專利名稱：電子光學排布結(jié)構(gòu)、多電子分束檢驗系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用多個分束帶電粒子(beamlet)的粒子光學系統(tǒng)，如電子顯微術(shù)設備和電子刻繪(lithography)設備。本發(fā)明還涉及可用于使用多個分束帶電粒子的粒子光學系統(tǒng)中的粒子光學組件和排布結(jié)構(gòu)；不過，所述粒子光學組件在本申請中并不限于使用多個分束的系統(tǒng)。這種粒子光學組件可以用于只使用單束帶電粒子，或者使用多束帶電粒子或多個分束帶電粒子的粒子光學系統(tǒng)中。本發(fā)明可以應用于任何類型的帶電粒子，如電子、正電子、邁子(myon)、離子等。
背景技術(shù)：
根據(jù)US 6252412B1已知一種常規(guī)粒子光學系統(tǒng)。其中公開的電子顯微術(shù)設備用于檢驗物體，如半導體晶片。將多個一次電子束彼此平行地聚焦在物體上，以在其上形成多個一次電子斑。對由一次電子生成的并從各一次電子斑發(fā)出的二次電子進行檢測。針對每個一次電子束，提供了一單獨電子束柱(electron beam column)。將所述多個單獨電子束柱彼此緊密地布在一起。形成在物體上的一次電子束斑的密度受到形成電子顯微術(shù)設備的電子束柱的剩余步長(remaining foot step size)的限制。因此,實際上在物體上可以同時找到的一次電子束斑的數(shù)量也受到限制，這導致當按高分辨率檢驗大表面積的半導體晶片時，設備的呑吐量受限。根據(jù)US 5892224,US 2002/0148961AUUS 2002/0142496AUUS 2002/0130262A1、US 2002/0109090AU US 2002/0033449A1、US 2002/0028399A1，已知使用聚焦在待檢驗物體的表面上的多個一次電子分束的電子顯微術(shù)設備。利用其中形成有多個孔的多孔板來生成這些分束，其中，在多孔板的上游設置有用于生成單電子束的電子源，以照射形成在該多孔板中的多個孔。在多孔板的下游由電子束的穿過這些孔的電子形成了多個電子分束。所述多個一次電子分束由物鏡聚焦在物體上，該物鏡具有所有一次電子分束都穿過的孔。由此在物體上形成了一次電子斑陣列。從各一次電子斑發(fā)出的二次電子形成了相應的二次電子分束，從而還生成了與所述多個一次電子束斑相對應的多個二次電子分束。所述多個ニ次電子分束穿過物鏡，并且該設備按如下方式提供二次電子束路徑，即，使得每個二次電子分束被提供給CCD電子檢測器的多個檢測器像素中的相應ー個。使用維恩濾波器來分開ニ次電子束路徑與一次電子分束的束路徑。由于使用了包括所述多個一次電子分束的ー個公共一次電子束路徑和包括所述多個二次電子分束的ー個公共二次電子束路徑，所以可以使用單個電子光學柱，并且形成在物體上的一次電子束斑的密度不受該單電子光學柱的步長的限制。
在上述文獻的實施例中公開的一次電子束斑的數(shù)量在數(shù)十個斑的量級上。由于在物體上同時形成的一次電子束斑的數(shù)量限制了呑吐量，所以増加一次電子束斑的數(shù)量以實現(xiàn)更高的呑吐量將是有利的。然而，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，使用這些文獻中公開的技木，難以增加同時形成的一次電子束斑的數(shù)量或増大一次電子束斑密度，同時又保持電子顯微術(shù)設備的希望成像分辨率。因此，本發(fā)明的ー個目的是，提供使用增大密度的帶電粒子分束并允許按提高的精度操縱這些帶電粒子分束的粒子光學系統(tǒng)。本發(fā)明的又一目的是，提供用于按提高的精度操縱帶電粒子的束和分束的粒子光學組件。

發(fā)明內(nèi)容
如以下將更詳細描述的，根據(jù)本發(fā)明的粒子光學組件、粒子光學排布結(jié)構(gòu)以及?！ぷ庸鈱W系統(tǒng)可以利用多個帶電粒子分束并按提高的精度操縱這些帶電粒子分束。根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式，提供了ー種電子光學排布結(jié)構(gòu)，其提供一次電子束路徑和二次電子束路徑，該一次束路徑用于從一次電子源指向可定位在該排布結(jié)構(gòu)的物面中的物體的一次電子束，該二次束路徑用于源自物體的二次電子，該電子顯微術(shù)排布結(jié)構(gòu)包括磁體排布結(jié)構(gòu)，該磁體排布結(jié)構(gòu)具有第一磁場區(qū)，由一次電子束路徑和二次電子束路徑穿過，用于將一次電子束路徑和二次電子束路徑相互分開，第二磁場區(qū)，布置在第一磁場區(qū)的上游的一次電子束路徑中，其中，二次電子束路徑不穿過第二磁場區(qū)，并且其中，第一磁場區(qū)和第二磁場區(qū)沿基本上相反的方向使一次電子束路徑偏轉(zhuǎn)，第三磁場區(qū)，布置在第一磁場區(qū)的下游的二次電子束路徑中，其中，一次電子束路徑不穿過第三磁場區(qū)，并且其中，第一磁場區(qū)和第三磁場區(qū)沿基本上相同的方向使二次電子束路徑偏轉(zhuǎn)。根據(jù)本發(fā)明的實施方式，還提供了一種多電子分束檢驗系統(tǒng)，其包括臺，用于安裝待檢驗物體；電子源排布結(jié)構(gòu)，用于生成一次電子分束陣列；物鏡，用于將各一次電子分束聚焦在物體上，其中，由所述一次電子分束生成了二次電子分束陣列，所述二次電子分束橫穿該物鏡；分束器，用于將二次電子分束的二次電子束路徑與一次電子分束的一次電子束路徑分開；檢測器排布結(jié)構(gòu)，用于產(chǎn)生與二次電子分束陣列相對應的信號的陣列；其中，分束器包括磁體排布結(jié)構(gòu)，該磁體排布結(jié)構(gòu)具有第一磁場區(qū)，由一次電子束路徑和二次電子束路徑穿過，用于將一次電子束路徑與二次電子束路徑相互分開；第二磁場區(qū)，布置在第一磁場區(qū)的上游的一次電子束路徑中，其中，二次電子束路徑不穿過第二磁場區(qū)，并且其中，第一磁場區(qū)和第二磁場區(qū)沿基本上相反的方向使一次電子束路徑偏轉(zhuǎn)；第三磁場區(qū)，布置在第一磁場區(qū)的下游的二次電子束路徑中，其中，一次電子束路徑不穿過第三磁場區(qū)，并且其中，第一磁場區(qū)和第三磁場區(qū)沿基本上相同的方向使二次電子束路徑偏轉(zhuǎn)。根據(jù)本發(fā)明的實施方式，還提供了ー種用于對基板進行多電子分束檢驗的方法，該方法包括以下步驟生成一次電子分束陣列；將各一次電子分束聚焦在基板上，以生成從基板發(fā)出的二次電子分束的陣列；檢測二次電子分束的強度；以及使用分束器將二次電子分束的二次電子分束路徑與一次電子分束的一次電子分束路徑分開，該分束器包括磁體排布結(jié)構(gòu)，該磁體排布結(jié)構(gòu)具有第一磁場區(qū)，由一次電子束路徑和二次電子束路徑穿過，用于將一次電子束路徑和二次電子束路徑相互分開；第二磁場區(qū)，布置在第一磁場區(qū)的上游的一次電子束路徑中，其中，二次電子束路徑不穿過第二磁場區(qū)，并且其中，第一磁場區(qū)和第二磁場區(qū)沿基本上相反的方向使一次電子束路徑偏轉(zhuǎn)；第三磁場區(qū)，布置在第一磁場區(qū)的下游的二次電子束路徑中，其中，一次電子束路徑不穿過第三磁場區(qū)，并且其中，第一磁場區(qū)和第三磁場區(qū)沿基本上相同的方向使二次電子束路徑偏轉(zhuǎn)。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，提供了一種用于形成多個帶電粒子分束的粒子光學排布結(jié)構(gòu)，其中，這些分束按高規(guī)則度陣列圖案排列。該高規(guī)則度陣列圖案是由這些分束沿分束的束路徑在希望的位置處形成的。例如，所述高規(guī)則度陣列圖案可以形成在其中各分束形成相應的焦點的像面或中間像面處。所述粒子光學排布結(jié)構(gòu)包括用于生成至少一束帶電粒子的至少ー個帶電粒子源。由穿過形成在多孔板中的孔的帶電粒子束的粒子形成帶電粒子分束。在分束的束路徑中可以布置一塊或多塊其他多孔板，其中，分束穿過形成在所述ー塊或多塊其他多孔板中的孔。

所述粒子光學排布結(jié)構(gòu)還可以包括至少ー個聚焦透鏡或其他粒子光學元件，所述至少ー個聚焦透鏡或其他粒子光學元件用于操縱所述至少一束帶電粒子和/或所述多個帶電粒子分束。典型地，這種粒子光學元件對所述粒子光學排布結(jié)構(gòu)的光學畸變有貢獻。這種畸變會劣化操縱分束的可實現(xiàn)精度，并且會妨礙在分束的束路徑中的希望位置處形成分束陣列的希望的高規(guī)則度陣列圖案。所述高規(guī)則度陣列圖案與形成在所述至少ー塊多孔板中的孔的陣列圖案存在粒子光學對應性。多孔板中的孔的位置被確定為，使得所述希望的高規(guī)則度陣列圖案基本上形成在所述至少ー塊多孔板的下游。與所述高規(guī)則度陣列圖案的規(guī)則度相比，多孔板中的孔的陣列圖案則具有較低的規(guī)則度。然而，從高規(guī)則度圖案偏移孔的位置以形成較低規(guī)則度的圖案，并不限于補償由ー個或另ー個粒子光學元件弓I入的畸變，而可以用于任何其他目的。不必針對圖案的所有方向提高規(guī)則度。只在ー個特定方向(如與物體相對于所述排布結(jié)構(gòu)的物鏡的移動橫交的方向)上提高規(guī)則度可能就足夠了。此外，可能足夠的是，分束的某個子集沿預定方向投影到一面上，形成了這樣的圖案，即，其所具有的規(guī)則度，與根據(jù)孔的對應子集沿電子光學地對應于所述預定方向的方向的投影所確定的對應規(guī)則度相比提聞了。例如，通過某些合適的數(shù)學方法，如對各分束的中心位置和各孔的中心位置應用的用于確定多個孔之間的空間關(guān)聯(lián)的方法和一維或ニ維傅里葉分析，可以確定分束的高規(guī)則度陣列圖案和孔的較低規(guī)則度圖案的規(guī)則度。所述至少ー個粒子光學元件可以包括用于將分束聚焦到可定位在粒子光學排布結(jié)構(gòu)的像面中的物體上的聚焦透鏡，如物鏡。為了補償聚焦透鏡的典型畸變，優(yōu)選地，多孔板中的相鄰孔之間的距離隨著各孔距由多孔板中的孔形成的陣列圖案的中心的距離增大而連續(xù)地減小。根據(jù)本發(fā)明另ー實施例，提供了 ー種粒子光學排布結(jié)構(gòu)，其與上述排布結(jié)構(gòu)類似地具有至少ー個帶電粒子源和至少ー塊多孔板。該排布結(jié)構(gòu)還可以包括至少ー個粒子光學元件，所述至少ー個粒子光學元件用于操縱由所述源生成的至少一束帶電粒子，或者用于操縱多個帶電粒子分束。典型地，這種粒子光學元件對粒子光學排布結(jié)構(gòu)的光學像散有貢獻。為了補償這種像散，形成在所述至少ー塊多孔板中的孔包括具有橢圓形狀而非完全圓形狀的孔。然而，設置橢圓孔形狀并不限于補償由ー個或另ー個粒子光學元件引入的像散，而可以用于任何其他目的。根據(jù)ー個實施例，優(yōu)選地，孔的橢圓形狀的橢圓度隨著距孔圖案的中心的距離增大而増大，以補償?shù)湫偷赜删劢雇哥R引入的像散。所述橢圓形狀的長軸可以相對于孔圖 案的中心沿徑向取向，或者長軸可以按相對于徑向方向成一角度取向。如果長軸按相對于徑向方向成一角度取向，則這種角度可以隨著距孔圖案的中心的距離增大而増大。根據(jù)本發(fā)明又一實施例，提供了 ー種粒子光學排布結(jié)構(gòu)，其與上述排布結(jié)構(gòu)類似地包括至少ー個帶電粒子源和至少ー塊多孔板。該排布結(jié)構(gòu)還可以包括至少ー個粒子光學元件，所述至少ー個粒子光學元件用于操縱由所述源生成的至少一束帶電粒子或者用于操縱多個帶電粒子分束。所述粒子光學元件可能對所述排布結(jié)構(gòu)的光學場曲(field curvature)有貢獻。為了補償這種場曲，形成在多孔板中的孔的直徑隨著距孔圖案的中心的距離増大而變化。直徑的變化可以是，孔的直徑隨著距孔圖案的中心的距離增大而增大或減小。然而，孔的直徑的變化并不限于補償由ー個或另ー個粒子光學元件引入的場曲，而可以用于任何其他目的。根據(jù)本發(fā)明又ー實施例，提供了ー種粒子光學組件，其可有利地用于使用多個帶電粒子分束的粒子光學系統(tǒng)中?？梢詫⒃摿Ｗ庸鈱W組件用于這種系統(tǒng)中，以補償由該系統(tǒng)的ー個或另ー個粒子光學元件引入的場曲，或者可以出于任何其他合適的目的將該粒子光學組件用于這種系統(tǒng)中。所述粒子光學組件包括其中形成有多個孔的至少ー塊多孔板，所述至少ー塊多孔板用于操縱穿過其間的帶電粒子分束的粒子。該多孔板由基本上布置在單個面中的多個層部分形成，其中在所述多個層部分的每ー個中都形成有多個孔。這些層部分由這樣的材料形成，即，其充分導電，使得可以根據(jù)希望的應用按充分的精度將其中限定了相應孔的層部分保持在預定電勢。相鄰導電層部分彼此不直接連接。為了將相鄰導電層部分相互電分離開，有利的是，可以在這種相鄰導電層部分之間形成具有足夠電阻的間隙。該間隙具有足夠的電阻，以使得可以按足夠的精度向相鄰導電層部分施加不同電勢。盡管相鄰導電層部分彼此不直接電連接，但是可以設置多個預定電阻器，以將相鄰導電層部分或不相鄰導電層部分相互連接起來，從而將這些導電層部分保持在希望的電勢。根據(jù)ー優(yōu)選實施例，設置有至少兩個環(huán)形部分，其中，一個環(huán)形部分位于另ー個環(huán)形部分的內(nèi)部。優(yōu)選地，環(huán)形導電層部分的徑向?qū)挾入S著距形成在多孔板中的孔圖案的中心的距離增大而減小?？梢栽O置上述多孔板，以對穿過形成在該多孔板中的各孔的分束的帶電粒子進行操縱。通過將限定各孔的板保持在合適的電勢可以實現(xiàn)對分束的這種操縱。由此，對分束的操縱可以包括對分束提供聚焦、散焦以及偏轉(zhuǎn)效果或任何其他效果，以及這些效果的組合。限定多個孔的板被保持的電勢，可以生成沿分束的上游或下游并遠離多孔板的方向延伸的電場。由于在多孔板中存在所述多個孔，所以這種電場將偏離由其中沒有形成孔的板生成的均勻場。偏離均勻電場可能對由各孔對分束的希望類型的操縱存在不利影響。根據(jù)本發(fā)明的又ー實施例，提供了ー種粒子光學組件，其包括第一多孔板，該第一多孔板由絕緣基板制成并具有貫穿其中而形成的多個孔。形成在絕緣基板中的孔的內(nèi)部覆蓋有導電層。在孔的內(nèi)部設置的這種導電層的優(yōu)點是，這些層對屏蔽源自相鄰或更遠的孔的雜散電場有貢獻。可以將所述層的電導率設計成，使得實現(xiàn)充分的屏蔽。
根據(jù)簡化的設計規(guī)則，在多孔板上的總電阻，S卩，在該多孔板的兩個主平坦表面之間的電阻在以下范圍內(nèi)約250 Q到8MQ、約250Q到4MQ、約4MQ到8MQ、約250Q至Ij800 Q、約 800 Q 至Ij I. 5MQ、約 I. 5MQ 至Ij 3MQ、約 3MQ 至Ij 5MQ，和 / 或約 5MQ 至Ij 8MQ?？梢栽诘谝欢嗫装宓末`側(cè)或兩側(cè)與其緊密接觸地設置其他多孔板。根據(jù)ー實施例，所述導電層還覆蓋第一多孔板的ー個或兩個主表面。這樣，該導電層形成了第一多孔板的一體部分，從而，如果設置有其他多孔板的話，所述其他多孔板將被形成為與所述導電層直接接觸。優(yōu)選地，所述其他多孔板由電導率比設置在第一多孔板的孔中的導電層的電導率高的導電材料制成。根據(jù)本發(fā)明又ー實施例，提供了ー種粒子光學組件，其具有其中形成有多個孔的至少ー塊多孔板，其中，該多孔板由導電材料制成，使得在第一多孔板的兩個主平坦表面之間的電阻在以下范圍內(nèi)約250 Q到8MQ、約250Q到4MQ、約4MQ到8MQ、約250Q至Ij800 Q、約 800 Q 至Ij I. 5MQ、約 I. 5MQ 至Ij 3MQ、約 3MQ 至Ij 5MQ，和 / 或約 5MQ 至Ij 8MQ。i亥基板材料的電導率對屏蔽孔中生成的電場有貢獻。可以從玻璃材料中選擇用于制造基板的合適材料，因為已將玻璃材料用于制造圖像放大器的多通道板。根據(jù)本發(fā)明又ー實施例，提供了ー種具有至少ー塊多孔板的粒子光學組件，所述至少ー塊多孔板中形成有用于操縱穿過其間的帶電粒子分束的多個束操縱孔，其中所述多個束操縱孔按預定的陣列圖案排列。此外，在多孔板中形成有場修正孔，以修正由該多孔板生成的電場的畸變?？梢詫鲂拚自谑倏v孔的陣列圖案中的位置以及場修正孔的大小和形狀進行選擇，使得由多孔板生成的電場基本上對應于該多孔板的上游和/或下游的希望電場。當將所述電子光學組件用于使用多個帶電粒子分束的粒子光學系統(tǒng)中時，那些分束將穿過束操縱孔，而非穿過場修正孔。然而，這并不排除有中間分束穿過場修正孔，其中通過某些其他裝置從系統(tǒng)要使用的一簇帶電粒子分束中去除所述中間分束。用于去除穿過場修正孔的中間分束的這種裝置可以包括布置在所述ー簇希望帶電粒子分束上的合適位置處的束阻擋部。有利的是，可以由其他多孔板形成這種阻擋部，該其他多孔板具有形成在其中的允許希望分束穿過的多個孔，并在與中間分束的束路徑對應的位置處沒有形成孔。還可以在粒子光學組件自身中攔截中間分束。其中，有利的是，所述阻擋部可以由所述板的不是通孔的開ロ孔的底部形成。當將束操縱孔密集布在多孔板中時，優(yōu)選地，場修正孔的尺寸比與其相鄰的束操縱孔的要小。此外，當圍繞給定束操縱孔的中心沿周向觀察時，場修正孔在周向上位于直接與該給定束操縱孔相鄰的其他束操縱孔之間。根據(jù)本發(fā)明又ー實施例，提供了ー種粒子光學組件，其與上述粒子光學組件類似地包括其中形成有多個束操縱孔的至少ー塊多孔板。為了補償由多孔板生成的電場與希望電場的偏離，可以將束操縱孔的形狀設計成，向場操縱孔的基本形狀添加了附加形狀特征。該基本形狀是考慮到對穿過孔的分束提供希望的束操縱效果，根據(jù)電子光學設計規(guī)則來設計的。例如，該基本形狀可以是用于提供圓透鏡效果的圓形狀，或者該基本形狀可以是用于提供像散透鏡效果的橢圓形狀。所述形狀特征被設置為所述基本形狀中的徑向凹部或凸起部。按沿所述基本形狀的周部的多重性或?qū)澐Q性設置給定孔的形狀特征，該多重性或?qū)澐Q性對應于在給定束操縱孔的鄰域中的束操縱孔的排布結(jié)構(gòu)的多重性或?qū)澐Q性。例如，如果給定束操縱孔具有四個緊鄰束操縱孔作為最近鄰居，則該給定束操縱孔的形狀特征將具有關(guān)于該給定孔的中心的四重対稱性，以補償在該給定束操縱孔的上游或下游的空間內(nèi)的非旋轉(zhuǎn)對稱場結(jié)構(gòu)。這種非旋轉(zhuǎn)對稱場結(jié)構(gòu)是由位于該給定孔周圍的束 操縱孔的対稱性造成的。給定孔周圍的最近鄰居可以通過其他技術(shù)領(lǐng)域中的技術(shù)已知的方法來確定。根據(jù)ー種可能的方法，首先通過從不同于給定孔的所有其他孔中將布置在距該給定孔的最小距離處的孔識別為極最近鄰居，來確定該給定孔的極最近鄰居。然后，將不同于給定孔的布置在距給定孔小于約I. 2到約I. 3倍所述最小距離的距離處的所有孔識別為最近鄰居。為了確定形狀特征的対稱性，還可以例如通過對給定孔周圍的第一陣列圖案執(zhí)行傅里葉分析來考査給定孔周圍的更大鄰域的対稱性。從而該給定孔將具有這樣的形狀，即，該形狀具有與該給定束操縱孔周圍的第一陣列圖案的対稱性對應的至少ー個対稱性組成部分。根據(jù)該方法，也可以將靠近孔圖案的周緣的孔的邊界效應考慮進來，在該周緣處，例如，給定孔周圍的一半空間可能未被其他孔占據(jù)。在其中形成有多個束操縱孔作為受限陣列圖案的多孔板中，該板將延伸得超出束操縱孔的圖案。由此，由板的其中沒有形成孔的區(qū)域生成的電場將與從其中形成有孔圖案的區(qū)域延伸的場不同，這尤其是在靠近圖案的周緣的區(qū)域中，造成了偏離均勻電場或其他希望電場的電場。與由位于圖案的中心處的孔提供的光學性質(zhì)相比，在周緣處，由孔向穿過其間的各束提供的光學性質(zhì)可能被劣化。根據(jù)本發(fā)明又一實施例，提供了 ー種粒子光學排布結(jié)構(gòu)，其與上述排布結(jié)構(gòu)類似地包括其中形成有用于操縱多個帶電粒子分束的多個束操縱孔的多孔板。束操縱孔按第一陣列圖案排列，并且在該多孔板中，在與該第一陣列圖案相鄰的區(qū)域中形成有多個場修正孔。場修正孔可以排列成ー陣列，該陣列形成束操縱孔的陣列圖案的擴展。所述粒子光學排布結(jié)構(gòu)要提供的分束不穿過場修正孔。然而，如上所述，這并不排除通過在場修正孔的下游或在場修正孔內(nèi)的某些其他裝置攔截穿過場修正孔的中間分束。根據(jù)本發(fā)明又一實施例，提供了 ー種粒子光學排布結(jié)構(gòu)，其與上述排布結(jié)構(gòu)類似地包括至少ー個帶電粒子源；至少ー塊多孔板，其中形成有多個孔；第一電壓源；用于向所述多個孔提供預定的第一電壓；第一單孔板，布置在距多孔板的上游或下游的ー距離處；以及第ニ電壓源，用于向第一單孔板提供預定的第二電壓。
設置多孔板中的孔以操縱穿過其間的帶電粒子分束。其中孔的操縱效果是通過由多孔板在其上游和/或下游生成的電場來確定的。將單孔板分別設置在多孔板的上游和下游，以將電場形成為希望的形狀，使得孔的操縱效果根據(jù)希望的依賴性在孔圖案上變化。根據(jù)ー實施例，將單孔板布置在距多孔板小于75mm的距離處，優(yōu)選地，布置在小于25mm的距離處，更優(yōu)選地，布置在小于IOmm或小于5mm的距離處。根據(jù)又ー實施例，將單孔板布置在距孔這樣ー距離處，即，該距離小于多孔板的孔的透鏡功能向穿過其間的分束提供的焦距的一半(特別地，四分之一)。根據(jù)再ー實施例，將單孔板布置在距多孔板這樣ー距離處，S卩，其使得所述多孔板的表面上的電場高于100V/mm、高于200V/mm、高于300V/mm、高于500V/mm,或者高于IkV/mmD根據(jù)另ー實施例，多孔板與第一單孔板之間的距離小于單孔直徑的5倍、小于單孔直徑的3倍、小于該直徑的2倍，或者甚至小于單孔直徑本身?！榱颂峁┛钻嚵猩系乃龆鄠€孔的束操縱效果的更強依賴性，優(yōu)選地，設置布置在多孔板與第一單孔板之間的第二單孔板。設置第三電壓源，以向該第二單孔板提供預定的第三電壓?？梢詫⒌谌妷哼x擇為，使得它基本上等于或低于第一電壓的平均值，或者可以將第三電壓選擇為，使得它在第二電壓與第一電壓的平均值之間。在多孔板的兩側(cè)都可以設置第一單孔板。根據(jù)本發(fā)明又一實施例，提供了 ー種粒子光學排布結(jié)構(gòu)，其與上述排布結(jié)構(gòu)類似地包括用于生成帶電粒子束的至少ー個帶電粒子源，和其中形成有多個孔的至少ー塊多孔板。在帶電粒子源與多孔板之間的帶電粒子束的束路徑中，布置有第一聚焦透鏡。該第一聚焦透鏡具有減小由所述源生成的帶電粒子束的發(fā)散性的效果，以利用帶電粒子照射形成在多孔板中的所述多個孔。在第一聚焦透鏡的下游的帶電粒子束可以是發(fā)散束或平行束。但是，該束的發(fā)散度或平行度應當高精度地對應于希望的發(fā)散度或平行度。實際中，諸如開ロ誤差或色誤差(chromatic error)的透鏡誤差對與希望的發(fā)散度或平行度的偏離有貢獻。設置用于在第一聚焦透鏡與多孔板之間的區(qū)域中提供減速電場的減速電極，以使帶電粒子在穿過第一聚焦透鏡之后減速到希望的動能以穿過多孔板。由此，穿過聚焦場的帶電粒子的動能比穿過多孔板的帶電粒子的希望動能要高。這種排布結(jié)構(gòu)的ー個可能的優(yōu)點是，在增大的動能下對第ー聚焦透鏡的色誤差的貢獻降低了。本發(fā)明人已發(fā)現(xiàn)，即使穿過多孔板的電子的動能很高，也可以對其中形成有多個孔的多孔板的聚焦效果進行很好的控制和相對精確的調(diào)節(jié)。這可以降低穿過各孔的帶電粒子分束的色像差。由此，根據(jù)本發(fā)明又ー實施例，撞擊在或穿過多孔板的電子的動能可以高于5keV、高于lOkeV、高于20keV,或者甚至高于30keV。根據(jù)又ー實施例，本發(fā)明提供了ー種粒子光學排布結(jié)構(gòu)，其與上述排布結(jié)構(gòu)類似地包括至少ー個帶電粒子源、至少ー塊多孔板以及在該多孔板的上游和/或下游的區(qū)域中提供聚焦場的第一聚焦透鏡。該粒子光學排布結(jié)構(gòu)還包括能量改變電極，該能量改變電極用于在多孔板的上游和/或下游的第二區(qū)域中改變束的帶電粒子的動能。為了減小由第一聚焦透鏡引起的誤差，其中設置有聚焦場的第一區(qū)域與其中設置有能量改變場的第二區(qū)域是交疊區(qū)域。根據(jù)ー實施例，所述能量改變場是用于減小束的帶電粒子的動能的減速電場，并且所述交疊區(qū)域大致位于多孔板的上游。根據(jù)又ー實施例，所述能量改變場是用于増大束的帶電粒子的動能的加速電場，并且所述交疊區(qū)域大致位于多孔板的下游。在所述交疊區(qū)域中所述能量改變場與所述聚焦場之間的交疊可以大于1%、大于5%,或者大于10%。通過按任意單位將沿束軸線的所述聚焦場的場強和所述能量改變場的場強繪制 成相應的曲線(對它們進行歸一化，以使得兩條曲線的峰值在同一水平上)，可以確定所述能量改變場與所述聚焦場的交疊。然后可以將兩條曲線下的交疊面積除以一條或另一條曲線下的總面積當作對交疊的測度。根據(jù)本發(fā)明又一實施例，提供了 ー種粒子光學排布結(jié)構(gòu)，其與上述排布結(jié)構(gòu)類似地包括至少ー個帶電粒子源、至少ー塊多孔板，以及在該帶電粒子源與該多孔板之間的區(qū)域中提供聚焦場的第一聚焦透鏡。設置第一聚焦透鏡是為了減小由多孔板的上游的源生成的帶電粒子束的發(fā)散度，使得緊鄰多孔板的上游的束具有剩余發(fā)散度。換句話說，當該束穿過第一聚焦透鏡時的截面比當該束撞擊在多孔板上時的截面要小。通過這種排布結(jié)構(gòu)，可以使用給定截面的束照射多孔板的孔，其中，穿過第一聚焦透鏡的束的截面比該給定截面要小。這可能具有以下優(yōu)點，與用于對照射給定截面的束進行準直以形成大致平行束的聚焦透鏡相比，可以減小第一聚焦透鏡的開ロ誤差。根據(jù)ー些實施例，緊鄰多孔板的上游的束的發(fā)散度可以高于0. 5mrad、高于I. Omrad，或者甚至高于2mrad>5mrad 或 IOmracL然而，應當指出的是，根據(jù)某些實施例，多孔板的匯聚照射是有利的。具體來說，可以將這種匯聚照射應用于電子刻繪領(lǐng)域。實際中，形成在多孔板中的孔的相鄰中心之間的距離是不能進ー步減小的有限距離。如果利用平行束照射這種多孔板，在該多孔板的下游的分束的相鄰焦點的距離也會對應于該多孔板中的相鄰孔之間的距離。然而，通過利用匯聚束照射多孔板，可以減小分束的相鄰焦點之間的距離，同時保持多孔板的相鄰孔之間的距離相同。這使得可以按如下方式在所述設備的物面上形成束斑圖案，即，使這些束斑彼此之間的距離很小，并使它們可以彼此接觸，或者使它們甚至彼此交疊。另外，照射束的匯聚度可以在以下范圍內(nèi)高于0.5mrad、高于I. Omrad，或者甚至高于2mrad。根據(jù)本發(fā)明又一實施例，提供了 ー種粒子光學排布結(jié)構(gòu)，其與上述排布結(jié)構(gòu)類似地包括至少ー個帶電粒子源，用于生成帶電粒子束；至少ー塊多孔板，其中形成有多個孔；以及第一聚焦透鏡，在帶電粒子源與多孔板之間的區(qū)域中提供聚焦場部分。第一聚焦透鏡提供了磁場，并且?guī)щ娏Ｗ釉床贾迷诘谝痪劢雇哥R提供的磁場內(nèi)。利用其中帶電粒子源浸沒在磁場中的這種排布結(jié)構(gòu)，可以減小聚焦場部分提供的透鏡誤差。根據(jù)ー優(yōu)選實施例，其中設置有帶電粒子源的磁場部分是具有大致均勻磁場的部分。根據(jù)本發(fā)明又一實施例，提供了 ー種粒子光學排布結(jié)構(gòu)，其與上述排布結(jié)構(gòu)類似地包括用于生成帶電粒子束的至少ー個帶電粒子源，和其中形成有多個孔的至少ー塊多孔板，其中，在所述至少ー塊多孔板的下游形成了多個帶電粒子分束，使得每個帶電粒子分束都在多孔板的下游的聚焦區(qū)中形成一焦點。
第二聚焦透鏡提供了聚焦區(qū)中的聚焦場，其中，該聚焦場對帶電粒子分束簇有聚焦效果。由于設計所述粒子光學排布結(jié)構(gòu)所基于的某種設計原因，可能需要將第二聚焦透鏡置于多孔板的下游的某個位置處。第二聚焦場的聚焦場區(qū)的與多孔板的聚焦區(qū)相重合的位置可以具有以下優(yōu)點各分束在其焦點處的角誤差(如焦點處的色誤差)，對在第二聚焦透鏡下游的其中形成有所述聚焦區(qū)的像的區(qū)域中的分束的影響減小了。 根據(jù)本發(fā)明又一實施例，提供了 ー種粒子光學排布結(jié)構(gòu)，其與上述排布結(jié)構(gòu)類似地包括至少ー個帶電粒子源，和用于對帶電粒子分束進行聚焦的至少ー塊多孔板，每個帶電粒子分束在多孔板的位于其下游的聚焦區(qū)中都具有一焦點。設置一物鏡，以將聚焦區(qū)或其中間像成像到可定位在所述排布結(jié)構(gòu)的物面中的物體上。通過將帶電粒子分束的焦點成像到物體上，可以在物體上獲得相對較小直徑的束斑。此外，所述至少ー塊多孔板中的孔可以設置有比焦點區(qū)中的分束的直徑大得多的直徑。由此，可以按相對較大的孔直徑形成分束的小焦點。因此，孔的總面積與孔圖案的總面積之比也相對較高。該比確定了分束生成的效率，即，所有分束的總電子流與照射多孔板的束的總流之比。由于在多孔板中形成了大直徑孔，所以這種效率相對較高。根據(jù)本發(fā)明又ー實施例，提供了一種電子光學排布結(jié)構(gòu)，其分別提供了束路徑分離器和束路徑合成器的功能。該排布結(jié)構(gòu)可以提供一次束路徑和二次束路徑，該一次束路徑用于從一次電子源指向可定位在所述排布結(jié)構(gòu)的物面中的物體的一次電子束，該二次束路徑用于源自該物體的二次電子。一次束路徑和二次束路徑可以是用于單個電子束或多個電子束的束路徑。然而，對于如上所述的應用，一次束路徑和二次束路徑是用于多個電子分束的優(yōu)選束路徑。所述排布結(jié)構(gòu)包括磁體排布結(jié)構(gòu)，該磁體排布結(jié)構(gòu)具有第一磁場區(qū)、第二磁場區(qū)以及第三磁場區(qū)。一次束路徑和二次電子束路徑穿過第一磁場區(qū)，并且第一磁場區(qū)執(zhí)行將它們相互分開的功能。第二磁場區(qū)布置在一次電子束路徑中的第一磁場區(qū)的上游，并且ニ次電子路徑不穿過第二磁場區(qū)。第三磁場區(qū)布置在第一磁場區(qū)的下游的二次電子束路徑中，并且第一電子束路徑不穿過第三磁場區(qū)。第一磁場區(qū)和第二磁場區(qū)沿基本上相反的方向使一次電子束偏轉(zhuǎn)，而第一磁場區(qū)和第三磁場區(qū)沿基本上相同的方向使二次電子束路徑偏轉(zhuǎn)。所述排布結(jié)構(gòu)具有很少數(shù)量(僅三個)的必要磁場區(qū)，但是仍可以將其設計成使得，對于一次電子的給定動能和二次電子的給定動能，該排布結(jié)構(gòu)提供了第一量級消像散并且/或者第一量級無畸變的粒子光學性質(zhì)。根據(jù)ー優(yōu)選實施例，第二磁場區(qū)對一次電子束路徑的偏轉(zhuǎn)角比第一磁場區(qū)對一次電子束路徑的偏轉(zhuǎn)角要大。其中，更優(yōu)選地，在第一磁場區(qū)與第二磁場區(qū)之間的一次電子束路徑中不形成中間像。根據(jù)又ー優(yōu)選實施例，在第二磁場區(qū)與第一磁場區(qū)之間的一次電子束路徑中設置有基本上沒有磁場的第一漂移區(qū)。根據(jù)又ー優(yōu)選實施例，在第一磁場與第三磁場區(qū)之間的二次電子束路徑中設置有基本上沒有磁場的第二漂移區(qū)。然而，也可以將基本上沒有磁場的第二漂移區(qū)設置在第一磁場區(qū)與第三磁場區(qū)之間的二次電子束路徑中。如果同時設置了第一漂移區(qū)和第二漂移區(qū)，那么優(yōu)選的是第二漂移區(qū)比第一漂移區(qū)短得多。根據(jù)又ー優(yōu)選實施例，在第一磁場區(qū)與物面之間設置有聚焦透鏡，其中，一次電子束路徑和二次電子束路徑均穿過該聚焦透鏡。從電子顯微鏡應用的角度說，可以將該聚焦透鏡實現(xiàn)為物鏡。
其中，更優(yōu)選地，在一次電子束路徑和二次電子束路徑中設置至少ー個電極，用于使一次電子在撞擊在物體上之前減速，并用于使二次電子從物體射出之后加速。利用這種電極，可以改變一次電子撞擊在物體上的動能，同時將穿過磁體排布結(jié)構(gòu)的一次電子的動能保持在同一值。由此，可以將束路徑分離器/合成器的電子光學性質(zhì)保持在基本上相同的電子光學性質(zhì)，同時可以改變撞擊在物體上的一次電子的動能。因此，可以實現(xiàn)在撞擊在物體上的一次電子的動能的相對較大范圍上，高精度地將一次電子聚焦在物體上。其中，更優(yōu)選地，所述磁體排布結(jié)構(gòu)還包括位于第三磁場區(qū)的下游的二次電子束路徑中的第四磁場區(qū)，其中，可以相對于第一磁場區(qū)中的磁場強度調(diào)節(jié)第三磁場區(qū)中的磁場強度?？梢愿鶕?jù)提供給成對電極的電壓調(diào)節(jié)第四磁場區(qū)中的場強。由于提供給所述成對電極的電壓的變化改變了進入所述磁體排布結(jié)構(gòu)的二次電子的動能，所以也改變了第一磁場區(qū)對二次電子束路徑的偏轉(zhuǎn)角?？梢詫Φ谌艌鰠^(qū)和第四磁場區(qū)中的場強進行調(diào)節(jié)，使得可以補償由于對所述成對電極的電壓提供的變化而導致的二次電子束路徑的這種變化。實際上，第四磁場區(qū)可以提供補償偏轉(zhuǎn)器的功能。此外，進入所述磁體排布結(jié)構(gòu)的二次電子的動能的變化，可以導致由第一磁場區(qū)和第三磁場區(qū)對二次電子束路徑產(chǎn)生的四極效應的變化。優(yōu)選地，還在二次電子束路徑中設置了至少ー個電子光學組件，以補償這種四極效應的變化?？梢杂稍O置在二次電子束路徑中的ー個或兩個附加磁場區(qū)，或者設置在二次電子束路徑中的ー個或兩個四極透鏡，或者設置在二次電子束路徑中的附加場區(qū)與四極透鏡的組合，來提供這種補償組件。根據(jù)ー優(yōu)選實施例，在第四磁場區(qū)的下游的二次電子束路徑中設置了第五磁場區(qū)，并在該第五磁場區(qū)的下游設置了四極透鏡。優(yōu)選地，可以根據(jù)提供給所述至少ー個電極的電壓，來調(diào)節(jié)該四極透鏡和/或第五磁場區(qū)提供的場強。根據(jù)又ー優(yōu)選實施例，二次電子在包括第一磁場區(qū)、第三磁場區(qū)、第四磁場區(qū)以及第五磁場區(qū)的區(qū)域中，形成了物面的中間像。


參照附圖，根據(jù)以下對本發(fā)明優(yōu)選實施例的詳細描述，本發(fā)明的上述和其他有利特征將更加清楚。圖I示意性地例示了根據(jù)本發(fā)明一實施例的電子顯微術(shù)系統(tǒng)的基本特征和功能；圖2a_2d示出了可用于根據(jù)圖I的電子顯微術(shù)系統(tǒng)中的多孔排布結(jié)構(gòu)中多個示意部分；圖3是用于例示用于照射多孔排布結(jié)構(gòu)并用于操縱該多孔排布結(jié)構(gòu)生成的電子分束的電子光學組件的示意圖；圖4示出了可用于圖I的電子顯微術(shù)系統(tǒng)中的一次電子分束生成排布結(jié)構(gòu)的示例；圖5示出了如圖4所示的排布結(jié)構(gòu)提供的束路徑的多個物理性質(zhì)；圖6示出了可用于圖I的電子顯微術(shù)系統(tǒng)中的一次電子分束生成排布結(jié)構(gòu)的示例；圖I示出了形成在多孔板中的孔陣列圖案；圖8是具有用于對由圖7所示的孔圖案排布結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的多極效應進行補償?shù)母郊有螤钐卣鞯目仔螤畹募毠?jié)圖；
圖9示出了設置在多孔板中的孔和場修正孔的排布結(jié)構(gòu)；圖10是沿圖9中表示的X-X線所截取的圖9所示的板的截面圖；圖11示出了六邊形孔陣列圖案；圖12示出了一次電子束斑的畸變圖案；圖13示出了用于補償圖12所示的畸變的孔排布結(jié)構(gòu)；圖14示出了由于像散而畸變的一次電子束斑圖案；圖15示出了與用于補償圖14所示的像散畸變的孔圖案有關(guān)的平面圖；圖16例示了由將焦面成像到物體上所涉及的電子光學組件產(chǎn)生的場曲效應；圖17例示了適于補償圖16所示的場曲的多孔排布結(jié)構(gòu)；圖18示出了與用于補償場曲的多孔圖案有關(guān)的正視圖；圖19例示了用于補償場曲的又一多孔排布結(jié)構(gòu)；圖20a_20e例示了用于補償場曲的又一多孔排布結(jié)構(gòu)；圖21是一次電子束路徑的示意例示圖；圖22示意性地例示了可用于圖I所示的電子顯微術(shù)系統(tǒng)中的與物側(cè)排布結(jié)構(gòu)協(xié)同操作的分束器/合束器排布結(jié)構(gòu)；以及圖23是根據(jù)本發(fā)明ー實施例的電子刻繪系統(tǒng)的例示圖。
具體實施例方式在以下描述的示例性實施例中，盡可能地以相似的標號指示功能和結(jié)構(gòu)上相似的組件。因此，為了理解特定實施例的各個組件的特征，應當參照對本發(fā)明的其他實施例和發(fā)明內(nèi)容的描述。圖I是示意性地例示了電子顯微術(shù)系統(tǒng)I的基本功能和特征的示意圖。電子顯微術(shù)系統(tǒng)I是掃描電子顯微型(SEM)的，其使用用于在待檢驗物體7的表面上生成一次電子束斑5的多個一次電子分束3，所述表面布置在物側(cè)排布結(jié)構(gòu)100的物鏡102的物面101中。圖I的插圖I1示出了與其上形成有一次電子束斑5的規(guī)則矩形陣列103的物面101有關(guān)的正視圖。圖I中示出了按5X5陣列103排列的25個一次電子束斑5。一次電子束斑的該數(shù)量是很小的數(shù)量，以便于例示電子顯微術(shù)系統(tǒng)I的原理。實際中，一次電子束斑的數(shù)量可以選擇為大得多，如30X30、100X100等。在所例示的實施例中一次電子束斑5的陣列103是具有在I U m到10 ii m的范圍內(nèi)的大致恒定間距P1的大致規(guī)則矩形陣列。然而，陣列103也可以是變形的規(guī)則陣列或不規(guī)則陣列，或者某些其他對稱陣列，如六邊形陣列。形成在物面101中的一次電子束斑的直徑可以在5nm到200nm的范圍內(nèi)。由物鏡排布結(jié)構(gòu)100對一次電子分束3進行聚焦以形成一次電子束斑5。在束斑5處入射在物體7上的一次電子生成從物體7的表面發(fā)出的二次電子。這些二次電子形成了進入物鏡102的二次電子分束9。電子顯微術(shù)系統(tǒng)I提供了用于將所述多個二次電子分束9提供給檢測排布結(jié)構(gòu)200的二次電子束路徑11。檢測排布結(jié)構(gòu)200包括投影透鏡排布結(jié)構(gòu)205，該投影透鏡排布結(jié)構(gòu)205用于將二次電子分束9投射到檢測器排布結(jié)構(gòu)209的電子敏感檢測器207的表面211上。檢測器207可以是從固態(tài)CXD或CMOS、閃爍器排布結(jié)構(gòu)、微通道板、PIN ニ極管陣列等中選出的一個或更多個。
圖2的插圖I2示出了與像面211和檢測器207的表面(在此二次電子束斑213形成為陣列217)有關(guān)的正視圖。陣列間距P2可以在IOiim到200 iim的范圍內(nèi)。檢測器207是具有多個檢測像素215的位置敏感檢測器。這些像素215排列成與由二次電子束斑213形成的陣列217相匹配的陣列，使得各像素215可以檢測與其相關(guān)聯(lián)的二次電子分束9的強度。一次電子分束3由分束生成排布結(jié)構(gòu)300生成，該分束生成排布結(jié)構(gòu)300包括電子源排布結(jié)構(gòu)301、準直透鏡303、多孔板排布結(jié)構(gòu)305以及場透鏡307。電子源排布結(jié)構(gòu)301生成發(fā)散電子束309，準直透鏡303使該發(fā)散電子束309變準直，以形成用于照射多孔板排布結(jié)構(gòu)305的束311。圖I的插圖I3示出了多孔排布結(jié)構(gòu)305的正視圖。多孔排布結(jié)構(gòu)包括其中形成有多個孔315的多孔板313?？?15的中心317排列成圖案319，該圖案319電子光學地對應于形成在物面101中的一次電子束斑5的圖案103。陣列319的間距P3可以在5 iim到200 iim的范圍內(nèi)?？?15的直徑D可以在以下范圍內(nèi)0. 2 XP3 到 0. 5XP3、0. 3 XP3 到 0. 6XP3、0. 4XP3 到 0. 7XP3、0. 5 XP3 到 0. 7XP3、0. 5XP3 到 0. 6XP3、0. 6XP3 到 0. 7XP3、0. 7XP3 到 0. 8XP3，和 / 或 0. 8XP3 到 0. 9XP3。照射束311的穿過孔315的電子形成一次電子分束3。照射束311的撞在板313上的電子從一次電子束路徑13受到攔截，因此對形成一次電子分束3沒有貢獻。如至此所例示的，多孔排布結(jié)構(gòu)305的ー個功能是從照射束311形成所述多個一次電子分束3。該多孔排布結(jié)構(gòu)的另一功能是對各一次電子分束3進行聚焦，使得在焦區(qū)或焦面325中生成焦點323。圖I的插圖I4示出了按圖案327排列焦點323的焦面325的正視圖。如根據(jù)以下說明將理解的，該圖案的間距P4可以與多孔板313的圖案319的間距P3相同或不同。焦點323的直徑可以在IOnm到I y m的范圍內(nèi)。場透鏡307和物鏡102 —起執(zhí)行以下的功能將焦面325成像到物面101上，以在物體7上形成小直徑的一次電子束斑5的陣列103，來實現(xiàn)通過由檢測器排布結(jié)構(gòu)209檢測二次電子分束9的強度而生成的二次電子圖像的高分辨率。在分束生成排布結(jié)構(gòu)300與物側(cè)排布結(jié)構(gòu)100之間的一次電子束路徑313中，以及在物側(cè)排布結(jié)構(gòu)100與檢測排布結(jié)構(gòu)200之間的二次電子束路徑11中，設置有分束器/合束器排布結(jié)構(gòu)400。圖2示出了多孔排布結(jié)構(gòu)305的多個可能實施例中的一些實施例的截面圖。圖2a示出了這樣的多孔排布結(jié)構(gòu)305，即，該多孔排布結(jié)構(gòu)305具有其中形成有多個孔315的單個多孔板313。這種單多孔板313既可以執(zhí)行從照射束311生成一次電子分束3的功能，也可以執(zhí)行將一次電子分束3聚焦在多孔板313的下游的功能。根據(jù)以下公式可以估計各孔315提供的焦距
權(quán)利要求
1.一種電子光學排布結(jié)構(gòu)，其提供一次電子束路徑和二次電子束路徑，該一次束路徑用于從一次電子源指向可定位在該排布結(jié)構(gòu)的物面中的物體的一次電子束，該二次束路徑用于源自物體的二次電子，該電子顯微術(shù)排布結(jié)構(gòu)包括磁體排布結(jié)構(gòu)，該磁體排布結(jié)構(gòu)具有 第一磁場區(qū)，由一次電子束路徑和二次電子束路徑穿過，用于將一次電子束路徑和二次電子束路徑相互分開， 第二磁場區(qū)，布置在第一磁場區(qū)的上游的一次電子束路徑中，其中，二次電子束路徑不穿過第二磁場區(qū)，并且其中，第一磁場區(qū)和第二磁場區(qū)沿基本上相反的方向使一次電子束路徑偏轉(zhuǎn)， 第三磁場區(qū)，布置在第一磁場區(qū)的下游的二次電子束路徑中，其中，一次電子束路徑不穿過第三磁場區(qū)，并且其中，第一磁場區(qū)和第三磁場區(qū)沿基本上相同的方向使二次電子束路徑偏轉(zhuǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電子光學排布結(jié)構(gòu)，其中，除第一磁場區(qū)和第二磁場區(qū)以外，在一次電子束路徑中沒有設置使一次電子束路徑偏轉(zhuǎn)大于5°的其他磁場區(qū)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電子光學排布結(jié)構(gòu)，其中，第二磁場區(qū)對一次電子束路徑的偏轉(zhuǎn)角比第一磁場區(qū)對一次電子束路徑的偏轉(zhuǎn)角要大。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電子光學排布結(jié)構(gòu)，其中，第一磁場區(qū)對二次電子束路徑的偏轉(zhuǎn)角比第二磁場區(qū)對一次電子束路徑的偏轉(zhuǎn)角要小。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電子光學排布結(jié)構(gòu)，其中，在第二磁場區(qū)與第一磁場區(qū)之間的一次電子束路徑中設置有基本上沒有磁場的第一漂移區(qū)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電子光學排布結(jié)構(gòu)，其中，在第一磁場區(qū)與第三磁場區(qū)之間的二次電子束路徑中設置有基本上沒有磁場的第二漂移區(qū)。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電子光學排布結(jié)構(gòu)，還包括設置在第一磁場區(qū)與物面之間的物鏡，其中，一次電子束路徑和二次電子束路徑穿過該物鏡。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電子光學排布結(jié)構(gòu)，還包括設置在第一磁場區(qū)與物面之間的至少一個電極，其中，一次電子束路徑橫穿所述至少一個電極，以使一次電子在撞在物體上之前減速，其中，二次電子束路徑穿過所述至少一個電極，以使二次電子在從物體發(fā)出之后加速。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電子光學排布結(jié)構(gòu)，還包括驅(qū)動器，該驅(qū)動器用于向所述至少一個電極提供可調(diào)節(jié)電壓。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電子光學排布結(jié)構(gòu)，還包括控制器，該控制器用于根據(jù)提供給所述至少一個電極的電壓，相對于第一磁場區(qū)中的磁場強度，改變第三磁場區(qū)中的磁場強度。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的電子光學排布結(jié)構(gòu),其中，所述磁體排布結(jié)構(gòu)還包括位于第三磁場區(qū)的下游的二次電子束路徑中的第四磁場區(qū)，其中，第四磁場區(qū)中的磁場強度是可以相對于第三磁場區(qū)中的磁場強度進行調(diào)節(jié)的。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電子光學排布結(jié)構(gòu)，還包括控制器，該控制器用于根據(jù)提供給所述至少一個電極的電壓，相對于第三磁場區(qū)中的場強改變第四磁場區(qū)中的場強。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電子光學排布結(jié)構(gòu)，其中，第三磁場區(qū)和第四磁場區(qū)基本上彼此直接相鄰地布置在二次電子束路徑中。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電子光學排布結(jié)構(gòu)，還包括布置在第三磁場區(qū)的下游的二次電子束路徑中的至少一個四極透鏡。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的電子光學排布結(jié)構(gòu)，還包括控制器，該控制器用于根據(jù)提供給所述至少一個電極的電壓，改變四極透鏡的場強。
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電子光學排布結(jié)構(gòu)，還包括布置在第四磁場區(qū)與四極透鏡之間的二次電子束路徑中的第五磁場區(qū)。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的電子光學排布結(jié)構(gòu)，還包括控制器，該控制器用于根據(jù)提供給所述至少一個電極的電壓，相對于第三磁場區(qū)中的場強改變第五磁場區(qū)中的場強。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的電子光學排布結(jié)構(gòu)，其中，第四磁場區(qū)和第五磁場區(qū)基本上彼此直接相鄰地布置在二次電子束路徑中。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的電子光學排布結(jié)構(gòu),其中，二次電子在第一磁場區(qū)與第五磁場區(qū)之間的束路徑的區(qū)域中形成了物面的中間像。
20.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電子光學排布結(jié)構(gòu)，還包括布置在第三磁場區(qū)的下游的二次束路徑中的檢測器。
21.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電子光學排布結(jié)構(gòu)，還包括布置在檢測器的上游的二次束路徑中的中繼透鏡排布結(jié)構(gòu)。
22.根據(jù)權(quán)利要求16所述的電子光學排布結(jié)構(gòu),其中,在第一磁場區(qū)、第二磁場區(qū)、第三磁場區(qū)、第四磁場區(qū)以及第五磁場區(qū)中的至少一個中設置了基本上均勻的磁場。
23.—種多電子分束檢驗系統(tǒng),其包括 臺，用于安裝待檢驗物體； 電子源排布結(jié)構(gòu)，用于生成一次電子分束陣列； 物鏡，用于將各一次電子分束聚焦在物體上，其中，由所述一次電子分束生成了二次電子分束陣列，所述二次電子分束橫穿該物鏡； 分束器，用于將二次電子分束的二次電子束路徑與一次電子分束的一次電子束路徑分開； 檢測器排布結(jié)構(gòu)，用于產(chǎn)生與二次電子分束陣列相對應的信號的陣列； 其中，分束器包括磁體排布結(jié)構(gòu)，該磁體排布結(jié)構(gòu)具有 第一磁場區(qū)，由一次電子束路徑和二次電子束路徑穿過，用于將一次電子束路徑與二次電子束路徑相互分開； 第二磁場區(qū)，布置在第一磁場區(qū)的上游的一次電子束路徑中，其中，二次電子束路徑不穿過第二磁場區(qū)，并且其中，第一磁場區(qū)和第二磁場區(qū)沿基本上相反的方向使一次電子束路徑偏轉(zhuǎn)； 第三磁場區(qū)，布置在第一磁場區(qū)的下游的二次電子束路徑中，其中，一次電子束路徑不穿過第三磁場區(qū)，并且其中，第一磁場區(qū)和第三磁場區(qū)沿基本上相同的方向使二次電子束路徑偏轉(zhuǎn)。
24.一種用于對基板進行多電子分束檢驗的方法，該方法包括以下步驟 生成一次電子分束陣列； 將各一次電子分束聚焦在基板上，以生成從基板發(fā)出的二次電子分束的陣列；檢測二次電子分束的強度；以及 使用分束器將二次電子分束的二次電子分束路徑與一次電子分束的一次電子分束路徑分開，該分束器包括磁體排布結(jié)構(gòu)，該磁體排布結(jié)構(gòu)具有 第一磁場區(qū)，由一次電子束路徑和二次電子束路徑穿過，用于將一次電子束路徑和二次電子束路徑相互分開； 第二磁場區(qū)，布置在第一磁場區(qū)的上游的一次電子束路徑中，其中，二次電子束路徑不穿過第二磁場區(qū)，并且其中，第一磁場區(qū)和第二磁場區(qū)沿基本上相反的方向使一次電子束 路徑偏轉(zhuǎn)； 第三磁場區(qū)，布置在第一磁場區(qū)的下游的二次電子束路徑中，其中，一次電子束路徑不穿過第三磁場區(qū)，并且其中，第一磁場區(qū)和第三磁場區(qū)沿基本上相同的方向使二次電子束路徑偏轉(zhuǎn)。
全文摘要
本發(fā)明涉及電子光學排布結(jié)構(gòu)、多電子分束檢驗系統(tǒng)和方法。該電子光學排布結(jié)構(gòu)提供一次和二次電子束路徑，一次束路徑用于從一次電子源指向可定位在該排布結(jié)構(gòu)的物面中的物體的一次電子束，二次束路徑用于源自物體的二次電子，該結(jié)構(gòu)包括磁體排布結(jié)構(gòu)，其具有第一磁場區(qū)，由一次和二次電子束路徑穿過，用于將一次和二次電子束路徑相互分開；第二磁場區(qū)，布置在第一磁場區(qū)的上游的一次電子束路徑中，二次電子束路徑不穿過第二磁場區(qū)，第一和第二磁場區(qū)沿基本上相反的方向使一次電子束路徑偏轉(zhuǎn)；第三磁場區(qū)，布置在第一磁場區(qū)的下游的二次電子束路徑中，一次電子束路徑不穿過第三磁場區(qū)，第一和第三磁場區(qū)沿基本上相同的方向使二次電子束路徑偏轉(zhuǎn)。
文檔編號H01JGK102709143SQ20121011170
公開日2012年10月3日 申請日期2004年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月5日
發(fā)明者史蒂文·羅杰, 奧利弗·金茨勒, 安東尼奧·卡薩雷斯, 托馬斯·克門, 斯特凡·烏勒曼, ?？啤っ桌? 賴納·克尼佩梅爾, 馬克西米利安·海德爾 申請人:以色列實用材料有限公司, 卡爾蔡司Smt有限責任公司