KR20210076117A - 하전 입자 빔 디바이스, 필드 곡률 보정기, 및 하전 입자 빔 디바이스를 동작시키는 방법들 - Google Patents

하전 입자 빔 디바이스, 필드 곡률 보정기, 및 하전 입자 빔 디바이스를 동작시키는 방법들 Download PDF

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Abstract

광학 축(A)을 따라 전파되는 하전 입자 빔(101)을 생성하도록 구성되는 빔 소스(105); 하전 입자 빔으로부터 복수의 빔렛들(102)을 생성하도록 구성되는 복수의 애퍼쳐들을 갖는 애퍼쳐 디바이스(110); 및 필드 곡률 보정기(120)를 포함하는 하전 입자 빔 디바이스(100)가 설명된다. 필드 곡률 보정기(120)는, 광학 축(A)으로부터의 거리의 함수로서 변하는 직경들을 가진 제1 복수의 개구들을 갖는 제1 다중-애퍼쳐 전극(121); 제2 복수의 개구들을 갖는 제2 다중-애퍼쳐 전극(122); 및 제1 다중-애퍼쳐 전극(121)의 제1 전위(U1) 및 제2 다중-애퍼쳐 전극(122)의 제2 전위(U2) 중 적어도 하나를 조정하도록 구성되는 조정 디바이스(132)를 포함한다. 추가로, 필드 곡률 보정기(120), 및 하전 입자 빔 디바이스를 동작시키는 방법들이 설명된다.

Description

하전 입자 빔 디바이스, 필드 곡률 보정기, 및 하전 입자 빔 디바이스를 동작시키는 방법들
본원에 설명된 실시예들은 하전 입자 빔 디바이스들에 관한 것으로, 특히, 웨이퍼들 또는 다른 기판들과 같은 시편들을 조사하도록, 예컨대, 패턴 결함들을 검출하도록 구성되는 주사 전자 현미경들에 관한 것이다. 더 구체적으로, 본원에 설명된 실시예들은, 특히, 조사 시스템 응용들, 시험 시스템 응용들, 결함 검토 또는 임계 치수 응용들, 표면 이미징 응용들 등을 위해 다수의 하전 입자 빔들, 예컨대 복수의 전자 빔렛들을 활용하도록 구성되는 하전 입자 빔 디바이스들에 관한 것이다. 실시예들은 추가로, 필드 곡률 보정기들, 및 하전 입자 빔 디바이스들을 동작시키는 방법들에 관한 것이다.
현대의 반도체 기술은 나노미터 또는 심지어 나노미터 미만 규모의 시편들을 구조화하고 프로빙하는 것에 대한 높은 요구를 발생시켰다. 마이크로미터 및 나노미터 규모의 프로세스 제어, 조사 또는 구조화는 종종, 전자 현미경들과 같은 하전 입자 빔 디바이스들에서 생성, 성형, 편향, 및 집속되는 하전 입자 빔들, 예컨대, 전자 빔들을 이용하여 행해진다. 조사 목적들에 대해, 하전 입자 빔들은 예컨대 광자 빔들과 비교하여 우수한 공간 분해능을 제공하는데, 그 이유는, 하전 입자 빔들의 파장들이 광 빔들의 파장들보다 짧기 때문이다.
주사 전자 현미경(SEM)들과 같은 하전 입자 빔들을 사용하는 조사 디바이스들은, 전자 회로들의 조사, 리소그래피를 위한 노출 시스템들, 검출 디바이스들, 결함 조사 툴들, 및 집적 회로들에 대한 시험 시스템들을 포함하지만 이에 제한되지 않는 복수의 산업 분야들에서 많은 기능들을 갖는다. 하전 입자 빔 시스템들에서, 높은 전류 밀도를 갖는 정밀한 프로브들이 사용될 수 있다. 예를 들면, SEM의 경우에, 1차 전자 빔은, 시편을 이미징 및 분석하는 데 사용될 수 있는 2차 전자(SE)들 및/또는 후방산란된 전자(BSE)들과 같은 신호 하전 입자들을 생성한다.
전자 빔 기반 시스템들의 하나의 단점은 집속된 스폿 내에서의 제한된 프로브 전류이다. 더 높은 휘도의 소스들은 전자-전자 상호작용들로 인해 프로브 전류에 대한 제한된 개선들만을 제공할 수 있다. 전자 빔 시스템들에서 e-e 상호작용을 감소시키기 위해, 예컨대, 샘플의 바로 앞에서의 최종 랜딩 에너지까지의 전자 빔의 늦은 감속과 조합된 감소된 컬럼 길이 및/또는 더 높은 컬럼 에너지인 다수의 접근법들이 만들어졌다. 그러나, 높은 분해능에서의 전자 빔 처리량을 개선하는 것은 점점 더 난제가 되고 있다.
그러한 문제들을 해결하기 위한 하나의 접근법은, 단일 컬럼에서 다수의 빔들(본원에서 빔렛들로 또한 지칭됨)을 사용하는 것이다. 그러나, 특히 샘플 구조들이 나노규모 분해능으로 높은 처리량을 갖는 신속한 방식으로 스캐닝 및 조사되어야 할 때, 다중-빔 시스템의 개별 빔렛들을 지향시키고, 스캐닝하고, 편향시키고, 성형하고, 보정하고/거나 집속시키는 것은 난제이다. 특히, 단일 컬럼에서의 다수의 빔들의 수차들, 이를테면 필드 곡률을 보정하는 것이 난제이다. 더욱이, 빔 수차들은 하전 입자 빔 디바이스의 작동 모드에 의존할 수 있으며, 이는 빔 수차들의 신뢰가능한 보상을 훨씬 더 어렵게 만든다.
그에 따라서, 샘플 구조들을 조사하기 위해 사용될 높은 처리량 및 양호한 필드 품질들을 제공하는 다중-빔 시스템들로서 구성되는 하전 입자 빔 디바이스들을 제공하는 것이 유익할 것이다. 특히, 하전 입자 빔 디바이스의 상이한 작동 모드들에서 수차들이 감소된 다중-빔 동작을 위해 구성된 하전 입자 빔 디바이스를 제공하는 것이 유익할 것이다.
상기된 바를 고려하여, 독립항들에 따라, 하전 입자 빔 디바이스, 필드 곡률 보정기뿐만 아니라 하전 입자 빔 디바이스를 동작시키는 방법들이 제공된다. 실시예들의 추가적인 양상들, 장점들, 및 특징들은 종속항들, 설명, 및 첨부된 도면들로부터 명백하다.
본원에 설명된 일 양상에 따르면, 하전 입자 빔 디바이스가 제공된다. 하전 입자 빔 디바이스는, 광학 축을 따라 전파되는 하전 입자 빔을 생성하도록 구성되는 빔 소스, 하전 입자 빔으로부터 복수의 빔렛들을 생성하도록 구성되는 복수의 애퍼쳐들을 갖는 애퍼쳐 디바이스, 및 필드 곡률 보정기를 포함한다. 필드 곡률 보정기는, 복수의 빔렛들을 위한 제1 복수의 개구들을 갖는 제1 다중-애퍼쳐 전극 ― 제1 복수의 개구들은 광학 축으로부터의 거리의 함수로서 변하는 직경들을 가짐 ―, 복수의 빔렛들을 위한 제2 복수의 개구들을 갖는 제2 다중-애퍼쳐 전극, 및 제1 다중-애퍼쳐 전극의 제1 전위 및 제2 다중-애퍼쳐 전극의 제2 전위 중 적어도 하나를 조정하도록 구성되는 조정 디바이스를 포함한다.
본원에 설명된 추가적인 양상에 따르면, 필드 곡률 보정기가 제공된다. 필드 곡률 보정기는, 서로 나란히 전파되는 하전 입자들의 복수의 빔렛들을 위한 제1 복수의 개구들을 갖는 제1 다중-애퍼쳐 전극을 포함한다. 제1 복수의 개구들은 가변 직경들을 갖는다. 필드 곡률 보정기는, 복수의 빔렛들을 위한 제2 복수의 개구들을 갖는 제2 다중-애퍼쳐 전극, 및 제1 다중-애퍼쳐 전극의 제1 전위 및 제2 다중-애퍼쳐 전극의 제2 전위 중 적어도 하나를 조정하도록 구성되는 조정 디바이스를 더 포함한다.
본원에 설명된 추가적인 양상에 따르면, 시편을 이미징하기 위한 주사 전자 현미경(SEM)이 제공된다. 주사 전자 현미경은, 광학 축을 따라 전파되는 전자들의 빔을 생성하도록 구성되는 빔 소스, 본원에 설명된 바와 같은, 하전 입자들의 복수의 빔렛들에 대한 필드 곡률 보정기, 및 시편에 걸쳐 복수의 빔렛들을 스캐닝하도록 구성되는 스캔 편향기를 포함한다.
본원에 설명된 추가적인 양상에 따르면, 복수의 빔렛들을 이용한 시편의 조사를 위해 구성된 하전 입자 빔 디바이스를 동작시키는 방법이 제공된다. 방법은, 하전 입자 빔 디바이스의 제1 작동 모드로 필드 곡률 보정기를 조정하는 단계, 및 제1 작동 모드에서 하전 입자 빔 디바이스를 동작시키는 단계를 포함한다. 방법은, 하전 입자 빔 디바이스의 제2 작동 모드로 필드 곡률 보정기를 조정하는 단계, 및 제2 작동 모드에서 하전 입자 빔 디바이스를 동작시키는 단계를 더 포함한다.
본원에 설명된 추가적인 양상에 따르면, 하전 입자 빔 디바이스를 동작시키는 방법이 제공된다. 방법은, 광학 축을 따라 전파되는 하전 입자 빔을 생성하는 단계, 하전 입자 빔으로부터 복수의 빔렛들을 생성하는 단계, 필드 곡률 보정기로 필드 곡률을 보상하는 단계, 및 복수의 빔렛들을 시편 상에 집속시키는 단계를 포함한다. 필드 곡률을 보상하는 단계는, 가변 직경을 가진 제1 복수의 개구들을 갖는 제1 다중-애퍼쳐 전극으로 복수의 빔렛들을 집속시키는 단계, 및 제1 다중-애퍼쳐 전극의 제1 전위 및 제2 복수의 개구들을 갖는 제2 다중-애퍼쳐 전극의 제2 전위 중 적어도 하나를 조정하는 단계를 포함한다.
본원에 설명된 양상에 따르면, 하전 입자 빔을 생성하기 위한 빔 소스 및 필드 곡률 보정기를 포함하는 하전 입자 빔 디바이스가 제공된다. 필드 곡률 보정기는, 가변 직경들을 가진 제1 복수의 개구들을 갖는 제1 다중-애퍼쳐 전극, 제2 복수의 개구들을 갖는 제2 다중-애퍼쳐 전극, 및 제1 다중-애퍼쳐 전극의 제1 전위 및 제2 다중-애퍼쳐 전극의 제2 전위 중 적어도 하나를 조정하기 위한 조정 디바이스를 포함한다.
실시예들은 개시된 방법들을 수행하기 위한 장치들에 관한 것이며, 개별적인 방법 동작들을 수행하기 위한 장치 부분들을 포함한다. 방법들은, 하드웨어 구성요소들에 의해, 적절한 소프트웨어에 의해 프로그래밍된 컴퓨터에 의해, 이들 둘의 임의의 조합에 의해, 또는 임의의 다른 방식으로 수행될 수 있다. 또한, 실시예들은 또한 설명된 장치들을 동작시키는 방법들에 관한 것이다.
본원에 설명된 실시예들과 조합될 수 있는 추가적인 장점들, 특징들, 양상들, 및 세부사항들은 종속항들, 설명, 및 도면들로부터 명확히 알 수 있다.
본 발명의 상기 언급된 특징들이 상세하게 이해될 수 있는 방식으로, 위에서 간략하게 요약된 실시예들의 보다 구체적인 설명이 실시예들을 참조하여 이루어질 수 있다. 첨부된 도면들은 하나 이상의 실시예에 관한 것이고, 이하에서 설명된다.
도 1a는 본원에 설명된 실시예들에 따른 하전 입자 빔 디바이스의 개략적인 단면도이다.
도 1b는, 조정된 필드 곡률 보정을 갖는 도 1a의 하전 입자 빔 디바이스의 개략적인 단면도이다.
도 2는 하전 입자 빔 디바이스의 제1 작동 모드에서의 필드 곡률 보정을 예시하기 위한 개략도이다.
도 3은 하전 입자 빔 디바이스의 제2 작동 모드에서의 필드 곡률 보정을 예시하기 위한 개략도이다.
도 4a는 본원에 설명된 실시예들에 따른 필드 곡률 보정기의 개략적인 단면도이다.
도 4b는, 상이한 전위 설정들에서의 도 4a의 필드 곡률 보정기의 필드 곡률 보정을 예시하는 그래프이다.
도 5a는 본원에 설명된 실시예들에 따른 필드 곡률 보정기의 개략적인 단면도이다.
도 5b는, 상이한 전위 설정들에서의 도 5a의 필드 곡률 보정기의 필드 곡률 보정을 예시하는 그래프이다.
도 6은 본원에 설명된 실시예들에 따른 필드 곡률 보정기의 개략적인 단면도이다.
도 7은 본원에 설명된 실시예들에 따른 하전 입자 빔 디바이스의 개략적인 단면도이다.
도 8은 본원에 설명된 실시예들에 따른, 하전 입자 빔 디바이스를 동작시키는 방법을 예시하는 흐름도이다.
도 9는 본원에 설명된 실시예들에 따른, 하전 입자 빔 디바이스를 동작시키는 방법을 예시하는 흐름도이다.
이제, 다양한 실시예들이 상세히 참조될 것이며, 다양한 실시예들의 하나 이상의 예가 도면들에 예시된다. 도면들에 대한 이하의 설명 내에서, 동일한 참조 번호들은 동일한 구성요소들을 지칭한다. 일반적으로, 개별적인 실시예들에 관한 차이들만이 설명된다. 각각의 예는 설명으로서 제공되고, 제한으로서 의도되지 않는다. 추가로, 일 실시예의 일부로서 예시되거나 설명되는 특징들은, 더 추가적인 실시예를 산출하기 위해, 다른 실시예들에 대해 또는 다른 실시예들과 함께 사용될 수 있다. 설명은 그러한 수정들 및 변형들을 포함하는 것으로 의도된다.
반도체 기술은 집적 회로들의 생성 동안 사용되는 다양한 프로세스들의 정확한 제어에 의존한다. 예컨대, 웨이퍼들 및 마스크들과 같은 기판들은 문제들 또는 결함들을 국소화하기 위해 반복적으로 조사되어야 한다. 마스크가 미리 결정된 패턴을 정확하게 정의하는 것을 보장하기 위해, 마스크 또는 레티클은 기판 처리 동안 실제 사용 전에 조사되어야 한다. 마스크 패턴 내의 임의의 결함이 마이크로리소그래피에서의 사용 동안 기판에 전사될 것이다. 결함들에 대한 기판들, 웨이퍼들, 또는 마스크들과 같은 시편의 조사는 전형적으로, 비교적 짧은 시간 내의 넓은 표면적의 검사를 포함한다. 조사 프로세스에 의한 생산 처리량의 감소를 피하기 위해, 조사는 가능한 한 빨라야 한다.
시편을 조사하여 패턴 결함들과 같은 결함들을 검출하기 위해, 주사 전자 현미경(SEM)들이 사용될 수 있다. 시편의 표면은, 시편의 표면 상에 집속될 수 있는 하전 입자 빔, 예컨대 전자 빔을 사용하여 스캐닝된다. 하전 입자 빔이 시편에 부딪칠 때, 2차 하전 입자들(예컨대, 2차 전자들)이 생성되고 검출된다. 시편의 일 위치에서의 패턴 결함은, 2차 하전 입자들의 강도 신호를, 예컨대, 시편의 동일한 위치에 대응하는 기준 신호와 비교함으로써 검출될 수 있다. 하나의 하전 입자 빔만이 스캐닝에 사용될 때, 스캐닝은 상당한 양의 시간을 소요할 수 있고, 제한된 처리량만이 획득가능할 수 있다.
처리량은 다중-빔 시스템으로서 구성된 하전 입자 빔 디바이스를 제공함으로써 증가될 수 있다. 다중-빔 시스템에서, 하전 입자들의 복수의 빔렛들이 생성되고, 그러한 빔렛들은 컬럼 내에서 서로 나란히 전파되며, 이에 따라, 시편 상의 2개 이상의 스폿이 동시에 조사될 수 있다. 그러나, 하나의 컬럼 내에서 가까운 상대적 거리로 전파되는 복수의 빔렛들을 제어, 성형 및 보정하는 것은 난제이다. 본원에 설명된 실시예들에 따르면, 높은 처리량 및 높은 조사 정확도를 동시에 제공하는 하전 입자 빔 디바이스가 제공된다.
도 1a는 본원에 설명된 실시예들에 따른, 다중-빔 디바이스로서 구성된 하전 입자 빔 디바이스(100)의 개략적인 단면도이다.
하전 입자 빔 디바이스(100)는, 광학 축(A)을 따라 전파되는 하전 입자 빔(101)을 생성하도록 구성되는 빔 소스(105)를 포함한다. 빔 소스(105)는, 전자 빔을 생성하도록 구성되는 전자 소스일 수 있다. 대안적으로, 빔 소스는 이온 빔을 생성하도록 구성되는 이온 소스일 수 있다. 하전 입자 빔(101)은, 빔 소스(105)로부터 시편을 향해 광학 축(A)을 따라 컬럼을 통해 전파될 수 있다.
복수의 빔 영향 요소들, 이를테면, 하나 이상의 편향기, 빔 보정기, 렌즈 디바이스, 애퍼쳐, 빔 만곡기, 및/또는 빔 분리기(도 1a에 도시되지 않음)가 빔 소스와 시편 사이에 빔 경로를 따라 배열될 수 있다. 예컨대, 하전 입자 빔(101)을 시준하기 위해 빔 소스(105)의 하류에 시준 렌즈 시스템(108)이 배열될 수 있고, 시준 렌즈 시스템(108)의 하류 및 시편의 상류에 대물 렌즈 시스템(109)이 배열될 수 있다.
일부 실시예들에서, 빔 소스(105)는, 처리량을 증가시키기 위해, 냉전계 방출기(CFE; cold field emitter), 쇼트키(Schottky) 방출기, 열전계 방출기(TFE; thermal field emitter), 또는 다른 고전류 전자 빔 소스 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 고전류는 100 mrad 이상에서 10 ㎂, 예컨대, 100 mrad에서 최대 5 mA, 예컨대 30 ㎂ 내지 100 mrad에서 1 mA인 것으로 간주된다. 전형적인 구현들에 따르면, 전류는 본질적으로 균일하게, 예컨대, +/-10 %의 편차로 분포된다. 본원에 설명된 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에 따르면, 빔 소스는 5 mrad 또는 그 초과, 예컨대, 50 mrad 내지 200 mrad의 전형적인 방출 반각을 가질 수 있다. 일부 실시예들에서, 빔 소스는 2 nm 이상 및/또는 40 nm 이하의 가상 소스 크기를 가질 수 있다. 예컨대, 빔 소스가 쇼트키 방출기인 경우, 소스는 10 nm 내지 40 nm의 가상 소스 크기를 가질 수 있다. 예컨대, 빔 소스가 냉전계 방출기(CFE)인 경우, 소스는 2 nm 내지 20 nm의 가상 소스 크기를 가질 수 있다.
본원에 설명된 다른 실시예들과 조합될 수 있는 실시예들에 따르면, 큰 빔 전류를 제공할 수 있는, TFE 또는 다른 높은 감소된 휘도 소스는, 최대 10 ㎂ - 100 ㎂를 제공하도록 방출 각도가 증가될 때 휘도가 최대 값의 20 % 보다 많이 떨어지지 않는 소스이다. 예컨대, 쇼트키 또는 TFE 방출기들은 5·107 Am-2(SR)-1V-1의 측정된 감소된 휘도로 현재 이용가능하고, CFE 방출기들은 최대 5·109 Am-2(SR)-1V-1의 측정된 감소된 휘도를 갖는다. 예컨대, 적어도 5·107 Am-2(SR)-1V-1을 갖는 빔이 유익하다.
하전 입자 빔 디바이스(100)는, 하전 입자 빔(101)으로부터 하전 입자들의 복수의 빔렛들(102)을 생성하도록 구성되는 복수의 애퍼쳐들을 갖는 애퍼쳐 디바이스(110)를 포함할 수 있다. 예컨대, 애퍼쳐 디바이스(110)는, 3개, 5개, 10개, 또는 그 초과의 빔렛들을 생성하도록 구성되는 3개, 5개, 10개, 또는 그 초과의 애퍼쳐들을 가질 수 있다. 특히, 애퍼쳐 디바이스(110)는, 50개 이상의 빔렛들을 생성하기 위한 50개 이상의 애퍼쳐들을 가질 수 있다. 애퍼쳐 디바이스(110)의 애퍼쳐들 각각은 하전 입자 빔으로부터 하전 입자들의 하나의 빔렛을 생성하도록 구성될 수 있다.
애퍼쳐 디바이스(110)는, 애퍼쳐들이 빔 제한 홀들로서 형성되는 판을 포함할 수 있다. 내부에 형성된 애퍼쳐들을 갖는 판 상에 하전 입자 빔(101)이 충돌할 때, 하전 입자들은 판의 애퍼쳐들을 통해 전파되어 복수의 빔렛들을 형성할 수 있고, 하전 입자 빔(101)의 나머지 부분은 판에 의해 차단될 수 있다. 일부 실시예들에서, 애퍼쳐 디바이스(110)의 적어도 하나의 표면, 예컨대, 빔 소스(105) 쪽을 향하는 애퍼쳐 디바이스(110)의 표면은, 애퍼쳐 디바이스(120) 상의 전하들의 축적을 감소시키거나 피하기 위해, 전도체 또는 반도체 표면일 수 있다.
필드 곡률 보정기(120)의 상류에 배열된 애퍼쳐 디바이스(110)는 임의적 구성요소이고, 일부 실시예들에서, 필드 곡률 보정기의 다중-애퍼쳐 판에 의해 하전 입자 빔(101)으로부터 복수의 빔렛들(102)이 생성될 수 있다는 것이 유의된다. 다시 말해서, 애퍼쳐 디바이스 및 필드 곡률 보정기는 일부 실시예들에서 일체로 형성될 수 있다.
본원에 설명된 실시예들에 따르면, 하전 입자 빔 디바이스는 필드 곡률 보정기(120)를 더 포함한다. 필드 곡률 보정기(120)는, 복수의 빔렛들을 위한 제1 복수의 개구들을 갖는 제1 다중-애퍼쳐 전극(121), 및 복수의 빔렛들을 위한 제2 복수의 개구들을 갖는 제2 다중-애퍼쳐 전극(122)을 포함한다. 제2 다중-애퍼쳐 전극(122)은 제1 다중-애퍼쳐 전극(121)의 하류 또는 상류에 배열될 수 있고, 제2 복수의 개구들은 복수의 빔렛들이 제1 및 제2 복수의 개구들을 통해 전파되도록 애퍼쳐 디바이스(110)의 제1 복수의 개구들 및 복수의 애퍼쳐들과 정렬될 수 있다. 다중-애퍼쳐 전극들 각각은, 복수의 개구들이 제공되는 판 요소로서 제공될 수 있으며, 그 복수의 개구들을 통해 복수의 빔렛들이 전파될 수 있다.
본원에 설명된 실시예들에 따르면, 제1 다중-애퍼쳐 전극(121)은 복수의 빔렛들(102)에 대한 집속 효과를 제공하며, 여기서, 각각의 빔렛에 대한 집속 효과의 강도는 광학 축(A)으로부터의 개개의 빔렛의 거리에 의존한다. 다시 말해서, 빔렛에 대해 제1 다중-애퍼쳐 전극(121)에 의해 제공되는 집속 효과는 광학 축(A)으로부터의 거리의 함수로서 변하며, 이에 따라, 광학 축으로부터 멀리 떨어져 있는 빔렛은 광학 축에 가까운 빔렛과 상이하게 집속된다.
특히, 제1 다중-애퍼쳐 전극(121)의 제1 복수의 개구들은 광학 축(A)으로부터의 거리의 함수로서 변하는 직경들을 가질 수 있다. 일부 실시예들에서, 제1 복수의 개구들의 직경들은, 도 1a에 개략적으로 도시된 바와 같이, 광학 축(A)으로부터의 거리(D)가 증가함에 따라 증가한다. 일부 실시예들에서, 제1 복수의 개구들의 직경들은 광학 축(A)으로부터의 거리(D)가 증가함에 따라 감소한다.
전극의 개구로서 구성되는 통상적인 정전 렌즈의 집속 효과는 전형적으로 개구의 직경에 의존하며, 이는, 전극의 반대 측들 상에서의 전기장 차이에 영향을 미친다. 더 구체적으로, 작은 개구를 갖는 전극은 더 큰 개구를 갖는 전극보다 하전 입자 빔에 대해 더 강한 집속 효과를 가질 수 있다. 그에 따라서, 가변 개구 직경들을 갖는 다중-애퍼쳐 전극은, 다중-애퍼쳐 전극의 개구들을 통해 전파되는 복수의 빔렛들에 대해 가변 집속 효과들을 제공한다. 개구의 직경의 증가는 감소된 전기장 강도를 그리고 그에 따라 개개의 렌즈의 감소된 전기 집속력을 초래한다.
도 1a에 개략적으로 도시된 제1 다중-애퍼쳐 전극(121)의 집속 효과는 광학 축으로부터의 빔렛의 거리의 함수로서 감소한다. 그에 따라서, 제1 다중-애퍼쳐 전극(121)은 시편의 평면에서 하전 입자 빔 디바이스의 필드 곡률을 보상하는 데 사용될 수 있다.
본원에 설명된 실시예들에 따른 필드 곡률 보정기(120)는, 제1 다중-애퍼쳐 전극(121)의 제1 전위(U1) 및 제2 다중-애퍼쳐 전극(122)의 제2 전위(U2) 중 적어도 하나를 조정하도록 구성되는 조정 디바이스(132)를 더 포함한다. 제1 전위(U1)를 조정함으로써(그리고 일정한 제2 전위(U2)를 유지함으로써), 제1 다중-애퍼쳐 전극과 제2 다중-애퍼쳐 전극 사이의 전기장이 변경될 수 있으며, 이에 따라, 필드 곡률 보정기의 필드 곡률 보정의 강도가 조정될 수 있다. 제2 다중-애퍼쳐 전극(122)의 제2 전위(U2)를 조정함으로써(그리고 일정한 제1 전위(U1)를 유지함으로써), 제1 다중-애퍼쳐 전극과 제2 다중-애퍼쳐 전극 사이의 전기장이 변경될 수 있고, 필드 곡률 보정기의 필드 곡률 보정의 강도가 조정될 수 있다. 추가로, 제1 전위(U1) 및 제2 전위(U2) 둘 모두를 조정함으로써(예컨대, 제1 전위(U1)를 증가시키고 제2 전위(U2)를 감소시키거나, 그 반대로 행함으로써), 필드 곡률 보정기의 필드 곡률 보정의 강도가 훨씬 더 유연하게 조정될 수 있다.
본원에 설명된 실시예들은, 다중-빔 하전 입자 시스템의 필드 곡률의 보정, 및 특히, 필드 곡률 보정 양의 조정을 목표로 한다. 하전 입자 빔 디바이스의 상이한 작동 모드들은 다양한 설정들 및 빔 파라미터들, 예컨대, 시편 상의 하전 입자들의 랜딩 에너지 및/또는 대물 렌즈 시스템과 시편 사이의 작동 거리가 상이할 수 있다. 그에 따라서, 하전 입자 빔 디바이스의 광학 구성요소들에 의해 야기되는 필드 곡률은 하전 입자 빔 디바이스가 동작되는 작동 모드에 의존할 수 있다.
그에 따라서, 하전 입자 빔 디바이스가 동작되는 작동 모드에 따라 적절한 양의 필드 곡률 보정이 복수의 빔렛들에 대해 제공되도록 조정될 수 있는 필드 곡률 보정기(120)를 제공하는 것이 유익하다.
이제 도 2 및 도 3을 참조하면, 다중-빔 시스템의 "필드 곡률" 및 그의 보정이 간략하게 설명될 것이다. 도 2는 하전 입자 빔 디바이스의 제1 작동 모드에서의 필드 곡률 보정을 예시하기 위한 개략도이고, 도 3은 하전 입자 빔 디바이스의 제2 작동 모드에서의 필드 곡률 보정을 예시하기 위한 개략도이다. 제1 및 제2 작동 모드들은 빔 영향 구성요소들의 특정 설정들, 예컨대, 작동 거리들, 하전 입자 에너지들, 랜딩 에너지들, 및/또는 시편 상에 충돌하는 빔렛들의 수에 의해 특성화될 수 있다.
필드 곡률은, 시편이 이미지에 걸쳐 균일하게 선명한게 아니라 이미지의 특정 부분들에서만 선명하게 나타나는 것을 야기하는, 하전 입자 빔 디바이스들에서의 빔 수차이다. 필드 곡률은, 도 2에 개략적으로 도시된 바와 같이, 평평한 방식이 아니라 만곡된 방식으로 이미지를 투사하는, 빔 경로 내의 렌즈들과 같은 광학 구성요소들에 의해 야기될 수 있다. 도 2의 좌측 부분에 도시된 바와 같이, 시편(103)이 광학 축(A)을 따라 전파되는 중앙 빔렛의 초점면에 있을 수 있지만, 광학 축(A)으로부터 더 멀리 떨어져 있는 다른 빔렛들의 초점들은 시편의 앞쪽에 있지만 시편(103)의 평면에 놓이지 않을 수 있으며, 이에 따라, 시편의 개개의 구역들이 초점을 벗어난 것으로 보인다. 광학 축(A) 상에 투사되는 바와 같은, 중앙 빔렛의 초점과 최외측 빔렛의 초점 사이의 거리는 도 2에서 "Δz2"로 나타나고, 제1 작동 모드에서의 시편의 평면에서의 하전 입자 빔 디바이스(100)의 필드 곡률을 표현한다.
필드 곡률(Δz2)은 본원에 설명된 바와 같은 필드 곡률 보정기(120)에 의해 보상될 수 있다. 필드 곡률 보정기(120)는 빔 에너지(EIntermediate image)에서 중간 이미지 평면으로 복수의 빔렛들을 집속시킬 수 있으며, 그 결과로, 복수의 빔렛들은 반확대율(demagnification)(M)에 따라 빔 에너지(Especimen)에서 통상적인 빔 영향 구성요소들을 통해 시편 상에 반확대된다. 필드 곡률 보정기(120)에 의해 야기되는 중간 이미지 평면에서의 초점 길이 변동은 도 2의 우측 부분에서 Δz1로 나타나고, 시편(103)의 평면("최종 이미지 평면)에서 나타나는 초점 길이 변동에 비례한다. 중간 이미지 평면에서의 초점 길이 변동은 다음의 수학식:
Figure pct00001
에 따라 중간 이미지 평면으로부터 시편의 평면으로 변환된다.
그에 따라서, 필드 곡률 보정기가 중간 이미지 평면에서 Δz1의 초점 길이 변동을 야기할 때,
Figure pct00002
인 경우 시편의 평면에서의 Δz2의 필드 곡률이 보상될 수 있다.
도 2의 우측 부분에 도시된 바와 같이, 필드 곡률 보정기(120)에 의해 야기되는 초점 길이 변동으로 인해, 빔 경로 내의 빔 영향 구성요소들에 의해 야기되는 시편(103)의 평면에서의 필드 곡률은, 모든 빔렛들의 초점들이 본질적으로 시편(103)의 평면에 놓이도록 보상될 수 있다. 이미지의 선명도가 개선될 수 있다.
도 3은 하전 입자 빔 디바이스의 제2 작동 모드에서의 필드 곡률 보정을 예시하기 위한 개략도이다. 제2 작동 모드에서, 빔 경로 내의 빔 영향 요소들에 의해 야기되는 필드 곡률(Δz2')은 도 2의 제1 작동 모드에서 빔 영향 요소들에 의해 야기되는 필드 곡률(Δz2)보다 작을 수 있다. 본원에 설명된 실시예들에 따르면, 필드 곡률 보정기(120)에 의해 제공되는 초점 길이 변동은 Δz1' = -Δz2' x M2이도록 상이한 양의 Δz1'로 조정될 수 있다. 그에 따라, 본원에 설명된 필드 곡률 보정기(120)가 조정가능하므로, 복수의 빔렛들(102)의 초점들 전부가 본질적으로 시편(103)의 평면에 놓이고, 제2 작동 모드에서 또한 이미지의 선명도가 개선될 수 있다.
도 1a를 다시 참조하면, 필드 곡률 보정기(120)에 의해 제공되는 필드 곡률 보정의 강도가 다음과 같이 조정될 수 있다. 필드 곡률 보정기(120)는, 제1 다중-애퍼쳐 전극(121)의 제1 전위(U1) 및 제2 다중-애퍼쳐 전극(122)의 제2 전위(U2) 중 적어도 하나를 조정하도록 구성되는 조정 디바이스(132)를 포함한다. 제2 다중-애퍼쳐 전극(122)은 일부 실시예들에서 제1 다중-애퍼쳐 전극(121)의 하류에 배열될 수 있다. 예컨대, 광학 축(A)을 따른 제1 다중-애퍼쳐 전극(121)과 제2 다중-애퍼쳐 전극(122) 사이의 거리는 1 cm 이하 또는 5 mm 이하일 수 있다. 특히, 가변 전압 공급부가 제1 다중-애퍼쳐 전극(121) 및/또는 제2 다중-애퍼쳐 전극(122)에 연결될 수 있다.
제2 다중-애퍼쳐 전극(122)의 제2 전위(U2)를 조정함으로써, 제1 다중-애퍼쳐 전극(121)에 의해 제공되는 초점 길이 변동이 조정될 수 있다. 예컨대, 도 1a에서, 제2 전위(U2)는 Δz의 제1 초점 길이 변동을 제공하는 제1 값으로 설정되며, 초점 길이 변동은, 중앙 빔렛의 초점 길이와 필드 곡률 보정기에 의해 야기되는 최외측 빔렛의 초점 길이 사이의 차이로서 정의된다. 제2 전위(U2)는, 선명한 이미지가 제공될 수 있도록, 하전 입자 빔 디바이스의 빔 영향 요소들에 의해 야기되는 필드 곡률을 본질적으로 보상/보정하는 값으로 설정될 수 있다.
도 1b에 개략적으로 도시된 바와 같이, 제2 전위(U2)는 Δz의 제1 초점 길이 변동보다 작은 제2 초점 길이 변동(Δz')을 제공하는 제2 값으로 설정될 수 있으며, 초점 길이 변동은, 중앙 빔렛의 초점 길이와 필드 곡률 보정기에 의해 야기되는 최외측 빔렛의 초점 길이 사이의 차이로서 정의된다. 제2 전위(U2)는, 제2 작동 모드에서 또한 선명한 이미지가 제공될 수 있도록, 제2 작동 모드에서 하전 입자 빔 디바이스의 빔 영향 요소들에 의해 야기되는 필드 곡률을 본질적으로 보상하는 값으로 조정될 수 있다.
본원에 설명된 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에서, 제1 다중-애퍼쳐 전극(121)의 제1 복수의 개구들은, 광학 축(A)으로부터의 거리(D)의 함수로서 변하는 직경들을 갖는다. 특히, 광학 축(A)에 의해 교차되는 제1 복수의 개구들의 중앙 개구는 제1 복수의 개구들의 외측 개구들보다 더 작을 수 있어서, 더 강한 집속 효과를 제공한다. 특히, 제1 복수의 개구들의 직경들은, 제1 다중-애퍼쳐 전극(121)의 개략적인 평면도를 도시하는 도 1a의 우측 부분에 개략적으로 도시된 바와 같이, 광학 축으로부터의 거리(D)가 증가함에 따라 증가할 수 있다.
일부 실시예들에서, 제1 복수의 개구들의 직경들은, 예컨대 중앙 개구의 80 ㎛ 이하의 제1 직경으로부터, 예컨대 최외측 개구들의 100 ㎛ 이하의 제2 직경까지 증가할 수 있거나, 그 반대가 또한 가능하다. 더 상세하게는, 제1 다중-애퍼쳐 전극의 중앙 개구가 60 ㎛ 이하의 직경을 가질 수 있고/거나, 직경들이 광학 축(A)으로부터의 거리가 증가함에 따라 110 ㎛ 이상의 제2 직경까지 증가할 수 있다.
본원에 설명된 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에서, 조정 디바이스는, 제1 다중-애퍼쳐 전극(121)의 제1 전위(U1)를 조정하고 제2 다중-애퍼쳐 전극(122)의 제2 전위(U2)를 조정하도록 구성될 수 있는데, 특히, 이들을 서로 독립적으로 조정하도록 구성될 수 있다. 예컨대, 조정 디바이스(132)는, 제1 다중-애퍼쳐 전극(121)에 연결되는 제1 전압 공급부 및 제2 다중-애퍼쳐 전극(122)에 연결되는 제2 전압 공급부를 포함할 수 있다.
예컨대, 큰 필드 곡률 보정을 제공하기 위해, 제1 전위(U1)는 높은 전압으로 설정될 수 있고, 제2 전위(U2)는 낮은 전압으로 설정될 수 있다(예컨대, 제2 다중-애퍼쳐 전극(122)은 접지될 수 있음). 예를 들면, 제1 전위(U1)는 2 kV 이상, 특히 4 kV 이상으로 설정될 수 있고, 제2 다중-애퍼쳐 전극(122)은 접지될 수 있다. 많은 양의 필드 곡률이 보상 또는 보정될 수 있다.
필드 곡률 보정 양을 감소시키기 위해, 제1 전위(U1)가 감소될 수 있고/거나 제2 전위(U2)가 증가될 수 있다. 예컨대, 제1 전위(U1)를 감소시키고 제2 전위(U2)를 증가시킴으로써, 필드 곡률 보정이 감소될 수 있는 한편, 중간 이미지 평면에서의 복수의 빔렛들의 초점들의 위치가 본질적으로 정지상태로 유지될 수 있다. 그러므로, 전체 빔 경로는 필드 곡률 보정의 적응에 의해 심각하게 영향을 받지 않는다.
일부 실시예들에서, 필드 곡률 보정기의 다중-애퍼쳐 전극들은 복수의 빔렛들에 대한 집속 효과를 갖고, 필드 곡률 보정기의 하류에서 실제 빔 교차를 생성한다는 것이 유의된다. 다른 실시예들에서, 필드 곡률 보정기의 다중-애퍼쳐 전극들에 의해 복수의 가상 초점들이 제공될 수 있다. 예컨대, 복수의 빔렛들은 조사될 시편의 상류 또는 하류에서 가상 초점들을 가질 수 있다.
본원에 설명된 실시예들에 따르면, 필드 곡률 보정 양의 적응을 허용하는 필드 곡률 보정기(120)가 제공되는 한편, 디바이스의 작동 모드를 변경할 때 제1 전위(U1) 및 제2 전위(U2) 둘 모두를 변화시킴으로써, 중앙 빔렛의 초점 길이가 본질적으로 일정하게 유지되거나 특정 범위 내로 유지될 수 있다. 또한, 반경방향 외측 빔렛들 및/또는 광학 축으로부터 주어진 거리에 있는 임의의 빔렛의 초점 길이들이 본질적으로 일정하게 유지될 수 있다.
예컨대, 제1 전위(U1)를 최대 전압으로 설정하고 제2 전위(U2)를 영(zero)으로 설정함으로써, 최대 필드 곡률 보정이 제공될 수 있다. 제2 전위(U2)를 최대 전압으로 설정하고 제1 전위(U1)를 접지시킴으로써, 감소된 필드 곡률 보정이 제공될 수 있다. 중간 이미지 평면은 본질적으로 정지상태로 유지될 수 있다.
도 4a는 본원에 설명된 실시예들에 따른 필드 곡률 보정기(120)의 개략적인 단면도이다. 도 4a의 필드 곡률 보정기(120)는 도 1a의 필드 곡률 보정기의 특징들 중 일부 또는 그 전부를 가질 수 있으며, 이에 따라, 여기서 반복되지 않는 위의 설명들에 대한 참조가 이루어질 수 있다.
특히, 도 4a의 필드 곡률 보정기(120)는, 복수의 빔렛들에 대해 가변 초점 길이를 제공하는 제1 복수의 개구들을 갖는 제1 다중-애퍼쳐 전극(121), 제1 복수의 개구들과 정렬되는 제2 복수의 개구들을 갖는 제2 다중-애퍼쳐 전극(122), 및 제1 다중-애퍼쳐 전극(121)의 제1 전위(U1) 및 제2 다중-애퍼쳐 전극(122)의 제2 전위(U2) 중 적어도 하나를 조정하도록 구성되는 조정 디바이스(132)를 포함한다.
본원에 설명된 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에서, 필드 곡률 보정기(120)는, 제1 다중-애퍼쳐 전극(121) 및 제2 다중-애퍼쳐 전극(122)의 하류에, 제3 복수의 개구들을 갖는 제3 다중-애퍼쳐 전극(123)을 더 포함할 수 있다. 대안적으로 또는 부가적으로, 필드 곡률 보정기(120)는, 제1 다중-애퍼쳐 전극(121) 및 제2 다중-애퍼쳐 전극(122)의 상류에, 제4 복수의 개구들을 갖는 제4 다중-애퍼쳐 전극(124)을 더 포함할 수 있다.
도 4a의 우측 부분에 개략적으로 도시된 바와 같이, 제3 복수의 개구들은 동일한 직경들을 가질 수 있고/거나 제4 복수의 개구들은 동일한 직경들을 가질 수 있다.
일부 실시예들에서, 도 4a에 개략적으로 도시된 바와 같이, 제3 다중-애퍼쳐 전극(123) 및/또는 제4 다중-애퍼쳐 전극(124)은 접지될 수 있다. 특히, 일부 구현들에서, 접지된 제4 다중-애퍼쳐 전극(124)은 제1 다중-애퍼쳐 전극(121)의 상류에 배열될 수 있고, 접지된 제3 다중-애퍼쳐 전극(123)은 제2 다중-애퍼쳐 전극(122)의 하류에 배열될 수 있다.
제4 다중-애퍼쳐 전극(124), 제1 다중-애퍼쳐 전극(121), 제2 다중-애퍼쳐 전극(122), 및 제3 다중-애퍼쳐 전극(123)은, 복수의 빔렛들이 후속하여 제4 복수의 개구들, 제1 복수의 개구들, 제2 복수의 개구들, 및 제3 복수의 개구들을 통해 전파되도록 서로 정렬될 수 있다.
제4 다중-애퍼쳐 전극(124) 및 제3 다중-애퍼쳐 전극(123)이 접지될 때, 필드 곡률 보정기(120)는 본질적으로, 빔렛들의 에너지를 변경함이 없이 복수의 빔렛들을 집속시키는 아인젤(einzel) 렌즈들의 어레이의 효과를 갖는다. 그에 따라서, 필드 곡률 보정기(120)를 빠져나가는 하전 입자들은 본질적으로, 필드 곡률 보정기(120)에 들어가는 하전 입자들과 동일한 에너지를 갖는다.
아인젤 렌즈는 통상적으로, 광학 축을 따라 직렬로 원통형 개구들을 갖는 3개 이상의 전극으로 이루어진다. 아인젤 렌즈에서의 정전위는, 하전 입자들이 아인젤 렌즈를 빠져나갈 시 초기 에너지를 회복하도록 대칭적이다. 특히, 아인젤 렌즈의 제1 전극 및 마지막 전극은 접지될 수 있거나 동일한 전위로 제공될 수 있다. 아인젤 렌즈에서, 반경방향 외측 하전 입자들의 반경방향 속도는, 외측 하전 입자들이 광학 축을 향해 수렴하도록 적어도 하나의 중앙 전극에 의해 변경된다.
도 4a에 개략적으로 도시된 바와 같이, 본원에 설명된 실시예들에 따른 필드 곡률 보정기(120)는, 광학 축(A)을 따라 직렬로 배열되는 적어도 4개의 다중-애퍼쳐 전극을 포함한다. 2개의 외측 다중-애퍼쳐 판(즉, 제3 및 제4 다중-애퍼쳐 판들)은 접지되거나 동일한 전위들로 제공될 수 있고, 적어도 2개의 내측 다중-애퍼쳐 판(즉, 제1 및 제2 다중-애퍼쳐 판들)은 상이한 전위들로 설정될 수 있어서, 광학 축(A)으로부터의 개개의 빔렛의 거리에 의존하는 복수의 빔렛들에 대한 집속 효과가 제공된다. 그에 따라서, 필드 곡률 보정기(120)는, 본질적으로 빔렛 에너지들을 변경함이 없이 서로 나란히 전파되는 복수의 빔렛들에 대해 가변 초점 길이를 제공하도록 구성되는 아인젤 렌즈들의 어레이의 효과를 갖는다.
필드 곡률 보정기의 강도는, 제1 전위(U1) 및 제2 전위(U2)를 반대 방향들로 변화시킴으로써, 본질적으로 필드 곡률 보정기의 초점 길이를 변경함이 없이 조정될 수 있다.
도 4b는, 제2 전위(U2)의 상이한 설정들에 대한 도 4a의 필드 곡률 보정기(120)의 필드 곡률 보정을 예시하는 그래프이다. 그래프들은, 제1 다중-애퍼쳐 전극(121)의 애퍼쳐들의 직경들(R)(㎛ 단위, x-축)의 함수로서 필드 곡률 보정기에 의해 제공되는 초점 길이들(㎛ 단위, y-축)에서의 차이들을 도시한다. 도 4b로부터 알 수 있는 바와 같이, 필드 곡률 보정기에 의해 제공되는 초점 길이들은, 제2 다중-애퍼쳐 전극(122)이 접지(U2 접지됨, 도 4b에서 직사각형들로 표시된 선 참조)될 때, 약 60 ㎛의 직경을 갖는 중앙 개구와 약 110 ㎛의 직경을 갖는 외측 개구 사이에서 대략적으로 8 ㎛만큼 상이하다. 제2 전위(U2)의 증가(및 제1 전위(U1)의 감소)는 중앙 애퍼쳐와 외측 애퍼쳐들 사이의 감소된 초점 길이 변동(Δz)으로 이어진다. 필드 곡률 보정은 감소될 수 있다(U2 = 2 kV, 도 4b에서 원들로 표시된 선 참조; U2 = 4 kV, 도 4b에서 별들로 표시된 선 참조).
도 5a는 본원에 설명된 실시예들에 따른 필드 곡률 보정기(120)의 개략적인 단면도이다. 도 5a의 필드 곡률 보정기(120)는 도 4a의 필드 곡률 보정기의 특징들 중 일부 또는 그 전부를 가질 수 있으며, 이에 따라, 여기서 반복되지 않는 위의 설명들에 대한 참조가 이루어질 수 있다.
특히, 도 5a의 필드 곡률 보정기(120)는, 복수의 빔렛들에 대해 가변 초점 길이를 제공하는 제1 복수의 개구들을 갖는 제1 다중-애퍼쳐 전극(121), 제1 복수의 개구들과 정렬되는 제2 복수의 개구들을 갖는 제2 다중-애퍼쳐 전극(122), 및 제1 다중-애퍼쳐 전극(121)의 제1 전위(U1) 및 제2 다중-애퍼쳐 전극(122)의 제2 전위(U2) 중 적어도 하나를 조정하도록 구성되는 조정 디바이스(132)를 포함한다. 추가로, 제3 복수의 개구들을 갖는 제3 다중-애퍼쳐 전극(123)이 제공된다. 추가로, 제4 복수의 개구들을 갖는 제4 다중-애퍼쳐 전극(124)이 제공될 수 있으며, 여기서, 제3 및 제4 다중-애퍼쳐 전극들은 접지될 수 있다.
본원에 설명된 다른 실시예들과 조합될 수 있는 실시예들에 따르면, 제3 다중-애퍼쳐 전극(123)의 제3 복수의 개구들은, 광학 축(A)으로부터의 거리(D)의 제2 함수로서 변하는 직경들을 갖는다.
일부 구현들에서, 제2 함수는 본질적으로, 제1 다중-애퍼쳐 판(121)의 제1 복수의 개구들의 직경들의 변동을 특정하는 (제1) 함수의 역이다. 특히, 제1 복수의 개구들의 직경들은 광학 축(A)으로부터의 거리가 증가함에 따라 증가할 수 있고, 제3 복수의 개구들의 직경들은 광학 축(A)으로부터의 거리(D)가 증가함에 따라 감소할 수 있거나, 그 반대가 또한 가능하다.
특히, 제3 복수의 개구들의 직경들은, 중앙으로부터 외측 구역들로의 제1 복수의 개구들의 직경들의 변동에 역인 방식으로 중앙으로부터 외측 구역들로 변할 수 있다. 이러한 방식으로, 필드 곡률 보정은, 큰 보정(U1 높음, U2 접지됨)으로부터 영 보정(U2 높음, U1 접지됨)까지 조정될 수 있다. "큰 보정 모드"(U1 높음, U2 접지됨)에서, 필드 곡률 보정은 위에 설명된 것과 유사한 방식으로 달성되며, 제3 다중-애퍼쳐 전극(123)의 가변 직경들은 본질적으로 어떠한 효과도 갖지 않는다. "영 보정 모드"(U2 높음, U1 접지됨)에서, 제1 다중-애퍼쳐 전극(121)에 의해 도입되는 초점 길이 변동이 감소되고, 게다가, 제3 다중-애퍼쳐 전극(123)에 의해 역 초점 길이 변동이 도입된다. 개구 직경들이 적절하게 설정되는 경우, 복수의 빔렛들의 모든 빔렛들에 대한 순 초점 길이는 동일하며, 그 결과, 잔여 필드 곡률 보정이 없게 된다. 그렇지만, 필드 곡률 보정기에 의해 제공되는 초점 길이는, 제1 및 제2 전위들을 위에 특정된 바와 같이 변화시킬 때 본질적으로 일정하게 유지될 수 있다.
도 5b는, 제1 전위(U1) 및 제2 전위(U2)의 상이한 설정들에 대한 도 5a의 필드 곡률 보정기(120)의 필드 곡률 보정을 예시하는 그래프이다. 그래프들은, 제1 다중-애퍼쳐 전극(121)의 애퍼쳐들의 직경들(R)(㎛ 단위, x-축)의 함수로서 필드 곡률 보정기에 의해 제공되는 초점 길이들(㎛ 단위, y-축)에서의 차이들을 도시한다. 도 5b로부터 알 수 있는 바와 같이, 필드 곡률 보정기에 의해 제공되는 초점 길이들은, 제2 다중-애퍼쳐 전극(122)이 접지(U2 접지됨)되고 제1 다중-애퍼쳐가 0 초과의 전위(U1 높음, 예컨대, 4 kV 이상)로 설정될 때, 약 60 ㎛의 직경을 갖는 중앙 개구와 약 120 ㎛의 직경을 갖는 외측 개구 사이에서 대략적으로 10 ㎛만큼 상이하다. 제2 전위(U2)의 증가 및 제1 전위(U1)의 감소는 중앙 애퍼쳐와 외측 애퍼쳐들 사이의 감소된 초점 길이 변동(Δz)으로 이어진다. 필드 곡률 보정은 감소될 수 있다. 필드 곡률 보정은, 제1 다중-애퍼쳐 전극(121)을 접지(U1 접지됨)시키고 제2 다중-애퍼쳐 전극을 0 초과의 전위(U2 높음, 예컨대, 4 kV 이상)로 설정함으로써 "영 보정"으로 설정될 수 있다. 그렇지만, 필드 곡률 보정기가 집속시키는 중간 이미지 평면은 본질적으로 일정하게 유지될 수 있다.
본원에 설명된 실시예들에 따르면, 예컨대, 하전 입자 빔 디바이스가 상이한 작동 모드들에서 동작할 때, 필드 곡률 보정기(120)에 의해 제공되는 필드 곡률 보정이 조정될 수 있다. 동시에, 중간 이미지 평면은 하전 입자 빔 디바이스의 상이한 작동 모드들에서 일정한 위치로 유지될 수 있으며, 이에 따라, 전체 빔 경로가 작동 모드들 간에 실질적으로 변하지 않는다.
도 6은 본원에 설명된 실시예들에 따른 필드 곡률 보정기(120)의 개략적인 단면도이다. 도 6의 필드 곡률 보정기(120)는 도 5a의 필드 곡률 보정기의 특징들 중 일부 또는 그 전부를 가질 수 있으며, 이에 따라, 여기서 반복되지 않는 위의 설명들에 대한 참조가 이루어질 수 있다.
도 6에 도시된 필드 곡률 보정기(120)는, 복수의 빔렛들(102) 각각에 대한 적어도 하나의 다중극자 유닛을 포함하는 정전 다중극자 디바이스(610)를 더 포함한다. 다중극자 유닛들은, 복수의 빔렛들의 수차 보정, 복수의 빔렛들의 편향, 또는 복수의 빔렛들의 귀선 소거(blanking) 중 적어도 하나를 위해 구성될 수 있다. 예컨대, 복수의 빔렛들 각각은 개별적으로 편향될 수 있으며, 이에 따라, 복수의 빔렛들은 상이한 소스들로부터 비롯되는 것으로 보인다. 다른 예에 따르면, 복수의 빔렛들(102)의 구면 수차들 또는 더 높은 차수의 수차들이 다중극자 유닛들을 이용하여 개별적으로 보상될 수 있다.
도 6에 도시된 실시예에서, 정전 다중극자 디바이스(610)는 필드 곡률 보정기(120)의 상류에 배열된다. 부가적으로 또는 대안적으로, (추가적인) 정전 다중극자 디바이스가 필드 곡률 보정기(120)의 하류에 배열될 수 있다.
일부 구현들에서, 정전 다중극자 디바이스(610)의 다중극자 유닛들은, 정전 이중극자들, 사중극자들, 육중극자들, 및 팔중극자들로 이루어진 그룹으로부터 선택될 수 있다. 예컨대, 적어도 하나의 정전 팔중극자가 복수의 빔렛들 각각에 대해 제공될 수 있으며, 이에 따라, 각각의 빔렛이 개별적으로 영향을 받을 수 있는데, 예컨대, 편향 또는 보정될 수 있다. 일부 실시예들에서, 더 높은 차수의 정전 다중극자 요소들, 이를테면, 12개, 14개, 또는 20개의 극을 갖는 다중극자들이 제공될 수 있다.
본원에 설명된 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에서, 광학 축을 따라 전파되는 하전 입자 빔에 영향을 주기 위한 다중극자 디바이스가, 예컨대, 필드 곡률 보정기의 하류 또는 상류에 제공될 수 있다. 다중극자 디바이스는, 4개 이상의 보정기 전극들, 특히, 8개 이상의 보정기 전극들, 보다 특히, 12개 이상의 보정기 전극들, 또는 심지어 20개 이상의 보정기 전극들을 갖는 정전 보정기를 포함할 수 있다. 더 높은 차수의 수차들이 보정 또는 보상될 수 있다. 정전 보정기의 보정기 전극들은, 하전 입자 빔 디바이스의 광학 축에 본질적으로 수직인 평면, 예컨대, 필드 곡률 보정기의 다중-애퍼쳐 전극들 중 하나의 최상부 상에 배열될 수 있다.
일부 실시예들에서, 다중극자 디바이스는, 하전 입자 빔을 편향 각도만큼 편향시키기 위한 적어도 2개의 편향기 전극을 갖는 정전 편향기를 더 포함할 수 있다. 정전 편향기는 정전 보정기의 바로 상류에 또는 바로 하류에 배열될 수 있다. 예컨대, 편향기 전극들은 광학 축을 따라 제1 길이에 걸쳐 연장될 수 있고/거나 정전 보정기의 보정기 전극들은 광학 축을 따라 제2 길이에 걸쳐 연장될 수 있으며, 제2 길이는 제1 길이보다 작다.
일부 실시예들에서, 광학 축 상의 편향기 전극들의 투사와 광학 축 상의 보정기 전극들의 투사 사이의 거리는 제1 길이보다 작으며, 이에 따라, 다중극자 디바이스의 동작 동안, 편향기 전극들에 의해 생성되는 제1 프린지 필드들 및 보정기 전극들에 의해 생성되는 제2 프린지 필드들이 공간적으로 중첩된다. 일부 실시예들에서, 정전 보정기는, 정전 편향기에 의해 야기되는 하전 입자 빔의 수차를 보상하도록 구성된다.
도 6에 도시된 실시예에서, 정전 다중극자 디바이스(610)의 다중극자 유닛들은 상류 방향으로 지향되는 필드 곡률 보정기(120)의 빔 입구 표면에서 제공된다. 예컨대, 다중극자 유닛들은, 빔 소스를 향해 지향되는 제4 다중-애퍼쳐 전극(124)의 표면에 일체로 형성될 수 있다. 대안적으로 또는 부가적으로, 정전 다중극자 디바이스(610)의 다중극자 유닛들은, 하류 방향으로 지향되는 필드 곡률 보정기(120)의 빔 출구 표면에서 제공될 수 있다. 예컨대, 다중극자 유닛들은, 시편을 향해 지향되는 제3 다중-애퍼쳐 전극(123)의 표면에 일체로 형성될 수 있다.
그에 따라서, 필드 곡률뿐만 아니라 복수의 빔렛들의 다른 빔 수차들이 개별적으로 보정될 수 있다.
도 7은 본원에 설명된 실시예들에 따른 하전 입자 빔 디바이스(100)의 개략적인 단면도이다. 하전 입자 빔 디바이스(100)는 일부 실시예들에서 주사 전자 현미경일 수 있다.
하전 입자 빔 디바이스(100)는 빔 소스(105), 예컨대, 광학 축(A)을 따라 전파되는 하전 입자 빔(101)을 생성하도록 구성되는 전자 소스, 및 본원에 설명된 실시예들 중 임의의 실시예에 따른 필드 곡률 보정기(120)를 포함한다. 필드 곡률 보정기(120)는 조정가능한 필드 곡률 보정기(120)일 수 있으며, 이에 따라, 필드 곡률 보정기(120)에 의해 제공되는 필드 곡률 보정이 하전 입자 빔 디바이스의 작동 모드로 조정될 수 있다.
하전 입자 빔 디바이스(100)는, 시준 렌즈, 전송 렌즈(transfer lens), 대물 렌즈, 전극, 다중극자 디바이스, 편향기, 및 스캔 편향기로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 빔 영향 요소들을 더 포함한다.
본원에 설명된 실시예들에 따르면, 필드 곡률 보정기의 제2 다중-애퍼쳐 전극(122)의 제2 전위는, 필드 곡률 보정기(120)에 의해 도입되는 제1 필드 곡률이 빔 영향 요소들 중 하나 이상에 의해 야기되는 제2 필드 곡률에 대한 역으로 설정되도록 조정될 수 있다. 그에 따라서, 필드 곡률 보정은 하전 입자 빔 디바이스의 상이한 작동 모드들에 적응될 수 있다.
도 7에 개략적으로 도시된 바와 같이, 하전 입자 빔 디바이스(100)는, 시편(103) 상에 복수의 빔렛들(102)들을 집속시키도록 구성되는 대물 렌즈 시스템(109), 및 시편(103)으로부터 방출되는 신호 입자들을 검출하도록 구성되는 세그먼트형 검출기(701)를 더 포함한다. 세그먼트형 검출기(701)는, 시편 상의 복수의 빔렛들의 충돌 시에 생성되는 신호 입자들을 검출하도록 구성되는 복수의 검출기 세그먼트들을 포함할 수 있다. 제1 검출기 세그먼트(702) 및 제2 검출기 세그먼트(703)는 도 7에 개략적으로 도시되며, 여기서, 제1 검출기 세그먼트(702)는 복수의 빔렛들 중 제1 빔렛에 의해 생성되는 신호 입자들을 검출하도록 배열되고, 제2 검출기 세그먼트(703)는 복수의 빔렛들 중 제2 빔렛에 의해 생성되는 신호 입자들을 검출하도록 배열된다. 공간적으로 분해된 이미지가 생성될 수 있고/거나 병렬 조사에 의해 조사 속도가 증가될 수 있다.
대물 렌즈 시스템(109)은, 자기 렌즈 부분 및 정전 렌즈 부분을 포함하는 결합된 자기-정전 대물 렌즈를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 시편 상의 하전 입자들의 랜딩 에너지를 감소시키도록 구성되는 지연 필드 디바이스가 제공될 수 있다. 예컨대, 지연 필드 전극이 시편의 상류에 배열될 수 있다.
본원에 설명된 다른 실시예들과 조합될 수 있는 실시예들에 따르면, 빔 소스(105)는 전자 소스이고, 하전 입자 빔은 전자 빔이고, 하전 입자 빔 디바이스(100)는 주사 전자 현미경(SEM)이다.
다른 실시예들에 따르면, 하전 입자 빔 디바이스(100)는 다른 유형의 전자 현미경이다. 더 추가적인 실시예들에 따르면, 하전 입자 빔 디바이스는 이온 빔 디바이스이고, 빔 소스는 이온 소스이고, 하전 입자 빔은 이온 빔이다.
본원에 설명된 바와 같은 주사 전자 현미경(SEM)은 시편을 이미징하도록 구성된다. 주사 전자 현미경은 광학 축을 따라 전파되는 전자들의 빔을 생성하도록 구성되는 빔 소스, 본원에 설명된 바와 같은 필드 곡률 보정기(120), 및 시편(103)에 걸쳐 복수의 빔렛들(102)을 스캐닝하도록 구성되는 스캔 편향기(705)를 포함한다.
본원에 설명된 일 양상에 따르면, 본원에 설명된 바와 같은 다중-빔 하전 입자 빔 디바이스(100)에 대한 필드 곡률 보정기(120)가 제공된다. 필드 곡률 보정기(120)는, 서로 나란히 전파되는 하전 입자들의 복수의 빔렛들을 위한 제1 복수의 개구들을 갖는 제1 다중-애퍼쳐 전극(121), 복수의 빔렛들을 위한 제2 복수의 개구들을 갖는 제2 다중-애퍼쳐 전극(122), 및 필드 곡률 보정의 강도를 조정하기 위해 제2 다중-애퍼쳐 전극의 제2 전위(U2)를 조정하도록 구성되는 조정 디바이스(132)를 포함한다.
일부 실시예들에서, 복수의 빔렛들을 생성하기 위한 복수의 개구들을 갖는 애퍼쳐 디바이스(110)가 필드 곡률 보정기(120)의 상류에 배열된다. 다른 실시예들에서, 복수의 빔렛들은, 필드 곡률 보정기(120), 예컨대, 필드 곡률 보정기의 다중-애퍼쳐 전극들 중 하나에 의해 생성된다. 예컨대, 필드 곡률 보정기의 제1 다중-애퍼쳐 전극(121), 제2 다중-애퍼쳐 전극(122), 또는 다른 다중-애퍼쳐 전극이 하전 입자 빔으로부터 복수의 빔렛들을 생성하도록 구성될 수 있다.
제1 다중-애퍼쳐 전극(121)은 광학 축(A)으로부터의 거리(D)에 따라 변하는 복수의 빔렛들에 대한 초점 길이를 제공하며, 여기서, 광학 축(A)은 필드 곡률 보정기(120)의 중앙 개구에 의해 정의된다. 다시 말해서, 제1 다중-애퍼쳐 전극 디바이스(121)를 통해 광학 축(A)에 가깝게 전파되는 빔렛은 제1 다중-애퍼쳐 디바이스를 통해 광학 축(A)으로부터 멀리 떨어져 전파되는 빔렛과 상이하게(즉, 상이한 초점 길이로) 집속된다.
특히, 제1 복수의 개구들은 가변 직경들을 가질 수 있다. 더 상세하게는, 제1 복수의 개구들의 직경들은 광학 축으로부터의 거리(D)의 함수로서 변한다. 특히, 제1 복수의 개구들의 직경들은 광학 축(A)으로부터의 거리가 증가함에 따라 증가한다.
필드 곡률 보정기(120)는 본원에 설명된 특징들, 예컨대, 본원에 설명된 바와 같은 제3 다중-애퍼쳐 전극(123) 및/또는 제4 다중-애퍼쳐 전극(124)을 더 포함할 수 있으며, 이에 따라, 위의 설명들에 대한 참조가 이루어질 수 있다.
일부 실시예들에서, 시편을 향해 전파되는 하전 입자 빔(101)의 전자들로부터, 시편으로부터 방출되는 신호 전자들을 분리시키기 위해, 빔 분리기(706)가 제공된다. 빔 분리기는, 예컨대, 자기 빔 분리기 또는 빈(Wien) 필터일 수 있다.
본원에 설명된 다른 양상에 따르면, 하전 입자 빔 디바이스를 동작시키는 방법들이 제공된다.
도 8은 본원에 설명된 실시예들에 따른, 하전 입자 빔 디바이스를 동작시키는 방법을 예시하는 흐름도이다. 박스(810)에서, 방법은, 하전 입자 빔 디바이스의 제1 작동 모드로 필드 곡률 보정기(120)를 조정하는 단계, 및 제1 작동 모드에서 하전 입자 빔 디바이스를 동작시키는 단계를 포함한다. 박스(820)에서, 방법은, 하전 입자 빔 디바이스의 제2 작동 모드로 필드 곡률 보정기를 조정하는 단계, 및 제2 작동 모드에서 하전 입자 빔 디바이스를 동작시키는 단계를 포함한다. 필드 곡률 보정기(120)는 본원에 설명된 필드 곡률 보정기들 중 임의의 것의 특징들 중 일부 또는 그 전부를 포함할 수 있으며, 이에 따라, 여기서 반복되지 않는 위의 설명들에 대한 참조가 이루어질 수 있다.
필드 곡률 보정기(120)에 의해 제1 작동 모드에서 보상되는 복수의 빔렛들의 제1 필드 곡률은 필드 곡률 보정기(120)에 의해 제2 작동 모드에서 보상되는 복수의 빔렛들의 제2 필드 곡률과 상이하다.
제1 작동 모드 및 제2 작동 모드에서의 복수의 빔렛들의 적어도 하나의 빔 특성 또는 빔 파라미터가 상이할 수 있다. 예컨대, 하전 입자 빔 디바이스는 제1 작동 모드에서 제1 작동 거리 및/또는 제1 랜딩 에너지로 동작될 수 있고, 하전 입자 빔 디바이스는 제2 작동 모드에서 제2 작동 거리 그리고/또는 제2 랜딩 에너지로 동작될 수 있다.
본원에 설명된 실시예들에 따르면, 필드 곡률 보정기(120)를 조정하는 것은, 제1 다중-애퍼쳐 전극(121)의 하류에 배열된 제2 다중-애퍼쳐 전극(122)의 제2 전위를 조정하는 것을 포함한다. 제1 다중-애퍼쳐 전극은, 광학 축(A)으로부터의 개개의 빔렛의 거리에 의존하고/거나 광학 축(A)으로부터의 거리(D)의 함수로서 변하는 복수의 빔렛들에 대한 집속 효과를 제공한다. 광학 축(A)은 전형적으로 필드 곡률 보정기(120)의 중앙 개구에 의해 정의된다. 부가적으로, 제1 다중-애퍼쳐 전극(121)의 제1 전위(U1)는 조정 디바이스의 개개의 전압 공급부에 의해 조정될 수 있다.
특히, 제1 복수의 개구들의 직경들은 광학 축(A)으로부터의 거리가 증가함에 따라 증가(또는 감소)할 수 있다.
도 9는 본원에 설명된 실시예들에 따른, 하전 입자 빔 디바이스를 동작시키는 방법을 예시하는 흐름도이다.
박스(910)에서, 광학 축(A)을 따라 전파되는 하전 입자 빔이 생성된다.
박스(920)에서, 하전 입자 빔으로부터, 특히, 복수의 애퍼쳐들을 포함하는 애퍼쳐 디바이스를 이용하여, 복수의 빔렛들이 생성된다.
박스(930)에서, 본원에 설명된 바와 같은 필드 곡률 보정기(120)를 이용하여 필드 곡률이 보상된다.
박스(940)에서, 복수의 빔렛들이 시편 상에 집속된다.
박스(930)에서 필드 곡률을 보상하는 것은, 광학 축으로부터의 거리의 함수로서 변하는 집속 효과를 제공하는 제1 복수의 개구들을 갖는 제1 다중-애퍼쳐 전극(121)을 이용하여 복수의 빔렛들을 집속시키는 것을 포함한다. 특히, 제1 복수의 개구들의 직경들은 광학 축으로부터의 거리의 함수로서 변할 수 있다.
제1 다중-애퍼쳐 전극(121)의 하류에 배열된, 제2 복수의 개구들을 갖는 제2 다중-애퍼쳐 전극(122)의 제2 전위는, 조사될 시편의 평면에서의 필드 곡률이 본질적으로 영이도록 조정될 수 있다. 그에 따라서, 복수의 빔렛들의 모든 빔렛들의 초점들이 시편의 평면에 놓일 수 있으며, 이에 따라, 하전 입자 빔 디바이스의 상이한 작동 모드들에서 시편의 선명한 이미지가 제공될 수 있다.
방법은, 시편에 의해 방출되는 신호 하전 입자들, 특히, 2차 하전 입자들 및/또는 후방산란된 입자들을 검출하는 단계를 더 포함할 수 있으며, 여기서, 빔렛들 각각에 의해 생성되는 신호 하전 입자들은 세그먼트형 검출기 디바이스를 통해 개별적으로 검출된다.
전술한 내용이 특정 실시예들에 관한 것이지만, 다른 그리고 추가적인 실시예들이 그의 기본적인 범위로부터 벗어나지 않으면서 고안될 수 있으며, 그 범위는 하기의 청구항들에 의해 결정된다.

Claims (20)

  1. 하전 입자 빔 디바이스로서,
    광학 축(A)을 따라 전파되는 하전 입자 빔을 생성하도록 구성되는 빔 소스;
    상기 하전 입자 빔으로부터 복수의 빔렛들을 생성하도록 구성되는 복수의 애퍼쳐들을 갖는 애퍼쳐 디바이스; 및
    필드 곡률 보정기를 포함하며,
    상기 필드 곡률 보정기는,
    상기 복수의 빔렛들을 위한 제1 복수의 개구들을 갖는 제1 다중-애퍼쳐 전극 ― 상기 제1 복수의 개구들은 상기 광학 축(A)으로부터의 거리의 함수로서 변하는 직경들을 가짐 ―,
    상기 복수의 빔렛들을 위한 제2 복수의 개구들을 갖는 제2 다중-애퍼쳐 전극, 및
    상기 제1 다중-애퍼쳐 전극의 제1 전위(U1) 및 상기 제2 다중-애퍼쳐 전극의 제2 전위(U2) 중 적어도 하나를 조정하도록 구성되는 조정 디바이스를 포함하는, 하전 입자 빔 디바이스.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 조정 디바이스는, 상기 제1 전위(U1) 및 상기 제2 전위(U2)를 조정하도록 구성되는, 하전 입자 빔 디바이스.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1 복수의 개구들의 직경들은 상기 광학 축으로부터의 거리에 따라, 특히, 80 ㎛ 이하의 제1 직경으로부터 100 ㎛ 이상의 제2 직경까지 증가하는, 하전 입자 빔 디바이스.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 필드 곡률 보정기는,
    상기 제1 다중-애퍼쳐 전극 및 상기 제2 다중-애퍼쳐 전극의 하류에 있는, 제3 복수의 개구들을 갖는 제3 다중-애퍼쳐 전극; 및
    상기 제1 다중-애퍼쳐 전극 및 상기 제2 다중-애퍼쳐 전극의 상류에 있는, 제4 복수의 개구들을 갖는 제4 다중-애퍼쳐 전극 중 적어도 하나를 더 포함하는, 하전 입자 빔 디바이스.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제3 다중-애퍼쳐 전극 및 상기 제4 다중-애퍼쳐 전극은 접지되는, 하전 입자 빔 디바이스.
  6. 제4항 또는 제5항에 있어서,
    상기 제3 다중-애퍼쳐 전극의 상기 제3 복수의 개구들은, 상기 광학 축(A)으로부터의 거리의 제2 함수로서 변하는 직경들을 갖는, 하전 입자 빔 디바이스.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제2 함수는 본질적으로 상기 함수의 역인, 하전 입자 빔 디바이스.
  8. 제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 복수의 개구들의 직경들은 상기 광학 축으로부터의 거리에 따라 증가하고, 상기 제3 복수의 개구들의 직경들은 상기 광학 축으로부터의 거리에 따라 감소하거나, 상기 제1 복수의 개구들의 직경들은 상기 광학 축으로부터의 거리에 따라 감소하고, 상기 제3 복수의 개구들의 직경들은 상기 광학 축으로부터의 거리에 따라 증가하는, 하전 입자 빔 디바이스.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    시준 렌즈, 전송 렌즈(transfer lens), 대물 렌즈, 다중극자 디바이스, 편향기, 및 스캔 편향기로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 하나 이상의 빔 영향 요소를 더 포함하는, 하전 입자 빔 디바이스.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제2 전위는, 상기 필드 곡률 보정기(120)에 의해 도입되는 제1 필드 곡률이 본질적으로 상기 하나 이상의 빔 영향 요소에 의해 야기되는 제2 필드 곡률에 대한 역이도록 조정가능한, 하전 입자 빔 디바이스.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 빔렛들 각각에 대한 다중극자 유닛을 포함하는 정전 다중극자 디바이스를 더 포함하는, 하전 입자 빔 디바이스.
  12. 제11항에 있어서,
    다중극자 유닛들은, 상기 필드 곡률 보정기의 빔 입구 표면 또는 상기 필드 곡률 보정기의 빔 출구 표면에서 제공되는, 하전 입자 빔 디바이스.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 빔렛들을 시편 상에 집속시키도록 구성되는 대물 렌즈 시스템; 및
    상기 시편으로부터 방출되는 신호 하전 입자들을 검출하도록 구성되는 세그먼트형 검출기를 더 포함하는, 하전 입자 빔 디바이스.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 빔 소스는 전자 소스이고, 상기 하전 입자 빔은 전자 빔이고, 상기 하전 입자 빔 디바이스는 주사 전자 현미경인, 하전 입자 빔 디바이스.
  15. 필드 곡률 보정기로서,
    서로 나란히 전파되는 하전 입자들의 복수의 빔렛들을 위한 제1 복수의 개구들을 갖는 제1 다중-애퍼쳐 전극 ― 상기 제1 복수의 개구들은 가변 직경들을 가짐 ―;
    상기 복수의 빔렛들을 위한 제2 복수의 개구들을 갖는 제2 다중-애퍼쳐 전극; 및
    상기 제1 다중-애퍼쳐 전극의 제1 전위 및 상기 제2 다중-애퍼쳐 전극의 제2 전위 중 적어도 하나를 조정하도록 구성되는 조정 디바이스를 포함하는, 필드 곡률 보정기.
  16. 하전 입자 빔 디바이스를 동작시키는 방법으로서,
    상기 하전 입자 빔 디바이스의 제1 작동 모드로 필드 곡률 보정기를 조정하는 단계;
    상기 제1 작동 모드에서 상기 하전 입자 빔 디바이스를 동작시키는 단계;
    상기 하전 입자 빔 디바이스의 제2 작동 모드로 상기 필드 곡률 보정기를 조정하는 단계; 및
    상기 제2 작동 모드에서 상기 하전 입자 빔 디바이스를 동작시키는 단계를 포함하는, 하전 입자 빔 디바이스를 동작시키는 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 제1 작동 모드 및 상기 제2 작동 모드의 작동 거리 및 랜딩 에너지 중 적어도 하나가 상이한, 하전 입자 빔 디바이스를 동작시키는 방법.
  18. 제16항 또는 제17항에 있어서,
    상기 필드 곡률 보정기를 조정하는 단계는, 제1 다중-애퍼쳐 전극의 하류에 배열되는 제2 다중-애퍼쳐 전극의 제2 전위를 조정하는 단계를 포함하며, 상기 제1 다중-애퍼쳐 전극은 광학 축으로부터의 개개의 빔렛의 거리에 의존하는 복수의 빔렛들에 대한 집속 효과를 제공하는, 하전 입자 빔 디바이스를 동작시키는 방법.
  19. 하전 입자 빔 디바이스를 동작시키는 방법으로서,
    광학 축을 따라 전파되는 하전 입자 빔을 생성하는 단계;
    상기 하전 입자 빔으로부터 복수의 빔렛들을 생성하는 단계;
    필드 곡률 보정기로 필드 곡률을 보상하는 단계 ― 상기 필드 곡률을 보상하는 단계는,
    가변 직경을 가진 제1 복수의 개구들을 갖는 제1 다중-애퍼쳐 전극으로 상기 복수의 빔렛들을 집속시키는 단계, 및
    상기 제1 다중-애퍼쳐 전극의 제1 전위 및 제2 복수의 개구들을 갖는 제2 다중-애퍼쳐 전극의 제2 전위 중 적어도 하나를 조정하는 단계를 포함함 ―; 및
    상기 복수의 빔렛들을 시편 상에 집속시키는 단계를 포함하는, 하전 입자 빔 디바이스를 동작시키는 방법.
  20. 하전 입자 빔 디바이스로서,
    하전 입자 빔을 생성하기 위한 빔 소스; 및
    필드 곡률 보정기를 포함하며,
    상기 필드 곡률 보정기는,
    가변 직경들을 가진 제1 복수의 개구들을 갖는 제1 다중-애퍼쳐 전극,
    제2 복수의 개구들을 갖는 제2 다중-애퍼쳐 전극, 및
    상기 제1 다중-애퍼쳐 전극의 제1 전위(U1) 및 상기 제2 다중-애퍼쳐 전극의 제2 전위(U2) 중 적어도 하나를 조정하기 위한 조정 디바이스를 포함하는, 하전 입자 빔 디바이스.
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