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TWI883891B - 帶電粒子評估工具及檢測方法 - Google Patents

帶電粒子評估工具及檢測方法 Download PDF

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TWI883891B
TWI883891B TW113112500A TW113112500A TWI883891B TW I883891 B TWI883891 B TW I883891B TW 113112500 A TW113112500 A TW 113112500A TW 113112500 A TW113112500 A TW 113112500A TW I883891 B TWI883891 B TW I883891B
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Abstract

一種帶電粒子工具，其包含： 一聚光透鏡陣列，其經組態以沿著一各別射束路徑將一帶電粒子束分離成第一複數個子射束且將該等子射束中之每一者聚焦至一各別中間焦點； 一物鏡陣列，其各自經組態以將該複數個帶電粒子束中之一者投射至一樣本上； 一校正器，其包含一伸長電極陣列，該等伸長電極實質上垂直於該第一複數個子射束之該等射束路徑而延伸且經配置以使得第二複數個子射束在一對該等伸長電極之間傳播，該第二複數個子射束為該第一複數個子射束之一子集；及 一電力供應器，其經組態以在該對伸長電極之間施加一電位差以便使該第二複數個子射束偏轉一所要量。

Description

帶電粒子評估工具及檢測方法
本文中所提供之實施例大體上係關於帶電粒子評估工具及檢測方法，且特定言之係關於使用多個帶電粒子子射束之帶電粒子評估工具及檢測方法，以及係關於用於此類工具或方法中之校正器配置。
當製造半導體積體電路(IC)晶片時，由於例如光學效應及偶然粒子所導致的非所需圖案缺陷在製作程序期間不可避免地出現在基板(亦即，晶圓)或遮罩上，藉此降低了良率。因此，監測非所需圖案缺陷之程度為製造IC晶片之重要程序。更一般而言，基板或其他物件/材料之表面的檢測及/或量測為在其製造期間及/或之後的重要程序。
運用帶電粒子束之圖案檢測工具已用以檢測物件，例如以偵測圖案缺陷。此等工具通常使用電子顯微技術，諸如掃描電子顯微鏡(SEM)。在SEM中，運用最終減速步驟以在相對較高能量下之電子的初級電子束為目標以便使其以相對較低著陸能量著陸於樣本上。電子束經聚焦作為樣本上之探測光點。探測光點處之材料結構與來自電子束之著陸電子之間的相互作用使得待自表面發射電子，諸如次級電子、反向散射電子或歐傑(Auger)電子。可自樣本之材料結構發射所產生之次級電子。藉由使初級電子束作為探測光點遍及樣本表面進行掃描，可橫越樣本之表面發射次級電子。藉由收集自樣本表面之此等發射之次級電子，圖案檢測工具可獲得表示樣本之表面之材料結構的特性之影像。
通常需要改良帶電粒子檢測裝置之產出量及其他特性。
本文中提供之實施例揭示一種帶電粒子束檢測裝置。
根據本發明之一第一態樣，提供一種帶電粒子工具，其包含： 一聚光透鏡陣列，其經組態以沿著一各別射束路徑將一帶電粒子束分離成第一複數個子射束且將該等子射束中之每一者聚焦至一各別中間焦點； 一物鏡陣列，其各自經組態以將該複數個帶電粒子束中之一者投射至一樣本上； 一校正器，其包含一伸長電極陣列，該等伸長電極實質上垂直於該第一複數個子射束之該等射束路徑而延伸且經配置以使得第二複數個子射束在一對該等伸長電極之間傳播，該第二複數個子射束為該第一複數個子射束之一子集；及 一電力供應器，其經組態以在該對伸長電極之間施加一電位差以便使該第二複數個子射束偏轉一所要量。
根據本發明之一第二態樣，提供一種帶電粒子工具，其包含： 一聚光透鏡陣列，其經組態以沿著一各別射束路徑將一帶電粒子束分離成複數個子射束且將該等子射束中之每一者聚焦至一各別中間焦點； 一物鏡陣列，其經組態以將該複數個帶電粒子束投射至一樣本上； 一校正器陣列，其包含複數個伸長電極，該等伸長電極實質上正交於該等射束路徑且在射束路徑之一線之任一側成對地配置；且其中該校正器陣列係可控制的以在該對伸長電極之間施加一電位差以便使該等射束路徑偏轉一所要量。
根據本發明之一第三態樣，提供一種帶電粒子工具，其包含： 一聚光透鏡陣列，其經組態以沿著一各別射束路徑將一帶電粒子束分離成複數個子射束且將該等子射束中之每一者聚焦至一各別中間焦點； 一物鏡陣列，其經組態以將該複數個帶電粒子束投射至一樣本上； 一校正器陣列，其包含複數個伸長電極，該等伸長電極實質上正交於該等射束路徑且在每一射束路徑之任一側成對地配置；且其中該校正器陣列係可控制的以對正交於該等伸長電極之伸長方向的該等子射束施加宏觀像差校正。
根據本發明之一第四態樣，提供一種檢測方法，其包含： 將一帶電粒子束劃分成複數個子射束； 將該等子射束中之每一者聚焦至一各別中間焦點； 使用一校正器以偏轉該等子射束以校正該等子射束之一宏觀像差；及 使用複數個物鏡以將該複數個帶電粒子束投射至該樣本上；其中該校正器包含一伸長電極陣列，該等伸長電極實質上垂直於第一複數個子射束之射束路徑而延伸且經配置以使得第二複數個子射束在一對該等伸長電極之間傳播，該第二複數個子射束為該第一複數個子射束之一子集。
根據本發明之一第五態樣，提供一種多射束帶電粒子光學系統，其包含： 一聚光透鏡陣列，其經組態以沿著一各別射束路徑將一帶電粒子束分離成第一複數個子射束且將該等子射束中之每一者聚焦至一各別中間焦點； 一物鏡陣列，其各自經組態以將該複數個帶電粒子束中之一者投射至一樣本上； 一校正器，其包含一伸長電極陣列，該等伸長電極實質上垂直於該第一複數個子射束之該等射束路徑而延伸且經配置以使得第二複數個子射束在一對該等伸長電極之間傳播，該第二複數個子射束為該第一複數個子射束之一子集；及 一電力供應器，其經組態以在該對伸長電極之間施加一電位差以便使該第二複數個子射束偏轉一所要量。
根據本發明之一第六態樣，提供一種用於經組態以將複數個帶電粒子束投射至一樣本上之一多射束投影系統的帶電粒子光學元件，該帶電粒子光學元件包含： 一伸長電極陣列，該等伸長電極實質上垂直於第一複數個子射束之射束路徑而延伸且經配置以使得第二複數個子射束在一對該等伸長電極之間傳播，該第二複數個子射束為該第一複數個子射束之一子集；及 一電力供應器，其經組態以在該對伸長電極之間施加一電位差以便使該第二複數個子射束偏轉一所要量。
根據本發明之一第七態樣，提供一種用於經組態以將複數個帶電粒子束投射至一樣本上之一多射束投影系統的帶電粒子光學元件，該最後一個帶電粒子光學元件包含： 一第一支撐部件，其包含一第一板區段及自該第一板區段之一邊緣突出的複數個第一指狀物； 一第二支撐部件，其包含一第二板區段及自該第二板區段之一邊緣突出的複數個第二指狀物； 第一複數個電極，其自該等第一指狀物延伸至該第二板區段；及 第二複數個電極，其自該等第二指狀物延伸至該第一板區段。
現在將詳細參考例示性實施例，在隨附圖式中說明該等例示性實施例之實例。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編號表示相同或相似元件。例示性實施例之以下描述中所闡述之實施並不表示符合本發明之所有實施。取而代之，其僅僅為符合關於所附申請專利範圍中所敍述之本發明的態樣之裝置及方法之實例。
