阅读说明：本技术 测量形成在非导电区域中的孔的高度轮廓 (Measuring the height profile of a hole formed in a non-conductive area ) 是由 康斯坦丁·奇科 奥里特·哈瓦阿蒙·赫什科维奇 于 2019-06-11 设计创作，主要内容包括：一种用于测量空穴的系统、计算机程序产品和方法。所述方法可以包括：对具有纳米宽度的空穴附近进行充电；获得所述空穴的多个电子图像；其中每个电子图像通过感测超过与所述电子图像相关联的电子能量阈值的电子能量的电子形成；其中与所述多个电子图像中的不同电子图像相关联的电子能量阈值彼此不同；接收或生成高度值与所述电子能量阈值之间的映射；处理所述多个电子图像以提供空穴测量；以及基于所述映射和所述空穴测量而生成所述空穴的三维测量。(A system, computer program product and method for measuring cavitation. The method may include: charging the vicinity of the hole having a nano width; obtaining a plurality of electronic images of the holes; wherein each electronic image is formed by sensing electrons having an electron energy that exceeds an electron energy threshold associated with the electronic image; wherein the electron energy thresholds associated with different ones of the plurality of electronic images are different from one another; receiving or generating a mapping between a height value and the electron energy threshold; processing the plurality of electronic images to provide a hole measurement; and generating a three-dimensional measurement of the hole based on the mapping and the hole measurement.)

测量形成在非导电区域中的孔的高度轮廓

相关申请的交叉引用

本申请要求2018年6月11日提交的美国申请号16/005,278的权益，该申请的全部内容以引用的方式并入本文。

背景技术

集成电路由高度复杂的制造工艺制造。

可以在制造工艺期间并甚至在制造工艺完成之后评估集成电路。

集成电路的评估可以包括检查集成电路、检验集成电路，以及另外地或替代地测量集成电路的结构元件。

高深宽比空穴可以具有作为空穴的深度的一部分(例如，低于25％、低于20％、低于15％、低于10％等)的宽度。

很难对高深宽比空穴进行成像，因为高深宽比空穴的顶部图像仅提供有关空穴的有限信息，诸如在单个高度处的空穴的横截面的不准确的指示。

越来越需要提供一种检查高深宽比空穴的有效方法。

发明内容

可以提供一种用于测量空穴的方法，所述方法可以包括(a)对所述空穴附近进行充电；其中所述空穴具有纳米宽度。(b)通过带电粒子成像器获得所述空穴的多个电子图像。所述多个电子图像中的每个电子图像可以通过感测超过与所述电子图像相关联的电子能量阈值的电子能量的电子形成。与(所述多个电子图像中的)不同电子图像相关联的电子能量阈值彼此不同。(c)接收或生成高度值与所述电子能量阈值之间的映射。(d)处理所述多个电子图像以提供空穴测量。(e)基于所述映射和所述空穴测量而生成所述空穴的三维测量。

可以提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品存储指令，所述指令在由计算机化系统执行时，致使所述计算机化系统执行以下步骤：(a)对空穴附近进行充电，其中所述空穴具有纳米宽度。(b)通过带电粒子成像器获得所述空穴的多个电子图像。所述多个电子图像中的每个电子图像可以通过感测超过与所述电子图像相关联的电子能量阈值的电子能量的电子形成。与(所述多个电子图像中的)不同电子图像相关联的电子能量阈值彼此不同。(c)接收或生成高度值与所述电子能量阈值之间的映射。(d)处理所述多个电子图像以提供空穴测量。(e)基于所述映射和所述空穴测量而生成所述空穴的三维测量。

可以提供一种用于测量空穴的系统，所述系统可以包括：带电粒子成像器，所述带电粒子成像器被配置为：对所述空穴附近进行充电，其中所述空穴具有纳米宽度；获得所述空穴的多个电子图像，其中所述多个电子图像中的每个电子图像通过感测超过与所述电子图像相关联的电子能量阈值的电子能量的电子形成，其中与所述多个电子图像中的不同电子图像相关联的电子能量阈值彼此不同；处理器，所述处理器被配置为：接收或生成高度值与所述电子能量阈值之间的映射；处理所述多个电子图像以提供空穴测量；以及基于所述映射和所述空穴测量而生成所述空穴的三维测量。

附图简述

在本说明书的结论部分中特别指出并明确地要求保护被视为本发明的主题。然而，就步骤的组织和方法来说，本发明及其基板、特征和优点可以在阅读附图时参考以下详述来进行最佳地理解，在附图中：

图1是物体和带电粒子成像器的示例；

图2是物体和带电粒子成像器的示例；

图3是区域和各种图像的示例；

图4是区域和各种图像的示例；以及

图5是方法的示例。

具体实施方式

在以下详述中，阐述众多具体细节，以便提供对本发明的透彻理解。然而，本领域的技术人员应当理解，本发明可以在没有这些具体细节的情况下进行实践。在其它情况下，没有详细地描述所熟知的方法、过程和部件，以免不必要地模糊本发明。

在本说明书中任何对方法的提及都应当加以必要变更以适用于能够执行该方法的系统并适用于存储用于执行该方法的指令的计算机程序产品。

在本说明书中任何对系统的提及都应当加以必要变更以适用于可由该系统执行的方法并适用于存储用于执行该方法的指令的计算机程序产品。

在本说明书中任何对计算机程序产品的提及都应当加以必要变更以适用于在执行存储在该计算机程序产品中的指令时执行的方法并适用于被布置和理解为执行存储在该计算机程序产品中的指令的系统。

计算机程序产品是非暂时性的，并且可以包括用于存储指令的非暂时性介质。计算机程序产品的非限制性示例是存储器芯片、集成电路、磁盘、磁性存储器单元和忆阻器存储器单元。

将相同的附图标记分配给各个部件可以表明这些部件彼此类似。

这里，可以提供一种测量空穴的方法。所述方法可以包括：

a.对空穴附近(至少)进行充电以产生沿着待测量的空穴尺寸指向的电场。该空穴具有纳米宽度。

b.通过带电粒子成像器获得空穴的多个电子图像。多个电子图像中的每个电子图像通过感测超过与电子图像相关联的电子能量阈值的电子能量的电子形成。与多个电子图像的不同电子图像相关联的电子能量阈值彼此不同。

c.接收或生成高度值与电子能量阈值之间的映射。

d.处理多个电子图像以提供空穴测量。

e.基于映射和空穴测量而生成空穴的三维测量。

获得多个图像中的每个电子图像可以包括将能量滤波器设置为先于传感器拒绝具有低于与电子图像相关联的电子能量阈值的电子能量的电子。能量滤波器可以被重新配置为非常快速地与不同电子能量阈值相关联，从而增加系统的吞吐量。

重新设置能量滤波器以产生不同电子能量阈值的电子图像比改变入射在物体上的电子的能量更快速、更准确并更简单。

以下示例涉及物体。物体可以是半导体晶片，或具有纳米宽度的高深宽比空穴的任何其它物体。

图1示出了物体100和带电粒子成像器10。带电粒子成像器10包括台架30、处理器50、存储器单元60、控制器70和电子光学器件。电子光学器件包括束源12、聚光透镜14、第一偏转器16、第二偏转器20、二次电子检测器22、物镜24、能量滤波器21和能量滤波器供应单元23。

