[go: up one dir, main page]

TW202312205A - 多重射束帶電粒子系統與在多重射束帶電粒子系統中控制工作距離的方法 - Google Patents

多重射束帶電粒子系統與在多重射束帶電粒子系統中控制工作距離的方法 Download PDF

Info

Publication number
TW202312205A
TW202312205A TW111114394A TW111114394A TW202312205A TW 202312205 A TW202312205 A TW 202312205A TW 111114394 A TW111114394 A TW 111114394A TW 111114394 A TW111114394 A TW 111114394A TW 202312205 A TW202312205 A TW 202312205A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
wafer
charged particle
working distance
parameter values
inspection
Prior art date
Application number
TW111114394A
Other languages
English (en)
Inventor
麥可 班克
尤瑞奇 比爾
癸斯得福 瑞德賽爾
艾琳 湯瑪
迪瑞克 列德雷
Original Assignee
德商卡爾蔡司多重掃描電子顯微鏡有限公司
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
Application filed by 德商卡爾蔡司多重掃描電子顯微鏡有限公司 filed Critical 德商卡爾蔡司多重掃描電子顯微鏡有限公司
Publication of TW202312205A publication Critical patent/TW202312205A/zh

Links

Images

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
    • H01J37/30—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
    • H01J37/317—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for changing properties of the objects or for applying thin layers thereon, e.g. for ion implantation
    • H01J37/3174—Particle-beam lithography, e.g. electron beam lithography
    • H01J37/3177—Multi-beam, e.g. fly's eye, comb probe
    • 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 or 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
    • H01J37/02—Details
    • H01J37/21—Means for adjusting the focus
    • 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
    • H01J37/22—Optical, image processing or photographic arrangements associated with the tube
    • H01J37/222—Image processing arrangements associated with the tube
    • 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
    • H01J37/244—Detectors; Associated components or circuits therefor
    • 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
    • H01J2237/10—Lenses
    • H01J2237/12—Lenses electrostatic
    • H01J2237/1205—Microlenses
    • 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
    • H01J2237/21—Focus adjustment
    • H01J2237/216—Automatic focusing methods
    • 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
    • H01J2237/245—Detection characterised by the variable being measured
    • H01J2237/24592—Inspection and quality control of devices
    • 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
    • H01J2237/26—Electron or ion microscopes
    • H01J2237/28—Scanning microscopes
    • H01J2237/2813—Scanning microscopes characterised by the application
    • H01J2237/2817—Pattern inspection
    • 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
    • H01J2237/26—Electron or ion microscopes
    • H01J2237/282—Determination of microscope properties
    • H01J2237/2826—Calibration

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)

Abstract

本發明揭示一種多重射束帶電粒子系統及設定該多重射束帶電粒子系統的工作距離WD之方法。運用該方法，藉由從預定校正參數值計算組件的參數值來調整工作距離，同時保持晶圓檢測工作的成像性能。即使使用具有與該多重射束帶電粒子系統光軸平行的固定z位置之晶圓台，該方法允許進行快速晶圓檢測工作。

