KR102475204B1 - 샘플을 검사 및/또는 처리하기 위한 장치 및 방법 - Google Patents

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칼 짜이스 에스엠티 게엠베하
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Abstract

본 발명은 샘플(400, 2010)을 검사 및/또는 처리하기 위한 장치(2400, 2600)에 관한 것이며, 이 장치는 (a) 샘플(400, 2010)의 표면 상에서 향하게 될 수 있는 대전 입자 빔(840)을 제공하기 위한 주사 입자 현미경(2410); 및 (b) 편향 가능한 프로브(200, 500, 800, 900, 1000, 1100, 1200, 1300, 1500, 1600, 1640, 1670, 2600)를 가진 주사 프로브 현미경(2470)을 포함하며; (c) 검출 구조(230, 530, 1030, 1130, 133, 30, 1630, 1690, 2630)가 편향 가능한 프로브(200, 500, 800, 900, 1000, 100, 1200, 1300, 1500, 1600, 1640, 1670, 2600)에 부착된다.

Description

샘플을 검사 및/또는 처리하기 위한 장치 및 방법
본 출원은 "샘플을 검사 및/또는 처리하기 위한 장치 및 방법"이라는 명칭의 독일 특허 출원 제 DE 10 2018 210 098.5호의 이익을 청구하며, 이 독일 특허 출원은 양수인에게 양도되었으며 그 전체가 본 명세서에서 참조로서 인용된다.
본 발명은 샘플을 검사 및/또는 처리하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 샘플의 입자를 움직이기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
반도체 산업에서 증가하는 집적 밀도의 결과로, 포토리소그라피 마스크는 웨이퍼 상에 점점 더 작은 구조를 이미징해야 한다. 포토리소그라피 면에서, 증가하는 집적 밀도로의 경향은, 포토리소그라피 시스템의 노광 파장을 더욱더 짧은 파장으로 시프트시킴으로써 해결된다. 포토리소그라피 시스템이나 리소그라피 시스템에서 광원으로서 현재 자주 사용되는 것으로는 ArF(불화 아르곤) 엑시머 레이저가 있으며, 이러한 ArF 엑시머 레이저는 대략 193nm의 파장에서 방출한다.
주변으로부터의 입자가 포토리소그라픽 마스크, 포토마스크 또는 단지 마스크 상에 퇴적될 수 있으며, 이 마스크의 이미징 기능을 손상시킬 수 있다. 입자는, 표준으로서는 마스크 제조 동안 및 마스크의 동작 동안 세척 단계에 의해 마스크의 표면으로부터 제거된다. 일반적으로, 입자는 샘플 상에 존재할 수 도 있으며, 샘플의 기능에 부정적인 영향을 미칠 수 도 있다.
포토리소그라픽 마스크의 감소하는 구조적 치수는 세척 공정의 어려움을 증가시키고 있다. 게다가, 감소하는 노광 파장의 결과로, 마스크의 표면 상에 흡수되는 더욱더 작은 이물질이나 먼지 입자가 웨이퍼 상의 노광 공정 동안 볼 수 있게 되고 있다.
나노-조작기(nano-manipulator)나 마이크로-조작기, 예를 들어 주사 프로브 현미경의 측정 팁을 이용하여 나노입자의 움직임을 검사하는 일부 문헌이 예시적인 방식으로 이하에서 언급한다: H.H. Pieper: "형석 구조를 가진 자연 그대로 및 금이 덮인 표면의 모폴로지 및 전위", 논문, 오스나브뤼크(Osnabr
Figure 112021006911655-pct00001
ck) 대학, 2012년; S. Darwich 등: "동적 모드에서의 원자력 현미경술에 의한 금 콜로이덜 나노입자의 조작: 입자-기판 화학술 및 모폴로지의 영향, 및 동작 조건", Beilstein J. Nanotechnol., vol. 2 (2011), 85-98 페이지; H.H. Pieper 등: "단결정의 CeO2(111) 표면 및 Si(111) 지지된 산화세륨 막의 모폴로지 및 나노 구조", Phys. Chemistry Chemical Physics, vol. 14, 15361ff 페이지, 2013; E. Gallagher 등: "EUVL 마스크 수리: 나노매칭에 의한 옵션 확장", BACUS, vol. 3, no. 3 (2013), 1-8 페이지; M. Martin 등: "비접촉 원자력 현미경술을 활용한 Ag 나노입자의 조작", Appl. Phys. Lett., vol. 72, no. 11, 1998, 9월, 1505-1507 페이지; P.J. Durston 등: "주사 터널링 현미경에 의한 그래파이트 상의 패시베이트된(passivated) 금 클러스터의 조작", Appl. Phys. Lett., vol. 72, no.2, 1998, 1월, 176-178 페이지; R.Requicha: "원자력 현미경에 의한 나노 조작", Nanotechnology Online, ISBN: 9783527628155; C. Baur 등: "기계적 푸싱에 의한 나노입자 조작: 기저의 현상과 실시간 모니터링", Nanotechnology 9(1998), 360-364 페이지; J.D. Beard 등: "나노리소그라피 및 생물학적 응용을 위한 원자력 현미경 나노스캘펠(nanoscalpel)", Nanotechnology 20 (2009), 445302, 1-10 페이지; US 6 812 460 B1; 및 US 8 696 818 B2.
예시적인 방식으로 명시되는 다음의 문헌은 현장의 리프트-아웃(lift-out) 방법을 이용한 TEM 샘플의 제조에 관한 것이다: J. Mayer 등: "TEM 샘플 준비 및 FIB-야기 손상", MRS Bulletin, vol. 32, 2007, 5월, 400-407 페이지; B. Myers: "FIB/SEM에 의한 TEM 샘플 준비", Nuance Center, 노쓰웨스턴 대학 - Evanston, 2009; M. Schaffer 등: "FIB에 의한 저전압에서의 원자 STEM을 위한 샘플 준비", Ultramicroscopy, vol. 114, 62-71 페이지 (2012); 및 US 2017 / 0 256 380 A1.
논문, "새로운 AFM/STM/SEM 시스템", Rev. Sci. Instrum. 65 (9), 2853-2954 페이지, 1994, 9월에서, 저자, A.V. Ermakov 및 E.L. Garfunkel은 AFM의 캔틸레버의 진동을 검출하기 위한 전자 빔의 사용을 기재한다.
US 특허 문헌, 제 US 4 440 475호는 주사 전자 현미경 및 광학 현미경의 조합을 기재하고 있으며, 여기서 광학 현미경이 더 높은 해상도로 동작 모드에서 동작할 때 광학 광빔의 일부가 주사 전자 현미경의 컬럼에서 안내된다.
US 7 395 727B2는, 샘플 표면 상에 착지한 팁의 검출을 허용하는 나노-조작기를 기재한다.
한 장비에서의 주사 입자 현미경과 주사 프로브 현미경의 조합은 공간을 이유로 2개의 현미경의 공간 분리를 필요로 하며, 그 결과로, 2개의 현미경의 동작 사이의 전환은 복잡하며 느리다. 2개의 현미경이 서로 밀접하게 배치된다면, 2개의 현미경의 성능에 절충을 해야 한다.
본 발명은 그러므로, 샘플의 검사 및/또는 처리의 개선을 용이하게 하는 장치 및 방법을 명시하는 문제를 해결한다.
본 발명의 예시적인 실시예에 따라, 이 문제는 청구항 1 및 청구항 13에 기재된 장치에 의해 및 청구항 18에 기재된 방법에 의해 해결된다. 제1 실시예에서, 샘플을 검사 및/또는 처리하기 위한 장치는 (a) 샘플의 표면 상에 향하게 될 수 있는 대전 입자 빔을 제공하기 위한 주사 입자 현미경; 및 (b) 편향 가능한 프로브를 가진 주사 프로브 현미경을 포함하며; (c) 검출 구조가 편향 가능한 프로브에 부착될 수 있다. 본 발명에 따른 장치는, 주사 프로브 현미경의 프로브의 편향을 결정하기 위해 종래의 광 포인터 시스템과 유사한 방식으로 주사 입자 현미경의 대전 입자 빔이 주사 프로브 현미경의 프로브에 부착된 검출 구조와 결합하여 사용되는 결과로 컴팩트하게 구축할 수 있다. 주사 프로브 현미경의 프로브와 주사 입자 현미경의 대전 입자 빔의 상호작용 영역은 2개의 현미경의 성능에 관한 절충을 할 필요가 없이 중첩할 수 있다. 게다가, 주사 입자 현미경의 동작 모드와 주사 프로브 현미경의 동작 모드 사이에 매우 신속하게 전환할 수 있다. 구체적으로, 주사 입자 현미경의 대전 입자 빔은 샘플로의 주사 프로브 현미경의 프로브의 접근 및/또는 프로브를 사용한 샘플의 처리를 모니터링하는데 사용될 수 있다.
주사 입자 현미경은, 대전 입자 빔을 검출 구조 상에 향하게 하는 동작, 검출 구조 위에서 대전 입자 빔의 라인 주사를 실행하는 동작, 및 검출 구조 위에서 대전 입자 빔을 주사하는 동작으로 된 그룹 중 적어도 하나의 동작을 실행하도록 구성될 수 있다.
검출 구조는, 편향 가능한 프로브의 물질 조성과 상이한 물질 조성을 가질 수 있다. 검출 구조 및 프로브의 상이한 물질 조성은 2차 전자 수율의 변화나 후방 산란 전자에 대한 후방산란 계수의 변화를 야기하며, 이점은 주사 프로브 현미경의 프로브의 편향의 검출을 용이하게 한다.
검출 구조는 원통형, 원뿔형, 막대형 또는 n-각형 구조를 가질 수 있으며, 여기서 n≥3이다.
검출 구조는 프로브의 전면 측에 부착될 수 있으며, 측정 팁이 프로브의 후방 측에 부착될 수 있다.
검출 구조는, 상이한 원자수를 가진 적어도 2개의 별도의 인접한 물질을 포함할 수 있다.
검출 구조의 적어도 2개의 별도의 인접한 물질은 편향 가능한 프로브의 종축을 따라 분리될 수 있다.
검출 구조는 대전 2차 전자 및/또는 후방산란 전자의 방출을 최적화하도록 구성될 수 있다.
검출 구조는, 대전 2차 전자 및/또는 후방산란 전자의 방출을 최적화하도록 구성되는 검출 영역을 포함할 수 있다.
검출 영역은, 비-편향 프로브의 경우 대전 입자 빔과 ±20°의 각도를 포함하도록 정렬될 수 있다.
검출 영역은, 검출 영역에 의해 발생된 측정 신호를, 대전 입자 빔의 적어도 10, 바람직하게는 적어도 50, 더욱 바람직하게는 적어도 100 및 가장 바람직하게는 적어도 500 빔 직경의 거리에 걸쳐서 검출 영역 상으로의 대전 입자 빔의 입사 표면으로부터 분리하도록 구현될 수 있다.
검출 영역은 적어도 2개의 기능을 만족한다. 첫째, 이것은 대전 입자 빔에 의해 야기되는 검출 영역의 측정 신호를 최적화한다. 둘째, 검출 영역은 프로브 상의 대전 입자 빔의 조정을 간략화한다. 한편으로, 이점은 검출 영역 면에서 대전 입자 빔의 고의 디포커싱에 의해 및 다른 한편으로는 프로브의 종축에 대한 대전 입자 빔의 조정 공차에 의해 달성된다. 여기서 기재한 제1 예시적인 실시예에서, 대전 입자 빔은 바람직하게는 정적 빔으로서 프로브의 검출 영역 상에 향하게 된다.
대전 입자 빔 빔 직경은, 세기가 최대 세기의 절반으로 강하하는 폭, 즉 세기 분포의 FWHM(Full Width at Half Maximum) 폭으로서 규정된다.
검출 영역은 프로브의 90%, 바람직하게는 50%, 더욱 바람직하게는 30% 및 가장 바람직하게는 10%의 폭을 포함할 수 있다.
광 포인터 시스템의 집속된 광 빔처럼, 기재한 제1 예시적인 실시예에서의 대전 입자 빔은 검출의 상당한 백분율을 사용한다.
검출 영역은, 10nm2 초과, 바람직하게는 50nm2 초과, 더욱 바람직하게는 100nm2 초과 및 가장 바람직하게는 500nm2 초과인 횡단면적을 갖는 빔을 사용하여 프로브의 편향의 검출을 용이하게 하는 치수를 가질 수 잇다.
대전 입자 빔의 횡단면적은 그 세기 프로파일의 FWHM(Full Width at Half Maximum)의 면적에 관련된다.
이 실시예는, 프로브의 검출 영역에 대한 대전 입자 빔의 고의 디포커싱을 용이하게 한다. 결과적으로, 대전 입자 빔의 결과로서 검출 영역에 의해 야기되는 측정 신호의 공간 의존도는 감소할 수 있다.
검출 영역은 직사각형 실시예를 가질 수 있다. 또한, 검출 영역은, 프로브의 표면에 관해 60° 내지 90°, 바람직하게는 70° 내지 90°, 더욱 바람직하게는 80° 내지 90°, 및 가장 바람직하게는 85° 내지 90°의 각도 범위로 배치될 수 있다.
검출 영역의 이 실시예의 결과로, 종래의 주사 프로브 현미경의 광학 광 포인터 시스템은 대전 입자 빔과, 대응하여 배치되는 검출기를 이용하여 대략적으로 재현될 수 있다.
검출 구조 및 프로브는 일체형으로 제조될 수 있다. 그러나 프로브 및 검출 구조를 별도로 제조하여 제2 단계로 예컨대 접착제 본딩에 의해 검출 구조를 프로브에 적용하는 것도 가능하다. 게다가, 검출 구조가 삽입될 수 있는 컷아웃(cutout)을 프로브에 제공할 수 있다.
대전 입자 빔과 프로브의 표면은 60° 내지 120°, 바람직하게는 70° 내지 110°, 더욱 바람직하게는 80° 내지 100°, 및 가장 바람직하게는 85° 내지 95°의 각도 범위를 포함할 수 있다.
샘플은, 프로브의 실질적으로 수평 배치의 결과로 수평 방식으로 배치될 수 있다. 결국, 예를 들어 웨이퍼나 포토리소그라픽 마스크와 같은 대형 샘플은, 주사 입자 현미경의 대전 입자 빔 및/또는 주사 프로브 현미경의 프로브에 관해 용이하게 부착될 수 있으며 정밀하게 위치지정될 수 있다.
여기서 및 본 출원의 다른 곳에서, 표현, "실질적으로"는, 측정 변수가 종래 기술에 따라 측정 장비를 사용하여 측정될 때 그 에러 공차 내에서의 측정 변수의 표시를 나타낸다.
검출 구조는, 2차 전자의 방출에 최적화된 물질 조성을 가질 수 도 있다. 예컨대, 금과 같은 큰 원자수를 가진 물질이 이런 이유로 유리하다.
검출 영역은 곡률을 가질 수 도 있다. 검출 영역의 곡률은 프로브의 검출의 측정 신호를 선형화하도록 구현될 수 도 있다.
프로브의 편향은 검출 영역의 측정 신호에서의 강한, 구체적으로 비선형 변경을 통상 야기한다. 프로브의 진동을 위한 폐쇄-루프 제어의 적절한 설계에 의해 이 비선형을 보상할 수 있다. 그러나 프로브의 편향과, 프로브 상에 배치된 검출 영역에 의해 발생된 측정 신호 사이의 사실상 선형 관계가 있도록 검출 영역의 표면 형태나 곡률을 또한 선택할 수 있다. 검출 영역에 걸친 대전 입자 빔의 병진 불변(translational invariance)은 이 예시적인 실시예에서 예상된다.
주사 입자 현미경은 대전 입자의 정적 빔을 검출 영역 상에 향하게 하도록 구현될 수 있다.
검출 구조는 적어도 하나의 에어리얼(areal) 요소를 포함할 수 도 있으며, 에어리얼 요소의 법선 벡터는, 편향 가능한 프로브의 종축에 실질적으로 평행하거나 역평행하게 향할 수 있다.
적어도 하나의 에어리얼 요소는 직사각형 구조를 포함할 수 있으며, 이러한 직사각형 구조는 프로브의 폭의 대부분에 걸쳐서 연장한다. 프로브의 폭의 대부분은 프로브의 폭의 50%보다 큰 프로브의 폭의 부분을 의미한다.
검출 구조는 편향 가능한 프로브의 후면 측에 부착될 수 있다. 측정 팁은 검출 구조에 부착될 수 있다.
검출 구조는 적어도 2개의 에어리얼 요소를 포함할 수 도 있으며, 이러한 에어리얼 요소는 편향 가능한 프로브의 종축을 따라 배치된다. 적어도 2개의 에어리얼 요소는 서로 평행하게 배치될 수 도 있다. 적어도 2개의 에어리얼 요소는 상이한 높이를 가질 수 도 있다. 적어도 2개의 에어리얼 요소는 직사각형 구조를 포함할 수 도 있다.
주사 입자 현미경은 편향 가능한 프로브의 종축을 따라 대전 입자 빔을 주사하도록 구현될 수 있다.
검출 구조와 측정 팁은 편향 가능한 프로브의 동일 측에 부착될 수 있다. 검출 구조 및 측정 팁은 편향 가능한 프로브의 후면 측에 부착될 수 있다. 측정 팁은 검출 구조에 부착될 수 있다.
검출 구조는 적어도 하나의 표시(marking)를 포함할 수 도 있다.
적어도 하나의 표시는, 프로브의 편향의 경우 주사 입자 현미경의 이미지의 위치 변화를 야기하도록 구성될 수 있으며, 이러한 위치 변화는 프로브의 편향이 결정되게 한다.
검출 영역 형태의 검출 구조의 앞서 기재한 제1 예시적인 실시예에서, 디포커싱된 대전 입자 빔은 통상 검출 영역 상에 고정되게 위치지정된다. 제2 예시적인 실시예에서, 집속된 전자 빔은 프로브의 구역에 걸쳐서 주사되며, 이러한 구역에는, 적어도 하나의 표시가 프로브 상에 배치된다. 프로브의 편향은, 표시의 이미지에서 적어도 하나의 표시의 측방향 오프셋에 의해 검출된다. 주사 입자 현미경(즉, 인-렌즈(in-lens) 검출기)의 컬럼 내의 검출기가 프로브의 편향을 검출하는데 사용될 수 있다는 점이 검출 구조의 본 예시적인 실시예의 장점이다. 이점은 앞서 기재한 장치의 컴팩트한 실시예를 용이하게 한다. 주사 입자 현미경은, 샘플 및/또는 프로브나 프로브의 편향을 분석할 목적으로 주사 모드에서 동작한다. 이것이 의미하는 점은, 주사 입자 현미경의 설정이 샘플이나 포토리소그라픽 요소를 주사하는 동작과 프로브를 주사하는 동작 사이에서 약간 변화해야만 한다는 점이다. 이점은 요소와 프로브의 주사 사이에서 빠른 전환을 용이하게 한다.
적어도 하나의 표시는 팁으로서 구현될 수 있으며, 대전 입자 빔이 프로브 상에 입사되는 프로브의 표면 상에 배치될 수 있다. 적어도 하나의 표시는 프로브의 물질과 상이한 물질을 포함할 수 도 있다. 구체적으로, 표시는, 프로브와 적어도 하나의 표시 사이의 물질 콘트래스트를 최적화하는 물질을 포함할 수 도 있다.
결국, 표시의 이미징은, 표시나 표시를 포함한 프로브의 구역을 이미징할 때 토폴로지 콘트래스트 외에 물질 콘트래스트를 산출한다.
검출 구조는 서로 높이가 상이한 적어도 2개의 표시를 포함할 수 도 있다. 적어도 2개의 표시는, 프로브의 종축에 실질적으로 수직으로 연장하는 라인 상에 배치될 수 있다.
프로브 상에 배치되는 상이한 높이의 2개의 표시는, 프로브가 편향인 경우에 프로브의 측방향 오프셋의 결정을 차이 측정에 의해 용이하게 하며, 이러한 차이 측정은, 프로브의 편향이 결정되게 할 수 있는 정확도를 증가시킨다. 구체적으로, 기준 측정을 실행하는 것은 2개의 표시의 형태로 구현되는 검출 구조의 경우에 회피될 수 있다.
본 발명에 따른 장치는 광학 광 포인터 시스템을 가질 수 있으며, 검출 구조는, 광학 광 포인터 시스템의 광학 복사선(radiation)을 반사하도록 구현되는 반사 구조를 포함할 수 있으며, 반사 구조는, 편향 가능한 프로브의 전면 측에 관련하여 0이 아닌 각도로 배치될 수 있다.
본 실시예는, 주사 입자 현미경과 주사 프로브 현미경의 샘플과의 공통적인 또는 적어도 부분적으로 중첩하는 상호작용 구역에서 주사 프로브 현미경의 프로브와 대전 입자 빔을 사용한 샘플의 동시 또는 순차 검사 및/또는 처리를 용이하게 한다. 또한, 본 실시예로 인해, 제1 툴이 샘플을 처리할 수 있으며, 제2 툴이 처리 절차를 검사하거나 모니터링할 수 있다.
반사 구조는 미러를 포함할 수 도 있다. 반사 구조는 금속이나 금속성 템퍼링 층을 포함할 수 도 있다. 반사 구조는 70° 내지 100°, 바람직하게는 75° 내지 95°, 더욱 바람직하게는 80° 내지 90°, 및 가장 바람직하게는 83° 내지 87°의 범위에서 프로브의 전면 측과의 각도를 포함한다. 반사 구조는 이미징 기능을 포함할 수 도 있다.
주사 프로브 현미경의 상호작용 구역과 주사 입자 현미경의 상호작용 구역은 적어도 부분적으로 중첩할 수 도 있다.
주사 입자 현미경에 의한 표시의 이미징은 제1 주파수에서 대전 입자 빔을 주사함으로서 구현될 수 도 있으며, 제1 주파수는 프로브의 진동 주파수보다 적어도 5의 팩터, 바람직하게는 10의 팩터, 더욱 바람직하게는 30의 팩터 및 가장 바람직하게는 100의 팩터만큼 더 높다. 그러나 제1 주파수는 또한 프로브의 진동 주파수보다 더 낮을 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 장치는, 스트로보스코픽 효과(stroboscopic effect)를 사용한 그림 방식으로 프로브의 매우 높은 진동 주파수를 포착하도록 구성되는 신호 처리 유닛을 포함할 수 도 있다.
프로브는 개구를 가질 수 도 있으며, 이러한 개구는, 대전 입자 빔이 개구를 통해 샘플 상에 향하게 될 수 있도록 구현된다. 또한, 프로브의 개구는, 대전 입자 빔이 이미징 목적으로 개구를 통해 샘플을 주사할 수 있도록 구현될 수 있다.
개구의 치수는, 한편으로는 대전 입자 빔의 주사 구역이 불필요하게 제한되지 않도록 선택된다. 다른 한편으론, 프로브의 종축에 수직으로 연장하는 개구의 폭은, 구체적으로, 프로브의 기계적 안정성에 위험이 없도록 선택된다.
개구는 임의의 형태를 가질 수 있다. 예를 들어 원형, 삼각형, 직사각형 또는 정사각형 개구와 같은 대칭 개구가 바람직하다.
이러한 구성은, 프로브와 대전 입자 빔의 상호작용 구역의 샘플과의 매우 우수한 중첩을 용이하게 한다. 구체적으로, 이러한 구성은, 예컨대 입자와의 프로브의 상호작용 구역에 대한 샘플 상에 존재하는 입자의 위치의 확인을 허용한다. 이점은, 프로브를 이용하여 입자를 조작할 때 큰 장점이다. 게다가, 프로브의 본 실시예에서 주사 입자 현미경의 대전 입자 빔에 의해 샘플을 검사하는 동작과 프로브를 검사하는 동작 사이의 매우 빠르며 간단한 전환이 이뤄질 수 있다.
프로브는, 샘플의 정전하를 차폐하고 및/또는 보상할 목적으로 전기 전도성 실시예를 가질 수 있다.
샘플은, 포토리소그라픽 마스크와 같은 전기 절연 샘플이 예컨대 대전 입자 빔을 사용하여 검사 및/또는 처리된다면 정전식으로 대전될 수 도 있다. 종종, 타이트한 메시 격자 형태의 차폐 장치가 주사 입자 현미경의 입자 광학 유닛의 출력에 적용되어, 예컨대 포토리소그라픽 마스크와 같은 샘플의 정전 대전을 차폐한다. 주사 프로브 현미경의 프로브가 주사 입자 현미경의 배출 개구 아래에 놓인다면, 주사 입자 현미경의 차폐 장치에 대한 공간은 없다. 프로브는, 전도성 실시예를 갖는 주사 프로브 현미경의 이 프로브 덕분에 차폐 요소의 기능을 적어도 부분적으로 추가로 채택할 수 있다. 이점은 구체적으로 프로브가 대전 입자 빔의 통과를 위한 개구를 갖는다면, 적용된다.
샘플이, 프로브가 샘플 표면에 접근할 때 정전하를 갖는 것으로 결정된다면, 샘플의 정전하는 전기 전도성 프로브에 전압을 인가함으로써 보상될 수 있어서, 프로브에 의한 샘플 표면의 위험 없는 검사가, 샘플이 정전하를 갖는다고 해도, 가능하게 된다.
프로브는 압전 쿼드-모프 피에조(quad-morph piezo)-작동기에 연결될 수 있으며, 이 작동기는 프로브를 편향시키도록 구성된다.
관상형 피에조-작동기가 종종 사용되어 샘플 표면 상에 주사 프로브 현미경의 프로브를 위치지정한다. 그러나 피에조-작동기의 이 실시예는 본 발명에 따른 장치의 주사 프로브 현미경에 불리하며, 이는 주사 입자 현미경의 대전 입자 빔의 배출 개구가 통상 최상의 시나리오에서 샘플의 표면으로부터 수 mm의 거리를 갖기 때문이다. 쿼드-모프 작동기 요소 형태로 구현되는 피에조-작동기는 기계적으로 불안정한 대안 해법을 활용해야 하지 않고도 최적의 방식으로 대전 입자 빔의 배출구 개구와 샘플 사이에 이용 가능한 제한된 공간을 이용한다.
본 발명에 따른 장치는, 50㎲ 미만, 바람직하게는 10㎲ 미만, 더욱 바람직하게는 1㎲ 미만 및 가장 바람직하게는 0.1㎲ 미만의 시간 간격 내에서 포토리소그라픽 요소의 좌표계와 프로브의 좌표계 사이의 좌표 변환을 실행하도록 구현되는 제어 유닛을 포함할 수 도 있다.
주사 프로브 현미경은, 피에조-작동기의 좌표계와 샘플 또는 샘플이 배치되는 샘플 스테이지의 좌표계가 서로 정렬되도록 보통 구성된다. 그러나 이점은, 주사 입자 현미경과 주사 프로브 현미경의 조합의 경우에 공간 면에서 이미 언급한 제한으로 인해 2개의 현미경의 현장의 구성의 경우 종종 가능하지 않다. 본 발명에 따른 장치의 제어 유닛은 사실상 실시간으로, 즉 최소 지연으로 좌표 변환을 실행할 수 있다. 이러한 성능은 프로브의 검출된 편향에 대한 장치의 빠른 응답을 용이하게 한다. 이 구성에 의해 야기되는 본 발명에 따른 장치의 처리량의 제한은 매우 회피할 수 있다. 빠른 좌표 변환은 예컨대 FPGA(Field Programmable Gate Array) 또는 ASIC(Application-Specific Integrated Circuit) 형태로 제어 유닛에서 구현될 수 있다.
또한, 제어 유닛은 본 발명에 따른 방법의 방법 단계를 실행하도록 구성될 수 있다.
제2 실시예에서, 샘플을 검사 및/또는 처리하기 위한 장치는 (a) 샘플의 표면 상에서 향하게 될 수 있는 대전 입자 빔을 제공하기 위한 주사 입자 현미경; 및 (b) 편향 가능한 프로브와, 프로브의 편향을 검출하기 위한 광 포인터 시스템을 가진 주사 프로브 현미경을 포함하며; (c) 광 포인터 시스템은 적어도 부분적으로는 주사 입자 현미경의 컬럼에서 안내된다.
본 발명에 따른 장치의 이 실시예는 주사 입자 현미경과 주사 프로브 현미경의 조합의 매우 간소한 실현을 허용하며, 이들 현미경의 상호작용 영역은 샘플 또는 포토리소그라픽 요소와 중첩한다. 본 발명에 따른 장치의 간소한 구조에도, 주사 프로브 현미경의 프로브의 편향은 그 가치를 입증한 광 포인터 시스템에 의해 검출될 수 있다.
대전 입자 빔에 대한 그 배출구 개구에서, 주사 입자 현미경은 대전 입자 빔의 통과를 위한 개구를 가진 광 포인터 시스템을 위한 적어도 하나의 렌즈를 가질 수 도 있다. 광 포인터 시스템을 위한 렌즈는 링-형상 렌즈로서 구현될 수 있다.
주사 입자 현미경은 광 포인터 시스템의 윈도우와 편향 미러를 포함할 수 도 있다. 편향 미러는 광 포인터 시스템의 광 복사선을 실질적으로 90°까지 편향시킬 수 있다. 편향 미러는 대전 입자 빔의 통과를 위한 개구를 가질 수 도 있다.
이점으로 인해, 예컨대 레이저에 의해 실현될 수 도 있는 광원과, 예컨대 4-사분면 광다이오드의 형태로 구현될 수 도 있는 광검출기가 주사 입자 현미경 외부에 배치될 수 있다.
주사 입자 현미경에 배치되는 광 포인터 시스템의 광학 요소는 광학적으로 실질적으로 투명하며 전기 전도성인 코팅을 가질 수 있다. 광학적으로 투명하며 전기 전도성인 코팅은 인듐 주석 산화물(ITO) 층을 포함할 수 도 있다.
주사 입자 현미경에서의 광학 요소, 즉 렌즈와 미러의 전도성 코팅은 산란 전자에 의한 광학 구성요소의 정전 대전을 실질적으로 방지할 수 있다.
본 발명에 따른 장치는, 주사 입자 현미경 외부에 배치되며 프로브를 편향시키도록 구현되는 광원을 포함할 수 도 있으며, 광원의 광 세기는 주사 입자 현미경에서 부분적으로 안내된다. 프로브를 편향시키기 위한 광원은 주사 입자 현미경에서 광 포인터 시스템의 광학 요소를 사용할 수 있다. 광원은 레이저 시스템을 포함할 수 도 있다. 광원은 광 포인터 시스템의 광원과 상이한 파장 범위를 사용할 수 도 있다.
본 발명에 따른 장치는, 주사 입자 현미경 내에서 동일한 광학 요소를 사용한 편향의 촉발 및 편향의 검출의 결과로서 간단한 구조를 가질 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 장치는 적어도 하나의 전구체 가스를 저장하기 위한 적어도 하나의 제1 용기와, 적어도 하나의 에칭 가스를 저장하기 위한 적어도 하나의 제2 용기를 포함할 수 도 있다. 게다가, 본 발명에 따른 장치는 첨가제 가스를 비축하기 위한 적어도 하나의 제3 용기를 포함할 수 도 있다. 첨가제 가스는 필요한 경우 전구체 가스나 에칭 가스와 혼합하여 샘플 및/또는 프로브 상에서 국부적인 퇴적 반응을 보조할 수 도 있거나, 샘플 및/또는 프로브 상에서 국부적 에칭 반응을 보조할 수 도 있다.
용기에 저장되는 가스는 본 발명에 따른 장치의 경우에 샘플, 예컨대 포토리소그라픽 마스크 및/또는 웨이퍼의 검사를 허용할뿐만 아니라 그 처리를 허용한다.
본 발명에 따른 장치는 주사 프로브 현미경의 프로브 상에 희생 팁을 퇴적하도록 구성될 수 있다. 희생 팁은, 제1 용기에 저장된 하나 이상의 전구체 가스와 주사 입자 현미경의 대전 입자 빔을 이용하여 주사 프로브 현미경의 프로브 상에 퇴적될 수 있다.
대전 입자 빔은 희생 팁을 퇴적할 목적으로 프로브를 통과할 수 있다. 주사 프로브 현미경은 프로브를 그 종축 주위로 회전시키도록 더 구현될 수 도 있다.
앞서 기재한 장치는 샘플 상에 존재하는 입자를 프로브에 연결하도록 더 구현될 수 도 있다. 입자는 프로브 상에 물질을 퇴적함으로써 프로브에 연결될 수 있으며 및/또는 입자는 퇴적 공정에 의해 대전 입자 빔으로 전구체 가스 상에 유도된다.
대전 입자 빔은 연결 물질을 퇴적할 목적으로 프로브를 통과할 수 있다. 또한, 대전 입자 빔은 연결 물질을 퇴적할 목적으로 프로브의 개구를 통해 안내될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 장치는 프로브에 연결된 입자를 프로브로부터 분리하도록 구현될 수 있다. 입자는, 국부적 EBIE(Electron Beam Induced Etching) 공정을 실행함으로써 프로브로부터 분리될 수 있다.
입자는, 심지어 접근하기 어려운 샘플의 지점으로부터, 주사 프로브 현미경의 프로브에 입자를 연결함으로써 신뢰할 만하게 제거될 수 있다. 샘플의 세척 공정은 접근이 어려운 지점의 입자에 종종 도달할 수 없다.
연결 물질은 프로브와 입자 사이의 연결을 형성할 수 도 있으며, 이러한 연결은 제한된 범위까지 떼어낼 수 있거나 떼어낼 수 없다.
연결 물질이, 프로브나 프로브의 희생 팁과 입자 사이에서 제한된 범위까지 떼어낼 수 있는 연결을 형성한다면 유리하다. 이 경우, 프로브는 다수의 입자를 연속해서 제거하는데 사용될 수 있다. 그러나 연결 물질이 프로브와 입자 사이에 떼어낼 수 없는 연결을 실현할 수 도 있다. 이 경우, 입자가 적재된 프로브는 새로운 프로브로 교체한다.
프로브 및/또는 입자 상에 연결 물질을 퇴적하기 위한 전구체 가스는 에탄(C2H4), 스티렌(C8H8), 피렌(C16H10), 헥사데칸(C16H34), 액체 파라핀, 포름산(CH2O2), 프로피온산(C3H6O2), 및 메틸 메타크릴레이트(C5H8O2)의 그룹으로부터 적어도 하나의 요소를 포함할 수 도 있다.
연결 물질이 큰 탄소 성분을 갖는다면 유리하다. 연결 물질의 큰 탄소 성분은, 샘플로부터 제거되었던 입자의 주사 프로브 현미경의 프로브로부터의 간단한 분리를 용이하게 한다. 게다가, EBIE 공정에서의 프로브와 입자 사이의 연결의 분리 동안, 주로 또는 적어도 부분적으로 탄소를 포함하는 연결 물질은 휘발성 성분을 형성하며, 이러한 성분은 국부적인 공정의 반응 구역으로부터 용이하게 제거할 수 있다.
프로브와 입자를 연결하기 위한 물질은 전기 전도성일 수 있다. 전기 전도성 연결 물질을 퇴적하기 위한 전구체 가스는 금속 카르보닐을 포함할 수 있다. 금속 카르보닐은 크롬 헥사카르보닐(Cr(CO)6), 몰리브덴 헥사카르보닐(Mo(CO)6), 텅스텐 헥사카르보닐(W(CO)6), 디코발트 옥타카르보닐(Co2(CO)8), 트리루테늄 도데카카르보닐(Ru3(CO)12), 및 철 펜타카르보닐(Fe(CO)5)의 그룹으로부터 적어도 하나의 요소를 포함할 수 있다.
에칭 가스는 수증기, 과산화수소, 제논 이불화물(XeF2), 제논 이염화물(XeCl2), 제논 사염화물(XeCl4), XNO, XNO2, XONO2, X2O, XO2, X2O2, X2O4 및 X2O6을 포함할 수 도 있으며, 여기서 X는 할로겐이며, 니트로실 염화물(NOCl)이다.
