用于多束带电粒子检查装置的信号分离器制造方法及图纸

一种用于检查样本的多束带电粒子柱，包括用于朝向样本指引多个初级带电粒子束的源、用于检测来自样本的信号带电粒子的检测器，以及布置在检测器和样本之间的组合的磁偏转单元和静电偏转单元。磁偏转单元(61)包括磁性或铁磁性材料的多个条(63)。每个条位于与所述轨迹之一相邻的磁偏转单元处的初级带电粒子束的轨迹(71)的节距相等的距离内。所述条被配置为建立基本上垂直于所述轨迹的磁场(B)。静电偏转单元(62)被配置为用于创建基本上垂直于磁场的静电场。磁偏转单元和静电偏转单元在平行于初级带电粒子束的轨迹的方向上间隔开。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于多束带电粒子检查装置的信号分离器
本专利技术的实施例涉及一种用在多束带电粒子检查装置中的信号分离器。本专利技术的实施例还涉及一种包括这种信号分离器的多束带电粒子检查装置，以及使用这种多束带电粒子检查装置的用于检查样本表面的方法。
技术介绍
集成电路的生产过程中的例行步骤之一是检查图案化的表面，尤其是在开始新设计时。对整个300mm晶片的大部分进行成像以检查图案中的缺陷、以及检查嵌入在晶片的顶部或图案中的颗粒。目前，这种检查是通过专用仪器中的高通量光学显微镜执行的。随着光刻技术的进步，仪器必须检测越来越小的缺陷和颗粒。一个问题是，当颗粒的尺寸减小时，来自颗粒的光散射迅速减少，因此信号与背景(和噪声)的比率减小。为了解决这个问题，已经使用电子束检查机并且出于某些目的仍在使用电子束检查机。电子束检查机可以比光学系统具有更高的分辨率。但是，电子束检查机在电子束检查机能够检查晶片的速度上受到限制。为了提高速度，已经提出了多束电子束系统。US6774646描述了一种用于检查样本的方法和装置。该方法使用电子束检查系统，所述电子束检查系统使用多个电子束。该装置包括电磁体，以建立在电子束的轴线方向上生成的磁聚焦场。磁场是通过使用两个极片(pole-piece)产生的，一个极片位于电子发射器上方，另一个极片位于载有样本的台架下方。该方法还使用静电偏转场，该静电偏转场是通过使用位于电子束轨迹的相对的侧的两个板在垂直于磁场的方向上生成的。由电场和磁场(ExB)的组合效果产生的偏转力是横向方向的偏转，该偏转也用于解开(disentangle)指向样本的初级电子的束路径以及指向检测器阵列的次级电子的束路径。
技术实现思路
在US6774646中公开的系统的缺点是，其要求布置在电子束检查组件的上方和下方的大极片，以提供均匀的磁场，该大极片导致庞大且极重的系统。一个目的是至少部分地解决上述缺陷中的至少一个和/或提供一种替代检查装置，其允许对样本、特别是半导体晶片进行高通量检查。根据第一方面，提供了一种用于检查样本的表面的多束带电粒子柱，该多束带电粒子柱包括：一个或多个发射器，其被布置用于产生多个初级带电粒子束，所述多个初级带电粒子束沿着朝向布置在样本保持器上的样本的表面的轨迹被指引，物镜单元，用于将所述多个初级带电粒子束聚焦在所述样本上，检测器系统，用于检测在初级带电粒子束入射到所述样本上时产生的信号带电粒子，磁偏转单元，磁偏转单元布置在检测器系统和样本保持器之间，其中磁偏转单元包括磁性或铁磁性材料的多个条，其中所述多个条中的至少一个条位于初级带电粒子束的轨迹旁边并且其中所述至少一个条布置在与磁偏转单元处初级带电粒子束的轨迹的节距(pitch)相等的距离内，其中磁性或铁磁性材料的多个条被配置为建立具有以大于0度的角度与初级带电粒子束的轨迹相交的场线的磁场，静电偏转单元，静电偏转单元被配置为产生至少作用于初级带电粒子束的静电场，其中静电偏转构件被配置为在至少基本上垂直于磁偏转单元的磁场的方向上提供静电场，以及其中磁偏转单元和静电偏转单元在平行于初级带电粒子束的轨迹的方向上间隔开地布置。以速度v穿越磁场B的具有电荷q的带电粒子将经历等于F＝qvxB的磁力F，其中x表示叉积，并且粗体符号表示向量。因而，F指向垂直于由速度方向和磁场方向定义的平面的方向。在使用中，初级带电粒子从发射器朝向样本行进，而信号带电粒子从样本朝向检测器系统往回行进。因为初级带电粒子和信号带电粒子的速度基本上是相反的方向，所以初级带电粒子上的磁力基本上与信号带电粒子上的磁力的方向相反。因而，磁场提供了一种将信号带电粒子从初级带电粒子的轨迹解开的手段。本专利技术的实施例允许将磁偏转器单元布置在带电粒子柱内，特别是在检测器系统和样本保持器之间。注意：检测器系统优选地布置在发射器和样本保持器之间。在实施例中，磁场的场线与初级带电粒子束的轨迹之间的角度大于45度，优选地该角度约为90度。专利技术人认识到，即使是小的磁力也可以在初级带电粒子束与信号带电粒子束之间提供适当的偏转差，以将信号带电粒子束从初级带电粒子的轨迹解开，特别是当检测器布置在初级带电粒子束的轨迹旁边、特别是在初级带电粒子束的相邻轨迹之间时。因而，可以使磁偏转器单元足够小，以将磁偏转器单元放置在带电粒子柱内。与US6774646中描述的装置相比，可以使所得到的多束带电粒子检查装置的体积更小且重量更轻。在实施例中，多束带电粒子柱还包括静电偏转构件，静电偏转构件被配置为产生至少作用于初级带电粒子束的静电场。与磁场相反，静电场使带电粒子束偏转，而与带电粒子的速度的方向无关。当初级带电粒子与信号带电粒子的电荷具有相同的符号(正或负)时，信号带电粒子的偏转与初级带电粒子的偏转方向相同。在实施例中，静电偏转构件被配置为在至少基本上垂直于磁偏转单元的磁场的方向上提供静电场。磁偏转单元和静电偏转单元在平行于初级带电粒子束的轨迹的方向上间隔开地布置。因而，组合的磁偏转单元和静电偏转单元用作维恩(Wien)滤波器，其可以用于将信号带电粒子从初级带电粒子的轨迹分离。磁场和静电场在区域内基本重叠的已知维恩滤波器布置引起像差。通过将磁偏转单元和静电偏转单元间隔开地布置，像差被大大减小或者甚至基本上被消除。在实施例中，多束带电粒子柱包括准直仪透镜，准直仪透镜用于基本上准直来自发射器的初级带电粒子束。在实施例中，检测器优选地布置在准直仪透镜和样本保持器之间，更优选地布置在准直仪和物镜单元之间。在实施例中，所述多个带中的至少两个带位于初级带电粒子束的轨迹的相对的侧并且在等于磁偏转单元处初级带电粒子束的轨迹的节距的距离内。这些条被配置为布置在等于初级带电粒子束的轨迹的节距的距离内。因而，可以将这些条布置和/或装配在初级带电粒子束的两个相邻轨迹之间。优选地，两个条的节距基本上等于初级带电粒子束的轨迹的节距。在实施例中，磁偏转单元的多个条布置在公共平面中，其中所述条包括磁性材料，并且其中所述条中的至少一个包括在基本上平行于公共平面的方向上相邻布置的北磁极和南磁极。这个实施例的磁偏转单元包括永磁体，用于提供用于将信号带电粒子从初级带电粒子束的轨迹解开的磁场。优选地，所述条中的每一个包括具有北磁极和南磁极的永磁体，它们在基本上平行于公共平面的方向上相邻布置。在实施例中，所述多个条中的第一条和相邻的第二条被布置在初级带电粒子束的所述轨迹中的至少一个轨迹的相对的侧，其中第一条被配置为包括位于面向初级带电粒子束的轨迹的一侧的北磁极，并且其中第二条被配置为包括位于面向初级带电粒子束的所述轨迹中的至少一个的一侧的南磁极。因而，所述相邻条的第一条的北磁极面向第二条的南磁极。这在所述两个相邻条之间提供了具有从第一条的北磁极延伸到第二条的南磁极的场线的基本均匀的永磁场。在替代实施例中，磁偏转单元的多个条布置在公共平面中，其中所述条包括铁磁性材料，并且其中所述条中的至少一个设有在基本上平行于公共平面的方向上延伸的至少两根电线，其中所述两根电线布置在基本上本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于检查样本的表面的多束带电粒子柱，该多束带电粒子柱包括：/n被布置用于产生多个初级带电粒子束的一个或多个发射器，所述多个初级带电粒子束沿着朝向布置在样本保持器上的样本的表面的轨迹被指引，/n物镜单元，用于将所述多个初级带电粒子束聚焦在所述样本上，/n检测器系统，用于检测在初级带电粒子束入射到所述样本上时产生的信号带电粒子，/n磁偏转单元，磁偏转单元布置在检测器系统和样本保持器之间，其中磁偏转单元包括磁性或铁磁性材料的多个条，其中所述多个条中的至少一个条位于初级带电粒子束的轨迹旁边，并且其中所述至少一个条布置在与磁偏转单元处初级带电粒子束的轨迹的节距相等的距离内，其中磁性或铁磁性材料的所述多个条被配置为建立具有以大于0度的角度与初级带电粒子束的轨迹相交的场线的磁场，/n静电偏转单元，静电偏转单元被配置为产生至少作用于初级带电粒子束的静电场，其中静电偏转构件被配置为在至少基本上垂直于磁偏转单元的磁场的方向上提供静电场，以及/n其中磁偏转单元和静电偏转单元在平行于初级带电粒子束的轨迹的方向上间隔开地布置。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180220 US 15/900,4281.一种用于检查样本的表面的多束带电粒子柱，该多束带电粒子柱包括：
被布置用于产生多个初级带电粒子束的一个或多个发射器，所述多个初级带电粒子束沿着朝向布置在样本保持器上的样本的表面的轨迹被指引，
物镜单元，用于将所述多个初级带电粒子束聚焦在所述样本上，
检测器系统，用于检测在初级带电粒子束入射到所述样本上时产生的信号带电粒子，
磁偏转单元，磁偏转单元布置在检测器系统和样本保持器之间，其中磁偏转单元包括磁性或铁磁性材料的多个条，其中所述多个条中的至少一个条位于初级带电粒子束的轨迹旁边，并且其中所述至少一个条布置在与磁偏转单元处初级带电粒子束的轨迹的节距相等的距离内，其中磁性或铁磁性材料的所述多个条被配置为建立具有以大于0度的角度与初级带电粒子束的轨迹相交的场线的磁场，
静电偏转单元，静电偏转单元被配置为产生至少作用于初级带电粒子束的静电场，其中静电偏转构件被配置为在至少基本上垂直于磁偏转单元的磁场的方向上提供静电场，以及
其中磁偏转单元和静电偏转单元在平行于初级带电粒子束的轨迹的方向上间隔开地布置。


2.如权利要求1所述的多束带电粒子柱，其中磁性或铁磁性材料的所述多个条被配置为用于确立磁场的场线与初级带电粒子束的轨迹之间的角度大于45度、优选为约90度。


3.如权利要求1或2所述的多束带电粒子柱，所述多个条中的至少两个条位于初级带电粒子束的轨迹的相对的侧并且在等于磁偏转单元处初级带电粒子束的轨迹的节距的距离内。


4.如权利要求1、2或3所述的多束带电粒子柱，其中磁偏转单元的所述多个条布置在公共平面中，其中所述条包括磁性材料，并且其中所述条中的至少一个条包括在基本上平行于公共平面的方向上相邻布置的北磁极和南磁极。


5.如权利要求4所述的多束带电粒子柱，其中所述多个条中的第一条和相邻的第二条被布置在初级带电粒子束的所述轨迹中的至少一个轨迹的相对的侧，其中第一条被配置为包括在面向初级带电粒子束的轨迹的一侧的北磁极，并且其中第二条被配置为包括在面向初级带电粒子束的所述轨迹中的所述至少一个轨迹的一侧的南磁极。


6.如权利要求1、2或3所述的多束带电粒子柱，其中磁偏转单元的所述多个条布置在公共平面中，其中所述条包括铁磁性材料，并且其中所述条中的至少一个条设有在基本上平行于公共平面的方向上延伸的至少两根电线，其中所述两根电线布置在基本上垂直于公共平面的平面中，并且其中磁偏转单元被配置为向所述两根电线提供电流，其中电流被配置为在相反的方向流动通过所述两根电线。


7.如权利要求6所述的多束带电粒子柱，其中所述两根电线是单个环的一部分，优选地其中所述两根电线是单个线圈的一部分。


8.如权利要求1至7中的任一项所述的多束带电粒子柱，其中检测器系统包括多个检测器部分，其中所述多个检测器部分中的至少一个检测器部分位于初级带电粒子束的轨迹旁边并且在等于检测器系统处初级带电粒子束的节距的距离内。


9.如权利要求1-7中的任一项所述的多束带电粒子柱，其中检测器系统包括：
电子-光子转换器单元，其包括多个电子-光子转换器部分，其中所述多个电子-光子转换器部分中的至少一个电子-光子转换器部分位于初级带电粒子束的轨迹旁边并且在等于电子-光子转换单元处初级带电粒子束的轨迹的节距的距离内，
光子运输单元，用于将光从所述电子-光子转换器部分运输到光检测器。


10.如权利要求8或9所述的多束带电粒子柱，其中磁偏转单元被配置为用于在检测器系统的位置处以所述初级带电粒子束的轨迹的节距的10％至90％之间的距离将所述初级带电粒子束与所述信号带电粒子分离。


11.如权利要求1-10中的任一项所述的多束带电粒子柱，其中磁偏转单元至少基本上由铁磁性材料的框架围绕，该框架被配置为在由初级带电粒子束的轨迹占据的体积之外闭合磁通线。


12.如权利要求1-11中的任一项所述的多束带电粒子柱，其中磁偏转单元和静电偏转单元彼此连接，优选地形成磁偏转和静电偏转单元。


13.如权利要求1-12中的任一项所述的多束带电粒子柱，其中静电偏转单元被配置为在至少基本上平行于磁性或铁磁性材料的所述多个条中的至少一...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·克瑞特，R·纳夫塔利，
申请(专利权)人：代尔夫特工业大学，应用材料以色列有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL