[发明专利]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

说明书

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。

技术领域

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。

背景技术

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。

发明内容

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。

根据本发明的另一方面，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。