TWI825193B - 接物鏡排列 - Google Patents
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Abstract
一種接物鏡之排列，可包括磁性鏡片及靜電鏡片。磁性鏡片可包括一或更多線圈、上部磁極片及下部磁極片。靜電鏡片可包括上部電極、內部下部電極及外部下部電極。內部下部電極的主要部分可藉由外部下部電極的主要部分環繞。上部電極、內部下部電極及外部下部電極沿著接物鏡排列的光學軸而以同軸關係排列。外部下部電極的底部孔洞的面積可不超過內部下部電極的底部孔洞的面積。
Description
本揭露案關於接物鏡排列。
本申請案主張於2018年10月15日申請的美國第16/160,906號申請案的權益，此案的內容在此處整體併入作為參考。
帶電粒子束柱通常在掃描電子顯微鏡中利用，掃描電子顯微鏡在半導體裝置的製造中為廣泛使用的已知技術，而在關鍵尺寸（CD）度量工具、所謂的CD掃描電子顯微鏡（SEM）及缺陷檢查SEM（DR-SEM）中利用。
在SEM中，待檢查的物體區域藉由帶電粒子的聚焦的主光束之手段（通常為電子）而二維度地掃描。以主電子束輻射物體釋放二次電子及/或背向散射電子。
二次電子於主電子束入射處的物體的側邊釋放，且移回而藉由偵測器捕捉，而產生與所偵測的電流成正比的輸出電子訊號。二次電子的能量分布或能量表明物體的性質及成分。
所有成像系統的一個共同目標包括增加影像解析度以提供奈米規模的解析度。
產生具有奈米規模的解析度之影像需要複雜的光學元件，且與像差及光束漂移相關聯。
對於提供簡化SEM的光學元件且展現低的像差之接物鏡排列具有增長的需求。
可提供如說明書及圖式之至少一者中所述之接物鏡排列。
在以下詳細說明中，闡明數個特定細節以便提供本發明的透徹理解。然而，本領域中技藝人士應理解在無須該等特定細節下仍可實踐本發明。在其他實例中，並未詳細敘述熟知方法、程序及部件，以便不模糊本發明。
視為本發明之標的在說明書的結論部分中特別指出且明確主張。然而，當與隨附圖式一起閱讀時，本發明之組織及操作方法兩者一起連同本發明之目標、特徵及優點可參考以下詳細說明而最佳地理解。
應理解為了圖示的簡化及清楚，圖式中顯示的元件並非必須按照尺寸繪製。舉例而言，為了清楚起見，一些元件的尺寸可相對於其他元件而誇大。再者，當考量為適當時，可在圖式之中重複元件符號以代表相對應或類似的元件。
因為本發明的圖示實施例大部分可使用本領域中技藝人士已知的電子部件及電路實施，所以細節的解釋將不會超出如上文圖示般認為必要的範圍，為了理解並瞭解本發明的基本概念，並且不混淆或分散本發明的教示。
在說明書中對方法的任何參考應準用應用至能夠執行方法的系統。
在說明書中對系統的任何參考應準用應用至可藉由系統執行的方法。
第1圖圖示物體20、接物鏡排列11、鏡片中偵測器70及夾盤10。
夾盤10支撐物體20。
接物鏡排列11包括磁性鏡片50及靜電鏡片。
磁性鏡片50包括一或更多線圈53、上部磁極片52及下部磁極片51。一或更多線圈53可定位於上部磁極片及下部磁極片之間。
靜電鏡片包括上部電極60、內部下部電極30及外部下部電極40。應注意物體20亦作用為靜電鏡片的一個電極。
上部電極60、內部下部電極30及外部下部電極40沿著接物鏡排列11的光學軸72而以同軸的關係排列。
上部磁極片52可接觸上部電極60，且可電氣耦合至上部電極60。
上部電極60可電氣耦合至內部下部電極30，藉此以簡單且有效的方式設定內部下部電極30的電壓。
下部磁極片51可與外部下部電極40電氣隔絕。
內部下部電極30的主要部分藉由外部下部電極40的主要部分環繞。主要部分可意指超過百分之五十的高度，或超過百分之五十的體積及類似者。
外部下部電極40的頂部低於內部下部電極30的頂部。外部下部電極40的底部低於內部下部電極30的底部。
參照第2圖：
a. 在外部下部電極40的頂部至內部下部電極30的頂部之間存在第一高度差（DH1）81。
b. 在外部下部電極40的頂部至內部下部電極30的底部之間存在第二高度差（DH2）82。
c. 在外部下部電極40的底部至內部下部電極30的底部之間存在第三高度差（DH3）83。
d. 在外部下部電極40的底部至物體20之間存在第四高度差（DH4）84。
e. 在內部下部電極30的底部至物體20之間存在第五高度差（DH5）85。
f. 內部下部電極30的底部開口34及物體上的照明點形成虛擬錐形，虛擬錐形具有角度範圍86的開口（在虛擬錐形的基底處）。
g. 在外部下部電極40至內部下部電極30之間存在最小距離80。
h. 外部下部電極的底部開口41的直徑88可以或無須超過內部下部電極的底部開口34的直徑87。
DH4 84、DH5 85、最小距離80、直徑88、直徑87可為毫米尺寸—例如低於一公分且大於0.1毫米。
角度範圍86可在二十及七十度之間變化。
DH1 81、DH2、DH3可為毫米尺寸或公分尺寸。
因為內部下部電極30的主要部分藉由外部下部電極40的主要部分環繞，所以第二高度差DH2超過第一高度差DH1 81及第三高度差DH2 83之各者。DH2>DH1且DH2>DH3。
因為內部下部電極30的主要部分藉由外部下部電極40的主要部分環繞，所以內部下部電極30減少且甚至避免上部電極60藉由從物體發射的背向散射電子而不受控制的充電。非所欲的充電形成可引發主光束偏移及斑點的寄生靜電電場。藉由所建議的接物鏡排列，減少且甚至避免主光束偏移及斑點。
在外部下部電極40至內部下部電極30之間的最小距離80可超過電弧形成的電弧距離—藉此避免在外部下部電極40及內部下部電極30之間形成電弧。最小距離可根據接物鏡排列的預期的操作參數而設定。
內部下部電極30的底部開口可與物體足夠地接近（例如，一或數毫米），且可足夠寬以收集在大的角度收集範圍上發射的電子。
角度收集範圍包括來自物體而可到達內部下部電極的電子的發射角度。角度收集範圍超過角度範圍86，因為電子的軌跡並非線性，且從物體發射的電子被吸引朝向接物鏡排列。寬的角度收集範圍允許鏡片中偵測器70收集關於物體的拓撲資訊。因此，包括接物鏡排列的SEM無須許多鏡片偵測器，藉此簡化SEM。
所建議的接物鏡排列展現柱的接物鏡的短的焦距，及在較短距離下電子束的減速，結果降低球差及色差係數，且改善解析度。
藉由以下之結合降低像差：(a)在外部下部電極的底部及內部下部電極的底部之間的毫米等級距離，及(b)將內部下部電極設定至高電位—例如內部上部電極的電位。
內部下部電極30可包括定位於錐形截頭狀部分31上方的圓柱形部分32。圓柱形部分的高度可等於錐形截頭狀部分的高度。或者，圓柱形部分的高度可不同於錐形截頭狀部分的高度。
內部下部電極30亦可包括連接至圓柱形部分的外部之外部介面33。外部介面33可連接至上部電極60—特別連接至上部電極60的底部。
在上述說明書中，已參照本發明的實施例的特定範例說明本發明。然而，可作成各種修改及改變而不會悖離如隨附請求項中闡明的本發明的較廣精神及範疇為顯而易見的。
再者，說明書及請求項中若出現「前」、「後」、「頂部」、「底部」、「上」、「下」及類似者的術語是用於說明之目的，且並非必須用於說明永久相對位置。應理解所使用的術語在適當情況下可互換，使得例如此處所述的本發明的實施例能夠以圖示或此處以其他方式說明的其他方位操作。
此處所論述的連接可為適合於例如經由中間裝置從或至相應節點、單元或裝置傳送訊號的任何類型的連接。因此，除非以其他方式暗示或記載，連接例如可為直接連接或間接連接。可以參考單獨連接、複數個連接、單向連接或雙向連接來圖示或說明連接。然而，不同實施例可改變連接的實施方式。舉例而言，可使用分開的單向連接而非雙向連接，且反之亦然。而且，複數個連接可以連續傳送多重訊號或以分時多工方式的單獨連接取代。類似地，承載多重訊號的單獨連接可分成承載此等訊號之子集的各種不同連接。因此，存在用於傳送訊號的許多選擇。
達成相同功能的部件的任何排列為「相關聯」有效的，使得能夠達成所欲功能。因此，達成特定功能的此處結合的任何兩個部件可視為彼此「相關聯」，使得能夠達成所欲功能，而不論構造或中間部件如何。類似地，相關聯的任何兩個部件亦可視為彼此「可操作地連接」或「可操作地耦合」，以達成所欲功能。
此外，本領域技藝人士將認知上述操作之間的界線僅為圖示性。可將多重操作結合成單一操作，單一操作可在額外操作中分佈，且可在時間上至少部分重疊地執行操作。再者，替代實施例可包括特定操作的多個實例，且操作的順序在各種其他實施例中可改變。
亦為範例，在一個實施例中，圖示的範例可作為單一積體電路上定位的電路實施，或在相同裝置之中實施。或者，範例可以適合的方式彼此互相連接的任何數量的分開的積體電路或分開的裝置實施。
然而，亦可能有其他修改、改變及替代。因此，說明書及圖式視為圖示性而非限制性意義。
在請求項中，括號之間放置的任何元件符號不應解釋為對請求項的限制。「包含」一詞並非排除請求項中列舉的其他元件或步驟的存在。此外，此處所使用的「一(a)」或「一(an)」的術語界定為一個或超過一個。而且，在請求項中使用的介紹性片語，例如「至少一個」及「一或多個」不應解釋為暗示藉由不定冠詞「一(a)」或「一(an)」對另一請求項元件的介紹限制任何特定請求項含有此介紹的請求項元件為含有僅一個此元件的發明，甚至為當相同的請求項包括「一或多個」或「至少一個」的介紹性片語及不定冠詞，例如「一(a)」或「一(an)」。對於定冠詞的使用亦具有同樣道理。除非另為說明，例如「第一」及「第二」的術語用以在此等術語描述的元件之間進行任意區分。因此，此等術語並非必須意圖表明此等元件的時間或其他優先順序。在互不相同的請求項中記載某些措施的事實並不表示不能利用這些措施的結合來獲得優點。
儘管此處已圖示且說明本發明的某些特徵，許多修改、替換、改變及均等將對本領域中技藝人士而言為顯而易見的。因此，應理解隨附請求項意圖覆蓋落入本發明之實際精神之中的所有此等修改及改變。
10:夾盤
11:接物鏡排列
20:物體
30:內部下部電極
31:錐形截頭狀部分
32:圓柱形部分
33:外部介面
34:底部開口
40:外部下部電極
41:底部開口
50:磁性鏡片
51:下部磁極片
52:上部磁極片
53:線圈
60:上部電極
70:鏡片中偵測器
72:光學軸
80:最小距離
81:第一高度差
82:第二高度差
83:第三高度差
84:第四高度差
85:第五高度差
86:角度範圍
87:直徑
88:直徑
視為本發明之標的在說明書的結論部分中特別指出且明確主張。然而，當與隨附圖式一起閱讀時，本發明之組織及操作方法兩者一起連同本發明之目標、特徵及優點可參考以下詳細說明而最佳地理解，其中：
第1圖圖示SEM的接物鏡排列、物體及額外的部件之範例；
第2圖圖示接物鏡排列的一些部件之範例及物體；及
第3圖圖示內部下部電極的範例。
國內寄存資訊 (請依寄存機構、日期、號碼順序註記)
無
國外寄存資訊 (請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記)
無
10:夾盤
11:接物鏡排列
20:物體
30:內部下部電極
31:錐形截頭狀部分
32:圓柱形部分
33:外部介面
34:底部開口
40:外部下部電極
41:底部開口
50:磁性鏡片
51:下部磁極片
52:上部磁極片
53:線圈
60:上部電極
70:鏡片中偵測器
72:光學軸
Claims (19)
- 一種接物鏡排列，包含：一磁性鏡片；及一靜電鏡片；其中該磁性鏡片包含一或更多線圈、一上部磁極片及一下部磁極片；其中該靜電鏡片包含一上部電極、一內部下部電極及一外部下部電極；其中該內部下部電極的一主要部分藉由該外部下部電極的一主要部分環繞；其中該上部電極、該內部下部電極及該外部下部電極沿著該接物鏡排列的一光學軸而以一同軸關係排列；其中該內部下部電極包括一外部介面，該外部介面將該內部下部電極電氣耦合至該上部電極；及其中該外部下部電極的一底部孔洞的一面積不超過該內部下部電極的一底部孔洞的一面積。
- 如請求項1所述之接物鏡排列，其中該內部下部電極的該主要部分的一外部藉由超過一電弧距離的一距離與該外部下部電極的該主要部分的一內部間隔開來。
- 如請求項1所述之接物鏡排列，其中該內部下部電極包含一圓柱形部分，該圓柱形部分定位於一 錐形截頭狀部分的上方。
- 如請求項3所述之接物鏡排列，其中該圓柱形部分的一高度等於該錐形截頭狀部分的一高度。
- 如請求項3所述之接物鏡排列，其中該圓柱形部分的一高度不同於該錐形截頭狀部分的一高度。
- 如請求項3所述之接物鏡排列，其中該內部下部電極的該外部介面連接至該圓柱形部分的一外部。
- 如請求項1所述之接物鏡排列，其中該內部下部電極的該外部介面連接至該上部電極。
- 如請求項1所述之接物鏡排列，其中該上部磁極片電氣耦合至該上部電極，且其中該下部磁極片與該外部下部電極電氣隔絕。
- 如請求項1所述之接物鏡排列，其中該靜電鏡片由該上部電極、該內部下部電極及該外部下部電極組成。
- 一種接物鏡排列，包含：一磁性鏡片；及一靜電鏡片；其中該磁性鏡片包含一或更多線圈、一上部磁極片及一下部磁極片；其中該靜電鏡片包含一上部電極、一內部下部電極 及一外部下部電極；其中該內部下部電極的一主要部分藉由該外部下部電極的一主要部分環繞；其中該上部電極、該內部下部電極及該外部下部電極沿著該接物鏡排列的一光學軸而以一同軸關係排列；其中該上部磁極片電氣耦合至該上部電極，且其中該下部磁極片與該外部下部電極電氣隔絕；及其中該外部下部電極的一底部孔洞的一面積不超過該內部下部電極的一底部孔洞的一面積。
- 如請求項10所述之接物鏡排列，其中該內部下部電極的該主要部分的一外部藉由超過一電弧距離的一距離與該外部下部電極的該主要部分的一內部間隔開來。
- 如請求項10所述之接物鏡排列，其中該內部下部電極包含一圓柱形部分，該圓柱形部分定位於一錐形截頭狀部分的上方。
- 如請求項10所述之接物鏡排列，其中該內部下部電極包括一外部介面，該外部介面將該內部下部電極電氣耦合至該上部電極。
- 如請求項13所述之接物鏡排列，其中該外部介面連接至該上部電極。
- 一種接物鏡排列，包含： 一磁性鏡片；及一靜電鏡片；其中該磁性鏡片包含一或更多線圈、一上部磁極片及一下部磁極片；其中該靜電鏡片包含一上部電極、一內部下部電極及一外部下部電極；其中該內部下部電極的一主要部分藉由該外部下部電極的一主要部分環繞；其中該上部電極、該內部下部電極及該外部下部電極沿著該接物鏡排列的一光學軸而以一同軸關係排列；其中該內部下部電極電氣耦合至該上部電極；及其中該外部下部電極的一底部孔洞的一面積不超過該內部下部電極的一底部孔洞的一面積。
- 如請求項15所述之接物鏡排列，其中該內部下部電極的該主要部分的一外部藉由超過一電弧距離的一距離與該外部下部電極的該主要部分的一內部間隔開來。
- 如請求項15所述之接物鏡排列，其中該內部下部電極包含一圓柱形部分，該圓柱形部分定位於一錐形截頭狀部分的上方。
- 如請求項15所述之接物鏡排列，其中該內部下部電極包括一外部介面，該外部介面將該內部下 部電極電氣耦合至該上部電極。
- 如請求項18所述之接物鏡排列，其中該外部介面連接至該上部電極。
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2019
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