[发明专利]具有用于高度测量的干涉仪的带电粒子束装置及其操作方法

说明书

公开了一种操作带电粒子束装置的方法，包括：用物镜组件将带电粒子束聚焦到样品上；使反射光束穿过物镜组件的孔到达干涉仪；以及用干涉仪干涉地确定样品的z位置。公开了一种带电粒子束装置，包括具有带电粒子源的带电粒子束发生器。用于带电粒子束的带电粒子路径穿过物镜组件的孔朝向样品平台延伸。干涉仪被布置为接收穿过物镜组件的孔的反射光束。

技术领域

本文描述的实施例可涉及用于检查、缺陷检测和/或临界尺寸应用的带电粒子束装置。实施例还可涉及一种扫描带电粒子束装置和一种操作的方法。实施例还可涉及操作带电粒子束装置(诸如包括用于测量样品位置的干涉仪的装置)的方法。

背景技术

带电粒子束装置具有许多用途，诸如检查具有纳米级特征的半导体装置。现代半导体技术高度依赖于在生产集成电路期间使用的各种工艺的准确控制。为了检测问题，可以通过带电粒子束装置来检查半导体晶片。检查晶片或掩模的缺陷可以包括检验整个晶片或掩模区域。因此，以高分辨率检查大面积具有挑战性。而且，如果可能，期望快速且准确地执行检查，使得生产吞吐量不受检查工艺的限制。

扫描电子显微镜(SEM)已经用于检查晶片。可以使用精细聚焦的电子束来扫描晶片表面。当电子束照射晶片时，产生并可以检测二次电子和/或反向散射电子，即信号电子。

半导体技术中的晶片和掩模缺陷检查受益于高分辨率和快速检查工具，所述检查工具可以覆盖整个晶片/掩模应用和/或热点检查。电子束可以用于提供样品的高分辨率检查，以便能够检测小缺陷。具体而言，从20nm节点开始以及以上，需要基于电子束的成像工具具有高分辨率的潜力，以检测许多感兴趣的缺陷。通过带电粒子束在样品上的准确聚焦来辅助快速且准确地从样品表面(诸如以图像的形式)获取数据。期望在物镜组件与样品之间提供稳定的聚焦和/或稳定的工作距离的方法。

发明内容

本文公开了一种操作带电粒子束装置的方法，包括：用物镜组件将带电粒子束聚焦到样品上；用分束器分离由光源产生的初始光束以形成入射光束和参考束；通过从样品反射入射光束来产生反射光束；使反射光束穿过物镜组件的孔到达干涉仪；以及叠加反射光束和参考束以形成叠加光束，叠加光束被检测以用于干涉地确定物镜组件的前端与样品之间的工作距离，其中带电粒子束装置包括用于增强所述干涉确定的平台的另一个位置传感器。

较佳地，所述方法进一步包含：使入射光束穿过物镜组件的孔；以及引导带电粒子束以照射样品的点，在所述点处，入射光束撞击样品；其中所述点小于样品处的入射光束的束腰；以及将带电粒子束引导至样品上的入射光束的焦点的1mm内。

较佳地，所述方法进一步包含：将工作距离与物镜组件的目标距离进行比较；以及基于工作距离和目标距离中的至少一个来调节样品的表面的位置。

较佳地，所述方法进一步包含：用检测器检测反射光束和参考束。

较佳地，所述光源是激光器；并且所述方法进一步包含：用反射镜朝向所述物镜组件引导所述入射光束穿过所述孔的中心；其中所述反射镜被放置在束引导组件的束弯曲器之间；其中入射光束与物镜组件中的带电粒子束重叠；其中入射光束和带电粒子束沿着物镜组件的光轴同轴地传播穿过物镜组件；并且其中反射镜可调节以用于对准。

较佳地，所述方法进一步包含：用带电粒子源产生带电粒子；从带电粒子产生带电粒子束；用束引导组件的第一束弯曲器和第二束弯曲器来引导带电粒子束，以使带电粒子束与入射光束同轴地传播穿过物镜组件的孔；并且其中反射镜在束引导组件的上游或在第一束弯曲器与第二束弯曲器之间。

较佳地，所述方法进一步包含：用束引导组件引导带电粒子束，使得带电粒子束叠加在穿过物镜组件的孔的入射光束的光路上。