[發明專利]一種高分辨大掃描場系統的二階像差補償方法

有效

• 申請號: 202010719387.1
• 申請日: 2020-07-23
• 公開（公告）號: CN112098438B
• 公開（公告）日: 2021-11-19
• 發明（設計）人: 康永鋒;常飛浩;胡航鋒;趙靜宜
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: G01N23/00
• 分類號: G01N23/00;H01L21/66
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 陳翠蘭

本發明公開了一種高分辨大掃描場系統的二階像差補償方法，針對有偏轉系統的存在時，此時沿著光軸附近將場函數做級數展開分析系統電子光學特性，能夠分析因偏轉帶來的二階像差。利用靜電八極偏轉器，通過給圓弧電極施加電壓信號激勵，讓偏轉器產生所需的四極場，疊加在靜電偏轉器上。針對整個成像系統或檢測系統，計算其光學特性，根據疊加四極場之后計算的結果，控制調節加入四極場的方位角和激勵強度，從而達到補償系統因偏轉帶來的二階像差。

技術領域

本發明涉及電子束成像和電子束缺陷檢測領域，具體涉及一種高分辨大掃描場系統的二階像差補償方法。

背景技術

隨著半導體技術的發展和工藝技術的進步，器件尺寸不斷縮小，那些在以前節點上曾經不太重要的缺陷和顆粒可能會對器件性能造成致命的影響。同時由于新材料的引入、新工藝的研發和新一代光刻技術的使用，帶來了許多新的缺陷問題。為了滿足物理研究及半導體器件和集成電路生產的需要，要求電子束成像系統和檢測設備具有更高的分辨率、更大的掃描場。

之前追求的是在高的放大倍率時有很高的分辨率，即很小的軸上像差，而對軸外像差要求不是很嚴格，也就是說隨著掃描場的增加引起的系統像差的急劇增加。對于電子束成像系統和檢測設備，既要求有高的軸上分辨率，又希望在大的掃描場內具有小的軸外像差。因此，系統中都考慮有偏轉系統的設計。當偏轉系統存在時，實現了較大的掃描場時，邊緣上的物點離光軸遠，光束傾斜大，隨著偏轉激勵的增大，即視場的增大，主光軸也隨之偏離系統軸，此時電子束不能在x和y向很好的聚焦，產生了象散，同時偏轉帶來的二階像差也隨之增大。

在目前的電子束成像系統和檢測設備中，往往都是給系統單獨增加一個消象散器器件，僅僅是用來消除系統軸上的象散問題，而未考慮因偏轉產生的偏轉像差，而且由于現有方法分析存在缺陷，并沒有有效的考慮和分析二階像差，更沒有校正其的實施方法。

因此亟需一種高分辨大掃描場系統的補償二階像差的方法，來減小或校正系統的二階像差。

發明內容

針對上述現有技術的不足，本發明對于有聚焦偏轉系統的電子束成像系統和電子束檢測設備，提供一種高分辨大掃描場系統的二階像差的補償方法。

為達到上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種高分辨大掃描場系統的二階像差補償方法，在電子束檢測和成像系統中，分析因偏轉系統帶來的二階像差，進而利用多極靜電偏轉器，引入四極場以補償電子束檢測和成像系統因偏轉系統帶來的二階像差。

進一步地，在電子束檢測和成像設備中，分析因偏轉系統帶來的二階像差，具體為：當電子束檢測或成像系統有偏轉系統的存在時，此時沿著光軸附近將場函數做級數展開分析系統電子光學特性，即能夠分析因偏轉系統帶來的二階像差。

進一步地，利用多極靜電偏轉器，引入四極場以補償電子束檢測和成像系統因偏轉系統帶來的二階像差，具體為：通過給多極靜電偏轉器的圓弧電極施加電壓信號激勵，讓多極靜電偏轉器產生所需的四極場，疊加在多極靜電偏轉器上，控制調節加入四極場的方位角和激勵強度，從而達到補償電子束檢測和成像系統因偏轉系統帶來的二階像差。

進一步地，所述多極靜電偏轉器為八極靜電偏轉器、十二極靜電偏轉器或二十極靜電偏轉器。

進一步地，當多極靜電偏轉器采用八極靜電偏轉器時，將八極靜電偏轉器的八個圓弧電極按照四極透鏡的結構分布分成四個單元，每個單元包括兩個圓弧電極，對這兩個圓弧電極施加同一激勵信號，通過給圓弧電極施加激勵信號，即得到四極透鏡所需的四極場，最終利用有限元軟件對四極場進行計算并導出；

對于計算的四極場有限元結果，先將導出的四極場疊加在八極靜電偏轉器上，放入整個電子束檢測和成像系統中，使八極靜電偏轉器同時有二極場和四極場，計算八極靜電偏轉器在電子束檢測和成像系統中的光學特性。