带电粒子装置的制作方法

本文所提供的实施例总体上涉及带电粒子装置和投影方法，女并且尤其涉及使用多个带电粒子子束的带电粒子装置和投影方法。

背景技术：

1、当制造半导体集成电路(ic)芯片时，在制造过程期间在衬底(即晶片)或掩模上经常出现不期望的图案缺陷，从而降低了产量。这类缺陷可以由于例如光学效应和附带粒子以及诸如蚀刻、沉积或化学机械抛光的后续加工步骤而出现。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。更一般而言，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/或之后的重要过程。

2、带电粒子束图案检测工具已用于检测物体，例如检测图案缺陷。这些工具典型地使用电子显微镜技术，诸如扫描电子显微镜(sem)。在sem中，具有相对高能量的初级电子束以最终减速步骤为目标，以便以相对低的着陆能量着陆在样品上。电子束聚焦为样品上的探测点。探测点处的材料结构与来自电子束的着陆电子之间的相互作用致使电子从表面发射，诸如次级电子、反向散射电子或俄歇电子。所产生的次级电子可以从样品的材料结构中发射出来。通过扫描初级电子束作为样品表面上的探测点，次级电子可以跨样品表面发射。通过从样品表面收集这些发射的次级电子，图案检查工具可以获得表示样品表面的材料结构的特性的图像。

3、普遍需要改进带电粒子装置的特性。特别是，期望控制带电粒子束的各种特性。需要改进对带电粒子束进行操作以控制各种特性的过程。

技术实现思路

1、本文所提供的实施例公开了带电粒子装置、多设备装置、使用带电粒子装置的方法以及控制带电粒子束的发散路径的方法。

2、根据本发明的第一方面，提供了一种带电粒子装置，该带电粒子装置被配置成从带电粒子源束生成多个子束并将子束下游朝向样品位置引导，该带电粒子装置包括：

3、带电粒子源，包括被配置成沿着发散路径发射带电粒子源束的发射器；

4、孔径阵列，在该孔径阵列中限定有孔径并且该孔径阵列被定位于该发散路径中，该孔径阵列被配置成从源束生成子束；以及

5、至少一个带电粒子光学部件，被配置成作用于孔径阵列上游的带电粒子的源束上；

6、其中至少一个带电粒子光学部件包括：

7、至少一个多极，被配置成对源束进行操作，以便改变发散路径在孔径阵列处的位置和/或改变发散路径在孔径阵列处的横截面形状，和/或

8、带电粒子光学透镜，被配置成补偿发射器与孔径阵列之间的距离变化。

9、根据本发明的第二方面，提供了一种带电粒子装置，该带电粒子装置被配置成从分散的带电粒子束生成多个子束并将子束向下游朝向样品位置引导，该带电粒子装置包括：

10、带电粒子源，包括被配置成沿着发散路径发射带电粒子束的发射器；

11、孔径阵列，在该孔径阵列中限定有孔径并且该孔径阵列被定位于该发散路径中，该孔径阵列被配置成从沿着发散路径的束生成子束；以及

12、至少一个带电粒子光学部件，被配置成作用于孔径阵列上游的带电粒子束上；

13、其中至少一个带电粒子光学部件被配置成在束的发散路径上操作，以便改变发散路径在孔径阵列处的位置，改变带电粒子束在孔径阵列处的路径的横截面形状，和/或补偿发射器与孔径阵列之间的距离变化。

14、根据本发明的第三方面，提供了一种带电粒子装置，该带电粒子装置被配置成从分散的带电粒子束生成多个子束并且将子束向下游朝向样品位置引导，该带电粒子装置包括：

15、带电粒子源，包括被配置成沿着发散路径发射带电粒子束的发射器；

16、孔径阵列，在该孔径阵列中限定有孔径并且该孔径阵列被定位于该发散路径中，该孔径阵列被配置成从沿着发散路径的束生成子束；以及

17、至少一个带电粒子光学部件，被配置成作用于孔径阵列上游的带电粒子束上；

18、其中至少一个带电粒子光学部件包括：围绕发散路径布置的至少一个多极，这些多极被配置成作为带电粒子束的发散路径的偏转器和/或消像散器操作；和/或围绕发散的束路径的两个相对表面，这两个相对表面被配置成作为带电粒子光学透镜操作。

19、根据本发明的第四方面，提供了一种多设备装置，该多设备装置包括多个设备，每个设备被配置成向样品位置投射多个带电粒子子束，该多设备装置包括本文所描述的带电粒子装置，该带电粒子装置包括多个源和多个对应的带电粒子设备，每个带电粒子设备包括孔径阵列和至少一个带电粒子光学部件。

20、根据本发明的第五方面，提供了一种使用带电粒子装置从带电粒子源束生成多个子束并将子束向下游朝向样品位置引导的方法，该方法包括：

21、沿着发散路径发射带电粒子源束；

22、在孔径阵列处从源束生成子束；以及

23、使用带电粒子光学部件作用于孔径阵列上游的发散路径上；

24、其中至少一个带电粒子光学部件包括：

25、至少一个多极子，被配置成对源束进行操作，以便改变发散路径在孔径阵列处的位置和/或改变发散路径在孔径阵列处的横截面形状，和/或

26、带电粒子光学透镜，被配置成补偿发射器与孔径阵列之间的距离变化。

27、根据本发明的第六方面，提供了一种控制带电粒子束在孔径阵列之上的发散路径，用于生成朝向带电粒子装置中的样品位置的多个子束的方法，该方法包括：

28、沿着发散路径发射带电粒子束；

29、在孔径阵列上游的发散路径上操作，在该孔径阵列中限定了多个孔径，每个孔径与所生成的子束相对应；以及

30、在孔径阵列处从发散束生成子束；

31、其中在发散路径上的操作包括改变以下中的至少一项：发散路径在束生成器处的位置、补偿发射器与孔径阵列之间的距离变化以及改变发散束在孔径阵列处的形状。

技术特征：

1.一种带电粒子装置，被配置成从带电粒子的源束生成多个子束并将所述子束向下游朝向样品位置引导，所述带电粒子装置包括：

2.根据权利要求1所述的带电粒子装置，包括：

3.根据权利要求2所述的带电粒子装置，其中所述至少一种属性包括以下中的至少一项：发散度、电流均匀性、亮度均匀性和发散度均匀性。

4.根据权利要求2或3所述的带电粒子装置，其中所述控制器被配置成基于包含关于所述源束和/或所述子束的信息的测量信号而控制所述至少一个带电粒子光学部件。

5.根据权利要求4所述的带电粒子装置，包括检测器，所述检测器被配置成监测所述源束和/或所述子束。

6.根据权利要求5所述的带电粒子装置，其中所述检测器被配置成生成所述测量信号。

7.根据权利要求5或6所述的带电粒子装置，其中所述检测器是以下各项中的至少一项：检测器阵列，被配置成检测由样品上的所述子束生成的信号粒子，所述检测器阵列在理想情况下面向所述样品位置；和/或

8.根据权利要求2至7中任一项所述的带电粒子装置，其中所述控制器被配置成控制所述至少一个带电粒子光学部件，以便控制所述源束的优选部分以覆盖所述孔径阵列的所述孔径。

9.根据权利要求8所述的带电粒子装置，其中所述源束的所述优选部分基于关于所述源束和/或所述子束的信息而确定。

10.根据权利要求2至9中任一项所述的带电粒子装置，其中所述控制器被配置成控制所述至少一个带电粒子光学部件，以便补偿所述发射器与所述孔径阵列之间的所述发散路径的变化，所述发散路径的所述变化包括以下各项中的至少一项：所述源束相对于所述孔径阵列的移动、所述发射器的形状的变化和/或发射分布的变化。

11.根据权利要求10所述的带电粒子装置，其中所述源束的所述移动与所述发射器相对于所述孔径阵列的所述位置的移动和/或所述发射器相对于所述孔径阵列的倾斜相对应。

12.根据任一前述权利要求所述的带电粒子装置，其中所述至少一个带电粒子光学部件包括带电粒子光学透镜，所述带电粒子光学透镜被配置成改变所述源束的发散角和/或由所述源束对所述孔径阵列的覆盖比例。

13.根据任一前述权利要求所述的带电粒子装置，其中所述至少一个带电粒子光学部件包括被配置成改变所述源束在所述孔径阵列上的形状的消像散器。

14.根据任一前述权利要求所述的带电粒子装置，所述带电粒子源包括位于所述发射器下游的提取器电极，并且

15.根据任一前述权利要求所述的带电粒子装置，其中所述至少一个带电粒子光学部件包括至少一个静电部件和/或至少一个电磁部件。

技术总结一种从带电粒子源束生成多个子束并将子束下行束引导向样品位置的带电粒子装置。该带电粒子装置包括带电粒子源、孔径阵列和带电粒子光学部件。带电粒子源包括沿着发散路径发射带电粒子源束的发射器。孔径阵列被定位于发散路径中，因此孔径阵列从源束生成子束。带电粒子光学部件作用于孔径阵列上游的源束上。带电粒子光学部件包括多极和/或带电粒子透镜。多极对源束进行操作，以改变发散路径在孔径阵列处的位置。多极可以改变发散路径在孔径阵列处的横截面形状。带电粒子光学透镜补偿发射器与孔径阵列之间的距离变化。技术研发人员：任岩,A·V·G·曼格努斯,M·斯科特兹,E·P·斯马克曼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：2024/7/29