프로브는 샘플을 검사하기 위한 측정 팁을 포함할 수 도 있다. 본 발명에 따른 장치는 희생 팁을 프로브 상에 퇴적하도록 구현될 수 있다. 또한, 기재한 장치는 프로브의 측정 팁 상에 희생 팁을 퇴적하도록 구현될 수 있다.
프로브 상에 희생 팁을 퇴적할 목적으로, 희생 팁의 팁과 대전 입자 빔이 동일 선상에 있다면 유리하다. 그러므로 프로브가 그 종축 주위로 회전할 수 있도록 구현된다면 유리하다. 통상적으로, 대전 입자 빔의 파라미터는 희생 팁을 퇴적할 목적으로 적응되어야 한다.
희생 팁은 50nm 내지 10㎛, 바람직하게는 100nm 내지 5㎛, 더욱 바람직하게는 200nm 내지 2㎛ 및 가장 바람직하게는 500nm 내지 1㎛의 범위에서 길이를 가질 수 있다. 희생 팁은, 5nm 내지 1000nm, 바람직하게는 10nm 내지 500nm, 더욱 바람직하게는 15nm 내지 200nm 및 가장 바람직하게는 20nm 내지 100nm의 범위에서 직경을 갖는 원통형 형태를 가질 수 있다.
프로브의 희생 팁은 탄소계일 수 있다. 희생 팁을 퇴적하기 위한 전구체 가스는 에탄(C2H4), 스티렌(C8H8), 피렌(C16H10), 헥사데칸(C16H34), 액체 파라핀, 포름산(CH2O2), 프로피온산(C3H6O2), 및 메틸 메타크릴레이트(C5H8O2) 중 적어도 하나의 요소를 포함할 수 도 있다.
희생 팁은 전기 전도성일 수 도 있다. 전기 전도성 희생 팁을 퇴적하기 위한 전구체 가스는 금속 카르보닐을 포함할 수 있다. 금속 카르보닐은 크롬 헥사카르보닐(Cr(CO)6), 몰리브덴 헥사카르보닐(Mo(CO)6), 텅스텐 헥사카르보닐(W(CO)6), 디코발트 옥타카르보닐(Co2(CO)8), 트리루테늄 도데카카르보닐(Ru3(CO)12), 및 철 펜타카르보닐(Fe(CO)5)의 그룹으로부터 적어도 하나의 요소를 포함할 수 있다.
프로브는 측정 팁과 체결 구역을 가진 캔틸레버를 포함할 수 도 있으며, 체결 구역은 측정 팁 반대편에 있는 캔틸레버의 단부에 부착된다. 그 체결 구역에 의해, 프로브는 주사 프로브 현미경의 피에조-작동기에 연결될 수 있다.
대전 입자 빔은 전자 빔과 이온 빔의 그룹 중의 적어도 하나의 요소를 포함할 수 도 있다.
샘플을 검사하는데 사용되는 전자 빔은 샘플, 예컨대 포토리소그라픽 요소에 실질적으로 손상을 입히지 않는다. 또한, 희생 팁을 퇴적하기 위한 및/또는 희생 팁을 입자에 연결하기 위한 전자-빔-유도 퇴적 공정은, 퇴적 반응이 정밀하게 국부화될 수 있다는 점에서 유리하다.
게다가, 프로브나 희생 팁에의 손상은, 프로브로부터나 희생 팁으로부터 입자를 제거하기 위한 EBIE 공정의 사용에 의해 낮게 유지될 수 있다.
입자는 5nm 내지 10㎛, 바람직하게는 10nm 내지 5㎛, 더욱 바람직하게는 15nm 내지 20㎛ 및 가장 바람직하게는 20nm 내지 1㎛의 직경을 포함할 수 있다.
입자를 받도록 위치지정되는 프로브의 희생 팁은 0nm 내지 2000nm, 바람직하게는 0nm 내지 500nm, 더욱 바람직하게는 0nm 내지 100nm 및 가장 바람직하게는 0nm 내지 50nm인 제거될 입자로부터의 거리를 가질 수 도 있다.
샘플은 포토리소그라픽 요소를 포함할 수 도 있다. 포토리소그라픽 요소는, 포토리소그라픽 마스크, 나노임프린트 리소그라피용 템플릿 및 웨이퍼인 그룹으로부터의 적어도 하나의 요소를 포함할 수 도 있다. 포토리소그라픽 마스크는 반사 또는 투과 마스크를 포함할 수 있다. 게다가, 포토리소그라픽 마스크는 어떠한 마스크 타입을 포함할 수 도 있다.
장치는 하나 이상의 변위 요소를 포함할 수 도 있으며, 이 변위 요소는 3개의 공간 방향으로 프로브와 샘플 사이의 상대적인 움직임을 실행하도록 구현된다.
본 발명에 따른 장치는 변경된 주사 전자 현미경과 적어도 하나의 원자력 현미경을 포함할 수 도 있다.
본 발명에 따른 장치는 x-선 복사선을 검출하기 위한 검출기를 더 포함할 수 도 있다.
입자는, 샘플, 예컨대 포토마스크 상에서 매우 제한된 범위로만 검사할 수 있다. 첫째, 입자는, 접근하기 어려운 샘플의 지점들에서 종종 국부화된다. 둘째, 현장의 분석 옵션은 매우 제한되며, 이는 물론 입자의 분석이 한편으로는 샘플의 주변 구역을 변경하지 않아야 하기 때문이다. 다른 한편으로, 입자의 분석은 입자를 둘러싸는 샘플에 의해 왜곡되지 않아야 한다. 입자가 세척 공정을 이용하여 샘플로부터 제거된다면, 이 입자는 그 물질 조성의 분석에 대해서는 대체로 손실된다.
샘플로부터 제거되는 입자를 여기시키는 대전 입자 빔과 결합하여, 검출기는 입자의 물질 조성을 결정하는데 사용될 수 있다.
일 실시예에서, 샘플 상에서 입자를 움직이기 위한 방법은 다음의 단계: (a) 움직이게 될 입자의 근처에서 샘플에 대해 가동성인 프로브를 위치지정하는 단계; (b) 위치지정하는 단계 동안의 프로브의 편향을 결정할 목적으로, 주사 입자 현미경의 대전 입자 빔, 주사 입자 현미경에서 적어도 부분적으로 안내되는 광 포인터 시스템 또는 프로브 상에 배치되는 반사 구조를 포함하는 광 포인터 시스템을 사용하는 단계로서, 이 반사 구조는 프로브의 표면 상에서 0이 아닌 각도로 배치되는, 사용 단계; 및 (c) 프로브를 샘플에 대해 움직임으로써 입자를 움직이는 단계를 포함한다.
주사 입자 현미경의 대전 입자 빔은 샘플을 검사하는데 사용될 수 있다. 대전 입자 빔에 의해 식별되는 입자는 그 후 주사 프로브 현미경의 프로브를 이용하여 움직일 수 있어야 한다. 이 움직임에 의해, 입자는 샘플 상의 그 앵커링 또는 로킹(anchoring or locking)으로부터 떼어내어야 하며, 그리하여, 입자는 세척 공정 동안 샘플로부터 제거될 수 있다. 또한, 프로브에 의해 움직임으로써, 입자를, 입자가 샘플, 예컨대 포토리소그라픽 요소의 기능에 손상을 입히지 않는 샘플 상의 위치로 이동시킬 수 도 있다. 포토마스크의 경우, 이점은 예컨대 포토마스크의 비-능동 구역 또는 흡수 패턴 요소일 수 있다.
프로브는, 식별된 입자를 움직일 목적으로 입자에서나 그 인근에 위치지정되어야 한다. 주사 프로브 현미경의 프로브를 샘플 표면에 접근시키는 것은 위험한 공정이며, 이는 샘플 및/또는 프로브가 이 공정에서 손상될 수 있기 때문이다. 그러므로 이 공정을 모니터링해야 한다. 입자를 발견한 주사 입자 현미경의 대전 입자 빔을 여기서 사용하고, 주사 입자 현미경에서 광학 복사선을 적어도 부분적으로 안내하는 광 포인터 시스템을 사용하거나, 주사 프로브 현미경의 프로브 상에 반사 구조를 갖는 광 포인터 시스템을 사용한 결과 - 이 반사 구조는 프로브의 표면에 관하여 0이 아닌 각도를 가짐 - , 본 발명에 따른 방법은 한편으로는 식별된 입자 면에서 프로브의 정렬을 위한 최소 아웃레이를 필요로 하며, 다른 한편으로는 움직일 입자나 샘플로 위험하지 않게 프로브를 용이하게 접근시킨다. 광 포인터 시스템의 사용은 게다가 프로브 상에 가해진 힘의 결정과 그러므로 그 제어를 용이하게 한다.
샘플에 관한 프로브의 위치지정은 프로브와 샘플 사이에 작용하는 힘의 결정을 포함할 수 도 있다.
프로브가 샘플의 표면에 접근할 때 프로브 및/또는 샘플에의 손상은 프로브와 샘플 사이의 상호작용을 측정함으로써 회피할 수 있다.
본 발명에 따른 방법은 주사 입자 현미경의 입자 빔을 사용하여 샘플 및/또는 입자를 이미징하는 단계를 더 포함할 수 도 있다.
기재한 방법은 프로브의 편향을 결정하는 것과 샘플을 이미징하는 것 사이에서 전환하는 단계를 더 포함할 수 도 있다.
기재한 방법의 상당한 장점은, 그 상호작용 구역이 샘플과 중첩되는 주사 입자 현미경과 주사 프로브 현미경의 결합은 개별 현미경의 동작 모드 사이의 빠른 전환을 용이하게 한다는 점이다. 결국, 샘플 표면 상의 입자의 움직임은 샘플로의 프로브의 접근 절차 외에도 또한 모니터링될 수 있다. 결국, 시행착오 공정의 속성은 샘플 상의 입자의 움직임으로부터 적어도 부분적으로 제거될 수 있다.
본 발명에 따른 방법은 프로브를 입자에 연결하는 단계를 더 포함할 수 도 있다. 프로브를 입자에 연결하는 단계는 프로브 및/또는 입자 상에 물질을 퇴적하는 단계를 더 포함할 수 도 있다.
주사 프로브 현미경의 프로브를 이용하여 입자를 움직이는 것 외에, 이들 두 요소 상에서나 이들 두 요소 사이에서 물질을 퇴적함으로써 입자를 프로브에 연결하는 것도 가능하다. 프로브와 입자 사이에 안정적인 기계적 연결을 발생시킨 후, 입자는 프로브와 샘플 사이에서의 상대적인 움직임을 실행함으로써 규정된 방식으로 움직일 수 있다. 구체적으로, 입자는 샘플로부터 제거될 수 있다.
본 발명에 따른 방법은 전자기 복사선을 위한 에너지-분산 검출기와 대전 입자 빔을 이용하여 입자를 분석하는 단계를 더 포함할 수 도 있다. 대전 입자 빔은 입자를 여기시킬 수 도 있으며, 입자로부터 유래한 x-선 복사선이 에너지-분산 x-선 복사선 검출기에 의해 분석될 수 있다.
프로브를 입자에 연결하는 것의 장점은, 프로브에 결합된 입자가 주위 샘플에 의해 영향을 받지 않는 그 물질 조성의 검사에 공급될 수 있다는 점이다. 결국, 입자-생성원(들)을 적어도 부분적으로 결정할 수 있다. 결국, 입자 분석은 이 입자원(이들 입자원들)을 제거하기 위한 중요한 단계를 나타낸다.
기재한 방법은 프로브로부터 입자를 제거하는 단계를 더 포함할 수 도 있다. 프로브로부터 입자를 제거하는 단계는, 대전 입자 빔에 의해 야기되는 국부적 에칭 공정을 실행하는 단계를 더 포함할 수 도 있다.
프로브로부터 입자를 제거함으로써, 입자로 가득한 프로브를 제거할 필요가 있기 보다는 추가 입자를 움직이거나 제거하는데 사용할 수 있다.
프로브의 편향을 결정하는 단계는 프로브에 부착된 검출 영역 상에 대전 입자 빔을 위치지정하는 단계를 포함할 수 도 있다.
기재한 방법은, 빔이 10nm2 초과, 바람직하게는 20nm2 초과, 더 바람직하게는 50nm2 초과이며, 가장 바람직하게는 100nm2 초과인 큰 횡단면적을 갖도록, 대전 입자 빔의 횡단면적을 설정하는 단계를 더 포함할 수 도 있다.
앞서 이미 설명한 바와 같이, 대전 입자 빔은, 본 발명에 따른 방법의 제1 예시적인 실시예에서 프로브에 부착된 검출 영역에 있어서 고의로 디포커싱되어, 프로브의 대전 입자 빔에 의해 유도되는 측정 신호의 공간 의존도가 감소한다. 또한, 대전 입자 빔은 이 예시적인 실시예에서 프로브 위에 주사되지 않으며; 대신 프로브의 에어리얼 상호작용 구역 내에서 고정된 위치에 세팅된다.
프로브의 편향을 결정하는 단계는 대전 입자 빔을 프로브 위에서 주사하는 단계를 포함할 수 도 있다. 구체적으로, 프로브의 편향을 결정하는 단계는, 대전 입자 빔을 적어도 하나의 표시를 갖는 프로브의 구역 위에서 주사하는 단계를 포함할 수 도 있다.
본 발명에 따른 방법은 프로브 위에서의 대전 입자 빔의 주사와 프로브의 진동을 동기화시키는 단계를 더 포함할 수 도 있다.
기재한 방법은, 50㎲ 미만, 바람직하게는 10㎲ 미만, 더욱 바람직하게는 1㎲ 미만 및 가장 바람직하게는 0.1㎲ 미만의 시간 간격에서 프로브의 좌표계와 샘플의 좌표계 사이의 좌표 변환을 실행하는 단계를 더 포함할 수 도 있다.
본 발명에 따른 방법은 에너지-분산 x-선 복사선 검출기를 사용하여 입자로부터 유래한 x-선 복사선을 검출하는 단계를 더 포함할 수 도 있다.
마지막으로, 컴퓨터 프로그램은, 컴퓨터 시스템에 의해 수행될 때, 청구항 1 내지 17 중 어느 하나에 기재된 장치가 청구항 18 내지 청구항 20에 기재된 방법 단계들을 실행하게 하는 명령을 포함할 수 도 있다.
다음의 상세한 설명은, 도면을 참조하여 본 발명의 현재 바람직한 예시적인 실시예를 기재한다.
도 1은 캔틸레버, 측정 팁 및 체결 구역을 가진 프로브를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는, 검출 영역과 검출 구조를 갖는 프로브를 포함하는 제1 예시적인 실시예를 통한 단면을 개략적으로 재현하는 도면이다.
도 3은, 2차 전자 수율(electron yield)을 여기 전자 빔과 검출기 사이의 각도의 함수로서 예시한 도면다.
도 4는, 샘플 표면 위에서 진동하며 검출 영역을 갖는 프로브를 통한 개략적 단면을 상부 부분 이미지(도면(450))에서 예시하며, 상부 부분 이미지의 프로브의 진동 동안의 검출 영역의 최대 위치와 관련 2차 전자 신호를 하부 부분 이미지(도면(490))에서 설명하는 도면이다.
도 5는 도 4의 상부 부분 이미지를 상부 부분 이미지(도면(550)) - 여기서 프로브는 검출 구조의 제2 예시적인 실시예를 포함함 - 에서 재현하며, 상부 부분 이미지의 프로브의 진동 동안의 검출 구조의 최대 위치와 관련 후방 산란 전자를 하부 부분 이미지(도면(590))에서 기호화한 도면이다.
도 6은 2차 전자 수율(δ)과 후방 산란 계수(η)를 원자수의 함수로서 재현하는 도면이다.
도 7은 관련 2차 전자 신호와 함께 프로브의 샘플 표면에의 접근 공정의 시간 프로파일을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 8은 샘플 위에서의 프로브를 통한 개략적 단면을 예시하는 도면이며, 프로브의 캔틸레버는 대전 입자 빔의 통과를 위한 개구와 검출 영역을 갖는다.
도 9는 샘플 위에서의 프로브를 통한 개략적 단면을 도시하며, 프로브의 캔틸레버는 대전 입자 빔의 통과를 위한 개구와 검출 구조의 제2 예시적인 실시예를 갖는다.
도 10은, 만곡된 검출 영역을 갖는 프로브를 통한 개략적 단면을 재현하는 도면이다.
도 11은, 좌측 부분 이미지에서, 표시의 형태로 검출 구조의 추가 예시적인 실시예를 갖는 프로브를 통한 개략적 단면을 예시하며, 우측 부분 이미지에서, 프로브의 편향인 경우에 프로브의 이미지에서의 표시의 측방향 오프셋을 설명하는 도면이다.
도 12는, 검출 구조가 상이한 높이의 2개의 표시 형태로 구현되는 도 11을 재현하는 도면이다.
도 13은, 프로브의 종축을 따라 서로로부터 거리를 두고 종축에 관해 횡방향으로 배치되는 2개의 에어리얼 요소 형태인 검출 구조의 추가 예시적인 실시예를 하부 부분 이미지에 명시하며, 프로브의 종축을 따라 2개의 에어리얼 요소 위의 대전 입자 빔의 라인 주사인 경우에 측정 신호를 상부 부분 이미지에 도시하는 도면이다.
도 14는, 프로브의 측정 팁이 프로브의 표면에 닿는 시간에 도 13을 재현한 도면이다.
도 15는, 직사각형 요소 형태의 검출 구조의 여러 예시적인 실시예의 측면도 및 정면도를 개략적으로 예시한다.
도 16은, 프로브의 여러 측정 팁과 결합한 검출 구조의 추가 예시적인 실시예의 측면도 및 정면도를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 17은, 주사 입자 현미경용 신호 처리 유닛과 주사 프로브 현미경의 프로브 구동부로 및 주사 입자 현미경의 대전 입자 빔용 주사 신호의 생성기로의 그 연결부를 통한 단면을 예시한 도면이다.
도 18은, 샘플 스테이지의 좌표계에 관해 회전하는 좌표계를 갖는 나노-조작기를 개략적으로 예시한 도면다.
도 19는, 주사 전자 현미경의 코일의 배출구 개구와 샘플 사이에서 프로브를 위치지정하며 편향시키기 위한 쿼드-모프 피에조-작동기의 사용을 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 20은, 프로브의 측정 팁에 부착되며, 포토마스크 상에 있는 입자의 근처에서 주사 전자 현미경의 컬럼의 배출구 개구 아래에 위치지정되는 희생 팁을 통한 개략적 단면을 재현하는 도면이다.
도 21은, 도 20의 입자가 국부적 퇴적 공정을 실행함으로써 희생 팁에 어떻게 연결되는지를 개략적으로 설명하는 도면이다.
도 22는, 희생 팁에 연결된 입자를 포토마스크로부터 제거하는 공정을 개략적으로 예시한 도면이다.
도 23은, 입자가 국부적 에칭 공정을 실행함으로써 희생 팁으로부터 어떻게 분리되는지를 개략적으로 재현한 도면이다.
도 24는 주사 전자 현미경과 원자력 현미경의 결합을 통한 단면을 예시하는 도면이다.
도 25는 주사 전자 현미경과 원자력 현미경의 결합을 통한 단면을 도시하며, 원자력 현미경의 프로브의 편향을 검출하기 위한 광 포인터 시스템의 복사선이 주사 전자 현미경의 컬럼에서 부분적으로 안내된다.
도 26은, 주사 입자 현미경, 주사 프로브 현미경 및 광 포인터 시스템의 결합을 통한 개략적 단면을 도시하며, 광 포인터 시스템은 프로브 상에 배치된 반사 구조를 가지며, 이 반사 구조는 0이 아닌 각도로 주사 프로브 현미경의 프로브 상에 배치된다.
도 27은, 주사 전자 현미경과 나노-조작기의 결합을 통한 단면을 도시하며, 나노-조작기는, 샘플 법선에 관해 회전되는 방식으로 주사 전자 현미경의 컬럼에 배치된다.
도 28은 도 24 내지 도 26의 장치 중 하나를 사용하는 샘플의 처리 절차의 흐름도를 재현하는 도면이다.
도 29는 본 발명에 따른 방법에 대한 흐름도를 예시하는 도면이다.
샘플을 검사하며 및/또는 처리하기 위한 본 발명에 따른 장치와 본 발명에 따른 방법의 현재의 바람직한 실시예는 포토리소그라픽 마스크의 예를 사용하여 이하에서 더 상세하게 설명될 것이다. 그러나 본 발명에 따른 장치와 본 발명에 따른 방법의 사용은 이하에서 논의될 예로 제한되지 않는다. 오히려, 이들은 일반적으로 포토리소그라픽 요소를 검사하며 및/또는 처리하는데 사용될 수 있다. 구체적으로, 본 출원서에 기재한 장치와 방법은 나노미터 범위의 구조를 갖는 매우 민감한 샘플을 분석하고 및/또는 변경하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 따른 장치와 본 발명에 따른 방법은 생체 샘플을 검사하며 및/또는 변경하는데 사용될 수 도 있다.
도 1은 주사 프로브 현미경용 프로브(100)의 예를 개략적으로 도시한다. 예시적인 프로브(100)는 벤딩 빔(110)이나 레버 아암(110)을 포함한다. 벤딩 빔(110)은 이후 - 기술 분야에서 관례적으로 - 캔틸레버(110)로 지칭된다. 프로브(100)의 캔틸레버(110)는 일단(자유단)에 측정 팁(120)을 갖는다. 측정 팁(120)은 프로브(100)의 캔틸레버(110)의 후면 측(125)에 적용된다. 이하에서, 측정 팁(120) 반대편에 놓이는 측을 프로브(100)의 전면 측(115) 또는 정상 측(115)이라고 지칭한다. 도 1의 예에서, 측정 팁(120)은 작은 곡률반경을 갖는 신장된 얇은 팁을 포함하며, 이 팁은 예를 들어 마스크나 웨이퍼와 같은 샘플 표면을 분석하도록 구현된다. 측정 팁(120) 또는 자유단에 반대편 단부에서, 프로브(100)의 캔틸레버(110)는 체결 구역(130)을 갖는다. 체결 구역(130)을 이용하여, 프로브(100)는 피에조-작동기에 연결될 수 있으며, 이러한 피에조-작동기는 (도 1에 예시하지 않은) 주사 프로브 현미경의 측정 헤드에 병합된다.
프로브(100)의 캔틸레버(110)는 체결 구역(130)의 움직임에 의해 움직일 수 있다. 구체적으로, 캔틸레버(110)는 진동하도록 촉발될 수 있다. 이를 위해, 프로브(100)의 체결 구역(130)은 - 이미 앞서 기재한 바와 같이 - 예컨대 (도 1에 재현되지 않은) 프로브(100)의 공진 주파수에서나 그 근처에서 캔틸레버(110)가 진동하도록 촉발할 수 있는 피에조-작동기에 연결될 수 있다. 캔틸레버(110)의 진동 모드는 입자의 구역에서 샘플을 감지하기 위해 및/또는 샘플의 표면으로의 측정 팁(120)의 접근 동안 사용될 수 있다.
이하에서, 용어, "샘플"은, 그 표면 중 적어도 하나에서 마이크로미터 및/또는 나노미터 범위의 치수인 구조 요소를 갖는 요소를 포함한다. 구조 요소는 의도한 구조와 예를 들어 입자와 같이 샘플 상에 있지 않아야 하는 구조 요소를 포함한다. 구체적으로, 샘플은 포토리소그라픽 요소를 포함할 수 도 있다. 포토리소그라픽 요소는 나노-임프린트 기술용 포토리소그라픽 마스크, 웨이퍼 및/또는 템플릿을 포함한다.
캔틸레버(110)는 바이모픽 구조를 가질 수 도 있다. 즉, 서로 위에 놓이는 2개의 상호연결 층을 포함할 수 도 있으며, (도 1에 예시하지 않은) 이들 층은 상이한 열팽창성을 보인다. 실시예에 따라, 캔틸레버(110)는, 이 캔틸레버로 에너지를 퇴적한 결과 샘플 표면을 향해 또는 그로부터 멀리 휘어질 수 있다. 예를 들어, 에너지는 레이저빔의 조사에 의해 캔틸레버(110) 내로 국부적으로 도입될 수 있다. 또한, 캔틸레버(110)를 (도 1에 도시하지 않은) 국부적인 가열에 의해 샘플 표면을 향해 또는 그로부터 멀리 휘기 위해 캔틸레버(110)에 저항기를 부착할 수 있다.
앞서 이미 설명한 바와 같이, 프로브(100)는, 체결 구역(130)에 의해, 예를 들어 피에조-작동기의 형태인 (도 1에 예시하지 않은) 작동기에 연결될 수 있다. 피에조-작동기는 프로브(100)의 캔틸레버(110)를 편향시킬 수 있다. 구체적으로, 피에조-작동기는 샘플 표면의 방향으로 측정 팁(120)을 움직일 수 있다. 또한, 피에조-작동기는 프로브(100)의 캔틸레버(110)가 진동하도록 촉발시킬 수 있다. 바람직하게도, 피에조-작동기는 프로브(100)의 공진 주파수에서나 그 근처에서 캔틸레버(100)를 촉발시킨다. 캔틸레버(110)는, 마스크의 표면을 향해 또는 그로부터 멀리 캔틸레버(110)를 휘는데 사용되는 저항 요소를 포함할 수 있다. 또한, 프로브(100)를 편향시키기 위해 추가 광원이 사용될 수 있으며, 이 광원의 광 빔은 주사 입자 현미경에서 부분적으로 안내된다.
또한, 정전 힘으로 인해 및/또는 역방향 압전 효과를 기초로 캔틸레버(110)를 편향시킬 수 있다. 게다가, 자계(자기 변형)가 캔틸레버(110)를 샘플 표면을 향해 또는 샘플 표면으로부터 멀리 움직이는데 사용될 수 있다.
측정 팁(120) 반대편에 자리한 프로브(100)의 캔틸레버(110)의 이 표면에는 얇은 금속 반사 층이 구비될 수 있어서, (도 1에 도시하지 않은) 광 포인터로 기능하는 광 빔에 대한 캔틸레버(110)의 표면의 반사도를 증가시킬 수 있다.
상부 부분 이미지에서, 도 2는 캔틸레버(110)와 측정 팁(220)을 가진 프로브(200)를 통한 개략적 단면을 도시하며, 측정 팁(220)은 프로브(100)의 측정 팁(120)에 관해 기울어져 있다. 대전 입자 빔은 측정 팁(220)의 이러한 배치로 측정 팁(220)의 팁(225)을 감지할 수 있다. 구체적으로, 대전 입자 빔은 측정 팁(220)과 샘플 표면 사이의 접촉 및/또는 샘플 표면 상에 있는 입자로부터의 거리를 결정할 수 있다.
검출 영역(230) 형태의 검출 구조(230)가 후면 측(125) 반대편에 있는 프로브(200)의 전면 측(115)에 부착되며, 이 후면 측에는, 측정 팁(120)이 배치된다. 도 2에 예시한 예에서, 검출 영역(230)은, 측정 팁(120)을 갖는 프로브(200)의 후면 측 표면(125) 반대편에 있는 프로브(200)의 전면 측 표면(115)에 관해 대략 40°의 각도를 갖는다. 대안적인 예시적인 실시예에서, 검출 영역(230)은 프로브(200)의 전면 측 표면(115)에 관해 80°내지 88°의 범위의 각도를 갖는다.
프로브(200)와 검출 영역(230)은 일체형 실시예를 가질 수 도 있다. 그러나 순방향으로 2차 대전 입자에 대해 방출 성능이 최적화된 물질로 검출 영역(230)을 제조하는 것이 유리하다. 이러한 목적에 적절한 물질은 예컨대 텅스텐, 오스뮴, 인듐, 백금 또는 금과 같은 큰 원자수를 갖는 원자를 갖는 물질이다.
도 2의 도면(250)은 프로브(200)의 검출 영역(230) 상의 대전 입자 빔(240)의 입사를 확대하여 도시한다. 대전 입자 빔(240)은 전자 빔 및/또는 이온 빔을 포함할 수 있다. 일반성의 손실이 없다면, 대전 입자 빔(240)은 전자 빔(240)으로 제한되며, 2차 대전 입자(260)는 다음의 관찰에서 간략성을 이유로 2차 전자(260)로 제한된다. 다음의 관찰은 검출 영역(230)에 입사된 이온 빔에 대해서 유사하게 이뤄질 수 있다.
전자 빔(240)은, 검출 영역(230)의 물질과의 상호작용의 결과 2차 전자를 발생시킨다. 2차 전자는 산란된 또는 후방 산란된 전자 및 2차 전자(SE)를 포함한다. 발생한 2차 전자는 넓은 에너지 스펙트럼을 갖는다. 대체로, 2차 전자의 스펙트럼은 수 전자 볼트(eV)의 영역에서 피크를 가지며, 그 다음에 넓은 배경이 온다. 에너지의 보존으로 인해, 2차 전자의 최대 에너지는 검출 영역(230)에 입사된 전자 빔(240)의 운동 에너지에 의해 제한된다.
2차 전자는, 검출 영역을 떠난 후의 운동 에너지가 50eV 미만인 모든 2차 전자를 지칭한다. 그 대부분의 가능 에너지는 2 내지 5eV의 에너지 범위에 있다. 검출 영역(230)의 물질에서의 그 낮은 운동 에너지 및 그 낮은 범위로 인해, SE는 5nm 내지 50nm 두께의 검출 영역(230)의 얇은 표면 층으로부터 유래한다. SE는, 검출 영역(230)의 물질의 원자 쉘(atomic shell)과 전자 빔(240)의 비탄성 상호작용으로부터 발생한다.
더 큰 운동 에너지를 갖고 발생한 2차 전자는 후방 산란 2차 전자(BSE) 또는 간단히 후방 산란 전자(BE)라고 부른다. BSE의 넓은 스펙트럼은 전자 빔(240)의 전자에 관련되며, 이러한 전자는, 검출 영역(230)의 물질에서의 많은 산란 공정의 결과로 그 운동 에너지의 일부를 손실하였다. 검출 영역(230)으로부터의 탈출 표면의 직경과 BSE의 침투 깊이는 검출 영역(230)의 물질과 전자 빔(240)의 에너지에 의존한다. 두 가지 모두는 대략 마이크로미터에 있다.
다음의 고려는 SE, 즉 50eV 미만의 운동 에너지를 갖는 2차 전자에 관련된다. 도 2의 250에서 설명된 바와 같이, SE는, 검출 영역(230)에 의해 후방 방향으로 및 전방 방향으로 방출될 수 있다. SE(260)는, 이들이 대전 입자(240)의 1차 빔이 입사되는 검출 영역(230)의 표면에 의해 방출된다면, 전방 방향으로 검출 영역(230)을 떠난다. 역으로, SE(270)는, 이들이 대전 입자(240)의 1차 빔의 입사 영역 반대편에 있는 검출 영역(230)의 표면에 의해 방출된다면, 후방 방향으로 검출 영역(230)을 떠난다.
검출 영역(230)의 물질 조성은, 전방 방향으로 방출되는 2차 전자(SE)(260)의 방출률이 최대가 되고, 후방 방향으로 방출되는 2차 전자(270)의 방출률이 최소화되도록 선택된다. 이를 위해, 큰 원자수를 갖는 검출 영역(230)용 물질을 선택하는 것이 유리하다.
2차 전자 수율, 즉 SE 수율(δ)은 방출된 2차 전자수와 전자 빔(240)의 1차 전자수의 비로서 규정된다. 전자 영역 상의 입사각에 관한 SE 수율의 의존도는 대략 다음의 수학식으로 기재한다(A.G. Libinson: "낮은 여기에서의 2차 전자 방출의 틸트 의존도", Scanning Vol.21, 23 내지 26 페이지(1998):
Figure 112021006911655-pct00002
(1)
δSE(0)는 샘플 상에 수직으로 입사하는 전자 빔의 SE 수율을 의미하며, θ는 수평 방향에 관한 샘플의 회전각을 의미한다. 즉, θ=90°은 샘플 상의 전자 빔의 그레이징 입사를 나타내며, η는, 통상 0.8 내지 1.2의 범위에 있는 물질- 및 에너지-의존 계수를 의미한다.
물질 조성, 물질 강도나 물질 두께 및 입사 전자빔(240)에 관한 검출 영역(230)의 방향은, 대전 입자 빔(240)의 미리 결정된 전자 에너지에 대해, 전방 방향으로 방출되는 SE(260)의 저-노이즈 및 저-왜곡(SE) 신호가 검출 영역(230)으로부터 얻게 되도록, 명시한 수학식을 이용하여 최적화될 수 있다. 도 2의 상부 도면은, 전방 방향으로 검출 영역(230)에 의해 방출되는 SE(260)의 궤적을 개략적으로 예시한다. SE(260)는, 2차 전자(270)를 검출하도록 설계된 검출기(290)나 검출 시스템(290)의 입사 개구(280) 상이 입사된다. 예를 들어, 검출기(290)는 예컨대 에버하르트-토늘리(Everhart-Thornley) 검출기 형태인 포토멀티플라이어 및 신틸레이터(scintillator)로부터 결합될 수 있다.
개략적으로 도 2에 예시한 전자 빔(240), 검출기, SE(260) 및 검출기의 구성은 SE 검출기(290)를 포함한다. 또한, SE(260)를 검출하기 위해 2개 이상의 SE 검출기(290)를 사용할 수 있다.
도 3의 도면(30)은 SE 신호 강도를, 입사 전자 빔(240)과 검출 영역(230) 사이의 각도의 함수로서 도시한다. 도 2에 예시한 것과 달리, 검출 영역(230)은 이 예시적인 실시예에서 입사 전자 빔(240)의 빔 축이나 프로브(200)의 평면에 거의 수직이며, 검출 영역은 10° 미만의 작은 각도만을 갖는다. 거의 모든 2차 전자는 검출 시스템(290)에 의해 기록되며, 이는 흡입 전압이 검출 시스템(290)에 인가되기 때문이다. 도 3에 예시한 예에서, 전자 빔(240)의 그레이징 입사는 SE 수율의 각도 의존도를 최적화하기 위해 선택된다. 앞서 명시한 수학식으로부터 자명한 바와 같이, SE 수율(δ)은, 예상한 바와 같이, 명시한 작은 각도 범위에서 선형적으로보다는 약간 크게 증가한다.
도 4의 상부 부분 이미지, 즉 도면(450)은, 샘플(400), 예컨대 포토리소그라픽 요소(400) 위에서 진동하는 도 2의 프로브(200)를 도시한다. 프로브(200)의 진동은 양방향 화살표(410)로 기호화되어 있다. 프로브(200)는, 지면에 수직인 축 주위에서 진동한다. 도 4의 도면(450)의 스냅샷은, 프로브(200)와 샘플(400) 사이에서 가장 가까운 접근 시에, 프로브(200)나 그 측정 팁(220)을 도시한다. 진동하도록 프로브(100, 200)를 촉발하기 위한 여러 옵션이 도 1의 문맥에서 기재되어 있다.
도 4의 하부 부분 이미지, 즉 도면(490)은, 2개의 최대점, 즉 프로브(200)의 측정 팁(220)의 움직임 방향의 역전점에서 프로브(200)의 검출 영역(230)의 방향을 설명한다. 양방향 화살표(460)에 의해 기호화된 검출 영역(230)의 배치에서, 검출 영역은 도 2의 프로브(200)와 실질적으로 동일한 정렬을 갖는다. SE 수율은 수학식 1에서 명시한 각도 의존도로 인해 이러한 구성에서 크다. 도 4의 도면(490)에서 명시한 바와 같이, SE 검출기(290)의 SE 신호는 최대값을 갖는다.
양방향 화살표(470) 위에 예시한 배치에서, 검출 영역(230)은 프로브(200)의 편향의 결과로 실질적으로 수평 방향으로 회전하였다. SE 수율은 SE 수율의 각도 의존도로 인해 검출 영역(230)의 이 위치에서 작다. 그러므로 검출 시스템에 의해 기록된 2차 전자수는 앞서 설명한 구성에서보다 훨씬 작다.
도 5의 상부 부분 이미지에서의 도면(550)은, 검출 구조(530)를 갖는 프로브(500)의 제2 예시적인 실시예를 개략적으로 나타낸다. 도 4에서처럼, 프로브(500)는 샘플(400) 위에서 진동한다. 이점은, 다시 한번, 양방향 화살표(410)로 설명되어 있다. 도 5에 예시한 예에서, 검출 구조(530)는 2개의 층의 직사각형 구조(530)를 포함하며, 이들 층의 물질은 상이한 원자수를 갖는다.
첫째, 도 6은 2차 전자 수율(δ)을 원자수나 양자수의 함수로서 나타낸다. SE 수율(δ)에 대한 측정 데이터는 D.B. Wittry: "복사선(X) 광학기기 및 미세 분석"(eds R. Castaing, P. Deschamps, J. Philibert), Hermann, Paris, 185 페이지 (1966). 둘째, 도 6은 후방 산란 전자에 대한 후방 산란 계수(η)를 원자수의 함수로서 재현한다. 후방 산란 계수(η)에 대한 측정 데이터는 참고문헌, "X-선 광학기기 및 미세분석"(K.F.J. Heinrich, Proc. 4th Internet. X-선 광학기기 및 미세 분석 회의, eds R. Castaing, P. Deschamps, 및 J. Philibert, Hermann, Paris, 1509 페이지(1966))으로부터 얻는다. SE 수율(δ)과 후방 산란 전자(BSE)에 대한 계수는 모두 원자수의 함수로서 변한다. 바람직하게도, 원자수가 가능한 멀리 있는 물질은, 프로브(500)의 편향을 결정할 목적으로 검출 구조(530)에 사용된다. 예를 들어, 후방 산란 계수의 비는, 탄탈륨(Z=73), 텅스텐(Z=74), 레늄(Z=75), 오스뮴(Z=76), 인듐(Z=77), 백금(Z=78) 및 금(Z=79)인 금속 중 하나와 탄소(Z=6)로 만든 검출 구조(530)의 결합의 경우 5보다 상당히 더 크다.
도 5에서 도면(500)을 다시 참조하면, 전자 빔(240)은 검출 구조(530)의 층으로 향하게 된다. 검출 구조(530)에 의해 방출되는 전자 빔(240)의 전자는 화살표(560)에 의해 설명된다. 도 5에 예시한 스냅샷에서, 프로브(500)나 그 측정 팁(220)은 샘플(400)에 가장 가까이 접근하고 있다. 전자 빔(240)은, 작은 원자나 양자수를 갖는 검출 구조(530)의 층(533)에 향하게 된다. 하나의 진동 기간의 범위 내에서, 전자 빔(240)은 검출 구조(530) 위를 두 번 통과하며, 프로브(500)와 샘플(400) 사이의 최대 거리인 역전점에서 큰 원자수를 갖는 검출 구조(530)의 층(536) 상에 향하게 된다.
도 5의 하부 부분 이미지, 즉 도면(590)은, 2개의 최대점, 즉 프로브(500)의 측정 팁(220)의 움직임 방향의 역전점에서 프로브(500)의 검출 구조(530) 상의 전자 빔(240)의 입사를 기호화한다. 양방향 화살표(560)에 의해 기호화된 전자 빔(240)과 검출 구조(530) 사이의 구성에서, 전자 빔(240)은, 큰 원자수를 갖는 검출 구조(530)의 층(536) 상에 입사되며, 전자 빔(240)의 방출된 전자(560)에 의해 야기된 BSE 신호는 최대값을 갖는다. 도 5의 도면(550) 문맥에서 설명된 바와 같이, 프로브(500)의 측정 팁(120)은 이때 샘플(400)로부터 최대 거리를 갖는다.
양방향 화살표(570)로 설명한 시간에, 전자 빔(240)은 검출 구조(530)의 층(533) 상에서 향하게 되며, 이 층의 물질은 작은 원자수를 갖는다. 층(533)에 의해 방출된 전자 빔의 전자(560)의 후방 산란 계수(η)는 작으며, BSE 검출기는 작은 신호만을 기록한다. 샘플(400)로부터의 프로브(500)의 측정 팁(220)의 거리는 이때 최소값에 있다.
도 7의 도면(700)은 샘플(400)에 접근하고 있는 프로브(200, 500)의 공정을 개략적으로 도시하며, 이러한 접근은, 도 2의 문맥에서 설명한 바와 같이, 전자 빔(240)으로 검출 영역(230)이나 검출 구조(530)를 조사하며 검출기(290)로 2차 전자(260)를 검출함으로써 또는 후방 산란 또는 방출 전자(560)를 검출함으로써 모니터링된다. 검출 영역(230)이나 검출 구조(530) 및 전자 빔(240)은 명료화를 위해 도 7의 720, 740 및 760에서 제외되어 있다.
도면(720)은 프로브(200, 500)의 자유 진동을 나타낸다. 프로브(200, 500)의 방해받지 않는 진동은 도면(720)에서 양방향 화살표(710)로 기호화된다. 실선(770)은, 샘플(400)의 표면으로부터의 프로브(200, 500)의 측정 팁(220)의 평균 거리의 시간 곡선을 나타낸다. 곡선이나 진동(780)은 검출기(290)의 SE 신호(480)나 후방 산란 전자(560)의 BSE 신호(580)를 시간의 함수로서 도시한다. 통상, 프로브(200, 500)의 방해받지 않는 진동의 주파수는 10Hz 내지 10MHz의 범위에 있다. 진동 주파수는 도 7에 예시한 예에서 45kHz에 있다. 통상, 프로브의 자유 진동의 크기는 5nm 내지 5㎛의 범위에 있다. 진동 크기는 도 7의 예에서 대략 200nm이다.
도 7의 도면(740)은, 측정 팁(120)과 샘플(400) 사이의 평균 거리가 선형 방식으로 감소하는, 즉 프로브(200, 500)가 샘플(400) 상으로 하강하는 구성을 나타낸다. 프로브(200, 500)의 진동 크기가 평균 거리(770)의 2배 미만이 되자마자, 프로브(200, 500)는 각 진동 기간 동안 샘플(400)의 표면 상에 착지하기 시작한다. 측정 팁(220)이 샘플(400)과 접촉하는 진동 기간 동안 시간의 비율은 프로브(200, 500)의 측정 팁(220)과 샘플(400)의 표면 사이의 소멸 평균 거리에 따라 증가한다. 곡선(780)의 크기는, 측정 팁(120)이 진동 기간 동안 샘플(400)과 접촉하게 되자마자 감소하기 시작한다. 프로브(200, 500)의 측정 팁(220)이 더는 샘플(400)의 표면으로부터 상승하지 않는다면, SE 신호(480)나 BSE 신호(580)는, SE 수율의 각도 의존도의 변화가 더는 실질적으로 없으며 그에 따라 단위 시간당 검출되는 2차 전자(260)의 변화가 더는 없으므로, 소멸한다.
도 7의 도면(760)은, 프로브(200, 500)의 측정 팁(120)이 샘플(400)의 표면으로부터 더는 상승하지 않는 상태를 최종적으로 설명한다.
도 8은, 도 2, 도 4, 도 5 및 도 7에서처럼, 프로브(800)의 체결 구역(130)으로부터 경사지게 멀리 가리키며 놓였던 측정 팁(220)과 캔틸레버(810)를 가진 프로브(800)를 통한 단면을 개략적으로 도시한다. 프로브(800)의 캔틸레버(810)는 검출 영역(230)을 갖는다. 또한, 프로브(800)의 캔틸레버(810)는 개구(820)를 가지며, 이 개구(820)를 통해, 전자 빔(840)은 측정 팁(120)의 팁(650)의 구역에서 샘플(400)의 표면(830)을 주사하거나 서빙할 수 있다. 이전의 예시적인 실시예에서 기재했던 것과 달리, 집속 전자 빔(840)이 샘플 표면(830)을 주사하는데 사용된다. 샘플(400)에 의해 방출되는 SE(260)와 후방 산란 전자(BSE)(560)를 검출할 목적으로, (도 8에 도시하지 않은) 주사 입자 현미경의 컬럼에 배치된 검출기(290)나 제2 검출기를 사용할 수 있다.
샘플(400), 예컨대, 포토리소그라픽 마스크(400)는 전기 절연성일 수 도 있거나, 적어도 전기 절연 구역을 포함한다. 전기 절연 구역은, 대전 입자 빔, 예를 들어 전자 빔(840)에 의한 조사 동안 정전 방식으로 대전될 수 도 있다. 결국, 전자 빔(840)에 의해 발생된 이미지는 왜곡된다. 프로브(800)의 검출 영역(230)과 측정 팁(220)이 캔틸레버(810)의 자유단에 적용되기보다는 대신 캔틸레버(810)가 측정 팁(220)의 팁(830)의 구역에서 개구(820)를 갖는 덕분에, 프로브(800)의 캔틸레버(810)는 샘플 표면(830)의 정전 대전을 매우 차폐할 수 있으며, 그에 따라 샘플(400)의 왜곡된 이미징을 회피할 수 있다. 프로브(800)가 전기 차폐 요소로서 동작할 수 있기 위해, 프로브(800)의 캔틸레버(810)는 전기 전도성 실시예를 가져야 한다.
캔틸레버(810)는 게다가 전압이 그에 인가될 수 있도록 설계되어야 한다면, 이것은 주사 프로브 현미경의 프로브(800)로 정전 대전 샘플(400)을 검사하도록 활용될 수 있다. 샘플(400)의 정전 대전은 프로브(800)의 캔틸레버(810)에 전압을 인가함으로써 매우 보상될 수 있다. 이점은 프로브(800)에 의한 샘플(500)의 위험 없는 감지를 용이하게 한다. 샘플(400)의 정전 대전을 보상하지 않는다면, 아킹이 측정 팁(120)의 팁(830)과 샘플(400) 사이에서 발생할 수 도 있으며, 그 결과로서, 측정 팁(120) 및/또는 샘플(400)은 손상될 수 있거나 심지어 수리 불가능하게 손상될 수 있다.
도 9는, 프로브(900)가 검출 영역(230) 대신 검출 구조(530)를 갖는 차이점을 갖고 도 8을 재현한다. 프로브(800 및 900)의 기능은 그 위치지정 및 측정 팁(220)에 결합되며, 프로브(800 및 900)의 편향을 검출하기 위한 검출 구조(230, 530)와 독립적이다. 그에 따라 도 8에 관한 설명은 도 9에도 적용된다.
도 10은, 만곡된 검출 영역(1030)의 형태인 검출 구조의 제3 예시적인 실시예를 갖는 프로브(1000)를 재현한 도면이다. 수학식 1에 의해 표현된 바와 같이, SE 수율(δ(θ))은 각도(θ)에 매우 비선형적으로 의존하며, 이 각도로, 전자 빔(240)은 프로브(200)의 검출 영역(230) 상에 입사한다. 2차 전자(260)의 신호의 이러한 비선형성에도, 프로브(200)의 움직임은 폐쇄 제어 루프에서 z-방향으로, 즉 수직 방향으로 조절될 수 있다.
프로브(200)의 z-움직임의 폐쇄-제어 루프를 간략화하기 위해, 검출 구조는, 전자 빔(1040)이, 프로브(200)의 편향이나 진동에도, 동일한 각도로 또는 대략 동일한 각도로 만곡된 검출 영역(1030)과 대략 항상 충돌하도록 만곡될 수 있다. 이것이 의미하는 점은, 검출 영역(1030)의 곡률은 전자 빔(240)의 입사 구역에서 프로브(1000)의 편향의 궤적을 재현한다는 점이다. 결국, 사실상 선형 관계가, SE 수율의 크게 보상된 각도 의존도로 인해 검출기(290)에 의해 측정된 SE 신호와 프로브(1000)의 편향 사이에서 일어난다. 그러나 프로브(1000)의 종방향으로 만곡된 검출 영역(1030) 위에서의 입사 전자 빔(1040)의 병진 불변은 만곡된 검출 영역(1030)의 형태로 검출 구조를 구현한 결과로 포기되어야 한다.
도 11은 검출 구조의 추가 예시적인 실시예를 설명하며, 이 실시예는, 전자 빔(1140)을 이용하여, 일반적으로는 대전 입자 빔(1140)을 이용하여 주사 프로브 현미경의 프로브(1100)의 편향을 검출할 수 있게 한다. 도 11에 예시한 예에서, 검출 구조(1130)는 팁 형태로 표시(1130)를 가지며, 이러한 표시는, 프로브(1100)의 캔틸레버(110)의 측정 팁(120) 반대편에 있는 표면에 적용된다. 도 11의 예에서, 표시(1130)는, 프로브(1100)의 캔틸레버(110)의 자유단(1160)으로부터 측정 팁(120)과 실질적으로 동일한 거리에 체결된다. 그러나 이점은 표시(1130)의 기능을 위한 사전조건은 아니다. 그러나 캔틸레버(110)의 자유단(1160) 근처에 표시(1130)를 부착하는 것이 유리하며, 이는 이것이, 프로브(1100)의 캔틸레버(110)를 편향할 때 표시(1130)의 검출된 변화를 최대로 하기 때문이다. 전자 빔(1140)에 의해 발생한 표시(1130)의 이미지의 콘트래스트를 최대로 하기 위해, 상이한 물질이 프로브(1100)의 캔틸레버(110)에 대해서보는 표시(1130)에 대해서 사용되는 것이 유리하다.
도 11의 우측 부분 이미지는, 프로브(1100)의 편향의 결과로서 프로브(1100)의 표시(1130)의 측방향 변위(1150)를 개략적으로 도시한다. 전자 빔(1140)에 의한 이미징 동안 표시(1130)의 측방향 변위(1150)로부터 프로브(1100)의 편향을 결정할 수 있다. 편향을 확인하기 위해 검출 영역(230, 1030)을 사용하는 경우에서와 달리, 전자 빔(1140)은, 주사 전자 현미경에 의해 표시(1130)를 이미징할 목적으로 집속된 방식으로 표시(1130)를 갖는 프로브(1100)의 구역 위에서 바람직하게는 안내된다.
도 12는 2개의 표시(1240 및 1260) 형태의 검출 구조(1230)를 갖는 프로브(1200)를 나타낸다. 2개의 표시(1240 및 1260)는 다시 한번 팁 형태로 구현되지만, 이들 팁은 상이한 높이를 갖는다. 도 12의 예에서, 표시(1240 및 1260)는 프로브(1200) 상에서 하나의 선을 따라 부착되며, 이러한 선은 프로브(1200)의 종축에 수직이다. 이러한 배치는 표시(1240 및 1260)의 기능에 대한 사전조건은 아니지만, 이점은, 전자 빔(1140)에 의한 프로브의 이미징 동안 프로브(1200)의 편향의 결과로 표시(1240 및 1260)의 측방향 변위의 경우 측정 신호의 평가를 간략화한다.
도 12의 우측 부분 이미지는 상이한 높이의 2개의 표시(1240 및 1260)의 측방향 변위(1250)를 재현한다. 도 11에 명시한 단 하나의 표시(1130)를 갖는 예시적인 실시예와 대조적으로, 2개의 표시(1240 및 1260)를 갖는 프로브(1200)로 인해, 상이한 측정이 2개의 표시(1240 및 1260)의 이미지로 프로브(1200)의 편향을 결정할 목적으로 실행될 수 있다. 이점은 도 11의 프로브(1100)와 비교하여 프로브(1200)의 편향을 결정하는 측정 정확도를 증가시킨다.
도 13은 검출 구조(1330)의 추가 예시적인 실시예를 설명하며, 이 실시예는, 전자 빔을 이용하여, 일반적으로는 대전 입자 빔을 이용하여 주사 프로브 현미경의 프로브(1300)의 편향을 검출할 수 있게 한다. 후속한 도 14에서처럼, 전자 빔은 도 13에 예시되어 있지 않다. 도 13에 명시한 예에서, 검출 구조(1330)는 2개의 직사각형 요소(1340 및 1360)를 가지며, 이들 요소는 프로브(1300)의 캔틸레버(110)의 측정 팁(220) 반대편에 있는 표면(115) 또는 정상 측(115)에 적용된다. 직사각형 요소(1340 및 1360)는 프로브(1300)의 폭의 더 큰 부분 위로 연장한다. 직사각형 요소(1340, 1360)의 표면 법선은 프로브(1300)의 종축이나 캔틸레버(110)에 실질적으로 평행하다. 2개의 직사각형 요소(1340, 1360)는 도 13의 예에서 상이한 높이를 갖는다. 그러나 이러한 속성은 검출 구조(1330)로서의 그 기능에 필요한 것은 아니다. 또한, 임의의 얇은 또는 시트-형상의 구조를 갖는 요소(1340 및 1360)는 검출 구조(1330)를 발생시키는데 사용될 수 있다.
바람직하게도, 직사각형, 일반적으로 시트-형상의 요소(1340, 1360)는, 캔틸레버(110)나 그 표면의 물질 조성과 상이한 물질 조성을 갖는다. 결국, 전자 빔의 전자는 토폴로지 콘트래스트 외에 물질 콘트래스트를 추가로 발생시킨다. 큰 원자수를 갖는 물질은 직사각형 또는 시트-형상 요소(1340, 1360)에 바람직할 수 있다. 이점은, 특히 후방 산란 전자가 요소(1340 및 1360) 형태의 검출 구조(1330)를 검출하는데 사용되는 경우에 적용된다. 그러나 또한, 탄소를 퇴적함으로써 직사각형이나 시트-형상 요소(1340, 1360)를 가장 큰 부분까지 발생시킬 수 있다. 2차 전자는 본 실시예에서 요소(1340 및 1360) 형태의 검출 구조(1330)를 검출하기 위해 사용될 수 있다. 프로브(1300)의 종축 방향으로의 전자 빔이나 대전 입자 빔의 라인 주사는 2개의 요소(1340 및 1360)를 검출하기에 충분하다.
