影响带电粒子束的方法，多极装置，以及带电粒子束设备与流程

本文所述的实施例涉及带电粒子束设备，例如，用于检验系统应用、测试系统应用、平版印刷系统应用、缺陷审查或临界尺寸应用的带电粒子束设备，尤其涉及电子束检验设备，更特别涉及扫描电子显微镜。本文所述的实施例进一步涉及用于影响带电粒子束设备中的带电粒子束的多极装置，以及涉及以多极装置影响带电粒子束的方法。具体来说，本文所述的实施例涉及以特定方式(例如，通过偏转、扫描和/或校正电子束)影响电子束的多极装置与方法，尤其是在电子检验和成像系统中。

背景技术：

1、现代的半导体技术创造了在纳米甚至亚纳米尺度中对样本结构化和探测的高需求。微米和纳米尺度的工艺控制、检验或结构化通常是由带电粒子束(例如，电子束)完成，所述带电粒子束在带电粒子束设备(诸如电子显微镜或电子束图案产生器)中产生、成形、偏转并聚焦。为了检验的目的，与例如光子束相比，带电粒子束提供了更好的空间分辨率。

2、使用带电粒子束的检验设备(诸如扫描电子显微镜(sem))在多个工业领域中具有许多的功能，所述功能包括但不限于，在制造期间对电子电路的检验、用于平版印刷术的曝光系统、检测系统、缺陷检验工具，以及用于集成电路的测试系统。在此类粒子束系统中，可以使用具有高电流密度的精密束探针。例如，在sem的情况下，主电子束产生可以用于成像并分析样本的信号粒子，如二次电子(se)和/或背向散射电子(bse)。

3、然而，在紧凑的带电粒子束设备中对样本进行快速的检验和/或成像是具有挑战性的。具体来说，各种扫描偏转器、对准偏转器、透镜、射束校正器和/或其他射束光学组件可以沿着光轴设置在带电粒子束设备的真空壳体中，并且可能会占用大量的空间。然而，带电粒子束设备中、尤其是在靠近物镜的区域中的空间通常是有限的。

4、一些带电粒子束设备使用多极装置(例如，静电多极)来进行射束偏转和/或射束校正。诸如16极或32极之类的高阶多极可以被用于不同的目的，例如，作为四极或者作为八极。然而，典型的高阶多极是复杂的装置，并且可靠地将大量的电极中的每一者在合适的时间激发至合适的电压是有挑战性的。因此，高阶多极通常适用于以特定的方式影响带电粒子束，例如，用于校正高阶像差。

5、鉴于上述的说明，提供适用于灵活并可靠地影响带电粒子束的紧凑多极装置将是有益的。此外，提供即使仅有有限空间时，也灵活并可靠地影响带电粒子束设备中的带电粒子束的方法将是有益的。最后，提供适合于在有限空间中以期望的方式影响带电粒子束的带电粒子束设备将是有益的。

技术实现思路

1、鉴于上述内容，根据独立权利要求提供了一种用于影响沿着光轴传播的带电粒子束的方法，一种用于影响沿着光轴传播的带电粒子束的多极装置，以及一种用于检验或成像样本的带电粒子束设备。

2、根据第一方面，提供一种影响沿着光轴传播的带电粒子束的方法。所述方法包括：引导带电粒子束穿过多极装置的至少一个开口，所述多极装置包括布置在同一剖面中的具有四个或更多个第一电极的第一多极以及具有四个或更多个第二电极的第二多极，四个或更多个第一电极以及四个或更多个第二电极围绕至少一个开口交替地布置；以及下述步骤中的至少一者：激发第一多极以提供用于以第一方式影响带电粒子束的第一场分布，以及激发第二多极以提供用于以第二方式影响带电粒子束的第二场分布。

3、根据另一方面，提供一种于影响沿着光轴传播的带电粒子束的多极装置。所述多极装置包括：基板，所述基板具有用于带电粒子束的至少一个开口，所述至少一个开口沿着光轴延伸穿过基板；第一多极，所述第一多极包括设置在基板上的四个或更多个第一电极；第二多极，所述第二多极包括设置在基板上的四个或更多个第二电极，四个或更多个第一电极以及四个或更多个第二电极围绕至少一个开口交替地布置；第一电源布置，所述第一电源布置用于将第一电极连接至第一电压供应器；以及第二电源布置，所述第二电源布置用于将第二电极连接至第二电压供应器。

4、第一电源布置可以被配置成激发第一多极以提供用于以第一方式影响带电粒子束的第一场分布，例如，用于偏转带电粒子束(“射束位移”)。第二电源布置可被配置成激发第二多极以提供用于以第二方式影响带电粒子束的第二场分布，例如，用于扫描带电粒子束(“射束扫描”)，其中第一场分布和第二场分布可以彼此叠加。

5、根据另一方面，提供一种用于以带电粒子束、特别是以电子束对样本进行成像和/或检验的带电粒子束设备。带电粒子束设备可以包括：带电粒子束源，所述带电粒子束源用于产生带电粒子束；物镜，所述物镜用于将带电粒子束聚焦在样本上；以及用于影响带电粒子束的多极装置，其中多极装置是根据本文中所述的实施例中的任一者进行配置的。

6、当多极装置被布置在物镜的附近或内部时，带电粒子束设备可以提供大的视场，从而实现大的射束位移。

7、多极装置可以包括用于以第一方式影响带电粒子束的第一多极，例如，适用于射束偏转(“射束位移”)，以及，特别是与射束位移同时地，用于以第二方式影响带电粒子束的第二多极，例如，适用于射束扫描(“射束扫描”)。

8、实施例还涉及用于执行所公开的方法的设备，并且包括用于执行各个方法动作的设备部件。此方法可以通过硬件部件、由合适的软件编程的计算机、上述两者的任何组合、以任何其他的方式执行。此外，实施例还涉及操作所述设备的方法。

9、可从所附权利要求书、说明书和附图明白可以与本文中所述的实施例结合的进一步的优点、特征、方面和细节。

技术特征：

1.一种影响沿着光轴传播的带电粒子束的方法，所述方法包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的方法，其中所述第一多极是包括八个第一电极的第一八极，并且所述第二多极是包括八个第二电极的第二八极。

3.如权利要求1或2所述的方法，其中以所述第一方式影响所述带电粒子束以及以所述第二方式影响所述带电粒子束选自由以下各项组成的群组：射束偏转、射束扫描、像差校正、消像散、准直、聚焦、射束对准、以及消隐。

4.如权利要求1至3中任一项所述的方法，其中所述第一场分布和所述第二场分布选自由以下各项组成的群组：具有可选方位角的偶极场、具有可选方位角的四极场、以及八极场。

5.如权利要求1至4中任一项所述的方法，其中所述第一多极和所述第二多极被同时激发以提供叠加在所述第二场分布上的所述第一场分布，以用于同步地以所述第一方式和所述第二方式影响所述带电粒子束。

6.如权利要求1至5中任一项所述的方法，其中所述第一场分布和所述第二场分布中的至少一者或两者是偶极场。

7.如权利要求6所述的方法，其中所述第一场分布是第一偶极场并且所述第二场分布是第二偶极场，所述第一偶极场比所述第二偶极场更强，特别地，其中，至少暂时性地，所述第一偶极场的最大场强与所述第二偶极场的最大场强之间的比例是5：1或更大。

8.如权利要求6或7所述的方法，

9.如权利要求1至8中任一项所述的方法，其中所述第一场分布是偏转所述带电粒子束的偶极场，并且所述第二场分布是在样本上扫描所述带电粒子束的偶极场。

10.如权利要求9所述的方法，其中所述第一场分布被维持预定时间以将所述带电粒子束偏转至所述样本的预定第一关注区域，同时所述第二场分布被改变以在所述预定第一关注区域上扫描所述带电粒子束。

11.如权利要求10所述的方法，进一步包括：

12.如权利要求1至11中任一项所述的方法，其中所述第一多极的所述第一电极被连接至第一电压供应器，特别是连接至高压电源，所述高压电源被配置成至少用于在0v与100v之间或更大的电压，并且所述第二多极的所述第二电极被连接至与所述第一电压供应器不同的第二电压供应器，特别是连接至高速电源，所述高速电源被配置成用于高于1ghz的变化速度。

13.一种用于影响沿着光轴传播的带电粒子束的多极装置，所述多极装置包括：

14.如权利要求13所述的多极装置，其中所述第一多极是包括八个第一电极的第一八极，并且所述第二多极是包括八个第二电极的第二八极。

15.如权利要求13或14所述的多极装置，其中所述第一多极与所述第二多极是静电多极，并且所述第一电极与所述第二电极是设置在所述基板上的导电部并且被配置成被设定在预定电位。

16.如权利要求13至15中任一项所述的多极装置，其中所述第一电压供应器是低速高压电源，特别是被配置成用于100v或更大的最大电压以及低于1ghz的变化速度，并且其中所述第二电压供应器是高速低压电源，特别是被配置成用于50v或更小的最大电压和高于1ghz的变化速度。

17.如权利要求13至16中任一项所述的多极装置，其中所述第一多极被配置成提供用于射束偏转的第一偶极场，并且所述第二多极被配置成提供叠加在所述第一偶极场上的第二偶极场，所述第二偶极场用于在样本上扫描所述带电粒子束。

18.如权利要求13至17中任一项所述的多极装置，其中所述第一多极与所述第二多极是独立可控的多极。

19.一种用于以带电粒子束对样本进行检验或成像的带电粒子束设备，所述带电粒子束设备包括：

20.根据权利要求19所述的带电粒子束设备，其中所述多极装置布置成邻近所述物镜或布置在所述物镜内。

21.根据权利要求19或20所述的带电粒子束设备，其中所述多极装置被配置成用于将所述带电粒子束偏转至所述样本的关注区域，同时在所述关注区域上扫描所述带电粒子束。

技术总结
描述了一种用于影响沿着光轴(A)传播的带电粒子束(11)的方法。所述方法包括：引导带电粒子束(11)穿过多极装置(100、200)的至少一个开口(102)，多极装置包括布置在同一剖面中的具有四个或更多个第一电极(111、211)的第一多极(110、210)和具有四个或更多个第二电极(121、221)的第二多极(120、220)，第一电极和第二电极围绕至少一个开口(102)交替地布置；以及以下步骤中的至少一者：激发第一多极以提供用于以第一方式影响带电粒子束的第一场分布，以及激发第二多极以提供用于以第二方式影响带电粒子束的第二场分布。此外，提供了具有设置在同一基板上的第一多极(110、210)与第二多极(120、220)的多极装置(100、200)，以及具有多极装置(100、200)的带电粒子束设备(500)。

技术研发人员：B·J·库克,B·沃勒特,D·温克勒
受保护的技术使用者：ICT半导体集成电路测试有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15