TW201833969A - 用於電子束系統中之像差校正之方法及系統 - Google Patents

用於電子束系統中之像差校正之方法及系統 Download PDF

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Abstract

本發明揭示一種用於執行電子顯微術之電子光學系統。該系統包含一電子束源，該電子束源經組態以產生一初級電子束。該系統包含一源透鏡、一聚光透鏡及一物鏡，其等沿著一光軸安置。該系統包含：一第一維恩濾波器，其沿著該光軸安置；及一第二維恩濾波器，其沿著該光軸安置。該第一維恩濾波器及該第二維恩濾波器經安置於該源透鏡及該物鏡之間。該第一維恩濾波器經組態以校正該初級束中之色像差。該系統亦包含一偵測器總成，該偵測器總成經組態以偵測源自樣品之表面之電子。

Description

用於電子束系統中之像差校正之方法及系統
本發明大致係關於掃描電子顯微術，且特定言之，係關於一掃描電子顯微術系統中之像差校正。
製造半導體裝置(諸如，邏輯及記憶體裝置)通常包含使用大量半導體製程處理一基板(諸如，一半導體晶圓)以形成半導體裝置之各種特徵及多個層級。隨著半導體裝置尺寸變得越來越小，開發出增強的檢測及再檢測裝置及程序變得至關重要。 一種此檢測技術包含基於電子束的檢測系統(諸如，掃描電子顯微術(SEM))。在一模式中，SEM系統可在用一初級束掃描橫跨樣品時，透過收集及分析自一樣品之一表面發射之次級電子而使該樣品之該表面成像。為了將次級電子偏轉至一次級電子偵測器之目的，典型SEM系統包含定位於SEM之電子光學柱內及定位於樣品上方之一維恩(Wien)濾波器。 利用維恩濾波器以自初級束分裂次級電子可引起初級束中之色像差。因此，提供一種提供用於初級束中之色像差之校正，並解決上文識別之先前方法之缺點之系統及方法將係有利的。
根據本發明之一或多項實施例，揭示一種掃描電子顯微術(SEM)設備。在一項實施例中，該設備包含一電子束源，該電子束源經組態以產生一初級電子束。在另一實施例中，該設備包含一樣品台，該樣品台經組態以緊固一樣品。在另一實施例中，該設備包含一組電子光學元件，該組電子光學元件經組態以將該初級電子束之至少一部分導引至該樣品之一部分上。在另一實施例中，該組電子光學元件包含：一源透鏡，其沿著一光軸安置；一聚光透鏡，其沿著該光軸安置；及一物鏡，其沿著該光軸安置。在另一實施例中，該組電子光學元件包含：一第一偏轉器總成，其沿著該光軸安置；及一第二偏轉器總成，其沿著該光軸安置，該第一偏轉器總成及該第二偏轉器總成經安置於該源透鏡與該物鏡之間，其中該第一偏轉器總成經組態以校正該初級束中之色像差。在另一實施例中，該設備包含一偵測器總成，該偵測器總成經組態以偵測源自該樣品之表面之電子。 在一項實施例中，該第一偏轉器總成及該第二偏轉器總成係維恩濾波器。 在另一實施例中，該第一偏轉器總成及該第二偏轉器總成經安置於該聚光透鏡與該物鏡之間。 在另一實施例中，該第一偏轉器總成經安置於該源透鏡與該聚光透鏡之間，且該第二偏轉器總成經安置於該聚光透鏡與該物鏡之間。 應理解，上文概述及下文詳述兩者皆僅為例示性及闡釋性且未必如所主張般限制本發明。併入本說明書中且構成本說明書之一部分之附圖繪示本發明之實施例且連同該概述一起用以說明本發明之原理。
現將詳細參考所揭示之標的，該標的係繪示於附圖中。大體上參考圖1A至圖3，根據本發明描述用於執行掃描電子顯微術(SEM)成像之一系統及方法。 本發明之實施例係關於具有適合於校正電子光學系統之電子束中之色像差之雙偏轉器總成之一電子光學系統。就此而言，放置於電子光學系統之電子光學柱中之一第一維恩濾波器及第二維恩濾波器可同時消除/校正初級電子束中之色像差(即，電子能量散射像差)並將次級電子束/雲與初級電子束分離以由一次級電子偵測器收集。 圖1A繪示用於一樣品104 (諸如一半導體晶圓)之掃描電子顯微術/檢測/再檢測之一電子光學系統100之一簡化示意圖。此一系統可包含一電子發射源102 (例如，發射尖端)及一電子束光學柱。電子發射源102之特徵可為源亮度B及源能量擴散ΔE。自源發射之電子可藉由電子束光學柱中之透鏡在樣品104處形成影像。一完全電子束光學柱可包含至少兩個透鏡：槍透鏡(gun lens) (GL) 106及物鏡(OL) 110。系統亦可包含一或多個聚光透鏡(CL) 108。