用于使用多个带电粒子束来检查样本的装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及用于检查样本的装置和方法。该装置包括：用于保持样本(15)的样本支持器(150)，用于生成基本带电粒子束(3)阵列的多波束带电粒子发生器，用于将该基本带电粒子束阵列定向到单独聚焦到该样本上的基本带电粒子束阵列的电磁透镜系统(13)，布置成用于检测在该基本带电粒子束撞击到该样本上时或者在该基本带电粒子束穿透过该样本之后由该聚焦基本带电粒子束产生的光子的多像素光子检测器(20),以及用于与将由该单独的聚焦基本带电粒子束的阵列中的至少两个相邻聚焦基本带电粒子束产生的光子(30，31，32)传送到该多像素光子检测器的不同和/或单独像素或者不同和/或单独像素群。

Apparatus and method for checking a sample using a plurality of charged particle beams

The invention relates to a device and a method for inspecting a sample. The device includes: to keep the sample (15) the sample holder (150), for generating a charged particle beam (3) multi beam of charged particle generator array, for the basic array of charged particle beam directed to separate focusing lens system basic electromagnetic charged particle beam array of the sample on the (13) and arranged for multi pixel photon photon detector detection in the basic particle beam hit the sample or through the sample after the focusing of the charged particle beam on the basic of charged particle beams (20), as well as for and by the individual basic array focusing of charged particle beam at least two of the adjacent basic focusing of charged particle beam generated photons (30, 31, 32) is transmitted to the multi pixel photon detector and / or different individual pixels or different and / or single pixel group.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】背景本专利技术涉及用于检查薄样本的装置和方法。具体而言，本专利技术涉及用于使用多个带电粒子束来检查样本的装置，诸如多波束扫描电子显微镜。本专利技术可以被应用到任何类型的带电粒子，诸如电子、正电子、离子以及其他带电粒子。此类装置例如在A.Mohammadi-Gheidari和P.Kruit所著“Electronopticsofmulti-beamscanningelectronmicroscope(多波束扫描电子显微镜的电子光学)”，NuclearInstrumentsandMethodsinPhysicsResearch(物理研究的核心仪器和方法)A645(2011)60-67中公开。本公开公开了一种电子显微镜，其包括用于生成基本带电粒子束的阵列(尤其是基本电子束阵列)的电子源。这些基本电子束通过物镜，该物镜将电子束从公共交叉定向到样本，以及将基本电子束聚焦到样本上的个体束斑的阵列上。为了形成样本的图像，需要检测来自每个波束的特征信号。在电子显微镜中，这可以是二次电子信号或背散射电子信号，或者透射电子信号。用以检测二次电子信号和背散射电子信号的方法分别在PCT/NL2013/050416和PCT/NL2013/050746中公开。那些方法的一个缺点在于要么检测器本身，要么波束分离设备需要被置于基本电子束的路径中。那些方法的另一缺点在于基本波束的透镜的激励需要被调节从而适应信号电子束。最后，相比二次检测或背散射检测而言，待检查的样本中的一些对照机制更适用于透射检测。本专利技术的目的在于提供用于检查样本的多带电粒子束装置，该装置提供了用于检测由多个带电粒子束产生的信号的新检测布置。
技术实现思路
根据第一方面，本专利技术涉及一种用于检查样本的装置，其中该装置包括：用于保持该样本的样本支持器，用于生成基本带电粒子束阵列的多波束带电粒子发生器，电磁透镜系统，用于将该基本带电粒子束阵列定向到该样本支持器处的单独的聚焦基本带电粒子束的阵列，多像素光子检测器，其布置成用于检测在该基本带电粒子束撞击到该样本上时或者在该基本带电粒子束穿透过该样本之后由该聚焦基本带电粒子束产生的光子，以及光学组件，其用于将该单独的聚焦基本带电粒子束的阵列中的至少两个相邻聚焦基本带电粒子束产生的光子传送到多像素光子检测器的不同和/或单独像素或者不同和/或单独像素群。本专利技术的装置被布置成检测当该基本带电粒子束撞击该样本时或在该基本带电粒子束穿透过该样本之后由该聚焦基本带电粒子束产生的光子，来替代或附加于检测二次电子信号和/或背散射电子信号。附加地，本专利技术的装置提供有多/像素检测器来检测产生自两个或更多聚焦基本带电粒子束的光子。根据本专利技术，该光学组件和/或该多像素光子检测器被布置成提供能够区分由该至少两个相邻聚焦基本带电粒子束中的一者产生的光信号与由该至少两个相邻聚焦基本带电粒子束中的另一者产生的光信号的分辨率。本专利技术的装置由此提供了一种用于同时个别地检测两个或更多聚焦基本带电粒子束产生的光子的新检测布置。应注意，该光学组件可以布置在样本支持器面向该电磁透镜系统的一侧，或者可以布置在该样本支持器背离该电磁透镜系统的相对侧。由于带电粒子在材料(尤其是发光材料)上的影响而引起光子的发射的现象被称为阴极射线发光。应注意，在样本包括一个或多个阴极射线发光成分的情形中，光子由该聚焦基本带电粒子束在该基本带电粒子束撞击到该样本(尤其是其阴极射线发光成分)上时产生。在一个实施例中，该装置包括阴极射线发光材料层，其中该样本支持器被布置成将该样本置于该电磁透镜系统和该阴极射线发光材料层之间，从而该带电粒子在穿透过该样本之后撞击在该阴极射线发光材料层上。在该实施例中，该样本不需要具有阴极射线发光成分，因为光子是在该基本带电粒子束穿透过该样本之后该基本带电粒子束撞击在该阴极射线发光材料层上时由该聚焦基本带电粒子束产生的。在一个实施例中，阴极射线发光材料层是由透光支撑板支持的。在另一方面，使用支撑板允许使用薄阴极射线发光材料层。在另一方面，使用透光支撑板允许所产生的光子穿过该支撑板，以及允许将该光学组件和该多像素光子检测器布置在该支撑板背离该薄阴极射线发光材料层的一侧。在一个实施例中，该阴极射线发光材料层覆盖有电荷传导层，优选地，其中该电荷传导层布置在该阴极射线发光材料层面向该电磁透镜系统的一侧。该电荷传导层使得能够扩散和/或移除由撞击的带电粒子感生的表面电荷。优选地，在使用中，该电荷传导层导电地连接到接地电位以转移该表面电荷。在一个实施例中，该样本支持器被布置成将该样本放置成与该阴极射线发光材料层直接接触和/或由该阴极射线发光材料层支持。在替换性实施例中，该样本支持器被布置成将该样本放置成距该阴极射线发光材料层一段距离。通过将该样本放置成距该阴极射线发光材料层一段距离，由未在样本中散射的带电粒子束产生的光信号可以与由在样本中散射的带电粒子产生的光信号区分开来，尤其对每个带电粒子束而言。此外，通过将该样本布置成距该阴极射线发光材料一段距离，可以创建明场图像或暗场图像。必要的距离取决于电子能量和所需对比度。在按不同方向散射的电子之间进行区分也是有可能的。在一个实施例中，该光学布置包括布置成用于将所产生的光子成像到多像素光子检测器上的透镜系统，该透镜系统具有5倍到500倍之间的光学放大。在一个实施例中，该电磁透镜系统被布置成将分开的束斑的阵列投影到样本表面上的该聚焦基本带电粒子束撞击到该样本支持器上的该样本上之处，其中该样本表面上的各束斑之间的间距在0.3到30微米之间。这些波束优选地被充分分隔，从而电子在该样本中或在该阴极射线发光材料中的散射范围小于诸电子波束之间的距离。对于5KV电子而言，该散射范围通常为300-500nm。对于越高能量的电子，该范围越大。在该情形中，也有可能使用薄阴极射线发光材料层，从而薄层中的横向散射范围小于聚焦基本带电粒子束之间的距离。在一个实施例中，多像素光子检测器是CCD相机，CMOS相机、雪崩光电二极管阵列或光电倍增器阵列。在一个实施例中，CCD相机、CMOS相机、雪崩光电二极管或光电倍增器的阵列包括检测器像素阵列，该检测器像素阵列其被放置成使得该检测器像素阵列与由该基本带电粒子束的个体波束产生的个体光束斑的图像阵列重合。具体而言，该光学组件将由该基本带电粒子束的个体波束产生的个体光束斑投影或成像到图像阵列中。在一个实施例中，该装置进一步包括用于在该样本支持器上扫描该聚焦基本带电粒子的系统。在使用过程中，当样本被布置在该样本支持器上或该样本支持器中时，该扫描系统被布置用于在该样本上扫描该聚焦基本带电粒子束。在一个实施例中，该装置进一步包括用于控制该扫描系统和/或该检测器，和/或用于每个基本带电粒子束创建一个图像的控制及信号处理系统。在一个实施例中，该装置包括用于以恒定速度，按第一方向移动该样本支持器的第一致动系统，以及用于按至少基本垂直于该第一方向的第二方向在该样本支持器上扫描该聚焦基本带电粒子束的第二致动系统。在一个实施例中，该装置进一步包括用于控制该第一和第二致动系统和/或该检测器，和/或用于每个基本带电粒子束创建一个图像的控制及信号处理系统。在一个实施例中，该装置进一步包括用于将该每个基本带电粒子束的个体图像组合成本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于检查样本的装置，其特征在于，所述装置包括：用于保持所述样本的样本支持器，用于生成基本带电粒子束阵列的多波束带电粒子发生器，电磁透镜系统，用于将所述基本带电粒子束阵列定向到所述样本支持器处的单独的聚焦基本带电粒子束的阵列，多像素光子检测器，其布置成用于检测在所述基本带电粒子束撞击到所述样本上时或者在所述基本带电粒子束穿透过所述样本之后由所述聚焦基本带电粒子束产生的光子，以及光学组件，其用于将所述单独的聚焦基本带电粒子束的阵列中的至少两个相邻聚焦基本带电粒子束产生的光子传送到所述多像素光子检测器的不同和/或单独像素或者不同和/或单独像素群。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.05.08 NL 20127801.一种用于检查样本的装置，其特征在于，所述装置包括：用于保持所述样本的样本支持器，用于生成基本带电粒子束阵列的多波束带电粒子发生器，电磁透镜系统，用于将所述基本带电粒子束阵列定向到所述样本支持器处的单独的聚焦基本带电粒子束的阵列，多像素光子检测器，其布置成用于检测在所述基本带电粒子束撞击到所述样本上时或者在所述基本带电粒子束穿透过所述样本之后由所述聚焦基本带电粒子束产生的光子，以及光学组件，其用于将所述单独的聚焦基本带电粒子束的阵列中的至少两个相邻聚焦基本带电粒子束产生的光子传送到所述多像素光子检测器的不同和/或单独像素或者不同和/或单独像素群。2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置包括阴极射线发光材料层，其中所述样本支持器被布置成将所述样本置于所述电磁透镜系统和所述阴极射线发光材料层之间，从而所述带电粒子在穿透过该样本之后撞击在所述阴极射线发光材料层上。3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述阴极射线发光材料层是由透光支撑板支持的。4.如权利要求2或3所述的装置，其特征在于，所述阴极射线发光材料层覆盖有电荷传导层，优选地，其中所述电荷传导层布置在所述阴极射线发光材料层面向所述电磁透镜系统的一侧。5.如权利要求2、3或4所述的装置，其特征在于，所述样本支持器被布置成将所述样本放置成与所述阴极射线发光材料层直接接触和/或由所述阴极射线发光材料层支持。6.如权利要求2、3或4所述的装置，其特征在于，所述样本支持器被布置成将所述样本放置成距所述阴极射线发光材料层一段距离。7.如前述任一项权利要求所述的装置，其特征在于，所述光学组件包括布置成用于将所产生的光子成像到所述多像素光子检测器上的透镜系统，所述光学组件具有5倍到500倍之间的光学放大。8.如前述任一项权利要求所述的装置，其特征在于，所述电磁透镜系统被布置成将单独的束斑的阵列投影到样本表面上的所述聚焦基本带电粒子束撞击到所述样本支持器上的所述样本上之处，其中所述样本表面上的所述束斑之间的间距在0.3到30微米之...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·库鲁伊特，A·C·左内维勒，任岩，
申请(专利权)人：代尔夫特理工大学，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL