TWI634583B - 高處理量掃描致偏器及其製造之方法 - Google Patents

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Abstract

本文描述磁致偏器組件，該磁致偏器組件經設置用於掃描一次電子束且為晶圓成像系統提供升級套組。該組件包括至少一個磁致偏器，該磁致偏器用於在一個方向掃描晶圓上之束，其中該至少一個磁致偏器包含至少兩個線圈，該至少兩個線圈形成該至少兩個線圈對，其中該至少兩個線圈中匝數為8或更少，且其中線圈形成導線或線圈形成導體之橫截面的最大尺寸為0.2mm或更少。

Description

高處理量掃描致偏器及其製造之方法
本發明之實施例係關於掃描電子顯微鏡(SEM)中之磁掃描。彼等實施例係關於掃描致偏器組件、磁致偏器及具有該等掃描致偏器組件之晶圓成像系統。特定言之，彼等實施例係關於晶圓成像系統、晶圓SEM成像設備及關於用於晶圓SEM成像設備之掃描致偏器的方法。
在複數個工業領域中，帶電粒子束設備具有許多功能，該等功能包括但不僅限於：製造期間之半導體裝置之臨界尺寸控制、製造期間之半導體裝置之缺陷檢查、製造期間之半導體裝置之檢測、用於微影術之曝光系統、偵測裝置及測試系統。因此，對於在微米及奈米尺度內結構化、測試及檢測樣品具有較高的需求。
經常使用帶電粒子束(例如在帶電粒子束裝置(諸如電子顯微鏡或電子束圖案產生器)中生成且聚焦之電子束)進行微米及奈米尺度製程控制、檢測或結構化。與例如光子束相比，由於帶電粒子束之短波長，帶電粒子束提供較高的 空間解析度。
對於電子束之掃描，例如在基於SEM的晶圓檢測工具中掃描電子束，可使用電場或磁場。藉由配置電極可形成電場。藉由配置線圈可產生磁場。根據大體可接受之選擇，認為磁偏轉不能達成如電致偏器一樣的高掃描速度及精度。然而，磁致偏器在實際應用中具有一些優勢，如較低的污染敏感性、較低的像差及較易於實施。因此，需要提供一種磁致偏器系統，該磁致偏器系統具有傳統磁系統之優勢，但克服了掃描速度及精度之限制。
根據上文，本發明之目標為提供用於晶圓成像設備之改良的掃描致偏器，及可克服以上問題之至少一些問題之改良的晶圓成像設備。
根據一實施例，提供磁致偏器組件，該磁致偏器組件經設置用於掃描一次電子束且為晶圓成像系統提供升級套組。該組件包括至少一個磁致偏器，該致偏器用於在一個方向掃描晶圓上之束，其中該至少一個磁致偏器包含至少兩個線圈，該至少兩個線圈形成一對至少兩個線圈單元，其中該至少兩個線圈中匝數為8或更少，且其中線圈形成導線或線圈形成導體之橫截面的最大尺寸為0.2mm或更少。
根據另一實施例，提供晶圓成像系統，該晶圓成像系統經設置用於成像晶圓。該系統包括發射器，該發射器具有發射器頂端，該發射器頂端經調適用於提供電子束；接物鏡，該接物鏡經設置用於將電子束聚焦於晶圓上；至少一個 聚光透鏡，該聚光透鏡提供在發射器頂端與該接物鏡之間；及磁掃描致偏器組件，該磁掃描致偏器組件用於掃描晶圓之上的電子束，以生成晶圓之圖像，其中該掃描致偏器組件包括至少一個磁致偏器，該磁致偏器用於在一個方向掃描晶圓上之束，其中該至少一個磁致偏器包含形成一對線圈單元之至少兩個線圈，其中線圈之每一者中的匝數目為8或更少，且其中線圈形成導線或線圈形成導體之橫截面尺寸為0.2mm或更少。
根據另一實施例，提供一種製造磁致偏器組件之方法，該磁致偏器組件用於掃描晶圓上之電子束，以生成該晶圓之圖像。該方法包括以下步驟：提供至少兩個線圈，其中該至少兩個線圈之匝的數目為8或更少，且其中線圈形成導線或線圈形成導體之橫截面的最大尺寸為0.2mm或更少；由至少兩個線圈形成一對線圈單元；形成至少一個磁致偏器，該磁致偏器用於在一個方向上自從該對線圈單元掃描晶圓上之束。根據典型、任選之實施例，各線圈單元中線圈之數目為兩個或更多個，其中各線圈單元中之該兩個或更多個線圈藉由多導線串或疊層形成，且更典型地其中線圈形成導線或線圈形成導體藉由一製程形成，該製程從由以下組成之群組中選擇：蝕刻、導電箔之圖案化、絲網印刷、遮罩層沉積及以上各者之組合。
2‧‧‧光軸
4‧‧‧電壓供應器
5‧‧‧發射器
12‧‧‧電子束
20‧‧‧電子束柱體
21‧‧‧第一腔室
22‧‧‧第二腔室
23‧‧‧第三腔室
30‧‧‧電子束源
31‧‧‧發射器
32‧‧‧抑制器
40‧‧‧偵測器
50‧‧‧樣品台
52‧‧‧樣品
60‧‧‧接物鏡
62‧‧‧線圈
63‧‧‧上極件
64‧‧‧下極件
100‧‧‧掃描電子顯微鏡
110‧‧‧第一電極
120‧‧‧磁掃描致偏器組件
130‧‧‧第二電極/下電極
140‧‧‧控制器
142‧‧‧控制器
202A‧‧‧第一對線圈單元/元件
202B‧‧‧第一對線圈單元/元件
204A‧‧‧第二對線圈單元
204B‧‧‧第二對線圈單元
214‧‧‧第一連接器
215‧‧‧第二連接器
220‧‧‧導線
221‧‧‧匝
230‧‧‧支撐件
250‧‧‧束形孔
302A‧‧‧線圈單元
302B‧‧‧線圈單元
304A‧‧‧線圈單元
304B‧‧‧線圈單元
320-1‧‧‧導線或導體
320-2‧‧‧導線或導體
321-1‧‧‧匝
321-2‧‧‧匝
330‧‧‧貫穿連接
340‧‧‧控制器
400‧‧‧晶圓成像系統
410‧‧‧環繞電極
420‧‧‧聚光透鏡
440‧‧‧雙平臺偏轉系統
450‧‧‧限束孔
500‧‧‧晶圓成像系統
512‧‧‧電極
520‧‧‧電子槍腔室
530‧‧‧另一腔室
532‧‧‧絕緣體
534‧‧‧控制器
560‧‧‧接物鏡
602‧‧‧步驟
604‧‧‧步驟
606‧‧‧步驟
702‧‧‧步驟
704‧‧‧步驟
706‧‧‧步驟
以上簡短總結的本發明之更特定的描述可參閱實施例之方式描述，以便可詳細瞭解上文所述的本發明之特徵。 附圖係關於本發明之實施例，且該等附圖描述如下：第1圖圖示根據本文所描述之實施例之具有掃描致偏器之阻滯場掃描帶電粒子束裝置之圖解局部視圖；第2A圖及第2B圖圖示根據本文所描述之典型實施例之掃描致偏器組件或掃描致偏器組件之部件的示意圖；第3A圖及第3B圖圖示根據本文所描述之典型實施例之掃描致偏器組件或掃描致偏器組件之組件的進一步示意圖；第4圖圖示根據本文所描述之實施例之阻滯場掃描帶電粒子束裝置之示意圖；第5圖圖示根據本文所描述之實施例之具有兩個或更多個束之阻滯場掃描帶電粒子束裝置之示意圖；第6圖圖示根據本文所描述之實施例之一種操作阻滯場掃描帶電粒子束裝置之方法；以及第7圖圖示根據本文所描述之實施例之一種製造磁致偏器組件之方法。
現將詳細地參考本發明之多個實施例，該等實施例之一或更多實例將在諸圖中圖示。在圖式之以下描述中，相同元件符號代表相同部件。大體上，僅描述相對於個別實施例之差異。提供各實例僅作為本發明之說明，且各實例並非意謂作為本發明之限制。另外，作為一實施例之部分圖示或描述之特徵可用於其他實施例或與其他實施例連用，以生成另一實施例。該描述意欲包括該等修改及變化。
在不限制本申請案之保護範疇的情況下，將以下帶 電粒子束裝置或帶電粒子束裝置之部件示例性地稱為包括二次電子偵測之電子束裝置。本發明仍可適用於設備及部件，該等設備及部件偵測電子或離子、光子、X射線或其他訊號形式之微粒(諸如二次及/或背向散射帶電粒子)，以便獲取樣品圖像。大體而言，當稱及微粒時，應將該等微粒理解為光信號，在該等光信號中該等微粒為光子以及粒子，在該等光信號中該等微粒為離子、原子、電子或其他粒子。
如本文所提及之「樣品」或「晶圓」包括但不僅限於：半導體晶圓、半導體工件及其他工件(諸如記憶體磁碟及類似工件)。本發明之實施例可應用於沉積有材料或可經結構化之任何工件。樣品或晶圓包括表面(該表面待成像且/或待結構化或在該表面上沉積層)、邊緣且通常包括斜角。根據可與本文描述之其他實施例組合之一些實施例，該等設備及方法可經設置用於或應用於電子束檢測(EBI)、臨界尺寸控制及缺陷檢查應用，其中根據此等應用之高處理量的需要可有利地使用根據本文所描述之實施例之顯微鏡及方法。
在此處描述之實施例之上下文中，在不限制本發明之保護範疇的情況下，中間束加速系統意欲描述帶電粒子束設備，該帶電粒子束設備具有初始高加速度之帶電粒子，在該等帶電粒子衝擊樣品或晶圓之前，該等帶電粒子將減速至著陸能量。加速速度vac(在該速度下，帶電粒子經導引穿過柱體)與著陸速度vlanding(在該速度下，帶電粒子衝擊樣品)之間的能量或速度比率vac/vlanding可至少約為5或更高。此外，著陸能量可為2kV或更少。此等為近似值，此等值可根 據環境調適。
此外，以下描述係關於掃描電子束顯微鏡(SEM)，SEM可特別受益於本文描述之實施例。對於本文描述之實施例及關於磁偏轉或掃描之實施例，電子束之使用係尤其有用的。
根據本文所描述之一些實施例，可提供電子束檢測(EBI)、臨界尺寸(CD)工具及/或缺陷檢查(DR)工具，其中可達成高解析度、大視場及高掃描速度。
本文描述之實施例係關於掃描致偏器配置、掃描致偏器、製造該等致偏器及SEM成像系統之方法，其中保留了磁偏轉之益處，且克服或減少了SEM成像系統中磁偏轉之缺陷中至少一些缺陷。因此，可提供(特定言之為晶圓SEM檢測工具提供)具有高速、良好的線性及精度之磁偏轉。
根據本文所描述之實施例，晶圓成像系統或晶圓SEM檢測工具代表EBI工具、CD工具、DR工具，該等工具為如熟習此項技術者所瞭解之具體工具。
根據本文所描述之實施例，提供一磁致偏器，該磁致偏器包括在一個方向(例如X軸方向)上偏轉之一對線圈單元。通常，兩個磁致偏器(亦即兩對線圈單元)提供致偏器配置，其中一個致偏器經提供用於X軸方向，且另一致偏器經提供用於Y軸方向。根據可與本文所描述之其他實施例組合之其他實施例，在一平面中亦可提供四至六個磁致偏器(亦即4至6對線圈單元，亦即至少8個線圈單元)。因此，可改良平面(X-Y平面)中偏轉之均質性。另外，該配置亦 可用作象散校正裝置(stigmator)。
根據典型實施例，各對線圈單元由至少兩個個別線圈形成，其中每一線圈單元包括至少一個線圈。通常，兩個線圈單元或該對線圈單元圍繞光軸對稱地配置，SEM工具中之一次電子束沿該光軸傳播。根據另一實施例，該對線圈單元中之兩個線圈單元之每一者亦可包括兩個或更多個線圈。例如，一對兩個線圈單元，其中各線圈單元包括兩個線圈，此產生四個線圈。根據典型實施例，該對線圈單元經對稱地配置(例如圍繞該光軸)。因此，在以上提及四個線圈之實例中，在該光軸之一側上提供兩個線圈，且在光軸之相對側上提供兩個線圈。
通常，各線圈可由若干匝之導線(諸如銅導線)形成。已發現，線圈之設計可經改良以達成所要的掃描效能、線性及精度。因此，本發明可駁斥普遍接受的意見，即在高掃描速度下，磁線圈系統不能提供滿意的效能。