在一孔隙112經實施以選擇束電流用於各種用途之情況中，利用一或多個聚光透鏡，如圖1A中所示。在此情況中，孔隙112可經定位於槍透鏡106與聚光透鏡108之間。槍透鏡強度可經變動以經由孔隙而選擇各種束電流，且聚光透鏡強度可經變動以選擇樣品104處之一最佳數值孔徑。在利用多個孔隙以選擇束電流用於各種用途之情況中，接著僅需要槍透鏡106及物鏡110以在樣品處形成一高品質影像，此係因為多個孔隙尺寸可能已經設計以選擇最佳NA。另外，初級電子束103可經組態使得槍透鏡106與聚光透鏡108之間之束輪廓107處於一交叉或非交叉模式中。 通常需要將次級電子束117自初級電子束103分裂，以形成用於SEM、再檢測及/或檢測目的之樣品104之一影像。通常應用一EXB維恩濾波器(WF)或一磁性偏轉器(MD)來這麼做。 圖1A中所示之WF可靠近物鏡110而部署，使得可減小總柱長度以限制電子之間之庫倫(Coulomb)相互作用之效應。一側偵測器118可經部署以收集次級電子117，該等次級電子117藉由維恩濾波器偏轉一角度β。用於SEM、再檢測及/或檢測之影像可經由收集的次級電子信號而形成。 圖1B及圖1C分別描繪使用兩個及三個磁性偏轉器(MD1、MD2及MD3)以自初級束103分裂次級電子117。如圖1B之情況120中所示，光軸可自一上游光學柱移位至一下游光學柱。如圖1C之情況125中所示，電子光學柱可保持筆直。已知在一磁場中，勞侖茲(Lorentz)力的方向取決於電子之運動的方向，所以次級電子藉由圖1B至圖1C中之磁性偏轉器之一者而自初級電子分裂，此係因為其等的移動方向係相反的。應注意，角度α1 、α2 及α3 分別表示與磁性偏轉器MD1、MD2及MD3相關聯之偏轉角。例如，在1999年4月15日申請之Pavel Adamec之美國專利案第6,452,175號中描述使用磁性偏轉器而自一次級電子束分裂一初級束，該案之全文以引用方式併入本文中。 應注意，為了自初級束分裂一次級電子束之目的之一維恩濾波器(未校正)之存在可引起SEM系統內之數目個問題。 首先，維恩濾波器可引起電子散射。電子源102 (例如，熱場發射源)之特徵可為亮度及能量擴散。如圖1D的能量分佈130中所示之源能量擴散(ΔE)係產生色像差及劣化解析度之根本原因。色像差可分成透鏡色像差、維恩濾波器色像差及偏轉色像差(即，轉移色像差)。透鏡及維恩濾波器色像差影響軸向解析度，而轉移色像差劣化跨視場(FOV)之影像均勻度。 電子能量散射主要歸因於一維恩濾波器中之電場及磁場之不同偏轉而產生。一維恩濾波器僅可平衡中心能量(即，束能量(BE))電子，如圖1D中所示。對於具有自VBE -ΔE/2至VBE +ΔE/2之能量變動之電子，維恩濾波器產生一能量散射角γ，如圖1E之電子能量散射135中所示。藉由以下方程式給出散射角：方程式1 其中E 係維恩濾波器電場強度，且藉由用於具有中心束能量VBE 之電子之磁通強度B平衡。藉由以下方程式給出磁通密度B :方程式2 其中m 係電子質量，且e 係電子電荷。維恩濾波器能量散射角γ僅出現在平衡方向(即圖1D中所示之電場E方向)上。在垂直方向(即磁通量B方向)上，維恩濾波器能量散射角係零。 其次，維恩濾波器可引起電子光學系統之初級束中之色像差。維恩濾波器處之能量散射角γ可等效於樣品處之一色像差模糊(dWC )，如圖1F中所描繪。如圖1F中所示，假定物鏡110成像關係係由物件距離P及影像距離Q給出。維恩濾波器可經放置為遠離物鏡110達一距離P'。由於距離P'不同於距離P，故一能量散射電子藉由物鏡散焦。相應地，散焦模糊(圖1F中之dWC )係由維恩濾波器能量散射誘發之色模糊。 維恩濾波器誘發的色像差模糊可經表示為：方程式3 其中VLE 係樣品處之電子著陸能量電壓，且Cc 係色像差係數，由以下方程式給出：方程式4 應注意，根據方程式4，當P→P'時，Cc →0或當P→∞時，Cc →Q。初級電子束係藉由維恩濾波器平衡，而次級電子束朝向側偵測器118偏轉一角度β。因此，適當地設定維恩濾波器強度(EXB)。樣品處之維恩濾波器色模糊可經替代性地表示為：方程式5 其中Eeff 係由以下方程式給出之一有效束能量：方程式6 方程式5及方程式6展示維恩濾波器誘發的色像差係依據源能量擴散(ΔE)、維恩濾波器位置(P')、束能量(VBE )、著陸能量(VLE )及偵測器位置角度(β)。 