도 13에서의 상부 부분 이미지는 검출 구조(1330)의 2개의 요소(1340, 1360) 위의 라인 주사인 경우에 측정 신호를 나타낸다. 앞서 이미 설명한 바와 같이, 2차 전자(260) 및/또는 후방 산란 전자(560)는 검출 구조(1330)를 검출하는데 사용될 수 있다. 각 경우에 측정 신호의 곡선(1380)은, 전자 빔이 라인 주사 동안 검출 구조(1330)의 요소(1340 및 1360)를 감지할 때 피크 값을 보인다. 도 13의 상부 부분 이미지에서, 2개의 피크 값은 실질적으로 동일한 높이를 가지며, 이는 직사각형 또는 시트-형상 요소(1340 및 1360)의 물질 조성은 실질적으로 동일하기 때문이다. 그러나 이점은 검출 구조(1330)의 기능에 대한 사전조건은 아니다. 오히려, 검출 구조(1330)의 2개의 요소(1340 및 1360)는 상이한 물질로 제조할 수 있다.
도 13의 하부 부분 이미지는 진동 프로브(1300)가 0점 교차하는 동안의 그 스냅샷을 도시한다. 도 14는, 프로브(1300)의 측정 팁(120)이 샘플(400)에 가장 접근한 시간에서 도 13을 재현한다. 주사 프로브 현미경의 대부분의 동작 모드에서, 측정 팁(120)은 이때 프로브(400)의 표면(650)과 기계적으로 접촉한다. 프로브(1300)나 그 캔틸레버(110)의 곡률의 결과로, 캔틸레버(110)의 종방향에서의 전자 빔의 라인 주사는 도 13에서보다 작은 2개의 요소(1340 및 1360) 사이의 명백한 이격거리를 검출한다. 그러므로 검출 구조(1330)는 프로브(1300)의 편향의 검출과, 주사 프로브 현미경의 프로브(1300)로의 샘플(400)의 검사 및/또는 처리를 허용한다. 검출 구조(1330)의 장점은, 2개의 직사각형이나 시트-형상 요소(1340 및 1360)로 인해 기준 측정을 필요로 하지 않는다는 점이다.
도 15의 2개의 하부 좌측 부분 이미지(1505)는 이미 논의한 프로브(500 및 1300)의 측면도를 도시한다. 2개의 하부 우측 부분 이미지(1555)는 프로브(500 및 1300)의 전면도를 재현한다. 또한, 좌측 상부 부분 이미지(1505)는 프로브(1500)의 측면도를 나타내며, 우측 상부 부분 이미지(1555)는, 프로브(1500)의 전면 측 표면(115) 상에 검출 구조(1530)를 갖는 프로브(1500)의 전면도를 나타낸다. 검출 구조(1530)는 직사각형 요소를 가지며, 이 직사각형 요소는 프로브(1500)의 폭의 대부분 위에서 연장한다. 검출 구조(1530)의 직사각형 요소는 정상을 향해 테이퍼링된다. 도 13의 문맥에서 앞서 이미 설명한 바와 같이, 프로브(1500)의 검출 구조(1530)와 프로브(1500)의 캔틸레버(110)의 물질 조성에 차이가 있다면 유리하다. 도 13의 검출 구조(1330)와 달리, 단일 직사각형 요소 형태인 도 15의 검출 구조(1530)는, 검출 구조(1530)에 의해 야기되는 SE 및/또는 BSE 전자의 측정 신호의 피크 값의 변위로부터 프로브(1500)의 편향을 검출하기 위해 기준 측정을 필요로 한다.
도 16은 검출 구조(1630 및 1690)의 추가 예시적인 실시예를 도시한다. 도 15와 유사하게, 좌측 부분 이미지(1605)는 측면도를 도시하며, 우측 부분 이미지(1655)는 프로브(1600, 1640 및 1670)의 전면도를 제공한다. 상부 부분 이미지의 프로브(1600)의 경우에, 측정 팁(150)은, 측정 팁(220)과 달리, 프로브(1600)의 유지 판(130)을 향해 가리킨다. 직사각형 검출 구조(1630)는 측정 팁(150)과 동일한 표면(125)에 적용된다. 이 구성은, 프로브(200, 500, 800, 900, 1000, 1100, 1200, 1300, 1500)의 앞서 논의한 실시예와 비교하여 프로브(1600)의 제조를 간략화한다. 검출 구조(1630)를 각이 지게 놓는 결과로, 프로브(1600)의 종방향에서의 라인 주사는 2차 및/또는 후방 산란 전자의 측정 신호의 넓은 최대치를 산출한다. 측정 신호의 폭은 프로브(1600)의 진동 주파수로 주기적으로 변한다.
중앙 부분 이미지(1605 및 1655)에 재현한 구성에서, 상부 부분 이미지에서 재현한 검출 구조(1630)는 프로브(1640)의 캔틸레버(110) 상에서 퇴적된다. 그 후, 프로브(1640)에 대한 측정 팁(170)은 검출 구조(1630) 상에 퇴적된다. 측정 팁(220 및 150)과 달리, 측정 팁(170)은 프로브(1640)의 캔틸레버(110)의 후면 표면(125) 상에 실질적으로 수직으로 선다. 프로브(1600)에서처럼, 측정 팁(170) 및 검출 구조(1630)는 프로브(1640)를 위해 프로브(1640)의 캔틸레버(110)의 하부 측(125) 상에 부착되어, 프로브(1640)의 제조를 간략화한다. 게다가, 프로브(1640)의 이 구성은, 캔틸레버(110)의 하부 측(125)이 샘플(400)의 표면(650)으로부터 먼 거리를 가지므로 유리하다.
도 16의 하부 부분 이미지(1605 및 1655)는 다시 한번 프로브(1670)의 예시적인 실시예를 도시하며, 여기서 측정 팁(120)은 프로브(1670)의 캔틸레버(110)의 후면 측(125)에 부착된다. 전면 측(115) 상에서, 프로브(1670)의 캔틸레버(110)는 봉-형상의 검출 구조(1690)를 갖는다. 봉-형상의 검출 구조(1690) 대신에, 프로브(1670)는 다른 형태로 구현되는 검출 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 검출 구조(1690)는 (도 16에 예시하지 않은) 원통이나 원뿔형으로 구현될 수 있다. 게다가, 임의의 윤곽을 갖는 검출 구조(1690)를 구현할 수 있다. 검출 구조(1630)와 달리, 검출 구조(1690)는, 프로브(1670)의 캔틸레버(110)의 전면 측(115) 위에서 평면 주사에 의해 이미징된다.
도 17의 도면(1700)은, 주사 공정 동안 프로브(800, 900, 1670)의 진동의 촉발을 측정하는데 사용될 수 있는 장치를 통한 단면을 개략적으로 도시한다. 이 장치의 코어는 신호 처리 유닛(1750)이다. 연결부(1765)를 통해, 신호 처리 유닛(1750)은 주사 전자 현미경(1710)의 측정 데이터를 수신한다. 신호 처리 유닛(1750)은 등가의 시간 샘플링(ETS)에 의해 주사 전자 현미경(1710)의 측정 데이터를 슬로우다운(slow down)한다. 이것이 의미하는 점은, 프로브(800, 900, 1670)의 측정 신호가 프로브(800, 900, 1670)의 진동 주파수보다 훨씬 더 낮은 주파수로 기록된다는 점이다. 이를 위해, 신호 처리 유닛(1750)은 게이티드 적분기 및/또는 박스카(boxcar) 평균화기를 갖는다.
프로브 구동부(1720)는 연결부(1715)를 통해 진동하도록 프로브(500, 800, 900, 1000, 1100, 1200, 1300, 1500, 1600, 1640, 1670)를 촉발시킨다. 도 17에 예시한 예에서, 이것은 프로브(1200)이다. 프로브 구동부(1729)는 촉발 주파수를 연결부(1725)를 통해 지연 유닛(1730)에 전송한다. 지연 유닛(1730)은 트리거 신호를 편향 발생기(1740)에 연결부(1735)를 통해 전송하며, 편향 발생기는, 연결부(1745)를 통해 검출 구조(1230) 위의 표시(1240, 1260) 위의 전자 빔(1140)의 주사(1780)를 제어한다.
대체로, 주사 프로브 현미경은, 피에조-작동기의 좌표계와 샘플 스테이지(1110)의 좌표계가 서로에 대해 정렬되도록 구성된다. 그러나 이것은, 주사 입자 현미경과 주사 프로브 현미경 또는 나노-조작기를 결합할 때 제한된 공간으로 인해 종종 가능하지 않다. 도 18의 도면(1800)은, 샘플(400)을 유지하기 위한 지지부(1820)를 가진 샘플 스테이지(1810)를 도시한다. 샘플 스테이지(1810)의 좌표계는 참조부호(1830)로 나타낸다. 샘플(400)은 나노-조작기(1840)의 처리 헤드(1860)의 팁(1850)에 의해 처리된다. 도 18에 예시하지 않은 주사 입자 현미경의 결과로서 제한된 공간이므로, 나노-조작기(1840)의 좌표계(1870)는 샘플 스테이지(1810)의 좌표계(1830)에 관해 회전한다. 2개의 좌표계(1830와 1870) 사이의 빠른 좌표 변환을 실행하기 위해, 나노-조작기(1840)의 제어 유닛은 예컨대 ASIC(Application-Specific Integrated Circuit)가 장착될 수 도 있으며, ASIC는 10㎲ 미만에서 좌표계(1830과 1870) 사이의 좌표 변환을 실행할 수 있다. 대안적인 실시예에서, 좌표계(1830과 1870) 사이의 좌표 변환은 아날로그 전자기기에 의해 실행될 수 도 있다. 두 실시예에서, 좌표 변환을 위한 변환 시간은 폐쇄된 제어 루프에서 동작하는 프로브의 제어 신호를 지연시키지 않거나 실질적으로 지연시키지 않기 위해 충분히 짧다.
도 19는 주사 입자 현미경과 주사 프로브 현미경의 결합인 경우에 제한된 양의 공간을 최대 가능한 범위로 활용하기 위한 추가 옵션을 도시한다. 통상, 주사 프로브 현미경의 프로브(100, 200, 500, 800, 900, 1000, 1100, 1200, 1300, 1500, 1600, 1640, 1670)는 관-형상 피에조-조작기를 이용하여 위치지정된다. 예를 들어, 도 18의 나노-조작기(1840)의 처리 헤드(1860)는 또한 관-형상 피에조-조작기를 갖는다. 그러나 관 형상은, 이들 응용이 주사 프로브 현미경과 결합되어야 하는 경우 나노-조작기(1840)나 주사 프로브 현미경에 사용하는데 불리하다. 도 19에 설명된 바와 같이, 주사 입자 현미경의 컬럼(1920)은 샘플(400)과 컬럼의 배출구 개구(1930) 사이의 공간을 수 밀리미터로 제한한다. 쿼드-모프 피에조-작동기(1910)가 관-형상 피에조-작동기 대신 사용된다면, 샘플(400)과 컬럼(1920) 사이의 공간은 최적의 방식으로 활용될 수 있다.
도 20은, 2개의 현미경의 상호작동 영역이 샘플 상에서 중첩하는 추가 조건 하에서, 주사 입자 현미경과 주사 프로브 현미경이나 나노-조작기(1840)를 결합하는 장치의 악화된 공간 조건 하에서의 샘플의 처리를 설명한다. 도 20의 도면(2000)에서, 샘플은 기판(2020)과 흡수 패턴 요소(2030)를 포함하는 포토리소그라픽 마스크(2010)이다. 마스크(2010)의 이미징 속성을 손상시키는 입자(2050)가 마스크(2010)의 기판(2020) 상에 있다. 주사 입자 현미경의 컬럼(1920)의 배출구 개구(1930)는 마스크(2010) 위에 개략적으로 예시되어 있다.
도 20에 예시한 예에서, 희생 팁(2040)이, 프로브(100, 200, 500, 800, 900, 1000, 1100, 1200, 1300, 1500, 1600, 1640, 1670)의 측정 팁(120, 150, 170, 220) 상에서나 나노-조작기(1840)의 팁(1850) 상에서 (도 20에 예시하지 않게) 퇴적되어 있다. 희생 팁(2040)은, 측정 팁(120, 150, 170, 220)이나 팁(1850) 상의 전구체 가스의 제공 하에서, 대전 입자 빔, 예컨대 전자 빔을 이용하여 퇴적되었을 수 도 있다. 탄소 함유 전구체 가스나 금속 카르보닐이 전구체 가스로서 사용될 수 있다.
도 21은, 희생 팁(2040)이 입자(2050) 근처나 그 위에 위치지정된 후 도 20의 구성을 반복한다. 명료성을 이유로, 컬럼(1920)은 도 21에서 생략하였다. 전구체 가스(2150)가, 희생 팁(2040)의 위치지정 공정이 완료된 후 입자(2050)의 구역에 제공된다. 이점은 도 21에서 점선 화살표로 설명되어 있다. 추가로, 전자 빔(2140)이 입자(2050)의 구역에 제공되며, 이 전자 빔은 입자(2050)와 희생 팁(2040)의 팁 상에서의 물질(2160)의 국부적인 퇴적 공정을 트리거한다.
입자(2050)는, 입자(2050)가 측정 팁(2040)의 팁에 연결된 후 프로브(100, 200, 500, 800, 900, 1000, 1100, 1200, 1300, 1500, 1600, 1640, 1670)나 나노-조작기(1840)를 움직임으로써 마스크(2010)의 기판(2020)으로부터 제거된다. 도 22의 도면(2200)은 이 단계를 화살표(2250)로 예시한다.
희생 팁(2040)이 측정 팁(120, 150, 170, 220) 또는 팁(1850) 상에 퇴적된 것의 장점은, 마스크(2010)로부터 제거된 입자(2050)가 EBIE(Electric Beam Induced Etching) 공정에서 희생 팁(2040)으로부터 제거될 수 있다는 점이다. 도 23은, 전자 빔(2340)과 (점선 화살표로 기호화된) 에칭 가스(2350)에 의한 희생 팁(2040)으로부터의 입자(2050)의 제거를 설명한다.
EBIE 공정의 완료 후, 약간만 변경된 희생 팁(2040)이 추가 입자를 제거하는데 유용할 수 있다. 입자(2050)가 희생 팁(2040)으로부터 제거되기 전, 입자(2050)의 물질 조성은 전자 빔(2340)에 의한 조사와, 에너지-분산 검출기에서의 입자(2050)에 의해 방출된 x-선 복사선의 분석에 의해 결정될 수 있다.
도 24는 장치(2400)의 몇 개의 중요한 구성요소를 통한 개략적 단면을 도시하며, 이 장치에 의해, 샘플(400)이나 포토리소그라픽 요소(2010)가 검사 및/또는 처리될 수 있다. 검출 구조(230, 530, 1030, 1130, 1230, 1330, 1530, 1630, 1690)를 갖는 프로브(200, 500, 800, 900, 1000, 1100, 1200, 1300, 1500, 1600, 1640, 1670)가 설치되어 장치(2400)에 사용될 수 있다. 장치(2400)는 주사 전자 현미경(SEM)(2410) 형태의 변경된 주사 입자 현미경(2410)과, 원자력 현미경(AFM)(2470) 형태의 주사 프로브 현미경(2470)을 포함한다.
도 24의 SEM(2410)에서, 전자 총(2412)이 전자 빔(2415)을 발생시키며, 전자 빔(2415)은, 컬럼(2417)에 배치된 이미징 요소 - 도 24에 예시되지 않음 - 에 의해 샘플(400)이나 마스크(2010)를 포함할 수 도 있는 샘플(2422) 상의 위치(2420) 상으로 집속된 전자 빔으로서 향하게 된다. 샘플(2422)은 샘플 스테이지(2525)(또는 스테이지) 상에 배치된다. 또한, SEM(2410)의 컬럼(2417)의 이미징 요소는 샘플(2422) 위에서 전자 빔(2415)을 주사할 수 있다. 샘플(2422)은 SEM(2410)의 전자 빔(2415)을 사용하여 검사할 수 있다. 또한, 전자 빔(2415)은 입자-빔-유도 퇴적 공정 및/또는 EBIE 공정을 유도하는데 사용될 수 있다. 또한, SEM(2410)의 전자 빔(2415)은 입자(2050)를 분석하는데 사용될 수 있다. 게다가, 전자 빔(2415)은 주사 프로브 현미경(2470)의 프로브(200, 500, 800, 900, 1000, 1100, 1200, 1300, 1500, 1600, 1640, 1670)를 감지하는데 사용될 수 있다.
샘플(2422)에 의해 전자 빔(2415)으로부터 후방 산란된 전자와 샘플(2422)에서 전자 빔(2415)에 의해 발생된 2차 전자는 검출기(2427)에 의해 기록된다. 또한, 검출기(2427)는, 프로브(1100, 1200, 1670)에 적용된 표시(들)(1030, 1240, 1260, 1690)를 주사할 때 발생한 2차 전자를 식별한다. 전자 컬럼(2417)에 배치된 검출기(2427)를 "인 렌즈 검출기"로 지칭한다. 검출기(2427)는 여러 실시예에서 컬럼(2417)에 설치될 수 있다. 검출기(2427)는 또한 샘플(2422)이나 프로브(100, 200, 500, 800, 900, 1000, 1100, 1200, 1300, 1500, 1600, 1640, 1670)나 프로브(200, 500, 800, 900, 1000, 1100, 1200, 1300, 1500, 1600, 1640, 1670)에 적용된 검출 구조(230, 530, 1030, 1130, 1230, 1330, 1530, 1630, 1690)로부터 후방 산란된 전자를 검출하는데 사용될 수 있다. 검출기(2427)는 장치(2400)의 제어 디바이스(2430)에 의해 제어된다. 또한, 장치(2400)는 도 2의 검출 시스템(290)을 포함한다. 검출 시스템(290)은 또한 제어 디바이스(2430)에 의해 제어된다.
장치(2400)는 제3 검출기(2435)를 포함한다. 제3 검출기(2435)는 전자기 복사선을, 구체적으로는 x-선 구역에서 검출하도록 설계된다. 결국, 검출기(2435)는 전자 빔(2415)에 의해 여기되는 입자(2050)의 분석을 용이하게 하여, 이 입자의 물질 조성을 결정한다. 입자(2050)의 분석 동안 샘플 스테이지(2425)는 하강하며 및/또는 샘플(2422)은 전자 빔(2415)의 빔 방향으로부터 제거된다. 검출기(2435)는 또한 제어 디바이스(2430)에 의해 제어된다.
제어 디바이스(2430) 및/또는 컴퓨터 시스템(2440)은, 퇴적 공정이나 EBIE 공정을 유도하기 위해 및 입자(2050)를 분석하기 위해 전자 빔(2415)의 파라미터를 설정할 수 있다. 나아가, 장치(2400)의 제어 디바이스(2430)는 검출기(2427)의 측정 데이터를 수신한다. 제어 디바이스(2430)는 측정 데이터로부터 이미지를 생성할 수 있으며, 이 이미지는 모니터(2437) 상에 나타난다. 또한, 제어 디바이스(2430)는 검출 시스템(290)의 2차 전자(260)로부터 측정 데이터를 수신할 수 있으며 이 측정 데이터를 컴퓨터 시스템(2440)의 모니터(2437) 상에 디스플레이할 수 있다. 게다가, 제어 디바이스(2430)는 ASIC를 포함할 수 도 있으며, ASIC는 샘플 스테이지(2425)의 좌표계와 프로브(100, 200, 500, 800, 900, 1000, 1100, 1200, 1300, 1500, 1600, 1640, 1670)의 좌표계 사이의 빠른(10㎲ 미만) 좌표 전환을 실행할 수 있다. 게다가, 컴퓨터(2440)나 제어 유닛은 신호 처리 유닛(1750)을 포함할 수 도 있으며, 이러한 신호 처리 유닛(1750)은 프로브(100, 200, 500, 800, 900, 1000, 1100, 1200, 1300, 1500, 1600, 1640, 1670)의 진동의 촉발과 전자 빔(2415)의 주사를 서로에게 매칭시킨다.
앞서 이미 설명한 바와 같이, 변경된 SEM(2410)의 전자 빔(2415)은 전자-빔-유도된 퇴적 공정 및 EBIE 공정을 유도하는데 사용될 수 있다. 도 24의 예시적인 주사 전자 현미경(2410)은 이들 공정을 실행할 목적으로 3개의 상이한 공급 용기(2445, 2450 및 2455)를 갖는다.
제1 공급 용기(2445)는 제1 전구체 가스, 예컨대 금속 카르보닐, 예를 들어 크롬 헥사카르보닐(Cr(CO)6))나, 탄소-함유 전구체 가스, 예를 들어 피린을 저장한다. 추가 탄소-함유 전구체 가스는 앞서 명시되어 있다. 제1 공급 용기(2445)에 저장된 전구체 가스를 이용하여, 희생 팁(2040)이나 연결 물질(2160)은, SEM(2410)의 전자 빔(2415)이 에너지 공급자로서 동작하여, 국부적 화학 반응으로 희생 팁(2040) 및/또는 입자(2050) 상에 퇴적될 수 있어서, 물질이 퇴적되어야 하는 위치에서 제1 공급 용기(2445)에 저장된 전구체 가스를 분할할 수 있다. 이것이 의미하는 점은, 전자 빔(2415)과 전구체 가스(2150)의 결합된 제공이 희생 팁(2014) 및/또는 연결 물질(2150)의 국부적인 퇴적을 위해 실행되는 EBID(Electron Beam Induced Deposition) 공정을 초래한다는 점이다. 변경된 SEM(2410)은 제1 공급 용기(2445)와 결합하여 퇴적 장치를 형성한다.
전자 빔(2415)은 수 나노미터의 스폿 직경으로 집속될 수 있다. 결국, EBID 공정은 낮은 2-자리 나노미터 범위의 공간 해상도로 연결 물질(2150)의 국부적인 퇴적을 허용한다.
도 24에 예시한 장치(2400)에서, 제2 공급 용기(2450)는 에칭 가스(2350)를 저장하며, 에칭 가스(2350)는 국부적인 전자 빔 유도 에칭(EBIE) 공정을 실행하게 한다. 입자(2050)는 전자-빔-유도 에칭 공정을 이용하여 희생 팁(2040)으로부터 제거될 수 있다. 에칭 가스(2350)는 예를 들어, 제논 이불화물(XeF2), 염화물(Cl2), 산소(O2), 오존(O3), 수증기(H2O), 과산화수소(H2O2), 일산화이질소(N2O), 일산화질소(NO), 이산화질소(NO2), 질산(HNO3), 암모니아(NH3) 또는 육불화황(SF6)을 포함할 수 있다. 결국, 변경된 SEM(2410)은 제2 공급 용기(2450)와 결합하여 별도의 장치를 형성한다.
첨가제 가스가 제3 공급 용기(2455)에 저장될 수 있으며, 이 첨가제 가스는, 필요한 경우, 제2 공급 용기(2450)에 유용하게 유지되는 에칭 가스(2350)에 또는 제1 공급 용기(2445)에 저장된 전구체 가스(2150)에 첨가될 수 있다. 대안적으로, 제3 공급 용기(2455)는 제2 전구체 가스나 제2 에칭 가스를 저장할 수 있다.
도 24에 예시한 주사 전자 현미경(2410)에서, 공급 용기(2445, 2450 및 2455) 각각은 그 자신의 제어 밸브(2446, 2451 및 2456)를 가져 단위 시간 당 제공되는 대응 가스량, 즉 샘플(2422) 상의 전자 빔(2415)의 입사 위치(2420)에서의 가스 체적 흐름을 모니터링하거나 제어한다. 제어 밸브(2446, 2451 및 2456)는 제어 디바이스(2430)에 의해 제어되며 모니터링된다. 이를 사용하여, 넓은 범위에서 EBID 및/또는 EBIE 공정을 실행하기 위해 처리 위치(2420)에 제공된 가스(들)의 부분압 조건을 설정할 수 있다.
더 나아가, 도 24의 예시적인 SEM(2410)에서, 각각의 공급 용기(2445, 2450 및 2455)는 그 자신의 가스 공급라인 시스템(2447, 2452 및 2457)을 가지며, 이들 공급라인 시스템은 샘플(2422) 상의 전자 빔(2415)의 입사점(2420) 근처에서 노즐(2448, 2453 및 2458)로 종료된다.
공급 용기(2445, 2450 및 2455)는 그 자신의 온도 설정 요소 및/또는 제어 요소를 가질 수 있으며, 이들 요소로 인해, 대응하는 공급 용기(2445, 2450 및 2455)를 냉각하며 가열할 수 있다. 이로 인해, (도 24에 도시하지 않은) 각각의 최적 온도에서 전구체 가스 및/또는 에칭 가스(들)(2350)를 저장할 수 있으며 특히 제공할 수 있다.
제어 디바이스(2430)는 공급 용기(2445, 2450, 2455)의 온도 설정 요소와 온도 제어 요소를 제어할 수 있다. EBID 및 EBIE 처리 공정 동안, 공급 용기(2445, 2450 및 2455)의 온도 설정 요소는 적절한 온도의 선택에 의해 용기에 저장된 전구체 가스(들)(2150)의 증기압을 설정하는데 또한 사용될 수 있다.
장치(2400)는 2개 이상의 전구체 가스(2150)를 저장하기 위해 하나보다 많은 공급 용기(2445)를 포함할 수 있다. 또한, 장치(2400)는 2개 이상의 에칭 가스(1650)를 저장하기 위해 하나보다 많은 공급 용기(2450)를 포함할 수 도 있다.
도 24에 예시한 주사 전자 현미경(2410)은 주변 조건이나 진공 챔버(2460) 하에서 동작할 수 있다. EBID 및 EBIE 공정을 구현하는 것은 주변압에 대한 진공 챔버(2460)에서의 부압을 필요로 한다. 이를 위해, 도 24의 SEM(2410)은 진공 챔버(2460)에서 필요한 부압을 생성하여 유지하기 위해 펌프 시스템(2462)을 포함한다. 폐쇄 제어 밸브(2446, 2451 및 2456)로, 10-4 Pa 미만의 잔류 가스압이 진공 챔버(1460)에서 달성된다. 펌프 시스템(2462)은, SEM(2410)의 전자 빔(2415)을 제공하기 위한 진공 챔버(2460)의 상부 부분에 대해서와 (도 24에 도시하지 않은) 반응 챔버(2465)의 하부 부분(2465)에 대해서 별도의 펌프 시스템을 포함할 수 도 있다.
추가로, 도 24에 예시한 예시적인 장치(2400)는 주사 프로브 현미경(2470)을 포함하며, 이러한 현미경(2470)은, 장치(2400)에서, 주사력 현미경(SFM)(2470)이나 원자력 현미경(AFM)(2470)의 형태로 구현된다. 주사 프로브 현미경(2470)은 프로브(100, 200, 500, 800, 900, 1000, 1100, 1200, 1300, 1500, 1600, 1640, 1670)를 수용할 수 있다. 게다가, AFM(2470)은 포토마스크(2010)를 검사하며 및/또는 입자(2050)를 분석하는데 사용될 수 있다.
주사 프로브 현미경(2470)의 측정 헤드(2475)가 도 24의 장치(2400)에 예시되어 있다. 측정 헤드(2475)는 유지 장치(2480)를 포함한다. 측정 헤드(2475)는 (도 24에 도시하지 않은) 유지 장치(2480)에 의해 장치(2400)의 프레임에 체결된다. (도 24에 예시하지 않은) 3개의 공간 방향에서 피에조-작동기(1910)의 자유단의 움직임을 용이하게 하는 쿼드-모프 피에조-작동기(1910)의 형태인 피에조-작동기가 측정 헤드(2475)의 유지 장치(2480)에 부착된다. 프로브(200)는 피에조-작동기(1910)의 자유단에 체결된다. 그러나 쿼드-모프 피에조-작동기(1910)는 또한 (도 24에 도시하지 않은) 프로브(100, 500, 800, 900, 1000, 1100, 1200, 1300, 1500, 1600, 1640, 1670)를 수용할 수 있다. 프로브(200)의 캔틸레버(110)의 자유단은 검출 영역(230) 형태인 검출 구조(230)와 측정 팁(220)을 갖는다.
도 24에서 화살표로 기호화된 바와 같이, 샘플 스테이지(2425)는, 전자 빔(2415)의 입사점(2420) 및/또는 AFM(2470)의 측정 헤드(2475)에 대해 3개의 공간 방향으로 위치지정 시스템(2427)에 의해 움직일 수 있다. 도 24의 예에서, 위치지정 시스템(2427)은 다수의 마이크로 조작기나 변위 요소 형태로 구현된다. 전자 빔(2415)의 빔 방향에 수직인 샘플 평면에서, 즉 xy-평면에서의 샘플 스테이지(2425)의 움직임은 (도 24에 도시하지 않은) 2개의 간섭계에 의해 제어될 수 있다. 대안적인 실시예에서, 위치지정 시스템(2427)은 (도 24에 예시하지 않은) 피에조-작동기를 추가로 포함할 수 도 있다. 위치지정 시스템(2427)은 제어 디바이스(2430)의 신호에 의해 제어된다. 대안적인 실시예에서, 제어 디바이스(2430)는 샘플 스테이지(2425)를 움직이기보다는 AFM(2470)의 측정 헤드(2475)의 유지 장치(2480)를 움직인다. 또한, 제어 장치(2430)가 높이(z-방향)에서 샘플(2422)이나 마스크(2010)의 거친(coarse) 위치지정을 실행하는 것과, 측정 헤드(2480)의 피에조-작동기(1910)가 AFM(2470)의 정밀한 높이 설정을 실행하는 것이 가능하다. 제어 디바이스(2430)는 장치(2400)의 컴퓨터 시스템(2440)의 일부분일 수 있다.
AFM(2470)은 프로브(100, 200, 500, 800, 900, 1000, 1100, 1200, 1300, 1500, 1600, 1640, 1670)를 입자(2050)에 대해 위치지정하는데 사용될 수 있다. 또한, AFM(2470)은 입자(2050)로 가득 찬 프로브(200, 500, 800, 900, 1000, 1100, 1200, 1300, 1500, 1600, 1640, 1670)를 움직임에 의해 포토리소그라픽 마스크(2010)로부터 제거하는데 사용될 수 있다.
도 25는, 포토리소그라픽 요소를 검사하고 및/또는 처리하는데 또한 사용될 수 있는 장치(2500)를 통한 단면을 도시한다. 장치(2400)와 달리, 장치(2500)는 주사 프로브 현미경(2470)의 프로브(100)를 변경하지 않고도 행한다. 도 24에서처럼 전자 빔(2415) 대신에, 장치(2500)는 주사 프로브 현미경(2470)의 프로브(100)의 편향을 검출하기 위해 광 포인터 시스템(2550)을 사용한다. 전자 소스(2412) 또는 더욱 일반적으로는 입자 소스는 전자 빔(2415)이나 대전 입자 빔을 발생시킨다. 빔 광학 유닛의 2개의 부분(2505 및 2515)은 전자 빔(2415)을 렌즈(2510)의 배출구 개구(2590) 상에 집속한다. 도 24의 문맥에서 설명되는 검출기(2427)는 장치(2500)의 컬럼(1920)에 자리한다.
다음은, 주사 전자 현미경의 컬럼(1920) 내에서 광 포인터 시스템(2550)을 부분적으로 안내하기 위해 주사 전자 현미경(2410) 상에서 행해지는 변경을 기재한다. 주사 전자 현미경의 컬럼(1920)은 광 포인터 시스템(2550)의 광학 복사선을 컬럼(1920) 내의 진공 환경에 결합 또는 분리하기 위해 윈도우(2580)를 포함한다. 컬럼(1920) 내에서 안내되는 복사선을 컬럼(1920)으로부터 분리하며, 프로브(100)에 의해 반사된 광을 컬럼(1920)에 결합하는 렌즈(2510)는 컬럼(1920)의 배출구 개구(1930)에 부착된다.
도 25의 예시적인 광 포인터 시스템(2550)은 레이저 시스템(2520), 예컨대 반도체 레이저를 사용하여 광(2560)을 윈도우(2580)를 통해 프로브(100)의 캔틸레버(110) 상으로 편향 미러(2530) 및 렌즈(2510)를 통해 조향한다. 프로브(100) 또는 프로브(100)의 캔틸레버(110)의 정상 측(115)에 의해 반사된 광(2570)은 렌즈(2510)에 의해 집광되어 편향 미러(2530) 및 윈도우(2580)를 통해 광검출기(2540)에 조향된다. 예를 들어, 광검출기(2540)는 4-사분면 광다이오드로서 구현될 수 도 있다. 컬럼(1920) 내에서 산란된 전자에 의한 정전 대전을 방지하기 위해, 광학 윈도우(2580), 편향 미러(2530) 및 렌즈(2510)는 광학적으로 투명하며 전기 전도성인 층, 예컨대 인듐 주선 산화물 층으로 코팅될 수 있다.
도 26의 도면(2605)은 광학 광 포인터 시스템(2650)의 제2 예시적인 실시예의 일부 구성요소를 통한 단면을 개략적으로 도시하며, 이 제2 예시적인 실시예로 인해, 2개의 툴(2410 및 2470)의 성능에 악영향을 미치지 않고도, 중첩하는 상호작동 구역(2660)을 갖고 주사 입자 현미경(2410)과 주사 프로브 현미경(2770)이 결합된다. 주사 입자 현미경은 주사 전자 현미경(2410)의 빔 광학 유닛의 하부 부분(2515)에 의해 설명된다. 전자 빔(2415)은 컬럼(1920)이나 빔 광학 유닛(2515)의 출력(1930)에서 주사 입자 현미경(2410)을 떠나며, 이 전자 빔은 상호작동 구역(2660)에서 샘플(400) 상에 입사된다.
주사 프로브 현미경(2470)의 프로브(2600)는 컬럼(1920) 아래에 위치지정되며, 이 프로브의 측정 팁(120)은 또한 상호작용 구역(2660)에서 샘플(400)과 상호작용한다. 반사 요소(2630)가, 캔틸레버(110)의 표면에 관해 0이 아닌 각도로 프로브(2600)의 전면 측(115) 상에서 프로브(2600)에 부착된다. 광 포인터 시스템(2650)의, 도 26에 예시하지 않은 광원은 광 또는 광학 복사선(2610)을 렌즈(2670)를 통해 반사 요소(2630) 상에 복사한다. 반사 요소(2630)는 광 포인터 시스템(2650)의 렌즈(2670)를 통해 광학 복사선(2620)을 광 포인터 시스템(2650)의 검출 시스템 - 도 26에 마찬가지로 제외됨 - 상에 반사한다. 반사 요소(2630)는 미러를 포함할 수 도 있다. 그러나 반사 요소(2630)는 만곡된 형태를 가질 수 도 있으며 결국, 광학 복사선(2610)을 반사하는 것 외에, 반사된 복사선(2620)을 추가로 이미징할 수 도 있다.
반사 요소(2630)는, 프로브(2600)의 캔틸레버(110)의 표면(115)에 관해 50° 내지 85°의 각도 범위로 배치될 수 도 있다. 도 26에 도시한 예에서, 반사 요소(2630)는 대략 75°의 각도를 갖는다. 반사 요소(2630)는 예컨대 금, 은 또는 알루미늄 코팅과 같은 금속 코팅을 포함할 수 도 있다.
도 27은, 주사 전자 현미경(1710, 2410) 및 나노-조작기(1840)와, x-선 복사선용 에너지-분산 검출기(2435)를 결합하는 장치(2700)를 통한 개략적 단면을 도시하는 도면이다. 주사 전자 현미경(1710, 2410)의 컬럼(1920)은 장치(2700)에서 샘플 법선에 관해 기울어져서, 나노-조작기(1840)를 사용하여 샘플(400)을 처리하기 위한 더 많은 공간을 만든다. 장치(2700)의 구성요소는 도 17 및 도 24의 논의의 문맥에서 설명하였다.
도 28의 흐름도(2800)는, 장치(2400 및 2700) 중 어느 하나에 의해 샘플(400) 상에서 실행될 수 있는 처리 절차의 개요를 제공한다. 방법은 단계(2805)로 시작한다. 주사 전자 현미경(2410)은 제1 단계(2810)에서 힘 측정 모드로 전환된다. 즉, 전자 빔(240, 1040)은 프로브(200, 500, 1000)의 검출 영역(230, 530) 상에 위치지정되거나, 전자 빔(1140)은 프로브(1100, 1200, 1670)의 검출 구조(1130, 1230, 1690)나 표시(들)(1130, 1240, 1460) 위에서 주사된다. 또한, 프로브(1300, 1500, 1600, 1640)의 검출 구조(1330, 1530, 1630, 1670) 위에서 라인 주사로 전자 빔을 주사할 수 있다.
그 후, 프로브(100, 200, 500, 800, 900, 1000, 1100, 1200, 1300, 1500, 1600, 1640, 1670)의 측정 팁(120, 150, 170, 220)은 단계(2820)에서 샘플(400)에 접근하게 된다. 이 공정에서, 프로브(100, 200, 500, 800, 900, 1000, 1100, 1200, 1300, 1500, 1600, 1640, 1670)의 편향은 전자 빔(240, 1140)을 이용하여 모니터링된다. 접근 공정이 완료되면, 주사 전자 현미경(2410)의 전자 빔은 단계(2825)에서 샘플(400)에 집속되며, 측정 팁(120, 150, 170, 220)의 주변의 이미지는 샘플(40)을 주사함으로써 기록된다.
샘플(400)의 처리 절차가 힘-제어되는지, 즉 전자 빔(240)이 프로브(200, 800, 1000)의 검출 영역(230, 1030) 또는 프로브(1100, 1200)의 표시(1130, 1240, 1260)에 향하게 되거나, 이미지-제어되는지, 즉 전자 빔(840)이 이 공정 동안 샘플(400) 위를 주사되는지를 결정 블록(2830)에서 결정한다.
힘-제어 모드가 사용되면, 주사 전자 현미경(2410)은 단계(2835)에서 힘 측정 모드로 다시 전환된다. 샘플(400)은 단계(2840)에서 프로브(200, 800, 900, 1000)의 측정 팁(220)에 의해 처리된다. 샘플(400)의 처리(2840) 동안, 입자(2050)는, 도 20 내지 도 22의 문맥에서 설명한 바와 같이, 예컨대 샘플(400) 상에서 변위될 수 있고 및/또는 샘플(400)로부터 제거될 수 있다. 샘플(400)은 단계(2845)에서 전자 빔(840)에 의해 새로 주사되어 처리 절차가 성공적이었는지 점검한다. 결과 SEM 이미지는 단계(2860)에서 장치(2400, 2500, 2700)의 모니터(2437)에 의해 디스플레이된다.
이미지-제어 방식으로 처리 절차를 모니터링하는 것에 관해 결정 블록(2830)에서 결정이 이뤄진다면, 주사 전자 현미경은 단계(2850)에서 이미징 모드로 전환된다. 즉, 전자 빔(840)은 처리 절차 동안 샘플(400) 위를 주사한다. 샘플(400)의 처리는 단계(2855)에서 실행되며, 처리 절차의 완료 후 기록된 샘플(400)의 이미지는 단계(2860)에서 장치(2400, 2500 또는 2700)의 모니터(2437) 상에서 디스플레이된다. 마지막으로, 처리 절차는 블록(2865)에서 종료한다.
마지막으로, 도 29의 흐름도(2900)는 포토리소그라픽 요소(400, 2010)로부터 입자(2050)를 움직이는 공정의 핵심 단계를 개략적으로 도시한다. 이 방법은 단계(2910)로 시작한다. 단계(2920)에서, 샘플(400) 또는 포토리소그라픽 요소(2010)에 관해 가동성이 있는 프로브(100, 200, 500, 800, 900, 1000, 1100, 1200, 1300, 1500, 1600, 1640, 1670)는 움직일 입자(2050) 근처에 위치지정된다. 다음 단계(2930)에서, 주사 입자 현미경(2410)의 대전 입자 빔(240, 1140), 주사 입자 현미경(2410)에서 적어도 부분적으로 안내되는 광 포인터 시스템(2550, 2650) 또는 프로브(2600) 상에 배치된 반사 구조(2630)를 포함하는 광 포인터 시스템(2650) - 이 반사 구조는 프로브(2600)의 전면 측(115) 상에서 0이 아닌 각도로 배치됨 - 은 위치지정 동안 프로브(100, 200, 500, 800, 900, 1000, 1100, 1200, 1300, 1500, 1600, 1640, 1670)의 편향을 결정할 목적으로 사용된다. 그 후, 입자(2050)는, 프로브(100, 200, 500, 800, 900, 1000, 1100, 1200, 1300, 1500, 1600, 1640, 1670)를 샘플(400, 2010)에 관해 움직임으로써 단계(2940)에서 움직인다. 마지막으로, 이 방법은 단계(2950)에서 종료한다.

Claims (21)

  1. 샘플(400, 2010)을 검사하거나, 처리하거나, 또는 검사 및 처리하기 위한 장치(2400, 2600)로서,
    a. 상기 샘플(400, 2010)의 표면 상에 지향될 수 있는 대전 입자 빔(840)을 제공하기 위한 주사 입자 현미경(2410); 및
    b. 편향 가능한 프로브(200, 500, 800, 900, 1000, 1100, 1200, 1300, 1500, 1600, 1640, 1670, 2600)를 가진 주사 프로브 현미경(2470)을 포함하고;
    c. 검출 구조(230, 530, 1030, 1130, 1230, 1330, 1530, 1630, 1690, 2630)가 상기 편향 가능한 프로브(200, 500, 800, 900, 1000, 1100, 1200, 1300, 1500, 1600, 1640, 1670, 2600)에 부착되며,
    d. 상기 장치는, 상기 대전 입자 빔을 상기 검출 구조 상에 위치지정하고 상기 검출 구조로부터의 대전 2차 전자(260) 및 후방산란 전자(560) 중 적어도 하나의 방출을 검출함으로써, 상기 편향 가능한 프로브의 편향을 결정하도록 구성되는, 장치(2400, 2600).
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 주사 입자 현미경(2410)은, 상기 검출 구조(1330, 1530, 1630) 위에서 대전 입자 빔의 라인 주사를 실행하는 동작, 및 상기 검출 구조(1130, 1230, 1690) 위에서 대전 입자 빔(1140)을 주사하는 동작으로 된 그룹 중 적어도 하나의 동작을 실행하도록 구성되는, 장치(2400).
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 검출 구조(230, 530, 1030, 1130, 1230, 1330, 1530, 1630, 1690, 2630)는, 상기 편향 가능한 프로브(200, 500, 800, 900, 1000, 1100, 1200, 1300, 1500, 1600, 1640, 1670, 2600)의 물질 조성과 상이한 물질 조성을 갖는, 장치(2400, 2600).
  4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 검출 구조(530, 1130, 1230, 1530, 1690)는 원통형, 원뿔형, 막대형 또는 n-각형 구조를 가지며, 여기서 n≥3인, 장치(2400).
  5. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 검출 구조(530)는, 상이한 원자수를 가진 적어도 2개의 별도의 인접한 물질(533, 536)을 포함하는, 장치(2400).
  6. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 검출 구조(230, 1030)는, 텅스텐, 오스뮴, 인듐, 백금, 및 금으로 이루어진 그룹에서 선택된 물질을 포함하는 검출 영역(230, 1030)을 포함하는, 장치(2400).
  7. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 검출 구조(530, 1330, 1530, 1630)는 적어도 하나의 에어리얼(areal) 요소(530, 1330, 1530, 1630)를 포함하며, 상기 에어리얼 요소(530, 1330, 1530, 1630)의 법선 벡터가, 상기 편향 가능한 프로브(500, 1300, 1500, 1600)의 종축에 평행하게 향하는, 장치(2400).
  8. 청구항 7에 있어서, 상기 검출 구조(1330)는 적어도 2개의 에어리얼 요소(1340, 1360)를 포함하며, 상기 에어리얼 요소(1340, 1360)는 상기 편향 가능한 프로브(1300)의 종축을 따라 배치되는, 장치(2400).
  9. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 검출 구조(1130, 1230, 1690)는 적어도 하나의 표시(1130, 1240, 1260, 1690)를 포함하는, 장치(2400).
  10. 청구항 1에 있어서, 광학 광 포인터 시스템(2650)을 더 포함하며, 상기 검출 구조(2630)는, 상기 광학 광 포인터 시스템(2650)의 광학 복사선(radiation)을 반사하도록 구성되는 반사 구조(2630)를 포함하며, 상기 반사 구조(2630)는, 상기 편향 가능한 프로브(2600)의 전면 측(115)에 관련하여 0이 아닌 각도로 배치되는, 장치(2600).
  11. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 편향 가능한 프로브(800, 900)는 개구(820)를 가지며, 상기 개구(820)는, 대전 입자 빔(840)이 상기 개구(820)를 통해 상기 샘플(400, 2010) 상에 지향될 수 있도록 구현되는, 장치(2400, 2600).
  12. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 편향 가능한 프로브(200, 500, 800, 900, 1000, 1100, 1200, 1500, 1600, 1670, 2600)는, 상기 샘플(400, 2010)의 정전하를 차폐하거나, 보상하거나, 또는 차폐 및 보상할 목적으로 전기 전도성 실시예를 갖는, 장치(2400, 2600).
  13. 샘플(400, 2010)을 검사하거나, 처리하거나, 또는 검사 및 처리하기 위한 장치(2500)로서,
    a. 상기 샘플(400, 2010)의 표면 상에 지향될 수 있는 대전 입자 빔(840)을 제공하기 위한 주사 입자 현미경(2410); 및
    b. 편향 가능한 프로브(100)와, 상기 편향 가능한 프로브(100)의 편향을 검출하기 위한 광 포인터 시스템(2550)을 가진 주사 프로브 현미경(2470)을 포함하며;
    c. 상기 광 포인터 시스템(2550)은 적어도 부분적으로는 상기 주사 입자 현미경(2410)의 컬럼(1920, 2417)에서 안내되는, 장치(2500).
  14. 청구항 13에 있어서, 상기 주사 입자 현미경(2410)은, 대전 입자 빔(2415)에 대한 그 배출구 개구(1930)에서, 대전 입자 빔(2415)의 통과를 위한 개구(2590)를 가진 상기 광 포인터 시스템(2550)을 위한 적어도 하나의 렌즈(2510)를 포함하는, 장치(2500).
  15. 청구항 14에 있어서, 상기 주사 입자 현미경(2410)은 편향 미러(2530)와 상기 광 포인터 시스템(2550)의 윈도우(2580)를 포함하는, 장치(2500).
  16. 청구항 15에 있어서, 상기 주사 입자 현미경(2410)에 배치되는 상기 광 포인터 시스템(2550)의 광학 요소(2510, 2530, 2580)는 광학적으로 투명하며 전기 전도성인 코팅을 갖는, 장치(2500).
  17. 청구항 1, 청구항 2, 청구항 10 및 청구항 13 내지 16 중 어느 한 항에 있어서, x-선 복사선을 검출하기 위한 검출기(2435)를 더 포함하는, 장치(2400, 2500, 2600).
  18. 포토리소그라픽 샘플(400, 2010) 상에서 입자(2050)를 움직이기 위한 방법(2900)으로서, 다음의 단계:
    a. 움직이게 될 입자(2050)의 근처에서 상기 샘플(400, 2010)에 대해 가동성인 프로브(100, 200, 500, 800, 900, 1000, 1100, 1200, 1300, 1500, 1600, 1640, 1670, 2600)를 위치지정하는 단계(2920);
    b. 상기 위치지정하는 단계 동안의 상기 프로브(100, 200, 500, 800, 900, 1000, 1100, 1200, 1300, 1500, 1600, 1640, 1670, 2600)의 편향을 결정할 목적으로, 주사 입자 현미경(2410)의 대전 입자 빔(240, 1040, 1140), 상기 주사 입자 현미경(2410)에서 적어도 부분적으로 안내되는 광 포인터 시스템(2550) 또는 프로브(2600) 상에 배치되는 반사 구조(2630)를 포함하는 광 포인터 시스템(2650)을 사용하는 단계(2930)로서, 상기 반사 구조는, 상기 프로브(2600)의 표면(115) 상에서 0이 아닌 각도로 배치되는, 상기 사용 단계(2930);
    c. 상기 프로브(100, 200, 500, 800, 900, 1000, 1100, 1200, 1300, 1500, 1600, 1640, 1670, 2600)를 상기 샘플(400, 2010)에 대해 움직임으로써 입자(2050)를 움직이는 단계(2940)를 포함하는, 방법(2900).
  19. 청구항 18에 있어서, 상기 주사 입자 현미경(2410)의 입자 빔(840, 2415)을 사용하여 상기 샘플(400, 2010) 및 상기 입자(2050) 중 적어도 하나를 이미징하는 단계를 더 포함하는, 방법(2900).
  20. 청구항 18 또는 청구항 19에 있어서, 상기 프로브(100, 200, 500, 800, 900, 1000, 1100, 1200, 1300, 1500, 1600, 1640, 1670, 2630)를 상기 입자(2050)에 연결하는 단계를 더 포함하는, 방법(2900).
  21. 컴퓨터-판독 가능 저장 매체 상에 저장되는 컴퓨터 프로그램으로서,
    컴퓨터 시스템에 의해 수행될 때, 청구항 1, 청구항 2, 청구항 10 및 청구항 13 내지 청구항 16 중 어느 한 항에 기재된 장치(2400, 2500, 2600)가 청구항 18 또는 청구항 19에 기재된 방법의 단계들을 실행하게 하는 명령을 포함하는, 컴퓨터 프로그램.
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018210098B4 (de) 2018-06-21 2022-02-03 Carl Zeiss Smt Gmbh Vorrichtung und Verfahren zum Untersuchen und/oder zum Bearbeiten einer Probe
JP7426242B2 (ja) * 2020-01-14 2024-02-01 株式会社日本マイクロニクス 光プローブ、プローブカード、測定システムおよび測定方法
DE102020209638B3 (de) * 2020-07-30 2021-11-11 Carl Zeiss Smt Gmbh Verfahren und vorrichtung zum bestimmen einer ausrichtung einer fotomaske auf einem probentisch, der entlang zumindest einer achse verschiebbar und um zumindest eine achse drehbar ist
CN114088981B (zh) * 2021-10-21 2023-05-23 华南理工大学 一种侧壁扫描探针及其加工方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6642517B1 (en) 2000-01-25 2003-11-04 Veeco Instruments, Inc. Method and apparatus for atomic force microscopy
EP2023372A1 (en) 2007-08-09 2009-02-11 Hitachi Ltd. Electrostatic Lens Unit
JP2017523440A (ja) 2014-07-22 2017-08-17 アングストローム サイエンス, インコーポレーテッドAngstrom Science, Inc. 走査型プローブ顕微鏡ヘッドの設計

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2498767A1 (fr) 1981-01-23 1982-07-30 Cameca Micro-analyseur a sonde electronique comportant un systeme d'observation a double grandissement
US5394741A (en) * 1990-07-11 1995-03-07 Olympus Optical Co., Ltd. Atomic probe microscope
JPH05107050A (ja) * 1991-10-16 1993-04-27 Olympus Optical Co Ltd カンチレバー変位検出装置
JP2984154B2 (ja) * 1992-10-06 1999-11-29 日本電子株式会社 原子間力顕微鏡
DE69320753T2 (de) * 1992-11-06 1999-03-25 Hitachi Ltd Rasterabtastmikroskop und Verfahren zur Steuerfehlerkorrektur
TW285721B (ko) * 1994-12-27 1996-09-11 Siemens Ag
EP1085294B1 (en) * 1999-08-16 2001-12-05 Advantest Corporation System for inspecting and/or processing a sample
US6552340B1 (en) * 2000-10-12 2003-04-22 Nion Co. Autoadjusting charged-particle probe-forming apparatus
DE60217034T2 (de) * 2001-09-17 2007-10-11 Fujifilm Corp. Bildaufzeichnungsverfahren und -Vorrichtung
US6812460B1 (en) 2003-10-07 2004-11-02 Zyvex Corporation Nano-manipulation by gyration
EP1782037A2 (en) 2004-07-28 2007-05-09 Omniprobe, Inc. Strain detection for automated nano-manipulation
US8287653B2 (en) 2007-09-17 2012-10-16 Rave, Llc Debris removal in high aspect structures
WO2009147452A1 (en) * 2008-06-06 2009-12-10 Infinitesima Ltd Method of probe alignment
US9557347B2 (en) * 2011-01-31 2017-01-31 Infinitesima Limited Adaptive mode scanning probe microscope
WO2012163518A1 (en) 2011-05-31 2012-12-06 Carl Zeiss Sms Gmbh Apparatus and method for investigating an object
DE102013225936B4 (de) * 2013-12-13 2021-02-18 Carl Zeiss Smt Gmbh Vorrichtung und Verfahren zum Korrelieren von Abbildungen einer photolithographischen Maske
US9797922B2 (en) * 2014-07-22 2017-10-24 Angstrom Science, Inc. Scanning probe microscope head design
JP6552383B2 (ja) 2014-11-07 2019-07-31 エフ・イ−・アイ・カンパニー 自動化されたｔｅｍ試料調製
WO2017186198A1 (en) * 2016-04-27 2017-11-02 Nenovision S.R.O. Method for characterization of a sample surface by using scanning electron microscope and scanning probe microscope
DE102016214658B4 (de) * 2016-08-08 2020-10-08 Carl Zeiss Smt Gmbh Rastersondenmikroskop und Verfahren zum Untersuchen einer Probenoberfläche
US10176967B2 (en) * 2017-02-23 2019-01-08 Hermes Microvision, Inc. Load lock system for charged particle beam imaging
DE102018210098B4 (de) 2018-06-21 2022-02-03 Carl Zeiss Smt Gmbh Vorrichtung und Verfahren zum Untersuchen und/oder zum Bearbeiten einer Probe
TWI756562B (zh) * 2019-02-28 2022-03-01 日商東芝股份有限公司 多電子束裝置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6642517B1 (en) 2000-01-25 2003-11-04 Veeco Instruments, Inc. Method and apparatus for atomic force microscopy
EP2023372A1 (en) 2007-08-09 2009-02-11 Hitachi Ltd. Electrostatic Lens Unit
JP2017523440A (ja) 2014-07-22 2017-08-17 アングストローム サイエンス, インコーポレーテッドAngstrom Science, Inc. 走査型プローブ顕微鏡ヘッドの設計

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