JP7431349B2 - 荷電粒子装置用の交換可能モジュール - Google Patents

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Description

関連出願の相互参照
[0001] 本出願は、２０２０年６月１０日に出願された米国特許出願第６３／０３７，４８１号、及び２０２０年９月２２日に出願された欧州特許出願第２０１９７５１０．９号の優先権を主張するものであり、これらの出願はそれぞれ、全体として本明細書に援用される。
[0002] 本明細書に提供される実施形態は、一般に、荷電粒子装置における電子光学アセンブリの提供について述べる。電子光学アセンブリは、１つ又は複数の荷電粒子ビームを偏向させること、及び／又は集束させることなどによって、荷電粒子ビームを操作するように構成される。実施形態は、荷電粒子装置において交換可能なモジュールに電子光学デバイスを設ける。実施形態は、電子光学アセンブリを入射ソースビームと適切にアライメントさせるための技術も提供する。
[0003] 半導体集積回路（ＩＣ）チップを製造する際に、例えば、光学効果及び偶発的粒子の結果として、望ましくないパターン欠陥が、製作プロセス中に、基板（すなわち、ウェーハ）又はマスク上で不可避的に生じ、それによって歩留まりが低下する。したがって、望ましくないパターン欠陥の程度をモニタリングすることは、ＩＣチップの製造において重要なプロセスである。より一般的に、基板又は他の物体／材料の表面の検査及び／又は測定は、その製造中及び／又は製造後において重要なプロセスである。
[0004] 荷電粒子ビームを用いたパターン検査ツールは、物体を検査するために、例えば、パターン欠陥を検出するために使用されてきた。これらのツールは、一般的に、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）などの電子顕微鏡法技術を使用する。ＳＥＭでは、比較的高いエネルギーの電子の一次電子ビームが、比較的低い着地エネルギーでサンプル上に着地するために、最終減速ステップでターゲットにされる。電子ビームは、サンプル上にプロービングスポットとして集束される。プロービングスポットにおける材料構造と、電子ビームからの着地電子の相互作用により、二次電子、後方散乱電子、又はオージェ電子などの電子が表面から放出される。発生した二次電子は、サンプルの材料構造から放出され得る。サンプル表面にわたり、プロービングスポットとして一次電子ビームを走査することによって、サンプルの表面にわたり二次電子を放出させることができる。サンプル表面からのこれらの放出二次電子を収集することによって、パターン検査ツールは、サンプルの表面の材料構造の特徴を表す画像を取得し得る。
[0005] 荷電粒子ビームの別の用途は、リソグラフィである。荷電粒子ビームは、基板表面上のレジスト層と反応する。レジストにおける所望のパターンは、荷電粒子ビームが誘導されるレジスト層上の場所を制御することによって作成することができる。荷電粒子装置は、１つ又は複数の荷電粒子ビームを発生させるため、１つ又は複数の荷電粒子ビームの照明、投影、及び／又は検出を行うための装置でもよい。荷電粒子装置内で、１つ又は複数の荷電粒子ビームを操作するために１つ又は複数の電子光学デバイスが設けられる。電子光学デバイスを荷電粒子装置に設けるための既知の技術を改良する一般的必要性がある。
[0006] 本明細書で提供される実施形態は、電子光学デバイスを含むモジュールを開示する。モジュールは、現場で、荷電粒子装置内で交換可能である。したがって、電子光学デバイスは、荷電粒子装置からモジュールを取り外すこと、及び異なる電子光学デバイスが取り付けられたモジュールを再び設置することによって簡単に交換され得る。代替的に、異なる電子光学デバイスを含む異なるモジュールが設置されてもよい。
[0007] 実施形態は、荷電粒子装置内の他のコンポーネントと電子光学デバイスをアライメントさせるための技術も提供する。
[0008] 本発明の第１の態様によれば、荷電粒子装置において荷電粒子パスを操作するように構成されたデバイスを支持するためのモジュールであって、モジュールが、デバイスを支持するように構成されたサポート構成であって、デバイスが荷電粒子装置内で荷電粒子パスを操作するように構成される、サポート構成と、モジュール内でサポート構成を移動させるように構成されたサポート位置決めシステムとを含み、モジュールが、荷電粒子装置において、現場で交換可能であるように配置される、モジュールが提供される。
[0009] 本発明の第２の態様によれば、荷電粒子装置において荷電粒子のパスを操作するように構成されたデバイスを支持するためのモジュールであって、モジュールが、荷電粒子装置内でモジュールが現場で交換可能であるように、荷電粒子装置のハウジングのハウジングフランジに取り付けられる、及びハウジングフランジから取り外されるように構成されたモジュールフランジを含む、モジュールが提供される。
[0010] 本発明の第３の態様によれば、第１又は第２の態様による現場で交換可能なモジュールを含む荷電粒子装置が提供される。
[0011] 本発明の第４の態様によれば、電子光学デバイスを荷電粒子装置内に設置する方法であって、電子光学デバイスをモジュールに取り付けることと、モジュールの本体に対する電子光学デバイスのＲｘ状態、Ｒｙ状態、及び／又はｚ位置に対して粗調整を加えることと、モジュールを荷電粒子装置に固定することとを含む方法が提供される。
[0012] 本発明の第５の態様によれば、荷電粒子装置内で電子光学デバイスを荷電粒子ビーム又はマルチビームとアライメントさせる方法であって、電子光学デバイスを含むモジュールを荷電粒子装置に固定し、それによって、荷電粒子装置内に電子光学デバイスを設置することと、モジュールの本体に対する電子光学デバイスのｘ位置、ｙ位置、及び／又はＲｚ状態に対して、１つ又は複数の微調整を加えることと、荷電粒子装置内で荷電粒子ビーム又はマルチビームのパスに対する調整を加えることとを含む方法が提供される。
[0013] 本発明の第６の態様によれば、電子ビームをサンプルに投影するように構成された電子光学コラムであって、コラムの座標系を規定するように構成されたフレームと、電子光学デバイスを含む現場で交換可能なモジュールを受け入れるためのチャンバと、現場で交換可能なモジュールをフレームとアライメントさせるために、現場で交換可能なモジュールと係合するように構成された係合構成と、微細アライメントのためにビーム及びデバイスを互いに対して位置決めするように構成された能動位置決めシステムと、を含むコラムが提供される。
[0014] 本発明の第７の態様によれば、電子光学コラムに取り外し可能に挿入できるように配置された、現場で交換可能なモジュールであって、電子光学コラムにおいて電子ビームのパスを操作するように構成された電子光学要素と、電子光学要素を支持するように構成されたサポートと、全自由度でサポートを電子光学コラムのフレームとアライメントさせるように構成された係合構成と、を含む現場で交換可能なモジュールが提供される。
[0015] 実施形態によるモジュールは、荷電粒子装置の実質的な分解なしに電子光学デバイスが簡単に交換されることを有利に可能にする。
[0016] 本発明の他の利点は、実例及び例として、本発明の特定の実施形態が記載される、添付の図面と併せた以下の説明から明らかとなるだろう。
[0017] 本開示の上記及び他の態様は、添付の図面と併せた例示的実施形態の説明からより明白となるだろう。
[0018]例示的な荷電粒子ビーム検査装置を示す概略図である。 [0019]図１の例示的な荷電粒子ビーム検査装置の一部である例示的なマルチビーム装置を示す概略図である。 [0020]図１の例示的な荷電粒子ビーム検査装置のソース変換ユニットの例示的な構成を示す例示的なマルチビーム装置の概略図である。 [0021]ある実施形態による荷電粒子装置の一部の概略図である。 [0022]ある実施形態による荷電粒子装置の一部の概略図である。 [0023]荷電粒子装置に設置された、ある実施形態によるモジュールを通る断面の概略図である。 [0024]荷電粒子装置に設置された、ある実施形態による電子光学デバイスを通る断面の概略図である。 [0025]荷電粒子装置内に挿入されている過程の、ある実施形態によるモジュールを通る断面の概略図である。 [0026]第１の実施形態によるモジュールの一部を通る断面の概略図である。 [0027]第１の実施形態によるモジュールの一部を通る断面の概略図である。 [0028]第２の実施形態によるモジュールの一部を通る断面の概略図である。 [0029]第２の実施形態によるモジュールの一部を通る断面の概略図である。 [0030]第３の実施形態の一実装形態によるモジュールを通る断面の概略図である。 [0031]第３の実施形態の一実装形態によるモジュールの一部を通る断面の概略図である。 [0032]第３の実施形態の一実装形態によるピエゾアクチュエータの動作状態を示すステージの概略平面図である。 [0032]第３の実施形態の一実装形態によるピエゾアクチュエータの動作状態を示すステージの概略平面図である。 [0032]第３の実施形態の一実装形態によるピエゾアクチュエータの動作状態を示すステージの概略平面図である。 [0033]第３の実施形態の一実装形態によるモジュールを通る断面の概略図である。 [0034]第３の実施形態の一実装形態によるピエゾアクチュエータの動作状態を示すステージの概略平面図である。 [0034]第３の実施形態の一実装形態によるピエゾアクチュエータの動作状態を示すステージの概略平面図である。 [0034]第３の実施形態の一実装形態によるピエゾアクチュエータの動作状態を示すステージの概略平面図である。 [0035]第４の実施形態の一実装形態によるモジュールを通る断面の概略図である。 [0036]第４の実施形態の一実装形態によるモジュールの一部を通る断面の概略図である。 [0037]第４の実施形態の一実装形態によるモジュールの一部を通る断面の概略図である。 [0038]第４の実施形態の一実装形態によるモジュールの一部を通る断面の概略図である。 [0039]第５の実施形態によるモジュールの一部を通る断面の概略図である。 [0040]第６の実施形態による荷電粒子装置に固定されたモジュールの概略図である。 [0041]第６の実施形態による荷電粒子装置上のフランジの概略図である。 [0042]荷電粒子装置内の第７の実施形態によるモジュールの一部の概略図である。 [0043]第７の実施形態による締め付けボルト構成の概略図である。 [0044]ある実施形態による荷電粒子装置の概略図である。 [0045]ある実施形態による方法のフローチャートである。 [0046]ある実施形態による方法のフローチャートである。
[0047] これより、例示的な実施形態を詳細に参照し、その例を、添付の図面に示す。以下の説明は、添付の図面を参照し、別段の表示がない限り、異なる図面における同一の番号は、同一又は類似の要素を表す。例示的な実施形態の以下の説明に記載される実装形態は、本発明と一致するすべての実装形態を表すわけではない。代わりに、それらの実装形態は、添付の請求項において記述されるように、本発明に関連する態様と一致する装置及び方法の単なる例である。
[0048] デバイスの物理的サイズの減少、及び電子デバイスの計算能力の向上は、ＩＣチップ上のトランジスタ、キャパシタ、ダイオードなどの回路コンポーネントの実装密度を大幅に増加させることによって達成することができる。これは、さらに小さい構造の作製を可能にする分解能の向上によって可能にされてきた。例えば、親指の爪の大きさであり、２０１９年以前に利用可能なスマートフォンのＩＣチップは、２０億を超えるトランジスタを含むことができ、各トランジスタのサイズは、人間の毛髪の１／１０００未満である。したがって、半導体ＩＣ製造が、数百の個々のステップを有する、複雑で時間のかかるプロセスであることは驚くに値しない。たとえ１つのステップのエラーであっても、最終製品の機能に劇的に影響を与える可能性がある。たった１つの「キラー欠陥」が、デバイスの故障を生じさせ得る。製造プロセスの目標は、プロセスの全体的な歩留まりを向上させることである。例えば、５０のステップを有するプロセス（ここでは、ステップが、ウェーハ上に形成される層の数を示し得る）に関して７５％の歩留まりを得るためには、個々のステップは、９９．４％を超える歩留まりを有していなければならない。個々のステップが９５％の歩留まりを有する場合、全体的なプロセス歩留まりは、７～８％と低い。
[0049] ＩＣチップ製造設備において、高いプロセス歩留まりが望ましい一方で、一時間当たりに処理される基板の数と定義される高い基板（すなわち、ウェーハ）スループットを維持することも必須である。高いプロセス歩留まり及び高い基板スループットは、欠陥の存在による影響を受け得る。これは、欠陥を調査するためにオペレータの介入が必要な場合に特に当てはまる。したがって、検査ツール（走査電子顕微鏡（「ＳＥＭ」）など）によるマイクロスケール及びナノスケール欠陥の高スループット検出及び識別は、高い歩留まり及び低いコストを維持するために必須である。
[0050] ＳＥＭは、走査デバイス及び検出器装置を含む。走査デバイスは、一次電子を発生させるための電子源を含む照明装置と、一次電子の１つ又は複数の集束ビームで基板などのサンプルを走査するための投影装置と、を含む。一次電子は、サンプルと相互作用し、二次電子及び／又は後方散乱電子などの相互作用生成物を発生させる。検出装置は、ＳＥＭがサンプルの走査エリアの画像を生成し得るように、サンプルが走査されるときに、サンプルからの二次電子及び／又は後方散乱電子を捕捉する。高スループットの検査のために、検査装置の一部は、一次電子の複数の集束ビーム、すなわち、マルチビームを使用する。マルチビームの成分ビームは、サブビーム又はビームレットと呼ばれることがある。マルチビームは、サンプルの異なる部分を同時に走査し得る。したがって、マルチビーム検査装置は、単一ビーム検査装置よりもはるかに高速でサンプルを検査し得る。
[0051] マルチビーム検査装置では、一次電子ビームの幾つかのパスが、走査デバイスの中心軸、すなわち、一次電子光軸（本明細書では、荷電粒子軸とも呼ばれる）の中点から離れて変位する。すべての電子ビームが実質的に同じ入射角でサンプル表面に達することを確実にするために、中心軸からより大きな半径方向距離を有するサブビームパスが、中心軸により近いサブビームパスよりも大きな角度を移動するように操作される必要がある。このより強力な操作は、結果として生じる像をぼやけさせ、像の焦点を外させる収差を生じさせ得る。一例は、各サブビームパスの焦点を異なる焦点面に至らせる球面収差である。具体的には、中心軸上にないサブビームパスに関して、サブビームの焦点面の変化は、中心軸からの半径方向変位と共に大きくなる。このような収差及びデフォーカス効果は、ターゲットからの二次電子が検出されたときにそれらの二次電子に関連付けられたままとなり得、例えば、ターゲット上のサブビームによって形成されるスポットの形状及びサイズが影響を受ける。したがって、このような収差は、検査中に生成される、結果として生じる画像の品質を低下させる。
[0052] 既知のマルチビーム検査装置の実装形態を以下に説明する。
[0053] 図は、概略図である。したがって、図面では、コンポーネントの相対寸法は、明瞭にするために拡大される。以下の図面の説明では、同じ又は同様の参照番号は、同じ又は同様のコンポーネント又はエンティティを指し、個々の実施形態に対する違いのみを説明する。説明及び図面は電子光学装置を対象とするが、実施形態は、本開示を特定の荷電粒子に限定するためには使用されないことが理解される。したがって、本文書全体を通して、電子への言及は、より一般的に、荷電粒子への言及であると見なすことができ、荷電粒子は、必ずしも電子ではない。
[0054] ここで図１を参照すると、図１は、例示的な荷電粒子ビーム検査装置１００を示す概略図である。図１の荷電粒子ビーム検査装置１００は、メインチャンバ１０、装填ロックチャンバ２０、電子ビームツール４０、機器フロントエンドモジュール（ＥＦＥＭ）３０、及びコントローラ５０を含む。
[0055] ＥＦＥＭ３０は、第１の装填ポート３０ａ及び第２の装填ポート３０ｂを含む。ＥＦＥＭ３０は、追加の１つ又は複数の装填ポートを含んでもよい。第１の装填ポート３０ａ及び第２の装填ポート３０ｂは、例えば、検査予定の基板（例えば、半導体基板若しくは他の材料で作られた基板）又はサンプルを含む基板前面開口式一体型ポッド（ＦＯＵＰ（front opening unified pod））を受け取ることができる（以下では、基板、ウェーハ、及びサンプルは、まとめて「サンプル」と呼ばれる）。ＥＦＥＭ３０の１つ又は複数のロボットアーム（図示せず）は、装填ロックチャンバ２０にサンプルを運ぶ。
[0056] 装填ロックチャンバ２０は、サンプルの周囲の気体を取り除くために使用される。これは、周囲環境の圧力より低い局所気体圧力である真空を生じさせる。装填ロックチャンバ２０は、装填ロック真空ポンプシステム（図示せず）に接続されてもよく、装填ロック真空ポンプシステムは、装填ロックチャンバ２０内の気体粒子を取り除く。装填ロック真空ポンプシステムの動作により、装填ロックチャンバが大気圧を下回る第１の圧力に達することが可能になる。第１の圧力に達した後、１つ又は複数のロボットアーム（図示せず）が、装填ロックチャンバ２０からメインチャンバ１０にサンプルを運ぶ。メインチャンバ１０は、メインチャンバ真空ポンプシステム（図示せず）に接続される。メインチャンバ真空ポンプシステムは、サンプルの周囲の圧力が第１の圧力を下回る第２の圧力に達するように、メインチャンバ１０内の気体分子を取り除く。第２の圧力に達した後に、サンプルは、電子ビームツールに運ばれ、サンプルは、電子ビームツールによって検査され得る。電子ビームツール４０は、単一ビーム又はマルチビームの電子光学装置を含み得る。
[0057] コントローラ５０は、電子ビームツール４０に電子的に接続される。コントローラ５０は、荷電粒子ビーム検査装置１００を制御するように構成されたプロセッサ（コンピュータなど）でもよい。コントローラ５０は、様々な信号及び画像処理機能を実行するように構成された処理回路も含み得る。図１では、コントローラ５０は、メインチャンバ１０、装填ロックチャンバ２０、及びＥＦＥＭ３０を含む構造の外部のものとして示されているが、コントローラ５０は、構造の一部でもよいことが理解される。コントローラ５０は、荷電粒子ビーム検査装置のコンポーネント要素の１つの内部に位置してもよく、又はコントローラ５０は、コンポーネント要素の少なくとも２つに分散されてもよい。本開示は、電子ビーム検査ツールを収納するメインチャンバ１０の例を提供しているが、本開示の態様は、広い意味で、電子ビーム検査ツールを収納するチャンバに限定されないことに留意すべきである。むしろ、前述の原理は、第２の圧力下で動作する装置の他のツール及び他の配置にも適用できることが理解される。
[0058] ここで図２を参照すると、図２は、図１の例示的な荷電粒子ビーム検査装置１００の一部であるマルチビーム検査ツールを含む例示的な電子ビームツール４０を示す概略図である。マルチビーム電子ビームツール４０（本明細書では、装置４０とも呼ばれる）は、電子源２０１、ガンアパーチャプレート２７１、集光レンズ２１０、ソース変換ユニット２２０、一次投影装置２３０、電動ステージ２０９、及びサンプルホルダ２０７を含む。電子源２０１、ガンアパーチャプレート２７１、集光レンズ２１０、ソース変換ユニット２２０は、マルチビーム電子ビームツール４０によって包含される照明装置のコンポーネントである。サンプルホルダ２０７は、検査のためにサンプル２０８（例えば、基板又はマスク）を保持するために、電動ステージ２０９によって支持される。マルチビーム電子ビームツール４０は、二次投影装置２５０及び関連する電子検出デバイス２４０をさらに含み得る。一次投影装置２３０は、対物レンズ２３１を含み得る。電子検出デバイス２４０は、複数の検出要素２４１、２４２、及び２４３を含み得る。ビームセパレータ２３３及び偏向走査ユニット２３２は、一次投影装置２３０内に配置され得る。
[0059] 一次ビームを発生させるために使用されるコンポーネントは、装置４０の一次電子光軸とアライメントされ得る。これらのコンポーネントは、電子源２０１、ガンアパーチャプレート２７１、集光レンズ２１０、ソース変換ユニット２２０、ビームセパレータ２３３、偏向走査ユニット２３２、及び一次投影装置２３０を含み得る。二次投影装置２５０及びそれに関連した電子検出デバイス２４０は、装置４０の二次電子光軸２５１とアライメントされ得る。
[0060] 一次電子光軸２０４は、照明装置である電子ビームツール４０の部分の電子光軸によって構成される。二次電子光軸２５１は、検出装置である電子ビームツール４０の部分の電子光軸である。一次電子光軸２０４は、本明細書では、（参照しやすいように）主光軸、又は一次荷電粒子光軸とも呼ばれることがある。二次電子光軸２５１は、本明細書では、副光軸又は二次荷電粒子光軸とも呼ばれることがある。
[0061] 電子源２０１は、カソード（図示せず）、及び抽出器又はアノード（図示せず）を含み得る。動作中に、電子源２０１は、一次電子として電子をカソードから放出するように構成される。一次電子は、抽出器及び／又はアノードによって抽出又は加速されることによって、一次ビームクロスオーバー（虚像又は実像）２０３を形成する一次電子ビーム２０２を形成する。一次電子ビーム２０２は、一次ビームクロスオーバー２０３から放出されると視覚化することができる。
[0062] 形成された一次電子ビーム２０２は、単一ビームでもよく、マルチビームは、この単一ビームから生成されてもよい。したがって、ビームパスに沿った異なる場所で、一次電子ビーム２０２は、単一ビーム又はマルチビームのどちらか一方であり得る。それがサンプルに到達する時までには、好ましくは、それが投影装置に到達する前には、一次電子ビーム２０２は、マルチビームである。このようなマルチビームは、多くの異なるやり方で、一次電子ビームから発生させることができる。例えば、マルチビームは、クロスオーバー２０３の前に位置するマルチビームアレイ、ソース変換ユニット２２０に位置するマルチビームアレイ、又はこれらの場所の間にある任意の地点に位置するマルチビームアレイによって発生させることができる。マルチビームアレイは、ビームパスにわたりアレイに配置された複数の電子ビーム操作要素を含み得る。各操作要素は、サブビームを発生させるように一次電子ビームの少なくとも一部に影響を与え得る。したがって、マルチビームアレイは、入射一次ビームパスと相互作用することによって、マルチビームアレイのダウンビームでマルチビームパスを生成する。一次ビームとのマルチビームアレイの相互作用は、１つ又は複数のアパーチャアレイ、個々の偏向器（例えば、サブビームごとに）、レンズ、非点収差補正装置及び（収差）補正器（ここでも、例えば、サブビームごとに）を含み得る。
[0063] ガンアパーチャプレート２７１は、動作時に、クーロン効果を低減するために、一次電子ビーム２０２の周辺電子をブロックするように構成される。クーロン効果は、一次サブビーム２１１、２１２、２１３のプローブスポット２２１、２２２、及び２２３のそれぞれのサイズを拡大し、したがって、検査分解能を低下させ得る。ガンアパーチャプレート２７１は、ソース変換ユニット２２０の前であっても一次サブビーム（図示せず）を発生させるための複数の開口も含むことができ、クーロンアパーチャアレイとも呼ばれることがある。
[0064] 集光レンズ２１０は、一次電子ビーム２０２を集束させる（又はコリメートする）ように構成される。ある実施形態では、集光レンズ２１０は、実質的に平行なビームとなり、ソース変換ユニット２２０に実質的に垂直に入射するように一次電子ビーム２０２を集束させる（又はコリメートする）ように設計され得る。集光レンズ２１０は、それの主平面の位置が可動であるように構成され得る可動集光レンズでもよい。ある実施形態では、可動集光レンズは、例えば、光軸２０４に沿って物理的に移動するように構成され得る。代替的に、可動集光レンズは、集光レンズの主平面が個々の電気光学要素（レンズ）の強度の変動に応じて移動する２つ以上の電気光学要素から構成されてもよい。（可動）集光レンズは、磁気、静電気、又は磁気レンズ及び静電レンズの組み合わせであるように構成されてもよい。さらなる実施形態では、集光レンズ２１０は、回転防止集光レンズでもよい。回転防止集光レンズは、集光レンズ２１０の集束力（コリメート力）が変化したときに、及び／又は集光レンズの主平面が移動したときに、回転角度を不変に保つように構成され得る。
