[发明专利]一种高分辨大扫描场系统的二阶像差补偿方法

说明书

本发明公开了一种高分辨大扫描场系统的二阶像差补偿方法，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。利用静电八极偏转器，通过给圆弧电极施加电压信号激励，让偏转器产生所需的四极场，叠加在静电偏转器上。针对整个成像系统或检测系统，计算其光学特性，根据叠加四极场之后计算的结果，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

本发明涉及电子束成像和电子束缺陷检测领域，具体涉及一种高分辨大扫描场系统的二阶像差补偿方法。

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。

在目前的电子束成像系统和检测设备中，往往都是给系统单独增加一个消象散器器件，仅仅是用来消除系统轴上的象散问题，而未考虑因偏转产生的偏转像差，而且由于现有方法分析存在缺陷，并没有有效的考虑和分析二阶像差，更没有校正其的实施方法。

因此亟需一种高分辨大扫描场系统的补偿二阶像差的方法，来减小或校正系统的二阶像差。

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，提供一种高分辨大扫描场系统的二阶像差的补偿方法。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种高分辨大扫描场系统的二阶像差补偿方法，在电子束检测和成像系统中，分析因偏转系统带来的二阶像差，进而利用多极静电偏转器，引入四极场以补偿电子束检测和成像系统因偏转系统带来的二阶像差。

进一步地，在电子束检测和成像设备中，分析因偏转系统带来的二阶像差，具体为：当电子束检测或成像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，利用多极静电偏转器，引入四极场以补偿电子束检测和成像系统因偏转系统带来的二阶像差，具体为：通过给多极静电偏转器的圆弧电极施加电压信号激励，让多极静电偏转器产生所需的四极场，叠加在多极静电偏转器上，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检测和成像系统因偏转系统带来的二阶像差。

进一步地，所述多极静电偏转器为八极静电偏转器、十二极静电偏转器或二十极静电偏转器。

进一步地，当多极静电偏转器采用八极静电偏转器时，将八极静电偏转器的八个圆弧电极按照四极透镜的结构分布分成四个单元，每个单元包括两个圆弧电极，对这两个圆弧电极施加同一激励信号，通过给圆弧电极施加激励信号，即得到四极透镜所需的四极场，最终利用有限元软件对四极场进行计算并导出；

对于计算的四极场有限元结果，先将导出的四极场叠加在八极静电偏转器上，放入整个电子束检测和成像系统中，使八极静电偏转器同时有二极场和四极场，计算八极静电偏转器在电子束检测和成像系统中的光学特性。