TWI637422B - 用於電子束偵測之裝置及具有電子束偵測之電光系統 - Google Patents

用於電子束偵測之裝置及具有電子束偵測之電光系統 Download PDF

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TWI637422B
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Abstract

本發明揭示電子束偵測裝置，其包含第一孔隙元件，該第一孔隙元件包含第一組孔隙。該裝置包含第二孔隙元件，該第二孔隙元件包含第二組孔隙。第二組孔隙配置成與該第一複數個孔隙之圖案對應之一圖案。偵測裝置包含一電光轉換元件，其經組態以接收透過該第一孔隙元件及該第二孔隙元件傳輸之電子束之電子。電光轉換元件經組態以回應於所接收之電子而產生光子。偵測裝置包含一光學總成，該光學總成包含一或多個光學元件。偵測裝置包含一偵測器總成。光學總成之該等光學元件經組態以將由該電光轉換系統所產生之光子引導至該偵測器總成。

Description

用於電子束偵測之裝置及具有電子束偵測之電光系統 [相關申請案之交叉參考]
本申請案根據35 U.S.C.§ 119(e)之規定主張2014年4月15日申請之以Shinichi Kojima、Hamada Wahba、Michael Gluszczak及Joseph DiRegolo為發明者之標題為「ELECTRON BEAM DETECTION METHOD APPLICABLE TO ELECTRON BEAM LITHOGRAPHY AND INSPECTION SYSTEMS」之美國臨時申請案第61/979,774號之權利，該案之全文以引用的方式併入本文中。
本發明大體上係關於電子束偵測，且更特定言之，本發明係關於接近於一樣品載台而定位之一電子束偵測裝置。
對具有不斷減小器件特徵之積體電路之需求繼續增加。因此，對用於積體電路製造之改良之電子束儀器之需求繼續增長。用於器件製造之電子束儀器可包含諸如一電子束微影工具或一電子束檢測或檢視工具之儀器。電子束儀器通常利用束偵測器件來量測給定電子束之位置或其他特性。歸因於當前利用系統之各種機械約束，限制通常實施之電子束偵測方法。因此，提供一種改良之裝置、系統及/或方法來糾正缺陷(諸如上述該等缺陷)將為有利的。
根據本發明之另一闡釋性實施例，揭示一種用於電子束偵測之 裝置。在一闡釋性實施例中，裝置包含一第一孔隙元件，該第一孔隙元件包含第一複數個孔隙。在另一闡釋性實施例中，裝置包含一第二孔隙元件，該第二孔隙元件包含第二複數個孔隙。在另一闡釋性實施例中，該第二複數個孔隙配置成與該第一複數個孔隙之圖案對應之一圖案。在另一闡釋性實施例中，裝置包含一閃爍器元件，其經組態以接收透過該第一孔隙元件及該第二孔隙元件傳輸之經圖案化電子束之電子。在另一闡釋性實施例中，該閃爍器元件經組態以回應於所接收之電子而產生光。在另一闡釋性實施例中，裝置包含一光導總成。在另一闡釋性實施例中，裝置包含一光偵測器，其經組態以量測來自該閃爍器元件之一光信號。在另一闡釋性實施例中，該光導總成經組態以將由該閃爍器元件產生之光引導至該光偵測器。
根據本發明之另一闡釋性實施例，揭示一種用於電子束偵測之裝置。在一闡釋性實施例中，裝置包含一散射元件，該散射元件包含經組態以散射該電子束之電子之複數個柱結構。在另一闡釋性實施例中，裝置包含一閃爍器元件，其經組態以接收自該散射元件之該複數個柱結構散射之電子。在另一闡釋性實施例中，該閃爍器元件經組態以回應於所接收之經散射電子而產生光。在另一闡釋性實施例中，裝置包含一光導總成。在另一闡釋性實施例中，裝置包含一光偵測器，其經組態以量測來自該閃爍器元件之一光信號，其中該光導總成經組態以將由該閃爍器元件產生之光引導至該光偵測器。
應理解，前述一般描述及以下詳細描述兩者皆為例示性且僅具闡釋性且非必然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一般描述用以闡釋本發明之原理。
100‧‧‧電光系統/系統
101‧‧‧電子束(e-束)偵測總成
101a‧‧‧e-束偵測總成
101b‧‧‧e-束偵測總成
101c‧‧‧e-束偵測總成
102‧‧‧電光子系統/電子束
102a‧‧‧電光子系統
102b‧‧‧電光子系統
102c‧‧‧電光子系統
103‧‧‧光導總成
104‧‧‧電子束/e-束/束
105‧‧‧準直器
106‧‧‧第一孔隙元件
107‧‧‧第二孔隙元件
108‧‧‧閃爍器總成
110‧‧‧光信號
112‧‧‧光偵測器
114‧‧‧控制器
115‧‧‧短衝程線性載台
116‧‧‧載台總成/樣品載台
117‧‧‧孔隙/孔隙孔/機械載台
117a‧‧‧孔隙
117b‧‧‧孔隙
117c‧‧‧孔隙
117d‧‧‧孔隙
117e‧‧‧孔隙
119‧‧‧模板
120‧‧‧光學接收器總成
121‧‧‧膜
123‧‧‧金屬光柵結構
124‧‧‧光導元件
125‧‧‧收集元件
126‧‧‧壁
127‧‧‧光導管
128‧‧‧窗
129‧‧‧入口部分
130‧‧‧支撐結構
131‧‧‧出口部分
133‧‧‧真空室
135‧‧‧鏡/入口部分
137‧‧‧出口部分
142a‧‧‧光導元件
142b‧‧‧光導元件
142c‧‧‧光導元件
142d‧‧‧光導元件
142e‧‧‧光導元件
144a‧‧‧偵測通道
144b‧‧‧偵測通道
144c‧‧‧偵測通道
144d‧‧‧偵測通道
144e‧‧‧偵測通道
152‧‧‧準直透鏡
154‧‧‧鏡
156‧‧‧聚焦透鏡
158‧‧‧鏡
160‧‧‧曲面鏡
162‧‧‧曲面鏡
170‧‧‧透鏡陣列
200‧‧‧柱結構
201‧‧‧e-束偵測總成
201a‧‧‧e-束偵測總成
201b‧‧‧e-束偵測總成
201c‧‧‧e-束偵測總成
202‧‧‧法拉第杯
203‧‧‧柱/桿結構/柱
204‧‧‧透鏡
205‧‧‧基板
206‧‧‧電流計
300‧‧‧系統
310‧‧‧系統
熟習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係根據本發明之一實施例之一電子束偵測總成之一示意圖。
圖1B係根據本發明之一實施例之一膜式孔隙元件之一示意圖。
圖1C係根據本發明之一實施例之一光柵式孔隙元件之一示意圖。
圖1D係根據本發明之一實施例之一電子束偵測總成之一示意圖。
圖1E係根據本發明之一實施例之一電子束偵測總成之一示意圖。
圖1F係根據本發明之一實施例之一電子束偵測總成之一示意圖。
圖1G係根據本發明之一實施例之一電子束偵測總成之一示意圖。
圖1H係根據本發明之一實施例之一電子束偵測總成之一示意圖。
圖1I係根據本發明之一實施例之一電子束偵測總成之一示意圖。
圖1J係根據本發明之一實施例之一電子束偵測總成之一示意圖。
圖1K係根據本發明之一實施例之一電子束偵測總成之一示意圖。
圖2係根據本發明之一實施例之一電子束偵測總成之一示意圖。
圖3A-3B係根據本發明之一實施例之裝備有多個電子束偵測總成之系統之方塊圖。
現將詳細參考繪示於附圖中之所揭示標的。
大體上參考圖1A至圖2，根據本發明之一或多項實施例描述裝備 有一電子束偵測總成101之一系統100。一電子束之偵測係描述於2014年4月8日頒予給Kojima等人之標題為「Apparatus and Methods for Electron Beam Detection」之美國專利第8,692,204號中，該案之全文以引用的方式併入本文中。
圖1A至圖1C繪示根據本發明之一或多項實施例之裝備有一電子束(e-束)偵測總成101之一系統100。應注意，電光系統100可用於此項技術中已知之任何電光應用。例如，系統100可包含用於產生一或多個電子束102及實施一或多個基於電子束之應用之一電光子系統102。例如，電光子系統102可經組態為(但不限於)一e-束微影工具。舉另一實例，電光子系統102可經組態為(但不限於)一e-束檢測或檢視工具。
在一實施例中，電子束偵測總成101包含一第一孔隙元件106、一第二孔隙元件107、一閃爍器總成108、一光導總成103及一光偵測器112。在一實施例中，隨著一載台總成116相對於由電光子系統102發射之電子束104掃描偵測總成101，e-束104可通過第一孔隙元件106及第二孔隙元件107之一或多個孔隙孔。繼而，此引起閃爍器元件108中之一激發，導致產生一光信號110。接著，經由光導總成103自閃爍器元件108傳輸光110至光偵測器112，導致一偵測事件。基於此偵測事件，與光偵測器112通信之一控制器114可判定與電光子系統102相關聯之束104之位置。繼而，控制器114可提供一或多個調整指令給電光子系統102之一或多個組件。在一實施例中，偵測總成101之控制器114包含經組態以執行儲存於一記憶體媒體(未展示)中之程式指令之一或多個處理器(未展示)。在此方面，控制器114之一或多個處理器可實施本發明之各種程序步驟之任一者。本揭示內容之剩餘部分將描述電光系統100之各種實施例。
在一實施例中，由樣品載台116固定一樣品(未展示)。例如，該樣品可包含(但不限於)一半導體基板(例如，半導體晶圓)。
電光子系統102適於依此項技術中已知之任何方式來產生一或多個電子束104。在一實施例中，電光子系統102經組態以形成一經圖案化e-束。例如，可產生經圖案化e束以便在一樣品之一表面上形成線或點。在此方面，經圖案化e-束其本身可包含配置成線或點(或任何其他幾何組態)之多個電子束。本文中應注意，經圖案化e-束不限於線或點，其等僅為繪示之目的而提供。於2014年4月8日頒予給Kojima等人之美國專利第8,692,204號中，該案之全文以引用的方式併入本文中描述一經圖案化電子束之形成。
