TWI539481B - 電子束光學系統、聚光透鏡配置及聚光透鏡的移動方法 - Google Patents

Description

電子束光學系統、聚光透鏡配置及聚光透鏡的移動方法

本發明之實施例關於一種電子束系統以及一種用於電子束系統的聚光透鏡配置。本發明之實施例具體地是關於具有聚光透鏡配置的高亮度電子束系統、用於高亮度電子束系統的聚光透鏡配置、以及用於操作在高亮度電子束系統中的聚光透鏡配置的方法。

帶電粒子束設備(例如電子束設備)在許多工業領域中具有許多功能，包括(但不限於)在製造期間檢查半導體裝置、用於微影術的曝光系統、偵測裝置與測試系統。

帶電粒子束(例如電子束)通常用於微米與奈米層級的製程控制、檢查或建構，其中帶電粒子是產生且聚集在帶電粒子束裝置中，例如電子顯微鏡或電子束圖案產生器。因為帶電粒子束的短波長，帶電粒子束提供較優良的空間解析度，相較於例如光子束來說。

例如，掃描電子顯微鏡(SEM,scanning electron microscopes)使用在許多用於高解析度表面成像的應用中。具體地，具有50eV至5keV之電子束能量的低電壓SEM廣泛地 使用在應該避免樣本損傷與樣本帶電的多種應用中。電子束測量與電子束檢查只是用於半導體裝置製造的一些應用範圍。

通常，SEM管柱主要是考慮兩個基本要求。首先，應該達到最高的可能解析度，這意味著電子探針的小光點(spot)尺寸，較佳地是在次奈米範圍中。第二，在給定的探針直徑中應該使用最高的可能探針電流。由此，產生SEM光學系統之設計的兩個要求。第一要求是高亮度電子源。第二要求是低像差的物鏡，該物鏡用於將該束聚焦在樣本上，這意味著高解析度情況中的低色像差，以及中、高電流情況中的低球面像差。

考慮到上述，本發明的目的是提供電子束系統與用於電子束系統的光學系統，它們提供電子束系統中的電子束具有：高亮度與小的虛擬尺寸，以及同時地，低像差與良好對準。

有鑑於上，提供：根據獨立請求項的一種用於一電子束系統的聚光透鏡配置、一種電子束光學系統，以及用於移動一聚光透鏡的一種方法。本發明的另外態樣、優點、與特徵將從附屬的請求項、說明、與所附圖式明顯看出。

根據一實施例，提供一種用於一電子束系統的聚光透鏡配置。該聚光透鏡配置包括一磁聚光透鏡，該磁聚光透鏡適於產生一磁聚光透鏡場，其中該磁聚光透鏡具有一對稱軸。另外，該聚光透鏡配置包括一磁致偏器，該磁致偏器適 於產生一磁致偏器場。根據一實施例之該聚光透鏡配置的該致偏器是配置成使得該磁聚光透鏡場與該磁致偏器場的該疊加，會導致該聚光透鏡配置的一光軸可以相對於該聚光透鏡的該對稱軸移動。

根據另一實施例，提供一種電子束系統。該電子束系統包括一粒子束發射器，該粒子束發射器用於產生一帶電粒子束；一聚光透鏡配置；以及一物鏡，該物鏡用於將該粒子束聚焦在一樣品上。在一實施例中，該聚光透鏡配置包括一磁聚光透鏡，該磁聚光透鏡適於產生一磁聚光透鏡場，其中該磁聚光透鏡具有一對稱軸。另外，該聚光透鏡配置包括一磁致偏器，該磁致偏器適於產生一磁致偏器場。該聚光透鏡配置的該致偏器是配置成使得該磁聚光透鏡場與該磁致偏器場的該疊加，會導致該聚光透鏡配置的一光軸可以相對於該聚光透鏡的該對稱軸移動。

根據一進一步的實施例，提供一種方法，用於移動在一聚光透鏡配置中的一聚光透鏡。該方法包括：利用一磁聚光透鏡來產生一第一磁透鏡場，該磁聚光透鏡具有一對稱軸；利用一磁致偏器來產生一第二磁場；以及將該致偏器的該第二磁場疊加於該聚光透鏡的該第一磁場，以將該聚光透鏡配置的一光軸相對於該聚光透鏡的該對稱軸移動。

多個實施例也關於用於實施所揭露之方法的設備，且該等實施例包括用於執行每一所述方法步驟的設備部件。這些方法步驟可藉由下述方式來執行：硬體元件、合適的軟體所編程的電腦、上面兩者的任何組合、或以任何其他方式。 另外，根據本發明的實施例也關於所述設備所憑藉來操作的方法。其包括用於實施該設備之每個功能的方法步驟。

100‧‧‧電子光學系統

105‧‧‧電子束系統

110‧‧‧熱場發射器(TFE)

120‧‧‧聚光透鏡

125‧‧‧聚光透鏡

130‧‧‧物鏡

135‧‧‧物鏡

140‧‧‧孔

150‧‧‧束

155‧‧‧基本束路徑

160‧‧‧樣本

170‧‧‧束加強發射器

200‧‧‧圖表

300‧‧‧電子束系統

310‧‧‧CFE槍

320‧‧‧聚光透鏡配置

321‧‧‧磁聚光透鏡

322‧‧‧磁致偏器

340‧‧‧束加強發射器

350‧‧‧軸

400‧‧‧電子束系統

410‧‧‧發射器

420‧‧‧聚光透鏡配置

421‧‧‧聚光透鏡

422‧‧‧致偏器

450‧‧‧對稱軸

455‧‧‧距離

460‧‧‧束發射器軸

470‧‧‧束

500‧‧‧磁致偏器

510、520、530、540‧‧‧線圈

600‧‧‧聚光透鏡配置

610‧‧‧磁聚光透鏡

620、630、640、650‧‧‧線圈

660‧‧‧幾何軸

670‧‧‧x方向

680‧‧‧y方向

700‧‧‧電子束光學系統

710‧‧‧束發射器

715‧‧‧電子束

720‧‧‧聚光透鏡配置

721‧‧‧聚光透鏡

722‧‧‧致偏器

725‧‧‧對稱軸

730‧‧‧光軸

740‧‧‧物鏡

750‧‧‧樣本

800‧‧‧流程圖

810、820、830‧‧‧方塊

900‧‧‧流程圖

910、920、925、930‧‧‧方塊

因此，藉由參照實施例，可更詳細了解本發明之上述特徵，且對簡短總結於上的本發明有更具體的敘述。所附圖式是關於本發明的多個實施例並且敘述於下：第1a圖顯示了根據目前技術的電子束系統，電子束系統具有熱場發射器(TFE,thermal field emitter)，熱場發射器具有第一束路徑；第1b圖顯示了根據目前技術的電子束系統，電子束系統具有冷場發射器(CFE,cold field emitter)，冷場發射器具有第二束路徑；根據目前的技術，第2圖分別顯示了光點尺寸相對於TFE與CFE之探針電流的圖表；第3圖顯示了根據在此所述之實施例的聚光透鏡配置的示意視圖；第4圖顯示了根據在此所述之實施例的聚光透鏡配置的示意視圖；第5圖顯示了根據在此所述之實施例的聚光透鏡配置的致偏器的示意上視圖；第6圖顯示了根據在此所述之實施例的聚光透鏡配置的示意視圖；第7圖顯示了根據在此所述之實施例的電子束系統的示意視圖，電子束系統具有聚光透鏡配置； 第8圖顯示了根據在此所述之實施例的用於移動聚光透鏡的方法的流程圖；及第9圖顯示了根據在此所述之實施例的用於移動聚光透鏡的方法的流程圖。

現在將詳細地參照本發明的各種實施例，各種實施例的一或更多個範例是例示在圖式中。在圖式的下面敘述內，相同參考號碼是指相同的元件。通常，只敘述關於個別實施例的不同處。藉由解釋本發明的方式來提供每一範例，且不打算來限制本發明。另外，例示或敘述作為一實施例之部分的特徵，可使用在其他實施例上或結合其他實施例來使用，以產生又另一實施例。打算的是，該敘述是包括此種修改與變化。

另外，在下面的敘述中，「磁致偏器」可理解為可以產生磁場的裝置。具體地，致偏器所產生的磁場可以適於影響電子束的束路徑。在此所述的實施例所提供的磁致偏器是包括一或更多個線圈，該等線圈可在x及/或y方向中產生磁場。

根據在此所述的某些實施例，磁場的「疊加」應該理解為至少兩磁場的重疊。至少兩磁場的重疊可定義為：具有個別場的最大場強度的至少大約5%至大約50%之間的磁場區域的重疊，更一般地是大約10%至大約30%之間，且甚至更一般地是大約10%至大約20%之間。根據某些實施例，疊加的磁場可具有重疊區域，在重疊區域中該等磁場會彼此影 響。例如，可產生第一磁場，且第一磁場可被第二磁場影響，如同所需的。至少兩磁場的疊加會導致磁場強度的增加、磁場分佈的偏移、磁場分佈的變形、或類似者。另外，適於或配置來產生疊加之磁場的裝置可適於受到控制與驅動，如果需要的話。例如，裝置的場強度可受到調整，以達成疊加的磁場之間的所欲交互作用。

另外，根據在此所述的實施例的某些態樣，裝置的「對稱軸」可為裝置的幾何對稱軸。根據某些實施例，配置或光學系統的「光軸」是一條想像線，該想像線界定了光束行進通過該系統所沿著的路徑。例如，在包含電子束光學元件的系統中，該軸可通過該等元件的中心。光軸可與該系統的機械或幾何對稱軸一致，但是不需非得如此，如同下面詳細解釋的。

根據某些實施例，所提供的聚光透鏡配置允許在聚光透鏡配置中的可移動聚光透鏡場。藉由另外的磁場的疊加，聚光透鏡場可相對於聚光透鏡的對稱軸而移動。以此方式，聚光透鏡配置的光軸可相對於聚光透鏡的對稱軸而移動，且可在電子束系統中達成聚光透鏡與其餘光學元件的良好對準。因此，根據在此所述的實施例的聚光透鏡配置提供了光學元件的良好對準，且同時地，可提供束的穩定發射、高亮度與小的光點尺寸。

在本領域的目前狀態中，主要提供減速場物鏡，以及電子束系統的管柱內具有高束能量的電子光學設計與高亮度熱場發射器(TFE,thermal field emitter)源。減速場物鏡產生 色彩與球面像差兩者的低像差係數。另外，SEM管柱內的高束能量可以減低在高探針電流系統中的電子-電子交互作用，其中此效果變成額外的性能限制。第1a圖顯示電子光學系統100，電子光學系統100包括TFE 110並且具有第一束路徑。此種已知的光學系統也可包含聚光透鏡120，以藉由改變系統去磁化，來促成探針電流或光點尺寸的調整。另外，電子光學系統100包括物鏡130，以及電子束光學系統的另外元件，例如孔140。聚光透鏡120與物鏡130是範例性地顯示作為本領域中已知的電子束系統100中的磁透鏡。束150從TFE 110發射並且通過光學元件120、130、與140，藉此加以塑形與聚焦，以提供樣本160上的所欲光點尺寸與觸及能量。

部分地且更近期的，也使用具有冷場發射器(CFE,cold field emitter)陰極的光學管柱。此陰極類型具有兩個益處(相較於TFE)：相較於TFE，CFE具有較低的能量寬度，這導致較低的色彩像差(例如0.3eV，而非0.6eV)，且CFE提供大概比TFE源還要高10x的亮度。具有CFE與第二束路徑的已知電子束系統105的範例則顯示在第1b圖中。為了利用具有合理的技術邊界條件(亦即，合理的工作距離、包含對準與校正系統(用於聚集該束)、電子管(valve)、消隱器(blanker)等)的CFE電子束系統來產生光束路徑，具有一個透鏡(例如只有一個物鏡)的光學系統沒有益處，因為它所賦予的系統去磁化太大了。因此，需要包含聚光透鏡125與物鏡135的至少兩透鏡系統，該至少兩透鏡系統賦予10-1的整體去磁化，取決於所指的應用。基本束路徑155顯示在 第1b圖中，第1b圖也範例性地顯示了束加強發射器170。在此所述的束加強發射器可理解為在碰撞該探針之前，用於將該束加速至高勢能且減速至低勢能的裝置。高勢能可界定為範例性地是低勢能的十倍。在一實施例中，高勢能大於低勢能30倍。

通常，使用CFE源會需要更複雜的操作方法，以達到所需的發射穩定性。這特別會限制它們在工業應用中的使用。但是，在過去，這些限制可能主要藉由技術真空改良與新穎的操作方法來加以解決，這使得將CFE實施進SEM中對於所提及的應用內是較為吸引人的。CFE的優點包括下述可能性：具體地，減速場光學系統或其他低像差物鏡(像是單一磁極片透鏡)可以給予比TFE管柱更改良的絕對解析度，並且在較高探針電流的最佳光點附近的範圍中給予較高的探針電流。第2圖中的圖表200顯示了TFE源與CFE源的光點尺寸變化的比較。

如同圖表200中可見的，CFE陰極提供比TFE陰極更高的亮度以及較小的虛擬源尺寸(例如，5nm vs.20nm)。雖然CFE陰極有該等益處效果，這些特徵也具有某些技術缺點。為了取得優良亮度的益處，整個系統去磁化必須小於TFE光學系統。但是，這需要電子束系統中的新最佳化標準。在傳統的光學系統中，主要是像差最佳化與物鏡的集中為相關(聚光透鏡的影響被縮小化，且在目前的領域中不扮演重要的角色)。

但是，相反的，在低縮小化的系統中，聚光透鏡的 影響變得更加重要。基本上，對於具有CFE源的電子束系統中的聚光透鏡來說，物鏡所需要的所有設計最佳化(低色彩與球面像差、非常優良的集中與對準)也應該被滿足。

因此，已經發現，針對根據在此所述之實施例的聚光透鏡配置來考慮下面三個要求似乎是有利的：短的焦距來保持低像差；較佳地，磁透鏡，因為磁透鏡具有比靜電透鏡更優良的性能；以及發射自CFE陰極的良好集中束，以避免球面收差(coma)與離軸像差。具體地，良好集中束是難以達成的，因為槍將電子束射出的方向不需要相同於通過聚光透鏡之幾何中心的該等軸。另外，CFE尖端與聚光透鏡之間的短距離不容易允許束對準致偏器被置於CFE尖端與聚光透鏡之間。

針對良好集中束之要求的一個解決方案是提供尖端相關於聚光透鏡的機械對準。另外，可執行聚光透鏡相關於尖端的機械對準。但是，CFE源或聚光透鏡的機械對準則難以達成，因為CFE槍區域要求嚴格的真空要求。

根據在此所述之實施例，提供可移動的聚光透鏡來解決此問題。根據在此所述之實施例的聚光透鏡配置藉由利用配置在聚光透鏡中、在聚光透鏡附近或者就在聚光透鏡之前的致偏器系統，將聚光透鏡場移動於x及/或y方向中。在根據在此所述之實施例的聚光透鏡配置中，使用磁致偏器。

如何實現移動式聚光透鏡(MOCOL,moving condenser lens)配置的範例顯示在第3圖中。第3圖是指在部分顯示的電子束系統300中的聚光透鏡配置320，電子束系統 300包括CFE槍310與真空系統，真空系統具有不同抽唧區(未示)，以達成在範例性地大約10^-11至10^-12Torr範圍中的所需尖端真空。另外，顯示了束加強發射器340的部分。根據某些實施例，聚光透鏡配置320包括磁聚光透鏡321與磁致偏器322。軸350是顯示為聚光透鏡321的對稱軸。

利用根據在此所述之實施例的配置，束可發射在槍配置的機械容忍度內的方向中，亦即，束可沿著束發射器軸來發射。正常來說，沿著束發射器軸行進的束將不會碰上聚光透鏡的對稱軸。第4圖顯示了在(部分顯示的)電子束系統400中的根據在此所述之實施例的聚光透鏡配置420。聚光透鏡配置420包括聚光透鏡421與磁致偏器422。束470從發射器410沿著束發射器軸460來發射。聚光透鏡配置420的聚光透鏡421具有對稱軸450。

如同上述，聚光透鏡421的對稱軸可根據聚光透鏡421的幾何形狀來界定。在第4圖顯示的範例中，聚光透鏡421的對稱軸450可沿著z方向配置在磁聚光透鏡的幾何中心處。

在已知的聚光透鏡中，電子束系統的光軸是藉由聚光透鏡的對稱軸來界定。但是，在光軸不與束發射器軸一致的情況中，這導致束的失準，且因此，導致電子束系統的不佳操作品質。

如同可在第4圖中見到的，聚光透鏡421的對稱軸450與電子束系統400的束發射器軸460並不一致，但是在垂直於聚光透鏡421的對稱軸450或聚光透鏡配置420的束發 射器軸460之平面中彼此相距有距離455。

通常，聚光透鏡的對稱軸與聚光透鏡配置的束發射器軸之間的距離是由於失準的發射器、束的離心發射、或類似者所導致。例如，發射器模組設定中的機械容忍度，或者槍腔室與聚光透鏡兩者的機械容忍度也會導致配合不當。

根據某些實施例，可藉由對準檢查(失焦、刺激擺動)來檢查，是否該束會碰上聚光透鏡的對稱軸，亦即，是否束發射器軸會與聚光透鏡的對稱軸一致。允許對準檢查的元件與裝置可為根據在此所述之實施例的束光學系統或聚光透鏡配置的部分。在根據在此所述之實施例的聚光透鏡配置中，在該束不會碰上聚光透鏡的對稱軸的情況中，將啟用致偏器。根據在此所述之實施例的聚光透鏡配置中的致偏器可虛擬地將聚光透鏡移動在x及/或y方向中(同時對稱軸以及光軸實質上具有在z方向中的延伸)。

根據在此所述的某些實施例，聚光透鏡配置420的致偏器422產生磁場，該磁場重疊於聚光透鏡421的磁場。藉由聚光透鏡421的磁場與致偏器422的磁場之疊加，聚光透鏡配置的光軸可相對於聚光透鏡的對稱軸而移動。因此，聚光透鏡配置的光軸可根據束發射器軸來設置，且聚光透鏡場的軸則調整至該束的位置。根據某些實施例，在聚光透鏡配置的致偏器的操作之前與聚光透鏡的對稱軸相一致之聚光透鏡配置的光軸，在致偏器的操作期間從聚光透鏡的對稱軸移開。換句話說，當磁致偏器產生磁致偏器場時，聚光透鏡配置的光軸從聚光透鏡的對稱軸移開至束發射器軸。

根據某些實施例，在該束進入聚光透鏡之前，除了聚光透鏡配置的磁致偏器422的致偏之外，不會需要另外的致偏。例如，在根據在此所述之實施例的聚光透鏡配置中，不需要預先致偏。

在某些實施例中，該束不只可從聚光透鏡的對稱軸移開，但也可相對於聚光透鏡的對稱軸傾斜，亦即，該束可提供束發射器軸與聚光透鏡的對稱軸之間的某個角度。根據某些實施例，該等實施例可與在此所述之其他實施例相結合，可提供機構來影響該束的傾斜，如同下面所詳細敘述的。

根據在此所述之實施例的聚光透鏡配置的磁致偏器可配置在聚光透鏡中。根據在此所述之其他實施例，聚光透鏡配置的磁致偏器可配置在聚光透鏡之前附近，例如在發射器與聚光透鏡之間。發射器與聚光透鏡配置之間的距離一般可在大約0mm與大約25mm之間，更一般地是在大約0mm與大約20mm之間，且甚至更一般地是在大約5mm與大約15mm之間。

如同上面解釋的，針對具有CFE的電子束系統，會需要特殊的設計考量。具體地，當設計聚光透鏡時，挑戰的任務是短的焦距來保持低像差，以及良好集中束來避免球面收差(coma)與離軸像差。利用根據在此所述之實施例的聚光透鏡配置，可以滿足上述要求，同時提供高亮度以及小的光點尺寸，而無關於設計限制，例如發射器與聚光透鏡配置之間的小空間(如果有的話)。

根據在此所述之實施例，聚光透鏡配置包括磁致偏 器，用於產生磁致偏器場。如同第5圖中可範例性見到的，致偏器為磁致偏器500，磁致偏器500包括磁線圈510、520、530與540，磁線圈510、520、530與540包括導體迴路。在第5圖所示的致偏器範例中，兩線圈510與520沿著第一環而定位，且兩線圈530與540沿著第二環而定位，第二環是範例性地與第一環共中心。四個線圈是以此方式定位：當從環的中心來看時，每個線圈510與520(定位在第一環上)重疊於兩線圈530與540(定位在第二環上)。藉由設計，可塑形線圈的磁場，使得例如可以避免寄生六極(hexapole)磁場，例如藉由使用覆蓋某個角度的線圈。線圈510、520、530與540是設計成使得單一線圈所覆蓋的角度一般是在大約90°與150°之間，更一般地是在大約100°與140°之間，且甚至更一般地是在大約110°與130°之間。在一實施例中，線圈所覆蓋的角度是大約120°。

根據某些實施例，線圈510至540的兩線圈(例如線圈510與520)可調整來影響在x方向中的聚光透鏡場，同時線圈510至540的個別其他兩線圈(例如線圈530與540)可調整來影響在y方向中的聚光透鏡場。

在根據在此所述之實施例的聚光透鏡配置中，聚光透鏡配置的光軸可從聚光透鏡的對稱軸移開至一位置，該位置實質上是平行於聚光透鏡的對稱軸而移置。聚光透鏡配置的光軸可因此敘述為是可移動的。根據某些實施例，聚光透鏡配置的光軸可敘述為是特定地相對於聚光透鏡的對稱軸而移動至束發射器軸，在束發射器軸上該束從發射器行進。

根據某些實施例，該等實施例可與在此所述之其他實施例相結合，聚光透鏡配置的致偏器的線圈可具有類似環形線圈的形狀或至少部分是類似環形線圈的形狀。根據在此所述之又另外的實施例，聚光透鏡配置的致偏器的線圈可為鞍狀線圈。致偏器可產生實質上正交於束發射器軸的磁場。另外，聚光透鏡配置的致偏器的磁場分佈可正比於聚光透鏡的磁場的第一階微分。因此，可消除由於致偏器的快速改變磁場所產生的渦電流。

在聚光透鏡配置的致偏器中，根據在此所述的實施例，當使用餘弦線圈來用於聚光透鏡系統的致偏器時，可減少致偏器所導致的像差。

第6圖顯示了根據在此所述之某些實施例的聚光透鏡配置600的示意視圖。聚光透鏡配置600包括磁聚光透鏡610與磁致偏器，磁致偏器包括線圈620、630、640、與650。線圈620至650可為如同上述的線圈，例如如同相關於第5圖所敘述的。另外，顯示了在z方向中之聚光透鏡620的幾何軸660。線圈620至650各自可包括特定角度，例如120°的角度。在第6圖所範例性顯示的實施例中，提供兩線圈來移置在x方向中670之聚光透鏡配置的光軸，且提供另外兩線圈來移置在y方向680中之聚光透鏡配置的光軸。

第7圖顯示了根據在此所述之實施例的電子束光學系統700。電子束光學系統700可包括束發射器710，用以發射電子束715。電子束光學系統700可具有聚光透鏡配置720，聚光透鏡配置720包括聚光透鏡721與致偏器722，如 同上面相關於第3至6圖所範例性敘述的。根據某些實施例，發射器710所發射的電子束715並未對準於聚光透鏡721的對稱軸725。因此，藉由聚光透鏡721的磁場與致偏器722的磁場之疊加，可移動聚光透鏡721的磁場。因此，聚光透鏡配置720的光軸730相對於聚光透鏡721的對稱軸725而移置。聚光透鏡721的作用因此調整至由束發射器所發射的束的束路徑。藉由移動聚光透鏡配置的光軸，聚光透鏡可對光軸730處的電子束715有最好的作用，並且電子束715不再是在聚光透鏡721的對稱軸725上。

根據某些實施例，電子束光學系統700可另外包括物鏡740、束孔、束加強發射器、與另外的束光學元件，為了有較佳的概觀的緣故，該等另外的束光學元件並未顯示在第7圖中。束光學元件可適於將電子束715聚焦在樣本750上，藉此提供穩定與可靠的操作。

根據某些實施例，該等實施例可與在此所述之其他實施例相結合，在此所述的發射器可為CFE。在電子束光學系統中，當在粒子束的下游方向中觀看時，聚光透鏡配置的磁致偏器是在聚光透鏡中或者在聚光透鏡前面附近。根據在此所述的某些實施例，電子束系統的發射器與聚光透鏡配置之間的距離通常可在0mm與20mm之間。根據在此所述的實施例，0mm的距離意味著發射器尖端陷入在聚光透鏡配置中或甚至在聚光透鏡場中。

如同在此所述的，電子束系統也可包括元件來用於對準檢查，以查明可移動的聚光透鏡是否對準於電子束。聚 光透鏡的傾斜穿透則會是電子束系統中的另外問題。但是，在某些情況中，這會在容忍度範圍之內。而並非在容忍度範圍之內的情況時，可由個別的傾斜補償元件，來執行在x與y方向中的發射器或槍的機械傾斜。傾斜補償元件可影響發射器的傾斜位置，且因此，可對進入聚光的束有傾斜的作用。這可能表示，可以影響或減少聚光透鏡的對稱軸與束發射器軸之間存在的角度。在某些實施例中，傾斜角度實質上會消失，所以該束實質上是平行於聚光透鏡的對稱軸而發射。在傾斜補償之後，可再次移動聚光透鏡，如同上述，以補償該束的轉移。根據某些實施例，可反覆地重覆此程序，直到達到聚光透鏡中的該束的良好對準(關於軸與傾斜)。

