KR20010080558A - 마이크로칼럼에서 효율적인 2차 전자 수집을 위한 검출기구성 - Google Patents

마이크로칼럼에서 효율적인 2차 전자 수집을 위한 검출기구성 Download PDF

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KR20010080558A
KR20010080558A KR1020017006514A KR20017006514A KR20010080558A KR 20010080558 A KR20010080558 A KR 20010080558A KR 1020017006514 A KR1020017006514 A KR 1020017006514A KR 20017006514 A KR20017006514 A KR 20017006514A KR 20010080558 A KR20010080558 A KR 20010080558A
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마리안 만코스
티. 에이치. 피. 창
로렌스 머레이
호섭 김
김 와이. 리
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조셉 제이. 스위니
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Abstract

본 발명은 마이크로칼럼에서 2차 및 후방산란 전자를 검출하기 위한 구조와 관련된 방법이다. 상기 마이크로칼럼에서 아인첼(대물) 렌즈의 상부에 위치한 2차 전자 및 후방산란 전자 검출기는 높은 효율의 축방향으로 대칭인 검출기, 짧은 칼럼, 그리고 짧은 작업거리를 제공한다. 상기 2차 전자 검출기는 편향 시스템과 아인첼 렌즈 사이, 서프레서 플레이트와 아인첼 렌즈 사이, 또는 편향 시스템과 빔 제한개구 사이에 위치한다. 후방산란 전자 검출기는 빔 제한개구와 편향 시스템 사이에 놓여지며, 상기 개구 속에 매입될 수 있다. 샘플과 아인첼 렌즈 사이에 놓여진 2차 전자 추출기는 샘플 표면상의 표면 결함 또는 특정 부분의 표면 전위에 의해 야기되는 공간 해상도를 개선시킨다.

Description

마이크로칼럼에서 효율적인 2차 전자 수집을 위한 검출기 구성 {DETECTOR CONFIGURATION FOR EFFICIENT SECONDARY ELECTRON COLLECTION IN MICROCOLUMNS}
얼라인먼트 원리가 조성된 주사형 터널 현미경(scanning tunneling microscope)(STM)하에서 작동하는 미소제작된 전자 광학 구성요소 및 필드 이미션 소스에 근거한 전자 빔 마이크로칼럼은 1980년대 말에 처음으로 소개되었다. 전자 빔 마이크로칼럼은 정교하게 집중된 전자빔을 형성하기 위해 사용되며, 개선된 빔 전류에 의한 고해상도, 작은 크기, 및 저비용의 이점들을 제공하기 사용되며, 그리고 전자 빔 리소그래피(electron beam lithography)와 같은 다양한 응용들에 사용될 수 있다. Chang, T 등에 의한 Journal of Vacuum Science Technology Bulletin 14(6), pp 3774-3781, Nov./Dec. 1996 에서 "Electron-Beam Microcolumns for Lithography and Related Applications" 및 E. Kratschmer 등에 의한 Journal of Vacuum Science Technology Bulletin 14(6), pp 3792-3796, Nov./Dec. 1996 에서 "Experimental Evaluation of a 20×20㎜ Footpront Microcolumn"에서 마이크로칼럼이 일반적으로 상술되며, 본 명세서에서 참조된다.
마이크로칼럼은 일반적인 주사형 전자 현미경(SEM)으로 사용될 수 있다. 통상적인 SEM은 2차 전자(SE)를 검출하여 2차 전자의 이미지를 생성시킨다. 일반적으로, 2차 전자는 저에너지를 가지며, 샘플의 토포그라피(topography)에 대한 정보를 제공한다. 상기 샘플의 물질 콘트라스트는 고에너지를 가지는 후방산란 전자 (backscatter electron)(BSE)를 사용하여 얻을 수 있다.
마이크로렌즈 시스템과 같은 전자 빔 소스로부터 전자가 충분한 에너지로 표면상에 충돌할 때, 2차 전자는 표면으로부터 방출된다. 2차 전자 방출의 방향과 정도는 상기 표면 기하학적 상태에 강하게 의존한다. 고에너지를 지닌 후방 산란된 전자의 방출도 상기 표면 물질 특성에 의존하여 발생할 수 있다.
도 1(종래 기술)은 통상적인 마이크로칼럼 검출 설계에 대한 측면도이다. 주요 구성요소들은 (a) 요구된 에너지까지 방출된 전자를 추출하여 가속화시키기 위한 하나 이상의 전극을 지닌 캐소드로 구성되는 전자 소스[105], (b) 집중된 빔을 형성하기 위한 대물렌즈, 전형적으로 아인첼 렌즈(Einzel lens)[130], 그리고 (c) 빔 주사를 위한 편향판[120]이다. 2차 전자 검출기는[150] 아인첼 렌즈[130]의 최하위 전극과 샘플[160] 사이에 위치한다.
1차 전자[170]는 전자 소스[105]로부터 추출되어, 제한 개구(limiting aperture)[110]를 통과하며, 최종 빔 전압이 1keV가 될 때까지 가속화되며, 그리고 아인첼 렌즈[130]를 이용하여 샘플[160]상에 재집중된다. 주기적인 전압이 편향판 [120]에 인가될 때, 상기 집중된 최초 빔[170]은 샘플[160] 위를 지나가며, 2차 전자(SE)[180]를 발생시킨다. 상기 샘플 표면으로부터 나온 2차 전자[180]는 코사인 분포를 지닌 넓은 원뿔형으로 방출된다. 상기 외부 방출 원뿔형에서 2차 전자 [180]의 단지 소부분(그림자 영역으로 도시)만이 SE 검출기[150]의 영역에 충돌한다. 수집된 2차 전자[180]는 2차 전자 이미지를 생성하기 위해 사용된다.
SE 검출기[150]와 샘플[160]사이의 간격(w)을 증가시킴으로써 검출된 2차 전자의 수율이 개선될 수 있다. 도 2(종래 기술)는 SE 검출기[250]와 샘플[260] 사이의 증가된 간격(w)을 도시한다. 예를 들면, 만약 간격(s)이 0.1㎜, 작업 거리 (w)가 1㎜이고, SE 검출기[250]가 1.5㎜의 내부 직경을 가진다면, 83°보다 더 큰 각에서 방출된 2차 전자[280]만이 SE 검출기[250]에 도달하여, 2% 미만의 검출기 효율을 가져온다. 그러나, 만약 간격(s)이 1㎜로 증가된다면, 상기 검출기 효율은 39%로 증가한다. 그러나, 간격(s)을 증가시키는 것은 아인첼 렌즈[230]를 위하여 더 큰 작업 거리(w)가 요구되며, 이것은 증가된 수차 때문에 공간 해상도(spatial resolution)의 손실을 가져온다.
통상적으로, 상기 검출기 효율을 개선하기 위하여, 바이어스 전압이 SE 검출기[250]의 표면에 인가되어, 손실될 수 있는 다소의 2차 전자를 끌어당긴다. 차폐가 (shield)[240] 일체화될 때에도, 이러한 바이어스 전압은 최초 빔[270]의 집중에는 작은 영향을 미친다. 상기 인가된 바이어스는 상기 후방산란된 전자의 수집 효율에 중요한 영향을 주지 않는다. 그러나, 더 높은 바이어스 전압은 상기 수차를 증가시키며, 그 때문에 공간 해상도를 저하시킨다.
따라서, 2차 전자의 검출 수율 증가시키며, 신호 대 잡음비를 개선시키며,그리고 작업 거리 감소로 인한 공간 해상도를 개선시키기 위한 마이크로칼럼 구조가 요구된다.
후방산란 전자(BSE) 검출기는 샘플의 물질 콘트라스에 대한 정보를 제공하며, 상기 BSE 검출기는 선택적인 장치이다. 통상적으로, 단일 검출기는 2차 전자와 후방산란 전자를 검출하기 위해 사용되며, 상기 SE/BSE 검출기는 일반적으로 대물 렌즈의 바닥에 직접 설치된다.
BSE 검출을 위한 최적의 기하학적 수집 효율을 가지기 위하여, 상기 BSE 검출기는 상기 샘플 위로 가능한 높게 설치되는 것이 필요하다. 그러나, 상기 BSE 검출기를 올림으로써, 상기 대물렌즈도 올려질 필요가 있다. 전술한 바와 같이, 상기 아인첼 렌즈를 위해 증가된 작업 거리는 공간 해상도의 손실을 가져온다. 부가하여, 상기 2차 전자는 저에너지를 가지기 때문에, 상기 SE 검출기가 상기 샘플로부터 너무 멀리 떨어져 있으면, 대량의 전자들은 상기 SE 검출기에 도달하기 전에 소실된다.
그러므로, 마이크로칼럼 구조는 고효율을 지닌 고에너지 후방산란된 전자를 검출할 필요가 있다.
본 발명은 전자 빔 마이크로칼럼(electron beam microcolumn)에 관련되며, 특히 2차 및 후방산란 전자 검출기가 설치된 마이크로 전자 빔 칼럼(micro-electron-beam-column)에 관련된다.
도 1(종래 기술)은 SE 검출기가 아인첼 렌즈(Einzel lens)와 샘플사이에 위치하며, 아인첼 렌즈의 하부에 위치한 2차 전자 검출 시스템을 도시한다.
도 2(종래 기술)는 증가된 간격(s)및 작업 간격(w)을 지닌 2차 전자 검출 시스템을 도시한다.
도 3은 SE 검출기가 아인첼 렌즈의 상부에 위치하며, 아인첼 렌즈와 편향판 사이에 위치한 2차 전자 검출 시스템을 도시한다.
도 4는 SE 검출기가 아인첼 렌즈의 상부에 위치하며, 아인첼 렌즈와 서프레서 플레이트(suppressor plate) 사이에 위치한 2차 전자 검출 시스템을 도시한다.
도 5는 SE 검출기가 아인첼 렌즈의 상부에 위치하며, 아인첼 렌즈와 빔 제한개구 사이에 위치한 2차 전자 검출 시스템을 도시한다.
도 6은 아인첼 렌즈의 상부에 위치하며, 빔 제한개구와 편향 시스템 사이에 위치한 BSE 검출기를 도시한다.
도 7은 샘플과 아인첼 렌즈 사이에 위치한 SE 추출기를 도시한다.
본 발명에 따르면, 2차 전자와 후방산란 전자를 검출하기 위한 구조 및 관련된 방법이 제공된다. 본 발명에서, 예비 아인첼 렌즈 2차 전자 검출기(즉, 전자 빔의 방향에 대하여 아인첼 렌즈의 상부에 놓여진) 및 예비 아인첼 렌즈 후방산란 전자 검출기는 SE 검출기로부터 분리되어 있으며, 고효율의 축방향으로 대칭인 전자 검출기, 짧은 칼럼 및 짧은 작업거리를 제공한다.
한 실시예에서는, SE 검출기는 아인첼 렌즈의 상부에 위치하며, 편향 시스템과 아인첼 렌즈 사이에 위치한다.
한 실시예에서는, SE 검출기는 아인첼 렌즈의 상부에 위치하며, 서프레서 플레이트와 아인첼 렌즈 사이에 위치한다. 아인첼 렌즈를 위한 차폐는 소스에 면하여 위로 향한다. 다른 실시예에서는, SE 검출기는 아인첼 렌즈의 상부에 위치하며, 편향 시스템과 빔 제한개구 사이에 위치한다. 다른 실시예에서는, 아인첼 렌즈의 상부에 SE 검출기에 부가하여, BSE 검출기는 아인첼 렌즈의 상부에 위치하며, 빔 제한개구와 편향 시스템 사이에 위치한다. 다른 실시예에서, SE 추출기는 샘플 표면에 근접한 위치에 놓여진다.
도 3은 마이크로칼럼[300]을 위한 (전자 빔에 대하여) 아인첼 렌즈의 상부에 위치한 2차 전자 검출 구성을 도시한다. 여기에서 상술된 마이크로칼럼[300]은 도 3에서 도시된 구성요소를 지지하며 둘러싸기 위한 통상적인 지지 하우징 구조를 (support housing structure)(미도시) 포함한다. 샘플[360]은 상기 마이크로칼럼 구조의 일부분인 고정 지지대[365]에 의해 고정된다.
SE 검출기[350]는 대물 렌즈[330]의 제 1 전극 위로 d 거리상에 위치한다. 대물 렌즈 위에 일정 거리로 놓여지는 SE 검출기는 검출기가 샘플과 대물 렌즈 사이에 위치한 통상적인 마이크로칼럼과는 다르다.
