用反向散射电子检查的多电子束系统的制作方法

本发明涉及一种具有用于检测反向散射电子的检测器的多电子束系统。

背景技术：

1、wo 2005/024881 a2公开了一种电子显微镜系统，该系统使用多个电子束进行操作，以便用一束电子束并行扫描要检查的物体。初级带电粒子小束的束通过将初级带电粒子束引导到多束形成单元上而产生，多束形成单元包含至少一个多孔板，多孔板具有多个开口。电子束的一部分电子入射到多孔板上并在那里被吸收，另一部分电子束穿过多孔板的开口，从而在每个开口下游的射束路径中形成电子小束，其横截面由相应开口的横截面定义。多个初级带电粒子小束通过物镜聚焦在样品表面上，并触发次级电子或反向散射电子从样品中发出次级电子小束，这些次级电子小束被收集并成像到检测器上。每个次级小束入射到单独的检测器元件或检测器元件组上，使得由此检测到的次级电子强度提供与对应的初级小束入射到样品上的位置处的样品表面有关的信息。该信号通常取决于由次级电子产生的信号，其取决于每个初级电子的次级电子（se）产量和电子显微镜的几何收集效率。se产量取决于材料特性和初级电子的动能。

2、近来，通过使用反向散射电子（bse）代替次级电子来检查诸如晶片的样品的需求不断增长。通常，单束扫描电子显微镜使用透镜内检测器来检测bse。例如，从单束系统中，在反向散射电子束的圆周中布置电子到光转换元件是众所周知的。在us 8,598,525 b2中，闪烁体经由导光元件被连接到光子检测器。在wo 2023/011824 a1中，在多束系统的上下文中以单个束示出了该想法，然而缺少如何实现这种解决方案的任何实际示例。通常，利用这种inlens检测器，丢失了多电子束系统的每个小束的个体信息。在wo 2023/011824 a1中示意性图示的另外的范例中，提出了应用自由空间成像而不是闪烁体与光子检测器之间的导光元件。然而，wo 2023/011824 a1中描述的系统具有非常低的效率，并且需要改进。

3、wo 2023/280642 a1公开了一种用于带电粒子装置的检测器，该带电粒子装置用于评估设备以检测来自样品的带电粒子，其中检测器包括：反向散射检测器部件，其被设置为反向散射偏置电位并且被配置为检测较高能量的带电粒子；以及次级检测器部件，其被设置为次级偏置电位并且被配置为检测较低能量带电粒子。在反向散射偏置电位和次级偏置电位之间存在电位差。

4、因此，需要一种改进的多束电子束成像系统，其具有分别检测每个小束的反向散射电子的能力。因此，需要一种改进的多束电子束成像系统，其具有由反向散射电子引起的高效率的信号检测。

技术实现思路

1、客观的技术问题通过独立权利要求的主题来解决。从属权利要求涉及有利的实施例。

2、本专利申请要求于2024年3月25日提交的德国专利申请no.10 2024 202 846.0的优先权，其全部公开内容通过引用并入本专利申请中。

3、该问题的解决方案提供了一种用于利用反向散射电子检测器进行晶片检查的多束系统。在一实施例中，用于使用反向散射电子进行检查的多束系统包括：多束产生设备，该多束产生设备配置为从至少一个电子源生成多个初级电子小束；以及至少一个电子光学成像透镜，用于在多束系统的像平面中形成多个空间分离的焦点。反向散射电子检测器以例如10 μm的距离d平行于像平面布置，其中反向散射电子检测器包括用于透射多个初级电子小束的多个孔和多个电子检测元件。在每个孔处，至少一个电子检测元件被布置为与对应的孔相邻，使得由电子检测元件检测到的反向散射电子被单独地分配给通过对应孔的特定初级电子束。所述电子检测元件包括闪烁材料，所述闪烁材料被配置用于将反向散射的电子转换成光子。所述多束系统还包括至少一个光子检测器，所述至少一个光子检测器用于空间分辨地检测在所述电子检测元件中的每个电子检测元件内生成的光子。多束系统还包括晶片台，其被配置为将晶片的表面布置在像平面中。在范例中，所述至少一个光子检测器由空间分辨图像传感器形成，并且其中，所述系统还包括光子成像透镜系统，所述光子成像透镜系统用于将在所述多个电子检测元件内激发的光子成像到所述至少一个光子检测器上。在实例中，所述反向散射电子检测器进一步包括布置在所述反向散射电子检测器的上侧处的光子光学透镜阵列，其中所述上侧面向入射的初级电子小束，且其中每一孔延伸穿过所述光子光学阵列透镜中的至少一者。在实例中，所述反向散射电子检测器进一步包括附接到所述反向散射电子检测器的光子光场透镜，且其中每一孔延伸穿过所述光子光场透镜。利用阵列透镜及场透镜（各自分别用于光子光学成像）中的任一者或两者的组合，增加所述反向散射电子检测器内产生的光或光子的收集效率。利用光子光场透镜，从多个电子检测元件激发的光子被引导到公共重叠或光瞳区域，其中可以布置成像透镜以收集光子。利用阵列透镜，对于每个电子检测元件，各向同性激发的光子的收集效率增加。因此，附接到反向散射电子检测器或反向散射电子检测器附近的至少一个光子光学透镜增加了反向散射电子产生的光子的收集效率，从而增加了吞吐量或降低了噪声。

4、在示例中，多束系统包括具有圆锥形状的束管段，该圆锥形状在多个初级电子小束的传播方向上具有减小的直径。圆锥形状的束管段可以布置在至少一个电子光学成像透镜的上极靴内。因此，在反向散射电子检测器内产生的光的收集效率甚至进一步提高。

5、在示例中，所述反向散射电子检测器被连接到至少一个电子光学成像透镜的下极靴，并且其中，下极靴与上极靴电绝缘。在示例中，将电压ve提供给与反向散射电子检测器电连接的下极靴，以在反向散射电子检测器和束管段之间产生减速或加速电场。由此，能够将用于使电子减速或加速的电压提供给反向散射电子检测器。在示例中，上极靴和下极靴形成轴向间隙。在示例中，反向散射电子检测器包括镍钢合金。由此，磁场能够被限制在下极靴与上极靴之间的区域内。

6、在示例中，光子检测器中的至少一个通过光导被连接到对应的电子检测元件。光导可以集成在反向散射电子检测器内或形成在其上侧。

7、在示例中，至少一个电子光学成像透镜是具有轴向间隙的磁透镜，并且其中，反向散射电子检测器被布置在磁透镜的下极靴与像平面之间。

8、一般来说，反向散射电子检测器可包括在背侧处的薄金属反射涂层，所述薄金属反射涂层面向像平面。反向散射电子可以穿透薄金属反射涂层，而在反向散射电子检测器内产生的光被反射并在光导或光学成像透镜系统的方向上向上引导。

9、通常，反向散射电子检测器可包括在面向入射的初级电子小束的上侧上的导电涂层。导电涂层接地。由此，避免了表面电荷的产生。导电涂层可以形成为透明涂层，例如ito涂层，用于覆盖光子光学阵列透镜阵列、光子光场透镜或光导中的至少一个。

10、在示例中，反向散射电子检测器的至少一个孔相对于像平面的法线n倾斜一倾斜角。然后相应地倾斜初级电子小束。因此，最大的反向散射电子分布撞击在邻近孔的反向散射电子检测器上，并且增加了反向散射电子收集。在示例中，孔的倾斜角随着到至少一个电子光学成像透镜的光轴的距离的增加而增加。由此，例如调整倾斜角以与磁场透镜内的初级电子小束的拉莫尔旋转对准。