CN115380356A - 带电粒子评估工具、检查方法 - Google Patents
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Abstract
一种带电粒子工具,包括:聚光透镜阵列,其被配置为沿着相应的波束路径将带电粒子的波束分离成第一多个子波束,并将每个子波束聚焦到相应的中间焦点;物镜的阵列,每个物镜被配置为将多个带电粒子波束中的一个带电粒子波束投射到样品上;校正器,其包括细长电极的阵列,该细长电极基本上垂直于第一多个子波束的波束路径延伸并且被布置成使得第二多个子波束在一对细长电极之间传播,该第二多个子波束是第一多个子波束的子集;以及电源,其被配置为在一对细长电极之间施加电位差,以使第二多个子波束偏转期望的量。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求2020年4月6日提交的EP申请20168278.8的优先权,该申请的全部内容通过引用并入本文。
技术领域
本文所提供的实施例总体上涉及带电粒子评估工具和检查方法,并且具体地涉及使用带电粒子的多个子波束的带电粒子评估工具和检查方法,以及涉及用于在这样的工具或方法中使用的校正器布置。
背景技术
在制造半导体集成电路(IC)芯片时,由于例如光学效应和偶然粒子的结果,在制造过程期间不可避免地会在衬底(即晶片)或掩模上出现不希望的图案缺陷,从而减少产量。监控不希望的图案缺陷的程度因此是IC芯片制造中的重要过程。更一般地,衬底或其它物体/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。
具有带电粒子波束的图案检查工具已被用于检查物体,例如检测图案缺陷。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,处于相对高能量的电子的初级电子波束以最终减速步骤为目标,以便以相对低着陆能量着陆在样品上。电子波束作为探测斑点而被聚焦在样品上。探测斑点处的材料结构与来自电子波束的着陆电子之间的相互作用致使电子从表面发射,诸如次级电子、背散射电子或俄歇电子。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波束,可以跨样品的表面发射次级电子。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征的图像。
通常需要改进带电粒子检查装置的吞吐量和其它特性。
发明内容
本文所提供的实施例公开了一种带电粒子波束检查装置。
根据本发明的第一方面,提供了一种带电粒子工具,包括:
聚光透镜阵列,其被配置为沿着相应的波束路径将带电粒子的波束分离成第一多个子波束,并将每个子波束聚焦到相应的中间焦点;
物镜阵列,每个物镜被配置为将多个带电粒子波束中的一个投射到样品上;
校正器,其包括细长电极的阵列,该细长电极基本上垂直于第一多个子波束的波束路径延伸并且被布置成使得第二多个子波束在一对细长电极之间传播,该第二多个子波束是第一多个子波束的子集;以及
电源,其被配置为在一对细长电极之间施加电位差,以使第二多个子波束偏转期望的量。
根据本发明的第二方面,提供了一种带电粒子工具,包括:
聚光透镜阵列,其被配置为沿着相应的波束路径将带电粒子的波束分离成多个子波束,并将每个子波束聚焦到相应的中间焦点;
物镜阵列,其被配置为将多个带电粒子的波束投射到样品上;
校正器阵列,其包括多个细长电极,该细长电极被布置成基本上正交于波束路径并且成对地位于一排波束路径的任一侧;以及
其中校正器阵列是可控的,以在细长电极对之间施加电位差,以使波束路径偏转期望的量。
根据本发明的第三方面,提供了一种带电粒子工具,包括:
聚光透镜阵列,其被配置为沿着相应的波束路径将带电粒子的波束分离成多个子波束,并将每个子波束聚焦到相应的中间焦点;
物镜阵列,其被配置为将多个带电粒子波束投射到样品上;
校正器阵列,其包括多个细长电极,细长电极被布置成基本上正交于波束路径并且成对地位于每个波束路径的任一侧;以及
其中校正器阵列是可控的,以将宏观像差校正应用于与细长电极的伸长方向正交的子波束。
根据本发明的第四方面,提供了一种检查方法,包括:
将带电粒子的波束划分成多个子波束;
将每个子波束聚焦到相应的中间焦点;
使用校正器来偏转子波束以校正子波束的宏观像差;以及
使用多个物镜来将多个带电粒子波束投射到样品上;其中校正器包括细长电极的阵列,该细长电极基本上垂直于第一多个子波束的波束路径延伸并且被布置成使得第二多个子波束在一对细长电极之间传播,该第二多个子波束是第一多个子波束的子集。
根据本发明的第五方面,提供了一种多波束带电粒子光学系统,包括:
聚光透镜阵列,其被配置为沿着相应的波束路径将带电粒子的波束分离成第一多个子波束,并将每个子波束聚焦到相应的中间焦点;
物镜的阵列,每个物镜被配置为将多个带电粒子波束中的一个投射到样品上;
校正器,其包括细长电极的阵列,细长电极基本上垂直于第一多个子波束的波束路径延伸并且被布置成使得第二多个子波束在一对细长电极之间传播,该第二多个子波束是第一多个子波束的子集;以及
电源,其被配置为在一对细长电极之间施加电位差,以使第二多个子波束偏转期望的量。
根据本发明的第六方面,提供了一种用于多波束投射系统的带电粒子光学元件,该多波束投射系统被配置为将多个带电粒子波束投射到样品上,该带电粒子光学元件包括:
细长电极的阵列,该细长电极基本上垂直于第一多个子波束的波束路径延伸并且被布置成使得第二多个子波束在一对细长电极之间传播,第二多个子波束是第一多个子波束的子集;以及
电源,其被配置为在一对细长电极之间施加电位差,以使第二多个子波束偏转期望的量。
根据本发明的第七方面,提供了一种用于多波束投射系统的带电粒子光学元件,该多波束投射系统被配置为将多个带电粒子波束投射到样品上,最后的带电粒子光学元件包括:
第一支撑构件,其包括第一板区段和从第一板区段的边缘突出的多个第一指部;
第二支撑构件,其包括第二板区段和从第二板区段的边缘突出的多个第二指部;
从第一指部延伸到第二板区段的第一多个电极;以及
从第二指部延伸到第一板区段的第二多个电极。
附图说明
通过结合附图对示例性实施例的描述,本公开的上述和其它方面将变得更加明显。
图1是图示了示例性带电粒子波束检查装置的示意图。
图2是图示了作为图1的示例性带电粒子波束检查装置的部分的示例性多波束装置的示意图。
图3是根据实施例的示例性多波束装置的示意图。
图4是用于检测像差的装置的示意图。
图5是校正器的阵列的示意性侧视图。
图6是校正器的阵列的示意平面图。
图7是校正器的六边形阵列的示意平面图。
图8和图9是关于位置的校正图。
图10是解释了校正器的阵列中所施加的电压的图。
图11是解释了校正器的阵列中所施加的电压的另一布置的图。
图12是两层校正器阵列的示意性侧视图。
图13是两层校正器的示意性侧视图。
图14是三层校正器的示意性侧视图。
图15是根据实施例的示例性多波束装置的示意图。
图16是用于安装电极的布置的示意平面图。
具体实现方式
