[发明专利]一种可编码阵列式静电偏转器、聚焦偏转系统及设计方法

说明书

本发明公开了一种可编码阵列式静电偏转器、聚焦偏转系统及设计方法，通过采用多个静电偏转器子单元沿轴向阵列安装组成，该设计方法在磁聚焦透镜轴上磁场分布给定后，采用高斯拟合与最小二乘法确定每个子偏转器单元的激励权重系数，根据权重系数调节每个子偏转器单元的实际激励大小，改善聚焦偏转系统变轴条件的匹配程度，降低偏转像差，从而更好地解决大扫描偏转范围和高分辨率的矛盾问题。

技术领域

本发明属于半导体加工领域，具体涉及一种可编码阵列式静电偏转器、聚焦偏转系统及设计方法。

背景技术

半导体加工过程中不可避免地存在着一些加工缺陷，这些缺陷严重影响了产品的质量，随着科学技术的不断发展，对半导体缺陷检测提出了更高的要求。一方面，随着半导体器件尺寸不断缩小，缺陷的特征尺寸也会不断缩小，同时多层结构半导体制造工艺的出现以及新材料、新工艺的研发也会带来一些新的隐藏缺陷，这些都对缺陷检测的分辨率的提高提出了新的要求。另一方面，随着晶圆尺寸的增大，加工和检测效率需要得到提升，因此需要尽量大的偏转场。然而，随着偏转场的增大，在偏转场边角区域偏转像差也会增大，严重降低了偏转场边角区域的检测分辨率。因此要求电子束在线缺陷检测设备在大偏转场下依然有高的分辨率。专利文献US7759653B2公开了一种采用两种工作模式的电子束缺陷检测系统，一种模式是大的偏转场和大的电子束，具有高的扫描速度和低的分辨率，用来识别出缺陷所在区域，另一种模式是小的偏转场和小的电子束，具有很高的分辨率，用来深入检测缺陷，通过选用不同的偏转器和透镜激励来实现两种工作方式的切换，从而实现大偏转场高分辨率的缺陷检测。但是由于其用于大偏转场的偏转器的存在，使得束斑尺寸会变大，同时由于其偏转灵敏度高，容易产生噪声，对二次电子的信号产生影响。

发明内容

针对目前半导体制造过程中，对于样品缺陷检测的电子束在线检测系统要满足大偏转场和高分辨率的要求，本发明提供一种可编码阵列式静电偏转器、聚焦偏转系统及设计方法，本发明能够改善聚焦偏转系统变轴条件的匹配程度，从而降低偏转像差，提高分辨率。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种可编码阵列式静电偏转器，包括可编码阵列式静电偏转器本体，可编码阵列式静电偏转器本体通过导线连接至控制器，控制器通过数据线连接至驱动器，所述可编码阵列式静电偏转器本体由若干偏转器子单元沿轴向阵列组成。

进一步地，所述若干偏转器子单元为整体加工或单独加工后沿轴向阵列安装。

进一步地，当若干偏转器子单元为整体加工时，先加工一体化的偏转器支架，然后在偏转器支架上安装固定偏转器子单元的电极及电极引线，最终对安装有电极的偏转器支架内壁进行磨削加工以保证所有偏转器子单元的同轴度。

进一步地，所述偏转器支架的内壁沿轴向和周向设置有用于固定安装电极的安装槽，安装槽的中心沿径向开有用于安装接线柱的通孔，所述接线柱用于连接电极引线。

进一步地，所述电极采用薄片金属，薄片金属通过粘接方式固定在安装槽中；或所述电极采用在安装槽内涂覆导电银浆材料，待导电银浆固化后即作为电极。

进一步地，当若干偏转器子单元为单独加工后沿轴向阵列安装时，所述偏转器子单元包括子单元固定支架和子单元电极，子单元电极固定在子单元固定支架的内沿上侧，相邻的偏转器子单元采用工装夹具固定，且相邻的偏转器子单元纸件沿轴向预留有便于子单元电极引线的空间。

一种基于可编码阵列式静电偏转器的聚焦偏转系统，包括阴极，阴极的下部依次设置由抑制极、加速极、聚光镜、光阑、二次电子收集器、预偏转器以及磁聚焦透镜，磁聚焦透镜的内侧设置有可编码阵列式静电偏转器，且可编码阵列式静电偏转器本体与磁聚焦透镜同轴设置，所述抑制极、加速极、聚光镜、光阑、二次电子收集器、预偏转器以及磁聚焦透镜同轴设置，磁聚焦透镜的下部设置有样品台。