CN115298795A - 检查装置 - Google Patents
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Abstract
一种带电粒子评估工具包括多个射束列。每个射束列包括带电粒子射束源(201),被配置为发射带电粒子;多个会聚透镜(231),被配置为将从带电粒子射束源发射的带电粒子(211、212、213)形成为多个带电粒子射束;会聚透镜被配置为将多个带电粒子射束聚焦到相应中间焦点(233);以及多个物镜(234),被配置为处于所述中间焦点的下游,每个物镜被配置为将多个带电粒子射束中的一者投射到样品上;以及像差校正器(235),被配置为减小多个带电粒子射束中的一个或多个像差。射束列彼此相邻布置,以便将带电粒子射束投射到样品的相邻分区上。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求于2020年2月21日提交的EP申请20158863.9和于2020年7月6日提交的EP申请20184162.4和于2020年11月11日提交的EP申请20206987.8的优先权,其全部内容通过引用并入本文。
技术领域
本文中所提供的各实施例一般涉及一种带电粒子评估工具和检查方法,具体涉及使用带电粒子的多个子射束的带电粒子评估工具和检查方法。
背景技术
当制造半导体集成电路(IC)芯片时,作为例如光学效果和附带粒子的结果,在制造过程期间在衬底(即,晶片)或掩模上不可避免地出现非期望的图案缺陷,从而降低了成品率。因此,监测非期望的图案缺陷的程度是IC芯片制造中的重要过程。更一般地,对衬底或其他物体/材料的表面的检查、和/或测量是其制造期间和/或之后的重要过程。
具有带电粒子射束的图案检查工具已经用于检查物体,例如,用于检测图案缺陷。这些工具通常使用电子显微镜技术,诸如扫描电子显微镜(SEM)。在SEM中,能量相对较高的电子的初级电子射束以最终减速步骤为目标,以便以相对较低的着陆能量着陆在样品上。电子射束作为探测斑点聚焦在样品上。探测斑点处的材料结构与来自电子射束的着陆电子之间的相互作用使得电子从表面发射,诸如次级电子、背散射电子或俄歇(auger)电子。所生成的次级电子可以从样品的材料结构发射。通过在样品表面上扫描作为探测斑点的初级电子射束,可以跨越样品表面发射次级电子。通过从样品表面收集这些发射的次级电子,图案检查工具可以获得表示样品的表面的材料结构的特点的图像。
通常需要改进带电粒子检查装置的吞吐量和其他特点。
发明内容
本文中所提供的各实施例公开了一种带电粒子射束检查装置。
根据本发明的第一方面,提供了一种带电粒子评估工具,包括:
多个射束列,每个射束列包括带电粒子射束源,被配置为发射带电粒子;多个会聚透镜,被配置为将从带电粒子射束源发射的带电粒子形成为多个带电粒子射束;以及多个物镜,每个物镜被配置为将多个带电粒子射束中的一者投射到样品上;其中
射束列彼此相邻布置,以便将带电粒子射束投射到样品的相邻分区上。
根据本发明的第二方面,提供了一种检查方法,包括:
使用多个射束列朝向样品发射带电粒子射束,每个射束列包括:带电粒子射束源,被配置为发射带电粒子;多个会聚透镜,被配置为将从带电粒子射束源发射的带电粒子形成为多个带电粒子射束;以及多个物镜,每个物镜被配置为将多个带电粒子射束中的一者投射到样品上;其中
射束列彼此相邻布置,以便将带电粒子射束投射到样品的相邻分区上。
根据本发明的第三方面,提供了一种用于带电粒子工具的带电粒子多射束列阵列,该带电粒子工具用于向样品投射多个带电粒子多射束,该带电粒子多射束列阵列包括:
多个带电粒子多射束列,被配置为将相应多射束同时投射到样品的不同分区上;以及
焦点校正器,被配置为将群焦点校正施加到多射束的多个子射束群中的每个子射束群,每个群焦点校正对于相应群的所有子射束均相同。
根据本发明的第四方面,提供一种检查方法,包括:
使用多射束列阵列向样品投射多个带电粒子多射束;以及
将群焦点校正施加到多射束的多个子射束群中的每子射束群,每个群焦点校正对于相应群的所有子射束均相同。
附图说明
通过结合附图对示例性实施例的描述,本公开的上述和其他方面变得更加显而易见。
图1是图示了示例性带电粒子射束检查装置的示意图。
图2是图示了示例性多射束装置的示意图,该多射束装置作为图1的示例性带电粒子射束检查装置的一部分。
图3是根据实施例的示例性多射束装置的示意图。
图4是根据实施例的另一示例性多射束装置的示意图。
图5是着陆能量与斑点尺寸的关系图。
图6是本发明的实施例的物镜的放大图。
图7是根据实施例的检查装置的物镜的示意性横截面视图。
图8是图7的物镜的仰视图。
图9是图7的物镜的变型的仰视图。
图10是并入图7的物镜中的检测器的示意性横截面放大视图。
图11是具有多个相邻光学装置列的检查工具的示意性侧视图。
图12是具有呈矩形布置的、多个相邻光学装置列的检查工具的示意性平面图。
图13是具有呈六边形布置的、多个相邻光学装置列的检查工具的示意性平面图。
图14是与包括两个电极的物镜阵列集成在一起的、校正器孔径阵列的示意性横截面视图。
图15是与包括三个电极的物镜阵列集成在一起的、校正器孔径阵列的示意性横截面视图。
图16是示例校正器孔径阵列中的电极的示意性俯视图,该电极包括沿第一方向对准的相对较宽的细长导电条带。
图17是另一示例校正器孔径阵列中的电极的示意性俯视图,该电极包括沿第二方向对准的相对较宽的细长导电条带。
图18是另一示例校正器孔径阵列中的电极的示意性俯视图,该电极包括沿第一方向对准的相对较窄的细长导电条带。
图19是另一示例校正器孔径阵列中的电极的示意性俯视图,该电极包括沿第二方向对准的相对较窄的细长导电条带。
图20是另一示例校正器孔径阵列的电极的示意性俯视图,该电极包括纵横比较低的棋盘格状导电元件。
具体实施方式
现在,详细参考示例性实施例,其示例在附图中示出。以下描述参考附图,其中除非另有说明,否则不同附图中的相同附图标记表示相同或相似元件。在示例性实施例的以下描述中阐述的实现方式并不代表与本发明一致的所有实现方式。相反,它们仅仅是与所附权利要求中所述的与本发明有关的各方面一致的装置和方法的示例。
可以通过显著增加IC芯片上的电路部件(诸如晶体管、电容器、二极管等)的封装密度(其减小设备的物理尺寸)来增强电子设备的计算能力。这已经通过增加分辨率来实现,从而使得能够制造甚至更小的结构。例如,智能电话的IC芯片可以包括20亿个以上的晶体管,每个晶体管的尺寸小于人发的1/1000,该IC芯片的尺寸是拇指指甲的尺寸并且在2019年或更早可用。因此,半导体IC制造是具有数百个分开的步骤的复杂且耗时的工艺并不令人惊讶。即使一个步骤中的误差也有可能显著影响最终产品的功能。仅一个“致命缺陷”就会导致设备故障。制造工艺的目标是提高工艺的总良率。例如,对于50步工艺(其中一步可以指示在晶片上形成的层的数目),为了获得75%的良率,每个单独步骤的良率必须大于99.4%。如果单个步骤的良率为95%,则总工艺良率将低至7%。
