JP2022092064A - マルチカラム走査電子顕微鏡法システム - Google Patents

マルチカラム走査電子顕微鏡法システム Download PDF

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Abstract

【課題】マルチカラム走査電子顕微鏡法(SEM)システムを提供する。【解決手段】マルチカラム走査電子顕微鏡法(SEM)システム100は、カラム組立部品110を含み、カラム組立部品110は、第1の基板アレイ組立部品および少なくとも第2の基板アレイ組立部品を含む。本システム100はまた、ソース組立部品101を含み、ソース組立部品101は、2つ以上の電子ビーム103を生成するように構成された2つ以上の照明ソース102と、複数の方向において2つ以上の照明ソース102のうちの1つの特定の照明ソース102の位置を調節するように構成された複数の位置決め器106の2つ以上のセットとを含む。本システム100はまた、サンプル142を固定するように構成されたステージ140を含み、カラム組立部品110は、2つ以上の電子ビーム103の少なくとも一部分をサンプル142の一部分に向ける。【選択図】図1

Description

本発明は、概して、ウエハおよびフォトマスク/レチクル検査および点検に関し、より詳細には、ウエハおよびフォトマスク/レチクル検査および点検中に使用するためのマルチカラム走査電子顕微鏡法システムのためのカラム組立部品に関する。
関連出願の相互参照
本出願は、その各々の全体を本願に引用して援用する、2017年2月3日に出願された、「METHOD OF COLUMN QUADRUPOLE OR OCTUPOLE ALIGNMENT,BONDING AND POST-MACHINING」と題し、ロバート・ハイネス(Robert Haynes)、アロン・ウェルク(Aron Welk)、およびメヘラーン・ナサー・ゴシ(Mehran Nasser Ghodsi)を発明者とする、米国仮特許出願第62/454,715号と、2017年2月7日に出願された、「COLUMN MANUFACTURING AND ASSEMBLY」と題し、アロン・ウェルク(Aron Welk)、ロバート・ハイネス(Robert Haynes)、トーマス・プレットナ(Tomas Plettner)、およびジョン・ガーリング(John Gerling)を発明者とする、米国仮特許出願第62/455,955号とに対する米国特許法第119条(e)項に基づく優先権を主張する。
論理およびメモリデバイスなど、半導体デバイスの製造は、通常は、多数の半導体製造プロセスを使用して半導体デバイスの様々な特徴および複数レベルを形成する半導体デバイスの処理を含む。いくつかの製造プロセスは、ウエハなどの半導体デバイスに特徴を印刷するために、フォトマスク/レチクルを使用する。半導体デバイスのサイズが小さくなるにつれて、ウエハおよびフォトマスク/レチクル検査プロセスの解像度、速度、およびスループットを増やすために高度な検査および点検デバイスおよび手続きを開発することが重大になる。
1つの検査技術は、走査電子顕微鏡法(SEM:scanning electron microscopy)などの電子ビームに基づく検査を含む。いくつかの例では、走査電子顕微鏡法が、単一の電子ビームを多数のビームに分けることと、単一の電子光学カラムを使用して多数のビームを個別に調整および走査することとによって、実行される(たとえば、マルチビームSEMシステム)。しかしながら、従来、1つのビームをN個の低電流ビームに分けると、N個のビームがグローバルレベルで調整されており個々の画像を最適化できないので、マルチビームSEMシステムの解像度が低下する。加えて、1つのビームをN個のビームに分けると、画像を得るためにより多くの走査および平均が必要となり、それによって、マルチビームSEMシステムの速度およびスループットが低下する。これらの問題は、電子光学カラムアレイのサイズが増加するにつれて増える。
他の例では、走査電子顕微鏡法が、より多数の電子光学カラムを含むSEMシステム(たとえば、マルチカラムSEMシステム)を介して実行される。従来、これらの電子光学カラムは、金属、セラミックリング、および電磁石の個々のスタックである。これらの個々のスタックは、ウエハ、フォトマスク/レチクル走査速度を最適化するための理想的ピッチを有しながら配置するのには大きすぎ、使用可能なエリアにおけるかなりの数の電子光学カラムのパッキングを可能にするように小型化することができず、マルチカラムSEMシステム内のスタックの数(たとえば、4つのスタック)の制限をもたらす。加えて、個々のスタックを有することにより、電子光学カラムの整合、カラム間の混信、および誤った帯電の問題がもたらされる。
さらに、電子光学カラムが小さくなるにつれて、電子光学カラムの多極ビーム偏向器(たとえば、四重極または八重極ビーム偏向器)素子などの個々の構成要素を製造するときにサイズ制限が存在する。多極ビーム偏向器を製造する1つの方法は、多極ビーム偏向器の極を分割するおよび電気的に分離する金属ビア内の限界公差レンズ穴(critical tolerance lens bore)および放射状スロットのアレイを製造することを含む。電子光学カラムのサイズが小さくなるとき、多極ビーム偏向器は、素子全体を使用不可能に潜在的にし得る製造エラーの影響を受けやすくなり、その後の製造プロセスの生産量を減らす。多極ビーム偏向器を製造するもう1つの方法は、別個にペアで、または整列治具を介して、多極ビーム偏向器の個々の極を事前に製造し、次いで別個の極を接合することを含む。この方法は、製造時間に関して制限的であり、個々の極の近接性により製造方法の選択が制限される。加えて、公差は、多極ビーム偏向器の個々の極の相対的配置エラーによって影響を受けることになるので、この方法は、製作公差の維持におけるエラーの影響を受けやすい。さらに、多極ビーム偏向器の個々の極を整列させるおよび接合するときに所望の限界公差を維持することは、正確で非常に細かなツーリングを必要とすることになる。このツーリングは、接合プロセスの間に重要なサーマルマスを追加し、ツーリングに必要とされる空間は、その後の電子光学カラムの間隔を制限することがある。
米国特許出願公開第2010/0224778号
したがって、前述の欠点を直すシステムを提供することが有利である。
本開示の1つ以上の実施形態によれば、基板アレイが開示される。1つの実施形態において、基板アレイは、複数の基板層から形成された複合基板を含む。別の実施形態において、複合基板は、複数の穴を含む。別の実施形態において、基板アレイは、複数の基板層内に埋め込まれた複数の電気的構成要素を含む。別の実施形態において、基板アレイは、複合基板の上面または底面のうちの少なくとも1つに結合された少なくとも1つのグラウンドボンディングパッドを含む。別の実施形態において、基板アレイは、複合基板の上面または底面のうちの少なくとも1つに結合された少なくとも1つの信号ボンディングパッドを含む。別の実施形態において、基板アレイは、複数のカラム電子光学素子を含む。別の実施形態において、複数のカラム電子光学素子は、複合基板内の複数の穴の上に置かれる。別の実施形態において、複数のカラム電子光学素子の各々は、複合基板の上面または底面のうちの少なくとも1つに結合された、特定のグラウンドボンディングパッドと特定の信号ボンディングパッドとに接合される。
本開示の1つ以上の実施形態によれば、マルチカラム走査電子顕微鏡法(SEM)システムが開示される。1つの実施形態において、システムはカラム組立部品を含む。別の実施形態において、カラム組立部品は、第1の基板アレイ組立部品を含む。別の実施形態において、カラム組立部品は、少なくとも第2の基板アレイ組立部品を含む。別の実施形態において、第1の基板アレイ組立部品または少なくとも第2の基板アレイ組立部品のうちの少なくとも1つは、基板アレイを含む。別の実施形態において、基板アレイは、複数の基板層から形成された複合基板を含む。別の実施形態において、複合基板は、複数の穴を含む。別の実施形態において、基板アレイは、複数の基板層内に埋め込まれた複数の電気的構成要素を含む。別の実施形態において、基板アレイは、複合基板の上面または底面のうちの少なくとも1つに結合された少なくとも1つのグラウンドボンディングパッドを含む。別の実施形態において、基板アレイは、複合基板の上面または底面のうちの少なくとも1つに結合された少なくとも1つの信号ボンディングパッドを含む。別の実施形態において、基板アレイは、複数のカラム電子光学素子を含む。別の実施形態において、複数のカラム電子光学素子は、複合基板内の複数の穴の上に置かれる。別の実施形態において、複数のカラム電子光学素子の各々は、複合基板の上面または底面のうちの少なくとも1つに結合された、特定のグラウンドボンディングパッドと特定の信号ボンディングパッドとに接合される。
別の実施形態において、システムは、ソース組立部品を含む。別の実施形態において、ソース組立部品は、2つ以上の電子ビームを生成するように構成された2つ以上の電子ビームソースを含む。別の実施形態において、2つ以上の電子ビームソースの各々は、電子ビームを生成するように構成される。別の実施形態において、ソース組立部品は、複数の位置決め器の2つ以上のセットを含む。別の実施形態において、複数の位置決め器の各セットは、複数の方向において2つ以上の照明ソースのうちの1つの特定の照明ソースの位置を調節するように構成される。別の実施形態において、システムは、サンプルを固定するように構成されたステージを含む。別の実施形態において、カラム組立部品は、サンプルの一部分に2つ以上の電子ビームの少なくとも一部分を向けるように構成される。
