者。
電子光學設備可包含可包含於偵測器模組402內之偵測器240。偵測器偵測自樣本208發射之信號帶電粒子。偵測器在偵測到信號帶電粒子時產生偵測信號。偵測器可呈上文特定地參看 2 至圖 7針對偵測器240所描述之形式中之任一者。偵測器可由特定地參看 3 至圖 6所描述之偵測器模組402所包含。使用多射束102處理樣本208可涉及使多射束102掃描遍及樣本表面及使用偵測器偵測自樣本表面發射之信號電子。可使用上文所描述之影像獲取器產生樣本表面之所掃描部分的影像。
在一些實施例中,電子光學設備包含感測系統。感測系統包含複數個感測器。各感測器量測在多射束可處理區域114之外的樣本表面之各別部分相對於感測器的位置。感測器可經組態以面向樣本208且能夠量測感測器與樣本208之間的距離Zm,如上文參看 9針對感測器104A至104D所描述。該距離可被稱作樣本表面之高度。該距離可沿著正交於樣本表面之共同平面的方向及/或在平行於多射束路徑之方向的方向上。感測器可能夠例如在多射束路徑之方向上及/或理想地在正交於樣本表面之共同平面的方向上及/或在實質上正交於感測器之主表面之平面的方向上量測,例如,該主表面在操作中面向樣本表面。給定樣本表面之形貌,共同平面可為最佳擬合平面。各感測器可提供表示量測結果之輸出資料。在一些配置中,各感測器104A至104D包含視情況經組態以在差分模式中操作之一或多個電容式感測器。感測器可被稱作近接感測器。感測系統可經安裝以維持相對於帶電粒子裝置之電子光學件的固定空間關係。感測系統可例如由帶電粒子裝置直接地或間接地支撐,或帶電粒子裝置及感測系統可一起由共同支撐元件支撐。因此,載物台與帶電粒子裝置之間的相對移動將涉及載物台與感測系統之間的對應相對移動。由感測器量測之樣本表面上的位置與多射束可處理區域之間的空間關係在載物台與帶電粒子裝置之間的相對移動期間將保持實質上恆定。
10 至圖 12描繪在帶電粒子裝置之參考座標系中感測系統之感測器120至124相對於多射束可處理區域114的範例性位置。 10 至圖 12描繪感測器120至124及多射束可處理區域114之位置至平行於樣本208之平面(或至少樣本208之表面的共同平面)上的投影。此等投影因此展示電子光學設備之各別特徵與樣本208相互作用的相對位置(例如,在感測器120至124之狀況下量測樣本208之各別部分的位置,及在多射束之狀況下評估/檢測多射束可處理區域114中之樣本208)。
10 至圖 12中所例示及標記的一些實施例中,感測系統之感測器包含近端感測器120A至120D之群組。近端感測器120A至120D接近複數個子射束之路徑定位。近端感測器120A至120D因此接近多射束路徑103。各近端感測器120A至120D量測樣本表面之各別部分相對於彼近端感測器120A至120D的位置(例如,樣本表面之最接近(或面向)及/或直接在近端感測器120A至120D下方的部分)。各近端感測器120A至120D可量測近端感測器120A至120D與樣本表面之各別部分之間的間隔。樣本表面由近端感測器120A至120D量測之部分接近多射束可處理區域114。
10 至圖 12中所例示及標記的一些實施例中,感測系統之感測器包含一或多個遠端感測器121至124。相比近端感測器120A至120D,各遠端感測器更遠離(亦即,進一步遠離)多射束路徑103 (或子射束之路徑)定位。該或各遠端感測器121至124經組態以量測樣本表面之各別部分相對於遠端感測器121至124的位置。各遠端感測器121至124可量測遠端感測器121至124與樣本表面之各別部分之間的間隔。相比樣本表面由近端感測器120A至120D量測之部分,樣本表面由遠端感測器121至124量測之部分進一步遠離多射束可處理區域114。
在一實施例中,近端感測器120A至120D之主要功能可為將直接輸入提供至控制系統以用於定位致動載物台209。相比之下,一或多個遠端感測器121至124之主要功能可為提供校準資訊,例如提供或改進樣本208之表面的形貌映圖,該形貌映圖可基於來自近端感測器120A至120D之輸出校準或改良致動載物台209之定位。一或多個遠端感測器121至124可因此被稱作校準感測器。然而,如下文所描述,在一些實施例中,近端感測器120A至120D及遠端感測器121至124兩者均用以獲得關於樣本表面之形貌資訊且因此用於校準目的。
近端感測器120A至120D及遠端感測器121至124可例如在相同平面中定位於距載物台及樣本208實質上相同的距離處。替代地,近端感測器120A至120D及遠端感測器121至124中之兩者或多於兩者可定位於距載物台及樣本208不同距離處。
近端感測器120A至120D及遠端感測器121至124可用以獲得關於樣本表面之形貌資訊。形貌資訊包括關於樣本表面之形狀的資訊。舉例而言,在笛卡爾參考座標系中,Z軸平行於多射束路徑103之中心路徑及/或在幾何學上:多射束之主軸,及/或垂直於載物台上之標稱扁平樣本。在此參考座標系中,形貌資訊可包含沿著中心路徑之位置或樣本表面之Z位置(其亦可被稱作高度)作為X及Y之函數的映圖。作為XY平面內之方向之函數的Z之梯度(變化率)可被稱作樣本表面例如相對於多射束路徑103之傾斜度。
近端感測器120A至120D量測遠離多射束可處理區域114或在多射束可處理區域之外的樣本之部分。然而,由近端感測器120A至120D量測之樣本209的部分接近及環繞多射束可處理區域114定位,例如,如至少迄今為止在產生樣本表面之至少一部分的高度映圖時特此以引用之方式併入的US2011/0193574中所揭示。近端感測器120A至120D因此適合於判定關於靠近多射束可處理區域114或在多射束可處理區域中之樣本表面的形貌資訊。近端感測器120A至120D之組合可用以獲得關於多射束可處理區域114中之樣本表面的傾斜度資訊。近端感測器120A及120B (或近端感測器120C及120D)可用以獲得關於相對於Y軸,例如關於多射束可處理區域114中之Y軸,例如關於在樣本表面之共同平面的第一方向上之軸線的傾斜度的資訊。類似地,近端感測器120A及120D (或近端感測器120B及120C)可用以獲得關於相對於多射束可處理區域114中之X軸(例如,關於X軸),例如關於在相對於共同平面中之第一軸線成角度(例如,正交於第一軸線)的樣本表面之共同平面的第二方向上之軸線的傾斜度之資訊。藉由更遠離多射束定位,一或多個遠端感測器121至124使得能夠獲得關於更遠離多射束可處理區域114之樣本表面形貌的資訊。
參看 10,例如,遠端感測器121可用以不僅獲得關於直接在遠端感測器121下方(或面向遠端感測器)之樣本表面之高度的資訊,而且獲得關於在多射束可處理區域114之外的區115中之傾斜度的資訊。亦即,遠端感測器121可用以獲得關於樣本表面面向遠端感測器121之一部分的高度及遠離可處理區域114之鄰近部分(其可被視為可在多射束可處理區域114之外的外部區115)的傾斜度的資訊。由虛線表示之路線穿過多射束可處理區域114。該路線將多射束可處理區域114分割成兩個部分。多射束可處理區域之兩個部分可具有類似面積,甚至具有相同面積,使得該路線將多射束可處理區域114劃分成兩個部分。當路線(或主要路線)自多射束可處理區域114向外延伸時,遠端感測器121,其可被稱作初級遠端感測器,可定位於該路線之方向上,例如定位於路線上。初級遠端感測器121可在路線上。來自遠端感測器121以及近端感測器120A及120B之量測結果的組合可提供關於區115中相對於X軸及Y軸兩者之傾斜度的資訊。
參看 11,例如,參看 10所展示及描述之遠端感測器121 (或初級遠端感測器121)可用以獲得關於樣本表面面向遠端感測器121之一部分的高度及遠離可處理區域114之鄰近部分(其可被視為在可處於多射束可處理區域114之外的外部區115中)的傾斜度的資訊。初級遠端感測器121可定位於路線上。類似地,遠端感測器123可用以不僅獲得關於直接在遠端感測器123下方之樣本表面之高度的資訊,而且獲得關於在多射束可處理區域114之外的區116中之傾斜度的資訊。亦即,遠端感測器123 (或次級遠端感測器)可用以獲得關於樣本表面面向次級遠端感測器121之一部分的高度及遠離可處理區域114之鄰近部分(其可被視為在可處於多射束可處理區域114之外的外部區116中)的傾斜度的資訊。由虛線表示之路線,例如次要路線,穿過多射束可處理區域114。該路線將多射束可處理區域114分割成兩個部分。多射束可處理區域之兩個部分可具有類似面積,甚至具有相同面積,使得次要路線將多射束可處理區域114劃分成兩個部分。次要路線在多射束可處理區域114之共同平面中(例如,在多射束可處理區域114之共同平面中)可具有不同方向;例如,次要路線可正交於主要路線。當路線自多射束可處理區域114向外延伸時,次級遠端感測器123可定位於次要路線之方向上,例如定位於路線上。次級遠端感測器123可在次要路線上。如所提及,來自遠端感測器121以及近端感測器120A及120B之量測結果的組合可提供關於區115中相對於X軸及Y軸兩者之傾斜度的資訊。來自遠端感測器123以及近端感測器120B及120C之量測結果的組合可提供關於區116中相對於X軸及Y軸之傾斜度的資訊。(應注意,對感測器121、123之數值參考為便利標記且未必指示感測器之相對優先級或重要性)。