可藉由顯著增加IC晶片上之電路組件(諸如電晶體、電容器、二極體等)之填集密度來實現電子器件之增強之計算能力，此減小器件之實體大小。此已藉由提高之解析度來實現，從而使得能夠製作更小的結構。舉例而言，智慧型手機中之IC晶片(其為拇指甲大小且在2019年或早於2019年可用)可包括超過20億個電晶體，每一電晶體之大小小於人類毛髮之1/1000。因此，半導體IC製造係具有數百個個別步驟之複雜且耗時程序並不出人意料。甚至一個步驟中之錯誤亦有可能顯著影響最終產品之功能。甚至一個「致命缺陷」亦可造成器件故障。製造程序之目標為改良程序之總體良率。舉例而言，為獲得50步驟程序(其中步驟可指示形成於晶圓上之層的數目)之75%良率，每一個別步驟必須具有大於99.4%之良率。若每一個別步驟具有95%之良率，則總程序良率將低達7%。
雖然在IC晶片製造設施中高程序良率係合乎需要的，但維持高基板(亦即晶圓)產出量(被定義為每小時處理基板之數目)亦係必需的。高程序良率及高基板產出量可受到缺陷之存在影響。若需要操作員干預來檢閱缺陷，則尤其如此。因此，藉由檢測工具(諸如掃描電子顯微鏡(「SEM」))進行高產出量偵測及微米及奈米尺度缺陷之識別對於維持高良率及低成本係至關重要的。
SEM包含掃描器件及偵測器裝置。掃描器件包含：照明裝置，其包含用於產生初級電子之電子源；及投影裝置，其用於運用一或多個聚焦的初級電子束來掃描樣本，諸如基板。至少照明裝置或照明系統及投影裝置或投影系統可統稱為電子光學系統或裝置。初級電子與樣本相互作用，且產生次級電子。偵測裝置在掃描樣本時捕捉來自樣本之次級電子，使得SEM可產生樣本之經掃描區域的影像。為了進行高產出量檢測，檢測裝置中之一些使用多個聚焦之初級電子束，亦即多射束。多射束之組成射束可被稱作子射束或細射束。多射束可同時掃描樣本之不同部分。子射束或細射束可以多射束配置，因此多射束可被稱作具有多射束配置。多射束配置可具有可為直線(例如矩形或正方形)或六邊形(例如常規六邊形)之重複圖案。多射束檢測裝置因此可以比單射束檢測裝置高得多的速度檢測樣本。
下文描述已知多射束檢測裝置之實施。
圖係示意性的。因此出於清楚起見，圖式中之組件的相對尺寸被誇示。在以下圖式描述內，相同或類似參考數字係指相同或類似組件或實體，且僅描述關於個別實施例之差異。雖然本說明書及圖式係針對電子光學裝置，但應瞭解，實施例並不用以將本發明限制為特定帶電粒子。因此，更一般而言，貫穿本發明文獻對電子之參考可被認為對帶電粒子之參考，其中帶電粒子未必為電子。
現在參看 圖 1，其為說明例示性帶電粒子束檢測裝置100之示意圖。圖1之帶電粒子束檢測裝置100包括主腔室10、裝載鎖定腔室20、電子束工具40、設備前端模組(EFEM) 30及控制器50。電子束工具40位於主腔室10內。
EFEM 30包括第一裝載埠30a及第二裝載埠30b。EFEM 30可包括額外裝載埠。第一裝載埠30a及第二裝載埠30b可例如收納含有待檢測之基板(例如，半導體基板或由其他材料製成之基板)或樣本的基板前開式單元匣(FOUP) (基板、晶圓及樣本在下文中被集體地稱作「樣本」)。EFEM 30中之一或多個機器人臂(圖中未繪示)將樣本輸送至裝載鎖定腔室20。
裝載鎖定腔室20用以移除樣本周圍之氣體。此產生真空，亦即局部氣體壓力低於周圍環境中之壓力。可將裝載鎖定腔室20連接至裝載鎖定真空泵系統(圖中未繪示)，該裝載鎖定真空泵系統移除裝載鎖定腔室20中之氣體粒子。裝載鎖定真空泵系統之操作使得裝載鎖定腔室能夠達到低於大氣壓力之第一壓力。在達到第一壓力之後，一或多個機器人臂(圖中未繪示)將樣本自裝載鎖定腔室20輸送至主腔室10。將主腔室10連接至主腔室真空泵系統(圖中未繪示)。主腔室真空泵系統移除主腔室10中之氣體粒子，使得樣本周圍之壓力達到低於第一壓力之第二壓力。在達到第二壓力之後，將樣本輸送至藉以可檢測樣本之電子束工具。電子束工具40可包含多射束電子光學裝置。
將控制器50以電子方式連接至電子束工具40。控制器50可為經組態以控制帶電粒子束檢測裝置100之處理器(諸如電腦)。控制器50亦可包括經組態以執行各種信號及影像處理功能之處理電路系統。雖然控制器50在 圖 1中被展示為在包括主腔室10、裝載鎖定腔室20及EFEM 30之結構之外部，但應瞭解，控制器50可為該結構之部分。控制器50可位於帶電粒子束檢測裝置之組成元件中之一者中或其可分佈於組成元件中之至少兩者上方。雖然本發明提供容納電子束檢測工具之主腔室10的實例，但應注意，本發明之態樣在其最廣泛意義上而言不限於容納電子束檢測工具之腔室。實情為，應瞭解，亦可將前述原理應用於在第二壓力下操作之裝置的其他工具及其他配置。
現在參看 圖 2，其為說明例示性電子束工具40之示意圖，該例示性電子束工具包括作為 圖 1之例示性帶電粒子束檢測裝置100之部分的多射束檢測工具。多射束電子束工具40 (在本文中亦被稱作裝置40)包含電子源201、投影裝置230、機動載物台209及樣本固持器207。電子源201及投影裝置230可一起被稱作照明裝置。樣本固持器207由機動載物台209支撐，以便固持用於檢測之樣本208 (例如，基板或遮罩)。多射束電子束工具40進一步包含電子偵測器件240。
電子源201可包含陰極(圖中未繪示)及提取器或陽極(圖中未繪示)。在操作期間，電子源201經組態以自陰極發射電子作為初級電子。藉由提取器及/或陽極提取或加速初級電子以形成初級電子束202。
投影裝置230經組態以將初級電子束202轉換成複數個子射束211、212、213 (亦稱為初級子射束211、212及213)且將每一子射束引導至樣本208上。儘管為簡單起見說明三個子射束，但可能存在數十、數百或數千個子射束。該等子射束可被稱作細射束。
控制器50可連接至 圖 1之帶電粒子束檢測裝置100的各種部分，諸如電子源201、電子偵測器件240、投影裝置230及機動載物台209。控制器50可執行各種影像及信號處理功能。控制器50亦可產生各種控制信號以管控帶電粒子束檢測裝置(包括帶電粒子多射束裝置)之操作。
投影裝置230可經組態以將子射束211、212及213聚焦至用於檢測之樣本208上且可在樣本208之表面上形成三個探測光點221、222及223。投影裝置230可經組態以使初級子射束211、212及213偏轉，以使探測光點221、222及223橫越樣本208之表面之區段中的個別掃描區域進行掃描。回應於初級子射束211、212及213入射於樣本208上之探測光點221、222及223上，自樣本208產生電子，該等電子包括次級電子及反向散射電子。次級電子通常具有≤ 50 eV之電子能量且反向散射電子通常具有50 eV與初級子射束211、212及213之著陸能量之間的電子能量。
電子偵測器件240經組態以偵測次級電子及/或反向散射電子且產生對應信號，該等對應信號被發送至控制器50或信號處理系統(圖中未繪示)例如以建構樣本208之對應經掃描區域的影像。電子偵測器件可併入至投影裝置中或可與該投影裝置分離，其中次級光學柱經提供以將次級電子及/或反向散射電子引導至電子偵測器件。
控制器50可包含影像處理系統，該影像處理系統包括影像獲取器(圖中未繪示)及儲存器件(圖中未繪示)。舉例而言，控制器可包含處理器、電腦、伺服器、大型電腦主機、終端機、個人電腦、任何種類之行動計算器件及其類似者，或其組合。影像獲取器可包含控制器之處理功能的至少部分。因此，影像獲取器可包含至少一或多個處理器。影像獲取器可以通信方式耦合至裝置40之電子偵測器件240從而准許信號通信，諸如電導體、光纖纜線、攜帶型儲存媒體、IR、藍牙、網際網路、無線網路、無線電以及其他，或其組合。影像獲取器可自電子偵測器件240接收信號，可處理信號中所包含之資料且可根據該資料建構影像。影像獲取器可因此獲取樣本208之影像。影像獲取器亦可執行各種後處理功能，諸如產生輪廓、疊加指示符於所獲取影像上，及其類似者。影像獲取器可經組態以執行所獲取影像之亮度及對比度等的調整。儲存器可為諸如以下各者之儲存媒體：硬碟、隨身碟、雲端儲存器、隨機存取記憶體(RAM)、其他類型之電腦可讀記憶體及其類似者。儲存器可與影像獲取器耦接，且可用於保存經掃描原始影像資料作為原始影像，及後處理影像。
影像獲取器可基於自電子偵測器件240接收之成像信號獲取樣本之一或多個影像。成像信號可對應於用於進行帶電粒子成像之掃描操作。所獲取影像可為包含複數個成像區域之單個影像。可將該單個影像儲存於儲存器中。單個影像可為可劃分成複數個區之原始影像。該等區中之每一者可包含含有樣本208之特徵的一個成像區域。所獲取影像可包含遍及一時間段取樣多次的樣本208之單一成像區域的多個影像。可將該多個影像儲存於儲存器中。控制器50可經組態以運用樣本208之同一位置之多個影像來執行影像處理步驟。
控制器50可包括量測電路系統(例如，類比至數位轉換器)以獲得偵測到之次級電子的分佈。在偵測時間窗期間收集之電子分佈資料可與入射於樣本表面上之初級子射束211、212及213中之每一者之對應掃描路徑資料結合，以重建構受檢測樣本結構的影像。經重建構影像可用以顯露樣本208之內部或外部結構的各種特徵。經重建構影像可藉此用以顯露可存在於樣本中之任何缺陷。
控制器50可控制機動載物台209以在樣本208之檢測期間移動樣本208。控制器50可使得機動載物台209能夠至少在樣本檢測期間例如以恆定速度在一方向上(較佳連續地)移動樣本208。控制器50可控制機動載物台209之移動，使得該控制器取決於各種參數而改變樣本208之移動速度。舉例而言，控制器可取決於掃描程序之檢測步驟之特性而控制載物台速度(包括其方向)。
圖3為評估工具之示意圖。電子源201將電子導向形成投影系統230之部分的聚光透鏡231陣列。電子源理想地為具有亮度與總發射電流之間的良好折衷的高亮度熱場發射器。可能存在數十、數百或數千個聚光透鏡231。聚光透鏡231可包含多電極透鏡且具有基於EP1602121A1之構造，其文獻特此以引用方式尤其併入至用以將電子束分裂成複數個子射束之透鏡陣列的揭示內容，其中該陣列針對每一子射束提供一透鏡。透鏡陣列可採取至少兩個板(充當電極)之形式，其中每一板中之孔徑彼此對準且對應於子射束之位置。在操作期間將該等板中之至少兩者維持處於不同電位以達成所要透鏡化效應。
在一配置中，聚光透鏡陣列係由三個板陣列形成，在該三個板陣列中，帶電粒子在其進入及離開每一透鏡時具有相同能量，該配置可被稱作單透鏡。在進入單透鏡時與離開單透鏡時的射束能量係相同的。因此，分散僅出現在單透鏡自身內(透鏡之進入電極與離開電極之間)，藉此限制離軸色像差。當聚光透鏡之厚度較低，例如數毫米時，此類像差具有較小或可忽略的效應。
陣列中之每一聚光透鏡將電子引導至各別子射束211、212、213中，該各別子射束聚焦於各別中間焦點233處。在中間焦點233處係偏轉器235。偏轉器235經組態以使各別子射束211、212、213彎曲達一量，以有效確保主射線(其亦可被稱作射束軸線)實質上垂直入射於樣本208上(亦即，與樣本之標稱表面成實質上90°)。偏轉器235亦可被稱作準直器。中間焦點233之順流方向為複數個物鏡234，該複數個物鏡中之每一者將各別子射束211、212、213引導至樣本208上。物鏡234可經組態以使電子束縮小達大於10之因數，理想地在50至100或更大之範圍內。
電子偵測器件240提供於物鏡234與樣本208之間以偵測自樣本208發射之次級及/或反向散射電子。下文描述電子偵測系統之例示性構造。
圖3之系統可經組態以控制樣本上之電子的著陸能量。取決於所評估之樣本的性質，著陸能量可經選擇以增加次級電子之發射及偵測。經提供以控制物鏡234之控制器可經組態以將著陸能量控制為預定範圍內之任何期望值或複數個預定值中之一期望值。在一實施例中，著陸能量可經控制為在1000 eV至5000 eV之範圍內的期望值。可用於控制著陸能量之電極結構及電位之細節揭示於EPA 20158804.3中，其文獻以引用之方式併入本文中。
在一些實施例中，帶電粒子評估工具進一步包含減少子射束中之一或多個像差的一或多個像差校正器。在一實施例中，像差校正器之至少一子集中的每一者經定位於中間焦點中的一各別中間焦點中或直接鄰近於中間焦點中的一各別中間焦點(例如，在中間影像平面中或鄰近於中間影像平面)。子射束在諸如中間平面之焦平面中或附近具有最小橫截面積。與在別處(亦即，中間平面之逆流方向或順流方向)可用之空間相比(或與將在不具有中間影像平面之替代配置中可用的空間相比)，此為像差校正器提供更多的空間。
在一實施例中，定位於中間焦點(或中間影像平面)中或直接鄰近於中間焦點(或中間影像平面)之像差校正器包含偏轉器以校正針對不同射束出現在不同位置處之源201。校正器可用以校正由源引起之宏觀像差，該等宏觀像差防止每一子射束與對應物鏡之間的良好對準。
像差校正器可校正防止適當柱對準之像差。此類像差亦可導致子射束與校正器之間的未對準。出於此原因，另外或替代地，可能需要將像差校正器定位於聚光透鏡231處或附近(例如，其中每一此類像差校正器與聚光透鏡231中之一或多者整合或直接鄰近於聚光透鏡231中之一或多者)。此為合乎需要的，此係因為在聚光透鏡231處或附近，像差將尚未導致對應子射束之移位，此係因為聚光透鏡231與射束孔徑豎直地接近或重合。然而，將校正器定位於聚光透鏡231處或附近之挑戰在於，子射束在此位置處相對於順流方向更遠之位置各自具有相對較大的橫截面積及相對較小的節距。
在一些實施例中，像差校正器之至少一子集中的每一者與物鏡234中之一或多者整合或直接相鄰於物鏡234中之一或多者。在一實施例中，此等像差校正器減少以下各者中之一或多者：場曲率；聚焦誤差；及像散。另外或替代地，一或多個掃描偏轉器(圖中未繪示)可與物鏡234中之一或多者整合或直接鄰近於物鏡234中之一或多者，從而使子射束211、212、213遍及樣本208進行掃描。在一實施例中，可使用描述於US 2010/0276606中之掃描偏轉器，其文獻之全文特此係以引用方式併入。
像差校正器可為如EP2702595A1中所揭示之基於CMOS之個別可程式化偏轉器或如EP2715768A2中所揭示之多極偏轉器陣列，兩個文獻中的細射束操縱器之描述特此係以引用方式併入。
在一實施例中，先前實施例中所提及之物鏡為陣列物鏡。陣列中之每一元件為操作多射束中之不同射束或射束群組之微透鏡。靜電陣列物鏡具有至少兩個板，該兩個板各自具有複數個孔或孔徑。每一孔在板中之位置對應於對應孔在另一板中之位置。對應孔在使用中操作於多射束中之相同射束或射束群組上。用於陣列中之每一元件的透鏡類型之合適實例為雙電極減速透鏡。物鏡之底部電極為整合至多射束操縱器陣列中之CMOS晶片偵測器。偵測器陣列至物鏡中的整合替換次級柱。CMOS晶片較佳地經定向以面向樣本(此係由於電子光學系統之晶圓與底部之間的較小距離(例如，100 μm))。在一實施例中，用以捕捉次級電子信號之電極形成於CMOS器件之頂部金屬層中。該等電極可形成於其他層中。可藉由矽穿孔將CMOS之功率及控制信號連接至CMOS。為了穩固性，較佳地，底部電極由兩個元件組成：CMOS晶片及具有孔之被動Si板。該板屏蔽CMOS以免受高電子場之影響。
