用于多光束粒子检测器的位置反馈转让专利
申请号 : CN201980010419.6
文献号 : CN111656169B
文献日 : 2021-10-08
发明人 : A·D·布罗迪 , C·西尔斯
申请人 : 科磊股份有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种多光束计量系统,其包括:照明源,其经配置以产生光束阵列;
照明子系统,其包括一个或多个聚焦元件,所述一个或多个聚焦元件经配置以将所述光束阵列引导到样本的测量位置阵列处;
成像子系统,其经配置以使所述测量位置阵列成像为检测平面中的成像光点阵列,所述成像子系统包括可调整透镜、可调整偏转器或可调整像散校正器中的至少一者,所述一个或多个可调整光束控制元件经配置以调整所述成像光点中的一或多个成像光点在所述检测平面中的位置;及
检测组合件,其经配置以产生与所述成像光点中的每一者相关联的检测信号通道,所述检测组合件包括:
检测元件阵列,其经配置以用单独检测元件接收所述成像光点;及一或多个位置检测器,其经配置以测量所述成像光点在所述检测平面中的位置,其中所述检测组合件基于所述成像光点在所述检测平面中的所述位置来产生指示所述检测元件阵列上的所述成像光点的对准的反馈信号,其中所述成像子系统基于所述反馈信号调整所述成像光点中的一或多个成像光点在所述检测平面中的所述位置以维持所述检测元件阵列上的所述成像光点的对准。
2.根据权利要求1所述的多光束计量系统,其中所述照明源包括:一或多个粒子束源,其中所述光束阵列包含粒子束阵列。
3.根据权利要求2所述的多光束计量系统,其中所述粒子束阵列包括:电子束或离子束中的至少一者的阵列。
4.根据权利要求2所述的多光束计量系统,其中所述检测组合件包括:闪烁器,其经定位于所述检测平面处,所述闪烁器经配置以响应于接收与所述成像光点相关联的粒子而产生光学辐射;及一或多个检测器透镜,其经配置以使由所述闪烁器产生的所述光学辐射成像到所述检测元件阵列上。
5.根据权利要求4所述的多光束计量系统,其中所述检测元件阵列包括:光纤阵列,其中所述一或多个检测器透镜将由所述闪烁器产生的所述光学辐射的图像提供到所述光纤阵列的输入面;及一或多个光学检测器,其经耦合到所述光纤阵列的输出面且经配置以接收由所述闪烁器产生且传播通过所述光纤阵列的所述光学辐射。
6.根据权利要求5所述的多光束计量系统,其中所述检测组合件进一步包括:分束器,其经定位于所述一或多个检测器透镜与所述一或多个位置检测器之间,所述分束器经配置以将由所述闪烁器产生的所述光学辐射的二次图像提供到所述一或多个位置检测器,其中所述反馈信号基于所述二次图像来维持所述成像光点在所述光纤阵列的所述输入面上对准。
7.根据权利要求6所述的多光束计量系统,其中所述一或多个位置检测器包括:摄像机。
8.根据权利要求7所述的多光束计量系统,其中所述摄像机包括:电荷耦合装置或互补金属氧化物半导体装置中的至少一者。
9.根据权利要求1所述的多光束计量系统,其中所述检测元件阵列包括:二极管阵列,其经定位于所述检测平面处。
10.根据权利要求9所述的多光束计量系统,其中所述二极管阵列中的二极管包含两个或更多个像素,其中所述一或多个位置检测器包含所述两个或更多个像素,其中基于所述两个或更多个像素的相对信号强度来确定所述成像光点阵列中的成像光点在所述二极管上的位置,其中所述反馈信号维持所述成像光点在所述二极管阵列上对准。
11.根据权利要求10所述的多光束计量系统,其中所述两个或更多个像素包括:三个像素。
12.根据权利要求9所述的多光束计量系统,其中所述二极管阵列包括:PIN二极管阵列。
13.根据权利要求1所述的多光束计量系统,其中所述成像子系统经配置以基于所述反馈信号来调整至少一个成像光点相对于所述检测平面的焦点位置。
14.根据权利要求1所述的多光束计量系统,其中所述成像子系统经配置以基于所述反馈信号来调整至少一个成像光点在所述检测平面中的横向位置。
15.根据权利要求1所述的多光束计量系统,其中所述成像子系统经配置以基于所述反馈信号来提供散光校正或近边缘校正中的至少一者。
16.一种检测组合件,其包括:检测元件阵列,其经配置以用单独检测元件接收检测平面处的一或多个成像光点,其中所述一或多个成像光点包含响应于来自多光束照明源的光束阵列而从样本发出且由成像子系统成像到所述检测平面的辐射,其中所述成像子系统包括可调整透镜、可调整偏转器或可调整像散校正器中的至少一者;及一或多个位置检测器,其经配置以测量所述成像光点在所述检测平面中的位置,其中所述检测组合件基于所述成像光点在所述检测平面中的所述位置来产生指示所述检测元件阵列上的所述成像光点的对准的反馈信号,其中所述成像子系统基于所述反馈信号调整所述成像光点中的一或多个成像光点在所述检测平面中的所述位置以维持所述检测元件阵列上的所述成像光点的对准。
17.根据权利要求16所述的检测组合件,其中所述光束阵列包括:电子束或离子束中的至少一者的阵列。
18.根据权利要求16所述的检测组合件,其中所述检测组合件进一步包括:闪烁器,其经定位于所述检测平面处,所述闪烁器经配置以响应于接收与所述成像光点相关联的粒子而产生光学辐射;及一或多个检测器透镜,其经配置以使由所述闪烁器产生的所述光学辐射成像到所述检测元件阵列上。
19.根据权利要求18所述的检测组合件,其中所述检测元件阵列包括:光纤阵列,其中所述一或多个检测器透镜将由所述闪烁器产生的所述光学辐射的图像提供到所述光纤阵列的输入面;及一或多个光学检测器,其经耦合到所述光纤阵列的输出面且经配置以接收由所述闪烁器产生且传播通过所述光纤阵列的所述光学辐射。
20.根据权利要求19所述的检测组合件,其中所述检测组合件进一步包括:分束器,其经定位于所述一或多个检测器透镜与所述一或多个位置检测器之间,所述分束器经配置以将由所述闪烁器产生的所述光学辐射的二次图像提供到所述一或多个位置检测器,其中所述反馈信号基于所述二次图像来维持所述成像光点在所述光纤阵列的所述输入面上对准。
21.根据权利要求20所述的检测组合件,其中所述一或多个位置检测器包括:摄像机。
22.根据权利要求21所述的检测组合件,其中所述摄像机包括:电荷耦合装置或互补金属氧化物半导体装置中的至少一者。
23.根据权利要求16所述的检测组合件,其中所述检测元件阵列包括:二极管阵列,其经定位于所述检测平面处。
24.根据权利要求23所述的检测组合件,其中所述二极管阵列中的二极管包含两个或更多个像素,其中所述一或多个位置检测器包含所述两个或更多个像素,其中基于所述两个或更多个像素的相对信号强度来确定所述成像光点阵列中的成像光点在所述二极管上的位置,其中所述反馈信号维持所述成像光点在所述二极管阵列上对准。
25.根据权利要求24所述的检测组合件,其中所述两个或更多个像素包括:三个像素。
26.根据权利要求23所述的检测组合件,其中所述二极管阵列包括:PIN二极管阵列。
27.根据权利要求16所述的检测组合件,其中所述成像子系统经配置以基于所述反馈信号来调整至少一个成像光点相对于所述检测平面的焦点位置。
28.根据权利要求16所述的检测组合件,其中所述成像子系统经配置以基于所述反馈信号来调整至少一个成像光点在所述检测平面中的横向位置。
29.根据权利要求16所述的检测组合件,其中所述成像子系统经配置以基于所述反馈信号来提供散光校正或近边缘校正中的至少一者。
30.一种用于检测多个粒子束的位置的方法,其包括:用照明源产生粒子束阵列;
将所述粒子束阵列引导到样本上的测量位置阵列;
用成像子系统使所述测量位置阵列成像到检测平面处的成像光点阵列,所述成像子系统包括可调整透镜、可调整偏转器或可调整像散校正器中的至少一者;
用检测元件阵列中的单独检测元件来接收所述成像光点;
用一或多个位置检测器来测量所述成像光点在所述检测平面处的位置;及基于所述成像光点的所述测量位置而产生所述成像子系统的反馈信号以调整所述一或多个成像光点在所述检测平面中的所述位置以维持所述检测元件阵列上的所述成像光点的对准。
31.根据权利要求30所述的方法,其进一步包括:用所述成像子系统基于所述反馈信号来调整所述成像光点在所述检测平面中的所述位置以维持所述检测元件阵列对准。
说明书 :
用于多光束粒子检测器的位置反馈
技术领域
背景技术
的缺陷。给定半导体晶片(包含一或多个制造层)可包含数百个芯片,每一芯片含有数千个
关注组件,且每一关注组件可在芯片的给定层上具有数百万个例子。因此,检验系统可在给
定晶片上产生大量数据点(例如,一些系统产生数千亿个数据点)。此外,对不断缩小的装置
的需求导致对检验系统的需求增加,这会负面影响处理能力。因此,期望提供一种用于处置
例如上文识别的缺点的缺点的系统及方法。
发明内容
包含经配置以将所述光束阵列引导到样本的测量位置阵列处的照明子系统。在另一说明性
实施例中,所述系统包含经配置以使所述测量位置阵列成像为检测平面中的成像光点阵列
的成像子系统,所述成像子系统经进一步配置以调整所述成像光点中的一或多者在所述检
测平面中的位置。在另一说明性实施例中,所述系统包含经配置以产生与所述成像光点中
的每一者相关联的检测信号通道的检测组合件。在一个说明性实施例中,所述检测组合件
包含经配置以用单独检测元件接收所述成像光点的检测元件阵列。在另一说明性实施例
中,所述检测组合件包含经配置以测量所述成像光点在所述检测平面中的位置的一或多个
位置检测器。在另一说明性实施例中,所述检测组合件基于所述成像光点的所述测量位置
产生所述成像子系统的反馈信号以调整所述成像光点中的一或多者在所述检测平面中的
所述位置以维持所述检测元件阵列对准。
检测元件阵列。在另一说明性实施例中,所述一或多个成像光点包含响应于来自多光束照
明源的光束阵列而从样本发出且由成像子系统成像到所述检测平面的辐射。在另一说明性
实施例中,所述检测组合件包含经配置以测量所述成像光点在所述检测平面中的位置的一
或多个位置检测器。在另一说明性实施例中,所述检测组合件基于所述成像光点在所述检
测平面中的所述测量位置产生所述成像子系统的反馈信号以调整所述成像光点中的一或
多者在所述检测平面中的所述位置以维持所述检测元件阵列对准。
中,所述方法包含用照明子系统将所述粒子束阵列引导到样本上的测量位置阵列。在一个
说明性实施例中,所述方法包含用成像子系统使所述测量位置阵列成像到检测平面处的成
像光点阵列。在另一说明性实施例中,所述方法包含用检测元件阵列的单独检测元件接收
所述成像光点。在另一说明性实施例中,所述方法包含用一或多个位置检测器测量所述成
像光点在所述检测平面处的位置。在另一说明性实施例中,所述方法包含基于所述成像光
点的所述测量位置产生所述成像子系统的反馈信号以调整所述一或多个成像光点在所述
检测平面中的所述位置以维持所述检测元件阵列对准。
起用于说明本发明的原理。
附图说明
具体实施方式
人员应易于明白,可在不背离本发明的精神及范围的情况下进行形式及细节的各种改变及
修改。
列;及检测组合件,其产生与成像光点中的每一者相关联的检测信号通道。就此而言,可并
行询问样本的多个部分(例如,测量位置阵列),此可提供相对于不具有光束阵列的系统的
增加处理能力。
例如,与光束检验系统相比,粒子束检验系统通常可具有较高分辨率但较低处理能力。因
此,可个别或组合地利用具有不同类型的照明光束的检验系统以利用互补优点。
(但不限于)单晶硅、砷化镓及磷化铟。通过另一实例,样本可包含处于任何制造阶段的半导
体装置。例如,半导体装置可形成为图案化或未图案化材料的一或多个层。此类层可包含
(但不限于)抗蚀剂、电介质材料、导电材料及半导电材料。所属领域中已知许多不同类型的
此类层,且如本文中使用的术语“样本”希望涵盖其上可形成所有类型的此类层的样本。许
多不同类型的装置可形成于样本上,且如本文中使用的术语“样本”希望涵盖其上制造所属
领域中已知的任何类型的装置的样本。通过另一实例,样本可包含用于制造过程中的一或
多个元件,例如(但不限于)光罩或光掩模。
换。另外,出于本发明的目的,术语“图案化装置”、“掩模”及“光罩”应被解释为可互换。
相关联的单独检测通道,成像光点又与光束阵列的每一光束相关联。就此而言,可通过组合
与样本上的成像光点中的每一者相关联的检测通道信号而形成样本的图像。此外,可平移
样本及/或光束阵列以建立任何任意大小的样本图像。
素检测元件阵列。此外,一或多个位置检测器可包含多像素检测元件的一或多个像素。因
此,可基于每一像素的相对信号强度来确定成像光点在多像素检测元件上的位置。通过另
一实例,检测器组合件可包含检测器成像系统以将检测平面处的第一图像提供到耦合到检
测元件的光纤阵列的输入面上且(例如,经由分束器)将第二图像提供到位置监测摄像机。
此配置可适合于任何类型的照明光束。例如,用于粒子束检验系统的检测器组合件可包含
定位于检测平面处的闪烁器以响应于来自样本的与成像光点相关联的所吸收二次电子而
产生光子。检测器成像系统可接着使由闪烁器产生的光成像到光纤阵列以及位置监测摄像
机上。
含适合于修改成像光点中的一或多者在检测平面处的位置的一或多个可调整光束控制元
件(例如,聚焦元件、像差校正元件或类似物)。
及/或最小化检测元件之间的串扰。通过另一实例,检测元件的灵敏度可依据跨输入面的位
置而变化。例如,在检测元件阵列包含耦合到光学检测器的光纤阵列的情况中,成像光点在
光纤的输入面上的相对位置将强烈影响光到光纤中的耦合效率。
全部成像光点在共同方向上偏移。通过另一实例,粒子束检验系统中的充电效应可引起一
些成像光点相对于其它成像光点偏移,从而导致样本平面处的不对称失真。
类似物)的诊断信息,其可补充由检测元件产生的图像。
小光束阵列或类似物);照明子系统104,其在测量位置阵列处(例如,定位于照明子系统104
的图像平面处)用光束阵列照明样本;成像子系统106,其使测量位置阵列成像到检测平面
以作为成像光点阵列;及检测组合件108,其接收检测平面处的成像光点阵列且产生与每一
成像光点相关联的检测信号通道。就此而言,多光束检验系统100可同时用每一照明光束询
问样本。在另一实施例中,多光束检验系统100包含控制器110,控制器110包含经配置以执
行保存于存储器媒体114上的程序指令的一或多个处理器112。就此而言,控制器110的一或
多个处理器112可执行贯穿本发明描述的各种程序步骤的任何者。
置。在一个实施例中,一或多个处理器112可由桌面计算机、主计算机系统、工作站、图像计
算机、平行处理器或经配置以执行经配置以操作多光束检验系统100的程序的任何其它计
算机系统(例如,网络计算机)构成,如贯穿本发明描述。应进一步认识到,术语“处理器”可
经广泛定义以涵盖具有执行来自非暂时性存储器媒体114的程序指令的一或多个处理元件
的任何装置。
体。通过另一实例,存储器媒体114可包含(但不限于)只读存储器(ROM)、随机存取存储器
(RAM)、磁性或光学存储器装置(例如,磁盘)、磁带、固态磁盘及类似物。应进一步注意,存储
器媒体114可与一或多个处理器112容置于共同控制器外壳中。在一个实施例中,存储器媒
体114可相对于一或多个处理器112及控制器110的物理位置远程定位。例如,控制器110的
一或多个处理器112可存取可通过网络(例如,因特网、内部网络及类似物)存取的远程存储
器(例如,服务器)。因此,上文描述不应被解译为限制本发明,而是仅为说明。
如,X射线、光学辐射或类似物)及/或粒子(例如,二次电子、反向散射电子、离子、中性粒子
或类似物)。因此,成像光点可包含由成像子系统106收集的电磁辐射及/或粒子。
及/或粒子)。就此而言,检测组合件108可产生与由照明光束照明的样本上的每一测量位置
相关联的单独数据信号(例如,检测通道信号)。此外,控制器110可从检测元件116接收检测
通道信号。
的对准位置。此外,控制器110可从位置检测器118接收位置信号。
测器118的位置信号而产生反馈信号且将反馈信号提供到成像子系统106。就此而言,成像
子系统106可不断调整成像光点在检测平面中的位置以维持检测元件116对准。
出的粒子及/或电磁辐射。应理解,图2中说明的成像光点204的数目及分布仅供说明且不应
被解释为限制。检测组合件108可经配置以产生检测通道信号且以所属领域中已知的任何
分布确定成像光点204的位置。
检测组合件108包含定位于检测平面202处的闪烁器304以吸收从样本发出的粒子且随后发
射电磁辐射(例如,光)。闪烁器304可包含所属领域中已知的适合于响应于所吸收粒子而产
生光的任何类型的闪烁器。例如,闪烁器304可(但未必)包含响应于吸收由摄像机312发射
且由成像子系统106捕获的粒子而通过荧光发射光的荧光材料。因此,闪烁器304可包含任
何类型的此荧光材料,包含(但不限于)有机或无机晶体或液体。在一个实施例中,闪烁器
304包含塑料闪烁器(其包含本身响应于所吸收粒子而产生荧光的聚合物基质)或包含悬浮
于聚合物基质内的荧光体。
纳米带宽的光。
过另一实例,闪烁器304的荧光衰减时间可小于约10纳秒。通过另一实例,闪烁器304的荧光
衰减时间可小于约5纳秒。
像光点204(包含粒子)的检测基本上相同的关于样本的信息。
306可包含任何数目个光学元件以捕获来自闪烁器304的光且在二次检测平面302处产生二
次图像。例如,如图3中说明,检测器成像子系统306可包含一或多个检测器透镜308。在一个
例子中,检测器透镜308可包含高数值孔径(高NA)透镜(例如,物镜或类似物)。
断球面透镜(例如,维尔斯特拉斯(Weierstrauss)SIL或超半球面SIL)。图4是根据本发明的
一或多个实施例的包含固体浸没透镜的检测组合件108的一部分的概念图。在一个实施例
中,检测器成像子系统306包含与闪烁器304接触的维尔斯特拉斯SIL 402。SIL 402可提供
高NA以高效地收集来自闪烁器304的光。此外,SIL 402的折射率可经选择为(但未必选择
为)类似于闪烁器304的折射率以限制闪烁器304与SIL 402之间的接口处的折射。在另一实
施例中,检测器成像子系统306包含一或多个额外检测器透镜404以收集由SIL 402捕获的
光且在二次检测平面302处产生检测平面202的图像。
与成像光点204相关联的光耦合到光纤310中。例如,光纤310的空间分布可对应于光束阵列
1002内的照明光束的分布的按比例调整版本。就此而言,与每一成像光点204相关联的光可
耦合到不同光纤310中。
平面202处产生成像光点204时,成像子系统106提供样本的额外放大。因此,二次检测平面
302上的二次图像的大小可包含照明子系统104及检测器成像子系统306级的组合放大。
微米的范围内。在一个例子中,具有400微米核心直径的多模式光纤310的阵列可需要约35
倍总放大率以使样本上的照明光点成像到光纤310的核心上以进行高效耦合。因此,可在成
像子系统106与检测器成像子系统306之间分割所需35倍放大率。例如,光点成像子系统106
可提供(但未必提供)约3.5倍放大率,使得检测器成像子系统306可提供10倍放大率。
(与由每一照明光束照明的样本的部分相关联)的光提供单独检测信号通道。
组合件108包含一或多个放大器以提高检测灵敏度。例如,检测元件116可包含(但未必包
含)提供内部模拟增益的突崩光二极管。通过另一实例,检测组合件108可包含电子放大器
以放大由检测元件116提供的电子检测信号。
空腔室的窗集成,使得检测组合件108中的至少一部分可定位于真空腔室外部。在一个例子
中,闪烁器304安装于窗凸缘内部以代替透明窗材料或与透明窗材料并排。就此而言,闪烁
器304的一个面可面向真空腔室且曝露到从样本发出的与成像光点204相关联的粒子。此
外,由闪烁器304发射的光可在腔室外部传播以用检测器成像子系统306收集。
的额外检测器透镜404可安装到SIL 402的固定位置中以产生成像光点204的二次图像。
列1002内的照明光束的分布的按比例调整版本,使得与每一成像光点204相关联的光可经
引导到单独检测元件116。
含分束器314,分束器314经定位使得检测器成像子系统306可在二次检测平面302及摄像机
检测平面316处产生共轭图像。此外,在图3的上下文中包含分束器314仅供说明且不应被解
释为限制。实情是,分束器314可包含于检测器成像子系统306的任何设计中。在一个例子
中,分束器314可并入到图4中说明的检测器成像子系统306中。就此而言,分束器314可基于
由SIL 402收集的光而在二次图像平面及摄像机检测平面316处产生共轭图像。
像光点204中的每一者相关联的光。此外,位置数据可响应于样本上的变化而跟踪成像光点
204中的每一者的位置的偏差。
称位置,所述位置对应于成像光点204的二次图像与光纤310的核心的对准。因此,由摄像机
测量的成像光点204的位置的偏差可指示光纤310的未对准及因此光纤310的输出面处的检
测元件116上的减小信号。
平面202处且可直接检测从样本发出的与成像光点204相关联的粒子及/或电磁辐射。
1002内的照明光束的分布的按比例调整版本。因此,可由单独检测元件116接收每一成像光
点204。此外,图5A中的点指示成像光点204在检测元件116上的标称位置。
子及/或反向散射电子)敏感的二极管。例如,检测元件116可包含PIN二极管。应注意,突崩
增益(例如,例如APD中所产生)并非必要的且在一些应用中可引发过度加热及/或过度增
益。
图。在一个实施例中,每一检测元件116包含至少一个单独接合垫,使得每一检测元件116可
产生单独检测信号通道。在另一实施例中,如图5B中说明,检测元件116的接合垫可通过穿
过共同衬底层502的填充通孔506连接到外部衬底504,使得检测信号通道可连接到额外电
路(例如,一或多个放大器、控制器110或类似物)。此外,共同衬底层502可(但未必)经背部
薄化以提供机械稳定性及到外部衬底504的短连接两者以获得高速性能。
像素。就此而言,可基于由像素吸收的相对能量相对于由检测元件116吸收的总能量来确定
成像光点204在检测元件116上的相对位置。
像素602c,其经布置使得将在三个像素602a、602b、602c之间平等地划分与标称地位于检测
元件116中心的圆形成像光点204相关联的能量。然而,成像光点204与标称位置的偏差将导
致由三个像素602a、602b、602c吸收的能量的不等分布。因此,可鉴于成像光点204的已知能
量分布而计算包含成像光点204与标称位置的偏差的量值及方向的位置数据。
计算位置数据。
点204相对于检测元件116的位置。
光点204的位置数据的任何数目个像素。在此应认识到,像素602的数目及分布可影响可产
生位置数据的精确性。例如,包含对称地定向的两个像素的检测元件116可确定沿单个方向
的位置数据。通过另一实例,检测元件116(包含所述检测元件116的有源区域的四个象限)
可基于每一象限中吸收的相对能量来确定位置数据。另外,像素602可布置成任何几何形
状,例如(但不限于)环形几何形状。
整成像光点204的一或多者在检测平面202中的位置的一或多个可调整元件,例如(但不限
于)可调整聚焦元件或像差校正元件。
合件108。在另一实施例中,反馈信号用于在运行时间期间维持检测组合件108对准。例如,
例如(但不限于)物理、化学、机械或光学性质的样本变化可导致一或多个成像光点204相对
于检测元件116的未对准。因此,反馈信号可提供减轻未对准的方法。
照明光束702的阵列照射于样本706上的位置与由成像子系统106沿倾斜方向成像的测量位
置阵列之间的均匀失配。图7B是根据本发明的一或多个实施例的响应于倾斜样本的检测平
面202的概念俯视图。在图7B中,成像光点204从检测元件116中的每一者上的标称位置均匀
地偏转。因此,由位置数据产生的反馈信号可引导成像子系统106以均匀地偏转(例如,用偏
转器)成像光点204。
缘结构及/或未经连接到接地源的结构可响应于由光束阵列引发的粒子(例如,二次电子、
离子或类似物)空乏而在区域806中产生电荷(例如,正电荷或负电荷)。因此,所引发的电荷
可偏转二次电子的轨迹,及因此成像光点204在检测平面202中的位置。图8B是根据本发明
的一或多个实施例的响应于均匀样本充电的检测平面202的概念俯视图。在图8B中,成像光
点204从检测元件116中的每一者上的标称位置不均匀地但对称地偏转。例如,均匀充电效
应可引发透镜化及较高阶像差效应,其引起光束阵列1002的边缘附近的成像光点204相对
于中心附近的成像光点偏转。因此,由位置数据产生的反馈信号可引导成像子系统106以通
过焦点调整及/或像差校正来减轻透镜化效应。
样本性质的变化及/或图案化特征的存在可引发不均匀充电效应(例如,在区域906中),其
可不均匀地偏转一些成像光点204相对于其它成像光点的轨迹。图9B是根据本发明的一或
多个实施例的响应于不均匀样本充电的检测平面202的概念俯视图。在图9B中,成像光点
204从检测元件116中的每一者上的标称位置不均匀地且不对称地偏转。因此,由位置数据
产生的反馈信号可引导成像子系统106以通过不对称像差校正及/或一些成像光点204的偏
转来减轻透镜化效应。
发,包含样本引发的效应、光束漂移及类似物。此外,情况可为基于来自位置检测器118的位
置数据的反馈信号可部分而非完全减轻未对准。
充当与样本的检验相关的诊断信息。例如,如本文中先前描述且图8A到9B中说明,成像光点
204在检测平面202中的相对位置可指示归因于已知结构以及异常结构(例如,缺陷)的充电
效应。
图像与基于设计特性的图像(例如,裸片对数据库(D2DB)检验)而特性化样本裸片中的缺
陷。在2012年2月28日发布的第8,126,255号美国专利中大体描述使用永久数据(例如,所存
储数据)的检验系统,所述案的全部内容以引用的方式并入本文中。在2010年3月9日发布的
第7,676,077号美国专利及2000年11月28日发布的第6,154,714号美国专利及2011年10月
18日发布的第8,041,103号美国专利中大体描述使用样本的设计数据来促进检验的检验系
统,所述案的全部内容以引用的方式并入本文中。在2005年7月19日发布的第6,920,596号
美国专利、2015年6月5日发布的第8,194,968号美国专利及2006年2月7日发布的第6,995,
393号美国专利中大体描述缺陷及故障源的确定,所述案的全部内容以引用的方式并入本
文中。在2013年12月17日发布的第8,611,639号美国专利中大体描述装置性质提取及监测。
在2003年1月21日发布的第6,509,197号美国专利、2003年3月4日发布的第6,528,818号美
国专利、2003年6月10日发布的第6,576,923号美国专利及2003年10月21日发布的第6,636,
064号美国专利中大体描述适合于VCI的样本装置设计,所述案的全部内容以引用的方式并
入本文中。在2003年3月4日发布的第6,529,621号美国专利、2004年6月8日发布的第6,748,
103号美国专利及2005年11月15日发布的第6,966,047号美国专利中大体描述检验系统中
的光罩的使用,所述案的全部内容以引用的方式并入本文中。在2004年2月10日发布的第6,
691,052号美国专利、2005年7月26日发布的第6,921,672号美国专利及2012年2月7日发布
的第8,112,241号美国专利中大体描述产生检验过程或检验目标,所述案的全部内容以引
用的方式并入本文中。在2005年9月20日发布的第6,948,141号美国专利中大体描述半导体
设计数据的临界区域的确定,所述案的全部内容以引用的方式并入本文中。
的第6,803,571号美国专利及2007年5月15日发布的第7,217,924号美国专利中大体描述具
有不同能量的粒子束的使用,所述案的全部内容以引用的方式并入本文中。在2004年8月10
日发布的第6,774,646号美国专利、2008年6月24日发布的第7,391,033号美国专利及2013
年1月29日发布的第8,362,425号美国专利中大体描述用于样本检验的多个粒子束的使用,
所述案的全部内容以引用的方式并入本文中。在2013年6月4日发布的第8,455,838号美国
专利中大体描述多柱粒子束系统及方法,所述案的全部内容以引用的方式并入本文中。
1002。多光束照明源102可包含所属领域中已知的适合于产生包含任何类型的粒子的照明
光束1002a的任何类型的粒子源。例如,多光束照明源102可包含电子源,使得一或多个照明
光束1002a包含电子束。通过另一实例,多光束照明源102可包含离子源,使得一或多个照明
光束1002a可包含离子束。此外,多光束照明源102可包含(但不限于)一或多个电子枪、一或
多个离子枪、一或多个阴极源、一或多个射极尖端、一或多个阳极或适合于产生粒子辐射的
一或多个闸阀。
产生具有任何波长的电磁辐射,包含(但不限于)X射线、可见光(例如,紫外线(UV)波长、可
见波长、红外线(IR)波长及类似物)。此外,照明光束1002a可展现任何所选择的程度的空间
或时间相干性。
射源1004发射的粒子且将其引导到光束透镜阵列1008。例如,光束透镜阵列1008可包含一
系列孔径及/或透镜,其经布置以将来自枪透镜1006的粒子分割到照明光束1002a的阵列
中。多光束照明源102可进一步包含电流控制孔径1010(例如,电流控制孔径)以限制引导到
光束透镜阵列1008的粒子的大小及/或电流。在一个实施例中,电流控制孔径1010可控制入
射于光束透镜阵列1008上的粒子的空间范围且因此可控制光束阵列1002中的照明光束
1002a的数目。
1002a。
多光束检验系统100询问的测量位置阵列(例如,在样本1014上)。
其形成复合系统以将光束阵列1002引导到样本平面1012(例如,到样本1014)。在一个例子
中,照明子系统聚焦元件1016使光束透镜阵列1008成像到样本平面1012。在另一例子(未展
示)中,光束透镜阵列1008将每一照明光束1002a聚焦到虚拟源平面,且照明子系统聚焦元
件1016接着将虚拟源平面成像于样本1014上。此配置可促进对照明光束1002a的焦点性质
的额外控制。
校正器。
之间的间隔。通过另一实例,可基于照明子系统聚焦元件1016的焦度来调整照明光束1002a
的数值孔径。
保持在受控电势的一或多个元件以修改照明光束1002a的着陆能量。
一或多个粒子透镜(例如,静电、单电势、双电势透镜或类似物)以捕获粒子且使粒子成像,
例如(但不限于)响应于照明光束1002a而来自样本1014的二次电子或反向散射电子。在另
一实施例中,成像子系统106包含一或多个光学透镜以捕获响应于照明光束1002a而从样本
1014发出的电磁辐射且使所述电磁辐射成像。
于物镜1020上方以将由物镜1020收集的粒子重导引朝向检测组合件108。此外,成像子系统
106可包含一或多个成像子系统聚焦元件1024以使测量位置阵列成像到检测平面202上。
施加电压的带电板,所收集电子传播通过所述带电板。就此而言,二次电子弯曲器可促进包
含可调整光束控制元件1026。
制元件1026可从检测系统108(例如,检测组合件108的位置检测器118)接收指示一或多个
检测元件116的未对准的反馈信号。作为响应,可调整光束控制元件1026可选择性地修改相
关成像光点204的位置以维持检测元件116对准。
制元件1026包含具有可调整焦度及/或旋转调整的一或多个可调整聚焦元件1028。例如,可
调整聚焦元件1028可调整成像光点204的放大率及因此大小及成像光点204之间的间隔。在
另一实施例中,可调整光束控制元件1026包含经配置以使成像光点204在一或多个所选择
的方向上偏转的一或多个偏转器1030。例如,可调整光束控制元件1026可包含经配置以使
成像光点204沿正交方向偏转的两个偏转器1030。在另一实施例中,可调整光束控制元件
1026包含适合于将像差(例如散光)引入到成像光点204中及/或减轻像差的一或多个像散
校正器1032。在另一实施例中,可调整光束控制元件1026提供近边缘校正作为调整一或多
个成像光点204的位置的方法。例如,像散校正器1032可均匀地修改成像光点204。
验系统100包含样本载物台1034以固定及平移样本1014。样本载物台1034可包含适合于在
多光束检验系统100内定位及/或扫描样本1014的任何装置。例如,样本载物台1034可包含
线性平移载物台、旋转载物台、翻转/倾斜载物台或类似物的任何组合。
或多个扫描线圈或偏转器。就此而言,粒子扫描元件1036可跨样本1014以所选择的图案扫
描照明光束1002a。本文中应注意,多光束检验系统100可以所属领域中已知的任何扫描模
式操作。例如,当跨样本1014的表面扫描照明光束1002a时,多光束检验系统100可以步进及
扫描模式操作。就此而言,多光束检验系统100可跨样本1014扫描照明光束1002a,样本1014
标称地相对于照明光束1002a固定或与照明光束1002a同步地运动。
的照明光束1002a的1D阵列(例如,线阵列)照明样本1014以产生线图像且可进一步沿正交
方向平移安装于样本载物台1034上的样本1014以产生具有任何所要长度的线扫描图像。通
过另一实例,多光束检验系统100可用照明光束1002a的2D阵列照明样本1014且可以协调模
型平移样本1014及/或光束阵列1002以产生样本1014的图像。
文中先前描述的实施例及实现技术不应被解释为延伸到方法1100。然而,应进一步注意,方
法1100不限于多光束检验系统100的架构。
包含用照明子系统将粒子束阵列引导到样本上的测量位置阵列的步骤1104。在另一实施例
中,方法1100包含用成像子系统使测量位置阵列成像到检测平面处的成像光点阵列的步骤
1106。例如,成像子系统可收集响应于粒子束阵列而从样本发出的粒子,例如(但不限于)二
次电子或反向散射电子。
道的检测元件阵列。在另一实施例中,方法1100包含用一或多个位置检测器测量成像光点
在检测平面处的位置的步骤1110。例如,检测组合件可进一步包含经配置以测量且不断监
测成像光点在检测平面处的位置的位置检测器。此外,位置检测器可经校准到检测元件阵
列,使得位置检测器可监测成像光点在检测元件阵列上的对准的精确性。
联)的粒子且随后作为响应发射电磁辐射(例如,光)。此外,检测平面(及因此来自闪烁器的
与成像光点相关联的光)可经重新成像到两个共轭二次图像平面。就此而言,检测元件可定
位于共轭二次图像平面的一者处且位置检测器(例如,摄像机)可定位于另一共轭二次图像
平面处。因此,成像光点在检测平面处的位置的偏差导致同时修改检测元件及位置检测器
两者上的二次图像。
的二次图像可经调整,使得成像光点的二次图像各自由不同光纤收集。
成像光点。可基于由每一像素吸收的能量相对于由整个多像素检测元件吸收的汇总能量来
确定成像光点在多像素检测元件上的位置。
例如,成像子系统可包含可调整光束控制元件,例如(但不限于)适合于修改成像光点在检
测平面处的位置的可调整透镜、偏转器、像散校正器或类似物。因此,成像子系统可不断调
整成像光点在检测平面处的位置以维持检测元件对准。
构。在概念意义上,实现相同功能性的组件的任何布置经有效“相关联”,使得实现所要功能
性。因此,在不考虑架构或中间组件的情况下,经组合以实现特定功能性的本文中的任何两
个组件可被视为彼此“相关联”,使得实现所要功能性。同样地,如此相关联的任何两个组件
也可被视为彼此“连接”或“耦合”以实现所要功能性,且能够如此相关联的任何两个组件也
可被视为彼此“可耦合”以实现所要功能性。可耦合的特定实例包含(但不限于)可物理相互
作用及/或物理相互作用的组件及/或可无线相互作用及/或无线相互作用的组件及/或可
逻辑相互作用及/或逻辑相互作用的组件。
所描述形式仅为说明性的,且下列权利要求的意图是涵盖及包含此类改变。此外,应理解,
由所附权利要求书定义本发明。