KR102493825B1 - 높이 측정을 위한 간섭계를 갖는 대전 입자 빔 디바이스 - Google Patents

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Abstract

대물 렌즈 어셈블리를 사용하여 샘플 상에 대전 입자 빔을 포커싱하는 단계; 반사 광 빔을 대물 렌즈 어셈블리의 보어를 통해 간섭계로 통과시키는 단계; 및 간섭계를 사용하여 샘플의 z-위치를 간섭측정으로 결정하는 단계를 포함하는, 대전 입자 빔 디바이스를 동작시키는 방법이 개시된다. 대전 입자 소스를 갖는 대전 입자 빔 생성기를 포함하는 대전 입자 빔 디바이스가 개시된다. 대전 입자 빔을 위한 대전 입자 경로는 대물 렌즈 어셈블리의 보어를 통해 샘플 스테이지를 향해 연장된다. 간섭계는 대물 렌즈 어셈블리의 보어를 통과하는 반사 광 빔을 수신하도록 배열된다.

Description

높이 측정을 위한 간섭계를 갖는 대전 입자 빔 디바이스{CHARGED PARTICLE BEAM DEVICE WITH INTERFEROMETER FOR HEIGHT MEASUREMENT}
본 명세서에 설명된 실시예들은 검사, 결함 검출, 및/또는 임계 치수화(critical dimensioning) 응용들에 사용하기 위한 대전 입자 빔 디바이스들에 관한 것일 수 있다. 실시예들은 또한 주사형(scanning) 대전 입자 빔 디바이스 및 동작 방법에 관한 것일 수 있다. 실시예들은 또한 샘플의 위치를 측정하기 위해 간섭계를 포함하는 디바이스와 같은 대전 입자 빔 디바이스를 동작시키는 방법들에 관한 것일 수 있다.
대전 입자 빔 디바이스들은 나노미터 규모의 피쳐들을 갖는 반도체 디바이스들의 검사와 같은 많은 용도를 가지고 있다. 최신 반도체 기술은 집적 회로들의 생산 동안 사용되는 다양한 프로세스들의 정확한 제어에 크게 의존한다. 반도체 웨이퍼들은 문제점들을 검출하기 위해 대전 입자 빔 디바이스들에 의해 검사될 수 있다. 결함들에 대한 웨이퍼들 또는 마스크들의 검사는 전체 웨이퍼 또는 마스크 영역의 검사를 포함할 수 있다. 따라서, 넓은 영역을 고해상도로 검사하는 데에는 어려움이 있다. 또한, 가능하다면, 검사 프로세스에 의해 생산량이 제한되지 않도록, 신속하고 정확하게 검사를 수행하는 것이 바람직하다.
웨이퍼들을 검사하기 위해 주사 전자 현미경(SEM)이 사용되어 왔다. 웨이퍼의 표면은 미세하게 포커싱된 전자 빔을 사용하여 주사될 수 있다. 전자 빔이 웨이퍼를 조사(irradiate)할 때, 2차 전자들 및/또는 후방 산란 전자들, 즉 신호 전자들이 생성되고 검출될 수 있다.
반도체 기술에서의 웨이퍼 및 마스크 결함 검사는 전체 웨이퍼/마스크 응용 및/또는 핫스폿 검사를 커버할 수 있는 고해상도 및 고속 검사 도구들로부터 이익을 얻는다. 전자 빔들은 작은 결함들을 검출할 수 있도록 샘플들의 고해상도 검사를 제공하기 위해 사용될 수 있다. 특히, 20nm 노드 이상에서, 많은 관심 결함들을 검출하기 위해 전자 빔 기반 이미징 도구들의 고해상도 잠재력이 요구된다. 예컨대 이미지의 형태로, 샘플 표면으로부터의 데이터를 신속하고 정확하게 취득하는 것은 샘플 상에서의 대전 입자 빔의 정확한 포커스에 의해 도움을 받는다. 대물 렌즈 어셈블리와 샘플 사이에 안정적인 포커스 및/또는 안정적인 작업 거리를 제공하는 방법이 바람직하다.
본 명세서에는 대전 입자 빔 디바이스를 동작시키는 방법으로서, 대물 렌즈 어셈블리를 사용하여 샘플 상에 대전 입자 빔을 포커싱하는 단계; 반사 광 빔을 대물 렌즈 어셈블리의 보어(bore)를 통해 간섭계로 통과시키는 단계; 및 간섭계를 사용하여 샘플의 z-위치를 간섭측정으로(interferometrically) 결정하는 단계를 포함하는 방법이 개시된다.
본 명세서에는 대전 입자 빔 디바이스로서, 대전 입자 소스를 포함하는 대전 입자 빔 생성기; 대물 렌즈 어셈블리의 보어를 통해 샘플 스테이지를 향해 연장되는 대전 입자 빔을 위한 대전 입자 경로; 및 대물 렌즈 어셈블리의 보어를 통과하는 반사 광 빔을 수신하도록 배열되는 간섭계를 포함하는, 대전 입자 빔 디바이스가 개시된다.
실시예들은 또한 개시된 방법을 수행하기 위한 장치에 관한 것이고, 각각의 설명된 방법 특징들을 수행하기 위한 장치 부분들을 포함한다. 방법 특징들은 컴퓨터 및/또는 컨트롤러와 같은 하드웨어 컴포넌트들에 의해 수행될 수 있다. 컴퓨터 및/또는 컨트롤러는 예컨대 적절한 소프트웨어에 의해 구성가능하고, 프로그래밍가능하고, 구성되고, 및/또는 프로그래밍될 수 있다. 더욱이, 실시예들은 또한 설명된 장치에 의해 수행될 수 있는 방법들에 관한 것이다. 실시예들은 장치의 모든 기능을 수행하기 위한 방법 특징들을 포함한다.
위에서 언급된 특징들이 상세히 이해될 수 있는 방식으로, 위에서 간략히 요약된 더 구체적인 설명이 실시예들을 참조할 수 있다. 첨부된 도면들은 실시예들에 관련되며 이하에 설명된다.
도 1은 본 명세서에 설명된 실시예들에 따른 대전 입자 빔 디바이스의 개략도를 도시한다.
도 2는 본 명세서에 설명된 실시예들에 따른 대전 입자 디바이스의 간섭계를 개략적으로 도시한다.
도 3은 본 명세서에 설명된 실시예들에 따른 대전 입자 빔 디바이스의 개략도를 도시한다.
도 4는 본 명세서에 설명된 실시예들에 따른 대전 입자 빔 디바이스의 개략도를 도시한다.
도 5는 본 명세서에 설명된 실시예들에 따른 대전 주사 디바이스를 동작시키는 방법을 도시한다.
이하에서는, 하나 이상의 예가 도면들에 도시되어 있는 다양한 실시예들이 더 상세하게 참조될 것이다. 도면들에 대한 이하의 설명에서, 동일한 참조 번호들은 동일한 컴포넌트들을 지칭한다. 개별 실시예들에 대한 차이점이 설명된다. 각각의 예는 예시로서 설명되며, 제한으로 의도되지 않는다. 추가로, 일 실시예의 일부로서 예시되거나 설명된 특징들은 또 다른 실시예를 만들어내기 위해 다른 실시예들에서 또는 다른 실시예들과 함께 사용될 수 있다. 설명은 수정들 및 변형들을 포함하도록 의도된다.
본 출원의 보호 범위를 제한하지 않고서, 이하에서, 대전 입자 빔 디바이스 또는 그 컴포넌트들은 대전 입자 빔 디바이스 또는 "디바이스"로 지칭될 수 있으며, 이는 전자들과 같은 이차 또는 후방 산란 입자들의 검출을 위한 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 실시예들은 전자들, 이온들, 광자들, X-선들, 및/또는 표본 이미지를 획득하기 위해 사용될 수 있는 다른 신호들의 형태로 2차 및/또는 후방 산란된 대전 입자들을 검출할 수 있는 장치들 및 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 본 명세서에서 설명된 바와 같이, 검출에 관련된 논의들 및 설명들은 주사 전자 현미경들의 전자들과 관련하여 예시적으로 설명된다. 다른 유형들의 대전 입자들, 예를 들어 양이온들이 여러 상이한 기기들 내의 디바이스에 의해 검출될 수 있다.
본 명세서에서 언급되는 "표본" 또는 "샘플"은 반도체 웨이퍼들, 반도체 워크피스들, 포토리소그래피 마스크들, 및 메모리 디스크들 등과 같은 다른 워크피스들을 포함하지만 이에 제한되지 않는다. 실시예들은 그 위에 재료가 퇴적되거나 구조화되는 임의의 워크피스에 적용될 수 있다. 표본은 구조화되거나 그 위에 계층들이 퇴적되는 표면, 에지, 및 전형적으로 베벨을 포함할 수 있다.
본 명세서에서, "uv" 및 "자외선"은 상호교환적으로 사용된다.
본 명세서에서, 대물 렌즈 어셈블리의 목표 거리는 어셈블리의 전면 에지와 대물 렌즈 어셈블리의 포커스 평면 사이의 거리일 수 있고; 샘플이 포커싱될 때, 샘플의 z-위치는 대물 렌즈의 목표 거리에 있을 수 있다. 대물 렌즈 어셈블리의 전면 에지는 대물 렌즈 어셈블리의 포커싱 광학계; 또는 대물 렌즈 어셈블리의 포커싱 광학계의 전방에 있는 검출기 또는 다른 유닛의 에지일 수 있다. 본 명세서에서, 광학 축은 대물 렌즈 어셈블리의 광학 축을 지칭할 수 있으며, 대물 렌즈 어셈블리의 보어 중앙에 위치될 수 있다.
본 명세서에서, 입사된 다음 반사되는 광 빔의 가변 길이의 경로를 지칭하는 가변 길이 경로가 설명된다. 가변 길이 경로(및/또는 입사 및 반사 빔)가 개략적으로 나타내어진 간섭계의 경계 외부로 연장되는 것으로 개략적으로 도시된 경우에도, 가변 길이 경로는 간섭계의 일부인 것으로 이해될 수 있다.
본 명세서에서, 동축 및/또는 평행 빔들, 경로들 등은 기하학적인 완벽함으로부터의 일반적인 편차가 이해된다는 의도를 갖고서 설명된다. 예를 들어, 동축 빔들 및/또는 평행 빔들은 최대 0.2°, 1°, 3°, 또는 5°의 각도일 수 있다.
도 1은 실시예에 따라 주사 전자 현미경과 같은 대전 입자 빔 디바이스(1)를 도시한다. 예를 들어, 대전 입자 빔 디바이스(1)는 예를 들어 샘플 검사 및/또는 리소그래피에 사용될 수 있다. 디바이스는 전자들과 같은 대전 입자들을 생성하기 위한 대전 입자 소스를 갖는 대전 입자 빔 생성기(102)를 포함한다. 대전 입자들의 빔은 소스 및 가속 광학계들에 의해 생성될 수 있다. 대전 입자들은 경로(111)에 의해 샘플(150)을 향해 지향된다. 대전 입자 빔(106)을 위한 대전 입자 경로(111)는 대물 렌즈 어셈블리(110)의 보어(114)를 통해 스테이지(112)를 향해 연장될 수 있다. 대물 렌즈 어셈블리(110)는 샘플(150)에 대전 입자 빔(106)을 포커싱할 수 있다. 디바이스는 초기 광 빔(160)을 생성할 수 있는 광원(105)을 포함할 수 있다. 초기 광 빔(160)은 입사 광 빔(265)이 샘플(150)을 향해 지향되는 것을 허용할 수 있는 간섭계(130)를 사용하여 분할될 수 있다. 미러(120)는 입사 빔을 예컨대 대물 렌즈 어셈블리(110)의 보어(114)를 통해 샘플(150)을 향해 지향시킬 수 있다.
샘플(150)은 반사 광 빔(170)이 대물 렌즈 어셈블리(110)의 보어(114)를 통과하도록 입사 광 빔(265)을 반사시킬 수 있다. 반사 광 빔(170)의 경로는 입사 광 빔(265)의 경로의 적어도 일부와 중첩되고 및/또는 동축일 수 있다. 입사 광 빔(265)은 특히 보어(114)를 통해 반사 광 빔(170) 상에 중첩될 수 있다. 반사 및/또는 입사 빔은 대물 렌즈 어셈블리(110)의 전방 단부와 샘플(150)의 z-위치(190) 사이의 작업 거리(195)를 포함하는 경로를 이동할 수 있다. 작업 거리(195)는 가변적일 수 있고, 예컨대 스테이지(112)의 이동에 의해 조절가능하다.
특히 반사 광 빔(170)이 샘플(150)로부터 대물 렌즈 어셈블리(110)의 보어(114)를 통과한 후에, 반사 광 빔(170)은 간섭계(130)에 의해 수신될 수 있다. 입사 광 빔(265)과 반사 광 빔(170)의 광학 경로는 특히 샘플(150)과 간섭계(130) 사이에서 중첩될 수 있다.
도 1에 도시된 디바이스(1)는 대전 입자 빔(106)과 입사 광 빔(265)이 정렬되도록 대전 입자 빔(106)에 작용할 수 있는 임의적 빔 지향 어셈블리(108)를 갖는다. 예를 들어, 미러(120)는 보어(114)의 중심을 통하는 것과 같이, 직접적으로 대물 렌즈 어셈블리(110)의 광학 축(0)을 따라 입사 빔을 지향시킬 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 대전 입자 빔(106)은 미러(120)를 가로지르지 않도록 전파될 수 있다.
빔 지향 어셈블리(108)는 직접적으로 대물 렌즈 어셈블리(110)의 광학 축(0)을 따라 및/또는 보어(114)의 중심을 통해 대물 렌즈 어셈블리(110)의 보어(114)를 통과하도록 대전 입자들을 지향시킬 수 있다.
