带电粒子束装置、带电粒子束支配装置和操作带电粒子束装置的方法制造方法及图纸

描述一种带电粒子束装置(100)，所述带电粒子束装置包括：束源(110)，被配置成产生沿着光轴(A)传播的带电粒子束(105)；具有第一数量的孔径(125)的孔径装置(120)，被配置成从带电粒子束(105)形成第一数量的小束(135)，其中第一数量为5或更多，其中孔径(125)围绕光轴(A)布置在环线(126)上，使得投射于环线(126)的切线(136)上的孔径(125)的垂线(128)均匀地间隔开。带电粒子束装置(100)进一步包括静电多极装置，所述静电多极装置被配置成单独地支配小束。另外，描述带电粒子束支配装置和操作带电粒子束装置的方法。

Charged Particle Beam Device, Charged Particle Beam Dominating Device and Method of Operating Charged Particle Beam Device

A charged particle beam device (100) is described. The charged particle beam device includes a beam source (110) configured to generate a charged particle beam (105) propagating along the optical axis (A); an aperture device (120) having a first number of apertures (125), configured to form a first number of small beams (135) from the charged particle beam (105), of which the first number is 5 or more, in which the aperture (125) surrounds the optical axis (A). The vertical line (128) of the aperture (125) projected on the tangent line (136) of the loop (126) is evenly spaced. The charged particle beam device (100) further comprises an electrostatic multipole device configured to control the small beam separately. In addition, a charged particle beam control device and a method for operating the charged particle beam device are described.

【技术实现步骤摘要】
带电粒子束装置、带电粒子束支配装置和操作带电粒子束装置的方法
本文所述的实施方式涉及带电粒子束装置，并具体地涉及被配置成检查样本(诸如晶片或其他基板)例如以检测图案缺陷的扫描电子显微镜。更特别地，本文所述的实施方式涉及被配置成利用多个带电粒子束(例如，电子束)的带电粒子束装置，特别地是用于检查系统应用、测试系统应用、缺陷审查或临界尺寸标注应用、表面成像应用等等。实施方式进一步涉及带电粒子束支配装置并涉及操作带电粒子束装置的方法。
技术介绍
现代半导体技术已形成了对在纳米级甚至是亚纳米级下使样本结构化并对其进行探查的高需求。微米和纳米级工艺控制、检查或结构化通常用带电粒子束(例如，电子束)来完成，带电粒子束产生、整形、偏转并聚焦在带电粒子束装置(诸如电子显微镜)中。出于检查目的，相较例如光子束来说，带电粒子束提供优异的空间分辨率，因为它们的波长比光束的波长短。使用带电粒子束的检查装置(诸如扫描电子显微镜(SEM))在多个工业领域中具有许多功能，包括但不限于检查电子电路、用于光刻的曝光系统、检测装置、缺陷检测工具和用于集成电路的测试系统。在此类带电粒子束系统中，可以使用具有高电流密度的精细探查。例如，在SEM的情况下，初级电子(PE)束产生可用于对样本进行成像和分析的信号粒子，如次级电子(SE)和/或后向散射电子(BSE)。基于电子束的系统的一个缺点是焦点内的有限探查电流。随着分辨率的增大(点大小减小)，由于用于控制像差的孔径角度减小，探查电流进一步被减小。由于电子-电子相互作用，较高亮度源只能针对探查电流提供有限改进。已采取了许多方法来减少电子束系统中的e-e相互作用，例如，对于正好到达样本前的最终着陆能量而言，与电子束的晚期减速相结合地减小柱长度和/或提高柱能量。然而，在高分辨率下提高电子束吞吐量是越来越有挑战性的。解决这些问题的一种方法是在单个柱中使用多个束(本文也被称为小束)。然而，对多束系统的单独小束进行定向、扫描、偏转、整形、校正和/或聚焦是有挑战性的，特别地是当样本结构将以快速方式在纳米级分辨率下以高吞吐量来扫描和检查时。因此，提供被配置成多束系统的带电粒子束装置将会是有益的，所述带电粒子束装置提供高吞吐量和良好的场质量以用于检查样本结构。特别地，提供能够增大数据收集速率的带电粒子束装置将会是有益的，使得装置可应用于高速晶片检查。
技术实现思路
鉴于上述，根据独立权利要求，提供一种带电粒子束装置、一种带电粒子束支配装置以及操作带电粒子束装置的方法。实施方式的另外方面、优点和特征从权利要求书、说明书和随附图示中显而易见。根据本文所述的一个方面，提供一种带电粒子束装置。带电粒子束装置包括：束源，被配置成产生沿着光轴传播的带电粒子束；具有第一数量的孔径的孔径装置，被配置成从带电粒子束形成第一数量的小束，其中第一数量为5或更多，并且其中孔径围绕光轴布置在环线上，使得投射于环线的切线上的孔径的垂线均匀地间隔开；和静电多极装置，被配置成单独地支配小束。根据本专利技术的另一方面，提供一种用于对样本成像的扫描电子显微镜(SEM)。扫描电子显微镜包括：束源，被配置成产生沿着光轴传播的初级粒子束；具有第一数量的孔径的孔径装置，被配置成从带电粒子束形成第一数量的小束；静电多极装置，被配置成单独地支配小束；和扫描装置，被配置成用于在第一扫描方向上沿着均匀地间隔的扫描线将小束扫描过样本。孔径装置的孔径围绕光轴布置在环线上。根据本文所述的另一方面，提供一种带电粒子束支配装置。带电粒子束支配装置包括：具有第一数量的孔径的孔径装置，被配置成从沿着光轴传播的带电粒子束形成第一数量的小束，其中第一数量为5或更大，并且孔径围绕光轴布置在环线上，使得投射于环线的切线上的孔径的垂线均匀地间隔开；和静电多极装置，与孔径装置整合在一起，并且被配置成用于单独地支配小束。根据本文所述的另一方面，提供一种操作带电粒子束装置的方法。方法包括：产生沿着光轴传播的带电粒子束；引导带电粒子束通过围绕光轴布置在环线上的第一数量的孔径以形成第一数量的小束，其中第一数量是5或更多；单独地支配小束；和沿着均匀地间隔的扫描线在第一扫描方向上相对于样本来移动小束。实施方式还针对了用于进行所公开的方法的设备并且包括用于执行单独方法动作的设备零件。这些方法可借助于硬件部件、由适当软件编程的计算机、这两者的任何组合或以任何其它方式执行。此外，实施方式还针对了操作所述的设备的方法。可与本文所述的实施方式组合的另外优点、特征和细节从从属权利要求、说明书和图式中显而易见。附图说明因此，为了能够详细理解实施方式的上述特征结构所用方式，在上文简要概述的实施方式的更具体的描述可以参考实施方式进行。随附图示涉及一个或多个实施方式，并且描述如下：图1是根据本文所述的实施方式的带电粒子束装置的示意性截面图；图2是根据本文所述的实施方式的带电粒子束装置的孔径装置的示意性底视图；图3是根据本文所述的实施方式的带电粒子束装置的示意性截面图；图4是根据本文所述的实施方式的带电粒子束支配装置的示意性底视图；图5是根据本文所述的实施方式的带电粒子束装置的示意图；图6是根据本文所述的实施方式的带电粒子束装置的示意图；和图7是根据本文所述的实施方式的示出操作带电粒子束装置的方法的流程图。具体实施方式现将详细参考各种实施方式，这些实施方式的一个或多个示例在附图中示出。在以下对附图的描述内，相同元件符号是指相同部件。一般，仅描述了相对于个别实施方式的差异。每个示例以解释的方式提供，并且不意味着进行限制。另外，被示出或描述为一个实施方式的一部分的特征可以用于其他实施方式或与其他实施方式结合而产生又一实施方式。本说明书旨在包括这样的修改和变化。半导体技术依赖在集成电路的生产期间使用的各种工艺的准确控制。例如，基板(诸如晶片和掩模)必须重复地检查，以便定位问题或缺陷。在基板处理期间的实际使用之前必须检查掩模或掩模版，以便确保掩模准确地限定预定图案。掩模图案中的任何缺陷都将会在显微光刻中的使用期间转移到基板。检查样本(诸如基板、晶片或掩模)的缺陷典型地包括在相对短的时间内检查大面积区域。检查应尽可能快速，以便避免生产产量因检查工艺而降低。可以使用扫描电子显微镜(SEM)来检查样本以检测缺陷(诸如图案缺陷)。使用可聚焦在样本表面上的带电粒子束(例如，电子束)来扫描样本表面。当带电粒子束撞击样本时，产生并检测次级带电粒子(例如，次级电子)。可以通过将次级带电粒子的强度信号与例如对应于样本的同一位置的参考信号进行比较来检测在样本的该位置处的图案缺陷。当仅使用一个带电粒子束来进行扫描时，扫描可能需要相当长的时间，并且可能仅可获得有限的吞吐量。吞吐量可以通过提供被配置成多束系统的带电粒子束装置而增加。在多束系统中，产生多个带电粒子小束，它们在柱中靠近彼此进行传播，使得可以同时地检查在样本上的两个或更多个点。然而，控制、整形和校正在一个柱中以靠近的相对距离传播的多个小束是有挑战性的。根据本文所述的实施方式，提供一种带电粒子束装置100，所述带电粒子束装置同时提供高吞吐量和高检查准确度。图1是根据本文所述的实施方式的被配置成多束系统的带电粒子束装置100的示意性截面图。带电粒子束装置100包括束源110，束源被配置成产生本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种带电粒子束装置(100)，包括：束源(110)，被配置成产生沿着光轴(A)传播的带电粒子束(105)；具有第一数量的孔径(125)的孔径装置(120、220)，被配置成从所述带电粒子束(105)形成第一数量的小束(135)，其中所述第一数量为5或更多，并且其中所述孔径(125)围绕所述光轴(A)布置在环线(126)上，使得投射于所述环线(126)的切线(136)上的所述孔径(125)的垂线(128)均匀地间隔开；和静电多极装置(150、250)，被配置成单独地支配所述小束(135)。

【技术特征摘要】
2017.07.13 US 15/648,9311.一种带电粒子束装置(100)，包括：束源(110)，被配置成产生沿着光轴(A)传播的带电粒子束(105)；具有第一数量的孔径(125)的孔径装置(120、220)，被配置成从所述带电粒子束(105)形成第一数量的小束(135)，其中所述第一数量为5或更多，并且其中所述孔径(125)围绕所述光轴(A)布置在环线(126)上，使得投射于所述环线(126)的切线(136)上的所述孔径(125)的垂线(128)均匀地间隔开；和静电多极装置(150、250)，被配置成单独地支配所述小束(135)。2.如权利要求1所述的带电粒子束装置，其中所述静电多极装置(250)和所述孔径装置(220)一体地形成。3.如权利要求1或2所述的带电粒子束装置，其中所述孔径装置(220)包括基板(221)，在所述基板上形成所述静电多极装置(250)的静电多极。4.如权利要求1至2中任一项所述的带电粒子束装置，其中所述静电多极装置(150、250)包括多个静电多极(151)，所述多个静电多极被配置成单独地支配所述第一数量的小束(135)。5.如权利要求4所述的带电粒子束装置，其中所述静电多极装置包括多个偶极、四极或八极。6.如权利要求4所述的带电粒子束装置，其中所述静电多极(151)包括分别地相对于相关联的孔径的中心以均匀地间隔的角位置布置在所述相关联的孔径下游的四个、六个、八个或更多个电极。7.如权利要求1至2中任一项所述的带电粒子束装置，其中两个相邻垂线(128)之间的距离(D1，D2)基本上对应于所述环线(126)的直径除以所述第一数量减1。8.如权利要求1至2中任一项所述的带电粒子束装置，进一步包括：扫描装置(140)，被配置成用于在第一扫描方向(X)上沿着均匀地间隔的扫描线将所述小束扫描过样本(10)。9.如权利要求8所述的带电粒子束装置，其中所述扫描装置(140)被配置成通过沿着所述均匀地间隔的扫描线在所述第一扫描方向(X)上交替地扫描并在第二横向扫描方向上移动所述小束(135)来将所述小束(135)光栅扫描过所述样本(10)。10.如权利要求1至2中任一项所述的带电粒子束装置，其中所述静电多极装置(150、250)被配置成使所述小束(135)偏转，使得所述小...

【专利技术属性】
技术研发人员：迪特尔·温克勒，盖伊·伊坦，玆维·尼珥，
申请(专利权)人：ICT集成电路测试股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE