[发明专利]用于具有改进的图像束稳定性及询问的带电粒子显微镜的方法及系统

说明书

本发明揭示一种具有改进的图像束稳定性的扫描电子显微镜系统。所述系统包含经配置以产生电子束的电子束源及将所述电子束的至少一部分引导到样本的部分上的一组电光元件。所述系统包含发射率分析器组合件。所述系统包含经配置以将由所述样本的表面发射的至少一部分次级电子及/或反向散射电子引导到所述发射率分析器组合件的分光器元件。所述发射率分析器组合件经配置以对所述次级电子及/或所述反向散射电子中的至少一者进行成像。

相关申请案的交叉参考

本申请案依据35 U.S.C.§119(e)主张以下美国临时申请案的权益且构成以下美国临时申请案的正式(非临时)专利申请案：2015年3月24日申请的序列号为62/137,229的美国临时申请案；2015年5月27日申请的序列号为62/166,682的美国临时申请案；2015年9月4日申请的序列号为62/214,737的美国临时申请案；及2016年1月12日申请的序列号为62/277,670的美国临时申请案，所述申请案各自以全文引用方式并入本文中。

技术领域

本发明通常涉及带电粒子显微镜，且更特定来说，本发明涉及具有图像束的改进的稳定性及询问的扫描电子显微镜系统。

背景技术

制造例如逻辑及存储器装置的半导体装置通常包含使用大量半导体制造工艺处理衬底(例如半导体晶片)以形成所述半导体装置的各种特征及多个层级。随着半导体装置的尺寸变得越来越小，发展增强的晶片检验及重检装置及程序变得尤其重要。因而，提供一种提供样本(例如半导体晶片)的改进的电子成像的系统及方法是有利的。

发明内容

根据本发明的一或多个实施例揭示一种扫描电子显微镜(SEM)设备。在一个说明性实施例中，所述SEM设备包含经配置以产生电子束的电子束源。在另一说明性实施例中，所述SEM设备包含一组电光元件，以将电子束的至少一部分引导到样本的部分上。在另一说明性实施例中，所述SEM设备包含发射率分析器组合件(emittance analyzer assembly)。在另一说明性实施例中，所述SEM设备包含分光器元件，所述分光器元件经配置以将由样本的表面发射的次级电子或反向散射电子中的至少一者的至少一部分引导到发射率分析器组合件。在另一说明性实施例中，所述发射率分析器组合件经配置以对次级电子或反向散射电子中的至少一者进行成像。在另一说明性实施例中，所述发射率分析器组合件包含：一组偏转光学器件；第一电光透镜；第一电子检测器，其包含中心孔，其中所述第一电子检测器经配置以收集次级电子的部分或反向散射电子的部分中的至少一者；第一网状元件，其安置于所述第一电子检测器的下游；第二网状元件，其安置于所述第一网状元件的下游，其中所述第一电子检测器及所述第一网状元件形成减速区域，其中所述第一网状元件及所述第二网状元件形成漂移区域；能量过滤器，其安置于第二接地网状元件的下游；第二电光透镜；及第二电子检测器，其经配置以收集次级电子的额外部分或反向散射电子的额外部分中的至少一者。

在另一说明性实施例中，发射率分析器经配置以在次级电子及反向散射电子成像模式中操作。在另一说明性实施例中，所述发射率分析器经配置以在反向散射电子及高纵横比电子成像模式中操作。在另一说明性实施例中，发射率分析器经配置以在仅反向散射电子成像模式中操作。在另一说明性实施例中，所述发射率分析器经配置以在次级电子及反向散射电子成像模式、反向散射电子及高纵横比电子成像模式与仅反向散射电子成像模式之间切换。

在另一说明性实施例中，电子源及/或泛射式电子枪经配置以将原位泛射预填施加到样本。

在另一说明性实施例中，所述设备包含经配置以将发射率分析器组合件中的一或多个组件锁定到样本的表面电势的门控积分器。

应理解，以上前述一般描述及以下详细描述两者仅为示范及解释且不一定如所主张那样限制本发明。并入且构成说明书的部分的附图说明本发明的实施例以及一般描述且用于解释本发明的原理。

附图说明