TW202331765A - 用於改良高著陸能量背向散射帶電粒子影像解析度之能量帶通濾波 - Google Patents

Abstract

一些實施例係關於一種用於形成一埋入式結構之一影像的方法或裝置，其包括：自一源發射初級帶電粒子；自一樣本接收複數個次級帶電粒子；及基於具有在一第一範圍內之一能量的所接收次級帶電粒子形成一影像。

Description

用於改良高著陸能量背向散射帶電粒子影像解析度之能量帶通濾波

本文中之描述係關於偵測器及偵測方法，且更特定言之係關於可適用於帶電粒子偵測的偵測器及偵測方法。

偵測器可用於實體地感測可觀測到之現象。舉例而言，諸如電子顯微鏡之帶電粒子束工具可包含接收自樣本投影之帶電粒子並輸出偵測信號之偵測器。偵測信號可用以重建構受檢測樣本結構之影像，且可用以例如顯露樣本中之缺陷。樣本中之缺陷之偵測在可包括較大數目個經密集封裝之小型化積體電路(IC)組件的半導體器件之製造中愈來愈重要。出於此目的，可提供檢測系統作為專用工具。

隨著半導體器件之持續小型化，對包括偵測器之檢測系統的效能需求可持續增加。舉例而言，具有高著陸能量(LE)能力(例如，30 keV及超出30 keV)之電子束(E-beam)系統由於可用於記憶體器件中之豎直結構的增加之縱橫比，以及持續縮小在DRAM及邏輯器件中可需要更嚴格疊對效能的設計規則，已吸引極大關注。高LE系統展示歸因於初級電子(PE)之強穿透能力及可允許背向散射電子(BSE)逃脫樣本材料並到達偵測器的BSE之大動量而在諸如渠溝/孔底部檢測、埋入式缺陷/孔隙偵測及疊對/透視度量衡等之應用中之較大可能性。然而，此類系統中之PE的大能量可產生樣本中之非常大的相互作用體積且可引起降級之成像品質。

本發明之實施例提供用於基於帶電粒子束進行偵測之系統及方法。在一些實施例中，可提供經組態以執行樣本之偵測的帶電粒子束系統。一種偵測之方法可包括偵測自樣本發射之帶電粒子。一種形成埋入式結構之影像的方法可包括：自一源發射初級帶電粒子；自一樣本接收複數個次級帶電粒子；及基於具有在一第一範圍內之能量的所接收次級帶電粒子形成一影像。

應理解，前文一般描述及以下詳細描述兩者皆僅為例示性及解釋性的，且並不限定如可主張之所揭示實施例。

現將詳細參考例示性實施例，在圖式中說明該等例示性實施例之實例。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。取而代之，其僅為符合關於可在所附申請專利範圍中敍述之主題之態樣的裝置、系統及方法之實例。

電子器件由形成於稱為基板之矽塊上之電路構成。許多電路可一起形成於同一矽塊上且被稱為積體電路或IC。隨著技術進步，此等電路之大小已顯著地減小，使得電路中之更多電路可安裝於基板上。舉例而言，智慧型電話中之IC晶片可與拇指甲一樣小且仍可包括超過20億個電晶體，每一電晶體之大小不到人類毛髮之寬度的1/1000。

製造此等極小IC為經常涉及數百個個別步驟之複雜、耗時且昂貴之程序。即使一個步驟之錯誤皆有可能引起成品IC之缺陷，從而使得成品IC為無用的。因此，製造程序之一個目標為避免此類缺陷以使在程序中製造之功能性IC的數目最大化，亦即改良程序之總體良率。

提高良率之一個組分為監視晶片製造程序，以確保其正生產足夠數目個功能性積體電路。監視程序之一種方式為在該電路結構形成之不同階段處檢測晶片電路結構。可使用掃描電子顯微鏡(SEM)來進行檢測。SEM可用於實際上將此等極小結構成像，從而獲取結構之「圖像」。影像可用於判定結構是否正常形成，且亦結構是否形成於適當位置中。若結構係有缺陷的，則可調整程序，使得缺陷不大可能再現。為了增強產出量(例如，每小時處理之樣本之數目)，需要儘可能快速地進行檢測。

SEM影像可由對應於當一初級電子束橫越例如光柵圖案中之樣本表面掃描時藉由該射束輻照之位置的像素組成。像素之較高解析度(例如，組成影像的個別像素之數目)通常對應於較高影像品質。存在像素愈多，影像中之細節愈細。隨著IC中所關注的結構變得愈來愈小，產生具有更高解析度之SEM影像以準確地觀察結構可更重要。然而，當使用具有高著陸能量(LE)之初級電子束時，可負面地影響解析度。

在一些應用中，可能需要在SEM系統中使用高著陸能量。SEM之電子源可產生具有高LE之投影至樣本上的初級電子束。高能電子可能適用於成像，此係由於其可穿透至樣本之材料中較深且可顯露關於樣本之額外資訊。高LE SEM系統可實現或增強渠溝或孔之底部的檢測之效能、諸如缺陷或孔隙之埋入式特徵的偵測及執行疊對度量衡(例如，分析堆疊結構之對準)。然而，初級電子束中之電子的較高能量意謂電子可在照射樣本(亦即「相互作用體積」)後與樣本材料之相對較大體積相互作用。儘管高能量電子可穿透較深，但該等電子亦可在射出樣本材料之前在其他隨機方向上散射。由於像素可用以形成2維映圖，且電子可在邊至邊方向上分散，因此此類散射可造成成像解析度之問題。

如上所解釋，SEM影像可由像素形成。當SEM之初級射束橫越樣本掃描時，次級粒子(諸如次級電子(SE)及背向散射電子(BSE))可藉由偵測器偵測到，且自其收集的資訊可用於形成影像中之每一像素。然而，運用較高LE情況下，可增加樣本中之相互作用體積。相互作用體積之增加可涵蓋側向區(例如，至界定由像素組成之影像的2維平面中之邊的區)。像素可基於來自偵測到之電子的資訊而形成，但來自相鄰像素之資訊可重疊。舉例而言，對應於一個像素的偵測到之電子可包括與將更適當定位在相鄰像素中的結構相關之資訊。此類效應可致使SEM影像具有不佳解析度，且所得影像可係模糊的。

本發明之一些實施例可提供用於基於帶電粒子能量偵測帶電粒子(諸如電子)的系統及方法。在到達偵測器處的次級帶電粒子之能量與其在樣本中之穿透深度之間可存在一相關度。能量與深度之間的關係可用以濾除或隔離對應於樣本之特定區的電子。某些區可經定向以便增強所形成影像之解析度。舉例而言，相互作用體積中之頸部區可具有相對窄的寬度。相比而言，相互作用體積中之燈泡區可具有可與鄰近像素重疊之相對寬的寬度。來自頸部區之電子可用以形成影像中之像素，且影像可具有增強之解析度。可使用類似於帶通濾波之技術。

本公開之目標及優點可由如本文所論述之實施例中闡述之元件及組合實現。然而，未必需要本發明之實施例達成此類例示性目標或優點，且一些實施例可能不會達成所陳述目標或優點中之任一者。

在不限制本發明之範疇的情況下，可在利用電子束(「e-beam」)之系統中提供系統及方法之上下文中描述一些實施例。然而，本發明不限於此。可相似地施加其他類型之帶電粒子束。此外，用於晶圓檢測或疊對量測之系統及方法可用於其他成像系統，諸如光學成像、光子偵測、x射線偵測、離子偵測等。

如本文中所使用，除非另外特定陳述，否則術語「或」涵蓋所有可能組合，除非不可行。舉例而言，若陳述組件包括A或B，則除非另外特別陳述或不可行，否則組件可包括A，或B，或A及B。作為第二實例，若陳述組件包括A、B或C，則隨後除非另外特定陳述或不可行，否則組件可包括A、或B、或C、或A及B、或A及C、或B及C、或A及B及C。諸如「至少一個」的表達不必修飾以下清單的全部，且不必修飾清單中的每一成員，使得「A、B及C中之至少一者」應理解為包括僅一個A、僅一個B、僅一個C，或A、B及C的任何組合。片語「A及B中之一者」或「A及B中之任一者」應在最廣意義上解譯為包括A中之僅一者或B中之僅一者。

現在參看圖1，圖1說明符合本發明之實施例的可用於晶圓檢測之例示性電子束檢測(EBI)系統10。如圖1中所展示，EBI系統10包括主腔室11、裝載/鎖定腔室20、電子束工具100 (例如掃描電子顯微鏡(SEM))及裝備前端模組(EFEM) 30。電子束工具100位於主腔室11內且可用於成像。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收納含有待檢測之晶圓(例如，半導體晶圓或由其他材料製成之晶圓)或樣本的晶圓前開式單元匣(FOUP)(晶圓及樣本本文中可統稱為「晶圓」)。

EFEM 30中之一或多個機械臂(圖中未示)將晶圓輸送至裝載/鎖定腔室20。裝載/鎖定腔室20連接至裝載/鎖定真空泵系統(圖中未示)，其移除裝載/鎖定腔室20中之氣體分子以達至低於大氣壓之第一壓力。在達至第一壓力之後，一或多個機械臂(圖中未示)可將晶圓自裝載/鎖定腔室20輸送至主腔室11。主腔室11連接至主腔室真空泵系統(圖中未示)，其移除主腔室11中之氣體分子以達至低於第一壓力之第二壓力。在達至第二壓力之後，晶圓經受電子束工具100進行之檢測。電子束工具100可為單射束系統或多射束系統。控制器109以電子方式連接至電子束工具100，且亦可以電子方式連接至其他組件。控制器109可為經組態以實行對EBI系統10之各種控制的電腦。雖然控制器109在圖1中被展示為在包括主腔室11、裝載/鎖腔室20及EFEM 30之結構之外，但應瞭解，控制器109可為該結構之部分。

諸如由EBI系統10形成或可包括於EBI系統10中的帶電粒子束顯微鏡可能能夠解析至例如奈米尺度，且可充當用於檢測晶圓上之IC組件的實用工具。運用電子束系統，初級電子束之電子可聚焦於受檢測樣本(例如，晶圓)上之探測光點處。初級電子與晶圓之相互作用可引起形成次級粒子束。次級粒子束可包含由初級電子與晶圓之相互作用產生的後向散射電子(BSE)、次級電子(SE)或歐傑電子等。次級粒子束之特性(例如強度)可基於晶圓之內部或外部結構或材料之性質而變化，且因此可指示晶圓是否包括缺陷。

次級粒子束之強度或其他參數可使用偵測器來判定。次級粒子束可在偵測器之表面上形成射束光點。偵測器可產生表示所偵測次級粒子束之強度的電信號(例如電流、電荷、電壓等)。可運用量測電路系統量測電信號，該等量測電路系統可包括另外組件(例如，類比至數位轉換器)以獲得偵測到之電子之分佈。在偵測時間窗期間收集之電子分佈資料結合入射於晶圓表面上之初級電子束的對應掃描路徑資料可用以重建構受檢測之晶圓結構或材料的影像。經重建構影像可用以顯露晶圓之內部或外部結構的各種特徵，且可用以顯露可能存在於晶圓中之缺陷。偵測器可包括能量辨別偵測器。偵測器可經組態以計數並表徵個別電子到達事件。以全文引用的方式併入本文中的美國公開案第2019/0378682號中給出偵測器的實例。

圖2A說明符合本發明之實施例的可為電子束工具100之實例的帶電粒子束裝置。圖2A展示使用由初級電子束形成之複數個小射束以同時掃描晶圓上之多個位置的裝置。

如圖2A中所展示，電子束工具100A可包含電子源202、槍孔徑204、聚光透鏡206、自電子源202發射之初級電子束210、源轉換單元212、初級電子束210之複數個小射束214、216及218、初級投影光學系統220、晶圓載物台(圖2A中未展示)、多個次級電子束236、238及240、次級光學系統242及電子偵測器件244。電子源202可產生初級粒子，諸如初級電子束210之電子。控制器、影像處理系統及其類似者可耦接至電子偵測器件244。初級投影光學系統220可包含射束分離器222、偏轉掃描單元226及物鏡228。電子偵測器件244可包含偵測子區246、248及250。

電子源202、槍孔徑204、聚光透鏡206、源轉換單元212、射束分離器222、偏轉掃描單元226及物鏡228可與裝置100A之主光軸260對準。次級光學系統242及電子偵測器件244可與裝置100A之副光軸252對準。

電子源202可包含陰極、提取器或陽極，其中初級電子可自陰極發射且經提取或加速以形成具有交越(虛擬或真實) 208之初級電子束210。初級電子束210可被視覺化為自交越208發射。槍孔徑204可阻擋初級電子束210之周邊電子以減小探測光點270、272及274之大小。

源轉換單元212可包含影像形成元件陣列(圖2A中未展示)及射束限制孔徑陣列(圖2A中未展示)。可在皆以全文引用的方式併入本文中的美國專利第9,691,586號；美國公開案第2017/0025243號；及國際申請案第PCT/EP2017/084429號中發現源轉換單元212之實例。影像形成元件之陣列可包含微偏轉器或微透鏡之陣列。影像形成元件陣列可藉由初級電子束210之複數個小射束214、216及218形成交越208之複數個平行影像(虛擬或真實)。射束限制孔徑陣列可限制複數個小射束214、216及218。

聚光透鏡206可聚焦初級電子束210。在源轉換單元212下游的小射束214、216及218之電流可藉由調整聚光透鏡206之聚焦倍率或藉由改變射束限制孔徑之陣列內的對應射束限制孔徑之徑向大小而變化。聚光透鏡206可為可經組態以使得其第一主平面之位置可移動的可調整聚光透鏡。可調整聚光透鏡可經組態為磁性的，此可導致離軸小射束216及218以旋轉角著陸於小射束限制孔徑上。旋轉角隨著可調整聚光透鏡之聚焦倍率及第一主面之位置而改變。在一些實施例中，可調整聚光透鏡可為可調整反旋轉聚光透鏡，其涉及具有可移動第一主平面之反旋轉透鏡。全文係以引用方式併入之美國公開案第2017/0025241號中進一步描述了可調整聚光透鏡之實例。

物鏡228可將小射束214、216及218聚焦至晶圓230上以供檢測且可在晶圓230之表面上形成複數個探測光點270、272及274。可形成次級電子小射束236、238及240，其自晶圓230發射且朝向射束分離器222返回行進。

射束分離器222可係產生靜電偶極子場及磁偶極子場之韋恩濾波器類型的射束分離器。在一些實施例中，若應用該等射束分離器，則由靜電偶極子場對小射束214、216及218之電子施加的力可與由磁偶極子場對電子施加之力量值相等且方向相反。小射束214、216及218可因此以零偏轉角直接穿過射束分離器222。然而，由射束分離器222產生之小射束214、216及218之總色散亦可係非零的。射束分離器222可將次級電子束236、238及240與小射束214、216及218分離，且朝向次級光學系統242導引次級電子束236、238及240。

偏轉掃描單元226可使小射束214、216及218偏轉以使探測光點270、272及274遍及晶圓230之表面上的區域進行掃描。回應於小射束214、216及218入射於探測光點270、272及274處，可自晶圓230發射次級電子束236、238及240。次級電子束236、238及240可包含具有能量分佈之電子，包括次級電子及背向散射電子。次級光學系統242可將次級電子束236、238及240聚焦至電子偵測器件244之偵測子區246、248及250上。偵測子區246、248及250可經組態以偵測對應的次級電子束236、238及240且產生用以重建構晶圓230之表面的影像之對應信號。偵測子區246、248及250可包括單獨偵測器封裝、單獨感測元件或陣列偵測器之單獨區。在一些實施例中，每一偵測子區可包括單個感測元件。

現在將參考圖2B論述帶電粒子束裝置之另一實例。電子束工具100B (在本文中亦被稱作裝置100B)可為電子束工具100之實例且可類似於圖2A中所展示之電子束工具100A。然而，不同於裝置100A，裝置100B可為一次僅使用一個初級電子束來掃描晶圓上之一個位置的單射束工具。

如圖2B中所展示，裝置100B包括藉由機動載物台134支撐之晶圓固持器136以固持待檢測的晶圓150。電子束工具100B包括電子發射器，其可包含陰極103、陽極121及槍孔徑122。電子束工具100B進一步包括射束限制孔徑125、聚光透鏡126、柱孔徑135、物鏡總成132及偵測器144。在一些實施例中，物鏡總成132可為經修改之SORIL透鏡，其包括極片132a、控制電極132b、偏轉器132c及激勵線圈132d。在偵測或成像程序中，自陰極103之尖端發出之電子束161可由陽極121電壓加速，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170且照射至晶圓150之表面上。可由偏轉器(諸如偏轉器132c或SORIL透鏡中之其他偏轉器)使探測光點170橫越晶圓150之表面進行掃描。次級或散射粒子(諸如自晶圓表面發出之次級電子或散射初級電子)可由偵測器144收集以判定射束之強度，且因此可重建構晶圓150上之所關注區域的影像。

亦可提供一影像處理系統199，該影像處理系統包括影像獲取器120、儲存器130及控制器109。影像獲取器120可包含一或多個處理器。舉例而言，影像獲取器120可包含電腦、伺服器、大型電腦主機、終端機、個人電腦、任何種類之行動運算器件及類似者，或其組合。影像獲取器120可經由媒體(諸如電導體、光纖纜線、攜帶型儲存媒體、IR、藍芽、網際網路、無線網路、無線電或其組合)與電子束工具100B之偵測器144連接。影像獲取器120可自偵測器144接收信號，且可建構一影像。影像獲取器120可因此獲取晶圓150之影像。影像獲取器120亦可執行各種後處理功能，諸如影像平均、產生輪廓、疊加指示符於所獲取影像上，及類似者。影像獲取器120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130可為儲存媒體，諸如硬碟、隨機存取記憶體(RAM)、雲端儲存器、其他類型之電腦可讀記憶體及其類似者。儲存器130可與影像獲取器120耦接，且可用於保存作為原始影像之經掃描原始影像資料，及後處理影像。影像獲取器120及儲存器130可連接至控制器109。在一些實施例中，影像獲取器120、儲存器130及控制器109可一起整合為一個電子控制單元。

在一些實施例中，影像獲取器120可基於自偵測器144接收到之成像信號而獲取樣本之一或多個影像。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或可含有晶圓150之各種特徵。單個影像可儲存於儲存器130中。可基於成像圖框而執行成像。

電子束工具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2B中所展示，電子束工具100B可包含第一四極透鏡148及第二四極透鏡158。在一些實施例中，四極透鏡可用於控制電子束。舉例而言，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。

圖2B說明可使用經組態以藉由與晶圓150相互作用而產生次級電子之單一初級射束的帶電粒子束裝置。偵測器144可沿著光軸105置放，如在圖2B中所示之實施例中。初級電子束可經組態以沿著光軸105行進。因此，偵測器144可在其中心處包括孔，從而使得初級電子束可傳遞通過偵測器到達晶圓150。圖2B展示其中心處具有開口的偵測器144之實例。然而，一些實施例可使用相對於初級電子束行進所沿著的光軸離軸置放之偵測器。舉例而言，如在以上所論述之圖2A中所展示的實施例中，射束分離器222可被提供為將次級電子束導向離軸置放之偵測器。射束分離器222可經組態以將次級電子束朝向電子偵測器件244轉向角度α，如圖2A中所展示。

帶電粒子束系統中之偵測器可包括一或多個感測元件。該偵測器可包含單元件偵測器或具有多個感測元件之陣列。感測元件可經組態而以各種方式偵測帶電粒子。感測元件可經組態以用於帶電粒子計數。全文係以引用方式併入之美國公開案第2019/0378682號中論述了可適用於帶電粒子計數之偵測器之感測元件。在一些實施例中，感測元件可經組態以用於信號位準強度偵測。

感測元件可包括二極體或類似於二極體之元件，其可將入射能量轉換成可量測信號。舉例而言，偵測器中之感測元件可包括PIN二極體。貫穿本發明，感測元件可例如在某些圖中被表示為二極體，但感測元件或其他組件可能偏離諸如二極體、電阻器、電容器等之電元件的理想電路行為。

圖3說明符合本發明之實施例的基板300之例示性結構。基板300可為可適用於執行疊對量測的目標。

量測晶片上結構之相對位移係半導體行業中之常見任務。電子電路可由許多不同層累積在晶圓上，該等層應非常準確地堆疊於彼此頂部上以確保晶片正確運行。可藉由專用晶圓疊對度量衡系統監視層置放。此類系統可藉由比較包括於兩層中的專用目標量測晶圓上之兩個功能層之間的相對位移(例如，「疊對誤差」)。在微影程序中，可監視目標或其他結構之參數，使得可執行回饋或前饋控制以準確地對準層且形成經圖案化特徵。

如圖3中所展示，疊對目標中之一些結構可埋入於晶圓中，例如埋入於絕緣體膜下方。基板300包括形成於第一層中之第一光柵310及形成於第二層中之第二光柵320。在一些實施例中，亦可提供另外層中之另外光柵或其他結構。

所關注特徵可埋入於樣本中之各種深度處。不同類型信號電子可用於偵測不同類型特徵。舉例而言，初級射束可輻照一樣本且包括次級電子(SE)及背向散射電子(BSE)之信號電子可自在輻照區域處之樣本發射。BSE可穿透至樣本中之相對較深深度且可具有相對較高能量以便逸出樣本之材料且到達偵測器。因此，BSE可用於偵測埋入式結構。如圖3中所展示，初級射束331可輻照基板300且BSE 332可經引導至偵測器。BSE 332可指示第一光柵310或第二光柵320之資訊。

判定疊對量測可涉及偵測來自樣本之不同層的信號。在一些實施例中，來自樣本之不同層的信號之分隔可藉由(i)能量敏感偵測，或(ii)運用不同著陸能量(LE)之射束成像而達成。

現參考圖4，圖4說明符合本發明之實施例的次級粒子之收集。帶電粒子束系統400可經組態以檢測晶圓401。系統400包括帶電粒子束源410、射束分離器420、目標430、第一偵測器440、第二偵測器450及第三偵測器460。目標430可包括物鏡。第一偵測器440可包括底部背向散射電子偵測器(BBD)。第二偵測器450可包括SE偵測器。第三偵測器460可包括BSE偵測器。第二偵測器450或第三偵測器460可包括能量濾波器470。能量濾波器470可藉由電源激發且可經組態以吸引電子。舉例而言，電壓可施加至能量濾波器470以使得具有小於臨限值之能量的電子可經吸引至能量濾波器470，且僅僅具有大於或等於臨限值之能量的電子可傳遞到達第三偵測器460。能量濾波器470可充當高通濾波器。在一些實施例中，硬體亦可經提供以實施低通濾波器或其他類型之濾波器。舉例而言，電子可藉由分散器件偏轉以使得某一能量之電子經引導至偵測器。

射束分離器420可包括Wein濾波器。射束分離器420可經組態以允許來自藉由射束源410產生的初級射束之電子在不經偏轉的情況下直線行進通過，而自晶圓490行進至射束分離器420的信號電子根據其參數以不同方式而偏轉。舉例而言，具有相對低能量之SE可經引導至第二偵測器450，而具有相對高能量之BSE可經引導至第三偵測器460。能量濾波器470可允許所關注電子之進一步選擇。使用能量濾波器470，某一能量之BSE可藉由第三偵測器460偵測到。

除第二偵測器450或第三偵測器460外或替代第二偵測器450或第三偵測器460，可提供第一偵測器440。第一偵測器440可配置於目標430與晶圓401之間。第一偵測器440可經組態以收集自晶圓401發射的實質上全部信號電子。第一偵測器440可經組態以基於其能量辨別電子。

現參考圖5，圖5說明符合本發明之實施例的可組成偵測器之部分的感測元件。如圖5中所展示，感測元件311可包括p型層321、本質層322及n型層323之半導體結構。感測元件311可包括兩個端子，諸如陽極及陰極。感測元件311可經反向偏壓，且空乏區330可形成且其可跨越p型層321之長度的部分、本質層322之實質上整個長度及n型層323之長度的部分。在空乏區330中，可移除電荷載流子，且可根據其電荷掃掠掉空乏區330中生成之新電荷載流子。例如，當傳入帶電粒子到達感測器表面301時，可產生電子-電洞對，且電洞351可被朝向p型層321吸引而電子352可被朝向n型層323吸引。在一些實施例中，保護層可提供於感測器表面301上。藉由傳入電子激發的電子-電洞對之數目可與傳入電子之動能成比例。傳入電子之動能可基於來自樣本之其發射動能。

BSE射束可以相對低電流密度投影至偵測器上。舉例而言，BSE可自藉由初級射束在比初級射束在樣本上之光點大小相對更大之區域中輻照的一樣本發射。偵測器可為包含複數個感測元件之陣列偵測器。因此，平均電子到達偵測器中之任一感測元件的速率可相對較低以使得個別電子到達事件可容易地辨別。到達偵測器中之感測元件的傳入電子可歸因於回應於感測元件處之傳入電子到達事件產生的眾多電子-電洞對之流動產生電流脈衝。電流脈衝之強度可對應於傳入電子之發射動能。偵測器可經組態以辨別傳入電流脈衝。舉例而言，電路系統可經提供以基於多個臨限值執行對BSE之能量分析。

如圖6中所展示，感測元件及電路可基於時間輸出偵測信號。圖6為相對於橫座標軸上之時間標繪的縱座標軸上之任意單位的偵測信號強度之圖表。感測元件處之帶電粒子到達事件可在時間點T ₁、T ₂及T ₃處發生。偵測器可具有經組態以偵測帶電粒子到達事件之感測元件及電路。舉例而言，感測元件可經組態以回應於入射帶電粒子到達感測元件處而產生信號脈衝，該信號脈衝可係歸因於在感測元件中產生了電子-電洞對，且其可經饋送至電路。電路可在判定帶電粒子已到達感測元件處之後記錄帶電粒子到達事件。電路亦可判定與帶電粒子到達事件相關聯的能級。

在比較性實施例中，能量濾波器可與主要偵測器一起使用以抑制可壓倒BSE信號之SE信號，或專用BBD可特定地應用以用於使得能夠產生總的較強BSE信號之BSE偵測。封裝約束條件可防止在BBD前方安裝能量濾波器，此係由於BBD可置放在樣本正上方。在任一比較性實施例中，偵測方法將嘗試在沒有任何其他能量鑑別的情況下儘可能多收集BSE。相比之下，本發明之一些實施例可採用另外能量鑑別，諸如藉由使用電路系統來運用多個臨限值執行能量分析處理或藉由使用多個能量濾光器來實現能量濾波。

不管正使用的偵測技術，在採用高著陸能量(LE)的SEM成像中可存在基本限制性，來自藉由帶電粒子源產生的初級射束之初級電子(PE)之強能量導致比低LE成像大得多的相互作用體積。自每一像素收集之資訊可能未必僅僅來源於可經定向的所關注特定特徵(諸如所關注缺陷(DOI))，但資訊亦將不可避免地含有來自附近結構(例如，非DOI結構)之信號。因此，比較性成像方法可以具有不佳解析度之影像結束。此類限制係在圖7A及圖7B中反映。

圖7A說明運用低著陸能量之BSE偵測。如圖7A中所展示，基板700可包括複數個埋入式特徵710。特徵710中之一或多者可為DOI。特徵710可包括鎢(W)植入物。特徵710可藉由可包括矽的基板700之塊狀材料環繞。來自初級電子束之初級電子(PE)可輻照基板700，且可形成相互作用區720。歸因於PE之低著陸能量，可存在相互作用區720之僅僅淺穿透深度。相互作用區720可不到達特徵710，且因此可不存在來源於特徵710的所發射之信號電子。

圖7B說明運用高著陸能量之BSE偵測。如圖7B中所展示，PE可具有相對高著陸能量且可形成相對較大相互作用區725。相互作用區725可具有眼淚形。相互作用區725之眼淚形可包括在其頂部處之相對狹頸部分及在其底部處之相對寬燈泡部分。相互作用區725可具有包括比所關注特定特徵更多特徵之大體積。舉例而言，自基板700發射之電子可包括來自特徵710中之中心者的小部分電子且可包括來自基板700之塊狀材料的大部分電子。在一些情況下，相互作用區725可如此大以便包括特徵710之相鄰者。

在SEM系統中，初級電子束可橫越樣本之表面掃描。如圖7A及圖7B中所展示，PE可投影至在x方向上之不同位置處之基板700上。初級電子束可在正x方向上橫越基板700之表面逐漸移動。當初級電子束掃描時，基板700中之對應相互作用區可隨其一起移動。在任何給定點處，大體積相互作用區之燈泡部分可寬於基板700之表面上的輻照區域(射束光點)。在此類點處偵測到之信號電子可含有不在射束光點正下方的結構之資訊。因此，成像解析度可係不佳的。舉例而言，當初級射束橫越基板700掃描時偵測特徵710之前邊緣可係重要的。然而，若相互作用區725包括涵蓋不同於特徵710之特徵的大燈泡區，則可難以將特徵710當中的特徵之開端偵測為尖銳邊緣。

圖8說明相對於沿著基板之x方向之距離標繪的BSE良率之圖表。圖8之圖表可對應於來自具有高LE之初級射束之偵測結果，諸如圖7B之高LE。如圖8中所展示，在圖表之峰值與谷值之間可存在相對低對比度，其可表示檢測區中特徵710之存在或不存在。峰值之相對低對比度可為來自特徵710 (例如，鎢)之信號電子與來自所檢測樣本(例如，矽)之塊狀材料的彼等信號電子之間的大量重疊之結果。換言之，在埋入式鎢上方之位置(例如，DOI)與僅僅矽上之位置(例如，非DOI)之間可存在不佳對比度。

藉由高LE帶電粒子產生的相互作用區之眼淚形之大燈泡區可使埋入式結構之檢測複雜化。在一些應用中，通常經搜尋的特徵可為約10奈米。舉例而言，特徵之x-y尺寸可為大約50 nm、30 nm或更小。同時，所檢測樣本中之特徵的深度可為約100奈米。舉例而言，在z方向上之在樣本表面下方的特徵之深度可為100 nm、200 nm或更大。具有足以穿透樣本中之足夠深度以偵測此類特徵的能量的帶電粒子之著陸能量可使得大燈泡區形成。舉例而言，為穿透至樣本表面中至少100 nm，相互作用體積之燈泡區的寬度可大於30至50 nm。因此，可難以準確地操縱射束能量以便匹配於需要觀察到的特徵之形狀。

現參考圖9A及圖9B，圖9A及圖9B說明符合本發明之實施例的在穿透深度與帶電粒子之能量之間的關係。投影至樣本上之帶電粒子(諸如電子)可與樣本材料相互作用。一些類型之電子可經歷與組成樣本的材料之原子的碰撞且可往回朝向偵測器發射。經受非彈性碰撞的電子可在每一碰撞情況下損失能量。電子之穿過樣本可與其經歷的碰撞之數目，及其保留多少能量相關。因此，可發現將電子之穿透深度與其能量相關的關係。到達偵測器之具有較高能量的電子可較小穿透至樣本中。另一方面，到達偵測器之具有較低能量的電子可較深穿透至樣本中。

圖9A為電子的能量與其在樣本中之相互作用體積內的穿透深度之間的關係的圖解表示。電子可為背向散射電子(BSE)。BSE之能量可在其自樣本發射時為其發射之能量。如圖9A中所展示，較高能量BSE (例如，當到達偵測器時具有較高能量之BSE)可已較少穿透至樣本中。此等BSE可與相互作用體積中之材料之僅僅極小部分相互作用，且因此不含有其他外來部分之資訊。較高能量BSE可對應於靠近表面之區及相互作用體積之頸部區。中等能量BSE可穿透接近相互作用體積之燈泡區的中間。較低能量BSE可穿透至相互作用體積之燈泡區之底部。中等及較低能量BSE可與相互作用體積之更多部分相互作用，且因此可藉由在DOI外的材料污染。在一些實施例中，需要移除此類BSE之效應。

在本發明之一些實施例中，研究已顯露軌道深度與BSE能量之間的強相關度。換言之，具有較高或較低能量之BSE信號可被認為是分別來自樣本材料內部之相對較淺或較深位置。舉例而言，如圖9B中所展示，可存在BSE能量與穿透深度之間的一相關度。圖9B可表示對於LE之各種值，電子穿透至樣本(諸如塊體矽)中之深度相對於電子之發射能量(來自樣本)。兩個資料序列可在圖9B中表示，亦即以一第一著陸能量LE1開始的電子及以第二能量LE2開始的電子。第二著陸能量LE2可大於第一著陸能量LE1。組合BSE能量深度關係與相互作用體積之理解，可提供BSE能量帶通濾波策略。能量帶通濾波可使得使用者能夠濾除不攜載DOI資訊之BSE且可改良偵測解析度。

此外，能量帶通濾波之調節可用以進一步優化偵測結果以便匹配於特徵之目標深度。可判定對應於待觀察的特徵之目標深度的到達偵測器的電子之能量範圍。能量濾波可用以自能量範圍內之僅僅彼等電子獲得資訊。資訊可表示在目標深度處之特徵。因此，外來資訊可被濾除。

在一些實施例中，目標特徵可嵌入於一樣本中。圖10A展示施加至具有埋入式鎢特徵之基板的初級電子束。為偵測一目標特徵，可能需要使用某一能量範圍之背向散射電子(BSE)。BSE之能量範圍可經選擇以便對應於相互作用體積中之狹頸區。能量範圍可經調節以便俘獲目標特徵之資訊並忽略其他特徵之資訊。

舉例而言，當具有有限大小及深度之鎢目標添加至塊體矽樣本中時，可發現來自鎢目標的額外BSE信號將大多在窄能量範圍內發現。如圖10A至圖10C中所展示，偵測到之電子中的峰值可見於BSE能量之特定範圍。圖10B及圖10C展示BSE之能量分佈取決於鎢是否存在於樣本中而顯著不同。其中闡明差異的BSE能量之特定範圍可基於能量深度關係對應於鎢目標之深度。能量濾波可用以選擇來自匹配於目標特徵之深度的特定有效深度的BSE信號同時忽略來自其他深度之信號。來自其他深度之信號可對應於樣本之僅僅塊狀材料。如圖10B及圖10C中所展示，可存在自樣本發射的電子之能量的範圍R1，其可組態為有效偵測範圍。範圍R1可自一第一能級(例如，下限)至一第二能級(例如，上限)。第一能級可對應於目標特徵之頂部且第二能級可對應於目標特徵之底部。偵測到之具有在範圍R1內之能量的電子可經判定來源於樣本之特定深度範圍。

圖10D說明符合本發明之實施例的相對於沿著樣本之表面在x方向上之距離標繪的BSE良率之圖表。圖10D之圖表可對應於來自具有相對高LE之初級射束的偵測結果，以使得燈泡形相互作用體積可經形成於一樣本中，諸如圖10A之燈泡形相互作用體積。BSE良率可為所收集全部電子之良率(亦即無能量濾波發生)。如圖10D中所展示，在圖表之峰值與谷值之間可存在相對低對比度，其可表示檢測區中特徵之存在或不存在。峰值之相對低對比度可為來自目標特徵之信號電子與來自所檢測樣本之塊狀材料的彼等信號電子之間的大量重疊之結果。

圖10E說明符合本發明之實施例的相對於沿著樣本之表面在x方向上之距離標繪的運用能量濾波之BSE良率之圖表。圖10E之圖表可對應於來自與圖10A之初級射束相同的初級射束之偵測結果。然而，能量濾波可用以濾波不同於所指定能量範圍之電子的電子。所指定能量範圍可包括範圍R1，上文參考圖10B及圖10C所論述。如圖10E中所展示，相較於圖10D，可存在峰值與谷值之間的相對較高對比度。能量濾波可用以使偵測結果變窄至所關注區之特定深度。

能量濾波可經執行以分析來自對應於特定體積之電子之信號。偵測器可經組態以接收任何能量之電子。然而，偵測器亦可經組態以執行能量濾波。舉例而言，偵測器可包括用以比較在感測元件處藉由電子到達事件產生之信號脈衝與一或多個臨限值，並判定與電子到達事件相關聯之比能的電路系統。電子到達事件之一般資訊(例如，時戳，其可用以將該資訊與特定掃描位置相關)及電子到達事件之特定資訊(例如，能級)可用以提供具有高精度之偵測資訊。可達成目標特徵與非目標特徵之間的高對比度。能量濾波可增強帶電粒子成像解析度。

在一些實施例中，偵測器可具備經組態以執行能量濾波之能量濾波器。能量濾波器可經提供於樣本與偵測器之間。能量濾波器可包括一或多個級。該等級中之每一者可經組態以濾除高於或低於預定能量之電子。舉例而言，可提供包括電壓所施加至的網狀物或篩網之高通濾波器。具有預定能量或更高能量之電子可具有充分能量以傳遞通過網狀物，而較小能量電子經吸引至網狀物並經固定。每一級可經組態以充當一臨限。在一些實施例中，分散器件可用以基於其能量以不同方式偏轉電子。

此外，在一些實施例中，能量濾波之效應亦可與所使用之初級射束LE相關。若LE低於某一量，則在所選擇深度處的相互作用體積之橫截面(例如，「有效光點大小」)可相對於目標特徵太大。舉例而言，有效光點大小可大於埋入式鎢物件，且所收集電子可表示來自周圍矽之信號。為減輕此類效應，可使用較高LE。較高LE可用以在所關注區處形成具有相互作用體積之較窄「頸部」的相互作用體積。此可歸因於較高LE電子之較長平均自由路徑。儘管可存在可行進至塊狀材料中之較深穿透電子的較大比例，但可使定位所關注特徵所在之頸部區較小，且可增強偵測精確度。

類似於圖10A，圖11A展示施加至具有埋入式鎢特徵之基板的初級電子束。然而，相對於圖10A中之LE射束，可在圖11A中使用較高LE射束。可形成較大相互作用體積，且相較於較低LE情況(諸如圖10A之情況)，電子之平均穿透深度可較大。然而，如圖11A中所展示，在其中發現目標特徵的區(例如，其中存在埋入式W)中，可使有效光點大小較小。因此，經選擇為對應於此深度的更多或實質上全部信號電子可來自目標特徵。

圖11B及圖11C展示可存在自樣本發射的電子之能量之範圍R2，其可組態為有效偵測範圍。相比於範圍R1，範圍R2可在較高能級處，上文參考圖10B及圖10C所論述。範圍R2可自一第一能級(例如，下限)至一第二能級(例如，上限)。第一能級可對應於目標特徵之頂部且第二能級可對應於目標特徵之底部。偵測到之具有在範圍R2內之能量的電子可經判定來源於樣本之特定深度範圍。

圖11D說明符合本發明之實施例的相對於沿著樣本之表面在x方向上之距離標繪的總BSE良率之圖表。圖11D之圖表可對應於來自具有相對高LE之初級射束的偵測結果，以使得燈泡形相互作用體積可經形成於一樣本中，諸如圖11A之燈泡形相互作用體積。BSE良率可為所收集全部電子之良率(亦即無能量濾波發生)。如圖11D中所展示，儘管相較於較低著陸能量之情況(諸如圖10D之情況)，在峰值與谷值之間可存在較大對比度，但仍可存在改良之可能性。其他對比度可藉由執行能量濾波而達成以選擇目標特徵之目標深度。能量濾波可減少或去除來自目標特徵之信號電子與來自所檢測樣本之塊狀材料之彼等信號電子重疊的效應。

圖11E說明符合本發明之實施例的相對於沿著樣本之表面在x方向上之距離標繪的運用能量濾波之BSE良率之圖表。圖11E之圖表可對應於來自與圖11A之初級射束相同的初級射束之偵測結果。然而，能量濾波可用以濾波不同於所指定能量範圍之電子的電子。所指定能量範圍可包括範圍R2，上文參考圖11B及圖11C所論述。如圖11E中所展示，相較於圖11D，可存在峰值與谷值之間的相對較高對比度。

因此，藉由運用BSE能量濾波調整LE，使用者可獲得挑選具有所要有效深度及有效光點大小之BSE信號的能力。在一些實施例中，檢測方法可移除多數非DOI資訊並改良成像解析度。

在一些實施例中，可提供用以運用不同LE判定最佳化BSE能量範圍之程序流程。在任何給定LE處，操作者可遍及各種能量範圍施加能量濾波並在具有或不具有目標特徵(諸如埋入式DOI)之位置處找到所得BSE良率。圖12A說明相對於偵測到之電子能量標繪的特定LE之總BSE良率之圖表。圖12A之x軸可表示以任意單位計的偵測到之BSE之能量。一第一資料序列可指示樣本之不具有埋入式DOI(例如，僅僅塊體矽)之區的偵測結果。第二資料系列可指示樣本之具有埋入式DOI(例如，具有埋入式W)之區的偵測結果。接著，可判定良率之差異(Δ良率)。Δ良率為最高所在的區可指示用於施加能量濾波之最佳範圍。

良率之差異可經判定針對各種LE，且可發現隨能量範圍之相關度。圖12B說明對於各種LE (LE1增加至LE5)的BSE良率之差異隨x軸上之所偵測BSE之能量的曲線圖。基於此類結果，待用於濾波的最佳能量範圍可經判定為其中Δ良率變為最高的範圍。同時，當比較不同LE與經濾波之其最佳化能量範圍時，使用較高LE可提供較小「有效光點大小」及因此較佳解析度，但亦可在能量濾波之後使較小BSE良率剩餘。較小良率可意謂較弱影像信號。因此，最佳化方法可考慮對於成像信號強度之要求。最佳化法可在選擇最佳化LE時平衡解析度與信號強度之需要。

現參考圖13，圖13說明符合本發明之實施例的判定用於帶電粒子束成像之成像條件的方法。帶電粒子束成像可包括SEM成像。如圖13中所展示，方法1000可以開始成像之步驟S101開始。步驟S101可包括使用帶電粒子束裝置之帶電粒子束源產生帶電粒子束。帶電粒子束可為初級電子束。在一些實施例中，帶電粒子束可包括複數個電子小射束。

方法1000可藉由帶電粒子束裝置之處理器執行。舉例而言，如上文參考圖1及圖2B所論述之控制器109可用以執行方法1000。

方法1000可包括初始化成像條件之步驟S102。成像條件可包括初級射束之初級電子(PE)的著陸能量(LE)。步驟S102可包括自記憶體載入先前使用之LE。在一些實施例中，操作者可指定較佳起始LE。

方法1000可包括掃描樣本上之所關注區的步驟S103。步驟S103可包括使用帶電粒子束裝置之偏轉器來沿著樣本表面掃描初級射束。在初級射束橫越樣本掃描時，可在偵測器處偵測到次級帶電粒子。次級帶電粒子可包括次級電子(SE)或背向散射電子(BSE)。偵測器可在不辨別其能量的情況下偵測次級帶電粒子。偵測器可經組態以收集自樣本發射之BSE。

樣本上之所關注區可包括具有DOI之區及不具有DOI之區。步驟S103可包括掃描樣本之具有埋入式目標特徵的部分及不具有埋入式目標特徵的部分。可自不同成像區判定次級帶電粒子良率之差異。舉例而言，Δ良率可如上文參考圖12A所論述而判定。此外，可根據圖10B及圖10C以及圖11B及圖11C發現具有目標特徵之區與不具有目標特徵之區之間的所收集BSE之差異。

方法1000可包括判定最佳能量範圍之步驟S104。最佳能量範圍可包括其中Δ良率經判定為最高的所收集次級帶電粒子之發射能量之範圍，如上文參考圖12A所論述。在一些實施例中，最佳能量範圍可經發現為R1或R2，如上文參考圖10B、圖10C、圖11B及圖11C所論述。

方法1000可包括判定最佳著陸能量(LE)之步驟S105。最佳LE可基於解析度及信號強度之要求而判定。在一些實施例中，方法1000可經組態以在不同LE中循環且可當最近使用之LE的對應Δ良率經發現高於預定量，或經發現為所判定Δ良率當中的最高者時判定選擇最近使用之LE作為最佳LE。

方法1000可包括判定是否繼續測試LE的步驟S106。方法1000可經組態以在用於測試的不同LE之預定範圍中循環。在一些實施例中，方法1000可經組態以基於所要成像特性或待檢測樣本測試各種LE。方法1000可窮盡性地測試不同LE或可判定複數個所測試LE當中的最佳者。

若在步驟S106中判定繼續測試LE，則方法1000可繼續遞增LE之步驟S107。LE可遞增某一量，且方法1000可返回至掃描樣本之步驟S103。

若在步驟S106中判定停止測試LE，則方法1000可繼續步驟S108且方法可結束。

現參考圖14，圖14說明符合本發明之實施例的形成埋入式結構之影像的方法。影像可基於帶電粒子束成像。方法可使用帶電粒子束裝置執行。如圖14中所展示，方法2000可以使用帶電粒子束裝置之帶電粒子束源產生帶電粒子束的步驟S210開始。帶電粒子束可為初級電子束。在一些實施例中，帶電粒子束可包括複數個電子小射束。步驟S210可包括自源發射電子。

方法2000可包括自樣本接收複數個次級帶電粒子的步驟S220。步驟S220可包括藉由帶電粒子束裝置之偵測器偵測回應於初級射束入射於樣本上而自樣本發射的次級帶電粒子。次級帶電粒子可包括背向散射電子(BSE)。可回應於初級射束之電子與樣本相互作用而自樣本發射BSE。

方法2000可包括基於所接收次級帶電粒子形成影像的步驟S230。步驟S230可包括基於具有在預定能量範圍內之能量的BSE形成影像。電子可無差別地在偵測器上接收，且該等電子中之僅僅一些可用以形成影像。對應於目標特徵深度之電子可用以形成影像。電子可與有效光點大小及有效深度相關聯。

步驟S230可包括執行能量濾波。步驟S230可包括濾出或忽略所有電子當中的可藉由偵測器偵測到之一些電子。偵測器可經組態以使用所包括電路系統執行能量濾波。在一些實施例中，帶電粒子束裝置之電腦硬體的處理器或其他組件可用以執行能量濾波。

在一些實施例中，步驟S230可包括使用偵測器之積體電路執行能量濾波。偵測器可經組態以比較所收集電子之能量與一或多個臨限值且可在僅僅彼等經判定在所要能量範圍內的信號上轉遞。在一些實施例中，步驟S230可包括使用能量濾波器(諸如可經配置在偵測器前方之器件，該偵測器經組態以在使其他電子傳遞通過以到達偵測器的同時俘獲一些電子或使其轉向)執行能量濾波。

在一些實施例中，能量範圍可基於所接收BSE之能級與形成BSE的初級電子之穿透深度之間的相關度而判定。

在一些實施例中，能量範圍可經判定以使得僅僅具有低於臨限值之穿透深度的電子用於形成影像。

在一些實施例中，方法2000可包括諸如藉由方法1000判定最佳成像條件。舉例而言，方法1000可經執行以判定最佳LE及最佳能量範圍，且最佳LE及能量範圍可用以根據方法2000形成影像。

符合本發明之實施例的其他方法可包括校準之方法、判定能量深度關係之方法、判定初級電子之穿透深度與背向散射電子之發射能量之間的對應性比率的方法、模型化基板以用於判定能量深度關係或形成影像的方法、執行疊對量測之方法、判定用於能量濾波之最佳範圍的方法、使用帶電粒子束器件充電基板之方法，及製造具有埋入式特徵之目標的方法，等等。

在本發明之一些實施例中，系統及方法可用以改良用於埋入式特徵(諸如缺陷)之偵測或透視疊對之量測的解析度。根據一些實施例，DOI/非DOI對比度之改良可在50%至200%範圍內達成，此取決於DOI之大小/深度及所使用之LE。

可提供一種非暫時性電腦可讀媒體，其儲存用於控制器之處理器(例如，經組態以控制帶電粒子束裝置之中央處理單元或電子控制單元)的指令以用於執行根據圖13或圖14之例示性流程圖的方法或符合本發明之實施例的其他方法。舉例而言，儲存在非暫時性電腦可讀媒體中之指令可藉由用於部分或全部執行方法1000或方法2000的控制器之電路系統實行。非暫時性媒體之常見形式包括例如軟碟、可撓性磁碟、硬碟、固態磁碟機、磁帶或任何其他磁性資料儲存媒體、光碟唯讀記憶體(CD-ROM)、任何其他光學資料儲存媒體、具有孔圖案之任何實體媒體、隨機存取記憶體(RAM)、可程式化唯讀記憶體(PROM)及可抹除可程式化唯讀記憶體(EPROM)、FLASH-EPROM或任何其他快閃記憶體、非揮發性隨機存取記憶體(NVRAM)、快取記憶體、暫存器、任何其他記憶體晶片或卡匣，及其網路化版本。

諸圖中之方塊圖可說明根據本發明之各種例示性實施例之系統、方法及電腦硬體或軟體產品之可能實施的架構、功能性及操作。就此而言，示意圖中之各區塊可表示可使用硬體(諸如電子電路)實施的某一算術或邏輯運算處理。區塊亦可表示包含用於實施指定邏輯功能之一或多個可實行指令的程式碼之模組、分段或部分。應理解，在一些替代實施中，區塊中所指示之功能可不按諸圖中所提及之次序出現。舉例而言，視所涉及之功能性而定，連續展示的兩個區塊可大體上同時實行或實施，或兩個區塊有時可以相反次序實行。亦可省略一些區塊。亦應理解，方塊圖之每一區塊及該等區塊之組合可由執行指定功能或動作的基於專用硬體之系統，或由專用硬體及電腦指令之組合來實施。

可使用以下條項進一步描述實施例： 1. 一種形成一埋入式結構之一影像的方法，其包含： 自一源發射初級帶電粒子； 自一樣本接收複數個次級帶電粒子；及 基於具有在一第一範圍內之一能量的所接收次級帶電粒子形成一影像。 2. 如條項1之方法，其中該第一範圍係基於所接收次級帶電粒子之能級與該等初級帶電粒子穿透至該樣本中之深度之間的一相關度而判定。 3. 如條項2之方法，其中該第一範圍經判定以使得僅僅具有低於一第一臨限值之一穿透深度的次級帶電粒子用於形成該影像。 4. 如條項1之方法，其中該等初級帶電粒子為電子。 5. 如條項1之方法，其中該等次級帶電粒子為背向散射電子。 6. 如條項1之方法，其進一步包含： 執行能量濾波，其中該能量濾波包括使用來自具有該第一範圍內之該能量的該等次級帶電粒子之信號。 7. 如條項6之方法，其中該能量濾波包括捨棄來自具有在該第一範圍外之一能量的該等次級帶電粒子之信號。 8. 如條項6之方法，其進一步包含： 使用一能量濾波器使具有在該第一範圍外之一能量的次級帶電粒子轉向或固定。 9. 如條項1之方法，其進一步包含： 基於該埋入式結構的一深度調整該等初級帶電粒子之一著陸能量。 10.       如條項9之方法，其中該著陸能量經調整以使得藉由該等初級帶電粒子形成的一相互作用區之一有效深度及一有效光點大小匹配於該埋入式結構。 11.       一種判定用於帶電粒子束成像之成像條件的方法，其包含： 橫越一樣本之一區掃描一初級帶電粒子束，其中該區包括包括一埋入式結構之一第一部分及一第二部分； 判定自該第一部分及該第二部分發射的次級帶電粒子之一參數的一差異；及 判定其中該參數經最佳化的一第一範圍。 12.       如條項11之方法，其中該參數包括良率。 13.       如條項11之方法，其中該等次級帶電粒子包括歸因於該初級帶電粒子束與該區之相互作用自該樣本發射的背向散射電子。 14.       如條項11之方法，其中該第一範圍包括其中該參數經最大化的一能量範圍。 15.       如條項11之方法，其中該第一範圍介於一第一能級與一第二能級之間。 16.       如條項11之方法，其進一步包含： 調整該初級帶電粒子束之一著陸能量；及 判定其中該參數在該經調整著陸能量下經最佳化的一第二範圍。 17.       如條項16之方法，其中該著陸能量係基於對信號強度及解析度之要求而判定。 18.       如條項17之方法，其中該等要求係由一使用者界定。 19.       一種帶電粒子束系統，其包含： 一帶電粒子束源，其經組態以將一帶電粒子束投影於一樣本上； 一偵測器，其經組態以收集次級帶電粒子；及 一控制器，其經組態以基於具有在一第一範圍內之一能量的所接收次級帶電粒子形成一影像。 20.       如條項19之系統，其中該第一範圍係基於所接收次級帶電粒子之能級與該等初級帶電粒子穿透至該樣本中之深度之間的一相關度而判定。 21.       如條項20之系統，其中該第一範圍經判定以使得僅僅具有低於一第一臨限值之一穿透深度的次級帶電粒子用於形成該影像。 22.       如條項19之系統，其中該等初級帶電粒子為電子。 23.       如條項19之系統，其中該等次級帶電粒子為背向散射電子。 24.       如條項19之系統，其中該控制器經進一步組態以： 執行能量濾波，其中該能量濾波包括使用來自具有該第一範圍內之該能量的該等次級帶電粒子之信號。 25.       如條項24之系統，其中該能量濾波包括捨棄來自具有在該第一範圍外之一能量的該等次級帶電粒子之信號。 26.       如條項24之系統，其進一步包含一能量濾波器，其中該控制器經進一步組態以： 使用該能量濾波器使具有在該第一範圍外之一能量的次級帶電粒子轉向或固定。 27.       如條項19之系統，其中該控制器經進一步組態以： 基於該樣本中之一埋入式結構的一深度調整該等初級帶電粒子之一著陸能量。 28.       如條項27之系統，其中該著陸能量經調整以使得藉由該等初級帶電粒子形成的一相互作用區之一有效深度及一有效光點大小匹配於該埋入式結構。 29.       一種帶電粒子束系統，其包含： 一帶電粒子束源，其經組態以將一帶電粒子束投影於一樣本上； 一偵測器，其經組態以收集次級帶電粒子；及 一控制器，其經組態以執行判定用於帶電粒子束成像之成像條件的一方法，該方法包含： 橫越一樣本之一區掃描一初級帶電粒子束，其中該區包括包括一埋入式結構之一第一部分及一第二部分； 判定自該第一部分及該第二部分發射的次級帶電粒子之一參數的一差異；及 判定其中該參數經最佳化的一第一範圍。 30.       如條項29之系統，其中該參數包括良率。 31.       如條項29之系統，其中該等次級帶電粒子包括歸因於該初級帶電粒子束與該區之相互作用自該樣本發射的背向散射電子。 32.       如條項29之系統，其中該第一範圍包括其中該參數經最大化的一能量範圍。 33.       如條項29之系統，其中該第一範圍介於一第一能級與一第二能級之間。 34.       如條項29之系統，其中該方法進一步包含： 調整該初級帶電粒子束之一著陸能量；及 判定其中該參數在該經調整著陸能量下經最佳化的一第二範圍。 35.       如條項34之系統，其中該著陸能量係基於對信號強度及解析度之要求而判定。 36.       如條項35之系統，其中該等要求係由一使用者界定。 37.       一種非暫時性電腦可讀媒體，其儲存一組指令，該等指令可由一帶電粒子束裝置之一或多個處理器執行以使該帶電粒子束裝置執行一方法，該方法包含： 自一源發射初級帶電粒子； 自一樣本接收複數個次級帶電粒子；及 基於具有在一第一範圍內之一能量的所接收次級帶電粒子形成一影像。 38.       如條項37之媒體，其中該第一範圍係基於所接收次級帶電粒子之能級與該等初級帶電粒子穿透至該樣本中之深度之間的一相關度而判定。 39.       如條項38之媒體，其中該第一範圍經判定以使得僅僅具有低於一第一臨限值之一穿透深度的次級帶電粒子用於形成該影像。 40.       如條項37之媒體，其中該等初級帶電粒子為電子。 41.       如條項37之媒體，其中該等次級帶電粒子為背向散射電子。 42.       如條項37之媒體，其中該組指令可執行以使得該帶電粒子束裝置： 執行能量濾波，其中該能量濾波包括使用來自具有該第一範圍內之該能量的該等次級帶電粒子之信號。 43.       如條項42之媒體，其中該能量濾波包括捨棄來自具有在該第一範圍外之一能量的該等次級帶電粒子之信號。 44.       如條項42之媒體，其中該組指令可執行以使得該帶電粒子束裝置： 使用一能量濾波器使具有在該第一範圍外之一能量的次級帶電粒子轉向或固定。 45.       如條項37之媒體，其中該組指令可執行以使得該帶電粒子束裝置： 基於一埋入式結構的一深度調整該等初級帶電粒子之一著陸能量。 46.       如條項45之媒體，其中該著陸能量經調整以使得藉由該等初級帶電粒子形成的一相互作用區之一有效深度及一有效光點大小匹配於該埋入式結構。 47.       一種非暫時性電腦可讀媒體，其儲存一組指令，該等指令可由一帶電粒子束裝置之一或多個處理器執行以使該帶電粒子束裝置執行一方法，該方法包含： 橫越一樣本之一區掃描一初級帶電粒子束，其中該區包括包括一埋入式結構之一第一部分及一第二部分； 判定自該第一部分及該第二部分發射的次級帶電粒子之一參數的一差異；及 判定其中該參數經最佳化的一第一範圍。 48.       如條項47之媒體，其中該參數包括良率。 49.       如條項47之媒體，其中該等次級帶電粒子包括歸因於該初級帶電粒子束與該區之相互作用自該樣本發射的背向散射電子。 50.       如條項47之媒體，其中該第一範圍包括其中該參數經最大化的一能量範圍。 51.       如條項47之媒體，其中該第一範圍介於一第一能級與一第二能級之間。 52.       如條項47之媒體，其中該組指令可執行以使得該帶電粒子束裝置： 調整該初級帶電粒子束之一著陸能量；及 判定其中該參數在該經調整著陸能量下經最佳化的一第二範圍。 53.       如條項52之媒體，其中該著陸能量係基於對信號強度及解析度之要求而判定。 54.       如條項53之媒體，其中該等要求係由一使用者界定。

應瞭解，本發明之實施例不限於已在上文所描述及在隨附圖式中所描述之確切構造，且可在不背離本發明之範疇的情況下作出各種修改及改變。

10:電子束檢測(EBI)系統 11: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 100:電子束工具 100A:電子束工具/裝置 100B:電子束工具/裝置 103:陰極 105:光軸 109:控制器 120:影像獲取器 121:陽極 122:槍孔徑 125:射束限制孔徑 126:聚光透鏡 130:儲存器 132:物鏡總成 132a:極片 132b:控制電極 132c:偏轉器 132d:激勵線圈 134:機動載物台 135:柱孔徑 136:晶圓固持器 144:偵測器 148:第一四極透鏡 150:晶圓 158:第二四極透鏡 161:電子束 170:探測光點 202:電子源 204:槍孔徑 206:聚光透鏡 208:交越 210:初級電子束 212:源轉換單元 214:小射束 216:小射束 218:小射束 220:初級投影光學系統 222:射束分離器 226:偏轉掃描單元 228:物鏡 230:晶圓 236:次級電子束 238:次級電子束 240:次級電子束 242:次級光學系統 244:電子偵測器件 246:偵測子區 248:偵測子區 250:偵測子區 252:副光軸 270:探測光點 272:探測光點 274:探測光點 300:基板 310:第一光柵 301:感測器表面 311:感測元件 320:第二光柵 321:p型層 322:本質層 323:n型層 330:空乏區 331:初級射束 332:BSE 351:電洞 352:電子 400:帶電粒子束系統 401:晶圓 410:帶電粒子束源 420:射束分離器 430:目標 440:第一偵測器 450:第二偵測器 460:第三偵測器 470:能量濾波器 700:基板 710:埋入式特徵 720:相互作用區 725:相互作用區 1000:方法 2000:方法 S101:步驟 S102:步驟 S103:步驟 S104:步驟 S105:步驟 S106:步驟 S107:步驟 S108:步驟 S210:步驟 S220:步驟 S230:步驟

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為符合本發明之實施例的例示性電子束檢測(EBI)系統之圖解表示。

圖2A及圖2B為說明符合本發明之實施例的可為電子束工具之實例的帶電粒子束裝置之圖解。

圖3為符合本發明之實施例的可用於晶圓檢測的基板之圖解表示。

圖4為符合本發明之實施例的自樣本發射的次級粒子之收集的圖解表示。

圖5說明符合本發明之實施例的可組成偵測器之部分的感測元件。

圖6為符合本發明之實施例的相對於時間標繪之偵測信號強度的圖表。

圖7A說明符合本發明之實施例的運用低著陸能量之BSE偵測。

圖7B說明符合本發明之實施例的運用高著陸能量之BSE偵測。

圖8為符合本發明之實施例的相對於沿著樣本之x方向之距離標繪的BSE良率之圖表。

圖9A及圖9B說明穿透深度與帶電粒子能量之間的關係為符合本發明之實施例的說明判定疊對量測的方法之流程圖。

圖10A至圖10E說明符合本發明之實施例的對於第一著陸能量之BSE偵測。

圖11A至圖11E說明符合本發明之實施例的對於第二著陸能量之BSE偵測。

圖12A及圖12B說明符合本發明之實施例的BSE發射能量、BSE收集良率及初級電子著陸能量之間的對應關係。

圖13為說明符合本發明之實施例的判定疊對量測之方法的流程圖。

圖14為說明符合本發明之實施例的判定疊對量測之方法的流程圖。

700:基板

710:埋入式特徵

720:相互作用區

Claims (15)

1. 一種帶電粒子束系統，其包含： 一帶電粒子束源，其經組態以將一帶電粒子束投影於一樣本上； 一偵測器，其經組態以收集次級帶電粒子；及 一控制器，其經組態以基於具有在一第一範圍內之一能量的所接收次級帶電粒子形成一影像。
2. 如請求項1之系統，其中該第一範圍係基於所接收次級帶電粒子之能級與該等初級帶電粒子穿透至該樣本中之深度之間的一相關度而判定。
3. 如請求項2之系統，其中該第一範圍經判定以使得僅僅具有低於一第一臨限值之一穿透深度的次級帶電粒子用於形成該影像。
4. 如請求項1之系統，其中該等初級帶電粒子為電子。
5. 如請求項1之系統，其中該等次級帶電粒子為背向散射電子。
6. 如請求項1之系統，其中該控制器經進一步組態以： 執行能量濾波，其中該能量濾波包括使用來自具有該第一範圍內之該能量的該等次級帶電粒子之信號。
7. 如請求項6之系統，其中該能量濾波包括捨棄來自具有在該第一範圍外之一能量的該等次級帶電粒子之信號。
8. 如請求項6之系統，其進一步包含一能量濾波器，其中該控制器經進一步組態以： 使用該能量濾波器使具有在該第一範圍外之一能量的次級帶電粒子轉向或固定。
9. 如請求項1之系統，其中該控制器經進一步組態以： 基於該樣本中之一埋入式結構的一深度調整該等初級帶電粒子之一著陸能量。
10. 如請求項9之系統，其中該著陸能量經調整以使得藉由該等初級帶電粒子形成的一相互作用區之一有效深度及一有效光點大小匹配於該埋入式結構。
11. 一種非暫時性電腦可讀媒體，其儲存一組指令，該等指令可由一帶電粒子束裝置之一或多個處理器執行以使該帶電粒子束裝置執行一方法，該方法包含： 自一源發射初級帶電粒子； 自一樣本接收複數個次級帶電粒子；及 基於具有在一第一範圍內之一能量的所接收次級帶電粒子形成一影像。
12. 如請求項11之媒體，其中該第一範圍係基於所接收次級帶電粒子之能級與該等初級帶電粒子穿透至該樣本中之深度之間的一相關度而判定。
13. 如請求項12之媒體，其中該第一範圍經判定以使得僅僅具有低於一第一臨限值之一穿透深度的次級帶電粒子用於形成該影像。
14. 如請求項11之媒體，其中該等初級帶電粒子為電子。
15. 如請求項11之媒體，其中該等次級帶電粒子為背向散射電子。