带电粒子束系统和操作带电粒子束系统的方法技术方案

一种操作带电粒子束系统的方法，该方法包括：从源提取粒子束；执行束的粒子的第一次加速；在执行所述第一次加速之后，从所述束形成多个粒子子束；执行所述子束的粒子的第二次加速；在执行所述第二次加速之后，执行所述子束的粒子的第一次减速；在执行所述第一次减速之后，使所述子束沿着与所述子束的粒子的传播方向横向定向的方向偏转；在使所述子束偏转之后，执行所述子束的粒子的第二次减速；以及在执行所述第二次减速之后，允许所述子束的粒子入射到对象表面上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】带电粒子束系统和操作带电粒子束系统的方法
本公开涉及带电粒子束系统和操作带电粒子束系统的方法，其中，多个粒子子束(beamlet)被引导至对象表面。
技术介绍
从WO2005/024881已知多个粒子子束被引导至对象的传统带电粒子束系统。该系统是多个初级电子子束被平行聚焦以在对象上形成初级电子束点的阵列的电子显微镜。由初级电子产生并且从各个初级电子束点发射的二次电子由带电粒子成像光学装置接收，以形成二次电子子束的相应阵列，所述二次电子子束被提供到具有检测元件阵列的电子检测系统，使得每个二次电子子束入射到单独检测元件上。由检测元件产生的检测信号指示对象在形成初级电子束点的位置处的特性。通过跨对象表面扫描初级电子束点的阵列，能够获得对象的电子显微镜图像。期望获得高分辨率和高吞吐量的图像。为此，期望在对象上实现小初级电子束点并且能够跨对象表面快速地扫描初级电子束点。在US7,960,697B2中公开了附加现有技术。
技术实现思路
考虑到以上问题实现了本专利技术。本专利技术的实施方式提供一种操作带电粒子系统的方法，其中，所述方法包括：从源提取粒子束；执行所述束的粒子的第一次加速；在执行所述第一次加速之后，从所述束形成多个粒子子束；执行所述子束的粒子的第二次加速；在执行所述第二次加速之后，执行所述子束的粒子的第一次减速；在执行所述第一次减速之后，使所述子束沿着与所述子束的粒子的传播方向横向定向的方向偏转；在使所述子束偏转之后，执行所述子束的粒子的第二次减速；以及在执行所述第二次减速之后，允许所述子束的粒子入射到对象表面上。本专利技术的其它实施方式提供一种操作带电粒子系统的方法，其中，所述方法包括：从源提取粒子束；执行所述束的粒子的第一次加速；在执行所述第一次加速之后，从所述束形成多个粒子子束；执行所述子束的粒子的第一次减速；在执行所述第一次减速之后，执行所述子束的粒子的第二次加速；在执行所述第一次减速之后，使所述子束沿着与所述子束的粒子的传播方向横向定向的方向偏转；在使所述子束偏转之后，执行所述子束的粒子的第二次减速；以及在执行所述第二次减速之后，允许所述子束的粒子入射到对象表面上。本专利技术的其它实施方式提供一种操作带电粒子系统的方法，其中，所述方法包括：从源提取粒子束；执行所述束的粒子的第一次加速；在执行所述第一次加速之后，执行所述束的粒子的第二次加速；在执行所述第二次加速之后，执行所述束的粒子的第一次减速；在执行所述第一次减速之后，从所述束形成多个粒子子束；使所述子束沿着与所述子束的粒子的传播方向横向定向的方向偏转；在使所述子束偏转之后，执行所述子束的粒子的第二次减速；以及在执行所述第二次减速之后，允许所述子束的粒子入射到对象表面上。本专利技术的其它实施方式提供一种操作带电粒子系统的方法，其中，所述方法包括：从源提取粒子束；执行所述束的粒子的第一次加速；在执行所述第一次加速之后，执行所述束的粒子的第一次减速；在执行所述第一次减速之后，执行所述束的粒子的第二次加速；在执行所述第二次加速之后，从所述束形成多个粒子子束；使所述子束沿着与所述子束的粒子的传播方向横向定向的方向偏转；在使所述子束偏转之后，执行所述子束的粒子的第二次减速；以及在执行所述第二次减速之后，使所述子束的粒子入射到对象表面上。能够通过分别沿着所述束和所述子束的路径分布多个电极来实现加速和减速，其中，将适当选择的电压提供给所述电极，使得在相邻电极之间产生电场。所述粒子分别通过这些电场被加速和减速。电极可以分别具有与所述束和所述子束的方向垂直定向的板的构造，其中，所述板设置有允许所述粒子穿过所述电极的孔。所述多个粒子子束例如可以通过与所述束方向横向定向的板形成，使得所述束入射到所述板上。多个孔形成在所述板中，使得穿过所述孔的束的粒子在所述板的下游形成所述多个子束。执行所述子束的偏转，以跨对象表面扫描子束入射在对象表面上的位置。根据一些实施方式，通过操作磁偏转器来实现所述偏转，所述磁偏转器通过将时变电流提供给线圈以产生磁场来产生时变偏转场。根据其它示例性实施方式，通过静电偏转器产生时变偏转电场来实现所述偏转，其中，将时变电压提供给所述偏转器的电极。由于在执行所述粒子的第一次减速之后执行偏转，因此粒子的动能相对低，使得静电偏转器能够被成功地用于实现期望偏转量。静电偏转器与磁偏转器相比具有如下优点：可以以非常高的速率容易地改变所产生的偏转场，允许跨对象表面快速地扫描子束。执行所述粒子的第二次减速以调节粒子入射到对象表面上的动能。通常，该动能根据应用而改变并且足够低以避免在利用粒子子束照射期间对对象的损害，或者改进所检测的图像的对比度。例如，电子入射到对象表面上的动能可以被调节为在电子发射系数(electronyield)的中心点处操作，在中心点处，一般来说，每个入射电子使一个电子离开对象表面，使得不发生对象表面的显著充电。然而，在执行第二次减速之前，粒子以显著更高的动能行进穿过粒子束系统。所述较高动能缩短了粒子穿过系统所必须的总时间，使得粒子之间的库伦相互作用不必要地增加在对象表面上形成的粒子束点的直径。从而可以实现高空间分辨率。本专利技术的其它实施方式提供一种带电粒子束系统，所述带电粒子束系统包括：粒子束源，所述粒子束源被构造为产生粒子束，其中，所述粒子束源包括粒子发射器；在所述粒子束源的下游的第一电极；在所述第一电极的下游的多孔板；在所述多孔板的下游的第二电极；在所述多孔板的下游的第三电极；在所述第三电极的下游的偏转器；在所述偏转器的下游的物镜；在所述偏转器的下游的第四电极；以及对象装配台，所述对象装配台被构造为装配对象，使得所述对象的表面位于所述物镜的下游；电压源，所述电压源被构造为：将所述粒子发射器保持在第一电压；将所述第一电极和/或所述多孔板保持在第二电压；将所述第二电极保持在第三电压；将所述第三电极保持在第四电压；将所述第四电极保持在第五电压；以及将对象装配台保持在第六电压；其中，所述第一电压与所述第二电压之间的第一差值的绝对值大于第一电压量；所述第二电压与所述第三电压之间的第二差值的绝对值大于所述第一电压量；所述第三电压与所述第四电压之间的第三差值的绝对值大于所述第一电压量；所述第四电压与所述第五电压或所述第六电压之间的第四差值的绝对值大于所述第一电压量；所述第一差值和所述第二差值具有相同符号；所述第三差值和所述第四差值具有相同符号；以及所述第一差值和所述第三差值具有相反符号。本专利技术的其它实施方式提供一种带电粒子束系统，所述带电粒子束系统包括：粒子束源，所述粒子束源被构造为产生粒子束，其中，所述粒子束源包括粒子发射器；在所述粒子束源的下游的第一电极；在所述第一电极的下游的多孔板；在所述多孔板的下游的第二电极；在所述多孔板的下游的第三电极；在所述第三电极的下游的偏转器；在所述偏转器的下游的物镜；在所述偏转器的下游的第四电极；以及对象装配台，所述对象装配台被构造为装配对象，使得所述对象的一个表面位于所述物镜的下游；电压源，所述电压源被构造为：将所述粒子发射器保持在第一电压；将所述第一电极和/或所述多孔板保持在第二电压；将所述第二电极保持在第三电压；将所述第三电极保持在第四电压；将所述第四电极保持在第五电压；以及将对象装配台保持在第六电压；其中，所述第一电压本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种操作带电粒子束系统的方法，所述方法包括：从源提取粒子束；执行所述束的粒子的第一次加速；在执行所述第一次加速之后，从所述束形成多个粒子子束；执行所述子束的粒子的第二次加速；在执行所述第二次加速之后，执行所述子束的粒子的第一次减速；在执行所述第一次减速之后，使所述子束沿着与所述子束的粒子的传播方向横向定向的方向偏转；在使所述子束偏转之后，执行所述子束的粒子的第二次减速；以及在执行所述第二次减速之后，允许所述子束的粒子入射到对象表面上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.09.30 US 61/884,2181.一种操作带电粒子束系统的方法，所述方法包括：从源提取粒子束；执行所述粒子束的粒子的第一次加速；在执行所述第一次加速之后，从所述粒子束形成多个粒子子束；执行所述子束的粒子的第二次加速；在执行所述第二次加速之后，执行所述子束的粒子的第一次减速；在执行所述第一次减速之后，使所述子束沿着与所述子束的粒子的传播方向横向定向的方向偏转；在使所述子束偏转之后，执行所述子束的粒子的第二次减速；以及在执行所述第二次减速之后，允许所述子束的粒子入射到对象表面上。2.一种操作带电粒子束系统的方法，所述方法包括：从源提取粒子束；执行所述粒子束的粒子的第一次加速；在执行所述第一次加速之后，从所述粒子束形成多个粒子子束；执行所述子束的粒子的第一次减速；在执行所述第一次减速之后，执行所述子束的粒子的第二次加速；在执行所述第二次加速之后，使所述子束沿着与所述子束的粒子的传播方向横向定向的方向偏转；在使所述子束偏转之后，执行所述子束的粒子的第二次减速；以及在执行所述第二次减速之后，允许所述子束的粒子入射到对象表面上。3.一种操作带电粒子束系统的方法，所述方法包括：从源提取粒子束；执行所述粒子束的粒子的第一次加速；在执行所述第一次加速之后，执行所述粒子束的粒子的第二次加速；在执行所述第二次加速之后，执行所述粒子束的粒子的第一次减速；在执行所述第一次减速之后，从所述粒子束形成多个粒子子束；使所述子束沿着与所述子束的粒子的传播方向横向定向的方向偏转；在使所述子束偏转之后，执行所述子束的粒子的第二次减速；以及在执行所述第二次减速之后，允许所述子束的粒子入射到对象表面上。4.一种操作带电粒子束系统的方法，所述方法包括：从源提取粒子束；执行所述粒子束的粒子的第一次加速；在执行所述第一次加速之后，执行所述粒子束的粒子的第一次减速；在执行所述第一次减速之后，执行所述粒子束的粒子的第二次加速；在执行所述第二次加速之后，从所述粒子束形成多个粒子子束；使所述子束沿着与所述子束的粒子的传播方向横向定向的方向偏转；在使所述子束偏转之后，执行所述子束的粒子的第二次减速；以及在执行所述第二次减速之后，允许所述子束的粒子入射到对象表面上。5.根据权利要求1至4中的一项所述的方法，所述方法还包括：在所述偏转之前，执行所述粒子束的第一次会聚。6.根据权利要求5所述的方法，其中，在形成多个所述子束之前，执行所述第一次会聚。7.根据权利要求6所述的方法，所述方法还包括：在所述偏转之前，执行所述子束的第二次会聚。8.根据权利要求7所述的方法，其中，执行所述第二次会聚，使得一束所述子束形成交叉部。9.根据权利要求8所述的方法，其中，在所述第二次加速之后并且在所述第二次减速之前，形成所述交叉部。10.根据权利要求8或9所述的方法，所述方法还包括：在形成所述交叉部之后并且在执行所述第二次减速之前，执行所述子束的第三次会聚。11.根据权利要求8所述的方法，所述方法还包括：在形成所述交叉部之前，执行所述子束的粒子的第三次加速。12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述第三次加速使所述粒子的动能增加大于10keV的能量。13.根据权利要求11所述的方法，其中，所述第三次加速使所述粒子的动能增加大于20keV的能量。14.根据权利要求11所述的方法，其中，所述第三次加速使所述粒子的动能增加大于30keV。15.根据权利要求1至4中的一项所述的方法，其中，所述第一次加速和所述第二次加速中的至少一个使所述粒子的动能增加多于第一能量。16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述第一次减速和所述第二次减速中的至少一个使所述粒子的所述动能减少多于所述第一能量。17.根据权利要求15所述的方法，其中，所述第一能量大于10keV。18.根据权利要求15所述的方法，其中，所述第一能量大于20keV。19.根据权利要求15所述的方法，其中，所述第一能量大于30keV。20.根据权利要求1至4中的一项所述的方法，其中，形成多个所述子束包括：产生子束焦点并且将所述子束焦点成像在基板表面上。21.一种带电粒子束系统，所述带电粒子束系统包括：粒子束源，所述粒子束源被构造为产生粒子束，其中，所述粒子束源包括粒子发射器；在所述粒子束源的下游的第一电极；在所述第一电极的下游的多孔板；在所述多孔板的下游的第二电极；在所述多孔板的下游的第三电极；在所述第三电极的下游的偏转器；在所述偏转器的下游的物镜；在所述偏转器的下游的第四电极；以及对象装配台，所述对象装配台被构造为装配对象，使得所述对象的表面位于所述物镜的下游；电压源，所述电压源被构造为-将所述粒子发射器保持在第一电压；-将所述第一电极和/或所述多孔板保持在第二电压；-将所述第二电极保持在第三电压；-将所述第三电极保持在第四电压；-将所述第四电极保持在第五电压；以及-将对象装配台保持在第六电压；其中-所述第一电压与所述第二电压之间的第一差值的绝对值大于第一电压量；-所述第二电压与所述第三电压之间的第二差值的绝对值大于所述第一电压量；-所述第三电压与所述第四电压之间的第三差值的绝对值大于所述第一电压量；-所述第四电压与所述第五电压或所述第六电压之间的第四差值的绝对值大于所述第一电压量；-所述第一差值和所述第二差值具有相同符号；-所述第三差值和所述第四差值具有相同符号；并且-所述第一差值和所述第三差值具有相反符号。22.一种带电粒子束系统，所述带电粒子束系统包括：粒...

【专利技术属性】
技术研发人员：斯特凡·舒伯特，托马斯·克门，赖纳·克尼佩梅尔，
申请(专利权)人：卡尔蔡司显微镜股份有限公司，应用材料以色列公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE