CN212625479U - 带电粒子束装置、物镜模块以及电极装置 - Google Patents

带电粒子束装置、物镜模块以及电极装置 Download PDF

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Abstract

描述了一种用于检查样本的带电粒子束装置。所述带电粒子束装置包括：束源，所述束源用于发射带电粒子束；电极，所述电极用于影响所述带电粒子束；以及阻尼单元，所述阻尼单元设在所述电极上以用于抑制所述电极的振动。此外，描述了一种具有电极的物镜模块，其中阻尼单元设在所述电极上。此外，描述了一种电极装置，其中质量阻尼器安装在所述电极装置的盘状电极主体上。

Description

带电粒子束装置、物镜模块以及电极装置
技术领域
本公开的实施方式涉及一种用于检查样本的带电粒子束装置。具体地，带电粒子束装置可以是电子显微镜，例如扫描电子显微镜，用于检查样本，例如半导体晶片。实施方式还涉及一种用于将带电粒子束聚焦在样本上的物镜模块、以及一种用于影响带电粒子束装置的带电粒子束的电极装置。此外，描述了一种用带电粒子束装置、特别是用电子显微镜检查样本的方法。
背景技术
带电粒子束装置具有在多个工业领域中的许多功能，包括但不限于电子束检查(EBI)、半导体器件的临界尺寸(CD)测量、半导体器件的缺陷查验(DR)、用于光刻的曝光系统、检测装置以及测试系统。因此，对于在微米级和纳米级内将样本结构化、对其进行测试和检查有高需求。微米级和纳米级工艺控制、检查或结构化可用带电粒子束(例如，电子束)完成，该带电粒子束生成并聚焦在带电粒子束装置(诸如电子显微镜)中。带电粒子束与例如光子束相比因短波长而提供优异的空间分辨率。
在典型的带电粒子束装置中，带电粒子束由束源生成并受多个束影响元件(例如，一个或多个聚光透镜、偏转器、束分离器、像差校正器、物镜和/或扫描偏转器，它们可生成电场和/或磁场以影响带电粒子束)的影响。例如，带电粒子束装置通过聚光透镜系统准直、通过束偏转器朝向物镜偏转并通过物镜模块聚焦在样本上。扫描偏转器可提供用于在样本的表面上方扫描带电粒子束。通过带电粒子束与样本的相互作用生成的信号粒子可用至少一个检测器装置提取和检测以获得有关样本的空间信息或检测样本上的缺陷位置。
半导体技术中的缺陷检查受益于高分辨率和快速检查工具。电子束可用于样品的高分辨率检查，例如，以便能够快速地检测大晶片的小缺陷。然而，以非常高的分辨率(例如在亚μm或nm范围内)检查样本是有挑战性的，因为外部影响(诸如声学噪声、机械干扰或压力变化)可能不利地影响对准准确度和束稳定性。已知的带电粒子束装置可被支撑在特殊支撑件上，以便使带电粒子束装置隔离外部影响。然而，提高分辨率仍将是有益的。
有鉴于此，提供允许减少对带电粒子束的外部影响，使得可获得更好的分辨率的一种带电粒子束装置、一种物镜模块以及一种电极装置将会是有益的。
实用新型内容
有鉴于此，提供了一种带电粒子束装置、一种物镜模块以及一种电极装置。另外的方面、优点和特征从权利要求书、说明书以及附图中显而易见。
根据本文所描述的一方面，提供了一种用于检查样本的带电粒子束装置。该带电粒子束装置包括：束源，该束源用于发射带电粒子束；电极，该电极用于影响带电粒子束；以及阻尼单元，该阻尼单元设在电极上以用于抑制电极的振动。
在一些实施方式中，阻尼单元是质量阻尼器。在一些实施方式中，质量阻尼器可包括阻尼质量和至少部分地布置在阻尼质量与电极之间的弹性元件。在一些实施方式中，阻尼质量通过连接元件而保持在距电极一距离处，并且弹性元件设在电极与阻尼质量之间的间隙中、与电极和阻尼质量接触。在一些实施方式中，连接元件是螺杆、销或螺栓，和/或弹性元件是围绕连接元件的弹性体环或O形环。
在一些实施方式中，阻尼单元的从电极突出的表面是倒圆的、无边缘且无角部的和抛光的中的至少一种。在一些实施方式中，电极包括盘状电极主体和安装在盘状电极主体上的多个质量阻尼器。在一些实施方式中，多个质量阻尼器包括分别安装在盘状电极主体的圆周边缘区域上的四个、六个或更多个质量阻尼器。在一些实施方式中，电极被配置为用于以下中的至少一个：将带电粒子束聚焦在样本上和在样本上方生成信号电子的提取场。
