[發(fā)明專利]掃描電子顯微鏡及用于重疊監(jiān)控的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201980087564.4
• 申請日: 2019-12-20
• 公開（公告）號: CN113614875A
• 公開（公告）日: 2021-11-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: I·阿蘇林;E·懷茲;E·Y·威內(nèi)格拉德;M·拉皮德;B·羅森斯瓦格
• 申請（專利權(quán)）人: 應(yīng)用材料以色列公司
• 主分類號: H01J37/28
• 分類號: H01J37/28;H01J37/244
• 代理公司: 上海專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 31100
• 代理人: 史起源;侯穎媖

掃描電子顯微鏡和用于評估樣品的方法，所述方法可包括以下步驟：(a)用初級電子束照射樣品，(b)將從所述樣品發(fā)射并在第一閃爍體上方傳播的次級電子往所述第一閃爍體的上部引導(dǎo)，其中所述第一閃爍體和所述第二閃爍體位于所述樣品和所述列的一列電極之間；其中所述第一閃爍體位于所述第二閃爍體的上方；(c)通過所述第一閃爍體檢測所述次級電子；(d)將從所述樣品發(fā)射的背散射電子往所述第二閃爍體的下部引導(dǎo)；以及(e)通過所述第二閃爍體檢測所述背散射電子。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請要求在2019年1月8日提交的美國專利臨時申請第62/789,688號的優(yōu)先權(quán)，出于所有的目的，其內(nèi)容通過引用其整體而并入本文。

背景技術(shù)

通過高度復(fù)雜且昂貴的制造工藝來制造諸如半導(dǎo)體晶片之類的各種樣品。

重疊誤差(overlay error)可能會極大地降低制造工藝的良率，并且可能導(dǎo)致許多對象被認(rèn)為是有缺陷的。

日益需要提供一種系統(tǒng)和方法，其可以是具有成本效益的并且能產(chǎn)生重疊圖像(overlay image)。

發(fā)明內(nèi)容

可提供一種掃描電子顯微鏡(SEM)，其可包括：列(column)，所述列可經(jīng)配置以用初級電子束(primary electron beam)照射樣品；列電極；第一閃爍體；第二閃爍體，所述第二閃爍體可位于所述第一閃爍體下方；高功率供應(yīng)系統(tǒng)(high power supply system)；其中所述第一閃爍體和所述第二閃爍體可位于所述列電極和所述樣品之間；其中所述高功率供應(yīng)系統(tǒng)可經(jīng)配置以使所述樣品、所述列電極、所述第一閃爍體和所述第二閃爍體偏壓(bias)；其中所述第一閃爍體可經(jīng)配置以檢測(detect)從所述樣品發(fā)射、在所述第一閃爍體上方傳播并且朝向朝向所述第一閃爍體返回的次電子；并且其中所述第二閃爍體可經(jīng)配置以檢測從所述樣品發(fā)射的背散射電子。

所述第一閃爍體可經(jīng)配置以響應(yīng)于對所述次級電子的所述檢測而發(fā)射第一顏色的光；以及其中所述第二閃爍體可經(jīng)配置以響應(yīng)于對所述背散射電子的所述檢測而發(fā)射與所述第一顏色不同的第二顏色的光。

掃描電子顯微鏡可包括光檢測器，所述光檢測器可經(jīng)由單個光導(dǎo)耦接至第一閃爍體和第二閃爍體。

掃描電子顯微鏡可包括第一光檢測器和第二光檢測器，所述第一光檢測器可經(jīng)由第一光導(dǎo)耦接到第一閃爍體，所述第二光檢測器可經(jīng)由第二光導(dǎo)耦接到第二閃爍體。

掃描電子顯微鏡可包括至少一個光檢測器、至少一個光導(dǎo)以及圖像處理器，所述至少一個光導(dǎo)可耦接在所述第一閃爍體、所述第二閃爍體和所述至少一個光檢測器之間，所述圖像處理器可耦接到所述至少一個光檢測器。

圖像處理器可經(jīng)配置以基于由至少一個光檢測器所產(chǎn)生的信號來產(chǎn)生重疊圖像(overlay image)。

所述第一閃爍體可包括第一孔，其中所述第二閃爍體可包括第二孔；其中所述列經(jīng)配置以引導(dǎo)所述初級電子束穿過所述第一孔并且穿過所述第二孔；其中所述第一閃爍體經(jīng)配置以檢測穿過所述第一孔并且穿過所述第二孔的所述次級電子。

所述高功率供應(yīng)系統(tǒng)可經(jīng)配置以使所述樣品正偏壓，使所述第一閃爍體和所述第二閃爍體相對于所述樣品正偏壓，且使所述列電極相對于所述第一閃爍體和所述第二閃爍體負(fù)偏壓。

所述高功率供應(yīng)系統(tǒng)可經(jīng)配置以使所述樣品正偏壓超過五千(或一萬)伏特的電壓，以使所述第一閃爍體和所述第二閃爍體偏壓超過一萬(或一萬五千)伏特的電壓。

列電極與第一閃爍體之間的距離可以是毫米級(millimetric scale)(在半毫米和20毫米之間，例如在2到3毫米之間)，且其中第二閃爍體與樣品之間的距離可以是毫米級。