KR20210122161A - 동시 tem 및 stem 현미경 - Google Patents
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Abstract
샘플을 TEM 및 STEM 기술로 조사하기 위해 단일 전자 현미경 시스템을 사용하는 방법은, 샘플을 향해 전자를 방출하는 단계, 전자를 두 개의 빔으로 형성하는 단계, 그 다음 두 빔 중 적어도 한 빔의 초점 특성을 수정하되 두 빔이 상이한 초점면을 갖도록 수정하는 단계를 포함한다. 두 빔이 상이한 초점면을 가지게 되면, 제1 전자 빔은 샘플에 초점이 맞춰진 STEM 빔으로서 작동하도록 초점이 맞춰지고, 제2 전자 빔은 샘플에 입사되는 때에 평행한 빔인 TEM 빔으로서 작동하도록 초점이 맞춰진다. 그런 다음, 샘플에 입사되는 TEM 빔 및 STEM 빔에서 발생하는 방출은 단일 검출기 또는 검출기 어레이에 의해 검출되어서, TEM 이미지와 STEM 이미지를 생성하는 데 사용될 수 있다.
Description
현재의 대부분의 전자 현미경 시스템은 투과 전자 현미경(TEM: transition electron microscopy) 이미징 또는 주사 투과 전자 현미경(STEM: scanning transmission electron microscopy) 이미징을 수행하도록 구성된다. 또한, TEM 및 STEM 이미징을 수행할 수 있는 이러한 시스템은 각 작동 모드에서 상이한 렌즈, 검출기, 검출기 어레이, 및/또는 구성을 사용한다. 따라서, TEM 이미징 모드와 STEM 이미징 모드 간의 전환에는 사용자가 검출기를 교체하고, 각기 다른 렌즈들의 여자를 변경하고, 빔 이동 및/또는 초점 드리프트가 흐려지기를 기다리는 것, 또는 이들의 조합을 필요로 한다. 이는 그러한 시스템을 한 작동 모드에서 다른 작동 모드로 전환시키는 것이 어렵고/어렵거나 시간 소모적이라는 것을 의미한다.
TEM 및 STEM 기술로 샘플을 조사하기 위해 단일 전자 현미경 시스템을 사용하는 본 개시내용에 따른 방법은 다음과 같은 초기 단계들, 즉 샘플을 향해 복수의 전자를 방출하는 단계와, 복수의 전자를 제1 전자 빔과 제2 전자 빔으로 형성하는 단계와, 그 다음, 두 전자 빔이 상이한 초점면을 갖도록 제1 전자 빔과 제2 전자 빔 중 적어도 한 전자 빔의 초점 특성을 수정하는 단계를 포함한다. 두 빔이 상이한 초점면을 가지게 되면, 본 발명에 따른 방법은 다음과 같은 추가적인 단계, 즉 제1 전자 빔의 초점을 맞추되 제1 전자 빔이 샘플에 초점이 맞춰진 STEM 빔으로서 작용하도록 초점을 맞추는 단계와, 제2 전자 빔의 초점을 맞추되 제2 전자 빔이 TEM 빔으로서 작용하도록 초점을 맞추는 단계를 포함한다. 이미징하는 동안, STEM 빔은 샘플 표면에 주사되고 TEM 빔은 정적 상태로 유지된다. 그런 다음, 샘플에 입사되는 TEM 빔 및 STEM 빔에서 발생하는 방출이 단일 검출기 또는 검출기 어레이에 의해 검출될 수 있다. 검출된 방출은 TEM 이미지와 STEM 이미지를 생성하는 데 사용된다.
TEM 기술과 STEM 기술 둘 다를 사용하여 샘플을 조사하는 본 개시내용에 따른 시스템은 샘플을 유지시키도록 구성된 샘플 홀더, 샘플을 향해 전자를 방출하도록 구성된 전자 방출기, 및 전자 방출기와 샘플 홀더 사이에 배치된 이중 초점 빔 형성기를 포함한다. 이중 초점 빔 형성기는 복수의 전자를 제1 전자 빔과 제2 전자 빔으로 형성하도록, 그리고 제1 전자 빔과 제2 전자 빔 중 적어도 한 전자 빔의 초점 특성을 수정하도록 구성된다. 제1 전자 빔과 제2 전자 빔의 수정된 초점 특성은 시스템의 다른 컴포넌트(예를 들어, 보정기, 비점수차 교정기(stigmator) 등)가 제1 전자 빔과 제2 전자 빔의 해당 초점면들을 상이하게 만들 수 있다. 일부 실시형태에서, 이중 초점 빔 형성기는 제1 전자 빔이 샘플에 초점을 맞춘 STEM 빔으로서 작용하고 제2 전자 빔이 샘플에 입사하는 TEM 빔으로서 작용하도록 빔들 중 적어도 한 빔의 초점 특성을 수정한다. 일부 실시형태에서, 시스템은 두 빔 중 한 빔을 차단함으로써 TEM 작동 모드와 STEM 작동 모드 사이에서 빠르게 전환될 수 있다.
첨부된 도면을 참조하여 상세한 설명을 기술한다. 도면에서 참조 번호의 맨 왼쪽 숫자(들)는 해당 참조 번호가 처음 나타나는 도면을 나타낸다. 상이한 도면들에서 동일한 참조 번호는 유사하거나 동일한 구성요소를 나타낸다.
도 1은 본 발명에 따른 것으로, TEM 및 STEM 기술을 사용하여 샘플을 조사하도록 설정된 예시적인 이중 초점 다중 빔 시스템을 예시한다.
도 2는 제1 빔의 초점이 샘플의 표면에 맞춰지고 제2 빔의 초점이 샘플의 샘플 평면에 실질적으로 수직인 TEM 빔인 예시적인 실시형태를 예시한다.
도 3은 제1 빔이 샘플의 샘플 평면에 실질적으로 수직인 TEM 빔이고 제2 빔이 샘플의 표면을 가로질러 주사되는 STEM 빔인 예시적인 실시형태를 예시한다.
도 4는 본 발명에 따른 이중 초점 다중 빔 시스템을 사용하여 TEM 및 STEM 기술로 샘플을 조사하는 샘플 프로세스이다.
도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 것으로, 샘플의 동시 TEM 및 STEM 조사를 수행하기 위한 이중 초점 다중 빔 시스템 설정의 광학 성능의 예시도이다.
도 7은 이중 초점 빔 형성기가 MEMS 장치를 포함하는 경우에서 샘플을 조사하는 예시적인 이중 초점 다중 빔 시스템을 예시한다.
도 8은 본 발명에 따른 예시적인 MEMS 장치를 예시한다.
도 9는 4개의 전극을 포함하는 MEMS 장치의 예시적인 일 실시형태의 개략도로서 위에서 아래로 투시한(top down) 개략도를 예시한다.
도 10은 7개의 전극을 포함하는 MEMS 장치의 예시적인 일 실시형태의 개략도로서 위에서 아래로 투시한 개략도를 예시한다.
도 11은 예시적인 일 실시형태의 이중 초점 빔 형성기가 제2 전자 빔에 적어도 사중극 렌즈 효과를 적용시킬 때에 발생하는 제2 전자 빔의 왜곡을 예시한다.
도 12는 이중 초점 빔 형성기가 구경 렌즈 어레이를 포함하는 경우에서 샘플을 조사하는 이중 초점 다중 빔 시스템의 예시적인 실시형태를 예시한다.
도 13은 예시적인 구경 렌즈 어레이를 위한 예시적인 전극을 예시한다.
도 14는 예시적인 구경 렌즈 어레이를 위한 예시적인 구경 한정 구조체를 예시한다.
도 15는 하나의 구경 한정 구조체를 갖는 예시적인 구경 렌즈 어레이의 단면을 예시한다.
도 16 내지 도 24는 도 23에 예시된 다중 구경 어셈블리에 사용될 수 있는 예시적인 중앙 구조체를 예시한다.
도 25는 제1 전극, 제2 전극, 및 구경 한정 구조체를 포함하는 예시적인 구경 렌즈 어레이의 단면을 예시한다.
도 26은 이중 초점 빔 형성기가 빔 분할 기구 및 하나 이상의 초점 형성 장치를 포함하는 경우에서 샘플을 조사하는 이중 초점 다중 빔 시스템의 예시적인 실시형태를 예시한다.
같은 참조 번호는 여러 도면들에 걸쳐 대응되는 부분을 가리킨다. 일반적으로, 도면들에서, 소정의 예에 포함될 가능성이 있는 요소들은 실선으로 예시되는 반면, 소정의 예에서 선택적인 요소들은 점선으로 예시된다. 그러나 실선으로 예시된 요소는 본 개시내용의 모든 실시예에 필수적인 것은 아니며, 실선으로 표시된 요소는 본 개시내용의 범위를 벗어남이 없이 특정 실시예에서 생략될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 것으로, TEM 및 STEM 기술을 사용하여 샘플을 조사하도록 설정된 예시적인 이중 초점 다중 빔 시스템을 예시한다.
도 2는 제1 빔의 초점이 샘플의 표면에 맞춰지고 제2 빔의 초점이 샘플의 샘플 평면에 실질적으로 수직인 TEM 빔인 예시적인 실시형태를 예시한다.
도 3은 제1 빔이 샘플의 샘플 평면에 실질적으로 수직인 TEM 빔이고 제2 빔이 샘플의 표면을 가로질러 주사되는 STEM 빔인 예시적인 실시형태를 예시한다.
도 4는 본 발명에 따른 이중 초점 다중 빔 시스템을 사용하여 TEM 및 STEM 기술로 샘플을 조사하는 샘플 프로세스이다.
도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 것으로, 샘플의 동시 TEM 및 STEM 조사를 수행하기 위한 이중 초점 다중 빔 시스템 설정의 광학 성능의 예시도이다.
도 7은 이중 초점 빔 형성기가 MEMS 장치를 포함하는 경우에서 샘플을 조사하는 예시적인 이중 초점 다중 빔 시스템을 예시한다.
도 8은 본 발명에 따른 예시적인 MEMS 장치를 예시한다.
도 9는 4개의 전극을 포함하는 MEMS 장치의 예시적인 일 실시형태의 개략도로서 위에서 아래로 투시한(top down) 개략도를 예시한다.
도 10은 7개의 전극을 포함하는 MEMS 장치의 예시적인 일 실시형태의 개략도로서 위에서 아래로 투시한 개략도를 예시한다.
도 11은 예시적인 일 실시형태의 이중 초점 빔 형성기가 제2 전자 빔에 적어도 사중극 렌즈 효과를 적용시킬 때에 발생하는 제2 전자 빔의 왜곡을 예시한다.
도 12는 이중 초점 빔 형성기가 구경 렌즈 어레이를 포함하는 경우에서 샘플을 조사하는 이중 초점 다중 빔 시스템의 예시적인 실시형태를 예시한다.
도 13은 예시적인 구경 렌즈 어레이를 위한 예시적인 전극을 예시한다.
도 14는 예시적인 구경 렌즈 어레이를 위한 예시적인 구경 한정 구조체를 예시한다.
도 15는 하나의 구경 한정 구조체를 갖는 예시적인 구경 렌즈 어레이의 단면을 예시한다.
도 16 내지 도 24는 도 23에 예시된 다중 구경 어셈블리에 사용될 수 있는 예시적인 중앙 구조체를 예시한다.
도 25는 제1 전극, 제2 전극, 및 구경 한정 구조체를 포함하는 예시적인 구경 렌즈 어레이의 단면을 예시한다.
도 26은 이중 초점 빔 형성기가 빔 분할 기구 및 하나 이상의 초점 형성 장치를 포함하는 경우에서 샘플을 조사하는 이중 초점 다중 빔 시스템의 예시적인 실시형태를 예시한다.
같은 참조 번호는 여러 도면들에 걸쳐 대응되는 부분을 가리킨다. 일반적으로, 도면들에서, 소정의 예에 포함될 가능성이 있는 요소들은 실선으로 예시되는 반면, 소정의 예에서 선택적인 요소들은 점선으로 예시된다. 그러나 실선으로 예시된 요소는 본 개시내용의 모든 실시예에 필수적인 것은 아니며, 실선으로 표시된 요소는 본 개시내용의 범위를 벗어남이 없이 특정 실시예에서 생략될 수 있다.
샘플을 TEM 및 STEM 기술로 조사하는 방법 및 시스템이 본원에 포함된다. 보다 구체적으로, 본원에 개시된 방법 및 시스템은 하전 입자 현미경이 샘플의 TEM 및 STEM 이미징을 동시에 수행하고/하거나 TEM 작동 모드와 STEM 작동 모드 사이에서 빠르게 전환될 수 있도록 구성되고/되거나 이러한 구성을 포함한다. 본원에 개시된 방법 및 시스템에서, 전자 소스에 의해 방출된 복수의 전자는 제1 전자 빔과 제2 전자 빔으로 분할되고, 제1 전자 빔과 제2 전자 빔 중 적어도 한 전자 빔의 초점 특성은 제1 전자 빔과 제2 전자 빔의 해당 초점면들이 상이해지도록 수정된다. 그런 다음, 2개의 빔은 초점이 맞춰지고/맞춰지거나, 제1 전자 빔이 샘플에 입사하는 TEM 빔이 되고 제2 전자 빔이 샘플에 입사하는 STEM 빔이 되도록 지향될 수 있다.
이러한 이중 빔 TEM.STEM 셋업은 많은 현미경 응용 분야에서 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 따른 시스템은 고해상도 STEM(HR-STEM)과 전자 회절[예를 들어, 선택 영역 전자 회절(SAED: Selected Area Electron Diffraction), 수렴 빔 전자 회절(CBED: Convergent Beam Electron Diffraction), 정밀 전자 회절(PED: Precision Electron Diffraction) 등]이 동시에 수행될 수 있게 하여, HR-STEM과 전자 회절이 제공하는 상보적 정보(예를 들어, 고해상도 이미지, 스트레인 맵 등)를 거의 동시에 획득할 수 있게 한다. 단일 검출기가 사용되는 일부 실시형태에서, 본 발명의 시스템은 결정성 샘플의 HR-STEM과 전자 회절 이미징이 동시에 이루어질 수 있게 하는데, 왜냐하면 이중 이미징 방법은 결과적인 회절 패턴이 STEM 론치그램(Ronchigram)으로부터 풀릴 수 있게 하기 때문이다. 또한, 두 개의 이미징 빔이 있음으로써, 빔들 중 한 빔에 의해 생성된 이미지 및/또는 이미징 아티팩트(예를 들어, 론치그램)를 사용하여 다른 빔을 정렬시킬 수 있으므로, 빔들을 더 정확하게 정렬시킬 수 있다. 게다가, 일부 실시형태에서, STEM 빔은 샘플에 물리적 변화를 유발시키기 위해 샘플을 처리하는 데 사용되는 반면, TEM 빔은 샘플 및/또는 유발된 물리적 변화를 이미지화하는 데 사용된다.
다양한 실시형태에서, 현미경 시스템은 2개의 빔 중 한 빔 또는 2개의 빔 모두가 차단되도록 하거나 또는 2개의 빔 중 어느 것도 차단되지 않도록 하는 적어도 하나의 빔 차단기를 포함할 수 있다. 일부 실시형태에서, 이는 현미경 시스템이 TEM 작동 모드, STEM 작동 모드, 및/또는 동시 STEM 및 TEM 작동 모드 사이에서 전환될 수 있게 한다. 다양한 실시형태에서, 샘플에 입사되는 두 빔으로부터 발생하는 샘플 방출 및/또는 회절된 전자는 동일한 검출기/검출기 어레이에 의해 검출된다. 이는 단일 검출기/검출기 어레이로부터 나온 검출기 데이터를 사용하여 샘플의 STEM 및 TEM 이미지를 모두 생성할 수 있게 한다. 더욱이, 일부 실시형태에서, 이는 현미경 시스템에서 렌즈 및/또는 검출기 시스템을 교체 및/또는 재구성하지 않아도 즉시 연속적으로 STEM 이미지 및 TEM 이미지를 획득할 수 있게 한다.
일부 실시형태에서, 복수의 전자는 이중 초점 빔 형성기에 의해 적어도 부분적으로 분할 및/또는 수정된다. 본 발명의 일부 실시형태에 따른 이중 초점 빔 형성기는 제1 전자 빔과 제2 전자 빔 중 적어도 한 전자 빔에 적어도 사중극 렌즈 효과를 적용하도록 구성된다. 일부 실시형태에서, 이중 초점 빔 형성기는 2개의 전자 빔의 초점 평면들을 상이하게 만든다. 대안적으로, 일부 실시형태에서, 이중 초점 빔 형성기는, 전자 빔들이 이중 초점 빔 형성기의 하류에 있는 다중극 요소(즉, 적어도 사중극 렌즈 효과를 적용하는 다중극/교정기/비점수차 교정기)를 통과할 때 두 빔의 해당 초점면들이 상이해지도록, 전자 빔들 중 적어도 한 전자 빔의 초점 특성에 변화를 일으킨다. 예를 들어, 한 빔은 초점면을 샘플에 갖게 할 수 있고, 다른 빔은 해당 초점면을 샘플의 위 및/또는 아래에서 대물 렌즈 초점 거리의 적어도 0.1%, 1%, 10%, 또는 100%에 가질 수 있다. 샘플에서 한 빔의 직경은 다른 전자 빔의 직경(즉, 기하학적 스폿의 크기)보다 50배, 100배, 500배, 또는 1000배 중 적어도 한 가지 배수만큼 더 클 수 있다. 대안적으로 또는 추가로, 샘플에서 한 빔의 직경은 다른 전자 빔의 초점이 맞춰졌을 때 그 전자 빔의 직경보다 50배, 100배, 500배, 또는 1000배 중 적어도 한 가지 배수만큼 더 클 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 것으로, TEM 및 STEM 기술을 사용하여 샘플을 조사하도록 설정된 이중 초점 다중 빔 시스템(들)(100)의 예시도이다. 구체적으로, 도 1은 샘플(104)을 조사하기 위해 TEM 및 STEM 기술을 사용하기 위한 예시적인 이중 초점 다중 빔 시스템(들)(102)을 예시한다. 예시적인 이중 초점 다중 빔 시스템(들)(102)은 TEM 빔 및 STEM 빔을 샘플(104)에 조사 및/또는 충돌시키도록 구성된, 전자 현미경(EM) 셋업 또는 전자 리소그래피 셋업을 포함할 수 있다. 다양한 실시형태에서, 이중 초점 다중 빔 시스템(들)(102)은, 예컨대 비제한적 예로서 주사 전자 현미경(SEM), 주사 투과 전자 현미경(STEM), 투과형 전자 현미경(TEM), 하전 입자 현미경(CPM), 이중 빔 현미경 시스템 등과 같은 EM 및/또는 하전 입자 현미경들 중 하나 이상의 상이한 유형들일 수 있거나 또는 이들을 포함할 수 있다. 추가로, 일부 실시형태에서, 이중 초점 다중 빔 시스템(들)(102)은 STEM으로도 작동할 수 있는 TEM일 수 있다.
예시적인 이중 초점 다중 빔 시스템(들)(102)은 복수의 전자(108)(즉, 전자 빔)를 이중 초점 빔 형성기(112)를 향하여 방출 축(110)을 따라 방출하는 전자 소스(106)(예를 들어, 열 전자 소스, 쇼트키 방출 소스, 전계 방출 소스 등)를 포함한다. 방출 축(110)은 전자 소스(106)로부터 샘플(104)을 통해 예시적인 이중 초점 이중 빔 시스템(들)(102)의 길이를 따라서 이어지는 중심 축이다.
이중 초점 빔 형성기(112)는, (i) 복수의 전자(108)를 적어도 제1 전자 빔(114)과 제2 전자 빔(116)으로 형성하도록, 그리고 (ii) 제1 전자 빔(114)과 제2 전자 빔(116) 중 적어도 한 전자 빔의 초점 특성을 수정하되 두 빔 중 한 빔은 TEM 빔이 되고 다른 빔은 STEM 빔이 되게끔 수정하도록 구성된 하나 이상의 구조체이다. 예를 들어, 이중 초점 빔 형성기(112)는 제1 전자 빔(114)과 제2 전자 빔(116)의 해당 초점면들이 상이하도록 초점 특성을 수정할 수 있다. 도 1에는 이중 초점 빔 형성기(112)가 복수의 전자(108)를 방출 축(110)을 따라 진행하는 제1 전자 빔(114)과, 제2 전자 빔(116)으로 분할하는 것으로 예시되어 있다. 제1 전자 빔(114)과 제2 전자 빔(116) 각각은 복수의 전자(108)로부터 형성되기 때문에, 제1 전자 빔(114)과 제2 전자 빔(116)은 서로 가간섭성이다.
도 1는 또한, 제2 전자 빔의 초점 특성과 제1 전자 빔(114)의 초점 특성을 상이하게끔 하는 왜곡을 이중 초점 빔 형성기(112)가 제2 전자 빔(116)에 적용하는 것도 도시하고 있다. 구체적으로, 도 1은 이중 초점 빔 형성기(112)가 적어도 사중극장(즉, 쌍극자장, 사중극장, 6극자장, 8극자장 등), 즉 두 빔이 다른 초점 특성을 갖도록 제2 전자 빔(116)에 영향을 미치는 사중극 렌즈 효과를 적용하는 사중극장을 생성하도록 구성된 것으로 예시하고 있다. 적어도 사중극 렌즈 효과는 빔들의 해당 초점 특성들이 상이하도록 빔들 중 적어도 한 빔을 왜곡시키거나, 또는 그 빔의 비점수차를 교정하거나(stigmatize), 또는 그렇지 않으면 그 빔을 수정할 수 있다. 일부 실시형태에서, 사중극 렌즈 효과는 수직 자오면(예를 들어, y-z 평면)이 아닌 한 자오면(예를 들어 x-z 평면)에 다른 렌즈 효과를 적용하여, 두 자오면 각각의 초점 특성들 각각에 상이한 변화를 일으킬 수 있다. 이러한 비점수차 교정(stigmatization)은 도 6에 도시된 예시적인 시스템에 예시되어 있다.
이러한 실시형태에서, 이중 초점 빔 형성기의 하류측 다중극 요소(예를 들어, 비점수차 교정기(stigmator))는 이중 초점 빔 형성기(112)에 의해 야기된 수차를 보정하기 위해 제2 전자 빔(116)인 한 빔에 상보적 사중극 렌즈 효과를 적용하여서, 그 제2 전자 빔(116)이 다시 원통형 대칭 빔이 되게 한다. 이러한 방식으로, 다중극 요소는, 제2 전자 빔(116)이 제1 전자 빔(114)과 상이한 초점면을 갖는 동시에 그 다중극 요소의 하류에서 원통형 대칭이 되게 한다. 다양한 셋업에서, 이 다중극 요소는 제1 전자 빔(114)의 초점면에 배치될 수 있고, 그에 따라 상보적 사중극 렌즈 효과가 제1 전자 빔(114)에 적용되지 않을 수 있다.
일부 실시형태에서, 이중 초점 빔 형성기(112)는 제1 전자 빔(114)과 제2 전자 빔(116) 중 적어도 한 전자 빔의 초점 특성을 수정하되, 제2 전자 빔(116)이 STEM 빔(즉, 샘플(104)에 있거나 또는 샘플 근처에 있는 시료 평면에 초점면을 갖는 빔)이 되고 제1 전자 빔(114)이 TEM 빔(제1 전자 빔(114)이 샘플(104)에 있거나 또는 샘플 근처에 있는 시료 평면에서 평행하거나, 실질적으로 평행하거나, 또는 약간 수렴하도록 하는 해당 초점면을 갖는 빔)이 되게끔 수정하도록, 구성된다. 다양한 실시형태에서, 이중 초점 빔 형성기(112)는 샘플(104) 위 또는 아래에 대물 렌즈 초점 거리의 적어도 0.1%, 1%, 10%, 또는 100%에 위치한 평면에 제1 전자 빔(114)의 초점이 맞춰지도록 그 제1 전자 빔의 초점면을 수정할 수 있다.