為了最大化偵測效率，需要使電極表面儘可能大，使得陣列物鏡之實質上所有的區域(除孔徑之外)係由電極佔據且每一電極具有實質上等於陣列節距之直徑。在一實施例中，電極之外部形狀為圓形，但可將此形狀製成正方形以最大化偵測區域。亦可最小化基板穿孔之直徑。電子束之典型大小為大約5至15微米。
在一實施例中，單一電極包圍每一孔徑。在另一實施例中，複數個電極元件經提供於每一孔徑周圍。由包圍一個孔徑之電極元件捕捉的電子可經組合成單個信號或用以產生獨立信號。電極元件可經徑向劃分(亦即，以形成複數個同心環)、經成角度地劃分(亦即，以形成複數個區段狀塊)、經徑向地及成角度地劃分或以任何其他適宜方式經劃分。
然而，較大電極表面導致較大寄生電容，因此導致較低頻寬。出於此原因，可需要限制電極之外徑。尤其在較大電極僅提供稍微較大偵測效率，但提供顯著較大電容之狀況下。圓形(環形)電極可提供收集效率與寄生電容之間的良好折衷。
電極之較大外徑亦可導致較大串擾(對相鄰孔之信號的敏感度)。此亦可為使電極外徑較小之原因。尤其在較大電極僅給出稍微較大偵測效率，但給出顯著較大串擾之狀況下。
藉由電極收集之反向散射及/或次級電子電流藉由跨阻放大器放大。
在本發明之一實施例中，中間焦點233處之校正器係由隙縫偏轉器300體現。隙縫偏轉器300為操縱器之實例且亦可被稱作隙縫校正器。在配置中，隙縫偏轉器可包含準直器陣列之部分(例如如本文中別處所描述之偏轉器陣列235)或例如鄰近地鄰接準直器陣列或此類準直器之部分，作為射束路徑中之校正器。如圖5及圖6中所展示，隙縫偏轉器300包含界定一組隙縫302之一組伸長電極301 (亦稱為電極301)，例如平行板或平行條帶。該等伸長電極可為靜電的。伸長電極陣列可具有例如至每一電極之一或多個電連接。可將電位差施加至該等電極，例如每一電極。所施加電位對於交替電極或至少交替極性可為相似的。伸長電極301之集合或陣列可處於共同平面中。伸長電極301之陣列之共同平面可正交於例如多射束配置之射束路徑。伸長電極可具有平面表面，較佳直接面向子射束路徑。電極之平面表面可相互平行。如所描繪，電極可相對於彼此且例如相對於多射束配置之子射束等距地間隔。電極可正交於多射束配置之子射束路徑，例如在經準直時。電極之平面表面可與多射束配置之子射束之路徑實質上對準，例如在經準直時。電極301可由矽或金屬形成，例如，基板之摻雜矽區及形成於基板上之金屬化層。矽電極可藉由選擇性蝕刻矽晶圓而形成。
圖6展示用於安裝電極以形成伸長電極陣列之配置。設置例如陶瓷(諸如玻璃)之框架303以支撐電極。例如陶瓷(諸如玻璃)之屏蔽件304可設置於電極之末端處以防止當將高電壓提供至電極時發生表面蠕變或崩潰。如所描繪，電極301橫越框架303，例如在框架之對向側之間延伸。電極可橫越子射束211之多射束配置在所有子射束路徑之間延伸，例如作為諸如所描繪之子射束路徑之線。經由導電跡線309將電位提供至電極(為了清楚起見僅幾個導電跡線展示於圖中)。屏蔽件304自框架303之安裝有陣列之電極的側面303a、303b突起。屏蔽件插入於鄰近電極之間，從而藉由增大鄰近電極之間的蠕變長度而抑制鄰近電極之間的高電壓放電。
替代地或另外，充當像差校正器235a之隙縫偏轉器300可定位於聚光透鏡231之正下方。此可為有利的，此係因為待校正之任何角度誤差將尚未轉換成大的位置移位。像差校正器235a可校正防止適當柱對準之像差。此類像差亦可導致子射束211、212、213與校正器235之間的未對準。出於此原因，另外或替代地，可需要將像差校正器235a定位於聚光透鏡231處或附近(例如，其中每一此類像差校正器235a與聚光透鏡231中之一或多者整合或直接鄰近於聚光透鏡231中之一或多者)。此為合乎需要的，此係因為在聚光透鏡231處或附近，像差將尚未導致對應子射束211、212、213之移位，此係因為聚光透鏡231與射束孔徑111a豎直地接近或重合。然而，將校正器235a定位於聚光透鏡116處或附近之挑戰在於，子射束211、212、213在此位置處相對於下游更遠之位置各自具有相對較大的橫截面積及相對較小的節距。
例如用於工具操作中之子射束的子射束路徑線插入可採取條帶陣列之形式的一對伸長電極，使得電極之間的電位差導致子射束之偏轉。偏轉之方向係藉由在相對於光軸之方向上之電位差的相對極性予以判定。偏轉之量值係藉由電位差之量值、電極之間的距離及在平行於子射束之傳播之方向上的電極之寬度予以判定。此等尺寸可分別被稱作隙縫之寬度及深度。在一實施例中，隙縫之寬度在10 μm至100 μm之範圍內，理想地為50 μm。在一實施例中，隙縫之節距在50 μm至200 μm之範圍內，理想地為100 μm。在一實施例中，隙縫之深度在50 μm至200 μm之範圍內。
在一實施例中，電極沿著其長度處於相同電位且隙縫具有恆定寬度或深度，使得穿過給定隙縫之所有子射束經歷實質上相同的偏轉，此係由於其皆具有實質上相同的能量。
在一實施例中，隙縫可具有非恆定橫截面，例如寬度或深度之變化，以提供子射束根據其沿著隙縫之長度之位置的偏轉之預定變化。
在一實施例中，伸長電極界定一組平行隙縫，使得子射束中之每一者穿過隙縫。部分地界定隙縫之每一電極之表面可具有可平行於子射束路徑之平面表面。因此，各別伸長電極之對向伸長表面界定對應隙縫。隙縫之對向表面可各自為平面的及相互平行的。隙縫可橫越子射束路徑陣列延伸，例如橫越多射束配置延伸，例如參考圖5之圖6中所描繪。理想地，施加至每一電極表面之電位可個別控制，使得可依據在垂直於隙縫之縱向方向之方向上的射束位置來控制偏轉。在一實施例中，將一組預定電壓施加至電極以提供一組預定偏轉。舉例而言，若隙縫沿著笛卡爾座標系之Y軸延伸(亦即，電極之伸長方向係在Y方向上)，則可依據在X方向上之子射束位置來控制偏轉。
在一實施例中，每一隙縫係由兩個專用電極界定。舉例而言，如圖8中所展示，隙縫302-1係由電極301-1及301-2之對置表面界定，隙縫302-2係由電極301-3及301-4之對置表面界定等，使得隙縫302-m係由電極301-(2m-1)及301-2m界定。將相反電位施加至交替電極，例如，奇數編號之電極為負且偶數編號之電極為正。所施加電位之量值可隨位置變化，以便提供隨在垂直於電極長度之方向上的位置變化的所要偏轉。舉例而言，如圖8中所展示，電位(指示在圖之頂部)線性地增加且電位差(指示在圖之底部)同樣線性地增加。舉例而言，一組電極(例如，偶數電極)可保持在恆定電位(例如，接地)下。
在一替代實施例中，每一電極(除陣列末端處之電極之外)用以界定兩個隙縫中之每一者的一側。亦即，一般而言，在射束路徑之方向上延伸的電極之相對表面部分地界定鄰接隙縫。舉例而言，如圖9中所展示，隙縫302-1係由電極301-0及301-1之表面界定，隙縫302-2係由電極301-1及301-2之對向表面界定等，使得隙縫302-n係由電極301-(n-1)及301-n之表面界定。在此配置中，相對於施加至電極302-0之電位的施加至電極302-n之電位為橫越隙縫302-1至302-n所施加之電位差的總和。電位差之線性增加因此導致施加至電極之絕對電位比線性更快速地增大。一般而言，在如圖9中所展示之配置中，電位差橫越陣列單調地增大。
圖8之配置相比於圖9之配置之優點在於，施加至電極之電位的量值無需大於達成所要偏轉所需之電位差。圖9之配置相比於圖8之配置之優點在於，需要較少電極使得可使校正器較緊密。若校正器接近於聚光透鏡231定位，則圖9之配置係有利的，此係因為子射束更接近在一起，且可以隙縫之間的小距離來製成圖9之配置。
在一實施例中，在射束傳播方向上鄰近地設置複數個隙縫偏轉器。此配置可被稱作隙縫偏轉器之堆疊。堆疊中之隙縫偏轉器係以不同方式定向。
在一實施例中，子射束以矩形陣列配置，且提供兩個隙縫偏轉器，其中第一隙縫偏轉器之隙縫垂直於第二隙縫偏轉器之隙縫定向。舉例而言，第一隙縫偏轉器具有在Y方向上延伸之隙縫且提供可依據在X方向上之子射束位置而控制的在X方向上之偏轉。第二隙縫偏轉器具有在X方向上延伸之隙縫且提供可依據在Y方向上之子射束位置而控制的在Y方向上之偏轉。可在堆疊中以任何次序提供該等隙縫偏轉器。可在多射束偏轉器裝置之描述特此係以引用方式併入之EPA20156253.5中找到隙縫偏轉器之其他細節。
在一實施例中，子射束以六邊形陣列配置且提供兩個隙縫偏轉器。第一隙縫偏轉器之隙縫正交於第二隙縫偵測器之隙縫。舉例而言，第一隙縫偏轉器具有在Y方向上延伸之隙縫且提供可依據在X方向上之子射束位置而控制的在X方向上之偏轉。第二隙縫偏轉器具有在X方向上延伸之隙縫且提供可依據在Y方向上之子射束位置而控制的在Y方向上之偏轉。第二隙縫偵測器相比於第一隙縫偵測器具有較小節距，且相比於第一隙縫偵測器具有每隙縫較少子射束。可在堆疊中以任何次序提供該等隙縫偏轉器。
在一實施例中，子射束以六邊形陣列配置，且提供堆疊中之三個隙縫偏轉器。該三個隙縫偏轉器經配置以使得在不同隙縫偵測器之隙縫之間存在60°角。舉例而言，如圖7中所展示，第一隙縫偏轉器可具有平行於X軸(0°)定向的隙縫302a，第二隙縫偏轉器可具有與X軸成+60°的隙縫302b，且第三隙縫偏轉器可具有與X軸成-60°的隙縫302c。可在堆疊中以任何次序提供該等隙縫偏轉器。藉由將電位合適施加至界定隙縫302a、302b、302c之電極，可如EPA20156253.5中所揭示在任何方向上達成所要偏轉。在彼文獻中，三個隙縫偏轉器之六邊形陣列之揭示內容特此係以引用方式併入。在一配置中，儘管已描述規則六邊形陣列，但可按不規則陣列達成同一類型之校正器，其中偏轉器隙縫經配置以與不規則六邊形陣列之三條軸線對應。
在使用諸如圖7中所展示之配置的情況下，可實現以下校正：
換言之： ●   依據在0度方向上之位置而變化的在0度方向上之任何偏轉 ●   依據在60度方向上之位置而變化的在60度方向上之任何偏轉 ●   依據在120度方向上之位置而變化的在120度方向上之任何偏轉
圖10及圖11展現(例如)可使用此等自由度校正以下宏觀像差： ●   1階(透鏡效應)：完美校正 ●   3階：完美校正 ●   5階：減小10倍
圖10描繪依據以任意單位計之位置r而變化的3階校正所需且可達成3階校正的角度偏轉(以任意單位計)。圖11描繪依據以任意單位計之位置r而變化的5階校正所需且可達成5階校正的角度偏轉(以任意單位計)。
使用三個隙縫偏轉器陣列(0度、60度、120度)相比於兩個隙縫偏轉器陣列(0度、90度)之額外優點在於，對於1階效應(完美透鏡)，相比於運用兩個隙縫偏轉器之狀況，每一陣列必須僅偏轉角度的2/3。
可針對子射束之其他配置提供多個隙縫偏轉器之其他配置。舉例而言，該等隙縫可經配置為同心六邊形。
在本發明之一實施例中，多個射束穿過由一對電極界定之隙縫。此實質上減少提供偏轉電位所需之連接之數目。在具有數百或數千個射束之多射束工具中，由於存在用於佈線或電路跡線(路由選擇)之有限空間，因此難以(若並非不可能)為每一子射束提供獨立偏轉電位。由於所需跡線之數目顯著減少，因此此問題係藉由本發明解決。在一些狀況下，本發明之實施例可能不能夠完全校正像差，例如3階旋轉對稱像差。然而，本發明之實施例甚至可實現無法完全校正之像差之顯著且有用的減小。
若電子源201之虛擬源位置對於所有發射角度並非恆定的，則出現可藉由本發明之實施例校正之誤差。此效應被稱為源柵格誤差。圖4描繪用於量測源柵格誤差之器件400。源201經設置以朝向孔徑陣列401發射電子。此可為來自投影系統之聚光透鏡陣列的孔徑陣列。孔徑陣列401具有孔徑之已知配置且將由源201發射之電子劃分成複數個子射束。螢光螢幕402設置於子射束之路徑中的已知位置處。螢光螢幕402回應於入射電子而發射光，例如可見光。投影透鏡403將螢光螢幕402之影像投射至成像器件404 (例如CCD)上。由成像器件404捕捉之影像允許易於判定源柵格誤差，此係由於在不存在源柵格誤差的情況下，所預期之亮光點之圖案自孔徑陣列401中之孔徑之配置可直接預測。此配置可用以在工具中原位量測源位置誤差。
如上文所描述之隙縫偏轉器可在射束偏轉之方向上引入輕微聚焦效應。若使用兩個或多於兩個以不同方式定向之隙縫偏轉器陣列，則將在兩個或多於兩個方向上存在聚焦影響。此聚焦效應之量值係與偏轉之量值成比例。在一些狀況下，此聚焦效應可係不合需要的。
為了補償隙縫偏轉器之聚焦效應，可添加隙縫透鏡。如圖12中所展示，隙縫透鏡800包含伸長電極301之陣列300 (其界定伸長隙縫之第一陣列)及對應伸長電極501 (被描繪為305)之至少另外陣列500 (其界定伸長特徵之第二陣列，例如隙縫)。伸長電極501之另外陣列500係沿著各別射束路徑例如在相對於伸長電極301之陣列300的逆流方向或順流方向位移；在圖12中所描繪之配置中，該另外陣列在伸長電極之陣列300的順流方向。另外陣列500之伸長電極501可與陣列300之對應伸長電極301對準，較佳平行。伸長電極之每一陣列形成為具有形狀與在本說明書中較早所提及之隙縫偏轉器之形狀類似的結構。藉由在兩個偏轉器電極與兩個隙縫電極之平均值之間具有電位差來製造透鏡。此係藉由改變隙縫電極之電位或藉由將電壓偏移添加至偏轉器電極來完成。伸長電極301可經設定處於各別電位，且對應伸長電極501可經設定處於接地電位或處於各別不同電位。每一隙縫透鏡之強度可經選擇使得其使得像散等於具有最大偏轉的隙縫偏轉器之像散。在校正器由用於每一軸線之偏轉器及隙縫透鏡陣列(通常為兩個，針對X及Y中之每一者有一個)組成之實施例中，所得像散具有微透鏡陣列之特性。
圖13為展示一對偏轉器電極301及一對隙縫透鏡電極501之放大視圖。隙縫偏轉器電極及隙縫透鏡電極可呈任一次序。如圖14中所展示，亦有可能使用兩對隙縫透鏡電極501、502，例如一個在隙縫偏轉器電極之任一側，例如與伸長電極502之額外陣列，其在伸長電極之陣列300及伸長電極501之另外陣列500的逆流方向。在圖14之配置中，隙縫透鏡電極501、502可保持處於相同電位，例如接地或升高電位，其中隙縫偏轉器之電位經控制以具有所要總體偏轉及聚焦效應。在此狀況下，三透鏡結構類似於單透鏡。另外陣列500及額外陣列兩者可在伸長電極301之陣列300的逆流方向或順流方向，但此可能不如在該配置中之任一側具有額外及另外陣列；例如，該等陣列可用作單透鏡陣列。
帶電粒子評估工具109之另一實施例在圖15中予以示意性地說明。此實施例進一步包含減少子射束114中之一或多個像差的一或多個像差校正器124、125、126。在一實施例中，像差校正器124之至少一子集中的每一者經定位於中間焦點115中的一各別中間焦點中或直接鄰近於中間焦點115中的一各別中間焦點(例如，在中間影像平面120中或鄰近於中間影像平面120)。子射束114在諸如中間平面120之焦平面中或附近具有最小橫截面積。與在別處(亦即，中間平面120之逆流方向或順流方向)可用之空間相比(或與將在不具有中間影像平面120之替代配置中可用的空間相比)，此為像差校正器124提供更多的空間。
在一實施例中，定位於中間焦點115 (或中間影像平面120)中或直接鄰近於中間焦點115 (或中間影像平面120)之像差校正器124包含偏轉器以校正針對自源201發射之射束112導出的不同子射束114出現在不同位置處之源201。校正器124可用以校正由源201引起之宏觀像差，該等宏觀像差防止每一子射束114與對應物鏡118之間的良好對準。
