專利名稱：用粒子束測量關鍵尺寸的方法和裝置的制作方法
發明所屬之技術領域本發明是有關于制造期間用于檢測物件(例如但不限于半導體晶片、光刻板(reticle))之系統及方法，更明確而言，是用于檢測如數據線、接觸窗、溝渠及類似者之結構元件。
先前技術集成電路是一種包括許多層而非常復雜的元件。各層可能包括導電材料、絕緣材料，同時其他層可包括半導體材料。此等不同材料是按圖案設置，通常是依據集成電路所欲功能而定。圖案通常也反映集成電路的制造程序。
集成電路是由復雜的多階段制造程序所制成。于此多階段制程期間，電阻材料是(i)沉積于基材/層上；(ii)藉光微影制程曝光；(iii)顯影以形成可界定隨后欲進行蝕刻之圖案。
不同的檢測及缺陷分析技術業已發展以于制造階段、連續制造階段期間對集成電路進行檢測，無論是與制造制程結合(也稱為「線上」檢測技術)或不結合(也稱為「離線」檢測技術)。各種光學以及荷電粒子束檢測工具及檢式工具均已為業界所熟知，例如加州圣塔克拉拉市美商應用材料公司的VersSEMTM、ComplussTM以及SEMVisionTM。
制造缺陷會影響集成電路的電子特性。許多此等缺陷會導致由所需之圖案尺寸出現不樂見的偏差。「關鍵尺寸」通常是指圖案化金屬線的寬度、兩條經圖案化金屬線間的距離、接觸窗的寬度及類似者。
檢測制程的目的之一在于判定所檢測之物件是否由此等關鍵尺寸出現偏差。此檢測通常藉由可提供高解析度之荷電粒子束成像來測量前述偏差。
典型檢測之結構元件是具有兩相對側壁之金屬線。金屬線底部寬度的測量包括測量該金屬線之上方寬度及其側壁。
僅使用俯視方式(指掃描金屬線之電子束是垂直于基材)測量結構元件金屬線之關鍵尺寸可能會些缺陷，尤其在該等側壁之一者出現負側壁角而使該側壁之上端遮掩該側壁下端時更為明顯。
為能處理前述不精確缺點，是提出能電子傾斜一電子束之CD-SEM工具。由圣塔克拉拉美商應用材料公司上市的NanoSem 3D是一種全自動CD-SEM，其具有一可電子傾斜及機械傾斜掃描式電子束的柱狀體，以按不同傾斜角度由數種方向掃描晶片表面。
關鍵尺寸測量可包括藉多角度傾斜電子束照射一測試物件以及處理該經偵測之波形以界定出關鍵尺寸。
多步驟測量也可能有些缺點，首先，她們會降低檢測系統的產率，尤其是當測量包含改變掃描電子束之傾斜時更為明顯，這樣的改變會需要降高斯階段(de-Gauess stage)，以及一電子束穩定階段。多步驟測量的另一缺點是起因于被測結構元件之降級(例如收縮或碳化)以及該被測結構元件出現所不樂見的荷電現象。

發明內容本發明是提供多種掃描方案以能有效降低判定結構元件之截面特征所需的測量次數。本發明是提供一種用于判定一具有次微米截面積(至少該截面尺寸小于一微米)之結構元件之截面特征的方法，而該截面積是由一位于一第一及一第二橫切段間之中間段所界定出。該方法包括下列步驟(a)回應以一傾斜至少一或多個對應傾斜角(例如照射至少該上方段及一第一橫斷面)之電子束對該結構元件進行之一或多次掃描來判定一第一橫切段截面特征；(b)回應一第一參數以選擇是否(i)回應該第一橫切截面特征判定一第二橫切截面特征、或(ii)回應以一傾斜至少一或多個對應傾斜角(例如照射至少該上方段及一第二橫斷面)之電子束對該結構元件進行之一或多次掃描來判定該第二橫切截面特征；以及(c)回應選擇結果判定該第二橫切截面特征。
依據本發明之一實施例該傾斜角度之一者可實質為零或甚至為零。
依據本發明之另一態樣該傾斜角可藉由電子傾斜及/或機械傾斜或其兩者結合方式達成。機械傾斜可藉由傾斜該檢測元件及/或該電子束柱狀體(或該柱狀體之一部份)或其兩者結合之方式為之。
本發明是提供一種用于判定一具有次微米截面之結構元件之截面特征的方法，該截面是由一位于一第一及一第二橫切段間之中間段所界定出。該方法包括下列步驟(a)以第一正角(相對于一垂直于該結構元件之虛線)傾斜之電子束掃描該結構元件，以提供一第一數據組；(b)若該結構元件之高度未知或未估計時，以第二正角(相對于一垂直于該結構元件之虛線)傾斜之電子束掃描該結構元件，以提供一第二數據組；(c)回應至少該第一數據組以判定一第一橫切截面特征；(d)若一第一參數具有一特定值，回應該第一橫切截面特征以判定一第二橫切截面特征；(e)反之，若該第一參數具有另一值時進行下列步驟(e.1)以第一負角(相對于一垂直于該結構元件之虛線)傾斜之電子束掃描該結構元件，以提供一第三數據組；(e.2)若該結構元件之高度未知或未估計時，以第二負角(相對于一垂直于該結構元件之虛線)傾斜之電子束掃描該結構元件，以提供一第四數據組；而該高度可由測量第一橫切截面特征取得故步驟(e.2)通常并未執行；(e.3)回應至少該第三數據組以判定一第二橫切截面特征。
本發明提供一種用于判定一具有一次微米截面之結構元件之截面特征的系統，該截面是由一位于一第一及一第二橫切段間之中間段所界定出，該系統包括(a)用于形成一電子束之第一裝置；(b)用于掃描該遍及一被測物件之一結構元件之電子束以及用于判定該電子束之一傾斜角的第二裝置；而該第二裝置是藉一處理器連接并作控制；(c)一連接至該處理器之偵測器，該偵測器是經定位以偵測該結構元件與電子束相互作用而由結構元件發散之電子。該處理器可操作以(d.1)回應以一傾斜至少一或多個對應傾斜角(例如照射至少該上方段及一第一橫斷面)之電子束對該結構元件進行之一或多次掃描來判定一第一橫切段截面特征；(d.2)回應一第一參數以選擇是否(i)回應該第一橫切截面特征判定一第二橫切截面特征、或(ii)回應以一傾斜至少一或多個對應傾斜角(例如照射至少該上方段及該第二橫斷面)之電子束對該結構元件進行之一或多次掃描來判定該第二橫切截面特征；以及(d.3)回應選擇結果判定該第二橫切截面特征。
圖式簡單說明為能了解本發明并得知其實務上是如何執行，現藉由非限制性的范例并參照附加圖式以描述較佳之實施例，其中第1a圖是一依據本發明一實施例之關鍵尺寸掃描式電子顯微鏡的概要說明；第1b圖是依據本發明另一實施例之一物鏡的斜視圖；第2a圖是說明一金屬線之一透視及一截面圖；第2b圖是說明具有一上方部、一正向(positively oriented)之第一橫切段及一負向(negatively oriented)之第二橫切段之另一金屬線的截面部；第3a至3c圖是概要說明代表一相當寬之正向橫切段、一相當窄之橫切段以及一負向橫切段之波形；第4至5圖是說明依據本發明之一實施例中用于判定一具有次微米截面之結構元件之截面特征的方法流程圖；第6a圖是說明一介于兩電子束(以第一及第二正角傾斜)之例示性關系的截面圖；第6b圖是說明一介于兩電子束(以第一及第二負角傾斜)之例示性關系的截面圖；第7圖是說明一依據本發明之一態樣藉由以一傾斜電子束掃描該截面而測得之截面及部分特征。
實施方式典型的CD-SEM包括一用以形成一電子束之電子槍，利用一電子束掃描樣品之偏斜及傾斜組件以及聚焦透鏡，其等可處于某一傾斜狀態下，同時降低各種偏移及對準偏差。而因該樣品及該電子槍間之互動而發散的電子(例如二次電子)會吸附至可提供偵測訊號之偵測器，并以一處理組件處理之。該偵測訊號可用于判定不同特征之樣品，并形成被測樣品之影像。
本發明可實施于各種結構之CD-SEMs上，其結構可能會因部件數目及部件排列而有別。例如偏斜組件的數目以及各組件之實際結構都可能不同。該CD-SEM可包括內置透鏡及外透鏡偵測器或其兩者結合者。
關鍵尺寸掃描式電子顯微鏡(CD-SEM)100之方塊圖是概要圖示于第1a圖。CD-SEM 100包括一可發散電子束101之電子槍103，該電子束是由陽極104所擷取。該物鏡112可將電子束聚焦于該樣品表面105a上。該電子束是利用掃描式偏斜組件102掃描該樣品。該電子束與該孔徑106或一所欲光軸之校準可分別藉該等偏斜組件108至111達成。當作為一偏斜組件線圈時，即可使用呈荷電板或線圈結合形式之靜電模組以及靜電偏斜器。
偵測器16可以偵測因(3至50ev)相當低能量而由不同角度從樣品105逸脫之二次電子。由一樣品消散的微粒或二次電子的測量可以閃爍計數器(連接至光電倍增管或類似者)形式之偵測器進行處理。由于測量訊號的方式一般不會對發明構想有所影響，因此應可理解它不應視為本發明之限制。
偵測訊號是藉一處理組件(可為控制器33之一部份，但此處并不需要)進行處理，該處理組件具有影像處理能力且可處理不同形式的偵測訊號。典型的處理方式包括形成一反映該偵測訊號對掃描方向之振幅的波形。該波形可進一步處理以判定被檢測結構元件之至少一邊緣及其他截面特征。
