带电粒子系统中的高级电荷控制器模块的光束操纵技术方案

提供了一种用于在电子束系统中的不同平面中操纵高级电荷控制器模块(560)的光束的系统和方法。该系统的一些实施例包括透镜系统，该透镜系统被配置为在切平面和矢状平面中操纵光束，使得束斑以高光能投射到晶片上。该系统的一些实施例包括透镜系统，该透镜系统包括至少两个柱面透镜(510，512)。512)。512)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】带电粒子系统中的高级电荷控制器模块的光束操纵
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2019年8月8日提交的美国申请62/884,631的优先权，该申请的全部内容通过引用并入本文。


[0003]本公开总体上涉及提供用于控制带电粒子束系统的样品表面上的电荷的光束的领域。

技术介绍

[0004]在集成电路(IC)的制造过程中，检查未完成或已完成的电路组件以确保它们是根据设计制造的并且没有缺陷。使用光学显微镜的检查系统通常具有低至几百纳米的分辨率；并且分辨率受光波长的限制。随着IC组件的物理尺寸不断减小到100纳米以下甚至10纳米以下，需要能够比使用光学显微镜的检查系统具有更高分辨率的检查系统。
[0005]分辨率能够低至小于纳米的带电粒子(例如，电子)束显微镜(诸如扫描电子显微镜(SEM)或透射电子显微镜(TEM))用作检查特征尺寸小于100纳米的IC组件的实用工具。使用SEM，单个初级电子束的电子或多个初级电子束的电子可以聚焦在被检查晶片的感兴趣位置处。初级电子与晶片相互作用并且可能被反向散射或可能导致晶片发射二次电子。包括反向散射射电子和二次电子的电子束的强度可以基于晶片的内部和外部结构的性质而变化，并且从而可以指示晶片是否有缺陷。

技术实现思路

[0006]根据本公开的实施例包括用于在电子束系统中操纵光束的系统和方法。该系统包括电子束工具。该系统还包括高级电荷控制器(ACC)模块，该ACC模块包括用于发射光束的光束源、和透镜系统。透镜系统被配置为将光束引导到电子束工具下方的晶片上的指定位置，并且通过操纵光束在切平面中的扇形角和光束在矢状平面中的扇形角来对光束在晶片上的投射点进行整形。
[0007]该方法包括从ACC模块的光束源发射光束；使用ACC的透镜系统将光束引导到电子束工具下方的晶片上的指定位置；使用透镜系统通过操纵光束在切平面中的扇形角和光束在矢状平面中的扇形角来对光束在晶片上的投射点进行整形。
[0008]所公开的实施例的其他目的和优点将部分地在以下描述中阐述，并且部分将从描述中变得很清楚，或者可以通过实施例的实践而获知。所公开的实施例的目的和优点可以通过权利要求中阐述的要素和组合来实现和获取。
[0009]应当理解，前面的一般描述和下面的详细描述都只是示例性和解释性的，而不是对所要求保护的公开实施例的限制。
附图说明
[0010]图1示出了根据本公开的实施例的示例性电子束检查(EBI)系统100。
[0011]图2A是示出根据本公开的实施例的可以是图1的示例性EBI系统的一部分的示例性电子束工具的示意图。
[0012]图2B是示出根据本公开的实施例的可以是图1的示例性EBI系统的一部分的示例性电子束工具的示意图。
[0013]图3A是根据本公开的实施例的电子束系统的侧视图。
[0014]图3B是根据本公开的实施例的图3A的电子束系统的俯视图。
[0015]图3C是根据本公开的实施例的从ACC模块发射的光束的俯视图/侧视图。
[0016]图3D是根据本公开的实施例的从ACC模块发射的光束在Y
‑
X平面中的视图。
[0017]图3E是根据本公开的实施例的从ACC模块发射的光束的俯视图。
[0018]图4A和图4B示出了常规ACC模块的配置。
[0019]图5A是根据本公开的实施例的示例性ACC模块配置在切(Y
‑
Z)平面中的视图。
[0020]图5B是根据本公开的实施例的示例性ACC模块配置在矢状(X
‑
Z)平面中的视图。
[0021]图6A示出了根据本公开的实施例的从ACC模块发射的光束的截面。
[0022]图6B示出了根据本公开的实施例的在穿过ACC模块的透镜系统之后从ACC模块发射的光束的截面。
[0023]图6C示出了根据本公开的实施例的投射在晶片上的从ACC模块发射的光束的截面。
[0024]图7是根据本公开的实施例的用于在电子束系统中操纵光束的过程的示例性流程图。
具体实施方式
[0025]现在将详细参考示例性实施例，其示例在附图中示出。以下描述参考附图，其中不同附图中相同的数字表示相同或相似的元素，除非另有说明。在示例性实施例的以下描述中阐述的实现并不代表与本专利技术一致的所有实现。相反，它们仅仅是与如所附权利要求中所述的本专利技术相关的方面一致的装置和方法的示例。
[0026]电子器件由形成在称为衬底的一块硅上的电路构成。很多电路可以一起形成在同一块硅上，并且称为集成电路或IC。这些电路的尺寸已经显著减小，因此更多电路可以安装在衬底上。例如，智能手机中的IC芯片可以像拇指一样小，但可能包括超过20亿个晶体管，每个晶体管的尺寸不到人类头发大小的1/1000。
[0027]制造这些极小的IC是一个复杂、耗时且昂贵的过程，通常涉及数百个个体步骤。即使是一个步骤中的错误也有可能导致成品IC出现缺陷，使其无用。因此，制造工艺的一个目标是避免这样的缺陷，以最大化在工艺中制造的功能IC的数目，即提高工艺的整体产率。
[0028]在半导体加工的各个阶段可能会生成缺陷。由于上述原因，尽早准确且高效地发现缺陷很重要。带电粒子(例如，电子)束显微镜(诸如扫描电子显微镜(SEM))是用于检查半导体晶片表面以检测缺陷的有用工具。在操作过程中，带电粒子束显微镜在保持在晶片支架上的半导体晶片上扫描一次带电粒子束，诸如电子束(e
‑
beam)，并且通过检测从晶片表面反射的二次带电粒子束来生成晶片表面的图像。当带电粒子束扫描晶片时，由于光束电
流过大，会在晶片上积累电荷，从而影响成像质量。为了调节晶片上的累积电荷，采用先进电荷控制器(ACC)模块照射晶片上的光束，诸如激光束，以控制因诸如光电导、光电或热效应等效应而产生的累积电荷。因此，提高ACC模块的性能以有效控制累积电荷非常重要。
[0029]然而，ACC模块受到SEM的限制。例如，由于电子束(e
‑
beam)柱组件与保持半导体晶片的晶片支架之间的工作距离较小并且空间有限，来自ACC模块的光束通常以较小角度投射到晶片上。由于较小角度，来自ACC模块的光束的基本圆形截面投射到具有基本椭圆形截面的晶片上，并且由于电子束柱组件与晶片支架之间的空间有限，减少了落在晶片的目标像素上的光束数量。落在晶片上的光束数量的减少导致ACC模块的效率降低。由于较小角度，从ACC模块发射的光束的形状可以被操纵以适合电子束柱组件与晶片支架之间的较小空间(例如，图2B的组件132与晶片150之间的空间)。
[0030]由于有限的间距，常规ACC模块存在若干折衷。例如，常规ACC模块可以使用具有较小工作距离的透镜(例如，图4A所示的光束源450与透镜410之间的距离)，这可以使得更多光能投射到晶片上但以更高放大倍率。虽然更高放大倍率会导致晶片上的光束尺寸更大，但也会导致晶片上的电荷密度本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种电子束系统，所述系统包括：电子束工具；以及高级电荷控制器(ACC)模块，包括：激光源，被配置为发射光束，以及透镜系统，被配置为通过操纵发射光束在切平面中的扇形角和所述光束在矢状平面中的扇形角来对所述发射光束进行整形，以照射所述电子束工具下方的晶片上的区域。2.根据权利要求1所述的系统，其中所述光束能够包括多个光束。3.根据权利要求1所述的系统，其中所述透镜系统相对于所述晶片以30度或更小的角度定位。4.根据权利要求1所述的系统，其中所述透镜系统被配置为投射所述光束，使得所述光束的光锥角小于20度。5.根据权利要求1所述的系统，其中所述透镜系统包括第一透镜和第二透镜。6.根据权利要求5所述的系统，其中所述第一透镜被配置为操纵所述发射光束在所述切平面中的所述扇形角，并且所述第二透镜被配置为操纵所述发射光束在所述矢状平面中的所述扇形角。7.根据权利要求6所述的系统，其中所述第一透镜与所述激光源之间的距离小于所述第二透镜与所述激光源之间的距离。8.根据权利要求7所述的系统，其中所述第一透镜...

【专利技术属性】
技术研发人员：张剑，叶宁，康志文，王義向，
申请(专利权)人：ASML荷兰有限公司，
类型：发明
国别省市：