[发明专利]多电子束检查装置

说明书

本发明涉及用于检查样本的表面的组件。该组件包括两个或更多个多束电子柱单元。每个单元包括：单个热场发射器，用于朝向分束器发射发散的电子束；其中分束器包括第一多孔板，该第一多孔板包括用于创建多个初级电子束的多个孔；准直器透镜，用于将来自发射器的发散的电子束准直；物镜单元，用于将所述多个初级电子束聚焦在所述样本上；以及多传感器检测器系统，用于分开地检测由所述经聚焦的初级电子束中的每个在所述样本上创建的次级电子束的强度。两个或更多个多束电子柱单元布置为彼此相邻，用于同时检查样本的表面的不同部分。

技术领域

本发明涉及用于检查样本的表面的组件。

背景技术

集成电路的生产过程中的常规步骤之一是检查经图案化的表面，尤其是在开始新设计时。将整个300mm晶片的主要部分成像，以检查图案中的缺陷并检查嵌入在图案中的或晶片顶部上的颗粒。这种检查目前通过高通量光学显微镜在专用仪器中执行。

随着光刻的进步，仪器必须检测越来越小的缺陷和颗粒。问题是，当粒子的尺寸减小时，来自粒子的光散射迅速地减少，因此信号-背景(和噪声)比降低。

为了解决这个问题，已经使用了电子束检查机，并且出于某些目的电子束检查机仍在使用中。电子束检查机可以具有比光学系统高得多的分辨率。但是，电子束检查机在其检查晶片的速度方面受到限制。为了提高速度，已经提出了多柱电子束系统。

例如，WO 2004/017355公开了用于多柱电子束检查工具的电子光学组件的示例，该多柱电子束检查工具具有分布在半导体晶片的区域上方的大约52个电子束柱。每个柱包括其自己的电子枪。根据WO 2004/017355，有利的是，组件包括一个或多个电子光学部件，所述一个或多个电子光学部件是用于电子束柱的整个组件的单个的结构，诸如第一个加速器电极、最终加速器电极、聚焦电极安装板和枪安装板。这些单个的结构为电子光学组件提供机械完整性并且便于组件的制造。

由于52个电子束柱的使用，可以提高生产率。但是，例如，对于具有量级为每小时一个晶片的吞吐量的电子束检查装置来说，这个电子束柱的数量太少，如下所示：

为了制作具有合理的信噪比的图像，需要大约每个像素300至400个初级电子(考虑到约0.3的量子检测效率)。对于检测10nm缺陷来说，具有300mm直径的半导体晶片包含大约7×10¹⁴个10×10nm的像素。为了获得每小时一个晶片的吞吐量，需要大约10μA的电流。实际所需的电流依赖于许多因素，诸如缺陷对比度、束尺寸的选择和所需的缺陷捕获率。但是，所需的电流将是这个数量级的。

具有高亮度源的电子显微镜中的典型电流为nA的量级。因此，只能使用例如并联的10000个电子束柱或更多个电子束柱来获得每小时1个晶片的期望的吞吐量。这种系统需要电子束柱被小型化到大约7mm²的柱占用面积，这对于制造是困难且昂贵的。

本发明的目的是提供替代的检查装置，该替代的检查装置允许对样本(特别是半导体晶片)的高吞吐量检查。

发明内容

本发明提供了包括多个多束电子柱单元的组件，用于同时检查样本的表面的不同部分。本发明还包括多束电子柱单元的若干新颖方面，包括用于所述单个热场发射源的单独的高真空腔室的设计、用于校正所述发射源的漂移的校正设备的设计，以及次级电子收集和检测系统的设计。

根据第一方面，本发明涉及用于检查样本的表面的组件，其中该组件包括两个或更多个多束电子柱单元，每个多束电子柱单元包括：

单个热场发射源，优选地是肖特基(Shottky)类型，用于朝向分束器发射发散的电子束，

分束器包括第一多孔板，该第一多孔板包括布置成用于创建多个初级电子束的多个孔，所述第一多个孔中的每个孔创建一个初级电子束，

准直器透镜，用于将来自发射器的发散的电子束基本准直，