Description

多重射束帶電粒子系統與在多重射束帶電粒子系統中控制工作距離的方法
本發明係關於粒子束系統及操作多重射束帶電粒子系統的方法。
粒子束系統使用粒子光學單元以所要方式影響帶電粒子束，如此例如使用該帶電粒子束可獲得一成像，該等帶電粒子可為例如電子或離子，並且該等粒子束系統可用於例如顯微鏡或微影裝置。
用於晶圓檢測的多重射束帶電粒子系統通常具有複數個粒子光學組件，其每一者會影響通過個別粒子光學組件的粒子束。舉例來說，該粒子光學組件可為一粒子光學透鏡，其對於該粒子束具有聚焦效果；或該粒子光學組件可為一光束偏轉器，其將該粒子束偏轉一角度。為此目的，該等粒子光學組件提供作用在該粒子束帶電粒子上的電場及/或磁場，並且利用所改變的電場及/或磁場強度可設定這些效果的值或強度，例如藉由改變供應給提供電場的元件之電壓，或藉由改變輸送給產生磁場的元件之電流。
在一粒子光學單元的案例中，每一粒子光學組件的效果都必須設定，使得用於晶圓檢測的該多重射束帶電粒子系統提供所要的效果，諸如，例如物平面至像平面的粒子光學成像。實際上，正確設定用於晶圓檢測的多重射束帶電粒子系統之粒子光學組件的效果通常並不容易，因為複數個粒子光學組件會以複雜的方式互動。
在用於晶圓檢測的多重射束帶電粒子系統提供粒子光學成像之案例中，可能想要改變該成像的工作距離WD。工作距離是粒子光學透鏡的下平面與物平面間之距離，待研究的晶圓表面位於該工作距離內。通常，工作距離WD的變化通過可在z方向上移動的晶圓台來避免。通過晶圓台的移動，可將不同厚度的基材表面定位在像平面中。然而，利用在z方向具有移動能力的晶圓台，會引入其他不需要的影響。例如，晶圓台可能會受到定位不準確的影響，包括傾斜和由漂移或振動所引起的影響。因此，希望避免使用在z方向上可移動的晶圓台，但在諸如晶圓這類基材的厚度變化之情況下，仍然存在用於晶圓檢測的多重射束帶電粒子系統中工作距離WD會變化之問題。
這可利用改變該等粒子光學透鏡之一者的聚焦效果來達成。然而，這通常也具有其他影響，諸如旋轉的變化、放大率的變化、粒子小射束遠心度的變化或二次電子收集效率的變化。為了避免這種現象，則也必須改變其他粒子光學組件的效果。
多重射束帶電粒子系統用於晶圓檢測工作。在此，除了對解析度和影像傳真度的高要求外，高產量(throughput)也非常重要。特別是當單個晶圓的不同檢測點之間發生厚度變化時，必須非常快速實現WD改變。用於操作多重射束帶電粒子系統幫助設定粒子光學組件效果的處理，使得多重射束帶電粒子系統總體上具有改變WD的預期效果，而不會引起其他寄生效應之先前技術方法對於晶圓檢測工作來說太慢了。在實踐中，希望改變用於晶圓檢測的多重射束帶電粒子系統之WD，使得由於WD的改變，只會有WD改變，而其他性能指標保持不變。為此，需要改變複數個粒子光學組件的參數。然而，很難確定單個粒子光學組件的操作參數所需之變化。在先前技術中，此為迭代執行，因此對於具有高產量要求的晶圓檢測工作來說會變慢。
因此，本發明之目的之一為提出一種快速操作用於晶圓檢測的多重射束帶電粒子系統的方法，該方法包括粒子光學組件的設定效果，使得工作距離WD在短時間內改變，而不會對影像解析度和影像傳真度產生任何寄生或不必要的影響。此外，本發明之目的之一為提供一種粒子束系統，其使用多重粒子束來產生一成像，其中工作距離可以快速有效的方式設定，而晶圓台不會在平行於工作距離的方向上移動。
本發明的具體實施例提供一種操作用於晶圓檢測的多重射束帶電粒子系統的方法，該系統具有多個粒子光學組件，至少一粒子束穿過這些組件，並且通過其可快速改變工作距離WD，而不會對成像性能（例如解析度或影像傳真度）產生任何不良影響。該方法讓晶圓檢測工作具備高產量。
根據一具體實施例，本發明提供一種設定用於晶圓檢測的多重射束帶電粒子系統（1）的工作距離WD之方法、及用於晶圓檢測的多重射束帶電粒子系統（1）。多重射束帶電粒子系統（1）構造成利用複數個一次(primary)帶電粒子小射束（3）的光柵（41）執行晶圓檢測工作。工作距離WD定義為多重射束帶電粒子系統（1）的參考平面（109）與晶圓（7）的晶圓表面（25）之間平行於光軸（105）之距離。該方法包含確定多重射束帶電粒子系統（1）在第一晶圓檢測工作的第一檢測部位（33、35）處的第一工作距離WD1之步驟、及確定第一工作距離WD1的所需變化dWD以實現後續第二晶圓檢測工作的在第二檢測部位（33、35）處第二工作距離WD2之步驟。該方法更包含在保持晶圓檢測工作成像規範的同時，計算能夠共同將第一工作距離WD1改變到第二工作距離WD2的一組N個組件參數中的N個參數值P(1…N)之步驟。在一進一步步驟中，將計算出的N個參數值P(1…N)提供給多重射束帶電粒子系統（1）的組件，並在第二檢測部位以具有所計算參數值P(1…N)的檢測設定以及第二晶圓檢測工作的成像規範內之對應影像性能，來執行第二晶圓檢測工作。為了實現晶圓檢測工作的高產量要求，計算該組N個參數的N個參數值P(1…N)，例如藉由從該組N個參數的第一組預定校正參數值P(C1, 1…N)進行插值。在一實例中，該組N個參數包含調整或改變掃描程式以操作多重射束帶電粒子系統（1）的掃描偏轉器（110）之參數，其中該掃描程式改變包含掃描旋轉以補償複數個一次小射束（3）的光柵（41）旋轉及/或改變掃描線中掃描像素數以補償複數個一次小射束（3）間之間距。在一實例中，該組N個參數更包含至少一參數以控制多重射束帶電粒子系統（1）的以下多個組件之一：一微透鏡陣列（306.1）、作為偏轉器陣列（306.3）以調整複數個小射束（3）的間距之一陣列元件、第一場透鏡（307、308）、第二場透鏡（99）、一物鏡（102）、一分束器（400）、一用於供電極產生延遲場的電壓供應器（503）、或一遠心補償器陣列（390）。在一實例中，確定第一工作距離WD1的步驟包含用距離感測器（107）測量晶圓表面（25）與參考平面（109）之間的第一工作距離WD1。
在一具體實施例中，該方法更包含將晶圓（7）裝載到晶圓台（500）的步驟，該晶圓台具有在平行於多重射束帶電粒子系統（1）的光軸（105）之z方向上的固定位置，並將晶圓（7）定位在多重射束帶電粒子系統（1）的物鏡（102）之參考平面（109）外的第一檢測部位（33、35）。該方法更包含用具有在平行於多重射束帶電粒子系統（1）的光軸（105）之z方向上具有固定位置的晶圓台（500），將晶圓（7）移動至第二檢測部位（33、35）之步驟。在一實例中，確定實現第二工作距離WD2所需的變化dWD之步驟包括用距離感測器（107）測量晶圓表面（25）與參考平面（109）之間的第二工作距離WD2。
在一具體實施例中，計算N個參數值P(1…N)的步驟包含從具有第一組校正參數值P(C1,1…N)的第一檢測設定及具有第二組校正參數值P(C2,1…N)的第二檢測設定中選擇檢測設定之步驟。檢測設定的選擇可根據工作距離變化相對於根據第一組或第二組校正參數值P(C1,1…N)或P(C2,1…N)的N個參數值之至少一參數變化之靈敏度來執行。例如，根據第二晶圓檢測工作的耐用度要求而通過選擇第二檢測設定來選擇檢測設定，其中工作距離的變化相對於N個參數值中的至少一參數變化具有最小靈敏度。在一替代實例中，根據第二晶圓檢測工作的速度要求通過選擇檢測設定來選擇檢測設定，其中工作距離的變化相對於N個參數值中的至少一參數變化具有最大靈敏度。在一進一步實例中，檢測設定的選擇係根據第二晶圓檢測工作的成像性能之臨界值要求來執行。
一般而言，第一組預定校正參數值P(C1, 1…N)包含在至少三個校正工作距離的預定校正參數值P(C1, 1…N)，以及根據第二工作距離WD2的N個參數值P(1…N)係根據在至少三個校正工作距離的預定校正參數值P(C1, 1…N)內插所得到。
在一實施例中，該方法更包含在至少三個校準工作距離z1、z2和z3處確定第一組預定校正參數值P(C1, 1…N)，並將該預定校正參數值P(C1, 1…N)儲存在多重射束帶電粒子系統（1）的記憶體中之校正步驟。
在一具體實施例中，該方法更包含以下步驟：將檢測設定與第二檢測工作的檢測結果一起儲存在記憶體中，及執行該檢測結果的後置處理並在該後置處理期間考慮所儲存的檢測設定。隨著根據檢測設定改變WD，成像性能也可改變。成像性能的改變在檢測設定選擇期間經常為已知，例如當檢測設定包括晶圓檢測工作的掃描程式改變時。成像性能的這種變化可在檢測結果的後置處理期間得到補償，例如在影像拼接操作或計量應用期間。
根據本發明的一具體實施例，提供一種用於晶圓檢測的多重射束帶電粒子系統（1），其構造成執行前述任何方法。一種用於晶圓檢測的多重射束帶電粒子系統（1）包含一物件照射單元（100），用於將複數個一次帶電粒子小射束（3）聚焦在晶圓（7）的表面（25）上；及一晶圓台（500），其構造成用於將晶圓（7）保持在具有與多重射束帶電粒子系統（1）的光軸（105）平行的z方向上之固定位置，並且構造成橫向移動該晶圓（7）。多重射束帶電粒子系統（1）更包含一偵測單元（200），其包含一帶電粒子偵測器（207）；及複數個組件，用於共同改變晶圓表面（25）與照射單元（100）中物鏡（102）的參考表面（109）間之工作距離WD，同時保持晶圓檢測工作的成像規範。多重射束帶電粒子系統（1）更包含控制單元（800），其構造成用於確定晶圓表面（25）上檢測部位的第一工作距離WD1。控制單元（800）連接到用於共同改變工作距離WD的複數個組件。控制單元（800）構造成確定參數值P(1…N)並將參數值P(1…N)提供給複數個組件，用於共同將工作距離改變為第一工作距離WD1，同時保持晶圓檢測工作的成像規範。控制單元（800）更包含用於儲存至少第一組預定校正參數值P(C1,1…N)的記憶體，並且其中控制單元（800）構造成計算來自第一組預定校正參數值P(C1, 1…N)的參數值P(1…N)，例如通過插值。複數個組件中的第一組件可為掃描偏轉器（110），並且控制單元（800）可決定掃描程式並將其提供給掃描偏轉器（110），以維持晶圓檢測工作的成像規範。一般來說，複數個組件可包含微透鏡陣列（306.1）、作為偏轉器陣列（306.3）以調整複數個小射束（3）的間距之一陣列元件、第一場透鏡（307、308）、第二場透鏡（99）、一物鏡（102）、一分束器（400）、供電極產生延遲場的一電壓供應器（503）、或一遠心補償器陣列（390）之至少一者。多重射束帶電粒子系統（1）可更包含一距離感測器（107），其連接到控制單元（800），其在使用期間測量參考表面（109）和晶圓表面（25）之間的工作距離。
圖1為使用複數個粒子束的多重射束檢測系統之示意圖。該檢測系統產生入射在要試驗的物件上的複數個一次粒子束，以在此產生從該物件發出並接著被偵測到的二次(secondary)電子。檢測系統1為一種掃描式電子顯微鏡（SEM，Scanning Electron Microscope），其使用聚焦在物件7表面上的多個位置處的複數個一次電子束3，並且在其產生複數個電子束斑(beam spot)5。待檢測物件7可為晶圓或其他組件，諸如用於半導體製造的半導體光罩或小型化元件的配置。物件7的該表面配置在一物鏡102之物平面101內。物平面與物鏡102的參考表面間之距離稱為工作距離WD。
