監(jiān)測(cè)掃描電子顯微鏡的電子束狀態(tài)的方法和裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明實(shí)施例公開了一種監(jiān)測(cè)掃描電子顯微鏡（SEM）的電子束狀態(tài)的方法和裝置。SEM包括電子槍和電磁透鏡系統(tǒng)。電子槍發(fā)出的電子束作為電磁透鏡系統(tǒng)的輸入電子束，經(jīng)過電磁透鏡系統(tǒng)后作為輸出電子束入射到樣品表面，電磁透鏡系統(tǒng)以一組工作參數(shù)來表示電磁透鏡系統(tǒng)對(duì)輸入電子束的調(diào)整操作。監(jiān)測(cè)方法包括：第一獲取步驟，用于獲取輸入電子束的質(zhì)量參數(shù)；第二獲取步驟，用于獲取電磁透鏡系統(tǒng)當(dāng)前的一組工作參數(shù)；計(jì)算步驟，用于根據(jù)輸入電子束的質(zhì)量參數(shù)與當(dāng)前的一組工作參數(shù)中的一個(gè)或多個(gè)工作參數(shù)，計(jì)算輸出電子束的質(zhì)量參數(shù)；確定步驟，用于基于輸出電子束的質(zhì)量參數(shù)，確定是否要對(duì)SEM進(jìn)行校準(zhǔn)。本發(fā)明實(shí)施例可以實(shí)現(xiàn)對(duì)SEM的電子束狀態(tài)的在線監(jiān)控。
【專利說明】監(jiān)測(cè)掃描電子顯微鏡的電子束狀態(tài)的方法和裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及掃描電子顯微鏡(Scanning Electron Microscope, SEM),尤其涉及監(jiān)測(cè)SEM的電子束狀態(tài)的方法和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]SEM具有制樣簡(jiǎn)單、放大倍數(shù)可調(diào)范圍寬、圖像的分辨率高、景深大等特點(diǎn)。近年來，SEM在各種領(lǐng)域中具有廣泛的應(yīng)用。例如，在半導(dǎo)體制造工藝中，SEM可以用來檢查晶圓缺陷，測(cè)量關(guān)鍵尺寸等。
[0003]SEM的工作原理是利用電子束掃描樣品表面從而獲得樣品信息，諸如樣品的表面結(jié)構(gòu)，樣品的物理和化學(xué)性質(zhì)等等。在SEM中，利用電子束系統(tǒng)來產(chǎn)生用于掃描樣品的電子束。電子束系統(tǒng)通常包括電子槍和電磁透鏡系統(tǒng)。電子槍用于產(chǎn)生電子，而電磁透鏡系統(tǒng)包括一系列電磁透鏡，用于匯聚電子槍發(fā)射的電子并使電子束聚焦到樣品表面。一般地，希望入射到樣品上的電子束截面盡量小而圓，以獲得高的分辨率并且分辨率在各個(gè)方向基本—致。
[0004]在實(shí)際應(yīng)用中，由于電子槍狀態(tài)的漂移、電磁透鏡系統(tǒng)中各個(gè)透鏡的狀態(tài)的漂移、樣品臺(tái)的機(jī)械位置和工作電壓不穩(wěn)定等因素，會(huì)導(dǎo)致入射到樣品表面的電子束狀態(tài)不穩(wěn)定，隨著時(shí)間的變化而變化，從而影響成像質(zhì)量。為簡(jiǎn)明起見，在下文中，提到“電子束狀態(tài)”時(shí)，指的是入射到樣品表面的電子束的狀態(tài)。在節(jié)點(diǎn)尺寸不斷減小的先進(jìn)半導(dǎo)體工藝中，SEM的檢查結(jié)果對(duì)電子束狀態(tài)很敏感，該問題尤其突出。針對(duì)該問題，現(xiàn)有技術(shù)通常采用定期對(duì)SEM進(jìn)行離線校準(zhǔn)的方法，即:在SEM工作的過程中，無論電子束狀態(tài)如何，均按照預(yù)設(shè)的固定時(shí)間間隔，例如，每隔10?12小時(shí)，對(duì)SHM進(jìn)行離線校準(zhǔn)。在進(jìn)行離線校準(zhǔn)時(shí)，通過對(duì)參數(shù)已知的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)樣品進(jìn)行測(cè)量來對(duì)SEM進(jìn)行校準(zhǔn)，以獲得良好的電子束狀態(tài)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)上述采用按照固定時(shí)間間隔對(duì)SEM進(jìn)行離線校準(zhǔn)的方法至少存在以下問題:由于無法在線監(jiān)測(cè)SEM的電子束狀態(tài)，因此無法確定SEM何時(shí)需要校準(zhǔn)，從而無法保證SEM的工作質(zhì)量。另一方面，若要維持較好的電子束狀態(tài)，就需要減小對(duì)SEM進(jìn)行離線校準(zhǔn)的時(shí)間間隔，然而頻繁的離線校準(zhǔn)會(huì)降低SEM可掃描樣品的數(shù)量，帶來生產(chǎn)率的損失；并且由于每次校準(zhǔn)后的電子束狀態(tài)可能有一定差別，頻繁的校準(zhǔn)還可能引起樣品測(cè)量基準(zhǔn)的頻繁變化，導(dǎo)致樣品測(cè)量結(jié)果的一致性較差。
[0006]為此，有必要提供一種監(jiān)測(cè)SEM的電子束狀態(tài)的方法和裝置，以實(shí)現(xiàn)對(duì)SEM的電子束狀態(tài)的在線監(jiān)控。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，提供一種監(jiān)測(cè)SEM的電子束狀態(tài)的方法，所述SEM包括電子槍和電磁透鏡系統(tǒng)；其中，電子槍發(fā)出的電子束作為電磁透鏡系統(tǒng)的輸入電子束，經(jīng)過電磁透鏡系統(tǒng)后作為輸出電子束入射到樣品表面，所述電磁透鏡系統(tǒng)以一組工作參數(shù)來表示所述電磁透鏡系統(tǒng)對(duì)所述輸入電子束的調(diào)整操作。所述方法包括:第一獲取步驟，用于獲取所述輸入電子束的質(zhì)量參數(shù)；第二獲取步驟，用于獲取電磁透鏡系統(tǒng)當(dāng)前的一組工作參數(shù)；計(jì)算步驟，用于根據(jù)所述輸入電子束的質(zhì)量參數(shù)與所述當(dāng)前的一組工作參數(shù)中的一個(gè)或多個(gè)工作參數(shù)，計(jì)算所述輸出電子束的質(zhì)量參數(shù)；以及確定步驟，用于基于所述輸出電子束的質(zhì)量參數(shù)，確定是否要對(duì)SEM進(jìn)行校準(zhǔn)。
[0008]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述輸入電子束的質(zhì)量參數(shù)包括輸入電子束的散射角度、速度、電流大小或其任何組合；并且所述輸出電子束的質(zhì)量參數(shù)包括輸出電子束的直徑、橢圓度、準(zhǔn)直程度、或其任何組合。
[0009]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，獲取所述輸入電子束的質(zhì)量參數(shù)包括:從電子槍的工作日志中讀取所述輸入電子束的質(zhì)量參數(shù)。
[0010]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，獲取電磁透鏡系統(tǒng)當(dāng)前的一組工作參數(shù)包括:從電磁透鏡系統(tǒng)的工作日志中讀取電磁透鏡系統(tǒng)當(dāng)前的一組工作參數(shù)。
[0011]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述計(jì)算步驟包括:利用所述當(dāng)前的一組工作參數(shù)和預(yù)先獲得的所述電磁透鏡系統(tǒng)的傳輸函數(shù)，計(jì)算所述電磁透鏡系統(tǒng)針對(duì)所述輸入電子束的傳輸矩陣；以及基于所述輸入電子束的質(zhì)量參數(shù)和所述傳輸矩陣，計(jì)算所述輸出電子束的質(zhì)量參數(shù)。
[0012]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述傳輸函數(shù)是一個(gè)矩陣，所述矩陣中的每個(gè)元素分別是所述一組工作參數(shù)中一個(gè)或多個(gè)工作參數(shù)的函數(shù)。
[0013]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述傳輸函數(shù)是通過以下操作來計(jì)算的:利用所述SEM對(duì)一個(gè)或多個(gè)具有已知標(biāo)準(zhǔn)圖案的樣品進(jìn)行多次成像，在每次成像時(shí)，分別獲取輸入電子束的質(zhì)量參數(shù)和電磁透鏡系統(tǒng)的一組工作參數(shù)，并基于所述樣品的成像結(jié)果獲得輸出電子束的質(zhì)量參數(shù)；以及基于所述多次成像中分別獲得的輸入電子束的質(zhì)量參數(shù)、電磁透鏡系統(tǒng)的一組工作參數(shù)和輸出電子束的質(zhì)量參數(shù)，計(jì)算所述傳輸函數(shù)。
[0014]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述確定步驟包括:將所述輸出電子束的質(zhì)量參數(shù)與預(yù)設(shè)的理想輸出電子束質(zhì)量參數(shù)進(jìn)行比較，基于比較結(jié)果，確定是否要對(duì)SEM進(jìn)行校準(zhǔn)。
[0015]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，對(duì)SM的校準(zhǔn)包括在線校準(zhǔn)或離線校準(zhǔn)；并且，基于所述比較結(jié)果，確定是否要對(duì)SEM進(jìn)行校準(zhǔn)進(jìn)一步包括:響應(yīng)于確定要對(duì)SEM進(jìn)行校準(zhǔn)，基于所述比較結(jié)果進(jìn)一步確定要對(duì)SEM進(jìn)行在線校準(zhǔn)還是離線校準(zhǔn)。
[0016]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述樣品上布置有已知標(biāo)準(zhǔn)圖案，并且，對(duì)SEM進(jìn)行在線校準(zhǔn)包括:利用所述樣品上的所述已知標(biāo)準(zhǔn)圖案來調(diào)整所述電磁透鏡系統(tǒng)當(dāng)前的一組工作參數(shù)中的至少一個(gè)工作參數(shù)，以對(duì)SEM進(jìn)行在線校準(zhǔn)。
[0017]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，對(duì)SEM進(jìn)行離線校準(zhǔn)包括:利用布置有已知標(biāo)準(zhǔn)圖案的樣品，對(duì)所述電磁透鏡系統(tǒng)和/或用于放置樣品的樣品臺(tái)進(jìn)行離線校準(zhǔn)，其中，對(duì)電磁透鏡系統(tǒng)的離線校準(zhǔn)包括調(diào)整電磁透鏡系統(tǒng)的所述一組工作參數(shù)中的至少一個(gè)工作參數(shù)。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，提供一種監(jiān)測(cè)SEM的電子束狀態(tài)的裝置，所述SEM包括電子槍和電磁透鏡系統(tǒng)；其中，電子槍發(fā)出的電子束作為電磁透鏡系統(tǒng)的輸入電子束，經(jīng)過電磁透鏡系統(tǒng)后作為輸出電子束入射到樣品表面，所述電磁透鏡系統(tǒng)以一組工作參數(shù)來表示所述電磁透鏡系統(tǒng)對(duì)所述輸入電子束的調(diào)整操作。所述裝置包括:第一獲取單元，用于獲取所述輸入電子束的質(zhì)量參數(shù)；第二獲取單元，用于獲取電磁透鏡系統(tǒng)當(dāng)前的一組工作參數(shù)；計(jì)算單元，用于根據(jù)所述第一獲取單元獲取到的輸入電子束的質(zhì)量參數(shù)與所述第二獲取單元獲取到的所述當(dāng)前的一組工作參數(shù)中的一個(gè)或多個(gè)工作參數(shù)，計(jì)算所述輸出電子束的質(zhì)量參數(shù)；以及確定單元，用于基于所述計(jì)算單元計(jì)算出的所述輸出電子束的質(zhì)量參數(shù)，確定是否要對(duì)SEM進(jìn)行校準(zhǔn)。
[0019]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述輸入電子束的質(zhì)量參數(shù)包括輸入電子束的散射角度、速度、電流大小或其任何組合；并且所述輸出電子束的質(zhì)量參數(shù)包括電子束的直徑、橢圓度、準(zhǔn)直程度、或其任何組合。
[0020]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述第一獲取單元從電子槍的工作日志中讀取所述輸入電子束的質(zhì)量參數(shù)；并且所述第二獲取單元從電磁透鏡系統(tǒng)的工作日志中讀取電磁透鏡系統(tǒng)當(dāng)前的一組工作參數(shù)。
[0021]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述計(jì)算單元包括:第一計(jì)算子單元，用于利用所述第二獲取單元獲取到的所述當(dāng)前的一組工作參數(shù)和預(yù)先獲得的所述電磁透鏡系統(tǒng)的傳輸函數(shù)，計(jì)算所述電磁透鏡系統(tǒng)針對(duì)所述輸入電子束的傳輸矩陣；和第二計(jì)算子單元，用于基于所述第一獲取單元獲取到的所述輸入電子束的質(zhì)量參數(shù)和第一計(jì)算子單元計(jì)算出的所述傳輸矩陣，計(jì)算所述輸出電子束的質(zhì)量參數(shù)。
[0022]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述傳輸函數(shù)是一個(gè)矩陣，所述矩陣中的每個(gè)元素分別是所述一組工作參數(shù)中一個(gè)或多個(gè)工作參數(shù)的函數(shù)。
[0023]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述確定單元將所述輸出電子束的質(zhì)量參數(shù)與預(yù)設(shè)的理想輸出電子束質(zhì)量參數(shù)進(jìn)行比較，基于比較結(jié)果，確定是否要對(duì)SEM進(jìn)行校準(zhǔn)。
[0024]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，對(duì)SM的校準(zhǔn)包括在線校準(zhǔn)或離線校準(zhǔn)；并且，所述確定單元響應(yīng)于確定要對(duì)SEM進(jìn)行校準(zhǔn)，基于所述比較結(jié)果進(jìn)一步確定要對(duì)SEM進(jìn)行在線校準(zhǔn)還是離線校準(zhǔn)。
[0025]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述樣品上布置有已知標(biāo)準(zhǔn)圖案，并且所述裝置還包括:在線校準(zhǔn)單元，用于利用所述樣品上的所述已知標(biāo)準(zhǔn)圖案來調(diào)整所述電磁透鏡系統(tǒng)的所述一組工作參數(shù)中的至少一個(gè)工作參數(shù)，以對(duì)SEM進(jìn)行在線校準(zhǔn)。
[0026]根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例，提供一種SEM，包括本發(fā)明上述實(shí)施例的監(jiān)測(cè)SEM的電子束狀態(tài)的裝置。
[0027]基于本發(fā)明的實(shí)施例的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)SM的電子束狀態(tài)的在線監(jiān)測(cè)，由此確定SEM何時(shí)需要進(jìn)行校準(zhǔn)。從而，可以保證SEM的工作質(zhì)量，并且不對(duì)產(chǎn)量產(chǎn)生
顯著影響。
[0028]通過以下參照附圖對(duì)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征及其優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得清楚。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0029]構(gòu)成說明書的一部分的附圖描述了本發(fā)明的實(shí)施例，并且連同描述一起用于解釋本發(fā)明的原理。
[0030]參照附圖，根據(jù)下面的詳細(xì)描述，可以更加清楚地理解本發(fā)明，其中:
[0031]圖1為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的SEM的示意性框圖。
[0032]圖2為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的監(jiān)測(cè)SM的電子束狀態(tài)的方法的示意性流程圖。[0033]圖3為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的具有已知標(biāo)準(zhǔn)圖案的樣品的一個(gè)圖像示例。
[0034]圖4為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的監(jiān)測(cè)SEM的電子束狀態(tài)的裝置的示意性框圖。
[0035]圖5為根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的監(jiān)測(cè)SEM的電子束狀態(tài)的裝置的示意性框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0036]現(xiàn)在將參照附圖來詳細(xì)描述本發(fā)明的各種示例性實(shí)施例。應(yīng)注意到:除非另外具體說明，否則在這些實(shí)施例中闡述的部件和步驟的相對(duì)布置、數(shù)字表達(dá)式和數(shù)值不限制本發(fā)明的范圍。
[0037]同時(shí)，應(yīng)當(dāng)明白，為了便于描述，附圖中所示出的各個(gè)部分的尺寸并不是按照實(shí)際的比例關(guān)系繪制的。
[0038]以下對(duì)至少一個(gè)示例性實(shí)施例的描述實(shí)際上僅僅是說明性的，決不作為對(duì)本發(fā)明及其應(yīng)用或使用的任何限制。
[0039]對(duì)于相關(guān)領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的技術(shù)、方法和設(shè)備可能不作詳細(xì)討論，但在適當(dāng)情況下，所述技術(shù)、方法和設(shè)備應(yīng)當(dāng)被視為說明書的一部分。
[0040]在這里示出和討論的所有示例中，任何具體值應(yīng)被解釋為僅僅是示例性的，而不是作為限制。因此，示例性實(shí)施例的其它示例可以具有不同的值。
[0041]應(yīng)注意到:相似的標(biāo)號(hào)和字母在下面的附圖中表示類似項(xiàng)，因此，一旦某一項(xiàng)在一個(gè)附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步討論。
[0042]圖1為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的SHM的示意性框圖。為了避免不必要地掩蔽本發(fā)明的構(gòu)思，僅僅示出了與本發(fā)明密切相關(guān)的SEM的部件。如圖1所示，SEM包括電子槍I和電磁透鏡系統(tǒng)2，用于產(chǎn)生具有很小的直徑和橢圓度的電子束入射到樣品3的表面，用以對(duì)樣品3掃描成像。其中，電子槍I產(chǎn)生的電子束作為電磁透鏡系統(tǒng)2的輸入電子束。電磁透鏡系統(tǒng)2可以包括一個(gè)以上的電磁透鏡，用于對(duì)輸入電子束進(jìn)行調(diào)整。電磁透鏡系統(tǒng)2通常包括一系列的透鏡，其中，物鏡位于電磁透鏡系統(tǒng)2中的最下方，負(fù)責(zé)將電子束聚焦到樣品3表面。這樣,輸入電子束經(jīng)過電磁透鏡系統(tǒng)2后作為輸出電子束入射到樣品3表面。可以用電磁透鏡系統(tǒng)2的一組工作參數(shù)來表示電磁透鏡系統(tǒng)2對(duì)輸入電子束的調(diào)整操作。換而言之，可以用電磁透鏡系統(tǒng)2的一組工作參數(shù)來表示輸入電子束與輸出電子束之間的傳輸函數(shù)。示例性地，這一組工作參數(shù)可以包括表示電磁透鏡系統(tǒng)2的各個(gè)部件的位置、角度等的參數(shù)。在正常工作時(shí)，SEM不對(duì)這些工作參數(shù)進(jìn)行修改。然而這些工作參數(shù)可能會(huì)隨時(shí)間而漂移。在進(jìn)行校準(zhǔn)時(shí)，通過改變電磁透鏡系統(tǒng)2的一個(gè)或多個(gè)工作參數(shù)，可以改變輸出電子束的狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)SEM的校準(zhǔn)。此外，在離線校準(zhǔn)的情況下，還可以對(duì)樣品臺(tái)4進(jìn)行調(diào)整，以獲得更好的校準(zhǔn)結(jié)果。容易理解，以上對(duì)電子槍I和電磁透鏡系統(tǒng)2的描述僅僅是示例性的，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)需要采用具有任何適當(dāng)配置的電子槍和電磁透鏡系統(tǒng)。
[0043]圖2為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的監(jiān)測(cè)SM的電子束狀態(tài)的方法的示意性流程圖。如圖2所示，根據(jù)該實(shí)施例，監(jiān)測(cè)SEM的電子束狀態(tài)的方法可以包括:
[0044]第一獲取步驟101，用于獲取輸入電子束的質(zhì)量參數(shù)。示例性地，該輸入電子束的質(zhì)量參數(shù)可以包括輸入電子束的散射角度、速度、電流大小或其任何組合。[0045]第二獲取步驟102，用于獲取電磁透鏡系統(tǒng)當(dāng)前的一組工作參數(shù)。需要注意的是，雖然圖中例示出先執(zhí)行第一獲取步驟101再執(zhí)行第二獲取步驟102，但是二者的執(zhí)行順序可以調(diào)換或者并行執(zhí)行。實(shí)際上，它們是兩個(gè)獨(dú)立的步驟，不應(yīng)對(duì)其順序有任何的限制。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，二者可以同時(shí)執(zhí)行。
[0046]計(jì)算步驟103，用于根據(jù)獲取到的輸入電子束的質(zhì)量參數(shù)與當(dāng)前的一組工作參數(shù)中的一個(gè)或多個(gè)工作參數(shù)，計(jì)算輸出電子束的質(zhì)量參數(shù)。不例性地，該輸出電子束的質(zhì)量參數(shù)可以包括輸出電子束的直徑、橢圓度、準(zhǔn)直程度、或其任何組合。
[0047]確定步驟104，用于基于輸出電子束的質(zhì)量參數(shù)，確定是否要對(duì)SEM進(jìn)行校準(zhǔn)。
[0048]本發(fā)明上述實(shí)施例提供的監(jiān)測(cè)SEM的電子束狀態(tài)的方法中，可以定期地或根據(jù)需要隨時(shí)獲取SEM中輸入電子束的質(zhì)量參數(shù)與電磁透鏡系統(tǒng)當(dāng)前的一組工作參數(shù)，據(jù)此計(jì)算出輸出電子束的質(zhì)量參數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)SEM的電子束狀態(tài)的在線監(jiān)控。與定期對(duì)SEM進(jìn)行離線校準(zhǔn)相比，根據(jù)輸出電子束的質(zhì)量參數(shù)來確定是否要對(duì)SEM進(jìn)行校準(zhǔn)，能夠保證SEM始終具有良好電子束狀態(tài)。此外，由于在較好的電子束狀態(tài)下無需對(duì)SEM進(jìn)行校準(zhǔn)，避免了不必要的頻繁離線校準(zhǔn)對(duì)SEM掃描產(chǎn)量和樣品測(cè)量基準(zhǔn)的不利影響，能夠提高生產(chǎn)率和樣品測(cè)量結(jié)果的一致性。
[0049]根據(jù)本發(fā)明監(jiān)測(cè)SM的電子束狀態(tài)的方法的實(shí)施例的一個(gè)具體示例而非限制，電子槍I的工作日志中可以記錄該電子槍I輸出的電子束的質(zhì)量參數(shù)，因此，在第一獲取步驟101中，可以從電子槍I的工作日志中讀取輸入電子束的質(zhì)量參數(shù)。
[0050]根據(jù)本發(fā)明監(jiān)測(cè)SM的電子束狀態(tài)的方法的實(shí)施例的另一個(gè)具體示例而非限制，在第二獲取步驟102中，可以從電磁透鏡系統(tǒng)2的工作日志中讀取電磁透鏡系統(tǒng)2當(dāng)前的一組工作參數(shù)。作為替換，也可以通過其他方式獲取電磁透鏡系統(tǒng)2當(dāng)前的一組工作參數(shù)，例如，在電磁透鏡系統(tǒng)2工作的過程中，實(shí)時(shí)檢測(cè)電磁透鏡系統(tǒng)2當(dāng)前的一組工作參數(shù)。
[0051]如下表1所示，為電磁透 鏡系統(tǒng)2的工作日志中記錄的電磁透鏡系統(tǒng)2的一組工作參數(shù)Xl~Xn的示例。在這一組工作參數(shù)Xl~Xn中(η為大于I的整數(shù))，涉及同一個(gè)透鏡的工作參數(shù)可以僅有一個(gè)，也可以有多個(gè)。此外，還可以包括與電磁透鏡系統(tǒng)整體工作狀態(tài)有關(guān)的參數(shù)。Al~An分別是Xl~Xn的當(dāng)前值。
[0052]表1
[0053]
工
【權(quán)利要求】
1.一種監(jiān)測(cè)掃描電子顯微鏡(SEM)的電子束狀態(tài)的方法,所述SEM包括電子槍和電磁透鏡系統(tǒng)；其中，電子槍發(fā)出的電子束作為電磁透鏡系統(tǒng)的輸入電子束，經(jīng)過電磁透鏡系統(tǒng)后作為輸出電子束入射到樣品表面，所述電磁透鏡系統(tǒng)以一組工作參數(shù)來表不所述電磁透鏡系統(tǒng)對(duì)所述輸入電子束的調(diào)整操作；其特征在于，所述方法包括: 第一獲取步驟，用于獲取所述輸入電子束的質(zhì)量參數(shù)； 第二獲取步驟，用于獲取電磁透鏡系統(tǒng)當(dāng)前的一組工作參數(shù)； 計(jì)算步驟，用于根據(jù)所述輸入電子束的質(zhì)量參數(shù)與所述當(dāng)前的一組工作參數(shù)中的一個(gè)或多個(gè)工作參數(shù)，計(jì)算所述輸出電子束的質(zhì)量參數(shù)；以及 確定步驟，用于基于所述輸出電子束的質(zhì)量參數(shù)，確定是否要對(duì)SEM進(jìn)行校準(zhǔn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述輸入電子束的質(zhì)量參數(shù)包括輸入電子束的散射角度、速度、電流大小或其任何組合；并且 所述輸出電子束的質(zhì)量參數(shù)包括輸出電子束的直徑、橢圓度、準(zhǔn)直程度、或其任何組入口 ο
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，獲取所述輸入電子束的質(zhì)量參數(shù)包括: 從電子槍的工作日志中讀取所述輸入電子束的質(zhì)量參數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的`方法，其特征在于，獲取電磁透鏡系統(tǒng)當(dāng)前的一組工作參數(shù)包括: 從電磁透鏡系統(tǒng)的工作日志中讀取電磁透鏡系統(tǒng)當(dāng)前的一組工作參數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述計(jì)算步驟包括: 利用所述當(dāng)前的一組工作參數(shù)和預(yù)先獲得的所述電磁透鏡系統(tǒng)的傳輸函數(shù)，計(jì)算所述電磁透鏡系統(tǒng)針對(duì)所述輸入電子束的傳輸矩陣；以及 基于所述輸入電子束的質(zhì)量參數(shù)和所述傳輸矩陣，計(jì)算所述輸出電子束的質(zhì)量參數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述傳輸函數(shù)是一個(gè)矩陣，所述矩陣中的每個(gè)元素分別是所述一組工作參數(shù)中一個(gè)或多個(gè)工作參數(shù)的函數(shù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述傳輸函數(shù)是通過以下操作來計(jì)算的: 利用所述SEM對(duì)一個(gè)或多個(gè)具有已知標(biāo)準(zhǔn)圖案的樣品進(jìn)行多次成像，在每次成像時(shí)，分別獲取輸入電子束的質(zhì)量參數(shù)和電磁透鏡系統(tǒng)的一組工作參數(shù)，并基于所述樣品的成像結(jié)果獲得輸出電子束的質(zhì)量參數(shù)；以及 基于所述多次成像中分別獲得的輸入電子束的質(zhì)量參數(shù)、電磁透鏡系統(tǒng)的一組工作參數(shù)和輸出電子束的質(zhì)量參數(shù)，計(jì)算所述傳輸函數(shù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述確定步驟包括: 將所述輸出電子束的質(zhì)量參數(shù)與預(yù)設(shè)的理想輸出電子束質(zhì)量參數(shù)進(jìn)行比較，基于比較結(jié)果，確定是否要對(duì)SEM進(jìn)行校準(zhǔn)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，對(duì)SEM的校準(zhǔn)包括在線校準(zhǔn)或離線校準(zhǔn)；并且 基于所述比較結(jié)果，確定是否要對(duì)SEM進(jìn)行校準(zhǔn)進(jìn)一步包括: 響應(yīng)于確定要對(duì)SEM進(jìn)行校準(zhǔn)，基于所述比較結(jié)果進(jìn)一步確定要對(duì)SEM進(jìn)行在線校準(zhǔn)還是離線校準(zhǔn)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述樣品上布置有已知標(biāo)準(zhǔn)圖案，并且，對(duì)SEM進(jìn)行在線校準(zhǔn)包括: 利用所述樣品上的所述已知標(biāo)準(zhǔn)圖案來調(diào)整所述電磁透鏡系統(tǒng)當(dāng)前的一組工作參數(shù)中的至少一個(gè)工作參數(shù)，以對(duì)SEM進(jìn)行在線校準(zhǔn)。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，對(duì)SEM進(jìn)行離線校準(zhǔn)包括: 利用布置有已知標(biāo)準(zhǔn)圖案的樣品，對(duì)所述電磁透鏡系統(tǒng)和/或用于放置樣品的樣品臺(tái)進(jìn)行離線校準(zhǔn)，其中，對(duì)電磁透鏡系統(tǒng)的離線校準(zhǔn)包括調(diào)整電磁透鏡系統(tǒng)的所述一組工作參數(shù)中的至少一個(gè)工作參數(shù)。
12.—種監(jiān)測(cè)掃描電子顯微鏡(SEM)的電子束狀態(tài)的裝置，所述SEM包括電子槍和電磁透鏡系統(tǒng)；其中，電子槍發(fā)出的電子束作為電磁透鏡系統(tǒng)的輸入電子束，經(jīng)過電磁透鏡系統(tǒng)后作為輸出電子束入射到樣品表面，所述電磁透鏡系統(tǒng)以一組工作參數(shù)來表不所述電磁透鏡系統(tǒng)對(duì)所述輸入電子束的調(diào)整操作；其特征在于，所述裝置包括: 第一獲取單元，用于獲取所述輸入電子束的質(zhì)量參數(shù)； 第二獲取單元，用于獲取電磁透鏡系統(tǒng)當(dāng)前的一組工作參數(shù)； 計(jì)算單元，用于根據(jù)所述第一獲取單元獲取到的輸入電子束的質(zhì)量參數(shù)與所述第二獲取單元獲取到的所述當(dāng)前的一組工作參數(shù)中的一個(gè)或多個(gè)工作參數(shù)，計(jì)算所述輸出電子束的質(zhì)量參數(shù)；以及 確定單元，用于基于所述 計(jì)算單元計(jì)算出的所述輸出電子束的質(zhì)量參數(shù)，確定是否要對(duì)SEM進(jìn)行校準(zhǔn)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的裝置，其特征在于，所述輸入電子束的質(zhì)量參數(shù)包括輸入電子束的散射角度、速度、電流大小或其任何組合；并且 所述輸出電子束的質(zhì)量參數(shù)包括輸出電子束的直徑、橢圓度、準(zhǔn)直程度、或其任何組口 ο
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的裝置，其特征在于，所述第一獲取單元從電子槍的工作日志中讀取所述輸入電子束的質(zhì)量參數(shù)；并且 所述第二獲取單元從電磁透鏡系統(tǒng)的工作日志中讀取電磁透鏡系統(tǒng)當(dāng)前的一組工作參數(shù)。
15.根據(jù)權(quán)利要求12至14任意一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述計(jì)算單元包括: 第一計(jì)算子單元，用于利用所述第二獲取單元獲取到的所述當(dāng)前的一組工作參數(shù)和預(yù)先獲得的所述電磁透鏡系統(tǒng)的傳輸函數(shù)，計(jì)算所述電磁透鏡系統(tǒng)針對(duì)所述輸入電子束的傳輸矩陣；和 第二計(jì)算子單元，用于基于所述第一獲取單元獲取到的所述輸入電子束的質(zhì)量參數(shù)和第一計(jì)算子單元計(jì)算出的所述傳輸矩陣，計(jì)算所述輸出電子束的質(zhì)量參數(shù)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的裝置，其特征在于，所述傳輸函數(shù)是一個(gè)矩陣，所述矩陣中的每個(gè)元素分別是所述一組工作參數(shù)中一個(gè)或多個(gè)工作參數(shù)的函數(shù)。
17.根據(jù)權(quán)利要求12所述的裝置，其特征在于，所述確定單元將所述輸出電子束的質(zhì)量參數(shù)與預(yù)設(shè)的理想輸出電子束質(zhì)量參數(shù)進(jìn)行比較，基于比較結(jié)果，確定是否要對(duì)SEM進(jìn)行校準(zhǔn)。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的裝置，其特征在于，對(duì)SM的校準(zhǔn)包括在線校準(zhǔn)或離線校準(zhǔn)；并且所述確定單元響應(yīng)于確定要對(duì)SEM進(jìn)行校準(zhǔn)，基于所述比較結(jié)果進(jìn)一步確定要對(duì)SEM進(jìn)行在線校準(zhǔn)還是離線校準(zhǔn)。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的裝置，其特征在于，所述樣品上布置有已知標(biāo)準(zhǔn)圖案，并且所述裝置還包括: 在線校準(zhǔn)單元，用于利用所述樣品上的所述已知標(biāo)準(zhǔn)圖案來調(diào)整所述電磁透鏡系統(tǒng)的所述一組工作參數(shù)中的至少一個(gè)工作參數(shù)，以對(duì)SEM進(jìn)行在線校準(zhǔn)。
20.—種掃描電子顯微鏡(SEM),其特征在于,包括權(quán)利要求12至19任意一項(xiàng)所述的監(jiān)測(cè)SEM的電子束狀態(tài)的裝置。`
【文檔編號(hào)】H01J37/244GK103794451SQ201210427489
【公開日】2014年5月14日 申請(qǐng)日期:2012年10月31日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月31日
【發(fā)明者】蔡博修, 黃怡 申請(qǐng)人:中芯國(guó)際集成電路制造(上海)有限公司