參看 12,為 11所共有之特徵具有與針對 11所提供相同的描述。此外,提供可分別被稱作三級感測器122及四級感測器124之其他遠端感測器122及124。三級感測器122可相對於多射束可處理區域114定位於主要路線之方向上,或甚至定位於主要路線上。三級感測器122可定位於多射束可處理區域114的與初級感測器121相對的一側。四級感測器124可相對於多射束可處理區域114定位於次要路線之方向上,或甚至定位於次要路線上。四級感測器124可定位於多射束可處理區域114的與第二感測器123相對的一側。(應注意,對感測器121、122、123、124之數值參考為便利標記且未必指示感測器之相對優先級或重要性)。
樣本208可藉由沿著諸如主要及次要路線中之一者的處理路徑在樣本208上方移動多射束而由多射束處理(例如,評估,諸如檢測或量測)。此可藉由提供多射束可處理區域114與樣本208之間的相對移動(例如,藉由移動載物台)來實現。多射束可處理區域114沿著例如由虛線中之一者表示的處理路徑(例如,主要路線及/或次要路線)移動,例如,在對應於笛卡爾參考座標系中(例如,樣本208之參考座標系中)之y軸的方向上。遠端感測器可用以在多射束可處理區域114到達處理路徑之選定部分之前獲得關於彼等部分中之樣本表面的形貌資訊。因此,形貌資訊可及時地用以改良處理。樣本208之位置及/或定向(例如,Z位置或高度)可例如沿著多射束路徑之方向調整,例如基於針對相對於多射束路徑之處理路徑之選定部分所獲得的形貌資訊,例如當多射束可處理區域114到達彼選定部分時。調整可在處理期間改良聚焦(或至少改良多射束之聚焦品質,及射束陣列中之不同射束的聚焦變化)。可例如改良 9之方法。在展示於 9中且參看該圖所描述之方法中,樣本208僅基於旨在使樣本表面與對應於近端感測器之位置處的焦平面108重合而定位。舉例而言,在 9所展示之情形中,樣本208可定位於例如在逆流方向(例如,多射束路徑之逆流方向)上更遠的距離處,使得樣本表面的在多射束可處理區域114中之一部分的至少部分移動,使得對應於多射束可處理區域114之樣本的部分在例如處於上限位置與下限位置之間的位置範圍內。亦即,位置範圍由上限110及下限112界定。對應於多射束處理區域114之樣本的部分可定位於位置範圍內而非遠離位置範圍(亦即,在範圍之外)的位置處。
11之實例中,若在已使用遠端感測器121 (例如,初級遠端感測器)及/或123 (例如,次級遠端感測器)量測區115及/或116之後,多射束可處理區域114在彼等區上方移動,則當多射束可處理區域114越過區115及/或116時,由彼等遠端感測器獲得之形貌資訊可用以改良聚焦。因為恰好在區115及/或116由多射束處理之前(例如,在多射束可處理區域114正沿著處理路徑之較早部分移動時)進行相同區之形貌量測,所以此方法可被稱作「即時」獲得關於樣本表面之形貌資訊。該方法之即時性質避免或減少了對預先在分離的程序中獲得形貌映圖的需要。不再需要使用感測器掃描表面或以其他方式產生樣本映圖。不再需要用於產生樣本映圖之分離的預掃描。樣本處理時間可因此減少了用以產生樣本映圖之時間。該時間可用於樣本處理,藉此增加產出量。同時,可充分提前獲得形貌資訊以允許進行適當的位置/定向校正,而不會減慢正由多射束執行之處理。
如所提及, 12展示提供其他遠端感測器122及124 (例如,三級及四級感測器)之配置。此等其他遠端感測器122及124提供在不同方向上在樣本表面上方移動多射束可處理區域114 (例如,樣本209與多射束路徑103之間諸如沿著主要及次要路線中之一者的相對運動之反向運動)的靈活性。此等其他遠端感測器122及124提供移動多射束可處理區域114之靈活性,同時仍能夠在樣本表面之部分由多射束處理之前獲得關於彼等部分的相關形貌資訊。稍後在下文描述中描述關於幾何配置感測器之選項的其他細節。
13 至圖 17描繪使用 11中所展示之感測器配置處理樣本208的實施例之不同階段。在各圖中,不同感測器120、121、123 (例如,近端感測器120以及初級感測器121及次級感測器123)之位置被投影至樣本208之平面(諸如,樣本表面之共同平面)上,以展示樣本表面由感測器量測之部分與多射束可處理區域114的相對位置。在此實例中,藉由沿著處理路徑移動多射束可處理區域114來處理樣本208,該處理路徑包含平行路線132、133之序列。此平行路線可對應於展示於 11 12中且參看其所描述之主要路線。(應注意,本說明書提及多射束可處理區域114及樣本表面相對於彼此移動,使得多射束可處理區域114 (或替代地表述為多射束路徑114)在樣本之參考座標系中以平行路線132、133之序列橫越樣本表面。在以下描述中,為方便表述起見,對多射束可處理區域114在樣本表面上方之移動的提及為在樣本之參考座標系中多射束可處理區域114與樣本表面的此類相對運動之表述)。
13描繪可為實施例之初始階段的階段,其中多射束可處理區域114 (或替代地表述為多射束路徑)正自在樣本208之外的區接近樣本208 (例如,在樣本208之參考座標系中)。在初始階段中,樣本經定位以使得樣本表面並不面向多射束路徑103。在此階段,多射束可處理區域114以及四個近端感測器120中之三者不在樣本208上方,但遠端感測器121及123在樣本上方。亦即,樣本經定位以面向遠端感測器121、123以及四個近端感測器120中之一者,例如,在遠端感測器之參考座標系中最接近遠端感測器121、123,例如在兩個遠端感測器121、123之間定位的近端感測器120B。相比於無遠端感測器將可能的情況,遠端感測器121及123使得能夠在處理樣本之較早階段獲得關於樣本形貌之詳細資訊。
14描繪處理與 13中之特徵相同的路線132、133之後期階段。與路線132、133相關聯之箭頭指示例如在樣本之參考座標系中多射束可處理區域114沿著路線132、133之相對移動方向。在此實例中,樣本208之表面面向遠端感測器121、122、近端感測器120A、120B、120C、120D及多射束路徑102。在處理樣本表面的在多射束可處理區域114處之一部分時,藉由遠端感測器121以及視情況選用之近端感測器120A及120B在區115 (或相對於多射束可處理區域之超前區)中量測樣本形貌。樣本表面的在多射束可處理區域114處之部分為在相同路線132中早於多射束可處理區域114之前的區115;亦即,在多射束可處理區域114在由至少遠端感測器量測之樣本表面上方移動且進一步沿著路線132之一部分相對於多射束可處理區域114變成區115之前。同時,可藉由遠端感測器123以及視情況選用之近端感測器120B及120C在區116中量測樣本形貌。相對於多射束可處理區域114,區116與相鄰於路線132之路線133中的樣本部分相關。在此實例中,可在多射束開始處理此路線133 (或替代地表述為多射束可處理區域114沿著路線133在樣本表面上方移動)之前獲得關於實質上全部此相鄰路線133之形貌資訊。 15 至圖 17示意性地繪示 13 14之處理可如何在整個樣本208之層級處繼續進行,以逐步地進行處理之後期階段。 15 至圖 17中之各者可按 15 16及接著 17之次序表示處理之順次階段。此等圖中之各者的陰影區134指示已使用至少遠端感測器121、123獲得形貌資訊之樣本208的部分。陰影區134展示如何在多射束可處理區域114沿著處理路徑在樣本表面上方移動時自在多射束可處理區域114之位置之前的樣本表面之區獲得形貌資訊。陰影區134包含在與多射束可處理區域114之位置相同的路線132內及在例如多射束可處理區域114尚未經過之下一路線133中兩者的樣本表面之區。(應注意,下一路線133可對應於相鄰路線133,該相鄰路線直接位於相同路線132一側,例如鄰近於相同路線132,進一步沿著樣本表面之笛卡爾座標中的x軸;或位於相同路線132右方,如 15 至圖 17中之任一者中所展示)。
可使用控制系統500實施功能性,諸如上文所描述之功能性。控制系統500控制電子光學設備以執行功能性。控制系統500可包含呈上文參看 1所描述之形式中之任一者的控制器50或由其組成。控制系統500可使得電子光學設備藉由控制載物台、帶電粒子裝置及/或偵測器來執行功能。控制系統500可包含經組態以執行所有控制功能性之單個單元,或可包含一起允許實現所需功能性之單元的分佈式系統。控制系統500可至少部分地經電腦實施。可提供且合適地程式化元件(例如,CPU、RAM、資料儲存器、資料連接件、感測器等)之任何合適組合以實現指定功能性。本文中對經組態以執行功能性之設備、裝置或系統的任何提及意欲涵蓋控制系統500經組態以使得執行功能性之狀況(例如,藉由經合適地程式化以提供使得功能性發生之控制信號)。
在一實施例中,控制系統500控制帶電粒子裝置以處理多射束可處理區域114中之樣本表面。處理可包含使用多射束評估或檢測樣本表面。如上文所描述,此可藉由使用偵測器240偵測自樣本表面發射之信號電子來進行。