圖1內的放大摘錄I1顯示物平面101的平面圖，內含形成於物平面101內的入射位置5之一般矩形光柵103。在圖1中，一次小射束和入射位置的數量J為25，其配置成5x5光柵圖案103。為了簡化起見，所以選擇入射位置數J=25這小數量。尤其是，小射束或入射位置的數量J可選擇顯著較大，諸如，例如20x30、100x100等。
在例示的具體實施例中，入射位置5的光柵103實質為一般矩形光柵，在相鄰入射位置之間具有恆定距離或間距p1。間距p1的示例值為1 µm（微米）、10 µm或40 µm。不過，光柵103也可具有其他對稱性，諸如，例如六角對稱。
在物平面101內形成的束斑5之直徑並不大，此直徑的示例值為5 nm（奈米）、3 nm或甚至低至2 nm和1 nm。利用物鏡系統102執行用於形成束斑5的粒子束3之聚焦。
粒子小射束3入射物件7而產生從物件7的表面發射之二次電子。從物件7表面發射的該等電子由物鏡102塑型來形成二次小射束9。檢測系統1為偵測單元200提供用於二次電子小射束9的二次電子束路徑11。偵測單元200包含一投影系統205，以將二次電子小射束9成像並聚焦在電子多重偵測器207的像平面211上。
圖1內的摘錄I2顯示像平面211的平面圖，其中配置個別偵測區215，其上複數個二次電子小射束9入射在焦點15。焦點15形成一第二光柵217，在該等入射位置之間具有一般間距p2。間距p2的示例值為10 µm、10 µm或200 µm。
射束產生器件300內產生一次電子小射束3，該器件包含至少一電子來源301、至少一準直透鏡303、一多重孔徑配置305及至少一第一場透鏡307。電子來源301產生一發散電子束309。一準直透鏡303由電子束309形成準直束311，其照亮多重孔徑配置305。
圖1內的摘錄I3顯示多重孔徑配置305的第一表面313之平面圖。多重孔徑配置305包含一第一多重孔徑平板，其內形成複數個開口或孔徑315。開口315的中點317配置在一光柵319內，其對應至物平面101內束斑5所形成之光柵103。孔徑315的中點317間之間距p3可具有5 µm、100 µm和200 µm的示例值。
多重孔徑配置305將電子小射束3聚焦，如此在平面325內形成光束焦點323。焦點323的直徑可為10 nm、50 nm或100 nm。
場透鏡系統307和物鏡102與以下圖2所例示其他透鏡一起提供用於將平面325成像的一照明多重射束帶電粒子系統，其中該焦點形成於物平面101上，如此在物件7的表面上形成入射位置5的一光柵103或束斑。
物鏡102和投影透鏡系統205提供用於晶圓檢測的一第二成像多重射束帶電粒子系統，用於將物平面101成像至偵測平面211上。如此，物鏡102是一個同時作為第一以及第二粒子光學單元部件的透鏡，而場透鏡系統307只屬於用於晶圓檢測的第一多重射束帶電粒子系統，而投影透鏡系統205只屬於該第二粒子光學單元。
射束開關或分束器單元400設置於多重孔徑配置305與物鏡系統100之間該第一多重射束帶電粒子系統之射束路徑內。射束開關400也是物鏡系統100與偵測系統200之間該光束路徑內該第二多重射束帶電粒子系統之部件。射束開關400更包含一調整透鏡403，用於將一次小射束調整至射束開關400。
用於表徵性能的另一參數為光柵組態103、319和217的不同旋轉，由諸如物鏡102或其他磁透鏡之類的磁透鏡引入。圖1顯示例如該等入射位置的光柵103之所要方位，如此後者沿著物平面101內x和y座標配置。此方位值由圖1內的該角度R0所指定。考量到第一粒子光學單元100所提供的該粒子光學成像之旋轉，粒子束317的光柵必須具有一方位，如此該粒子束在通過第一粒子光學單元100之後，入射物平面101形成具有該方位R0的場。該等已產生粒子束的光柵319之必要方位由圖1內的該角度R1所表示。
從PCT專利申請案WO 2005/024881、WO 2007/028595、WO 2007/028596和WO 2007/060017、US 9991089 BB，以及具有申請案號DE 10 2013 016 113.4和DE 10 2013 014 976.2的德國專利申請案，可獲得本文內所使用有關這種多光束檢測系統以及組件的進一步資訊，諸如，例如粒子源、多重孔徑平板及透鏡，這些申請案的整個揭露內容在此是以引用方式併入本文供參考。
圖2提供根據本發明的多重射束帶電粒子系統之更多細節。用於晶圓檢測的多重射束帶電粒子系統提供第一平面325到物平面101的粒子光學成像，晶圓7的表面25位於該物平面中。用於表徵粒子光學成像的一參數為物平面101和參考平面109之間的工作距離WD，例如物鏡102沿光束軸105的下平面。工作距離WD例如由z感測器107監控。合適的z感測器在技藝中是眾所周知，並且可包含雷射干涉儀、光柵干涉儀、例如包括透鏡陣列的共焦(confocal)感測器或電容感測器。在先前技術的系統中，工作距離保持恆定，例如保持在1 mm（毫米）和2 mm之間的WD值，例如WD = 1.400 mm或WD = 1.500 mm，並且晶圓7的表面25通過晶圓台500定位在物平面101中，該晶圓台可在平行於光軸105的z方向上移動。然後用感測器107監測和控制WD，並以大約50 nm或更小的精度保持在具有z台的物平面101中。然而，相對於機械固定平台500，可沿z方向移動的平台具有缺點，該平台僅可在x-y平面上移動，但z位置是固定的。使用固定在z位置的平台，可避免z方向上的任何寄生運動或平台的不必要傾斜。因此，在z方向上具有機械固定位置的平台500對於快速和高精度的晶圓檢測是有利的。例如，可通過平台500的z位置之機械確定，來實現z方向上的恆定位置。然而，平台的機械確定和固定的z位置導致晶圓7具有可變厚度的問題。在這情況下，晶圓台500具有在恆定z位置的晶圓保持平面507，因此與參考平面109的距離恆定，該參考平面固定至期望的WD和標準晶圓厚度。晶圓7的厚度約為700 μm至1 mm。例如，對於700 μm的典型標準晶圓厚度和1.400 mm的WD，參考平面109和晶圓保持平面507之間的標稱z距離為2,100 mm，最大偏差低於50 nm。然而，在晶圓7上製造積體電路期間，晶圓的厚度可能會發生多達數微米的變化。通常，不同晶圓的厚度可變化100 µm，但也可能約300 µm的更大變化。根據本發明，通過快速改變工作距離WD的方法，將焦點5保持在晶圓7的表面25上，其所需的精度大約優於50 nm，最多可達數個10 μm，最好可達100 μm，甚至更佳可達300 μm。
圖3內更詳細說明通過獲取影像圖塊來檢測晶圓的方法。圖3例示具有一系列晶圓檢測部位33、34和35的晶圓z之表面25。晶圓7晶圓表面25放置在複數個一次帶電粒子小射束3的聚焦平面中，並以第一影像圖塊17.1的中心21.1放置。影像圖塊17.1...k的預定位置對應於晶圓上用於半導體特徵檢測的檢測部位33至35。從標準檔案格式的檢測檔案中，載入第一檢測部位33、第二檢測部位34和第三檢測部位35的預定位置。預定的第一檢測部位33包含第一影像圖塊17.1，並且第一影像圖塊17.1的第一中心位置21.1在多重射束帶電粒子系統1的光學軸105對準，用於該檢測工作的第一影像獲取步驟。選擇第一影像圖塊21.1的第一中心作為用於獲取第一影像圖塊17.1的第一局部晶圓坐標系統原點。對準晶圓7以標示晶圓表面25並產生晶圓坐標的局部坐標系統的方法屬於現有技術。
複數個一次小射束3以規則的光柵組態分佈在每一影像圖塊17.1...k中，並且通過光柵掃描機構進行掃描，以產生影像圖塊的數位影像。在此實例中，複數個一次帶電粒子小射束3以矩形光柵組態41配置，在具有N個束斑的第一行中具有N個一次束斑5.11、5.12至5.1N，而第M行具有束斑5.11至束斑5.MN。為了簡單起見，僅示出M＝五乘N＝五束斑，但是束斑數量J＝M乘N可更大，例如J＝61個子射束，或者約100個子射束或更多，並且複數個束斑5.11至5.MN可具有不同光柵組態41，諸如六邊形或圓形光柵。
每個一次帶電粒子小射束掃描通過晶圓表面25，如具有束斑5.11和5.MN並且掃描路徑27.11和掃描路徑27.MN的一次帶電粒子小射束實例所示。例如，沿著掃描路徑27.11...27.MN來回移動執行複數個一次帶電粒子之每一者的掃描，並且多重射束掃描偏轉器系統110使每個一次帶電粒子小射束的每個焦點5.11...5.MN從影像子場線的起始位置開始往x方向共同移動，該影像子場線在該實例中為例如影像子場31.MN的最左側影像點。然後，通過將一次帶電粒子小射束3集中掃描到正確位置，來集中掃描每個焦點5.11...5.MN，然後集合多重射束光柵掃描器110將多個帶電粒子小射束之每一者平行移動置每一個別子場31.11...31.MN中下一線的線起始位置。返回到下一條掃描線的線起始位置之移動稱為反跳（fly-back）。複數個一次帶電粒子小射束3繼續在平行掃描路徑27.11至27.MN中，從而同時獲得各個子場31.11至31.MN的多個掃描影像。對於影像擷取，如上所述，在焦點5.11至5.MN處發射複數個二次電子，並且產生複數個二次電子小射束9。複數個二次電子小射束9由物鏡102收集，通過第一集合多重射束光柵掃描器110，並受引導至偵測單元200，並由影像感測器207偵測。複數個二次電子小射束9之每一者的順序資料串流與複數個2D資料集內掃描路徑27.11…27.MN同步轉換，從而形成每一子場的數位影像資料。最後，通過影像拼接單元將複數個影像子場的複數個數位影像拼接在一起，以形成第一影像圖塊17.1的數位影像。每個影像子場都構造成與相鄰影像子場具有小的重疊區域，如子場31.mn和子場31.m(n+1)的重疊區域所示。在第一檢測部位33執行第一檢測工作之後，晶圓台500將晶圓移動到第二檢測部位34，或者通常到下一個檢測部位，並且在下一個檢測部位重複影像獲取。
接下來，說明晶圓檢測工作的要求或規格。對於高通量晶圓檢測，每個影像圖塊17.1...k的影像擷取時間（包括影像後置處理所需的時間）必須要快。另一方面，必須保持嚴格的影像品質規格，諸如影像解析度、影像精度和可重複性。例如，影像解析度的要求通常為2 nm或以下，並且具有很高的可重複性。影像精度也稱為影像傳真度。例如，特徵件的邊緣位置，通常特徵件的絕對位置精度將以高絕對精度來決定。通常，對位置精度的要求約為解析度要求的50％甚至更低。例如，測量工作需要半導體部件尺寸的絕對精度，其精度低於1 nm，低於0.3 nm甚至是0.1 nm。因此，複數個一次帶電粒子小射束3的多個焦點5之每一者的橫向位置精度必須小於1 nm，例如小於0.3 nm或甚至小於0.1 nm。在高影像可重複性下，應當理解，在相同區域的重複影像擷取下，產生第一和第二重複的數位影像，並且第一和第二重複數位影像之間的差異低於預定臨界。例如，第一和第二重複數位影像之間的影像失真差異必須低於1 nm，例如0.3 nm，或甚至較佳低於0.1 nm，並且影像對比度差異必須低於10％。以這種方式，即使通過重複成像操作也可獲得相似的影像結果。這對於例如影像擷取和不同晶圓晶粒中類似半導體結構的比較，或對於將獲得的影像與從CAD資料或資料庫或參考影像的影像模擬所獲得的代表性影像進行比較而言非常重要。
