KR20050010802A - 샘플들을 검사하기 위한 대전 입자빔 장치 및 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 제 1 대전 입자빔(BR)과 제 1 대전 입자빔의 상호작용의 결과로서 샘플(2)로부터 돌아온 제 2 입자들의 빔(BS) 사이를 공간적으로 분리하기 위한 빔 지향 방법 및 디바이스에 관한 것이다. 제 1 대전 입자빔은 개구 밖에 대전 입자 검출 영역을 가지는 검출기(9)의 개구(9A)를 통과하는 제 1 축(OA')을 따라서 빔 지향 디바이스를 향해 지향된다. 제 1 대전 입자빔의 궤도는 제 1 축에 실질적으로 평행하고 제 1 축으로부터 이격된 제 2 축(OA")을 따라서 샘플에 제 1 대전 입자빔 진행이 생기도록 영향을 받는다. 이는 검출기의 개구 밖의 검출 영역에 제 2 대전 입자빔 진행이 생기도록 한다.
Description
주사 전자현미경은 임계치수 계측 도구, 소위 CD-SEM(임계치수 주사 전자현미경) 및 결함조사 계측 도구 SEM, 소위 DR-SEM(결함조사 주사 전자현미경)에서 사용되는, 반도체 웨이퍼들의 제조에 사용되는 공지된 기술이다. SEM에서, 검사될 샘플의 표면 영역은 디바이스의 광학축을 따라서 이동하는 대전 입자들의 제 1 빔, 일반적으로 전자들에 의해서 2차원적으로 주사된다. 제 1 전자 빔으로 샘플을 조사(irradiation)하면 제 2 (또는 후면 스캐터링된) 전자들이 방출되어 제 2 전자빔이 형성된다. 제 2 전자들은 제 1 전자빔이 입사하는 샘플면에서 방출되고, 검출기에 의해서 포획되도록 돌아오고, 검출기는 그렇게 검출된 제 2 전자빔에 비례하는 출력 전기 신호를 생성한다. 제 2 전자들의 에너지 및/또는 에너지 분포는 샘플의 특성 및 조성을 나타낸다.
SEM은 일반적으로 전자빔 소스, 전자빔 컬럼(column), 및 검출 유닛과 같은 주요 구성 부품들을 포함한다. 전자빔 컬럼은 그중에서도 특히 제 1 빔 표류 공간을 형성하는 양극 튜브를 따라서 배치된 빔정렬 수단(소위 "정렬 코일들") 및 빔성형 수단(비점교정디바이스(stigmator))을 포함하고, 제 1 전자빔을 샘플 상으로 지향하고 제 2 전자들을 하나 이상의 검출 디바이스들을 향하여 지향하기 위한 포커싱 수단을 포함한다. 포커싱 어셈블리는 일반적으로 대물 렌즈 디바이스 및 주사 코일들을 포함한다.
영상 해상도를 증가시키고, 영상 획득(acquisition)을 개선하기 위해서, 제 1 전자빔이 가능한 영향을 받지 않아야 하고, 제 2 전자들은 완벽하게 검출되어야 한다. 영상 해상도의 증가는 포커싱 및 편향의 색수차를 감소시킴으로써 달성될 수 있다. 본 출원의 양수인에게 양도된 WO 01/45136호는 편향 및 포커싱 기술을 개시하고, 여기서 색수차는 샘플을 향하여 진행하는 제 1 전자빔의 한 번 또는 두 번 편향들, 즉 프리-렌즈(pre-lens) 편향, 인-렌즈(in-lens) 편향, 또는 둘 다를 사용해서 보상된다. 제 2 전자들의 완벽한 검출은 제 1 과 제 2 전자들 사이의 공간적인 분리 및 (전자들의 최소 손실로) 제 2 전자들의 효과적인 검출을 요구한다.
많은 경우에, 검출기는 컬럼을 통한 제 1 빔 진행 경로 밖의 대물 렌즈 위에 수용된다. 제 2 전자들을 검출기로 지향하기 위해서, (위너-필터(Wien-filter)로 공지된) 직교하는 전기 및 자기장 생성기가 사용된다(예, 미국 특허 5,894,124; 5,900,629호). 위너-필터에 의해 충분히 검출되지 않은 제 2 전자들의 검출을 보장하기 위해서, 전자들이 충돌할 때 제 2 전자를 생성할 수 있는 재료로 만들어진 타겟 또는 추출 전극이 추가로 사용된다. 상기 타겟에는 구멍(aperture)이 형성되고, 상기 타겟은 포커싱 수단으로 제 1 빔 진행축이 상기 구멍과 교차하도록 위치되어, 상기 구멍은 제 1 빔 홀로서 사용된다.
많은 주의가 필요하고 조절하기 힘든 위너-필터를 사용하지 않기 위해서, WO 99/26272호는 샘플에 하나 이상의 입사 각도로 제 1 빔을 주사하는 것을 제안했다. 상기 기술에 따라, 제 1 빔은 포커싱 어셈블리의 광학축에 대각선으로 진행하도록 지향되고, 제 1 빔 경로 밖에 수용된 검출기 평면 아래 배치된 방향변경(redirection) 디바이스에 의해 광학축으로 다시 지향된다. 방향변경 디바이스는 또한 제 1 및 제 2 전자들을 분리시킨다는 의미에서 제 2 전자들에 영향을 준다.
본 출원의 양수인에게 양도된 상기 WO 01/45136호의 기술은 포커싱 어셈블리를 향하여 진행하는 제 1 전자빔의 경로에 위치한 제 1 빔 구멍이 형성된 제 2 전자 검출기를 이용한다. 여기서, 편향 시스템은 검출기 다음에 위치하고(샘플을 향한 제 1 전자빔 진행방향에 관하여), 제 1 전자빔이 샘플 표면과 소정의 각도를 형성하는 축을 따라서(소위 "경사 모드(tilt mode)") 샘플 위에서 충돌하도록 제 1 전자빔의 궤도에 영향을 주도록 동작한다. 이는 패터닝된 표면들 상의 검사 및/또는 측정과 결합된 특정 종류의 검사 시스템의 또 다른 문제점을 해결하는데 목적이 있다. 상기 패턴은 일반적으로 다수의 이격된 홈들(grooves)의 형태이다. 좁은 홈 안에 위치한 외부 입자의 존재를 검출하기 위해서, 표면에 관한 주사빔을 경사지게하는 것이 바람직하다. 일반적으로, 경사 메카니즘은 대전 입자 빔 컬럼에 관한 샘플 캐리어(예, 미국특허 5,734,164; 5,894,124; 6,037,589호) 또는 컬럼(예, 미국 특허 5,329,125호) 중 하나를 기계적으로 경사지게 함으로써 구현될 수 있다. WO 01/45136호의 기술은 단일- 또는 이중-편향을 사용해서 제 1 전자빔의 궤도에 영향을 줌으로써 경사 메카니즘을 달성한다. 그러나, 상기된 동작의 경사 모드로 제 2 전자들의 유효 검출을 제공하는 동안 WO 01/45136호의 컬럼 구성은, 제 1 빔의 수직 입사각도로 동작할 때, 즉 빔 입사가 샘플의 표면에 대해 실질적으로 수직으로 동작할 때, 제 2 전자들, 특히 빠른 전자들(소위 HAR 모드)을 검출하는 것에 대해 문제가 생긴다.
본 발명은 빔 지향 디바이스에 관한 것이고, 전자들, 양전자들, 또는 이온들과 같은 전기적으로 대전된 입자들의 포커싱 빔으로 샘플들을 조사함으로써 샘플들을 검사하기 위해서 빔 지향 디바이스를 이용하는 대전 입자빔 장치에 관한 것이다. 상기 장치는, 특히 반도체 웨이퍼들의 검사를 위해서 주사 전자 현미경(SEM)의 형태로 사용된다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 대전 입자빔 디바이스를 이용한 SEM시스템의 개략적인 도면이다.
도 2A 및 2B 는 서로 다른 작업 파라미터들을 가진 디바이스에서 종래 빔지향 디바이스를 통해 제 1 및 제 2 빔 진행을 개략적으로 도시하고, 본 발명의 빔 지향 디바이스에 의해서 해결될 문제점을 도시한다.
도 3A 및 3B 는 도 2A 및 2B 의 상황에서 각각 얻어진 영상들을 도시한다.
도 4 는 본 발명의 빔 지향 디바이스의 제 1 및 제 2 빔 진행을 도시한다.
도 5A 및 5B 는 본 발명의 빔 지향 디바이스에서 얻어진 샘플의 영상들을 도시한다.
도 6 은 본 발명의 빔 지향 디바이스의 경사 모드 동작을 개략적으로 도시한다.
도 7A 내지 7C 는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 대전 입자빔 디바이스의 3개의 다른 예시들을 각각 도시한다.
도 8A 및 8B 는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 대전 입자빔 디바이스의 개략적인 도면이고, 도 8A 는 수직 모드의 빔 진행 방법을 예시하고, 도 8B 는 경사 모드의 빔 진행 방법을 예시한다.
새로운 지향 방법 및 디바이스, 및 그것을 이용하는 대전 입자 빔 디바이스를 제공함으로써 대전 입자빔을 가진 샘플들의 검사를 개선할 필요성이 존재한다.
본 발명의 중심 개념은 검출기로 제 2 대전 입자빔의 유효 검출을 제공하는 것으로 구성되는데, 상기 검출기는 개구로 만들어지고 상기 개구 밖에 검출 영역들을 가지고, 제 1 빔 진행축이 상기 개구와 교차하도록 제 1 대전 입자빔의 경로에 수용되고, 따라서 제 1 빔 구멍으로 역할한다. 이는 소위 인-컬럼(in-column) 검출기이다. 본 발명은 제 1 대전 입자빔의 샘플상으로 바람직한 입사각도를 가지고 제 1 빔 구멍 밖에 검출기의 영역에 제 2 빔이 진행하도록, 빔 검출 디바이스를 통해 진행하는 제 1 및 제 2 대전 입자빔의 궤도에 영향을 주는 것이다.
여기에서 사용된 "제 1 빔" 또는 "제 1 대전 입자빔"은 소스(음극)에 의해 생성된 대전 입자들에 의해 형성되고, 검출될 "제 2 빔"(또한 "제 2 대전 입자빔"으로 언급된)을 형성하는 대전 입자들을 두드리도록 샘플로 지향되는 대전 입자빔을 의미한다.
상기는, 제 1 축으로부터 이격된 제 2 축을 따라서 샘플 상으로 제 1 빔 입사각도를 생기게 해서, 제 1 빔 구멍 밖의 검출기의 영역을 향해서 제 2 빔 진행을 생기게 하기 위해서, 제 1 축의 빔 진행을 따라서 빔 지향 디바이스로 들어가는 제 1 빔을 편향시킴으로써 구현된다.
본 발명은 대전 입자빔 장치에 관하여 샘플을 경사지게 할 필요없이 또는 역으로 할 필요없이 "수직" 및 "경사" 동작 모드 둘 다로 동작하는 것이 가능하다. 여기서 사용된 "수직 모드"라는 용어는 샘플 상으로 재 1 빔 입사가 실질적으로 0 입사 각도, 즉 샘플 표면에 실질적으로 수직이라는 것을 의미한다. 여기서 사용된 "경사 모드"라는 용어는 샘플 표면과 0 이 아닌 소정의 각도를 형성하는 축을 따라서 샘플 상으로 제 1 빔 입사를 의미한다.
따라서, 본 발명의 일 태양에 따르면, 제 1 대전 입자빔과 제 2 대전 입자빔 - 상기 제 2 대전 입자빔은 상기 제 1 대전 입자빔과 샘플의 상호작용으로 생김 - 사이를 분리하는 방법으로서,
(a) 개구 밖에 대전 입자 검출 영역을 가진 검출기의 상기 개구를 통과하는 제 1 축을 따라서 상기 제 1 대전 입자빔을 지향시키는 단계; 및
(b) 상기 개구 밖의 상기 검출기의 검출 영역으로 상기 제 2 대전 입자빔이 진행하도록, 상기 제 1 축에 실질적으로 평행하고, 상기 제 1 축으로부터 이격된 제 2 축을 따라서 상기 제 1 대전 입자빔을 상기 샘플에 제공하기 위해서 상기 제1 대전 입자빔의 궤도에 작용하는 단계를 포함하는 입자빔 분리방법이 제공된다.
또 다른 태양에 따르면, 본 발명은 제 1 및 제 2 대전 입자빔들을 분리하는 상기 기술을 이용해서, 대전 입자빔으로 샘플을 조사하는 방법을 제공한다.
(일반적으로 양극 튜브의 세로축에 의해 형성된)제 1 축이 샘플 표면과 실질적으로 수직하도록 배치하는 것이 바람직하다. 본 발명은 또한 샘플 평면에 관하여 기울어진 (제 1 축을 형성하는)양극 튜브를 가지는 종류의 컬럼으로 동작하는 것을 제공한다. 상기 경우에, 제 1 대전 입자빔의 궤도는 상기 제 1 축과 각도를 이루는 제 2 축을 따라서 제 1 대전 입자빔 진행을 제공하도록 영향을 받는다.
본 발명의 또 다른 태양에 따라, 제 1 대전 입자빔과 제 2 대전 입자빔 - 상기 제 2 대전 입자빔은 상기 제 1 대전 입자빔과 샘플의 상호작용으로 생김 - 사이를 분리하는 방법으로서,
(a) 개구 밖에 대전 입자 검출 영역들을 가진 검출기의 상기 개구를 통과하는 제 1 축을 따라서 빔 지향 디바이스를 향해 상기 제 1 대전 입자빔을 지향시키는 단계;
(b) 광학축을 형성하는 포커싱 어셈블리 및 편향기 어셈블리 - 상기 편향기 어셈블리는 상기 포커싱 어셈블리의 상기 광학축을 따라서 2개의 연속적인 영역들에서 각각 2개의 편향 필드들을 생성하고, 상기 제 1 대전 입자빔 편향을 상기 제 1 축을 따라서 진행로부터 상기 제 1 축에 평행하고 상기 제 1 축으로부터 이격된 제 2 축을 따라서 상기 샘플에 대한 상기 제 1 대전 입자빔의 진행까지 제공하도록 상기 제 1 대전 입자빔의 궤도에 작용하고, 상기 2개의 편향 필드들은 상기 개구밖의 상기 검출기의 검출 영역에 상기 제 2 대전 입자빔 진행을 지향시키도록 상기 제 2 대전 입자빔의 궤도에 작용함 - 를 포함하는 상기 빔 지향 디바이스를 통해 상기 제 1 대전 입자빔을 통과시키는 단계를 포함하는 입자빔 분리방법이 제공된다.
일반적으로, 샘플 상으로 제 1 대전 입자빔 입사의 제 2 축은 제 1 축과 샘플 사이의 교차부의 위치로부터 이격된 위치에서 샘플과 교차한다.
빔 지향 디바이스는 (대물 렌즈 장치를 포함하는) 포커싱 어셈블리, 및 포커싱 어셈블리의 광학축에 관하여 제 1 및 제 2 빔들 각각의 궤도에 작용하는 편향 필드들을 생성하도록 동작할 수 있는 편향 어셈블리를 포함한다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 빔 지향 디바이스를 향한 제 1 빔 진행의 제 1 축은 포커싱 어셈블리의 광학축에 실질적으로 평행하다. 이는 포커싱 어셈블리의 광학축과 일치하는 제 1 축을 따라서, 또는 포커싱 어셈블리의 광학축으로부터 이격된 제 1 축을 따라서 빔 지향 디바이스를 향해 제 1 빔을 지향함으로써 구현될 수 있다. 상기 경우에, 적어도 2개의 편향 필드들이 제 1 과 제 2 빔들의 경로들 사이를 분리하고, 제 1 빔 구멍 밖의 검출기의 영역들에 제 2 빔 진행을 보장하기 위해서 사용된다. 2개의 편향 필드들은 (대물 렌즈에 대한 편향기 위치에 관하여)프리-렌즈, 프리-렌즈 및 인-렌즈, 또는 인-렌즈 및 포스트-렌즈일 수 있다. 포커싱 및 편향의 색수차 현상을 제거하거나 또는 적어도 뚜렷히 감소시키기 위해서, 동일한 2개의 편향 필드들, 또는 하나 또는 두 개의 추가 편향 필드들이 사용될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, 빔 지향 디바이스를 향한 제 1 빔 진행의 제 1 축은 포커싱 어셈블리의 광학축에 관하여 기울어진다. 상기 경우에, 빔 지향 디바이스 내에 하나의 편향 필드의 제공은 제 1 및 제 2 빔들의 경로들 사이의 성공적인 분리(즉, 제 2 빔이 검출기의 제 1 빔 구멍을 통과하는 것을 방지하는 것)를 위해서 충분하다.
소정의 0 이 아닌 입사 각도(경사 모드)로 샘플 상으로 제 1 빔을 입사하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 경우는, 수직 모드로 상기 및 다른 위치들의 조사가 가능하면서, 경사 모드가 선택적으로, 소위 샘플의 선택적인 위치에 적용되도록 할 수 있다. 경사 모드의 응용을 가능하게 하기 위해서, 제 2 빔의 궤도뿐만 아니라 제 1 빔의 궤도가 적어도 2개의 편향 필드들에 의해 영향을 받아야 한다.
본 발명의 또 다른 태양에서, 제 1 축을 따라서 빔 지향 디바이스를 향해 진행하는 제 1 대전 입자빔을 형성하고 개구 및 상기 개구 밖의 대전 입자 검출 영역들로 형성되고 상기 제 1 축이 상기 검출기의 상기 개구를 통과하도록 수용되는 검출기를 이용하는 대전 입자빔 장치에 사용하기 위한 빔 지향 디바이스로서,
광학축을 형성하고 상기 제 1 대전 입자빔을 샘플 상으로 포커싱하도록 동작하 수 있는 포커싱 어셈블리; 및
상기 제 1 축에 실질적으로 평행하고 상기 제 1 축으로부터 이격된 제 2 축을 따라서 상기 제 1 대전 입자빔을 상기 샘플 상으로 지향하기 위해서 상기 제 1 대전 입자빔의 궤도에 작용해서, 상기 개구 밖의 상기 검출기의 검출 영역에 상기 제 2 대전 입자빔 진행을 생기게 하는 편향 어셈블리를 포함하는 빔 지향 디바이스가 제공된다.
본 발명에 따라, 샘플을 조사하기 위한 대전 입자빔 장치로서,
양극 튜브의 세로축에 실질적으로 평행한 제 1 축을 따라서 입자들의 소스에 의해 생성된 제 1 대전 입자들의 진행 공간을 형성하는 양극 튜브;
개구로 형성되고 상기 개구 밖의 대전 입자 검출 영역들을 가지는 검출기 - 상기 검출기는 상기 제 1 축이 상기 개구와 교차하도록 수용됨 - ; 및
상기 검출기의 상기 개구를 통과한 상기 제 1 대전 입자빔의 경로에 수용된 빔 지향 디바이스 - 상기 빔 지향 디바이스는 상기 제 1 축과 각도를 이루는 광학축을 형성하고 상기 제 1 대전 입자빔을 샘플 상으로 포커싱하도록 동작할 수 있는 포커싱 어셈블리, 및 상기 포커싱 어셈블리의 상기 광학축에 실질적으로 평행한 제 2 축을 따라서 상기 샘플에 대한 상기 제 1 대전 입자빔을 진행시키도록 상기 제 1 대전 입자빔의 궤도에 작용하고, 상기 제 2 대전 입자빔의 궤도에 작용하도록 동작해서 상기 제 2 대전 입자빔 진행을 상기 개구 밖의 상기 검출기의 상기 영역에 제공하는 편향 어셈블리를 포함함 - 를 포함하는 대전 입자빔 장치가 제공된다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 빔 지향 디바이스가 포커싱 어셈블리의 광학축이 양극 튜브의 세로축에 평행하도록 수용된다. 편향 어셈블리는 수용되고 광학축을 따라서 연속적인 영역들에서 제 1 대전 입자빔의 궤도에 연속적으로 작용하고, 제 2 대전 입자빔의 궤도에 연속적으로 작용하도록 동작되는 적어도 2개의 편향기들을 포함한다.
상기는 포커싱 어셈블리의 광학축을 양극 튜브의 세로축과 연속적으로 일치시킴으로써 구현될 수 있다. 다른 말로, 제 1 빔은 포커싱 어셈블리의 광학축을 따라서 연속적으로 빔 지향 디바이스로 들어간다. 상기 상황에서, 수직 모드에서, 제 1 빔은 광학축과 샘플 표면 사이의 교차부 위치로부터 이격된 위치에서 샘플과 부딪친다. 경사 모드에 대해서, 제 1 빔은 광학축이 샘플과 교차하는 위치 또는 수직 모드로 제 1 빔 입사 위치에서 샘플과 부딪치기 위해서 소정의 입사 각도로 샘플과 부딪친다. 선택적으로, 포커싱 어셈블리의 광학축은 양극 튜브의 세로축으로부터 이격될 수 있다. 이는 포커싱 어셈블리의 광학축을 따라서 샘플 상으로 실질적으로 제 1 빔의 수직 입사를 제공하는 것이 가능하다.
상기 장치의 또 다른 실시예에 따라, (제 1 축을 형성하는)양극 튜브의 세로축은 포커싱 어셈블리의 광학축에 관하여 기울어진다. 상기 경우에, 편향 어셈블리는 포커싱 어셈블리의 광학축과 실질적으로 일치하는 제 2 축을 따라서 제 1 대전 입자빔 저파를 샘플에 제공하도록 동작할 수 있다.
대전 입자빔은 전자빔 또는 포커싱된 이온빔(FIB)일 수 있다. 본 발명은 이미징 측정, 계측, 결함 검사등의 목적을 위해서, 표본, 즉 반도체 웨이퍼에 적용된 SEM 등의 도구에 사용될 수 있다. 예를 들면, 본 발명은 포토리소그래피 공정 후에 일반적으로 수행되는 CD 측정, 라인 프로파일 측정, 구리-상호접속부 조사/측정, 자동 결함 분류 등에 사용될 수 있다.
더 상세히, 본 발명은 웨이퍼들, 마스크들 또는 레티클들을 검사하기 위한 SEM 시스템으로 사용되고, 따라서 상기 응용과 관련하여 아래 설명된다.
본 발명을 이해하고, 실제로 어떻게 실행되는지를 알기 위해서, 바람직한 실시예가 첨부한 도면들을 참조하여 예시적으로 설명될 것이다.
도 1 을 참조하여, 검사될 웨이퍼(2)와 결합하여, 일반적으로 1 로 지시되는SEM 시스템의 주요 컴포넌트들이 도시된다. 시스템(1)은 일반적으로 작은 팁(5)(소위 "전자총")을 가지는 전자빔 소스(4), 및 대전 입자빔 장치(6)를 포함한다. 장치(6)는 제 1 빔 표류 공간을 형성하는 양극 튜브(7), 빔 지향 디바이스(8), 및 빔 지향 디바이스(8)의 (웨이퍼(2)를 향해 제 1 빔 진행 방향에 관하여) 앞에 위치한 검출기(9)를 포함한다. 또한, 장치(6)는 일반적으로 빔 소거(blank)수단, (제 1 빔 직경, 및 정렬 코일들을 포함하는)몇몇 구멍들, 및 비점교정장치를 포함한다. 상기 엘리먼트들은 본 발명의 구성요소를 형성하지 않고, 엘리먼트들의 구성 및 동작은 당업자에게 공지되었고, 따라서 특별히 설명될 필요는 없을 것이다.
양극 튜브(7)의 세로축은 빔 지향 디바이스(8)를 향해 제 1 빔 진행(도시되지 않음)의 제 1 축(OA')을 형성한다. 검출기(9)는 중심 개구(9A)로 형성되고 개구(9A) 밖으로 검출 영역들(9B)을 가지는 판(또는 디스크)형태이다. 검출기(9)는 양극 튜브(7)의 세로축이 중심 개구를 통과하도록 소위 "인-컬럼 검출기"로 위치하고, 따라서 제 1 빔 구멍(9a)으로 역할한다. 빔 지향 디바이스(8)는 포커싱 어셈블리(10)와 편향 어셈블리(11)로 구성된다. 제 1 빔을 가진 웨이퍼의 2차원 주사를 위한 추가의 주사 코일들이 종래 방식에서 포커싱 어셈블리의 근처에 제공될 수 있다.
본 예시에서, 빔 지향 디바이스(8)는 본 출원의 양수인에게 양도된 동시 계속중인 미국출원 09/479,644호에 개시된 포커싱 어셈블리를 이용한다. 그러나, 포커싱 어셈블리의 다른 적당한 설계가 사용될 수도 있다.
따라서, 본 예시에서, 포커싱 어셈블리(10)는 일반적으로 2개의 자극편들(12a 및 12b)에 의해 형성된 자기 렌즈인 대물 렌즈(12), 및 몇몇 전극들 - 3개의 전극들(14a, 14b 및 14c)에 의해 형성된 지연 정전기 액침 렌즈(retarding electrostatic immersion lens)(14)로 구성된다. 양극 튜브(7)의 하부단은 제 1 전극(14a)으로 역할하고, 웨이퍼 표면은 제 2 전극(14c)으로 역할하고, 제 3 전극(14b)은 전극들(14a 및 14c) 사이에 위치하고 웨이퍼 근처에 만들어진 전기장을 조절하는 역할을 한다. 다른 적당한 설계의 정전기 액침 렌즈가 가능하다. 렌즈들(12 및 14)은 대물 렌즈 장치와 함께 존재하고, 포커싱 어셈블리(10)의 광학 축들(OA)을 형성한다. 본 예시에서, 축들(OA' 및 OA)은 실질적으로 일치한다.
정전기 렌즈(14)는 웨이퍼(2) 근처에서 전자들을 감속시키는 작용을 한다. 이는 다음과 관련된다: SEM에서, 제 1 전자빔의 "스폿" 크기를 나노미터까지 감소시키기 위해서(즉, 영상 해상도를 증가시키기 위해서), 빠르게 가속된 제 1 전자빔은 일반적으로 수십 킬로볼트 이상의 가속전압을 사용해서 생성된다. 그러나, 변증적(dialectical) 견본의 경우에, 저항 구조를 손상시키고, 상기 고에너지 제 1 빔을 가진 견본의 바람직하지 않은 변화를 방지하기 위해서, 감속 필드(retarding field)가 편향 포커싱된 제 1 빔의 경로에 제공되어, 포커싱 및 편향의 수차를 감소시킨다. 제 1 전자빔의 도착(landing) 에너지는 음극과 샘플 사이의 전위차에 의해 형성된다. 전자들의 바람직한 가속을 달성하기 위해서, 음극(5)과 양극(7) 사이의 적당한 전위차가 제공되어야 한다. 예를 들면, 음극 전압은 대략 (-1)kV이고, 양극 전압은 대략 (+8)kV이다. 따라서, 전자들은 9keV의 속도를 가지고 자기 렌즈(12)를 향해 전자들의 길을 따라서 가속된다. 감속 필드를 만들기 위해서 정전기 렌즈(14)의 제 2 전극(14c)에 인가된 전압은 일반적으로 양극(7)에 인가된 전압보다 실질적으로 적다. 예를 들면, 웨이퍼가 접지되고(V2=0), 전극들이 바이어스되고, 다음 전압들, 즉 (-1)kV, (+8)kV 및 (+3)kV 이 음극(5), 양극(7) 및 제 3 전극(14b)에 각각 인가될 수 있다.
실제 물리적 엘리먼트로서 정전기 렌즈의 제공하는 것은 선택적이다. 전자 감속의 동일한 효과, 소위 감속 전기장의 형성은 적당한 전압을 양극 및 웨이퍼, 또는 양극, 자극편 및 웨이퍼에 인가함으로서 달성될 수 있다. 다음은 2개의 가능한 전기 파라미터들의 예시들이다:
(1)웨이퍼는 (-5)kV로 바이어스되고, 양극 전압은 0과 같고, 음극 전압은 (-6)kV이다;
(2)웨이퍼는 (-3)kV로 바이어스되고, 자극편 전압은 0과 같고, 양극과 음극 전압은 각각 (+5)kV 와 (-4)kV이다.
감속된 제 1 전자빔은 주사 영역 내에 웨이퍼 표면에 부딪치고, 제 2 전자들과 부딪친다. 제 1 전자빔을 감속시키면서, 예를 들면 정전기 렌즈(14)에 의해서 만들어진 전기장은 제 2 전자들을 위한 가속 필드로서 작용하고, 따라서 샘플 표면으로부터 멀어지게(검출기를 향해) 제 2 전자들의 진행을 제공한다.
편향 어셈블리(11)는 2개의 편향기(16 및 18)로 구성되는데, 본 예시에서는 웨이퍼를 향한 제 1 빔 진행에 관하여 소위 인-렌즈 및 포스트-렌즈 편향기들이다. 상기 용어들은 대물 렌즈(12)의 자극편에 관하여 편향기의 위치들에 일치하고, 2개의 편향기들은 전체 렌즈 장치(10)의 포커싱 필드 내에 위치한다.
제 1 편향기(16)는 자기 렌즈 갭(즉, 자극편들(12A와 12B)사이에) 내에 장착되고, 제 2 편향기(18)는 렌즈(14)에 의해 만들어진 정전기장 내에 장착된다. 제 2 편향기(18)는 자기적(본 예시처럼), 또는 예를 들면 컨덴서 판들 형태의 정전기적일 수 있다. 편향기들(16 및 18)은 아래 더 상세히 설명되는 것처럼, 제 2 축을 따라서 샘플 상으로 제 1 빔의 입사를 제공하고, 제 1 빔 구멍(9a) 밖의 영역들(9b)내의 검출기 영역에 제 2 빔 진행을 제공하도록 함께 동작한다. 동일한 또는 추가 편향기들이 주사 목적을 위해서 사용될 수 있다.
제 1 전자빔과 샘플 사이의 상호작용에 의해 만들어진 "인-컬럼 검출기"를 가지고 제 2 전자빔의 효과적인 검출을 제공하는, 본 발명에 의해 해결될 문제점들을 예시하는 도 2A-2B 및 3A-3B 가 참조된다. 상기된 것처럼, 이를 달성하기 위해서, 제 2 빔은 제 1 빔 구멍(9a) 밖의 영역들(9b)내의 검출기 영역으로 지향되어야 하고, 따라서 제 1 빔 구멍에서 제 2 전자 손실들이 방지한다.
도 2A 및 2B 의 예시들에서, 편향 필드는 빔 지향 디바이스를 통해 제 1 빔 경로에 제공되지 않는다. 제 1 전자빔(Bp)은 제 1 축(OA')을 따라서 양극 튜브(7)를 통해 진행하고, 검출기(9)의 개구(9a)(제 1 빔 구멍)를 통과하고나서, 제 1 축(OA')과 실질적으로 일치하는 포커싱 어셈블리의 광학축(OA)을 따라서 웨이퍼에 부딪친다. 2개의 예시들에서, 양극 튜브(7)의 하단부(도 1 에 도시된 정전기 렌즈의 전극(14A))는 8kV와 동일한 전압(V양극)으로 유지된다.
도 2A 의 예시에서, 정전기 렌즈(도 1 의 14B)의 컵-전극에는 전압이 인가되지 않는다, 즉 V컵=0V이다. 상기 경우에, 정전기 렌즈에 의해 웨이퍼의 근처에 생성된 전기장은 낮은 전기장 기울기이다. 따라서, 정전기 렌즈는 제 2 전자들(Bs)을 위한 짧은-초점 렌즈로 작용한다. 결과적으로, 제 2 전자들(Bs)은 웨이퍼(2)의 근처에 광학축(OA)와 교차하고, 제 1 빔 구멍(9a)의 밤대편에서 검출기(9)의 영역들(9b)로 지향되게 된다. 도 3A 는 상기 동작 조건(Vcup=0, 수직 입사각) 및 2㎛의 시계 또는 래스터 크기로 얻어진 영상을 도시한다. 도시된 것처럼, 제 1 전자들로 조사된 전체 웨이퍼 영역이 관찰될 수 있다.
도 2B 및 3B 는 제 1 빔(Bp)의 수직 입사각도, 및 일반적인 경우인 높은 특성비(HAR)모드를 가진 상황을 도시하고, 대략 3kV의 V컵을 전극(14B)에 인가함으로써 도 1 의 구성에서 달성될 수 있다. 상기 경우에, 웨이퍼 근처의 전기장은 높은 전기장 기울기이고, 따라서 제 2 전자들(Bs)은 광학축(OA)을 따라서 실질적으로 웨이퍼와 상호작용하는 제 1 빔의 위치(L1)로부터 진행하고, 제 1 빔 구멍(9a)에서 소실된다. 결과적으로, 블랙 스폿은 웨이퍼의 영상 영역의 중심 영역을 커버한다.
도 4 를 참조하여, HAR모드(V컵=3kV)로 동작하는 도 1 의 빔 지향 디바이스(8)를 통한 빔 진행이 개략적으로 도시된다. 제 1 빔(Bp)은 제 1 축(OA')을 따라서 양극 튜브(7)를 통해 진행하고, 검출기(9)의 제 1 빔 구멍(9a)을 통과하고, 빔 지향 디바이스(8)로 들어간다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, 제 1 축(OA')은 일반적으로 포커싱 어셈블리의 광학축(OA)에 평행하고, 본 예시에서 광학축과 실질적으로 일치한다. 빔 지향 디바이스에서, 제 1 빔(Bp)은 광학축(OA)으로부터 멀어지는 방향으로 제 1 검출기의 제 1 검출 필드에 의해 편향되고(광학축과 몇 도, 바람직하게 1-3도의 각도를 형성하고), 이어 제 1 빔 진행의 제 1 축(OA')에 평행하고, 이격된 제 2 축(OA")을 따라서 진행하도록 제 2 편향기(18)의 제 2 편향 필드에 의해 편향된다. 제 2 축(OA")은 웨이퍼 표면과 제 1 축(OA') 사이 교차부의 위치(L2)로부터 이격된(예, 대략 50-100㎛) 위치(L1)에서 웨이퍼 표면과 교차한다.
제 2 빔(Bs)은 축(OA")으로부터 멀어지게 빔(Bs)을 편향하는 제 2 검출기(18)의 편향 필드로 들어갈 때까지, 축(O")을 따라서(일반적으로, 포커싱 어셈블리의 광학축에 평행한 축을 따라서) 위치(L1)로부터 뒤로 진행된다. 이어, 제 1 편향기(16)의 편향 필드는 반대 방향(제 1 편향 필드와 비교해서)으로 제 2 빔(Bs)을 편향하고, 따라서 검출기의 영역(9b)에 대한 축(OA")을 따라서 제 2 빔 진행을 보장한다. 본 예시에서, 축(OA")은 광학축(OA)(제 1 축(OA')뿐만 아니라)에 평행하다. 그러나, 이는 필수적인 조건은 아니다.
도 5A 및 5B 는 도 4 의 상기 상황으로 얻어진 실험적인 결과들을 도시하는데, 0.05A 및 0.07A의 전류가 편향기들(16 및 18)에 인가되고, 제 1 빔 구멍(9a)은 1mm 직경이다. 상기 두 실험에서, FOV의 값은 각각 820㎛ 및 2㎛이다. 도시된 것처럼, 더 높은 FOV값을 가질 때(도 5A)조차도, 블랙 스폿(제 1 빔 구멍)은 조사된 영역의 중심 영역으로부터 측면으로 이동되고, FOV값을 감소시킴으로써(도 5B), 전체 조사된 영역이 보일 수 있다.
도 6 은 도 1 의 빔 지향 디바이스(8)의 경사 모드 동작을 도시한다. 이는 편향기들(16 및 18)을 통한 전류를(수직 모드에서 사용된 것과 비교해서), 예를 들면 0.7A 및 0.6A 로 각각 증가시킴으로써 달성된다. 도시된 것처럼, 제 1 빔(Bp)는 편향기들(16 및 18)의 편향 필드에 의해 연속적으로 영향을 받고, 광학축(OA)과 소정의 각도 θ(예, 15˚-각도)를 형성하는 축(OA")을 따라서 웨이퍼(2) 상의 위치(L1)로의 제 1 빔 입사각도를 만든다. 제 2 빔(Bs)는 포커싱 어셈블리의 광학축(OA)에 평행한 축을 따라서 위치(L1)로부터 처음으로 진행되고나서, 검출기의 영역(9b)을 향해 축(OA"')을 따라서 진행하도록 검출기들(16 및 18)에 의해 연속적으로 편향된다.
상기된 것처럼, 경사 모드는 소위 "측벽 이미징"이 홈의 벽 상에 위치한 외부 입자들을 검출하고, 및/또는 홈의 치수들을 측정가능하게 하기 위해서 패터닝된 표면들(즉, 다수의 홈들이 형성된)을 검사하는 것을 가능하게 한다. 웨이퍼 표면으로 제 1 빔의 작은 입사 각도(3˚-6˚)조차도 상기 목적을 위해서 충분하다. 이는 웨이퍼의 연속적인 영역들이 수직 모드로 연속적으로 조사되는 동안에, 특정 위치(즉, 특장 영역에 대해)에서 시스템이 "경사"모드로 스위칭되는 것을 의미한다.
도 7A-7C 를 참조하여, 본 발명의 또 다른 실시예의 3개의 예시들이 각각 도시된다. 이해를 돕기 위해서, 동일한 참조번호들이 도 1 의 대전 입자빔 장치 및 도 7A-7C 의 장치들(106A, 106B 및 106C)에 동일한 컴포넌트들을 지시하기 위해 사용된다. 상기 예시들에서, 도 1 의 예시와 구별해서, 양극 튜브(7)의 세로축(OA')(즉, 빔 지향 디바이스(8)를 향해 제 1 빔 진행의 제 1 축) 및 포커싱 어셈블리의 광학축(OA)은 위치들(L2및 L1)에서 웨이퍼 표면과 각각 교차하는 이격된 평행관계에 정렬된다.
빔 지향 디바이스(108A)(도 7A)는 대물 렌즈 평면(12) 다음의 광학축(OA)을 따라서 이격된 관계에 수용된 편향기들(116A 및 118B)을 사용해서 이중 프리-렌즈 편향을 이용한다. 선택적으로, 추가 인-렌즈 및 포스트-렌즈 주사 편향기들(20 및 22)은 편향기들(116A 및 118A)과 별도로 동작하도록 제공되고, 예를 들면 광학축(OA)으로 제 1 빔 입사각도를 가진 경사 모드를 제공한다. 본 예시에서, 상기 편향기들(20 및 22)의 동작은 도시되지 않는다. 따라서, 제 1 축(OA')을 따라서 진행하는 제 1 전자빔(Bp)은 검출기(9)의 제 1 빔 구멍(9A)을 통과하고, 광학축(OA)을 향해 제 1 전자빔(Bp)을 편향하는 검출기(116A)의 편향 필드로 들어간다. 이어, 제 1 전자빔은 광학축(OA)과 실질적으로 일치하는 축(OA")을 따라서 웨이퍼(2)를 향한 빔 진행을 제공하도록 반대 방향으로 편향기(118A)의 편향 필드에 의해 편향된다. 이어, 제 1 전자빔(Bp)은 웨이퍼 상의 위치(L1)에 부딪치고, 광학축(OA)에 평행한 축을 따라서 웨이퍼로부터 뒤로 진행하는 제 2 빔(Bs)과 충돌한다. 편향기들(118A및 116A)의 동일한 편향 필드는 검출기 영역(9B)에 축(OA"')을 따라 진행을 제공하는 제 2 빔(Bs)의 궤도에 영향을 준다.
도 7B 의 빔 지향 디바이스(108B)는 하나의 프리-렌즈 편향 및 하나의 인-렌즈 편향 - 검출기들(116B 및 118B)에 의해 형성된 이중 편향을 이용한다. 추가의 포스트-렌즈 편향기(22)는 예를 들면, 바람직한 경사 모드를 제공하기 위해서 편향기(118B)와 함께 동작하도록 선택적으로 제공될 수 있다. 디바이스(108B)를 통한 제 1 및 제 2 빔 진행이 자명하게 도면에 도시된다. 제 1 빔 구멍(9A) 밖의 검출기 영역(9B)에 의한 제 2 빔(Bs)의 검출이 제공된다.
도 7C 는 빔 지향 디바이스(108C)를 도시하는데, 2개의 편향기들 - 인-렌즈 편향기(116C) 및 포스트-렌즈 편향기(118C)가 제 1 및 제 2 빔들의 궤도에 영향을 주기 위해서 사용된다. 상기된 것처럼, 도 1 의 포커싱 어셈블리(자기 대물 렌즈(12) 및 정전기 렌즈(14))를 사용할 때, 프리-렌즈 및 인-렌즈 편향기들 둘 다는 전체 포커싱 어셈블리의 포커싱 필드 내에 수용된다. 도 7C 에서, 수직 동작 모드를 가진 제 1 및 제 2 빔 진행 방법이 실선으로 도시되고, 경사 모드는 점선으로 도시된다. 수직 모드에서 경사 모드로 스위칭하는 것은 편향기들의 전기 파라미터들을 적당히 변화함으로써(편향기들의 코일들을 통한 전류를 증가시킴으로써) 달성된다. 경사 모드는 이전 설명된 예시들로 또한 얻어질 수 있다.
따라서, 도 4 의 예시와 유사하게 도 7A-7C 의 상기 예시들에서, 제 1 빔(Bp)은 광학축(OA)에 평행한 축(OA")을 따라서(도 7A-7C에서 광학축을 실질적으로따라서, 도 4 에서 광학축으로부터 이격된 축을 따라서) 웨이퍼(2)에 부딪친다. 따라서, 제 2 전자빔(Bs)은 항상 제 1 빔 구멍(9a) 밖의 검출기 영역의 영역(9b)으로 지향된다.
도 8A 및 8B 를 참조하여, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 대전 입자 빔 장치(206)가 설명된다. 여기서, 검출기(209)의 중심축뿐만 아니라 양극 튜브(제 1 축(OA'))는 빔 지향 디바이스(208)의 포커싱 어셈블리의 광학축(OA)와 각도, 예를 들면 대략 1-2°의 각도를 형성한다. 빔 지향 디바이스(208)의 편향기들(216 및 218)은 2개의 프리-렌즈 편향기들, 하나의 프리-렌즈 및 하나의 인-렌즈 편향기, 또는 하나의 인-렌즈 및 하나의 포스트-렌즈 편향기일 수 있다. 도 8A 는 수직 모드를 가진 빔 진행 방법을 예시하고, 도 8B 는 경사 모드를 가진 빔 진행 방법을 예시한다.
도 8A 에 도시된 것처럼, 제 1 빔(Bp)은 제 1 빔 구멍(9B)을 통과하는 제 1 축(OA')을 따라서 빔 지향 디바이스(208)을 향해 진행하고, 제 1 축(OA')과 각도를 형성하는 (광학축(OA)과 실질적으로 일치하는)제 2 축(OA1")을 따라서 웨이퍼에 부딪치기 위해서 편향기(216)에 의해 편향된다. 축(OA")은 제 1 축(OA')과 웨이퍼 표면과 사이의 교차부의 위치(L2)로부터 이격된 위치(L1)에서 웨이퍼 표면과 교차한다. 제 2 전자빔(Bs)은 광학축(OA)을 따라서 뒤로 진행하고, 제 1 빔 구멍(9a) 밖의 검출기 영역(9b)에 진행하기 위해서만 동일한 편향기(216)에 의해 편향된다.
도 8B 에 도시된 것처럼, 제 1 빔(Bp)은 검출기의 제 1 빔 구멍(9A)을 통과한 제 1 축(OA')을 따라서 진행하고나서, 반대 방향으로 편향기들(216 및 218)에 의해 연속적으로 편향된다. 이는 제 2 축(OA')을 따라서 웨이퍼 상의 위치(L1)로 제 1 빔 입사 각도를 만든다. 상기 위치에서 충돌된 제 2 빔(Bs)은 광학축(OA)에 평행한 축을 따라서 뒤로 진행하고, 편향기들(218 및 216)에 의해 연속적으로 편향되고, 따라서 제 1 빔 구멍 밖의 검출 영역(9B)으로 축(OA'")을 따라서 진행한다.
도 8A 및 8B 의 구성에서, 제 2 편향기의 제공은 본 발명의 목적, 즉, 수직 모드로 동작할 때 제 1 빔과 제 2 빔 사이를 분리하고 제 2 빔을 검출기 영역(9b)로 지향하기 위해서 선택적이다. 그러나, "경사 모드"로 동작하기 위해서, 적어도 2개의 편향기들을 제공하는 것이 바람직하다.
성공적인 "측벽 이미징"은 추출 전기장(또는 "승급전압(boosting voltage)")이 사용되지 않을 때, 즉 다음 조건들, 입사빔을 경사지게 해서 달성될 수 있다. 상기 경우에, 제 2 편향기의 제공이 편향의 색수차에 충분하게 영향을 주지는 않지만, 상기 편향기의 적당한 동작은 입사빔의 성공적인 경사짐, 즉 "수직" 및 "경사"모드들로 웨이퍼 상의 동일한 위치의 검사가 가능하게 한다. 그러나, 추출 필드의 제공은 일반적으로 이미징을 개선한다.
당업자들은 첨부된 청구항들에 의해 한정된 본 발명의 범위를 벗어나지 않고서 본 발명의 실시예들에 적용될 수 있는 다양한 변경 및 개조들이 가능하다는 것을 인식할 것이다. 빔 지향 디바이스 및 본 발명에 따라 구성되고 동작하는 대전입자빔 장치는 조사, 계측, 결함 검사 또는 유사한 도구들에 사용될 수 있다.
Claims (43)
- 제 1 대전 입자빔과 제 2 대전 입자빔 - 상기 제 2 대전 입자빔은 상기 제 1 대전 입자빔과 샘플의 상호작용으로 생김 - 사이를 분리하는 방법으로서,(a) 개구 밖에 대전 입자 검출 영역을 가진 검출기의 상기 개구를 통과하는 제 1 축을 따라서 상기 제 1 대전 입자빔을 지향시키는 단계; 및(b) 상기 개구 밖의 상기 검출기의 검출 영역으로 상기 제 2 대전 입자빔이 진행하도록, 상기 제 1 축에 실질적으로 평행하고, 상기 제 1 축으로부터 이격된 제 2 축을 따라서 상기 제 1 대전 입자빔을 상기 샘플에 제공하기 위해서 상기 제 1 대전 입자빔의 궤도에 작용하는 단계를 포함하는 입자빔 분리방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 작용 단계는,상기 제 1 대전 입자빔을 상기 제 1 축을 따르는 진행에서 상기 제 2 축을 따르는 상기 제 1 대전 입자빔의 진행으로 상기 제 1 대전 입자빔을 편향시키는 2개의 편향 필드 - 상기 2개의 편향 필드는 상기 제 2 대전 입자빔을 상기 개구 밖의 상기 검출기의 상기 검출 영역에 제공하도록 상기 제 2 대전 입자를 편향시킴 - 를 생성하는 편향 어셈블리를 통해 상기 제 1 대전 입자빔을 통과시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 입자빔 분리방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 작용 단계는,상기 제 1 축에 평행한 광학축을 가지는 포커싱 어셈블리, 및 편향 어셈블리 - 상기 편향 어셈블리는 상기 제 1 축을 따르는 진행에서 상기 포커싱 어셈블리의 상기 광학축에 평행한 상기 제 2 축을 따르는 상기 제 1 대전 입자빔을 제공하도록 상기 제 1 대전 입자빔을 편향함 - 포함하는 빔 지향 디바이스를 통해 상기 제 1 대전 입자빔을 통과시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 입자빔 분리방법.
- 제 3 항에 있어서,상기 편향 단계는 상기 포커싱 어셈블리의 상기 광학축을 따라서 2개의 연속적인 위치들에서 상기 제 1 대전 입자빔을 2개의 편향 필드에 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 입자빔 분리방법.
- 제 3 항에 있어서,상기 제 1 축은 상기 포커싱 어셈블리의 상기 광학축에 실질적으로 평행하고 상기 광학축으로부터 이격된 것을 특징으로 하는 입자빔 분리방법.
- 제 5 항에 있어서,상기 제 2 축은 상기 포커싱 어셈블리의 상기 광학축과 실질적으로 일치하는 것을 특징으로 하는 입자빔 분리방법.
- 제 3 항에 있어서,상기 제 1 축은 상기 포커싱 어셈블리의 상기 광학축과 실질적으로 일치하는 것을 특징으로 하는 입자빔 분리방법.
- 제 7 항에 있어서,상기 제 2 축은 상기 포커싱 어셈블리의 상기 광학축에 평행하고 상기 광학축으로부터 이격된 것을 특징으로 하는 입자빔 분리방법.
- 제 1 대전 입자빔과 제 2 대전 입자빔 - 상기 제 2 대전 입자빔은 상기 제 1 대전 입자빔과 샘플의 상호작용으로 생김 - 사이를 분리하는 방법으로서,(a) 개구 밖에 대전 입자 검출 영역을 가지는 검출기의 상기 개구를 통과하는 제 1 축을 따라서 편향 어셈블리를 향해 상기 제 1 대전 입자빔을 지향시키는 단계; 및(b) 상기 개구 밖의 상기 검출기의 검출 영역에 상기 제 2 대전 입자빔 진행하도록, 상기 편향 어셈블리를 통해 상기 제 1 대전 입자빔을 통과시킴으로써, 상기 제 1 축에 실질적으로 평행하고 상기 제 1 축으로부터 이격된 제 2 축을 따라서 상기 샘플에 상기 제 1 대전 입자빔 진행을 제공하기 위해서 상기 제 1 대전 입자빔의 궤도에 작용하는 단계를 포함하는 입자빔 분리방법.
- 제 1 대전 입자빔과 제 2 대전 입자빔 - 상기 제 2 대전 입자빔은 상기 제 1 대전 입자빔과 샘플의 상호작용으로 생김 - 사이를 분리하는 방법으로서,(a) 개구 밖에 대전 입자 검출 영역들을 가진 검출기의 상기 개구를 통과하는 제 1 축을 따라서 빔 지향 디바이스를 향해 상기 제 1 대전 입자빔을 지향시키는 단계;(b) 광학축을 형성하는 포커싱 어셈블리 및 편향기 어셈블리 - 상기 편향기 어셈블리는 상기 포커싱 어셈블리의 상기 광학축을 따라서 2개의 연속적인 영역들에서 각각 2개의 편향 필드들을 생성하고, 상기 제 1 대전 입자빔 편향을 상기 제 1 축을 따라서 진행로부터 상기 제 1 축에 평행하고 상기 제 1 축으로부터 이격된 제 2 축을 따라서 상기 샘플에 대한 상기 제 1 대전 입자빔의 진행까지 제공하도록 상기 제 1 대전 입자빔의 궤도에 작용하고, 상기 2개의 편향 필드들은 상기 개구 밖의 상기 검출기의 검출 영역에 상기 제 2 대전 입자빔 진행을 지향시키도록 상기 제 2 대전 입자빔의 궤도에 작용함 - 를 포함하는 상기 빔 지향 디바이스를 통해 상기 제 1 대전 입자빔을 통과시키는 단계를 포함하는 입자빔 분리방법.
- 제 1 대전 입자빔과 제 2 대전 입자빔 - 상기 제 2 대전 입자빔은 상기 제 1 대전 입자빔과 샘플의 상호작용으로 생김 - 사이를 분리하는 방법으로서,개구 밖에 대전 입자 검출 영역들을 가진 검출기의 상기 개구를 통과하는 제 1 축을 따라서 빔 지향 디바이스를 향해 상기 제 1 대전 입자빔을 지향시키는 단계;상기 제 1 축과 각도를 이루는 광학축을 형성하는 포커싱 어셈블리, 및 편향 어셈블리 - 상기 편향 어셈블리는 상기 제 1 축을 따르는 진행에서 상기 포커싱 어셈블리의 상기 광학축에 실질적으로 평행한 제 2 축을 따르는 상기 샘플에 대한 상기 제 1 대전 입자빔의 진행으로 상기 제 1 대전 입자빔을 편향시키고, 상기 제 2 대전 입자빔 진행을 상기 개구의 상기 검출기의 검출 영역에 제공하도록 상기 제 2 대전 입자빔의 궤도에 작용하도록 동작할 수 있음 - 를 포함하는 상기 빔 지향 디바이스를 통해 상기 제 1 대전 입자빔을 통과시키는 단계를 포함하는 입자빔 분리방법.
- 대전 입자빔으로 샘플을 조사하는 방법으로서,개구 밖에 대전 입자 검출 영역들을 가진 검출기의 상기 개구를 통과하는 제 1 축을 따라서 빔 지향 디바이스를 향해 진행하는 제 1 대전 입자빔을 제공하는 단계;광학축을 형성하는 포커싱 어셈블리 및 편향 어셈블리를 포함하는 상기 빔 지향 디바이스를 통해 제 1 대전 입자빔을 통과시키는 단계를 포함하며,상기 제 1 축에 평행하고 상기 제 1 축으로부터 이격된 제 2 축을 따라서 상기 제 1 대전 입자빔 진행이 생기고, 상기 개구 밖의 상기 검출 영역에 상기 제 1 대전 입자빔과 상기 샘플 사이의 상호작용에 의해 생성된 제 2 대전 입자빔의 진행이 생기도록 상기 제 1 대전 입자빔의 궤도에 작용하는 샘플 조사방법.
- 제 12 항에 있어서,제 1 축은 상기 샘플 표면에 실질적으로 수직인 것을 특징으로 하는 샘플 조사방법.
- 제 13 항에 있어서,상기 제 1 축은 상기 포커싱 어셈블리의 상기 광학축에 실질적으로 평행한 것을 특징으로 하는 샘플 조사방법.
- 제 14 항에 있어서,상기 제 1 축은 상기 포커싱 어셈블리의 상기 광학축과 실질적으로 일치하고, 상기 제 2 축은 상기 포커싱 어셈블리에 평행하고 상기 포커싱 어셈블리로부터 이격된 것을 특징으로 하는 샘플 조사방법.
- 제 13 항에 있어서,상기 제 1 축은 상기 포커싱 어셈블리의 상기 광학축으로부터 이격된 것을 특징으로 하는 샘플 조사방법.
- 제 16 항에 있어서,상기 제 2 축은 상기 포커싱 어셈블리의 상기 광학축과 실질적으로 일치하는 것을 특징으로 하는 샘플 조사방법.
- 제 12 항에 있어서,상기 편향 어셈블리는 상기 포커싱 어셈블리의 상기 광학축을 따라서 연속적인 위치들에서 상기 제 1 대전 입자빔의 2개의 편향 필드들 - 상기 편향 필드들은 상기 제 2 대전 입자빔의 궤도에 작용해서 상기 개구 밖의 상기 검출 영역에 상기 제 2 대전 입자빔을 진행함 - 을 제공함으로써 상기 제 1 대전 입자빔의 궤도에 작용하는 것을 특징으로 하는 샘플 조사방법.
- 대전 입자빔으로 샘플을 조사하는 방법으로서,개구 밖에 대전 입자 검출 영역들을 가진 검출기의 상기 개구를 통과하는 제 1 축을 따라서 빔 지향 디바이스를 향해 진행하는 상기 제 1 대전 입자빔을 제공하는 단계;상기 제 1 축과 각도를 이루는 광학축을 형성하는 포커싱 어셈블리 및 편향 어셈블리를 포함하는 상기 빔 지향 디바이스를 통해 제 1 대전 입자빔을 통과시키는 단계를 포함하며,상기 제 1 축에 평행하고 상기 제 1 축으로부터 이격된 제 2 축을 따라서 상기 제 1 대전 입자빔 진행이 생기고, 상기 개구 밖의 상기 검출 영역에 상기 제 1 대전 입자빔과 상기 샘플 사이의 상호작용에 의해 생성된 제 2 대전 입자빔의 진행이 생기도록 상기 제 1 대전 입자빔의 궤도에 작용하는 샘플 조사방법.
- 제 19 항에 있어서,상기 편향 어셈블리는 상기 제 1 축을 따르는 진행에서 상기 포커싱 어셈블리의 상기 광학축에 실질적으로 평행한 상기 제 2 축을 따르는 상기 제 1 대전 입자빔의 진행으로 상기 제 1 대전 입자빔을 편향시키는 적어도 하나의 편향 필드 - 상기 적어도 하나의 편향 필드는 상기 개구 밖의 상기 검출 영역에 상기 제 2 대전 입자빔을 진행시키도록 상기 제 2 대전 입자빔을 편향시킴 - 를 제공함으로써 상기 제 1 대전 입자빔의 궤도에 작용하는 것을 특징으로 하는 샘플 조사방법.
- 제 1 축을 따라서 빔 지향 디바이스를 향해 진행하는 제 1 대전 입자빔을 형성하고 개구 및 상기 개구 밖의 대전 입자 검출 영역들로 형성되고 상기 제 1 축이 상기 검출기의 상기 개구를 통과하도록 수용되는 검출기를 이용하는 대전 입자빔 장치에 사용하기 위한 빔 지향 디바이스로서,광학축을 형성하고 상기 제 1 대전 입자빔을 샘플 상으로 포커싱하도록 동작하 수 있는 포커싱 어셈블리; 및상기 제 1 축에 실질적으로 평행하고 상기 제 1 축으로부터 이격된 제 2 축을 따라서 상기 제 1 대전 입자빔을 상기 샘플 상으로 지향하기 위해서 상기 제 1 대전 입자빔의 궤도에 작용해서, 상기 개구 밖의 상기 검출기의 검출 영역에 상기 제 2 대전 입자빔 진행을 생기게 하는 편향 어셈블리를 포함하는 빔 지향 디바이스.
- 제 21 항에 있어서,상기 광학축은 상기 제 1 대전 입자빔 진행의 상기 제 1 축에 실질적으로 평행한 것을 특징으로 하는 빔 지향 디바이스.
- 제 22 항에 있어서,상기 광학축은 상기 제 1 축에 실질적으로 일치하고, 상기 제 2 축은 상기 광학축으로부터 이격된 것을 특징으로 빔 지향 디바이스.
- 제 21 항에 있어서,상기 광학축은 상기 제 1 축으로부터 이격된 것을 특징으로 하는 빔 지향 디바이스.
- 제 24 항에 있어서,상기 제 2 축은 상기 포커싱 어셈블리의 상기 광학축과 실질적으로 일치하는 것을 특징으로 하는 빔 지향 디바이스.
- 제 21 항에 있어서,상기 편향 어셈블리는 상기 포커싱 어셈블리의 상기 광학축을 따라서 2개의 이격된 위치들에서 수용되고 2개의 편향 필드들을 상기 제 1 대전 입자빔 및 상기 제 2 대전 입자빔에 적용하도록 동작할 수 있는 2개의 편향기들을 포함하는 것을특징으로 하는 빔 지향 디바이스.
- 제 21 항에 있어서,상기 포커싱 어셈블리는 자기 대물 렌즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 빔 지향 디바이스.
- 제 27 항에 있어서,상기 포커싱 어셈블리는 상기 샘플에 대한 상기 제 1 빔 진행의 방향에 관하여 상기 자기 대물 렌즈의 다음에 수용된 정전기 액침 렌즈를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 빔 지향 디바이스.
- 제 27 항에 있어서,상기 편향 어셈블리는 상기 포커싱 어셈블리의 상기 광학축을 따라서 2개의 이격된 위치들에서 수용되고 2개의 편향 필드들을 상기 제 1 대전 입자빔 및 상기 제 2 대전 입자빔에 적용하도록 동작할 수 있는 2개의 편항기들을 포함하는 것을 특징으로 하는 빔 지향 디바이스.
- 제 29 항에 있어서,상기 샘플에 대한 상기 제 1 빔 진행 방향에 관하여, 하나의 편항기는 상기 자기 대물 렌즈의 앞에 위치하고, 나머지 편항기는 상기 자기 대물 렌즈 다음에 위치하는 것을 특징으로 하는 빔 지향 디바이스.
- 제 29 항에 있어서,상기 편항기들은 상기 샘플에 대한 상기 제 1 빔 진행 방향에 관하여 상기 자기 대물 렌즈의 앞에 위치하는 것을 특징으로 하는 빔 지향 디바이스.
- 제 29 항에 있어서,하나의 편향기는 상기 샘플에 대한 상기 제 1 빔 진행 방향에 관하여 상기 자기 대물 렌즈 앞에 위치하고, 나머지 편향기는 상기 자기 대물 렌즈에 인접하여 위치하는 것을 특징으로 하는 빔 지향 디바이스.
- 제 29 항에 있어서,하나의 편향기는 상기 샘플에 대한 상기 제 1 빔 진행 방향에 관하여 상기 자기 대물 렌즈 다음에 위치하고, 나머지 편향기는 상기 자기 대물 렌즈에 인접하여 위치하는 것을 특징으로 하는 빔 지향 디바이스.
- 제 1 축을 따라서 빔 지향 디바이스를 향해 진행하는 제 1 대전 입자빔을 형성하고, 개구 및 상기 개구 밖의 대전 입자 검출 영역들로 형성되고 상기 제 1 축이 상기 검출기의 상기 개구를 통과하도록 수용되는 검출기를 이용하는 대전 입자빔 장치에 사용하기 위한 빔 지향 디바이스로서,상기 제 1 축과 각도를 형성하는 광학축을 형성하고 상기 제 1 대전 입자빔을 샘플 상으로 포커싱하도록 동작할 수 있는 포커싱 어셈블리; 및상기 제 1 축에 실질적으로 평행한 제 2 축을 따라서 상기 제 1 대전 입자빔을 상기 샘플 상으로 지향하기 위해서 상기 제 1 대전 입자빔의 궤도에 작용하도록 동작해서, 상기 개구 밖의 상기 검출기의 검출 영역에 상기 제 2 대전 입자빔 진행이 생기도록 하는 편향 어셈블리를 포함하는 빔 지향 디바이스.
- 샘플을 조사하기 위한 대전 입자빔 장치로서,양극 튜브의 세로축에 실질적으로 평행한 제 1 축을 따라서 입자들의 소스에 의해 생성된 제 1 대전 입자빔 진행 공간을 형성하는 양극 튜브;개구로 형성되고 상기 개구 밖의 대전 입자 검출 영역을 가지는 검출기 - 상기 검출기는 상기 제 1 축이 상기 개구와 교차하도록 수용됨 - ; 및상기 검출기의 상기 개구를 통과한 상기 제 1 대전 입자빔의 경로에 수용된 빔 지향 디바이스 - 상기 빔 지향 디바이스는 광학축을 형성하고 상기 제 1 대전 입자빔을 샘플 상으로 포커싱하도록 동작할 수 있는 포커싱 어셈블리, 및 상기 제 1 축에 실질적으로 평행하고 상기 제 1 축으로부터 이격된 제 2 축을 따라서 상기 샘플에 대한 상기 제 1 대전 입자빔을 진행시키도록 상기 제 1 대전 입자빔의 궤도에 작용하고, 상기 제 2 대전 입자빔의 궤도에 작용하도록 동작할 수 있는 편향 어셈블리를 포함함 - 를 포함하는데, 상기 제 2 대전 입자빔 진행을 상기 개구 밖의 상기 검출기의 상기 영역에 제공하는 대전 입자빔 장치.
- 제 35 항에 있어서,상기 제 1 축은 상기 포커싱 어셈블리의 상기 광학축에 실질적으로 평행한 것을 특징으로 하는 대전 입자빔 장치.
- 제 36 항에 있어서,상기 광학축은 상기 제 1 축과 실질적으로 일치하고, 상기 제 2 축은 상기 광학축으로부터 이격된 것을 특징으로 하는 대전 입자빔 장치.
- 제 35 항에 있어서,상기 광학축은 상기 제 1 축으로부터 이격된 것을 특징으로 하는 대전 입자빔 장치.
- 제 38 항에 있어서,상기 제 2 축은 상기 포커싱 어셈블리의 상기 광학축과 실질적으로 일치하는 것을 특징으로 하는 대전 입자빔 장치.
- 제 35 항에 있어서,상기 편향기 어셈블리는 상기 포커싱 어셈블리의 상기 광학축을 따라서 2개의 이격된 위치들에서 수용되고 2개의 편향 필드들을 상기 제 1 대전 입자빔 및 상기 제 2 대전 입자빔에 적용하도록 동작할 수 있는 2개의 편향기들을 포함하는 것을 특징으로 하는 대전 입자빔 장치.
- 제 35 항에 있어서,상기 포커싱 어셈블리는 자기 대물 렌즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 대전 입자빔 장치.
- 제 41 항에 있어서,상기 포커싱 어셈블리는 상기 샘플에 대한 상기 제 1 빔 진행 방향에 관하여 상기 자기 대물 렌즈 다음에 수용된 정전기 액침 렌즈를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 대전 입자빔 장치.
- 샘플을 조사하기 위한 대전 입자빔 장치로서,양극 튜브의 세로축에 실질적으로 평행한 제 1 축을 따라서 입자들의 소스에 의해 생성된 제 1 대전 입자들의 진행 공간을 형성하는 양극 튜브;개구로 형성되고 상기 개구 밖의 대전 입자 검출 영역들을 가지는 검출기 - 상기 검출기는 상기 제 1 축이 상기 개구와 교차하도록 수용됨 - ; 및상기 검출기의 상기 개구를 통과한 상기 제 1 대전 입자빔의 경로에 수용된 빔 지향 디바이스 - 상기 빔 지향 디바이스는 상기 제 1 축과 각도를 이루는 광학축을 형성하고 상기 제 1 대전 입자빔을 샘플 상으로 포커싱하도록 동작할 수 있는포커싱 어셈블리, 및 상기 포커싱 어셈블리의 상기 광학축에 실질적으로 평행한 제 2 축을 따라서 상기 샘플에 대한 상기 제 1 대전 입자빔을 진행시키도록 상기 제 1 대전 입자빔의 궤도에 작용하고, 상기 제 2 대전 입자빔의 궤도에 작용하도록 동작해서 상기 제 2 대전 입자빔 진행을 상기 개구 밖의 상기 검출기의 상기 영역에 제공하는 편향 어셈블리를 포함함 - 를 포함하는 대전 입자빔 장치.
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