TW202343519A - 帶電粒子系統中使用電荷調節器之射束操控 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種用於控制一電子射束系統中的一進階電荷控制器模組之一射束光點的系統及方法。該進階電荷控制器模組包括一MEMS鏡面，其經組態以轉向並塑形射束以便執行射束對準，增加所關注區域處之功率密度且即時調變該功率密度。

Description

帶電粒子系統中使用電荷調節器之射束操控

本發明大體上係關於帶電粒子射束系統之領域，且更尤其係關於提供射束以用於調節帶電粒子射束系統之樣本表面上的電荷。

在積體電路(IC)之製造製程中，檢測未完成或已完成電路組件以確保其係根據設計而製造且無缺陷。利用光學顯微鏡之檢測系統通常具有低至幾百奈米之解析度；且該解析度受光之波長限制。隨著IC組件之實體大小繼續減小至低於100奈米或甚至低於10奈米，需要比利用光學顯微鏡之檢測系統能夠具有更高解析度的檢測系統。

能夠具有低至小於一奈米之解析度的帶電粒子(例如，電子)射束顯微鏡，諸如掃描電子顯微鏡(SEM)或透射電子顯微鏡(TEM)充當用於檢測具有低於100奈米之特徵大小之IC組件的可行工具。在SEM之情況下，單一初級電子射束之電子或複數個初級電子小射束之電子可聚焦於受檢測晶圓之所關注位置上。初級電子與晶圓相互作用且可反向散射或可使晶圓發射次級電子。包含背向散射電子及次級電子之電子射束的強度可基於晶圓之內部及外部結構之屬性而變化，且藉此可指示該晶圓是否具有缺陷。

同時，用初級電子輻照晶圓可使得晶圓之表面變得帶電。表面充電可影響初級電子與晶圓的相互作用且可引起成像條件的變化。諸如先進電荷控制器(ACC)之電荷調節器可用以補償充電效應且可有助於改良影像品質。此外，諸如電壓對比度成像之一些應用可使用ACC來調節表面以用於成像。然而，對以較大量值、範圍及準確度操控電子射束檢測工具中之ACC功率存在逐漸增加之需求。需要在電荷調節器之各種態樣中改良。

符合本發明之實施例包括用於帶電粒子射束工具之電荷調節器。該電荷調節器包括：光源，其經組態以發射射束；射束操控器，其經組態以操控射束；及控制器，其經組態以控制射束操控器以調整由射束在樣本表面上相對於投影於該樣本表面上之帶電粒子射束形成的射束光點之屬性。

在一些實施例中，屬性可為射束光點之位置。在一些實施例中，屬性可為射束光點之形狀。在一些實施例中，屬性可為射束光點之大小。在一些實施例中，屬性可為射束光點之空間強度分佈。

在一些實施例中，控制器經組態以控制射束操控器以使射束光點沿著樣本表面進行掃描。在一些實施例中，射束光點掃描方向實質上平行於投影於樣本表面上之帶電粒子射束的帶電粒子射束掃描方向。在一些實施例中，控制器經組態以控制射束光點以沿著帶電粒子射束掃描方向跟隨帶電粒子射束。在一些實施例中，按時間偏移使射束光點在帶電粒子射束之前進行掃描。

在一些實施例中，射束光點包含具有第一區及第二區之強度分佈，第一區比第二區具有更高之強度；且控制器經組態以控制射束操控器以在帶電粒子射束投影於樣本表面上期間在帶電粒子射束工具之視場中將第二區定位於所關注區域上方。在一些實施例中，控制器經組態以控制射束操控器以在帶電粒子射束投影於樣本表面上期間調整射束光點之位置達複數次以平均化雷射光點之光斑效應。

在一些實施例中，控制器經組態以控制射束操控器以將射束光點聚光於樣本表面上。在一些實施例中，經聚光光點之面積小於將帶電粒子射束投影於樣本表面上之帶電粒子射束工具之視場的面積之50%。

在一些實施例中，控制器經組態以控制射束操控器以校正射束光點與將帶電粒子射束投影於樣本表面上之帶電粒子射束工具之視場之間的未對準。在一些實施例中，校正未對準係基於來自帶電粒子射束工具之對準偵測器的量測。

在一些實施例中，電荷調節器包含經組態以發射複數個射束之複數個光源及經組態以接收複數個射束之光學元件。在一些實施例中，射束操控器經組態以自光學元件接收複數個射束且將複數個射束重疊至樣本表面之共同部分上。在一些實施例中，電荷調節器包含複數個射束操控器，其中該複數個射束操控器經組態以將複數個射束導引至光學元件且將該複數個射束重疊至樣本表面之共同部分上。在一些實施例中，光學元件包含二向色鏡。

在以下描述中將部分闡述所揭示實施例的其他目標及優點，且將部分自描述顯而易見，或可藉由對實施例的實踐習得。所揭示實施例之一些目標及優點可藉由在申請專利範圍中所闡述之要素及組合來實現及獲得。然而，未必需要本發明之實施例實現此類例示性目標或優點，且一些實施例可能不會實現所規定之目標或優點中之任一者。

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，且並不限制如可主張之所揭示實施例。

現在將詳細參考例示性實施例，在隨附圖式中示出該等例示性實施例之實例。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之實施方案並不表示符合本發明之所有實施方案。實情為，其僅為與關於本文中所描述之主題的態樣一致的設備及方法之實例。

電子裝置係由形成於諸如矽之材料之基板上的電路建構。許多電路可共同形成於相同矽片上且被稱為積體電路或IC。此等電路之大小已顯著減小，使得更多該等電路可安裝於基板上。舉例而言，智慧型手機中之IC晶片可與縮略圖一樣小且仍可包括超過20億個電晶體，各電晶體之大小小於人類毛髮之大小的1/1000。

製造此等極小IC為通常涉及數百個個別步驟之複雜、耗時且昂貴之製程。甚至一個步驟中之錯誤具有導致成品IC中之缺陷的可能，該等缺陷使得成品IC為無用的。因此，製造製程之一個目標為避免此類缺陷以使在此製程中製造之功能性IC的數目最大化，亦即改良製程之總良率。

改良良率之一個部分為監測晶片製造製程，以確保其正生產足夠數目個功能性積體電路。監測製程之一種方式為在晶片電路結構形成之各個階段處檢測該晶片電路結構。可使用掃描電子顯微鏡(SEM)來實行檢測。SEM可用以實際上使此等極小結構成像，從而獲取結構之「圖像」。影像可用以判定結構是否適當地形成，且亦判定該結構是否形成於適當位置中。若結構有缺陷，則可調整該製程，使得缺陷不大可能再現。為增強輸貫量(例如，每小時處理之樣本數目)，需要儘快進行檢測。

在SEM之操作期間，使諸如電子射束(electron beam) (電子射束(e-beam))之初級帶電粒子射束在半導體晶圓上方進行掃描，且接著可藉由偵測自晶圓表面發射之帶電粒子次級射束來產生晶圓表面之影像。當帶電粒子射束掃描晶圓時，電荷可歸因於較大射束電流而累積於晶圓上，此可影響影像之品質。為了調節晶圓上之累積電荷，可使用進階電荷控制器(ACC)模組，其將光束(諸如雷射射束)投影於晶圓上，以便控制歸因於光電導性、光電或熱效應之效應的累積電荷。重要的是改良ACC模組之效能，以便有效地控制累積電荷，因此增強成像。

隨著晶片行業繼續發展，對以較大量值、範圍及準確度操控電子射束檢測工具中之ACC功率存在愈來愈多的需求。用以增加ACC之功率的直接解決方案為提供更大功率的雷射源。但開發比現今使用中之彼等功率顯著更高的功率的合適雷射係困難且昂貴的。此外，用於ACC中之現有雷射可低效地使用功率。

此外，一些應用需要電荷調節器中具有比當前產品可提供的更多的靈活性。舉例而言，在電壓對比度(VC)成像中，故意地將電荷施加至表面以便使某些類型之有缺陷的結構可見。ACC可用於VC成像中以施加表面電荷，但需要調變ACC功率以便提供適合於受檢測裝置之特性的VC信號。舉例而言，當使用特定ACC功率位準時，可更容易偵測到某些類型之高電阻缺陷。在習知系統中，一個解決方案可為調變ACC雷射自身之輸入功率，但此策略可面臨以下問題。第一，在各調變之後達成穩定ACC功率位準會花費相對長的時間，此影響輸貫量。亦即，製程必須考慮一些額外穩定時間。第二，雷射光點在SEM之視場上方具有非均一強度分佈。對於在電子射束掃描期間保持靜止之雷射光點，此產生針對同一視場內不同位置之偵測敏感度的變化。最後，存在對輸入功率之重複調變可不利地影響雷射之壽命的問題，其在高容量製造(HVM)應用中可尤其重要。此外，ACC模組需要諸如週期性對準調整之維護。當手動地執行此調整時，SEM及相關設備必須離線。在一些情況下，操作員必須實體地進入環境並進行機械調整。此類製程易於出現錯誤且缺乏一致性。符合本發明之實施例包括用於調節電子射束(electron beam) (電子射束(e-beam))系統中之樣本表面電荷的系統及方法。在一些實施例中，可存在包括電子射束工具之系統。該系統亦包括電荷調節器，諸如包含諸如雷射之光源的進階電荷控制器(ACC)模組。雷射在電子射束掃描期間輻照受檢測樣本，諸如晶圓。可施加ACC之光束以產生電荷或修改經檢測晶圓表面附近之電屬性，從而改良電子射束檢測中之電壓對比度(VC)信號。ACC模組進一步包含一或多個微機電系統(MEMS)鏡面，其經組態以沿著晶圓表面移動雷射光點且即時控制光點形狀。符合本發明之系統及方法可達成優於習知系統之若干優點。

第一，MEMS鏡面系統能夠將雷射光點聚焦於實際上由電子射束曝光之區上。因為MEMS鏡面可在電子射束掃描時使雷射光點跟隨電子射束，所以光無需在電子射束工具之整個視場上分佈。此極大改良曝光區處之雷射功率密度而不需要更大功率的光源。

第二，MEMS鏡面可將雷射光點移動至電子射束工具之視場中的不同區域。此允許系統利用雷射光點強度分佈之變化，作為調變功率密度之方式。藉由在由電子射束曝光之區域上方定位雷射光點之不同部分(例如，中心部分或周邊部分)，系統可在多個功率密度位準之間快速切換。

第三，MEMS鏡面可執行雷射光點之遠端對準及校準。習知系統需要操作員爬進SEM腔室並手動調整ACC對準，從而造成大量停工時間。本發明之實施例允許遠端地執行此對準，即使在電子射束工具之操作期間亦執行此對準，使得歸因於光點對準的停工時間得以減少或完全消除。

如本文所用，除非另外特定陳述，否則術語「或」涵蓋所有可能組合，惟不可行的情況除外。舉例而言，若陳述組件可包括A或B，則除非另外特定陳述或不可行，否則組件可包括A，或B，或A及B。作為第二實例，若陳述組件可包括A、B或C，則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。

圖1繪示符合本發明之實施例的例示性電子射束檢測(EBI)系統100。雖然此及其他實例係指電子射束系統，但應瞭解，本文所揭示之技術適用於不同於電子射束系統的系統，諸如橢偏儀、速度儀、CO ₂雷射(例如，用於機械加工)、其中可最佳化射束投影光點但空間有限的非電子射束系統等等。如圖1中所展示，EBI系統100包括主腔室101、裝載/鎖定腔室102、電子射束工具104以及設備前端模組(EFEM) 106。電子射束工具104位於主腔室101內。EFEM 106包括第一裝載埠106a及第二裝載埠106b。EFEM 106可包括額外裝載埠。第一裝載埠106a及第二裝載埠106b收納含有待檢測之晶圓(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)(晶圓及樣本在本文中可統稱為「晶圓」)。

EFEM 106中之一或多個機械臂(未圖示)可將晶圓輸送至裝載/鎖定腔室102。裝載/鎖定腔室102連接至裝載/鎖定真空泵系統(未圖示)，該系統移除裝載/鎖定腔室102中之氣體分子以達到低於大氣壓之第一壓力。在達到第一壓力之後，一或多個機器臂(未圖示)可將晶圓自裝載/鎖定腔室102輸送至主腔室101。主腔室101連接至主腔室真空泵系統(未圖示)，該系統移除主腔室101中之氣體分子以達到低於第一壓力之第二壓力。在達到第二壓力之後，晶圓經受電子射束工具104之檢測。電子射束工具104可為單射束系統或多射束系統。控制器109電子地連接至電子射束工具104。控制器109可為經組態以對EBI系統100執行各種控制之電腦。雖然控制器109在圖1中被展示為在包括主腔室101、裝載/鎖定腔室102及EFEM 106之結構之外，但應瞭解，控制器109可為該結構之部分。

圖2A繪示帶電粒子射束設備，其中電子射束系統可包含可經組態以產生次級射束之單一初級射束。偵測器可沿著光軸105置放，如圖2A中所展示。在一些實施例中，偵測器可離軸地配置。

如圖2A中所展示，電子射束工具104可包括由機動載物台134支撐以固持待檢測之晶圓150的晶圓固持器136。電子射束工具104包括電子射束源，其可包含陰極103、陽極120及槍孔徑122。電子射束工具104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以及電子偵測器144。在一些實施例中，物鏡總成132可為經修改之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。在成像製程中，自陰極103之尖端發出之電子射束161可由陽極120電壓加速，穿過槍孔徑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)使探測光點橫越晶圓150之表面進行掃描。偏轉器可用以使射束161在晶圓150之表面上沿著各種方向進行掃描。各種方向可包括第一方向及第二方向。第一方向及第二方向可彼此正交。如下文關於圖3進一步論述，偏轉器可使射束161進行掃描以沿著兩個不同方向(快速掃描(FS)及緩慢掃描(SS)方向)以光柵圖案移動，從而覆蓋電子射束工具104之視場(FOV)。在一些實施例中，整個FOV可僅使用FS及SS方向來覆蓋。

自晶圓表面發出之次級或反向散射電子可由偵測器144收集以形成晶圓150上所關注區域的影像。在偵測器144上接收到之電子的屬性(例如，能量、強度、數目)可用以形成受檢測樣本之圖像。亦可提供影像處理系統199，該影像處理系統包括影像獲取器200、儲存器130及控制器109。影像獲取器200可包含一或多個處理器。舉例而言，影像獲取器200可包含電腦、伺服器、大型電腦主機、終端機、個人電腦、任何種類之行動計算裝置及其類似者，或其組合。影像獲取器200可經由諸如電導體、光纖纜線、攜帶型儲存媒體、IR、藍牙、網際網路、無線網路、無線電或其組合之媒體與電子射束工具104之偵測器144連接。影像獲取器200可自偵測器144接收信號，且可建構影像。影像獲取器200可因此獲取晶圓150之影像。影像獲取器200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200可經組態以執行所獲取影像之亮度及對比度等之調整。儲存器130可為諸如硬碟、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的儲存媒體。儲存器130可與影像獲取器200耦接，且可用於保存作為原始影像之經掃描原始影像資料，及經後處理影像。影像獲取器200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200、儲存器130及控制器109可一起整合為一個控制單元。

在一些實施例中，影像獲取器200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一影像，該複數個成像區域可含有晶圓150之各種特徵。單一影像可儲存於儲存器130中。可基於成像圖框而執行成像。

電子射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2A中所展示，電子射束工具104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，四極透鏡用於控制電子射束。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。