台架30被布置成支撑物体100并移动物体。

控制器70可以控制带电粒子成像器10的操作。

处理器50可以从二次电子检测器22所发送的检测信号生成图像。处理器50可以被布置和构造(例如，通过编程)以执行本说明书中所示的任何方法的任何步骤。

短语“被配置为”和短语“被布置和构造为”以可互换的方式使用。

应当注意，处理器50可以位于远程计算机或与带电粒子成像器10不同的任何其它计算机化系统中。

束源12生成初级电子束40。图1示出了初级电子束40被第一偏转器16和第二偏转器20两次偏转，穿过物镜24，并且入射在物体100上。

初级电子束40可以通过任何其它路径。例如，初级电子束40可以偏转一次或多于两次。

能量滤波器21在二次电子检测器22之前，并且由能量滤波器供应单元23馈电。供给能量滤波器21的偏置电压确定由二次电子检测器22获取的图像的电子能量阈值。

当能量滤波器21由不同的偏置电压馈电时，可以获取空穴的多个图像，以确定多个电子能量阈值，从而通过二次电子检测器22获取多个电子图像。每个电子图像与唯一电子能量阈值相关联，并且包括具有不低于唯一电子能量阈值的电子能量的电子。可以从不同的高度拍摄不同的电子图像。

二次电子束31被第二偏转器20朝向二次电子检测器22偏转。

二次电子束31的二次电子可以通过能量滤波器21或可以被能量滤波器21阻挡，这取决于(a)二次电子的能量与(b)由能量滤波器21设定的电子能量阈值之间的关系。

图1示出了二次电子检测器22作为透镜内检测器。透镜内检测器是位于带电粒子成像器的列内的检测器。这仅仅是一个示例。二次电子检测器22可以是位于带电粒子成像器的列外部的透镜外检测器。

应当注意，带电粒子成像器10的电子光学器件可以与图1的电子光学器件不同。例如，二次电子检测器可以是任何透镜外二次电子检测器，所述二次电子检测器可以是任何透镜内二次电子检测器，可以存在任何数量的偏转器，初级电子束(当入射在物体上时)可以垂直于物体或不垂直于物体等。二次电子检测器可以用检测不是二次电子的电子(例如，反向散射电子)的检测器来替代。

图2示出了圆锥形空穴，并且包括：

f.空穴附近的顶视图和空穴110的附近101的横截面图。附近包括上表面111和空穴110。空穴110包括底部114、倾斜侧壁113和上表面112。图3还示出了当能量滤波器供应单元23向能量滤波器21供应多个偏置电压(一次一个偏置电压)V(1)-V(n)121(1)-121(n)时照射的多个(n)高度H(1)-H(n)120(1)-120(n)。

g.空穴附近的包括空穴的第一边缘125(1)的电子图像124(1)。测量空穴的直径126(1)。当偏置电压V(1)121(1)被供应到能量滤波器121时，测量电子图像124(1)。

h.空穴附近的包括空穴的第一边缘125(n)的电子图像124(n)。测量空穴的直径126(n)。当偏置电压V(n)121(n)被供应到能量滤波器121时，测量电子图像124(n)。

图3示出了椭圆形空穴以及沟槽的一部分的电子图像。

图3包括：

i.空穴附近的包括空穴的第一边缘125(1)的电子图像124(1)。所述空穴是椭圆形的。测量椭圆的两个轴线126’(1)和127’(1)。当偏置电压V(1)121(1)被供应到能量滤波器21时，测量电子图像124’(1)。

j.空穴附近的包括空穴的第一边缘125’(n)的电子图像124’(n)。所述空穴是椭圆形的。测量椭圆的两个轴线126’(1)和127’(1)。当偏置电压V(n)121(n)被供应到能量滤波器21时，测量电子图像124’(n)。

k.空穴附近的包括空穴的第一边缘125”(1)的电子图像124”(1)。所述空穴是沟槽。测量所述沟槽的宽度126”(1)。当偏置电压V(1)121(1)被供应到能量滤波器21时，测量电子图像124”(1)。

l.空穴附近的包括空穴的第一边缘125”(1)的电子图像124”(n)。所述空穴是沟槽。测量所述沟槽的宽度126”(1)。当偏置电压V(n)121(n)被供应到能量滤波器21时，测量电子图像124”(n)。