該系統的不同部件是連接至由不同控制組件所控制之對應供應組件(例如高壓供應組件21)，其等絕大多數因簡化說明而于圖示中省略。該等控制組件可判定供應至一特定部件的電流以及電壓。
CD-SEM 100包括一雙偏斜系統，其包括偏斜組件110及111。因此，引入該第一偏斜組件110之該偏斜電子束可于第二偏斜組件111進行校正。由于此雙偏斜系統，該電子束可于一方向移動而無須將該電子束相對于該光軸進行電子束偏斜。
第1b圖是依據本發明另一實施例之一物鏡120的斜視圖。于第1b圖中該傾斜偏斜是于該物鏡下方(朝下方向)進行。物鏡與物鏡102不同處在于有一中心極設于一四組配置中，其定位于該物鏡及樣品間，用以控制該電子束之偏斜狀態。該中心極是電性連接至一環及一具有額外線圈(未示出)之核心以將一磁通量集中于該等中心極間之空間而讓電子束通過該處。
現今CD-SEMs可以數個奈米的準確度測量具有次微米尺寸截面之結構元件。可預期的是再制造及檢測制程持續改良的情況下，此等截面的尺寸在未來會更趨降低。
該截面的各種特征則可能成為重點，此等特征可包括如截面形狀、一或多個截面段的形狀、截面段之寬度及/或高度及/或方位角，以及截面段間的關系。該特征可反映典型值以及最大及/或最小值。一般而言，一金屬線底部之寬度是重點，但并非一定，故其他特征也可能相當重要。
第2a圖是說明金屬線210的斜視及截面圖。金屬線210具有一截面220，其包括一上方段224及兩個實質相對之橫切段222及226，其是對應該上方段214及金屬線210之兩側壁212及214，其中該等橫切段是呈大致對角之正向，以使該金屬線之底部不會被上方段210所遮掩。第2b圖說明另一金屬線之截面230，其具有一上方段234、一正向之第一橫切段232及一負向之第二橫切段236。第2b圖也說明了正角、負角及零度角的各種態樣。
應可注意到雖然第2a至2b圖是指金屬線，但前述方法及系統均可應用以判定各種結構元件(例如接觸窗、溝槽及類似者)之截面特征，例如上方關鍵尺寸、底部關鍵尺寸、最大關鍵尺寸及類似者。
第3a至3c圖是概要說明代表一相當寬的正向橫切段、一相當窄的橫切段以及一負向橫切段之波形250-252。如圖所見的是，該與陡峭側壁以及負向側壁有關之波形部相當的窄，并與該掃描電子束之寬度f相對應。
第4圖是說明一用于判定一具有次微米截面之結構元件之截面特征的方法400流程圖，該截面是由一位于一第一及一第二橫切段間之中間段所界定出。
方法400是由步驟420起始，其是回應以一傾斜至少一或多個對應傾斜角(例如照射至少該上方段及一第一橫斷面)之電子束對該結構元件進行至少一次掃描來判定一第一橫切段截面特征。依據本發明之一實施例，若該結構元件之高度已知或已測得，一單一傾斜掃描即足夠。反之，則需要至少兩次掃描(以不同傾斜狀態)。該結構元件之高度可回應一高度校準程序及/或回應該被測物件制造業者所提供之資訊而進行估算。該校準程序可包括對橫月該受測物件之結構元件的高度進行多次測量。此程序可包括將該結構元件之高度映射(mapping)于該受測物件之不同區域內。該測量可藉由掃描式電子顯微鏡進行，但并非必須，故其他工具如原子力顯微鏡(atomic force microscope)、共軛焦顯微鏡(confocal microscope)皆可使用。
確認第一參數值為何的詢問步驟430可接在步驟420之后，其相當于確認一預定之第一條件是否滿足，及/或確認該第一參數值是否落在一預定范圍或范圍群中。一般而言，該第一參數可判定步驟420之結果是否可用以估算該第二段之特征，以降低判定一截面特征所需之掃描次數。
基本上，若該橫切段假定為對稱時即滿足該第一條件。或者，該第一參數也對一可能的橫切段測量有所回應，如陡峭橫切段以及負向橫切段均與特定波形有關。發明人發現若一橫切段之寬度實質等于該電子束之寬度時，其即為可能者。
若該第一條件滿足時，即會接著步驟430進行步驟440，其是回應該第一橫切段特征來判定一第二橫切段截面特征。反之，則會接著步驟430進行步驟450，其是回應以一傾斜至少一或多個對應傾斜角(例如照射至少該上方段及一第二橫斷面)之電子束對該結構元件進行至少一次掃描來判定一第二橫切段截面特征。應注意的是于許多情況下，當該結構元件之高度由步驟420(若它們并未測得或事先得知)之結果即已知時，單一傾斜掃描便足夠。
該第一參數值可以不同方式判定，例如但不限于下列方式及/或下列該等方式之結合(i)藉一預校準程序進行判定；(ii)回應步驟420期間取得之對稱波形進行判定；(iii)回應與橫切段有關之波形段間的關聯進行判定；(iv)藉由在預紀錄波形庫中找出一最佳相符或大致相符之波形進行判定。應注意的是，該波形可回應一以一傾斜電子束及/或一非傾斜電子束之掃描而形成。該對稱性可藉最終使用者給予該CD-SEM。
依據本發明之一態樣，該對稱性可藉由測量一結構特征(或復合結構特征)、旋轉該受測物件、找出該預測結構物件及由該「相對」方向測量該受測物件而測得。
該校準程序可包括復合結構元件兩側多次測量，以及判定該第一條件是否滿足。該第一條件也可對該截面特征測量之所需正確率有所回應。
該第一參數值也或者可對該電子束之寬度及與該第一或第二橫切部任一者有關之波形部之寬度間的關系有所回應，其中該波形是于判定一第一橫切段截面特征之步驟中取得。
一典型之第一參數值可能為真實或錯誤，但此并非一定，例如其可能具有可指出確實數目之數值范圍。當后半部的數值范圍滿足第一條件時，其可進一步回應其他參數，例如全部測量之所需正確率以及類似者。
在步驟440及450之后是判定該結構元件之截面特征之步驟460。當該上方/中間段之截面特征可由步驟420及/或步驟440得知、且該第一及第二橫切段之第一及第二特征亦已知時，便可計算該結構元件之各種特征。例如，假設該第一條件滿足時，一金屬線之該底部關鍵尺寸測量即為該上方段之寬度加上兩倍該第一側壁之水平投影。
第5圖是說明用于判定一具有次微米截面之結構元件之截面特征之方法的流程圖，該截面是藉由一位于一第一及第二橫切段間之中間段所界定出。
方法500是起始于步驟510，其是以第一正角(相對于一垂直于該結構元件之虛線)傾斜之電子束掃描該結構元件，以提供一第一數據組。一電子束600(以第一正角傾斜)及一結構元件210間之一示范性關系則圖示于第6a圖。
于步驟510后是詢問步驟520，其詢問結構元件之高度是否已知(結構元件之高度已事先測得)或已測得(由測量其他結構元件而得，例如于一高度校準程序期間)。若答案為否，則跳至步驟530，反之則跳至步驟540。
步驟530包括以第二正角(相對于一垂直于該結構元件之虛線)傾斜之電子束掃描該結構元件，以提供一第二數據組。一電子束610(以第二正角傾斜)及一結構元件210間之示范性關系則圖示于第6a圖。步驟530之后進行步驟540。
步驟540包括回應至少該第一數據組來判定一第一橫切段截面特征。順帶提及，若步驟530跳過時，便回應該第一數據組以判定該特征，然若執行步驟530，則回應兩數據組來判定該特征。應注意的是，兩數據組可透過圖表以波形圖示。
步驟540之后進行確認第一參數值為何之詢問步驟550。本技術領域內的熟練技術人員應可領會此類似于詢問該第一參數值是否落于一特定范圍(或范圍群)內。該第一參數值是用于判定一第二橫切段截面特征是否可由該第一橫切段截面特征計算出。如下文所將進一步說明的是，該判定會對該第一及第二橫切段間所估算之對稱性有所回應，及/或對此等橫切段之寬度有所回應。
若可測得該第二橫切段截面特征，在步驟550后進行步驟560，否則便在步驟550之后進行至步驟601。
步驟601包括回應該第一橫切截面特征以判定一第二橫切段截面特征。步驟601以及步驟580之后通常進行判定該結構元件之截面特征的額外步驟。
步驟560包括以第一負角(相對于一垂直于該結構元件之虛線)傾斜之電子束掃描該結構元件，以提供一第三數據組。一電子束620(以第一負角傾斜)及一結構元件間之示范性關系是說明于第6b圖。
步驟560之后是進行詢問步驟570，其詢問結構元件之高度是否已知(該結構元件之高度已預先測量)或已估計(由其他結構元件之測量，例如于高度校準程序期間)。若答案為否，則跳至步驟580，否則便跳至步驟590。
步驟580包括以第二負角(相對于一垂直于該結構元件之虛線)傾斜之電子束掃描該結構元件，以提供一第四數據組。一電子束630(以第二負角傾斜)及一結構元件間之示范關系是說明于第6b圖，步驟580后是進行步驟590。
步驟590包括回應至少該第三數據組判定一第二橫切段截面特征。若跳過步驟580，便回應該第三數據組來判定該特征，若執行步驟580，則回應第三及第四數據組兩者判定該特征。應注意的是兩數據組可以一波形圖示之。
應注意的是，該中間段(在高結構元件時可能為一上方段)可由每一掃描步驟中判定。可更進一步注意的是，假定第一及第二橫切段截面特征、該結構元件之截面以及該截面之任何特征(例如但不限于上方關鍵尺寸、底部關鍵尺寸、最大關鍵尺寸)皆可判定之。典型之截面特征是一橫切段之水平投影。在該傾斜角相當小的情況下，是假定該傾斜角幾乎等于此角之正切。
應注意的是某些測量可能會重復，且該結構元件(具有相同及/或不同之傾斜角)另外的傾斜掃描也可能因許多原因而進行，例如平均統計噪音及類似者。因此，方法400及500可能包括測量一或多個截面特征，即使該結構元件之高度已知或已估計、甚至一特定截面特征已測得的情況下。
第7圖是依據本發明之一態樣說明一截面及藉一傾斜電子束掃描該截面段所測得之若干特征。
參照第7圖，下文所列之變量皆具有下列意義Z＝金屬線高度；XT指上方金屬線之寬度(即上方關鍵尺寸)；ER指右側壁之水平投影；XE指左側壁之水平投影；XB指金屬線底部之水平投影(即底部關鍵尺寸)；α指正傾斜角；EE指經測量呈傾斜角α之側壁尺寸。
若已由同側按兩不同正角(αL1及αL2)及按兩不同負角(αR1及αR2)進行兩種測量，則EER1指右側壁以傾斜角αR1測得之尺寸；EER2指右側壁以傾斜角αR2測得之尺寸；EEL1指右側壁以傾斜角αL1測得之尺寸；EEL2指右側壁以傾斜角αL2測得之尺寸。應也可假定的是該傾斜角(α)很小以使α＝正切(α)假設該等變數及底部關鍵尺寸可利用下列方程式組之至少一者計算出第一組(若第一條件滿足時)XB＝XT+2*XE；XT＝(XT+ER1+ER2)/3；XE＝EE1-α1*(EE1-EE2)/(α1-α2)。
第二組(若第一條件未滿足時)XB＝XT+XEL+XER；
XT＝(XT+ER1+ER2+EL1+EL2)/5；XEL＝EEL1-αL1*Z；XER＝EER1-αR1*Z；Z＝{(EE1-EE2)/2(αL1-αL2)+(ER1-ER2)/2(αR1-αR2)}。
本發明可藉利用習知工具、方法及元件實施之。因此，該等工具、元件及方法的細節此處不再詳細描述。于前文敘述中，是揭示許多特定細節如一般金屬線之截面形狀、偏斜組件之數量等以助于通盤了解本發明。然而，應可領會的是本發明也可在無須所列之特定細節下實施。
雖然本發明僅揭示一示范性實施例，但其變異之示例已圖示及詳述于其揭示中。應可了解本發明可以其他結合方式并實施于不同環境下，且可于不悖離本文所束之發明概念下進行改變及潤飾。
權利要求
1.一種用于判定一具有一次微米截面的結構元件之一截面特征的方法，該截面是由一位于第一及第二橫切段間之中間段所界定出，該方法至少包含下列步驟回應以一傾斜至少一對應傾斜角(如照射至少該上方段及一第一橫斷面)的電子束對該結構元件進行的至少一次掃描，來判定一第一橫切段截面特征；回應一第一參數以選擇是否(i)回應該第一橫切截面特征判定一第二橫切截面特征、或(ii)回應以一傾斜至少一對應傾斜角(例如照射至少該上方段及該第二橫斷面)的電子束對該結構元件進行的至少一次掃描，來判定該第二橫切截面特征；以及回應該選擇結果判定該第二橫切截面特征。
2.如權利要求第1項所述之方法，其中該第一參數值是對該第一及第二橫切段測得的對稱性有所回應。
3.如權利要求第1項所述之方法，其中該第一參數值是于一校準程序期間被判定。
4.如權利要求第3項所述之方法，其中一受測物件至少包括該次微米結構元件及其他次微米結構元件，而該校準程序包括測量其他次微米結構元件中之至少兩者的第一及第二截面。
5.如權利要求第1項所述之方法，其中該第一參數值是對一波形的對稱性有所回應，該波形是以一傾斜(如照射至少該上方段及一第一橫斷面)的電子束掃描該結構元件而得。
6.如權利要求第1項所述之方法，其中該第一參數值是對一波形的對稱性有所回應，該波形是以一大致垂直于一具有該次微米結構元件的測試物件的電子束掃描該結構元件而得。
7.如權利要求第1項所述之方法，其中該第一參數值是對一與該第一橫斷面有關的第一波形部及一與該第二橫斷面有關的第二波形部間的一關聯有所回應。
8.如權利要求第1項所述之方法，其中該第一參數值是藉下列步驟判定取得以一傾斜(如照射至少該上方段及一第一橫斷面)的電子束掃描該結構元件所得的波形；由與預計算的第一參數值有關的數個預紀錄波形中找出一預紀錄的最相符波形；回應該預紀錄的最相符波形的預計算關聯因子來判定該第一參數。
9.如權利要求第1項所述之方法，其中該第一條件值是對該電子束的寬度及一與該第一或第二橫斷部皆有關的波形部的寬度間的關系有所回應，而該波形是于判定一第一橫切段截面特征的步驟期間所取得。
10.如權利要求第1項所述之方法，其中該判定一第一橫切段截面特征的步驟更至少包含若該結構元件的高度未知或未估計，以多種對應傾斜角進行多次掃描。
11.如權利要求第10項所述之方法，其中該結構元件的高度是回應一高度校準程序而進行估算。
12.如權利要求第11項所述之方法，其中該高度校準程序至少包含測量一測試物件的復合結構元件的高度，其中該測試物件理想上具有相同高度。
13.如權利要求第1項所述之方法，其中該結構元件為金屬線，其具有一上方段及兩個大致相對的側壁。
14.如權利要求第1項所述之方法，其中該結構元件是一接觸窗。
15.如權利要求第1項所述之方法，其中該結構元件是一溝槽。
16.一種用于判定一具有一次微米截面的結構元件的截面特征的方法，該截面是由一位于一第一及一第二橫切段間之中間段所界定出，該方法至少包含下列步驟以第一正角(相對于一垂直于該結構元件的虛線)傾斜的電子束掃描該結構元件，以提供一第一數據組；若該結構元件的高度未知或未估計時，以第二正角(相對于一垂直于該結構元件的虛線)傾斜的電子束掃描該結構元件，以提供一第二數據組；回應至少該第一數據組，判定一第一橫切截面特征；若一第一參數具有一特定值時，回應該第一橫切截面特征以判定一第二橫切截面特征；反之，若該第一參數具有另一值時進行下列步驟以第一負角(相對于一垂直于該結構元件之虛線)傾斜的電子束掃描該結構元件，以提供一第三數據組；若該結構元件的高度未知或未估計時，以第二負角(相對于一垂直于該結構元件的虛線)傾斜的電子束掃描該結構元件，以提供一第四數據組；回應至少該第三數據組以判定一第二橫切截面特征。
17.如權利要求第16項所述之方法，其中該第一參數值是對該第一及第二橫切段的估算對稱性有所回應。
18.如權利要求第16項所述之方法，其中該第一參數值是于一校準程序期間被判定。
19.如權利要求第18項所述之方法，其中一受測物件至少包含該次微米結構元件以及其他次微米結構元件；而該校準程序包括測量其他次微米結構元件中之至少兩者的第一及第二截面。
20.如權利要求第16項所述之方法，其中該第一參數值是對一波形的對稱性有所回應，該波形是以一傾斜(如照射至少該上方段及一第一橫斷面)的電子束掃描該結構元件而得。
21.如權利要求第16項所述之方法，其中該第一參數值是對一波形的對稱性有所回應，該波形是以一大致垂直于一具有該次微米結構元件的測試物件的電子束掃描該結構元件而得。
22.如權利要求第16項所述之方法，其中該第一參數值是對一與該第一橫斷面有關的第一波形部及一與該第二橫斷面有關的第二波形部間的一關聯有所回應。
23.如權利要求第16項所述之方法，其中該第一參數值是藉下列步驟判定取得以一傾斜(如照射至少該上方段及一第一橫斷面)的電子束掃描該結構元件所得的波形；由與預計算的第一參數值有關的數個預紀錄波形中找出一預紀錄的最相符波形；回應該預紀錄的最相符波形的預計算關聯因子來判定該第一參數。
24.如權利要求第16項所述之方法，其中該第一條件值是對該電子束的寬度及一與該第一或第二橫斷部皆有關的波形部的寬度間的關系有所回應，而該波形是于判定一第一橫切段截面特征的步驟期間所取得。
25.如權利要求第16項所述之方法，其中該判定一第一橫切段截面特征的步驟更至少包含若該結構元件的高度未知或未估計，以多種對應傾斜角進行多次掃描。
26.如權利要求第25項所述之方法，其中該結構元件的高度是回應一高度校準程序而進行估算。
27.如權利要求第26項所述之方法，其中該高度校準程序至少包含測量一測試物件的復合結構元件的高度，其中該測試物件理想上具有相同高度。