[0065] ソース変換ユニット２２０の一実施形態では、ソース変換ユニット２２０は、像形成要素アレイ、収差補償器アレイ、ビーム制限アパーチャアレイ、及び事前屈曲マイクロ偏向器アレイを含み得る。事前屈曲マイクロ偏向器アレイは、例えば、任意選択のものでもよく、例えば、ビーム制限アパーチャアレイ、像形成要素アレイ、及び／又は収差補償器アレイ上へのクーロンアパーチャアレイに由来するサブビームの実質的に垂直な入射を集光レンズが保証しない実施形態において存在してもよい。像形成要素アレイは、マルチビームパスの複数のサブビーム、すなわち一次サブビーム２１１、２１２、２１３を発生させるように構成され得る。像形成要素アレイは、例えば、一次電子ビーム２０２の複数の一次サブビーム２１１、２１２、２１３に影響を与えるため、及び一次ビームクロスオーバー２０３の複数の平行像（虚像又は実像）を形成するために、マイクロ偏向器、マイクロレンズ（又は両者の組み合わせ）などの複数の電子ビームマニピュレータを含み得る（一次サブビーム２１１、２１２、及び２１３のそれぞれに対して１つずつ）。収差補償器アレイは、例えば、像面湾曲補償器アレイ（図示せず）、及び非点収差補償器アレイ（図示せず）を含み得る。像面湾曲補償器アレイは、例えば、一次サブビーム２１１、２１２、及び２１３の像面湾曲収差を補償するための複数のマイクロレンズを含み得る。非点収差補償器アレイは、一次サブビーム２１１、２１２、及び２１３の非点収差を補償するための複数のマイクロ非点収差補正装置を含んでもよい。ビーム制限アパーチャアレイは、個々の一次サブビーム２１１、２１２、及び２１３の直径を規定するように構成され得る。図２は、一例として３つの一次サブビーム２１１、２１２、及び２１３を示すが、ソース変換ユニット２２０は、任意の数の一次サブビームを形成するように構成され得ることが理解されるものとする。コントローラ５０は、ソース変換ユニット２２０、電子検出デバイス２４０、一次投影装置２３０、又は電動ステージ２０９などの図１の荷電粒子ビーム検査装置１００の様々な部分に接続され得る。以下により詳細に説明するように、コントローラ５０は、様々な画像及び信号処理機能を行い得る。コントローラ５０は、荷電粒子マルチビーム装置を含む荷電粒子ビーム検査装置の動作を制御するための様々な制御信号を生成することもできる。
[0066] 集光レンズ２１０はさらに、集光レンズ２１０の集束力（コリメート力）を異ならせることによって、ソース変換ユニット２２０のダウンビームで一次サブビーム２１１、２１２、２１３の電流を調整するように構成され得る。代替的又は追加的に、一次サブビーム２１１、２１２、２１３の電流は、個々の一次サブビームに対応するビーム制限アパーチャアレイ内のビーム制限アパーチャの半径方向サイズを変えることによって変更され得る。
[0067] 対物レンズ２３１は、検査のためにサンプル２０８上にサブビーム２１１、２１２、及び２１３を集束させるように構成することができ、この実施形態では、サンプル２０８の表面に３つのプローブスポット２２１、２２２、及び２２３を形成し得る。
[0068] ビームセパレータ２３３は、例えば、静電双極子場及び磁気双極子場（図２では図示せず）を含むウィーンフィルタでもよい。動作時には、ビームセパレータ２３３は、静電双極子場によって、一次サブビーム２１１、２１２、及び２１３の個々の電子に対して静電力をかけるように構成され得る。ある実施形態では、静電力は、ビームセパレータ２３３の磁気双極子場によって一次サブビーム２１１、２１２、及び２１３の個々の一次電子にかけられる磁力に対して、大きさは等しいが、方向は逆である。したがって、一次サブビーム２１１、２１２、及び２１３は、少なくとも実質的にゼロの偏向角度で、ビームセパレータ２３３を少なくとも実質的に真っすぐに通過し得る。磁力の方向は、電子の動きの方向に依存し、静電力の方向は、電子の動きの方向に依存しない。したがって、二次電子及び後方散乱電子は、一般に、一次電子と比較して反対方向に移動するため、二次電子及び後方散乱電子にかかる磁力は、もはや静電力を相殺せず、その結果、ビームセパレータ２３３を通って進む二次電子及び後方散乱電子は、光軸２０４から離れて偏向される。
[0069] 偏向走査ユニット２３２は、動作時に、サンプル２０８の表面の一セクションの個々の走査エリアにわたってプローブスポット２２１、２２２、及び２２３を走査するために、一次サブビーム２１１、２１２、及び２１３を偏向させるように構成される。サンプル２０８上へのプローブスポット２２１、２２２、及び２２３上への一次サブビーム２１１、２１２、及び２１３の入射に応答して、二次電子及び後方散乱電子を含む電子が、サンプル２０８から発生する。この実施形態では、二次電子は、３つの二次電子ビーム２６１、２６２、及び２６３において伝搬する。二次電子ビーム２６１、２６２、及び２６３は、一般的に、（５０ｅＶ以下の電子エネルギーを有する）二次電子を有し、（５０ｅＶと一次サブビーム２１１、２１２、及び２１３の着地エネルギーとの間の電子エネルギーを有する）後方散乱電子の少なくとも一部も有し得る。ビームセパレータ２３３は、二次電子ビーム２６１、２６２、及び２６３のパスを二次投影装置２５０に向けて偏向させるように配置される。続いて、二次投影装置２５０は、二次電子ビーム２６１、２６２、及び２６３のパスを電子検出デバイス２４０の複数の検出領域２４１、２４２、及び２４３上に集束させる。検出領域は、例えば、対応する二次電子ビーム２６１、２６２、及び２６３を検出するように配置された別個の検出要素２４１、２４２、及び２４３でもよい。検出領域は、対応する信号を生成し得、これらの信号は、例えば、サンプル２０８の対応する走査エリアの画像を構築するために、例えば、コントローラ５０又は信号処理システム（図示せず）に送られる。
[0070] 検出要素２４１、２４２、及び２４３は、対応する二次電子ビーム２６１、２６２、及び２６３を検出することができる。検出要素２４１、２４２、及び２４３への二次電子ビームの入射時に、要素は、対応する強度信号出力（図示せず）を生成し得る。出力は、画像処理システム（例えば、コントローラ５０）に向けられ得る。各検出要素２４１、２４２、及び２４３は、１つ又は複数のピクセルを含み得る。検出要素の強度信号出力は、検出要素内のすべてのピクセルによって生成された信号の合計でもよい。
[0071] コントローラ５０は、画像取得器（図示せず）及びストレージデバイス（図示せず）を含む画像処理システムを含み得る。例えば、コントローラは、プロセッサ、コンピュータ、サーバ、メインフレームホスト、端末、パーソナルコンピュータ、任意の種類のモバイルコンピューティングデバイスなど、又はそれらの組み合わせを含み得る。画像取得器は、コントローラの処理機能の少なくとも一部を含み得る。したがって、画像取得器は、少なくとも１つ又は複数のプロセッサを含み得る。画像取得器は、数ある中でも特に、導電体、光ファイバケーブル、ポータブル記憶媒体、ＩＲ、Bluetooth（登録商標）、インターネット、ワイヤレスネットワーク、ワイヤレス無線機、又はこれらの組み合わせなどの信号通信を可能にする装置４０の電子検出デバイス２４０に通信可能に結合され得る。画像取得器は、電子検出デバイス２４０から信号を受信し、信号に含まれるデータを処理し、そこから画像を構築することができる。したがって、画像取得器は、サンプル２０８の画像を取得することができる。画像取得器は、輪郭の生成、及び取得画像へのインジケータの重畳などの様々な後処理機能を行うこともできる。画像取得器は、取得画像の明度及びコントラストなどの調整を行うように構成され得る。ストレージは、ハードディスク、フラッシュドライブ、クラウドストレージ、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、他のタイプのコンピュータ可読メモリなどの記憶媒体でもよい。ストレージは、画像取得器と結合されてもよく、走査された生の画像データをオリジナルの画像として保存したり、後処理された画像を保存したりするために使用することができる。
[0072] 画像取得器は、電子検出デバイス２４０から受信された撮像信号に基づいてサンプルの１つ又は複数の画像を取得することができる。撮像信号は、荷電粒子撮像を実施するための走査動作に対応し得る。取得画像は、複数の撮像エリアを含む単一の画像であり得る。単一の画像は、ストレージに保存することができる。単一の画像は、複数の領域に分割され得るオリジナルの画像であり得る。各領域は、サンプル２０８の特徴を含む１つの撮像エリアを含み得る。取得画像は、ある期間にわたって複数回サンプリングされたサンプル２０８の単一の撮像エリアの複数の画像を含み得る。複数の画像は、ストレージに保存することができる。コントローラ５０は、サンプル２０８の同じ場所の複数の画像を用いて画像処理ステップを行うように構成され得る。
[0073] コントローラ５０は、検出された二次電子の分布を得るために、測定回路（例えば、アナログ－デジタル変換器）を含み得る。検出時間窓の間に収集された電子分布データは、サンプル表面に入射した一次サブビーム２１１、２１２、及び２１３の各々の対応する走査パスデータと組み合わせて、検査中のサンプル構造の画像を再構築するために使用し得る。再構築された画像は、サンプル２０８の内部又は外部の構造の様々なフィーチャを明らかにするために使用し得る。したがって、再構築された画像は、サンプルに存在し得るいかなる欠陥も明らかにするために使用し得る。
[0074] コントローラ５０は、例えば、さらに、サンプル２０８の検査中、検査前、又は検査後にサンプル２０８を移動させるように電動ステージ２０９を制御することができる。ある実施形態では、コントローラ５０は、電動ステージ２０９が、少なくともサンプルの検査中に、例えば、継続的に、例えば、一定の速度で、ある方向にサンプル２０８を移動させることを可能にし得る。コントローラ５０は、例えば、様々なパラメータに依存してサンプル２０８の移動の速度が変わるように、電動ステージ２０９の移動を制御することができる。例えば、コントローラは、走査プロセスの検査ステップの特性に応じて、ステージ速度（その方向を含む）を制御することができる。
[0075] 図２は、装置４０が３つの一次電子サブビームを使用することを示しているが、装置４０は、２つ以上の数の一次電子サブビームを使用し得ることが理解される。本開示は、装置４０で使用される一次電子ビームの数を限定しない。
[0076] ここで図３を参照すると、図３は、図１の例示的な荷電粒子ビーム検査装置のソース変換ユニットの例示的な構成を示す例示的なマルチビーム装置の概略図である。装置３００は、電子源３０１、プレサブビーム形成アパーチャアレイ３７２（さらにクーロンアパーチャアレイ３７２とも呼ばれる）、集光レンズ３１０（図２の集光レンズ２１０に類似）、ソース変換ユニット３２０、対物レンズ３３１（図２の対物レンズ２３１に類似）、及びサンプル３０８（図２のサンプル２０８に類似）を含み得る。電子源３０１、クーロンアパーチャアレイ３７２、集光レンズ３１０は、装置３００によって含まれる照明装置のコンポーネントでもよい。ソース変換ユニット３２０及び対物レンズ３３１は、装置３００によって含まれる投影装置のコンポーネントでもよい。ソース変換ユニット３２０は、図２のソース変換ユニット２２０に類似してもよく、ソース変換ユニット３２０では、図２の像形成要素アレイは、像形成要素アレイ３２２であり、図２の収差補償器アレイは、収差補償器アレイ３２４であり、図２のビーム制限アパーチャアレイは、ビーム制限アパーチャアレイ３２１であり、図２の事前屈曲マイクロ偏向器アレイは、事前屈曲マイクロ偏向器アレイ３２３である。電子源３０１、クーロンアパーチャアレイ３７２、集光レンズ３１０、ソース変換ユニット３２０、及び対物レンズ３３１は、装置の一次電子光軸３０４とアライメントされる。電子ソース３０１は、概ね一次電子光軸３０４に沿って、及び（仮想又は実在の）ソースクロスオーバー３０１Ｓを用いて一次電子ビーム３０２を発生させる。クーロンアパーチャアレイ３７２は、結果として生じるクーロン効果を低減するために、一次電子ビーム３０２の周辺電子をカットする。一次電子ビーム３０２は、プレサブビーム形成機構のクーロンアパーチャアレイ３７２によって、指定数のサブビーム（３つのサブビーム３１１、３１２、及び３１３など）に削減され得る。３つのサブビーム及びそれらのパスが、前述及び以下の説明において言及されるが、この説明は、任意の数のサブビームを用いた装置、ツール、又はシステムへの適用を意図したものであることが理解されるものとする。
[0077] ソース変換ユニット３２０は、一次電子ビーム３０２のサブビーム３１１、３１２、及び３１３の外寸を規定するように構成されたビーム制限アパーチャを備えたビームレット制限アパーチャアレイ３２１を含み得る。ソース変換ユニット３２０は、像形成マイクロ偏向器３２２＿１、３２２＿２、及び３２２＿３を備えた像形成要素アレイ３２２も含み得る。各サブビームのパスに関連付けられたそれぞれのマイクロ偏向器が存在する。マイクロ偏向器３２２＿１、３２２＿２、及び３２２＿３は、サブビーム３１１、３１２、及び３１３のパスを電子光軸３０４に向けて偏向させるように構成される。偏向したサブビーム３１１、３１２、及び３１３は、ソースクロスオーバー３０１Ｓの虚像（図示せず）を形成する。この実施形態では、これらの虚像は、対物レンズ３３１によってサンプル３０８上に投影され、及びサンプル上にプローブスポットを形成し、これらのプローブスポットは、３つのプローブスポット３９１、３９２、及び３９３である。各プローブスポットは、サンプル表面上のサブビームパスの入射場所に対応する。ソース変換ユニット３２０は、各サブビームに存在し得る収差を補償するように構成された収差補償器アレイ３２４をさらに含み得る。収差補償器アレイ３２４は、例えば、マイクロレンズを備えた像面湾曲補償器アレイ（図示せず）を含み得る。像面湾曲補償器及びマイクロレンズは、例えば、プローブスポット３９１、３９２、及び３９３において顕著な像面湾曲収差に関して個々のサブビームを補償するように構成され得る。収差補償器アレイ３２４は、マイクロ非点収差補正装置を備えた非点収差補償器アレイ（図示せず）を含み得る。マイクロ非点収差補正装置は、例えば、そうでなければプローブスポット３９１、３９２、及び３９３に存在する非点収差を補償するためにサブビームに対して作用するように制御され得る。
[0078] ソース変換ユニット３２０は、サブビーム３１１、３１２、及び３１３をそれぞれ屈曲させるための事前屈曲マイクロ偏向器３２３＿１、３２３＿２、及び３２３＿３を備えた事前屈曲マイクロ偏向器アレイ３２３をさらに含み得る。事前屈曲マイクロ偏向器３２３＿１、３２３＿２、及び３２３＿３は、サブビームのパスをビームレット制限アパーチャアレイ３２１上へと屈曲させることができる。ある実施形態では、事前屈曲マイクロ偏向器アレイ３２３は、サブビームのサブビームパスをビームレット制限アパーチャアレイ３２１上の平面の直交方向に向けて屈曲させるように構成され得る。代替実施形態では、集光レンズ３１０は、サブビームのパス方向をビームレット制限アパーチャアレイ３２１上に調整し得る。集光レンズ３１０は、例えば、一次電子光軸３０４に沿って実質的に平行なビームとなるように、３つのサブビーム３１１、３１２、及び３１３を集束させる（コリメートする）ことができ、したがって、３つのサブビーム３１１、３１２、及び３１３は、ソース変換ユニット３２０に実質的に垂直に入射し、ソース変換ユニット３２０は、ビームレット制限アパーチャアレイ３２１に対応し得る。このような代替実施形態では、事前屈曲マイクロ偏向器アレイ３２３は、必要ではない場合がある。
[0079] 像形成要素アレイ３２２、収差補償器アレイ３２４、及び事前屈曲マイクロ偏向器アレイ３２３は、サブビーム操作デバイスの複数の層を含んでもよく、それらの一部は、アレイ状の形状であってもよい（例えば、マイクロ偏向器、マイクロレンズ、又はマイクロ非点収差補正装置）。
[0080] ソース変換ユニット３２０のこの例では、一次電子ビーム３０２のサブビーム３１１、３１２、及び３１３は、一次電子光軸３０４に向けて、それぞれ像形成要素アレイ３２２のマイクロ偏向器３２２＿１、３２２＿２、及び３２２＿３によって偏向される。サブビーム３１１のパスは、マイクロ偏向器３２２＿１に到達する前に既に電子光軸３０４に一致し得るため、サブビーム３１１のパスは、マイクロ偏向器３２２＿１によって偏向されなくてもよいことが理解されるものとする。
[0081] 対物レンズ３３１は、サブビームをサンプル３０８の表面上に集束させ、すなわち、対物レンズ３３１は、３つの虚像をサンプル表面上に投影する。３つのサブビーム３１１～３１３によってサンプル表面上に形成された３つの像は、サンプル表面上に３つのプローブスポット３９１、３９２、及び３９３を形成する。ある実施形態では、サブビーム３１１～３１３の偏向角度は、３つのプローブスポット３９１～３９３のオフアクシス収差を低減又は制限するために、対物レンズ３３１の前側焦点を通過するように、又は対物レンズ３３１の前側焦点に近づくように調整される。
[0082] 図３に示されるようなマルチビーム検査ツール３００の実施形態では、二次電子のビームパス、ビームセパレータ（ウィーンフィルタ２３３に類似）、二次投影光学系（図２の二次投影光学系２５０に類似）、及び電子検出デバイス（電子検出デバイス２４０に類似）は、明確にするために省略されている。しかしながら、二次電子又は後方散乱電子を用いてサンプル表面の像を登録及び生成するために、類似のビームセパレータ、二次投影光学系、及び電子検出デバイスが図３のこの実施形態に存在し得ることは明白となるはずである。
[0083] 図２及び図３の上記のコンポーネントの少なくとも幾つかは、それらが１つ又は複数の荷電粒子ビーム又はサブビームを操作することから、個々に、又は互いに組み合わせて、マニピュレータアレイ又はマニピュレータと呼ばれることがある。
[0084] マルチビーム検査ツールの上記の実施形態は、単一の荷電粒子ソースを備えたマルチビーム荷電粒子装置（マルチビーム荷電粒子光学装置と呼ばれることがある）を含む。マルチビーム荷電粒子装置は、照明装置及び投影装置を含む。照明装置は、ソースの電子ビームから荷電粒子マルチビームを発生させ得る。投影装置は、荷電粒子マルチビームをサンプルに向けて投影する。サンプルの表面の少なくとも一部は、荷電粒子マルチビームで走査され得る。
[0085] マルチビーム荷電粒子装置は、荷電粒子マルチビームのサブビームを操作するための１つ又は複数の電子光学デバイスを含む。適用される操作は、例えば、サブビームのパスの偏向、及び／又はサブビームに適用される集束動作でもよい。１つ又は複数の電子光学デバイスは、ＭＥＭＳを含み得る。
[0086] 荷電粒子装置は、電子光学デバイスのアップビームに位置する、及び任意選択的に電子光学デバイス内に位置するビームパスマニピュレータを含み得る。ビームパスは、例えば、ビーム全体にわたって動作する２つの静電偏向器セットによって、荷電粒子軸、すなわち光軸に対して直交する方向に線形に操作され得る。２つの静電偏向器セットは、直交方向にビームパスを偏向させるように構成され得る。各静電偏向器セットは、ビームパスに沿って連続的に配置された２つの静電偏向器を含み得る。各セットの第１の静電偏向器は、補正偏向を与え、第２の静電偏向器は、電子光学デバイスへの正しい入射角にビームを復元する。第１の静電偏向器によって与えられる補正偏向は、ＭＥＭＳへの所望の入射角を保証するための偏向を第２の静電偏向器が与えることができるように、過剰補正でもよい。静電偏向器セットの場所は、電子光学デバイスのアップビームにある幾つかの場所でもよい。ビームパスは、回転操作され得る。回転補正が磁気レンズによって与えられてもよい。追加的又は代替的に、回転補正は、集光レンズ構成などの既存の磁気レンズによって達成されてもよい。
[0087] マルチビーム荷電粒子装置などの荷電粒子装置において、電子光学デバイスの交換が必要となる場合がある。例えば、ある特定の用途のために、荷電粒子装置の異なるビーム仕様を必要とするなど、異なる電子光学デバイスが必要とされる場合がある。別の例は、荷電粒子装置内の電子光学デバイスが故障し、交換される必要がある場合である。
[0088] 荷電粒子装置において電子光学デバイスを交換するための既知の技術は、交換用電子光学デバイスが設置され得るように、少なくとも部分的に荷電粒子装置を分解することを含む。少なくとも部分的な分解の結果は、荷電粒子装置内の真空状態が失われることである。交換用電子光学デバイスが設置された後に、荷電粒子装置を組み立て直す必要がある。このとき、荷電粒子装置内の真空状態が復元される必要があり、このプロセスだけで何時間もかかり得る。したがって、荷電粒子装置において電子光学デバイスを交換するための既知の技術は、複雑で、時間がかかるものである。
[0089] 交換用電子光学デバイスは、それが荷電粒子パスのビーム又はマルチビームと適切にアライメントされるように、荷電粒子装置内に適切に位置決めされる必要もある。
[0090] 実施形態は、荷電粒子装置において電子光学デバイスを交換するための既知の技術を改良する。実施形態は、最大で６自由度の、電子光学デバイスを荷電粒子パスのビーム又はマルチビームと適切にアライメントさせるための粗動及び／又は微動位置決め技術も提供する。
[0091] 実施形態によれば、電子光学デバイスは、マルチビーム荷電粒子装置などの荷電粒子装置内で、モジュールによって支持される。モジュールは、簡単に荷電粒子装置から取り外すことができ、及び荷電粒子装置に再挿入することができる。したがって、モジュールは、荷電粒子装置の現場で交換可能なコンポーネントである。現場で交換可能とは、荷電粒子装置を取り除く必要なく、荷電粒子装置が稼働する工場でコンポーネントを交換できることを意味することが意図される。ツールのダウンタイムがほとんどなく、機械的プロセスが可能な限りシンプルであるように、コンポーネントは、簡単に取り外され、効率的に交換され得る。これは、稼働時間を最大にすること、並びに修理時間及びコンポーネントの交換に必要とされる資源を減少させることを有利に試みる。したがって、荷電粒子装置において電子光学デバイスを交換するプロセスは、モジュールを取り外すことと、モジュールによって支持される電子光学デバイスを交換することと、その後に、荷電粒子装置内にモジュールを再挿入することとを含む。代替的に、異なる電子光学デバイスを含む異なるモジュールが、荷電粒子装置内に挿入されてもよい。荷電粒子装置の少なくとも一部の実質的な分解及び再組み立てが、有利に不要である。例えば荷電粒子装置の使用の変更により、又は生じている電子光学デバイスの故障により、電子光学デバイスが交換される必要がある場合、荷電粒子装置のダウンタイムは、大幅に減少し得る。
[0092] 実施形態によるモジュールによって支持される電子光学デバイスは、ＭＥＭＳデバイス及びＰＣＢを含み得る。ＰＣＢは、ＭＥＭＳデバイス用のステージを提供し得る。電子光学デバイスのＭＥＭＳデバイスは、荷電粒子ビーム又はマルチビームを操作するためのものでもよい。電子光学デバイスは、モジュールのステージに固定され得る。
[0093] 実施形態は、交換可能モジュールを収納する荷電粒子装置の部分が、荷電粒子装置の残りの部分の真空状態から分離され得るように、荷電粒子装置に真空ロックを設けることを含む。モジュールが挿入された後に、真空状態を確立するために必要な時間は、荷電粒子装置全体で真空状態を確立するために必要な時間よりも有利に大幅に少ない。
[0094] 実施形態によるモジュールは、電子光学デバイスがモジュールの本体に対して移動できるように構成され得る。この移動は、電子光学デバイス４０４が荷電粒子ビーム又はマルチビームと適切にアライメントされ得るようにモジュールが設置された後に、電子光学デバイスが再位置決めされることを可能にする。
[0095] 実施形態の説明は、以下でより詳細に行う。
[0096] 図４Ａは、ある実施形態による荷電粒子装置４０１の一部の概略図である。図４Ｂは、図４Ａに示された荷電粒子装置４０１の一部の概略図である。
[0097] 荷電粒子装置４０１は、ソース４０２を含む。ソース４０２は、本明細書でソースビームと呼ばれる荷電粒子ビームを放出する。上記の光軸２０４及び３０４に類似して、荷電粒子装置４０１内には、荷電粒子軸が存在する。マルチビームパスでもよい、本明細書では荷電粒子パス４０３と呼ばれる荷電粒子ビームパス４０３は、荷電粒子軸に実質的に沿い得る。
[0098] 電子光学デバイス４０４は、荷電粒子パス４０３に設けられる。電子光学デバイス４０４は、モジュール４０５によって、荷電粒子パス４０３において支持され得る。モジュール４０５、及び結果的にモジュール４０５によって支持される電子光学デバイス４０４が、荷電粒子装置４０１の交換可能コンポーネントであるように、荷電粒子装置４０１の壁に開口が存在する。荷電粒子装置４０１は、アップビーム真空ロック４０６を含む。アップビーム真空ロック４０６は、モジュール４０５よりもソース４０２に近い。荷電粒子装置４０１は、ダウンビーム真空ロック４０７も含む。ダウンビーム真空ロック４０７は、モジュール４０５よりもソース４０２からさらに遠い。動作時には、サンプル／基板４０８は、荷電粒子装置４０１から放出された荷電粒子ビーム又はマルチビームで照射される。
[0099] 実施形態は、電子光学デバイス４０４が荷電粒子パス４０３と適切にアライメントされることを保証するための幾つかの技術を含む。適切なアライメントは、幾つかの自由度の電子光学デバイス４０４及び／又は荷電粒子パス４０３の位置調整を必要とし得る。具体的には、荷電粒子パス４０３は、ｚ方向を規定し得る。荷電粒子パス４０３に対して直交する平面では、直交するｘ方向及びｙ方向が規定され得る。ｘ方向、ｙ方向、及びｚ方向の線形位置調整、並びにｘ軸（すなわちＲｘ）、ｙ軸（すなわちＲｙ）、及びｚ軸（すなわちＲｚ）を中心とする回転位置調整として、最大で６自由度が規定され得る。現場で交換可能なモジュールに取り付けられ得るデバイスの一部が、平面的でもよく、又は平面構造を有してもよいことは注目に値し得る。動作時に、この構造は、ビームパスに対して直交する平面とアライメント可能であってもよく、したがって、平面構造は、ｘ軸及びｙ軸に存在し、並びにＲｚの周りで回転可能であり得る。
[00100] 実施形態は、位置調整を加えるための粗大アライメント技術及び微細アライメント技術を含む。粗大アライメント技術は、プレキャリブレーション技術を含み得る。
[00101] 粗大アライメント技術は、荷電粒子装置４０１の物理的構造に対する既知の領域に電子光学デバイス４０４を位置決めし得る。例えば、粗大アライメント技術は、荷電粒子装置４０１のハウジング及び／又はモジュール４０５を受け入れるための荷電粒子装置４０１の真空チャンバに対する既知の領域に電子光学デバイス４０４を位置決めし得る。粗大アライメント技術は、図４Ｂの４１１によって示されるように、モジュール４０５のフランジ７０１と、荷電粒子装置４０１との間の接続によって提供される。つまり、粗大アライメント技術は、荷電粒子装置４０１の座標系においてモジュールを固定するために、フレーム（図示せず）などによる、荷電粒子装置４０１へのモジュール４０５の固定を可能にする。フランジ７０１と荷電粒子装置４０１との間の接続において、アライメントピンが使用される。アライメントピンは、最大で６自由度の荷電粒子装置４０１に対するモジュール４０５の位置が分かることを可能にし得る。モジュール４０５の位置は、粗大アライメントプロセスの公差の対象となることが知られている。粗動位置決め技術の説明は、第６の実施形態において、以下でより詳細に行う。
[00102] 実施形態によるプレキャリブレーション技術は、モジュール４０５が荷電粒子装置４０１に挿入される前に適用され得る。プレキャリブレーション技術は、図４Ｂでは４１０によって示される。プレキャリブレーション技術は、モジュール４０５の本体に対する、及び特にモジュール４０５のフランジ７０１に対する、モジュール４０５に固定された電子光学デバイス４０４の位置を調整する。プレキャリブレーション技術は、最大で６自由度のフランジ７０１に対する電子光学デバイス４０４の位置を調整し得る。プレキャリブレーション技術の説明は、第７の実施形態において、以下でより詳細に行う。
[00103] 微細アライメント技術は、電子光学デバイス４０４を荷電粒子パス４０３とアライメントさせるためのものである。
[00104] 微細アライメント技術は、図４Ｂの４０９によって示されるように、モジュール４０５が荷電粒子装置４０１内に設置されるときに、モジュール４０５の本体に対する電子光学デバイス４０４の位置を機械的に調整することを含み得る。機械的微細アライメント技術は、最大で６自由度の電子光学デバイス４０４の位置を調整し得る。好適な実装形態では、機械的微細アライメント技術は、３自由度（つまりｘ、ｙ、及びＲｚ）の電子光学デバイス４０４の位置を調整し得る。機械的微細アライメント技術の説明は、第１～第５の実施形態において、より詳細に行う。
[00105] 微細アライメント技術は、追加的又は代替的に、図４Ｂの４１２によって示されるように、電子光学デバイス４０４が荷電粒子装置４０１内に設置されるときに、電子光学デバイス４０４に対する荷電粒子パス４０３の位置を電子的に調整することを含み得る。電子的微細アライメント技術は、例えば、最大で６自由度の荷電粒子パス４０３の位置を調整するために、静電及び磁気マニピュレータ及びレンズを使用し得る。好適な実装形態では、電子的微細アライメント技術は、４自由度（つまりｘ、ｙ、ｚ、及びＲｚ）の電子光学デバイス４０４の位置を調整し得る。ｚ方向の荷電粒子パス４０３の調整は、荷電粒子ビーム又はマルチビームの焦点を変更することによって行われ得る。電子的微細アライメント技術の説明は、第８の実施形態において、より詳細に行う。
[00106] 粗大アライメント技術及びプレキャリブレーション技術は、荷電粒子装置４０１に電子光学デバイス４０４を固定するプロセスの前に、及びそのようなプロセス中に、これらの技術が適用される点で、受動的技術である。微細アライメント技術は、電子光学デバイス４０４が荷電粒子装置４０１に設置された後に、これらの技術が機械的又は電子的に適用される点で、能動的技術である。
[00107] 図４Ａ及び４Ｂには示されないが、荷電粒子装置４０１は、図１～３を参照して先述したようなレンズ及び他のコンポーネントなどの代替及び／又は追加のコンポーネントを荷電粒子パス４０３上に含み得る。具体的には、実施形態は、ソースからの荷電粒子ビームを複数のサブビームに分割する荷電粒子投影装置も含む。複数のそれぞれの対物レンズは、サブビームをサンプル上に投影し得る。幾つかの実施形態では、複数の集光レンズが、対物レンズからアップビームに設けられる。集光レンズは、各サブビームを対物レンズのアップビームにある中間焦点に集束させる。幾つかの実施形態では、コリメータが、対物レンズからアップビームに設けられる。フォーカスエラー及び／又は収差を減少させるために、補正器が設けられてもよい。幾つかの実施形態では、このような補正器は、対物レンズに組み込まれ、又は対物レンズに直接隣接して位置決めされる。集光レンズが設けられる場合は、このような補正器は、追加的又は代替的に、集光レンズに組み込まれてもよく、若しくは集光レンズに直接隣接して位置決めされてもよく、及び／又は中間焦点に位置決めされてもよく、若しくは中間焦点に直接隣接して位置決めされてもよい。サンプルによって放出された荷電粒子を検出するために、検出器が設けられる。検出器は、対物レンズに組み込まれてもよい。検出器は、使用中のサンプルに対向するように、対物レンズの底面に設けられてもよい。集光レンズ、対物レンズ、及び／又は検出器は、ＭＥＭＳ又はＣＭＯＳデバイスとして形成されてもよい。
[00108] 図４Ａに示されるように、アップビーム真空ロック４０６及びダウンビーム真空ロック４０７は、荷電粒子装置の真空チャンバが、荷電粒子装置４０１の残りの部分の真空状態から分離されることを可能にする。
[00109] モジュール４０５を交換するプロセスは、以下のステップを含み得る。ソースへの電力供給は、荷電粒子が放出されないように遮断され得る。アップビーム真空ロック４０６及びダウンビーム真空ロック４０７は、モジュール４０５を含む荷電粒子装置４０１の領域が荷電粒子装置４０１の残りの部分の真空状態から分離され得るように閉められ得る。次に、モジュール４０５を含む荷電粒子装置４０１の領域が通気され、モジュール４０５が荷電粒子装置４０１から取り外され得る。次に、プレキャリブレーションが行われた新しいモジュールが、挿入され、実施形態による粗動位置決め技術を使用して荷電粒子装置４０１に固定され得る。モジュール４０５を含む荷電粒子装置４０１の領域を真空状態に戻すためにポンピングプロセスが行われてもよく、ベーキングプロセスも行われてもよい。次に、アップビーム真空ロック４０６及びダウンビーム真空ロック４０７が共に開けられ得る。荷電粒子が放出されるように、ソースへの電力供給がオンにされ得る。アップビーム真空ロック４０６及びダウンビーム真空ロック４０７が開いているとき、これらのロックは、荷電粒子パス４０３に対する障害を生じさせない。したがって、荷電粒子パス４０３は、アップビーム真空ロック４０６及びダウンビーム真空ロック４０７が共に開いているときは、アップビーム真空ロック４０６及びダウンビーム真空ロック４０７の両方を通過し得る。実施形態による機械的微細アライメントプロセスが行われ得る。高電圧テストが行われ得る。実施形態による電気的微細アライメントプロセスが行われ得る。電子光学デバイスが荷電粒子パス４０３と適切にアライメントされたと決定されると、荷電粒子装置４０１は、いつでも使用できる状態である。
[00110] 図５及び図６は、荷電粒子装置４０１に設置されたモジュール４０５の概略図である。
[00111] 図５は、モジュール４０５、及びモジュール４０５を含む荷電粒子装置４０１の部分を通る概略断面図を示す。断面は、荷電粒子パス４０３に対して直交し得る平面内にある。
[00112] モジュール４０５が交換可能であるためには、荷電粒子装置４０１の実質的なコンポーネントの実質的な移動なしに、モジュール４０５を取り外すこと、及び荷電粒子装置４０１内に挿入することの両方が可能であることが好ましい。図５では、コンポーネント５０１、５０２、及び５０４は、荷電粒子装置４０１のコンポーネントの描写である。コンポーネント５０４は、モジュールが適合する必要がある体積を規定する構造でもよい。例えば、コンポーネント５０４は、真空チャンバ壁でもよい。コンポーネント５０１及び５０２は、コンポーネント５０４の最大サイズを制限する、フラッドコラム又は他の実質的なコンポーネントなどの荷電粒子装置の実質的なコンポーネントでもよい。
[00113] コンポーネント５０４にわたる最も近い間隔は、例えば、８０ｍｍ～１２０ｍｍの範囲内でもよい。モジュール４０５の最大幅は、コンポーネント５０４にわたる最も近い間隔以下となるべきである。
[00114] モジュール４０５は、電子光学デバイス４０４を含む。モジュールは、フランジ７０１を含み得る。フランジ内には、電子光学デバイス４０４のためのサポート回路及び接続が存在し得る。
[00115] 図６は、モジュール４０５を含む荷電粒子装置４０１の部分を通る別の概略断面図を示す。断面は、荷電粒子パス４０３を含み得る平面内にある。モジュールによって支持される電子光学デバイスが示されているが、モジュールの本体は、示されていない。
[00116] 図６では、コンポーネント６０１及び６０２は、間にモジュール４０５が適合する必要がある荷電粒子装置４０１のコンポーネントである。コンポーネント６０１は、例えば、アップビーム真空ロック４０６又は他のコンポーネントなどの照明装置のコンポーネントでもよい。コンポーネント６０２は、例えば、ダウンビーム真空ロック４０７又は他のコンポーネントでもよい。荷電粒子パス４０３に沿った方向において、間にモジュール４０５が適合する必要がある、荷電粒子装置４０１の部分間の最も近い間隔は、４０ｍｍ～７０ｍｍの範囲内でもよい。モジュール４０５の最大高さは、荷電粒子パス４０３に沿った、この最も近い間隔以下となるべきである。
[00117] 図７は、モジュール４０５、及びモジュール４０５を含む荷電粒子装置４０１の部分を通る、さらなる概略断面図を示す。断面は、図６に示されるものと同じ平面内にある。矢印によって示されるように、図７は、モジュール４０５が荷電粒子装置４０１内に設置されている過程のモジュール４０５を示す。
[00118] モジュール４０５は、電子光学デバイス４０４を支持する本体７０２を含む。本体７０２は、荷電粒子装置４０１内に挿入されるモジュール４０５の部分である。モジュール４０５の本体７０２は、荷電粒子装置４０１内でモジュール４０５を受け入れるための真空チャンバ内に挿入され得る。モジュール４０５は、本明細書ではモジュールフランジ７０１と呼ばれるフランジ７０１も含む。モジュールフランジ７０１は、荷電粒子装置４０１に固定でき、及び荷電粒子装置４０１から取り外しできるモジュール４０５の部分でもよい。モジュールフランジ７０１は、荷電粒子装置４０１の外にとどまり、荷電粒子装置４０１内に挿入されない。電子光学デバイス４０４とフランジ７０１内のサポート回路との間に幾つかの電気コネクタが設けられてもよい。
[00119] 荷電粒子装置４０１における他のコンポーネントの位置が、荷電粒子パス４０３を規定する。モジュール４０５は、電子光学デバイス４０４が荷電粒子パス４０３上に存在し得るように、電子光学デバイス４０４を荷電粒子装置４０１内で位置決めし得る。モジュール４０５が荷電粒子装置４０１に固定された後に、電子光学デバイス４０４及び／又は荷電粒子パスの位置の微調整が、電子光学デバイスが荷電粒子パス４０３と適切にアライメントされるように行われ得る。
[00120] 実施形態は、モジュール４０５が荷電粒子装置４０１に固定されるときに、荷電粒子パス４０３に対する電子光学デバイス４０４の位置の微調整を行うための幾つかの異なる技術を含む。
[00121] モジュール４０５は、モジュール４０５において電子光学デバイス４０４を支持するように配置されたサポート構成を含み得る。電子光学デバイス４０４は、それがサポート構成に固定されるようにサポート構成によって保持される。電子光学デバイス４０４は、サポート構成に固定されたＰＣＢ／ステージを含み得る。追加的又は代替的に、サポート構成は、電子光学デバイス４０４が固定されるステージを含み得る。
[00122] モジュール４０５は、モジュール４０５の本体７０２に対してサポート構成を移動させるように配置されたサポート位置決めシステムをさらに含み得る。電子光学デバイス４０４は、サポート構成に固定され、それによって、サポート位置決めシステムがサポート構成を移動させるときに動かされる。
[00123] 電子光学デバイス４０４は、荷電粒子パス４０３に対して実質的に直交する、実質的に平面の構造でもよい。電子光学デバイス４０４の平面は、ｘｙ平面と呼ばれることもある。荷電粒子軸は、ｚ軸と呼ばれることもある。モジュールは、実質的にｘｙ平面内にある実質的に平面の構造であると見なすこともできる。
[00124] サポート構成及びサポート位置決めシステムも、ｘｙ平面内の実質的に平面の構造であってもよい。
[00125] サポート位置決めシステムは、サポート構成の移動及び／又は位置を決定するための位置検出システムを含み得る。位置検出システムを使用することによって、サポート構成の移動及び位置決めの精度を向上させることができる。位置検出システムは、エンコーダなどのグリッドマークを使用して、サポート構成の位置を決定することができる。位置検出システムは、サポート構成及び／又は電子光学デバイス４０４のフィーチャを使用して、サポート構成及び／又は電子光学デバイス４０４の移動及び／又は位置を決定することができる。例えば、サポート構成及び／又は電子光学デバイス４０４は、マーカ（例えばフィデューシャル）、（例えば、電子光学デバイス４０４の製造で使用するための）アライメント開口、及び機能的フィーチャ（例えば、ビームマニピュレータを通る開口）などのフィーチャを含み得る。これらのフィーチャの何れかを使用して、サポート構成及び／又は電子光学デバイス４０４の移動及び／又は位置を決定することができ、それによって、適用された移動の精度を決定することができる。
[00126] 図８は、第１の実施形態による、モジュール４０５を通る断面図の概略図を示す。断面は、荷電粒子パス４０３を含む平面内にあり、第１の実施形態のサポート位置決めシステム８０１の幾つかの詳細を示す。
[00127] 図９は、第１の実施形態による、モジュール４０５を通る断面図の概略図を示す。断面は、荷電粒子パス４０３に対して直交する平面内にあり、第１の実施形態のサポート位置決めシステム８０１の幾つかのさらなる詳細を示す。
[00128] サポート構成８０７は、電子光学デバイス４０４を保持するように配置される。サポート構成８０７は、サポート位置決めシステム８０１に固定される。本実施形態では、サポート構成８０７は、サポート位置決めシステム８０１とは別個のコンポーネントであってもよく、サポート位置決めシステム８０１に固定されてもよい。例えば、サポート構成は、電子光学デバイスの熱膨張に対処できるように、フレクシャ構成を含み得る。代替的に、サポート構成８０７は、サポート構成８０７及びサポート位置決めシステム８０１が同じ構造の部分であるように、サポート位置決めシステム８０１と一体化されてもよい。
[00129] サポート位置決めシステム８０１は、実質的なディスクを含む。ディスクは、アップビーム面及びダウンビーム面を有する。アップビーム面及びダウンビーム面は、ディスクの反対の主面である。この実施形態では、ディスクのアップビーム面は、電子光学デバイス４０４に最も近いディスクの主面である。ディスクのダウンビーム面は、電子光学デバイス４０４から最も遠いディスクの主面であり、モジュール４０５のベース８０５の一部に対向する。しかしながら、これは単に、この設計における設計上の選択であり、電子光学デバイス４０４がディスクのダウンビーム面のより近くに位置決めされてもよいことが明らかとなるはずである。
[00130] ディスクは、実質的に環状であってもよく、荷電粒子パス４０３のための好ましくは中心の開口８０６を含み得る。サポート構成８０７も、実質的に環状であってもよく、荷電粒子パス４０３のための中心開口を含み得る。平面視では、ディスクの外周囲は、実質的に円形でもよい。しかしながら、実施形態は、平面視で実質的に円形ではないディスクの外周囲も含む。例えば、ディスクの外周囲は、実質的に六角形でもよく、又は不規則な形状を有してもよい。
[00131] この実施形態におけるディスクは、モジュール４０５において、複数のボールベアリング８０３、８０４、又は他のタイプの耐荷重回転可能物体によって支持される。ディスクのアップビーム面に接触した１つ又は複数のボールベアリング８０４が存在し得る。例えば、ディスクのアップビーム面に接触した３つのボールベアリング８０４が存在し得る。ディスクのダウンビーム面に接触した少なくとも３つのボールベアリング８０３が存在し得る。代替的に、ボールベアリングの代わりに、ばねが、ディスクのアップビーム面に接触して設けられてもよい。ばねは、モジュール４０５のベース８０５に向けて誘導されるアップビーム面に力を加えるように配置され得る。
[00132] ダウンビーム面と接触したボールベアリング８０３はそれぞれ、モジュール４０５のベース８０５と接触し得る。ディスクのアップビーム面と接触したボールベアリング８０４はそれぞれ、板ばね、圧縮ばね、又は他のタイプの弾性部材などのばね８０２と接触したプレート８０８と接触し得る。各ばね８０２は、軸ばねでもよい。各ばね８０２は、モジュール４０５のベース８０５を含むモジュール４０５のハウジングに固定されてもよい。ばね８０２は、ボールベアリング８０３、８０４のすべてをディスクに押し付ける力を加える。ダウンビーム面と接触したボールベアリング８０３は、モジュール４０５のベースにも押し付けられる。それによって、ばね８０２による圧縮下で、ボールベアリング８０３、８０４のすべてが保持される。
[00133] 各プレート８０８につき１つの対応するばねが存在してもよいが、実施形態は、すべてのプレートに作用する単一の環状軸ばねが存在することも含む。代替的に、使用されるばねの数がプレート８０８の数に限定されることなく、２つ以上のばねが使用されてもよい。
[00134] 代替実装形態では、軸ばねが、図８でプレート８０８が示されている場所に設けられ、剛性プレートが、ばね８０２が示されている場所に設けられる。圧縮ばね又は他のタイプの弾性部材でもよい軸ばねが、ボールベアリング８０３、８０４のすべてをディスクに押し付ける力を同様に加える。
[00135] モジュール４０５の平面内でディスクを移動させるために、複数のアクチュエータ９０１、９０２、９０３が設けられる。各アクチュエータ９０１、９０２、９０３は、アクチュエータアームを含み得る。各アクチュエータアームは、アクチュエータ９０１、９０２、９０３の一部でもよい。代替的に、各アクチュエータアームは、各アクチュエータアームがアクチュエータ９０１、９０２、９０３に接続された状態で、各アクチュエータ９０１、９０２、９０３とは別個のコンポーネントでもよい。各アクチュエーターアームの端部のローラベアリング、又はアクチュエータが比較的少ない摩擦を生じさせながらディスク８０１に沿って移動することを可能にするその他の手段が存在し得る。各アクチュエータ９０１、９０２、９０３は、例えば、アクチュエータアームが縦軸に沿って移動するように構成されるように、縦軸を有する線形アクチュエータでもよい。アクチュエータ９０１、９０２、９０３の一部又はすべては、例えば手動で、及び／又は自動的に操作され得る。代替的に、アクチュエータ９０１、９０２、９０３の一部又はすべては、アクチュエータアームが自動的に動かされ得るように、モータが取り付けられてもよく、空気圧で制御されてもよく、又は他の方法で可動であってもよい。この実施形態のディスクは、ディスクの側壁に複数の受入部分９０６、９０７、９０８を含む。各受入部分９０６、９０７、９０８は、アクチュエータアームが力をディスクに加えることができ得るように、アクチュエータアームの１つの端部を受け入れるように配置され得る。受入部分９０６及び９０８のそれぞれは、ディスクの円筒側壁の実質的に平滑な面でもよい。各アクチュエータアームの端部のローラベアリングは、側壁に沿った移動を可能にする。受入部分９０７は、ディスクの側壁において、例えば、くぼみ、溝、又は他の構造要素を構成し得る。代替的に、各受入部分９０６、９０７、９０８は、ディスクの側壁において、例えば、くぼみ、溝、又は他の構造要素を構成し得る。
[00136] 第１のアクチュエータ９０１は、ｘｙ平面内に存在し得る第１の線形方向にディスクを移動させるように配置され得る。第２のアクチュエータ９０２は、第１の方向に対して直交し、及び同様にｘｙ平面内に存在し得る第２の方向にディスクを移動させるように配置され得る。第３のアクチュエータ９０３は、例えば、Ｒｚ回転（すなわち、ｚ軸を中心としたディスクの移動）でもよい回転をｘｙ平面内でディスクに与えるように配置され得る。
[00137] この実施形態では、第１のアクチュエータ９０１は、第１のアクチュエータ９０１の縦軸が第１の方向及びディスクのＲｚ回転の中心とアライメントされるように配向され得る。したがって、縦軸に沿った第１のアクチュエータ９０１のアームの移動は、ディスクを第１の方向にのみ移動させ、ディスクを実質的に回転させない。アームによる第１の方向の移動は、ローラが受入部分９０８、９０７、及び９０６の表面上を転がり得るように、受入部分９０８、９０７、及び９０６と、それらに対応するローラとの間の相対運動を生じさせる。
[00138] この実施形態では、第２のアクチュエータ９０２は、第２のアクチュエータ９０２の縦軸が第２の方向及びディスクのＲｚ回転の中心とアライメントされるように配向され得る。したがって、縦軸に沿った第２のアクチュエータ９０２のアームの移動は、ディスクを第２の方向にのみ移動させ、ディスクを実質的に回転させない。アームによる第２の方向の移動は、ローラが受入部分９０８、９０７、及び９０６の表面上を転がり得るように、受入部分９０８、９０７、及び９０６と、それらに対応するローラとの間の相対運動を生じさせる。
[00139] この実施形態は、第３のアクチュエータ９０３の縦軸がディスクのＲｚ回転の中心とアライメントされないように配向され得る第３のアクチュエータ９０３をさらに示す。第３のアクチュエータのアームの縦軸の受入部分９０７は、ディスクの側壁からの突出でもよい。したがって、縦軸に沿った第３のアクチュエータ９０３のアームの移動は、ディスクを回転させる。ディスクの回転移動は、ローラが受入部分９０８、９０７、９０６の表面上を転がり得るように、受入部分９０８、９０７、９０６と、それらに対応するローラとの間の相対回転運動を生じさせる。
[00140] サポート位置決めシステム８０１は、モジュール４０５のｘｙ平面内でディスクの位置をアクチュエータに偏奇させるための、複数の平面ばね９０４、９０５、又は他の力印加デバイス若しくは弾性部材も含み得る。
[00141] 各平面ばね９０４、９０５は、例えば、縦軸の方向に力を加えるように配置された線形ばねでもよい。各平面ばね９０４、９０５の端部は、モジュール４０５のベース８０５に固定されてもよく、各ばね９０４、９０５の反対側の端部は、ディスクの側壁に固定されてもよく、又はディスクの側壁に押し付けられてもよい。
[00142] ｘｙ平面ばね９０５の縦軸は、ディスクのＲｚ回転の中心（これは、図９に示されるように、開口８０６の中心に位置する）とアライメントされ得る。ｘｙ平面ばね９０５は、例えば、第１のアクチュエータ９０１のアクチュエータアームの受入部分９０８及び第２のアクチュエータ９０２のアクチュエータアームの受入部分９０６に対してディスクの反対側に配置されると説明することができる。すなわち、ｘｙ平面ばね９０５の接続は、ｘｙ平面ばねが、アクチュエータ９０１、９０２によって第１及び第２の受入部分９０６、９０８においてディスク９０１に加えられる力に対抗し得るように、ディスク上に配置され得る。ｘｙ平面ばねは、例えば、第１及び第２の方向の圧縮下でディスクを保持することに寄与するように構成され得る。
[00143] この実施形態では、回転平面ばね９０４の縦軸は、ディスクのＲｚ回転の中心とアライメントされない。回転平面ばね９０４は、例えば、ディスクの側面の突出９０９に固定されてもよい。回転平面ばねは、第３のアクチュエータ９０３のアクチュエータアームがディスクを回転させるために伸びるときに回転平面ばねが伸びるように配置され得る。ある実施形態では、第３のアクチュエータアームは、ディスクの側面の第３の受入面９０７に対して動作する。図９に示されるように、アクチュエータアームが伸びて、ディスクを時計回りの方向に回転させる。回転平面ばね９０４は、ディスクが時計回りの方向に回転させられるときに伸び、ディスクが反時計回りの方向に回転するときに圧縮されるようにディスクに接続される。それによって、回転平面ばね９０４は、第３のアクチュエータ９０３のアクチュエータアームが伸びるときに与えられる回転に対して偏奇される。
[00144] 本実施形態の代替実装形態では、第１及び第２の方向の圧縮下でディスクを保持するため、並びに第３のアクチュエータ９０３のアクチュエータアームが伸びるときに与えられる回転に対して偏奇するためにも、単一の平面ばねが使用される。平面ばねの一方の端部は、モジュール４０５のベース８０５に固定されてもよく、ばねの反対側の端部は、ディスクの中心開口のエッジ付近に固定されてもよい。ばねは、ディスクのＲｚ回転の中心とアライメントしないように配置されてもよい。
[00145] アクチュエータ９０１、９０２、９０３は、荷電粒子装置４０１の一部でもよく、そのようなアクチュエータは、モジュール４０５の一部でなくてもよい。アクチュエータアームは、モジュール４０５の開口を通って伸びることによって、受入部分９０６、９０７、９０８と接触し得る。代替的に、アクチュエータ９０１、９０２、９０３は、全体的にモジュール４０５内に含まれてもよく、モジュール４０５の一体化された部分であってもよい。
[00146] 位置検出システムは、各アクチュエータアームの移動及び／又は位置を決定するように構成及び配置されてもよい。代替的又は追加的に、位置検出システムは、アクチュエータアームの端部の各ローラベアリングの移動及び／又は位置を決定するように構成及び配置されてもよい。位置及び／又は移動の変化は、エンコーダによって決定され得る。位置検出システムは、各アクチュエータアーム及び／又は各ローラベアリングにおいて、アクチュエータのローラベアリングとは反対の端部における各アクチュエータの本体に位置してもよい。これらの位置及び／又は移動の決定を用いて、サポート構成８０７の移動及び／又は位置、並びにそれによって、電子光学デバイス４０４の移動及び／又は位置を推定することができる。代替的に、位置検出システムは、電子光学デバイス４０４の移動及び／又は位置を決定するために、サポート構成８０７を含む回転ディスクの移動及び／又は位置を決定するように構成及び配置され得る。
[00147] したがって、第１のアクチュエータ９０１、第２のアクチュエータ９０２、及び第３のアクチュエータ９０３の動作は、ｘｙ平面内で、モジュール４０５の本体７０２、特にモジュール４０５のフランジ７０１に対してサポート構成を移動させ、また、サポート構成にＲｚ回転を与え得る。
[00148] 第２の実施形態によれば、サポート位置決めシステムは、Ｒｚフレクシャ構成及びｘｙフレクシャ構成を含む。Ｒｚフレクシャ構成及びｘｙフレクシャ構成は、積み重ねて配置され得る。各フレクシャ構成は、ｘｙ平面内に配置された実質的に平面の構造でもよい。第２の実施形態によるサポート位置決めシステムは、第１の実施形態で説明したサポート位置決めシステムの代わりに使用されてもよい。実施形態は、第１の実施形態で説明したものに加えて、第２の実施形態によるサポート位置決めシステムの要素が使用されることも含む。
[00149] 図１０Ａは、第２の実施形態によるＲｚフレクシャ構成を通る断面図の概略図を示す。断面は、荷電粒子パス４０３に対して直交する平面内にある。
[00150] 図１０Ｂは、第２の実施形態によるｘｙフレクシャ構成を通る断面図の概略図を示す。断面は、荷電粒子パス４０３に対して直交する平面内にあり、且つ荷電粒子パスに沿って、図１０Ａに示される断面とは異なる位置にある。
[00151] 図１０Ａに示されるように、Ｒｚフレクシャ構成は、好ましくはその中心においてＲｚフレクシャ構成の開口１０１７を規定する、実質的に円形の構造１００５を含む。開口１０１７は、荷電粒子パス４０３がＲｚフレクシャ構成を通過することを可能にする。使用時には、Ｒｚフレクシャ構成は、開口１０１７の中心が好ましくは荷電粒子パス４０３の中心と実質的にアライメントされるように位置決めされ得る。実質的に円形の構造は、平面視で円形でもよく、ビームパスに沿って実質的に円筒形でもよい。
[00152] この実施形態では、Ｒｚフレクシャ構成は、十字形状を成すように配置されたクロスバーも含む。十字は、第１のクロスバー及び第２のクロスバーによって形成される。第１及び第２のクロスバーは、実質的に円形の構造１００５で互いに交差する。
[00153] 第１及び第２のクロスバーは、好ましくは共にｘｙ平面内にある。第１のクロスバーは、第１の方向にアライメントされ得る。第２のクロスバーは、第２の方向にアライメントされ得る。第１及び第２の方向は、互いに直交してもよい。
[00154] 第１のクロスバーは、第１の部分１００１及び第２の部分１００３を含み得る。実質的に円形の構造１００５は、第１のクロスバーの第１の部分１００１と第２の部分１００３との間に位置し、及びそれらによって支持され得る。第２のクロスバーは、第１の部分１００４及び第２の部分１００２を含み得る。実質的に円形の構造１００５は、第２のクロスバーの第１の部分１００４と第２の部分１００２との間に位置し、及びそれらによって支持され得る。実質的に円形の構造１００５は、平面視で円形の円筒構造でもよい。
[00155] フレクシャ構成は、フレクシャベース１０１１及び可動本体１０１０を含む。フレクシャベース１０１１は、モジュール４０５の本体７０２に固定され、モジュール４０５の本体７０２に対して実質的に移動することができない。
[00156] 可動本体１０１０は、実質的にＣ字形、又は三日月形でもよい。
[00157] 第１のクロスバーの第１の部分１００１の一方の端部は、第１の部分１００１の他方の端部が実質的に円形の構造１００５に固定された状態で、フレクシャベース１０１１に固定されてもよい。第１のクロスバーの第２の部分１００３の一方の端部は、第２の部分１００３の他方の端部が実質的に円形の構造１００５に固定された状態で、可動本体１０１０に固定されてもよい。
[00158] 第２のクロスバーの第１の部分１００４の一方の端部は、第１の部分１００４の他方の端部が実質的に円形の構造１００５に固定された状態で、フレクシャベース１０１１に固定されてもよい。第２のクロスバーの第２の部分１００２の一方の端部は、第２の部分１００２の他方の端部が実質的に円形の構造１００５に固定された状態で、可動本体１０１０に固定されてもよい。したがって、可動本体１０１０は、第１のクロスバー、第２のクロスバー、及び実質的に円形の構造１００５によって、フレクシャベース１０１１に取り付けられる。
[00159] 第１のクロスバー及び第２のクロスバーは、可動本体１０１０がＲｚに回転し得るように屈曲し得る。可動本体１０１０のＲｚ回転の中心は、実質的に円形の構造１００５の中心点付近に、又は中心点に存在し得る。
[00160] サポート位置決めシステムは、ばね１００６、又は他の力印加デバイス若しくは弾性部材を含み得る。ばね１００６の一方の端部は、フレクシャベース１０１１に固定されてもよく、他方の端部は、可動部分１０１０の端部に固定されてもよい。フレクシャベース１０１１に固定されたばね１００６の一方の端部は、フレクシャベース１０１１に固定された第２のクロスバーの第１の部分１００４の一方の端部と実質的に同じ位置に固定されてもよい。ばねが圧縮される際に、ばね１００６によって加えられるバイアス力は、フレクシャベースの側壁に対して直交し、実質的に円形の構造１００５と一列に並ばない方向であってもよい。したがって、ばね１００６によって加えられる力は、可動本体１０１０の回転の中心に向けて誘導されない。したがって、ばね１００６の効果は、ｚ軸を中心として可動本体１０１０を回転させるバイアス力を加えることである。
[00161] 第１の実施形態に関して説明したように、Ｒｚフレクシャ構成を回転させるための第３の線形アクチュエータ１００９が設けられてもよい。第３の線形アクチュエータ１００９は、手動で、又は自動的に操作されてもよい。Ｒｚフレクシャ構成は、受入部分１０１８を含む。受入部分１０１８は、アクチュエータアームがＲｚフレクシャ構成を回転させるための力を加えることができるように、第３のアクチュエータ１００９のアクチュエータアームの端部を受け入れるように配置される。
[00162] 可動本体１０１０は、ｘｙフレクシャ構成に固定されてもよい（ボルト固定など）。
[00163] 図１０Ｂに示されるように、ｘｙフレクシャ構成は、Ｒｚフレクシャ構成に固定され得る外側構造１０１４を含む。外側構造１０１４は、実質的にＬ字形でもよい。外側構造１０１４は、剛体でもよい。
[00164] ｘｙフレクシャ構成は、ｘｙフレクシャ構成における開口を規定する、実質的に円形の構造１０１７を含む中心構造１０１２を含む。中心構造１０１２は、剛体でもよい。開口は、荷電粒子パス４０３がｘｙフレクシャ構成を通過することを可能にする。使用時には、ｘｙフレクシャ構成は、開口の中心が荷電粒子パス４０３と実質的にアライメントされるように位置決めされ得る。
[00165] 第１の実施形態に関して説明したように、ｘｙ平面内の直交方向にｘｙフレクシャ構成を移動させるための第１の線形アクチュエータ１００７及び第２の線形アクチュエータ１００８が設けられる。第１の線形アクチュエータ１００７及び第２の線形アクチュエータ１００８は、手動で、又は自動的に操作されてもよい。ｘｙフレクシャ構成は、第１の受入部分１０１５及び第２の受入部分１０１６を含む。各受入部分１０１５、１０１６は、アクチュエータアームがｘｙフレクシャ構成に力を加えることができるように、これらのアクチュエータアームのうちの１つの端部を受け入れるように配置される。
[00166] ｘｙフレクシャ構成は、中間構造１０１３を含む。中間構造１０１３は、実質的に正方形の開口の周りに実質的に正方形の外周を有し得る。中間構造１０１３は、剛体でもよい。中心構造１０１２は、中心構造１０１２がｘｙ平面内で中間構造１０１３によって取り囲まれるように、中間構造１０１３の開口に設けられ得る。中間構造１０１３は、外側構造１０１４、受入部分１０１５、及び受入部分１０１６によって、少なくとも部分的に取り囲まれ得る。
[00167] 受入部分１０１５は、ロッド又はバーなどの第１のコネクタによって中心構造１０１２に直接接続されてもよい。第２の線形アクチュエータ１００８の縦軸と実質的に一列に並び、且つ中心構造の第１のコネクタの接続点とは反対側に、ばね１０１９又は他のタイプのバイアスデバイスが、中間構造１０１３と外側構造１０１４との間に設けられてもよい。
[00168] 受入部分１０１６は、ロッド又はバーなどの第２のコネクタによって中心構造１０１２に直接接続されてもよい。第１の線形アクチュエータ１００７の縦軸と実質的に一列に並び、且つ中心構造の第２のコネクタの接続点とは反対側に、ばね１０２０又は他のタイプのバイアスデバイスが、中心構造１０１２と外側構造１０１４との間に設けられてもよい。
[00169] ｘｙフレクシャ構成は、板ばね１０２１、１０２２、１０２３、及び１０２４を含む。代替的に、板ばね１０２１、１０２２、１０２３、及び１０２４は、他のタイプの弾性部材でもよい。
[00170] 中間構造１０１３は、板ばね１０２１及び１０２４によって外側構造１０１４に接続され得る。板ばね１０２１及び１０２４は、中間構造１０１３の両側に配置され得る。板ばね１０２１及び１０２４は共に、それらが第２の線形アクチュエータ１００８の縦軸と実質的に直交してアライメントされるように配置され得る。
[00171] 中間構造１０１３は、板ばね１０２２及び１０２３によって中心構造１０１２に接続され得る。板ばね１０２２及び１０２３は、中間構造１０１３の両側に配置され得る。板ばね１０２２及び１０２３は共に、それらが第１の線形アクチュエータ１００７の縦軸と実質的に直交してアライメントされるように配置され得る。
[00172] 板ばね１０２２及び１０２３は、中間構造１０１３に対する中心構造１０１２の移動を可能にする。それによって、中心構造１０１２は、外側構造１０１４に対して移動させられる。したがって、第１のアクチュエータ１００７のアームの線形伸長は、ばね１０２０のバイアスに逆らって第２の方向に中心構造１０１２を移動させ得る。同様に、ばね１０２０のバイアスは、第１のアクチュエータ１００７のアームが後退した場合に、反対方向に中心構造１０１２を移動させ得る。
[00173] 板ばね１０２１及び１０２４は、外側構造１０１４に対する、中間構造１０１３、ひいては中心構造１０１２の移動を可能にする。したがって、第２のアクチュエータ１００８のアームの線形伸長は、ばね１０１９のバイアスに逆らって第２の方向に中心構造１０１２を移動させ得る。同様に、ばね１０１９のバイアスは、第２のアクチュエータ１００８のアームが後退した場合に、反対方向に中心構造１０１２を移動させ得る。
[00174] したがって、第１のアクチュエータ１００７及び第２のアクチュエータ１００８は、ｘｙ平面内の直交方向に中心構造１０１２を移動させるように構成され得る。
[00175] 上記の通り、本実施形態のフレクシャ構成は、Ｒｚフレクシャ構成及びｘｙフレクシャ構成のスタックでもよい。Ｒｚフレクシャ構成は、モジュールのベースに固定されてもよく、ｘｙフレクシャ構成は、Ｒｚフレクシャ構成の上に（例えば、アップビームに）固定されてもよい。Ｒｚフレクシャ構成の円形構造１００５は、ｘｙフレクシャ構成の円形構造１０１７と実質的にアライメントされてもよい。
[00176] 第１のアクチュエータ１００７のアームの縦軸は、Ｒｚフレクシャ構成の第１のクロスバーの縦軸及び可動本体１０１０のＲｚ回転の中心と実質的にアライメントされてもよい。したがって、縦軸に沿ったアームの移動は、可動本体１０１０を第１の方向にのみ移動させ、可動本体１０１０を実質的に回転させない。
[00177] 第２のアクチュエータ１００８のアームの縦軸は、Ｒｚフレクシャ構成の第２のクロスバーの縦軸及び可動本体１０１０のＲｚ回転の中心と実質的にアライメントされてもよい。したがって、縦軸に沿ったアームの移動は、可動本体１０１０を第２の方向にのみ移動させ、可動本体１０１０を実質的に回転させない。
[00178] 第３のアクチュエータ１００９のアームの縦軸は、可動本体１０１０のＲｚ回転の中心とアライメントされない。第３のアクチュエータ１００９のアームの縦軸の受入部分は、可動本体１０１０の側面の凹所又はノッチでもよい。したがって、縦軸に沿ったアームの移動は、フレクシャ構成をＲｚに回転させる。第３のアクチュエータ１００９のアームの伸長によって与えられたＲｚ回転は、回転圧縮下で可動本体１０１０が保持されるように、ばね１００６を圧縮し得る。
[00179] ｘｙフレクシャ構成は、Ｒｚフレクシャ構成の可動本体１０１０に固定され、したがって、可動本体１０１０が回転させられるときに、ｘｙフレクシャ構成全体が回転させられる。
[00180] ｘｙフレクシャ構成の中心構造１０１２は、サポート構成でもよく、電子光学デバイス４０４を保持するためのフィーチャを含み得る。
[00181] 代替的に、サポート構成は、図１０Ｂに示されるものとは別個の構造であってもよく、中心構造１０１２に固定されてもよい。サポート構成は、サポート構成と中心構造１０１２との間に相対移動が実質的に存在しないように、中心構造１０１２に固定されてもよい。
[00182] したがって、フレクシャ構成は、ｘｙ平面内で、及びＲｚにおいて、アクチュエータ１００７、１００８、１００９によって移動されることが可能な可動本体１０１０を含む。第１の実施形態に関して説明したように、位置検出システムは、各アクチュエータアーム又は可動本体の移動及び／又は位置を決定することができる。これらの決定を用いて、サポート構成の移動及び／又は位置を推定することができ、最終的に、電子光学デバイス４０４（図示せず）の移動及び／又は位置を決定することができる。
[00183] ｘｙフレクシャ構成は、単一構造でもよい。代替的に、ｘｙフレクシャ構成は、複数の積み重ねられたフレクシャを含み得る。例えば、それは、第１のアクチュエータ１００７による第１の方向の移動のための第１のフレクシャと、第２のアクチュエータ１００８による第２の方向の移動のための第２の線形フレクシャとを含み得る。
[00184] ｘｙフレクシャ構成の代替実装形態では、受入部分１０１５は、第１のコネクタが中心構造１０１２に接続する代わりに、第１のコネクタによって中間構造１０１３に直接接続されてもよい。第１のアクチュエータ１００７による第１の方向の移動は、板ばね１０２２に及ぼす力が有利に小さい。ばね１０２０は、中心構造１０１２及び外側構造１０１４の代わりに、中心構造１０１２と中間構造１０１３との間に配置されることも可能である。第２のアクチュエータ１００８による第２の方向の移動は、板ばね１０２１に及ぼす力が有利に小さい。
[00185] 第２の実施形態の好適な実装形態では、Ｒｚフレクシャ構成が、モジュールの本体に直接固定され、ｘｙフレクシャ構成は、Ｒｚフレクシャ構成の上に設けられ、Ｒｚフレクシャ構成にのみ固定される。この実装形態では、第１の線形アクチュエータ１００７及び第２の線形アクチュエータ１００８によって加えられる力は、Ｒｚフレクシャ構成のクロスバーの縦軸に実質的に沿う。しかしながら、実施形態は、ｘｙフレクシャ構成がモジュールの本体に直接固定されること、及びＲｚフレクシャ構成がｘｙフレクシャ構成の上に設けられ、ｘｙフレクシャ構成にのみ固定されることも含む。
[00186] 第３の実施形態によれば、サポート位置決めシステムは、ステージを移動させるように構成された複数のピエゾアクチュエータ構成を含む。第１及び／又は第２の実施形態に記載したサポート位置決めシステムの代わりに、第３の実施形態によるサポート位置決めシステムが使用されてもよい。第１及び第２の実施形態とは異なり、アクチュエータは、モジュール内に含まれ得る。実施形態は、第１及び／又は第２の実施形態で説明したものに加えて、第３の実施形態によるサポート位置決めシステムの要素が使用されることも含む。このような構成では、アクチュエータは、モジュール内、及びモジュールの外部の両方に位置し得る。
[00187] 第３の実施形態は、図１１Ａ～１１Ｉに示される。図１１Ａは、荷電粒子パス４０３に対して直交する平面内のモジュール４０５を通る断面の概略平面図を示す。図１１Ｂは、荷電粒子パス４０３を含む平面内のモジュール４０５を通る断面の概略図を示す。図１１Ｃ～１１Ｅは、第３の実施形態の第１の実装形態のピエゾアクチュエータ構成の動作状態を示すステージ１１０９の概略平面図を示す。
[00188] 図１１Ｃ～１１Ｅに示されるように、例えば、ステージ１１０９の周囲に等距離に間隔をあけた３つのピエゾアクチュエータ構成１１０１、１１０２、１１０３が存在し得る。ピエゾアクチュエータ構成１１０１、１１０２、１１０３のすべてが、ステージ１１０９の同じ主面、例えば、図１１Ｂに示されるようにモジュール４０５に対向するステージ１１０９の主面と接触し得る。平面視では、ピエゾアクチュエータ構成１１０１、１１０２、１１０３のすべてが、ステージ１１０９と重なる。ピエゾアクチュエータ構成１１０１、１１０２、１１０３のそれぞれに関して、ピエゾアクチュエータとステージ１１０９との間にコンタクトパッドが設けられてもよい。コンタクトパッドは、セラミック、又は絶縁層と共に異なる材料でもよい。
[00189] 各ピエゾアクチュエータ構成１１０１、１１０２、１１０３は、例えば、２軸剪断モードピエゾアクチュエータでもよい。図１１Ｂに示されるように、各ピエゾアクチュエータ構成１１０１、１１０２、１１０３は、２つのピエゾアクチュエータのスタックを含み得る。各スタックの各ピエゾアクチュエータは、ステージを２つの反対方向に移動させるように配置され得る。各ピエゾアクチュエータ構成１１０１、１１０２、１１０３は、一方のピエゾアクチュエータによるステージの移動が、他方のピエゾアクチュエータによるステージの移動と直交するように配置された２つのピエゾアクチュエータを含み得る。
[00190] 各ピエゾ構成１１０１、１１０２、１１０３は、弾性部材、例えば、ばね１１０４、１１０５、又は他の力印加デバイスによって作用を受け得る。図１１Ｂには示されないが、各ばねは、コイルばねでもよい。各ばね１１０４、１１０５は、ばね１１０４、１１０５によって作用を受ける、対応するピエゾアクチュエータ１１０１、１１０２、１１０３とは反対のステージ１１０９の主面と接触するように配置される。それによって、ステージ１１０９は、ばね１１０４、１１０５によってピエゾアクチュエータ１１０１、１１０２、１１０３に押し付けられる。図１１Ａ及び１１Ｂに示されるように、ピエゾ構成１１０１は、ばね１１０４によって作用を受け、ピエゾ構成１１０２は、ばね１１０５によって作用を受ける。
[00191] ピエゾ構成１１０１、１１０２、１１０３は、ステージを第１の方向（これは、ｘ方向でもよい）に線形に移動させ、第２の方向（これは、第１の方向に直交してもよく、すなわちｙ方向）に線形に移動させ、及びステージ１１０９の平面内でステージ１１０９を回転させる（これは、Ｒｚの移動でもよい）ように制御され得る。
[00192] 図１１Ｃに示されるように、ピエゾ構成１１０１、１１０２、１１０３のすべては、異なって誘導される線形力を生成するように動作させることができ、それの正味の効果は、ステージを回転させる力である。回転の方向は、ピエゾ構成１１０１、１１０２、１１０３のすべての線形移動の方向を変更することによって変更することができる。
[00193] 図１１Ｄに示されるように、ピエゾ構成１１０１、１１０２、１１０３のすべては、異なって誘導される線形力を生成するように動作させることができ、それの正味の効果は、ステージをｘ方向に線形に移動させる力である。移動の方向は、ピエゾ構成１１０１、１１０２、１１０３のすべての線形移動の方向を変更することによって変更することができる。
[00194] 図１１Ｅに示されるように、ピエゾ構成１１０１及び１１０２のすべては、異なって誘導される線形力を生成するように動作させることができ、それの正味の効果は、ステージをｙ方向に線形に移動させる力である。移動の方向は、ピエゾ構成１１０１及び１１０２の線形移動の方向を変更することによって変更することができる。
[00195] 第３の実施形態の第２の実装形態は、図１１Ｆ～１１Ｉに示される。第２の実装形態は、ピエゾアクチュエータ構成１１０６、１１０７、１１０８の少なくとも２つが３軸剪断モードピエゾアクチュエータであることにより、第１の実装形態とは異なり得る。３つのピエゾアクチュエータの積み重ねられた構成は、さらなる移動度を提供し、それによって、ｘ方向及びｙ方向のピエゾアクチュエータ構成１１０６、１１０７、１１０８によって与えられる移動、並びにＲｚを中心とした回転移動の精度を向上させることができる。
[00196] 第２の実装形態は、ピエゾアクチュエータ構成１１０６、１１０７、１１０８の配向の仕方においても、第１の実装形態とは異なり得る。第２の実装形態では、ピエゾ構成１１０６、１１０７、１１０８のそれぞれは、第１の実装形態に関して説明したように、ばね１１０４、１１０５、又は他の力印加デバイスによって予圧されてもよい。
[00197] 図１１Ｆは、第２の実装形態においてピエゾアクチュエータ構成１１０６、１１０７、１１０８の配向を示すステージ１１０９の概略平面図を示す。
[00198] 図１１Ｇは、ピエゾアクチュエータ構成１１０６における、第１のピエゾアクチュエータ１１０６ａ、第２のピエゾアクチュエータ１１０６ｂ、及び第３のピエゾアクチュエータ１１０６ｃの可能な動作状態を示す。各ピエゾアクチュエータは、２つの反対方向に線形にステージ１１０９を移動させるように配置される。第１のピエゾアクチュエータ１１０６ａによって与えられる移動は、ｙ方向のものでもよい。第２のピエゾアクチュエータ１１０６ｂによって与えられる移動は、ｘ方向のものでもよい。第３のピエゾアクチュエータ１１０６ｃは、第１及び第２のピエゾアクチュエータによって与えられる移動の方向に対して斜めの、すなわち、平行又は直交ではない線形移動を与え得る。第３のピエゾアクチュエータ１１０６ｃによって与えられる移動の方向は、ステージ１１０９の周囲の最も近い部分に対して実質的に接線であり、それによって、回転をステージ１１０９に与えるように配置された方向のものでもよい。
[00199] 図１１Ｈは、ピエゾアクチュエータ構成１１０７における、第１のピエゾアクチュエータ１１０７ａ、第２のピエゾアクチュエータ１１０７ｂ、及び第３のピエゾアクチュエータ１１０７ｃの可能な動作状態を示す。各ピエゾアクチュエータは、２つの反対方向に線形にステージを移動させるように配置される。第１のピエゾアクチュエータ１１０７ａによって与えられる移動は、ｙ方向のものでもよい。第２のピエゾアクチュエータ１１０７ｂによって与えられる移動は、ｘ方向のものでもよい。第３のピエゾアクチュエータ１１０７ｃは、第１及び第２のピエゾアクチュエータによって与えられる移動の方向に対して斜めの、すなわち、平行又は直交ではない線形移動を与え得る。第３のピエゾアクチュエータ１１０７ｃによって与えられる移動の方向は、ステージ１１０９の周囲の最も近い部分に対して実質的に接線であり、それによって、回転をステージ１１０９に与えるように配置された方向のものでもよい。
[00200] ピエゾアクチュエータ構成１１０８は、２つのピエゾアクチュエータのスタックのみを含み得る。図１１Ｉは、ピエゾアクチュエータ構成１１０８における、第１のピエゾアクチュエータ１１０８ａ及び第２のピエゾアクチュエータ１１０８ｂの可能な動作状態を示す。各ピエゾアクチュエータ構成は、２つの反対方向に線形にステージを移動させるように配置される。第１のピエゾアクチュエータ１１０８ａによって与えられる移動は、ｙ方向のものでもよい。第２のピエゾアクチュエータ１１０８ｂによって与えられる移動は、ｘ方向のものでもよい。
[00201] スタックは、他のスタックと同じ高さであるようにスペーサ１１０８ｃ、すなわちブランクを含み得る。
[00202] 図１１Ｆ～１１Ｉに示される実施形態は、ｘ方向及びｙ方向の移動を与えるように配置された各スタックのピエゾアクチュエータを作動させるだけで、ステージがこれらの方向に移動されることを可能にする。ステージは、第３のピエゾアクチュエータ１１０６ｃ及び１１０７ｃによる移動、並びに第２のピエゾアクチュエータ１１０８ｂによる移動を与えることによって回転され得る。
[00203] 本実施形態の上記の第１及び第２の実装形態では、ステージが移動されたときに、予圧ばねの端部が、ステージ１１０９の表面上を移動し得る。これを回避するために、代替的に、本実施形態の上記の第１及び第２の実装形態は、共にステージのアップビーム主面及びダウンビーム主面に作用するように配置された、対応するピエゾアクチュエータ構成を有し得る。つまり、予圧ばね、又は他の力印加デバイスは、アップビーム主面ステージ１１０９と接触した第１のピエゾアクチュエータ構成と接触し得る。第１のピエゾアクチュエータ構成に対応し、及びｚ方向に第１のピエゾアクチュエータ構成と一列に並んで配置された第２のピエゾアクチュエータ構成は、ダウンビーム主面ステージ１１０９及びモジュールのベースと接触し得る。各コンポーネント間にコンタクトパッドが設けられてもよい。
[00204] 本実施形態では、サポート構成は、電子光学デバイス４０４を保持するように構成されたステージ１１０９の一部でもよい。代替的に、サポート構成は、ステージ１１０９に固定された別個のコンポーネントでもよい。
[00205] 図１２Ａ～１２Ｄに示される第４の実施形態によれば、サポート位置決めシステムは、ステージを移動させるように構成された複数のピエゾアクチュエータ構成１２０１、１２０２、１２０５、１２０６を含む。第１、第２、及び／又は第３の実施形態に記載したサポート位置決めシステムの代わりに、第４の実施形態によるサポート位置決めシステムが使用されてもよい。実施形態は、第１、第２、及び／又は第３の実施形態で説明したものに加えて、第４の実施形態によるサポート位置決めシステムの要素が使用されることも含む。
[00206]
[00207] 図１２Ａは、モジュール４０５の概略平面図を示す。モジュールは、ピエゾ構成１２０５及びピエゾ構成１２０６を含む。ピエゾ構成１２０５は、それがピエゾ構成１２０６をｘ方向において双方向に移動させ得るように配置され得る。ピエゾ構成１２０６は、それが、ステージを含むモジュール４０５の部分をｙ方向において双方向に移動させ得るように配置され得る。実施形態は、ピエゾ構成１２０５が代替的にｙ方向に移動を与えること、及びピエゾ構成１２０６が代替的にｘ方向に移動を与えることも含む。モジュール４０５は、Ｒｚを中心としてステージに双方向回転を与えるための１つ又は複数のピエゾ構成も含む。
[00208] 図１２Ｂは、ステージ及びピエゾアクチュエータ構成１２０１、１２０２を含むモジュール４０５の部分の概略平面図である。
[00209] 図１２Ｂに示されるように、サポート位置決めシステムは、２つのピエゾ構成１２０１、１２０２を含み得る。この実施形態では、ピエゾ構成１２０１、１２０２は、ステージの両側に存在し得る。つまり、ピエゾアクチュエータ構成１２０１は、第１の場所でステージの側壁に接触してもよく、ピエゾアクチュエータ構成１２０２は、例えば第１の場所の直径方向の反対にある第２の場所で、ステージの側壁に接触してもよい。
[00210] 第４の実施形態では、各ピエゾ構成１２０１、１２０２は、第１の軸（これはｘ軸でもよい）に沿った両線形方向に移動するように配置された１つ又は複数のピエゾアクチュエータを含み得る。各ピエゾアクチュエータ構成１２０１、１２０２は、ピエゾアクチュエータ構成１２０１、１２０２によって移動され、及びステージの側壁に押し付けられるピエゾアクチュエータ構成１２０１、１２０２の部分であるブロックも含み得る。第３の実施形態に関して先に説明したように、各ピエゾアクチュエータ構成とステージとの間にコンタクトパッドが設けられてもよい。
[00211] ピエゾアクチュエータ構成１２０１、１２０２のそれぞれは、ばね１２０３、１２０４、又は他の力印加デバイスによって予圧されてもよい。ばね１２０３は、ピエゾアクチュエータ構成１２０１のステージとは反対側に配置され、ピエゾアクチュエータ構成１２０１をステージに押し付けるように配置される。同様に、ばね１２０４は、ピエゾアクチュエータ構成１２０２のステージとは反対側に配置され、ピエゾアクチュエータ構成１２０２をステージに押し付けるように配置される。それによって、ステージが、ピエゾアクチュエータ構成１２０１、１２０２による圧縮下で保持される。図１２Ｂに示されるように、ピエゾアクチュエータ構成１２０１は、ばね１２０３によって予圧され、ピエゾ構成１２０２は、ばね１２０４によって予圧される。
[00212] 第４の実施形態では、ステージは、ピエゾアクチュエータ構成１２０５によってｘ方向に移動され得る。ステージは、ピエゾアクチュエータ構成１２０６によってｙ方向に移動され得る。
[00213] ピエゾアクチュエータ構成１２０１及びピエゾアクチュエータ構成１２０２が、互いに反対方向であるが、同じ量だけ移動するように配置される場合、ステージは、Ｒｚを中心として回転されるだろう。
[00214] 図１２Ｃに示されるように、ピエゾアクチュエータ構成１２０１及び１２０２は、ステージと同じ平面内に設けられてもよい。ピエゾアクチュエータ構成１２０１及び１２０２は、ステージを支持するベアリングとして配置され、ステージに回転を与え得る。
[00215] 図１２Ｄは、図１２Ｃに示される構成の代替構成を示す。ステージは、ステージを支持するための機械的ベアリング上に設けられる。ピエゾアクチュエータ構成１２０１及び１２０２は、ステージの一次サポートであることなく、ステージに回転を与え得る。
[00216] 実施形態は、機械的ベアリングを使用することの代替であるステージのサポート構成も含む。ステージは、固定されたサポート上に位置する円形の溝を含み得る。板ばねなどの１つ又は複数のバイアス部材が、ステージをサポートに押し付けるために設けられてもよい。
[00217] 本実施形態では、サポート構成は、電子光学デバイス４０４を保持するように構成されたステージの一部でもよい。代替的に、サポート構成は、ステージに固定された別個のコンポーネントでもよい。
[00218] 図１３に示される第５の実施形態は、ステージを回転させるように構成された単一のピエゾアクチュエータ構成１３０２を含むサポート位置決めシステムによって、第４の実施形態とは異なる。
[00219] 図１３は、ステージ、及びステージを回転させるためのピエゾアクチュエータ構成１３０２を含むモジュール４０５の部分の概略平面図を示す。
[00220] ピエゾアクチュエータ構成１３０２は、第５の実施形態で既に説明したようなピエゾアクチュエータ構成１２０１、１２０２の１つと同じでもよい。したがって、ピエゾアクチュエータ構成は、線形に移動することができる。
[00221] ピエゾアクチュエータ構成は、平面視で、ステージに隣接し、及び接触する。ピエゾアクチュエータ構成１３０２は、ばね１３０１又は他の力印加デバイスによって予圧され得る。ばね１３０１は、ピエゾアクチュエータ構成１３０２のステージとは反対側に配置され、ピエゾアクチュエータ構成１３０２をステージに押し付けるように配置される。
[00222] ステージに対して接線の方向におけるピエゾアクチュエータ構成１３０２の線形移動は、ステージを回転させる。
[00223] ステージの線形移動は、第４の実施形態に関して既に説明したようなピエゾアクチュエータ構成１２０５、１２０６によって与えられ得る。
[00224] ステージは、図１２Ｄに示されるように、ステージを支持するための機械的ベアリング上に設けられてもよい。代替的に、ステージは、第４の実施形態に関して既に説明したように、円形溝を含んでもよい。
[00225] 本実施形態では、サポート構成は、電子光学デバイス４０４を保持するように構成されたステージの一部でもよい。代替的に、サポート構成は、ステージに固定された別個のコンポーネントでもよい。
[00226] 上記の第３～第５の実施形態のすべてにおいて、位置検出システムが設けられてもよい。位置検出システムは、各ピエゾ構成、ひいてはステージの移動及び／又は位置を決定するためのエンコーダを含んでもよい。
[00227] 上記の第１～第５の実施形態は、モジュール４０５内のサポート構成の再位置決めを可能にする。それによって、サポート構成に固定された電子光学デバイス４０４は、電子光学デバイス４０４を荷電粒子装置４０１の他のコンポーネントと適切にアライメントさせるために必要とされ得るような、それの位置に対して行われる微調整を有し得る。上記の第１～第５の実施形態は、幾つかの自由度で電子光学デバイス４０４を移動させることができ得る。具体的には、上記の第１～第５の実施形態は、ｘｙ平面内で電子光学デバイス４０４の位置に対して微調整を加えることができ、及びｚ軸を中心としてそれを回転させることができ得る。実施形態は、記載した第１～第５の実施形態が、１自由度又は２自由度の微細アライメントのみを与えるように適応することも含む。例えば、実施形態は、ｘｙ平面内で単一の軸に沿って双方向に位置微調整を加えること、ｘｙ平面内で直交方向に位置微調整を加えるが、Ｒｚ移動は与えないこと、又はＲｚ移動のみを与えることだけが可能な構成を含む。
[00228] 実施形態は、モジュール４０５内で電子光学デバイス４０４の位置決めを行うための下記の技術も含む。
[00229] 第６の実施形態によれば、モジュール４０５を荷電粒子装置４０１のハウジングに係合する技術が提供される。第６の実施形態の技術は、上記の第１～第５の実施形態の技術の何れかと一緒に適用されてもよい。
[00230] 図１４Ａは、第６の実施形態による荷電粒子装置４０１に固定されたモジュール４０５の概略図を示す。
[00231] 図７を参照して先に説明した通り、モジュール４０５は、モジュールフランジ７０１及び本体７０２を含む。図１４Ａ及び１４Ｂに示されるように、荷電粒子装置４０１は、本明細書ではハウジングフランジ１４０１と呼ばれるフランジ１４０１も含む。モジュール４０５を荷電粒子装置４０１に固定するプロセスは、モジュール４０５を荷電粒子装置４０１内に挿入することと、モジュールフランジ７０１をハウジングフランジ１４０１に係合することとを含む。モジュールフランジ７０１がハウジングフランジ１４０１と係合された後に、モジュールフランジ７０１は、任意の公知の技術によってハウジングフランジ１４０１に固定されてもよい。例えば、モジュールフランジ７０１は、ハウジングフランジ１４０１上にボルトで固定されてもよい。
[00232] モジュールフランジ７０１及びハウジングフランジ１４０１は、互いに係合する、対応する係合面を含む。図１４Ｂに示されるように、ハウジングフランジ１４０１の係合面の平面内で、係合面の形状は、矩形開口を取り囲む矩形係合面の形状でもよい。モジュールフランジ７０１の係合面は、対応する形状を有し得る。モジュールフランジ７０１及びハウジングフランジ１４０１の対向面は、互いに固定されたときにシールを提供するように互いに一致し得る。対向面は、同一平面上に存在してもよく、及び平坦でもよい。閉じられたときに、モジュール４０５を含む荷電粒子装置４０１の部分において真空が生じ得るように、モジュールフランジ７０１とハウジングフランジ１４０１との間の接続が気密であることを確実にする真空シールが設けられ得る。モジュールが荷電粒子装置４０１から取り外されるときに、真空シールが開けられ得る。
[00233] 図１４Ｂにも示されるように、ハウジングフランジ１４０１は、表面から突出する２つ以上のアライメントピン１４０２、１４０３を含み得る。好ましくは、２つのアライメントピンが存在し、アライメントピンは、ハウジングフランジ１４０１の開口の両側に設けられる。モジュールフランジ７０１は、アライメントピンを受け入れるための対応する凹所を含み得る。アライメントピンは、モジュール４０５が荷電粒子装置４０１内に挿入されるときに、対応する凹所に挿入され得る。それぞれの凹所へのアライメントピンの挿入は、荷電粒子装置４０１におけるモジュール４０５の粗動位置決めを有利に可能にする。具体的には、モジュールフランジ７０１及びハウジングフランジ１４０１の直接係合により、モジュール４０５は、ｚ方向でもよい荷電粒子パス４０３に沿って位置決めされる。この実施形態では、モジュール４０５は、ｙ方向でもよいアライメントピン間の方向においても、粗動位置決めが行われ得る。モジュール４０５は、ｘ方向でもよい荷電粒子パス４０３内へのモジュール４０５の挿入方向に対しても、粗動位置決めが行われ得る。モジュール４０５は、ｘ方向を中心とした回転（すなわちＲｘ）、ｙ方向を中心とした回転（すなわちＲｙ）、及びｚ方向を中心とした回転（すなわちＲｚ）に対しても、粗動位置決めが行われ得る。したがって、モジュール４０５は、荷電粒子装置の荷電粒子パスに対して直交する平面内で、６自由度で粗動位置決めが行われ得る。
[00234] 実施形態は、モジュールフランジ７０１がアライメントピンを含み、ハウジングフランジ１４０１が対応する凹所を含む代替実装形態も含む。代替的に、モジュールフランジ７０１及びハウジングフランジ１４０１の両方が、アライメントピン及び対応する凹所を含んでもよい。
[00235] アライメントピン及び対応する凹所は、共に円形断面を有してもよい。しかしながら、実施形態は、楕円形断面を有するアライメントピンも含む。代替的又は追加的に、凹所は、円形の代わりにスロット形状であってもよい。非円形アライメントピン及び／又は凹所の使用は、アライメント公差が製造公差よりも小さいことを可能にし得る。
[00236] 第７の実施形態によれば、モジュール４０５は、モジュール４０５内のサポート位置決めシステムの位置が調整され得るように構成される。
[00237] 図１５Ａは、荷電粒子パス４０３を含む平面内のモジュール４０５の本体７０２の部分を通る断面を示す。モジュール４０５のサポート位置決めシステムは、図８及び９を参照して上記で説明したようなモジュールの第１の実施形態による。
[00238] サポート位置決めシステムは、複数の調整可能サポート１５０１、１５０２によってモジュール４０５の本体７０２において支持される。調整可能サポート１５０１、１５０２は、例えば、調整可能ばね付きボルト又は調整可能ファスナ（締め付けボルトを備えたピンなど）でもよい。ディスクのアップビーム及び／又はダウンビーム面と接触したボールベアリング８０４のそれぞれに対して、対応する調整可能サポート１５０１、１５０２が存在してもよい。例えば、サポート位置決めシステムの周りに等しく間隔をあけた３つの調整可能サポートが存在してもよい。
[00239] 各調整可能サポート１５０１、１５０２は、半球状端部及び長手方向本体を含み得る。長手方向本体は、ねじ山の付いていないピンでもよい。各調整可能サポート１５０１、１５０２の半球状端部は、底板１５０５の円錐又はＶ字形凹所によって受け入れられてもよい。モジュール４０５の本体７０２は、各調整可能サポート１５０１、１５０２の長手方向本体を受け入れるためのチャネルを備えた部分１５０３、１５０４を含み得る。各調整可能サポート１５０１、１５０２がチャネル内に挿入される範囲は、調整可能であってもよい。例えば、各調整可能サポート１５０１、１５０２の長手方向本体は、対応するチャネル内で任意の場所に移動され、その後、適所に固定されてもよい。各調整可能サポート１５０１、１５０２の長手方向本体は、図１５Ｂに示されるもののような締め付けボルト構成によってチャネル内で適所に固定されてもよい。図１５Ｂに示される締め付けボルト構成は、ねじ切りボルト１５０６及びプレスピース１５０７を含む。ねじ切りボルト１５０６及びプレスピース１５０７は、調整可能サポート１５０１の長手方向本体用のチャネルに対して直交し得るチャネル内に配置される。ボルトの端部がプレスピース１５０７に押し付けられるようにボルトが回転されると、プレスピース１５０７は、長手方向本体に押し付けられ、それによって、チャネル内の長手方向本体の位置が固定される。反対方向のボルト１５０６の回転は、長手方向本体に加えられた力を解放し、それによって、チャネルに沿って移動する。
[00240] したがって、各部分１５０３、１５０４及び底板１５０５のｚ方向の分離は、各調整可能サポート１５０１、１５０２がそれぞれのチャネル内に挿入される範囲を調整することによって調整され得る。
[00241] 図１５Ａに示されるように、ボールベアリング８０４は、ディスクのアップビーム面、及びモジュールプレート８０２にも接触してもよい。各モジュールプレート８０２は、モジュールプレート８０２と底板１５０５との間の圧縮下で、ボールベアリング８０４、ディスク、及びボールベアリング８０３のすべてが保持されるように、ボールベアリング８０４に力を加えるように偏奇される。したがって、ディスクの平面、ひいてはサポート位置決めシステム全体が、底板１５０５の上面と平行に、及び実質的に固定された関係で保持され得る。
[00242] 部分１５０３、１５０４は、フランジ７０１に対して実質的に移動することができないように、モジュール４０５のフランジ７０１と固定接続されてもよい。底板は、調整可能サポート１５０１、１５０２によって、モジュールの残りの部分に接続されるだけでもよい。その結果、調整可能サポート１５０１、１５０２が対応する部分１５０３、１５０４に挿入される量を調整することによって、フランジ７０１に対する底板のｚ位置を調整することができる。調整可能サポート１５０１、１５０２のすべてに異なる調整を加えることによって、底板、ひいてはサポート位置決めシステム全体が、Ｒｘ及びＲｙに傾斜され得、並びにｚ方向に調整され得る。
[00243] その結果、この実施形態では、モジュール４０５が荷電粒子装置４０１の外にある場合、各調整可能サポート１５０１、１５０２は、モジュール４０５のフランジ７０１に対するサポート位置決めシステムの位置を調整するために、手動で、及び／又は自動的に操作され得る。それによって、モジュール４０５が荷電粒子装置４０１内に挿入される前に、サポート位置決めシステム、ひいては電子光学デバイス４０４のｚ位置及び傾斜、すなわちＲｘ及びＲｙ状態が、調整可能サポート１５０１、１５０２によって設定され得る。したがって、電子光学デバイス４０４及びそれのサポート構成の位置は、ｚ、Ｒｘ、及びＲｙにおいてモジュール４０５のフランジ７０１に対して、並びに２つのフランジが互いに固定される場合はハウジングフランジ１４０１に対しても調整され得る。したがって、電子光学デバイス４０４の位置は、荷電粒子装置４０１へのモジュール４０５の挿入前に、荷電粒子装置、例えば荷電粒子装置のフレーム（図示せず）に対してプレキャリブレーション（すなわち、事前調整）が行われ得る。したがって、荷電粒子装置４０１へのモジュール４０５の取り付け後に、サポート構成及び支持された電子光学デバイス４０４は、フレームに対する所望の場所に粗動位置決めが行われる。
[00244] 第７の実施形態によるモジュール４０５のフランジ７０１に対する電子光学デバイス４０４のｚ位置及び／又は傾斜、すなわちＲｘ及びＲｙ状態の調整は、プレキャリブレーション動作と呼ばれることがある。第６の実施形態及び第１～第５の実施形態の何れかの技術に加えて、第７の実施形態の技術が適用されてもよい。
[00245] 第８の実施形態によれば、電子光学デバイス４０４をソースビームとアライメントさせるためのさらなる技術が適用される。電子光学デバイス４０４を含むモジュール４０５が荷電粒子装置４０１に固定された後に、電子光学アライメント技術を使用して、ソースビームを電子光学デバイス４０４とアライメントさせることができる。例えば、ソースビームのパスが電子光学デバイス４０４と適切にアライメントされるようにソースビームのパスを制御するために、偏向器及びレンズ（図示せず）などの電気及び磁気荷電粒子マニピュレータが、モジュール４０５のアップビームで使用されてもよい。例えば、例えば多極形式の偏向器などのマニピュレータを使用して、ｘ軸及び／又はｙ軸などのビームパスに直交する軸においてビームパスを調整することができる。各軸において調整するために、２つの偏向器の一セットがビームパスに沿って使用されてもよい。各ペアの第１の偏向器は、パスに補正を加え、各セットの第２の偏向器は、デバイスへの所望の入射角（これは、セットの第１の偏向器に対するビームパスの入射角に一致し得る）に対応するパスに沿ってビームを再誘導する。セットの第２の偏向器の再誘導により、各セットの第１の偏向器の補正は、事実上、過剰補正である。マイクロ偏向器アレイ３２３が、例えばそれがモジュールのアップビームに位置していた場合には、この静電補正のために使用されてもよい。ビームのパスに対してＲｚにおける補正を加えるように、集光レンズ２１０又は３１０などの集光レンズ構成が制御され得る。偏向器及びレンズ（図示せず）などの電気及び磁気荷電粒子マニピュレータが、追加的及び／又は代替的に、モジュール４０５から出力されるビーム又はマルチビームの１つ又は複数のパスを制御するために、モジュール４０５のダウンビームで使用されてもよい。
[00246] 第１～第７の実施形態の１つ又は複数の技術に加えて、又はそれらの代わりに、第８の実施形態の電子光学アライメント技術が適用されてもよい。具体的には、荷電粒子ビーム又はマルチビームとの電子光学デバイス４０４のアライメントプロセスは、電子光学デバイスを通過した１つ若しくは複数のビーム、及び／又は電子光学デバイスによって反射された１つ若しくは複数のビームの場所を決定することと、その後に、決定されたビームの場所に応じて位置微調整を加えることとを含み得る。位置微調整は、第１～第５の実施形態の技術、及び／又は第８の実施形態の電子／電子光学アライメント技術による機械的調整を含み得る。
[00247] 第７の実施形態のプレキャリブレーション技術によってもたらされる再位置決めの範囲は、モジュールの設計に左右される。ｚ方向の調整は、５０μｍ未満～２００μｍを上回る範囲でもよい。Ｒｘ及びＲｙの調整は、０．１ｍｒａｄ未満～１ｍｒａｄを上回る範囲でもよい。
[00248] 第６の実施形態は、粗動位置決め技術と呼ばれることがある。第６の実施形態を使用して、荷電粒子装置内のモジュール用の真空チャンバに対して５０μｍ～２００μｍの範囲内へと電子光学デバイス４０４をｘ、ｙ、及びｚにおいて位置決めすることができる。Ｒｘ、Ｒｙ、及びＲｚの位置は、真空チャンバに対して１ｍｒａｄ～５ｍｒａｄの間にあり得る。
