高电压供应电压的噪声降低的制作方法

1.本公开要求于2020年5月28日提交的美国申请第16/885,740号的优先权，其公开通过引用以其整体并且用于所有目的并入本文。
2.扫描电子显微镜(sem)为通过以聚焦的电子束(e束)照明晶片并且检测来自晶片的二次电子来产生例如晶片的样品的影像的晶片半导体代工厂工具。二次电子给予关于晶片拓朴、缺陷和关键尺寸的信息。


背景技术：

3.sem可用于在纳米级分辨率下的缺陷检视、关键尺寸测量和晶片检查。
4.sem的高精确度使得sem成为用于监测诸如晶片之类的样品的多个制造阶段的有吸引力的工具。
5.为了产生并且控制e束，应将高电压信号施加至sem中的多个电极和零件。
6.sem所需的增加的分辨率使得sem对高电压供应信号中的噪声、骚动和波动非常敏感。
7.可在sem之中(例如，来自各种高电压模块、线缆和连接器的噪声)和sem外部发现多个噪声源。
8.需要提供一种对克服高电压供应信号稳定和精确改变以改进工具性能很重要的系统和方法。


技术实现要素：

9.可提供一种用于高电压供应信号的噪声降低以提供高度稳定的高电压供应信号的方法和系统。
附图说明
10.视为本公开的实施例的主题在本说明书的结论部分特别指出并且明确要求保护。然而，可通过在与所附附图一起阅读时参考以下具体实施方式来最好地理解本公开的实施例，包括组织和操作的方法以及其对象、特征和优点，其中：
11.图1示出了高电压系统、高电压供应单元和高电压带电粒子系统的示例；
12.图2示出了噪声降低单元的示例；
13.图3示出了偏压设置单元的示例；以及
14.图4示出了方法的示例。
具体实施方式
15.在以下具体实施方式中，阐述了数个特定细节以便提供本公开的实施例的透彻理解。
16.然而，对本领域技术人员来说，将理解，可执行本公开的实施例而不需要此类特定
细节。在其他实例中，并未详细说明已知的方法、程序和部件，以便不模糊本公开的实施例。
17.视为本公开的实施例的主题在本说明书的结论部分特别指出且明确要求保护。然而，可通过在与所附附图一起阅读时参考以下具体实施方式来最好地理解本公开的实施例，包括组织和操作的方法以及其对象、特征和优点。
18.将理解，为了图示的简单和清楚，附图中示出的元件并非必须按照规模绘制。举例而言，为了清楚，某些组件的尺寸相对于其他组件可夸大。此外，在认为合适的情况下，在附图之间可重复附图标记以指示相对应或类似的元件。
19.因为本公开的图示的实施例大部分可使用本领域技术人员已知的电子部件和电路来实现，因此为了了解和理解本公开的实施例的基本概念并且不会模糊或偏离本公开的实施例的教导，将不会以上文所述的认为必要的更大程度来解释细节。
20.说明书中对方法的任何引用应适用于能够执行方法的系统。
21.说明书中对系统的任何引用应适用于可由系统执行的方法。
[0022]“和/或”一词代表附加或替代的。
[0023]
图1示出了高电压系统100、高电压供应单元90和高电压带电粒子系统80。
[0024]
高电压系统100可包括噪声降低单元110和偏压设置单元120。
[0025]
噪声降低单元110和偏压设置单元120可被配置成从高电压供应线70接收高电压供应信号61。高电压供应信号61可从高电压供应单元90的高电压供应端口92输出。
[0026]
高电压系统100的第一端口101接收高电压供应信号61。
[0027]
噪声降低单元110和偏压设置单元120可耦合至接地94。接地94还可由高电压带电粒子系统80和高电压供应单元90共享。
[0028]
高电压系统100的第二端口102连接至接地94。第二端口102还连接至偏压设置单元120的输出端口。
[0029]
噪声降低单元110或噪声降低单元110和偏压设定单元120的组合可被配置成检测高电压供应信号61中的噪声，并且通过接地94发送噪声补偿信号62以补偿在高电压供应信号61中的噪声。
[0030]
应理解，仅使用偏压设置单元120可提供噪声补偿。然而，与通过噪声降低单元110和偏压设置单元120的组合所获得的噪声降低相比，仅使用偏压设置单元120提供了较少效果的噪声降低。
[0031]
图1示出了到噪声降低单元110的输入在高电压供应单元90与偏压设置单元120之间连接。然而，输入可位于偏压设置单元120与高电压带电粒子系统80之间。
[0032]
偏压设置单元120可被配置成接收关于偏压电压(或接收偏压电压63)的请求值的指示，以及将偏压电压(从第一端口101)施加至高电压信号，以便将经偏压的和经噪声补偿的高电压信号65提供至高电压带电粒子系统80的高电压输入端口81。经偏压的和经噪声补偿的高电压信号65可经由高电压系统100的第三端口103输出。
[0033]
高电压供应信号61可超过一百伏特、五百伏特、一千伏特、五千伏特，甚至更高。
[0034]
偏压设置单元120可被配置成以可比高电压供应信号61小得多的精确度施加偏压电压63。尽管高电压供应信号可超过一千伏特，偏压电压可在毫伏特的幅度的精确度(分辨率)下提供。
[0035]
高电压系统100可包括用于接收on/off信号(激活/停用信号)68的激活端口130，，
以便开启或关闭高电压系统100。旁通路径可设置在第一端口101与第三端口130之间，并且当停用高电压系统100时可选择性地应用。
[0036]
高电压带电粒子系统80可被配置成生成一个或多个带电粒子束，诸如一个或多个离子束、一个或多个电子束等。高电压带电粒子系统80可以是扫描电子显微镜、电子成像仪、铣削系统等。
[0037]
噪声降低单元110可被配置成在小于一赫兹到大于一兆赫兹之间的跨度的噪声频率范围上补偿噪声。
[0038]
图2示出了噪声降低单元110的示例。
[0039]
噪声降低单元110可包括放大器112和第一低通滤波器111。第一低通滤波器111可被配置成对高电压供应信号61低通滤波，以提供经低通过滤的高电压供应信号66，以及(b)放大器112。
[0040]
放大器112包括正输入(标记为“ ”)和负输入(标记为
“‑”
)。正输入被配置成接收高电压供应信号61。负输入被配置成接收经低通滤波的高电压供应信号66。放大器111还由供应电压144和145馈送。
[0041]
放大器112被配置成将高电压供应信号61与经低通滤波的高电压供应信号66作比较，并且提供比较器输出信号67。
[0042]
比较器输出信号67指示比较的结果。比较的结果可指示在高电压供应信号61中噪声的存在。
[0043]
第一低通滤波器111可由第八电阻148和第一电容器150形成。噪声降低单元110可包括其他低通滤波器。
[0044]
第二电容器149在放大器112的输出端口与接地94之间(经由第二端口102)耦合。放大器112可耦合至虚拟接地(未显示)。
[0045]
噪声降低单元110可包括可被配置成将比较器输出信号67转变成噪声补偿信号62的一个或多个附加部件(未显示)。转变可包括阻抗匹配、电压到电流的转变等。举例而言，比较器输出信号67可为电压信号，所述电压信号可根据介于高电压供应信号61与经低通过滤的高电压供应信号66之间的差异的改变而改变其值。电压改变造成流动通过第二电容器149并通过接地的电流的改变。
[0046]
第二电容器149可通过可被配置成当施加更高电压时增加电流流动的电阻、电容、电感和/或半导体的任何网络取代。举例而言，第二电容器149可通过彼此串联连接的电阻、电感、齐纳(zener)二极管和电容器取代。
[0047]
第一低通滤波器111的截止频率可以是任何值，举例而言，截止频率可以是低于十赫兹并且可以甚至低于一赫兹。
[0048]
图3示出了偏压设置单元120的示例。
[0049]
偏压设置单元120可包括放大器112、第一电阻器141、第二电阻器142、第三电阻器143、第六电阻器146、第七电阻器147、第八电阻器148、第一电容器150和第二电容器149。
[0050]
放大器112包括正输入(标记为“ ”)及负输入(标记为
“‑”
)。将偏压电压63提供至放大器112的正输入。放大器111还由供应电压144和145馈送。
[0051]
第一电阻器141为将源和负载分开的串联电阻器。第一电阻器的第一端耦合至第一端口101。第一电阻器141的第二端连接至虚拟接地96并连接至第三端口103。第二电阻器
142和第三电阻器143形成放大器偏移补偿网络。
[0052]
第六电阻器146和第一电容器150形成第二低通滤波器。
[0053]
可添加第七电阻器147和第八电阻148以改进偏压设置单元120的高电压抗扰。第二电容器149和第七电阻器147在放大器112的输出端口与接地94之间。
[0054]
偏压设置单元120可以与偏压设置单元基本上相同的方式实行噪声补偿，从而造成电流流动通过第二电容器149。
[0055]
偏压设置单元120可通过在第一电阻器141上发展压降来实行噪声补偿，所述压降是补偿噪声所需的修正电压，因此在第一电阻器141上的压降应等于或接近噪声。
[0056]
第一电阻器141可通过电阻器、电感器、电容器和诸如二极管之类的半导体元件的任何网络取代。举例而言，第一电阻器可被彼此并联连接的电阻器、电容器和二极管取代。
[0057]
图4示出了用于高电压噪声降低的方法200。
[0058]
方法200可包括步骤210、220、230、240、250和260。
[0059]
步骤210可包括通过噪声降低单元和偏压设置单元接收高电压供应信号。高电压供应信号通过高电压供应线上接收，并且从高电压供应单元的高电压供应端口接收。噪声降低单元和偏压设置单元耦合至接地，接地还由高电压带电粒子系统及高电压供应单元共享。
[0060]
步骤210之后可为步骤220，通过至少噪声降低单元检测高电压供应信号中的噪声。
[0061]
至少噪声降低单元代表(i)噪声降低或(ii)噪声降低和附加单元，诸如偏压设置单元。
[0062]
步骤220之后可为步骤230，生成用于补偿高电压信号中的噪声的噪声补偿信号。
[0063]
步骤230之后可为步骤240，通过接地发送噪声补偿信号。
[0064]
方法200还可包括步骤250，将偏压电压施加至高电压信号(跟随补偿噪声的步骤240)以提供经偏压的和经噪声补偿的高电压信号。
[0065]
可提供步骤210、220、230、240和250的多次迭代，以将高电压供应信号维持在经噪声补偿的值处。可以连续的方式或间隔分开的迭代来执行重复。
[0066]
步骤250之后可为步骤260，将经偏压的和经噪声补偿的高电压信号提供至高电压带电粒子系统的高电压输入端口。
[0067]
步骤230可包括步骤231、233和235的序列。
[0068]
步骤231可包括通过低通滤波器，对高电压供应信号低通滤波，以提供经低通滤波的高电压供应信号。
[0069]
步骤233可包括通过比较器，将高电压供应信号与经低通滤波的高电压供应信号作比较。
[0070]
步骤235可包括提供指示补偿的结果的比较器输出信号，其中所述补偿的结果是在高电压供应信号中噪声的指示。
[0071]
步骤230还可包括步骤237，通过噪声降低单元的一个或多个附加部件将比较器输出信号转变成噪声补偿信号。
[0072]
所建议的解决方案被发现在大范围的噪声频率上(例如，介于小于一赫兹到高于一兆赫兹之间)提供至少20db的噪声降低。
[0073]
尽管高电压供应信号可超过一百伏特，可在毫伏特的幅度的精确度(分辨率)下提供偏压电压。此举能够精确调整由供应了经噪声补偿的高电压供应电压的sem所生成的电子束。
[0074]
解决方案还提供改进的高电压电弧抗扰。
[0075]
在以上说明书中，已参考本公开的实施例的特定示例来描述本公开的实施例。然而，显而易见的是，可作成各种修改和改变，而不会背离如所附权利要求中提及的本公开的实施例的更广泛的精神及范围。
[0076]
实现相同功能的部件的任何布置有效地“相关联”，使得能够实现期望的功能。因此，本文结合的任何两个部件以实现具体功能可视为彼此“相关联”，使得能够实现期望的功能，而无关于架构或中间部件。类似地，相关联的任何两个部件还可被视为彼此“操作地连接”或“操作地耦合”，以实现期望的功能。
[0077]
再者，本领域中技术人员将认识到以上所述的操作的界线仅为图示性。多个操作可结合成单个操作，单个操作可分配在附加操作中，并且操作在时间上至少部分地重叠地执行。此外，替代实施例可包括特定操作的实例，并且操作的顺序可在各种其他实施例中被改变。
[0078]
还举例而言，在一个实施例中，图标的示例可实现为位于单个集成电路上或在相同设备之中的电路系统。替代地，示例可实现为以适合方式彼此互连的任何数量的分开的集成电路或分开的设备。
[0079]
然而，还可能有其他修改、变化及替代。本说明书和附图因此视为说明性而非限制性。
[0080]
在权利要求中，括号之间放置的任何附图标记不应考虑为权利要求的限制。“包含”一词不排除权利要求中列举的其他元件或步骤之外的存在。此外，如本文所使用的“一”或“一者”界定为一或多于一个。而且，在权利要求中使用诸如“至少一个”和“一个或多个”之类的介绍性短语不应考虑为暗示通过不定冠词“一”或“一个”对另一要求保护的元件的引入将包含此类引入的要求保护的元件的要求要求限制本所公开的实施例仅含有一个此元件，即使当此权利要求包括介绍性词汇“一个或多个”或“至少一个”以及诸如“一”或“一个”之类的不定冠词时。使用定冠词时也相同的。除非另外说明，例如“第一”和“第二”之类的词汇用以任意区分此类术语所述的元件，因此，此类术语并非必须意指此类元件的时间或其他优先级。在互相不同的权利要求中记载的某些测量的事实并非指示无法使用此类测量的组合的优点。
[0081]
尽管此处已图示且说明本公开的实施例的某些特征，对本领域技术人员而言现将想到许多修改、替换、改变和等效物等。因此，应理解所附附图旨在涵盖落入本公开的实施例的真实精神范围内的所有此类修改及改变。
[0082]
可提供在任何附图、说明书的任何部分和/或任何权利要求中列举的任何模块或单元的任何组合。特别可提供任何要求保护的特征的任何组合。
[0083]
对“包括”或“具有”的词汇的任何引用应还解释为“组成”、“基本上组成”的引用。举例而言，包含某些步骤的方法可分别包括附加步骤，可限制成某些步骤，或可包括不会实质影响方法的基础及新颖特征的附加步骤。
[0084]
以上说明书包括一个或多个实施例的特定示例。然而，显而易见的是，可在其中作
成各种修改及改变而不会背离如在所附权利要求中提及的一个或多个实施例的广泛精神及范围。