儘管圖2A將電子射束工具104展示為一次可使用僅一個初級電子射束來掃描晶圓150之一個位置的單射束檢測工具，但本發明之實施例不限於此。舉例而言，電子射束工具104亦可為使用多個初級電子小射束來同時掃描晶圓150上之多個位置的多射束檢測工具(諸如圖2C中所展示之彼工具)。

圖2B繪示符合本發明之實施例的具有電荷調節器108之帶電粒子射束設備。電荷調節器108可包括ACC模組，其用於在檢測期間將照明射束(例如，光束、雷射射束或其他形式之所發射能量)導引至晶圓上之光點。圖2B之組件類似於圖2A之組件，惟圖2B包括具有ACC模組之電荷調節器108除外。ACC模組進一步包含MEMS鏡面(圖2B中未展示)，其經組態以塑形及轉向由照明射束形成之射束光點，如由圖2B中之雙頭箭頭示意性地描繪。自電荷調節器108發射之照明射束可經組態以使用光電導性或光電效應，或光電導性與光電效應之組合等等來調節晶圓150上之累積電荷。電荷調節器108及電子射束單元104耦接至控制電荷調節器108之操作的ACC控制器140。ACC控制器140可與控制器109整合。電荷調節器108可以標稱角度θ(通常小於30˚)定位，以便將照明射束投影於晶圓150上而不著陸於電子射束工具104之柱組件上。

在一些實施例中，電荷調節器108可實施有多射束系統。圖2C繪示符合本發明之實施例的可為電子射束工具104之實例的多射束設備。該多射束設備使用由初級電子射束形成之複數個小射束來同時掃描晶圓上之多個位置。電荷調節器108可調整由自其發射之照明射束形成的射束光點以覆蓋所有小射束光點。替代地，電荷調節器108可產生多個射束光點，或可提供多個電荷調節器108，以容納多個電子小射束。

如圖2C中所展示，電子射束工具104可包含電子源202、槍孔徑204、聚光透鏡206、自電子源202發射之初級電子射束210、源轉換單元212、初級電子射束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2C中未展示)、多個次級電子射束236、238及240、次級光學系統242及電子偵測裝置244。電子源202可產生初級粒子，諸如初級電子射束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裝置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。電子偵測裝置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可與設備104之主光軸260對準。次級光學系統242及電子偵測裝置244可與設備104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之初級電子射束210。初級電子射束210可視覺化為自交越208發射。槍孔徑204可阻擋初級電子射束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之陣列(圖2C中未展示)及射束限制孔徑之陣列(圖2C中未展示)。源轉換單元212之實例可見於美國專利第9,691,586號；美國專利第10,395,886號；及國際公開案第WO 2018/122176，其皆以全文引用之方式併入。影像形成元件之陣列可包含微偏轉器或微透鏡之陣列。影像形成元件之陣列可用初級電子射束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)。射束限制孔徑之陣列可限制複數個小射束214、216及218。

聚光透鏡206可聚焦初級電子射束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之聚焦功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，其可造成離軸小射束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功率及第一主平面之位置而改變。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。可調整聚光透鏡之實例進一步描述於美國專利第9,922,799號中，該專利以全文引用之方式併入本文中。

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可為產生靜電偶極子場及磁偶極子場之韋恩濾波器類型(Wien filter type)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在量值上相等且在方向上相反。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的總色散亦可為非零的。射束分離器222可將次級電子射束236、238及240與小射束214、216及218分離，且朝向次級光學系統242導引次級電子射束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在晶圓230之表面上的區域上方進行掃描。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發射次級電子射束236、238及240。次級電子射束236、238及240可包含具有能量之分佈的電子，包括次級電子及反向散射電子。次級光學系統242可將次級電子射束236、238及240聚焦至電子偵測裝置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射束236、238及240且產生用以重建構晶圓230之表面之影像的對應信號。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，各偵測子區可包括單一感測元件。

在一些實施例中，電荷調節器可包括照明射束操控器。照明射束操控器可經組態以操控自電荷調節器發射之射束。照明射束操控器可改變來自電荷調節器之所發射照明射束的形狀、發射角度或任何其他屬性。照明射束操控器可包括射束轉向模組。照明射束操控器可包括偏轉器、孔徑、繞射光學元件、菲涅爾透鏡、微透鏡、MEMS鏡面、可變形膜鏡面、光柵光閥(GLV)、數位微鏡面裝置(DMD)，或能夠操控射束之屬性的任何結構。舉例而言，可提供用於射束操控器中之MEMS鏡面，其包含鏡面元件之片或陣列(例如，二維平面陣列)。各鏡面元件可具有例如約數微米之面積，且可為獨立地可控制的。當光束照明MEMS鏡面表面時，各個別鏡面元件可經致動而以所要方式使射束橫截面之一個部分偏轉。鏡面可一起快速使射束方向轉向，調變射束形狀且調整其他射束參數。

圖3A至圖3B繪示在比較電子射束掃描期間的晶圓150之俯視圖。電子射束161以光柵圖案移動。舉例而言，電子射束161經偏轉以掃描橫越晶圓150之一系列線。平行於快速掃描方向FS掃描該等線，且沿著緩慢掃描方向SS重複。該等線實質上覆蓋由電子射束工具104檢測之樣本區的整個視場(FOV)。如名稱所暗示，快速掃描為在高頻下對電子射束161之快速掃描，而緩慢掃描係在相對較低的頻率下進行。電子射束工具在快速掃描方向FS上完成一或多個線之掃描之後，在緩慢掃描方向SS上偏轉射束以開始一或多個線之新集合。在一些實施例中，藉助於實例，快速掃描頻寬具有超過幾百kHz之頻率，而緩慢掃描頻寬具有幾十Hz至幾kHz之頻率。

在圖3A至圖3B中展示覆蓋FOV之射束光點107。射束光點107可為由電荷調節器108之ACC模組產生的雷射光點。射束光點107亦可由其他類型之光或電磁輻射形成。如圖3A中所示，射束光點107在整個電子射束掃描期間具有固定形狀及位置。因此，為了在掃描中之各點處恰當地調節表面電荷，射束光點107必須足夠大以覆蓋整個FOV。此外，射束光點107可具有諸如圖3B中所展示之強度剖面的強度剖面。射束光點107可具有強度剖面IN，該強度剖面具有「平坦頂部」(例如，在中心部分處具有實質上恆定值，在其周邊處具有向下斜率)。為了達成足夠均勻之強度，射束光點107必須經足夠擴展使得周邊區實質上位於FOV外部。相較於本發明之實施例，此可造成減小之功率密度。

圖3C繪示符合本發明之一些實施例的具有經修改射束光點110的晶圓150之俯視圖。MEMS鏡面可用以將射束光點110聚光至FOV之實際上由電子射束工具之初級電子射束曝光的部分上。當電子射束161沿著緩慢掃描方向SS移動時，MEMS鏡面經致動以使經聚光射束光點110與其一起移動。射束光點110可基於預定關係與電子射束161一起移動。舉例而言，射束光點110可用緩慢掃描方向SS追蹤。射束光點110可延伸預定長度以便覆蓋電子射束161沿著快速掃描方向FS之完全移動範圍。因此，在一些實施例中，射束光點110無需用快速掃描方向FS追蹤。射束光點110可與電子射束161沿著緩慢掃描方向SS之移動同步。在一些實施例中，射束光點110可在電子射束161前方或後方移動預定量。

射束光點110之屬性可由射束操控器操控，且可在不改變光源之輸入功率的情況下達成相對於未聚光射束之較高的功率密度。若射束光點110減小至例如其先前面積之1/10，則ACC光功率密度可增加至之前密度的10倍。在一些實施例中，經聚光射束光點110之面積小於FOV之面積。舉例而言，經聚光射束光點110之面積可小於FOV之面積的75%、50%、25%、10%或更少。根據本發明之一些態樣，與來自具有相同功率輸入之相同光源的未聚光射束相比，ACC功率密度位準可增加100倍或更多倍。