现在将详细参考示例性实施例,其示例在附图中被图示。以下描述参考附图,其中除非另有说明,否则不同附图中相同的数字表示相同或相似的元件。在示例性实施例的以下描述中阐述的实现方式并不表示与本发明一致的所有实现方式。相反,它们仅仅是与如所附权利要求中所记载的本发明相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芯片上的电路组件(诸如晶体管、电容器、二极管等)的封装密度来实现电子设备的增强计算能力,这减小了设备的物理大小。这是通过增加的分辨率来实现的,增加的分辨率能够制造更小的结构。例如,智能电话的IC芯片可以包括20亿个以上的晶体管,每个晶体管的大小小于人类头发的1/1000,IC芯片具有拇指指甲的大小并且在2019年或更早是可用的。因此,半导体IC制造是具有数百个单独步骤的复杂且耗时的工艺并不令人惊讶。即使在一个步骤中的误差也有可能显著影响最终产品的功能。仅仅一个“致命缺陷”就可能导致器件故障。制造工艺的目标是提高工艺的总体良率。例如,对于50步工艺(其中一个步骤可以指示在晶片上形成的层数),为了获得75%良率,每个个体步骤必须具有大于99.4%的良率。如果每个个体步骤具有95%的良率,则总体工艺良率将低至7%。
虽然在IC芯片制造设施中需要高的工艺良率,但是维持高的衬底(即晶片)吞吐量(被定义为每小时所处理的衬底的数目)也是重要的。缺陷的存在会影响高工艺良率和高衬底吞吐量。这尤其是在需要操作员干预来检查缺陷的情况。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吞吐量检测和标识对于维持高良率和低成本是重要的。
SEM包括扫描设备和检测器装置。扫描设备包括照射装置和投射装置,该照射装置包括用于生成初级电子的电子源,该投射装置用于利用初级电子的一个或多个聚焦波束来扫描诸如衬底的样品。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被称为电子光学系统或装置。初级电子与样品相互作用并生成次级电子。当样品被扫描时,检测装置捕获来自样品的次级电子,使得SEM可以创建样品的扫描区域的图像。对于高吞吐量检查,一些检查装置使用多个聚焦波束,即多波束的初级电子。多波束中的组成波束可以被称为子波束或分波束。多波束可以同时扫描样品的不同部分。子波束或分波束可以被布置在多波束中,因此多波束可以被称为具有多波束布置。多波束布置可以具有可以是例如直线形(矩形或方形)或六边形(例如正六边形)的重复图案。因此,多波束检查装置能够以比单波束检查装置高得多的速度检查样品。
下面描述已知的多波束检查装置的实现方式。
附图是示意性的。因此,为了清楚起见,附图中的组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组件或实体,并且仅描述关于各个实施例的差异。虽然描述和附图涉及电子光学装置,但是应当了解,实施例不被用来将本公开限于特定的带电粒子。因此,在本文献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波束检查装置100的示意图。图1的带电粒子波束检查装置100包括主室10、装载锁定室20、电子波束工具40、装备前端模块(EFEM)30和控制器50。电子波束工具40位于主室10内。
EFEM 30包括第一装载端口30a和第二装载端口30b。EFEM 30可以包括附加的(多个)装载端口。例如,第一装载端口30a和第二装载端口30b可以接收包含衬底(例如,半导体衬底或由其它(多个)材料制成的衬底)或待检查的样品(衬底、晶片和样品在下文被统称为“样品”)的衬底前开式整合舱(FOUP)。EFEM 30中的一个或多个机械臂(未示出)将样品输送到装载锁定室20。
装载锁定室20被用来去除样品周围的气体。这创建了局部气体压力低于周围环境中的压力的真空。装载锁定室20可以被连接到装载锁定真空泵系统(未示出),该装载锁定真空泵系统去除装载锁定室20中的气体粒子。装载锁定真空泵系统的操作使得装载锁定室能够达到低于大气压力的第一压力。在达到第一压力之后,一个或多个机械臂(未示出)将样品从装载锁定室20输送到主室10。主室10被连接到主室真空泵系统(未示出)。主室真空泵系统去除主室10中的气体粒子,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,样品被输送到电子波束工具,通过该电子波束工具可以检查样品。电子波束工具40可以包括多波束电子光学装置。
控制器50被电连接到电子波束工具40。控制器50可以是被配置为控制带电粒子波束检查装置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中被示出为在包括主室10、装载锁定室20和EFEM 30的结构的外部,但是应当了解,控制器50可以是该结构的部分。控制器50可以位于带电粒子波束检查装置的组成元件之一中,或者它可以分布在组成元件中的至少两个上。虽然本公开提供了容纳电子波束检查工具的主室10的示例,但是应注意,本公开的各方面在其最广泛的意义上不限于容纳电子波束检查工具的室。当然,应当了解,上述原理也可以被应用于在第二压力下操作的其它工具和装置的其它布置。
现在参考图2,图2是图示了包括作为图1的示例性带电粒子波束检查装置100的部分的多波束检查工具在内的示例性电子波束工具40的示意图。多波束电子波束工具40(本文中也被称为装置40)包括电子源201、投射装置230、机动化台209和样品保持器207。电子源201和投射装置230可以一起被称为照明装置。样品保持器207由机动化台209支撑,以便保持用于检查的样品208(例如,衬底或掩模)。多波束电子波束工具40还包括电子检测设备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波束202。
投射装置230被配置为将初级电子波束202转换为多个子波束211、212、213并将每个子波束引导到样品208上。虽然为简单起见图示了三个子波束,但是也可以是数十、数百或数千个子波束。子波束可以被称为分波束。
控制器50可以连接到图1的带电粒子波束检查装置100的各个部分,诸如电子源201、电子检测设备240、投射装置230和机动化台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来掌控带电粒子波束检查装置(包括带电粒子多波束装置)的操作。
投射装置230可以被配置为将子波束211、212和213聚焦到用于检查的样品208上,并且可以在样品208的表面上形成三个探测斑点221、222和223。投射装置230可以被配置为偏转初级子波束211、212和213以在样品208的表面的区段中的各个扫描区域上扫描探测斑点221、222和223。响应于在样品208上的探测斑点221、222和223上的初级子波束211、212和213上的入射,电子从样品208生成,电子包括次级电子和背散射电子。次级电子通常具有≤50eV的电子能量,而背散射电子通常具有介于50eV和初级子波束211、212和213的着陆能量之间的电子能量。
电子检测设备240被配置为检测次级电子和/或背散射电子并生成对应的信号,该信号被发送到控制器50或信号处理系统(未示出),例如以构建样品208的对应的扫描区域的图像。电子检测装置可以被合并到投射装置中或可以与其分离,其中提供次级光学柱以将次级电子和/或背散射电子引导到电子检测装置。
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采集器(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等或其组合。图像采集器可以包括控制器的处理功能的至少一部分。因此,图像采集器可以包括至少一个或多个处理器。图像采集器可以通信地耦接到许可信号通信的装置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、互联网、无线网络、无线电等等或它们的组合。图像采集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中构建图像。图像采集器因此可以采集样品208的图像。图像采集器还可以执行各种后处理功能,诸如生成轮廓、在所采集的图像上叠加指示符等。图像采集器可以被配置为对所采集的图像的亮度和对比度等等执行调整。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)、其它类型的计算机可读存储器等的存储介质。存储装置可以与图像采集器耦接,并且可以被用于保存作为原始图像的扫描的初始图像数据以及后处理图像。
图像采集器可以基于从电子检测设备240接收的成像信号来采集样品的一个或多个图像。成像信号可以对应于用于实施带电粒子成像的扫描操作。所采集的图像可以是包括多个成像区域的单个图像。单个图像可以被存储在存储装置中。单个图像可以是可以被划分为多个区的原始图像。每个区可以包括一个成像区域,该成像区域包含样品208的特征。所采集的图像可以包括在一段时间内多次采样的样品208的单个成像区域的多个图像。多个图像可以被存储在存储装置中。控制器50可以被配置为对样品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(例如,模数转换器)以获得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每个初级子波束211、212和213的对应扫描路径数据结合使用,以重建被检查的样品结构的图像。重建的图像可以被用来揭示样品208的内部或外部结构的各种特征。重建的图像由此可以被用来揭示样品中可能存在的任何缺陷。
控制器50可以控制机动化台209在样品208的检查期间移动样品208。控制器50可以使得机动化台209能够在一个方向上移动样品208,优选地,至少在样品检查期间例如以恒定速度连续移动样品208。控制器50可以控制机动化台209的移动,使得它取决于各种参数而改变样品208的移动速度。例如,控制器可以取决于扫描过程的检查步骤的特性来控制台速度(包括其方向)。
图3是评估工具的示意图。电子源201将电子朝向形成投射系统230的部分的聚光透镜231的阵列引导。电子源理想地是在亮度和总发射电流之间具有良好折衷的高亮度热场发射器。可能存在数十、数百或数千个聚光透镜231。聚光透镜231可以包括多电极透镜并且具有基于EP1602121A1的构造,该文献在此通过引用特别地合并到透镜阵列的公开来将电子波束拆分成多个子波束,其中阵列为每个子波束提供一个透镜。透镜阵列可以采取至少两个板(充当电极)的形式,每个板中的孔径彼此对准并且对应于子波束的位置。板中的至少两个在操作期间维持在不同的电位下,以实现所期望的透镜效应。
在一种布置中,聚光透镜阵列由三个板阵列形成,其中带电粒子在它们进入和离开每个透镜时具有相同的能量,该布置可以被称为Einzel透镜。波束能量在进入和离开Einzel透镜时是相同的。因此,色散仅发生在Einzel透镜本身内(在透镜的入口和出口电极之间),从而限制了离轴色差。当聚光透镜的厚度很薄时,例如几毫米,则这样的像差的影响很小或可以忽略不计。
阵列中的每个聚光透镜将电子引导到相应的子波束211、212、213中,这些子波束被聚焦在相应的中间焦点233处。在中间焦点233处是偏转器235。偏转器235被配置为弯曲相应的分波束211、212、213一定量,以有效确保主光线(其也可以被称为波束轴)基本垂直(即与样品的标称表面成90°)入射到样品208上。偏转器235也可以被称为准直器。中间焦点233的下波束是多个物镜234,每个物镜将相应的子波束211、212、213引导到样品208上。物镜234可以被配置为将电子波束缩小一个大于10的因子,所期望的是在50至100或更大的范围内。
电子检测设备240被提供在物镜234和样品208之间以检测从样品208发射的次级和/或背散射电子。下面描述电子检测系统的示例性构造。
图3的系统可以被配置为控制电子在样品上的着陆能量。可以选择着陆能量以提高次级电子的发射和检测,这取决于被评估样品的性质。被提供来控制物镜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。在实施例中,着陆能量可以被控制在从1000eV到5000eV的范围内的期望值。可以被用来控制着陆能量的电极结构和电位的细节在EPA 20158804.3中被公开,该文献通过引用并入本文。
在一些实施例中,带电粒子评估工具还包括一个或多个像差校正器,其减少子波束中的一个或多个像差。在实施例中,像差校正器的至少一个子集中的每一个被定位在中间焦点中的相应一个中间焦点中或与之直接相邻(例如,在中间图像平面内或与之相邻)。子波束在诸如中间平面的焦平面中或附近具有最小横截面面积。这为像差校正器提供了比其它地方可用的更多空间,即中间平面的上波束或下波束(或者说比在没有中间图像平面的替代布置中可用的更多空间)。
在实施例中,被定位在中间焦点(或中间图像平面)中或与之直接相邻的像差校正器包括偏转器,用于校正对于不同波束而言看起来处于不同位置的源201。校正器可以被用来校正由源产生的宏观像差,这些宏观像差妨碍了每个子波束与对应的物镜之间的良好对准。
像差校正器可以校正妨碍正确列对准的像差。这样的像差也可能导致子波束和校正器之间的未对准。出于这个原因,附加地或替代地,将像差校正器定位在聚光透镜231处或附近可能是期望的(例如,每个这样的像差校正器与一个或多个聚光透镜231集成或与之直接相邻)。这是合乎需要的,因为在聚光透镜231处或附近,由于聚光透镜231垂直靠近波束孔径或与波束孔径重合,所以像差还不会导致对应子波束的偏移。然而,将校正器定位在聚光透镜231处或附近的挑战在于,子波束各自在该位置相对于更下波束的位置而言具有相对较大的横截面面积和相对较小的间距。
在一些实施例中,像差校正器的至少一个子集中的每一个与物镜234中的一个或多个集成或与之直接相邻。在实施例中,这些像差校正器降低了以下中的一个或多个:场曲;焦点误差;和散光。附加地或替代地,一个或多个扫描偏转器(未示出)可以与物镜234中的一个或多个集成或与之直接相邻,以用于在样品208上扫描子波束211、212、214。在实施例中,可以使用在US 2010/0276606中描述的扫描偏转器,该文献的全部内容通过引用并入本文。
像差校正器可以是如EP2702595A1中所公开的基于CMOS的单独可编程偏转器或如EP2715768A2中所公开的多极偏转器的阵列,其中两个文献中对子波束操纵器的描述通过引用并入本文。
在实施例中,较早的实施例中所提到的物镜是阵列物镜。阵列中的每个元件都是一个微透镜,微透镜操作多波束中的不同波束或波束组。静电阵列物镜具有至少两个板,每个板具有多个孔或孔径。一个板上的每个孔的位置对应于另一个板上的对应孔的位置。对应的孔在使用中对多波束中的同一波束或波束组进行操作。用于阵列中的每个元件的透镜的类型的合适示例是双电极减速透镜。物镜的底部电极是集成到多波束操纵器阵列中的CMOS芯片检测器。将检测器阵列集成到物镜中取代了次级柱。CMOS芯片最好被定向为面向样品(因为晶片和电子光学系统的底部之间的距离很小(例如100μm))。在实施例中,用于捕获次级电子信号的电极形成在CMOS器件的顶部金属层中。电极可以被形成在其它层中。CMOS的电力和控制信号可以通过硅通孔而连接到CMOS。为了坚固,底部电极最好由两个元件组成:CMOS芯片和带孔的无源硅板。该板屏蔽CMOS免受高电场的影响。
为了将检测效率最大化,希望使电极表面尽可能大,以使得阵列物镜的基本上所有区域(除了孔径)都被电极占据并且每个电极具有基本上等于阵列间距的直径。在实施例中,电极的外部形状是圆形,但是可以将其制成正方形以将检测区域最大化。衬底通孔的直径也可以被最小化。电子波束的典型大小是5到15微米。
在实施例中,单个电极围绕每个孔径。在另一个实施例中,围绕每个孔径提供多个电极元件。由围绕一个孔径的电极元件所捕获的电子可以被组合成单个信号或被用来生成独立信号。电极元件可以径向地(即形成多个同心环)、成角度地(即形成多个扇形件)、既径向又成角度地、或以任何其它方便的方式来划分。
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。由于这个原因,可能期望限制电极的外径。尤其是在较大的电极仅给出了稍大的检测效率但是电容显著更大的情况下。圆形(环形)电极可以在收集效率和寄生电容之间提供良好的折衷。
电极的更大外径也可能导致更大的串扰(对相邻孔的信号的灵敏性)。这也可能是使电极外径更小的原因。特别是在较大的电极仅提供稍大的检测效率但是串扰显著更大的情况下。
由电极收集的背散射和/或次级电子电流被跨阻抗放大器放大。
在本发明的实施例中,中间焦点233处的校正器由狭缝偏转器300体现。狭缝偏转器300是操纵器的示例并且也可以被称为狭缝校正器。在布置中,狭缝偏转器可以包括准直器阵列的部分(例如,如本文别处所描述的偏转器阵列235)或邻接准直器阵列或这样的准直器的一部分,例如相邻地作为波束路径中的校正器。如图5和图6中所示,狭缝偏转器300包括限定一组狭缝302的一组细长电极301,例如平行板或平行条。细长电极可以是静电的。阵列的细长电极可以具有一个或多个电连接,例如到每个电极的一个或多个电连接。可以将电位差施加到电极,例如每个电极。对于交替的电极或至少交替的极性,所施加的电位可以是相似的。一组细长电极301或细长电极301的阵列可以在公共平面中。细长电极301的阵列的公共平面可以正交于例如多波束布置的波束路径。细长电极可以具有平坦表面,优选地直接面向子波束路径。电极的平坦表面可以相互平行。如所描绘的,电极可以相对于彼此并且例如相对于多波束布置的子波束而被等距间隔开。电极可以正交于多波束布置的子波束路径,例如在被准直时。电极的平坦表面可以与多波束布置的子波束的路径基本对准,例如在被准直时。电极301可以由硅或金属形成,例如衬底的掺杂的硅区和形成在衬底上的金属化层。硅电极可以通过硅晶片的选择性蚀刻来形成。
图6示出了用于安装电极以形成细长电极的阵列的布置。提供例如诸如玻璃的陶瓷的框架303来支撑电极。当向电极提供高电压时,可以在电极的端部提供例如诸如玻璃的屏蔽件304以防止表面蠕变或击穿。如所描绘的,例如在框架的相对侧之间,电极300延伸穿过框架303。诸如所描绘的,电极可以跨越子波束211的多波束布置而在所有子波束路径之间延伸,例如作为一排子波束路径。通过导电迹线309向电极提供电位(为清楚起见,图中仅示出了几个)。屏蔽件304从框架304的侧面303a、303b突出,阵列的电极安装到该侧面303a、303b。屏蔽件插在相邻电极之间,通过增加相邻电极之间的蠕变长度来抑制相邻电极之间的高压放电。
替代地或附加地,用作像差校正器235a的狭缝偏转器300可以被定位在聚光透镜231的正下方。这可以是有利的,因为要被校正的任何角度误差都不会被转换成大的位置偏移。像差校正器235a可以校正妨碍正确列对准的像差。这样的像差还可能导致子波束211、212、213和校正器235之间的未对准。出于这个原因,附加地或替代地,将像差校正器235a定位在聚光透镜231处或附近(例如,每个这样的像差校正器235a与一个或多个聚光透镜231集成或与之直接相邻)。这是期望的,因为在聚光透镜231处或附近,由于聚光透镜231垂直靠近波束孔径111a或与波束孔径111a重合,所以像差还不会导致对应子波束211、212、213的偏移。然而,将校正器235a定位在聚光透镜116处或附近的挑战在于,子波束212、213、214各自在该位置相对于更波束的位置而言具有相对较大的横截面面积和相对较小的间距。
一排子波束路径,例如用于工具的操作中的子波束,插入一对细长电极(其可以采取条状阵列的形式),使得电极之间的电位差引起子波束的偏转。偏转的方向由相对于光轴的方向上的电位差的相对极性来确定。偏转的幅度由电位差的幅度、电极之间的距离和电极在平行于子波束传播的方向上的宽度来确定。这些尺寸可以分别被称为狭缝的宽度和深度。在实施例中,狭缝的宽度在10μm至100μm的范围内,优选为50μm。在实施例中,狭缝的间距在50μm至200μm的范围内,优选为100μm。在实施例中,狭缝的深度在50μm至200μm的范围内。
在实施例中,电极沿着它们的长度处于相同的电位,并且狭缝具有恒定的宽度或深度,使得通过给定狭缝的所有子波束经历基本上相同的偏转,因为它们都具有基本上相同的能量。
在实施例中,狭缝可以具有非恒定的横截面,例如。宽度或深度的变化,以根据子波束沿狭缝长度的位置来提供子波束中的预定的偏转变化。
在实施例中,细长电极限定一组平行狭缝,使得每个子波束穿过狭缝。部分限定狭缝的每个电极的表面可以具有可以与子波束路径平行的平坦表面。因此,相应的细长电极的面对的细长表面限定了对应的狭缝。狭缝的面对的表面可以各自是平坦的并且相互平行。狭缝可以延伸穿过子波束路径的阵列,例如穿过多波束布置,例如参考图5在图6中所描绘的。期望地,施加到每个电极表面的电位是单独可控的,使得可以作为在垂直于狭缝纵向的方向上的波束位置的函数来控制偏转。在实施例中,向电极施加一组预定的电压以提供一组预定的偏转。例如,如果狭缝沿着笛卡尔坐标系的Y轴延伸(即电极的细长方向是在Y方向),则可以作为在X方向上的子波束位置的函数来控制偏转。
在实施例中,每个狭缝由两个专用电极来限定。例如,如图8中所示,狭缝302-1由电极301-1和301-2的相对表面来限定,狭缝302-2由电极301-3和301-4的相对表面来限定,等等,从而狭缝301-m由电极301-(2m-1)和302-2m来限定。相反的电位被施加到交替的电极上,例如奇数电极是负的,而偶数电极是正的。所施加的电位的幅度可以随位置而变化,以便提供所期望的偏转,该偏转在垂直于电极的长度的方向上随位置而变化。例如,如图8中所示,电位(如图的顶部所指示)线性增加,电位差(如图的底部所指示)类似地线性增加。例如,一组电极,例如偶数电极可以保持在恒定的电位,例如地电位。
在替代实施例中,每个电极(除了阵列末端的电极)用于限定两个狭缝中的每一个的一侧。也就是说,一般而言,在波束路径的方向上延伸的电极的相对表面限定部分邻接的狭缝。例如,如图9中所示,狭缝302-1由电极301-0和301-1的表面来限定,狭缝302-2由电极301-1和301-2的面对的表面来限定等等,从而狭缝302-n由电极301-(n-1)和301-n的表面来限定。在这样的布置中,施加到电极302-n的电位相对于施加到电极302-0的电位是在狭缝302-1到302-n上施加的电位差的总和。因此,电位差的线性增加导致施加到电极的绝对电位比线性增加得更快。一般来说,在如图9中所示的布置中,电位差在整个阵列中单调增加。
与图9的布置相比,图8的布置的优点是施加到电极的电位的幅度需要不大于实现期望的偏转所需的电位差。与图8的布置相比,图9的布置的优点是需要更少的电极,从而可以使校正器更紧凑。如果校正器被定位得靠近聚光透镜231,则图9的布置是有利的,因为子波束更靠近在一起并且图9的布置可以以狭缝之间的小距离来实现。
在实施例中,多个狭缝偏转器在波束传播方向上相邻地提供。这样的布置可以被称为狭缝偏转器的堆叠。堆叠中的狭缝偏转器被不同地定向。
在实施例中,子波束被布置成矩形阵列并且提供两个狭缝偏转器,其中第一狭缝偏转器的狭缝被定向成垂直于第二狭缝偏转器的狭缝。例如,第一狭缝偏转器具有在Y方向上延伸的狭缝并且提供在X方向上的偏转,可以作为在X方向上的子波束位置的函数来控制该偏转。第二狭缝偏转器具有在X方向上延伸的狭缝并且提供在Y方向上的偏转,可以作为在Y方向上的子波束位置的函数来控制该偏转。可以在堆叠中以任何顺序来提供狭缝偏转器。狭缝偏转器的更多细节可以在EPA20156253.5中找到,其中多波束偏转器装置的描述通过引用并入本文。
在实施例中,子波束被布置成六边形阵列并且提供两个狭缝偏转器。第一狭缝偏转器的狭缝与第二狭缝检测器的狭缝正交。例如,第一狭缝偏转器具有在Y方向上延伸的狭缝并且提供在X方向上的偏转,可以作为在X方向上的子波束位置的函数来控制该偏转。第二狭缝偏转器具有在X方向上延伸的狭缝并且提供在Y方向上的偏转,可以作为在Y方向上的子波束位置的函数来控制该偏转。第二狭缝检测器具有比第一狭缝检测器更小的间距并且每个狭缝的子波束比第一狭缝检测器的更少。可以在堆叠中以任何顺序来提供狭缝偏转器。
在实施例中,子波束被布置成六边形阵列并且提供堆叠的三个狭缝偏转器。三个狭缝偏转器被布置成使得在不同狭缝检测器的狭缝之间存在60°角。例如,如图16中所示,第一狭缝偏转器可以具有定向成平行于X轴(0°)的狭缝302a,第二狭缝偏转器可以具有与X轴成+60°的狭缝302b,而第三狭缝偏转器可以具有与X轴成-60°的狭缝302c。可以在堆叠中以任何顺序来提供狭缝偏转器。通过将电位适当地施加到限定狭缝302a、302b、302c的电极,可以实现在任何方向上的期望的偏转,如EPA20156253.5中所公开的。在该文献中,三个狭缝偏转器的六边形阵列的公开内容通过引用并入本文。在布置中,虽然已经描述了正六边形阵列,但是可以在不规则阵列中实现相同类型的校正器,其中偏转狭缝被布置成与不规则六边形阵列的三个轴相对应。
使用如图7中所示的布置,可以实现以下校正:
换句话说:
·在0度方向上的任何偏转,它是0度方向上的位置的函数
·在60度方向上的任何偏转,它是60度方向上的位置的函数
·在120度方向上的任何偏转,它是120度方向上的位置的函数
图10和图11表明,例如可以使用这些自由度来校正以下宏观像差:
·一阶(透镜效果):完美校正
·3阶:完美校正
·5阶:减少10倍
图10描绘了以任意单位作为位置r的函数的三阶校正所需和可实现的角偏转(以任意单位)。图11描绘了以任意单位作为位置r的函数的5阶校正所需和可实现的角偏转(以任意单位)。
使用三个狭缝偏转器阵列(0、60、120度)优于两个狭缝偏转器阵列(0、90度)的另一个优点是,对于一阶效应(完美透镜),与具有两个狭缝偏转器的情况相比,每个阵列仅必须偏转角度的2/3。
可以为子波束的其它布置提供多个狭缝偏转器的其它布置。例如,狭缝可以被布置为同心六边形。
在本发明的一个实施例中,多波束穿过由一对电极所限定的狭缝。这大大减少了提供偏转电位所需的连接的数量。在具有数百或数千个波束的多波束工具中,即使不是不可能,也很难为每个子波束提供独立的偏转电位,因为用于引线或电路迹线(布线)的空间有限。本发明解决了这个问题,因为所需的迹线数量显著减少。在一些情况下,本发明的实施例可能不能完全校正像差,例如三阶旋转对称像差。然而,本发明的实施例即使在不能完全校正的像差中也可以实现显著且有用的减少。
如果电子源201的虚拟源位置对于所有发射角而言都不是恒定的,则可以由本发明的实施例校正的误差发生。这种效应被称为源网格误差。图4描绘了用于测量源网格误差的设备400。源201被设置为朝向孔径阵列401发射电子。这可以是来自投射系统的聚光透镜阵列的孔径阵列。孔径阵列401具有已知的孔径布置并且将由源201发射的电子划分成多个子波束。荧光屏402被提供在子波束路径中的已知位置处。响应于入射电子,荧光屏402发射光,例如可见光。投射透镜403将荧光屏402的图像投射到成像设备404上,例如CCD。由成像设备404所捕获的图像允许轻松确定源网格误差,因为在不存在源网格误差的情况下,预期的亮点图案可直接从孔径阵列401中的孔径布置预测。这种布置可以被用来测量源工具中的原位定位误差。
如上所述的狭缝偏转器可以在波束偏转的方向上引入轻微的聚焦效应。如果使用两个或更多不同定向的狭缝偏转器阵列,则将在两个或更多方向上存在聚焦效应。这种聚焦效应的幅度与偏转的幅度成比例。在一些情况下,这种聚焦效应可能是不期望的。
为了补偿狭缝偏转器的聚焦效应,可以添加狭缝透镜。如图12中所示,狭缝透镜800包括细长电极301的阵列300(其限定第一阵列的细长狭缝)和对应的细长电极501(描绘为305)的至少另一个阵列500(其限定第二阵列的细长特征,例如狭缝)。细长电极501的另一阵列500相对于细长电极301的阵列300而沿着相应的波束路径例如上波束或下波束而被移位;在图12中所描绘的布置中,另一个阵列是细长电极的阵列300的下波束。另一阵列500的细长电极501可以被对准,优选地平行于阵列300的对应细长电极301。细长电极的每个阵列形成有与本描述中早先提到的狭缝偏转器的形状相似形状的结构。通过在两个狭缝电极和两个偏转电极的平均之间具有电位差来制造透镜。这是通过改变狭缝电极的电位或者通过向偏转电极添加电压偏移来完成的。细长电极301可以被设置在相应的电位处,并且对应的细长电极501可以被设置在地电位处或者设置在相应的不同电位处。可以选择每个狭缝透镜的强度,以使得散光与具有最大偏转的狭缝偏转器的散光相等。在校正器由偏转器和针对每个轴的狭缝透镜阵列(通常两个,X和Y各一个)组成的实施例中,所产生的散光具有微透镜阵列的特性。
图13是示出了一对偏转器电极301和一对狭缝透镜电极501的放大图。狭缝偏转器电极和狭缝透镜电极可以是任意顺序的。如图14中所示,也可以使用两对狭缝透镜电极501、502,例如狭缝偏转器电极的任一侧一个,例如在细长电极的阵列300的波束上的附加细长电极502的阵列和细长电极501的另一阵列500。在图14的布置中,狭缝透镜电极501、502可以被保持在相同的电位,例如接地或升高的电位,其中狭缝偏转器的电位被控制以具有所期望的整体偏转和聚焦效应。在这种情况下,三透镜结构类似于Einzel透镜。另外的阵列500和附加的阵列二者都可以是细长电极301的阵列300的上波束或下波束,但是这可能不如在其布置中的任一侧具有附加的和另外的阵列;例如,这些阵列可以被用作Einzel透镜阵列。
带电粒子评估工具109的另一个实施例在图15中被示意性地图示。该实施例还包括一个或多个像差校正器124、125、126,其减少了子波束114中的一个或多个像差。在实施例中,像差校正器124的至少一个子集中的每一个都被定位在中间焦点115中的相应一个中间焦点115中或与之直接相邻(例如,在中间像平面120中或与之相邻)。子波束114在诸如中间平面120的焦平面中或附近具有最小横截面面积。这为像差校正器124提供了比其它地方可用的更多空间,即中间平面120的上波束或下波束(或者说比没有中间图像平面120的替代布置中可用的更多空间)。
在实施例中,被定位在中间焦点115(或中间像平面120)中或与之直接相邻的像差校正器124包括偏转器,用于校正对于从源201发射的波束112中所导出的不同子波束114而言看起来处于不同位置的源201。校正器124可以被用来校正由源201产生的宏观像差,这些宏观像差妨碍了每个子波束114与对应的物镜118之间的良好对准。
像差校正器124可以校正妨碍正确列对准的像差。这样的像差也可能导致子波束114和校正器124之间的未对准。出于这个原因,附加地或替代地,将像差校正器125定位在聚光透镜116处或附近可能是期望的(例如,每个这样的像差校正器125与一个或多个聚光透镜116集成或与之直接相邻)。这是期望的,因为在聚光透镜116处或附近,由于聚光透镜116垂直靠近波束孔径110或与波束孔径110重合,所以像差还不会导致对应子波束114的偏移。然而,将校正器125定位在聚光透镜116或附近的挑战在于,子波束114各自在该位置相对于更下波束的位置而言具有相对较大的横截面面积和相对较小的间距。
在一些实施例中,如图15中所例示的,像差校正器126的至少一个子集中的每一个与物镜118中的一个或多个集成或与之直接相邻。在实施例中,这些像差校正器126降低了以下中的一个或多个:场曲;焦点误差;和散光。
在图15的装置中,任何或所有校正器124、125、126可以是如上所述的狭缝偏转器。
图16描绘了用于安装电极以形成用于狭缝偏转器或狭缝透镜的阵列的细长电极的替代布置。框架303提供有两组指部307,它们从框架的相对侧的基部306向内突出。也就是说,框架的安装有电极301的相对侧具有一组指部307。指部可以与框架集成。相对于邻接指部的一端,中间的基部可以被认为是凹陷的,例如提供凹陷表面308。指部和凹部沿着框架的安装有电极301的一侧交替。每个电极被安装到指部307的一端,并且在另一端安装到基部306,例如,在凹部处。电极交替地在凹部处连接到框架和连接到指部。相邻电极之一经由指部连接到框架的一侧,而另一个经由凹部连接到另一侧。在框架的相对侧上的电极可以被不同地连接,使得每个电极经由指部和凹部而连接到框架。例如,奇数电极301-1等可以被安装到框架的第一侧处的指部(图中的下侧),而偶数电极302-2等被安装到框架的第二侧处的框架(图中的上侧)。
电极可以经由它们的安装而被电连接到凹部。在另一种布置中,电极电连接到指部,尽管这可能不太优选。由于交替的电极连接在凹部或指部处,所以类似的电位差可以被施加到交替的电极。通过在基部或凹部处连接到电极的导电迹线309(为清楚起见,图中仅示出了几个)而向电极提供电位。蠕变长度cl(即,可能发生蠕变放电的表面的长度)是沿着凹部和指部的端部的横向距离以及指部的长度。蠕变长度是从凹部处的电极连接到从框架延伸的指部表面的在框架表面上方的横向距离,指部从框架延伸的侧表面的长度,以及在指部的端部处从指部的侧表面到指部与邻接电极的连接处的距离。因此,指部307的长度增加了例如相邻电极之间的蠕变长度。因此电极之间的隔离得到改善。在框架处在电极之间的高压放电的风险被降低。
框架303和指部307由绝缘体形成,优选为陶瓷,优选为氧化硅,优选为玻璃。在实施例中,框架是通过对衬底的选择性蚀刻(例如,硅晶片)来形成的。优选地,框架或至少每一侧是单片的。
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(例如特征的大小)的工具或生成样品的地图图像的工具。评估工具的示例是检查工具(例如,用于识别缺陷)、审查工具(例如,用于对缺陷进行分类)和计量工具或能够执行与检查工具、审查工具或计量工具相关联的评估功能性的任意组合的工具(例如,计量-检查工具)。电子光柱40可以是评估工具的组成部分;诸如检查工具或计量-检查工具,或电子波束光刻工具的一部分。本文中对工具的任何引用旨在涵盖设备、装置或系统,该工具包括各种组件,这些组件可以是并置的也可以是不并置的,并且甚至可以位于单独的房间中——尤其例如针对数据处理元件而言是如此。
多波束电子波束工具可以包括初级投射装置、机动化台和样品保持器。初级投射装置是多波束电子波束工具所包含的照明装置。初级投射装置可以包括以下组件中的至少任何一个或多个:电子源、枪孔径板、聚光透镜、孔径阵列、波束操纵器(其可以包括MEMS结构)、物镜和波束分离器(例如维恩滤波器)。样品保持器由机动化台来支撑。样品保持器被布置成保持用于检查的样品(例如,衬底或掩模)。
多波束电子波束工具还可包括次级投射装置和相关联的电子检测设备。电子检测设备可以包括多个电子检测元件。
初级投射装置被布置为照射样品。响应于样品上的初级子波束或探测斑点的入射,从样品中生成电子,其包括次级电子和背散射电子。次级电子在多个次级电子波束中传播。次级电子波束通常包括次级电子(具有≤50eV的电子能量)并且还可以包括至少一些背散射电子(具有在50eV和初级子波束的着陆能量之间的电子能量)。初级投射装置中的波束分离器可以被布置为将次级电子波束的路径朝向次级投射装置偏转。次级投射装置随后将次级电子波束的路径聚焦到电子检测装置的多个元件上。检测元件生成对应的信号,这些信号可以被发送到控制器或信号处理系统,例如构建样品的对应扫描区域的图像。
对可控制来以某种方式操纵带电粒子波束的组件或者组件或元件的系统的引用包括:配置控制器或控制系统或控制单元以对组件进行控制来以所描述的方式操纵带电粒子波束,以及可选地使用其它控制器或设备(例如电压源和/或电流源)以对组件进行控制来以这种方式操纵带电粒子波束。例如,电压源可以电连接到一个或多个组件以在控制器或控制系统或控制单元的控制下向组件(诸如在非限制性列表中的物镜阵列234、聚光透镜231、校正器235a和准直器阵列235)施加电位。诸如台之类的可致动组件可以是可控的,以使用一个或多个控制器、控制系统或控制单元来致动并因此相对于诸如波束路径的另一组件进行移动以控制组件的致动。
本文所描述的实施例可以采取沿着波束或多波束路径布置成阵列的一系列孔径阵列或电子光学元件的形式。这种电子光学元件可以是静电的。在实施例中,所有电子光学元件,例如从波束限制孔径阵列到样品之前的子波束路径中的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。在一些布置中,一个或多个电子光学元件被制造为微机电系统(MEMS)(即,使用MEMS制造技术)。
沿着波束路径相邻的电子光学元件可以在结构上彼此连接,例如利用诸如间隔件之类的电绝缘元件。隔离元件可以由电绝缘材料(诸如陶瓷(诸如玻璃))制成。
对上部和下部、上和下、上方和下方的引用应被理解为指代平行于(通常但不总是垂直的)撞击在样品208上的电子波束或多波束的上波束和下波束方向的方向。因此,对上波束和下波束的引用旨在指代与任何当前重力场无关的关于波束路径的方向。
下面在以下编号的段落中描述本发明的示例性实施例。
1.一种带电粒子工具,包括:
聚光透镜阵列,其被配置为沿着相应的波束路径将带电粒子的波束分离成第一多个子波束,并将每个子波束聚焦到相应的中间焦点;
物镜的阵列,每个物镜被配置为将多个带电粒子波束中的一个带电粒子波束投射到样品上;
校正器,其包括细长电极的阵列,该细长电极基本上垂直于第一多个子波束的波束路径延伸,并且被布置成使得第二多个子波束在一对细长电极之间传播,该第二多个子波束是第一多个子波束的子集;以及
电源,其被配置为在一对细长电极之间施加电位差,以使第二多个子波束偏转期望的量。
1a.一种带电粒子工具,包括:聚光透镜阵列,其被配置为沿着相应的波束路径将带电粒子的波束分离成第一多个子波束,并将每个子波束聚焦到相应的中间焦点;物镜的阵列,每个物镜被配置为将多个带电粒子波束中的一个带电粒子波束投射到样品上;校正器,其包括沿着波束路径的第一阵列的细长电极和第二阵列的细长电极,第二阵列的细长电极基本上平行于第一阵列的细长电极,第一阵列沿着波束路径邻接第二阵列,第一阵列的细长电极基本上垂直于第一多个子波束的波束路径延伸并且被布置成使得第二多个子波束在第一阵列的细长电极的一对细长电极之间传播,该第二多个子波束是第一多个子波束的子集,该细长电极包括平行于第二多个子波束的传播的方向延伸的平行板;电源,其被配置为在第一阵列的一对细长电极之间施加电位差,以使第二多个子波束偏转期望的量;优选地,细长电极可以具有平坦表面,更优选地直接面向子波束路径;优选地,细长电极是静电的。
2.根据实施例1或1a所述的工具,其中存在多对细长电极,其被布置成使得相应的第二多个子波束在每对细长电极之间传播;并且电源被配置为在每对细长电极之间施加相应的电位差;优选地,细长电极对在一排第二多个子波束的任一侧延伸,优选地,该排延伸跨过子波束的多波束布置;和/或优选地,细长电极对延伸跨过子波束的多波束布置。
3.根据实施例2的工具,其中每个细长电极具有仅与其一侧相邻的子波束。
4.根据实施例1、1a或2的工具,其中电源被配置为将相反极性的电位施加到相邻的细长电极。
5.根据实施例2的工具,其中一些细长电极具有与其两侧相邻的子波束,优选地,两侧直接面向子波束路径,优选地面向任一侧的子波束路径来自不同排的子波束,优选地跨过多波束布置。
6.根据实施例5的工具,其中电源被配置为使得施加到每个细长电极的电位由跨过细长电极的阵列的位置的连续增加(例如单调增加的)的函数来给出。
7.根据前述实施例中任一项所述的工具,其中细长电极包括平行于第二多个子波束的传播方向延伸的平行板。
8.根据前述实施例中任一项所述的工具,其中校正器包括沿着波束路径的第一组细长电极和第二组细长电极,第二组细长电极垂直于第一组细长电极;或者其中校正器包括沿着波束路径的附加阵列的细长电极,该附加阵列的细长电极垂直或平行于第一阵列的细长电极。
9.根据实施例1至7中任一项所述的工具,其中校正器包括第一组细长电极、第二组细长电极和第三组细长电极,第一组细长电极和第二组细长电极之间的角度是60°,并且第二组细长电极与第三组细长电极之间的角度是60°;或者其中校正器包括第一阵列的细长电极,该第一阵列的细长电极包括第一组细长电极、第二组细长电极和第三组细长电极,第一组细长电极、第二组细长电极和第三组细长电极中的一个对应于第一阵列的细长电极,第一组细长电极和第二组细长电极之间的角度是60°,并且第二组细长电极和第三组细长电极之间的角度为60°。
10.根据前述实施例中任一项的工具,其中校正器被布置成使得中间焦点位于细长电极之间,优选地位于第一阵列的细长电极之间。
11.根据实施例1至9中任一项所述的工具,其中所述校正器被布置为与聚光透镜阵列相邻和/或与物镜阵列相邻或集成在物镜阵列中。
11a.根据前述实施例中任一项所述的工具,其中校正器被配置为减小以下中的至少一者:场曲;焦点误差;和散光。
12.根据前述实施例中任一项所述的工具,其中校正器被配置为校正第一多个子波束的宏观像差。
12a.根据实施例1至12中任一项所述的工具,还包括附加校正器,该附加校正器被布置成与聚光透镜阵列相邻和/或与物镜阵列相邻或集成到物镜阵列中。
12b.根据权利要求12a所述的工具,其中附加校正器包括实施例1至10中任一项所述的校正器。
13.一种带电粒子工具,包括:
聚光透镜阵列,其被配置为沿着相应的波束路径将带电粒子的波束分离成多个子波束,并将每个子波束聚焦到相应的中间焦点;
物镜阵列,其被配置为将多个带电粒子的波束投射到样品上;
校正器阵列,其包括多个细长电极,该细长电极被布置成基本上正交于波束路径并且成对地位于一排波束路径的任一侧;并且
其中校正器阵列是可控的,以在细长电极对之间施加电位差,以使波束路径偏转期望的量。
13a.一种检查方法,包括:将带电粒子的波束划分成多个子波束;将每个子波束聚焦到相应的中间焦点;使用校正器来偏转子波束以校正子波束的宏观像差;以及使用多个物镜来将多个带电粒子的波束投射到样品上;其中校正器包括沿着波束路径的第一阵列的细长电极和第二阵列的细长电极,第二阵列的细长电极基本上平行于第一阵列的细长电极,第一阵列沿着波束路径邻接第二阵列,第一阵列的细长电极基本上垂直于第一多个子波束的波束路径延伸并且被布置成使得第二多个子波束在第一阵列的细长电极的一对细长电极之间传播,第二多个子波束是第一多个子波束的子集,细长电极包括平行于第二多个子波束的传播方向延伸的平行板,优选地,细长电极可以具有平面表面,更优选地,直接地面向子波束路径。
14.一种带电粒子工具,包括:
聚光透镜阵列,其被配置为沿着相应的波束路径将带电粒子的波束分离成多个子波束,并将每个子波束聚焦到相应的中间焦点;
物镜阵列,其被配置为将多个带电粒子波束投射到样品上;
校正器阵列,其包括多个细长电极,细长电极被布置成基本上正交于波束路径并且成对地位于每个波束路径的任一侧;并且
其中校正器阵列是可控的,以将宏观像差校正应用于与细长电极的伸长方向正交的子波束。
15.一种检查方法,包括:
将带电粒子的波束划分成多个子波束;
将每个子波束聚焦到相应的中间焦点;
使用校正器来偏转子波束以校正子波束的宏观像差;以及
使用多个物镜来将多个带电粒子波束投射到样品上;其中校正器包括细长电极的阵列,该细长电极基本上垂直于第一多个子波束的波束路径延伸并且被布置成使得第二多个子波束在一对细长电极之间传播,该第二多个子波束是第一多个子波束的子集。
16.一种多波束带电粒子光学系统,包括:
聚光透镜阵列,其被配置为沿着相应的波束路径将带电粒子的波束分离成第一多个子波束,并将每个子波束聚焦到相应的中间焦点;
物镜的阵列,每个物镜被配置为将多个带电粒子波束中的一个投射到样品上;
校正器,其包括细长电极的阵列,细长电极基本上垂直于第一多个子波束的波束路径延伸并且被布置成使得第二多个子波束在一对细长电极之间传播,该第二多个子波束是第一多个子波束的子集;以及
电源,其被配置为在一对细长电极之间施加电位差,以使第二多个子波束偏转期望的量。
17.一种用于多波束投射系统的带电粒子光学元件,该多波束投射系统被配置为将多个带电粒子波束投射到样品上,该带电粒子光学元件包括:
细长电极的阵列,该细长电极基本上垂直于第一多个子波束的波束路径延伸并且被布置成使得第二多个子波束在一对细长电极之间传播,第二多个子波束是第一多个子波束的子集;以及
电源,其被配置为在一对细长电极之间施加电位差,以使第二多个子波束偏转期望的量。
18.一种用于多波束投射系统的带电粒子光学元件,该多波束投射系统被配置为将多个带电粒子波束投射到样品上,最后的带电粒子光学元件包括:
第一支撑构件,其包括第一板区段和从第一板区段的边缘突出的多个第一指部;
第二支撑构件,其包括第二板区段和从第二板区段的边缘突出的多个第二指部;
从第一指部延伸到第二板区段的第一多个电极;以及
从第二指部延伸到第一板区段的第二多个电极。
19.根据实施例18所述的带电粒子光学元件,还包括第一组导电迹线,该第一组导电迹线被提供在第一板区段上并且连接到第二多个电极;该第二组导电迹线被提供在第二板区段上并且连接到第一多个电极。
20.根据实施例18或19的带电粒子光学元件,其中第一支撑构件和第二支撑构件是衬底的整体部分。
21.根据实施例20所述的带电粒子光学元件,其中第一支撑构件和第二支撑构件已经通过对衬底的选择性蚀刻而形成。
22.根据实施例19至21中任一项所述的带电粒子光学元件,其中第一板区段和第二板区段包括在相邻指部之间的凹部。
23.根据实施例19至22中任一项所述的带电粒子光学元件,其中支撑构件包括绝缘体,优选为陶瓷,优选为氧化硅,优选为玻璃。
术语“子波束”和“分波束”在本文中可互换使用并且都被理解为涵盖通过划分或拆分母辐射波束而衍生自母辐射波束的任何辐射波束。术语“操纵器”被用来涵盖影响子波束或分波束的路径的任何元件,诸如透镜或偏转器。
虽然已经结合各种实施例描述了本发明,但是通过考虑本文所公开的本发明的说明书和实践,本发明的其它实施例对于本领域技术人员将是显而易见的。旨在将说明书和示例仅视为示例性的,本发明的真实范围和精神由所附权利要求来指示。
Claims (15)
1.一种带电粒子工具,包括:
聚光透镜阵列,被配置为沿着相应的波束路径将带电粒子波束分离成第一多个子波束,并将每个子波束聚焦到相应的中间焦点;
物镜的阵列,每个物镜被配置为将多个带电粒子波束中的一个带电粒子波束投射到样品上;
校正器,包括沿着所述波束路径的第一阵列的细长电极和第二阵列的细长电极,所述第二阵列的细长电极基本上平行于所述第一阵列的细长电极,所述第一阵列沿着所述波束路径邻接所述第二阵列,所述第一阵列的所述细长电极基本上垂直于所述第一多个子波束的所述波束路径延伸并且被布置成使得第二多个子波束在所述第一阵列的细长电极的一对细长电极之间传播,所述第二多个子波束是所述第一多个子波束的子集,所述细长电极包括平行于所述第二多个子波束的传播方向延伸的平行板;以及
电源,被配置为在所述第一阵列的所述一对细长电极之间施加电位差,以使所述第二多个子波束偏转期望的量。
2.根据权利要求1所述的工具,其中存在多对细长电极,所述多对细长电极被布置成使得相应的第二多个子波束在每对细长电极之间传播;并且所述电源被配置为在每对细长电极之间施加相应的电位差。
3.根据权利要求2所述的工具,其中每个细长电极具有仅与其一侧相邻的子波束。
4.根据权利要求2或3所述的工具,其中所述电源被配置为向相邻的细长电极施加相反极性的电位。
5.根据权利要求2所述的工具,其中所述细长电极中的一些具有与其两侧相邻的子波束。
6.根据权利要求5所述的工具,其中所述电源被配置为使得施加到每个细长电极的所述电位由跨细长电极的阵列的位置的连续增加的、例如单调增加的函数来给出。
7.根据前述权利要求中任一项所述的工具,其中所述校正器包括沿着所述波束路径的附加阵列的细长电极,所述附加阵列的细长电极垂直或平行于所述第一阵列的细长电极。
8.根据权利要求1至6中任一项所述的工具,其中所述校正器包括所述第一阵列的细长电极,所述第一阵列的细长电极包括第一组细长电极、第二组细长电极和第三组细长电极,所述第一组细长电极、所述第二组细长电极和所述第三组细长电极中的一者对应于所述第一阵列的所述细长电极,所述第一组细长电极和所述第二组细长电极之间的角度是60°,并且所述第二组细长电极和所述第三组细长电极之间的角度是60°。
9.根据前述权利要求中任一项所述的工具,其中所述校正器被布置成使得所述中间焦点位于所述第一阵列的细长电极之间。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的工具,其中所述校正器被布置为与所述聚光透镜阵列相邻和/或与所述物镜阵列相邻或集成在所述物镜阵列中。
11.根据前述权利要求中任一项所述的工具,其中所述校正器被配置为减少以下中的至少一者:场曲;焦点误差;以及散光。
12.根据前述权利要求中任一项所述的工具,其中所述校正器被配置为校正所述第一多个子波束的宏观像差。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的工具,还包括附加校正器,所述附加校正器被布置成与所述聚光透镜阵列相邻和/或与所述物镜阵列相邻或集成到所述物镜阵列中。
14.根据权利要求13所述的工具,其中所述附加校正器包括根据权利要求1至9中任一项所述的校正器。
15.一种检查方法,包括:
将带电粒子的波束划分成多个子波束;
将每个子波束聚焦到相应的中间焦点;
使用校正器来偏转所述子波束以校正所述子波束的宏观像差;以及
使用多个物镜来将多个带电粒子波束投射到所述样品上;其中所述校正器包括沿着所述波束路径的第一阵列的细长电极和第二阵列的细长电极,所述第二阵列的细长电极基本上平行于所述第一阵列的细长电极,所述第一阵列沿着所述波束路径邻接所述第二阵列,所述第一阵列的细长电极基本上垂直于所述第一多个子波束的所述波束路径延伸并且被布置成使得第二多个子波束在所述第一阵列的细长电极的一对细长电极之间传播,所述第二多个子波束是所述第一多个子波束的子集,所述细长电极包括平行于所述第二多个子波束的传播方向延伸的平行板。
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