[发明专利]一种基于维恩分析器校正二阶像差的设计方法

说明书

本发明公开了一种基于维恩分析器校正二阶像差的设计方法，针对有偏转系统的存在时，此时沿着光轴附近将场函数做级数展开分析系统电子光学特性，能够分析因偏转带来的二阶像差。利用维恩分析器，通过给圆弧电极施加电压信号激励，让分析器产生所需的四极场，叠加在维恩分析器上。针对整个成像系统或检测系统，计算其光学特性，根据叠加四极场所计算的结果，控制调节加入四极场的方位角和激励强度，从而达到补偿系统因偏转带来的二阶像差。

技术领域

本发明涉及半导体检测技术领域和电子束成像领域，具体涉及一种基于维恩分析器校正二阶像差的设计方法。

背景技术

随着半导体技术的发展和工艺技术的进步，器件尺寸不断缩小，那些在以前节点上曾经不太重要的缺陷和颗粒可能会对器件性能造成致命的影响。同时由于新材料的引入、新工艺的研发和新一代光刻技术的使用，带来了许多新的缺陷问题。为了满足物理研究及半导体器件和集成电路生产的需要，要求电子束成像系统和检测设备具有更高的分辨率、更大的扫描场。

之前追求的是在高的放大倍率时有很高的分辨率，即很小的轴上像差，而对轴外像差要求不是很严格，也就是说随着扫描场的增加引起的系统像差的急剧增加。对于电子束成像系统和检测设备，既要求有高的轴上分辨率，又希望在大的扫描场内具有小的轴外像差。因此，系统中都考虑有偏转系统的设计。当偏转系统存在时，实现了较大的扫描场时，边缘上的物点离光轴远，光束倾斜大，随着偏转激励的增大，即视场的增大，主光轴也随之偏离系统轴，此时电子束不能在x和y向很好的聚焦，产生了象散，同时偏转带来的二阶像差也随之增大。

近年来，带电粒子束检测和成像设备在半导体产业中广泛应用，例如扫描电镜，通常被用于芯片等生产对象的缺陷检测。在带电粒子束检测和成像设备中，运用复合的(通常为正交的)电场和磁场对于二次带电粒子进行偏转的维恩分析器是其中的一种关键器件，主要作用在于对二次带电粒子束进行偏转扫描。

在目前的电子束成像系统和检测设备中，往往都是利用给维恩分析器加一个消象散的附加功能，仅仅是去实现整个系统的好的聚焦性质，并没有深入的考虑有偏转系统带来二阶像差，也没有去校正它。

在相关技术领域中，亟需一种基于维恩分析器校正偏转像差的设计方法，便于实现带电粒子束的滤质和分析的同时减小或校正成像设备偏转系统带来的二阶像差。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明对于有聚焦偏转系统的电子束成像系统和电子束检测设备，提供一种基于维恩分析器校正二阶像差的设计方法。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于维恩分析器校正二阶像差的设计方法，当电子束成像或检测系统有偏转系统的存在时，分析因偏转系统带来的二阶像差；进而利用维恩分析器，引入四极场去补偿电子束成像或检测系统因偏转系统带来的二阶像差。

进一步地，当电子束成像或检测系统有偏转系统的存在时，此时沿着光轴附近将场函数做级数展开分析电子束成像或检测系统电子光学特性，即能够分析因偏转系统带来的二阶像差。

进一步地，利用维恩分析器，通过给圆弧电极施加电压信号激励，使维恩分析器产生所需的四极场，叠加在维恩分析器上，控制调节加入四极场的方位角和激励强度，从而达到补偿电子束成像或检测系统因偏转系统带来的二阶像差。

进一步地，所述维恩分析器为十二极电极和磁极维恩分析器、八极电极和磁极维恩分析器中的一种。