虽然在IC芯片制造设备中需要高工艺良率,但是维持高衬底(即,晶片)产出量(被定义为每小时处理的衬底的数目)也有必要。缺陷的存在会影响高工艺良率和高衬底产出量。尤其是在需要操作员干预来检查缺陷时。因此,通过检查工具(诸如扫描电子显微镜(“SEM”))对微米级和纳米级缺陷的高产出率检测和标识,对于维持高良率和低成本很有必要。
SEM包括扫描设备和检测器装置。扫描设备包括照射装置,该照射装置包括电子源和投射装置。该电子源用于生成初级电子。投射装置用于使用一个或多个初级电子聚焦射束来扫描诸如衬底之类的样品。至少照射装置或照射系统和投射装置或投射系统可以一起称为电子光学系统或装置。初级电子与样品相互作用,并且生成次级电子。在扫描样品时,检测装置从样品捕获次级电子,使得SEM可以产生样品的被扫描区域的图像。对于高产出率检查,检查装置中的一些检查装置使用初级电子的多个聚焦射束,即,初级电子的多射束。多射束的组成射束可以被称为子射束或束波。多射束可以同时扫描样品的不同部分。因此,多射束检查装置能够以比单射束检查装置高得多的速度检查样品。
下文对已知多射束检查装置的实现方式进行描述。
附图是示意性的。因此,为了清楚起见,附图中部件的相对尺寸被放大。在附图的以下描述中,相同或相似的附图标记是指相同或相似的部件或实体,并且仅描述关于各个实施例的差异。虽然描述和附图针对电子光学装置,但是应当领会,这些实施例不用于将本公开限于特定带电粒子。因此,在本文件中对电子的引用可以更一般地被认为是对带电粒子的引用,其中带电粒子不一定是电子。
现在,参考图1,图1是图示了示例性带电粒子射束检查装置100的示意图。图1的带电粒子射束检查装置100包括主腔室10、负载锁定腔室20、电子射束工具40、设备前端模块(EFEM)30和控制器50。电子射束工具40位于主腔室10内。
EFEM 30包括第一装载口30a和第二装载口30b。EFEM 30可以包括附加装载口。例如,第一装载端口30a和第二装载端口30b可以接纳衬底前开式晶片盒(FOUP)。该FOUP包含衬底(例如,半导体衬底、或由一种或多种其他材料制成的衬底)或待检查样品(衬底、晶片和样品下文统称为“样品”)。EFEM 30中的一个或多个机器人臂(未示出)将样品输送到负载锁定腔室20。
负载锁定腔室20用于除去样品周围的气体。这产生了局部气体压力低于周围环境中的压力的真空。负载锁定腔室20可以连接到负载锁定真空泵系统(未示出),该负载锁定真空泵系统除去负载锁定腔室20中的气体颗粒。负载锁定真空泵系统的操作使得负载锁定腔室能够达到低于大气压力的第一压力。在达到第一压力后,一个或多个机器人臂(未示出)将样品从负载锁定腔室20输送到主腔室10。主腔室10连接到主腔室真空泵系统(未示出)。主腔室真空泵系统除去主腔室10中的气体颗粒,使得样品周围的压力达到低于第一压力的第二压力。在达到第二压力之后,样品被输送到电子射束工具,通过该工具,可以检查样品。电子射束工具40可以包括多射束电子光学装置。
控制器50以电子方式连接到电子射束工具40。控制器50可以是被配置为控制带电粒子射束检查装置100的处理器(诸如计算机)。控制器50还可以包括被配置为执行各种信号和图像处理功能的处理电路系统。虽然控制器50在图1中被示为位于包括主腔室10、负载锁定腔室20和EFEM 30的结构的外部,但是应当领会,控制器50可以是该结构的一部分。控制器50可以位于带电粒子射束检查装置的组成元件中的一个组成元件中、或它可以分布在组成元件中的至少两个组成元件上。虽然本公开提供了容纳电子射束检查工具的主腔室10的示例,但是应当指出,本公开的各方面在其最广泛的意义上不限于容纳电子射束检查工具的腔室。相反,应当领会,上述原理也可以适用于在第二压力下操作的其他工具和装置的其他布置。
现在,参考图2,图2是图示了包括作为图1的示例性带电粒子射束检查装置100的一部分的多射束检查工具的示例性电子射束工具40的示意图。多射束电子射束工具40(本文中也称为装置40)包括电子源201、初级投射装置230、电动台209和样品保持器207。电子源201和投射装置230可以一起成为电子光学装置。样品保持器207由电动台209支撑,以便保持样品208(例如,衬底或掩模)以供检查。多射束电子射束工具40还可以包括电子检测设备240。
电子源201可以包括阴极(未示出)、和提取器或阳极(未示出)。在操作期间,电子源201被配置为从阴极发射电子作为初级电子。初级电子被提取器和/或阳极提取或加速,以形成初级电子射束20。
投射装置230被配置为将初级电子射束202转换成多个子射束211、212、213,并且将每个子射束引导到样品208上。尽管为简单起见示出了三个子射束,但是可以有几十、几百或几千个子射束。子射束可以被称为束波。
控制器50可以连接到图1的带电粒子射束检查装置100的各个部分,诸如电子源201、电子检测设备240、投射装置230和电动台209。控制器50可以执行各种图像和信号处理功能。控制器50还可以生成各种控制信号以管控带电粒子射束检查装置(包括带电粒子多射束装置)的操作。
投射装置230可以被配置为将子射束211、212和213聚焦到样品208上以进行检查,并且可以在样品208的表面上形成三个探针斑点221、222和223。投射装置230可以被配置为偏转初级子射束211、212和213,以跨越样品208的表面的区段中的各个扫描区域扫描探针斑点221、222和223。响应于初级子射束211、212和213入射在样品208上的探测斑点221、222和223上,从样品208生成包括次级电子和背散射电子的电子。次级电子的电子能量通常为≤~50eV。背散射电子的电子能量通常介于50eV与初级子射束211、212和213的着陆能量之间。
电子检测设备240被配置为检测次级电子和/或背散射电子,并且生成发送到控制器50或信号处理系统(未示出)的对应信号,例如,以构造样品208的对应扫描区域的图像。电子检测设备可以并入投射装置中,或可以与投射装置分离,其中提供次级光学装置列以将次级电子和/或背散射电子引导到电子检测设备。
控制器50可以包括图像处理系统,该图像处理系统包括图像获取器(未示出)和存储设备(未示出)。例如,控制器可以包括处理器、计算机、服务器、大型主机、终端、个人计算机、任何类型的移动计算设备等,或其组合。图像获取器可以包括控制器的处理功能的至少一部分。因此,图像获取器可以包括至少一个或多个处理器。图像获取器可以以通信方式耦合到准许信号通信的装置40的电子检测设备240,诸如电导体、光纤电缆、便携式存储介质、IR、蓝牙、因特网、无线网络、无线电等,或其组合。图像获取器可以从电子检测设备240接收信号,可以处理包括在信号中的数据,并且可以从其构造图像。因此,图像获取器可以获取样品208的图像。图像获取器还可以执行各种后处理功能,诸如生成轮廓,在所获取的图像上叠加指示符等。图像获取器可以被配置为执行对所获取的图像的亮度和对比度等的调整。存储装置可以是诸如硬盘、闪存驱动器、云存储、随机存取存储器(RAM)、其他类型的计算机可读存储器等之类的存储介质。存储装置可以与图像获取器耦合,并且可以用于将所扫描的原始图像数据保存为原始图像和经后处理的图像。
图像获取器可以基于从电子检测设备240接收的成像信号,获取样品的一个或多个图像。成像信号可以对应于用于进行带电粒子成像的扫描操作。所获取的图像可以是包括多个成像区域的单个图像。单个图像可以存储在存储装置中。单个图像可以是可以被划分为多个分区的原始图像。多个分区中的每个分区可以包括包含样品208的特征的一个成像区域。所获取的图像可以包括在一时段内被多次采样的样品208的单个成像区域的多个图像。多个图像可以存储在存储装置中。控制器50可以被配置为使用样品208的相同位置的多个图像执行图像处理步骤。
控制器50可以包括测量电路系统(例如,模数转换器)以获得所检测到的次级电子的分布。在检测时间窗口期间收集的电子分布数据可以与入射在样品表面上的初级子射束211、212和213中的每个初级子射束的对应扫描路径数据组合使用,以重构检查中的样品结构的图像。经重构的图像可以用于揭示样品208的内部结构或外部结构的各种特征。因此,经重构的图像可以用于揭示样品中可能存在的任何缺陷。
控制器50可以控制电动台209以在检查样品208期间移动样品208。至少在样品检查期间,控制器50可以使电动台209在一方向上(优选地,连续地)例如以恒定速度移动样品208。控制器50可以控制电动台209的移动,使得它依据各种参数改变样品208的移动速度。例如,控制器可以依据扫描过程的检查步骤的特点来控制台速度(包括其方向)。
图3是根据本发明实施例的检查工具的示意图。电子源201将电极引向形成投射系统230的一部分的会聚透镜231的阵列。电子源是亮度与总发射电流之间具有良好折衷的所期望的高亮度热场发射器。可能存在数十、数百或数千个会聚透镜231。会聚透镜期望是Einzel透镜,并且可以如EP1602121A1中所述构造,该文献通过引用而并入此文,该文献是关于将电子射束分成多个多射束透镜阵列的公开内容,其中该阵列为每个束波提供透镜。透镜阵列可以采用至少两个板的形式。至少两个板充当电极。在至少两个板中的每个板中界定彼此对准、并且对应于束波的位置的孔径。每个板在操作期间维持在不同的电势以实现期望透镜化效果。透镜阵列可以包括射束限制孔径阵列,该射束限制孔径阵列可以是至少两个板中的一个板。
在一种布置中,会聚透镜阵列可以由三个板阵列形成,其中透镜的入口和出口具有相同的射束能量,该布置可以被称为单透镜(Einzel透镜)。因为离轴色差受限的,因为色散只发生在单透镜内,因此这是有益的。当这种透镜的厚度大约为几毫米时,这些像差可以忽略不计。
阵列中的每个会聚透镜将电子引导到相应子射束211、212、213中,该子射束211、212、213聚焦在相应中间焦点233处。子射束相对于彼此发散。中间焦点233的下游是多个物镜234,其中每个物镜将相应子射束211、212、213引导到样品208上。物镜234可以是单透镜。至少由会聚透镜和对应下游物镜在射束中生成的色差可以相互抵消。
通过控制电子在样品上的着陆能量,可以控制聚焦参数并且引入其他校正。可以选择着陆能量以增加次级电子的发射和检测。经设置以控制物镜234的控制器可以被配置为将着陆能量控制到预定范围内的任何期望值、或多个预定值中的期望预定值。在一个实施例中,着陆能量可以被控制为从1000eV到4000eV或甚至5000eV的范围内的期望值。
在物镜234与样品208之间提供电子检测设备240以检测从样品208发射的次级电子和/或背散射电子。下文对电子检测系统的示例性构造进行描述。
在图3的系统中,束波211、212、213沿着直线路径从会聚透镜231传播到样品208。束波路径使会聚透镜231的下游发散。图4中示出了一种变型构造,其与图3的系统相同,除了偏转器235设置在中间焦点233处。偏转器235位于束波路径中对应中间焦点233或聚焦点(即,聚焦的点)的位置处或至少在其周围。偏转器位于相关束波的中间像平面处,即,在其焦点或聚焦点处的束波路径中。偏转器235被配置为对相应束波211、212、213进行操作。偏转器235被配置为将相应束波211、212、213弯曲达一量,以确保主射线(其还可以称为射束轴线)基本垂直(即,与样品的标称表面基本成90°)入射在样品208上。偏转器235还可以被称为准直器或准直器偏转器。偏转器235实际上准直束波的路径,使得在偏转器之前,束波路径相对于彼此发散。偏转器的下游(束波路径)基本彼此平行,即,基本准直。因此,每个束波路径可以在会聚透镜231的阵列与准直器(例如,偏转器235阵列)之间的直线上。每个束波路径可以在偏转器235阵列与物镜阵列234和可选的样品208之间的直线上。合适准直器是于2020年2月7日提交的EP申请20156253.5中公开的偏转器,该申请在此通过引用结合到多射束阵列的偏转器的申请中。
因为在束波路径中生成的任何离轴像差在会聚透镜231中生成或至少主要在会聚透镜231中生成,所以在图4的系统中可以更容易控制电子的着陆能量。图4所示系统的物镜234不必是单透镜。这是因为如果射束被准直,则在物镜中不会生成离轴像差。在会聚透镜中可以比在物镜234中更好地控制离轴像差。通过使会聚透镜231实质上更薄,可以使会聚透镜对离轴像差(特别是色度离轴像差的贡献)的贡献最小。可以改变会聚透镜231的厚度以调谐色度离轴贡献,从而平衡相应束波路径中的色差的其他贡献。因此,物镜234可以具有两个或更多个电极。进入物镜时的射束能量可以与其离开物镜的能量不同。
图6是三电极布置中的物镜阵列的一个物镜300(诸如单透镜)的示意性放大视图。物镜300可以被配置为将电子射束缩小大于10倍,理想情况下,在50到100或更大的范围内。物镜包括中间电极或第一电极301、下部电极或第二电极302和上部电极或第三电极303。电压源351、352、353被配置为分别向第一电极、第二电极和第三电极施加电势V1,V2,V3。另一电压源连接到样品,以施加第四电势,该第四电势可以是接地。可以相对于样品208限定电势。理想情况下,在一个实施例中,省略了第三电极。这种布置是双电极物镜,该双电极物镜可以用于关于图4所示和所述的布置中。第一电极、第二电极和第三电极中的每个电极都设有孔径,相应子射束通过该孔径传播。第二电势可以类似于样品的电势,例如,约50V以上。可替代地,第二电势可以在约+500V至约+1,500V的范围内。
第一电势和/或第二电势可以按照每个孔径而发生变化以实现焦点校正。
为了向物镜300提供减速功能,从而可以确定着陆能量,期望改变最低电极和样品的电势。为了使电子减速,与中心电极相比,使下部(第二)电极具有更负电位。当选择最低着陆能量时,出现最高静电场强度。选择第二电极与中间电极之间的距离、第二电极与中间电极之间的最低着陆能量以及最大电势差,以使所得场强能够接受。对于较高着陆能量,静电场变得较低(在相同长度上减速较少)。
因为在电子源与射束限制孔径之间的电子光学器件配置(刚好在会聚透镜上方)保持相同,所以射束电流随着着陆能量的改变而保持不变。改变着陆能量可以影响分辨率,从而要么提高要么降低分辨率。图5是示出了在两种情况下着陆能量与斑点尺寸的关系的曲线图。具有实心圆的虚线指示仅改变着陆能量的效果,即,会聚透镜电压保持相同。具有空心圆的实线指示如果着陆能量被改变、并且会聚透镜电压(放大率对开口角度优化)被重新优化的效果。
如果会聚透镜电压发生改变,则准直器对于所有着陆能量都不会在精确的中间像平面中。因此,期望校正由准直器引起的像散。
在一个实施例中,前面实施例中提到的物镜是阵列物镜。阵列中的每个元件是操作多射束中的不同射束或射束群的微透镜。静电阵列物镜具有至少两个板,每个板具有多个孔洞或孔径。板中每个孔洞的位置对应于另一板中对应孔洞的位置。对应孔洞使用时,在多射束中的相同射束或射束群上操作。用于阵列中每个元件的透镜类型的合适示例是双电极减速透镜。可以提供附加电极。物镜的底部电极是集成到多射束操纵器阵列中的CMOS芯片检测器。将检测器阵列集成到物镜中以替代次级列。检测器阵列(例如,CMOS芯片)优选地被定向为面向样品(因为晶片与电子光学系统的底部之间的小距离(例如,100μm))。在一个实施例中,在CMOS器件的顶部金属层中形成用于捕获次级电子信号的电极。电极可以形成在其他层中。CMOS的功率和控制信号可以通过穿硅过孔而被连接到CMOS。为了坚固性,底部电极优选由两个元件组成:CMOS芯片和具有孔洞的无源Si板。该板屏蔽CMOS以不受高电子场的影响。
为了使检测效率最高,期望使电极表面尽可能大,使得阵列物镜的(除了孔径之外的)基本所有区域被电极占据,并且每个电极的直径基本等于阵列节距。在一个实施例中,电极的外部形状为圆形,但是这可以制成正方形以使检测区域最大。此外,可以使穿过衬底的孔洞的直径最小。电子射束的典型尺寸约为5微米至15微米。
在一个实施例中,单个电极包围每个孔径。在另一实施例中,围绕每个孔径设置多个电极元件。由包围一个孔径的电极元件捕获的电子可以组合成单个信号或用于生成单独信号。可以以径向方式(即,以形成多个同心环形物)、以角度方式(即,以形成多个扇形片)、以径向方式和以角度方式两者或以任何其他方便的方式,来划分电极元件。
然而,较大的电极表面导致较大的寄生电容,因此导致较低的带宽。为此,可能期望限制电极的外径。尤其是,在较大的电极仅给出稍高的检测效率、但给出明显较大的寄生电容的情况下。圆形(环形)电极可以在收集效率与寄生电容之间提供良好折衷。
电极的较大外径还可能导致较大串扰(对相邻孔洞的信号的灵敏度)。这还可能是使电极外径较小的原因。尤其是,在较大的电极仅给出稍高的检测效率、但给出明显较大的串扰的情况下。
由电极收集的背散射电子和/或次级电子电流由跨阻抗放大器放大。
图7中示出了示例性实施例,其图示了多射束物镜401的示意性横截面。在物镜401的输出侧(即,面对样品403的一侧)上,提供检测器模块402。图8是检测器模块402的仰视图,该检测器模块402包括衬底404,在该衬底404上设置多个捕获电极405,每个捕获电极405包围射束孔径406。射束孔径406可以通过蚀刻穿过衬底404而形成。在图8所示的布置中,射束孔径406以矩形阵列示出。射束孔径406还可以以不同方式(例如,如图9所描绘的六边形密堆积阵列)布置。
图10以较大比例描绘了检测器模块402的一部分的横截面。捕获电极405形成检测器模块402的最底部,即,最靠近样品的表面。在捕获电极405与硅衬底404的主体之间设置逻辑层407。逻辑层407可以包括放大器,例如,跨阻抗放大器、模数转换器和读出逻辑。在一个实施例中,每个捕获电极405有一个放大器和一个模数转换器。可以使用CMOS过程制造逻辑层407和捕获电极405,其中捕获电极405形成最终金属化层。
布线层408设在衬底404的背侧上,并且通过穿硅过孔409连接到逻辑层407。穿硅过孔409的数目不必与射束孔径406的数目相同。具体地,如果电极信号在逻辑层407中被数字化,则可能仅需要少量的穿硅过孔来提供数据总线。布线层408可以包括控制线、数据线和电源线。应当指出,尽管存在射束孔径406,但是对于所有必要的连接都有足够的空间。还可以使用双极或其他制造技术来制造检测模块402。可以在检测器模块402的背侧上设置印刷电路板和/或其他半导体芯片。
上述集成检测器阵列当与具有可调谐着陆能量的工具一起使用时特别有利,因为可以针对着陆能量范围优化次级电子捕获。
期望增加可以评估或检查样品的速率(每单位时间的区域)。在使用带电粒子射束的工具中,由于对源亮度和总发射电流的限制,所以通常不可能通过增加射束强度来增加操作速度。由于带电粒子的相互排斥,所以增加射束电流也会增加随机效果。
如图11至图13所示,建议提供一种工具,该工具包括多个多射束列110-1至110-n,该多个多射束列110-1至110-n彼此相邻,以便将带电粒子射束投射到同一样品上。每个多射束列110包括如上所述的投射装置230。本文中使用术语“多射束列”表示射束列,该射束列将多个电子射束同时引导到样品上。由此可以一次评估增加的样品面积。为了使列之间的间隔最小,期望会聚透镜和/或物镜形成为MEMS或CMOS器件。如果存在准直器,则期望准直器也形成为MEMS或CMOS器件。准直器可以是偏转器并且可以被称为准直器偏转器。多射束列110-1至110-n可以被布置为呈如图12所示的矩形阵列或如图13所示的六边形阵列。
如上文所提及的,跨越放置样品的物平面的相应单独扫描区域,可以扫描多射束列110的每个子射束,该扫描区域可以被称为子射束可寻址区域。多射束列110的所有子射束的子射束可寻址区域可以统称为列可寻址区域。因为子射束的扫描范围小于物镜的节距,所以列可寻址区域不连续。通过贯穿物平面而机械地扫描样品,可以扫描样品的连续分区。对样品的机械扫描可以是曲折或步进扫描型移动。
涵盖列可寻址区域的连续区域本文中被称为分区。分区可以为圆形或多边形。分区为涵盖列可寻址区域的最小区。当放置在物平面中时,由相邻多射束列110寻址的分区在样品上相邻。相邻分区不必邻接。多射束列110可以被布置为覆盖样品的至少一部分到全部。这些分区可以隔开,使得整个部分可以由多射束列110投射到其上。载物台可以相对于多射束列110移动,使得与列相关联的分区优选地在没有重叠的情况下覆盖样品的整个部分。多射束列110的覆盖区(即,多射束列110在物体平面上的投射)可能大于多射束列110投射到子射束所在的分区。
在一个实施例中,提供了焦点校正器,以校正样品上的单独射束或射束群的焦点,从而解决样品中的任何不平坦。焦点校正器可以是静电焦点校正器和/或机械焦点校正器。焦点校正可以包括Z方向、Rx方向和Ry方向上的任何或所有校正。机械焦点校正器可以包括致动器,该致动器被配置为使得整个列或其一部分(例如,物镜阵列)倾斜和/或移位。下文对焦点校正器进行进一步描述。
在一个实施例中,物镜具有像散校正器。像散校正器可以与焦点校正器组合。
在一些实施例中,带电粒子评估工具还包括减少子射束中的一个或多个像差的一个或多个像差校正器。在一个实施例中,像差校正器的至少一个子集中的每个像差校正器位于中间焦点中的相应中间焦点中、或与相应中间焦点该直接相邻(例如,位于中间像平面233、235或焦点中、或与中间像平面233、235或焦点相邻)。子射束在诸如中间平面之类的焦平面中、或焦平面附近具有最小的截面积。比其他地方(即,中间平面的上游或下游)中的可用空间相比(或与在没有中间像平面的备选布置中可用的空间相比),这为像差校正器提供了更多的空间。
在一个实施例中,位于中间焦点(或中间像平面)中、或与中间焦点直接相邻的像差校正器包括偏转器,以校正对于不同射束看起来在不同位置处的源201。校正器可以用于校正由光源产生的宏观像差,该宏观像差防止每个子射束与对应物镜之间的良好对准。
像差校正器可以校正像差,该像差妨碍正确列对准。这种像差也可能导致子射束与校正器之间的未对准。为此,附加地或可替换地,可能期望将像差校正器定位在会聚透镜231处或附近(例如,其中每个这样的像差校正器与一个或多个会聚透镜231集成在一起、或与一个或多个会聚透镜231直接相邻)。因为会聚透镜231与射束孔径垂直接近或重合,所以因为在会聚透镜231处或附近,像差还不会导致对应子射束的偏移,因此这合乎需要。然而,将校正器定位在会聚透镜231处或附近的挑战在于:相对于更下游的位置,每个子射束在该位置处具有相对较大的截面积和相对较小的节距。
在一些实施例中,像差校正器的至少一个子集中的每个像差校正器与物镜234中的一个或多个物镜集成、或一个或多个物镜其直接邻近。在一个实施例中,这些像差校正器减少以下各项中的一项或多项:场曲率、聚焦误差和像散。附加地或可替代地,一个或多个扫描偏转器(未示出)可以与一个或多个物镜234集成、或与一个或多个物镜234直接邻近,以用于在样品208上扫描子射束211、212、214。在一个实施例中,扫描偏转器可以如EP2425444A1中所描述的那样使用(其全部内容在此通过引用并入,并且具体涉及将孔径阵列用作扫描偏转器的公开内容)。
像差校正器可以是如EP2702595A1中公开的基于CMOS的单独可编程偏转器、或是如EP2715768A2中所公开的多极偏转器阵列,在这两篇文献中对束波操纵器的描述在此通过引用并入。
在一个实施例(诸如如图3所示的实施例)中,像差校正器(例如,与物镜234相关联的像差校正器126)包括减小场曲率的场曲率校正器。减小场曲率减小了由场曲率引起的误差,诸如像散和聚焦误差。在没有校正的情况下,由于物镜234上的所得倾斜入射角,在子射束211、212、213而沿着会聚透镜231与物镜234之间的直线路径传播的实施例中,预期在物镜234处出现明显的场曲率像差效果。通过在子射束211、212、213到达物镜234之前准直子射束211、212、213,可以减小或消除场曲率效果。然而,在物镜234上游提供准直器则会增加复杂性,如在图4所示的实施例中所涉及的。场曲率校正器可以避免准直器,从而降低复杂性。如上文所提及的,物镜234的上游不存在准直器还可以通过允许以更大节距提供物镜来增加射束电流。
在一个实施例中,场曲率校正器与一个或多个物镜234集成在一起、或与其直接相邻。在一个实施例中,场曲率校正器包括无源校正器。例如,可以通过改变物镜118的孔径的直径和/或椭圆度来实现无源校正器。无源校正器可以例如如EP2575143A1中所描述的那样来实现,在此通过引用将其特别结合到所公开的使用孔径图案来校正像散中。无源校正器的无源特性合乎期望,因为这意味着不需要控制电压。在其中通过改变物镜118的孔径的直径和/或椭圆度来实现无源校正器的实施例中,无源校正器提供不需要任何附加元件(诸如附加透镜元件)的其他可期望特征。无源校正器的挑战在于它们是固定的,因此需要预先仔细计算所需校正。附加地或可替代地,在一个实施例中,场曲率校正器包括有源校正器。有源校正器可以以可控方式校正带电粒子以提供校正。通过控制有源校正器的一个或多个电极中的每个电极的电势,可以控制由每个有源校正器施加的校正。在一个实施例中,无源校正器施加粗略校正,而有源校正器施加更精细和/或可调谐的校正。
在一些实施例中,如图14至图20所示,带电粒子多射束列阵列包括焦点校正器。焦点校正器可以被配置为对每个单独子射束施加焦点校正。在其他实施例中,焦点校正器对多射束的多个子射束群中的每个子射束群施加群焦点校正。焦点校正可以包括Z方向、Rx方向和Ry方向上的任何或所有校正。每个群焦点校正对于相应群中的所有子射束均相同。如上文所提及的,在群中施加校正可以减少布线需求。在一些实施例中,焦点校正器对来自不同多射束的子射束施加不同的校正。因此,对来自一个多射束列110的多射束施加的焦点校正可以不同于对来自同一阵列中的一个不同多射束列110的多射束施加的焦点校正。因此,焦点校正器能够校正不同多射束列110之间的制造或安装差异、和/或不同多射束列110之间的样品208的表面高度差异。可替代地或附加地,焦点校正器可以对同一多射束内的不同子射束施加不同的校正。因此,焦点校正器能够以更精细的粒度水平提供焦点校正,从而校正例如多射束列110内的制造变化、和/或样品208的表面的高度的相对较短的范围变化。
在一些实施例中,焦点校正器包括机械致动器630。机械致动器630至少部分通过焦点调整元件的机械致动,而施加群焦点校正中的一个或多个群焦点校正中的每个群焦点校正。焦点调整元件的机械致动可以施加整个多射束列110、或仅其一部分(例如,物镜阵列118)的倾斜和/或移位。例如,焦点调整元件可以包括物镜阵列118的一个或多个电极,并且机械致动器630可以通过移动物镜阵列118的一个或多个(例如,所有)电极(例如,朝向或远离样品208的表面)来调整焦点。
在一些实施例中,焦点校正器至少部分通过改变施加到一个或多个电极中的每个电极的电势,而施加群焦点校正中的一个或多个群焦点校正中的每个群焦点校正。在一些实施例中,如图14至图20所示,焦点校正器包括至少一个校正器孔径阵列601、602。校正器孔径阵列601限定多个校正器孔径群603(每个群包含多个校正器孔径603)。校正器孔径阵列601可以与物镜阵列118集成在一起、和/或与物镜阵列118直接相邻。例如,校正器孔径阵列601可以形成在物镜阵列118的电极(例如,限定孔径的本体)上。
在图14所示的示例中,校正器孔径阵列601形成在双电极物镜阵列118的上游电极611上。在图14所示的示例中,另一校正器孔径阵列602形成在物镜阵列118的下游电极612上。另一校正器孔径阵列602可以限定另一多个校正器孔径群605。
在图15所示的示例中,校正器孔径阵列601形成在三电极物镜阵列118的中心电极的上游表面上(或形成三电极物镜阵列118的中心电极的上游表面)。在图15所示的示例中,限定另一多个校正器孔径群605的另一校正器孔径阵列602形成在中心电极的下游表面上(或形成中心电极的下游表面)。校正器孔径阵列601与校正器孔径阵列602之间的电势差可以小到足以避免两个校正器孔径阵列601、602之间的分区中的任何明显透镜化效果。三电极物镜阵列118可以被配置为作为单透镜阵列操作。
至少一个校正器孔径阵列601、602可以形成在物镜阵列中的任何电极的任何表面上(或可以形成物镜阵列中的任何电极的任何表面)。在具有比物镜阵列中的其他电极更强的透镜化效果的电极上,期望提供至少一个校正器孔径阵列601、602。这允许至少一个校正器孔径阵列601、602对于所施加的给定电势差具有最强的效果。在图15的布置中,中心电极与上游电极651和下游电极652相比将通常具有更强的透镜化效果,因此两个校正器孔径阵列601、602与中心电极相关联。
每个校正器孔径阵列601、602包括相应电极系统621、622。每个电极系统621、622包括多个电极。每个电极向校正器孔径群中的不同校正器孔径群中的所有孔径的孔径周界表面施加公共电势。每个电极系统621、622中的每个电极与电极系统621、622中的每另一电极电隔离。每个电极同时电连接到校正器孔径群603、605中的不同校正器孔径群中的所有孔径的孔径周界表面。每个校正器孔径603、605沿着子射束路径与物镜阵列118中的相应物镜对准。在图14和图15的示例中,物镜阵列118中的每个物镜由电极中的孔径限定,这些孔径沿着相应子射束路径彼此对准。因此,每个校正器孔径603、605可以与上游电极和下游电极中的孔径对准,其中上游电极和下游电极沿着相应子射束路径彼此对准。
在一个实施例中,在校正器孔径群603、605中的每个校正器孔径群中,校正器孔径603、605对准的物镜都在同一多射束列110中。可替代地或附加地,在一些实施例中,在校正器孔径群603、605中的一个或多个校正器孔径群的每个校正器孔径群中,校正器孔径603、605所对准的物镜的至少一个子集处于不同的多射束列110中。校正器孔径阵列603(和/或所提供的任何其他孔径阵列605)可以使用其相应多个电极,来校正焦点误差。通过使用电极来控制子射束所通过的分区中的电场来施加校正。
在每个校正器孔阵列601、602内,独立于施加到校正器孔阵列601、602中的其他孔径的电势,每个电极能够将电势同时施加到多个校正器孔径603、605。因此,与每个电极仅连接到一个校正器孔径的情况相比,需要更少的电极。具有较少的电极便于电极的布线,从而便于制造、并且可选地使得电极中的校正器孔径的图案更为密集。与所有校正器孔径电连接在一起(诸如当校正器孔径形成于整体金属板中时)的情况相比,独立控制施加到校正器孔径603、605群的电势提供更大的控制水平。因此,提供了制造容易性和子射束操纵可控性的改进平衡。
在一些实施例中,电极系统621、622各自被提供为支撑结构上的导电层或结构。电极系统621、622可以使用绝缘体上硅工艺形成。电极系统621、622可以提供为氧化硅绝缘层上的导电层或结构。电极系统621、622可以包括金属化层和/或诸如硅或掺杂硅之类的导电半导体。电极系统621、622可以包括金属,诸如钼或铝。
在一些实施例中,如图16至图19所例示的,一个或多个电极系统621、622中的每个电极系统中的每个电极包括细长导电条带631、632。例如,每个电极系统中的相应细长导电条带631、632可以实现为一系列平行板。每个相应电极系统621、622的导电条带631、632优选地彼此平行和/或是基本线性的。将电极布置在相应电极系统621、622中的导电条带631、632中使得布线更为容易,因为可以在导电条带631、632的端部处进行与导电条带631、632的电连接。在一些布置中,导电条带631、632被布置为延伸到相应电极系统621、622的外围边缘,如图16至图19所示意性地示出的。将导电条带631、632延伸到外围边缘意味着可以在外围边缘处进行与导电条带631、632的电连接。图中所示的电极系统621、622的外围边缘是示意性的。外围表面的形状和相对尺寸在实际布置中可能不同。例如,外围表面的尺寸可以被设计为包含比图中所示的校正器孔径更多的校正器孔径603、605。
在一些实施例中,校正器孔径603、605被布置为呈规则阵列。规则阵列具有重复单元单体。例如,规则阵列可以包括正方形阵列、矩形阵列或六边形阵列。校正器孔径603、605可替代地被布置为呈包括多个孔径603、605的不规则布置,该不规则布置可以被称为不规则阵列。在具有规则阵列的布置中,可以使导电条带631、632彼此平行并且垂直于阵列的主轴。在图14至图20所示的示例中,校正器孔径603、605被布置为呈正方形阵列。规则阵列可以具有在页面平面中水平的一个主轴、和在页面平面中垂直的另一主轴。因此,图16和图24中的导电条带631、632彼此平行并且垂直于水平主轴。图17和图19中的导电条带631、632彼此平行并且垂直于垂直主轴。
导电条带631、632可以各自具有短轴和长轴。在图16和图18的示例中,每个短轴是水平的,而每个长轴是垂直的。在图17和图19的示例中,每个短轴是垂直的,而每个长轴是水平的。导电条带631、632的平行于短轴的节距可以大于阵列的平行于短轴的节距。因此,每个垂直导电条带可以包括多行孔径阵603、605,和/或因此,每个水平条带可以包括多列孔径603、605。该方法提供了可控性与制造容易性之间的良好平衡。可替代地,导电条带631、632的平行于短轴的节距可以等于阵列的平行于短轴的节距,这提供了电场的更为精细的空间控制。
在一个实施例中,提供了多个校正器孔径阵列601、602。校正器孔径阵列601、602可以沿着子射束路径彼此对准。在一个实施例中,校正器孔径阵列601中的一个校正器孔径阵列的电极系统621中的导电条带631不会与校正器孔径阵列602中的一个不同校正器孔径阵列的电极系统621中的导电条带632平行(例如,垂直与该垂直条带632)。例如,在导电条带631、632在电极系统621、622中的每个电极系统中彼此平行时,这种布置可能是特别优选的。例如,校正器孔径阵列601中的一个校正器孔径阵列的电极系统621可以包括如图16或图18所示的导电条带631,并且校正器孔径阵列602中的另一校正器孔径阵列的电极系统622可以包括如图17或图19所示的导电条带632,或反之亦然。以这种方式,不同电极系统621、622中的导电条带631、632交叉,以提供了相应校正器孔阵列中的对应孔径603、605之间的电势差的宽范围的可能组合,而不会使与相应导电条带631、632的电连接的布线更为困难。
在另一布置中,如图20所例示的,电极系统621、622的多个电极包括彼此镶嵌的多个导电元件633。在所示的示例中,导电元件633为正方形。可以使用其他棋盘形的形状,诸如矩形、菱形、平行四边形和六边形和/或棋盘形的重复形状群。与上文参考图16至图19所讨论的使用导电条带的布置相比较,这种方法可以提供更多的自由度来操纵带电粒子,但是将电信号布线到单独电极可能更为复杂。
在一个实施例中,射束列被布置为矩形阵列。
在一个实施例中,射束列被布置为六边形阵列。
在一个实施例中,射束列的数目在9到200的范围内。
在一个实施例中,每个射束列中的会聚透镜的数目在从1,000至100,000的范围内,理想情况下,在从5,000至25,000的范围内。
在一个实施例中,每个射束列的会聚透镜被布置为呈相应阵列,该阵列具有在从50μm至500μm的范围内,理想情况下,在从70μm至150μm的范围内的节距。
在一个实施例中,会聚透镜和/或物镜形成为MEMS或CMOS器件。
在一个实施例中,提供了一个或多个像差校正器,被配置为减少子射束中的一个或多个像差。
在一个实施例中,像差校正器的至少一个子集中的每个像差校正器位于中间焦点的相应中间焦点中、或与相应中间焦点直接相邻。
在一个实施例中,提供了一个或多个扫描偏转器,用于在样品上扫描子射束。
在一个实施例中,一个或多个扫描偏转器与一个或多个物镜集成在一起、或与一个或多个物镜直接相邻。
在一个实施例中,评估工具包括一个或多个准直器。一个或多个准直器是一个或多个准直器偏转器。
在一个实施例中,一个或多个准直器偏转器被配置为将相应束波弯曲达一量,以确保子射束的主射线基本垂直入射在样品上。
在一个实施例中,提供了检测器,该检测器集成到物镜中。
根据本发明的实施例的评估工具可以是对样品进行定性评估(例如,通过/失败)的工具、对样品进行定量测量(例如,特征的尺寸)的工具、或生成样品的地图的图像的工具。评估工具的示例是检查工具和量测工具。
术语‘相邻’可以包括含义‘邻接’。
本文中所描述的实施例可以采取如下的形式:沿着射束或多射束路径以阵列布置的一系列孔径阵列或电子光学元件。这种电子光学元件可以是静电的。在一个实施例中,所有的电子光学元件(例如,在到样品之前的子射束路径中,从射束限制孔径阵列到最后一个电子光学元件)可以是静电的、和/或可以是孔径阵列或板阵列的形式。在布置中,电子光学元件中的一个或多个电子光学元件可以被制造为微电子机械系统(MEMS)。
虽然已经结合各种实施例对本发明进行了描述,但是通过考虑本文中所公开的本发明的说明书和实践,本发明的其他实施例对于本领域技术人员将是显而易见的。说明书和实施例仅被认为是示例性的,本发明的真实范围和精神由所附权利要求和条款指示。
条款1:一种带电粒子评估工具,包括多个射束列,每个射束列包括带电粒子射束源,被配置为发射带电粒子;多个会聚透镜,被配置为将从带电粒子射束源发射的带电粒子形成为多个带电粒子射束;以及多个物镜,每个物镜被配置为将多个带电粒子射束中的一者投射到样品上;其中射束列彼此相邻布置,以便将带电粒子射束投射到样品的相邻分区上。会聚透镜可以被配置为将多个带电粒子束聚焦到相应的中间焦点。多个物镜可以被配置为在中间焦点的下游,为多个物镜。像差校正器可以被配置为减少多个带电粒子射束中的一个或多个像差。像差校正器可以包括像散校正器、焦点校正器和/或场曲率校正器。
条款2:根据条款1所述的工具,还包括焦点校正器。
条款3:根据条款1或2所述的工具,其中物镜具有或包括像散校正器。
条款4:根据条款1、2或3所述的工具,其中射束列被布置为呈矩形阵列。
条款5:根据条款1、2或3所述的工具,其中射束列被布置为呈六边形阵列。
条款6:根据前述条款中任一项所述的工具,其中射束列的数目在9至200的范围内。
条款7:根据前述条款中任一项所述的工具,其中每个射束列中的会聚透镜的数目在从1,000至100,000,理想情况下,从5,000至25,000的范围内。
条款8:根据前述条款中任一项所述的工具,其中每个射束列的会聚透镜被布置为呈相应阵列,所述阵列具有在从50μm至500μm的范围内,理想情况下,在从70μm至150μm的范围内的节距。
条款9:根据前述条款中任一项所述的工具,其中会聚透镜和/或物镜形成为MEMS或CMOS器件。
条款10:根据前述条款中任一项所述的工具,还包括一个或多个像差校正器,该一个或多个像差校正器被配置为减小子射束中的一个或多个像差。
条款11:根据条款9所述的工具,其中像差校正器的至少一个子集中的每个像差校正器位于中间焦点的相应中间焦点中、或与该相应中间焦点直接相邻。
条款12:根据前述条款中任一项所述的工具,还包括一个或多个扫描偏转器,用于在样品上扫描子射束,并且可选地,一个或多个扫描偏转器与物镜中的一个或多个物镜集成在一起、或与一个或多个物镜直接相邻。
条款13:根据前述条款中任一项所述的工具,还包括一个或多个准直器,其中多个准直器或多个准直器中的一个准直器设置在一个或多个相应中间焦点处,并且优选地,准直器是一个或多个准直器偏转器,并且可选地,一个或多个准直器偏转器被配置为将相应束波弯曲达一量,以有效地确保子射束的主射线基本垂直入射在样品上。
条款14:根据前述条款中任一项所述的工具,还包括检测器,该检测器集成到物镜中,并且优选地,检测器面向样品。
条款15:一种检查方法,包括:使用多个射束列朝向样品发射带电粒子射束,每个射束列包括带电粒子射束源,被配置为发射带电粒子;多个会聚透镜,被配置为将从带电粒子射束源发射的带电粒子形成为多个带电粒子射束;以及多个物镜,每个物镜被配置为将多个带电粒子射束中的一者投射到样品上;其中射束列彼此相邻布置,以便将带电粒子射束投射到样品的相邻分区上。会聚透镜可以被配置为将多个带电粒子射束聚焦到相应中间焦点。多个物镜可以被配置为在中间焦点的下游。像差校正器可以被配置为减少多个带电粒子射束中的一个或多个像差。
条款16:一种用于带电粒子工具的带电粒子多射束列阵列,该带电粒子工具用于向样品投射多个带电粒子多射束,带电粒子多射束列阵列包括多个带电粒子多射束列,被配置为将相应多射束同时投射到样品的不同分区上;以及焦点校正器,被配置为将群焦点校正施加到多射束的多个子射束群的每个子射束群,每个群焦点校正对于相应群的所有子射束均相同。
条款17:根据条款16所述的多射束列阵列,其中焦点校正器被配置为对来自不同多射束的子射束施加不同校正。
条款18:根据条款16或17所述的多射束列阵列,其中焦点校正器被配置为对同一多射束内的不同子射束施加不同校正。
条款19:根据条款16至18中任一项所述的多射束列阵列,其中焦点校正器被配置为:至少部分通过焦点调整元件的机械致动,施加群焦点校正中的一个或多个群焦点校正的每个群焦点校正。
条款20:根据条款16至19中任一项所述的多射束列阵列,其中焦点校正器被配置为:至少部分通过改变施加到一个或多个电极中的每个电极的电势,施加群焦点校正中的一个或多个群焦点校正的每个群焦点校正。
条款21:根据条款20所述的多射束列阵列,其中每个多射束列包括子射束限定孔径阵列和物镜阵列,该子射束限定孔径阵列被配置为从由与多射束列相关联的源发射的带电粒子射束形成子射束,每个物镜被配置为将子射束投射到样品上;焦点校正器包括校正器孔径阵列,在该校正器孔径阵列中,限定多个校正器孔径群;并且校正器孔径阵列与物镜阵列中的一个或多个物镜阵列集成、和/或与一个或多个物镜阵列直接相邻。
条款22:根据条款21所述的多射束列阵列,其中子射束限定孔径阵列沿着子射束的路径与物镜阵列相邻。
条款23:根据条款21或22所述的多射束列阵列,其中校正器孔径阵列包括电极系统,该电极系统包括多个电极,每个电极与每个其他电极电隔离、并且同时电连接到校正器孔径群中的不同校正器孔径群中的所有孔径的孔径周界表面。
条款24:根据条款21至23中任一项所述的多射束列阵列,其中校正器孔径阵列包括电极系统,该电极系统包括多个电极,每个电极被配置为向校正器孔径群中的不同校正器孔径群中的所有孔径的孔径周界表面施加公共电势。
条款25:根据条款21至24中任一项所述的多射束列阵列,其中每个校正器孔径沿着子射束路径与相应物镜对准。
条款26:根据条款25所述的多射束列阵列,其中在校正器孔径群中的一个或多个校正器孔径群的每个校正器孔径群中,与校正器孔径对准的物镜均位于同一多射束列中。
条款27:根据条款25或26所述的多射束列阵列,其中在校正器孔径群中的一个或多个校正器孔径群中的每个校正器孔径群中,与校正器孔径对准的物镜的至少一个子集处于不同多射束列中。
条款28:根据权利要求16至27中任一项所述的多射束列,其中每个列包括以下各项中的至少一项:多个会聚透镜,被配置为从带电粒子射束源发射的带电粒子形成多个带电粒子射束;准直器,位于一个或多个相应中间焦点处;像散校正器,与物镜相关联;一个或多个像差校正器,被配置为减少子射束中的一个或多个像差,其中优选地,像差校正器的至少一个子集中的每个像差校正器位于中间焦点中的相应中间焦点中、或与所述相应中间焦点直接相邻;一个或多个扫描偏转器,用于在样品上扫描子射束,并且可选地,一个或多个扫描偏转器与物镜中的一个或多个物镜集成在一起、或与所述一个或多个物镜直接相邻;以及检测器,优选地,集成到物镜中。
条款29:一种检查方法,包括:使用多射束列阵列向样品投射多个带电粒子多射束;以及将群焦点校正施加到多射束的多个子射束群中的每子射束群,每个群焦点校正对于相应群的所有子射束均相同。
条款30:根据条款29所述的方法,其中施加群焦点校正包括:对来自不同多射束的子射束施加不同校正。
条款31:根据条款29或30所述的方法,其中施加群焦点校正包括:对同一多射束内的不同子射束施加不同校正。
条款32:根据条款29至31中任一项所述的方法,其中以机械和/或静电方式施加群焦点校正。
条款33:一种检查方法,包括:使用根据条款1至28中任一项所述的多射束列阵列来将多个带电粒子多射束投射到样品,并且检测从样品发射的带电粒子。
Claims (15)
1.一种带电粒子评估工具,包括:
多个射束列,每个射束列包括:带电粒子射束源,被配置为发射带电粒子;多个会聚透镜,被配置为将从所述带电粒子射束源发射的带电粒子形成为多个带电粒子射束,所述会聚透镜被配置为将所述多个带电粒子射束聚焦到相应中间焦点;多个物镜,被配置为处于所述中间焦点的下游,每个物镜被配置为将所述多个带电粒子射束中的一者投射到样品上;以及像差校正器,被配置为减小所述多个带电粒子射束中的一个或多个像差;其中
所述射束列彼此相邻布置,以便将所述带电粒子射束投射到所述样品的相邻分区上。
2.根据权利要求1所述的工具,其中所述像差校正器包括焦点校正器。
3.根据权利要求1或2所述的工具,所述像差校正器包括像散校正器和/或场曲率校正器,优选地,其中所述物镜包括所述像散校正器。
4.根据权利要求1、2或3所述的工具,其中所述射束列被布置为呈矩形阵列。
5.根据权利要求1、2或3所述的工具,其中所述射束列被布置为呈六边形阵列。
6.根据前述权利要求中任一项所述的工具,其中所述射束列的数目在9至200的范围内。
7.根据前述权利要求中任一项所述的工具,其中每个射束列中的会聚透镜的数目在1,000至100,000的范围内,理想情况下,在5,000至25,000的范围内。
8.根据前述权利要求中任一项所述的工具,其中每个射束列的所述会聚透镜被布置为呈相应阵列,所述相应阵列具有在从50μm至500μm的范围内的节距,理想情况下,在从70μm至150μm的范围内的节距。
9.根据前述权利要求中任一项所述的工具,其中所述会聚透镜和/或所述物镜被形成为MEMS或CMOS器件。
10.根据前述权利要求中任一项所述的工具,其中所述像差校正器的至少一个子集中的每个像差校正器位于所述中间焦点中的相应中间焦点中、或与该相应中间焦点直接相邻。
11.根据前述权利要求中任一项所述的工具,还包括一个或多个扫描偏转器,用于在所述样品上扫描所述子射束,并且可选地,所述一个或多个扫描偏转器与所述物镜中的一个或多个物镜集成在一起、或与所述物镜中的一个或多个物镜直接相邻。
12.根据前述权利要求中任一项所述的工具,还包括一个或多个准直器。
13.一种工具,其中所述一个或多个准直器是一个或多个准直器偏转器,并且可选地,所述一个或多个准直器偏转器被配置为将相应束波弯曲一定量,以确保所述子射束的主射线基本垂直入射在所述样品上。
14.根据前述权利要求中任一项所述的工具,还包括检测器,所述检测器集成到所述物镜中,并且优选地,所述检测器面向所述样品。
15.一种检查方法,包括:
使用多个射束列朝向样品发射带电粒子射束,每个射束列包括:带电粒子射束源,被配置为发射带电粒子;多个会聚透镜,被配置为将从所述带电粒子射束源发射的带电粒子形成为多个带电粒子射束、并且被配置为将所述多个带电粒子射束聚焦到相应中间焦点;多个物镜,每个物镜被配置在所述相应中间焦点的下游,所述多个物镜被配置为将所述多个带电粒子射束中的一者投射到所述样品上;以及像差校正器,被配置为减小所述多个带电粒子射束中的一个或多个像差;其中
所述射束列彼此相邻布置,以便将所述带电粒子射束投射到所述样品的相邻分区上。
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