[发明专利]冷却带电粒子束系统的物镜的系统和方法

说明书

公开了用于冷却带电粒子束系统的物镜的系统和方法。根据某些实施例，用于冷却带电粒子束系统的物镜的方法包括经由线轴的流体输入端口接收流体，经由分布在该线轴中的多个通道循环吸收了由该物镜的多个电磁线圈所生成的热量的流体，并且经由该线轴的流体输出端口分配由该多个通道所循环的流体。该线轴可以进一步包括接近于晶片的底部凸缘以及远离该晶片的顶部凸缘。具有多个通道的该线轴可以包括增材制造的单片结构。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年11月30日提交的美国申请62/773,972的优先权，并且上述申请通过引用全文结合于此。

技术领域

本文所提供的实施例公开了一种带电粒子束系统的物镜结构，尤其公开了冷却该物镜结构以例如使得该带电粒子束系统中的热漂移最小化的系统和方法。

背景技术

在集成电路(IC)的制造过程中，对未完成或已完成的电路部件进行检查以确保它们是根据设计所制造且没有缺陷。利用光学显微镜或带电粒子(例如，电子)束显微镜——诸如扫描电子显微镜(SEM)——的检查系统可以被采用。随着IC部件的物理尺寸持续缩减，缺陷检测的准确性和产出变得越来越重要。可以采用多个带电束来满足检查吞吐量要求；然而，多带电束系统的成像分辨率可能有所妥协，使得检查工具不足以用于它们所期望的用途。

归因于显著电流流过物镜组件的电磁线圈的所导致的大幅热漂移，因此相关领域的系统例如在成像分辨率和束斑(beam-spot)定位准确性方面面临局限。期望本领域的对带电粒子束系统的物镜组件的冷却的进一步改进。

发明内容

在一个方面，本公开涉及一种用于冷却带电粒子束系统的物镜的线轴。该线轴可以包括流体入口端口，该流体入口端口被配置为接收流体；多个通道，该多个通道分布在该线轴中并且被配置为循环该流体入口端口所接收的流体；和流体出口端口，该流体出口端口被配置为分配由该多个通道所循环的流体。该线轴可以进一步包括接近于该带电粒子束系统中的晶片的底部凸缘以及远离该晶片的顶部凸缘。该多个通道包括被配置为循环从该流体入口端口所接收的流体的入口通道，被配置为将循环的流体引导向该流体出口端口的出口通道，以及与该入口通道和该出口通道流体连接的中间通道。经循环的流体可以吸收由围绕该线轴的至少一部分缠绕的多个电磁线圈所生成的热量。该流体可以包括液体、冷却剂、气体、压缩气体或者它们的混合物中的一者。该多个通道可以包括具有处于20-2000W.m^-1.K^-1范围内的导热率的材料，并且该材料可以包括铝、钛、铜、石墨、碳化铝、氮化铝、塑料、复合物或合金。具有多个通道的线轴可以包括单片结构或者耦合在一起的多个部分。该单片结构可以是增材制造的单片结构。该增材制造的单片结构可以包括金属、金属合金、陶瓷或陶瓷复合物中的至少一者。

在另一个方面，本公开涉及一种创建计算机可读的三维模型的方法，该三维模型适于在制造该线轴时使用，上述线轴包括流体入口端口，该流体入口端口被配置为接收流体；多个通道，该多个通道分布在该线轴中并且被配置为循环该流体入口端口所接收的流体；和流体出口端口，该流体出口端口被配置为分配由该多个通道所循环的流体。该方法可以包括将表示该线轴的数据输入到计算机，并且使用该数据将该线轴表示为三维模型，该三维模型适于在制造该线轴时使用。

在又另一个方面，本公开涉及一种物镜结构。该物镜结构可以包括多个电磁线圈和线轴，该线轴被配置为循环流体以吸收由该多个电磁线圈所生成的热量。该线轴可以包括流体入口端口，该流体入口端口被配置为接收流体；多个通道，该多个通道分布在该线轴中并且被配置为循环该流体入口端口所接收的流体；和流体出口端口，该流体出口端口被配置为分配由该多个通道所循环的流体。该物镜结构可以进一步包括以周向方式设置在该多个电磁线圈和物镜的铁磁外壳之间的热绝缘层。该热绝缘层可以包括流体通道，该流体通道被配置为吸收由该多个电磁线圈所生成的热量。