TWI729309B - 電子束檢測工具及控制熱負荷之方法 - Google Patents

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Abstract

本發明揭示一種電子束檢測工具，該工具包含：一電子光學系統，其經組態以產生一電子束；一物件台，其經組態以固持一試樣；一定位器件，其經組態以定位該物件台，該定位器件包含一致動器，其中該定位器件進一步包含經組態以產生一熱負荷之一加熱器件，及用以至少部分地基於產生於該致動器中之一致動器熱負荷而控制該所產生之熱負荷的一熱負荷控制器。

Description

電子束檢測工具及控制熱負荷之方法
本發明係關於一種電子束(electron beam/e-beam)檢測工具。
本發明係關於一種如可經應用以檢測半導體器件的電子束檢測工具。
在半導體製程中，不可避免地產生缺陷。此等缺陷可影響器件效能，甚至會導致故障。因此可影響器件良率，從而導致成本提高。 一般而言，可將當前缺陷分類為系統性缺陷及隨機缺陷。為了控制半導體製程良率，缺陷監視至關重要。用於缺陷監視之一種工具為掃描電子顯微鏡(Scanning Electron Microscope；SEM)。
在檢測工具之操作期間，基板通常係由物件台或基板固持。檢測工具通常將包含定位器件，該定位器件用於在基板係由物件台固持時相對於電子束定位該物件台，以便將基板上之目標區域(亦即需要檢測之區域)定位於電子束之操作範圍內。此定位器件可例如包含用於實現所需定位之複數個致動器及馬達。在此類致動器或馬達之操作期間，可在物件台(及基板)中產生熱。通常可僅在物件台及基板達到熱平衡時才會進行可靠的檢測。
因而，為了開始可靠的檢測製程，吾人可需要等待直至裝置處於操作熱平衡狀態。達到此平衡，尤其在裝置停止運轉時可花費比較長的時間。
本發明之一目標為提供一種其中可較快速達到一操作熱平衡的電子束檢測工具。本發明之另一目標為提供一種使能夠維持一操作熱平衡之電子束檢測工具。
根據本發明之一第一態樣，提供一種電子束檢測工具，其包含：一電子光學系統，其經組態以產生一電子束；一物件台，其經組態以固持一試樣；一定位器件，其經組態以定位該物件台，該定位器件包含一致動器，其中該定位器件進一步包含經組態以產生一熱負荷之一加熱器件，及用以至少部分地基於產生於該致動器中之一致動器熱負荷而控制該所產生之熱負荷的一熱負荷控制器。
根據一實施例，該電子束檢測工具進一步包含：- 一第一定位器，其經組態以定位該物件台；及- 一第二定位器，其經組態以定位該第一定位器及該物件台。根據本發明之一第二態樣，提供一種電子束檢測工具，其包含：一真空腔室；一電子光學系統，其配置於該真空腔室內部且經組態以產生一電子 束；一物件台，其配置於該真空腔室內部且經組態以固持一試樣；一定位器件，其配置於該真空腔室內部且經組態以定位該物件台；其中該真空腔室包含一電磁屏蔽件且其中該電磁屏蔽件包含一吸收塗層。
100:電子束檢測(EBI)系統/電子束檢測工具
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
170:電子光學系統
180:定位器件
190:物件
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:磁軛
262:線圈
270:電極
300:樣本
500:定位器件
510:物件台
510.1:表面
510.2:底部表面
510.3:頂部表面
520:夾具
525:試樣
530:第一定位器
530.1:致動器
530.11:磁體總成
530.12:線圈總成
530.2:致動器
530.21:磁體總成
530.22:線圈總成
540:第二定位器
540.1:移動器
540.2:定子
550:散熱片
560:控制器
560.1:輸出端子
560.2:輸入端子
572:控制信號
574:輸入信號
580:位置量測系統
590:參考件
595:檢測光束
597:特徵
600:加熱器件
610:熱負荷控制器
610.1:輸出端子
610.2:輸入端子
612:控制信號
614:信號
620:溫度感測器
700:電磁致動器
710:物件台
720.1:線圈
720.2:核心
740:移動器
750:磁體總成
750.1:徑向磁化永久磁體
750.2:鐵磁性核心
755:外表面
760:電磁屏蔽件
770:加熱器件
800:電磁致動器
810:物件台
820:線圈總成
820.1:線圈
840:移動器
850:磁體總成
850.1:永久磁體
850.2:永久磁體
850.3:鐵磁性部件
850.4:鐵磁性部件
855:外表面
860:電磁屏蔽件
870:加熱器件
1001:電磁屏蔽件
1002:螺栓
1011:夾具
1012:夾持部分
1013:可壓縮部分
1021:雙向箭頭
1022:雙向箭頭
1031:區帶
1160:真空腔室
1170:電子光學系統
藉由結合隨附圖式之以下詳細描述，將易於理解本發明，在該等圖式中類似元件符號指定類似結構元件，且在該等圖式中： 圖1A及圖1B為根據本發明之一實施例之電子束檢測工具的示意圖。
圖2及圖3為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系統之可能的控制架構。
圖5示意性地描繪根據本發明之電子束檢測工具之第一實施例。
圖6示意性地描繪如可應用於根據本發明之電子束檢測工具中的Z致動器。
圖7示意性地描繪如可應用於根據本發明之電子束檢測工具中的X或Y致動器。
圖8示意性地描繪根據本發明之電子束檢測工具之真空腔室的俯視圖。
圖9a及圖9b示意性地描繪根據本發明之電子束檢測工具之 電磁屏蔽件及真空腔室壁的橫截面圖。
雖然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。然而，應理解，該等圖式及對其之詳細描述並不意欲將本發明限於所揭示之特定形式，而正相反，本發明意欲涵蓋屬於如由附加申請專利範圍所界定之本發明之精神及範疇的所有修改、等效者及替代方案。
現在將參考隨附圖式來更全面地描述本發明之各種實例實施例，在該等圖式中，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。
本文中揭示了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，本文所揭示之特定結構及功能細節僅僅係代表性的。然而，本發明可以許多替代形式體現且不應被解釋為僅限於本文中所闡述之實施例。
因此，雖然本發明之實例實施例能夠具有各種修改及替代形式，但在圖式中作為實例展示且將在本文中詳細描述本發明之實施例。 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的所有修改、等效者及替代方案。貫穿圖之描述，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(DOI)的任何其他試樣。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。
本發明中，「軸向」意謂「在裝置、柱或器件(諸如透鏡)之光軸方向上」，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。光軸始終係指所有圖式中之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。
根據本發明之檢測工具係關於帶電粒子源，尤其係關於可經施加至SEM、電子束檢測工具或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。詳言之，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元件符號指示。
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。
因此，雖然本發明之實例實施例能夠具有各種修改及替代形式，但在圖式中作為實例展示且將在本文中詳細描述本發明之實施例。 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的所有修改、等效者及替代方案。
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)檢測(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、充當界面以收納待檢查之物件並輸出已檢查之物件的一對裝載埠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，其經組態以處置物件及/或將物件輸送至裝載埠及自裝載埠輸送物件。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之間輸送物件。裝載鎖150係在殼體110外部且在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包含電子光學系統170，該電子光學系統經組態以將電子束投影至待檢測之物件，例如半導體基板或晶圓上。EBI系統100進一步包含定位器件180，該定位器件經組態以使物件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，定位器件180至少部分地配置於真空腔室160內。
在一實施例中，該定位器件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，定位器件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，定位器件180進一步包含物件台，該物件台用於在由EBI系統100執行之檢測製程期間固持物件。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，定位器件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測工具100中的定位器件180包含經組態以在物件台中產生熱負荷的加熱器件。
將在下文更詳細地論述如應用於本發明中的定位器件180及加熱器件。
在一實施例中，真空腔室160包含用以屏蔽外部電磁影響之電磁屏蔽件1001。此電磁屏蔽件1001亦可被稱作電磁干涉(EMI)屏蔽件。
在一實施例中，電磁屏蔽件1001經組態以屏蔽檢測工具100之偵測器免受外部影響。
圖2示意性地描繪如可應用於根據本發明之電子束檢測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及成像系統240之電子束源。
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可為肖特基(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。鎢稍微彎曲以形成用於置放鎢銷之尖端。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，藉由向抑制器214施加負電，電子束202被抑制。因此，具有大散佈角之電子束被抑制成初級電子束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的電子束，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應用至電子束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亦可為磁透鏡。
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；磁軛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及磁軛260經組態為磁物鏡。
藉由加熱電子針及向陽極216施加電場，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應用至經聚光電子束202，以使電子束202在時間上偏離樣本而非將其切斷。
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皆可控制電子束202之掃描方向。偏轉器250、252、254及256可為靜電偏轉器或磁偏轉器。磁軛260之開口面向樣本300，從而將磁場浸沒至樣本300中。另一方面，電極270置放於磁軛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系統之可能的控制架構。如圖1中所指示，EBI系統包含裝載鎖、晶圓轉移系統、裝載/鎖定件、電子光學系統及定位器件，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、載物台控制器等等。此等控制器可例如經由通信匯流排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，且晶圓轉移系統控制器控制晶圓轉移件，以將晶圓轉移至裝載/鎖定件。裝載/鎖定控制器控制至腔室之裝載/鎖定，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，亦被稱作電子夾具)上。定位器件，例如z載物台及xy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且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的控制器。在接收到影像信號之後，影像處理電腦可處理該等影像信號以識別缺陷。