임의적으로, 빔 지향 어셈블리(108)를 통과하기 전에, 대전 입자 빔(106)은 대물 렌즈 어셈블리(110)의 광학 축(0)에 평행하게 전파된다. 빔 지향 어셈블리(108)는 빔(106)이 입사 광 빔(265)과 함께 전파됨에 따라 대전 입자 빔(106)을 기울일 수 있고, 그에 의해 대전 입자 빔(106)은 대물 렌즈 어셈블리(110)의 광학 축(0)에 대해 비스듬히 전파된다. 입사 광 빔(265)은 대물 렌즈 어셈블리(110) 내에서 대전 입자 빔(106)과 중첩될 수 있다. 빔 지향 어셈블리(108)에 추가하여, 임의의 다른 실시예와 결합될 수 있는 실시예에서, 대전 입자 빔(106)을 래스터 주사 및/또는 오프셋하기 위해 사용될 수 있는 빔 스캐너가 존재할 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 미러(120)는 빔 지향 어셈블리(108)로부터 상류에 배치될 수 있다. 미러(120)는 빔 생성기(102)와 빔 지향 어셈블리(108) 사이에 배치될 수 있다. 미러(120)는 예컨대 광 빔(들)과 대전 입자 빔(106)을 정렬하는 것을 돕기 위해 조절가능할 수 있다. 입사 광 빔(265)은 보어(114)를 통해 전파되도록 정렬될 수 있다.
샘플(150)에서, 대전 입자 빔(106)과 입사 광 빔(265)은 서로 1mm 이내에 있을 수 있다. 대안적으로/추가적으로, 빔들은 중첩될 수 있고, 예컨대 동일한 스폿을 타격할 수 있다.
대물 렌즈 어셈블리(110)는 대전 입자 빔(106)을 샘플(150)에 포커싱하고/거나 이미징 및/또는 검출을 위해 샘플(150)로부터 전자들을 수집할 수 있다. 대물 렌즈 어셈블리(110)는 대전 입자들에 대한 포커싱 광학계(119)를 포함할 수 있으며, 임의적으로 대전 입자 검출기(180)를 포함할 수 있다. 임의적인 대전 입자 검출기(180)는 대물 렌즈 어셈블리(110)의 전방 단부에 있을 수 있다. 대전 입자 검출기(180)는 대전 입자들, 예를 들어 입사 광 빔(265)에 의해 생성된 광전자들 및/또는 샘플(150)의 표면으로부터의 1차 또는 2차 산란 대전 입자들(예를 들어, 전자들)을 검출할 수 있다.
대전 입자 빔(106)의 대전 입자들은 대물 렌즈 어셈블리(110)의 보어(114)를 통과할 수 있다. 보어(114)(직경이 약 1 또는 2mm; 또는 1 내지 20mm 또는 1 내지 5mm, 예컨대 약 5mm, 10mm 또는 20mm일 수 있음)는 또한 입사 광 빔(265) 및/또는 반사 광 빔(170)을 통과할 수 있다. 대물 렌즈 어셈블리(110)는 대전 입자들의 경로를 실질적으로 재지향시킬 수 있다. 대물 렌즈 어셈블리(110)는 입사 및/또는 반사 광 빔(170)의 경로에 거의 또는 전혀 영향을 미치지 않을 수 있다. 입사 광 빔(265)은 간섭계(130)에 도달할 수 있는 반사 광 빔(170)을 생성하기 위해 샘플(150)을 타격할 수 있다.
도 2는 실시예에 따라 대전 입자 디바이스(1)의 간섭계(130)를 도시한다. 디바이스(1)는 간섭계(130)로부터의 출력에 기초하여, 샘플(150)의 z-위치(190) 및/또는 대물 렌즈 어셈블리(110)의 전방 단부와 샘플(150) 사이의 작업 거리(195)를 결정할 수 있는 프로세서(240)를 포함할 수 있다. 프로세서(240)는 간섭계(130)에, 예컨대 간섭계(130)의 검출기(210)에 통신가능하게 결합될 수 있다. 프로세서(240)는 검출기 출력에 기초하여 z-위치(190) 및/또는 작업 거리(195)를 결정할 수 있다. 대안적으로/추가적으로, 프로세서(240)는 용량성 높이 센서와 같은 스테이지(112)의 다른 위치 센서에 결합될 수 있다. 스테이지(112)는 z-위치의 간섭계 결정을 증강할 수 있는 x, y 및/또는 z 위치에 대한 용량성 센서들을 가질 수 있다. 프로세서(240)는 x, y 및/또는 z-위치에 대한 용량성 센서들 및/또는 x, y 및/또는 z로 스테이지(112)를 이동시키는 액추에이터 또는 액추에이터들에 결합될 수 있다.
z-위치(190) 및/또는 작업 거리(195)의 간섭측정 결정은 대전 입자 빔(106)의 더 정밀한 포커싱을 허용하고/하거나 샘플 포커스의 안정성을 개선할 수 있다. 간섭측정 결정은 궁극적으로 입사 광의 파장, 예를 들어 레이저 파장에 기초할 수 있기 때문에, 그러한 결정은 보정을 요구하지 않는 절대적 및/또는 상대적 위치 측정들을 허용할 수 있다.
프로세서(240)는 작업 거리(195)를 대물 렌즈 어셈블리(110)의 목표 거리(199)와 비교할 수 있다. 프로세서(240)는 z-위치(190), 작업 거리(195), 및 타겟 거리(199) 중 적어도 하나에 기초하여 샘플(150)의 z-위치(190)를 조절할 수 있다. 대물 렌즈 어셈블리(110)의 전방 단부는 대물 렌즈 어셈블리(110)의 전방 단부에 있는 대전 입자 검출기(180)의 전방 단부일 수 있다.
간섭계(130)는 초기 광 빔(160)으로부터 입사 광 빔(265) 및 기준 빔(280)을 생성하기 위한 빔 스플리터(222)를 포함할 수 있다. 간섭계, 특히 간섭계의 검출기(210)는 반사 광 빔(170) 및 기준 빔(280)을 포함하는 중첩된 광 빔(270)으로부터 광을 수신할 수 있다. 중첩된 광 빔(270)의 검출은 샘플(150)의 z-위치(190), 및/또는 대물 렌즈 어셈블리(110)와 샘플(150) 사이의 작업 거리(195)의 결정을 허용할 수 있다. 중첩된 광 빔(270)은 예를 들어 빔 스플리터(222) 또는 제2 빔 스플리터에서 형성될 수 있다.
실시예에서, 입사 광 빔(265) 및 반사 광 빔(170)은 보어(114)를 포함할 수 있고 보어(114)와 샘플(150) 사이에서 연장될 수 있는 가변 길이일 수 있는 경로를 따라 전파된다. 가변 길이 경로는 대물 렌즈 어셈블리(110)의 전방 단부와 샘플(150)의 z-위치(190) 사이의 작업 거리(195)를 포함할 수 있다. 가변 길이 경로는 샘플의 z-위치(190)에 따라 달라질 수 있다. 가변 길이 경로와 대전 입자 경로의 일부는 공유될 수 있다. 이러한 공유 경로는 샘플을 향해 대물 렌즈를 통과하는 경로를 포함할 수 있다. 공유 경로는 대물 렌즈 어셈블리의 광학 축을 따라 있을 수 있고, 공유 경로는 광학 축에 동축일 수 있다.
기준 빔(280)은 간섭계(130), 예를 들어 마이켈슨 간섭계의 아암을 따라 전파될 수 있고, 아암은 기준 빔(280)을 검출기(210)를 향해 반사시키기 위해 기준 미러(290)를 임의적으로 갖는다. 아암은 빔 스플리터(222)와 기준 미러(290) 사이에서 연장될 수 있다.
광 빔들 중 적어도 하나, 예를 들어 초기 광 빔(160), 입사 광 빔(265), 반사 광 빔(170), 기준 빔(280) 및 중첩 광 빔(270) 중 적어도 하나를 변조하는 것이 가능하다. 변조기는 음향광학 변조기(acoustooptic modulator), 초퍼(chopper), 및/또는 기준 미러(290)와 같은 진동 미러(oscillating mirror)일 수 있다. 대안적으로/추가적으로, 광원(105)은 프로세서(240)에 의해 제어될 수 있는 변조기를 포함할 수 있다. 변조는 신호/잡음 비율을 개선하고/거나 샘플 속도의 결정을 허용할 수 있다. 대안적으로/추가적으로, 변조는 헤테로다이닝(heterodyning)을 허용할 수 있다. 예를 들어, 변조는 유속계를 가능하게 할 수 있다. 레이저 유속계는 보정을 필요로 하지 않을 수 있고, 이는 이점일 수 있다.
광원(105)은 (예를 들어, 입사 광 빔(265)으로서) 샘플을 타격함으로써 광전자들 및/또는 전하 캐리어들을 생성하기에 충분 및/또는 적절할 수 있다. 광원은 샘플에 의해 부분적으로 흡수될 수 있다. 입사 광 빔(265)이 샘플(150)을 타격할 때 전하 캐리어들과 반사 광 빔(170)을 동시에 생성하는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들어, 광원(105)은 자외선 레이저이다. 광원은 샘플의 밴드갭, 예를 들어 실리콘의 밴드갭을 초과할 수 있다. 광원은 샘플의 일 함수, 예를 들어 실리콘의 일 함수를 초과할 수 있다. 생성되는 초기 광 빔(160)은 가시광선 레이저 및/또는 적외선 레이저로부터 나올 수 있다. 예를 들어, 다른 응용들에서는 샘플의 밴드갭 미만의 레이저 파장, 예를 들어 적외선 레이저를 사용하여 반사 광 빔(170)을 생성하는 것이 특히 바람직할 수 있다. 적외선 레이저는 전하 캐리어들 및 광전자들의 생성을 피할 수 있다.
광원(105)에 추가하여 제2 광원을 사용하는 것도 가능하다. 광원(105)은 입사 광 빔(265)을 생성하고, 반사 광 빔(170)을 간접적으로 생성할 수 있다. 제2 광원은 보어를 통해 입사 광 빔(265)과 동축일 수 있는 여기 빔을 생성할 수 있다. 여기 빔은 샘플에 의한 흡수에 의해 전하 캐리어들 및/또는 광전자들을 생성할 수 있는 한편, 광원(105)은 밴드갭 미만일 수 있고 캐리어들 및/또는 광전자들을 생성하지 않을 수 있다. 샘플(150) 상의 제1 및 제2 광 빔의 각각의 중심들은 오프셋될 수 있고, 그에 의해, 예를 들어 샘플을 타격하는 여기 빔은 대물 렌즈 어셈블리(110)의 포커스와 정렬된다.
실시예에서, 빔 지향 어셈블리(108)는 대물 렌즈 어셈블리(110)의 보어(114)를 통해 입사 광 빔(265)의 광 경로에 중첩되도록 대전 입자 빔(106)을 지향시킬 수 있다.
도 3은 실시예에 따라, 빔 지향 어셈블리(108)의 제1 빔 벤더(381) 및 제2 빔 벤더(382)을 갖는 빔 지향 어셈블리(108)를 포함하는 대전 입자 빔 디바이스(1)를 도시한다. 디바이스(1)는 복수의 빔 벤더를 가질 수 있다. 미러(120)는 도시된 바와 같이 빔 지향 어셈블리(108)의 상류에 있을 수 있다. 미러(120)는 빔 벤더들 사이에 있을 수 있다. 대전 입자 경로(111)는 미러(120)에서 입사 광 빔(265)에 평행할 수 있다. 빔(106)이 입사 광 빔(265)과 함께 전파됨에 따라 제1 빔 벤더(381)는 대전 입자 빔(106)을 기울일 수 있다. 예컨대 대전 입자 빔(106)이 제1 빔 벤더(381)를 통과한 후, 대전 입자 빔(106)은 대물 렌즈 어셈블리(110)의 광학 축에 대해 비스듬히 전파될 수 있다.
대전 입자 빔은 후속하여 제1 빔 벤더(381)의 하류에 있는 제2 빔 벤더(382)를 사용하여 보정될 수 있다. 제2 빔 벤더(382)를 통과한 후, 대전 입자 빔(106)은 대물 렌즈 어셈블리(110)의 광학 축과 동축으로 전파될 수 있다. 임의적으로, 입사 광 빔(265)은 제2 빔 벤더(382)를 통과한 후 대물 렌즈 어셈블리(110)의 광학 축과 동축이다.
대안적으로/추가적으로, 미러(120), 예를 들어 빔 미러는 제1 빔 벤더(381)와 제2 빔 벤더(382) 사이에 있을 수 있다.
도 4는 실시예에 따라, 빔 지향 어셈블리(108)의 제1 빔 벤더(381) 및 제2 빔 벤더(382)를 갖는 빔 지향 어셈블리(108)를 포함하는 대전 입자 빔 디바이스(1)를 도시한다. 도 4에 도시된 실시예는 또한 제3 빔 벤더(481) 및 제4 빔 벤더(482)를 가질 수 있는 빔 오프셋 어셈블리(480)를 도시한다. 빔 오프셋 어셈블리(480)는 빔(106)이 동축으로부터 횡방향으로(x 및/또는 y 방향으로) 변위되면서도, 입사 광 빔(265) 및/또는 대물 렌즈 어셈블리(110)의 광학 축(0)에 평행하게 하기 위해 대전 입자 빔(106)에 작용할 수 있다.
미러(120)는 오프셋 어셈블리(480)와 빔 지향 어셈블리(108) 사이에 위치될 수 있다. 대전 입자 빔(106)이 빔 오프셋 어셈블리(480)에 도달하기 전에, 대전 입자 빔(106)은 대물 렌즈 어셈블리(110)의 광학 축(0)과 실질적으로 및/또는 명목상 동축일 수 있다.
오프셋 어셈블리(480)는 빔(106)이 대물 렌즈 어셈블리(110)의 광학 축(0)에 평행하게 비-동축으로 전파되도록 대전 입자 빔(106)을 오프셋할 수 있다. 예를 들어, 대전 입자 빔(106)은 대전 입자 빔(106)이 대물 렌즈 어셈블리(110)의 광학 축(0)에 대해 비스듬히 전파되도록 제3 빔 벤더(481)를 사용하여 기울어지고; 대전 입자 빔(106)은 후속적으로 제3 빔 벤더(481)의 하류에 있는 제4 빔 벤더(482)를 사용하여 보정될 수 있다. 미러(120)에서, 대전 입자 빔(106)은 대물 렌즈 어셈블리(110)의 광학 축(0)에 평행하고 그로부터 오프셋될 수 있다.
오프셋 어셈블리(480)는 대전 입자 빔(106)의 더 나은 제어를 허용하고/하거나 입사 광 빔(265)과의 보다 쉬운 정렬을 허용할 수 있다. 대전 입자 빔(106)이, 입사 광 빔(265)이 샘플(150)을 타격하는 샘플의 스폿을 조사하도록 하는 것이 바람직할 수 있다. 대전 입자 빔(106)에 의해 조사된 스폿은 샘플(150)에서의 입사 광 빔(265)의 빔 웨이스트보다 작을 수 있다. 대안적으로/추가적으로, 대전 입자 빔(106)은 샘플(150)에서 입사 광 빔(265)으로부터 변위된 스폿을 조사할 수 있다. 대안적으로/추가적으로, 대전 입자 빔(106)은 샘플(150) 상의 입사 광 빔(265)의 포커스의 1 mm 이내의 스폿을 조사할 수 있다.
빔 오프셋 어셈블리(480) 및/또는 빔 지향 어셈블리(108)에 추가하여, 디바이스(1)는 샘플(150)을 가로질러 대전 입자 빔(106)을 래스터 주사하기 위한 것일 수 있는 스캐너를 포함할 수 있다.
(도 4에 도시된 바와 같이) 오프셋 어셈블리에 2개의 빔 벤더가 있고 빔 지향 어셈블리에 2개의 빔 벤더가 있으며, 래스터 주사를 위한 임의적 빔 스캐너가 있는 임의의 다른 실시예와 결합될 수 있는 실시예가 예상된다.
도 5는 본 명세서에 설명된 실시예에 따른, 대전 주사 디바이스를 동작시키는 방법(500)을 예시한다. 방법은 대물 렌즈 어셈블리를 사용하여 대전 입자 빔을 샘플 상에 포커싱하는 단계(동작(510) 참조); 반사 광 빔을 대물 렌즈 어셈블리의 보어를 통해 간섭계로 통과시키는 단계(동작(520) 참조); 및 간섭계를 사용하여 샘플의 z-위치를 간섭측정으로 결정하는 단계(동작(530) 참조)를 포함할 수 있다.
예로서, 이하의 구체적으로 열거된 실시예들이 여기에 개시된다:
실시예 1. 대전 입자 빔 디바이스(1)를 동작시키는 방법(500)으로서,
대물 렌즈 어셈블리(110)를 사용하여 샘플 상에 대전 입자 빔(106)을 포커싱하는 단계(510);
반사 광 빔(170)을 대물 렌즈 어셈블리(110)의 보어(114)를 통해 간섭계(130)로 통과시키는 단계(520); 및
간섭계(130)를 사용하여 샘플(150)의 z-위치(190)를 간섭측정으로 결정하는 단계(530)
를 포함하는, 대전 입자 빔 디바이스를 동작시키는 방법.
실시예 2. 임의의 앞에서 열거된 실시예의 대전 입자 빔 디바이스를 동작시키는 방법으로서,
대물 렌즈 어셈블리(110)의 보어(114)를 통해 입사 광 빔(265)을 통과시키는 단계;
샘플에 입사 광 빔(265)을 반사시킴으로써, 반사 광 빔(170)을 생성하는 단계;
임의적으로, 입사 광 빔이 샘플을 타격하는 샘플의 스폿을 조사하도록 대전 입자 빔을 지향시키는 단계 - 임의적으로, 스폿은 샘플에서의 입사 광 빔의 빔 웨이스트(beamwaist)보다 작음 - ; 및
대전 입자 빔을 샘플의 스폿의 1mm 이내로 지향시키는 단계
를 더 포함하는, 대전 입자 빔 디바이스를 동작시키는 방법.
실시예 3. 임의의 앞에서 열거된 실시예의 대전 입자 빔 디바이스를 동작시키는 방법으로서,
샘플의 z-위치(190)에 기초하여 대물 렌즈 어셈블리의 전방 단부와 샘플(150)의 표면 사이의 작업 거리(195)를 결정하는 단계;
임의적으로, 작업 거리(195)를 대물 렌즈 어셈블리(110)의 목표 거리(199)와 비교하는 단계; 및
임의적으로, z-위치, 작업 거리, 및 목표 거리 중 적어도 하나에 기초하여 샘플의 z-위치를 조절하는 단계
를 더 포함하고, 임의적으로, 대물 렌즈 어셈블리의 전방 단부는 대물 렌즈 어셈블리의 전방 단부에 있는 대전 입자 검출기의 전방 단부인, 대전 입자 빔 디바이스를 동작시키는 방법.
실시예 4. 임의의 앞에서 열거된 실시예의 대전 입자 빔 디바이스를 동작시키는 방법으로서,
검출기(210)로, 반사 광 빔(170) 및 기준 빔(280)을 검출하는 단계
를 더 포함하고, 임의적으로:
샘플(150)의 z-위치(190)를 간섭측정으로 결정하기 위해 검출되는 중첩된 광 빔(270)을 형성하기 위해, 반사 광 빔(170)과 기준 빔(280)을 중첩시키는 단계
를 더 포함하는, 대전 입자 빔 디바이스를 동작시키는 방법.
실시예 5. 임의의 앞에서 열거된 실시예의 대전 입자 빔 디바이스를 동작시키는 방법으로서,
광원(105), 예컨대 레이저를 사용하여 초기 광 빔(160)을 생성하는 단계;
예컨대 빔 스플리터(222)를 사용하여 입사 광 빔(265)과 기준 빔을 형성하기 위해 광 빔을 분할하는 단계; 및
미러(120)를 사용하여, 입사 광 빔(265)을 임의적으로 보어(114)의 중심을 통해 대물 렌즈 어셈블리를 향해 지향시키는 단계
를 더 포함하고, 미러는 임의적으로 빔 지향 어셈블리의 빔 벤더들(beam benders) 사이에 배치되고,
임의적으로, 입사 광 빔(265)은 대물 렌즈 어셈블리에서 입자 빔(106)과 중첩되고,
임의적으로, 입사 광 빔(265) 및 입자 빔(106)은 대물 렌즈 어셈블리를 통해, 대물 렌즈 어셈블리(110)의 광학 축을 따라 동축으로 전파되고;
임의적으로, 미러는 정렬을 위해 조절가능한, 대전 입자 빔 디바이스를 동작시키는 방법.
실시예 6. 임의의 앞에서 열거된 실시예의 대전 입자 빔 디바이스를 동작시키는 방법으로서,
대전 입자 소스를 사용하여 대전 입자들을 생성하는 단계;
대전 입자들로부터 대전 입자 빔(106)을 생성하는 단계;
빔 지향 어셈블리(108)를 사용하여 대물 렌즈 어셈블리(110)의 보어(114)를 통과하도록 대전 입자들을 지향시키는 단계;
임의적으로, 빔 지향 어셈블리(108)를 사용하여, 대물 렌즈 어셈블리(110)의 보어(114)를 통해 입사 광 빔(265)과 동축으로 전파되도록 대전 입자 빔(106)을 지향시키는 단계
를 더 포함하고, 더 임의적으로:
빔 지향 어셈블리(108)의 제1 빔 벤더(381) 및 제2 빔 벤더(382)를 사용하여 대전 입자 빔을 지향시키는 단계
를 더 포함하고, 미러(120)는 빔 지향 어셈블리(108)의 상류에, 또는 제1 빔 벤더(381)와 제2 빔 벤더(382) 사이에 있는, 대전 입자 빔 디바이스를 동작시키는 방법.
실시예 7. 임의의 앞에서 열거된 실시예의 대전 입자 빔 디바이스를 동작시키는 방법으로서,
대전 입자 빔이 대물 렌즈 어셈블리(110)의 보어를 통해 입사 광 빔의 광 경로에 중첩되도록, 예컨대 빔 지향 어셈블리(108)를 사용하여 대전 입자 빔을 지향시키는 단계
를 더 포함하는, 대전 입자 빔 디바이스를 동작시키는 방법.
실시예 8. 임의의 앞에서 열거된 실시예의 대전 입자 빔 디바이스를 동작시키는 방법으로서,
빔 지향 어셈블리(108)를 통과하기 전에, 대전 입자 빔은 대물 렌즈 어셈블리(110)의 광학 축에 평행하게 전파되고,
대전 입자 빔(106)을 지향시키는 단계는 빔 지향 어셈블리(108)를 사용하여 대전 입자 빔에 작용하는 단계를 포함하고, 작용하는 단계는:
대전 입자 빔(106)이 입사 광 빔(265)과 함께 전파됨에 따라, 대전 입자 빔(106)이 대물 렌즈 어셈블리(110)의 광학 축에 대해 비스듬히 전파되도록, 빔 지향 어셈블리(108)의 제1 빔 벤더(381)를 사용하여 대전 입자 빔(106)을 기울이는 단계; 및
대전 입자 빔(106)이 대물 렌즈 어셈블리(110)의 광학 축과 동축으로 전파되도록, 제1 빔 벤더(381)의 하류에 있는 제2 빔 벤더(382)를 사용하여 대전 입자 빔을 보정하는 단계
를 포함하고, 임의적으로, 입사 광 빔(265)은 대물 렌즈 어셈블리(110)의 광학 축과 동축인, 대전 입자 빔 디바이스를 동작시키는 방법.
실시예 9. 열거된 실시예 8의 대전 입자 빔 디바이스를 동작시키는 방법으로서,
대전 입자 빔이 대물 렌즈 어셈블리의 광학 축에 평행하게 비-동축으로 전파되도록, 오프셋 어셈블리(480)를 사용하여 대전 입자 빔을 오프셋시키는 단계
를 더 포함하고, 오프셋시키는 단계는, 임의적으로:
대전 입자 빔(106)이 대물 렌즈 어셈블리(110)의 광학 축에 대해 비스듬히 전파되도록, 제3 빔 벤더(481)를 사용하여 대전 입자 빔(106)을 기울이는 단계; 및
대전 입자 빔(106)이 대물 렌즈 어셈블리(110)의 광학 축과 동축으로, 그리고 대물 렌즈 어셈블리(110)의 광학 축으로부터 오프셋되어 전파되도록, 제3 빔 벤더(481)의 하류에 있는 제4 빔 벤더(482)를 사용하여 대전 입자 빔을 보정하는 단계
를 포함하고, 임의적으로, 미러(120)는 오프셋 어셈블리(480)와 빔 지향 어셈블리(108) 사이에 있는, 대전 입자 빔 디바이스를 동작시키는 방법.
실시예 10. 임의의 앞에서 열거된 실시예의 대전 입자 빔 디바이스를 동작시키는 방법으로서,
초기 광 빔, 입사 광 빔, 반사 광 빔, 기준 빔, 기준 미러의 위치, 및 스테이지의 위치 중 적어도 하나를 변조하는 단계
를 더 포함하고, 임의적으로, 음향광학 변조기 및/또는 진동 기준 미러를 사용하여 변조하는, 대전 입자 빔 디바이스를 동작시키는 방법.
실시예 11. 임의의 앞에서 열거된 실시예의 대전 입자 빔 디바이스를 동작시키는 방법으로서,
입사 광 빔을 사용하여 샘플을 타격함으로써 광전자들 및/또는 전하 캐리어들을 생성하는 단계
를 더 포함하는, 대전 입자 빔 디바이스를 동작시키는 방법.
실시예 12. 임의의 앞에서 열거된 실시예의 대전 입자 빔 디바이스를 동작시키는 방법으로서,
UV, 가시광선 또는 적외선 레이저와 같은 레이저를 사용하여 초기 광 빔을 생성하는 단계
를 더 포함하는, 대전 입자 빔 디바이스를 동작시키는 방법.
실시예 13. 대전 입자 빔 디바이스(1)로서,
대전 입자 소스를 포함하는 대전 입자 빔 생성기(102);
대물 렌즈 어셈블리의 보어(114)를 통해 스테이지(112)를 향해 연장되는 대전 입자 빔(106)을 위한 대전 입자 경로(111); 및
대물 렌즈 어셈블리(110)의 보어(114)를 통과하는 반사 광 빔(170)을 수신하도록 배열되는 간섭계(130)
를 포함하는, 대전 입자 빔 디바이스.
실시예 14. 열거된 실시예 13의 대전 입자 빔 디바이스(1)로서,
간섭계(130)로부터의 출력에 기초하여 샘플(150)의 z-위치를 결정하기 위한 프로세서(240); 및
임의적으로 대물 렌즈 어셈블리의 광학 축에 동축으로, 보어의 중심을 통해 샘플을 향해 입사 빔을 지향시키도록 배열되는 미러 - 미러는 임의적으로 조절가능함 -
를 더 포함하고, 대물 렌즈 어셈블리의 광학 축은 보어의 중심을 통과하는, 대전 입자 빔 디바이스.
실시예 15. 열거된 실시예 13 또는 14의 대전 입자 빔 디바이스(1)로서,
초기 광 빔을 생성하기 위한 광원
을 더 포함하고, 간섭계(113)는:
초기 광 빔으로부터 입사 광 빔 및 기준 빔을 생성하기 위한 빔 스플리터;
반사 빔 및 기준 빔을 포함하는 중첩된 빔으로부터 광을 수신하도록 배열되는 검출기; 및
입사 광 빔 및 반사 빔에 대한 가변 길이 경로 - 가변 길이 경로는 보어를 통해 연장됨 -
를 더 포함하고, 가변 길이 경로는 샘플의 z-위치에 따라 달라지고;
임의적으로, 공유 경로는 샘플을 향해 대물 렌즈 어셈블리를 통과하는 대전 입자 경로 및 가변 길이 경로의 일부이고;
임의적으로, 공유 경로는 대물 렌즈 어셈블리의 광학 축을 따르고, 공유 경로는 광학 축에 동축이고;
기준 빔은 마이켈슨(Michelson) 간섭계의 아암을 따라 전파되며, 아암은 임의적으로 기준 빔을 검출기를 향해 반사시키는 기준 미러를 갖는, 대전 입자 빔 디바이스.
실시예 16. 열거된 실시예 13 내지 15 중 임의의 것의 대전 입자 빔 디바이스(1)로서,
초기 광 빔, 입사 빔, 반사 빔, 기준 빔, 및 중첩된 빔 중 적어도 하나를 변조하는 변조기
를 더 포함하고, 변조기는 음향광학 변조기, 초퍼, 또는 기준 미러인 진동 미러인, 대전 입자 빔 디바이스.
실시예 17. 열거된 실시예 13 내지 16 중 임의의 것의 대전 입자 빔 디바이스(1)로서,
제1 빔 벤더 및 제2 빔 벤더를 임의적으로 포함하는 빔 지향 어셈블리(108); 및
임의적으로, 제3 빔 벤더 및 제4 빔 벤더를 임의적으로 포함하는 빔 오프셋 어셈블리
를 더 포함하고;
미러는 제1 빔 벤더와 제2 빔 벤더 사이에 배치되고, 또는
미러가 빔 오프셋 어셈블리와 빔 지향 어셈블리 사이에 배치되는, 대전 입자 빔 디바이스.
실시예 18. 열거된 실시예 15 내지 17 중 임의의 것의 대전 입자 빔 디바이스(1)로서,
광원은 적외선 레이저, uv 레이저, 또는 가시광선 레이저와 같은 레이저이고;
레이저 파장은 임의적으로 샘플의 밴드갭보다 낮거나, 임의적으로 샘플의 밴드갭, 예컨대 샘플의 일 함수보다 높고, 예를 들어, 레이저 파장은 실리콘 내에 전하 캐리어들을 생성하기에 충분하고;
임의적으로, 레이저는 광전자들을 생성하기에 충분한, 대전 입자 빔 디바이스.
실시예 19. 열거된 실시예 13 내지 18 중 임의의 것의 대전 입자 빔 디바이스(1)로서,
보어를 통해 입사 광 빔과 동축일 수 있는 여기 빔을 생성하고, 샘플에 의한 흡수에 의해 전하 캐리어들 및/또는 광전자들을 생성할 수 있는 제2 광원
을 더 포함하는, 대전 입자 빔 디바이스.
상술한 내용은 개시된 디바이스 및 동작 방법의 실시예들에 관한 것이지만, 그 기본 범위를 벗어나지 않고서 본 개시내용의 다른 및 추가 실시예들이 만들어질 수 있으며, 그것의 범위는 이하의 청구항들에 의해 결정된다.

Claims (20)

  1. 대전 입자 빔 디바이스를 동작시키는 방법으로서,
    대물 렌즈 어셈블리를 사용하여 샘플 상에 대전 입자 빔을 포커싱하는 단계;
    입사 광 빔이 상기 샘플로부터 반사된 반사 광 빔을 상기 대물 렌즈 어셈블리의 보어(bore)를 통해 간섭계로 통과시키는 단계; 및
    상기 간섭계로부터의 출력에 기초하여 상기 대물 렌즈 어셈블리의 전방 단부와 상기 샘플 사이의 작업 거리를 간섭측정으로 결정하는 단계
    를 포함하고, 상기 대전 입자 빔 디바이스는 상기 간섭측정으로 결정하는 단계를 증강시키기 위한 다른 스테이지 위치 센서를 포함하는, 대전 입자 빔 디바이스를 동작시키는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 대물 렌즈 어셈블리의 상기 보어를 통해 상기 입사 광 빔을 통과시키는 단계;
    상기 샘플에 상기 입사 광 빔을 반사시킴으로써, 상기 반사 광 빔을 생성하는 단계;
    상기 입사 광 빔이 상기 샘플을 타격하는 상기 샘플의 스폿을 조사(irradiate)하도록 상기 대전 입자 빔을 지향시키는 단계 - 상기 스폿은 상기 샘플에서의 상기 입사 광 빔의 빔 웨이스트(beamwaist)보다 작음 -; 및
    상기 대전 입자 빔을 상기 샘플 상에서의 상기 입사 광 빔의 포커스의 1mm 이내로 지향시키는 단계
    를 더 포함하는, 대전 입자 빔 디바이스를 동작시키는 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 작업 거리를 상기 대물 렌즈 어셈블리의 목표 거리와 비교하는 단계; 및
    상기 작업 거리 및 상기 목표 거리 중 적어도 하나에 기초하여 상기 샘플의 z-위치를 조절하는 단계
    를 더 포함하는, 대전 입자 빔 디바이스를 동작시키는 방법.
  4. 제2항에 있어서,
    검출기를 사용하여, 상기 반사 광 빔 및 기준 빔을 검출하는 단계; 및
    상기 간섭측정 결정을 위해 검출되는 중첩된 광 빔을 형성하기 위해, 상기 반사 광 빔과 상기 기준 빔을 중첩시키는 단계
    를 더 포함하는, 대전 입자 빔 디바이스를 동작시키는 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    레이저인 광원을 사용하여 초기 광 빔을 생성하는 단계;
    빔 스플리터를 사용하여 상기 입사 광 빔과 상기 기준 빔을 형성하기 위해 상기 초기 광 빔을 분할하는 단계;
    미러를 사용하여 상기 입사 광 빔을 상기 보어의 중심을 통해 상기 대물 렌즈 어셈블리를 향해 지향시키는 단계
    를 더 포함하고, 상기 미러는 빔 지향 어셈블리의 빔 벤더들(beam benders) 사이에 배치되고,
    상기 입사 광 빔은 상기 대물 렌즈 어셈블리에서 상기 대전 입자 빔과 중첩되고,
    상기 입사 광 빔 및 상기 대전 입자 빔은 상기 대물 렌즈 어셈블리를 통해, 상기 대물 렌즈 어셈블리의 광학 축을 따라 동축으로 전파되고;
    상기 미러는 정렬을 위해 조절가능한, 대전 입자 빔 디바이스를 동작시키는 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    대전 입자 소스를 사용하여 대전 입자들을 생성하는 단계;
    상기 대전 입자들로부터 상기 대전 입자 빔을 생성하는 단계;
    빔 지향 어셈블리를 사용하여 상기 대물 렌즈 어셈블리의 상기 보어를 통과하도록 상기 대전 입자들을 지향시키는 단계;
    상기 빔 지향 어셈블리를 사용하여 상기 대물 렌즈 어셈블리의 상기 보어를 통해 상기 입사 광 빔과 동축으로 전파되도록 상기 대전 입자 빔을 지향시키는 단계;
    상기 빔 지향 어셈블리의 제1 빔 벤더 및 제2 빔 벤더를 사용하여 상기 대전 입자 빔을 지향시키는 단계
    를 더 포함하고, 상기 미러는 상기 빔 지향 어셈블리의 상류에, 또는 상기 제1 빔 벤더와 상기 제2 빔 벤더 사이에 있는, 대전 입자 빔 디바이스를 동작시키는 방법.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 대전 입자 빔이 상기 대물 렌즈 어셈블리의 상기 보어를 통해 상기 입사 광 빔의 광 경로에 중첩되도록, 빔 지향 어셈블리를 사용하여 상기 대전 입자 빔을 지향시키는 단계
    를 더 포함하는, 대전 입자 빔 디바이스를 동작시키는 방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 빔 지향 어셈블리를 통과하기 전에, 상기 대전 입자 빔은 상기 대물 렌즈 어셈블리의 상기 광학 축에 평행하게 전파되고,
    상기 대전 입자 빔을 지향시키는 단계는 상기 빔 지향 어셈블리를 사용하여 상기 대전 입자 빔에 작용하는 단계를 포함하고, 상기 작용하는 단계는:
    상기 대전 입자 빔이 상기 입사 광 빔과 함께 전파됨에 따라, 상기 대전 입자 빔이 상기 대물 렌즈 어셈블리의 상기 광학 축에 대해 비스듬히 전파되도록, 상기 빔 지향 어셈블리의 제1 빔 벤더를 사용하여 상기 대전 입자 빔을 기울이는 단계; 및
    상기 대전 입자 빔이 상기 대물 렌즈 어셈블리의 상기 광학 축과 동축으로 전파되도록, 상기 제1 빔 벤더의 하류에 있는 제2 빔 벤더를 사용하여 상기 대전 입자 빔을 보정하는 단계
    를 포함하고, 상기 입사 광 빔은 상기 대물 렌즈 어셈블리의 상기 광학 축과 동축인, 대전 입자 빔 디바이스를 동작시키는 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 대전 입자 빔이 상기 대물 렌즈 어셈블리의 상기 광학 축에 평행하게 비-동축으로 전파되도록, 오프셋 어셈블리를 사용하여 상기 대전 입자 빔을 오프셋시키는 단계
    를 더 포함하고, 상기 오프셋시키는 단계는:
    상기 대전 입자 빔이 상기 대물 렌즈 어셈블리의 상기 광학 축에 대해 비스듬히 전파되도록, 제3 빔 벤더를 사용하여 상기 대전 입자 빔을 기울이는 단계; 및
    상기 대전 입자 빔이 상기 대물 렌즈 어셈블리의 상기 광학 축과 동축으로 전파되거나 또는 상기 대물 렌즈 어셈블리의 상기 광학 축으로부터 오프셋되어 전파되도록, 상기 제3 빔 벤더의 하류에 있는 제4 빔 벤더를 사용하여 상기 대전 입자 빔을 보정하는 단계
    를 포함하고, 상기 미러는 상기 오프셋 어셈블리와 상기 빔 지향 어셈블리 사이에 있는, 대전 입자 빔 디바이스를 동작시키는 방법.
  10. 제4항에 있어서,
    초기 광 빔, 상기 입사 광 빔, 상기 반사 광 빔, 상기 기준 빔, 기준 미러의 위치, 및 스테이지의 위치 중 적어도 하나를 변조하는 단계
    를 더 포함하고, 상기 변조하는 단계는 음향광학 변조기(acoustooptic modulator) 및/또는 진동 기준 미러(oscillating reference mirror)를 사용하는 것인, 대전 입자 빔 디바이스를 동작시키는 방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 입사 광 빔을 사용하여 상기 샘플을 타격함으로써 광전자들 및/또는 전하 캐리어들을 생성하는 단계
    를 더 포함하는, 대전 입자 빔 디바이스를 동작시키는 방법.
  12. 제1항에 있어서,
    레이저를 사용하여 초기 광 빔을 생성하는 단계
    를 더 포함하는, 대전 입자 빔 디바이스를 동작시키는 방법.
  13. 대전 입자 빔 디바이스로서,
    대전 입자 소스를 포함하는 대전 입자 빔 생성기;
    대물 렌즈 어셈블리의 보어를 통해 스테이지를 향해 연장되는 대전 입자 빔을 위한 대전 입자 경로;
    입사 광 빔이 샘플로부터 반사되고 상기 대물 렌즈 어셈블리의 상기 보어를 통해 통과하는 반사 광 빔을 수신하도록 배열되는 간섭계;
    상기 간섭계로부터의 출력에 기초하여 상기 대물 렌즈 어셈블리의 전방 단부와 상기 샘플 사이의 작업 거리를 결정하기 위한 프로세서; 및
    상기 결정을 증강시키기 위한 상기 스테이지의 다른 위치 센서
    를 포함하는, 대전 입자 빔 디바이스.
  14. 제13항에 있어서,
    임의적으로 상기 대물 렌즈 어셈블리의 광학 축에 동축으로, 상기 보어의 중심을 통해 상기 샘플을 향해 상기 입사 광 빔을 지향시키도록 배열되는 미러 - 상기 미러는 조절가능함 -
    를 더 포함하고, 상기 대물 렌즈 어셈블리의 상기 광학 축은 상기 보어의 중심을 통과하는, 대전 입자 빔 디바이스.
  15. 제13항에 있어서,
    초기 광 빔을 생성하기 위한 광원
    을 더 포함하고, 상기 간섭계는:
    상기 초기 광 빔으로부터 상기 입사 광 빔 및 기준 빔을 생성하기 위한 빔 스플리터;
    반사 빔 및 상기 기준 빔을 포함하는 중첩된 빔으로부터 광을 수신하도록 배열되는 검출기; 및
    상기 입사 광 빔 및 상기 반사 빔에 대한 가변 길이 경로 - 상기 가변 길이 경로는 상기 보어를 통해 연장됨 -
    를 포함하고, 상기 가변 길이 경로는 상기 샘플의 z-위치에 따라 달라지고;
    공유 경로는 상기 샘플을 향해 상기 대물 렌즈 어셈블리를 통과하는 상기 대전 입자 경로 및 상기 가변 길이 경로의 일부이고;
    상기 공유 경로는 상기 대물 렌즈 어셈블리의 광학 축을 따르고, 상기 공유 경로는 상기 광학 축에 동축이고;
    상기 기준 빔은 상기 간섭계의 아암(arm)을 따라 전파되며, 상기 아암은 임의적으로 상기 기준 빔을 상기 검출기를 향해 반사시키는 기준 미러를 갖는, 대전 입자 빔 디바이스.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 초기 광 빔, 상기 입사 광 빔, 상기 반사 빔, 상기 기준 빔, 및 중첩된 빔 중 적어도 하나를 변조하는 변조기
    를 더 포함하고, 상기 변조기는 음향광학적 변조기, 초퍼(chopper), 또는 기준 미러인 진동 미러인, 대전 입자 빔 디바이스.
  17. 제13항에 있어서,
    제1 빔 벤더 및 제2 빔 벤더를 포함하는 빔 지향 어셈블리 - 상기 빔 지향 어셈블리는 상기 대전 입자 빔에 작용하도록 구성됨 -; 및
    제3 빔 벤더 및 제4 빔 벤더를 포함하는 빔 오프셋 어셈블리 - 상기 빔 오프셋 어셈블리는 상기 대전 입자 빔에 작용하도록 구성됨 -
    를 더 포함하고;
    미러는 상기 제1 빔 벤더와 상기 제2 빔 벤더 사이에 배치되거나, 또는
    미러는 상기 빔 오프셋 어셈블리와 상기 빔 지향 어셈블리 사이에 배치되는, 대전 입자 빔 디바이스.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 광원은 레이저이고;
    레이저 파장은 상기 샘플의 밴드갭보다 낮거나, 상기 샘플의 상기 밴드갭보다 높은, 대전 입자 빔 디바이스.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 레이저는 실리콘에서 전하 캐리어들 및/또는 광전자들을 생성하기에 충분한 파장을 갖는, 대전 입자 빔 디바이스.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 보어를 통해 상기 입사 광 빔과 동축인 여기 빔을 생성하고, 상기 샘플에 의한 흡수에 의해 전하 캐리어들 및/또는 광전자들을 생성하는 제2 광원
    을 더 포함하는, 대전 입자 빔 디바이스.
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