[發明專利]低劑量帶電粒子量測系統

有效

• 申請號: 201880066006.5
• 申請日: 2018-10-05
• 公開（公告）號: CN111201585B
• 公開（公告）日: 2023-02-10
• 發明（設計）人: 王飛;方偉;劉國獅
• 申請（專利權）人: ASML荷蘭有限公司
• 主分類號: H01J37/22
• 分類號: H01J37/22;H01J37/28
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 董莘

公開了用于進行臨界尺寸量測的系統和方法。帶電粒子束裝置產生用于對第一區域540和第二區域541?547成像的束。獲取對應于第一區域中的第一特征的測量結果，并且獲取對應于第二區域中的第二特征測量結果。第一區域和第二區域位于樣品上的分離位置處。組合的測量結果基于第一特征的測量結果和第二特征的測量結果進行計算。

相關申請的交叉引用

本申請要求2017年10月10日提交的美國申請62/570624的優先權，并且其全部內容通過引用并入本文。

技術領域

本公開總體上涉及帶電粒子束成像領域，并且更具體地，涉及用于帶電粒子量測的系統和方法。

背景技術

帶電粒子束量測系統可以用于一些半導體制造工藝的工藝控制中。例如，臨界尺寸掃描電子顯微鏡(CD SEM)可以用作用于測量在半導體晶片上形成的精細圖案的尺寸的專用系統。為了確定特定的CD SEM是否可以適于控制特定工藝，高準確度和高精確度是必須的。高分辨率SEM工具已被確立為許多先進半導體制造工藝中的直接臨界尺寸測量的標準。

然而，如在SEM工具中使用的高能粒子對晶片表面上的敏感材料(諸如，在光刻圖案化中使用的光致抗蝕劑)的轟擊可能對測量產生負面影響。例如，電子對電子敏感材料的轟擊可能會損壞目標形貌并且引入測量不確定性。在一些技術中，SEM量測的基本精確度應當為例如約0.1nm，以便量化SEM圖像中表示的特征的質量。但是，由電子撞擊引入的測量不確定性可能在過程隨機性的數量級，例如可能為約0.5nm至4nm。因此，損壞引起的不確定性可能大于過程精確度極限。

此外，損壞引起的不確定性可能與圖案有關。也就是說，損傷引起的不確定性的量可能取決于局部圖案的密度和形貌。因此，基于二維經典CD SEM的測量對于某些應用(諸如，臨界光致抗蝕劑測量)可能是不可靠的量測技術。

相關技術系統可以使用具有例如1keV的電子著陸能量的成像條件，以便減少樣品損壞。但是，在電子能量劑量和信噪比(SNR)之間存在折衷關系。例如，降低著陸能量可能產生質量不足的SEM圖像，而無法進行測量。因此，相關技術系統面臨的限制在于，在不對應降低圖像精確度的情況下，不能降低著陸能量。需要本領域中的進一步改進。

發明內容

本公開的實施例提供了用于帶電粒子成像和測量的系統和方法。在一些實施例中，提供了一種帶電粒子系統。帶電粒子系統可以包括被配置成產生帶電粒子束的帶電粒子束裝置。

在一些實施例中，量測系統包括帶電粒子束裝置、控制器和存儲裝置。控制器可以被配置成基于帶電粒子束而獲取樣品的多個圖像，并且將多個圖像存儲在存儲裝置中。控制器還可以被配置成獲取與樣品的第一特征相關聯的第一多個測量結果，獲取與樣品的第二特征相關聯的第二多個測量結果，并且基于第一多個測量結果和第二多個測量結果來計算組合的測量結果，其中第二特征與第一特征位于樣品上的分離位置處。

根據一些實施例，可以實現一種布置，該布置消除了帶電粒子劑量與測量精確度之間的折衷關系。可以提供一種帶電粒子檢測系統，使得其可以實現減少的劑量、高靈活性，并且不會對應地降低精確度和損害樣品。

所公開的實施例的附加目的和優點將在下面的描述中部分地闡述，并且部分地從說明書中將變得明顯，或者可以通過實施例的實踐而獲知。所公開的實施例的目的和優點可以通過權利要求中闡述的要素和組合來實現和獲得。然而，不一定需要本公開的示例性實施例來實現這種示例性目的和優點，并且一些實施例可以不實現任何陳述的目的和優點。

應當理解，前面的一般描述和下面的詳細描述都僅僅是示例性和說明性的，并且不限制所要求保護的公開實施例。

附圖說明

圖1A-圖1D是圖示與本公開的實施例一致的晶片的截面圖的示圖。