在一實施例中,控制系統500控制載物台209以使多射束可處理區域114沿著樣本208之參考座標系中的處理路徑移動。當多射束可處理區域114經定位以包含樣本表面上之區時,該區可藉由多射束處理。沿著處理路徑移動多射束可處理區域114因此允許處理大於多射束可處理區域114之面積的面積。可選擇處理路徑以允許處理大部分樣本表面,如上文在 13 至圖 17中所例示。替代地,更具體而言,可將一或多個感興趣的局部化區作為目標。即時獲得接近多射束可處理區域114之區中的形貌資訊使得有可能更有效地以感興趣的局部化區為目標。舉例而言,不需要預先獲得整個樣本208之形貌映圖或具體而言,提前知曉哪些區為目標。即時方法提供僅獲得特定評估/檢測任務所需之形貌資訊的靈活性。為易於可視化,參考相對於樣本208沿著處理路徑移動的多射束可處理區域114。實務上,當在電子光學裝置之參考座標系中考慮時,將通常主要或完全藉由移動樣本208而非多射束可處理區域114來提供多射束可處理區域114與樣本208之間的相對移動。
在一實施例中,控制系統500控制感測系統以在多射束可處理區域114到達處理路徑之選定部分之前使用至少一或多個遠端感測器121至124獲得關於處理路徑之選定部分中之樣本表面的形貌資訊。上文所論述之區115及116為相對於多射束可處理區域114之此類選定部分的實例。區115可被稱作超前區115;區116可被稱作側區116。亦即,區115及116 (或超前區115及側區116)在樣本表面上方移動,使得可獲得樣本表面之部分的形貌資訊,樣本表面之部分對應於沿著處理路徑132相對於樣本表面上之多射束可處理區域114之位置的超前區115及/或側區116。控制系統500可經組態以控制感測系統及帶電粒子裝置以獲得形貌資訊,且同時處理處理路徑之不同各別部分中的樣本表面。此例示於 14中,例如,其中可在處理多射束可處理區域114中之樣本同時在區115及116中獲得形貌資訊。上文已論述此即時方法之優點。
現給出關於用於定位感測器之選項的其他細節。
如上文所描述,為實現即時功能性,一或多個遠端感測器121至124包含沿著處理路徑定位於多射束可處理區域114之前的至少一個遠端感測器121、123。感測器之定位可因此取決於所使用之處理路徑的細節。
在一些實施例中,如 13 至圖 17中所例示,處理路徑包含複數條路線132、133 (為易於參考,其可利用參考數字132來參考)。各路線132為處理路徑之部分。路線132可彼此平行。路線132可為直的(如所展示)或彎曲的,或包含直的及彎曲的元素。路線132相對於彼此偏移。偏移係在橫跨樣本表面之偏移方向上,例如表示多射束可處理區域114及樣本相對於彼此的移位。在 13 至圖 17中所展示之實例中,偏移方向在頁面之平面中為水平的(自左向右)。偏移大小可實質上等於或小於平行於偏移方向之多射束可處理區域114的尺寸(例如,寬度)。藉由沿著鄰近路線移動多射束可處理區域114而處理的條帶130 (例如,樣本表面之條帶)將因此相連或部分重疊。控制系統500可使多射束可處理區域114沿著路線依序移動。控制系統500可在處理路徑之不同路線132的處理之間,理想地在橫跨樣本表面之偏移方向上使多射束可處理區域114及路線132相對於彼此移位。控制系統500可經組態以在橫跨樣本表面之處理路徑的不同路線之間使樣本208及柵格(且因此,多射束可處理區域114)相對於彼此移位。控制系統500可經組態以在路線之間使樣本208及柵格(且因此,多射束可處理區域114)相對於彼此理想地依序移動。在所展示之實例中,路線132經描繪為全部向下指向以指示多射束可處理區域114沿著路線之移動方向的箭頭。在其他實施例中,路線132之方向可交替以減小載物台需要移動以處理所有路線132之總距離。
在一些實施例中,一或多個遠端感測器121至124包含相對於多射束可處理區域114定位之至少一個遠端感測器121,以量測樣本表面的與多射束可處理區域114在相同路線132中之一部分(例如,在多射束正處理樣本表面的在相同路線中之不同部分時)。一或多個遠端感測器121至124可因此包含相對於柵格及處理路徑定位之至少一個遠端感測器,以量測樣本表面的在相同路線中之一部分。在相同路線132中之遠端感測器121定位於多射束可處理區域114之前的狀況下,遠端感測器121可被稱作前感測器121或前置感測器121。此前感測器121經定位以在多射束可處理區域114在樣本表面的處於相同路線132中之一部分上方移動之前量測樣本表面之彼部分,且例示於例如 14中。 10描繪所提供之僅有遠端感測器為前感測器121的範例性配置。 11 至圖 12描繪具有此前感測器121連同其他遠端感測器之範例性配置。(應注意,若多射束可處理區域114與樣本表面之間的相對移動之方向不同,例如沿著路線在相反方向上或路線在正交於 13 至圖 17中所描繪之路線的方向上,則遠端感測器122、123、124中之另一者可充當前感測器。本文中關於前感測器之描述可相應地應用於遠端感測器122、123、124中之任一者充當前感測器的另一配置。)
在一些實施例中,至少一個遠端感測器121至124包含相對於垂直於多射束可處理區域114沿著路線132之相對移動的多射束可處理區域114之尺寸實質上居中地定位的遠端感測器121。遠端感測器可因此相對於接近正交於多射束路徑之樣本表面的柵格之尺寸實質上居中地定位。 10 至圖 12中所展示之前感測器121係以此方式定位。以此方式居中地定位遠端感測器121允許遠端感測器121直接獲得關於多射束可處理區域114之中心部分將越過的樣本表面之一部分的形貌資訊。然而,前感測器121可偏心地定位且仍能夠獲得有用的形貌資訊。前感測器121理想地經定位以至少能夠量測多射束可處理區域114之一部分在沿著處理路徑之路線132移動期間將越過的樣本表面之一部分,例如對應於超前區115。
在一些實施例中,至少一個遠端感測器121至124包含後感測器122 (其可替代地被稱作尾部感測器122)及前感測器121。後感測器122感測器及前感測器121可經定位以能夠同時量測樣本表面的在多射束可處理區域114之相對側的部分。後感測器122及前感測器121可沿著相同路線自柵格移位。此類型之範例性組態描繪於 12中。在此視圖中,後感測器122及前感測器121在多射束可處理區域114之相對側。提供後感測器及前感測器兩者確保無論路線132之處理方向如何,遠端感測器總是存在於多射束可處理區域114之前。若處理方向反轉,則後感測器及前感測器之角色反轉,其中前感測器變為後感測器且後感測器變為前感測器。
在一些實施例中,一或多個遠端感測器121至124包含側感測器123、124,該等側感測器經定位以在多射束可處理區域114在樣本表面的處於路線133中之一者中的一部分上方移動之前且在多射束可處理區域114處於路線132中之不同者內時量測樣本表面之彼部分。相對於多射束可處理區域114,樣本表面之面向側感測器123中之一者的部分可對應於側區116。側感測器123可因此經定位以量測與多射束路徑103中之路線132不同的路線133中的樣本表面之一部分。 11 12展示具有此類側感測器123、124之範例性配置。因此,提供側感測器123、124允許在甚至開始處理路線之前(在多射束102正處理相鄰路線132時)獲得關於路線132中之樣本表面之一部分的形貌資訊。側感測器123、124可經定位以量測在垂直於多射束可處理區域114沿著路線中之一者之相對移動的方向上與多射束可處理區域114之中心實質上對準的樣本表面之一部分(例如,如 11 12中所展示,側感測器123、124可量測在水平方向上與多射束可處理區域114之中心對準的部分)。一或多個遠端感測器可因此包含在正交於處理路徑之方向上遠離柵格定位的側感測器,理想地在柵格之與前或後感測器不同的一側。
在一些實施例中,如 12中所例示,提供兩個側感測器123、124,其可被稱作第一側感測器123及第二側感測器124。第一側感測器123及第二側感測器124可經定位以能夠同時量測樣本表面的在多射束可處理區域114之相對側,理想地在與多射束可處理區域114彼時所位於之路線不同的路線132內的部分。第二側感測器124可因此定位於柵格的與第一側感測器123相對的一側。
近端感測器120之群組的空間分佈不受特定限制。提供多個近端感測器使得有可能獲得傾斜度資訊且允許甚至朝向樣本208之邊緣進行可靠的Z量測。在一些實施例中,近端感測器之群組包含經定位以量測樣本表面的界定四邊形之頂點之四個各別部分的四個近端感測器。如 10 至圖 14中所例示,四邊形可為矩形,例如正方形。四邊形可以多射束可處理區域114為中心(使得對應感測器120經定位以界定以多射束為中心,例如以多射束路徑103之中心路徑為中心的四邊形之頂點)。在此類型之實施例中,一或多個遠端感測器121至124可包含第一遠端感測器121,該第一遠端感測器經定位以量測樣本表面的在平行於矩形之第一邊之方向上與矩形之中心對準的各別部分(亦即,矩形之水平邊中之一者由 10 至圖 14中之近端感測器120A至120D的投影位置形成,該等近端感測器分別界定樣本表面之部分,該等部分界定矩形之頂點)。
