电子显微镜中的可变速率扫描制造技术

本发明专利技术涉及电子显微镜中的可变速率扫描，并特别提供一种用于对表面成像的方法，其包括用初始带电粒子束以第一扫描速率扫描所述表面的第一区域，以便从所述第一区域产生第一二次带电粒子束；以及用所述初始带电粒子束以比所述第一扫描速率快的第二扫描速率扫描所述表面的第二区域，以便从所述第二区域产生第二二次带电粒子束。所述方法还包括在设置成产生响应所述束的信号的检测器处接收所述第一二次带电粒子束和所述第二二次带电粒子束；以及响应所述信号形成所述第一区域和所述第二区域的图像。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般涉及表面的成像，尤其涉及由带电粒子束照射的表面的成像。
技术介绍
一种用于对表面成像，特别是对半导体晶片表面成像的标准方法是，在电 子显微镜中用电子束照射所述表面。收集来自所述表面的二次电子，并可以将 其用于形成所述被照射表面的图像。通常，为了对所述晶片的完整表面成像， 横贯所述表面扫描所述电子束，并与所述扫描束方向正交地移动所述表面。在工业设置中，减少用于形成所述图像的时间是有益的。为此，通常将所 述电子束扫描速率和所述表面的移动都设置得尽可能的快。授予Berrian等人的美国专利4,922,106描述了一种离子束扫描系统，这里 将其公开作为参考文献。据称所述系统能够在目标物体上获得选定束电流。授予Proksch等人的美国专利申请2007/0176101描述了在扫描探针设备中 改变扫描速率，这里将其公开作为参考文献。授予Hasegawa等人的美国专利申请2007/0272857描述了一种据称能够允 许用户直观分析诸如检査速度的条件的扫描电子显微镜，这里将其公开作为参 考文献。
技术实现思路
在本专利技术的实施例中，将表面，通常是半导体晶片的表面，在扫描带电粒 子束显微镜中成像。为了将所述表面成像，最初将所述表面上的区域划分成具 有两个或更多个不同的关注级别。这里，假定有两种类型的区域，第一类型具 有高关注级别，而第二类型具有低关注级别。以第一低扫描速率扫描所述高关 注区域，以便产生高分辨率图像，而且以第二较快扫描速率扫描所述低关注区 域，以便产生低分辨率图像。将所述表面描绘成具有高和低关注级别的区域， 并且以不同分辨率成像所述区域，允许不牺牲高关注区域的分辨率而将所述完整表面成像。通常，沿一维线扫描所述带电粒子束，并与所述一维正交地移动所述表面， 以使由所述显微镜执行的所述扫描是以沿所述表面的具有由所述表面的所述 移动确定的方向的柱的锯齿扫描形式。在一个实施例中，所述高关注区域通常 包括多组平行线，诸如在所述表面上的多组导电连接线。可以将所述锯齿扫描 的所述柱排列在与所述多组平行线的方向相同的方向上，以使一个柱包括至少 一个高关注区域和一个或更多个低关注区域。通常，存在由低关注区域分隔或 与之交错相邻的多个高关注区域。当对所述低关注区域的片段成像时将所述一 维扫描速率设置成快速，而当对所述高关注线的片段成像时将其设置成慢速。在替代实施例中，在二维面积之上扫描所述带电粒子束。通常所述扫描是 以在所述面积之上的光栅扫描形式，并且包含成像周期和非成像周期。后者， 在所述光栅扫描情况中，对应于垂直回扫周期。相对于所述面积移动所述表面， 以使在所述成像周期期间对所述表面的第一区域成像而且对所述表面的分隔 第一区域或与所述第一区域交错的第二区域根本不成像。所述第一和第二区域 形成具有由所述表面相对于所述面积的移动限定的方向的柱。通常将所述第一区域设置成高关注区域，通常将所述第二区域设置成低关 注区域。对于具有平行线形式的高关注区域的表面，诸如由诸如绝缘区域的低 关注区域分隔的导线，可以将所述表面定向以使所述移动与所述平行线正交。 可以调整所述二维扫描的参数和所述表面的移动速率以使将所述导线成像而 且对所述绝缘区域根本不成像。仅对所述表面的确定面积成像，而对其它面积不成像，明显降低对所述完 整表面的所需区域进行有效成像需要的时间。从下面的实施例的详细描述，结合附图，将更加充分地理解本专利技术，下面 给出附图的简要描述。附图说明图1是根据本专利技术的实施例的带电粒子束聚焦系统的示意图； 图2是根据本专利技术的实施例的晶片表面的示意图3是根据本专利技术的实施例的用于检査晶片表面的扫描工艺的流程图； 图4示出根据本专利技术的实施例的对应图3的扫描工艺的曲线8图5是根据本专利技术的替代实施例的晶片表面的片段的示意图6是根据本专利技术的替代实施例的带电粒子束聚焦系统的示意图7是根据本专利技术的实施例，在图6的系统的窗口中束斑45沿行的路径 的示意图8是根据本专利技术的实施例的示出用于对晶片成像的方法的示意图。 具体实施例方式现在参考图1，其是根据本专利技术的实施例的带电粒子束聚焦系统10的示 意图。系统10包括带电粒子束照射模块22，作为举例，假定模块22从带电 粒子枪12的开口 44产生单一初始带电粒子束41。然而，不能将本专利技术的范 围限制在单一带电粒子束的产生，从而模块22可设置成产生多个束。而且，不能将本专利技术的范围限制在聚焦特定类型的带电粒子，而是基本包 括全部类型的带电粒子，包括电子和诸如镓或其它金属离子的离子。作为举例， 此后的描述假定所述初始带电粒子束包含电子。模块22包含一个或更多个照明透镜14、束分流器16和物镜(物镜透镜) 18，所述透镜作为聚焦元件。虽然所述一个或更多个透镜14和/或所述束分流 器16也可以整合其它类型操作，诸如静电操作，但是所述透镜14和束分流器 16通常是磁性操作。束41沿行穿过模块22的照射路径42，并沿轴48到达晶片39的表面38, 轴48通常与所述表面正交。图2更加详细地示出晶片39的表面。将晶片39 安装在可动镜台36上，假定镜台36能够与三个正交轴x、 y和z平行地平移 所述晶片，并且假定xy平面是水平的。所述一个或更多个照明透镜14、束分 流器16和物镜18使束41在表面38上形成开口 44的聚焦图像45,此后也称 为束斑45。如图2所示，晶片39包含多个基本相似的裸片49,所述裸片具有 基本一致的轮廓。这里假定所述裸片是具有与所述x和y轴平行的侧边的矩形裸片。束斑45产生反射、二次和/或反向散射电子作为电子的二次带电粒子束 35，该二次带电粒子束35穿过物镜18和束分流器16。来自束斑45的所述二 次束沿行成像路径46，经由成像透镜24到达电子检测器28。电子检测器28， 通常是包含闪烁晶体或粒状闪烁粉末的荧光屏，将电子的二次束35转换成光辐射，所述光辐射由诸如电荷耦合检测器(CCD)阵列的成像器30成像。通 常将检测器28和成像器30组合成一个部件，并且作为所述二次束的成像检测 器31，产生表示所述束电流的信号。替代地，成像检测器31可以包含不转换 成光线而直接检测二次束35的雪崩光电二极管阵列。透镜18和24、束分流 器16和成像检测器31构成系统10的成像模块47。将由成像模块47产生的 信号传送到藕接至存储器33的处理器32。将处理器32藕接到枪12、透镜14、束分流器16、物镜18、成像透镜24 和成像检测器31，以便控制它们的操作和束斑45的聚焦，并且还作为系统IO 的整体控制器。通常，处理器32在x方向上横贯裸片49扫描束斑45，同时所述处理器 还通过平移镜台36在y方向上移动所述晶片。如下面更详细解释的，在对表 面38成像的期间，所述束斑以不同的基本固定的扫描速率在一个x方向上移 动，假定为正x方向。因此，如插图43所示，在成像阶段所述束斑从初始x 值Xi扫描到最终x值xf。轴48与表面38的交点到&和Xf近似等距离。在所 述最终x值处，所述处理器在水平回扫阶段内以高速率使所述束斑返回到其初 始x值。在所述回扫阶段期间，所述处理器将所述照射模块设定成阻止所述束 斑冲击表面38，以使所述水平回扫阶段是非成像阶段。由此，处理器32在所述初始和最终x值之间沿一维线平移束斑本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于对表面成像的方法，其包含：　用初始带电粒子束以第一扫描速率扫描所述表面的第一区域，以便从所述第一区域产生第一二次带电粒子束；　用所述初始带电粒子束以比所述第一扫描速率快的第二扫描速率扫描所述表面的第二区域，以便从所述第二 区域产生第二二次带电粒子束；　在设置成产生响应所述第一二次带电粒子束和所述第二二次带电粒子束的信号的检测器处接收所述第一二次带电粒子束和所述第二二次带电粒子束；以及　形成响应所述信号的所述第一和所述第二区域的图像。

【技术特征摘要】
US 2008-9-24 12/237,3641.一种用于对表面成像的方法，其包含用初始带电粒子束以第一扫描速率扫描所述表面的第一区域，以便从所述第一区域产生第一二次带电粒子束；用所述初始带电粒子束以比所述第一扫描速率快的第二扫描速率扫描所述表面的第二区域，以便从所述第二区域产生第二二次带电粒子束；在设置成产生响应所述第一二次带电粒子束和所述第二二次带电粒子束的信号的检测器处接收所述第一二次带电粒子束和所述第二二次带电粒子束；以及形成响应所述信号的所述第一和所述第二区域的图像。2. 如权利要求1所述的方法，其中所述第一区域和所述第二区域具有公 共边界。3. 如权利要求2所述的方法，其中所述表面包含高关注元件和低关注元 件，所述方法还包含限定所述公共边界以使所述第一区域包含所述高关注元件 和所述低关注元件的一部分。4. 如权利要求1所述的方法，其还包含在扫描所述第一区域和扫描所述 第二区域之前执行所述表面的预扫描，以及响应所述预扫描并在扫描所述第一 区域和扫描所述第二区域之前描绘所述第一区域和所述第二区域。5. 如权利要求1所述的方法，其中形成所述图像包含以比所述第二区域 的所述图像高的分辨率形成所述第一区域的所述图像。6. 如权利要求1所述的方法，其中所述第一区域的所述图像的第一分辨 率与所述第二区域的所述图像的第二分辨率的比值是所述第一扫描速率和所 述第二扫描速率的函数。7. 如权利要求6所述的方法，其中所述函数是所述第二扫描速率与所述 第一扫描速率的比值。8. 如权利要求1所述的方法，其中扫描所述第一区域和扫描所述第二区 域包含以所述第一扫描速率执行所述第一区域的第一片段的第一扫描和以所述 第二扫描速率执行所述第二区域的第二片段的第二扫描；确定响应所述第一扫描的所述第一二次带电粒子束的第一电流；确定响应所述第二扫描的所述第二二次带电粒子束的第二电流； 描绘响应所述第一和第二电流的所述第一区域的第三片段和所述第二区域的第四片段；以及以所述第一扫描速率执行所述第三片段的第三扫描和以所述第二扫描速率执行所述第四片段的第四扫描。9. 一种用于对表面成像的装置，其包含-照射模块，其设置成用初始带电粒子束以第一扫描速率扫描所述表面的第一区域，以便从所述 第一区域产生第一二次带电粒子束，以及用所述初始带电粒子束以比所述第一扫描速率快的第二扫描速率扫描所 述表面的第二区域，以便从所述第二区域产生第二二次带电粒子束；检测器，其设置成接收所述第一二次带电粒子束和所述第二二次带电粒子 束以及产生响应其的信号；以及处理器，其设置成产生响应所述信号的所述第一和所述第二区域的图像。10. 如权利要求9所述的装置，其中所述第一区域和所述第二区域具有公 共边界。11. 如权利要求10所述的装置，其中所述表面包含高关注元件和低关注 元件，且其中所述处理器设置成限定所述公共边界以使所述第一区域包含所述 高关注元件和所述低关注元件的一部分。12. 如权利要求9所述的装置，其中所述照射模块设置成在扫描所述第一 区域和扫描所述第二区域之前执行所述表面的预扫描，以及所述处理器设置成 响应所述预扫描并在所述照射模块扫描所述第一区域和扫描所述第二区域之 前描绘所述第一区域和所述第二区域。13. 如权利要求9所述的装置，其中形成所述图像包含以比所述第二区域 的所述图像高的分辨率形成所述第一区域的所述图像。14. 如权利要求9所述的装置，其中所述第一区域的所述图像的第一分辨 率与所述第二区域的所述图像的第二分辨率的比值是所述第一扫描速率和所 述第二扫描速率的函数。15. 如权利要求14所述的装置，其中所述函数是所述第二扫描速率与所 述第一扫描速率的比值。16. 如权利要求9所述的装置，其中扫描所述第一区域和扫描所述第二区 域包含以所述第一扫描速率执行所述第一区域的第一片段的第一扫描和以所述第二扫描速率执行所述第二区域的第二片段的第二扫描；确定响应所述第一扫描的所述第一二次带电粒子束的第一 电流； 确定响应所述第二扫描的所述第二二次带电粒子束的第二电流； 描绘响应所述第一和第二电流的所述第一区域的第三片段和所述第二区域的第四片段；以及以所述第一扫描速率执行所述第三片段的第三扫描和以所述第二扫描速率执行所述第四片段的第四扫描。17. —种用于对表面成像的方法，其包含用初始带电粒子束以第一扫描速率扫描所述表面的第一区域，以便从所述 第一区域产生各自的第一二次带电粒子束；用所述初始带电粒子束以比所述第一扫描速率快的第二扫描速率扫描所 述表面的第...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿米尔肖汉姆，本齐恩森德，阿朗利特曼，
申请(专利权)人：以色列商应用材料以色列公司，
类型：发明
国别省市：IL[以色列]