대안적으로, 이중 초점 빔 형성기(112)는 전자 빔들 중 적어도 한 전자 빔의 초점 특성을 수정하되, 제1 전자 빔(114)이 STEM 빔(즉, 샘플(104)에 있거나 또는 샘플 근처에 있는 시료 평면에 초점면을 갖는 빔)이 되고 제2 전자 빔(116)이 TEM 빔(제1 전자 빔(114)이 샘플(104)에 있거나 또는 샘플 근처에 있는 시료 평면에서 평행하거나, 실질적으로 평행하거나, 또는 약간 수렴하도록 하는 해당 초점면을 갖는 빔)이 되게끔 수정할 수 있다. 이러한 실시형태에서, 샘플(104) 위 또는 아래에 대물 렌즈 초점 거리의 적어도 0.1%, 1%, 10%, 또는 100%에 위치한 평면에 제2 전자 빔(116)의 초점이 맞춰지도록 초점면(들)이 수정될 수 있다.
대안적으로 또는 추가로, 이중 초점 빔 형성기(112)는 제1 전자 빔(114)과 제2 전자 빔(116) 중 적어도 한 전자 빔의 초점 특성을 수정하되, 샘플(104)에 있거나 또는 샘플 근처에 있는 시료 평면에서의 제1 전자 빔(114)의 직경이 시료 평면에서의 제2 전자 빔(116)의 직경보다 20배, 50배, 100배, 500배, 또는 1000배 중 적어도 한 가지 배수만큼 더 크게끔 수정하도록, 구성될 수 있다. 이러한 실시형태에서, 이중 초점 빔 형성기(112)는 제1 전자 빔(114)의 직경을 제2 전자 빔(116)의 초점이 맞춰지는 임의의 평면에서의 제2 전자 빔(116)의 직경보다 20배, 50배, 100배, 500배, 또는 1000배 중 적어도 한 가지 배수만큼 더 크게 할 수 있다. 일부 실시형태에서, 이중 초점 빔 형성기(112)는, 추가로, 제1 전자 빔(114)과 제2 전자 빔(116) 중 하나 또는 둘 모두를 방출 축(110)으로부터 멀리 편향시킨다.
도 1은 이중 초점 빔 형성기(112)가 제2 전자 빔(116)의 초점 특성을 수정하는 것으로 예시하고 있지만, 다른 실시형태에서, 이중 초점 빔 형성기(112)는 두 빔이 TEM 빔 및 STEM 빔이 되도록 제1 전자 빔(114) 또는 두 빔의 초점 특성을 변경시킬 수 있다. 즉, 당업자는 어느 한 빔에 적용되는 것으로 설명된 동작 또는 효과가 다른 실시형태에서는 다른 빔에 적용되어서 두 빔을 TEM 빔 및 STEM 빔이 되게 할 수 있음을 이해할 것이다.
일부 실시형태에서, 이중 초점 빔 형성기(112)는 제1 전자 빔(114)과 제2 전자 빔(116)을 형성하는 것과, 두 빔 중 적어도 한 빔의 초점 특성을 수정하는 것 모두를 수행하는 단일 컴포넌트로 구성될 수 있다. 예를 들어, 이중 초점 빔 형성기(112)는 마이크로 전자기계 시스템(MEMS), 즉 두 개의 빔을 형성하는 것과, 빔들의 해당 초점 특성들이 상이하도록 빔들 중 적어도 한 빔의 초점을 맞추고, 그 빔의 비점수차를 교정하고, 그리고/또는 그 빔을 수정하는 적어도 사중극 렌즈 효과를 적용하는 적어도 사중극 전자기장(예를 들어, 쌍극자장, 사중극장, 6극자장, 8극자장 등)을 생성하는 것 모두를 행하는, 마이크로 전자기계 시스템에 해당할 수 있다. 다른 예에서, 이중 초점 빔 형성기(112)는, 두 개의 빔을 형성하는 것이며 그리고 두 개의 빔들 중 하나 이상의 빔에 사중극 렌즈 효과를 적용하는 적어도 사중극 전자기장을 생성하는 것인 복수의 구경 및/또는 공동을 한정하는 구조체를 포함하는 구경 어레이에 해당할 수 있다. 일부 실시형태에서, 사중극 렌즈 효과는 한 자오면(예를 들어 x-z 평면)에 양의 렌즈 효과를 적용하고 수직 자오면(예를 들어, y-z 평면)에 음의 렌즈 효과를 적용하여서, 두 자오면 각각의 초점 특성들 각각에 상이한 변화를 일으킬 수 있다.
이러한 시스템에서, 다중극 요소(124)(예를 들어, 보정기, 수차 보정기의 일부인 비점수차 교정기 또는 다중극 요소, 사중극/8극 유형의 보정기 등)가 빔을 다시 원통형 대칭으로 만들기 위해 상보적인 사중극 렌즈 효과를 적용할 수 있도록 예시적인 이중 초점 다중 빔 시스템(들)(100)에 더 하류에서 포함될 수 있다. 예를 들어, 도 1은 이중 초점 다중 빔 시스템(들)(102)이 비점수차 교정기를 포함하는 것으로 예시하고 있다. 대안적으로 또는 추가로, 이중 초점 빔 형성기(112)는 전자 빔의 하나 이상의 수차 중 적어도 하나가 이중 초점 다중 빔 시스템(들)(102)의 다른 수차를 보정하게 하도록 배치 및/또는 구성될 수 잇다. 이러한 시스템 컴포넌트는 이중 초점 빔 형성기(112)가 적어도 사중극 렌즈 효과를 적용하지 않은 전자 빔의 초점 평면에 배치될 수 있다. 이중 초점 빔 형성기가 제1 전자 빔(114)에 적어도 제1 사중극 렌즈 효과를 적용하고 제2 전자 빔(116)에 제2 사중극 렌즈 효과를 적용하는 실시형태에서, 이러한 이중 초점 다중 빔 시스템(들)(100)은 제1 전자 빔(114)의 초점면에 배치되며 상보적 사중극 렌즈 효과를 제2 전자 빔(116)에 적용하도록 구성된 제1 다중극 요소(124)와, 제2 전자 빔(116)의 초점면에 배치되며 상보적 사중극 렌즈 효과를 제1 전자 빔(114)에 적용하도록 구성된 제2 다중극 요소(124)를 포함할 수 있다.
대안적으로, 이중 초점 빔 형성기(112)는 복수의 컴포넌트(118)로 구성될 수 있다. 개별 컴포넌트(118)가 제1 전자 빔(114) 및 제2 전자 빔(116)을 형성하는 것과, 두 개의 빔 중 적어도 한 빔의 초점 특성의 수정하는 것 중 하나를 수행할 수 있거나, 또는 빔을 형성하는 것과 초점 특성을 수정하는 것 중 하나 또는 둘 모두에 다른 컴포넌트(118)와 함께 기여할 수 있다. 일부 실시형태에서, 개별 컴포넌트(118)는 복수의 전자(108)의 일부를 차단하는 동시에 다른 부분은 통과하게 하는 물리적 구조체, 복프리즘(예를 들어, 대전 와이어), 얇은 결정 또는 나노가공 격자로 만든 진폭 분할 전자 빔 분할기, 복수의 전자(108)를 제1 전자 빔(114)과 제2 전자 빔(116) 등으로 분할하기 위해 하나 이상의 레이저 패턴 프린지를 사용하도록 구성된 빔 분할 레이저 시스템을 포함할 수 있다. 대안적으로 또는 추가로, 개별 컴포넌트(118)는 제1 전자 빔(114)과 제2 전자 빔(116)이 상이한 초점면을 갖게 하도록 배치되거나 그렇지 않으면 구성되는 하나 이상의 렌즈(예를 들어, 에인젤 렌즈, 사중극 렌즈 등)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 이중 초점 빔 형성기(112)는 두 개의 구경을 한정하는 물리적 구조체와, 제1 전자 빔과 제2 전자 빔 중 적어도 한 전자 빔의 초점 특성을 조정하되 이들 빔의 해당 초점면들이 상이하게끔 조정하도록 배치 및/또는 구성된 렌즈를 포함할 수 있다. 다양한 실시형태에서, 상기 렌즈는 물리적 구조체의 위 또는 아래에 배치될 수 있다.
도 1은 이중 초점 빔 형성기(112)가 제1 전자 빔(114)과 제2 전자 빔(116) 중 적어도 한 전자 빔의 초점을 맞추는, 즉 포커싱(focusing)하는 렌즈 작용을 적용하도록 구성된 포커싱 컴포넌트(120)의 상류에 배치되는 것으로 예시하고 있다. 또한, 포커싱 컴포넌트(120)는 다중극 요소(124)의 상류에 배치된다. 도 1에 도시된 예시적인 이중 초점 다중 빔 시스템(들)(102)에서, 포커싱 컴포넌트는 제1 전자 빔(114)과 제2 전자 빔(116)을 가속/감속하고 그 빔들의 초점을 맞추고 그리고/또는 그 빔들을 포커싱 컬럼(126) 쪽으로 지향시키는 가속기(122)에 해당한다. 그러나, 다른 실시형태에서, 가속기(122)가 전자(108)를 가속/감속하고 그 전자의 초점을 맞추고 그리고/또는 그 전자를 이중 초점 빔 형성기(112)로 지향시킬 수 있도록, 그리고 이중 초점 빔 형성기(112)가 최종 에너지(예를 들어, 30 kV)에서 전자(108)의 초점 특성들을 분할하고 수정할 수 있도록, 가속기(122)는 전자 소스(106)와 이중 초점 빔 형성기(112) 사이에 배치될 수 있다. 이러한 실시형태에서, 포커싱 컴포넌트(120)는 제1 전자 빔(114)과 제2 전자 빔(116) 중 적어도 한 전자 빔의 초점을 맞추는 렌즈 작용을 적용하도록 구성된 렌즈 또는 기타 구조체에 해당될 수 있다.
포커싱 컬럼(126)은 전자 빔들(114 및 116)의 초점을 맞추고, 이에 따라 그 전자 빔들은 TEM 빔(즉, 제1 전자 빔(114)이 샘플(104)에 있거나 또는 샘플 근처에 있는 시료 평면에서 평행하도록, 또는 실질적으로 평행하도록, 또는 약간 수렴하도록 하는 대응 초점면을 가지는 빔) 및 STEM 빔(즉, 샘플(104)에 있거나 또는 샘플 근처에 있는 시료 평면에 초점면을 가지는 빔)에서 샘플(104)로 입사한다. 구체적으로, 도 1은 제2 전자 빔(116)을 STEM 빔이 되도록 초점을 맞추고 제1 전자 빔(114)을 TEM 빔이 되도록 초점을 맞추는 포커싱 컬럼(126)을 예시하고 있다.
도 1에 예시되어 있지 않지만, 당업자는 포커싱 컬럼(126)이 이중 초점 다중 빔 시스템(들)(102)으로 샘플(104)의 조사를 가능하게 하고/하거나 향상시키는 데 필요한 하나 이상의 보정기(예를 들어, Cs 또는 Cs+Cc 수차 보정기), 전사 렌즈, 편향기(TEM 빔, STEM 빔, 및/또는 둘 다를 편향시키는 것), 스캔 코일 등을 포함할 수 있음을 이해할 것이다. 예를 들어, 포커싱 컬럼(126)은 TEM 빔을 편향시키지 않은 상태에서 STEM 빔을 샘플의 표면을 가로질러 주사, 즉 스캐닝(scanning)시키는 하나 이상의 편향기를 포함할 수 있다. 대안적으로, 이러한 편향은 다중극 요소(124) 및/또는 이중 초점 빔 형성기(112)에 의해 생성된 하나 이상의 전자기장(예를 들어, 쌍극자장)에 의해 야기되거나 조력을 받는다. 예를 들어, PED 이미징에 있어서, STEM 빔은 작은 원뿔 내에서 동적으로 틸팅되어 더 많은 회절 스폿들을 생성하며, 이 스폿들은 평균화하면 더 높은 정밀도의 회절 패턴을 생성하게 된다. 일부 실시형태에서, 이러한 동적 틸팅(dynamic tilting)은 MEMS 장치 이중 초점 빔 형성기(112)의 개별 검출기/검출기 시스템에 의해 야기될 수 있다. 그러나, 다른 실시형태에서, 동적 틸팅은 하나 이상의 거시적 편향기 시스템(예를 들어, 콘덴서 광학계에서)에 의해 야기되고/되거나 보충될 수 있다. 편향기/편향력이 두 전자 빔에 영향을 미치는 실시형태에서, 이중 초점 다중 빔 시스템(102)은 TEM 빔 이미징 결과가 영향을 받지 않은 채로 유지되는 상태에서 STEM 빔이 편향될 수 있도록 이미징 모드들 사이에서 빠르게 전환되도록 구성될 수 있다.
도 1은 또한 이중 초점 다중 빔 시스템(들)(102)이 대물 렌즈(128)를 포함하는 것으로 도시하고 있다. 대물 렌즈(128)는 제1 전자 빔(114)과 제2 전자 빔(116) 중 한 전자 빔을 샘플(104) 상의 한 지점에 초점을 맞추는 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 내에 담기고/담기거나 TEM 대물 렌즈의 사전 시료 컴포넌트와 사후 시료 컴포넌트 사이에 담기는 TEM 대물 렌즈에 해당할 수 있다.
도 1은 또한, 이중 초점 다중 빔 시스템(들)(102)이, 2개의 빔 중 하나 또는 2개의 빔 모두가 차단되거나 또는 2개의 빔 중 어느 것도 차단되지 않도록 구성된 빔 블랭커(129)를 포함하는 것으로 도시하고 있다. 빔 블랭커(129)는 전자가 빔 블랭커를 통과하게 할 수 있도록 하는 하나 이상의 구경을 한정하는 물리적 구조체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 빔 블랭커(129)는 두 빔이 통과하게 할 수 있도록 하는 단일 구경을 한정할 수 있다. 다른 실시형태에서, 빔 블랭커(129)는 TEM 빔이 빔 블랭커(129)를 통과하게 할 수 있도록 하는 제1 구경과, STEM 빔이 빔 블랭커(129)를 통과하게 할 수 있도록 하는 제2 구경을 한정할 수 있다. 2개의 빔 중 한 빔은 대응하는 빔이 더 이상 빔 블랭커(129)의 구경을 통과하지 못해서 빔 블랭커(129)를 통과하지 못하도록(즉, 차단되도록) 편향될 수 있다. 대안적으로, 일부 실시형태에서, 빔들 중 한 빔이 빔 블랭커(129)를 통과하지 못하도록, 빔 블랭커(129) 자체가 병진 이동될 수 있고/있거나 구경들 중 하나가 차단될 수 있다. 이는 현미경 시스템이 TEM 작동 모드, STEM 작동 모드, 및/또는 동시 STEM 및 TEM 작동 모드 사이에서 전환될 수 있게 한다. 또한, 도 1은 빔 블랭커(129)가 샘플(104)과 대물 렌즈(128) 사이에 배치되는 것으로 예시하고 있지만, 다른 실시형태에서, 빔 블랭커(129)는 이중 초점 다중 빔 시스템(102)의 다른 위치에 배치될 수 있다.
도 1은 또한 이중 초점 다중 빔 시스템(들)(102)이 샘플(104)을 유지시키는 샘플 홀더(130)를 포함하는 것으로 예시하고 있다. 위에서 언급한 바와 같이, 도 1은 제1 전자 빔(114)을 샘플(104)에 입사되는 TEM 빔으로, 그리고 제2 전자 빔(116)을 STEM 빔으로 도시하고 있다. 이중 초점 다중 빔 시스템(들)(102)은 또한 회절면에 배치된 검출기(132)를 포함하며, 이 검출기는 제1 전자 빔(114)과, 제2 전자 빔(116)과, 전자 빔(114)이 샘플(104)에 입사한 결과로 샘플(104)을 통과하는 회절된 전자(134)와, 전자 빔(116)이 샘플(104)에 입사한 결과로 샘플(104)을 통과하는 회절된 전자(135)를 검출하도록 구성된다. 이러한 방식으로, 샘플에 입사되는 두 빔으로부터 발생하는 샘플 방출 및/또는 회절된 전자는 단일의 검출기(132) 및/또는 단일의 검출기 어레이(132 및 140)에 의해 검출된다. 따라서, 검출기(132)/검출기 어레이(140)로부터 나온 검출기 데이터는 샘플의 STEM 이미지, TEM 이미지, 또는 이들 둘 다를 생성하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시형태에서는 빔 블랭커(129)를 사용하여 제1 빔(114)을 먼저 차단한 다음 제2 빔(116)을 차단함으로써, 이중 초점 다중 빔 시스템(들)(102)은 검출기 시스템을 교체하고/하거나 재구성하지 않아도 즉시 연속적으로 STEM 이미지 및 TEM 이미지를 획득할 수 있다. 더욱이, 일부 실시형태에서, 이중 초점 다중 빔 시스템(들)(102)은 STEM 이미지와 TEM 이미지를 동시에 캡처할 수 있다. 예를 들어, STEM 빔은 TEM 빔이 정지 위치에 입사하는 동안 표면에 주사될 수 있도록 편향될 수 있다. TEM에서 발생하는 검출된 방출은 안정/일정하게 유지될 것이기 때문에, TEM 패턴/데이터/정보는 동적인/변화하는 STEM 패턴/데이터/정보에서 분리될 수 있다.
도 1은 선택적으로 컴퓨팅 장치(들)(142)를 포함하는 이중 초점 다중 빔 시스템(들)(102)을 추가로 도시하고 있다. 다양한 실시형태에서, 컴퓨팅 디바이스(들)(142)는 검출기(132) 및/또는 검출기 어레이(140)로부터의 검출기 데이터에 기초하여 TEM 이미지 및/또는 STEM 이미지를 결정하거나 생성하도록 구성될 수 있다. 이는 STEM 방출에 해당하는 검출기 데이터의 부분들을 TEM 방출에 해당하는 검출기 데이터의 부분에서 분리하는 기능을 포함할 수 있다. 추가적으로, 컴퓨터 시스템은 이중 초점 다중 빔 시스템(들)(102)의 하나 이상의 기능을, 즉 여기에 설명된 프로세스의 시작, 이중 초점 다중 빔 시스템(102)의 기능 수정, 모드들 간의 전환 등을 비제한적으로 포함하는 기능을, 제어할 수 있다. 당업자는 도 1에 도시된 컴퓨팅 장치(142)가 단지 예시적인 것이며 본 개시내용의 범위를 제한하려는 의도가 아님을 이해할 것이다. 컴퓨팅 시스템 및 장치는, 컴퓨터, 네트워크 장치, 인터넷 기기, PDA, 무선 전화기, 컨트롤러, 오실로스코프, 증폭기 등을 포함하여, 지시된 기능을 수행할 수 있는 하드웨어 또는 소프트웨어의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 컴퓨팅 장치(142)는 또한 예시되지 않은 다른 장치들에 연결될 수 있거나, 아니면 독립형 시스템으로서 작동할 수 있다.
도 2 및 도 3은 예시적인 이중 초점 다중 빔 시스템(100)에 의해 샘플이 조사되는 동안에 샘플과 상호 작용하는 제1 전자 빔 및 제2 전자 빔의 예시도이다.
도 2는 제1 빔(114)이 샘플(104)의 표면에 있거나 샘플 근처에 있는 평면에 초점이 맞춰지는 빔이고 제2 빔(116)이 샘플(104)에 있는 샘플 평면에 실질적으로 수직인 TEM 빔인 예시적인 실시형태를 예시한다. 그러나, 다른 실시형태에서, 제1 전자 빔(114)은 TEM 조명 빔으로서 작용할 수 있고, 제2 전자 빔(116)은 샘플의 표면에 초점이 맞춰질 수 있다. 도 2는 또한, 제1 빔(114)과 제2 빔(116)이 통과하는 단일 구경(201)을 한정하는 빔 블랭커(129)를 도시한다. 편향된 빔이 빔 블랭커(129)에 의해 블랭킹되도록 제1 빔(114) 또는 제2 빔(116) 중 한 빔을 편향시키는 편향을 일으키는 데 하나 이상의 편향기, 다중극 요소(124), 이중 초점 빔 형성기(112), 또는 이들의 조합이 사용될 수 있음을 이해해야 한다.
도 1에 관한 언급에서 논의된 바와 같이, 일부 실시형태에서, 관심 영역의 STEM 이미징을 수행하기 위해 관심 영역의 표면을 가로질러 제1 전자 빔(114)이 주사된다. 대안적으로 또는 추가로, 제1 전자 빔(114)은 샘플(104)에 물리적 변화를 유발시키기 위해 샘플(104)의 영역을 처리하는 데 사용될 수 있다. 다양한 실시형태에서, 제1 전자 빔(114)은 샘플의 에칭(예를 들어, 가스 보조 에칭), 샘플의 증착(예를 들어, 가스 보조 증착), 샘플의 소정 영역에 방사선 손상 야기, 샘플 소정 영역에 상 변화 야기, 샘플의 소정 영역 상으로의 전하 축적 저감 및/또는 유발, 또는 이들의 조합을 수행하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 이중 초점 다중 빔 시스템(100)은, 제1 전자 빔(114)이 샘플(104) 상으로의 물리적 증착물(예를 들어, 마운드, 릿지, 브릿지, 바늘 구조 등)의 축적을 일으키도록, 제1 전자 빔(114)이 샘플(104)에 입사되는 곳 근처의 소정의 볼륨(volume)에 가스를 도입시키는 가스 증착 시스템(203)을 포함할 수 있다. 편향된 빔이 샘플에 입사되는 위치(즉, 물리적 변화를 유발시키는 위치)가 변경되도록 제1 빔(114) 또는 제2 빔(116) 중 한 빔을 편향시키는 편향을 일으키는 데 하나 이상의 편향기, 다중극 요소(124), 이중 초점 빔 형성기(112), 또는 이들의 조합이 사용될 수 있음을 이해해야 한다.
도 2는 제1 전자 빔(114)을 비축방향 빔으로 도시되고 있지만, 다른 실시형태에서, 제1 전자 빔(114)은 축방향 빔으로 도시된다. 유사하게, 도 2는 제2 전자 빔(116)을 축방향 빔으로 예시하고 있지만, 다른 실시형태에서, 제2 전자 빔(116)은 비축방향 빔일 수 있다. 도 2는 또한, 제2 전자 빔(116)을, 대물 렌즈(130) 위에 배치된 전방 초점면(204) 및 회절면(208)에 대응하는 후방 초점면(206)을 갖는 것으로 나타내고 있다. 이러한 방식으로, 이중 초점 다중 빔 시스템(100)은 제2 전자 빔(116)을 사용하여 샘플(104)의 관심 영역의 TEM 또는 STEM 이미징을 수행하는 한편 제1 전자 빔(114)을 사용하여 샘플(104)의 STEM 이미징 및/또는 처리를 수행할 수 있다. 이는 시스템이 제1 전자 빔(114)에 의한 샘플(104) 처리를 TEM 이미징에 기초하여 수행 및/또는 변경(예를 들어, 관심 영역에서의 제1 전자 빔의 입사 위치; 관심 영역에서의 제1 전자 빔의 스폿 크기; 제1 전자 빔의 전류 중 하나 이상을 변경)할 수 있게 한다. 예를 들어, TEM 이미징이 샘플(104)의 일부에서의 전하 축적을 나타내는 경우, 제1 전자 빔(114)은 전하 축적이 감소되도록 편향될 수 있다. 다른 예에서, TEM 이미징은 제1 전자 빔(114)의 특성이 실시간으로 변경되게 할 수 있다. 이러한 동적 제어는 이중 초점 다중 빔 시스템(100)이 샘플(104)에 복잡한 물리적 변화를 유발시키게 할 수 있다.
일부 실시형태에서, 샘플 상에서의 제1 전자 빔(114)의 경사각(209)은, 샘플(104)에 입사되는 제1 전자 빔으로 인해 샘플(104)에 의해 방출된 전자 및/또는 제1 전자 빔(114)이 검출기(132)에 의해 검출되지 않도록 하는 정도의 것일 수 있다. 일부 실시형태에서, 제1 전자 빔의 경사각(209)은, 샘플(104) 또는 대물렌즈 구경 아래에 배치된 선택적 빔 차단기(211)가, 샘플(104)에 입사되는 제1 전자 빔으로 인해 샘플(104)에 의해 방출된 전자 및/또는 제1 전자 빔(114)을 검출기(132)가 검출하지 못하게끔 하는 정도의 것일 수 있다. 이러한 방식으로, 전자 빔(114)을 사용한 샘플(104)의 처리는 제2 전자 빔(116)을 사용한 샘플(104)의 TEM 이미징을 방해하지 않는다(혹은 방해한다 해도 최소로 방해한다). 따라서, 샘플의 이미징 및 처리가 동시에 수행될 수 있다.
도 3은 제1 빔(114)이 샘플(104)의 샘플 평면에 실질적으로 수직인 TEM 빔이고, 제2 빔(116)이 샘플(104)의 표면을 가로질러 주사되는 STEM 빔인 예시적인 실시형태를 예시한다. 도 3은 전자 빔(114 및 116) 모두를 비축방향 빔으로 나타내고 있다. 도 3은 또한, 제1 전자 빔(114)을, 대물 렌즈(130) 위에 배치된 전방 초점면(204) 및 회절면(208)에 대응하는 후방 초점면(206)을 갖는 것으로 나타내고 있다.
도 4는 하드웨어, 소프트웨어, 또는 이들의 조합으로 구현될 수 있는 일련의 작동을 나타내는 블록들의 집합으로서 논리 흐름 그래프로 예시된 예시적인 프로세스의 흐름도이다. 소프트웨어의 맥락에서, 블록은, 하나 이상의 프로세서에 의해 실행될 때 언급된 작동들이 수행되도록 하는, 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 저장 매체에 저장된 컴퓨터 실행 가능 명령어를 나타낸다. 일반적으로, 컴퓨터 실행 가능 명령어에는 특정 기능을 수행하거나 특정 추상 데이터 유형을 구현하는 루틴, 프로그램, 객체, 컴포넌트, 데이터 구조 등이 포함된다. 작동들이 기술되는 순서는 제한적으로 해석되지 말아야 하며, 기술된 블록들 중 임의의 수의 블록이 임의의 순서로 및/또는 병렬로 결합되어 프로세스를 구현할 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 이중 초점 다중 빔 시스템(들)(100)을 사용하여 TEM 및 STEM 기술로 샘플을 조사하는 샘플 프로세스(400)를 묘사하는 것이다. 프로세스(400)는 예시적인 현미경 시스템(들)(100, 700, 1200, 2600) 중 임의의 것에서 구현될 수 있다.
블록 402에서, 전자 소스에 의해 복수의 전자가 샘플을 향해 방출된다. 전자 소스는 열 전자 소스, 쇼트키 방출 소스, 전계 방출 소스 등을 포함할 수 있다. 전자 소스는 복수의 전자를 방출 축을 따라 방출한다.
블록 404에서, 복수의 전자가 제1 전자 빔과 제2 전자 빔으로 형성된다. 본 발명에 따르면, 복수의 전자는 이중 초점 빔 형성기 또는 이의 컴포넌트에 의해 두 개의 빔으로 형성된다. 일부 실시형태에서, 이중 초점 빔 형성기의 컴포넌트는 제1 전자 부분(즉, 제1 전자 빔)이 이중 초점 빔 형성기를 통과하게 할 수 있도록 구성된 적어도 제1 구경과, 제2 전자 부분(즉, 제2 전자 빔)이 이중 초점 빔 형성기를 통과하게 할 수 있도록 구성된 제2 구경을 한정한다. 대안적으로 또는 추가로, 이중 초점 빔 형성기는 복프리즘, 얇은 결정 또는 나노가공 격자로 만들어진 진폭 분할 전자 빔 분할기, 빔 분할 레이저 시스템, 또는 당업자에게 알려진, 전자 빔을 분할하기 위한 다른 유형의 기구를 포함할 수 있다.
블록 406에서, 제1 전자 빔이 TEM 빔이 되고 제2 전자 빔이 STEM 빔이 되도록 제1 전자 빔과 제2 전자 빔 중 적어도 한 전자 빔의 초점 특성이 수정된다. 구체적으로, 본 발명에 따르면, 이중 초점 빔 형성기 또는 이의 컴포넌트는, 추가로, 제1 전자 빔과 제2 전자 빔 중 적어도 한 전자 빔의 초점 특성을 수정하되 두 빔의 해당 초점면들이 상이하게끔 수정하도록 구성된다. 즉, 제1 전자 빔은 샘플에 있거나 또는 그 근처에 있는 시료 평면에 평행하거나, 실질적으로 평행하거나, 또는 약간 수렴하도록 수정되고, 제2 전자 빔은 샘플(104)에 있거나 또는 그 근처에 있는 시료 평면에 초점면을 갖도록 수정된다. 일부 실시형태에서, 두 빔의 초점 특성 및/또는 초점면이 조정된다. 그러나, 다른 실시형태에서, 두 빔 중 단지 한 빔의 초점 특성 및/또는 초점면이 조정된다.
블록 408에서, TEM 빔은 샘플에 입사하도록 지향된다. TEM 빔은 샘플에 입사할 때 평행 빔(또는 역 TEM 이미징 기술의 경우 약간 역전된 빔)이 되도록 초점이 맞춰진다. TEM 빔은 TEM 이미징 프로세스 중에 샘플에서 일정한 위치와 방향으로 유지된다.
블록 410에서, STEM 빔은 샘플에 있거나 또는 샘플 근처에 있는 제2 평면에 초점이 맞춰진다. 또한, STEM 이미징 중에, STEM 빔이 입사되는 샘플 표면의 위치가 변경되도록 STEM 빔이 체계적으로 편향된다. 즉, STEM 빔은 조사 중인 샘플 표면 영역을 가로질러 주사하도록 체계적으로 편향된다.
블록 412에서, 샘플과 상호 작용하는 전자 빔들로부터 발생하는 전자 및/또는 방출이 검출된다. 예를 들어, 회절면에 배치된 하나 이상의 검출기는 샘플을 통해 투과되는 전자 빔, 샘플에 의해 반사된 전자, 샘플로부터의 방출, 또는 이들의 조합의 부분들을 검출할 수 있다. 구체적으로, 2개의 빔으로부터 발생하는 전자 및/또는 방출이 단일 검출기 및/또는 검출기 어레이로 검출될 수 있다. 또한, 이 프로세스는 TEM 빔과 STEM 빔에서 발생하는 전자 및/또는 방출을 동시에 검출할 수 있게 한다.
대안적으로, 두 빔들 중 한 빔을 일시적으로 차단하는 데 빔 블랭커가 사용될 수 있다. TEM 빔이 이러한 방식으로 차단될 때, 시스템은 STEM 이미징 모드로 작동한다. 즉, STEM 이미징 모드에서, STEM이 샘플 표면을 가로질러 주사되며, 결과적인 방출이 TEM 빔으로 인한 간섭 없이 검출된다. 마찬가지로, STEM 빔이 차단될 때, 시스템은 TEM 이미징 모드로 작동하고, 샘플에 입사되는 TEM 빔에서 발생하는 방출이 STEM 빔으로 인한 간섭 없이 검출된다. 이러한 방식으로, 검출기/검출기 어레이를 변경하거나 재구성할 필요가 없기 때문에, 시스템은 TEM 작동 모드, STEM 작동 모드, 및/또는 TEM과 STEM 이미징이 동시에 수행되는 동시 작동 모드 사이에서 빠르게 전환될 수 있다.
블록 414에서, 검출된 방출/전자를 사용하여 TEM 이미지 및/또는 STEM 이미지가 생성된다. 예를 들어, TEM 빔과 STEM 빔으로부터의 방출이 동시에 검출되는 경우, 이미지 생성에는, 검출된 방출/전자의 일부를 TEM 빔과 관련된 제1 부분과, STEM 빔과 관련된 제2 부분으로 분리하는 것이 맨 먼저 포함될 수 있다. 예를 들어, STEM 빔을 주사하는 동안 TEM 빔은 샘플에 일정하게 입사되는 채로 유지되기 때문에, STEM 빔을 주사하는 동안 일정하게 유지되는 검출된 방출/전자의 부분은 TEM 빔에 기인할 수 있다. 유사하게, STEM 빔을 주사하는 동안 변동하는 검출된 방출/전자의 부분은 STEM 빔에 기인할 수 있다. 그런 다음, 재구성 기술을 사용하여, 검출된 방출/전자로부터 TEM 이미지 및/또는 STEM 이미지를 생성할 수 있다.
도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 이중 초점 다중 빔 시스템(들)(100)의 광학 성능의 예시도이다. 구체적으로, 도 5는 비축방향 TEM 빔(502) 및 축방향 STEM 빔(504)을 갖는 이중 초점 다중 빔 시스템(500)의 예시적인 빔 경로를 보여주고 있는 것으로, 여기서는 비축방향 TEM 빔(502)에 적어도 사중극 렌즈 효과가 적용된다.
도 5는 복수의 전자(108)를 이중 초점 빔 형성기(112)를 향해 방출하는 전자 소스(106)를 도시하고 있다. 이중 초점 빔 형성기(112)는 복수의 전자(108)를 비축방향 TEM 빔(502)과 축방향 STEM 빔(504)으로 분할하는 것으로 예시되어 있다. 도 5는 또한, 이중 초점 빔 형성기(112)가, 비축방향 TEM 빔(502)의 초점 특성을 변경하는 적어도 사중극 렌즈 효과를 비축방향 TEM 빔(502)에 적용하는 것으로 예시하고 있다.
일부 실시형태에서, 사중극 렌즈 효과의 결과는 비축방향 TEM 빔(502)이 더 이상 원통형 대칭 빔이 아니게 한다. 하나 이상의 비점수차를 보정하고/하거나 원통형 대칭이 아닌 비축방향 TEM 빔(502)을 원통형 대칭이 되게 하기 위한 다중극 요소(124)(예를 들어, 다중극, 비점수차 교정기)가 축방향 STEM 빔(504)의 초점면에 배치된 것으로 도 5에 도시되어 있다. 예를 들어, 다중극 요소(124)는 비축방향 TEM 빔(502)이 다중극 요소(124) 하류에서 원통형 대칭이 되도록 그 빔에 적어도 사중극 렌즈 효과를 적용할 수 있다. 축방향 STEM 빔(502)이 소정의 한 지점에 초점이 맞춰지는 평면에 보정기가 배치되기 때문에, 보정기의 상기 빔에 대한 영향은 최소화된다. 또한, 도 5는 다중극 요소(124)가, 추가로, 방출 축에 수직인 빔(예를 들어, 쌍극자장)에 편향을 적용하는 전자기장을 적용하도록 구성된 실시형태를 보여주고 있다. 도 5에서, 이러한 편향은 비방향축 TEM 빔(502)을 다중극 요소(124)의 하류에서 축방향 빔이 되게 하고 축방향 STEM 빔(504)을 다중극 요소(124)의 하류에서 비축방향 빔이 되게 한다.
포커싱 컬럼(126)은 복수의 횡방향 렌즈를 포함하는 것으로 도시되어 있다. 포커싱 컬럼(126)은, TEM 빔(502)이 시료(506)에 입사할 때 TEM 빔(502)이 실질적으로 평행하도록(또는 비평행 TEM 이미징의 경우에는 약간 수렴 또는 발산하는 빔이 되도록) 비축방향 TEM 빔(502)을 포커싱하는 것으로 도시되어 있다. 도 5는 STEM 빔(504)을 포커싱하는 포커싱 컬럼(126)을 더 도시하여 그것이 표본 평면에 또는 그 근처에 초점 평면을 갖도록 한다. 이를 예시하기 위해, 도 5는 삽입물(508)을 도시하고 있는데, 이는 TEM 빔(504)의 초점면이 시료(506) 초점면과 일치하고 있는 것으로 보여주고 있다.
도시된 실시형태에서, 이중 초점 다중 빔 시스템(500)의 다중 빔 요소(124) 및 이중 초점 빔 형성 기구(112) 중 하나는, 추가로, 시료(506)의 STEM 이미징 동안에 STEM 빔(504)이 시료(506)의 표면을 주사하게 하기 위해 STEM 빔(504)에 동적 편향을 적용하도록 구성된다. 이러한 동적 편향은 TEM 빔(502)에는 영향을 미치지 않기 때문에, 검출기 또는 검출기 어레이는 TEM 및 STEM 이미징을 위한 검출기 데이터를 동시에 얻을 수 있다.
도 6은 샘플(602)의 동시 TEM 및 STEM 조사를 수행하기 위한 예시적인 이중 초점 다중 빔 시스템(600) 설정의 예시적인 빔 경로를 보여주고 있다. 구체적으로, 도 6은 축방향 TEM 빔(602)에는 사중극 렌즈 효과를 적용하고 비축방향 STEM 빔(604)에는 사중극 렌즈 효과를 적용하지 않는 예시적인 이중 초점 다중 빔 시스템(600)의 예시적인 빔 경로를 보여주고 있다. 구체적으로, 도 6은 y-z 평면(650)과 x-z 평면(670)에서의 축방향 TEM 빔(602)과 비축방향 STEM 빔(604)의 예시적인 빔 경로를 보여주고 있다.
도 6은 복수의 전자(108)를 이중 초점 빔 형성기(112)를 향해 방출하는 전자 소스(106)를 도시하고 있다. 이중 초점 빔 형성기(112)는 복수의 전자(108)를 축방향 TEM 빔(602)과 비축방향 STEM 빔(604)으로 분할하는 것으로 예시되어 있다. 도 6은 또한, 이중 초점 빔 형성기(112)가, 축방향 TEM 빔(602)의 초점 특성을 변경하는 적어도 사중극 렌즈 효과를 축방향 TEM 빔(602)에 적용하는 것으로 예시하고 있다. 구체적으로, 도 6은 일부 실시형태에서 적어도 사중극 렌즈 효과가 어떻게 축방향 TEM 빔(602)에 비점수차 교정을 적용하는지를 총괄적으로 보여주고 있다. 즉, 도 6은 사중극 렌즈 효과가 어떻게 한 자오면에서 TEM 빔(602)에 제1 렌즈 효과(즉, x-z 평면(650)에 음의 렌즈 효과)를 적용하는지와, 그리고 수직 자오면에서 TEM 빔(602)에 다른 제2 렌즈 효과(즉, y-z 평면(670)에 양의 렌즈 효과)를 적용하는지를 예시하고 있다. 도 6은 서로 다른 평면에서의 이러한 두 가지 다른 렌즈 효과가 어떻게 TEM 빔(602)을 더 이상 원통형 대칭 빔이 되지 않게 하는지(즉, x-z 평면의 빔 반경이 y-z 평면의 빔 반경과 동일하지 않게 되는지)를 보여준다.
도 6은 또한, 예시적인 이중 초점 다중 빔 시스템(600)이 다중극 요소(124), 즉 TEM 빔(602)에 적어도 사중극 렌즈 효과를 적용하여서 그 빔이 다중 빔 요소(124)의 하류에서 다시 원통형 대칭 빔(즉, x-z 평면에서 빔의 반경이 y-z 평면에서 빔의 반경과 동일한 빔)이 되도록 구성되며 STEM 전자 빔(604)의 초점면에 배치된 다중극 요소를 포함하는 것으로 예시하고 있다. STEM 빔(604)이 소정의 한 지점에 초점이 맞춰지는 평면에 보정기가 배치되기 때문에, STEM 빔(604)에 대한 다중극 요소(124)의 영향은 최소화된다. 다양한 실시형태에서, 두 빔 사이의 상호 경사 각도를 유지하면서 샘플에 대한 전자 빔의 경사 및/또는 이동을 조정하는 데 컬럼 편향기 및/또는 샘플 홀더의 기울기가 사용될 수 있다. 도 6은 또한 STEM 빔(404)에 편향을 적용하는 쌍극자 전자기장을 생성하는 다중극 요소(124)도 보여주고 있다. 도 6은 이러한 힘이 STEM 빔(604)을 다중극 요소(124)의 하류에서 축 방향 빔이 되게 하는 것으로 예시하고 있다.
도 7은 이중 초점 빔 형성기가 MEMS 장치(702)를 포함하는 경우에서 샘플(104)을 조사하는 이중 초점 다중 빔 시스템(들)(100)의 예시적인 일 실시형태(700)의 예시도이다.
예시적인 이중 초점 다중 빔 시스템(들)(700)은 복수의 전자(108)를 방출 축(110)을 따라 가속기(120)를 향해 방출하는 전자 소스(106)를 포함한다. 가속기(120)는 제1 전자 빔(114)과 제2 전자 빔(116)을 가속/감속하고 그 빔들의 초점을 맞추고 그리고/또는 그 빔들을 이중 초점 빔 형성기(112) 쪽으로 지향시킨다. 도 7은 가속기(120)가 전술한 바와 같이 이중 초점 빔 형성기(112)의 상류에 배치되는 것으로 예시하고 있는데, 다른 실시형태에서는, 이중 초점 빔 형성기(112)가 전자 소스(106)와 가속기(120) 사이에 배치될 수 있다.
예시적인 이중 초점 다중 빔 시스템(들)(700)에서, 이중 초점 빔 형성기(112)는 MEMS 장치(702)에 해당한다. MEMS 장치(702)는 복수의 전자(108)의 일부가 MEMS 장치(702)를 통과하게 할 수 있도록 각각 구성된 제1 구경 및 제2 구경을 한정한다. 이러한 방식에서, 제1 구경과 제2 구경은 복수의 하전 입자(108)를 각각 제1 전자 빔(114)과 제2 전자 빔(116)으로 분할한다. 도 7은 제1 전자 빔(114)을 축 방향 빔으로 예시하고 있다.
MEMS 장치(702)는 복수의 전극을 추가로 포함하며, 이 복수의 전극들은, 이들에 특정 전압이 인가될 때, 제2 전자 빔(116)에 적어도 사중극 렌즈 효과(즉, 쌍극자장, 사중극장, 6극자장, 8극자장 등)를 적용하는 사중극 전자기장을 생성하도록 구성된다. 사중극 렌즈 효과는 적어도 제2 전자 빔(116)의 초점을 맞추고, 그 빔의 비점수차를 교정하고, 그리고/또는 그렇지 않으면 그 빔을 수정하여 빔들의 해당 초점 특성들이 상이하도록 한다. 일부 실시형태에서, 전극들은 제1 전자 빔(114)이 전극에 의해 생성된 전자기장에 의해 영향을 받지 않고/않거나 그러한 효과가 감소되도록 구성된다. 대안적으로 또는 추가로, 전극들 중 일부는 제1 전자 빔(114)과 제2 전자 빔(116)에 상이한 렌즈 효과를 적용하는 전자기장을 생성할 수 있다.
도 7은 MEMS 장치(702)가 제1 전자 빔(114)과 제2 전자 빔(116) 중 적어도 한 전자 빔의 초점을 맞추는 렌즈 작용을 적용하도록 구성된 포커싱 컴포넌트(120)의 상류에 배치되는 것으로 예시하고 있다. 도 7에 도시된 예시적인 이중 초점 다중 빔 시스템(들)(700)에서, 포커싱 컴포넌트는 제1 전자 빔(114)과 제2 전자 빔(116)의 초점을 맞추고 그리고/또는 그 빔들을 포커싱 컬럼(126) 쪽으로 지향시키는 렌즈(120)에 해당한다. 그러나, 다른 실시형태에서, 가속기(122)가 전자 소스(106)와 MEMS 장치(702) 사이에 배치될 수 있고, 가속기(122)는 렌즈(704)(도 1에 도시된 것과 같음)를 대체하거나 증대시킬 수 있다.
포커싱 컬럼(126)과 대물 렌즈(128)는 전자 빔들(114 및 116)이 샘플(104)에 입사하도록 그 빔들의 초점을 맞춘다. 구체적으로, 도 7은 제2 전자 빔(116)의 초점을 샘플(104)에 맞춰지도록 맞추고 제1 전자 빔(114)의 초점을 샘플(104)에 맞춰지지 않도록 맞추는 포커싱 컬럼(126)을 예시하고 있다. 도 7은 제2 전자 빔(116)을 샘플(104)의 얇은 부분을 통과하는 참조 빔으로, 제1 전자 빔(114)을 샘플(104)에 입사되는 TEM 빔으로 나타내고 있다.
일부 실시형태에서, 제1 전자 빔(114)과 제2 전자 빔(116)의 초점면들은, 빔들 중 한 빔이 샘플(104)에 있거나 또는 샘플 근처에 있는 평면에 초점이 맞춰지고 다른 전자 빔이 샘플(104) 위 및/또는 아래에 대물 렌즈 초점 거리의 적어도 0.1%, 1%, 10%, 또는 100%에 위치한 평면에 맞춰지도록, 수정된다. 대안적으로 또는 추가로, 제1 전자 빔(114)과 제2 전자 빔(116)의 초점면들은, 전자 빔들 중 한 전자 빔의 샘플(104)에서의 직경이 다른 전자 빔의 샘플에서의 직경보다 5배, 10배, 20배, 50배, 100배, 500배, 또는 1000배 중 적어도 한 가지 배수만큼 더 크도록, 수정될 수 있다.
도 8은 본 발명에 따른 MEMS 장치(700)의 예시적인 일 실시형태(800)의 단면을 보여주고 있다. 구체적으로, 도 8은, 복수의 전자(802)를 제1 전자 빔(804)과 제2 전자 빔(806)으로 분할하도록 구성되며 적어도 사중극 렌즈 효과를 제2 전자 빔(806)에 적용하는 전자기장 패턴을 생성하도록 구성된 MEMS 장치(700)의 단면을 예시하고 있다. 적어도 사중극 렌즈 효과는 제1 전자 빔(804)과 제2 전자 빔(806)이 상이한 초점 특성을 갖게끔 한다. 예를 들어, 사중극 렌즈 효과는 한 자오면(예를 들어, y-z 평면)에 양의 렌즈 효과를 적용하고 수직 자오면(예를 들어, x-z 평면)에 음의 렌즈 효과를 적용하여서, 두 자오면 각각의 초점 특성들 각각에 상이한 변화를 일으킬 수 있다. 이러한 실시형태에서, 빔을 다시 원통형 대칭으로 만들기 위해 또 다른 사중극 렌즈 효과를 적용하기 위한 또 다른 시스템 컴포넌트(예를 들어, 보정기 또는 비점수차 교정기)가 이중 초점 빔 형성기(700)의 하류에 포함될 수 있다.
도 8은 MEMS 장치(700)가 표면층(808), 전극층(810), 및 선택적인 차폐층(812)을 포함하는 것으로 예시하고 있다. 도 8에서, 표면층(808)은 전자(802)가 입사되는 얇은 재료(예를 들어, 호일(foil))를 포함하는 것으로 도시되어 있다. 그러나, 다른 실시형태에서 표면층(808)은 별도의 컴포넌트 층에 대응하는 것이 아니라, 오히려 전자(802)가 입사하는 MEMS 장치(700)의 하나 이상의 컴포넌트의 상부 표면에 대응할 수 있다는 것을 당업자는 이해할 것이다.
표면층(808)은 제1 구경(816)으로의 제1 입구(814)와, 제2 구경(820)으로의 제2 입구(818)를 한정한다. 일부 실시형태에서, 제1 구경(814)은 축방향 구경(즉, 전자(802)의 방출 축 상에 배치된 것)이고, 제2 구경(818)은 비축방향 구경이다. 이러한 실시형태에서, 제1 전자 빔(804)은 축 방향 빔이다. 제1 입구(814)는 전자(802)의 제1 부분(즉, 제1 전자 빔(804))이 제1 구경(816) 안으로 가서 MEMS 장치(700)를 통과하게 한다. 유사하게, 제2 입구(818)는 전자(802)의 제2 부분(즉, 제2 전자 빔(806))이 제2 구경(820) 안으로 가서 MEMS 장치(700)를 통과하게 한다. 표면층(808)은 전자(802)의 나머지 부분이 MEMS 장치(700)로 들어가고/가거나 MEMS 장치를 통과하는 능력을 억제한다.
전극층(810)은, 하나 이상의 전극이, 그 하나 이상의 전극에 대응하는 전압이 인가될 때, 제1 전자 빔(804)과 제2 전자 빔(806) 중 하나 또는 둘 모두에 렌즈 효과를 적용하는 전자기장 패턴을 생성하도록, 성형되거나 배치되거나 또는 그렇지 않으면 구성된 복수의 마이크로 전극을, 포함한다. 렌즈 효과는 두 빔이 상이한 해당 초점 특성을 가지게끔 두 빔의 초점 특성들이 수정되도록 한다. 전극들에 인가되는 전압의 크기, 전극들의 형상, 및 전극들의 두께(L) 중 하나 이상을 수정하여, 생성된 전자기장 패턴의 강도를 변경할 수 있다. 본 발명에 따르면, 전극층(810)의 전극들은, 적어도 사중극 렌즈 효과(즉, 쌍극자장, 사중극장, 6극자장, 8극자장 등)를 제2 전자 빔(806)에 적용하는 적어도 사중극 전자기장 패턴을 생성하도록 구성된다. 일부 실시형태에서, 상기 전자기장 패턴은 또한 제1 전자 빔(804)과 제2 전자 빔(806) 중 하나 또는 둘 모두에 쌍극자장을 적용시킬 수 있다. 이러한 쌍극자장은 전자 빔들 중 적어도 한 전자 빔을 방출 축에 수직인 방향으로 편향시킬 수 있다.