대물 렌즈[330]는 통상적으로 정전식 단전위 아인첼 렌즈(electrostatic unipotential Einzel lens)이나, 이에 제한되지는 않는다. 대물 렌즈[330]는 예를들면, 이머션 렌즈(immersion lens)일 수도 있다. 이머션 렌즈가 대물 렌즈[330]로 사용될 때, 대물 렌즈[330]의 최하위 전극은 접지 되지 않고, 전위가 인가된다. 그 결과, 대물 렌즈[330]의 최하위 전극과 명목상으로 접지인 샘플[360] 사이에 전계가 존재하게 된다. 최하위 전극과 샘플[360] 사이의 전계는 샘플[360]로부터 방출된 2차 전자를 끌어당기거나 또는 밀어내기 위해 사용된다. 대물 렌즈[330]에의해 집중된 전자 빔이 샘플[360]상에 쏘여질 때, 샘플[360]은 2차 전자를 방출한다. (본 명세서에서는 "아인첼 렌즈(Einzel lens)"와 "대물 렌즈(objective lens)"가 상호교환적으로 사용된다.) 특정한 아인첼 렌즈 설계와 작업 거리(w)에 근거하여 최적 전자 수집을 위한 거리(d)가 선택된다.
아인첼 렌즈[330]는 몇 eV 내지 수십 eV의 에너지를 지닌 상기 2차 전자에 대하여 매우 강한 전자 광학 렌즈의 특성을 나타낸다. 그 때문에, 2차 전자[380]는 강하게 집중되며, 넓은 원뿔형으로 대물 렌즈[330]를 빠져나간다. 상기 방출된 2차 전자[380]의 많은 부분이 SE 검출기[350]의 유효 영역에 도달한다. 이러한 구조를 지니면, 매우 작은 각에서 방출된 2차 전자들만이 검출기의 유효 영역에 도달되지 못한다. 그러므로, 검출기 효율은 개선되며, 더 좋은 신호 대 잡음비가 발생한다. 약간의 바이어스 전압을 상기 검출기 표면에 인가함으로써 더욱 개선될 수 있으며, 이것은 2차 전자 검출기[350]에 도달하지 못한 2차 전자를 끌어당긴다.
예를 들면, 작업 거리(w)가 0.5 - 1㎜, 검출기 거리(d)가 0.75㎜이며, 15 - 20°보다 큰 각도로 방출된 2차 전자[380]가 SE 검출기[350]에 도달하면, 80% 이상 검출기 효율이 발생한다.
SE 검출기[350]는 통상적인 단일 또는 이중 스테이지 마이크로채널 플레이트 (microchannel plate)(MCP)와 상업적으로 이용가능한 높은 이득, 낮은 잡음, 연속적인 다이노드형 전자 증배기로 될 수 있다.
높은 이득(104- 108)은 단일 또는 이중 스테이지 MCP 검출기를 위해 1000 -3000V의 작동 전압에서 얻어진다. 상기 검출기의 높은 고유이득은 신호 처리를 위해 사용된다. 부가적으로, 상기 MCP 검출기는 MCP와 양극수집 전극으로 (anodecollector electrode) 구성되며, 상기 양극수집 전극은 예를 들면, 마코(Marco) 또는 다른 세라믹과 같은 절연체로 만들어지며, 금속 진공 증착과 전기도금에 의해 형성된다. 그 때문에, 상기 MCP의 입력과 출력 사이에서 1000V로 작동하는 전체 검출기 장치는 단지 0.8㎜이다. SE 검출기[350]는 통상적인 p-i-n 이나 쇼트키 다이오드형(Schotty diode) 고체 상태 검출기, Everhart-Thornley 신틸레이터/광전자 증배관 결합 또는 채널트론 전자 증배관일 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.
더 큰 작업거리(w)에서, 더 큰 각도로 방출된 2차 전자는 아인첼 렌즈[330] 전극의 내부 구멍에 의해 차단될 수 있다. 아인첼 렌즈[330] 구멍의 직경을 적절히 증가시키면 소실될 수 있는 2차 전자를 회복할 수 있다.
게다가, 샘플[360]과 SE 검출기[350] 사이의 거리를 증가시키는 것은 작업 거리(w)가 각각 증가하는 것을 포함하지 않으며, SE 검출기[350] 각각의 두께는 아인첼 렌즈[330]와 샘플[360] 사이의 간격을 차지하지 않기 때문에, 작업 거리(w)는 예를 들면, 0.5㎜ 이하로 최소화될 수 있다. 작업 거리(w)가 감소될 때, 수차가 가 줄기 때문에, 공간 해상도는 상기 아인첼 렌즈 구성의 상부를 사용함으로써 더욱 개선될 수 있다.
도 4는 도 3에 대한 다른 구성을 도시한다. SE 검출기[450]는 아인첼 렌즈 [430]와 편향판[420] 사이에 위치한다. 그러나, 상기 구성에서는, SE 검출기[450]는 소스를 향해 위쪽으로 대향하는 차폐[440]를 지닌 아인첼 렌즈의 제 1 전극 바로 위에 놓여진다.
서프레서 플레이트[490]는 2차 전자가 SE 검출기[450]를 향하여 되휘도록 하기 위하여 SE 검출기[450] 위의 d 거리만큼 떨어져 위치한다.
서프레서 플레이트[490]는 축에 근접한 2차 전자를 되휘도록 하여, 상기 2차 전자가 더 넓은 분포로 SE 검출기[450]에 도달하기 때문에, 도 4에 도시된 구성은 축에 근접한 2차 전자를 보다 높은 효율로 검출할 수 있는 이점을 제공한다.
도 5는 아인첼 렌즈의 상부에 검출기를 지닌 2차 전자 검출 시스템을 위한 다른 구성을 도시한다. 여기서, SE 검출기[550]는 편향판[520] 위에 거리 b만큼 떨어져 위치하며, 상기 편향판은 아인첼 렌즈[530]의 제 1 전극 수 ㎜ 위에 있다. 거리 b는 특정한 아인첼 렌즈 설계와 작업 거리(w)에 근거하여 최적 전자 수집을 위해 선택된다.
전술한 구성과 유사하게, 2차 전자[580]는 강하게 집중되며, 넓은 원뿔형으로 아인첼 렌즈[530]를 빠져 나온다. 2차 전자[580]는 그런 후에 편향판[520]을 통과한다. 방출된 2차 전자[580]의 대부분은 2차 전자 검출기[550]의 유효영역에 도달하며, 매우 작은 각도로 방출된 2차 전자만이 도달되지 못한다. 그러므로, 검출기 효율은 개선되며, 더 좋은 신호 대 잡음비가 발생한다.
도 5에 도시된 구성은 주어진 시야를 위해 편향판[520]의 구동 전압을 감소를 허용하기 때문에, 더 큰 시야를 얻는데 유리하다.
도 6은 2차 및 후방산란된 전자를 검출하기 위한 다른 구성을 도시한다. 2차 전자는 도 3을 위해 전술한 바와 같은 유사한 방식으로 검출된다. 후방산란된 전자[680]는 1차 전자[670] 에너지와 같거나 거의 동일한 에너지로, 넓은 원뿔형의 코사인 분포로 샘플[660]의 표면으로부터 방출된다. 아인첼 렌즈[630]는 1차 전자[670]가 방출된 면 근처에 후방산란된 전자[680]를 집중시킨다. 그러나, 후방산란된 전자[680]는 매우 큰 각도로 방출된다. 1차 전자의 집중 각도(약 0.5°)보다 더 큰 각도로 방출된 후방산란된 전자[680]는 빔 제한개구[610] 밑에 위치한 BSE 검출기[690]에 의해 포획될 수 있다. 만약 BSE 검출기[690]의 내부 구멍의 직경이 충분히 작다면 즉, 직경이 몇 ㎛ 라면, 상기 후방산란된 전자의 대부분이 이러한 구성에서 검출된다.
금속-반도체-금속(MSM) 검출기, 델타-도핑된 검출기 또는 P-N 접합 검출기와 같은 표면 감지식 검출기는 빔 제한개구[610]속에 매입될 수도 있다. MSM 검출기는 아인첼 렌즈 제작을 통합시키기에 더욱 용이하다는 이점을 가진다. 상기 마이크로칼럼에서, MSM 검출기는 단지 200 - 1000의 범위에서 이득을 지니는 BSE 검출을 위해 사용될 수 있다.
아인첼 렌즈 구성의 상부에 있는 검출기는 비교적 평평한 표면으로부터 대부분의 2차 전자를 포획하는 이점을 지닌다. 깊은 구멍 또는 홈때문에, 바닥에서 방출된 2차 전자는 측면 벽에 흡수된다. 그러한 구멍 또는 홈으로부터 2차 전자를 벗어나도록 돕기 위해서는, 샘플의 표면에 정전계(electrostatic field)가 요구된다. 상기 정전계는 예를 들면, 전술한 바와 같이 이머션 렌즈(immersion) 방식으로 대물 렌즈를 사용하여 얻을 수 있다. 그러나, 상기 이머션 렌즈 방식으로 대물렌즈를 사용하는 접근법은 대물 렌즈 속에서 샘플이 다소 회전하는 바람직하지 않은 효과를 가진다. 그래서, 샘플의 표면상에 존재하는 표면 결함 또는 특정한 부분의 표면 전위는 공간 해상도를 악화시킨다.
샘플 표면상의 표면 결함 또는 특정한 부분의 표면 전위의 효과를 최소화하기 위하여, 박판의 형태인 2차 전자(SE) 추출기[735]는 도 7에서 도시된 바와 같이 샘플 표면에 근접하게 위치한다. SE 추출기[735]는 직경이 dext인 둥근 구멍을 포함한다. SE 추출기[735]에서 둥근 구멍은 칼럼 축에 정렬된다. 상기 구멍의 크기는 최초 빔이 샘플[760]을 주사하도록 하며, 검출을 위하여 SE가 샘플로부터 빠져 나올 정도로 충분히 크다. 마이크로칼럼의 경우, 통상적으로 직경 dext는 50 내지 100㎛ 이다.
전압(Vext)을 SE 추출기[735]에 인가함으로써, 깊은 구멍과 홈으로부터 전자가 빠져나오는 것을 돕기 위해 샘플에[760] 추출 전계(extraction field)가 생성된다. 같은 전위(Vext)가 대물 렌즈[730]의 최후 전극에 인가될 때, 대물 렌즈[730]와 SE 추출기[735] 사이에 전계가 없는 영역이 생성된다. 도 7에 도시된 구성을 사용함으로써, 샘플[760]상의 표면 결함과 특정 부분의 전위는 움직임에 초점을 맞추는 대물 렌즈[730]로부터 효과적으로 차단되며, 그 때문에 공간 해상도에 미치는 샘플 효과가 억제된다.
비록 본 발명은 특정한 실시예에 관하여 상술했지만, 상기 설명은 단지 본 발명의 응용의 한 본보기이며, 이에 한정되지 않는다. 다양한 다른 적용예들과 개시된 실시예들의 특징들의 결합은 이하의 청구항에 의해 정의되는 본 발명의 범주에 속한다.

Claims (36)

  1. 전자 소스;
    상기 전자 소스로부터 방출된 전자 빔에 대하여 상기 전자 소스의 하부에 위치한 정전식 대물 렌즈;
    상기 전자 빔을 편향시키기 위하여 놓여진 편향판(deflection plate); 그리고,
    상기 전자 빔에 대하여 대물 렌즈의 상부에 위치한 2차 전자 검출기를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로칼럼(microcolumn).
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 대물 렌즈가 단전위 아인첼 렌즈(unipotential Einzel lens)임을 특징으로 하는 마이크로칼럼.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 대물 렌즈가 이머션 렌즈(immersion lens)임을 특징으로 하는 마이크로칼럼.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 2차 전자 검출기는 차폐물(shield)을 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로칼럼.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 2차 전자 검출기와 차폐물은 상기 전자 빔의 목표물(target)을 향해 아래쪽으로 대향하는 것을 특징으로 하는 마이크로칼럼.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 2차 전자 검출기와 차폐물은 상기 전자 소스를 향해 위쪽으로 대향하는 것을 특징으로 하는 마이크로칼럼.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 2차 전자 검출기는 마이크로채널 플레이트(microchannel plate) 검출기임을 특징으로 하는 마이크로칼럼.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 마이크로채널 플레이트 검출기는 단일 스테이지 마이크로채널 플레이트 검출기임을 특징으로 하는 마이크로칼럼.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 마이크로채널 플레이트 검출기는 이중 스테이지 마이크로채널 플레이트검출기임을 특징으로 하는 마이크로칼럼.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 2차 전자 검출기는 상기 대물 렌즈와 상기 편향판 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 마이크로칼럼.
  11. 제 1 항에 있어서.
    2차 전자가 상기 2차 전자 검출기를 향해 되돌아 휘도록하기 위하여 놓여진 서프레서 플레이트(suppressor plate)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로칼럼.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 2차 전자 검출기는 상기 대물 렌즈와 상기 서프레서 플레이트 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 마이크로칼럼.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 2차 전자 검출기는 차폐물을 포함하며, 상기 2차 전자 검출기와 차폐물은 상기 전자 소스를 향해 위쪽으로 대향하는 것을 특징으로 하는 마이크로칼럼.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 2차 전자 검출기는 제한 개구(limiting aperture)와 상기 편향판 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 마이크로칼럼.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 대물 렌즈의 상부에 위치한 후방산란 전자 검출기(backscatter electron detector)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로칼럼.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 후방산란 전자 검출기는 제한 개구와 상기 편향판 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 마이크로칼럼.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 후방산란 전자 검출기는 상기 제한 개구 속에 매입되는 것을 특징으로 하는 마이크로칼럼.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 후방산란 전자 검출기는 표면 감지식 검출기임을 특징으로 하는 마이크로칼럼.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 표면 감지식 검출기는 금속-반도체-금속 검출기임을 특징으로 하는 마이크로칼럼.
  20. 제 18 항에 있어서,
    상기 표면 감지식 검출기는 델타 도핑된(delta-doped) 검출기임을 특징으로 하는 마이크로칼럼.
  21. 제 1 항에 있어서,
    상기 전자 빔의 목표물(target)을 위한 지지대를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로칼럼.
  22. 제 1 항에 있어서,
    상기 대물 렌즈와 상기 전자 빔의 목표물 사이에 배치된 2차 전자 추출기 (extractor)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로칼럼.
  23. 대물 렌즈를 가지는 마이크로칼럼에서 2차 전자를 검출하기 위한 방법으로서,
    상기 대물 렌즈에 의해 집중된 전자 빔을 샘플 위로 쏘이는 단계;
    상기 샘플은 그 때문에 상기 전자 빔으로부터 다수의 2차 전자와 다수의 후방산란 전자를 방출하는 단계; 그리고
    상기 전자 빔에 대하여 상기 대물 렌즈의 상부 위치에서 상기 2차 전자를 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 2차 전자 검출 방법.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 전자 빔을 편향시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 2차 전자 검출 방법.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 2차 전자를 검출하는 단계가 상기 대물 렌즈와 상기 편향이 일어나는 지점 사이의 위치에서 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 2차 전자 검출 방법.
  26. 제 25 항에 있어서,
    상기 전자 빔의 폭을 제한하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 2차 전자 검출 방법.
  27. 제 26 항에 있어서,
    상기 전자 빔의 폭을 제한하는 지점과 상기 편향이 일어나는 지점 사이의 위치에서 후방산란 전자를 검출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 2차 전자 검출 방법.
  28. 제 23 항에 있어서,
    상기 전자 빔의 폭을 제한하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 2차 전자 검출 방법.
  29. 제 28 항에 있어서,
    상기 전자 빔을 편향시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 2차 전자 검출 방법.
  30. 제 29 항에 있어서,
    상기 2차 전자를 검출하는 단계가 상기 전자 빔의 폭을 제한하는 지점과 상기 편향이 일어나는 지점 사이의 위치에서 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 2차 전자 검출 방법.
  31. 제 29 항에 있어서,
    상기 전자 빔의 폭을 제한하는 지점과 상기 편향이 일어나는 지점 사이의 위치에서 후방산란 전자를 검출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 2차 전자 검출 방법.
  32. 제 23 항에 있어서,
    바이어스 전압을 상기 대물 렌즈에 인가시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 2차 전자 검출 방법.
  33. 제 23 항에 있어서,
    상기 2차 전자가 상기 위치를 향해 휘는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 2차 전자 검출 방법.
  34. 제 23 항에 있어서,
    상기 대물 렌즈와 상기 샘플 사이에 2차 전자 추출기가 놓여지는 단계; 그리고
    상기 대물 렌즈와 상기 2차 전자 추출기 사이에 전계가 없는 영역을 생성시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 2차 전자 검출 방법.
  35. 제 34 항에 있어서,
    상기 전계가 없는 영역을 생성시키는 단계는,
    제 1 전압을 상기 추출기에 인가함으로써 상기 샘플에 추출 전계(extraction field)를 생성시키는 단계; 그리고
    제 2 전압을 상기 대물 렌즈의 최후 전극에 인가시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 2차 전자 검출 방법.
  36. 제 35 항에 있어서,
    상기 제 1 전압은 상기 제 2 전압과 동일한 것을 특징으로 하는 2차 전자 검출 방법.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100891853B1 (ko) * 2007-06-21 2009-04-08 콘티넨탈 오토모티브 시스템 주식회사 바이 퓨얼 차량의 연료 공급 장치 및 방법
KR101023430B1 (ko) * 2005-08-18 2011-03-25 전자빔기술센터 주식회사 전자 칼럼용 디텍터 및 디텍팅 방법
KR101228476B1 (ko) * 2004-07-14 2013-02-07 어플라이드 머티리얼즈 이스라엘 리미티드 진공 챔버에서 샘플 형성 및 마이크로분석을 위한 방법 및장치
KR101321049B1 (ko) * 2013-02-22 2013-10-23 한국기계연구원 전자 검출기
KR101384260B1 (ko) * 2005-12-05 2014-04-11 전자빔기술센터 주식회사 전자칼럼의 전자빔 포커싱 방법
US9934939B2 (en) 2013-10-29 2018-04-03 Samsung Electronics Co., Ltd. Scanning electron microscope system capable of measuring in-cell overlay offset using high-energy electron beam and method thereof

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009505368A (ja) * 2005-08-18 2009-02-05 シーイービーティー・カンパニー・リミティッド 電子カラムの電子ビームエネルギー変換方法
JP2010517233A (ja) * 2007-01-25 2010-05-20 エヌエフエイビー・リミテッド 改良された粒子ビーム発生装置
ES2479894B1 (es) * 2012-12-21 2015-10-13 Universidad Complutense De Madrid Dispositivo electroóptico y método para obtener haces iónicos de gran densidad y baja energía
US9159528B2 (en) 2013-06-07 2015-10-13 Samsung Electronics Co., Ltd. Electron beam apparatus
JP7482238B2 (ja) * 2020-02-21 2024-05-13 エーエスエムエル ネザーランズ ビー．ブイ． 検査装置
US11699607B2 (en) * 2021-06-09 2023-07-11 Kla Corporation Segmented multi-channel, backside illuminated, solid state detector with a through-hole for detecting secondary and backscattered electrons

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3434165B2 (ja) * 1997-04-18 2003-08-04 株式会社日立製作所 走査電子顕微鏡

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101228476B1 (ko) * 2004-07-14 2013-02-07 어플라이드 머티리얼즈 이스라엘 리미티드 진공 챔버에서 샘플 형성 및 마이크로분석을 위한 방법 및장치
KR101023430B1 (ko) * 2005-08-18 2011-03-25 전자빔기술센터 주식회사 전자 칼럼용 디텍터 및 디텍팅 방법
KR101384260B1 (ko) * 2005-12-05 2014-04-11 전자빔기술센터 주식회사 전자칼럼의 전자빔 포커싱 방법
KR100891853B1 (ko) * 2007-06-21 2009-04-08 콘티넨탈 오토모티브 시스템 주식회사 바이 퓨얼 차량의 연료 공급 장치 및 방법
KR101321049B1 (ko) * 2013-02-22 2013-10-23 한국기계연구원 전자 검출기
US9934939B2 (en) 2013-10-29 2018-04-03 Samsung Electronics Co., Ltd. Scanning electron microscope system capable of measuring in-cell overlay offset using high-energy electron beam and method thereof

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