多个带电粒子束的装置制造方法及图纸

本公开的实施例涉及多个带电粒子束的装置。提出了一种具有尺寸、取向和入射角可变的总FOV的新多束装置。新装置提供了加速样本观察和使得更多样本可观察的更大灵活性。更具体地，作为在半导体制造工业中检查和/或审查晶片/掩模上的缺陷的产量管理工具，新装置提供了实现高吞吐量和检测更多种类的缺陷的更多可能性。

【技术实现步骤摘要】
多个带电粒子束的装置本申请是国际提交日为2017年1月27日(优先权日2016年1月27日)、于2018年9月进入中国国家阶段、中国国家申请号为201780019776.X、专利技术名称为“多个带电粒子束的装置”的专利技术专利申请的分案申请。优先权声明本申请要求Ren等人于2016年1月27日提交的题为“ApparatusofPluralCharged-ParticleBeams”的美国临时申请No.62/287,626的优先权的权益，其整体公开内容通过引用并入本文。相关申请的交叉引用本申请涉及Ren等人于2016年3月9日提交的题为“ApparatusofPluralCharged-ParticleBeams”的美国申请No.15/065,342，其整体公开内容通过引用并入本文。本申请涉及Ren等人于2016年3月23日提交的题为“ApparatusofPluralCharged-ParticleBeams”的美国申请No.15/078,369，其整体公开内容通过引用并入本文。本申请涉及Liu等人于2016年5月10日提交的题为“ApparatusofPluralCharged-ParticleBeams”的美国申请No.15/150,858，其整体公开内容通过引用并入本文。本申请涉及Li等人于2016年7月19日提交的题为“ApparatusofPluralCharged-ParticleBeams”的美国申请No.15/213,781，其整体公开内容通过引用并入本文。本申请涉及Ren等人于2016年7月21日提交的题为“ApparatusofPluralCharged-ParticleBeams”的美国申请No.15/216,258，其整体公开内容通过引用并入本文。本申请涉及Ren等人于2016年11月30日提交的题为“ApparatusofPluralCharged-ParticleBeams”的美国申请No.15/365,145，其整体公开内容通过引用并入本文。
本专利技术涉及具有多个带电粒子束的装置。更具体地，其涉及采用多个带电粒子束来同时获取在样本表面上的观察区内的多个扫描区域的图像的装置。因此，该装置可以用于在半导体制造工业中以高分辨率和高吞吐量检查和/或审查晶片/掩模上的缺陷。
技术介绍
以下描述和示例不因在本背景部分中对它们的提及而被承认是现有技术。为了制造半导体IC芯片，图案缺陷和/或不想要的粒子(残留物)在制造工艺期间不可避免地出现在晶片/掩模的表面上，这在很大程度上减少了产量。因此，产量管理工具被用于检查和/或审查缺陷和粒子。为了满足关于IC芯片的性能的越来越先进的要求，具有越来越小的临界特征尺寸的图案已经被采用。因此，具有光束的传统产量管理工具归因于衍射效应而逐渐变得不能胜任，并且具有电子束的产量管理工具越来越多地被采用。相较于光子束，电子束具有更短的波长并且因此可能提供优良的空间分辨率。当前，具有电子束的产量管理工具采用具有单个电子束的扫描电子显微镜(SEM)的原理，并且如众所周知的，它们的吞吐量不能胜任大批量生产。尽管增大束电流可以改善吞吐量，但是优良的空间分辨率将因随着束电流增大的库仑效应而从根本上恶化。为了缓解关于吞吐量的限制，代替使用具有大电流的单个电子束，一种有前景的解决方案是使用各自具有小电流的多个电子束。多个电子束在样本的一个正被检查或观察的表面上形成多个探测点或简称为探测点阵列。多个探测点可以分别地且同时地扫描样本表面上的大观察区内的多个小扫描区域。每个探测点的电子从它们着落的样本表面上生成二次电子。二次电子包括慢二次电子(能量≤50eV)和背散射电子(能量接近于电子的着落能量)。来自多个小扫描区域的二次电子可以分别地且同时地由多个电子检测器收集。因此，包括所有小扫描区域的大观察区的图像可以比利用单个束扫描大观察区快得多地被获得。多个电子束可以分别来自多个电子源，或者来自单个电子源。对于前者，多个电子束通常分别通过多个柱被聚焦到多个小扫描区域上并且扫描多个小扫描区域，并且来自每个扫描区域的二次电子由对应柱内部的一个电子检测器检测。该装置因此通常被称为多柱装置。在样本表面上，束间隔或节距大约为几毫米至几十毫米。对于后者，源转换单元实际上将单个电子源改变成多个子源。源转换单元包括具有多个束限制开口的一个小束限制(或小束形成)部件和具有多个电子光学元件的一个图像形成部件。多个束限制开口分别将由单个电子源生成的初级电子束分成多个子束或小束，并且多个电子光学元件分别影响多个小束以形成单个电子源的多个第一并行图像(虚像或实像)。每个第一图像是一个小束的交叉(crossover)，并且可以被当作发射对应小束的一个子源。为了使更多小束可用，小束间隔在微米级。自然，一个单个柱内的一个初级投影成像系统和一个偏转扫描单元被用于将多个第一并行图像分别投影到多个小扫描区域上并且扫描多个小扫描区域。由此的多个二次电子束被一个束分离器引导到一个二次投影成像系统中，并且之后被二次投影成像系统聚焦，以分别被单个柱内部的一个电子检测设备的多个检测元件检测。多个检测元件可以是并排放置的多个电子检测器、或一个电子检测器的多个像素。该装置因此通常被称为多束装置。小束限制部件通常是具有通孔的导电板，并且其中的多个通孔分别用作多个束限制开口。对于图像形成部件，每个电子光学元件使一个小束聚焦以形成一个实像(诸如US7,244,949和交叉引用中的第四个相关申请)，或者使一个小束偏转以形成一个虚像(诸如US6,943,349和交叉引用中的其他相关申请)。图lA和图lB示出了第五个相关申请中的两个示例。为清楚起见，仅仅示出了三个小束，并且未示出偏转扫描单元、束分离器、二次投影成像系统以及电子检测设备。在图lA中，由电子源101生成的初级电子束102被聚束透镜110聚焦为入射到源转换单元120上。源转换单元120包括：具有三个前置弯曲微偏转器123_1、123_2和123_3的一个前置小束弯曲部件123、具有三个束限制开口121_1、121_2和121_3的一个小束限制部件121、以及具有三个电子光学元件122_1、122_2和122_3的一个图像形成部件122。三个前置弯曲微偏转器123_1～123_3分别使三个小束102_1～102_3偏转为垂直地入射到三个束限制开口121_1～121_3上，并且三个束限制开口121_1～121_3中的每个束限制开口用作束限制孔径以限制对应小束的电流。三个电子光学元件122_1～122_3使三个小束102_1～102_3朝向主光轴100_1偏转并形成电子源101的三个第一虚像，即，每个小束具有虚交叉。物镜构成初级投影成像系统，初级投影成像系统使三个偏转的小束102_1～102_3聚焦到样本8的表面7上，即将三个第一虚像投影在表面7上。三个小束102_1～102_3因此在表面7上形成三个探测点102_1s、102_2s和102_3s。探测点102_1s～102_3s的电流可以通过调节聚束透镜110的聚焦本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种源转换单元，包括：/n小束限制设备，具有多个束限制开口，所述多个束限制开口被配置为允许多个小束穿过；以及/n图像形成设备，沿主光轴可移动，并且包括多个电子光学元件，其中所述多个电子光学元件的至少一些电子光学元件被配置为使所述多个小束中的至少一些小束朝向所述主光轴偏转。/n

【技术特征摘要】
20160127 US 62/287,6261.一种源转换单元，包括：
小束限制设备，具有多个束限制开口，所述多个束限制开口被配置为允许多个小束穿过；以及
图像形成设备，沿主光轴可移动，并且包括多个电子光学元件，其中所述多个电子光学元件的至少一些电子光学元件被配置为使所述多个小束中的至少一些小束朝向所述主光轴偏转。


2.根据权利要求1所述的源转换单元，其中所述多个小束中的至少一些小束朝向所述主光轴的所述偏转形成电子源的多个虚像。


3.根据权利要求1和2中任一项所述的源转换单元，其中所述多个电子光学元件中的至少一些电子光学元件被配置为使所述多个小束中的至少一些小束以偏转角偏转，以减小多个探测点的离轴像差。


4.根据权利要求3所述的源转换单元，其中所述多个探测点具有通过沿所述主光轴移动所述图像形成设备而被一起改变的节距。


5.根据权利要求3和4中任一项所述的源转换单元，其中所述多个探测点具有能够通过改变磁透镜的聚焦能力与静电透镜的聚焦能力的比率来选择的取向。


6.根据权利要求3所述的源转换单元，其中所述偏转角使得所述多个小束中的至少一些小束能够垂直或基本上垂直地着落在样本的表面上。


7.根据权利要求3所述的源转换单元，其中所述偏转角使得所述多个小束中的至少一些小束能够以相同的或基本上相同的着落角倾斜地着落在样本的表面上。


8.一种多束装置，包括：
电子源，被配置为沿主光轴生成带电粒子束；
源转换单元，包括：
小束限制设备，具有多个束限制开口，所述多个束限制开口被配置为允许所述带电粒子束的多个小束穿过；以及
图像形成设备，沿所述主光轴可移动，并且包括多个电子光学元件，其中所述多个电子光学元件的至少一些电子光学元件被配置为使所述多个小束中的至少一些小束朝向所述主光轴偏转；以及
物镜，被配置为将所述多个小束聚焦在样本的表面上以形成多个探测点。


9.根据权利要求8所述的多束装置，其中所述多个小束中的至少一些小束朝向所述主光轴的所述偏转形成所述电子源的多个虚像。

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