28.如權利要求第16項所述之方法，其中該結構元件為金屬線，其具有一上方段及兩個大致相對的側壁。
29.如權利要求第16項所述之方法，其中該結構元件是一接觸窗。
30.如權利要求第16項所述之方法，其中該結構元件是一溝槽。
31.一種用于判定一具有一次微米截面的結構元件的截面特征的系統，該截面是由位于一第一及第二橫切段間的中間段所界定出，該系統至少包含第一裝置，用于形成一電子束；第二裝置，用于掃描該橫越一受測物件的結構元件的電子束以及用于判定該電子束的傾斜角；而該第二裝置是耦接至一處理器并由該處理器所控制；一偵測器，其耦接至該處理器，該偵測器是經定位以偵測因與該電子束相互作用而由該結構元件發散的電子；而該處理器是可操作以進行下列步驟回應以一傾斜至少一對應傾斜角(例如照射至少該上方段及一第一橫斷面)的電子束對該結構元件的至少一次掃描來判定一第一橫切段截面特征；回應一第一參數以選擇是否(i)回應該第一橫切截面特征判定一第二橫切截面特征、或(ii)回應以一傾斜至少一對應傾斜角(例如照射至少該上方段及該第二橫斷面)的電子束對該結構元件進行至少一次掃描來判定該第二橫切截面特征；以及回應該選擇結果判定該第二橫切截面特征。
32.如權利要求第31項所述之系統，其中該第一參數值是對該第一及第二橫切面測得的對稱性有所回應。
33.如權利要求第31項所述之系統，其中該第一參數值是于一校準程序期間被判定。
34.如權利要求第33項所述之系統，其中一受測物件至少包括該次微米結構元件及其他次微米結構元件，而該校準程序包括測量其他次微米結構元件中之至少兩者的第一及第二截面。
35.如權利要求第31項所述之系統，其中該第一參數值是對一波形的對稱性有所回應，該波形是以一傾斜(如照射至少該上方段及一第一橫斷面)的電子束掃描該結構元件而得。
36.如權利要求第31項所述之系統，其中該第一參數值是對一波形的一對稱性有所回應，該波形是以一大致垂直于一具有該次微米結構元件的測試物件的電子束掃描該結構元件而得。
37.如權利要求第31項所述之系統，其中該系統是可操作以判定該第一參數值是對一與該第一橫斷面有關的第一波形部及一與該第二橫斷面有關的第二波形部間的一關聯有所回應。
38.如權利要求第31項所述之系統，其中該系統是可操作以判定該第一參數值是藉下列步驟判定取得以一傾斜(如照射至少該上方段及一第一橫斷面)的電子束掃描該結構元件所得的波形；由與預計算的第一參數值有關的數個預紀錄波形中找出一預紀錄的最相符波形；以及回應該預紀錄的最相符波形的預計算關聯因子來判定該第一參數。
39.如權利要求第31項所述之系統，其中該第一條件值是對該電子束的寬度及一與該第一或第二橫斷部皆有關的波形部的一寬度間的關系有所回應，而該波形是于判定一第一橫切段截面特征的步驟期間所取得。
40.如權利要求第31項所述之系統，其中該系統是可操作以判定一第一橫切段截面特征在該結構元件的高度未知或未估計時，是以多種對應傾斜角進行多次掃描。
41.如權利要求第40項所述之系統，其中該系統是可操作以回應一高度校準程序估算該結構元件的一高度。
42.如權利要求第41項所述之系統，其中該高度校準程序至少包含測量一測試物件的復合結構元件的高度，其中該測試物件理想上具有相同高度。
43.如權利要求第31項所述之系統，其中該結構元件為金屬線，其具有一上方段及兩個大致相對的側壁。
44.如權利要求第31項所述之系統，其中該結構元件是一接觸窗。
45.如權利要求第31項所述之系統，其中該結構元件是一溝槽。
46.一種用于一具有一次微米截面的結構元件的一截面特征的系統，該截面是由位于一第一及第二橫切段間的中間段所界定出，該系統至少包含第一裝置，用于形成一電子束；第二裝置，用于掃描該橫越一受測物件的一結構元件的該電子束以及用于判定該電子束的一傾斜角；而該第二裝置是耦接至一處理器并由該處理器所控制；一偵測器，其耦接至該處理器，該偵測器是經定位以偵測因與該電子束相互作用而由該結構元件發散的電子；而該處理器是可操作以進行下列步驟控制該第二裝置以使該結構元件可被一傾斜第一正角(相對于一垂直于該結構元件的虛線)的電子束所掃描，以提供一第一數據組；控制該第二裝置以使該結構元件可被一傾斜第二正角(相對于一垂直于該結構元件的虛線)的電子束所掃描，以提供一第二數據組；回應至少該第一數據組以判定一第一橫切段截面特征；若一第一參數值具有一特定值，回應該第一橫切截面特征來判定一第二橫切段截面特征；而若該第一參數值具其他數值，則進行下列步驟若該結構元件的高度未知或尚未估計，控制該第二裝置以使該結構元件可被一傾斜第二副角(相對于一垂直于該結構元件的虛線)的電子束所掃描，以提供一第四數據組；回應該數據組判定一第二橫切段截面特征。
47.如權利要求第46項所述之系統，其中該第一參數值是對該第一及第二橫切面測得的一對稱性有所回應。
48.如權利要求第46項所述之系統，其中該第一參數值是于一校準程序期間被判定。
49.如權利要求第48項所述之系統，其中一受測物件至少包括該次微米結構元件及其他次微米結構元件，而該校準程序包括測量其他次微米結構元件中之至少兩者的第一及第二截面。
50.如權利要求第46項所述之系統，其中該第一參數值是對一波形的一對稱性有所回應，該波形是以一傾斜(如照射至少該上方段及一第一橫斷面)的電子束掃描該結構元件而得。
51.如權利要求第46項所述之系統，其中該第一參數值是對一波形的一對稱性有所回應，該波形是以一大致垂直于一具有該次微米結構元件的測試物件的電子束掃描該結構元件而得。
52.如權利要求第46項所述之系統，其中該系統是可操作以判定該第一參數值是對一與該第一橫斷面有關的第一波形部及一與該第二橫斷面有關的第二波形部間的一關聯有所回應。
53.如權利要求第46項所述之系統，其中該系統是可操作以判定該第一參數值是藉下列步驟判定取得以一傾斜(如照射至少該上方段及一第一橫斷面)的電子束掃描該結構元件所得的波形；由與預計算的第一參數值有關的數個預紀錄波形中找出一預紀錄的最相符波形；以及回應該預紀錄的最相符波形的預計算關聯因子來判定該第一參數。
54.如權利要求第46項所述之系統，其中該第一條件值是對該電子束的寬度及一與該第一或第二橫斷部皆有關的波形部的一寬度間的關系有所回應，而該波形是于判定一第一橫切段截面特征的步驟期間所取得。
55.如權利要求第46項所述之系統，其中該系統是可操作以判定一第一橫切段截面特征在該結構元件的高度未知或未估計時，是以多種對應傾斜角進行多次掃描。
56.如權利要求第55項所述之系統，其中該系統是可操作以回應一高度校準程序估算該結構元件的一高度。
57.如權利要求第56項所述之系統，其中該高度校準程序至少包含測量一測試物件的復合結構元件的高度，其中該測試物件理想上具有相同高度。
58.如權利要求第46項所述之系統，其中該結構元件為金屬線，其具有一上方段及兩個大致相對的側壁。
59.如權利要求第46項所述之系統，其中該結構元件是一接觸窗。
60.如權利要求第46項所述之系統，其中該結構元件是一溝槽。
61.如權利要求第1項所述之方法，其中一傾斜角實質上為零度。
62.如權利要求第16項所述之方法，其中該第一正角及第一負角中的一傾斜角實質上為零度。
63.如權利要求第31項所述之系統，其中一傾斜角實質上為零度。
64.如權利要求第46項所述之系統，其中該第一正角及第一負角中的一傾斜角實質上為零度。
全文摘要
提供一種用于判定一具有一次微米截面之結構元件之截面特征的方法及系統，該截面是由一位于一第一及一第二橫切段間之中間段所界定出。該方法包括下列步驟(a)回應一傾斜一或多個對應傾斜角(例如照射至少該上方段及一第一橫斷面)之電子束對該結構元件進行之一或多次掃描，來判定一第一橫切段截面特征；(b)回應該第一參數值決定是否進行(i)回應該第一橫切截面特征判定一第二橫切段截面特征，或(ii)回應以一傾斜一或多個對應傾斜角(例如照射至少該上方段及該第二橫斷面)之電子束對該結構元件進行之一或多次掃描，來判定該第二橫切段截面特征；以及(c)回應該選擇結果，判定該第二橫切段截面特征。
文檔編號G01B15/00GK1668915SQ03816419
公開日2005年9月14日 申請日期2003年7月11日 優先權日2002年7月11日
發明者B·森德爾, O·德羅爾, A·塔姆, O·米那德瓦, R·克里斯 申請人:應用材料以色列公司, 應用材料股份有限公司