[发明专利]电子光学排布结构、多电子分束检验系统和方法

说明书

本申请是原案申请号为200480025528.9的发明专利申请(国际申请号：PCT/US2004/029079，申请日：2004年9月7日，发明名称：粒子光学系统和排布结构，以及用于其的粒子光学组件)的分案申请，所针对的分案的申请号为201210111707.0。

技术领域

本发明涉及使用多个分束带电粒子(beamlet)的粒子光学系统，如电子显微术设备和电子刻绘(lithography)设备。

本发明还涉及可用于使用多个分束带电粒子的粒子光学系统中的粒子光学组件和排布结构；不过，所述粒子光学组件在本申请中并不限于使用多个分束的系统。这种粒子光学组件可以用于只使用单束带电粒子，或者使用多束带电粒子或多个分束带电粒子的粒子光学系统中。

本发明可以应用于任何类型的带电粒子，如电子、正电子、迈子(myon)、离子等。

背景技术

根据US 6252412 B1已知一种常规粒子光学系统。其中公开的电子显微术设备用于检验物体，如半导体晶片。将多个一次电子束彼此平行地聚焦在物体上，以在其上形成多个一次电子斑。对由一次电子生成的并从各一次电子斑发出的二次电子进行检测。针对每个一次电子束，提供了一单独电子束柱(electron beam column)。将所述多个单独电子束柱彼此紧密地布在一起。形成在物体上的一次电子束斑的密度受到形成电子显微术设备的电子束柱的剩余步长(remaining foot step size)的限制。因此，实际上在物体上可以同时找到的一次电子束斑的数量也受到限制，这导致当按高分辨率检验大表面积的半导体晶片时，设备的吞吐量受限。

根据US 5892224、US 2002/0148961 A1、US 2002/0142496 A1、US 2002/0130262 A1、US 2002/0109090 A1、US 2002/0033449 A1、US 2002/0028399 A1，已知使用聚焦在待检验物体的表面上的多个一次电子分束的电子显微术设备。利用其中形成有多个孔的多孔板来生成这些分束，其中，在多孔板的上游设置有用于生成单电子束的电子源，以照射形成在该多孔板中的多个孔。在多孔板的下游由电子束的穿过这些孔的电子形成了多个电子分束。所述多个一次电子分束由物镜聚焦在物体上，该物镜具有所有一次电子分束都穿过的孔。由此在物体上形成了一次电子斑阵列。从各一次电子斑发出的二次电子形成了相应的二次电子分束，从而还生成了与所述多个一次电子束斑相对应的多个二次电子分束。所述多个二次电子分束穿过物镜，并且该设备按如下方式提供二次电子束路径，即，使得每个二次电子分束被提供给CCD电子检测器的多个检测器像素中的相应一个。使用维恩滤波器来分开二次电子束路径与一次电子分束的束路径。

由于使用了包括所述多个一次电子分束的一个公共一次电子束路径和包括所述多个二次电子分束的一个公共二次电子束路径，所以可以使用单个电子光学柱，并且形成在物体上的一次电子束斑的密度不受该单电子光学柱的步长的限制。

在上述文献的实施例中公开的一次电子束斑的数量在数十个斑的量级上。由于在物体上同时形成的一次电子束斑的数量限制了吞吐量，所以增加一次电子束斑的数量以实现更高的吞吐量将是有利的。然而，已经发现，使用这些文献中公开的技术，难以增加同时形成的一次电子束斑的数量或增大一次电子束斑密度，同时又保持电子显微术设备的希望成像分辨率。

因此，本发明的一个目的是，提供使用增大密度的带电粒子分束并允许按提高的精度操纵这些带电粒子分束的粒子光学系统。

本发明的又一目的是，提供用于按提高的精度操纵带电粒子的束和分束的粒子光学组件。

发明内容

如以下将更详细描述的，根据本发明的粒子光学组件、粒子光学排布结构以及粒子光学系统可以利用多个带电粒子分束并按提高的精度操纵这些带电粒子分束。