TWI719405B - 電子束設備 - Google Patents

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TWI719405B TW108104747A TW108104747A TWI719405B TW I719405 B TWI719405 B TW I719405B TW 108104747 A TW108104747 A TW 108104747A TW 108104747 A TW108104747 A TW 108104747A TW I719405 B TWI719405 B TW I719405B
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彼得 保羅 漢潘尼斯
馬丁 法蘭絲 貞努斯 克里莫斯
肯潘 羅伯特 傑考伯 席歐德羅 凡
史文 安東尹 喬漢 侯
德 葛羅斯 亨利克斯 馬丁尼斯 約翰納司 凡
德 里特 喬漢斯 修伯特司 安東尼奧斯 范
尼爾 喬漢尼斯 馬利亞 波許
馬汀 哈吉 奇曼
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Abstract

本發明提供一種電子束設備，其包含：一電子束源，其經組態以產生一電子束；一第一部分，其經組態以支撐一基板，該第一部分包含用於支撐該基板之一物件台，該第一部分進一步包含用於相對於該電子束源致動該物件台之一短衝程致動器系統，該短衝程致動器系統包含一短衝程壓力器；一第二部分，其經組態以可移動地支撐該第一部分；及一長衝程致動器系統，其經組態以致動該第一部分相對於該第二部分之移動，該長衝程致動器系統包含一長衝程壓力器，其中該短衝程壓力器及/或該長衝程壓力器經組態以在該電子束投影至該基板上時被關閉。

Description

電子束設備
本發明係關於一種基板定位裝置及一種包含此基板定位裝置之電子束(electron beam/e-beam)檢查工具。
本發明係關於一種如可經應用以檢查半導體裝置之電子束檢查工具。
在半導體製程中，不可避免地產生缺陷。此等缺陷會影響裝置效能，甚至會導致故障。裝置良率會因此受影響，從而引起成本增加。為了控制半導體製程良率，缺陷監視至關重要。適用於缺陷監視之一個工具係掃描電子顯微鏡(Scanning Electron Microscope；SEM)，其使用一或多個電子束掃描試樣之目標部分。
在電子束檢查工具之已知實施例中，提供基板定位裝置以支撐基板及在所要設定點位置中或至少在電子束下方接近此所要設定點位置定位基板以供量測。
在此基板定位裝置中，各致動器系統包含永久磁體勞侖茲致動器。通常提供第一致動器系統及第二致動器系統來相對於第二部分長衝程移動第一部分。第一部分支撐允許定位在三個自由度(亦即豎直方向 及圍繞第一及第二水平方向之旋轉)中支撐基板之物件台的短衝程致動器系統。此短衝程定位系統使得能夠在檢查光束之焦點中位階量測基板。
可藉助於檢查工具中之偏轉單元在第一及第二水平方向上以約2μm之範圍操縱檢查電子束。此功能性可用於相對於基板精細地定位檢查光束。基板之所測得位置誤差用作偏轉單元控制器之輸入。
由於此功能性，長衝程致動系統之定位準確性要求受到限制。仍然，基於永久磁體勞侖茲致動器之長衝程致動系統具有一些缺點。
長衝程致動系統具有位置相依符合性。此歸因於設定點移動期間之大的激勵力而產生各種振動。歸因於此等振動之力經輸送至物件台及固持電子束源之框架，且決定系統之穩定時間。
此外，長衝程致動器系統中之永久磁體的磁場擾亂量測電子束之位置。
本發明之一目標係提供一種可用於一電子束檢查工具中以相對於電子束定位一基板的替代性基板定位裝置。該基板定位裝置可經建構成不具有該電子束檢查工具之已知實施例之基板定位裝置的一或多個以上缺點或至少提供一替代性基板定位裝置。
根據本發明之一態樣，提供一種電子束設備，其包含：一電子束源，其經組態以產生一電子束；一第一部分，其經組態以支撐一基板，該第一部分包含用於支撐該基板之一物件台，該第一部分進一步包含用於相對於該電子束源致動該物件台之一短衝程致動器系統，該短衝程致動器系統包含一短衝程壓力器；一第二部分，其經組態以可移動地支撐該第一部分；及 一長衝程致動器系統，其經組態以致動該第一部分相對於該第二部分之移動，該長衝程致動器系統包含一長衝程壓力器，其中該短衝程壓力器及/或該長衝程壓力器經組態以在該電子束投影至該基板上時被關閉。
根據本發明之另一態樣，提供一種根據該態樣之電子束設備，其中該電子束設備包含一掃描電子顯微鏡、一電子束直寫器、一電子束投影微影設備、一電子束檢查設備、一電子束缺陷驗證設備或一電子束度量衡設備。
100:電子束檢查系統
110:殼體
120:裝載埠
130:設備前端模組(EFEM)
140:處置器機器人
150:裝載鎖
160:真空腔室/真空容器
170:電子光學系統
180:定位裝置
181:第一部分
182:第二部分
183:物件台
184:短衝程致動器系統
185:平面致動器系統
186:第一壓力器
187:第二壓力器
188:第三壓力器
189:第四壓力器
190:物件
191:共用定子
192:被動軸承
192A:力致動系統
193:鐵磁極
194:兩相線圈系統
195:永久磁體
196:屏蔽裝置
197:索亞型馬達
198:橫樑
199:索亞型馬達
200:電子光學系統
202:電子束
210:電子槍
212:電子源
214:抑制器
216:陽極
218:孔徑
220:聚光器
240:成像系統
242:孔徑
244:偵測器
246:濾光片
248:消隱器
250:偏轉器
252:偏轉器
254:偏轉器
256:偏轉器
260:軛
262:線圈
270:電極/延遲器
280:支撐件
300:樣本
A-A:線
x:方向/軸
y:方向/軸
z:方向/軸
藉由結合隨附圖式之以下詳細描述，將易於理解本發明，在該等圖式中類似附圖標記指定類似結構元件，且在該等圖式中：
圖1A及圖1B係根據本發明之一實施例之電子束檢查工具的示意圖。
圖2及圖3係如可應用於本發明之一實施例中的電子光學系統之示意圖。
圖4示意性地描繪根據本發明之EBI系統之可能控制架構。
圖5示意性地描繪根據本發明之待在電子束檢查工具中應用之定位裝置之一實施例上的側視圖。
圖6示意性地描繪圖5之實施例的一部分的仰視圖B-B。
圖7示意性地描繪索亞(sawyer)型致動器。
圖8示意性地描繪具有索亞型致動器之H形致動器組態。
儘管本發明易受各種修改及替代形式影響，但在圖式中作為實例展示其特定實施例，且可在本文中對其進行詳細描述。該等圖式可 能並非按比例繪製。然而，應理解，圖式及其詳細描述不意欲將本發明限制於所揭示之特定形式，但相反，意欲涵蓋屬於如由所附申請專利範圍所界定的本發明之精神及範疇內的所有修改、等效者及替代例。
現在將參考附圖來更全面地描述本發明之各種實例實施例，在附圖中，展示了本發明之一些實例實施例。在該等圖式中，為了清楚起見可誇示層及區之厚度。
本文中揭示本發明之詳細說明性實施例。然而，出於描述本發明之實例實施例之目的，本文中所揭示之特定結構及功能細節僅為代表性的。然而，本發明可以許多替代形式體現且不應被解釋為限於本文中所闡述之實施例。
因此，儘管本發明之實例實施例能夠實現各種修改及替代形式，但其實施例係作為實例展示於圖式中且將在本文中被詳細描述。然而，應理解，不欲將本發明之實例實施例限於所揭示之特定形式，然而相反地，本發明之實例實施例用以涵蓋屬於本發明之範疇內的所有修改、等效物及替代方案。貫穿諸圖之描述，類似編號係指類似元件。
如本文中所使用，術語「試樣」一般係指晶圓或可定位有所關注缺陷(defect of interest，DOI)之任何其他試樣。儘管術語「試樣」及「樣本」在本文中可互換使用，但應理解，可針對任何其他試樣(例如，倍縮光罩、光罩(mask/photomask))組態及/或使用本文中關於晶圓所描述之實施例。
如本文中所使用，術語「晶圓」一般係指由半導體材料或非半導體材料形成的基板。此半導體或非半導體材料之實例包括但不限於 單晶矽、砷化鎵及磷化銦。通常可在半導體製造設施中發現及/或處理此等基板。
在本發明中，「軸向」意謂「在設備、柱或諸如透鏡之裝置的光軸方向上」，而「徑向」意謂「在垂直於光軸之方向上」。通常，光軸自陰極開始且在試樣處終止。光軸在所有圖式中始終係指z軸。
術語交越係指電子束聚焦之點。
術語虛擬源意謂自陰極發射之電子束可被追蹤回至「虛擬」源。
根據本發明之檢查工具係關於帶電粒子源，尤其係關於可經施加至SEM、電子束檢查工具或EBDW之電子束源。在此技術中，電子束源亦可被稱作電子槍(e-gun/Electron Gun)。
關於圖式，應注意，該等圖並不按比例繪製。特定而言，可能會極大地誇示圖中一些元件的比例以強調該等元件的特性。亦應注意，該等圖未按相同比例繪製。多於一個圖中展示之可以相似方式組態的元件已使用相同附圖標記指示。
在圖式中，為了清楚起見，可誇示每一組件及每一組件之間的相對尺寸。在以下圖式描述內，相同或類似附圖標記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。
因此，儘管本發明之實例實施例能夠實現各種修改及替代形式，但其實施例係作為實例展示於圖式中且將在本文中被詳細描述。然而，應理解，不欲將本發明之實例實施例限於所揭示之特定形式，然而相反地，本發明之實例實施例用以涵蓋屬於本發明之範疇內的所有修改、等效物及替代方案。
圖1A及圖1B示意性地描繪根據本發明之一實施例的電子束(electron beam/e-beam)檢查(electron beam inspection，EBI)系統100的俯視圖及橫截面視圖。如所展示之實施例包含殼體110、充當介面以收納待檢驗之對象並輸出已檢驗之對象的一對裝載埠120。如所展示之實施例進一步包含被稱作設備前端模組EFEM 130之物件轉移系統，該物件轉移系統經組態以處置物件及/或將物件輸送至裝載口及自裝載口輸送物件。在如所展示之實施例中，EFEM 130包含處置器機器人140，該處置器機器人經組態以在EBI系統100之裝載埠與裝載鎖150之間輸送對象。裝載鎖150係在殼體110外且在EFEM中存在的大氣條件與在EBI系統100之真空腔室160中存在的真空條件之間的界面。在如所展示之實施例中，真空腔室160包含經組態以將電子束投影至待檢查物件(例如半導體基板或晶圓)上的電子光學系統170。EBI系統100進一步包含定位裝置180，該定位裝置經組態以使物件190相對於由電子光學系統170產生之電子束位移。
在一實施例中，在跳躍及掃描模式下操作電子束檢查系統100，其中在量測期間將電子束投影至待檢查物件上，同時定位裝置180在待檢查物件定位於所要設定點位置處或至少接近彼位置，亦即處於短衝程致動器系統184及/或電子束源之偏轉單元的控制範圍內時實質上靜止。定位裝置180可執行擾動減少操作以在量測期間保持待檢查物件之位置處於所要設定點位置或接近彼位置。
在一實施例中，在連續掃描模式下操作電子束檢查系統100，其中將電子束投影至待檢查物件上同時定位裝置180致動待檢查物件。在實施例中，當按實質上恆定之速度移動物件時，可將電子束投影至 待檢查物件上。
在一實施例中，該定位裝置可包含多個定位器之級聯式配置，諸如用於在實質上水平平面中定位物件之XY載物台及用於在豎直方向上定位物件之Z載物台。
在一實施例中，定位裝置可包含粗略定位器與精細定位器之組合，該粗略定位器經組態以遍及比較大距離提供物件之粗略定位，該精細定位器經組態以遍及比較小距離提供物件之精細定位。
在一實施例中，定位裝置180進一步包含物件台，該物件台用於在由EBI系統100執行之檢查製程期間固持物件。在此實施例中，藉助於諸如靜電夾具之夾具，可將物件190夾持至物件台上。此夾具可整合於物件台中。
根據本發明，定位裝置180包含用於定位物件台之第一定位器及用於定位第一定位器及物件台之第二定位器。另外，如應用於根據本發明之電子束檢查工具100中的定位裝置180包含經組態以在物件台中產生熱負荷的加熱裝置。
將在下文更詳細地論述如應用於本發明中的定位裝置180及加熱裝置。
圖2示意性地描繪如可應用於根據本發明之電子束檢查工具或系統中的電子光學系統200之實施例。該電子光學系統200包含被稱作電子槍210之電子束源，及成像系統240。
電子槍210包含電子源212、抑制器214、陽極216、一組孔徑218及聚光器220。電子源212可係肖特基(Schottky)發射器。更具體言之，電子源212包括陶瓷基板、兩個電極、鎢絲及鎢銷。該兩個電極並行 固定至陶瓷基板，且該兩個電極之另一側分別連接至鎢絲之兩端。鎢稍微彎曲以形成供置放鎢銷之尖端。接下來，ZrO2塗佈於鎢銷之表面上，且加熱至1300℃從而熔融並覆蓋鎢銷，但露出鎢銷之銷尖。熔融ZrO2可使降低鎢之功函數並減小發射電子之能量障壁，且因此有效地發射電子束202。接著，藉由施加負電至抑制器214，電子束202被抑制。因此，具有大散佈角之電子束被抑制成原始電子束202，且因此電子束202之亮度得以增強。藉由陽極216之正電荷，可提取電子束202，且接著藉由使用具有不同孔徑大小之可調孔徑218以消除在孔徑外部的不必要電子束，可控制電子束202之庫侖強迫力。為了聚集電子束202，將聚光器220應用於電子束202，此亦提供放大率。圖2中所展示之聚光器220可例如為靜電透鏡，其可聚集電子束202。另一方面，聚光器220亦可係磁透鏡。
如圖3中所展示之成像系統240包含：消隱器248；一組孔徑242；偵測器244；四組偏轉器250、252、254及256；一對線圈262；軛260；濾光片246；及電極270。電極270用以延遲及偏轉電子束202，且歸因於上部磁極片及樣本300之組合而進一步具有靜電透鏡功能。此外，線圈262及軛260經組態為磁物鏡。
藉由加熱電子針及施加電場至陽極216，產生上文所描述之電子束202，使得為了使電子束202穩定，必須長時間加熱電子針。對於使用者終端而言，此肯定為耗時且不便的。因此，將消隱器248應用於經聚集電子束202，以使電子束202暫時偏離樣本而非將其關閉。
應用偏轉器250及256以在大視場內掃描電子束202，且偏轉器252及254用於在小視場內掃描電子束202。所有偏轉器250、252、254及256可控制電子束202之掃描方向。偏轉器250、252、254及256可 係靜電偏轉器或磁偏轉器。軛260之開口面向樣本300，從而使磁場浸沒至樣本300中。另一方面，電極270置放於軛260之開口之下，且因此樣本300將不會受損。為了校正電子束202之色像差，延遲器270、樣本300及上部磁極片形成透鏡以消除電子束202之色像差。
此外，當電子束202轟擊至樣本300中時，二次電子將自樣本300之表面發出。接下來，二次電子係由濾光片246導向至偵測器244。
圖4示意性地描繪根據本發明之EBI系統之可能控制架構。如圖1中所指示，EBI系統包含裝載鎖定件、晶圓轉移系統、裝載/鎖定件、電子光學系統及定位裝置，例如包括z載物台及x-y載物台。如所說明，EBI系統之此等各種組件可配備有各別控制器，亦即，連接至晶圓轉移系統之晶圓輸送器系統控制器、裝載/鎖定控制器、電子光學控制器、偵測器控制器、載物台控制器。舉例而言，經由通信匯流排，此等控制器可例如通信地連接至系統控制器電腦及影像處理電腦。在如所展示之實施例中，系統控制器電腦及影像處理電腦可連接至工作站。
裝載埠將晶圓裝載至晶圓轉移系統，諸如EREM 130，且晶圓轉移系統控制器控制晶圓轉移以將晶圓轉移至裝載/鎖定件，諸如裝載鎖150。裝載/鎖定控制器控制至腔室之裝載/鎖定件，使得將為檢查件之物件(例如晶圓)可固定於夾具，例如靜電夾具(亦被稱作電子夾盤)上。定位裝置，例如z載物台及x-y載物台，使晶圓能夠由載物台控制器移動。在一實施例中，z載物台之高度可例如使用諸如壓電致動器之壓電組件進行調整。電子光學控制器可控制電子光學系統之所有條件，且偵測器控制器可自電子光學系統接收電信號並將來自電子光學系統之電信號轉換成影像信號。系統控制器電腦用以將命令發送至對應控制器。在接收到影像信 號之後，影像處理電腦可處理影像信號以識別缺陷。
圖5示意性地描繪根據本發明之實施例的用於電子束檢查工具1之基板定位裝置180的實施例。基板定位裝置180包含第一部分181及可至少在水平面上相對於第一部分181移動之第二部分182。第一部分181包含用以支撐物件190(詳言之基板)的物件台183、及包含用於精細定位物件台183之短衝程壓力器的短衝程致動器系統184。短衝程致動器系統184可包含被動軸承及/或非磁軸承。
提供亦被稱作長衝程致動器系統之平面致動器系統185以致動第一部分181在水平面上相對於第二部分182之移動，亦即，垂直水平方向(x,y)上之移動及圍繞縱軸(Rz)之旋轉。
平面致動系統185包含數個致動器以致動第一部分181相對於第二部分182之移動。
圖6自線A-A(圖5中指示)展示第一部分181之仰視圖。圖6展示第一致動器之第一壓力器186及第二致動器之第二壓力器187以在水平x方向上致動第一部分181、及第三致動器之第三壓力器188及第四致動器之第四壓力器189以在水平y方向上致動第一部分181。長衝程致動器系統之壓力器亦被稱作長衝程壓力器。
所有四個壓力器186、187、188及189與第二部分182之共用定子191協作以便在各別水平方向上施加力。
為了在豎直方向，亦即z方向上支撐第一部分181，提供四個被動軸承192。此等被動軸承192不會有效地控制第一部分181相對於第二部分182之位置，而是提供豎直支撐以固持第一部分181。此意謂當致動器系統185出故障或被關斷時，第一部分181保持由被動軸承192支撐且 不會在第二部分182上下落。作為結果，不必提供用以阻止或導引第一部分181之下落的單獨系統。被動軸承可係非磁軸承。
在一實施例中，被動軸承192係藉由被動軸承192與第二部分182之間的機械接觸提供支撐的機械支撐足部。藉由選擇機械支撐足部與共用定子191之頂表面的恰當材料組合，且潤滑機械支撐足部與共用定子191之頂表面之間的機械接觸區域，可最小化機械支撐足部歸因於機械支撐足部第二部分182之表面上方滑動的磨損。
共用定子191可係例如具有水平頂表面之鋁塊或板，該水平頂表面可充當用於被動軸承192之支承面且充當用於壓力器186、187、188及189中之每一者的致動器介面。
可能需要被動軸承192之預負載以確保第一部分181不會相對於第二部分182滑動而不針對此移動致動。可運用由經配置以在豎直方向上在第一部分與第二部分之間施加預負載力的力致動系統192A產生之重力負載及額外預負載實現此預負載。力致動系統192A可例如包含機械支撐足部中施加拉力至共用定子191或共用定子191底下之第二部分182的本體的電磁體。替代地或另外，被動軸承192可係滾子軸承。
在一替代性實施例中，被動軸承192可係氣體軸承，例如空氣軸承，以提供高豎直剛度及阻尼，而在被動軸承192與第二部分182之間無直接機械接觸。可例如藉由產生真空以在定子191之頂表面上拉動第一部分181來獲得所需預負載。
機械支撐足部具有其亦可用於具有減壓之調節空間(亦即真空空間)中的優點。在此空間中，無法應用空氣軸承。空氣軸承之優點係在被動軸承192與共用定子191之間不存在直接機械接觸，從而防止被動 軸承192之磨損。
預負載亦可由任何其他力致動系統192A實現以在豎直方向上在第一部分與第二部分之間施加預負載力。力致動系統192A可設置於第一部分181中或上，詳言之被動軸承192及/或第二部分182，詳言之定子191中或上。
在一實施例中，致動器之壓力器186、187、188及189係感應型馬達。在感應型馬達中，壓力器186、187、188及189經配置以產生遍及在其中產生渦電流力之共用電氣定子191移動的磁場。與由壓力器186、187、188及189產生之磁場組合，此等定子渦電流在壓力器186、187、188及189與定子191之間的產生相對力。在平面致動器系統185之平面組態中，壓力器186、187、188及189中之每一者的力方向僅由各別壓力器186、187、188、189之定向決定。在圖5之實施例中，第一壓力器186及第二壓力器187將在水平x方向上產生力，而第三壓力器188及第四壓力器189將在水平y方向上產生力。將顯而易見，可藉由致動四個致動器中的一或多者產生第一部分181圍繞縱軸Rz之旋轉。
感應型馬達中之致動力取決於由各別壓力器186、187、188、189與定子191產生之磁場之間的相對速度及各別壓力器186、187、188、189之電流。與感應型馬達組合使用之定子191可係連續的，亦即，不具有齒或其他圖案，且結果否具有位置相依力。
此定位裝置180具有低機械複雜度，且可容易且可靠地受控。此外，倘若平面致動系統185出故障，不存在第一部分181之下落的風險，此係因為被動軸承192阻止第一部分181之下落。
此定位裝置180之另一優點係平面致動器系統185不具有永 久磁體，亦即，感應型馬達不使用如勞侖茲型馬達中使用之永久磁體。此亦允許另一控制方法有利地控制物件台位置183。在此控制方法中，致動壓力器186、187、188及189以在所要設定點位置(x,y,Rz)或至少接近彼位置中，亦即在短衝程致動器系統184及/或電子束源之偏轉單元的控制範圍內，定位物件台183。一旦物件台183配置於此位置中，則可關閉所有壓力器186、187、188及189之壓力器電流。作為結果，不存在由壓力器186、187、188及189中之一者產生的較長任何磁場。控制範圍可係1000μm、100μm、10μm、1000nm、100nm、10nm、1nm或更小。
被動軸承192之高水平及豎直剛度保證第一部分181之位置係穩定的且恰當地得到阻尼，此引起低穩定時間。因為在平面致動器系統185中不存在永久磁體，所以平面致動器系統185不產生任何磁場，一旦關閉壓力器186、187、188及189，則該磁場會負面地影響運用電子束源之電子束的量測。
此外，物件台183之位置的任何小定位誤差可由短衝程致動器系統184校正，或替代地或另外，此定位誤差可由電子束源之偏轉單元補償。
電子束檢查工具可進一步包含一或多個其他壓力器以在電子束量測期間補償動力擾動影響。
在量測期間，定子191可以機械方式固定至第一部分181。因此，應最小化量測期間之定子191的可能振動。此情形可例如藉由結合支撐件，例如支撐地板，與定子191之間的框架運動補償系統以相容方式支撐定子191得以實現，或作為替代方案，可提供定子191與電子束電子光學系統200之間的相對剛性連接。結合框架運動補償系統以相容方式支 撐定子191使得能夠針對第一部分181之移動動態地隔離電子光學系統200。因此，需要的是，應運用與外部動力擾動隔離之大框架(metroframe)實現對任何動力擾動的隔離。
感應型馬達之另一優點係壓力器186、187、188及189不需要換向位置輸入。此意謂不需要在定位裝置180之初始化期間提供準確換向量測系統及換向對準。
為了避免共用定子191將變得過熱，冷卻裝置可設置於定子191中。
感應型馬達亦可應用於短衝程致動器系統184中以相對於電子束以高準確性定位物件台183。此外，在使用感應型馬達時，短衝程致動器系統可不具有永久磁體。
在平面致動系統185之一替代性實施例中，平面致動系統185之致動器的壓力器186、187、188及189可係磁阻型馬達。類似於感應型馬達，磁阻型馬達之優點係其不包含永久磁體。作為結果，磁阻型馬達將在啟動時僅產生磁場。此意謂在如上文所描述之其中第一部分181進入或接近所要位置且接著不再啟動但支撐於被動軸承192上的位置控制方法中，平面致動系統不再產生會可在電子束量測期間負面地影響電子束源之電子束的磁場。
磁阻型馬達，詳言之其壓力器，可具有相對輕且緊密之設計，此有利於將壓力器整合至定位裝置180之第一部分181中。
磁阻馬達之定子191可能需要冷卻。出於此原因，冷卻裝置可設置於定子191中。然而，在壓力器186、187、188及189中可能不需要主動冷卻，且作為結果，不必對可移動第一部分181進行冷卻連接，例 如冷卻水軟管。
磁阻型馬達亦可應用於短衝程致動器系統184中以相對於電子束以高準確性定位物件台183。在使用磁阻型馬達時，短衝程致動器系統可不具有永久磁體。
在平面致動系統185之又一替代性實施例中，平面致動系統185之致動器的壓力器186、187、188及189可係索亞型馬達。在圖7中展示此索亞型馬達(壓力器186)的實例。可對應地建構其他壓力器187、188、189。索亞型馬達亦可建構有其他替代性線圈組態。
定子191包含鐵磁極193之陣列。壓力器186包含兩相線圈系統194及永久磁體195。此建構之優點係永久磁體195在平面致動系統185之下區域處配置於壓力器186中。永久磁體195可因此實際上由屏蔽裝置196以磁性方式屏蔽，以防止永久磁體195之磁場負面地影響電子束檢查工具中之電子源極的電子束。
另外或替代地，磁屏蔽罩可配置於第一部分及/或第二部分中以防止永久磁體195之磁場負面地影響由電子束檢查工具中之電子束源產生的電子束。磁屏蔽罩可配置於短衝程致動器系統及/或長衝程致動器系統中。
當施加塊形電流至兩相線圈系統194時，壓力器186將在壓力器186之致動方向上相對於定子191進行步進。此步進具有λ/4之距離，其中λ等於定子齒間距。藉由持續施加塊形電流至兩相線圈系統194，可運用此等步驟沿著定子191移動壓力器186。
當使用塊形電流以施加至兩相線圈系統194時，壓力器無法定位於步進位置之間的中間位置中。然而，當施加正弦電流至兩相線圈 系統194時，壓力器186可提供允許在任何所要中間位置中定位壓力器的可控制力。
基於索亞型之壓力器的平面致動系統185提供適合之平面組態，其中壓力器186、187、188、189允許跨更長距離移動。同時，可在緊密且輕的設計中提供壓力器186、187、188、189，藉此壓力器186、187、188、189中之每一者中的永久磁體195可實際上由防止電子束負面地受永久磁體195之磁場影響的屏蔽裝置196磁屏蔽。
基於索亞型之壓力器亦可應用於除圖5之平面組態以外的其他驅動組態中。圖8展示具有索亞型馬達之H組態。在此H組態中，提供兩個索亞型馬達197以相對於定位裝置之第二部分182在y方向上移動橫樑198。在橫樑198上，提供另一索亞型馬達199以在x方向上移動第一部分181。
藉由控制用於在y方向上移動之兩個索亞型馬達197及用於在x方向上移動第一部分181之另一索亞型馬達199，詳言之支撐於其上之物件台可在水平面上經配置於任何合乎需要之位置中。
亦在此H組態中，僅永久磁體設置於兩個索亞型馬達197及另一索亞型馬達199中。此等永久磁體可實際上由屏蔽裝置196屏蔽，如圖7中所展示。
在替代性實施例中，索亞型壓力器之永久磁體195可被直流(DC)線圈替換。在此實施例中，可在量測期間關閉壓力器之所有磁場源，因此可能不再需要如在在圖7及圖8中所展示之索亞型壓力器中施加之磁屏蔽。此馬達可被稱作具有直流(DC)線圈之索亞型馬達，或作為替代方案，可被稱作並聯通量切換機器或維尼爾混合機器。
可在以下條項中描述其他實施例：
1.一種電子束設備，其包含：一電子束源，其經組態以產生一電子束；一第一部分，其經組態以支撐一基板，該第一部分包含用於支撐該基板之一物件台，該第一部分進一步包含用於相對於該電子束源致動該物件台之一短衝程致動器系統，該短衝程致動器系統包含一短衝程壓力器；一第二部分，其經組態以可移動地支撐該第一部分；及一長衝程致動器系統，其經組態以致動該第一部分相對於該第二部分之移動，該長衝程致動器系統包含一長衝程壓力器，其中該短衝程壓力器及/或該長衝程壓力器經組態以在該電子束投影至該基板上時被關閉。
2.如條項1之電子束設備，其中該短衝程壓力器及/或該長衝程壓力器在該物件台經定位成距離一所要位置在一範圍內時被關閉。
3.如條項2之電子束設備，其進一步包含經組態以使該電子束偏轉之一偏轉單元，其中該範圍實質上等於或小於該短衝程致動器系統之一控制範圍、該偏轉單元之另一控制範圍，或係該控制範圍與該另一控制範圍之一總和的一又另一控制範圍。
4.如任何前述條項之電子束設備，其中該電子束設備經組態以在跳躍及掃描模式下或在連續掃描模式下操作。
5.如任何前述條項之電子束設備，其中該範圍係1000μm、100μm、10μm、1000nm、100nm或更小。
6.如任何前述條項之電子束設備，其中在0.01m/s、0.05m/s、0.1m/s、0.5m/s、1.0m/s、5m/s或更高之一速度下致動該物件台。
7.如任何前述條項之電子束設備，其中藉由1m/s^2、5m/s^2、10m/s^2、50m/s^2、100m/s^2或更高之一加速度致動該物件台。
8.如任何前述條項之電子束設備，其中以10μm、1000nm、100nm、10nm、1nm、0.1nm或更佳之一精確度致動該物件台。
9.如任何前述條項之電子束設備，其中該短衝程致動器系統及/或該長衝程致動器系統不具有永久磁體。
10.如任何前述條項之電子束設備，其中該短衝程致動器系統及/或該長衝程致動器系統包含一感應馬達及/或一磁阻馬達。
11.如條項1至8或條項10中任一項之電子束設備，其中該短衝程致動器系統及/或該長衝程致動器系統包含一索亞型馬達。
12.如任何前述條項之電子束設備，其中該第一部分及/或該第二部分包含一磁屏蔽罩。
13.如任何前述條項之電子束設備，其中該短衝程致動器系統及/或該長衝程致動器系統包含一磁屏蔽罩。
14.如任何前述條項之電子束設備，其中該短衝程致動器系統經組態以按三個或更多個自由度致動該物件台，及/或其中該長衝程致動器系統經組態以按兩個或更多個自由度致動該第一部分。
15.如任何前述條項之電子束設備，其中該短衝程致動器系統及/或該長衝程致動器系統進一步包含一非磁軸承。
16.如條項15之電子束設備，其中該非磁軸承係包含一滾子軸承、一機械支撐足部或一氣體軸承之一被動軸承。
17.如任何前述條項之電子束設備，其中該電子束設備包含一掃描電子顯微鏡、一電子束直寫器、一電子束投影微影設備、一電子束檢查設 備、一電子束缺陷驗證設備或一電子束度量衡設備。
18.一種電子束設備操作方法，該方法包含：藉由一長衝程致動器系統致動一第一部分相對於一第二部分之移動，該第一部分經組態以支撐一基板，該第一部分包含用於支撐該基板之一物件台，該第一部分進一步包含用於相對於該電子束源致動該物件台之一短衝程致動器系統，該短衝程致動器系統包含一短衝程壓力器；該短衝程致動器系統包含一短衝程壓力器，該電子束源經組態以產生一電子束，該第二部分經組態以可移動地支撐該第一部分，該長衝程致動器系統包含一長衝程壓力器；及隨後在該電子束投影至該基板上時關閉該短衝程壓力器及/或該長衝程壓力器。
19.如條項18之電子束設備操作方法，其中該短衝程壓力器及/或該長衝程壓力器在該物件台經定位成距離一所要位置在一範圍內時被關閉。
20.如條項19之電子束設備操作方法，其中該電子束設備進一步包含經組態以使該電子束偏轉之一偏轉單元，且其中該範圍實質上等於或小於該短衝程致動器系統之一控制範圍、該偏轉單元之另一控制範圍，或係該控制範圍與該另一控制範圍之一總和的又另一控制範圍。
21.如條項18至20中任一項之電子束設備操作方法，其中在跳躍及掃描模式下或在連續掃描模式下操作該電子束設備。
22.如條項18至21中任一項之電子束設備操作方法，其中該範圍係1000μm、100μm、10μm、1000nm、100nm、10nm、1nm或更小。
23.如條項18至22中任一項之電子束設備操作方法，其中在0.01 m/s、0.05m/s、0.1m/s、0.5m/s、1.0m/s、5m/s或更高之一速度下致動該物件台。
24.如條項18至23中任一項之電子束設備操作方法，其中藉由1m/s^2、5m/s^2、10m/s^2、50m/s^2、100m/s^2或更高之一加速度致動該物件台。
25.如條項18至24中任一項之電子束設備操作方法，其中以10μm、1000nm、100nm、10nm、1nm、0.1nm或更佳之一精確度致動該物件台。
26.如條項18至25中任一項之電子束設備操作方法，其中該短衝程致動器系統及/或該長衝程致動器系統不具有永久磁體。
27.如條項18至26中任一項之電子束設備操作方法，其中該短衝程致動器系統及/或該長衝程致動器系統包含一感應馬達及/或一磁阻馬達。
28.如條項18至25或條項27中任一項之電子束設備操作方法，其中該短衝程致動器系統及/或該長衝程致動器系統包含一索亞型馬達。
29.如條項18至28中任一項之電子束設備操作方法，其中該第一部分及/或該第二部分包含一磁屏蔽罩。
30.如條項18至29中任一項之電子束設備操作方法，其中該短衝程致動器系統及/或該長衝程致動器系統包含一磁屏蔽罩。
31.如條項18至30中任一項之電子束設備操作方法，其中該短衝程致動器系統經組態以按三個或更多個自由度致動該物件台，及/或其中該長衝程致動器系統經組態以按兩個或更多個自由度致動該第一部分。
32.如條項18至31中任一項之電子束設備操作方法，其中該短衝程致動器系統及/或該長衝程致動器系統進一步包含一非磁軸承。
33.如條項32之電子束設備操作方法，其中該非磁軸承係包含一滾子軸承、一機械支撐足部或一氣體軸承之一被動軸承。
34.如條項18至33中任一項之電子束設備操作方法，其中該電子束設備包含一電子束直寫器、一電子束投影微影設備、一電子束檢查設備、一電子束缺陷驗證設備或一電子束度量衡設備。
本發明在高解析度及/或高產出率電子束檢查工具中尤其有益，以在給定時間中偵測更小缺陷及更多數目個缺陷。因此，希望藉由定位裝置以更高速度、更高加速度及更佳準確性定位物件及物件台，同時藉由由定位裝置向電子束產生之磁場減少擾動。可在0.01m/s、0.05m/s、0.1m/s、0.5m/s、1.0m/s、5m/s或更高之速度下、在1m/s^2、5m/s^2、10m/s^2、50m/s^2、100m/s^2或更高之加速度下及/或以10μm、1000nm、100nm、10nm、1nm、0.1nm或更佳之精確度致動物件台。
儘管本說明書中所描述之實施例主要與電子束檢查工具或設備相關，但本發明之應用可並不限於此等特定實施例。本發明不僅可應用於電子束檢查工具而且可應用於任何其他類型之電子束工具，諸如CD-SEM、電子束直寫器(E-Beam Direct Writer，EBDW)、電子束投影微影(E-beam Projection Lithography，EPL)設備、及電子束缺陷驗證設備、電子束度量衡設備、具有真空腔室、微影設備及度量衡設備之任何類型的工具。
儘管已關於本發明之較佳實施例解釋本發明，但應理解，可在不背離本發明之如下文所主張之精神及範圍的情況下作出其他修改及變化。
180:定位裝置
181:第一部分
182:第二部分
183:物件台
184:短衝程致動器系統
185:平面致動器系統
186:第一壓力器
190:物件
191:共用定子
192:被動軸承
192A:力致動系統
A-A:線
x:方向/軸
y:方向/軸
z:方向/軸

Claims (13)

  1. 一種電子束設備，其包含：一電子束源，其經組態以產生一電子束；一第一部分(part)，其經組態以支撐一基板，該第一部分包含用於支撐該基板之一物件台，該第一部分進一步包含用於相對於該電子束源致動該物件台之一短衝程致動器系統，該短衝程致動器系統包含一短衝程壓力器(forcer)；一第二部分，其經組態以可移動地支撐該第一部分；及一長衝程致動器系統，其經組態以致動該第一部分相對於該第二部分之移動，該長衝程致動器系統包含一長衝程壓力器，其中該短衝程壓力器及/或該長衝程壓力器經組態以在該電子束投影至該基板上時被關閉(switched off)，其中該短衝程壓力器及/或該長衝程壓力器經組態以在該物件台經定位成距離一所要位置之一範圍內時被關閉，其中該電子束設備進一步包含經組態以使該電子束偏轉之一偏轉單元，其中該範圍實質上等於或小於該短衝程致動器系統之一控制範圍、該偏轉單元之另一(further)控制範圍，或該控制範圍與該另一控制範圍之一總和的又另一控制範圍。
  2. 如請求項1之電子束設備，其中該電子束設備經組態以在跳躍及掃描模式下或在連續掃描模式下操作。
  3. 如請求項1之電子束設備，其中該範圍係1000μm、100μm、10μm、1000nm、100nm或小於100nm。
  4. 如請求項1之電子束設備，其中在0.01m/s、0.05m/s、0.1m/s、0.5m/s、1.0m/s、5m/s或高於5m/s之一速度下致動該物件台。
  5. 如請求項1之電子束設備，其中該短衝程致動器系統及/或該長衝程致動器系統不具有永久磁體。
  6. 如請求項1之電子束設備，其中該短衝程致動器系統及/或該長衝程致動器系統包含一感應馬達及/或一磁阻馬達。
  7. 如請求項1之電子束設備，其中該短衝程致動器系統及/或該長衝程致動器系統包含一索亞型馬達。
  8. 如請求項1之電子束設備，其中該第一部分及/或該第二部分包含一磁屏蔽罩。
  9. 如請求項1之電子束設備，其中該短衝程致動器系統及/或該長衝程致動器系統包含一磁屏蔽罩。
  10. 如請求項1之電子束設備，其中該短衝程致動器系統經組態以按三個或更多個自由度致動該物件台，及/或其中該長衝程致動器系統經組態以 按兩個或更多個自由度致動該第一部分。
  11. 如請求項1之電子束設備，其中該短衝程致動器系統及/或該長衝程致動器系統進一步包含一非磁軸承。
  12. 如請求項11之電子束設備，其中該非磁軸承係包含一滾子軸承、一機械支撐足部或一氣體軸承之一被動軸承。
  13. 如請求項1之電子束設備，其中該電子束設備包含一掃描電子顯微鏡、一電子束直寫器、一電子束投影微影設備、一電子束檢查設備、一電子束缺陷驗證設備或一電子束度量衡設備。
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