电子光学排布结构、多电子分束检验系统和方法技术方案

本发明专利技术涉及电子光学排布结构、多电子分束检验系统和方法。该电子光学排布结构提供一次和二次电子束路径，一次束路径用于从一次电子源指向可定位在该排布结构的物面中的物体的一次电子束，二次束路径用于源自物体的二次电子，该结构包括磁体排布结构，其具有：第一磁场区，由一次和二次电子束路径穿过，用于将一次和二次电子束路径相互分开；第二磁场区，布置在第一磁场区的上游的一次电子束路径中，二次电子束路径不穿过第二磁场区，第一和第二磁场区沿基本上相反的方向使一次电子束路径偏转；第三磁场区，布置在第一磁场区的下游的二次电子束路径中，一次电子束路径不穿过第三磁场区，第一和第三磁场区沿基本上相同的方向使二次电子束路径偏转。

【技术实现步骤摘要】
电子光学排布结构、多电子分束检验系统和方法本申请是原案申请号为200480025528.9的专利技术专利申请(国际申请号：PCT/US2004/029079，申请日：2004年9月7日，专利技术名称：粒子光学系统和排布结构，以及用于其的粒子光学组件)的分案申请，所针对的分案的申请号为201210111707.0。
本专利技术涉及使用多个分束带电粒子(beamlet)的粒子光学系统，如电子显微术设备和电子刻绘(lithography)设备。本专利技术还涉及可用于使用多个分束带电粒子的粒子光学系统中的粒子光学组件和排布结构；不过，所述粒子光学组件在本申请中并不限于使用多个分束的系统。这种粒子光学组件可以用于只使用单束带电粒子，或者使用多束带电粒子或多个分束带电粒子的粒子光学系统中。本专利技术可以应用于任何类型的带电粒子，如电子、正电子、迈子(myon)、离子等。
技术介绍
根据US6252412B1已知一种常规粒子光学系统。其中公开的电子显微术设备用于检验物体，如半导体晶片。将多个一次电子束彼此平行地聚焦在物体上，以在其上形成多个一次电子斑。对由一次电子生成的并从各一次电子斑发出的二次电子进行检测。针对每个一次电子束，提供了一单独电子束柱(electronbeamcolumn)。将所述多个单独电子束柱彼此紧密地布在一起。形成在物体上的一次电子束斑的密度受到形成电子显微术设备的电子束柱的剩余步长(remainingfootstepsize)的限制。因此，实际上在物体上可以同时找到的一次电子束斑的数量也受到限制，这导致当按高分辨率检验大表面积的半导体晶片时，设备的吞吐量受限。根据US5892224、US2002/0148961A1、US2002/0142496A1、US2002/0130262A1、US2002/0109090A1、US2002/0033449A1、US2002/0028399A1，已知使用聚焦在待检验物体的表面上的多个一次电子分束的电子显微术设备。利用其中形成有多个孔的多孔板来生成这些分束，其中，在多孔板的上游设置有用于生成单电子束的电子源，以照射形成在该多孔板中的多个孔。在多孔板的下游由电子束的穿过这些孔的电子形成了多个电子分束。所述多个一次电子分束由物镜聚焦在物体上，该物镜具有所有一次电子分束都穿过的孔。由此在物体上形成了一次电子斑阵列。从各一次电子斑发出的二次电子形成了相应的二次电子分束，从而还生成了与所述多个一次电子束斑相对应的多个二次电子分束。所述多个二次电子分束穿过物镜，并且该设备按如下方式提供二次电子束路径，即，使得每个二次电子分束被提供给CCD电子检测器的多个检测器像素中的相应一个。使用维恩滤波器来分开二次电子束路径与一次电子分束的束路径。由于使用了包括所述多个一次电子分束的一个公共一次电子束路径和包括所述多个二次电子分束的一个公共二次电子束路径，所以可以使用单个电子光学柱，并且形成在物体上的一次电子束斑的密度不受该单电子光学柱的步长的限制。在上述文献的实施例中公开的一次电子束斑的数量在数十个斑的量级上。由于在物体上同时形成的一次电子束斑的数量限制了吞吐量，所以增加一次电子束斑的数量以实现更高的吞吐量将是有利的。然而，已经发现，使用这些文献中公开的技术，难以增加同时形成的一次电子束斑的数量或增大一次电子束斑密度，同时又保持电子显微术设备的希望成像分辨率。因此，本专利技术的一个目的是，提供使用增大密度的带电粒子分束并允许按提高的精度操纵这些带电粒子分束的粒子光学系统。本专利技术的又一目的是，提供用于按提高的精度操纵带电粒子的束和分束的粒子光学组件。
技术实现思路
如以下将更详细描述的，根据本专利技术的粒子光学组件、粒子光学排布结构以及粒子光学系统可以利用多个带电粒子分束并按提高的精度操纵这些带电粒子分束。根据本专利技术的一种实施方式，提供了一种电子光学排布结构，其提供一次电子束路径和二次电子束路径，该一次束路径用于从一次电子源指向可定位在该排布结构的物面中的物体的一次电子束，该二次束路径用于源自物体的二次电子，该电子显微术排布结构包括磁体排布结构，该磁体排布结构具有：第一磁场区，由一次电子束路径和二次电子束路径穿过，用于将一次电子束路径和二次电子束路径相互分开，第二磁场区，布置在第一磁场区的上游的一次电子束路径中，其中，二次电子束路径不穿过第二磁场区，并且其中，第一磁场区和第二磁场区沿基本上相反的方向使一次电子束路径偏转，第三磁场区，布置在第一磁场区的下游的二次电子束路径中，其中，一次电子束路径不穿过第三磁场区，并且其中，第一磁场区和第三磁场区沿基本上相同的方向使二次电子束路径偏转。根据本专利技术的实施方式，还提供了一种多电子分束检验系统，其包括：台，用于安装待检验物体；电子源排布结构，用于生成一次电子分束阵列；物镜，用于将各一次电子分束聚焦在物体上，其中，由所述一次电子分束生成了二次电子分束阵列，所述二次电子分束横穿该物镜；分束器，用于将二次电子分束的二次电子束路径与一次电子分束的一次电子束路径分开；检测器排布结构，用于产生与二次电子分束阵列相对应的信号的阵列；其中，分束器包括磁体排布结构，该磁体排布结构具有：第一磁场区，由一次电子束路径和二次电子束路径穿过，用于将一次电子束路径与二次电子束路径相互分开；第二磁场区，布置在第一磁场区的上游的一次电子束路径中，其中，二次电子束路径不穿过第二磁场区，并且其中，第一磁场区和第二磁场区沿基本上相反的方向使一次电子束路径偏转；第三磁场区，布置在第一磁场区的下游的二次电子束路径中，其中，一次电子束路径不穿过第三磁场区，并且其中，第一磁场区和第三磁场区沿基本上相同的方向使二次电子束路径偏转。根据本专利技术的实施方式，还提供了一种用于对基板进行多电子分束检验的方法，该方法包括以下步骤：生成一次电子分束阵列；将各一次电子分束聚焦在基板上，以生成从基板发出的二次电子分束的阵列；检测二次电子分束的强度；以及使用分束器将二次电子分束的二次电子分束路径与一次电子分束的一次电子分束路径分开，该分束器包括磁体排布结构，该磁体排布结构具有：第一磁场区，由一次电子束路径和二次电子束路径穿过，用于将一次电子束路径和二次电子束路径相互分开；第二磁场区，布置在第一磁场区的上游的一次电子束路径中，其中，二次电子束路径不穿过第二磁场区，并且其中，第一磁场区和第二磁场区沿基本上相反的方向使一次电子束路径偏转；第三磁场区，布置在第一磁场区的下游的二次电子束路径中，其中，一次电子束路径不穿过第三磁场区，并且其中，第一磁场区和第三磁场区沿基本上相同的方向使二次电子束路径偏转。根据本专利技术的一个实施例，提供了一种用于形成多个带电粒子分束的粒子光学排布结构，其中，这些分束按高规则度阵列图案排列。该高规则度阵列图案是由这些分束沿分束的束路径在希望的位置处形成的。例如，所述高规则度阵列图案可以形成在其中各分束形成相应的焦点的像面或中间像面处。所述粒子光学排布结构包括用于生成至少一束带电粒子的至少一个带电粒子源。