本開示の1つ以上の実施形態によれば、方法が開示される。1つの実施形態において、方法は、複数の基板アレイを形成することを含み得るが、これに限定されない。別の実施形態において、複数の基板アレイのうちの基盤アレイを形成することは、複数の基板層内に1つ以上の構成要素を埋め込むことを含み得るが、これに限定されない。別の実施形態において、複数の基板アレイのうちの基盤アレイを形成することは、複数の基板層から複合基板を形成することを含み得るが、これに限定されない。別の実施形態において、複数の基板アレイのうちの基盤アレイを形成することは、複合基板において複数の穴を開けることを含み得るが、これに限定されない。別の実施形態において、複数の基板アレイのうちの基盤アレイを形成することは、少なくとも1つのグラウンドボンディングパッドを複合基板の上面または底面のうちの少なくとも1つに結合させることを含み得るが、これに限定されない。別の実施形態において、複数の基板アレイのうちの基盤アレイを形成することは、少なくとも1つの信号ボンディングパッドを複合基板の上面または底面のうちの少なくとも1つに結合させることを含み得るが、これに限定されない。別の実施形態において、複数の基板アレイのうちの基盤アレイを形成することは、複合基板の上面または底面のうちの少なくとも1つに結合された、特定のグラウンドボンディングパッドと特定の信号ボンディングパッドとに複数のカラム電子光学素子を接合することを含み得るが、これに限定されない。別の実施形態において、複数のカラム電子光学素子の各々は、複合基板内の複数の穴の上に置かれる。
別の実施形態において、方法は、複数の基板アレイを第1の基板アレイ組立部品および少なくとも第2の基板アレイ組立部品に分類することを含み得るが、これに限定されない。別の実施形態において、方法は、第1の基板アレイ組立部品および少なくとも第2の基板アレイ組立部品からカラム組立部品を形成することを含み得るが、これに限定されない。
前述の概要および以下の詳細な説明は単に例示的および説明的なものであり、必ずしも本開示の制限ではないことを理解されたい。組み込まれ、特徴の一部を成す、添付の図面は、本開示の主題を説明する。さらに、本明細書および図面は、本開示の原理を説明する役割を果たす。
本開示の多数の利点は、以下のような添付の図面を参照することによって、当業者によって、よりよく理解され得る。
本開示の1つ以上の実施形態による、カラム組立部品を備えたマルチカラム走査電子顕微鏡法(SEM)システムの簡略化された概要図である。 本開示の1つ以上の実施形態による、マルチカラムSEMシステムのためのカラム組立部品の横断面図である。 本開示の1つ以上の実施形態による、カラム組立部品の基板アレイの図である。 本開示の1つ以上の実施形態による、カラム組立部品の基板アレイの横断面図である。 本開示の1つ以上の実施形態による、部分的に製造された多極ビーム偏向器の等角図である。 本開示の1つ以上の実施形態による、部分的に製造された多極ビーム偏向器の底面図である。 本開示の1つ以上の実施形態による、部分的に製造された多極ビーム偏向器の横断面図である。 本開示の1つ以上の実施形態による、完全に製造された多極ビーム偏向器を備えた基板アレイの図である。 本開示の1つ以上の実施形態による、マルチカラムSEMシステムのためのカラム組立部品を製造するための方法を示す図である。
添付の図面に示された、開示される主題をここで詳しく参照する。
図1~図4を概して参照すると、本開示による、マルチカラム走査電子顕微鏡法(SEM)システムが、説明されている。
本開示の実施形態は、カラム組立部品を含むマルチカラムSEMシステムを対象とする。本開示の追加の実施形態は、カラム組立部品の製造の方法を対象とする。本開示の追加の実施形態は、電子光学カラムにおいて使用するための基板アレイを対象とする。
マルチカラム走査電子顕微鏡法は、本明細書にその全部を引用して援用する、発明者のロバート・ハイネス(Robert Haynes)らによって名付けられた、題名「MULTI-COLUMN SCANNING ELECTRON MICROSCOPY SYSTEM」の代理人整理番号KLA P5068において詳細に説明されている。
図1は、本開示の1つ以上の実施形態によるサンプルのSEM画像化を実行するための電子光学システム100を示す。1つの実施形態において、電子光学システム100は、マルチカラム走査電子顕微鏡法(SEM)システムである。本開示は、マルチカラムSEMシステムに関連する電子光学配置に主に重点を置くが、これは、本開示の範囲の制限を表さず、単に例示的目的で提供されることにここで留意されたい。本開示を通して説明される実施形態は、任意の電子光学システム構成に拡張され得ることにここでさらに留意されたい。本開示を通して説明される実施形態は、顕微鏡法および/または画像化のための任意の光学システム構成に拡張され得ることにここでさらに留意されたい。
1つの実施形態において、システム100は、ソース組立部品101を含む。別の実施形態において、ソース組立部品101は、1つ以上の照明ソース102を含む。たとえば、1つ以上の照明ビームソース102は、1つ以上の電子ビームソース102を含み得る。もう1つの例として、1つ以上の照明ビームソース102は、当技術分野で知られている任意の照明ビームソースを含み得る。別の実施形態において、1つ以上の電子ビームソース102は、1つ以上の電子ビーム103を生成し、1つ以上の電子ビーム103を1つ以上のセットのソース電子光学素子104に向ける。別の実施形態において、1つ以上の電子ビームソース102は、1つ以上のセットの位置決め器106に結合される。
別の実施形態において、システム100は、1つ以上の電子光学カラム130を含むカラム組立部品110を含む。別の実施形態において、1つ以上のセットのソース電子光学素子104は、1つ以上の電子ビーム103にカラム組立部品110を通過させる。
別の実施形態において、システム100は、サンプル142を固定するように構成されたステージ140を含む。別の実施形態において、カラム組立部品110は、1つ以上の電子ビーム103をサンプル142の表面に向ける。別の実施形態において、カラム組立部品110は、電子ビーム103に応答してサンプル142の表面から放射および/または散乱される1つ以上の電子141を検出するための1つ以上の電子検出器150を含む。
1つ以上の電子ビームソース102は、1つ以上の電子ビーム103の生成に適していると当技術分野で知られている任意の電子ビームソースを含み得る。たとえば、1つ以上の電子ビームソース102は、複数の電子ビーム103を生成するための複数の電子ビームソース102を含み得、各電子ビームソース102が電子ビーム103を生成する。もう1つの例として、1つ以上の電子ビームソース102は、単一の電子ビーム103を生成する単一の電子ビームソース102を含み得、単一の電子ビーム103は、1つ以上の照明ソース光学素子(たとえば、開口アレイ)を介して複数の電子ビーム103に分けられる。
別の実施形態において、電子ビームソース102は、1つ以上の電子エミッタを含む。たとえば、1つ以上のエミッタは、1つ以上の電界放出銃(FEG:field emission gun)を含み得るが、これに限定されない。たとえば、1つ以上のFEGは、1つ以上のショットキータイプのエミッタを含み得るが、これに限定されない。ショットキータイプのエミッタの直径は、電子光学カラム130の整列に十分な量の間隔を与えつつ、電子光学カラム130のピッチ間隔内に収まるように選択されてもよいことに留意されたい。加えて、1つ以上のFEGは、1つ以上のカーボンナノチューブ(CNT:carbon nanotube)エミッタ、1つ以上のナノ構造のカーボンフィルムエミッタ、および/または1つ以上のミュラータイプのエミッタを含み得るが、これらに限定されない。もう1つの例として、1つ以上のエミッタは、1つ以上の光電陰極エミッタを含み得るが、これに限定されない。もう1つの例として、1つ以上のエミッタは、1つ以上のシリコンエミッタを含み得るが、これらに限定されない。
1つの実施形態において、ソース組立部品101は、電子ビームソース102を作動させるために、1つ以上のセットの位置決め器106を含む。たとえば、ソース組立部品101は複数のセットの位置決め器106を含んでもよく、各セットの位置決め器106は、電子ビームソース102を作動させるように構成される。もう1つの例として、ソース組立部品101は、複数の電子ビームソース102を作動させるように構成された(たとえば、グローバルレベルで複数の電子ビームソース102を作動させるように構成された)単一のセットの位置決め器106を含み得る。別の実施形態において、1つ以上のセットの位置決め器106は、1つ以上の電子ビームソース102に電気的に結合される。別の実施形態において、1つ以上のセットの位置決め器106は、1つ以上の電子ビームソース102に機械的に結合される。
別の実施形態において、各セットの位置決め器106は、1つ以上の直線方向(たとえば、x方向、y方向および/またはz方向)に沿って電子ビームソース102を平行移動させるように構成された1つ以上の位置決め器106を含む。たとえば、3つの位置決め器106が、電子ビームソース102を平行移動させるように構成され得る。たとえば、3つの位置決め器は、x方向で電子ビームソース102を調節するように構成された第1の位置決め器106、y方向で電子ビームソース102を調節するように構成された第2の位置決め器106、z方向で電子ビームソース102を調節するように構成された第3の位置決め器106を含み得るが、これらに限定されない。本明細書において、位置決め器の1つ以上のセットのうちの各セット内の位置決め器のスタックの順番は、純粋に例示として与えられており、本開示の目的を制限するものとして解釈されるべきではないことに留意されたい。