像差校正器124可校正防止適當柱對準之像差。此類像差亦可導致子射束114與校正器124之間的未對準。出於此原因，另外或替代地，可需要將像差校正器125定位於聚光透鏡116處或附近(例如，其中每一此像差校正器125與聚光透鏡116中之一或多者整合或直接鄰近於聚光透鏡116中之一或多者)。此為合乎需要的，此係因為在聚光透鏡116處或附近，像差將尚未導致對應子射束114之移位，此係因為聚光透鏡116與射束孔徑110豎直地接近或重合。然而，將校正器125定位於聚光透鏡116處或附近之挑戰在於，子射束114在此位置處相對於下游更遠之位置各自具有相對較大的橫截面積及相對較小的節距。
在一些實施例中，如圖15中所例示，像差校正器126之至少一子集中之每一者與物鏡118中之一或多者整合或直接鄰近於物鏡118中之該一或多者。在一實施例中，此等像差校正器126減少以下各者中之一或多者：場曲率；聚焦誤差；及像散。
在圖15之裝置中，校正器124、125、126中之任一者或全部可為如上文所描述之隙縫偏轉器。
圖16描繪用於安裝電極以形成用於隙縫偏轉器或隙縫透鏡之伸長電極陣列的替代配置。框架303 (亦稱為支撐部件)具備兩組指狀物307，該等指狀物自框架之相對側的基底部分306 (亦稱為板區段)向內突出。亦即，電極301安裝至之框架的相對側具有一組指狀物307。該等指狀物可與框架成一體。相對於鄰接指狀物之末端，介入之基底部分可被認為係凹入的，例如提供凹槽表面308。指狀物及凹槽沿著電極301安裝至之框架的一側交替。每一電極在一末端處安裝至指狀物307且在另一末端處安裝至基底部分306，例如在凹槽處。該等電極在凹槽處及朝向指狀物交替地連接至框架。鄰近電極中之一者經由指狀物連接至框架之一側且經由凹槽連接至另一側。框架之對置側上的電極可以不同方式連接，使得每一電極經由指狀物及凹槽連接至框架。舉例而言，奇數編號之電極301-1等可在框架之第一側(圖式中之下側)處安裝至指狀物，且偶數編號之電極302-2等在框架之第二側(圖式中之上側)處安裝至指狀物。
電極可經由其安裝而電連接至凹槽。在另一配置中，電極電連接至指狀物，但此可能較不佳。由於交替電極係在凹槽或指狀物處連接，因此可將類似電位差施加至交替電極。經由連接至基底部分或凹槽處之電極的導電跡線309 (為了清楚起見僅幾個展示於圖中)將電位提供至電極。蠕變長度cl (亦即，可在其上發生蠕變放電之表面之長度)為沿著凹槽及指狀物之末端及指狀物之長度的側向距離。蠕變長度為框架之表面上的側向距離，自凹槽處之電極至自框架延伸之指狀物之表面的連接，自框架延伸之指狀物之側表面的長度，及在指狀物之末端處自指狀物之側表面至指狀物至鄰接電極之連接的距離。因此例如鄰接電極之間的蠕變長度會增加指狀物307之長度。因此改良了電極之間的隔離度。降低了框架處之電極之間的高電壓放電的風險。
框架303及指狀物307係由絕緣體形成，較佳為陶瓷，較佳為氧化矽，較佳為玻璃。在一實施例中，框架係藉由選擇性蝕刻基板(例如矽晶圓)而形成。較佳地，框架或至少每一側係單塊的。
根據本發明之實施例的評估工具可為進行樣本之定性評估(例如，通過/失敗)之工具、進行樣本之定量量測(例如，特徵之大小)之工具或產生樣本之映圖影像之工具。評估工具之實例為檢測工具(例如用於識別缺陷)、檢閱工具(例如用於分類缺陷)及度量衡工具，或能夠執行與檢測工具、檢閱工具或度量衡工具(例如度量衡檢測工具)相關聯之評估功能性之任何組合的工具。電子光學柱40可為評估工具之組件；諸如檢測工具或度量衡檢測工具，或電子束微影工具之部分。本文中對工具之任何參考皆意欲涵蓋器件、裝置或系統，該工具包含可共置或可不共置且甚至可位於單獨場所中尤其例如用於資料處理元件的各種組件。
多射束電子束工具可包含初級投影裝置、機動載物台及樣本固持器。初級投影裝置為由多射束電子束工具包含之照明裝置。初級投影裝置可包含以下組件中之至少任一者中的一或多者：電子源、槍孔徑板、聚光透鏡、孔徑陣列、射束操縱器(其可包含MEMS結構)、物鏡及射束分離器(例如韋恩濾波器)。樣本固持器係由機動載物台支撐。樣本固持器經配置以固持用於檢測之樣本(例如，基板或遮罩)。
多射束電子束工具可進一步包含次級投影裝置及關聯電子偵測器件。電子偵測器件可包含複數個電子偵測元件。
初級投影裝置經配置以照明樣本。回應於初級子射束或探測光點入射於樣本上，自樣本產生包括次級電子及反向散射電子之電子。次級電子在複數個次級電子束中傳播。次級電子束通常包含次級電子(具有≤ 50 eV之電子能量)且亦可包含反向散射電子中之至少一些(具有在50 eV與初級子射束之著陸能量之間的電子能量)。初級投影裝置中之射束分離器可經配置以使次級電子束之路徑朝向次級投影裝置偏轉。次級投影裝置隨後將次級電子束之路徑聚焦至電子偵測器件之複數個元件上。偵測元件產生對應信號，該等信號可被發送至控制器或信號處理系統，例如以建構樣本之對應經掃描區域之影像。
對組件或組件或元件之系統的參考係可控制的而以某種方式操縱帶電粒子束包括組態控制器或控制系統或控制單元以控制組件以按所描述方式操縱帶電粒子束，並且視情況使用其他控制器或器件(例如，電壓供應件及或電流供應件)以控制組件從而以此方式操縱帶電粒子束。舉例而言，電壓供應件可電連接至一或多個組件以在控制器或控制系統或控制單元之控制下將電位施加至該等組件，諸如(在非有限清單中)物鏡陣列234、聚光透鏡231、校正器235a及準直器陣列235。諸如載物台之可致動組件可為可控制的，以使用用以控制該組件之致動之一或多個控制器、控制系統或控制單元來致動且因此相對於諸如射束路徑之另外組件移動。
本文中所描述之實施例可採用沿著射束或多射束路徑以陣列形式配置的一系列孔徑陣列或電子光學元件的形式。此類電子光學元件可為靜電的。在一實施例中，例如在樣本之前的子射束路徑中自射束限制孔徑陣列至最後一個電子光學元件的所有電子光學元件可為靜電的，及/或可呈孔徑陣列或板陣列之形式。在一些配置中，電子光學元件中之一或多者被製造為微機電系統(MEMS) (亦即，使用MEMS製造技術)。
沿著射束路徑鄰近的電子光學元件可例如藉由電隔離元件(諸如隔片)在結構上彼此連接。隔離元件可由電絕緣材料(諸如陶瓷，諸如玻璃)製成。
對上部及下部、向上及向下、上方及下方之參考應被理解為係指平行於照射於樣本208上之電子束或多射束之(通常但未必總是豎直的)逆流方向及順流方向的方向。因此，對逆流方向及順流方向之參考意欲係指獨立於任何當前重力場相對於射束路徑之方向。
以下經編號段落中描述本發明之例示性實施例。
1.    一種帶電粒子工具，其包含： 一聚光透鏡陣列，其經組態以沿著一各別射束路徑將一帶電粒子束分離成第一複數個子射束且將該等子射束中之每一者聚焦至一各別中間焦點； 一物鏡陣列，其各自經組態以將該複數個帶電粒子束中之一者投射至一樣本上； 一校正器，其包含一伸長電極陣列，該等伸長電極實質上垂直於該第一複數個子射束之該等射束路徑而延伸且經配置以使得第二複數個子射束在一對該等伸長電極之間傳播，該第二複數個子射束為該第一複數個子射束之一子集；及 一電力供應器，其經組態以在該對伸長電極之間施加一電位差以便使該第二複數個子射束偏轉一所要量。
1a.  一種帶電粒子工具，其包含：一聚光透鏡陣列，其經組態以沿著一各別射束路徑將一帶電粒子束分離成第一複數個子射束且將該等子射束中之每一者聚焦至一各別中間焦點；一物鏡陣列，其各自經組態以將該複數個帶電粒子束中之一者投射至一樣本上；一校正器，其包含沿著該射束路徑的伸長電極之一第一陣列，及伸長電極之一第二陣列，伸長電極之該第二陣列實質上平行於伸長電極之該第一陣列，該第一陣列沿著該射束路徑鄰接該第二陣列，該第一陣列之該等伸長電極實質上垂直於該第一複數個子射束之該等射束路徑而延伸且經配置以使得第二複數個子射束在伸長電極之該第一陣列之一對該等伸長電極之間傳播，該第二複數個子射束為該第一複數個子射束之一子集，該等伸長電極包含平行於該第二複數個子射束之傳播方向而延伸的平行板；及一電力供應器，其經組態以在該第一陣列之該對伸長電極之間施加一電位差以便使該第二複數個子射束偏轉一所要量；較佳地，該等伸長電極可具有平面表面，更佳地直接面向該等子射束路徑；較佳地該等伸長電極係靜電的。
2.    如實施例1或1a之工具，其中存在複數對伸長電極，該等伸長電極經配置以使得各別第二複數個子射束在每一對伸長電極之間傳播；且電源經組態以在每一對伸長電極之間施加一各別電位差；較佳地，該等對伸長電極在該第二複數個子射束之一線之任一側延伸，較佳地，該線橫越該等子射束之該多射束配置延伸；及/或較佳地，該等對伸長電極橫越子射束之該多射束配置延伸。
3.    如實施例2之工具，其中該等伸長電極中之每一者具有僅鄰近於其一側之子射束。
4.    如實施例1、1a或2之工具，其中該電力供應器經組態以將相反極性之電位施加至鄰近伸長電極。
5.    如實施例2之工具，其中該等伸長電極中之一些具有鄰近其兩側之子射束，較佳地，兩側直接面向子射束路徑，較佳地，面向任一側之該等子射束路徑係來自子射束之一不同線，較佳地橫越該多射束配置。
6.    如實施例5之工具，其中該電源經組態以使得施加至該等伸長電極中之每一者之電位係藉由橫越該伸長電極陣列之位置之一連續(例如單調)增加之函數給出。
7.    如前述實施例中任一項之工具，其中該等伸長電極包含平行於該第二複數個子射束之該傳播方向而延伸的平行板。
8.    如前述實施例中任一項之工具，其中該校正器包含沿著該射束路徑的一第一組伸長電極及一第二組伸長電極，該第二組伸長電極垂直於該第一組伸長電極；或其中該校正器包含沿著該射束路徑的伸長電極之一額外陣列，伸長電極之該額外陣列垂直於或平行於伸長電極之該第一陣列。
9.    如實施例1至7中任一項之工具，其中該校正器包含一第一組伸長電極、一第二組伸長電極及一第三組伸長電極，該第一組伸長電極與該第二組伸長電極之間的角度為60°且該第二組伸長電極與該第三組伸長電極之間的角度為60°；或其中包含伸長電極之該第一陣列的該校正器包含一第一組伸長電極、一第二組伸長電極及一第三組伸長電極，該第一組伸長電極、該第二組伸長電極及該第三組伸長電極中之一者對應於該第一陣列之該等伸長電極，該第一組伸長電極與該第二組伸長電極之間的角度為60°且該第二組伸長電極與該第三組伸長電極之間的角度為60°。
10.  如前述實施例中任一項之工具，其中該校正器經配置以使得該等中間焦點在較佳地該第一陣列之該等伸長電極之間。
11.  如實施例1至9中任一項之工具，其中該校正器鄰近於該聚光透鏡陣列及/或鄰近於該物鏡陣列或整合於該物鏡陣列中而配置。
11a  如前述實施例中任一項之工具，其中該校正器經組態以減小以下各者中之至少一者：場曲率；聚焦誤差；及像散。
12.  如前述實施例中任一項之工具，其中該校正器經組態以校正該第一複數個子射束之一宏觀像差。
12a. 如實施例1至12中任一項之工具，其進一步包含鄰近於該聚光透鏡陣列及/或鄰近於該物鏡陣列或整合至該物鏡陣列中而配置之一額外校正器。
12b. 如實施例12a之工具，其中該額外校正器包含如實施例1至10中任一項之校正器。
13.  一種帶電粒子工具，其包含： 一聚光透鏡陣列，其經組態以沿著一各別射束路徑將一帶電粒子束分離成複數個子射束且將該等子射束中之每一者聚焦至一各別中間焦點； 一物鏡陣列，其經組態以將該複數個帶電粒子束投射至一樣本上； 一校正器陣列，其包含複數個伸長電極，該等伸長電極實質上正交於該等射束路徑且在射束路徑之一線之任一側成對地配置；且 其中該校正器陣列係可控制的以在該對伸長電極之間施加一電位差以便使該等射束路徑偏轉一所要量。
13a. 一種檢測方法，其包含：將一帶電粒子束劃分成複數個子射束；將該等子射束中之每一者聚焦至一各別中間焦點；使用一校正器以偏轉該等子射束以校正該等子射束之一宏觀像差；及使用複數個物鏡以將該複數個帶電粒子束投射至該樣本上；其中該校正器包含沿著射束路徑的伸長電極之一第一陣列，及伸長電極之一第二陣列，伸長電極之該第二陣列實質上平行於伸長電極之該第一陣列，該第一陣列沿著該射束路徑鄰接該第二陣列，該第一陣列之該等伸長電極實質上垂直於第一複數個子射束之射束路徑而延伸且經配置以使得第二複數個子射束在伸長電極之該第一陣列之一對該等伸長電極之間傳播，該第二複數個子射束為該第一複數個子射束之一子集，該等伸長電極包含平行於該第二複數個子射束之傳播方向而延伸的平行板，較佳該等伸長電極可具有平面表面，更佳直接面向該等子射束路徑。
14.  一種帶電粒子工具，其包含： 一聚光透鏡陣列，其經組態以沿著一各別射束路徑將一帶電粒子束分離成複數個子射束且將該等子射束中之每一者聚焦至一各別中間焦點； 一物鏡陣列，其經組態以將該複數個帶電粒子束投射至一樣本上； 一校正器陣列，其包含複數個伸長電極，該等伸長電極實質上正交於該等射束路徑且在每一射束路徑之任一側成對地配置；且 其中該校正器陣列係可控制的以對正交於該等伸長電極之伸長方向的該等子射束施加宏觀像差校正。
15.  一種檢測方法，其包含： 將一帶電粒子束劃分成複數個子射束； 將該等子射束中之每一者聚焦至一各別中間焦點； 使用一校正器以偏轉該等子射束以校正該等子射束之一宏觀像差；及 使用複數個物鏡以將該複數個帶電粒子束投射至該樣本上；其中該校正器包含一伸長電極陣列，該等伸長電極實質上垂直於第一複數個子射束之射束路徑而延伸且經配置以使得第二複數個子射束在一對該等伸長電極之間傳播，該第二複數個子射束為該第一複數個子射束之一子集。
16.  一種多射束帶電粒子光學系統，其包含： 一聚光透鏡陣列，其經組態以沿著一各別射束路徑將一帶電粒子束分離成第一複數個子射束且將該等子射束中之每一者聚焦至一各別中間焦點； 一物鏡陣列，其各自經組態以將該複數個帶電粒子束中之一者投射至一樣本上； 一校正器，其包含一伸長電極陣列，該等伸長電極實質上垂直於該第一複數個子射束之該等射束路徑而延伸且經配置以使得第二複數個子射束在一對該等伸長電極之間傳播，該第二複數個子射束為該第一複數個子射束之一子集；及 一電力供應器，其經組態以在該對伸長電極之間施加一電位差以便使該第二複數個子射束偏轉一所要量。
17.  一種用於經組態以將複數個帶電粒子束投射至一樣本上之一多射束投影系統的帶電粒子光學元件，該帶電粒子光學元件包含： 一伸長電極陣列，該等伸長電極實質上垂直於第一複數個子射束之射束路徑而延伸且經配置以使得第二複數個子射束在一對該等伸長電極之間傳播，該第二複數個子射束為該第一複數個子射束之一子集；及 一電力供應器，其經組態以在該對伸長電極之間施加一電位差以便使該第二複數個子射束偏轉一所要量。
18.  一種用於經組態以將複數個帶電粒子束投射至一樣本上之一多射束投影系統的帶電粒子光學元件，該最後一個帶電粒子光學元件包含： 一第一支撐部件，其包含一第一板區段及自該第一板區段之一邊緣突出的複數個第一指狀物； 一第二支撐部件，其包含一第二板區段及自該第二板區段之一邊緣突出的複數個第二指狀物； 第一複數個電極，其自該等第一指狀物延伸至該第二板區段；及 第二複數個電極，其自該等第二指狀物延伸至該第一板區段。
19.  如實施例18之帶電粒子光學元件，其進一步包含：一第一組導電跡線，其設置於該第一板區段上且連接至該第二複數個電極；及一第二組導電跡線，其設置於該第二板區段上且連接至該第一複數個電極。
20.  如實施例18或19之帶電粒子光學元件，其中該第一支撐部件及該第二支撐部件係一基板之一體式部分。
21.  如實施例20之帶電粒子光學元件，其中該第一支撐部件及該第二支撐部件已藉由選擇性蝕刻該基板而形成。
22.  如實施例19至21中任一項之帶電粒子光學元件，其中該第一板區段及該第二板區段包括鄰近指狀物之間的一凹槽。
23.  如實施例19至22中任一項之帶電粒子光學元件，其中該等支撐部件包含一絕緣體，較佳為陶瓷，較佳為氧化矽，較佳為玻璃。
術語「子射束」及「細射束」在本文中可互換使用且均被理解為涵蓋藉由劃分或分裂母輻射光束而自母輻射光束導出之任何輻射光束。術語「操縱器」用以涵蓋影響子射束或細射束之路徑之任何元件，諸如透鏡或偏轉器。
雖然已經結合各種實施例描述本發明，但自本說明書之考量及本文中揭示之本發明之實踐，本發明之其他實施例對於熟習此項技術者將顯而易見。意欲本說明書及實例僅被認為係例示性的，其中本發明之真正範疇及精神藉由以下申請專利範圍指示。
10:主腔室 20:裝載鎖定腔室 30:設備前端模組(EFEM) 30a:第一裝載埠 30b:第二裝載埠 40:電子束工具/電子光學柱 50:控制器 100:例示性帶電粒子束檢測裝置 109:帶電粒子評估工具 110:射束孔徑 111a:射束孔徑 112:射束 114:子射束 115:中間焦點 116:聚光透鏡 118:物鏡 120:中間影像平面 124:像差校正器 125:像差校正器 126:像差校正器 201:電子源 202:初級電子束 207:樣本固持器 208:樣本 209:機動載物台 211:初級子射束 212:初級子射束 213:初級子射束 221:探測光點 222:探測光點 223:探測光點 230:投影裝置 231:聚光透鏡 233:中間焦點 234:物鏡/物鏡陣列 235:偏轉器/準直器陣列 235a:像差校正器 240:電子偵測器件 300:隙縫偏轉器/陣列 301:伸長電極/偏轉器電極 301-0:電極 301-1:電極 301-2:電極 301-3:電極 301-n:電極 302:隙縫 302-1:隙縫 302-2:隙縫 302-n:隙縫 302a:隙縫 302b:隙縫 302c:隙縫 303:框架 303a:側面 303b:側面 304:屏蔽件 305:伸長電極 306:基底部分 307:指狀物 308:凹槽表面 309:導電跡線 400:器件 401:孔徑陣列 402:螢光螢幕 403:投影透鏡 404:成像器件 500:另外陣列 501:伸長電極/隙縫透鏡電極 502:隙縫透鏡電極/伸長電極 800:隙縫透鏡
本發明之上述及其他態樣自與隨附圖式結合獲取之例示性實施例之描述將變得更顯而易見。
圖 1為說明例示性帶電粒子束檢測裝置之示意圖。
圖 2為說明作為 圖 1之例示性帶電粒子束檢測裝置之部分的例示性多束裝置之示意圖。
圖 3為根據一實施例之例示性多束裝置的示意圖。
圖 4為用於偵測像差之器件的示意圖。
圖 5為校正器陣列之示意性側視圖。
圖 6為校正器陣列之示意性平面圖。
圖 7為校正器之六邊形陣列之示意性平面圖。
圖 8及 圖 9為相對於位置之校正的曲線圖。
圖 10為解釋校正器陣列中之所施加電壓的圖式。
圖 11為解釋校正器陣列中之所施加電壓之另一配置的圖式。
圖 12為雙層校正器陣列之示意性側視圖。
圖 13為雙層校正器之示意性側視圖。
圖 14為三層校正器之示意性側視圖。
圖 15為根據一實施例之例示性多束裝置之示意圖。
圖 16為用於安裝電極之配置的示意性平面圖。
211: 初級子射束 300: 隙縫偏轉器/陣列 301: 伸長電極/偏轉器電極 302: 隙縫 303: 框架 303a: 側面 303b: 側面 304: 屏蔽件 309: 導電跡線

Claims (15)

  1. 一種帶電粒子光學元件，其用於經組態以將複數個帶電粒子束投射至一樣本上之一多射束投影系統，該帶電粒子光學元件包含：一第一支撐部件，其包含一第一板區段及自該第一板區段之一邊緣突出的複數個第一指狀物；一第二支撐部件，其包含一第二板區段及自該第二板區段之一邊緣突出的複數個第二指狀物；第一複數個電極，其自該等第一指狀物延伸至該第二板區段；及第二複數個電極，其自該等第二指狀物延伸至該第一板區段。
  2. 如請求項1之帶電粒子光學元件，其進一步包含：一第一組導電跡線，其設置於該第一板區段上且連接至該第二複數個電極；及一第二組導電跡線，其設置於該第二板區段上且連接至該第一複數個電極。
  3. 如請求項2之帶電粒子光學元件，其中電位係經由該第二組導電跡線提供至該第一複數個電極且經由該第一組導電跡線提供至該第二複數個電極。
  4. 如請求項1或2之帶電粒子光學元件，其中該第一支撐部件及該第二支撐部件係一基板之一體式部分(integral parts)。
  5. 如請求項4之帶電粒子光學元件，其中該第一支撐部件及該第二支撐 部件已藉由選擇性蝕刻該基板而形成。
  6. 如請求項1或2之帶電粒子光學元件，其中該第一板區段及該第二板區段包括鄰近指狀物之間的一凹槽(recess)。
  7. 如請求項1或2之帶電粒子光學元件，其中該第一複數個電極中之一者經由該等第一指狀物中之一者連接至該第一支撐部件並經由該第二板區段之一凹槽連接至該第二支撐部件，以及該第二複數個電極中之一者經由該等第二指狀物中之一者連接至該第二支撐部件並經由該第一板區段之一凹槽連接至該第一支撐部件，其中該第一複數個電極中之該者與該第二複數個電極中之該者彼此相鄰。
  8. 如請求項1或2之帶電粒子光學元件，其中該第一複數個電極中之一者在一末端處安裝至該等第一指狀物中之一者且在另一末端處安裝至該第二板區段之一對應凹槽，以及該第二複數個電極中之一者在一末端處安裝至該等第二指狀物中之一者且在另一末端處安裝至該第一板區段之一對應凹槽。
  9. 如請求項8之帶電粒子光學元件，其中該第一複數個電極中之該者經由其安裝而電連接至該第二板區段之該對應凹槽，以及該第二複數個電極中之該者經由其安裝而電連接至該第一板區段之該對應凹槽。
  10. 如請求項1或2之帶電粒子光學元件，其中該等支撐部件包含一絕緣 體。
  11. 如請求項10之帶電粒子光學元件，其中該絕緣體之一材料係陶瓷、氧化矽、或玻璃。
  12. 如請求項1或2之帶電粒子光學元件，其中該第一支撐部件及該第二支撐部件係單塊的(monolithic)。
  13. 一種帶電粒子裝置，其包含如請求項1至12中任一項之帶電粒子光學元件，其中該帶電粒子裝置進一步包含：一聚光透鏡陣列，其經組態以沿著一各別射束路徑將一帶電粒子束分離成複數個子射束；一物鏡陣列，其經組態以將該複數個子射束投射至一樣本上；其中該帶電粒子光學元件係可控制的以調整該複數個子射束之每一者與該物鏡陣列中之一對應物鏡之間的對準。
  14. 如請求項13之帶電粒子裝置，其進一步包含：像差校正器，其等定位於該聚光透鏡陣列處或附近，其中該等像差校正器之每一者係整合或直接鄰近於該聚光透鏡陣列中之一或多個聚光透鏡。
  15. 如請求項13或14之帶電粒子裝置，其進一步包含：額外像差校正器，其等係整合或直接鄰近於該物鏡陣列中之一或多個物鏡。
TW113112500A 2020-04-06 2021-04-01 帶電粒子評估工具及檢測方法 TWI883891B (zh)

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