도 8은 또한, MEMS 장치(700)가, 제2 전자 빔(816)에 적용되는 적어도 사중극 렌즈 효과로부터 제1 전자 빔(814)을 적어도 부분적으로 차폐하도록 구성되며 표면층(808) 반대쪽에 있는 선택적인 차폐층(812)을 포함하는 것으로 예시하고 있다.
도 9는 4개의 전극을 포함하는 MEMS 장치(700)의 예시적인 일 실시형태(900)를 위에서 아래로 투시한 개략도를 보여주고 있다. 도 9 및 도 10은 실선의 표면층(808)에 의해 한정된 제1 입구(814) 및 제2 입구(818)를 실선으로 예시하고 있다. 또한, 도 9 및 도 10은 전극층(810)의 컴포넌트들을 점선으로 예시하고 있다. 점선은 정확한 형상을 나타내는 것이 아니라 전극층(810)의 전극들의 개략적인 윤곽을 나타낸다는 것을 당업자는 인식할 것이다.
도 9는 제1 입구(814)의 반경 RA1을 전극(902)에 의해 적어도 부분적으로 한정된 바와 같이 제1 구경의 반경 RE1보다 작은 것으로 도시하고 있다. 예시적인 MEMS 장치(900)의 일 실시형태에서, 반경 RA1은 10 μm 또는 약 10 μm일 수 있고, 반경 RE1은 14 μm 또는 약 14 μm 이상일 수 있다. 제2 입구(818)의 반경 RA2는 도 9에서는 전극들(902, 904, 906, 및 908)에 의해 적어도 부분적으로 한정된 바와 같이 제2 구경의 반경 RE2보다 작은 것으로 도시되어 있다. 그러나, 다른 실시형태에서, 반경 RE1 및 반경 RA1 및/또는 반경 RE2 및 반경 RA2 중 하나 또는 둘 모두가 동일할 수 있다. 예시적인 실시형태(900)가 동일 및/또는 대략 동일한 반경 RA1 및 반경 RA2를 갖는 것으로 추가로 도시되어 있지만, 이는 모든 실시형태에서 필요로 하는 것은 아니다. 제1 입구(814)와 제2 입구(818)는 거리 D만큼 분리된다.
예시적인 MEMS 장치(900)가 사용되는 중에, 전극들(902 내지 908) 중 하나 이상에 전압이 인가되어, 그 전극들이, 제2 전자 빔에 적어도 사중극 렌즈 효과를 적용하는 전자기장을 생성하도록 할 수 있다. 일부 실시형태에서, 전극들 중 하나 이상이 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 인가되며 전극(902 및 906)은 접지된 때, 제2 전자 빔에 적어도 사중극 렌즈 효과를 적용하는 전자기장을 생성할 수 있다. 다양한 실시형태에서, V1 및 V2는 각각 -20V보다 높고 20V보다 낮을 수 있지만, 더 높은 전압도 사용될 수 있다.
도 10은 7개의 전극을 포함하는 MEMS 장치(700)의 예시적인 일 실시형태(1000)를 위에서 아래로 투시한 개략도를 보여주고 있다. 도 10은 제1 입구(814)의 반경 RA1을, 전극(1002, 1004, 1006, 1008)에 의해 적어도 부분적으로 한정된 바와 같이 제1 구경의 반경 RE1보다 작은 것으로 도시하고 있다. 도 10은 제1 구경(814)을, 복수의 전자의 방출 축(1010)이 통과하는 축방향 구경인 것으로 예시하고 있다.
또한 도 10에는, 제2 입구(818)의 반경 RA2가, 전극들(1006, 1012, 1014, 1016)에 의해 적어도 부분적으로 한정된 바와 같이 제2 구경의 반경 RE2보다 작은 것으로 도시되어 있다. 그러나, 다른 실시형태에서, 반경 RE1 및 반경 RA1 및/또는 반경 RE2 및 반경 RA2 중 하나 또는 둘 모두가 동일할 수 있다.
예시적인 MEMS 장치(1000)가 사용되는 중에, 전극들(1002 내지 1008, 1012 내지 1016) 중 하나 이상에 전압이 인가되어, 그 전극들이, 제2 전자 빔에 적어도 사중극 렌즈 효과를 적용하는 전자기장을 생성하도록 할 수 있다. 일부 실시형태에서, 전극들 중 하나 이상이 접지될 수 있다. 예를 들어, 예시적인 MEMS 장치(1000)는 -20V와 20V의 값들 사이의 제1 세트의 전압이 전극들(1004, 1008, 1012, 1016)에 인가되고 -5V와 5V의 값들 사이의 제2 세트의 전압이 전극들(1002, 1014)에 인가되며 전극(1006)이 접지된 때, 적어도 사중극 렌즈 효과를 제2 전자 빔에 적용하는 전자기장을 생성할 수 있다.
또한, 도 9 및 도 10의 점선은 전극의 예시적인 구성을 나타낸다는 점과, 실험은 제2 전자 빔에 적어도 사중극 렌즈 효과를 적용하는 전자기장을 전극들이 생성시키게끔 하는 다수의 전극 구성(예를 들어, 전극 크기, 전극 형상, 전극의 수, 전극들의 배치, 전극들에 인가되는 전압들의 조합 등)을 제공하게 될 것이라는 점을 당업자는 이해하게 될 것이다. 또한, 도 5와 도 6 각각은 제2 전자 빔에 적어도 사중극 렌즈 효과가 적용되는 실시형태를 예시하고 있지만, 다른 실시형태에서는, 전극층이 전자기장을, 즉 전극들에 대응하는 세트의 전압이 인가될 때 제1 전자 빔(또는 두 전자 빔)에 적어도 사중극 렌즈 효과를 적용하는 전자기장을, 생성하도록 구성될 수 있다.
도 11은 예시적인 일 실시형태의 이중 초점 빔 형성기가 제2 전자 빔에 적어도 사중극 렌즈 효과를 적용시킬 때에 발생하는 제2 전자 빔의 초점 특성들의 변화의 예시도(1100)이다. 구체적으로, 도 11은 복수의 전자(1104)를 방출 축(1106)을 따라 방출하는 방출기(1102)를 보여주고 있다. 복수의 전자(1104)는 원형 영역(1110) 내에서 이중 초점 빔 형성기(1108)에 충돌한다. 도 11에서, 이중 초점 빔 형성기(1108)는, (i) 전자 빔(1104)을 제1 전자 빔(1116)과 제2 전자 빔(1118)으로 각각 분할하는 제1 구경(1112) 및 제2 구경(1114)을 한정하며, (ii) 사용 시 제2 전 빔(1118)에 적어도 사중극 렌즈 효과를 적용하는 전자기장을 생성하는, MEMS 장치로서 도시되어 있다.
도 11에 예시된 바와 같이, 일부 실시형태에서, 상기 적어도 사중극 렌즈 효과는 제2 전자 빔(1118)을 왜곡시키되, (i) 그 제2 전자 빔이 제1 전자 빔(1116)과 상이한 초점 특성을 가지도록, 그리고 (ii) 더 이상 원통형 대칭 빔이 아니도록, 왜곡시킨다. 구체적으로, 도11은 이중 초점 빔 형성기(1108)의 하류 평면(1120) - 여기서 방출 축은 평면(1120)에 대해 수직임 - 에서의 제1 전자 빔(1116)과 제2 전자 빔(1118)의 단면 영역을 보여주고 있다. 제1 전자 빔(1116)은 평면(1120)을 가로질러 보았을 때 원형(또는 거의 원형) 단면(1122)을 갖는 것으로 도시되어 있고, 제2 전자 빔(1118)은 평면(1120)을 가로질러 보았을 때 비원형 단면(1124)을 갖는 것으로 도시되어 있다. 본 출원인은, 이 단면들은 본 발명에 따른 이중 초점 빔 형성기의 모든 실시형태의 성능을 예시하는 것이 아니라 이중 초점 빔 형성기(1108)의 특정 예시적인 실시형태에 한정된다는 점을 특기한다.
도 12는 이중 초점 빔 형성기가 구경 렌즈 어레이(1204)를 포함하는 경우에서 샘플(104)을 조사하는 이중 초점 다중 빔 시스템(들)(100)의 예시적인 일 실시형태(1200)의 예시도이다.
예시적인 이중 초점 다중 빔 시스템(들)(1202)은 복수의 전자(108)를 방출 축(110)을 따라 구경 렌즈 어레이(1204)를 향해 방출하는 전자 소스(106)를 포함한다. 예시적인 구경 렌즈 어레이(1204)는, (i) 제1 전자 빔(114)이 적어도 하나의 구경 한정 구조체(1206)를 통과하게 할 수 있도록 하는 제1 구경과, (ii) 제2 전자 빔(116)이 적어도 하나의 구경 한정 구조체(1206)를 통과하게 할 수 있도록 하는 제2 구경과, (iii) 복수의 기타 구경을 한정하는, 적어도 하나의 구경 한정 구조체(1206)를 포함한다. 제1 구경과, 제2 구경과, 복수의 구경은 집합적으로 하나의 패턴을, 즉 구경 한정 구조체(1206) 및 전극(들)(1208)에 전압(들)이 인가될 때, 제1 전자 빔(114)과 제2 전자 빔(116) 중 적어도 하나에 렌즈 효과(예를 들어, 적어도 사중극 렌즈 효과)를 적용하는 전자기장을 생성하는 패턴을, 형성한다. 렌즈 효과는 제1 전자 빔(114)과 제2 전자 빔(116) 중 하나 또는 둘을 왜곡시켜서 이 빔들이 상이한 초점 특성을 갖게 한다.
구경 렌즈 어레이(1204)는 하나 이상의 전극(예를 들어, 원판 전극)(1208)을 더 포함한다. 하나 이상의 전극(1208) 각각은 그에 전압이 공급될 때 그 해당 전극과 적어도 하나의 구경 한정 구조체(1206) 사이에 전계를 생성한다. 추가로, 일부 실시형태에서, 전극들(1208) 중 하나 이상은 복수의 전자(108)의 일부가 적어도 하나의 구경 한정 구조체(106)에 도달하는 것을 물리적으로 차단할 수 있다. 예를 들어, 전극들(1208) 중 하나는, 제1 전자 부분(즉, 제1 전자 빔)이 전극을 통과하게 할 수 있도록 하는 제1 구경과, 제2 전자 부분(즉, 제2 전자 빔)이 이중 초점 빔 형성기를 통과하게 할 수 있도록 하는 제2 구경을 한정할 수 있다.
도 12는 이중 초점 빔 형성기(112)가 제1 전자 빔(114)과 제2 전자 빔(116) 중 적어도 한 전자 빔의 초점을 맞추는 렌즈 작용을 적용하도록 구성된 포커싱 컴포넌트(120)의 상류에 배치되는 것으로 예시하고 있다. 도 12에 도시된 예시적인 이중 초점 다중 빔 시스템(들)(1202)에서, 포커싱 컴포넌트는 제1 전자 빔(114)과 제2 전자 빔(116)을 가속/감속하고 그 빔들의 초점을 맞추고 그리고/또는 그 빔들을 포커싱 컬럼(126) 쪽으로 지향시키는 가속기(122)에 해당한다.
포커싱 컬럼(126)과 대물 렌즈(128)는 전자 빔들(114 및 116)이 샘플(104)에 입사하도록 그 빔들의 초점을 맞춘다. 구체적으로, 도 12는 제2 전자 빔(116)의 초점을 샘플(104)에 있거나 샘플 근처에 있는 평면에 맞춰지도록 맞추고 제1 전자 빔(114)의 초점을 샘플(104)에 있거나 샘플 근처에 있는 평면에 맞춰지지 않도록 맞추는 포커싱 컬럼(126)을 예시하고 있다. 일부 실시형태에서, 제1 전자 빔(114)과 제2 전자 빔(116)의 초점 특성들은, 빔들 중 한 빔이 샘플(104)에 있거나 또는 샘플 근처에 있는 평면에 초점이 맞춰지고 다른 전자 빔이 샘플(104) 위 및/또는 아래에 대물 렌즈 초점 거리의 적어도 0.1%, 1%, 10%, 또는 100%에 위치한 평면에 맞춰지도록, 수정된다. 대안적으로 또는 추가로, 제1 전자 빔(114)과 제2 전자 빔(116)의 초점 특성들은, 전자 빔들 중 한 전자 빔의 샘플(104)에서의 직경이 다른 전자 빔의 샘플에서의 직경보다 50배, 100배, 500배, 또는 1000배 중 적어도 한 가지 배수만큼 더 크도록, 수정될 수 있다.
도 13은 예시적인 구경 렌즈 어레이(1204)를 위한 전극(1202)의 예(1300)를 예시한다. 전극(1208)은 도 13에서는 전자가 원판 전극(1302)을 통과하게 할 수 있도록 하는 구경(1304)을 한정하는 원판 전극(1302)인 것으로 도시되어 있다.
도 14는 예시적인 구경 렌즈 어레이(1204)를 위한 구경 한정 구조체(1402)의 예(1400)를 예시한다. 예시적인 구경 한정 구조체(1402)는 (i) 제1 전자 빔이 적어도 하나의 구경 한정 구조체(1402)를 통과하게 할 수 있도록 하는 제1 구경(1404)과, (ii) 제2 전자 빔이 적어도 하나의 구경 한정 구조체(1402)를 통과하게 할 수 있도록 하는 제2 구경(1406)과, (iii) 복수의 기타 구경(1408)을 한정한다. 도 14에 도시된 예시적인 실시형태에서, 제1 구경(1404)과 제2 구경(1406)과 3개의 구경(1408) 각각은 구경 한정 구조체(1402)의 중간선(1410)을 따라 배치된다.
도 14는 복수의 기타 구경들(1408) 각각을, 전자가 구경 한정 구조체(1402)를 통과하게 할 수 있도록 하는 구멍으로 예시하고 있다. 그러나, 다른 실시형태에서, 하나 이상의 구경(1408)은 공동일 수 있으며, 여기서 구경 한정 구조체(1402)는 전자가 들어갈 수 있게는 하지만 전자가 그 구경 한정 구조체를 통과하지는 못하게 하는 빈 공간을 한정한다. 제1 구경(1404)과, 제2 구경(1406)과, 복수의 구경(1408)은 집합적으로 하나의 패턴을, 즉 적어도 제2 전자 빔에 렌즈 효과(예를 들어, 적어도 사중극 렌즈 효과)를 적용하는 전자기장을 유도하는 패턴을, 형성한다.
도 15는 하나의 구경 한정 구조체를 갖는 예시적인 구경 렌즈 어레이(1500)의 단면을 예시한다. 구체적으로, 도 15는 도 13의 예시적인 전극(1302)과 도 14의 예시적인 구경 구조체(1402)를 포함하는 예시적인 구경 렌즈 어레이(1500)의 단면을 도시하고 있는데, 여기서 단면의 절단부는 예시적인 구경 구조체(1402)의 중간선(1410)과 정렬된다.
도 15는 방출 축을 따라 전극(1302)을 향해 방출되는 전자(1502)를 보여주고 있다. 전자(1502)의 일부는 구경(1304)과 제1 구경(1404) 모두를 통과하여 제1 전자 빔(1506)이 된다. 전자(1502)의 다른 부분은 구경(1304)과 제2 구경(1406) 모두를 통과하여 제2 전자 빔(1508)이 된다. 일부 실시형태에서, 구경 렌즈 어레이(1500)는 적어도 하나의 구경 한정 구조체(1402)가 2개의 전극 사이에 있도록 배치된 제2 전극을 포함한다. 전극(1302(A))과, 전극(1302(B))과, 두 전극(1302(A) 및 1302(B))과, 그리고/또는 구경 한정 구조체(1402)에 전압이 인가될 때, 전극들(1302)과 구경 한정 구조체(1402) 사이에 전자기장이 생성된다. 도 15는 구경 렌즈 어레이(1500)가 2개의 전극을 포함하는 것으로 예시하고 있지만, 일부 실시형태에서, 구경 렌즈 어레이(1500)는 단지 하나의 전극(전극(1302(A))이나, 혹은 전극(1302(B)))을 포함할 수 있다.
구경 렌즈 어레이(1500)는 전극(1302)의 구성(즉, 하나의 전극, 두 전극, 이러한 전극들의 위치, 이러한 전극들의 기하 형태 등)과, 전극들(1302) 중 개별 전극과 구경 한정 구조체(1402)에 인가되는 전압(또는 전압 인가 없음)과, 제1 구경(1404)과 제2 구경(1406)과 복수의 구경(1408)의 패턴이, 한데 어울려서, 제1 전자 빔에 제1 렌즈 효과를 일으키고 제2 전자 빔에 제2 렌즈 효과 - 여기서 제1 렌즈 효과와 제2 렌즈 효과는 상이함 - 를 일으키는 전자기장을, 생성하도록 구성된다. 예를 들어, 본 발명의 일 실시형태에서, 전자기장은 제1 전자 빔(1506)과 제2 전자 빔(1508)이 상이한 초점 특성을 갖게 하는 렌즈 효과(예를 들어, 적어도 사중극 렌즈 효과)를 생성할 수 있다.
일부 실시형태에서, 전자기장은 또한, 제1 전자 빔(1506)과 제2 전자 빔(1508) 중 하나 또는 둘 모두를 방출 축(1504)으로부터 멀리 편향시킨다. 또한, 도 15는 제1 전자 빔(1508)을 복수의 전자(1502)의 방출 축(1504)을 따라 이동하는 축방향 빔으로서 예시하고 있는데, 이는 모든 실시형태에서 필요로 하는 것은 아니다.
도 16 내지 도 24는 도 25에 예시된 다중 구경 어셈블리(2500)에 사용될 수 있는 예시적인 중앙 구조체를 보여주고 있다. 구체적으로, 도 16은 구멍과 공동의 조합을 포함하는 예시적인 구경 렌즈 어레이를 위한 예시적인 구경 한정 구조체(1600)를 예시하고 있다. 예시적인 구경 한정 구조체(1602)는 (i) 제1 전자 빔이 적어도 하나의 구경 한정 구조체(1602)를 통과하게 할 수 있도록 하는 제1 구경(1604)과, (ii) 제2 전자 빔이 적어도 하나의 구경 한정 구조체(1602)를 통과하게 할 수 있도록 하는 제2 구경(1606)과, (iii) 복수의 기타 구경(1608)을 한정한다. 제1 구경(1604)과, 제2 구경(1606)과, 복수의 구경(1608)은 집합적으로 하나의 패턴을, 즉 다중 구경 어셈블리(2500)가 사용되는 중에, 적어도 구경 한정 구조체(1600)와 전극들(2504 및 2512)에 전압이 인가될 때, 적어도 제2 전자 빔에 렌즈 효과(예를 들어, 적어도 사중극 렌즈 효과)를 적용하는 전자기장을 유도하는 패턴을, 형성한다. 일부 실시형태에서, 구경 렌즈 구조체(1602)는 제1 구경(1604), 제2 구경(1606), 및 복수의 구경(1608) 각각을 한정하는 단일의 물리적 컴포넌트를 포함한다. 그러나, 다른 실시형태에서, 구경 렌즈 구조체(1602)는 2개 이상의 컴포넌트 물리적 구조체를 포함할 수 있다.
도 16은 복수의 기타 구경들(1608) 중 5개가 구멍(1610)에 해당하고 복수의 기타 구경들(1608) 중 4개가 공동(1612)에 해당하는 예시적인 일 실시형태를 예시하고 있다. 그러나, 다른 실시형태에서, 복수의 기타 구경들(1608)은, 복수의 기타 구경들(1608) 모두가 구멍들 또는 공동들 중 오로지 하나에만 해당하는(예를 들어, 도 14에 예시된 구경 한정 구조체) 실시형태들을 포함한, 구멍들 및 공동들의 그 밖의 다른 조합 및/또는 패턴을 포함할 수 있다. 도 16에 도시된 예시적인 실시형태에서, 제1 구경(1604)과 제2 구경(1606)과 2개의 기타 구경(1608) 각각은 구경 한정 구조체(1602)의 중간선(1614)을 따라 배치된다.
도 17은 단일 물리적 구조체(1702)를 포함하는 예시적인 구경 구조체(1602)의 단면(1700)을 예시하고 있다. 구체적으로, 도 17은 도 16의 예시적인 구경 구조체(1602)의 일 실시형태의 단면을 도시하고 있는데, 여기서 단면의 절단부는 중간선(1614)과 정렬된다. 전자(1704)의 제1 부분은 구멍(1706)을 거쳐서 물리적 구조체(1702)를 통과하게 할 수 있도록 허용된다. 도 17은 또한, 전자(1704)의 제2 부분을, 물리적 구조체(1702)를 통과하지 못하게 하는 공동(1708) 내로 들어가게 하는 것도 보여주고 있다.
도 18은 제1 물리적 구조체(1802)와 제2 물리적 구조체(1804)를 포함하는 예시적인 구경 구조체(1602)의 단면(1800)을 예시하고 있다. 구체적으로, 도 18은 예시적인 구경 구조체(1602)의 일 실시형태의 단면을 도시하고 있는데, 여기서 구경 구조체는 2개의 구조체(예를 들어, 호일)로 구성되며, 단면의 절단부는 중간선(1614)과 정렬된다. 도 18은 예시적인 구경 구조체(1602)의 구멍(1806)을, 전자(1808)의 제1 부분이 구경 구조체(1602)를 통과하게 할 수 있도록 함께 허용하는 제1 물리적 구조체(1802)와 제2 물리적 구조체(1804)의 상보적 구경들에 해당하는 것으로, 예시하고 있다. 도 18은 또한 공동(1810)을, 제2 물리적 구조체(1804)의 상보적인 구경을 갖지 않는 제1 물리적 구조체(1802)의 구경에 해당하는 것으로 예시하고 있다. 즉, 공동(1810)은, 전자(1808)의 제2 부분이 제1 물리적 구조체(1802)와 제2 물리적 구조체(1804) 사이의 공간(1812)으로 들어갈 수는 있게 하지만 구경 구조체(1602)를 통과할 수는 없게 구성된다.
도 19 및 도 20은 도 25에 예시된 구경 렌즈 어레이(2500)에 구경 한정 구조체(2306)를 형성하는 데 사용될 수 있는 한 쌍의 컴포넌트 물리적 구조체를 예시하고 있다. 구체적으로, 도 19는 2개의 물리적 구조체를 포함하는 예시적인 구경 한정 구조체의 예시적인 제1 컴포넌트 물리적 구조체(1900)를 예시하고 있다. 예시적인 제1 컴포넌트 물리적 구조체(1900)는 (i) 제1 전자 빔이 제1 컴포넌트 물리적 구조체(1900)를 통과하게 할 수 있도록 하는 제1 구경(1904)과, (ii) 제2 전자 빔이 제1 컴포넌트 물리적 구조체(1900)를 통과하게 할 수 있도록 하는 제2 구경(1906)과, (iii) 복수의 기타 구경(1908)을 한정한다. 이들 구경 각각은 직사각형 기하 형태(예를 들어, 긴 슬롯)을 갖는 것으로 예시되어 있다. 이러한 직사각형 구경들은 예시적인 구경 한정 구조체가 사용되는 중에 그 구경들을 통과하는 전자에 대해 원통형 렌즈 효과를 일으키도록 구성된다. 도 19에 도시된 예시적인 실시형태에서, 제1 구경(1904)과 제2 구경(1906)과 2개의 구경(1908) 각각은 제1 컴포넌트 물리적 구조체(1900)의 중간선(1910)을 따라 배치된다.
도 20은 2개의 물리적 구조체를 포함하는 예시적인 구경 한정 구조체의 예시적인 제2 컴포넌트 물리적 구조체(2000)를 예시하고 있다. 예시적인 제2 컴포넌트 물리적 구조체(2000)는 (i) 제1 전자 빔이 제2 컴포넌트 물리적 구조체(2000)를 통과하게 할 수 있도록 하는 제1 구경(2004)과, (ii) 제2 전자 빔이 제2 컴포넌트 물리적 구조체(2000)를 통과하게 할 수 있도록 하는 제2 구경(2006)과, (iii) 복수의 기타 구경(2008)을 한정한다. 구경(2004 및 2008)은 도 19에 예시된 제1 컴포넌트 물리적 구조체(1900)에 의해 한정된 구경들과 유사하게 직사각형 기하 형태를 갖는 것으로 도시되어 있다. 제2 구경(2006)은 도 20에서는 직사각형 기하 형태와 원형 기하 형태 둘 다가 결합된 것으로 예시되어 있다. 즉, 제2 구경(2006)은 원형 구경이 직사각형 기하 형태를 갖는 구경과 중첩된 상태로 중앙에 배치된 것으로 도시되어 있다. 제2 구경(1906)과 제2 구경(2006)의 기하 형태의 이러한 조합은, 전자 빔(B)이 제2 구경(1906 및 2006)을 통과할 때에 그 전자 빔에 순 사중극 렌즈 효과가 적용되게 한다. 유사하게, 제1 구경(1904)과 제1 구경(2004)의 기하 형태는 전자 빔(A)에 순 렌즈 효과가 적용되지 않게 한다. 도 20에 도시된 예시적인 실시형태에서, 제1 구경(2004)과 제2 구경(2006)과 2개의 구경(2008) 각각은 중간선(2010)을 따라 배치된다.
도 21 및 도 20은 도 25에 예시된 구경 렌즈 어레이(2500)에 구경 한정 구조체(2306)를 형성하는 데 사용될 수 있는 한 쌍의 컴포넌트 물리적 구조체를 예시하고 있다. 구체적으로, 도 21은 2개의 물리적 구조체를 포함하는 예시적인 구경 한정 구조체의 예시적인 제1 컴포넌트 물리적 구조체(2100)를 예시하고 있다. 예시적인 제1 컴포넌트 물리적 구조체(2100)는 (i) 제1 전자 빔이 제1 컴포넌트 물리적 구조체(2100)를 통과하게 할 수 있도록 하는 제1 구경(2104)과, (ii) 제2 전자 빔이 제1 컴포넌트 물리적 구조체(2100)를 통과하게 할 수 있도록 하는 제2 구경(2106)과, (iii) 복수의 기타 구경(2108)을 한정한다. 이러한 구경들은 예시적인 구경 한정 구조체가 사용되는 중에 제2 구경(2106)을 통과하는 전자에 대해 사중극 렌즈 효과를 일으키도록 구성된다. 도 21에 도시된 예시적인 실시형태에서, 제1 구경(2104)과 제2 구경(2106)과 기타 구경(2108) 각각은 제1 컴포넌트 물리적 구조체(2100)의 중간선(2110)을 따라 배치된다.
도 22는 2개의 물리적 구조체를 포함하는 예시적인 구경 한정 구조체의 예시적인 제2 컴포넌트 물리적 구조체(2200)를 예시하고 있다. 예시적인 제2 컴포넌트 물리적 구조체(2200)는 (i) 제1 전자 빔이 제2 컴포넌트 물리적 구조체(2200)를 통과하게 할 수 있도록 하는 제1 구경(2204)과, (ii) 제2 전자 빔이 제2 컴포넌트 물리적 구조체(2200)를 통과하게 할 수 있도록 하는 제2 구경(2206)과, (iii) 복수의 기타 구경(2208)을 한정한다. 구경(2204 및 2208)은 도 22에 예시된 제1 컴포넌트 물리적 구조체(2200)에 의해 한정된 구경들과 유사한 기하 형태를 갖는 것으로 도시되어 있다. 제2 구경(2106)과 제2 구경(2206)의 기하 형태의 이러한 조합은 전자 빔(A)에 순 렌즈 효과가 적용되지 않게 한다. 유사하게, 제1 구경(2104)과 제1 구경(2204)의 기하 형태는, 전자 빔(B)이 제2 구경(2106 및 2206)을 통과할 때에 그 전자 빔에 순 사중극 렌즈 효과가 적용되게 한다. 도 22에 도시된 예시적인 실시형태에서, 제1 구경(2204)과 제2 구경(2206)과 2개의 구경(2208) 각각은 중간선(2210)을 따라 배치된다.
도 23 및 도 24는 도 25에 예시된 구경 렌즈 어레이(2500)에 구경 한정 구조체(2506)를 형성하는 데 사용될 수 있는 한 쌍의 컴포넌트 물리적 구조체를 예시하고 있다. 구체적으로, 도 23은 2개의 물리적 구조체를 포함하는 예시적인 구경 한정 구조체의 예시적인 제1 컴포넌트 물리적 구조체(2300)를 예시하고 있다. 예시적인 제1 컴포넌트 물리적 구조체(2300)는 (i) 제1 전자 빔이 제1 컴포넌트 물리적 구조체(2300)를 통과하게 할 수 있도록 하는 제1 구경(2304)과, (ii) 제2 전자 빔이 제1 컴포넌트 물리적 구조체(2300)를 통과하게 할 수 있도록 하는 제2 구경(2306)과, (iii) 복수의 기타 구경(2308)을 한정한다. 이들 구경 각각은 직사각형 기하 형태(예를 들어, 긴 슬롯)을 갖는 것으로 예시되어 있다. 이러한 직사각형 구경들은 예시적인 구경 한정 구조체가 사용되는 중에 그 구경들을 통과하는 전자에 대해 원통형 렌즈 효과를 일으키도록 구성된다. 도 23에 도시된 예시적인 실시형태에서, 제1 구경(2304)과 제2 구경(2306)과 2개의 구경(2308) 각각은 제1 컴포넌트 물리적 구조체(2300)의 중간선(2310)을 따라 배치된다.
도 24는 2개의 물리적 구조체를 포함하는 예시적인 구경 한정 구조체의 예시적인 제2 컴포넌트 물리적 구조체(2400)를 예시하고 있다. 예시적인 제2 컴포넌트 물리적 구조체(2400)는 (i) 제1 전자 빔이 제2 컴포넌트 물리적 구조체(2400)를 통과하게 할 수 있도록 하는 제1 구경(2404)과, (ii) 제2 전자 빔이 제2 컴포넌트 물리적 구조체(2400)를 통과하게 할 수 있도록 하는 제2 구경(2406)과, (iii) 복수의 기타 구경(2408)을 한정한다. 구경(2404 및 2408)은 도 23에 예시된 제1 컴포넌트 물리적 구조체(2300)에 의해 한정된 구경들과 유사하게 직사각형 기하 형태를 갖는 것으로 도시되어 있다. 제2 구경(2306)과 제2 구경(2406)의 기하 형태의 이러한 조합은 전자 빔(A)에 순 렌즈 효과가 적용되지 않게 한다. 유사하게, 제1 구경(2304)과 제1 구경(2404)의 기하 형태는, 제2 구경(2306 및 2406)을 통과하는 전자 빔(B)에 순 사중극 렌즈 효과가 적용되게 한다. 도 24에 도시된 예시적인 실시형태에서, 제1 구경(2404)과 제2 구경(2406)과 2개의 구경(2408) 각각은 중간선(2410)을 따라 배치된다.
도 25는 제1 전극(2502), 제2 전극(2504), 및 구경 한정 구조체(2506)를 포함하는 예시적인 구경 렌즈 어레이(2500)의 단면을 예시하고 있다. 도 25는 제1 전극(2502)을 향해 방출되는 전자(2508)를 보여주고 있다. 제1 전극(2502)은 전자(2508)의 일부가 제1 전극(2502)을 통과하게 할 수 있도록 하는 한 쌍의 구경(2512)을 한정하는 것으로 도시되어 있다. 일부 실시형태에서, 제1 전극(2502)은 2개의 구경(2512)을 한정하는 전기 도전성 호일에 해당할 수 있다. 전자(2508)의 제1 부분은 두 제1 구경을 통과하여 제1 전자 빔(2514)이 된다. 전자(2508)의 다른 부분은 두 제2 구경을 통과하여 제2 전자 빔(2516)이 된다.
모든 실시형태에서, 구경 렌즈 어레이(2500)는 구경 한정 구조체(2506)가 2개의 전극 사이에 있도록 배치된 제2 전극(2504)을 포함한다. 제2 전극(2504)은 제1 전자 빔(2514)과 제2 전자 빔(2516)이 제2 전극(2504)을 통과하게 할 수 있도록 하는 구경(2518)을 한정하는 원판 전극에 해당할 수 있다.
두 전극(2502 및 2504) 및/또는 구경 한정 구조체(2506)에 특정 전압이 인가될 때, 전극들(2502 및 2504) 사이에 전자기장이 생성된다. 구경 한정 구조체(2506)에 의해 구경들이 한정된 패턴과 전자기장은, 한데 어울려서, 제1 전자 빔(2514)과 제2 전자 빔(2516)이 상이한 초점 특성을 갖게끔 하는 렌즈 효과를, 생성한다.
비제한적인 것으로서, 상류 및 하류 컴포넌트들에 대해 상이한 어레이 패턴을 갖는 본 발명의 일부 실시형태(예를 들어, 도 19 및 도 20에 도시된 실시형태, 도 21 및 도 22에 도시된 실시형태, 도 23 및 도 24에 도시된 실시형태)의 성능을 예시하기 위해 간단한 대표적인 계산을 사용할 수 있다. 이 간단한 대표적 계산을 가능하도록 하기 위해, 하기 단락들은 다음과 같은 가정을 한다: (a) 모든 곳에서 
이고; (b) 구경 한정 구조체(2506) 위에서 구경 어레이 플레이트들에 가까운 전계 성분 
는 
(즉, 구경 한정 구조체(2306) 위의 0이 아닌 전계)에서 0으로 바뀌고; (c) 구경 한정 구조체(2506) 아래에서 구경 어레이 플레이트들에 가까운 전계 성분 
는 0에서 
(즉, 구경 한정 구조체(2506) 아래의 0이 아닌 전계)로 바뀌고; 그리고 (d) 구경 어레이 플레이트들(예를 들어, 도 19 및 도 20의 플레이트) 사이의 전계는 0인 전계이다.
간단한 대표적 계산에서, x-z 평면과 y-z 평면에서 거울 대칭인 정전기 전위에 있어서, x 및 y 방향의 최대 2차의 정전기 전위는 일반적으로 다음과 같이 표현할 수 있다:
식 (1)에서, U는 구경 렌즈 어레이(2500) 위의 전자 에너지를 나타내고, 나머지 다른 항들은 두 전극(2502 및 2504) 및/또는 구경 한정 구조체(2506)에 인가되는 전압에 의해 유도된다. 이 정전기 전위에 대한 라플라스 방정식
은 
임을 나타낸다. 일부 예에서, 이는 원형 구경 렌즈에 있어서는 
에 해당하고, x-z 평면에 초점을 맞추는 원통형 렌즈에 있어서는(예컨대, 도 19에 도시된 실시형태) 
및 q = 0에 해당한다.
간단한 대표적 계산에 따르면, 구경 한정 구조체(2506)의 상류 컴포넌트는 다음과 같은 렌즈 강도를 끌어낸다:
유사하게, 구경 한정 구조체(2506)의 하류 컴포넌트는 다음과 같은 렌즈 강도를 끌어낸다:
이들 방정식에서, 
및 
는 각각 x-z 평면과 y-z 평면에서의 초점 거리이고, 
및 
는 사중극 전위 
에 의해 유도된 사중극 렌즈 강도이다.
일부 바람직한 실시형태에서, 
. 이러한 실시형태에서, 총 렌즈 강도는 다음과 같이 단순화된다:
전자기장이 물리적 구조체(1900 및 2000)의 양쪽에서 동일한, 구경 렌즈 어레이(2100)의 실시형태에서, 제1 구경(1904)를 통해 이동하는 제1 전자 빔(2108)에 의해 일어난 렌즈 효과는 상쇄되고/되거나, 그렇지 않으면 제1 구경(2004)을 통해 이동하는 제1 전자 빔(2108)에 의해 일어난 렌즈 효과에 의해 무효화된다. 추가로, 이러한 실시형태에서, 제2 구경(1906)을 통해 이동하는 제2 전자 빔(2110)에 의해 일어난 렌즈 효과와 제2 구경(2006)를 통해 이동하는 제2 전자 빔(2110)에 의해 일어난 렌즈 효과가 결합되어 적어도 사중극 렌즈 효과를 형성한다.
도 26은 이중 초점 빔 형성기(112)가 빔 분할 기구(2604) 및 하나 이상의 포커싱 장치(2606)를 포함하는 경우에서 샘플(104)을 조사하는 이중 초점 다중 빔 전자 시스템(들)(100)의 예시적인 일 실시형태(2600)의 예시도이다.
예시적인 이중 초점 다중 빔 전자 시스템(들)(2602)은 복수의 전자(108)를 방출 축(110)을 따라 이중 초점 빔 형성기(112)를 향해 방출하는 전자 소스(106)를 포함한다. 본 발명의 예시된 실시형태에서, 이중 초점 빔 형성기(112)는, (i) 복수의 전자(108)를 제1 전자 빔(114)과 제2 전자 빔(116)으로 분할하는 빔 분할 기구(2604)와, (ii) 전자 빔들 중 하나 또는 둘 모두의 초점 특성을 수정하되 두 빔의 해당 초점면들이 동일하지 않게끔 수정하도록 구성된 하나 이상의 포커싱 장치(2606)를 적어도 포함하는 것으로 도시되어 있다. 일부 실시형태에서, 하나 이상의 포커싱 장치(2606)는, 추가로, 제1 전자 빔(114)과 제2 전자 빔(116) 중 하나 또는 둘 모두를 방출 축(110)으로부터 멀리 편향시키도록 구성된다.
도 26에서, 빔 분할 기구(2604)는, 제1 전자 빔(114)이 빔 분할 기구(2604)를 통과하게 할 수 있도록 하는 제1 구경과, 제2 전자 빔(116)이 빔 분할 기구(2604)을 통과하게 할 수 있도록 하는 제2 구경을 한정하는, 물리적 구조체에 해당하는 것으로 도시되어 있다. 도 26은 하나 이상의 포커싱 장치(2606)가 선택적으로 2개의 렌즈에 해당하는 것으로 추가로 예시하고 있다. 그러나, 다른 실시형태에서, 포커싱 장치(2606)는 3개 이상의 렌즈, 전자 빔들 중 한 전자 빔만 수정하는 단일 렌즈, 두 개의 전자 빔이 렌즈를 통과하도록 고도의 수차를 갖는 단일 렌즈에 해당할 수 있다. 또한, 도 26은 빔 분할 기구(2604)를 하나 이상의 포커싱 장치(2606)의 상류에 있는 것으로 도시하고 있는데, 예시적인 이중 초점 다중 빔 전자 시스템(2602)의 다른 실시형태에서, 빔 분할 기구(2604)는 하나 이상의 포커싱 장치(2606)의 하류에 있을 수 있다. 대안적으로, 일부 실시형태에서, 포커싱 장치들(2606) 중 일부는 빔 분할 기구(2604)의 상류에 있을 수 있는 반면, 포커싱 장치들(2606) 중 나머지 다른 것들은 빔 분할 기구(2604)의 하류에 있을 수 있다.
도 26은 이중 초점 빔 형성기(112)가 제1 전자 빔(114)과 제2 전자 빔(116) 중 적어도 한 전자 빔의 초점을 맞추는 렌즈 작용을 적용하도록 구성된 포커싱 컴포넌트(120)의 상류에 배치되는 것으로 예시하고 있다. 도 26에 도시된 예시적인 이중 초점 다중 빔 전자 시스템(들)(2602)에서, 포커싱 컴포넌트는 제1 전자 빔(114)과 제2 전자 빔(116)을 가속/감속하고 그 빔들의 초점을 맞추고 그리고/또는 그 빔들을 포커싱 컬럼(126) 쪽으로 지향시키는 가속기(122)에 해당한다.
포커싱 컬럼(126)과 대물 렌즈(128)는 전자 빔들(114 및 116)이 샘플(104)에 입사하도록 그 빔들의 초점을 맞춘다. 구체적으로, 도 26은 제2 전자 빔(116)의 초점을 샘플(104)에 맞춰지도록 맞추고 제1 전자 빔(114)의 초점을 샘플(104)에 맞춰지지 않도록 맞추는 포커싱 컬럼(126)을 예시하고 있다. 일부 실시형태에서, 제1 전자 빔(114)과 제2 전자 빔(116)의 초점면들은, 빔들 중 한 빔이 샘플(104)에 있거나 또는 샘플 근처에 있는 평면에 초점이 맞춰지고 다른 전자 빔이 샘플(104) 위 또는 아래에 대물 렌즈 초점 거리의 적어도 0.1%, 1%, 10%, 또는 100%에 위치한 평면에 맞춰지도록, 수정된다. 대안적으로 또는 추가로, 제1 전자 빔(114)과 제2 전자 빔(116)의 초점면들은, 전자 빔들 중 한 전자 빔의 샘플(104)에서의 직경이 다른 전자 빔의 샘플에서의 직경보다 50배, 100배, 500배, 또는 1000배 중 적어도 한 가지 배수만큼 더 크도록, 수정될 수 있다.
본 개시내용에 따른 발명 특허대상의 예들은 하기에 열거된 단락들에 기술된다.
A1. 샘플을 조사하는 방법으로서, 샘플을 향해 복수의 하전 입자를 방출하는 단계; 복수의 하전 입자를 제1 하전 입자 빔과 제2 하전 입자 빔으로 형성하는 단계; 제1 하전 입자 빔과 제2 하전 입자 빔 중 적어도 한 하전 입자 빔의 초점 특성을 수정하는 단계를 포함하는 방법.
A1.1. 단락 A1에 있어서, 제1 하전 입자 빔과 제2 하전 입자 빔 중 적어도 한 하전 입자 빔의 초점 특성을 수정하는 단계는, 제1 하전 입자 빔과 제2 하전 입자 빔 중 하나 이상의 하전 입자 빔을 수정하되, 제1 하전 입자 빔이 제1 초점면을 가지고 제2 하전 입자 빔이 제1 초점면과 다른 제2 초점면을 갖도록, 수정하는 단계를 포함하는, 방법.
A1.1.1. 단락 A1.1에 있어서, 제1 하전 입자 빔과 제2 하전 입자 빔 중 적어도 한 하전 입자 빔의 초점 특성을 수정하는 단계는, 제1 하전 입자 빔과 제2 하전 입자 빔 중 하나 이상의 하전 입자 빔을 수정하되, 제1 하전 입자 빔은 샘플의 평면 또는 샘플 근처의 평면에 초점면을 가지고 제2 하전 입자 빔은 샘플의 평면 또는 샘플 근처의 평면에 초점면을 가지지 않도록, 수정하는 단계를 포함하는, 방법.
A1.1.2. 단락 A1.1에 있어서, 제1 하전 입자 빔과 제2 하전 입자 빔 중 적어도 한 하전 입자 빔의 초점 특성을 수정하는 단계는, 제1 하전 입자 빔과 제2 하전 입자 빔 중 하나 이상의 하전 입자 빔을 수정하되, 제2 하전 입자 빔은 샘플의 평면 또는 샘플 근처의 평면에 초점면을 가지고 제1 하전 입자 빔은 샘플의 평면 또는 샘플 근처의 평면에 초점면을 가지지 않도록, 수정하는 단계를 포함하는, 방법.
A1.2. 단락 A1 내지 단락 A1.1.2 중 어느 하나에 있어서, 제1 하전 입자 빔과 제2 하전 입자 빔 중 적어도 한 하전 입자 빔의 초점 특성을 수정하는 단계는, 제1 하전 입자 빔과 제2 하전 입자 빔 중 한 하전 입자 빔에 둥근 렌즈 작용을 적용하는 단계를 포함하는, 방법.
A1.2.1. 단락 A1.2에 있어서, 제1 하전 입자 빔과 제2 하전 입자 빔 중 적어도 한 하전 입자 빔의 초점 특성을 수정하는 단계는, 제1 하전 입자 빔과 제2 하전 입자 빔 모두에 둥근 렌즈 작용을 적용하는 단계를 포함하는, 방법.
A1.2.1.1. 단락 A1.2.1에 있어서, 제1 하전 입자 빔에 적용되는 둥근 렌즈 작용은 제2 하전 입자 빔에 적용되는 둥근 렌즈 작용과 상이한, 방법.
A1.3. 단락 A1 내지 단락 A1.2.1.1 중 어느 하나에 있어서, 제1 하전 입자 빔과 제2 하전 입자 빔 중 적어도 한 하전 입자 빔의 초점 특성을 수정하는 단계는, 제1 하전 입자 빔과 제2 하전 입자 빔 중 한 하전 입자 빔에 사중극 렌즈 작용을 적용하는 단계를 포함하는, 방법.
A1.4. 단락 A1 내지 단락 A1.3 중 어느 하나에 있어서, 제1 하전 입자 빔은 복수의 하전 입자의 방출 축을 따라 이동하는 축방향 빔이고, 제2 하전 입자 빔은 비축방향 빔인, 방법.
A1.5. 단락 A1 내지 단락 A1.4 중 어느 하나에 있어서, 제2 하전 입자 빔은 복수의 하전 입자의 방출 축을 따라 이동하는 축방향 빔이고, 제1 하전 입자 빔은 비축방향 빔인, 방법.
A2. 단락 A1 내지 단락 A1.5 중 어느 하나에 있어서, 하전 입자가 전자이고, 하전 입자 빔이 전자 빔인, 방법.
A3. 단락 A1 내지 단락 A2 중 어느 하나에 있어서, 샘플에서의 제2 하전 입자 빔의 제2 빔 직경은 샘플에서의 제1 하전 입자 빔의 제1 빔 직경보다 5배, 10배, 20배, 50배, 100배, 500배, 또는 1000배 중 적어도 한 가지 배수만큼 큰, 방법.
A3.1. 단락 A3에 있어서, 제2 빔 직경은 제1 하전 입자 빔의 각 교차점에서의 또는 그 교차점에 인접한 곳에서의 제1 빔 직경보다 5배, 10배, 20배, 50배, 100배, 500배, 또는 1000배 중 적어도 한 가지 배수만큼 큰, 방법.
A4. 단락 A1 내지 단락 A3.1 중 어느 하나에 있어서, 제1 하전 입자 빔은 샘플에서 제2 하전 입자 빔에 대해 기울어진, 방법.
A5. 단락 A1 내지 단락 A4 중 어느 하나에 있어서, 제1 하전 입자 빔과 제2 하전 입자 빔은 가간섭성 빔인, 방법.
A6. 단락 A1 내지 단락 A5 중 어느 하나에 있어서, 가속기를 사용하여 제1 하전 입자 빔과 제2 하전 입자 빔 각각을 최종 에너지로 가속하는 단계를 더 포함하는 방법.
A7. 단락 A1 내지 단락 A5 중 어느 하나에 있어서, 가속기를 사용하여 복수의 하전 입자를 최종 에너지로 가속하는 단계를 더 포함하는 방법.
A8. 단락 A1 내지 단락 A7 중 어느 하나에 있어서, 복수의 하전 입자를 형성하는 단계와 초점 특성을 수정하는 단계 각각은 이중 초점 빔 형성기에 의해 수행되는, 방법.
A8.1. 단락 A6에 종속될 때의 단락 A8에 있어서, 이중 초점 빔 형성기가 가속기 위에 위치되는, 방법.
A8.2. 단락 A7에 종속될 때의 단락 A8에 있어서, 이중 초점 빔 형성기가 가속기 아래에 위치되는, 방법.
A8.3. 단락 A8 내지 단락 A8.2 중 어느 하나에 있어서, 이중 초점 빔 형성기가 제2 하전 입자 빔을 왜곡시키는, 방법.
A8.4. 단락 A8 내지 단락 A8.3 중 어느 하나에 있어서, 이중 초점 빔 형성기가 제2 하전 입자 빔의 초점면을 변경하는, 방법.
A8.5. 단락 A8 내지 단락 A8.4 중 어느 하나에 있어서, 이중 초점 빔 형성기는 제2 하전 입자 빔을 원통형 대칭 빔이 되지 않게 하는, 방법.
A8.5.1. 단락 A8.5에 있어서, 비점수차 교정기를 사용하여 제2 하전 입자 빔을 원통형 대칭 빔이 되게 하는 단계를 더 포함하는, 방법.
A8.6. 단락 A8 내지 단락 A8.5.1 중 어느 하나에 있어서, 이중 초점 빔 형성기는 제2 하전 입자 빔이 하나 이상의 수차를 갖게 하는, 방법.
A8.6.1. 단락 A8.6에 있어서, 하나 이상의 수차 중 적어도 하나가 기생 수차인, 방법.
A8.6.2. 단락 A8.6 내지 단락 A8.6.1 중 어느 하나에 있어서, 이중 초점 빔 형성기는 하나 이상의 수차 중 적어도 하나가 시스템의 다른 수차를 보정하게 하도록 배치 및/또는 구성되는, 방법.
A8.7. 단락 A8 내지 단락 A8.6.2 중 어느 하나에 있어서, 이중 초점 빔 형성기는, 추가로, 제1 하전 입자 빔과 제2 하전 입자 빔 중 적어도 한 하전 입자 빔을 복수의 하전 입자의 방출 축으로부터 멀리 편향시키도록 구성되는, 방법.
A9. 단락 A8 내지 단락 A8.7 중 어느 하나에 있어서, 이중 초점 빔 형성기는 제1 하전 입자 빔과 제2 하전 입자 빔 중 적어도 한 하전 입자 빔의 초점 특성의 수정을 적어도 부분적으로 일으키는 사중극 렌즈 효과를 생성하도록 구성된 MEMS 장치를 포함하는, 방법.
A9.1. 단락 A9에 있어서, MEMS 장치는 제1 구경 및 제2 구경을 한정하는 구조체를 포함하고, 제1 하전 입자 빔은 제1 구경을 통과하고 제2 하전 입자 빔은 제2 구경을 통과하는, 방법.
A9.1.1. 단락 A9.1에 있어서, 제1 구경은 제2 구경과 동일한 반경을 갖는, 방법.
A9.1.2. 단락 A9.1에 있어서, 제1 구경은 제2 구경보다 작은 반경을 갖는, 방법.
A9.1.3. 단락 A9.1에 있어서, 제1 구경은 제2 구경보다 큰 반경을 갖는, 방법.
A9.1.4. 단락 A9.1 내지 단락 A9.1.3 중 어느 하나에 있어서, MEMS 장치는 복수의 하전 입자를 향하는 표면층을 포함하고, 표면층에 의해 제1 구경과 제2 구경이 한정되는, 방법.
A9.1.4.1. 단락 A9.1.4에 있어서, 표면층이 호일인, 방법.
A9.1.5. 단락 A9.1 내지 단락 A9.1.4.1 중 어느 하나에 있어서, 제1 구경은 복수의 하전 입자의 방출 축 상에 배치된 축방향 구경이고, 제2 구경은 비축방향 구경인, 방법.
A9.1.6. 단락 A9.1 내지 단락 A9.1.4.1 중 어느 하나에 있어서, 제2 구경은 복수의 하전 입자의 방출 축 상에 배치된 축방향 구경이고, 제1 구경은 비축방향 구경인, 방법.
A9.2. 단락 A9 내지 단락 A9.1.5 중 어느 하나에 있어서, MEMS 장치는 하나 이상의 전극을 포함하는, 방법.
A9.2.1. 단락 A9.2에 있어서, 하나 이상의 전극에 대응하는 전압이 인가될 때, 하나 이상의 전극은 적어도 사중극 렌즈 효과를 적어도 부분적으로 인가하는 전자기장을 생성하는, 방법.
A9.2.1. 단락 A9.2 내지 단락 A9.2.1 중 어느 하나에 있어서, 하나 이상의 전극 중 적어도 하나의 전극이 접지되는, 방법.
A9.2.2. 단락 A9.1.4에 종속될 때의 단락 A9.2 내지 단락 A9.2.1 중 어느 하나에 있어서, MEMS 장치는 표면층의 반대측에 있는 절연층을 포함하는, 방법.
A9.2.2.1. 단락 A9.2.2에 있어서, 하나 이상의 전극이 절연층과 표면층 사이에 배치된 전극층에 위치되는, 방법.
A9.2.3. 단락 A9.2 내지 단락 A9.2.2.1 중 어느 하나에 있어서, 하나 이상의 전극이 4개의 전극을 포함하는, 방법.
A9.2.4. 단락 A9.2 내지 단락 A9.2.2.1 중 어느 하나에 있어서, 하나 이상의 전극이 7개의 전극을 포함하는, 방법.
A9.3. 단락 A9 내지 단락 A9.2.4 중 어느 하나에 있어서, 적어도 사중극 렌즈 효과는 쌍극 렌즈 효과, 사중극 렌즈 효과, 6극 렌즈 효과, 및 8극 렌즈 효과 중 하나인, 방법.
A9.4. 단락 A9 내지 단락 A9.3 중 어느 하나에 있어서, 상기 적어도 사중극장은 제1 하전 입자 빔의 초점면이 변경되지 않게 하는, 방법.
A9.5. 단락 A9 내지 단락 A9.4 중 어느 하나에 있어서, MEMS 장치가, 추가로, 하나 이상의 쌍극자장을 생성하도록 구성되는, 방법.
A9.5.1. 단락 A9.5에 있어서, 하나 이상의 쌍극자장은 하전 입자 빔들 중 적어도 한 하전 입자 빔을 방출 축에 수직인 방향으로 편향시키는, 방법.
A9.6. 단락 A9 내지 단락 A9.5.1 중 어느 하나에 있어서, 사중극 렌즈 효과는 제1 하전 입자 빔의 제1 자오면에서 제1 하전 입자 빔에 대해 양의 렌즈 효과를 적용하고, 제1 하전 입자 빔의 제2 자오면에서 제1 하전 입자 빔에 대해 음의 렌즈 효과를 적용하며, 제1 자오면은 제2 자오면에 수직인, 방법.
A9.6.1. 단락 A9.6에 있어서, 사중극장에 의해 일어나는 제1 자오면에서의 제1 하전 입자 빔의 초점면의 제1 변화는 사중극장에 의해 일어나는 제2 자오면에서의 제1 하전 입자 빔의 초점면의 제2 변화와 상이한, 방법.
A9.7. 단락 A9 내지 단락 A9.5.1 중 어느 하나에 있어서, 사중극 렌즈 효과는 제2 하전 입자 빔의 제1 자오면에서 제2 하전 입자 빔에 대해 양의 렌즈 효과를 적용하고, 제2 하전 입자 빔의 제2 자오면에서 제2 하전 입자 빔에 대해 음의 렌즈 효과를 적용하며, 제1 자오면은 제2 자오면에 수직인, 방법.
A9.7.1. 단락 A9.7에 있어서, 사중극장에 의해 일어나는 제1 자오면에서의 제2 하전 입자 빔의 초점면의 제1 변화는 사중극장에 의해 일어나는 제2 자오면에서의 제2 하전 입자 빔의 초점면의 제2 변화와 상이한, 방법.
A10. 단락 A8 내지 단락 A8.6.2 중 어느 하나에 있어서, 이중 초점 빔 형성기는, 제1 구경 및 제2 구경을 한정하는 물리적 구조체로서, 제1 하전 입자 빔은 제1 구경을 통과하고 제2 하전 입자 빔은 제2 구경을 통과하는, 물리적 구조체; 및 제1 하전 입자 빔과 제2 하전 입자 빔 중 적어도 한 하전 입자 빔의 초점 특성을 조정하되 제1 하전 입자 빔과 제2 하전 입자 빔이 상이한 초점면을 갖게끔 조정하도록 배치 및/또는 구성되는 렌즈를 포함하는, 방법.
A10.1. 단락 A10에 있어서, 제1 하전 입자 빔은 제1 구경을 통과하고 제2 하전 입자 빔은 제2 구경을 통과하는, 방법.
A10.2. 단락 A10 내지 단락 A10.1 중 어느 하나에 있어서, 렌즈가 아인젤 렌즈인, 방법.
A10.3. 단락 A10 내지 단락 A10.2 중 어느 하나에 있어서, 렌즈가 물리적 구조체 위에 배치되는, 방법.
A10.4. 단락 A10 내지 단락 A10.2 중 어느 하나에 있어서, 렌즈가 물리적 구조체 아래 위에 배치되는, 방법.
A10.5. 단락 A10 내지 단락 A10.4 중 어느 하나에 있어서, 렌즈가 제2 하전 입자 빔의 초점 특성을 조정하도록 배치 및/또는 구성되는, 방법.
A10.5.1. 단락 A10.5에 있어서, 렌즈가 제1 하전 입자 빔의 초점면을 조정하도록 배치 및/또는 구성되지 않는, 방법.
A11. 단락 A6 내지 단락 A6.5 중 어느 하나에 있어서, 이중 초점 빔 형성기는, 적어도 하나의 물리적 구조체로서, 제1 하전 입자 빔이 상기 적어도 하나의 물리적 구조체를 통과하게 하는 제1 구경; 제2 하전 입자 빔이 상기 적어도 하나의 물리적 구조체를 통과하게 하는 제2 구경; 및 복수의 기타 구경을 한정하는, 적어도 하나의 물리적 구조체를 포함하는, 방법.
A11.1. 단락 A11에 있어서, 제1 구경, 제2 구경, 및 복수의 기타 구경은, 이중 초점 빔 형성기가 사용되는 중에 제2 하전 입자 빔에 렌즈 효과를 적용하는 전자기장을 생성하는 패턴을 형성하는, 방법.
A11.1.1. 단락 A11.1에 있어서, 제1 구경, 제2 구경, 및 복수의 기타 구경은, 이중 초점 빔 형성기가 사용되는 중에 제2 하전 입자 빔에 적어도 사중극 렌즈 효과를 적용하는 전자기장을 생성하는 패턴을 형성하는, 방법.
A11.1.1.1. 단락 A11.1.1에 있어서, 전자기장은 이중 초점 빔 형성기가 사용되는 중에 제1 하전 입자 빔에 사중극 렌즈 효과를 적용하지 않는, 방법.
A11.1.2. 단락 A11.1 내지 단락 A11.1.1.1 중 어느 하나에 있어서, 제1 구경, 제2 구경, 및 복수의 기타 구경은, 이중 초점 빔 형성기가 사용되는 중에 제1 하전 입자 빔에 원형 렌즈 효과를 적용하는 전자기장을 생성하는 패턴을 형성하는, 방법.
A11.1.2.1. 단락 A11.1.2에 있어서, 복수의 기타 구경은, 이중 초점 빔 형성기가 사용되는 중에 제2 하전 입자 빔에 적어도 원형 렌즈 효과를 적용하는 전자기장을 생성하는 패턴을 형성하는, 방법.
A11.1.3. 단락 A11.1 내지 단락 A11.2.1 중 어느 하나에 있어서, 전자기장에 의해 적용된 렌즈 효과가 제1 하전 입자 빔과 제2 하전 입자 빔 중 적어도 한 하전 입자 빔의 초점 특성의 수정을 적어도 부분적으로 일으키는, 방법.
A11.1.3.1. 단락 A11.1.3에 있어서, 전자기장이 제1 하전 입자 빔의 초점면을 변경하는, 방법.
A11.3. 단락 A11 내지 단락 A11.2.1 중 어느 하나에 있어서, 복수의 구경 중 적어도 하나의 구경은 구멍인, 방법.
A11.3.1. 단락 A11.3에 있어서, 구멍은
적어도 하나의 물리적 구조체의 제1 표면 - 이 제1 표면은 복수의 하전 입자를 향함 - 에 한정된 입구; 제1 표면의 반대측인, 적어도 하나의 물리적 구조체의 제2 표면에 한정된 출구; 및 입구와 출구를 연결하는 빈 공간을 포함하는, 방법.
A11.3.1.1. 단락 A11.3.1에 있어서, 제1 표면과 제2 표면은 단일의 물리적 구조체의 각각의 표면인, 방법.
A11.3.1.2. 단락 A11.3.1에 있어서, 제1 표면과 제2 표면은 상이한 물리적 구조체들의 각각의 표면인, 방법.
A11.4. 단락 A11 내지 단락 A11.3.1.2 중 어느 하나에 있어서, 복수의 구경 중 적어도 하나의 구경은 공동인, 방법.
A11.4.1. 단락 A11.4에 있어서, 공동은 적어도 하나의 물리적 구조체의 제1 표면 - 이 제1 표면은 복수의 하전 입자를 향함 - 에 한정된 입구; 및 입구와 연통하며 적어도 하나의 물리적 구조체에 의해 한정되는 빈 공간을 포함하고, 상기 적어도 하나의 물리적 구조체는 빈 공간을 한정하되, 입구를 통해 빈 공간 안으로 들어가는 복수의 하전 입자들의 하전 입자가 이중 초점 빔 형성기를 통과하지 않도록 한정하는, 방법.
A11.4.1.1. 단락 A11.4.1에 있어서, 공동이 단일의 물리적 구조체에 의해 한정되는, 방법.
A11.4.1.2. 단락 A11.4.1에 있어서, 공동이 다수의 물리적 구조체에 의해 한정되는, 방법.
A11.5. 단락 A11.3 내지 단락 A11.4.1.2 중 어느 하나에 있어서, 복수의 구경은 구멍과 공동의 조합을 포함하는, 방법.
A11.6. 단락 A11 내지 단락 A11.5 중 어느 하나에 있어서, 제1 구경, 제2 구경, 또는 복수의 구경의 구경 중 적어도 한 구경의 기하 형태는 원형인, 방법.
A11.7. 단락 A11 내지 단락 A11.5 중 어느 하나에 있어서, 제1 구경, 제2 구경, 또는 복수의 구경의 구경 중 적어도 한 구경의 기하 형태는 직사각형인, 방법.
A11.7.1. 단락 A11 내지 단락 A11.5 중 어느 하나에 있어서, 제1 구경, 제2 구경, 또는 복수의 구경의 구경 중 적어도 한 구경의 기하 형태는 정사각형인, 방법.
A11.7.2. 단락 A11 내지 단락 A11.5 중 어느 하나에 있어서, 제1 구경, 제2 구경, 또는 복수의 구경의 구경 중 적어도 한 구경의 기하 형태는 둥근 모서리 형태인, 방법.
A11.8. 단락 A11 내지 단락 A11.7.2 중 어느 하나에 있어서, 제1 구경의 기하 형태와, 제2 구경의 기하 형태와, 복수의 구경의 기하 형태가 균일하지 않은, 방법.
A11.9. 단락 A11 내지 단락 A11.8 중 어느 하나에 있어서, 제1 구경의 크기와, 제2 구경의 크기와, 복수의 구경의 크기가 균일하지 않은, 방법.
A11.10. 단락 A11 내지 단락 A11.9 중 어느 하나에 있어서, 이중 초점 빔 형성기는 제1 인가 전압을 받도록 구성된 제1 전극을 더 포함하는, 방법.
A11.10.1. 단락 A11.10에 있어서, 제1 전극은 복수의 하전 입자의 적어도 일부가 제1 전극을 통과하게 할 수 있도록 하는 전극 입구 구경을 적어도 부분적으로 한정하는 물리적 구조체를 포함하는, 방법.
A11.10.1.1. 단락 A11.10.1에 있어서, 전극 입구 구경은 복수의 하전 입자의 제1 부분이 제1 전극을 통과하게 할 수 있도록 하는 제1 전극 입구 구경이고, 제2 전극은 복수의 하전 입자의 제2 부분이 제1 전극을 통과하게 할 수 있도록 하는 제2 전극 입구를 추가로 한정하는, 방법.
A11.10.2. 단락 A11.10 내지 단락 A11.10.1.1 중 어느 하나에 있어서, 제1 전극은 제1 구경, 제2 구경, 및 복수의 구경의 상류에 있는, 방법.
A11.10.3. 단락 A11.10 내지 단락 A11.10.2 중 어느 하나에 있어서, 제1 전극은 원판형 전극인, 방법.
A11.10.4. 단락 A11.10 내지 단락 A11.10.2 중 어느 하나에 있어서, 이중 초점 빔 형성기는 제2 인가 전압을 받도록 구성된 제2 전극을 더 포함하는, 방법.
A11.10.4.1. 단락 A11.10.4에 있어서, 제1 전압은 제2 전압과 다른, 방법.
A11.10.4.2. 단락 A11.10.4에 있어서, 제1 전압과 제2 전압이 다른, 방법.
A11.10.4.3. 단락 A11.10.4 내지 단락 A11.10.4.2 중 어느 하나에 있어서, 제2 전극은 제1 하전 입자 빔과 제2 하전 입자 빔 중 적어도 한 하전 입자 빔이 제2 전극을 통과하게 하는 전극 출구 구경을 적어도 부분적으로 한정하는 물리적 구조체를 포함하는, 방법.
A11.10.4.3.1. 단락 A11.10.4.3에 있어서, 전극 출구 구경은 제1 하전 입자 빔이 제2 전극을 통과하게 하는 제1 전극 출구 구경이고, 제2 전극은 제2 하전 입자 빔이 제2 전극을 통과하게 하는 제2 전극 출구 구경을 추가로 포함하는, 방법.
A11.10.4.3. 단락 A11.10.4 내지 단락 A11.10.4.3.1 중 어느 하나에 있어서, 제2 전극은 제1 구경, 제2 구경, 및 복수의 구경의 하류에 배치된, 방법.
A12. 단락 A8 내지 단락 A8.6.2 중 어느 하나에 있어서, 이중 초점 빔 형성기는, 복수의 하전 입자를 제1 하전 입자 빔과 제2 하전 입자로 분할하도록 배치 및/또는 구성되며 구멍을 한정하는 이중 프리즘을 포함하는, 방법.
A13. 단락 A8 내지 단락 A8.6.2 중 어느 하나에 있어서, 복수의 하전 입자를 제1 하전 입자 빔과 제2 하전 입자 빔으로 분할하는 데 레이저 패턴 줄무늬가 사용되는, 방법.
A14. 단락 A1 내지 단락 A13 중 어느 하나에 있어서, 제2 하전 입자 빔은 샘플 위에 위치된 다른 평면에 초점이 맞춰지는, 방법.
A13.1. 단락 A13에 있어서, 상기 다른 평면은 샘플 위의 대물 렌즈 초점 거리의 적어도 0.1%, 1%, 10%, 또는 100%에 위치되는, 방법.
A14. 단락 A1 내지 단락 A13 중 어느 하나에 있어서, 제2 하전 입자 빔은 샘플 아래에 위치된 다른 평면에 초점이 맞춰지는, 방법.
A14.1. 단락 A14에 있어서, 상기 다른 평면은 샘플 아래의 대물 렌즈 초점 거리의 적어도 0.1%, 1%, 10%, 또는 100%에 위치되는, 방법.
A15. 단락 A13 내지 단락 A14.1 중 어느 하나에 있어서, 샘플에 있는 평면 또는 샘플 근처의 평면과 상기 다른 평면 사이의 거리는 대물 렌즈 초점 거리의 적어도 0.1%, 1%, 10%, 또는 100%인, 방법.
A16. 단락 A1 내지 단락 A15 중 어느 하나에 있어서, 제2 하전 입자 빔은 샘플에서 평행한 빔인, 방법.
B1. 전자 홀로그래피를 사용하여 샘플을 조사하는 방법으로서, 샘플을 향해 복수의 전자를 방출하는 단계; 복수의 전자를 제1 전자 빔과 제2 전자 빔으로 형성하는 단계; 제1 전자 빔과 제2 전자 빔 중 적어도 한 전자 빔의 초점 특성을 수정하되 두 전자 빔이 상이한 초점 평면을 갖도록 수정하는 단계; 제1 전자 빔의 초점을 맞추되, 제1 전자 빔이 샘플에 또는 샘플 근처에 초점면을 갖도록, 초점을 맞추는 단계; 제2 전자 빔의 초점을 맞추되, 제2 전자 빔이 샘플에 입사하고 회절면에 초점면을 갖도록, 초점을 맞추는 단계; 및 상기 회절면에서 회절된 제2 전자 빔과 제1 전자 빔의 간섭 패턴을 검출하는 단계를 포함하는 방법.
B1.1. 단락 B1에 있어서, 회절면에서의 회절된 제2 전자 빔과 제1 전자 빔의 간섭 패턴에 기초하여 샘플의 홀로그램 이미지를 생성하는 단계를 더 포함하는 방법.
B1.2. 단락 B1 내지 단락 B1.1 중 어느 하나에 있어서, 회절면에서의 회절된 제2 전자 빔과 제1 전자 빔의 간섭 패턴에 기초하여, 샘플에 의해 회절된 전자의 위상을 결정하는 단계를 더 포함하는 방법.
B1.3. 단락 B1 내지 단락 B1.2 중 어느 하나에 있어서, 샘플에 입사되는 제2 전자 빔에 응하여 샘플을 떠나는 전자의 출구 파동 함수를 결정하는 단계를 더 포함하는 방법.
B1.3.1. 단락 B1.3에 있어서, 출구 파동 함수를 결정하는 단계는 샘플에 입사되는 제2 전자 빔에 응하여 샘플을 떠나는 전자의 출구 파동 함수의 위상 및 진폭을 결정하는 단계를 포함하는, 방법.
B1.3.2. 단락 B1.3 내지 단락 B1.3.1 중 어느 하나에 있어서, 출구 파동 함수에 기초하여 샘플의 구조를 결정하는 단계를 더 포함하는 방법.
B1.3.2.1. 단락 B1.3.2에 있어서, 샘플은 결정(crystal)이고, 샘플의 구조를 결정하는 단계는 출구 파동 함수에 기초하여 샘플의 결정 격자를 결정하는 단계를 포함하는, 방법.
B2. 단락 B1 내지 단락 B1.3.2.1 중 어느 하나에 있어서, 제1 전자 빔과 제2 전자 빔 중 한 전자 빔은 복수의 하전 입자의 방출 축을 따라 이동하는 축방향 빔인, 방법.
B3. 단락 B1 내지 단락 B2 중 어느 하나에 있어서, 회절면은 샘플의 하류에 있는 제2 전자 빔의 제1 초점면에 해당하는, 방법.
B4. 단락 B1 내지 단락 B3 중 어느 하나에 있어서, 제1 전자 빔과 제2 전자 빔은 가간섭성인, 방법.
B4. 단락 B1 내지 단락 B3 중 어느 하나에 있어서, 제1 전자 평면은 샘플의 구경을 통과하는, 방법.
B4.1. 단락 B4에 있어서, 전자 빔과 이온 빔 중 하나를 사용하여 샘플의 구경을 연소시키는 단계를 더 포함하는 방법.
B5. 단락 B1 내지 단락 B3 중 어느 하나에 있어서, 제1 전자 빔을 방해하기에 충분한 산란이 생기지 않도록 제1 전자 빔은 샘플의 얇은 영역을 통과하는, 방법.
B6. 단락 B1 내지 단락 B5 중 어느 하나에 있어서, 제2 하전 입자 빔은 샘플에서 평행한 빔인, 방법.
B7. 단락 B1 내지 단락 B6 중 어느 하나에 있어서, 제2 전자 빔의 제2 직경은 제1 전자 빔의 제1 직경보다 5배, 10배, 20배, 50배, 및 100배 큰 것보다 더 큰, 방법.
B8. 단락 B1 내지 단락 B7 중 어느 하나에 있어서, 제1 하전 입자 빔은 복수의 하전 입자의 방출 축을 따라 이동하는 축방향 빔이고, 제2 하전 입자 빔은 비축방향 빔인, 방법.
B9. 단락 B1 내지 단락 B7 중 어느 하나에 있어서, 제2 하전 입자 빔은 복수의 하전 입자의 방출 축을 따라 이동하는 축방향 빔이고, 제1 하전 입자 빔은 비축방향 빔인, 방법.
B10. 단락 B1 내지 단락 B9 중 어느 하나에 있어서, 제1 전자 빔과 제2 전자 빔 중 적어도 한 전자 빔의 초점 특성을 수정하는 단계는, 제1 전자 빔과 제2 전자 빔 중 한 전자 빔에 둥근 렌즈 작용을 적용하는 단계를 포함하는, 방법.
B10.1. 단락 B10에 있어서, 제1 전자 빔과 제2 전자 빔 중 적어도 한 전자 빔의 초점 특성을 수정하는 단계는, 제1 전자 빔과 제2 전자 빔 모두에 둥근 렌즈 작용을 적용하는 단계를 포함하는, 방법.
B10.1.1. 단락 B10.1에 있어서, 제1 전자 빔에 적용되는 둥근 렌즈 작용은 제2 전자 빔에 적용되는 둥근 렌즈 작용과 상이한, 방법.
B11. 단락 B1 내지 단락 B10.1.1 중 어느 하나에 있어서, 제1 전자 빔과 제2 전자 빔 중 적어도 한 전자 빔의 초점 특성을 수정하는 단계는, 제1 전자 빔과 제2 전자 빔 중 한 전자 빔에 적어도 사중극 렌즈 작용을 적용하는 단계를 포함하는, 방법.
B11.1. 단락 B11에 있어서, 상기 적어도 사중극 렌즈 작용은 제1 전자 빔과 제2 전자 빔 중 한 전자 빔이 더 이상 원통형 대칭 빔이 아니도록 그 빔에 비점수차를 적용하는, 방법.
B11.2. 단락 B11 내지 단락 B11.1 중 어느 하나에 있어서, 제1 전자 빔과 제2 전자 빔 중 한 전자 빔에 추가적인 적어도 사중극 렌즈 효과를 적용하는 단계를 더 포함하는 방법.
B11.2.1. 단락 B11.2에 있어서, 상기 추가적인 적어도 사중극 렌즈 효과는 제1 전자 빔과 제2 전자 빔 중 한 전자 빔을 원통형 대칭 빔이 되게 하는, 방법.
B11.2.2. 단락 B11.2 내지 단락 B11.2.1 중 어느 하나에 있어서, 상기 적어도 사중극 렌즈 효과는 보정기에 의해 적용되는, 방법.
B11.2.2.1. 단락 B11.2.2에 있어서, 보정기가 복수의 전자의 방출 축에 수직인 편향을 추가로 적용하는, 방법.
B11.2.2.1.1. 단락 B11.2.2.1에 있어서, 제2 전자 빔은 축방향 빔이고, 편향은 제2 전자 빔을 보정기의 하류에서 비축방향 빔이 되게 하는, 방법.
B11.2.2.1.2. 단락 B11.2.2.1에 있어서, 제2 전자 빔은 비축방향 빔이고, 편향은 제1 전자 빔을 보정기의 하류에서 축방향 빔이 되게 하는, 방법.
B11.2.2.1.3. 단락 B11.2.2.1에 있어서, 제1 전자 빔은 축방향 빔이고, 편향은 제1 전자 빔을 보정기의 하류에서 비축방향 빔이 되게 하는, 방법.
B11.2.2.1.4. 단락 B11.2.2.1에 있어서, 제1 전자 빔은 비축방향 빔이고, 편향은 제1 전자 빔을 보정기의 하류에서 축방향 빔이 되게 하는, 방법.
B11.2.2.2. 단락 B11.2.2.1 내지 단락 B11.2.2.1.4 중 어느 하나에 있어서, 보정기는 적어도 사중극 렌즈 효과를 받지 않은 전자 빔의 초점면에 배치되는, 방법.
B12. 단락 B1 내지 단락 B11.2.2.2 중 어느 하나에 있어서, 복수의 전자가 분할되고, 제1 전자 빔과 제2 전자 빔이 MEMS 장치에 의해 수정되는, 방법.
B12.1. 단락 B12에 있어서, MEMS 장치는 단락 F1 내지 단락 F12.1 중 어느 하나의 MEMS 장치를 포함하는, 방법.
B13. 단락 B1 내지 단락 B12 중 어느 하나에 있어서, 복수의 전자가 분할되고, 제1 전자 빔과 제2 전자 빔이 다중 구경 장치에 의해 수정되는, 방법.
B13.1. 단락 B13에 있어서, MEMS 장치는 단락 F1 내지 단락 F12.1 중 어느 하나의 MEMS 장치를 포함하는, 방법.
B14. 단락 B1 내지 단락 B13 중 어느 하나에 있어서, 샘플이 결정인, 방법.
B14.1. 단락 B14에 있어서, 회절 이미지 중의 회절 피크는 에어리 원판인, 방법.
B15. 단락 B1 내지 단락 B14.1 중 어느 하나에 있어서, 샘플에 의해 산란된 전자가 회절면에 초점면을 갖는, 방법.
C1. 샘플을 조사하는 시스템으로서, 샘플을 유지시키도록 구성된 샘플 홀더; 샘플을 향해 하전 입자를 방출하도록 구성된 하전 입자 방출기; 하전 입자 방출기와 샘플 홀더 사이에 배치된 이중 초점 빔 형성기를 포함하고, 상기 이중 초점 빔 형성기는, 복수의 하전 입자를 제1 하전 입자 빔과 제2 하전 입자 빔으로 형성하도록 구성되며; 그리고 제1 하전 입자 빔이 샘플의 평면 또는 샘플 근처의 평면에 초점이 맞춰지고 제2 하전 입자 빔이 샘플의 평면 또는 샘플 근처의 평면에 초점이 맞춰지지 않도록, 제1 하전 입자 빔과 제2 하전 입자 빔 중 적어도 한 하전 입자 빔의 초점 특성을 수정하도록 구성된, 시스템.
C2. 단락 C1에 있어서, 하전 입자 방출기는 샘플을 향해 전자를 방출하도록 구성된 전자 방출기이고, 하전 입자 빔은 전자 빔인, 시스템.
C3. 단락 C1 내지 단락 C2 중 어느 하나에 있어서, 샘플에서의 제2 하전 입자 빔의 제2 빔 직경은 샘플에서의 제1 하전 입자 빔의 제1 빔 직경보다 5배, 10배, 20배, 50배, 100배, 500배, 또는 1000배 중 적어도 한 가지 배수만큼 큰, 시스템.
C3.1. 단락 C3에 있어서, 제2 빔 직경은 제1 하전 입자 빔의 각 교차점에서의 또는 그 교차점에 인접한 곳에서의 제1 빔 직경보다 5배, 10배, 20배, 50배, 100배, 500배, 또는 1000배 중 적어도 한 가지 배수만큼 큰, 시스템.
C4. 단락 C1 내지 단락 C3.1 중 어느 하나에 있어서, 제1 하전 입자 빔은 샘플에서 제2 하전 입자 빔에 대해 기울어진, 시스템.
C5. 단락 C1 내지 단락 C4 중 어느 하나에 있어서, 제1 하전 입자 빔과 제2 하전 입자 빔은 가간섭성 빔인, 시스템.
C6. 단락 C1 내지 단락 C5 중 어느 하나에 있어서, 가속기를 더 포함하는 시스템.
C6.1. 단락 C6에 있어서, 가속기가 이중 초점 빔 형성기 아래에 배치되고, 제1 하전 입자 빔과 제2 하전 입자 빔 각각을 최종 에너지로 가속하도록 구성된, 시스템.
C6.2. 단락 C6에 있어서, 가속기가 이중 초점 빔 형성기 위에 배치되고, 복수의 하전 입자를 최종 에너지로 가속하도록 구성된, 시스템.
C7. 단락 C1 내지 단락 C6.2 중 어느 하나에 있어서, 이중 초점 빔 형성기가 제2 하전 입자 빔을 왜곡시키는, 시스템.
C8. 단락 C1 내지 단락 C7 중 어느 하나에 있어서, 이중 초점 빔 형성기가 제2 하전 입자 빔의 초점면을 변경하는, 시스템.
C9. 단락 C8 내지 단락 C8.4 중 어느 하나에 있어서, 이중 초점 빔 형성기는 제1 하전 입자 빔과 제2 하전 입자 빔 중 한 하전 입자 빔을 원통형 대칭 빔이 되지 않게 하는, 시스템.
C9.1. 단락 C9에 있어서, 제2 하전 입자 빔을 원통형 대칭 빔이 되게 하도록 구성된 보정기를 더 포함하는, 시스템.
C9.1.1. 단락 C9.1에 있어서, 보정기는 비점수차 교정기인, 시스템.
C10. 단락 C1 내지 단락 C9.1.1 중 어느 하나에 있어서, 이중 초점 빔 형성기는 제2 하전 입자 빔이 하나 이상의 수차를 갖게 하는, 시스템.
C10.1. 단락 C10에 있어서, 하나 이상의 수차 중 적어도 하나가 결정론적 수차인, 시스템.
C10.2. 단락 C10 내지 단락 C10.1 중 어느 하나에 있어서, 이중 초점 빔 형성기는 하나 이상의 수차 중 적어도 하나가 시스템의 다른 수차를 보정하게 하도록 배치 및/또는 구성된, 시스템.
C11. 단락 C1 내지 단락 C10.2 중 어느 하나에 있어서, 이중 초점 빔 형성기는, 추가로, 제1 하전 입자 빔과 제2 하전 입자 빔 중 적어도 한 하전 입자 빔을 복수의 하전 입자의 방출 축으로부터 멀리 편향시키도록 구성된, 시스템.
C12. 단락 C1 내지 단락 C11 중 어느 하나에 있어서, 이중 초점 빔 형성기는 제1 하전 입자 빔과 제2 하전 입자 빔 중 적어도 한 하전 입자 빔의 초점 특성의 수정을 적어도 부분적으로 일으키는 적어도 사중극장을 생성하도록 구성된 MEMS 장치를 포함하는, 시스템.
C12.1. 단락 C12에 있어서, MEMS 장치는 제1 구경 및 제2 구경을 한정하는 구조체를 포함하고, 제1 하전 입자 빔은 제1 구경을 통과하고 제2 하전 입자 빔은 제2 구경을 통과하는, 시스템.
C12.1.1. 단락 C12.1에 있어서, 제1 구경은 제2 구경과 동일한 반경을 갖는, 시스템.
C12.1.2. 단락 C12.1에 있어서, 제1 구경은 제2 구경보다 작은 반경을 갖는, 시스템.
C12.1.3. 단락 C12.1에 있어서, 제1 구경은 제2 구경보다 큰 반경을 갖는, 시스템.
C12.1.4. 단락 C12.1 내지 단락 C12.1.3 중 어느 하나에 있어서, MEMS 장치는 복수의 하전 입자를 향하는 표면층을 포함하고, 표면층에 의해 제1 구경과 제2 구경이 한정된, 시스템.
C12.1.4.1. 단락 C12.1.4에 있어서, 표면층이 호일인, 시스템.
C12.1.5. 단락 C12.1 내지 단락 C12.1.4.1 중 어느 하나에 있어서, 제1 구경은 복수의 하전 입자의 방출 축 상에 배치된 축방향 구경이고, 제2 구경은 비축방향 구경인, 시스템.
C12.1.6. 단락 C12.1 내지 단락 C12.1.4.1 중 어느 하나에 있어서, 제2 구경은 복수의 하전 입자의 방출 축 상에 배치된 축방향 구경이고, 제1 구경은 비축방향 구경인, 시스템.
C12.2. 단락 C12.1 내지 단락 C12.1.6 중 어느 하나에 있어서, MEMS 장치는 하나 이상의 전극을 포함하는, 시스템.
C12.2.1. 단락 C12.2에 있어서, 하나 이상의 전극에 대응하는 전압이 인가될 때, 그 하나 이상의 전극은 적어도 사중극장 생성하는, 시스템.
C12.2.1. 단락 C12.2 내지 단락 C12.2.1 중 어느 하나에 있어서, 하나 이상의 전극 중 적어도 하나의 전극이 접지된, 시스템.
C12.2.2. 단락 C12.1.4에 종속될 때의 단락 C12.2 내지 단락 C12.2.1 중 어느 하나에 있어서, MEMS 장치는 표면층의 반대측에 있는 절연층을 포함하는, 시스템.
C12.2.2.1. 단락 C12.2.2에 있어서, 하나 이상의 전극이 절연층과 표면층 사이에 배치된 전극층에 위치된, 시스템.
C12.2.3. 단락 C12.2 내지 단락 C12.2.2.1 중 어느 하나에 있어서, 하나 이상의 전극이 4개의 전극을 포함하는, 시스템.
C12.2.4. 단락 C12.2 내지 단락 C12.2.2.1 중 어느 하나에 있어서, 하나 이상의 전극이 7개의 전극을 포함하는, 시스템.
C12.3. 단락 C12.1 내지 단락 C12.2.4 중 어느 하나에 있어서, 상기 적어도 사중극장은 쌍극자장, 사중극장, 6극자장, 또는 8극자장 중 하나인, 시스템.
C12.4. 단락 C12.1 내지 단락 C12.3 중 어느 하나에 있어서, 상기 적어도 사중극장은 제1 하전 입자 빔의 초점면이 변경되지 않게 하는, 시스템.
C12.5. 단락 C12.1 내지 단락 C12.4 중 어느 하나에 있어서, MEMS 장치가, 추가로, 하나 이상의 쌍극자장을 생성하도록 구성된, 시스템.
C12.5.1. 단락 C12.5에 있어서, 하나 이상의 쌍극자장은 하전 입자 빔들 중 적어도 한 하전 입자 빔을 방출 축에 수직인 방향으로 편향시키는, 시스템.
C13. 단락 C1 내지 단락 C11 중 어느 하나에 있어서, 이중 초점 빔 형성기는, 제1 구경 및 제2 구경을 한정하는 물리적 구조체로서, 제1 하전 입자 빔은 제1 구경을 통과하고 제2 하전 입자 빔은 제2 구경을 통과하는, 물리적 구조체; 및 제1 하전 입자 빔과 제2 하전 입자 빔 중 적어도 한 하전 입자 빔의 초점 특성을 조정하되 제1 하전 입자 빔과 제2 하전 입자 빔이 상이한 초점면을 갖게끔 조정하도록 배치 및/또는 구성된 렌즈를 포함하는, 시스템.
C13.1. 단락 C13에 있어서, 제1 하전 입자 빔은 제1 구경을 통과하고 제2 하전 입자 빔은 제2 구경을 통과하는, 시스템.
C13.2. 단락 C13 내지 단락 C13.1 중 어느 하나에 있어서, 렌즈가 아인젤 렌즈인, 시스템.
C13.3. 단락 C13 내지 단락 C13.2 중 어느 하나에 있어서, 렌즈가 물리적 구조체 위에 배치된, 시스템.
C13.4. 단락 C13 내지 단락 C13.2 중 어느 하나에 있어서, 렌즈가 물리적 구조체 아래에 배치된, 시스템.
C13.5. 단락 C13 내지 단락 C13.4 중 어느 하나에 있어서, 렌즈가 제2 하전 입자 빔의 초점면을 조정하도록 배치 및/또는 구성된, 시스템.
C13.5.1. 단락 C13.5에 있어서, 렌즈가 제1 하전 입자 빔의 초점면을 조정하도록 배치 및/또는 구성되지 않는, 시스템.
C14. 단락 C14 내지 단락 C14.5 중 어느 하나에 있어서, 이중 초점 빔 형성기는, 적어도 하나의 물리적 구조체로서, 제1 하전 입자 빔이 상기 적어도 하나의 물리적 구조체를 통과하게 하는 제1 구경; 제2 하전 입자 빔이 상기 적어도 하나의 물리적 구조체를 통과하게 하는 제2 구경; 및 복수의 기타 구경을 한정하는, 적어도 하나의 물리적 구조체를 포함하는, 시스템.
C14.1. 단락 C14에 있어서, 복수의 기타 구경은, 이중 초점 빔 형성기가 사용되는 중에 제2 하전 입자 빔에 렌즈 효과를 적용하는 전자기장을 생성하는 패턴을 형성하는, 시스템.
C14.1.1. 단락 C14.1에 있어서, 복수의 기타 구경은, 이중 초점 빔 형성기가 사용되는 중에 제2 하전 입자 빔에 적어도 사중극 렌즈 효과를 적용하는 전자기장을 생성하는 패턴을 형성하는, 시스템.
C14.1.1.1. 단락 C14.1.1에 있어서, 전자기장은 이중 초점 빔 형성기가 사용되는 중에 제1 하전 입자 빔에 사중극 렌즈 효과를 적용하지 않는, 시스템.
C14.1.2. 단락 C14.1 내지 단락 C14.1.1.1 중 어느 하나에 있어서, 복수의 기타 구경은, 이중 초점 빔 형성기가 사용되는 중에 제2 하전 입자 빔에 렌즈 효과를 적용하는 전자기장을 생성하는 패턴을 형성하는, 시스템.
C14.1.2.1. 단락 C14.1.2에 있어서, 복수의 기타 구경은, 이중 초점 빔 형성기가 사용되는 중에 제2 하전 입자 빔에 원형 렌즈 효과를 적용하는 전자기장을 생성하는 패턴을 형성하는, 시스템.
C14.1.3. 단락 C14.1 내지 단락 C14.2.1 중 어느 하나에 있어서, 전자기장에 의해 적용된 렌즈 효과가 제1 하전 입자 빔과 제2 하전 입자 빔 중 적어도 한 하전 입자 빔의 초점 특성의 수정을 적어도 부분적으로 일으키는, 시스템.
C14.1.3.1. 단락 C14.1.3에 있어서, 전자기장이 제1 하전 입자 빔의 초점면을 변경하는, 시스템.
C14.3. 단락 C14 내지 단락 C14.2.1 중 어느 하나에 있어서, 복수의 구경 중 적어도 하나의 구경은 구멍인, 시스템.
C14.3.1. 단락 C14.3에 있어서, 구멍은
적어도 하나의 물리적 구조체의 제1 표면 - 이 제1 표면은 복수의 하전 입자를 향함 - 에 한정된 입구; 제1 표면의 반대측인, 적어도 하나의 물리적 구조체의 제2 표면에 한정된 출구; 및 입구와 출구를 연결하는 빈 공간을 포함하는, 시스템.
C14.3.1.1. 단락 C14.3.1에 있어서, 제1 표면과 제2 표면은 단일의 물리적 구조체의 각각의 표면인, 시스템.
C14.3.1.2. 단락 C14.3.1에 있어서, 제1 표면과 제2 표면은 상이한 물리적 구조체들의 각각의 표면인, 시스템.
C14.4. 단락 C14 내지 단락 C14.3.1.2 중 어느 하나에 있어서, 복수의 구경 중 적어도 하나의 구경은 공동인, 시스템.
C14.4.1. 단락 C14.4에 있어서, 공동은
적어도 하나의 물리적 구조체의 제1 표면 - 이 제1 표면은 복수의 하전 입자를 향함 - 에 한정된 입구; 및 입구와 연통하며 적어도 하나의 물리적 구조체에 의해 한정되는 빈 공간을 포함하고, 상기 적어도 하나의 물리적 구조체는 빈 공간을 한정하되, 입구를 통해 빈 공간 안으로 들어가는 복수의 하전 입자들의 하전 입자가 이중 초점 빔 형성기를 통과하지 않도록 한정하는, 시스템.
C14.4.1.1. 단락 C14.4.1에 있어서, 공동이 단일의 물리적 구조체에 의해 한정된, 시스템.
C14.4.1.2. 단락 C14.4.1에 있어서, 공동이 다수의 물리적 구조체에 의해 한정된, 시스템.
C14.5. 단락 C14.3 내지 단락 C14.4.1.2 중 어느 하나에 있어서, 복수의 구경은 구멍과 공동의 조합을 포함하는, 시스템.
C14.6. 단락 C14 내지 단락 C14.5 중 어느 하나에 있어서, 제1 구경, 제2 구경, 또는 복수의 구경의 구경 중 적어도 한 구경의 기하 형태는 원형인, 시스템.
C14.7. 단락 C14 내지 단락 C14.5 중 어느 하나에 있어서, 제1 구경, 제2 구경, 또는 복수의 구경의 구경 중 적어도 한 구경의 기하 형태는 직사각형인, 시스템.
C14.7.1. 단락 C14 내지 단락 C14.5 중 어느 하나에 있어서, 제1 구경, 제2 구경, 또는 복수의 구경의 구경 중 적어도 한 구경의 기하 형태는 정사각형인, 시스템.
C14.7.2. 단락 C14 내지 단락 C14.5 중 어느 하나에 있어서, 제1 구경, 제2 구경, 또는 복수의 구경의 구경 중 적어도 한 구경의 기하 형태는 둥근 모서리형인, 시스템.
C14.8. 단락 C14 내지 단락 C14.7.2 중 어느 하나에 있어서, 제1 구경의 기하 형태와, 제2 구경의 기하 형태와, 복수의 구경의 기하 형태가 균일하지 않은, 시스템.
C14.9. 단락 C14 내지 단락 C14.8 중 어느 하나에 있어서, 제1 구경의 크기와, 제2 구경의 크기와, 복수의 구경의 크기가 균일하지 않은, 시스템.
C14.10. 단락 C14 내지 단락 C14.9 중 어느 하나에 있어서, 이중 초점 빔 형성기는 제1 인가 전압을 받도록 구성된 제1 전극을 더 포함하는, 시스템.
C14.10.1. 단락 C14.10에 있어서, 제1 전극은 복수의 하전 입자의 적어도 일부가 제1 전극을 통과하게 할 수 있도록 하는 전극 입구 구경을 적어도 부분적으로 한정하는 물리적 구조체를 포함하는, 시스템.
C14.10.1.1. 단락 C14.10.1에 있어서, 전극 입구 구경은 복수의 하전 입자의 제1 부분이 제1 전극을 통과하게 할 수 있도록 하는 제1 전극 입구 구경이고, 제2 전극은 복수의 하전 입자의 제2 부분이 제1 전극을 통과하게 할 수 있도록 하는 제2 전극 입구를 추가로 한정하는, 시스템.
C14.10.2. 단락 C14.10 내지 단락 C14.10.1.1 중 어느 하나에 있어서, 제1 전극은 제1 구경, 제2 구경, 및 복수의 구경의 상류에 있는, 시스템.
C14.10.3. 단락 C14.10 내지 단락 C14.10.2 중 어느 하나에 있어서, 제1 전극은 원판형 전극인, 시스템.
C14.10.4. 단락 C14.10 내지 단락 C14.10.2 중 어느 하나에 있어서, 이중 초점 빔 형성기는 제2 인가 전압을 받도록 구성된 제2 전극을 더 포함하는, 시스템.
C14.10.4.1. 단락 C14.10.4에 있어서, 제1 전압은 제2 전압과 다른, 시스템.
C14.10.4.2. 단락 C14.10.4에 있어서, 제1 전압과 제2 전압이 다른, 시스템.
C14.10.4.3. 단락 C14.10.4 내지 단락 C14.10.4.2 중 어느 하나에 있어서, 제2 전극은 제1 하전 입자 빔과 제2 하전 입자 빔 중 적어도 한 하전 입자 빔이 제2 전극을 통과하게 하는 전극 출구 구경을 적어도 부분적으로 한정하는 물리적 구조체를 포함하는, 시스템.
C14.10.4.3.1. 단락 C14.10.4.3에 있어서, 전극 출구 구경은 제1 하전 입자 빔이 제2 전극을 통과하게 하는 제1 전극 출구 구경이고, 제2 전극은 제2 하전 입자 빔이 제2 전극을 통과하게 하는 제2 전극 출구 구경을 추가로 포함하는, 시스템.
C14.10.4.3. 단락 C14.10.4 내지 단락 C14.10.4.3.1 중 어느 하나에 있어서, 제2 전극은 제1 구경, 제2 구경, 및 복수의 구경의 하류에 배치된, 시스템.
C15. 단락 C1 내지 단락 C11 중 어느 하나에 있어서, 이중 초점 빔 형성기는, 복수의 하전 입자를 제1 하전 입자 빔과 제2 하전 입자로 분할하도록 배치 및/또는 구성되며 구멍을 한정하는 이중 프리즘을 포함하는, 시스템.
C16. 단락 C1 내지 단락 C11 중 어느 하나에 있어서, 복수의 하전 입자를 제1 하전 입자 빔과 제2 하전 입자 빔으로 분할하는 데 레이저 패턴 줄무늬가 사용되는, 시스템.
C17. 단락 C1 내지 단락 C16 중 어느 하나에 있어서, 제2 하전 입자 빔은 샘플 위에 위치된 다른 평면에 초점이 맞춰지는, 시스템.
C17.1. 단락 C17에 있어서, 상기 다른 평면은 샘플 위의 대물 렌즈 초점 거리의 적어도 0.1%, 1%, 10%, 또는 100%에 위치된, 시스템.
C18. 단락 C1 내지 단락 C16 중 어느 하나에 있어서, 제2 하전 입자 빔은 샘플 아래에 위치된 다른 평면에 초점이 맞춰지는, 시스템.
C18.1. 단락 C18에 있어서, 상기 다른 평면은 샘플 아래의 대물 렌즈 초점 거리의 적어도 0.1%, 1%, 10%, 또는 100%에 위치된, 시스템.
C19. 단락 C17 내지 단락 C18.1 중 어느 하나에 있어서, 샘플에 있는 평면 또는 샘플 근처의 평면과 상기 다른 평면 사이의 거리는 대물 렌즈 초점 거리의 적어도 0.1%, 1%, 10%, 또는 100%인, 시스템.