1つの実施形態において、ソース組立部品101は、1つ以上のセットのソース電子光学素子104を含む。たとえば、ソース組立部品101は、複数の電子ビーム103のうちの各電子ビームのための1セットのソース電子光学素子104を含み得る。別の実施形態において、1つ以上のセットのソース電子光学素子104は、電子ビーム103の少なくとも一部をカラム組立部品110に集中させるおよび/または向けるのに適していることが当技術分野で知られている任意の電子光学素子を含む。たとえば、1つ以上のセットのソース電子光学素子104は、1つ以上の電子光学レンズ(たとえば、1つ以上の磁気集光レンズおよび/または1つ以上の磁気焦点レンズ)を含み得るが、これらに限定されない。もう1つの例として、1つ以上のセットのソース電子光学素子104は、1つ以上の抽出装置(または引出電極)を含み得る。1つ以上の抽出装置は、当技術分野で知られている任意の電子ビーム抽出装置構成を含み得ることにここで留意されたい。たとえば、1つ以上の抽出装置は、1つ以上の平面抽出装置を含み得る。加えて、1つ以上の抽出装置は、1つ以上の非平面抽出装置を含み得る。電子ビームソースにおける平面および非平面抽出装置の使用については、本明細書において参照によりその全部を援用する、2013年8月20日に発行された、米国特許第8,513,619号で概して説明されている。
別の実施形態において、ソース組立部品101は、ソース電子光学素子104を含まない。この実施形態では、1つ以上の電子ビーム103は、カラム組立部品110の各電子光学カラム130内に置かれた1つ以上のカラム電子光学素子210によって焦点を合わせられるおよび/または方向付けられる。たとえば、1つ以上のカラム電子光学素子210は、本明細書で詳しく前述した1つ以上の抽出装置を含み得るが、これに限定されない。したがって、前述の説明は、本開示の範囲の制限としてではなくて、単に例示として解釈されるべきである。
ソース組立部品101は、本明細書に引用してその全部を援用する、代理人整理番号KLA P5068においてさらに詳しく説明されている。
1つの実施形態において、システム100は、カラム組立部品110を含む。別の実施形態において、カラム組立部品110は、1つ以上の基板アレイ組立部品120を含む。別の実施形態において、1つ以上の基板アレイ組立部品120は、1つ以上の基板アレイ200を含む。別の実施形態において、カラム組立部品110は、電子ビーム103のうちの各電子ビームの電子光学カラム130を含む。別の実施形態において、1つ以上の電子光学カラム130は、1つ以上のセットのカラム電子光学素子210を1つ以上の基板アレイ200に接合することによって形成される。別の実施形態において、1つ以上の電子光学カラム130は、1つ以上の電子ビーム103の少なくとも一部分をサンプル142の表面に向ける。カラム組立部品110、基板アレイ組立部品120、電子光学カラム130、基板アレイ200、およびカラム電子光学素子210は本明細書でさらに詳しく説明されることに留意されたい。
1つの実施形態において、ステージ140は、サンプル142を固定するように構成される。別の実施形態において、サンプルステージ140は、作動可能なステージである。たとえば、サンプルステージ140は、1つ以上の直線方向(たとえば、x方向、y方向および/またはz方向)に沿ってサンプル142を選択的に平行移動させるのに適した1つ以上の並進運動ステージを含み得るが、これに限定されない。もう1つの例として、サンプルステージ140は、回転方向に沿ってサンプル142を選択的に回転させるのに適した1つ以上の回転ステージを含み得るが、これに限定されない。もう1つの例として、サンプルステージ140は、選択的にサンプルを直線方向に沿って平行移動させることおよび/またはサンプル142を回転方向に沿って回転させることに適した回転ステージおよび並進運動ステージを含み得るが、これらに限定されない。
サンプル142は、電子ビーム顕微鏡法を用いた検査/点検に適した任意のサンプルを含む。1つの実施形態において、サンプルは、ウエハを含む。たとえば、サンプルは、半導体ウエハを含み得るが、これに限定されない。本開示では、「ウエハ」という用語は、半導体および/または非半導体材料で形成された基板を指す。たとえば、半導体または半導体材料は、単結晶シリコン、ガリウムヒ素、およびリン化インジウムを含み得るが、これらに限定されない。
別の実施形態において、サンプル142は、電子ビーム103に応答して、電子141を放射および/または散乱する。たとえば、電子141は、2次電子141および/または後方散乱電子141でもよい。
1つの実施形態において、各電子光学カラム130が1つ以上の電子検出器150を含むように、1つ以上の電子検出器150は、1つ以上の電子光学カラム130内に置かれる。1つ以上の電子検出器150は、電子141を検出することができる当技術分野で知られている任意のタイプの電子検出器組立部品を含み得る。たとえば、1つ以上の検出器150は、1つ以上の単一環状2次電子検出器を含み得るが、これに限定されない。もう1つの例として、1つ以上の検出器150は、1つ以上の複数個環状2次電子検出器を含み得るが、これに限定されない。たとえば、1つ以上の複数個環状2次検出器は、1つ以上の2次電子四連アレイ、1つ以上の2次電子八連アレイなどを含み得るが、これらに限定されない。
もう1つの例として、電子141は、1つ以上のマイクロチャンネルプレート(MCP:micro-channel plate)を使用して収集および画像化され得る。電子を検出するためのMCPベースの検出器の使用は、本明細書に引用してその全部を援用する、2008年2月26日に出願された、米国特許第7,335,895号で概して説明されていることに留意されたい。もう1つの例として、電子141は、ダイオードまたはダイオードアレイなどの1つ以上のPINまたはpn接合検出器を使用して収集および画像化され得る。もう1つの例として、電子141は、1つ以上のアバランシェフォトダイオード(APD:avalanche photo diode)を使用して収集および画像化され得る。
別の実施形態において、システム100は、サンプル142の代わりにフォトマスク/レチクルを検査する必要がある1つ以上の構成要素を含む。
別の実施形態において、システム100は、システム100の動作および/またはカラム組立部品110の保守中にカラム組立部品110からソース組立部品101を分離するための真空部品を含む。これに関連して、システム100を動作に戻すために必要とされる時間の量は減らされる。マルチカラムSEMシステムにおいて差動排気を生成するための真空部品の使用は、本明細書に引用してその全部を援用する、2012年1月31日に発行された、米国特許第8,106,358号において概して説明されていることにここで留意されたい。
別の実施形態において、ソース組立部品101は、システム100の各セットの位置決め器106および周囲の構造物から1つ以上の電子ビームソース102を電気的におよび熱的に分離するためのセラミックスタンドオフを含む。
別の実施形態において、システム100は、コントローラ(図示せず)を含む。1つの実施形態において、コントローラは、システム100の構成要素のうちの1つ以上に通信可能に結合される。たとえば、コントローラは、ソース組立部品101、ソース組立部品101の構成要素、カラム組立部品110、1つ以上の電子光学カラム130、1つ以上の電子光学カラム130の構成要素(たとえば、1つ以上のカラム電子光学素子210)、および/またはステージ140に通信可能に結合されてもよい。これに関連して、コントローラは、本明細書で前述した様々な機能のうちのいずれか1つまたは複数を遂行するようにシステム100の構成要素のいずれかに指示することができる。たとえば、コントローラは、ソース組立部品101の構成要素、カラム組立部品110の構成要素、カラム組立部品110、1つ以上の電子光学カラム130、1つ以上の電子光学カラム130の構成要素(たとえば、1つ以上のカラム電子光学素子210)、および/またはステージ140のうちのいずれかによって生み出されたビームのずれを訂正するために、x方向、y方向、および/またはz方向のうちの1つ以上において1つ以上の電子ビームソース102を平行移動させるように1つ以上の電子ビームソース102に結合された1つ以上のセットの位置決め器106に指示することができる。
別の実施形態において、コントローラは、本開示で説明される1つ以上のステップを1つ以上のプロセッサに実行させるのに適したプログラム命令を実行するように構成された1つ以上のプロセッサを含む。1つの実施形態において、コントローラの1つ以上のプロセッサは、本開示を通して説明される様々なステップをコントローラの1つ以上のプロセッサに実行させるように構成されたプログラム命令を含むメモリ媒体(たとえば、非一時記憶媒体)と通信していてもよい。
図2Aは、本開示の1つ以上の実施形態による、カラム組立部品110の横断面図を示す。
1つの実施形態において、カラム組立部品110は、1つ以上の基板アレイ組立部品120を含む。たとえば、カラム組立部品110は、第1の基板アレイ組立部品120aおよび少なくとも第2の基板アレイ組立部品120bを含み得る。別の実施形態において、1つ以上の基板アレイ組立部品120は、1つ以上の基板アレイ200を各々含む。たとえば、基板アレイ組立部品120は、基板アレイ200aを含み得る。もう1つの例として、基板アレイ組立部品120は、第1の基板アレイ200aおよび少なくとも第2の基板アレイ200bを含み得る。別の実施形態において、1つ以上の基板アレイ組立部品200は、1つ以上の穴201を各々含む。
