带电粒子光学设备的制作方法

本文中提供的实施例总体上涉及物镜部件、带电粒子光学设备、检测器、检测器阵列和方法，特别是涉及物镜部件、带电粒子光学设备、检测器、检测器阵列和使用带电粒子的多个束(例如，子束)的方法。

背景技术：

1、当制造半导体集成电路(ic)芯片时，在制造过程中，例如，由于光学效应和偶然颗粒，衬底(即，晶片)或掩模上不可避免地会出现不期望的图案缺陷，从而降低产率。因此，监测不期望的图案缺陷的程度是ic芯片制造中的一个重要过程。更一般地，对衬底或其他物体/材料的表面的检查和/或测量是其制造期间和/或之后的一个重要过程。

2、具有带电粒子束的图案检查工具已经用于检查物体，例如检测图案缺陷。这些工具通常使用电子显微镜技术，诸如扫描电子显微镜(sem)。在sem中，具有相对较高能量的电子的一次(primary)电子束以最终减速步骤为目标，以便以相对较低的着陆能量着陆在样品上。电子束被聚焦为样品上的探测斑。探测斑处的材料结构与来自电子束的着陆电子之间的相互作用导致电子从表面被发射，诸如二次(secondary)电子、反向散射电子或俄歇电子。所生成的二次电子可以从样品的材料结构被发射。通过在样品表面上扫描作为探测斑的一次电子束，可以在样品表面上发射二次电子。通过从样品表面收集这些发射的二次电子，图案检查工具可以获取可以称为图像以及可以被渲染为图像的数据。图像表示样品表面的材料结构的特性。

3、尽管以这种方式获取的图像可以是有用的，但从这种已知的电子显微镜技术获取的关于样品的信息存在局限性。通常，需要获取附加或替代信息，例如，与样品表面之下的结构相关的信息和与重叠目标相关的信息。

技术实现思路

1、本公开的目的是提供支持使用带电粒子(例如，使用反向散射带电粒子)从样品获取信息的实施例。

2、根据本发明的第一方面，提供了一种用于带电粒子评估工具的带电粒子光学设备，该设备被配置为沿着子束路径朝向样品投射带电粒子的多束，该多束包括子束，该设备包括：被配置为将带电粒子子束的阵列投射到样品上的物镜的阵列，其中物镜的阵列被布置为横跨带电粒子子束的阵列的子束路径；被定位在物镜的阵列的束上游的控制透镜的阵列，其中每个控制透镜与相应物镜相关联；以及被配置为位于样品附近并且被配置为捕获从样品发射的带电粒子的检测器的阵列，其中带电粒子光学设备被配置为将从样品发射的二次带电粒子排斥远离检测器。

3、根据本发明的第二方面，提供了一种操作用于检测反向散射带电粒子的带电粒子评估工具的方法，该方法包括：a)将带电粒子的多束穿过控制透镜阵列、并且然后以横跨物镜阵列的带电粒子子束阵列穿过物镜阵列而朝向样品的表面投射；b)排斥响应于多束而从样品发出的具有小于阈值的能量的带电粒子；以及c)使用定位在样品附近的检测器阵列，来检测从样品发射的具有至少阈值的能量的带电粒子。

技术特征：

1.一种用于带电粒子评估工具的带电粒子光学设备，所述设备被配置为沿着子束路径朝向样品投射带电粒子的多束，所述多束包括子束，所述设备包括：

2.根据权利要求1所述的带电粒子光学设备，其中所述物镜被配置为沿着所述子束路径加速所述带电粒子子束。

3.根据任一前述权利要求所述的带电粒子光学设备，其中所述检测器的阵列被配置为在使用中具有电势，并且所述样品被配置为在使用中具有电势，其中所述样品的电势比所述检测器的阵列的电势更正。

4.根据权利要求3所述的带电粒子光学设备，其中所述样品的电势与所述检测器的阵列的电势之间的电势差大于二次电子阈值。

5.根据任一前述权利要求所述的带电粒子光学设备，其中所述物镜的阵列包括至少两个电极，在所述至少两个电极中限定有孔径的阵列，所述至少两个电极中的对应孔径与子束路径对准并且沿着子束路径布置，期望地，所述检测器的阵列能够设置在所述至少两个电极中的一个电极上、或与所述一个电极相邻、或集成到所述一个电极中。

6.根据权利要求5所述的带电粒子光学设备，其中所述至少两个电极中的第一电极位于所述至少两个电极中的第二电极的束上游，所述第一电极被配置为在使用中具有第一电极电势，并且所述第二电极被配置为在使用中具有第二电极电势，其中所述第二电极电势比所述第一电极电势更正，期望地，所述检测器的阵列被定位在所述第二电极上、或所述第二电极中、或集成到所述第二电极，期望地，所述检测器的阵列被定位在所述至少两个电极中的束最下游电极上、或所述束最下游电极中、或集成到所述束最下游电极。

7.根据权利要求6所述的带电粒子光学设备，其中所述样品被配置为在使用中处于一定电势，其中所述样品的电势比所述第二电极电势更正。

8.根据权利要求5至7中任一项所述的带电粒子光学设备，还包括绝缘结构，所述绝缘结构分离相邻电极，所述绝缘结构包括主体、以及从所述主体径向向内的突起，所述主体具有第一面和第二面，所述第二面与所述第一面相对，其中所述电极中的一个电极在所述绝缘结构的所述第一面上接触所述主体和所述突起，并且所述主体在所述绝缘结构的所述第二面上接触所述电极中的另一电极，并且在所述突起与所述电极中的所述另一电极之间限定有间隙。

9.根据任一前述权利要求所述的带电粒子光学设备，其中所述控制透镜的阵列被配置为在相应控制透镜与对应物镜之间提供中间焦点。

10.根据任一前述权利要求所述的带电粒子光学设备，其中所述控制透镜的阵列被配置为沿着所述子束路径减速所述带电粒子子束。

11.根据任一前述权利要求所述的带电粒子光学设备，其中所述检测器的阵列被配置为检测比二次带电粒子更多的反向散射带电粒子。

12.根据任一前述权利要求所述的带电粒子光学设备，其中所述检测器的阵列被定位在所述样品的大约10μm至50μm之间。

13.根据任一前述权利要求所述的带电粒子光学设备，还包括电源，所述电源被配置为在使用中向所述物镜的阵列的至少一个电极和/或所述样品施加电势。

14.一种操作用于检测反向散射带电粒子的带电粒子评估工具的方法，所述方法包括：

15.根据权利要求14所述的方法，其中所述排斥至少使用所述检测器阵列。

技术总结
本发明提供了用于检测反向散射带电粒子的各种技术，包括沿着子束路径加速带电粒子子束到达样品、从检测器阵列排斥二次带电粒子，以及提供可以在用于主要检测带电粒子的模式与用于主要检测二次粒子的模式之间切换的装置和检测器。

技术研发人员：M·J-J·维兰德,A·V·G·曼格努斯
受保护的技术使用者：ASML荷兰有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15