KR20210122111A - 전자 회절 홀로그래피 - Google Patents

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알렉산더 헨스트라
위천 덩
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Abstract

본 개시내용에 따른 전자 회절 홀로그래피를 이용한 샘플 조사 방법은 샘플을 향해 복수의 전자를 방출하는 초기 단계, 복수의 전자를 제1 전자 빔 및 제2 전자 빔으로 형성하는 단계 및 2개의 빔이 상이한 초점면을 갖도록 2개의 빔 중 적어도 하나의 초점 특성을 수정하는 단계를 포함한다. 2개의 빔이 상이한 초점면을 가지면, 방법은 제1 전자 빔이 샘플에 또는 그 근방에 초점면을 갖도록 집속하고 제2 전자 빔이 샘플에 입사하고 회절면에 초점면을 갖도록 집속하는 단계를 포함한다. 그 후, 제1 전자 빔과 회절된 제2 전자 빔의 간섭 패턴이 회절면에서 검출되고, 그 후 회절 홀로그래프를 생성하는 데 사용된다.

Description

전자 회절 홀로그래피 {ELECTRON DIFFRACTION HOLOGRAPHY}
투과 전자 현미경은 회절면이 카메라에 이미징되는 SAED(Selected Area Electron Diffraction) 모드에서 작동할 수 있다. 이 모드는 결정질 물질 연구에 특히 유용하며, 이 경우 결정학적 정보를 획득할 수 있다. 단일 (단결정) 결정이 연구되는 경우, 결정을 구성하는 원자의 3D 전위 분포를 재구성하는 데에도 회절 패턴을 사용할 수 있다. 등방성 분해능의 경우, 결정의 모든 방향에 대해 회절 패턴을 수집해야 한다. 실제로, 데이터는 일반적으로 적절한 범위에서 결정을 지속적으로 기울이면서 수집된다. 이 기술은 마이크로 전자 회절 또는 3D 전자 결정학이라 지칭된다. 회절 피크 강도는 구조 인자 진폭만 제공하고 위상 정보는 누락되며 다른 방법으로 획득하여야 한다. 회절 피크가 고분해능(차수 1 옹스트롬)으로 확장되고 단위 셀의 원자 수가 제한되어 있는 경우, 특정 제약 조건(원자가, 위상 상관 관계)을 사용하여 계산 방식으로 위상을 유도할 수 있다. 더 큰 분자와 낮은 분해능의 경우 상동체 구조의 위상 정보를 위상에 대한 초기 추측으로 사용하는 '분자 대체'라 지칭되는 방법이 자주 사용된다. 완전히 알려지지 않은 구조의 경우, 이 작업을 수행할 수 없다. X 선 결정학(변칙 분산, 동형 대체)에 사용되는 것과 같은 다른 널리 사용되는 위상 분석 방법은 전자 결정학에 매우 적합하지는 않다.
더욱이, 전자 회절 모드에서 작동하는 현용의 TEM(transition electron microscopy) 시스템은 표본의 전체 출구 파동(즉, 진폭 및 위상 정보를 모두 포함하는 복잡한 출구 파동)을 획득하기 위해 애쓴다. 대신, 전자 회절 모드에서 작동하는 TEM 시스템은 회절면의 확대된 이미지에 위치된 검출기의 다양한 지점에서 산란 및/또는 회절된 전자의 강도만을 기록한 다음 검출된 강도 값(즉, 위상 정보 없음)에만 기초하여 표본의 재구성을 생성한다. 위상 정보를 결정할 수 없다는 이러한 무능력은 전자 회절 모드에서 작동하는 TEM 시스템에 의해 효과적으로 이미징될 수 있는 대상의 유형을 제한한다. 대상에 의해 전자 산란 및/또는 회절된 전자와 가간섭성 파동의 중첩을 통해 강도와 위상 정보를 모두 획득할 수 있는 현재의 전자 홀로그래피 설정이 존재하지만, 이러한 시스템은 회절면에서 검출되는 전자 산란 및/또는 회절된 전자로부터 결과를 생성할 수 없다. 예를 들어, 축외 홀로그래피는 표본의 완전한 출구 파동을 획득하기 위해 개발된 잘 알려진 기술이지만 현재 이 기술은 표본이 카메라에 이미징되는 경우에만 적용할 수 있다.
본 개시내용에 따른 전자 회절 홀로그래피를 이용한 샘플 조사 방법은 샘플을 향해 복수의 전자를 방출하는 초기 단계, 복수의 전자를 제1 전자 빔 및 제2 전자 빔으로 형성하는 단계 및 그후 2개의 전자 빔이 상이한 초점면을 갖도록 제1 전자 빔 및 제2 전자 빔 중 적어도 하나의 초점 특성을 수정하는 단계를 포함한다. 2개의 빔이 상이한 초점면을 가지면, 본 발명에 따른 방법은 제1 전자 빔이 샘플에 또는 그 근방에 초점면을 갖도록 집속(focusing)하고 제2 전자 빔이 샘플에 입사하고 회절면에 초점면을 갖도록 집속하는 추가 단계를 포함한다. 그 후, 제1 전자 빔과 회절된 제2 전자 빔의 간섭 패턴이 회절면에서 검출되고, 그 후 회절 홀로그래프를 생성하는 데 사용된다.
본 개시내용에 따르면, 전자 홀로그래피를 사용하여 샘플을 조사하기 위한 시스템은 샘플을 보유하도록 구성된 샘플 홀더, 샘플을 향해 전자를 방출하도록 구성된 전자 방출기, 및 전자 방출기와 샘플 홀더 사이에 위치하는 이중 초점 빔 형성기를 포함한다. 이중 초점 빔 형성기는 복수의 전자를 제1 전자 빔 및 제2 전자 빔으로 형성하고, 제1 전자 빔 및 전자 입자 빔 중 적어도 하나의 초점 특성을 수정하도록 구성된다. 제1 전자 빔 및 제2 전자의 수정된 초점 특성은 시스템의 다른 구성요소(예를 들어, 스티그메이터)가 제1 전자 빔 및 제2 전자 빔의 대응하는 초점면을 상이해지게 할 수 있게 한다. 일부 양태에서, 이중 초점 빔 형성기는 빔 중 적어도 하나의 초점 특성을 수정하여 제1 전자 빔이 샘플 근방 또는 샘플에 있는 평면에 집속하고 제2 전자 빔이 샘플 근방 또는 샘플에 있는 평면에 집속하지 않도록 한다.
상세한 설명은 첨부 도면을 참조하여 설명된다. 도면에서 참조 번호의 맨 좌측 숫자(들)는 참조 번호가 처음 나타나는 도면을 나타낸다. 상이한 도면의 동일한 참조 번호는 유사하거나 동일한 품목을 나타낸다.
도 1은 본 발명에 따른 샘플을 조사하기 위해 회절 홀로그래피를 사용하기 위한 예시적인 이중 초점 다중 빔 시스템을 도시한다.
도 2a 및 도 2b는 예시적인 이중 초점 다중 빔 시스템에서 전자 회절 홀로그래피 동안 샘플과 상호 작용하는 제1 전자 빔 및 제2 전자 빔을 도시한다.
도 3은 본 발명에 따른 이중 초점 다중 빔 시스템을 사용하여 회절 전자 홀로그래피를 사용하여 샘플을 조사하기 위한 샘플 프로세스를 도시한다.
도 4, 도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 이중 초점 다중 빔 시스템의 광학 성능의 예시이다.
도 7은 이중 초점 빔 형성기가 MEMS 장치를 포함하는 샘플을 조사하기 위한 예시 이중 초점 다중 빔 시스템을 도시한다.
도 8은 본 발명에 따른 예시적인 MEMS 장치를 도시한다.
도 9는 4개의 전극을 포함하는 MEMS 장치의 예시적인 양태의 하향식 개략도를 도시한다.
도 10은 7개의 전극을 포함하는 MEMS 장치의 예시적인 양태의 하향식 개략도를 도시한다.
도 11은 예시적인 양태의 이중 초점 빔 형성기가 적어도 4중극자 렌즈 효과가 그에 적용되게 할 때 발생하는 제2 전자 빔의 왜곡을 도시한다.
도 12는 이중 초점 빔 형성기가 개구 렌즈 어레이를 포함하는 샘플을 조사하기 위한 이중 초점 다중 빔 시스템의 예시적인 양태를 도시한다.
도 13은 예시적인 개구 렌즈 어레이에 대한 예시적인 전극을 도시한다.
도 14는 예시적인 개구 렌즈 어레이에 대한 예시적인 개구 한정 구조를 도시한다.
도 15는 하나의 개구 한정 구조를 갖는 예시적인 개구 렌즈 어레이의 단면을 도시한다.
도 16-24는 도 23에 도시되어 있는 다중 개구 조립체에 사용될 수 있는 중앙 구조의 예를 도시한다.
도 25는 제1 전극, 제2 전극 및 개구 한정 구조를 포함하는 예시적인 개구 렌즈 어레이의 단면을 도시한다.
도 26은 이중 초점 빔 형성기가 빔 분할 메커니즘과 하나 이상의 집속 장치를 포함하는 샘플을 조사하기 위한 이중 초점 다중 빔 시스템의 예시적인 양태를 도시한다.
동일한 참조 번호는 도면의 여러 도면에 걸쳐 대응하는 부분을 지칭한다. 일반적으로, 도면에서, 주어진 예에 포함될 가능성을 갖는 요소는 실선으로 도시되고, 주어진 예에 선택적인 요소는 점선으로 도시된다. 그러나, 실선으로 도시된 요소는 본 개시내용의 모든 양태에서 필수적인 것은 아니며, 실선으로 도시된 요소는 본 개시내용의 범위를 벗어나지 않는 한 특정 예에서 생략될 수 있다.
전자 회절 홀로그래피를 수행하기 위한 방법 및 시스템이 여기에 포함된다. 더 구체적으로, 여기에 개시된 방법과 시스템은 회절면에서 검출되는, 초점 맞춤 전자 빔과 넓은 기준 전자 빔 사이의 간섭 패턴으로부터 생성되는 샘플의 회절 홀로그램을 포함 및/또는 허용하도록 구성된다. 방법 및 시스템에서, 전자 소스에 의해 방출된 복수의 전자는 가간섭성 제1 및 제2 전자 빔으로 분할되고, 제1 전자 빔과 제2 전자 빔의 대응하는 초점면이 상이하도록 제1 전자 빔 및 제2 전자 빔 중 적어도 하나의 초점 특성이 수정된다. 일부 양태에서, 제1 전자 빔 및 제2 전자 빔 중 적어도 하나의 초점면은 제1 전자 빔이 샘플의 또는 샘플 근방의 평면에 집속되고, 제2 전자 빔은 샘플에 입사할 때 평행(또는 거의 평행), 수렴 또는 발산 빔이 되도록 수정된다. 다양한 양태에서, 제1 전자 빔은 샘플의 개구 및/또는 샘플의 얇은 부분을 통해 통과하여 샘플에 의해 실질적으로 영향을 받지 않도록 함으로써 제1 전자 빔이 기준 빔으로 작용할 수 있도록 한다. 그 후, 제1 전자 빔과 회절된 제2 전자 빔의 간섭 패턴이 회절면에서 검출되고, 그 후 회절 홀로그램을 생성하는 데 사용된다. 회절 홀로그램은 회절 패턴의 위상과 진폭을 모두 제공한다.
예를 들어, 마이크로 전자 회절에서 위의 프로세스를 사용하는 경우, 샘플(예를 들어, 결정)의 회절 홀로그램을 복수의 샘플 경사에서 획득하여 샘플에 대한 정보(예를 들어, 회절 피크의 위상 및 진폭)를 결정할 수 있다. 대안적으로, 위의 프로세스는 샘플(예를 들어, 결정질, 다결정, 부분 결정질, 비결정질 등)의 단일 회절 홀로그램을 생성하는 데 사용될 수 있고, 그로부터 홀로그램 기술이 사용되어 표본의 전체 출구 파동(즉, 위상과 진폭을 모두 포함하는 복잡한 출구 파동)이 검색될 수 있다는 것을 결정할 수 있다. 다수의 샘플 경사에서 표본의 전체 출구 파동을 획득하기 위해 이를 반복하면 그 후 위의 프로세스를 사용하여 3D 정보(즉, 단층 촬영)를 획득할 수 있다. 일부 양태에서, 복수의 전자는 이중 초점 빔 형성기에 의해 적어도 부분적으로 분할 및/또는 수정된다. 본 발명의 일부 양태에 따른 이중 초점 빔 형성기는 제1 전자 빔 및 제2 전자 빔 중 적어도 하나에 적어도 4중극자 렌즈 효과를 적용하도록 구성된다. 일부 양태에서, 이중 초점 빔 형성기는 2개의 전자 빔의 초점면을 상이해지게 한다. 대안적으로, 일부 양태에서, 이중 초점 빔 형성은 전자 빔 중 적어도 하나의 초점 특성의 변화를 야기하여 빔이 이중 초점 빔 형성기의 하류의 다중 극 요소(즉, 적어도 4중극자 렌즈 효과를 적용하는 다중 극/보정기/스티그메이터)를 통과할 때, 두 빔의 대응하는 초점면이 상이해지게 한다. 예를 들어, 하나의 빔은 샘플에서 초점면을 갖게 될 수 있으며, 다른 빔은 표본의 위 및/또는 아래의 대물 렌즈 초점 거리의 적어도 0.1 %, 1 %, 10 % 또는 100 %에 대응하는 초점면을 가질 수 있다. 샘플에서 하나의 빔의 직경은 다른 전자 빔의 직경(즉, 기하학적 스폿 크기)보다 50, 100, 500 또는 1000배 중 적어도 하나로 더 클 수 있다. 대안적으로 또는 추가로, 샘플에서 하나의 빔의 직경은 다른 전자 빔이 초점 맞춤될 때 다른 전자 빔의 직경보다 50, 100, 500 또는 1000배 중 적어도 하나로 더 클 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 회절 홀로그래피를 수행하도록 설정된 이중 초점 다중 빔 시스템(들)(100)의 예시이다. 구체적으로, 도 1은 샘플(104)을 조사하기 위해 회절 홀로그래피를 사용하기 위한 예시적인 이중 초점 다중 빔 시스템(들)(102)을 도시한다. 예시적인 이중 초점 다중 빔 시스템(들)(102)은 상이한 대응하는 초점면을 갖는 적어도 2개의 전자 빔으로 샘플(104)을 조사 및/또는 다른 방식으로 그와 충돌시키도록 구성된 전자 현미경(EM) 설정 또는 전자 리소그래피 설정을 포함할 수 있다. 다양한 양태에서, 이중 초점 다중 빔 시스템(들)(102)은 스캐닝 전자 현미경(SEM), 스캐닝 투과 전자 현미경(STEM), 투과 전자 현미경(TEM), 하전 입자 현미경(CPM), 이중 빔 현미경 시스템 등과 같은, 그러나, 이에 제한되지 않는 하나 이상의 상이한 유형의 EM 및/또는 하전 입자 현미경이거나 이를 포함할 수 있다. 추가로, 일부 양태에서, 이중 초점 다중 빔 시스템(들)(102)은 STEM으로도 동작할 수 있는 TEM일 수 있다.
예시적인 이중 초점 다중 빔 시스템(들)(102)은 방출 축(110)을 따라 그리고 이중 초점 빔 형성기(112)를 향해 복수의 전자(108)(즉, 전자 빔)를 방출하는 전자 소스(106)(예를 들어, 열 전자 소스, 쇼트키 방출 소스, 전기장 방출 소스 등)를 포함한다. 방출 축(110)은 전자 소스(106)로부터 샘플(104)을 통해 예시적인 이중 초점 다중 빔 시스템(들)(102)의 길이를 따라 연장하는 중심축이다.
이중 초점 빔 형성기(112)는 (i) 복수의 전자(108)를 적어도 제1 전자(114) 및 빔 제2 전자 빔(116)으로 분할하고, (ii) 제1 전자 빔(114) 및 제2 전자 빔(116) 중 적어도 하나의 초점 특성을 수정하도록 구성된 하나 이상의 구조이다. 예를 들어, 이중 초점 빔 형성기(112)는 제1 전자 빔(114) 및 제2 전자 빔(116)이 상이한 대응하는 초점면을 갖도록 초점 특성을 수정할 수 있다. 도 1은 복수의 전자(108)를 방출 축(110)을 따라 진행하는 제1 전자 빔(114) 및 제2 전자 빔(116)으로 분할하는 이중 초점 빔 형성기(112)를 도시한다. 제1 전자 빔(114) 및 제2 전자 빔(116) 각각은 복수의 전자(108)로부터 형성되기 때문에, 제1 전자 빔(114) 및 제2 전자 빔(116)은 상호 가간섭성이다.
도 1은 또한 제2 전자 빔의 초점 특성이 제1 전자 빔(114)의 초점 특성과 상이해지게 하는 왜곡을 제2 전자 빔(116)에 적용하는 이중 초점 빔 형성기(112)를 도시한다. 예를 들어, 도 1은 2개의 빔이 상이한 초점 특성을 갖도록 제2 전자 빔(116)에 영향을 미치는 4중극자 렌즈 효과를 적용하는 적어도 4중극자 필드(즉, 쌍극 필드, 4중극자 필드, 6중극자 필드, 8중극자 필드 등)를 생성하도록 구성된 이중 초점 빔 형성기(112)를 도시한다. 적어도 4중극자 렌즈 효과는 빔의 대응하는 초점 특성이 상이해지도록 빔 중 적어도 하나를 왜곡하거나, 스티그메이트하거나, 또는 다르게 수정할 수 있다. 일부 양태에서, 4중극자 렌즈 효과는 수직 자오면(예를 들어, y-z 평면)에서 보다 하나의 자오면(예를 들어, x-z 평면)에서 상이한 렌즈 효과를 적용하여 2개의 자오면 각각의 초점 특성 각각에 상이한 변화를 야기할 수 있다. 이러한 스티그메이션은 도 4에 도시되어 있는 예시적인 시스템에 도시되어 있다.
이러한 양태에서, 이중 초점 빔 형성기의 하류 다중 극 요소(예를 들어, 스티그메이터)는 이중 초점 빔 형성기(112)에 의해 야기된 수차를 보정하기 위해 제2 전자 빔(116) 중 하나에 상보적인 4중극자 렌즈 효과를 적용하고, 제2 전자 빔(116)이 다시 원통형 대칭성 빔이 되게 할 수 있다. 이러한 방식으로, 다중 극 요소는 제2 전자 빔(116)이 제1 전자 빔(114)과 상이한 초점면을 또한 갖는 동시에 이러한 다중 극 요소의 하류에서 원통형 대칭적인 원통형 대칭성이 될 수 있게 한다. 다양한 설정에서, 이 다중 극 요소는 상보적 4중극자 렌즈 효과가 제1 전자 빔(114)에 적용되지 않도록 제1 전자 빔(114)의 초점면에 배치될 수 있다.
일부 양태에서, 이중 초점 빔 형성기(112)는 제2 전자 빔(116)이 샘플(104)에서 또는 그 근방에서의 표본 평면에 초점면을 갖도록, 그리고, 제1 전자 빔(114)은 샘플(104)의 또는 샘플(104) 근방의 표본 평면에 있지 않은 대응하는 초점면을 갖도록 제1 전자 빔(114) 및 제2 전자 빔(116) 중 적어도 하나의 초점 특성을 수정하도록 구성된다. 다양한 양태에서, 이중 초점 빔 형성기(112)는 샘플(104)의 위 또는 아래로 대물 렌즈 초점 거리의 적어도 0.1 %, 1 %, 10 % 또는 100 %에 위치한 평면에 집속되도록 제1 전자 빔(114)의 초점면을 수정할 수 있다. 대안적으로, 이중 초점 빔 형성기(112)는 제1 전자 빔(114)이 샘플(104)의 또는 샘플 근방의 표본 평면에서 초점면을 갖고 제2 전자 빔(116)이 샘플(104)에서 또는 그 근방에서의 표본 평면에 있지 않은 대응하는 초점면을 갖도록 전자 빔 중 적어도 하나의 초점 특성을 수정할 수 있다. 이러한 양태에서, 초점면(들)은 제2 전자 빔(116)이 샘플(104) 위 및/또는 아래로 대물 렌즈 초점 거리의 적어도 0.1 %, 1 %, 10 % 또는 100 % 위에 위치하는 평면에 집속되도록 수정될 수 있다.
도 1은 빔 중 하나가 표본 평면에 집속하는(즉, 표본 평면에 또는 그 근방에 초점면을 갖는) 양태를 도시하지만, 본 기술 분야의 숙련자는 본 발명에 따른 이중 초점 다중 빔 시스템(100)이 전자 빔 중 어느 하나가 표본 평면에 집속될 필요가 없다는 것을 이해할 것이다. 더욱이, 이중 초점 빔 형성기(112)가 제2 전자 빔(116)의 초점 특성을 수정하는 것으로 도시되어 있지만, 다른 양태에서 이중 초점 빔 형성기(112)는 2개의 빔이 상이한 대응하는 초점면을 가지도록 제1 전자 빔(114)의 초점 특성 또는 두 빔 모두의 초점 특성을 변경할 수 있다. 즉, 본 기술 분야의 숙련자는 하나의 빔에 적용되는 것으로 설명된 동작 또는 효과가 상이한 양태에서 다른 빔에 적용될 수 있어 2개의 빔이 서로 상이한 대응하는 초점면을 가질 수 있음을 이해할 것이다.
대안적으로 또는 추가로, 이중 초점 빔 형성기(112)는 샘플(104)에서 또는 그 근방에서의 표본 평면에서 제1 전자 빔(114)의 직경이 표본 평면에서 제2 전자 빔(116)의 직경보다 20, 50, 100, 500, 또는 1000배 중 적어도 하나로 크도록 제1 전자 빔(114) 및 제2 전자 빔(116) 중 적어도 하나의 초점 특성을 수정하도록 구성될 수 있다. 이러한 양태에서, 이중 초점 빔 형성기(112)는 제2 전자 빔(116)이 초점 맞춤되는 임의의 평면에서 제1 전자 빔(114)의 직경이 제2 전자 빔(116)의 직경보다 20, 50, 100, 500, 또는 1000배 중 적어도 하나로 더 커지게 할 수 있다. 일부 양태에서, 이중 초점 빔 형성기(112)는 제1 전자 빔(114) 및 제2 전자 빔(116) 중 하나 또는 둘 모두가 방출 축(110)으로부터 멀리 편향되도록 추가로 야기한다.
일부 양태에서, 이중 초점 빔 형성기(112)는 제1 전자 빔(114) 및 제2 전자 빔(116)의 형성 및 2개의 빔 중 적어도 하나의 초점 특성의 수정을 모두 수행하는 단일 구성요소로 구성될 수 있다. 예를 들어, 이중 초점 빔 형성기(112)는 2개의 빔을 모두 형성하고 적어도 4중극자 전자기장(즉, 쌍극 필드, 4중극자 필드, 6중극자 필드, 8중극자 필드 등)을 생성하는 MEMS(microelectromechanical system)에 대응할 수 있으며, 이는 적어도, 빔의 대응하는 초점 특성이 상이하게 형성되도록 빔 중 적어도 하나를 집속하고, 스티그메이트하고, 및/또는 다르게 수정하는 4중극자 렌즈 효과를 적용한다. 다른 예에서, 이중 초점 빔 형성기(112)는 2개의 빔을 모두 형성하고 2개의 빔 중 하나 이상에 4중극자 렌즈 효과를 적용하는 적어도 4중극자 전자기장을 생성하는 복수의 개구 및/또는 공동을 정의하는 구조를 포함하는 개구 어레이에 대응할 수 있다. 두 빔의. 일부 양태에서, 4중극자 렌즈 효과는 하나의 자오면(예를 들어, x-z 평면)에서 포지티브 렌즈를 적용하고 수직 자오면(예를 들어, y-z 평면)에서 네거티브 렌즈 효과를 적용하여 2개의 자오면 각각의 초점 특성 각각에 상이한 변화를 야기할 수 있다.