根據在此所述的另外實施例，提供一種方法，用於移動在聚光透鏡配置中的聚光透鏡。移動聚光透鏡可包括：移動聚光透鏡配置的光軸，以平行於移動聚光透鏡之前的位置。根據一態樣，移動聚光透鏡可包括：移動聚光透鏡場，使得聚光透鏡配置的光軸對準於束發射器軸。聚光透鏡配置可為如同上述的聚光透鏡配置。

第8圖顯示了在此所述之方法的流程圖800的範例。在方塊810中，由聚光透鏡來產生第一磁場。根據在此所述的實施例，聚光透鏡具有對稱軸，對稱軸可根據聚光透鏡的幾何形狀。方塊820包括：利用磁致偏器來產生第二磁場。根據在此所述的某些實施例，第二磁場可由x-y致偏器來產生，x-y致偏器適於移動在x以及y方向中的聚光透鏡場。方法800另外包括在方塊830中，將致偏器的第二磁場疊加 於聚光透鏡的第一磁場，以將聚光透鏡配置的光軸相對於聚光透鏡的對稱軸來移動。根據某些實施例，可移動聚光透鏡，直到聚光透鏡對準於從發射器發射的束。這可以表示，對於該束具有最佳與所欲作用之聚光透鏡場的位置是朝著該束來移動。以此方式，在藉由疊加兩磁場來移動光軸之前，光軸可移動至該束的行進路徑，該束的行進路徑是從聚光透鏡的對稱軸移置。

第9圖的流程圖900顯示了在此所述之方法的一態樣。根據某些實施例，方塊910、920與930可實質上對應於相關於第8圖所述的方塊810、820與830。第9圖中的流程圖900所顯示的方法另外包括方塊925。在方塊925中，磁致偏器所產生的第二磁場是正比於磁聚光透鏡所產生的第一磁場的第一階微分。在某些實施例中，可控制致偏器來滿足上述狀況。

根據某些實施例，該方法也可包括檢查聚光透鏡與該束的對準，直到該束運行於聚光透鏡配置的已移動光軸上。這可由適於檢查對準的個別元件與控制迴路來執行。根據某些實施例，可在發射器傾斜已經由於機械性傾斜該發射器而影響之後，執行該對準檢查。

應注意到，上述的實施例可用任何方式彼此相結合，只要它們不彼此矛盾。該說明所提供的只是實施例的結合範例，而不限制本發明的實施例至詳細說明中所示的該等結合。

雖然前述是關於本發明的實施例，可想出本發明的 其他與另外的實施例，而不偏離本發明的基本範圍，且本發明的範圍是由下面的申請專利範圍來決定。

300‧‧‧電子束系統

310‧‧‧CFE槍

320‧‧‧聚光透鏡配置

321‧‧‧磁聚光透鏡

322‧‧‧磁致偏器

340‧‧‧束加強發射器

350‧‧‧軸

Claims (18)

1. 一種用於一電子束的聚光透鏡配置，該電子束藉由一電子束系統中的一電子束發射器來產生，該聚光透鏡配置包括：一磁聚光透鏡，該磁聚光透鏡適於產生一磁聚光透鏡場，該聚光透鏡具有一對稱軸；及一磁致偏器，該磁致偏器適於產生一磁致偏器場；其中該致偏器是配置成使得該磁聚光透鏡場與該磁致偏器場的疊加，會導致該聚光透鏡配置的一光軸可以相對於該聚光透鏡的該對稱軸移動；其中該致偏器是配置成補償該發射器在一x方向及/或一y方向中的一位移；其中該發射器與該聚光透鏡配置之間的一距離是在大約0mm與大約25mm之間；其中該聚光透鏡配置的該致偏器是該發射器與該聚光透鏡配置之間的唯一致偏器。
2. 如請求項1所述之聚光透鏡配置，其中該致偏器為具有磁致偏線圈的一磁x-y致偏器，具體地，其中針對該x方向與該y方向的每一者，該致偏器具有兩個磁致偏線圈。
3. 如請求項1所述之聚光透鏡配置，其中該磁致偏器包括一線圈是具有一類似環形線圈的形狀。
4. 如請求項1所述之聚光透鏡配置，其中該磁致偏器包括 一鞍狀線圈。
5. 如請求項2所述之聚光透鏡配置，其中該致偏器的一線圈包含大約120°的一角度。
6. 一種電子束光學系統，包括：一粒子束發射器，該粒子束發射器用於產生一帶電粒子束；一聚光透鏡配置，包括：一磁聚光透鏡，該磁聚光透鏡適於產生一磁聚光透鏡場，該聚光透鏡具有一對稱軸；及一磁致偏器，該磁致偏器適於產生一磁致偏器場；其中該致偏器是配置成使得該磁聚光透鏡場與該磁致偏器場的疊加，會導致該聚光透鏡配置的一光軸可以相對於該聚光透鏡的該對稱軸移動；其中該致偏器是配置成補償該發射器在一x方向及/或一y方向中的一位移；其中該發射器與該聚光透鏡配置之間的一距離是在大約0mm與大約25mm之間；其中該聚光透鏡配置的該致偏器是該發射器與該聚光透鏡配置之間的唯一致偏器；及，一物鏡，該物鏡用於將該粒子束聚焦在一樣品上。
7. 如請求項6所述之電子束光學系統，其中該發射器為一 冷場發射器。
8. 如請求項6所述之電子束光學系統，其中該粒子束發射器與該聚光透鏡配置的該聚光透鏡之間的該距離是在大約0mm與大約20mm之間。
9. 如請求項6所述之電子束光學系統，其中該粒子束發射器與該聚光透鏡配置的該聚光透鏡之間的該距離是在大約5mm與大約15mm之間。
10. 如請求項6所述之電子束光學系統，其中該聚光透鏡配置的該致偏器是配置成使得該磁聚光透鏡場與該磁致偏器場的該疊加，會導致該聚光透鏡配置的該光軸從該聚光透鏡的該對稱軸移開至一位置，該位置實質上是平行於該聚光透鏡的該對稱軸而移置。
11. 如請求項6所述之電子束光學系統，其中該聚光透鏡配置的該致偏器為具有磁致偏線圈的一磁x-y致偏器，具體地，其中針對該x方向與該y方向的每一者，該致偏器具有兩個磁致偏線圈。
12. 如請求項11所述之電子束光學系統，其中該致偏器的一線圈包含大約120°的一角度。
13. 如請求項6所述之電子束光學系統，其中該粒子束發射器適於可機械式地移動，以補償該粒子束發射器的一傾斜。
14. 一種用於移動在一聚光透鏡配置中的一聚光透鏡之方法，該方法包括以下步驟：利用一磁聚光透鏡來產生一第一磁透鏡場，該磁聚光透鏡具有一對稱軸；利用一磁致偏器來產生一第二磁場；將該致偏器的該第二磁場疊加於該聚光透鏡的該第一磁場，以將該聚光透鏡配置的一光軸相對於該聚光透鏡的該對稱軸移動，以補償一電子束發射器在一x方向及/或一y方向中的一位移；其中該發射器與該聚光透鏡配置之間的一距離是在大約0mm與大約25mm之間；及其中該聚光透鏡配置的該磁致偏器是該發射器與該聚光透鏡配置之間的唯一致偏器。
15. 如請求項14所述之方法，其中產生該第二磁場之步驟包括藉由一磁x-y致偏器來產生該第二磁場。
16. 如請求項14所述之方法，其中藉由該磁致偏器來產生該第二磁場之步驟包括產生該第二磁場，該第二磁場是正比於該磁聚光透鏡所產生的該第一磁場的第一階微分。
17. 如請求項14所述之方法，其中疊加該聚光透鏡的該第一磁場與該致偏器的該第二磁場之步驟包括將該致偏器配置在該聚光透鏡中。
18. 如請求項14所述之方法，其中將該致偏器的該第二磁場疊加於該聚光透鏡的該第一磁場以移動該聚光透鏡配置的該光軸之步驟，包括將該聚光透鏡配置的該光軸從該聚光透鏡的該對稱軸移開至一位置，該位置實質上是平行於該聚光透鏡的該對稱軸而移置。