KR20200119839A - 신호 전자들의 개선된 검출 성능을 갖는 멀티-빔 검사 장치 - Google Patents

신호 전자들의 개선된 검출 성능을 갖는 멀티-빔 검사 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전자 검출 디바이스 상으로 복수의 전자 빔들을 지향하는 전기-광학 시스템의 크로스오버-형성 디플렉터 어레이를 제안한다. 크로스오버-형성 디플렉터 어레이는 전기-광학 시스템의 1 이상의 전기-광학 렌즈의 세트의 이미지 평면에 또는 적어도 그 부근에 위치되는 복수의 크로스오버-형성 디플렉터들을 포함하고, 각각의 크로스오버-형성 디플렉터는 복수의 전자 빔들 중 대응하는 전자 빔과 정렬된다.

Description

신호 전자들의 개선된 검출 성능을 갖는 멀티-빔 검사 장치
본 출원은 2018년 3월 9일에 출원된 미국 출원 62/641,204의 우선권을 주장하며, 이는 본 명세서에서 그 전문이 인용참조된다.
본 명세서에서 제공되는 실시예들은 다수 하전 입자 빔들을 갖는 하전 입자 장치, 특히 샘플 표면의 관찰 영역의 스캔 구역들을 관찰 또는 검사하기 위해 다수 하전 입자 빔들을 이용하는 장치를 개시한다.
반도체 집적 회로(IC) 칩을 제조하는 경우, 제작 공정들 동안 웨이퍼 및/또는 마스크 상에는 필연적으로 패턴 결함 및/또는 원하지 않은 입자(잔류물)가 나타나며, 이는 수율을 크게 감소시킨다. 예를 들어, 원하지 않은 입자는 IC 칩들의 점점 더 진보된 성능 요건들을 충족시키기 위해 채택된 더 작은 임계 피처 치수들을 갖는 패턴들에 대해 문제가 될 수 있다.
현재, 단일 전자 빔을 이용한 패턴 검사 툴들이 결함 및/또는 원하지 않은 입자를 검출하는 데 사용된다. 이 툴들은 통상적으로 스캐닝 전자 현미경(SEM)을 채택한다. SEM에서는, 비교적 높은 에너지를 갖는 일차 전자 빔이 비교적 낮은 랜딩 에너지(landing energy)에서 샘플 상에 착지하도록 감속되고, 그 위에 프로브 스폿(probe spot)을 형성하도록 포커싱된다. 일차 전자들의 이러한 포커싱된 프로브 스폿으로 인해, 이차 전자들이 표면으로부터 발생될 것이다. 샘플 표면에 걸쳐 프로브 스폿을 스캐닝하고 이차 전자들을 수집함으로써, 패턴 검사 툴들이 샘플 표면의 이미지를 얻을 수 있다.
본 발명의 실시예들은 다수 하전 입자 빔들을 갖는 하전 입자 장치, 특히 샘플 표면의 관찰 영역의 스캔 구역들을 관찰 또는 검사하기 위해 다수 하전 입자 빔들을 이용하는 장치를 제공한다.
일부 실시예들에서, 전자 검출 디바이스 상으로 복수의 전자 빔들을 지향하는 전기-광학 시스템의 크로스오버-형성 디플렉터 어레이(crossover-forming deflector array)가 제공된다. 크로스오버-형성 디플렉터 어레이는 전기-광학 시스템의 1 이상의 전기-광학 렌즈의 세트의 이미지 평면에 또는 적어도 그 부근에 위치되는 복수의 크로스오버-형성 디플렉터들을 포함하고, 각각의 크로스오버-형성 디플렉터는 복수의 전자 빔들 중 대응하는 전자 빔과 정렬된다.
일부 실시예들에서, 멀티-빔 장치에서 샘플로부터의 복수의 이차 전자 빔들을 각각의 전자 검출 표면들 상으로 투영하는 전기-광학 시스템이 제공된다. 전기-광학 시스템은 복수의 이차 전자 빔들에 대해 교차 평면 상에 크로스오버 영역을 생성하도록 구성되는 복수의 크로스오버-형성 디플렉터들을 포함하고, 복수의 크로스오버-형성 디플렉터들의 각각의 크로스오버-형성 디플렉터는 복수의 이차 전자 빔들 중 대응하는 이차 전자 빔과 연계된다. 또한, 전기-광학 시스템은 교차 평면에 또는 그 부근에 위치되고 복수의 이차 전자 빔들을 트리밍(trim)하도록 구성되는 1 이상의 어퍼처를 갖는 빔-제한 어퍼처 플레이트(beam-limit aperture plate)를 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 샘플의 이미지들을 형성하기 위해 이차 이미징 시스템에 의해 수행되는 방법이 제공된다. 상기 방법은 교차 평면 상에 크로스오버 영역을 형성하기 위해 이차 이미징 시스템의 1 이상의 이미지 평면에 또는 적어도 그 부근에 위치되는 복수의 크로스오버-형성 디플렉터들에 의해 이차 전자 빔들을 편향시키는 단계를 포함한다. 또한, 상기 방법은 교차 평면에 또는 적어도 그 부근에 위치되는 빔-제한 어퍼처를 갖는 빔-제한 어퍼처 플레이트에 의해 이차 전자 빔들을 트리밍하는 단계를 포함할 수 있다.
일부 실시예들에서, 전기-광학 시스템을 사용하여 샘플의 이미지들을 형성하는 방법이 제공된다. 상기 방법은 샘플의 표면을 침지(immerse)시키기 위해 자기장을 생성하는 단계, 및 일차 투영 이미징 시스템에 의해 샘플의 표면 상으로 복수의 일차 전자 빔들을 투영하는 단계를 포함하며, 복수의 일차 전자 빔들은 자기장을 통과하고 샘플로부터 복수의 이차 전자 빔들을 발생시킨다. 또한, 상기 방법은 이차 이미징 시스템에 의해, 복수의 이차 전자 빔들을 전자 검출 디바이스 상으로 투영하여 이미지들을 얻는 단계를 포함하며, 복수의 이차 전자 빔들 중 적어도 일부는 크로스오버 영역을 생성하기 위해 편향되고, 크로스오버 영역에서 또는 적어도 그 부근에서 트리밍된다.
일부 실시예들에서, 비-일시적(non-transitory) 컴퓨터 판독가능한 매체가 제공된다. 비-일시적 컴퓨터 판독가능한 매체는 제어기의 1 이상의 프로세서에 의해 실행가능하여, 제어기가 전기-광학 시스템을 사용하여 샘플의 이미지들을 형성하는 방법을 수행하게 하는 명령어들의 세트를 저장한다. 상기 방법은 상기 시스템의 1 이상의 이미지 평면에 또는 적어도 그 부근에 위치되는 복수의 크로스오버-형성 디플렉터들이 이차 전자 빔들을 편향시켜 크로스오버 영역을 형성하게 하는 명령어들을 제공하는 단계를 포함한다. 또한, 상기 방법은 빔-제한 어퍼처가 크로스오버 영역에서 또는 적어도 그 부근에서 편향된 이차 전자 빔들을 트리밍하게 하는 명령어들을 제공하는 단계를 포함한다.
일부 실시예들에서, 비-일시적 컴퓨터 판독가능한 매체가 제공된다. 비-일시적 컴퓨터 판독가능한 매체는 제어기의 1 이상의 프로세서에 의해 실행가능하여, 제어기가 샘플의 이미지들을 형성하는 방법을 수행하게 하는 명령어들의 세트를 저장한다. 상기 방법은 샘플의 표면을 침지시키기 위해 자기장을 생성하도록 대물 렌즈에 지시하는 단계 및 샘플의 표면 상으로 복수의 일차 전자 빔들을 투영하도록 일차 이미징 시스템에 지시하는 단계를 포함하며, 복수의 일차 전자 빔들은 자기장을 통과하고 샘플로부터 복수의 이차 전자 빔들을 발생시킨다. 또한, 상기 방법은 이미지들을 얻기 위해 전자 검출 디바이스 상으로 복수의 이차 전자 빔들을 투영하도록 이차 이미징 시스템에 지시하는 단계를 포함하며, 복수의 이차 전자 빔들 중 적어도 일부는 크로스오버 영역을 생성하기 위해 편향되고, 크로스오버 영역에서 또는 적어도 그 부근에서 트리밍된다.
본 발명의 다른 장점들은 예시 및 실례의 방식으로 본 발명의 소정 실시예들을 설명하는 첨부된 도면들과 함께 다음의 설명으로부터 명백해질 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 예시적인 전자 빔 검사(EBI) 시스템을 나타내는 개략적인 다이어그램이다.
도 2는 본 발명의 실시예들에 따른, 도 1의 예시적인 전자 빔 검사 시스템의 일부인 예시적인 전자 빔 툴을 나타내는 개략적인 다이어그램이다.
도 3a는 자기 렌즈 및 정전 렌즈를 갖는 대물 렌즈의 예시적인 구성을 나타내는 개략적인 다이어그램이다.
도 3b는 도 3a의 자기 렌즈 및 정전 렌즈의 예시적인 자기장 및 정전기장을 각각 나타내는 도면이다.
도 3c는 대물 렌즈에 의해 영향을 받은 예시적인 이차 전자 빔들을 나타내는 개략적인 다이어그램이다.
도 3d는 이차 이미징 시스템의 빔-제한 어퍼처 플레이트의 단면도이다.
도 4a는 본 발명의 실시예들에 따른 이차 이미징 시스템의 예시적인 디플렉터를 나타내는 개략적인 다이어그램이다.
도 4b는 본 발명의 실시예들에 따른 이차 이미징 시스템에서의 이차 전자 빔들의 예시적인 크로스오버를 나타내는 개략적인 다이어그램이다.
도 4c는 본 발명의 실시예들에 따른 이차 이미징 시스템의 빔-제한 어퍼처 플레이트의 단면도이다.
도 5a, 도 5b, 및 도 5c는 본 발명의 실시예들에 따른 디플렉터들을 갖는 이차 이미징 시스템의 예시적인 구성들을 나타내는 개략적인 다이어그램이다.
도 6은 본 발명의 실시예들에 따른, 다수 디플렉터 어레이들로 구성되는 디플렉터들을 갖는 이차 이미징 시스템의 예시적인 구성을 나타내는 개략적인 다이어그램이다.
도 7은 본 발명의 실시예들에 따른 샘플의 표면의 이미지들을 형성하는 예시적인 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 실시예들에 따른, 전기-광학 시스템을 사용하여 샘플의 이미지들을 형성하는 예시적인 방법을 나타내는 흐름도이다.
이제 예시적인 실시예들을 상세히 언급할 것이며, 그 예시들은 첨부된 도면들에서 나타낸다. 다음 설명은, 달리 나타내지 않는 한 상이한 도면들에서의 동일한 번호들이 동일하거나 유사한 요소들을 나타내는 첨부된 도면들을 참조한다. 예시적인 실시예들의 다음 설명에서 설명되는 구현들은 본 발명에 따른 모든 구현들을 나타내지는 않는다. 대신에, 이들은 첨부된 청구항들에서 언급되는 바와 같은 본 발명에 관련된 실시형태들과 일치하는 장치들 및 방법들의 예시들에 불과하다.
도면들에서, 구성요소들의 상대적인 치수들은 명확함을 위해 과장될 수 있다. 도면들의 다음 설명 내에서, 동일하거나 유사한 참조 번호들은 동일하거나 유사한 구성요소들 또는 개체들을 지칭하며, 개별적인 실시예들에 대한 차이들만이 설명된다.
보호 범위를 제한하지 않으면서, 실시예들의 모든 설명과 도면들은 예시적으로 전자 빔에 대해 언급될 것이다. 하지만, 실시예들은 본 발명을 특정한 하전 입자들로 제한하도록 사용되지 않는다.
이제 도 1을 참조하며, 이는 본 발명의 실시예들에 따른 예시적인 전자 빔 검사(EBI) 시스템을 나타내는 개략적인 다이어그램이다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 하전 입자 빔 검사 시스템(1)은 주 챔버(10), 로드/락 챔버(load/lock chamber: 20), 전자 빔 툴(100), 및 EFEM(equipment front end module: 30)을 포함한다. 전자 빔 툴(100)은 주 챔버(10) 내에 위치된다.
EFEM(30)은 제 1 로딩 포트(loading port: 30a) 및 제 2 로딩 포트(30b)를 포함한다. EFEM(30)은 추가적인 로딩 포트(들)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제 1 로딩 포트(30a) 및 제 2 로딩 포트(30b)는 검사될 웨이퍼들[예를 들어, 반도체 웨이퍼들 또는 다른 재료(들)로 만들어진 웨이퍼들] 또는 샘플들(이후, 웨이퍼 및 샘플은 집합적으로 "웨이퍼"라고 함)을 포함하는 웨이퍼 FOUP(front opening unified pod)들을 수용할 수 있다. EFEM(30) 내의 1 이상의 로봇 아암(robot arm: 도시되지 않음)이 로드/락 챔버(20)로 웨이퍼들을 이송한다.
로드/락 챔버(20)는 대기압 미만의 제 1 압력에 도달하도록 로드/락 챔버(20) 내의 가스 분자들을 제거하는 로드/락 진공 펌프 시스템(도시되지 않음)에 연결된다. 제 1 압력에 도달한 후, 1 이상의 로봇 아암(도시되지 않음)이 로드/락 챔버(20)로부터 주 챔버(10)로 웨이퍼를 이송한다. 주 챔버(10)는 제 1 압력 미만의 제 2 압력에 도달하도록 주 챔버(10) 내의 가스 분자들을 제거하는 주 챔버 진공 펌프 시스템(도시되지 않음)에 연결된다. 제 2 압력에 도달한 후, 웨이퍼는 전자 빔 툴(100)에 의해 검사를 거친다. 본 발명은 전자 빔 검사 시스템을 하우징하는 주 챔버(10)의 예시들을 제공하지만, 본 발명의 실시형태들은 가장 넓은 의미에서 전자 빔 검사 시스템을 하우징하는 챔버에 제한되지 않는다는 것을 유의하여야 한다. 오히려, 앞선 원리들은 제 2 압력 하에서 작동하는 다른 툴들에도 적용될 수 있다는 것을 이해한다.
이제 도 2를 참조하며, 이는 본 발명의 실시예들에 따른 도 1의 예시적인 전자 빔 검사 시스템의 일부인 예시적인 전자 빔 툴(100)을 나타내는 개략적인 다이어그램이다. 전자 빔 툴(100)[본 명세서에서 장치(100)라고도 함]은 전자 소스(101), 건 어퍼처 플레이트(gun aperture plate: 171), 집광 렌즈(110), 소스 전환 유닛(120), 일차 투영 광학 시스템(130), 샘플 표면(7)을 갖는 샘플(8), 이차 이미징 시스템(150), 및 전자 검출 디바이스(140M)를 포함한다. 일차 투영 광학 시스템(130)은 대물 렌즈(131)를 포함할 수 있다. 전자 검출 디바이스(140M)는 복수의 검출 요소들(140_1, 140_2, 및 140_3)을 포함할 수 있다. 빔 분리기(160) 및 편향 스캐닝 유닛(132)이 일차 투영 광학 시스템(130) 내부에 배치될 수 있다.
전자 소스(101), 건 어퍼처 플레이트(171), 집광 렌즈(110), 소스 전환 유닛(120), 빔 분리기(160), 편향 스캐닝 유닛(132), 및 일차 투영 광학 시스템(130)은 장치(100)의 일차 광학 축선(100_1)과 정렬될 수 있다. 이차 이미징 시스템(150) 및 전자 검출 디바이스(140M)는 장치(100)의 이차 광학 축선(150_1)과 정렬될 수 있다.
전자 소스(101)는 음극(도시되지 않음) 및 추출기 및/또는 양극(도시되지 않음)을 포함할 수 있으며, 작동 시 전자 소스(101)가 음극으로부터 일차 전자들을 방출하도록 구성되고, 일차 전자들은 추출기 및/또는 양극에 의해 추출 및/또는 가속되어 일차 빔 크로스오버(가상 또는 실제)(101s)를 형성하는 일차 전자 빔(102)을 형성한다. 일차 전자 빔(102)은 일차 빔 크로스오버(101s)로부터 방출되는 것으로 시각화될 수 있다.
소스 전환 유닛(120)은 이미지-형성 요소 어레이(도 2에 도시되지 않음) 및 빔-제한 어퍼처 어레이(도 2에 도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 소스 전환 유닛(120)의 일 예시는 미국 특허 제 9,691,586호; 미국 출원 제 15/216,258호; 및 국제 출원 PCT/EP2017/084429호에서 찾아볼 수 있으며, 이들은 모두 그 전문이 인용참조된다. 이미지-형성 요소 어레이는 복수의 마이크로-디플렉터들 및/또는 마이크로-렌즈들을 포함하여, 일차 전자 빔(102)의 복수의 일차 빔릿(primary beamlet)들(102_1, 102_2, 102_3)에 영향을 미치고 일차 빔릿들(102_1, 102_2, 102_3) 각각에 대한 일차 빔 크로스오버(101s)의 복수의 평행 이미지들(가상 또는 실제)을 형성할 수 있다. 빔-제한 어퍼처 어레이는 개별적인 일차 빔릿들(102_1, 102_2, 및 102_3)의 직경들을 제한하도록 구성될 수 있다. 도 2는 일 예시로서 3 개의 일차 빔릿들(102_1, 102_2, 및 102_3)을 나타내며, 소스 전환 유닛(120)은 여하한 수의 일차 빔릿들을 형성하도록 구성될 수 있다는 것을 이해한다.
집광 렌즈(110)는 일차 전자 빔(102)을 포커싱하도록 구성된다. 집광 렌즈(110)는 집광 렌즈(110)의 포커싱 파워를 변동시킴으로써 소스 전환 유닛(120)의 하류에 있는 일차 빔릿들(102_1, 102_2, 및 102_3)의 전류들을 조정하도록 더 구성될 수 있다. 대안적으로, 전류들은 개별적인 일차 빔릿들에 대응하는 빔-제한 어퍼처 어레이 내의 빔-제한 어퍼처들의 반경방향 크기들을 변경함으로써 변화될 수 있다. 대물 렌즈(131)(아래에서 더 설명됨)는 검사를 위해 샘플(8) 상에 빔릿들(102_1, 102_2, 및 102_3)을 포커싱하도록 구성될 수 있고, 본 실시예들에서 표면(7) 상에 3 개의 프로브 스폿들(102_1s, 102_2s, 및 102_3s)을 형성할 수 있다. 작동 시, 건 어퍼처 플레이트(171)가 쿨롱 효과(Coulomb effect)를 감소시키기 위해 일차 전자 빔(102)의 주변 전자들을 차단하도록 구성된다. 쿨롱 효과는 일차 빔릿들(102_1, 102_2, 102_3)의 프로브 스폿들(102_1s, 102_2s, 및 102_3s) 각각의 크기를 확대하고, 이에 따라 검사 분해능을 악화시킬 수 있다.
빔 분리기(160)는, 예를 들어 다이폴 정전기장(electrostatic dipole field: E1) 및 다이폴 자기장(magnetic dipole field: B1)(둘 다 도 2에 도시되지 않음)을 발생시키는 정전 디플렉터를 포함하는 빈 필터(Wien filter)일 수 있다. 작동 시, 빔 분리기(160)는 일차 빔릿들(102_1, 102_2, 및 102_3)의 개별 전자들에 다이폴 정전기장(E1)에 의한 정전기력을 가하도록 구성될 수 있다. 정전기력은 빔 분리기(160)의 다이폴 자기장(B1)에 의해 개별 전자들에 가해지는 자기력과 크기가 같지만, 방향은 반대이다. 그러므로, 일차 빔릿들(102_1, 102_2, 및 102_3)이 적어도 실질적으로 0(zero) 편향 각도들로 적어도 실질적으로 직선으로 빔 분리기(160)를 통과할 수 있다.
편향 스캐닝 유닛(132)은, 작동 시 일차 빔릿들(102_1, 102_2, 및 102_3)을 편향시켜 표면(7)의 섹션 내의 개별적인 스캐닝 영역들에 걸쳐 프로브 스폿들(102_1s, 102_2s, 및 102_3s)을 스캐닝하도록 구성된다. 프로브 스폿들(102_1s, 102_2s, 및 102_3s)에서의 일차 빔릿들(102_1, 102_2, 및 102_3)의 입사에 응답하여, 전자들이 샘플(8)로부터 나오고, 작동 시 샘플(8)로부터 방출되는 3 개의 이차 전자 빔들(102_1se, 102_2se, 및 102_3se)을 발생시킨다. 이차 전자 빔들(102_1se, 102_2se, 및 102_3se) 각각은 전형적으로 이차 전자들(전자 에너지 ≤ 50 eV를 가짐) 및 후방산란된 전자들[일차 빔릿들(102_1, 102_2, 및 102_3)의 랜딩 에너지와 50 eV 사이의 전자 에너지를 가짐]을 포함하는 상이한 에너지들을 갖는 전자들을 포함한다. 빔 분리기(160)는 이차 이미징 시스템(150)을 향해 이차 전자 빔들(102_1se, 102_2se, 및 102_3se)을 편향시키도록 구성된다. 후속하여, 이차 이미징 시스템(150)은 이차 전자 빔들(102_1se, 102_2se, 및 102_3se)을 전자 검출 디바이스(140M)의 검출 요소들(140_1, 140_2, 및 140_3) 상에 포커싱한다. 검출 요소들(140_1, 140_2, 및 140_3)은 대응하는 이차 전자 빔들(102_1se, 102_2se, 및 102_3se)을 검출하고, 예를 들어 샘플(8)의 대응하는 스캔 영역의 이미지들을 구성하기 위해 신호 처리 유닛들(도시되지 않음)에 전송되는 대응하는 신호들을 생성하도록 배치된다.
이제 도 3a를 참조하며, 이는 도 2의 대물 렌즈(131)의 예시적인 구성을 나타낸다. 일차 빔릿들(102_1, 102_2, 및 102_3)에 의해 형성되는 이미지들의 더 높은 분해능을 얻기 위해, 대물 렌즈(131)는 샘플이 대물 렌즈(131)의 자기장에 침지될 수 있는 전자기 복합 렌즈일 수 있다.
일부 실시예들에서, 대물 렌즈(131)는 자기 렌즈(131M) 및 정전 렌즈(131E)를 포함한다. 자기 렌즈(131M)는 극편들(pole-pieces: 131_mp1 및 131_mp2) 사이의 자기-회로 갭(G1)을 포함한다. 자기 렌즈(131M)는 샘플(8) 상에 일차 빔릿들(102_1, 102_2, 102_3) 각각의 비교적 작은 프로브 스폿들(102_1s, 102_2s, 102_3s)을 생성하기 위해 비교적 낮은 수차들로 각각의 일차 빔릿(102_1, 102_2, 및 102_3)을 포커싱하도록 구성된다.
일부 실시예들에서, 정전 렌즈(131E)는 자기 렌즈(131M)의 극편(131_mp1) 및/또는 극편(131_mp2), 필드-제어 전극(131_e1), 및 샘플(8)에 의해 형성된다. 정전 렌즈(131E)는 각각의 일차 빔릿(102_1, 102_2, 및 102_3)의 랜딩 에너지에 영향을 미치도록 구성되어, 일차 전자들이 비교적 낮은 운동 에너지에서 샘플(8) 상에 착지하고 비교적 높은 운동 에너지로 장치를 통과할 것을 보장한다.
일부 실시예들에서, 대물 렌즈(131)는 "침지 렌즈(immersion lens)"이도록 구성된다. 결과로서, 도 3b에 나타낸 바와 같이, 정전 렌즈(131E)의 정전기장(E)(정전기 침지) 및 자기 렌즈(131M)의 자기장(B)(자기 침지) 모두에 샘플(8)이 침지된다. 표면(7) 상의 자기장 강도와 피크 자기장 강도의 비가 미리 설정된 비의 값, 예컨대 5 %보다 큰 경우에 자기 침지가 발생할 수 있다. 일부 실시예들에서, 샘플(8)은 자기장(B)에 침지되지 않을 수 있다.
정전기 침지 및 자기 침지는 대물 렌즈(131)의 수차들을 감소시킬 수 있다. 정전기장 및 자기장이 더 강해짐에 따라, 대물 렌즈(131)의 수차들은 더 작아진다. 하지만, 정전기장(E)은 샘플(8) 상의 방전 또는 아크방전(arcing)을 피하기 위해 안전한 범위 내로 제한되어야 한다. 도 3a의 필드-제어 전극(131_e1)은 정전기장(E)을 제어하여 그 안전한 범위 내에 있게 하도록 구성될 수 있다. 정전기장(E)의 필드 강도의 이러한 제한으로 인해, 현재 침지 구성에서의 자기장 강도의 추가적인 향상이 대물 렌즈(131)의 수차들을 더 감소시키게 하고, 이에 의해 이미지 분해능을 개선할 수 있다.
일부 실시예들에서, 일차 빔릿들(102_1, 102_2, 102_3)은 적어도 실질적으로 수직 방향으로 샘플 표면(7) 상에 도달할 수 있다. 하지만, 자기 침지가 샘플 표면(7) 상에 착지하는 모든 일차 빔릿들의 랜딩 각도들에 영향을 줄 수 있다. 특히, 자기장(B)은 아래의 수학식(1)에 나타낸 바와 같이, 일차 빔릿 내의 각각의 전자가 각속도 θ(1)를 얻도록 할 수 있다:
Figure pct00001
(수학식 1)
여기서, C는 전자의 초기 각속도에 관련된 상수이고, r은 대물 렌즈(131)의 광학 축선으로부터의 위치 시프트이며, e 및 m은 각각 전자의 전하 및 질량이다. 전자가 수직 방식으로 표면(7) 상에 착지하기 위해, 각속도 θ(1)는 샘플 표면(7) 상에서 0이어야 한다.
일부 실시예들에서, 자기 렌즈(131M)는 비-자기 침지 모드에서 작동하도록 구성되고, 자기장(B)은 표면(7) 상에서 미리 설정된 비의 값 이하 또는 0(또는 실질적으로 0)이다. 전자가 자오선 경로를 따라 자기장(B)에 들어가는 경우, 그 대응하는 상수 C는 0이고 그 각속도 θ(1)는 샘플(8) 상에서 0 또는 실질적으로 0일 것이다. 또한, 전자가 특정 자오선 경로를 따라 자기장(B)에 들어가는 경우, 이는 자기 렌즈(131M)에 들어가기 전에 자기 렌즈(131M)의 광학 축선(100_1)을 교차하고 샘플(8) 상에 수직으로 착지할 수 있다. 다시 말하면, 대물 렌즈(131)는 그 전방 초점면 상에 실제 전방 초점을 갖는다. 오프-액시스 일차 빔릿들(102_2 및 102_3)의 주 광선(또는 중심 광선)들이 일부 특정 자오선 경로들을 따라 대물 렌즈(131)에 들어가는 경우, 주 광선들은 실제 전방 초점을 통과할 수 있고 오프-액시스 일차 빔릿들(102_2 및 102_3)은 표면(7)에 수직으로 착지할 수 있다. 따라서, 일차 빔릿들(102_1, 102_2 및 102_3)은 전방 초점면 상에서 함께 오버랩되고, 실제 전방 초점에서 집중하는 비교적 선명한(sharp) 빔릿 크로스오버를 형성한다.
다른 실시예들에서, 자기 렌즈(131M)는 자기장(B)이 표면(7) 상에서 0이 아닌 자기 침지 모드에서 작동하도록 구성된다. 그러므로, 전자의 각속도 θ(1)는 전자가 자기장(B)에 들어갈 때, 그 대응하는 상수 C가 0이 아닌 경우에 샘플(8) 상에서 0(또는 실질적으로 0)일 수 있으며, 수학식(2)의 조건을 따른다:
Figure pct00002
(수학식 2)
C가 0이 아닐 때, 전자는 스큐 경로를 따라 자기장(B)에 들어하고, 자기장(B)에 들어가기 전에 자기 렌즈(131M)의 광학 축선(100_1)을 교차할 수 없다. 따라서, 전자는 특정 스큐 경로를 따라 자기장(B)에 들어가는 경우에만 샘플(8) 상에 수직으로 착지할 수 있으며, 전자는 자기장(B)을 통과하는 동안 실제로 광학 축선(100_1)을 교차할 수 없다. 따라서, 대물 렌즈(131)는 가상 전방 초점(1)을 갖는다. 오프-액시스 일차 빔릿들(102_2 및 102_3)의 주 광선들(또는 중심 광선들)이 일부 특정 스큐 경로들을 따라 대물 렌즈(131)에 들어갈 때, 이들은 가상 전방 초점(1)을 가상으로 통과하고 샘플 표면(7)에 수직으로 착지할 수 있다. 이러한 시나리오 하에서, 오프-액시스 일차 빔릿들(102_2 및 102_3)은 대물 렌즈(131)의 주 평면(2) 상에서 서로 가장 가깝고, 각각의 오프-액시스 일차 빔릿들(102_2 및 102_3)은 광학 축선(100_1)으로부터 반경방향 시프트(3)를 갖는다. 그러므로, 일차 빔릿들(102_1 내지 102_3)은 주 평면(2) 상에서 부분적으로만 서로 오버랩되고 주 평면(2) 상에서 부분-오버랩 빔릿 크로스오버를 형성한다. 더욱이, 반경방향 시프트(3)는 표면(7) 상의 자기장(B)이 증가함에 따라 증가한다. 전류 밀도는 앞선 선명한 빔릿 크로스오버보다 부분-오버랩 빔릿 크로스오버에서 더 낮다. 그러므로, 자기 침지 모드에서의 일차 빔릿들(102_1, 102_2, 및 102_3) 간의 쿨롱 상호작용이 비교적 낮고, 이에 의해 작은 크기의 프로브 스폿들(102_1S 내지 102_3S)에 더 기여한다.
앞서 언급된 바와 같이, 대물 렌즈(131)가 자기 침지 모드에서 작동할 때, 오프-액시스 일차 빔릿들(102_2 및 102_3)의 주 광선들은 오프-액시스 일차 빔릿들(102_2 및 102_3)이 샘플(8) 상에 수직으로 착지할 수 있도록 일부 특정 스큐 경로들을 따라 자기장(B) 또는 대물 렌즈(131)에 들어갈 것이 요구된다. 오프-액시스 주 광선들의 대응하는 상수들(C)은 수학식(2)에 의해 결정된다. 디플렉터가 그 대응하는 특정 스큐 경로를 따라 대물 렌즈(131)에 들어가도록 일차 빔릿을 조정하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 소스-전환 유닛(120) 내의 마이크로-디플렉터들이 오프-액시스 일차 빔릿들(102_2 및 102_3)을 개별적으로 편향시키는 데 사용되어, 이 빔릿들이 표면(7) 상에 수직으로 착지하도록 표면(7)에서의 이 빔릿들의 각속도들을 제거할 수 있다.
샘플 표면으로부터의 이차 전자 방출에 대해, 각분포는 람베르트 법칙을 따른다. 즉, 각분포는 cosφ에 비례하고, 여기서 φ는 표면 법선에 대한 방출 각도이다. 그러므로, 도 3a의 오프-액시스 이차 전자 빔들(102_2se 및 102_3se)의 주 광선들은 샘플 표면(7)으로부터 수직으로 벗어나고, 이에 의해 자오선이다(즉, C = 0). 따라서, 오프-액시스 이차 전자 빔들(102_2se, 102_3se)의 주 광선들은 수학식(3)에 나타낸 바와 같은 각속도들을-를 갖는다.
