提出了一种用于以高分辨率和高生产能力观察样本的多束装置。在该装置中，源转换单元通过使来自一个单电子源的平行初级电子束的多个小束偏转来形成该单电子源的多个且平行的图像，并且一个物镜将多个偏转的小束聚焦到样本表面上，并在样本表面上形成多个探测点。可移动聚光透镜用于使初级电子束准直，并改变多个探测点的电流，预小束形成部件弱化初级电子束的库仑效应，并且源转换单元通过最小化并补偿物镜和聚光透镜的离轴像差来最小化多个探测点的尺寸。
【技术实现步骤摘要】
多个带电粒子束的装置本申请是申请日为2016年7月21日、申请号为201680051694.9、专利技术名称为“多个带电粒子束的装置”的中国专利技术专利申请的分案申请。优先权声明本申请要求2015年7月22日提交、标题为“ApparatusofPluralCharged-ParticleBeams”的、且Ren等人有权的美国第62/195,353号临时申请的优先权权益，以引用的方式将该申请的整个公开并入本文。相关申请的交叉引用本申请涉及2016年3月9日提交、标题为“ApparatusofPluralCharged-ParticleBeams”的、且WeimingRen等人有权的美国第15/065,342号申请，以引用的方式将该申请的整个公开并入本文。本申请涉及2016年3月23日提交、标题为“ApparatusofPluralCharged-ParticleBeams”的、且WeimingRen等人有权的美国第15/078,369号申请，以引用的方式将该申请的整个公开并入本文。本申请涉及2016年5月10日提交、标题为“ApparatusofPluralCharged-ParticleBeams”的、且XuedongLiu等人有权的美国第15/150,858号申请，以引用的方式将该申请的整个公开并入本文。本申请涉及2016年7月19日提交、标题为“ApparatusofPluralCharged-ParticleBeams”的、且ShuaiLi等人有权的美国第15/213/781号申请，以引用的方式将该申请的整个公开并入本文。
本专利技术涉及一种具有多个带电粒子束的带电粒子装置。更具体地，本专利技术涉及一种采用多个带电粒子束来同时获取样本表面上的被观察区域的多个被扫描区域的图像的装置。因此，该装置可以用于半导体制造行业中以高分辨率和高生产能力检查和/或查核晶片/掩模上的缺陷。
技术介绍
为了制造半导体IC芯片，图案缺陷和/或不想要的粒子(残余物)在制造过程期间不可避免地出现在晶片和/或掩模上，这很大程度上降低产量。为了满足对IC芯片性能越来越高的要求，已经采用具有越来越小关键特征尺寸的图案。因此，具有光束的传统产量管理工具由于衍射效应而逐渐变得不胜任，并且越来越多地采用具有电子束的产量管理工具。与光子束相比，电子束具有更短的波长，从而可能提供优秀的空间分辨率。当前，具有电子束的产量管理工具采用具有单个电子束的扫描电子显微镜(SEM)的原理，这因此可以提供更高的分辨率，但无法提供胜任大批量生产的生产能力。虽然越来越高的单个电子束的电流可以用于提高生产能力，但优秀的空间分辨率将从根本上被随着束电流增大的库仑效应(CoulombEffect)所劣化。为了减轻对生产能力的限制，代替使用具有大电流的单个电子束，一种有前景的解决方案是使用各自具有小电流的多个电子束。多个电子束在样本的一个正在被检查或观察的表面上形成多个探测点。多个探测点可以分别并同时扫描样本表面上的大的被观察区域内的多个小的被扫描区域。每个探测点的电子从它们着陆的样本表面生成次级电子。次级电子包括慢次级电子(能量≤50eV)和背向散射电子(能量接近电子的着陆能量)。来自多个小的被扫描区域的次级电子可以由多个电子检测器分别并同时收集。因此，可以比用单束扫描的图像远远更快地获得包括所有小的被扫描区域的大的被观察区域的图像。多个电子束可以分别来自多个电子源，或来自单个电子源。对于前者，多个电子束通常分别聚焦于多个柱(column)内的多个小的被扫描区域上并扫描所述多个小的被扫描区域，并且由对应柱内部的一个电子检测器检测来自每个被扫描区域的次级电子。因此，装置通常被称为多柱装置。多个柱可以为独立的，或共享多轴磁或电磁复合物镜(诸如US8,294,095)。在样本表面上，两个相邻束之间的束间隔通常大至30mm～50mm。对于后者，源转换单元将单个电子源虚拟地变为多个子源。源转换单元包括：具有多个束限制开口的一个小束形成(或小束限制)部件，和具有多个电子光学元件的一个图像形成部件。多个束限制开口将由单个电子源生成的初级电子束分别分成多个子束或小束，并且多个电子光学元件影响多个小束，以形成单个电子源的多个平行(虚或实的)图像。每个图像可以被当作是发射一个对应小束的一个子源。为了使得更多小束可用，小束间隔处于微米级别。自然，一个单柱内的一个初级投射成像系统和一个偏转扫描单元用于将多个平行图像分别投射到多个小的被扫描区域上并分别扫描它们。来自多个小的被扫描区域的多个次级电子束由一个束分离器引导到一个次级投射成像系统中，然后由次级投射成像系统聚焦，以分别由单柱内部的一个电子检测设备的多个检测元件检测。多个检测元件可以为被并排放置的多个电子检测器，或一个电子检测器的多个像素。因此，装置通常被称为多束装置。小束形成(或小束限制)部件通常为具有通孔的导电板，并且其中的多个通孔分别起多个束限制开口的作用。两种方法已用于由图像形成部件来形成多个平行图像。对于第一种方法，每个电子光学元件具有聚焦一个小束且因此形成一个实像的静电微透镜(诸如US7,244,949)。对于第二种方法，每个电子光学元件具有使一个小束偏转且因此形成一个虚像的静电微偏转器(诸如US6,943,349和第一交叉引用)。使用静电偏转器来形成电子源的虚像的概念用于早至1950年代著名的双缝电子干涉实验中(由RodolfoRosa发表在PhysicsinPerspective，14(2012)178-195中的论文“TheMerli-Missiroli-PozziTwo-SlitElectron-InterferenceExperiment”的图1)。由于一个实像具有更高的电流密度，第二种方法中的库仑效应弱于第一种方法中的，因此第二种方法对于实现高生产能力和高分辨率两者更有利。为了减小多个探测点的像差，初级投射成像系统基本上包括一个传输透镜和一个物镜，并且传输透镜使多个小束弯曲以尽可能靠近物镜的光轴来穿过物镜。对于使用第二种方法的源转换单元，如在第一交叉引用中所提出的且图1所示出的，传输透镜的弯曲功能可以由多个微偏转器来进行，因此可以去除传输透镜。在没有传输透镜的情况下，投射成像系统将被简化且容易制造和操作。在图1中，主光轴100_1上的电子源101生成具有源交叉部(虚或实的)101s的初级电子束102。聚光透镜110聚焦具有期望电流密度的、入射到源转换单元120上的初级电子束102。由主孔径板171的主开口切断初级电子束102的外围电子，主孔径板171也可以被放置在聚光透镜110上方。初级电子束102的三个小束(102_1、102_2以及102_3)分别被图像形成部件122的三个微偏转器(122_1、122_2以及122_3)朝向主光轴100_1偏转，并且穿过小束限制部件121的三个束限制开口(121_1、121_2以及121_3)。然后，由被偏转的三个小束形成的三个虚像(102_1v、102_2v以及102_3v)由物镜131投射到样本8的表面7上，因此在本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于减小多束装置的小束的像差的装置，所述装置包括：/n多个电子光学元件，被配置为将由所述多束装置生成的多个小束以不同的偏转角朝向所述多束装置的主光轴引导，其中所述多个小束的所述偏转角被独立设置为分别减小由所述多个小束形成的多个探测点的像差；以及/n多个束限制开口，被配置为限制所述多个探测点的电流。/n
【技术特征摘要】
20150722 US 62/195,3531.一种用于减小多束装置的小束的像差的装置，所述装置包括：
多个电子光学元件，被配置为将由所述多束装置生成的多个小束以不同的偏转角朝向所述多束装置的主光轴引导，其中所述多个小束的所述偏转角被独立设置为分别减小由所述多个小束形成的多个探测点的像差；以及
多个束限制开口，被配置为限制所述多个探测点的电流。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述多个电子光学元件分别在所述多个束限制开口下方并且与所述多个束限制开口对准。
3.根据权利要求2所述的装置，其中，所述多个束限制开口被配置为从由所述多束装置生成的大致平行束形成所述多个小束。
4.根据权利要求2所述的装置，还包括分别在所述多个束限制开口上方的多个预弯曲微偏转器，被配置为：
从由所述多束装置生成的大致平行束形成所述多个小束；以及
将所述多个小束引导为垂直入射到所述多个束限制开口中。
5.根据权利要求2所述的装置，其中，所述多个电子光学元件中的每个电子光学元件是4极透镜。
6.根据权利要求2所述的装置，其中，所述多个电子光学元件补偿所述多个探测点的场曲率、像散或失真像差中的至少一项，以进一步减小所述多个探测点的尺寸和失真。
7.根据权利要求6所述的装置，其中，所述多个电子光学元件中的每个电子光学元件是8极透镜。
8.根据权利要求7所述的装置，其中，所述多个电子光学元件中的每个电子光学元件包括与每个电子光学元件的光轴对准并且沿着每个电子光学元件的光轴放置的一个微透镜和两个4极透镜，并且所述两个4极透镜的方位差45°。
9.根据权利要求8所述的装置，其中，对于所述多个电子光学元件中的所述每个电子光学元件，所述两个4极透镜中的一个4极透镜在小束离开侧上，并且一个对应的小束被所述一个4极透镜偏转。
10.根据权利要求9所述的装置，其中，通过改变所述多个小束的电势来改变所述多个小束的着陆能量。
11.根据权利...
【专利技术属性】
技术研发人员：任伟明，刘学东，胡学让，陈仲玮，
申请(专利权)人：ASML荷兰有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL
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