在一些實施例中,一或多個遠端感測器進一步包含第二遠端感測器123,該第二遠端感測器經定位以量測樣本表面的在平行於矩形之第二邊之方向上與矩形之中心對準的一部分。第二邊可正交於第一邊。在 11 至圖 14之實例中,矩形之第二邊為由近端感測器120A至120D之投影位置形成的矩形之豎直邊中之一者。
如上文所描述,需要在藉由多射束進行處理期間使用關於多射束可處理區域114中之樣本表面的形貌資訊校正不平坦度。在上文所描述之實施例中,使用定位於多射束可處理區域114之前的遠端感測器(結合近端感測器)即時獲得形貌資訊。在其他配置中,可預先獲得整個表面之形貌映圖。可藉由參考來自近端感測器之輸出來控制樣本表面的對應於多射束可處理區域114之一部分的Z位置(例如,樣本表面在平行於多射束路徑之方向上的移位)。舉例而言,在 8中所展示之類型的配置中,可藉由參考來自感測器104A之輸出來控制Z位置,其中應用自先前獲得之形貌資訊導出的校正。所要校正為:
      (1)
     
其中: Z waf ( X , Y )為作為水平座標之函數的樣本之Z位置(晶圓高度); ( X EO , Y EO )為對應於電子光學(EO)及多射束可處理區域114之中心的XY位置;且 dXdY為感測器沿著 XY的間距( dX為感測器104A與104B之間及104C與104D之間的間距; dY為感測器104A與104D之間及104B與104C之間的間距)。
若簡單地藉由使單個感測器掃描遍及整個樣本表面以獲得 Z waf ( X, Y)之映圖來獲得拓樸資訊,其中載物台之Z位置由載物台量測系統(諸如,干涉計系統)控制,則將包括載物台量測系統之不準確性(例如,由於干涉計系統中之鏡面不平坦),此為不合需要的。如以上運算式(1)中所展示,所要校正僅涉及樣本中之不平坦度。
減少或避免涉及載物台量測系統中之不準確性的方法為使用來自不同近端感測器之量測結果之間的差異。舉例而言,在上文所論述之實例中,其中來自感測器104A至104D之輸出分別表示為 Z A Z B Z C Z D ,替代僅使用輸出 Z A ,可使用差 Z D - Z A Z C - Z A Z B - Z A ,其與載物台量測系統之不準確性無關。然而,此方法之弱點在於:其對所有類型之樣本不平坦度皆不敏感。舉例而言,如 18中示意性地描繪,該方法將無法偵測樣本之表面形貌的與定位相關的某些週期性特徵或特性,例如,不同感測器120A至120D相對於多射束路徑103之幾何配置。舉例而言,在近端感測器經配置以如 8中所展示形成具有沿著X及Y對準之邊的矩形的狀況下,該方法無法偵測具有沿著X方向等於 dX或沿著Y方向等於 dY之波長的 Z waf ( X , Y )之空間傅立葉分量。如 18中可見,需要校正此類空間分量,此係因為其可導致顯著的聚焦誤差。初步數值研究表明,具有量值 H之空間分量的局部樣本不平坦度將導致所計算的樣本表面高度校正具有 H /4之誤差。
以類似於上文參看 10 至圖 17所論述之實施例的方式,根據本揭露之實施例,藉由提供一或多個額外(視情況,遠端)感測器來解決以上問題。因此,現參看 19 至圖 21描述上文參看 10 至圖 17所描述之電子光學設備及方法的實施例之變化。根據本實施例類別之電子光學設備包含經組態以支撐樣本208之載物台、經組態以朝向樣本208投影多射束之帶電粒子裝置及包含複數個感測器之感測系統。載物台、帶電粒子裝置及/或感測系統可經組態及/或經配置為以上文特定地參考 10 至圖 17之實施例所描述的方式中之任一者操作。除非相反地陳述,否則參看 19 至圖 21所描述及展示之配置可採用與參看 10 至圖 17所描述及展示於其中相同的特徵。
19 20描繪本實施例類別之感測器141至145及多射束可處理區域114之位置至實質上平行於樣本208之平面上的投影。投影繪示在沿著朝向樣本208且平行於多射束102之主軸(通常豎直向下)之方向檢視時感測器141至145與多射束可處理區域114的相對定位。在此實例中,感測器143、142、144及145分別以與 8中之感測器104A至104D相同的方式定位。
在此類別之實施例中,複數個近端感測器至少包含第一感測器141、第二感測器142及第三感測器143。(第一感測器141可對應於遠端感測器121 (或初級遠端感測器)。第二感測器142可對應於近端感測器120B。第三感測器143可對應於近端感測器120A。相對於近端感測器142至145或120A至120D,第一感測器141可被稱作「第五感測器」)。第一感測器141、第二感測器142及第三感測器143經定位以使得在感測器及多射束可處理區域114之位置至平行於樣本208之平面上的投影中,如 19中所描繪,向量151連結第一感測器141之位置與第二感測器142之位置。向量151與將第三感測器143之位置連結至多射束可處理區域114之中心(或多射束路徑103之中心路徑與平行於樣本之平面的相交點,例如,感測器141至145之位置經投影至該平面上)的向量152實質上相等或相反。向量152可被稱作近端感測器中之一者143與多射束可處理區域114之中心之間的近端向量。向量151可被稱作遠端感測器或第一感測器141與多射束可處理區域114之中心之間的遠端向量。
遠端向量151及近端向量152之相等或相反性質使得有可能使用第一感測141及第二感測器142判定基板表面上之兩個位置之間的高度差,該等位置相對於彼此具有與第三感測器與多射束可處理區域114之中心之間的空間關係相同的空間關係。儘管感測器無法直接量測多射束可處理區域114之中心處的樣本表面高度,但此判定使得有可能藉由第三感測器143自單個量測結果導出多射束可處理區域114之中心處的樣本表面高度。第三感測器143進行的量測可被視為校準或校正。第三感測器143可被稱作校準感測器。
由以上運算式(1)給出的校正項對應於 19中所展示之近端向量152。相對於 8之配置,第一感測器141提供量測與近端向量152相同或相反之遠端向量151的額外選項。當多射束可處理區域114定位於樣本表面之任意部分( X EO , Y EO )上方時,由第二感測器142例如相對於樣本表面之面向部分量測的樣本表面之高度或Z位置 Z 2與由第一感測器141例如相對於樣本表面之面向部分量測的高度或Z位置 Z 1的差可寫成如下:
      (2)
     
舉例而言,此高度差為多射束可處理區域114相對於樣本定位於位置 處時之狀況提供所要校正,該位置可被稱作校正位置。舉例而言,第一感測器141及第二感測器142可相對於樣本208進行掃描以獲得表示各別映圖(例如,高度圖) Z 1( X , Y)及 Z 2( X , Y)的資料集。藉由移位向量移位此資料集提供了樣本表面之各別移位映圖(例如,高度圖) Z 1 '( X , Y)及 Z 2 '( X , Y)。在此特定實例中,若移位向量為 ,則各別移位映圖提供使用來自第三感測器143之輸出以獲得 Z waf ( X EO , Y EO )所需的校正。移位向量 表示第一感測器142與第三感測器143之間沿著X方向的距離之一半的移位及第二感測器142與第四感測器144沿著Y方向之間的距離之一半的移位。由於第一感測器141、第二感測器142及第三感測器143之位置的對稱性,在所展示之實例中,移位向量具有與遠端向量151及近端向量152相同的量值。在其他實施例中,移位向量可具有與遠端向量151及近端向量152不同的量值。移位映圖之間的關係可表述為
Z 2 '- Z 1 '   
   (3)   
運算式(3)展示移位映圖之間的差異為運算式(1)。自第一感測器142及第二感測器141之輸出獲得的移位映圖因此提供校正資料,該校正資料使得有可能使用來自第三感測器143之輸出在後續處理期間推斷多射束可處理區域114中之不平坦度。甚至在 18中所展示之類型的不平坦度之狀況下,亦可接著使用來自第三感測器143之輸出準確地控制樣本位置(例如,高度),且不受諸如鏡面不平坦度之載物台量測系統之不準確性的干擾。可即時(在多射束正執行處理同時)或預先(在多射束處理開始之前)獲得校正資料。儘管描述提及第一感測器141 (或第五感測器)為初級遠端感測器121,但遠端感測器122、123、124中之任一者可充當第一感測器141,其中相對於初級遠端感測器121所描述之相關特定近端感測器及其功能映射於該第一感測器上。
在一些實施例中,可使用諸如 21中所展示之方法的方法。可使用控制系統500實施該方法以控制載物台及感測系統。
在步驟S1中,將多射束可處理區域114定位於樣本表面上之第一位置處。
在步驟S2中,在多射束可處理區域114處於第一位置時使用第一感測器141及第二感測器142獲得樣本表面之量測結果。
在步驟S3中,使用在多射束可處理區域114處於第一位置時由第一感測器141及第二感測器142獲得之量測結果來產生校正值。舉例而言,校正值可包含由第一感測器141量測之樣本表面高度與由第二感測器142量測之樣本表面高度之間的差。
在步驟S4中,將多射束可處理區域114移動至樣本表面上之第二位置。較佳地,多射束可處理區域114之第二位置使得第三感測器143經定位以量測樣本表面的與第一感測器141經定位以在多射束可處理區域114處於第一位置時所量測實質上相同的部分。此意謂在步驟S3中產生之校正值將適用於自第三感測器143進行的量測獲得關於第二位置處之多射束可處理區域114的中心處之樣本表面的資訊(例如,高度)。
在步驟S5中,在多射束可處理區域114處於例如樣本表面上之第二位置時使用第三感測器143獲得樣本表面之量測結果。
在步驟S6中,藉由使用在多射束可處理區域114處於第二位置時由第三感測器143獲得之量測結果及所產生之校正值來判定關於樣本表面的在多射束可處理區域114處於第二位置時可由多射束處理之一部分的形貌資訊。
在步驟S7中,使用在步驟S6中獲得之形貌資訊來調整樣本208之位置及/或定向(例如,高度及/或傾斜度)。
在步驟S8中,當多射束可處理區域114在步驟S7之調整之後處於第二位置時使用多射束處理(例如,評估,諸如檢測或量測)樣本。
在一些實施例中,如 20中所繪示,複數個感測器包含一或多個額外感測器144、145,例如第四近端感測器144及第五近端感測器145。(應注意,第五近端感測器145並非校準感測器141 (或第一感測器),其在作為四個近端感測器120A至120D或142至145之補充的情況下可被稱作「第五感測器」)。一或多個額外感測器各自經定位以使得在感測器141至145及多射束可處理區域114之位置至平行於樣本208之平面上的投影中,將額外感測器144、145之位置連結至多射束可處理區域114之中心的向量155、156 (或近端向量或第三及第四近端向量)與將第三感測器143之位置連結至多射束可處理區域114之中心的近端向量152 (或第一近端向量)或將第二感測器142連結至多射束可處理區域114之中心的向量154 (或第二近端向量)實質上相等或相反。第一至第四近端向量全部具有相同長度,但具有不同方向。第四近端向量156可具有與第一近端向量152之方向相反的方向。第三近端向量155可具有與第二近端向量154之方向相反的方向。第一至第四近端向量可具有與遠端向量151、153 (例如,第一遠端向量151及第二遠端向量153)中之任一者相同的長度。第一遠端向量151可連結第一感測器141與第二感測器142。第二遠端向量153可連結第一感測器141與第三感測器143。第一遠端向量151可為具有共同方向及長度之第一近端向量152的平移。第二遠端向量151可為具有共同方向及長度之第二近端向量154的平移。此等幾何關係提供獲得校正因子之增強靈活性,該等校正因子可用以使用感測器141至145之不同組合,例如為例如四個近端感測器及至少一個遠端感測器之五個感測器,獲得關於多射束可處理區域114之中心處之樣本表面的資訊。舉例而言,基於第一感測器141及第二感測器142產生之校正值可用以使用來自額外感測器144之輸出獲得關於多射束可處理區域114之中心處之樣本表面的資訊。基於第一感測器141及第三感測器143 (對應於向量153,例如第二遠端向量)產生之校正值可用以使用來自第二感測器142或額外感測器145之輸出獲得關於多射束可處理區域114之中心處之樣本表面的資訊(此係因為向量154及155 (例如,第二近端向量及第三近端向量)與向量153 (例如,第二遠端向量)相等或相反)。
19 20中所展示之配置在頁面之平面中相對於水平軸及豎直軸之鏡面對稱性因此提供優點。然而,鏡面對稱性並非必需的。配置感測器141至145使得僅可使用兩個感測器之間的單個向量151,其與將感測器(視情況,不同感測器)連結至多射束可處理區域114之中心的向量相等或相反。此配置提供獲得校正因子之能力,該校正因子可由彼(視情況,不同)感測器使用以獲得關於多射束可處理區域114之中心處之樣本表面的資訊。
在一些實施例中,如 19 20中所例示,複數個感測器141至145包含兩個額外感測器144、145,該等額外感測器經定位以使得在感測器141至145及多射束可處理區域114之位置至平行於樣本208之平面上的投影中,第二感測器142、第三感測器143及兩個額外感測器144、145界定矩形之頂點。如 19 20中所例示,第一感測器141可視情況在平行於矩形之第一邊的方向上與矩形之中心對準。如 19 20中所例示,第一感測器141、第二感測器142、第三感測器143以及多射束可處理區域114之中心可界定菱形或甚至平行四邊形之頂點。相比第二感測器142及第三感測器143,第一感測器141可更遠離子射束之路徑定位。第一感測器141與第二感測器142之間的之間的距離可實質上等於第一感測器141與第三感測器143之間的距離。
在一實施例中,連結第二感測器142之位置與多射束可處理區域114之中心的向量152與連結第三感測器143之位置與第一感測器141的向量153實質上相等或相反。第一感測器141與第三感測器143之間的距離可因此與第三感測器143與多射束路徑之中心之間的距離實質上相同。
複數個感測器141至145可包含呈對應於上文參看 10 至圖 17所論述之彼等配置之配置的近端感測器120A至120D及遠端感測器121至124。舉例而言,可提供近端及遠端感測器,使得至少一個遠端感測器121經定位以使得在感測器及多射束可處理區域114之位置至平行於樣本208之平面上的投影中,將遠端感測器121之位置連結至近端感測器120中之一者之位置的向量與將近端感測器120中之一者之位置連結至多射束可處理區域114之中心的向量實質上相等或相反。因此,在此狀況下,遠端感測器121對應於 19 20中之第一感測器141,近端感測器120對應於 19 20中之第二感測器142及第三感測器143。類似地,至少一個遠端感測器121可經定位以使得遠端感測器121以及近端感測器120中之兩者經組態以量測樣本表面之各別部分,該等部分連同多射束處理區域114之中心一起界定菱形或甚至平行四邊形之頂點。在一實施例中,複數個感測器141至145經組態以使得第一感測器141為遠端感測器,且第二、第三、第四及第五感測器142至145為近端感測器。在一實施例中,提供一或多個其他感測器且其經組態以作為遠端感測器操作。其他感測器中之各者可定位在對應於 12中所展示之遠端感測器122、123及124的位置中之各別者處。各遠端感測器可具有兩個最近的近端感測器。對於遠端感測器中之各者,遠端感測器之位置與兩個最近的近端感測器中之各者之間的距離可為相同的。
本文中所描述之電子光學件可呈沿著射束或多射束路徑以陣列形式配置之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。用於多射束之射束路徑的孔徑陣列可在極板中。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。
根據本發明揭露之評估設備、工具或系統可包含對樣本進行定性評估(例如,合格/不合格)之設備、對樣本進行定量量測(例如,特徵之大小)之設備,例如,量測樣本之特徵之至少部分的設備或產生樣本之映圖之影像的設備。評估設備、工具或系統之實例為檢測工具(例如,用於識別缺陷)、審查工具(例如,用於對缺陷進行分類)及度量衡工具,或能夠執行與檢測工具、審查工具或度量衡工具(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。
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以提供所需功能性,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以儲存電腦可讀指令之媒體、視情況非暫時性媒體之形式提供。當電腦可讀指令由電腦讀取時,電腦執行所需方法步驟。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。
本發明之態樣揭示於以下條項中:
條項1。一種電子光學設備,其包含:載物台,其經組態以支撐具有樣本表面之樣本;帶電粒子裝置,其經組態以沿著與多射束可處理區域中之樣本相交的多射束路徑朝向樣本投影多射束,該多射束包含具有在多射束路徑內理想地以柵格配置之路徑的帶電粒子之複數個子射束;感測系統,其包含:接近複數個子射束之路徑定位的近端感測器之群組,各近端感測器經組態以量測樣本表面之各別部分相對於彼近端感測器的位置;及一或多個遠端感測器,該或各遠端感測器相比近端感測器更遠離子射束之路徑定位,該或各遠端感測器經組態以量測樣本表面之各別部分相對於遠端感測器的位置;及控制系統,其經組態以:控制帶電粒子裝置以使用多射束來處理多射束可處理區域中之樣本表面,理想地使用多射束評估樣本表面;控制載物台以使多射束可處理區域沿著樣本之參考座標系中的處理路徑移動;及控制感測系統以在多射束可處理區域到達處理路徑之選定部分之前使用至少一或多個遠端感測器獲得關於處理路徑之選定部分中之樣本表面的形貌資訊。
條項2。如條項1之設備,其中控制系統經組態以控制感測系統及帶電粒子裝置分別獲得形貌資訊且同時處理處理路徑中之不同各別部分中的樣本表面。
條項3。如條項1或2之設備,其中控制系統經組態以在多射束可處理區域到達選定部分時基於所獲得的關於選定部分中之樣本表面的形貌資訊而調整樣本之位置及/或定向。
條項4。如前述條項中任一項之設備,其中一或多個遠端感測器包含沿著處理路徑定位於多射束可處理區域之前的至少一個遠端感測器。
條項5。如前述條項中任一項之設備,其中處理路徑包含在橫跨樣本表面之偏移方向上相對於彼此平行及偏移的複數條路線,且控制系統經組態以使多射束可處理區域沿著路線依序移動,控制系統理想地經組態以在處理路徑之不同路線之間,理想地在橫跨樣本表面之偏移方向上使多射束可處理區域及路線相對於彼此移位。
條項6。如條項5之設備,其中一或多個遠端感測器包含經定位以量測樣本表面的與多射束可處理區域在相同路線中之一部分的至少一個遠端感測器,至少一個遠端感測器理想地包含前感測器,該前感測器經定位以在多射束可處理區域在樣本表面的處於相同路線中之一部分上方移動之前量測樣本表面的彼部分。
條項7。如條項6之設備,其中至少一個遠端感測器包含相對於垂直於多射束可處理區域沿著路線之相對移動的多射束可處理區域之尺寸實質上居中地定位的遠端感測器。
條項8。如條項6或7之設備,其中至少一個遠端感測器包含後感測器及前感測器,該後感測器及該前感測器經定位以能夠同時量測樣本表面的在多射束可處理區域之相對側的部分。
條項9。如條項5至8中任一項之設備,其中一或多個遠端感測器包含側感測器,該側感測器經定位以在多射束可處理區域在樣本表面的處於路線中之一者中的一部分上方移動之前且在多射束可處理區域處於路線中之不同者內時量測樣本表面之彼部分。
條項10。如條項9之設備,其中側感測器經定位以量測在垂直於多射束可處理區域沿著路線中之一者之相對移動的方向上與多射束可處理區域之中心實質上對準的樣本表面之一部分。
條項11。如條項9或10之設備,其中側感測器為第一側感測器,一或多個遠端感測器進一步包含第二側感測器,第一側感測器及第二側感測器經定位以能夠同時量測樣本表面的在多射束可處理區域之相對側,理想地在與多射束可處理區域彼時所位於之路線不同的路線內的部分。
條項12。如前述條項中任一項之設備,其中近端感測器之群組包含經定位以量測樣本表面的界定四邊形之頂點的四個各別部分的四個近端感測器。
條項13。如條項12之設備,其中該四邊形為矩形。
條項14。如條項13之設備,其中一或多個遠端感測器包含第一遠端感測器,該第一遠端感測器經定位以量測樣本表面的在平行於矩形之第一邊的方向上與矩形之中心對準的各別部分。
條項15。如條項14之設備,其中一或多個遠端感測器進一步包含第二遠端感測器,該第二遠端感測器經定位以量測樣本表面的在平行於矩形之第二邊的方向上與矩形之中心對準的一部分,該第二邊正交於該第一邊。
條項16。如條項12至15中任一項之設備,其中一或多個遠端感測器包含至少一個遠端感測器,該至少一個遠端感測器經定位以使得遠端感測器以及近端感測器中之兩者經組態以量測樣本表面之各別部分,該等部分連同多射束處理區域之中心一起界定菱形之頂點。
條項17。如前述條項中任一項之設備,其中一或多個遠端感測器包含至少一個遠端感測器,該至少一個遠端感測器經定位以使得在感測器及多射束可處理區域之位置至平行於樣本之平面上的投影中,將遠端感測器之位置連結至近端感測器中之一者之位置的向量與將近端感測器中之一者之位置連結至多射束可處理區域之中心的向量實質上相等或相反。
條項18。如前述條項中任一項之設備,其中該等近端感測器及一或多個遠端感測器定位在與載物台相距實質上相同距離處。
條項19。一種電子光學設備,其包含:載物台,其經組態以支撐具有樣本表面之樣本;帶電粒子裝置,其經組態以沿著與多射束可處理區域中之樣本相交的多射束路徑朝向樣本投影多射束以運用多射束處理樣本,該多射束包含具有在多射束路徑內理想地以柵格配置之路徑的帶電粒子之複數個子射束;及感測系統,其包含複數個感測器,各感測器經組態以量測在多射束可處理區域之外的樣本表面之各別部分相對於感測器的位置,其中複數個感測器至少包含第一感測器、第二感測器及第三感測器,該等感測器經定位以使得在感測器及多射束可處理區域之位置至平行於樣本之平面上的投影中,連結第一感測器及第二感測器之位置的向量與將第三感測器之位置連結至多射束可處理區域之中心的向量實質上相等或相反。
條項20。如條項19之設備,其進一步包含控制系統,該控制系統經組態以藉由以下步驟判定關於樣本表面的待由多射束處理之一部分的形貌資訊:控制載物台以使多射束可處理區域處於樣本表面上之第一位置;控制感測系統以在多射束可處理區域處於第一位置時使用第一感測器及第二感測器獲得樣本表面之量測結果;使用在多射束可處理區域處於第一位置時由第一感測器及第二感測器獲得之量測結果產生校正值;控制載物台以使多射束可處理區域移動至樣本表面上之第二位置,該第二位置理想地使得第三感測器經定位以量測與樣本表面的第一感測器經定位以在多射束可處理區域處於第一位置時所量測實質上相同的部分;控制感測系統以在多射束可處理區域處於第二位置時使用第三感測器獲得樣本表面之量測結果;及藉由使用在多射束可處理區域處於第二位置時由第三感測器獲得之量測結果及所產生之校正值來判定關於樣本表面的在多射束可處理區域處於第二位置時可由多射束處理之一部分的形貌資訊。
條項21。如條項19或20之設備,其中複數個感測器包含一或多個額外感測器,該一或多個額外感測器各自經定位以使得在感測器及多射束可處理區域之位置至平行於樣本之平面上的投影中,將額外感測器之位置連結至多射束路徑之中心的向量與以下各者實質上相等或相反:將第三感測器之位置連結至多射束路徑之中心的向量;或將第一感測器或第二感測器中之任一者連結至多射束可處理區域之中心的向量。
條項22。如條項19至21中任一項之設備,其中複數個感測器包含兩個額外感測器,該等額外感測器經定位以使得在感測器及多射束可處理區域之位置至平行於樣本之平面上的投影中,第二感測器、第三感測器及兩個額外感測器界定矩形之頂點。
條項23。如條項22之設備,其中在感測器及多射束可處理區域之位置至平行於樣本之平面上的投影中,第一感測器在平行於矩形之第一邊的方向上與矩形之中心對準。
條項24。如條項19至23中任一項之設備,其中在感測器及多射束可處理區域之位置至平行於樣本之平面上的投影中,第一感測器、第二感測器、第三感測器及多射束可處理區域之中心界定菱形之頂點。
條項25。如條項19至24中任一項之設備,其中相比第二感測器及第三感測器,第一感測器更遠離子射束之路徑定位。
條項26。如條項19至25中任一項之設備,其中第一感測器與第二感測器之間的距離實質上等於第一感測器與第三感測器之間的距離。
條項27。如條項19至26中任一項之設備,其中在感測器及多射束可處理區域之位置至平行於樣本之平面上的投影中,連結第二感測器之位置及多射束可處理區域之中心的向量與連結第三感測器及第一感測器之位置的向量實質上相等或相反。
條項28。如條項19至27中任一項之設備,其中第一感測器與第三感測器之間的距離與第三感測器與多射束路徑之中心之間的距離實質上相同。
條項29。如條項19至28中任一項之設備,其中第二及第三感測器且理想地,在提供額外感測器中之至少一者的情況下,為近端感測器,且第一感測器及理想地至少一個其他感測器為遠端感測器,理想地第一感測器為校準感測器,理想地各遠端感測器具有兩個最近的近端感測器,且遠端感測器之位置與兩個最近的近端感測器中之各者之間的距離相同。
條項30。如條項1之設備,其中一或多個遠端感測器包含沿著處理路徑遠離柵格定位之至少一個遠端感測器。
條項31。如條項1或30之設備,其中一或多個遠端感測器包含在正交於處理路徑之方向上,理想地在柵格之與前或後感測器不同的一側遠離柵格定位的側感測器。
條項32。如條項1、30或31之設備,其中該側感測器為第一側感測器,一或多個遠端感測器進一步包含定位於柵格之與第一側感測器相對的一側的第二側感測器。
條項33。如條項1及30至32中任一項之設備,其中至少一個或各遠端感測器相對於接近正交於多射束路徑之樣本表面的柵格之尺寸實質上居中地定位。
條項34。如條項1及30至33中任一項之設備,其中控制系統經組態以在橫跨樣本表面之處理路徑的不同路線之間使樣本及柵格相對於彼此移位,理想地該等路線相對於彼此平行及偏移,理想地控制系統經組態以在路線之間使樣本及柵格相對於彼此理想地依序移動。
條項35。如條項34之設備,其中一或多個遠端感測器包含相對於柵格及處理路徑定位以量測樣本表面的在相同路線中之一部分的至少一個遠端感測器。
條項36。如條項35之設備,其中至少一個遠端感測器包含經組態以量測沿著路線自柵格移位之樣本表面之一部分的前感測器及後感測器中之至少一者。
條項37。如條項34至36中任一項之設備,當依附於條項31時,其中側感測器經定位以量測樣本表面的在與多射束路徑中之路線不同的路線中之一部分。
條項38。如條項37之設備,其中側感測器經定位以量測在垂直於樣本表面與柵格之間沿著與多射束路徑中之路線不同的路線的相對移動之方向上移位的樣本表面之一部分。