Figure pct00003
(수학식 3)
샘플 표면에서 자기장(B)이 0인 일부 실시예들에서, 대물 렌즈(131)는 비-자기 침지 모드에서 작동한다. 따라서, 나타나는 이차 전자들의 각속도 θ(1)도 샘플 표면에서 0일 것이다. 이러한 실시예들에서, 오프-액시스 이차 전자 빔들(102_2se 및 102_3se)의 주 광선들은 대물 렌즈(131)를 빠져나간 후에도 여전히 자오선이며, 이차 이미징 시스템(150)(도 2에 도시되지 않음)의 광학 축선(150_1)을 교차할 수 있다. 또한, 주 광선들은 이차 이미징 시스템(150)에서의 (수차들이 고려되지 않는 경우) 동일한 장소에서 광학 축선(150_1)을 교차할 수 있다. 이러한 것으로서, 이차 전자 빔들(102_1se 내지 102_3se)은 공통 교차 영역에서 오버랩되도록 구성되고, 이에 따라 비교적 선명한 이차 빔 크로스오버를 형성한다. 교차 또는 이차 빔 크로스오버의 공통 영역이 위치되는 평면은 교차 평면이라고 칭해진다.
대물 렌즈가 비-자기 침지 모드에서 작동하는 경우, 이차 이미징 시스템(150) 내의 이차 빔-제한 어퍼처[예를 들어, 도 3d, 4c에 나타낸 이차 빔-제한 어퍼처(155A)]를 갖는 이차 빔-제한 어퍼처 플레이트[예를 들어, 도 3d, 4c에 나타낸 이차 빔-제한 어퍼처 플레이트(155)]가 교차 평면에 배치되어, 이차 전자 빔들(102_1se 내지 102_3se)이 도 4c의 예시적인 실시예와 실질적으로 동일한 방식으로 이차 빔-제한 어퍼처를 통과할 수 있도록 한다. 이러한 시나리오에서, 이차 빔-제한 어퍼처는 실질적으로 균일한 방식으로 이차 전자 빔들(102_1se 내지 102_3se)의 주변 전자들을 차단한다. 실질적으로 균일한 방식으로 주변 전자들을 차단함으로써, 이차 빔-제한 어퍼처는 이차 전자 빔들(102_1se 내지 102_3se)로 하여금 동일하거나 적어도 유사한 통과율을 갖게 하고, 이에 따라 검출된 이차 전자 빔들(102_1se 내지 102_3se)에 걸쳐 비교적 높은 수집 효율 균일성으로 전자 검출 디바이스(140M)를 보조할 수 있다. 더욱이, 실질적으로 균일한 방식으로(예를 들어, 여하한의 반경 방향들에서 동일한 차단 효과들을 사용하여) 주변 전자들을 차단하는 것이 전자 검출 디바이스(140M) 상의 이차 전자 빔들의 크로스토크를 감소시킨다.
대안적인 실시예들에서, 자기장(B)이 기판 표면(7)에서 0이 아닌 경우, 대물 렌즈(131)는 자기 침지 모드에서 작동한다. 따라서, 나타나는 이차 전자들의 각속도 θ(1)는 샘플 표면에서 0이 아니다. 오프-액시스 이차 전자 빔들(102_2se 및 102_3se)의 주 광선들은 대물 렌즈를 빠져나간 후에 각속도들을 갖고, 스큐 광선들일 것이다.
이제 도 3c 및 도 3d를 참조하며, 이는 자기 침지 모드 하에서의 작동이 이차 전자 빔들에 영향을 줄 수 있는 방식을 나타낸다. 특히, 도 3c는 샘플(8)의 표면(7)으로부터 나오고 대물 렌즈(131)(도시되지 않음)에 의해 영향을 받는 예시적인 이차 전자 빔들의 개략적인 다이어그램을 나타내는 한편, 도 3d는 이차 이미징 시스템(151)의 빔-제한 어퍼처 플레이트의 단면도를 나타낸다. 이 대안적인 실시예들에서, 오프-액시스 이차 빔들(102_2se 및 102_3se)의 주 광선들은 이차 이미징 시스템(150)의 광학 축선(150_1)을 더 이상 교차하지 않도록 스큐 광선이 된다. 예를 들어, 도 3c에 나타낸 바와 같이, 이차 전자 빔들(102_1se 내지 102_3se)은 이차 이미징 시스템(150)의 1 이상의 교차 평면[예컨대, 교차 평면(4)]에서 부분적으로만 오버랩되고 교차 평면들 각각에서 부분-오버랩 이차 빔 크로스오버를 형성한다. 교차 평면(4)에서, 오프-액시스 이차 전자 빔들(102_2se 및 102_3se)의 주 광선들은 광학 축선(150_1)으로부터 반경방향 시프트(5)를 갖는다. 자기장(B)이 증가함에 따라, 광학 축선(150_1)[및 온-액시스 이차 전자 빔(102_1se)]으로부터의 오프-액시스 이차 전자 빔들(102_2se 및 102_3se)의 분리가 커지게 되며, 이에 의해 이차 전자 빔들(102_1se 내지 102_3se)에 걸친 오버랩의 양이 더 감소된다.
이 실시예들에서, 도 3d에 나타낸 바와 같이, 이차 이미징 시스템(150) 내의 이차 빔-제한 어퍼처(155A)가 대응하는 교차 평면 상의 하나의 부분-오버랩 이차 빔 크로스오버에 배치된다. 도 3d에 나타낸 바와 같이, 이차 전자 빔들의 주 광선들의 공통 교차점의 결여는 이차 빔-제한 어퍼처(155A)가 상이한 이차 전자 빔들(102_1se 내지 102_3se)로부터 주변 전자들의 상이한 부분들을 차단하게 한다. 온-액시스 이차 전자 빔(102_1se)은 오프-액시스 이차 전자 빔들(102_2se 및 102_3se)에 비해 더 높은 통과율을 갖는다. 온-액시스 이차 전자 빔(102_1se)의 주변 전자들은 모든 방위각에서 균일하게 차단되지만, 오프-액시스 이차 전자 빔들(102_2se 및 102_3se)의 주변 전자들은 모든 방위각에서 균일하게 차단될 수 없다. 예를 들어, 이차 전자 빔(102_2se)에 대해, 좌측보다 우측에서 더 많은 주변 전자들이 차단된다. 따라서, 침지 구성에서 대물 렌즈를 사용하는 경우, 이차 전자 빔들(102_1se 내지 102_3se)의 수집 효율들의 차이들이 발생할 수 있고, 이차 전자 빔들(102_1se 내지 102_3se) 사이의 크로스토크가 (비-자기 침지 모드에서 작동하는 대물 렌즈와 비교할 때) 더 클 수 있다.
따라서, 대물 렌즈(131)가 자기 침지 모드에서 작동하는 경우, 이차 이미징 시스템은 감소된 쿨롱 효과를 갖지만, 전자 검출 디바이스(140M)에서의 이차 전자 빔들에 걸친 수집 효율 균일성 및 크로스토크가 부정적인 영향을 받을 수 있다. 개시된 실시예들은, 자기 침지 모드에서 작동하는 동안, 이차 빔-제한 어퍼처가 공통 교차 영역에 배치되어 모든 이차 전자 빔들에 대한 주변 전자들을 균일하게 감소시킬 수 있도록 공통 교차 영역에서 오프-액시스 이차 전자 빔들의 반경방향 시프트들을 최소화하도록 구성되는 시스템을 제공한다. 개시된 실시예들은 이차 전자 빔들에 대해 크로스토크를 감소시키고 수집 효율 균일성을 개선하도록 구성된다.
이제 도 4a를 참조하며, 이는 본 발명의 실시예들에 따른 이차 이미징 시스템에 의해 사용되는 예시적인 디플렉터를 나타낸다. 이차 이미징 시스템[예를 들어, 도 2의 이차 이미징 시스템(150)]은 이차 전자 빔(102_2se)의 주 광선의 각속도를 감소시키기 위해 이차 전자 빔(102_2se)을 편향시키는 디플렉터(D1)를 포함할 수 있다. 결과로서, 이차 전자 빔의 궤적은 스큐 궤적으로부터 자오선 궤적으로 변화될 수 있다. 결과로서, 편향된 이차 전자 빔은 디자인된 위치에서 이차 광학 축선(150_1)을 교차하도록 구성될 수 있다.
예를 들어, 디플렉터(D1)는 적어도 이차 이미징 시스템(150)의 렌즈 또는 렌즈 그룹의 이미지 평면(P1) 부근에 배치될 수 있고, 이차 전자 빔(102_2se)과 광학적으로 정렬될 수 있다. 이러한 디플렉터(D1)는, 예를 들어 다극 구조일 수 있다. 예를 들어, 디플렉터(D1)가 4-극 구조일 때, 한 쌍의 마주하는 극들에는 0의 전압이 인가되는 한편, 다른 쌍의 마주하는 극들에는 동일한 절대값이지만 반대 극성의 2 개의 전압이 인가된다. 마주하는 극들에서 전압이 증가함에 따라, 빔릿의 편향 각도도 증가한다.
앞서 언급된 바와 같이, 디플렉터(D1)는 적어도 이미지 평면(P1) 부근에 배치된다. 일부 실시예들에서, 디플렉터(D1)는 이차 이미징 시스템(150)의 1 이상의 렌즈의 이미지 평면(P1)에 배치된다. 디플렉터(D1)가 이미지 평면(P1) 부근에 있는 실시예에서, 이차 전자 빔의 편향은 이차 이미징 시스템(150)의 배율에 영향을 줄 수 있지만, 이러한 영향은 영향이 소정 한계들 내에 있는 경우에 수용가능할 수 있다.
디플렉터(D1)는, 예를 들어 디플렉터 어레이의 일부일 수 있다. 따라서, 각각의 이차 전자 빔에 대해, 디플렉터가 적어도 이미지 평면에 가까이 배치될 수 있고, 대응하는 이차 전자 빔과 광학적으로 정렬될 수 있다. 온-액시스 이차 빔에 대해서는, 대응하는 디플렉터가 필요하지 않을 수 있다는 것을 이해한다.
디플렉터 어레이의 개별적인 디플렉터들은 그 대응하는 이차 전자 빔들을 편향시켜, 원하는 교차 평면(도 4a에 도시되지 않음)에서 이차 광학 축선(150_1)을 교차하고 그 위에 비교적 선명한 이차 빔 크로스오버를 형성하도록 구성될 수 있다. 디플렉터와 교차 평면 사이의 거리는 디플렉터에 의해 야기되는 이차 빔의 편향 각도에 의존할 수 있다. 예를 들어, 도 4a에 나타낸 바와 같이, 디플렉터(D1)는 이차 전자 빔(102_2se)의 주 광선이 원하는 교차 평면에서 이차 광학 축선(150_1)을 교차하도록 오프-액시스 이차 전자 빔(102_2se)을 편향시킨다.
이제 도 4b 및 도 4c를 참조하며, 이는 본 발명의 실시예들에 따른 실시예들을 나타낸다. 도 4b는 이차 이미징 시스템의 교차 평면(4) 상에서의 이차 전자 빔들의 예시적인 비교적 선명한 이차 빔 크로스오버를 나타내는 개략적인 다이어그램인 한편, 도 4c는 교차 평면(4) 상의 예시적인 빔-제한 어퍼처 플레이트의 단면도를 나타낸다.
도 4b에서, 오프-액시스 이차 전자 빔들(102_2se 및 102_3se)은 그 대응하는 디플렉터들(도시되지 않음)에 의해 편향되어 교차 평면(4)에서 이차 광학 축선(150_1)을 교차하고 온-액시스 이차 전자 빔(102_1se)과 그 위에 비교적 선명한 이차 빔 크로스오버를 형성한다. 결과로서, 이차 빔 크로스오버에 배치되는 여하한의 빔-제한 어퍼처가 크로스토크를 감소시키고 유사한 수집 효율들을 보장하기 위해 개별적인 이차 전자 빔들로부터 주변 전자들을 균일하게 차단하는 데 사용될 수 있다. 이는 도 4c에 도시되어 있다.
도 4c는 이차 전자 빔들이 도 4b의 교차 평면(4) 상에 배치되는 빔-제한 어퍼처 플레이트(155) 내의 이차 빔-제한 어퍼처(155A)의 개구부(opening)를 통과하고 이에 걸쳐 교차할 때의 교차 평면(4)에 대한 단면 관점을 나타낸다. 도 4c에서, 점선 원은 이차 빔-제한 어퍼처 플레이트(155)의 표면 상의 오버랩된 이차 전자 빔들(102_1se, 102_2se, 102_3se)을 나타낸다. 나타낸 바와 같이, 이차 빔-제한 어퍼처(155A)가 이차 전자 빔들(102_1se 내지 102_3se)의 주변 전자들을 차단한다. 도 4b 및 도 4c는 하나의 교차 평면 상에서 완전히 오버랩된 이차 빔들(102_1se 내지 102_3se)에 의해 형성된 비교적 선명한 이차 빔 크로스오버의 예시들을 나타내지만, 이차 전자 빔들 중 1 이상이 교차 평면 상의 다른 것들로부터 오프셋될 수 있고, 이차 빔 크로스오버는 선명하지 않을 수 있다는 것을 이해한다. 오프셋은 빔 오버랩으로부터의 전자들의 적어도 80 %가 다른 것들과 오버랩되도록 유지할 수 있다.
일반적으로, 이차 빔-제한 어퍼처(155A)의 크기가 증가하는 경우, 이차 전자 빔들(102_1se 내지 102_3se)의 수집 효율이 증가하고, 이차 전자 빔들(102_1se 내지 102_3se) 사이의 수집 효율 차이들 및 크로스토크도 증가한다. 이차 전자 빔들(102_1se 내지 102_3se)의 수집 효율이 증가하는 경우, 멀티-빔 검사(MBI) 장치의 검사 스루풋이 증가한다. 다른 한편으로, 이차 전자 빔들(102_1se 내지 102_3se)의 수집 효율 차이들이 증가하는 경우, 이차 전자 빔들(102_1se 내지 102_3se)에 의해 형성되는 이미지들의 그레이 레벨들은 더 상이하고, 이는 차이로 인한 검사 오차들을 제거하기 위해 1 이상의 추가적인 프로세스를 필요로 하여, 검사 스루풋을 감소시키고 MBI 장치의 분해능을 저하시킨다. 이차 전자 빔들(102_1se 내지 102_3se) 사이의 크로스토크가 증가하는 경우, 이차 전자 빔들(102_1se 내지 102_3se)에 의해 형성되는 이미지들의 분해능이 감소한다. 즉, 큰 크로스토크는 MBI 장치의 검사 분해능을 저하시킨다.
이제 도 5a, 도 5b, 및 도 5c를 참조하며, 이는 본 발명의 실시예들에 따른 디플렉터들을 포함하는 이차 이미징 시스템의 예시적인 구성들을 나타내는 개략적인 다이어그램들이다.
이차 이미징 시스템(150)은 빔 분리기(160)와 전자 검출 디바이스(140M) 사이에 배치되는 1 이상의 렌즈의 제 1 세트(151) 및 1 이상의 렌즈의 제 2 세트(152)(도 5a, 도 5b 및 도 5c에 도시됨)를 포함할 수 있고, 전자 검출 디바이스(140M)는 1 이상의 렌즈의 제 1 세트(151)보다 1 이상의 렌즈의 제 2 세트(152)에 더 가까이 위치된다. 각각의 세트는 확대, 줌(zooming), 및 이미지 회전 방지(anti-rotating) 등과 같은 광학 기능을 함께 수행하는 1 이상의 렌즈를 포함한다. 예를 들어, 제 1 세트(151)는 하나의 이미지 평면 상의 다수 이차 전자 빔들의 배율 변동들을 감소시키기 위해 줌 기능을 갖도록 구성될 수 있다. 특히, 1 이상의 렌즈의 각 세트(151 및 152)는 이차 전자 빔들에 대한 이미지 평면을 형성하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 1 이상의 렌즈의 제 1 세트(151)는 이차 전자 빔들에 대한 이미지 평면(P1)을 형성하도록 배치될 수 있다. 결과로서, 디플렉터들은 이차 전자 빔들을 편향시키기 위해 이미지 평면(P1)에 또는 그 부근에 유리하게 위치될 수 있다. 유사하게, 1 이상의 렌즈의 제 2 세트(152)는 이차 전자 빔들에 대한 이미지 평면(P2)을 형성하도록 배치되고, 예를 들어 전자 검출 디바이스(140M)가 이미지 평면(P2)에 또는 그 부근에 위치되어 이차 전자 빔들 각각에 대한 샘플(8)의 다수 이미지들을 형성할 수 있도록 한다.
일부 실시예들에서, 다수의 크로스오버-형성 디플렉터들을 갖는 크로스오버-형성 디플렉터 어레이(190)가 이차 광학 축선(150_1)을 따라 제 1 세트(151) 이후 이미지 평면(P1)에 또는 그 부근에 배치된다. 크로스오버-형성 디플렉터 어레이(190) 내의 각각의 크로스오버-형성 디플렉터는 이차 전자 빔들(102_1se, 102_2se, 102_3se) 중 대응하는 하나와 정렬될 수 있고, 대응하는 이차 전자 빔을 편향시켜 교차 평면(4)에서 이차 광학 축선(150_1)을 교차하게 하도록 구성될 수 있다. 각각의 크로스오버-형성 디플렉터는, 예를 들어 도 4a의 디플렉터(D1)일 수 있다.
도 5a 내지 도 5c는 오프-액시스 이차 전자 빔들(102_2se 및 102_3se)과 연계되는 크로스오버-형성 디플렉터 어레이(190) 내의 크로스오버-형성 디플렉터들을 나타내지만, 추가적인 디플렉터가 온-액시스 이차 전자 빔(102_1se)에 의해 사용될 수도 있다는 것을 이해한다.
이차 전자 빔들(102_1se 내지 102_3se)의 편향은 이차 전자 빔들(102_1se 내지 102_3se)이 교차 평면(4)에서 또는 그 부근에서 비교적 선명한 이차 빔 크로스오버를 형성할 것을 보장한다. 빔-제한 어퍼처(155A)를 갖는 빔-제한 어퍼처 플레이트(155)가 하나의 교차 평면[예를 들어, 교차 평면(4)]에 또는 그 부근에 위치된다. 이차 전자 빔들(102_1se 내지 102_3se)의 주변 전자들은 빔-제한 어퍼처 플레이트(155)에 의해 차단되지만, 이차 전자 빔들(102_1se 내지 102_3se)의 중심 전자들은 빔-제한 어퍼처(155A)를 통과한다.
빔-제한 어퍼처 플레이트(155) 및 교차 평면(4)의 배치는, 예를 들어 크로스오버-형성 디플렉터 어레이(190)의 편향 각도 및/또는 위치에 의존하여 다양한 위치들에 디자인될 수 있다. 예를 들어, 도 5a에 나타낸 바와 같이, 빔-제한 어퍼처 플레이트(155) 및 교차 평면(4)의 배치는 1 이상의 렌즈의 제 1 세트(151)와 1 이상의 렌즈의 제 2 세트(152) 사이에 위치된다. 도 5b에 나타낸 예시적인 구성과 같은 일부 실시예들에서, 빔-제한 어퍼처 플레이트(155) 및 교차 평면(4)의 배치는 1 이상의 렌즈의 제 2 세트(152) 내부에 위치된다. 도 5c에 나타낸 예시적인 구성과 같은 일부 다른 실시예들에서, 빔-제한 어퍼처 플레이트(155) 및 교차 평면(4)의 배치는 1 이상의 렌즈의 제 2 세트(152)와 전자 검출 디바이스(140M) 사이에 위치된다. 도 5c에 나타낸 바와 같은 구성의 이점은 크로스오버-형성 디플렉터 어레이(190) 내의 개별적인 크로스오버-형성 디플렉터들의 편향 각도들이 비교적 작다는 것이다. 이러한 작은 편향 각도들의 이점은 크로스오버-형성 디플렉터 어레이(190)가 제조하기 더 쉬울 수 있다는 것이며, 이는 각각의 크로스오버-형성 디플렉터에 대해 더 낮은 전기적 자극이 필요하기 때문이다. 또한, 이러한 구성은 더 전력 효율적일 수 있다.
이차 이미징 시스템(150)은 샘플 표면(7)의 스캔 구역들로부터의 이차 전자 빔들(102_1se, 102_2se, 및 102_3se)을 이미지 평면(P2)에서 전자 검출 디바이스(140M)의 대응하는 검출 요소들(140_1, 140_2, 및 140_3) 상에 포커싱하고, 그 위에 이차 빔 스폿들(102_1seP, 102_2seP 및 102_3seP)을 각각 형성하도록 구성된다. 검출 요소들(140_1, 140_2, 및 140_3)은 대응하는 이차 전자 빔들(102_1se, 102_2se, 및 102_3se)을 검출하고 샘플 표면(7)의 대응하는 스캔 영역들의 이미지들을 구성하기 위해 사용되는 대응하는 신호들을 생성하도록 구성된다. 이차 이미징 시스템(150)에 제공되는 개시된 실시예들에 기초하여, 이차 이미징 시스템(150)에서의 크로스오버-형성 디플렉터 어레이(190)의 사용은 인접한 이차 전자 빔들 사이의 크로스토크의 감소를 가능하게 하는 한편, 이차 전자 빔들(102_1se 내지 102_3se)에 대한 수집 효율 균일성을 개선한다.
이제 도 6을 참조하며, 이는 본 발명의 실시예들에 따른 이차 전자 빔들(102_1se 내지 102_3se)을 편향시키는 다수의 크로스오버-형성 디플렉터 어레이들을 포함하는 이차 이미징 시스템(150)의 예시적인 대안적 구성을 나타내는 개략적인 다이어그램이다.
이차 이미징 시스템(150)은 빔 분리기(160)와 전자 검출 디바이스(140M) 사이에 배치되는 1 이상의 렌즈의 다수 세트들(151, 152, 153)을 포함한다. 이 실시예들에서, 1 이상의 렌즈의 제 1 세트(151)는 1 이상의 렌즈의 제 1 세트(151)와 1 이상의 렌즈의 제 2 세트(152) 사이에 배치되는 이미지 평면(P1) 상에 이차 전자 빔들(102_1se 내지 102_3se)을 포커싱하도록 구성된다. 후속하여, 1 이상의 렌즈의 제 2 세트(152)는 1 이상의 렌즈의 제 2 세트(152)와 1 이상의 렌즈의 제 3 세트(153) 사이에 배치되는 이미지 평면(P2) 상에 이차 전자 빔들(102_1se 내지 102_3se)을 포커싱하도록 구성된다. 마지막으로, 1 이상의 렌즈의 제 3 세트(153)는 전자 검출 디바이스(140M)가 위치되는 이미지 평면(P3) 상에 이차 전자 빔들(102_1se 내지 102_3se)을 포커싱한다.
일부 실시예들에서, 이차 이미징 시스템(150)은 하나보다 많은 크로스오버-형성 디플렉터 어레이(190-1 및 190-2)를 포함할 수 있고, 각각의 어레이는 1 이상의 크로스오버-형성 디플렉터[예를 들어, 도 4a의 디플렉터(D1)]를 갖는다. 크로스오버-형성 디플렉터 어레이들(190-1 및 190-2)은 이미지 평면들(P1 및 P2)에 각각 배치된다. 크로스오버-형성 디플렉터 어레이(190-1)는 이미지 평면(P1) 상에서 이차 전자 빔들(102_1se 내지 102_3se) 중 제 1 그룹(102_2se)과 정렬되고 이를 편향시키는 크로스오버-형성 디플렉터들을 포함하는 한편, 통과하는 이차 전자 빔들의 다른 그룹들에는 영향을 미치지 않는다. 크로스오버-형성 디플렉터 어레이(190-2)는 이미지 평면(P2) 상에서 이차 전자 빔들(102_1se 내지 102_3se) 중 제 2 그룹(102_3se)과 정렬되고 이를 편향시키는 크로스오버-형성 디플렉터들을 포함하는 한편, 통과하는 이차 전자 빔들의 다른 그룹들에는 영향을 미치지 않는다. 크로스오버-형성 디플렉터 어레이(190-1 및 190-2) 내의 크로스오버-형성 디플렉터들의 개별적인 편향 각도들은 모든 이차 전자 빔들(102_1se 내지 102_3se)이 교차 평면(4)에서 이차 광학 축선(150_1)을 교차하고 그 위에 비교적 선명한 크로스오버를 형성하도록 구성된다. 앞서 언급된 바와 같이, 크로스오버-형성 디플렉터 어레이들(190-1 및 190-2) 중 하나가 이차 전자 빔(102_1se)에 대응하는 디플렉터를 가질 수 있다는 것을 이해한다.
빔-제한 어퍼처 플레이트(155) 및 교차 평면(4)의 배치는 이차 이미지 시스템(150) 내의 다양한 위치들에 디자인될 수 있다. 예를 들어, 이차 광학 축선(150_1)을 따라, 빔-제한 어퍼처 플레이트(155) 및 교차 평면(4)의 배치는 1 이상의 렌즈의 제 2 및 제 3 세트들(152 및 153) 사이에, 1 이상의 렌즈의 제 3 세트(153) 내부에, 또는 1 이상의 렌즈의 제 3 세트(153) 이후 및 전자 검출 디바이스(140M) 이전에 배치될 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시예들에 따른 샘플의 표면의 이미지들을 형성하는 예시적인 방법(700)을 나타내는 흐름도이다. 상기 방법(700)은 샘플로부터 이차 전자 빔들을 획득한 후에 이차 이미징 시스템[예를 들어, 도 5a, 도 5b, 도 5c 및 도 6의 이차 이미징 시스템(150)]에 의해 수행될 수 있다.
단계 710에서, 이차 전자 빔들은 교차 평면 상에 크로스오버 영역을 형성하기 위해 1 이상의 이미지 평면에 또는 적어도 그 부근에 위치되어 있는 복수의 크로스오버-형성 디플렉터들에 의해 편향된다. 편향되는 이차 전자 빔들은 이차 이미징 시스템에 의해 획득되는 모든 이차 전자 빔일 수 있거나, 또는 오프-액시스 이차 전자 빔들일 수 있다.
일부 실시예들에서, 이차 전자 빔들은 하나의 이미지 평면에서 또는 적어도 그 부근에서 편향될 수 있다. 편향되기 전에, 이차 전자 빔들은 제 1 이미지 평면[예를 들어, 이미지 평면(P1)]을 형성하는 1 이상의 렌즈의 제 1 세트[예를 들어, 1 이상의 렌즈의 제 1 세트(151)]를 통과할 수 있다. 이차 전자 빔들의 편향은 제 1 이미지 평면에서 또는 적어도 그 부근에서 발생한다.
일부 다른 실시예들에서, 이차 전자 빔들은 다수 이미지 평면들에서 또는 적어도 그 부근에서 편향될 수 있다. 이러한 실시예들에서는, 이차 전자 빔들의 제 1 그룹이 제 1 이미지 평면에 또는 적어도 그 부근에 위치되어 있는 제 1 크로스오버-형성 디플렉터 어레이에 의해 편향되는 한편, 이차 전자 빔들의 제 2 그룹이 제 2 이미지 평면에 또는 적어도 그 부근에 위치되어 있는 제 2 크로스오버-형성 디플렉터 어레이에 의해 편향된다. 편향되기 전에, 이차 전자 빔들의 제 1 그룹은 제 1 이미지 평면[예를 들어, 이미지 평면(P1)]을 형성하는 1 이상의 렌즈의 제 1 세트[예를 들어, 1 이상의 렌즈의 제 1 세트(151)]를 통과할 수 있다. 이차 전자 빔들의 제 1 그룹의 편향은 제 1 이미지 평면에서 또는 적어도 그 부근에서 발생한다.
편향되기 전에, 이차 전자 빔들의 제 2 그룹은 제 2 이미지 평면[예를 들어, 이미지 평면(P2)]을 형성하는 1 이상의 렌즈의 제 2 세트[예를 들어, 1 이상의 렌즈의 제 2 세트(152)]를 통과할 수 있다. 이차 전자 빔들의 제 2 그룹의 편향은 제 2 이미지 평면에서 또는 적어도 그 부근에서 발생한다.
단계 720에서, 이차 전자 빔들은 크로스오버 영역과 연계된 교차 평면에 또는 적어도 그 부근에 위치되는 빔-제한 어퍼처[예를 들어, 빔-제한 어퍼처(155A)]에 의해 트리밍된다. 이차 전자 빔들의 트리밍은 이차 전자 빔들의 주변 전자들의 트리밍을 수반할 수 있고, 이차 전자 빔들의 중심 전자들로 하여금 빔-제한 어퍼처를 통과하게 할 수 있다.
이차 전자 빔들이 하나의 이미지 평면에서 또는 적어도 그 부근에서 편향되는 실시예들에서, 이차 전자 빔들의 트리밍은 이미지 평면[예를 들어, 도 5a에 나타낸 이미지 평면(P2)]을 형성하는 1 이상의 렌즈의 제 2 세트 이전에, 이미지 평면[예를 들어, 도 5b에 나타낸 이미지 평면(P2)]을 형성하는 1 이상의 렌즈의 제 2 세트 내에서, 또는 이미지 평면[예를 들어, 도 5c에 나타낸 이미지 평면(P2)]을 형성하는 1 이상의 렌즈의 제 2 세트 이후에 교차 평면에서 발생할 수 있다.
이차 전자 빔들이 [도 6에 나타낸 이미지 평면들(P1 및 P2)과 같은] 다수의 이미지 평면들에서 편향되는 실시예들에서, 이차 전자 빔들의 트리밍은 제 3 이미지 평면[예를 들어, 이미지 평면(P3)]을 형성하는 1 이상의 렌즈의 제 3 세트[예를 들어, 1 이상의 렌즈의 제 3 세트(153)] 이전에, 제 3 이미지 평면을 형성하는 1 이상의 렌즈의 제 3 세트 내에서, 또는 제 3 이미지 평면을 형성하는 1 이상의 렌즈의 제 3 세트 이후에 교차 평면에서 발생할 수 있다.
이제 도 8을 참조하며, 이는 본 발명의 실시예들에 따른 전기-광학 시스템을 사용하여 샘플의 이미지들을 형성하는 예시적인 방법(800)을 나타내는 흐름도이다. 상기 방법(800)은 전자 빔 툴[예를 들어, 도 2의 전자 빔 툴(100)]에 의해 수행될 수 있다.
단계 810에서, 샘플의 표면[예를 들어, 샘플(8)의 표면(7)]을 침지시키기 위해 자기장이 발생된다. 자기장은 대물 렌즈[예를 들어, 대물 렌즈(131)]의 자기 렌즈[예를 들어, 도 3a의 자기 렌즈(131M)에 의해 발생될 수 있다.
단계 820에서, 복수의 전자 빔들이 대물 렌즈의 자기장을 통해 표면 상으로 투영되고, 복수의 전자 빔들은 샘플의 표면을 조명하여 표면으로부터 이차 전자 빔들을 생성한다. 이 다수의 이차 전자 빔들은 대물 렌즈 및 이차 이미징 시스템을 통과하여, 전자 검출 디바이스 상에 복수의 이차 전자 빔 스폿들을 형성한다.
복수의 이차 전자 빔 스폿들의 형성은 크로스오버 영역을 생성하기 위해 디플렉터들에 의한 이차 전자 빔들의 편향을 수반하는 단계(830) 및 빔-제한 어퍼처에 의한 이차 전자 빔들의 트리밍을 수반하는 단계(840)를 포함한다. 단계들(830 및 840)은 도 7의 단계들(710 및 720)과 유사할 수 있다.
단계 850에서, 복수의 이차 전자 빔 스폿들은 전자 검출 디바이스[예를 들어, 전자 검출 디바이스(140M)]의 복수의 검출 요소들[예를 들어, 검출 요소들(140_1 내지 140_3)]에 의해 검출되고, 샘플의 복수의 이미지들을 형성한다.
실시예들은 다음 항목들을 사용하여 더 설명될 수 있다:
1. 전자 검출 디바이스 상으로 복수의 전자 빔들을 지향하는 전기-광학 시스템의 크로스오버-형성 디플렉터 어레이로서,
전기-광학 시스템의 1 이상의 전기-광학 렌즈의 세트의 이미지 평면에 또는 적어도 그 부근에 위치되는 복수의 크로스오버-형성 디플렉터들을 포함하고, 각각의 크로스오버-형성 디플렉터는 복수의 전자 빔들 중 대응하는 전자 빔과 정렬되는 크로스오버-형성 디플렉터 어레이.
2. 1 항에 있어서, 각각의 크로스오버-형성 디플렉터는 모든 전자 빔들이 교차 평면에서 오버랩되어 크로스오버 영역을 형성하도록 대응하는 전자 빔을 편향시키도록 구성되는 크로스오버-형성 디플렉터 어레이.
3. 1 항에 있어서, 각각의 크로스오버-형성 디플렉터는 다극 구조를 갖는 크로스오버-형성 디플렉터 어레이.
4. 멀티-빔 장치에서 샘플로부터의 복수의 이차 전자 빔들을 각각의 전자 검출 표면들 상으로 투영하는 전기-광학 시스템으로서,
복수의 이차 전자 빔들에 대해 교차 평면 상에 크로스오버 영역을 생성하도록 구성되는 복수의 크로스오버-형성 디플렉터들 -복수의 크로스오버-형성 디플렉터들의 각각의 크로스오버-형성 디플렉터는 복수의 이차 전자 빔들 중 대응하는 이차 전자 빔과 연계됨- ;
교차 평면에 또는 그 부근에 위치되고 복수의 이차 전자 빔들을 트리밍하도록 구성되는 1 이상의 어퍼처를 갖는 빔-제한 어퍼처 플레이트를 포함하는 전기-광학 시스템.
5. 4 항에 있어서, 복수의 크로스오버-형성 디플렉터들은 크로스오버 영역으로 복수의 이차 전자 빔들의 오프-액시스 이차 전자 빔들을 편향시키도록 구성되는 전기-광학 시스템.
6. 4 항 또는 5 항에 있어서, 1 이상의 어퍼처는 크로스오버 영역의 중심에 있는 제 1 어퍼처를 포함하는 전기-광학 시스템.
7. 4 항 내지 6 항 중 어느 하나에 있어서, 1 이상의 어퍼처는 상이한 크기들을 갖도록 구성되는 전기-광학 시스템.
8. 6 항 또는 7 항에 있어서, 빔-제한 어퍼처 플레이트는 크로스오버 영역과 1 이상의 어퍼처 중 제 2 어퍼처를 정렬시키도록 이동가능한 전기-광학 시스템.
9. 4 항 내지 8 항 중 어느 하나에 있어서, 샘플의 복수의 이미지들을 형성하기 위해 복수의 이차 전자 빔들에 대한 검출 표면들을 포함하는 전자 검출 디바이스를 더 포함하는 전기-광학 시스템.
10. 9 항에 있어서, 전기-광학 시스템의 광학 축선과 정렬되는 1 이상의 렌즈의 제 1 세트 및 1 이상의 렌즈의 제 2 세트를 더 포함하고, 전자 검출 디바이스는 제 1 세트보다 제 2 세트에 더 가까이 위치되는 전기-광학 시스템.
11. 10 항에 있어서, 복수의 크로스오버-형성 디플렉터들은 제 1 세트와 제 2 세트 사이에서 제 1 세트의 제 1 이미지 평면에 또는 적어도 그 부근에 위치되는 전기-광학 시스템.
12. 11 항에 있어서, 1 이상의 렌즈의 제 1 세트는 복수의 이차 전자 빔들 중 적어도 일부를 복수의 크로스오버-형성 디플렉터들의 대응하는 크로스오버-형성 디플렉터와 정렬시키도록 구성되는 전기-광학 시스템.
13. 11 항 또는 12 항에 있어서, 교차 평면은 제 1 세트와 제 2 세트 사이에 위치되는 전기-광학 시스템.
14. 11 항 또는 12 항에 있어서, 교차 평면은 전자 검출 디바이스와 제 2 세트 사이에 위치되는 전기-광학 시스템.
15. 11 항 또는 12 항에 있어서, 교차 평면은 제 2 세트 내에 위치되는 전기-광학 시스템.
16. 10 항에 있어서, 전기-광학 시스템의 광학 축선과 정렬되고 전자 검출 디바이스와 제 2 세트 사이에 위치되는 1 이상의 렌즈의 제 3 세트를 더 포함하며, 복수의 크로스오버-형성 디플렉터들 중 크로스오버-형성 디플렉터들의 제 1 세트는 1 이상의 렌즈의 제 1 세트와 1 이상의 렌즈의 제 2 세트 사이에서 1 이상의 렌즈의 제 1 세트의 제 1 이미지 평면에 또는 적어도 그 부근에 위치되고, 복수의 크로스오버-형성 디플렉터들 중 크로스오버-형성 디플렉터들의 제 2 세트는 1 이상의 렌즈의 제 2 세트와 1 이상의 렌즈의 제 3 세트 사이에서 1 이상의 렌즈의 제 2 세트의 제 2 이미지 평면에 또는 적어도 그 부근에 위치되는 전기-광학 시스템.
17. 16 항에 있어서, 크로스오버-형성 디플렉터들의 제 1 세트 및 크로스오버-형성 디플렉터들의 제 2 세트는 교차 평면에서 오버랩되어 크로스오버 영역을 형성하도록 대응하는 이차 전자 빔들을 편향시키도록 구성되는 전기-광학 시스템.
18. 17 항에 있어서, 교차 평면은 전자 검출 디바이스와 1 이상의 렌즈의 제 3 세트 사이에 위치되는 전기-광학 시스템.
19. 17 항에 있어서, 교차 평면은 1 이상의 렌즈의 제 3 세트 내에 위치되는 전기-광학 시스템.
20. 10 항 내지 19 항 중 어느 하나에 있어서, 1 이상의 렌즈의 제 1 세트 및 1 이상의 렌즈의 제 2 세트 중 적어도 하나는 복수의 이차 전자 빔들의 각각의 이차 전자 빔이 대응하는 크로스오버-형성 디플렉터에 도달하기 전에 복수의 이차 전자 빔들의 회전을 보상하도록 구성되는 전기-광학 시스템.
21. 4 항 내지 21 항 중 어느 하나에 있어서, 전기-광학 시스템은 대물 렌즈의 자기장으로 샘플을 침지시키도록 구성되는 대물 렌즈의 존재 하에 검출 표면들 상에 이차 전자 빔들을 이미징하도록 구성되는 전기-광학 시스템.
22. 16 항 내지 21 항 중 어느 하나에 있어서, 1 이상의 렌즈의 제 1 세트 및 1 이상의 렌즈의 제 2 세트는 복수의 이차 전자 빔들 중 적어도 일부를 복수의 크로스오버-형성 디플렉터들의 대응하는 크로스오버-형성 디플렉터와 정렬시키도록 구성되는 전기-광학 시스템.
23. 22 항에 있어서, 1 이상의 렌즈의 제 1 세트 및 1 이상의 렌즈의 제 2 세트 중 적어도 하나는 복수의 이차 전자 빔들의 각각의 이차 전자 빔이 대응하는 크로스오버-형성 디플렉터에 도달하기 전에 복수의 이차 전자 빔들의 변위를 보상하도록 구성되는 전기-광학 시스템.
24. 샘플의 이미지들을 형성하기 위해 이차 이미징 시스템에 의해 수행되는 방법으로서,
교차 평면 상에 크로스오버 영역을 형성하기 위해 이차 이미징 시스템의 1 이상의 이미지 평면에 또는 적어도 그 부근에 위치되는 복수의 크로스오버-형성 디플렉터들에 의해 이차 전자 빔들을 편향시키는 단계; 및
교차 평면에 또는 적어도 그 부근에 위치되는 빔-제한 어퍼처를 갖는 빔-제한 어퍼처 플레이트에 의해 이차 전자 빔들을 트리밍하는 단계를 포함하는 방법.
25. 24 항에 있어서, 이차 전자 빔들을 트리밍하는 단계는 빔-제한 어퍼처 플레이트에 의해 이차 전자 빔들 각각의 주변부를 차단하는 단계를 포함하는 방법.
26. 24 항 또는 25 항에 있어서, 이차 전자 빔들을 트리밍하는 단계는 이차 전자 빔들 각각의 중심부로 하여금 빔-제한 어퍼처를 통과하게 하는 방법.
27. 24 항 내지 26 항 중 어느 하나에 있어서,
1 이상의 렌즈의 제 1 세트에 의해, 1 이상의 이미지 평면의 제 1 이미지 평면을 형성하는 단계; 및
1 이상의 렌즈의 제 2 세트에 의해, 1 이상의 이미지 평면의 제 2 이미지 평면을 형성하는 단계를 더 포함하는 방법.
28. 27 항에 있어서, 크로스오버 영역을 형성하기 위해 적어도 1 이상의 이미지 평면 부근에 위치되는 1 이상의 디플렉터에 의해 이차 전자 빔들을 편향시키는 단계는 제 1 이미지 평면에 또는 적어도 그 부근에 위치되는 복수의 크로스오버-형성 디플렉터들에 의해 이차 전자 빔들을 편향시키는 단계를 더 포함하는 방법.
29. 27 항 또는 28 항에 있어서, 이차 전자 빔들을 트리밍하는 단계는 제 2 세트가 이차 전자 빔들에 대한 제 2 이미지 평면을 형성하기 전에 발생하는 방법.
30. 27 항 또는 28 항에 있어서, 이차 전자 빔들을 트리밍하는 단계는 제 2 세트가 이차 전자 빔들에 대한 제 2 이미지 평면을 형성한 후에 발생하는 방법.
31. 27 항 또는 28 항에 있어서, 이차 전자 빔들을 트리밍하는 단계는 제 2 세트가 이차 전자 빔들에 대한 제 2 이미지 평면을 형성하는 동안에 발생하는 방법.
32. 27 항에 있어서, 1 이상의 렌즈의 제 3 세트에 의해, 1 이상의 이미지 평면의 제 3 이미지 평면을 형성하는 단계를 더 포함하는 방법.
33. 32 항에 있어서, 크로스오버 영역을 형성하기 위해 1 이상의 이미지 평면에 또는 적어도 그 부근에 위치되는 1 이상의 크로스오버-형성 디플렉터에 의해 이차 전자 빔들을 편향시키는 단계는:
제 1 이미지 평면에 또는 적어도 그 부근에 위치되는 크로스오버-형성 디플렉터들의 제 1 세트에 의해 이차 전자 빔들 중 이차 전자 빔들의 제 1 세트를 편향시키는 단계; 및
제 2 이미지 평면에 또는 적어도 그 부근에 위치되는 크로스오버-형성 디플렉터들의 제 2 세트에 의해 이차 전자 빔들 중 이차 전자 빔들의 제 2 세트를 편향시키는 단계를 더 포함하는 방법.
34. 32 항 또는 33 항에 있어서, 이차 전자 빔들을 트리밍하는 단계는 제 3 세트가 이차 전자 빔들에 대한 제 3 이미지 평면을 형성하기 전에 발생하는 방법.
35. 32 항 또는 33 항에 있어서, 이차 전자 빔들을 트리밍하는 단계는 제 3 세트가 이차 전자 빔들에 대한 제 3 이미지 평면을 형성한 후에 발생하는 방법.
36. 32 항 또는 33 항에 있어서, 이차 전자 빔들을 트리밍하는 단계는 제 3 세트가 이차 전자 빔들에 대한 제 3 이미지 평면을 형성하는 동안에 발생하는 방법.
37. 전기-광학 시스템을 사용하여 샘플의 이미지들을 형성하는 방법으로서,
샘플의 표면을 침지시키기 위해 자기장을 생성하는 단계;
일차 투영 이미징 시스템에 의해 샘플의 표면 상으로 복수의 일차 전자 빔들을 투영하는 단계 -복수의 일차 전자 빔들은 자기장을 통과하고 샘플로부터 복수의 이차 전자 빔들을 발생시킴- ; 및
이차 이미징 시스템에 의해, 복수의 이차 전자 빔들을 전자 검출 디바이스 상으로 투영하여 이미지들을 얻는 단계 -복수의 이차 전자 빔들 중 적어도 일부는 크로스오버 영역을 생성하기 위해 편향되고, 크로스오버 영역에서 또는 적어도 그 부근에서 트리밍됨- 를 포함하는 방법.
38. 제어기의 1 이상의 프로세서에 의해 실행가능하여, 제어기가 전기-광학 시스템을 사용하여 샘플의 이미지들을 형성하는 방법을 수행하게 하는 명령어들의 세트를 포함하는 비-일시적 컴퓨터 판독가능한 매체로서,
상기 방법은 상기 시스템의 1 이상의 이미지 평면에 또는 적어도 그 부근에 위치되는 복수의 크로스오버-형성 디플렉터들이 이차 전자 빔들을 편향시켜 크로스오버 영역을 형성하게 하는 명령어들을 제공하는 단계; 및
빔-제한 어퍼처가 크로스오버 영역에서 또는 적어도 그 부근에서 편향된 이차 전자 빔들을 트리밍하게 하는 명령어들을 제공하는 단계를 포함하는 비-일시적 컴퓨터 판독가능한 매체.
39. 제어기의 1 이상의 프로세서에 의해 실행가능하여, 제어기가 샘플의 이미지들을 형성하는 방법을 수행하게 하는 명령어들의 세트를 포함하는 비-일시적 컴퓨터 판독가능한 매체로서,
상기 방법은 샘플의 표면을 침지시키기 위해 자기장을 생성하도록 대물 렌즈에 지시하는 단계;
샘플의 표면 상으로 복수의 일차 전자 빔들을 투영하도록 일차 이미징 시스템에 지시하는 단계 -복수의 일차 전자 빔들은 자기장을 통과하고 샘플로부터 복수의 이차 전자 빔들을 발생시킴- ; 및
이미지들을 얻기 위해 전자 검출 디바이스 상으로 복수의 이차 전자 빔들을 투영하도록 이차 이미징 시스템에 지시하는 단계 -복수의 이차 전자 빔들 중 적어도 일부는 크로스오버 영역을 생성하기 위해 편향되고, 크로스오버 영역에서 또는 적어도 그 부근에서 트리밍됨- 를 포함하는 비-일시적 컴퓨터 판독가능한 매체.
멀티-빔 장치의 제어기는 앞서 설명된 기능을 제어하기 위해 소프트웨어를 사용할 수 있다는 것을 이해한다. 예를 들어, 제어기는 적절한 필드(예를 들어, 자기장 또는 정전기장)를 각각 발생시키도록 앞서 언급된 렌즈들에 명령어들을 전송할 수 있다. 또한, 제어기는 앞서 언급된 디플렉터 어레이들을 제어하도록 전압들을 조정하는 명령어들을 전송할 수 있다. 소프트웨어는 비-일시적 컴퓨터 판독가능한 매체에 저장될 수 있다. 비-일시적 매체의 보편적인 형태들은, 예를 들어 플로피 디스크, 플렉시블 디스크(flexible disk), 하드 디스크, 솔리드 스테이트 드라이브(solid state drive), 자기 테이프, 또는 여하한의 다른 자기 데이터 저장 매체, CD-ROM, 여하한의 다른 광학 데이터 저장 매체, 홀들의 패턴들을 갖는 여하한의 물리적 매체, RAM, PROM, 및 EPROM, FLASH-EPROM 또는 여하한의 다른 플래시 메모리, NVRAM, 캐시, 레지스터, 여하한의 다른 메모리 칩 또는 카트리지, 및 이의 네트워크 버전(networked version)들을 포함한다.
본 발명은 그 바람직한 실시예들에 관하여 설명되었지만, 이후 청구되는 바와 같은 본 발명의 범위 및 기술사상을 벗어나지 않고 다른 수정 및 변형이 행해질 수도 있음을 이해하여야 한다.

Claims (15)

  1. 전자 검출 디바이스 상으로 복수의 전자 빔들을 지향하는 전기-광학 시스템의 크로스오버-형성 디플렉터 어레이(crossover-forming deflector array)로서,
    상기 전기-광학 시스템의 1 이상의 전기-광학 렌즈의 세트의 이미지 평면에 또는 적어도 그 부근에 위치되는 복수의 크로스오버-형성 디플렉터들
    을 포함하고, 각각의 크로스오버-형성 디플렉터는 상기 복수의 전자 빔들 중 대응하는 전자 빔과 정렬되는 크로스오버-형성 디플렉터 어레이.
  2. 제 1 항에 있어서,
    각각의 크로스오버-형성 디플렉터는 모든 전자 빔들이 교차 평면에서 오버랩되어 크로스오버 영역을 형성하도록 대응하는 전자 빔을 편향시키도록 구성되는 크로스오버-형성 디플렉터 어레이.
  3. 제 1 항에 있어서,
    각각의 크로스오버-형성 디플렉터는 다극 구조(multi-pole structure)를 갖는 크로스오버-형성 디플렉터 어레이.
  4. 멀티-빔 장치에서 샘플로부터의 복수의 이차 전자 빔들을 각각의 전자 검출 표면들 상으로 투영하는 전기-광학 시스템으로서,
    상기 복수의 이차 전자 빔들에 대해 교차 평면 상에 크로스오버 영역을 생성하도록 구성되는 복수의 크로스오버-형성 디플렉터들 -상기 복수의 크로스오버-형성 디플렉터들의 각각의 크로스오버-형성 디플렉터는 상기 복수의 이차 전자 빔들 중 대응하는 이차 전자 빔과 연계됨- ; 및
    상기 교차 평면에 또는 그 부근에 위치되고 상기 복수의 이차 전자 빔들을 트리밍(trim)하도록 구성되는 1 이상의 어퍼처를 갖는 빔-제한 어퍼처 플레이트(beam-limit aperture plate)
    를 포함하는 전기-광학 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 복수의 크로스오버-형성 디플렉터들은 상기 크로스오버 영역으로 상기 복수의 이차 전자 빔들 중 오프-액시스(off-axis) 이차 전자 빔들을 편향시키도록 구성되는 전기-광학 시스템.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 1 이상의 어퍼처는 상기 크로스오버 영역의 중심에 있는 제 1 어퍼처를 포함하는 전기-광학 시스템.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 1 이상의 어퍼처는 상이한 크기들을 갖도록 구성되는 전기-광학 시스템.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 빔-제한 어퍼처 플레이트는 상기 크로스오버 영역과 상기 1 이상의 어퍼처 중 제 2 어퍼처를 정렬시키도록 이동가능한 전기-광학 시스템.
  9. 제 4 항에 있어서,
    상기 샘플의 복수의 이미지들을 형성하기 위해 상기 복수의 이차 전자 빔들에 대한 검출 표면들을 포함하는 전자 검출 디바이스를 더 포함하는 전기-광학 시스템.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 전기-광학 시스템의 광학 축선과 정렬되는 1 이상의 렌즈의 제 1 세트 및 1 이상의 렌즈의 제 2 세트를 더 포함하고, 상기 전자 검출 디바이스는 상기 제 1 세트보다 상기 제 2 세트에 더 가까이 위치되는 전기-광학 시스템.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 복수의 크로스오버-형성 디플렉터들은 상기 제 1 세트와 상기 제 2 세트 사이에서 상기 제 1 세트의 제 1 이미지 평면에 또는 적어도 그 부근에 위치되는 전기-광학 시스템.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 1 이상의 렌즈의 제 1 세트는 상기 복수의 이차 전자 빔들 중 적어도 일부를 상기 복수의 크로스오버-형성 디플렉터들 중 대응하는 크로스오버-형성 디플렉터와 정렬시키도록 구성되는 전기-광학 시스템.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 교차 평면은 상기 제 1 세트와 상기 제 2 세트 사이에 위치되는 전기-광학 시스템.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 교차 평면은 상기 전자 검출 디바이스와 상기 제 2 세트 사이에 위치되는 전기-광학 시스템.
  15. 샘플의 이미지들을 형성하기 위해 이차 이미징 시스템에 의해 수행되는 방법으로서,
    교차 평면 상에 크로스오버 영역을 형성하기 위해 상기 이차 이미징 시스템의 1 이상의 이미지 평면에 또는 적어도 그 부근에 위치되는 복수의 크로스오버-형성 디플렉터들에 의해 이차 전자 빔들을 편향시키는 단계; 및
    상기 교차 평면에 또는 적어도 그 부근에 위치되는 빔-제한 어퍼처를 갖는 빔-제한 어퍼처 플레이트에 의해 이차 전자 빔들을 트리밍하는 단계
    를 포함하는 방법.
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