用于调节带电粒子的束状态的方法和设备技术

公开了用于调节带电粒子的束状态的设备和方法。根据某些实施例，该设备包括在孔上方移位的一个或多个第一多极透镜，该一个或多个第一多极透镜被配置为调节穿过孔的带电粒子束的束电流。该设备还包括在孔下方移位的一个或多个第二多极透镜，该一个或多个第二多极透镜被配置为调节束的斑尺寸和斑形状中的至少一项。

Methods and equipment for adjusting the beam state of charged particles

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于调节带电粒子的束状态的方法和设备相关申请的交叉引用本申请要求于2017年9月29日提交的美国申请62/566,149的优先权，并且其全部内容通过引用并入本文。
本公开总体上涉及通过使用带电粒子来检查所制造的衬底，并且更具体地涉及用于调节带电粒子的束状态的方法和设备。
技术介绍
分辨率低至小于纳米的带电粒子(例如，电子)束显微镜(诸如扫描电子显微镜(SEM)或透射电子显微镜(TEM))用作用于检查特征尺寸从亚微米到几纳米的IC组件的实用工具。利用SEM，可以将单个一次e束的电子或多个一次e束的电子聚焦在被检查的晶片的预定扫描位置处。一次电子与晶片相互作用，并且可能被反向散射，或者可能导致晶片发射二次电子，二次电子可以由一个或多个检测器收集并且用于构造晶片的图像。包括反向散射电子和二次电子的e束的强度可以基于晶片的内部和/或外部结构的特性而变化，并且因此指示晶片是否具有缺陷。在很多应用情况下，为了通过电压对比来检查缺陷，在用一次电子检查晶片的区域之前，将带电粒子以被称为预充电的过程施加到该区域上，该过程有两个目的：首先，减少晶片表面上的电荷，该电荷会导致散焦和图像失真；其次，对晶片上的特征施加适当的电压，使得有缺陷和周围的无缺陷的特征在检查时表现不同。当前，预充电可以通过两种技术来实现：溢流和预扫描。在溢流技术中，作为与主电子源分开的电子源的溢流枪用于在将晶片移动到溢流枪下方时提供相对大量的电子以对晶片上的预定义表面区域充电。在预扫描之后，将晶片移回到其原始位置，然后施加(多个)一次电子束以扫描预充电区域的一部分，以便对扫描区域成像。通常，溢流所需要的时间约为数分钟，而在预充电与成像之间切换所需要的时间约为数秒。显然，溢流技术耗时并且降低了系统吞吐量。在预扫描技术中，(多个)一次束用于预充电和成像两者。具体地，在成像扫描之前，首先使用(多个)一次束预扫描要成像的晶片的区域，以便对晶片进行正或负预充电。与溢流技术相比，预扫描技术在预扫描与成像之间的切换时间相对较短。此外，由于仅使用一个电子源，因此可以精确地控制预扫描技术中的预充电区域。当将预扫描技术用于预充电时，通常，一次电子的小束电流足以平衡表面充电的状态和/或形成针对具有低泄漏率的缺陷的电压对比。但是，具有高泄漏率的某些电缺陷(诸如铜互连中的薄空隙)需要大量电子来建立电荷以便被检测到。因此，有必要在预扫描期间施加较高的一次电子束电流以实现足够的预充电量。
技术实现思路
本公开的实施例涉及用于改变带电粒子的束状态的方法和设备。在一些实施例中，提供了一种设备。该设备包括在孔上方移位的一个或多个第一多极透镜，该一个或多个第一多极透镜被配置为调节穿过孔的带电粒子束的束电流。该设备还包括在孔下方移位的一个或多个第二多极透镜，该一个或多个第二多极透镜被配置为调节束的斑尺寸和斑形状中的至少一项。在一些实施例中，提供了一种设备。该设备包括在孔上方移位的一个或多个第一非旋转轴对称透镜，该一个或多个第一非旋转轴对称透镜被配置为调节穿过孔的带电粒子束的束电流。该设备还包括在孔下方移位的一个或多个第二非旋转轴对称透镜，该一个或多个第二非旋转轴对称透镜被配置为调节束的斑尺寸或斑形状中的至少一项。在一些实施例中，提供了一种方法。该方法包括由在孔上方移位的一个或多个第一多极透镜调节穿过孔的带电粒子束的束电流。该方法还包括由在孔下方移位的一个或多个第二多极透镜调节束的斑尺寸或斑形状中的至少一项。在一些实施例中，提供了一种非暂态计算机可读介质。该非暂态计算机可读介质存储指令，这些指令在由一个或多个处理器执行时引起这些处理器执行方法，该方法包括：控制在孔上方移位的一个或多个第一多极透镜以调节穿过孔的带电粒子束的束电流；以及控制在孔下方移位的一个或多个第二多极透镜以调节束的斑尺寸或斑形状中的至少一项。所公开的实施例的其他目的和优点将在下面的描述中部分地阐述，并且部分地从该描述中将变得很清楚，或者可以通过实施例的实施而获知。所公开的实施例的目的和优点可以通过权利要求中阐述的要素和组合来实现和获取。应当理解，前面的一般描述和下面的详细描述都只是示例性和解释性的，并不限制所要求保护的所公开的实施例。附图说明图1是示出与本公开的实施例相一致的示例性电子束检查(EBI)系统的示意图。图2是示出与本公开的实施例相一致的可以是图1的示例性EBI系统的一部分的示例性电子束(e束)工具的示意图。图3A是示出与本公开的实施例相一致的在图2的示例性e束工具中使用的四极透镜的示意图。图3B是示出与本公开的实施例相一致的在图2的示例性e束工具中使用的四极透镜的示意图。图4是示出与本公开的实施例相一致的由图2的示例性e束工具中包括的多极透镜调节的e束的示意图。图5是与本公开的实施例相一致的图2的示例性e束工具中包括的控制器的框图。图6是与本公开的实施例相一致的控制预扫描与图像扫描之间的e束状态的方法的流程图。图7是与本公开的实施例相一致的在样品表面上的e束扫描图案的简化示意图。图8是与本公开的实施例相一致的在图像扫描期间控制e束状态的方法的流程图。图9是示出与本公开的实施例相一致的在图8的方法中打开和关闭多极透镜的时间序列的示意图。具体实施方式现在将详细参考示例性实施例，其示例在附图中示出。以下描述参考附图，其中除非另外表示，否则不同附图中的相同数字表示相同或相似的元素。在示例性实施例的以下描述中阐述的实现并不代表与本专利技术相一致的所有实现。相反，它们仅是与如所附权利要求中所述的与本专利技术有关的各方面相一致的设备和方法的示例。本申请公开了用于调节带电粒子的束状态的设备和方法。所公开的设备和方法可以用在很多技术中，诸如在集成电路(IC)的制造过程中。如本公开中使用的，束状态是指带电粒子束的束电流、斑尺寸和斑形状中的一个或多个。带电粒子是指任何带正电或带负电的粒子，诸如电子、质子、带电分子、正或负离子等。仅出于说明的目的，以下描述假定带电粒子为电子。然而，本公开的原理和实施例可以等同地应用于其他类型的带电粒子。如本文中使用的，除非另有明确说明，否则术语“或”涵盖所有可能的组合，除非不可行。例如，如果陈述数据库可以包括A或B，则除非另有明确说明或不可行，否则数据库可以包括A、或B、或A和B。作为第二示例，如果陈述数据库可以包括A、B或C，则除非另有说明或不可行，否则数据库可以包括A、或B、或C、或A和B、或A和C、或B和C、或A和B和C。图1是示出与本公开的实施例相一致的示例性电子束检查(EBI)系统100的示意图。如图1所示，EBI系统100包括主腔室101、加载/锁定腔室102、电子束(e束)工具104和设备前端模块(EFEM)106。e束工具104位于主腔室101内。EFEM106包括第一加载端口106a和第二加载端口106b。EFEM106可以包括(多个)附加加载端口。第一加载端口106a和第二加载端口10本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种设备，包括：/n一个或多个第一多极透镜，在孔上方移位，所述一个或多个第一多极透镜被配置为调节穿过所述孔的带电粒子束的束电流；以及/n一个或多个第二多极透镜，在所述孔下方移位，所述一个或多个第二多极透镜被配置为调节所述束的斑尺寸和斑形状中的至少一项。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170929 US 62/566,1491.一种设备，包括：
一个或多个第一多极透镜，在孔上方移位，所述一个或多个第一多极透镜被配置为调节穿过所述孔的带电粒子束的束电流；以及
一个或多个第二多极透镜，在所述孔下方移位，所述一个或多个第二多极透镜被配置为调节所述束的斑尺寸和斑形状中的至少一项。