圖1G及圖1H繪示根據本發明之一或多項實施例之模擬，其展現由一維恩濾波器引起之一電子束中的色像差。應注意，圖1G及圖1H中所示之模擬包括諸如圖1A中所示之一電子光學系統中之維恩濾波器誘發的色像差之蒙特卡羅(Monte Carlo)模擬。圖1G描繪當圖1A中之維恩濾波器(WF)關閉時，沿著樣品104處之X及Y方向之初級電子束103之形成影像的電子分佈。圖1H描繪當維恩濾波器經開啟，具有足夠強度來使次級電子束117以一角度β偏轉至偵測器118時，沿著樣品104處之X及Y方向之電子分佈。在圖1H之模擬中，假定X方向上的維恩濾波器平衡。如來自模擬之結果所示，在X方向上觀察到嚴重的電子散射。在未經歷來自維恩濾波器113之場之Y方向上，電子保持未散射。 進一步注意，使用多個磁性偏轉器可引起初級電子束中之過大偏轉。自圖1B及圖1C中之一磁性偏轉器之偏轉角可經表示為：方程式7 其中B係一磁性偏轉器之磁通密度，且VBE 係束能量電壓。磁性偏轉器之能量散射角係相應地由以下方程式給出：方程式8 為使圖1B及圖1C中之多個磁性偏轉器系統之總能量散射角(Δαtot )加總為零，磁性偏轉器之總凈偏轉應為零，其經表示為：方程式9 其中n係圖1B及圖1C之系統中之磁性偏轉器之數目(例如，圖1B中，n=2及圖1C中，n=3)。 使用磁性偏轉器遭受若干缺點。例如，使用磁性偏轉器可需要電子光學系統之初級電子束之一過度偏轉。例如，受限於實際設計的數目，側偵測器118可經部署，使得次級電子117必須偏轉達一大角度β，此意謂初級電子束需偏轉一過大角度α (例如，圖1B中之α2 或圖1C中之α3 )。若偏轉角αn (例如，最終偏轉角)需為大，則其餘偏轉角αi (i=1, 2, … , n-1)亦需為大。一過大偏轉角引起大的離軸像差(例如，彗形像差(coma)、像散、場曲率)及失真，需要針對此等離軸效應之額外校正。 使用磁性偏轉器可需要高強度磁性偏轉器。在一維恩濾波器系統中，圖1A中之次級電子偏轉角β係靜電偏轉及磁性偏轉之一加總。因而，兩個偏轉器強度相較於圖1B至圖1C中之僅磁性偏轉強度可能低得多。一磁性偏轉器中之大強度可引起嚴重的熱及不穩定問題。 進一步注意，在存在自上游光學柱至下游光學柱(例如，圖1B)之一實體移位之情況中，不僅係需要次級電子束117之一過大偏轉，而且光學對準問題係不可避免的。 圖2A繪示根據本發明之一或多項實施例之經配置用於執行SEM成像、再檢測及/或檢測之系統200。在2016年5月6日申請之美國專利公開案第2016/0329189號中描述一種電子光學系統，該案之全文以引用方式併入本文中。 在一項實施例中，系統200包含用於產生一或多個電子束203之一電子束源202。電子束源202可包含此項技術中已知之任何電子源。例如，電子束源202可包含(但不限於)一或多個電子槍(例如，發射器/發射尖端)。例如，電子束源202可包含用於產生一單電子束203之一單電子槍。在另一例項中，電子束源202可包含用於產生多個電子束203之多個電子槍。在另一例項中，電子束源202可包含一單電子槍及一孔隙板，該孔隙板包含用於將一單電子束分裂成多個電子束203之多個孔隙。在2016年9月16日申請之美國專利申請案第15/267,223號中描述一種多束電子光學系統，該案之全文以引用方式併入本文中。 在另一實施例中，系統200包含一樣品台216。樣品台216緊固樣品214。樣品214可包含適合於使用電子束顯微術檢測/再檢測之任何樣品(諸如(但不限於)一基板)。基板可包含(但不限於)一矽晶圓。在另一實施例中，樣品台216係一可致動台。例如，樣品台216可包含(但不限於)適合於沿著一或多個線性方向(例如，x方向、y方向及/或z方向)而選擇性地平移樣品214之一或多個平移台。舉另一實例，樣品台216可包含(但不限於)適合於選擇性地使樣品214沿著一旋轉方向而旋轉之一或多個旋轉台。舉另一實例，樣品台216可包含(但不限於)適合於選擇性地使樣品214沿著一線性方向平移樣品及/或沿著一旋轉方向旋轉之一旋轉台及一平移台。本文中應注意，系統200可以此項技術中已知之任何掃描模式操作。例如，當用初級電子束203掃描橫跨樣品214之表面時，系統200可以一掃描帶(swathing)模式操作。就此而言，系統200可在樣品移動時用初級電子束203掃描橫跨樣品214，其中掃描之方向標稱地垂直於樣品運動之方向。舉另一實例，系統200可在用初級電子束203掃描橫跨樣品214之表面時以一步進掃描(step-and-scan)模式操作。就此而言，系統200可用初級電子束203掃描橫跨樣品214，在用束203掃描時，該樣本110係標稱地靜止的。 在另一實施例中，系統200包含一偵測器總成218。例如，偵測器總成218可為一次級電子偵測器。應注意，偵測器總成218可包含此項技術中已知之任何類型之電子偵測器。在一項實施例中，偵測器總成218可包含用於自樣品214收集次級電子之一基於閃爍器的偵測器(諸如(但不限於)一埃弗哈特-索恩利(Everhart-Thornley)偵測器)。在另一實施例中，偵測器總成218可包含用於自樣品214收集次級電子之一微通道板(MCP)。在另一實施例中，偵測器總成218可包含用於自樣品214收集次級電子之一PIN或p-n接面偵測器(諸如一二極體或一二極體陣列)。在另一實施例中，偵測器總成218可包含用於自樣品214收集次級電子之一或多個雪崩光二極體(APD)。 在另一實施例中，系統200包含一組電子光學元件205。該組電子光學元件205可形成由一光軸207 (例如，z軸)界定之一電子光學柱，如圖2A中所示。為簡單起見，圖2A中描繪一單電子光學柱。本文中應注意，此組態不應被解釋為本發明之範疇之一限制。例如，系統200可包含多個電子光學柱。 該組電子光學元件205可將初級電子束203之至少一部分導引至樣品214之一選定部分上。該組電子光學元件可包含適合於將初級電子束203聚焦及/或導引至樣品214之一選定部分上之此項技術中已知之任何電子光學元件。 該組電子光學元件205可包含一或多個電子光學透鏡。在一項實施例中，該組電子光學元件205包含沿著光軸207安置之一源透鏡206、或一槍透鏡(GL)。在另一實施例中，該組電子光學元件205包含沿著光軸207而安置之一聚光透鏡(CL) 208。在另一實施例中，該組電子光學元件205包含沿著光軸207安置之一物鏡(OL) 210。 在另一實施例中，系統200包含一孔隙212。孔隙可用於選擇束電流用於各種用途之系統200。在此實施例中，孔隙212可經定位於槍透鏡206與聚光透鏡208之間。槍透鏡206之強度可經變動以經由孔隙212而選擇各種束電流，且聚光透鏡208之強度可經變動以選擇樣品處之一最佳數值孔徑(NA)，以便形成具有足夠品質及解析度之一影像。在多個孔隙用於選擇系統200之束電流之情況中，因為多個孔隙尺寸可已經設計以選擇最佳NA，所以僅需要槍透鏡206及物鏡210以形成樣品214處之影像。 系統200可包含一第一偏轉器總成213及一第二偏轉器總成215。例如，第一偏轉器總成213及第二偏轉器總成215各自可為維恩濾波器。為了本發明之目的，第一偏轉器總成213將被稱為第一維恩濾波器213 (WF1)，且第二偏轉器總成215將被稱為第二維恩濾波器215 (WF2)。 在一項實施例中，第一維恩濾波器213經組態以校正初級束203中之色像差。例如，第一維恩濾波器213可校正由第一維恩濾波器213及/或第二維恩濾波器215引起之初級束203中之色像差。在下文進一步詳細論述用於此校正之條件。 在另一實施例中，第二維恩濾波器215經組態以將由樣品214 (回應於初級束203)發射之次級電子(SE)導引至偵測器總成218。就此而言，系統200可校正初級電子束203中之色像差，而同時自初級電子束203分裂次級電子217以藉由偵測器總成218收集。 應注意，第一維恩濾波器213及第二維恩濾波器215可經放置於沿著光軸207之任何位置，並達成系統200之維恩濾波器色像差之總消除。例如，第一維恩濾波器213及第二維恩濾波器215兩者可經安置於槍透鏡206與物鏡210之間。 如圖2A中所描繪，在一項實施例中，第一維恩濾波器213及第二維恩濾波器215兩者經安置於聚光透鏡208與物鏡210之間。在此實施例中，第二維恩濾波器215可經放置為緊鄰物鏡210，以便將次級電子217朝向偵測器總成218偏轉以供收集。第一維恩濾波器213可經放置於聚光透鏡208之下方，且用於校正由第一維恩濾波器213及第二維恩濾波器215引起之初級束203中之總色像差。 如圖2A中所示，初級束203可呈現一交叉束輪廓(虛線)或一非交叉束輪廓(實線)。就此而言，初級束203可為遠心的或非遠心的(例如，發散或會聚)。 圖2B至圖2E繪示根據本發明之一或多項實施例之在各種束組態中之系統200之操作。 應注意，假定第二維恩濾波器215依一角度β將次級電子217偏轉至偵測器總成218 (但是在圖2B至圖2E中未展示)。第一維恩濾波器213用於校正樣品214處來自第一維恩濾波器213及/或第二維恩濾波器215之總維恩濾波器誘發的色像差。用於消除色像差之條件由以下方程式給出：方程式10a 或方程式10b 其中方程式11方程式12 在圖2B至圖2E中繪示方程式10a及方程式10b中之色像差之消除條件，其中第一維恩濾波器213中具有散射角γ1 之預散射電子束203經移動以補償第二維恩濾波器215中之散射角γ2 ，使得該電子束等效於將從物鏡210之物件發射之電子束。 應注意，第一維恩濾波器213之強度(E1/B1)及第二維恩濾波器215之強度(E2/B2)可由具有散射角γ1 及γ2 之方程式1及方程式2 (本文中先前描述)提供。可首先藉由滿足次級電子偏轉角β來提供E2/B2，且接著可定義第二散射角(γ2 )及第一散射角(γ1 )。 應注意，方程式10a及方程式10b所述之消除程序係通用的，且可擴展至具有介於聚光透鏡208與物鏡210之間之一i)交叉分佈；或ii)非交叉分佈之電子束(諸如發散、遠心或會聚束)，如圖2A中所示。 圖2B繪示根據本發明之一或多項實施例之一發散束輪廓之情況中之系統200之操作。在此實施例中，發散束203照明物鏡210。此處，在方程式10a、10b、11及12中，若P＞第一維恩濾波器位置P'1 ＞第二維恩濾波器位置P'2 ，則Cc2 ＞Cc1 ＞0。在此情況中，第一維恩濾波器213之強度應大於第二維恩濾波器215之強度，且第一維恩濾波器213之極性應相對於第二維恩濾波器215之極性而反轉，以完全校正由第一維恩濾波器213及/或第二維恩濾波器215產生之色模糊。 圖2C繪示根據本發明之一或多項實施例之在一遠心束輪廓之情況中之系統200之操作。在此實施例中，遠心束203照明物鏡210。此處，在方程式10a、10b、11及12中，若P→無窮大，則Cc2 =Cc1 =Q＞0。在此情況中，第一維恩濾波器213之強度可等於第二維恩濾波器215之強度，其中第一維恩濾波器213之極性相對於第二維恩濾波器215之極性而反轉，以完全校正由第一維恩濾波器213及/或第二維恩濾波器215產生之色模糊。 圖2D繪示根據本發明之一或多項實施例之在一會聚束輪廓之情況中之系統200之操作。在此實施例中，會聚束203照明物鏡210。此處，在方程式10a、10b、11及12中，若P'1 ＞P'2 且P＜0，則Cc1 ＞Cc2 ＞0。在此情況中，第一維恩濾波器213之強度應小於第二維恩濾波器215之強度，且第一維恩濾波器213之極性應相對於第二維恩濾波器215之極性而反轉，以完全校正由第一維恩濾波器213及/或第二維恩濾波器215產生之色模糊。 圖2E繪示根據本發明之一或多項實施例之在一交叉束輪廓之情況中之系統200之操作。在此實施例中，交叉束203照明物鏡210。此處，在方程式10a、10b、11及12中，若P'1 ＞P＞P'2 ，則Cc1 ＜0且Cc2 ＞0。在此情況中，第一維恩濾波器213之強度可大於或小於第二維恩濾波器215之強度(基於束203相對於維恩濾波器213、215之位置之交叉位置)，以完全校正由第一維恩濾波器213及/或第二維恩濾波器215產生之色模糊。在一項實施例中，可設定第一維恩濾波器213之極性，使得其相同於根據方程式10b之第二維恩濾波器215之極性(事實上Cc1 ＜0及Cc2 ＞0)。 應注意，儘管本發明之大部分已聚焦於系統200之實施，其中第一維恩濾波器213及第二維恩濾波器215兩者經定位於聚光透鏡208與物鏡210之間，但此一組態並非對本發明之範疇之一限制。實情係，本文中應注意，第一維恩濾波器213可大體上放置於沿著光軸207的任何位置處，前提是根據電子光學系統200中之影像形成組態而應用適當係數Cc1 (來自上文方程式)。圖2F繪示根據本發明之一或多個替代實施例之經配置以用於執行SEM成像之系統200。在此實施例中，第一維恩濾波器213經放置於槍透鏡206與聚光透鏡208之間。 圖3繪示根據本發明之一或多項實施例之在校正由一或多個維恩濾波器引發的色像差之後之一電子分佈之一模擬之一圖表300。應注意，圖表300之電子分佈係基於與圖2B中描繪之電子光學組態一致之一電子光學組態進行模擬。此外，建立方程式10a及10b之電子光學消除條件。如圖表300中所示，消除條件的建立導致維恩濾波器色像差之完全校正。此藉由比較圖3之圖表300與圖1G及圖1H之圖表140及145而突顯，該等圖表140及145以與圖表300相同的標度繪製。應注意，由色校正之後的電子分佈產生之點尺寸(在圖3之圖表300中展示)類似於圖1G之圖表140中之點尺寸，該圖表140對應於在無由一維恩濾波器引起之色像差之情況中之一電子分佈。在此意義上，藉由經由第一維恩濾波器213之消除條件之實施而在圖3中完全移除沿著x軸(維恩濾波器平衡方向)之電子散射(其出現於圖1H之圖表145中)。 本文中所描述之全部方法可包含將方法實施例之一或多個步驟之結果儲存於一儲存媒體中。該等結果可包含本文中所描述之結果之任一者且可依此項技術中已知之任何方式儲存。該儲存媒體可包含本文中所描述之任何儲存媒體或技術中已知之任何其他適合儲存媒體。在已儲存結果之後，結果可在儲存媒體中存取且由本文描述之任何方法或系統實施例使用，經格式化以向一使用者顯示，由另一軟體模組、方法或系統使用等等。此外，可「永久地」、「半永久地」、暫時或在一段時間內儲存結果。例如，該儲存媒體可為隨機存取記憶體(RAM)，且該等結果可能未必無限期地保存於該儲存媒體中。 熟習此項技術者將認知，最新技術已發展到系統之態樣之硬體實施方案與軟體實施方案之間存在較小區別的地步；硬體或軟體之使用一般為(但不一定，由於在某些情境中，硬體與軟體之間的選擇可變得重大)表示成本對效率權衡之一設計選擇。熟習此項技術者將瞭解，存在可藉由其等而實現本文中所述之程序及/或系統及/或其他技術之各種工具(例如，硬體、軟體及/或韌體)，且較佳的工具將隨著部署該等程序及/或系統及/或其他技術的情境而變化。例如，若一實施者判定速度及精確度係非常重要的，則該實施者可選擇一主要硬體及/或韌體工具；替代地，若靈活性係非常重要的，則該實施者者可選擇一主要軟體實施方案；或再次替代地，該實施者可選擇硬體、軟體及/或韌體之一些組合。因此，存在可藉由其等實現本文中所述之該等程序及/或裝置及/或其他技術之若干可行工具，該等工具非固有地優於其他工具，因為待利用之任意工具係取決於將部署該工具之情境及該實施者之特定關注點(例如，速度、靈活性或可預測性)的一選擇，該等情境及關注點之任一者可能變動。熟習此項技術者將認知，實施方案之光學態樣通常將採用光學定向硬體、軟體及/或韌體。 熟習此項技術者將認知，以本文所闡釋之方式描述裝置及/或程序，及隨後使用工程實踐來將此等所描述之裝置及/或程序整合至資料處理系統中在此項技術中係常見的。即，本文中所述之裝置及/或程序之至少一部分可經由一合理量之實驗而整合至一資料處理系統中。熟悉此項技術者將認知，一典型資料處理系統大體上包含以下之一或多者：一系統單元外殼、一視訊顯示裝置、一記憶體(諸如揮發性及非揮發性記憶體)、處理器(諸如微處理器及數位信號處理器)、運算實體(諸如作業系統、驅動程式、圖形使用者介面、及應用程式)、一或多個互動裝置(諸如一觸控墊或螢幕)、及/或包含回饋迴路及控制馬達(例如用於感測位置及/或速度之回饋；用於移動及/或調整組件及/或數量之控制馬達)之控制系統。可利用任何適合商業上可購得之組件(諸如通常在資料運算/通信及/或網路運算/通信系統中發現之彼等)來實施一典型資料處理系統。 據信將藉由前文描述來理解本發明及許多其伴隨優點，且將明白，可在不脫離所揭示標的或不犧牲全部其重大優點之情況下在組件之形式、構造及配置上作出各種改變。所描述之形式僅係解釋性的，且以下發明申請專利範圍之意圖係涵蓋及包含此等改變。
100‧‧‧電子光學系統
102‧‧‧電子發射源
103‧‧‧初級電子束
104‧‧‧樣品
106‧‧‧槍透鏡(GL)
107‧‧‧束輪廓
108‧‧‧聚光透鏡(CL)
110‧‧‧物鏡(OL)
112‧‧‧孔隙
113‧‧‧維恩(Wien)濾波器
117‧‧‧次級電子束
118‧‧‧側偵測器
120‧‧‧情況
125‧‧‧情況
130‧‧‧能量分佈
135‧‧‧電子能量散射
140‧‧‧圖表
145‧‧‧圖表
200‧‧‧系統
202‧‧‧電子束源
203‧‧‧初級電子束/預散射電子束/發散束/遠心束/會聚束/交叉束
205‧‧‧電子光學元件
206‧‧‧源透鏡/槍透鏡
207‧‧‧光軸
208‧‧‧聚光透鏡(CL)
210‧‧‧物鏡(OL)
212‧‧‧孔隙
213‧‧‧第一偏轉器總成/第一維恩(Wien)濾波器(WF1)
214‧‧‧樣品
215‧‧‧第二偏轉器總成/第二維恩(Wien)濾波器(WF2)
216‧‧‧樣品台
217‧‧‧次級電子
218‧‧‧偵測器總成
300‧‧‧圖表
B‧‧‧源亮度/磁通強度/磁通密度/磁通量
CL‧‧‧聚光透鏡
dwc‧‧‧散焦模糊
E‧‧‧維恩濾波器電場強度
e‧‧‧電子電荷
EXB‧‧‧維恩濾波器強度
GL‧‧‧槍透鏡
MD1‧‧‧磁性偏轉器
MD2‧‧‧磁性偏轉器
MD3‧‧‧磁性偏轉器
OL‧‧‧物鏡
P‧‧‧物件距離
P'‧‧‧維恩濾波器位置/距離
P'1‧‧‧第一維恩濾波器位置
P'2‧‧‧第二維恩濾波器位置
Q‧‧‧影像距離
VBE‧‧‧束能量
VBE-ΔE/2‧‧‧能量
VBE+ΔE/2‧‧‧能量
WF‧‧‧維恩濾波器
WF1‧‧‧第一維恩濾波器
WF2‧‧‧第二維恩濾波器
α1‧‧‧角度
α2‧‧‧角度
α3‧‧‧角度
β‧‧‧角度
γ‧‧‧能量散射角
γ1‧‧‧第一散射角
γ2‧‧‧第二散射角
熟習此項技術者可藉由參考附圖而更佳地理解本發明之諸多優點，其中： 圖1A繪示根據本發明之一或多項實施例之一掃描電子顯微術系統。 圖1B至圖1C繪示根據本發明之一或多項實施例之使用多個磁性偏轉器而自一電子光學系統中之一初級束分離次級電子。 圖1D繪示根據本發明之一或多項實施例之在一電子發射器之情況中之一電子源之能量擴散。 圖1E繪示根據本發明之一或多項實施例之由一電子光學柱中之一維恩濾波器引起之電子能量散射。 圖1F繪示根據本發明之一或多項實施例之由一維恩濾波器之能量散射引起之一掃描電子顯微術系統中之色像差模糊。 圖1G及圖1H繪示根據本發明之一或多項實施例之由一維恩濾波器引起之一電子束中之色像差之模擬。 圖2A繪示根據本發明之一或多項實施例之經配置以用於執行SEM成像之一電子光學系統。 圖2B繪示根據本發明之一或多項實施例之在一發散束輪廓之情況中之一電子光學系統之操作。 圖2C繪示根據本發明之一或多項實施例之在一遠心束輪廓之情況中之一電子光學系統之操作。 圖2D繪示根據本發明之一或多項實施例之在一會聚束輪廓之情況中之一電子光學系統之操作。 圖2E繪示根據本發明之一或多項實施例之在一交叉束輪廓之情況中之一電子光學系統之操作。 圖2F繪示根據本發明之一或多個替代實施例之經配置以用於執行SEM成像之一電子光學系統。 圖3繪示根據本發明之一或多項實施例之在校正由一或多個維恩濾波器引起之色像差之後之一電子分佈之一模擬。

Claims (45)

  1. 一種電子光學系統，其包括： 一電子束源，其經組態以產生一初級電子束； 一樣品台，其經組態以緊固一樣品； 一組電子光學元件，其等經組態以將該初級電子束之至少一部分導引至該樣品之一部分上，該組電子光學元件包括： 一源透鏡，其沿著一光軸安置； 一聚光透鏡，其沿著該光軸安置； 一物鏡，其沿著該光軸安置； 一第一偏轉器總成，其沿著該光軸安置；及 一第二偏轉器總成，其沿著該光軸安置，該第一偏轉器總成及該第二偏轉器總成經安置於該源透鏡與該物鏡之間，其中該第一偏轉器總成經組態以校正該初級束中之色像差；及 一偵測器總成，其經組態以偵測源自該樣品之表面之電子。
  2. 如請求項1之系統，其中該第一偏轉器總成及該第二偏轉器總成經安置於該聚光透鏡與該物鏡之間。
  3. 如請求項1之系統，其中該第一偏轉器總成經安置於該源透鏡與該聚光透鏡之間，且該第二偏轉器總成經安置於該聚光透鏡與該物鏡之間。
  4. 如請求項1之系統，其中該第一偏轉器總成或該第二偏轉器總成之至少一者包括： 一維恩濾波器。
  5. 如請求項1之系統，其中該第一偏轉器總成經組態以校正由該第一偏轉器總成或該第二偏轉器總成之至少一者引起之該初級束中之色像差。
  6. 如請求項1之系統，其中該第二偏轉器總成經組態以將源自該樣品之電子導引至該偵測器總成。
  7. 如請求項6之系統，其中該第二偏轉器總成經組態以將源自該樣品之次級電子導引至該偵測器總成。
  8. 如請求項1之系統，其中該初級電子束包括： 一遠心電子束。
  9. 如請求項8之系統，其中該第一偏轉器總成之強度等於該第二偏轉器總成之強度。
  10. 如請求項9之系統，其中該第一偏轉器總成之極性相對於該第二偏轉器總成之極性而反轉。
  11. 如請求項1之系統，其中該初級電子束包括： 一發散電子束。
  12. 如請求項11之系統，其中該第一偏轉器總成之該強度大於該第二偏轉器總成之該強度。
  13. 如請求項12之系統，其中該第一偏轉器總成之該極性相對於該第二偏轉器總成之該極性而反轉。
  14. 如請求項1之系統，其中該初級電子束包括： 一會聚電子束。
  15. 如請求項14之系統，其中該第一偏轉器總成之該強度小於該第二偏轉器總成之該強度。
  16. 如請求項15之系統，其中該第一偏轉器總成之該極性相對於該第二偏轉器總成之該極性而反轉。
  17. 如請求項1之系統，其中該初級電子束包括： 一交叉電子束。
  18. 如請求項17之系統，其中該第一偏轉器總成之該極性相同於該第二偏轉器總成之該極性。
  19. 如請求項18之系統，其中該第一偏轉器總成之該強度等於該第二偏轉器總成之該強度。
  20. 如請求項18之系統，其中該第一偏轉器總成之該強度大於該第二偏轉器總成之該強度。
  21. 如請求項18之系統，其中該第一偏轉器總成之該強度小於該第二偏轉器總成之該強度。
  22. 如請求項1之系統，其中該電子束源包括： 一或多個電子槍。
  23. 如請求項1之系統，其中該偵測器總成包括： 一或多個次級電子偵測器。
  24. 一種電子光學系統，其包括： 一電子束源，其經組態以產生一初級電子束； 一源透鏡，其沿著一光軸安置； 一聚光透鏡，其沿著該光軸安置； 一物鏡，其沿著該光軸安置； 一第一維恩濾波器，其沿著該光軸安置；及 一第二維恩濾波器，其沿著該光軸安置，該第一維恩濾波器及該第二維恩濾波器經安置於該源透鏡與該物鏡之間，其中該第一維恩濾波器經組態以校正該初級束中之色像差；及 一偵測器總成，其經組態以偵測源自該樣品之表面之電子。
  25. 如請求項24之系統，其中該第一維恩濾波器及該第二維恩濾波器經安置於該聚光透鏡與該物鏡之間。
  26. 如請求項24之系統，其中該第一維恩濾波器經安置於該源透鏡與該聚光透鏡之間，且該第二維恩濾波器經安置於該聚光透鏡與該物鏡之間。
  27. 如請求項24之系統，其中該第一維恩濾波器經組態以校正由該第一維恩濾波器或該第二維恩濾波器之至少一者引起之該初級束中之色像差。
  28. 如請求項24之系統，其中該第二維恩濾波器經組態以將源自該樣品之次級電子導引至一偵測器總成。
  29. 如請求項24之系統，其中該初級電子束包括： 一遠心電子束。
  30. 如請求項29之系統，其中該第一維恩濾波器之強度等於該第二維恩濾波器之強度。
  31. 如請求項30之系統，其中該第一維恩濾波器之極性相對於該第二維恩濾波器之極性而反轉。
  32. 如請求項24之系統，其中該初級電子束包括： 一發散電子束。
  33. 如請求項32之系統，其中該第一維恩濾波器之該強度大於該第二維恩濾波器之該強度。
  34. 如請求項33之系統，其中該第一維恩濾波器之該極性相對於該第二維恩濾波器之該極性而反轉。
  35. 如請求項24之系統，其中該初級電子束包括： 一會聚電子束。
  36. 如請求項35之系統，其中該第一維恩濾波器之該強度小於該第二維恩濾波器之該強度。
  37. 如請求項36之系統，其中該第一維恩濾波器之該極性相對於該第二維恩濾波器之該極性而反轉。
  38. 如請求項24之系統，其中該初級電子束包括： 一交叉電子束。
  39. 如請求項38之系統，其中該第一偏轉器總成之該極性相同於該第二偏轉器總成之該極性。
  40. 如請求項39之系統，其中該第一維恩濾波器之該強度等於該第二維恩濾波器之該強度。
  41. 如請求項39之系統，其中該第一維恩濾波器之該強度大於該第二維恩濾波器之該強度。
  42. 如請求項39之系統，其中該第一維恩濾波器之該強度小於該第二維恩濾波器之該強度。
  43. 如請求項24之系統，其中該電子束源包括： 一或多個電子槍。
  44. 如請求項24之系統，其中該偵測器總成包括： 一或多個次級電子偵測器。
  45. 如請求項24之系統，其中該電子光學系統係一掃描電子顯微術(SEM)系統。
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