圖5示意性地描繪可應用於根據本發明之電子束檢測工具 中的定位器件500之第一實施例的橫截面圖。在如所展示之實施例中，定位器件500包含物件台510，夾具520被安裝於該物件台510上。此夾具520可例如為靜電夾具或其類似者，其經組態以固持需要檢測之試樣525，例如半導體晶圓或倍縮光罩。在如所展示之實施例中，物件台510充當位置量測系統580之目標，尤其是物件台510之表面510.1。此位置量測系統580可例如將量測光束投影於物件台510上，尤其投影於表面510.1上，光束可例如反射至該表面510.1上。在此狀況下，物件台510亦可被稱作鏡面區塊。在一實施例中，物件台或鏡面區塊可包含用於支撐夾具520之另一支撐結構(圖中未繪示)。物件台510可例如由具有低熱膨脹係數之材料，諸如ULE或Zerodur製成。在如所展示之實施例中，定位器件500包含用於定位物件台510之第一定位器530。如示意性地所展示，第一定位器530包含經組態以將力施加於物件台510上之複數個致動器530.1、530.2。在一實施例中，致動器可例如為電磁致動器，諸如勞侖茲(Lorentz)致動器。此等致動器可例如包含經組態以與線圈總成530.12、530.22合作以產生力的磁體總成530.11、530.21。此等致動器亦可被稱作非接觸式致動器，此係由於形成此致動器之磁體總成及線圈總成通常隔開。在如所展示之實施例中，線圈總成530.12、530.22安裝至第二定位器540之移動器540.1，該第二定位器540經組態以定位第一定位器530及物件台510。第二定位器540可例如包含具有移動器540.1之一或多個線性或平坦馬達，該移動器540.1經組態以相對於定子540.2例如在水平方向上或在水平平面中位移。在如所展示之實施例中，定位器件500可被認為係精細定位器件(第一定位器530)及粗略定位器(第二定位器540)之級聯式配置，從而精細定位器件經組態以遍及比較短衝程(例如僅幾毫米或更小)準確地定位物件台510，而 粗略定位器件經組態以使精細定位器件530及物件台510位移，從而遍及比較長衝程(例如500毫米或更大)來固持試樣525。在如所展示之實施例中，定位器件進一步包含控制器560，該控制器用於控制第一定位器530及第二定位器540，藉此控制試樣525例如相對於電子束之位置。在如所展示之實施例中，例如包含微處理器、微控制器、電腦或其類似者之控制器560可經組態以產生一或多個控制信號572，該一或多個控制信號572係經由經由控制器560之輸出端子560.1而輸出。控制器560進一步包含用於接收輸入信號574(例如表示物件台510之位置的信號)之輸入端子560.2。 此信號574可例如由位置量測系統580，例如基於編碼器或基於干涉計之位置量測系統產生，該位置量測系統580經組態以量測物件台510相對於參考件590(例如參考框架，諸如度量衡框架)之位置。
使用複數個所提及之非接觸式致動器，例如用於在豎直方向(指示為Z方向)上產生力之一組3或4個致動器與用於在垂直於Z方向之水平平面中產生力之一組3或4或6個致動器組合，將會使物件台能夠以非接觸式方式懸浮且在6個自由度(degrees of freedom；DOF)中定位，亦即，在物件台510與移動器540.1之間不存在任何直接接觸。此非接觸式配置可為有益的，此係因為第二定位器540之振動(例如移動器540.1之振動)將未經傳輸至或僅部分傳輸至物件台。此可例如歸因於電磁致動器之低勁度特性。
然而，此非接觸式配置可具有以下缺點：在操作期間，物件台510經受各種熱負荷，從而導致物件台溫度上升。可識別出以下熱負荷：- 由致動器產生之熱； - 由夾持產生之熱，例如靜電夾持耗散；- 由照射於試樣上之電子束產生之熱；及- 由來自真空腔室環境中之熱表面之輻射產生之熱。
針對由致動器產生之熱，所提及熱負荷之典型值可例如為0.3W至0.7W，其針對夾具熱及電子束熱，所提及熱負荷之典型值可例如為幾mW。
因為電子束檢測工具中之物件台位於真空腔室中，所以不可能經由傳導或對流移除熱。實情為，需要藉助於輻射來移除產生於致動器、夾具及試樣中之熱。為了藉助於輻射實現此移除，物件台相比於其環境，例如容納定位器件及物件台的真空腔室或容器之壁或頂部需要處於升高溫度。為了達到熱平衡，亦即從而所產生熱之量等於藉助於輻射發射之熱之量的狀態，可需要在物件台與真空腔室或容器之間存在1至2開爾文之溫度差。在一實施例中，真空腔室之壁或頂板可用作所產生熱之散熱片(由參考數字550示意性地指示)。在一實施例中，可藉助於諸如水之冷卻劑將此散熱片保持處於標稱溫度。因而，為了達到此平衡，當自工具之非可操作狀態開始時，物件台510之溫度可需要升高1至2開爾文。因為產生於物件台中之熱負荷比較小，所以將物件台之溫度升高1至2開爾文可花費長時間。藉助於前述熱負荷(致動器、夾具及電子束)將例如6公斤物件台之溫度升高1至2開爾文通常可需要幾個小時。
在此期間，可難以獲得準確的檢測結果。此係由於在物件台達到其熱平衡之前，物件台及物件將會經受熱變形，亦即物件台510、夾具520及試樣525在變熱製程期間將變形，亦即膨脹。此熱膨脹將使得難以維持檢測光束(由箭頭595示意性地指示)到達右側位置，亦即試樣上 之特定特徵597可被檢查所處之位置。應注意，試樣上之特定特徵之檢測可需要使該特定特徵需要保持處於同一位置歷時幾秒或甚至更長時間。然而，歸因於物件台510之熱膨脹，如由位置量測系統580產生之位置量測信號將不保持為恆定，且所檢查之特定特徵597與物件台510之參考平面510.1之間的距離亦不將保持恆定，該參考平面510.1例如，可由干涉計量測系統580使用以判定物件台510相對於參考件590之X位置的參考平面。 作為實務實例，目標可為僅每15分鐘就執行樣本之對準。在此期間，所檢查特徵之位置的漂移應例如維持低於5奈米，例如低於4奈米。若未滿足目標，則可需要執行額外對準，此通常將花費約1分鐘。此額外對準因此將不利地影響工具之產出率。
因此，只要物件台510尚未達到其熱平衡，就需要推遲試樣之適當檢測，因此不利地影響工具可用性。
為了減少此停工時間，本發明提供應用經組態以在物件台510中產生熱負荷的加熱器件600。藉助於此加熱器件600，可產生超過產生於物件台510中之標稱熱負荷，亦即前述致動器熱負荷、夾具熱負荷及電子束熱負荷的熱負荷。藉由施加超過標稱熱負荷之熱負荷，例如施加為標稱熱負荷5倍或10倍的熱負荷，可使物件台510更快速地達到其熱平衡。藉由例如使用能夠施加例如5至15瓦特之熱負荷的加熱器件，達到熱平衡之時間通常可自幾個小時減少至例如10至15分鐘。
在如所展示之實施例中，加熱器件600安裝至物件台510之底部表面510.2。
根據本發明，存在各種選項來實現此類加熱器件。
在一實施例中，加熱器件600包含電加熱器件。
此加熱器件可例如包含安裝至物件台之電加熱絲。替代地，電加熱器件可為感應加熱器件。在此類實施例中，加熱器件可例如包含：電導體，例如由Cu或Al製成且安裝至物件台510之底部表面的板形電導體；及線圈，例如安裝至移動器540.1之頂部表面且面向該電導體。藉由將交流電施加至線圈，將在安裝至物件台510之電導體中誘發渦電流，因此向物件台510提供熱負荷。
在一實施例中，如所產生且施加至物件台510之熱負荷可受到熱負荷控制器610控制。此控制器610可例如控制如施加至加熱器件之電熱絲的電流或如施加至感應加熱器件之線圈的電流，藉此控制如產生於物件台510中之熱之量。為了實現此控制，熱負荷控制器610可例如經組態以經由控制器610之輸出端子610.1輸出控制信號612，以用於控制電流。
在一實施例中，如由加熱器件600產生之熱之量亦可基於溫度量測，尤其是物件台510之溫度量測。在如所展示之實施例中，物件台510具備溫度感測器620，例如安裝於物件台之中心部位處，例如物件台之頂部表面510.3上或中。在此類實施例中，可將表示由感測器620量測之溫度之信號614提供至控制器610之輸入端子610.2。在此類實施例中，熱負荷控制器610可經組態而以回饋方式控制所產生之熱負荷，亦即由物件台510中之加熱器件600產生之熱負荷，以便達到物件台510與散熱片550之間的預定溫度差。為了促進此操作，散熱器550在一實施例中亦可具備溫度感測器，以用於提供表示散熱器550之溫度之信號。亦可將此信號提供至熱負荷控制器610，而以回饋方式控制所產生之熱負荷。
在一實施例中，溫度感測器620可安裝於致動器上或與致 動器熱接觸。在此類實施例中，信號614表示致動器之溫度。在此類實施例中，熱負荷控制器610可經組態而以回饋方式控制所產生之熱負荷，以補償致動器之溫度改變。
在一實施例中，如由加熱器件600產生之熱之量可基於：定位器件500之軌跡資訊，諸如在操作循環期間定位器件之過去、當前及未來位置；及/或定位器件500之致動剖面，諸如加速度、速度及物件台510靜止的靜止時間。在此實施例中，熱負荷控制器610可經組態以基於軌跡資訊及/或致動剖面而以前饋方式控制所產生之熱負荷，使得所產生之熱負荷相對於在操作循環期間之變化之致動器熱負荷得以調整。
在一實施例中，熱負荷控制器610可經組態以藉由基於軌跡資訊及/或致動剖面之前饋控制及基於溫度量測之回饋控制的組合來控制所產生之熱負荷。
在一實施例中，熱負荷控制器610可包含經組態以基於致動器熱負荷及/或溫度量測判定物件台之溫度的熱模型。可使用溫度量測來校準及/或更新該熱模型。在此類實施例中，熱負荷控制器610可經組態以基於由熱模型判定之物件台之溫度來控制所產生之熱負荷。
在一實施例中，加熱器件600可包含橫越物件台而分佈的複數個加熱器件或加熱器。
在一實施例中，此複數個加熱器件可位於第一定位器530之所應用致動器處或附近。在此類實施例中，加熱器件可例如應用於致動器與物件台之間的界面處，例如致動器之磁體總成與物件台之間的界面處。
圖6及圖7示意性地描繪兩個不同電磁致動器之此類配置。
圖6示意性地展示可經應用以將豎直力(亦即沿著Z方向)施加至物件台710上的電磁致動器700的橫截面圖。如所展示之致動器700具有軸線對稱設計；此類致動器通常係已知的且亦可被稱作音圈致動器。在如所展示之實施例中，致動器700包含線圈總成，該線圈總成包含安裝至核心720.2(例如鐵磁性核心)或圍繞核心720.2而捲繞的線圈720.1。此核心720.2可例如安裝至長衝程定位器，諸如圖5中所展示之第二定位器540的移動器740或作為該移動器740之部分。致動器700進一步包含磁體總成750，該磁體總成包含安裝至鐵磁性核心750.2之徑向磁化永久磁體750.1。磁體總成及線圈總成經建構及配置，其方式為使得當將電流供應至線圈總成720之線圈720.1時，沿著豎直方向(亦即Z方向)產生力。
在如所展示之實施例中，應用電磁屏蔽件760以屏蔽或含有由致動器700產生之磁場。此屏蔽件較佳應用於電子束檢測工具中，以便避免致動器700之磁場與經應用以檢測試樣之電子束之間的任何干擾。 作為此屏蔽件之實例，可提及高導磁合金(mu-metal)薄片或層的使用。此層之厚度可例如在0.5毫米與2毫米之間的範圍內，例如1毫米。在如所展示之實施例中，將加熱器件770應用至致動器700之磁體總成750.2的外表面755。此加熱器件770可例如包含電加熱絲，在該電加熱絲中可產生橫越物件台710而分佈的熱負荷。可以與上文所論述相似的方式，例如由熱負荷控制器控制加熱器件770，從而熱負荷控制器可例如基於自一或多個溫度感測器接收到之回饋信號控制所產生之熱負荷，該一或多個溫度感測器例如安裝於物件台中或電子束檢測工具之散熱器中之溫度感測器。
圖7示意性地展示可經應用以將水平力(亦即沿著所指示之 X方向)施加至物件台810上的電磁致動器800的橫截面圖。如所展示之致動器800包含線圈總成820，該線圈總成820包含安裝至長衝程定位器，諸如圖5中所展示之第二定位器540的移動器840之線圈820.1。致動器800進一步包含磁體總成850，該磁體總成包含安裝至鐵磁性部件850.3及850.4之兩對永久磁體850.1、850.2。磁體總成及線圈總成經建構及配置，其方式為使得當將電流供應至線圈總成820之線圈820.1時，沿著水平方向(亦即X方向)產生力。
在如所展示之實施例中，應用電磁屏蔽件860以屏蔽或含有由致動器800產生之磁場。此屏蔽件較佳應用於電子束檢測工具中，以便避免致動器800之磁場與經應用以檢測試樣之電子束之間的任何干擾。 作為此屏蔽件之實例，可提及高導磁合金薄片或層的使用。此層之厚度可例如在0.5毫米與2毫米之間的範圍內，例如1毫米。在如所展示之實施例中，應用部分圍封或環繞磁體總成850之加熱器件870。如可看到，加熱器件870之部分安裝至致動器800之磁體總成850的外表面855。此加熱器件870可例如包含電加熱絲，在該電加熱絲中可產生橫越物件台810而分佈的熱負荷。可以與上文所論述相似的方式，例如由熱負荷控制器控制加熱器件870，從而熱負荷控制器可例如基於自一或多個溫度感測器接收到之回饋信號控制所產生之熱負荷，該一或多個溫度感測器例如安裝於物件台中或電子束檢測工具之散熱器中之溫度感測器。
在本發明之一實施例中，根據本發明之電子束檢測工具的定位器件之第一定位器包含用於在豎直方向上定位物件台之複數個音圈致動器700及用於在水平平面中定位物件台之複數個致動器800。在一實施例中，此等致動器中之每一者可具備諸如加熱器件770及870之加熱器 件。可例如應用此實施例以將物件台在起動之前自「冷態」快速達到如在工具在標稱條件下操作時將出現的熱平衡。如亦在上文所說明，藉由向物件台施加超過致動器、夾具及電子束之標稱熱負荷的熱負荷，相比於不施加熱負荷之情形，可更快速地達到標稱操作熱平衡。
在以下操作模式中亦可使用電子束檢測工具之實施例，其中加熱器件包含橫越物件台而分佈之複數個加熱器件，例如每一加熱器件係與圖6及圖7所展示之致動器相關聯。
使用複數個分佈之加熱器件的電子束檢測工具之實施例可用以補償隨著時間推移可發生的熱負荷之任何不平衡，而非僅僅確保根據本發明之電子束檢測工具以加速速度達到標稱操作溫度。
在整個基板之處理期間，在該製程期間需要檢測基板上之所關注複數個區域(一般而言物件)，已由個別致動器產生之熱負荷可發生變化。在發生此變化之狀況下，此可尤其歸因於熱負荷之此移位而影響物件台之熱平衡，橫越物件台及在物件台中之溫度分佈亦將移位或改變，從而導致物件台熱變形。為了避免或減輕此效應，一般而言，如應用於根據本發明之電子束檢測工具中的加熱器件可用以確保熱負荷(尤其是橫越物件台之熱負荷分佈)在執行基板或物件之檢測製程期間可保持實質上恆定。一般而言，可預先判定、估計或模擬在操作循環(亦即，期間檢測一或多個基板之循環)期間如由複數個致動器產生的依據時間而變化的熱負荷。一旦針對致動器中之每一者判定隨著時間推移之此熱負荷分佈，則吾人可容易判定待由加熱器件產生的所需之熱負荷，使得致動器及相關聯加熱器件，例如安裝於致動器上或附近之加熱器件的組合之熱負荷實質上恆定。在一實施例中，可將與特定致動器相關聯的加熱器件之所需熱負荷 HLhd(t)判定為：HLhd(t)=HLamax-HLa(t) (1)
其中：HLhd(t)=待由與致動器相關聯之加熱器件產生的所需熱負荷；HLamax=在操作循環期間之致動器之最大熱負荷；HLa(t)=在操作循環期間之致動器之實際熱負荷，亦即依據時間t而變化的實際熱負荷。
藉由選擇與致動器相關聯的加熱器件之熱負荷，在操作循環期間加熱器件及致動器之組合之熱負荷將保持實質上恆定，亦即等於HLamax。
因而，在本發明之一實施例中，從而第一定位器之複數個致動器中的每一者包含一加熱器件或可與一加熱器件相關聯，可在操作循環期間藉由將熱負荷控制器包括至電子束檢測工具以用於控制複數個加熱器件之熱負荷分佈從而維持熱平衡，從而該熱負荷控制器經組態以控制複數個加熱器件之熱負荷分佈使得該複數個致動器之一致動器及該致動器之加熱器件的組合之熱負荷在電子束檢測工具之操作循環期間保持實質上恆定。
此組合之熱負荷顯然將會導致物件台溫度更升高。然而，應指出的是，與微影投影裝置之操作形成對比，電子束檢測工具中之物件台及物件無需保持處於預定恆定溫度。為了使經圖案化輻射光束中之圖案與先前施加之圖案準確地匹配，物件，亦即基板之溫度需要準確地保持處於恆定溫度。為了實現此情形，應用大冷卻效應以冷卻上方安裝有基板之物件台。本發明之發明人已認識到，對於電子束檢測工具，無需將物件保持處於預定溫度；確保物件台之溫度分佈在檢測製程期間保持足夠恆定係足夠的。
因而，與如應用於微影裝置中之習知物件台相比，如根據本發明之電子束檢測工具中所提供之物件台無需冷卻。因而，在一實施例中，如應用於根據本發明之電子束檢測工具中的物件台之特徵可為不具有冷卻器件，例如經組態以使用流體冷卻劑冷卻物件台的冷卻器件。可進一步注意，不存在此冷卻器件可為電子束檢測工具提供重要優點。此係由於在此工具中，物件需要保持處於比較高電壓，例如在10kV與40kV之間的範圍內，例如15kV直至30kV。此高電壓與施加冷卻劑之組合將需要對於物件台之電絕緣進行額外量測，在根據本發明之檢測工具中並不需要該等量測。
圖8展示其中配置有電子光學系統1170的電子束檢測工具之真空腔室1160的俯視圖。該電子光學系統1170經組態以產生電子束。 該電子束檢測工具進一步包含配置於真空腔室內部且經組態以固持試樣之物件台。該電子束檢測工具亦包含配置於該真空腔室內部且經組態以定位物件台之定位器件。物件台及定位器件可根據圖1A至圖1B。
真空腔室1160包含電磁屏蔽件1001，該電磁屏蔽件在所展示實施例中由螺栓1002連接至真空腔室1160之壁，該等螺栓1002在圖8中被示意性地展示。電磁屏蔽件1001減少真空腔室1160內部之電磁輻射，該電磁輻射可干涉電子光學系統1170之電子束且因此可降低檢測品質。藉由屏蔽由真空腔室外部之源發射之電磁輻射，電磁屏蔽件1001防止了此電磁輻射進入真空腔室1160。在一實施例中，電磁屏蔽件1001可包含具有高磁導率之磁合金，例如高導磁合金。電磁屏蔽件1001之厚度可小於1毫米，例如0.360毫米。應注意，儘管在所展示實例中電磁屏蔽件1001被描繪為真空腔室1160內之單獨實體，但在一實施例中，電磁屏蔽件1001 亦可併入於真空腔室1160之壁中。應進一步注意，在一實施例中，電磁屏蔽件1001與真空腔室1160之壁之間的距離實質上小於圖8中示意性地所展示之距離。
如上文所解釋，因為電子束檢測工具中之物件台位於真空腔室中，所以難以經由傳導或對流將熱移除至電磁屏蔽件1001。因此實情為，應藉助於朝向真空腔室之輻射來移除所產生之熱，在該真空腔室中輻射應被吸收且經由傳導而移除。然而，典型電磁屏蔽件1001將具有相對較低之輻射發射率。材料之輻射發射率表示其在發射作為熱輻射之能量方面的有效性。舉例而言，高導磁合金具有約為0.15之輻射發射率且通常可被分類為反射材料。因此，習知電磁屏蔽件1001將減緩熱移除。
本發明之第二態樣提供在自真空腔室移除熱能或熱方面的改良。根據本發明之第二態樣，如應用於根據本發明之電子束檢測工具中的電磁屏蔽件1001包含吸收塗層。藉由向電磁屏蔽件1001提供吸收塗層，電磁屏蔽件1001之輻射發射率得以增大，此意謂電磁屏蔽件1001將自真空腔室1160中之組件吸收更多熱能，而非將該熱能反射回至真空腔室1160中。可接著例如經由真空腔室1160之壁自該真空腔室1160移除由電磁屏蔽件1001吸收之熱能。
本發明之第二態樣因此提供真空腔室1160中之組件之改良之熱轉移，且藉此減小系統之穩定化時間。穩定化時間減小會允許系統之產出率較高。此外，物件台之熱穩定性藉由本發明之第二態樣得以改良，此情形係有利的，此係因為其導致例如針對物件台定位之較高準確度。另外可提及，在其中電磁屏蔽件1001並不具備吸收塗層之習知系統中，真空腔室1160內之某一組件因熱輻射而發射的熱能係由該電磁屏蔽件1001 朝向其他組件反射。作為其結果，比其他組件更暖或變更熱的組件會導致該等其他組件由於反射熱輻射變熱。此可引起熱漂移。舉例而言，與經調適以造成物件台遍及短衝程移動的精細定位器件相關聯的致動器或纜線可由與經調適以造成物件台及該精細定位器件遍及長衝程移動之粗略定位器件相關聯的致動器或纜線加熱，此係由於長衝程移動引起較多的熱產生。 根據本發明之第二態樣的包含吸收塗層之電磁屏蔽件1001減小此缺點，此係因為熱輻射反射回至真空腔室1160中。熟習此項技術者應瞭解，本發明之第二態樣可與本發明之第一態樣分別或組合地應用。
在一實施例中，吸收塗層僅提供於電磁屏蔽件之內部表面上。因此，在圖8中，此內部表面為面向真空腔室1160之內部的表面。因而，電磁屏蔽件1001吸收由電子光學系統、物件台或定位器件發射之熱輻射，同時反射來自電磁屏蔽件1001外部之組件(例如圖8中之真空腔室1160之壁)的熱輻射。
在一實施例中，吸收塗層包含氮化矽。本發明人已發現將氮化矽施加於電磁屏蔽件1001上可將電磁屏蔽件之輻射發射率增大為0.85或更高。
在一實施例中，吸收塗層包含氮化鈦或氮化鈮。
在一實施例中，施加於電磁屏蔽件1001上之吸收塗層(例如氮化矽)具有結晶結構。在此結構中，輻射發射率比例如在非晶形結構中更高。
在圖8中所展示之實施例中，電磁屏蔽件1001將所吸收之熱能傳送至真空腔室1160之壁。該轉移係由電磁屏蔽件1001與真空腔室1160彼此間隔開之部分中的熱輻射實現。螺栓1002提供傳導路徑以經由 熱傳導自電磁屏蔽件1001移除能量。此外，實務上電磁屏蔽件1001可比圖8之示意性圖式中所描繪情形更接近於真空腔室1160之壁。在一實施例中，電磁屏蔽件1001經組態以接觸真空腔室1160之壁，從而導致改良之熱傳導。
圖9a展示在本發明之一實施例中的電磁屏蔽件1001及真空腔室1160之壁的更詳細橫截面圖。螺栓1002將電磁屏蔽件1001附接至真空腔室1160之壁之內部表面。然而，亦可使用其他合適連接方法，諸如用於可拆卸的機械連接之其他構件或黏著劑。在所展示實施例中，可藉由經由螺栓1002之熱傳導將熱能或熱自電磁屏蔽件1001傳送至真空腔室1160之壁。在兩個螺栓1002之間，例如歸因於電磁屏蔽件1001及/或真空腔室1160之壁之粗糙度，電磁屏蔽件1001並不與真空腔室1160之壁完全接觸。在電磁屏蔽件1001與真空腔室1160之壁彼此接觸的情況下，亦藉由熱傳導來傳送熱能。此例如由圖9a中之雙向箭頭1021加以說明。然而，在其他部分上，電磁屏蔽件1001與真空腔室1160之壁並不彼此接觸。因此，在此等部分上，藉由熱輻射來傳送熱能，此例如由圖9a中之雙向箭頭1022加以說明。一般而言，熱傳導比熱輻射更有效地用於傳送熱能。
圖9b展示如可應用於根據本發明之第二態樣的電子束檢測工具中之電磁屏蔽件的另一實施例，從而夾具1011用以將電磁屏蔽件夾持至真空腔室之壁。夾具1011將電磁屏蔽件1001壓靠在真空腔室1160之壁上。在所展示實施例中，夾具1011係由螺栓1002安裝至電磁屏蔽件1001及真空腔室1160之壁，螺栓1002將電磁屏蔽件1001附接至真空腔室1160之壁。然而，可使用用於附接夾具1011之其他合適方法。在由夾具1011夾持之區帶(該區帶在圖9b中處於夾具下方且由元件符號1031指示)中，電 磁屏蔽件1001與真空腔室1160之壁實質上完全接觸。熱傳導之表面因此增大，此對於熱能之傳送係有益的。
夾具1011包含夾持部分1012。夾持部分1012可為基本上剛性組件，例如由金屬製成。較佳地，夾持部分1012係由容易傳導熱能之材料製成。視情況，夾持部分1012具備吸收塗層，例如與電磁屏蔽件1001具備之吸收塗層相同的吸收塗層。
在所展示實施例中，夾具1011進一步包含選用可壓縮部分1013。可壓縮部分1013可包含可壓縮材料，例如合成橡膠或彈性體，諸如含氟聚合物彈性體。夾具1011鄰近於電磁屏蔽件1001而配置且緊密地抵靠真空腔室1160之壁而安裝。可壓縮部分1013之形狀可藉由所用安裝力調適，該調適係取決於在由夾具1011夾持之區帶中的電磁屏蔽件1001及真空腔室1160之壁的表面。可壓縮部分1013將電磁屏蔽件1001進一步壓靠在真空腔室1160之壁上，尤其壓靠在電磁屏蔽件及/或真空腔室1160之壁例如歸因於所用材料之粗糙度而不均勻的部位上。熱傳導之表面因此增大，熱能之傳送亦如此。
在一實施例中，當自正視圖查看時，夾具1011(其在圖9b中自側視圖展示)具有矩形形狀。舉例而言，該矩形形狀可具有大致250毫米×50毫米之尺寸。然而據設想，夾具1011在合適時可具有另一形狀，例如圓形、細長形或三角形。
在一實施例中，吸收塗層提供於電磁屏蔽件1001之面向電子光學系統、物件台或定位器件之表面上。在一實施例中，一或多個夾具提供於電磁屏蔽件1001之面向電子光學系統、物件台或定位器件之表面上。因而，吸收塗層及/或一或多個夾具1011配置於曝光至來自真空腔室 1160內部之組件之大多數熱輻射的部位上。此外，一或多個夾具1011可配置於熱負荷附近，或面向該等熱負荷。如上文所解釋，在操作期間，物件台經受各種熱負荷，從而導致物件台溫度升高。可識別出以下熱負荷：- 由致動器產生之熱；- 由電纜產生之熱；- 由夾持產生之熱，例如靜電夾持耗散；- 由照射於試樣上之電子束產生之熱；及- 由來自真空腔室環境中之熱表面之輻射產生之熱。
可在以下條項中描述另外實施例：
1.一種電子束檢測工具，其包含：一電子光學系統，其經組態以產生一電子束；一物件台，其經組態以固持一試樣；一定位器件，其經組態以定位該物件台，該定位器件包含一致動器，其中該定位器件進一步包含經組態以產生一熱負荷之一加熱器件，及用以至少部分地基於產生於該致動器中之一致動器熱負荷而控制該所產生之熱負荷的一熱負荷控制器。
2.如條項1之電子束檢測工具，其中該加熱器件安裝至該物件台。
3.如條項1或2之電子束檢測工具，其中該定位器件包含：- 一第一定位器，其經組態以定位該物件台；及- 一第二定位器，其經組態以定位該第一定位器及該物件台。
4.如條項3之電子束檢測工具，其中該致動器熱負荷包含由該第 一定位器產生之一致動器熱負荷。
5.如條項3或4之電子束檢測工具，其中該第一定位器為一短衝程定位器且該第二定位器為一長衝程定位器。
6.如前述條項中任一項之電子束檢測工具，其中該熱負荷控制器經組態以控制該所產生之熱負荷，使得該所產生之熱負荷與該致動器熱負荷的一組合之熱負荷在該電子束檢測工具之一操作循環期間保持實質上恆定。
7.如前述條項中任一項之電子束檢測工具，其中該定位器件包含經組態以輸出一溫度信號之一溫度感測器，且該熱負荷控制器經組態以至少部分地基於該溫度信號而控制該所產生之熱負荷。
8.如條項7之電子束檢測工具，其中該溫度信號表示該定位器件之一溫度。
9.如條項7之電子束檢測工具，其中該溫度信號表示該致動器之一溫度。
10.如條項1至6中任一項之電子束檢測工具，其中該物件台包含經組態以輸出一溫度信號之一溫度感測器，且該熱負荷控制器經組態以至少部分地基於該溫度信號而控制該所產生之熱負荷。
11.如條項10之電子束檢測工具，其中該溫度信號表示該物件台之一溫度。
12.如前述條項中任一項之電子束檢測工具，其中控制該所產生之熱負荷的該熱負荷控制器至少部分地基於該定位器件之一軌跡及/或一致動剖面。
13.如前述條項中任一項之電子束檢測工具，其中該熱負荷控制 器包含一熱模型，該熱模型經組態以至少部分地基於該致動器熱負荷及/或該溫度信號而判定該物件台及/或該致動器之一溫度，且該熱負荷控制器經組態以至少部分地基於由該熱模型判定之該溫度而控制該所產生之熱負荷。
14.如條項13之電子束檢測工具，其中該熱模型係至少部分地基於該溫度信號予以校準及/或更新。
15.如前述條項中任一項之電子束檢測工具，其中該熱負荷控制器經組態以控制該所產生之熱負荷以便獲得該物件台之一預定溫度。
16.如條項15之電子束檢測工具，其中該物件台之該預定溫度係基於該致動器熱負荷。
17.如前述條項中任一項之電子束檢測工具，其中該電子束檢測工具進一步包含一散熱片。
18.如條項17之電子束檢測工具，其中該散熱片經組態為保持處於一實質上恆定溫度。
19.如前述條項中任一項之電子束檢測工具，其中該所產生之熱負荷在該裝置之一起動期間被施加，以便使該物件台達到一熱平衡。
20.如前述條項中任一項之電子束檢測工具，其中該第一定位器包含複數個致動器。
21.如條項20之電子束檢測工具，其中該複數個致動器中之至少一者為一非接觸式致動器。
22.如條項20或21之電子束檢測工具，其中該複數個致動器包含經組態以在該物件台上在一實質上豎直方向上施加一力的致動器之一第一子集，及經組態以在該物件台上在一實質上水平方向上施加一力的致動器 之一第二子集。
23.如條項20至22之電子束檢測工具，其中該加熱器件包含複數個加熱器件，該複數個致動器中之至少一者包含該複數個加熱器件之一加熱器件。
24.如條項23之電子束檢測工具，其中該複數個加熱器件之該加熱器件至少部分地安裝於該複數個致動器之致動器中的該至少一者之一磁體總成與該物件台之間。
25.如前述條項中任一項之電子束檢測工具，其中該等致動器中之該至少一者包含一磁屏蔽件。
26.如條項20至25中任一項之電子束檢測工具，其中該熱負荷控制器經組態以控制該複數個加熱器件之一熱負荷分佈，使得該複數個致動器中之該至少一者與該相關聯加熱器件的一組合之熱負荷在該電子束檢測工具之一操作循環期間保持實質上恆定。
27.如前述條項中任一項之電子束檢測工具，其中該加熱器件為一電加熱器件。
28.如條項27之電子束檢測工具，其中該電加熱器件為一感應加熱器件。
29.如條項27之電子束檢測工具，其中該電加熱器件包含安裝至該物件台之一電加熱絲。
30.如前述條項中任一項之電子束檢測工具，其中該電子光學系統包含：- 一電子束源，其經組態以產生該電子束；- 一成像系統，其經組態以將該電子束導向至待檢測之該試樣 之一目標區域上；- 一輻射偵測器，其經組態以回應於該電子束而偵測自該目標區域發射之輻射。
31.如前述條項中任一項之電子束檢測工具，其中該電子束檢測工具進一步包含一電磁屏蔽件，該電磁屏蔽件包含一吸收塗層。
32.一種控制熱負荷之方法，該方法包含以下步驟：判定一定位器件之一致動器熱負荷；使用配置於該定位器件中之一加熱器件來產生一熱負荷；及至少部分地基於該致動器熱負荷來控制該所產生之熱負荷。
33.如條項32之控制熱負荷之方法，其中控制該所產生之熱負荷使得該所產生之熱負荷與該致動器熱負荷的一組合之熱負荷在該定位器件之一操作循環期間保持實質上恆定。
34.如條項32或33之控制熱負荷之方法，其中至少部分地基於該定位器件之一軌跡及/或一致動剖面而控制該所產生之熱負荷。
35.如條項32至34中任一項之控制熱負荷之方法，其中在該定位器件之一起動期間施加該所產生之熱負荷，以便使待由該定位器件定位之一物件台達到一熱平衡。
36.一種電子束檢測工具，其包含：一真空腔室；一電子光學系統，其配置於該真空腔室內部且經組態以產生一電子束；一物件台，其配置於該真空腔室內部且經組態以固持一試樣；一定位器件，其配置於該真空腔室內部且經組態以定位該物件台； 其中該真空腔室包含一電磁屏蔽件且其中該電磁屏蔽件包含一吸收塗層。
37.如條項36之電子束檢測工具，其中該電磁屏蔽件包含高導磁合金。
38.如條項36或37之電子束檢測工具，其中該吸收塗層提供於該電磁屏蔽件之面向該電子光學系統、該物件台或該定位器件之一表面上。
39.如條項36至38中任一項之電子束檢測工具，其中該吸收塗層包含選自包含氮化矽、氮化鈦及氮化鈮之群組的一材料。
40.如條項36至39中任一項之電子束檢測工具，其中該吸收塗層具有一結晶結構。
41.如條項36至40中任一項之電子束檢測工具，其中該電磁屏蔽件配置於該真空腔室內部且附接至真空腔室之一壁之一內部表面。
42.如條項41之電子束檢測工具，其進一步包含一夾具，該夾具經組態以將該電磁屏蔽件壓靠在該真空腔室之該壁上。
43.如條項42之電子束檢測工具，其中該夾具包含一實質上剛性部分及配置於該實質上剛性部分與該電磁屏蔽件之間的一可壓縮部分。
44.如條項43之電子束檢測工具，其中該可壓縮部分包含一可壓縮材料，諸如一合成橡膠或一彈性體，諸如一含氟聚合物彈性體。
45.如條項42至44中任一項之電子束檢測工具，其中那個一或多個夾具配置於該電磁屏蔽件之面向該電子光學系統、該物件台或該定位器件之一表面上。
46.一種裝置，其包含：一物件台，其經組態以固持一試樣； 一定位器件，其經組態以定位該物件台，該定位器件包含一致動器；及一真空腔室，該定位器件及該物件台配置於該真空腔室中，其中該定位器件進一步包含經組態以產生一熱負荷之一加熱器件，及用以至少部分地基於產生於該致動器中之一致動器熱負荷而控制該所產生之熱負荷的一熱負荷控制器。
47.如條項46之裝置，其中該加熱器件安裝至該物件台。
48.如條項46或47之裝置，其中該定位器件包含：- 一第一定位器，其經組態以定位該物件台；及- 一第二定位器，其經組態以定位該第一定位器及該物件台。
49.如條項48之裝置，其中該致動器熱負荷包含由該第一定位器產生之一致動器熱負荷。
50.如條項48或49之裝置，其中該第一定位器為一短衝程定位器且該第二定位器為一長衝程定位器。
51.如前述條項中任一項之裝置，其中該熱負荷控制器經組態以控制該所產生之熱負荷，使得該所產生之熱負荷及該致動器熱負荷的一組合之熱負荷在該裝置之一操作循環期間保持實質上恆定。
52.如前述條項中任一項之裝置，其中該定位器件包含經組態以輸出一溫度信號之一溫度感測器，且該熱負荷控制器經組態以至少部分地基於該溫度信號而控制該所產生之熱負荷。
53.如條項52之裝置，其中該溫度信號表示該定位器件之一溫度。
54.如條項52之裝置，其中該溫度信號表示該致動器之一溫度。
55.如條項46至51中任一項之裝置，其中該物件台包含經組態以輸出一溫度信號之一溫度感測器，且該熱負荷控制器經組態以至少部分地基於該溫度信號而控制該所產生之熱負荷。
56.如條項55之裝置，其中該溫度信號表示該物件台之一溫度。
57.如前述條項中任一項之裝置，其中控制該所產生之熱負荷的該熱負荷控制器至少部分地基於該定位器件之一軌跡及/或一致動剖面。
58.如前述條項中任一項之裝置，其中該熱負荷控制器包含一熱模型，該熱模型經組態以至少部分地基於該致動器熱負荷及/或該溫度信號而判定該物件台及/或該致動器之一溫度，且該熱負荷控制器經組態以至少部分地基於由該熱模型判定之該溫度而控制該所產生之熱負荷。
59.如條項58之裝置，其中該熱模型係至少部分地基於該溫度信號予以校準及/或更新。
60.如前述條項中任一項之裝置，其中該熱負荷控制器經組態以控制該所產生之熱負荷以便獲得該物件台之一預定溫度。
61.如條項60之裝置，其中該物件台之該預定溫度係基於該致動器熱負荷。
62.如前述條項中任一項之裝置，其中該裝置進一步包含一散熱片。
63.如條項62之裝置，其中該散熱片經組態為保持處於一實質上恆定溫度。
64.如前述條項中任一項之裝置，其中該所產生之熱負荷在該裝置之一起動期間被施加，以便使該物件台達到一熱平衡。
65.如前述條項中任一項之裝置，其中該第一定位器包含複數個 致動器。
66.如條項65之裝置，其中該複數個致動器中之至少一者為一非接觸式致動器。
67.如條項65或66之裝置，其中該複數個致動器包含經組態以在該物件台上在一實質上豎直方向上施加一力的致動器之一第一子集，及經組態以在該物件台上在一實質上水平方向上施加一力的致動器之一第二子集。
68.如條項65至67之裝置，其中該加熱器件包含複數個加熱器件，該複數個致動器中之至少一者包含該複數個加熱器件之一加熱器件。
69.如條項68之裝置，其中該複數個加熱器件之該加熱器件至少部分地安裝於該複數個致動器之致動器中的該至少一者之一磁體總成與該物件台之間。
70.如前述條項中任一項之裝置，其中該等致動器中之該至少一者包含一磁屏蔽件。
71.如條項65至70中任一項之裝置，其中該熱負荷控制器經組態以控制該複數個加熱器件之一熱負荷分佈，使得該複數個致動器中之該至少一者與該相關聯加熱器件的一組合之熱負荷在該裝置之一操作循環期間保持實質上恆定。
72.如前述條項中任一項之裝置，其中該加熱器件為一電加熱器件。
73.如條項72之裝置，其中該電加熱器件為一感應加熱器件。
74.如條項72之裝置，其中該電加熱器件包含安裝至該物件台之一電加熱絲。
75.如前述條項中任一項之裝置，其中該電子光學系統包含：- 一電子束源，其經組態以產生該電子束；- 一成像系統，其經組態以將該電子束導向至待檢測之該試樣之一目標區域上；- 一輻射偵測器，其經組態以回應於該電子束而偵測自該目標區域發射之輻射。
76.如前述條項中任一項之裝置，其中該裝置進一步包含一電磁屏蔽件，該電磁屏蔽件包含一吸收塗層。