在一實施例中，e-束偵測總成101可用於在使用用於微影及/或檢測程序之系統100期間量測e-束104之一或多個特性。例如，偵測總成101可用於(但並非必須)在微影及/或檢測程序期間及/或之間量測束104之一位置。
在一實施例中，e-束偵測總成101包含一第一孔隙元件106，該第一孔隙元件106包含第一組孔隙(例如，圖1B或圖1C中之孔隙117)。在一實施例中，第一孔隙元件106之第一組孔隙117配置成一選定圖案。本文中應注意，第一孔隙元件106之實施方案可用於維持或改良e-束在第一孔隙元件106之平面處之對比度。在另一實施例中，在一經圖案化e-束之背景內容中，第一組孔隙可配置成與經圖案化電子束之圖案(或標稱圖案)對應之一圖案。具有與一e-束之圖案對應之一組孔隙之一孔隙元件之組態係描述於2014年4月8日頒予給Kojima等人之美國專利第8,692,204號中，該案之全文以引用的方式併入本文中。
在另一實施例中，e-束偵測總成101包含一第二孔隙元件107。在另一實施例中，第二孔隙元件亦包含一組孔隙。本文中應注意，第二孔隙元件107之實施方案可用於增強e-束在第二孔隙元件107之平面處之對比度。例如，第二孔隙元件107之孔隙可經配置以匹配第一孔隙元件106之孔隙之圖案化配置。在此方面，第二孔隙元件107之孔隙對 應於第一孔隙元件106之孔隙。在另一實施例中，在一經圖案化e-束之背景內容中，第一孔隙元件106之孔隙及第二孔隙元件107之孔隙兩者對應於該經圖案化電子束之圖案配置(或標稱圖案化配置)。
應注意，本發明不限於如上文所述及圖1A中所描繪之兩個孔隙元件，其等僅為繪示之目的而提供。本文中應認知，可用一單個孔隙元件(第一孔隙元件106或第二孔隙元件107)來操作系統100。此外，系統100可利用除第一孔隙元件106及第二孔隙元件107之外之額外孔隙元件來進一步改良e-束對比度。
在一實施例中，如圖1B中所展示，第一孔隙元件106包含一組基於膜之孔隙孔117。在一實施例中，第一孔隙元件包含一模板119，其中用於支撐圖案中之模板119之一膜121形成模板119之區域。在此方面，模板119包含橫跨膜121之至少一部分形成之一組模板孔隙117或模板孔。在一實施例中，膜121係由具有高導熱性之一材料形成。在一實施例中，膜121係由矽或一基於矽之材料(例如，SiN)形成。應注意，膜121可由此項技術中已知之任何合適低Z材料形成。在另一實施例中，膜121係由一重金屬形成，諸如(但不限於)鉻或鎢。膜121之厚度可取決於用於膜121之材料及模板之結構，使得膜121足夠厚以對用於e-束圖案化之模板特徵部提供適當支撐。此外，膜121應為足夠薄，使得其對電子束104透明或至少半透明。例如，膜121可具有1至5微米之一厚度。
在另一實施例中，模板119係由一高Z材料形成。例如，模板119可由鉬或鉑形成。模板119之厚度可取決於用於模板之材料及電子束104之能量且應具有提供電子束104之足夠散射之一厚度。例如，模板119可具有近似1至10微米之一厚度。
在另一實施例中，如圖1C中所展示，第一孔隙元件106包含一金屬光柵結構123。在此方面，金屬光柵結構123包含一組孔隙117。金 屬光柵結構123可由此項技術中已知之任何合適材料形成。例如，金屬光柵結構123可由(但不限於)鎢、鉬或鉑形成。
應進一步注意，可依上述適用於第一孔隙元件106之任何方式來形成第二孔隙元件107。例如，第二孔隙元件107可包含一模板/膜總成，如圖1B中所描繪。舉另一實例，第二孔隙元件107可包含一金屬光柵結構，如圖1C中所描繪。
適於e-束偵測之孔隙總成結構係描述於2014年4月8日頒予給Kojima等人之美國專利第8,692,204號中，該案之全文以引用的方式併入本文中。
再次參考圖1A，在一實施例中，閃爍器元件108經組態以接收透過第一孔隙元件106及第二孔隙元件107發射之電子束104之電子且產生光信號110。例如，閃爍器元件108可包含一閃爍材料層。閃爍器元件108可包含此項技術中已知之任何閃爍材料。例如，閃爍器元件108可包含(但不限於)一釔鋁石榴石(YAG)單晶板。閃爍器元件108將照射於閃爍器元件108上之經圖案化電子束104之電子轉換成光子，形成光信號110。本文中應注意，經由閃爍器元件108將經圖案化電子束104轉換至一光信號110係用來減輕與系統100之其他部分(例如，磁載台)相關聯之磁場及電場之影響。
在一實施例中，光偵測器112經組態以偵測由閃爍器元件108發射之光信號110之至少一部分。在一實施例中，光偵測器112係一位置敏感光偵測器。如本文中先前所述，在透過第一孔隙元件106及第二孔隙元件107之一孔隙傳輸一單束之情況中，當相對於e-束104掃描偵測總成101時，可藉由使光信號110與e-束偵測總成101(具體言之孔隙元件106、107)之位置相互關聯來判定束104之位置。在另一實施例中，於一經圖案化束之背景內容中，光偵測器112可經組態以用於位置偵測。在一經圖案化束之情況中，孔隙元件106、107及經圖案化束之間 距之組合可導致形成於光偵測器處之一波紋圖案，其可用於判定該經圖案化束之對準。一經圖案化束之對準之判定係描述於2014年4月8日頒予給Kojima等人之美國專利第8,692,204號中，該案之全文以引用的方式併入本文中。
在一實施例中，光偵測器112可包含此項技術中已知之位置敏感之任何合適光偵測器。例如，光偵測器可包含(但不限於)一光電倍增管(PMT)。舉另一實例，光偵測器可包含(但不限於)一多通道PMT。舉另一實例，光偵測器可包含(但不限於)一二極體感測器(例如，矽二極體感測器)。舉另一實例，光偵測器可包含(但不限於)一分段式二極體感測器(例如，分段式矽二極體感測器)。舉另一實例，光偵測器可包含(但不限於)多個二極體感測器。舉另一實例，光偵測器可包含(但不限於)一電荷耦合器件(CCD)。
在一實施例中，e-束偵測總成101包含一光導總成103。在一實施例中，光導總成103經組態以將由閃爍器元件108產生之光引導至光偵測器總成112。在一實施例中，光導總成103佈置於樣品載台116上且經配置以將來自閃爍器元件108之光引導至光偵測器112。在另一實施例中，光導總成103經組態以經由自由空間耦合將光110傳輸至光偵測器112。在此方面，在離開光導總成103之輸出部分之後，來自閃爍器元件108之光110橫穿自由空間且照射於光偵測器112上。
在本揭示內容之整個剩餘部分中，描述光導總成103之各種形式。
在一實施例中，電子束偵測總成101可提供電光子系統102之回饋及/或校準控制。在一實施例中，電子束偵測總成101包含一控制器114。在另一實施例中，控制器114以通信方式耦合至光偵測器112且經組態以自光偵測器112接收一或多個量測。在另一實施例中，控制器114亦耦合至電光子系統102(例如，電子源、電光器件及其類似物) 之一或多個部分。在此方面，回應於來自光偵測器112之一或多個量測(例如，束位置量測)，控制器114可調整電光子系統102之一或多個組件之一狀況。
本文中應注意，電光子系統102可包含電光工具技術中已知之組件之任何組。如本文中先前所述，電光子系統102可經組態為一e-束微影工具(諸如一反射e-束微影工具)。另外，電光子系統102可經組態為一e-束檢測或檢視工具。例如，電光子系統102可包含(但不限於)一電子源(例如，電子槍)、一圖案產生器(例如，DPG、孔隙板及其類似物)、照明光學器件、投影光學器件、束操縱光學器件及其類似物。在此方面，控制器114可回應於來自光偵測器102之一所要臨限值之外之一或多個量測而提供調整指令給電光子系統102之任一組件。例如，回應於藉由光偵測器112對電光子系統102之一或多個束104之一位置量測，控制器114可調整電光子系統102之一或多個組件。例如，控制器114可調整電光子系統102之一或多個束操縱線圈以調整束104之位置(或在一經圖案化束之情況中，調整束之部分之位置)。
在另一實施例中，電子束偵測總成101可提供電光子系統102之回饋及/或校準控制，以調整此項技術中已知之電光子系統102之任何操作條件。例如，控制器114可提供調整指令給電光子系統102之一或多個組件，以調整由電光子系統102產生之e-束104之焦點、像散、縮放、旋轉、偏斜及中央位置。舉另一實例，控制器114可提供調整指令給電光子系統102之一或多個組件，以調整由電光子系統102產生之e-束104之投影場。
在另一實施例中，由圖案化電子束偵測總成101所提供之校準及/或回饋可即時或近即時地提供給電光子系統102之一或多個組件。
在一實施例中，樣品載台116包含適用於一電光系統之背景內容 之任何樣品載台。在一實施例中，樣品載台包含堆疊之子載台組。例如，樣品載台116可包含(但不限於)一短衝程線性載台115及一機械載台117。在另一實施例中，短衝程線性載台115可懸浮(例如，機械懸浮)於機械載台117上方。在此方面，短衝程線性載台115可經組態以浮動於機械載台117上方且線性平移於機械載台117上方。在另一實施例中，樣品載台116連同電光子系統102及e-束偵測總成101可裝納於一真空室中(例如，參閱圖1F)。
現參考圖1D，在一實施例中，光導總成103包含一光導元件124。在一實施例中，光導元件124佈置於樣品載台116上且經配置以將來自閃爍器元件108之光引導至光偵測器112。例如，光導元件124可包含此項技術中已知之任何光導元件。例如，光導元件124可包含(但不限於)一光導管、一或多個光纖及其類似物。光導元件124可由此項技術中已知之適於引導光之任何材料形成。例如，光導元件124可由一有機材料或一無機材料形成。
在一實施例中，光導元件124包含一收集元件125，收集元件125經組態以收集由閃爍器元件108發射之光110且引導該光朝向光偵測器112。在另一實施例中，光導元件124包含一準直器105。例如，準直器105可使來自閃爍器元件108之光110在其離開光導總成103之光導時準直。
在另一實施例中，光導元件124經組態以經由自由空間耦合將光110傳輸至光偵測器112。在此方面，在光110離開光導總成124之輸出部分之後，光110自閃爍器元件108橫穿自由空間且照射於光偵測器112上。
在另一實施例中，光導元件124包含一反射外部塗層(未展示)。該反射外部塗層用於藉由減少沿著光導元件124之洩漏來改良光自光 導元件124之輸入至光導元件124之輸出之傳輸效率。在另一實施例中，該光偵測器112位於該樣品之一邊緣部。
圖1E繪示適合用作根據本發明之另一實施例之經圖案化e-束偵測總成103之光導總成103之一光導管127。在一實施例中，光導管127經組態以自閃爍器元件108收集光。在一實施例中，光導管127具有一平坦光學入口部分129。在另一實施例中，光導管127具有一非平坦光學入口部分(未展示)。在一實施例中，光導管127具有一平坦光學出口部分131。在另一實施例中，光導管127具有一非平坦光學出口部分(未展示)。
在一實施例中，光導管127之入口部分129可經定位以至少接近於閃爍器元件108。例如，如圖1E中所展示，光導管127之入口部分可(但並非必須)直接耦合至閃爍器元件108。例如，一閃爍材料可直接形成於光導管127之入口部分129之表面上。舉另一實例，圖1E中未展示，光導管127之入口部分可(但並非必須)經定位以與閃爍器元件108相距一些距離，使得來自閃爍器元件108之光在進入光導管127之入口部分之前橫穿自由空間。
在另一實施例中，光導管127之出口部分131可經定位以至少接近於光偵測器112。例如，儘管圖中未展示，光導管127之出口部分131可(但並非必須)直接耦合至光偵測器112。舉另一實例，如圖1E中所展示，光導管127之入口部分131可(但並非必須)經定位以與光偵測器112相距一些距離，使得來自閃爍器元件108之光110在離開光導管127之後且在照射於光偵測器112上之前橫穿自由空間。
本文中應注意，光導管127可採用任何形式且不限於圖1E中所描繪之組態，其僅為繪示之目的而提供。因而，光導管可採用任何形狀，容許光導管127如所要般自閃爍器元件108輸送光110至光偵測器112。本文中應注意，本發明之光導元件124不限於光導管127，其經 提供為一繪示性實例。例如，除一光導管127之外，光導元件124可包含用於將來自閃爍器元件108之光耦合至光偵測器102之一光纖或光纖束。
在另一實施例中，偵測總成101可包含用於將偵測總成101之組件固定於樣品載台116處或固定於樣品載台116上方之一支撐結構130。在另一實施例中，由光導總成103所定義之一路徑之至少一部分係平行於一樣品之一表面。
圖1F繪示根據本發明之一或多項實施例，在其中光偵測器112定位於真空室133之外之情況中用於將光110自光導總成103之輸出傳輸至光偵測器112之一光學接收器總成120。在一實施例中，光學接收器總成120佈置於真空室133之壁上且光學橫穿真空室133之壁126。
在一實施例中，光學接收器總成120包含用於自光導元件124之一出口部分接收光110且引導該光穿過窗128且至光偵測器112之一或多個光學組件(例如，鏡、棱鏡、光導及等等)。例如，如圖1F中所展示，光學接收器總成120具有一潛望鏡組態，藉此一對鏡135(或棱鏡)將來自接收器總成120之入口之光110引導至光偵測器112。本文中應注意，不限於圖1F中所描繪之光學接收器總成120之潛望鏡組態且其僅為繪示之目的而提供。本文中應認知，可依適於將來自接收器總成120之入口之光110引導至光偵測器112之任何形式來建構光學接收器總成120。
在另一實施例中，光學接收器總成120可包含一或多個材料塗層。在一實施例中，光學接收器總成120之入口部分135及/或出口部分137可塗佈有一或多個塗層。例如，如圖1F中所展示，光學接收器總成120之入口面可(但並非必須)塗佈有一抗反射(AR)塗層。在另一實施例中，光學接收器總成120之出口部分137或室133之窗128可配裝有一濾光器(例如，旁通濾光器)。
儘管結合光導元件124來描繪光學接收器總成120，但本文中應 注意，可在本文中所揭示之任何光導總成103組態之背景內容內實施光學接收器總成120。在此方面，光學接收器總成120可用於在圖1A至圖3中所描繪之實施例中之任意光導總成103中將來自真空室133內之光傳輸至一光偵測112之外。
現參考圖1G，在一實施例中，光導總成103包含多個光導元件142a至142e。在一實施例中，光導元件142a至142e佈置於樣品載台116(圖1G中未展示)上且經配置以將來自閃爍器元件108之光引導至光偵測器112(或(若干)光偵測器)。
在一實施例中，光導元件142a至142e之各者可個別地光學耦合至第二孔隙元件107之一單個孔隙。在此方面，透過一專用光導元件144a至144e將來自孔隙元件107之各孔隙117a至117e之光引導至偵測器112。在另一實施例中，光偵測器112可包含多個偵測通道144a至144e。在此一組態中，專用光導元件142a至142e及專用偵測通道144a至144e之組合容許偵測器112在一逐孔隙的基礎上偵測來自閃爍器元件108之光。當相對於電光子系統102之束104掃描e-束偵測器總成101時，可藉由啟動偵測器之通道144a至144e之一者來判定該e-束之位置。
此處應注意，光導元件142a至142e可包含此項技術中已知之任何光導元件。例如，光導元件142a至142e之一或多者可包含(但不限於)一光纖。例如，光導元件142a至142e可包含一光纖束，其中各光纖(或光纖群組)用於將一單個孔隙(例如，117a、117b、117c、117d或117e)耦合至光偵測器112之一單個通道(例如，144a、144b、144c、144d或144e)。
舉另一實例，光導元件142a至142e之一或多者可包含(但不限於)一光導管。例如，光導元件142a至142e可包含一組光導管，其中各光導管用於將一單個孔隙(例如，117a、117b、117c、117d或117e)耦合 至光偵測器112之一單個通道(例如，144a、144b、144c、144d或144e)。
在另一實施例中，除一多通道光偵測器之外，本文中應認知，可利用多個個別光偵測器112(未展示)來完成一類似組態。本文中應注意，儘管圖1G之組態經描繪為通過樣品載台116，但此組態不應被視為對本發明之一限制。本文中應認知，可利用一支撐結構(例如，類似於圖1H中之支撐結構130)來完成一等效組態。
現參考圖1H至圖1I，在一實施例中，光導總成103包含用於將來自閃爍器110之光110引導及聚焦至光偵測器112上之一或多個鏡及/或一或多個透鏡。在一實施例中，光導總成103包含一準直透鏡152，其經組態以自閃爍器元件108接收光110且接著使光110準直。在另一實施例中，光導總成103包含用於朝向光偵測器112(圖1H中未展示)引導經準直之束之一鏡154。在另一實施例中，光導總成103包含用於將經準直之光束聚焦至光偵測器112上之一聚焦透鏡156。在另一實施例中，如圖1I中所展示，光導總成103包含用於將來自聚焦透鏡156之經聚焦束引導至光偵測器112之一額外鏡158。在一實施例中，光導總成103之鏡154及/或鏡158係平面鏡。
現參考圖1J，在一實施例中，光導總成103包含用於將來自閃爍器之光110引導及聚焦至光偵測器112上之一或多個曲面鏡160、162。例如，第一曲面鏡160可收集來自閃爍器元件108之光且使該光準直。接著，曲面鏡160可將該光引導至一第二曲面鏡162。接著，第二曲面鏡162可將光110反射及聚焦至光偵測器112上。曲面鏡160、162可採用此項技術中已知之任何形狀。例如，曲面鏡160及/或曲面鏡162可具有(但並非必須具有)以下形狀之一者：球形、拋物線或非球形。本文中應注意，不限於此組態且此組態僅為繪示之目的而提供。例如，可用一聚焦鏡代替此實施例之第二鏡162，該聚焦鏡可用於將來自第 一鏡之光聚焦至光偵測器112上。
在另一實施例中，如圖1K中所展示，光導總成103可包含一透鏡陣列170。例如，可結合第一曲面鏡160使用透鏡陣列170以收集來自閃爍器元件108之光且使該光110準直。
圖2繪示根據本發明之一或多項實施例之系統100之一e-束偵測總成201。如圖2中所展示，e-束偵測總成201包含一散射元件207。在一實施例中，散射元件207包含嵌入於一基板205中之一組柱或桿結構203。選定柱結構200，使得其等易於散射電子。在一實施例中，柱結構203之大小係亞微米。例如，柱結構203可由一金屬(諸如一重金屬)形成。在另一實施例中，柱結構203經形成為適於傳輸電子之低密度材料205之一體積。在一實施例中，隨著橫跨束104掃描e-束偵測總成201使得束104照射於柱203之一者，柱203散射電子。在另一實施例中，接著，閃爍器元件108接收經散射之電子且作為回應而產生一光信號110，如圖2中所描繪。接著，此光信號可經由光導總成103被引導至光偵測器112(圖2中未展示)。例如，如圖2中所展示，光導總成103可包含用於收集光110且引導該光至光導總成103之下游光學組件之一透鏡204。本文中應注意，光導總成103之各種組件及e-束偵測總成101(而非孔隙元件106、107)應被解釋為擴展至圖2中所描繪之實施例。
在另一實施例中，電子偵測總成201包含一法拉第杯202。在一實施例中，該法拉第杯經配置以便收集由柱203之一或多者散射之電子之一部分。例如，法拉第杯202可與通過閃爍器元件108之孔之一通路對準。在另一實施例中，電子偵測總成201包含電耦合至法拉第杯202之一電流計206。在另一實施例中，電流計206耦合至控制器114(或另一控制器)。在一實施例中，接著，控制器114可基於來自法拉第杯202之量測電流而判定或估計由法拉第杯所收集之電子之數目。在此方面，偵測總成201可同時量測在光偵測器112處之光信號110及 法拉第杯202中之電子捕獲事件。接著，此資訊可用於使用本文中先前所描述之程序來判定束104之一位置或對準。
圖3A至圖3B繪示包含根據本發明之一或多項實施例之多個e-束偵測總成之系統300及310。在一實施例中，如圖3A中所展示，系統300包含多個e-束偵測總成101a至101c。例如，偵測總成101a至101c之各者可由如本文中先前所描述之e-束偵測總成101之一實施例組成。在另一實施例中，如圖3B中所展示，系統310包含多個e-束偵測總成201a至201c。例如，偵測總成201a至201c之各者可由如本文中先前所描述之e-束偵測總成201之一實施例組成。本文中應注意，多個e-束偵測總成101a至101c及/或201a至201c之組可平行佈置於樣品載台116上或樣品載台116附近。此組態容許量測及/或校準多個電光子系統102a至102c。
在另一實施例中，e-束偵測總成101a至101c及/或201a至201c可形成模組。在一實施例中，e-束偵測總成101a至101c及/或201a至201c可選擇性地安裝於樣品載台116上(或自樣品載台116移除)。此一組態容許系統300及/或310經組態以使e-束偵測總成之數目與電光子系統102a至102c之數目匹配。
本文所描述之標的有時繪示不同其他組件內所含之或與不同其他組件連接之不同組件。應理解，此等所描繪之架構僅為例示性，及事實上，可實施達成相同功能性之許多其他架構。就一概念意義而言，達成相同功能性之組件之任意配置為有效「相關聯」使得達成所要功能性。因此，在本文經組合以達成一特定功能性之任意兩個組件可被視為彼此「相關聯」使得達成所要功能性，無關於架構或中間組件。同樣地，如此相關聯之任何兩個組件可被視為彼此「連接」或「耦合」以達成所要功能性，且能夠如此相關聯之任何兩個組件亦可被視為「可耦合」至彼此以達成所要功能性。可耦合之具體實例包含 (但不限於)可實體嵌合(mateable)及/或實體互動組件及/或可無線互動及/或無線互動組件及/或邏輯互動及/或可邏輯互動組件。
據信將藉由前面描述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材料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，且以下申請專利範圍之意圖係囊括及包含此等改變。此外，將理解，本發明由隨附專利申請範圍定義。

Claims (39)

  1. 一種用於電子束偵測之裝置，其包括：一第一孔隙元件，其包含第一複數個孔隙；一第二孔隙元件，其包含第二複數個孔隙，該第二複數個孔隙配置成與該第一複數個孔隙之圖案對應之一圖案；一閃爍器元件，其經組態以接收透過該第一孔隙元件及該第二孔隙元件傳輸之經圖案化電子束之電子，其中該閃爍器元件經組態以回應於所接收之電子而產生光；一光導總成；及一光偵測器，其經組態以量測來自該閃爍器元件之一光信號，其中該光導總成經組態以將由該閃爍器元件產生之光引導至該光偵測器，藉由該光導總成所定義之一路徑之至少一部分係平行於一樣品之一表面，其中該光偵測器位於該樣品之一邊緣部分。
  2. 如請求項1之裝置，其進一步包括：一控制器，其經組態以基於由該光偵測器所量測之該光信號而判定該電子束之一位置。
  3. 如請求項1之裝置，其中該光導總成包括：一光導元件，其經組態以將由該閃爍器元件產生之光引導至該光偵測器。
  4. 如請求項3之裝置，其進一步包括：一準直器，其配置於該光導之一輸出部分處且經組態以使引導至該光導之該輸出部分之光準直。
  5. 如請求項4之裝置，其中該光導元件經組態以經由自由空間耦台而自該光導之該輸出傳輸光至該光偵測器。
  6. 如請求項1之裝置，其中該光導總成包括：複數個光導元件，其中各光導元件光學地耦合至該第二複數個孔隙之一孔隙。
  7. 如請求項6之裝置，其中各光導元件經組態以將來自該第二複數個孔隙之一孔隙之光引導至該光偵測器之複數個通道之一者。
  8. 如請求項1之裝置，其中該光導總成包括：一第一平面鏡；及一第二平面鏡，其中該第一平面鏡及該第二平面鏡經配置以將來自該閃爍器元件之蓋光引導至該光偵測器。
  9. 如請求項8之裝置，其進一步包括：一或多個透鏡元件。
  10. 如請求項1之裝置，其中該光導總成包括：一第一曲面鏡；及一第二曲面鏡，其中該第一曲面鏡及該第二曲面鏡經配置以將光自該閃爍器元件引導至該光偵測器。
  11. 如請求項1之裝置，其中該光導總成佈置於一樣品載台上。
  12. 如請求項11之裝置，其中該光偵測器經定位而接近於該樣品載台之一外側邊緣部分。
  13. 如請求項11之裝置，其中該樣品載台佈置於一真空室內。
  14. 如請求項13之裝置，其進一步包括：一光學接收器總成，其經組態以自該光導總成接收光且透過該真空室之一窗將該光傳輸至該光偵測器，其中該光偵測器定位於該真空室外側。
  15. 如請求項1之裝置，其中該電子束係一經圖案化電子束。
  16. 如請求項1之裝置，其中該光偵測器包括：一光電倍增管。
  17. 如請求項1之裝置，其中該光偵測器包括：一多通道光電倍增管。
  18. 如請求項1之裝置，其中該光偵測器包括：一光電倍增管陣列。
  19. 如請求項1之裝置，其中該光偵測器包括：一二極體感測器。
  20. 如請求項1之裝置，其中該光偵測器包括：一分段二極體感測器。
  21. 如請求項1之裝置，其中該光偵測器包括：一電荷耦合器件偵測器。
  22. 一種用於電子束偵測之裝置，其包括：一散射元件，其包含經組態以散射該電子束之電子之複數個柱結構；一閃爍器元件，其經組態以接收自該散射元件之該複數個柱結構散射之電子，其中該閃爍器元件經組態以回應於所接收之經散射電子而產生光；一光導總成；及一光偵測器，其經組態以量測來自該閃爍器元件之一光信號，其中該光導總成經組態以將由該閃爍器元件產生之光引導至該光偵測器，藉由該光導總成所定義之一路徑之至少一部分係平行於一樣品之一表面，其中該光偵測器位於該樣品之一邊緣部分。
  23. 如請求項22之裝置，其進一步包括：一控制器，其經組態以基於由該光偵測器所量測之該光信號而判定該電子束之一位置。
  24. 如請求項22之裝置，其中該複數個柱結構嵌入於一基板中。
  25. 如請求項22之裝置，其中該等柱結構之至少一些係由金屬形成。
  26. 如請求項22之裝置，其進一步包括：一法拉第杯，其經組態以收集自該複數個柱結構散射之電子；及一電流計，其電耦合至該法拉第杯且經組態以基於來自該法拉第杯之經量測電流而判定由該法拉第杯所收集之電子之數目。
  27. 如請求項22之裝置，其中該電子束係一經圖案化電子束。
  28. 一種具有經圖案化電子束偵測之電光系統，其包括：一電光子系統，其經組態以產生一電子束；一樣品載台，其經組態以固定一樣品；及一電子束偵測總成，其佈置於該樣品載台上，該電子束偵測總成包括：一第一孔隙元件，其包含第一複數個孔隙；一第二孔隙元件，其包含第二複數個孔隙，該第二複數個孔隙配置成與該第一複數個孔隙之圖案對應之一圖案；一閃爍器元件，其經組態以接收透過該第一孔隙元件及該第二孔隙元件傳輸之電子束之電子，其中該閃爍器元件經組態以回應於所接收之電子而產生光；一光導總成；及一光偵測器，其經組態以量測來自該閃爍器元件之一光信號，其中該光導總成經組態以將由該閃爍器元件產生之光引導至該光偵測器總成。
  29. 如請求項28之電光系統，其進一步包括：一控制器，其經組態以基於由該光偵測器所量測之該光信號 而判定該電子束之一位置，其中該控制器進一步經組態以基於該電子束之所判定位置而調整由該電光子系統產生之該電子束之一位置。
  30. 如請求項28之電光系統，其進一步包括：一真空室，其中該樣品載台佈置於該真空室內。
  31. 如請求項28之電光系統，其中該樣品載台包括：一短衝程線性載台及機械載台，其中該短衝程線性載台懸浮於該機械載台上方。
  32. 如請求項28之電光系統，其中該電光子系統經組態為一電子束檢測工具。
  33. 如請求項28之電光系統，其中該電光子系統經組態為電子束微影工具。
  34. 如請求項33之電光系統，其中該電子束微影系統經組態為一反射電子束微影(REBL)工具。
  35. 如請求項28之電光系統，其中該經圖案化電子束偵測總成進一步包括：一控制器，其以通信方式耦合至該光偵測器。
  36. 如請求項35之電光系統，其中該控制器通信地耦合至該電光子系統且經組態以回應於來自該光偵測器之一或多個量測而調整該電光子系統之一或多個組件。
  37. 如請求項36之電光系統，其中該控制器經組態以回應於來自該光偵測器之一或多個量測而校準該電光子系統。
  38. 一種具有電子束偵測之電光系統，其包括：一電光子系統，其經組態以產生一電子束；一樣品載台，其經組態以固定一樣品；及一電子束偵測總成，其佈置於該樣品載台上，該電子束偵測 總成包括：一散射元件，其包含經組態以散射該電子束之電子之複數個柱結構；一閃爍器元件，其經組態以接收自該散射元件之該複數個柱結構散射之電子，其中該閃爍器元件經組態以回應於所接收之經散射電子而產生光；一光導總成；及一光偵測器，其經組態以量測來自該閃爍器元件之一光信號，其中該光導總成經組態以將由該閃爍器元件產生之光引導至該光偵測器。
  39. 如請求項38之電光系統，其進一步包括：一控制器，其經組態以基於由該光偵測器所量測之該光信號而判定該電子束之一位置，其中該控制器進一步經組態以基於該電子束之所判定位置而調整由該電光子系統產生之該電子束之一位置。
TW104112152A 2014-04-15 2015-04-15 用於電子束偵測之裝置及具有電子束偵測之電光系統 TWI637422B (zh)

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