KR102662658B1

KR102662658B1 - 멀티빔 검사 장치에서 2차 빔의 정렬을 위한 시스템 및 방법

Info

Publication number: KR102662658B1
Application number: KR1020217030909A
Authority: KR
Inventors: 칭포 시; 슈에랑 후; 슈에동 리우; 웨이밍 렌; 중-웨이 첸
Original assignee: 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이.
Priority date: 2019-03-27
Filing date: 2020-03-06
Publication date: 2024-05-03

Abstract

조정 가능한 빔 분리기를 포함하는 멀티빔 검사 장치가 개시된다. 조정 가능한 빔 분리기는 2차 입자 빔의 경로를 변경하도록 구성된다. 조정 가능한 빔 분리기는 제1 빈 필터(Wien filter)와 제2 빈 필터를 포함한다. 빈 필터들 양자 모두는 1차 광축과 정렬된다. 제1 빈 필터와 제2 빈 필터는 각각 제1 여기 입력(excitation input)과 제2 여기 입력을 통해 독립적으로 제어 가능하다. 조정 가능한 빔 분리기는 제1 여기 입력과 제2 여기 입력에 기초하여 조정 가능한 빔 분리기의 유효 굴곡점을 1차 광축을 따라 이동시키도록 구성된다.

Description

멀티빔 검사 장치에서 2차 빔의 정렬을 위한 시스템 및 방법

관련 출원에 대한 상호 참조

본 출원은 2019년 3월 27일자로 제출되고 그 전체가 본 명세서에 참고로 편입되어 있는 미국 출원 제62/824,954호의 우선권을 주장한다.

기술분야

본 명세서에 제공된 실시예들은 일반적으로 멀티빔 검사 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 조정 가능한 빔 분리기를 포함하는 멀티빔 검사 장치에 관한 것이다.

반도체 집적회로(integrated circuit: IC) 칩들을 제조할 때, 제조 프로세스 중에 웨이퍼 또는 마스크 상에는 패턴 결함들 또는 원치 않는 입자들(잔류물)이 필연적으로 나타나게 되며, 그에 의해 수율을 저하시킨다. 예를 들어, 원치 않는 입자들(uninvited particles)은 IC 칩들의 점점 더 고도화되는 성능 요건을 충족하기 위해 채택되고 있는 보다 작은 임계 피처 치수들(critical feature dimensions)을 갖는 패턴들에 문제가 될 수 있다.

결함들 또는 원치 않는 입자들을 검출하기 위해 하전 입자 빔을 갖는 패턴 검사 툴이 사용되고 있다. 이들 툴은 전형적으로 주사 전자 현미경(scanning electron microscope: SEM)을 채용하고 있다. SEM에서는, 상대적으로 높은 에너지를 갖는 1차 전자들의 빔이 감속되어 상대적으로 낮은 착지 에너지(landing energy)로 샘플에 착지하고는 그 위에 프로브 스폿을 형성하도록 집속된다. 1차 전자들의 이 집속된 프로브 스폿으로 인해, 표면으로부터 2차 전자들이 발생되게 된다. 2차 전자들은 1차 전자들과 샘플의 상호작용으로부터 발생하는 후방 산란 전자들, 2차 전자들, 또는 오제 전자들(Auger electrons)을 포함할 수 있다. 샘플 표면의 위로 프로브 스폿을 스캔하고 2차 전자들을 수집함으로써, 패턴 검사 툴들은 샘플 표면의 이미지를 획득할 수 있다.

본 명세서에 제공된 실시예들은 입자 빔 검사 장치, 보다 상세하게는 조정 가능한 빔 분리기를 포함하는 멀티빔 검사 장치를 개시한다.

몇몇 실시예에서, 조정 가능한 빔 분리기는 2차 입자 빔의 경로를 변경하도록 구성된다. 조정 가능한 빔 분리기는 제1 빈 필터(Wien filter)와 제2 빈 필터를 포함한다. 빈 필터들 양자 모두는 1차 광축과 정렬된다. 제1 빈 필터와 제2 빈 필터는 각각 제1 여기 입력(excitation input)과 제2 여기 입력을 통해 독립적으로 제어 가능하다. 조정 가능한 빔 분리기는 제1 여기 입력과 제2 여기 입력에 기초하여 조정 가능한 빔 분리기의 유효 굴곡점을 1차 광축을 따라 이동시키도록 구성된다.

몇몇 실시예에서는, 조정 가능한 빔 분리기를 갖는 1차 투영 시스템이 개시된다. 1차 투영 시스템은 1차 전자 빔을 샘플 상에 집속시키도록 구성된 대물렌즈를 포함하며, 1차 전자 빔에 응답하여 샘플로부터 2차 전자 빔이 방출된다. 1차 투영 시스템은 유효 굴곡점에서 2차 투영 시스템 쪽으로 2차 전자 빔의 경로를 변경하도록 구성된 조정 가능한 빔 분리기를 또한 포함한다. 조정 가능한 빔 분리기는 1차 광축과 정렬된 제1 빈 필터 - 제1 빈 필터는 제1 여기 입력을 통해 독립적으로 제어 가능함 - 및 1차 광축과 정렬된 제2 빈 필터 - 제2 빈 필터는 제2 여기 입력을 통해 독립적으로 제어 가능함 - 를 포함한다. 조정 가능한 빔 분리기는 제1 여기 입력과 제2 여기 입력에 기초하여 조정 가능한 빔 분리기의 유효 굴곡점을 1차 광축을 따라 이동시키도록 구성된다.

본 발명의 다른 이점들은 본 발명의 특정 실시예들을 예시 및 예로서 명시한 첨부 도면들과 연계하여 취해진 이하의 설명으로부터 명확해질 것이다.

본 발명의 상기 및 다른 양태들은 첨부 도면들과 연계하여 취해진 예시적인 실시예들의 설명으로부터 보다 명확해질 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른, 예시적인 하전 입자 빔 검사 시스템을 도시하는 개략도이다.
도 2는 본 발명의 실시예들에 따른, 도 1의 예시적인 하전 입자 빔 검사 시스템의 일부인 예시적인 멀티빔 장치를 도시하는 개략도이다.
도 3a, 도 3b, 및 도 3c는 2차 입자 빔들을 위한 빔 분리기의 예시적인 구성을 도시하는 멀티빔 전자 빔 툴의 개략도이다.
도 4a, 도 4b, 및 도 4c는 본 발명의 실시예들에 따른, 조정 가능한 빔 분리기의 개략도이다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 실시예들에 따른, 도 4a, 도 4b, 및 도 4c의 조정 가능한 빔 분리기를 갖는 멀티빔 전자 빔 툴의 개략도이다.
도 6은 종래의 빔 분리기를 갖는 1차 투영 시스템의 예시적인 구성을 도시하는 멀티빔 전자 빔 툴의 개략도이다.
도 7은 본 발명의 실시예들에 따른, 조정 가능한 빔 분리기를 갖는 1차 투영 시스템을 도시하는 멀티빔 전자 빔 툴의 개략도이다.
도 8은 본 발명의 실시예들에 따른, 조정 가능한 빔 분리기를 제어하는 예시적인 방법을 도시하는 플로차트이다.

이제 예시적인 실시예들이 상세히 참조될 것이며, 그 예들이 첨부 도면들에 도시되어 있다. 이하의 설명은 달리 명시되지 않는 한 상이한 도면들에서 동일한 숫자들이 동일하거나 유사한 요소들을 나타내는 첨부 도면들을 참조한다. 예시적인 실시예들의 이하의 설명에 기재된 구현들은 본 발명에 따른 모든 구현들을 나타내는 것은 아니다. 오히려, 이들은 첨부된 청구범위에 기술되어 있는 본 발명과 관련된 양태들에 따른 장치들 및 방법들의 예들일 뿐이다.

전자 디바이스들은 기판이라 불리는 실리콘 판 상에 형성된 회로들로 구성된다. 많은 회로가 동일한 실리콘 판 상에 함께 형성될 수 있으며 집적 회로들 즉 IC들로 불린다. 더 많은 회로가 기판에 들어갈 수 있도록 이들 회로의 크기는 극적으로 축소되어 왔다. 예를 들어, 스마트폰의 IC 칩은 엄지손톱만큼 작을 수 있지만 20억 개가 넘는 트랜지스터를 포함할 수 있는데, 각 트랜지스터의 크기는 인간의 머리카락 크기의 1/1000 미만이다.

이들 지극히 작은 IC를 제작하는 것은 복잡하고, 시간 소모적이며, 비용이 많이 드는 프로세스로서, 종종 수백 개의 개별 단계를 포함한다. 단 한 단계에서의 에러들도 완성된 IC에 결함들을 유발하여 이를 쓸모없게 되게 할 가능성이 있다. 그래서 제조 프로세스의 한 가지 목표는 이러한 결함들을 회피하여 프로세스에서 제작되는 기능성 IC들의 개수를 극대화하는 것, 즉 프로세스의 전체 수율을 개선하는 것이다.

수율을 향상시키는 한 가지 요소는 충분한 개수의 기능성 집적 회로들을 생산하는 것을 확실하게 하기 위해 칩 제작 프로세스를 모니터링하는 것이다. 프로세스를 모니터링하는 한 가지 방법은 그 형성의 다양한 스테이지에서 칩 회로 구조들을 검사하는 것이다. 검사는 주사 전자 현미경(SEM)을 사용하여 수행될 수 있다. 이들 지극히 작은 구조들을 이미지화하기 위해, 실제로 구조들의 "사진"을 찍는 데 SEM이 사용될 수 있다. 이미지는 구조가 적절하게 형성되었는지 및 또한 적절한 위치에 형성되었는지를 판단하는 데 사용할 수 있다. 구조에 결함이 있는 경우에는, 결함이 재발할 가능성이 줄어들도록 프로세스가 조정될 수 있다.

높은 스루풋(throughput)의 검사를 위해, 검사 시스템들 중 일부는 1차 전자들의 복수의 집속된 빔을 사용한다. 복수의 집속된 빔은 웨이퍼의 상이한 부분들을 동시에 스캔할 수 있으므로, 멀티빔 검사 시스템은 단일 빔 검사 시스템보다 훨씬 빠른 속도로 웨이퍼를 검사할 수 있다. 하지만, 종래의 멀티빔 검사 시스템은 전자 빔들이 이동하는 경로들에 대해 검사 시스템들의 상이한 부분들 사이의 정렬 에러들로 인해 낮은 검사 정확도를 가질 수 있다. 예를 들어, 2차 전자 빔들을 위한 광학 컴포넌트들 모두는 경우에 따라서는 인간의 머리카락 두께 미만인 대략 100 ㎛ 오프셋 내에서 1차 전자 빔들을 위한 광학 컴포넌트들과 적절하게 정렬되어야 하는데; 그렇지 않으면, 2차 전자 빔이 인접한 2차 전자 빔의 검출과 간섭을 일으킬 수 있고 검사 이미지 품질이 수차들 및 에러들로부터 저하될 수 있다. 본 발명의 일 양태는, 조정 가능하며 2차 전자 빔들의 라우팅 경로(routhing path)를 조정함으로써 오정렬을 보상하는 능력을 제공하는 개선된 2차 빔 분리기를 포함한다.

도면들에서 컴포넌트들의 상대적 치수들은 명료화를 위해 과장될 수 있다. 이하의 도면들의 설명 내에서, 동일하거나 유사한 참조 번호들은 동일하거나 유사한 컴포넌트들 또는 개체들을 지칭하며, 개별 실시예들과 관련하여 차이점들만이 설명된다. 본 명세서에서 사용되는 경우, 달리 구체적으로 언급되지 않는 한, "또는"이라는 용어는 실행 불가능한 경우를 제외하고는 모든 가능한 조합들을 포함한다. 예를 들어, 컴포넌트가 A 또는 B를 포함할 수 있다고 언급되는 경우, 달리 구체적으로 언급되거나 실행 불가능하지 않는 한 컴포넌트는 A, 또는 B, 또는 A와 B를 포함할 수 있다. 두 번째 예로서, 컴포넌트가 A, B, 또는 C를 포함할 수 있다고 언급되는 경우, 달리 구체적으로 언급되거나 실행 불가능하지 않는 한 컴포넌트는 A, 또는 B, 또는 C, 또는 A와 B, 또는 A와 C, 또는 B와 C, 또는 A와 B와 C를 포함할 수 있다.

이제 본 발명의 실시예들에 따른 예시적인 하전 입자 빔 검사 시스템(100)을 도시하는 개략도인 도 1이 참조된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 하전 입자 빔 검사 시스템(100)은 메인 챔버(10), 로드 록(load lock) 챔버(20), 전자 빔 툴(40), 및 장비 프론트 엔드 모듈(equipment front end module: EFEM)(30)을 포함한다. 전자 빔 툴(40)은 메인 챔버(10) 내에 위치된다. 설명 및 도면들은 전자 빔에 대한 것이지만, 실시예들이 본 발명을 특정 하전 입자들로 한정하는 데 사용되지는 않는다는 것이 이해된다.

EFEM(30)은 제1 로딩 포트(30a) 및 제2 로딩 포트(30b)를 포함한다. EFEM(30)은 추가 로딩 포트(들)를 포함할 수도 있다. 제1 로딩 포트(30a) 및 제2 로딩 포트(30b)는 예를 들어, 웨이퍼들(예를 들면, 반도체 웨이퍼들 또는 다른 재료(들)로 제작된 웨이퍼들) 또는 검사 대상 샘플들(이하에서는 웨이퍼들과 샘플들이 총칭적으로 "웨이퍼들"로 지칭됨)을 포함하는 웨이퍼 FOUP(front opening unified pod: 전면 개방 통합 포드)를 받아들일 수 있다. EFEM(30)의 하나 이상의 로봇 아암(도시되지 않음)이 웨이퍼들을 로드 록 챔버(20)로 운반한다.

로드 록 챔버(20)는 로드 록 챔버(20) 내의 가스 분자들을 제거하여 대기압보다 낮은 제1 압력에 도달하게 하는 로드 록 진공 펌프 시스템(도시되지 않음)에 연결될 수 있다. 제1 압력에 도달하고 난 후에, 하나 이상의 로봇 아암(도시되지 않음)이 웨이퍼를 로드 록 챔버(20)로부터 메인 챔버(10)로 운반한다. 메인 챔버(10)는 메인 챔버(10) 내의 가스 분자들을 제거하여 제1 압력보다 낮은 제2 압력에 도달하게 하는 메인 챔버 진공 펌프 시스템(도시되지 않음)에 연결된다. 제2 압력에 도달한 후, 웨이퍼는 전자 빔 툴(40)에 의한 검사를 받게 된다. 몇몇 실시예에서, 전자 빔 툴(40)은 단일 빔 검사 툴을 포함할 수 있다. 다른 실시예들에서, 전자 빔 툴(40)은 멀티빔 검사 툴을 포함할 수 있다.

컨트롤러(50)가 전자 빔 툴(40)에 전자식으로 연결된다. 컨트롤러(50)는 하전 입자 빔 검사 시스템(100)의 다양한 제어를 실행하도록 구성된 컴퓨터일 수 있다. 컨트롤러(50)는 다양한 신호 및 이미지 처리 기능들을 실행하도록 구성된 처리 회로를 또한 포함할 수 있다. 컨트롤러(50)는 메인 챔버(10), 로드 록 챔버(20), 및 EFEM(30)을 포함하는 구조의 외부에 있는 것으로 도 1에 도시되어 있으나, 컨트롤러(50)는 이 구조의 일부일 수도 있다는 것이 이해된다.

본 발명은 전자 빔 검사 툴을 수용하는 메인 챔버(10)의 예들을 제공하지만, 그 가장 넓은 의미에서의 본 발명의 양태들은 전자 빔 검사 툴을 수용하는 챔버에 국한되지 않는다는 점에 유의해야 한다. 오히려, 전술한 원리들은 제2 압력 하에서 작동하는 다른 툴에도 적용될 수 있음이 이해된다.

이제 본 발명의 실시예들에 따른, 도 1의 예시적인 하전 입자 빔 검사 시스템(100)의 일부인 멀티빔 검사 툴을 포함하는 예시적인 전자 빔 툴(40)을 도시하는 개략도인 도 2가 참조된다. 멀티빔 전자 빔 툴(40)(본 명세서에서는 장치(40)로도 지칭됨)은 전자 소스(201), 건 애퍼처 플레이트(gun aperture plate)(271), 집광 렌즈(210), 소스 변환 유닛(220), 1차 투영 시스템(230), 전동 스테이지(209), 및 검사 대상 샘플(208)(예를 들면, 웨이퍼 또는 포토마스크)을 유지하기 위해 전동 스테이지(209)에 의해 지지되는 샘플 홀더(207)를 포함한다. 멀티빔 전자 빔 툴(40)은 2차 투영 시스템(250) 및 전자 검출 디바이스(240)를 더 포함할 수 있다. 1차 투영 시스템(230)은 대물렌즈(231)를 포함할 수 있다. 빔 분리기(beam separator)(233)와 편향 스캐닝 유닛(deflection scanning unit)(232)이 1차 투영 시스템(230) 내부에 위치될 수 있다. 전자 검출 디바이스(240)는 복수의 검출 요소(241, 242, 및 243)를 포함할 수 있다.

전자 소스(201), 건 애퍼처 플레이트(271), 집광 렌즈(210), 소스 변환 유닛(220), 빔 분리기(233), 편향 스캐닝 유닛(232), 및 1차 투영 시스템(230)은 장치(40)의 1차 광축(204)과 정렬될 수 있다. 2차 투영 시스템(250)과 전자 검출 디바이스(240)는 장치(40)의 2차 광축(251)과 정렬될 수 있다.

전자 소스(201)는 캐소드(도시되지 않음) 및 추출기 또는 애노드(도시되지 않음)를 포함할 수 있는데, 작동 중에 전자 소스(201)는 캐소드로부터 1차 전자들을 방출하도록 구성되고 1차 전자들은 추출기 및/또는 애노드에 의해 추출되거나 가속되어 1차 빔 크로스오버(가상 또는 실제)(203)를 형성하는 1차 전자 빔(202)을 형성한다. 1차 전자 빔(202)은 1차 빔 크로스오버(203)로부터 방출되는 것으로 시각화될 수 있다.

소스 변환 유닛(220)은 이미지 형성 요소 어레이(도시되지 않음), 수차 보상기 어레이(도시되지 않음), 빔 제한 애퍼처 어레이(도시되지 않음), 및 프리벤딩 마이크로 디플렉터(pre-bending micro-deflector) 어레이(도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 프리벤딩 마이크로 디플렉터 어레이는 1차 전자 빔(202)의 복수의 1차 빔릿(211, 212, 213)을 편향시켜 빔 제한 애퍼처 어레이, 이미지 형성 요소 어레이, 및 수차 보상기 어레이에 수직으로 진입하게 한다. 몇몇 실시예에서, 집광 렌즈(210)는 1차 전자 빔(202)을 집속하여 평행 빔이 되고 소스 변환 유닛(220)에 수직으로 입사하도록 설계된다. 이미지 형성 요소 어레이는 1차 전자 빔(202)의 복수의 1차 빔릿(211, 212, 213)에 영향을 주고 1차 빔 크로스오버(203)의 복수의 평행 이미지(가상 또는 실제) - 1차 빔릿(211, 212, 및 213) 각각에 하나씩 - 를 형성하기 위해 복수의 마이크로 디플렉터 또는 마이크로렌즈를 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 수차 보상기 어레이는 필드 곡률 보상기 어레이(도시되지 않음) 및 비점수차 보상기 어레이(도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 필드 곡률 보상기 어레이는 1차 빔릿들(211, 212, 및 213)의 필드 곡률 수차들을 보상하기 위해 복수의 마이크로렌즈를 포함할 수 있다. 비점수차 보상기 어레이는 1차 빔릿들(211, 212, 및 213)의 비점수차들을 보상하기 위해 복수의 마이크로 스티그메이터(micro-stigmator)를 포함할 수 있다. 빔 제한 애퍼처 어레이는 개별 1차 빔릿들(211, 212, 및 213)의 직경들을 제한하도록 구성될 수 있다. 도 2는 예로서 3개의 1차 빔릿(211, 212, 및 213)을 도시하고 있는데, 소스 변환 유닛(220)은 임의의 개수의 1차 빔릿을 형성하도록 구성될 수 있다는 것이 이해된다. 컨트롤러(50)는 소스 변환 유닛(220), 전자 검출 디바이스(240), 1차 투영 시스템(230), 또는 전동 스테이지(209)와 같은 도 1의 하전 입자 빔 검사 시스템(100)의 다양한 부분에 연결될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 아래에서 더욱 상세히 설명되는 바와 같이, 컨트롤러(50)는 다양한 이미지 및 신호 처리 기능들을 수행할 수 있다. 컨트롤러(50)는 하전 입자 빔 검사 시스템의 작동을 관제하기 위해 다양한 제어 신호들을 또한 생성할 수 있다.

집광 렌즈(210)는 1차 전자 빔(202)을 집속시키도록 구성된다. 집광 렌즈(210)는 집광 렌즈(210)의 집속력(focusing power)을 변화시킴으로써 소스 변환 유닛(220)의 하류의 1차 빔릿들(211, 212, 및 213)의 전류를 조정하도록 또한 구성될 수 있다. 혹은, 전류는 개별 1차 빔릿들에 대응하는 빔 제한 애퍼처 어레이 내의 빔 제한 애퍼처들의 반경방향 크기들을 변경함으로써 변경될 수도 있다. 전류는 빔 제한 애퍼처들의 반경방향 크기들과 집광 렌즈(210)의 집속력 양자 모두를 변경함으로써 변경될 수도 있다. 집광 렌즈(210)는 그 제1 주 평면(first principal plane)의 위치가 이동 가능하도록 구성될 수 있는 조정 가능한 집광 렌즈일 수 있다. 조정 가능한 집광 렌즈는 자성을 갖도록 구성될 수 있는데, 이는 축외(off-axis) 빔릿들(212 및 213)이 회전 각도로 소스 변환 유닛(220)을 조명하게 할 수 있다. 회전 각도는 조정 가능한 집광 렌즈의 집속력 또는 제1 주 평면의 위치에 따라 변한다. 따라서, 집광 렌즈(210)는 집광 렌즈(210)의 집속력이 변화되는 동안에도 회전 각도를 불변으로 유지하도록 구성될 수 있는 회전 방지 집광 렌즈일 수 있다. 몇몇 실시예에서, 집광 렌즈(210)는 그 집속력 및 그 제1 주 평면의 위치가 변경될 때에도 회전 각도가 변하지 않는 조정 가능한 회전 방지 집광 렌즈일 수 있다.

대물렌즈(231)는 검사를 위한 샘플(208) 상에 빔릿들(211, 212, 및 213)을 집속시키도록 구성될 수 있으며, 현재 실시예에서는 샘플(208)의 표면 상에 3개의 프로브 스폿(221, 222, 및 223)을 형성할 수 있다. 편향 스캐닝 유닛(232)은 작동 중에 샘플(208) 표면의 섹션 내의 개별 스캐닝 영역들에 걸쳐 프로브 스폿들(221, 222, 및 223)을 스캔하기 위해 1차 빔릿들(211, 212, 및 213)을 편향시키도록 구성된다. 건 애퍼처 플레이트(271)는 작동 중에 쿨롱 효과를 저감시키기 위해 1차 전자 빔(202)의 주변 전자들을 차단하도록 구성된다. 쿨롱 효과는 1차 빔릿들(211, 212, 213)의 프로브 스폿들(221, 222, 및 223) 각각의 크기를 확대하며, 그에 따라 검사 분해능을 저하시킬 수 있다.

샘플(208) 상에의 1차 빔릿들(211, 212, 및 213) 또는 프로브 스폿들(221, 222, 및 223)의 입사에 응답하여, 샘플(208)로부터 전자들이 출현하여 3개의 2차 전자 빔(261, 262, 및 263)을 발생시킨다. 2차 전자 빔들(261, 262, 및 263) 각각은 전형적으로 (전자 에너지 ≤ 50 eV를 갖는) 2차 전자들 및 (50 eV와 1차 빔릿들(211, 212, 및 213)의 착지 에너지 사이의 전자 에너지를 갖는) 후방 산란 전자들을 포함한다.

빔 분리기(233)는 정전 쌍극자장(electrostatic dipole field)을 발생시키는 정전 디플렉터 및 자기 쌍극자장(magnetic dipole field)(도시되지 않음)을 발생시키는 자기 디플렉터를 포함하는 빈 필터(Wien filter)일 수 있다. 작동 중에, 빔 분리기(233)는 1차 빔릿들(211, 212, 및 213)의 개별 전자들에 정전력을 가하기 위해 정전 디플렉터를 사용하여 정전 쌍극자장을 발생시키도록 구성될 수 있다. 빔 분리기(233)는 또한 전자들에 자력을 가하기 위해 자기 쌍극자장를 발생시키도록 구성될 수 있다. 정전력은 자력과 크기는 같지만 방향은 반대이다. 1차 빔릿들(211, 212, 및 213)은 따라서 적어도 실질적으로 0도의 편향각으로 빔 분리기(233)를 적어도 실질적으로 직선으로 통과할 수 있다.

하지만, 2차 전자 빔들(261, 262, 및 263)은 2차 투영 시스템(250) 쪽으로 편향될 수 있으며, 2차 투영 시스템(250)은 이어서 2차 전자 빔들(261, 262, 및 263)을 전자 검출 디바이스(240)의 검출 요소들(241, 242, 및 243) 상에 집속시킨다. 검출 요소들(241, 242, 및 243)은, 대응하는 2차 전자 빔들(261, 262, 및 263)을 검출하고 예를 들면, 샘플(208)의 대응하는 스캔된 영역들의 이미지들을 구축하기 위해 컨트롤러(50) 또는 신호 처리 시스템(도시되지 않음)으로 송신되는 대응하는 신호들을 생성하도록 배치된다.

몇몇 실시예에서, 검출 요소들(241, 242, 및 243)은 대응하는 2차 전자 빔들(261, 262, 및 263)을 각각 검출하고, 대응하는 강도 신호 출력들(도시되지 않음)을 이미지 처리 시스템(예를 들면, 컨트롤러(50))으로 생성한다. 몇몇 실시예에서, 각 검출 요소(241, 242, 및 243)는 하나 이상의 픽셀을 포함할 수 있다. 검출 요소의 강도 신호 출력(intensity signal output)은 검출 요소 내의 모든 픽셀들에 의해 생성된 신호들의 합계일 수 있다.

몇몇 실시예에서, 컨트롤러(50)는 이미지 획득기(도시되지 않음) 및 스토리지(도시되지 않음)를 포함하는 이미지 처리 시스템을 포함할 수 있다. 이미지 획득기(image acquirer)는 하나 이상의 프로세서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 이미지 획득기는 컴퓨터, 서버, 메인프레임 호스트, 터미널, 퍼스널 컴퓨터(PC), 임의의 종류의 모바일 컴퓨팅 디바이스들 등, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 이미지 획득기는 전기 전도체, 광섬유 케이블, 휴대용 스토리지 매체, IR, 블루투스, 인터넷, 무선 네트워크, 무선 라디오 등, 또는 이들의 조합과 같은 매체를 통해 장치(40)의 전자 검출 디바이스(240)에 통신 가능하게 결합될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 이미지 획득기는 전자 검출 디바이스(240)로부터 신호를 수신하여 이미지를 구성할 수 있다. 이미지 획득기는 그래서 샘플(208)의 이미지들을 획득할 수 있다. 이미지 획득기는 윤곽들의 생성, 획득된 이미지 상에의 표시자들의 중첩 등과 같은 다양한 후처리 기능들을 또한 수행할 수 있다. 이미지 획득기는 획득된 이미지들의 밝기 및 콘트라스트 등의 조정을 수행하도록 구성될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 스토리지는 하드 디스크, 플래시 드라이브, 클라우드 스토리지, 랜덤 액세스 메모리(RAM), 다른 유형의 컴퓨터 가독 메모리 등과 같은 스토리지 매체일 수 있다. 스토리지는 이미지 획득기와 결합될 수 있으며, 스캔된 미가공 이미지 데이터(raw image data)를 원본 이미지들로 및 후처리 이미지들을 저장하는 데 사용될 수 있다.

몇몇 실시예에서, 이미지 획득기는 전자 검출 디바이스(240)로부터 수신된 이미징 신호에 기초하여 샘플의 하나 이상의 이미지를 획득할 수 있다. 이미징 신호는 하전 입자 이미징을 수행하기 위한 스캐닝 동작에 대응할 수 있다. 획득된 이미지는 복수의 이미징 영역을 포함하는 단일 이미지일 수 있다. 단일 이미지는 스토리지에 저장될 수 있다. 단일 이미지는 복수의 구역으로 분할될 수 있는 원본 이미지일 수 있다. 구역들 각각은 샘플(208)의 피처를 포함하는 하나의 이미징 영역을 포함할 수 있다. 획득된 이미지들은 시간 시퀀스에 걸쳐 복수 회 샘플링된 샘플(208)의 단일 이미징 영역의 복수의 이미지를 포함할 수 있다. 복수의 이미지는 스토리지에 저장될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 컨트롤러(50)는 샘플(208)의 동일한 위치의 복수의 이미지로 이미지 처리 단계들을 수행하도록 구성될 수 있다.

몇몇 실시예에서, 컨트롤러(50)는 검출된 2차 전자들의 분포를 획득하기 위한 측정 회로들(예를 들면, 아날로그-디지털 변환기)을 포함할 수 있다. 검출 시간 윈도우 동안 수집된 전자 분포 데이터는 웨이퍼 표면에 입사하는 1차 빔릿들(211, 212, 및 213) 각각의 대응하는 스캔 경로 데이터와 함께 검사 중인 웨이퍼 구조들의 이미지들을 재구성하는 데 사용될 수 있다. 재구성된 이미지들은 샘플(208)의 내부 또는 외부 구조들의 다양한 피처들을 드러내는 데 사용될 수 있으며, 그에 따라 웨이퍼에 존재할 수 있는 임의의 결함들을 드러내는 데 사용될 수 있다.

몇몇 실시예에서, 컨트롤러(50)는 샘플(208)의 검사 중에 샘플(208)을 이동시키기 위해 전동 스테이지(209)를 제어할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 컨트롤러(50)는 전동 스테이지(209)가 샘플(208)을 일정한 속도로 연속적으로 소정 방향으로 이동시키도록 할 수 있다. 다른 실시예들에서, 컨트롤러(50)는 전동 스테이지(209)가 스캐닝 프로세스의 단계들에 따라 시간 경과에 따라 샘플(208)의 이동 속도를 변경하도록 할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 컨트롤러(50)는 2차 전자 빔들(261, 262, 및 263)의 이미지들에 기초하여 1차 투영 시스템(230) 또는 2차 투영 시스템(250)의 구성을 조정할 수 있다.

도 2는 전자 빔 툴(40)이 3개의 1차 전자 빔을 사용하는 것을 도시하고 있으나, 전자 빔 툴(40)은 2개 이상의 1차 전자 빔을 사용할 수 있다는 것이 이해된다. 본 발명은 장치(40)에서 사용되는 1차 전자 빔의 개수를 제한하지 않는다.

이제 2차 입자 빔들을 위한 빔 분리기(333)의 예시적인 구성을 도시하는 멀티빔 전자 빔 툴(300A)의 개략도인 도 3a가 참조된다. 멀티빔 전자 빔 툴(300A)은 (도 1의 멀티빔 장치(100)와 같은) 멀티빔 장치의 일부일 수 있다. 멀티빔 전자 빔 툴에서는, 1차 전자 빔들(예를 들면, 1차 전자 빔(311))의 입사에 응답하여 샘플(308)로부터 복수의 2차 전자 빔(예를 들면, 2차 전자 빔(361))이 발생된다. 2차 전자 빔(361)은 빔 분리기(333)에 의해 2차 투영 시스템(350) 쪽으로 편향되며, 2차 투영 시스템(350)은 2차 전자 빔(361)을 전자 검출 디바이스(340)에 집속시킨다. 빔 분리기(333)는 1차 투영 시스템(330)의 일부일 수 있다.

몇몇 실시예에서, 빔 분리기(333)는 정전 쌍극자장을 발생시키는 정전 디플렉터 및 자기 쌍극자장(도시되지 않음)을 발생시키는 자기 디플렉터를 포함하는 빈 필터(Wien filter)일 수 있다. 작동 중에, 빔 분리기(333)는 자기 쌍극자장에 직교하는 정전 쌍극자장를 발생시키도록 구성될 수 있으며, 그래서 1차 전자들 - 이들은 1차 광축(304)을 따라 아래쪽 방향으로 이동하고 있음 - 에 대해, 정전 쌍극자장에 의해 유도되는 정전력은 자기 쌍극자장에 의해 유도되는 자력과 크기는 같지만 방향은 반대이다. 1차 전자 빔(311)은 따라서 적어도 실질적으로 0도의 편향각으로 빔 분리기(333)를 적어도 실질적으로 직선으로 통과할 수 있다. 한편, 2차 전자들 - 이들은 1차 광축(304)을 따라 위쪽 방향으로 이동하고 있음 - 에 대해, 정전력과 자력은 동일한 방향으로 가해지며; 그 결과, 2차 빔(361)은 굴곡점(336)에서 2차 투영 시스템(350) 쪽으로 편향된다.

몇몇 실시예에서, 2차 투영 시스템(350)은 메인 줌 렌즈(352), 제2 줌 렌즈(353), 및 투영 렌즈(354)와 같은 하나 이상의 렌즈를 포함할 수 있는데, 이들은 2차 전자 빔(361)을 전자 검출 디바이스(340) 상으로 집속시키도록 구성된다. 2차 투영 시스템(350)은 2차 전자 빔(361)을 편향시키기 위해 하나 이상의 디플렉터(355, 356, 및 357)를 또한 포함할 수 있다. 도 3a에 도시된 바와 같이, 빔 분리기(333)에 의해 편향된 후, 2차 전자 빔(361)은 메인 줌 렌즈(352)의 중심을 통과한다. 몇몇 실시예에서, 메인 줌 렌즈(352)는 2차 투영 시스템의 주 렌즈일 수 있고 강력한 집속력을 가질 수 있으며; 그 결과, 메인 줌 렌즈(352)는 2차 투영 시스템(350)의 광학 성능을 지배할 수 있다. 따라서, 잘 정렬된 메인 줌 렌즈(352)는 보다 우수한 성능을 제공한다.

도 3a는 도해를 간략화하기 위해 단 하나의 1차 전자 빔(311)과 하나의 2차 전자 빔(361)을 도시하고 있으나, 멀티빔 전자 빔 툴(300A)은 임의의 개수의 전자 빔을 사용할 수 있다는 것이 이해된다.

이제 2차 투영 시스템(350)의 오정렬의 영향을 도시하는 멀티빔 전자 빔 툴(300B)의 개략도인 도 3b가 참조된다. 멀티빔 전자 빔 툴(300B)은 (도 1의 멀티빔 장치(100)와 같은) 멀티빔 장치의 일부일 수 있다. 오정렬은 1차 투영 시스템(330)과 2차 투영 시스템(350)의 다양한 컴포넌트들의 제조 및 기계가공 에러들에 의해 야기될 수 있다. 또한, 1차 투영 시스템(330)과 2차 투영 시스템(350)에는 매우 많은 컴포넌트가 통합되어 있기 때문에, 통합 후에 각 컴포넌트가 허용 오차 수준 내에서 교정되더라도, 누적된 오프셋은 1차 투영 시스템(330)과 2차 투영 시스템(350) 사이에 상당한 오정렬을 초래할 수 있다.

2차 투영 시스템(350)이 1차 투영 시스템(330)과 잘 정렬되지 않으면, 2차 투영 시스템(350)의 렌즈들(예를 들면, 메인 줌 렌즈(352), 제2 줌 렌즈(353), 투영 렌즈(354))과 편향 모듈들(예를 들면, 디플렉터들(355, 356, 및 357))은 2차 빔(361)의 형상, 강도, 및 레이아웃에 변형을 유발할 수 있는 수차들을 도입할 수 있다. 이 변형은 2차 전자 수집의 효율의 저하 및 크로스토크(crosstalk) 레벨의 증가를 초래할 수 있으며, 그에 따라 검출 디바이스(340)에 의해 생성되는 정보의 품질을 저하시킬 수 있다.

예를 들면, 도 3b는 메인 줌 렌즈(352)가 적절하게 정렬되지 않았으며, 그에 따라 (빔 분리기(333)의 위치에 의해 결정되는) 실제 굴곡점(337)과 원하는 굴곡점(338)(1차 광축(304)이 2차 광축(351)과 만나는 점) 사이에 불일치를 유발하는 멀티빔 전자 빔 툴(300B)을 도시한다. 몇몇 실시예에서, 원하는 굴곡점(338)은 2차 투영 시스템(350)의 전체적인 정렬 특성들에 의해 결정될 수 있다. 몇몇 실시예에서는, (그 높은 집속력을 갖는) 메인 줌 렌즈(352)가 2차 투영 시스템(350)의 광학 성능의 지배적인 요소일 수 있기 때문에 원하는 굴곡점(338)은 메인 줌 렌즈(352)의 정렬 특성들에 의해 결정될 수 있다. 도 3b에서는, 2차 투영 시스템(350)이 빔 분리기(333)의 중심과 적절히 정렬되어 있지 않기 때문에, 원하는 굴곡점(338)은 실제 굴곡점(337)보다 낮다. 위에서 설명한 바와 같이, 이 불일치는 2차 빔(361)의 형상, 강도, 및 레이아웃에 변형을 유발할 수 있는 수차들을 도입할 수 있는데, 이는 다시 검출 디바이스(340)에 의해 수집되는 정보의 품질을 저하시킬 수 있다.

도 3b는 도해를 간략화하기 위해 단 하나의 1차 전자 빔(311)과 하나의 2차 전자 빔(361)을 도시하고 있으나, 멀티빔 전자 빔 툴(300B)은 임의의 개수의 전자 빔을 사용할 수 있다는 것이 이해된다.

이제 도 3b와 관련하여 앞서 설명된 오정렬 문제를 완화하기 위해 프리렌즈 디플렉터(pre-lens deflector)(390)가 도입된, 멀티빔 전자 빔 툴(300C)의 개략도인 도 3c가 참조된다. 멀티빔 전자 빔 툴(300C)은 (도 1의 멀티빔 장치(100)와 같은) 멀티빔 장치의 일부일 수 있다. 몇몇 실시예에서, 프리렌즈 디플렉터(390)는 오정렬의 영향을 보상하기 위해 2차 전자 빔(361)의 경로에 추가될 수 있다. 예를 들면, 프리렌즈 디플렉터(390)가 2차 전자 빔(361)을 메인 줌 렌즈(352)에 수직으로 진입할 수 있도록 하기 위해 굴곡할 수 있도록 프리렌즈 디플렉터(390)는 빔 분리기(333)와 메인 줌 렌즈(352) 사이에 위치될 수 있다. 하지만, 메인 줌 렌즈(352) 이전에 프리렌즈 디플렉터(390)를 추가하는 것은 메인 줌 렌즈(352)가 샘플(308)로부터 더 멀리 떨어져 위치되는 것을 요할 수 있다. 샘플(308)과 메인 줌 렌즈(352) 사이의 이 증가된 거리는 2차 투영 시스템(350)의 전체적인 광학 성능을 현저히 저하시킬 수 있다. 멀티빔 장치에서는, 샘플(308)과 메인 줌 렌즈(352) 사이의 거리가 증가할 때 2차 전자 빔들의 수차들과 에러들은 비선형적으로(예를 들면, 지수함수적으로) 증가한다. 따라서, 샘플(308)과 메인 줌 렌즈(352) 사이의 거리를 증가시키지 않으면서 오정렬 문제에 대처하는 다른 접근법을 모색하는 것이 바람직하다.

도 3c는 도해를 간략화하기 위해 단 하나의 1차 전자 빔(311)과 하나의 2차 전자 빔(361)을 도시하고 있으나, 멀티빔 전자 빔 툴(300C)은 임의의 개수의 전자 빔을 사용할 수 있다는 것이 이해된다.

이제 본 발명의 실시예들에 따른, 조정 가능한 빔 분리기(433)의 작동을 도시하는 개략도들인 도 4a, 도 4b, 및 도 4c가 참조된다. 몇몇 실시예에서, 빔 분리기는 2개 이상의 빈 필터(Wien filter)로 구현될 수 있다. 각각의 개별 빈 필터의 편향력(deflection power)을 조정함으로써, 빔 분리기의 유효 굴곡점은 광축(404)을 따라 상하로 이동될 수 있다. 유효 굴곡점은 편향된 2차 빔(451)의 투영이 1차 광축(404)과 일치하는 점이다.

몇몇 실시예에서, 조정 가능한 빔 분리기(433)는 상부 빈 필터(upper Wien filter)(433a) 및 하부 빈 필터(lower Wien filter)(433b)를 포함할 수 있는데, 빈 필터들(433a, 433b) 양자 모두는 별개의 여기 입력들(excitation inputs)을 수신할 수 있다. 여기 입력들을 독립적으로 조정함으로써, 조정 가능한 빔 분리기(433)의 유효 굴곡점은 광축(404)을 따라 상하로 이동할 수 있다. 도 4a, 도 4b, 및 도 4c는 도해를 간략화하기 위해 단 하나의 2차 전자 빔(461)을 도시하고 있으나, 조정 가능한 빔 분리기(433)는 임의의 개수의 2차 전자 빔으로도 작동할 수 있다는 것이 이해된다.

예를 들면, 도 4a에 도시된 바와 같이, 원하는 굴곡점(437)이 조정 가능한 빔 분리기(433)의 중심 평면(436)에 가까운 경우, 조정 가능한 빔 분리기(433)의 유효 굴곡점이 원하는 굴곡점(437)과 일치하도록, 상부 빈 필터(433a)와 하부 빈 필터(433b)는 실질적으로 동일한 양으로 2차 전자 빔(461)을 편향시키도록 구성될 수 있다.

도 4b에 도시된 바와 같이, 원하는 굴곡점(438)이 중심 평면(436) 위에 존재하는 경우, 조정 가능한 빔 분리기(433)는 유효 굴곡점이 원하는 굴곡점(438) 쪽으로 위쪽으로 이동될 수 있도록 구성될 수 있다. 이는 조정 가능한 빔 분리기(433)의 유효 굴곡점이 원하는 굴곡점(438)과 일치하도록, 하부 빈 필터(433b)에의 여기 입력을 상대적으로 감소시키면서 상부 빈 필터(433a)에의 여기 입력을 상대적으로 증가시킴으로써, 상부 빈 필터(433a)를 하부 빈 필터(433b)보다 더 많이 편향시키도록 구성함으로써 달성될 수 있다.

반면에, 도 4c에 도시된 바와 같이 원하는 굴곡점(439)이 중심 평면(436) 아래에 존재하는 경우, 조정 가능한 빔 분리기(433)는 유효 굴곡점이 원하는 굴곡점(439) 쪽으로 아래쪽으로 이동될 수 있도록 구성될 수 있다. 이는 조정 가능한 빔 분리기(433)의 유효 굴곡점이 원하는 굴곡점(439)과 일치하도록, 하부 빈 필터(433b)에의 여기 입력을 상대적으로 증가시키면서 상부 빈 필터(433a)에의 여기 입력을 상대적으로 감소시킴으로써, 상부 빈 필터(433a)를 하부 빈 필터(433b)보다 더 적게 편향시키도록 구성함으로써 달성될 수 있다.

몇몇 실시예에서, 조정 가능한 빔 분리기(433)의 전체 높이(즉, 상부 빈 필터(433a) 높이와 하부 빈 필터(433b) 높이의 합)는 (도 3a의 빔 분리기(333)와 같은) 단일 빈 필터를 갖는 종래의 빔 분리기의 높이와 실질적으로 같을 수 있다. 이전 단락에서 설명했듯이, 샘플과 메인 줌 렌즈 사이의 거리가 증가함에 따라 2차 전자 빔의 수차들과 에러들은 지수함수적으로 증가하기 때문에 (도 3a의 샘플(308)과 같은) 샘플과 (도 3a의 메인 줌 렌즈(352)와 같은) 메인 줌 렌즈 사이에 짧은 거리를 유지하는 것이 바람직하다. 몇몇 실시예에서, 조정 가능한 빔 분리기(433)는 전자들을 편향시키는 데 있어 종래의 빔 분리기만큼 강력할 수 있는 한편, 조정 가능한 빔 분리기(433)는 추가로 굴곡점의 조정 가능성을 제공한다. 예를 들어, 각 빈 필터(예를 들면, 상부 빈 필터(433a) 및 하부 빈 필터(433b))는 종래의 원피스 빈 필터보다 더 작으며 따라서 더 작은 편향력을 제공할 수 있음에도 불구하고, 상부 빈 필터(433a)와 하부 빈 필터(433b)의 통합 편향력은 종래의 빈 필터의 편향력과 실질적으로 같을 수 있다. 조정 가능한 빔 분리기(433)는 (도 3a의 빔 분리기(333)와 같은) 종래의 빔 분리기와 유사한 힘을 전자 빔들에 가할 수 있고 전자 빔들을 대등한 양으로 편향시킬 수 있다.

이제 본 발명의 실시예들에 따른, 도 4a, 도 4b, 및 도 4c의 조정 가능한 빔 분리기를 갖는 멀티빔 전자 빔 툴(예를 들면, 500A 및 500B)의 개략도들인 도 5a 및 도 5b가 참조된다. 멀티빔 전자 빔 툴(500A 또는 500B)은 (도 1의 멀티빔 장치(100)와 같은) 멀티빔 장치의 일부일 수 있다.

몇몇 실시예에서, 멀티빔 전자 빔 툴(500A, 500B)은 1차 투영 시스템(530)과 2차 투영 시스템(550)을 포함할 수 있다. 1차 투영 시스템은 조정 가능한 빔 분리기(533)를 포함할 수 있다. 2차 투영 시스템(550)은 메인 줌 렌즈(552), 제2 줌 렌즈(553), 및 투영 렌즈(554)와 같은 하나 이상의 렌즈를 포함할 수 있는데, 이들은 2차 전자 빔(561)을 전자 검출 디바이스(540) 상으로 집속시키도록 구성된다. 2차 투영 시스템(550)은 2차 전자 빔(561)을 편향시키기 위해 하나 이상의 디플렉터(555, 556, 및 557)를 또한 포함할 수 있다.

도 5a의 원하는 굴곡점(538)은 조정 가능한 빔 분리기(533)의 중심 평면(536) 위에 있는데, 이는 2차 투영 시스템(550)이 조정 가능한 빔 분리기(533)의 위치와 적절히 정렬되어 있지 않기 때문이다. 이러한 경우에는, 도 4b와 관련하여 앞서 설명한 바와 같이, 조정 가능한 빔 분리기(533)는 상부 빈 필터(533a)를 하부 빈 필터(533b)보다 더 많이 편향시키도록 구성함으로써 유효 굴곡점이 (화살표 598로 도시된 바와 같이) 원하는 굴곡점(538) 쪽으로 위쪽으로 이동될 수 있도록 구성될 수 있다. 이는 하부 빈 필터(533b)에의 여기 입력을 상대적으로 감소시키면서 상부 빈 필터(533a)에의 여기 입력을 상대적으로 증가시킴으로써 행해질 수 있다.

도 5b에서는 대조적으로, 2차 투영 시스템(550)의 오정렬로 인해 원하는 굴곡점(537)이 중심 평면(536) 아래에 있다. 이러한 경우에는, 도 4c와 관련하여 앞서 설명한 바와 같이, 조정 가능한 빔 분리기(533)는 상부 빈 필터(533a)를 하부 빈 필터(533b)보다 더 적게 편향시키도록 구성함으로써 유효 굴곡점이 (화살표 597로 도시된 바와 같이) 원하는 굴곡점(537) 쪽으로 아래쪽으로 이동될 수 있도록 구성될 수 있다. 이는 하부 빈 필터(533b)에의 여기 입력을 상대적으로 증가시키면서 상부 빈 필터(533a)에의 여기 입력을 상대적으로 감소시킴으로써 행해질 수 있다.

몇몇 실시예에서, 상부 빈 필터(533a)와 하부 빈 필터(533b)는 (도 2의 컨트롤러(50)와 같은) 컨트롤러에 의해 독립적으로 제어될 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러는 제1 여기 제어 신호(excitation control signal)를 상부 빈 필터(533a)에 및 제2 여기 제어 신호를 하부 빈 필터(533b)에 제공할 수 있다. 여기 제어 신호들에 기초하여, 각 빈 필터(Wien filter)는 편향량을 증가 또는 감소시킬 수 있으며 그래서 조정 가능한 빔 분리기(533)의 유효 굴곡점이 그에 따라 상하로 이동할 수 있다.

몇몇 실시예에서, 컨트롤러는 유효 굴곡점의 조정과 관련된 하나 이상의 입력을 수신할 수 있는데, 컨트롤러는 하나 이상의 입력을 처리하고, 오정렬의 양을 검출하며, 굴곡점이 어느 방향으로 얼마나 이동되어야 하는지를 결정하고, 개별 여기 제어 신호들을 빈 필터들에 제공할 수 있다. 하나 이상의 입력은 조정 가능한 빔 분리기(533)에 대한 2차 투영 시스템(550)의 정렬 특성들과 관련될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 하나 이상의 입력은 멀티빔 전자 빔 툴(500A 및 500B)의 조작자에 의해 입력될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 하나 이상의 입력은 멀티빔 장치에서 (렌즈들, 빔 분리기, 디플렉터들, 및 검출기들과 같은) 전자 광학 요소들이 얼마나 잘 정렬되어 있는지를 결정하는 데 사용될 수 있는 2차 전자 빔 이미지 뷰어에 의해 생성될 수 있다. 2차 전자 빔 이미지 뷰어의 예들은 그 전체가 참고로 편입되어 있는 미국 출원 번호 제62/748,251호에서 찾을 수 있다.

몇몇 실시예에서, 조정 가능한 빔 분리기(533)는 멀티빔 전자 빔 툴의 조작자에 의해 수동으로 제어될 수 있다. 예를 들어, 조작자는 최적의 위치를 찾기 위해 제어 인터페이스(예를 들면, 노브(knobs), 스위치, 컴퓨터 인터페이스 등)를 통해 유효 굴곡점을 상하로 서서히 조정할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 조작자의 제어는 피드백 메커니즘에 의해 강화될 수 있다. 예를 들어, 조작자는 유효 굴곡점의 위치를 최적의 위치로 조정하면서, 2차 전자 빔 이미지 뷰어에 의해 생성된 2차 빔 이미지들을 모니터링할 수 있다.

몇몇 실시예에서, 조정 가능한 빔 분리기(533)는 (도 2의 컨트롤러(50)와 같은) 컨트롤러에 의해 자동으로 제어될 수 있다. 예를 들면, 2차 전자 빔 이미지 뷰어에 의해 생성된 정보는 컨트롤러에 제공될 수 있는데, 컨트롤러는 2차 전자 빔 이미지 뷰어로부터의 정보를 처리하고, 오정렬의 양을 검출하며, 굴곡점이 어느 방향으로 얼마나 이동되어야 하는지를 결정하고, 개별 여기 제어 신호들을 빈 필터들에 제공할 수 있다.

도 5a 및 도 5b는 도해를 간략화하기 위해 단 하나의 1차 전자 빔(511)과 하나의 2차 전자 빔(561)을 도시하고 있으나, 멀티빔 전자 빔 툴(500A 및 500B)은 임의의 개수의 전자 빔을 사용할 수 있다는 것이 이해된다.

이제 빔 분리기(633)를 갖는 1차 투영 시스템(630)의 예시적인 구성을 도시하는 멀티빔 전자 빔 툴(600)의 개략도인 도 6이 참조된다. 멀티빔 전자 빔 툴(600)은 (도 1의 멀티빔 장치(100)와 같은) 멀티빔 장치의 일부일 수 있다. 몇몇 실시예에서, 멀티빔 전자 빔 툴(600)은 1차 투영 시스템(630)과 2차 투영 시스템(650)을 포함할 수 있다. 2차 투영 시스템(650)은 메인 줌 렌즈(652), 제2 줌 렌즈(653), 및 투영 렌즈(654)와 같은 하나 이상의 렌즈를 포함할 수 있는데, 이들은 2차 전자 빔(661)을 전자 검출 디바이스(640) 상으로 집속시키도록 구성된다. 2차 투영 시스템(650)은 2차 전자 빔(661)을 편향시키기 위해 하나 이상의 디플렉터(655, 656, 및 657)를 또한 포함할 수 있다. 1차 투영 시스템은 빔 분리기(633) 및 샘플(608)의 표면을 스캔하기 위해 1차 전자 빔(611)을 편향시키는 하나 이상의 디플렉터(예를 들면, 1번 디플렉터(691) 및 전치 대물렌즈 디플렉터(pre-objective-lens deflector)(692))를 포함할 수 있다.

1번 디플렉터(691)와 전치 대물렌즈 디플렉터(692)는 스캐닝을 위해 1차 전자 빔(611)을 편향시키기 위해 정전계(electrostatic field)를 발생시킬 수 있다. 또한, 도 3a와 관련하여 앞서 설명한 바와 같이, 빔 분리기(633)는 (정전 쌍극자장을 발생시키는) 정전 디플렉터 및 (정전 쌍극자장에 직교하는 자기 쌍극자장을 발생시키는) 자기 렌즈를 포함하는 빈 필터(Wien filter)를 포함할 수 있다. 따라서, 1차 투영 시스템(630)에 의해 통과 전자(1차 또는 2차)에 가해지는 (정전력 및 자력을 포함하는) 총 힘들은 아래의 수학식 1로 나타낼 수 있다:

도 3b와 관련하여 앞서 설명한 바와 같이, 거리가 증가함에 따라 2차 전자 빔(661)의 수차들과 에러들은 지수함수적으로 증가하기 때문에 샘플(608)과 메인 줌 렌즈(652) 사이의 거리를 단축하는 것이 바람직하다. 하지만, 거리를 단축하는 데 있어 제한 요인들 중 하나는 전형적으로 빔 분리기(633)와 메인 줌 렌즈(652) 사이에 배치되는 1번 디플렉터(691)의 존재이다. 몇몇 실시예에서, 빔 분리기(633)를 (도 5a 및 도 5b의 조정 가능한 빔 분리기(533)와 같은) 조정 가능한 빔 분리기로 교체하는 것은 도 7에 도시된 바와 같이 샘플(608)과 메인 줌 렌즈(652) 사이의 거리를 더욱 단축할 기회를 제공할 수 있다.

이제 본 발명의 실시예들에 따른, 조정 가능한 빔 분리기(733)를 갖는 1차 투영 시스템(730)을 도시하는 멀티빔 전자 빔 툴(700)의 개략도인 도 7이 참조된다. 멀티빔 전자 빔 툴(700)은 (도 1의 멀티빔 장치(100)와 같은) 멀티빔 장치의 일부일 수 있다. 멀티빔 전자 빔 툴(700)은 도 6의 전자 빔 툴(600)과 유사하게 1차 투영 시스템(730) 및 2차 투영 시스템(750)을 또한 포함할 수 있다. 하지만, 몇몇 실시예에서, 1차 투영 시스템(730)은 도 6의 빔 분리기(633)와 같은 종래의 원피스 빔 분리기 대신에 조정 가능한 빔 분리기(733)를 포함할 수 있다.

조정 가능한 빔 분리기(733)를 사용하는 것은 (도 6의 전자 빔 툴(600)과 같은) 종래의 시스템에 비해 여러 이점을 제공할 수 있다. 첫째, 이전 단락들에서 설명했듯이, 조정 가능한 빔 분리기(733)는 2차 전자 빔(761)의 유효 굴곡점을 1차 광축(704)을 따라 상하로 이동시킴으로써 2차 투영 시스템(750)의 오정렬로 야기되는 수차들을 저감하는 능력을 제공하며, 이에 의해 2차 전자 빔이 메인 줌 렌즈(752)의 중심에 실질적으로 가깝게 이동할 수 있게 한다.

둘째, 몇몇 실시예에서는, 메인 줌 렌즈(752)가 샘플(708)에 더 가깝게 배치되고, 이에 의해 2차 투영 시스템(750)의 광학 성능을 더욱 향상시킬 수 있도록, (도 6의 1번 디플렉터(691)와 같은) 1번 디플렉터가 생략될 수 있다. 생략된 1번 디플렉터 대신에, 몇몇 실시예에서는 빈 필터(예를 들면, 상부 빈 필터(733a) 또는 하부 빈 필터(733b)) 내의 정전 디플렉터가 또한 1차 전자 빔 스캐닝을 위한 1번 디플렉터로서 기능할 수 있다. 그러한 실시예들에서는, 1번 디플렉터에 인가되었던 스캐닝 제어 입력이 빈 필터의 정전 디플렉터에의 여기 입력으로 오버라이드될(overriden) 수 있다.

위의 수학식 1과 유사하게, 1차 투영 시스템에 의해 통과 전자(1차 또는 2차)에 가해지는 총 힘들은 아래의 수학식 2를 기초로 나타낼 수 있다:

빈 필터(Wien filter) 내의 정전 디플렉터에 의해 발생되는 정전력은 (아래의 수학식 3으로 나타내는 바와 같이) 원래의 빈 필터 함수의 힘과 오버라이드된 스캐닝 함수의 힘의 합이기 때문에, 1차 투영 시스템(730)에 의한 총 힘(F_{total 730})은 1차 투영 시스템(630)에 의한 총 힘(F_{total 630})과 실질적으로 같다.

몇몇 실시예에서는, 스캐닝 제어 입력을 복수의 빈 필터에 분배함으로써 2개 이상의 빈 필터(예를 들면, 상부 빈 필터(733a)와 하부 빈 필터(733b) 양자 모두)가 1번 디플렉터로서 기능하도록 오버라이드될 수 있다. 게다가, 샘플(708)과 메인 줌 렌즈(752) 사이의 거리를 더욱 단축하기 위해, 몇몇 실시예에서는 전치 대물렌즈 디플렉터(792)도 생략될 수 있다. 그러한 실시예들에서는, 생략된 전치 대물렌즈 디플렉터(792)의 스캐닝 기능이 1번 디플렉터의 오버라이드와 유사하게 하나 이상의 빈 필터에 오버라이드될 수 있다. 예를 들어, 몇몇 실시예에서는 상부 빈 필터(733a)가 (도 6의 1번 디플렉터(691)와 같은) 1번 디플렉터로서 기능할 수 있고 하부 빈 필터(733b)가 전치 대물렌즈 디플렉터(792)로서 기능할 수 있다.

이제 본 발명의 실시예들에 따른, 조정 가능한 빔 분리기를 제어하는 예시적인 방법을 도시하는 플로차트인 도 8이 참조된다.

몇몇 실시예에서, (도 5a의 멀티빔 전자 빔 툴(500A)과 같은) 멀티빔 전자 빔 툴은 (도 5a의 1차 투영 시스템(530)과 같은) 1차 투영 시스템과 (도 5a의 2차 투영 시스템(550)과 같은) 2차 투영 시스템을 포함할 수 있다. 2차 투영 시스템은 (각각 도 5a의 552, 553, 및 554와 같은) 메인 줌 렌즈, 제2 줌 렌즈, 및 투영 렌즈와 같은 하나 이상의 렌즈를 포함할 수 있는데, 이들은 (도 5a의 2차 전자 빔(561)과 같은) 2차 전자 빔들을 (도 5a의 전자 빔 디바이스(540)와 같은) 전자 검출 디바이스 상으로 집속시키도록 구성된다. 2차 투영 시스템은 2차 전자 빔들을 편향시키기 위해 (도 5a의 디플렉터들(555, 556, 및 557)과 같은) 하나 이상의 디플렉터를 또한 포함할 수 있다. 1차 투영 시스템은 (도 5a의 조정 가능한 빔 분리기(533)와 같은) 조정 가능한 빔 분리기를 더 포함할 수 있다. 조정 가능한 빔 분리기는 복수의 빈 필터, 예를 들면 (도 5a의 533a와 같은) 상부 빈 필터 및 (도 5a의 533b와 같은) 하부 빈 필터를 포함할 수 있다.

2차 투영 시스템이 1차 투영 시스템과 잘 정렬되지 않으면, 2차 투영 시스템의 광학 컴포넌트들은 2차 빔 이미지들의 형상, 강도, 및 레이아웃에 변형을 유발할 수 있는 수차들을 도입할 수 있다. 이 변형은 2차 전자 수집의 효율의 저하 및 크로스토크 레벨의 증가를 초래할 수 있으며, 그에 따라 전자 검출 디바이스에 의해 생성되는 정보의 품질을 저하시킬 수 있다. 이러한 시나리오들에서, 수차들과 에러들을 줄이기 위해, 조정 가능한 빔 분리기는 도 5a 및 도 5b와 관련하여 앞서 설명한 바와 같이, 2차 전자 빔들이 2차 투영 시스템의 메인 줌 렌즈의 중심에 실질적으로 가까이 통과할 수 있도록 빔 분리기의 유효 굴곡점이 원하는 굴곡점 쪽으로 위쪽으로 또는 아래쪽으로 이동될 수 있도록 구성될 수 있다.

단계 810에서, 멀티빔 전자 빔 툴은 1차 투영 시스템에 대한, 특히 빔 분리기에 대한 2차 투영 시스템의 정렬 특성들을 식별한다. 몇몇 실시예에서, 이 정보는 멀티빔 전자 빔 툴의 조작자에 의해 측정 및 제공될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 멀티빔 전자 빔 툴은 정렬 특성들을 결정하는데 사용될 수 있는 2차 전자 빔 이미지 뷰어를 포함할 수 있다.

단계 820에서, 멀티빔 전자 빔 툴은 2차 투영 시스템의 식별된 정렬 특성들에 기초하여 원하는 굴곡점의 위치를 결정한다.

단계 830에서, 멀티빔 전자 빔 툴은 유효 굴곡점을 원하는 굴곡점의 위치 쪽으로 위쪽으로 또는 아래쪽으로 이동시키기 위해 조정 가능한 빔 분리기의 하나 이상의 제어 입력을 조정한다. 몇몇 실시예에서, 조정 가능한 빔 분리기의 빈 필터들(Wien filters)은 유효 굴곡점을 이동시키기 위해 독립적으로 제어될 수 있다. 예를 들어, (도 5a의 533a 및 533b와 같은) 상부 빈 필터와 하부 빈 필터는 (도 2의 컨트롤러(50)와 같은) 컨트롤러에 의해 독립적으로 제어될 수 있다. 컨트롤러는 제1 여기 제어 신호를 상부 빈 필터에 및 제2 여기 제어 신호를 하부 빈 필터에 제공할 수 있다. 여기 제어 신호들에 기초하여, 각 빈 필터는 편향량을 증가 또는 감소시킬 수 있으며 그래서 조정 가능한 빔 분리기의 유효 굴곡점이 그에 따라 상하로 이동할 수 있다.

단계 840에서, 멀티빔 전자 빔 툴은 단계 830에서 수행된 조정 후에 원하는 굴곡점의 위치와 실제 굴곡점의 위치 사이의 차를 결정한다. 다음으로 단계 850에서, 멀티빔 전자 빔 툴은 조정된 유효 굴곡점이 원하는 굴곡점의 위치에 실질적으로 가까운지 여부를 결정한다. 몇몇 실시예에서, 이 결정은 검출된 2차 전자들의 특성들을 기초로 할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 이 결정은 샘플의 생성된 이미지들의 특성들을 기초로 할 수 있다. 대답이 '아니오'인 경우, 멀티빔 전자 빔 툴은 조정된 굴곡점이 원하는 굴곡점과 일치할 때까지 단계 830 및 840을 반복적으로 수행한다. 조정된 굴곡점이 원하는 굴곡점의 위치에 실질적으로 가까워지면, 조정 프로세스는 단계 860에서 완료된다.

다음의 조항들을 사용하여 실시예들이 추가로 설명될 수 있다:

1. 2차 입자 빔의 경로를 변경하도록 구성된 조정 가능한 하전 입자 빔 분리기는:

1차 광축과 정렬된 제1 빈 필터(Wien filter) - 제1 빈 필터는 제1 여기 입력(excitation input)을 통해 독립적으로 제어 가능함 -; 및

1차 광축과 정렬된 제2 빈 필터 - 제2 빈 필터는 제2 여기 입력을 통해 독립적으로 제어 가능함 -:

를 포함하고,

조정 가능한 하전 입자 빔 분리기는 조정 가능한 하전 입자 빔 분리기의 유효 굴곡점이 제1 여기 입력과 제2 여기 입력에 기초하여 이동될 수 있도록 구성된다.

2. 조항 1의 조정 가능한 하전 입자 빔 분리기에서, 조정 가능한 하전 입자 빔 분리기는 유효 굴곡점이 1차 광축을 따라 이동될 수 있도록 구성된다.

3. 조항 1 및 조항 2 중 어느 하나의 조항의 조정 가능한 하전 입자 빔 분리기에서, 조정 가능한 하전 입자 빔 분리기는 제1 여기 입력이 제2 여기 입력보다 높을 때 유효 굴곡점이 1차 광축을 따라 제1 빈 필터에는 가깝게 위치되고 제2 빈 필터로부터는 멀리 떨어져 위치될 수 있도록 구성된다.

4. 조항 1 및 조항 2 중 어느 하나의 조항의 조정 가능한 하전 입자 빔 분리기에서, 조정 가능한 하전 입자 빔 분리기는 제2 여기 입력이 제1 여기 입력보다 높을 때 유효 굴곡점이 1차 광축을 따라 제2 빈 필터에는 가깝게 위치되고 제1 빈 필터로부터는 멀리 떨어져 위치될 수 있도록 구성된다.

5. 조항 1 내지 조항 4 중 어느 하나의 조항의 조정 가능한 하전 입자 빔 분리기에서, 조정 가능한 하전 입자 빔 분리기는 제1 여기 입력과 제2 여기 입력이 조정될 때 유효 굴곡점이 이동될 수 있도록 구성된다.

6. 조항 1 내지 조항 5 중 어느 하나의 조항의 조정 가능한 하전 입자 빔 분리기에서, 조정 가능한 하전 입자 빔 분리기는 2차 투영 시스템의 정렬 에러를 보상하기 위해 조정 가능한 하전 입자 빔 분리기에 대한 2차 투영 시스템의 정렬 특성들에 기초하여 유효 굴곡점이 이동될 수 있도록 구성된다.

7. 조항 6의 조정 가능한 하전 입자 빔 분리기에서, 2차 투영 시스템의 정렬 특성들은 2차 투영 시스템 내의 메인 줌 렌즈의 정렬 특성들을 포함한다.

8. 조항 1 내지 조항 7 중 어느 하나의 조항의 조정 가능한 하전 입자 빔 분리기에서, 제1 빈 필터는 샘플을 스캔하기 위해 1차 입자 빔을 편향시키도록 또한 구성된다.

9. 조항 8의 조정 가능한 하전 입자 빔 분리기에서, 제1 빈 필터는 자기 디플렉터와 정전 디플렉터를 포함하고, 정전 디플렉터는 1차 입자 빔을 샘플을 스캔하도록 편향시키기 위해 제3 여기 입력에 기초하여 정전계를 발생시킨다.

10. 1차 투영 시스템은:

1차 전자 빔 - 1차 전자 빔에 응답하여 샘플로부터 2차 전자 빔이 방출됨 - 을 샘플 상에 집속시키도록 구성된 대물렌즈; 및

2차 전자 빔의 경로를 변경하도록 구성된 조정 가능한 빔 분리기:

를 포함하고,

조정 가능한 빔 분리기는:

를 포함하고,

조정 가능한 빔 분리기는 조정 가능한 빔 분리기의 유효 굴곡점이 제1 여기 입력과 제2 여기 입력에 기초하여 이동될 수 있도록 구성된다.

11. 조항 10의 1차 투영 시스템에서, 조정 가능한 빔 분리기는 유효 굴곡점이 1차 광축을 따라 이동될 수 있도록 구성된다.

12. 조항 10 및 조항 11 중 어느 하나의 조항의 1차 투영 시스템에서, 조정 가능한 빔 분리기는 제1 여기 입력이 제2 여기 입력보다 높을 때 유효 굴곡점이 1차 광축을 따라 제1 빈 필터에는 가깝게 위치되고 제2 빈 필터로부터는 멀리 떨어져 위치될 수 있도록 구성된다.

13. 조항 10 및 조항 11 중 어느 하나의 조항의 1차 투영 시스템에서, 조정 가능한 빔 분리기는 제2 여기 입력이 제1 여기 입력보다 높을 때 유효 굴곡점이 1차 광축을 따라 제2 빈 필터에는 가깝게 위치되고 제1 빈 필터로부터는 멀리 떨어져 위치될 수 있도록 구성된다.

14. 조항 10 내지 조항 13 중 어느 하나의 조항의 1차 투영 시스템에서, 조정 가능한 빔 분리기는 제1 여기 입력과 제2 여기 입력이 조정될 때 유효 굴곡점이 이동될 수 있도록 구성된다.

15. 조항 10 내지 조항 13 중 어느 하나의 조항의 1차 투영 시스템에서, 조정 가능한 빔 분리기는 2차 투영 시스템의 정렬 에러를 보상하기 위해 조정 가능한 빔 분리기에 대한 2차 투영 시스템의 정렬 특성들에 기초하여 유효 굴곡점이 이동될 수 있도록 구성된다.

16. 조항 15의 1차 투영 시스템에서, 2차 투영 시스템의 정렬 특성들은 2차 투영 시스템 내의 메인 줌 렌즈의 정렬 특성들을 포함한다.

17. 조항 10 내지 조항 16 중 어느 하나의 조항의 1차 투영 시스템에서, 제1 빈 필터는 샘플을 스캔하기 위해 1차 입자 빔을 편향시키도록 또한 구성된다.

18. 조항 17의 1차 투영 시스템에서, 제1 빈 필터는 자기 디플렉터와 정전 렌즈를 포함하고, 정전 디플렉터는 1차 입자 빔을 샘플을 스캔하도록 편향시키기 위해 제3 여기 입력에 기초하여 정전계를 발생시킨다.

19. 샘플을 검사하기 위한 멀티빔 장치는:

조항 10 내지 조항 18 중 어느 하나의 조항의 1차 투영 시스템;

2차 전자 빔을 전자 검출 디바이스 상으로 집속시키도록 구성된 2차 투영 시스템; 및

1차 투영 시스템을 제어하기 위한 회로를 포함하는 컨트롤러:

를 포함한다.

20. 조항 19의 멀티빔 장치에서, 컨트롤러는 2차 투영 시스템의 정렬 에러를 보상하기 위해 1차 투영 시스템의 조정 가능한 빔 분리기에 대한 2차 투영 시스템의 정렬 특성들에 기초하여 유효 굴곡점을 이동시키기 위해 제1 여기 입력과 제2 여기 입력을 조정하기 위한 회로를 포함한다.

21. 조항 20의 멀티빔 장치에서, 컨트롤러는 1차 전자 빔을 샘플을 스캔하도록 편향시키기 위해 제3 여기 입력을 조정하기 위한 회로를 포함한다.

22. 조항 19 내지 조항 21 중 어느 하나의 조항의 멀티빔 장치는, 제1 여기 입력과 제2 여기 입력을 조정하기 위한 정보를 컨트롤러에 제공하도록 구성된 이미지 뷰어를 더 포함한다.

23. 복수의 2차 전자 빔을 검출 표면 상에 투영하기 위해 2차 투영 시스템을 갖는 멀티빔 시스템을 사용하여 웨이퍼를 검사하는 방법은:

2차 투영 시스템의 정렬 특성들에 기초하여 조정 가능한 빔 분리기의 원하는 굴곡점의 위치를 결정하는 단계; 및

조정 가능한 빔 분리기의 유효 굴곡점이 1차 광축을 따라 원하는 굴곡점의 위치 쪽으로 이동되도록 하기 위해 하나 이상의 제어 신호를 조정 가능한 빔 분리기로 송신하는 단계:

를 포함한다.

24. 조항 23의 방법은:

유효 굴곡점 조정이 수행된 후 원하는 굴곡점의 위치와 유효 굴곡점의 위치 사이의 차를 결정하는 단계; 및

원하는 굴곡점의 위치와 유효 굴곡점의 위치 사이의 차의 결정에 이어서, 유효 굴곡점의 위치가 원하는 굴곡점의 위치에 실질적으로 가까워질 때까지 유효 굴곡점 조정을 반복하는 단계:

를 더 포함한다.

25. 조항 23 및 조항 24 중 어느 하나의 조항의 방법에서, 조정 가능한 빔 분리기는 제1 빈 필터(Wien filter)와 제2 빈 필터를 포함하고, 하나 이상의 제어 신호를 조정하는 단계가 제1 빈 필터에의 제1 여기 입력 및 제2 빈 필터에의 제2 여기 입력을 개별적으로 조정하는 단계를 포함한다.

26. 조항 25의 방법에서, 하나 이상의 제어 신호를 조정하는 단계는 유효 굴곡점을 제1 빈 필터 쪽으로 이동시킬 수 있도록 하기 위해 제1 여기 입력을 제2 여기 입력보다 높도록 구성하는 단계를 더 포함한다.

27. 조항 25의 방법에서, 하나 이상의 제어 신호를 조정하는 단계는 유효 굴곡점을 제2 빈 필터 쪽으로 이동시킬 수 있도록 하기 위해 제2 여기 입력을 제1 여기 입력보다 높도록 구성하는 단계를 더 포함한다.

28. 조항 23 내지 조항 27 중 어느 하나의 조항의 방법에서, 2차 투영 시스템의 정렬 특성들은 2차 전자 빔 이미지 뷰어에 의해 생성된 복수의 2차 전자 빔의 하나 이상의 이미지를 기초로 식별된다.

컨트롤러(예를 들면, 도 1의 컨트롤러(50))의 프로세서가 빔 분리기의 조정(예를 들면, 도 8의 조정 가능한 빔 분리기의 제어)을 수행하게 하기 위한 명령어들을 저장하는 비일시적 컴퓨터 가독 매체가 제공될 수 있다. 비일시적 매체들의 일반적인 형태들은 예를 들면, 플로피 디스크, 플렉시블 디스크, 하드 디스크, 솔리드 스테이트 드라이브, 자기 테이프, 또는 기타 자기 데이터 스토리지 매체, CD-ROM(Compact Disc Read Only Memory: 컴팩트 디스크 읽기 전용 메모리), 기타 광 데이터 스토리지 매체, 구멍 패턴들을 갖는 임의의 물리적 매체, RAM(Random Access Memory: 랜덤 액세스 메모리), PROM(Programmable Read Only Memory: 프로그램 가능한 읽기 전용 메모리), EPROM(Erasable Programmable Read Only Memory: 소거 가능한 프로그램 가능한 읽기 전용 메모리), FLASH-EPROM, 또는 기타 플래시 메모리, NVRAM(Non-Volatile Random Access Memory: 비휘발성 랜덤 액세스 메모리), 캐시, 레지스터, 기타 메모리 칩 또는 카트리지, 및 이들의 네트워크화된 버전들을 포함한다.

본 발명의 실시예들은 위에서 설명되고 첨부 도면들에 도시된 정확한 구성에 국한되지 않으며, 그 범위로부터 일탈함이 없이 다양한 수정 및 변경이 이루어질 수 있음이 이해될 것이다. 본 발명이 다양한 실시예와 관련하여 설명되었는데, 여기에 개시된 본 발명의 명세서 및 실시를 고려하는 것으로부터 본 발명의 다른 실시예들이 본 기술분야의 통상의 기술자에게 명확해질 것이다. 본 명세서 및 예들은 예시로서만 간주됨이 의도되며, 본 발명의 진정한 범위와 정신은 이하의 청구범위에 의해 제시된다.

위의 설명은 예시를 위한 것으로 한정하고자 함이 아니다. 그래서, 아래에 기술된 청구범위의 범위로부터 일탈함이 없이 설명된 바와 같이 수정이 이루어질 수 있음이 본 기술분야의 통상의 기술자에게는 명확해질 것이다.

Claims

2차 입자 빔의 경로를 변경하도록 구성된 조정 가능한 하전 입자 빔 분리기로서,
1차 광축과 정렬된 제1 빈 필터(Wien filter) - 상기 제1 빈 필터는 제1 여기 입력(excitation input)을 통해 독립적으로 제어 가능함 -; 및
상기 1차 광축과 정렬된 제2 빈 필터 - 상기 제2 빈 필터는 제2 여기 입력을 통해 독립적으로 제어 가능함 -:
를 포함하고,
상기 조정 가능한 하전 입자 빔 분리기는 상기 조정 가능한 하전 입자 빔 분리기의 유효 굴곡점(effective bending point)이 상기 제1 여기 입력과 상기 제2 여기 입력에 기초하여 이동될 수 있도록 구성되는,
조정 가능한 하전 입자 빔 분리기.
제1 항에 있어서,
상기 조정 가능한 하전 입자 빔 분리기는 상기 유효 굴곡점이 상기 1차 광축을 따라 이동될 수 있도록 구성되는,
조정 가능한 하전 입자 빔 분리기.
제1 항에 있어서,
상기 조정 가능한 하전 입자 빔 분리기는 상기 제1 여기 입력이 상기 제2 여기 입력보다 높을 때 상기 유효 굴곡점이 상기 1차 광축을 따라 상기 제1 빈 필터에는 가깝게 위치되고 상기 제2 빈 필터로부터는 멀리 떨어져 위치될 수 있도록 구성되는,
조정 가능한 하전 입자 빔 분리기.
제1 항에 있어서,
상기 조정 가능한 하전 입자 빔 분리기는 상기 제2 여기 입력이 상기 제1 여기 입력보다 높을 때 상기 유효 굴곡점이 상기 1차 광축을 따라 상기 제2 빈 필터에는 가깝게 위치되고 상기 제1 빈 필터로부터는 멀리 떨어져 위치될 수 있도록 구성되는,
조정 가능한 하전 입자 빔 분리기.
제1 항에 있어서,
상기 조정 가능한 하전 입자 빔 분리기는 상기 제1 여기 입력과 상기 제2 여기 입력이 조정될 때 상기 유효 굴곡점이 이동될 수 있도록 구성되는,
조정 가능한 하전 입자 빔 분리기.
제1 항에 있어서,
상기 조정 가능한 하전 입자 빔 분리기는 2차 투영 시스템의 정렬 에러를 보상하기 위해 상기 조정 가능한 하전 입자 빔 분리기에 대한 상기 2차 투영 시스템의 정렬 특성들에 기초하여 상기 유효 굴곡점이 이동될 수 있도록 구성되는,
조정 가능한 하전 입자 빔 분리기.
제6 항에 있어서,
상기 2차 투영 시스템의 정렬 특성들은 상기 2차 투영 시스템 내의 메인 줌 렌즈의 정렬 특성들을 포함하는,
조정 가능한 하전 입자 빔 분리기.
제1 항에 있어서,
상기 제1 빈 필터는 샘플을 스캔하기 위해 1차 입자 빔을 편향시키도록 또한 구성되는,
조정 가능한 하전 입자 빔 분리기.
제8 항에 있어서,
상기 제1 빈 필터는 자기 디플렉터(magnetic deflector)와 정전 디플렉터(electrostatic deflector)를 포함하고, 상기 정전 디플렉터는 상기 1차 입자 빔을 상기 샘플을 스캔하도록 편향시키기 위해 제3 여기 입력에 기초하여 정전계(electrostatic field)를 발생시키는,
조정 가능한 하전 입자 빔 분리기.
복수의 2차 전자 빔을 검출 표면 상에 투영하기 위해 2차 투영 시스템을 갖는 멀티빔 시스템을 사용하여 웨이퍼를 검사하는 방법으로서,
상기 2차 투영 시스템의 정렬 특성들에 기초하여 조정 가능한 빔 분리기의 원하는 굴곡점의 위치를 결정하는 단계; 및
상기 조정 가능한 빔 분리기의 유효 굴곡점이 1차 광축을 따라 상기 원하는 굴곡점의 위치 쪽으로 이동되도록 하기 위해 하나 이상의 제어 신호를 상기 조정 가능한 빔 분리기로 송신하는 단계:
를 포함하는, 방법.
제10 항에 있어서,
유효 굴곡점 조정이 수행된 후 상기 원하는 굴곡점의 위치와 상기 유효 굴곡점의 위치 사이의 차를 결정하는 단계; 및
상기 원하는 굴곡점의 위치와 상기 유효 굴곡점의 위치 사이의 차의 결정에 이어서, 상기 유효 굴곡점의 위치가 상기 원하는 굴곡점의 위치에 가까워질 때까지 상기 유효 굴곡점 조정을 반복하는 단계:
를 더 포함하는, 방법.
제10 항에 있어서,
상기 조정 가능한 빔 분리기는 제1 빈 필터(Wien filter)와 제2 빈 필터를 포함하고, 하나 이상의 제어 신호를 조정하는 단계가 상기 제1 빈 필터에의 제1 여기 입력 및 상기 제2 빈 필터에의 제2 여기 입력을 개별적으로 조정하는 단계를 포함하는,
방법.
제12 항에 있어서,
하나 이상의 제어 신호를 조정하는 단계는 상기 유효 굴곡점을 상기 제1 빈 필터 쪽으로 이동시킬 수 있도록 하기 위해 상기 제1 여기 입력을 상기 제2 여기 입력보다 높도록 구성하는 단계를 더 포함하는,
방법.
제12 항에 있어서,
하나 이상의 제어 신호를 조정하는 단계는 상기 유효 굴곡점을 상기 제2 빈 필터 쪽으로 이동시킬 수 있도록 하기 위해 상기 제2 여기 입력을 상기 제1 여기 입력보다 높도록 구성하는 단계를 더 포함하는,
방법.
제10 항에 있어서,
상기 2차 투영 시스템의 정렬 특성들은 2차 전자 빔 이미지 뷰어에 의해 생성된 상기 복수의 2차 전자 빔의 하나 이상의 이미지를 기초로 식별되는,
방법.