在一些實施例中，射束光點110僅在正掃描晶圓150時輻照該晶圓之各部分。可減少雷射輻射在樣本之所關注區上之停留時間。此減少輻照各部分的實際持續時間，從而實現較高功率密度同時減輕對晶圓之熱損壞的風險。最後，維持恆定輸入功率可改良光源之壽命。在使用射束操控器(諸如藉由使用MEMS鏡面)達成射束操控時，電荷調節器中之光源可在實質上恆定功率位準下連續地操作。

圖4A至圖4C繪示符合本發明之實施例的雷射掃描製程。在圖4A中之電子射束掃描開始時，線之第一集合在射束光點110輻照含有該等線之區時在FOV之上部部分處沿著快速掃描方向FS經曝光。隨著更多掃描線經連續曝光，電子射束161在緩慢掃描方向SS上逐漸向FOV下方移動。在圖4B中，電子射束161在FOV之中間部分處掃描自圖4A之原始射束光點位置位移的線之不同集合。然而，由於射束操控器(例如，MEMS鏡面)之致動，射束光點110可在中間部分處在新掃描線上方維持其位置。舉例而言，具有例如25 KHz之掃描頻寬的MEMS鏡面在該鏡面在SS方向上掃描時可易於沿著整個FOV跟隨電子射束。如圖4C中所見，射束光點110係在接近電子射束掃描之末端的下部部分處。射束光點110可在整個製程中追蹤電子射束掃描。

在一些實施例中，MEMS鏡面可在快速掃描方向FS以及緩慢掃描方向SS上經致動。藉由在電子射束成像製程期間在不同框架之間在FS方向上產生輕微移位，可平均化諸如光斑之雷射效應且雷射光點之總強度可變得更均一。此外，雖然射束光點110在SS方向上之掃描動作可在SS方向上達成光斑效應之某種平均化，但在掃描期間沿著SS方向向上或向下之額外移位亦係可能的。

圖5A至圖5C繪示根據本發明之一些實施例的晶圓150之視圖。雖然在本實施例中射束光點110被描繪為圓形，但應理解，可使用其他光點形狀。圖5A至圖5C展示可使用MEMS鏡面以即時達成快速功率調變的一種方式。此允許在不同充電條件(例如，不同ACC條件)下拍攝同一區域之多個SEM影像。

在圖5A處，射束光點110以FOV為中心。當在此條件下使所關注區域中之缺陷X成像時，將其曝光於ACC射束光點強度剖面之第一區。第一區可為具有相對較高功率密度的中心部分。接下來，在圖5B處，MEMS鏡面已移動射束光點110使得射束光點110之一不同區位於同一缺陷X上方，該區對應於ACC射束光點強度剖面之第二區。第二區可為具有相對較低功率密度的周邊部分。對於上文參看圖3B所論述之平坦頂部剖面，如圖5B中所展示之射束光點110之置放可用以選擇對應於強度曲線IN之向下斜率上之某一點的功率密度位準。可使用其他剖面例如以提供更大數目個可選擇強度值或為了更佳的選擇準確度。舉例而言，強度剖面可提供周邊處之更大且更緩的斜率、徑向階梯形剖面、線性剖面、急劇傾斜剖面，或經形成以便容納所要形狀之任何剖面。最後，圖5C展示光點110完全移出所關注區域之狀況。此處，射束光點110之任何部分不輻照缺陷X。應理解，MEMS鏡面可將射束光點110置放於除所展示之三個位置以外的任何數目個中間位置處。藉由使射束光點110橫越FOV進行掃掠，電子射束工具104可在不同ACC條件下拍攝一系列SEM影像。

在一些實施例中，電荷調節器可經組態以使射束光點相對於帶電粒子射束設備之初級射束移動一偏移。該偏移可為基於時間之偏移或基於空間之偏移。基於空間之偏移可基於相對於初級射束之掃描位置的距離。舉例而言，基於空間之偏移可為相對於初級射束之掃描位置的預定距離。

圖6表明符合本發明之實施例的用於MEMS鏡面功率調變之另一種技術。在圖6中，根據規定時間偏移Δt，在SS方向上，射束光點110之掃描在電子射束掃描之前進行。然而，當同步電子射束161之掃描及射束光點110之掃描時，Δt=0。當Δt=0時，功率密度及光學充電條件可為最大值。光學充電條件可藉由選擇Δt之非零值而設定成所要特性。應注意，此時間延遲未必等同於圖5A至圖5C之空間偏移。此處，時間上之短延遲可允許所關注區域處之表面電荷條件在電子射束掃描到達所關注區域之前以可預測方式改變。

圖7繪示符合本發明之實施例的可用於找到用於成像之最佳點的多個成像條件之使用。在掃描製程期間，可在不同成像條件下拍攝多個SEM影像以在缺陷檢測製程中找到最佳VC信號。成像條件可由電荷調節器調整。舉例而言，在半導體結構(諸如多閘極化學機械平坦化(MGCMP)裝置層)的相同所關注區域拍攝具有不同ACC條件的一系列SEM影像。MEMS功率調變用以使裝置在例示性ACC位準之集合下成像，開始於0與20之間的位準，且提高至ACC=255。ACC位準之數值為任意的，但可表示照明所關注區域之雷射光點的功率密度。當位準過低時，影像可為暗的，對比度可為不佳的，或可難以看到特徵。當位準過高時，特徵可為太亮且非均一的。但在中間值(例如，在例示性實施例中，大約在ACC=32)下，SEM在光及暗區兩者中提供較高的P/N對比度及良好的均一性。以此方式，MEMS功率調變可用以調諧電荷調節器(例如，ACC功率)或缺陷偵測製程之其他參數。

圖2A之控制器109(或圖2B之ACC控制器140)可包括經組態以最佳化成像條件的反饋迴路。控制器109可接收檢測影像，諸如SEM影像。控制器109可分析檢測影像之影像參數，諸如對比度及亮度，或其他影像辨識或缺陷檢測參數。反饋迴路可包括調整電荷調節器參數(諸如ACC功率位準)以基於影像分析使成像條件最佳化。

圖8及圖9繪示根據本發明之一些實施例的晶圓150之俯視圖。在一實施例中，射束光點110之自FOV中偏離中心的至少一組件可係無意的。如上文所論述，ACC雷射模組可週期性地變得不對準。舉例而言，FOV之一部分可無意地變得過於接近射束光點110之周邊區。此降低照明均一性及缺陷偵測效能。在比較實施例之ACC模組之情況下，操作員將必須實體地進入SEM環境以基於來自SEM之對準量測，例如藉由轉動ACC模組上之旋鈕以調整光楔來手動調整射束。如圖9中所示，操作員可在調整光楔時查看監視器，直至ACC射束光點之中心區910相對於對準標記920大致居中。此製程易於出現錯誤及不一致。相比之下，使用符合本發明之實施例的ACC模組，量測可用於使用諸如MEMS鏡面之射束操控器來遠端或自動地調整雷射光點位置。可提供感測器以判定射束光點110是否形成於預定位置中。可提供即時量測射束光點110之參數(例如，相對於對準標記之位置)的反饋迴路，且可基於該等參數對電荷調節器108進行調整。藉由將對準校正信號饋入ACC控制器140，操作員不需要執行手動調整。在一些實施例中，在不停止SEM之操作的情況下執行校正。因此，可減少或消除歸因於ACC對準之停工時間。

圖10A為符合本發明之一些實施例的電荷調節器之內部組態連同帶電粒子射束系統之圖解表示。電荷調節器108可包括ACC模組。可提供電荷調節源115及射束操控器116。電荷調節源115朝向射束操控器116發射射束117。射束操控器116操控射束117且將其導引至符合本發明之一些實施例的晶圓150。電荷調節器108可包括用於調節、塑形、導引、偏轉、組合或以其他方式調變射束117的其他元件。電荷調節源115可包括光源，諸如雷射。射束操控器116可包括MEMS鏡面。

圖10B及圖10C示意性地繪示符合本發明之一些實施例的電荷調節器108之內部組態。電荷調節器108可包括ACC模組。可提供複數個光源111、複數個MEMS鏡面112、複數個光學元件113及透鏡114。光源111可各自經組態以產生雷射射束。光學元件113可包括二向色鏡面。由光源111產生之射束重疊以在樣本表面上之共同位置處產生射束光點。舉例而言，可組合光源111以在晶圓上之所關注區處形成射束光點110。光源111可屬於相同或不同類型。在一些實施例中，光源111中之各光源具有不同中心波長以允許包括於光學元件113中之一系列二向色鏡面的組合。藉由將多個雷射射束組合至晶圓上之共同光點上，可達成功率密度之進一步增加。

MEMS鏡面112可經組態以操控輸入至該鏡面的射束。舉例而言，MEMS鏡面112可調整射束之大小、形狀、位置、發射角、功率密度、強度分佈或任何其他參數，以便調整形成於樣本表面上的射束光點之屬性，射束投影於該樣本表面上。射束光點之屬性可係相對於亦投影於樣本表面上的帶電粒子射束(例如，電子射束)。舉例而言，射束光點可相對於在樣本上方掃描之電子射束而定位。可形成射束光點以便覆蓋電子射束沿著一或多個掃描方向之掃描線。可形成射束光點以便實質上覆蓋沿著第一方向(例如，快速掃描方向)之掃描線。舉例而言，射束光點在第一方向上可至少與電子射束掃描線一樣長。可形成射束光點以便覆蓋沿著第二方向(例如，緩慢掃描方向)之一或多個掃描線。舉例而言，射束光點在第二方向上可至少與一或多個掃描線一樣寬。

MEMS鏡面112可經致動以便調整其相對於輸入射束之位置(例如，入射角)，以便影響形成於樣本表面上之射束光點的屬性。MEMS鏡面112可將射束聚光以便在樣本表面上形成經聚光射束光點。MEMS鏡面112可擴展射束，以便在樣本表面上形成經擴展射束光點。射束光點愈小，所形成射束光點之功率密度愈大。MEMS鏡面112可調整形成於樣本表面上之射束光點的位置。MEMS鏡面112可相對於亦投影於樣本表面上之電子射束的掃描路徑而移動射束光點。射束光點可在電子射束之前、之後或與其同步地移動。舉例而言，可控制射束光點以便在第一方向(例如，FS方向)及第二方向(例如，SS方向)中之至少一者上跟隨電子射束。在一些實施例中，MEMS鏡面112可具有影響最終形成之射束光點之功率密度的傳輸率。舉例而言，MEMS鏡面112可為部分地可傳輸的，使得輸入射束之部分經導引朝向樣本表面，同時輸入射束之部分經導引朝向用於提供回饋之感測器。MEMS鏡面112可連接至控制器(例如，圖2A中所示之控制器140)且可經控制以在電子射束掃描期間即時操控射束。

圖10B展示具有多個MEMS鏡面112之組態。如圖10B中所示，MEMS鏡面112包括用於光源111中之各者的一個MEMS鏡面，但其他配置涵蓋於本發明之範疇內。舉例而言，足夠大以容納多個雷射射束之MEMS鏡面可在MEMS鏡面之不同部分處經輻照且可經控制以獨立調變各雷射。MEMS鏡面112可經組態以將光自光源111導引至一系列光學元件113上。光學元件113組合來自光源111之光且使經組合射束經由透鏡114偏轉。透鏡114可包括用以調節及聚焦輸出射束的透鏡之系統。透鏡114投影經組合射束以在晶圓之一部分上形成共同雷射光點。舉例而言，透鏡114可將射束光點110輸出至晶圓150中。

圖10C展示單一MEMS鏡面112位於光學元件113下游的組態。此處，來自光源111之獨立射束在其入射於MEMS鏡面112上之前經組合。MEMS鏡面112將經組合射束經由透鏡114導引且導引至晶圓上之共同位置上。

用於組合多個射束之其他配置係可能的。舉例而言，光源111無需具有不同波長，且可使用其他射束組合元件來代替二向色鏡面。此外，可提供用於實現諸如射束轉向之其他功能的其他光學元件，諸如偏轉器、鏡面或透鏡。

圖11繪示符合本發明之一些實施例的用於調節帶電粒子射束系統中之樣本表面電荷的方法1100。舉例而言，方法1100可由圖2B之ACC控制器140或如 圖 1中所展示之EBI系統100之控制器109執行。控制器109可經程式化以實施方法1100之一或多個步驟。舉例而言，控制器109可發指令給帶電粒子射束設備之模組以調節樣本表面電荷。

在步驟1101處，光源產生射束。射束可為光束、雷射射束或其他形式之所發射能量。在一些實施例中，光源為雷射且射束為雷射射束。在一些實施例中，光源可包含複數個光源，諸如複數個雷射。雷射可發射具有不同中心波長或不同波長範圍之光。雷射可發射具有實質上相同之中心波長或重疊波長範圍的光。

在步驟1102處，射束之射束光點入射於射束操控器上。射束操控器可為用於操控射束光點之屬性的光學元件。屬性可係關於射束之大小、形狀、位置、發射角、功率密度、強度分佈或任何其他參數，以便調整形成於樣本表面上的射束光點之屬性，射束投影於該樣本表面上。射束操控器可包括偏轉器、孔徑、繞射光學元件、菲涅爾透鏡、微透鏡、MEMS鏡面、可變形膜鏡面、光柵光閥(GLV)、數位微鏡面裝置(DMD)，或能夠操控射束之屬性的任何結構。舉例而言，可提供用於射束操控器中之MEMS鏡面，其包含鏡面元件之片或陣列(例如，二維平面陣列)。各鏡面元件可具有例如約數微米之面積，且可為獨立地可控制的。當光束照明MEMS鏡面表面時，各個別鏡面元件可經致動而以所要方式使射束橫截面之一個部分偏轉。鏡面可一起快速使射束方向轉向，調變射束形狀且調整其他射束參數。

射束操控器可操控射束參數以便調節帶電粒子射束系統(諸如圖1至圖2C之電子射束檢測系統)中之樣本表面電荷。舉例而言，控制器109可控制MEMS鏡面陣列以在樣本表面上聚光、調整照明特性、移動或塑形射束光點。MEMS鏡面可操控射束光點以連同電子射束一起進行掃描。MEMS鏡面可操控射束光點以在電子射束掃描期間即時調變ACC功率。MEMS鏡面可藉由在掃描期間重複改變相對於電子射束之射束光點位置來操控射束光點以使光斑平滑。MEMS鏡面可操控射束光點以按時間偏移沿著電子射束路徑進行掃描。MEMS鏡面可操控射束光點以校正未對準。

在步驟1103處，操控器在帶電粒子射束製程期間將經操控射束光點導引至樣本表面上。導引經操控射束光點可包括將多個射束導引至共同表面上。舉例而言，控制器109可控制複數個MEMS鏡面以將複數個光束組合至樣本表面上之重疊位置上。控制器109可控制MEMS鏡面以自射束組合元件接收複數個射束且將該等射束導引至樣本表面上之重疊位置上。

可視情況存在沿著光源、射束操控器及樣本表面之間的光學路徑的其他元件。舉例而言，可存在射束組合元件。射束組合元件可包括二向色鏡面或用於組合多個光束之其他光學元件。此外，可存在用以調節或聚焦光束之透鏡系統。透鏡系統可包括一或多個透鏡、孔徑、鏡面、濾光器或其他光學元件。透鏡系統可自射束操控器或射束組合器接收光束且將其聚焦或導引至樣本表面上。

可提供符合本發明中之實施例的非暫時性電腦可讀媒體，其儲存用於控制器(例如，圖1之控制器109或圖2B之控制器140)之處理器的指令以用於控制電荷調節器。控制器可經組態以使電荷調節器執行上文實施例中所揭示之各種功能、動作、步驟及序列。非暫時性媒體之常見形式包括例如軟碟、可撓性磁碟、硬碟、固態硬碟、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。

如本文中所用，除非另外特定陳述，否則術語「或」涵蓋所有可能組合，惟不可行的情況除外。舉例而言，若陳述組件可包括A或B，則除非另外特定陳述或不可行，否則組件可包括A，或B，或A及B。作為第二實例，若陳述組件可包括A、B或C，則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。

可使用以下條項進一步描述實施例： 1.        一種用於帶電粒子射束工具之電荷調節器，其包含： 光源，其經組態以發射射束； 射束操控器，其經組態以操控射束；及 控制器，其經組態以控制射束操控器以調整由射束在樣本表面上相對於投影於該樣本表面上之帶電粒子射束形成的射束光點之屬性。 2.        如條項1之電荷調節器，其中射束操控器包括MEMS鏡面。 3.        如條項1之電荷調節器，其中光源經組態以發射雷射射束。 4.        如條項1之電荷調節器，其中帶電粒子射束為掃描電子顯微鏡中之電子射束。 5.        如條項1之電荷調節器，其中屬性為樣本表面上之射束光點的位置。 6.        如條項1之電荷調節器，其中屬性為樣本表面上之射束光點的形狀。 7.        如條項1之電荷調節器，其中屬性為樣本表面上之射束光點的大小。 8.        如條項1之電荷調節器，其中控制器經組態以控制射束操控器以使射束光點沿著樣本表面進行掃描。 9.        如條項8之電荷調節器，其中屬性為沿著樣本表面之射束光點掃描方向。 10.      如條項9之電荷調節器，其中射束光點掃描方向包括快速掃描方向及緩慢掃描方向。 11.      如條項8之電荷調節器，其中射束光點掃描方向平行於投影於樣本表面上之帶電粒子射束的帶電粒子射束掃描方向。 12.      如條項11之電荷調節器，其中控制器經組態以控制射束光點以沿著帶電粒子射束掃描方向跟隨帶電粒子射束。 13.      如條項11之電荷調節器，其中按時間偏移使射束光點在帶電粒子射束之前進行掃描。 14.      一種帶電粒子射束系統，該系統包含： 帶電粒子射束工具，其經組態以發射帶電粒子射束以在帶電粒子射束工具之視場中曝光樣本表面之一部分；及 如條項1之電荷調節器。 15.      如條項14之帶電粒子射束系統，其中該帶電粒子射束系統為多帶電粒子射束系統。 16.      如條項1之電荷調節器，其中： 射束光點包含具有第一區及第二區之強度分佈，第一區比第二區具有更高之強度；且 控制器經組態以控制射束操控器以在帶電粒子射束投影於樣本表面上期間在帶電粒子射束工具之視場中將第二區定位於所關注區域上方。 17.      如條項1之電荷調節器，其中控制器經組態以控制射束操控器以在帶電粒子射束投影於樣本表面上期間調整射束光點之位置達複數次以平均化雷射光點之光斑效應。 18.      如條項1之電荷調節器，其中控制器經組態以控制射束操控器以將射束光點聚光於樣本表面上。 19.      如條項18之電荷調節器，其中經聚光光點之面積小於將帶電粒子射束投影於樣本表面上之帶電粒子射束工具之視場的面積之50%。 20.      如條項1之電荷調節器，其中控制器經組態以控制射束操控器以校正射束光點與將帶電粒子射束投影於樣本表面上之帶電粒子射束工具之視場之間的未對準。 21.      如條項20之電荷調節器，其中校正未對準係基於來自帶電粒子射束工具之對準偵測器的量測。 22.      如條項1之電荷調節器，其中帶電粒子射束工具為用於檢測樣本表面上之缺陷的電子射束檢測系統。 23.      如條項1之電荷調節器，其進一步包含： 複數個光源，其經組態以發射複數個射束； 光學元件，其經組態以接收複數個射束。 24.      如條項23之電荷調節器，其中 射束操控器經組態以自光學元件接收複數個射束且將複數個射束重疊至樣本表面之共同部分上。 25.      如條項23之電荷調節器，其進一步包含： 複數個射束操控器； 其中複數個射束操控器經組態以將複數個射束導引至光學元件且將複數個射束重疊至樣本表面之共同部分上。 26.      如條項23之電荷調節器，其中光學元件包含二向色鏡面。 27.      一種調節帶電粒子射束工具中之樣本表面上之表面電荷的方法，其包含： 自光源發射射束； 用射束操控器操控射束以調整由射束在樣本表面上相對於投影於該樣本表面上之帶電粒子射束形成的射束光點之屬性。 28.      如條項27之方法，其中射束操控器包括MEMS鏡面。 29.      如條項27之方法，其中自光源發射射束包含發射雷射射束。 30.      如條項27之方法，其中帶電粒子射束為掃描電子顯微鏡中之電子射束。 31.      如條項27之方法，其中屬性為樣本表面上之射束光點的位置。 32.      如條項27之方法，其中屬性為樣本表面上之射束光點的形狀。 33.      如條項27之方法，其中屬性為樣本表面上之射束光點的大小。 34.      如條項27之方法，其中操控射束操控器包括控制射束操控器以使射束光點沿著樣本表面進行掃描。 35.      如條項34之方法，其中屬性為沿著樣本表面之射束光點掃描方向。 36.      如條項35之方法，其中射束光點掃描方向包括快速掃描方向及緩慢掃描方向。 37.      如條項34之方法，其中射束光點掃描方向平行於投影於樣本表面上之帶電粒子射束的帶電粒子射束掃描方向。 38.      如條項37之方法，其中操控射束操控器包括控制射束光點以沿著帶電粒子射束掃描方向跟隨帶電粒子射束。 39.      如條項37之方法，其進一步包含按時間偏移使射束光點在帶電粒子射束之前進行掃描。 40.      如條項27之方法，其進一步包含： 自帶電粒子射束工具發射帶電粒子射束以在帶電粒子射束工具之視場中曝光樣本表面之一部分。 41.      如條項40之方法，其中發射帶電粒子射束包含發射多個帶電粒子射束。 42.      如條項27之方法，其中： 射束光點包含具有第一區及第二區之強度分佈，第一區比第二區具有更高之強度；且 其中操控射束操控器包括控制射束操控器以在帶電粒子射束投影於樣本表面上期間在帶電粒子射束工具之視場中將第二區定位於所關注區域上方。 43.      如條項27之方法，其中操控射束操控器包括控制射束操控器以在帶電粒子射束投影於樣本表面上期間調整射束光點之位置達複數次以平均化雷射光點之光斑效應。 44.      如條項27之方法，其中操控射束操控器包括控制射束操控器以將射束光點聚光於樣本表面上。 45.      如條項27之方法，其中經聚光光點之面積小於將帶電粒子射束投影於樣本表面上之帶電粒子射束工具之視場的面積之50%。 46.      如條項27之方法，其中操控射束操控器包括控制射束操控器以校正射束光點與將帶電粒子射束投影於樣本表面上之帶電粒子射束工具之視場之間的未對準。 47.      如條項46之方法，其中校正未對準係基於來自帶電粒子射束工具之對準偵測器的量測。 48.      如條項27之方法，其中帶電粒子射束為用於檢測樣本表面上之缺陷的電子射束檢測系統中之電子射束。 49.      如條項27之方法，其進一步包含： 自複數個光源發射複數個射束； 在光學元件處接收複數個射束。 50.      如條項49之方法，其進一步包含： 在射束操控器處接收來自光學元件之複數個射束，及 用射束操控器使複數個射束重疊至樣本表面之共同部分上。 51.      如條項49之方法，其進一步包含： 用複數個射束操控器操控複數個射束以將複數個射束導引至光學元件且使複數個射束重疊至樣本表面之共同部分上。 52.      如條項49之方法，其中光學元件包含二向色鏡面。 53.      一種非暫時性電腦可讀媒體，其儲存指令集，該指令集可由帶電粒子射束設備之一或多個處理器執行以使該帶電粒子射束設備執行一方法，該方法包含： 自光源發射射束； 用射束操控器操控射束以調整由射束在樣本表面上相對於投影於該樣本表面上之帶電粒子射束形成的射束光點之屬性。 54.      如條項53之非暫時性電腦可讀媒體，其中指令集可由多帶電粒子射束設備之一或多個處理器執行。 55.      如條項53之非暫時性電腦可讀媒體，其中射束操控器包括MEMS鏡面。 56.      如條項53之非暫時性電腦可讀媒體，其中自光源發射射束包含發射雷射射束。 57.      如條項53之非暫時性電腦可讀媒體，其中帶電粒子射束為掃描電子顯微鏡中之電子射束。 58.      如條項53之非暫時性電腦可讀媒體，其中屬性為樣本表面上之射束光點的位置。 59.      如條項53之非暫時性電腦可讀媒體，其中屬性為樣本表面上之射束光點的形狀。 60.      如條項53之非暫時性電腦可讀媒體，其中屬性為樣本表面上之射束光點的大小。 61.      如條項53之非暫時性電腦可讀媒體，其中操控射束操控器包括控制射束操控器以使射束光點沿著樣本表面進行掃描。 62.      如條項61之非暫時性電腦可讀媒體，其中屬性為沿著樣本表面之射束光點掃描方向。 63.      如條項62之非暫時性電腦可讀媒體，其中射束光點掃描方向包括快速掃描方向及緩慢掃描方向。 64.      如條項61之非暫時性電腦可讀媒體，其中射束光點掃描方向平行於投影於樣本表面上之帶電粒子射束的帶電粒子射束掃描方向。 65.      如條項64之非暫時性電腦可讀媒體，其中操控射束操控器包括控制射束光點以沿著帶電粒子射束掃描方向跟隨帶電粒子射束。 66.      如條項64之非暫時性電腦可讀媒體，其中指令集可由帶電粒子射束設備之一或多個處理器執行以使得帶電粒子射束設備進一步執行： 按時間偏移使射束光點在帶電粒子射束之前進行掃描。 67.      如條項53之非暫時性電腦可讀媒體，其中指令集可由帶電粒子射束設備之一或多個處理器執行以使得帶電粒子射束設備進一步執行： 自帶電粒子射束工具發射帶電粒子射束以在帶電粒子射束工具之視場中曝光樣本表面之一部分。 68.      如條項53之非暫時性電腦可讀媒體，其中： 射束光點包含具有第一區及第二區之強度分佈，第一區比第二區具有更高之強度；且 其中操控射束操控器包括控制射束操控器以在帶電粒子射束投影於樣本表面上期間在帶電粒子射束工具之視場中將第二區定位於所關注區域上方。 69.      如條項53之非暫時性電腦可讀媒體，其中操控射束操控器包括控制射束操控器以在帶電粒子射束投影於樣本表面上期間調整射束光點之位置達複數次以平均化雷射光點之光斑效應。 70.      如條項53之非暫時性電腦可讀媒體，其中操控射束操控器包括控制射束操控器以將射束光點聚光於樣本表面上。 71.      如條項53之非暫時性電腦可讀媒體，其中該經聚光光點之面積小於將帶電粒子射束投影於樣本表面上之帶電粒子射束工具之視場的面積之50%。 72.      如條項53之非暫時性電腦可讀媒體，其中操控射束操控器包括控制射束操控器以校正射束光點與將帶電粒子射束投影於樣本表面上之帶電粒子射束工具之視場之間的未對準。 73.      如條項72之非暫時性電腦可讀媒體，其中校正未對準係基於來自帶電粒子射束工具之對準偵測器的量測。 74.      如條項53之非暫時性電腦可讀媒體，其中帶電粒子射束為用於檢測樣本表面上之缺陷的電子射束檢測系統中之電子射束。 75.      如條項53之非暫時性電腦可讀媒體，其中指令集可由帶電粒子射束設備之一或多個處理器執行以使得帶電粒子射束設備進一步執行： 自複數個光源發射複數個射束；及 在光學元件處接收複數個射束。 76.      如條項75之非暫時性電腦可讀媒體，其中指令集可由帶電粒子射束設備之一或多個處理器執行以使得帶電粒子射束設備進一步執行： 在射束操控器處接收來自光學元件之複數個射束，及 用射束操控器使複數個射束重疊至樣本表面之共同部分上。 77.      如條項75之非暫時性電腦可讀媒體，其中指令集可由帶電粒子射束設備之一或多個處理器執行以使得帶電粒子射束設備進一步執行： 用複數個射束操控器操控複數個射束以將複數個射束導引至光學元件且使複數個射束重疊至樣本表面之共同部分上。 78.      如條項75之非暫時性電腦可讀媒體，其中光學元件包含二向色鏡面。 79.      一種用於帶電粒子射束工具之電荷調節器，其包含： 光源，其經組態以發射射束； 射束操控器，其經組態以操控射束；及 控制器，其經組態以控制射束操控器以使用經操控射束來調節樣本表面處之表面電荷。 80.      一種用於調節帶電粒子射束工具中之樣本表面上之表面電荷的方法，其包含： 自光源發射射束； 用射束操控器操控射束以使用經操控射束來調節樣本表面處之表面電荷。 81.      一種非暫時性電腦可讀媒體，其儲存指令集，該指令集可由帶電粒子射束設備之一或多個處理器執行以使該帶電粒子射束設備執行一方法，該方法包含： 自光源發射射束； 用射束操控器操控射束以使用經操控射束來調節樣本表面處之表面電荷。 82.      一種用於帶電粒子射束工具之電荷調節器，其包含： 光源，其經組態以發射射束； 射束操控器，其經組態以操控射束；及 控制器，其經組態以藉由控制射束操控器以調整由射束在樣本表面上相對於投影於該樣本表面上之帶電粒子射束形成的射束光點之屬性來調節樣本表面處之表面電荷。 83.      一種用於調節帶電粒子射束工具中之樣本表面上之表面電荷的方法，其包含： 自光源發射射束； 藉由用射束操控器操控射束以調整由射束在樣本表面上相對於投影於該樣本表面上之帶電粒子射束形成的射束光點之屬性來調節樣本表面處之表面電荷。 84.      一種非暫時性電腦可讀媒體，其儲存指令集，該指令集可由帶電粒子射束設備之一或多個處理器執行以使該帶電粒子射束設備執行一方法，該方法包含： 自光源發射射束； 藉由用射束操控器操控射束以調整由射束在樣本表面上相對於投影於該樣本表面上之帶電粒子射束形成的射束光點之屬性來調節樣本表面處之表面電荷。 85.      一種用於帶電粒子射束工具之電荷調節器，其包含： 光源，其經組態以發射射束； 功率調變器，其經組態以操控射束以調變樣本表面之一部分處相對於投影於該樣本表面上之帶電粒子射束的射束功率。 86.      一種用於調節帶電粒子射束工具中之樣本表面上之表面電荷的方法，其包含： 自光源發射射束； 藉由用功率調變器操控射束以調變樣本表面之一部分處相對於投影於該樣本表面上之帶電粒子射束的射束功率來調變樣本表面處之功率。 87.      一種非暫時性電腦可讀媒體，其儲存指令集，該指令集可由帶電粒子射束設備之一或多個處理器執行以使該帶電粒子射束設備執行一方法，該方法包含： 自光源發射射束； 藉由用功率調變器操控射束以調變樣本表面之一部分處相對於投影於該樣本表面上之帶電粒子射束的射束功率來調變樣本表面處之功率。 88.      一種帶電粒子射束系統，該系統包含： 帶電粒子射束工具，其經組態以發射帶電粒子射束以在帶電粒子射束工具之視場中曝光樣本表面之一部分； 影像偵測器，其經組態以捕獲該樣本表面之該部分中的帶電粒子射束影像； 電荷調節器，其包含： 光源，其經組態以發射射束； 射束操控器，其經組態以操控射束；及 控制器，其經組態以控制射束操控器以調整由射束在樣本表面上形成的射束光點之屬性；及 控制器，其包括經組態以進行以下操作之電路系統： 對由影像偵測器捕獲之帶電粒子射束影像執行影像分析；及 基於影像分析而調整電荷調節器之電荷調節器參數。 89.      一種帶電粒子射束方法，該方法包含： 自帶電粒子射束工具發射帶電粒子射束以在該帶電粒子射束工具之視場中曝光樣本表面之一部分； 用影像偵測器捕獲該樣本表面之該部分中的帶電粒子射束影像； 藉由以下調節樣本表面處之電荷： 自光源發射射束； 用射束操控器操控射束；及 控制射束操控器以調整由射束在樣本表面上形成的射束光點之屬性；及 對由影像偵測器捕獲之帶電粒子射束影像執行影像分析；及 基於影像分析調整電荷調節器之電荷調節器參數。 90.      一種非暫時性電腦可讀媒體，其儲存指令集，該指令集可由帶電粒子射束設備之一或多個處理器執行以使該帶電粒子射束設備執行一方法，該方法包含： 自帶電粒子射束工具發射帶電粒子射束以在該帶電粒子射束工具之視場中曝光樣本表面之一部分； 用影像偵測器捕獲該樣本表面之該部分中的帶電粒子射束影像； 藉由以下調節樣本表面處之電荷： 自光源發射射束； 用射束操控器操控射束；及 控制射束操控器以調整由射束在樣本表面上形成的射束光點之屬性；及 對由影像偵測器捕獲之帶電粒子射束影像執行影像分析；及 基於影像分析調整電荷調節器之電荷調節器參數。

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說明之確切構造，且可在不脫離本發明之範疇的情況下作出各種修改及改變。本發明已結合各種實施例進行了描述，藉由考慮本文中所揭示之本發明之規格及實踐，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。

100:電子射束檢測(EBI)系統 101:主腔室 102:裝載/鎖定腔室 103:陰極 104:電子射束工具/設備 105:光軸 106:設備前端模組(EFEM) 106a:第一裝載埠 106b:第二裝載埠 107:射束光點 108:電荷調節器 109:控制器 110:經修改射束光點 111:光源 112:MEMS鏡面 113:光學元件 114:透鏡 115:電荷調節源 116:射束操控器 117:射束 120: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 140:ACC控制器 144:電子偵測器 148:第一四極透鏡 150:晶圓 158:第二四極透鏡 161:電子射束 199:影像處理系統 200:影像獲取器 202:電子源 204:槍孔徑 206:聚光透鏡 208:交越 210:初級電子射束 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:次級電子射束 238:次級電子射束 240:次級電子射束 242:次級光學系統 244:電子偵測裝置 246:偵測子區 248:偵測子區 250:偵測子區 252:副光軸 260:主光軸 270:探測光點 272:探測光點 274:探測光點 910:中心區 920:對準標記 1100:方法 1101:步驟 1102:步驟 1103:步驟 FS:快速掃描方向 IN:強度剖面 SS:緩慢掃描方向 Δt:時間偏移 θ:標稱角度

圖1繪示符合本發明之實施例的例示性電子射束檢測(EBI)系統100。

圖2A為繪示符合本發明之實施例的例示性電子射束工具之示意圖，該電子射束工具可為圖1之例示性EBI系統之部分。

圖2B為繪示符合本發明之實施例的例示性電子射束工具之示意圖，該電子射束工具可為圖1之例示性EBI系統之部分。

圖2C為繪示符合本發明之實施例的例示性多射束電子射束工具之示意圖，該多射束電子射束工具可為圖1之例示性EBI系統之部分。

圖3A繪示根據比較ACC模組之受樣本檢測的俯視圖。

圖3B繪示根據比較ACC模組之強度分佈。

圖3C繪示符合本發明之實施例的受檢測樣本之俯視圖。

圖4A、圖4B及圖4C繪示符合本發明之實施例的ACC模組之掃描操作。

圖5A、圖5B及圖5C繪示符合本發明之實施例的ACC模組之雷射光點移位操作。

圖6繪示符合本發明之實施例的ACC模組之時間偏移掃描操作。

圖7繪示符合本發明之實施例的一系列SEM影像。

圖8繪示符合本發明之實施例的未對準ACC射束之俯視圖。

圖9繪示符合本發明之實施例的電子射束工具的偵測操作之視圖。

圖10A繪示符合本發明之實施例的ACC模組。

圖10B繪示符合本發明之實施例的MEMS鏡面配置。

圖10C繪示符合本發明之實施例的MEMS鏡面配置。

圖11繪示符合本發明之實施例的電荷控制方法。

108:電荷調節器

111:光源

112:MEMS鏡面

113:光學元件

114:透鏡

Claims (15)

1. 一種用於一帶電粒子射束工具之電荷調節器，其包含： 一光源，其經組態以發射一射束； 一射束操控器，其經組態以操控該射束；及 一控制器，其經組態以控制該射束操控器以調整由該射束在一樣本表面上相對於投影於該樣本表面上之一帶電粒子射束形成的一射束光點之一屬性。
2. 如請求項1之電荷調節器，其中該射束操控器包括一MEMS鏡面。
3. 如請求項1之電荷調節器，其中該屬性為該樣本表面上之該射束光點的一位置。
4. 如請求項1之電荷調節器，其中該屬性為該樣本表面上之該射束光點的一形狀。
5. 如請求項1之電荷調節器，其中該控制器經組態以控制該射束操控器以使該射束光點沿著該樣本表面進行掃描。
6. 如請求項5之電荷調節器，其中射束光點掃描方向平行於投影於該樣本表面上之該帶電粒子射束的一帶電粒子射束掃描方向。
7. 如請求項5之電荷調節器，其中按一時間偏移使該射束光點在該帶電粒子射束之前進行掃描。
8. 如請求項1之電荷調節器，其中： 該射束光點包含具有一第一區及一第二區之一強度分佈，該第一區比該第二區具有一更高之強度；且 該控制器經組態以控制該射束操控器以在該帶電粒子射束於該樣本表面之該投影上期間在一帶電粒子射束工具之一視場中將該第二區定位於一所關注區域上方。
9. 如請求項1之電荷調節器，其中該控制器經組態以控制該射束操控器以在該帶電粒子射束於該樣本表面上之該投影期間調整該射束光點之一位置達複數次以平均化該雷射光點之光斑效應。
10. 如請求項1之電荷調節器，其中該控制器經組態以控制該射束操控器以將該射束光點聚光於該樣本表面上。
11. 如請求項10之電荷調節器，其中該經聚光光點之一面積小於將該帶電粒子射束投影於該樣本表面上之一帶電粒子射束工具之一視場的一面積之50%。
12. 如請求項1之電荷調節器，其中該控制器經組態以控制該射束操控器以校正該射束光點與將該帶電粒子射束投影於該樣本表面上之一帶電粒子射束工具之一視場之間的一未對準。
13. 如請求項1之電荷調節器，其進一步包含： 複數個光源，其經組態以發射複數個射束； 一光學元件，其經組態以接收該複數個射束。
14. 一種帶電粒子射束系統，該系統包含： 一帶電粒子射束工具，其經組態以發射一帶電粒子射束以在該帶電粒子射束工具之一視場中曝光一樣本表面之一部分；及 如請求項1之電荷調節器。
15. 一種非暫時性電腦可讀媒體，其儲存一指令集，該指令集可由一帶電粒子射束設備之一或多個處理器執行以使該帶電粒子射束設備執行一方法，該方法包含： 自一光源發射一射束； 用一射束操控器操控該射束以調整由該射束在一樣本表面上相對於投影於該樣本表面上之一帶電粒子射束形成的一射束光點之一屬性。