TWI714009B - 交越形成偏轉器陣列、相關成像系統及形成影像之方法 - Google Patents

交越形成偏轉器陣列、相關成像系統及形成影像之方法 Download PDF

Info

Publication number
TWI714009B
TWI714009B TW108107385A TW108107385A TWI714009B TW I714009 B TWI714009 B TW I714009B TW 108107385 A TW108107385 A TW 108107385A TW 108107385 A TW108107385 A TW 108107385A TW I714009 B TWI714009 B TW I714009B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
crossover
secondary electron
imaging system
electron beams
group
Prior art date
Application number
TW108107385A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201942941A (zh
Inventor
任偉明
劉學東
胡學讓
仲瑋 陳
Original Assignee
荷蘭商Ａｓｍｌ荷蘭公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 荷蘭商Ａｓｍｌ荷蘭公司 filed Critical 荷蘭商Ａｓｍｌ荷蘭公司
Publication of TW201942941A publication Critical patent/TW201942941A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI714009B publication Critical patent/TWI714009B/zh

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/30—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
    • H01J37/317—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for changing properties of the objects or for applying thin layers thereon, e.g. for ion implantation
    • H01J37/3174—Particle-beam lithography, e.g. electron beam lithography
    • H01J37/3177—Multi-beam, e.g. fly's eye, comb probe
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y10/00—Nanotechnology for information processing, storage or transmission, e.g. quantum computing or single electron logic
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/02—Details
    • H01J37/04—Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the discharge, e.g. electron-optical arrangement, ion-optical arrangement
    • H01J37/147—Arrangements for directing or deflecting the discharge along a desired path
    • H01J37/1471—Arrangements for directing or deflecting the discharge along a desired path for centering, aligning or positioning of ray or beam
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/02—Details
    • H01J37/04—Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the discharge, e.g. electron-optical arrangement, ion-optical arrangement
    • H01J37/147—Arrangements for directing or deflecting the discharge along a desired path
    • H01J37/1472—Deflecting along given lines
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/26—Electron or ion microscopes; Electron or ion diffraction tubes
    • H01J37/28—Electron or ion microscopes; Electron or ion diffraction tubes with scanning beams
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/30—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
    • H01J37/3002—Details
    • H01J37/3007—Electron or ion-optical systems
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/15—Means for deflecting or directing discharge
    • H01J2237/1501—Beam alignment means or procedures
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/15—Means for deflecting or directing discharge
    • H01J2237/1508—Combined electrostatic-electromagnetic means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/15—Means for deflecting or directing discharge
    • H01J2237/151—Electrostatic means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/244—Detection characterized by the detecting means
    • H01J2237/2446—Position sensitive detectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/244—Detection characterized by the detecting means
    • H01J2237/24475—Scattered electron detectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/244—Detection characterized by the detecting means
    • H01J2237/2448—Secondary particle detectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/26—Electron or ion microscopes
    • H01J2237/28—Scanning microscopes
    • H01J2237/2803—Scanning microscopes characterised by the imaging method
    • H01J2237/2804—Scattered primary beam
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/26—Electron or ion microscopes
    • H01J2237/28—Scanning microscopes
    • H01J2237/2813—Scanning microscopes characterised by the application
    • H01J2237/2817—Pattern inspection

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
  • Paper (AREA)
  • Collating Specific Patterns (AREA)
  • Control Or Security For Electrophotography (AREA)

Abstract

本發明提議一種用於將複數個電子射束導向至一電子偵測器件上之一電光系統之交越形成偏轉器陣列。該交越形成偏轉器陣列包括定位於該電光系統之一組一或多個電光透鏡之一影像平面處或至少在其附近的複數個交越形成偏轉器，其中每一交越形成偏轉器與該複數個電子射束之一對應電子射束對準。

Description

交越形成偏轉器陣列、相關成像系統及形成影像之方法
本文所提供之實施例揭示一種具有多個帶電粒子束之帶電粒子裝置，且更特定言之，一種利用多個帶電粒子束以觀測或檢測樣本表面之所觀測區域之經掃描區的裝置。
當製造半導體積體電路(IC)晶片時，在製造製程期間在晶圓及/或光罩上不可避免地出現圖案缺陷及/或未被邀請的粒子(殘餘物)，藉此在很大程度上降低良率。舉例而言，對於具有較小臨界特徵尺寸之圖案，未被邀請的粒子可為麻煩的，已採用該等圖案來滿足對IC晶片之愈來愈先進的效能要求。
當前，使用具有單一電子射束之圖案檢測工具以偵測缺陷及/或未被邀請的粒子。此等工具通常使用掃描電子顯微鏡(SEM)。在SEM中，具有相對較高能量之初級電子射束以相對較低導降能量導降於樣本上且經聚焦以在其上形成探測光點。歸因於初級電子之此經聚焦探測光點，將自表面產生二次電子。藉由使探測光點遍及樣本表面進行掃描且收集二次電子，圖案檢測工具可獲得樣本表面之影像。
本發明之實施例提供一種具有多個帶電粒子束之帶電粒子裝置，且更特定言之，一種利用多個帶電粒子束以觀測或檢測樣本表面之所觀測區域之經掃描區的裝置。
在一些實施例中，提供一種用於將複數個電子射束導向至一電子偵測器件上之一電光系統之交越形成偏轉器陣列。該交越形成偏轉器陣列包括定位於該電光系統之一組一或多個電光透鏡之一影像平面處或至少在其附近的複數個交越形成偏轉器，其中每一交越形成偏轉器與該複數個電子射束之一對應電子射束對準。
在一些實施例中，提供一種用於將來自一樣本之複數個二次電子射束投影至一多射束裝置中之各別電子偵測表面上的電光系統。該電光系統包括經組態以在用於該複數個二次電子射束之一交叉平面上產生一交越區域的複數個交越形成偏轉器，其中該複數個交越形成偏轉器之每一交越形成偏轉器與該複數個二次電子射束之一對應二次電子射束相關聯。該電光系統亦可包括具有一或多個孔徑之一射束限制孔徑板，其定位於該交叉平面處或附近且經組態以修整該複數個二次電子射束。
在一些實施例中，提供一種藉由一二次成像系統執行以形成一樣本之影像之方法。該方法包括藉由定位於該二次成像系統之一或多個影像平面處或至少在其附近的複數個交越形成偏轉器使二次電子射束偏轉以在一交叉平面上形成一交越區域。該方法亦可包括藉由具有射束限制孔徑之射束限制孔徑板修整二次電子射束，該射束限制孔徑板定位於該交叉平面處或至少在其附近。
在一些實施例中，提供一種用以使用一電光系統形成一樣本之影像之方法。該方法包括：產生一磁場以浸潤該樣本之一表面；及藉 由一初級投影成像系統將複數個初級電子射束投影至該樣本之該表面上，其中該複數個初級電子射束通過該磁場且自該樣本產生複數個二次電子射束。該方法亦包括藉由一二次成像系統將該複數個二次電子射束投影至一電子偵測器件上以獲得該等影像，其中該複數個二次電子射束中之至少一些經偏轉以用於產生一交越區域且在該交越區域處或至少在其附近經修整。
在一些實施例中，提供一種非暫時性電腦可讀媒體。該非暫時性電腦可讀媒體儲存可由一控制器之一或多個處理器執行之一指令集，該等指令致使該控制器執行用以使用一電光系統形成一樣本之影像的一方法。該方法包括提供指令以致使定位於該系統之一或多個影像平面處或至少在其附近的複數個交越形成偏轉器使二次電子射束偏轉以形成一交越區域。該方法亦包括提供指令以致使一射束限制孔徑在該交越區域處或至少在其附近修整該等經偏轉二次電子射束。
在一些實施例中，提供一種非暫時性電腦可讀媒體。該非暫時性電腦可讀媒體儲存可由一控制器之一或多個處理器執行之一指令集，該等指令致使該控制器執行形成一樣本之影像的一方法。該方法包括：指示一物鏡產生一磁場以浸潤該樣本之一表面；及指示一初級成像系統將複數個初級電子射束投影至該樣本之該表面上，其中該複數個初級電子射束通過該磁場且自該樣本產生複數個二次電子射束。該方法亦包括指示一二次成像系統將該複數個二次電子射束投影至一電子偵測器件上以獲得該等影像，其中該複數個二次電子射束中之至少一些經偏轉以用於產生一交越區域且在該交越區域處或至少在其附近經修整。
本發明之其他優點將自與隨附圖式結合獲取之以下描述變 得顯而易見，在該等隨附圖式中以說明及舉例方式闡述本發明之某些實施例。
1:帶電粒子束檢測系統(圖1)/虛擬前焦點(圖3A)
2:主平面
3:徑向移位
4:交叉平面
5:徑向移位
7:樣本表面
8:樣本
10:主腔室
20:裝載/鎖定腔室
30:設備前端模組(EFEM)
30a:第一裝載埠
30b:第二裝載埠
100:電子射束工具/裝置
100_1:主光軸
101:電子源
101s:初級射束交越
102:初級電子射束
102_1:初級小射束
102_2:初級小射束
102_3:初級小射束
102_1s:探測光點
102_2s:探測光點
102_3s:探測光點
102_1se:同軸二次電子射束
102_2se:離軸二次電子射束
102_3se:離軸二次電子射束
102_1seP:二次射束光點
102_2seP:二次射束光點
102_3seP:二次射束光點
110:聚光透鏡
120:源轉換單元
130:初級投影光學系統
131:物鏡
131E:靜電透鏡
131_e1:場控制電極
131M:磁透鏡
131_mp1:極件
131_mp2:極件
132:偏轉掃描單元
140M:電子偵測器件
140_1:偵測元件
140_2:偵測元件
140_3:偵測元件
150:二次成像系統
150_1:副光軸
151:第一組一或多個透鏡
152:第二組一或多個透鏡
153:第三組一或多個透鏡
155:二次射束限制孔徑板
155A:二次射束限制孔徑
160:射束分離器
171:槍孔徑板
190:交越形成偏轉器陣列
190-1:交越形成偏轉器陣列
190-2:交越形成偏轉器陣列
700:方法
710:步驟
720:步驟
800:方法
810:步驟
820:步驟
830:步驟
840:步驟
850:步驟
B:磁場
D1:偏轉器
E:靜電場
G1:磁路間隙
P1:影像平面
P2:影像平面
P3:影像平面
圖1為說明符合本發明之實施例的例示性電子射束檢測(EBI)系統之示意圖。
圖2為說明符合本發明之實施例的例示性電子射束工具的示意圖，該例示性電子射束工具為圖1之例示性電子射束檢測系統之一部分。
圖3A為說明具有磁透鏡及靜電透鏡之物鏡之例示性組態的示意圖。
圖3B分別說明圖3A之磁透鏡及靜電透鏡的例示性磁場及靜電場。
圖3C為說明已受物鏡影響之例示性二次電子射束的示意圖。
圖3D為二次成像系統之射束限制孔徑板的橫截面圖。
圖4A為說明符合本發明之實施例的二次成像系統之例示性偏轉器的示意圖。
圖4B為說明符合本發明之實施例的二次成像系統處之二次電子射束之例示性交越的示意圖。
圖4C為符合本發明之實施例的二次成像系統之射束限制孔徑板的橫截面圖。
圖5A、圖5B及圖5C為說明符合本發明之實施例的具有偏轉器之二次成像系統之例示性組態的示意圖。
圖6為說明符合本發明之實施例的具有以多個偏轉器陣列形式組態之偏轉器的二次成像系統之例示性組態的示意圖。
圖7為說明符合本發明之實施例的用於形成樣本之表面之影像之例示性方法的流程圖。
圖8為說明符合本發明之實施例的用於使用電光系統形成樣本之影像之例示性方法的流程圖。
現在將詳細參考例示性實施例，在隨附圖式中說明該等例示性實施例之實例。以下描述參考隨附圖式，其中除非另外表示，否則不同圖式中之相同編號表示相同或相似元件。闡述於例示性實施例之以下描述中之實施並不表示符合本發明的所有實施。取而代之，其僅僅為符合關於所附申請專利範圍中所敍述之本發明的態樣之裝置及方法之實例。
出於清楚起見，圖式中之組件的相對尺寸可被誇示。在以下圖式描述內，相同或類似參考數字係指相同或類似組件或實體，且僅描述關於個別實施例之差異。
在不限制保護範疇的情況下，實施例之所有描述及圖式將例示性地稱作電子射束。然而，實施例並未用以將本發明限制成特定帶電粒子。
現在參看圖1，其為說明符合本發明之實施例的例示性電子射束檢測(EBI)系統之示意圖。如圖1中所展示，帶電粒子束檢測系統1包括主腔室10、裝載/鎖定腔室20、電子射束工具100，及設備前端模組(EFEM)30。電子射束工具100位於主腔室10內。
EFEM 30包括第一裝載埠30a及第二裝載埠30b。EFEM 30 可包括額外裝載埠。第一裝載埠30a及第二裝載埠30b可例如收納含有待檢測之晶圓(例如，半導體晶圓或由其他材料製成之晶圓)或樣本的晶圓前開式單元匣(FOUP)(晶圓及樣本在下文中被集體地稱作「晶圓」)。EFEM 30中之一或多個機器人臂(圖中未繪示)將晶圓輸送至裝載/鎖定腔室20。
裝載/鎖定腔室20連接至裝載/鎖定真空泵系統(圖中未繪示)，其移除裝載/鎖定腔室20中之氣體分子以達到低於大氣壓力之第一壓力。在達到第一壓力之後，一或多個機器人臂(圖中未繪示)將晶圓自裝載/鎖定腔室20輸送至主腔室10。主腔室10連接至主腔室真空泵系統(圖中未繪示)，其移除主腔室10中之氣體分子以達到低於第一壓力之第二壓力。在達到第二壓力之後，晶圓經受電子射束工具100之檢測。雖然本發明提供容納電子射束檢測系統之主腔室10的實例，但應注意，本發明之態樣在其最廣泛意義上而言不限於容納電子射束檢測系統之腔室。實情為，應瞭解，亦可將前述原理應用於在第二壓力下操作之其他工具。
現在參看圖2，其為說明符合本發明之實施例的例示性電子射束工具100之示意圖，該例示性電子射束工具為圖1之例示性電子射束檢測系統之一部分。電子射束工具100(在本文中亦被稱作裝置100)包含電子源101、槍孔徑板171、聚光透鏡110、源轉換單元120、初級投影光學系統130、具有樣本表面7之樣本8、二次成像系統150，及電子偵測器件140M。初級投影光學系統130可包含物鏡131。電子偵測器件140M可包含複數個偵測元件140_1、140_2及140_3。射束分離器160及偏轉掃描單元132可置放於初級投影光學系統130內部。
電子源101、槍孔徑板171、聚光透鏡110、源轉換單元 120、射束分離器160、偏轉掃描單元132及初級投影光學系統130可與裝置100之主光軸100_1對準。二次光學系統150及電子偵測器件140M可與裝置100之副光軸150_1對準。
電子源101可包含陰極(圖中未繪示)及抽取器及/或陽極(圖中未繪示)，其中在操作期間，電子源101經組態以自陰極發射初級電子且藉由抽取器及/或陽極提取及/或加速初級電子以形成初級電子射束102，該初級電子射束形成初級射束交越(虛擬或真實的)101s。初級電子射束102可被視覺化為自初級射束交越101s發射。
源轉換單元120可包含影像形成元件陣列(圖2中未展示)及射束限制孔徑陣列(圖2中未展示)。可在全文全部以引用方式併入的美國專利第9,691,586號；美國申請案第15/216,258號；及國際申請案第PCT/EP2017/084429號中發現源轉換單元120之實例。影像形成元件陣列可包含複數個微偏轉器及/或微透鏡以影響初級電子射束102之複數個初級小射束102_1、102_2、102_3且形成初級射束交越101s之複數個平行影像(虛擬或真實的)，一個影像係關於初級小射束102_1、102_2、102_3中之每一者。射束限制孔徑陣列可經組態以限制個別初級小射束102_1、102_2及102_3之直徑。圖2展示三個初級小射束102_1、102_2及102_3作為一實例，且應瞭解，源轉換單元120可經組態以形成任何數目個初級小射束。
聚光透鏡110經組態以聚焦初級電子射束102。聚光透鏡110可經進一步組態以藉由使聚光透鏡110之聚焦倍率變化而調整源轉換單元120下游的初級小射束102_1、102_2及102_3之電流。替代地，可藉由變更射束限制孔徑陣列內之對應於個別初級小射束的射束限制孔徑之徑 向大小來改變電流。物鏡131(下文中進一步解釋)可經組態以將小射束102_1、102_2及102_3聚焦至樣本8上以供檢測，且在當前實施例中可在表面7上形成三個探測光點102_1s、102_2s及102_3s。槍孔徑板171在操作中經組態以阻擋初級電子射束102之周邊電子以減小庫侖(Coulomb)效應。庫侖效應可放大初級小射束102_1、102_2、102_3之探測光點102_1s、102_2s及102_3s中之每一者的大小，且因此使檢測解析度劣化。
射束分離器160可例如為韋恩濾波器，其包含產生靜電偶極子場E1及磁偶極子場B1(兩者皆在圖2中未展示)之靜電偏轉器。在操作中，射束分離器160可經組態以由靜電偶極子場E1對初級小射束102_1、102_2及102_3之個別電子施加靜電力。靜電力與由射束分離器160之磁偶極子場B1對個別電子施加之磁力的量值相等但方向相反。初級小射束102_1、102_2及102_3因此可以至少大體上零偏轉角至少大體上筆直地通過射束分離器160。
偏轉掃描單元132在操作中經組態以使初級小射束102_1、102_2及102_3偏轉以使探測光點102_1s、102_2s及102_3s橫越表面7之區段中之個別掃描區域進行掃描。回應於初級小射束102_1、102_2及102_3入射於探測光點102_1s、102_2s及102_3s處，電子自樣本8出現且產生三個二次電子射束102_1se、102_2se及102_3se，該三個二次電子射束在操作中自樣本8發射。二次電子射束102_1se、102_2se及102_3se中之每一者通常包含具有不同能量之電子，包括二次電子(具有
Figure 108107385-A0305-02-0011-4
50eV之電子能量)及反向散射電子(具有介於50eV與初級小射束102_1、102_2及102_3之導降能量之間的電子能量)。射束分離器160經組態以將二次電子 射束102_1se、102_2se及102_3se朝向二次成像系統150偏轉。二次成像系統150隨後將二次電子射束102_1se、102_2se及102_3se聚焦至電子偵測器件140M之偵測元件140_1、140_2及140_3上。偵測元件140_1、140_2及140_3經配置以偵測對應二次電子射束102_1se、102_2se及102_3se且產生對應信號，該等對應信號經發送至信號處理單元(圖中未繪示)，例如以建構樣本8之對應經掃描區域之影像。
現在參看圖3A，其說明圖2之物鏡131之例示性組態。為了獲得由初級小射束102_1、102_2及102_3形成之影像之更高解析度，物鏡131可為電磁複合透鏡，其中樣本可浸潤於物鏡131之磁場中。
在一些實施例中，物鏡131包括磁透鏡131M及靜電透鏡131E。磁透鏡131M包括極件131_mp1與131_mp2之間的磁路間隙G1。磁透鏡131M經組態而以相對較低像差聚焦每一初級小射束102_1、102_2及102_3，以在樣本8上產生初級小射束102_1、102_2、102_3中之每一者之相對較小探測光點102_1s、102_2s、102_3s。
在一些實施例中，靜電透鏡131E係由磁透鏡131M之極件131_mp1及/或極件131_mp2、場控制電極131_e1及樣本8形成。靜電透鏡131E經組態以影響每一初級小射束102_1、102_2及102_3之導降能量，以確保初級電子以相對較低動能導降於樣本8上且以相對較高動能通過該裝置。
在一些實施例中，物鏡131經組態為「浸潤透鏡」。結果，樣本8浸潤於靜電透鏡131E之靜電場E(靜電浸潤)及磁透鏡131M之磁場B(磁浸潤)兩者中，如圖3B中所展示。可在表面7上之磁場強度與峰值磁場強度之比率大於預設比率值(諸如5%)時發生磁浸潤。在一些實施例中， 樣本8可不浸潤於磁場B中。
靜電浸潤及磁浸潤可減小物鏡131之像差。隨著靜電場及磁場變得更強，物鏡131之像差變得更小。然而，應將靜電場E限制在安全範圍內以便避免在樣本8上放電或電弧放電。圖3A之場控制電極131_e1可經組態以控制靜電場E保持在彼安全範圍內。歸因於靜電場E之場強度之此限制，當前浸潤組態中之磁場強度的進一步增強允許進一步減小物鏡131之像差，且藉此改良影像解析度。
在一些實施例中，初級小射束102_1、102_2、102_3可在至少大體上垂直方向上到達樣本表面7。然而，磁浸潤可影響導降於樣本表面7上之所有初級小射束的導降角度。詳言之，磁場B可使得初級小射束中之每一電子獲得角速度θ(1)，如以下方程式(1)所展示：
Figure 108107385-A0305-02-0013-1
其中C為關於電子之初始角速度之常數、r為自物鏡131之光軸之位置移位，且e及m分別為電子之電荷及質量。為了使電子以垂直方式導降於表面7上，樣本表面7上之角速度θ(1)必須為零。
在一些實施例中，磁透鏡131M經組態以在非磁浸潤模式中操作，且磁場B在表面7上為零(或大體上為零)或低於預設比率值。若電子沿著經向路徑進入磁場B，則其對應常數C為零且其在樣本8上之角速度θ(1)將為零或大體上為零。此外，若電子沿著特定經向路徑進入磁場B，則其可在進入磁透鏡131M之前與磁透鏡131M之光軸100_1交叉且垂直地導降於樣本8上。換言之，物鏡131在其前焦平面上具有真實的前焦點。當離軸初級小射束102_2及102_3之主射線(或中心射線)沿著一些特定經向路徑進入物鏡131時，該等主射線可通過真實前焦點且離軸初級小射束 102_2及102_3可垂直導降於表面7上。因此，初級小射束102_1、102_2及102_3在前焦平面上重疊在一起且形成以真實前焦點為中心的相對清晰小射束交越。
在其他實施例中，磁透鏡131M經組態以在磁浸潤模式中操作，其中磁場B在表面7上不為零。因此，若當電子進入磁場B時電子之角速度θ(1)之對應的常數C不為零且遵照方程式(2)中之條件，則該角速度θ(1)在樣本8上可為零(或大體上為零)：
Figure 108107385-A0305-02-0014-2
當C不等於零時，電子沿著偏斜路徑進入磁場B且在進入磁場B之前無法與磁透鏡131M之光軸100_1交叉。因此，電子僅在沿著特定偏斜路徑進入磁場B時才可垂直地導降於樣本8上，且該電子在通過磁場B期間實際上無法與光軸100_1交叉。因此，物鏡131具有虛擬前焦點1。當離軸初級小射束102_2及102_3之主射線(或中心射線)沿著一些特定偏斜路徑進入物鏡131時，其可實際上通過虛擬前焦點1且垂直導降於樣本表面7上。在此情境下，離軸初級小射束102_2及102_3在物鏡131之主平面2上彼此最接近，且每一離軸初級小射束102_2及102_3具有自光軸100_1之徑向移位3。初級小射束102_1至102_3因此僅在主平面2上彼此部分地重疊且在主平面2上形成部分重疊小射束交越。此外，徑向移位3隨著表面7上之磁場B增大而增大。部分重疊小射束交越中之電流密度低於前述清晰小射束交越中之電流密度。因此，磁浸潤模式中之初級小射束102_1、102_2及102_3之間的庫侖相互作用相對較低，藉此進一步促成探測光點102_1S至102_3S之小的大小。
如上文所提及，當物鏡131在磁浸潤模式中操作時，需要 離軸初級小射束102_2及103_3之主射線沿著一些特定偏斜路徑進入磁場B或物鏡131，使得離軸初級小射束102_2及102_3可垂直導降於樣本8上。該等離軸主射線之對應常數C係由方程式(2)判定。偏轉器可用以調整初級小射束以沿著其對應特定偏斜路徑進入物鏡131。舉例而言，源轉換單元120中之微偏轉器可用以個別地偏轉離軸初級小射束102_2及102_3以消除彼等小射束在表面7上之角速度，使得彼等小射束垂直導降於表面7上。
對於自樣本表面之二次電子發射，角度分佈遵循朗伯(Lambert)定律。亦即，角度分佈與cosΦ成比例，其中Φ為相對於表面法線之發射角度。因此，圖3A中之離軸二次電子射束102_2se及102_3se之主射線垂直地偏離樣本表面7且藉此係經向的(亦即，C=0)。因此，離軸二次電子射束102_2se、102_3se之主射線具有如方程式(3)中所展示之角速度。
Figure 108107385-A0305-02-0015-3
在樣本表面處之磁場B為零之一些實施例中，物鏡131在非磁浸潤模式中工作。因此，樣本表面上出現之二次電子的角速度θ(1)亦將為零。在此類實施例中，離軸二次電子射束102_2se及102_3se之主射線在射出物鏡131之後仍為經向的，且可能夠與二次成像系統150之光軸150_1交叉(圖2中未展示)。此外，該等主射線可在二次成像系統150中之同一地點與光軸150_1交叉(若不考慮像差)。因而，二次電子射束102_1se至102_3se可經組態以在共同交叉區域處重疊，且因此形成相對清晰的二次射束交越。共同交叉區域或二次射束交越所位於之平面被稱作交叉平面。
當物鏡在非磁浸潤模式中操作時，二次成像系統150中之 具有二次射束限制孔徑(例如圖3D、圖4C中所展示之二次射束限制孔徑155A)的二次射束限制孔徑板(例如圖3D、圖4C中所展示之二次射束限制孔徑板155)可置放於交叉平面處使得二次電子射束102_1se至102_3se可以與圖4C之例示性實施例相似的大體上相同的方式通過該二次射束限制孔徑。在此情境下，二次射束限制孔徑以大體上均一方式切斷二次電子射束102_1se至102_3se之周邊電子。藉由以大體上均一方式切斷周邊電子，二次射束限制孔徑可允許二次電子射束102_1se至102_3se具有相同或至少相似的通過速率，且因此輔助電子偵測器件140M橫越偵測到之二次電子射束102_1se至102_3se具有相對較高收集效率均一性。此外，以大體上均一方式(例如在任何徑向方向上使用相同的阻擋效應)切斷周邊電子會降低電子偵測器件140M上之二次電子射束之串擾。
在基板表面7處之磁場B不為零之替代實施例中，物鏡131在磁浸潤模式中操作。因此，樣本表面上出現之二次電子的角速度θ(1)不為零。離軸二次電子射束102_2se及102_3se之主射線在射出物鏡之後具有角速度，且將為偏斜射線。
現在參看圖3C及圖3D，其說明在磁浸潤模式下操作可如何影響二次電子射束。詳言之，圖3C展示自樣本8之表面7出現且受到物鏡131(圖中未繪示)影響的例示性二次電子射束之示意圖，而圖3D展示二次成像系統151之射束限制孔徑板之橫截面圖。在此等替代實施例中，離軸二次射束102_2se及102_3se之主射線變得偏斜使得其不再與二次成像系統150之光軸150_1交叉。舉例而言，如圖3C中所展示，二次電子射束102_1se至102_3se僅在二次成像系統150中之一或多個交叉平面(諸如交叉平面4)中部分重疊，且在該等交叉平面中之每一者處形成部分重疊二次 射束交越。在交叉平面4處，離軸二次電子射束102_2se及102_3se之主射線具有自光軸150_1之徑向移位5。隨著磁場B增大，離軸二次電子射束102_2se及102_3se與光軸150_1(及同軸二次電子射束102_1se)之分離度變得更大，藉此進一步減少橫越二次電子射束102_1se至102_3se之重疊量。
在此等實施例中，如圖3D中所展示，二次成像系統150中之二次射束限制孔徑155A被置放於對應交叉平面上之一個部分重疊之二次射束交越處。如圖3D中所展示，二次電子射束之主射線無共同交叉點造成第二射束限制孔徑155A切斷來自不同二次電子射束102_1se至102_3se之周邊電子的不同部分。同軸二次電子射束102_1se與離軸二次電子射束102_2se及102_3se相比具有較高通過速率。雖然同軸二次電子射束102_1se之周邊電子在所有方位角上被均一地切斷，但離軸二次電子射束102_2se及102_3se之周邊電子無法在所有方位角上被均一地切斷。舉例而言，對於二次電子射束102_2se，在右側比在左側切斷更多的周邊電子。因此，當在浸潤組態中使用物鏡時，可能發生二次電子射束102_1se至102_3se之收集效率之差異，且二次電子射束102_1se至102_3se之間的串擾可能較大(與物鏡在非磁浸潤模式中操作相比時)。
因此，當物鏡131在磁浸潤模式中操作時，二次成像系統具有減小之庫侖效應，但電子偵測器件140M處之橫越二次電子射束之收集效率均一性及串擾可能受到負面影響。所揭示實施例提供一種系統，其在磁浸潤模式中操作時經組態以最小化共同交叉區域處之離軸二次電子射束之徑向移位，使得二次射束限制孔徑可置放於該共同交叉區域處以均勻地減少所有二次電子射束之周邊電子。所揭示實施例經組態以減少二次電 子射束之串擾且改良二次電子射束之收集效率均一性。
現在參看圖4A，其說明符合本發明之實施例的由二次成像系統使用之例示性偏轉器。該二次成像系統(例如圖2之二次成像系統150)可包括偏轉器D1，該偏轉器用以使二次電子射束102_2se偏轉以降低二次電子射束102_2se之主射線之角速度。結果，二次電子射束之軌跡可自偏斜軌跡改變成經向軌跡。結果，經偏轉二次電子射束可經組態以在經設計部位處與副光軸150_1交叉。
舉例而言，偏轉器D1可至少置放於二次成像系統150之透鏡或透鏡群組之影像平面P1附近且可與二次電子射束102_2se光學地對準。舉例而言，此偏轉器D1可為多極結構。舉例而言，當偏轉器D1為4極結構時，將零電壓施加至一對相對極，而將具有相同絕對值但相反極性的兩個電壓施加至另一對相對極。隨著相對極上之電壓增大，小射束之偏轉角亦增大。
如上文所陳述，偏轉器D1至少置放於影像平面P1附近。在一些實施例中，偏轉器D1置放於二次成像系統150之一或多個透鏡之影像平面P1處。在偏轉器D1在影像平面P1附近之實施例中，二次電子射束之偏轉可影響二次成像系統150之放大率，但若該影響保持在某些極限內，則此影響可為可接受的。
偏轉器D1可例如為偏轉器陣列之部分。因此，針對每一二次電子射束，偏轉器可至少置放於影像平面附近且與對應二次電子射束光學地對準。應瞭解，針對同軸二次射束，對應偏轉器可並非必需的。
偏轉器陣列之個別偏轉器可經組態以使其對應二次電子射束偏轉以在所要交叉平面(圖4A中未展示)處與副光軸150_1交叉且在其上 形成相對清晰二次射束交越。偏轉器與交叉平面之間的距離可取決於由偏轉器產生的二次射束之偏轉角。舉例而言，如圖4A中所展示，偏轉器D1使離軸二次電子射束102_2se偏轉使得二次電子射束102_2se之主射線在所要交叉平面處與副光軸150_1交叉。
現在參看圖4B至圖4C，其展示符合本發明之實施例的實施例。圖4B為說明在二次成像系統中在交叉平面4上之二次電子射束之例示性相對清晰二次射束交越的示意圖，而圖4C說明交叉平面4上之例示性射束限制孔徑板的橫截面圖。
在圖4B中，離軸二次電子射束102_2se及102_3se係由其對應偏轉器(圖中未繪示)偏轉以在交叉平面4處與副光軸150_1交叉，且在其上形成與同軸二次電子射束102_1se之相對清晰的二次射束交越。結果，置放於二次射束交越處之任何射束限制孔徑可用以均勻地切斷來自個別二次電子射束之周邊電子，以減少串擾且確保相似的收集效率。此在圖4C中展示。
圖4C展示當二次電子射束通過射束限制孔徑板155中之二次射束限制孔徑155A之開口且與該開口交越時在交叉平面4上的橫截面透視圖，該射束限制孔徑板155置放於圖4B中之交叉平面4上。在圖4C中，虛線圓圈說明二次射束限制孔徑板155之表面上的重疊二次電子射束102_1se、102_2se、102_3se。如所展示，二次射束限制孔徑155A切斷二次電子射束102_1se至102_3se之周邊電子。雖然圖4B至圖4C說明在一個交叉平面上由完全重疊之二次射束102_1se至102_3se形成的相對清晰二次射束交越之實例，但應瞭解，二次電子射束中之一或多者可在交叉平面上彼此偏移且二次射束交越可並非如此清晰。該偏移可保持來自射束之電 子的至少80%與其他電子重疊。
一般而言，當二次射束限制孔徑155A之大小增加時，二次電子射束102_1se至102_3se之收集效率增加，且二次電子射束102_1se至102_3se之間的收集效率差異及串擾亦增加。當二次電子射束102_1se至102_3se之收集效率增加時，多射束檢測(MBI)裝置之檢測產出率增大。另一方面，當二次電子射束102_1se至102_3se之收集效率差異增加時，由二次電子射束102_1se至102_3se形成之影像之灰階差異更大，此需要一或多個額外製程來消除歸因於該差異之檢測誤差，藉此減小檢測產出率且使MBI裝置之解析度劣化。當二次電子射束102_1se至102_3se之間的串擾增加時，由二次電子射束102_1se至102_3se形成之影像之解析度減小。亦即，大的串擾使MBI裝置之檢測解析度劣化。
現在參看圖5A、圖5B及圖5C，其為說明符合本發明之實施例的包含偏轉器之二次成像系統之例示性組態的示意圖。
二次成像系統150可包含配置於射束分離器160與電子偵測器件140M之間的第一組一或多個透鏡151及第二組一或多個透鏡152(圖5A、圖5B及圖5C中所展示)，其中電子偵測器件140M經定位成相比於第一組一或多個透鏡151更接近於第二組一或多個透鏡152。每一組包含一起執行光學功能，諸如放大、變焦及影像反旋轉等之一或多個透鏡。舉例而言，第一組151可經組態為具有變焦功能以減小一個影像平面上之多個二次電子射束之放大率變化。詳言之，每一組一或多個透鏡151及152可經組態以形成用於二次電子射束之影像平面。舉例而言，第一組一或多個透鏡151可經配置以形成用於二次電子射束之影像平面P1。結果，偏轉器可有益地定位於影像平面P1處或附近以使二次電子射束偏轉。相似地，第 二組一或多個透鏡152可經配置以形成用於二次電子射束之影像平面P2，使得例如電子偵測器件140M可定位於影像平面P2處或附近以形成樣本8之多個影像，一個影像係針對二次電子射束中之每一者。
在一些實施例中，具有多個交越形成偏轉器之交越形成偏轉器陣列190在第一組151之後沿著副光軸150_1配置於影像平面P1處或附近。交越形成偏轉器陣列190中之每一交越形成偏轉器可與二次電子射束102_1se、102_2se、102_3se中之對應一者對準，且可經組態以使對應二次電子射束偏轉以在交叉平面4上與副光軸150_1交叉。每一交越形成偏轉器可例如為圖4A之偏轉器D1。
雖然圖5A至圖5C展示與離軸二次電子射束102_2se及102_3se相關聯的交越形成偏轉器陣列190中之交越形成偏轉器，但應瞭解，額外偏轉器亦可由同軸二次電子射束102_1se使用。
二次電子射束102_1se至102_3se之偏轉確保二次電子射束102_1se至102_3se在交叉平面4處或附近形成相對清晰二次射束交越。具有射束限制孔徑155A之射束限制孔徑板155位於一個交叉平面(例如交叉平面4)處或附近。當二次電子射束102_1se至102_3se之周邊電子由射束限制孔徑板155阻擋時，二次電子射束102_1se至102_3se之中心電子通過射束限制孔徑155A。
射束限制孔徑板155及交叉平面4之置放可經設計為處於各個部位處，例如取決於交越形成偏轉器陣列190之偏轉角及/或部位。舉例而言，如圖5A中所展示，射束限制孔徑板155及交叉平面4之置放位於第一組一或多個透鏡151與第二組一或多個透鏡152之間。在一些實施例中，諸如圖5B中所展示之例示性組態，射束限制孔徑板155及交叉平面4 之置放位於第二組一或多個透鏡152內部。在一些其他實施例中，諸如圖5C中所展示之例示性組態，射束限制孔徑板155及交叉平面4之置放位於第二組一或多個透鏡152與電子偵測器件140M之間。如圖5C中所展示之組態之益處為：交越形成偏轉器陣列190中之個別交越形成偏轉器之偏轉角相對較小。此類小偏轉角之益處可為：因為需要對每一交越形成偏轉器之較低電激勵，所以交越形成偏轉器陣列190可更易於製造。此外，此組態可為更節能的。
二次成像系統150經組態以使來自樣本表面7之經掃描區之二次電子射束102_1se、102_2se及102_3se在影像平面P2處聚焦至電子偵測器件140M之對應偵測元件140_1、140_2及140_3上，且在其上分別形成二次射束光點102_1seP、102_2seP及102_3seP。偵測元件140_1、140_2及140_3經組態以偵測對應二次電子射束102_1se、102_2se及102_3se且產生用以建構樣本表面7之對應經掃描區域之影像之對應信號。基於提供於二次成像系統150中之所揭示實施例，在二次成像系統150中使用交越形成偏轉器陣列190使能夠減小鄰近二次電子射束之間的串擾，同時改良對於二次電子射束102_1se至102_3se之收集效率均一性。
現在參看圖6，其為說明符合本發明之實施例的二次成像系統150之例示性替代組態的示意圖，該二次成像系統150包含用以使二次電子射束102_1se至102_3se偏轉之多個交越形成偏轉器陣列。
二次成像系統150包括配置於射束分離器160與電子偵測器件140M之間的多組一或多個透鏡151、152、153。在此等實施例中，第一組一或多個透鏡151經組態以使二次電子射束102_1se至102_3se聚焦至配置於第一組一或多個透鏡151與第二組一或多個透鏡152之間的影像平 面P1上。第二組一或多個透鏡152隨後經組態以使二次電子射束102_1se至102_3se聚焦至配置於第二組一或多個透鏡152與第三組一或多個透鏡153之間的影像平面P2上。第三組一或多個透鏡153最後將二次電子射束102_1se至102_3se聚焦至影像平面P3上，電子偵測器件140M定位於該影像平面P3中。
在一些實施例中，二次成像系統150可包含多於一個交越形成偏轉器陣列190-1及190-2，其中每一陣列具有一或多個交越形成偏轉器(例如圖4A之偏轉器D1)。交越形成偏轉器陣列190-1及190-2分別置放於影像平面P1及P2處。交越形成偏轉器陣列190-1包含若干交越形成偏轉器，其與影像平面P1上之二次電子射束102_1se至102_3se對準且使該等二次電子射束102_1se至102_3se之第一群組(102_2se)偏轉，同時不影響二次電子射束之其他群組通過。交越形成偏轉器陣列190-2包含若干交越形成偏轉器，其與影像平面P2上之二次電子射束102_1se至102_3se對準且使該等二次電子射束102_1se至102_3se之第二群組(102_3se)偏轉，同時不影響二次電子射束之其他群組通過。交越形成偏轉器陣列190_1及190_2中之交越形成偏轉器之個別偏轉角經組態以使得所有二次電子射束102_1se至102_3se在交叉平面4處與副光軸150_1交叉且在其上形成相對清晰交越。如上文所陳述，應瞭解，交越形成偏轉器陣列190-1及190-2中之一者可具有對應於二次電子射束102_1se之偏轉器。
射束限制孔徑板155及交叉平面4之置放可經設計處於二次影像系統150內之各個部位處。舉例而言，沿著副光軸150_1，射束限制孔徑板155及交叉平面4之置放可置放於第二組一或多個透鏡152與第三組一或多個透鏡153之間、第三組一或多個透鏡153內部，或第三組一或多 個透鏡153之後及電子偵測器件140M之前。
圖7為說明符合本發明之實施例的用於形成樣本之表面之影像之例示性方法700的流程圖。可在自樣本獲取二次電子射束之後藉由二次成像系統(例如圖5A、圖5B、圖5C及圖6之二次成像系統150)執行方法700。
在步驟710中，藉由定位於一或多個影像平面處或至少在其附近的複數個交越形成偏轉器使二次電子射束偏轉以在交叉平面上形成交越區域。偏轉之二次電子射束可全部為由二次成像系統獲取之二次電子射束或可為離軸二次電子射束。
在一些實施例中，可在一個影像平面處或至少在其附近使二次電子射束偏轉。在經偏轉之前，二次電子射束可通過第一組一或多個透鏡(例如第一組一或多個透鏡151)，其形成第一影像平面(例如影像平面P1)。二次電子射束之偏轉發生於第一影像平面處或至少在其附近。
在一些其他實施例中，可在多個影像平面處或至少在其附近使二次電子射束偏轉。在此類實施例中，藉由定位於第一影像平面處或至少在其附近的第一交越形成偏轉器陣列使二次電子射束之第一群組偏轉，而藉由定位於第二影像平面處或至少在其附近的第二交越形成偏轉器陣列使二次電子射束之第二群組偏轉。在經偏轉之前，二次電子射束之第一群組可通過第一組一或多個透鏡(例如第一組一或多個透鏡151)，其形成第一影像平面(例如影像平面P1)。二次電子射束之第一群組之偏轉發生於第一影像平面處或至少在其附近。
在經偏轉之前，二次電子射束之第二群組可通過第二組一或多個透鏡(例如第二組一或多個透鏡152)，其形成第二影像平面(例如影 像平面P2)。二次電子射束之第二群組之偏轉發生於第二影像平面處或至少在其附近。
在步驟720中，藉由定位於與交越區域相關聯之交叉平面處或至少在其附近的射束限制孔徑(例如射束限制孔徑155A)來修整二次電子射束。二次電子射束之修整可涉及二次電子射束之周邊電子之修整且可允許二次電子射束之中心電子通過射束限制孔徑。
在二次電子射束在一個影像平面處或至少在其附近偏轉的實施例中，二次電子射束之修整可在形成影像平面(例如圖5A中所展示之影像平面P2)之第二組一或多個透鏡之前、在形成影像平面(例如圖5B中所展示之影像平面P2)之第二組一或多個透鏡內，或在形成影像平面(例如圖5C中所展示之影像平面P2)之第二組一或多個透鏡之後在交叉平面處發生。
在二次電子射束在多個影像平面(諸如圖6中所展示之影像平面P1及P2)偏轉的實施例中，二次電子射束之修整可在形成第三影像平面(例如影像平面P3)之第三組一或多個透鏡(例如第三組一或多個透鏡153)之前、在形成第三影像平面之第三組一或多個透鏡內或在形成第三影像平面之第三組一或多個透鏡之後在交叉平面處發生。
現在參看圖8，其為說明符合本發明之實施例的使用電光系統形成樣本之影像之例示性方法800的流程圖。可藉由電子射束工具(例如圖2之電子射束工具100)執行方法800。
在步驟810中，產生磁場以浸潤樣本之表面(例如樣本8之表面7)。磁場可由物鏡(例如物鏡131)之磁透鏡(例如圖3A之磁透鏡131M)產生。
在步驟820中，將複數個電子射束投影通過物鏡之磁場而到達表面上，其中該複數個電子射束照明樣本之表面以自表面產生二次電子射束。此等多個二次電子射束通過物鏡及二次成像系統以在電子偵測器件上形成複數個二次電子射束光點。
複數個二次電子射束光點之形成包括：步驟830，其涉及藉由偏轉器使二次電子射束偏轉以產生交越區域；及步驟840，其涉及藉由射束限制孔徑修整二次電子射束。步驟830及840可相似於圖7之步驟710及720。
在步驟850中，藉由電子偵測器件(例如電子偵測器件140M)之複數個偵測元件(例如偵測元件140_1至140_3)偵測複數個二次電子射束光點且該複數個二次電子射束光點形成樣本之複數個影像。
可使用以下條項進一步描述實施例：
1.一種用於將複數個電子射束導向至一電子偵測器件上之一電光系統之交越形成偏轉器陣列，該交越形成偏轉器陣列包含：定位於該電光系統之一組一或多個電光透鏡之一影像平面處或至少在其附近的複數個交越形成偏轉器，其中每一交越形成偏轉器與該複數個電子射束之一對應電子射束對準。
2.如條項1之交越形成偏轉器陣列，其中每一交越形成偏轉器經組態以使一對應電子射束偏轉使得所有電子射束重疊以在一交叉平面上形成一交越區域。
3.如條項1之交越形成偏轉器陣列，其中每一交越形成偏轉器具有一多極結構。
4.一種用於將來自一樣本之複數個二次電子射束投影至一多射束 裝置中之各別電子偵測表面上的電光系統，該電光系統包含：複數個交越形成偏轉器，其經組態以在用於該複數個二次電子射束之一交叉平面上產生一交越區域，其中該複數個交越形成偏轉器之每一交越形成偏轉器與該複數個二次電子射束之一對應二次電子射束相關聯，具有一或多個孔徑之一射束限制孔徑板，其定位於該交叉平面處或附近且經組態以修整該複數個二次電子射束。
5.如條項4之電光系統，其中該複數個交越形成偏轉器經組態以使該複數個二次電子射束之離軸二次電子射束偏轉至該交越區域。
6.如條項4及5中任一項之電光系統，其中該一或多個孔徑包括以該交越區域為中心之一第一孔徑。
7.如條項4至6中任一項之電光系統，其中該一或多個孔徑經組態為具有不同的大小。
8.如條項6及7中任一項之電光系統，其中該射束限制孔徑板可移動以使該一或多個孔徑之一第二孔徑與該交越區域對準。
9.如條項4至8中任一項之電光系統，其進一步包含：一電子偵測器件，其包括用於該複數個二次電子射束的用以形成該樣本之複數個影像之偵測表面。
10.如條項9之電光系統，其進一步包含：與該電光系統之一光軸對準的一第一組一或多個透鏡及一第二組一或多個透鏡，其中該電子偵測器件經定位成與該第一組相比更接近於該第二組。
11.如條項10之電光系統，其中該複數個交越形成偏轉器在該第一組與該第二組之間定位於該第一組之一第一影像平面處或至少在其附近。
12.如條項11之電光系統，其中該第一組一或多個透鏡經組態以使該複數個二次電子射束中之至少一些與該複數個交越形成偏轉器之一對應交越形成偏轉器對準。
13.如條項11及12中任一項之電光系統，其中該交叉平面定位於該第一組與該第二組之間。
14.如條項11及12中任一項之電光系統，其中該交叉平面定位於該電子偵測器件與該第二組之間。
15.如條項11及12中任一項之電光系統，其中該交叉平面定位於該第二組內。
16.如條項10之電光系統，其進一步包含與該電光系統之該光軸對準且定位於該第二組與該電子偵測器件之間的一第三組一或多個透鏡，其中該複數個交越形成偏轉器之一第一組交越形成偏轉器在該第一組一或多個透鏡與該第二組一或多個透鏡之間定位於該第一組一或多個透鏡之一第一影像平面處或至少在其附近，且該複數個交越形成偏轉器之一第二組交越形成偏轉器在該第二組一或多個透鏡與該第三組一或多個透鏡之間定位於該第二組一或多個透鏡之一第二影像平面處或至少在其附近。
17.如條項16之電光系統，其中該第一組交越形成偏轉器及該第二組交越形成偏轉器經組態以使對應二次電子射束偏轉以重疊，從而在該交叉平面處形成該交越區域。
18.如條項17之電光系統，其中該交叉平面定位於該電子偵測器件與該第三組一或多個透鏡之間。
19.如條項17之電光系統，其中該交叉平面定位於該第三組一或多個透鏡內。
20.如條項10至19中任一項之電光系統，其中該第一組一或多個透鏡及該第二組一或多個透鏡中之至少一者經組態以在該複數個二次電子射束之每一二次電子射束到達一對應交越形成偏轉器之前補償該複數個二次電子射束之一旋轉。
21.如條項4至21中任一項之電光系統，其中該電光系統經組態以在一物鏡之一存在下使二次電子射束成像至該偵測表面上，該物鏡經組態以用該物鏡之一磁場浸潤該樣本。
22.如條項16至21中任一項之電光系統，其中該第一組一或多個透鏡及該第二組一或多個透鏡經組態以使該複數個二次電子射束中之至少一些與該複數個交越形成偏轉器之一對應交越形成偏轉器對準。
23.如條項22之電光系統，其中該第一組一或多個透鏡及該第二組一或多個透鏡中之至少一者經組態以在該複數個二次電子射束之每一二次電子射束到達一對應交越形成偏轉器之前補償該複數個二次電子射束之一位移。
24.一種藉由一二次成像系統執行以形成一樣本之影像之方法，該方法包含：藉由定位於該二次成像系統之一或多個影像平面處或至少在其附近的複數個交越形成偏轉器使二次電子射束偏轉以在一交叉平面上形成一交越區域；及藉由具有一射束限制孔徑之一射束限制孔徑板修整二次電子射束，該射束限制孔徑板定位於該交叉平面處或至少在其附近。
25.如條項24之方法，其中修整二次電子射束包括由該射束限制孔徑板阻擋該等二次電子射束中之每一者之周邊部分。
26.如條項24及25中任一項之方法，其中修整二次電子射束允許該等二次電子射束中之每一者之中心部分通過該射束限制孔徑。
27.如條項24至26中任一項之方法，其進一步包含：藉由一第一組一或多個透鏡形成該一或多個影像平面之一第一影像平面；及藉由一第二組一或多個透鏡形成該一或多個影像平面之一第二影像平面。
28.如條項27之方法，其中藉由定位成至少在一或多個影像平面附近之一或多個偏轉器使二次電子射束偏轉以形成一交越區域進一步包含：藉由定位於該第一影像平面處或至少在其附近之該複數個交越形成偏轉器使二次電子射束偏轉。
29.如條項27及28中任一項之方法，其中修整二次電子射束在該第二組形成用於該等二次電子射束之該第二影像平面之前發生。
30.如條項27及28中任一項之方法，其中修整二次電子射束在該第二組形成用於該等二次電子射束之該第二影像平面之後發生。
31.如條項27及28中任一項之方法，其中修整二次電子射束在該第二組形成用於該等二次電子射束之該第二影像平面期間發生。
32.如條項27之方法，其進一步包含：藉由一第三組一或多個透鏡形成該一或多個影像平面之一第三影像平面。
33.如條項32之方法，其中藉由定位於一或多個影像平面處或至少在其附近之一或多個交越形成偏轉器使二次電子射束偏轉以形成一交越區域進一步包含： 藉由定位於該第一影像平面處或至少在其附近之一第一組交越形成偏轉器使該等二次電子射束之一第一組二次電子射束偏轉；及藉由定位於該第二影像平面處或至少在其附近之一第二組交越形成偏轉器使該等二次電子射束之一第二組二次電子射束偏轉。
34.如條項32及33中任一項之方法，其中修整二次電子射束在該第三組形成用於該等二次電子射束之該第三影像平面之前發生。
35.如條項32及33中任一項之方法，其中修整二次電子射束在該第三組形成用於該等二次電子射束之該第三影像平面之後發生。
36.如條項32及33中任一項之方法，其中修整二次電子射束在該第三組形成用於該等二次電子射束之該第三影像平面期間發生。
37.一種用以使用一電光系統形成一樣本之影像之方法，其包含：產生一磁場以浸潤該樣本之一表面；藉由一初級投影成像系統將複數個初級電子射束投影至該樣本之該表面上，其中該複數個初級電子射束通過該磁場且自該樣本產生複數個二次電子射束；及藉由一二次成像系統將該複數個二次電子射束投影至一電子偵測器件上以獲得該等影像，其中該複數個二次電子射束中之至少一些經偏轉以用於產生一交越區域且在該交越區域處或至少在其附近經修整。
38.一種非暫時性電腦可讀媒體，其包括可由一控制器之一或多個處理器執行之一指令集，該等指令致使該控制器執行用以使用一電光系統形成一樣本之影像的一方法，該方法包含：提供指令以致使定位於該系統之一或多個影像平面處或至少在其附近的複數個交越形成偏轉器使二次電子射束偏轉以形成一交越區域；及 提供指令以致使一射束限制孔徑在該交越區域處或至少在其附近修整該等經偏轉二次電子射束。
39.一種非暫時性電腦可讀媒體，其包括可由一控制器之一或多個處理器執行之一指令集，該等指令致使該控制器執行形成一樣本之影像之一方法，該方法包含：指示一物鏡產生一磁場以浸潤該樣本之一表面；指示一初級成像系統將複數個初級電子射束投影至該樣本之該表面上，其中該複數個初級電子射束通過該磁場且自該樣本產生複數個二次電子射束；及指示一二次成像系統將該複數個二次電子射束投影至一電子偵測器件上以獲得該等影像，其中該複數個二次電子射束中之至少一些經偏轉以用於產生一交越區域且在該交越區域處或至少在其附近經修整。
應瞭解，多射束裝置之控制器可用軟體來控制上文所描述之功能性。舉例而言，控制器可將指令分別發送至前述透鏡以產生適當場(例如，磁場或靜電場)。控制器亦可發送調整電壓之指令以控制前述偏轉器陣列。可將軟體儲存於非暫時性電腦可讀媒體上。常見形式之非暫時性媒體包括例如：軟碟、可撓性磁碟、硬碟、固態磁碟機、磁帶或任何其他磁性資料儲存媒體；CD-ROM；任何其他光學資料儲存媒體；具有孔圖案之任何實體媒體；RAM、PROM及EPROM、FLASH-EPROM或任何其他快閃記憶體；NVRAM；快取記憶體；暫存器；任何其他記憶體晶片或卡匣；及其網路化版本。
儘管已關於本發明之較佳實施例解釋本發明，但應理解，可以在不背離本發明之如下文所主張之精神及範疇的情況下作出其他修改 及變化。
4:交叉平面
7:樣本表面
8:樣本
102_1s:探測光點
102_2s:探測光點
102_3s:探測光點
102_1se:同軸二次電子射束
102_2se:離軸二次電子射束
102_3se:離軸二次電子射束
102_1seP:二次射束光點
102_2seP:二次射束光點
102_3seP:二次射束光點
131:物鏡
140M:電子偵測器件
140_1:偵測元件
140_2:偵測元件
140_3:偵測元件
150:二次成像系統
150_1:副光軸
151:第一組一或多個透鏡
152:第二組一或多個透鏡
155:二次射束限制孔徑板
155A:二次射束限制孔徑
160:射束分離器
190:交越形成偏轉器陣列
P1:影像平面
P2:影像平面

Claims (15)

  1. 一種用於將複數個電子射束導向至一電子偵測器件上之一成像系統之交越形成偏轉器陣列(crossover-forming deflector array)，該交越形成偏轉器陣列包含：定位於該成像系統之一組一或多個(a set of one or more)透鏡之一影像平面處或至少在其附近的複數個交越形成偏轉器，其中每一交越形成偏轉器與該複數個電子射束之一對應電子射束對準。
  2. 如請求項1之交越形成偏轉器陣列，其中每一交越形成偏轉器經組態以使一對應電子射束偏轉使得所有電子射束重疊以在一交叉平面上形成一交越區域。
  3. 如請求項1之交越形成偏轉器陣列，其中每一交越形成偏轉器具有一多極結構。
  4. 一種用於將來自一樣本之複數個二次電子射束投影至一多射束裝置中之各別電子偵測表面上的成像系統，該成像系統包含：複數個交越形成偏轉器，其經組態以在用於該複數個二次電子射束之一交叉平面上產生一交越區域，其中該複數個交越形成偏轉器之每一交越形成偏轉器與該複數個二次電子射束之一對應二次電子射束相關聯；及具有一或多個孔徑之一射束限制孔徑板(beam-limit aperture plate)，其定位於該交叉平面處或附近且經組態以修整(trim)該複數個二次電子射 束。
  5. 如請求項4之成像系統，其中該複數個交越形成偏轉器經組態以使該複數個二次電子射束之離軸二次電子射束偏轉至該交越區域。
  6. 如請求項4之成像系統，其中該一或多個孔徑包括以該交越區域為中心之一第一孔徑。
  7. 如請求項4之成像系統，其中該一或多個孔徑經組態為具有不同的大小。
  8. 如請求項6之成像系統，其中該射束限制孔徑板可移動以使該一或多個孔徑之一第二孔徑與該交越區域對準。
  9. 如請求項4之成像系統，其進一步包含：一電子偵測器件，其包括用於該複數個二次電子射束的用以形成該樣本之複數個影像之偵測表面。
  10. 如請求項9之成像系統，其進一步包含：與該成像系統之一光軸對準的一第一組一或多個透鏡及一第二組一或多個透鏡，其中該電子偵測器件經定位成與該第一組相比更接近於該第二組。
  11. 如請求項10之成像系統，其中該複數個交越形成偏轉器在該第一組與該第二組之間定位於該第一組之一第一影像平面處或至少在其附近。
  12. 如請求項11之成像系統，其中該第一組一或多個透鏡經組態以使該複數個二次電子射束中之至少一些與該複數個交越形成偏轉器之一對應交越形成偏轉器對準。
  13. 如請求項11之成像系統，其中該交叉平面定位於該第一組與該第二組之間。
  14. 如請求項11之成像系統，其中該交叉平面定位於該電子偵測器件與該第二組之間。
  15. 一種藉由一二次成像系統執行以形成一樣本之影像之方法，該方法包含：藉由定位於該二次成像系統之一或多個影像平面處或至少在其附近的複數個交越形成偏轉器使二次電子射束偏轉以在一交叉平面上形成一交越區域；及藉由具有一射束限制孔徑之一射束限制孔徑板修整二次電子射束，該射束限制孔徑板定位於該交叉平面處或至少在其附近。
TW108107385A 2018-03-09 2019-03-06 交越形成偏轉器陣列、相關成像系統及形成影像之方法 TWI714009B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201862641204P 2018-03-09 2018-03-09
US62/641,204 2018-03-09

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201942941A TW201942941A (zh) 2019-11-01
TWI714009B true TWI714009B (zh) 2020-12-21

Family

ID=65685296

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW108107385A TWI714009B (zh) 2018-03-09 2019-03-06 交越形成偏轉器陣列、相關成像系統及形成影像之方法
TW109143717A TWI767443B (zh) 2018-03-09 2019-03-06 用於形成影像之非暫時性電腦可讀媒體

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW109143717A TWI767443B (zh) 2018-03-09 2019-03-06 用於形成影像之非暫時性電腦可讀媒體

Country Status (7)

Country Link
US (3) US10892138B2 (zh)
JP (2) JP7181305B2 (zh)
KR (2) KR20230042138A (zh)
CN (1) CN111819654B (zh)
IL (1) IL277172B1 (zh)
TW (2) TWI714009B (zh)
WO (1) WO2019170421A1 (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019170421A1 (en) * 2018-03-09 2019-09-12 Asml Netherlands B.V. Multi-beam inspection apparatus with improved detection performance of signal electrons
KR20210028250A (ko) * 2018-08-09 2021-03-11 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. 다수 하전-입자 빔들을 위한 장치
TWI821618B (zh) * 2019-12-19 2023-11-11 荷蘭商Ａｓｍｌ荷蘭公司 藉由多光束裝置執行以形成樣本之影像的方法及相關的多光束裝置
WO2021204740A1 (en) * 2020-04-10 2021-10-14 Asml Netherlands B.V. Charged particle beam apparatus with multiple detectors and methods for imaging
DE102020123567A1 (de) * 2020-09-09 2022-03-10 Carl Zeiss Multisem Gmbh Vielzahl-Teilchenstrahl-System mit Kontrast-Korrektur-Linsen-System

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW201515044A (zh) * 2008-04-15 2015-04-16 Mapper Lithography Ip Bv 投影透鏡配置
TW201640554A (zh) * 2015-02-05 2016-11-16 荏原製作所股份有限公司 檢查裝置
US9691588B2 (en) * 2015-03-10 2017-06-27 Hermes Microvision, Inc. Apparatus of plural charged-particle beams
US20170316912A1 (en) * 2015-02-06 2017-11-02 Carl Zeiss Microscopy Gmbh Particle beam system and method for the particle-optical examination of an object
CN108738343A (zh) * 2015-11-30 2018-11-02 汉民微测科技股份有限公司 多个带电粒子束的设备

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5892224A (en) * 1996-05-13 1999-04-06 Nikon Corporation Apparatus and methods for inspecting wafers and masks using multiple charged-particle beams
AU8746998A (en) * 1997-08-19 1999-03-08 Nikon Corporation Object observation device and object observation method
US6392231B1 (en) * 2000-02-25 2002-05-21 Hermes-Microvision, Inc. Swinging objective retarding immersion lens electron optics focusing, deflection and signal collection system and method
WO2002037526A1 (fr) 2000-11-02 2002-05-10 Ebara Corporation Appareil a faisceau electronique et procede de fabrication d'un dispositif a semi-conducteur comprenant ledit appareil
JP4217257B2 (ja) 2000-11-02 2009-01-28 株式会社荏原製作所 電子線装置を用いたデバイス製造方法
WO2002040980A1 (fr) 2000-11-17 2002-05-23 Ebara Corporation Procede et instrument d'inspection de tranches, et appareil a faisceau electronique
JP2004363085A (ja) 2003-05-09 2004-12-24 Ebara Corp 荷電粒子線による検査装置及びその検査装置を用いたデバイス製造方法
US7425703B2 (en) 2004-02-20 2008-09-16 Ebara Corporation Electron beam apparatus, a device manufacturing method using the same apparatus, a pattern evaluation method, a device manufacturing method using the same method, and a resist pattern or processed wafer evaluation method
JP5886663B2 (ja) 2012-03-21 2016-03-16 株式会社日立ハイテクノロジーズ 電子線応用装置およびレンズアレイ
CN104712856A (zh) 2014-12-09 2015-06-17 南通倍佳机械科技有限公司 一种双层复合软管及其制造方法
IL294759B1 (en) * 2015-07-22 2024-05-01 Asml Netherlands Bv Device for multiple charged particle beams
WO2017132435A1 (en) 2016-01-27 2017-08-03 Hermes Microvision Inc. Apparatus of plural charged-particle beams
WO2019170421A1 (en) * 2018-03-09 2019-09-12 Asml Netherlands B.V. Multi-beam inspection apparatus with improved detection performance of signal electrons

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW201515044A (zh) * 2008-04-15 2015-04-16 Mapper Lithography Ip Bv 投影透鏡配置
TW201640554A (zh) * 2015-02-05 2016-11-16 荏原製作所股份有限公司 檢查裝置
US20170316912A1 (en) * 2015-02-06 2017-11-02 Carl Zeiss Microscopy Gmbh Particle beam system and method for the particle-optical examination of an object
US9691588B2 (en) * 2015-03-10 2017-06-27 Hermes Microvision, Inc. Apparatus of plural charged-particle beams
CN108738343A (zh) * 2015-11-30 2018-11-02 汉民微测科技股份有限公司 多个带电粒子束的设备

Also Published As

Publication number Publication date
TW202131377A (zh) 2021-08-16
KR20200119839A (ko) 2020-10-20
WO2019170421A1 (en) 2019-09-12
IL277172A (en) 2020-10-29
KR20230042138A (ko) 2023-03-27
US11721521B2 (en) 2023-08-08
CN111819654A (zh) 2020-10-23
US20220319808A1 (en) 2022-10-06
US11282675B2 (en) 2022-03-22
US10892138B2 (en) 2021-01-12
JP2021516416A (ja) 2021-07-01
CN111819654B (zh) 2023-11-14
KR102511029B1 (ko) 2023-03-16
JP7181305B2 (ja) 2022-11-30
JP2022180431A (ja) 2022-12-06
US20190279844A1 (en) 2019-09-12
TWI767443B (zh) 2022-06-11
IL277172B1 (en) 2024-03-01
TW201942941A (zh) 2019-11-01
US20210151291A1 (en) 2021-05-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
USRE49784E1 (en) Apparatus of plural charged-particle beams
TWI714009B (zh) 交越形成偏轉器陣列、相關成像系統及形成影像之方法
CN111681939B (zh) 多个带电粒子束的装置
JP6641011B2 (ja) 複数の荷電粒子ビームの装置
TWI650550B (zh) 用於高產量電子束檢測（ｅｂｉ）的多射束裝置
TWI795217B (zh) 用於多帶電粒子束的設備
JP2019536250A (ja) 試験片を検査する方法および荷電粒子マルチビーム装置
TWI782279B (zh) 多重帶電粒子束裝置及其操作方法
US8101911B2 (en) Method and device for improved alignment of a high brightness charged particle gun
CN115223831B (zh) 带电粒子束设备、多子束组件和检查样本的方法
TWI737070B (zh) 多束設備及非暫時性電腦可讀媒體
EP2182543B1 (en) Method and device for improved alignment of a high brightness charged particle gun