KR102352097B1 - 멀티 빔 컬럼 내에서의 감소된 쿨롱 상호작용 - Google Patents

멀티 빔 컬럼 내에서의 감소된 쿨롱 상호작용 Download PDF

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Abstract

멀티 빔 검사 시스템의 조명 경로 내의 쿨롱 효과(Coulomb effect)를 감소시킴으로써 멀티 전자 빔 시스템의 성능이 개선될 수 있다. 다수의 구멍을 갖는 빔 제한 개구가 전자 빔 소스와 멀티 렌즈 어레이 사이, 예를 들어 전계가 없는 영역에 위치될 수 있다. 빔 제한 개구는, 전자 빔 소스와 멀티 렌즈 어레이 사이의 쿨롱 상호작용(Coulomb interaction)을 감소시키도록 구성된다. 빔 제한 개구를 갖는 전자 빔 시스템은 스캐닝 전자 현미경에서 사용될 수 있다.

Description

멀티 빔 컬럼 내에서의 감소된 쿨롱 상호작용
본 개시는 전자 빔 시스템에 관한 것이다.
이전의 전자 빔 검사 시스템은 쇼트키 열 전계 전자 방출기(Schottky thermal field electron emitter)에 의해 전자 빔을 생성했다. 방출기를 둘러싸는 억제기 전극이 있었으며, 억제기 전극은, 방출기의 섕크(shank)로부터의 원치 않는 열 전자가 1차 빔 내에 진입하는 것을 억제했다. 추출기 전극 상의 전압은 팁(tip)의 꼭대기에서의 전계를 결정했다. 팁에서의 전계는, 팁으로부터 추출될 수 있는 전류의 양을 결정했다. 추출기 이후의 애노드 또는 제2 전극은, 원하는 에너지까지 빔을 가속시키기 위해 일반적으로 사용되었다. 방출기로부터의 전류 분포는 여러 수준으로 연장되었다. 전자 빔 검사 시스템에서, 높은 분해능을 위해 1도 미만의 작은 소스 수광각(acceptance angle)이 요구될 수 있다. 스캐닝 전자 현미경(SEM, scanning electron microscope)에서, 사용되지 않는 전자를 차단하기 위해 분사 개구(spray aperture)가 일반적으로 사용된다. 컬럼(column)의 더 아래에 있는 제2 개구는, 대물 렌즈의 개구수(NA, numerical aperture)를 설정하는 동공 개구(pupil aperture)로서의 역할을 할 수 있다. 그러한 설계는 여전히 쿨롱 효과(Coulomb effect)에 대한 문제를 갖는다.
따라서, 필요한 것은, 개선된 전자 빔 시스템이다.
제1 실시예에서, 전자 빔 시스템이 제공된다. 전자 빔 시스템은 전자 빔 소스; 멀티 렌즈 어레이; 및 복수의 구멍을 규정하는 빔 제한 개구를 포함한다. 빔 제한 개구는 전자 빔 소스와 멀티 렌즈 어레이 사이에 배치된다. 빔 제한 개구는, 전자 빔 소스와 멀티 렌즈 어레이 사이의 쿨롱 상호작용(Coulomb interaction)을 감소시키도록 구성된다. 빔 제한 개구는 실리콘, 금속, 또는 금속 합금으로 제조될 수 있다. 전자 빔 소스는 방출기, 억제기, 및 추출기를 포함할 수 있다.
빔 제한 개구는, 1V/mm 미만의 전계를 갖는, 전자 빔 소스와 멀티 렌즈 어레이 사이의 위치에 배치될 수 있다. 예컨대, 전자 빔 소스와 멀티 렌즈 어레이 사이의 해당 위치에는 전계가 없을 수 있다.
빔 제한 개구는, 적어도 6개의 구멍을 규정할 수 있다. 빔 제한 개구는, 구멍이 1μm 내지 100μm의 직경을 각각 갖도록 규정할 수 있다. 예컨대, 구멍 각각에 대한 직경은 50μm일 수 있다. 빔 제한 개구는, 구멍이 2μm 내지 100μm의 피치(pitch)를 갖도록 규정할 수 있다. 예컨대, 피치는 100μm일 수 있다. 빔 제한 개구는, 구멍이 각각 둥글도록 규정할 수 있다. 구멍은 빔 제한 개구 내에 다각형 배열로 배치될 수 있다.
