[发明专利]粒子光学组件

说明书

本申请是原案申请号为200680044609.2的发明专利申请(国际申请号：PCT/EP2006/011413，申请日：2006年11月28日，发明名称：粒子光学组件)的分案申请。

技术领域

本发明涉及用于在粒子光学系统中使用的物镜排布结构(arrangement)。另外，本发明涉及粒子光学射束系统和粒子光学检查系统。

本发明可以应用于任何类型的带电粒子，如电子、正电子、μ介子、离子(带电原子或分子)等。

背景技术

针对更小且更复杂的微结构装置的增长需求和针对该微结构装置的加工和检查工序中的吞吐率增长的持续需求，刺激了对使用多个带电粒子细束(beamlet)来代替单个带电粒子束的粒子光学系统的开发，由此，显著提高了这种系统的吞吐率。多个带电粒子细束可以通过例如利用多孔阵列的单个镜筒(column)或者通过多个单独镜筒或其组合来提供，这在下面将更详细描述。多个细束的使用和对粒子光学组件、排布结构以及系统(如显微镜和光刻系统)的设计新挑战的整个范围相关联。

从US 6252412 B1获知一种常规粒子光学系统。其中公开的电子显微镜装置用于检查诸如半导体晶片的物体。在物体上彼此平行地聚焦多个一次电子束，以在物体上形成多个一次电子斑点。检测由一次电子生成并且从相应一次电子斑点发出的二次电子。针对每一个一次电子束，设置单独的电子束镜筒。封闭包装所述多个单独的电子束镜筒。形成在物体上的一次电子束斑点的密度通过形成电子显微镜装置的电子束镜筒的保留(remaining)步长(footstep)尺寸来限制。由此，实际上还限制了可以同时形成在物体上的一次电子束斑点的数量，从而导致在以高分辨率检查高表面积(high surface area)的半导体晶片时装置的吞吐率受到限制。

根据US 5892224、US 2002/0148961 A1、US 2002/0142496 A1、US2002/0130262 A1、US 2002/0109090 A1、US 2002/0033449 A1、US2002/0028399 A1，获知使用在要检查的物体的表面上聚焦的多个一次电子细束的电子显微镜装置。该细束通过其中形成有多个孔径的多孔径盘生成，其中，在该多孔径盘的上游处设置有生成单个电子束的电子源，用于照射形成在该多孔径盘中的孔径。该多孔径盘的下游处由通过这些孔径的电子束的那些电子形成了多个电子细束。该多个一次电子细束通过具有使全部一次电子细束通过的孔径的物镜聚焦在物体上。接着，在物体上形成了一次电子斑点阵列。从每一个一次电子斑点发出的二次电子形成了相应的二次电子细束，从而生成与所述多个一次电子束斑点相对应的多个二次电子细束。该多个二次电子细束还通过物镜，并且该装置提供二次电子束路径，以将每一个二次电子细束都提供给CCD电子检测器的多个检测器像素中的相应一个。使用Wien过滤器来分离二次电子束路径和一次电子细束的射束路径。

因为使用了包括多个一次电子细束的一个公共一次电子束路径和包括多个二次电子细束的一个公共二次电子束路径，所以可以采用一个单一电子光学镜筒，并且形成在物体上的一次电子束斑点的密度不受单一电子光学镜筒的步长尺寸限制。

在上述文献的实施方式中公开的一次电子束斑点的数量约为几十个斑点的量级。因为同时形成在物体上的一次电子束斑点的数量限制了吞吐量，所以希望增加一次电子束斑点的数量，以便实现更高的吞吐量。然而，已经发现，采用那些文献中公开的技术难于在维持电子显微镜装置的期望成像分辨率的同时增加同时形成的一次电子束斑点的数量，或者增加一次电子束斑点密度。

上述针对电子的描述按类似方式适用于其它带电粒子。

发明内容

因此，本发明的一个目的是提供一种物镜排布结构和具有改进的粒子光学特性的粒子光学系统。

本发明可应用于利用多个带电粒子细束的粒子光学系统；然而，本发明不限于针对利用多个细束的系统的应用，而是同样可应用于仅使用一个单带电粒子束的粒子光学系统。