[发明专利]用于多个带电粒子束的装置

说明书

公开了用于在多束装置中观察样品的系统和方法。一种带电粒子光学系统可以包括：偏转器，其被配置为形成带电粒子源的虚像；和转印透镜，其被配置为在图像平面上形成带电粒子源的实像。图像平面可以至少形成在光束分离器附近，该光束分离器被配置为分离由源生成的初级带电粒子和由初级带电粒子与样品的交互而生成的次级带电粒子。图像平面可以形成在光束分离器的偏转平面处。多束装置可以包括带电粒子色散补偿器以补偿光束分离器的色散。在转印透镜与带电粒子色散补偿器之间，图像平面可以被形成为与光束分离器相比更靠近转印透镜。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年8月9日提交的美国申请62/716,832和于2019年4月1日提交的美国申请62/827,765的优先权，其全部内容通过引用合并于此。

技术领域

本文中提供的实施例公开了一种多束装置，诸如利用一个或多个电子束的电子显微镜装置，并且更具体地公开了一种诸如通过减少库仑(Coulomb)交互效应或通过使用转印镜等而具有减小的束散度的多束电子显微镜。

背景技术

在集成电路(IC)的制造过程中，未完成或已完成的电路组件被检查以确保它们是根据设计而制造的并且没有缺陷。可以采用利用光学显微镜或带电粒子(例如，电子)束显微镜(诸如扫描电子显微镜(SEM))的检查系统。随着IC组件物理尺寸的不断缩小，缺陷检测的准确性和良率变得越来越重要。可以使用多个带电粒子束来提高检查吞吐量；但是，这样做会损害装置的成像分辨率，从而使检查工具无法满足其预期目的。

分辨率低至小于纳米的带电粒子(例如，电子)束显微镜(诸如扫描电子显微镜(SEM)或透射电子显微镜(TEM))是用于检查特征尺寸小于100纳米的IC组件的可行工具。在SEM工具中，具有相对较高能量的初级电子束被减速，以便以相对较低的着陆能量着陆在样品上并且被聚焦以在其上形成探测点。由于这种初级电子的经聚焦的探测点，将从表面生成次级电子。通过在样品表面上扫描探测点并且收集次级电子，图案检查工具可以获取样品表面的图像。

单束或多束检查工具内的光学组件(诸如光束分离器、透镜、光束偏转器等)可能会在用于检查的光束中引入色散。例如，当用于收集次级电子的检测器偏轴放置时，可以沿光轴生成初级电子束。在包括多个初级光束或多个次级光束的检查系统中，可以使用光束分离器将次级电子束与初级光束分离、并且将次级光束引向离轴检测器。因为光束分离器可以包括用于通过电磁来偏转电子的磁偏转器，所以光束分离器可以在穿过其中的光束中生成色散。除其他效果，色散可能会降低用于重构检查样品表面的图像的分辨率。

发明内容

本公开的实施例可以提供一种带电粒子光学系统，该带电粒子光学系统可以包括偏转器，被配置为形成带电粒子源的虚像；和转印透镜，被配置为在图像平面上形成带电粒子源的实像。图像平面可以至少形成在光束分离器附近，该光束分离器被配置为分离由带电粒子源生成的初级带电粒子和由初级带电粒子与样品的交互而生成的次级带电粒子。图像平面可以形成在光束分离器的偏转平面处。粒子光学系统可以用于减少光束分离器的色散影响。

在一些实施例中，可以提供一种带电粒子光学系统，该带电粒子光学系统包括被配置为使由源生成的初级带电粒子束的多个束波偏转的第一偏转器阵列、被配置为聚焦多个束波以在图像平面上形成源的多个图像的第一透镜、以及被配置为将多个图像投影到样品上并且在样品上形成多个探测点的物镜。第一偏转器阵列可以包括图像形成元件阵列。第一透镜可以包括转印透镜。

在一些实施例中，还可以提供第一孔径阵列，该第一孔径阵列在第一偏转器阵列上方并且被配置为限制多个探测点的电流。第一孔径阵列可以包括光束限制孔径阵列。

在一些实施例中，还可以提供第二透镜，该第二透镜在带电粒子源与第一孔径阵列之间并且被配置为聚焦初级带电粒子束。第二透镜可以包括聚光透镜。第二透镜可以包括可移动透镜或防旋转透镜。