別の実施形態において、1つ以上の基板アレイ200の上面および/または底面の少なくとも一部分は、1つ以上の基板アレイ200の間、1つ以上の基板アレイ200と1つ以上の基板アレイ200に接合された1つ以上の構成要素との間、および/または、1つ以上の基板アレイ200に接合された1つ以上の構成要素の間の誤った帯電を防ぐために、金属層によって遮蔽される。別の実施形態において、基板アレイ組立部品120が、2つ以上の基板アレイ200を含む場合、1つ以上の金属シールド212が、2つ以上の基板アレイ200の間に置かれる。たとえば、1つ以上の金属シールド212は、1つ以上の基板アレイ組立部品120および/またはカラム組立部品110内の1つ以上の基板アレイ組立部品120の構成要素の間の混信または誤った帯電を防ぐように構成され得る。
別の実施形態において、1つ以上のセットのカラム電子光学素子210は、1つ以上の穴201を介して基板アレイ200に接合される。たとえば、1つ以上のセットのカラム電子光学素子210のうちの少なくともいくつかは、1つ以上の3次元カラム電子光学素子210を含み得る。もう1つの例として、1つ以上のセットのカラム電子光学素子210は、1つ以上の検出器150、1つ以上の銃多極ビーム偏向器、1つ以上の抽出装置、1つ以上の磁気集光レンズ、1つ以上の銃集光レンズ、1つ以上の陽極、1つ以上の上方ビーム偏向器、1つ以上の下方ビーム偏向器、1つ以上の動的焦点レンズ、および/または1つ以上の磁気焦点レンズを含み得るが、これらに限定されない。多極ビーム偏向器は本明細書でさらに詳しく説明されることに留意されたい。
別の実施形態において、第1のカラム電子光学素子210は、1つ以上の基板アレイ200のうちの少なくともいくつかの基板アレイの上面または底面に接合される。別の実施形態において、第1のおよび第2のカラム電子光学素子210は、1つ以上の基板アレイ200のうちの少なくともいくつかの基板アレイの上面および底面にそれぞれ接合される。
電子光学素子を基板アレイに接合してカラム組立部品を形成することは、本明細書に引用してその全部を援用する、2006年9月19日に発行された、米国特許第7,109,486号において概して説明されていることにここで留意されたい。
別の実施形態において、カラム組立部品110は、1つ以上の電子光学カラム130を含む。たとえば、カラム組立部品110は、第1の電子光学カラム130aおよび少なくとも第2の電子光学カラム130bを含み得る。もう1つの例として、カラム組立部品110は、2から60の電子光学カラム130を含み得るが、これに限定されない。別の実施形態において、カラム組立部品110は、1つ以上の電子ビーム103のうちの各電子ビームの電子光学カラム130を含む。別の実施形態において、1つ以上の電子光学カラム130は、電子ビーム103の少なくとも一部をサンプル142の表面に向ける。
別の実施形態において、1つ以上の電子光学カラム130は、1つ以上のセットのカラム電子光学素子210によって形成される。たとえば、電子光学カラム130は、第1の素子210a、第2の素子210b、第3の素子210c、および少なくとも第4の素子210dを含むがこれらに限定されない、1セットのカラム電子光学素子210によって形成され得る。別の実施形態において、電子光学カラム130は、1つ以上の電子ビーム103のうちの各電子ビームの1セットのカラム電子光学素子210から形成される。
1つ以上の電子光学カラム130を形成する1つ以上のセットのカラム電子光学素子210の順番および配置は、本明細書に引用してその全部を援用する、代理人整理番号KLA P5068においてさらに詳しく説明されている。
1つの実施形態において、1つ以上の基板アレイ200は、第1の基板アレイ組立部品120aおよび少なくとも第2の基板アレイ組立部品120bにグループ化される。別の実施形態において、1つ以上の基板アレイ組立部品200の1つ以上の公差特性が、1つ以上の基板アレイ200を第1の基板アレイ組立部品120および少なくとも第2の基板アレイ組立部品120bにグループ化する前に、検査される。たとえば、1つ以上の基板アレイ200のピッチ間隔は、必要とされる公差について検査され得る。たとえば、ピッチ間隔公差は、1つ以上の1桁のミクロンの特徴公差を含み得る。
1つの実施形態において、第1の基板アレイ組立部品120aの1つ以上の基板アレイ200は、第1の基板アレイスタック内に配列される。別の実施形態において、第1の基板アレイスタックは、第1のフレームに取り付けられる。別の実施形態において、少なくとも第2の基板アレイ組立部品120bの1つ以上の基板アレイ200は、少なくとも第2の基板アレイスタック内に配置される。別の実施形態において、少なくとも第2の基板アレイスタックは、少なくとも第2のフレームに取り付けられる。別の実施形態において、第1のフレームおよび少なくとも第2のフレームが結合されてカラム組立部品110を形成する。
別の実施形態において、第1の基板アレイ組立部品120aの1つ以上の基板アレイ200を第1の基板アレイスタック内に配置すること、少なくとも第2の基板アレイ組立部品120bの1つ以上の基板アレイ200を少なくとも第2の基板アレイスタック内に配置すること、および/または第1のフレームと少なくとも第2のフレームとを結合することのうちの少なくとも1つを実行するとき、1つ以上の整列エラーが、最小二乗最良適合整列プロセスを介して減らされる。たとえば、1つ以上の整列エラーは、x方向におけるオフセット距離、y方向におけるオフセット距離、および/またはオフセット回転角度を含み得るが、これらに限定されない。
1つの実施形態において、第1の基板アレイ組立部品120aの1つ以上の基板アレイ200は、第1の接合された基板アレイスタック内に配置される。別の実施形態において、少なくとも第2の基板アレイ組立部品120bの1つ以上の基板アレイ200は、少なくとも第2の接合された基板アレイスタック内に配置される。別の実施形態において、第1の接合された基板アレイスタックおよび少なくとも第2の接合された基板アレイスタックが接合されてカラム組立部品110を形成する。
別の実施形態において、第1の基板アレイ組立部品120aの1つ以上の基板アレイ200を第1の接合された基板アレイスタック内に配置すること、少なくとも第2の基板アレイ組立部品120bの基板アレイ200を少なくとも第2の接合された基板アレイスタック内に配置すること、および/または第1の接合された基板アレイスタックと少なくとも第2の接合された基板アレイスタックとを接合することのうちの少なくとも1つを実行するとき、1つ以上の整列エラーが、最小二乗最良適合整列プロセスを介して減らされる。たとえば、1つ以上の整列エラーは、x方向におけるオフセット距離、y方向におけるオフセット距離、および/またはオフセット回転角度を含み得るが、これらに限定されない。
1つの実施形態において、第1の基板アレイ組立部品120aの1つ以上の基板アレイ200は、第1の基板アレイスタック内に配置される。別の実施形態において、第1の基板アレイスタックは、フレームに取り付けられる。別の実施形態において、少なくとも第2の基板アレイ組立部品120bの1つ以上の基板アレイ200は、少なくとも第2の基板アレイスタック内に配置される。別の実施形態において、少なくとも第2の基板アレイスタックは、同じフレームに取り付けられる。
別の実施形態において、第1の基板アレイ組立部品120aの1つ以上の基板アレイ200を第1の基板アレイスタック内に配置することあるいは少なくとも第2の基板アレイ組立部品120bの1つ以上の基板アレイ200を少なくとも第2の基板アレイスタック内に配置することのうちの少なくとも1つを実行するとき、1つ以上の整列エラーが最小二乗最良適合整列プロセスを介して減らされる。たとえば、1つ以上の整列エラーは、x方向におけるオフセット距離、y方向におけるオフセット距離、および/またはオフセット回転角度を含み得るが、これらに限定されない。
図2Bおよび2Cは、本開示の1つ以上の実施形態による、1つ以上の基板アレイの基板アレイ200を示す。
1つの実施形態において、基板アレイ200は、1つ以上の穴201を有する複合層202を含む。別の実施形態において、複合層202は、1つ以上の基板層から形成される。たとえば、複合層202は、第1の基板層202a、第2の基板層202b、および少なくとも第3の基板層202cを含み得るが、これらに限定されない。別の実施形態において、1つ以上の基板層は、同時焼成セラミックから製造される。別の実施形態において、複合層202は、製造プロセスを介して複数の基板層から形成される。たとえば、製造プロセスは、複数の基板層を一緒にプレスすること、複数の基板層を一緒に焼結すること、および/または同時焼成プロセスを介して複数の基板層を一緒に接合することを含み得るが、これらに限定されない。
別の実施形態において、基板アレイ200は、複合層202の上面および/または底面のうちの1つ以上に結合された1つ以上の電気接触層204を含む。たとえば、基板アレイ200は、複合層202の上面に結合された1つ以上の電気接触を有する接触層204aを含み得る。もう1つの例として、基板アレイ200は、複合層202の底面に結合された1つ以上の電気接触を有する接触層204bを含み得る。別の実施形態において、1つ以上の電気接触は、1つ以上のグラウンドボンディングパッド(たとえば、グラウンドコンタクトパッド)を含む。別の実施形態において、1つ以上の電気接触は、1つ以上の信号ボンディングパッド(たとえば、信号コンタクトパッド)を含み、1つ以上の信号ボンディングパッドは、1つ以上のグラウンドボンディングパッドから電気的に分離される。
別の実施形態において、1つ以上の接触層204は、金属コーティングまたは金属プレートを含む。別の実施形態において、1つ以上の接触層204は、製造プロセスを介して複合層202の上面および/または底面に結合される。たとえば、製造は、プレスプロセス、焼結プロセス、接着プロセス(たとえば、エポキシ樹脂を介する接合)、厚膜プロセス、および/または薄膜プロセスを含み得るが、これらに限定されない。別の実施形態において、1つ以上の接触層204は、誤った帯電および負のビーム相互作用を防ぐように構成される。
別の実施形態において、複合層202は、1つ以上の基板層内に埋め込まれた1つ以上の電気的構成要素206を含む。別の実施形態において、1つ以上の電気的構成要素206は、1つ以上の接地トレース220、1つ以上のグラウンドビア222、1つ以上の信号トレース230、および/または1つ以上の信号ビア232を含む。別の実施形態において、1つ以上の電気的構成要素206は、複合層202を形成する前に複数の基板層内に埋め込まれる。
別の実施形態において、1つ以上の接地トレース220は、1つ以上のグラウンドビア222で1つ以上の接触層204内の1つ以上のグラウンドボンディングパッドに電気的に結合される。別の実施形態において、1つ以上の信号トレース230は、1つ以上の信号ビア232で1つ以上の接触層204内の1つ以上の信号ボンディングパッドに電気的に結合される。
1つ以上のグラウンドビア222および1つ以上の信号ビア232の両方が基板アレイ200の同じ横断面図内に示されているが、1つ以上のグラウンドビア222および1つ以上の信号ビア232は、基板アレイ200の横断面図が1つ以上のグラウンドビア222あるいは1つ以上の信号ビア232のいずれかのみを含むように配置されてもよいことにここで留意されたい。1つ以上の接触層204内の1つ以上のグラウンドボンディングパッドおよび1つ以上の信号ボンディングパッドの両方が、基板アレイ200の同じ横断面図内に示されているが、1つ以上のグラウンドボンディングパッドおよび1つ以上の接触層204内の1つ以上の信号ボンディングパッドは、基板アレイ200の横断面図が1つ以上のグラウンドボンディングパッドあるいは1つ以上の信号ボンディングパッドのいずれかのみを含むように、配置されてもよいことにさらにここで留意されたい。したがって、前述の説明は、本開示の範囲の制限としてではなくて単に例示として解釈されるべきである。
別の実施形態において、1つ以上の電気的構成要素206は、1つ以上の電気コンタクトパッド208に電気的に結合される。たとえば、1つ以上の接地トレース220は、1つ以上のグラウンドコンタクトパッド208に電気的に結合されてもよい。もう1つの例として、1つ以上の信号トレース230は、1つ以上の信号コンタクトパッド208に電気的に結合されてもよい。
別の実施形態において、1つ以上の電気コンタクトパッド208は、接触層204によって遮蔽していない複合層202の上面および/または底面の一部分(たとえば、基板アレイ200の遮蔽されていない部分)に置かれる。しかしながら、ここでは、複合層202の上面および/または底面の大部分が、誤った帯電を防ぐために遮蔽されていることに留意すべきである。
1つの実施形態において、1つ以上のカラム電子光学素子210は、基板アレイ200に接合される。たとえば、1つ以上のカラム電子光学素子210は、基板アレイ200の上面および/または底面に接合され得る。もう1つの例として、1つ以上のカラム電子光学素子210は、特定のグラウンドボンディングパッドと、基板アレイ200の上面および/または底面に結合された特定の信号ボンディングパッドとに接合され得る。別の実施形態において、1つ以上のカラム電子光学素子210は、接合プロセスを介して基板アレイ200に接合される。たとえば、接合プロセスは、はんだ付けプロセス、ろう付けプロセス、または接着プロセス(たとえば、エポキシ樹脂を介する接合)を含み得るが、これらに限定されない。
別の実施形態において、1つ以上のカラム電子光学素子210のうちの少なくともいくつかは、基板アレイ200に接合される前に、完全に製造される。別の実施形態において、1つ以上のカラム電子光学素子210のうちの少なくともいくつかは、基板アレイ200に接合される前に第1のセットの製造プロセスを介して部分的に製造され、基板アレイ200に接合された後に第2のセットの製造プロセスを介して完全に製造される。第1のセットの製造プロセスおよび第2のセットの製造プロセスは、本明細書でさらに詳しく説明されることに留意されたい。
別の実施形態において、1つ以上のカラム電子光学素子210は、個々の公差を満たすように検査される。たとえば、個々の公差は、1つ以上の1桁のミクロンの特徴公差を含み得る。別の実施形態において、1つ以上のカラム電子光学素子210は、整列プロセスを介して基板アレイ200に接合される間に整列される。たとえば、整列プロセスは、複数のリソグラフ対象特徴を一列に並べるための整列プロセスまたは光オーバーレイ整列プロセスを含み得るが、これらに限定されない。
図3A~図3Cは、本開示の1つ以上の実施形態による、部分的に製造された多極ビーム偏向器210を示す。
1つの実施形態において、多極ビーム偏向器210は、胴部302およびディスク部分306を含む。たとえば、多極ビーム偏向器210が基板アレイ200に接合されるとき、胴部302は、基板アレイ200の穴に挿入されてもよい。
別の実施形態において、多極ビーム偏向器210は、胴部302の最上部およびディスク部分306の底部を通して開けられた穴304を含む。たとえば、穴304は、電子ビーム103が多極ビーム偏向器210を通して通過することを可能にすることができる。別の実施形態において、穴304は、1つ以上の限界公差を有する。たとえば、1つ以上の限界公差は、穴のサイズおよび/または穴の形状を含み得るが、これらに限定されない。
別の実施形態において、多極ビーム偏向器210は、1つ以上のスロット308を含む。たとえば、1つ以上のスロット308が、ディスク部分306の端まで延びることなく、多極ビーム偏向器210の胴部302およびディスク部分306を横断するように、1つ以上のスロット308は、多極ビーム偏向器210に部分的に食い込んでもよい。1つ以上のスロット308がディスク部分306の端まで延びた場合、多極ビーム偏向器210は、複数の個々のビーム偏向器極に分割されることになることにここで留意されたい。
別の実施形態において、多極ビーム偏向器210は、ディスク部分306の外側のエリアに高くされた領域310を含む。たとえば、高くされた領域310は、高くされた領域310の高さと等しい距離で基板アレイ200の上面または底面からディスク部分306の内側のエリアをオフセットし得る。別の実施形態において、多極ビーム偏向器210は、高くされた領域310に1つ以上の溝312を含む。たとえば、高くされた領域310内の1つ以上の溝312は、1つ以上の接合後製造プロセスが基板アレイ200を損傷しない(または、他の方法で基板アレイ200の動作に干渉しない)ことを固定するために、1つ以上の接合後製造プロセスのための作業エリアでもよい。
図3Dは、本開示の1つ以上の実施形態による、基板アレイ200に接合された1セットの完全に製造された多極ビーム偏向器を示す。
1つの実施形態において、1つ以上の部分的に製造された多極ビーム偏向器210は、基板アレイ200の接触層204に接合された。別の実施形態において、1つ以上のスロット308は、切り取りプロセスを介して1つ以上の溝312において1つ以上の部分的に製造された多極ビーム偏向器210の端まで延ばされ、切り取りプロセスは、1つ以上の部分的に製造された多極ビーム偏向器210を個々のビーム偏向器極210aに分割し、以て、1つ以上の多極ビーム偏向器210を完全に製造する。たとえば、1つ以上の部分的に製造された多極ビーム偏向器210は、1つ以上の多極ビーム偏向器210を完全に製造するために多極ビーム偏向器210の端に延びるときに、部分的に製造された多極ビーム偏向器210を4~24個々のビーム偏向器極に分割する(たとえば、四重極ビーム偏向器、八重極ビーム偏向器などをもたらす)、2~12個のスロット308を含み得るが、これらに限定されない。
本開示の実施形態の利点は、ピッチ間隔の低減およびより厳しい公差でマルチカラムSEMシステムを製造および整列させることを含む。本開示の利点はまた、基板アレイを検査することおよび検査結果に基づいて基板アレイを選抜することによって、よりよく整合する基板アレイ組立部品を形成することを含む。本開示の利点はまた、第1のセットの製造プロセスを介して電子光学素子を部分的に製造することと、部分的に製造された電子光学素子を検査することと、部分的に製造された電子光学素子を、検査結果に基づいて、整合されたセットに分類することと、整合されたセットの部分的に製造された電子光学素子を整列させることと、部分的に製造された電子光学素子を基板アレイに接合することと、第2のセットの製造プロセスを介して、接合された電子光学素子を完全に製造することとによって、製造された電子光学素子の生産量を改善することを含む。本開示の利点はまた、帯電を防ぐことと、複数の電子光学カラムビーム信号間の混信を減らすこととを含む。
図4は、マルチカラムSEMシステム100のためのカラム組立部品110を製造するための方法400を示すプロセスフロー図を示す。本方法はまた、出力取得サブシステムおよび/または本明細書に記載のコンピュータサブシステムもしくはシステムによって実行することができる他の任意のステップも含み得る。
