KR102068206B1 - 복수의 하전된 입자 빔의 장치 - Google Patents

복수의 하전된 입자 빔의 장치 Download PDF

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Abstract

이차 전자 검출을 수집 효율이 높고 및 크로스토크가 낮게 만들어 주는 멀티 빔 장치의 이차 투영 이미징 시스템이 제안된다. 시스템은 하나의 줌 렌즈, 하나의 투영 렌즈 및 하나의 스캐닝 방지 편향 유닛을 사용한다. 줌 렌즈 및 투영 렌즈는 각각 복수의 일차 빔릿의 도달 에너지 및/또는 전류와 관련하여 총 이미징 배율 및 전체 이미지 회전을 유지하기 위해 줌 기능 및 회전 방지 기능을 수행한다. 스캐닝 방지 편향 유닛은 스캐닝 방지 기능을 수행하여 복수의 일차 빔릿의 편향 스캐닝으로 인한 동적 이미지 변위를 제거한다.

Description

복수의 하전된 입자 빔의 장치
우선권 주장
본 출원은 렌(Ren) 등에게 특허를 받을 수 있는 권리가 부여된 2015년 11월 30일자로 출원된 "복수의 하전된 입자 빔의 장치(Apparatus of Plural Charged-Particle Beams)"라는 명칭의 미국 가출원 제62/260,822호의 우선권의 이익을 주장하며, 가출원의 전체 개시내용은 본 출원에서 참조로 포함된다.
관련 출원의 상호 참조
본 출원은 렌 등에게 특허를 받을 수 있는 권리가 부여된 2016년 3월 9일자로 출원된 "복수의 하전된 입자 빔의 장치"라는 명칭의 미국 특허출원 제15/065,342호와 관련되며, 이 특허출원의 전체 개시내용은 본 출원에서 참조로 포함된다.
본 출원은 렌 등에게 특허를 받을 수 있는 권리가 부여된 2016년 3월 23일자로 출원된 "복수의 하전된 입자 빔의 장치"라는 명칭의 미국 특허출원 제15/078,369호와 관련되며, 이 특허출원의 전체 개시내용은 본 출원에서 참조로 포함된다.
본 출원은 리(Liu) 등에게 특허를 받을 수 있는 권리가 부여된 2016년 5월 10일자로 출원된 "복수의 하전된 입자 빔의 장치"라는 명칭의 미국 특허출원 제15/150,858호와 관련되며, 이 특허출원의 전체 개시내용은 본 출원에서 참조로 포함된다.
본 출원은 리(Li) 등에게 특허를 받을 수 있는 권리가 부여된 2016년 7월 19일자로 출원된 "복수의 하전된 입자 빔의 장치"라는 명칭의 미국 특허출원 제15/213,781호와 관련되며, 이 특허출원의 전체 개시내용은 본 출원에서 참조로 포함된다.
본 출원은 렌 등에게 특허를 받을 수 있는 권리가 부여된 2016년 7월 21일자로 출원된 "복수의 하전된 입자 빔의 장치"라는 명칭의 미국 특허출원 제15/216,258호와 관련되며, 이 특허출원의 전체 개시내용은 본 출원에서 참조로 포함된다.
분야
본 발명은 복수의 하전된 입자 빔을 갖는 하전된 입자 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게, 본 발명은 복수의 하전된 입자 빔을 이용하여 샘플 표면상의 관찰 영역의 복수의 스캔 영역의 이미지를 동시에 획득하는 장치에 관한 것이다. 그러므로 장치는 반도체 제조 산업에서 높은 분해능 및 높은 처리량으로 웨이퍼/마스크상의 결함을 검사 및/또는 검토하는데 사용될 수 있다.
반도체 IC 칩을 제조하기 위해, 제조 공정 중에 웨이퍼/마스크의 표면상에는 필연적으로 패턴 결함 및/또는 원하지 않은 입자(잔류물)가 생겨서, 수율을 크게 떨어뜨린다. IC 칩의 성능에 관해 점점 더 진보된 요구 조건을 충족시키기 위해 중요한 특징 치수가 점점 더 작아진 패턴이 채택되었다. 따라서, 종래의 광학 빔을 이용한 수율 관리 툴은 회절 효과로 인해 점점 제 능력을 다하지 못하고 있으며, 전자빔을 이용한 수율 관리 툴이 점점 더 많이 이용되고 있다. 광자 빔에 비해, 전자빔은 더 짧은 파장을 가지며 이에 따라 더 우수한 공간 분해능을 제공할 수 있다. 현재, 전자빔을 이용한 수율 관리 툴은 단일 전자빔을 이용한 주사 전자 현미경(scanning electron microscope, SEM)의 원리를 이용하고 있고, 그래서 더 높은 분해능을 제공할 수 있지만 대량 생산에 만족할 만한 처리량을 제공할 수는 없다. 처리량을 증가시키기 위해 점점 더 높은 빔 전류가 사용될 수 있긴 하지만, 빔 전류에 따라 증가하는 쿨롱 효과(Coulomb Effect) 때문에 우세한 공간 분해능은 근본적으로 저하될 것이다.
처리량에 관한 제한을 완화하기 위해, 큰 전류를 갖는 단일 전자빔을 사용하는 대신에, 유망한 해결책은 각기 작은 전류를 갖는 복수의 전자빔을 사용하는 것이다. 복수의 전자빔은 샘플의 하나의 검사중인 또는 관찰 표면상에 복수의 프로브 스폿을 형성한다. 복수의 프로브 스폿은 샘플 표면상의 큰 관찰 영역 내의 복수의 작은 스캔 영역을 각각 동시에 스캔할 수 있다. 각 프로브 스폿의 전자는 전자가 도달하는 샘플 표면으로부터 이차 전자를 생성한다. 이차 전자는 느린 이차 전자(에너지 ≤ 50eV) 및 후방 산란된 전자(에너지는 전자의 도달 에너지에 가까움)를 포함한다. 복수의 작은 스캔 영역으로부터의 이차 전자는 각각 동시에 복수의 전자 검출기에 의해 각기 수집될 수 있다. 그 결과, 큰 관찰 영역의 이미지는 단일 빔을 사용하여 큰 관찰 영역을 스캐닝하는 것보다 훨씬 빨리 취득될 수 있다.
복수의 전자빔은 복수의 전자 소스 각각으로부터 또는 단일의 전자 소스로부터 공급될 수 있다. 전자의 경우, 복수의 전자빔은 보통 복수의 컬럼에 의해 복수의 작은 스캔 영역에 각각 집속되어 그 영역을 스캔하며, 각각의 스캔 영역으로부터의 이차 전자는 대응하는 컬럼 내의 하나의 전자 검출기에 의해 검출된다. 그래서 장치는 일반적으로 멀티 컬럼 장치(multi-column apparatus)라고 불린다. 복수의 컬럼은 독립적이거나 또는 (미국 특허 제8,294,095호에 도시된 바와 같은) 다중 축 자기 또는 전자기 복합 대물렌즈를 공유할 수 있다. 샘플 표면상에서, 빔 간격 또는 인접한 두 빔 사이의 피치는 보통 30 mm 내지 50 mm 만큼 크다.
후자의 경우, 소스 변환 유닛이 단일의 전자 소스를 가상적으로 복수의 서브 소스로 바꾸어 준다. 소스 변환 유닛은 복수의 빔 제한 개구부를 갖는 하나의 빔릿 형성((beamlet-forming) 또는 빔릿 제한(beamlet-limit)) 수단 및 복수의 전자 광학 요소를 갖는 하나의 이미지 형성 수단을 포함한다. 복수의 빔 제한 개구부는 단일의 전자 소스에 의해 생성된 일차 전자빔을 복수의 서브 빔 또는 빔릿으로 각각 분할하고, 복수의 전자 광학 요소(미국 특허 제7,244,949호와 같은 둥근 렌즈 또는 상호 참조에서와 같은 편향기)는 복수의 빔릿에 영향을 주어 단일의 전자 소스의 복수의 평행한 (편향기를 사용하면 가상이고 둥근 렌즈를 사용하면 실제인) 이미지를 형성한다. 각각의 이미지는 하나의 대응하는 빔릿을 방출하는 하나의 서브 소스로서 취급될 수 있다. 더 많은 빔릿을 이용 가능하게 하기 위해, 빔릿 간격은 마이크로미터 수준이다. 당연히, 하나의 일차 투영 이미징 시스템 및 하나의 단일 컬럼 내의 하나의 편향 스캐닝 유닛은 각기 복수의 평행한 이미지를 복수의 작은 스캔 영역 상으로 투영하고 그 영역을 스캔하는데 사용된다. 단일 컬럼 내에서, 복수의 작은 스캔 영역으로부터 생성된 복수의 이차 전자빔은 하나의 전자 검출 디바이스의 복수의 검출 요소에 의해 각각 검출된다. 복수의 검출 요소는 나란히 배치된 복수의 전자 검출기(예컨대, PMT, SDD) 또는 하나의 전자 검출기(예컨대, e-CCD 및 SDD)의 복수의 픽셀일 수 있다. 그러므로 장치는 일반적으로 멀티 빔 장치라고 불린다.
도 1은 멀티 빔 장치의 일 실시 예(상호 참조에서의 미국 특허출원 제15/216,258호)를 도시한다. 전자 소스(101)는 일차 광학 축(100_1)을 따라 소스 크로스오버(101s)를 갖는 일차 전자빔(102)을 생성하고, 일차 전자빔의 주변의 전자는 메인 개구 플레이트(171)에 의해 차단된다. 이동 가능한 집광 렌즈(110)는 일차 전자빔(102)을 시준하며, 그 다음에 일차 전자빔(102)는 소스 변환 유닛(120)으로 수직 입사된다. 일차 전자빔(102)의 세 개의 빔릿(102_1, 102_2 및 102_3)은 각각 빔릿 형성 수단(121)의 세 개의 빔 제한 개구부(121_1, 121_2 및 121_3)를 통과하고 편향되어 이미지 형성 수단(122)의 세 개의 마이크로 편향기(122_1, 122_2 및 122_3)에 의해 소스 크로스오버(101s)의 세 개의 가상 이미지(멀리 위치하여 여기서 보여주기 어려움)를 형성한다. 대물렌즈(131)는 세 개의 편향된 빔릿(102_1, 102_2, 102_3)을 샘플(8)의 표면(7) 상에 집속하며, 이에 따라 소스 크로스오버(101s)의 세 개의 이미지(102_1S, 102_2S, 102_3S)를 그 표면상에서 동일 간격 또는 피치(Ps)로 생성한다. 각각의 이미지는 표면(7) 상에 하나의 프로브 스폿을 형성하며, 세 개의 이미지는 또한 세 개의 프로브 스폿(102_1S, 102_2S 및 102_3S)이라고도 불린다. 편향 스캐닝 유닛(132)은 세 개의 빔릿(102_1 내지 102_3)을 함께 편향하며, 그래서 세 개의 프로브 스폿(102_1S 내지 102_3S)은 각각 표면(7)의 하나의 스캔 영역을 스캔한다. 이동 가능한 집광 렌즈(110)의 주 평면(110_2)은 일차 광학 축(100_1)을 따라 원하는 범위 내에서 전기적으로 이동될 수 있다. 이동 가능한 집광 렌즈(110)의 집속력 및 주 평면 위치를 적절하고 동시에 변화시키면, 시준된 일차 전자빔(102)의 전류 밀도가 변화될 수 있고, 이에 따라 세 개의 프로브 스폿(102_1S 내지 102_3S)의 전류가 변화될 것이다.
멀티 빔 장치에서, 복수의 검출 요소는 샘플 표면의 이미지 평면상에 배치되고, 여기서 하나의 작은 스캔 영역으로부터의 각각의 이차 전자빔은 하나의 대응하는 검출 요소상에 집속된다. 이차 전자의 방출은 램버트의 법칙(Lambert's law)을 따르며 큰 에너지 확산을 갖기 때문에, 각각의 이차 전자빔의 모든 이차 전자는 대응하는 검출 요소에 완전히 집속될 수 없다. 하나의 검출 요소에 의해 검출된 이차 전자는 두 개의 부분으로 분류될 수 있는데, 제 1 부분은 대응하는 이차 전자빔으로부터의 이차 전자를 포함하고, 제 2 부분은 다른 이차 전자빔으로부터의 나머지 이차 전자를 포함한다. 두 개의 부분은 대응하는 작은 스캔 영역으로부터의 이차 전자의 수집 효율 및 복수의 작은 스캔 영역 간의 크로스토크 레벨을 각각 결정하며, 둘 모두는 대응하는 작은 스캔 영역의 이미지 분해능에 영향을 미친다.
이미지 평면은 (미국 특허 제6,943,349호와 같은) 일차 투영 이미징 시스템의 대물렌즈에 의해서만 형성된 평면 또는 미국 특허 제9,035,249호 및 미국 특허출원 제15/065,342호에서와 같은 대물렌즈 및 하나의 이차 투영 이미징 시스템(도 1의 150)에 의해 형성된 평면일 수 있다. 첫 번째 사례에서, 이미지 평면의 위치 및 그 평면상의 이미징 배율은 대물렌즈의 동작 조건에 따라 변하며, 동작 조건은 복수의 빔릿의 도달 에너지 및/또는 전류에 따라 변한다. 따라서, 복수의 검출 요소는 일부 특정 애플리케이션에 대해서만 높은 수집 효율 및 낮은 크로스토크 레벨을 제공할 수 있다. 두 번째 사례에서, 이차 투영 이미징 시스템은 대물렌즈의 동작 조건에 대해 이미지 평면의 위치 및 그 평면상의 이미징 배율을 유지할 수 있고, 그래서 도달 에너지 및/또는 전류가 큰 범위 내에서 변할지라도 높은 수집 효율 및 낮은 크로스토크 레벨을 제공할 수 있다.
도 1에서, 프로브 스폿(102_1S)으로 인해 (102_1se)와 같은 각각의 프로브 스폿에 의해 생성된 각각의 이차 전자빔은 일차 광학 축(100_1)의 반대 방향을 따라 이동한다. 통과하면서 대물렌즈(131)에 의해 집속되고 편향 스캐닝 유닛(132)에 의해 편향된 후, 세 개의 이차 전자빔(102_1se, 102_2se 및 102_3se)은 빔 분리기(160)(예컨대, 빈 필터(Wien Filter))에 의해 의도적으로 우회되어 이차 광학 축(150_1)을 따라 이차 투영 이미징 시스템(150)으로 진입한다. 이차 투영 이미징 시스템(150)은 피치(Pd)가 동일한 세 개의 검출 요소를 갖는 전자 검출 디바이스(140) 상에 세 개의 이차 전자빔(102_1se 내지 102_3se)을 집속하여, 즉 세 개의 검출 요소 내부에 세 개의 이차 전자 스폿을 각각 형성한다. 그러므로 전자 검출 디바이스(140)는 세 개의 프로브 스폿(102_1S, 102_2S, 102_3S)에 의해 각각 스캔된 세 개의 스캔 영역의 이미지를 동시에 생성할 수 있다.
전술한 바와 같이, 하나의 이차 투영 이미징 시스템은 복수의 빔릿의 도달 에너지 및/또는 전류가 큰 범위 내에서 변할지라도 높은 수집 효율 및 낮은 크로스토크 레벨을 제공하는데 매우 중요하다. 높은 수집 효율은 높은 검사 처리량을 달성하는 데 특히 유리하며, 낮은 크로스토크는 높은 검사 분해능을 달성하는 데 특히 유리하다. 그러므로 하나의 이차 투영 이미징 시스템의 성능은 검사 분해능과 검사 처리량의 둘 다를 최종적으로 결정한다. 본 발명은 멀티 빔 장치, 특히 반도체 제조 산업에서 수율 관리 툴로서 사용되는 장치에 필요한 진보된 성능을 갖는 하나의 이차 투영 이미징 시스템을 제공할 것이다.
본 발명의 목적은 복수의 빔릿의 도달 에너지 및/또는 전류가 큰 범위 내에서 변할지라도 높은 수집 효율 및 낮은 크로스토크 레벨 둘 다로 이차 전자 검출을 수행하게 하는 멀티 빔 장치의 이차 투영 이미징 시스템을 제공하는 것이다. 그러므로 반도체 제조 산업에서 수율 관리 툴로서, 멀티 빔 장치는 많은 애플리케이션 조건에서 높은 검사 분해능 및 높은 검사 처리량을 달성할 수 있다.
따라서, 본 발명은 그러므로 샘플의 표면을 관찰하기 위한 멀티 빔 장치를 제공하는 것으로, 멀티 빔 장치는 전자 소스, 전자 소스 아래의 집광 렌즈, 집광 렌즈 아래의 소스 변환 유닛, 소스 변환 유닛 아래의 대물렌즈, 소스 변환 유닛 아래의 편향 스캐닝 유닛, 대물렌즈 아래의 샘플 스테이지, 소스 변환 유닛 아래의 빔 분리기 및 빔 분리기 위에서 이차 투영 이미징 시스템 및 복수의 검출 요소를 갖는 전자 검출 디바이스를 포함하는 검출 유닛을 포함한다.
전자 소스, 집광 렌즈, 소스 변환 유닛, 대물렌즈, 편향 스캐닝 유닛 및 빔 분리기는 장치의 일차 광학 축과 정렬된다. 샘플 스테이지는 표면이 대물렌즈와 마주하도록 샘플을 지지한다. 검출 유닛은 장치의 이차 광학 축과 정렬되며, 이차 광학 축은 일차 광학 축에 평행하지 않다.
복수의 검출 요소는 검출 평면상에 배치되고, 이차 투영 이미징 시스템은 줌 렌즈, 스캐닝 방지 편향 유닛 및 투영 렌즈를 포함한다.
전자 소스는 일차 광학 축을 따라 일차 전자빔을 생성한다. 집광 렌즈는 일차 전자빔을 특정 정도로 집속한다. 소스 변환 유닛은 일차 전자빔을 복수의 빔릿으로 변환하고 복수의 빔릿을 전자 소스의 복수의 제 1 이미지로 형성한다. 대물렌즈는 복수의 빔릿을 집속하여 표면상에 복수의 제 1 이미지를 이미지화하고 이에 따라 표면상에 복수의 프로브 스폿을 각각 형성한다. 편향 스캐닝 유닛은 복수의 빔릿을 편향하여 표면상의 관찰 영역 내의 복수의 스캔 영역에 걸쳐 각각 복수의 프로브 스폿을 스캔한다
복수의 프로브 스폿에 의해 복수의 스캔 영역으로부터 복수의 이차 전자빔이 각각 생성된 다음 대물렌즈에 입사된다. 대물렌즈는 통과하는 복수의 이차 전자빔을 집속한다. 빔 분리기는 복수의 이차 전자빔을 편향하여 이차 광학 축을 따라 이차 투영 이미징 시스템에 진입하게 한다. 줌 렌즈는 복수의 이차 전자빔을 전사 평면상에 집속한다. 전사 평면은 줌 렌즈와 투영 렌즈 사이에 있다. 복수의 이차 전자빔은 줌 렌즈와 전사 평면 사이에 제 1 크로스오버를 형성한다.
그런 다음 투영 렌즈는 복수의 이차 전자빔을 검출 평면상에 집속한다. 복수의 이차 전자빔은 투영 렌즈와 검출 평면 사이에서 제 2 크로스오버 및 검출 평면상에서 복수의 이차 전자 스폿을 형성한다. 복수의 이차 전자 스폿은 각각 복수의 검출 요소 내부에 있다. 그 결과 복수의 프로브 스폿과 복수의 검출 요소 사이에는 대응 관계가 성립된다. 따라서 각각의 검출 요소는 하나의 대응하는 스캔 영역의 이미지 신호를 생성한다.
스캐닝 방지 편향 유닛은 복수의 이차 전자 스폿의 위치를 유지하기 위해 복수의 스캔 영역에 걸쳐 스캐닝하는 복수의 프로브 스폿과 맞추어 복수의 이차 전자 빔을 편향하며, 그럼으로써 대응 관계를 항상 유지한다.
줌 렌즈의 이미징 배율은 표면을 상이한 조건에서 관찰할 때 대응 관계를 유지하도록 조정된다.
장치는 복수의 이차 전자빔의 주변 전자를 차단하는 이차 빔 제한 개구를 더 포함할 수 있다. 장치는 투영 렌즈의 축외 수차를 줄이기 위해 전사 평면에 배치된 필드 렌즈를 더 포함할 수 있다. 장치는 빔 분리기로 인한 복수의 이차 전자빔의 비점수차를 보상하는 비점수차 보정기(stigmator)를 더 포함할 수 있다. 장치는 검출 유닛의 제조 및/또는 조립 오차로 인한 대응 관계의 편차를 보상하는 정렬 편향기를 더 포함할 수 있다. 스캐닝 방지 편향 유닛은 빔 분리기와 줌 렌즈 사이에 있다.
일 실시 예에서, 줌 렌즈는 제 1 줌 서브 렌즈 및 제 2 줌 서브 렌즈를 포함하고, 제 2 줌 서브 렌즈는 제 1 줌 서브 렌즈와 전사 평면 사이에 있다. 스캐닝 방지 편향 유닛은 제 1 줌 서브 렌즈와 제 2 줌 서브 렌즈 사이에 있다. 스캐닝 방지 편향 유닛은 이차 광학 축을 따라 제 2 줌 서브 렌즈에 입사하는 복수의 이차 전자빔을 편향한다. 이차 투영 이미징 시스템은 전사 평면에 배치되어 투영 렌즈에 입사하는 복수의 이차 전자빔의 반경방향 시프트 및 틸트 각도를 줄여주는 필드 렌즈를 포함한다. 이차 투영 이미징 시스템은 하나 이상의 개구부를 갖는 이차 빔 제한 개구 플레이트를 포함하고, 그 하나 또는 더 많은 개구부 중 하나는 제 2 크로스오버의 위치에 배치되어 복수의 이차 전자빔의 주변 전자를 차단한다. 이차 투영 이미징 시스템은 표면을 상이한 조건에서 관찰할 때 제 2 크로스오버의 위치를 유지하기 위해 복수의 이차 전자빔을 굴절하도록 전사 평면에 배치된 필드 렌즈를 포함한다.
일 실시 예에서, 이차 투영 이미징 시스템은 빔 분리기로 인한 복수의 이차 전자 스폿의 비점수차를 보상하기 위해 제 1 크로스오버에 배치되거나 또는 그에 가까이 배치된 비점수차 보정기를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 대물렌즈는 제 1 자기 렌즈를 갖는다. 필드 렌즈는 표면을 상이한 조건에서 관찰할 때 복수의 이차 전자 스폿의 회전 변동을 상쇄하는 제 2 자기 렌즈를 가질 수 있다. 줌 렌즈는 표면을 상이한 조건에서 관찰할 때 복수의 이차 전자 스폿의 회전 변동을 상쇄하는 제 2 자기 렌즈를 가질 수 있다. 투영 렌즈는 표면을 상이한 조건에서 관찰할 때 복수의 이차 전자 스폿의 회전 변동을 상쇄하는 제 2 자기 렌즈를 가질 수 있다.
일 실시 예에서, 이차 투영 이미징 시스템은 검출 유닛의 제조 및/또는 조립 오차로 인한 대응 관계의 편차를 보상하기 위해 이차 빔 제한 개구 플레이트와 검출 평면 사이에 있는 정렬 편향기를 포함한다. 복수의 이차 전자빔은 각각 복수의 느린 이차 전자빔이다. 복수의 이차 전자빔은 각각 복수의 후방 산란된 전자빔이다.
본 발명은 또한 샘플의 표면을 관찰하기 위한 멀티 빔 장치를 제공하며, 멀티 빔 장치는 전자 소스, 전자 소스 아래의 집광 렌즈, 집광 렌즈 아래의 소스 변환 유닛, 소스 변환 유닛 아래의 대물렌즈, 소스 변환 유닛 아래의 편향 스캐닝 유닛, 대물렌즈 아래의 샘플 스테이지, 소스 변환 유닛 아래의 빔 분리기, 및 빔 분리기 위에 있고 이차 투영 이미징 시스템 및 복수의 검출 요소를 갖는 전자 검출 디바이스를 포함하는 검출 유닛을 포함한다.
전자 소스, 집광 렌즈, 소스 변환 유닛, 대물렌즈, 편향 스캐닝 유닛 및 빔 분리기는 장치의 일차 광학 축과 정렬된다. 샘플 스테이지는 표면이 대물렌즈와 마주하도록 샘플을 지지한다. 검출 유닛은 장치의 이차 광학 축과 정렬되며, 이차 광학 축은 일차 광학 축에 평행하지 않다.
복수의 검출 요소는 검출 평면상에 배치된다. 이차 투영 이미징 시스템은 줌 렌즈, 스캐닝 방지 편향 유닛, 투영 렌즈, 제 1 전사 평면의 제 1 필드 렌즈 및 제 2 전사 평면의 제 2 필드 렌즈를 포함한다. 제 1 및 제 2 필드 렌즈는 줌 렌즈와 투영 렌즈 사이에 있다. 제 1 필드 렌즈는 제 2 필드 렌즈와 투영 렌즈 사이에 있다.
전자 소스는 일차 광학 축을 따라 일차 전자빔을 생성한다. 집광 렌즈는 일차 전자빔을 특정 정도로 집속한다. 소스 변환 유닛은 일차 전자빔을 복수의 빔릿으로 변환하고 복수의 빔릿을 전자 소스의 복수의 제 1 이미지로 형성한다. 대물렌즈는 복수의 빔릿을 집속하여 표면상에 복수의 제 1 이미지를 이미지화하고 이에 따라 각각 표면상에 복수의 프로브 스폿을 형성한다. 편향 스캐닝 유닛은 복수의 빔릿을 편향하여 표면상의 관찰 영역 내의 복수의 스캔 영역에 걸쳐 각각 복수의 프로브 스폿을 스캔한다.
복수의 프로브 스폿에 의해 복수의 스캔 영역으로부터 복수의 느린 이차 전자빔 및 복수의 후방 산란된 전자빔이 각각 생성된 다음 대물렌즈에 입사한다. 대물렌즈는 통과하는 복수의 느린 이차 전자빔 및 복수의 후방 산란된 전자빔을 집속한다.
검출 유닛은 빔 분리기가 복수의 느린 이차 전자빔 및 복수의 후방 산란된 전자빔을 각각 편향하여 이차 광학 축을 따라 이차 투영 이미징 시스템으로 진입시킬 때 개별적으로 SSE 모드 및 BSE 모드에서 동작한다.
SSE 모드에서, 제 2 필드 렌즈는 턴 오프된다. 줌 렌즈는 복수의 느린 이차 전자빔을 제 1 전사 평면상에 집속한다. 제 1 필드 렌즈는 복수의 느린 이차 전자빔을 이차 광학 축을 향하여 굴절한다. 투영 렌즈는 상기 복수의 느린 이차 전자빔을 검출 평면상에 집속한다. 이후 복수의 느린 이차 전자빔은 투영 렌즈와 검출 평면 사이에서 SSE 크로스오버 및 검출 평면상에서 복수의 느린 이차 전자 스폿을 형성한다. 복수의 느린 이차 전자 스폿은 각각 복수의 검출 요소 내부에 있다. 그 결과 복수의 프로브 스폿과 복수의 검출 요소 사이에는 SSE 대응 관계가 성립된다. 따라서 각각의 검출 요소는 하나의 대응하는 스캔 영역의 SSE 이미지 신호를 생성한다.
BSE 모드에서, 제 1 필드 렌즈는 턴 오프된다. 줌 렌즈는 복수의 후방 산란된 전자빔을 제 2 전사 평면상에 집속한다. 제 2 필드 렌즈는 복수의 후방 산란된 전자빔을 이차 광학 축을 향해 굴절한다. 투영 렌즈는 복수의 후방 산란된 전자빔을 검출 평면상에 집속한다. 이후 복수의 후방 산란된 전자빔은 투영 렌즈와 검출 평면 사이에서 BSE 크로스오버 및 검출 평면상에서 복수의 후방 산란된 전자 스폿을 형성한다. 복수의 후방 산란된 전자 스폿은 각각 복수의 검출 요소 내부에 있다. 그 결과 복수의 프로브 스폿과 복수의 검출 요소 사이에는 BSE 대응 관계가 성립된다. 따라서 각각의 검출 요소는 하나의 대응하는 스캔 영역의 BSE 이미지 신호를 생성한다.
SSE 모드에서, 스캐닝 방지 편향 유닛은 복수의 느린 이차 전자 스폿의 위치를 유지하기 위해 복수의 스캔 영역에 걸쳐 스캐닝하는 복수의 프로브 스폿과 맞추어 복수의 느린 이차 전자빔을 편향하며 그럼으로써 SSE 대응 관계를 항상 유지한다.
BSE 모드에서, 스캐닝 방지 편향 유닛은 복수의 후방 산란된 전자 스폿의 위치를 유지하기 위해 복수의 스캔 영역에 걸쳐 스캐닝하는 복수의 프로브 스폿과 맞추어 복수의 후방 산란된 전자빔을 편향하며 그럼으로써 BSE 대응 관계를 항상 유지한다.
표면을 상이한 조건에서 관찰할 때, 줌 렌즈의 이미징 배율은 SSE 및 BSE 모드에서 각각 SSE 및 BSE 대응 관계를 유지하도록 조정된다.
일 실시 예에서, 이차 투영 이미징 시스템은 SSE 모드에서 복수의 느린 이차 전자빔의 주변 전자를 차단하도록 SSE 크로스오버에 배치된 제 1 이차 빔 제한 개구를 포함한다. 이차 투영 이미징 시스템은 BSE 모드에서 복수의 후방 산란된 전자빔의 주변 전자를 차단하기 위해 BSE 크로스오버에 배치된 제 2 이차 빔 제한 개구를 포함한다. 이차 투영 이미징 시스템은 SSE 모드에서 빔 분리기로 인한 복수의 느린 이차 전자빔의 비점수차를 보상하는 제 1 비점수차 보정기를 포함한다. 이차 투영 이미징 시스템은 BSE 모드에서 빔 분리기로 인한 복수의 후방 산란된 전자빔의 비점수차를 보상하는 제 2 비점수차 보정기를 포함한다. 이차 투영 이미징 시스템은 정렬 편향기를 포함하고, SSE 모드 및 BSE 모드에서 정렬 편향기는 검출 유닛의 제조 및/또는 조립 오차로 인한 SSE 대응 관계 및 BSE 대응 관계의 편차를 각각 보상한다. 스캐닝 방지 편향 유닛은 빔 분리기와 줌 렌즈 사이에 있다.
일 실시 예에서, 줌 렌즈는 제 1 줌 서브 렌즈 및 제 2 줌 서브 렌즈를 포함하고, 제 2 줌 서브 렌즈는 제 1 줌 서브 렌즈와 제 2 필드 렌즈 사이에 있다. 스캐닝 방지 편향 유닛은 이차 광학 축을 따라 제 2 줌 서브 렌즈에 입사하는 SSE 모드에서의 복수의 느린 이차 전자빔 및 BSE 모드에서의 복수의 후방 산란된 전자빔을 각각 편향한다. 이차 투영 이미징 시스템은 각각 하나 이상의 개구부를 갖는 제 1 이차 빔 제한 개구 플레이트 및 제 2 이차 빔 제한 개구 플레이트를 포함한다. SSE 모드에서 제 1 이차 빔 제한 개구 플레이트의 하나의 개구부는 SSE 크로스오버에 배치되어 복수의 느린 이차 전자빔의 주변 전자를 차단하고, BSE 모드에서 제 2 이차 빔 제한 개구 플레이트의 하나의 개구부는 BSE 크로스오버에 배치되어 복수의 후방 산란된 전자빔의 주변 전자를 차단한다. SSE 크로스오버 및 BSE 크로스오버는 제 1 필드 렌즈 및 제 2 필드 렌즈를 각각 조정함으로써 공통 위치에 설정된다. 이차 투영 이미징 시스템은 하나 이상의 개구부를 갖는 제 3 이차 빔 제한 개구 플레이트를 포함하고, 그 하나 또는 더 많은 개구부 중 하나는 각각의 SSE 모드 및 BSE 모드에서 공통 위치에 배치된다. 이차 투영 이미징 시스템은 제 3 이차 빔 제한 개구 플레이트에 가까이 배치되어, 빔 분리기로 인한 SSE 모드 및 BSE 모드에서 각각 복수의 느린 이차 전자 스폿의 비점수차 및 복수의 후방 산란된 전자 스폿의 비점수차를 보상하는 비점수차 보정기를 포함한다.
일 실시 예에서, 대물렌즈는 제 1 자기 렌즈를 갖는다. 제 1 필드 렌즈는 표면을 상이한 조건에서 관찰할 때 SSE 모드에서 복수의 느린 이차 전자 스폿의 회전 변동을 상쇄하는 제 2 자기 렌즈를 가질 수 있다. 제 2 필드 렌즈는 표면을 상이한 조건에서 관찰할 때 BSE 모드에서 복수의 후방 산란된 전자 스폿의 회전 변동을 상쇄하는 제 3 자기 렌즈를 가질 수 있다. 줌 렌즈는 표면을 상이한 조건에서 관찰할 때 SSE 모드에서 복수의 느린 이차 전자 스폿 및 BSE 모드에서 복수의 후방 산란된 전자 스폿의 회전 변동을 각각 상쇄하는 제 2 자기 렌즈를 가질 수 있다. 투영 렌즈는 표면을 상이한 조건에서 관찰할 때 SSE 모드에서 복수의 느린 이차 전자 스폿 및 BSE 모드에서 복수의 후방 산란된 전자 스폿의 회전 변동을 각각 상쇄하는 제 2 자기 렌즈를 가질 수 있다.
일 실시 예에서, 이차 투영 이미징 시스템은 검출 유닛의 제조 및/또는 조립 오차로 인한 SSE 대응 관계 및 BSE 대응 관계의 편차를 각각 보상하는 정렬 편향기를 포함한다.
본 발명은 또한 샘플의 표면을 관찰하기 위한 멀티 빔 장치의 검출 시스템을 구성하는 방법을 제공하며, 방법은 빔 분리기를 사용하여 표면상에서 복수의 프로브 스폿에 의해 생성된 복수의 이차 전자빔을 장치의 이차 광학 축을 따라 이동하도록 편향하는 단계; 줌 렌즈를 사용하여 복수의 이차 전자빔을 전사 평면상에 집속하는 단계 - 줌 렌즈는 이차 광학 축과 정렬됨 -; 투영 렌즈를 사용하여 복수의 이차 전자빔을 전사 평면으로부터 검출 평면상에 집속하여 복수의 이차 전자 스폿을 형성하는 단계 - 투영 렌즈는 이차 광학 축과 정렬됨 -; 복수의 검출 요소를 갖는 전자 검출 디바이스를 사용하여 복수의 이차 전자 스폿을 각각 검출하는 단계 - 복수의 검출 요소는 검출 평면상에 배치됨 -; 스캐닝 방지 편향 유닛을 사용하여, 복수의 이차 전자 스폿의 위치를 항상 유지하기 위해 표면상의 복수의 스캔 영역에 걸쳐 스캐닝하는 복수의 프로브 스폿과 맞추어 복수의 이차 전자빔을 편향하는 단계; 및 줌 렌즈 및 투영 렌즈를 조정하여, 표면을 상이한 조건에서 관찰할 때 복수의 이차 전자 스폿의 위치의 반경방향 및 회전 변동을 상쇄하는 단계를 포함한다.
방법은 이차 빔 제한 개구를 사용하여 복수의 이차 전자빔의 주변 전자를 차단하는 단계를 더 포함할 수 있다. 방법은 필드 렌즈를 사용하여 복수의 이차 전자 스폿의 축외 수차를 줄이는 단계를 더 포함할 수 있다. 방법은 비점수차 보정기를 사용하여 빔 분리기로 인한 복수의 이차 전자 스폿의 비점수차를 보상하는 단계를 더 포함할 수 있다. 방법은 정렬 편향기를 사용하여, 검출 유닛의 제조 및/또는 조립 오차로 인한 복수의 이차 전자 스폿과 복수의 검출 요소 사이의 시프트를 보상하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명은 또한 SSE 모드에서 동작하는 단계 및 BSE 모드에서 동작하는 단계를 포함하는 샘플의 표면을 관찰하기 위한 멀티 빔 장치의 검출 시스템을 구성하는 방법을 제공한다. SSE 모드에서 동작하는 단계는 빔 분리기를 사용하여 표면상에서 복수의 프로브 스폿에 의해 생성된 복수의 느린 이차 전자빔을 장치의 이차 광학 축을 따라 이동하도록 편향하는 단계; 이차 광학 축과 정렬된 줌 렌즈를 사용하여 복수의 느린 이차 전자빔을 제 1 전사 평면상에 집속하는 단계; 이차 광학 축과 정렬되고 제 1 전사 평면에 배치된 제 1 필드 렌즈를 사용하여 복수의 느린 이차 전자빔을 굴절하는 단계; 이차 광학 축과 정렬된 투영 렌즈를 사용하여 복수의 이차 전자빔을 검출 평면상에 집속하고 투영 렌즈와 검출 평면 사이에서 SSE 크로스오버 및 검출 평면상에서 복수의 느린 이차 전자 스폿을 형성하는 단계; 복수의 검출 요소를 갖는 전자 검출 디바이스를 사용하여 복수의 느린 이차 전자 스폿을 각각 검출하는 단계 - 복수의 검출 요소는 검출 평면상에 배치됨 -; 스캐닝 방지 편향 유닛을 사용하여 복수의 느린 이차 전자 스폿의 위치를 항상 유지하기 위해 표면상의 복수의 스캔 영역에 걸쳐 스캐닝하는 복수의 프로브 스폿과 맞추어 복수의 느린 이차 전자빔을 편향하는 단계; 및 줌 렌즈 및 투영 렌즈를 조정하여 표면을 상이한 조건에서 관찰할 때 복수의 느린 이차 전자 스폿의 위치의 반경 방향 및 회전 변동을 각각 상쇄하는 단계를 포함한다. BSE 모드에서 동작하는 단계는 빔 분리기를 사용하여 표면상에서 복수의 프로브 스폿에 의해 생성된 복수의 후방 산란된 전자빔을 장치의 이차 광학 축을 따라 이동하도록 편향하는 단계; 줌 렌즈를 사용하여 복수의 후방 산란된 전자빔을 제 2 전사 평면상에 집속하는 단계; 이차 광학 축과 정렬되고 제 2 전사 평면에 배치된 제 2 필드 렌즈를 사용하여 복수의 후방 산란된 전자빔을 굴절하는 단계; 투영 렌즈를 사용하여 복수의 후방 산란된 전자빔을 검출 평면상에 집속하고 투영 렌즈와 검출 평면 사이에서 BSE 크로스오버 및 검출 평면상에서 복수의 후방 산란된 전자 스폿을 형성하는 단계; 복수의 검출 요소를 사용하여 각각 복수의 후방 산란된 전자 스폿을 검출하는 단계; 스캐닝 방지 편향 유닛을 사용하여, 복수의 후방 산란된 전자 스폿의 위치를 항상 유지하기 위해 복수의 스캔 영역에 걸쳐 스캐닝하는 복수의 프로브 스폿과 맞추어 복수의 후방 산란된 전자빔을 편향하는 단계; 및 줌 렌즈 및 투영 렌즈를 조정하여, 표면을 상이한 조건에서 관찰할 때 복수의 후방 산란된 전자 스폿의 위치의 반경방향 및 회전 변동을 각각 상쇄하는 단계를 포함한다.
일 실시 예에서, SSE 모드에서 동작하는 단계는 SSE 크로스오버에서 제 1 이차 빔 제한 개구를 사용하여 복수의 느린 이차 전자빔의 주변 전자를 차단하는 서브 단계를 포함한다. BSE 모드에서 동작하는 단계는 BSE 크로스오버에서 제 2 이차 빔 제한 개구를 사용하여 복수의 후방 산란된 전자빔의 주변 전자를 차단하는 서브 단계를 포함한다. SSE 크로스오버 및 BSE 크로스오버는 동일한 위치에 있거나 또는 동일한 위치에 가까이 있다. SSE 모드에서 동작하는 단계는 동일한 위치에 가까이 배치된 비점수차 보정기를 사용하여 빔 분리기로 인한 복수의 느린 이차 전자 스폿의 비점수차를 보상하는 서브 단계를 포함한다. BSE 모드에서 동작하는 단계는 비점수차 보정기를 사용하여 빔 분리기로 인한 복수의 후방 산란된 전자 스폿의 비점수차를 보상하는 서브 단계를 포함한다. SSE 모드에서 동작하는 단계는 정렬 편향기를 사용하여 검출 유닛의 제조 및/또는 조립 오차로 인한 복수의 느린 이차 전자 스폿과 복수의 검출 요소 사이의 시프트를 보상하는 서브 단계를 포함한다. BSE 모드에서 동작하는 단계는 정렬 편향기를 사용하여, 검출 유닛의 제조 및/또는 조립 오차로 인한 복수의 후방 산란된 전자 스폿과 복수의 검출 요소 사이의 시프트를 보상하는 서브 단계를 포함한다.
본 발명은 또한 샘플 표면으로부터 방출된 복수의 하전된 입자 빔을 검출 디바이스의 복수의 검출 요소에 각각 집속하기 위한 수단; 및 멀티 빔 장치 내의 자기 대물렌즈에 의해 초래된 복수의 하전된 입자 빔의 회전을 상쇄하기 위한 수단을 포함하는 다중 빔 장치 내 검출 디바이스의 이미징 시스템을 제공한다.
일 실시 예에서, 이미징 시스템은 멀티 빔 장치 내의 편향 스캐닝 유닛에 의해 초래되는 검출 디바이스상의 복수의 하전된 입자 빔의 스캐닝을 상쇄하기 위한 수단을 더 포함할 수 있다. 복수의 하전된 입자 빔은 복수의 느린 이차 전자빔 및 복수의 후방 산란된 전자빔을 포함한다. 검출 다비이스는 반도체 다이오드 검출기이다. 스캐닝 상쇄 수단은 이미징 시스템의 진입 측에 가까이 배치된다. 스캐닝 상쇄 수단은 이미징 시스템의 광학 축을 따라 차례대로 제 1 편향기 및 제 2 편향기를 포함한다. 집속 수단은 광학 축을 따라 차례대로 줌 렌즈 및 투영 렌즈를 포함한다.
일 실시 예에서, 자기 대물렌즈 및 줌 렌즈는 복수의 하전된 입자 빔을 전사 평면에 집속하며, 투영 렌즈는 복수의 하전된 입자 빔을 전사 평면으로부터 검출 디바이스상의 검출 평면상에 집속한다. 줌 렌즈는 광학 축을 따라 차례대로 제 1 정전 렌즈 및 제 2 정전 렌즈를 포함한다. 스캐닝 상쇄 수단은 제 1 정전 렌즈와 제 2 정전 렌즈 사이에 위치한다. 줌 렌즈는 회전 상쇄 수단인 자기 렌즈를 포함할 수 있다. 투영 렌즈는 정전 렌즈 및 회전 상쇄 수단인 자기 렌즈를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 이미징 시스템은 복수의 하전된 입자 빔의 수차를 줄이기 위해 전사 평면의 필드 렌즈를 더 포함할 수 있다. 필드 렌즈는 정전 렌즈를 포함한다. 필드 렌즈는 회전 상쇄 수단인 자기 렌즈를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 이미징 시스템은 적어도 하나의 개구부를 갖는 플레이트를 더 포함할 수 있고, 플레이트의 하나의 개구부는 빔 제한 개구로서 검출 디바이스상의 복수의 하전된 입자 빔의 크기를 줄이기 위한 것이다. 플레이트는 크기가 상이한 복수의 선택 가능한 개구부를 포함한다. 플레이트는 투영 렌즈와 검출 디바이스 사이의 복수의 하전된 입자 빔의 크로스오버에 위치한다.
일 실시 예에서, 이미징 시스템은 복수의 하전된 입자 빔의 비점수차를 줄이기 위한 비점수차 보정기를 더 포함할 수 있다. 비점수차 보정기는 복수의 하전된 입자 빔의 크로스오버에서 위치한다.
일 실시 예에서, 이미징 시스템은 복수의 하전된 입자 빔을 검출 디바이스의 복수의 검출 요소와 각각 정렬하기 위한 정렬 편향기를 더 포함할 수 있다. 정렬 편향기는 검출 디바이스와 투영 렌즈 사이에 위치한다.
본 발명의 다른 장점은 본 발명의 특정 실시 예를 예시 및 예로서 제시하는 첨부된 도면과 함께 읽어보는 다음의 설명으로부터 명백해질 것이다.
본 발명은 첨부된 도면과 함께 다음의 상세한 설명에 의해 쉽게 이해될 것이며, 도면에서 동일한 도면 부호는 동일한 구조적 요소를 나타낸다.
도 1은 멀티 빔 장치의 종래 구성의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 이차 투영 이미징 시스템의 개략도이다.
도 3a는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 이차 투영 이미징 시스템의 개략도이다.
도 3b는 본 발명에 따라 도 3a의 이차 투영 이미징 시스템에서 이동하는 느린 이차 전자의 개략도이다.
도 4a 내지 도 4c는 도 3b의 전자 검출 디바이스상의 이차 전자 스폿의 개략도이다.
도 5는 본 발명에 따라 도 3a에서 작동하는 스캐닝 방지 편향 유닛의 개략도이다.
도 6a 내지 도 6c는 본 발명에 따라 도 3a의 전자기 복합 투영 렌즈의 세 가지 구성의 개략도이다.
도 7a는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 이차 투영 이미징 시스템의 개략도이다.
도 7b는 본 발명에 따라 도 7a의 이차 투영 이미징 시스템에서 이동하는 느린 이차 전자의 개략도이다.
도 8a는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 이차 투영 이미징 시스템의 개략도이다.
도 8b는 본 발명에 따라 도 8a의 이차 투영 이미징 시스템에서 이동하는 느린 이차 전자의 개략도이다.
도 9a는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 이차 투영 이미징 시스템의 개략도이다.
도 9b는 본 발명에 따라 도 9a의 이차 투영 이미징 시스템에서 이동하는 느린 이차 전자의 개략도이다.
도 9c는 본 발명에 따라 도 9a의 이차 투영 이미징 시스템에서 이동하는 후방 산란된 전자의 개략도이다.
도 10a는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 이차 투영 이미징 시스템의 개략도이다.
도 10b는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 이차 투영 이미징 시스템의 개략도이다.
도 11a는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 이차 투영 이미징 시스템의 개략도이다.
도 11b는 본 발명에 따라 도 11a의 이차 투영 이미징 시스템에서 이동하는 느린 이차 전자의 개략도이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 이차 투영 이미징 시스템의 개략도이다.
도 13a 및 도 13b는 본 발명에 따른 이차 투영 이미징 시스템에서 회전 방지 기능을 실현하는 두 가지 옵션의 개략도이다.
도 14는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 이차 투영 이미징 시스템의 개략도이다.
도 15a는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 멀티 빔 장치의 구성의 개략도이다.
도 15b는 도 15a의 실시 예에 따른 하나의 검출 시스템의 개략도이다.
이제 본 발명의 다양한 예시적인 실시 예는 본 발명의 일부 예시적인 실시 예가 도시되는 첨부 도면을 참조하여 더 상세하게 설명될 것이다. 본 발명의 보호 범위를 제한하지 않으면서, 실시 예의 모든 설명과 도면은 예시적으로 전자빔에 대해 거론될 것이다. 그러나, 실시 예는 본 발명을 특정의 하전된 입자로 제한하는 것으로 사용되지 않는다.
도면에서, 각각의 구성요소의 상대적인 치수 및 모든 구성요소들 사이에서 상대적인 치수는 명확하게 하기 위해 과장될 수 있다. 도면에 관한 다음의 설명 내에서, 동일하거나 유사한 참조 부호는 동일하거나 유사한 구성요소 또는 엔티티를 지칭하며, 개개의 실시 예에 대해 차이 있는 부분만 설명된다.
따라서, 본 발명의 예시적인 실시 예는 다양한 변형 및 대안적인 형태가 가능하지만, 본 발명의 실시 예는 도면에서 예를 들어 도시되며 본 명세서에서 상세하게 설명될 것이다. 그러나, 본 발명의 예시적인 실시 예를 개시된 특정 형태로 제한하려는 의도는 없고, 그 반대로, 본 발명의 예시적인 실시 예는 본 발명의 범위 내에 속하는 모든 변경, 등가물 및 대안을 망라하려는 것임을 이해하여야 한다.
본 발명에서, "축 방향"은 "전자 광학 요소(예컨대, 둥근 렌즈 또는 다극 렌즈 등), 이미징 시스템 또는 장치의 광학 축 방향"을 의미하고, "반경 방향"은 "광학 축에 수직인 방향"을 의미하고, "축 상의(on-axial)"는 "광학 축 상에 있거나 광학 축과 정렬됨"을 의미하며, "축 외의(off-axis)"는 "광학 축 상에 있지 않거나 광학 축과 정렬되지 않음"을 의미한다.
본 발명에서, "이미징 시스템이 광학 축과 정렬됨"은 "모든 전자 광학 요소가 광학 축과 정렬됨"을 의미한다.
본 발명에서, X, Y 및 Z 축은 데카르트 좌표를 형성한다. 일차 투영 이미징 시스템의 일차 광학 축은 Z 축 상에 있으며, 일차 전자빔은 Z 축을 따라 이동한다.
본 발명에서, "일차 전자"는 "전자 소스로부터 방출되어 샘플의 관찰중인 또는 검사 표면에 입사하는 전자"를 의미하고, "이차 전자"는 "일차 전자에 의해 표면으로부터 생성된 전자"를 의미한다.
본 발명에서, "이차 전자빔 크로스오버"는 "이차 전자빔의 하나의 크로스오버"를 의미하고, "이차 빔 제한 개구"는 "하나의 이차 전자빔을 제한하는 개구부"를 의미하며, "일차 빔 제한 개구부"는 "일차 빔릿을 제한하는 개구부"를 의미한다.
본 발명은 멀티 빔 장치를 위한 하나의 이차 투영 이미징 시스템을 제안한다. 이차 투영 이미징 시스템이 하나의 멀티 빔 장치에서 어떻게 기능 하는지를 명확하게 설명하기 위해, 도 1의 실시 예(100A)를 일례로 든다. 명료성을 위해, 단지 세 개의 빔릿만이 도시되며, 빔릿의 수는 몇 개라도 될 수 있다.
도 1에서, 세 개의 프로브 스폿(102_1S, 102_2S, 102_3S)에 의해 각기 생성된 세 개의 이차 전자빔(102_1se, 102_2se, 102_3se)은 일차 광학 축(100_1)과 반대 방향으로 진행하여, 대물렌즈(131) 및 편향 스캐닝 유닛(132)을 연속해서 통과한다. 그 다음, 빔 분리기(160)(빈 필터)는 세 개의 이차 전자빔을 편향하여 이차 광학 축(150_1)을 따라 이차 투영 이미징 시스템(150)으로 진입하게 한다. 이차 투영 이미징 시스템(150)은 세 개의 이차 전자빔(102_1se 내지 102_3se)을 전자 검출 디바이스(140)의 세 개의 검출 요소 상에 집속한다. 이에 따라 세 개의 검출 요소는 세 개의 프로브 스폿(102_1S 내지 102_3S)에 의해 스캔된 세 개의 스캔 영역의 이미지 신호를 각각 동시에 생성한다. 전자 검출 디바이스(140) 및 이차 투영 이미징 시스템(150)은 하나의 검출 유닛(180)을 형성한다. 이차 전자빔의 경로상의 전자 광학 요소, 즉 대물렌즈(131), 편향 스캐닝 유닛(132), 빔 분리기(160), 이차 투영 이미징 시스템(150) 및 전자 검출 디바이스(140)는 하나의 검출 시스템을 형성한다.
잘 알려진 바와 같이, 이차 전자의 방출은 기본적으로 램버트의 법칙을 따르며 큰 에너지 확산을 갖는다. 하나의 느린 이차 전자의 에너지는 최대 50 eV이며 대부분 샘플 재질에 따라 거의 1 eV 내지 5 eV에 가깝지만, 하나의 후방 산란된 전자의 에너지는 최대로 일차 전자의 도달 에너지이고 거의 그 도달 에너지에 가깝다. 따라서 느린 이차 전자와 후방 산란된 전자는 에너지가 매우 다르다. 샘플의 특징과 재질에 따라, 보통 사용되는 도달 에너지는 느린 이차 전자빔과 후방 산란된 전자빔 간의 에너지 차이와 거의 동일한 0.1 keV 내지 5 keV의 범위를 갖는다. 그러나, 이러한 큰 에너지 차이는 두 가지 문제를 초래한다. 첫째, 대물렌즈(131)가 전자에 미치는 집속의 영향은 전자의 에너지가 감소함에 따라 증가하기 때문에, 느린 이차 전자빔에 대한 집속력은 후방 산란된 전자빔에 대한 집속력보다 강하다. 그 결과, 각각의 프로브 스폿(예를 들어, 102_1S)에 대해, 대물렌즈는 느린 이차 전자빔 및 후방 산란된 전자빔을 두 개의 상이한 이미징 배율로 두 개의 상이한 이미지 평면에 집속한다. 둘째, 빔 분리기(160)가 전자에 미치는 편향의 영향은 전자의 에너지의 감소에 따라 증가하기 때문에, 느린 이차 전자빔에 대한 편향력은 후방 산란된 전자빔에 대한 편향력보다 강하다. 결과적으로, 각각의 프로브 스폿(예를 들어, 102_1S)에 대해, 빔 분리기(160)는 느린 이차 전자빔 및 후방 산란된 전자빔 둘 모두를 동시에 편향하여 이차 광학 축(150_1)을 따라 이차 투영 이미징 시스템(150)에 진입하게 할 수 없다. 따라서, 종래의 SEM과 달리, 하나의 프로브 스폿에 의해 스캔된 각각의 스캔 영역에 대해, 검출 시스템은 느린 이차 전자 및 후방 산란된 전자에 의해 함께 형성된 하나의 이미지를 검출할 수 없다. 따라서, 검출 시스템은 각각 SSE 모드 및 BSE 모드라고 불리는, 느린 이차 전자를 갖는 이미지를 검출하는 하나의 모드 또는 후방 산란된 전자를 갖는 이미지를 검출하는 하나의 모드에 대해 동작할 것이다. SSE 모드 및 BSE 모드에서, 빔 분리기(160)는 느린 이차 전자빔 및 후방 산란된 전자빔을 각각 편향하여 이차 광학 축(150_1)을 따라 이차 투영 이미징 시스템(150)으로 진입하도록 하며, 이차 투영 이미징 시스템(150)은 느린 이차 전자빔 및 후방 산란된 전자빔을 각각 전자 검출 디바이스(140)의 검출 요소에 집속한다.
전술한 바와 같이, 빔릿(102_1 내지 102_3)의 도달 에너지는 검사 애플리케이션이 상이한 경우 0.1 keV 내지 5 keV 범위로 변화될 수 있다. 도달 에너지는 단일의 전자 소스(101)의 전위 또는 샘플(8)의 전위 중 하나 또는 둘 모두를 변경함으로써 변화될 수 있다. 그러므로 대물렌즈(131)를 여기시키는 것은 세 개의 빔릿에 대한 대응하는 집속력을 제공하도록 조정될 필요가 있고, 느린 이차 전자빔 및 후방 산란된 전자빔에 대한 대물렌즈(131)의 집속력은 이에 따라 변동한다. 따라서, 느린 이차 전자빔 및 후방 산란된 전자빔에 의해 각각 형성된 이미지의 위치 및 배율은 도달 에너지에 따라 변할 것이다. 그뿐만 아니라, 대물렌즈(131)는 그 수차가 낮기 때문에 통상적으로 자기 렌즈 또는 전자기 복합 렌즈이다. 이 경우, 느린 이차 전자빔 및 후방 산란된 전자빔에 의해 각각 형성된 이미지의 회전은 도달 에너지에 따라 또한 변할 것이다. 전술한 이미지의 변동으로 말미암아 전자 검출 디바이스(140) 상에서 이차 전자빔에 의해 형성된 이차 전자 스폿의 위치를 대응하는 검출 요소에 의해서는 이차 전자 빔이 검출될 수 없을 정도로 이동시킬 수 있다. 따라서, 이차 투영 이미징 시스템(150)은 이미징 배율의 변동을 제거하기 위한 줌 기능 및 이미지 회전의 변동을 제거하기 위한 회전 방지 기능을 포함될 필요가 있다.
이차 전자 스폿의 위치는 세 개의 스캔 영역에 걸쳐 스캔하는 세 개의 프로브 스폿(102_1S 내지 102_3S)에 따라 이동할 것이기 때문에, 해당하는 프로브 스폿이 이웃의 스캔 영역에 인접한 하나의 위치로 이동할 때 (즉, 각각의 스캔 영역의 크기가 피치(Ps)에 가깝거나 또는 편향 스캐닝 유닛(132)이 이차 전자에 미치는 편향 영향이 너무 강하면) 각각의 이차 전자 스폿은 적어도 부분적으로 하나의 인접한 검출 요소에 진입할 수 있다. 인접한 검출 요소에 의해 검출된 이차 전자는 세 개의 스캔 영역의 이미지 오버랩을 만들어 낼 것이다. 이러한 이미지 오버랩은 이미지 분해능을 저하시킬 것이므로, 제거될 필요가 있다. 따라서, 이차 투영 이미징 시스템은 세 개의 이차 전자 스폿을 대응하는 검출 요소 내에 항상 유지시키는 하나의 스캔 방지 기능을 가질 필요가 있다.
다음으로, 이차 투영 이미징 시스템(150)의 일부 실시 예가 전체 검출 시스템과 함께 도시되고 설명될 것이다. 도 1에 따르면, 세 개의 프로브 스폿에 대해 단지 세 개의 이차 전자빔만이 도시되지만, 이차 전자빔의 수는 몇 개라도 될 수 있다. 전체 검출 시스템 내에서, 샘플(8)부터 시작하는 제 1 부분은 일차 광학 축(100-1)을 따라가고, 제 2 부분은 이차 광학 축(150_1)을 따라간다. 명료성을 위해, 제 1 부분은 이차 광학 축(150_1)을 따라 회전되므로, 전체 검출 시스템은 하나의 직선 광학 축을 따라 도시될 수 있다.
도 2는 검출 시스템(100-1D)에서 이차 투영 이미징 시스템(150)의 일 실시 예(150-1)를 도시한다. 실시 예(150-1)는 이차 광학 축(150_1)과 모두 정렬된 줌 렌즈(151), 투영 렌즈(152) 및 스캐닝 방지 편향 유닛(157)을 포함한다. 전자 검출 디바이스(140)의 검출 요소(140_1, 140_2, 140_3)는 검출 평면(SP3) 상에 배치된다. 줌 렌즈(151), 투영 렌즈(152) 및 대물렌즈(131)는 함께 샘플 표면(7)을 검출 평면(SP3) 상에 투영하며, 즉, 이차 전자빔(102_1se 내지 102_3se)을 집속하여 편향 스캐닝 유닛(132)이 오프일 때 이차 전자 스폿을 각각 검출 요소(140_1, 140_2, 140_3) 상에 형성한다. 스캐닝 방지 편향 유닛(157)은 편향 스캐닝 유닛(132)이 세 개의 스캔된 영역에 걸쳐 빔릿(102_1 내지 102_3)을 스캔하는 동안 이차 전자 스폿을 대응하는 검출 요소 내에 유지시킨다.
샘플 표면(7)으로부터 검출 평면(SP3)까지의 총 이미징 배율(M)은 수학식(1)과 같이 Pd 및 Ps의 국면에서 선택된다.
Figure 112018064049725-pct00001
이러한 방식으로, 샘플 표면상의 각각의 프로브 스폿은 하나의 검출 요소 상에 이미지화되고, 그럼으로써 복수의 프로브 스폿과 복수의 검출 요소 사이의 대응 관계를 보장한다. 프로브 스폿 피치(Pd)는 상이한 검사 애플리케이션마다 상이할 수 있으며, 따라서 배율(M)은 항상 변화될 것이다.
줌 렌즈(151)는 두 개의 정전 렌즈(151_11, 151_12)를 포함한다. 줌 렌즈(151)의 이미지 평면은 항상 전사 평면(transfer plane)(SP2)에 있다. SSE 모드 및 BSE 모드에서 전사 평면(SP2)의 위치는 상이하고 정해져 있다. 투영 렌즈(152)는 하나의 정전 렌즈(152_11) 및 하나의 자기 렌즈(152_12)를 포함하고, 그의 이미지 평면은 항상 검출 평면(SP3)에 있다. 샘플 표면(7)으로부터 전사 평면(SP2)까지의 제 1 이미징 배율(M1)은 대물렌즈(131) 및 줌 렌즈(151)에 의해 실현되고, 전사 평면(SP2)으로부터 검출 평면(SP3)까지의 제 2 이미징 배율(M2)은 투영 렌즈(152)에 의해 실현되며, 샘플 표면(7)으로부터 검출 평면(SP3)까지의 총 이미징 배율(M)은 M1 * M2와 동일하다. 제 2 이미징 배율(M2)은 SSE 모드의 제 1 이미징 배율(M1)보다 큰 것이 바람직하다.
줌 렌즈(151)는 줌 기능을 수행한다. 두 개의 정전 렌즈(151_11, 151_12)의 집속력을 조정함으로써, 이미징 배율(M1)이 변경되어 원하는 총 이미징 배율(M)의 값을 달성할 수 있다. 투영 렌즈(152)는 회전 방지 기능을 수행한다. 자기 렌즈(152_12)의 자기장 및 정전 렌즈(152_11)의 집속력을 조정함으로써, 검출 평면(SP3) 상에서 총 이미지 회전 및 이미징 배율(M2)은 항상 동일한 채로 유지할 수 있다. 스캐닝 방지 편향 유닛(157)은 스캐닝 방지 기능을 수행한다. 편향 스캐닝 유닛(132)으로 이차 전자빔을 동기적으로 편향시킴으로써, 검출 평면(SP3)상의 세 개의 이차 전자 스폿의 변위는 실질적으로 상쇄될 수 있다. 그 결과, 복수의 프로브 스폿과 복수의 검출 요소 사이의 대응 관계는 항상 유지될 수 있다.
기본적으로, 스캐닝 방지 편향 유닛(157)은 검출 평면(SP3) 이전의 임의의 위치에 배치될 수 있다. 편향 스캐닝 유닛(132)에 의해 생성된 이차 전자빔의 편향에서 비롯한 줌 렌즈(151) 및 투영 렌즈(152)의 부수적인 수차를 줄이기 위해, 스캐닝 방지 편향 유닛(157)은 줌 렌즈(151) 이전에 배치되는 것이 바람직하며, 그래서 이차 전자빔은 마치 편향 스캐닝 유닛(132)이 오프된 것처럼 어느 정도 줌 렌즈(151) 및 투영 렌즈(152)를 통과할 것이다. 그러나, 이 경우, 줌 렌즈(151)는 빔 분리기(160)로부터 멀리 떨어져 배치되어야 하며, 그 결과로 큰 초기 수차를 발생한다. 도 3a의 검출 시스템(100-2D)에서 이차 투영 이미징 시스템(150)의 실시 예(150-2) 처럼, 줌 렌즈(151)의 정전 렌즈(151_11 및 152_12) 사이에 스캐닝 방지 편향 유닛(157)을 배치하는 것은 초기의 수차 및 부수적인 수차 두 가지 모두를 줄이기 위한 균형을 맞추는 데 바람직하다.
도 3b는 검출 시스템(100-2D)이 SSE 모드에서 어떻게 작동하는지를 도시한다. 먼저, 대물렌즈(131)는 세 개의 프로브 스폿(102_1S, 102_2S, 102_3S)으로부터의 세 개의 느린 이차 전자빔(102_1sse, 102_2sse, 102_3sse)을 집속하고 세 개의 프로브 스폿의 제 1 이차 전자 이미지를 이미지 평면(SP1_sse) 상에 형성한다. 이미지 평면(SP1_sse)은 줌 렌즈(151) 아래에 있고 대물렌즈(131)의 동작 조건의 변화에 따라 움직인다. 빔 분리기(160)는 세 개의 느린 이차 전자빔(102_1sse 내지 102_3sse)을 편향하여 이차 광학 축(150_1)을 따라 이차 투영 이미징 시스템(150_2)으로 진입하게 한다. 그 다음, 줌 렌즈(151)는 세 개의 느린 이차 전자빔(102_1sse 내지 102_3sse)을 집속하고, 세 개의 프로브 스폿의 제 2 이차 전자 이미지를 전사 평면(SP2) 상에 형성한다. 투영 렌즈(152)는 세 개의 느린 이차 전자빔(102_1sse 내지 102_3sse)을 집속하여 세 개의 프로브 스폿의 제 3 이차 전자 이미지를 검출 평면(SP3) 상에 형성하며, 그러면 세 개의 느린 이차 전자 스폿(102_1sseP, 102_2sseP 및 102_3sseP)이 세 개의 검출 요소(140_1, 140_2, 140_3) 내부에 각각 형성된다. BSE 모드에서, 검출 시스템(100-2D)은 동일한 방식으로 작동하지만, 이미지 평면(SP1_sse) 및 전사 평면(SP2)의 위치는 SSE 모드에서의 위치와 상이할 것이다.
스캐닝 방지 편향기 유닛(157)은 편향 스캐닝 유닛(132)이 세 개의 느린 이차 전자빔(102_1sse 내지 102_3sse)에 미치는 영향을 보상한다. 편향 스캐닝 유닛(132)이 세 개의 빔릿을 편향하여 샘플 표면(7) 상의 대응하는 스캔 영역을 스캔할 때, 세 개의 느린 이차 전자빔(102_1sse 내지 102_3sse)도 편향된다. 검출 평면(SP3)상에서, 편향으로 말미암아 느린 이차 전자 스폿(102_1sseP 내지 102_3sseP)은 도 4a에 도시된 원래 위치로부터 도 4b에 도시된 원래 위치와 같은 새로운 위치로 시프트된다. 한편, 느린 이차 전자 스폿의 부분이 대응하는 검출 요소의 내부에 있지 않기 때문에 각각의 느린 이차 전자빔의 수집 효율은 감소한다. 다른 한편, (140_1) 내부의 (102_1sseP 및 102_2sseP)와 같은 두 개의 느린 이차 전자 스폿은 하나의 검출 요소 내부에서 동시에 부분적으로 존재한다. 하나의 검출 요소로부터의 이미지 신호는 샘플 표면(7) 상의 하나 이상의 스캔 영역으로부터의 정보를 포함하므로, 크로스토크가 발생한다.
크로스토크를 피하기 위해, 스캐닝 방지 편향기 유닛(157)은 세 개의 느린 이차 전자빔을 편향하여 검출 평면(SP3)상의 느린 이차 전자 스폿의 시프트를 상쇄시킬 필요가 있다. 스캐닝 방지 편향기 유닛(157)의 일 실시 예(157-1)는 도 5에서 두 개(더 많을 수 있음)의 스캐닝 방지 편향기(157_11 및 157_12)를 포함하는 것으로 도시된다. 실시 예(157-1)는 SSE 모드 및 BSE 모드 둘 모두에서 동일한 방식으로 작동하며, 여기서는 느린 이차 전자빔(102_1sse)을 예로 든다. 편향 스캐닝 유닛(132)이 세 개의 빔릿을 편향하지 않을 때, 느린 이차 전자빔(102_1sse)은 이차 광학 축(150_1)을 따라 줌 렌즈(151) 및 투영 렌즈(152)를 통과하여 검출 요소(140_1)의 중심에 이르며, 그 경로는 굵은 선으로 도시된다. 편향 스캐닝 유닛(132)이 세 개의 빔릿을 샘플 표면(7)상의 대응하는 스캔 영역의 중심으로부터 떨어진 몇몇 위치로 편향할 때, 느린 이차 전자빔(102_1sse)은 정전 렌즈(151_11)에 진입할 때 이차 광학 축(150_1)으로부터 시프트하고 그 광학 축 쪽으로 기울어지며, 그 경로는 가는 선으로 표시된다. 스캐닝 방지 편향기 유닛(157)이 사용되지 않으면, 느린 이차 전자빔(102_1sse)은 파선의 경로를 따라 정전 렌즈(151_12) 및 투영 렌즈(152)를 통과하여 부분적으로 검출 요소(140_1)에 이른다. 정전 렌즈(151_12) 및 투영 렌즈(152)의 축외 수차는 증가하고, 이에 따라 느린 이차 전자 스폿(102_1sseP)은 커진다. 확대된 스폿은 크로스토크를 악화시킨다. 스캐닝 방지 편향기 유닛(157)이 사용되면, 제 1 스캐닝 방지 편향기(157_11)는 느린 이차 전자빔(102_1sse)을 편향하여 대체로 제 2 스캐닝 방지 편향기(157_12)의 중심을 통과하도록 하며, 이에 따라 제 2 스캐닝 방지 편향기(157_12)는 느린 이차 전자빔(102_1sse)을 편향하여 다시 이차 광학 축(150_1)을 따라 이동하도록 할 수 있다. 이러한 방식으로, 느린 이차 전자빔(102_1sse)은 편향 스캐닝 유닛(132)이 세 개의 빔릿을 편향하지 않는 때의 경로와 동일한 경로를 따라 정전 렌즈(151_12) 및 투영 렌즈(152)를 통과할 것이며, 즉 굵은 선을 따라 이동하여 검출 요소(140_1)의 중심에 이르게 된다.
투영 렌즈(152)의 자기 렌즈(152_12)는 대물렌즈(131)가 세 개의 느린 이차 전자빔(102_1sse 내지 102_3sse)의 회전에 미치는 영향을 보상한다. 대물렌즈(131)가 하나의 자기 렌즈를 포함한다면, 세 개의 느린 이차 전자빔은 자기 렌즈를 통과할 때 일차 광학 축(100_1)을 중심으로 회전할 것이며, 회전 각도는 자기장에 따라 변할 것이다. 따라서, (세 개의 빔릿(102_1 내지 102_3)의 도달 에너지의 변화와 같은) 어떤 이유로 인해 자기장이 변화될 때, 세 개의 느린 이차 전자 스폿(102_1sseP 내지 102_3sseP)은 이차 광학 축(150_1)을 중심으로 도 4a의 원래 위치로부터 도 4c의 원래 위치와 같은 새로운 위치로 회전할 것이다. 따라서, 세 개의 느린 이차 전자빔(102_1sse 내지 102_3sse)의 수집 효율은 감소하고, 빔릿들이 이차원 어레이로 배열된다면 크로스토크가 나타날 것이다. 이 경우, 자기 렌즈(152_12)의 자기장은 세 개의 느린 이차 전자빔(102_1sse 내지 102_3sse)을 대물렌즈(131)의 자기장의 변화로 인한 세 개의 느린 이차 전자 스폿(102_1sseP 내지 102_3sseP)의 회전 변동을 상쇄하는 반대 방향으로 회전하도록 조정될 것이다.
도 6a 내지 도 6c는 각각 회전 방지 기능을 수행할 수 있는 투영 렌즈(152)의 일 구성을 나타낸다. 도 6a의 구성(152-1)에서, 정전 렌즈(152_11)는 자기 렌즈(152_12)의 내부에 있고, 세 개의 전극(152_11_e1, 152_11_e2, 152_11_e3)을 포함한다. 정전 렌즈(152_11)는 아인젤 렌즈(einzel lens)로서 수행할 수 있다. 정전 렌즈(152_11)의 정전기장 및 자기 렌즈(152_12)의 자기장은 큰 정도로 분리되기 때문에, 이미징 배율(M2)은 자기 렌즈(152_12)의 자기장 변동에 따라 변할 것이다. 따라서, 줌 렌즈(151)는 자기 렌즈(152_12)가 회전 방지 기능을 수행하도록 조정될 때 이미징 배율(M2)의 변동을 보상할 필요가 있다. 이러한 복잡한 절차를 피하기 위해, 도 6b에 도시된 실시 예(152-2)와 같이, 정전 렌즈(152_11)의 정전기장 중심과 자기 렌즈(152_12)의 자기장 중심이 일치하는 것이 바람직하다. 두 전극(152_11_e3 및 152_11_e1)이 접지되어 있다면, 이들 두 전극은 도 6c에 도시된 실시 예(152-3)와 같이 자기 렌즈(152_12)의 상부 및 하부의 자극 부재로 대체될 수 있다.
높은 수집 효율 및 낮은 크로스토크 레벨을 얻기 위해, 명백히 이차 전자 스폿을 가능한 작게 하는 것, 즉 줌 렌즈(151) 및 투영 렌즈(152)의 수차를 가능한 한 많이 줄이는 것이 좋다. 한 가지 해결책은 축외 이차 전자 스폿의 수차를 줄이기 위해 필드 렌즈를 사용하는 것이다. 도 3b에서, 두 개의 축외의 느린 이차 전자빔(102_2sse 및 102_3sse)은 반경방향 시프트 및 경사각이 큰 상태로 투영 렌즈(152)에 진입하며, 이에 따라 큰 축외 수차를 갖는다. 도 7a는 검출 시스템(100-3D)에서 이차 투영 이미징 시스템(150)의 일 실시 예(150-3)를 도시한다. 도 7a에서, 필드 렌즈(153) 및 필드 렌즈(154)는 각각 SSE 모드의 전사 평면(SP2_1) 및 BSE 모드의 전사 평면(SP2_2)에 배치되며, 둘 모두는 이차 광학 축(150_1)과 정렬된다. 이차 투영 이미징 시스템(150)이 SSE 모드 및 BSE 모드 중 하나의 모드에서만 작동하도록 요구된다면, 대응하는 필드 렌즈만이 그 곳에 배치된다. 도 7b는 필드 렌즈(153)가 SSE 모드에서 어떻게 작동하는지를 도시한다. 도 3b와 비교하여, 필드 렌즈(153)는 축상의 느린 이차 전자빔(102_1sse) 및 총 이미징 배율(M)에 영향을 주지 않고 느린 이차 전자빔(102_2sse 및 102_3sse)을 이차 광학 축(105_1)을 향해 굴절한다. 도 7b에서, 이차 전자빔(102_2sse 및 102_3sse)은 투영 렌즈(152)의 중심을 통과하도록 굴절되는데, 즉 반경방향 시프트는 거의 제거되지만 경사각은 크다. 실제로, 필드 렌즈(153)는 느린 이차 전자 스폿(102_2sseP 및 102_3sseP)을 가능한 작게 만들기 위해 반경방향 시프트 및 틸트 각도의 균형을 맞추도록 조정될 수 있다.
다른 해결책은 하나의 이차 전자빔의 주변 전자가 보통 큰 수차를 갖기 때문에 빔 제한 개구를 사용하여 그 주변 전자를 차단하는 것이다. 도 8a는 검출 시스템(100-4D)에서 이차 투영 이미징 시스템(150)의 일 실시 예(150-4)를 도시하며, 여기서 하나의 개구부(155_A)를 갖는 이차 빔 제한 개구 플레이트(155)는 투영 렌즈(152) 위에 배치된다. 개구부(155_A)는 이차 광학 축(150_1)과 정렬되고 이차 전자빔(102_1se 내지 102_3se)의 마지막 크로스오버에 있거나 또는 그 근방에 있다. 도 8b는 개구부(155_A)가 SSE 모드에서 어떻게 작동하는지를 도시한다. 도 3b와 비교하여, 개구부(155_A)는 마지막 크로스오버(CO3)에 배치되며, 그래서 세 개의 느린 이차 전자빔(102_1sse 내지 102_3sse)의 주변 전자를 함께 차단할 수 있다. SSE 모드 및 BSE 모드에서 크로스오버의 위치는 상이하며 빔릿(102_1 내지 102_3)의 도달 에너지 및 대물렌즈(131)의 동작 조건에 따라 변하기 때문에, 개구부(155_A)는 대응하는 크로스오버의 위치와 필적하도록 이동되지 않는다면 일부 애플리케이션 사례에만 아주 잘 작동할 수 있다. 도 9a는 검출 시스템(100-5D)에서 이차 투영 이미징 시스템(150)의 일 실시 예(150-5)를 도시하며, 이 경우 SSE 모드 및 BSE 모드에서 마지막 크로스오버의 위치는 동일한 위치에 정해져 있으며, 이에 따라 빔 제한 개구 플레이트(155)의 개구부(155_A)는 모든 애플리케이션 사례에 대해 양호한 성능을 갖는다.
도 7a에서와 유사하게, 도 9a에서, 필드 렌즈(153) 및 필드 렌즈(154)는 각각 SSE 모드의 전사 평면(SP2_1) 및 BSE 모드의 전사 평면(SP2_2)에 배치되며, 둘 모두는 이차 광학 축(150_1)과 정렬된다. 이차 투영 이미징 시스템(150)이 SSE 모드 및 BSE 모드 중 하나의 모드에서만 작동하도록 요구된다면, 대응하는 필드 렌즈만이 그 곳에 배치된다. 각각의 SSE 모드 및 BSE 모드에서, 대응하는 필드 렌즈는 축외의 이차 전자빔을 굴절시켜 마지막 크로스오버를 개구부(155_A)에 있게 하거나 또는 개구부(155_A)에 매우 가까이 있게 한다. 도 9b에 도시된 SSE 모드에서, 필드 렌즈(154)는 오프되거나 또는 존재하지 않으며, 필드 렌즈(153)는 느린 이차 전자빔(102_2sse 및 102_3sse)을 이차 광학 축(150_1)을 향해 굴절시켜 개구부(155_A)를 통과하게 한다. 도 9c에 도시된 BSE 모드에서, 필드 렌즈(153)는 오프되거나 또는 존재하지 않으며, 필드 렌즈(154)는 후방 산란된 전자빔(102_2be 및 102_3be)을 이차 광학 축(150_1)을 향해 굴절시켜 개구부(155_A)를 통과하게 한다. SSE 모드 및 BSE 모드에서, 필드 렌즈(153) 및 필드 렌즈(154)는 투영 렌즈(152)의 수차를 줄이고 동시에 마지막 크로스오버의 위치를 유지시킨다.
개구부(155_A)의 반경방향 크기가 더 작게 사용될수록, 검출 요소(140_1, 140_2, 140_3)의 이미지 신호의 수집 효율이 낮아지고 크로스토크가 적어질 것이다. 따라서 반경방향 크기는 수집 효율과 크로스토크 레벨의 균형을 맞추어 선택된다. SSE 모드 및 BSE 모드에서 최적한 반경방향 크기는 상이할 수 있다. 각각의 모드가 모드의 최적한 반경방향 크기로 작동할 수 있도록 하기 위해, 빔 제한 개구 플레이트(155)는 도 10a에 도시된 검출 시스템(100_6_1D)에서 이차 투영 이미징 시스템(150)의 실시 예(150-6-1)와 같이, 두 개 이상의 개구부를 가질 수 있다. 도 10a에서, 빔 제한 개구 플레이트(155)는 두 개의 개구부(155_1 및 155_2)를 가지며 이차 광학 축(150_1)에 수직으로 이동될 수 있다. 개구부(155_1) 및 개구부(155_2)는 각각 SSE 모드 및 BSE 모드에 최적한 반경방향 크기를 갖는다. 실시 예(150-6)가 SSE 모드에서 작동할 때, 빔 제한 개구 플레이트(155)는 개구부(155_1)를 이차 광학 축(150_1)과 정렬하도록 이동된다. 실시 예(150-6)가 BSE 모드에서 작동할 때, 빔 제한 개구 플레이트(155)는 개구부(155_2)를 이차 광학 축(150_1)과 정렬하도록 이동된다. 빔 제한 개구 플레이트(155)가 각각의 모드마다 상이한 반경방향 크기를 갖는 두 개 이상의 개구부를 갖는다면, 수집 효율 및 크로스토크 레벨은 상이한 정도로 균형이 이루어질 수 있다.
일부 애플리케이션의 경우, SSE 모드 및 BSE 모드에서 이차 전자빔의 마지막 크로스오버의 최적한 위치는 상이할 수 있다. 따라서, 도 10b에 도시된 검출 시스템(100_6_2D)에서 이차 투영 이미징 시스템(150)의 실시 예(150-6-2)와 같이, 이차 광학 축(150_1)을 따라서 그리고 투영 렌즈(152) 위에서 상이한 위치에 배치되는 두 개의 분리된 이차 빔 제한 개구 플레이트가 사용될 수 있다. 도 10b에서, 제 1 이차 빔 제한 개구 플레이트(155) 및 제 2 이차 빔 제한 개구 플레이트(156)는 각각 SSE 모드 및 BSE 모드에서 이차 전자빔의 마지막 크로스오버의 최적 위치에 배치되고, 각각은 수집 효율 및 크로스토크 레벨이 상이하게 균형을 이루도록 하기 위한 상이한 반경방향 크기를 갖는 하나 이상의 개구부를 가질 수 있다. SSE 모드에서, 필드 렌즈(153)는 느린 이차 전자빔(102_2sse 및 102_3sse)을 굴절시켜(도 9b 참조) 제 1 이차 빔 제한 개구 플레이트(155)의 하나의 개구부에서 하나의 크로스오버를 형성하도록 하며, 이러한 제 1 이차 빔 제한 개구 플레이트에서 개구부는 제 2 광학 축(150_1)과 정렬되고 원하는 반경방향 크기를 가지며, 이에 따라 제 2 이차 빔 제한 개구 플레이트(156)는 멀리 이동될 수 있거나 또는 그의 하나의 충분히 큰 개구부를 이차 광학 축(150_1)과 정렬할 수 있다. BSE 모드에서, 필드 렌즈(154)는 후방 산란된 전자빔(102_2be 및 102_3be)을 굴절시켜(도 9c 참조) 제 2 이차 빔 제한 개구 플레이트(156)의 하나의 개구부에서 하나의 크로스오버를 형성하도록 하며, 이러한 제 2 이차 빔 제한 개구 플레이트에서 개구부는 이차 광학 축(150_1)과 정렬되고 원하는 반경방향 크기를 가지며, 이에 따라 제 1 이차 빔 제한 개구 플레이트(155)는 멀리 이동될 수 있거나 또는 그의 하나의 충분히 큰 개구부를 이차 광학 축(150_1)과 정렬할 수 있다.
빔 분리기(160)는 이차 전자빔(102_1se 내지 102_3se)을 편향하여 이차 광학 축(150_1)을 따라 이차 투영 이미징 시스템(150)에 진입하게 할 때 비점수차를 발생한다. 비점수차는 검출 평면(SP3)상의 이차 전자 스폿을 확대시킴으로써 수집 효율을 감소시키고 크로스토크를 증가시킨다. 비점수차를 보상하기 위해 하나의 비점수차 보정기(stigmator)를 사용할 수 있다. 모든 이차 전자빔에 동등하게 영향을 미치기 위해, 비점수차 보정기는 이차 전자빔의 크로스오버에 배치되거나 또는 크로스오버에 가까이 배치되는 것이 더 좋다. 이차 투영 이미징 시스템(150)이 SSE 모드 및 BSE 모드 중 하나의 모드에서만 작동하도록 요구된다면, 도 11a에 도시된 검출 시스템(100-7D)에서 이차 투영 이미징 시스템(150)의 실시 예(150-7)와 같이, 비점수차 보정기는 마지막에서 두 번째 크로스오버(도 8b의 CO2) 및 마지막 크로스오버(도 8b의 CO3) 중 한 곳에 배치될 수 있거나 또는 그에 가까이 배치될 수 있다. 도 11a에서, 비점수차 보정기(158)는 전사 평면(SP2) 아래의 마지막에서 두 번째 크로스오버에 배치된다. 도 11b는 비점수차 보정기(158)가 SSE 모드를 위해 놓인 위치를 도시한다.
이차 투영 이미징 시스템(150)이 SSE 모드 및 BSE 모드의 각각에서 작동하도록 요구된다면, 비점수차 보정기는 마지막 크로스오버에 배치되거나 또는 그 가까이에 배치되는 것이 더 좋다. SSE 모드 및 BSE 모드에서 마지막 두 번째 크로스오버의 위치는 명백히 따로 떨어져 있으며 한 개의 비점수차 보정기는 둘 모두에 대해 작동할 수 없다. 그래서 두 개의 비점수차 보정기는 SSE 모드 및 BSE 모드 각각에서 마지막 두 번째 크로스오버에 배치되거나 또는 그 가까이에 배치되어야 한다. SSE 모드 및 BSE 모드에서 마지막 크로스오버의 위치는 필드 렌즈에 의해 동일한 위치로 조정될 수 있기 때문에, 도 12에 도시된 검출 시스템(100-8D)에서 이차 투영 이미징 시스템(150)의 실시 예(150-8)와 같이, SSE 모드 및 BSE 모드는 간단히 하나의 비점수차 보정기를 공유할 수 있다.
도 9a와 유사하게, 도 12에서, 필드 렌즈(153) 및 필드 렌즈(154)는 각각 SSE 모드의 전사 평면(SP2_1) 및 BSE 모드의 전사 평면(SP2_2)에 배치되며, 둘 모두는 이차 광학 축(150_1)과 정렬된다. 각각의 SSE 모드 및 BSE 모드에서, 필드 렌즈들(153 및 154) 중 대응하는 하나의 필드 렌즈는 이차 전자빔을 굴절시켜 마지막 크로스오버를 이차 빔 제한 개구 플레이트(155)의 개구부(155_A)에 있게 하거나 또는 그에 매우 가까이 있게 만든다. 비점수차 보정기(158)는 이차 광학 축(150_1)과 정렬되고 이차 빔 제한 개구 플레이트(155)에 (위 또는 아래로) 가깝다.
이차 투영 이미징 시스템(150)의 전술한 실시 예에서, 회전 방지 기능은 투영 렌즈(152)에 의해 이루어진다. 실제로, 회전 방지 기능은 줌 렌즈(151) 또는 대응하는 필드 렌즈(153 또는 154) 또는 하나의 여분의 자기 렌즈에 의해 수행될 수 있다. 도 13a에 도시된 검출 시스템(100-9-1D)의 이차 투영 이미징 시스템(150)의 실시 예(150-9-1)에서, 필드 렌즈(153)는 하나의 정전 렌즈(153_11) 및 하나의 자기 렌즈(153_12)를 포함한다. 자기 렌즈(153_12)의 자기장은 회전 방지 기능을 실현하도록 조정되고, 필드 렌즈(153)의 원하는 굴절 기능은 자기 렌즈(153_12)의 자기장의 베이스상에서 정전 렌즈(153_11)의 집속력을 조정함으로써 이루어진다. 도 13b에 도시된 검출 시스템(100-9-2D)의 이차 투영 이미징 시스템(150)의 실시 예(150-9-2)에서, 하나의 자기 렌즈(151_13)가 줌 렌즈(151)의 정전 렌즈(151_12)에 추가되어, 전자기 복합 렌즈(151_12c)를 형성한다. 유사하게, 자기 렌즈(151_13)가 또한 정전 렌즈(151_11)에 추가되어 하나의 전자기 복합 렌즈(151_11c)를 형성할 수 있거나 또는 간단히 두 개의 정전 렌즈들(151_11 및 151_12) 사이에 배치될 수 있다. 자기 렌즈(151_13)의 자기장은 회전 방지 기능을 실현하도록 조정되고, 줌 렌즈(151)의 원하는 줌 기능은 자기 렌즈(151_13)의 자기장의 베이스상에서 정전 렌즈(151_11 및 151_12)의 집속력을 조정함으로써 이루어진다. 도 13a의 필드 렌즈(153) 및 도 13b의 전자기 복합 렌즈(151_12c) 또는 전자기 복합 렌즈(151_11c)(도시되지 않음)는 각각 도 6a 내지 도 6c에 도시된 투영 렌즈(152)의 구성들 중 하나를 사용할 수 있다.
이차 투영 이미징 시스템(150)의 전술된 실시 예에서, 전자 검출 디바이스(140)의 줌 렌즈(151), 투영 렌즈(152) 및 중앙의 검출 요소(여기서는 140_1)는 이차 광학 축(150_1)과 정렬된다. 실제로, 이들 모두를 완벽하게 제조하고 이들 모두를 정확하게 이들의 적소에 조립하는 것은 거의 가능하지 않으며, 그래서 검출 평면(SP3) 상의 이차 전자 스폿은 대응하는 검출 요소로부터 멀리 시프트할 가능성이 있다. 이차 전자 스폿을 대응하는 검출 요소와 일치하게 만들려면 전자 검출 디바이스(140)를 이동시키거나 또는 이차 전자 스폿을 이동시키는 것 중 어느 한 가지이다. 이차 전자 스폿을 상대적으로 이동시키는 것은 간단하고 융통성이 있다. 그렇게 하기 위해, 하나의 정렬 편향기가 이차 투영 이미징 시스템(150)의 전술한 실시 예의 투영 렌즈(152) 위에 배치되어 이차 전자빔을 편향시켜서 이차 전자 스폿을 전자 검출 디바이스(140)의 실제 위치와 관련하여 이동시킬 수 있다. 예를 들어, 하나의 정렬 편향기(159)가 도 11a의 실시 예(150-7)의 투영 렌즈(152) 위에 배치되며 도 14에 도시된다. 도 14의 새로운 실시 예는 (150-10)으로 명명된다. 도 14는 또한 하나의 이차 빔 제한 개구 플레이트(155)가 사용되면, 정렬 편향기(159)가 그 위에 배치되는 것을 도시한다. (도 12와 같이) 투영 렌즈(152) 위에 하나의 비점수차 보정기를 사용하는 이차 투영 이미징 시스템(150)의 실시 예의 경우, 비점수차 보정기는 동시에 하나의 비점수차 보정기 및 하나의 정렬 편향기로서 기능할 수 있는 다극 구조를 갖도록 설계될 수 있다.
도 1에서, 편향 스캐닝 유닛(132)은 빔 분리기(160) 아래에 있고, 그럼으로써 이차 전자빔(102_1se 내지 102_3se)에 영향을 미친다. 따라서, 검출 평면(SP3)상의 하나의 이차 전자 스폿의 변위에 대해, 제 1 부분은 대응하는 프로브 스폿의 샘플 표면(7) 상에서의 변위 및 총 배율(M)로부터 비롯되며, 제 2 부분은 편향 스캐닝 유닛(132)의 편향 영향에 기인한다. 도 15의 멀티 빔 장치의 실시 예(200A)와 같이, 편향 스캐닝 유닛(132)이 빔 분리기(160) 위에 있다면, 제 2 부분은 존재하지 않을 것이다. 이 경우, 이차 투영 이미징 시스템(150)은 전술한 실시 예들 중 어떤 실시 예도 취할 수 있다. 도 15b에서, 대응하는 검출 시스템의 하나의 실시 예(200-1D)는 도 3a에 도시된 실시 예(151-2)를 사용하며, 이 실시 예에서 스캐닝 방지 편향 유닛(157)은 단지 이차 전자 스폿의 변위 중의 제 1 부분을 상쇄시킬 필요가 있을 뿐이다. 그뿐만 아니라, 각각의 스캔 영역의 크기가 피치(Pd) 및 각각의 인접한 프로브 스폿보다 어느 정도 작으면, 스캐닝 방지 편향 유닛(157)은 심지어 제거될 수 있다.
요약하면, 본 발명의 목적은 도달 에너지 및/또는 복수의 빔릿의 전류가 넓은 범위 내에서 변할지라도 이차 전자 검출을 수집 효율이 높게 그리고 크로스토크 레벨이 낮게 만들어주는 멀티 빔 장치의 이차 투영 이미징 시스템을 제공하는 것이다. 그러므로 반도체 제조 산업의 수율 관리 툴로서, 멀티 빔 장치는 많은 애플리케이션 조건에서 높은 검사 분해능 및 높은 검사 처리량을 달성할 수 있다. 이차 투영 이미징 시스템은 기본적으로 하나의 줌 렌즈, 하나의 투영 렌즈 및 하나의 스캐닝 방지 편향 유닛을 사용한다. 복수의 빔릿의 도달 에너지의 변동 및 멀티 빔 장치의 대물렌즈의 대응하는 동작 조건과 관련하여, 줌 렌즈 및 투영 렌즈는 각각 줌 기능 및 회전 방지 기능을 수행하여 샘플 표면으로부터 검출 평면까지 총 이미징 배율 및 총 이미지 회전을 그대로 유지시키며, 따라서 검출 평면에 있는 전자 검출 디바이스의 복수의 검출 요소는 각각 복수의 빔릿에 의해 생성된 복수의 이차 전자빔을 검출할 수 있다. 스캐닝 방지 편향 유닛은 편향 스캐닝 유닛이 작은 스캔 영역에 걸쳐 복수의 빔릿을 스캔할 때 이차 전자빔들을 동기적으로 편향하여 검출 평면 상의 복수의 이차 전자빔의 도달 위치를 유지하는 스캔 방지 기능을 수행한다. 이차 투영 이미징 시스템은 하나의 필드 렌즈 및/또는 이차 빔 제한 개구를 추가로 사용하여 검출 평면상의 복수의 이차 전자빔의 크기를 줄일 수 있고, 그러므로 복수의 이차 전자빔의 수집 효율을 증가시키고 복수의 이차 전자빔 간의 크로스토크를 줄여준다. 이차 투영 이미징 시스템은 또한 하나의 정렬 편향기를 사용하여 줌 렌즈, 투영 렌즈 및 전자 검출 디바이스의 제조 및/또는 조립 오차로부터 비롯한 복수의 이차 전자빔과 복수의 검출 요소의 부조화를 제거할 수 있다. 줌 렌즈 또는 필드 렌즈는 또한 하나의 자기 렌즈를 사용한다면 회전 방지 기능을 수행할 수도 있다.
본 발명은 바람직한 실시 예와 관련하여 설명되었지만, 이하에서 청구되는 바와 같은 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 수정 및 변형이 이루어질 수 있음을 이해하여야 한다.

Claims (76)

  1. 다중 빔 장치 내 검출 디바이스의 이미징 시스템으로서,
    샘플 표면으로부터 방출된 복수의 하전된 입자 빔을 상기 검출 디바이스의 복수의 검출 요소에 각각 집속하기 위한 집속 수단; 및
    상기 다중 빔 장치 내의 자기 대물렌즈에 의해 초래된 상기 복수의 하전된 입자 빔의 회전을 상쇄하기 위한 회전 상쇄 수단을 포함하며,
    상기 집속 수단은 상기 이미징 시스템의 광학 축을 따라 차례대로 줌 렌즈 및 투영 렌즈를 포함하고,
    상기 자기 대물렌즈 및 상기 줌 렌즈는 상기 복수의 하전된 입자 빔을 전사 평면에 집속하며,
    상기 투영 렌즈는 복수의 하전된 입자 빔을 상기 전사 평면으로부터 상기 검출 디바이스상의 검출 평면상에 집속하는, 다중 빔 장치 내 검출 디바이스의 이미징 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 다중 빔 장치 내의 편향 스캐닝 유닛에 의해 초래되는 상기 검출 디바이스상의 상기 복수의 하전된 입자 빔의 스캐닝을 상쇄하기 위한 스캐닝 상쇄 수단을 더 포함하는, 다중 빔 장치 내 검출 디바이스의 이미징 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 복수의 하전된 입자 빔은 복수의 느린 이차 전자빔 및 복수의 후방 산란된 전자빔을 포함하는, 다중 빔 장치 내 검출 디바이스의 이미징 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 검출 디바이스는 반도체 다이오드 검출기인, 다중 빔 장치 내 검출 디바이스의 이미징 시스템.
  5. 제 2 항에 있어서, 상기 스캐닝 상쇄 수단은 상기 이미징 시스템의 진입 측에 가까이 배치되는, 다중 빔 장치 내 검출 디바이스의 이미징 시스템.
  6. 제 2 항에 있어서, 상기 스캐닝 상쇄 수단은 상기 이미징 시스템의 광학 축을 따라 차례대로 제 1 편향기 및 제 2 편향기를 포함하는, 다중 빔 장치 내 검출 디바이스의 이미징 시스템.
  7. 제 2 항에 있어서, 상기 줌 렌즈는 상기 광학 축을 따라 차례대로 제 1 정전 렌즈 및 제 2 정전 렌즈를 포함하는, 다중 빔 장치 내 검출 디바이스의 이미징 시스템.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 스캐닝 상쇄 수단은 상기 제 1 정전 렌즈와 제 2 정전 렌즈 사이에 위치하는, 다중 빔 장치 내 검출 디바이스의 이미징 시스템.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 줌 렌즈는 상기 회전 상쇄 수단인 자기 렌즈를 포함하는, 다중 빔 장치 내 검출 디바이스의 이미징 시스템.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 투영 렌즈는 정전 렌즈 및 상기 회전 상쇄 수단인 자기 렌즈를 포함하는, 다중 빔 장치 내 검출 디바이스의 이미징 시스템.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 복수의 하전된 입자 빔의 수차를 줄이기 위해 상기 전사 평면의 필드 렌즈를 더 포함하는, 다중 빔 장치 내 검출 디바이스의 이미징 시스템.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 필드 렌즈는 정전 렌즈를 포함하는, 다중 빔 장치 내 검출 디바이스의 이미징 시스템.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 필드 렌즈는 상기 회전 상쇄 수단인 자기 렌즈를 포함하는, 다중 빔 장치 내 검출 디바이스의 이미징 시스템.
  14. 제 1 항에 있어서, 적어도 하나의 개구부를 갖는 플레이트를 더 포함하고, 상기 플레이트의 하나의 개구부는 빔 제한 개구로서 상기 검출 디바이스상의 상기 복수의 하전된 입자 빔의 크기를 줄이기 위한 것인, 다중 빔 장치 내 검출 디바이스의 이미징 시스템.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 플레이트는 크기가 상이한 복수의 선택 가능한 개구부를 포함하는, 다중 빔 장치 내 검출 디바이스의 이미징 시스템.
  16. 제 14 항에 있어서, 상기 플레이트는 상기 투영 렌즈와 상기 검출 디바이스 사이의 상기 복수의 하전된 입자 빔의 크로스오버에 위치하는, 다중 빔 장치 내 검출 디바이스의 이미징 시스템.
  17. 제 1 항에 있어서, 상기 복수의 하전된 입자 빔의 비점수차를 줄이기 위한 비점수차 보정기를 더 포함하는, 다중 빔 장치 내 검출 디바이스의 이미징 시스템.
  18. 제 17 항에 있어서, 상기 비점수차 보정기는 상기 복수의 하전된 입자 빔의 크로스오버에서 위치하는, 다중 빔 장치 내 검출 디바이스의 이미징 시스템.
  19. 제 1 항에 있어서, 상기 복수의 하전된 입자 빔을 상기 검출 디바이스의 복수의 검출 요소와 각각 정렬하기 위한 정렬 편향기를 더 포함하는, 다중 빔 장치 내 검출 디바이스의 이미징 시스템.
  20. 제 19 항에 있어서, 상기 정렬 편향기는 상기 검출 디바이스와 상기 투영 렌즈 사이에 위치하는, 다중 빔 장치 내 검출 디바이스의 이미징 시스템.
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