[发明专利]用于多波束扫描式电子显微系统的聚焦调整的方法及系统

说明书

本发明揭示一种扫描式电子显微系统。所述系统包含多波束扫描式电子显微SEM子系统。所述SEM子系统包含：多波束电子源，其经配置以形成多个电子束；样品载物台，其经配置以固定样品；电子光学组合件，其将所述电子束引导到所述样品的部分上；及检测器组合件，其经配置以同时获取所述样品的表面的多个图像。所述系统包含控制器，所述控制器经配置以：从所述检测器组合件接收所述图像；通过分析图像的一或多个图像质量参数而识别所述图像的最好聚焦图像；及基于对应于所述经识别的最好聚焦图像的电子束的聚焦来引导所述多透镜阵列以调整一或多个电子束的聚焦。

相关申请案的交叉参考

本申请案根据35USC§119(e)主张2015年9月23日申请的以马克·麦考德(MarkMcCord)、雷纳·柯尼普雷米尔(Rainer Knippelmeyer)、道格拉斯·马思娜吉缇(DouglasMasnaghetti)、理查德·西蒙斯(Richard Simmons)及斯考特·杨(Scott Young)为发明者的标题为多光束成像系统中的快速调焦技术(TECHNIQUES FOR RAPID FOCUS ADJUSTMENTIN A MULTIPLE-BEAM IMAGING SYSTEM)的第62/222,325号美国临时申请案的权利且构成所述申请案的正规(非临时)专利申请案，所述申请案的全文以引用的方式并入本文中。

技术领域

本发明大体上涉及扫描式电子显微术且特定来说，本发明涉及多波束电子显微系统中的聚焦调整。

背景技术

制造例如逻辑及存储器装置的半导体装置通常包含使用大量半导体制造工艺处理例如半导体晶片的衬底以形成半导体装置的各种特征及多个层级。随着半导体装置大小变得越来越小，开发增强的检验及复检装置及程序变得至关重要。一种此检验技术包含基于电子束的检验系统，例如扫描式电子显微术(SEM)。在单波束SEM中，执行聚焦调整涉及在不同焦点设置下获取多个图像，且接着选取最好图像(或在图像之间内插以寻找最好聚焦)。经常地，也调整像散校正，这可进一步增加所需图像的数目。获取图像的时间可相对长的，这降低检验工具的可用性。提供一种解决单波束SEM方法中观察到的缺点的多波束SEM系统及方法将是有利的。

发明内容

根据本发明的一或多个实施例揭示一种具有聚焦调整能力的多波束扫描式电子显微设备。在一个实施例中，所述系统包含多波束扫描式电子显微子系统，所述多波束扫描式电子显微子系统包括：多波束电子源，其经配置以形成多个电子束；样品载物台，其经配置以固定样品；电子光学组合件，其包含经配置以将所述多个电子束的至少一部分引导到所述样品的部分上的一组电子光学元件；及检测器组合件，其经配置以同时获取所述样品的表面的多个图像，每一图像与所述多个电子束的电子束相关联。在另一实施例中，系统100包含控制器，所述控制器包含经配置以执行存储于存储器中的一组程序指令的一或多个处理器。在另一实施例中，所述组程序指令经配置以致使所述一或多个处理器执行以下操作：从所述检测器组合件接收所述多个图像；通过分析所述多个所述图像的至少一些图像的一或多个图像质量参数而识别所述多个图像的最好聚焦图像或最好像散图像中的至少一者；及基于对应于所述经识别的最好聚焦图像或所述经识别的最好像散图像中的至少一者的电子束的聚焦或像散中的至少一者来引导所述多波束源以调整一或多个电子束的聚焦或像散中的至少一者。

在另一实施例中，所述控制器引导所述多透镜阵列组合件以跨所述样品的图像场建立聚焦梯度，其中所述多透镜阵列的两个或两个以上透镜将所述多个电子束的两个或两个以上电子束聚焦到不同焦点。

在另一实施例中，所述控制器引导所述多透镜阵列组合件以跨所述样品的图像场建立像散梯度，其中所述多透镜阵列的两个或两个以上透镜聚焦所述多个电子束的两个或两个以上电子束以便显示不同量的像散。