图4示出了以下示例：

m.某个空穴的临界尺寸CD(1)-CD(n)与偏置电压V(1)-V(n)之间的关系(131)。

n.高度H(1)-H(n)与偏置电压V(1)-V(n)之间的关系(132)。这种关系是高度值与电子能量阈值之间的映射的示例。

o.某个空穴的临界尺寸CD(1)-CD(n)与高度H(1)-H(n)之间的关系(133)。

可以获得并计算任何其它关系。

图5示出了方法300的示例。

方法300可以包括一系列步骤310、320、330和340。

步骤310可以包括对空穴附近进行充电。所述空穴具有纳米宽度。空穴可以具有任何深宽比。例如，空穴可以具有可超过十的高深宽比。

空穴附近可以跨越可与空穴的顶部具有相同的尺寸的区域，或跨越更大的区域。

充电可以包括用散焦的带电粒子束照射空穴及空穴附近，或在方法300的进一步步骤期间使用用于照射空穴的更大的束照射空穴及空穴附近。可以应用任何其它充电方法。

步骤310可以包括通过用具有提供大于1的SE场的能量(约1keV)的电子束扫描浸没在强提取场(约5kV/mm)中的相对大的(约100微米)视场(FOV)来对物体的表面进行正充电。在该辐照下，正电位上升，直到达到稳态值为止，所述稳态值与FOV宽度和提取场强度的乘积成比例。如果在空穴特征的顶部产生正静电电位并且空穴底部具有不同电位(例如，接地)，那么可以沿着z轴产生均匀或准均匀的静电场。这种场的存在可以在沿着SE发射表面的高度上产生静电位V的分布，电位值与z坐标成比例。由于电位对高度V(z)的这种功能依赖性，到达检测器的SE的能量对其原点具有类似的依赖性。

步骤320可以包括通过带电粒子成像器获得空穴的多个电子图像。

多个电子图像中的每个电子图像通过感测超过与电子图像相关联的电子能量阈值的电子能量的电子形成。

与多个电子图像的不同电子图像相关联的电子能量阈值彼此不同。

较低电子能量阈值可以与从中发射较低能量的二次电子的较高高度的图像相关联。

步骤320可以包括针对每个电子图像将能量滤波器设置为先于传感器拒绝具有低于与电子图像相关联的电子能量阈值的电子能量的电子。

步骤330可以包括处理多个电子图像以提供空穴测量。

该处理可以包括在每个电子图像中找到空穴的一个或多个边缘并测量所述一个或多个边缘的一个或多个尺寸。

当空穴具有圆锥形形状(或没有不面向空穴的顶部的负斜率部分的其它形状)时，较低能量的电子指示图像的边缘。

圆形空穴的临界尺寸可以是圆形空穴的半径或直径。椭圆形空穴的临界尺寸可以是椭圆形空穴的轴线。

当空穴是沟槽时，临界尺寸就可以是沟槽的宽度、边缘变化等。空穴的边缘可以是刚性的，并且步骤330可以包括将边缘近似为更平滑的形状，并且然后测量更平滑的形状。

步骤330可以包括执行任何已知的计量过程以评估空穴的一个或多个尺寸。

方法300还可以包括接收或生成高度值与电子能量阈值之间的映射的步骤340。该映射将电子能量阈值映射到高度。可以基于其中测量已知形状的参考空穴的校准工艺而基于模拟、评估来确定映射。

校准工艺可以包括使用不同电子能量阈值来获取参考空穴的电子图像、以及将图像与已知形状进行比较。可以在校准工艺之前知道空穴的形状或在校准工艺之后评估空穴的形状，例如通过横截空穴并测量空穴在不同高度处的横截面并使测量与图像匹配。

在步骤330和340之后可以是基于映射和空穴测量而生成空穴的三维测量的步骤350。

三维测量可以包括空穴在不同高度处的横截面的尺寸。

步骤350可以包括使用映射将电子能量阈值与步骤330的测量之间的关联转换为高度与步骤330的测量之间的关联。

三维测量可以提供空穴的三维轮廓或空穴的至少部分三维轮廓。

应当注意，方法300可以应用于多个空穴，并且步骤310可以包括对包括多个空穴的区域充电，并且可以在多个空穴上执行步骤320、330和350(并行、以相继的方式等)。

在前述说明中，已经参考本发明的实施方式的特定示例来描述了本发明。然而，应当清楚，在不脱离如权利要求书中阐述的本发明的更广泛的精神和范围的情况下，可以在其中做出各种修改和改变。

此外，本说明书和权利要求书中的术语“前部”、“后部”、“顶部”、“底部”、“在……上方”，“在……下方”等(若有的话)用于描述性目的而不一定用于描述永久相对位置。应当理解，如此使用的术语在适当情况下可互换，使得本文所述的本发明的实施方式例如能够以除了本文所示或另外描述的那些之外的其它取向进行步骤。

本文讨论的连接可以是适于从或向相应节点、单元或装置传输(例如经由中间装置)信号的任何类型的连接。因此，除非暗示或另有说明，否则连接可以是例如直接连接或间接连接。可以参考单个连接、多个连接、单向连接或双向连接来示出或描述连接。然而，不同的实施方式可以改变连接的实现方式。例如，可以使用单独的单向连接而不是双向连接，反之亦然。而且，多个连接可以用串行地或以时间复用的方式传送多个信号的单个连接替代。同样，承载多个信号的单个连接可以被分离成承载这些信号的子集的各种不同的连接。因此，存在许多用于传送信号的选项。

尽管在实施方式中已经描述特定的导电类型或电位极性，但是应当理解，可以颠倒导电类型和电位极性。

本领域的技术人员将认识到，在逻辑框之间的边界仅是说明性的，并且替代实施方式可以将逻辑框或电路元件合并，或对各种逻辑框或电路元件进行功能的交替分解。因此，应当理解，本文中描绘的架构仅是示例性的，并且实际上可以实现许多实现相同功能的其它架构。

实现相同功能的部件的任何布置被有效地“关联”，使得实现所期望的功能。因此，本文中组合以实现特定功能的任何两个部件都可以被视为彼此“关联”，使得实现所期望的功能，不管架构或中间部件如何。同样，如此关联的任何两个部件也可以被视为彼此“可操作地连接”或“可操作地耦接”以实现所期望的功能。

此外，本领域的技术人员将认识到，在上述步骤之间的界限仅是说明性的。多个步骤可以组合成单个步骤，单个步骤可以分布在附加步骤中，并且步骤可以至少部分地时间上重叠地执行。此外，替代实施方式可以包括特定步骤的多个示例，并且在各种其它实施方式中，步骤次序可以更改。

同样，例如，在一个实施方式中，所示出的示例可以被实现为位于单个集成电路上或同一装置内的电路。或者，示例可以被实现为以合适的方式彼此互连的任何数目的单独集成电路或单独装置。

然而，其它修改、变化和替代也是可能的。本说明书和附图因此被视为是说明性的，而非具有限制性意义。

在权利要求中，置于括号之间的任何附图标记都不应当被解释为限制权利要求。字词“包括”不排除权利要求中列出的那些之外的其它要素或步骤的存在。此外，如本文所用的术语“一个”或“一种”被限定为一个或多于一个。另外，在权利要求中使用诸如“至少一个”和“一个或多个”的介绍性短语不应当被解释为暗示由不定冠词“一个”或“一种”引入另一个权利要求要素将包含此类引入的权利要求要素的任何特定权利要求限制为仅包含一个此类要素的发明，即使相同权利要求包括介绍性短语“一个或多个”或“至少一个”和不定冠词(诸如“一个”或“一种”)也是如此。对于定冠词的使用也是如此。除非另有说明，否则诸如“第一”和“第二”的术语用于任意地区分此类术语所描述的要素。因此，这些术语不一定旨在指示此类要素的时间或其它优先次序。某些措施在互不相同的权利要求中进行陈述这一事实并不表示无法有利地使用这些措施的组合。

虽然本文示出和描述了本发明的某些特征，但是本领域的普通技术人员现将想到许多修改、替换、改变和等同物。因此，应当理解，所附权利要求书旨在覆盖落入本发明的真实精神内的所有此类修改和改变。