[00249] 第６及び第７の実施形態の技術は、真空チャンバに対する既知の場所範囲内に電子光学デバイスを位置決めすることができる。しかしながら、荷電粒子ビームパスの位置の変動により、電子光学デバイスは、荷電粒子ビームパスからｘ方向及び／又はｙ方向に１ｍｍの範囲内、並びに荷電粒子ビームパスからＲｚにおいて１００ｍｒａｄの範囲内にあり得る。
[00250] 第１～第５の実施形態及び第８の実施形態は、微動位置決め技術と呼ばれることがある。これらを使用して、電子光学デバイス４０４を荷電粒子ビーム又はマルチビームとアライメントさせることができる。
[00251] 第１～第５の実施形態は、電子光学デバイスをｘ方向及び／又はｙ方向に０．５μｍ～１００μｍ移動させることができ、並びにＲｚにおいて最大で１ｒａｄまでの回転を与えることができ得る。
[00252] 第８の実施形態は、荷電粒子ビームパスをｘ方向及び／又はｙ方向に最大で２ｍｍまで移動させることができ、並びにＲｚにおいて最大で１ｒａｄまでの回転を与えることができ得る。第８の実施形態は、荷電粒子ビーム又はマルチビームの焦点を変更することによって、荷電粒子ビームパスをｚ方向に移動させることができ得る。
[00253] 実施形態は、荷電粒子装置４０１の他のコンポーネントに手動及び／又は自動再位置決め技術を適用することも含む。例えば、ソース４０２及び／又は対物レンズが移動され得る。例えば、ソースビームは、まず、対物レンズとアライメントされてもよく、次に、本明細書に記載の実施形態の何れかによる技術が、荷電粒子ビーム又はマルチビームを電子光学デバイス４０４とアライメントさせるために適用されてもよい。
[00254] 実施形態は、荷電粒子装置４０１に電子光学デバイス４０４を設置する方法も含む。この方法は、電子光学デバイス４０４をモジュール４０５に取り付けるステップ、電子光学デバイス４０４及びモジュール４０５の相対位置を調整するためにプレキャリブレーションプロセスを行うステップ、モジュール４０５の本体７０２に対する電子光学デバイス４０４のＲｘ状態に対して粗調整を加えるステップ、モジュール４０５の本体７０２に対する電子光学デバイス４０４のＲｙ状態に対して粗調整を加えるステップ、モジュール４０５の本体７０２に対する電子光学デバイス４０４のｚ位置に対して粗調整を加えるステップ、及び／又はモジュール４０５を荷電粒子装置４０１に固定するステップのうちの１つ又は複数を含み得る。モジュール４０５は、上記の第１～第５の実施形態の何れかによるモジュールでもよい。プレキャリブレーションプロセスは、上記の第７の実施形態によるものでもよい。粗大アライメントプロセスは、上記の第６の実施形態によるものでもよい。
[00255] 電子光学デバイス４０４を含むモジュール４０５が荷電粒子装置４０１に固定された後に、実施形態は、荷電粒子装置４０１内で電子光学デバイス４０４を荷電粒子ビーム又はマルチビームとアライメントさせる方法を含む。この方法は、モジュール４０５の本体７０２に対する電子光学デバイス４０４のｘ位置に微調整を加えるステップ、モジュール４０５の本体７０２に対する電子光学デバイス４０４のｙ位置に微調整を加えるステップ、モジュール４０５の本体７０２に対する電子光学デバイス４０４のＲｚ状態に微調整を加えるステップ、及び／又は荷電粒子装置４０１内で荷電粒子ビーム若しくはマルチビームのパスに調整を加えるステップのうちの１つ又は複数を含み得る。モジュール４０５は、上記の第１～第５の実施形態の何れかによるモジュール４０５でもよい。荷電粒子装置内で荷電粒子ビーム又はマルチビームのパスに加えられる調整は、上記の第８の実施形態の技術によるものでもよい。
[00256] 荷電粒子装置４０１に電子光学デバイス４０４を設置する上記方法は、荷電粒子装置４０１内で電子光学デバイス４０４を荷電粒子ビーム又はマルチビームとアライメントさせる上記方法と一緒に適用されてもよい。
[00257] 荷電粒子装置４０１内の電子光学デバイス４０４を交換する方法は、ソースへの電力供給をオフにすることと、モジュール４０５を含む真空チャンバを分離する弁を閉めることと、真空チャンバを通気することと、真空チャンバの真空シールを解除することと、荷電粒子装置４０１からモジュール４０５を取り外すことと、荷電粒子装置４０１内に交換用モジュール４０５を挿入することと、真空チャンバの真空シールを封止することと、真空チャンバを真空状態に復元するために真空チャンバのポンピングを行い、及びモジュール４０５のベーキングを行うことと、真空チャンバを分離する弁を開くことと、機械的微細アライメントを行うことと、ソースへの電力供給をオンにすることと、高電圧テストを行うことと、電子光学デバイス４０４及び荷電粒子パス４０３の電気的微細アライメントを行うこととを含み得る。
[00258] 図１７は、ある実施形態による、荷電粒子装置内に電子光学デバイスを設置する方法のフローチャートを示す。
[00259] ステップ１７０１では、方法が開始される。
[00260] ステップ１７０３では、電子光学デバイスがモジュールに取り付けられる。
[00261] ステップ１７０５では、モジュールの本体に対する電子光学デバイスのＲｘ状態、Ｒｙ状態、及び／又はｚ位置に対して粗調整が加えられる。
[00262] ステップ１７０７では、モジュールが荷電粒子装置に固定される。
[00263] ステップ１７０９では、方法が終了する。
[00264] 図１８は、ある実施形態による、荷電粒子装置内で電子光学デバイスを荷電粒子ビーム又はマルチビームとアライメントさせる方法のフローチャートを示す。
[00265] ステップ１８０１では、方法が開始される。
[00266] ステップ１８０３では、電子光学デバイスを含むモジュールが荷電粒子装置に固定され、それによって、荷電粒子装置内に電子光学デバイスが設置される。
[00267] ステップ１８０５では、モジュールの本体に対する電子光学デバイスのｘ位置、ｙ位置、及び／又はＲｚ状態に対して、１つ又は複数の微調整が加えられる。
[00268] ステップ１８０７では、荷電粒子装置内で荷電粒子ビーム又はマルチビームのパスに対する調整が加えられる。
[00269] ステップ１８０９では、方法が終了する。
[00270] 実施形態は、上記の技術に対する多数の変更形態及びバリエーションを含む。
[00271] 上記の実施形態では、モジュール４０５の本体７０２は、モジュールフランジ７０１に恒久的に固定される。実施形態は、荷電粒子装置４０１内で、モジュール４０５の本体と同等なフィーチャが固定されること、及び任意選択的に恒久的に存在することも含む。フランジと同等なフィーチャ（図示せず）は、本体から分離され、効果的に、本体と同等なフィーチャにアクセスするための取り外し可能なカバーである。電子光学デバイスは、フランジを取り外し、それによって本体と同等なフィーチャ上の電子光学デバイスにアクセスすることによって、交換され得る。フランジがサポート及びデバイスを含むモジュールの残りの部分から分離され、及び機械的に独立している、このような配置では、モジュールは、装置内の係合構成と相互作用する係合構成、好ましくは、装置のフレームに対してモジュール、ひいてはデバイスの粗大アライメントを行うためのコラムを有する。装置及びモジュールの係合構成は、全自由度でフレームに対するモジュールのアライメントが可能な引き出しの形態を取ってもよく、並びに、この構成に適用され、及び第６の実施形態から適応させたフランジ及びピンフィーチャを含んでもよい。
[00272] 複数の実施形態全体を通して、電子光学デバイスを位置決めするための技術が説明される。
[00273] 真空ロックは、荷電粒子装置４０１及び荷電粒子装置４０１を含むツールの他の場所にも設けられ得る。例えば、図１６に示されるように、アップビーム真空ロック４０６とソース４０２との間に、ソース真空ロック（図示せず）が存在してもよい。ソース真空ロックは、ソース４０２を含む荷電粒子装置４０１の領域が、荷電粒子装置４０１の残りの部分から分離されることを可能にし、ソース４０２を交換する時間を減らすことを可能にする。ソース４０２は、ソース４０２が現場で交換可能であるように、交換可能モジュールによって含まれてもよい。
[00274] 図１６に示されるように、通気／ポンプ弁１６０１が、アップビーム弁４０６及びダウンビーム弁４０７によって分離されるモジュール領域１６０７に設けられてもよい。モジュール４０５が交換されるときに、通気／ポンプ弁１６０１を使用して、モジュール領域１６０７の通気及びポンピングの両方を行うことができる。アップビーム弁４０６が開かれ、及びダウンビーム弁４０７が閉められた状態で、通気／ポンプ弁１６０１を使用して、ソース領域１６０６の通気及びポンピングも行うことができる。モジュール領域１６０７が通気された状態で、モジュール４０５を取り外すことができる。
[00275] ソース領域が通気され、及びアップビーム弁が閉められた状態で、ソース４０２及びソース領域１６０６を含むソースモジュールが、装置から取り外され得る。別の配置では、ソース領域は、指定された通気／ポンプ弁を有し得る。ソース領域は、モジュール領域１６０７から独立して操作され得る。ソースモジュールは、現場で交換可能であってもよい。
[00276] 図１６に示されるように、荷電粒子装置４０１を含むツールは、検出器（図示せず）及びプローブ（図示せず）を含む二次コラム１６０５も含み得る。検出器は、サンプルからの電子、例えば二次電子を検出するように構成され得る。アップビーム真空ロック１６０２及びダウンビーム真空ロック１６０３が、検出器のアップビーム及びダウンビームに設けられてもよく、二次コラムにおいて分離された検出器領域１６０８を提供する。通気／ポンプ弁１６０４が、アップビーム弁１６０２及びダウンビーム弁１６０３によって分離された検出器領域１６０８に設けられてもよい。したがって、検出器も、現場で交換可能であってもよい。アップビーム弁１６０２が閉められ、及びダウンビーム弁１６０３が開かれた状態で、通気／ポンプ弁１６０４を使用して、プローブ領域１６０９の通気及びポンピングを行うこともできる。
[00277] ある配置では、装置は、１つ又は複数の分離可能な、及び／又は独立して動作可能なモジュール領域に位置し得る２つ以上のモジュール４０５を含み得る。検出器コラムは、１つ又は複数の分離可能な、及び／又は独立して動作可能なモジュール領域に、１つ又は複数のモジュールを有し得る。各追加のモジュールは、現場で交換可能であってもよい。
[00278] 実施形態は、モジュール４０５によって支持されるデバイスが、電子光学デバイス４０４とは異なるタイプのデバイスであることも含む。
[00279] 荷電粒子装置４０１は、具体的には、マルチビーム荷電粒子装置でもよい。荷電粒子装置は、図１、２、及び３を参照して上記で説明した装置のコンポーネントの何れかを含み得る。
[00280] マルチビーム荷電粒子装置は、検査（若しくはメトロ検査）ツールのコンポーネント、又は電子ビームリソグラフィツールの一部でもよい。マルチビーム荷電粒子装置は、ＳＥＭだけではなく電子顕微鏡法全般、及びリソグラフィを含む多くの異なる用途で使用することができる。
[00281] マルチビーム荷電粒子装置は、２つ以上の荷電粒子ソースを含み得る。
[00282] 複数の実施形態全体を通して、荷電粒子軸が説明される。この軸は、ソース２０１、３０１を通り、及びソース２０１、３０１から出力される荷電粒子のパスを表す。出力されたマルチビームのサブビームはすべて、荷電粒子光軸４０３と実質的に平行でもよい。荷電粒子光軸２０４、３０４は、照明装置の機械軸と同じでもよいし、又は異なってもよい。
[00283] 実施形態は以下の記載を含む。
[00284] 本発明の第１の態様によれば、荷電粒子装置において荷電粒子パスを操作するように構成されたデバイスを支持するためのモジュールであって、モジュールが、デバイスを支持するように構成されたサポート構成であって、デバイスが荷電粒子装置内で荷電粒子パスを操作するように構成される、サポート構成と、モジュール内でサポート構成を移動させるように構成されたサポート位置決めシステムとを含み、モジュールが、荷電粒子装置において、現場で交換可能であるように配置される、モジュールが提供される。
[00285] 好ましくは、モジュールが、サポート構成によって保持されたデバイスを備えた荷電粒子装置において使用中であるときに、荷電粒子パスは、荷電粒子装置の荷電粒子軸と実質的に平行である。
[00286] 好ましくは、サポート位置決めシステムは、少なくとも３自由度の移動でサポート構成を移動させるように構成される。
[00287] 好ましくは、荷電粒子軸は、ｚ軸に一致し、モジュールは、ｘｙ平面内で実質的に平面の構造であり、少なくとも３自由度の移動は、ｘｙ平面内の移動及びｚ軸（Ｒｚ）を中心とした回転を含む。
[00288] 好ましくは、サポート位置決めシステムは、手動及び／又は自動位置決めシステムである。
[00289] 好ましくは、サポート位置決めシステムは、サポート構成の所望の位置の約０．５μｍ～１００μｍの範囲内へとサポート構成を移動させるように、及び／又はサポート構成に対してＲｚにおいて最大１ｒａｄまでの回転を与えるように構成される。
[00290] 好ましくは、モジュールは、サポート構成及び／又はサポート構成によって保持されるデバイスの移動及び／又は位置を決定するように構成された位置検出システムをさらに含む。
[00291] 好ましくは、位置検出システムは、サポート構成及び／又はサポート構成によって保持されるデバイスの移動及び／又は位置を決定する際に使用するためのエンコーダなどのグリッドマークを含む。
[00292] 好ましくは、位置検出システムは、サポート構成によって保持されるデバイスの１つ又は複数のフィーチャに基づいて、サポート構成及び／又はサポート構成によって保持されるデバイスの移動及び／又は位置を決定するように構成される。
[00293] 好ましくは、デバイスの１つ又は複数のフィーチャは、開口のアレイ、及び／又は１つ若しくは複数のフィデューシャルを含む。
[00294] 好ましくは、開口のアレイは、デバイスの製造中にデバイスによって含まれる基板スタックの基板をアライメントさせるのに使用するための開口のアレイである。
[00295] 好ましくは、開口のアレイは、デバイスによって含まれるビームマニピュレータを通る荷電粒子パスのためのものである。
[00296] 好ましくは、モジュールは、アクチュエータアームのそれぞれの端部を受け入れるように構成された受入部分をさらに含む。
[00297] 好ましくは、アクチュエータアームは、モジュールの外部のアクチュエータによって含まれ、サポート位置決めシステムは、アクチュエータによって移動されるように構成される。
[00298] 好ましくは、第１の受入部分が、第１の方向にサポート位置決めシステムを移動させるための第１のアクチュエータアームの端部を受け入れるように配置され、第２の受入部分が、第１の方向に対して直交してもよい第２の方向にサポート位置決めシステムによってサポート構成を移動させるための第２のアクチュエータアームの端部を受け入れるように配置され、第３の受入部分が、サポート構成を回転させるための第３のアクチュエータアームの端部を受け入れるように配置される。
[00299] 好ましくは、第１及び第２の方向は、ｘｙ平面内にあり、回転は、ｘｙ平面に対して直交するｚ軸などの軸を中心とする。
[00300] 好ましくは、サポート位置決めシステムは、ディスクと、モジュール内でディスクを支持するように構成された複数の耐荷重回転可能物体とを含む。
[00301] 好ましくは、ディスクは、アップビーム面及びダウンビーム面を有し、１つ又は複数の耐荷重回転可能物体の第１のセットは、ディスクのアップビーム面に接触するように配置され、複数の耐荷重回転可能物体の第２のセットは、ディスクのダウンビーム面に接触するように配置される。
[00302] 好ましくは、耐荷重回転可能物体の第１のセットは、１つ、２つ、又は３つの耐荷重回転可能物体を含み、耐荷重回転可能物体の第２のセットは、３つの耐荷重回転可能物体を含む。
[00303] 好ましくは、平面視で、モジュールが荷電粒子装置内に設置されるときに、荷電粒子パスがディスクにおいて規定された開口を通過するように、ディスクが配置される。
[00304] 好ましくは、平面視で、ディスクは実質的に環状である。
[00305] 好ましくは、ディスクは、好ましくはｘｙ平面内の実質的に平面の構造である。
[00306] 好ましくは、ディスクは、サポート構成を含む。
[00307] 好ましくは、モジュールは、ディスクに力を加えるように配置された第１の力印加デバイスを含み、力は、ディスクと実質的に同じ平面内にあり、及び平面内でディスクを移動させるためのものであり、モジュールは、ディスクに力を加えるように配置された第２の力印加デバイスを含み、力は、ディスクと実質的に同じ平面内にあり、及びディスクを回転させるためのものである。
[00308] 好ましくは、第１の力印加デバイスによる加えられる力が、力が実質的にディスクを回転させないようにディスクの回転の軸を通過する方向に実質的にあるように、第１の力印加デバイスが構成される。
[00309] 好ましくは、使用時に、ディスクは、第１の力印加デバイスからの力、第１の受入部分に加えられた力、及び第２の受入部分に加えられた力によって圧縮される。
[00310] 好ましくは、使用時に、第２の力印加デバイスは、第３の受入部分を第３のアクチュエータアームの端部に押し付ける力を加えるように配置される。
[00311] 好ましくは、第２の力印加デバイスは、ディスクの側壁からの第１の突出に力を加えるように配置され、及び／又は第３の受入部分は、ディスクの側壁からの第２の突出を含む。
[00312] 好ましくは、モジュールは、力をディスクに加えるように配置された力印加デバイスを含み、加えられた力は、ディスクと実質的に同じ平面内にあり、加えられた力は、平面内でディスクを線形に移動させるためのものであり、及び加えられた力は、ディスクを回転させるためのものである。
[00313] 好ましくは、モジュールは、耐荷重回転可能物体の第１のセットと耐荷重回転可能物体の第２のセットとの間の圧縮下でディスクが保持されるように配置された１つ又は複数の軸方向力印加デバイスを含む。
[00314] 好ましくは、各軸方向力印加デバイスは、耐荷重回転可能物体の１つと接触するプレートを含み、及び／又は軸方向力印加デバイスの１つ若しくは複数は、ばねなどの弾性部材である。
[00315] 好ましくは、サポート位置決めシステムは、フレクシャ構成を含む。
[00316] 好ましくは、フレクシャ構成は、Ｒｚフレクシャ構成及びｘｙフレクシャ構成を含む。
[00317] 好ましくは、Ｒｚフレクシャ構成及びｘｙフレクシャ構成は共に、好ましくはｘｙ平面内の実質的に平面の構造である。
[00318] 好ましくは、Ｒｚフレクシャ構成及びｘｙフレクシャ構成は、積み重ねて配置され、Ｒｚフレクシャ構成は、好ましくは、ｘｙフレクシャ構成のダウンビームにある。
[00319] 好ましくは、平面視で、Ｒｚフレクシャ構成は、Ｒｚフレクシャ構成において開口を規定する実質的に円形の構造を含む。
[00320] 好ましくは、実質的に円形の構造の中心は、実質的にｚ軸とアライメントされる。
[00321] 好ましくは、平面視で、Ｒｚフレクシャ構成は、十字を含み、十字は、交点で交差する第１及び第２のクロスバーを含み、第１のクロスバーは、Ｒｚフレクシャ構成の平面内にある第１の方向にアライメントされ、第２のクロスバーは、Ｒｚフレクシャ構成の平面内にある第２の方向にアライメントされ、第２の方向は、第１の方向に対して直交する。
[00322] 好ましくは、円形の構造は、第１及び第２のクロスバーの交点に位置し、円形の構造は、第１のクロスバーの第１の部分と第２の部分との間、及び第２のクロスバーの第１の部分と第２の部分との間に支持される。
[00323] 好ましくは、第１のクロスバーは、第１の受入部分とアライメントされ、第２のクロスバーは、第２の受入部分とアライメントされる。
[00324] 好ましくは、Ｒｚフレクシャ構成は、ベース及び可動本体を含む。
[00325] 好ましくは、第３の受入部分は、Ｒｚフレクシャ構成の側壁に凹所を含む。
[00326] 好ましくは、Ｒｚフレクシャ構成は、可動本体を回転させるための力を加えるように構成された回転力印加デバイスを含む。
[00327] 好ましくは、使用時に、回転力印加デバイスによって加えられる回転力は、第３の受入部分を第３のアクチュエータアームの端部に押し付けるように構成される。
[00328] 好ましくは、ｘｙフレクシャ構成は、外側構造、中間構造、中心構造、及び複数の板ばねを含み、ｘｙフレクシャ構成の平面内で、中間構造は、外側構造、第１の受入部分、及び第２の受入部分によって実質的に取り囲まれ、ｘｙフレクシャ構成の平面内で、中心構造は、中間構造によって実質的に取り囲まれ、外側構造は、少なくとも１つの板ばねによって中間構造に接続され、中間構造は、少なくとも１つの板ばねによって中心構造に接続される。
[00329] 好ましくは、中心構造が第１の受入部分に加えられた力に応答して外側構造に対して第１の方向に移動するように配置されるように、中間構造を中心構造に接続する少なくとも１つの板ばねが配置され、中間構造が第２の受入部分に加えられた力に応答して外側構造に対して第２の方向に移動するように配置されるように、外側構造を中間構造に接続する少なくとも１つの板ばねが配置される。
[00330] 好ましくは、中間構造は、中心構造の両側に配置された２つの板ばねによって中心構造に接続され、中間構造は、中間構造に対して両側に配置された２つの板ばねによって外側構造に接続される。
[00331] 好ましくは、モジュールは、中間構造及び／又は中心構造が第１の方向の圧縮下で保持されるように力を加えるように配置された第１のバイアスデバイスと、中間構造及び／又は中心構造が第２の方向の圧縮下で保持されるように力を加えるように配置された第２のバイアスデバイスとをさらに含む。
[00332] 好ましくは、ｘｙフレクシャ構成の外側構造は、Ｒｚフレクシャ構成の可動本体に固定される。
[00333] 好ましくは、第１及び／又は第２のバイアスデバイスは、ばねなどの弾性部材である。
[00334] 好ましくは、サポート位置決めシステムは、１つ又は複数の線形アクチュエータを含む。
[00335] 好ましくは、各アクチュエータは、ピエゾアクチュエータ構成である。
[00336] 好ましくは、各ピエゾアクチュエータ構成は、２軸剪断モードピエゾデバイスを含む。
[00337] 好ましくは、サポート位置決めシステムは、複数のアクチュエータを含む。
[00338] 好ましくは、サポート位置決めシステムによって含まれるアクチュエータの数は３である。
[00339] 好ましくは、サポート位置決めシステムは、ステージを含む。
[00340] 好ましくは、平面視で、ステージは実質的に環状である。
[00341] 好ましくは、アクチュエータは、ステージの中点を中心として実質的に等しい角度位置に間隔をあける。
[00342] 好ましくは、アクチュエータは、隣接するアクチュエータの縦軸間の角度が６０度であるようにアライメントされる。
[00343] 好ましくは、アクチュエータは、ステージの平面内でステージを回転させるためにアクチュエータのすべてが一緒に操作され得るように構成される。
[00344] 好ましくは、アクチュエータは、ステージの平面内にある第１の方向にステージを移動させるためにアクチュエータのすべてが一緒に操作され得るように構成される。
[00345] 好ましくは、アクチュエータは、ステージの平面内にある第２の方向にステージを移動させるためにアクチュエータのすべてが一緒に操作され得るように構成され、第２の方向は、第１の方向に対して直交する。
[00346] 好ましくは、モジュールは、１つ又は複数の力印加デバイスをさらに含み、各力印加デバイスは、アクチュエータをステージに押し付ける力を加えるように配置される。
[00347] 好ましくは、平面視で、少なくとも１つのアクチュエータが、ステージのそばに配置され、及びアクチュエータの線形移動がステージを回転させるように構成され、ステージのそばの各アクチュエータに対して、アクチュエータをステージに押し付ける力を加えるように構成された力印加デバイスが存在する。
[00348] 好ましくは、ステージのそばに２つのアクチュエータが存在し、アクチュエータは、ステージの両側にある。
[00349] 好ましくは、モジュールは、第１及び第２の線形アクチュエータをさらに含み、第１の線形アクチュエータは、第２の線形アクチュエータを第１の方向に移動させるように配置され、第２の線形アクチュエータは、ステージのそばに配置された少なくとも１つのアクチュエータを第１の方向に対して直交する第２の方向に移動させるように配置される。
