KR102505631B1 - 복수의 하전 입자 빔에 의한 샘플 검사 방법 - Google Patents

복수의 하전 입자 빔에 의한 샘플 검사 방법 Download PDF

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Abstract

하전 입자들을 방출하도록 구성된 소스, 광학 시스템, 및 스테이지를 포함하는 장치가 본 명세서에 개시되며; 스테이지는 그 위에 샘플을 지지하도록 구성되고 샘플을 제1 방향으로 제1 거리만큼 이동시키도록 구성되며; 광학 시스템은 하전 입자들로 샘플 상에 프로브 스폿들을 형성하도록 구성되고; 스테이지가 샘플을 제1 방향으로 제1 거리만큼 샘플을 이동시키는 동안, 동시에, 광학 시스템은 프로브 스폿들을 제1 방향으로 제1 거리만큼 및 제2 방향으로 제2 거리만큼 이동시키도록 구성되며; 스테이지가 샘플을 제1 방향으로 제1 거리만큼 이동시킨 후에, 광학 시스템은 프로브 스폿들을 제1 방향의 반대 방향으로 제1 거리에서 프로브 스폿들 중 하나의 폭을 뺀 만큼 이동시키도록 구성된다.

Description

복수의 하전 입자 빔에 의한 샘플 검사 방법
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 2017년 9월 7일자로 제출되고 그 전체가 본 명세서에 참고로 통합된 미국 특허 출원 제62/555,542호의 우선권을 주장한다.
기술 분야
본 발명은 집적 회로(integrated chips: ICs)의 제조와 같은, 디바이스 제조 프로세스에 사용되는 웨이퍼 및 마스크와 같은 샘플을 검사(예를 들면, 관찰, 측정, 및 이미징)하는 방법에 관한 것이다.
디바이스 제조 프로세스는 기판 상에 원하는 패턴을 적용하는 것을 포함할 수 있다. 달리 마스크 또는 레티클(reticle)로도 지칭되는 패터닝 디바이스가 원하는 패턴을 생성하는 데 사용될 수 있다. 이 패턴은 기판(예를 들면, 실리콘 웨이퍼) 상의 (예를 들면, 하나 또는 여러 다이의 일부를 포함하는) 타겟 부분에 전사될 수 있다. 패턴의 전사는 전형적으로는 기판 상에 제공된 방사선 감응재(radiation-sensitive material)(레지스트) 층에의 이미징을 통해 이루어진다. 단일 기판은 연속적으로 패턴화된 인접한 타겟 부분들의 네트워크를 포함할 수 있다. 이 전사에는 리소그래피 장치가 사용될 수 있다. 한 가지 유형의 리소그래피 장치는 스테퍼(stepper)라고 불리는데, 이 스테퍼에서는 패턴 전체를 한 번에 타겟 부분에 노광시킴으로써 각 타겟 부분이 조사된다(irradicated). 다른 유형의 리소그래피 장치는 스캐너라고 불리는데, 이 스캐너에서는 주어진 방향으로 방사선 빔을 통해 패턴을 스캐닝하면서 이 방향에 평행 또는 반평행(anti-parallel)하게 기판을 동기화하여 스캐닝함으로써 각 타겟 부분이 조사된다. 패턴을 기판에 임프린트(imprint)함으로써 패턴을 패터닝 디바이스로부터 기판으로 전사하는 것도 또한 가능하다.
디바이스 제조 프로세스의 하나 이상의 단계(예를 들면, 노광, 레지스트 처리, 에칭, 현상, 베이킹 등)를 모니터링하기 위해, 디바이스 제조 프로세스에 의해 패턴화된 기판 또는 이에 사용되는 패터닝 디바이스와 같은 샘플이 검사될 수 있는데, 샘플의 하나 이상의 파라미터가 측정될 수 있다. 하나 이상의 파라미터는 예를 들면, 기판 또는 패터닝 디바이스 상의 패턴들의 에지와 패턴들의 의도된 디자인의 대응하는 에지 사이의 거리인 에지 플레이스 에러(edge place errors: EPEs)를 포함할 수 있다. 검사는 패턴 결함(예를 들면, 연결 실패 또는 분리 실패) 및 원치 않는 입자도 또한 발견할 수 있다.
디바이스 제조 프로세스에 사용되는 기판 및 패터닝 디바이스의 검사는 수율을 향상시키는 데 도움이 될 수 있다. 검사에서 취득된 정보는 결함을 식별하거나 디바이스 제조 프로세스를 조정하는 데 사용될 수 있다.
소스, 광학 시스템, 및 스테이지를 포함하는 장치가 본 명세서에 개시되며; 소스는 하전 입자들을 방출하도록 구성되고; 스테이지는 그 위에 샘플을 지지하도록 구성되고 샘플을 제1 방향으로 제1 거리만큼 이동시키도록 구성되며; 광학 시스템은 하전 입자들로 샘플 상에 프로브 스폿들을 형성하도록 구성되고; 스테이지가 샘플을 제1 방향으로 제1 거리만큼 샘플을 이동시키는 동안, 동시에, 광학 시스템은 프로브 스폿들을 제1 방향으로 제1 거리만큼 및 제2 방향으로 제2 거리만큼 이동시키도록 구성되며; 스테이지가 샘플을 제1 방향으로 제1 거리만큼 이동시킨 후에, 광학 시스템은 프로브 스폿들을 제1 방향의 반대 방향으로 제1 거리에서 프로브 스폿들 중 하나의 폭을 뺀 만큼 이동시키도록 구성된다.
몇몇 실시예에 따르면, 하전 입자들은 전자들을 포함한다.
몇몇 실시예에 따르면, 장치는 프로브 스폿들에서의 샘플과 하전 입자들의 상호 작용을 나타내는 신호를 기록하도록 구성된다.
몇몇 실시예에 따르면, 신호는 2차 전자들, 후방 산란 전자들, 오거 전자들, X 선, 및 음극선 루미네선스(cathodoluminescence) 중 적어도 하나를 포함한다.
몇몇 실시예에 따르면, 광학 시스템은 제2 방향의 반대 방향으로 제2 거리만큼 프로브 스폿들을 이동시키도록 구성된다.
몇몇 실시예에 따르면, 광학 시스템은 제1 방향의 반대 방향으로 폭의 [(M-1)N + 1] 배수만큼 프로브 스폿들을 이동시키도록 구성되며; M은 제1 방향으로 이격된 프로브 스폿들의 개수이고; N은 폭(width)의 단위로 제1 방향에서의 프로브 스폿들의 피치이다.
몇몇 실시예에 따르면, 광학 시스템은 렌즈, 비점수자 조정기(stigmator), 및 디플렉터(deflector) 중 하나 이상을 포함한다.
본 명세서에 개시된 방법은: 샘플을 제1 방향으로 제1 거리만큼 이동시키는 단계; 샘플이 제1 방향으로 제1 거리만큼 이동되는 동안, 동시에, 하나 이상의 하전 입자 빔에 의해 샘플 상에 형성된 프로브 스폿들을 제1 방향으로 제1 거리만큼 및 제2 방향으로 제2 거리만큼 이동시키는 단계; 샘플이 제1 방향으로 제1 거리만큼 이동된 후에, 프로브 스폿들을 제1 방향의 반대 방향으로 제1 거리에서 프로브 스폿들 중 하나의 폭을 뺀 만큼 이동시키는 단계를 포함한다.
몇몇 실시예에 따르면, 하전 입자들은 전자들을 포함한다.
몇몇 실시예에 따르면, 상기 방법은 프로브 스폿들에서의 샘플과 하전 입자들의 상호 작용을 나타내는 신호를 기록하는 단계를 더 포함한다.
몇몇 실시예에 따르면, 신호는 2차 전자들, 후방 산란 전자들, 오거 전자들, X 선, 또는 음극선 루미네선스 중 적어도 하나를 포함한다.
몇몇 실시예에 따르면, 상기 방법은 프로브 스폿들을 제2 방향의 반대 방향으로 제2 거리만큼 이동시키는 단계를 더 포함한다.
몇몇 실시예에 따르면, 상기 방법은: 샘플 상의 영역이 하나 이상의 하전 입자 빔에 의해 검사되었다는 결정에 따라, 프로브 스폿들을 제1 방향의 반대 방향으로 폭의 [(M-1)N + 1] 배수만큼 이동시키는 단계를 더 포함하고; M은 제1 방향으로 이격된 프로브 스폿들의 개수이고; N은 폭의 단위로 제1 방향에서의 프로브 스폿들의 피치이다.
몇몇 실시예에 따르면, 상기 방법은 프로브 스폿들을 제2 방향의 반대 방향으로 제2 거리만큼 이동시키는 단계를 더 포함한다.
명령들이 기록된 비일시적 컴퓨터 가독 매체를 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품이 본 명세서에 개시되며, 명령들은 컴퓨터에 의해 실행될 때 상기 방법들 중 어느 하나를 구현한다.
도 1은 본 발명의 실시예와 일치하는, 하전 입자 빔 검사를 수행하도록 구성된 장치를 개략적으로 도시한다.
도 2a는 복수의 하전 입자 빔을 사용하여 하전 입자 빔 검사를 수행하도록 구성된 장치를 개략적으로 도시하는데, 복수의 빔의 하전 입자들은 단일 소스("멀티 빔"장치)로부터 유래한다.
도 2b는 대체의 멀티 빔 장치를 개략적으로 도시한다.
도 2c는 대체의 멀티 빔 장치를 개략적으로 도시한다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른, 복수의 하전 입자 빔을 사용하여 샘플을 검사하는 것을 개략적으로 도시한다.
도 3c는 기간 T1, T2, 및 T3 중 하나의 기간 동안 샘플에 대한 도 3a 및 도 3b의 프로브 스폿들(probe spots) 중 하나의 이동을 개략적으로 도시한다.
도 3d는 기간 T1, T2, 및 T3 동안 절대 기준 프레임에 대한 도 3a 및 도 3b의 프로브 스폿들 중 하나의 이동을 개략적으로 도시한다.
도 4a는 본 발명의 몇몇 실시예에 따라, 복수의 하전 입자 빔을 사용하여 샘플을 검사하는 것을 개략적으로 도시한다.
도 4b는 본 발명의 몇몇 실시예에 따라, 절대 기준 프레임에 대한 프로브 스폿 및 샘플의 이동을 개략적으로 도시한다.
도 5는 하나 이상의 하전 입자 빔에 의해 샘플 상에 형성된 복수의 프로브 스폿을 사용하여 샘플을 검사하는 방법에 대한 흐름도를 개략적으로 도시한다.
샘플(예를 들면, 기판 및 패터닝 디바이스)을 검사하기 위한 다양한 기법이 있다. 검사 기법들 중 하나는 광학 검사인데, 광학 검사에서는 광 빔(light beam)이 기판 또는 패터닝 디바이스로 지향되며 광 빔과 샘플의 상호 작용(예를 들면, 산란, 반사, 회절)을 나타내는 신호가 기록된다. 다른 종류의 검사 기법은 하전 입자 빔 검사인데, 하전 입자 빔 검사에서는 하전 입자들(예를 들면, 전자들)의 빔이 샘플로 지향되며 하전 입자들과 샘플의 상호 작용(예를 들면, 2차 방출 또는 후방 산란 방출(back-scattered emission))을 나타내는 신호가 기록된다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 달리 구체적으로 언급되지 않는 한, "또는"이라는 용어는 실행 불가능한 경우를 제외하고, 모든 가능한 조합을 포괄한다. 예를 들어, 데이터베이스가 A 또는 B를 포함할 수 있다고 기재되어 있으면, 달리 구체적으로 언급되거나 실행 불가능하지 않는 한, 데이터베이스는 A, 또는 B, 또는 A와 B를 포함할 수 있다. 두 번째 예로서, 데이터베이스가 A, B, 또는 C를 포함할 수 있다고 기재되어 있으면, 달리 구체적으로 언급되거나 실행 불가능하지 않는 한, 데이터베이스는 A, 또는 B, 또는 C, 또는 A와 B, 또는 A와 C, 또는 B와 C, 또는 A와 B와 C를 포함할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른, 하전 입자 빔 검사를 수행할 수 있는 장치(100)를 개략적으로 도시한다. 도 1을 참조하면, 장치(100)는 자유 공간에서 하전 입자들을 발생시킬 수 있는 소스(10), 빔 추출 전극(11), 집광 렌즈(condenser lens)(12), 빔 블랭킹 디플렉터(beam blanking deflector)(13), 개구(14), 스캐닝 디플렉터(15), 및 대물 렌즈(16)와 같은 하전 입자들의 빔을 생성 및 제어하도록 구성된 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 장치(100)는 하전 입자들의 빔과 샘플의 상호 작용을 나타내는 신호를 검출하도록 구성된 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 이러한 컴포넌트들은 E×B 하전 입자 우회 디바이스(17) 및 신호 검출기(21)를 포함할 수 있다. 장치(100)는 신호를 처리하거나 다른 컴포넌트들을 제어하도록 구성된 프로세서와 같은, 컴포넌트들을 또한 포함할 수 있다.
검사 프로세스의 예에서, 하전 입자들의 빔(18)은 스테이지(30) 상에 위치된 샘플(9)(예를 들면, 웨이퍼 또는 마스크)로 지향된다. 빔(18)과 샘플(9)의 상호 작용을 나타내는 신호(20)는 E×B 하전 입자 우회 디바이스(17)에 의해 신호 검출기(21)로 안내된다. 프로세서는 스테이지(30)로 하여금 이동하게 하거나 빔(18)으로 하여금 스캔하게 할 수 있다.
하전 입자 빔 검사에서 사용되는 하전 입자들이 광학 검사에서 사용되는 광보다 더 짧은 파장을 갖기 때문에 하전 입자 빔 검사는 광학 검사보다 높은 분해능(resolution)을 가질 수 있다. 디바이스 제조 프로세스가 진화함에 따라 기판과 패터닝 디바이스 상의 패턴들의 치수가 점점 더 작아짐에 따라, 하전 입자 빔 검사가 보다 널리 사용된다. 하전 입자 빔 검사의 처리량(throughput)은 그 사용되는 하전 입자들 사이의 상호 작용(예를 들면, 쿨롱 효과)으로 인해 상대적으로 낮다. 처리량을 증가시키기 위해 2개 이상의 하전 입자 빔이 사용될 수 있다.
일례에서, 복수의 하전 입자 빔은 샘플 상의 복수의 영역을 동시에 스캔할 수 있다. 복수의 빔의 스캐닝은 동기화되거나 독립적일 수 있다. 복수의 영역은 그들 사이에 겹칠 수 있거나, 연속된 영역을 커버하도록 타일형으로 되거나, 또는 서로 격리될 수 있다. 빔과 샘플의 상호 작용으로부터 생성된 신호들은 복수의 검출기에 의해 수집될 수 있다. 검출기의 개수는 빔의 개수보다 작거나, 동일하거나, 더 많을 수 있다. 복수의 빔은 개별적으로 제어되거나 집합적으로 제어될 수 있다.
복수의 하전 입자 빔은 샘플의 표면 상에 복수의 프로브 스폿(probe spots)을 형성할 수 있다. 프로브 스폿들은 표면 상의 복수의 영역을 각각 또는 동시에 스캔할 수 있다. 빔들의 하전 입자들은 프로브 스폿들의 위치로부터 신호들을 생성할 수 있다. 신호들의 일례는 2차 전자들(secondary electrons)이다. 2차 전자들은 보통 50 eV 미만의 에너지를 갖는다. 신호들의 다른 예는 빔의 하전 입자들이 전자일 때의 후방 산란 전자들이다. 후방 산란 전자들은 빔의 전자들의 랜딩 에너지(landing energy)에 가까운 에너지를 가질 수 있다. 프로브 스폿들의 위치로부터의 신호들은 복수의 검출기에 의해 각각 또는 동시에 수집될 수 있다.
복수의 빔은 각각 복수의 소스로부터 또는 단일 소스로부터 유래할 수 있다. 빔들이 복수의 소스로부터 유래하면, 복수의 컬럼(column)이 빔들을 표면에 스캔 및 포커싱할 수 있고, 빔들에 의해 생성된 신호들은 각각 컬럼들의 검출기들에 의해 검출될 수 있다. 복수의 소스로부터의 빔들을 사용하는 장치는 멀티 컬럼 장치로 지칭될 수 있다. 컬럼들은 독립적이거나, 다축(multi-axis) 자기 또는 전자기 복합 대물 렌즈를 공유할 수 있다(그 개시 내용 전체가 본 명세서에 참고로 통합된 미국 특허 제8,294,095호 참조). 멀티 컬럼 장치에 의해 생성된 프로브 스폿들은 넓게는 30 내지 50 mm의 거리만큼 이격될 수 있다.
빔들이 단일 소스로부터 유래하는 경우, 단일 소스의 복수의 가상 또는 실제 이미지를 형성하기 위해 소스 변환 유닛이 사용될 수 있다. 이미지들 각각 및 단일 소스는 빔("빔릿(beamlet)"이라고도 불리는데, 그 이유는 빔릿들 모두가 동일한 소스로부터 유래한 것이기 때문임)의 이미터로 여겨질 수 있다. 소스 변환 유닛은 단일 소스로부터의 하전 입자들을 복수의 빔릿으로 분할할 수 있는 복수의 개구부를 갖는 도전층(electrically conductive layer)을 가질 수 있다. 소스 변환 유닛은 단일 소스의 복수의 가상 또는 실제 이미지를 형성하도록 빔릿들에 영향을 줄 수 있는 광학 요소들을 가질 수 있다. 이미지들 각각은 빔릿들 중 하나를 방출하는 소스로 여겨질 수 있다. 빔릿들은 마이크로미터의 거리만큼 이격될 수 있다. 빔릿들을 샘플의 복수의 영역에 스캐닝 및 포커싱하기 위해 투영 시스템 및 편향 스캐닝 유닛을 가질 수 있는 단일 컬럼이 사용될 수 있다. 빔릿들에 의해 생성된 신호들은 단일 컬럼 내부의 검출기의 복수의 검출 요소에 의해 각각 검출될 수 있다. 단일 소스로부터의 빔을 사용하는 장치는 멀티 빔(multi-beam) 장치로 불릴 수 있다.
단일 소스의 이미지들을 형성하는 적어도 2가지의 방법이 있다. 첫 번째 방법에서는, 각각의 광학 요소가 하나의 빔릿을 포커싱하며 그에 의해 하나의 실제 이미지를 형성하는 정전 마이크로 렌즈(electrostatic micro-lens)를 갖는다(예를 들면, 그 개시 내용 전체가 본 명세서에 참고로 통합된 미국 특허 제7,244,949호 참조). 두 번째 방법에서는, 각각의 광학 요소가 하나의 빔릿을 편향시키며 그에 의해 하나의 가상 이미지를 형성하는 정전 마이크로 디플렉터(electrostatic micro-deflector)를 갖는다(예를 들면, 그 개시 내용 전체가 본 명세서에 참고로 통합된 미국 특허 제6,943,349호 및 미국 특허 출원 제15/065,342호 참조). 두 번째 방법의 하전 입자들 사이의 상호 작용(예를 들면, 쿨롱 효과)은, 실제 이미지가 더 높은 전류 밀도를 가질 수 있기 때문에 첫 번째 방법에서 보다 약할 수 있다.
도 2a는 복수의 하전 입자 빔을 사용하여 하전 입자 빔 검사를 수행할 수 있는 장치(400)를 개략적으로 도시하며, 복수의 빔의 하전 입자들은 단일 소스(멀티 빔 장치)로부터 유래한다. 장치(400)는 자유 공간에서 하전 입자들을 발생시킬 수 있는 소스(401)를 갖는다. 일례에서, 하전 입자들은 전자들이고 소스(401)는 전자 총(electron gun)이다. 장치(400)는 하전 입자들로 샘플(407)의 표면 상에 복수의 프로브 스폿을 생성하고 샘플(407)의 표면 상의 프로브 스폿들을 스캔할 수 있는 광학 시스템(419)을 갖는다. 광학 시스템(419)은 집광 렌즈(404) 및 집광 렌즈(404)에 대해 상류 또는 하류의 메인 개구(405)를 가질 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 "컴포넌트 A가 컴포넌트 B에 대해 상류에 있다"라는 표현은 하전 입자의 빔이 장치의 정상 작동에서 컴포넌트 B에 도달하기 전에 먼저 컴포넌트 A에 도달하게 된다는 것을 의미한다. 본 명세서에서 사용되는 "컴포넌트 B가 컴포넌트 A에 대해 하류에 있다"라는 표현은 하전 입자의 빔이 장치의 정상 작동에서 컴포넌트 A에 도달하고 난 후에 컴포넌트 B에 도달하게 된다는 것을 의미한다. 광학 시스템(419)은 소스(401)의 복수의 가상 이미지(예를 들면, 가상 이미지(402 및 403))를 형성하도록 구성된 소스 변환 유닛(410)을 갖는다. 가상 이미지들 및 소스(401) 각각은 빔릿(예를 들면, 빔릿(431, 432, 및 433))의 이미터(emitter)로 여겨질 수 있다. 소스 변환 유닛(410)은 소스(401)로부터의 하전 입자들을 복수의 빔릿으로 분할할 수 있는 복수의 개구부를 갖는 도전층(412) 및 소스(401)의 가상 이미지들을 형성하도록 빔릿들에 영향을 줄 수 있는 광학 요소들(411)을 가질 수 있다. 광학 요소들(411)은 빔릿들을 편향시키도록 구성된 마이크로 디플렉터일 수 있다. 빔릿들의 전류는 도전층(412)의 개구부들의 크기 또는 집광 렌즈(404)의 포커싱 파워(focusing power)에 의해 영향을 받을 수 있다. 광학 시스템(419)은 복수의 빔릿을 포커싱하고 그에 의해 샘플(407)의 표면에 복수의 프로브 스폿을 형성하도록 구성된 대물 렌즈(406)를 포함한다. 소스 변환 유닛(410)은 또한 프로브 스폿들의 수차(abberations)(예를 들면, 필드 곡률 및 비점수차)를 감소시키거나 제거하도록 구성된 마이크로 보상기(micro-compensator)를 가질 수 있다.
도 2b는 대체의 멀티 빔 장치를 개략적으로 도시한다. 집광 렌즈(404)는 소스(401)로부터의 하전 입자들을 콜리메이션(collimation)한다. 소스 변환 유닛(410)의 광학 요소들(411)은 마이크로 보상기들(413)을 포함할 수 있다. 마이크로 보상기들(413)은 마이크로 디플렉터들과 분리될 수도 있고 또는 마이크로 디플렉터들과 통합될 수도 있다. 분리되면, 마이크로 보상기들(413)은 마이크로 디플렉터들의 상류에 위치될 수 있다. 마이크로 보상기들(413)은 집광 렌즈(404) 또는 대물 렌즈(406)의 축외 수차(off-axis abberations)(예를 들면, 필드 곡률, 비점 수차, 또는 왜곡)를 보상하도록 구성된다. 축외 수차는 축외(즉, 장치의 주 광축(primary optical axis)을 따르지 않음) 빔릿들에 의해 형성되는 프로브 스폿들의 크기 또는 위치에 악영향을 미칠 수 있다. 대물 렌즈(406)의 축외 수차는 빔릿들의 편향에 의해 완전히 제거되지 않을 수도 있다. 마이크로 보상기들(413)은 대물 렌즈(406)의 잔류 축외 수차(즉, 빔릿들의 편향에 의해 제거되지 않는 축외 수차의 부분) 또는 프로브 스폿들의 크기의 불균일성을 보상할 수 있다. 마이크로 보상기들(413) 각각은 도전층(412)의 개구부들 중 하나와 정렬된다. 마이크로 보상기(413)는 각각 4개 이상의 극(pole)을 가질 수 있다. 빔릿들의 전류는 도전층(412)의 개구들의 크기 및/또는 집광 렌즈(404)의 위치에 의해 영향을 받을 수 있다.
도 2c는 대체의 멀티 빔 장치를 개략적으로 도시한다. 소스 변환 유닛(410)의 광학 요소들(411)은 프리 벤딩(pre-bending) 마이크로 디플렉터(414)를 포함할 수 있다. 이 예의 프리 벤딩 마이크로 디플렉터(414)는 빔릿들이 도전층(412)의 개구부들을 통과하기 전에 빔릿들을 구부리도록 구성된 마이크로 디플렉터이다.
단일 소스로부터의 복수의 하전 입자 빔을 사용하는 장치들에 대한 추가적인 기재는 미국 특허 출원 공개 제2016/0268096호, 제2016/0284505호, 및 제2017/0025243호, 미국 특허 제9,607,805호, 미국 특허 출원 제15/365,145호, 제15/213,781호, 제15/216,258호 및 제62/440,493호, 및 PCT 출원 PCT/US17/15223에서 찾을 수 있으며, 그 개시 내용은 전체가 본 명세서에 참고로 통합되어 있다.
샘플(예를 들면, 기판 또는 패터닝 디바이스)의 특정 영역이 하전 입자들의 빔으로 검사될 때, 빔에 의해 생성된 프로브 스폿 또는 샘플은 프로브 스폿이 그 특정 영역 내에 있도록 이동될 수 있다. 빔을 구부림으로써 프로브 스폿을 샘플을 가로 질러 이동시키는 것이 비교적 빠를 수 있다. 도 1의 장치(100)의 예에서는, 스캐닝 디플렉터(15)에 전기 신호를 인가함으로써 빔(18)이 구부러질 수 있다. 샘플의 이동은 기계적이기 때문에(예를 들면, 이동 가능한 스테이지를 통해서 이루어짐) 샘플을 이동시키는 것은 비교적 느리다. 디플렉터에 인가되는 전기 신호가 샘플의 기계적인 이동보다 더 용이하게 제어될 수 있기 때문에, 프로브 스폿의 이동의 정확도 및 정밀도는 샘플의 이동의 정확도 및 정밀도보다 더 높을 수 있다. 샘플 및 샘플을 이동시키도록 구성된 기계적 메커니즘의 관성으로 인해서 및 샘플의 기계적 이동의 히스테리시스(hysteresis)로 인해, 프로브 스폿의 이동을 변경하는 것보다 샘플의 이동을 변경하는 것이 더 어렵다. 적어도 이들 이유로 인해, 프로브 스폿과 샘플의 상대 위치가 변경되어야 할 때, 프로브 스폿을 이동시키는 것이 샘플을 이동시키는 것보다 바람직하다. 예를 들면, 프로브 스폿의 제한된 이동 범위로 인해 샘플이 이동되어야 할 때, 샘플을 다양한 속도로 이동시키는 것보다 샘플을 일정한 속도(일정한 크기 및 일정한 방향 양자 모두)로 이동시키는 것이 바람직하다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 예시적인 실시예에 따라, 복수의 하전 입자 빔을 사용하여 샘플을 검사하는 것을 개략적으로 도시한다. 도 3a 및 도 3b에 의해 도시된 이 예에서는, 4개의 빔이 샘플 상에 4개의 프로브 스폿(310A 내지 310D)을 생성한다. 도 3a는 샘플에 대한 4개의 프로브 스폿(310A 내지 310D)의 이동을 도시한다. 도 3b는 절대 기준 프레임에 대한 4개의 프로브 스폿(310A 내지 310D) 및 샘플의 이동을 도시한다. 4개의 프로브 스폿(310A 내지 310D)은 행(row)으로 배열될 수 있으나, 반드시 그러한 것은 아니다. 이 도시된 예에서, 4개의 프로브 스폿의 직경은 W이다. 하지만, 몇몇 실시예에서는, 프로브 스폿들의 직경이 반드시 동일할 필요는 없다. 이 예에 도시된 검사 대상 영역(300)은 직사각형 형상이지만, 반드시 그럴 필요는 없다. 설명의 편의를 위해, 절대 기준 프레임에서 두 방향 x 및 y가 정의된다. x 및 y 방향은 서로 수직이다. 도 3b에 도시된 바와 같이, 기간 T1 동안, 샘플은 절대 기준 프레임에 대해 y 방향으로는 길이 K만큼 이동하지만 절대 기준 프레임에 대해 x 방향으로는 이동하지 않으며; 4개의 프로브 스폿(310A 내지 310D)은 절대 기준 프레임에 대해 y 방향으로는 길이 K만큼 이동하고, 절대 기준 프레임에 대해 x 방향으로는 길이 L만큼 이동한다. 그에 따라, 도 3a에 도시된 바와 같이, 기간 T1 동안, 4개의 프로브 스폿(310A 내지 310D)은 샘플에 대해 y 방향으로는 0만큼 이동하고 샘플에 대해 x 방향으로는 길이 L만큼 이동한다. 이와 같이, 기간 T1 동안, 4개의 프로브 스폿(310A 내지 310D)은 샘플과 동일한 속도로 y 방향으로 이동한다.