77.一種控制熱負荷之方法，該方法包含以下步驟：判定一定位器件之一致動器熱負荷；使用配置於該定位器件中之一加熱器件來產生一熱負荷；及至少部分地基於該致動器熱負荷來控制該所產生之熱負荷。
78.如條項77之控制熱負荷之方法，其中控制該所產生之熱負荷使得該所產生之熱負荷與該致動器熱負荷的一組合之熱負荷在該定位器件之一操作循環期間保持實質上恆定。
79.如條項77或78之控制熱負荷之方法，其中至少部分地基於該定位器件之一軌跡及/或一致動剖面而控制該所產生之熱負荷。
80.如條項77至79中任一項之控制熱負荷之方法，其中在該定位器件之一起動期間施加該所產生之熱負荷，以便使待由該定位器件定位之一物件台達到一熱平衡。
81.一種裝置，其包含：一真空腔室；一物件台，其配置於該真空腔室內部且經組態以固持一試樣； 一定位器件，其配置於該真空腔室內部且經組態以定位該物件台；其中該真空腔室包含一電磁屏蔽件且其中該電磁屏蔽件包含一吸收塗層。
82.如條項81之裝置，其中該電磁屏蔽件包含高導磁合金。
83.如條項81或82之裝置，其中該吸收塗層提供於該電磁屏蔽件之面向該物件台或該定位器件之一表面上。
84.如條項81或82之裝置，其進一步包含一電子光學系統，其中該吸收塗層提供於該電磁屏蔽件之面向該電子光學系統之一表面上。
85.如條項81至84中任一項之裝置，其中該吸收塗層包含選自包含氮化矽、氮化鈦及氮化鈮之群組的一材料。
86.如條項81至85中任一項之裝置，其中該吸收塗層具有一結晶結構。
87.如條項81至86中任一項之裝置，其中該電磁屏蔽件配置於該真空腔室內部且附接至真空腔室之一壁之一內部表面。
88.如條項87之裝置，其進一步包含一夾具，該夾具經組態以將該電磁屏蔽件壓靠在該真空腔室之該壁上。
89.如條項88之裝置，其中該夾具包含一實質上剛性部分及配置於該實質上剛性部分與該電磁屏蔽件之間的一可壓縮部分。
90.如條項89之裝置，其中該可壓縮部分包含一可壓縮材料，諸如一合成橡膠或一彈性體，諸如一含氟聚合物彈性體。
91.如條項88至90中任一項之裝置，其中一或多個夾具配置於該電磁屏蔽件之面向該電子光學系統、該物件台或該定位器件之一表面上。
92.如條項46至76或條項81至91中任一項之裝置，其中該裝置為 一SEM、一電子束寫入器、一電子束度量衡工具、一電子束微影工具、一電子束缺陷驗證工具、一度量衡工具或一微影裝置。
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。
儘管本說明書中所描述之實施例主要與電子束檢測工具或裝置相關，但本發明之應用可並不限於此等特定實施例。由於電子束工具或裝置通常在真空腔室內操作，故具有真空腔室之彼等電子束工具或裝置共同具有相同的熱調節問題，使得難以藉由熱傳導及熱對流而移除真空腔室中所產生的熱負荷。針對具有真空腔室之任何工具或裝置，狀況亦如此。當需要增加此等電子束工具之產出率時，該等工具中所產生之熱負荷變得更高，例如致動器中所產生之熱。因此，熱調節問題在此等電子束工具中甚至變得更嚴重。因此，本發明可不僅應用至電子束檢測工具，而且可應用至任何其他種類之電子束工具，諸如CD-SEM、電子束直接寫入件(E-Beam Direct Writer；EBDW)、電子束投影微影(E-beam Projection Lithography；EPL)，及電子束缺陷驗證工具，以及具有真空腔室的任何種類之工具。
500:定位器件
510:物件台
510.1:表面
510.2:底部表面
510.3:頂部表面
520:夾具
525:試樣
530:第一定位器
530.1:致動器
530.11:磁體總成
530.12:線圈總成
530.2:致動器
530.21:磁體總成
530.22:線圈總成
540:第二定位器
540.1:移動器
540.2:定子
550:散熱片
560:控制器
560.1:輸出端子
560.2:輸入端子
572:控制信號
574:輸入信號
580:位置量測系統
590:參考件
595:檢測光束
597:特徵
600:加熱器件
610:熱負荷控制器
610.1:輸出端子
610.2:輸入端子
612:控制信號
614:信號
620:溫度感測器

Claims (14)

  1. 一種電子束檢測工具，其包含：一電子光學系統，其經組態以產生一電子束；一物件台，其經組態以固持一試樣(specimen)；一定位器件，其經組態以定位該物件台，該定位器件包含一致動器，其中該定位器件進一步包含經組態以產生一熱負荷之一加熱器件，及用以至少部分地基於產生於該致動器中之一致動器熱負荷而控制所產生之該熱負荷的一熱負荷控制器，其中該加熱器件安裝至該物件台。
  2. 如請求項1之電子束檢測工具，其中該定位器件包含：一第一定位器，其經組態以定位該物件台；及一第二定位器，其經組態以定位該第一定位器及該物件台。
  3. 如請求項2之電子束檢測工具，其中該致動器熱負荷包含由該第一定位器產生之一致動器熱負荷。
  4. 如請求項1之電子束檢測工具，其中該定位器件包含經組態以輸出一溫度信號之一溫度感測器，且該熱負荷控制器經組態以至少部分地基於該溫度信號而控制所產生之該熱負荷。
  5. 如請求項4之電子束檢測工具，其中該熱負荷控制器經組態以控制所 產生之該熱負荷以便獲得該物件台之一預定溫度。
  6. 如請求項4之電子束檢測工具，其中該電子束檢測工具進一步包含一散熱片，且該散熱片經組態為保持處於一實質上恆定溫度。
  7. 如請求項2之電子束檢測工具，其中該第一定位器包含複數個致動器且該加熱器件包含複數個加熱器件，該複數個致動器中之至少一者包含該複數個加熱器件之一加熱器件。
  8. 如請求項7之電子束檢測工具，其中該複數個致動器中之該至少一者包含一磁屏蔽件。
  9. 如請求項7之電子束檢測工具，其中該熱負荷控制器經組態以控制該複數個加熱器件之一熱負荷分佈，使得該複數個致動器中之該至少一者與相關聯之該加熱器件的一組合之熱負荷在該電子束檢測工具之一操作循環期間保持實質上恆定。
  10. 如請求項1之電子束檢測工具，其中該電子束檢測工具進一步包含一電磁屏蔽件，該電磁屏蔽件包含一吸收塗層。
  11. 一種控制熱負荷之方法，該方法包含以下步驟：判定一定位器件之一致動器熱負荷；使用配置於該定位器件中之一加熱器件來產生一熱負荷，其中該加 熱器件安裝至一物件台；及至少部分地基於該致動器熱負荷來控制所產生之該熱負荷。
  12. 如請求項11之控制熱負荷之方法，其中控制所產生之該熱負荷使得所產生之該熱負荷與該致動器熱負荷的一組合之熱負荷在該定位器件之一操作循環期間保持實質上恆定。
  13. 如請求項11之控制熱負荷之方法，其中至少部分地基於該定位器件之一軌跡及/或一致動剖面而控制所產生之該熱負荷。
  14. 如請求項11之控制熱負荷之方法，其中在該定位器件之一起動期間施加所產生之該熱負荷，以便使待由該定位器件定位之一物件台達到一熱平衡。
TW107130232A 2017-08-31 2018-08-30 電子束檢測工具及控制熱負荷之方法 TWI729309B (zh)

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