根據一實施例，提供用於SEM檢測工具之磁致偏器之線圈，其中匝數為8或更少，且其中線圈之導線或導體的橫截面尺寸為0.2mm或更少。因此，通常該尺寸可為圓導線或導體之直徑。對於矩形導線或導體，該尺寸為垂直於由磁致偏器之線圈生成之磁場的尺寸。此尺寸通常或經常將成為矩形橫截面之較大的尺寸。應瞭解，視線圈之導線或導體形成導線之製造方法而定，可能發生數學意義上矩形形狀的偏差。
因此，根據上文，0.2mm或更少之尺寸可從由以下 組成之群組中選擇：最大尺寸、垂直於由磁致偏器生成之磁場的尺寸及垂直於線圈支撐件表面的尺寸。
根據典型實施例，用於一偏轉方向之磁致偏器通常具有根據本文所描述之實施例之至少一對線圈。因此，包括兩個磁致偏器(各磁致偏器用於一方向)的磁致偏器配置具有根據本文所描述之實施例之至少兩對線圈單元。另外，如以下將相對於第3B圖更詳細描述，用於一掃描方向之磁致偏器可具有一對線圈組，亦即，第一線圈組及第二線圈組。各對線圈組形成一線圈單元，以使得可提供多個線圈單元之對。該對複數個線圈或線圈組通常相對於光軸對稱地配置。
該束藉由位於樣品或晶圓表面之上的致偏器或致偏器配置掃描。根據典型實施例，磁致偏器經設置用於例如線路掃描，特定言之用於高速度掃描(例如100MHz或以上的像素速率或甚至在GHz區域中，及100kHz或以上的線路速度或甚至在MHz區域中)。因此，掃描致偏器配置可連接至或可包括一或更多個電源，該一或更多個電源用於提供具有所要之高頻率的AC電流。
另外，實施例係關於阻滯場顯微鏡(例如，低電壓高解析度SEM之阻滯場顯微鏡)，其中一次束(例如2keV或低於2keV之束，諸如1keV或低於1keV之束)之低著陸能量用於限制樣品上之負載，且用於防止損壞。因此，為達成較小的束直徑以獲得最大解析度，該束在較高能量下經引導穿過該顯微鏡柱體。因此，可使用具有中間束加速之掃描電子顯微鏡，其中該電子束從源中提取，且經加速至高能量， 諸如20kV或更高。在最終接物鏡中，該束經降速至所要的較低著陸能量(例如1kV或更少)。
根據本文所描述之一些實施例，用於電子束系統之最終接物鏡包括磁靜電透鏡。如第1圖所示，後者通常由上電極(該上電極位於關於該等一次電子之高電位處)及下電極(該下電極位於接近該樣品電壓之電位處)組成。此等電極有助於聚焦，以及使該束減速至所要之較低的一次束電壓。此種浸漬式透鏡允許聚焦束，從而與束高電壓系統相比具有較小解析度損失。
第1圖圖示掃描電子顯微鏡100之一部分。接物鏡60包括磁透鏡部分，該磁透鏡部分具有上極件63、下極件64及線圈(未在第1圖中圖示)。接物鏡60進一步包括靜電透鏡部分，該靜電透鏡部分具有第一電極110(亦即諸圖中之上電極)及第二電極130(亦即諸圖中之下電極)。
接物鏡60聚焦電子束12，該電子束12沿光軸2在柱體中行進至樣品52之上(亦即在樣品平面中)。在樣品支撐台50上支撐樣品52。根據可與本文所描述之其他實施例組合之一些實施例，藉由以本質上垂直於光軸之第一方向移動該台，且藉由以本質上垂直於光軸且本質上垂直於第一方向之另一第二方向掃描線路可進行掃描樣品之一區域。
若根據預定的掃描圖案掃描束(例如掃描鄰接線路)，則束脫離光軸2行進，以便掃描所要的視場。因此，使用根據本文所描述之實施例的磁掃描致偏器組件120。通常，提供本質上垂直於光軸2(例如z軸方向)之至少一掃描 方向。經常提供兩個掃描方向(例如x軸方向或y軸方向)及相應的具有一個以上掃描致偏器之相應的掃描組件。該一或更多個掃描致偏器因此經設置用於高速掃描，例如達成GHz區域(例如3GHz或以上)之像素率及/或MHz區域(例如3MHz或以上)之線路速度。
根據本文所描述之實施例，掃描致偏器組件120連接至控制器140或控制器組件，以將電流提供至線圈用於高速掃描。根據可與其他實施例組合之典型的實施例，由控制器提供至該磁致偏器線圈之AC電流的頻率為0.1MHz至10MHz。由於本文所描述之實施例，與線性之偏差可約為速度掃描之0.1%或低於0.1%。另外，顯而易見該等值可視實際掃描速度而定。
本文描述之實施例之線圈具有有限數目之匝，但是，足夠滿足對於如本文所描述之具有線圈的SEM檢測工具之需要。因此，可避免高電感，該電感將隨匝數的增加而增加至二的冪次方。另外，導線或導體之受限最大尺寸減少在線圈本身之導線或導體部分中引發的電流(藉由生成之磁場引發)。
第2A圖圖示掃描致偏器組件120。該掃描致偏器組件包括第一對線圈單元202A及202B，其中在元件202A及202B之每一者上或內部提供至少一個線圈。該第一對線圈提供x方向之磁場。第一對線圈可經塑形且經配置以在電子束光軸之中心內提供一均質磁場。x方向之磁場偏轉y方向之束，用於以y方向掃描。掃描致偏器組件進一步包括第二對 線圈單元204A及204B，其中在線圈單元204A及204B之每一者上或內部提供至少一個線圈。第二對線圈提供y方向之磁場。第二對線圈可經塑形且經配置以在電子束光軸之中心內提供一均質磁場。Y方向之磁場偏轉x方向之束，用於以x方向掃描。由於兩種方向之組合，可實現x-y平面中的任意偏轉。
如第2A圖所述，具有線圈單元202A/B或204A/B之兩個致偏器之每一者分別提供於圓上。兩個圓通常為同心圓。然而，根據其他實施例，線圈單元亦可作為實質平坦元件提供，以使得藉由第2A圖圖示之四個線圈單元提供正方形或矩形。通常，該形狀可為彎曲的或平坦的。該形狀經設置以在組件120之中心提供一均質磁場，以便具有用於光軸上電子束之偏轉的均質場。