[00350] 本発明の第２の態様によれば、荷電粒子装置において荷電粒子のパスを操作するように構成されたデバイスを支持するためのモジュールであって、モジュールが、荷電粒子装置内でモジュールが現場で交換可能であるように、荷電粒子装置のハウジングのハウジングフランジに取り付けられる、及びハウジングフランジから取り外されるように構成されたモジュールフランジを含む、モジュールが提供される。
[00351] 好ましくは、モジュールがデバイスを支持した状態で、モジュールが荷電粒子装置において使用中であるときに、デバイスは、荷電粒子装置の荷電粒子軸に実質的に沿う荷電粒子パスを操作するように構成される。
[00352] 好ましくは、荷電粒子軸は、ｚ軸に一致し、モジュールは、ｘｙ平面内の実質的に平面の構造である。
[00353] 好ましくは、モジュールフランジは、ハウジングフランジのアライメントピンを受け入れるための１つ若しくは複数の孔を含み、及び／又はモジュールフランジは、ハウジングフランジの孔に挿入するための１つ若しくは複数のアライメントピンを含む。
[00354] 好ましくは、モジュールフランジは、ハウジングフランジに挿入するための１つ又は複数のアライメントピンを含む。
[00355] 好ましくは、モジュールは、デバイスを支持するためのデバイスサポート構成と、少なくとも１自由度の移動でデバイスサポート構成の位置を調整するための機構とを含む。
[00356] 好ましくは、デバイスサポートシステムは、デバイスサポート構成の位置が３自由度の移動で調整されることを可能にし、３自由度の移動は、好ましくは、デバイスサポート構成のｚ、Ｒｘ、及びＲｙ位置である。
[00357] 好ましくは、デバイスサポート構成のｚ、Ｒｘ、及びＲｙ位置を調整するための機構は、調整可能ばね付きボルト、調整可能ファスナ、又は調整可能ピンなどの１つ又は複数の調整可能サポートを含む。
[00358] 好ましくは、調整可能サポートは、デバイスサポート構成の周りに配置される。
[00359] 好ましくは、調整可能サポートは、デバイスサポート構成の中点を中心として実質的に等しい角度位置に間隔をあける。
[00360] 好ましくは、３つの調整可能サポートが存在する。
[00361] 好ましくは、調整可能サポートは、個々に調整可能である。
[00362] 好ましくは、デバイスサポート構成のｚ、Ｒｘ、及びＲｙ位置を調整するための機構は、モジュールが荷電粒子装置の外にあるときに操作されるように構成される。
[00363] 好ましくは、モジュールは、第１及び／又は第２の態様の何れかによるモジュールである。
[00364] 好ましくは、デバイスサポート構成は、第１の態様によるサポート位置決めシステム及びサポート構成を含む。
[00365] 本発明の第３の態様によれば、第１及び／又は第２の態様の何れかによる現場で交換可能なモジュールを含む荷電粒子装置が提供される。
[00366] 好ましくは、モジュールは、荷電粒子装置において荷電粒子パスを操作するように構成されたデバイスを含む。
[00367] 好ましくは、荷電粒子装置は、モジュールのサポート位置決めシステムを動かすためのアクチュエータを含み、アクチュエータは、線形アクチュエータである。
[00368] 好ましくは、各アクチュエータは、モジュールによって含まれる対応する受入部分と係合するように構成されたアクチュエータアームを含む。
[00369] 好ましくは、アクチュエータアームの端部は、ローラベアリングを含む。
[00370] 好ましくは、デバイスは、荷電粒子のマルチビームのサブビームを操作するように配置されたビームマニピュレータを含む。
[00371] 好ましくは、荷電粒子装置は、モジュールのモジュールフランジに取り付け可能であるように、及びモジュールフランジから取り外し可能であるように構成されたハウジングフランジを含む。
[00372] 好ましくは、ハウジングフランジは、モジュールフランジの対応する開口に挿入するための１つ又は複数のアライメントピンを含む。
[00373] 好ましくは、モジュールフランジは、ハウジングフランジの対応する開口に挿入するための１つ又は複数のアライメントピンを含む。
[00374] 好ましくは、荷電粒子装置は、デバイスの移動及び／又は位置を決定するように構成された位置検出システムをさらに含む。
[00375] 好ましくは、荷電粒子装置は、荷電粒子ソースと、デバイスのアップビーム及び／又はダウンビームにある荷電粒子パスを操作するように構成された１つ又は複数のマニピュレータ構成とをさらに含む。
[00376] 好ましくは、１つ又は複数のマニピュレータ構成は、荷電粒子パスを調整するように構成され、及び／又はモジュールは、荷電粒子パスがデバイスとアライメントされるようにデバイスの位置を調整するように構成される。
[00377] 好ましくは、荷電粒子システムは、１つ又は複数のマニピュレータ構成を制御するように構成された制御システムをさらに含む。
[00378] 好ましくは、マニピュレータ構成の第１のセットが、モジュールのアップビームに設けられ、マニピュレータ構成の第２のセットが、モジュールのダウンビームに設けられる。
[00379] 好ましくは、マニピュレータ構成の１つ又は複数は、荷電粒子パスを偏向させるための静電偏向器を含む。
[00380] 好ましくは、マニピュレータ構成の１つ又は複数は、荷電粒子パスを偏向させるための磁気レンズを含む。
[00381] 好ましくは、荷電粒子装置は、ソースの位置を調整するためのソース移動機構をさらに含む。
[00382] 好ましくは、荷電粒子装置は、対物レンズをさらに含み、荷電粒子装置は、対物レンズの位置を調整するためのレンズ移動機構をさらに含む。
[00383] 好ましくは、マニピュレータ構成の少なくとも１つが、デバイス及び対物レンズとアライメントされるようにソースからの荷電粒子パスを操作するように制御可能であるように構成される。
[00384] 好ましくは、荷電粒子装置は、モジュールのアップビーム側にアップビーム真空ロックと、モジュールのダウンビーム側にダウンビーム真空ロックとをさらに含む。
[00385] 好ましくは、アップビーム真空ロック及びダウンビーム真空ロックは、モジュールを含む荷電粒子装置の領域を荷電粒子装置の隣接領域の真空状態から分離するように動作可能である。
[00386] 好ましくは、荷電粒子システムは、ソースからダウンビームにソース真空ロックをさらに含む。
[00387] 好ましくは、ソース真空ロックは、ソースを含む荷電粒子装置の領域を荷電粒子装置の隣接領域の真空状態から分離するように動作可能である。
[00388] 好ましくは、ソースは、現場で交換可能なモジュールによって含まれる。
[00389] 好ましくは、荷電粒子装置は、二次コラムをさらに含み、二次コラムは、サンプルからの電子を検出するように構成された検出器を含む。
[00390] 好ましくは、二次コラムは、検出器を含む二次コラムの領域を二次コラムの１つ又は複数の隣接領域の真空状態から分離するための１つ又は複数の真空ロックをさらに含む。
[00391] 好ましくは、検出器は、現場で交換可能なモジュールによって含まれる。
[00392] 本発明の第４の態様によれば、電子光学デバイスを荷電粒子装置内に設置する方法であって、電子光学デバイスをモジュールに取り付けることと、モジュールの本体に対する電子光学デバイスのＲｘ状態、Ｒｙ状態、及び／又はｚ位置に対して粗調整を加えることと、モジュールを荷電粒子装置に固定することとを含む方法が提供される。
[00393] 好ましくは、モジュールは、第１及び／又は第２の態様によるモジュールであり、並びに荷電粒子装置であってもよい。
[00394] 本発明の第５の態様によれば、荷電粒子装置内で電子光学デバイスを荷電粒子ビーム又はマルチビームとアライメントさせる方法であって、電子光学デバイスを含むモジュールを荷電粒子装置に固定し、それによって、荷電粒子装置内に電子光学デバイスを設置することと、モジュールの本体に対する電子光学デバイスのｘ位置、ｙ位置、及び／又はＲｚ状態に対して、１つ又は複数の微調整を加えることと、荷電粒子装置内で荷電粒子ビーム又はマルチビームのパスに対する調整を加えることとを含む方法が提供される。
[00395] 好ましくは、電子光学デバイスが荷電粒子装置内に設置される前に、モジュールを受け入れるための荷電粒子装置内のモジュール受入領域は、モジュール受入領域が通気され、荷電粒子装置の外の大気状態となり得るように、閉められた内部真空シールによって、荷電粒子装置内の隣接領域の実質的な真空状態から分離される。
[00396] 好ましくは、この方法は、モジュールが荷電粒子装置に固定された後に、モジュール受入領域が荷電粒子装置の外の大気状態から分離されるように、モジュール受入領域の外部真空シールを閉めることと、モジュール受入領域が実質的な真空状態にあるように、モジュール受入領域のポンピングを行うことと、モジュールのベーキングを行うことと、内部真空シールを開けることと、荷電粒子装置内に荷電粒子ビーム又はマルチビームが存在するように荷電粒子装置のソースを作動させることとをさらに含む。
[00397] 好ましくは、モジュールは、第１及び／又は第２の態様によるモジュールであり、並びに荷電粒子装置は、第３の態様による荷電粒子装置である。
[00398] 本発明の第６の態様によれば、電子ビームをサンプルに投影するように構成された電子光学コラムであって、コラムの座標系を規定するように構成されたフレームと、電子光学デバイスを含む現場で交換可能なモジュールを受け入れるためのチャンバとを含むコラムが提供される。電子光学コラムは、現場で交換可能なモジュールをフレームとアライメントさせるために、現場で交換可能なモジュールと係合するように構成された係合構成を含み得る。電子光学コラムは、微細アライメントのためにビーム及びデバイスを互いに対して位置決めするように構成された能動位置決めシステムを含み得る。
[00399] 好ましくは、能動位置決めシステムは、レンズなどの電子ビームのパスを操作するように、又は電子ビームパスを偏向させるように制御可能な、現場で交換可能なモジュールのアップビームに電子光学要素を含む。
[00400] 好ましくは、能動位置決めシステムは、現場で交換可能なモジュールと係合可能であるように、及び好ましくは電子ビームのパスに対して直交する平面内のデバイスの自由度である自由度で、電子ビームのパスに対してデバイスを移動させるように制御可能であるように構成されたアクチュエータを含み、好ましくは、デバイスは、電子ビームのパスに対して直交する平面内の平面構造である。
[00401] 好ましくは、電子光学コラムは、好ましくはチャンバがコラムの残りの部分からセグメント化されるように、チャンバのアップビームのコラムを封止するためのアップビーム弁と、コラムのダウンビーム部分からチャンバを封止するためのダウンビーム弁とをさらに含む。
[00402] 好ましくは、チャンバは、現場で交換可能なモジュールを受け入れるように構成されたコラムの側面の開口を規定し、及び現場で交換可能なモジュールで封止可能であるように構成される。
[00403] 本発明の第７の態様によれば、電子光学コラムに取り外し可能に挿入できるように配置された、現場で交換可能なモジュールであって、電子光学コラムにおいて電子ビームのパスを操作するように構成された電子光学要素と、電子光学要素を支持するように構成されたサポートとを含む、現場で交換可能なモジュールが提供される。現場で交換可能なモジュールは、全自由度でサポートを電子光学コラムのフレームとアライメントさせるように構成された係合構成を含み得る。
[00404] 好ましくは、現場で交換可能なモジュールは、要素がコラムを通る電子ビームのパスに対して位置決めされることを可能にするように、モジュールの残りの部分に対して要素を変位させるように構成されたサポート位置決めシステムをさらに含む。
[00405] 好ましくは、要素は、荷電粒子ビームのパスに対して直交するように配置された平面構造であり、サポート位置決めシステムは、好ましくはｘ軸における、ｙ軸における、及び／又はｚ軸を中心とした回転における、平面構造の平面の少なくとも１自由度でサポートを変位させるように構成される。
[00406] 好ましくは、サポート位置決めシステムは、電子光学コラムのフレームに関連付けられたアクチュエータと係合可能であるように構成され、アクチュエータは、平面構造の平面の自由度と関連付けられ、サポートは、フレームに対するサポートの位置が調整されるように、アクチュエータによって制御可能に動作可能である。
[00407] 好ましくは、係合構成は、平面と、それぞれが軸自由度に割り当てられた２つのインターロックフィーチャとを含む。
[00408] 好ましくは、係合構成は、コラムの側面に対して封止するように構成される。
[00409] 好ましくは、現場で交換可能なモジュールは、好ましくはサポート位置決めシステムによって調整されるもの以外の自由度で、及び／又は好ましくはデバイスの平面構造の平面外の自由度で、フレームに対するサポートのアライメントを調整するために調整可能であるように構成されたプレキャリブレーションシステムをさらに含む。
[00410] 様々な実施形態に関連して本発明を説明したが、ここに開示される本発明の明細書及び実施に鑑みて、本発明の他の実施形態が当業者には明らかとなるだろう。本明細書及び実施例は、単なる例示と見なされることが意図され、本発明の真の範囲及び精神は、以下の特許請求の範囲によって示される。
[00411] 上記の説明は、限定ではなく、理解を助けるものであることが意図される。したがって、以下に記載される請求項の範囲から逸脱することなく、説明されたように変更を加え得ることが当業者には明らかとなるだろう。
[00412] 多数の条項が提供される。
[00413] 条項１：荷電粒子装置において荷電粒子パスを操作するように構成されたデバイスを支持するためのモジュールであって、モジュールが、デバイスを支持するように構成されたサポート構成であって、デバイスが荷電粒子装置内で荷電粒子パスを操作するように構成される、サポート構成と、モジュール内でサポート構成を移動させるように構成されたサポート位置決めシステムとを含み、モジュールが、荷電粒子装置において、現場で交換可能であるように配置される、モジュール。
[00414] 条項２：モジュールが、サポート構成によって保持されたデバイスを備えた荷電粒子装置において使用中であるときに、荷電粒子パスが、荷電粒子装置の荷電粒子軸と実質的に平行である、条項１に記載のモジュール。
[00415] 条項３：サポート位置決めシステムが、少なくとも３自由度の移動でサポート構成を移動させるように構成される、条項１又は２に記載のモジュール。
[00416] 条項４：荷電粒子軸が、ｚ軸に一致し、モジュールが、ｘｙ平面内で実質的に平面の構造であり、少なくとも３自由度の移動が、ｘｙ平面内の移動及びｚ軸（Ｒｚ）を中心とした回転を含む、先行する条項の何れか一項に記載のモジュール。
[00417] 条項５：サポート位置決めシステムが、手動及び／又は自動位置決めシステムである、先行する条項の何れか一項に記載のモジュール。
[00418] 条項６：サポート位置決めシステムが、サポート構成の所望の位置の約０．５μｍ～１００μｍの範囲内へとサポート構成を移動させるように、及び／又はサポート構成に対してＲｚにおいて最大１ｒａｄまでの回転を与えるように構成される、先行する条項の何れか一項に記載のモジュール。
[00419] 条項７：モジュールが、サポート構成及び／又はサポート構成によって保持されるデバイスの移動及び／又は位置を決定するように構成された位置検出システムをさらに含む、先行する条項の何れか一項に記載のモジュール。
[00420] 条項８：位置検出システムが、サポート構成及び／又はサポート構成によって保持されるデバイスの移動及び／又は位置を決定する際に使用するためのエンコーダなどのグリッドマークを含む、条項７に記載のモジュール。
[00421] 条項９：位置検出システムが、サポート構成によって保持されるデバイスの１つ又は複数のフィーチャに基づいて、サポート構成及び／又はサポート構成によって保持されるデバイスの移動及び／又は位置を決定するように構成される、条項７又は８に記載のモジュール。
[00422] 条項１０：デバイスの１つ又は複数のフィーチャが、開口のアレイ、及び／又は１つ若しくは複数のフィデューシャルを含む、条項９に記載のモジュール。
[00423] 条項１１：開口のアレイが、デバイスの製造中にデバイスによって含まれる基板スタックの基板をアライメントさせるのに使用するための開口のアレイである、条項１０に記載のモジュール。
[00424] 条項１２：開口のアレイが、デバイスによって含まれるビームマニピュレータを通る荷電粒子パスのためのものである、条項１０に記載のモジュール。
[00425] 条項１３：モジュールが、アクチュエータアームのそれぞれの端部を受け入れるように構成された受入部分をさらに含む、先行する条項の何れか一項に記載のモジュール。
[00426] 条項１４：アクチュエータアームが、モジュールの外部のアクチュエータによって含まれ、サポート位置決めシステムが、アクチュエータによって移動されるように構成される、条項１３に記載のモジュール。
[00427] 条項１５：第１の受入部分が、第１の方向にサポート位置決めシステムを移動させるための第１のアクチュエータアームの端部を受け入れるように配置され、第２の受入部分が、第１の方向に対して直交してもよい第２の方向にサポート位置決めシステムによってサポート構成を移動させるための第２のアクチュエータアームの端部を受け入れるように配置され、第３の受入部分が、サポート構成を回転させるための第３のアクチュエータアームの端部を受け入れるように配置される、条項１４に記載のモジュール。
[00428] 条項１６：第１及び第２の方向が、ｘｙ平面内にあり、回転が、ｘｙ平面に対して直交するｚ軸などの軸を中心とする、条項１５に記載のモジュール。
[00429] 条項１７：サポート位置決めシステムが、ディスクと、モジュール内でディスクを支持するように構成された複数の耐荷重回転可能物体とを含む、先行する条項の何れか一項に記載のモジュール。
[00430] 条項１８：ディスクが、アップビーム面及びダウンビーム面を有し、１つ又は複数の耐荷重回転可能物体の第１のセットが、ディスクのアップビーム面に接触するように配置され、複数の耐荷重回転可能物体の第２のセットが、ディスクのダウンビーム面に接触するように配置される、条項１７に記載のモジュール。
[00431] 条項１９：耐荷重回転可能物体の第１のセットが、１つ、２つ、又は３つの耐荷重回転可能物体を含み、耐荷重回転可能物体の第２のセットが、３つの耐荷重回転可能物体を含む、条項１７又は１８に記載のモジュール。
[00432] 条項２０：平面視で、モジュールが荷電粒子装置内に設置されるときに、荷電粒子パスがディスクにおいて規定された開口を通過するように、ディスクが配置される、条項１７～１９の何れか一項に記載のモジュール。
[00433] 条項２１：平面視で、ディスクが実質的に環状である、条項１７～２０の何れか一項に記載のモジュール。
[00434] 条項２２：ディスクが、好ましくはｘｙ平面内の実質的に平面の構造である、条項１７～２１の何れか一項に記載のモジュール。
[00435] 条項２３：ディスクがサポート構成を含む、条項１７～２２の何れか一項に記載のモジュール。
[00436] 条項２４：モジュールが、ディスクに力を加えるように配置された第１の力印加デバイスを含み、力が、ディスクと実質的に同じ平面内にあり、及び平面内でディスクを移動させるためのものであり、モジュールが、ディスクに力を加えるように配置された第２の力印加デバイスを含み、力が、ディスクと実質的に同じ平面内にあり、及びディスクを回転させるためのものである、条項１７～２３の何れか一項に記載のモジュール。
[00437] 条項２５：第１の力印加デバイスによる加えられる力が、力が実質的にディスクを回転させないようにディスクの回転の軸を通過する方向に実質的にあるように、第１の力印加デバイスが構成される、条項２４に記載のモジュール。
[00438] 条項２６：使用時に、ディスクが、第１の力印加デバイスからの力、第１の受入部分に加えられた力、及び第２の受入部分に加えられた力によって圧縮される、条項２４又は２５に記載のモジュール。
[00439] 条項２７：使用時に、第２の力印加デバイスが、第３の受入部分を第３のアクチュエータアームの端部に押し付ける力を加えるように配置された、条項２４～２６の何れか一項に記載のモジュール。
[00440] 条項２８：第２の力印加デバイスが、ディスクの側壁からの第１の突出に力を加えるように配置され、及び／又は第３の受入部分が、ディスクの側壁からの第２の突出を含む、条項２４～２７の何れか一項に記載のモジュール。
[00441] 条項２９：モジュールが、力をディスクに加えるように配置された力印加デバイスを含み、加えられた力が、ディスクと実質的に同じ平面内にあり、加えられた力が、平面内でディスクを線形に移動させるためのものであり、及び加えられた力が、ディスクを回転させるためのものである、条項１７～２３の何れか一項に記載のモジュール。
[00442] 条項３０：モジュールが、耐荷重回転可能物体の第１のセットと耐荷重回転可能物体の第２のセットとの間の圧縮下でディスクが保持されるように配置された１つ又は複数の軸方向力印加デバイスを含む、条項１７～２９の何れか一項に記載のモジュール。
[00443] 条項３１：各軸方向力印加デバイスが、耐荷重回転可能物体の１つと接触するプレートを含み、及び／又は軸方向力印加デバイスの１つ若しくは複数が、ばねなどの弾性部材である、条項３０に記載のモジュール。
[00444] 条項３２：サポート位置決めシステムがフレクシャ構成を含む、条項１～１６の何れか一項に記載のモジュール。
[00445] 条項３３：フレクシャ構成が、Ｒｚフレクシャ構成及びｘｙフレクシャ構成を含む、条項３２に記載のモジュール。
[00446] 条項３４：Ｒｚフレクシャ構成及びｘｙフレクシャ構成が共に、好ましくはｘｙ平面内の実質的に平面の構造である、条項３３に記載のモジュール。
[00447] 条項３５：Ｒｚフレクシャ構成及びｘｙフレクシャ構成が、積み重ねて配置され、Ｒｚフレクシャ構成が、好ましくは、ｘｙフレクシャ構成のダウンビームにある、条項３３又は３４に記載のモジュール。
[00448] 条項３６：平面視で、Ｒｚフレクシャ構成が、Ｒｚフレクシャ構成において開口を規定する実質的に円形の構造を含む、条項３３～３５の何れか一項に記載のモジュール。
[00449] 条項３７：実質的に円形の構造の中心が、実質的にｚ軸とアライメントされる、条項３６に記載のモジュール。
[00450] 条項３８：平面視で、Ｒｚフレクシャ構成が十字を含み、十字が、交点で交差する第１及び第２のクロスバーを含み、第１のクロスバーが、Ｒｚフレクシャ構成の平面内にある第１の方向にアライメントされ、第２のクロスバーが、Ｒｚフレクシャ構成の平面内にある第２の方向にアライメントされ、第２の方向が、第１の方向に対して直交する、条項３６又は３７に記載のモジュール。
[00451] 条項３９：円形の構造が、第１及び第２のクロスバーの交点に位置し、円形の構造が、第１のクロスバーの第１の部分と第２の部分との間、及び第２のクロスバーの第１の部分と第２の部分との間に支持される、条項３６～３８の何れか一項に記載のモジュール。
[00452] 条項４０：第１のクロスバーが、第１の受入部分とアライメントされ、第２のクロスバーが、第２の受入部分とアライメントされる、条項３９に記載のモジュール。
[00453] 条項４１：Ｒｚフレクシャ構成がベース及び可動本体を含む、条項３３～４０の何れか一項に記載のモジュール。
[00454] 条項４２：第３の受入部分が、Ｒｚフレクシャ構成の側壁に凹所を含む、条項４１に記載のモジュール。
[00455] 条項４３：Ｒｚフレクシャ構成が、可動本体を回転させるための力を加えるように構成された回転力印加デバイスを含む、条項４１又は４２に記載のモジュール。
[00456] 条項４４：使用時に、回転力印加デバイスによって加えられる回転力が、第３の受入部分を第３のアクチュエータアームの端部に押し付けるように構成される、条項４３に記載のモジュール。
[00457] 条項４５：ｘｙフレクシャ構成が、外側構造、中間構造、中心構造、及び複数の板ばねを含み、ｘｙフレクシャ構成の平面内で、中間構造が、外側構造、第１の受入部分、及び第２の受入部分によって実質的に取り囲まれ、ｘｙフレクシャ構成の平面内で、中心構造が、中間構造によって実質的に取り囲まれ、外側構造が、少なくとも１つの板ばねによって中間構造に接続され、中間構造が、少なくとも１つの板ばねによって中心構造に接続される、条項３３～４４の何れか一項に記載のモジュール。
[00458] 条項４６：中心構造が第１の受入部分に加えられた力に応答して外側構造に対して第１の方向に移動するように配置されるように、中間構造を中心構造に接続する少なくとも１つの板ばねが配置され、中間構造が第２の受入部分に加えられた力に応答して外側構造に対して第２の方向に移動するように配置されるように、外側構造を中間構造に接続する少なくとも１つの板ばねが配置される、条項４５に記載のモジュール。
[00459] 条項４７：中間構造が、中心構造の両側に配置された２つの板ばねによって中心構造に接続され、中間構造が、中間構造に対して両側に配置された２つの板ばねによって外側構造に接続される、条項４６に記載のモジュール。
[00460] 条項４８：中間構造及び／又は中心構造が第１の方向の圧縮下で保持されるように力を加えるように配置された第１のバイアスデバイスと、中間構造及び／又は中心構造が第２の方向の圧縮下で保持されるように力を加えるように配置された第２のバイアスデバイスとをさらに含む、条項４５～４７の何れか一項に記載のモジュール。
[00461] 条項４９：ｘｙフレクシャ構成の外側構造が、Ｒｚフレクシャ構成の可動本体に固定される、条項４１に従属したときの条項４５～４８の何れか一項に記載のモジュール。
[00462] 条項５０：第１及び／又は第２のバイアスデバイスが、ばねなどの弾性部材である、条項３２～４９の何れか一項に記載のモジュール。
[00463] 条項５１：サポート位置決めシステムが、１つ若しくは複数の線形アクチュエータ、又はアクチュエータ構成を含む、条項１～１６の何れか一項に記載のモジュール。
[00464] 条項５２：各アクチュエータが、ピエゾアクチュエータ構成である、条項５１に記載のモジュール。
[00465] 条項５３：各ピエゾアクチュエータ構成が、２軸剪断モードピエゾデバイスを含む、条項５２に記載のモジュール。
[00466] 条項５４：サポート位置決めシステムが、複数のアクチュエータを含む、条項５１～５３の何れか一項に記載のモジュール。
[00467] 条項５５：サポート位置決めシステムによって含まれるアクチュエータの数が３である、条項５４に記載のモジュール。
[00468] 条項５６：サポート位置決めシステムが、ステージを含む、条項５１～５５の何れか一項に記載のモジュール。
[00469] 条項５７：平面視で、ステージが実質的に環状である、条項５６に記載のモジュール。
[00470] 条項５８：アクチュエータが、ステージの中点を中心として実質的に等しい角度位置に間隔をあける、条項５６又は５７に記載のモジュール。
[00471] 条項５９：アクチュエータが、隣接するアクチュエータの縦軸間の角度が６０度であるようにアライメントされる、条項５８に記載のモジュール。
[00472] 条項６０：アクチュエータが、ステージの平面内でステージを回転させるためにアクチュエータのすべて又はアクチュエータ構成が一緒に操作され得るように構成される、条項５１～５９の何れか一項に記載のモジュール。
[00473] 条項６１：アクチュエータが、ステージの平面内にある第１の方向にステージを移動させるためにアクチュエータのすべてが一緒に操作され得るように構成される、条項５１～６０の何れか一項に記載のモジュール。
[00474] 条項６２：アクチュエータが、ステージの平面内にある第２の方向にステージを移動させるためにアクチュエータのすべてが一緒に操作され得るように構成され、第２の方向が、第１の方向に対して直交する、条項５１～６１の何れか一項に記載のモジュール。
[00475] 条項６３：１つ又は複数の力印加デバイスをさらに含み、各力印加デバイスが、アクチュエータをステージに押し付ける力を加えるように配置される、条項５１～６２の何れか一項に記載のモジュール。
[00476] 条項６４：平面視で、少なくとも１つのアクチュエータが、ステージのそばに配置され、及びアクチュエータの線形移動がステージを回転させるように構成され、ステージのそばの各アクチュエータに対して、アクチュエータをステージに押し付ける力を加えるように構成された力印加デバイスが存在する、条項５１～５７の何れか一項に記載のモジュール。
[00477] 条項６５：ステージのそばに２つのアクチュエータが存在し、アクチュエータが、ステージの両側にある、条項６４に記載のモジュール。
[00478] 条項６６：第１及び第２の線形アクチュエータをさらに含み、第１の線形アクチュエータが、第２の線形アクチュエータを第１の方向に移動させるように配置され、第２の線形アクチュエータが、ステージのそばに配置された少なくとも１つのアクチュエータを第１の方向に対して直交する第２の方向に移動させるように配置される、条項６４又は６５に記載のモジュール。
[00479] 条項６７：荷電粒子装置において荷電粒子のパスを操作するように構成されたデバイスを支持するためのモジュールであって、モジュールが、荷電粒子装置内でモジュールが現場で交換可能であるように、荷電粒子装置のハウジングのハウジングフランジに取り付けられるように、及びハウジングフランジから取り外されるように構成されたモジュールフランジを含む、モジュール。
[00480] 条項６８：モジュールがデバイスを支持した状態で、モジュールが荷電粒子装置において使用中であるときに、デバイスが、荷電粒子装置の荷電粒子軸に実質的に沿う荷電粒子パスを操作するように構成される、条項６７に記載のモジュール。
[00481] 条項６９：荷電粒子軸が、ｚ軸に一致し、モジュールが、ｘｙ平面内の実質的に平面の構造である、条項６８に記載のモジュール。
[00482] 条項７０：モジュールフランジが、ハウジングフランジのアライメントピンを受け入れるための１つ若しくは複数の孔を含み、及び／又はモジュールフランジが、ハウジングフランジの孔に挿入するための１つ若しくは複数のアライメントピンを含む、条項６７～６９の何れか一項に記載のモジュール。
[00483] 条項７１：モジュールフランジが、ハウジングフランジに挿入するための１つ又は複数のアライメントピンを含む、条項７０に記載のモジュール。
[00484] 条項７２：モジュールが、デバイスを支持するためのデバイスサポート構成と、少なくとも１自由度の移動でデバイスサポート構成の位置を調整するための機構とを含む、条項６７～７１の何れか一項に記載のモジュール。
[00485] 条項７３：デバイスサポートシステムが、デバイスサポート構成の位置が３自由度の移動で調整されることを可能にし、３自由度の移動が、好ましくは、デバイスサポート構成のｚ、Ｒｘ、及びＲｙ位置である、条項７２に記載のモジュール。
[00486] 条項７４：デバイスサポート構成のｚ、Ｒｘ、及びＲｙ位置を調整するための機構が、調整可能ばね付きボルト、調整可能ファスナ、又は調整可能ピンなどの１つ又は複数の調整可能サポートを含む、条項７２又は７３に記載のモジュール。
[00487] 条項７５：調整可能サポートが、デバイスサポート構成の周りに配置される、条項７４に記載のモジュール。
[00488] 条項７６：調整可能サポートが、デバイスサポート構成の中点を中心として実質的に等しい角度位置に間隔をあける、条項７４又は７５に記載のモジュール。
[00489] 条項７７：３つの調整可能サポートが存在する、条項７４～７６の何れか一項に記載のモジュール。
[00490] 条項７８：調整可能サポートが、個々に調整可能である、条項７４～７６の何れか一項に記載のモジュール。
[00491] 条項７９：デバイスサポート構成のｚ、Ｒｘ、及びＲｙ位置を調整するための機構が、モジュールが荷電粒子装置の外にあるときに操作されるように構成される、条項７２～７８の何れか一項に記載のモジュール。
[00492] 条項８０：モジュールが、条項１～６６の何れか一項に記載のモジュールである、条項６７～７９の何れか一項に記載のモジュール。
[00493] 条項８１：デバイスサポート構成が、条項１～６７の何れか一項に記載のサポート位置決めシステム及びサポート構成を含む、条項８０に記載のモジュール。
[00494] 条項８２：条項１～８１の何れか一項に記載の現場で交換可能なモジュールを含む、荷電粒子装置。
[00495] 条項８３：モジュールが、荷電粒子装置において荷電粒子パスを操作するように構成されたデバイスを含む、条項８２に記載の荷電粒子装置。
[00496] 条項８４：荷電粒子装置が、モジュールのサポート位置決めシステムを動かすためのアクチュエータを含み、アクチュエータが、線形アクチュエータである、条項８３に記載の荷電粒子装置。
[00497] 条項８５：各アクチュエータが、モジュールによって含まれる対応する受入部分と係合するように構成されたアクチュエータアームを含む、条項８４に記載の荷電粒子装置。
[00498] 条項８６：アクチュエータアームの端部が、ローラベアリングを含む、条項８５に記載の荷電粒子装置。
[00499] 条項８７：デバイスが、荷電粒子のマルチビームのサブビームを操作するように配置されたビームマニピュレータを含む、条項８３～８６の何れか一項に記載の荷電粒子装置。
[00500] 条項８８：荷電粒子装置が、モジュールのモジュールフランジに取り付け可能であるように、及びモジュールフランジから取り外し可能であるように構成されたハウジングフランジを含む、条項８２～８６の何れか一項に記載の荷電粒子装置。
[00501] 条項８９：ハウジングフランジが、モジュールフランジの対応する開口に挿入するための１つ又は複数のアライメントピンを含む、条項８８に記載の荷電粒子装置。
[00502] 条項９０：モジュールフランジが、ハウジングフランジの対応する開口に挿入するための１つ又は複数のアライメントピンを含む、条項８８又は８９に記載の荷電粒子装置。
[00503] 条項９１：荷電粒子装置が、デバイスの移動及び／又は位置を決定するように構成された位置検出システムをさらに含む、条項８３～９０の何れか一項に記載の荷電粒子装置。
[00504] 条項９２：荷電粒子装置が、荷電粒子ソースと、デバイスのアップビーム及び／又はダウンビームにある荷電粒子パスを操作するように構成された１つ又は複数のマニピュレータ構成とをさらに含む、条項８３～９１の何れか一項に記載の荷電粒子装置。
[00505] 条項９３：１つ又は複数のマニピュレータ構成が、荷電粒子パスを調整するように構成され、及び／又はモジュールが、荷電粒子パスがデバイスとアライメントされるようにデバイスの位置を調整するように構成される、条項９２に記載の荷電粒子装置。
[00506] 条項９４：荷電粒子システムが、１つ又は複数のマニピュレータ構成を制御するように構成された制御システムをさらに含む、条項９２又は９３に記載の荷電粒子装置。
[00507] 条項９５：マニピュレータ構成の第１のセットが、モジュールのアップビームに設けられ、マニピュレータ構成の第２のセットが、モジュールのダウンビームに設けられる、条項９２～９４の何れか一項に記載の荷電粒子装置。
[00508] 条項９６：マニピュレータ構成の１つ又は複数が、荷電粒子パスを偏向させるための静電偏向器を含む、条項９２～９５の何れか一項に記載の荷電粒子装置。
[00509] 条項９７：マニピュレータ構成の１つ又は複数が、荷電粒子パスを偏向させるための磁気レンズを含む、条項９２～９６の何れか一項に記載の荷電粒子装置。
[00510] 条項９８：荷電粒子装置が、ソースの位置を調整するためのソース移動機構をさらに含む、条項９２～９７の何れか一項に記載の荷電粒子装置。
[00511] 条項９９：荷電粒子装置が、対物レンズをさらに含み、荷電粒子装置が、対物レンズの位置を調整するためのレンズ移動機構をさらに含む、条項９２～９８の何れか一項に記載の荷電粒子装置。
[00512] 条項１００：マニピュレータ構成の少なくとも１つが、デバイス及び対物レンズとアライメントされるようにソースからの荷電粒子パスを操作するように制御可能であるように構成される、条項９９に記載の荷電粒子装置。
[00513] 条項１０１：荷電粒子装置が、モジュールのアップビーム側にアップビーム真空ロックと、モジュールのダウンビーム側にダウンビーム真空ロックとをさらに含む、条項９２～１００の何れか一項に記載の荷電粒子装置。
[00514] 条項１０２：アップビーム真空ロック及びダウンビーム真空ロックが、モジュールを含む荷電粒子装置の領域を荷電粒子装置の隣接領域の真空状態から分離するように動作可能である、条項１０１に記載の荷電粒子装置。
[00515] 条項１０３：荷電粒子システムが、ソースからダウンビームにソース真空ロックをさらに含む、条項９２～１０２の何れか一項に記載の荷電粒子装置。
[00516] 条項１０４：ソース真空ロックが、ソースを含む荷電粒子装置の領域を荷電粒子装置の隣接領域の真空状態から分離するように動作可能である、条項１０３に記載の荷電粒子装置。
[00517] 条項１０５：ソースが、現場で交換可能なモジュールによって含まれる、条項１０４に記載の荷電粒子装置。
[00518] 条項１０６：荷電粒子装置が、二次コラムをさらに含み、二次コラムが、サンプルからの電子を検出するように構成された検出器を含む、条項９２～１０５の何れか一項に記載の荷電粒子装置。
[00519] 条項１０７：二次コラムが、検出器を含む二次コラムの領域を二次コラムの１つ又は複数の隣接領域の真空状態から分離するための１つ又は複数の真空ロックをさらに含む、条項１０６に記載の荷電粒子装置。
[00520] 条項１０８：検出器が、現場で交換可能なモジュールによって含まれる、条項１０７に記載の荷電粒子装置。
[00521] 条項１０９：電子光学デバイスを荷電粒子装置内に設置する方法であって、電子光学デバイスをモジュールに取り付けることと、モジュールの本体に対する電子光学デバイスのＲｘ状態、Ｒｙ状態、及び／又はｚ位置に対して粗調整を加えることと、モジュールを荷電粒子装置に固定することと、を含む方法。
[00522] 条項１１０：モジュールが、条項１～８１の何れか一項に記載のモジュールであり、及び荷電粒子装置が、条項８２～１０８の何れか一項に記載の荷電粒子装置である、条項１０９に記載の方法。
[00523] 条項１１１：荷電粒子装置内で電子光学デバイスを荷電粒子ビーム又はマルチビームとアライメントさせる方法であって、電子光学デバイスを含むモジュールを荷電粒子装置に固定し、それによって、荷電粒子装置内に電子光学デバイスを設置することと、モジュールの本体に対する電子光学デバイスのｘ位置、ｙ位置、及び／又はＲｚ状態に対して、１つ又は複数の微調整を加えることと、荷電粒子装置内で荷電粒子ビーム又はマルチビームのパスに対する調整を加えることと、を含む方法。
[00524] 条項１１２：電子光学デバイスが荷電粒子装置内に設置される前に、モジュールを受け入れるための荷電粒子装置内のモジュール受入領域が、モジュール受入領域が通気され、荷電粒子装置の外の大気状態となり得るように、閉められた内部真空シールによって、荷電粒子装置内の隣接領域の実質的な真空状態から分離される、条項１１１に記載の方法。
[00525] 条項１１３：方法が、モジュールが荷電粒子装置に固定された後に、モジュール受入領域が荷電粒子装置の外の大気状態から分離されるように、モジュール受入領域の外部真空シールを閉めることと、モジュール受入領域が実質的な真空状態にあるように、モジュール受入領域のポンピングを行うことと、モジュールのベーキングを行うことと、内部真空シールを開けることと、荷電粒子装置内に荷電粒子ビーム又はマルチビームが存在するように荷電粒子装置のソースを作動させることと、をさらに含む、条項１１２に記載の方法。
[00526] 条項１１４：モジュールが、条項１～８１の何れか一項に記載のモジュールであり、及び荷電粒子装置が、条項８２～１０８の何れか一項に記載の荷電粒子装置である、条項１１１～１１３の何れか一項に記載の方法。
[00527] 条項１１５：電子ビームをサンプルに投影するように構成された電子光学コラムであって、コラムの座標系を規定するように構成されたフレームと、電子光学デバイスを含む現場で交換可能なモジュールを受け入れるためのチャンバと、現場で交換可能なモジュールをフレームとアライメントさせるために、現場で交換可能なモジュールと係合するように構成された係合構成と、微細アライメントのためにビーム及びデバイスを互いに対して位置決めするように構成された能動位置決めシステムと、を含むコラム。
[00528] 条項１１６：能動位置決めシステムが、レンズなどの電子ビームのパスを操作するように、又は電子ビームパスを偏向させるように制御可能な、現場で交換可能なモジュールのアップビームに電子光学要素を含む、条項１１５に記載の電子光学コラム。
[00529] 条項１１７：能動位置決めシステムが、現場で交換可能なモジュールと係合可能であるように、及び好ましくは電子ビームのパスに対して直交する平面内のデバイスの自由度である自由度で、電子ビームのパスに対してデバイスを移動させるように制御可能であるように構成されたアクチュエータを含み、好ましくは、デバイスが、電子ビームのパスに対して直交する平面内の平面構造である、条項１１５又は１１６に記載の電子光学コラム。
[00530] 条項１１８：好ましくはチャンバがコラムの残りの部分からセグメント化されるように、チャンバのアップビームのコラムを封止するためのアップビーム弁と、コラムのダウンビーム部分からチャンバを封止するためのダウンビーム弁と、をさらに含む、条項１１５～１１７の何れか一項に記載の電子光学コラム。
[00531] 条項１１９：チャンバが、現場で交換可能なモジュールを受け入れるように構成されたコラムの側面の開口を規定し、及び現場で交換可能なモジュールで封止可能であるように構成される、条項１１５～１１８の何れか一項に記載の電子光学コラム。
[00532] 条項１２０：電子光学コラムに取り外し可能に挿入できるように配置された、現場で交換可能なモジュールであって、ａ）電子光学コラムにおいて電子ビームのパスを操作するように構成された電子光学要素と、ｂ）電子光学要素を支持するように構成されたサポートと、ｃ）全自由度でサポートを電子光学コラムのフレームとアライメントさせるように構成された係合構成と、を含む、現場で交換可能なモジュール。
[00533] 条項１２１：要素がコラムを通る電子ビームのパスに対して位置決めされることを可能にするように、モジュールの残りの部分に対して要素を変位させるように構成されたサポート位置決めシステムをさらに含む、条項１２０に記載の現場で交換可能なモジュール。
[00534] 条項１２２：要素が、荷電粒子ビームのパスに対して直交するように配置された平面構造であり、サポート位置決めシステムが、好ましくはｘ軸における、ｙ軸における、及び／又はｚ軸を中心とした回転における、平面構造の平面の少なくとも１自由度でサポートを変位させるように構成される、条項１２１に記載の現場で交換可能なモジュール。
[00535] 条項１２３：サポート位置決めシステムが、電子光学コラムのフレームに関連付けられたアクチュエータと係合可能であるように構成され、アクチュエータが、平面構造の平面の自由度と関連付けられ、サポートが、フレームに対するサポートの位置が調整されるように、アクチュエータによって制御可能に動作可能である、条項１２１又は１２２に記載の現場で交換可能なモジュール。
[00536] 条項１２４：係合構成が、平面と、それぞれが軸自由度に割り当てられた２つのインターロックフィーチャとを含む、条項１２０～１２３の何れか一項に記載の現場で交換可能なモジュール。
[00537] 条項１２５：係合構成が、コラムの側面に対して封止するように構成される、条項１２０～１２４の何れか一項に記載の現場で交換可能なモジュール。
[00538] 条項１２６：好ましくはサポート位置決めシステムによって調整されるもの以外の自由度で、及び／又は好ましくはデバイスの平面構造の平面外の自由度で、フレームに対するサポートのアライメントを調整するために調整可能であるように構成されたプレキャリブレーションシステムをさらに含む、条項１２０～１２５の何れか一項に記載の現場で交換可能なモジュール。

Claims (15)

  1. 荷電粒子装置において荷電粒子パスを操作するように構成されたデバイスを支持するためのモジュールであって、
    前記荷電粒子装置内で荷電粒子パスを操作するように構成されたデバイスと、
    前記デバイスを支持するように構成されたサポート構成と、
    前記モジュール内で前記サポート構成を移動させるように構成され、及び前記デバイスを前記荷電粒子パスとアライメントさせるために、少なくとも、前記荷電粒子パスの周りで前記サポート構成を回転させるように構成されたサポート位置決めシステムと、
    前記モジュールが前記荷電粒子装置において現場で交換可能であるように配置されるように、前記荷電粒子装置のハウジングのハウジングフランジに取り付ける、及び前記ハウジングフランジから取り外されるように構成されたモジュールフランジと、
    を含む、モジュール。
  2. 前記サポート位置決めシステムが、少なくとも３自由度の移動で前記サポート構成を移動させるように構成される、請求項１に記載のモジュール。
  3. 前記モジュールが、前記サポート構成及び／又は前記サポート構成によって保持される前記デバイスの前記移動及び／又は位置を決定するように構成された位置検出システムをさらに含む、請求項１又は２に記載のモジュール。
  4. 前記荷電粒子装置は、前記モジュールの外部に設けられる複数のアクチュエータと、複数のアクチュエータアームとを含み、
    前記モジュールは、前記サポート位置決めシステムに設けられ、複数の前記アクチュエータアームのそれぞれの端部を受け入れるように構成された受入部分をさらに含み、
    前記アクチュエータアームが、前記アクチュエータによって含まれ、
    前記サポート位置決めシステムが、前記アクチュエータによって移動されるように構成される、請求項１～３の何れか一項に記載のモジュール。
  5. 前記サポート位置決めシステムが、
    ディスクと、
    前記モジュール内で前記ディスクを支持するように構成された複数の耐荷重回転可能物体と、
    を含む、請求項１～４の何れか一項に記載のモジュール。
  6. 前記サポート位置決めシステムが、フレクシャ構成を含む、請求項１～５の何れか一項に記載のモジュール。
  7. 前記フレクシャ構成が、ｚ軸を中心とした回転移動のためのＲｚフレクシャ構成と、ｘｙフレクシャ構成とを含み、前記Ｒｚフレクシャ構成及び前記ｘｙフレクシャ構成が、積み重ねて配置される、請求項６に記載のモジュール。
  8. 前記サポート位置決めシステムが、１つ又は複数の線形アクチュエータを含む、請求項１～７の何れか一項に記載のモジュール。
  9. 前記線形アクチュエータのそれぞれは、ピエゾアクチュエータ構成である、請求項８に記載のモジュール。
  10. 各ピエゾアクチュエータ構成が、２軸剪断モードピエゾデバイスを含む、請求項９に記載のモジュール。
  11. 前記サポート位置決めシステムによって含まれる線形アクチュエータの数が３である、請求項８～１０の何れか一項に記載のモジュール。
  12. 前記サポート位置決めシステムが、ステージを含み、前記線形アクチュエータが、前記ステージの平面内の第１の方向に前記ステージを移動させるために前記線形アクチュエータのすべてが一緒に操作され得るように構成される、請求項８～１１の何れか一項に記載のモジュール。
  13. 前記線形アクチュエータが、前記ステージの前記平面内にある第２の方向に前記ステージを移動させるために前記線形アクチュエータのすべてが一緒に操作され得るように構成され、前記第２の方向が、前記第１の方向に対して直交する、請求項１２に記載のモジュール。
  14. 前記荷電粒子装置が、ソース及び対物レンズを含み、前記荷電粒子装置の前記荷電粒子パスが、前記ソースと前記対物レンズとの間に位置する、請求項１～１３の何れか一項に記載のモジュール。
  15. 荷電粒子装置内で電子光学デバイスを荷電粒子ビーム又はマルチビームとアライメントさせる方法であって、
    前記電子光学デバイスを含む現場で交換可能なモジュールを前記荷電粒子装置に固定し、それによって、前記荷電粒子装置内に前記電子光学デバイスを設置することと、
    前記モジュールの本体に対する前記電子光学デバイスのｘ位置、ｙ位置、及び／又はＲｚ状態に対して、１つ又は複数の微調整を加えることであって、前記電子光学デバイスの前記Ｒｚ状態に対して微調整を加えることが、前記荷電粒子のパスの周りで前記電子光学デバイスを回転させることを含む、微調整を加えることと、
    前記荷電粒子装置内で荷電粒子ビーム又はマルチビームの前記パスに対する調整を加えることと、
    を含む方法。
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