TWI815247B - 電子光學柱及用於將一次電子束引導至樣品上之方法 - Google Patents

電子光學柱及用於將一次電子束引導至樣品上之方法 Download PDF

Info

Publication number
TWI815247B
TWI815247B TW110147336A TW110147336A TWI815247B TW I815247 B TWI815247 B TW I815247B TW 110147336 A TW110147336 A TW 110147336A TW 110147336 A TW110147336 A TW 110147336A TW I815247 B TWI815247 B TW I815247B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
primary
beam splitter
scattering
scattering device
electrons
Prior art date
Application number
TW110147336A
Other languages
English (en)
Other versions
TW202240625A (zh
Inventor
曼斯 約翰 伯蒂爾 奧斯特伯格
金井建一
Original Assignee
荷蘭商Ａｓｍｌ荷蘭公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from EP21171996.8A external-priority patent/EP4086934A1/en
Application filed by 荷蘭商Ａｓｍｌ荷蘭公司 filed Critical 荷蘭商Ａｓｍｌ荷蘭公司
Publication of TW202240625A publication Critical patent/TW202240625A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI815247B publication Critical patent/TWI815247B/zh

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/02—Details
    • H01J37/04—Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the discharge, e.g. electron-optical arrangement, ion-optical arrangement
    • H01J37/147—Arrangements for directing or deflecting the discharge along a desired path
    • H01J37/1472—Deflecting along given lines
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/02—Details
    • H01J37/04—Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the discharge, e.g. electron-optical arrangement, ion-optical arrangement
    • H01J37/05—Electron or ion-optical arrangements for separating electrons or ions according to their energy or mass
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/26—Electron or ion microscopes; Electron or ion diffraction tubes
    • H01J37/28—Electron or ion microscopes; Electron or ion diffraction tubes with scanning beams
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/02—Details
    • H01J37/04—Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the discharge, e.g. electron-optical arrangement, ion-optical arrangement
    • H01J37/147—Arrangements for directing or deflecting the discharge along a desired path
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/02—Details
    • H01J37/04—Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the discharge, e.g. electron-optical arrangement, ion-optical arrangement
    • H01J37/153—Electron-optical or ion-optical arrangements for the correction of image defects, e.g. stigmators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/02—Details
    • H01J37/24—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the tube and not otherwise provided for
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/15—Means for deflecting or directing discharge
    • H01J2237/1508—Combined electrostatic-electromagnetic means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/153—Correcting image defects, e.g. stigmators
    • H01J2237/1534—Aberrations

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)

Abstract

本發明揭示用於沿著一一次光束路徑將一一次電子束引導至一樣品上之設備及方法。在一個配置中，一光束分離器使自該樣品沿著該一次光束路徑發射之一二次電子束遠離該一次光束路徑轉向。一散射裝置係在自該光束分離器之逆流方向。該散射裝置補償由該光束分離器在該一次光束中誘發之散射。一或多個共同電源供應器驅動該光束分離器及該散射裝置兩者。

Description

電子光學柱及用於將一次電子束引導至樣品上之方法
本發明大致上係關於帶電粒子束設備的領域，且更特定而言，係關於補償單光束或多光束設備中之光束分離器之散射的電子光學柱及方法。
在積體電路(IC)之製造程序中，未完成或已完成電路組件經檢測以確保其根據設計製造且無缺陷。利用光學顯微鏡之檢測系統通常具有下至幾百奈米之解析度；且該解析度受光之波長限制。隨著IC組件之實體大小繼續減小直至低於100或甚至低於10奈米，需要比利用光學顯微鏡之檢測系統具有更高解析度的檢測系統。
具有降至小於一奈米解析度之帶電粒子(例如，電子)束顯微鏡，諸如掃描電子顯微鏡(SEM)或透射電子顯微鏡(TEM)充當用於檢測具有低於100奈米之特徵大小之IC組件之可行工具。在SEM之情況下，單一一次電子束之電子或複數個一次電子束之電子可聚焦於受檢測晶圓之探測光點處。一次電子與晶圓之相互作用可引發一或多個二次電子束。二次電子束可包含由一次電子與晶圓之相互作用產生的後向散射電子、二次電子或歐傑(Auger)電子。一或多個二次電子束之強度可基於晶圓之內部及/ 或外部結構的屬性而變化。
二次電子束之強度可使用偵測裝置或偵測器來判定。二次電子束可在偵測器之表面上的預定位置處形成一或多個光束點。偵測器可產生表示偵測到之二次電子束之強度的電信號(例如，電流、電壓等)。可用量測電路系統(例如，類比至數位轉換器)量測電信號以獲得偵測到之電子的分佈。在偵測時間窗期間收集到之電子分佈資料，結合入射於晶圓表面上之一或多個一次電子束的對應掃描路徑資料，可用於重建構受檢測晶圓結構之影像。經重建構影像可用於展現晶圓之內部及/或外部結構的各種特徵，且可用於展現晶圓中可能存在之任何缺陷。
在包含單一一次光束及單一二次光束之檢測系統(單光束設備)中，若偵測器具有允許一次光束穿過之孔，則可沿著設備之光軸置放該偵測器。然而，孔之存在會降低二次光束之偵測效率，且在一些情況下在經重建構影像之中心上產生黑點。光束分離器可用於分離二次光束與一次光束且朝向離軸置放之偵測器引導二次光束。在包含多個一次光束及多個二次光束之檢測系統(多光束設備)中，光束分離器可用於分離多個二次光束與多個一次光束且朝向離軸置放之偵測器引導多個二次光束。
光束分離器包含至少一個磁偏轉器且因此在一或多個一次光束及一或多個二次光束上產生散射。散射可使一次光束之圓形探測光點變形成長橢圓形形狀。散射亦可使偵測到之光束點變形，由此導致經重建構影像之解析度的劣化。
根據一態樣，提供一種經組態以沿著一一次光束路徑將一一次電子束引導至一樣品上之電子光學柱，其包含：一光束分離器，其經 組態以使自該樣品沿著該一次光束路徑發射之一二次電子束遠離該一次光束路徑轉向；自該光束分離器逆流方向之一散射裝置，該散射裝置經組態以補償由該光束分離器在該一次光束中誘發之散射；及一或多個共同電源供應器，其各自經組態以驅動該光束分離器及該散射裝置兩者。
根據一態樣，提供一種沿著一一次光束路徑將一一次電子束引導至一樣品上之方法，其包含：使用一光束分離器使自該樣品沿著該一次光束路徑發射之一二次電子束遠離該一次光束路徑轉向；及使用自該光束分離器逆流方向之一散射裝置補償由該光束分離器在該一次光束中誘發之散射，其中使用一或多個共同電源供應器來驅動該光束分離器及該散射裝置兩者。
在以下描述中將部分闡述所揭示實施例之額外目標及優勢，且該等額外目標及優勢將部分自該描述顯而易見，或可藉由對該等實施例的實踐習得。所揭示實施例之該等目標及優勢可藉由在申請專利範圍中所闡述之要素及組合來實現及獲得。
應理解，前文一般描述及以下詳細描述兩者皆僅為例示性及解釋性的，且並不限定如所主張之所揭示實施例。
100:電子束檢測系統
101:主腔室
102:裝載/鎖定腔室
104:電子束工具
104A:電子束工具/設備
104B:電子束工具/設備
106:裝備前端模組
106a:第一裝載埠
106b:第二裝載埠
202:光軸
204:物件平面
206:電子源
208:交越點
210:一次電子束
212:槍孔徑
214:聚光器透鏡
216:光束限制孔徑
218:電子偵測器
220:二次電子束
222:光束分離器
224:散射平面
226:偏轉掃描單元
228:物鏡
230:光束部分
232:光束部分
234:光束部分
236:探測光點
238:樣品
250:主光軸
252:源轉換單元
254:細光束
256:細光束
258:細光束
260:初級投影光學系統
262:細光束部分
264:細光束部分
266:細光束部分
270:探測光點
272:探測光點
274:探測光點
276:二次電子束
278:二次電子束
280:二次電子束
282:次級光學系統
284:電子偵測裝置
286:偵測元件
288:偵測元件
290:偵測元件
292:副光軸
310:散射裝置
311:散射裝置
312:散射裝置
330:光軸
331:光軸
332:光軸
341:散射平面
342:散射平面
400:單光束設備
402:光軸
430:光束路徑
434:光束路徑
510:光束分離器
520:偏轉平面
600:單光束設備
602:光軸
630:光束路徑
632:光束路徑
634:光束路徑
641:標稱偏轉角/入射角
642:偏轉角
700:多光束設備
702:主光軸
720:光束路徑
724:光束路徑
730:二次電子束
732:二次電子束
734:二次電子束
900:多光束設備
902:主光軸
906:光軸
908:標稱偏轉角/入射角
910:角度
930:二次電子束
932:二次電子束
934:二次電子束
1002:共同電源供應器/共同電流源
1004:共同電源供應器/共同電壓源
1005:電源供應器
1006:電源供應器
1007:電源供應器
1040:部分
1041:部分
1045:一次光束路徑
1060:二次電子束
1070:點
1110:散射裝置線圈
1111:光束分離器線圈
1120:散射裝置電極
1121:光束分離器電極
1130:調整電極
1131:調整電極
1132:調整線圈
B1:磁偶極子場
B2:磁偶極子場
dV:波動
E1:靜電偶極子場
E2:靜電偶極子場
Fe:力
Fm:力
V:標稱電壓
V0:標稱能量
VA:標稱電壓
VB:標稱電壓
x:方向
z:方向
α:標稱偏轉角
圖1為說明符合本發明之實施例的例示性電子束檢測(EBI)系統之示意圖。
圖2A、圖2B為說明符合本發明之實施例的可為圖1之例示性電子束檢測系統之一部分的例示性電子束工具之示意圖。
圖3A、圖3B、圖3C為說明符合本發明之實施例的例示性散射裝置之示意圖。
圖4A、圖4B為說明符合本發明之實施例的例示性單光束設備之示意圖。
圖5為說明符合本發明之實施例的例示性單光束設備之示意圖。
圖6為說明符合本發明之實施例的例示性多光束設備之示意圖。
圖7為說明符合本發明之實施例的例示性多光束設備之示意圖。
圖8為說明包含由個別電壓源驅動之光束分離器及散射裝置的電子光學柱之一部分之示意圖。
圖9為說明在電壓源中之一者中存在電壓波動之情況下圖8之配置之示意圖。
圖10為說明包含由具有電壓波動之共同電壓源驅動之光束分離器及散射裝置的電子光學柱之一部分之示意圖。
圖11為說明包含經組態以使用各別線圈產生磁場之光束分離器及散射裝置的電子光學柱之一部分之示意圖。
圖12為說明包含經組態以使用各別線圈及電極產生交叉的磁場及電場之光束分離器及散射裝置的電子光學柱之一部分之示意圖。
圖13為說明包含經組態以使用各別線圈及電極產生交叉的磁場及電場且進一步包含由獨立電源供應器驅動的調整電極及線圈之光束分離器及散射裝置的電子光學柱之一部分之示意圖。
現將詳細參考例示性實施例，其實例說明於隨附圖式中。 以下描述參考隨附圖式，其中除非另外表示，否則不同圖式中之相同數字表示相同或類似元件。在以下例示性實施例之描述中闡述的實施並不表示符合本發明之所有實施。實情為，其僅為符合與如所附申請專利範圍中所敍述之本發明相關之態樣的設備及方法之實例。
本發明係關於用於補償單光束或多光束設備中之光束分離器之散射的系統及方法。光束分離器在一或多個一次光束及一或多個二次光束上產生散射。本發明之實施例提供一種散射裝置，其包含經組態以誘發光束散射集合以抵消由光束分離器產生之散射的靜電偏轉器及磁偏轉器。靜電偏轉器與磁偏轉器之組合可用於使(歸因於散射裝置之)偏轉角在所誘發之光束散射改變時保持不變，以補償由光束分離器產生之散射的改變。在一些實施例中，偏轉角可控制為零，且不存在歸因於散射裝置之一次光束軸的改變。在一些實施例中，散射裝置可包含多極透鏡(例如，四極透鏡)，該透鏡經組態以產生四極場以抵消由光束分離器及散射裝置在由一次光束形成之探測光點上引起之像散像差的影響中之至少一者。
現參考圖1，其說明符合本發明之實施例的例示性電子束檢測(EBI)系統100。如圖1中所示，EBI系統100包括主腔室101、裝載/鎖定腔室102、電子束工具104及裝備前端模組(EFEM)106。電子束工具104位於主腔室101內。
EFEM 106包括第一裝載埠106a及第二裝載埠106b。EFEM 106可包括額外裝載埠。第一裝載埠106a及第二裝載埠106b可接收含有待檢測之晶圓(例如，半導體晶圓或由其他材料製成之晶圓)或樣品的晶圓前開式單元匣(FOUP)(晶圓及樣品在下文中統稱為「晶圓」)。EFEM 106中之一或多個機器人臂(未展示)可將晶圓運送至裝載/鎖定腔室 102。
裝載/鎖定腔室102連接至裝載/鎖定真空泵系統(未展示)，該裝載/鎖定真空泵系統移除裝載/鎖定腔室102中之氣體分子以達至低於大氣壓力之第一壓力。在達至第一壓力之後，一或多個機器人臂(未展示)可將晶圓自裝載/鎖定腔室102運送至主腔室101。主腔室101連接至主腔室真空泵系統(未展示)，該主腔室真空泵系統移除主腔室101中之氣體分子以達至低於第一壓力之第二壓力。在達至第二壓力之後，晶圓經受電子束工具104之檢測。
現參考圖2A，其說明符合本發明之實施例的電子束工具104之例示性組件。圖2A說明電子束工具104A(在本文中亦稱為設備104A)，其包含電子源206、槍孔徑212、聚光器透鏡214、自電子源206發射之一次電子束210、光束限制孔徑216、光束分離器222、偏轉掃描單元226、物鏡228、樣品載物台(圖2A中未示)、二次電子束220及電子偵測器218。電子源206、槍孔徑212、聚光器透鏡214、光束限制孔徑216、光束分離器222、偏轉掃描單元226及物鏡228可與設備104A之光軸202對準。
電子源206可包含陰極、提取器或陽極，其中一次電子可自陰極發射且經提取或加速以形成具有高能量(例如，8至20keV)、高角強度(例如，0.1至1mA/sr)及交越點(虛擬或真實)208之一次電子束210。一次電子束210可經可視化為自交越點208發射。槍孔徑212可封堵一次電子束210之外圍電子以減少庫侖(Coulomb)效應。庫侖效應會引起探測光點236之大小增大。
聚光器透鏡214可聚焦一次電子束210，且光束限制孔徑216可限制一次電子束210之大小。可藉由調整聚光器透鏡214之聚焦倍率 或藉由改變光束限制孔徑216之徑向大小使光束限制孔徑216下游之一次電子束210的電流變化。物鏡228可將一次電子束210聚焦至樣品238上以供檢測。一次電子束210可在樣品238之表面上形成探測光點236。
回應於一次電子束210在探測光點236處之入射，可自樣品238發射二次電子束220。二次電子束220可包含具有能量分佈之電子，包括二次電子(能量
Figure 110147336-A0305-02-0009-2
50eV)及後向散射電子(能量介於50eV與一次電子束210之著陸能量之間)。
光束分離器222可為韋恩(Wien)濾光器類型之光束分離器，其包含產生靜電偶極子場E1及磁偶極子場B1之靜電偏轉器。對於韋恩濾光器類型之光束分離器，由靜電偶極子場E1對一次電子束210之電子施加的力與由磁偶極子場B1對該電子施加之力在量值上相等且在方向上相反。一次電子束210可因此以零偏轉角直接穿過光束分離器222。然而，由光束分離器222產生之一次電子束210的總散射為非零。對於光束分離器222之散射平面224，圖2A展示將具有標稱能量V0及能量散佈△V之一次電子束210散射成對應於能量V0-△V/2之光束部分230、對應於能量V0之光束部分232及對應於能量V0+△V/2之光束部分234。由光束分離器222對二次電子束220之電子施加的總力為非零。光束分離器222可因此分離二次電子束220與一次電子束210，且朝向電子偵測器218引導二次電子束220。電子偵測器218可偵測二次電子束220且產生對應信號。
偏轉掃描單元226可使一次電子束210偏轉以遍及樣品238之表面區域掃描探測光點236。電子偵測器218可偵測對應二次電子束220且產生用以重建構樣品238之表面區域之影像的對應信號。
物鏡228之物件平面204可隨聚光器透鏡214之聚焦倍率的 改變而移位。對於一次電子束210，若光束分離器222之散射平面224與物鏡228之物件平面204不重合，則光束部分230、232及234保持分離且探測光點236在散射方向上延伸。此會導致樣品238之經重建構影像之解析度的劣化。
現參考圖2B，其說明電子束工具104B(在本文中亦稱為設備104B)，其包含電子源206、槍孔徑212、聚光器透鏡214、自電子源206發射之一次電子束210、源轉換單元252、一次電子束210之複數個細光束254、256及258、初級投影光學系統260、樣品載物台(圖2B中未示)、多個二次電子束276、278及280、次級光學系統282及電子偵測裝置284。初級投影光學系統260可包含物鏡228。電子偵測裝置284可包含偵測元件286、288及290。光束分離器222及偏轉掃描單元226可置放於初級投影光學系統260內部。
電子源206、槍孔徑212、聚光器透鏡214、源轉換單元252、光束分離器222、偏轉掃描單元226及物鏡228可與設備104B之主光軸250對準。次級光學系統282及電子偵測裝置284可與設備104B之副光軸292對準。
電子源206可包含陰極、提取器或陽極，其中一次電子可自陰極發射且經提取或加速以形成具有交越點(虛擬或真實)208之一次電子束210。一次電子束210可經可視化為自交越點208發射。槍孔徑212可封堵一次電子束210之外圍電子以減少庫侖效應。槍孔徑212可稱為庫侖孔徑；在其中限定孔徑之板可稱為庫侖孔徑板。庫侖效應會引起探測光點270、272及274之大小增大。
源轉換單元252可包含影像形成元件之陣列(圖2B中未示) 及光束限制孔徑之陣列(圖2B中未示)。影像形成元件之陣列可包含微偏轉器或微透鏡之陣列。影像形成元件之陣列可藉由一次電子束210之複數個細光束254、256及258形成交越點208之複數個並行影像(虛擬或真實)。光束限制孔徑之陣列可限制複數個細光束254、256及258。
聚光器透鏡214可聚焦一次電子束210。可藉由調整聚光器透鏡214之聚焦倍率或藉由改變光束限制孔徑之陣列內的對應光束限制孔徑之徑向大小使源轉換單元252下游之細光束254、256及258的電流變化。物鏡228可將細光束254、256及258聚焦至樣品238上以供檢測，且可在樣品238之表面上形成複數個探測光點270、272及274。
光束分離器222可為韋恩濾光器類型之光束分離器，其包含產生靜電偶極子場E1及磁偶極子場B1(兩者皆在圖2B中未示)之靜電偏轉器。若應用該等光束分離器，則由靜電偶極子場E1對細光束254、256及258之電子施加的力與由磁偶極子場B1對電子施加的力在量值上相等且在方向上相反。細光束254、256及258可因此以零偏轉角直接穿過光束分離器222。然而，由光束分離器222產生之細光束254、256及258的總散射為非零。對於光束分離器222之散射平面224，圖2B展示將具有標稱能量V0及能量散佈△V之細光束254散射成對應於能量V0之細光束部分262、對應於能量V0+△V/2之細光束部分264及對應於能量V0-△V/2之細光束部分266。由光束分離器222對二次電子束276、278及280之電子施加的總力為非零。光束分離器222可因此分離二次電子束276、278及280與細光束252、254及256，且朝向次級光學系統282引導二次電子束276、278及280。
偏轉掃描單元226可使細光束254、256及258偏轉以遍及樣 品238之表面區域掃描探測光點270、272及274。回應於細光束254、256及258在探測光點270、272及274處之入射，可自樣品238發射二次電子束276、278及280。二次電子束276、278及280可包含具有能量分佈之電子，包括二次電子(能量
Figure 110147336-A0305-02-0012-3
50eV)及後向散射電子(能量介於50eV與細光束254、256及258之著陸能量之間)。次級光學系統282可將二次電子束276、278及280聚焦至電子偵測裝置284之偵測元件286、288及290上。偵測元件286、288及290可偵測對應二次電子束276、278及280且產生用以重建構樣品238之表面區域之影像的對應信號。
現參考圖3A，其為說明符合本發明之實施例的例示性散射裝置之示意圖。圖3A說明包含靜電偏轉器及磁偏轉器之散射裝置310。靜電偏轉器可產生靜電偶極子場E2且磁偏轉器可產生磁偶極子場B2，其中E2與B2實質上垂直於彼此且垂直於光軸330而重疊。靜電偶極子場E2對沿著光軸330傳播之電子束210的電子施加力Fe且磁偶極子場B2向該電子施加力Fm。力Fe及Fm在實質上相反之方向上起作用。可使用以下等式來計算由靜電偶極子場E2及磁偶極子場B2對具有標稱能量V0及標稱速度v0之電子施加的總力：F(v0)=Fe+Fm=e(E2-v0×B2) (1)
對於具有能量V0+dV及速度v0+dv之電子，可使用以下等式來計算由靜電偶極子場E2及磁偶極子場B2施加之總力：F(v0+dv)=Fe+Fm=F(v0)-(e×dv×B2) (2)
現參考圖3B，其說明符合本發明之實施例的散射裝置311。類似於散射裝置310，散射裝置311包含能夠產生對應靜電偶極子場E2及磁偶極子場B2之靜電偏轉器及磁偏轉器。靜電偏轉器及磁偏轉器可 經配置，其中E2與B2實質上垂直於彼此且垂直於光軸331而重疊。在散射裝置311中，可控制靜電偶極子場E2及磁偶極子場B2，其中當改變E2及B2時，總力(Fe+Fm)可實質上為零。因此，標稱偏轉角為零，如圖3B中所說明。可藉由使E2及B2變化同時使偏轉角保持在零來控制由散射裝置311在散射平面341處誘發之偏轉散射。
現參考圖3C，其說明符合本發明之實施例的散射裝置312。類似於散射裝置310及311，散射裝置312包含能夠產生對應靜電偶極子場E2及磁偶極子場B2之靜電偏轉器及磁偏轉器。靜電偏轉器及磁偏轉器可經配置，其中E2與B2實質上垂直於彼此且垂直於光軸332而重疊。在散射裝置312中，可控制靜電偶極子場E2及磁偶極子場B2，其中當改變E2及B2時，總力(Fe+Fm)可為恆定非零值。因此，標稱偏轉角α為非零，如圖3C中所說明。可藉由使E2及B2變化同時使偏轉角保持在α來控制由散射裝置312在散射平面342處誘發之偏轉散射。
在以下論述中，術語偏轉散射及散射可互換使用以指代由偏轉角之能量相依性引起的電子束之任何散佈。可控制由散射裝置311或312誘發之散射，同時保持固定偏轉角(等於零或在圖3B及圖3C之實例中的α)。當散射裝置311或312定位於光束分離器222之逆流方向時，散射裝置311或312之散射可用於補償在光束分離器222中所誘發之散射。散射裝置311或312之散射可經配置以與例如在光束分離器222中所誘發之散射相等且相反。在下文參考圖4A、圖4B、圖5至圖13描述具有光束分離器222及光束分離器222之逆流方向之對應散射裝置311或312的實施例之實例。
已發現，散射補償對用以對散射裝置311、312或光束分離器222供電之電壓或電流的非吾人所樂見之波動高度敏感。圖8描繪自光 束分離器222之逆流方向提供散射裝置311之實例配置。在此實例中，光束分離器222及散射裝置311為韋恩濾光器。韋恩濾光器為施加交叉之電場及磁場的電子光學組件。電場及磁場可由各別電壓及電流源供電，但為了易於說明僅描繪電壓源。交叉的電場及磁場可經配置以提供偏轉器，該偏轉器具有用於穿過濾光器之電子的可調諧通過速度(或通能)。對於具有選定標稱速度之電子，電力及磁力抵消，且電子未由濾光器偏轉。具有低於或高於標稱速度之速度的電子將經偏轉。單一韋恩濾光器可用於將一次電子束與二次電子束分離，此係由於一次電子及二次電子在不同方向上穿過韋恩濾光器。因此一次電子及二次電子以不同方式受由韋恩濾光器施加之磁場的影響。舉例而言，在韋恩濾光器經組態以沿著光軸將一次電子引導至樣品上之情況下，韋恩濾光器將使二次電子遠離光軸偏轉。歸因於光束中之電子之速度的固有散佈，單一韋恩濾光器在電子束中引起散射。散射引起樣品238處的電子束之角展度。角展度導致電子束之模糊聚焦，進而降低有效解析度。提供第二韋恩濾光器作為散射裝置311允許補償散射效應。在圖8中所示之實例中，第二韋恩濾光器經組態以施加在與由光束分離器222之韋恩濾光器施加之電場及磁場相反方向上的交叉之電場及磁場。此韋恩濾光器雙重峰(由光束分離器222及散射裝置311形成)之組合作用描繪於圖8中。一次光束穿過散射裝置311及光束分離器222兩者且照射於樣品238上。一次光束之部分1040具有對應於兩個韋恩濾光器之通能的標稱光束能量。因此一次光束之部分1040未經偏轉穿過韋恩濾光器。一次光束之部分1041具有不同光束能量。一次光束之部分1041首先在一個方向上(向散射裝置311處的右方)偏轉且接著在相反方向上(向光束分離器222處的左方)返回。隨後將部分1040及1041兩者聚焦至樣品238上之同一 方位。選擇施加至每一韋恩濾光器中之電極的標稱電壓VA及VB(及/或施加至每一韋恩濾光器中之線圈的標稱電流)，使得在樣品238處抵消散射效應以提供清晰聚焦光點。實務上，用於對韋恩濾光器供電之電壓及/或電流中發生顯著波動。電壓VA中之代表性波動dV描繪於圖9中。波動dV使得一次光束之部分1040在光束分離器222處偏轉(與圖8中之情形形成對比)。此偏轉使焦點遠離預期聚焦方位移位。一次光束之部分1041亦經偏轉以便聚焦於經移位焦點方位處。因此波動dV干擾樣品238處之聚焦。波動亦可出現於電壓VB中及施加至韋恩濾光器中之任一者或兩者的電流中。此等波動可進一步干擾聚焦於樣品238處。
在本發明之一些實施例中，上文參考圖8及圖9所描述之聚焦干擾藉由提供各自驅動光束分離器222及散射裝置311、312兩者之一或多個共同電源供應器1002、1004來減少或移除。共同電源供應器可包含共同電流源1002及共同電壓源1004中之任一者或兩者。說明性實例描繪於圖10中(其中僅展示共同電壓源1004)。參考圖11至圖13描述更詳細實例組態。由於由光束分離器222及散射裝置311、312施加之電場及/或磁場彼此相反地定向，因此由共同電源供應器中之波動引起的此等場中之任何波動將至少部分地彼此補償。可調整電子器件(例如，電壓及/或電流分隔物)可用於最佳化電壓及/或電流之位準以移除樣品238處的非吾人所樂見之光束位移。在圖10之說明性實例中，共同電壓源1004經組態以提供標稱電壓V且經受波動dV。與展示於圖9中之配置形成對比，將波動dV施加至光束分離器222及散射裝置311兩者。因此波動dV引起一次光束之部分1040及1041在散射裝置311處之額外偏轉。額外偏轉補償由作用於光束分離器222處之波動dV引起的部分1040及1041在光束分離器222處之各別偏轉， 藉此減少或移除由波動dV引起的樣品238處之聚焦方位之位移。在圖9中描繪之類型之典型組態中，預期在無補償之情況下，電力供應波動可引起與SEM影像解析度相當或甚至更大(例如，大約10nm)之非吾人所樂見的光束位移。使用圖10之補償方案，非吾人所樂見的光束位移通常可減小至遠低於SEM影像解析度(例如，減小至0.5nm或更低)。
圖4A、圖4B及圖5至圖7描述光束分離器222及對應散射裝置311、312可由共同電源供應器驅動的實例情境。在每一實例中，描繪共同電流源1002及共同電壓源1004兩者。每一實例亦有可能僅使用共同電流源1002或僅使用共同電壓源1004來實施。出於清楚的目的，未在圖4A、圖4B及圖5至圖7中展示共同電源供應器與光束分離器222及對應散射裝置311、312之間的連接。此等連接的實例配置展示於圖11至圖13中。
現參考圖4A，其說明符合本發明之實施例的例示性單光束設備400。單光束設備400可為進一步包含圖3B之散射裝置311之圖2A之電子束工具104A。圖4A針對物鏡228之物件平面204在物鏡228上方之情況而說明散射裝置311之操作。圖4B針對物鏡228之物件平面204在物鏡228下方之情況而說明散射裝置311之操作。如下文所描述，所揭示實施例可補償光束散射而不限制物鏡228之操作模式。
單光束設備400可包含電子源206、槍孔徑212、聚光器透鏡214、自電子源206發射之一次電子束210、光束限制孔徑216、散射裝置311、光束分離器222、偏轉掃描單元226、物鏡228、二次電子束220及電子偵測器218。電子源206、槍孔徑212、聚光器透鏡214、光束限制孔徑216、散射裝置311、光束分離器222、偏轉掃描單元226及物鏡228可與 單光束設備400之光軸402對準。
如上文參考圖3B所描述，與散射裝置311相關聯之標稱散射角為零且一次電子束210可直接穿過散射裝置311。散射裝置311可基於E2及B2之值而誘發光束散射。一次電子束210亦可直接穿過韋恩濾光器類型之光束分離器222。光束分離器222亦可基於E1及B1之值而誘發光束散射。由光束分離器222誘發之光束散射可稱為主散射(MDS)且由散射裝置311誘發之光束散射可稱為補償散射(CDS)。散射裝置311可經組態及控制以產生在方向上與MDS相反之CDS。舉例而言，參考圖4A，具有>標稱能量V0之能量的電子可由光束分離器222朝向-x方向且由散射裝置311朝向+x方向偏轉(對應於光束路徑430)。具有<標稱能量V0之能量的電子可由光束分離器222朝向+x方向且由散射裝置311朝向-x方向偏轉(對應於光束路徑434)。可控制由散射裝置311產生之CDS的量值以使具有不同於標稱能量V0之能量的電子(例如，對應於光束路徑430及434之電子)實際上聚焦於物件平面204。因此，物鏡228將一次電子束210聚焦至樣品238上以形成探測光點236。
現參考圖5，其說明符合本發明之實施例的例示性單光束設備600。單光束設備600可包含電子源206、槍孔徑212、聚光器透鏡214、自電子源206發射之一次電子束210、光束限制孔徑216、散射裝置312、光束分離器510、偏轉掃描單元226、物鏡228、二次電子束220及電子偵測器218。光束分離器510包含磁偏轉器且因此相關聯偏轉角642具有非零值。電子源206、槍孔徑212、聚光器透鏡214、光束限制孔徑216、散射裝置312、光束分離器510、偏轉掃描單元226及物鏡228可相對於單光束設備600之光軸602對準。
如上文參考圖3C所描述，與散射裝置312相關聯之標稱散射角為非零，且一次電子束210可以標稱偏轉角641且以相關聯光束散射CDS穿過散射裝置312。對於單光束設備600，以標稱能量V0沿著光軸602行進之一次電子束210的電子可在(散射裝置312之)偏轉平面342處以角度641偏轉，且可在(光束分離器510之)偏轉平面520處以入射角641入射。以>V0之能量沿著光軸602行進之電子可以<角度641之入射角在光束分離器510處入射。以<V0之能量沿著光軸602行進之電子可以>角度641之入射角在光束分離器510處入射。
光束分離器510可使一次電子束210以標稱偏轉角642及相關聯光束散射MDS偏轉。具有標稱能量V0之電子可在偏轉平面520處以角度642偏轉。具有>V0之能量的電子可以小於角度642之角度偏轉。具有<V0之能量的電子可以大於角度642之角度偏轉。
可控制由散射裝置312產生之CDS，其中由CDS針對具有不同能量之電子產生的入射角變化可補償由MDS產生之偏轉角變化。因此，可控制具有不同能量之電子以實際上聚焦於物件平面204。此外，物鏡228可將具有不同能量之電子(對應於光束路徑630、632及634)聚焦至樣品238上以形成探測光點236。散射裝置312包含靜電偏轉器及磁偏轉器，且可因此使CDS變化同時使偏轉角641保持恆定。因此，可改變CDS以匹配物件平面204之方位變化，且不對物鏡228之操作模式施加限制。另外，可控制散射裝置312以使角度641與642保持相等。因此，光軸602可保持為平行於光束分離器510之光軸。此可簡化單光束設備600之各種組件的配置及對準。
現參考圖6，其說明符合本發明之實施例的例示性多光束 設備700。多光束設備700可為進一步包含圖3B之散射裝置311的圖2B之電子束工具104A。
多光束設備700可包含電子源206、槍孔徑212、聚光器透鏡214、自電子源206發射之一次電子束210、源轉換單元252、一次電子束210之複數個細光束254、256及258、初級投影光學系統260、多個二次電子束730、732及734、次級光學系統282及電子偵測裝置284。初級投影光學系統260可包含物鏡228。電子偵測裝置284可包含偵測元件286、288及290。散射裝置311、光束分離器222及偏轉掃描單元226可置放於初級投影光學系統260內部。
電子源206、槍孔徑212、聚光器透鏡214、源轉換單元252、散射裝置311、光束分離器222、偏轉掃描單元226及物鏡228可與設備700之主光軸702對準。次級光學系統282及電子偵測裝置284可與設備700之副光軸292對準。
如上文參考圖3B所描述，與散射裝置311相關聯之標稱散射角為零且細光束254、256及258可直接穿過散射裝置311。散射裝置311可誘發細光束254、256及258之CDS。散射裝置311可置放於初級投影光學系統260上方。
細光束254、256及258亦可直接穿過韋恩濾光器類型之光束分離器222。光束分離器222可誘發細光束之MDS。如上文參考圖4A及圖4B所描述，散射裝置311可經組態及控制以產生在方向上與MDS相反之CDS。可控制由散射裝置311產生之CDS的量值以使每一細光束之散射電子(例如，對應於光束路徑720及724之電子)實際上聚焦於物鏡228之物件平面。因此，物鏡228將細光束254、256及258之散射電子聚焦至樣品238 上以形成對應探測光點270、272及274。
現參考圖7，其說明符合本發明之實施例的例示性多光束設備900。多光束設備900可包含電子源206、槍孔徑212、聚光器透鏡214、自電子源206發射之一次電子束210、源轉換單元252、一次電子束210之複數個細光束254、256及258、初級投影光學系統260、多個二次電子束930、932及934、次級光學系統282及電子偵測裝置284。初級投影光學系統260可包含物鏡228。電子偵測裝置284可包含偵測元件286、288及290。散射裝置312、光束分離器510及偏轉掃描單元226可置放於初級投影光學系統260內部。
電子源206、槍孔徑212、聚光器透鏡214、源轉換單元252、散射裝置312、光束分離器510、偏轉掃描單元226及物鏡228可與多光束設備900之主光軸902對準。次級光學系統282及電子偵測裝置284可與多光束設備900之副光軸292對準。
如上文參考圖3C所描述，與散射裝置312相關聯之標稱散射角為非零，且一次電子束210可以標稱偏轉角908且以相關聯光束散射CDS穿過散射裝置312。以標稱能量V0沿著光軸902行進之細光束254、256及258的電子可在光束分離器510處以入射角908入射。以>V0之能量沿著光軸902行進之電子可以<角度908之入射角在光束分離器510處入射。以<V0之能量沿著光軸902行進之電子可以>角度908之入射角在光束分離器510處入射。散射裝置312可置放於初級投影光學系統260上方。
光束分離器510可使細光束254、256及258以等於角度910之標稱偏轉角及相關聯光束散射MDS偏轉。具有標稱能量V0之電子可以等於角度910之角度偏轉。具有>V0之能量的電子可以小於角度910之角度 偏轉。具有<V0之能量的電子可以大於角度910之角度偏轉。
可控制由散射裝置312產生之CDS，其中由CDS針對具有不同能量之電子產生的入射角變化可補償由MDS產生之偏轉角變化。因此，可控制具有不同能量之電子以實際上聚焦於物鏡228之物件平面。此外，物鏡228可將具有不同能量之電子(對應於光束路徑920、922及924)聚焦至樣品238上以形成對應探測光點270、272及274。散射裝置312包含靜電偏轉器及磁偏轉器，且可因此使CDS變化同時使偏轉角908保持恆定。因此，可改變CDS以匹配物件平面204之方位變化，且不對物鏡228之操作模式施加限制。另外，可控制散射裝置312以使角度908與910保持相等。因此，光軸902可保持為平行於光束分離器510之光軸906。此可簡化多光束設備900之各種組件的配置及對準。
圖11至圖13描繪具有用於驅動光束分離器222及散射裝置311、312之一或多個共同電源供應器1002、1004的電子光學柱之另外實例的部分。光學柱經組態以沿著一次光束路徑1045將一次電子束引導至樣品238上。光學柱包含光束分離器222。光束分離器可呈上文參考圖2至圖10所描述之形式中之任一者。光束分離器222使自樣品238沿著一次光束路徑1045發射之二次電子束1060遠離一次光束路徑1045轉向。在圖11之實例中，遠離一次光束路徑1045的轉向在點1070處發生。自光束分離器222逆流方向提供散射裝置311、312。散射裝置311、312可呈上文參考圖3至圖10所描述之形式中之任一者。散射裝置311、312補償由光束分離器222在一次光束中誘發之散射。提供一或多個共同電源供應器1002、1004以用於驅動光束分離器222及散射裝置311、312兩者。
在一些配置中，如圖11中所例示，光束分離器222使用由 光束分離器線圈1111產生之磁場使二次電子束1060轉向。磁場可垂直於柱之光軸。在所展示之實例中，磁場垂直於頁面。散射裝置312至少部分地使用由散射裝置線圈1110產生之磁場補償由光束分離器222(例如，由光束分離器線圈1111)誘發之散射。在此類型之配置中，一或多個共同電源供應器可包含驅動光束分離器線圈1111及散射裝置線圈1110兩者之共同電流源1002。當經由線圈驅動電流時，線圈產生對應磁場。光束分離器線圈1111及散射裝置線圈1110可形成於各別磁芯上。由光束分離器線圈1111產生之磁場與由散射裝置線圈1110產生之磁場相反地定向。在一實施例中，光束分離器線圈1111及散射裝置線圈1110彼此串聯連接且連接至共同電流源1002，如由連接件1005示意性地描繪。可提供分流器配置以調整光束分離器線圈1111及散射裝置線圈1110中之電流的相對大小。替代地或另外，可改變任一或兩個線圈之圈數以調整光束分離器線圈1111及散射裝置線圈1110中之磁性激勵的相對大小。
在一些配置中，如圖12至圖13中所例示，光束分離器222包含光束分離器電極1121。光束分離器電極1121將電場施加至光束分離器222中之一次電子。電場使得將力施加至一次電子，該力之方向與藉由由光束分離器線圈1111產生之磁場施加至一次電子的力相反。在一些配置中，如上文參考例如圖10所論述及在圖13中所例示，由電場施加至光束分離器222中之具有選定標稱能量的一次光束之一部分的力在量值上實質上等於由磁場施加至一次光束之同一部分的力。在此類型之配置中，光束分離器222可稱為韋恩濾光器。具有標稱能量之一次光束之部分將未經偏轉穿過光束分離器222。在其他配置中，如圖12中所例示，由電場施加的力在量值上不同於由磁場針對光束之所有部分施加的力。由磁場施加之力 可例如為由電場施加之力的兩倍強以使散射最小化。此情況由於交叉的電場及磁場中之具有質量m、電荷q及速度v之電子之偏轉角而出現，且施加於距離l上之磁場由θ=ql(vB-E)/(mv 2)給出，且當vB=2E時
Figure 110147336-A0305-02-0023-1
。在此情形下，將由磁場獨自賦予之偏轉角θ B 將為將由電場獨自且在相反方向上賦予之偏轉角θ E 的兩倍大，使得θ B =-2θ E 。自樣品238發射之二次電子束1060在與一次光束相反之方向上行進且在光束分離器222中藉由磁場及電場兩者在相同方向上偏轉。兩個力之累積效應引起-3θ E 或更多之較大偏轉(此係由於二次電子可具有比一次電子更低之能量)。如上文參考圖3C所論述，配置不抵消之電場及磁場允許將固定非零偏轉施加至一次光束。
在一些實施例中，散射裝置包含散射裝置電極1120。散射裝置電極1120將電場施加至散射裝置311、312中之一次電子。電場使得將力施加至一次電子，該力之方向與藉由由散射裝置線圈1110產生之磁場施加至一次電子的力相反。在一些配置中，如上文參考例如圖10所論述及在圖13中所例示，由電場施加至散射裝置311中之具有選定標稱能量的一次光束之一部分的力在量值上實質上等於由磁場施加至一次光束之同一部分的力。在此類型之配置中，散射裝置311可稱為韋恩濾光器。具有標稱能量之一次光束之部分將未經偏轉穿過散射裝置311。在其他配置中，如圖12中所例示，由電場施加的力在量值上不同於由磁場針對光束之所有部分施加的力。由磁場施加之力可例如為由電場施加之力的兩倍強。如上文參考圖3C所論述，以此方式配置不抵消之電場及磁場允許將固定非零偏轉施加至一次光束。
在一些實施例中，如圖12至圖13中所例示，一或多個共同電源供應器包含經組態以驅動光束分離器電極1121及散射裝置電極1120 兩者之共同電壓源1004。共同電壓源1004因此可跨光束分離器電極1121及散射裝置電極1120兩者施加電壓(電位差)。光束分離器電極1121及散射裝置電極1120可相對於彼此並聯連接，如圖12及圖13中示意性地描繪。光束分離器電極1121及散射裝置電極1120可經連接使得跨光束分離器電極1121之電壓在極性上與跨散射裝置電極1120之電壓相反。可提供分壓器配置以調整光束分離器電極1121及散射裝置電極1120中之電場的相對大小。替代地或另外，可改變光束分離器電極1121及散射裝置電極1120中之任一者或兩者的位置及/或幾何形狀以調整光束分離器電極1121及散射裝置電極1120對穿過光束分離器222及散射裝置311、312之電子的相對影響。舉例而言，可使電極沿著光束路徑較長或較短，以改變在此期間電場作用於電子之週期，或可改變電極之間的間距以針對給定施加電壓使電場變化。
在一些實施例中，如圖13中所例示，光束分離器222及散射裝置311中之任一者或兩者包含調整電極1130、1131。調節電極1130、1131將電場施加至垂直於或傾斜於由光束分離器電極1121或散射裝置電極1120施加之電場的一次電子。在圖13之實例中，調整電極1130、1131提供於光束分離器222及散射裝置311兩者中。調整電極1130、1131平行於頁面之平面且因此產生垂直於頁面之平面的電場。由調整電極1130、1131施加至一次電子之力因此垂直於由光束分離器線圈1111、散射裝置線圈1110、光束分離器電極1121及散射裝置電極1120施加之力。調整電極1130、1131可用於藉由在垂直於由光束分離器線圈1111、散射裝置線圈1110、光束分離器電極1121及散射裝置電極1120施加之力的方向上偏轉來精細調諧一次電子束。進行精細調諧所需的電場很可能顯著小於施加 於光束分離器電極1121及散射裝置電極1120中的電場。歸因於用於為調整電極供電之電源供應器中之波動的誤差可因此對效能僅具有有限負面影響。在此類型之實施例中，可提供獨立電源供應器1005及1006以分別驅動調整電極1130、1131。獨立電源供應器1005及1006獨立於一或多個共同電源供應器1002、1004。
在一些配置中，一或多個調整線圈1132可設置於光束分離器222處及/或散射裝置311、312處。在圖13之實例中，光束分離器222包含一對調整線圈1132。在其他配置中，散射裝置311、312可包含一或多個調整線圈或光束分離器222，且散射裝置311、312可各自包含一或多個調整線圈。調整線圈1132將磁場施加至垂直於或傾斜於由光束分離器線圈1111或散射裝置線圈1110施加之磁場的一次電子。調整線圈1132可用於藉由在垂直於由光束分離器線圈1111、散射裝置線圈1110、光束分離器電極1121及散射裝置電極1120施加之力的方向上偏轉來精細調諧一次電子束。進行精細調諧所需的磁場很可能顯著小於施加於光束分離器線圈1111及散射裝置線圈1110中的磁場。歸因於用於為調整線圈供電之電源供應器中之波動的誤差可因此對效能僅具有有限負面影響。在此類型之實施例中，可提供獨立電源供應器1007以在光束分離器222或散射裝置312處驅動一或多個調整線圈1132。獨立電源供應器1007獨立於一或多個共同電源供應器1002、1004及用於驅動調整電極1130、1131電源供應器1005及1006(當存在時)。為了清楚起見，在圖13中省略獨立電源供應器1005、1006及1007與調整電極1130、1131及調整線圈1132之間的連接。
上文描述以電子光學方式串聯提供光束分離器222及散射裝置311、312之各種配置。一或多個一次電子束在到達樣品238之前首先 穿過散射裝置311、312且接著穿過光束分離器222。散射裝置311、312預先補償由光束分離器222在一次光束中誘發之散射的至少一部分。散射裝置311、312為前饋校正器或補償器。在光束分離器222操作於光束311、312上之前將補償引入至光束。為了高效補償，需要光束分離器222及散射裝置311、312沿著一次光束路徑直接連續。在此類配置中，因此，在光束分離器222與散射裝置311、312之間不存在對電子具有顯著影響之另一元件。光束分離器222與散射裝置311、312之間的任何區均不含可顯著更改電子之軌跡或能量的任何元件，諸如另一電子光學元件、障礙物或濾光器。較佳地，一次光束中之電子之軌跡在光束分離器222與散射裝置311、312之間彼此平行。軌跡使得在光束分離器222與散射裝置311、312之間不形成中間焦點。此類電子光學設計可描述為關於光束分離器222及散射裝置不對稱。光束路徑在光束分離器222與散射裝置311、312之間為連續的，且諸如中間焦點之任何焦點係在沿著光束分離器222及散射裝置311、312兩者之一次光束路徑之逆流方向或順流方向。
光束分離器222及散射裝置311、312可相對於彼此實質上對稱。舉例而言，由光束分離器222施加之電場可與由散射裝置311、312施加之電場在大小上實質上相等且在方向上相反。由光束分離器222施加之磁場可與由散射裝置311、312施加之磁場在大小上實質上相等且在方向上相反。一次光束路徑之電子受光束分離器222影響所沿著的一部分之長度可與一次光束路徑之電子受散射裝置311、312影響所沿著的一部分之長度實質上相同。光束分離器222及散射裝置311、312可因此具有實質上相同的大小。以此方式使電場及/或磁場之影響對稱可促進散射之最佳補償。然而，本發明人已發現即使在存在一些不對稱性的情況下亦可達成 有效補償位準。有效補償位準可包括校正但並非完全消除由光束分離器產生之散射。此使得有可能達成空間節省與散射補償之間的合乎需要的平衡。舉例而言，在一些配置中，使散射裝置311、312有意地小於光束分離器222以允許在待定位散射裝置311、312之區中節省空間。因此，散射裝置311、312可經組態以與光束分離器散射裝置311相比沿著一次光束路徑之更小部分影響電子且可由此製造得更小。
應瞭解，本發明不限於上文所描述及在隨附圖式中所說明之確切建構，且可在不背離本發明之範疇的情況下作出各種修改及改變。希望本發明之範疇應僅由隨附申請專利範圍及條項限制。提供以下條項：
條項1：一種經組態以沿著一一次光束路徑將一一次電子束引導至一樣品上之電子光學柱，其包含：一光束分離器，其經組態以使自該樣品沿著該一次光束路徑發射之一二次電子束遠離該一次光束路徑轉向；自該光束分離器逆流方向之一散射裝置，該散射裝置經組態以補償由該光束分離器在該一次光束中誘發之散射；及一或多個共同電源供應器，其各自經組態以驅動該光束分離器及該散射裝置兩者。
條項2：如條項1之柱，其中：該光束分離器經組態以使用由一光束分離器線圈產生之一磁場使該二次電子束轉向；且該散射裝置經組態以使用由一散射裝置線圈產生之一磁場來補償該散射。
條項3：如條項2之柱，其中該一或多個共同電源供應器包含經組態以驅動該光束分離器線圈及該散射裝置線圈兩者之一共同電流源。
條項4：如條項2或3之柱，其中由該光束分離器線圈產生之該磁場與由該散射裝置線圈產生之該磁場相反地定向。
條項5：如條項2至4中任一項之柱，其中：該光束分離器包含經組態以將一電場施加至該光束分離器中之一次電子的光束分離器電極；且該電場使得將一力施加至該等一次電子，該力在方向上與藉由由該光束分離器線圈產生之該磁場施加至該等一次電子的一力相反。
條項6：如條項5之柱，其中由該電場施加至該光束分離器中之具有一選定標稱能量的該一次光束之一部分的該力在量值上實質上等於由該磁場施加至該一次光束之同一部分的該力。
條項7：如條項5或6之柱，其中：該散射裝置包含經組態以將一電場施加至該散射裝置中之一次電子的散射裝置電極；且該電場使得將一力施加至該等一次電子，該力在方向上與藉由由該散射裝置線圈產生之該磁場施加至該等一次電子的一力相反。
條項8：如條項7之柱，其中由該電場施加至該散射裝置中之具有一選定標稱能量的該一次光束之一部分的該力在量值上實質上等於由該磁場施加至該一次光束之同一部分的該力。
條項9：如條項7或8之柱，其中該一或多個共同電源供應器包含經組態以驅動該等光束分離器電極及該等散射裝置電極兩者之一共同電壓源。
條項10：如條項5至9中任一項之之柱，其中該光束分離器及該散射裝置中之任一者或兩者包含調整電極，該等調整電極經組態以將一電場施加至垂直於或傾斜於由該等光束分離器電極或該等散射裝置電極施加之該電場的一次電子。
條項11：如條項10之柱，其進一步包含經組態以驅動該等調整電極之至少一個獨立電源供應器，每一獨立電源供應器獨立於該一或 多個共同電源供應器。
條項10：如前述條項中任一項之柱，其中該散射裝置經組態以與該光束分離器相比沿著該一次光束路徑之一更小部分影響電子。
條項13：如前述條項中任一項之柱，其中該光束分離器及該散射裝置沿著該一次光束路徑直接連續。
條項14：一種帶電粒子評估工具，其包含如條項1至13中任一項之柱。
條項15：一種沿著一一次光束路徑將一一次電子束引導至一樣品上之方法，其包含：使用一光束分離器使自該樣品沿著該一次光束路徑發射之一二次電子束遠離該一次光束路徑轉向；及使用自該光束分離器逆流方向之一散射裝置補償由該光束分離器在該一次光束中誘發之散射，其中使用一或多個共同電源供應器來驅動該光束分離器及該散射裝置兩者。
222:光束分離器
228:物鏡
238:樣品
311:散射裝置
1004:共同電源供應器/共同電壓源
1040:部分
1041:部分
dV:波動
V:標稱電壓

Claims (15)

  1. 一種經組態以沿著一一次光束路徑將一一次電子束引導至一樣品上之電子光學柱，其包含： 一光束分離器，其經組態以使自該樣品沿著該一次光束路徑發射之一二次電子束遠離該一次光束路徑轉向； 自該光束分離器逆流方向之一散射裝置，該散射裝置經組態以補償由該光束分離器在該一次光束中誘發之散射；及 一或多個共同電源供應器，其各自經組態以驅動該光束分離器及該散射裝置兩者。
  2. 如請求項1之柱，其中： 該光束分離器經組態以使用由一光束分離器線圈產生之一磁場使該二次電子束轉向；且 該散射裝置經組態以使用由一散射裝置線圈產生之一磁場來補償該散射。
  3. 如請求項2之柱，其中該一或多個共同電源供應器包含經組態以驅動該光束分離器線圈及該散射裝置線圈兩者之一共同電流源。
  4. 如請求項2或3之柱，其中由該光束分離器線圈產生之該磁場與由該散射裝置線圈產生之該磁場相反地定向。
  5. 如請求項2或3之柱，其中： 該光束分離器包含經組態以將一電場施加至該光束分離器中之一次電子的光束分離器電極；且 該電場使得將一力施加至該等一次電子，該力在方向上與藉由由該光束分離器線圈產生之該磁場施加至該等一次電子的一力相反。
  6. 如請求項5之柱，其中由該電場施加至該光束分離器中之具有一選定標稱能量的該一次光束之一部分的該力在量值上實質上等於由該磁場施加至該一次光束之同一部分的該力。
  7. 如請求項5之柱，其中： 該散射裝置包含經組態以將一電場施加至該散射裝置中之一次電子的散射裝置電極；且 該電場使得將一力施加至該等一次電子，該力在方向上與藉由由該散射裝置線圈產生之該磁場施加至該等一次電子的一力相反。
  8. 如請求項7之柱，其中由該電場施加至該散射裝置中之具有一選定標稱能量的該一次光束之一部分的該力在量值上實質上等於由該磁場施加至該一次光束之同一部分的該力。
  9. 如請求項7之柱，其中該一或多個共同電源供應器包含經組態以驅動該等光束分離器電極及該等散射裝置電極兩者之一共同電壓源。
  10. 如請求項5之柱，其中該光束分離器及該散射裝置中之任一者或兩者包含調整電極，該等調整電極經組態以將一電場施加至垂直於或傾斜於由該等光束分離器電極或該等散射裝置電極施加之該電場的一次電子。
  11. 如請求項10之柱，其進一步包含經組態以驅動該等調整電極之至少一個獨立電源供應器，每一獨立電源供應器獨立於該一或多個共同電源供應器。
  12. 如請求項1至3中任一項之柱，其中該散射裝置經組態以與該光束分離器相比沿著該一次光束路徑之一更小部分影響電子。
  13. 如請求項1至3中任一項之柱，其中該光束分離器及該散射裝置沿著該一次光束路徑直接連續。
  14. 一種帶電粒子評估工具，其包含如請求項1至13中任一項之柱。
  15. 一種沿著一一次光束路徑將一一次電子束引導至一樣品上之方法，其包含： 使用一光束分離器使自該樣品沿著該一次光束路徑發射之一二次電子束遠離該一次光束路徑轉向；及 使用自該光束分離器逆流方向之一散射裝置補償由該光束分離器在該一次光束中誘發之散射，其中 使用一或多個共同電源供應器來驅動該光束分離器及該散射裝置兩者。
TW110147336A 2020-12-22 2021-12-17 電子光學柱及用於將一次電子束引導至樣品上之方法 TWI815247B (zh)

Applications Claiming Priority (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US202063129330P 2020-12-22 2020-12-22
US63/129,330 2020-12-22
US202163177563P 2021-04-21 2021-04-21
US63/177,563 2021-04-21
EP21171996.8A EP4086934A1 (en) 2021-05-04 2021-05-04 Electron optical column and method for directing a beam of primary electrons onto a sample
EP21171996.8 2021-05-04

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW202240625A TW202240625A (zh) 2022-10-16
TWI815247B true TWI815247B (zh) 2023-09-11

Family

ID=78827587

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW110147336A TWI815247B (zh) 2020-12-22 2021-12-17 電子光學柱及用於將一次電子束引導至樣品上之方法

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20240055219A1 (zh)
EP (1) EP4268257A1 (zh)
JP (1) JP2023554272A (zh)
KR (1) KR20230123969A (zh)
IL (1) IL303919A (zh)
TW (1) TWI815247B (zh)
WO (1) WO2022135842A1 (zh)

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007141488A (ja) * 2005-11-15 2007-06-07 Ebara Corp 電子線装置及びパターン評価方法
US7755045B2 (en) * 2006-08-11 2010-07-13 Hitachi High-Technologies Corporation Scanning electron microscope
CN103779160A (zh) * 2012-10-22 2014-05-07 Fei公司 可配置带电粒子装置
US8766181B2 (en) * 2012-05-11 2014-07-01 California Institute Of Technology Control imaging methods in advanced ultrafast electron microscopy
US9153413B2 (en) * 2007-02-22 2015-10-06 Applied Materials Israel, Ltd. Multi-beam scanning electron beam device and methods of using the same
US9443699B2 (en) * 2014-04-25 2016-09-13 Ims Nanofabrication Ag Multi-beam tool for cutting patterns
US20190035595A1 (en) * 2017-07-28 2019-01-31 Hermes Microvision, Inc. Systems and methods for compensating dispersion of a beam separator in a single-beam or multi-beam apparatus
TW201941244A (zh) * 2018-02-20 2019-10-16 台夫特理工大學 使用多束帶電粒子柱檢查樣品表面之設備與方法
TW201946086A (zh) * 2018-02-20 2019-12-01 台夫特理工大學 用於多束帶電粒子檢查設備之訊號分離器

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6254445B2 (ja) * 2014-01-09 2017-12-27 株式会社日立ハイテクノロジーズ 荷電粒子ビーム装置

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007141488A (ja) * 2005-11-15 2007-06-07 Ebara Corp 電子線装置及びパターン評価方法
US7755045B2 (en) * 2006-08-11 2010-07-13 Hitachi High-Technologies Corporation Scanning electron microscope
US9153413B2 (en) * 2007-02-22 2015-10-06 Applied Materials Israel, Ltd. Multi-beam scanning electron beam device and methods of using the same
US8766181B2 (en) * 2012-05-11 2014-07-01 California Institute Of Technology Control imaging methods in advanced ultrafast electron microscopy
CN103779160A (zh) * 2012-10-22 2014-05-07 Fei公司 可配置带电粒子装置
US9443699B2 (en) * 2014-04-25 2016-09-13 Ims Nanofabrication Ag Multi-beam tool for cutting patterns
US20190035595A1 (en) * 2017-07-28 2019-01-31 Hermes Microvision, Inc. Systems and methods for compensating dispersion of a beam separator in a single-beam or multi-beam apparatus
TW201941244A (zh) * 2018-02-20 2019-10-16 台夫特理工大學 使用多束帶電粒子柱檢查樣品表面之設備與方法
TW201946086A (zh) * 2018-02-20 2019-12-01 台夫特理工大學 用於多束帶電粒子檢查設備之訊號分離器

Also Published As

Publication number Publication date
US20240055219A1 (en) 2024-02-15
EP4268257A1 (en) 2023-11-01
WO2022135842A1 (en) 2022-06-30
TW202240625A (zh) 2022-10-16
IL303919A (en) 2023-08-01
KR20230123969A (ko) 2023-08-24
JP2023554272A (ja) 2023-12-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
USRE49784E1 (en) Apparatus of plural charged-particle beams
JP6641011B2 (ja) 複数の荷電粒子ビームの装置
CN111681939B (zh) 多个带电粒子束的装置
US11302514B2 (en) Apparatus for multiple charged-particle beams
US20190066972A1 (en) Charged particle beam device, aperture arrangement for a charged particle beam device, and method for operating a charged particle beam device
JP7135009B2 (ja) マルチビーム装置におけるビームセパレータの分散を補償するためのシステム及び方法
US7067807B2 (en) Charged particle beam column and method of its operation
CN115223831B (zh) 带电粒子束设备、多子束组件和检查样本的方法
TWI815247B (zh) 電子光學柱及用於將一次電子束引導至樣品上之方法
US11501946B2 (en) Method of influencing a charged particle beam, multipole device, and charged particle beam apparatus
EP4086934A1 (en) Electron optical column and method for directing a beam of primary electrons onto a sample
JP7526234B2 (ja) マルチビーム装置におけるビームセパレータの分散を補償するためのシステム及び方法
CN116745880A (zh) 电子光学列和初级电子射束到样品上的引导方法