晶圓檢測工作的要求或規格之一是通量。每擷取時間的測量面積由停留時間、解析度和小射束數決定。停留時間的典型實例在20 ns至80 ns之間。因此，快速影像感測器207處的像素速率在12 Mhz和50 MHz之間的範圍內，並且每分鐘可獲得約15至20個影像圖塊或幀。對於100個小射束，像素尺寸為0.5 nm的高解析度模式下，通量的典型實例約為0.045 sqmm/min（每分鐘平方毫米），並且小射束的數量較大，例如10000個小射束和25 ns的停留時間，則通量可能超過7 sqmm/min。本發明的具體實施例實現晶圓檢測工作的高通量，同時將影像性能規格很好地維持在前述要求之內。
在多重射束系統中，僅使用物鏡102作為聚焦元件來重新調整WD也會影響例如焦點5在樣本表面上的位置，導致例如在拼接由複數個小射束所獲得多個影像時解析度損失或更加費力。如果每個單獨一次小射束的單獨子場之影像片段間不存在重疊，則拼接甚至可能變得不可能。在具有用於從樣本表面25散射或發射的二次電子之投影系統205的多重射束系統中，WD的任何變化以及後續樣本表面25與偵測器平面211之間的距離為關鍵。任何變化都可能導致多個二次小射束9之間的干擾增加。因此，WD的快速變化需要改變多重射束系統的多個參數。快速變化係通過以下步驟實現，如圖4所示。
在步驟S1中，確定晶圓檢測工作的下一檢測部位之實際工作距離WD和所需的工作距離變化。
實際工作距離WD由感測器107測量，或是由多重射束帶電粒子顯微鏡的參數設定所確定。在一實例中，多重射束帶電粒子顯微鏡的實際WD可能會根據參數設定與預期WD有所偏差，並且可利用影像感測器207在先前測量位置處提供的資訊來計算更準確的實際WD。
下一檢測部位的實際工作距離dWD之所需變化由例如前一檢測部位的工作距離確定。例如，如果晶圓表面存在傾斜，則下一檢測部位的WD可從先前檢測部位的WD之先前確定外推。在另一實例中，從先前獲得標示的查找表中提取下一檢測部位之WD。此一標示可包括在數個位置處晶圓7的上表面25之z位置測量。根據在數個橫向位置處對晶圓7的上表面25之z位置的測量，可例如通過線性插值來計算晶圓7的上表面25在檢測部位處之實際z位置。一般認為，典型非常平坦的晶圓具有約300 mm的直徑，並且對應於多重射束帶電粒子系統的像場之檢測部位通常具有約100 μm的直徑。因此，晶圓的楔形形式通常可被接受，只要像平面101可調整至晶圓的表面25，對應於檢測部位處晶圓7的局部厚度變化。
在晶圓位置橫向移動到下一檢測部位之後，也可通過使用距離感測器107來確定或驗證新檢測部位的WD。在一些實例中，可能需要校正步驟SC將WD設定為目標WD。
實際工作距離的所需改變dWD之其他來源可包括先前資訊，例如何時檢測相同批次的晶圓，何時重複檢測一檢測部位。
在步驟S2，計算多重射束帶電粒子顯微鏡的設定所需之改變。如將以下更詳細解釋，dWD的改變需要改變多重射束帶電粒子系統1中的許多組件的大量驅動參數P。組件通常具有非線性相互作用，並且許多組件的驅動參數P之推導通常相當耗時。例如，對於WD的期望變化，驅動參數P單獨構建一非正交和非線性系統。此外，WD的變化通常會對成像性能產生其他非期望影響，並且必須對應改變多個補償器的複數個參數。因此，逆向問題的算術解決方案是不可能的，且需要複雜的最佳化。然而，根據本發明的一態樣，包括改變WD的組件和補償對影像性能非期望影響的補償器之複數個N組件的驅動參數可至少在WD變化的小範圍內線性化。根據本發明，通過在一組校正工作距離WD處，從先前確定的參數P(C,n)局部內插驅動參數P(n)，以計算多重射束帶電粒子顯微鏡1的選定N個驅動參數P(n)。這種計算速度非常快，且不需要複雜的矩陣反演。
在步驟S3，將確定的N個驅動參數P(n)提供給多重射束帶電粒子顯微鏡1，並且改變工作距離WD，而沒有任何組件在z方向上移動，並且對多重射束帶電粒子顯微鏡的其他性能特性的影響非常小。在一些實例中，可能需要重複步驟S1至S3。
驅動參數P(n)及其對其他性能特定的影響稱為檢測設定。每個檢測部位的最終檢測設定都記錄在步驟H的歷史檔案中。
在步驟S4，執行檢測工作，並獲取檢測部位的數位影像資料。該數位影像資料都儲存在記憶體內的步驟M中。
在步驟S5，處理該檢測部位的數位影像資料。在一實例中，可在影像資料處理期間考慮檢測設定。在一實例中，該處理包含計算特徵件的距離或延伸或面積。在此，可將殘餘放大率變化或像素解析度視為檢測設定的一部分。在一實例中，該處理包含影像拼接。在此，作為一次小射束的檢測設定一部分，可考慮光柵的殘餘間距誤差或光柵旋轉。在一實例中，該處理包含影像亮度的調整。在此，可考慮作為檢測設定一部分的殘餘遠心誤差。另可能有與多重射束帶電粒子顯微鏡的性能特性之其他殘餘偏差，並且也可在影像資料處理中加以考慮。資料處理的步驟可與檢測工作並行，或可由獨立的計算系統執行，例如一平行計算系統。最後，在步驟S6獲得檢測結果並將其提供給例如監督器或一製造控制系統。
接下來，解釋根據步驟S2和步驟S3改變工作距離WD的要素、以及根據多重射束帶電粒子系統的檢測設定之性能特性。請即重新參考圖1和圖2。有多種方法可改變WD，但沒有一種方法單獨運行時不會對多重射束帶電粒子顯微鏡的性能產生嚴重影響。
一用於調整工作距離WD的第一構件為一次多重小射束形成單元305。一次多重小射束形成單元305包含主動多重孔板306.1至306.3，其獨立或聯合形成至少一微透鏡陣列。通過改變微透鏡陣列的焦距，中間像平面325的位置已改變，因此工作距離也改變。然而，一次多重小射束形成單元305的微透鏡陣列306具有一有限範圍來改變WD。可能還需要微透鏡306的範圍來補償場曲，並且不能使用全範圍來改變WD。
一用於調整工作距離WD的第二構件由場透鏡系統307和308提供。通過使用場透鏡系統307改變WD，同時也改變小射束的數值孔徑和間距。間距的改變通常並不希望，因為這還需要改變每個小射束的掃描像素數量，因此需要改變掃描操作。在諸如圖2所例示的一些多重射束帶電粒子系統1中，另一多重陣列光學元件390配置在中間像平面325。多重陣列光學元件390是偏轉器陣列，其單獨偏轉每個一次小射束，以調整複數個一次小射束在晶圓表面25處的遠心特性。利用靠近中間像平面325配置的多重陣列光學元件390，可調整每個一次小射束的入射角。儘管多重陣列光學元件390可具有更大的孔徑來傳輸一次小射束3，並因此其允許小射束間距的微小變化，但多重陣列光學元件390仍然限制了使用場透鏡307或308來改變WD的能力。
用於調整WD的第三構件為場透鏡99。使用場透鏡99，間距和數值孔徑也發生變化，但與場透鏡307相比具有不同的關係。這類似於形成分束器400的一部分之一選配附加調整透鏡403（參見圖1）。附加調整透鏡403形成一用於改變WD的第四構件。
用於調整WD的第五構件由物鏡102提供。然而，通過使用物鏡102調整WD，也改變光柵組態103的旋轉角度。在正常操作中，物鏡102調整成光柵組態從多重孔板305的旋轉光柵組態319到正交光柵103之旋轉，其中焦點5方位平行於x和y方向。通過改變物鏡102的參數，同時改變旋轉角度。
用以調節WD的第六構件為經由電壓供應器503提供給晶圓7的延遲電位。物鏡102與晶圓表面25之間產生的延遲場對WD有影響，但也會改變數值孔徑和一次電子的動能，且特別是從晶圓表面25發射的二次電子之動能。這兩種變化對偵測單元200的二次電子成像之解析度和成像特性都有影響。
通常，針對調整WD而改變的較佳組件和較佳複數個N參數P(n)包含帶電粒子多重小射束產生器300的一組組件，諸如一次多重射束形成單元305內透鏡的微透鏡陣列306.1、用作偏轉器陣列的陣列元件，諸如一次多重射束形成單元305的元件306.3，以及場透鏡307和308。隨著帶電粒子多重小射束產生器300的組件一起啟動，焦點平面325在複數個一次小射束的傳播方向上移動，而不改變間距P3並且不改變旋轉角R1，並且實現工作距離WD的調整。然而，WD隨帶電粒子多重小射束產生器300的組件之變化具有有限的範圍，並且伴隨著數值孔徑變化以及要執行的成像工作解析度變化。
對於較大範圍的WD調整，針對調整WD而改變的較佳組件和較佳複數個N參數P(n)包含一次束路徑13的一組組件，其包括場透鏡99、物鏡102和由電壓供應器503產生的延遲場。運用這些元件，可解決更大範圍的WD調整，並可緩解解析度下降。
除了調整WD所需的組件之外，針對調整WD而改變的較佳組件和較佳複數個N參數P(n)包含第一組補償器，用於補償一次束路徑13中的非想要影響。這樣的補償器包含分束器400或分束器的部件，諸如對準透鏡403和掃描偏轉器110，分別是掃描程式的參數。其他補償器為諸如元件306.3的像散器陣列，其包含用於偏轉和調整複數個一次小射束3的多極陣列以及遠心補償器陣列390。其他選配補償器由一次束路徑中的準靜態調整偏轉器提供，其控制複數個一次小射束在光軸105處的位置。
如下所述，偵測單元200中需要第二組補償器。
通常，在調整WD期間，會導入光柵組態103的非期望變化，例如光束間距P1的變化或諸如像散的成像像差。其他非期望效果為光柵組態103旋轉與目標角度R0不同的角度。其他非期望影響是偏離複數個小射束的遠心特性。通常，希望所有一次小射束3以相同角度並垂直於晶圓7的表面25入射晶圓表面25。然而，在WD改變之後，各個小射束的角度可能會偏離一共同角度，並且可能不垂直於晶圓表面25。非期望變化由一組補償器或操縱器補償。
因此，調整WD的方法包含改變複數個N個參數P(N)，其包括複數個前述用於調整工作距離WD的器件之操作參數，並且包括複數個用於補償該非期望效果的補償器之參數，從而使多重射束帶電粒子系統保持在晶圓檢測工作性能規範之內的操作條件下。然而，操作條件可能會受到影像性能或所生成影像資料的微小變化，因此將操作條件和對應影像性能記錄為前述檢測設定。
補償器包含用於單獨操縱每個一次小射束的多重像散器陣列306.3。多重像散器陣列306.3包含類似於元件305的複數個孔，但是每個孔具有用於操縱每個小射束的複數個可單獨定址之電極，例如對於每個小射束具有八個可單獨定址的電極。因此，可補償每個小射束的單獨像差或少量間距變化或小旋轉。
在一些實例中，補償器包含用於調整小射束遠心特性的多重孔徑偏轉器陣列390。偏轉器陣列390包含類似於元件305的複數個孔，但是每個孔具有用於操縱每個小射束的多個可單獨定址之電極，例如對於每個小射束具有四個可單獨定址的電極。因此，可偏轉每個小射束，並且可單獨改變每個小射束的角度。
用於驅動光柵掃描器110和222的掃描程式形成另一補償器，用於補償光柵組態的旋轉及光柵組態103的間距變化。運用一組用於調整掃描程序的參數，至少部分通過用於複數個一次小射束集體掃描偏轉的光柵掃描器110之掃描操作旋轉，來補償影像旋轉。圖6中說明一次小射束的六邊形光柵之實例。用十字顯示複數個影像子場31中僅七個中心坐標29.ij。當整個多重射束偏轉器110處於關閉狀態時，每個中心坐標29.ij表示複數個一次帶電粒子小射束3之一者的焦點5。在圖6a中，光柵103並不旋轉並且以行列配置的中心坐標則與x-y坐標平行配置。一子場31.ij的直徑為D1，該子場由掃描圖案27h根據預先定義的掃描圖樣進行掃描。在光柵掃描器之後例如通過物鏡102調整工作距離之後，光柵組態103或一次帶電粒子小射束3的旋轉37可能出現。運用已修改和已旋轉的掃描程式，多重射束帶電粒子系統1構造成即使當光柵組態103旋轉角度37時也保持掃描方向例如平行於x方向。根據光柵組態的旋轉37，具有掃描圖案的第一掃描程式27h更改為第二掃描程式27h2，其可覆蓋具有直徑D2並且較長掃描線與x方向平行的稍大影像子場31相對應之稍大區域。這說明於圖6b內。在光柵組態103旋轉37之後，兩小射束在x方向之間的間距增加，掃描線在x方向的長度也因此增加。在光柵組態103旋轉37之後，兩小射束在y方向之間的間距增加，掃描線在y方向的數量也因此增加。通過改變第一掃描程式27h和第二掃描程式27h2之間掃描線的長度或掃描線的數目至少之一者，複數個J影像子場31的大小已改變並且影像圖塊被複數個影像子場覆蓋，但會略增加每掃描線的像素數量。掃描程式或掃描圖案的變化不僅限於六邊形光柵組態，還可應用於一維光柵組態、圓形光柵組態或矩形光柵組態，如圖3所示。
射束間距的變化通常由數個組件的組合來補償，包括用於調整工作距離WD的組件。如果無法將光束間距調整到預定的光束間距，則更改掃描程式的參數，例如沿掃描線的影像像素數量和掃描線數量增加或減少，從而實現針不同工作距離的恆定像素解析度。
連同一次束路徑中的WD調整，必須保持物件表面25和偵測器207之間的二次電子小射束9之成像性能。用於晶圓檢測的多重射束帶電粒子系統提供偵測單元200，其中偵測器207的平面101和平面211間之距離根據工作距離WD的變化而改變。
此外，偵測單元200的成像性能可通過改變聯合射束路徑中組件的任何操作參數來改變，包括諸如物鏡102、物鏡102與物件表面25之間由電壓供應器503產生的延遲電位、及集合掃描器110等組件。因此，在偵測單元200的投影系統205內，配置複數個第二補償器，包括複數個透鏡206、208和210，其將複數個二次小射束束9的焦點15之焦點位置保持在偵測器平面211上，並同時將二次小射束9的光束交叉點212保持在濾鏡平面處，其中配置一對比濾鏡214。在一實例中，投影系統205中的補償器更包含陣列元件，諸如陣列元件220，通過這些陣列元件可影響各個二次小射束11。此外，該旋轉也為表徵投影系統205的參數。第二粒子束的場103來自於平面101並具有方位R0，在通過投影系統205之後，以一方位，如圖1內該角度R2所指定，入射平面211。光柵組態的旋轉變化係例如由投影系統205中的磁透鏡208所補償，該磁透鏡由操作參數進行可變控制。因此，用於調整WD的N個操作參數P(n)包括用於控制投影系統205的組件以將二次電子小射束9投影到偵測器上之操作參數。此外，並與用於複數個一次小射束的光柵掃描器110同步，另外也調整和同步光柵掃描器222在二次光束路徑中的操作。
偵測器207本身可提供其他構件來補償影像間距P2的變化或旋轉角R2的變化。例如，偵測器207可包含用於調整旋轉角度的機械構件。然而，對於快速晶圓檢測工作，機械旋轉通常會減慢速度。在另一實例中，偵測器包含複數個像素，並且改變二次電子焦點15到偵測器207的影像像素之指派。如此可高速實現偵測器像素的重新指派。
包括前述複數個組件，針對調整WD而改變的參數P(n)之數量N通常約為N＞=15。例如，場透鏡99可由兩或三個透鏡形成，並且需要兩或三個參數來進行調整。例如，多重極陣列元件306.3可構造成用於經由複數個偏轉改變射束間距，並且用於校正光柵組態103處的複數個一次小射束3的恆定像散以及像散的二次場分量，將至少三個額外參數量添加到該組參數P(n)。掃描程式的控制參數可包含掃描旋轉、掃描線像素數量和掃描線數量的參數，並且將另外三個參數添加到該列參數P(n)中。因此，參數P(n)的數量N通常在N = 15和N = 25之間的範圍內，但數量N甚至可能超過N = 30。
接下來解釋如何獲得先前確定的驅動參數P(C,n)。該組先前確定的驅動參數P(C,n)也稱為該組校準參數P(C,n)。至少一參考樣本置放在基材台500上，並且通過在用於WD調整所需範圍內一組工作距離的一系列z位置處校正系統，來實現一組校正參數P(C,n,zi)。該系列z位置可包含三個z位置、五個z位置或甚至更多z位置。因此，參考系統與z平台一起使用，或者提供具有WD範圍內的不同高度的參考晶圓。另可在WD範圍內使用一組位於不同z位置的校正樣本位置設置晶圓台，以在原位重複校正。因此，可通過校正例程重複獲取有限的一組WD之參數設定，該例程以例行基礎來執行，例如每天或每晶圓批次。因此，可補償多重射束帶電粒子系統的緩慢漂移或老化之影響。有關校正參數設定P(C,n,zi)的確定和校正樣本的描述，請參見美國專利案US 9991089 B2，其在此併入本文供參考。
圖5a例示一組5個校正參數設定測量P(C,n,zi)的結果之簡化實例，其中n = 1 …N在一組具有z距離z1到z5的五個WD，包括例如用於第n個參數的P (C,n,z1)到P(C,n,Z5)。僅例示一般N個參數中的三個參數n、n+1和n+2。在第一實例中，對於根據步驟2確定的已知工作距離WD = ZA，位置z = ZA處的驅動參數P(n)因此可從來自該組校正參數P(C,n,zi)通過適當插值模型，例如線性、三次或樣條(spline)插值模型的插值所獲得。垂直軸以任意單位表示參數值。所需的參數變化可在每個驅動參數的+/-5%到+/-20%之範圍內。
對於該組工作距離Zi之每一者，都可得到理想的驅動參數P(C,n)。但是，由於多重射束帶電粒子系統已超定，因此在已知位置（例如位置z3）可能存在數個參數設定的理想解決方案，其對非期望影響具有不同衝擊，例如解析度的變化或步驟S5的後置處理變化。在第二實例中，在校正步驟期間，至少在一z位置（此處為z2或z3）確定數個不同的參數設定，並且在檢測設定中記錄對影像性能的衝擊。從在WD = ZA1處具有P(C1,j)的第一設定C1切換到在WD = ZA2處具有P(C2,j)的第二設定C2可以是有利的。此一實例例示於圖5b內。圖5b例示在單一參數P(j)處變更設定的效果，但當然，通常必須在第一設定C1到第二設定C2之間更改大量參數。達到一特定工作距離ZA1的可能參數設定數量甚至可能大於兩個。根據在檢測部位上檢測工作的要求，在特定工作距離ZA處選擇n = 1至N的較佳設定參數P(n)。對於量測(metrology)操作，在期間或之後在工作距離ZA1處的檢測部位上確定諸如CD（關鍵尺寸）之類的尺寸時，選擇對解析度和影像失真衝擊最小的參數設定，例如參數設定C2。在另一實例中，為了比較晶圓表面上的複雜特徵，或者當需要影像拼接時，提供低旋轉和高影像傳真度的參數設定可能是有利的。對於這種檢測工作，例如選擇對影像性能具有不同影響的參數設定C1。因此，儘管在調整工作距離WD期間改變許多參數，但在晶圓檢測部位處檢查工作的成像性能可能會改變。在一實例中，在校正期間確定對成像性能的影響，例如解析度、影像旋轉、影像傳真度、影像獲取時間。檢測工作通常包括對成像性能的特定臨界要求。在選擇檢測設定期間，將根據例如第一和第二檢測設定改變參數來改變工作距離WD所導入的成像性能衝擊與檢測工作的臨界值要求進行比較，並且例如選擇具有該臨界值要求之內成像性能的第一檢測設定，並且丟棄超出檢測工作臨界值要求的第二檢測設定。臨界值的實例可為解析度要求的最大值，例如低於5 nm、4 nm、3 nm或甚至更小，失真的最大值例如低於1 nm、0.5或甚至更小，或第一掃描方向與晶圓上半導體特徵件的水平或垂直結構（HV-structure）所定義軸間之最大夾角小於50 mrad、30 mrad、10 mrad或甚至更小。另一臨界值可例如為與遠心照明的最大偏差，意味著每個小射束中心軸與晶圓法線的最大角度偏差低於30 mrad，較佳低於10 mrad。在替代實例中，影像獲取時間可能更相關，並且為用於影像獲取時間的臨界值則定義用於特定晶圓檢測工作。在這情況下，快速影像獲取優於精確影像獲取。臨界值要求通常隨晶圓檢測工作清單提供。
包含關於預期成像性能的資訊之檢測設定與檢測結果一起記錄，並且可選擇性在影像處理步驟S5中考慮。實例為針對每個一次小射束的每條掃描線像素數之改變、光柵組態103的旋轉角改變，或一次小射束3的焦點5之焦點直徑改變。可根據檢測工作或根據預選的檢測設定，來選擇檢測部位的較佳檢測設定。
圖7例示根據步驟2的參數插值之另一實例。圖7例示WD在一組N個參數中一參數P(j)上的變化。如在圖5b中，指出具有依賴於參數j的WD之兩個不同變化的兩組參數C1和C2，以及該組參數的其他參數。包括P(C1,j)的該組參數P(C1,1…N) C1用於較大WD值，並且包括P(C2,j)的該組參數P(C2,1…N) C2用於較小WD值。參數P(Ci,j)例如為磁物鏡的電流。隨著WD從z1增加到z4，磁透鏡的透鏡電流參數增加。在z = z4的WD處，由磁物鏡引入的光柵組態旋轉變得過大，而WD變化例如由其他組件的數個參數組合引入，例如與聚光透鏡307、308和99組合的多重射束形成單元305之微光學元件。對於更大的WD，電流的參數值再次增加。為了在實際WD = za處更好地插值實際參數p，不僅在校正步驟中確定一組預定義WD值處的參數集，而且還確定由參數值引起的WD變化之局部靈敏度。此斜率值907例如通過在每組預定WD處，例如WD＝z4，對該組參數執行輕微變化來確定。在此WD = z4處，確定兩組參數，第一組C1和第二組C2。第一參數P(C1,j,z4)與箭頭907.1.4所示的第一斜率值一起確定，第二參數P(C2,j,z4)與箭頭907.2.4所示的第二斜率值一起確定。在本發明的實例中，根據WD隨參數變化的局部斜率，來選擇設定所需WD的參數集合之選擇。例如，對於穩固的成像條件，小斜率或靈敏度是有利的。在此實例中，對於WD ＞ z4，選擇具有較小斜率值907.1.4的第一組參數。在另一實例中，如果例如偵測到晶圓的傾斜角並且WD根據晶圓上的檢測位置頻繁改變，則大的傾斜值或靈敏度是有利的，這允許以小的參數變化快速改變WD。在這種實例中，選擇第二參數集C2。通常，工作距離WD的變化相對於N個參數值中至少一參數的變化之靈敏度可從預定的校正參數值P(C1,1…N)或P(C2, 1…N)確定，例如通過插值。因此，根據本發明方法之實施例，可根據工作距離WD的變化相對於檢測設定的N個參數值中至少一參數變化之靈敏性，來執行檢測設定的選擇。在一實例中，根據第二晶圓檢測工作的穩固要求通過選擇檢測設定來選擇檢測設定，其中工作距離的變化相對於N個參數值中至少一參數變化具有最小靈敏度。在替代實例中，根據第二晶圓檢測工作的速度要求通過選擇檢測設定來選擇檢測設定，其中工作距離的變化相對於N個參數值中至少一參數變化具有最大靈敏度。
通常，通過在校正步驟期間確定WD變化相對於一組參數變化的局部梯度或靈敏度，亦改進參數值的插值。例如，可應用樣條插值法或利用局部梯度的插值法，諸如Runge-Kutta法。
根據前述方法，當將新晶圓裝載到多重射束帶電粒子系統1時，通過z感測器107或通過關於晶圓7的預先所得到的資訊，確定檢測部位處的實際WD。基於從儲存在資料庫中的先前確定校正參數之選擇和插值，利用改變多個N個參數P(n)來調整實際WD。因此，WD改變約+/- 10 μm，但是約+/-100 μm的大範圍也有可能，或者例如約+/- 300 μm的改變。約+/- 300 μm的改變是可能的，特別是當考慮選擇不同校正設定或校正設定隨例如從校正設定C1或C2改變而改變時，如圖4b所示。使用根據本發明的方法的實施例，能夠以大約優於100 nm、較佳甚至50 nm或甚至更低的精度實現WD的快速變化。特別是，不需要耗時和迭代的自動對焦例程。WD控制根據基於樣本表面25的z資訊和在一組z距離處的至少一組先前確定校正參數P(C,n)，來計算（例如通過插值）參數設定。WD控制包括複數個N＞= 15參數的變化，並確保滿足成像性能規範，例如在影像獲取期間補償或考慮多重射束帶電粒子系統的一次和二次光束路徑中光束間距、光柵旋轉和遠心度之變化。
根據本發明中圖2的多重射束帶電粒子系統1包含用於控制多個可調整組件操作之控制單元800。該控制單元設置程向多重射束帶電粒子系統1的組件提供包括N＞= 15個參數P(n)之一組操作參數。該等組件包括連接到一次光束路徑的控制單元830之一次光束路徑13的組件，並且包括連接到二次光束路徑的控制單元820之二次光束路徑11的組件。控制單元800更包含掃描控制操作器，其連接到一次和二次光束路徑中的集體光柵掃描器110和二次光束路徑中的集體光柵掃描器222。該控制單元構造成執行快速改變多重射束帶電粒子系統1的工作距離WD之方法之調整，並根據N個參數P(n)的集合額外驅動多個補償器。控制單元800更包含記憶體，在使用期間於其中儲存多組校正參數。控制單元800更包含安裝有軟體碼的處理器，用於在使用期間根據前述方法計算和選擇參數設定P(n)。
通過以下項目進一步描述本發明：
項目1：一種設定用於晶圓檢測並具有複數個一次帶電粒子束（3）的一光柵（41）之多重射束帶電粒子系統（1）的工作距離WD之方法，該工作距離WD定義為平行於該多重射束帶電粒子系統（1）的一參考平面（109）與一晶圓（7）的一晶圓表面（25）之間的一光軸（105）之距離，該方法包括下列步驟： 確定該多重射束帶電粒子系統（1）在第一晶圓檢測工作的第一檢測部位（33、35）處之第一工作距離WD1； 確定該第一工作距離WD1的所需變化dWD，以實現第二後續晶圓檢測工作的第二檢測部位（33、35）之第二工作距離WD2； 計算一組N個組件參數中的N個參數值P(1…N)，該組N個參數中的該N個參數值P(1…N)能夠在保持晶圓檢測工作成像規範的同時，共同將該第一工作距離WD1改變到該第二工作距離WD2； 將已計算之該N個參數值P(1…N)提供給該多重射束帶電粒子系統（1）的組件； 在該第二檢測部位處執行該第二晶圓檢測工作，其中一檢測設定具有該已計算參數值P(1…N)和該第二晶圓檢測工作的該成像規範內之對應影像性能， 其中該組N個參數的N個參數值P(1…N)之計算係藉由從該組N個參數的第一組預定校正參數值P(C1,1…N)之插值來執行。
項目2：如項目1所述之方法，其中該組N個參數包含調整或改變掃描程式以操作該多重射束帶電粒子系統（1）的掃描偏轉器（110）之參數，其中該掃描程式改變包含掃描旋轉以補償該等複數個一次小射束（3）的該光柵（41）旋轉及/或改變掃描線中掃描像素數以補償該等複數個一次小射束（3）間之間距。
項目3：如項目2所述之方法，其中該組N個參數更包含至少一參數以控制該多重射束帶電粒子系統（1）的以下多個組件之一：一微透鏡陣列（306.1）、作為偏轉器陣列（306.3）以調整複數個小射束（3）的間距之一陣列元件、第一場透鏡（307、308）、第二場透鏡（99）、一物鏡（102）、一分束器（400）、供電極產生延遲場的一電壓供應器（503）、或一遠心補償器陣列（390）。
項目4：如項目1至3中任一項所述之方法，其更包含將該晶圓（7）裝載到一晶圓台（500）的步驟，該晶圓台具有在平行於該多重射束帶電粒子系統（1）的該光軸（105）之該z方向上的固定位置，並將該晶圓（7）定位在該多重射束帶電粒子系統（1）的該等物鏡（102）之該參考平面（109）外的該第一檢測部位（33、35），並且 其中確定該第一工作距離WD1的步驟包含使用一距離感測器（107）測量一晶圓表面（25）與該參考平面（109）之間的該第一工作距離WD1。
項目5：如項目1至4中任一項所述之方法，其更包含下列步驟：在平行於該多重射束帶電粒子系統（1）的該光軸（105）之z方向上將具有固定位置的該晶圓台（500）上的該晶片（7）移動到該第二檢測部位（33、35），以及確定為了達成該第二工作距離WD2的所需變化dWD的步驟，係包含使用一距離感測器（107）測量該晶圓表面（25）與該參考平面（109）之間該第二工作距離WD2。
項目6：如項目1至6中任一項所述之方法，其中計算該等N個參數值P(1…N)的步驟包含從具有該第一組校正參數值P(C1,1…N)的第一檢測設定以及具有該第二組校正參數值P(C2,1…N)的第二檢測設定中選擇檢測設定之步驟。
項目7：如第6項所述之方法，其中該檢測設定的選擇係根據該工作距離變化相對於根據第一組或第二組校正參數值P(C1,1…N)或P(C2,1…N)的該等N個參數值中的至少一參數變化之靈敏度來執行。
項目8：如項目7所述之方法，其中根據該第二晶圓檢測工作的耐用度要求通過選擇該第二檢測設定來選擇該檢測設定，其中該工作距離的變化相對於該等N個參數值中的至少一參數變化具有最小靈敏度。
項目9：如項目7所述之方法，其中根據該第二晶圓檢測工作的速度要求通過選擇該檢測設定來選擇該檢測設定，其中該工作距離的變化相對於該等N個參數值中的至少一參數變化具有最大靈敏度。
項目10：如項目6所述方法，其中該檢測設定的選擇係根據該第二晶圓檢測工作的成像性能之臨界值要求來執行。
項目11：如項目6至10中任一項所述之方法，其中該第一組預定校正參數值P(C1, 1…N)包含至少三個校正工作距離的預定校正參數值P(C1, 1…N)，以及根據該第二工作距離WD2的該等N個參數值P(1…N)係從該等至少三個校正工作距離處的該等預定校正參數值P(C1, 1…N)內插所得到。
項目12：如項目11所述之方法，其更包含一校正步驟，以在至少三個校準工作距離z1、z2和z3處確定該第一組預定校正參數值P(C1, 1…N)，並將該第一組預定校正參數值P(C1, 1…N)儲存在該多重射束帶電粒子系統（1）的記憶體中。
項目13：如項目1至12中任一項所述之方法，其更包含下列步驟： 將該檢測設定與該第二檢測工作的檢測結果一起儲存在記憶體中； 執行該檢測結果的後置處理，並在該後置處理期間考慮該已儲存的檢測設定。
項目14：一種用於晶圓檢測的多重射束帶電粒子系統（1），其包含： i. 一物件照射單元（100），用於將複數個一次帶電粒子小射束（3）聚焦在一晶圓（7）的表面（25）上； ii. 一晶圓台（500），其構造成用於將該晶圓（7）保持在與該多重射束帶電粒子系統（1）的該光軸（105）平行之z方向上一固定位置，並且構造成用於橫向移動該晶圓（7）； iii. 複數個組件，用於在保持晶圓檢測工作的成像規範之同時，共同改變該物件照射單元（100）的一參考表面（109）與該晶圓表面（25）之間的工作距離； iv. 一偵測單元（200），其包含一帶電粒子偵測器（207）； v. 一控制單元（800），其構造成用於確定該晶圓表面（25）上的一檢測部位處的第一工作距離WD1，該控制操作器（800）連接到複數個組件以共同改變該工作距離， 其中該控制單元（800）構造成確定參數值P(1…N)並將該參數值P(1…N)提供給複數個組件，以在保持晶圓檢測工作的成像規範之同時，共同將該工作距離改變為該第一工作距離WD1。
項目15：如項目14所述之多重射束帶電粒子系統（1），其中該控制單元（800）包含一用於儲存至少第一組預定校正參數值P(C1,1…N)的記憶體，並且其中該控制單元（800）通過插值計算來自該第一組預定校正參數值P(C1, 1…N)的該等參數值P(1…N)。
項目16：如項目14或15所述之多重射束帶電粒子系統（1），其中該等複數個組件中的一第一組件可為一掃描偏轉器（110），並且該控制單元（800）確定一掃描程式並將其提供給該掃描偏轉器（110），以保持晶圓檢測工作的成像規範。
項目17：如項目14至16中任一項所述之多重射束帶電粒子系統（1），其中該等複數個組件包含微透鏡陣列（306.1）、作為偏轉器陣列（306.3）以調整複數個小射束（3）的間距之一陣列元件、第一場透鏡（307、308）、第二場透鏡（99）、一物鏡（102）、一分束器（400）、供電極產生延遲場的一電壓供應器（503）、或一遠心補償器陣列（390）之至少一者。
項目18：如項目14至17中任一項所述之多重射束帶電粒子系統（1），其更包含一距離感測器（107），其連接到該控制單元（800），配置並構造成在使用期間測量該參考表面（109）與該晶圓表面（25）之間的該工作距離。
項目19：如項目14所述之多重射束帶電粒子系統（1），其中該控制單元（800）構造成執行如項目1至13中任一項所述之方法。
然而，本發明並未受限於前述項。從說明中將清楚了解，可能實例和具體實施例的組合及各種修改，並且可同樣應用於具體實施例或實例。一次射束的帶電粒子可例如是電子，但也可為其他帶電粒子，諸如氦離子。二次電子在狹義上包含二次電子，但也包含通過一次帶電粒子束與樣品相互作用而產生的任何其他二次帶電粒子，諸如由反向散射電子產生的反向散射電子或第二級二次電子。在另一實例中，可收集二次離子而不是二次電子。
1:多重小射束帶電粒子顯微系統 3:一次帶電粒子小射束，形成複數個一次帶電粒子小射束 5:一次帶電粒子束斑 7:物件 9:二次電子小射束，形成複數個二次電子小射束 11:二次電子束路徑 13:一次束路徑 15:二次帶電粒子像斑 17:影像圖塊 19:影像圖塊的重疊區域 21:影像圖塊中心位置 25:晶圓表面 27:一次小射束的掃描路徑 29:影像子場的中心 31:影像子場 33:第一檢測部位 34:第二檢測部位 35:第三檢測部位 39:子場31的重疊區域 41:光柵組態 99:場透鏡 100:物件照射單元 101:物平面 102:物鏡 103:光柵物平面 105:多重小射束帶電粒子顯微系統的光軸 107:Z距離感測器 109:物透鏡的參考平面 110:第一多重射束掃描偏轉系統 200:偵測單元 205:投影系統 206:靜電透鏡 207:影像感測器；電子多重偵測器 208:成像透鏡 210:成像透鏡 211:像或偵測平面 212:第二交叉點 214:孔徑濾鏡 215:一個二次小射束的像素區域 217:第二光柵 220:多孔校正器 222:第二偏轉系統 300:射束產生器件 301:帶電粒子源 303:準直透鏡 305:一次多重小射束形成單元 306:主動多重孔板 307:第一場透鏡 308:第二場透鏡 309:電子束 311:準直的電子束 313:多孔表面平面 315:多個孔 317:一次電子小射束斑點 319:孔徑或束斑的光柵 323:一次電子小射束斑點 325:中間像平面 390:光束轉向多重孔板 400:分束器單元；射束開關 403:調整透鏡 420:磁性元件 500:樣本載台 503:樣本電壓供應器 507:晶圓固定平面 800:控制單元 820:投影系統控制模組 830:一次光束路徑控制模組 907:指示斜率的箭頭 WD:工作距離
進一步細節說明於具體實施例的實例內。進一步的具體實施例包含實例和具體實施例之組合或變化。下面將參考圖式來更詳細說明本發明的具體實施例，其中： 圖1顯示說明本發明之一些態樣的粒子束系統； 圖2顯示說明本發明之其他態樣的粒子束系統； 圖3例示晶圓檢測工作； 圖4顯示根據一具體實施例之操作帶電粒子系統的方法； 圖5例示複數個校正設定與參數設定插值之實例； 圖6顯示根據本發明之一具體實施例的光柵圖案旋轉效果和補償方式； 圖7例示參數的示例，該參數是磁性透鏡的透鏡電流，包括參數靈敏度的確定。
907:指示斜率的箭頭
WD:工作距離

Claims (19)

  1. 一種設定用於晶圓檢測並具有複數個一次帶電粒子束（3）的一光柵（41）之多重射束帶電粒子系統（1）的工作距離WD之方法，該工作距離WD定義為平行於該多重射束帶電粒子系統（1）的一參考平面（109）與一晶圓（7）的晶圓表面（25）之間的一光軸（105）之距離，該方法包括下列步驟： 確定該多重射束帶電粒子系統（1）在一第一晶圓檢測工作的一第一檢測部位（33、35）處之一第一工作距離WD1； 確定該第一工作距離WD1的所需變化dWD，以達成後續一第二晶圓檢測工作的一第二檢測部位（33、35）之一第二工作距離WD2； 計算一組N個參數中的N個參數值P(1…N)，該組N個參數中的該N個參數值P(1…N)能夠在保持晶圓檢測工作成像規範的同時，共同將該第一工作距離WD1改變到該第二工作距離WD2； 將已計算之該N個參數值P(1…N)提供給該多重射束帶電粒子系統（1）的組件； 在該第二檢測部位處執行該第二晶圓檢測工作，其中一檢測設定具有已計算之該N個參數值P(1…N)和該第二晶圓檢測工作的成像規範內之對應影像性能， 其中該組N個參數的該N個參數值P(1…N)之計算步驟係藉由從該組N個參數的一第一組預定校正參數值P(C1,1…N)之插值來執行。
  2. 如請求項1所述之方法，其中該組N個參數包含調整或改變掃描程式以操作該多重射束帶電粒子系統（1）的掃描偏轉器（110）之參數，其中該掃描程式的改變包含掃描旋轉以補償該等複數個一次小射束（3）的該光柵（41）旋轉及/或改變掃描線中掃描像素數以補償該等複數個一次小射束（3）間之間距改變。
  3. 如請求項2所述之方法，其中該組N個參數更包含至少一參數以控制該多重射束帶電粒子系統（1）的以下多個組件之一：一微透鏡陣列（306.1）、作為偏轉器陣列（306.3）以調整複數個小射束（3）的間距之一陣列元件、第一場透鏡（307、308）、第二場透鏡（99）、一物鏡（102）、一分束器（400）、供電極產生延遲場的一電壓供應器（503）、或一遠心補償器陣列（390）。
  4. 如請求項1至3中任一項所述之方法，其更包含裝載與定位步驟，以將該晶圓（7）裝載到一晶圓台（500），該晶圓台具有在平行於該多重射束帶電粒子系統（1）的該光軸（105）之該z方向上的固定位置，並將該晶圓（7）定位在該多重射束帶電粒子系統（1）的該等物鏡（102）之該參考平面（109）外的該第一檢測部位（33、35），並且 其中確定該第一工作距離WD1的步驟包含使用一距離感測器（107）以測量該晶圓表面（25）與該參考平面（109）之間的該第一工作距離WD1。
  5. 如請求項1至4中任一項所述之方法，其更包含移動步驟，以在平行於該多重射束帶電粒子系統（1）的該光軸（105）之z方向上將具有固定位置的該晶圓台（500）上的該晶片（7）移動到該第二檢測部位（33、35），以及確定為了達成該第二工作距離WD2的所需變化dWD的步驟，係包含使用一距離感測器（107）以測量該晶圓表面（25）與該參考平面（109）之間該第二工作距離WD2。
  6. 如請求項1至5中任一項所述之方法，其中計算該等N個參數值P(1…N)的步驟包含從具有該第一組校正參數值P(C1,1…N)的第一檢測設定以及具有該第二組校正參數值P(C2,1…N)的第二檢測設定中選擇檢測設定之步驟。
  7. 如請求項6所述之方法，其中該檢測設定的選擇係根據該工作距離變化相對於根據第一組或第二組校正參數值P(C1,1…N)或P(C2,1…N)的該等N個參數值中的多個參數之至少一者的變化之靈敏度來執行。
  8. 如請求項7所述之方法，其中根據該第二晶圓檢測工作的耐用度要求通過選擇該第二檢測設定來選擇該檢測設定，其中該工作距離的變化相對於該等N個參數值的多個參數之至少一者的變化具有最小靈敏度。
  9. 如請求項7所述之方法，其中根據該第二晶圓檢測工作的速度要求通過選擇該檢測設定來選擇該檢測設定，其中該工作距離的變化相對於該等N個參數值的多個參數之至少一者的變化具有最大靈敏度。
  10. 如請求項6所述之方法，其中該檢測設定的選擇係根據該第二晶圓檢測工作的成像性能之臨界值要求來執行。
  11. 如請求項6至10中任一項所述之方法，其中該第一組預定校正參數值P(C1, 1…N)包含在至少三個校正工作距離處的預定校正參數值P(C1, 1…N)，而且根據該第二工作距離WD2的該等N個參數值P(1…N)係從至少三個校正工作距離處的該預定校正參數值P(C1, 1…N)內插所得到。
  12. 如請求項11所述之方法，其更包含一校正步驟，以在至少三個校準工作距離z1、z2和z3處確定該第一組預定校正參數值P(C1, 1…N)，並將該第一組預定校正參數值P(C1, 1…N)儲存在該多重射束帶電粒子系統（1）的記憶體中。
  13. 如請求項1至12中任一項所述之方法，其更包含下列步驟： 將該檢測設定與該第二檢測工作的檢測結果一起儲存在記憶體中； 執行該檢測結果的後置處理，並在該後置處理期間考慮該已儲存的檢測設定。
  14. 一種用於晶圓檢測的多重射束帶電粒子系統（1），其包含： i. 一物件照射單元（100），用於將複數個一次帶電粒子小射束（3）聚焦在一晶圓（7）的晶圓表面（25）上； ii. 一晶圓台（500），其構造成用於將該晶圓（7）保持在與該多重射束帶電粒子系統（1）的該光軸（105）平行之z方向上一固定位置，並且構造成用於橫向移動該晶圓（7）； iii. 複數個組件，用於在保持晶圓檢測工作的成像規範之同時，共同改變該物件照射單元（100）的一參考表面（109）與該晶圓表面（25）之間的工作距離； iv. 一偵測單元（200），其包含一帶電粒子偵測器（207）； v. 一控制單元（800），其構造成用於確定該晶圓表面（25）上一檢測部位處的第一工作距離WD1，該控制操作器（800）連接到複數個組件以共同改變該工作距離， 其中該控制單元（800）構造成確定參數值P(1…N)並將該參數值P(1…N)提供給複數個組件，以在保持晶圓檢測工作的成像規範之同時，共同將該工作距離改變為該第一工作距離WD1。
  15. 如請求項14所述之多重射束帶電粒子系統（1），其中該控制單元（800）包含一用於儲存至少第一組預定校正參數值P(C1,1…N)的記憶體，並且其中該控制單元（800）通過插值以計算來自該第一組預定校正參數值P(C1, 1…N)的該等參數值P(1…N)。
  16. 如請求項14或15所述之多重射束帶電粒子系統（1），其中該等複數個組件中的一第一組件為一掃描偏轉器（110），並且其中該控制單元（800）確定一掃描程式並將其提供給該掃描偏轉器（110），以保持晶圓檢測工作的成像規範。
  17. 如請求項14至16中任一項所述之多重射束帶電粒子系統（1），其中該等複數個組件包含微透鏡陣列（306.1）、作為偏轉器陣列（306.3）以調整複數個小射束（3）的間距之一陣列元件、第一場透鏡（307、308）、第二場透鏡（99）、一物鏡（102）、一分束器（400）、供電極產生延遲場的一電壓供應器（503）、或一遠心補償器陣列（390）之至少一者。
  18. 如請求項14至17中任一項所述之多重射束帶電粒子系統（1），其更包含一距離感測器（107），其連接到該控制單元（800），配置並構造成在使用期間測量該參考表面（109）與該晶圓表面（25）之間的該工作距離。
  19. 如請求項14所述之多重射束帶電粒子系統（1），其中該控制單元（800）構造成執行如請求項1至13中任一項所述之方法。
TW111114394A 2021-05-27 2022-04-15 多重射束帶電粒子系統與在多重射束帶電粒子系統中控制工作距離的方法 TW202312205A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102021205392 2021-05-27
DE102021205392.0 2021-05-27

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW202312205A true TW202312205A (zh) 2023-03-16

Family

ID=81941196

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW111114394A TW202312205A (zh) 2021-05-27 2022-04-15 多重射束帶電粒子系統與在多重射束帶電粒子系統中控制工作距離的方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20240079207A1 (zh)
KR (1) KR20240009494A (zh)
CN (1) CN117396998A (zh)
NL (1) NL2031975B1 (zh)
TW (1) TW202312205A (zh)
WO (1) WO2022248196A1 (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102919104B1 (ko) 2020-02-03 2026-01-29 아이엠에스 나노패브릭케이션 게엠베하 멀티―빔 라이터의 블러 변화 보정
EP4009349A1 (en) * 2020-12-03 2022-06-08 ASML Netherlands B.V. Charged particle tool, calibration method, inspection method
US20240304413A1 (en) * 2023-03-08 2024-09-12 Ims Nanofabrication Gmbh Optimizing Image Distortion in a Multi Beam Charged Particle Processing Apparatus
US20240304415A1 (en) * 2023-03-08 2024-09-12 Ims Nanofabrication Gmbh Method for Determining Focal Properties in a Target Beam Field of a Multi-Beam Charged-Particle Processing Apparatus

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2575143B8 (en) 2003-09-05 2019-05-22 Carl Zeiss Microscopy GmbH Particle-optical systems and arrangements and particle-optical components for such systems and arrangements
GB2412232A (en) * 2004-03-15 2005-09-21 Ims Nanofabrication Gmbh Particle-optical projection system
DE602006020899D1 (de) 2005-09-06 2011-05-05 Applied Materials Israel Ltd Teilchenoptische Anordnung mit teilchenoptischer Komponente
US20090159810A1 (en) 2005-11-28 2009-06-25 Rainer Knippelmeyer Particle-Optical Component
JP4705869B2 (ja) * 2006-03-29 2011-06-22 株式会社日立ハイテクノロジーズ 荷電粒子線システム、およびパターン計測方法
DE102013014976A1 (de) 2013-09-09 2015-03-12 Carl Zeiss Microscopy Gmbh Teilchenoptisches System
DE102013016113B4 (de) 2013-09-26 2018-11-29 Carl Zeiss Microscopy Gmbh Verfahren zum Detektieren von Elektronen, Elektronendetektor und Inspektionssystem
DE102014008383B9 (de) 2014-06-06 2018-03-22 Carl Zeiss Microscopy Gmbh Teilchenstrahlsystem und Verfahren zum Betreiben einer Teilchenoptik
JP2019113329A (ja) * 2017-12-21 2019-07-11 株式会社ニューフレアテクノロジー 変位計測装置及び電子ビーム検査装置
TWI717761B (zh) * 2018-07-05 2021-02-01 日商紐富來科技股份有限公司 多電子束照射裝置，多電子束照射方法，及多電子束檢查裝置
JP2020053380A (ja) * 2018-09-28 2020-04-02 株式会社ニューフレアテクノロジー マルチ電子ビーム画像取得装置及びマルチ電子ビーム画像取得方法
JP2020087788A (ja) * 2018-11-28 2020-06-04 株式会社ニューフレアテクノロジー マルチ電子ビーム画像取得装置及びマルチ電子ビーム画像取得方法
CN120748994A (zh) * 2018-12-28 2025-10-03 Asml荷兰有限公司 用于聚焦带电粒子束的系统和方法
DE102019200696B4 (de) * 2019-01-21 2022-02-10 Carl Zeiss Smt Gmbh Vorrichtung, Verfahren und Computerprogram zum Bestimmen einer Position eines Elements auf einer fotolithographischen Maske

Also Published As

Publication number Publication date
NL2031975A (en) 2022-12-08
NL2031975B1 (en) 2023-10-20
KR20240009494A (ko) 2024-01-22
WO2022248196A1 (en) 2022-12-01
CN117396998A (zh) 2024-01-12
US20240079207A1 (en) 2024-03-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI787794B (zh) 多重射束帶電粒子顯微鏡或系統與其操作方法
KR102430355B1 (ko) 입자 빔 시스템 및 입자 광학 유닛을 동작하는 방법
TW202312205A (zh) 多重射束帶電粒子系統與在多重射束帶電粒子系統中控制工作距離的方法
TWI795054B (zh) 用於觀測樣本之多射束裝置
CN109298001B (zh) 电子束成像模块、电子束检测设备及其图像采集方法
JP2022117446A (ja) 像面傾斜を考慮して焦点設定を改良した多粒子ビーム顕微鏡及び関連の方法
JP2015216225A (ja) リソグラフィ装置及び方法、並びに物品の製造方法
KR101455944B1 (ko) 주사 전자 현미경
TWI818698B (zh) 多束帶電粒子顯微鏡、決定多束帶電粒子顯微鏡之複數個波前像差幅度之方法、在設定點處補償多束帶電粒子顯微鏡之複數個波前像差之方法、校正多束帶電粒子顯微鏡之帶電粒子光學元件之方法、以及決定多束帶電粒子顯微鏡之複數個一次帶電粒子小射束之每個小射束之波前像差之方法
WO2025237825A1 (en) Calibration method for a particle imaging apparatus, and method for operating a calibrated particle imaging apparatus
TW202522537A (zh) 用於操作多粒子束系統的方法、用於多粒子束系統的校正方法、電腦程式產品以及具有增加效能的多粒子束系統
US12272519B2 (en) Method for area-wise inspecting a sample via a multi-beam particle microscope, computer program product and multi-beam particle microscope for semiconductor sample inspection, and its use
KR102922046B1 (ko) 멀티빔 시스템에서 이미징 해상도의 전역적 및 국부적 최적화 방법
TWI910432B (zh) 改善二次電子小束成像在偵檢器上的多束帶電粒子束成像系統與操作方法
US20250349497A1 (en) Method for designing a multi-beam particle beam system having monolithic path trajectory correction plates, computer program product and multi-beam particle beam system
JP3242481B2 (ja) 荷電粒子ビーム露光方法
TW202601713A (zh) 用於高產量檢查之多電子束之使用