用于物体的粒子光学检查的粒子束系统和方法技术方案

本发明专利技术涉及一种粒子束系统，其包括被设计成用于生成第一带电粒子束(309)的粒子源(301)。该粒子束系统具有多粒子束发生器(305)，该多粒子束发生器被配置成用于从第一入射的带电粒子束中产生多条部分粒子束(13)，所述部分粒子束在空间上在垂直于这些部分粒子束的传播方向的方向上间隔开，其中，这多条部分粒子束至少包括第一部分粒子束和第二部分粒子束。该粒子束系统具有透镜(102)，该透镜被配置成用于使入射的部分粒子束聚焦在第一平面中，其方式为使得该第一平面中该第一部分粒子束撞击的第一区域与该第二部分粒子束撞击的第二区是分开的。该粒子束系统包括具有多个检测区(209)的检测器系统和投射系统(205)，其中，该投射系统被配置成用于将由于这些入射的部分粒子束而离开该第一平面的交互产物投射到该检测器系统上。该投射系统和该多个检测区相匹配，其方式为使得源自该第一平面的第一区的交互产物被投射到该检测系统的第一检测区上，而源自该第一平面的第二区的交互产物被投射到与该第一检测区不同的第二检测区上。另外，该检测器系统包括用于根据交互产物对应的路线来过滤这些交互产物的过滤器装置(208)。

Particle beam system and method for particle optical inspection of an object

The present invention relates to a particle beam system comprising a particle source (301) designed to generate a first charged particle beam (309). The particle beam system with multi beam generator (305), the particle beam generator is configured for charged particle beams from the first incident in a number of part particle beam (13), the part of particle beam in space in the direction perpendicular to the propagation direction on the part of the particle beam spaced among them, the number of particle beam part includes at least a first part and the second part of the particle beam particle beam. The particle beam system has a lens (102), the lens is configured to make part of the incident particle beam focusing on the first plane in such a way that the first plane in the second district hit the first part of the first beam impinging region and the second part is divided into a particle beam. The particle beam system including a plurality of detection region (209) of the detector system and the projection system (205), among them, the projection system is configured to be due in part to these incident particle beam and leave the interactive product projection the first plane to the detector system. The projection system and the plurality of detection region matching, interactive products in such a way that from the first area of the first plane is projected onto the first detection region of the detection system, the product from the first plane and interaction of second regions is projected with the different first detection region of the second detection region. In addition, the detector system includes a filter device (208) for filtering these interaction products according to a route corresponding to the interaction product.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于物体的粒子光学检查的粒子束系统和方法本专利技术涉及一种使用多条粒子束操作的粒子束系统。WO2005/024881A2已经披露了一种电子显微术系统形式的多粒子束系统，该系统使用多条电子束来操作以便借助于集束电子束来平行地扫描有待检查的物体。该集束电子束是借助于电子源产生的电子束产生的，该集束电子束被引向具有多个孔的多孔板。电子束的一些电子撞击在多孔板上并在那里被吸收，而该电子束的另一部分穿过多孔板的这些孔，从而使得在每个孔后面在电子束路径中形成电子束，该电子束的截面由孔的截面限定。另外，在电子束路径中在多孔板的上游和/或下游提供的合适地选定的电场引起多孔板中的每个孔对穿过孔的电子束起到透镜的作用，并且因此所述电子束聚焦在位于距离多孔板一定距离处的平面中。该平面(其中形成了电子束的焦点)通过后续光学器件成像在有待检查的物体的表面上，从而使得这些单独的电子束作为一次电子束聚焦撞击在物体上。在那里，它们产生来自物体的反向散射电子或二次电子，这些电子被形成为用于形成二次电子束并通过进一步的光学器件引导到检测器上。在所述检测器上，每一条二次电子束撞击在分开的检测器元件上，从而使得用其检测到的电子强度提供了与对应的一次电子束入射在物体上的位置处的物体有关的信息。这些集束一次电子束系统性地在物体的表面上扫描以便以扫描电子显微术的常规方式产生物体的电子显微图像。本专利申请的目的是开发这类多束粒子束系统并且特别是进一步改进这类多束粒子束系统中的衬度(contrast)产生。进一步的目标在于指明用于物体的粒子光学检查的发展的方法。所指明的目的首先是通过具有权利要求1的特征的粒子束系统来达成的。进一步的目的是通过具有权利要求13、22和24的特征的方法来达成的。从从属专利权利要求中显现出有利实施例。根据一个实施例，该粒子束系统包括粒子源，该粒子源被配置成用于产生第一带电粒子束。另外，该粒子束系统包括多粒子束发生器，该多粒子束发生器被配置成用于从第一入射带电粒子束中产生多条部分粒子束，这些部分粒子束在空间上在垂直于这些部分粒子束的传播方向的方向上间隔开。在此，这多条部分粒子束至少包括第一部分粒子束和第二部分粒子束。该粒子束系统另外包括物镜，该物镜被配置成用于使入射的部分粒子束聚焦在第一平面中，其方式为使得该第一部分粒子束在该第一平面中入射在其上的第一区域与第二部分粒子束入射在其上的第二区域分开。另外，该粒子束系统包括检测器系统和投射系统，该检测器系统包括多个检测区域。该投射系统被配置成用于将由于这些入射的部分粒子束而离开该第一平面的交互产物投射到该检测器系统的检测区域上。在此，该投射系统和该多个检测区域彼此匹配，其方式为使得来自该第一平面的该第一区域的交互产物投射到该检测器系统的第一检测区域上，而来自该第一平面的该第二区域的交互产品投射到第二检测区域上。在此，该第二检测区域不同于该第一检测区域。另外，该检测器系统包括用于根据这些交互产物对应的轨迹来过滤这些交互产物的过滤器装置。通过根据交互产物对应的轨迹合适地过滤这些交互产物，就可以增大通过将检测器系统针对不同检测区域的输出信号合并形成整体图像而创造的图像的衬度。在此，过滤不应局限于对其轨迹在外部区域延伸远离投射系统的光轴的交互产物加以掩蔽或抑制。所述带电粒子可以是电子和/或离子。具体地，这些交互产物可以是二次电子或反向散射电子。然而，这些交互产物还可以是由于物镜与物体之间的减速可能而经历逆转运动的一次粒子，其没有发生一次粒子与物体之间的物理散射过程。在一个实施例中，过滤器装置具有多个第一检测场，这些第一检测场与第一检测区域相关联。另外，该过滤器装置具有多个第二检测场，这些第二检测场与第二检测区域相关联。在此，每个第一检测场和每个第二检测场被实施成用于以独立于在其他检测场上入射的交互产物的方式检测入射在对应的检测场上的交互产物。换言之，这个检测器的每个检测区域具有多个检测场，这些检测场在各自情况下彼此独立地检测交互产物。从文件US8705172B2和DE102010049627A1、以及尚未公开的德国专利申请号102013218795.5中从光显微术中了解到这类仪器。该粒子束系统另外可以包括控制器，该控制器被实施成用于从相关联的检测区域的这多个检测场分开地读出检测器信号并对其加以处理。可以通过评估从不同检测场生成的相关联的检测器信号来获得重要的附加信息。通过举例方式，对每个检测场的检测器信号加以分析使得可以确立相关联的一次部分粒子束是否聚焦地入射在物体表面上，即，物体的表面在入射的部分粒子束的位置是否与该第一平面重合。此信息可以随后用于启动自动化调整系统，如自动对焦系统、检测器调整系统或过滤器调整系统，以便实现部分粒子束在物体表面上的理想聚焦。另外，可以通过将属于同一检测区域的检测场的检测器信号相比较来获得可以在相关联的部分粒子束在物体上入射的位置处获得的、与所检查的物体的形貌有关的附加信息。另外，对属于该多个检测区域的或属于整个图像的检测器信号进行平均允许了获得与在由物体的表面上的平均化检测区域(物体区域)限定的区域内的样品的倾斜度有关的信息。而且，物体在该物体表面上的区域内的、由所评估的检测器信号限定的总体几何形状可以是通过评估属于该多个检测区域的检测器信号来确定的，并且此信息可以用于在与所评估的物体区域相邻的物体区域中矫正焦点和/或矫正像散。在进一步的实施例中，检测系统此外可以包括产生弥散的元件。该产生弥散的元件于是导致与检测区域相关联的交互产物根据其对应的动能而分裂。通过对属于同一检测区域的检测场的检测器信号加以比较，就可以推断出当交互产物从物体出射时这些交互产物的动能。因此可以产生电压衬度。在此，电压衬度还应被理解为是指对于来自物体的带有不同电荷的物体区域的二次电子而言，所述二次电子从物体出射所带的电势不同。对此的一个实例是半导体结构中的接触孔，这些接触孔在导体轨道结构的不同平面之间建立接触。