2.根据权利要求1所述的设备，还包括：
控制器，被配置为控制由所述一个或多个第一多极透镜或所述一个或多个第二多极透镜中的至少一项生成的多极场的强度。


3.根据权利要求2所述的设备，其中所述控制器还被配置为：
在样品的预扫描期间，操作所述一个或多个第一多极透镜以允许第一束电流穿过所述孔；以及
当在所述样品的图像扫描期间所述束扫描扫描线时，操作所述一个或多个第一多极透镜以允许第二束电流穿过所述孔，所述第一束电流不同于所述第二束电流。


4.根据权利要求2所述的设备，其中所述控制器还被配置为：
当在样品的图像扫描期间所述束扫描扫描线时，操作所述一个或多个第一多极透镜以允许第一束电流穿过所述孔；以及
当在所述样品的所述图像扫描期间所述束在两条扫描线之间回扫时，操作所述一个或多个第一多极透镜以允许第二束电流穿过所述孔，所述第二束电流不同于所述第一束电流。


5.根据权利要求2所述的设备，其中所述控制器还被配置为：
在样品的预扫描期间，打开所述一个或多个第一多极透镜；以及
当在所述样品的图像扫描期间所述束扫描扫描线时，关闭所述一个或多个第一多极透镜。


6.根据权利要求2所述的设备，其中所述控制器还被配置为：
当在样品的图像扫描期间所述束扫描扫描线时，关闭所述一个或多个第一多极透镜；以及
当在所述样品的所述图像扫描期间所述束在两条扫描线之间回扫时，打开所述一个或多个第一多极透镜。


7.根据权利要求2所述的设备，其中所述控制器还被配置为：
在样品的预扫描期间，操作所述一个或多个第二多极透镜以在所述样品上形成第一束斑；以及
当在所述样品的图像扫描期间所述束扫描扫描线时，操作所述一个或多个第二多极透镜以在所述样品上形成第二束斑，所述样品上的所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘学东，
申请(专利权)人：ASML荷兰有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL