通过反向散射粒子对掩埋特征的检测制造技术

本文中公开了用于使用反向散射粒子检测掩埋特征的设备(100)和方法。在一个示例中，该设备包括：带电粒子的源；平台(30)；被配置为将带电粒子的射束引导到平台上支撑的样本(9)的光学器件(16)；被配置为检测来自样本的射束中的带电粒子的反向散射粒子的信号检测器(5010)；其中信号检测器具有角分辨率。在一个实例中，该方法包括：从样本的区域获得反向散射粒子的图像；基于图像来确定掩埋特征的存在或位置。

Detection of buried features by backscattering particles

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】通过反向散射粒子对掩埋特征的检测相关申请的交叉引用本申请要求于2017年9月26日提交的美国申请62/563,601的优先权，其全部内容通过引用并入本文。
本公开涉及用于检查(例如，观察、测量和成像)在诸如集成电路(IC)制造的器件制造过程中使用的诸如晶片和掩模的样本的方法和设备。
技术介绍
器件制造过程可以包括将期望的图案施加到衬底上。备选地称为掩模或掩模版的图案化装置可以用于生成期望的图案。该图案可以被转印到衬底(例如，硅晶片)上的目标部分(例如，包括一个或多个管芯的一部分)上。图案的转印通常经由成像到衬底上提供的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上。单个衬底可以包含被连续图案化的相邻目标部分的网络。光刻设备可以用于该转印。一个类型的光刻设备被称为步进器，其中通过一次将整个图案曝光到目标部分上来照射每个目标部分。另一类型的光刻设备被称为扫描仪，其中通过在给定方向上通过辐射束扫描图案、同时平行于或反平行于该方向扫描衬底来照射每个目标部分。通过将图案压印到衬底上，也可以将图案从图案化装置转印到衬底。为了监测器件制造过程的一个或多个步骤(例如，曝光、抗蚀剂处理、蚀刻、显影、烘烤等)，可以检查诸如通过器件制造过程或本文使用的图案化装置被图案化的衬底的样本，其中可以测量样本的一个或多个参数。一个或多个参数可以包括例如边缘位置误差(EPE)，边缘位置误差是衬底或图案化装置上的图案的边缘与图案的预期设计的对应边缘之间的距离。检查还会发现图案缺陷(例如，连接失败或分离失败)和不期望的粒子。检查在器件制造过程中使用的衬底和图案化装置可以帮助改进产量。从检查中获得的信息可以用于标识缺陷或调整器件制造过程。
技术实现思路
本文中公开了一种设备，包括：带电粒子的源；平台；被配置为将带电粒子的射束引导到平台上支撑的样本的光学器件；被配置为检测来自样本的射束中的带电粒子的反向散射粒子的信号检测器；其中信号检测器具有角分辨率。根据一个实施例，信号检测器围绕设备的主射束轴被定位。根据一个实施例，信号检测器被配置为检测反向散射电子。根据一个实施例，信号检测器包括第一检测器部件和第二检测器部件，其中第一检测器部件和第二检测器部件被配置为检测与射束的轴成不同角度的反向散射粒子。根据一个实施例，第一检测器部件和第二检测器部件呈环形形状并且同轴地被定位。根据一个实施例，信号检测器具有允许射束到达样本的孔。本文中公开了一种方法，包括：从来自样本的区域的带电粒子束中获得反向散射粒子的图像；基于图像来确定掩埋特征的存在或位置。根据一个实施例，该方法进一步包括：从样本上的结构的设计中标识区域。根据一个实施例，掩埋特征是掩埋空隙。根据一个实施例，掩埋空隙在连接两个电子部件的通孔中，两个电子部件在样本的表面下处于不同的深度处。根据一个实施例，确定掩埋特征的存在或位置包括将图像与参考图像进行比较。根据一个实施例，参考图像从区域、从包括该区域的同一管芯、从样本的另一区域或从不同的样本获得。根据一个实施例，图像和参考图像利用来自射束的不同角度的反向散射粒子形成。根据一个实施例，参考图像根据区域中的结构的设计或形成结构的过程条件来进行模拟。根据一个实施例，将图像与参考图像进行比较包括将图像和参考图像对准并且减去对应的像素。根据一个实施例，确定掩埋特征的存在或位置包括将图像输入到机器学习模型中，机器学习模型输出掩埋特征的存在或位置。根据一个实施例，确定掩埋特征的存在或位置包括处理图像并且基于处理结果。根据一个实施例，处理图像包括检测图像中的边缘。根据一个实施例，处理图像包括获得图像的截面并且获得截面的导数。本文中公开了一种计算机程序产品，计算机程序产品包括其上记录有指令的非暂时性计算机可读介质，指令在由计算机执行时实现上述任何方法。附图说明图1示意性地示出了可以执行带电粒子束检查的设备。图2A示意性地示出了次级电子的产生。图2B示意性地示出了反向散射电子的产生作为反向散射粒子的示例。图3A示意性地示出了将处于样本表面下方不同深度处的两个电子部件连接的通孔的截面图。图3B示意性地示出了将处于样本表面下方不同深度处的两个电子部件连接的另一通孔的截面图。图4示意性地示出了根据从入射带电粒子束的轴的角度θ(以度为单位)的来自具有掩埋空隙的通孔的反向散射粒子的每立体角的径向密度I(以任意单位)、以及根据θ的来自不具有掩埋空隙的通孔的反向散射粒子的I。图5A示意性地示出了根据实施例的图1的设备的一部分。图5B示意性地示出了图5A的信号检测器的截面图和俯视图。图6示意性地示出了根据实施例的用于带电粒子束检查的方法的流程图。图7示意性地示出了根据实施例的用于确定掩埋特征的存在或位置的若干可能方式的流程图。图8示出了图7的步骤中的比较的示例。图9和图10各自示出了使用模型来处理反向散射粒子的图像的示例。具体实施方式存在用于检查样本(例如，衬底和图案化装置)的多种技术。一种检查技术是光学检查，其中将光束引导到衬底或图案化装置，并记录表示光束和样本的相互作用(例如，散射、反射、衍射)的信号。另一种检查技术是带电粒子束检查，其中将带电粒子(例如，电子)束引导到样本，并记录表示带电粒子与样本之间的相互作用(例如，次级发射和反向散射发射)的信号。图1示意性地示出了可以执行带电粒子束检查的设备100。设备100可以包括被配置为生成和控制带电粒子束的部件，诸如可以在自由空间中产生带电粒子的源10、射束提取电极11、聚束透镜12、射束消隐偏转器13、孔14、扫描偏转器15和物镜16。设备100可以包括被配置为检测表示带电粒子束和样本的相互作用的信号的部件，诸如E×B带电粒子迂回装置17、信号检测器21。设备100还可以包括被配置为处理信号或控制其他部件的部件，诸如处理器。在检查过程的示例中，带电粒子束18被引导到样本9(例如，晶片或掩模)，样本9被定位在平台30上。表示射束18与样本9的相互作用的信号20由E×B带电粒子迂回装置17引导至信号检测器21。处理器可以使得平台30移动或使得射束18扫描。由于在带电粒子束检查中使用的带电粒子的波长比在光学检查中使用的光的波长更短，带电粒子束检查可以具有比光学检查更高的分辨率。由于衬底和图案化装置上的图案的尺寸随着器件制造过程的发展而变得越来越小，带电粒子束检查变得越来越广泛。信号20可以是次级粒子(例如，次级电子(“SE”)、俄歇电子、X射线或阴极发光)、反向散射粒子(例如，反向散射电子(“BSE”))。次级粒子是由于次级发射而从样本9发射的粒子。次级粒子之所以称为“次级”，是因为它们通过诸如此处的带电粒子束中的带电粒子的其他粒子(“初级粒子”)的轰击而生成。初级粒子不限于带电粒子，还可以是光子或中子。在一个示例中，当带点粒子束撞击样本9时，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种设备，包括：/n带电粒子的源；/n平台；/n光学器件，被配置为将所述带电粒子的射束引导到所述平台上支撑的样本；/n信号检测器，被配置为检测来自所述样本的所述射束中的所述带电粒子的反向散射粒子；/n其中所述信号检测器具有角分辨率。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170926 US 62/563,6011.一种设备，包括：
带电粒子的源；
平台；
光学器件，被配置为将所述带电粒子的射束引导到所述平台上支撑的样本；
信号检测器，被配置为检测来自所述样本的所述射束中的所述带电粒子的反向散射粒子；
其中所述信号检测器具有角分辨率。


2.根据权利要求1所述的设备，其中所述信号检测器围绕所述设备的主射束轴被定位。


3.根据权利要求1所述的设备，其中所述信号检测器被配置为检测反向散射电子。


4.根据权利要求1所述的设备，其中所述信号检测器包括第一检测器部件和第二检测器部件，其中所述第一检测器部件和所述第二检测器部件被配置为检测与所述射束的轴成不同角度的反向散射粒子。


5.根据权利要求4所述的设备，其中所述第一检测器部件和所述第二检测器部件呈环形形状并且同轴地被定位。


6.根据权利要求1所述的设备，其中所述信号检测器具有允许所述射束到达所述样本的孔。


7.一种方法，包括：
从来自样本的区域的带电粒子的射束中获得反向散射粒子的图像，所述图像利用来自所述射束的不同角度的反向散射粒子形成；
基于所述图像来确定掩埋特征的存在或位置。


8....

【专利技术属性】
技术研发人员：汪苏，林嘉文，陈仲玮，叶苍浚，
申请(专利权)人：ASML荷兰有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL