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TW201903399A - 多行掃描式電子顯微鏡系統 - Google Patents

多行掃描式電子顯微鏡系統 Download PDF

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Abstract

本發明揭示一種多行掃描式電子顯微鏡(SEM)系統。該SEM系統包含一源總成。該源總成包含經組態以產生複數個電子束之兩個或兩個以上電子束源。該源總成亦包含經組態以致動該兩個或兩個以上電子束源之兩組或兩組以上定位器。該SEM系統亦包含一柱總成。該柱總成包含複數個基板陣列。該柱總成亦包含藉由接合至該複數個基板陣列之一組柱電子光學元件形成之兩個或兩個以上電子光學柱。該SEM系統亦包含經組態以固定一樣本之一載物台，該樣本回應於藉由該兩個或兩個以上電子光學柱引導至該樣本之該複數個電子束而進行發射電子或散射電子之至少一者。

Description

多行掃描式電子顯微鏡系統
本發明大體上係關於晶圓及光罩/倍縮光罩檢測及檢視，且更特定言之係關於一種在晶圓及光罩/倍縮光罩檢測及檢視期間使用之多行掃描式電子顯微鏡系統。
諸如邏輯及記憶體裝置之半導體裝置之製造通常包含使用大量半導體製程來處理一半導體裝置以形成該等半導體裝置之各種特徵及多個層級。一些製程利用光罩/倍縮光罩來將特徵印刷於諸如一晶圓之一半導體裝置上。隨著半導體裝置尺寸變得愈來愈小，開發增強之檢測及檢視裝置及程序來增加晶圓及光罩/倍縮光罩檢測程序之解析度、速度及處理量變得至關重要。
一種檢測技術包含基於電子束之檢測，諸如掃描式電子顯微鏡(SEM)。在一些例項中，藉由將一單個電子束分成眾多射束且利用一單個電子光學柱來個別調諧及掃描該眾多射束而執行掃描式電子顯微鏡(例如，一多射束SEM系統)。然而，將一射束分成N數目個低電流射束傳統上降低該多射束SEM系統之解析度，因為該N數目個射束係在一全域層級上予以調諧且不能最佳化個別影像。此外，將一射束分成N數目個射束導致需要更多掃描及平均值來獲得一影像，此降低該多射束SEM系統之速度及處理量。此外，多射束SEM系統具有可擴縮性約束，其中隨著多射束SEM系統之尺寸增加，諸如場曲率及其他橫向像差之問題變得更難以校正。此外，多射束SEM系統具有關於電子偵測器與該等系統之間的串擾之問題，此在不降低二次電子收集效率的情況下難以降低及/或以其他方式控制。減少串擾需要一高提取場及一高二次電子束動能。
在其他例項中，掃描式電子顯微鏡係經由二次電子束收集(例如，二次電子(SE)成像系統)而執行。然而，此等SE成像系統之尺寸傳統上相對較大，尺寸對於支援將SE成像系統限於可管理色差比重所需之高電壓係必需的。此外，相較於其他SEM系統架構(例如，多射束或多行SEM系統)，SE成像系統之二次電子收集效率為低。此外，每成像像素之電流為低，因此每成像像素之固有收集/曝光時間必須增加以補償低電流。此外，類似於多射束SEM系統，一SE成像系統需要一高提取場。
在其他例項中，掃描式電子顯微鏡係經由包含經增加數目個電子光學柱之一SEM系統(例如，一多行SEM系統)而執行。傳統上，此等電子光學柱係金屬、陶瓷環及電磁鐵之個別堆疊。此等個別堆疊太大以致不能以一理想間距放置在一起以最佳化晶圓或光罩/倍縮光罩掃描速度，且不能小型化以容許將大量電子光學柱堆積於一可用區域中，從而導致多行SEM系統中之堆疊數目(例如，四個堆疊)之限制。此外，具有個別堆疊導致關於電子光學柱匹配、該等行之間的串擾及錯誤充電之問題。此外，針對各電子光學柱透過靜電構件達成聚光及聚焦，此需要使用高電壓梯度或電子光學柱之實體尺度減小之限制。使用高電壓梯度及限制實體尺度減小兩者皆存在電弧放電或微放電雜訊之風險。
因此，提供一種解決上述缺點之系統將係有利的。
揭示一種根據本發明之一或多項實施例之多行掃描式電子顯微鏡(SEM)系統。在一項實施例中，該SEM系統包含一源總成。在另一實施例中，該源總成包含經組態以產生複數個電子束之兩個或兩個以上電子束源。在另一實施例中，該兩個或兩個以上電子束源之一特定電子束源經組態以產生該複數個電子束之一電子束。在另一實施例中，該源總成包含耦合至該兩個或兩個以上電子束源之兩組或兩組以上定位器。在另一實施例中，該兩組或兩組以上定位器中之至少一些者經組態以致動該兩個或兩個以上電子束源之一電子束源。在另一實施例中，該SEM系統包含一柱總成。在另一實施例中，該柱總成包含複數個基板陣列。在另一實施例中，該柱總成包含兩個或兩個以上電子光學柱。在另一實施例中，該兩個或兩個以上電子光學柱中之至少一些者係藉由接合至該複數個基板陣列之一組柱電子光學元件形成。在另一實施例中，該SEM系統包含經組態以固定一樣本之一載物台。在另一實施例中，該兩個或兩個以上電子光學柱中之至少一些者經組態以將該複數個電子束之一電子束之至少一部分引導至該樣本之一表面。在另一實施例中，該樣本回應於該複數個電子束之一電子束之該至少一部分而發射或散射電子。
揭示一種根據本發明之一或多項實施例之基板陣列。在一項實施例中，該基板陣列包含由複數個基板層形成之一複合基板。在另一實施例中，該複合基板包含複數個孔。在另一實施例中，該基板陣列包含嵌入於該複數個基板層內之複數個電組件。在另一實施例中，該基板陣列包含耦合至該複合基板之至少一表面之一或多個金屬層。在另一實施例中，該基板陣列包含一或多個柱電子光學元件。在另一實施例中，該一或多個柱電子光學元件中之至少一些者形成一或多個電子光學柱之一部分。在另一實施例中，該一或多個電子光學柱包括一多行掃描式電子顯微鏡(SEM)系統之一柱總成。
揭示一種根據本發明之一或多項實施例之方法。在一項實施例中，該方法可包含(但不限於)形成複數個基板陣列。在另一實施例中，該方法可包含(但不限於)將一或多個柱電子光學元件接合至該複數個基板陣列中之至少一些者。在另一實施例中，該方法可包含(但不限於)對準該複數個基板陣列以由該等經接合之一或多個柱電子光學元件形成一或多個電子光學柱。在另一實施例中，該一或多個電子光學柱包括用於一多行掃描式電子顯微鏡(SEM)系統之一柱總成。
揭示一種根據本發明之一或多項實施例之多行掃描式電子顯微鏡(SEM)系統。在一項實施例中，該SEM系統包含一源總成。在另一實施例中，該源總成包含經組態以產生複數個電子束之一或多個電子束源。在另一實施例中，該源總成包含經組態以致動該一或多個電子束源之一或多組定位器。在另一實施例中，該SEM系統包含一柱總成。在另一實施例中，該柱總成包含複數個基板陣列。在另一實施例中，該柱總成包含藉由接合至該複數個基板陣列之一組柱電子光學元件形成之一或多個電子光學柱。在另一實施例中，該SEM系統包含經組態以固定一樣本之一載物台。在另一實施例中，該一或多個電子光學柱經組態以將該複數個電子束引導至該樣本之一表面。在另一實施例中，該樣本回應於該複數個電子束之至少一部分而發射或散射電子。
應理解，前文一般描述及下文詳細描述兩者僅為例示性及說明性且並不一定限制本發明。附圖併入本發明之特性化及所繪示之標的且構成該標的之一部分。該等描述及圖式一起用於說明本發明之原理。
現將詳細參考附圖中繪示之所揭示標的。
大體上參考圖1A至圖13，描述一種根據本發明之多行掃描式電子顯微鏡(SEM)系統。
本發明之實施例係關於一種包含一源總成及一柱總成之多行SEM系統。本發明之額外實施例係關於該源總成內之個別化電子束源。本發明之額外實施例係關於該柱總成內之個別化電子光學柱。本發明之額外實施例係關於該等電子光學柱內之電子光學元件。
圖1A及圖1B繪示根據本發明之一或多項實施例之用於執行一樣本之SEM成像的一電子光學系統100。在一項實施例中，電子光學系統100係一多行掃描式電子顯微鏡(SEM)系統。雖然本發明主要專注於與一多行SEM系統相關聯之一電子光學配置，但在本文中應注意，此不應被解釋為限制本發明之範疇而僅為圖解。本文中另外應注意，貫穿本發明所描述之實施例可擴展至任何電子光學系統組態。本文中應進一步注意，貫穿本發明所描述之實施例可擴展至用於顯微鏡及/或成像之任何光學系統組態。
在一項實施例中，系統100包含一源總成200。在另一實施例中，源總成200包含一或多個電子束源202。在另一實施例中，一或多個電子束源202產生一或多個電子束101且將電子束101引導至一或多組源電子光學元件206。在另一實施例中，一或多個電子束源202耦合至一或多組定位器204。
在另一實施例中，系統100包含包括一或多個電子光學柱320之一柱總成300。在另一實施例中，一或多個電子光學柱320包含一或多組柱電子光學元件340。在另一實施例中，一或多組源電子光學元件206引導一或多個電子束101穿過柱總成300。
在另一實施例中，系統100包含經組態以固定一樣本103之一載物台102。在另一實施例中，柱總成300將一或多個電子束101引導至樣本103之一表面。在另一實施例中，回應於一或多個電子束101而自樣本103之表面發射及/或散射一或多個二次電子104。
在另一實施例中，系統100包含一控制器(未展示)。在一項實施例中，該控制器通信地耦合至系統100之組件之一或多者。例如，該控制器可通信地耦合至源總成200、源總成200之組件、柱總成300、一或多個電子光學柱320、一或多個電子光學柱320之組件(例如，一或多個柱電子光學元件340)，及/或載物台102。在此方面，控制器可引導系統100之組件之任一者以實行本文中先前所描述之各種功能之任一或多者。例如，控制器可引導耦合至一或多個電子束源202之一或多組定位器204以使一或多個電子束源202在x方向、y方向及/或z方向之一或多者上平移以校正藉由源總成200之組件、柱總成300之組件、柱總成300、一或多個電子光學柱320、一或多個電子光學柱320之組件(例如，一或多個柱電子光學元件340)及/或載物台102之任一者產生之射束未對準。
在另一實施例中，控制器包含一或多個處理器，該一或多個處理器經組態以執行適於引起該一或多個處理器執行本發明中所描述之一或多個步驟之程式指令。在一項實施例中，該控制器之一或多個處理器可與一記憶體媒體(例如，一非暫時性儲存媒體)通信，該記憶體媒體含有經組態以引起控制器之一或多個處理器實行貫穿本發明所描述之各個步驟之程式指令。
圖2繪示根據本發明之一或多項實施例之源總成200的一橫截面視圖。
在一項實施例中，源總成200包含包括一或多個框架組件之一安裝框架201。在另一實施例中，安裝框架201容置一或多個電子束源202、一或多組定位器204及/或一或多組源電子光學元件206之至少一些者。
在一項實施例中，源總成200包含一或多個電子束源202。一或多個電子束源202可包含此項技術中已知之適於產生電子束101之任何電子束源。例如，一或多個電子束源202可包含用於產生多個電子束101之多個電子束源202，其中各電子束源202產生一電子束101。藉由另一實例，一或多個電子束源202可包含產生一單個電子束101之一單個電子束源202，其中單個電子束101經由一或多個源光學元件206 (例如，一孔徑陣列)分成多個電子束101。
在另一實施例中，電子束源202包含一或多個電子發射器。例如，該一或多個發射器可包含(但不限於)一或多個場發射槍(FEG)。例如，該一或多個FEG可包含(但不限於)一或多個肖特基(Schottky)型發射器。應注意，可選擇該等肖特基型發射器之直徑以適於電子光學柱320之間距間隔內，同時提供足以使電子光學柱320對準之間隙量。此外，一或多個FEG可包含(但不限於)：一或多個奈米碳管(CNT)發射器、一或多個奈米結構化碳膜發射器或一或多個穆勒(Muller)型發射器。藉由另一實例，一或多個發射器可包含(但不限於)一或多個光電陰極發射器。藉由另一實例，一或多個發射器可包含(但不限於)一或多個矽發射器。
在一項實施例中，源總成200包含經組態以在一或多個方向上致動電子束源202之一或多組定位器204。例如，源總成200可包含經組態以在一或多個方向上致動多個電子束源202之各者之一組定位器204。藉由另一實例，源總成200可包含經組態以在一或多個方向上致動多個電子束源202 (例如，經組態以在全域級上致動多個電子束源202)之一單組定位器204。在另一實施例中，諸組定位器204電耦合至電子束源202。在另一實施例中，諸組定位器204機械地耦合至電子束源202。
在另一實施例中，各組定位器204包含經組態以在一或多個線性方向(例如，x方向、y方向及/或z方向)上致動一電子束源202之一或多個定位器204。例如，三個定位器204a、204b、204c可經組態以致動一電子束源202。例如，該三個定位器可包含(但不限於)：一第一定位器204a，其經組態以在一x方向上致動電子束源202；一第二定位器204b，其經組態以在一y方向上致動電子束源202；及一第三定位器204c，其經組態以在一z方向上致動電子束源202。本文中應注意，定位器204a、204b、204c之堆疊順序僅為圖解而提供，且不應被理解為限制本發明之目的。
在另一實施例中，一或多個電子束源202包含陶瓷支座，其中該等陶瓷支座使一或多個電子束源202與至少各自組定位器204、安裝框架201及系統100之周圍結構電隔離及熱隔離。
在一項實施例中，源總成200包含一或多組源電子光學元件206。例如，源總成200可包含用於多個電子束101之各者之一組源電子光學元件206。一或多組源電子光學元件206包含此項技術中已知之適用於以下一或多者之任何電子光學元件：將電子束101之至少一部分聚焦、抑制、提取電子束101之至少一部分及/或引導至柱總成300。例如，源電子光學元件206可包含(但不限於)一或多個電子光學透鏡(例如，一或多個磁聚光透鏡及/或一或多個磁聚焦透鏡)。藉由另一實例，一或多個電子束源202可包含一或多個提取器(或提取器電極)。本文中應注意，該一或多個提取器可包含此項技術中已知之任何電子束提取器組態。例如，該等提取器之至少一部分可包含平面提取器。此外，該等提取器之至少一部分可包含非平面提取器。在2013年8月20日發佈之美國專利第8,513,619號中大體描述在電子束源中之平面提取器及非平面提取器之使用，該案之全文以引用的方式併入本文中。
在另一實施例中，源總成200並不包含任何源電子光學元件206。在此實施例中，電子束101係藉由定位於柱總成300之各電子光學柱320內之一或多個柱電子光學元件340聚焦及/或引導。例如，一或多個柱電子光學元件340可包含(但不限於)本文中先前詳細描述之一或多個提取器。因此，上文描述不應被解釋為限制本發明之範疇而僅為圖解說明。
在一項實施例中，源總成200之組件係由與超高真空(UHV)相容之材料(例如，鎢、鈦、氧化鋁、氧化鋯及類似者)製成。在本文中進一步詳細描述對UHV相容性之需要。
圖3繪示根據本發明之一或多項實施例之柱總成300的一橫截面視圖。
在一項實施例中，系統100包含柱總成300。在另一實施例中，柱總成300包含具有一或多個框架組件之一安裝框架301。
在另一實施例中，行總成300包含一或多個基板陣列總成。在另一實施例中，該一或多個基板陣列總成包含一或多個基板陣列302。例如，行總成300可包含七個基板陣列。藉由另一實例，一或多個基板陣列302之尺寸可在自100平方毫米至400平方毫米之範圍內。在另一實施例中，一或多個基板陣列302以一平面陣列格式配置且經由安裝框架301固定於行總成300內之適當位置中。
在另一實施例中，基板陣列302係由一或多個基板層製成。在另一實施例中，該等基板層係由一共燒陶瓷製成。例如，該共燒陶瓷可包含一高溫共燒陶瓷(HTCC)，其中陶瓷包含印刷至氮化鋁(ALN)陶瓷預鑄層上之鎢墨水。在另一實施例中，基板層之至少一部分可由一低溫共燒陶瓷(LTCC)製成。然而，本文應注意，一HTCC因其高導熱性及合理低熱膨脹而為較佳的。
由HTCC及/或LTCC形成一或多個基板陣列302係大體描述於2006年9月19日發佈之美國專利第7,109,486號中，該案之全文以引用的方式併入本文中。
在另一實施例中，複數個基板層係經由一接合程序接合在一起以形成一複合層。例如，該接合程序可包含以下一或多者：堆疊、燒結及/或共燒該複數個層以形成具有一或多個嵌入式電組件之一均勻且完全緻密塊體陶瓷。在另一實施例中，該複合層之一或多個表面(例如，一頂表面及/或一底表面)係在研磨及拋光該複合層之後經由一金屬化程序使用一或多個金屬層塗佈該複合層之一或多個表面(例如，一頂表面及/或一底表面)。例如，該金屬化程序可包含(但不限於)一薄膜金屬化程序或一厚膜金屬化程序。例如，該薄膜金屬化程序可包含(但不限於)施覆鈦/鎢、鈀及金合金塗層。應注意，經由一金屬化程序施覆一塗層可減少關於電子束101之充電假影。
在一項實施例中，一或多個嵌入式電組件包含在形成複合層之前嵌入於至少一些基板層之間的一或多個嵌入式電跡線(例如，一或多個信號跡線及/或一或多個接地跡線)。例如，該等電跡線可由(但不限於)鎢製成。在另一實施例中，該一或多個嵌入式電組件包含通過至少一些基板層之一或多個電通孔(例如，一或多個信號通孔及/或一或多個接地通孔)。例如，該等電通孔可由(但不限於)密封、實心填充鎢製成。本文中應注意，嵌入電跡線容許包含(但不限於)等長差分寬邊、邊緣耦合及/或對稱之條狀線之特定電規格。本文中應進一步注意，嵌入電跡線容許使用金屬幾乎完全充分覆蓋一或多個基板陣列302之複合層之外表面以防止錯誤充電。
在另一實施例中，一或多個元件接合墊(例如，一或多個接地接合墊及一或多個信號接合墊)經耦合至一或多個金屬層中之複合層之頂表面及/或底表面。在另一實施例中，一柱電子光學元件經接合至耦合至複合基板之頂表面或底表面之至少一者之一特定接地接合墊及一特定信號接合墊。在另一實施例中，一或多個接地接合墊使用一或多個接地通孔電耦合至一或多個接地跡線。在另一實施例中，一或多個信號接合墊使用一或多個信號通孔電耦合至一或多個信號跡線。
在另一實施例中，一或多個連接器接觸墊(例如，一或多個接地接觸墊及一或多個信號接觸墊)經耦合至複合層之頂表面及/或底表面。例如，該一或多個接地接觸墊及該一或多個信號接觸墊可耦合至複合層之頂表面及/或底表面之一未屏蔽部分。在另一實施例中，一或多個接地接觸墊經由一或多個接地跡線電耦合至一或多個接地接合墊。在另一實施例中，一或多個信號接觸墊經由一或多個信號跡線電耦合至一或多個信號接合墊。在此方面，一或多個接地接觸墊及一或多個信號接觸墊經電耦合至接合至一基板陣列302之一或多個柱電子光學元件340。
在2017年6月2日申請之申請案第15/612,862號中進一步詳細描述一基板陣列之結構及製造，該案之全文併入本文中。
在一項實施例中，一或多個電子束101之視線內之一或多個基板陣列302之一或多個絕緣部分經塗佈及/或以其他方式阻斷以防止由電子束101之錯誤充電引起之不穩定性。在另一實施例中，如至少在圖3、圖5A及圖7中所繪示，基板陣列302具有一或多個膜塗層306 (例如，一金屬薄膜塗層、一金屬厚膜塗層或類似者)。在另一實施例中，如至少在圖3、圖5A、圖6及圖7中所繪示，一或多個基板陣列302之一或多個絕緣部分具有一未受保護部分304 (例如，具有未用一膜塗層306塗佈或未受一屏蔽件1020保護之一裸間隙304，在本文中進一步詳細描述)以隱藏或分流來自一或多個電子束101之任何充電假影。在另一實施例中，一或多個基板陣列302之一或多個絕緣部分包含一膜塗層306及一未受保護部分304兩者。
在另一實施例中，柱總成300包含一或多個金屬屏蔽層308。例如，柱總成可包含一金屬屏蔽層308a及至少一第二金屬屏蔽層308b。藉由另一實例，其中一基板陣列總成包含兩個或兩個以上基板層302，一金屬屏蔽層308可插入於兩個或兩個以上基板層302之間。在另一實施例中，一或多個金屬屏蔽層308使接合至一基板陣列302之一或多個柱電子光學元件340分離以防止一或多個柱電子光學元件340之間的電串擾。例如，一或多個金屬屏蔽層308可使接合至一特定基板陣列302之一或多個槍式聚光透鏡800分離(但不限於分離)。藉由另一實例，一或多個金屬屏蔽層308可使接合至一特定基板陣列302之一或多個下射束偏轉器600b分離(但不限於分離)。
在另一實施例中，柱總成300包含使相鄰基板陣列302間隔開之一或多個層310。例如，層310之各者可由不同類型之材料製成及/或具有不同設計。藉由另一實例，至少一些層310可由相同類型之材料製成及/或具有相同設計。藉由另一實例，至少一些層310可為相鄰基板陣列302之間的空白空間(例如，係一空氣層)。
在一項實施例中，柱總成300包含用於電子束101之各者之一電子光學柱320。例如，柱總成300可包含(但不限於) 2個至60個電子光學柱320。例如，柱總成300可包含16個電子光學柱320之一4x4陣列。此外，柱總成300可包含30個電子光學柱320之一5x6陣列。
在另一實施例中，電子光學柱320係藉由將一或多組柱電子光學元件340接合至一或多個基板陣列302而形成。在另一實施例中，一或多組柱電子光學元件340中之至少一些者可包含一或多種類型之柱電子光學元件340。例如，一或多組柱電子光學元件340中之至少一些者係三維柱電子光學元件。藉由另一實例，一或多組柱電子光學元件340中之至少一些者可包含(但不限於)：一或多個提取器312、一或多個電子束限制孔徑(BLA) 314、一或多個磁透鏡總成400 (例如，一或多個磁聚光透鏡400a及/或一或多個磁聚焦透鏡400b)、一或多個偵測器總成500，一或多個射束偏轉器600 (例如，一或多個上射束偏轉器600a及/或一或多個下射束偏轉器600b)、一或多個槍式多極射束偏轉器700、一或多個槍式聚光透鏡800、一或多個陽極900及/或一或多個動態聚焦透鏡1000。
在一項實施例中，一或多組柱電子光學元件340經接合至基板陣列302之頂表面及/或底表面。例如，一組柱電子光學元件340可接合至一基板陣列302之頂表面。藉由另一實例，一組柱電子光學元件340可接合至一基板陣列302之底表面。藉由另一實例，一第一組柱電子光學元件340可接合至一基板陣列302之頂表面，且一第二組柱電子光學元件340可接合至基板陣列302之底表面。在此方面，各基板陣列302具有用於接合至一特定基板陣列302之一或多組柱電子光學元件340之電路。
然而，本文中應注意，柱總成300不限於僅包含一種類型之柱電子光學元件340之一或多組柱電子光學元件340 (例如，包含一或多個陽極900之一組柱電子光學元件340，或類似者)，但一組柱電子光學元件340可包含不同類型之柱電子光學元件340 (例如，包含一或多個陽極900及一或多個槍式聚光器800之一組柱電子光學元件340，或類似者)。因此，上文描述不應被解釋為限制本發明之範疇而僅為圖解。
在2017年6月2日申請之申請案第15/612,862號中進一步詳細描述將一組柱電子光學元件接合至一基板陣列之一表面，該案之全文在先前併入本文中。
在另一實施例中，在相同基板陣列302上之元件340之間包含靜電屏蔽。在另一實施例中，一或多個基板陣列302 (例如，耦合至磁透鏡總成400之基板陣列302)包含用於抵消邊緣電場及/或磁場之佈建，且另外包含用於最佳化電場及/或磁場均勻性之佈建。
在一項實施例中，一或多種類型之柱電子光學元件340 (例如，槍式多極射束偏轉器700、槍式聚光透鏡800、陽極900、上射束偏轉器600a、下射束偏轉器600b或動態聚焦透鏡1000)係由鉬製成。應注意，由鉬製成之柱電子光學元件340係非磁性的，並不易於在空氣中形成氧化物，且可在鍍敷之前在真空或惰性氣體中清潔燒製以移除污染物。在另一實施例中，一薄鍍層(例如，一鍍金層)經接合至一或多種類型之柱電子光學元件340以促進焊料回流及黏著。
在另一實施例中，一或多組柱電子光學元件340 (例如，一或多個槍式聚光透鏡800、一或多個陽極900及/或一或多個動態聚焦透鏡1000)係在接合至基板陣列302之前經完全製造。在另一實施例中，柱電子光學元件340 (例如，一或多個上射束偏轉器600a、一或多個下射束偏轉器600b及/或一或多個槍式多極射束偏轉器700)之一或多者係在接合之前經由一第一組製程部分製造，且在接合之後經由一第二組製程完全製造。例如，該第一組製程可包含(但不限於)產生一孔之一鑽孔程序及/或產生一或多個狹槽之一切割程序。藉由另一實例，該第二組製程可包含(但不限於)延伸該一或多個狹槽且將一或多個上射束偏轉器600a、一或多個下射束偏轉器600b及一或多個槍式多極射束偏轉器700分段成個別極元件之一微EDM程序及/或一切割程序。
應注意，部分製造之方法較佳為非接觸式，意謂其並不產生可潛在破壞許多製造接合件之一者之任何機械應力。本文中另外應注意，微製程容許取置定位及接合柱電子光學元件340，創建設計幾乎任意三維形狀之能力，且亦容許自電子束101視線隱藏非導電區。本文中應進一步注意，第二組製程(例如，一微EDM程序或類似者)可僅用介電油及水完成，且基板陣列302可另外在接合及切割之後進行清潔。
在2017年6月2日申請之申請案第15/612,862號中進一步詳細描述在接合之前經由第一組製程部分製造一電光元件及在接合之後經由第二組製程完全製造該電光元件，該案之全文在先前併入本文中。
本文中應注意，將一或多組柱電子光學元件340接合至以一平面陣列格式配置之一或多個基板陣列302提供許多益處。例如，藉由用於一基板陣列302之一多基板層設計，在大量組件之間進行電連接更容易。藉由另一實例，使一或多個基板陣列302對準比使個別電子光學柱320對準更容易。藉由另一實例，使用一平面陣列格式容許(例如，透過空氣通道1308，如本文中更詳細描述)自行總成300橫向抽出氣體。然而，本文中應注意，一或多個電子光學柱320可代替性地由一或多個柱電子光學元件340個別形成且接著定位於行總成300中。因此，上文描述不應被解釋為限制本發明之範疇而僅為圖解。
在一項實施例中，一或多個柱電子光學元件340接合至一或多個基板陣列302以便藉由調諧而最小化電子光學像差及/或電壓偏差。在另一實施例中，柱電子光學元件340經接合同時對準於基板陣列302上之一目標特徵。應注意，此對準程序之準確度係取決於目標特徵品質及大小。
在另一實施例中，一或多個基板陣列302係與一平移配件對準。例如，該平移配件可耦合至一光學度量系統，其中在對準一上堆疊基板陣列302上之組件時該光學度量系統可接著對一下堆疊基板陣列302上之組件進行量測以供參考。藉由另一實例，平移配件可經組態以在x方向及/或y方向之一或多者上致動上堆疊基板陣列302。藉由另一實例，平移配件可使上堆疊基板陣列302旋轉。在此方面，上堆疊基板陣列302之該調整可經由接合至上堆疊基板陣列302之柱電子光學元件340相對於接合至下部堆疊基板陣列302之柱電子光學元件340之最小平方最佳擬合對準而減少對準誤差之數目。
在一項實施例中，基板陣列302及柱電子光學元件340經準備用於經由一超高真空(UHV)清潔程序接合。在另一實施例中，基板陣列302及柱電子光學元件340經準備用於藉由將一塗層施覆至各自接合表面而接合。例如，該塗層可包含(但不限於)：鈦/鎢、鈀及金合金。例如，鈦/鎢係一黏著層。此外，金在接合程序期間保護鈀免遭氧化。藉由另一實例，塗層可包含(但不限於)：鈦/鎢、鎳及金合金。在另一實施例中，使非接合表面保持空白以最小化對半導體程序晶圓之金污染問題。
在一項實施例中，一或多個柱電子光學元件340之至少一第一部分係經由一焊接程序接合至一或多個基板陣列302。例如，該焊接程序可包含使用一無鉛、無助焊劑焊料以容許預製件之一所要體積控制及容易施覆。例如，一無助焊劑焊接程序可容許維持一UHV真空所需之清潔程度。藉由另一實例，基板陣列302之陶瓷可充當將焊料保持於接合介面內之一壩。在另一實施例中，焊接程序係在氮氣沖洗圍封體中完成以防止氧化物形成。
在另一實施例中，利用具有不同熔化溫度之不同焊料合金以將一或多組柱電子光學元件340接合至一或多個基板陣列302容許多組柱電子光學元件340在無使先前焊接之組件回流之風險的情況下焊接至相同板。
例如，一或多組柱電子光學元件340 (例如，一或多個提取器312、一或多個上部偏轉器600a、一或多個下部偏轉器600b、一或多個槍式多極射束偏轉器700、一或多個槍式聚光器800、一或多個動態聚焦透鏡1000或類似者)可用一第一焊料類型焊接至一或多個基板陣列302。例如，一或多組柱電子光學元件340可利用一或多個分離、個別預製件焊接，其中該一或多個預製件係相同類型之預製件。此外，一或多組柱電子光學元件340可利用一或多個分離、個別預製件焊接，其中該一或多個預製件中之至少一些者係不同於該一或多個預製件之其餘者之一類型之預製件。
藉由另一實例，一或多組柱電子光學元件340 (例如，一或多個磁聚光透鏡400a、一或多個磁聚焦透鏡400b、一或多個陽極900或類似者)可用一第二焊料類型焊接至一或多個基板陣列302。
藉由另一實例，一或多組柱電子光學元件340 (例如，一或多個BLA 314或類似者)可用至少一第三焊料類型焊接至基板陣列302。
在另一實施例中，該第一焊料類型、該第二焊料類型及/或該至少一第三焊料類型之一或多者具有針對計畫之真空位準及烘乾溫度之一低蒸氣壓。
在一項實施例中，柱電子光學元件340 (例如，一或多個偵測器總成500、一或多個陽極900或類似者)之至少一第二部分經由一黏著程序接合至基板陣列302。例如，該黏著程序可包含經由一低釋氣導電性環氧樹脂結合。在另一實施例中，使用一細點塗抹工具施覆環氧樹脂。在另一實施例中，藉由增加基板陣列302之溫度而快速固化先前施覆至柱電子光學元件340之該至少一第二部分之一第一集合之環氧樹脂，同時對準柱電子光學元件340之至少一第二部分之剩餘柱電子光學元件340。在另一實施例中，在完成接合柱電子光學元件340之至少一第二部分之後，在一真空爐中固化一或多個基板陣列302。
在一項實施例中，行總成300包含一或多個熱源。例如，該一或多個熱源可包含(但不限於)：用於一或多個提取器312及一或多個偵測器總成500之偵測器二極體502之電阻性加熱，及/或藉由一或多個偵測器總成500之放大器電路之電力消耗。本文中應注意，在不具有散熱方式的情況下，熱膨脹之巨大差異可引起未對準或焊料結合失效。
在一項實施例中，一或多個電子光學柱320之一第一部分可自一或多個電子光學柱320之至少一第二部分個別地調諧。例如，可針對各電子光學柱320個別地控制一槍射束電流。藉由另一實例，可針對各電子光學柱320個別地控制聚光校準。在另一實施例中，一或多組柱電子光學元件340之一第一部分可自一相同基板陣列302上之一或多組電光元件320之至少一第二部分個別地調諧。在此方面，在相鄰柱電子光學元件340之間基本上不存在電子束或信號串擾。
在另一實施例中，系統100包含在一影像平面配件處之一或多個解析度目標及/或電子束監測電子光學元件。在另一實施例中，系統100包含經設計以容許系統100全自動化(例如，同時量測及調整一或多個電子束101之至少一部分)之一或多個設置及/或校準演算法。
在另一實施例中，系統100可與柱總成之電子光學柱320之全部或一子集一起操作。在此方面，系統100可運行一或多個校準及/或對準檢視演算法。
在另一實施例中，各電子光學柱320經設計而以cm範圍內之一最大長度為目標。在另一實施例中，各電子光學柱320基於電子光學元件之一或多者及/或經發射及/或散射電子104之射束軌跡而調諧以便最大化電子光學柱320中之一或多個偵測器總成500之捕獲效率。在此方面，在電子光學柱320內不一定需要維恩(Wien)濾波器。
在另一實施例中，系統100可在一或多個電子束101之間無交越的情況下操作。本文中應注意，一或多個電子光學柱320可經製造以便容許一或多個電子束101之交越。因此，上文描述不應被解釋為限制本發明之範疇而僅為圖解。
在一項實施例中，柱總成300之一或多個電子光學柱320將一或多個電子束101之至少一部分引導至固定於載物台102上之樣本103之表面。再次參考圖1A，在另一實施例中，樣本載物台102係一可致動載物台。例如，樣本載物台102可包含(但不限於)適用於使樣本103沿著一或多個線性方向(例如，x方向、y方向及/或z方向)可選擇地平移之一或多個平移載物台。藉由另一實例，樣本載物台102可包含(但不限於)適用於使樣本103沿著一旋轉方向選擇性地旋轉之一或多個旋轉載物台。藉由另一實例，樣本載物台102可包含(但不限於)適用於可選擇地使樣本沿著一線性方向平移及/或使樣本103沿著一旋轉方向旋轉之一平移載物台及一旋轉載物台。
樣本103包含適用於使用電子束顯微鏡檢測/檢視之任何樣本。在一項實施例中，樣本包含一晶圓。例如，樣本可包含(但不限於)一半導體晶圓。如貫穿本發明所使用，術語「晶圓」係指由一半導體及/或一非半導體材料形成之一基板。例如，一半導體或半導體材料可包含(但不限於)單晶矽、砷化鎵及磷化銦。在另一實施例中，樣本包含一光罩。在另一實施例中，樣本包含一倍縮光罩。在另一實施例中，樣本103回應於一或多個電子束101而發射及/或散射電子104。
圖4A及圖4B繪示根據本發明之一或多項實施例之一電子光學柱320之一磁透鏡總成400。
在一項實施例中，電子光學柱320包含一磁聚光透鏡400a。例如，磁聚光透鏡400a可使自源總成200中之一電子束源202引導之一電子束101聚光。在另一實施例中，電子光學柱320包含一磁聚焦透鏡400b。例如，該磁聚焦透鏡可將一電子束101聚焦於樣本103之樣本平面處。
在另一實施例中，磁透鏡總成400包含一永久磁鐵404。例如，永久磁鐵404可為(但不限於)釤鈷永久磁鐵。本文中應注意，釤鈷具有一相對較高居里(curie)溫度。在此方面，釤鈷永久磁鐵可在高於其他磁鐵材料之溫度下烘烤而無損耗磁鐵強度之風險。在另一實施例中，永久磁鐵404係介於磁極片402、406之間。
在另一實施例中，磁透鏡總成400包含使一電子束101穿過之一部分。例如，該部分可包含具有一第一直徑之一圓柱形區段及在一個端處具有該第一直徑(例如，一小圓錐直徑)且在一第二端處具有一第二直徑(例如，一大圓錐直徑)之一圓錐形區段。藉由另一實例，該部分可包含一圓柱形截面。
在另一實施例中，如圖4B中所繪示，一或多個磁透鏡總成400經接合至一基板陣列302，其中在相鄰磁透鏡總成400之間具有一間隙。本文中應注意，此間隙間隔可使磁場在磁透鏡總成400之外邊緣處分流。在另一實施例中，接合至基板陣列302之一或多個周邊磁透鏡總成400可在設計上對稱且具有一小非均勻性。藉由另一實例，一或多個周邊磁透鏡總成400可在設計上不對稱以最佳化均勻性。
在另一實施例中，永久磁鐵404及極片402、406之一或多者經濺鍍塗佈。例如，濺鍍塗層可為(但不限於)鈦/鎢、鈀及金合金。在另一實施例中，在具有經設計以施加恆定壓力之一特殊配件之一真空爐中使用焊料接合永久磁鐵404及極片402、406零件，此迫使永久磁鐵404與極片402、406在焊料回流時接合在一起。
在另一實施例中，極片402、406之一或多個關鍵特徵係在接合至永久磁鐵404之前部分製造。例如，在一接合後製程期間僅留下少量材料以供移除可最小化極片402、406上之機械應力，此容許經匹配接合以達成極至極同心度公差。
在另一實施例中，一或多個永久磁鐵總成400經導線EDM切割且研磨以達成關鍵、嚴格的厚度公差要求。例如，該導線EDM切割可自一或多個永久磁鐵總成400之背面移除大量非所要材料。藉由另一實例，細研磨(finish lapping)程序可達成在可容許公差內之一或多個永久磁鐵總成400之一關鍵背面材料厚度。在另一實施例中，一或多個永久磁鐵總成400經翻轉且在頂面上研磨以達成一整體厚度。本文中應注意，若使用雙面研磨，則可將一板附接至一或多個永久磁鐵總成400之背面以用於保護。
在另一實施例中，清潔經完成之一或多個磁透鏡總成400，其中接合表面之一或多者經鍍敷及/或濺鍍塗佈以用於接合至基板陣列302。例如，該等接合表面可用金塗層鍍敷或濺鍍塗佈，但並不限於用金塗層鍍敷。
在另一實施例中，將經完成之一或多個磁透鏡總成400接合至一或多個基板陣列302。在另一實施例中，經完成之一或多個磁透鏡總成400係在接合至一或多個基板陣列302之後磁化。例如，一或多個基板陣列302可在磁化程序期間安裝於一清潔腔室中。藉由另一實例，清潔腔室及一或多個基板陣列302可放置於一電磁鐵中且經多次充電直至已達成經完成之一或多個磁透鏡總成400之飽和。
圖5A及圖5B繪示根據本發明之一或多項實施例之一電子光學柱320之一電子偵測器總成500。
在一項實施例中，偵測器總成500包含一偵測器二極體502。在另一實施例中，二極體502包含在一偵測器二極體表面504處以使電子束101穿過之一20微米直徑孔徑508。在另一實施例中，二極體502包含在二極體502之樣本側上之一無作用(dead)區域及一作用區域，其中該作用區域經組態以自樣本103之影像平面收集二次電子及/或反向散射電子104。
在另一實施例中，二極體502經由一偵測器屏蔽件506接合至一基板陣列302。例如，偵測器屏蔽件506可經設計以保持圍繞二極體502之無作用區域之介電環免於充電。在另一實施例中，偵測器屏蔽件506係由鉬製成。在另一實施例中，偵測器屏蔽件506包含具有大於二極體502之表面處之孔徑508之直徑之一直徑之一孔徑以防止截斷電子束101。
在另一實施例中，移除覆蓋二極體502之作用區域之絕大部分材料，從而暴露該作用區域之一餅狀片段。
在另一實施例中，偵測器屏蔽件506包含在偵測器屏蔽件506之一頂表面及一底表面上之一或多個頂部墊及/或一或多個底部墊。在另一實施例中，該一或多個底部墊接合至一基板陣列302上之匹配點。在另一實施例中，該一或多個頂部墊接合至二極體502上之匹配點。本文中應注意，一或多個頂部墊及/或一或多個底部墊可防止偵測器屏蔽件506短接至基板陣列302之接地部分及/或短接至電子偵測器總成500之另一作用區。在另一實施例中，一或多個頂部墊及/或一或多個底部墊包含連接至偵測器屏蔽件506之陰極之一臨時連結桿。例如，當移除該連結桿時，偵測器屏蔽件506之陰極可與偵測器總成500之電耦合至陽極電壓之剩餘部分隔離。
在另一實施例中，偵測器屏蔽件506之一中心轂510經組態以最小化圍繞偵測器總成500中之一孔之一金屬環與一金屬屏蔽件之間的間隙。在另一實施例中，一小的下切口係製造於偵測器屏蔽件506之中心轂510之外周邊上，其與偵測器總成500之絕緣體及作用區重疊而不容許其等短路。
在另一實施例中，偵測器屏蔽件506係由鉬經由一製程而製成。例如，該製程可包含(但不限於)化學蝕刻、雷射加工、一微型及傳統EDM程序或微加工。
在另一實施例中，偵測器總成500電耦合至基板陣列302內之偵測器電路。例如，偵測器總成500之偵測器電路可包含三個放大器、一或多個表面安裝電阻器、一或多個電容器及/或一或多個溫度感測器之一或多者。例如，該三個放大器可為用環氧樹脂接合至基板陣列302且經由線接合電耦合至基板陣列302上之接合墊之未封裝晶粒。此外，表面安裝組件及若干溫度感測器可經由一無鉛焊料膏回流焊接至基板陣列302。
圖6繪示根據本發明之一或多項實施例之一電子光學柱320之一組初級電子束偏轉器600的一橫截面視圖。
在一項實施例中，一或多個電子光學柱320之各者包含一或多組射束偏轉器600。例如，一組射束偏轉器600可包含(但不限於)一上射束偏轉器600a及一下射束偏轉器600b。在另一實施例中，射束偏轉器600a、600b包含一桶形部分602及一圓盤部分606。在另一實施例中，桶形部分602經插入至一基板陣列302之一孔中，其中該孔之部分包含一未受保護部分304。在另一實施例中，一孔604經鑽孔通過桶形部分602之頂部及圓盤部分606之底部。例如，孔604容許一電子束101穿過射束偏轉器600a、600b。在另一實施例中，孔604具有一或多個關鍵公差。例如，該等關鍵公差可包含(但不限於)一內孔尺寸及/或一內孔形狀。
在另一實施例中，射束偏轉器600a、600b包含一或多個狹槽608。例如，一或多個狹槽608可部分切割至射束偏轉器600a、600b中，使得一或多個狹槽608切割通過射束偏轉器600a、600b之桶形部分602及圓盤部分606而不延伸至圓盤部分606之邊緣。本文中應注意，若一或多個狹槽608延伸至圓盤部分606之邊緣，則射束偏轉器600a、600b將分段成多個個別射束偏轉器極。
在另一實施例中，射束偏轉器600a、600b包含圓盤部分606之一外部區域上之一凸起區610。例如，凸起區610可使圓盤部分606之一內區域自基板陣列302之頂表面或底表面偏移等於凸起區610之高度之一距離。在另一實施例中，射束偏轉器600a、600b包含凸起區610中之一或多個凹槽。例如，凸起區610中之一或多個凹槽可為用於接合後製程之工作區域以確保該等接合後製程並不損壞基板陣列302 (或以其他方式干擾基板陣列302之操作)。
然而，本文中應注意，射束偏轉器600a、600b可不包含一凸起區610及/或凸起區610內之一或多個凹槽。在此方面，射束偏轉器600a、600b之圓盤部分606之表面可直接接合至基板陣列302。因此，上文描述不應被解釋為限制本發明之範疇而僅為圖解。
在2017年6月2日申請之申請案第15/612,862號中進一步詳細描述接合後製程，該案之全文在先前併入本文中。
圖7繪示根據本發明之一或多項實施例之一電子光學柱320之一槍式多極射束偏轉器700。
在一項實施例中，槍式多極射束偏轉器700可為此項技術中已知之任何多極射束偏轉器700。例如，槍式多極射束偏轉器700可包含2個與24個之間的極。例如，槍式多極射束偏轉器700可為一槍式四極射束偏轉器700。此外，槍式多極射束偏轉器700可為一槍式八極射束偏轉器700。在另一實施例中，槍式多極射束偏轉器700包含與射束偏轉器600a、600b相同數目個極。
在另一實施例中，槍式多極射束偏轉器700包含一桶形部分702及一圓盤部分706。在另一實施例中，桶形部分702經插入至一基板陣列302之一孔中，其中該孔包含一塗層306，其中該孔亦包含一未受保護部分304。在另一實施例中，一孔704經鑽孔通過桶形部分702之頂部及圓盤部分706之底部。例如，孔704容許一電子束101穿過槍式多極射束偏轉器700。在另一實施例中，孔704具有一或多個關鍵公差。例如，該等關鍵公差可包含(但不限於)一內孔尺寸及/或一內孔形狀。
在另一實施例中，槍式多極射束偏轉器700包含一或多個狹槽708。例如，一或多個狹槽708可部分切割至槍式多極射束偏轉器700中，使得一或多個狹槽708切割通過槍式多極射束偏轉器700之桶形部分702及圓盤部分706而不延伸至圓盤部分706之邊緣。本文中應注意，若一或多個狹槽708延伸至圓盤部分706之邊緣，則槍式多極射束偏轉器700將分段成多個個別射束偏轉器極。
在另一實施例中，槍式多極射束偏轉器700包含圓盤部分706之一外區域上之一凸起區710。例如，凸起區710可使圓盤部分706之一內區域自基板陣列302之頂表面或底表面偏移等於凸起區710之高度之一距離。在另一實施例中，槍式多極射束偏轉器700包含凸起區710中之一或多個凹槽。例如，凸起區710中之一或多個凹槽可為用於接合後製程之工作區域以確保該等接合後製程並不損壞基板陣列302 (或以其他方式干擾基板陣列302之操作)。
然而，本文中應注意，槍式多極射束偏轉器700可不包含一凸起區710及/或凸起區710內之一或多個凹槽。在此方面，圓盤部分706之表面可直接接合至基板陣列302。因此，上文描述不應被解釋為限制本發明之範疇而僅為圖解。
在2017年6月2日申請之申請案第15/612,862號中進一步詳細描述接合後製程，該案之全文在先前併入本文中。
圖8繪示根據本發明之一或多項實施例之一電子光學柱320之一槍式聚光器800。
在一項實施例中，槍式聚光器800係設定於一屏蔽層308內。在另一實施例中，槍式聚光器800包含一桶形部分802及一圓盤部分806。在另一實施例中，桶形部分802經插入至一基板陣列302之一孔中。在另一實施例中，一孔804經鑽孔通過桶形部分802之頂部及圓盤部分806之底部。例如，孔804容許一電子束101穿過槍式聚光器800。在另一實施例中，孔804具有一或多個關鍵公差。例如，該等關鍵公差可包含(但不限於)一內孔尺寸及/或一內孔形狀。
在另一實施例中，槍式聚光器800包含圓盤部分806之一外區域上之一凸起區808。例如，凸起區808可使圓盤部分806之一內區域自基板陣列302之頂表面或底表面偏移等於凸起區808之高度之一距離。
然而，本文中應注意，槍式聚光器800可不包含一凸起區808。在此方面，圓盤部分806之表面可直接接合至基板陣列302。因此，上文描述不應被解釋為限制本發明之範疇而僅為圖解。
圖9繪示根據本發明之一或多項實施例之一電子光學柱320之一陽極900。
在一項實施例中，陽極900包含一桶形部分902及一圓盤部分906。在另一實施例中，桶形部分902經插入至一基板陣列302之一孔中。
在另一實施例中，一孔904通過桶形部分902之頂部鑽孔一選定深度。例如，孔904容許一電子束101穿過陽極900。在另一實施例中，孔904具有一或多個關鍵公差。例如，該等關鍵公差可包含(但不限於)一內孔尺寸及/或一內孔形狀。在另一實施例中，槍式聚光器800之桶形部分802之至少一部分經插入於陽極900之孔904內(例如，桶形部分802之直徑小於孔904之直徑)。
在另一實施例中，陽極900包含圓盤部分906之一外區域上之一凸起區908。例如，凸起區908可使圓盤部分906之一內區域自基板陣列302之頂表面或底表面偏移等於凸起區908之高度之一距離。
然而，本文中應注意，陽極900可不包含一凸起區908。在此方面，圓盤部分906之表面可直接接合至基板陣列302。因此，上文描述不應被解釋為限制本發明之範疇而僅為圖解。
在另一實施例中，一孔910經鑽孔通過圓盤部分906之底部以與孔904結合。例如，孔910可包含具有一第一直徑之一第一圓柱形區段、具有一第二直徑之一第二圓柱形區段及耦合具有一第一直徑之該第一圓柱形區段及具有一第二直徑之該第二圓柱形區段之一圓錐形部分。藉由另一實例，孔910可具有一圓柱形橫截面。
圖10繪示根據本發明之一或多項實施例之一電子光學柱320之一動態聚焦透鏡1000及一磁透鏡總成400 (例如，一磁聚焦透鏡400b)。
在一項實施例中，動態聚焦透鏡1000包含一桶形部分1002及一圓盤部分1006。例如，桶形部分1002及圓盤部分1006可經由一組壁耦合，其中該組壁之一橫截面係圓錐形的。藉由另一實例，桶形部分1002及圓盤部分1006以一實質上90度角耦合。在另一實施例中，動態聚焦透鏡1000包含經鑽孔通過圓盤部分1006之一底表面及桶形部分1002之一頂表面之一孔1004。例如，孔1004可包含具有一第一直徑之一圓柱形區段及在一個端處具有該第一直徑(例如，一小圓錐直徑)且在一第二端處具有一第二直徑(例如，一大圓錐直徑)之一圓錐形區段。藉由另一實例，孔1004可具有一圓柱形橫截面。
在另一實施例中，動態聚焦透鏡1000包含圓盤部分1006之一外區域上之一凸起區1008。例如，凸起區1008可使圓盤部分1006之一內區域自基板陣列302之頂表面或底表面偏移等於凸起區1008之高度之一距離。
然而，本文中應注意，動態聚焦透鏡1000可不包含一凸起區1008。在此方面，圓盤部分1006之表面可直接接合至基板陣列302。因此，上文描述不應被解釋為限制本發明之範疇而僅為圖解。
在另一實施例中，動態聚焦透鏡1000包含一經製造屏蔽件1020。在另一實施例中，屏蔽件1020包含界定具有一選定直徑之一孔之具有一選定厚度之一壁。例如，該所界定之孔之直徑可與磁聚焦透鏡400b之大圓錐直徑相同。藉由另一實例，桶形部分1002之至少一部分經插入於屏蔽件1020內(例如，桶形部分1002之直徑小於屏蔽件1020孔之直徑)。在另一實施例中，實施屏蔽件1020，其中可不施覆如圖3、圖5A及圖7中所繪示之一膜塗層306。本文中應注意，可實施一屏蔽件1020來代替一或多個電子光學柱320之任一者中之一膜塗層306。因此，上文描述不應被解釋為限制本發明之範疇而僅為圖解。
圖11繪示根據本發明之一或多項實施例之用於柱總成300之一電連接管理總成1100的一橫截面視圖。
在一項實施例中，電連接管理總成1100包含一或多個低電壓及高電壓信號及/或接地連接件(LV/HV連接件)。例如，柱總成300之各電子光學柱320可包含(但不限於) 4個至120個之間的低電壓及高電壓信號及/或接地連接件。在另一實施例中，LV/HV連接件之一或多者經屏蔽以最小化來自相鄰信號線之串擾及其他環境干擾。在另一實施例中，LV/HV連接件之一或多者經阻抗控制以供高速使用。在另一實施例中，LV/HV連接件之一或多者通過一真空區(本文中進一步詳細描述)至圍繞系統100之大氣區。
在另一實施例中，總成1100包含一或多個高密度饋通1102。在另一實施例中，饋通1102係由一或多個基板層製成。例如，該一或多個基板層可由一共燒陶瓷製成。在另一實施例中，一或多個饋通1102耦合至柱總成300且定位於真空系統1300 (本文中進一步詳細描述)之一柱區1304外部。在另一實施例中，一或多個高密度饋通1102經組態以適應柱總成300之電接觸件及高電壓要求。在另一實施例中，一或多個高密度饋通1102之各者包含圖案化在饋通1102之一或多個表面上之一或多個接觸墊(例如，一或多個接地接觸墊及/或一或多個信號接觸墊)。
在2017年3月7日發佈之美國專利第9,591,770號中大體上描述具有一基板之一高密度饋通之使用，該案之全文以引用的方式併入本文中。
在另一實施例中，總成1100包含一或多個彎曲纜線1108。例如，一或多個彎曲纜線1108可包含(但不限於)：一或多個彎曲纜線1200、一或多個彎曲纜線1220及/或一或多個彎曲纜線1240，其等在本文中進一步詳細描述。在另一實施例中，一或多個彎曲纜線1108將一或多個電信號自一或多個饋通1102傳輸至一或多個基板陣列302。例如，一或多個彎曲纜線1108可將一或多個電信號自耦合至柱總成300且定位於真空系統1300之柱區1304外部之一或多個饋通1102傳輸至定位於真空系統1300之柱區1304內之一或多個基板陣列302。
在另一實施例中，一或多個饋通1102上之一或多個接地接觸墊經由一或多個彎曲纜線1108電耦合至一或多個基板陣列302上之一或多個接地接觸墊，其中一或多個基板陣列302上之一或多個接地接觸墊電耦合至一或多個柱電子光學元件340。在另一實施例中，一或多個饋通1102上之一或多個信號接觸墊經由一或多個彎曲纜線1108電耦合至一或多個基板陣列302上之一或多個信號接觸墊，其中一或多個基板陣列302上之一或多個信號接觸墊經電耦合至一或多個柱電子光學元件340。在此方面，一或多個饋通1102上之一或多個接地接觸墊及一或多個信號接觸墊經電耦合至接合至一或多個基板陣列302之一或多個柱電子光學元件340。
在另一實施例中，總成1100包含一或多個插入器1106，其中一或多個插入器1106係介於彎曲纜線1108與一或多個饋通1102之間的一電橋。在另一實施例中，總成1100包含一夾具1104，其中夾具1104將一彎曲纜線1108或一插入器1106之一或多者壓縮至一特定基板陣列302或一特定饋通1102。例如，插入器1106可包含介於一彎曲纜線1108與一特定基板陣列302或一特定饋通1102之間的一彈簧接觸件陣列。例如，一或多個插入器1106可包含全金屬彈簧接觸件之一連續陣列。藉由另一實例，一或多個插入器1106可包含聚醯亞胺材料而非標準核心介電材料以用於真空中之低釋氣。
圖12A至圖12C繪示根據本發明之一或多項實施例之用於一多行SEM系統100之一彎曲纜線1200、1220、1240的一橫截面視圖。
在一項實施例中，彎曲纜線1200、1220、1240係由多層聚醯亞胺膜構成。在另一實施例中，彎曲纜線1200、1220、1240包含一或多個銅包覆層。在另一實施例中，彎曲纜線1200、1220、1240中之該一或多個銅包覆層之至少一部分係在層壓之前蝕除，以暴露用作一或多個信號層及/或一或多個屏蔽層之一或多個銅線及/或接觸墊。例如，該一或多個信號層及/或該一或多個屏蔽層可電耦合至嵌入於一或多個基板陣列302內之一或多個金屬層及/或一或多個基板陣列302之兩端上之一或多個接觸墊。
在一項實施例中，如圖12A中所展示，彎曲纜線1200係一透鏡纜線。例如，透鏡纜線1200可電耦合至一或多個提取器312、一或多個磁透鏡總成400a、400b、一或多個槍式聚光器800、一或多個陽極900及/或一或多個動態聚焦透鏡1000之一或多者。在另一實施例中，透鏡纜線1200包含一或多個信號跡線層1214。例如，一或多個信號跡線層1214之寬度可在1 mil至5 mil之範圍內。在另一實施例中，透鏡纜線1200包含一或多個信號跡線層1214上方及/或下面之一或多個屏蔽層1210，其中一或多個屏蔽層1210與一或多個通孔1212電耦合在一起。在另一實施例中，透鏡纜線1200包含一或多個絕緣層1202、1204、1206、1208。例如，一或多個絕緣層1202、1204、1206、1208之厚度可在0.5 mil至10 mil之範圍內。
在一項實施例中，如圖12B中所繪示，彎曲纜線1220係一偏轉纜線。例如，偏轉纜線1220可電耦合至一或多個上射束偏轉器600a、一或多個下射束偏轉器600b及/或一或多個槍式多極射束偏轉器700之一或多者。在另一實施例中，偏轉器纜線1220包含一或多個信號跡線層1234。例如，一或多個信號跡線層1234之寬度可在1 mil至5 mil之範圍內。在另一實施例中，偏轉器纜線1220包含一或多個信號跡線層1236。例如，一或多個信號跡線層1236之寬度可在1 mil至5 mil之範圍內。在另一實施例中，一或多個信號跡線層1234與一或多個信號跡線層1236分離成一或多個差分對1238。在另一實施例中，偏轉器纜線1220包含一或多個信號跡線層1234及1236上方及/或下面之一或多個屏蔽層1230，其中一或多個屏蔽層1230與一或多個通孔1232電耦合在一起。在另一實施例中，偏轉器纜線1220包含一或多個絕緣層1222、1224、1226、1228。例如，一或多個絕緣層1222、1224、1226、1228之厚度可在0.5 mil至10 mil之範圍內。
在一項實施例中，如圖12C中所繪示，彎曲纜線1240包含一偵測器纜線。例如，偵測器纜線1240可電耦合至一或多個偵測器總成500。在另一實施例中，偵測器纜線1240包含一或多個信號跡線層1262。例如，一或多個信號跡線層1262之寬度可在1 mil至5 mil之範圍內。在另一實施例中，偵測器纜線1240包含一或多個信號跡線層1262上方及/或下面之一或多個屏蔽層1250，其中一或多個屏蔽層1250與一或多個通孔1252電耦合在一起。在另一實施例中，偵測器纜線1240包含一或多個絕緣層1242、1244、1246、1248。例如，一或多個絕緣層1242、1244、1246、1248之厚度可在0.5 mil至10 mil之範圍內。
本文中應注意，透鏡纜線1200、1220、1240之組件之配置及設計僅為圖解而提供，且不應被理解為限制本發明之目的。
圖13繪示根據本發明之一或多項實施例之用於一多行SEM系統之一真空系統的一示意圖。
在一項實施例中，系統100包含一真空系統1300。在另一實施例中，真空系統1300包含一組框架結構組件1301。本文中應注意，框架結構組件1301之一或多者可與源總成200之框架201及/或柱總成300之框架301共用。
在另一實施例中，真空系統1300包含一源區1302。例如，源區1302可為真空系統1300之一超高真空(UHV)區。藉由另一實例，源區1302可包含源總成200。本文中應注意，可由其製造源總成200之組件之各種材料(例如，鎢、鈦、氧化鋁、氧化鋯及類似者)在源總成200之斷電溫度及較高操作溫度兩者下皆可UHV相容。
在另一實施例中，真空系統1300包含一柱區1304。例如，柱區1304可為真空系統1300之一高真空(HV)區。藉由另一實例，柱區1304可包含柱總成300。在另一實施例中，真空系統1300包含一腔室區1306。例如，腔室區1306可為真空系統1300之一HV區。藉由另一實例，腔室區1306可包含載物台102及固定之樣本103。
在一項實施例中，柱總成300內之柱電子光學元件340相對於彼此以選定電壓操作。在另一實施例中，選擇用於柱電子光學元件340之電壓以便防止在真空中介電質表面上(例如，在一相同基板陣列302上)通過塊體絕緣材料(例如，在各電子光學柱320之層之間)及/或跨柱總成300內之一間隙之柱電子光學元件340之間之崩潰。
在另一實施例中，維持源區1302、柱區1304及/或腔室區1306之一或多者內之一真空位準需要對源區1302、柱區1304及/或腔室區1306內之一或多個組件進行清潔及釋氣。在另一實施例中，在實施一選定電壓時維持柱區1304及/或腔室區1306之一或多者內之一選定真空位準需要源區1302、柱區1304及/或腔室區1306內之一或多個組件具有一最小分離間隙。例如，該最小分離間隙可經由拋光高電應力之區域中之組件之表面來完成。藉由另一實例，高電應力之區域中之組件可具有修圓邊緣以最小化高場梯度。藉由另一實例，在無法經由設計規則達成最小分離間隙之情況下，可用一介電材料(包含但不限於陶瓷或聚醯亞胺膜)填充最小分離間隙。在另一實施例中，在實施一選定壓力時維持柱區1304及/或腔室區1306之一或多者內之一選定真空位準需要至源區1302、柱區1304及/或腔室區1306內之一或多個真空泵1312之一或多個氣道1308。
在另一實施例中，藉由介電材料隔離之一或多個柱電子光學元件340係分離一距離以使沿著絕緣體(切向場)之場強度保持低。在另一實施例中，表面路徑長度在其中設計空間藉由增加一波狀輪廓限制之區域中增加。在另一實施例中，三點接面使用幾何設計屏蔽。例如，該等幾何設計可包含(但不限於)凹部及/或保護環。藉由另一實例，幾何設計可抑制或降低可起始放電之場增強，該等放電隨後可跨整個絕緣體傳播。
在一項實施例中，真空系統1300包含一或多個氣道1308。例如，一或多個氣道1308可容許氣體在基板陣列302之間通過至一或多個真空泵1312。在另一實施例中，真空系統1300包含該組框架結構組件1301內之一或多個排氣螺釘及/或經製造通道。例如，一或多個排氣螺釘及/或經製造通道可容許氣體自真空系統1300內之盲孔及/或截留體積通過。
在另一實施例中，真空系統1300包含一或多個真空泵1312。例如，一或多個真空泵1312可包含(但不限於)一或多個渦輪泵。藉由另一實例，一或多個真空泵1312可包含(但不限於)：一或多個離子泵、一或多個吸氣泵及/或一或多個低溫泵。藉由另一實例，一或多個真空泵1312可包含(但不限於)此項技術中已知之任何真空泵。
藉由另一實例，真空泵1312可耦合至源區1302、柱區1304及/或腔室區1306之一或多者。在另一實施例中，真空泵1312產生及/或維持源區1302、柱區1304及/或腔室區1306內之所需真空位準。
在另一實施例中，源總成200在系統100之操作期間在源區1302中經由氣導限制孔徑1310之一陣列與電子光學柱總成300隔離，其中氣導限制孔徑1310經設計以限制或隔離自柱區1304至源區1302之氣流。
本文中應注意，在2012年1月31日發佈之美國專利第8,106,358號中大體描述在一多行SEM系統中使用一真空總成來產生差動泵抽，該案之全文以引用的方式併入本文中。
本發明之優點包含用於一多射束SEM系統之一照明源總成中之各電子束源之個別化電子束定位。本發明之實施例之優點包含柱總成300之各電子光學柱320之個別化電子束調諧及掃描控制。本發明之實施例之優點亦包含用於各電子光學柱320內之各柱電子光學元件340之個別化雙重掃描及動態掃描校正能力(例如，經由微透鏡之個別化磁聚焦、容許距表面之工作距離之適度變動及/或載物台局部高度變動之個別化可調整靜電聚焦，及類似者)。
本發明之優點亦包含用於一多射束SEM系統100之一柱總成300中之電子光學柱320中之二次電子偵測器，其中該等二次電子偵測器係放置於一單個基板陣列上，其中該基板陣列包含用於該等二次電子偵測器之各者之放大器電路。
本發明之優點亦包含柱總成300中之基板陣列302之一電路板類型配置。本發明之優點亦包含一個別化微透鏡插塞製造方法，其容許在製造用於一多射束SEM系統100之柱總成300中之各電子光學柱320時之可選擇性及可擴縮性。本發明之優點亦包含個別化靜電位控制，此容許用於一多射束SEM系統100之一柱總成300中之各電子光學柱320之製造誤差之標定校正。
熟習此項技術者將認知，為概念上清楚起見，本文中所描述之組件(例如，操作)、裝置、物件及伴隨其等之論述係用作實例且設想各種組態修改。因此，如本文中所使用，所闡述之特定範例及隨附論述旨在表示其等之更一般類別。一般而言，使用任何特定範例旨在表示其類別，且不包含特定組件(例如，操作)、裝置及物件不應視為限制性。
關於本文中所使用之實質上任何複數及/或單數術語，熟習技術者可根據內文及/或應用來將複數轉化成單數及/或將單數轉化成複數。為清楚起見，本文中未明確闡述各種單數/複數排列。
本文中所描述之標的有時繪示含於不同其他組件內或與不同其他組件連接之不同組件。應瞭解，此等描繪架構僅供例示，且事實上可實施達成相同功能性之諸多其他架構。就概念而言，用於達成相同功能性之任何組件配置經有效「相關聯」使得達成所要功能性。因此，本文中經組合以達成一特定功能性之任何兩個組件可被視為彼此「相關聯」以達成所要功能性，不論架構或中間組件如何。同樣地，如此相關聯之任何兩個組件亦可被視為彼此「可操作連接」或「可操作耦合」以達成所要功能性，且能夠如此相關聯之任何兩個組件亦可被視為彼此「可操作耦合」以達成所要功能性。「可操作耦合」之特定實例包含(但不限於)可實體配合及/或實體互動組件、及/或可無線互動及/或無線互動組件、及/或邏輯互動及/或可邏輯互動組件。
在一些例項中，一或多個組件在本文中可指稱「經組態以」、「可經組態以」、「可經操作/經操作以」、「經調適/可經調適」、「能夠」、「可符合/符合」等等。熟習技術者應認知，除非內文另有要求，否則此等術語(例如「經組態以」)一般可涵蓋作用狀態組件及/或非作用狀態組件及/或備用狀態組件。
儘管已展示及描述本文中所描述之本發明標的之特定態樣，但熟習技術者應明白，基於本文中之教示，可在不背離本文中所描述之標的及其更廣態樣的情況下作出改變及修改，且隨附發明申請專利範圍因此將落於本文中所描述之標的之真實精神及範疇內之全部此等改變及修改涵蓋於其範疇內。熟習技術者應瞭解，一般而言，本文中且尤其是隨附發明申請專利範圍(例如隨附發明申請專利範圍之主體)中所使用之術語一般意欲為「開放式」術語(例如，術語「包含」應被解譯為「包含(但不限於)」，術語「具有」應被解譯為「至少具有」，等等)。熟習技術者應進一步瞭解，若想要一引入請求項敘述之一特定數目，則此一意圖將被明確敘述於請求項中，且若缺乏此敘述，則不存在此意圖。例如，作為理解之一輔助，以下隨附發明申請專利範圍可含有使用引導性片語「至少一」及「一或多個」來引入請求項敘述。然而，此等片語之使用不應被解釋為隱含：由不定冠詞「一」引入之一請求項敘述將含有此引入請求項敘述之任何特定請求項限制為僅含有此一敘述之請求項，即使相同請求項包含引導性片語「一或多個」或「至少一」及諸如「一」之不定冠詞(例如，「一」通常應被解譯為意指「至少一」或「一或多個」)；上述內容對用於引入請求項敘述之定冠詞之使用同樣適用。另外，即使明確敘述一引入請求項敘述之一特定數目，但熟習技術者亦應認知，此敘述通常應被解譯為意指至少該敘述數目(例如，「兩條敘述」之基本敘述(無其他修飾語)通常意指至少兩條敘述或兩條或兩條以上敘述)。此外，在其中使用類似於「A、B及C之至少一者等等」之一慣用表述的例項中，此一結構一般意指熟習技術者將理解之慣用表述意義(例如，「具有A、B及C之至少一者的一系統」將包含(但不限於)僅具有A、僅具有B、僅具有C、同時具有A及B、同時具有A及C、同時具有B及C及/或同時具有A、B及C之系統，等等)。在其中使用類似於「A、B或C之至少一者等等」之一慣用表述的例項中，此一結構一般意指熟習技術者將理解之慣用表述意義(例如，「具有A、B或C之至少一者的一系統」將包含(但不限於)僅具有A、僅具有B、僅具有C、同時具有A及B、同時具有A及C、同時具有B及C及/或同時具有A、B及C之系統，等等)。熟習技術者應進一步瞭解，除非內文另有指示，否則無論在[實施方式]、發明申請專利範圍或圖式中，呈現兩個或兩個以上替代項之一轉折連詞及/或片語通常應被理解為涵蓋以下可能性：包含該等項之一者、該等項之任一者或兩項。例如，片語「A或B」通常將被理解為包含「A」或「B」或「A及B」之可能性。。
關於隨附發明申請專利範圍，熟習技術者應瞭解，一般可依任何順序執行其內所敘述之操作。此外，儘管依一(或若干)序列呈現各種操作流程，但應瞭解，可依除繪示順序之外的順序執行各種操作或可同時執行各種操作。除非內文另有指示，否則此等替代排序之實例可包含重疊、交錯、間斷、重新排序、漸進、預備、補充、同時、逆轉或其他變化排序。此外，除非內文另有指示，否則如「回應於」、「相關於」或其他過去時形容詞一般不意欲排除此等變型。
據信，將藉由以上描述來理解本發明及其諸多伴隨優點，且應明白，可在不背離揭示標的或不犧牲其全部材料優點的情況下對組件之形式、構造及配置作出各種改變。所描述之形式僅供說明，且以下申請專利範圍意欲涵蓋及包含此等改變。相應地，本發明之範疇應僅受限於其隨附發明申請專利範圍。 儘管已繪示本發明之特定實施例，但應明白，熟習技術者可在不背離本發明之範疇及精神的情況下想到本發明之各種修改及實施例。相應地，本發明之範疇應僅受限於其隨附發明申請專利範圍。
100‧‧‧電子光學系統/系統/多行掃描式電子顯微鏡(SEM)系統/多射束掃描式電子顯微鏡(SEM)系統
101‧‧‧電子束
102‧‧‧載物台/樣本載物台
103‧‧‧樣本
104‧‧‧二次電子/經發射及/或散射電子/電子/反向散射電子
200‧‧‧源總成
201‧‧‧安裝框架/框架
202‧‧‧電子束源
204‧‧‧定位器
204a‧‧‧定位器/第一定位器
204b‧‧‧定位器/第二定位器
204c‧‧‧定位器/第三定位器
206‧‧‧源電子光學元件
300‧‧‧柱總成/電子光學柱總成
301‧‧‧安裝框架/框架
302‧‧‧基板陣列/基板層
304‧‧‧未受保護部分/裸間隙
306‧‧‧膜塗層/塗層
308‧‧‧金屬屏蔽層/屏蔽層
308a‧‧‧金屬屏蔽層
308b‧‧‧第二金屬屏蔽層
310‧‧‧層
312‧‧‧提取器
314‧‧‧電子束限制孔徑(BLA)/射束限制孔徑(BLA)
320‧‧‧電子光學柱
320a‧‧‧電子光學柱
320b‧‧‧電子光學柱
340‧‧‧柱電子光學元件/元件
400‧‧‧磁透鏡總成/永久磁鐵總成
400a‧‧‧磁聚光透鏡/磁聚光透鏡/磁透鏡總成
400b‧‧‧磁聚焦透鏡/磁透鏡總成
402‧‧‧磁極片/極片
404‧‧‧永久磁鐵
406‧‧‧磁極片/極片
500‧‧‧偵測器總成/電子偵測器總成
502‧‧‧偵測器二極體/二極體
504‧‧‧偵測器二極體表面
506‧‧‧偵測器屏蔽件
508‧‧‧20微米直徑孔徑/孔徑
510‧‧‧中心轂
600‧‧‧射束偏轉器/初級電子束偏轉器
600a‧‧‧上射束偏轉器/上部偏轉器
600b‧‧‧下射束偏轉器/下部偏轉器
602‧‧‧桶形部分
604‧‧‧孔
606‧‧‧圓盤部分
608‧‧‧狹槽
610‧‧‧凸起區
700‧‧‧槍式多極射束偏轉器/多極射束偏轉器/槍式四極射束偏轉器/槍式八極射束偏轉器
702‧‧‧桶形部分
704‧‧‧孔
706‧‧‧圓盤部分
708‧‧‧狹槽
710‧‧‧凸起區
800‧‧‧槍式聚光透鏡/槍式聚光器
802‧‧‧桶形部分
804‧‧‧孔
806‧‧‧圓盤部分
808‧‧‧凸起區
900‧‧‧陽極
902‧‧‧桶形部分
904‧‧‧孔
906‧‧‧圓盤部分
908‧‧‧凸起區
910‧‧‧孔
1000‧‧‧動態聚焦透鏡
1002‧‧‧桶形部分
1004‧‧‧孔
1006‧‧‧圓盤部分
1008‧‧‧凸起區
1020‧‧‧屏蔽件/經製造屏蔽件
1100‧‧‧電連接管理總成/總成
1102‧‧‧高密度饋通/饋通
1104‧‧‧夾具
1106‧‧‧插入器
1108‧‧‧彎曲纜線
1200‧‧‧彎曲纜線/透鏡纜線
1202‧‧‧絕緣層
1204‧‧‧絕緣層
1206‧‧‧絕緣層
1208‧‧‧絕緣層
1210‧‧‧屏蔽層
1212‧‧‧通孔
1214‧‧‧信號跡線層
1220‧‧‧彎曲纜線/偏轉器纜線
1222‧‧‧絕緣層
1224‧‧‧絕緣層
1226‧‧‧絕緣層
1228‧‧‧絕緣層
1230‧‧‧屏蔽層
1232‧‧‧通孔
1234‧‧‧信號跡線層
1236‧‧‧信號跡線層
1238‧‧‧差分對
1240‧‧‧彎曲纜線/偵測器纜線
1242‧‧‧絕緣層
1244‧‧‧絕緣層
1246‧‧‧絕緣層
1248‧‧‧絕緣層
1250‧‧‧屏蔽層
1252‧‧‧通孔
1262‧‧‧信號跡線層
1300‧‧‧真空系統
1301‧‧‧框架結構組件
1302‧‧‧源區
1304‧‧‧柱區
1306‧‧‧腔室區
1308‧‧‧氣道
1310‧‧‧導線限制孔徑
1312‧‧‧真空泵
熟習此項技術者藉由參考附圖可更佳理解本發明之許多優點，其中： 圖1A係根據本發明之一或多項實施例之配備有一柱總成之一多行掃描式電子顯微鏡(SEM)系統的一簡化示意圖。 圖1B繪示根據本發明之一或多項實施例之一多行SEM系統的一橫截面視圖。 圖2繪示根據本發明之一或多項實施例之用於一多行SEM系統之一源總成的一橫截面視圖。 圖3繪示根據本發明之一或多項實施例之用於一多行SEM系統之一柱總成的一橫截面視圖。 圖4A繪示根據本發明之一或多項實施例之一電子光學柱之一磁透鏡總成的一橫截面視圖。 圖4B繪示根據本發明之一或多項實施例之一電子光學柱之一磁透鏡總成。 圖5A繪示根據本發明之一或多項實施例之用於一多行SEM系統之一電子光學柱的一部分橫截面視圖。 圖5B繪示根據本發明之一或多項實施例之一電子光學柱之一個二次電子偵測器總成的一橫截面視圖。 圖6繪示根據本發明之一或多項實施例之一電子光學柱之一組初級電子束偏轉器的一橫截面視圖。 圖7繪示根據本發明之一或多項實施例之一電子光學柱之一槍式多極射束偏轉器。 圖8繪示根據本發明之一或多項實施例之一電子光學柱之一槍式聚光器。 圖9繪示根據本發明之一或多項實施例之一電子光學柱之一陽極。 圖10繪示根據本發明之一或多項實施例之一電子光學柱之一動態聚焦透鏡及一磁透鏡總成。 圖11繪示根據本發明之一或多項實施例之用於一多行SEM系統之一柱總成之一電連接管理總成的一橫截面視圖。 圖12A繪示根據本發明之一或多項實施例之用於一多行SEM系統之一彎曲纜線的一橫截面視圖。 圖12B繪示根據本發明之一或多項實施例之用於一多行SEM系統之一彎曲纜線的一橫截面視圖。 圖12C繪示根據本發明之一或多項實施例之用於一多行SEM系統之一彎曲纜線的一橫截面視圖。 圖13繪示根據本發明之一或多項實施例之用於一多行SEM系統之一真空系統的一示意圖。

Claims (42)

  1. 一種多行掃描式電子顯微鏡(SEM)系統，其包括： 一源總成，其包括： 兩個或兩個以上電子束源，其等經組態以產生複數個電子束，其中該兩個或兩個以上電子束源之一特定電子束源經組態以產生該複數個電子束之一電子束；及 兩組或兩組以上定位器，其等耦合至該兩個或兩個以上電子束源，其中該兩組或兩組以上定位器中之至少一些者經組態以致動該兩個或兩個以上電子束源之一電子束源； 一柱總成，其包括： 複數個基板陣列；及 兩個或兩個以上電子光學柱，其中該兩個或兩個以上電子光學柱中之至少一些者係藉由接合至該複數個基板陣列之一組柱電子光學元件形成；及 一載物台，其經組態以固定一樣本，其中該兩個或兩個以上電子光學柱中之至少一些者經組態以將該複數個電子束之一電子束之至少一部分引導至該樣本之一表面，其中該樣本回應於該複數個電子束之一電子束之該至少一部分而發射或散射電子。
  2. 如請求項1之系統，其中該源總成包括： 兩組或兩組以上源電子光學元件，其中該兩組或兩組以上源電子光學元件中之至少一些者經組態以將該複數個電子束之一電子束之至少一部分引導至該兩個或兩個以上電子光學柱之一電子光學柱。
  3. 如請求項1之系統，其中該兩個或兩個以上電子束源中之至少一些者包含： 一肖特基發射器裝置、一奈米碳管(CNT)發射器、一奈米結構化碳膜發射器或一穆勒型發射器之至少一者。
  4. 如請求項1之系統，其中該兩組或兩組以上定位器中之至少一些者包含經組態以在一x方向、一y方向或一z方向之至少一者上致動該兩個或兩個以上電子束源之一電子束源之一或多個定位器。
  5. 如請求項4之系統，其中該兩組或兩組以上定位器中之至少一些者包含經組態以在一x方向、一y方向及一z方向上致動該兩個或兩個以上電子束源之一電子束源之三個定位器。
  6. 如請求項4之系統，其中該一或多個定位器中之至少一些者可個別地調整。
  7. 如請求項1之系統，其中該複數個基板陣列係配置於複數個基板陣列總成內，其中該複數個基板陣列總成之一基板陣列總成包含該複數個基板陣列之一或多個基板陣列。
  8. 如請求項7之系統，其中至少一屏蔽元件係定位於該一或多個基板陣列之間。
  9. 如請求項1之系統，其中該複數個基板陣列之一基板陣列包括： 一複合基板，其由複數個基板層形成，其中該複合基板包含複數個孔； 複數個電組件，其等嵌入於該複數個基板層內；及 一或多個金屬層，其等耦合至該複合基板之至少一表面。
  10. 如請求項9之系統，其中該組柱電子光學元件之一柱電子光學元件係定位於該複合基板中之該複數個孔之一特定孔上方。
  11. 如請求項10之系統，其中該組柱電子光學元件之一柱電子光學元件係部分插入於該複合基板中之該複數個孔之該特定孔內。
  12. 如請求項10之系統，其中該複數個孔之該特定孔之一部分包含經由一薄膜金屬化程序形成之一塗層、一經製造屏蔽件或未受保護基板之至少一者。
  13. 如請求項9之系統，其中該組柱電子光學元件之一柱電子光學元件經接合至該一或多個金屬層之一特定金屬層。
  14. 如請求項9之系統，其中嵌入於該複數個基板層內之該複數個電組件中之至少一些者包含一或多個電跡線或一或多個電通孔之至少一者。
  15. 如請求項14之系統，其中該一或多個電跡線使用該一或多個電通孔電耦合至該一或多個金屬層中之一或多個接合墊。
  16. 如請求項14之系統，其中該一或多個電跡線經電耦合至耦合至該複合層之至少一表面之一或多個連接器接觸墊。
  17. 如請求項9之系統，其中該一或多個金屬層係經由一薄膜或一厚膜金屬化程序之至少一者形成。
  18. 如請求項1之系統，其中該兩個或兩個以上電子光學柱中之至少一些者包含一或多個相同柱電子光學元件，其中該一或多個相同電子光學元件中之至少一些者經接合至該複數個基板陣列之一特定基板陣列之一相同表面。
  19. 如請求項1之系統，其中一電子光學柱內之該組柱電子光學元件包含一或多個提取器。
  20. 如請求項1之系統，其中一電子光學柱內之該組柱電子光學元件包含一或多個射束限制孔徑。
  21. 如請求項1之系統，其中一電子光學柱內之該組柱電子光學元件包含一或多個磁透鏡總成。
  22. 如請求項21之系統，其中該一或多個磁透鏡總成包含一或多個磁聚光透鏡或一或多個磁聚焦透鏡之至少一者。
  23. 如請求項1之系統，其中一電子光學柱內之該組柱電子光學元件包含一或多個槍式多極射束偏轉器。
  24. 如請求項23之系統，其中該一或多個多極射束偏轉器包含一或多個槍式四極射束偏轉器或一或多個槍式八極射束偏轉器之至少一者。
  25. 如請求項1之系統，其中一電子光學柱內之該組柱電子光學元件包含一或多個槍式聚光器。
  26. 如請求項1之系統，其中一電子光學柱內之該組柱電子光學元件包含一或多個陽極。
  27. 如請求項1之系統，其中一電子光學柱內之該組柱電子光學元件包含一或多個電子偵測器總成。
  28. 如請求項27之系統，其中該一或多個電子偵測器總成之一電子偵測器總成包括： 一偵測器二極體；及 一偵測器屏蔽件。
  29. 如請求項27之系統，其中該一或多個電子偵測器總成經接合至該複數個基板陣列之一特定基板陣列，其中該特定基板陣列包含電耦合至該一或多個電子偵測器總成中之至少一些者之放大器電路。
  30. 如請求項1之系統，其中一電子光學柱內之該組柱電子光學元件包含一或多個射束偏轉器。
  31. 如請求項30之系統，其中該一或多個射束偏轉器包含一或多個上射束偏轉器及一或多個下射束偏轉器之至少一者。
  32. 如請求項1之系統，其中一電子光學柱內之該組柱電子光學元件包含一或多個動態聚焦透鏡。
  33. 如請求項1之系統，其中該組柱電子光學元件中之至少一些者在接合至該複數個基板陣列之前經完全製造。
  34. 如請求項1之系統，其中該組柱電子光學元件中之至少一些者在接合至該複數個基板陣列之前經部分製造，且在接合至該複數個基板陣列之後經完全製造。
  35. 如請求項1之系統，其中該兩個或兩個以上電子光學柱中之至少一些者可個別地調整。
  36. 如請求項1之系統，其中該組柱電子光學元件中之至少一些者可個別地調整。
  37. 如請求項1之系統，其進一步包括： 一真空系統，其中該真空系統包括： 一源區，其中該源區容置該源總成； 一柱區，其中該柱區容置該柱總成； 一腔室區，其中該腔室區容置經組態以固定一樣本之該載物台；及 一或多個真空泵，其等耦合至該源區、該柱區或該腔室區之至少一者。
  38. 如請求項37之系統，其中該柱總成之該複數個基板陣列之間的一或多個氣道容許氣體在該柱總成之該等層之至少一者、該柱區之一或多個部分或該腔室區之一或多個部分之間流動。
  39. 如請求項37之系統，其中該源區與該柱區係藉由一組氣導限制孔徑分離。
  40. 一種基板陣列，其包括： 一複合基板，其由複數個基板層形成，其中該複合基板包含複數個孔； 複數個電組件，其等嵌入於該複數個基板層中； 一或多個金屬層，其等耦合至該複合基板之至少一表面；及 一或多個柱電子光學元件，其中該一或多個柱電子光學元件中之至少一些者形成一或多個電子光學柱之一部分，其中該一或多個電子光學柱包括一多行掃描式電子顯微鏡(SEM)系統之一柱總成。
  41. 一種方法，其包括： 形成複數個基板陣列； 將一或多個柱電子光學元件接合至該複數個基板陣列中之至少一些者；及 對準該複數個基板陣列以由該等經接合之一或多個柱電子光學元件形成一或多個電子光學柱，其中該一或多個電子光學柱包括用於一多行掃描式電子顯微鏡(SEM)系統之一柱總成。
  42. 一種多行掃描式電子顯微鏡(SEM)系統，其包括： 一源總成，其包括： 一或多個電子束源，其等經組態以產生複數個電子束；及 一或多組定位器，其等經組態以致動該一或多個電子束源； 一柱總成，其包括： 複數個基板陣列；及 一或多個電子光學柱，其等藉由接合至該複數個基板陣列之一組柱電子光學元件形成；及 一載物台，其經組態以固定一樣本，其中該一或多個電子光學柱經組態以將該複數個電子束引導至該樣本之一表面，其中該樣本回應於該複數個電子束之該經引導至少一部分而發射或散射電子。
TW107119406A 2017-06-07 2018-06-06 多行掃描式電子顯微鏡系統 TWI755544B (zh)

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US15/616,749 2017-06-07

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