如果两个平面之间在这类接触孔中没有连接，则以带电粒子(例如，电子)来照射会在接触孔中引起充电，因为电荷不能消散。非弹性散射粒子(例如，电子)或二次电子于是以与接触的接触孔情况不同的电势开始。由于因为电子的动能不同(其由于产生弥散的元件而引起不同的轨迹)而可以将这些电子彼此区分开的事实，就可以以显著更高的速度检测到未接触的接触孔，因为信噪比大大增大。作为带有产生弥散的元件的实施例的替代方案，过滤器装置也可以是弥散产生成像能量过滤器。所检测到的交互产物可以借助于这类能量过滤器根据其动能而分裂并进行选择。还可以用这个实施例来产生电压衬度。根据进一步的实施例，该投射系统包括交叉平面，并且该过滤器装置被实施为安排在这个交叉平面附近的光阑。具体地，该光阑可以具有环形孔。借助于环形光阑可以实现的是仅检测来自所检查的物体的、在特定虚拟起始角度范围下从物体出射出来的那些交互产物。由于环形光阑，根据来自物体的交互产物的初始速度的平行于物体表面指向的向量分量来进行选择。由此，就可以获得与物体表面或物体表面处的材料在相关联的部分粒子束入射的位置处的形貌有关的附加信息。具体地，可以通过环形光阑来部分地过滤穿过该光阑的交互产物的能量分布。由于交互产物的能量分布(特别是在二次电子作为交互产物的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种粒子束系统，包括：粒子源，该粒子源被配置成用于产生第一带电粒子束；多粒子束发生器，该多粒子束发生器被配置成用于从第一入射带电粒子束中产生多条部分粒子束，这些部分粒子束在空间上在垂直于这些部分粒子束的传播方向的方向上间隔开，其中，这多条部分粒子束至少包括第一部分粒子束和第二部分粒子束，物镜，该物镜被配置成用于使入射的部分粒子束聚焦在第一平面中，其方式为使得该第一部分粒子束在该第一平面中入射在其上的第一区域与第二部分粒子束入射在其上的第二区域分开，检测器系统，该检测器系统包括投射系统和多个检测区域，其中，该投射系统被配置成用于将由于这些入射的部分粒子束而离开该第一平面的交互产物投射到该检测器系统上，其中，该投射系统和该多个检测区域彼此匹配，其方式为使得来自该第一平面的该第一区域的交互产物投射到该检测器系统的第一检测区域上，而来自该第一平面的该第二区域的交互产品投射到第二检测区域上，该第二检测区域不同于该第一检测区域，并且其中，该检测器系统包括用于根据这些交互产物对应的轨迹来过滤这些交互产物的过滤器装置。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.02.06 DE 102015202172.61.一种粒子束系统，包括：粒子源，该粒子源被配置成用于产生第一带电粒子束；多粒子束发生器，该多粒子束发生器被配置成用于从第一入射带电粒子束中产生多条部分粒子束，这些部分粒子束在空间上在垂直于这些部分粒子束的传播方向的方向上间隔开，其中，这多条部分粒子束至少包括第一部分粒子束和第二部分粒子束，物镜，该物镜被配置成用于使入射的部分粒子束聚焦在第一平面中，其方式为使得该第一部分粒子束在该第一平面中入射在其上的第一区域与第二部分粒子束入射在其上的第二区域分开，检测器系统，该检测器系统包括投射系统和多个检测区域，其中，该投射系统被配置成用于将由于这些入射的部分粒子束而离开该第一平面的交互产物投射到该检测器系统上，其中，该投射系统和该多个检测区域彼此匹配，其方式为使得来自该第一平面的该第一区域的交互产物投射到该检测器系统的第一检测区域上，而来自该第一平面的该第二区域的交互产品投射到第二检测区域上，该第二检测区域不同于该第一检测区域，并且其中，该检测器系统包括用于根据这些交互产物对应的轨迹来过滤这些交互产物的过滤器装置。2.如权利要求1所述的粒子束系统，其中，多个第一检测场与该第一检测区域相关联并且多个第二检测场与该第二检测检测区域相关联来作为过滤器装置，并且每个第一检测场和每个第二检测场被实施成用于以独立于在其他检测场上入射的交互产物的方式检测入射在对应的检测场上的交互产物。3.如权利要求2所述的粒子束系统，另外包括控制器，该控制器被实施成用于从相关联的检测区域的这多个检测场分开地读出检测器信号并对其加以处理。4.如权利要求3所述的粒子束系统，其中，该控制器被实施成用于分析来自相关联的检测区域的这多个检测场的检测器信号。5.如权利要求2至4之一所述的粒子束系统，其中，该检测系统具有产生弥散的元件。6.如权利要求1所述的粒子束系统，其中，该过滤器装置是弥散产生能量过滤器。7.如权利要求1所述的粒子束系统，其中，该投射系统包括交叉平面，并且该过滤器装置是安排在交叉平面附近的光阑。8.如权利要求7所述的粒子束系统，其中，该投射系统包括串列安排的多个粒子束透镜和至少两个相继的交叉平面。9.如权利要求8所述的粒子束系统，其中，第一光阑被安排在这两个交叉平面中的第一交叉平面中，并且第二光阑被安排在这两个交叉平面中的第二交叉平面中。10.如权利要求9所述的粒子束系统，其中，该第一光阑具有圆形孔，而该第二光阑具有环形孔。11.如权利要求8至10之一所述的粒子束系统，其中，该投射系统包括偏转元件。12.如权利要求1至11之一所述的粒子束系统，另外包括粒子束偏转系统，该粒子束偏转系统被实施成用于使该第一部分粒子束和该第二部分粒子束垂直于其传播方向而偏转，并且其中，该控制器被实施成用于将属于该第一部分粒子束和第二部分粒子束的不同偏转的第一信号合并形成图像。13.一种用于物体的粒子显微检查的方法，包括以下步骤：-在...

【专利技术属性】
技术研发人员：D蔡德勒，S舒伯特，
申请(专利权)人：卡尔蔡司显微镜有限责任公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE