用于带电粒子束装置的透镜、带电粒子束装置以及聚焦带电粒子束的方法与流程

专利2025-05-30  22


本文描述的实施例涉及用于带电粒子束系统中(例如在电子显微镜中,特别是在扫描电子显微镜(sem)中)的带电粒子束的透镜。此外,本公开的实施例涉及物镜和将带电粒子束聚焦在样品上的方法。实施例进一步涉及切换聚焦操作模式的方法。具体地,实施例涉及用于带电粒子束装置的具有透镜部件的透镜、带电粒子束装置以及利用具有透镜部件的透镜将带电粒子束聚焦在样品上的方法。


背景技术:

1、现代半导体技术对构建和探测纳米甚至亚纳米尺度的样品提出了很高的要求。通常用在带电粒子束系统(诸如电子显微镜或电子束图案发生器)中生成、整形、偏转和聚焦的带电粒子束(例如,电子束)来完成微米和纳米尺度的工艺控制、检查或构造。出于检查目的,带电粒子束与例如光子束相比提供了优异的空间分辨率。

2、使用带电粒子束的装置(诸如扫描电子显微镜(sem))在多个工业领域中具有许多功能,包括但不限于电子电路的检查、用于光刻的曝光系统、检测系统、缺陷检查工具和用于集成电路的测试系统。在这种粒子束系统中,可使用具有高电流密度的细束探针。例如,在sem的情况下,一次电子束生成二次电子(se)和/或反向散射电子(bse)等信号粒子,所述信号粒子可用于对样品进行成像和/或检查。

3、然而,使用带电粒子束系统以良好的分辨率对样品进行可靠地检查和/或成像具有挑战性。此外,特别是在半导体工业中,例如图像生成的吞吐量有利地高。低能量粒子束有利于在线检查和/或成像。在其他操作模式中,高能带电粒子束可能是有利的。视场大小和信号粒子的收集效率等吞吐量影响因素,以及样品(例如,晶片)上的分辨率和射束能量等因素,对于电光部件的有益设计可能会相互矛盾。

4、鉴于上述情况,提供用于带电粒子束装置的改进的透镜、改进的带电粒子束装置以及聚焦带电粒子束的改进的方法是有益的。


技术实现思路

1、鉴于上述内容,根据独立权利要求提供了用于带电粒子束装置的透镜、带电粒子束装置以及聚焦带电粒子束的方法。

2、根据实施例,提供了一种用于带电粒子束装置的透镜,该透镜具有透镜部件。该透镜包括:第一磁透镜,具有上极片和中间极片;第二磁透镜,具有中间极片和下极片;第一线圈,布置在第一磁透镜内,并且用于在上极片与中间极片之间提供第一磁场;第二线圈,布置在第二磁透镜内,用于在中间极片与下极片之间提供第二磁场;以及静电透镜,具有上电极和下电极,其中由上极片限定的第一内直径和由中间极片限定的第二内直径中的至少一者大于下极片的第三内直径。

3、根据实施例,提供了一种带电粒子束装置。带电粒子束装置包括:台,被配置为支撑样品;带电粒子束源,适于生成带电粒子束;根据本文所述的实施例中的任一实施例的透镜;以及检测器,被配置为检测带电粒子束撞击在样品上时生成的信号粒子。

4、根据实施例,提供了一种将带电离子束聚焦在样品上的方法。透镜具有透镜部件。该方法包括:向第一磁透镜提供第一电流;向第二磁透镜提供第二电流,其中第一磁透镜和第二磁透镜具有一个共用极片;以及向静电透镜的下电极提供电压以使带电粒子束减速,特别地,其中下电极是透镜的下极片的一部分。

5、可以与本文描述的实施例结合的进一步的优点、特征、方面和细节从从属权利要求、说明书和附图中是显而易见的。



技术特征:

1.一种用于带电粒子束装置的透镜,所述透镜具有透镜部件,所述透镜部件包括:

2.如权利要求1所述的透镜,其中所述第一内直径和所述第二内直径中的至少一者是所述第三内直径的至少3倍,特别是至少5倍。

3.如权利要求1至2中任一项所述的透镜,其中所述下极片具有第一部分和与所述第一部分间隔开的第二部分,并且其中所述静电透镜的所述下电极由所述第二部分提供。

4.如权利要求1至2中任一项所述的透镜,进一步包括:

5.如权利要求4所述的透镜,进一步包括:

6.如权利要求1至2中任一项所述的透镜,其中所述上电极的第四内直径小于所述第一内直径。

7.一种带电粒子束装置,包括:

8.如权利要求7所述的带电粒子束装置,其中所述台被配置为将所述样品支撑在使得所述透镜定位在所述带电粒子束源与所述样品之间的位置处。

9.一种用具有透镜部件的透镜将带电粒子束聚焦在样品上的方法,包括:

10.如权利要求9所述的方法,进一步包括:

11.如权利要求10所述的方法,其中在所述第一操作模式中,所述第一电流生成具有与由所述第二电流生成的第二磁场强度相反的符号的第一磁场强度。

12.如权利要求10至11中任一项所述的方法,其中在所述第二操作模式中,所述第一电流和所述第二电流中的一者为零。

13.如权利要求12所述的方法,其中在第三操作模式中,所述第一电流和所述第二电流中的另一者为零。

14.如权利要求10至11中任一项所述的方法,其中在所述第一操作模式与所述第二操作模式之间进行切换改变磁场在所述样品上的浸入量。

15.如权利要求9所述的方法,其中所述透镜是如权利要求1至2中任一项所述的透镜。


技术总结
描述了一种用于带电粒子束装置的透镜,该透镜具有透镜部件。该透镜包括:第一磁透镜,具有上极片和中间极片;第二磁透镜,具有中间极片和下极片;第一线圈,布置在第一磁透镜内,并且用于在上极片与中间极片之间提供第一磁场;第二线圈,布置在第二磁透镜内,用于在中间极片与下极片之间提供第二磁场;以及静电透镜,具有上电极和下电极,其中由上极片限定的第一内直径和由中间极片限定的第二内直径中的至少一者大于下极片的第三内直径。

技术研发人员:B·库克,P·克鲁特
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:2024/6/26
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