ステップ402で、1つ以上の基板アレイ200が形成される。1つの実施形態において、1つ以上の基板アレイ200を形成することは、1つ以上の基板層202内に1つ以上の電気的構成要素206を埋め込むことを含み、1つ以上の基板層202のうちの少なくともいくつかは、同時焼成セラミックから製造される。別の実施形態において、1つ以上の電気的構成要素206は、1つ以上の接地トレース220、1つ以上の信号トレース230、1つ以上のグラウンドビア222、および/または1つ以上の信号ビア232を含む。
別の実施形態において、1つ以上の基板アレイ200を形成することは、複数の基板層から複合基板202を形成することを含む。たとえば、基板層から複合基板を形成することは、基板層を一緒にプレスすること、基板層を一緒に焼結すること、または同時焼成プロセスを介して基板層を一緒に接合することを含み得るが、これらに限定されない。別の実施形態において、1つ以上の基板アレイ200を形成することは、複合基板202において複数の穴201を開けることを含む。
別の実施形態において、1つ以上の基板アレイ200を形成することは、1つ以上の接触層204を複合基板202の上面または底面のうちの少なくとも1つに結合させることを含み、1つ以上の接触層204は、金属コーティングおよび/または金属プレートを含む。たとえば、1つ以上の接触層204を結合させることは、プレスプロセス、焼結プロセス、接着プロセス、厚膜プロセス、および/または薄膜プロセスを含み得る。たとえば、接着プロセスは、エポキシ樹脂で接合することを含み得るが、これに限定されない。別の実施形態において、1つ以上の接触層204は、1つ以上のグラウンドボンディングパッドを含む。たとえば、1つ以上の接地トレース220は、1つ以上のグラウンドビア222で1つ以上のグラウンドボンディングパッドに電気的に結合され得る。別の実施形態において、接触層204は、1つ以上の信号ボンディングパッドを含み、1つ以上の信号ボンディングパッドが1つ以上のグラウンドボンディングパッドから電気的に分離される。たとえば、1つ以上の信号トレース230は、1つ以上の信号ビア232で1つ以上の信号ボンディングパッドに電気的に結合され得る。
別の実施形態において、1つ以上の基板アレイ200を形成することは、複合基板202内の穴201の上に1つ以上のカラム電子光学素子210の各々を位置付けることを含む。別の実施形態において、1つ以上の基板アレイ200を形成することは、1つ以上のカラム電子光学素子210を、1つ以上のグラウンドボンディングパッドのうちの特定のグラウンドボンディングパッドと、複合基板202の上面または底面のうちの少なくとも1つに結合された1つ以上の信号ボンディングパッドのうちの特定の信号ボンディングパッドとに接合することを含む。たとえば、1つ以上のカラム電子光学素子210のうちの各カラム電子光学素子を特定のグラウンドボンディングパッドおよび特定の信号ボンディングパッドに接合することは、はんだ付けプロセス、ろう付けプロセス、または接着プロセス(たとえば、エポキシ樹脂を介する接合)を含み得るが、これらに限定されない。もう1つの例として、1つ以上のカラム電子光学素子210素子のうちの各素子を特定のグラウンドボンディングパッドおよび特定の信号ボンディングパッドに接合することは、複数のリソグラフ対象特徴を整列させるための整列プロセスまたは光オーバーレイ整列プロセスなど、整列プロセスを含み得るが、これらに限定されない。
別の実施形態において、カラム電子光学素子210のうちの少なくともいくつかは、特定のグラウンドボンディングパッドおよび特定の信号ボンディングパッドに接合される前に、完全に製造される。別の実施形態において、カラム電子光学素子210(たとえば、多極ビーム偏向器210)のうちの少なくともいくつかは、カラム電子光学素子210のうちの少なくともいくつかを特定のグラウンドボンディングパッドおよび特定の信号ボンディングパッドに接合する前に第1のセットの製造プロセスを介して部分的に製造され、カラム電子光学素子210のうちの少なくともいくつかを特定のグラウンドボンディングパッドおよび特定の信号ボンディングパッドに接合した後に第2のセットの製造プロセスを介して完全に製造される。
たとえば、第1のセットの製造プロセスは、カラム電子光学素子210において1つ以上の限界公差(たとえば、穴のサイズおよび/または穴の形状)に基づいて穴304を開けることと、カラム電子光学素子210において1つ以上のスロット308を切り取ることとを含み得る。たとえば、1つ以上のスロット308は、第1のスロット308および少なくとも第2のスロット308を含み得る。加えて、第1のスロット308および少なくとも第2のスロット308は、穴304の一部分を通過し得る。さらに、第1のスロット308および少なくとも第2のスロット308は、カラム電子光学素子210の端まで延びなくてもよい。もう1つの例として、カラム電子光学素子210が1つ以上のビーム偏向器極に分割される(たとえば、2~12個のスロットがカラム電子光学素子210を4~24個のビーム偏向器極に分割する)ように、第2のセットの製造プロセスは、カラム電子光学素子210の端まで延びるように1つ以上のスロット308を切り取ることを含み得る。
ステップ404では、形成された基板アレイ200が、第1の基板アレイ組立部品120aおよび少なくとも第2の基板アレイ組立部品120bに分類される。1つの実施形態において、形成された基板アレイ200は、第1の基板アレイ組立部品120aおよび少なくとも第2の基板アレイ組立部品120bに分類される前に、検査される。別の実施形態において、形成された基板アレイ200の分類は、検査結果に基づく。
ステップ406では、カラム組立部品110は、第1の基板アレイ組立部品120aおよび少なくとも第2の基板アレイ組立部品120bから形成される。1つの実施形態において、カラム組立部品110は、本明細書で前述したように、第1の基板アレイ組立部品120aおよび少なくとも第2の基板アレイ組立部品120bの1つ以上の基板アレイ200に接合された1つ以上のカラム電子光学素子210から形成された1つ以上の電子光学カラム130を含む。
1つの実施形態において、カラム組立部品110を形成することは、第1の基板アレイスタックにおいて第1の基板アレイ組立部品120aを配置することを含む。別の実施形態において、カラム組立部品110を形成することは、第1のフレームに第1の基板アレイスタックを取り付けることを含む。別の実施形態において、カラム組立部品110を形成することは、少なくとも第2の基板アレイスタックにおいて少なくとも第2の基板アレイ組立部品120bを配置することを含む。別の実施形態において、カラム組立部品110を形成することは、少なくとも第2のフレームに少なくとも第2の基板アレイ組立部品を取り付けることを含む。別の実施形態において、カラム組立部品110を形成することは、第1のフレームと少なくとも第2のフレームとを結合させることを含む。別の実施形態において、第1の基板アレイ組立部品120aを配置すること、少なくとも第2の基板アレイ組立部品120bを配置すること、あるいは第1のフレームと少なくとも第2のフレームとを結合させることのうちの少なくとも1つを実行するとき、1つ以上の整列エラーが最小二乗最良適合整列プロセスを介して低減される。たとえば、1つ以上の整列エラーは、x方向におけるオフセット距離、y方向におけるオフセット距離、および/またはオフセット回転角度を含み得るが、これらに限定されない。
1つの実施形態において、カラム組立部品110を形成することは、第1の接合された基板アレイスタックにおいて第1の基板アレイ組立部品120aを配置することを含む。別の実施形態において、カラム組立部品110を形成することは、少なくとも第2の接合された基板アレイスタックにおいて少なくとも第2の基板アレイ組立部品120bを配置することを含む。別の実施形態において、カラム組立部品110を形成することは、第1の接合された基板アレイスタックと少なくとも第2の接合された基板アレイスタックとを接合することを含む。別の実施形態において、第1の基板アレイ組立部品120aを配置すること、少なくとも第2の基板アレイ組立部品120bを配置すること、または第1の接合された基板アレイスタックと少なくとも第2の接合された基板アレイスタックとを接合することのうちの少なくとも1つを実行するとき、1つ以上の整列エラーが最小二乗最良適合整列プロセスを介して低減される。たとえば、1つ以上の整列エラーは、x方向におけるオフセット距離、y方向におけるオフセット距離、および/またはオフセット回転角度を含み得るが、これらに限定されない。
1つの実施形態において、カラム組立部品110を形成することは、第1の基板アレイスタックにおいて第1の基板アレイ組立部品120aを配置することを含む。別の実施形態において、カラム組立部品110を形成することは、フレームに第1の基板アレイスタックを取り付けることを含む。別の実施形態において、カラム組立部品110を形成することは、少なくとも第2の基板アレイスタックにおいて少なくとも第2の基板アレイ組立部品120bを配置することを含む。別の実施形態において、カラム組立部品110を形成することは、同じフレームに少なくとも第2の基板アレイ組立部品を取り付けることを含む。別の実施形態において、第1の基板アレイ組立部品120aを配置することまたは少なくとも第2の基板アレイ組立部品120bを配置することのうちの少なくとも1つを実行するとき、1つ以上の整列エラーが最小二乗最良適合整列プロセスを介して低減される。たとえば、1つ以上の整列エラーは、x方向におけるオフセット距離、y方向におけるオフセット距離、および/またはオフセット回転角度を含み得るが、これらに限定されない。
本明細書に記載の構成要素(たとえば、動作)、デバイス、オブジェクト、およびそれらに伴う論考は、概念の明確さを目的として例として使用されていることと、様々な構成変形が意図されていることとを、当業者は認識するであろう。したがって、本明細書では、明記された具体的な例および付随する論考は、それらのより一般的なクラスを表すことが意図されている。概して、任意の特定の例の使用は、そのクラスを代表することが意図されており、そして、特定の構成要素(たとえば、動作)、デバイス、およびオブジェクトを含まないことが制限として解釈されるべきではない。
ほぼあらゆる複数表現および/または単数表現の本明細書における使用に関して、当業者は、文脈および/または妥当性に適合するように複数形を単数形におよび/または単数形を複数形に置き換えることができる。様々な単数形/複数形の置換は、分かりやすくするために本明細書では明示的に記載されてはいない。
本明細書で説明される主題は、時に、他の異なる構成要素内に含まれたまたはそれらと接続された異なる構成要素を示す。そのような表現されたアーキテクチャは単に例示であること、並びに、実際には、同じ機能を達成する多数の他のアーキテクチャが実装され得ることを理解されたい。概念的な意味で、同じ機能を達成するための構成要素の任意の配置が、所望の機能が達成されるように効果的に「関連付けられている」。したがって、特定の機能を達成するように結合された本明細書に記載された任意の2つの構成要素は、アーキテクチャまたは仲介構成要素に関わらず、所望の機能が達成されるように互いに「関連付けられている」と理解することができる。同様に、そのように関連付けられた任意の2つの構成要素はまた、所望の機能を達成するために互いに「動作可能なように接続されている」または「動作可能なように結合されている」として見ることもでき、そのように関連付けられることができる任意の2つの構成要素は、所望の機能を達成するために互いに「動作可能なように結合可能」であると見ることができる。動作可能なように結合可能なことの具体的な例は、物理的に接続可能なおよび/または物理的に相互作用する構成要素、および/または、ワイヤレスで相互作用可能なおよび/またはワイヤレスで相互作用する構成要素、および/または、論理的に相互作用するおよび/または論理的に相互作用可能な構成要素を含むが、これらに限定されない。
場合によっては、1つ以上の構成要素は、「ように構成された」、「ように構成可能」、「ように動作可能/動作する」、「適応した/適応可能」、「ことが可能」、「に従う/適合された」などと言われることがある。そのような用語(たとえば、「ように構成された」)は、一般に、文脈上で他のことを要求されない限り、アクティブな構成要素および/または非アクティブな構成要素および/またはスタンバイ状態の構成要素を包含し得ることが、当業者には認識されよう。
本明細書で説明される主題の特定の態様が示され、説明されているが、本明細書の教示に基づいて、本明細書で説明される主題およびそのより広い態様から逸脱することなく変更および修正が行われ得、したがって、添付の特許請求の範囲は、本明細書で説明される主題の真の趣旨および範囲内にあるものとしてそのようなすべての変更および修正をそれらの範囲内に包含するものであることが当業者には明らかとなろう。一般に、本明細書で、特に添付の特許請求の範囲(たとえば、添付の特許請求の範囲の本文)において使用される用語は、概して、「オープンな」用語として意図されていること(たとえば、「含んでいる」という用語は「含んでいるがこれに限定されない」として解釈されるべきであり、「有する」という用語は「少なくとも有する」として解釈されるべきであり、「含む」という用語は「含むがこれに限定されない」として解釈されるべきである、など)が、当業者には理解されよう。紹介される特許請求の列挙項目の特定の数が意図されている場合、そのような意図は、特許請求の範囲において明示的に記述され、そのような記述のない場合にはそのような意図は存在しないことが当業者にはさらに理解されよう。たとえば、理解の助けとして、以下の添付の特許請求の範囲は、請求の列挙項目を紹介するために、「少なくとも1つの」および「1つ以上の」という導入節の使用を含むことがある。しかしながら、同請求が「1つ以上の」または「少なくとも1つの」という導入節および「a」または「an」(「1つの」または「一」)などの不定冠詞を含む場合でも、そのような表現の使用は、不定冠詞「a」または「an」(「1つの」または「一」)による請求の列挙項目の紹介が、そのような紹介された請求の列挙項目を含む任意の特定の請求をそのような列挙項目を1つのみ含む請求に限定することを暗示すると解釈されるべきではなく(たとえば、「1つの」および/または「一」は、通常は、「少なくとも1つの」または「1つ以上の」を意味すると解釈されるべきである)、同じことが、請求の列挙項目を紹介するために使用される定冠詞の使用についても当てはまる。さらに、紹介される請求の列挙項目の特定の数が明示的に記述されている場合でも、そのような記述は、少なくともその記述された数を意味すると通常は解釈されるべきである(たとえば、単に「2つの列挙項目」という記述は、他の修正語句がなければ、少なくとも2つの列挙項目、または2つ以上の列挙項目を通常は意味する)と当業者には認識されよう。さらに、「A、B、およびCのうちの少なくとも1つ」などと類似の規定が使用される例では、一般に、そのような構造は、当業者がその規定を理解するであろう意味で意図されている(たとえば、「A、B、およびCのうちの少なくとも1つを有するシステム」は、Aを単独で、Bを単独で、Cを単独で、AおよびBを共に、AおよびCを共に、BおよびCを共に、および/または、A、B、およびCを共に有するシステムなどを含むことになるが、これらに限定されない)。「A、B、またはCのうちの少なくとも1つ」などに類似した規定が使用される例では、一般に、そのような構造は、当業者がその規定を理解するであろう意味で意図されている(たとえば、「A、B、またはCのうちの少なくとも1つを有するシステム」は、Aを単独で、Bを単独で、Cを単独で、AおよびBを共に、AおよびCを共に、BおよびCを共に、および/または、A、B、およびCを共に有するシステムなどを含むことになるが、これらに限定されない)。通常は、離接語および/または2つ以上の代替用語を提示する表現は、明細書、特許請求の範囲、または図面のいずれでも、文脈が他を指示しない限り、それらの用語のうちの1つ、それらの用語のうちのいずれか、または両方の用語を含む可能性を意図していると理解されるべきであることが、当業者にはさらに理解されよう。たとえば、「AまたはB」という表現は、「A」または「B」または「AおよびB」の可能性を含むと通常は理解されることになる。
添付の特許請求の範囲に関して、そこで列挙される動作は、一般に、任意の順番で実行されてもよいことが、当業者には理解されよう。また、様々な動作の流れが順番に提示されているが、様々な動作は、示されたものとは他の順番で実行されてもよく、または同時に実行されてもよいことを理解されたい。そのような代替的順序付けの例は、文脈が他を指示しない限り、重複する、交互の、中断された、並べ替えられた、斬新的、予備的、補足的、同時的、逆の、または他の異なる順序付けを含み得る。さらに、「応答した」、「関連した」のような用語、または他の過去時制の形容詞は、一般に、文脈が他を指示しない限り、そのような異形を排除することを意図されていない。
本開示およびそれに付随する利点の多数は、前述の説明から理解されることになると考えられ、様々な変更が、開示される主題を逸脱せずに、またはその重要な利点のすべてを犠牲にせずに、構成要素の形、構造、および配置において行われ得ることが明らかであろう。記載された形は、単に説明を目的とし、そして、そのような変更を包含し含むことが以下の特許請求の範囲の意図である。したがって、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲によってのみ制限されるべきである。

Claims (22)

  1. 第1の基板アレイ組立部品、および
    少なくとも第2の基板アレイ組立部品
    を備えた、カラム組立部品であり、前記第1の基板アレイ組立部品または前記少なくとも第2の基板アレイ組立部品のうちの少なくとも1つの基板アレイが、
    複数の基板層から形成された複合基板であり、2つ以上の電子ビームのうちの各電子ビームのための穴を含む複合基板、
    前記複数の基板層内に埋め込まれた複数の電気的構成要素、
    前記複合基板の上面または底面のうちの少なくとも1つに結合された少なくとも1つのグラウンドコンタクトパッド、
    前記複合基板の前記上面または前記底面のうちの少なくとも1つに結合された少なくとも1つの信号コンタクトパッド、および、
    前記複合基板内の前記複数の穴の上で、前記複合基板に接合された複数のカラム電子光学素子であり、それぞれが、複合基板の上面または底面のうちの少なくとも1つに結合された特定のグラウンドコンタクトパッドと特定の信号コンタクトパッドとに接合された、数のカラム電子光学素子
    を含む、カラム組立部品と、
    2つ以上の電子ビームを生成するように構成された2つ以上の電子ビームソースであり、それぞれが前記2つ以上の電子ビームのうちの一つの電子ビームを生成するように構成された、2つ以上の電子ビームソース、および
    複数の位置決め器の2つ以上のセットであり、複数の位置決め器の各セットが、複数の方向で前記2つ以上の電子ビームソースの特定の電子ビームソースの位置を調節するように構成された、複数の位置決め器の2つ以上のセット
    を備えた、ソース組立部品と、
    サンプルを固定するように構成されたステージであり、前記カラム組立部品が、前記2つ以上の電子ビームの少なくとも一部分を前記サンプルの一部分に向けるように構成された、ステージと、
    を備えることを特徴とするマルチカラム走査電子顕微鏡法(SEM)システム。
  2. 請求項1に記載のシステムであって、前記ソース組立部品がさらに、
    ソース電子光学素子の2つ以上のセットをさらに備え、前記ソース電子光学素子の前記2つ以上のセットの各々が、前記2つ以上の電子ビームのうちの電子ビームの少なくとも一部分を、前記カラム組立部品を通るように向けるように構成されることを特徴とするマルチカラム走査電子顕微鏡法システム。
  3. 請求項1に記載のシステムであって、前記サンプルの表面から放射される電子または散乱される電子を検出するように置かれた2つ以上の検出器組立部品
    をさらに備えることを特徴とするマルチカラム走査電子顕微鏡法システム。
  4. 請求項3に記載のシステムであって、前記2つ以上の検出器組立部品が、前記カラム組立部品内に置かれることを特徴とするマルチカラム走査電子顕微鏡法システム。
  5. 請求項1に記載のシステムであって、前記2つ以上の電子ビームソースの各々が、
    ショットキーエミッタデバイス、カーボンナノチューブ(CNT)エミッタ、ナノ構造のカーボンフィルムエミッタ、またはミュラータイプのエミッタのうちの少なくとも1つ
    を備えることを特徴とするマルチカラム走査電子顕微鏡法システム。
  6. 請求項1に記載のシステムであって、前記第1の基板アレイ組立部品または前記少なくとも第2の基板アレイ組立部品のうちの少なくとも1つが、2つ以上の基板アレイを含み、少なくとも1つの金属シールドが、前記2つ以上の基板アレイの間に置かれることを特徴とするマルチカラム走査電子顕微鏡法システム。
  7. 請求項1に記載のシステムであって、前記第1の基板アレイ組立部品が、第1の基板アレイスタックにおいて配置され、第1のフレームに取り付けられ、前記少なくとも第2の基板アレイ組立部品が、少なくとも第2の基板アレイスタックにおいて配置され、少なくとも第2のフレームに取り付けられ、前記第1のフレームと前記少なくとも第2のフレームとが結合されることを特徴とするマルチカラム走査電子顕微鏡法システム。
  8. 請求項7に記載のシステムであって、前記第1の基板アレイ組立部品を配置すること、前記第2の基板アレイスタックを配置すること、または前記第1のフレームと前記少なくとも第2のフレームとを結合させることのうちの少なくとも1つが、x方向におけるオフセット距離、y方向におけるオフセット距離、またはオフセット回転角度のうちの少なくとも1つを補償するように整列させることを含むことを特徴とするマルチカラム走査電子顕微鏡法システム。
  9. 請求項1に記載のシステムであって、前記第1の基板アレイ組立部品が、第1の接合された基板アレイスタックにおいて配置され、前記少なくとも第2の基板アレイ組立部品が、少なくとも第2の接合された基板アレイスタックにおいて配置され、前記第1の接合された基板アレイスタックと前記少なくとも第2の接合された基板アレイスタックとが接合されることを特徴とするマルチカラム走査電子顕微鏡法システム。
  10. 請求項9に記載のシステムであって、前記第1の基板アレイ組立部品を配置すること、前記少なくとも第2の基板アレイを配置すること、あるいは前記第1の接合された基板アレイスタックと前記少なくとも第2の接合された基板アレイスタックとを接合することのうちの少なくとも1つが、x方向におけるオフセット距離、y方向におけるオフセット距離、またはオフセット回転角度のうちの少なくとも1つを補償するように整列させることを含むことを特徴とするマルチカラム走査電子顕微鏡法システム。
  11. 請求項1に記載のシステムであって、前記第1の基板アレイ組立部品が、第1の基板アレイスタックにおいて配置され、フレームに取り付けられ、前記少なくとも第2の基板アレイ組立部品が、少なくとも第2の基板アレイスタックにおいて配置され、同じフレームに取り付けられることを特徴とするマルチカラム走査電子顕微鏡法システム。
  12. 請求項11に記載のシステムであって、前記第1の基板アレイ組立部品を配置することまたは前記第2の基板アレイスタックを配置することのうちの少なくとも1つが、x方向におけるオフセット距離、y方向におけるオフセット距離、またはオフセット回転角度のうちの少なくとも1つを補償するように整列させることを含むことを特徴とするマルチカラム走査電子顕微鏡法システム。
  13. 請求項1に記載のシステムであって、前記複数の位置決め器の各セットが、複数の方向で特定の照明ソースの位置を調節するように構成され、前記複数の方向が、x方向、y方向、またはz方向のうちの少なくとも1つを含むことを特徴とするマルチカラム走査電子顕微鏡法システム。
  14. 請求項1に記載のシステムであって、前記複数の基板層内に埋め込まれた前記複数の電気的構成要素が、1つ以上の接地トレース、1つ以上の信号トレース、1つ以上のグラウンドビア、あるいは1つ以上の信号ビアのうちの少なくとも1つを含むことを特徴とするマルチカラム走査電子顕微鏡法システム。
  15. 請求項14に記載のシステムであって、前記1つ以上の接地トレース、前記1つ以上のグラウンドビア、前記1つ以上の信号トレース、あるいは前記1つ以上の信号ビアのうちの少なくとも1つが、前記複合基板を形成する前に前記複数の基板層内に埋め込まれることを特徴とするマルチカラム走査電子顕微鏡法システム。
  16. 請求項14に記載のシステムであって、前記1つ以上の接地トレースが、前記1つ以上のグラウンドビアで前記少なくとも1つのグラウンドコンタクトパッドに電気的に結合されることを特徴とするマルチカラム走査電子顕微鏡法システム。
  17. 請求項14に記載のシステムであって、前記1つ以上の信号トレースが、前記1つ以上の信号ビアで前記少なくとも1つの信号コンタクトパッドに電気的に結合されることを特徴とするマルチカラム走査電子顕微鏡法システム。
  18. 複数の基板アレイを形成することであって、前記複数の基板アレイを形成することが、
    複数の基板層内に1つ以上の構成要素を埋め込むこと、
    前記複数の基板層から複合基板を形成すること、
    前記複合基板において複数の穴を開けること、
    少なくとも1つのグラウンドコンタクトパッドを前記複合基板の上面または底面のうちの少なくとも1つに結合させること、
    少なくとも1つの信号コンタクトパッドを前記複合基板の前記上面または前記底面のうちの少なくとも1つに結合させること、および、
    前記複合基板の前記上面または前記底面のうちの少なくとも1つに結合された特定のグラウンドコンタクトパッドおよび特定の信号コンタクトパッドに複数のカラム電子光学素子を接合することであり、前記複数のカラム電子光学素子の各々が、前記複合基板内の前記複数の穴の上に置かれる、接合すること
    を含む、前記複数の基板アレイを形成することと、
    前記複数の基板アレイを第1の基板アレイ組立部品および少なくとも第2の基板アレイ組立部品に分類することと、
    前記第1の基板アレイ組立部品および前記少なくとも第2の基板アレイ組立部品からカラム組立部品を形成することと、
    を含むことを特徴とする方法。
  19. 請求項18に記載の方法であって、前記複数のカラム電子光学素子のうちの少なくともいくつかが、前記複数のカラム電子光学素子のうちの前記少なくともいくつかを特定のグラウンドコンタクトパッドおよび特定の信号コンタクトパッドに接合する前に第1のセットの製造プロセスを介して部分的に製造され、前記複数のカラム電子光学素子のうちの前記少なくともいくつかが、前記複数のカラム電子光学素子のうちの前記少なくともいくつかを前記特定のグラウンドコンタクトパッドおよび前記特定の信号コンタクトパッドに接合した後に第2のセットの製造プロセスを介して完全に製造されることを特徴とする方法。
  20. 請求項19に記載の方法であって、前記第1のセットの製造プロセスが、
    前記複数のカラム電子光学素子のうちの前記少なくともいくつかにおいて少なくとも1つの限界公差に基づいて穴を開けることと、
    前記複数のカラム電子光学素子のうちの前記少なくともいくつかにおいて複数のスロットを切り取ることであり、前記複数のスロットが、第1のスロットおよび少なくとも第2のスロットを含み、前記第1のスロットおよび前記少なくとも第2のスロットが、前記穴の一部分を通過し、前記第1のスロットおよび前記少なくとも第2のスロットが、前記複数のカラム電子光学素子のうちの前記少なくともいくつかのカラム電子光学素子の端までは延びていない、切り取ることと、
    を含むことを特徴とする方法。
  21. 請求項20に記載の方法であって、前記少なくとも1つの限界公差が、穴のサイズまたは穴の形状のうちの少なくとも1つを含むことを特徴とする方法。
  22. 請求項20に記載の方法であって、前記第2のセットの製造プロセスが、
    前記複数のカラム電子光学素子のうちの前記少なくともいくつかのカラム電子光学素子の前記端まで延びるように前記複数のスロットを切り取ること
    を含むことを特徴とする方法。
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