개시된 실시예들에서, 기간 T1 동안 프로브 스폿들(310A 내지 310D)의 이동 방향은 동일할 필요는 없다. 기간 T1 동안 프로브 스폿들(310A 내지 310D)이 이동하는 길이는 동일할 필요는 없다. 프로브 스폿들(310A 내지 310D)은 서로에 대해 이동할 수도 있고 이동하지 않을 수도 있다.
도 3a 및 도 3b에 의해 도시된 예에서, 기간 T1 동안, 4개의 하위 영역(sub-regions)(300A)이 4개의 프로브 스폿(310A 내지 310D)에 의해 검사된다. 기간 T1의 말미에서, 4개의 프로브 스폿(310A 내지 310D)은 절대 기준 프레임에 대해 -x 방향으로 길이 L만큼 거의 순식간에 이동하고, 절대 기준 프레임에 대해 -y 방향으로 폭 W(즉, 4개의 프로브 스폿(310A 내지 310D) 중 하나의 폭)만큼 거의 순식간에 이동한다. 이 이동은 이 이동 동안의 샘플의 이동이 무시될 수 있을 만큼 충분히 빠르다. 혹은, 이 이동에 필요한 시간은 기간 T1에 포함된다. 그래서, 샘플에 대해, 4개의 프로브 스폿(310A 내지 310D)은 하위 영역(300A)에 인접할 수 있는 하위 영역(300B)의 단부(ends)로 이동한다.
기간 T2 및 T3 동안, 4개의 프로브 스폿(310A 내지 310D) 및 샘플은 기간 T1 동안과 동일한 방식으로 이동한다. 이와 같이, 4개의 하위 영역(300B) 및 4개의 하위 영역(300C)은 각각 4개의 프로브 스폿(310A 내지 310D)에 의해 검사된다.
기간 T2의 말미에, 4개의 프로브 스폿(310A 내지 310D)은 기간 T1의 말미에서와 동일한 방식으로 하위 영역(300C)의 단부로 이동한다. 하위 영역(300C)은 하위 영역(300B)에 인접할 수 있다.
도 3a 및 도 3b에 의해 도시된 예에서, 4개의 프로브 스폿(310A 내지 310D)의 x 방향으로의 피치 S는 3W와 같다. 그래서, 기간 T3의 말미에, 검사된 하위 영역들(300A 내지 300C)의 결합은 x 방향으로 갭이 없다. 기간 T3의 말미에, 4개의 프로브 스폿(310A 내지 310D)은 절대 기준 프레임에 대해 -x 방향으로 길이 L만큼 거의 순식간에 이동하고 절대 기준 프레임에 대해 -y 방향으로 10W 만큼 거의 순식간에 이동한다. 이 이동은 이 이동 동안의 샘플의 이동이 무시될 수 있을 만큼 충분히 빠르다. 그래서, 샘플에 대해, 4개의 프로브 스폿(310A 내지 310D)은 하위 영역(300D)의 단부로 이동하는데, 하위 영역(300D) 중 하나는 하위 영역(300C) 중 하나에 인접할 수 있다. 이 이동 후에, 4개의 프로브 스폿(310A 내지 310D)은 절대 기준 프레임에 대해 기간 T1의 시초(beginning)에서와 동일한 위치에 있다. 추가 하위 영역(예를 들면, 300D)이 추가 기간(예를 들면, 기간 T4) 동안에 4개의 프로브 스폿(310A 내지 310D)에 의해 검사될 수도 있다.
기간 T1 내지 T3의 시초부터 말미까지, 샘플은 절대 기준 프레임에 대해 y 방향으로 3K 만큼 이동하고; 4개의 프로브 스폿(310A 내지 310D)은 절대 기준 프레임에 대해 y 방향으로 0 만큼 이동하며; 4개의 프로브 스폿(310A 내지 310D)은 샘플에 대해 -y 방향으로 12W 만큼 이동한다. 그래서 3K = 12W, 즉 K = 4W 이다. 기간 T1 내지 T3 동안 샘플의 속도는 일정하게 유지될 수 있다.
일반화하기 위해, 프로브 스폿들의 개수가 M이고 프로브 스폿의 x 방향으로의 피치가 S = NW 일 때 - 여기서 N은 2 이상의 정수임 -, 검사된 하위 영역들의 결합이 x 방향으로 갭을 갖지 않도록 하는 데 필요한 기간(time periods)의 개수는 N이며, 각각의 기간 동안에 샘플에 의해 이동된 거리 K는 MW와 같다. 도 3a 및 도 3b의 예에서, N = 3, M = 4, 및 K = 4W 이다.
도 3c는 기간 T1, T2, 또는 T3 중 하나의 기간 동안에 샘플에 대한 프로브 스폿들(310A 내지 310D) 중 하나의 이동을 개략적으로 도시한다. 샘플에 대해, 프로브 스폿은 이 기간 동안 x 방향으로만 거리 L만큼 이동하고, y 방향으로는 이동하지 않는다. 도 3d는 그 기간 동안에 절대 기준 프레임에 대한 프로브 스폿의 이동을 개략적으로 도시한다. 절대 기준 프레임에 대해, 이 기간 동안에 프로브 스폿은 x 방향으로는 거리 L만큼, y 방향으로는 거리 K만큼 이동한다. 절대 기준 프레임에 대해, 프로브 스폿의 이동 방향과 샘플의 이동 방향은 각도 θ = arctan(L/K) 를 갖는다.