由穿过形成在多孔板中的孔的带电粒子束的粒子形成带电粒子分束。在分束的束路径中可以布置一块或多块其他多孔板，其中，分束穿过形成在所述一块或多块其他多孔板中的孔。所述粒子光学排布结构还可以包括至少一个聚焦透镜或其他粒子本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种粒子光学排布结构，所述粒子光学排布结构包括：至少一个带电粒子源，其被配置为生成一束带电粒子；至少一块多孔板，其具有形成在所述多孔板中的多个孔，其中，所述排布结构被配置为使得在所述多孔板的下游从所述一束带电粒子形成多个带电粒子分束，并且使得所述多个带电粒子分束中的每一个在所述多孔板的聚焦区中具有焦点；以及物镜，其用于将所述多孔板的聚焦区基本上成像到可定位在所述粒子光学排布结构的物面中的物体上；其特征在于：场透镜，其被配置为生成聚焦场，并且被布置为使得所述场透镜的所述聚焦场的位置与形成所述带电粒子分束的焦点的聚焦区相重合。

【技术特征摘要】
2003.09.05 US 60/500,2561.一种粒子光学排布结构，所述粒子光学排布结构包括：至少一个带电粒子源，其被配置为生成一束带电粒子；至少一块多孔板，其具有形成在所述多孔板中的多个孔，其中，所述排布结构被配置为使得在所述多孔板的下游从所述一束带电粒子形成多个带电粒子分束，并且使得所述多个带电粒子分束中的每一个在所述多孔板的聚焦区中具有焦点；以及物镜，其用于将所述多孔板的聚焦区成像到能够定位在所述粒子光学排布结构的物面中的物体上；其特征在于：场透镜，其被配置为生成聚焦场，并且被布置为使得所述场透镜的所述聚焦场的位置与形成所述带电粒子分束的焦点的聚焦区相重合。2.根据权利要求1所述的粒子光学排布结构，其中，所述场透镜的使得所述场透镜的聚焦效果的位置与形成所述带电粒子分束的焦点的所述聚焦区相重合的布置具有减小所述场透镜的透镜误差的效果的功能。3.根据权利要求1所述的粒子光学排布结构，其中，所述场透镜的使得所述场透镜的聚焦效果的位置与形成所述带电粒子分束的焦点的所述聚焦区相重合的布置具有减小所述场透镜的色误差的效果的功能。4.根据权利要求1所述的粒子光学排布结构，其中，所述多个孔中的至少一组的孔的形状是椭圆形状。5.根据权利要求4所述的粒子光学排布结构，其中，所述粒子光学排布结构还包括至少一个聚焦透镜，所述至少一个聚焦透镜用于操纵所述至少一束带电粒子和所述多个带电粒子分束中的至少一个；其中，所述多个孔中的所述至少一组的形状是椭圆形状，以补偿至少一个聚焦透镜的像散或所述场透镜的像散。6.根据权利要求4或5所述的粒子光学排布结构，其中，所述孔的椭圆形状的椭圆度根据所述孔距图案的中心的距离而增大，在所述图案中布置所述多孔板的所述孔；和/或其中，所述孔的椭圆形状的长轴相对于所述图案的中心沿径向取向；和/或其中，所述孔的椭圆形状的长轴按相对于源自所述图案的中心的径向成大于10°的角度来取向，其中，所述角度根据各孔距所述图案的中心的距离而增大。7.根据权利要求1所述的粒子光学排布结构，其中，所述物镜被配置为在所述物面中形成多个束斑；其中，所述多个孔按预定的第一阵列图案形成；其中，所述多个束斑按第二阵列图案布置；以及其中，所述第一阵列图案在第一方向上具有至少一个第一图案规则度，所述第二阵列图案在与所述第一方向电子光学地对应的第二方向上具有至少一个第二图案规则度，并且其中，所述第二图案规则度高于所述第一图案规则度。8.根据权利要求1所述的粒子光学...

【专利技术属性】
技术研发人员：赖纳·克尼佩梅尔，奥利弗·金茨勒，托马斯·克门，海科·米勒，斯特凡·乌勒曼，马克西米利安·海德尔，安东尼奥·卡萨雷斯，史蒂文·罗杰，
申请(专利权)人：卡尔蔡司SMT有限责任公司，以色列实用材料有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE