KR20210113672A - 하전 입자 빔의 에너지 확산을 제어하는 장치 및 방법 - Google Patents
하전 입자 빔의 에너지 확산을 제어하는 장치 및 방법 Download PDFInfo
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Abstract
다른 실시형태들 중에서, 빔에서 전자들의 에너지 확산 및 수차들을 감소시키기 위해 빔에서의 전자들의 에너지 분포를 수정하고 빔을 성형하도록 배치되는 흡수 구성요소 및 프로그램가능한 하전 입자 거울 플레이트를 포함하는 하전 입자 검사 시스템이 개시되며, 흡수 구성요소는 캐비티를 정의하는 구조체 -캐비티는 내표면을 가짐- , 및 내표면에 제공되는 메타물질 흡수체를 포함한다. 작동 시, 캐비티는 빔 경로의 일부를 따라 연장된다. 또 다른 실시예들에서, 메타물질은 투명한 전도성 층에 제공되는 흡수 구조체들로서 구성되는 흡수 구조체들의 세트를 포함한다. 또한, 빔을 성형하기 위해 커스터마이징 전기장을 생성하도록 구성되는 픽셀들의 세트를 포함하는 프로그램가능한 하전 입자 거울 플레이트와 함께 이러한 흡수 구성요소를 사용하는, 및 이러한 프로그램가능한 하전 입자 거울 플레이트를 사용하는 방법이 개시된다.
Description
본 출원은 2020년 1월 23일에 출원된 EP 출원 20153263.7, 2020년 1월 6일에 출원된 EP 출원 20150384.4, 및 2019년 2월 13일에 출원된 EP 출원 19157009.2의 우선권을 주장하며, 이는 본 명세서에서 그 전문이 인용참조된다.
본 명세서에서 제공되는 실시예들은 1 이상의 전자 빔을 사용하는 전자 현미경 장치와 같은 1 이상의 하전 입자 빔을 갖는 하전 입자 디바이스에 관한 것이다.
집적 회로들은 기판이라고도 불리는 웨이퍼에 패턴들을 생성함으로써 만들어진다. 웨이퍼는 패턴을 생성하는 장비 내의 웨이퍼 스테이지 상에 지지된다. 집적 회로들을 만드는 공정의 한 부분은 웨이퍼의 부분들을 보거나 "검사"하는 것을 수반한다. 이는 스캐닝 전자 현미경 또는 SEM으로 수행될 수 있다.
포토리소그래피에서의 SEM의 사용은 방사선 손상을 최소화하고 충전 효과를 완화하기 위해 점점 더 낮은 전자 프로빙 에너지(electron probing energy)들을 필요로 한다. 극도로 낮은 랜딩 에너지(landing energy)들이 타겟 견본들의 표면 아래 및 나노스케일 정보로 하여금 감소된 상호작용 부피에 의해 야기되는 최소화된 충전 및 최소화된 빔 손상 깊이로 측정되게 하도록 SEM 관찰에 필요하다. 하지만, 프로빙 에너지가 낮아짐에 따라, 대물 렌즈 색수차의 해로운 영향이 두드러져 달성가능한 공간 분해능이 제한된다. 빔의 에너지 확산은 색수차를 야기한다. 이 확산은 모노크로메이터로 감소될 수 있다.
다음은 실시예들의 기본적인 이해를 제공하기 위한 1 이상의 실시예의 간략한 요약을 제시한다. 이 요약은 고려되는 모든 실시예들의 광범위한 개요가 아니며, 모든 실시예들의 핵심 또는 중요한 요소들을 식별하거나 여하한 또는 모든 실시예들의 범위를 기술하려는 것이 아니다. 그 유일한 목적은 1 이상의 실시예의 일부 개념들을 이후 제시되는 더 상세한 설명에 대한 서문으로서 간략한 형태로 제시하는 것이다.
일 실시예의 실시형태에 따르면, 메타물질 흡수체를 포함하는 모노크로메이터를 이용하여 전자 빔에서 전자들의 에너지 확산을 감소시키는 장치 및 방법이 개시된다.
일 실시예의 또 다른 실시형태에 따르면, 전자 빔의 에너지 확산을 좁히는 장치가 개시되며, 상기 장치는 전자 빔의 경로의 일부를 따라 연장되는 캐비티(cavity)를 정의하는 구조체 -캐비티는 내표면을 가짐- , 및 내표면에 제공되는 메타물질 흡수체를 포함한다. 메타물질 흡수체는 내표면의 적어도 일부에 유전체 재료 층을 포함할 수 있고, 투명한 전도성 재료 층에 복수의 흡수 구조체들이 제공될 수 있다. 메타물질 흡수체는 내표면의 적어도 일부에 투명한 전도성 재료 층을 포함할 수 있고, 투명한 전도성 재료 층에 복수의 흡수 구조체들이 제공될 수 있다. 흡수 구조체들은 메타물질 완전 흡수체들일 수 있다. 흡수 구조체들은 플라즈몬 구조체들일 수 있다. 흡수 구조체들은 전자기 에너지를 공진적으로 흡수하도록 구성될 수 있다. 흡수 구조체들은 투명한 전도성 재료 층에 적어도 부분적으로 내장될 수 있다. 흡수 구조체들은 투명한 전도성 재료 층의 최상부에 제조될 수 있다. 흡수 구조체들은 투명한 전도성 재료 층에 프린트될 수 있다. 흡수 구조체들은 금속 재료를 포함하는 복수의 블록형 요소들을 포함할 수 있다. 흡수 구조체들은 그래핀을 포함할 수 있다. 흡수 구조체들은 복수의 그래핀 플레이크(graphene flake)들을 포함할 수 있다. 흡수 구조체들은 복수의 블록형 금속 요소들 및 복수의 그래핀 플레이크들의 조합을 포함할 수 있다. 흡수 구조체들은 주기적 어레이로 배치될 수 있다. 주기적 어레이의 피치는 전자 빔으로부터 에너지의 최대 흡수를 달성하도록 선택될 수 있다. 투명한 전도성 재료는 인듐-주석-산화물을 포함할 수 있다. 투명한 전도성 재료는 도핑된 산화아연을 포함할 수 있다. 투명한 전도성 재료는 탄소 나노튜브들을 포함할 수 있다. 투명한 전도성 재료는 비정질 재료를 포함할 수 있다. 투명한 전도성 재료는 도핑된 투명 반도체를 포함할 수 있다. 투명한 전도성 재료는 전도성 폴리머를 포함할 수 있다. 투명한 전도성 재료는 투명한 재료를 포함하는 몸체 및 전도성 재료의 코팅을 포함할 수 있다. 전도성 재료의 코팅은 금을 포함할 수 있다. 전도성 재료의 코팅은 알루미늄을 포함할 수 있다. 전도성 재료의 코팅은 티타늄을 포함할 수 있다. 전도성 재료의 코팅은 크롬을 포함할 수 있다. 구조체는 실질적으로 원통형인 기둥을 포함할 수 있다. 전자 빔이 가로지르는 기둥 부분의 길이는 전자 빔에서 전자들의 사전설정된 양의 감속을 야기하도록 선택될 수 있다. 실질적으로 원통형인 기둥은 전기 전도성 재료를 포함할 수 있다. 전기 전도성 재료는 금을 포함할 수 있다. 전기 전도성 재료는 은을 포함할 수 있다. 전자 빔은 기둥의 중심축을 따라 전파될 수 있다. 실질적으로 원통형인 기둥의 반경은 전자 빔이 전파되는 방향으로 감소할 수 있다. 흡수 구조체들의 치수들 또는 피치는 전자 빔이 전파되는 방향으로 변할 수 있다.
일 실시예의 또 다른 실시형태에 따르면, 실질적으로 단색인 전자 빔을 생성하는 장치가 개시되며, 상기 장치는 전자 빔의 소스, 실질적으로 단색인 전자 빔을 생성하기 위해 전자 빔과 상호작용하도록 배치되는 메타물질 흡수체를 포함하는 모노크로메이터, 실질적으로 단색인 전자 빔을 포커싱하도록 배치되는 대물 렌즈를 포함한다. 모노크로메이터는 내표면을 갖는 캐비티를 정의하는 구조체 및 내표면에 제공되는 메타물질 흡수체를 포함할 수 있다. 메타물질 흡수체는 내표면의 적어도 일부에 유전체 재료 층을 포함할 수 있고, 투명한 전도성 재료 층에 복수의 흡수 구조체들이 제공될 수 있다. 메타물질 흡수체는 내표면의 적어도 일부에 투명한 전도성 재료 층을 포함할 수 있고, 투명한 전도성 재료 층에 복수의 흡수 구조체들이 제공될 수 있다. 흡수 구조체들은 메타물질 완전 흡수체들일 수 있다. 흡수 구조체들은 플라즈몬 구조체들일 수 있다. 흡수 구조체들은 전자기 에너지를 공진적으로 흡수하도록 구성될 수 있다. 흡수 구조체들은 투명한 전도성 재료 층에 적어도 부분적으로 내장될 수 있다. 흡수 구조체들은 투명한 전도성 재료 층의 최상부에 제작될 수 있다. 흡수 구조체들은 투명한 전도성 재료 층에 프린트될 수 있다. 흡수 구조체들은 금속 재료를 포함하는 복수의 블록형 요소들을 포함할 수 있다. 흡수 구조체들은 그래핀을 포함할 수 있다. 흡수 구조체들은 복수의 그래핀 플레이크들을 포함할 수 있다. 흡수 구조체들은 복수의 블록형 금속 요소들 및 복수의 그래핀 플레이크들의 조합을 포함할 수 있다. 흡수 구조체들은 주기적 어레이로 배치될 수 있다. 주기적 어레이의 피치는 전자 빔으로부터 에너지의 최대 흡수를 달성하도록 선택될 수 있다. 투명한 전도성 재료는 인듐-주석-산화물을 포함할 수 있다. 투명한 전도성 재료는 도핑된 산화아연을 포함할 수 있다. 투명한 전도성 재료는 탄소 나노튜브들을 포함할 수 있다. 투명한 전도성 재료는 비정질 재료를 포함할 수 있다. 투명한 전도성 재료는 도핑된 투명 반도체를 포함할 수 있다. 투명한 전도성 재료는 전도성 폴리머를 포함할 수 있다. 투명한 전도성 재료는 투명한 재료를 포함하는 몸체 및 전도성 재료의 코팅을 포함할 수 있다. 전도성 재료의 코팅은 금을 포함할 수 있다. 전도성 재료의 코팅은 알루미늄을 포함할 수 있다. 전도성 재료의 코팅은 티타늄을 포함할 수 있다. 전도성 재료의 코팅은 크롬을 포함할 수 있다. 구조체는 실질적으로 원통형인 기둥을 포함할 수 있다. 전자 빔이 가로지르는 기둥 부분의 길이는 전자 빔에서 전자들의 사전설정된 양의 감속을 야기하도록 선택될 수 있다. 실질적으로 원통형인 기둥은 전기 전도성 재료를 포함할 수 있다. 전기 전도성 재료는 금을 포함할 수 있다. 전기 전도성 재료는 은을 포함할 수 있다. 전자 빔은 기둥의 중심축을 따라 전파될 수 있다. 실질적으로 원통형인 기둥의 반경은 전자 빔이 전파되는 방향으로 감소할 수 있다. 흡수 구조체들의 치수들 또는 피치는 전자 빔이 전파되는 방향으로 변할 수 있다.
일 실시예의 또 다른 실시형태에 따르면, 실질적으로 단색인 전자 빔을 생성하는 장치가 개시되며, 상기 장치는 수정된 전자 빔을 생성하기 위해 전자 빔의 일부를 차단하도록 배치되는 제 1 어퍼처(aperture), 시준된 전자 빔을 생성하기 위해 수정된 전자 빔을 시준하도록 배치되는 적어도 하나의 전자기 집광 렌즈, 수정된 시준된 전자 빔을 생성하기 위해 시준된 전자 빔의 일부를 차단하도록 배치되는 제 2 어퍼처, 전자 빔의 에너지 확산을 좁히기 위해 수정된 시준된 전자 빔과 상호작용하도록 배치되는 메타물질 흡수체를 포함하는 패시브 모노크로메이터, 및 패시브 모노크로메이터로부터의 전자 빔을 포커싱하도록 배치되는 대물렌즈를 포함한다. 패시브 모노크로메이터는 내표면을 갖는 캐비티를 정의하는 구조체 및 내표면에 제공되는 메타물질 흡수체를 포함할 수 있다. 메타물질 흡수체는 내표면의 적어도 일부에 유전체 재료 층을 포함할 수 있고, 투명한 전도성 재료 층에 복수의 흡수 구조체들이 제공될 수 있다. 메타물질 흡수체는 내표면의 적어도 일부에 투명한 전도성 재료 층을 포함할 수 있고, 투명한 전도성 재료 층에 복수의 흡수 구조체들이 제공될 수 있다. 흡수 구조체들은 메타물질 완전 흡수체들일 수 있다. 흡수 구조체들은 플라즈몬 구조체들일 수 있다. 흡수 구조체들은 전자기 에너지를 공진적으로 흡수하도록 구성될 수 있다. 흡수 구조체들은 투명한 전도성 재료 층에 적어도 부분적으로 내장될 수 있다. 흡수 구조체들은 투명한 전도성 재료 층의 최상부에 제작될 수 있다. 흡수 구조체들은 투명한 전도성 재료 층에 프린트될 수 있다. 흡수 구조체들은 금속 재료를 포함하는 복수의 블록형 요소들을 포함할 수 있다. 흡수 구조체들은 그래핀을 포함할 수 있다. 흡수 구조체들은 복수의 그래핀 플레이크들을 포함할 수 있다. 흡수 구조체들은 복수의 블록형 금속 요소들 및 복수의 그래핀 플레이크들의 조합을 포함할 수 있다. 흡수 구조체들은 주기적 어레이로 배치될 수 있다. 주기적 어레이의 피치는 전자 빔으로부터 에너지의 최대 흡수를 달성하도록 선택될 수 있다. 투명한 전도성 재료는 인듐-주석-산화물을 포함할 수 있다. 투명한 전도성 재료는 도핑된 산화아연을 포함할 수 있다. 투명한 전도성 재료는 탄소 나노튜브들을 포함할 수 있다. 투명한 전도성 재료는 비정질 재료를 포함할 수 있다. 투명한 전도성 재료는 도핑된 투명 반도체를 포함할 수 있다. 투명한 전도성 재료는 전도성 폴리머를 포함할 수 있다. 투명한 전도성 재료는 투명한 재료를 포함하는 몸체 및 전도성 재료의 코팅을 포함할 수 있다. 전도성 재료의 코팅은 금을 포함할 수 있다. 전도성 재료의 코팅은 알루미늄을 포함할 수 있다. 전도성 재료의 코팅은 티타늄을 포함할 수 있다. 전도성 재료의 코팅은 크롬을 포함할 수 있다. 구조체는 실질적으로 원통형인 기둥을 포함할 수 있다. 전자 빔이 가로지르는 기둥 부분의 길이는 전자 빔에서 전자들의 사전설정된 양의 감속을 야기하도록 선택될 수 있다. 실질적으로 원통형인 기둥은 전기 전도성 재료를 포함할 수 있다. 전기 전도성 재료는 금을 포함할 수 있다. 전기 전도성 재료는 은을 포함할 수 있다. 전자 빔은 기둥의 중심축을 따라 전파될 수 있다. 실질적으로 원통형인 기둥의 반경은 전자 빔이 전파되는 방향으로 감소할 수 있다. 흡수 구조체들의 치수들 또는 피치는 전자 빔이 전파되는 방향으로 변할 수 있다.
일 실시예의 또 다른 실시형태에 따르면, 전자 빔의 에너지 확산을 좁히는 장치가 개시되며, 상기 장치는 전자 빔의 경로의 일부를 따라 연장되는 캐비티를 정의하는 구조체를 포함하고, 캐비티는 내표면을 가지며, 내표면은 전자 빔의 에너지 확산을 좁히기 위해 전자 빔의 전자들로부터 에너지를 흡수하도록 구성된다. 내표면은 메타물질 흡수체를 포함할 수 있다. 메타물질 흡수체는 내표면의 적어도 일부에 유전체 재료 층을 포함할 수 있고, 투명한 전도성 재료 층에 복수의 흡수 구조체들이 제공될 수 있다. 메타물질 흡수체는 내표면의 적어도 일부에 투명한 전도성 재료 층을 포함할 수 있고, 투명한 전도성 재료 층에 복수의 흡수 구조체들이 제공될 수 있다. 흡수 구조체들은 메타물질 완전 흡수체들일 수 있다. 흡수 구조체들은 플라즈몬 구조체들일 수 있다. 흡수 구조체들은 전자기 에너지를 공진적으로 흡수하도록 구성될 수 있다. 흡수 구조체들은 투명한 전도성 재료 층에 적어도 부분적으로 내장될 수 있다. 흡수 구조체들은 투명한 전도성 재료 층의 최상부에 제작될 수 있다. 흡수 구조체들은 투명한 전도성 재료 층에 프린트될 수 있다. 흡수 구조체들은 금속 재료를 포함하는 복수의 블록형 요소들을 포함할 수 있다. 흡수 구조체들은 그래핀을 포함할 수 있다. 흡수 구조체들은 복수의 그래핀 플레이크들을 포함할 수 있다. 흡수 구조체들은 복수의 블록형 금속 요소들 및 복수의 그래핀 플레이크들의 조합을 포함할 수 있다. 흡수 구조체들은 주기적 어레이로 배치될 수 있다. 주기적 어레이의 피치는 전자 빔으로부터 에너지의 최대 흡수를 달성하도록 선택될 수 있다. 투명한 전도성 재료는 인듐-주석-산화물을 포함할 수 있다. 투명한 전도성 재료는 도핑된 산화아연을 포함할 수 있다. 투명한 전도성 재료는 탄소 나노튜브들을 포함할 수 있다. 투명한 전도성 재료는 비정질 재료를 포함할 수 있다. 투명한 전도성 재료는 도핑된 투명 반도체를 포함할 수 있다. 투명한 전도성 재료는 전도성 폴리머를 포함할 수 있다. 투명한 전도성 재료는 투명한 재료를 포함하는 몸체 및 전도성 재료의 코팅을 포함할 수 있다. 전도성 재료의 코팅은 금을 포함할 수 있다. 전도성 재료의 코팅은 알루미늄을 포함할 수 있다. 전도성 재료의 코팅은 티타늄을 포함할 수 있다. 전도성 재료의 코팅은 크롬을 포함할 수 있다. 구조체는 실질적으로 원통형인 기둥을 포함할 수 있다. 전자 빔이 가로지르는 기둥 부분의 길이는 전자 빔에서 전자들의 사전설정된 양의 감속을 야기하도록 선택될 수 있다. 실질적으로 원통형인 기둥은 전기 전도성 재료를 포함할 수 있다. 전기 전도성 재료는 금을 포함할 수 있다. 전기 전도성 재료는 은을 포함할 수 있다. 전자 빔은 기둥의 중심축을 따라 전파될 수 있다. 실질적으로 원통형인 기둥의 반경은 전자 빔이 전파되는 방향으로 감소할 수 있다. 흡수 구조체들의 치수들 또는 피치는 전자 빔이 전파되는 방향으로 변할 수 있다.
일 실시예의 또 다른 실시형태에 따르면, 전자 빔의 에너지 분포의 폭을 감소시키는 방법이 개시되며, 상기 방법은 빔의 경로를 따라 연장되는 구조체에 의해 정의된 공간의 볼륨을 통해 빔을 통과시키는 단계를 포함하고, 표면에는 전자들로부터 에너지를 흡수하도록 배치되는 메타물질 흡수체가 제공된다. 메타물질 흡수체는 내표면의 적어도 일부에 투명한 전도성 재료 층을 포함할 수 있고, 투명한 전도성 재료 층에는 복수의 흡수 구조체들이 제공될 수 있다. 메타물질 흡수체는 내표면의 적어도 일부에 유전체 재료 층을 포함할 수 있고, 투명한 전도성 재료 층에 복수의 흡수 구조체들이 제공될 수 있다. 메타물질 흡수체는 내표면의 적어도 일부에 투명한 전도성 재료 층을 포함할 수 있고, 투명한 전도성 재료 층에 복수의 흡수 구조체들이 제공될 수 있다. 흡수 구조체들은 메타물질 완전 흡수체들일 수 있다. 흡수 구조체들은 플라즈몬 구조체들일 수 있다. 흡수 구조체들은 전자기 에너지를 공진적으로 흡수하도록 구성될 수 있다. 흡수 구조체들은 투명한 전도성 재료 층에 적어도 부분적으로 내장될 수 있다. 흡수 구조체들은 투명한 전도성 재료 층의 최상부에 제작될 수 있다. 흡수 구조체들은 투명한 전도성 재료 층에 프린트될 수 있다. 흡수 구조체들은 금속 재료를 포함하는 복수의 블록형 요소들을 포함할 수 있다. 흡수 구조체들은 그래핀을 포함할 수 있다. 흡수 구조체들은 복수의 그래핀 플레이크들을 포함할 수 있다. 흡수 구조체들은 복수의 블록형 금속 요소들 및 복수의 그래핀 플레이크들의 조합을 포함할 수 있다. 흡수 구조체들은 주기적 어레이로 배치될 수 있다. 주기적 어레이의 피치는 전자 빔으로부터 에너지의 최대 흡수를 달성하도록 선택될 수 있다. 투명한 전도성 재료는 인듐-주석-산화물을 포함할 수 있다. 투명한 전도성 재료는 도핑된 산화아연을 포함할 수 있다. 투명한 전도성 재료는 탄소 나노튜브들을 포함할 수 있다. 투명한 전도성 재료는 비정질 재료를 포함할 수 있다. 투명한 전도성 재료는 도핑된 투명 반도체를 포함할 수 있다. 투명한 전도성 재료는 전도성 폴리머를 포함할 수 있다. 투명한 전도성 재료는 투명한 재료를 포함하는 몸체 및 전도성 재료의 코팅을 포함할 수 있다. 전도성 재료의 코팅은 금을 포함할 수 있다. 전도성 재료의 코팅은 알루미늄을 포함할 수 있다. 전도성 재료의 코팅은 티타늄을 포함할 수 있다. 전도성 재료의 코팅은 크롬을 포함할 수 있다. 구조체는 실질적으로 원통형인 기둥을 포함할 수 있다. 전자 빔이 가로지르는 기둥 부분의 길이는 전자 빔에서 전자들의 사전설정된 양의 감속을 야기하도록 선택될 수 있다. 실질적으로 원통형인 기둥은 전기 전도성 재료을 포함할 수 있다. 전기 전도성 재료는 금을 포함할 수 있다. 전기 전도성 재료는 은을 포함할 수 있다. 전자 빔은 기둥의 중심축을 따라 전파될 수 있다. 실질적으로 원통형인 기둥의 반경은 전자 빔이 전파되는 방향으로 감소할 수 있다. 흡수 구조체들의 치수들 또는 피치는 전자 빔이 전파되는 방향으로 변할 수 있다.
첨부된 도면들을 참조하여, 본 발명의 다양한 실시예들의 구조 및 작동뿐만 아니라, 본 발명의 또 다른 특징들 및 장점들이 아래에서 상세하게 설명된다. 본 발명은 본 명세서에서 설명되는 특정한 실시예들에 제한되지 않는다는 것을 유의한다. 본 명세서에서, 이러한 실시예들은 단지 예시적인 목적으로만 제시된다. 당업자라면, 본 명세서에 포함되는 교시에 기초하여 추가적인 실시예들을 명백히 알 것이다.
본 명세서에 통합되며 명세서의 일부분을 형성하는 첨부된 도면들은 본 발명을 예시하며, 설명과 함께 본 발명의 원리들을 설명하고 당업자가 본 발명을 수행하고 사용할 수 있게 하는 역할을 한다.
도 1은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 예시적인 전자 빔 검사 시스템을 나타내는 개략적인 다이어그램이다.
도 2는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 예시적인 전자 빔 검사 시스템의 추가적인 측면들을 나타내는 개략적인 다이어그램이다.
도 3은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 예시적인 전자 빔 검사 시스템의 추가적인 측면들을 나타내는 측면도이다.
도 4a는 도 3의 시스템에서 사용될 수 있는 것과 같은 모노크로메이터의 부분 사시도이고; 도 4b는 라인 B-B를 따라 취해진 도 4a의 단면도이다.
도 5는 도 3의 시스템에서 사용될 수 있는 것과 같은 모노크로메이터의 부분 사시도이다.
도 6은 도 4a의 모노크로메이터의 단면도이다.
도 7은 일 실시예의 실시형태에 따른 메타물질 흡수체의 평면도이다.
도 8은 일 실시예의 실시형태에 따른 메타물질 흡수체의 평면도이다.
도 9는 일 실시예의 실시형태에 따른 방법의 예시적인 단계들을 나타내는 흐름도이다.
도 10a는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 도 1의 하전 입자 검사 시스템의 일부일 수 있는 예시적인 전자 빔 툴을 나타낸다.
도 10b는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 전압 제어부(voltage control) 및 프로그램가능한 픽셀화된 거울 플레이트의 기능을 나타내는 개략적인 다이어그램이다.
도 10c는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 멀티빔 시스템에서 상이한 빔릿들의 상이한 수차들을 보정하기 위한 전압 제어부 및 프로그램가능한 픽셀화된 거울 플레이트의 기능을 나타내는 또 다른 개략적인 다이어그램이다.
도 10d는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 빔릿의 수차들을 보정하는 예시적인 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 11은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 도 1의 하전 입자 검사 시스템의 일부일 수 있는 예시적인 전자 빔 툴을 나타낸다.
도 12a는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 도 11의 흡수 구조체의 개략적인 평면도이다.
도 12b는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 도 11의 흡수 구조체의 단면도이다.
도 13은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 흡수 구조체 및 프로그램가능한 픽셀화된 거울 플레이트의 캐스케이드 구성의 기능을 나타내는 개략적인 다이어그램이다.
도 14는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 흡수 구조체 및 프로그램가능한 픽셀화된 거울 플레이트의 조합된 구성의 기능을 나타내는 개략적인 다이어그램이다.
도 15는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 빔릿의 수차들 및 에너지 확산을 보정하는 예시적인 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 16은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 빔릿의 수차들 및 에너지 확산을 보정하는 또 다른 예시적인 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 1은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 예시적인 전자 빔 검사 시스템을 나타내는 개략적인 다이어그램이다.
도 2는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 예시적인 전자 빔 검사 시스템의 추가적인 측면들을 나타내는 개략적인 다이어그램이다.
도 3은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 예시적인 전자 빔 검사 시스템의 추가적인 측면들을 나타내는 측면도이다.
도 4a는 도 3의 시스템에서 사용될 수 있는 것과 같은 모노크로메이터의 부분 사시도이고; 도 4b는 라인 B-B를 따라 취해진 도 4a의 단면도이다.
도 5는 도 3의 시스템에서 사용될 수 있는 것과 같은 모노크로메이터의 부분 사시도이다.
도 6은 도 4a의 모노크로메이터의 단면도이다.
도 7은 일 실시예의 실시형태에 따른 메타물질 흡수체의 평면도이다.
도 8은 일 실시예의 실시형태에 따른 메타물질 흡수체의 평면도이다.
도 9는 일 실시예의 실시형태에 따른 방법의 예시적인 단계들을 나타내는 흐름도이다.
도 10a는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 도 1의 하전 입자 검사 시스템의 일부일 수 있는 예시적인 전자 빔 툴을 나타낸다.
도 10b는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 전압 제어부(voltage control) 및 프로그램가능한 픽셀화된 거울 플레이트의 기능을 나타내는 개략적인 다이어그램이다.
도 10c는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 멀티빔 시스템에서 상이한 빔릿들의 상이한 수차들을 보정하기 위한 전압 제어부 및 프로그램가능한 픽셀화된 거울 플레이트의 기능을 나타내는 또 다른 개략적인 다이어그램이다.
도 10d는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 빔릿의 수차들을 보정하는 예시적인 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 11은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 도 1의 하전 입자 검사 시스템의 일부일 수 있는 예시적인 전자 빔 툴을 나타낸다.
도 12a는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 도 11의 흡수 구조체의 개략적인 평면도이다.
도 12b는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 도 11의 흡수 구조체의 단면도이다.
도 13은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 흡수 구조체 및 프로그램가능한 픽셀화된 거울 플레이트의 캐스케이드 구성의 기능을 나타내는 개략적인 다이어그램이다.
도 14는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 흡수 구조체 및 프로그램가능한 픽셀화된 거울 플레이트의 조합된 구성의 기능을 나타내는 개략적인 다이어그램이다.
도 15는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 빔릿의 수차들 및 에너지 확산을 보정하는 예시적인 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 16은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 빔릿의 수차들 및 에너지 확산을 보정하는 또 다른 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 시스템들, 장치 및 방법들의 예시들에 불과하다. 도면들에서, 구성요소들의 상대적인 치수들은 명확함을 위해 과장될 수 있다.
전자 디바이스들은 기판이라고 하는 실리콘의 한 부분(piece)에 형성되는 회로들로 구성된다. 많은 회로들이 실리콘의 동일한 부분에 함께 형성될 수 있으며, 집적 회로 또는 IC라고 한다. 이러한 회로들의 크기는 더 많은 회로들이 기판 상에 피팅(fit)될 수 있도록 극적으로 감소하였다. 예를 들어, 스마트 폰의 IC 칩은 엄지손톱만큼 작을 수 있고, 20 억 개가 넘는 트랜지스터들을 포함할 수 있으며, 각각의 트랜지스터의 크기는 사람 머리카락 크기의 1/1000 미만이다.
이러한 극히 작은 IC를 만드는 것은 복잡하고, 시간-소모적이며, 비용이 많이 드는 공정이고, 흔히 수백 개의 개별 단계들을 수반한다. 심지어 한 단계에서의 오차들도 완성된 IC에서 결함을 유도하여 이를 쓸모없게 만들 잠재력이 있다. 따라서, 제조 공정의 한 가지 목표는 이러한 결함들을 회피하여 공정에서 만들어진 기능 IC들의 수를 최대화하는 것, 즉 공정의 전체 수율을 개선하는 것이다.
수율을 개선하는 한 가지 구성요소는 칩 제조 공정을 모니터링하여 이것이 충분한 수의 기능적 집적 회로들을 생성할 것을 보장하는 것이다. 공정을 모니터링하는 한 가지 방식은 그 형성의 다양한 스테이지들에서 칩 회로 구조체들을 검사하는 것이다. 스캐닝 전자 현미경(SEM)을 사용하여 검사가 수행될 수 있다. SEM은 이러한 극히 작은 구조체들을 이미징하는 데 사용되어, 실제로 구조체들의 "사진"을 찍을 수 있다. 이미지는 구조체가 적절하게 형성되었는지, 및 그것이 적절한 위치에 형성되었는지를 결정하는 데 사용될 수 있다. 구조체에 결함이 있는 경우, 공정은 결함이 다시 발생할 가능성이 적도록 조정될 수 있다.
명칭에서 알 수 있듯이, SEM은 전자 빔들을 사용하는 데, 이는 이러한 빔들이 너무 작아서 광학 현미경, 즉 빛을 이용하는 현미경에 의해 볼 수 없는 구조체들을 보는 데 사용될 수 있기 때문이다. 전자 빔(들)의 전자들은 모두 정확히 동일한 에너지를 갖지는 않을 것이다. 대신에, 때로는 ΔE라고 하는 에너지의 확산이 존재할 것이다. 하지만, SEM 이미지를 얻을 때, 가능한 한 서로 가까운 에너지를 갖는 전자들을 사용하는 것이 바람직하다. 다시 말해서, ΔE를 가능한 한 작게 만드는 것이 바람직하다. 모든 전자들이 거의 동일한 에너지를 갖는 빔은 단색이라고 한다. 유사하게, 빔의 에너지 확산을 더 작게 만드는 디바이스는 모노크로메이터라고 한다.
모노크로메이터는 통상적으로 상이한 에너지들을 갖는 전자들을 분리하고, 슬릿을 사용하여 올바른 에너지를 갖는 전자들을 선택하고 나머지는 차단한다, 즉 슬릿은 원하는 에너지를 갖는 전자들을 통과시키고 올바른 에너지를 갖지 않는 전자들을 차단한다. 이러한 모노크로메이터에서, 상이한 에너지들을 갖는 전자들은 분리되고 폐기되며, 원하는 에너지를 갖는 전자들의 작은 부분만이 선택되어 생성된 전자들의 일부만을 포함하는 전자 빔을 유도한다. 따라서, 이러한 모노크로메이터를 사용하여 이미징 분해능을 개선하는 비용은 전자 빔에서 대부분의 전자들을 손실하는 것이며, 이는 SEM의 감소된 스루풋을 유도한다. 이 문제를 해결하는 한 가지 방식은 모든 전자들을 유지하지만 이들 중 일부의 속도를 줄여 이들이 모두 거의 동일한 에너지를 갖도록 하는 것이다. 일반적으로, 이는 상이한 전기장을 통해 전자들을 통과시킬 필요가 있으며, 이는 복잡함을 추가한다. 전자 에너지를 수동적으로, 즉 외부 전기장을 부과할 필요 없이 감소시키는 디바이스를 사용하여 전자들의 속도가 매칭하도록 더 빠른 전자들을 감속할 수 있는 것이 유리할 것이다.
통상적인 모노크로메이터의 디자인이 단색 전자들을 달성하는 데 장애물을 도입할 수 있다. 예를 들어, 모노크로메이터의 직경이 큰 경우, 에너지 확산을 감소시키는 물리적 프로세스가 약해져서, 빔이 기둥을 통해 전파될 때 빔을 조작하기 위해 SEM의 더 긴 기둥을 필요로 한다. 반면에, 물리적 효과를 강화하기 위해 직이 감소되는 경우, 이는 투과 손실 또는 회절 효과들을 유도할 수 있다. 더욱이, SEM 컬럼의 내벽 내부의 모노크로메이터의 제작이 어려울 수 있고, SEM의 내벽의 흡수 구조체들의 대안을 제한할 수 있다.
본 출원의 개시내용의 일부 실시예들에서, 전자들이 모두 거의 동일한 양의 에너지로 끝나는 방식으로 전자 에너지를 효과적으로 흡수하는(siphon off) 흡수체를 포함하는 시스템이 제공된다. 물론, 이는 간략한 설명이며, 실제 내용은 아래에서 더 완전하고 정확하게 설명된다. 이러한 시스템들의 일부 실시예들에서, 전자 빔을 형성하기 위해 전자들이 통과하는 실린더의 내표면에 흡수체들이 제공될 수 있다. 흡수체들이 과도하게 에너지가 많은 전자들로부터 에너지를 흡수하는 것을 용이하게 하기 위해, 전자들은 흡수체들에 충분히 가깝게 통과해야 하며, 이는 실질적으로 모든 전자들이 흡수체의 소정 작은 거리 내에서 통과할 만큼 충분히 작은 직경을 가질 필요가 있을 수 있기 때문에 실린더의 디자인에 어려움을 야기한다.
다른 실시예들에서, 전자들을 흡수체에 충분히 가깝게 통과시키는 것을 용이하게 하기 위해, 전자들은 거울 플레이트로 지향될 수 있고, 흡수체들은 거울 플레이트에 장착될 수 있다. 거울 플레이트는 전자 빔 또는 빔들의 수차들을 보정하도록 구성되는 프로그램가능한 거울 플레이트일 수 있다. 거울 플레이트의 각 픽셀은 거울 플레이트가 빔의 수차들을 보정하도록 구성되는 전기장을 생성하게 하도록 구성되는 전압에 연결된다. 빔의 전자들이 거울 플레이트에 접근함에 따라, 이들은 거울 플레이트에 장착된 흡수체에도 접근한다. 거울 플레이트에 의해 생성된 전기장은 수차들을 보정하는 방식으로 전자들을 밀어낸다. 또한, 전자들은 흡수체에 의해 원하는 에너지 흡수가 일어나도록 반사되기 전에 흡수체에 충분히 가깝게 통과하고, 그 결과 실질적으로 모든 반사된 전자들이 유사한 에너지를 갖는다.
SEM 시스템의 성능을 향상시키기 위해, 빔 전류를 감소시키지 않고 SEM 시스템의 작동 유연성을 억제하지 않으면서 수차를 보정하는 것이 바람직할 것이다. 예를 들어, 일차 빔 에너지, 빔 개방 각도(beam opening angle), 및 검출기에 도달하는 이차 전자들의 에너지와 같은 SEM 시스템의 파라미터들의 광범위한 조정가능성을 유지하는 것이 바람직할 수 있다.
본 개시내용의 범위를 제한하지 않고, 실시예들의 설명 및 도면은 전자 빔을 사용하는 것으로 예시적으로 언급될 수 있다. 하지만, 실시예들은 본 발명을 특정 하전 입자들로 제한하는 데 사용되지는 않는다. 예를 들어, 빔 형성을 위한 시스템들 및 방법들은 광자, x-선 및 이온 등에 적용될 수 있다. 또한, "빔"이라는 용어는 특히 일차 전자 빔, 일차 전자 빔릿, 이차 전자 빔 또는 이차 전자 빔릿을 지칭할 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 달리 구체적으로 언급되지 않는 한, "또는"이라는 용어는 실행불가능한 경우를 제외하고 모든 가능한 조합을 포함한다. 예를 들어, 구성요소가 A 또는 B를 포함할 수 있다고 언급되는 경우, 달리 구체적으로 언급되거나 실행불가능하지 않는 한, 구성요소는 A, 또는 B, 또는 A와 B를 포함할 수 있다. 두 번째 예시로서, 구성요소가 A, B 또는 C를 포함할 수 있다고 언급되는 경우, 달리 구체적으로 언급되거나 실행불가능하지 않는 한, 구성요소는 A, 또는 B, 또는 C, 또는 A와 B, 또는 A와 C, 또는 B와 C, 또는 A와 B와 C를 포함할 수 있다.
설명 및 청구항들에서, "위", "아래", "최상부", "저부", "수직", "수평" 등의 용어들이 채택될 수 있다. 이 용어들은 나타낸 대로 달리 의도되지 않는 한 중력에 대한 방위와 같은 여하한의 절대 방위가 아닌 상대 방위만을 나타내도록 의도된다. 마찬가지로, 왼쪽, 오른쪽, 앞, 뒤 등과 같은 용어가 상대 방위만을 제공하도록 의도된다.
이제 도 1을 참조하며, 이는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 예시적인 전자 빔 검사(EBI) 시스템(10)을 나타낸다. 도 1에 나타낸 바와 같이, EBI 시스템(10)은 주 챔버(11), 로드/락 챔버(20), 전자 빔 툴(100), 및 EFEM(equipment front end module: 30)을 포함한다. 전자 빔 툴(100)은 주 챔버(11) 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 이송할 수 있다.
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(11)로 웨이퍼를 이송할 수 있다. 주 챔버(11)는 제 1 압력 미만의 제 2 압력에 도달하도록 주 챔버(11) 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. 전자 빔 툴(100)은 단일-빔 시스템, 멀티-빔 시스템, 또는 멀티-칼럼 시스템(multi-column system), 또는 이들의 조합일 수 있다. 제어기(19)가 전자 빔 툴(100)에 전자적으로 연결된다. 제어기(19)는 도 1에서 주 챔버(11), 로드/락 챔버(20), 및 EFEM(30)을 포함하는 구조의 외부에 있는 것으로 도시되지만, 제어기(19)가 구조의 일부일 수 있다는 것을 이해한다.
본 발명은 전자 빔 검사 시스템을 하우징하는 주 챔버(11)의 예시들을 제공하지만, 본 발명의 실시형태들은 가장 넓은 의미에서 전자 빔 검사 시스템을 하우징하는 챔버에 제한되지 않는다는 것을 유의하여야 한다. 오히려, 본 명세서에 설명된 원리들은 제 2 압력 하에서 작동하는 다른 툴들에도 적용될 수 있다는 것을 이해한다.
도 2는 도 1의 EBI 시스템의 일부일 수 있는 예시적인 전자 빔 툴(100A)을 나타낸다. 전자 빔 툴(100A)[본 명세서에서 "장치(100A)"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), 이차 이미징 시스템(150), 및 전자 검출 디바이스(140M)를 포함한다. 일차 투영 광학 시스템(130)은 대물 렌즈(131)를 포함할 수 있다. 샘플 표면(7)을 갖는 샘플(1)이 이동가능한 스테이지(도시되지 않음) 상에 제공될 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(100A)의 일차 광학 축선(100_1)과 정렬될 수 있다. 이차 이미징 시스템(150) 및 전자 검출 디바이스(140M)는 장치(100A)의 이차 광학 축선(150_1)과 정렬될 수 있다.
전자 소스(101)는 음극(도시되지 않음) 및 추출기 또는 양극(도시되지 않음)을 포함할 수 있으며, 작동 동안 전자 소스(101)는 음극으로부터 일차 전자들을 방출하도록 구성되고, 일차 전자들은 추출기 또는 양극에 의해 추출 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(beam-limit aperture array: 도 2에 도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 이미지-형성 요소 어레이는 일차 전자 빔(102)의 복수의 일차 빔릿들(102_1, 102_2, 102_3)에 영향을 미치고, 일차 빔릿들(102_1, 102_2, 102_3) 각각에 대해 일차 빔 크로스오버(101s)의 복수의 평행 이미지들(가상 또는 실제)을 형성할 수 있는 복수의 마이크로-디플렉터들 또는 마이크로-렌즈들을 포함할 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. 예를 들어, 소스 전환 유닛(120)은 3×3 어레이의 일차 빔릿들을 형성하도록 구성될 수 있다. 또한, 소스 전환 유닛(120)은 프로브 스폿들(102_1S, 102_2S, 및 102_3S)의 수차들을 보상하도록 구성되는 수차 보상기 어레이를 더 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 수차 보상기 어레이는 각각 프로브 스폿들(102_1S, 102_2S, 및 102_3S)의 필드 곡률 수차들을 보상하도록 구성되는 마이크로-렌즈들을 갖는 필드 곡률 보상기 어레이를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 수차 보상기 어레이는 각각 프로브 스폿들(102_1S, 102_2S, 및 102_3S)의 비점수차들을 보상하도록 구성되는 마이크로-스티그메이터(micro-stigmator)들을 갖는 비점수차 보상기 어레이를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 이미지-형성 요소 어레이, 필드 곡률 보상기 어레이, 및 비점수차 보상기 어레이는 각각 마이크로-디플렉터들, 마이크로-렌즈들 및 마이크로-스티그메이터들의 다수 층들을 포함할 수 있다.
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. 이에 의해, 빔릿들(102_1, 102_2, 및 102_3)이 집광 렌즈(110)에 의해 변화될 수 있는 포커싱 상태를 가질 수 있다. 대안적으로, 전류들은 개별적인 일차 빔릿들에 대응하는 빔-제한 어퍼처 어레이 내의 빔-제한 어퍼처들의 반경방향 크기들을 변경함으로써 변화될 수 있다. 따라서, 빔릿의 전류는 빔릿의 궤적을 따라 상이한 위치들에서 상이할 수 있다. 빔릿 전류는 샘플 표면 상의 빔릿의 전류(예를 들어, 프로브 스폿 전류)가 원하는 양으로 설정되도록 조정될 수 있다.
집광 렌즈(110)는 제 1 주 평면의 위치가 이동가능하도록 구성될 수 있는 이동가능한 집광 렌즈일 수 있다. 이동가능한 집광 렌즈는 자기적, 또는 정전기적, 또는 전자기적(예를 들어, 복합)이도록 구성될 수 있다. 이동가능한 집광 렌즈는 미국 특허 제 9,922,799호 및 미국 특허 출원 공개공보 2017/0025243호에서 더 설명되며, 이들은 둘 다 본 명세서에서 그 전문이 인용참조된다. 일부 실시예들에서, 집광 렌즈는 회전-방지 집광 렌즈일 수 있고, 이는 빔릿들의 전류를 변화시키면서 축외 빔릿들의 회전 각도들을 변하지 않게 유지할 수 있다. 일부 실시예들에서, 집광 렌즈(110)는 이동가능한 회전-방지 집광 렌즈일 수 있고, 이는 이동가능한 제 1 주 평면을 갖는 회전-방지 렌즈를 수반한다. 회전-방지 또는 이동가능한 회전-방지 집광 렌즈는 그 전문이 인용참조되는 국제 출원 PCT/EP2017/084429호에서 더 설명된다.
대물 렌즈(131)는 검사를 위해 샘플(1) 상에 빔릿들(102_1, 102_2 및 102_3)을 포커싱하도록 구성될 수 있고, 현재 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 상호작용 효과를 감소시키기 위해 일차 전자 빔(102)의 주변 전자들을 차단하도록 구성된다. 쿨롱 상호작용 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. 또한, 빔 모노크로메이터(165)가 도시되며, 아래에서 더 상세히 설명될 것이다.
편향 스캐닝 유닛(132)은 작동 시 일차 빔릿들(102_1, 102_2, 및 102_3)을 편향하여 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)에 의한 샘플(1)의 조명에 응답하여, 이차 전자들이 샘플(1)로부터 나오고 3 개의 이차 전자 빔들(102_1se, 102_2se, 및 102_3se)을 형성하며, 이들은 작동 시 샘플(1)로부터 방출된다. 이차 전자 빔들(102_1se, 102_2se, 및 102_3se) 각각은 통상적으로 이차 전자들(전자 에너지 ≤ 50 eV) 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. 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(1)의 대응하는 스캔 영역들의 이미지들을 구성하기 위해 신호 처리 유닛들(도시되지 않음)에 전송될 수 있는 대응하는 신호들을 생성하도록 배치된다.
도 3은 일 실시예의 한 가지 실시형태에 따른 구성을 나타낸다. 이러한 시스템에서, 전자 소스(101)는 많은 양의 전자들(101s)을 생성하는 데 사용된다. 어퍼처(171)는 불필요한 전자들을 제거하여 쿨롱 상호작용이 잘 완화되도록 하는 데 사용된다. 이는 빔(102)을 유도한다. 집광 렌즈들(110 및 112)은 전자 빔(102)을 시준한다. 어퍼처(300)와 함께, 집광 렌즈들(110 및 112)은 빔 전류를 변경하는 데 사용될 수 있다. 패시브 모노크로메이터(310)[예를 들어, 도 2에서 모노크로메이터(165)로서 사용됨]가 아래에, 즉 어퍼처(300)로부터 하류에 제공된다. 패시브 모노크로메이터(310)의 기능은 전자 빔(102)의 에너지 확산을 감소시키는 것이다. 그 후, 대물 렌즈(131)가 이 전자 빔(102)을 샘플(1)에 포커싱하는 데 사용된다.
도 4a는 도 3에 나타낸 패시브 모노크로메이터(310)의 부분 사시도이다. 알 수 있는 바와 같이, 패시브 모노크로메이터(310)는 전자 빔(102)이 통과하는 캐비티(312)(도 4b)를 정의하는 구조체를 포함한다. 캐비티(312)는 중공일 수 있거나, 광 또는 전자 빔에 투명한 재료를 둘러쌀 수 있다. 나타낸 바와 같이, 구조체는 실질적으로 원통형일 수 있고, 전자 빔(102)의 경로와 일치하는 중심축을 가질 수 있다. 라인 B-B를 따라 취해진 도 4a의 구성의 단면도인 도 4b에 나타낸 바와 같이, 흡수 구조체들(314)의 층이 캐비티(312)를 둘러싸며, 이는 아래에서 더 상세히 설명될 것이다. 흡수 구조체들(314)의 이 층은, 예를 들어 유전체 재료 또는 투명한 전도성 재료를 포함하는 층(316) 상에 제공된다. 투명한 전도성 재료는 디바이스로부터 떨어져 있는 층(316)에 충돌하는 표유 전자(stray electron)들을 전도하고 벽의 충전을 피할 것이다. 표유 전자들의 플럭스가 중요하지 않을 것으로 예상되는 상황들에서, 예를 들어 빔이 충분히 시준되는 경우 또는 하전 입자 빔에 대해 가능한 충전이 보이지 않는 경우, 유전체 재료가 사용될 수 있다. 숫자 318은 전기 전도성 재료로 만들어지는 구조체의 외벽을 나타낸다. 전기 전도성 재료는, 예를 들어 금 또는 은을 포함할 수 있다.
도 4a의 구성에서, 패시브 모노크로메이터(310)의 외측 구성은 실질적으로 원통형이다. 하지만, 일부 적용들에 대해, 패시브 모노크로메이터(310)가 빔(102)이 패시브 모노크로메이터(310)에 들어가는 제 1 반경 및 빔(102)이 패시브 모노크로메이터(310)를 빠져나가는 제 2 반경을 갖도록 빔 축선 상의 위치의 함수로서 패시브 모노크로메이터(310)의 반경을 변경하는 것이 유리할 수 있다. 도 5에 나타낸 예시에서, 패시브 모노크로메이터(310)의 전체 구성이 원뿔대(frustoconical)이도록 원주 R1은 원주 R2보다 크다. 이러한 구성은 패시브 모노크로메이터(310)를 전자 빔(102)의 전자들로부터 에너지를 흡수하는 데 더 효율적으로 만들 수 있다.
앞서 언급된 바와 같이, 패시브 모노크로메이터(310)는 그 기하학적 특징들에 대해, 및 이들이 이루어지는 재료에 의해 결정되는 파장들에서 전자기 에너지를 공진적으로 흡수하는 흡수 구조체들을 내장함으로써 실현될 수 있다. 흡수 효율이 거의 100 %에 도달하기 때문에, 이 구조체들은 플라즈몬/메타물질 완전 흡수체들로 알려져 있다. 이 구조체들은 흡수 효율이 100 % 미만이더라도 문헌 및 본 출원에서 "완전" 흡수체들로 칭해진다는 것을 유의한다.
도 6은 내벽에 내장되거나 커플링된 이 흡수 구조체들(314)을 갖는 패시브 모노크로메이터(310)를 통한 평면을 개략적으로 나타낸다. 이 흡수 구조체들(314)은 금속 벽(318) 상에 배치된 층(316) 위에 프린트된 금속 블록, 그래핀 플레이크 또는 둘의 조합과 같은 다수의 형태들 중 어느 하나를 취할 수 있다. 또한, 그래핀 리본들과 같은 다른 구성들이 알려져 있으며, 본 발명의 범위 내에서 있다.
도 7은 투명한 전극일 수 있는 층(316)과 같은 층에 내장되거나 커플링된 흡수 구조체들(314)의 개략적인 평면도이다. 나타낸 특정 배열에서, 흡수 구조체들(314)은 그래핀 플레이크들이지만, 앞서 언급된 바와 같이 다른 흡수 구조체들이 사용될 수 있다. 층(316)과 함께 흡수 구조체들(314)은 완전 흡수체 또는 메타물질 흡수체라고 칭해지는 것, 즉 전자기 방사선을 효율적으로 흡수하도록 설계되는 재료를 포함한다. 흡수 구조체들(314)는 피치 P를 갖는 주기적 어레이로 층(316)에 내장되거나 커플링된다는 것을 알 수 있을 것이다. 흡수 구조체들(314)에 대한 지오메트리(형상 및 치수들) 및 재료를 선택함으로써 메타물질 흡수체의 성능을 조정하는 것에 추가하여, 메타물질 흡수체의 성능은 피치(P)를 변경함으로써 조정될 수도 있다. 예를 들어, 기둥의 시작 부분에서, 흡수 구조체들(314)은 에너지가 많은 전자들과 효율적으로 상호작용하도록 선택될 수 있으며, 이후 기둥에서 흡수 구조체들은 에너지가 적은 전자를 더 효율적으로 감속하도록 선택되고 구성될 수 있다. 도 8은 금속 블록들(314)의 어레이로서 구현된 메타물질 흡수체를 나타낸다. 블록들은 전자 빔(e)의 전파 방향으로 형상 및 피치의 측면에서 변동된다.
앞서 논의된 바와 같이, 일부 적용들에서 전자기 방사선에 대해 유전체로서 작용하지만 전하들을 전도하는 투명한 전극을 사용하는 것이 바람직하다. 투명한 전도성 전극은 예를 들어 인듐-주석-산화물, 도핑된 산화아연, 탄소 나노튜브, 비정질 재료, 도핑된 투명 반도체, 또는 전도성 폴리머일 수 있다. 투명한 전도성 전극은, 예를 들어 금, 알루미늄, 티타늄, 또는 크롬인 코팅으로의 전도성 재료의 코팅 및 투명한 재료일 수 있다.
전자들의 감속은 전자 속도 또는 에너지의 함수이다. 고 에너지 전자들이 에너지가 적은 전자들보다 특정 주파수에서 전자기 모드들과 강하게 상호작용한다. 결과로서, 에너지가 많은 전자들이 에너지가 적은 전자들보다 더 감속할 것이다. 일단 전자들이 충분히 감속되면, 흡수체들과의 상호작용이 너무 약해져서 전자들이 그 에너지에서 여하한의 눈에 띄는 시프트를 나타내지 않을 것이다. 따라서, 출력 전자 빔은 실질적으로 동일한 에너지들을 갖는 전자들을 가질 것이다. 추가적으로, 전자 빔이 가로지르는 모노크로메이터의 부분의 길이는 입사 전자들의 사전설정된 양의 감속만을 야기하도록 선택될 수도 있다.
앞선 구성은 모노크로메이터로의 사용과 관련하여 설명되지만, 감속 전위를 적용하지 않고 전자 빔 에너지를 수동적으로 하향전환(downconvert)하는 것도 동등하게 유용할 것이다.
일반적으로, 각각 그 장점들을 갖는 메타물질 흡수 구조체들에 대한 많은 후보들이 존재한다. 실제로, 특정 적용에 의해 부과되는 디자인 제약들이 최상의 후보 선택을 결정할 것이다. 예를 들어, 일 실시예의 한 가지 측면에 따르면, 광학 대역 또는 THz 대역에서 흡수함으로써 전자들을 감속시키는 것이 바람직할 수 있다. 메타물질 흡수체 구조체들은 그래핀 마이크로-리본 또는 잠재적으로는 심지어 평평한 필름의 형태를 취할 수 있다.
일 실시예의 또 다른 측면에 따르면, 전자 빔의 에너지 확산을 감소시키기 위해 메타물질 흡수체를 사용하는 방법이 개시된다. 도 9를 참조하면, 제 1 단계(S10)에서 전자 빔이 생성된다. 그 후, 단계 S20에서, 전자 빔은 "클리핑(clip)"되며, 즉 어퍼처를 통과한다. 단계 S30에서, 전자 빔의 에너지 확산은 메타물질 흡수체를 갖는 모노크로메이터를 사용하여 감소된다. 단계 S40에서, 이 시점에 실질적으로 단색인 전자 빔이 일반적으로 대물 렌즈를 사용하여 포커싱된다. 단계 S50에서, 포커싱된 전자 빔은 샘플에 충돌하여 전자 빔으로 샘플을 조명하게 된다.
도 10a는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 도 1의 하전 입자 검사 시스템의 일부일 수 있는 예시적인 전자 빔 툴(100B)을 나타낸다. 전자 빔 툴(100B)[본 명세서에서 장치(100B)라고도 함]은 전자 소스(101), 제 1 렌즈(1010), 제 2 렌즈(1031), 빔 분리기(1060), 프로그램가능한 하전 입자 거울 플레이트(1000), 및 전압 제어부(1050)를 포함한다. 어퍼처들 및 디플렉터들과 같이 일반적으로 존재하는 다른 구성요소들은 단순함을 위해 도 10a에 도시되지 않는다. 샘플 표면(1012)을 갖는 샘플(1011)이 이동가능한 스테이지(도시되지 않음)에 제공될 수 있다. 전자 소스(101), 렌즈(1010), 및 렌즈(1031)가 장치(100B)의 주 광축과 정렬될 수 있다.
전자 소스(101)는 음극(도시되지 않음) 및 추출기 또는 양극(도시되지 않음)을 포함할 수 있으며, 작동 동안 전자 소스(101)는 음극으로부터 일차 전자들을 방출하도록 구성되고, 일차 전자들은 추출기 또는 양극에 의해 추출 또는 가속되어 일련의 파면들, 즉 진동 위상이 동일한 표면들, 표면, 실제 또는 가상으로 나타낸 일차 전자 빔을 형성한다. 알 수 있는 바와 같이, 소스(101)에 의해 방출된 빔의 파면은 본질적으로 구형인 것으로 도시되어 있다.
빔 분리기(1060), 거울 플레이트(1000), 및 전압 제어부(1050)가 빔 경로에 도입되어 수차들을 보정한다. 빔 분리기(1060), 거울 플레이트(1000) 및 전압 제어부(1050)는 파면을 사전-성형하기 위해 렌즈들 사이에 도입되어, 사전-성형 및 수차들의 순 효과가 더 적절하게 포커싱된 빔이 되도록 한다. 아래에서 더 상세히 설명되는 바와 같이, 장치(100B)에서의 빔 분리기(1060), 거울 플레이트(1000), 및 전압 제어부(1050)의 배치는 단지 일 예시이며, 빔 분리기(1060), 거울 플레이트(1000), 및 전압 제어부(1050)는 장치(100B) 내의 다른 위치들에 배치될 수 있음을 이해할 것이다.
빔 분리기(1060)는 다이폴 정전기장(electrostatic dipole field) 및 다이폴 자기장(magnetic dipole field)을 발생시킬 수 있는 빈 필터(Wien filter) 타입의 빔 분리기일 수 있다. 일부 실시예들에서, 다이폴 정전기장에 의해 빔릿들의 전자에 가해지는 힘은 다이폴 자기장에 의해 전자에 가해지는 힘과 크기가 같지만, 방향은 반대일 수 있다. 그러므로, 빔릿들이 0(zero) 편향 각도로 직선으로 빔 분리기(1060)를 통과할 수 있다. 하지만, 빔 분리기(1060)에 의해 생성되는 빔릿들의 전체 분산은 0이 아닐 수도 있다. 빔 분리기(1060)는 거울 플레이트(1000)를 향해 들어오는 빔릿을 안내할 수 있고, 거울 플레이트(1000)로부터 반사된 빔을 또 다른 방향으로 더 안내할 수 있다. 거울 플레이트(1000)는 들어오는 빔릿의 수차들을 보정하고, 보정된 빔릿을 빔 분리기(1060)를 향해 반사할 수 있다.
또한, 아래에서 설명되는 예시들에서, 거울 플레이트(1000)는 주로 렌즈들에 의해 생성되는 수차들을 보정하는 측면에서 설명된다. 하지만, 거울 플레이트(1000)는 또한 또는 대안적으로 하전 입자 빔을 성형하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 거울 플레이트(1000)는 빔 단면 프로파일을 샘플 상에서 스폿-형상 대신에 링-형상으로 만들기 위해 사용될 수 있다. 이는 접촉홀들의 측벽들을 이미징하는 것과 같은 소정 적용들에서 이점을 제공할 수 있다. 또 다른 예시로서, 빔 프로파일은 더 큰 초점 심도를 생성하기 위해 웨이퍼에서 덜 발산하도록 만들어질 수 있다.
일부 실시예들에서, 장치(100B)는 수차들을 보정하기 위해 전기장 및 자기장에 더 영향을 미치도록 거울 플레이트(1000)와 분리기(1060) 사이에 배치되는 조정가능한 여기와 쌍을 이루는 자기 광학 요소들 또는 조정가능한 전압들과 쌍을 이루는 (전극들과 같은) 추가적인 광학 요소들을 포함할 수 있다. 복수의 드라이버들이 전극들 또는 자기 광학 요소들과 커플링될 수 있으며, 복수의 드라이버들 각각은 대응하는 전극 또는 대응하는 자기 광학 요소에 각각 조정가능한 전압 또는 조정가능한 여기를 제공하도록 구성될 수 있다. 거울 플레이트(1000)와 커플링되는 추가적인 광학 요소들은 멀티폴 필드들에 의해 야기되는 것과 같이 렌즈(1010) 또는 빔 분리기(1060)에 의해 야기되는 가능한 추가 수차들을 보정하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 하나의 예시적인 구현에서, 거울 플레이트(1000)는 회전 대칭 수차들 또는 비대칭 수차들을 보정하는 데 사용될 수 있는 한편, 추가적인 광학 요소들은 멀티폴 필드들에 의해 야기되는 비대칭 수차들을 보정하는 데 사용될 수 있다.
거울 플레이트(1000)는 거울 플레이트(1000)에 음 또는 양의 전체 전압을 인가함으로써 거울 표면 위에서 빔릿을 반사할 수 있다. 예를 들어, 전압 제어부(1050)가 빔릿으로부터 전자들(또는 음이온들)을 반사하기 위해 거울 플레이트(1000)에 음의 전체 전압을 인가할 수 있다. 또 다른 예시에서, 전압 제어부(1050)는 빔릿으로부터 양으로 하전된 입자들(또는 양이온들)을 반사하기 위해 거울 플레이트(1000)에 양의 전체 전압을 인가할 수 있다. 빔릿은 빔 분리기(1060)를 향해 반사되며, 반사된 빔릿은 또 다른 방향으로 안내되고 샘플에 포커싱될 수 있다. 도 10a는 90 도로 구부러진 빔릿을 나타내며, 빔릿은 다른 각도들로 구부러질 수 있다는 것을 이해한다. 더욱이, 거울 플레이트(1000)는 다수의 빔릿들 중 하나만을 반사하도록 더 구성될 수 있다.
일부 실시예들에서, 거울 플레이트(1000) 및 전압 제어부(1050)는 별도의 구성요소들로 구현될 수 있다. 일부 다른 실시예들에서, 거울 플레이트(1000) 및 전압 제어부(1050)는 단일 구성요소로 구현될 수 있다.
일부 구현들에서, 장치(100B) 내부에서 거울 플레이트(1000)에 의해 반사된 빔릿을 반사하기 위해 제 2 거울 플레이트가 제공될 수 있다. 예를 들어, 거울 플레이트(1000)로부터의 반사된 빔릿이 빔 분리기(1060) 근처와 같이 장치(100B) 내에 구현되는 제 2 거울 플레이트로 지향될 수 있다. 제 2 거울 플레이트는 들어오는 빔릿을 빔 분리기(1060)로부터 제 2 빔 분리기를 향해 반사할 수 있으며, 제 2 빔 분리기는 반사된 빔릿을 또 다른 방향으로 안내하고 샘플에 포커싱될 수 있다.
이제 도 10b를 참조하며, 이는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 프로그램가능한 픽셀화된 거울 플레이트(1000) 및 전압 제어부(1050)의 기능을 나타내는 개략적인 다이어그램이다. 거울 플레이트(1000)는 픽셀들(1001 내지 1007)의 세트를 포함하여 픽셀들의 세트에 접근하는 빔릿의 프로파일을 성형할 수 있다. 전압 제어부(1050)는 픽셀들(1001 내지 1007)의 세트 각각과 각각 연계된 제어 부재들(1051 내지 1057)의 세트를 포함할 수 있다. 각각의 픽셀 제어 부재(1051 내지 1057)는 연계된 픽셀에 신호(예를 들어, 전압)를 인가하도록 배치되고 구성된다. 따라서, 거울 플레이트(1000)는 전압들이 각 픽셀 또는 픽셀 그룹들에 대해 상이하게 제공될 수 있고 원하는 대로 변경될 수 있다는 점에서 프로그램가능하다. 픽셀 제어 부재(1051 내지 1057) 각각에 의해 제공되는 전압들은 거울 플레이트(1000) 위에 곡선 등전위면들(커스터마이징 전기장들)(1090)을 생성할 수 있다. 등전위면들(1090)은 빔릿(1061)의 상이한 부분들로부터의 전자들이 반사되는 곳을 결정할 수 있으며, 반사는 거울 플레이트(1000)에 의해 반사되는 빔릿(1061r)의 형상 및 위상에 영향을 미친다. 따라서, 전압의 조정은 빔릿(1061)을 국부적으로[즉, 빔릿(1061)이 등전위면(1090)에 의해 영향을 받는 1 이상의 위치를] 조정함으로써 수차를 제어하고, 반사된 빔릿(1061r)이 원하는 분해능으로 샘플의 한 지점에 포커싱하는 것과 같이 원하는 특성 또는 특성들을 달성할 수 있게 한다. 거울 플레이트(1000)는 7 개의 픽셀들 및 대응하는 7 개의 제어 부재들로 배치되지만, 상이한 수의 픽셀들 및 제어 부재들이 배치될 수 있고, 픽셀들 또는 제어 부재들은 여하한의 다양한 배열들로 배치될 수 있다는 것을 이해한다.
일부 실시예들에서, 픽셀들(1001 내지 1007) 및 대응하는 픽셀 제어 부재들(1051 내지 1057)은 각각 별개의 구성요소들로 구현될 수 있다. 다른 실시예들에서, 픽셀들(1001 내지 1007) 및 대응하는 픽셀 제어 부재들(1051 내지 1057)은 단일 구성요소로 구현될 수 있다.
픽셀들(1001 내지 1007)은 각각 직사각형 형상을 포함할 수 있다. 픽셀들은 육각형, 링 세그먼트, 정사각형, 또 다른 적절한 형상, 또는 이들의 조합들과 같은 다른 형상들을 포함할 수 있음이 명백할 것이다. 예를 들어, 빔릿은 흔히 회전 대칭이며, 이에 따라 링 세그먼트로서 공유되는 픽셀을 사용하는 것이 필요한 전압 제어부들 및 픽셀들의 수를 감소시키는 이점을 제공할 수 있다. 또 다른 예시로서, 정사각형 픽셀들 대신에 육각형 픽셀들을 사용함으로써 동일한 영역에서 더 많은 픽셀들이 구현될 수 있다.
일부 실시예들에서, 픽셀들의 크기들 또는 픽셀들(1001 내지 1007)의 형상들은 거울 플레이트(1000)에 걸쳐 변동할 수 있다. 예를 들어, 더 정밀한 보정이 필요한 거울 플레이트(1000)의 영역에서 더 작은 픽셀들이 사용될 수 있고, 결과적으로 수차들의 보정에 더 많은 정확성을 제공할 수 있다. 전압 제어부(1050)는 더 정확한 빔 형상을 제공하기 위해 이 대응하는 더 작은 픽셀들 각각에 전압들을 제공할 수 있다. 일부 실시예들에서, 픽셀들(1001 내지 1007) 각각은 고유하게 제어될 수 있다. 예를 들어, 전압 제어부는 일부 픽셀들에 예를 들어 음의 전압을 제공하여 그 픽셀들과 상호작용하는 음으로 하전된 입자들을 반사하고, 다른 픽셀들에 양의 전압을 제공하여 그 경우에 대해 선호되는 빔 형상을 벗어날 수 있는 하전 입자들을 끌어당길 수 있다.
일부 구현들에서, 거울 플레이트(1000)는 빔 성형을 더 쉽게 제어하고 구현하기 위해 더 큰 픽셀들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 더 큰 픽셀들은 각각 더 작은 픽셀보다 더 큰 영역을 커버할 수 있고, 들어오는 빔릿에 (예를 들어, 반사 또는 인력과 같은) 유사한 영향을 제공할 수 있다. 일부 구현들에서, 거울 플레이트(1000)는 더 크고 더 작은 픽셀들을 포함할 수 있으며, 더 큰 픽셀들은 빔릿들을 일관되게 반사할 것으로 예상되는 거울 플레이트의 부분들에서 사용될 수 있고, 더 작은 픽셀들은 예상되는 빔릿이 빔 형상에 더 많은 제어를 제공하기 위해 상호작용할 수 있는 주변부에 있을 수 있는 거울 플레이트의 부분들에서 사용될 수 있다.
일부 실시예들에서, 거울 플레이트(1000)는 만곡될 수 있다. 거울 플레이트(1000)가 만곡되는 경우, 수차들을 보정하는 데 사용되는 전압이 감소될 수 있다. 거울 곡률은 피에조 모터와 같은 기계적 액추에이터들에 의해 기계적으로 조정되고 제어될 수 있다.
일부 실시예들에서, 거울 플레이트(1000)에서 구현되는 개별적인 픽셀들은 기계적으로 기울일 수 있는 상부면을 갖는 개별적인 픽셀들을 사용하여 기울어질 수 있다. 기울일 수 있는 픽셀들은 피에조 모터와 같은 기계적 액추에이터들에 의해 기계적으로 조정되고 제어될 수 있다. 기울어진 픽셀들은 들어오는 빔릿으로부터 하전 입자들을 제거할 수 있고, 제거된 하전 입자들은 거울 플레이트(1000)와 빔 분리기 사이에서 산란될 수 있다. 기울어진 픽셀들은 하전 입자들에 대해 상이한 경로를 생성할 수 있으며, 여기서 상이한 경로는 거울 플레이트(1000)와 빔 분리기 사이에서 또는 하전 입자 빔 시스템 내의 다른 곳에서 빔 어퍼처로 들어오는 빔릿으로부터 하전 입자들을 필터링하는 데 사용될 수 있다.
사용하는 동안, 포커싱된 전자 빔은 샘플의 표면을 가로질러 스캐닝된다. 넓은 시야에 걸쳐 포커싱된 전자 빔을 스캐닝하는 동안, 샘플 표면 상의 소스 이미지의 형상 및 세기 분포, 예를 들어 스폿 프로파일은 변경될 수 있다. 프로그램가능한 거울 플레이트(1000)의 사용은 프로그램가능한 거울 플레이트(1000)를 동적으로 구성함으로써 이러한 스캐닝 효과들을 보정하거나 감소시키는 능력을 제공한다. 앞서 설명된 바와 같이, 프로그램가능한 거울 플레이트(1000)는 각각의 픽셀에 대해 별개의 전압 제어부(1051 내지 1057)를 갖는, 픽셀들(1001 내지 1007)을 갖는 플레이트로서 구성될 수 있다. 픽셀에서 전압을 조정하기 위해 전압 제어부(1050)를 사용하는 것이 전자파의 위상을 국부적으로 변경할 수 있고, 여기서 전압 제어부(1050)는 들어오는 빔릿을 가변적으로 반사함으로써 시간-의존적 빔 형상을 생성하기 위해 픽셀들에 AC 전압을 제공할 수 있다. 예를 들어, 픽셀 위에서 반사하는 전자파의 부분은 전자 스폿(프로브) 형성의 제어를 가능하게 하거나 용이하게 할 수 있다. 특정예로서, 샘플에 걸친 e-빔의 스캐닝과 거울 플레이트 전압들을 동기화하는 것이 전체 스캐닝 시야에 걸친 프로브 형성의 동적 제어를 가능하게 하거나 용이하게 한다. 또 다른 예시에서, 샘플 상에서 넓은 시야를 스캐닝할 때 중심에 비해 빔릿의 외측 에지에서 더 많은 수차가 나타날 수 있다. 거울 플레이트(1000)에 AC 전압을 인가함으로써, 빔릿의 외측 에지의 수차들이 더 정밀하게 보정될 수 있다.
일부 실시예들에서, 거울 플레이트(1000)는 거울 플레이트(1000)의 표면에 걸쳐 상이한 방향들에서 상이한 픽셀 전압 분포들을 사용하여 제공될 수 있다. 빔 분리기(1060)는 빔릿에 수차들을 추가할 수 있고, 수차들은 빔릿이 한 방향으로 편향하고 있기 때문에 회전 대칭이 아닐 수 있다. 따라서, 빔릿은 회전 대칭 빔 형상을 잃고 있으며, 형상을 보정하기 위해 거울 플레이트는 2 개의 상이한 방향에서 상이한 픽셀 전압 분포들을 사용할 수 있다.
이제 도 10c를 참조하며, 이는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 멀티빔 시스템에서 상이한 빔릿들의 상이한 수차들을 보정하기 위한 전압 제어부(1150) 및 프로그램가능한 픽셀화된 거울 플레이트(1100)의 기능을 나타내는 또 다른 개략적인 다이어그램이다. 거울 플레이트(1100)는 픽셀들의 3 개의 세트(1101 내지 1105, 1111 내지 1115, 및 1121 내지 1125)를 포함할 수 있고, 전압 제어부(1150)는 픽셀들의 세트들 각각과 각각 연계되는 제어 부재들의 3 개의 세트(1151 내지 1155, 1161 내지 1165, 및 1171 내지 1175)를 포함할 수 있다. 각각의 픽셀 제어 부재(1151 내지 1155, 1161 내지 1165, 및 1171 내지 1175)는 연계된 픽셀에 신호(예를 들어, 전압)를 인가하도록 배치되고 구성된다. 픽셀 제어 부재(1151 내지 1155, 1161 내지 1165, 및 1171 내지 1175) 각각에 의해 제공되는 전압들은 거울 플레이트(1100) 위에 대응하는 3 개의 곡선 등전위면들(1091 내지 1093)(커스터마이징 전기장들)을 생성할 수 있다. 등전위면들은 3 개의 빔릿들의 상이한 부분들로부터의 전자들이 반사되고 곳을 결정할 수 있으며, 반사는 거울 플레이트(1100)에 의해 반사되는 빔릿들 각각의 형상 및 위상에 영향을 미친다.
거울 플레이트(1100) 내에 구현되는 픽셀들의 각 세트는 픽셀들의 각 세트에 상이한 전압들을 제공함으로써 거울 플레이트(1100) 표면 위의 상이한 높이들에서 빔릿을 더 반사할 수 있다. 따라서, 거울 플레이트(1100)는 다수 빔릿들 각각의 형상 및 위상에 영향을 미치고, 영향을 받은 빔릿들을 상이한 각도들로 빔 분리기를 향해 반사하여 SEM이 원하는 분해능으로 빔릿들 각각에 대해 샘플의 상이한 지점에 포커싱하는 것과 같이 원하는 특성 또는 특성들을 달성할 수 있게 한다. 더욱이, 거울 플레이트(1100)는 들어오는 빔릿의 부분들로부터 국부적으로 하전 입자들을 제거함으로써 위상을 제어하는 것에 추가하여 또는 그 대신에, 전자파들의 진폭을 국부적으로 제어할 수 있다. 거울 플레이트(1100)는 빔릿 내의 하전 입자들이 빔 분리기를 향해 반사되는 것을 방지함으로써, 예를 들어 하전 입자들을 반사하는 대신에 픽셀들로 끌어당김으로써 진폭의 제어를 달성할 수 있다.
일부 실시예들에서, 거울 플레이트(1100)는 픽셀 상에서 양의 전압을 사용함으로써 빔릿으로부터 국부적으로 전자들을 제거할 수 있다. 양으로 하전된 픽셀은 픽셀 위의 전자들을 거울 플레이트(1100) 쪽으로 끌어당기고, 거울 플레이트(1100) 표면의 전자들을 흡수하거나 산란시킬 수 있다.
또한, 거울 플레이트(1100)는 픽셀 상에서 음의 전압을 사용함으로써 빔릿 내의 양으로 하전된 입자들을 제거할 수도 있다. 거울 플레이트(1100)로부터 발생하는 산란 입자들 또는 이차 전자들은 거울 플레이트(1100)와 빔 분리기 사이에 상이한 경로를 가질 수 있고, 거울 플레이트(1100)와 빔 분리기 사이의 적절한 위치에 또는 하전 입자 빔 시스템 내의 다른 곳에 빔 어퍼처를 배치함으로써 필터링될 수 있다.
픽셀들에 걸친 전압 분포는 특정 빔릿 또는 각각의 거울 플레이트에 할당된 픽셀들의 각 세트에 대해 상이할 수 있다. 일부 실시예들에서, 전압 분포들은 픽셀들의 소정 세트들 또는 거울 플레이트들에 대해 동일하여 필요한 개별 전압 제어들의 수를 제한할 수 있다.
픽셀들에 걸친 전압 분포들 및 전체 거울 플레이트 전압은 빔릿들의 랜딩 에너지의 함수로서 조정되어, 상이한 랜딩 에너지들과 관련된 상이한 e-빔 시스템 설정들에서 수차들의 보정 또는 감소를 가능하게 할 수 있다. 픽셀들에 걸친 전압 분포들은 샘플 상의 빔릿들의 위치의 함수로서 조정될 수 있다. 예를 들어, 빔릿의 위치는 빔릿들의 다양한 축외 위치들에서 수차들의 보정 또는 감소를 최적화하기 위해 빔릿이 원하는 빔 스폿으로부터 축을 벗어났는지 여부 또는 그 정도의 측정일 수 있다.
픽셀들에 걸친 전압 분포들 및 전체 거울 플레이트 전압은 빔릿들의 빔 전류의 함수로서 조정되어, 상이한 빔릿 전류들과 관련된 상이한 e-빔 시스템 설정들에서 수차들의 보정 또는 감소를 가능하게 할 수 있다. 픽셀들에 걸친 전압 분포들 및 전체 거울 플레이트 전압은 샘플에서의 빔릿들의 랜딩 각도의 함수로서 조정되어, 상이한 랜딩 각도들과 관련된 상이한 e-빔 시스템 설정들에서 수차들의 보정 또는 감소를 가능하게 할 수 있다.
픽셀들에 걸친 전압 분포들 및 전체 거울 플레이트 전압은 샘플에서의 전기장의 함수로서 조정되어, 샘플에서의 상이한 전기장들과 관련된 상이한 e-빔 시스템 설정들에서 수차들의 보정 또는 감소를 가능하게 할 수 있다.
도 10c의 거울 플레이트(1100)는 3 개의 빔릿들에 대한 수차들을 보정하기 위해 픽셀들의 3 개의 세트 및 연계된 3 개의 제어 부재들로 배치되지만, 상이한 수의 픽셀들의 세트, 제어 부재들 및 빔릿들이 여하한의 다양한 배열들로 배치될 수 있다는 것을 이해한다.
이제 도 10d를 참조하며, 이는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 빔릿의 수차들을 보정하는 예시적인 방법(1080)을 나타내는 흐름도이다. 방법(1080)은 전자 빔 툴[예를 들어, 도 10a의 전자 빔 툴(100B)]에 의해 수행될 수 있다. 더욱이, 방법(1080)은 빔릿에 대한 수차들을 보정하는 것을 설명하지만, 방법(1080)은 복수의 빔릿들에 대한 수차들을 보정하는 데에도 적용될 수 있다는 것을 이해한다.
단계 1081에서, 빔릿이 프로그램가능한 하전 입자 거울 플레이트[예를 들어, 도 10a의 프로그램가능한 하전 입자 거울 플레이트(1000)]를 향해 지향된다. 예를 들어, 빔릿은 빔 분리기[예를 들어, 도 10a의 빔 분리기(1060)]에 의해 지향될 수 있다. 일부 실시예들에서, 제어기[예를 들어, 도 1의 제어기(19)]는 빔릿을 프로그램가능한 하전 입자 거울 플레이트로 지향하도록 빔 분리기에 지시할 수 있다.
단계 1082에서, 신호들(예를 들어, 전압들)이 프로그램가능한 하전 입자 거울 플레이트의 픽셀들[예를 들어, 도 10b의 픽셀들(1001 내지 1007)]에 제공된다. 일부 실시예들에서, 이 신호들은 전압 제어부[예를 들어, 도 10a의 전압 제어부(1050)]에 의해 제공될 수 있고, 여기서 각각의 픽셀이 대응하는 전압 제어부[예를 들어, 도 10b의 전압 제어부(1051 내지 1057)]를 가질 수 있다. 일부 실시예들에서, 제공된 신호들은 빔릿으로부터 전자들(또는 음이온들)을 반사하고 양으로 하전된 입자들을 끌어당기는 음의 전압일 수 있다. 일부 실시예들에서, 제공된 신호들은 빔릿으로부터 양으로 하전된 입자들(또는 양이온들)을 반사하고 전자들을 끌어당기는 양의 전압일 수 있다.
픽셀들은 지향된 빔릿에 영향을 미치는 데 사용되는 픽셀들의 세트를 포함할 수 있다. 예를 들어, 픽셀들의 세트는 픽셀들의 세트에 접근하는 빔릿의 프로파일을 성형하도록 구성될 수 있다. 거울 플레이트 내의 픽셀들의 세트 각각은 픽셀에 전압을 설정하도록 구성되는 별개의 전압 제어부를 가질 수 있다. 따라서, 거울 플레이트는 전압들이 각 픽셀 또는 픽셀들의 세트에 대해 상이하게 제공될 수 있고 원하는 대로 변경될 수 있다는 점에서 프로그램가능하다. 제공된 전압은 커스터마이징 전기장[예를 들어, 도 10b의 등전위면(1090)]을 생성할 수 있고, 커스터마이징 전기장은 빔릿 프로파일을 성형하도록 결정된다. 또한, 전압의 조정은 빔릿에 포함되는 전자들의 위상을 변화시킬 수도 있다.
단계 1083에서, 성형된 빔릿은 프로그램가능한 하전 입자 거울 플레이트에 의해 반사되어 수차를 감소시킨다. 빔릿은 거울 플레이트 상의 픽셀들에 인가되는 전압에 의해 거울 플레이트의 표면 위에서 반사된다.
일부 실시예들에서, 방법(1080)은 성형된 빔릿을 샘플 표면[예를 들어, 도 10a의 샘플 표면(1012)]으로 지향하는 추가 단계를 더 포함할 수 있다. 샘플 표면에 도달하기 전에, 성형된 빔릿은 샘플 표면 상에 성형된 빔릿을 포커싱하는 데 사용될 수 있는 대물 렌즈[예를 들어, 도 10a의 제 2 렌즈(1031)]에 의해 더 영향을 받을 수 있다.
도 11은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 도 1의 하전 입자 검사 시스템의 일부일 수 있는 예시적인 전자 빔 툴(100C)을 나타낸다. 전자 빔 툴(100C)[본 명세서에서 장치(100C)라고도 함]은 빔 분리기(1060B) 및 흡수 구성요소(1200)를 포함한다. 어퍼처들 및 디플렉터들과 같이 일반적으로 존재하는 다른 구성요소들은 단순함을 위해 도 11에 도시되지 않는다.
빔 분리기(1060B) 및 흡수 구성요소(1200)는 하전 입자 빔릿의 에너지 확산을 감소시키기 위해 빔 경로에 도입된다. 아래에서 더 상세히 설명되는 바와 같이, 장치(100C) 내의 빔 분리기(1060B) 및 흡수 구성요소(1200)의 배치는 단지 일 예시이며, 빔 분리기(1060B) 및 흡수 구성요소(1200)는 장치(100C) 내의 다른 위치들에 배치될 수 있음을 이해할 것이다. 빔 분리기(1060B)는 도 10a의 빔 분리기(1060)와 유사하게 기능할 수 있으며, 들어오는 빔릿을 흡수 구성요소(1200) 쪽으로 안내하고 흡수 구성요소(1200)로부터 반사된 빔을 또 다른 방향으로 더 안내할 수 있다. 흡수 구성요소(1200)는 들어오는 빔릿의 에너지 확산을 감소시키고, 감소된 빔릿을 빔 분리기(1060B)를 향해 반사할 수 있다.
흡수 구성요소(1200)는 이를 구성하는 재료 및 그 기하학적 특징들에 의해 결정되는 파장들에서 전자기 에너지를 흡수할 수 있다. 들어오는 빔릿의 에너지가 적은 전자들과 비교할 때, 들어오는 빔릿의 고 에너지 전자들이 특정 주파수에서 전자기 모드들과 더 강하게 상호작용하고, 음전위에 더 많이 침투하고 흡수 구성요소(1200)에 더 가까워질 수 있다. 들어오는 빔릿의 전자들과 흡수 구성요소(1200) 간의 상호작용은 전자들이 흡수 구성요소(1200)에 가까워짐에 따라 더 강해질 수 있고, 전자들은 상호작용으로부터 흡수 구성요소(1200)를 향한 전자기 방사선에 대해 더 많은 에너지를 잃을 수 있다.
흡수 구성요소(1200)는 전압 공급기를 흡수 구성요소(1200)의 외층에 연결함으로써 들어오는 빔릿을 반사하기 위해 흡수 구성요소(1200) 위에 음의 전위를 생성하도록 전기적으로 바이어스되도록 구성될 수 있다. 물론, 이는 단순한 설명이며, 실제 세부사항은 도 12b에서 더 완전하고 정확하게 아래에서 설명된다.
도 12a는 흡수 구성요소(1200)의 개략적인 평면도이다. 흡수 구성요소(1200)는 흡수 구조체들(1201)[도 6의 흡수 구조체들(314)과 유사할 수 있음]의 세트 및 층(1202)[도 6의 층(316)과 유사할 수 있음]을 포함할 수 있다. 흡수 구조체들(1201)은 층(1202)에 내장되거나 커플링되는 금속 블록들 또는 그래핀 플레이크들, 또는 이러한 재료들의 조합과 같은 다수의 형태들 중 어느 하나를 취할 수 있다. 지오메트리(형상 및 치수들)를 선택하고 흡수 구조체들(1201) 사이의 피치를 변경함으로써, 흡수 구성요소(1200)는 그들의 랜딩 에너지 및 감속에 따라 전자들로부터의 에너지 손실을 최대화하거나 최적화하도록 조정될 수 있다.
도 12b는 흡수 구성요소(1200)의 단면도이다. 도 12a를 참조하여 앞서 설명된 바와 같이, 흡수 구성요소(1200)는 흡수 구조체들(1201)의 세트, 층(1202), 및 층(1203)[도 6의 층(318)과 유사할 수 있음]을 포함할 수 있다. 도 12b에 나타낸 바와 같이, 예를 들어 유전체 재료 또는 투명한 전도성 재료를 포함하는 층(1202) 상에 흡수 구조체들(1201)이 제공된다. 투명한 전도성 재료는 흡수 구성요소(1200)로부터 떨어져 있는 층(1202)에 충돌하는 표유 전자들을 전도하고 흡수 구성요소(1200)의 충전을 피할 것이다. 예를 들어, 층(1202)은 특히 인듐-주석-산화물, 도핑된 산화아연, 탄소 나노튜브, 비정질 재료, 도핑된 투명 반도체 또는 전도성 폴리머일 수 있다. 층(1202)은, 예를 들어 금 또는 은과 같은 전기 전도성 재료일 수 있는 층(1203) 상에 배치될 수 있다.
흡수 구성요소(1200)는 층(1203)에 전압 공급기를 연결함으로써 들어오는 빔릿을 반사하기 위해 흡수 구성요소(1200) 위에 전위를 생성하도록 전기적으로 바이어스되도록 구성될 수 있다. 흡수 구조체들(1201) 및 층(1202)은, 소정 실시예들에서, 층(1203)과 동일하거나 실질적으로 유사한 전압을 갖고, 흡수 구성요소(1200) 상부에 전기장을 생성할 수 있다. 흡수 구성요소(1200)에 충분히 높은 음 또는 양의 전압을 가하는 것이 흡수 구성요소(1200)를 향해 이동하는 빔으로부터 하전 입자들을 반사할 수 있다.
흡수 구성요소(1200)는 도 6 내지 도 8에 나타낸 구조체들 및 층들[예를 들어, 구조체들(314) 및 층들(316 및 318)]의 기능들과 유사한 기능들을 제공하는 구조체들 및 층들[예를 들어, 구조체들(1201) 및 층들(1202 및 1203)]을 포함하여, 흡수 구성요소(1200)가 소정 임계치 이상의 에너지를 갖는 하전 입자들의 에너지를 흡수할 수 있도록 한다.
일부 실시예들에서, 흡수 구성요소(1200)는 다수 금속 및 유전체 층들과 같은 다른 타입들의 층들을 포함할 수 있다.
도 13은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 흡수 구성요소(1300) 및 프로그램가능한 픽셀화된 거울 플레이트(1301)의 캐스케이드 구성의 기능을 나타내는 개략적인 다이어그램이다. 캐스케이드 구성은 전자 빔 툴(100D)[본 명세서에서 장치(100D)라고도 함]에서 구현될 수 있다. 캐스케이드 구성은 제 1 빔 분리기(1360C), 제 2 빔 분리기(1360D), 흡수 구성요소(1300), 및 거울 플레이트(1301)를 포함할 수 있다. 제 1 빔 분리기(1360C)는 도 10a의 빔 분리기(1060)와 유사하게 기능할 수 있으며, 들어오는 빔릿을 흡수 구성요소(1300) 쪽으로 안내하고 흡수 구성요소(1300)로부터 반사된 빔을 또 다른 방향으로 더 안내할 수 있다. 일부 실시예들에서, 제 1 빔 분리기(1360C)는 들어오는 빔릿을 흡수 구성요소(1300)에 수직으로 떨어지도록 안내할 수 있다. 흡수 구성요소(1300)는 도 11의 흡수 구성요소(1200)와 유사하게 기능할 수 있으며, 들어오는 빔릿에서 에너지 확산을 감소시킴으로써 들어오는 빔릿(102)을 조작하고 조작된 빔릿을 반사할 수 있다. 또한, 제 2 빔 분리기(1360D)도 도 10a의 빔 분리기(1060)와 유사하게 기능할 수 있으며, 들어오는 빔릿을 거울 플레이트(1301) 쪽으로 안내하고 거울 플레이트(1301)로부터 반사된 빔을 또 다른 방향으로 더 안내할 수 있다.
거울 플레이트(1301)는 도 10a 내지 도 10c의 거울 플레이트(1000)와 유사하게 기능하고, 들어오는 빔릿의 수차들을 보정할 수 있으며, 여기서 수차들은 흡수 구성요소(1300)에 의해 도입되었을 수 있다. 거울 플레이트(1301)는 보정된 빔릿을 더 반사할 수 있다. 따라서, 캐스케이드 구성은 수차들 및 에너지 확산이 둘 다 보정될 것을 보장할 수 있다.
도 13의 캐스케이드 구성은 빔릿이 흡수 구성요소(1300)를 통한 후 거울 플레이트(1301)를 통해 전파하도록 배치되지만, 거울 플레이트들 및 흡수 구조체들은 여하한의 다양한 배열들[예를 들어, 흡수 구성요소(1300) 이전의 거울 플레이트(1301)]로 배치될 수 있다는 것을 이해한다.
도 14는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 흡수 구성요소들(1400)의 세트 및 프로그램가능한 픽셀화된 거울 플레이트(1401)의 조합된 구성의 기능을 나타내는 개략적인 다이어그램이다. 조합된 구성은 전자 빔 툴(100E)[본 명세서에서 장치(100E)라고도 함]에서 구현될 수 있다. 조합된 구성은 빔 분리기(1460), 흡수 구성요소들(1400)의 세트, 및 거울 플레이트(1401)를 포함할 수 있다. 빔 분리기(1460)는 도 10a의 빔 분리기(1060)와 유사하게 기능할 수 있으며, 들어오는 빔릿을 흡수 구성요소들(1400)의 세트 및 거울 플레이트(1401)를 포함하는 조합된 구조체 쪽으로 안내하고 조합된 구조체로부터 반사된 빔을 또 다른 방향으로 더 안내할 수 있다.
1 이상의 흡수 구성요소(1400)는 거울 플레이트(1401)의 상부에 내장되거나 커플링될 수 있다. 예를 들어, 거울 플레이트(1401)의 각 픽셀에 대해 상이한 흡수 구성요소(1400)가, 픽셀들의 세트에 대해 흡수 구성요소(1400)가, 또는 거울 플레이트의 모든 픽셀들에 대해 흡수 구성요소(1400)가 존재할 수 있다. 일부 실시예들에서, 상이한 흡수 구성요소들이 거울 플레이트(1401)의 각 픽셀에 구현될 수 있다. 거울 플레이트(1401)는 [도 12b의 층(1202)과 같은] 흡수 구성요소(1400)의 층 또는 [도 12b의 층(1203)과 같은] 흡수 구성요소(1400)의 외층을 대체할 수 있다. 흡수 구성요소(1400)는 도 11, 도 12a 및 도 12b의 흡수 구성요소(1200)와 유사하게 기능할 수 있으며, 들어오는 빔릿에서 에너지 확산을 감소시킴으로써 들어오는 빔릿을 조작할 수 있다. 거울 플레이트(1401)는 도 10a의 거울 플레이트(1000)와 유사하게 기능할 수 있으며, 들어오는 빔릿의 수차들을 보정하고 보정된 빔릿을 반사할 수 있다. 흡수 구성요소(1400) 및 거울 플레이트(1401)는 수차들 및 에너지 확산이 둘 다 보정될 것을 보장하도록 동시에 작동할 수 있다. 거울 플레이트(1401)에 의해 생성되는 전기장은 수차들을 보정하기 위해 들어오는 빔릿의 하전 입자들을 밀어낼 수 있는 한편, 하전 입자들은 흡수 구성요소가 원하는 에너지를 흡수할 수 있도록 거울 플레이트(1401)에 의해 반사되기 전에 흡수 구성요소(1400)에 충분히 가깝게 통과하고, 그 결과 실질적으로 모든 반사된 하전 입자들이 유사한 에너지를 갖는다.
이제 도 15를 참조하며, 이는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 빔릿의 에너지 확산 및 수차들을 보정하는 예시적인 방법(1500)을 나타내는 흐름도이다. 방법(1500)은 전자 빔 툴[예를 들어, 도 14의 전자 빔 툴(100E)]에 의해 수행될 수 있다. 더욱이, 방법(1500)이 빔릿에 대한 수차들 및 에너지 확산을 보정하는 것을 설명하지만, 방법(1500)은 또한 복수의 빔릿들에 대한 수차들 및 에너지 확산을 보정하는 데에도 적용될 수 있다는 것을 이해한다.
단계 1510에서, 빔릿이 흡수 구성요소[예를 들어, 도 14의 흡수 구성요소(1400)] 및 프로그램가능한 하전 입자 거울 플레이트[예를 들어, 도 14의 프로그램가능한 하전 입자 거울 플레이트(1401)]를 포함하는 조합된 구조체를 향해 지향된다. 예를 들어, 빔릿은 빔 분리기[예를 들어, 도 14의 빔 분리기(1460)]에 의해 지향될 수 있다. 도 15의 실시예는 프로그램가능한 거울 플레이트를 사용하지만, 다른 타입들의 거울 플레이트들이 사용될 수 있다는 것을 이해한다. 일부 실시예들에서, 제어기[예를 들어, 도 1의 제어기(19)]는 빔릿을 조합된 구조체로 지향하도록 빔 분리기에 지시할 수 있다.
단계 1520에서, 신호들(예를 들어, 전압들)이 프로그램가능한 하전 입자 거울 플레이트의 픽셀들[예를 들어, 도 10b의 픽셀들(1001 내지 1007)]에 제공된다. 일부 실시예들에서, 이 신호들은 전압 제어부[예를 들어, 도 10a의 전압 제어부(1050)]에 의해 제공될 수 있고, 여기서 각각의 픽셀이 대응하는 전압 제어부[예를 들어, 도 10b의 전압 제어부(1051 내지 1057)]를 가질 수 있다. 일부 실시예들에서, 제공된 신호들은 (존재하는 경우) 빔릿으로부터 전자들(또는 음이온들)을 반사하고 양으로 하전된 입자들을 끌어당기는 음의 전압일 수 있다. 일부 실시예들에서, 제공된 신호들은 (존재하는 경우) 빔릿으로부터 양으로 하전된 입자들(또는 양이온들)을 반사하고 전자들을 끌어당기는 양의 전압일 수 있다.
픽셀들은 지향된 빔릿에 영향을 미치는 데 사용되는 픽셀들의 세트를 포함할 수 있다. 예를 들어, 픽셀들의 세트는 픽셀들의 세트에 접근하는 빔릿의 프로파일을 성형하도록 구성될 수 있다. 거울 플레이트 내의 픽셀들의 세트 각각은 픽셀에 전압을 설정하도록 구성되는 별개의 전압 제어부를 가질 수 있다. 따라서, 거울 플레이트는 전압들이 각 픽셀 또는 픽셀들의 세트에 대해 상이하게 제공될 수 있고 원하는 대로 변경될 수 있다는 점에서 프로그램가능하다. 제공된 전압은 커스터마이징 전기장[예를 들어, 도 10b의 등전위면(1090)]을 생성할 수 있고, 커스터마이징 전기장은 빔릿 프로파일을 성형하도록 결정된다. 또한, 전압의 조정은 빔릿에 포함되는 전자들의 위상을 변화시킬 수도 있다.
단계 1530에서, 흡수 구성요소[예를 들어, 도 14의 흡수 구성요소(1400)]는 흡수 구조체들[예를 들어, 도 12a 및 도 12b의 흡수 구조체들(1201)]을 사용하여 지향된 빔릿의 에너지 확산을 감소시킴으로써 빔 분리기로부터 지향된 빔릿을 조작할 수 있다.
흡수 구성요소는 이를 구성하는 재료 및 그 기하학적 특징들에 의해 결정되는 파장들에서 전자기 에너지를 흡수할 수 있다. 들어오는 빔릿의 고 에너지 전자들이 들어오는 빔릿의 더 적은 에너지의 전자들보다 특정 주파수에서 전자기 모드들과 더 강하게 상호작용할 수 있다. 강한 상호작용은 전자들이 음전위에 더 많이 침투하고 흡수 구성요소에 더 가까워지게 할 수 있다. 들어오는 빔릿의 전자들과 흡수 구성요소 간의 상호작용은 전자들이 흡수 구성요소에 가까워짐에 따라 더 강해질 수 있고, 전자들은 상호작용으로부터 흡수 구성요소를 향한 전자기 방사선에 대해 더 많은 에너지를 잃을 수 있다.
단계 1540에서, 성형되고 조작된 빔릿은 수차들 및 에너지 확산을 감소시키기 위해 프로그램가능한 하전 입자 거울 플레이트 및 흡수 구성요소에 의해 반사된다. 빔릿은 거울 플레이트 상의 픽셀들에 인가된 전압에 의해 거울 플레이트의 표면 위에서 반사된다.
일부 실시예들에서, 방법(1500)은 성형되고 조작된 빔릿을 샘플 표면[예를 들어, 도 10a의 샘플 표면(1012)]으로 지향하는 추가 단계를 더 포함할 수 있다. 샘플 표면에 도달하기 전에, 성형되고 조작된 빔릿은 샘플 표면 상에 성형되고 조작된 빔릿을 포커싱하는 데 사용될 수 있는 대물 렌즈[예를 들어, 도 10a의 제 2 렌즈(1031)]에 의해 더 영향을 받을 수 있다.
이제 도 16을 참조하며, 이는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 빔릿의 에너지 확산 및 수차들을 보정하는 또 다른 예시적인 방법(1600)을 나타내는 흐름도이다. 방법(1600)은 전자 빔 툴[예를 들어, 도 13의 전자 빔 툴(100D)]에 의해 수행될 수 있다. 더욱이, 방법(1600)이 빔릿에 대한 수차들 및 에너지 확산을 보정하는 것을 설명하지만, 방법(1600)은 또한 복수의 빔릿들에 대한 수차들 및 에너지 확산을 보정하는 데에도 적용될 수 있다는 것을 이해한다.
단계 1610에서, 빔릿이 흡수 구성요소[예를 들어, 도 13의 흡수 구성요소(1300)]를 향해 지향된다. 예를 들어, 빔릿은 빔 분리기[예를 들어, 도 13의 빔 분리기(1360C)]에 의해 지향될 수 있다. 일부 실시예들에서, 제어기[예를 들어, 도 1의 제어기(19)]는 빔릿을 흡수 구성요소로 지향하도록 제 1 빔 분리기에 지시할 수 있다.
단계 1620에서, 흡수 구성요소는 흡수 구조체들[예를 들어, 도 12a 및 도 12b의 흡수 구조체들(1201)]을 사용하여 지향된 빔릿의 에너지 확산을 감소시킴으로써 제 1 빔 분리기로부터 지향된 빔릿을 조작할 수 있다.
흡수 구성요소는 이를 구성하는 재료 및 그 기하학적 특징들에 의해 결정되는 파장들에서 전자기 에너지를 흡수할 수 있다. 들어오는 빔릿의 고 에너지 전자들이 들어오는 빔릿의 더 적은 에너지의 전자들보다 특정 주파수에서 전자기 모드들과 더 강하게 상호작용할 수 있다. 강한 상호작용은 전자들이 음전위에 더 많이 침투하고 흡수 구성요소에 더 가까워지게 할 수 있다. 들어오는 빔릿의 전자들과 흡수 구성요소 간의 상호작용은 전자들이 흡수 구성요소에 가까워짐에 따라 더 강해질 수 있고, 전자들은 상호작용으로부터 흡수 구성요소를 향한 전자기 방사선에 대해 더 많은 에너지를 잃을 수 있다.
단계 1630에서, 조작된 빔릿은 흡수 구성요소에 의해 제 1 빔 분리기로 반사된다. 흡수 구성요소는 지향된 빔릿을 반사하기 위해 흡수 구성요소 위에 음 또는 양의 전위를 생성하도록 전기적으로 바이어스되도록 구성될 수 있다.
단계 1640에서, 단계 1630으로부터 반사된 빔릿은 제 1 빔 분리기에 의해 제 2 빔 분리기[예를 들어, 도 13의 빔 분리기(1360D)]를 향해 지향된다. 일부 실시예들에서, 제어기[예를 들어, 도 1의 제어기(19)]는 빔릿을 제 2 빔 분리기로 지향하도록 제 1 빔 분리기에 지시할 수 있다. 실시예들은 빔 분리기를 사용하는 것을 설명하지만, 또 다른 광학 요소가 빔릿을 지향하는 데 사용될 수 있다는 것을 이해한다.
단계 1650에서, 단계 1640으로부터 지향된 빔릿은 프로그램가능한 하전 입자 거울 플레이트[예를 들어, 도 13의 프로그램가능한 하전 입자 거울 플레이트(1301)]를 향해 지향된다. 예를 들어, 빔릿은 제 2 빔 분리기[예를 들어, 도 13의 빔 분리기(1360D)]에 의해 지향될 수 있다. 도 16의 실시예는 프로그램가능한 거울 플레이트를 사용하지만, 다른 타입들의 거울 플레이트들이 사용될 수 있다는 것을 이해한다. 일부 실시예들에서, 제어기[예를 들어, 도 1의 제어기(19)]는 빔릿을 거울 플레이트로 지향하도록 제 2 빔 분리기에 지시할 수 있다.
단계 1660에서, 신호들(예를 들어, 전압들)이 프로그램가능한 하전 입자 거울 플레이트의 픽셀들[예를 들어, 도 10b의 픽셀들(1001 내지 1007)]에 제공된다. 일부 실시예들에서, 이 신호들은 전압 제어부[예를 들어, 도 10a의 전압 제어부(1050)]에 의해 제공될 수 있고, 여기서 각각의 픽셀이 대응하는 전압 제어부[예를 들어, 도 10b의 전압 제어부(1051 내지 1057)]를 가질 수 있다. 일부 실시예들에서, 제공된 신호들은 빔릿으로부터 전자들(또는 음이온들)을 반사하고 양으로 하전된 입자들을 끌어당기는 음의 전압일 수 있다. 일부 실시예들에서, 제공된 신호들은 빔릿으로부터 양으로 하전된 입자들(또는 양이온들)을 반사하고 전자들을 끌어당기는 양의 전압일 수 있다.
픽셀들은 흡수 구조체에 의해 왜곡되었을 수 있는 지향된 빔릿에 영향을 미치는 데 사용되는 픽셀들의 세트를 포함할 수 있다. 예를 들어, 픽셀들의 세트는 픽셀들의 세트에 접근하는 빔릿의 프로파일을 성형하도록 구성될 수 있다. 거울 플레이트 내의 픽셀들의 세트 각각은 픽셀에 전압을 설정하도록 구성되는 별개의 전압 제어부를 가질 수 있다. 따라서, 거울 플레이트는 전압들이 각 픽셀 또는 픽셀들의 세트에 대해 상이하게 제공될 수 있고 원하는 대로 변경될 수 있다는 점에서 프로그램가능하다. 제공된 전압은 커스터마이징 전기장[예를 들어, 도 10b의 등전위면(1090)]을 생성할 수 있고, 커스터마이징 전기장은 빔릿 프로파일을 성형하도록 결정된다. 또한, 전압의 조정은 빔릿에 포함되는 전자들의 위상을 변화시킬 수도 있다.
단계 1670에서, 성형된 빔릿은 수차들을 감소시키기 위해 프로그램가능한 하전 입자 거울 플레이트에 의해 반사된다. 빔릿은 거울 플레이트 상의 픽셀들에 인가된 전압에 의해 거울 플레이트의 표면 위에서 반사된다.
일부 실시예들에서, 방법(1600)은 성형되고 조작된 빔릿을 샘플 표면[예를 들어, 도 10a의 샘플 표면(1012)]으로 지향하는 추가 단계를 더 포함할 수 있다. 샘플 표면에 도달하기 전에, 성형되고 조작된 빔릿은 샘플 표면 상에 성형되고 조작된 빔릿을 포커싱하는 데 사용될 수 있는 대물 렌즈[예를 들어, 도 10a의 제 2 렌즈(1031)]에 의해 더 영향을 받을 수 있다.
일부 실시예들에서, 제어기가 하전 입자 빔 시스템을 제어할 수 있다. 제어기는 컴퓨터 프로세서를 포함할 수 있다. 제어기는 1 이상의 빔릿을 조작하고, 빔릿들을 지향하는 빔 분리기를 제어하며, 전압 제어부 및 프로그램가능한 하전 입자 거울 플레이트의 대응하는 픽셀들을 제어하는 다양한 드라이버들을 제어하는 것과 같은 다양한 기능들을 수행하도록 하전 입자 빔 시스템의 구성요소들에 지시할 수 있다. 제어기는 하드 디스크, 클라우드 저장소, RAM(random access memory), 다른 타입들의 컴퓨터 판독가능한 메모리 등과 같은 저장 매체인 저장소를 포함할 수 있다. 제어기는 클라우드 저장소와 통신할 수 있다. 제어기(19)의 프로세서가 빔 형성 또는 다른 기능들 및 본 발명에 따른 방법들을 수행하기 위한 명령어들을 저장하는 비-일시적 컴퓨터 판독가능한 매체가 제공될 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.
실시예들은 다음 항목들을 사용하여 더 설명될 수 있다:
1. 전자 빔의 에너지 확산을 좁히는 장치로서,
전자 빔의 경로의 일부를 따라 연장되는 캐비티를 정의하는 구조체 -캐비티는 내표면을 가짐- ; 및
내표면에 제공되는 메타물질 흡수체를 포함하는 장치.
2. 1 항에 있어서, 메타물질 흡수체는 내표면의 적어도 일부에 유전체 재료 층을 포함하고, 투명한 전도성 재료 층에 복수의 흡수 구조체들이 제공되는 장치.
3. 1 항에 있어서, 메타물질 흡수체는 내표면의 적어도 일부에 투명한 전도성 재료 층을 포함하고, 투명한 전도성 재료 층에 복수의 흡수 구조체들이 제공되는 장치.
4. 3 항에 있어서, 흡수 구조체들은 메타물질 완전 흡수체들인 장치.
5. 3 항에 있어서, 흡수 구조체들은 플라즈몬 구조체들인 장치.
6. 3 항에 있어서, 흡수 구조체들은 전자기 에너지를 공진적으로 흡수하는 장치.
7. 3 항에 있어서, 흡수 구조체들은 투명한 전도성 재료 층에 적어도 부분적으로 내장되거나 커플링되는 장치.
8. 3 항에 있어서, 흡수 구조체들은 투명한 전도성 재료 층의 최상부에 제작되는 장치.
9. 3 항에 있어서, 흡수 구조체들은 투명한 전도성 재료 층에 프린트되는 장치.
10. 3 항에 있어서, 흡수 구조체들은 금속 재료를 포함하는 복수의 블록형 요소들을 포함하는 장치.
11. 3 항에 있어서, 흡수 구조체들은 그래핀을 포함하는 장치.
12. 3 항에 있어서, 흡수 구조체들은 복수의 그래핀 플레이크들을 포함하는 장치.
13. 3 항에 있어서, 흡수 구조체들은 복수의 블록형 금속 요소들 및 복수의 그래핀 플레이크들의 조합을 포함하는 장치.
14. 3 항에 있어서, 흡수 구조체들은 주기적 어레이로 배치되는 장치.
15. 14 항에 있어서, 주기적 어레이의 피치는 전자 빔으로부터 에너지의 최대 흡수를 달성하도록 선택되는 장치.
16. 3 항에 있어서, 투명한 전도성 재료는 인듐-주석-산화물을 포함하는 장치.
17. 3 항에 있어서, 투명한 전도성 재료는 도핑된 산화아연을 포함하는 장치.
18. 3 항에 있어서, 투명한 전도성 재료는 탄소 나노튜브들을 포함하는 장치.
19. 3 항에 있어서, 투명한 전도성 재료는 비정질 재료를 포함하는 장치.
20. 3 항에 있어서, 투명한 전도성 재료는 도핑된 투명 반도체를 포함하는 장치.
21. 3 항에 있어서, 투명한 전도성 재료는 전도성 폴리머를 포함하는 장치.
22. 3 항에 있어서, 투명한 전도성 재료는 투명한 재료를 포함하는 몸체 및 전도성 재료의 코팅을 포함하는 장치.
23. 22 항에 있어서, 전도성 재료의 코팅은 금을 포함하는 장치.
24. 22 항에 있어서, 전도성 재료의 코팅은 알루미늄을 포함하는 장치.
25. 22 항에 있어서, 전도성 재료의 코팅은 티타늄을 포함하는 장치.
26. 22 항에 있어서, 전도성 재료의 코팅은 크롬을 포함하는 장치.
27. 1 항에 있어서, 구조체는 실질적으로 원통형인 기둥을 포함하는 장치.
28. 27 항에 있어서, 전자 빔이 가로지르는 기둥 부분의 길이는 전자 빔에서 전자들의 사전설정된 양의 감속을 야기하도록 선택되는 장치.
29. 27 항에 있어서, 실질적으로 원통형인 기둥은 전기 전도성 재료를 포함하는 장치.
30. 29 항에 있어서, 전기 전도성 재료는 금을 포함하는 장치.
31. 29 항에 있어서, 전기 전도성 재료는 은을 포함하는 장치.
32. 28 항에 있어서, 전자 빔은 기둥의 중심축을 따라 전파되는 장치.
33. 28 항에 있어서, 실질적으로 원통형인 기둥의 반경은 전자 빔이 전파되는 방향으로 감소하는 장치.
34. 3 항에 있어서, 흡수 구조체들의 치수들은 전자 빔이 전파되는 방향으로 변하는 장치.
35. 실질적으로 단색인 전자 빔을 생성하는 장치로서,
전자 빔의 소스;
실질적으로 단색인 전자 빔을 생성하기 위해 전자 빔과 상호작용하도록 배치되는 메타물질 흡수체를 포함하는 모노크로메이터; 및
실질적으로 단색인 전자 빔을 포커싱하도록 배치되는 대물 렌즈를 포함하는 장치.
36. 35 항에 있어서, 모노크로메이터는 내표면을 갖는 캐비티를 정의하는 구조체 및 내표면에 제공되는 메타물질 흡수체를 포함하는 장치.
37. 36 항에 있어서, 메타물질 흡수체는 내표면의 적어도 일부에 투명한 전도성 재료 층을 포함하고, 투명한 전도성 재료 층에 복수의 흡수 구조체들이 제공되는 장치.
38. 37 항에 있어서, 흡수 구조체들은 메타물질 완전 흡수체들인 장치.
39. 37 항에 있어서, 흡수 구조체들은 플라즈몬 흡수체들을 포함하는 장치.
40. 37 항에 있어서, 흡수 구조체들은 전자기 에너지를 공진적으로 흡수하는 장치.
41. 37 항에 있어서, 흡수 구조체들은 투명한 전도성 재료 층에 적어도 부분적으로 내장되거나 커플링되는 장치.
42. 37 항에 있어서, 흡수 구조체들은 투명한 전도성 재료 층의 최상부에 제작되는 장치.
43. 37 항에 있어서, 흡수 구조체들은 투명한 전도성 재료 층에 프린트되는 장치.
44. 37 항에 있어서, 흡수 구조체들은 금속 재료를 포함하는 복수의 블록형 요소들을 포함하는 장치.
45. 37 항에 있어서, 흡수 구조체들은 그래핀을 포함하는 장치.
46. 37 항에 있어서, 흡수 구조체들은 복수의 그래핀 플레이크들을 포함하는 장치.
47. 37 항에 있어서, 흡수 구조체들은 복수의 블록형 금속 요소들 및 복수의 그래핀 플레이크들의 조합을 포함하는 장치.
48. 37 항에 있어서, 흡수 구조체들은 주기적 어레이로 배치되는 장치.
49. 48 항에 있어서, 주기적 어레이의 피치는 전자 빔으로부터 에너지의 최대 흡수를 달성하도록 선택되는 장치.
50. 37 항에 있어서, 투명한 전도성 재료는 인듐-주석-산화물을 포함하는 장치.
51. 37 항에 있어서, 투명한 전도성 재료는 도핑된 산화아연을 포함하는 장치.
52. 37 항에 있어서, 투명한 전도성 재료는 탄소 나노튜브들을 포함하는 장치.
53. 37 항에 있어서, 투명한 전도성 재료는 비정질 재료를 포함하는 장치.
54. 37 항에 있어서, 투명한 전도성 재료는 도핑된 투명 반도체를 포함하는 장치.
55. 37 항에 있어서, 투명한 전도성 재료는 전도성 폴리머를 포함하는 장치.
56. 37 항에 있어서, 투명한 전도성 재료는 투명한 재료를 포함하는 몸체 및 전도성 재료의 코팅을 포함하는 장치.
57. 56 항에 있어서, 전도성 재료의 코팅은 금을 포함하는 장치.
58. 56 항에 있어서, 전도성 재료의 코팅은 알루미늄을 포함하는 장치.
59. 56 항에 있어서, 전도성 재료의 코팅은 티타늄을 포함하는 장치.
60. 56 항에 있어서, 전도성 재료의 코팅은 크롬을 포함하는 장치.
61. 36 항에 있어서, 구조체는 전기 전도성 재료를 포함하는 기둥을 포함하는 장치.
62. 61 항에 있어서, 전기 전도성 재료는 금을 포함하는 장치.
63. 61 항에 있어서, 전기 전도성 재료는 은을 포함하는 장치.
64. 61 항에 있어서, 기둥은 실질적으로 원통형인 장치.
65. 61 항에 있어서, 전자 빔이 가로지르는 기둥 부분의 길이는 전자 빔에서 전자들의 사전설정된 양의 감속을 야기하도록 선택되는 장치.
66. 64 항에 있어서, 전자 빔은 기둥의 중심축을 따라 전파되는 장치.
67. 66 항에 있어서, 기둥의 반경은 전자 빔이 전파되는 방향으로 감소하는 장치.
68. 36 항에 있어서, 흡수 구조체들의 기하학적 속성들은 전자 빔이 전파되는 방향으로 변하는 장치.
69. 실질적으로 단색인 전자 빔을 생성하는 장치로서,
수정된 전자 빔을 생성하기 위해 전자 빔의 일부를 차단하도록 배치되는 제 1 어퍼처;
시준된 전자 빔을 생성하기 위해 수정된 전자 빔을 시준하도록 배치되는 적어도 하나의 전자기 집광 렌즈;
수정된 시준된 전자 빔을 생성하기 위해 시준된 전자 빔의 일부를 차단하도록 배치되는 제 2 어퍼처;
전자 빔의 에너지 확산을 좁히기 위해 수정된 시준된 전자 빔과 상호작용하도록 배치되는 메타물질 흡수체를 포함하는 패시브 모노크로메이터; 및
패시브 모노크로메이터로부터의 전자 빔을 포커싱하도록 배치되는 대물렌즈를 포함하는 장치.
70. 69 항에 있어서, 패시브 모노크로메이터는 내표면을 갖는 캐비티를 정의하는 구조체 및 내표면에 제공되는 메타물질 흡수체를 포함하는 장치.
71. 70 항에 있어서, 메타물질 흡수체는 내표면의 적어도 일부에 투명한 전도성 재료 층을 포함하고, 투명한 전도성 재료 층에 흡수 구조체들이 제공되는 장치.
72. 71 항에 있어서, 흡수 구조체들은 플라즈몬 흡수체들을 포함하는 장치.
73. 71 항에 있어서, 흡수 구조체들은 전자기 에너지를 공진적으로 흡수하는 장치.
74. 71 항에 있어서, 흡수 구조체들은 투명한 전도성 재료 층에 적어도 부분적으로 내장되거나 커플링되는 장치.
75. 71 항에 있어서, 흡수 구조체들은 투명한 전도성 재료 층의 최상부에 제작되는 장치.
76. 71 항에 있어서, 흡수 구조체들은 투명한 전도성 재료 층에 프린트되는 장치.
77. 71 항에 있어서, 흡수 구조체들은 금속 재료를 포함하는 복수의 블록형 요소들을 포함하는 장치.
78. 71 항에 있어서, 흡수 구조체들은 그래핀을 포함하는 장치.
79. 71 항에 있어서, 흡수 구조체들은 복수의 그래핀 플레이크들을 포함하는 장치.
80. 71 항에 있어서, 흡수 구조체들은 복수의 블록형 금속 요소들 및 복수의 그래핀 플레이크들의 조합을 포함하는 장치.
81. 71 항에 있어서, 흡수 구조체들은 주기적 어레이로 배치되는 장치.
82. 81 항에 있어서, 주기적 어레이의 피치는 전자 빔으로부터 에너지의 최대 흡수를 달성하도록 선택되는 장치.
83. 71 항에 있어서, 투명한 전도성 재료는 인듐-주석-산화물을 포함하는 장치.
84. 71 항에 있어서, 투명한 전도성 재료는 도핑된 산화아연을 포함하는 장치.
85. 71 항에 있어서, 투명한 전도성 재료는 탄소 나노튜브들을 포함하는 장치.
86. 71 항에 있어서, 투명한 전도성 재료는 비정질 재료를 포함하는 장치.
87. 71 항에 있어서, 투명한 전도성 재료는 도핑된 투명 반도체를 포함하는 장치.
88. 71 항에 있어서, 투명한 전도성 재료는 전도성 폴리머를 포함하는 장치.
89. 71 항에 있어서, 투명한 전도성 재료는 투명한 재료를 포함하는 몸체 및 전도성 재료의 코팅을 포함하는 장치.
90. 89 항에 있어서, 전도성 재료의 코팅은 금을 포함하는 장치.
91. 89 항에 있어서, 전도성 재료의 코팅은 알루미늄을 포함하는 장치.
92. 89 항에 있어서, 전도성 재료의 코팅은 티타늄을 포함하는 장치.
93. 89 항에 있어서, 전도성 재료의 코팅은 크롬을 포함하는 장치.
94. 70 항에 있어서, 구조체는 전기 전도성 재료를 포함하는 기둥을 포함하는 장치.
95. 94 항에 있어서, 전기 전도성 재료는 금을 포함하는 장치.
96. 94 항에 있어서, 전기 전도성 재료는 은을 포함하는 장치.
97. 94 항에 있어서, 기둥은 실질적으로 원통형인 장치.
98. 94 항에 있어서, 전자 빔은 기둥의 중심축을 따라 전파되는 장치.
99. 94 항에 있어서, 기둥의 반경은 전자 빔이 전파되는 방향으로 감소하는 장치.
100. 94 항에 있어서, 전자 빔이 가로지르는 기둥 부분의 길이는 전자 빔에서 전자들의 사전설정된 양의 감속을 야기하도록 선택되는 장치.
101. 71 항에 있어서, 흡수 구조체들의 기하학적 속성들은 전자 빔이 전파되는 방향으로 변하는 장치.
102. 전자 빔의 에너지 확산을 좁히는 장치로서,
전자 빔의 경로의 일부를 따라 연장되는 캐비티를 정의하는 구조체를 포함하고, 캐비티는 내표면을 가지며, 내표면은 전자 빔의 에너지 확산을 좁히기 위해 전자 빔의 전자들로부터 에너지를 흡수하도록 구성되는 장치.
103. 102 항에 있어서, 내표면은 메타물질 흡수체를 포함하는 장치.
104. 103 항에 있어서, 메타물질 흡수체는 내표면의 적어도 일부에 투명한 전도성 재료 층을 포함하고, 투명한 전도성 재료 층에 흡수 구조체들이 제공되는 장치.
105. 104 항에 있어서, 흡수 구조체들은 플라즈몬 흡수체들을 포함하는 장치.
106. 104 항에 있어서, 흡수 구조체들은 전자기 에너지를 공진적으로 흡수하는 장치.
107. 104 항에 있어서, 흡수 구조체들은 투명한 전도성 재료 층에 적어도 부분적으로 내장되거나 커플링되는 장치.
108. 104 항에 있어서, 흡수 구조체들은 투명한 전도성 재료 층의 최상부에 제작되는 장치.
109. 104 항에 있어서, 흡수 구조체들은 투명한 전도성 재료 층에 프린트되는 장치.
110. 104 항에 있어서, 흡수 구조체들은 금속 재료를 포함하는 복수의 블록형 요소들을 포함하는 장치.
111. 104 항에 있어서, 흡수 구조체들은 그래핀을 포함하는 장치.
112. 104 항에 있어서, 흡수 구조체들은 복수의 그래핀 플레이크들을 포함하는 장치.
113. 104 항에 있어서, 흡수 구조체들은 복수의 블록형 금속 요소들 및 복수의 그래핀 플레이크들의 조합을 포함하는 장치.
114. 104 항에 있어서, 흡수 구조체들은 주기적 어레이로 배치되는 장치.
115. 114 항에 있어서, 주기적 어레이의 피치는 전자 빔으로부터 에너지의 최대 흡수를 달성하도록 선택되는 장치.
116. 104 항에 있어서, 투명한 전도성 재료는 인듐-주석-산화물을 포함하는 장치.
117. 104 항에 있어서, 투명한 전도성 재료는 도핑된 산화아연을 포함하는 장치.
118. 104 항에 있어서, 투명한 전도성 재료는 탄소 나노튜브들을 포함하는 장치.
119. 104 항에 있어서, 투명한 전도성 재료는 비정질 재료를 포함하는 장치.
120. 104 항에 있어서, 투명한 전도성 재료는 도핑된 투명 반도체를 포함하는 장치.
121. 104 항에 있어서, 투명한 전도성 재료는 전도성 폴리머를 포함하는 장치.
122. 104 항에 있어서, 투명한 전도성 재료는 투명한 재료를 포함하는 몸체 및 전도성 재료의 코팅을 포함하는 장치.
123. 122 항에 있어서, 전도성 재료의 코팅은 금을 포함하는 장치.
124. 122 항에 있어서, 전도성 재료의 코팅은 알루미늄을 포함하는 장치.
125. 122 항에 있어서, 전도성 재료의 코팅은 티타늄을 포함하는 장치.
126. 122 항에 있어서, 전도성 재료의 코팅은 크롬을 포함하는 장치.
127. 102 항에 있어서, 구조체는 전기 전도성 재료를 포함하는 기둥을 포함하는 장치.
128. 127 항에 있어서, 전기 전도성 재료는 금을 포함하는 장치.
129. 127 항에 있어서, 전기 전도성 재료는 은을 포함하는 장치.
130. 127 항에 있어서, 기둥은 실질적으로 원통형인 장치.
131. 130 항에 있어서, 전자 빔은 기둥의 중심축을 따라 전파되는 장치.
132. 130 항에 있어서, 기둥의 반경은 전자 빔이 전파되는 방향으로 감소하는 장치.
133. 130 항에 있어서, 전자 빔이 가로지르는 기둥 부분의 길이는 전자 빔에서 전자들의 사전설정된 양의 감속을 야기하도록 선택되는 장치.
134. 104 항에 있어서, 흡수 구조체들의 기하학적 속성들은 전자 빔이 전파되는 방향으로 변하는 장치.
135. 전자 빔의 에너지 분포의 폭을 감소시키는 방법으로서,
빔의 경로를 따라 연장되는 구조체에 의해 정의된 공간의 볼륨을 통해 빔을 통과시키는 단계를 포함하고, 구조체는 전자들로부터 에너지를 흡수하도록 배치되는 메타물질 흡수체가 제공되는 표면을 갖는 방법.
136. 135 항에 있어서, 메타물질 흡수체는 표면의 적어도 일부에 투명한 전도성 재료 층을 포함하고, 투명한 전도성 재료 층에는 복수의 흡수 구조체들이 제공되는 방법.
137. 136 항에 있어서, 흡수 구조체들은 메타물질 완전 흡수체들인 방법.
138. 136 항에 있어서, 흡수 구조체들은 플라즈몬 구조체들인 방법.
139. 136 항에 있어서, 흡수 구조체들은 전자기 에너지를 공진적으로 흡수하는 방법.
140. 136 항에 있어서, 흡수 구조체들은 투명한 전도성 재료 층에 적어도 부분적으로 내장되거나 커플링되는 방법.
141. 136 항에 있어서, 흡수 구조체들은 투명한 전도성 재료 층의 최상부에 제작되는 방법.
142. 136 항에 있어서, 흡수 구조체들은 투명한 전도성 재료 층에 프린트되는 방법.
143. 136 항에 있어서, 흡수 구조체들은 금속 재료를 포함하는 복수의 블록형 요소들을 포함하는 방법.
144. 136 항에 있어서, 흡수 구조체들은 그래핀을 포함하는 방법.
145. 136 항에 있어서, 흡수 구조체들은 복수의 그래핀 플레이크들을 포함하는 방법.
146. 136 항에 있어서, 흡수 구조체들은 복수의 블록형 금속 요소들 및 복수의 그래핀 플레이크들의 조합을 포함하는 방법.
147. 136 항에 있어서, 흡수 구조체들은 주기적 어레이로 배치되는 방법.
148. 147 항에 있어서, 주기적 어레이의 피치는 전자 빔으로부터 에너지의 최대 흡수를 달성하도록 선택되는 방법.
149. 136 항에 있어서, 투명한 전도성 재료는 인듐-주석-산화물을 포함하는 방법.
150. 136 항에 있어서, 투명한 전도성 재료는 도핑된 산화아연을 포함하는 방법.
151. 136 항에 있어서, 투명한 전도성 재료는 탄소 나노튜브들을 포함하는 방법.
152. 136 항에 있어서, 투명한 전도성 재료는 비정질 재료를 포함하는 방법.
153. 136 항에 있어서, 투명한 전도성 재료는 도핑된 투명 반도체를 포함하는 방법.
154. 136 항에 있어서, 투명한 전도성 재료는 전도성 폴리머를 포함하는 방법.
155. 136 항에 있어서, 투명한 전도성 재료는 투명한 재료를 포함하는 몸체 및 전도성 재료의 코팅을 포함하는 방법.
156. 155 항에 있어서, 전도성 재료의 코팅은 금을 포함하는 방법.
157. 155 항에 있어서, 전도성 재료의 코팅은 알루미늄을 포함하는 방법.
158. 155 항에 있어서, 전도성 재료의 코팅은 티타늄을 포함하는 방법.
159. 155 항에 있어서, 전도성 재료의 코팅은 크롬을 포함하는 방법.
160. 135 항에 있어서, 구조체는 실질적으로 원통형인 기둥을 포함하는 방법.
161. 160 항에 있어서, 실질적으로 원통형인 기둥은 전기 전도성 재료을 포함하는 방법.
162. 160 항에 있어서, 전자 빔은 기둥의 중심축을 따라 전파되는 방법.
163. 160 항에 있어서, 실질적으로 원통형인 기둥의 반경은 전자 빔이 전파되는 방향으로 감소하는 방법.
164. 160 항에 있어서, 전자 빔이 가로지르는 기둥 부분의 길이는 전자 빔에서 전자들의 사전설정된 양의 감속을 야기하도록 선택되는 방법.
165. 136 항에 있어서, 흡수 구조체들의 치수들은 전자 빔이 전파되는 방향으로 변하는 방법.
166. 하전 입자 빔의 에너지 확산을 좁히는 장치로서,
하전 입자 빔의 경로의 일부를 따라 연장되는 캐비티를 정의하는 구조체 -캐비티는 내표면을 가짐- ; 및
내표면에 제공되는 메타물질 흡수체를 포함하는 장치.
167. 166 항에 있어서, 메타물질 흡수체는 내표면의 적어도 일부에 유전체 재료 층을 포함하고, 투명한 전도성 재료 층에 복수의 흡수 구조체들이 제공되는 장치.
168. 166 항에 있어서, 메타물질 흡수체는 내표면의 적어도 일부에 투명한 전도성 재료 층을 포함하고, 투명한 전도성 재료 층에 복수의 흡수 구조체들이 제공되는 장치.
169. 168 항에 있어서, 흡수 구조체들은 메타물질 완전 흡수체들인 장치.
170. 168 항에 있어서, 흡수 구조체들은 플라즈몬 구조체들인 장치.
171. 168 항에 있어서, 흡수 구조체들은 전자기 에너지를 공진적으로 흡수하는 장치.
172. 168 항에 있어서, 흡수 구조체들은 투명한 전도성 재료 층에 적어도 부분적으로 내장되거나 커플링되는 장치.
173. 168 항에 있어서, 흡수 구조체들은 투명한 전도성 재료 층의 최상부에 제작되는 장치.
174. 168 항에 있어서, 흡수 구조체들은 투명한 전도성 재료 층에 프린트되는 장치.
175. 168 항에 있어서, 흡수 구조체들은 금속 재료를 포함하는 복수의 블록형 요소들을 포함하는 장치.
176. 168 항에 있어서, 흡수 구조체들은 그래핀을 포함하는 장치.
177. 168 항에 있어서, 흡수 구조체들은 복수의 그래핀 플레이크들을 포함하는 장치.
178. 168 항에 있어서, 흡수 구조체들은 복수의 블록형 금속 요소들 및 복수의 그래핀 플레이크들의 조합을 포함하는 장치.
179. 168 항에 있어서, 흡수 구조체들은 주기적 어레이로 배치되는 장치.
180. 하전 입자 빔의 에너지 분포의 폭을 감소시키는 방법으로서,
빔의 경로를 따라 연장되는 구조체에 의해 정의된 공간의 볼륨을 통해 빔을 통과시키는 단계를 포함하고, 구조체는 하전 입자들로부터 에너지를 흡수하도록 배치되는 메타물질 흡수체가 제공되는 표면을 갖는 방법.
181. 픽셀들의 제 1 세트에 접근하는 제 1 빔릿을 성형하도록 구성되는 픽셀들의 제 1 세트; 및
픽셀들의 제 1 세트 각각과 각각 연계되는 픽셀 제어 부재들의 제 1 세트 -각각의 픽셀 제어 부재는 제 1 빔릿을 성형하기 위해 연계된 픽셀에 신호를 인가하도록 배치되고 구성됨- 를 포함하는 장치.
182. 181 항에 있어서, 픽셀들의 제 1 세트는 픽셀들의 제 1 세트 위에서의 제 1 빔릿과 연계된 하전 입자들의 반사에 기초하여 조정되도록 구성되는 전압 분포를 갖는 장치.
183. 181 항 또는 182 항에 있어서, 제 1 빔릿은 수차의 감소를 야기하도록 성형되는 장치.
184. 181 항 내지 183 항 중 어느 하나에 있어서, 픽셀들의 제 1 세트 및 픽셀 제어 부재들의 제 1 세트는 일 구성요소에서 구현되는 장치.
185. 181 항 내지 183 항 중 어느 하나에 있어서, 픽셀들의 제 1 세트 및 픽셀 제어 부재들의 제 1 세트는 별개의 구성요소들로 구현되는 장치.
186. 181 항 내지 183 항 중 어느 하나에 있어서, 픽셀들의 제 1 세트의 각 픽셀 및 픽셀 제어 부재들의 제 1 세트의 대응하는 픽셀 제어 부재는 일 구성요소에서 구현되는 장치.
187. 181 항 내지 183 항 중 어느 하나에 있어서, 픽셀들의 제 1 세트의 각 픽셀 및 픽셀 제어 부재들의 제 1 세트의 대응하는 픽셀 제어 부재는 별개의 구성요소들로 구현되는 장치.
188. 181 항 내지 187 항 중 어느 하나에 있어서, 신호는 제 1 빔릿을 성형하기 위한 전기장을 생성하도록 연계된 픽셀을 작동시키는 장치.
189. 181 항 내지 187 항 중 어느 하나에 있어서, 픽셀들의 제 1 세트는 성형된 제 1 빔릿을 반사하도록 더 구성되는 장치.
190. 181 항 내지 189 항 중 어느 하나에 있어서, 신호는 연계된 픽셀이 제 1 빔릿의 음으로 하전된 입자들을 반사하거나 제 1 빔릿으로부터 양으로 하전된 입자들을 제거할 수 있게 하는 음의 전압을 포함하는 장치.
191. 181 항 내지 190 항 중 어느 하나에 있어서, 픽셀들의 제 1 세트는 제 1 빔릿으로부터 하전 입자들을 제거하도록 기울어진 픽셀들의 서브세트를 포함하는 장치.
192. 181 항 내지 189 항 중 어느 하나에 있어서, 신호는 연계된 픽셀이 제 1 빔릿의 양으로 하전된 입자들을 반사하거나 제 1 빔릿으로부터 음으로 하전된 입자들을 제거할 수 있게 하는 양의 전압을 포함하는 장치.
193. 181 항 내지 192 항 중 어느 하나에 있어서, 신호는 샘플에 걸친 빔 스캐닝과 동기적으로 제 1 빔릿의 프로파일을 성형하기 위해 AC 전압을 포함하는 장치.
194. 181 항 내지 193 항 중 어느 하나에 있어서,
픽셀들의 제 2 세트에 접근하는 제 2 빔릿을 성형하도록 구성되는 픽셀들의 제 2 세트; 및
픽셀들의 제 2 세트 각각과 각각 연계되는 픽셀 제어 부재들의 제 2 세트 -각각의 픽셀 제어 부재는 제 2 빔릿을 성형하기 위해 연계된 픽셀에 신호를 인가하도록 배치되고 구성됨- 를 더 포함하는 장치.
195. 194 항에 있어서, 픽셀들의 제 1 세트 및 픽셀들의 제 2 세트는 거울 플레이트의 일부인 장치.
196. 194 항에 있어서, 픽셀들의 제 1 세트 및 픽셀들의 제 2 세트 각각은 직사각형, 육각형, 또는 링 세그먼트 픽셀들의 세트를 포함하는 장치.
197. 194 항 내지 196 항 중 어느 하나에 있어서, 픽셀들의 제 1 세트 및 픽셀들의 제 2 세트는 정사각형 또는 육각형 패턴으로 배치되는 장치.
198. 181 항에 있어서, 픽셀들의 제 1 세트는 상이한 크기들 및 형상들의 픽셀들을 포함하는 장치.
199. 181 항에 있어서, 픽셀들의 제 1 세트는 플레이트 형상의 부재 상에 배치되며, 플레이트 형상의 부재는 만곡되고, 플레이트 형상의 부재의 곡률은 기계적 액추에이터에 의해 조정되는 장치.
200. 181 항에 있어서, 픽셀 제어 부재들의 제 1 세트는 제 1 빔릿을 성형하기 위해 음의 전압, 0, 또는 양의 전압을 인가하도록 구성되는 장치.
201. 181 항에 있어서, 픽셀들의 제 1 세트는 제 1 빔릿과 연계된 하전 입자들의 랜딩 에너지에 기초하여 조정되도록 구성되는 전압 분포를 갖는 장치.
202. 181 항에 있어서, 픽셀들의 제 1 세트는 제 1 빔릿과 연계된 하전 입자들의 전류에 기초하여 조정되도록 구성되는 전압 분포를 갖는 장치.
203. 181 항에 있어서, 픽셀들의 제 1 세트는 샘플에서의 랜딩 각도에 기초하여 조정되도록 구성되는 전압 분포를 갖는 장치.
204. 181 항에 있어서, 픽셀들의 제 1 세트는 샘플에서의 전기장의 크기에 기초하여 조정되도록 구성되는 전압 분포를 갖는 장치.
205. 하전 입자 빔릿을 조작하는 시스템으로서,
하전 입자 빔릿의 소스; 및
빔릿을 수용하도록 배치되고 빔릿을 성형하도록 구성되는 프로그램가능한 하전 입자 거울 플레이트를 포함하는 시스템.
206. 205 항에 있어서,
하전 입자 빔릿의 소스; 및
빔릿을 수용하도록 배치되고 빔릿을 성형하도록 구성되는 프로그램가능한 하전 입자 거울 플레이트를 더 포함하는 시스템.
207. 205 항에 있어서,
지향된 빔릿에 영향을 미치도록 구성되는 복수의 전극들; 및
복수의 전극들 각각과 각각 연계되는 복수의 드라이버들을 더 포함하고, 각각의 드라이버는 조정가능한 전압들을 제공하도록 구성되는 시스템.
208. 205 항에 있어서,
지향된 빔릿에 영향을 미치도록 구성되는, 조정가능한 여기들과 커플링된 복수의 전자기 광학 요소들; 및
복수의 전자기 광학 요소들 각각과 각각 연계되는 복수의 드라이버들을 더 포함하고, 각각의 드라이버는 대응하는 전자기 광학 요소의 여기들을 조정하도록 구성되는 시스템.
209. 205 항에 있어서,
빔릿을 프로그램가능한 하전 입자 거울 플레이트로 지향하도록 구성되는 광학 요소를 더 포함하고, 프로그램가능한 하전 입자 거울 플레이트는 성형된 빔릿을 광학 요소로 지향하도록 더 구성될 수 있는 시스템.
210. 209 항에 있어서, 광학 요소는 다수 빔릿들을 수용하고 지향하도록 구성되고, 프로그램가능한 하전 입자 거울 플레이트는 다수 빔릿들을 수용하고 반사하도록 배치되는 시스템.
211. 205 항에 있어서, 프로그램가능한 하전 입자 거울 플레이트는 거울 플레이트에 복수의 제어된 픽셀들을 갖고, 다수 빔릿들 각각은 대응하는 빔릿을 성형하도록 구성되는 제어된 픽셀들의 연계된 세트에 대응하는 시스템.
212. 하전 입자들의 빔릿을 성형하는 방법으로서,
광학 요소를 사용하여, 하전 입자 거울 플레이트를 향해 하전 입자들의 제 1 빔릿을 지향하는 단계; 및
하전 입자 거울 플레이트를 사용하여, 전기장을 생성하기 위해 하전 입자 거울 플레이트의 픽셀들의 제 1 세트에 신호들을 제공하고 성형된 빔릿을 반사함으로써 제 1 빔릿을 성형하는 단계를 포함하는 방법.
213. 212 항에 있어서, 성형된 빔릿은 광학 요소로 지향되는 방법.
214. 212 항에 있어서,
광학 요소를 사용하여, 하전 입자 거울 플레이트를 향해 하전 입자들의 제 2 빔릿을 지향하는 단계; 및
하전 입자 거울 플레이트를 사용하여, 전기장을 생성하기 위해 하전 입자 거울 플레이트의 픽셀들의 제 2 세트에 신호들을 제공하고 성형된 빔릿을 광학 요소로 반사함으로써 제 2 빔릿을 성형하는 단계를 더 포함하는 방법.
215. 장치가 하전 입자들의 빔릿을 성형하는 방법을 수행하게 하도록 장치의 제어기에 의해 실행가능한 명령어들의 세트를 저장하는 비-일시적 컴퓨터 판독가능한 매체로서,
상기 방법은:
광학 요소를 사용하여, 하전 입자 거울 플레이트를 향해 하전 입자들의 제 1 빔릿을 지향하는 단계; 및
하전 입자 거울 플레이트를 사용하여, 전기장을 생성하기 위해 하전 입자 거울 플레이트의 픽셀들의 제 1 세트에 신호들을 제공하고 성형된 빔릿을 광학 요소로 반사함으로써 제 1 빔릿을 성형하는 단계를 포함하는 비-일시적 컴퓨터 판독가능한 매체.
216. 215 항에 있어서, 장치의 제어기에 의해 실행가능한 명령어들의 세트는 장치가:
광학 요소를 사용하여, 하전 입자 거울 플레이트를 향해 하전 입자들의 제 2 빔릿을 지향하는 단계; 및
전기장을 생성하기 위해 하전 입자 거울 플레이트의 픽셀들의 제 2 세트에 신호들을 제공하고 하전 입자 거울 플레이트에 의해 성형된 빔릿을 광학 요소로 반사함으로써 제 2 빔릿을 성형하는 단계를 더 수행하게 하는 비-일시적 컴퓨터 판독가능한 매체.
217. 에너지 확산을 감소시키기 위해 전자기 에너지를 흡수함으로써 흡수 구성요소에 접근하는 빔릿을 조작하도록 구성되는 흡수 구성요소; 및
빔릿을 성형하도록 구성되는 거울 플레이트 -거울 플레이트는 흡수 구성요소에 내장되거나 커플링됨- 를 포함하는 장치.
218. 217 항에 있어서, 흡수 구성요소는:
전자기 에너지를 흡수하도록 구성되는 흡수 구조체들의 세트; 및
흡수 구조체들의 세트에 내장되거나 커플링되는 투명한 전도체 층 -투명한 전도체 층은 거울 플레이트의 상부에 배치됨- 을 포함하는 장치.
219. 218 항에 있어서, 흡수 구조체들의 세트는 빔릿의 에너지 확산을 감소시키기 위해 형상 및 치수들을 선택하고 흡수 구조체들 사이의 피치를 변경함으로써 조정될 수 있는 장치.
220. 218 항에 있어서, 흡수 구조체들의 세트는 복수의 그래핀 플레이크들을 포함하는 장치.
221. 218 항에 있어서, 흡수 구조체들의 세트는 금속 요소들을 포함하는 장치.
222. 218 항에 있어서, 흡수 구조체들의 세트는 금속 요소들 및 복수의 그래핀 플레이크들의 조합을 포함하는 장치.
223. 218 항에 있어서, 투명한 전도체 층은 유전체 재료를 포함하는 장치.
224. 218 항에 있어서, 투명한 전도체 층은 투명한 전도성 재료를 포함하는 장치.
225. 219 항에 있어서, 투명한 전도성 재료는 흡수 구성요소로부터 떨어져 있는 투명한 전도성 층에 충돌하는 빔릿의 표유 전자들을 전도하고, 흡수 구성요소의 충전을 피하는 장치.
226. 217 항에 있어서, 거울 플레이트는:
픽셀들의 세트에 접근하는 빔릿을 성형하도록 구성되는 픽셀들의 세트; 및
픽셀들의 세트 각각과 각각 연계되는 픽셀 제어 부재들의 세트 -각각의 픽셀 제어 부재는 빔릿을 성형하기 위해 연계된 픽셀에 신호를 인가하도록 배치되고 구성됨- 를 포함하는 장치.
227. 226 항에 있어서, 픽셀들의 세트는 픽셀들의 세트 위의 빔릿과 연계된 하전 입자들의 반사에 기초하여 조정되도록 구성되는 전압 분포를 갖는 장치.
228. 226 항에 있어서, 빔릿은 수차의 감소를 야기하도록 성형되는 장치.
229. 226 항에 있어서, 신호는 빔릿을 성형하기 위한 전기장을 생성하도록 연계된 픽셀을 작동시키는 장치.
230. 226 항에 있어서, 픽셀들의 세트는 성형되고 조작된 빔릿을 반사하도록 더 구성되는 장치.
231. 226 항에 있어서, 픽셀들의 세트의 각각의 픽셀은 대응하는 흡수 구성요소를 갖는 장치.
232. 하전 입자 빔릿을 조작하는 시스템으로서,
하전 입자들의 빔릿의 소스; 및
에너지 확산을 감소시키기 위해 전자기 에너지를 흡수함으로써 흡수 구성요소에 접근하는 빔릿을 조작하도록 구성되는 흡수 구성요소를 포함하는 시스템.
233. 232 항에 있어서, 빔릿을 수용하도록 배치되고 빔릿을 성형하도록 구성되는 프로그램가능한 하전 입자 거울 플레이트를 더 포함하고, 거울 플레이트는 흡수 구성요소에 내장되거나 커플링되는 시스템.
234. 232 항 또는 233 항에 있어서, 흡수 구성요소로 빔릿을 지향하도록 구성되는 제 1 광학 요소를 더 포함하고, 흡수 구성요소는 제 1 광학 요소로 조작된 빔릿을 지향하도록 더 구성될 수 있는 시스템.
235. 234 항에 있어서, 제 1 광학 요소는 다수 빔릿들을 수용하고 지향하도록 구성되고, 흡수 구성요소는 다수 빔릿들을 수용하고 반사하도록 배치되는 시스템.
236. 234 항에 있어서, 제 1 광학 요소는 흡수 구성요소로부터 또 다른 방향으로 조작된 빔릿을 지향하도록 더 구성될 수 있는 시스템.
237. 233 항 내지 236 항 중 어느 하나에 있어서, 프로그램가능한 하전 입자 거울 플레이트로 빔릿을 지향하도록 구성되는 제 2 광학 요소를 더 포함하고, 프로그램가능한 하전 입자 거울 플레이트는 제 2 광학 요소로 성형된 빔릿을 지향하도록 더 구성될 수 있는 시스템.
238. 237 항에 있어서, 제 2 광학 요소는 다수 빔릿들을 수용하고 지향하도록 구성되고, 프로그램가능한 하전 입자 거울 플레이트는 다수 빔릿들을 수용하고 반사하도록 배치되는 시스템.
239. 237 항에 있어서, 제 2 광학 요소는 프로그램가능한 하전 입자 거울 플레이트로부터 또 다른 방향으로 성형된 빔릿을 지향하도록 더 구성될 수 있는 시스템.
240. 237 항에 있어서, 제 2 광학 요소는 제 1 광학 요소로부터 상류에 위치되는 시스템.
241. 237 항에 있어서, 제 1 광학 요소는 제 2 광학 요소로부터 상류에 위치되는 시스템.
242. 하전 입자들의 빔릿을 조작하는 방법으로서,
광학 요소를 사용하여, 하전 입자 거울 플레이트 및 흡수 구성요소를 포함하는 구조체를 향해 하전 입자들의 빔릿을 지향하는 단계;
흡수 구성요소를 사용하여, 빔릿의 에너지 확산을 감소시키기 위해 흡수 구성요소의 흡수 구조체들을 사용함으로써 빔릿을 조작하는 단계; 및
하전 입자 거울 플레이트를 사용하여, 전기장을 생성하기 위해 하전 입자 거울 플레이트의 픽셀들의 세트에 신호들을 제공하고, 성형되고 조작된 빔릿을 반사함으로써 빔릿을 성형하는 단계를 포함하는 방법.
243. 242 항에 있어서, 성형되고 조작된 빔릿은 광학 요소로 지향되는 방법.
244. 하전 입자들의 빔릿을 조작하는 방법으로서,
흡수 구성요소를 사용하여, 빔릿의 에너지 확산을 감소시키기 위해 흡수 구성요소의 흡수 구조체들을 사용함으로써 빔릿을 조작하는 단계; 및
하전 입자 거울 플레이트를 사용하여, 전기장을 생성하기 위해 하전 입자 거울 플레이트의 픽셀들의 세트에 신호들을 제공하고, 성형된 빔릿을 반사함으로써 빔릿을 성형하는 단계를 포함하는 방법.
245. 244 항에 있어서, 제 1 광학 요소를 사용하여, 흡수 구성요소를 향해 하전 입자들의 빔릿을 지향하는 단계를 더 포함하는 방법.
246. 245 항에 있어서, 빔릿을 조작하는 단계는 제 1 광학 요소로 조작된 빔릿을 반사하는 단계를 포함하는 방법.
247. 246 항에 있어서, 제 1 광학 요소를 사용하여, 흡수 구성요소로부터 수용된 빔릿을 하류의 구성요소를 향해 지향하는 단계를 더 포함하는 방법.
248. 245 항 또는 246 항에 있어서, 제 2 광학 요소를 사용하여, 하전 입자 거울 플레이트를 향해 빔릿을 지향하는 단계를 더 포함하는 방법.
249. 248 항에 있어서, 제 2 광학 요소는 제 1 분리기로부터 하류에 있는 방법.
250. 248 항에 있어서, 성형된 빔릿은 제 2 광학 요소로 반사되는 방법.
251. 248 항에 있어서, 제 2 광학 요소를 사용하여, 또 다른 하류 구성요소를 향해 성형된 빔릿을 지향하는 단계를 더 포함하는 방법.
252. 251 항에 있어서, 또 다른 하류 구성요소는 제 1 광학 요소를 포함하는 방법.
253. 장치가 하전 입자들의 빔릿을 조작하는 방법을 수행하게 하도록 장치의 제어기에 의해 실행가능한 명령어들의 세트를 저장하는 비-일시적 컴퓨터 판독가능한 매체로서,
상기 방법은:
광학 요소를 사용하여, 하전 입자 거울 플레이트 및 흡수 구성요소를 포함하는 구조체를 향해 하전 입자들의 빔릿을 지향하는 단계;
흡수 구성요소를 사용하여, 빔릿의 에너지 확산을 감소시키기 위해 흡수 구성요소의 흡수 구조체들을 사용함으로써 빔릿을 조작하는 단계; 및
하전 입자 거울 플레이트를 사용하여, 전기장을 생성하기 위해 하전 입자 거울 플레이트의 픽셀들의 세트에 신호들을 제공하고, 성형되고 조작된 빔릿을 반사함으로써 빔릿을 성형하는 단계를 포함하는 비-일시적 컴퓨터 판독가능한 매체.
254. 장치가 하전 입자들의 빔릿을 조작하는 방법을 수행하게 하도록 장치의 제어기에 의해 실행가능한 명령어들의 세트를 저장하는 비-일시적 컴퓨터 판독가능한 매체로서,
상기 방법은:
흡수 구성요소를 사용하여, 빔릿의 에너지 확산을 감소시키기 위해 흡수 구성요소의 흡수 구조체들을 사용함으로써 빔릿을 조작하는 단계; 및
하전 입자 거울 플레이트를 사용하여, 전기장을 생성하기 위해 하전 입자 거울 플레이트의 픽셀들의 세트에 신호들을 제공하고, 성형된 빔릿을 반사함으로써 빔릿을 성형하는 단계를 포함하는 비-일시적 컴퓨터 판독가능한 매체.
특정 실시예들의 앞선 설명은, 당업계의 지식을 적용함으로써, 다양한 적용들에 대해 본 발명의 일반적인 개념을 벗어나지 않고 지나친 실험 없이 이러한 특정 실시예들을 쉽게 변형하고, 및/또는 응용할 수 있도록 본 발명의 일반적인 성질을 전부 드러낼 것이다. 그러므로, 이러한 응용예 및 변형예들은 본 명세서에 제시된 교시 및 안내에 기초하여, 개시된 실시예들의 균등물의 의미 및 범위 내에 있도록 의도된다. 본 명세서에서, 어구 또는 전문 용어는 설명을 위한 것이며 제한하려는 것이 아니므로, 당업자라면 본 명세서의 전문 용어 또는 어구가 교시 및 안내를 고려하여 해석되어야 한다는 것을 이해하여야 한다.
Claims (15)
- 하전 입자 빔의 에너지 확산을 좁히는 장치로서,
상기 하전 입자 빔의 경로의 일부를 따라 연장되는 캐비티(cavity)를 정의하는 구조체 -상기 캐비티는 내표면을 가짐- ; 및
상기 내표면에 제공되는 메타물질 흡수체
를 포함하는 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 메타물질 흡수체는 상기 내표면의 적어도 일부에 유전체 재료 층을 포함하고, 투명한 전도성 재료 층에 복수의 흡수 구조체들이 제공되는 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 메타물질 흡수체는 상기 내표면의 적어도 일부에 투명한 전도성 재료 층을 포함하고, 투명한 전도성 재료 층에 복수의 흡수 구조체들이 제공되는 장치. - 제 3 항에 있어서,
상기 흡수 구조체들은 메타물질 완전 흡수체들인 장치. - 제 3 항에 있어서,
상기 흡수 구조체들은 플라즈몬 구조체들인 장치. - 제 3 항에 있어서,
상기 흡수 구조체들은 전자기 에너지를 공진적으로 흡수하는 장치. - 제 3 항에 있어서,
상기 흡수 구조체들은 상기 투명한 전도성 재료 층에 적어도 부분적으로 내장되거나 커플링되는 장치. - 제 3 항에 있어서,
상기 흡수 구조체들은 상기 투명한 전도성 재료 층의 최상부에 제작되는 장치. - 제 3 항에 있어서,
상기 흡수 구조체들은 상기 투명한 전도성 재료 층에 프린트되는 장치. - 제 3 항에 있어서,
상기 흡수 구조체들은 금속 재료를 포함하는 복수의 블록형 요소들을 포함하는 장치. - 제 3 항에 있어서,
상기 흡수 구조체들은 그래핀을 포함하는 장치. - 제 3 항에 있어서,
상기 흡수 구조체들은 복수의 그래핀 플레이크들을 포함하는 장치. - 제 3 항에 있어서,
상기 흡수 구조체들은 복수의 블록형 금속 요소들 및 복수의 그래핀 플레이크들의 조합을 포함하는 장치. - 제 3 항에 있어서,
상기 흡수 구조체들은 주기적 어레이로 배치되는 장치. - 하전 입자들의 빔의 에너지 분포의 폭을 감소시키는 방법으로서,
상기 빔의 경로를 따라 연장되는 구조체에 의해 정의된 공간의 볼륨을 통해 상기 빔을 통과시키는 단계를 포함하고, 상기 구조체는 상기 하전 입자들로부터 에너지를 흡수하도록 배치되는 메타물질 흡수체가 제공되는 표면을 갖는 방법.
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| EP20150384.4A EP3846197A1 (en) | 2020-01-06 | 2020-01-06 | Apparatus for and method of control of a charged particle beam |
| EP20150384.4 | 2020-01-06 | ||
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