도 4a는 본 발명의 예시적인 실시예에 따라, 복수의 하전 입자 빔을 사용하여 샘플을 검사하는 것을 개략적으로 도시한다. 도시된 이 예에서, 복수의 빔은 샘플 상에 복수의 프로브 스폿을 생성한다. 절대 기준 프레임에 대한 프로브 스폿들 및 샘플의 이동이 도 4a에 도시되어 있다. 프로브 스폿들은 하나 이상의 행(rows)으로 배열될 수 있으나 반드시 그러한 것은 아니다. 이 예에 도시된 검사 대상 영역들(510, 520, 및 530)은 직사각형 형상이지만 반드시 그러한 것은 아니다. 편의상, 절대 기준 프레임에서 두 방향 x 및 y가 정의된다. x 및 y 방향은 서로 수직이다. 영역들(510, 520, 및 530)은 x 방향을 따라 서로에 대해 오프셋된다. 또한, 영역들(510, 520, 및 530) 각각은 y 방향으로 연장된다.
기간 T10 동안, 영역(510)은 도 3a 내지 도 3d의 실시예들에 따라 프로브 스폿들에 의해 검사된다. 기간 T10 동안 샘플은 y 방향으로 이동한다. 기간 T10 동안 프로브 스폿들은 샘플과 동일한 속도로 y 방향으로 이동한다. 도 3b의 기간 T3의 말미와 유사하게 기간 T10의 말미에, 프로브 스폿들은 절대 기준 프레임에 대해 기간 T10의 시초에서와 동일한 위치에 있도록 절대 기준 프레임에 대해 -y 방향으로 거의 순식간에 이동한다. 샘플은 그리고 나서 프로브 스폿들이 영역(520)의 하위 영역들의 단부에 위치하도록 이동하는데, 하위 영역들 중 적어도 하나는 y 방향으로 영역(520)의 에지(edge)에 있다.
기간 T20 동안, y 방향으로 동일한 속도로 이동하는 샘플 및 프로브 스폿들에 의해, 기간 T10 동안과 동일한 방식으로 영역(520)이 검사된다. 도 3b의 기간 T3의 말미와 유사하게 기간 T20의 말미에, 프로브 스폿들은 절대 기준 프레임에 대해 기간 T20의 시초에서와 동일한 위치에 있도록 절대 기준 프레임에 대해 -y 방향으로 거의 순식간에 이동한다. 샘플은 그리고 나서 프로브 스폿들이 영역(530)의 하위 영역들의 단부에 위치하도록 이동하는데, 하위 영역들 중 적어도 하나는 y 방향으로 영역(530)의 에지에 있다.
기간 T30 동안, y 방향으로 동일한 속도로 이동하는 샘플 및 프로브 스폿들에 의해, 기간 T10 동안과 동일한 방식으로 영역(530)이 검사된다.
도 4a에 도시된 영역들(510, 520, 및 530)의 검사 중에, 샘플은 한 방향으로(즉, y 방향으로) 이동한다. 동일한 이동 방향으로 샘플을 지속적으로 이동시키는 것은 샘플의 기계적인 이동에 있어서 히스테리시스의 영향을 저감시킬 수 있다.
도 4b는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른, 절대 기준 프레임에 대한 프로브 스폿들 및 샘플의 이동을 개략적으로 도시한다.
기간 T10 동안에, 영역(510)은 도 3a 내지 도 3d의 실시예들에 따른 프로브 스폿들에 의해 검사된다. 기간 T10 동안 샘플은 y 방향으로 이동한다. 기간 T10 동안에 프로브 스폿들과 샘플은 y 방향으로 동일한 속도로 이동한다. 도 3b의 기간 T3의 말미와 유사하게 기간 T10의 말미에, 프로브 스폿들은 절대 기준 프레임에 대해 기간 T10의 시초에서와 동일한 위치에 있도록 절대 기준 프레임에 대해 -y 방향으로 거의 순식간에 이동한다. 샘플은 그리고 나서 프로브 스폿들이 영역(520)의 하위 영역들의 단부에 위치하도록 이동하는데, 하위 영역들 중 적어도 하나는 -y 방향으로 영역(520)의 극단(extreme)에 있다.
기간 T20 동안에, 영역(520)은 도 3a 내지 도 3d의 실시예들에 따른 프로브 스폿들에 의해 검사된다. 기간 T20 동안 샘플은 -y 방향으로 이동한다. 기간 T20 동안에 프로브 스폿들과 샘플은 -y 방향으로 동일한 속도로 이동한다. 도 3b의 기간 T3의 말미와 유사하게 기간 T20의 말미에, 프로브 스폿들은 절대 기준 프레임에 대해 기간 T20의 시초에서와 동일한 위치에 있도록 절대 기준 프레임에 대해 y 방향으로 거의 순식간에 이동한다. 샘플은 그리고 나서 프로브 스폿들이 영역(530)의 하위 영역들의 단부에 위치하도록 이동하는데, 하위 영역들 중 적어도 하나는 -y 방향으로 영역(530)의 에지에 있다.
기간 T30 동안, y 방향으로 동일한 속도로 이동하는 샘플 및 프로브 스폿들에 의해, 기간 T10 동안과 동일한 방식으로 영역(530)이 검사된다.
도 4b에 도시된 영역들(510, 520 및 530)의 검사 중에, 샘플은 전후로(즉, -y 방향 및 y 방향으로) 이동한다. 도 4b에 도시된 샘플의 이동 거리는 도 4a에 도시된 샘플의 이동 거리보다 더 짧다.
도 5는 하나 이상의 하전 입자 빔에 의해 샘플 상에 형성된 복수의 프로브 스폿을 사용하여 샘플을 검사하는 방법의 흐름도이다. 단계 610에서, 샘플은 제1 방향(예를 들면, y 방향)으로 제1 거리(예를 들면, 거리 K)만큼 이동되며(하위 단계 611); 샘플이 이동되는 동일한 기간 동안에. 프로브 스폿들은 제1 방향으로 제1 거리만큼 이동되고(하위 단계 612), 제2 방향(예를 들면, x 방향)으로 제2 거리(예를 들면, 거리 L)만큼 이동된다(하위 단계 613). 프로브 스폿들이 샘플의 표면 상에서 이동되는 동안, 프로브 스폿들에서의 샘플과 하전 입자들의 상호 작용(예를 들면, 2차 방출 또는 후방 산란 방출)을 나타내는 신호가 기록될 수 있다. 단계 620에서, 스테이지가 샘플을 제1 방향으로 제1 거리만큼 이동시킨 후에, 프로브 스폿들은 제1 방향의 반대 방향(예를 들면, -y 방향)으로 제3 거리만큼 이동되는데(하위 단계 621), 제3 거리는 제1 거리에서 프로브 스폿들 중 하나의 폭(예를 들면, 폭 W)을 뺀 것과 같으며; 선택적으로, 프로브 스폿들은 제2 방향의 반대 방향(예를 들면, -x 방향)으로 제2 거리만큼 이동된다(선택적인 하위 단계 622). 흐름은 그리고 나서 단계 610으로 되돌아 가며, 그래서 다음 반복이 시작될 수 있다.
선택적인 단계 630에서, 샘플 상의 영역이 하나 이상의 하전 입자 빔에 의해 검사되었다고 결정하면, 흐름은 선택적인 단계 640으로 진행한다. 선택적인 단계 640에서, 프로브 스폿들은 제1 방향의 반대 방향(예를 들면, -y 방향)으로 제4 거리만큼 이동되는데(선택적인 하위 단계 641), 제4 거리는 프로브 스폿들 중 하나의 폭(예를 들면, 폭 W)에 [(M-1)N + 1]을 곱한 것과 같으며; 선택적으로, 프로브 스폿들은 제2 방향의 반대 방향(예를 들면, -x 방향)으로 제2 거리만큼 이동된다(선택적 하위 단계 642). 여기서, M은 제1 방향으로 이격된 프로브 스폿들의 개수이고; N은 프로브 스폿들 중 하나의 폭(예를 들면, 폭 W)의 단위로 제1 방향에서의 프로브 스폿들의 피치이다. 흐름은 그리고 나서 단계 610으로 되돌아 가며, 그래서 다음 반복이 시작될 수 있다.
다음의 조항들을 사용하여 실시예들이 추가로 설명될 수 있다:
1. 하전 입자들을 방출하도록 구성된 소스;
샘플을 그 위에 지지하고 샘플을 제1 방향으로 제1 거리만큼 이동시키도록 구성된 스테이지(stage); 및
하전 입자들로 샘플 상에 프로브 스폿들(probe spots)을 형성하고,
스테이지가 샘플을 제1 방향으로 제1 거리만큼 이동시키는 동안, 프로브 스폿들을 (i) 제1 방향으로 제1 거리만큼 및 (ii) 제2 방향으로 제2 거리만큼 이동시키며, 및
스테이지가 샘플을 제1 방향으로 제1 거리만큼 이동시킨 후에, 프로브 스폿들을 제1 방향의 반대 방향으로 제3 거리 - 제3 거리는 제1 거리에서 프로브 스폿들 중 하나의 폭을 뺀 것과 실질적으로 같음 - 만큼 이동시키도록,
구성된 광학 시스템:
을 포함하는, 장치.
2. 조항 1의 장치에서, 하전 입자들은 전자들을 포함한다.
3. 조항 1 및 조항 2 중 어느 하나의 조항의 장치는, 프로브 스폿들에서의 샘플과 하전 입자들의 상호 작용을 나타내는 신호를 기록하도록 구성된 검출기를 더 포함한다.
4. 조항 3의 장치에서, 신호는 2차 전자들, 후방 산란 전자들(backscattered electrons), 오거 전자들(Auger electrons), X 선, 또는 음극선 루미네선스(cathodoluminescence) 중 적어도 하나를 포함한다.
5. 조항 1 내지 조항 4 중 어느 하나의 조항의 장치에서, 광학 시스템은 제2 방향의 반대 방향으로 제2 거리만큼 프로브 스폿들을 이동시키도록 구성된다.
6. 조항 1 내지 조항 5 중 어느 하나의 조항의 장치에서,
프로브 스폿들은 제1 방향으로 이격되고 M은 프로브 스폿들의 개수이며;
N은 제1 방향에서의 프로브 스폿들의 피치이고, N은 정수이며 프로브 스폿들 중 하나의 폭(width)의 단위로 측정되고; 및
광학 시스템은:
프로브 스폿들이 제1 방향의 반대 방향으로 피치만큼 이동된 후에, 프로브 스폿들을 제1 방향의 반대 방향으로 제4 거리 - 제4 거리는 [(M-1)N + 1]에 프로브 스폿들 중 하나의 폭을 곱한 것과 실질적으로 같음 - 만큼 이동시키도록:
또한 구성된다.
7. 조항 1 내지 조항 6 중 어느 하나의 조항의 장치에서, 광학 시스템은 렌즈, 비점수자 조정기(stigmator), 및 디플렉터(deflector) 중 하나 이상을 포함한다.
8. 샘플을 제1 방향으로 제1 거리만큼 이동시키는 단계;
샘플이 제1 방향으로 제1 거리만큼 이동되는 동안, 샘플 상의 프로브 스폿들을 (i) 제1 방향으로 제1 거리만큼 및 (ii) 제2 방향으로 제2 거리만큼 이동시키는 단계, 및 동시에, 하나 이상의 하전 입자 빔에 의해 샘플 상에 프로브 스폿들이 형성되는 단계; 및
샘플이 제1 방향으로 제1 거리만큼 이동된 후에, 프로브 스폿들을 제1 방향의 반대 방향으로 제3 거리 - 제3 거리는 제1 거리에서 프로브 스폿들 중 하나의 폭을 뺀 것과 실질적으로 같음 - 만큼 이동시키는 단계:
를 포함하는, 방법.
9. 조항 8의 방법에서, 하전 입자들은 전자들을 포함한다.
10. 조항 8 및 조항 9 중 어느 하나의 조항의 방법은, 프로브 스폿들에서의 샘플과 하전 입자들의 상호 작용을 나타내는 신호를 기록하는 단계를 더 포함한다.
11. 조항 10의 방법에서, 신호는 2차 전자들, 후방 산란 전자들, 오거 전자들, X 선, 또는 음극선 루미네선스 중 적어도 하나를 포함한다.
12. 조항 8 내지 조항 11 중 어느 하나의 조항의 방법은, 프로브 스폿들을 제2 방향의 반대 방향으로 제2 거리만큼 이동시키는 단계를 더 포함한다.
13. 조항 8 내지 조항 12 중 어느 하나의 조항의 방법에서,
프로브 스폿들은 제1 방향으로 이격되고 M은 프로브 스폿들의 개수이며;
N은 제1 방향에서의 프로브 스폿들의 피치이고, N은 정수이며 프로브 스폿들 중 하나의 폭의 단위로 측정되고; 및
상기 방법은:
프로브 스폿들이 제1 방향의 반대 방향으로 피치만큼 이동되었다고 결정한 후에, 프로브 스폿들을 제1 방향의 반대 방향으로 제4 거리 - 제4 거리는 [(M-1)N + 1]에 프로브 스폿들 중 하나의 폭을 곱한 것과 실질적으로 같음 - 만큼 이동시키는 단계:
를 더 포함한다.
14. 조항 13의 방법은, 프로브 스폿들을 제2 방향의 반대 방향으로 제2 거리만큼 이동시키는 단계를 더 포함한다.
15. 컴퓨터에 의해 실행될 때, 컴퓨터로 하여금 조항 8 내지 조항 14 중 어느 하나의 조항의 방법을 수행하게 하는 명령들을 갖는 비일시적 컴퓨터 가독 매체를 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품.
상기 개시는 멀티 빔(multi-beam) 장치(즉, 복수의 하전 입자 빔을 사용하여 하전 입자 빔 검사를 수행할 수 있는 장치 - 복수의 빔의 하전 입자들은 단일 소스로부터 유래함)에 대해 이루어지고 있으나, 실시예들은 멀티 컬럼(multi-column) 장치(즉, 복수의 하전 입자 빔을 사용하여 하전 입자 빔 검사를 수행할 수 있는 장치 - 복수의 하전 입자 빔은 복수의 소스로부터 생성됨)에도 적용 가능할 수 있다. 멀티 컬럼 장치에 대한 추가적인 기재는 미국 특허 제8,294,095호에서 찾을 수 있으며, 그 개시 내용은 전체가 본 명세서에 참고로 통합되어 있다.
본 명세서에 개시된 개념들은 실리콘 웨이퍼와 같은 샘플 또는 유리 상의 크롬과 같은 패터닝 디바이스에 대한 검사에 사용될 수 있으나, 개시된 개념들은 임의의 유형의 샘플, 예를 들면 실리콘 웨이퍼 이외의 샘플의 검사에도 사용될 수 있음이 이해될 것이다.
상기 설명은 예시를 위한 것으로, 제한하고자 함이 아니다. 그래서, 이하에 명시된 청구범위로부터 일탈함이 없이 기재된 바와 같이 변경이 이루어질 수 있음이 본 기술분야의 통상의 기술자에게는 명백할 것이다.

Claims (15)

  1. 하전 입자들을 방출하도록 구성된 소스;
    샘플을 그 위에 지지하고 상기 샘플을 제1 방향으로 제1 거리만큼 이동시키도록 구성된 스테이지(stage); 및
    광학 시스템을 포함하고, 상기 광학 시스템은,
    상기 하전 입자들로 상기 샘플 상에 프로브 스폿들(probe spots)을 형성하고,
    상기 스테이지가 상기 샘플을 상기 제1 방향으로 상기 제1 거리만큼 이동시키는 동안, 상기 프로브 스폿들을 (i) 상기 제1 방향으로 상기 제1 거리만큼 및 (ii) 제2 방향으로 제2 거리만큼 이동시키며, 및
    상기 스테이지가 상기 샘플을 상기 제1 방향으로 상기 제1 거리만큼 이동시킨 후에, 상기 프로브 스폿들을 상기 제1 방향의 반대 방향으로 제3 거리 - 상기 제3 거리는 상기 프로브 스폿들 중 하나의 폭과 실질적으로 같음 - 만큼 이동시키도록 구성된, 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 하전 입자들은 전자들(electrons)을 포함하는,
    장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 프로브 스폿들에서의 상기 샘플과 상기 하전 입자들의 상호 작용을 나타내는 신호를 기록하도록 구성된 검출기:
    를 더 포함하는,
    장치.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 신호는 2차 전자들(secondary electrons), 후방 산란 전자들(backscattered electrons), 오거 전자들(Auger electrons), X 선, 또는 음극선 루미네선스(cathodoluminescence) 중 어느 하나를 포함하는,
    장치.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 광학 시스템은 상기 제2 방향의 반대 방향으로 상기 제2 거리만큼 상기 프로브 스폿들을 이동시키도록 구성되는,
    장치.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 프로브 스폿들은 상기 제1 방향으로 이격되고 M은 상기 프로브 스폿들의 개수이며;
    N은 상기 제1 방향에서의 상기 프로브 스폿들의 피치이고, N은 정수이며 상기 프로브 스폿들 중 하나의 폭(width)의 단위로 측정되고; 및
    상기 광학 시스템은:
    상기 프로브 스폿들이 상기 제1 방향의 반대 방향으로 상기 피치만큼 이동된 후에, 상기 프로브 스폿들을 상기 제1 방향의 반대 방향으로 제4 거리 - 상기 제4 거리는 [(M-1)N + 1]에 상기 프로브 스폿들 중 하나의 폭을 곱한 것과 실질적으로 같음 - 만큼 이동시키도록:
    또한 구성되는,
    장치.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 광학 시스템은 렌즈, 비점수자 조정기(stigmator), 및 디플렉터(deflector) 중 하나 이상을 포함하는,
    장치.
  8. 샘플을 제1 방향으로 제1 거리만큼 이동시키는 단계;
    상기 샘플이 상기 제1 방향으로 상기 제1 거리만큼 이동되는 동안, 상기 샘플 상의 프로브 스폿들을 (i) 상기 제1 방향으로 상기 제1 거리만큼 및 (ii) 제2 방향으로 제2 거리만큼 이동시키는 단계, 및 동시에, 하나 이상의 하전 입자 빔에 의해 상기 샘플 상에 상기 프로브 스폿들이 형성되는 단계; 및
    상기 샘플이 상기 제1 방향으로 상기 제1 거리만큼 이동된 후에, 상기 프로브 스폿들을 상기 제1 방향의 반대 방향으로 제3 거리 - 상기 제3 거리는 상기 프로브 스폿들 중 하나의 폭과 실질적으로 같음 - 만큼 이동시키는 단계:
    를 포함하는, 방법.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 하전 입자들은 전자들을 포함하는,
    방법.
  10. 제8 항에 있어서,
    상기 프로브 스폿들에서의 상기 샘플과 상기 하전 입자들의 상호 작용을 나타내는 신호를 기록하는 단계:
    를 더 포함하는,
    방법.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 신호는 2차 전자들, 후방 산란 전자들, 오거 전자들, X 선, 또는 음극선 루미네선스 중 어느 하나를 포함하는,
    방법.
  12. 제8 항에 있어서,
    상기 프로브 스폿들을 상기 제2 방향의 반대 방향으로 상기 제2 거리만큼 이동시키는 단계:
    를 더 포함하는,
    방법.
  13. 제8 항에 있어서,
    상기 프로브 스폿들은 상기 제1 방향으로 이격되고 M은 상기 프로브 스폿들의 개수이며;
    N은 상기 제1 방향에서의 상기 프로브 스폿들의 피치이고, N은 정수이며 상기 프로브 스폿들 중 하나의 폭의 단위로 측정되고; 및
    상기 방법은:
    상기 프로브 스폿들이 상기 제1 방향의 반대 방향으로 상기 피치만큼 이동되었다고 결정한 후에, 상기 프로브 스폿들을 상기 제1 방향의 반대 방향으로 제4 거리 - 상기 제4 거리는 [(M-1)N + 1]에 상기 프로브 스폿들 중 하나의 폭을 곱한 것과 실질적으로 같음 - 만큼 이동시키는 단계:
    를 더 포함하는,
    방법.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 프로브 스폿들을 상기 제2 방향의 반대 방향으로 상기 제2 거리만큼 이동시키는 단계:
    를 더 포함하는,
    방법.
  15. 컴퓨터에 의해 실행될 때, 상기 컴퓨터로 하여금 제8 항의 방법을 수행하게 하는 명령들(instructions)을 기록한 비일시적 컴퓨터 가독 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.
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