이러한 시스템에서, 다중 극 요소(124)(예를 들어, 보정기, 스티그메이터 또는 수차 보정기의 일부인 다중 극 요소, 4중극자/8중극자 유형의 보정기 등)가 더 하류에서 예시적인 이중 초점 다중 빔 시스템(들)(100)에 포함되어 빔을 다시 원통형 대칭성으로 만들기 위해 상보적인 4중극자 렌즈 효과를 적용할 수 있다. 예를 들어, 도 1은 스티그메이터를 포함하는 이중 초점 다중 빔 시스템(들)(102)을 도시한다. 대안적으로 또는 추가적으로, 이중 초점 빔 형성기(112)는 전자 빔의 하나 이상의 수차 중 적어도 하나가 이중 초점 다중 빔 시스템(들)(102)에서 다른 수차를 보정하게 하도록 위치 및/또는 구성될 수 있다. 이러한 시스템 구성요소는 이중 초점 빔 형성기(112)가 적어도 4중극자 렌즈 효과를 적용하지 않는 전자 빔의 초점면에 위치할 수 있다. 이중 초점 빔 형성기가 제1 전자 빔(114)에 적어도 제1 4중극자 렌즈 효과를 적용하고 제2 전자 빔(116)에 제2 4중극자 렌즈 효과를 적용하는 양태에서, 이러한 이중 초점 다중 빔 시스템(들)(100)은 제1 전자 빔(114)의 초점면에 위치되고 제2 전자 빔(116)에 상보적 4중극자 렌즈 효과를 적용하도록 구성된 제1 다중 극 요소(124) 및 제2 전자 빔(116)의 초점면에 위치되고 상보적 4중극자 렌즈 효과를 제1 전자 빔(114)에 적용하도록 구성된 제2 다중 극 요소(124)를 포함할 수 있다.
대안적으로, 이중 초점 빔 형성기(112)는 복수의 구성요소(118)로 구성될 수 있다. 개별 구성요소(118)는 제1 전자 빔(114) 및 제2 전자 빔(116)의 형성 및 2개의 빔 중 적어도 하나의 초점 특성의 수정 중 하나를 수행할 수 있거나, 빔 형성 또는 다른 구성요소(118)와 조화된 초점 특성의 수정 중 하나 또는 둘 모두에 기여할 수 있다. 일부 양태에서, 개별 구성요소(118)는 복수의 전자(108)의 일부를 차단하는 동시에 나머지를 이중 프리즘(예를 들어, 하전 와이어), 얇은 결정으로 형성된 진폭-분할 전자 빔 분할기 또는 나노제조 격자, 하나 이상의 레이저 패턴 프린지를 사용하여 복수의 전자(108)를 제1 전자 빔(114) 및 제2 전자 빔(116)으로 분할하도록 구성된 빔 분할 레이저 시스템 등을 통과할 수 있게 하는 물리적 구조를 포함할 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 개별 구성요소(118)는 제1 전자 빔(114) 및 제2 전자 빔(116)이 상이한 초점면을 갖게 하도록 위치되거나 또는 다른 방식으로 구성되는 하나 이상의 렌즈(예를 들어, 에인젤 렌즈, 4중극자 렌즈 등)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 이중 초점 빔 형성기(112)는 2개의 개구를 정의하는 물리적 구조, 및 상이한 대응하는 초점면을 갖도록 제1 전자 빔 및 제2 전자 빔 중 적어도 하나의 초점 특성을 조절하도록 위치 및/또는 구성된 렌즈로 구성될 수 있다. 다양한 양태에서, 이러한 렌즈는 물리적 구조의 위 또는 아래에 위치할 수 있다.
도 1은 제1 전자 빔(114) 및 제2 전자 빔(116) 중 적어도 하나를 집속하는 렌즈 작용을 적용하도록 구성된 집속 구성요소(120)의 상류에 위치되는 이중 초점 빔 형성기(112)를 도시한다. 더욱이, 집속 구성요소(120)는 다중 극 요소(124)의 상류에 위치된다. 도 1에 도시되어 있는 예시적인 이중 초점 다중 빔 시스템(들)(102)에서, 집속 구성요소는 제1 전자 빔(114) 및 제2 전자 빔(116)을 집속 컬럼(126)을 향해 가속/감속, 집속 및/또는 지향시키는 가속기(122)에 대응한다. 그러나, 다른 양태에서, 가속기(122)가 전자(108)를 이중 초점 빔 형성기(112)로 가속/감속, 집속 및/또는 지향시키고 이중 초점 빔 형성기(112)가 최종 에너지(예를 들어, 30kV)에서 전자(108)의 초점 특성을 분할하고 수정하도록 전자 소스(106)와 이중 초점 빔 형성기(112) 사이에 가속기(122)가 위치될 수 있다. 이러한 양태에서, 집속 구성요소(120)는 제1 전자 빔(114) 및 제2 전자 빔(116) 중 적어도 하나를 집속하는 렌즈 작용을 적용하도록 구성된 렌즈 또는 다른 구조에 대응할 수 있다.
집속 컬럼(126)은 샘플(104)에 입사하도록 전자 빔(114 및 116)을 집속한다. 구체적으로, 도 1은 제2 전자 빔(116)이 샘플(104)에 집속되도록, 그리고, 제1 전자 빔(114)이 샘플(104)에 집속되지 않도록 집속하는 집속 컬럼(126)을 도시한다. 일부 양태에서, 제1 전자 빔(114) 또는 제2 전자 빔(116) 중 하나는 샘플(104)에 입사할 때 평행하거나, 실질적으로 평행하거나, 수렴하거나, 발산할 수 있다. 더욱이, 다른 양태에서, 집속 컬럼(126)은 제1 전자 빔(114)이 샘플(104)에 집속되고 제2 전자 빔(116)이 샘플(104)에 집속되지 않게 할 수 있다. 다른 양태에서 집속 컬럼(126)은 어느 빔도 샘플에 집속되지 않게 할 수 있다. 도 1에는 도시되어 있지 않지만, 본 기술 분야의 숙련자는 집속 컬럼(126)이 이중 초점 다중 빔 시스템(들)(102)을 사용하여 샘플(104)의 조사를 가능하게 하고 및/또는 개선시키기 위해 필요한 하나 이상의 보정기(예를 들어, Cs 또는 Cs+Cc 수차 보정기), 전송 렌즈, 편향기, 스캔 코일, 빔 블랭커 등을 포함할 수 있음을 이해할 것이다.
도 1은 또한 대물 렌즈(128)를 포함하는 이중 초점 다중 빔 시스템(들)(102)을 도시한다. 대물 렌즈(128)는 제1 전자 빔(114) 및 제2 전자 빔(116) 중 하나를 샘플(104) 상의 한 지점에 집속하는 광학 요소이다. 대물 렌즈(128)는 단극 렌즈, 자기 정전기 복합 렌즈, 정전기 검출기 대물 렌즈, 또는 다른 유형의 대물 렌즈를 포함할 수 있다. 예를 들어, 대물 렌즈(128)는 샘플이 TEM 대물 렌즈 내부에 및/또는 TEM 대물 렌즈의 표본 전 구성요소와 표본 후 구성요소 사이에 침지되는 TEM 대물 렌즈에 대응할 수 있다. 도 1은 샘플(104)을 고정하는 샘플 홀더(130)를 포함하는 이중 초점 다중 빔 시스템(들)(102)을 추가로 도시한다. 도 1은 샘플(104)에 입사하는 TEM 빔인 제1 전자 빔(114) 및 제2 전자 빔(116)이 전자 회절 홀로그래피 동안 기준 빔으로 작용할 수 있도록 샘플에 의해 실질적으로 영향을 받지 않게 샘플(104)의 개구 및/또는 샘플의 얇은 부분을 통과하는 기준 빔으로서의 제2 전자 빔(116)을 도시한다.
도 1은 제2 전자 빔(116) 및 전자 빔(114)이 샘플(104) 상에 입사한 결과로서 샘플(104)을 통과하는 회절된 전자(134)를 검출하도록 구성된 회절면에 위치된 검출기(132)를 포함하는 이중 초점 다중 빔 시스템(들)(102)을 추가로 도시한다. 전자 회절 홀로그래피 동안, 검출기(132)는 회절면에서 제2 전자 빔 및 회절된 제1 전자 빔의 간섭 패턴을 생성하도록 구성되고, 그 후, 샘플의 회절 홀로그램 및/또는 홀로그램 이미지를 생성하는 데 사용된다. 이러한 양태는 샘플(104)과 검출기(132) 사이에 위치한 하나 이상의 투사 렌즈(136)를 추가로 포함할 수 있다. 일부 양태에서, 회절 홀로그램의 생성 동안 무손실 필터링이 적용될 수 있다.
도 1은 선택적으로 컴퓨팅 장치(들)(142)를 포함하는 이중 초점 다중 빔 시스템(들)(102)을 더 도시한다. 다양한 양태에서, 컴퓨팅 장치(들)(142)는 제2 전자 빔(116)의 알려진 위상 및 검출기(132)에 의해 검출된 간섭 패턴에 기초하여 샘플(104)의 회절 홀로그램을 결정하도록 구성될 수 있다. 제1 전자 빔(114) 및 제2 전자 빔(116)이 상호 가간섭성이기 때문에, 컴퓨팅 장치(142)는 샘플에 의해 회절된 전자의 위상을 결정할 수 있다. 이는 또한 컴퓨팅 장치(142)가 회절 패턴의 위상 및 진폭 둘 모두를 결정할 수 있게 한다. 예를 들어, 마이크로 전자 회절에서 컴퓨팅 시스템은 회절 피크의 위상 및 진폭을 결정하기 위해 결정의 여러 방향(즉, 샘플 경사)에서 결정의 회절 홀로그램을 획득할 수 있다. 이러한 위상 및 진폭 정보는 결정에 대한 사전 정보가 알려지지 않은 경우에도 결정에 대한 구조 및/또는 다른 결정학적 정보를 결정하는 데 사용될 수 있다. 더욱이, 일부 양태에서, 컴퓨팅 장치(142)는 또한 회절 홀로그램을 사용하여 표본 출구 파동 함수(예를 들어, 진폭 및 위상 모두)를 검색하고/하거나 표본 출구 파동 함수를 사용하여 결정 격자 및/또는 샘플(104)의 홀로그램 이미지를 결정하도록 구성된다.
본 기술 분야의 숙련자는 도 1에 도시되어 있는 컴퓨팅 장치(142)가 단지 예시적인 것이며 본 개시내용의 범위의 제한을 의도하는 것은 아니라는 것을 이해할 것이다. 컴퓨팅 시스템 및 장치에는 컴퓨터, 네트워크 장치, 인터넷 기기, PDA, 무선 전화, 제어기, 오실로스코프, 증폭기 등을 비롯하여 표시된 기능을 수행할 수 있는 하드웨어 또는 소프트웨어의 임의의 조합이 포함될 수 있다. 컴퓨팅 장치(142)는 또한 도시되지 않은 다른 장치에 연결될 수 있거나, 대신 독립형 시스템으로 동작할 수 있다.
도 2a 및 도 2b는 예시적인 이중 초점 다중 빔 시스템(100)에서 전자 회절 홀로그래피 동안 샘플과 상호 작용하는 제1 전자 빔 및 제2 전자 빔의 예시이다.
구체적으로, 도 2a는 샘플(104)에서 샘플 평면에 실질적으로 수직인 TEM 조명 빔인 제1 전자 빔(114)을 도시하고, 제2 전자 빔(116)은 기준 빔인 것으로 도시되어 있다. 그러나, 다른 양태에서, 제2 전자 빔(116)은 TEM 조명 빔으로서 작용할 수 있고, 제1 전자 빔(116)은 기준 빔으로서 작용할 수 있다. 도 2a는 샘플(104)에서 개구(202)를 통과하는 기준 빔을 도시한다. 개구(202)는 원형, 다항형, 난형, 슬릿 등과 같은 임의의 형상을 가질 수 있다. 다른 양태에서, 기준 빔은 샘플에 의해 실질적으로 영향을 받지 않도록 샘플의 얇은 부분을 통과할 수 있다. 대안적으로, 기준 빔은 샘플을 통과하지 않고 지나치도록 지향될 수 있다. 도 2a는 제1 전자 빔(114)이 축 빔인 것을 도시하지만, 그러나, 다른 양태에서 제1 전자 빔(114)은 비-축 빔이다. 마찬가지로, 도 2a는 비-축 빔인 제2 전자 빔(116)을 도시하지만, 다른 양태에서 제2 전자 빔(116)은 축 빔일 수 있다.
도 2a는 또한 대물 렌즈(130) 위에 위치된 전방 초점면(204) 및 회절면(208)에 대응하는 후방 초점면(206)을 갖는 제1 전자 빔(114)을 도시한다. 도 2a는 또한 샘플(104)에 의해 산란/회절되는 제1 전자 빔(114)의 일부(210)를 도시한다. 검출기(132)는 샘플(104)에 의해 산란/회절되는 제1 전자 빔(114)의 부분(210) 및 회절면(208)에서 제2 전자 빔(116) 모두를 검출하도록 위치된다. 본 기술 분야의 숙련자에 의해 이해할 수 있는 바와 같이, 부분(210) 및 제2 전자 빔(116)은 샘플의 구조 및/또는 특성에 기초하여 간섭 패턴을 형성한다. 예를 들어, 샘플이 결정인 경우 간섭 패턴은 복수의 피크(즉, 에어리 디스크)에 대응할 수 있다.
유사하게, 도 2b는 TEM 조명 빔(도 2b에 전자 빔(116)으로 도시됨)이 표본에서 평행하지 않은 빔인 본 발명의 양태(250)를 도시한다. 구체적으로, 도 2b는 샘플 평면(212) 위의 가상 회절면(222)을 도시한다. 도 2b는 샘플에서 발산 빔인 TEM 조명 빔을 도시하며, 다른 양태에서 TEM 조명 빔은 수렴 빔일 수 있다.
회절면(208)에서, 제1 전자 빔(114)의 회절 부분(210)의 파동 함수는 샘플 출구 파동 함수의 푸리에 변환이다. 이러한 방식으로, 회절면(208)에서 검출된 간섭 패턴의 픽셀(즉, 회절 홀로그램)은 샘플 출구 파동의 공간 주파수에 대응한다. 2개의 전자 빔이 상호 가간섭성이기 때문에, 샘플 평면(212)의 복잡한 출구 파동은 회절면(208)에서 검출된 간섭 패턴으로부터 수학적으로 추출될 수 있다.
도 3은 하드웨어, 소프트웨어, 휴먼 오퍼레이션 또는 이들의 조합으로 구현될 수 있는 일련의 동작을 나타내는 로직 흐름 그래프에서의 블록의 집합으로서 도시된 예시적인 프로세스의 흐름도이다. 소프트웨어에 관련하여, 블록은 하나 이상의 프로세서에 의해 실행될 때 언급된 동작의 수행을 유발하는 하나 이상의 컴퓨터-판독 가능 저장 매체에 저장된 컴퓨터 실행 가능 명령어를 나타낸다. 일반적으로, 컴퓨터 실행 가능 명령에는 특정 기능을 수행하거나 특정 추상 데이터 유형을 구현하는 루틴, 프로그램, 객체, 구성요소, 데이터 구조 등이 포함된다. 동작이 설명되는 순서는 제한으로 해석되지 않으며, 임의의 수의 설명된 블록을 임의의 순서로 및/또는 병렬로 결합하여 프로세스를 구현할 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 이중 초점 다중 빔 시스템(들)(100)을 사용하여 회절 전자 홀로그래피로 샘플을 조사하기 위한 샘플 프로세스(300)의 도시이다. 프로세스(300)는 예시적인 현미경 시스템(들)(100, 700, 1200 및 2400) 중 어느 하나의 것으로 구현될 수 있다.
302에서 복수의 전자는 전자 소스에 의해 샘플을 향해 방출된다. 전자 소스는 열 전자 소스, 쇼트키 방출 소스, 전기장 방출 소스 등을 포함할 수 있다. 전자 소스는 방출 축을 따라 복수의 전자를 방출한다.
304에서, 복수의 전자는 제1 전자 빔 및 제2 전자 빔으로 형성된다. 본 발명에 따르면, 복수의 전자는 이중 초점 빔 형성기 또는 그 구성요소에 의해 2개의 빔으로 형성된다. 일부 양태에서, 이중 초점 빔 형성기의 구성요소는 적어도, 전자의 제1 부분이 이중 초점 빔 형성기를 통과할 수 있도록(즉, 제1 전자 빔) 구성되는 제1 개구 및 전자의 제2 부분이 이중 초점 빔 형성기를 통과할 수 있도록(즉, 제2 전자 빔) 구성되는 제2 개구를 정의한다. 대안적으로 또는 추가로, 이중 초점 빔 형성기는 이중 프리즘, 얇은 결정 또는 나노 가공 격자로 형성된 진폭 분할 전자 빔 분할기, 빔 분할 레이저 시스템, 또는 전자 빔 분할을 위해 본 기술 분야의 숙련자에게 알려진 다른 유형의 메커니즘을 포함할 수 있다.
306에서, 제1 전자 빔 및 제2 전자 빔 중 적어도 하나의 초점 특성이 수정된다. 구체적으로, 본 발명에 따르면, 이중 초점 빔 형성기 또는 그 구성요소는 2개의 빔이 상이한 대응하는 초점면을 갖도록 제1 전자 빔 및 제2 전자 빔 중 적어도 하나의 초점 특성을 수정하도록 추가로 구성된다. 일부 양태에서, 두 빔의 초점 특성 및/또는 초점면이 조절된다. 그러나, 다른 양태에서, 2개의 빔 중 단지 하나의 초점 특성 및/또는 초점면이 조절된다.
일부 양태에서, 이중 초점 빔 형성기는 특정 전압이 인가될 때 전자 빔 중 하나에 적어도 4중극자 렌즈 효과를 적용하는 전자기장 패턴을 생성하도록 구성된 복수의 전극을 포함하는 MEMS 장치이다. 다른 예에서, 이중 초점 빔 형성기가 복수의 개구 및/또는 공동을 포함하는 경우, 복수의 개구 및/또는 공동은 이중 초점 빔 형성기의 사용 동안 전자 빔 중 하나에 적어도 4중극자 렌즈 효과를 적용하는 전자기장을 생성하는 패턴을 형성한다. 이러한 렌즈 효과는 2개의 빔의 대응하는 초점 특성이 상이하게 형성되도록 적어도 전자 빔을 집속, 스티그메이트, 또는 달리 수정한다. 일부 양태에서, 이중 초점 빔 형성기에 의해 적용되는 4중극자 렌즈 효과는 전자 빔 중 하나의 초점 특성을 조절하는 동시에 빔에 비-원통형 대칭성이 되도록 하는 비점수차를 적용한다(도 4 참조). 이러한 양태에서, 이중 초점 빔 형성기의 하류에 있는 다중 극 요소(예를 들어, 스티그메이터)는 전자 빔 중 하나에 상보적인 4중극자 렌즈 효과를 적용하여 다시 원통형 대칭성 빔이 될 수 있게 한다. 따라서, 이러한 보정기의 하류에서 각각의 전자 빔은 원통형 대칭성일 수 있지만 상이한 초점면을 가질 수 있다. 다양한 설정에서 이 보정기는 다른 전자 빔의 초점면에 배치되어 4중극자 렌즈 효과가 다른 전자 빔에 적용되지 않는다.
대안적으로 또는 추가로, 이중 초점 빔 형성기는 제1 또는 제2 전자 빔의 초점면을 수정하도록 배치되거나 달리 구성된 하나 이상의 렌즈를 포함할 수 있다. 일부 양태에서, 이중 초점 빔 형성기는 전자가 제1 및 제2 전자 빔으로 분할되기 전에 전자 소스에 의해 방출된 전자의 상이한 영역의 초점 특성 및/또는 초점면을 조절하여, 전자가 2개의 전자 빔으로 분할될 때 2개의 빔은 상이한 대응하는 초점면을 갖는다.
308에서 전자 빔 중 하나는 샘플의 제1 평면에 집속하고 310에서 다른 전자 빔은 샘플에 또는 근방에 있지 않은 제2 평면에 집속한다. 다양한 양태에서, 전자 빔 중 하나는 전자 빔이 실질적으로 샘플에 의해 영향을 받지 않을 정도로 충분히 얇은 샘플의 일부 및/또는 샘플의 개구를 통과하도록 집속된다. 이는 전자 빔 중 하나가 회절 전자 홀로그래피를 가능하게 하는 기준 빔으로 작용할 수 있게 한다.
일부 양태에서, 다른 전자 빔은 샘플 위 및/또는 아래에 대물 렌즈 초점 거리의 적어도 0.1 %, 1 %, 10 % 또는 100 %에 위치한 평면에 집속된다. 추가로, 2개의 전자 빔은 샘플에서 전자 빔 중 하나의 직경이 샘플에서 다른 전자 빔의 직경보다 50, 100, 500 또는 1000배 중 적어도 하나로 더 크도록 집속될 수 있다. 일부 양태에서, 전자 빔은 그것을 각각의 초점면으로 지향시키는 집속 컬럼을 통과한다. 집속 컬럼에는 샘플 조사를 가능하게 하거나/하고 개선시키는 데 필요한 하나 이상의 보정기, 전송 렌즈, 편향기, 스캔 코일, 빔 블랭커 등이 포함될 수 있다.
312에서, 샘플과 상호 작용하는 전자 빔으로부터 발생하는 전자 및/또는 방출이 검출된다. 예를 들어, 회절면에 위치한 하나 이상의 검출기는 샘플을 통해 투과되는 전자 빔의 부분, 샘플에 의해 회절된 전자, 샘플로부터의 방출 또는 이들의 조합을 검출할 수 있다. 구체적으로, 두 전자 빔의 간섭 패턴이 검출된다. 일부 양태에서, 간섭 패턴이 회절면에서 검출된다.
314에서, 회절 홀로그램이 2개의 전자 빔의 간섭 패턴에 기초하여 생성된다. 2개의 빔이 상호 가간섭성이기 때문에 전자 빔 중 하나는 알려진 위상을 가지고 있으며 기준 빔으로서 작용하여 샘플에 의해 회절된 전자의 위상을 가능하게 하여 회절 패턴의 위상과 진폭을 모두 결정할 수 있게 한다. 앞서 설명한 바와 같이, 이 프로세스는 간섭 패턴/회절 홀로그램에서 회절 피크의 위상 및 진폭을 결정하는 데 사용할 수 있으며, 이는 결정에 대한 사전 정보가 알려져 있지 않은 경우에도 차례로 결정에 대한 구조 및/또는 다른 결정학적 정보를 결정하는 데 사용할 수 있다.
또한, 그 후, 회절 홀로그램을 사용하여 표본 출구 파동 함수(예를 들어, 진폭 및 위상 모두)를 검색할 수 있다. 일부 양태에서, 이 표본 파동 함수는 그 후 샘플 구조의 결정 격자(즉, 결정 구조) 및/또는 홀로그램 이미지를 결정하는 데 사용될 수 있다.
대안적 또는 보완적 프로세스 단계에서, 표본 출구 파동 함수의 위상 정보는 위에서 설명된 홀로그래피 분석과 별도로 결정될 수 있다. 예를 들어, 샘플을 통과하도록 집속된 빔이 상이한 알려진 상대적 위상 편이로(예를 들어, 예로서 이중 초점 빔 형성 MEMS 장치 등을 사용하여 2개의 빔 중 하나에 편이, 탈초점 또는 다른 종류의 수차를 야기함으로써) 다수회 적용되는 경우, 결과 강도 패턴을 기록한 다음 검출기/회절면에서 파동의 상대 위상을 유도하는 데 사용할 수 있다. 예를 들어, 검출된 간섭 패턴/회절 홀로그램과 기준 빔 사이의 위상차 φ는 다음 관계에 따를 수 있다:
Figure pat00001
(1)
여기서, I1, I2 및 I3는 2개의 빔 사이의 3개의 상이한 위상 편이에 대해 측정된 강도이고, α는 제1 측정과 제2 측정 사이의 빔 중 하나의 위상 편이 차이이고, β는 제1 측정과 제3 측정 사이의 빔 중 하나의 위상 편이 차이이다.
도 4 내지 도 6은 본 발명에 따른 이중 초점 다중 빔 시스템(들)(100)의 광학 성능의 예시이다. 도 4는 전자 회절 홀로그래피를 수행하기 위한 예시적인 이중 초점 다중 빔 시스템(400) 설정의 예시적인 빔 경로를 도시한다. 구체적으로, 도 4는 4중극자 렌즈 효과가 비-축 제1 전자 빔(402)에 적용되고 4중극자 렌즈 효과가 축 제2 전자 빔(404)에 적용되지 않는 예시적인 이중 초점 다중 빔 시스템(400)에 대한 빔 경로를 도시한다. 도 4는 y-z 평면(450) 및 x-z 평면(470)에서 축 제1 전자 빔(402) 및 비-축 제2 전자 빔(404)의 예시적인 빔 경로를 도시한다.
도 4는 이중 초점 빔 형성기(112)를 향해 복수의 전자(108)를 방출하는 전자 소스(106)를 도시한다. 이중 초점 빔 형성기(112)는 복수의 전자(108)를 축 제1 전자 빔(404) 및 비-축 제2 전자 빔(402)으로 양자 모두 분할하는 것으로 도시되어 있다. 도 4는 비-축 제1 전자 빔(402)에 적어도 4중극자 렌즈 효과를 적용하는 이중 초점 빔 형성기(112)를 더 도시하며, 이는 비-축 제1 전자 빔(402)의 초점 특성을 변화시킨다. 도 4는 일부 양태에서 적어도 4중극자 렌즈 효과가 비-축 제1 전자 빔(402)에 어떻게 스티그메이션을 적용하는 지를 도시한다. 즉, 도 4는 4중극자 렌즈 효과가 하나의 자오면에서 비-축 제1 전자 빔(402)에 제1 렌즈 효과(즉, x-z 평면(450)의 네거티브 렌즈 효과)를 적용하고 수직 자오면에서 비-축 제1 전자 빔(402)에 제2, 상이한 렌즈 효과(즉, y-z 평면(470)에서의 포지티브 렌즈 효과)를 적용하는 방법을 도시한다. 도 4는 상이한 평면에서의 이러한 2개의 상이한 렌즈 효과로 인해 비-축 제1 전자 빔(402)이 더 이상 원통형 대칭성 빔이 되지 않게 하는(즉, x-z 평면에서 빔의 반경이 y-z 평면에서 빔의 반경과 동일하지 않음) 방법을 도시한다.
도 4는 또한 축 제2 전자 빔(404)의 초점면에 위치되고 적어도 4중극자 렌즈 효과를 비-축 제1 전자 빔(402)에 적용하여 이를 다시 원통형 대칭성 빔(즉, x-z 평면의 빔 반경은 y-z 평면의 빔 반경과 동일함)이 되게 하도록 구성되는 다중 극 요소(124)를 포함하는 예시적인 이중 초점 다중 빔 시스템(400)을 도시한다. 보정기는 축 제2 전자 빔(404)이 한 지점에 집속되는 평면에 위치하기 때문에, 축 제2 전자 빔(404)에 대한 다중 극 요소(124)의 효과가 최소화된다. 다양한 양태에서, 컬럼 편향기 및/또는 샘플 홀더의 경사는 2개의 빔 사이의 상호 경사 각도를 보존하면서 샘플에 대한 빔의 경사 및/또는 편이를 조절하는 데 사용될 수 있다. 도 4는 또한 제1 전자 빔(402) 및 제2 전자 빔(404) 각각에 편향을 적용하는 쌍극 전자기장을 생성하는 다중 극 요소(124)를 도시한다. 도 4는 제1 전자 빔(402)이 다중 극 요소(124)의 하류에서 축 빔이 되게 하고 제2 전자 빔(404)이 다중 극 요소(124)의 하류에서 비-축 빔이 되도록 하는 것으로서 이 힘을 도시한다.
도 4는 샘플(104)의 개구를 통과하는 기준 빔인 제1 전자 빔(402) 및 샘플(104)에 입사되는 TEM 빔인 제2 전자 빔(404)을 도시한다. TEM 빔은 샘플(104)의 상류에 전방 초점면(406) 및 샘플(104)의 하류에 후방 초점면(408)을 갖는다. 후방 초점면(408)은 회절면(408)에 대응한다. 도 4는 또한 표본 전 구성요소 및 표본 후 구성요소를 포함하는 TEM 대물 렌즈인 대물 렌즈(128)를 도시한다.
도 5는 4중극자 렌즈 효과가 축 제1 전자 빔(502)에 적용되고, 4중극자 렌즈 효과가 비-축 제2 전자 빔(504)에 적용되지 않는 예시적인 이중 초점 다중 빔 시스템(500)의 예시적인 빔 경로를 도시한다. 구체적으로, 도 5는 y-z 평면(550) 및 x-z 평면(570)에서 축 제1 전자 빔(502) 및 비-축 제2 전자 빔(504)의 예시적인 빔 경로를 도시한다.
도 5는 이중 초점 빔 형성기(112)를 향해 복수의 전자(108)를 방출하는 전자 소스(106)를 도시한다. 이중 초점 빔 형성기(112)는 복수의 전자(108)를 축 제1 전자 빔(901) 및 비-축 제2 전자 빔(904)으로 양자 모두 분할하는 것으로 도시되어 있다. 도 9는 축 제1 전자 빔(902)에 적어도 4중극자 렌즈 효과를 적용하는 이중 초점 빔 형성기(112)를 더 도시하며, 이는 축 제1 전자 빔(902)의 초점 특성을 변화시킨다. 구체적으로, 도 5는 일부 양태에서 적어도 4중극자 렌즈 효과가 하나의 자오면에서 축 제1 전자 빔(502)에 제1 효과(즉, x-z 평면에서 네거티브 렌즈 효과)를 적용하는 방법 및 수직 자오면에서 축 제1 전자 빔(502)에 제2 상이한 효과(즉, y-z 평면에서 포지티브 렌즈 효과)를 적용하는 방법을 도시한다.
도 5는 또한 비-축 제2 전자 빔(504)의 초점면에 위치되고 적어도 4중극자 렌즈 효과를 축 제1 전자 빔(502)에 적용하여 다시 한번 원통형 대칭성 빔이 되게 하도록 구성되는 다중 극 요소(124)를 포함하는 예시적인 이중 초점 다중 빔 시스템(500)을 도시한다. 보정기가 비-축 제2 전자 빔(504)이 한 지점에 집속되는 평면에 위치하기 때문에, 비-축 제2 전자 빔(504)에 대한 보정기의 효과가 최소화된다. 다양한 양태에서, 컬럼 편향기 및/또는 샘플 홀더의 경사는 2개의 빔 사이의 상호 경사 각도를 유지하면서 샘플에 대한 전자 빔의 경사를 조절하는 데 사용될 수 있다. 다양한 양태에서, 컬럼 편향기 및/또는 샘플 홀더의 경사는 2개의 빔 사이의 상호 경사 각도를 유지하면서 샘플에 대한 전자 빔의 경사를 조절하는 데 사용될 수 있다.
도 6은 적어도 4중극자 렌즈 효과가 비-축 기준 전자 빔(602) 및 축 전자 TEM 빔(604)에 적용되는 이중 초점 다중 빔 시스템(600)의 예시적인 빔 경로를 도시한다. 도 6은 이중 초점 빔 형성기(112)를 향해 복수의 전자(108)를 방출하는 전자 소스(106)를 도시한다. 이중 초점 빔 형성기(112)는 복수의 전자(108)를 비-축 기준 전자 빔(602) 및 축 전자 TEM 빔(604)으로 양자 모두 분할하는 것으로 도시된다. 도 6은 비-축 기준 전자 빔(602)의 초점 특성을 변경하는 적어도 4중극자 렌즈 효과를 비-축 기준 전자 빔(602)에 적용하는 것으로 이중 초점 빔 형성기(112)를 추가로 도시한다.
일부 양태에서, 4중극자 렌즈 효과의 결과는 비-축 기준 전자 빔(602)이 더 이상 원통형 대칭성 빔이 아니라는 것이다. 하나 이상의 비점수차를 보정하고/하거나 비-축 기준 전자 빔(602)이 원통형 대칭성이 되도록 하기 위한 다중 극 요소(124)(예를 들어, 다중 극, 스티그메이터 등)가 축 전자 TEM 빔(604)의 초점면에 위치하는 것으로 도 1에 도시되어 있다. 예를 들어, 다중 극 요소(124)는 비-축 기준 전자 빔(602)에 적어도 4중극자 렌즈 효과를 적용하여 다시 원통형 대칭성이 되도록 할 수 있다. 보정기는 축 기준 전자 빔(602)이 한 지점에 집속하는 평면에 위치하기 때문에, 보정기가 빔에 미치는 영향이 최소화된다.
집속 컬럼(126)은 6중극자 보정기(606)를 포함하는 것으로 도시되어 있다. 도시되어 있는 양태에서, 6중극자 보정기(606)의 6중극자(608)은 축 전자 TEM 빔(604)의 초점면에 위치하는 것으로 도시되어 있다. 집속 컬럼(126)은 비-축 기준 전자 빔(602)을 표본 초점면(612)에 집속하는 것으로 도시되어 있다. 이를 설명하기 위해, 도 6은 표본 초점면(612)과 일치하는 축상 기준 전자 빔(602)의 초점면(614)을 보여주는 삽입도(610)를 도시한다. 삽입도(610)는 표본 초점면(612)의 상류에 초점면(616) 및 표본 초점면(614)의 하류에 초점면(618)을 갖도록 축 전자 TEM 빔(604)을 집속하는 것으로 집속 컬럼(126)을 추가로 도시한다.
도 7은 이중 초점 빔 형성기가 MEMS 장치(702)를 포함하는 샘플(104)을 조사하기 위한 이중 초점 다중 빔 시스템(들)(100)의 예시적인 양태(700)의 예시이다.
예시적인 이중 초점 다중 빔 시스템(들)(700)은 방출 축(110)을 따라 그리고 가속기(120)를 향해 복수의 전자(108)를 방출하는 전자 소스(106)를 포함한다. 가속기(120)는 제1 전자 빔(114) 및 제2 전자 빔(116)을 이중 초점 빔 형성기(112)를 향해 가속/감속, 집속 및/또는 지향시킨다. 도 7은 앞서 설명한 바와 같이 이중 초점 빔 형성기(112)의 상류에 위치되는 가속기(120)를 도시하며, 다른 양태에서 이중 초점 빔 형성기(112)는 전자 소스(106)와 가속기(120) 사이에 위치될 수 있다.
예시적인 이중 초점 다중 빔 시스템(들)(700)에서, 이중 초점 빔 형성기(112)는 MEMS 장치(702)에 대응한다. MEMS 장치(702)는 복수의 전자(108)의 일부가 MEMS 장치(702)를 통과할 수 있도록 각각 구성된 제1 개구 및 제2 개구를 정의한다. 이러한 방식으로, 제1 개구 및 제2 개구는 복수의 전자(108)를 각각 제1 전자 빔(114) 및 제2 전자 빔(116)으로 분할한다. 도 7은 축 빔인 제1 전자 빔(114)을 도시한다.
MEMS 장치(702)는 특정 전압이 인가될 때 전극이 제2 전자 빔(116)에 적어도 4중극자 렌즈 효과를 적용하는 4중극자 전자기장(즉, 쌍극 필드, 4중극자 필드, 6중극자 필드, 8중극자 필드 등)을 생성하도록 구성된 복수의 전극을 추가로 포함한다. 4중극자 렌즈 효과는 빔의 대응하는 초점 특성이 상이하게 형성되도록 적어도 제2 전자 빔(116)에 집속하거나, 스티그메이트하거나, 또는 달리 수정한다. 일부 양태에서, 전극은 제1 전자 빔(114)이 전극에 의해 생성된 전자기장에 의해 영향을 받지 않고 및/또는 이러한 효과가 감소되도록 구성된다. 대안적으로 또는 추가로, 전극의 일부는 제1 전자 빔(114) 및 제2 전자 빔(116)에 상이한 렌즈 효과를 적용하는 전자기장을 생성할 수 있다.
도 7은 제1 전자 빔(114) 및 제2 전자 빔(116) 중 적어도 하나를 집속하는 렌즈 작용을 적용하도록 구성된 집속 구성요소(120)의 상류에 위치되는 MEMS 장치(702)를 예시한다. 도 7에 도시되어 있는 예시적인 이중 초점 다중 빔 시스템(들)(700)에서, 집속 구성요소는 집속 컬럼(126)을 향해 제1 전자 빔(114) 및 제2 전자 빔(116)을 집속 및/또는 지향시키는 렌즈(120)에 대응한다. 그러나, 다른 양태에서 가속기(122)는 전자 소스(106)와 MEMS 장치(702) 사이에 위치될 수 있고, 가속기(122)는 렌즈(704)를 대체하거나 증강시킬 수 있다(도 1에 도시되어 있는 바와 같이).
집속 컬럼(126) 및 대물 렌즈(128)는 전자 빔(114 및 116)이 샘플(104)에 입사하도록 이들을 집속한다. 구체적으로, 도 7은 제2 전자 빔(116)이 샘플(104)에 집속되도록, 그리고, 제1 전자 빔(114)이 샘플(104)에 집속되지 않도록 집속하는 집속 컬럼(126)을 도시한다. 도 7은 샘플(104)의 얇은 부분을 통과하는 기준 빔인 제2 전자 빔(116)과 샘플(104)에 입사되는 TEM 빔인 제1 전자 빔(114)을 도시한다.
일부 양태에서, 초점면, 제1 전자 빔(114) 및 제2 전자 빔(116)은 빔 중 하나가 샘플(104)에서 또는 그 근방에서의 평면에 집속되고 샘플(104) 위 및/또는 아래의 대물 렌즈 초점 거리의 적어도 0.1 %, 1 %, 10 % 또는 100 %에 위치되는 평면에 다른 전자 빔이 집속하도록 수정된다. 대안적으로 또는 추가로, 제1 전자 빔(114) 및 제2 전자 빔(116)의 초점면은 샘플(104)에서 전자 빔 중 하나의 직경이 샘플에서 다른 전자 빔의 직경보다 5, 10, 20, 50, 100, 500 또는 1000배 중 적어도 하나로 더 크도록 수정될 수 있다.
도 8은 본 발명에 따른 MEMS 장치(700)의 예시적인 양태(800)의 단면을 도시한다. 구체적으로, 도 8은 복수의 전자(802)를 제1 전자 빔(804) 및 제2 전자 빔(806)으로 분할하고 적어도 4중극자 렌즈 효과를 제2 전자 빔(806)에 적용하는 전자기장 패턴을 생성하도록 구성된 MEMS 장치(700)의 단면을 도시한다. 적어도 4중극자 렌즈 효과는 제1 전자 빔(804) 및 제2 전자 빔(806)이 상이한 초점 특성을 갖도록 한다. 예를 들어, 4중극자 렌즈 효과는 하나의 자오면(예를 들어, y-z 평면)에 포지티브 렌즈 효과를 적용하고 수직 자오면(예를 들어, x-z 평면)에 네거티브 렌즈 효과를 적용하여 2개의 자오면 각각에서 초점 특성에 상이한 변화를 야기할 수 있다. 이러한 양태에서, 빔을 다시 원통형 대칭성으로 형성하기 위해 다른 4중극자 렌즈 효과를 적용하기 위해 이중 초점 빔 형성기(700)의 하류에 또 다른 시스템 구성요소(예를 들어, 보정기 또는 스티그메이터)가 포함될 수 있다.
도 8은 표면층(808), 전극층(810) 및 선택적 차폐 층(812)을 포함하는 MEMS 장치(700)를 도시한다. 도 8에서, 표면층(808)은 전자(802)가 입사되는 얇은 물질(예를 들어, 포일)를 포함하는 것으로 도시되어 있다. 그러나, 본 기술 분야의 숙련자는 다른 양태에서, 표면층(808)이 별도의 구성요소 층에 대응하는 것이 아니라 오히려 전자(802)가 입사되는 MEMS 장치(700)의 하나 이상의 구성요소의 상부 표면에 대응할 수 있다는 것을 이해할 것이다.
표면층(808)은 제1 개구(816)에 대한 제1 입구(814) 및 제2 개구(820)에 대한 제2 입구(818)를 정의한다. 일부 양태에서, 제1 개구(814)는 축 개구(즉, 전자(802)의 방출 축 상에 위치됨)이고 제2 개구(818)는 비-축 개구이다. 이러한 양태에서, 제1 전자 빔(804)은 축 빔이다. 제1 입구(814)는 전자(802)의 제1 부분(즉, 제1 전자 빔(804))이 제1 개구(816) 내로 그리고 MEMS 장치(700)를 통해 통과할 수 있게 한다. 유사하게, 제2 입구(818)는 전자(402)의 제2 부분(즉, 제2 전자 빔(806))이 제2 개구(820) 내로 그리고 MEMS 장치(700)를 통해 통과할 수 있게 한다. 표면층(808)은 전자(802)의 잔여 부분이 MEMS 장치(700) 내로 및/또는 그를 통해 통과하는 능력을 억제한다.
전극층(810)은 대응하는 전압이 하나 이상의 전극에 인가될 때 하나 이상의 전극이 제1 전자 빔(804) 및 제2 전자 빔(806) 중 하나 또는 둘 모두에 렌즈 효과를 적용하는 전자기장 패턴을 생성하도록 형상화, 위치 결정 또는 달리 구성되는 복수의 마이크로 전극을 포함한다. 렌즈 효과는 2개의 빔의 초점 특성이 이들이 상이한 대응하는 초점 특성을 갖도록 수정되도록 한다. 전극에 인가되는 전압의 크기, 전극의 형상 및 전극의 두께(L) 중 하나 이상을 수정하여 생성된 전자기장 패턴의 강도를 변경할 수 있다. 본 발명에 따르면, 전극층(810)의 전극은 적어도 4중극자 렌즈 효과(즉, 쌍극 필드, 4중극자 필드, 6중극자 필드, 8중극자 필드 등)를 제2 전자 빔(806)에 적용하는 4중극자 전자기장 패턴을 적어도 생성하도록 구성된다. 일부 양태에서, 전자기장 패턴은 또한 제1 전자 빔(804) 및 제2 전자 빔(806) 중 하나 또는 둘 모두에 쌍극 필드를 적용할 수 있다. 이러한 쌍극 필드는 적어도 하나의 전자 빔이 방출 축에 수직인 방향으로 편향되게 할 수 있다.
도 8은 또한 표면층(808)에 대향하는 선택적 차폐 층(812)을 포함하는 MEMS 장치(700)를 도시하며, 이 차폐 층은 제2 전자 빔(816)에 적용되는 적어도 4중극자 렌즈 효과로부터 제1 전자 빔(814)을 적어도 부분적으로 절연하도록 구성된다.
도 9는 4개의 전극을 포함하는 MEMS 장치(700)의 예시적인 양태(900)의 하향식 개략도를 도시한다. 도 9 및 도 10은 실선으로 표면층(808)에 의해 정의된 제1 입구(814) 및 제2 입구(818)를 실선으로 도시한다. 또한, 도 9 및 도 10은 점선으로 전극층(810)의 구성요소를 도시한다. 본 기술 분야의 숙련자는 점선이 정확한 형상을 나타내는 것이 아니라 전극층(810)의 일반적인 윤곽선 전극을 나타낸다는 것을 인식할 것이다.
도 9는 전극(902)에 의해 적어도 부분적으로 정의된 제1 개구의 반경 RE1보다 더 작은 제1 입구(814)의 반경 RA1을 도시한다. 예시적인 MEMS 장치(900)의 양태에서, 반경 RA1은 10μm 또는 약 10μm일 수 있고 반경 RE1는 14μm 이상 또는 약 14μm 이상일 수 있다. 제2 입구(818)의 반경 RA2가 도 8에 도시되어 있으며, 이는 전극(902, 904, 906 및 908)에 의해 적어도 부분적으로 정의된 제2 개구의 반경 RE2보다 더 작다. 그러나, 다른 양태에서 반경 RE1 및 반경 RA1 및/또는 반경 RE2 및 반경 RA2 중 하나 또는 둘 모두는 동일할 수 있다. 예시적인 양태(900)는 또한 반경 RA1 및 반경 RA2이 동일 및/또는 대략 동일한 것으로 도시되어 있지만, 이는 모든 양태에 필수적인 것은 아니다. 제1 입구(814) 및 제2 입구(818)는 거리 D만큼 분리된다.
예시적인 MEMS 장치(900)를 사용하는 동안, 전극이 적어도 4중극자 렌즈 효과를 제2 전자 빔에 적용하는 전자기장을 생성하도록 전압이 전극(902-908) 중 하나 이상에 적용될 수 있다. 일부 양태에서, 하나 이상의 전극이 접지될 수 있다. 예를 들어, 예시적인 MEMS 장치(900)는 제1 전압(V1)이 전극(904)에 인가되고, 제2 전압(V2)이 전극(908)에 인가되고, 전극(902 및 906)이 접지될 때 적어도 4중극자 렌즈 효과를 제2 전자 빔에 인가하는 전자기장을 생성할 수 있다. 다양한 양태에서, V1 및 V2는 각각 -20V보다 크고 20V보다 더 작을 수 있지만, 더 큰 전압이 또한 사용될 수 있다.
도 10은 7개의 전극을 포함하는 MEMS 장치(700)의 예시적인 양태(1000)의 하향식 개략도를 도시한다. 도 10은 전극(1002, 1004, 1006 및 1008)에 의해 적어도 부분적으로 정의된 제1 개구의 반경 RE1보다 더 작은 제1 입구(814)의 반경 RA1을 도시한다. 도 10은 복수의 전자의 방출 축(1010)이 통과하는 축 개구인 제1 개구(814)를 도시한다.
제2 입구(818)의 반경 RA2이 또한 도 10에 도시되어 있으며, 이는 전극(1006, 1012, 1014, 1016)에 의해 적어도 부분적으로 정의되는 제2 개구의 반경 RE2보다 더 작다. 그러나, 다른 양태에서 반경 RE1 및 반경 RA1 및/또는 반경 RE2 및 반경 R A2 중 하나 또는 둘 모두는 동일할 수 있다.
예시적인 MEMS 장치(1000)를 사용하는 동안, 전극이 적어도 4중극자 렌즈 효과를 제2 전자 빔에 적용하는 전자기장을 생성하도록 전압이 전극(1002-1008 및 1012-1016) 중 하나 이상에 적용될 수 있다. 일부 양태에서, 하나 이상의 전극이 접지될 수 있다. 예를 들어, 예시적인 MEMS 장치(1000)는 -20V와 20V의 값 사이의 제1 전압 세트가 전극(1004, 1008, 1012, 1006)에 적용되고 -5V와 5V의 값 사이의 제2 세트의 전압이 전극(1002 및 1014)에 인가되고, 전극(1016)이 접지될 때 적어도 4중극자 렌즈 효과를 제2 전자 빔에 적용하는 전자기장을 생성할 수 있다.
추가로, 본 기술 분야의 숙련자는 도 9 내지 도 10의 점선은 전극의 예시적인 구성을 나타내며, 실험은 전극이 적어도 4중극자 렌즈 효과를 제2 전자 빔에 적용하는 전자기장을 생성하게 하는 다수의 전극 구성(예를 들어, 전극 크기, 전극 형상, 전극의 수량, 전극 레이아웃, 전극에 인가된 전압 조합 등)을 제공한다는 것을 이해할 것이다. 또한, 각각의 도 5 및 도 6은 적어도 4중극자 렌즈 효과가 제2 전자 빔에 적용되는 양태를 도시하지만, 다른 양태에서 대응하는 전압 세트가 전극에 인가될 때 전극층은 적어도 4중극자 렌즈 효과를 제1 전자 빔(또는 두 전자 빔)에 적용하는 전자기장을 생성하도록 구성될 수 있다.
도 11은 예시적인 양태의 이중 초점 빔 형성기가 적어도 4중극자 렌즈 효과가 거기에 적용되게 할 때 야기되는 제2 전자 빔의 초점 특성의 변화의 예시(1100)이다. 구체적으로, 도 11은 방출 축(1106)을 따라 복수의 전자(1104)를 방출하는 방출기(1102)를 도시한다. 복수의 전자(1104)는 원형 영역(1110)에서 이중 초점 빔 형성기(1108)에 충돌한다. 이중 초점 빔 형성기(1108)가 도 11에 도시되어 있으며, 이는 (i) 전자 빔(1104)을 각각 제1 전자 빔(1116) 및 제2 전자 빔(1118)으로 분할하는 제1 개구(1112) 및 제2 개구(1114)를 정의하고, (ii) 사용시 적어도 4중극자 렌즈 효과를 제2 전자 빔(1118)에 적용하는 전자기장을 생성하는 MEMS 장치이다.
도 11에 도시되어 있는 바와 같이, 일부 양태에서 적어도 4중극자 렌즈 효과는 제2 전자 빔(1118)이 (i) 제1 전자 빔(1116)과 상이한 초점 특성을 갖고 (ii) 더 이상 원통형 대칭성 빔이 아니도록 왜곡되게 한다. 구체적으로, 도 11은 이중 초점 빔 형성기(1108)의 하류의 평면(1120)에서 제1 전자 빔(1116) 및 제2 전자 빔(1118)의 단면적을 도시하며, 여기서 방출 축은 평면(1120)에 수직이다. 제1 전자 빔(1116)은 평면(1120)을 횡단할 때 원형(또는 거의 원형) 단면(1122)을 갖는 것으로 도시되고, 제2 전자 빔(1118)은 평면(1120)을 횡단할 때 비원형 단면(1124)을 갖는 것으로 도시되어 있다. 출원인은 이들 단면이 본 발명에 따른 이중 초점 빔 형성기의 모든 양태의 성능을 예시하는 것이 아니라 이중 초점 빔 형성기(1108)의 특정 예시적인 양태에 제한된 것으로 인식하고 있다.
도 12는 이중 초점 빔 형성기가 개구 렌즈 어레이(1203)를 포함하는 샘플(104)을 조사하기 위한 이중 초점 다중 빔 시스템(들)(100)의 예시적인 양태(1200)의 예시이다.
예시적인 이중 초점 다중 빔 시스템(들)(1202)은 방출 축(110)을 따라 개구 렌즈 어레이(1204)를 향해 복수의 전자(108)를 방출하는 전자 소스(106)를 포함한다. 개구 렌즈 어레이(1204)는 (i) 제1 전자 빔(114)이 적어도 하나의 개구 한정 구조(1206)를 통과하게 하는 제1 개구, (ii) 제2 전자 빔(116)이 적어도 하나의 개구 한정 구조(1206)를 통과하게 하는 제2 개구 및 (iii) 복수의 다른 개구를 정의하는 적어도 하나의 개구 한정 구조(1206)를 포함한다. 제1 개구, 제2 개구 및 복수의 개구는 전압(들)이 개구 한정 구조(1206) 및 전극(들)(1208)에 인가될 때 제1 전자 빔(114) 및 제2 전자 빔(116) 중 적어도 하나에 렌즈 효과(예를 들어, 적어도 4중극자 렌즈 효과)를 적용하는 전자기장을 생성하는 패턴을 집합적으로 형성한다. 렌즈 효과는 제1 전자 빔(114) 및 제2 전자 빔(116) 중 하나 또는 둘 모두를 왜곡하여 이들이 상이한 초점 특성을 갖도록 한다.
개구 렌즈 어레이(1204)는 하나 이상의 전극(예를 들어, 디스크 전극)(1208)을 추가로 포함한다. 하나 이상의 전극(1208) 각각은 전압이 공급될 때 대응하는 전극과 적어도 하나의 개구 한정 구조(1206) 사이에 전기장을 생성한다. 추가로, 일부 양태에서, 전극(1208) 중 하나 이상은 복수의 전자(108)의 일부가 적어도 하나의 개구 한정 구조(106)에 도달하는 것을 물리적으로 차단할 수 있다. 예를 들어, 전극(1208) 중 하나는 전자의 제1 부분이 전극을 통과(즉, 제1 전자 빔)하도록 허용하는 제1 개구 및 전자의 제2 부분이 전극을 통과(즉, 제2 전자 빔)하도록 허용하는 제2 개구를 정의할 수 있다.
도 12는 제1 전자 빔(114) 및 제2 전자 빔(116) 중 적어도 하나를 집속하는 렌즈 작용을 적용하도록 구성된 집속 구성요소(120)의 상류에 위치되는 이중 초점 빔 형성기(112)를 도시한다. 도 12에 도시되어 있는 예시적인 이중 초점 다중 빔 시스템(들)(1202)에서, 집속 구성요소는 제1 전자 빔(114) 및 제2 전자 빔(116)을 집속 컬럼을 향해 가속/감속, 집속 및/또는 지향시키는 가속기(122)에 대응한다.
집속 컬럼(126) 및 대물 렌즈(128)는 전자 빔(114 및 116)이 샘플(104)에 입사하도록 이들을 집속한다. 구체적으로, 도 12는 제2 전자 빔(116)이 샘플(104)에서 또는 그 근방에서의 평면에 집속되도록, 그리고, 제1 전자 빔(114)이 샘플(104)에서 또는 그 근방에서의 평면에 집속되지 않도록 집속하는 집속 컬럼(126)을 도시한다. 일부 양태에서, 제1 전자 빔(114) 및 제2 전자 빔(116)의 초점 특성은 빔 중 하나가 샘플(104)에서 또는 그 근방에서의 평면에 집속되고 샘플(104) 위 및/또는 아래의 대물 렌즈 초점 거리의 적어도 0.1 %, 1 %, 10 % 또는 100 %에 위치되는 평면에 다른 전자 빔이 집속하도록 수정된다. 대안적으로 또는 추가로, 초점 특성, 제1 전자 빔(114) 및 제2 전자 빔(116)은 샘플(104)에서 전자 빔 중 하나의 직경이 샘플에서 다른 전자 빔의 직경보다 50, 100, 500 또는 1000배 중 적어도 하나로 더 크도록 수정될 수 있다.
도 13은 예시적인 개구 렌즈 어레이(1204)에 대한 일예(1300)의 전극(1202)을 도시한다. 전극(1208)이 도 13에 도시되어 있으며, 이는 전자가 디스크 전극(1302)을 통과할 수 있도록 하는 개구(1304)를 정의하는 디스크 전극(1302)이다.
도 14는 예시적인 개구 렌즈 어레이(1204)에 대한 일예(1400)의 개구 한정 구조(1402)를 도시한다. 예시적인 개구 한정 구조(1402)는 (i) 제1 전자 빔이 적어도 하나의 개구 한정 구조(1402)를 통과하게 하는 제1 개구(1404), (ii) 제2 전자 빔이 적어도 하나의 개구 한정 구조(1402)를 통과하게 하는 제2 개구(1406) 및 (iii) 복수의 다른 개구(1408)를 정의한다. 도 14에 도시되어 있는 예시적인 양태에서, 각각의 제1 개구(1404), 제2 개구(1406) 및 3개의 개구(1408)는 개구 한정 구조(1402)의 중간선(1410)을 따라 위치된다.
도 14는 복수의 다른 개구(1408) 각각이 전자가 개구 한정 구조(1402)를 통과할 수 있게 하는 구멍인 것을 도시한다. 그러나, 다른 양태에서, 개구(1408) 중 하나 이상은 개구 한정 구조(1402)가 전자가 들어갈 수 있는 빈 공간을 정의하지만 전자가 개구 한정 구조를 통과하는 것을 허용하지 않는 공동일 수 있다. 제1 개구(1404), 제2 개구(1406) 및 복수의 개구(1408)는 적어도 제2 전자 빔에 렌즈 효과(예를 들어, 적어도 4중극자 렌즈 효과)를 적용하는 전자기장을 유도하는 패턴을 집합적으로 형성한다.
도 15는 하나의 개구 한정 구조를 갖는 예시적인 개구 렌즈 어레이(1500)의 단면을 도시한다. 구체적으로, 도 15는 도 13의 예시적인 전극(1302) 및 도 14의 예시적인 개구 구조(1402)를 포함하는 예시적인 개구 렌즈 어레이(1500)의 단면을 도시하고, 여기서, 단면의 절단부는 예시적인 개구 구조(1402)의 중간선(1410)과 정렬되어 있다.
도 15는 방출 축을 따라 전극(1302)을 향해 방출되는 전자(1502)를 도시한다. 전자(1502)의 일부는 개구(1304) 및 제1 개구(1404) 둘 모두를 통과하여 제1 전자 빔(1506)이 된다. 전자(1502)의 다른 부분은 개구(1304) 및 제2 개구(1406) 모두를 통과하여 제2 전자 빔(1508)이 된다. 일부 양태에서, 개구 렌즈 어레이(1500)는 적어도 하나의 개구 한정 구조(1402)가 2개의 전극 사이에 있도록 위치된 제2 전극을 포함한다. 전압이 전극(1302(A)), 전극(1302(B)), 전극(1302(A) 및 1302(B)) 모두 및/또는 개구 한정 구조(1402)에 인가될 때, 전자기장이 전극(1302)과 개구 한정 구조(1402) 사이에 생성된다. 도 15는 2개의 전극을 포함하는 개구 렌즈 어레이(1500)를 도시하고 있지만, 일부 양태에서 개구 렌즈 어레이(1500)는 하나의 전극(전극(1302(A) 또는 1302(B)))만을 포함할 수 있다.
개구 렌즈 어레이(1500)는 전극(1302)의 구성(즉, 하나의 전극, 두 전극, 이러한 전극의 위치, 이러한 전극의 기하형상 등), 전극(1302)의 개별 전극 및 개구 한정 구조(1402)에 인가된 전압(또는 전압 결여), 제1 개구(1404), 제2 개구(1406) 및 복수의 개구(1408)가 집합적으로 전자기장을 생성하는 패턴이 제1 전자 빔에 제1 렌즈 효과를 생성하고 제2 전자 빔에 제2 렌즈 효과를 생성하며 제1 및 제2 렌즈 효과는 서로 상이하도록 구성된다. 예를 들어, 본 발명의 일 양태에서, 전자기장은 제1 전자 빔(1506) 및 제2 전자 빔(1508)이 상이한 초점 특성을 갖도록 하는 렌즈 효과(예를 들어, 적어도 4중극자 렌즈 효과)를 생성할 수 있다.
일부 양태에서, 전자기장은 또한 방출 축(1504)으로부터 멀리 제1 전자 빔(1506) 및 제2 전자 빔(1508) 중 하나 또는 둘 모두를 편향시킨다. 또한, 도 15는 복수의 전자(1502)의 방출 축(1504)을 따라 이동하는 축 빔으로서 제1 전자 빔(1508)을 도시하며, 이는 모든 양태에서 요구되지는 않는다.
도 16 내지 도 24는 도 25에 도시되어 있는 다중 개구 조립체(2500)에서 사용될 수 있는 예시적인 중앙 구조를 도시한다. 구체적으로, 도 16은 구멍 및 공동의 조합을 포함하는 예시적인 개구 렌즈 어레이에 대한 예시적인 개구 한정 구조(1600)를 도시한다. 예시적인 개구 한정 구조(1602)는 (i) 제1 전자 빔이 적어도 하나의 개구 한정 구조(1602)를 통과하게 하는 제1 개구(1604), (ii) 제2 전자 빔이 적어도 하나의 개구 한정 구조(1602)를 통과하게 하는 제2 개구(1606) 및 (iii) 복수의 다른 개구(1608)를 정의한다. 제1 개구(1604), 제2 개구(1606) 및 복수의 개구(1608)는 다중 개구 조립체(2500)의 사용 동안 적어도 개구 한정 구조(1600) 및 전극(2504 및 2512)에 전압이 인가될 때 적어도 제2 전자 빔에 렌즈 효과(예를 들어, 적어도 4중극자 렌즈 효과)를 적용하는 전자기장을 유도하는 패턴을 집합적으로 형성한다. 일부 양태에서, 개구 렌즈 구조(1602)는 제1 개구(1604), 제2 개구(1606) 및 복수의 개구(1608) 각각을 정의하는 단일 물리적 구성요소를 포함한다. 그러나, 다른 양태에서 개구 렌즈 구조(1602)는 2개 이상의 구성요소 물리적 구조를 포함할 수 있다.
도 16은 복수의 다른 개구(1608) 중 5개가 구멍(1610)에 대응하고, 복수의 다른 개구(1608) 중 4개가 공동(1612)에 대응하는 예시적인 양태를 도시한다. 그러나, 다른 양태에서 복수의 다른 개구(1608)는 복수의 다른 개구(1608) 모두가 배타적으로 구멍(예를 들어, 도 14에 도시된 개구 한정 구조) 또는 공동 중 하나에 대응하는 양태를 포함하여 구멍 및 공동의 다른 조합 및/또는 패턴을 포함할 수 있다. 도 16에 도시되어 있는 예시적인 양태에서, 각각의 제1 개구(1604), 제2 개구(1606) 및 2개의 다른 개구(1608)는 개구 한정 구조(1602)의 라인(1614)을 따라 위치된다.
도 17은 단일 물리적 구조(1702)를 포함하는 예시적인 개구 구조(1602)의 단면(1700)을 도시한다. 구체적으로, 도 17은 도 16의 예시적인 개구 구조(1602)의 양태의 단면을 도시하며, 단면의 절단부는 라인(1614)과 일치한다. 전자(1704)의 제1 부분은 구멍(1706)을 통해 물리적 구조(1702)를 통과하도록 허용된다. 도 17은 전자(1704)의 제2 부분이 물리적 구조(1702)를 통과하는 것을 방지하는 공동(1708) 내로 통과될 수 있는 것을 추가로 도시한다.
도 18은 제1 물리적 구조(1802) 및 제2 물리적 구조(1804)를 포함하는 예시적인 개구 구조(1602)의 단면(1800)을 도시한다. 구체적으로, 도 18은 2개의 구조(예를 들어, 포일)로 구성되는 예시적인 개구 구조(1602)의 양태의 단면을 도시하고, 단면의 절단부는 라인(1614)과 정렬된다. 도 18은 함께 전자(1808)의 제1 부분이 개구 구조(1602)를 통과할 수 있게 하는 제1 물리적 구조(1802) 및 제2 물리적 구조(1804)의 상보적 개구에 대응하는 예시적인 개구 구조(1602)의 구멍(1806)을 도시한다. 도 18은 또한 제2 물리적 구조(1804)에서 상보적인 개구를 갖지 않는 제1 물리적 구조(1802)의 개구에 대응하는 공동(1810)을 도시한다. 즉, 공동(1810)은 전자(1808)의 제2 부분이 제1 물리적 구조(1802)와 제2 물리적 구조(1804) 사이의 공간(1812) 내로 통과할 수 있지만, 개구 구조(1602)를 통과할 수는 없도록 구성된다.
도 19 및 도 20은 도 25에 도시되어 있는 개구 렌즈 어레이(2500)에서 개구 한정 구조(2306)를 형성하는 데 사용될 수 있는 한 쌍의 구성요소 물리적 구조를 도시한다. 구체적으로, 도 19는 2개의 물리적 구조를 포함하는 예시적인 개구 한정 구조의 예시적인 제1 구성요소 물리적 구조(1900)를 도시한다. 예시적인 제1 구성요소 물리적 구조(1900)는 (i) 제1 전자 빔이 제1 구성요소 물리적 구조(1900)를 통과하도록 허용하는 제1 개구(1904), (ii) 제2 전자 빔이 제1 구성요소 물리적 구조(1900)를 통과하도록 허용하는 제2 개구(1906) 및 (iii) 복수의 다른 개구(1908)를 정의한다. 이들 개구 각각은 직사각형 기하형상(예를 들어, 긴 슬롯)을 갖는 것으로 도시된다. 이러한 직사각형 개구는 예시적인 개구 한정 구조를 사용하는 동안 통과하는 전자에 원통형 렌즈 효과를 생성하도록 구성된다. 도 19에 도시되어 있는 예시적인 양태에서, 각각의 제1 개구(1904), 제2 개구(1906) 및 2개의 개구(1908)는 제1 구성요소 물리적 구조(1900)의 중간선(1910)을 따라 위치된다.
도 20은 2개의 물리적 구조를 포함하는 예시적인 개구 한정 구조의 예시적인 제2 구성요소 물리적 구조(2000)를 도시한다. 예시적인 제2 구성요소 물리적 구조(2000)는 (i) 제1 전자 빔이 제2 구성요소 물리적 구조(2000)를 통과하도록 허용하는 제1 개구(2004), (ii) 제2 전자 빔이 제2 구성요소 물리적 구조(2000)를 통과하도록 허용하는 제2 개구(2006) 및 (iii) 복수의 다른 개구(2008)를 정의한다. 개구(2004 및 2008)는 도 19에 도시되어 있는 제1 구성요소 물리적 구조(1900)에 의해 정의된 개구와 유사한 직사각형 기하형상을 갖는 것으로 도시되어 있다. 제2 개구(2006)는 직사각형 기하형상과 원형 기하형상 모두를 조합한 것으로 도 20에 도시되어 있다. 다시 말하면, 제2 개구(2006)는 중앙에 위치하고 직사각형 기하형상을 갖는 개구와 중첩된 원형 개구인 것으로 도시되어 있다. 제2 개구(1906) 및 제2 개구(2006)의 기하형상의 이러한 조합은 순 4중극자 렌즈 효과가 제2 개구(1906 및 2006)를 통과할 때 전자 빔(B)에 적용되게 한다. 유사하게, 제1 개구(1904) 및 제1 개구(2004)의 기하형상은 전자 빔(A)에 어떠한 순 렌즈 효과도 적용되지 않게 한다. 도 20에 도시되어 있는 예시적인 양태에서, 각각의 제1 개구(2004), 제2 개구(2006) 및 2개의 개구(2008)는 중간선(2010)을 따라 위치된다.
도 21 및 도 20은 도 25에 도시되어 있는 개구 렌즈 어레이(2500)에서 개구 한정 구조(2306)를 형성하는 데 사용될 수 있는 한 쌍의 구성요소 물리적 구조를 도시한다. 구체적으로, 도 21은 2개의 물리적 구조를 포함하는 예시적인 개구 한정 구조의 예시적인 제1 구성요소 물리적 구조(2100)를 도시한다. 예시적인 제1 구성요소 물리적 구조(2100)는 (i) 제1 전자 빔이 제1 구성요소 물리적 구조(2100)를 통과하도록 허용하는 제1 개구(2104), (ii) 제2 전자 빔이 제1 구성요소 물리적 구조(2100)를 통과하도록 허용하는 제2 개구(2106) 및 (iii) 복수의 다른 개구(2108)를 정의한다. 이러한 개구는 예시적인 개구 한정 구조를 사용하는 동안 제2 개구(2106)를 통과하는 전자에 대한 4중극자 렌즈 효과를 생성하도록 구성된다. 도 21에 도시되어 있는 예시적인 양태에서, 각각의 제1 개구(2104), 제2 개구(2106) 및 다른 개구(2108)는 제1 구성요소 물리적 구조(2100)의 중간선(2110)을 따라 위치된다.
도 22는 2개의 물리적 구조를 포함하는 예시적인 개구 한정 구조의 예시적인 제2 구성요소 물리적 구조(2200)를 도시한다. 예시적인 제2 구성요소 물리적 구조(2200)는 (i) 제1 전자 빔이 제2 구성요소 물리적 구조(2200)를 통과하도록 허용하는 제1 개구(2204), (ii) 제2 전자 빔이 제2 구성요소 물리적 구조(2200)를 통과하도록 허용하는 제2 개구(2206) 및 (iii) 복수의 다른 개구(2208)를 정의한다. 개구(2204 및 2208)는 도 22에 도시되어 있는 제1 구성요소 물리적 구조(2200)에 의해 정의된 개구와 유사한 기하형상을 갖는 것으로 도시되어 있다. 제2 개구(2106) 및 제2 개구(2206)의 기하형상의 조합은 전자 빔 A에 어떠한 순 렌즈 효과도 적용되게 하지 않는다. 유사하게, 제1 개구(2104) 및 제1 개구(2204)의 기하형상은 순 4중극자 렌즈 효과가 전자 빔 B가 제2 개구(2106 및 2206)를 통과할 때 전자 빔 B에 적용되게 한다. 도 22에 도시되어 있는 예시적인 양태에서, 각각의 제1 개구(2204), 제2 개구(2206) 및 2개의 개구(2028)는 중간선(2210)을 따라 위치된다.
도 23 및 도 24는 도 25에 도시되어 있는 개구 렌즈 어레이(2506)에서 개구 한정 구조(2306)를 형성하는 데 사용될 수 있는 한 쌍의 구성요소 물리적 구조를 도시한다. 구체적으로, 도 23은 2개의 물리적 구조를 포함하는 예시적인 개구 한정 구조의 예시적인 제1 구성요소 물리적 구조(2300)를 도시한다. 예시적인 제1 구성요소 물리적 구조(2300)는 (i) 제1 전자 빔이 제1 구성요소 물리적 구조(2300)를 통과하도록 허용하는 제1 개구(2304), (ii) 제2 전자 빔이 제1 구성요소 물리적 구조(2300)를 통과하도록 허용하는 제2 개구(2306) 및 (iii) 복수의 다른 개구(2308)를 정의한다. 이들 개구 각각은 직사각형 기하형상(예를 들어, 긴 슬롯)을 갖는 것으로 도시된다. 이러한 직사각형 개구는 예시적인 개구 한정 구조를 사용하는 동안 통과하는 전자에 원통형 렌즈 효과를 생성하도록 구성된다. 도 23에 도시되어 있는 예시적인 양태에서, 각각의 제1 개구(2304), 제2 개구(2306) 및 2개의 개구(2308)는 제1 구성요소 물리적 구조(2300)의 중간선(2310)을 따라 위치된다.
도 24는 2개의 물리적 구조를 포함하는 예시적인 개구 한정 구조의 예시적인 제2 구성요소 물리적 구조(2400)를 도시한다. 예시적인 제2 구성요소 물리적 구조(2400)는 (i) 제1 전자 빔이 제2 구성요소 물리적 구조(2400)를 통과하도록 허용하는 제1 개구(2404), (ii) 제2 전자 빔이 제2 구성요소 물리적 구조(2400)를 통과하도록 허용하는 제2 개구(2406) 및 (iii) 복수의 다른 개구(2408)를 정의한다. 개구(2404 및 2408)는 도 23에 도시되어 있는 제1 구성요소 물리적 구조(2300)에 의해 정의된 개구와 유사한 직사각형을 갖는 것으로 도시되어 있다. 제2 개구(2306)와 제2 개구(2406)의 기하형상의 이러한 조합은 전자 빔(A)에 어떠한 순 렌즈 효과도 적용되지 않게 한다. 유사하게, 제1 개구(2304)와 제1 개구(2404)의 기하형상은 순 4중극자 렌즈 효과가 제2 개구(2306 및 2406)를 통과하는 전자 빔(B)에 적용되게 한다. 도 24에 도시되어 있는 예시적인 양태에서, 각각의 제1 개구(2404), 제2 개구(2406) 및 2개의 개구(2408)는 중간선(2410)을 따라 위치된다.
도 25는 제1 전극(2502), 제2 전극(2504) 및 개구 한정 구조(2506)를 포함하는 예시적인 개구 렌즈 어레이(2500)의 단면을 도시한다. 도 25는 제1 전극(2502)을 향해 방출되는 전자(2508)를 도시한다. 제1 전극(2502)은 전자(2508)의 일부가 제1 전극(2502)을 통과할 수 있게 하는 한 쌍의 개구(2512)를 정의하는 것으로 도시되어 있다. 일부 양태에서, 제1 전극(2502)은 2개의 개구(2512)를 정의하는 전기 전도성 포일에 대응할 수 있다. 전자(2508)의 제1 부분은 제1 개구 모두를 통과하여 제1 전자 빔(2514)이 된다. 전자(2508)의 다른 부분은 제2 개구를 통과하여 제2 전자 빔(2516)이 된다.
모든 양태에서, 개구 렌즈 어레이(2500)는 개구 한정 구조(2506)가 2개의 전극 사이에 있도록 위치된 제2 전극(2504)을 포함한다. 제2 전극(2504)은 제1 전자 빔(2514) 및 제2 전자 빔(2516)이 제2 전극(2504)을 통과하게 하는 개구(2518)를 정의하는 디스크 전극에 대응할 수 있다.
특정 전압이 두 전극(2502 및 2504) 및/또는 개구 한정 구조(2506)에 인가될 때, 전자기장이 전극(2502 및 2504) 사이에 생성된다. 전자기장 및 패턴은 개구 한정 구조(2506)에 의해 정의된 개구가 제1 전자 빔(2514) 및 제2 전자 빔(2516)이 상이한 초점면을 갖도록 하는 렌즈 효과를 집합적으로 생성하도록 이루어진다.
제한적이지 않지만, 상류 및 하류 구성요소에 대해 상이한 어레이 패턴을 갖는 본 발명의 일부 양태의 성능을 예시하기 위해 간단한 대표적 계산이 사용될 수 있다(예를 들어, 도 19 및 도 20에 도시되어 있는 양태, 도 21 및 도 22에 도시되어 있는 양태 및 도 23 및 도 24에 도시되어 있는 양태). 이 간단한 대표적 계산을 가능하게 하기 위해 다음 단락에서는 (a) 모든 곳에서
Figure pat00002
, (b) 개구 어레이 판에 근접한 필드 성분
Figure pat00003
은
Figure pat00004
(즉, 개구 한정 구조(2506) 위에서의 0이 아닌 전기장)로부터 개구 한정 구조(2306) 위에서 0까지 변화하고, (c) 개구 어레이 판에 근접한 필드 성분
Figure pat00005
은 0으로부터 개구 한정 구조(2506) 아래에서
Figure pat00006
(즉, 개구 한정 구조(2506) 아래의 0이 아닌 전기장)로 변화하고, (d) 어레이 판 사이의 필드는 0 필드(예를 들어, 도 19 및 도 20의 판)임을 가정한다.
간단한 대표적 계산에서 x 및 y 방향으로 차수 2까지의 정전기 전위는 일반적으로 다음과 같이 표현할 수 있으며:
Figure pat00007
(2)
이는 x-z 평면과 y-z 평면에서 거울 대칭인 정전기 전위에 대한 것이다. 식 (1)에서 U는 개구 렌즈 어레이(2500) 위의 전자 에너지를 나타내고, 다른 항은 두 전극(2502 및 2504) 및/또는 개구 한정 구조(2506)에 인가된 전압에 의해 유도된다. 이 정전기 전위에 대한 라플라스 방정식(
Figure pat00008
)은
Figure pat00009
를 나타낸다. 일부 예에서 이는 라운드 개구 렌즈의 경우
Figure pat00010
에 대응하고, x-z 평면에 집속하는 실린더 렌즈(예를 들어, 도 19에 도시되어 있는 양태)에 대해
Figure pat00011
및 q = 0에 대응한다.
간단한 대표적 계산에 따르면, 개구 한정 구조(2506)의 상류 구성요소는 다음 렌즈 강도를 발효한다:
Figure pat00012
및
Figure pat00013
(3)
유사하게, 개구 한정 구조(2506)의 하류 구성요소는 다음 렌즈 강도를 발효한다:
Figure pat00014
및
Figure pat00015
(4)
이들 식에서
Figure pat00016
및
Figure pat00017
는 각각 x-z 평면과 y-z 평면의 초점 거리이고,
Figure pat00018
및
Figure pat00019
는 4중극자 전위
Figure pat00020
에 의해 유도된 4중극자 렌즈 강도이다.
일부 바람직한 양태에서,
Figure pat00021
이다. 이러한 양태에서, 총 렌즈 강도는 다음과 같이 단순화된다:
Figure pat00022
및 (5)
Figure pat00023
(6)
Figure pat00024
이므로, 이는 이러한 양태에서
Figure pat00025
를 따르고, 이는 순수한 4중극자 렌즈 작용만 있음을 의미한다.
전자기장이 물리적 구조(1900 및 2000)의 양 측면에서 동일한 개구 렌즈 어레이(2100)의 양태에서, 제1 개구(1904)를 통해 이동하는 제1 전자 빔(2108)에 의해 야기된 렌즈 효과는 제1 개구(2404)를 통해 이동하는 제1 전자 빔(2108)에 의해 야기되는 렌즈 효과에 의해 상쇄 및/또는 다른 방식으로 무효화된다. 추가로, 이러한 양태에서, 제2 개구(1906)를 통해 이동하는 제2 전자 빔(2110)에 의해 야기된 렌즈 효과 및 제2 개구(2406)를 통해 이동하는 제2 전자 빔(2110)에 의해 야기된 렌즈 효과는 조합하여 적어도 4중극자 렌즈 효과를 형성한다.
도 26은 이중 초점 빔 형성기(112)가 빔 분할 메커니즘(2604) 및 하나 이상의 집속 장치(2606)를 포함하는, 샘플(104)을 조사하기 위한 이중 초점 다중 빔 전자 시스템(들)(100)의 예시적인 양태(2600)의 예시이다.
예시적인 이중 초점 다중 빔 전자 시스템(들)(2602)은 방출 축(110)을 따라 이중 초점 빔 형성기(112)를 향해 복수의 전자(108)를 방출하는 전자 소스(106)를 포함한다. 본 발명의 예시된 양태에서, 이중 초점 빔 형성기(112)는 적어도 (i) 복수의 전자(108)를 제1 전자 빔(114) 및 제2 전자 빔(116)으로 분할하는 빔 분할 메커니즘(2604), 및 (ii) 2개의 빔이 동일한 대응하는 초점면을 갖지 않도록 전자 빔 중 하나 또는 둘 모두의 초점 특성을 수정하도록 구성된 하나 이상의 집속 장치(2606)를 포함하는 것으로 도시되어 있다. 일부 양태에서, 하나 이상의 집속 장치(2606)는 제1 전자 빔(114) 및 제2 전자 빔(116) 중 하나 또는 둘 모두가 방출 축(110)으로부터 멀어지게 편향되도록 추가로 구성된다.
도 26에서, 빔 분할 메커니즘(2604)은 제1 전자 빔(114)이 빔 분할 메커니즘(2604)을 통과하도록 허용하는 제1 개구 및 제2 전자 빔(116)이 빔 분할 메커니즘(2604)을 통과하도록 허용하는 제2 개구를 정의하는 물리적 구조에 대응하는 것으로 도시되어 있다. 도 26은 선택적으로 2개의 렌즈에 대응하는 하나 이상의 집속 장치(2606)를 추가로 도시한다. 그러나, 다른 양태에서 집속 장치(2606)는 3개 이상의 렌즈, 전자 빔 중 하나만을 수정하는 단일 렌즈, 2개의 전자 빔이 렌즈를 통과하는 고도의 수차를 갖는 단일 렌즈에 대응할 수 있다. 추가적으로, 도 26은 빔 분할 메커니즘(2604)을 하나 이상의 집속 장치(2606)의 상류에 있는 것으로 도시하지만, 예시적인 이중 초점 다중 빔 전자 시스템(2602)의 다른 양태에서, 빔 분할 메커니즘(2604)은 하나 이상의 집속 장치(2606)의 하류에 있을 수 있다. 대안적으로, 일부 양태에서 집속 장치(2606) 중 일부는 빔 분할 메커니즘(2604)의 상류에 있을 수 있는 반면, 집속 장치(2606) 중 다른 것은 빔 분할 메커니즘(2604)의 하류에 있을 수 있다.
도 26은 제1 전자 빔(114) 및 제2 전자 빔(116) 중 적어도 하나를 집속하는 렌즈 작용을 적용하도록 구성된 집속 구성요소(120)의 상류에 위치되는 이중 초점 빔 형성기(112)를 도시한다. 도 26에 도시되어 있는 예시적인 이중 초점 다중 빔 전자 시스템(들)(2602)에서, 집속 구성요소는 제1 전자 빔(114) 및 제2 전자 빔(116)을 집속 컬럼(126)을 향해 가속/감속, 집속 및/또는 지향시키는 가속기(122)에 대응한다.
집속 컬럼(126) 및 대물 렌즈(128)는 전자 빔(114 및 116)이 샘플(104)에 입사하도록 이들을 집속한다. 구체적으로, 도 26은 제2 전자 빔(116)이 샘플(104)에 집속되도록, 그리고, 제1 전자 빔(114)이 샘플(104)에 집속되지 않도록 집속하는 집속 컬럼(126)을 도시한다. 일부 양태에서, 제1 전자 빔(114) 및 제2 전자 빔(116)의 초점 특성은 빔 중 하나가 샘플(104)에서 또는 그 근방에서의 평면에 집속되고 샘플(104) 위 또는 아래의 대물 렌즈 초점 거리의 적어도 0.1 %, 1 %, 10 % 또는 100 %에 위치되는 평면에 다른 전자 빔이 집속하도록 수정된다. 대안적으로 또는 추가로, 제1 전자 빔(114) 및 제2 전자 빔(116)의 초점 특성은 샘플(104)에서 전자 빔 중 하나의 직경이 샘플에서 다른 전자 빔의 직경보다 50, 100, 500 또는 1000배 중 적어도 하나로 더 크도록 수정될 수 있다.
본 개시내용에 따른 본 발명의 주제의 예는 다음의 열거된 단락에서 설명된다.
A1. 샘플을 조사하기 위한 방법으로서, 이 방법은 샘플을 향해 복수의 하전 입자를 방출하는 단계; 복수의 하전 입자를 제1 하전 입자 빔 및 제2 하전 입자 빔으로 형성하는 단계; 제1 하전 입자 빔 및 제2 하전 입자 빔 중 적어도 하나의 초점 특성을 수정하는 단계를 포함한다.
A1.1. 단락 A1의 방법에 있어서, 제1 하전 입자 빔 및 제2 하전 입자 빔 중 적어도 하나의 초점 특성을 수정하는 단계는 제1 하전 입자 빔 및 제2 하전 입자 빔 중 하나 이상을 수정하여 제1 하전 입자 빔은 제1 초점면을 갖도록; 및 제2 하전 입자 빔은 제1 초점면과 상이한 제2 초점면을 갖도록 하는 단계를 포함한다.
A1.1.1. 단락 A1.1의 방법에 있어서, 제1 하전 입자 빔 및 제2 하전 입자 빔 중 적어도 하나의 초점 특성을 수정하는 단계는 제1 하전 입자 빔 및 제2 하전 입자 빔 중 하나 이상을 수정하여 제1 하전 입자 빔이 샘플 또는 그 근방의 평면에 초점면을 가지도록; 및, 제2 하전 입자 빔이 샘플 또는 그 근방의 평면에 초점면을 갖지 않도록 하는 단계를 포함한다.
A1.1.2. 단락 A1.1의 방법에 있어서, 제1 하전 입자 빔 및 제2 하전 입자 빔 중 적어도 하나의 초점 특성을 수정하는 단계는 제1 하전 입자 빔 및 제2 하전 입자 빔 중 하나 이상을 수정하여 제2 하전 입자 빔이 샘플 또는 그 근방의 평면에 초점면을 가지도록; 및, 제1 하전 입자 빔이 샘플 또는 그 근방의 평면에 초점면을 갖지 않도록 하는 단계를 포함한다.
A1.2. 단락 A1 내지 A1.1.2 중 어느 하나의 방법에 있어서, 제1 하전 입자 빔 및 제2 하전 입자 빔 중 적어도 하나의 초점 특성을 수정하는 단계는 라운드 렌즈 작용을 제1 하전 입자 빔 및 제2 하전 입자 빔 중 하나에 적용하는 단계를 포함한다.
A1.2.1. 단락 A1.2의 방법에 있어서, 제1 하전 입자 빔 및 제2 하전 입자 빔 중 적어도 하나의 초점 특성을 수정하는 단계는 라운드 렌즈 작용을 제1 하전 입자 빔 및 제2 하전 입자 빔 모두에 적용하는 단계를 포함한다.
A1.2.1.1. 단락 A1.2.1의 방법에 있어서, 제1 하전 입자 빔에 적용된 라운드 렌즈 작용은 제2 하전 입자 빔에 적용된 라운드 렌즈 작용과 상이하다.
A1.3. 단락 A1 내지 A1.2.1.1 중 어느 하나의 방법에 있어서, 제1 하전 입자 빔 및 제2 하전 입자 빔 중 적어도 하나의 초점 특성을 수정하는 단계는 적어도 4중극자 렌즈 작용을 제1 하전 입자 빔 및 제2 하전 입자 빔 중 하나에 적용하는 단계를 포함한다.
A1.4. 단락 A1 내지 A1.3 중 어느 하나의 방법에 있어서, 제1 하전 입자 빔은 복수의 하전 입자의 방출 축을 따라 이동하는 축 빔이고, 제2 하전 입자 빔은 비-축 빔이다.
A1.5. 단락 A1 내지 A1.4 중 어느 하나의 방법에 있어서, 제2 하전 입자 빔은 복수의 하전 입자의 방출 축을 따라 이동하는 축 빔이고, 제1 하전 입자 빔은 비-축 빔이다.
A2. 단락 A1 내지 A1.5 중 어느 하나의 방법에 있어서, 하전 입자는 전자이고 하전 입자 빔은 전자 빔이다.
A3. 단락 A1 내지 A2 중 어느 하나의 방법에 있어서, 샘플에서 제2 하전 입자 빔의 제2 빔 직경은 샘플에서 제1 하전 입자 빔의 제1 빔 직경보다 5, 10, 20, 50, 100, 500, 또는 1000배 중 적어도 하나로 더 크다.
A3.1. 단락 A3의 방법에 있어서, 제2 빔 직경은 제1 하전 입자 빔의 각 교차점에서 또는 그에 근접해서 제1 빔 직경보다 5, 10, 20, 50, 100, 500 또는 1000배 중 적어도 하나로 더 크다.
A4. 단락 A1 내지 A3.1 중 어느 하나의 방법에 있어서, 제1 하전 입자 빔은 샘플에서 제2 하전 입자 빔에 대해 경사진다.
A5. 단락 A1 내지 A4 중 어느 하나의 방법에 있어서, 제1 하전 입자 빔 및 제2 하전 입자 빔은 가간섭성 빔이다.
A6. 단락 A1 내지 A5 중 어느 하나의 방법에 있어서, 가속기를 사용하여 제1 하전 입자 빔 및 제2 하전 입자 빔 각각을 최종 에너지로 가속하는 단계를 추가로 포함한다.
A7. 단락 A1 내지 A5 중 어느 하나의 방법에 있어서, 가속기를 사용하여 복수의 하전된 입자를 최종 에너지로 가속하는 단계를 추가로 포함한다.
A8. 단락 A1 내지 A7 중 어느 하나의 방법에 있어서, 복수의 하전 입자를 형성하고 초점 특성을 수정하는 단계 각각은 이중 초점 빔 형성기에 의해 수행된다.
A8.1. A6에 종속될 때 단락 A8의 방법에 있어서, 이중 초점 빔 형성기는 가속기 위에 위치한다.
A8.2. A7에 종속될 때 단락 A8의 방법에 있어서, 이중 초점 빔 형성기는 가속기 아래에 위치한다.
A8.3. 단락 A8 내지 A8.2 중 어느 하나의 방법에 있어서, 이중 초점 빔 형성기는 제2 하전 입자 빔을 왜곡한다.
A8.4. 단락 A8 내지 A8.3 중 어느 하나의 방법에 있어서, 이중 초점 빔 형성기는 제2 하전 입자 빔의 초점면을 변경한다.
A8.5. 단락 A8 내지 A8.4 중 어느 하나의 방법에 있어서, 이중 초점 빔 형성기는 제2 하전 입자 빔이 원통형 대칭성 빔이 되지 않도록 한다.
A8.5.1. 단락 A8.5의 방법에 있어서, 제2 하전 입자 빔이 스티그메이터를 갖는 원통형 대칭성 빔이되게 하는 단계를 추가로 포함한다.
A8.6. A8 내지 A8.5.1 중 어느 하나의 방법에 있어서, 이중 초점 빔 형성기는 제2 하전 입자 빔이 하나 이상의 수차를 갖도록 한다.
A8.6.1. 단락 A8.6의 방법에 있어서, 하나 이상의 수차 중 적어도 하나는 결정적 수차이다.
A8.6.2. 단락 A8.6 내지 8.6.1 중 어느 하나의 방법에 있어서, 이중 초점 빔 형성기는 하나 이상의 수차 중 적어도 하나가 시스템의 다른 수차를 보정하게 하도록 위치 및/또는 구성된다.
A8.7. 단락 A8 내지 A8.6.2 중 어느 하나의 방법에 있어서, 이중 초점 빔 형성기는 제1 하전 입자 빔 및 제2 하전 입자 빔 중 적어도 하나를 복수의 하전 입자의 방출 축으로부터 멀리 편향시키도록 추가로 구성된다.
A9. 단락 A8 내지 A8.7 중 어느 하나의 방법에 있어서, 이중 초점 빔 형성기는 제1 하전 입자 빔 및 제2 하전 입자 빔 중 적어도 하나의 초점 특성의 수정을 적어도 부분적으로 유발하는 적어도 4중극자 렌즈 효과를 생성하도록 구성된 MEMS 장치를 포함한다.
A9.1. 단락 A9의 방법에 있어서, MEMS 장치는 제1 개구 및 제2 개구를 정의하는 구조를 포함하고, 제1 하전 입자 빔은 제1 개구를 통과하고 제2 하전 입자 빔은 제2 개구를 통과한다.
A9.1.1. 단락 A9.1의 방법에 있어서, 제1 개구는 제2 개구와 동일한 반경을 갖는다.
A9.1.2. 단락 A9.1의 방법에 있어서, 제1 개구는 제2 개구보다 더 작은 반경을 갖는다.
A9.1.3. 단락 A9.1의 방법에 있어서, 제1 개구는 제2 개구보다 더 큰 반경을 갖는다.
A9.1.4. 단락 A9.1 내지 A9.1.3 중 어느 하나의 방법에 있어서, MEMS 장치는 복수의 하전 입자를 향하는 표면층을 포함하고, 제1 개구 및 제2 개구는 표면층에 의해 정의된다.
A9.1.4.1. 단락 A9.1.4의 방법에 있어서, 표면층은 포일이다.
A9.1.5. 단락 A9.1 내지 A9.1.4.1 중 어느 하나의 방법에 있어서, 제1 개구는 복수의 하전 입자의 방출 축 상에 위치된 축 개구이고, 제2 개구는 비-축 개구이다.
A9.1.6. 단락 A9.1 내지 A9.1.4.1 중 어느 하나의 방법에 있어서, 제2 개구는 복수의 하전 입자의 방출 축 상에 위치된 축 개구이고, 제1 개구는 비-축 개구이다.
A9.2. 단락 A9 내지 A9.1.5 중 어느 하나의 방법에 있어서, MEMS 장치는 하나 이상의 전극을 포함한다.
A9.2.1. 단락 A9.2의 방법에 있어서, 대응하는 전압이 하나 이상의 전극에 인가될 때, 하나 이상의 전극은 적어도 부분적으로 적어도 4중극자 렌즈 효과를 적용하는 전자기장을 생성한다.
A9.2.1. 단락 A9.2 내지 A9.2.1 중 어느 하나의 방법에 있어서, 하나 이상의 전극 중 적어도 하나는 접지된다.
A9.2.2. A9.1.4에 종속될 때 단락 A9.2 내지 A9.2.1 중 어느 하나의 방법에 있어서, MEMS 장치는 표면층 반대쪽에 있는 절연층을 포함한다.
A9.2.2.1. 단락 A9.2.2의 방법에 있어서, 하나 이상의 전극은 절연층과 표면층 사이에 위치하는 전극층에 위치한다.
A9.2.3. 단락 A9.2 내지 A9.2.2.1 중 어느 하나의 방법 하나 이상의 전극은 4개의 전극을 포함한다.
A9.2.4. 단락 A9.2 내지 A9.2.2.1 중 어느 하나의 방법 하나 이상의 전극은 7개의 전극을 포함한다.
A9.3. 단락 A9 내지 A9.2.4 중 어느 하나의 방법에 있어서, 적어도 4중극자 렌즈 효과는 쌍극 렌즈 효과, 4중극자 렌즈 효과, 6중극자 렌즈 효과 및 8중극자 렌즈 효과 중 하나이다.
A9.4. 단락 A9 내지 A9.3 중 어느 하나의 방법에 있어서, 적어도 4중극자 필드는 제1 하전 입자 빔의 초점면이 변경되게 하지 않는다.
A9.5. 단락 A9 내지 A9.4 중 어느 하나의 방법에 있어서, MEMS 장치는 하나 이상의 쌍극 필드를 생성하도록 추가로 구성된다.
A9.5.1. 단락 A9.5의 방법에 있어서, 하나 이상의 쌍극 필드는 하전 입자 빔 중 적어도 하나가 방출 축에 수직인 방향으로 편향되게 한다.
A9.6. 단락 A9 내지 A9.5.1 중 어느 하나의 방법에 있어서, 4중극자 렌즈 효과는 다음과 같이 적용되고: 제1 하전 입자 빔의 제1 자오면에서 제1 하전 입자 빔에 대한 포지티브 렌즈 효과; 및 제1 하전 입자 빔의 제2 자오면에서 제1 하전 입자 빔에 대한 네거티브 렌즈 효과, 여기서, 제1 자오면은 제2 자오면에 수직이다.
A9.6.1. 단락 A9.6의 방법에 있어서, 4중극자 필드에 의해 야기된 제1 자오면에서 제1 하전 입자 빔의 초점면의 제1 변화는 4중극자 필드에 의해 야기된 제2 자오면에서 제1 하전 입자 빔의 초점면의 제2 변화와 상이하다.
A9.7. 단락 A9 내지 A9.5.1 중 어느 하나의 방법에 있어서, 4중극자 렌즈 효과는 다음과 같이 적용되고: 제2 하전 입자 빔의 제1 자오면에서 제2 하전 입자 빔에 대한 포지티브 렌즈 효과; 및 제2 하전 입자 빔의 제2 자오면에서 제2 하전 입자 빔에 대한 네거티브 렌즈 효과, 여기서, 제1 자오면은 제2 자오면에 수직이다.
A9.7.1. 단락 A9.7의 방법에 있어서, 4중극자 필드에 의해 야기된 제1 자오면에서 제2 하전 입자 빔의 초점면의 제1 변화는 4중극자 필드에 의해 야기된 제2 자오면에서 제2 하전 입자 빔의 초점면의 제2 변화와 상이하다.
A10. 단락 A8 내지 A8.6.2 중 어느 하나의 방법에 있어서, 이중 초점 빔 형성기는 제1 개구와 제2 개구를 정의하는 물리적 구조- 제1 하전 입자 빔은 제1 개구를 통과하고 제2 하전 입자 빔은 제2 개구를 통과함 -; 및 제1 하전 입자 빔 및 제2 하전 입자 빔 중 적어도 하나의 초점 특성을 조절하도록 배치 및/또는 구성되어 이들이 상이한 초점면을 갖도록 하는 렌즈를 포함한다.
A10.1. 단락 A10의 방법에 있어서, 제1 하전 입자 빔은 제1 개구를 통과하고 제2 하전 입자 빔은 제2 개구를 통과한다.
A10.2. 단락 A10 내지 A10.1 중 어느 하나의 방법에 있어서, 렌즈는 에인젤 렌즈이다.
A10.3. 단락 A10 내지 A10.2 중 어느 하나의 방법에 있어서, 렌즈는 물리적 구조 위에 위치한다.
A10.4. 단락 A10 내지 A10.2 중 어느 하나의 방법에 있어서, 렌즈는 물리적 구조 아래 위에 위치한다.
A10.5. 단락 A10 내지 A10.4 중 어느 하나의 방법에 있어서, 렌즈는 제2 하전 입자 빔의 초점면을 조절하도록 위치 및/또는 구성된다.
A10.5.1. 단락 A10.5의 방법에 있어서, 렌즈는 제1 하전 입자 빔의 초점면을 조절하도록 위치 및/또는 구성되지 않는다.
A11. 단락 A6 내지 A6.5 중 어느 하나의 방법에 있어서, 이중 초점 빔 형성기는 다음을 정의하는 적어도 하나의 물리적 구조를 포함한다: 제1 하전 입자 빔이 적어도 하나의 물리적 구조를 통과하게 하는 제1 개구; 제2 하전 입자 빔이 적어도 하나의 물리적 구조를 통과하게 하는 제2 개구; 및 복수의 다른 개구.
A11.1. 단락 A11의 방법에 있어서, 제1 개구, 제2 개구 및 복수의 다른 개구는 이중 초점 빔 형성기의 사용 동안 렌즈 효과를 제2 하전 입자 빔에 적용하는 전자기장을 생성하는 패턴을 형성한다.
A11.1.1. 단락 A11.1의 방법에 있어서, 제1 개구, 제2 개구 및 복수의 다른 개구는 이중 초점 빔 형성기의 사용 동안 적어도 4중극자 렌즈 효과를 제2 하전 입자 빔에 적용하는 전자기장을 생성하는 패턴을 형성한다.
A11.1.1.1. 단락 A11.1.1의 방법에 있어서, 전자기장은 이중 초점 빔 형성기의 사용 동안 4중극자 렌즈 효과를 제1 하전 입자 빔에 적용하지 않는다.
A11.1.2. 단락 A11.1 내지 A11.1.1.1 중 어느 하나의 방법에 있어서, 제1 개구, 제2 개구 및 복수의 다른 개구는 이중 초점 빔 형성기의 사용 동안 제1 하전 입자 빔에 원형 렌즈 효과를 적용하는 전자기장을 생성하는 패턴을 형성한다.
A11.1.2.1. 단락 A11.1.2의 방법에 있어서, 복수의 다른 개구는 이중 초점 빔 형성기의 사용 동안 제2 하전 입자 빔에 적어도 원형 렌즈 효과를 적용하는 전자기장을 생성하는 패턴을 형성한다.
A11.1.3. 단락 A11.1 내지 A11.2.1 중 어느 하나의 방법에 있어서, 전자기장에 의해 적용된 렌즈 효과는 적어도 부분적으로 제1 하전 입자 빔 및 제2 하전 입자 빔 중 적어도 하나의 초점 특성의 수정을 야기한다.
A11.1.3.1. 단락 A11.1.3의 방법에 있어서, 전자기장은 제1 하전 입자 빔의 초점 특성을 변화시킨다.
A11.3. 단락 A11 내지 A11.2.1 중 어느 하나의 방법에 있어서, 복수의 개구 중 적어도 하나의 개구는 구멍이다.
A11.3.1. 단락 A11.3의 방법에 있어서, 구멍은 하기를 포함한다:
적어도 하나의 물리적 구조의 제1 표면에 정의된 입구- 제1 표면은 복수의 하전 입자를 향함 -; 제1 표면에 대향하는 적어도 하나의 물리적 구조의 제2 표면에 정의된 출구; 그리고 입구와 출구를 연결하는 빈 볼륨.
A11.3.1.1. 단락 A11.3.1의 방법에 있어서, 제1 표면 및 제2 표면은 각각 단일 물리적 구조의 표면이다.
A11.3.1.2. 단락 A11.3.1의 방법에 있어서, 제1 표면 및 제2 표면은 상이한 물리적 구조의 각각의 표면이다.
A11.4. 단락 A11 내지 A11.3.1.2 중 어느 하나의 방법에 있어서, 복수의 개구 중 적어도 하나의 개구는 공동이다.
A11.4.1. 단락 A11.4의 방법에 있어서, 공동은 적어도 하나의 물리적 구조의 제1 표면에 정의된 입구- 제1 표면은 복수의 하전 입자를 향함 -; 및 입구와 소통하고 적어도 하나의 물리적 구조에 의해 정의되는 빈 볼륨- 적어도 하나의 물리적 구조는 입구를 통해 빈 볼륨으로 들어가는 복수의 하전 입자의 하전 입자가 이중 초점 빔 형성기를 통과하지 않도록 빈 볼륨을 정의한다.
A11.4.1.1. 단락 A11.4.1의 방법에 있어서, 공동은 단일 물리적 구조에 의해 정의된다.
A11.4.1.2. 단락 A11.4.1의 방법에 있어서, 공동은 다중 물리적 구조에 의해 정의된다.
A11.5. 단락 A11.3 내지 A11.4.1.2 중 어느 하나의 방법에 있어서, 복수의 개구는 구멍과 공동의 조합을 포함한다.
A11.6. 단락 A11 내지 A11.5 중 어느 하나의 방법에 있어서, 제1 개구, 제2 개구, 또는 복수의 개구의 개구 중 적어도 하나의 기하형상은 원형이다.
A11.7. 단락 A11 내지 A11.5 중 어느 하나의 방법에 있어서, 제1 개구, 제2 개구, 또는 복수의 개구의 개구 중 적어도 하나의 기하형상은 직사각형이다.
A11.7.1. 단락 A11 내지 A11.5 중 어느 하나의 방법에 있어서, 제1 개구, 제2 개구, 또는 복수의 개구의 개구 중 적어도 하나의 기하형상은 정사각형이다.
A11.7.2. 단락 A11 내지 A11.5 중 어느 하나의 방법에 있어서, 제1 개구, 제2 개구, 또는 복수의 개구의 개구 중 적어도 하나의 기하형상은 둥근 모서리를 갖는다.
A11.8. 단락 A11 내지 A11.7.2 중 어느 하나의 방법에 있어서, 제1 개구, 제2 개구, 및 복수의 개구의 기하형상은 균일하지 않다.
A11.9. 단락 A11 내지 A11.8 중 어느 하나의 방법에 있어서, 제1 개구, 제2 개구, 및 복수의 개구의 크기는 균일하지 않다.
A11.10. 단락 A11 내지 A11.9 중 어느 하나의 방법에 있어서, 이중 초점 빔 형성기는 제1 인가 전압을 수신하도록 구성된 제1 전극을 추가로 포함한다.
A11.10.1. 단락 A11.10의 방법에 있어서, 제1 전극은 복수의 하전 입자의 적어도 일부가 제1 전극을 통과할 수 있도록 하는 전극 입구 개구를 적어도 부분적으로 정의하는 물리적 구조를 포함한다.
A11.10.1.1. 단락 A11.10.1의 방법에 있어서, 전극 입구 개구는 복수의 하전 입자의 제1 부분이 제1 전극을 통과하도록 허용하는 제1 전극 입구 개구이고, 제2 전극은 복수의 하전 입자의 제2 부분이 제1 전극을 통과하도록 허용하는 제2 전극 입구 개구를 추가로 정의한다.
A11.10.2. 단락 A11.10 내지 A11.10.1.1 중 어느 하나의 방법에 있어서, 제1 전극은 제1 개구, 제2 개구, 및 복수의 개구의 상류에 있다.
A11.10.3. 단락 A11.10 내지 A11.10.2 중 어느 하나의 방법에 있어서, 제1 전극은 디스크형 전극이다.
A11.10.4. 단락 A11.10 내지 A11.10.2 중 어느 하나의 방법에 있어서, 이중 초점 빔 형성기는 제2 인가 전압을 수신하도록 구성된 제2 전극을 추가로 포함한다.
A11.10.4.1. 단락 A11.10.4의 방법에 있어서, 제1 전압은 제2 전압과 상이하다.
A11.10.4.2. 단락 A11.10.4의 방법에 있어서, 제1 전압과 제2 전압은 상이하다.
A11.10.4.3. 단락 A11.10.4 내지 A11.10.4.2 중 어느 하나의 방법에 있어서, 제2 전극은 제1 하전 입자 빔 및 제2 하전 입자 빔 중 적어도 하나가 제2 전극을 통과하는 전극 출구 개구를 적어도 부분적으로 정의하는 물리적 구조를 포함한다.
A11.10.4.3.1. 단락 A11.10.4.3의 방법에 있어서, 전극 출구 개구는 제1 하전 입자 빔이 제2 전극을 통과하게 하는 제1 전극 출구 개구이고, 제2 전극은 제2 하전 입자 빔이 제2 전극을 통과하게 하는 제2 전극 출구 개구를 추가로 포함한다.
A11.10.4.3. 단락 A11.10.4 내지 A11.10.4.3.1 중 어느 하나의 방법에 있어서, 제2 전극은 제1 개구, 제2 개구 및 복수의 개구의 하류에 위치한다.
A12. 단락 A8 내지 A8.6.2 중 어느 하나의 방법에 있어서, 이중 초점 빔 형성기는 구멍을 정의하고 복수의 하전 입자를 제1 하전 입자 빔 및 제2 하전 입자 빔으로 분할하도록 위치 및/또는 구성되는 이중 프리즘을 포함한다.
A13. 단락 A8 내지 A8.6.2 중 어느 하나의 방법에 있어서, 레이저 패턴 프린지는 복수의 하전 입자를 제1 하전 입자 빔 및 제2 하전 입자 빔으로 분할하는 데 사용된다.
A14. 단락 A1 내지 A13 중 어느 하나의 방법에 있어서, 제2 하전 입자 빔은 샘플 위에 위치한 상이한 평면에 집속된다.
A13.1. 단락 A13의 방법에 있어서, 상이한 평면은 샘플 위의 대물 렌즈 초점 거리의 적어도 0.1 %, 1 %, 10 % 또는 100 %에 위치한다.
A14. 단락 A1 내지 A13 중 어느 하나의 방법에 있어서, 제2 하전 입자 빔은 샘플 아래에 위치한 상이한 평면에 집속된다.
A14.1. 단락 A14의 방법에 있어서, 상이한 평면은 샘플 아래 대물 렌즈 초점 거리의 적어도 0.1 %, 1 %, 10 % 또는 100 %에 위치한다.
A15. 단락 A13 내지 A14.1 중 어느 하나의 방법에 있어서, 샘플에서 또는 그 근방에서의 평면과 상이한 평면 사이의 거리는 대물 렌즈 초점 거리의 적어도 0.1 %, 1 %, 10 % 또는 100 %이다.
A16. 단락 A1 내지 A15 중 어느 하나의 방법에 있어서, 제2 하전 입자 빔은 샘플에서 평행한 빔이다.
A17. 단락 A1 내지 A15 중 어느 하나의 방법에 있어서, 제2 하전 입자 빔은 샘플에서 수렴 빔이다.
A18. 단락 A1 내지 A15 중 어느 하나의 방법에 있어서, 제2 하전 입자 빔은 샘플에서 발산 빔이다.
B1. 샘플을 조사하기 위해 전자 홀로그래피를 사용하는 방법으로, 방법은 샘플을 향해 복수의 전자를 방출하는 단계; 복수의 전자를 제1 전자 빔 및 제2 전자 빔으로 형성하는 단계; 2개의 전자 빔이 상이한 초점면을 갖도록 제1 전자 빔 및 제2 전자 빔 중 적어도 하나의 초점 특성을 수정하는 단계; 샘플에서 또는 그 근방에서의 초점면을 갖도록 제1 전자 빔을 집속하는 단계; 샘플에 입사하고 회절면에 초점면을 갖도록 제2 전자 빔을 집속하는 단계; 및 회절면에서 제1 전자 빔과 회절된 제2 전자 빔의 간섭 패턴을 검출하는 단계를 포함한다.
B1.1. 단락 B1의 방법에 있어서, 회절면에서 제1 전자 빔 및 회절된 제2 전자 빔의 간섭 패턴에 기초하여 샘플의 홀로그램 이미지를 생성하는 단계를 추가로 포함한다.
B1.2. 단락 B1 내지 B1.1 중 어느 하나의 방법에 있어서, 회절면에서 제1 전자 빔과 회절된 제2 전자 빔의 간섭 패턴에 기초하여 샘플에 의해 회절된 전자의 위상을 결정하는 단계를 추가로 포함한다.
B1.3. 단락 B1 내지 B1.2 중 어느 하나의 방법에 있어서, 샘플에 입사되는 제2 전자 빔에 응답하여 샘플을 떠나는 전자의 출구 파동 함수를 결정하는 단계를 추가로 포함한다.
B1.3.1. 단락 B1.3의 방법에 있어서, 출구 파동 함수를 결정하는 단계는 샘플에 입사되는 제2 전자 빔에 응답하여 샘플을 떠나는 전자의 출구 파동 함수의 위상 및 진폭을 결정하는 단계를 포함한다.
B1.3.2. 단락 B1.3 내지 B1.3.1 중 어느 하나의 방법에 있어서, 출구 파동 함수를 기초로 샘플의 구조를 결정하는 단계를 추가로 포함한다.
B1.3.2.1. 단락 B1.3.2의 방법에 있어서, 샘플은 결정이고, 샘플의 구조를 결정하는 단계는 출구 파동 함수를 기초로 샘플의 결정 격자를 결정하는 단계를 포함한다.
B1.4. 단락 B1 내지 B1.3.2.1 중 어느 하나의 방법에 있어서, 방법은 복수의 샘플 경사에서 반복되어 복수의 회절 홀로그램을 획득하고, 복수의 회절 홀로그램의 각각의 회절 홀로그램은 복수의 샘플 경사의 샘플 경사에 대응한다.
B1.4.1. 단락 B1.4의 방법에 있어서, 복수의 회절 홀로그램에 기초하여 샘플의 결정 구조를 결정하는 단계를 추가로 포함한다.
B1.5. 단락 B1 내지 B1.4.1 중 어느 하나의 방법에 있어서, 간섭 패턴의 회절 피크의 위상 및 진폭을 결정하는 단계를 추가로 포함한다.
B1.5.1. 단락 B1.5의 방법에 있어서, 간섭 패턴의 회절 피크의 위상 및 진폭에 적어도 부분적으로 기초하여 샘플의 결정 구조를 결정하는 단계를 추가로 포함한다.
B1.6. 단락 B1 내지 B1.5.51 중 어느 하나의 방법으로, 제1 전자 빔에 위상 편이를 적용하는 단계; 회절면에서 위상 편이된 제1 전자 빔 및 회절된 제2 전자 빔의 추가 간섭 패턴을 검출하는 단계; 및 간섭 패턴 및 추가 간섭 패턴에 적어도 부분적으로 기초하여 회절면에서 샘플 출구 파동의 파동 함수의 위상을 결정하는 단계로, 여기서 샘플 출구 파동은 샘플에 입사되는 제2 전자 빔으로부터 발생하는 단계를 추가로 포함한다.
B1.6.1. 단락 B1.6의 방법에 있어서, 제1 전자 빔에 제2 위상 편이를 적용하는 단계; 회절면에서 제2 위상 편이된 제1 전자 빔 및 회절된 제2 전자 빔의 제2 추가 간섭 패턴을 검출하는 단계; 및 제2 추가 간섭 패턴에 적어도 부분적으로 기초한 회절면에서의 샘플 출구 파동의 파동 함수의 위상에 대한 결정을 추가로 포함한다.
B2. 단락 B1 내지 B1.5.1 중 어느 하나의 방법에 있어서, 제1 전자 빔 및 제2 전자 빔 중 하나는 복수의 하전 입자의 방출 축을 따라 이동하는 축 빔이다.
B3. 단락 B1 내지 B2 중 어느 하나의 방법에 있어서, 회절면은 샘플의 하류에 있는 제2 전자 빔의 제1 초점면에 대응한다.
B4. 단락 B1 내지 B3 중 어느 하나의 방법에 있어서, 제1 전자 빔 및 제2 전자 빔은 가간섭성이다.
B4. 단락 B1 내지 B3 중 어느 하나의 방법에 있어서, 제1 전자 평면은 샘플의 개구를 통과한다.
B4.1. 단락 B4의 방법에 있어서, 방법은 전자 빔 및 이온 빔 중 하나로 샘플의 개구를 버닝하는 단계를 추가로 포함한다.
B5. 단락 B1 내지 B3 중 어느 하나의 방법에 있어서, 제1 전자 빔은 제1 전자 빔을 방해하기에 불충분한 산란이 있도록 샘플의 얇은 영역을 통과한다.
B6. 단락 B1 내지 B5 중 어느 하나의 방법에 있어서, 제2 전자 빔은 샘플에서 평행한 빔이다.
B6.1. 단락 B1 내지 B5 중 어느 하나의 방법에 있어서, 제2 전자 빔은 샘플에서 수렴 빔이다.
B6.2. 단락 B1 내지 B5 중 어느 하나의 방법에 있어서, 제2 전자 빔은 샘플에서 발산 빔이다.
B7. 단락 B1 내지 B6 중 어느 하나의 방법에 있어서, 제2 전자 빔의 제2 직경은 제1 전자 빔의 제1 직경보다 5, 10, 20, 50 및 100배를 초과하여 더 크다.
B8. 단락 B1 내지 B7 중 어느 하나의 방법에 있어서, 제1 하전 입자 빔은 복수의 하전 입자의 방출 축을 따라 이동하는 축 빔이고, 제2 하전 입자 빔은 비-축 빔이다.
B9. 단락 B1 내지 B7 중 어느 하나의 방법에 있어서, 제2 하전 입자 빔은 복수의 하전 입자의 방출 축을 따라 이동하는 축 빔이고, 제1 하전 입자 빔은 비-축 빔이다.
B10. 단락 B1 내지 B9 중 어느 하나의 방법에 있어서, 제1 전자 빔 및 제2 전자 빔 중 적어도 하나의 초점 특성을 수정하는 단계는 라운드 렌즈 작용을 제1 전자 빔 및 제2 전자 빔 중 하나에 적용하는 단계를 포함한다.
B10.1. 단락 B10의 방법에 있어서, 제1 전자 빔 및 제2 전자 빔 중 적어도 하나의 초점 특성을 수정하는 단계는 라운드 렌즈 작용을 제1 전자 빔 및 전자 입자 빔 모두에 적용하는 단계를 포함한다.
B10.1.1. 단락 B10.1의 방법에 있어서, 제1 전자 빔에 적용되는 라운드 렌즈 작용은 제2 전자 빔에 적용되는 라운드 렌즈 작용과 상이하다.
B11. 단락 B1 내지 B10.1.1 중 어느 하나의 방법에 있어서, 제1 전자 빔 및 제2 전자 빔 중 적어도 하나의 초점 특성을 수정하는 단계는 제1 전자 빔 및 제2 전자 빔 중 하나에 적어도 4중극자 렌즈 작용을 적용하는 단계를 포함한다.
B11.1. 단락 B11의 방법에 있어서, 적어도 4중극자 렌즈 작용은 더 이상 원통형 대칭성 빔이 아니도록 제1 전자 빔 및 제2 전자 빔 중 하나에 비점수차를 적용한다.
B11.2. 단락 B11 내지 B11.1 중 어느 하나의 방법에 있어서, 제1 전자 빔 및 제2 전자 빔 중 하나에 추가적인 적어도 4중극자 렌즈 효과를 적용하는 단계를 추가로 포함한다.
B11.2.1. 단락 B11.2의 방법에 있어서, 추가적인 적어도 4중극자 렌즈 효과는 제1 전자 빔 및 제2 전자 빔 중 하나가 원통형 대칭성 빔이 되게 한다.
B11.2.2. 단락 B11.2 내지 B11.2.1 중 어느 하나의 방법에 있어서, 적어도 4중극자 렌즈 효과는 보정기에 의해 적용된다.
B11.2.2.1. 단락 B11.2.2의 방법에 있어서, 보정기는 복수의 전자의 방출 축에 수직인 편향을 추가로 적용한다.
B11.2.2.1.1. 단락 B11.2.2.1의 방법에 있어서, 제2 전자 빔은 축 빔이고, 편향은 제2 전자 빔이 보정기의 하류에 있는 비-축 빔이 되게 한다.
B11.2.2.1.2. 단락 B11.2.2.1의 방법에 있어서, 제2 전자 빔은 비-축 빔이고, 편향은 제2 전자 빔이 보정기의 하류의 축 빔이 되게 한다.
B11.2.2.1.3. 단락 B11.2.2.1의 방법에 있어서, 제1 전자 빔은 축 빔이고, 편향은 제1 전자 빔이 보정기의 하류에 있는 비-축 빔이 되게 한다.
B11.2.2.1.4. 단락 B11.2.2.1의 방법에 있어서, 제1 전자 빔은 비-축 빔이고, 편향은 제1 전자 빔이 보정기의 하류의 축 빔이 되게 한다.
B11.2.2.2. 단락 B11.2.2.1 내지 B11.2.2.1.4 중 어느 하나의 방법에 있어서, 보정기는 적어도 4중극자 렌즈 효과를 받지 않은 전자 빔의 초점면에 위치한다.
B12. 단락 B1 내지 B11.2.2.2 중 어느 하나의 방법에 있어서, 복수의 전자는 분할되고 제1 전자 빔 및 제2 전자 빔은 MEMS 장치에 의해 수정된다.
B12.1. 단락 B12의 방법에 있어서, MEMS 장치는 단락 F1 내지 F12.1 중 어느 하나의 MEMS 장치를 포함한다.
B13. 단락 B1 내지 B12 중 어느 하나의 방법에 있어서, 복수의 전자는 분할되고 제1 전자 빔 및 제2 전자 빔은 다중 개구 장치에 의해 수정된다.
B13.1. 단락 B13의 방법에 있어서, MEMS 장치는 단락 F1 내지 F12.1 중 어느 하나의 MEMS 장치를 포함한다.
B14. 단락 B1 내지 B13 중 어느 하나의 방법에 있어서, 샘플은 결정이다.
B14.1. 단락 B14의 방법에 있어서, 회절 이미지의 회절 피크는 에어리 디스크이다.
B15. 단락 B1 내지 B14.1 중 어느 하나의 방법에 있어서, 샘플에 의해 산란된 전자는 회절면에서 초점면을 가지고 있다.
C1. 샘플을 조사하기 위한 시스템으로, 시스템은 샘플을 보유하도록 구성된 샘플 홀더; 샘플을 향해 하전 입자를 방출하도록 구성된 하전 입자 방출기; 하전 입자 방출기와 샘플 홀더 사이에 위치한 이중 초점 빔 형성기- 이중 초점 빔 형성기는 복수의 하전 입자를 제1 하전 입자 빔 및 제2 하전 입자 빔으로 형성하도록; 및 제1 하전 입자 빔이 샘플에서 또는 그 근방에서의 평면에 집속하고 제2 하전 입자 빔이 샘플에서 또는 그 근방에서의 평면에 집속하지 않게 제1 하전 입자 빔 및 제2 하전 입자 빔 중 적어도 하나의 초점 특성을 수정하도록 구성됨 -를 포함한다.
C2. 단락 C1의 시스템에 있어서, 하전 입자 방출기는 샘플을 향해 전자를 방출하도록 구성된 전자 방출기이고, 하전 입자 빔은 전자 빔이다.
C3. 단락 C1 내지 C2 중 어느 하나의 시스템에 있어서, 샘플에서 제2 하전 입자 빔의 제2 빔 직경은 샘플에서 제1 하전 입자 빔의 제1 빔 직경보다 5, 10, 20, 50, 100, 500, 또는 1000배 중 적어도 하나로 더 크다.
C3.1. 단락 C3의 시스템에 있어서, 제2 빔 직경은 제1 하전 입자 빔의 각 교차점에서 또는 그에 근접해서 제1 빔 직경보다 5, 10, 20, 50, 100, 500 또는 1000배 중 적어도 하나로 더 크다.
C4. 단락 C1 내지 C3.1 중 어느 하나의 시스템에 있어서, 제1 하전 입자 빔은 샘플에서 제2 하전 입자 빔에 대해 경사진다.
C5. 단락 C1 내지 C4 중 어느 하나의 시스템에 있어서, 제1 하전 입자 빔 및 제2 하전 입자 빔은 가간섭성 빔이다.
C6. 단락 C1 내지 C5 중 어느 하나의 시스템에 있어서, 가속기를 추가로 포함한다.
C6.1. 단락 C6의 시스템에 있어서, 가속기는 이중 초점 빔 형성기 아래에 위치되고 제1 하전 입자 빔 및 제2 하전 입자 빔 각각을 최종 에너지로 가속하도록 구성된다.
C6.2. 단락 C6의 시스템에 있어서, 가속기는 이중 초점 빔 형성기 위에 위치되고 복수의 하전 입자를 최종 에너지로 가속하도록 구성된다.
C7. 단락 C1 내지 C6.2 중 어느 하나의 시스템에 있어서, 이중 초점 빔 형성기는 제2 하전 입자 빔을 왜곡한다.
C8. 단락 C1 내지 C7 중 어느 하나의 시스템에 있어서, 이중 초점 빔 형성기는 제2 하전 입자 빔의 초점면을 변경한다.
C9. 단락 C8 내지 C8.4 중 어느 하나의 시스템에 있어서, 이중 초점 빔 형성기는 제1 하전 입자 빔 및 제2 하전 입자 빔 중 하나가 원통형 대칭성 빔이 되지 않도록 한다.
C9.1. 단락 C9의 시스템에 있어서, 제2 하전 입자 빔이 원통형 대칭성 빔이 되도록 구성되는 보정기를 추가로 포함한다.
C9.1.1. 단락 C9.1.의 시스템에 있어서, 보정기는 스티그메이터이다.
C10. C1 내지 C9.1.1 중 어느 하나의 시스템에 있어서, 이중 초점 빔 형성기는 제2 하전 입자 빔이 하나 이상의 수차를 갖도록 한다.
C10.1. 단락 C10의 시스템에 있어서, 하나 이상의 수차 중 적어도 하나는 결정적 수차이다.
C10.2. 단락 C10 내지 C10.1 중 어느 하나의 시스템에 있어서, 이중 초점 빔 형성기는 하나 이상의 수차 중 적어도 하나가 시스템의 다른 수차를 보정하게 하도록 위치 및/또는 구성된다.
C11. 단락 C1 내지 C10.2 중 어느 하나의 시스템에 있어서, 이중 초점 빔 형성기는 제1 하전 입자 빔 및 제2 하전 입자 빔 중 적어도 하나를 복수의 하전 입자의 방출 축으로부터 멀리 편향시키도록 추가로 구성된다.
C12. 단락 C1 내지 C11 중 어느 하나의 시스템에 있어서, 이중 초점 빔 형성기는 제1 하전 입자 빔 및 제2 하전 입자 빔 중 적어도 하나의 초점 특성의 수정을 적어도 부분적으로 유발하는 적어도 4중극자 필드를 생성하도록 구성된 MEMS 장치를 포함한다.
C12.1. 단락 C12의 시스템에 있어서, MEMS 장치는 제1 개구 및 제2 개구를 정의하는 구조를 포함하고, 제1 하전 입자 빔은 제1 개구를 통과하고 제2 하전 입자 빔은 제2 개구를 통과한다.
C12.1.1. 단락 C12.1의 시스템에 있어서, 제1 개구는 제2 개구와 동일한 반경을 갖는다.
C12.1.2. 단락 C12.1의 시스템에 있어서, 제1 개구는 제2 개구보다 더 작은 반경을 갖는다.
C12.1.3. 단락 C12.1의 시스템에 있어서, 제1 개구는 제2 개구보다 더 큰 반경을 갖는다.
C12.1.4. 단락 C12.1 내지 C12.1.3 중 어느 하나의 시스템에 있어서, MEMS 장치는 복수의 하전 입자를 향하는 표면층을 포함하고, 제1 개구 및 제2 개구는 표면층에 의해 정의된다.
C12.1.4.1. 단락 C12.1.4의 시스템에 있어서, 표면층은 포일이다.
C12.1.5. 단락 C12.1 내지 C12.1.4.1 중 어느 하나의 시스템에 있어서, 제1 개구는 복수의 하전 입자의 방출 축 상에 위치된 축 개구이고, 제2 개구는 비-축 개구이다.
C12.1.6. 단락 C12.1 내지 C12.1.4.1 중 어느 하나의 시스템에 있어서, 제2 개구는 복수의 하전 입자의 방출 축 상에 위치된 축 개구이고, 제1 개구는 비-축 개구이다.
C12.2. 단락 C12.1 내지 C12.1.6 중 어느 하나의 시스템에 있어서, MEMS 장치는 하나 이상의 전극을 포함한다.
C12.2.1. 단락 C12.2의 시스템에 있어서, 대응하는 전압이 하나 이상의 전극에 인가될 때, 하나 이상의 전극은 적어도 4중극자 필드를 생성한다.
C12.2.1. 단락 C12.2 내지 12.2.1 중 어느 하나의 시스템에 있어서, 하나 이상의 전극 중 적어도 하나는 접지된다.
C12.2.2. C12.1.4에 종속될 때 단락 C12.2 내지 C12.2.1 중 어느 하나의 시스템에 있어서, MEMS 장치는 표면층 반대쪽에 있는 절연층을 포함한다.
C12.2.2.1. 단락 C12.2.2의 시스템에 있어서, 하나 이상의 전극은 절연층과 표면층 사이에 위치하는 전극층에 위치한다.
C12.2.3. 단락 C12.2 내지 C12.2.2.1 중 어느 하나의 시스템에 있어서, 하나 이상의 전극은 4개의 전극을 포함한다.
C12.2.4. 단락 C12.2 내지 C12.2.2.1 중 어느 하나의 시스템에 있어서, 하나 이상의 전극은 7개의 전극을 포함한다.
C12.3. 단락 C12.1 내지 C12.2.4 중 어느 하나의 시스템에 있어서, 적어도 4중극자 필드는 쌍극 필드, 4중극자 필드, 6중극자 필드 또는 8중극자 필드 중 하나이다.
C12.4. 단락 C12.1 내지 C12.3 중 어느 하나의 시스템에 있어서, 적어도 4중극자 필드는 제1 하전 입자 빔의 초점면이 변경되게 하지 않는다.
C12.5. 단락 C12.1 내지 C12.4 중 어느 하나의 시스템에 있어서, MEMS 장치는 하나 이상의 쌍극 필드를 생성하도록 추가로 구성된다.
C12.5.1. 단락 C12.5의 시스템에 있어서, 하나 이상의 쌍극 필드는 하전 입자 빔 중 적어도 하나가 방출 축에 수직인 방향으로 편향되게 한다.
C13. 단락 C1 내지 C11 중 어느 하나의 시스템에 있어서, 이중 초점 빔 형성기는 제1 개구와 제2 개구를 정의하는 물리적 구조- 제1 하전 입자 빔은 제1 개구를 통과하고 제2 하전 입자 빔은 제2 개구를 통과하함 -; 및 제1 하전 입자 빔 및 제2 하전 입자 빔 중 적어도 하나의 초점 특성을 조절하도록 배치 및/또는 구성되어 이들이 상이한 초점면을 갖도록 하는 렌즈를 포함한다.
C13.1. 단락 C13의 시스템에 있어서, 제1 하전 입자 빔은 제1 개구를 통과하고 제2 하전 입자 빔은 제2 개구를 통과한다.
C13.2. 단락 C13 내지 C13.1 중 어느 하나의 시스템에 있어서, 렌즈는 에인젤 렌즈이다.
C13.3. 단락 C13 내지 C13.2 중 어느 하나의 시스템에 있어서, 렌즈는 물리적 구조 위에 위치한다.
C13.4. 단락 C13 내지 C13.2 중 어느 하나의 시스템에 있어서, 렌즈는 물리적 구조 아래 위에 위치한다.
C13.5. 단락 C13 내지 C13.4 중 어느 하나의 시스템에 있어서, 렌즈는 제2 하전 입자 빔의 초점 특성을 조절하도록 위치 및/또는 구성된다.
C13.5.1. 단락 C13.5의 시스템에 있어서, 렌즈는 제1 하전 입자 빔의 초점면을 조절하도록 위치 및/또는 구성되지 않는다.
C14. 단락 C14 내지 C14.5 중 어느 하나의 시스템에 있어서, 이중 초점 빔 형성기는 다음을 정의하는 적어도 하나의 물리적 구조를 포함한다: 제1 하전 입자 빔이 적어도 하나의 물리적 구조를 통과하게 하는 제1 개구; 제2 하전 입자 빔이 적어도 하나의 물리적 구조를 통과하게 하는 제2 개구; 및 복수의 다른 개구.
C14.1. 단락 C14의 시스템에 있어서, 복수의 다른 개구는 이중 초점 빔 형성기의 사용 동안 제2 하전 입자 빔에 렌즈 효과를 적용하는 전자기장을 생성하는 패턴을 형성한다.
C14.1.1. 단락 C14.1의 시스템에 있어서, 복수의 다른 개구는 이중 초점 빔 형성기의 사용 동안 제2 하전 입자 빔에 적어도 4중극자 렌즈 효과를 적용하는 전자기장을 생성하는 패턴을 형성한다.
C14.1.1.1. 단락 C14.1.1의 시스템에 있어서, 전자기장은 이중 초점 빔 형성기의 사용 동안 4중극자 렌즈 효과를 제1 하전 입자 빔에 적용하지 않는다.
C14.1.2. 단락 C14.1 내지 C14.1.1.1 중 어느 하나의 시스템에 있어서, 복수의 다른 개구는 이중 초점 빔 형성기의 사용 동안 제1 하전 입자 빔에 원형 렌즈 효과를 적용하는 전자기장을 생성하는 패턴을 형성한다.
C14.1.2.1. 단락 C14.1.2의 시스템에 있어서, 복수의 다른 개구는 이중 초점 빔 형성기의 사용 동안 제2 하전 입자 빔에 적어도 원형 렌즈 효과를 적용하는 전자기장을 생성하는 패턴을 형성한다.
C14.1.3. 단락 C14.1 내지 C14.2.1 중 어느 하나의 시스템에 있어서, 전자기장에 의해 적용된 렌즈 효과는 적어도 부분적으로 제1 하전 입자 빔 및 제2 하전 입자 빔 중 적어도 하나의 초점 특성의 수정을 야기한다.
C14.1.3.1. 단락 C14.1.3의 시스템에 있어서, 전자기장은 제1 하전 입자 빔의 초점면을 변화시킨다.
C14.3. 단락 C14 내지 C14.2.1 중 어느 하나의 시스템에 있어서, 복수의 개구 중 적어도 하나의 개구는 구멍이다.
C14.3.1. 단락 C14.3의 시스템에 있어서, 구멍은
적어도 하나의 물리적 구조의 제1 표면에 정의된 입구- 제1 표면은 복수의 하전 입자를 향함 -; 제1 표면에 대향하는 적어도 하나의 물리적 구조의 제2 표면에 정의된 출구; 그리고 입구와 출구를 연결하는 빈 볼륨을 포함한다.
C14.3.1.1. 단락 C14.3.1의 시스템에 있어서, 제1 표면 및 제2 표면은 각각 단일 물리적 구조의 표면이다.
C14.3.1.2. 단락 C14.3.1의 시스템에 있어서, 제1 표면 및 제2 표면은 상이한 물리적 구조의 각각의 표면이다.
C14.4. 단락 C14 내지 C14.3.1.2 중 어느 하나의 시스템에 있어서, 복수의 개구 중 적어도 하나의 개구는 공동이다.
C14.4.1. 단락 C14.4의 시스템에 있어서, 공동은
적어도 하나의 물리적 구조의 제1 표면에 정의된 입구- 제1 표면은 복수의 하전 입자를 향함 -; 및 입구와 소통하고 적어도 하나의 물리적 구조에 의해 정의되는 빈 볼륨- 적어도 하나의 물리적 구조는 입구를 통해 빈 볼륨으로 들어가는 복수의 하전 입자의 하전 입자가 이중 초점 빔 형성기를 통과하지 않도록 빈 볼륨을 정의한다-을 포함한다.
C14.4.1.1. 단락 C14.4.1의 시스템에 있어서, 공동은 단일 물리적 구조에 의해 정의된다.
C14.4.1.2. 단락 C14.4.1의 시스템에 있어서, 공동은 다중 물리적 구조에 의해 정의된다.
C14.5. 단락 C14.3 내지 C14.4.1.2 중 어느 하나의 시스템에 있어서, 복수의 개구는 구멍과 공동의 조합을 포함한다.
C14.6. 단락 C14 내지 C14.5 중 어느 하나의 시스템에 있어서, 제1 개구, 제2 개구, 또는 복수의 개구 중 하나의 개구 중 적어도 하나의 기하형상은 원형이다.
C14.7. 단락 C14 내지 C14.5 중 어느 하나의 시스템에 있어서, 제1 개구, 제2 개구, 또는 복수의 개구 중 하나의 개구 중 적어도 하나의 기하형상은 직사각형이다.
C14.7.1. 단락 C14 내지 C14.5 중 어느 하나의 시스템에 있어서, 제1 개구, 제2 개구, 또는 복수의 개구 중 하나의 개구 중 적어도 하나의 기하형상은 정사각형이다.
C14.7.2. 단락 C14 내지 C14.5 중 어느 하나의 시스템에 있어서, 제1 개구, 제2 개구, 또는 복수의 개구 중 하나의 개구 중 적어도 하나의 기하형상은 둥근 모서리를 갖는다.
C14.8. 단락 C14 내지 C14.7.2 중 어느 하나의 시스템에 있어서, 제1 개구, 제2 개구, 및 복수의 개구의 기하형상은 균일하지 않다.
C14.9. 단락 C14 내지 C14.8 중 어느 하나의 시스템에 있어서, 제1 개구, 제2 개구, 및 복수의 개구의 크기는 균일하지 않다.
C14.10. 단락 C14 내지 C14.9 중 어느 하나의 시스템에 있어서, 이중 초점 빔 형성기는 제1 인가 전압을 수신하도록 구성된 제1 전극을 추가로 포함한다.
C14.10.1. 단락 C14.10의 시스템에 있어서, 제1 전극은 복수의 하전 입자의 적어도 일부가 제1 전극을 통과할 수 있도록 하는 전극 입구 개구를 적어도 부분적으로 정의하는 물리적 구조를 포함한다.
C14.10.1.1. 단락 C14.10.1의 시스템에 있어서, 전극 입구 개구는 복수의 하전 입자의 제1 부분이 제1 전극을 통과하도록 허용하는 제1 전극 입구 개구이고, 제2 전극은 복수의 하전 입자의 제2 부분이 제1 전극을 통과하도록 허용하는 제2 전극 입구 개구를 추가로 정의한다.
C14.10.2. 단락 C14.10 내지 C14.10.1.1 중 어느 하나의 시스템에 있어서, 제1 전극은 제1 개구, 제2 개구, 및 복수의 개구의 상류에 있다.
C14.10.3. 단락 C14.10 내지 C14.10.2 중 어느 하나의 시스템에 있어서, 제1 전극은 디스크형 전극이다.
C14.10.4. 단락 C14.10 내지 C14.10.2 중 어느 하나의 시스템에 있어서, 이중 초점 빔 형성기는 제2 인가 전압을 수신하도록 구성된 제2 전극을 추가로 포함한다.
C14.10.4.1. 단락 C14.10.4의 시스템에 있어서, 제1 전압은 제2 전압과 상이하다.
C14.10.4.2. 단락 C14.10.4의 시스템에 있어서, 제1 전압과 제2 전압은 상이하다.
C14.10.4.3. 단락 C14.10.4 내지 C14.10.4.2 중 어느 하나의 시스템에 있어서, 제2 전극은 제1 하전 입자 빔 및 제2 하전 입자 빔 중 적어도 하나가 제2 전극을 통과하는 전극 출구 개구를 적어도 부분적으로 정의하는 물리적 구조를 포함한다.
C14.10.4.3.1. 단락 C14.10.4.3의 시스템에 있어서, 전극 출구 개구는 제1 하전 입자 빔이 제2 전극을 통과하게 하는 제1 전극 출구 개구이고, 제2 전극은 제2 하전 입자 빔이 제2 전극을 통과하게 하는 제2 전극 출구 개구를 추가로 포함한다.
C14.10.4.3. 단락 C14.10.4 내지 C14.10.4.3.1 중 어느 하나의 시스템에 있어서, 제2 전극은 제1 개구, 제2 개구 및 복수의 개구의 하류에 위치한다.
C15. 단락 C1 내지 C11 중 어느 하나의 시스템에 있어서, 이중 초점 빔 형성기는 구멍을 정의하고 복수의 하전 입자를 제1 하전 입자 빔 및 제2 하전 입자 빔으로 분할하도록 위치 및/또는 구성되는 이중 프리즘을 포함한다.
C16. 단락 C1 내지 C11 중 어느 하나의 시스템에 있어서, 레이저 패턴 프린지는 복수의 하전 입자를 제1 하전 입자 빔 및 제2 하전 입자 빔으로 분할하는 데 사용된다.
C17. 단락 C1 내지 C16 중 어느 하나의 시스템에 있어서, 제2 하전 입자 빔은 샘플 위에 위치한 상이한 평면에 집속된다.
C17.1. 단락 C17의 시스템에 있어서, 상이한 평면은 샘플 위 대물 렌즈 초점 거리의 적어도 0.1 %, 1 %, 10 % 또는 100 %에 위치한다.
C18. 단락 C1 내지 C16 중 어느 하나의 시스템에 있어서, 제2 하전 입자 빔은 샘플 아래에 위치한 상이한 평면에 집속된다.
C18.1. 단락 C18의 시스템에 있어서, 다른 평면은 표본 샘플 아래의 대물 렌즈 초점 거리의 적어도 0.1 %, 1 %, 10 % 또는 100 %에 위치한다.
C19. 단락 C17 내지 C18.1 중 어느 하나의 시스템에 있어서, 샘플에서 또는 그 근방에서의 평면과 상이한 평면 사이의 거리는 대물 렌즈 초점 거리의 적어도 0.1 %, 1 %, 10 % 또는 100 %이다.
C20. 단락 C1 내지 C19 중 어느 하나의 시스템에 있어서, 제2 하전 입자 빔은 샘플에서 평행한 빔이다.
C21. 단락 C1 내지 C19 중 어느 하나의 시스템에 있어서, 제2 하전 입자 빔은 샘플에서 수렴 빔이다.
C22. 단락 C1 내지 C19 중 어느 하나의 시스템에 있어서, 제2 하전 입자 빔은 샘플에서 발산 빔이다.
D1. 단락 A1 내지 A16, B1 내지 B15, L1 내지 L10.2 또는 M9.1의 방법 중 어느 하나의 방법을 수행하기 위한 단락 C1 내지 C20 중 어느 하나의 시스템의 사용.
E1. 하나 이상의 처리 유닛에 의해 실행될 때 단락 C1 내지 C20 중 어느 하나의 시스템으로 하여금 단락 A1 내지 A16, B1 내지 B15, L1 내지 L10.2 또는 M1 내지 M9.1 중 어느 하나의 방법을 수행하게 하는 명령을 포함하는 비일시적 컴퓨터-판독 가능 매체.
F1. MEMS 장치이며, 이는 물리적 구조- 물리적 구조는 복수의 하전 입자의 하전 입자의 제1 부분이 MEMS 장치를 통과하게 하도록 구성된 제1 개구; 및 복수의 하전 입자의 하전 입자의 제2 부분이 MEMS 장치를 통과하게 하도록 구성된 제2 개구를 정의함 -; 및 대응하는 전압이 하나 이상의 전극에 인가될 때, 하전 입자의 제1 부분 및 하전 입자의 제2 부분 중 적어도 하나의 초점 특성의 수정을 적어도 부분적으로 야기하는 적어도 4중극자 필드를 생성하도록 구성된 하나 이상의 전극을 포함한다.
F1.1. 단락 F1의 MEMS 장치에 있어서, 복수의 하전 입자는 MEMS 장치에 입사하는 소스 빔을 형성한다.
F1.1.1. 단락 F1 내지 F1.1 중 어느 하나의 MEMS 장치에 있어서, 복수의 하전 입자는 복수의 전자이다.
F2. 단락 F1 내지 F1.1.1 중 어느 하나의 MEMS 장치에 있어서, 제1 개구는 하전 입자의 제1 부분을 제1 하전 입자 빔으로 형성하도록 구성되고, 제2 개구는 하전 입자의 제2 부분을 제2 하전 입자 빔으로 형성하도록 구성된다.
F2.1. 단락 F2의 MEMS 장치에 있어서, 제1 개구는 제2 개구와 동일한 반경을 갖는다.
F2.2. 단락 F2의 MEMS 장치에 있어서, 제1 개구는 제2 개구보다 더 작은 반경을 갖는다.
F2.3. 단락 F2의 MEMS 장치에 있어서, 제1 개구는 제2 개구보다 더 큰 반경을 갖는다.
F3. 단락 F1 내지 F2.3 중 어느 하나의 MEMS 장치에 있어서, 물리적 구조는 제1 개구 및 제2 개구를 정의하는 표면층을 포함한다.
F3.1. 단락 F3의 MEMS 장치에 있어서, 표면층은 하전 입자의 제3 부분이 MEMS 장치를 통과하는 것을 방지한다.
F3.2. 단락 F3 내지 F3.1 중 어느 하나의 MEMS 장치에 있어서, 표면층은 포일이다.
F4. 단락 F1 내지 F3.2 중 어느 하나의 MEMS 장치에 있어서, 제1 개구는 복수의 하전 입자의 방출 축 상에 위치된 축 개구이고, 제2 개구는 비-축 개구이다.
F5. 단락 F1 내지 F3.2 중 어느 하나의 MEMS 장치에 있어서, 제2 개구는 복수의 하전 입자의 방출 축 상에 위치된 축 개구이고, 제1 개구는 비-축 개구이다.
F6. 단락 F1 내지 F5 중 어느 하나의 MEMS 장치에 있어서, 하나 이상의 전극 중 적어도 하나는 접지된다.
F7. 단락 F3 내지 F3.1 중 어느 하나에 종속될 때 단락 F1 내지 F6 중 어느 하나의 MEMS 장치에 있어서, MEMS 장치는 표면층 반대쪽에 있는 절연층을 포함한다.
F7.1. 단락 F7의 MEMS 장치에 있어서, 하나 이상의 전극은 절연층과 표면층 사이에 위치하는 전극층에 위치한다.
F8. 단락 F1 내지 F7.1 중 어느 하나의 MEMS 장치에 있어서, 하나 이상의 전극은 4개의 전극을 포함한다.
F9. 단락 F1 내지 F7.1 중 어느 하나의 MEMS 장치에 있어서, 하나 이상의 전극은 7개의 전극을 포함한다.
F10. 단락 F1 내지 F9 중 어느 하나의 MEMS 장치에 있어서, 적어도 4중극자 필드는 쌍극 필드, 4중극자 필드, 6중극자 필드 또는 8중극자 필드 중 하나이다.
F11. 단락 F1 내지 F10 중 어느 하나의 MEMS 장치에 있어서, 적어도 4중극자 필드는 제1 하전 입자 빔의 초점면이 변경되게 하지 않는다.
F12. 단락 F1 내지 F11 중 어느 하나의 MEMS 장치에 있어서, MEMS 장치는 하나 이상의 쌍극 필드를 생성하도록 추가로 구성된다.
F12.1. 단락 F12의 MEMS 장치에 있어서, 하나 이상의 쌍극 필드는 하전 입자 빔 중 적어도 하나가 방출 축에 수직인 방향으로 편향되게 한다.
G1. 단락 F1 내지 F12.1 중 어느 하나의 단락의 임의의 MEMS 장치의 사용.
G2. 단락 A1 내지 A16, B1 내지 B15, L1 내지 L10.2 또는 M1 내지 M9.1 중 어느 하나의 방법을 수행하기 위한 단락 F1 내지 F12.1 중 어느 하나의 MEMS 장치의 사용.
G3. 샘플 조사를 위한 단락 F1 내지 F12.1 중 어느 하나의 MEMS 장치의 사용.
H1. 단락 C1 내지 C20 중 어느 하나의 시스템에서 단락 F1 내지 F12.1 중 어느 하나의 MEMS 장치의 사용.
I1. 개구 렌즈 어레이 장치로서, 이는 적어도 하나의 물리적 구조- 물리적 구조는 복수의 하전 입자의 하전 입자의 제1 부분이 개구 렌즈 어레이 장치를 통과하게 하도록 구성된 제1 개구; 복수의 하전 입자의 하전 입자의 제2 부분이 개구 렌즈 어레이 장치를 통과하게 하도록 구성된 제2 개구; 복수의 다른 개구를 정의함 -; 및 적어도 하나의 전극- 제1 개구, 제2 개구 및 복수의 다른 개구는 개구 렌즈 어레이 장치의 사용 중 대응하는 전압이 적어도 하나의 물리적 구조 및 적어도 하나의 전극에 인가될 때, 하전 입자의 제2 부분에 렌즈 효과를 적용하는 전자기장을 생성하는 패턴을 형성함 -을 포함한다.
I1.1. 단락 I1의 개구 렌즈 어레이 장치에 있어서, 복수의 하전 입자는 개구 렌즈 어레이 장치에 입사되는 소스 빔을 형성한다.
I1.1.1. 단락 I1 내지 I1.1 중 어느 하나의 개구 렌즈 어레이 장치에 있어서, 복수의 하전 입자는 복수의 전자이다.
I2. 단락 I.1 내지 I1.1.1 중 어느 하나의 개구 렌즈 어레이 장치에 있어서, 제1 개구는 하전 입자의 제1 부분을 제1 하전 입자 빔으로 형성하도록 구성되고, 제2 개구는 하전 입자의 제2 부분을 제2 하전 입자 빔으로 형성하도록 구성된다.
I2.1. 단락 I2의 개구 렌즈 어레이 장치에 있어서, 전자기장은 개구 렌즈 어레이 장치를 사용하는 동안 적어도 4중극자 렌즈 효과를 제2 하전 입자 빔에 적용한다.
I2.1.1. 단락 I2.1의 개구 렌즈 어레이 장치에 있어서, 전자기장은 개구 렌즈 어레이 장치를 사용하는 동안 제1 하전 입자 빔에 4중극자 렌즈 효과를 적용하지 않는다.
I2.1.2. 단락 I2 내지 I2.1.1 중 어느 하나의 개구 렌즈 어레이 장치에 있어서, 전자기장은 개구 렌즈 어레이 장치를 사용하는 동안 제1 하전 입자 빔에 원형 렌즈 효과를 적용한다.
I2.1.3. 단락 I2 내지 I2.1.2 중 어느 하나의 개구 렌즈 어레이 장치에 있어서, 전자기장은 개구 렌즈 어레이 장치를 사용하는 동안 제2 하전 입자 빔에 적어도 원형 렌즈 효과를 적용한다.
I3. 단락 I1 내지 I2.1.3 중 어느 하나의 개구 렌즈 어레이 장치에 있어서, 전자기장에 의해 적용된 렌즈 효과는 적어도 부분적으로 제1 하전 입자 빔 및 제2 하전 입자 빔 중 적어도 하나의 초점면의 수정을 야기한다.
I3.1. 단락 I1의 개구 렌즈 어레이 장치에 있어서, 렌즈 효과에 의해 야기되는 초점면의 수정은 제1 하전 입자 빔 및 제2 하전 입자 빔이 상이한 초점면을 갖도록 한다.
I3.2. 단락 I3 내지 I3.1 중 어느 하나의 개구 렌즈 어레이 장치에 있어서, 전자기장은 제1 하전 입자 빔의 초점면을 변화시킨다.
I4. 단락 I1 내지 I3.2 중 어느 하나의 개구 렌즈 어레이 장치에 있어서, 복수의 개구 중 적어도 하나의 개구는 구멍이다.
I4.1. 단락 I4의 개구 렌즈 어레이 장치에 있어서, 구멍은 적어도 하나의 물리적 구조의 제1 표면에 정의된 입구- 제1 표면은 복수의 하전 입자를 향함 -; 제1 표면에 대향하는 적어도 하나의 물리적 구조의 제2 표면에 정의된 출구; 그리고 입구와 출구를 연결하는 빈 볼륨을 포함한다.
I4.1.1. 단락 I4.1의 개구 렌즈 어레이 장치에 있어서, 제1 표면 및 제2 표면은 각각 단일 물리적 구조의 표면이다.
I4.1.2. 단락 I4.1의 개구 렌즈 어레이 장치에 있어서, 제1 표면 및 제2 표면은 상이한 물리적 구조의 각각의 표면이다.
I5. 단락 I1 내지 I4.1.2 중 어느 하나의 개구 렌즈 어레이 장치에 있어서, 복수의 개구 중 적어도 하나의 개구는 공동이다.
I5.1. 단락 I5의 개구 렌즈 어레이 장치에 있어서, 공동은 적어도 하나의 물리적 구조의 제1 표면에 정의된 입구- 제1 표면은 복수의 하전 입자를 향함 -; 및 입구와 소통하고 적어도 하나의 물리적 구조에 의해 정의되는 빈 볼륨- 적어도 하나의 물리적 구조는 입구를 통해 빈 볼륨으로 들어가는 복수의 하전 입자의 하전 입자가 이중 초점 빔 형성기를 통과하지 않도록 빈 볼륨을 정의한다.
I5.1. 단락 I5.1의 개구 렌즈 어레이 장치에 있어서, 공동은 단일 물리적 구조에 의해 정의된다.
I5.2. 단락 I5.1의 개구 렌즈 어레이 장치에 있어서, 공동은 다중 물리적 구조에 의해 정의된다.
I6. 단락 I4 내지 I5.2 중 어느 하나의 개구 렌즈 어레이 장치에 있어서, 복수의 개구는 구멍과 공동의 조합을 포함한다.
I7. 단락 I1 내지 I6 중 어느 하나의 개구 렌즈 어레이 장치에 있어서, 제1 개구, 제2 개구, 또는 복수의 개구의 개구 중 적어도 하나의 기하형상은 원형이다.
I8. 단락 I1 내지 I7 중 어느 하나의 개구 렌즈 어레이 장치에 있어서, 제1 개구, 제2 개구, 또는 복수의 개구의 개구 중 적어도 하나의 기하형상은 직사각형이다.
I9. 단락 I1 내지 I8 중 어느 하나의 개구 렌즈 어레이 장치에 있어서, 제1 개구, 제2 개구, 또는 복수의 개구의 개구 중 적어도 하나의 기하형상은 정사각형이다.
I10. 단락 I1 내지 I9 중 어느 하나의 개구 렌즈 어레이 장치에 있어서, 제1 개구, 제2 개구, 또는 복수의 개구의 개구 중 적어도 하나의 기하형상은 둥근 모서리를 갖는다.
I11. 단락 I1 내지 I10 중 어느 하나의 개구 렌즈 어레이 장치에 있어서, 제1 개구, 제2 개구, 및 복수의 개구의 기하형상은 균일하지 않다.
I12. 단락 I1 내지 I11 중 어느 하나의 개구 렌즈 어레이 장치에 있어서, 제1 개구, 제2 개구, 및 복수의 개구의 크기는 균일하지 않다.
I13. 단락 I1 내지 I12 중 어느 하나의 개구 렌즈 어레이 장치에 있어서, 적어도 하나의 전극은 제1 인가 전압을 수신하도록 구성된 제1 전극을 포함한다.
I13.1. 단락 I13의 개구 렌즈 어레이 장치에 있어서, 제1 전극은 복수의 하전 입자의 적어도 일부가 제1 전극을 통과할 수 있도록 하는 전극 입구 개구를 적어도 부분적으로 정의하는 물리적 구조를 포함한다.
I13.1.1. 단락 I13.1의 개구 렌즈 어레이 장치에 있어서, 전극 입구 개구는 복수의 하전 입자의 제1 부분이 제1 전극을 통과하도록 허용하는 제1 전극 입구 개구이고, 제2 전극은 복수의 하전 입자의 제2 부분이 제1 전극을 통과하도록 허용하는 제2 전극 입구 개구를 추가로 정의한다.
I13.2. 단락 I13 내지 I13.1.1 중 어느 하나의 개구 렌즈 어레이 장치에 있어서, 제1 전극은 제1 개구, 제2 개구, 및 복수의 개구의 상류에 있다.
I13.3. 단락 I13 내지 I13.2 중 어느 하나의 개구 렌즈 어레이 장치에 있어서, 제1 전극은 디스크형 전극이다.
I13.4. 단락 I13 내지 I13.3 중 어느 하나의 개구 렌즈 어레이 장치에 있어서, 적어도 하나의 전극은 제2 인가 전압을 수신하도록 구성된 제2 전극을 추가로 포함한다.
I13.4.1. 단락 I13.4의 개구 렌즈 어레이 장치에 있어서, 제1 전압은 제2 전압과 상이하다.
I13.4.2. 단락 I13.4의 개구 렌즈 어레이 장치에 있어서, 제1 전압 및 제2 전압은 동일하다.
I13.4.3. 단락 I13.4 내지 I13.4.2 중 어느 하나의 개구 렌즈 어레이 장치에 있어서, 제2 전극은 제1 하전 입자 빔 및 제2 하전 입자 빔 중 적어도 하나가 제2 전극을 통과하는 전극 출구 개구를 적어도 부분적으로 정의하는 물리적 구조를 포함한다.
I13.4.3.1. 단락 I13.4.3의 개구 렌즈 어레이 장치에 있어서, 전극 출구 개구는 제1 하전 입자 빔이 제2 전극을 통과하게 하는 제1 전극 출구 개구이고, 제2 전극은 제2 하전 입자 빔이 제2 전극을 통과하게 하는 제2 전극 출구 개구를 추가로 포함한다.
I13.4.4. 단락 I13.4 내지 I13.4.3.1 중 어느 하나의 개구 렌즈 어레이 장치에 있어서, 제2 전극은 제1 개구, 제2 개구 및 복수의 개구의 하류에 위치한다.
J1. 단락 I1 내지 I13.4.4 중 어느 하나의 다중 개구 장치의 사용.
J2. 단락 A1 내지 A16, B1 내지 B15, L1 내지 L10.2 또는 M9.1의 방법을 수행하기 위한 단락 I1 내지 I13.4.4 중 어느 하나의 다중 개구 장치의 사용.
J3. 샘플 조사를 위한 단락 I1 내지 I13.4.4 중 어느 하나의 다중 개구 장치의 사용.
K1. 단락 C1 내지 C20 중 어느 하나의 시스템에서의 단락 I1 내지 I13.4.4 중 어느 하나의 다중 개구 장치의 사용.
L1. TEM 및 SEM 기술로 샘플을 조사하는 방법이며, 방법은 샘플을 향해 복수의 전자를 방출하는 단계; 복수의 전자 입자를 제1 전자 빔 및 제2 전자 빔으로 형성하는 단계; 제1 전자 빔 및 제2 전자 빔 중 적어도 하나의 초점 특성을 제1 전자 빔이 샘플 또는 그 근방의 평면에 집속된 SEM 빔이도록; 및 제2 전자 빔이 샘플에 입사할 때 평행한 빔인 TEM 빔이도록 수정하는 단계; 샘플에 입사되는 SEM 빔 및 TEM 빔에서 발생하는 방출을 검출하는 단계를 포함한다.
L2. 단락 L1의 방법에 있어서, 샘플에 입사되는 SEM 빔 및 TEM 빔으로부터 발생한 검출된 방출로부터 SEM 이미지 및 TEM 이미지 중 하나 또는 둘 모두를 생성하는 단계를 추가로 포함한다.
L3. 단락 L1 내지 L2 중 어느 하나의 방법에 있어서, 샘플에 입사되는 SEM 빔 및 TEM 빔에서 발생하는 방출을 검출하는 단계는 동일한 검출기 및/또는 검출기 어레이를 사용하여 (1) 입사되는 SEM 빔에서 발생하는 방출 및 (2) 샘플에 입사되는 TEM 빔에서 발생하는 방출을 검출하는 단계를 포함한다.
L4. 단락 L1 내지 L3 중 어느 하나의 방법에 있어서, 샘플에 입사되는 SEM 빔 및 TEM 빔에서 발생하는 방출을 검출하는 단계는 동시에 (1) 입사되는 SEM 빔에서 발생하는 방출 및 (2) 샘플에 입사되는 TEM 빔에서 발생하는 방출을 검출하는 단계를 포함한다.
L4.1. 단락 L4의 방법에 있어서, 샘플의 표면 영역에 걸쳐 SEM 빔을 스캐닝하는 단계를 추가로 포함한다.
L4.1.1. 단락 L4.1의 방법에 있어서, TEM 빔은 SEM 빔이 스캔되는 동안 샘플에 입사되는 상태로 유지된다.
L4.1.2. 단락 L4.1 내지 L4.1.1 중 어느 하나의 방법에 있어서, TEM 빔은 SEM 빔이 스캔되는 동안 정적 위치에 입사되는 상태로 유지된다.
L5. 단락 L1 내지 L4.1 중 어느 하나의 방법에 있어서, SEM 동작 모드, TEM 동작 모드 및 동시 SEM/TEM 동작 모드 중 2개 사이를 전환하는 단계를 추가로 포함한다.
L5.1. 단락 L5의 방법에 있어서, SEM 동작 모드로의 전환은 SEM 빔만 샘플에 입사하도록 TEM 빔을 차단하는 것을 포함한다.
L5.1.1. 5.1 단락의 방법에 있어서, TEM 빔을 차단하는 것은 다음 중 하나를 포함한다: 빔 차단기에 의해 차단되도록 TEM 빔을 편향시키는 단계; 빔 차단기가 TEM 빔의 경로를 차단하도록 빔 차단기를 이동시키는 단계; 및 TEM 빔이 개구를 통과할 수 없도록 개구를 차단하는 단계.
L5.2. 단락 L5 내지 L5.1 중 어느 하나의 방법에 있어서, TEM 동작 모드로 전환하는 단계는 TEM 빔만 샘플에 입사되도록 SEM 빔을 차단하는 것을 포함한다.
L5.2.1. 5.2 단락의 방법에 있어서, SEM 빔을 차단하는 것은 다음 중 하나를 포함한다: 빔 차단기에 의해 차단되도록 SEM 빔을 편향시키는 단계; 빔 차단기가 SEM 빔의 경로를 차단하도록 빔 차단기를 이동시키는 단계; 및 SEM 빔이 개구를 통과할 수 없도록 개구를 차단하는 단계.
L6. 단락 L1 내지 L5.2.1. 중 어느 하나의 방법에 있어서, 샘플에 입사되는 TEM 빔에 기인하는 검출된 방출의 일부를 결정하는 단계를 추가로 포함한다.
L6.1. 단락 L6의 방법에 있어서, 샘플에 입사되는 SEM 빔에 기인하는 검출된 방출의 일부를 결정하는 단계를 추가로 포함한다.
L7. 단락 L1 내지 L6.1 중 어느 하나의 방법에 있어서, 샘플에 입사되는 SEM 빔 및 TEM 빔으로부터 발생하는 검출된 방출에 기초하여 SEM 이미지를 생성하는 단계를 추가로 포함한다.
L8. 단락 L1 내지 L7 중 어느 하나의 방법에 있어서, 샘플에 입사되는 SEM 빔 및 TEM 빔으로부터 발생한 검출된 방출에 기초하여 TEM 이미지를 생성하는 단계를 추가로 포함한다.
L9. 단락 L1 내지 L8 중 어느 하나의 방법에 있어서, 샘플에 입사되는 SEM 빔 및 TEM 빔으로부터 발생하는 방출은 단일 검출기 및/또는 검출기 어레이로 검출된다.
L10. 단락 L1 내지 L9 중 어느 하나의 방법에 있어서, 복수의 전자 입자를 제1 전자 빔 및 제2 전자 빔으로 형성하고 이중 초점 빔 형성기에 의해 적어도 부분적으로 초점 특성의 수정이 수행된다.
L10.1. 단락 L10의 방법에 있어서, 이중 초점 빔 형성기는 단락 F1 내지 F12.1 중 어느 하나의 MEMS 장치이다.
L10.2. 단락 L10의 방법에 있어서, 이중 초점 빔 형성기는 단락 I1 내지 I13.4.4 중 어느 하나의 다중 개구 어레이이다.
L10.2. 단락 L10 내지 L10.2 중 어느 하나의 방법에 있어서, 이중 초점 빔 형성기는 제1 전자 빔 및 제2 전자 빔 중 하나에 적어도 4중극자 렌즈 효과를 적용한다.

Claims (20)

  1. 전자 홀로그래피를 사용하여 샘플을 조사하는 방법으로,
    상기 샘플을 향해 복수의 전자를 방출하는 단계;
    상기 복수의 전자를 제1 전자 빔 및 제2 전자 빔으로 형성하는 단계;
    상기 제1 전자 빔 및 상기 제2 전자 빔이 상이한 초점면을 갖도록 상기 제1 전자 빔 및 상기 제2 전자 빔 중 적어도 하나의 초점 특성을 수정하는 단계;
    상기 샘플에서 또는 상기 샘플의 근방에서 초점면을 갖도록 상기 제1 전자 빔을 집속하는 단계;
    상기 샘플에 입사하고 회절면에 초점면을 갖도록 상기 제2 전자 빔을 집속하는 단계;
    상기 회절면에서 상기 제1 전자 빔과 회절된 제2 전자 빔의 간섭 패턴을 검출하는 단계;
    상기 샘플에 입사되는 상기 제2 전자 빔으로부터 발생하는 출구 파동의 출구 파동 함수를 결정하는 단계; 및
    상기 출구 파동 함수를 기초로 상기 샘플의 구조를 결정하는 단계를 포함하는, 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 샘플은 결정이고, 상기 샘플의 상기 구조를 결정하는 단계는 상기 출구 파동 함수를 기초로 상기 샘플의 결정 격자를 결정하는 단계를 포함하는, 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 출구 파동 함수를 결정하는 단계는 상기 샘플에 입사되는 상기 제2 전자 빔에 응답하여 상기 샘플을 떠나는 상기 전자의 상기 출구 파동 함수를 결정하는 단계를 포함하고, 상기 샘플의 구조는 상기 출구 파동 함수를 기초로 결정되는, 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 출구 파동 함수를 결정하는 단계는 상기 샘플에 입사되는 상기 제2 전자 빔에 응답하여 상기 샘플을 떠나는 상기 전자의 상기 출구 파동 함수의 위상 및 진폭을 결정하는 단계를 포함하는, 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 전자 빔 및 상기 제2 전자 빔 중 적어도 하나의 상기 초점 특성을 수정하는 단계는 상기 제1 전자 빔 및 상기 제2 전자 빔 중 하나에 적어도 4중극자 렌즈 작용을 적용하는 단계를 포함하는, 방법.
  6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 회절면은 상기 샘플의 하류에 있는 상기 제2 전자 빔의 제1 초점면에 대응하는, 방법.
  7. 전자 홀로그래피를 사용하여 샘플을 조사하는 방법으로,
    상기 샘플을 향해 복수의 전자를 방출하는 단계;
    상기 복수의 전자를 제1 전자 빔 및 제2 전자 빔으로 형성하는 단계;
    상기 제1 전자 빔 및 상기 제2 전자 빔이 상이한 초점면을 갖도록 상기 제1 전자 빔 및 상기 제2 전자 빔 중 적어도 하나의 초점 특성을 수정하는 단계;
    상기 샘플에서 또는 상기 샘플의 근방에서 초점면을 갖도록 상기 제1 전자 빔을 집속하는 단계;
    상기 샘플에 입사하고 회절면에 초점면을 갖도록 상기 제2 전자 빔을 집속하는 단계; 및
    상기 회절면에서 상기 제1 전자 빔과 회절된 제2 전자 빔의 간섭 패턴을 검출하는 단계를 포함하는, 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 회절면에서 상기 제1 전자 빔 및 상기 회절된 제2 전자 빔의 간섭 패턴에 기초하여 상기 샘플의 홀로그램 이미지를 생성하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 회절면에서 상기 제1 전자 빔 및 상기 회절된 제2 전자 빔의 간섭 패턴에 기초하여 상기 샘플에 의해 회절된 전자의 상대적 위상을 결정하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 샘플에 입사되는 상기 제2 전자 빔에 응답하여 상기 샘플을 떠나는 상기 전자의 출구 파동 함수를 결정하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 출구 파동 함수를 결정하는 단계는 상기 샘플에 입사되는 상기 제2 전자 빔에 응답하여 상기 샘플을 떠나는 상기 전자의 상기 출구 파동 함수의 위상 및 진폭을 결정하는 단계를 포함하는, 방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 출구 파동 함수에 기초하여 상기 샘플의 구조를 결정하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 샘플은 결정이고, 상기 샘플의 상기 구조를 결정하는 단계는 상기 출구 파동 함수를 기초로 상기 샘플의 결정 격자를 결정하는 단계를 포함하는, 방법.
  14. 제7항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 회절면은 상기 샘플의 하류에 있는 상기 제2 전자 빔의 제1 초점면에 대응하는, 방법.
  15. 제7항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 전자 빔 및 상기 제2 전자 빔은 가간섭성인, 방법.
  16. 제7항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    제1 전자 평면은 상기 샘플의 개구를 통과하는, 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 방법은 전자 빔 및 이온 빔 중 하나로 상기 샘플의 상기 개구를 버닝하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  18. 제7항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 전자 빔에 위상 편이를 적용하는 단계;
    상기 회절면에서 상기 위상 편이된 제1 전자 빔 및 상기 회절된 제2 전자 빔의 추가 간섭 패턴을 검출하는 단계; 및
    상기 간섭 패턴 및 상기 추가 간섭 패턴에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 회절면에서 샘플 출구 파동의 상기 파동 함수의 위상을 결정하는 단계로서, 상기 샘플 출구 파동은 상기 샘플에 입사되는 상기 제2 전자 빔으로부터 발생하는, 단계를 더 포함하는, 방법.
  19. 제7항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 전자 빔의 제2 직경은 상기 제1 전자 빔의 제1 직경보다 20배를 초과하여 더 큰, 방법.
  20. 제7항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 전자 빔 및 상기 제2 전자 빔 중 적어도 하나의 초점 특성을 수정하는 단계는 상기 제1 전자 빔 및 상기 제2 전자 빔 중 하나에 적어도 4중극자 렌즈 작용을 적용하는 단계를 포함하는, 방법.
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