第2B圖圖示線圈單元202A，僅出於示例性目的，第2B圖圖示之線圈單元202A為平坦的。如第2A圖所示，線圈單元亦可為彎曲的。另外，第2A圖圖示之線圈單元之一者為示例性地圖示。線圈單元202A包括支撐件230。在該支撐件上以線圈的形式提供導線220或導體。因此，藉由第一連接器214及第二連接器215(連接至用於提供掃描之AC電流之控制器)可施加一電流。第2B圖圖示之線圈包括5個匝221。根據可與本文所描述之其他實施例組合的典型實施例，匝數可為8或者更少。
根據可與本文所描述之其他實施例組合之其他實施例，支撐件230可包括具有高電阻率之軟磁材料。根據典型 實施例，因此可提供支撐件，以使得在線圈之側面(面對該光軸之相反面)上提供支撐。亦即，線圈位於該軟磁材料與該光軸之間。在第2A圖圖示之實例中，且根據可與本文所描述之其他實施例組合之一些其他實施例，例如可提供環形軟磁材料。該環可環繞線圈單元202-204。該環亦可由該等線圈單元之一或更多者之支撐件230部分地或完全地提供。
如第3A圖所示，亦可在如下支撐件230上提供一或更多個線圈。根據可與本文所描述之其他實施例組合之一些實施例，提供一多導線串。亦將該多導線串稱為疊層。通常，串中導線之數目可為2至10，例如2至6。第3A圖圖示導線或導體320-1及導線或導體320-2。將導線或導體兩者連接至連接器214。如第3A圖所示，可在支撐件230之一側上提供兩匝321-1及321-2。可提供穿過支撐件230之貫穿連接330。因此，可在該支撐件相對側(第3A圖之背面)上提供兩個另外的匝。兩個導線或導體320-1及320-2之另外的匝(提供於該背面之上)連接至位於該支撐件之相對側(第3A圖之背面)上之另一連接器。
因此，圖示於第3A圖中且考慮支撐230之背面之實例具有導線串(該導線串具有兩根導線)之四個匝。如上所述，且根據可與本文所描述之其他實施例組合之實施例，導線(例如第3A圖中之導線320-1及320-2)之橫截面的最大尺寸為0.2mm或更少，諸如0.1mm。由於使用具有「至10根導線(例如2、3、4或6根導線)之導線串或疊層，可增加最大電流，同時維持高頻效能(諸如速度及線性)。因 此，必須認為，一根導線中電流的增加將導致致偏器熱量增加，此情況可能使SEM檢測系統之使用劣化。
根據其他實施例，可在支撐件230之突起230上提供連接器214或連接器214及215，以使得在掃描致偏器組件(參看例如第3B圖)中提供第3A圖圖示之線圈單元時，該突出可經彎曲遠離該光軸。
第3B圖圖示致偏器組件120，其中第3A圖圖示之線圈單元中四者經組合形成兩對兩個線圈或兩對線圈組，其中線圈組可藉由多導線串提供。根據可與本文所描述之其他實施例組合之其他實施例，第3B圖圖示之組件可由軟磁材料環繞。通常，使用具有高電阻率之軟磁材料。例如，可使用肥粒鐵。
根據可與本文所描述之其他實施例組合之進一步實施例，矩形支撐件230可沿光軸方向通常具有4mm至25mm之長度。通常，該長度可約為5mm、約為10mm或約為20mm。支撐件230可作為具有以上任何尺寸之正方形或矩形而提供。
根據可與本文所描述之其他實施例組合之其他實施例，如第3A圖中圖示之線圈單元可在印刷電路板(PCB，例如可撓性PCB)上形成。因此，該線圈或不會由導線捲繞。更確切而言，在基板(例如支撐件)上蝕刻或電鍍該等導線或導體。可在箔中蝕刻導線或導體以形成線圈或疊層之兩個或更多個線圈。可製造PCB，使得提供如第3A圖所示之貫穿連接330，且可在兩個側面上均提供導線或導體。由於使用 PCB技術製造，可提供高精度低成本之製造。根據替代之製造方法，使用絲網印刷技術可在適當之基板上印刷導線或導體，其中在基板上形成導電膏。絲網印刷亦允許貫穿連接及雙側印刷。
在此揭示案內，本揭示案提及術語「導線」及「導體」，以便描述線圈形成元件。儘管在一些情況下僅使用了一個術語，但在上下文中將此等術語瞭解為線圈形成元件之同等物。通常，導線可更確切地解釋為圓導線，其中線圈為捲繞的，反之，導體可能為電鍍、蝕刻或印刷的導電路徑。然而，兩種術語均可經置換，除非明確表述為相反，或除非明確提及上述差異。
其他實施例可相對於第4圖進行描述。第4圖圖示帶電粒子束裝置，諸如SEM成像設備，亦即晶圓成像系統400。電子束柱體20提供第一腔室21、第二腔室22及第三腔室23。第一腔室(亦可稱為電子槍腔室)包括具有發射器31及抑制器32之電子束源30。電子束由電子束源30生成。將該束對準限束孔450，限束孔450之尺寸經設置以塑形該束(亦即限束孔450阻斷電子束之部分)。其後，該束通過偵測器40之開口12，且該束聚焦於樣品52上。樣品定位於樣品台50上之樣品位置上。例如，在電子束的衝擊下，二次或背向散射電子將自樣品50釋放，此可藉由偵測器40偵測。
根據可與本文所描述之其他實施例組合之一些實施例，提供聚光透鏡420及束形孔或限束孔450。在聚光透鏡與束形孔250之間提供雙平臺偏轉系統440，以用於將束對準該 孔。
如第4圖所示，根據一些實施例，可將偵測器40提供於接物鏡之上，使得初級帶電粒子束通過偵測器中之開口12。具有極件64/63及線圈62之接物鏡60將帶電粒子束聚焦於樣品52(樣品52可定位於樣品台50上)上。第3圖圖示之接物鏡60包括形成接物鏡之磁透鏡部分的上極件63、下極件64及線圈62，以及形成接物鏡之靜電部分之第一(上)電極110及第二(下)電極130。
另外，提供掃描致偏器組件120。根據本文所描述之任何實施例提供掃描致偏器組件120。該掃描致偏器組件連接至控制器142。
根據可與本文所描述之其他實施例組合之典型實施例，掃描致偏器組件120可為如第4圖所示之單平臺組件。或者，亦可提供雙平臺或甚至三平臺之致偏器組件。因此，可在沿光軸2不同之位置處提供各平臺。
根據可與本文所描述之其他實施例組合的典型實施例，掃描致偏器組件120或多平臺掃描致偏器組件之至少一個平臺可提供如下。可在接物鏡內部提供掃描致偏器組件120。例如，至少一部分上極件63、至少一部分下極件及/或至少一部分線圈62環繞掃描致偏器組件120或多平臺掃描致偏器組件之一平臺。
根據其他額外或替代實施例，掃描致偏器組件120或多平臺掃描致偏器組件之至少一個平臺可經提供環繞電極410或位於電極410與電極130之間。然而，可提供其他額外 或替代之實施例，其中將掃描致偏器組件120或多平臺掃描致偏器組件之至少一個平臺提供於電極130與一部件之間，該部件選自由以下各者組成之群組：偵測器及束分離器(未圖示)，該束分離器用於將一次電子束與二次電子(訊號電子)束分離。
根據又一實施例，掃描致偏器組件120或多平臺掃描致偏器組件之至少一個平臺的線圈系統通常位於SEM之接物鏡區域附近。
第4圖中，以管形式提供靜電浸漬式透鏡之上電極410。如以上所解釋，當接物鏡成像帶負電粒子時，此管較佳地在3kV以上(例如10keV、15keV或20keV)之正電位上。因此，提供束促進電位，亦即該束以高能行進穿過該柱體。第4圖之實施例顯示下極件64之下的下電極130。為接物鏡之浸漬式透鏡部件之減速電極的下電極通常在一電位處(未校正)，以在樣品上提供2keV或更低(例如500V或1keV)之著陸能量的帶電粒子。
第5圖圖示其他實施例，其中阻滯場掃描顯微鏡(亦即晶圓成像系統500)經提供作為多束裝置。通常在多束裝置中可提供兩個或兩個以上束。舉例而言，第5圖圖示五個發射器5，使得在電子槍腔室520中發射5個電子束。藉由電壓供應器4(與接地件2相比，電壓供應器4提供電位至頂端)，將發射器頂端偏壓至加速電位Vacc。提供例如杯狀形狀之電極512(例如抑制器、提取器或陽極)。此等電極藉由絕緣體532相對於彼此且相對於電子槍腔室520彼此電隔離。根據可 與本文所描述之其他實施例組合之一些實施例，亦可提供從由抑制器、提取器及陽極組成的群組中選擇之兩個或更多個電極。通常，藉由電壓供應器(未圖示)將此等電極512偏壓至電位，以便控制兩個或更多個電子束。
帶電粒子束在另一腔室530中行進，在腔室530中提供樣品52。接物鏡560將束分別聚焦於樣品上或樣品平面上。因此，接物鏡可具有公共磁透鏡部分，亦即，磁透鏡部分對兩個或更多個帶電粒子束起作用。因此，例如，可將一公共勵磁線圈提供至極件單元或極件組件，其中提供若干開口，該等若干開口用於使兩個或更多個電子束通過極件單元。一個公共勵磁線圈激勵極件單元，使得例如一束聚焦於每一開口。
如第5圖所示，接物鏡560進一步包括靜電透鏡部分。例如，靜電透鏡部分具有第一電極410及第二電極130。例如，第二電極130可個別地連接至控制器534或由控制器控制之個別電源，以使得提供至電極130之電位可與掃描致偏器組件120之掃描致偏器同步，該掃描致偏器組件120作用於相應之帶電粒子束。掃描致偏器組件由掃描控制器142控制，該掃描控制器142控制致偏器之掃描圖案。控制器340連接至用於阻滯電極130及掃描控制器142之控制器/電壓供應器144，使得可以提供同步。
根據一些實施例，可提供根據本文所描述之實施例之任一者之掃描致偏器組件120、掃描致偏器及線圈。因此必須認為，與視為重要態樣之公共晶圓成像處理量相比，上述 各者不僅特別用於EBI應用，而且用於CD/DR應用。如本文所描述之高掃描速度致偏器組件及致偏器特別適用於高處理量。因此，冷場發射器(CFE)及熱輔助CFE亦可用於增加處理量。因此，掃描致偏器組件120與CFE或熱輔助CFE之組合特別有用，且如另一實施例，掃描致偏器組件120與例如相對於第5圖描述之多電子束裝置組合更有用。
本文描述之實施例亦可包括額外部件(未圖示)，諸如聚光透鏡、靜電、磁或複合靜電磁類型之致偏器(諸如Wien過濾器)、靜電、磁或複合靜電磁類型之象散校正裝置、靜電、磁或複合靜電磁類型之其他透鏡及/或用於影響及/或修正一次及/或二次帶電粒子束之其他光學部件(諸如致偏器或孔)。確實，為達說明之目的，在本文所描述之該等圖式中圖示彼等部件之一些部件。應瞭解，該等部件之一或更多個部件亦可應用於本發明之實施例。
根據一些實施例，如第6圖所圖示，提供一種成像樣品之方法。因此，特別使用阻滯場掃描顯微鏡，其中使用帶電粒子束(例如電子束)。在步驟602中，在阻滯場掃描顯微鏡中生成帶電粒子束(較佳為電子束)。在步驟604中，根據本文所描述之實施例，使用掃描致偏器組件在用於生成圖像之樣品上掃描束。如上所述，此舉可在高速掃描圖案中完成，其中提供GHz範圍之像素速率及/或MHz速率範圍之線路速率。在步驟606中，使用組合磁靜電接物鏡將帶電粒子束聚焦於樣品上。該接物鏡包括磁透鏡部分及靜電透鏡部分，且其中該靜電透鏡部分包括安置於第一電極與樣品之間 的第一電極及第二電極。通常，該第二電極使衝擊該樣品之帶電粒子減速，亦即，浸漬式透鏡由第一及第二電極提供。因此，將第二電極偏壓至一電位。
根據一些實施例，如第7圖所圖示，提供一種製造磁致偏器組件之方法。在步驟602中，提供至少兩個線圈，其中該至少兩個線圈中匝數為8或更少，且其中線圈形成導線或線圈形成導體之橫截面的最大尺寸為0.2mm或更少。在步驟604中，由該至少兩個線圈形成一對線圈單元。在步驟606處，用於在晶圓上以一方向掃描該束之至少一個磁致偏器由該對線圈單元形成。根據典型實施例，各線圈單元之線圈數目可為兩個或更多個，例如，其中各線圈單元中兩個或更多個線圈由多導線串或疊層形成。另外，另外或替代地，線圈形成導線或線圈形成導體可藉由一製程形成，該製程選自由以下各者組成之群組：蝕刻、圖案化導電箔、絲網印刷、遮罩層沉積及以上各者之組合。
根據上文，可提供特別用於高處理量應用(諸如EBI)之SEM。因此，可提供具有高速及改良線性及因此具有改良精度之磁掃描。
儘管以上針對本發明之實施例，但在不脫離本發明之基本範疇的情況下，可設計本發明之其他及另外的實施例，且本發明之範疇由以下申請專利範圍決定。

Claims (16)

  1. 一種磁致偏器組件，該磁致偏器組件經設置用於掃描一一次電子束，該磁致偏器組件包含：至少一個磁致偏器，該至少一個磁致偏器用於在一方向上掃描一晶圓上之該束，其中該至少一個磁致偏器包含至少兩個線圈，該至少兩個線圈形成一對線圈單元，其中該至少兩個線圈中匝數為8或更少，且其中一線圈形成導線或一線圈形成導體之一橫截面之最大尺寸為0.2mm或更少，其中每一線圈單元中線圈之數目為兩個或更多個，且其中每一線圈單元中該兩個或更多個線圈由一多導線串形成。
  2. 如請求項1所述之磁致偏器組件，其中每一線圈單元之每一線圈形成導線或線圈形成導體連接至一第一連接器及一第二連接器，以將電流提供至由該多導線串之該等導線或該等導體形成之該等線圈。
  3. 如請求項1所述之磁致偏器組件，其中各個該多導線串中之導線或導體之數目為2至10。
  4. 如請求項1所述之磁致偏器組件，其中該掃描致偏器組件由一軟磁材料環繞。
  5. 如請求項4所述之磁致偏器組件，其中該軟磁材料為肥粒鐵。
  6. 如請求項1所述之磁致偏器組件，其中該磁掃描致偏器組件在一平臺中包含1至6個磁致偏器，各個磁致偏器具有一對線圈，其中該各個線圈對之匝數為8或更少，且其中該線圈形成導線或該線圈形成導體之一橫截面之一最大尺寸為0.2mm或更少。
  7. 如請求項1所述之磁致偏器組件，其中該線圈形成導線或線圈形成導體藉由選自由以下組成之群組之一製程形成：蝕刻、一導電箔之圖案化、絲網印刷、遮罩層沉積及以上各者之組合。
  8. 如請求項1所述之磁致偏器組件，其中該磁致偏器由至少一個印刷電路板提供。
  9. 一種晶圓成像系統，該晶圓成像系統經設置用於成像一晶圓，該晶圓成像系統包含：一發射器，該發射器具有一發射器頂端，該發射器頂端經調適以提供一電子束；一接物鏡，該接物鏡經調適以在該晶圓上聚焦該電子束；至少一個聚光透鏡，該聚光透鏡提供在該發射器頂端與該接物鏡之間；以及磁致偏器組件，該磁致偏器組件用於掃描該晶圓之上之該電子束，以生成該晶圓之圖像，其中該掃描致偏器組件包含： 至少一個磁致偏器，該磁致偏器用於在一方向上掃描該晶圓之上之該束，其中該至少一個磁致偏器包含至少兩個線圈，該至少兩個線圈形成一對線圈單元，其中該等線圈之每一者的匝數為8或更少，且其中一線圈形成導線或一線圈形成導體之一橫截面之一尺寸為0.2mm或更少，其中每一線圈單元中線圈之數目為兩個或更多個，且其中每一線圈單元中該兩個或更多個線圈由一多導線串形成。
  10. 如請求項9所述之系統，其中磁致偏器組件包含至少兩個平臺，該等平臺沿光軸之方向彼此遠離。
  11. 如請求項9所述之系統，其中該發射器為一冷場發射器或一熱輔助冷場發射器。
  12. 如請求項9所述之系統，其中在該接物鏡內部提供該磁致偏器。
  13. 如請求項9所述之系統，其中各個多導線串中之導線或導體之數目為2至10。
  14. 如請求項9所述之系統，其中該磁掃描致偏器組件在一平臺中包含1至6個磁致偏器，各個磁致偏器具有一對線圈，其中該各個線圈對之匝數為8或更少，且其中該線圈形成導線或該線圈形成導體之一橫截面之一最大尺寸為0.2mm或更 少。
  15. 一種製造一磁致偏器組件之方法，該磁致偏器組件用於在晶圓之上掃描電子束，以生成該晶圓之圖像，該方法包含以下步驟：提供至少兩個線圈，其中該至少兩個線圈中匝數為8或更少，且其中一線圈形成導線或一線圈形成導體之一橫截面之一最大尺寸為0.2mm或更少；自該至少兩個線圈形成一對線圈單元；形成至少一個磁致偏器，該磁致偏器用於在一方向上自該對線圈單元掃描該晶圓之上之該束，其中每一線圈單元中線圈之數目為兩個或更多個，且其中每一線圈單元中該兩個或更多個線圈由一多導線串形成。
  16. 如請求項15所述之方法，其中該線圈形成導線或線圈形成導體藉由選自由以下組成之群組之一製程形成：蝕刻、一導電箔之圖案化、絲網印刷、遮罩層沉積及以上各者之組合。
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017204499A (ja) 2016-05-09 2017-11-16 株式会社アドバンテスト マルチカラム荷電粒子ビーム露光装置
US10504684B1 (en) * 2018-07-12 2019-12-10 ICT Integrated Circuit Testing Gesellschaft für Halbleiterprüftechnik mbH High performance inspection scanning electron microscope device and method of operating the same
DE102019004124B4 (de) * 2019-06-13 2024-03-21 Carl Zeiss Multisem Gmbh Teilchenstrahl-System zur azimutalen Ablenkung von Einzel-Teilchenstrahlen sowie seine Verwendung und Verfahren zur Azimut-Korrektur bei einem Teilchenstrahl-System
KR20220130196A (ko) 2020-02-21 2022-09-26 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. 하전 입자 검사 툴, 검사 방법
US20230066086A1 (en) * 2021-08-25 2023-03-02 Kla Corporation High resolution, multi-electron beam apparatus

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3702450A (en) * 1971-05-11 1972-11-07 Atomic Energy Commission Printed circuit steering coils
US20040084621A1 (en) * 2002-08-13 2004-05-06 Leo Elektronenmikroskopie Gmbh Beam guiding arrangement, imaging method, electron microscopy system and electron lithography system
US20070085018A1 (en) * 2005-09-06 2007-04-19 Fang Zhou Device and method for selecting an emission area of an emission pattern
US20070158588A1 (en) * 2005-09-05 2007-07-12 Fang Zhou Charged particle beam emitting device and method for operating a charged particle beam emitting device
TW200809904A (en) * 2006-03-27 2008-02-16 Varian Semiconductor Equipment Ion implanter with variable scan frequency
US7786450B2 (en) * 2007-09-25 2010-08-31 Ceos Corrected Electron Optical Systems Gmbh Multipole coils
TW201201241A (en) * 2010-04-28 2012-01-01 Axcelis Tech Inc Magnetic scanning system with improved efficiency

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5017789A (en) * 1989-03-31 1991-05-21 Loma Linda University Medical Center Raster scan control system for a charged-particle beam
US5264706A (en) * 1991-04-26 1993-11-23 Fujitsu Limited Electron beam exposure system having an electromagnetic deflector configured for efficient cooling
JPH09147779A (ja) * 1995-11-20 1997-06-06 Nikon Corp 電磁偏向器
JPH09246035A (ja) * 1996-03-06 1997-09-19 Jeol Ltd 回路印刷シート
US6153885A (en) * 1999-06-03 2000-11-28 Nikon Corporation Toroidal charged particle deflector with high mechanical stability and accuracy
US6588090B1 (en) * 1999-06-03 2003-07-08 Nikon Corporation Fabrication method of high precision, thermally stable electromagnetic coil vanes
EP1120809B1 (en) * 2000-01-27 2012-02-22 ICT Integrated Circuit Testing Gesellschaft für Halbleiterprüftechnik mbH Objective lens for a charged particle beam device
DE60323909D1 (de) * 2002-08-13 2008-11-20 Zeiss Carl Nts Gmbh Teilchenoptischer Apparat und seine Verwendung als elektronenmikroskopisches System
US20050189844A1 (en) * 2003-09-05 2005-09-01 Du Hung T. Field assemblies having pole pieces with dovetail features for attaching to a back iron piece(s) and methods of making same
JP4316394B2 (ja) * 2004-01-21 2009-08-19 株式会社東芝 荷電ビーム装置
US7506280B2 (en) * 2004-11-12 2009-03-17 Tabtronics, Inc. Magnetic winding and method of making same
US7893406B1 (en) * 2005-06-29 2011-02-22 Hermes-Microvision, Inc. Electron gun with magnetic immersion double condenser lenses
US7525230B1 (en) * 2005-10-20 2009-04-28 Revolution Electric Motor Company Air core motor-generator
EP2051278B1 (en) * 2007-10-17 2011-09-07 ICT Integrated Circuit Testing Gesellschaft für Halbleiterprüftechnik mbH Energy filter for cold field emission electron beam apparatus
CN101483361B (zh) * 2008-01-11 2011-12-07 德昌电机(深圳)有限公司 无槽电机定子绕组结构及其绕线方法及具有上述绕组结构的定子结构
JPWO2009098788A1 (ja) * 2008-02-07 2011-05-26 電気化学工業株式会社 電子源の製造方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3702450A (en) * 1971-05-11 1972-11-07 Atomic Energy Commission Printed circuit steering coils
US20040084621A1 (en) * 2002-08-13 2004-05-06 Leo Elektronenmikroskopie Gmbh Beam guiding arrangement, imaging method, electron microscopy system and electron lithography system
US20070158588A1 (en) * 2005-09-05 2007-07-12 Fang Zhou Charged particle beam emitting device and method for operating a charged particle beam emitting device
US20070085018A1 (en) * 2005-09-06 2007-04-19 Fang Zhou Device and method for selecting an emission area of an emission pattern
TW200809904A (en) * 2006-03-27 2008-02-16 Varian Semiconductor Equipment Ion implanter with variable scan frequency
US7786450B2 (en) * 2007-09-25 2010-08-31 Ceos Corrected Electron Optical Systems Gmbh Multipole coils
TW201201241A (en) * 2010-04-28 2012-01-01 Axcelis Tech Inc Magnetic scanning system with improved efficiency

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