在一些实施方式中，带电粒子束装置包括用于将带电粒子束聚焦在样本上的物镜模块，并且电极是物镜模块的靠近样本布置的部分。电极可通过至少一个轴向地延伸的保持器保持在物镜模块的外壳处。电极可被配置为用于相对于物镜模块的外壳的1kV或更大的电压差。
在一些实施方式中，电极具有盘状电极主体，盘状电极主体具有圆周边缘区域和中心区域，圆周边缘区域具有第一厚度，中心区域具有小于第一厚度的第二厚度，中心区域具有用于带电粒子束的至少一个开口。在一些实施方式中，第一厚度为5mm或更大，和/或第二厚度为3mm或更小。阻尼单元可被配置为在从300Hz至2000Hz的频率范围内抑制电极的振动模式。
根据本文所描述的另一方面，提供了一种用于将带电粒子束聚焦在样本上的物镜模块。该物镜模块包括：外壳；电极；至少一个轴向地延伸的保持器，该至少一个轴向地延伸的保持器将电极保持在外壳处；以及阻尼单元，该阻尼单元设在电极上以用于抑制电极的振动。
在一些实施方式中，阻尼单元是如本文所描述的质量阻尼器。特别地，质量阻尼器可包括阻尼质量和至少部分地布置在阻尼质量与电极之间的弹性元件。
根据本文所描述的另一方面，提供了一种用于影响带电粒子束装置中的带电粒子束的电极装置。该电极装置包括：盘状电极主体；以及质量阻尼器，该质量阻尼器安装在盘状电极主体上以用于抑制盘状电极主体的振动。
在一些实施方式中，电极装置被配置为用于以下中的至少一个：将带电粒子束聚焦在样本上和在样本上方生成信号电子的提取场。例如，电极装置可为物镜模块的一部分，特别是代理电极。
进一步描述了一种用带电粒子束装置检查样本的方法。该方法包括：生成沿光轴传播的带电粒子束；用电极影响带电粒子束；以及用设在电极上的阻尼单元抑制电极的振动。
本文所描述的实施方式的阻尼单元可包括安装在电极上的质量阻尼器。
本文所描述的实施方式还针对用于实施所公开的方法的设备并包括用于执行每个所描述的特征的设备部分。方法特征可借助硬件部件、由适当的软件编程的计算机、这两者的任何组合或以任何其他方式执行。
附图说明
为了能够详细地理解本公开的上述特征的方式，可参考实施方式来进行上文简要地概述的更特定的描述。附图涉及实施方式并描述如下：
图1示出了根据本文所描述的实施方式的带电粒子束装置的示意性截面图；
图2示出了根据本文所描述的实施方式的电极装置的透视图；
图3示出了根据本文所描述的实施方式的电极装置的示意性截面图；
图4示出了根据本文所描述的实施方式的电极装置的一部分；
图5是例示根据本文所描述的实施方式的带电粒子束装置中的电极的振荡行为的图；
图6示出了根据本文所描述的实施方式的具有物镜模块的带电粒子束装置的示意性截面图；以及
图7是例示检查样本的方法的流程图。
具体实施方式
现将详细地参考各种实施方式，这些实施方式的一个或多个示例示于图中。在附图的以下描述内，相同的附图标记是指相同的部件。一般地，仅描述相对于各别实施方式的差异。每个示例以解释的方式提供，而不意在作为限制。此外，被示出或描述为一个实施方式的部分的特征可在其他实施方式上或结合其他实施方式使用，以产生又进一步实施方式。说明书旨在包括这样的修改和变化。
在不限制保护范围的情况下，带电粒子束装置或其部件在本文中将被示例性地称为被配置为用于检测信号电子、例如次级电子和/或后向散射电子的电子束装置。本文所描述的实施方式仍可应用于检测微粒(诸如呈电子或离子、光子、X射线或其他信号的形式的次级和/或后向散射带电粒子)的设备和部件，以便获得样本图像或检查结果。
如本文所提及的“样本”、“样品”或“晶片”包括但不限于半导体晶片、半导体工件以及其他工件(诸如存储器盘等)。实施方式可应用于被结构化或在其上沉积材料的任何工件。样本、样品或晶片包括要成像和/或结构化或在其上沉积层的表面。根据可与本文所描述的其他实施方式结合的一些实施方式，该设备和方法被配置为用于或被应用于电子束检查(EBI)、临界尺寸(CD)测量和缺陷查验(DR)应用，其中可有利地使用根据本文所描述的实施方式的显微镜和方法。根据本文所描述的一些实施方式，可提供电子束检查工具、临界尺寸测量工具和/或缺陷查验工具，其中可实现高分辨率、大视野和高扫描速度。
图1示出了根据本文所描述的实施方式的用于检查样本(例如,晶片)的带电粒子束装置100，例如电子显微镜。带电粒子束装置100包括束源110，该束源用于生成带电粒子束15，例如电子束。带电粒子束15可沿光轴A指向物镜模块40，以聚焦在要检查的样本10上。
带电粒子束装置100包括用于影响带电粒子束15的电极20。例如，电极20可被配置为用于以下中的至少一个：聚焦和偏转带电粒子束15。电极20可设置在特定电位上，使得可生成例如静电场或电磁场的电场以影响带电粒子束15。电压源可连接到电极20，以向电极施加特定电压电平。
在一些实施方式中，电极20被配置为用于将带电粒子束15聚焦在样本10上和/或用于在样本上方生成信号电子的提取场。例如，电极20可为被配置为将带电粒子束15聚焦在样本上的物镜模块40的一部分，和/或可在样本上方生成信号电子的提取场，使得信号电子被定向朝向检测器装置。
电极20可在带电粒子束装置的操作期间靠近样本10布置，例如，布置在1cm或更小、特别是5mm或更小或甚至2mm或更小的距离处。在这种情况下，电极20也可被称为“接近电极”或“代理电极”，即，布置在要检查的样本的附近的电极。例如，电极20可布置在物镜模块40的外壳41与被配置为用于支撑样本10的样本台之间。
在一些实施方式中，电极20被配置为用于进行以下中的至少一个：偏转、准直和聚焦带电粒子束。替代地或附加地，电极可为提取电极，其被配置为用于在样本上方生成信号电子的提取场。替代地或附加地，电极20可为校正装置的一部分，该校正装置被配置为校正带电粒子束的像差，例如球差和/或色差。
在图1所描绘的实施方式中，电极20是被配置为用于将带电粒子束15聚焦在样本上的物镜模块40的一部分。具体地，在图1中，电极20是物镜模块40的代理电极，该代理电极被布置在要检查的样本附近。在其他实施方式中，电极可位于束源与物镜模块之间，即，相对于带电粒子束15的传播方向在物镜模块的上游。
在一些实施方式中，提供多个电极，例如用于进行准直、偏转、聚焦和提取带电粒子中的一种或多种的电极。
电极20可具有至少一个开口，以用于允许带电粒子束15例如通过电极的中心传播通过电极20。至少一个开口可布置在电极20的中心并可与光轴A相交。信号电子可朝向检测器装置加速通过该开口。
在一些实施方式中，电极可具有用于多个带电粒子束的多个开口。特别地，电极可被配置为用于影响可传播通过电极的多个开口的多个带电粒子束(或“小束”)。例如，电极可具有两个或更多的开口，特别是三个或更多的开口，更特别地是五个或更多的开口，或甚至十个或更多的开口，以用于可通过电极传播的多个带电粒子束(或“小束”)。特别地，带电粒子束装置可为具有用于将多个带电粒子束(或“小束”)引导到样本上(例如，在公共光斑上或在多个不同光斑上)的多束柱的多束设备。在一个实施方式中，束源被配置为发射多个带电粒子束(或“小束”)，例如通过引导主光束通过光圈板。替代地，可提供用于发射多个带电粒子束的多个分离的束源，其中多个带电粒子束中的至少一个或多个可被引导通过电极的一个或多个开口或穿过平行地布置的多个分离的电极。
在一些实施方式中，电极20可包括至少一个开口以用于允许多个带电粒子束(或“小束”)传播通过至少一个开口。例如，由相同束源或由不同束源生成的两个、三个或更多个小束可通过被引导穿过电极20的相同开口而受到影响。
在带电粒子束装置的操作期间，诸如声学噪声和机械振动的外部影响可能导致带电粒子束装置的柱内部的机械振动。将带电粒子束装置支撑在阻尼支撑件上，例如支撑在振动阻尼台上，可有助于将带电粒子束装置在一定程度上与外界影响隔离开。然而，在带电粒子束装置内部的特定位置处的机械振动可能会保留并使带电粒子束变形，从而不利地影响可获得的分辨率。机械振动可能特别地在高分辨率显微镜装置中造成干扰并可能会阻止亚μm或nm范围内的高分辨率。特别地，被配置为将带电粒子束以小光斑大小聚焦在样本上的电极和/或被布置在距样本的靠近距离处的电极的不期望的移动可能对分辨率造成特别不利的影响。
根据本文所描述的实施方式，阻尼单元30设在电极20上，以用于抑制电极20的振动。具体地，阻尼单元30可直接地安装在电极20上，例如在电极的主体处。通过在电极上设有至少一个阻尼单元，可可靠地抑制电极振动并可减少电子束畸变，从而改进装置的可实现的分辨率。通过将阻尼单元30安装在可为物镜模块40的一部分的聚焦电极上，可减小电极的振动，使得可获得在样本上的更稳定的束位置和更准确的焦点。
在一些实施方式中，可通过在电极20上设有阻尼单元30来抑制电极20的不同振动模式。振动模式可包括：所谓的“击鼓模式”，其中电极的至少一部分在沿光轴的方向上振荡；以及所谓的“横向模式”，其中电极在横向方向上(即，横向于光轴A)振荡。例如聚焦电极的击鼓模式可导致带电粒子束在样本上散焦。在多束设备中，击鼓模式还会引起传播通过电极的带电粒子束中的至少一个或多个的横向运动。通过在电极上设有抑制电极的一个或多个击鼓模式的阻尼单元，可改进样本上的焦点，例如，减小和维持大小。通过在电极上设有抑制一个或多个横向模式的阻尼单元，可减小或避免在样本上的焦点的横向偏移，从而可稳定样本上的焦点。可改进装置的分辨率。
根据可与本文所描述的其他实施方式组合的一些实施方式，阻尼单元30可为无源阻尼器，特别是质量阻尼器，即具有阻尼质量的阻尼单元。包括阻尼质量的质量阻尼器可直接地安装在电极20的主体上。
具体地，在一些实施方式中，质量阻尼器可包括阻尼质量和至少部分地布置在阻尼质量与电极之间的弹性元件。因此，电极主体的振动将引起阻尼质量相对于电极主体的振动，并且弹性元件可被配置为用于吸收阻尼质量的振动能量，该振动能量作为热量耗散。因此，可有效地抑制电极振动。
被配置为质量阻尼器的阻尼单元30特别地适合于抑制带电粒子束装置中的电极振动，因为质量阻尼器可提供为小型无源单元，该小型无源单元可直接地放置在要抑制其振动的主体上(即，放置在电极主体上)。通过提供具有适当的重量的阻尼质量和/或具有适当的弹性的弹性元件，质量阻尼器可被配置为抑制在低于2000Hz的频率范围内的振动。此外，质量阻尼器典型地仅安装在要抑制其振动的主体上，而不安装在可相对于彼此振动的两个物体(诸如电极和电极的支撑件)之间。这是有利的，因为可将质量阻尼器放置在电极上，使得质量阻尼器仅与电极接触，该电极可设在数千伏范围内的高电压上。由于质量阻尼器不会在电极与支撑电极的另一个物体之间起作用，因此电压闪络的风险可降低。此外，质量阻尼器是适合于放置在真空环境中的无源机械单元，并且不需要电源或信号传输。
根据可与本文所描述的其他实施方式结合的一些实施方式，电极20被配置为用于以下中的至少一个：将带电粒子束聚焦在样本10上和在样本10上方生成信号电子的提取场。在一些实现方式中，带电粒子束装置包括用于将带电粒子束聚焦在样本上的物镜模块40，并且电极是物镜模块的一部分。例如，在带电粒子束装置的操作期间，电极20保持在样本的附近，例如，保持在1cm或更小、特别是5mm或更小或甚至2mm或更小的距离处。
在可与本文所描述的其他实施方式结合的一些实施方式中，物镜模块40可为包括一个或多个电极和一个或多个磁体(例如，电磁体)的电磁-静电物镜。与样本电压相比，施加到电极20的电压可限定在样本上方的信号电子的提取场。此外，带电粒子束可用物镜模块聚焦，其中电极20可提供聚焦效果或促成聚焦效果。
物镜模块40可为延迟场装置，其被配置为在带电粒子撞击样本之前使带电粒子减速。与物镜模块的外壳41和/或带电粒子束装置的柱101的电压相比，施加到电极20的电压可限定延迟场的强度，该延迟场作用于撞击在样本上之前的带电粒子束。
在一些实施方式中，柱101和/或物镜模块40的外壳41可设为处于地电位，并且电极20和/或样本10可处于高电位，例如1kV或更大，特别是10kV或更大或甚至30kV或更高。因此，可在外壳41与电极20之间提供电位差，从而对带电粒子造成延迟场的作用。
为了在带电粒子束装置的操作期间将电极20保持在样本10的附近，可通过至少一个轴向地延伸的保持器45将电极20连接到支撑件。例如，在图1所描绘的实施方式中，电极20通过若干轴向地延伸的保持器保持在物镜模块40的外壳41处。至少一个轴向地延伸的保持器45可包括隔离材料，使得电极20和电极的支撑件(例如，外壳41)可在装置的操作期间设为处于不同电位。
如本文中所使用的“轴向地延伸的保持器”可指例如至少部分地沿光轴A(例如，平行于光轴A或相对于光轴A成一角度，该角度不同于90°)延伸的保持器。通过提供轴向地延伸的保持器45，可使电极密切靠近样本。然而，与由在电极的圆周边缘处支撑电极的保持器所保持的电极相比，该电极可能更易受横向振动的影响。根据本文所描述的实施方式，通过在电极20上设有阻尼单元30来抑制电极的横向振动模式。
图2是根据本文所描述的实施方式的被配置为用于影响带电粒子束装置中的带电粒子束的电极装置300的透视图。电极装置300包括可对应于关于图1描述的带电粒子束装置100的电极和阻尼单元的电极20和阻尼单元30，使得可参考以上说明而不在此进行重复。在一些实施方式中，电极装置300被配置为用于以下中的至少一个：将带电粒子束聚焦在样本上和在样本上方生成信号电子的提取场。
在一些实施方式中，电极装置300包括电极主体，特别是盘状电极主体21，以及安装在盘状电极主体21上的阻尼单元30，该阻尼单元用于抑制盘状电极主体21的振动。阻尼单元30可为质量阻尼器。
盘状电极主体21可包括用于带电粒子束的开口25，该开口典型地布置在盘状电极主体的中心。带电粒子束可沿带电粒子束装置的光轴传播通过开口25。可向盘状电极主体21施加预定电压，以便影响通过开口25传播的带电粒子束。
在可与本文所描述的其他实施方式结合的一些实施方式中，多个阻尼单元、特别是多个质量阻尼器31安装在盘状电极主体21上。多个质量阻尼器31可根据本文所描述的任何质量阻尼器来配置。特别地，每个质量阻尼器可包括阻尼质量和弹性元件。通过在电极上设有多个质量阻尼器，可吸收大量的振动能量，使得可更有效地抑制电极振动。
在图2所描绘的实施方式中，多个质量阻尼器31包括安装在电极20上的两个或更多个、特别是四个或更多个、更特别是六个或更多个质量阻尼器。例如，多个质量阻尼器31可分别安装在盘状电极主体21的圆周边缘区域22上。通过将多个质量阻尼器31直接地放置在盘状电极主体上，就能可靠地抑制盘状电极主体的横向振动模式和击鼓振动模式。
在一些实施方式中，电极装置300可包括至少一个轴向地延伸的保持器45以用于将电极装置300保持在支撑件处，例如保持在带电粒子束装置的外壳或柱上。在图2所描绘的实施方式中，提供了多个轴向地延伸的保持器，例如两个、三个、五个或更多个的保持器，特别是七个或更多个保持器。保持器可包括隔离材料，使得电极装置300可连接到设为处于与盘状电极主体21不同的电位的支撑件。例如，电极装置300可连接到物镜模块的外壳并由外壳保持，该外壳接地。
通过提供用于支撑电极装置的多个保持器，电极装置可被支撑件稳定地保持，如图1中示意性地描绘的。可通过多个质量阻尼器31可靠地抑制仍然可能传递到电极的振动。在一些实施方式中，可将多个质量阻尼器31和用于保持电极装置的多个轴向地延伸的保持器安装在盘状电极主体21的圆周边缘区域22上。质量阻尼器中的一些可分别布置在两个轴向地延伸的保持器之间。因此，可通过多个质量阻尼器31有效地抑制经由轴向地延伸的保持器传递到电极主体的振动。
图3示出了根据本文所描述的实施方式的电极装置300的示意性截面图。图3的电极装置可类似于或对应于图2所描绘的电极装置，使得可参考以上说明而不在此进行重复。
电极装置300可被配置为用于以下中的至少一个：将带电粒子束聚焦在样本上和在样本上方生成信号电子的提取场。阻尼单元30、特别是质量阻尼器布置在电极装置的盘状电极主体21上。在一些实施方式中，多个质量阻尼器安装在盘状电极主体21上。图3的截面图中描绘了在光轴A的相对两侧上的两个质量阻尼器。
在可与本文所描述的其他实施方式结合的一些实施方式中，盘状电极主体21具有圆周边缘区域22和中心区域23。中心区域23可包括用于带电粒子束的开口25。多个质量阻尼器可布置在圆周边缘区域22上。
圆周边缘区域22可具有第一厚度T1，并且中心区域23可具有第二厚度T2，第二厚度T2小于第一厚度T1。例如，第一厚度T1可为5mm或更大，例如约6mm，和/或第二厚度T2可为3mm或更小，例如约2mm。特别地，盘状电极主体可具有边缘区域，该边缘区域至少部分地比设有开口25的中心区域厚。通过提供盘状电极主体的厚边缘区域，可减小电极振动的振幅和/或可增大电极的正常振动模式的振动频率。典型地，具有高振动频率的振动模式的振幅小于具有低振动频率的振动模式的振幅。通过提供厚边缘区域来增大盘状电极主体的质量可增加电极主体的硬度，从而减小振动振幅。通过仅在电极主体的中心区域23中设有小厚度的电极，可衰减电极的上下振动模式(即，击鼓模式)。
在一些实施方式中，盘状电极的直径可为10cm或更大，特别是20cm或更大或甚至是30cm或更大。与小直径电极相比，大直径电极可能更易于受击鼓模式的影响。击鼓模式的振幅可通过至少部分地增大盘状电极主体的厚度来减小，特别是在该主体的通过至少一个轴向地延伸的保持器而安装电极的径向外部部分中。
具体地，在电极的用于安装电极的外部区域中使电极更厚是有益的，使得经由安装件传递到电极的任何激发在电极硬的区域处进入电极。
在一些实施方式中，可在圆周边缘区域22与中心区域23之间设有任选地基本上为锥形的过渡区域24，如图3中示意性地描绘的。在过渡区域24中，盘状电极主体的厚度可在径向方向上逐渐地增大，例如从中心区域23的第二厚度T2增大到圆周边缘区域22的第一厚度T1。
通过在盘状电极主体上设有多个阻尼单元，可有效地抑制电极的击鼓模式和横向模式并可改进可获得的分辨率。
如图3示意性地描绘的，阻尼单元30可为安装在盘状电极主体上的具有阻尼质量的质量阻尼器。将参考图4描述示例性质量阻尼器的细节。
图4示出了电极装置的在其上安装阻尼单元30的部分的放大的截面图。图4所描绘的阻尼单元30可用于本文所描述的带电粒子束装置中的任一种中。
图4所描绘的阻尼单元30是设在电极20的盘状电极主体21上的质量阻尼器。质量阻尼器包括阻尼质量32和弹性元件33。弹性元件33可至少部分地布置在阻尼质量32与电极20之间。阻尼质量可安装在电极上，使得当电极振动时，阻尼质量可激发成相对于电极振动。弹性元件33可被配置为用于吸收阻尼质量32和/或电极20的振动能量，该振动能量可作为热量而耗散。因此，可有效地抑制电极的振动。
在可与本文所描述的其他实施方式结合的一些实施方式中，阻尼质量32通过连接元件34、特别是通过螺杆、销或螺栓保持在距电极20一距离处。连接元件34可至少部分地延伸穿过电极的盘状电极主体21并可将阻尼质量32保持在电极的表面上方，例如在距该表面一距离(例如1mm、0.5mm或更小)处。通过将阻尼质量保持在距电极一小距离处，阻尼质量可更容易地激发成相对于电极振动，例如沿光轴A振动、横向于光轴A振动和/或以上项的组合。具体地，在阻尼质量与电极之间的小间隙可允许阻尼质量相对于电极的振动运动。
弹性元件33可设在电极20与阻尼质量32之间的间隙35中。此外，弹性元件33可设为至少与电极和阻尼质量间接接触。这允许阻尼质量和/或电极的振动能量经由弹性元件33被更有效地吸收并转化为热量。质量阻尼器的阻尼强度取决于弹性元件的弹性。提供较硬的弹性元件将降低质量阻尼器的减震效果。
连接元件34可包括导电材料，例如金属。特别地，连接元件34可为金属销、金属螺杆或金属螺栓。这确保了电极20与阻尼质量32之间的电连接并避免了当向电极20施加高电压时阻尼质量32处于浮置电位上。
在一些实施方式中，弹性元件33是围绕连接元件34的弹性体环或O形环，如图4中示意性地描绘的。例如，阻尼质量32通过螺杆或螺栓保持在电极的表面上方，并且围绕螺杆或螺栓的O形环在阻尼质量32与电极20之间的间隙中起作用。可提供易于安装且易于维护的有效的阻尼单元。
在一些实施方式中，阻尼单元30的从电极20突出的表面36是倒圆的、无边缘的、无角部的和抛光的中的至少一种。例如，阻尼质量32的背向盘状电极主体21的表面36可为倒圆的，使得不设有尖锐的边缘和角部。因此，可减少或避免阻尼单元对由电极生成的电场的负面影响。具体地，通过提供具有倒圆表面的阻尼质量不会负面地影响在电极与物镜模块的外壳之间的电场强度。
阻尼单元30可被配置为在从300Hz到2000Hz的频率范围内、特别是在从300Hz到1000Hz之间的频率范围内抑制电极的振动模式。
图5是例示根据本文所描述的实施方式的带电粒子束装置中的电极的振荡行为的图。x轴示出在从300Hz到1000Hz的频率范围内的以赫兹为单位的频率，并且y轴示出以任意单位的电极振动的相对量值。
线401示出无阻尼的电极、即没有阻尼单元的电极的振荡行为。振动曲线示出对应于电极的第一击鼓模式D1(基本或零阶击鼓模式)的在约350Hz处的第一峰、对应于电极的第一横向模式(基本或零阶横向模式)的在约500Hz的频率处的第二峰、以及对应于电极的第二击鼓模式(一阶击鼓模式)的在约800Hz的频率处的第三峰。对于电极的高于1000Hz的较高阶固有模式，振荡振幅典型地较低，这在图5中未示出。在没有阻尼的情况下，电极可以图5所描绘的从300Hz至1000Hz的电极固有频率激发成高振幅振动，如线401所示。
线402示出相同电极的振荡行为，其中在电极上设有六个质量阻尼器。具体地，示出图2的电极装置300的振荡行为。从图5中清楚地可见，在感兴趣的频率范围内，基本上抑制了电极的本质上所有的共振，特别是第一击鼓模式D1和第一横向模式L1。可提供减振电极或基本上无振动的电极。
图6示出了根据本文所描述的实施方式的带电粒子束装置200的示意性截面图。带电粒子束装置200可类似于图1的带电粒子束装置100，使得可参考以上说明而不在此进行重复。带电粒子束装置200可为扫描电子显微镜(SEM)。
带电粒子束装置200包括：束源110，该束源用于发射带电粒子束；准直透镜150，该准直透镜用于准直带电粒子束；扫描偏转器140，该扫描偏转器用于在样本10的表面上方扫描带电粒子束；以及物镜模块40，该物镜模块用于将带电粒子束聚焦在样本上。样本10可为放置在可移动的样本台11上的晶片。
从样本发射并被引导回通过物镜模块40的信号电子可通过束分离器195与带电粒子束15分离并由检测器装置180检测。可获得关于样本10的空间信息。
在一些实施方式中，物镜模块40可为包括磁性透镜部分和静电透镜部分的静电-磁性物镜。静电透镜部件可包括电极20，其中阻尼单元30设在电极20上以用于抑制电极的振动。多个阻尼单元、特别是多个质量阻尼器可设在电极20上。
在一些实施方式中，带电粒子束装置包括另外的电极，并且阻尼单元可安装在另外的电极中的至少一个上。
在可与本文所描述的其他实施方式结合的一些实施方式中，物镜模块40包括外壳和将电极保持在外壳处的至少一个轴向地延伸的保持器45。电极20可为代理电极，该代理电极靠近要检查的样本布置，使得电极20可在样本上方生成信号电子的提取场。施加到电极20的电压可限定在样本上方的信号电子的提取场。此外，电极20可为物镜模块40的静电透镜部分的一部分。
电极20可通过多个轴向地延伸的保持器连接到物镜模块40的外壳。轴向地延伸的保持器可包括隔离材料，使得可在外壳41与电极20之间施加电压差。例如，电极20可被配置为用于相对于物镜模块的外壳41的1kV或更大、特别是10kV或更大或甚至30kV或更大的电压差。在一个实施方式中，外壳41接地，并且30kV或更大的负电压可施加到电极20以在撞击样本之前使带电粒子束的带电粒子减速。
在一些实施方式中，可设有三个或更多个、特别是五个或更多个隔离保持器以用于将电极附接到物镜外壳。经由保持器传递到电极的振动可通过设在电极上的多个阻尼单元来抑制。
根据本文所描述的另一方面，提供了一种用于将带电粒子束聚焦在样本上的物镜模块40。物镜模块40包括：外壳41，特别是接地外壳；以及电极20，特别是被配置为相对于外壳设置为高电压的电极。至少一个轴向地延伸的保持器可将电极保持在外壳处。换句话说，保持器可在不垂直于光轴的方向上延伸。具体地，保持器可基本上平行于光轴A延伸，如在图6中示意性地描绘的。
阻尼单元、特别是质量阻尼器可设在电极上以抑制电极的振动。因此，即使电极用轴向地延伸的保持器保持，也可通过安装在电极上的阻尼单元有效地抑制电极的振动。可提供在样本上的小而稳定的焦点并可提供具有改进的分辨率的带电粒子束装置。
进一步描述了一种检查样本的方法、特别是用本文所描述的带电粒子束装置中的任一种检查样本的方法。
图7是例示检查样本的方法的流程图，包括在框710中生成沿光轴传播的带电粒子束。
在框720中，用电极影响带电粒子束。例如，电极可进行准直、偏转、聚焦和校正带电粒子束中的至少一种。特别地，电极可为将带电粒子束聚焦在样本上的物镜模块的一部分。替代地或附加地，电极可在样本上方生成信号带电粒子的提取场。在一个实施方式中，将电极靠近样本布置，特别是在距样本2cm或更小或1cm或更小的距离处。特别地，电极可为布置在距样本5mm或更小、或甚至2mm或更小的距离处的代理电极。
在框720中，用设在电极上的阻尼单元、特别是用设在电极上的质量阻尼器抑制电极的振动。可抑制击鼓模式和/或横向模式。具体地，可例如在从300Hz到2000Hz、特别是从300Hz到1000Hz的频率范围中用阻尼单元抑制电极的击鼓模式和/或横向模式。多个质量阻尼器可安装在电极的盘状电极主体上。
在框730中，可由检测装置检测由样本发射和/或反射的信号带电粒子，并且可获得关于样本的空间信息。
尽管前述内容针对的是实施方式，但是在不脱离基本范围的情况下，可设想其他和进一步实施方式，并且实施方式的范围由所附权利要求书确定。

Claims (20)

1.一种用于检查样本的带电粒子束装置，其特征在于，所述带电粒子束装置包括：
束源，所述束源用于发射带电粒子束；
电极，所述电极用于影响所述带电粒子束；以及
阻尼单元，所述阻尼单元设在所述电极上以用于抑制所述电极的振动。
2.如权利要求1所述的带电粒子束装置，其特征在于，所述阻尼单元是质量阻尼器。
3.如权利要求2所述的带电粒子束装置，其特征在于，所述质量阻尼器包括阻尼质量和至少部分地布置在所述阻尼质量与所述电极之间的弹性元件。
4.如权利要求3所述的带电粒子束装置，其特征在于，所述阻尼质量通过连接元件保持在距所述电极一距离处，并且所述弹性元件设在所述电极与所述阻尼质量之间的间隙中、与所述电极和所述阻尼质量接触。
5.如权利要求4所述的带电粒子束装置，其特征在于，所述连接元件是螺杆、销或螺栓。
6.如权利要求4或5所述的带电粒子束装置，其特征在于，所述弹性元件是围绕所述连接元件的弹性体环或O形环。
7.如权利要求1至5中的任一项所述的带电粒子束装置，其特征在于，所述阻尼单元的从所述电极突出的表面是倒圆的、无边缘且无角部的和抛光的中的至少一种。
8.如权利要求1至5中任一项所述的带电粒子束装置，其特征在于，所述电极包括盘状电极主体和安装在所述盘状电极主体上的多个质量阻尼器。
9.如权利要求8所述的带电粒子束装置，其特征在于，所述多个质量阻尼器包括分别安装在所述盘状电极主体的圆周边缘区域上的四个、六个或更多个质量阻尼器。
10.如权利要求1至5中的任一项所述的带电粒子束装置，其特征在于，所述电极被配置为用于以下中的至少一个：将所述带电粒子束聚焦在所述样本上和在所述样本上方生成信号电子的提取场。
11.如权利要求1至5中任一项所述的带电粒子束装置，其特征在于，所述带电粒子束装置包括用于将所述带电粒子束聚焦在所述样本上的物镜模块，并且所述电极是所述物镜模块的靠近所述样本布置的部分。
12.如权利要求1至5中任一项所述的带电粒子束装置，其特征在于，所述电极通过至少一个轴向地延伸的保持器保持在物镜模块的外壳处。
13.如权利要求12所述的带电粒子束装置，其特征在于，所述电极被配置为用于相对于所述物镜模块的所述外壳的1kV或更大的电压差。
14.如权利要求1至5中任一项所述的带电粒子束装置，其特征在于，所述电极具有盘状电极主体，所述盘状电极主体具有圆周边缘区域和中心区域，所述圆周边缘区域具有第一厚度，所述中心区域具有小于所述第一厚度的第二厚度，所述中心区域具有用于所述带电粒子束的至少一个开口。
15.如权利要求14所述的带电粒子束装置，其特征在于，所述第一厚度是5mm或更大，并且所述第二厚度是3mm或更小。
16.如权利要求1至5中的任一项所述的带电粒子束装置，其特征在于，所述阻尼单元被配置为在从300Hz至2000Hz的频率范围内抑制所述电极的振动模式。
17.一种用于将带电粒子束聚焦在样本上的物镜模块，其特征在于，所述物镜模块包括：
外壳；
电极；
至少一个轴向地延伸的保持器，所述至少一个轴向地延伸的保持器将所述电极保持在所述外壳处；以及
阻尼单元，所述阻尼单元设在所述电极上以用于抑制所述电极的振动。
18.如权利要求17所述的物镜模块，其特征在于，所述阻尼单元是质量阻尼器。
19.如权利要求18所述的物镜模块，其特征在于，所述质量阻尼器包括阻尼质量和至少部分地布置在所述阻尼质量与所述电极之间的弹性元件。
20.一种用于影响带电粒子束装置中的带电粒子束的电极装置，其特征在于，所述电极装置包括：
盘状电极主体；以及
质量阻尼器，所述质量阻尼器安装在所述盘状电极主体上以用于抑制所述盘状电极主体的振动。
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