條項39。如條項1至18及30至38中任一項之設備,其中近端感測器之群組包含四個近端感測器,該等近端感測器經定位以使得四個近端感測器界定以多射束之中心為中心的四邊形之各別頂點,該四邊形理想地為矩形。
條項40。如條項1至18及30至39中任一項之設備,其中該設備經組態以在多射束體積到達處理路徑之選定部分時使用所獲得的形貌資訊來即時定位樣本及/或調整載物台之位置及/或定向。
條項41。一種獲得關於樣本表面之形貌資訊的方法,其包含:沿著與多射束可處理區域中之樣本相交的多射束路徑朝向樣本投影帶電粒子之多射束以處理多射束可處理區域中之樣本表面,該多射束包含具有在多射束路徑內理想地以柵格配置之路徑的複數個子射束;使用接近複數個子射束之路徑定位的近端感測器之群組來量測樣本表面之各別部分相對於近端感測器的位置;使用相比近端感測器更遠離子射束之路徑定位的一或多個遠端感測器來相對於一或多個遠端感測器量測樣本表面之一或多個各別部分;提供多射束可處理區域與樣本之間的相對移動使得多射束可處理區域沿著樣本之參考座標系中的處理路徑移動;及在多射束可處理區域到達處理路徑之選定部分之前,使用至少一或多個遠端感測器獲得關於處理路徑之選定部分中之樣本表面的形貌資訊。
條項42。如條項41之方法,其包含當在處理路徑之另一部分中使用多射束處理樣本表面時獲得處理路徑之一個部分中的形貌資訊。
條項43。如條項41或42之方法,其進一步包含在多射束可處理區域到達處理路徑之選定部分時基於所獲得的關於彼選定部分中之樣本表面的形貌資訊而控制樣本之位置及/或定向。
條項44。如條項41至43中任一項之方法,其中一或多個遠端感測器包含沿著處理路徑定位於多射束可處理區域之前的至少一個遠端感測器。
條項45。如條項44之方法,其中處理路徑包含在橫跨樣本表面之偏移方向上相對於彼此平行及偏移的複數條路線,且提供相對移動包含使多射束可處理區域沿著路線依序移動,理想地,在處理路徑之不同路線之間,理想地在橫跨樣本表面之偏移方向上使多射束可處理區域及路線相對於彼此移位。
條項46。如條項41至45中任一項之方法,其中一或多個遠端感測器包含量測樣本表面的與多射束可處理區域在相同路線中之一部分的至少一個遠端感測器,理想地作為前感測器,該前感測器在多射束可處理區域在樣本表面的處於相同路線中之部分上方移動之前量測樣本表面之彼部分。
條項47。如條項46之方法,其中至少一個遠端感測器包含相對於垂直於多射束可處理區域沿著路線之相對移動的多射束可處理區域之尺寸實質上居中地定位的遠端感測器。
條項48。如條項46或47之方法,其中至少一個遠端感測器包含後感測器及前感測器,該後感測器及該前感測器用以能夠同時量測樣本表面的在多射束可處理區域之相對側的部分。
條項49。如條項45至48中任一項之方法,其中一或多個遠端感測器包含側感測器,該側感測器在多射束可處理區域在樣本表面的處於路線中之一者中的一部分上方移動之前且在多射束可處理區域處於路線中之不同者內時量測樣本表面之彼部分。
條項50。如條項49之方法,其中側感測器量測樣本表面的在垂直於多射束可處理區域沿著路線中之一者之相對移動的方向上與多射束可處理區域之中心實質上對準的一部分。
條項51。如條項50之方法,其中該側感測器為第一側感測器,一或多個遠端感測器進一步包含第二側感測器,第一側感測器及第二側感測器能夠同時量測樣本表面的在多射束可處理區域之相對側,理想地在與多射束可處理區域彼時所位於之路線不同的路線內的部分。
條項52。如條項41至51中任一項之方法,其中近端感測器之群組包含經定位以量測樣本表面的界定四邊形之頂點的四個各別部分的四個近端感測器。
條項53。如條項52之方法,其中該四邊形為矩形。
條項54。如條項53之方法,其中一或多個遠端感測器包含第一遠端感測器,該第一遠端感測器量測樣本表面的在平行於矩形之第一邊之方向上與矩形之中心對準的各別部分。
條項55。如條項54之方法,其中一或多個遠端感測器進一步包含第二遠端感測器,該第二遠端感測器經定位以量測樣本表面的在平行於矩形之第二邊的方向上與矩形之中心對準的一部分,該第二邊正交於該第一邊。
條項56。如條項52至55中任一項之方法,其中一或多個遠端感測器包含至少一個遠端感測器,該至少一個遠端感測器經定位以使得遠端感測器以及近端感測器中之兩者量測樣本表面之各別部分,該等部分連同多射束可處理區域之中心一起界定菱形之頂點。
條項57。如條項42至56中任一項之方法,其中一或多個遠端感測器包含至少一個遠端感測器,該至少一個遠端感測器經定位以使得在感測器及多射束可處理區域之位置至平行於樣本之平面上的投影中,將遠端感測器之位置連結至近端感測器中之一者之位置的向量與將近端感測器中之一者之位置連結至多射束可處理區域之中心的向量實質上相等或相反。
條項58。如條項42至57中任一項之方法,其中該近端感測器及一或多個遠端感測器定位在與載物台相距實質上相同距離處。
條項59。一種獲得關於樣本表面之形貌資訊的方法,其包含:沿著與多射束可處理區域中之樣本相交的多射束路徑朝向樣本投影帶電粒子之多射束以運用多射束處理樣本,該多射束包含具有在多射束路徑內理想地以柵格配置之路徑的複數個子射束;使用複數個感測器量測在多射束可處理區域之外的樣本表面之各別部分相對於感測器的位置來獲得關於樣本表面之形貌資訊,其中複數個感測器至少包含第一感測器、第二感測器及第三感測器,該等感測器經定位以使得在感測器及多射束可處理區域之位置至平行於樣本之平面上的投影中,連結第一感測器及第二感測器之位置的向量與將第三感測器之位置連結至多射束可處理區域之中心的向量實質上相等或相反。
條項60。如條項59之方法,其中獲得形貌資訊包含:將多射束可處理區域定位於樣本表面上之第一位置處;在多射束可處理區域處於第一位置時使用第一感測器及第二感測器獲得樣本表面之量測結果;使用在多射束可處理區域處於第一位置時由第一感測器及第二感測器獲得之量測結果產生校正值;將多射束可處理區域移動至樣本表面上之第二位置,該第二位置理想地使得第三感測器經定位以量測樣本表面的第一感測器經定位以在多射束可處理區域處於第一位置時所量測實質上相同的部分;在多射束可處理區域處於第二位置時使用第三感測器獲得樣本表面之量測結果;及藉由使用在多射束可處理區域處於第二位置時由第三感測器獲得之量測結果及所產生之校正值來判定關於樣本表面的在多射束可處理區域處於第二位置時可由多射束處理之一部分的形貌資訊。
條項61。如條項59或60之方法,其中複數個感測器包含一或多個額外感測器,該一或多個額外感測器各自經定位以使得在感測器及多射束可處理區域之位置至平行於樣本之平面上的投影中,將額外感測器之位置連結至多射束可處理區域之中心的向量與以下各者實質上相等或相反:將第三感測器之位置連結至多射束可處理區域之中心的向量;或將第一感測器或第二感測器中之任一者連結至多射束可處理區域之中心的向量。
條項62。如條項59至61中任一項之方法,其中複數個感測器包含兩個額外感測器,該等額外感測器經定位以使得在感測器及多射束可處理區域之位置至平行於樣本之平面上的投影中,第二感測器、第三感測器及兩個額外感測器界定矩形之頂點。
條項63。如條項62之方法,其中在感測器及多射束可處理區域之位置至平行於樣本之平面上的投影中,第一感測器在平行於矩形之第一邊的方向上與矩形之中心對準。
條項64。如條項59至63中任一項之方法,其中在感測器及多射束可處理區域之位置至平行於樣本之平面上的投影中,第一感測器、第二感測器、第三感測器及多射束可處理區域之中心界定菱形之頂點。
條項65。如條項59至64中任一項之方法,其中相比第二感測器及第三感測器,第一感測器更遠離子射束之路徑定位。
條項66。如條項59至65中任一項之方法,其中第一感測器與第二感測器之間的距離實質上等於第一感測器與第三感測器之間的距離。
條項67。一種包含可藉由控制評估設備之電腦解譯之指令的電腦程式,該電腦程式包含用以執行如條項41至66中任一項之方法的指令。
雖然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所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為顯而易見的。意欲本說明書及實例僅被視為例示性的,其中本發明之真實範疇及精神由以下申請專利範圍指示。
10:主腔室 20:裝載鎖定腔室 30:裝備前端模組(EFEM) 30a:第一裝載埠 30b:第二裝載埠 40:電子束設備/電子束工具/帶電粒子束設備 41:帶電粒子裝置 50:控制器 95:偏轉器陣列 100:帶電粒子束檢測設備 102:多射束 103:多射束路徑 104A:感測器 104B:感測器 104C:感測器 104D:感測器 108:焦平面 110:上限 112:下限 114:多射束可處理區域 115:外部區/超前區 116:外部區/側區 120:感測器 120A:近端感測器 120B:近端感測器 120C:近端感測器 120D:近端感測器 121:初級遠端感測器/前感測器 122:後感測器/尾部感測器   /遠端感測器/三級感測器 123:第一側感測器/次級遠端感測器 124:第二側感測器/遠端感測器/四級感測器 130:條帶 132:路線/處理路徑/參考數字 133:路線 134:陰影區 141:第一感測器/校準感測器 142:第二感測器/近端感測器 143:第三感測器/近端感測器 144:第四近端感測器/額外感測器 145:第五近端感測器/額外感測器 151:第一遠端向量 152:第一近端向量 153:第二遠端向量 154:第二近端向量 155:第三近端向量 156:第四近端向量 201:電子源 202:初級帶電粒子束 207:樣本固持器 208:樣本 209:電動或致動載物台 211:帶電粒子束/初級射束 212:帶電粒子束/初級射束 213:帶電粒子束/初級射束 221:探測光點 222:探測光點 223:探測光點 230:帶電粒子裝置 231:聚光透鏡 233:中間焦點 235:偏轉器 240:偵測器 250:控制透鏡陣列 260:掃描偏轉器 270:巨型準直器 401:物鏡陣列 402:偵測器模組 404:基板 405:偵測器元件 406:射束孔徑 500:控制器/控制系統 S1:步驟 S2:步驟 S3:步驟 S4:步驟 S5:步驟 S6:步驟 S7:步驟 S8:步驟 Zm:距離
本揭露之以上及其他態樣自結合隨附圖式進行之例示性實施例之描述將變得更顯而易見。
1為繪示例示性帶電粒子束檢測設備之示意圖。
2為繪示作為 1之例示性帶電粒子束檢測設備之部分的例示性多射束設備的示意圖。
3為包含聚光透鏡陣列、物鏡陣列及帶電粒子偵測器陣列之例示性電子光學柱的示意圖。
4為例如具有偵測器陣列之例示性配置的物鏡陣列之一部分的示意性橫截面圖。
5 4之物鏡陣列之部分的仰視圖。
6 4之物鏡陣列的部分之經修改版本的仰視圖。
7為包含射束分離器之例示性電子光學裝置的示意圖。
8為射束柵格及感測器之示意性仰視圖。
9 8中所展示之類型的配置之順流方向上的樣本之一部分的示意性側視圖。
10展示多射束可處理區域及感測器之位置至平面上的投影,該等感測器包含近端感測器之群組及可經組態以作為前感測器操作之遠端感測器。
11展示多射束可處理區域及感測器之位置至平面上的投影,該等感測器包含近端感測器之群組、可經組態以作為前感測器操作之遠端感測器及可經組態以作為側感測器操作之遠端感測器。
12展示多射束可處理區域及感測器之位置至平面上的投影,該等感測器包含近端感測器之群組、可經組態以作為前感測器操作之遠端感測器、可經組態以作為後感測器操作之遠端感測器及可經組態以作為側感測器操作之兩個遠端感測器。
13示意性地描繪 11中所描繪之類型的配置開始沿著包含平行及偏移路線之處理路徑處理樣本。
14示意性地描繪 13中所展示之樣本的處理之後期階段。
15示意性地描繪在多射束可處理區域相對於樣本表面移動時,可如何逐步地且即時(on the fly)(或「即時(on-the-fly)」)獲得關於樣本表面之區的形貌資訊。
16描繪相對於 15在沿著處理路徑之稍後點處形貌資訊的逐步獲得。
17描繪相對於 15 16在沿著處理路徑之更稍後點處形貌資訊的逐步獲得。
18為多射束柵格路徑及樣本之示意性側視截面圖,其以誇示形式展示感測器之實施例的某些類型之空間變形如何可導致聚焦誤差。
19展示多射束可處理區域及感測器之位置至平面上的投影以展示第一感測器、第二感測器、第三感測器之位置與多射束可處理區域之中心之間的向量關係。
20展示具有其他向量關係之 19的投影。
21為描繪用於產生及使用校正值來判定形貌資訊且處理樣本的方法之流程圖。
114:多射束可處理區域
115:外部區/超前區
120A:近端感測器
120B:近端感測器
120C:近端感測器
120D:近端感測器
121:初級遠端感測器/前感測器

Claims (15)

  1. 一種獲得關於一樣本表面之形貌資訊的方法,其包含: 沿著與一多射束可處理區域中之一樣本相交的一多射束路徑朝向該樣本投影帶電粒子之一多射束以處理該多射束可處理區域中之該樣本表面,該多射束包含具有在該多射束路徑內理想地以一柵格配置之路徑的複數個子射束; 使用接近該複數個子射束之該等路徑定位的近端感測器之一群組以量測該樣本表面之各別部分相對於該等近端感測器的位置; 使用相比該等近端感測器更遠離該等子射束之該等路徑定位的一或多個遠端感測器來相對於該一或多個遠端感測器量測該樣本表面之一或多個各別部分; 提供該多射束可處理區域與該樣本之間的相對移動,使得該多射束可處理區域沿著該樣本之一參考座標系中的一處理路徑移動;及 在該多射束可處理區域到達該處理路徑之一選定部分之前使用至少該一或多個遠端感測器獲得關於該處理路徑中之該選定部分中之該樣本表面的形貌資訊。
  2. 如請求項1之方法,其包含當在該處理路徑之另一部分中使用該多射束處理該樣本表面時獲得該處理路徑之一個部分中的形貌資訊。
  3. 如請求項1或2之方法,其進一步包含在該多射束可處理區域到達該處理路徑之該選定部分時基於所獲得的關於彼選定部分中之該樣本表面的形貌資訊而控制該樣本之位置及/或定向。
  4. 如請求項1或2之方法,其中該一或多個遠端感測器包含沿著該處理路徑定位於該多射束可處理區域之前的至少一個遠端感測器,理想地其中該處理路徑包含在橫跨該樣本表面之一偏移方向上相對於彼此平行及偏移的複數條路線,且該提供相對移動包含使該多射束可處理區域沿著該等路線依序移動,理想地,在該處理路徑之不同路線之間,理想地在橫跨該樣本表面之該偏移方向上使該多射束可處理區域及該等路線相對於彼此移位。
  5. 如請求項1或2之方法,其中該一或多個遠端感測器包含量測該樣本表面的與該多射束可處理區域在相同路線中之一部分的至少一個遠端感測器,理想地作為一前感測器,該前感測器在該多射束可處理區域在該樣本表面的處於該相同路線中之該部分上方移動之前量測該樣本表面之彼部分。
  6. 如請求項5之方法,其中該至少一個遠端感測器包含相對於垂直於該多射束可處理區域沿著該路線之相對移動的該多射束可處理區域之一尺寸實質上居中地定位的一遠端感測器。
  7. 如請求項5之方法,其中該至少一個遠端感測器包含一後感測器及該前感測器,該後感測器及該前感測器用以同時量測該樣本表面的在該多射束可處理區域之相對側的部分。
  8. 如請求項5之方法,其中該一或多個遠端感測器包含一側感測器,該側感測器在該多射束可處理區域在該樣本表面的處於該等路線中之一者中的一部分上方移動之前且在該多射束可處理區域在該等路線中之一不同者內時量測該樣本表面之彼部分。
  9. 如請求項1或2之方法,其中近端感測器之該群組包含經定位以量測該樣本表面的界定一四邊形之頂點的四個各別部分的四個近端感測器。
  10. 如請求項9之方法,其中該四邊形為一矩形,且 該一或多個遠端感測器包含一第一遠端感測器,該第一遠端感測器量測該樣本表面的在平行於該矩形之一第一邊之一方向上與該矩形之一中心對準的一各別部分。
  11. 如請求項10之方法,其中該一或多個遠端感測器進一步包含一第二遠端感測器,該第二遠端感測器量測該樣本表面的在平行於該矩形之一第二邊之一方向上與該矩形之該中心對準的一部分,該第二邊正交於該第一邊。
  12. 如請求項9之方法,其中該一或多個遠端感測器包含至少一個遠端感測器,該至少一個遠端感測器經定位以使得該遠端感測器以及該等近端感測器中之兩者量測該樣本表面之各別部分,該等部分連同該多射束可處理區域之一中心一起界定一菱形之頂點。
  13. 如請求項2之方法,其中該一或多個遠端感測器包含至少一個遠端感測器,該至少一個遠端感測器經定位以使得在該等感測器及該多射束可處理區域之位置至平行於該樣本之一平面上的一投影中,將該遠端感測器之一位置連結至該等近端感測器中之一者之一位置的一向量與將該等近端感測器中之一者之一位置連結至該多射束可處理區域之一中心的一向量實質上相等或相反。
  14. 如請求項2之方法,其中該等近端感測器及該一或多個遠端感測器定位在與載物台相距實質上相同距離處。
  15. 一種電子光學設備,其包含: 一載物台,其經組態以支撐具有一樣本表面之一樣本; 一帶電粒子裝置,其經組態以沿著與一多射束可處理區域中之該樣本相交的一多射束路徑朝向該樣本投影一多射束,該多射束包含具有在該多射束路徑內理想地以一柵格配置之路徑的帶電粒子之複數個子射束; 一感測系統,其包含: 接近該複數個子射束之該等路徑定位的近端感測器之一群組,各近端感測器經組態以量測該樣本表面之一各別部分相對於彼近端感測器的一位置,及 一或多個遠端感測器,相比該等近端感測器,該或各遠端感測器更遠離該等子射束之該等路徑定位,該或各遠端感測器經組態以量測該樣本表面之一各別部分相對於該遠端感測器的一位置;及 一控制系統,其經組態以: 控制該帶電粒子裝置以使用該多射束處理該多射束可處理區域中之該樣本表面,理想地使用該多射束評估該樣本表面; 控制該載物台以使該多射束可處理區域沿著該樣本之一參考座標系中的一處理路徑移動;及 控制該感測系統以在該多射束可處理區域到達該處理路徑之一選定部分之前至少使用該一或多個遠端感測器獲得關於該處理路徑之該選定部分中之該樣本表面的形貌資訊。
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