스캐닝 전자 현미경은 제1 실시예의 설계 예 또는 변형예 중 임의의 설계의 전자 빔 시스템을 포함할 수 있다.
제2 실시예에서 방법이 제공된다. 방법은, 전자 빔을 생성하는 단계; 전자 빔을 추출하는 단계; 복수의 구멍을 규정하는 빔 제한 개구를 통해 전자 빔을 지향시키는 단계; 및 전자 빔의 투영 방향에 대하여 빔 제한 개구의 하류(downstream)에 위치된 멀티 렌즈 어레이를 통해 전자 빔을 지향시키는 단계를 포함한다. 빔 제한 개구는, 전자 빔 소스와 멀티 렌즈 배열 사이의 쿨롱 상호작용을 감소시키도록 구성된다.
전자 빔이 빔 제한 개구를 통과할 때, 전자 빔은, 1V/mm 미만의 전계를 갖는 영역 내에 있을 수 있다. 예컨대, 해당 영역은, 전계가 없는 영역일 수 있다.
멀티 렌즈 어레이를 통과하는 전자 빔은 50nm의 직경으로 포커싱될 수 있다.
제3 실시예에서 시스템이 제공된다. 시스템은, 전자 빔을 생성하도록 구성된 전자 빔 소스; 웨이퍼의 상류(upstream)에 위치된 멀티 렌즈 어레이; 복수의 구멍을 규정하는 빔 제한 개구; 및 웨이퍼의 표면으로부터 되돌아오는 전자 빔으로부터 전자를 검출하도록 구성된 검출기를 포함한다. 빔 제한 개구는 전자 빔 소스와 멀티 렌즈 어레이 사이에 배치된다. 빔 제한 개구는, 전자 빔 소스와 멀티 렌즈 어레이 사이의 쿨롱 상호작용을 감소시키도록 구성된다.
빔 제한 개구는, 1V/mm 미만의 전계를 갖는, 전자 빔 소스와 멀티 렌즈 어레이 사이의 위치에 배치될 수 있다. 예컨대, 전자 빔 소스와 멀티 렌즈 어레이 사이의 해당 위치에는 전계가 없을 수 있다.
본 개시의 본질 및 목적에 대한 보다 완전한 이해를 위해서는, 다음과 같은 첨부 도면과 관련하여 취해진 다음의 상세한 설명을 참조해야 한다.
도 1은 본 개시에 따른 전자 빔 시스템의 실시예의 개략도이다.
도 2는 제1 전자 빔 히스토그램(histogram)이다.
도 3은 제2 전자 빔 히스토그램이다.
도 4는 제3 전자 빔 히스토그램이다.
도 5는 제4 전자 빔 히스토그램이다.
도 6은 제5 전자 빔 히스토그램이다.
도 7은 본 개시에 따른 시스템의 실시예이다.
도 8은 본 개시에 따른 방법의 흐름도이다.
청구되는 주제는 특정 실시예의 관점에서 설명될 것이지만, 본 명세서에 설명된 모든 이점과 특징을 제공하지는 않는 실시예를 비롯한 다른 실시예 또한 본 개시의 범위 내에 있다. 본 개시의 범위로부터 벗어나지 않으면서도 다양한 구조적 변경, 논리적 변경, 공정 단계 변경, 및 전자적 변경이 이루어질 수 있다. 따라서, 본 개시의 범위는, 첨부된 청구범위에 대한 참조에 의해서만 규정된다.
본 명세서에 개시되는 실시예는, 멀티 빔 검사 시스템의 조명 경로 내에서 쿨롱 효과를 감소시킴으로써 멀티 전자 빔 시스템의 성능을 개선시킨다. 빔 제한 개구(BLA, beam limiting aperture)는, 사용되지 않는 전자가 하류로 계속되는 것을 차단하기 위해, 예를 들어 충전 및/또는 가스 이온화를 방지하기 위해, 사용될 수 있다. BLA는, 쿨롱 효과를 감소시키도록 도울 수 있다. 전자는 대전된 입자이기 때문에, 전자가 전자 광학 컬럼을 통해 이동함에 따라서, 쿨롱의 법칙에 의해 설명되는 바와 같이 전자는 서로 상호작용한다. 전자 컬럼 내의 전자의 수의 누적 효과 및 전자 컬럼 내에서 전자가 소요하는 시간의 길이는 쿨롱 효과의 크기를 결정한다. 전자 소스에 가까운 빔 경로 내에 BLA를 도입하는 것은, 전자를 제거하여, 전자 경로의 대부분 중 전자 광 컬럼 내에 더 적은 전자가 존재하도록 한다. 더 적은 전자가 존재하므로, 쿨롱 효과의 크기는 감소될 수 있다.
도 1은 전자 빔 시스템(100)의 실시예의 개략도이다. 전자 빔 시스템(100)은 전자 빔 소스(101), 빔 제한 개구(BLA)(103), 및 멀티 렌즈 어레이(MLA, multi-lens array)(104)를 포함한다. 전자 빔 소스(101)는 방출기(109), 억제기(110), 및 추출기(102)를 포함할 수 있다.
공간 전하 효과를 감소시키기 위해 BLA(103)는 전자 빔 소스(101)에 근접하게 위치될 수 있다. 한 예에서, BLA(103)는, 추출기(102)에 최대한 가까운, 전계가 없는 영역 내에 있다. 이는, 접지 전위 상태인, 애노드(106)의 약간 아래의 영역일 수 있다.
BLA(103)는 실리콘, 금속, 금속 합금, 또는 수용가능한 전력 및/또는 열 방산을 제공하는 또 다른 물질로 제조될 수 있다. BLA(103)의 물질은, 열에 의해 야기되는 왜곡 또는 융해에 저항할 수 있다. BLA(103)는 애노드(106)에 연결될 수 있다. BLA(103)는 2μm 내지 25μm의 두께를 가질 수 있지만, 다른 치수가 가능하다.
BLA(103)는 "후추통(pepper pot)" BLA로 지칭될 수 있다. 도 1의 BLA(103)는 BLA(103)를 통해 다수의 구멍(105)을 규정한다. BLA(103)는 하나의 구멍(105)에서부터 2,000개 또는 3,000개의 구멍(103)을 포함할 수 있으며, 이는 그 사이의 모든 범위 및 값을 포함한다. 한 예에서, BLA(103)는 6개 또는 7개의 구멍(105)을 규정한다. 더 많거나 더 적은 구멍(105)이 BLA(103) 내에 포함될 수 있다.
각 구멍(105)은 1μm 내지 100μm의 직경을 가질 수 있으며, 이는 그 사이의 0.5μm 단위의 모든 값 및 범위를 포함한다. 한 예에서, 각 구멍(105)은 50μm의 직경을 갖는다. 또 다른 예에서, 각 구멍(105)은 1μm 내지 10μm의 직경을 가지며, 이는 그 사이의 0.5μm 단위의 모든 값 및 범위를 포함한다. 조명이 MLA(104)의 동공 개구를 과도하게 채우도록, 구멍(105)은 전자 빔의 크기에 비해 약간 더 크게 사이징될 수 있다. BLA(103)는, 전자 빔의 일부를 차단하는 차폐부(shield)로서도 소용될 수 있다.
구멍(105)은, 2μm 내지 100μm의 피치를 갖도록 BLA(103) 내에 위치될 수 있으며, 이는 그 사이의 0.5μm 단위의 모든 값 및 범위를 포함한다. 한 예에서, BLA(103) 내의 구멍(105)의 피치는 100μm이다.
도 1의 나머지 부분과의 비례에 맞게 도시되지 않은 도 1의 삽도는, 라인 A-A를 따라서 취해진 BLA(103)의 정면도의 예이다. 구멍(105) 각각은 둥글거나, 다각형이거나, 다른 형상일 수 있다. 6개의 구멍(105)은 (점선으로 도시된) 다각형 패턴으로 배열된다.
또 다른 예에서, BLA(103)는 다각형 배열로 7개의 구멍(105)을 규정한다. 또 다른 예에서, BLA(103)는 대략 1,000개의 구멍(105)을 규정한다. 검사용 BLA(103)의 한 예에서, BLA(103)는 331개의 구멍(105)을 포함한다.
원을 근사하는 방식으로 구멍(105)이 배열될 것이기 때문에, 구멍(105)을 BLA(103) 내에 다각형 패턴으로 배열하는 것은 이로울 수 있다. 전자 빔 검사 시스템에서 사용되는 전자 광학계는 회전 대칭일 수 있다. 접사 전자 렌즈(macroscopic electron lens) 내의 영역을 최적화하기 위해, 원을 근사하는 패턴이 요구될 수 있다.
전자 빔 소스(101)에 의해 생성되는 전자 빔(107)은, 전자 빔(107)이 BLA(103)의 구멍(105)을 통과함에 따라서 BLA(103)에 의해 복수의 빔렛(beamlet)(108)으로 바뀐다. 각 구멍(105)은 하나의 빔렛(108)을 생성한다. 각 빔렛(108)은 BLA(103)를 떠날 때 직경이 대략적으로 50nm일 수 있다. 전자 빔 시스템(100)의 설계는, 서로로부터 이격되어 펼쳐지는 다수의 작은 빔렛(108)을 제공할 수 있다. 전자 빔(107)의 나머지는 BLA(103)에 의해 차단된다.
MLA(104)는 2D 렌즈 어레이를 포함한다. MLA(104) 내의 개별 렌즈는 해당 렌즈에 대한 제3 축 또는 광축을 따라서 더 많은 구멍을 가질 수 있다. 한 예에서, MLA(104)의 렌즈 내의 구멍과 BLA(103) 내의 구멍(105)의 일대일 매핑이 존재한다.
정전식일 수 있는 MLA(104)를 가득 차게 조명함으로써 멀티 빔 시스템이 생성된다. 정전식 렌즈는, MLA(104)의 개구에 걸쳐 전계를 인가함으로써 형성된다. 각 개별 렌즈는, 가상 소스 평면에 전자 빔 소스(101)의 이미지를 만들고, 이는 이후에 웨이퍼 상으로 축소된다(de-magnified). MLA(104)를 조명하기 위해, 소스로부터 큰 조명각이 요구될 수 있다. 예컨대, 이러한 조명각은 최대 2도일 수 있지만, 다른 값이 가능하다.
BLA(103)는 전자 빔 소스(101)와 MLA(104) 사이에 위치된다. BLA(103)는, 1V/mm 미만이거나 전계가 없는 영역 또는 위치의, 전자 빔 소스(101)와 MLA(104) 사이에 위치될 수 있으며, 이는 구멍(105)에 의한 최소의 렌징 효과(lensing effect)가 존재할 수 있거나 그러한 렌징 효과가 존재하지 않을 수도 있다는 것을 의미한다. 따라서, BLA(103)는 빔렛(108)을 포커싱하지 않을 수 있다. 전계가 없다는 것은 0V/mm를 의미할 수 있지만, 렌징 효과가 발생하지 않는 0V/mm 근처의 다른 값일 수 있다. BLA(103)를 전자 빔 소스(101)와 BLA(104) 사이에 위치시키는 것은 이 영역 내의 쿨롱 상호작용을 감소시킬 수 있다. 그렇게 하여, BLA(103)는 광학 컴포넌트로서의 역할을 하지 않을 수 있으며, 이는 허용오차 요건을 감소시킨다. 한 예에서, 웨이퍼에 전달되는 전자 빔 전류는 대략 3nm 내지 10nm의 분해능에서 2배, 3배, 또는 4배로 증배될 수 있다.
전자 상호작용 및 쿨롱 상호작용은 문제를 야기할 수 있다. 예컨대, 이들 상호작용은, 색수차 또는 색분산에 의해 야기되는 블러(blur)를 증가시킬 수 있다. 측방향 블러를 정정하는 것은 가능하지 않을 수 있다. BLA(103)는, 전자 빔 소스(101)와 MLA(104) 사이의 쿨롱 상호작용을 감소시키도록 구성된다. 빔렛(108)의 분리는, 크로스토크(cross-talk)를 감소시킴으로써 성능을 더 개선시킬 수 있다.
한 예에서, 방출기(109)는 -VE에서 동작하고, 추출기(102)는 -Vext에서 동작하고, 억제기(110)는 -VS(예컨대, -VE-1000V)에서 동작하고, 애노드는 0V에서 동작한다. 전압은 MLA 104에도 인가될 수 있다. 예컨대, -VE는 6000V 내지 30,000V이고 -Vext는 3000V 내지 7000V에 -VE를 더한 값이다.
전자 빔 또는 빔렛(108)의 방향에 대하여 MLA(104)의 하류에는, 적어도 하나의 코일(113) 및 극편(pole-piece)(112)을 갖는 자기 렌즈(111)가 있다. 요소(114)는 빔렛(108)의 궤적, 포커스, 및/또는 크기를 조정한다.
전자 빔 시스템(100)은, 예컨대, SEM 또는 다른 디바이스에서 사용될 수 있다.
도 2 내지 도 6은 몬테 카를로 시뮬레이션으로부터의 전자 빔 히스토그램이다. 도 3은 BLA의 상류의 250μm 전자 빔을 도시한다. 도 4는 BLA의 하류의 전자 빔을 도시한다. 도 5는 MLA의 상류의 전자 빔을 도시한다. 도 6은 MLA의 하류의 전자 빔을 도시한다. 도 7은 전자 빔의 중간 이미지를 도시한다. 본 명세서에 개시된 바와 같은 BLA의 사용은, 도 3 내지 도 7의 시뮬레이션에 의해 도시된 바와 같이 쿨롱 블러를 감소시킨다. 중앙 전자 빔 블러는, BLA가 없을 때의 49nm에 비해, D2080 = 31nm로부터 감소된다. 총 전류는, BLA가 없을 때의 16.1nA로부터 BLA가 있을 때의 6.3nA로 감소된다. 이들 시뮬레이션에서 보이는 바와 같이, BLA는, BLA가 없는 시스템보다 거의 2배 우수한, 개선된 성능을 제공할 수 있다.
본 명세서에 설명된 실시예는, 도 7의 시스템(200)과 같은, 시스템을 포함하거나 그러한 시스템에서 수행될 수 있다. 시스템(200)은, 적어도 에너지 소스 및 검출기를 포함하는 출력 취득 서브시스템을 포함한다. 출력 취득 서브시스템은 전자 빔 기반 출력 취득 서브시스템일 수 있다. 예컨대, 한 실시예에서, 웨이퍼(204)에 지향되는 에너지는 전자를 포함하고, 웨이퍼(204)로부터 검출되는 에너지는 전자를 포함한다. 이러한 방식으로, 에너지 소스는 전자 빔 소스(202)일 수 있으며, 이는 본 명세서에 개시된 바와 같은 전자 빔 시스템을 포함하거나 그러한 전자 빔 시스템과 커플링될 수 있다. 도 7에 도시된 하나의 그러한 실시예에서, 출력 취득 서브시스템은, 컴퓨터 서브시스템(207)에 커플링된 전자 광학 컬럼(201)을 포함한다.
도 7에 또한 도시된 바와 같이, 전자 광학 컬럼(201)은, 하나 이상의 요소(203)에 의해 웨이퍼(204)에 포커싱되는 전자를 생성하도록 구성된 전자 빔 소스(202)를 포함한다. 전자 빔 소스(202)는 방출기를 포함할 수 있고, 하나 이상의 요소(203)는, 예컨대, 건 렌즈(gun lens), 애노드, BLA, MLA, 게이트 밸브, 빔 전류 선택 개구, 대물 렌즈, 및/또는 스캐닝 서브시스템을 포함할 수 있다. 전자 컬럼(201)은, 당업계에 공지된 임의의 다른 적합한 요소를 포함할 수 있다. 단 하나의 전자 빔 소스(202)가 도시되었지만, 시스템(200)은 다수의 전자 빔 소수(202)를 포함할 수 있다.
웨이퍼(204)로부터 되돌아오는 전자(예컨대, 2차 전자)는, 하나 이상의 요소(205)에 의해 검출기(206)에 포커싱될 수 있다. 하나 이상의 요소(205)는, 예컨대, 스캐닝 서브시스템을 포함할 수 있으며, 이는 요소(들)(203) 내에 포함된 동일한 스캐닝 서브시스템일 수 있다. 전자 컬럼(201)은, 당업계에 공지된 임의의 다른 적합한 요소를 포함할 수 있다.
도 7에서는 전자가 경사 입사각으로 웨이퍼(204)에 지향되고 또 다른 경사각으로 웨이퍼로부터 산란되도록 전자 컬럼(201)이 구성되는 것으로 도시되어 있지만, 전자 빔은 임의의 적합한 각도로 웨이퍼에 지향되고 웨이퍼로부터 산란될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 또한, 전자 빔 기반 출력 취득 서브시스템은, 웨이퍼(204)의 이미지를 생성하기 위해 (예컨대, 상이한 조명각, 수광각 등을 갖는) 다수의 모드를 사용하도록 구성될 수 있다. 전자 빔 기반 출력 취득 시스템의 다수의 모드는, 출력 취득 서브시스템의 임의의 이미지 생성 파라미터가 상이할 수 있다.
컴퓨터 서브시스템(207)은 검출기(206)와 전자적으로 통신할 수 있다. 검출기(206)는, 웨이퍼(204)의 표면으로부터 되돌아오는 전자를 검출할 수 있으며, 이에 의해 웨이퍼(204)의 전자 빔 이미지를 형성한다. 전자 빔 이미지는, 임의의 적합한 전자 빔 이미지를 포함할 수 있다. 컴퓨터 서브시스템(207)은, 검출기(206)의 출력 및/또는 전자 빔 이미지를 사용하여 다른 기능 또는 추가적인 단계를 수행하도록 구성될 수 있다.
전자 빔 기반 출력 취득 서브시스템의 구성을 일반적으로 도시하기 위해 도 7이 본 명세서에서 제공된다는 점에 유의해야 한다. 본 명세서에 설명된 전자 빔 기반 출력 취득 서브시스템 구성은, 상용 출력 취득 시스템을 설계할 때 일반적으로 수행되는 바와 같이 출력 취득 서브시스템의 성능을 최적화하기 위해 변경될 수 있다. 또한, 본 명세서에 설명된 시스템은, 기존의 시스템을 사용하여(예컨대, 본 명세서에 설명된 기능을 기존의 시스템에 추가함으로써) 구현될 수 있다. 일부 그러한 시스템의 경우, 본 명세서에 설명된 방법은 해당 시스템의 선택적인 기능으로서(예컨대, 해당 시스템의 다른 기능에 추가하여) 제공될 수 있다.
한 실시예에서, 시스템(200)은 검사 시스템이다. 예컨대, 본 명세서에 설명된 전자 빔 출력 취득 서브시스템은 검사 시스템으로서 구성될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 시스템(200)은 결함 검토 시스템이다. 예컨대, 본 명세서에 설명된 전자 빔 출력 취득 서브시스템은 결함 검토 시스템으로서 구성될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 시스템(200)은 계측 시스템이다. 예컨대, 본 명세서에 설명된 전자 빔 출력 취득 서브시스템은 계측 시스템으로서 구성될 수 있다. 특히, 본 명세서에 설명되고 도 7에 도시된 시스템(200)의 실시예는, 해당 시스템이 사용될 응용예에 따라 상이한 이미징 능력을 제공하기 위해 하나 이상의 파라미터가 수정될 수 있다. 하나의 그러한 예에서, 도 7에 도시된 시스템(200)은, 검사를 위해서보다는 결함 검토 또는 계측을 위해서 사용되어야 한다면 더 높은 분해능을 갖도록 구성될 수 있다. 즉, 도 7에 도시된 시스템(200)의 실시예는, 이는 상이한 응용예에 대해 다소간 적합한 상이한 이미징 능력을 갖는 출력 취득 서브시스템을 산출하기 위해 다수의 방식으로 맞춤화될 수 있는 시스템(200)에 대한 몇몇 일반적인 구성 및 다양한 구성을 설명한다.
특히, 본 명세서에 설명된 실시예는, 전자 빔 검사기 또는 결함 검토 도구, 마스크 검사기, 가상 검사기, 또는 다른 디바이스와 같은 출력 취득 서브시스템의 컴포넌트이거나 그러한 출력 취득 서브시스템에 커플링된 컴퓨터 노드 또는 컴퓨터 클러스터 상에 설치될 수 있다. 이러한 방식으로, 본 명세서에 설명된 실시예는, 웨이퍼 검사, 마스크 검사, 전자 빔 검사 및 검토, 계측, 또는 다른 응용예를 포함하지만 이들로 한정되지는 않는 다양한 응용예를 위해 사용될 수 있는 출력을 생성할 수 있다. 도 7에 도시된 시스템(200)의 특성은, 해당 시스템이 그 출력을 생성할 시편에 기초하여, 전술한 바와 같이 수정될 수 있다.
도 8은 방법(300)의 흐름도이다. 전자 빔이 생성(301)되고, 추출(302)되고, BLA를 통해 지향되고(303), 전자 빔의 투영 방향에 대하여 BLA의 하류에 있는 MLA를 통해 지향된다(304). BLA는 다수의 구멍을 규정한다. BLA는, 전자 빔 소스와 멀티 렌즈 어레이 사이의 쿨롱 상호작용을 감소시키도록 구성된다. 전자 빔이 BLA를 통과할 때, 전자 빔은, 1V/mm 미만인 영역 또는 전계가 없는 영역 내에 있을 수 있다. MLA를 통과하는 전자 빔은, 예컨대, 50nm의 직경으로 포커싱될 수 있다.
방법의 단계 각각은, 본 명세서에 설명된 바와 같이 수행될 수 있다. 방법은 또한, 본 명세서에서 설명된 제어기 및/또는 컴퓨터 서브시스템(들)이나 시스템(들)에 의해 수행될 수 있는 임의의 다른 단계(들)를 포함할 수 있다. 단계들은, 본 명세서에서 설명된 임의의 실시예들에 따라 구성될 수 있는 하나 이상의 컴퓨터 시스템에 의해 수행될 수 있다. 또한, 전술한 방법은, 본 명세서에 설명된 시스템 실시예 중 임의의 실시예에 의해 수행될 수 있다.
본 개시는 하나 이상의 특정 실시예와 관련하여 설명되었지만, 본 개시의 범위로부터 벗어나지 않으면서도 본 개시의 다른 실시예가 실시될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 따라서, 본 개시는, 첨부된 청구범위 및 이의 합리적인 해석에 의해서만 한정되는 것으로 간주된다.

Claims (20)

  1. 전자 빔 시스템에 있어서,
    전자 빔 소스;
    멀티 렌즈 어레이;
    복수의 구멍을 규정하는 빔 제한 개구 - 상기 빔 제한 개구는 상기 전자 빔 소스와 상기 멀티 렌즈 어레이 사이에 배치되고, 상기 빔 제한 개구는, 상기 전자 빔 소스와 상기 멀티 렌즈 어레이 사이의 빔 블러(beam blur)를 감소시키도록 구성됨 - ;
    상기 멀티 렌즈 어레이의 상기 전자 빔 소스로부터 반대측에 있는 요소 - 상기 요소는, 상기 멀티 렌즈 어레이로부터의 빔렛(beamlet)의 초점 길이를 조정하도록 구성됨 - ; 및
    상기 멀티 렌즈 어레이와 상기 요소 사이에 배치된 자기 렌즈
    를 포함하고, 상기 빔 제한 개구의 복수의 구멍은 서로로부터 이격되는 복수의 빔렛을 제공하도록 구성되고, 상기 빔 제한 개구로부터의 상기 복수의 빔렛은 상기 빔 제한 개구와 상기 요소 사이에서 함께 결합되지 않는 것인, 전자 빔 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 빔 제한 개구는 상기 전자 빔 소스와 상기 멀티 렌즈 어레이 사이의 위치에 배치되고, 상기 위치는 1V/mm 미만의 전계를 갖는, 전자 빔 시스템.
  3. 제2항에 있어서, 상기 전자 빔 소스와 상기 멀티 렌즈 어레이 사이의 상기 위치에는 전계가 없는, 전자 빔 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 상기 빔 제한 개구는, 적어도 6개의 구멍을 규정하는, 전자 빔 시스템.
  5. 제1항에 있어서, 상기 전자 빔 소스는 방출기, 억제기, 및 추출기를 포함하는, 전자 빔 시스템.
  6. 제1항에 있어서, 상기 빔 제한 개구는, 상기 구멍이 1μm 내지 100μm의 직경을 각각 갖도록 규정하는, 전자 빔 시스템.
  7. 제6항에 있어서, 상기 구멍 각각에 대한 직경은 50μm인, 전자 빔 시스템.
  8. 제1항에 있어서, 상기 빔 제한 개구는, 상기 구멍이 2μm 내지 100μm의 피치(pitch)를 갖도록 규정하는, 전자 빔 시스템.
  9. 제8항에 있어서, 상기 피치는 100μm인, 전자 빔 시스템.
  10. 제1항에 있어서, 상기 빔 제한 개구는 실리콘, 금속, 또는 금속 합금으로 제조되는, 전자 빔 시스템.
  11. 제1항에 있어서, 상기 빔 제한 개구는, 상기 구멍이 각각 둥글도록 규정하는, 전자 빔 시스템.
  12. 제1항에 있어서, 상기 구멍은 상기 빔 제한 개구 내에 다각형 배열로 배치되는, 전자 빔 시스템.
  13. 제1항의 전자 빔 시스템을 포함하는 스캐닝 전자 현미경.
  14. 방법에 있어서,
    전자 빔을 생성하는 단계;
    상기 전자 빔을 추출하는 단계;
    복수의 구멍을 규정하는 빔 제한 개구를 통해 상기 전자 빔을 지향시키는 단계;
    상기 전자 빔의 투영 방향에 대하여 상기 빔 제한 개구의 하류(downstream)에 위치된 멀티 렌즈 어레이를 통해 상기 전자 빔을 지향시키는 단계 - 상기 빔 제한 개구는, 전자 빔 소스와 상기 멀티 렌즈 어레이 사이의 빔 블러를 감소시키도록 구성됨 - ;
    상기 전자 빔의 투영 방향에 대하여 상기 멀티 렌즈 어레이의 하류에 위치된 자기 렌즈를 통해 상기 전자 빔을 지향시키는 단계; 및
    상기 전자 빔의 투영 방향에 대하여 상기 자기 렌즈의 하류에 위치된 요소를 통해 상기 전자 빔을 지향시키는 단계 - 상기 요소는, 상기 자기 렌즈로부터의 빔렛의 초점 길이를 조정하도록 구성됨 -
    를 포함하고, 상기 빔 제한 개구의 복수의 구멍은 서로로부터 이격되는 복수의 빔렛을 제공하도록 구성되고, 상기 빔 제한 개구로부터의 상기 복수의 빔렛은 상기 빔 제한 개구와 상기 요소 사이에서 함께 결합되지 않는 것인, 방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 전자 빔이 상기 빔 제한 개구를 통과할 때, 상기 전자 빔은, 1V/mm 미만의 전계를 갖는 영역 내에 있는, 방법.
  16. 제15항에 있어서, 상기 영역은, 전계가 없는 영역인, 방법.
  17. 제14항에 있어서, 상기 멀티 렌즈 어레이를 통과하는 상기 전자 빔은 50nm의 직경으로 포커싱되는, 방법.
  18. 시스템에 있어서,
    전자 빔을 생성하도록 구성된 전자 빔 소스;
    웨이퍼의 상류(upstream)에 위치된 멀티 렌즈 어레이;
    복수의 구멍을 규정하는 빔 제한 개구 - 상기 빔 제한 개구는 상기 전자 빔 소스와 상기 멀티 렌즈 어레이 사이에 배치되고, 상기 빔 제한 개구는, 상기 전자 빔 소스와 상기 멀티 렌즈 어레이 사이의 빔 블러를 감소시키도록 구성됨 - ;
    상기 멀티 렌즈 어레이의 상기 전자 빔 소스로부터 반대측에 있는 요소 - 상기 요소는, 상기 멀티 렌즈 어레이로부터의 빔렛의 초점 길이를 조정하도록 구성됨 - ;
    상기 멀티 렌즈 어레이와 상기 요소 사이에 배치된 자기 렌즈; 및
    상기 웨이퍼의 표면으로부터 되돌아오는 상기 전자 빔으로부터 전자를 검출하도록 구성된 검출기
    를 포함하고, 상기 빔 제한 개구의 복수의 구멍은 서로로부터 이격되는 복수의 빔렛을 제공하도록 구성되고, 상기 빔 제한 개구로부터의 상기 복수의 빔렛은 상기 빔 제한 개구와 상기 요소 사이에서 함께 결합되지 않는 것인, 시스템.
  19. 제18항에 있어서, 상기 빔 제한 개구는 상기 전자 빔 소스와 상기 멀티 렌즈 어레이 사이의 위치에 배치되고, 상기 위치는 1V/mm 미만의 전계를 갖는, 시스템.
  20. 제19항에 있어서, 상기 전자 빔 소스와 상기 멀티 렌즈 어레이 사이의 상기 위치에는 전계가 없는, 시스템.
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