C20. 단락 C1 내지 단락 C19 중 어느 하나에 있어서, 제2 하전 입자 빔은 샘플에서 평행한 빔인, 시스템.
D1. 단락 A1 내지 단락 A16, 단락 B1 내지 단락 B15, 단락 L1 내지 단락 L10.2, 또는 단락 M9.1의 방법들 중 어느 하나의 방법을 수행하기 위한, 단락 C1 내지 C20 중 어느 하나의 시스템의 용도.
E1. 하나 이상의 처리 장치에 의해 실행될 때 단락 C1 내지 단락 C20 중 어느 하나의 시스템으로 하여금 단락 A1 내지 단락 A16, 단락 B1 내지 단락 B15, 단락 L1 내지 단락 L10.2, 또는 단락 M1 내지 단락 M9.1의 방법들 중 어느 하나의 방법을 수행하게 하는 명령어를 포함하는 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체.
F1. MEMS 장치로서, 복수의 하전 입자의 제1 하전 입자 부분이 MEMS 장치를 통과하게 할 수 있도록 구성된 제1 구경과, 복수의 하전 입자의 제2 하전 입자 부분이 MEMS 장치를 통과하게 할 수 있도록 구성된 제2 구경을 한정하는, 물리적 구조체; 및 하나 이상의 전극에 대응하는 전압이 인가될 때, 제1 하전 입자 부분과 제2 하전 입자 부분 중 적어도 한 하전 입자 부분의 초점면의 수정을 적어도 부분적으로 일으키는 적어도 사중극장을 생성하도록 구성된 하나 이상의 전극을 포함하는, MEMS 장치.
F1.1. 단락 F1에 있어서, 복수의 하전 입자가, MEMS 장치에 입사하는 소스 빔을 형성하는, MEMS 장치.
F1.1.1. 단락 F1 내지 단락 F1.1 중 어느 하나에 있어서, 복수의 하전 입자는 복수의 전자인, MEMS 장치.
F2. 단락 F1 내지 단락 F1.1.1 중 어느 하나에 있어서, 제1 구경은 제1 하전 입자 부분을 제1 하전 입자 빔으로 형성하도록 구성되고, 제2 구경은 제2 하전 입자 부분을 제2 하전 입자 빔으로 형성하도록 구성된, MEMS 장치.
F2.1. 단락 F2에 있어서, 제1 구경은 제2 구경과 동일한 반경을 갖는, MEMS 장치.
F2.2. 단락 F2에 있어서, 제1 구경은 제2 구경보다 작은 반경을 갖는, MEMS 장치.
F2.3. 단락 F2에 있어서, 제1 구경은 제2 구경보다 큰 반경을 갖는, MEMS 장치.
F3. 단락 F1 내지 단락 F2.3 중 어느 하나에 있어서, 물리적 구조체는 제1 구경과 제2 구경을 한정하는 표면층을 포함하는, MEMS 장치.
F3.1. 단락 F3에 있어서, 표면층은 하전 입자의 제3 부분이 MEMS 장치를 통과하지 못하게 하는, MEMS 장치.
F3.2. 단락 F3 내지 단락 F3.1 중 어느 하나에 있어서, 표면층이 호일인, MEMS 장치.
F4. 단락 F1 내지 단락 F3.2 중 어느 하나에 있어서, 제1 구경은 복수의 하전 입자의 방출 축 상에 배치된 축방향 구경이고, 제2 구경은 비축방향 구경인, MEMS 장치.
F5. 단락 F1 내지 단락 F3.2 중 어느 하나에 있어서, 제2 구경은 복수의 하전 입자의 방출 축 상에 배치된 축방향 구경이고, 제1 구경은 비축방향 구경인, MEMS 장치.
F6. 단락 F1 내지 단락 F5 중 어느 하나에 있어서, 하나 이상의 전극 중 적어도 하나의 전극이 접지된, MEMS 장치.
F7. 단락 F3 내지 단락 F3.1 중 어느 하나에 종속될 때의 단락 F1 내지 단락 F6 중 어느 하나에 있어서, 표면층의 반대측에 있는 절연층을 포함하는 MEMS 장치.
F7.1. 단락 F7에 있어서, 하나 이상의 전극이 절연층과 표면층 사이에 배치된 전극층에 위치된, MEMS 장치.
F8. 단락 F1 내지 단락 F7.1 중 어느 하나에 있어서, 하나 이상의 전극이 4개의 전극을 포함하는, MEMS 장치.
F9. 단락 F1 내지 단락 F7.1 중 어느 하나에 있어서, 하나 이상의 전극이 7개의 전극을 포함하는, MEMS 장치.
F10. 단락 F1 내지 단락 F9 중 어느 하나에 있어서, 상기 적어도 사중극장은 쌍극자장, 사중극장, 6극자장, 또는 8극자장 중 하나인, MEMS 장치.
F11. 단락 F1 내지 단락 F10 중 어느 하나에 있어서, 상기 적어도 사중극장은 제1 하전 입자 빔의 초점면이 변경되지 않게 하는, MEMS 장치.
F12. 단락 F1 내지 단락 F11 중 어느 하나에 있어서, 당해 MEMS 장치는, 추가로, 하나 이상의 쌍극자장을 생성하도록 구성된, MEMS 장치.
F12.1. 단락 F12에 있어서, 하나 이상의 쌍극자장은 하전 입자 빔들 중 적어도 한 하전 입자 빔을 방출 축에 수직인 방향으로 편향시키는, MEMS 장치.
G1. 단락 F1 내지 단락 F12.1 중 어느 하나의 MEMS 장치의 용도.
G2. 단락 A1 내지 단락 A16, 단락 B1 내지 단락 B15, 단락 L1 내지 단락 L10.2, 또는 M1 내지 단락 M9.1의 방법들 중 어느 하나의 방법을 수행하기 위한, 단락 F1 내지 F12.1의 MEMS 장치들 중 어느 한 장치의 용도.
G3. 단락 F1 내지 단락 F12.1의 MEMS 장치들 중 어느 한 장치의 샘플 조사용 용도.
H1. 단락 F1 내지 단락 F12.1 중 어느 하나의 MEMS 장치를 단락 C1 내지 단락 C20 중 어느 하나의 시스템에 사용하는 용도.
I1. 구경 렌즈 어레이 장치로서, 복수의 하전 입자의 제1 하전 입자 부분이 구경 렌즈 어레이 장치를 통과하게 할 수 있도록 구성된 제1 구경; 복수의 하전 입자의 제2 하전 입자 부분이 구경 렌즈 어레이 장치를 통과하게 할 수 있도록 구성된 제2 구경; 복수의 기타 구경; 및 적어도 하나의 전극을 한정하는 적어도 하나의 물리적 구조체를 포함하고, 상기 제1 구경과, 상기 제2 구경과, 상기 복수의 기타 구경은, 구경 렌즈 어레이 장치가 사용되는 중에, 적어도 하나의 물리적 구조체와 적어도 하나의 전극에 대응하는 전압이 인가될 때, 제2 하전 입자 부분에 렌즈 효과를 적용하는 전자기장을 생성하는 패턴을 형성하는, 구경 렌즈 어레이 장치.
I1.1. 단락 I1에 있어서, 복수의 하전 입자가, 구경 렌즈 어레이 장치에 입사하는 소스 빔을 형성하는, 구경 렌즈 어레이 장치.
I1.1.1. 단락 I1 내지 단락 I1.1 중 어느 하나에 있어서, 복수의 하전 입자는 복수의 전자인, 구경 렌즈 어레이 장치.
I2. 단락 I.1 내지 단락 I1.1.1 중 어느 하나에 있어서, 제1 구경은 제1 하전 입자 부분을 제1 하전 입자 빔으로 형성하도록 구성되고, 제2 구경은 제2 하전 입자 부분을 제2 하전 입자 빔으로 형성하도록 구성된, 구경 렌즈 어레이 장치.
I2.1. 단락 I2에 있어서, 전자기장은 구경 렌즈 어레이 장치가 사용되는 중에 제2 하전 입자 빔에 적어도 사중극 렌즈 효과를 적용하는, 구경 렌즈 어레이 장치.
I2.1.1. 단락 I2.1에 있어서, 전자기장은 구경 렌즈 어레이 장치가 사용되는 중에 제1 하전 입자 빔에 사중극 렌즈 효과를 적용하지 않는, 구경 렌즈 어레이 장치.
I2.1.2. 단락 I2 내지 단락 I2.1.1 중 어느 하나에 있어서, 전자기장은 구경 렌즈 어레이 장치가 사용되는 중에 제1 하전 입자 빔에 원형 렌즈 효과를 적용하는, 구경 렌즈 어레이 장치.
I2.1.3. 단락 I2 내지 단락 I2.1.2 중 어느 하나에 있어서, 전자기장은 구경 렌즈 어레이 장치가 사용되는 중에 제2 하전 입자 빔에 원형 렌즈 효과를 적용하는, 구경 렌즈 어레이 장치.
I3. 단락 I1 내지 단락 I2.1.3 중 어느 하나에 있어서, 전자기장에 의해 적용된 렌즈 효과가 제1 하전 입자 빔과 제2 하전 입자 빔 중 적어도 한 하전 입자 빔의 초점면의 수정을 적어도 부분적으로 일으키는, 구경 렌즈 어레이 장치.
I3.1. 단락 I1에 있어서, 렌즈 효과에 의해 일어난 초점면의 수정은 제1 하전 입자 빔과 제2 하전 입자 빔이 상이한 초점면을 갖게 하는, 구경 렌즈 어레이 장치.
I3.2. 단락 I3 내지 단락 I3.1 중 어느 하나에 있어서, 전자기장이 제1 하전 입자 빔의 초점면을 변경하는, 구경 렌즈 어레이 장치.
I4. 단락 I1 내지 단락 I3.2 중 어느 하나에 있어서, 복수의 구경 중 적어도 하나의 구경은 구멍인, 구경 렌즈 어레이 장치.
I4.1. 단락 I4에 있어서, 구멍은, 적어도 하나의 물리적 구조체의 제1 표면 - 이 제1 표면은 복수의 하전 입자를 향함 - 에 한정된 입구; 제1 표면의 반대측인, 적어도 하나의 물리적 구조체의 제2 표면에 한정된 출구; 및 입구와 출구를 연결하는 빈 공간을 포함하는, 구경 렌즈 어레이 장치.
I4.1.1. 단락 I4.1에 있어서, 제1 표면과 제2 표면은 단일의 물리적 구조체의 각각의 표면인, 구경 렌즈 어레이 장치.
I4.1.2. 단락 I4.1에 있어서, 제1 표면과 제2 표면은 상이한 물리적 구조체들의 각각의 표면인, 구경 렌즈 어레이 장치.
I5. 단락 I1 내지 단락 I4.1.2 중 어느 하나에 있어서, 복수의 구경 중 적어도 하나의 구경은 공동인, 구경 렌즈 어레이 장치.
I5.1. 단락 I5에 있어서, 공동은 적어도 하나의 물리적 구조체의 제1 표면 - 이 제1 표면은 복수의 하전 입자를 향함 - 에 한정된 입구; 및 입구와 연통하며 적어도 하나의 물리적 구조체에 의해 한정되는 빈 공간을 포함하고, 상기 적어도 하나의 물리적 구조체는 빈 공간을 한정하되, 입구를 통해 빈 공간 안으로 들어가는 복수의 하전 입자들의 하전 입자가 이중 초점 빔 형성기를 통과하지 않도록 한정한, 구경 렌즈 어레이 장치.
I5.1. 단락 I5.1에 있어서, 공동이 단일의 물리적 구조체에 의해 한정된, 구경 렌즈 어레이 장치.
I5.2. 단락 I5.1에 있어서, 공동이 다수의 물리적 구조체에 의해 한정된, 구경 렌즈 어레이 장치.
I6. 단락 I4 내지 단락 I5.2 중 어느 하나에 있어서, 복수의 구경은 구멍과 공동의 조합을 포함하는, 구경 렌즈 어레이 장치.
I7. 단락 I1 내지 단락 I6 중 어느 하나에 있어서, 제1 구경, 제2 구경, 또는 복수의 구경의 구경 중 적어도 한 구경의 기하 형태는 원형인, 구경 렌즈 어레이 장치.
I8. 단락 I1 내지 단락 I7 중 어느 하나에 있어서, 제1 구경, 제2 구경, 또는 복수의 구경의 구경 중 적어도 한 구경의 기하 형태는 직사각형인, 구경 렌즈 어레이 장치.
I9. 단락 I1 내지 단락 I8 중 어느 하나에 있어서, 제1 구경, 제2 구경, 또는 복수의 구경의 구경 중 적어도 한 구경의 기하 형태는 정사각형인, 구경 렌즈 어레이 장치.
I10. 단락 I1 내지 단락 I9 중 어느 하나에 있어서, 제1 구경, 제2 구경, 또는 복수의 구경의 구경 중 적어도 한 구경의 기하 형태는 둥근 모서리형인, 구경 렌즈 어레이 장치.
I11. 단락 I1 내지 단락 I10 중 어느 하나에 있어서, 제1 구경의 기하 형태와, 제2 구경의 기하 형태와, 복수의 구경의 기하 형태가 균일하지 않은, 구경 렌즈 어레이 장치.
I12. 단락 I1 내지 단락 I11 중 어느 하나에 있어서, 제1 구경의 크기와, 제2 구경의 크기와, 복수의 구경의 크기가 균일하지 않은, 구경 렌즈 어레이 장치.
I13. 단락 I1 내지 단락 I12 중 어느 하나에 있어서, 적어도 하나의 전극은 제1 인가 전압을 받도록 구성된 제1 전극을 포함하는, 구경 렌즈 어레이 장치.
I13.1. 단락 I13에 있어서, 제1 전극은 복수의 하전 입자의 적어도 일부가 제1 전극을 통과하게 할 수 있도록 하는 전극 입구 구경을 적어도 부분적으로 한정하는 물리적 구조체를 포함하는, 구경 렌즈 어레이 장치.
I13.1.1. 단락 I13.1에 있어서, 전극 입구 구경은 복수의 하전 입자의 제1 부분이 제1 전극을 통과하게 할 수 있도록 하는 제1 전극 입구 구경이고, 제2 전극은 복수의 하전 입자의 제2 부분이 제1 전극을 통과하게 할 수 있도록 하는 제2 전극 입구를 추가로 한정하는, 구경 렌즈 어레이 장치.
I13.2. 단락 I13 내지 단락 I13.1.1 중 어느 하나에 있어서, 제1 전극은 제1 구경, 제2 구경, 및 복수의 구경의 상류에 있는, 구경 렌즈 어레이 장치.
I13.3. 단락 I13 내지 단락 I13.2 중 어느 하나에 있어서, 제1 전극은 원판형 전극인, 구경 렌즈 어레이 장치.
I13.4. 단락 I13 내지 단락 I13.3 중 어느 하나에 있어서, 적어도 하나의 전극은 제2 인가 전압을 받도록 구성된 제2 전극을 더 포함하는, 구경 렌즈 어레이 장치.
I13.4.1. 단락 I13.4에 있어서, 제1 전압은 제2 전압과 다른, 구경 렌즈 어레이 장치.
I13.4.2. 단락 I13.4에 있어서, 제1 전압과 제2 전압이 동일한, 구경 렌즈 어레이 장치.
I13.4.3. 단락 I13.4 내지 단락 I13.4.2 중 어느 하나에 있어서, 제2 전극은 제1 하전 입자 빔과 제2 하전 입자 빔 중 적어도 한 하전 입자 빔이 제2 전극을 통과하게 하는 전극 출구 구경을 적어도 부분적으로 한정하는 물리적 구조체를 포함하는, 구경 렌즈 어레이 장치.
I13.4.3.1. 단락 I13.4.3에 있어서, 전극 출구 구경은 제1 하전 입자 빔이 제2 전극을 통과하게 하는 제1 전극 출구 구경이고, 제2 전극은 제2 하전 입자 빔이 제2 전극을 통과하게 하는 제2 전극 출구 구경을 추가로 포함하는, 구경 렌즈 어레이 장치.
I13.4.4. 단락 I13.4 내지 단락 I13.4.3.1 중 어느 하나에 있어서, 제2 전극은 제1 구경, 제2 구경, 및 복수의 구경의 하류에 배치된, 구경 렌즈 어레이 장치.
J1. 단락 I1 내지 단락 I13.4.4 중 어느 하나의 다중 구경 장치의 용도.
J2. 단락 A1 내지 단락 A16, 단락 B1 내지 단락 B15, 단락 L1 내지 단락 L10.2, 또는 단락 M9.1의 방법들 중 어느 하나의 방법을 수행하기 위한, 단락 I1 내지 단락 I13.4.4 중 어느 하나의 다중 구경 장치의 용도.
J3. 단락 I1 내지 단락 I13.4.4 중 어느 하나의 다중 구경 장치의 샘플 조사용 용도.
K1. 단락 I1 내지 단락 I13.4.4 중 어느 하나의 다중 구경 장치를 단락 C1 내지 단락 C20 중 어느 하나의 시스템에 사용하는 용도.
L1. TEM 및 STEM 기술로 샘플을 조사하는 방법으로서, 샘플을 향해 복수의 전자를 방출하는 단계; 복수의 전자 입자를 제1 전자 빔과 제2 전자 빔으로 형성하는 단계; 제1 전자 빔과 제2 전자 빔 중 적어도 한 전자 빔의 초점 특성을 수정하되, 제1 전자 빔은 샘플의 평면 또는 샘플 근처의 평면에 초점이 맞춰진 STEM 빔이 되도록 수정하고 그리고 제2 전자 빔은 샘플에 입사되는 TEM 빔이 되도록 수정하는 단계; 및 샘플에 입사되는 TEM 빔 및 STEM 빔에서 발생하는 방출을 검출하는 단계를 포함하는, 방법.
L1.1. 단락 L1에 있어서, TEM 빔은 샘플에 입사될 때 평행한 빔인, 방법.
L1.2. 단락 L1에 있어서, TEM 빔은 샘플에 입사될 때 수렴 빔인, 방법.
L1.3. 단락 L1에 있어서, TEM 빔은 샘플에 입사될 때 발산 빔인, 방법.
L2. 단락 L1에 내지 단락 L1.3에 있어서, 샘플에 입사되는 TEM 빔 및 STEM 빔에서 발생하는 검출된 방출로부터 STEM 이미지 및 TEM 이미지 중 하나 또는 둘 모두를 생성하는 단계를 더 포함하는 방법.
L3. 단락 L1 내지 단락 L2 중 어느 하나에 있어서, 샘플에 입사되는 TEM 빔 및 STEM 빔에서 발생하는 방출을 검출하는 단계는, 동일한 검출기 및/또는 검출기 어레이를 사용하여, (1) 샘플에 입사되는 STEM 빔에서 발생하는 방출과, (2) 샘플에 입사되는 TEM 빔에서 발생하는 방출을 검출하는 단계를 포함하는, 방법.
L4. 단락 L1 내지 단락 L3 중 어느 하나에 있어서, 샘플에 입사되는TEM 빔 및 STEM 빔에서 발생하는 방출을 검출하는 단계는 (1) 샘플에 입사되는 STEM 빔에서 발생하는 방출과, (2) 샘플에 입사되는 TEM 빔에서 발생하는 방출을 동시에 검출하는 단계를 포함하는, 방법.
L4.1. 단락 L4에 있어서, 샘플의 표면 영역을 가로질러 STEM 빔을 주사하는 단계를 더 포함하는 방법.
L4.1.1. 단락 L4.1에 있어서, STEM 빔을 주사하는 동안 TEM 빔이 샘플에 입사되는 채로 유지되는, 방법.
L4.1.2. 단락 L4.1 내지 단락 L4.1.1 중 어느 하나에 있어서, STEM 빔을 주사하는 동안 TEM 빔이 정적 위치에 입사되는 채로 유지되는, 방법.
L5. 단락 L1 내지 단락 L4.1 중 어느 하나에 있어서, STEM 작동 모드, TEM 작동 모드, 및 동시 STEM/TEM 작동 모드 중 두 작동 모드 사이를 전환하는 단계를 더 포함하는 방법.
L5.1. 단락 L5에 있어서, STEM 작동 모드로 전환하는 단계는 샘플에 STEM 빔만 입사되도록 TEM 빔을 차단시키는 단계를 포함하는, 방법.
L5.1.1. 단락 L5.1에 있어서, TEM 빔을 차단시키는 단계는 TEM 빔을 빔 차단기에 의해 차단되도록 편향시키는 단계; 빔 차단기가 TEM 빔의 경로를 차단하도록 빔 차단기를 이동시키는 단계; 및 TEM 빔이 구경을 통과할 수 없도록 구경을 차단하는 단계를 포함하는, 방법.
L5.2. 단락 L5 내지 단락 L5.1 중 어느 하나에 있어서, TEM 작동 모드로 전환하는 단계는 샘플에 TEM 빔만 입사되도록 STEM 빔을 차단시키는 단계를 포함하는, 방법.
L5.2.1. 단락 5.2에 있어서, STEM 빔을 차단시키는 단계는 STEM 빔을 빔 차단기에 의해 차단되도록 편향시키는 단계; 빔 차단기가 STEM 빔의 경로를 차단하도록 빔 차단기를 이동시키는 단계; 및 STEM 빔이 구경을 통과할 수 없도록 구경을 차단하는 단계를 포함하는, 방법.
L6. 단락 L1 내지 단락 L5.2.1 중 어느 하나에 있어서, 검출된 방출의 일부를 샘플에 입사되는 TEM 빔에 기인하는 것으로 결정하는 단계를 더 포함하는 방법.
L6.1. 단락 L6에 있어서, 샘플에 입사되는 STEM 빔에 기인하는, 검출된 방출의 일부를 결정하는 단계를 더 포함하는 방법.
L7. 단락 L1 내지 단락 L6.1 중 어느 하나에 있어서, 샘플에 입사되는 TEM 빔 및 STEM 빔에서 발생하는 검출된 방출에 기초하여 STEM 이미지를 생성하는 단계를 더 포함하는 방법.
L8. 단락 L1 내지 단락 L7 중 어느 하나에 있어서, 샘플에 입사되는 TEM 빔 및 STEM 빔에서 발생하는 검출된 방출에 기초하여 TEM 이미지를 생성하는 단계를 더 포함하는 방법.
L9. 단락 L1 내지 단락 L8 중 어느 하나에 있어서, 샘플에 입사되는 TEM 빔 및 STEM 빔에서 발생하는 방출을 단일의 검출기 및/또는 검출기 어레이로 검출하는, 방법.
L9.1. 단락 L1 내지 단락 L8 중 어느 하나에 있어서, STEM 빔에서 발생하는 방출을 제1 검출기 및/또는 검출기 어레이로 검출하고, 샘플에 입사되는 TEM 빔을 제2 검출기 및/또는 검출기 어레이로 검출하는, 방법.
L9.1.1. 단락 L9.1에 있어서, 제1 검출기 및/또는 검출기 어레이는 제2 검출기 및/또는 검출기 어레이와 다른 평면에 배치되는, 방법.
L9.1.1. 단락 L9.1에 있어서, 제1 검출기 및/또는 검출기 어레이 및/또는 제2 검출기 및/또는 검출기 어레이를 기계적 방식에 의해 전환하는 단계를 더 포함하는 방법.
L10. 단락 L1 내지 단락 L9 중 어느 하나에 있어서, 복수의 전자 입자를 제1 전자 빔 및 제2 전자 빔으로 형성하는 단계와 초점 특성을 수정하는 단계가 이중 초점 빔 형성기에 의해 적어도 부분적으로 수행되는, 방법.
L10.1. 단락 L10에 있어서, 이중 초점 빔 형성기는 단락 F1 내지 단락 F12.1 중 어느 하나의 MEMS 장치인, 방법.
L10.2. 단락 L10에 있어서, 이중 초점 빔 형성기는 단락 I1 내지 단락 I13.4.4. 중 어느 하나의 다중 구경 어레이인, 방법.
L10.2. 단락 L10 내지 단락 L10.2 중 어느 하나에 있어서, 이중 초점 빔 형성기가 제1 전자 빔과 제2 전자 빔 중 한 전자 빔에 적어도 사중극 렌즈 효과를 적용하는, 방법.
M1. 다중 빔 샘플을 처리하는 방법으로서, 샘플을 향해 복수의 전자를 방출하는 단계; 복수의 전자 입자를 제1 전자 빔과 제2 전자 빔으로 분할하는 단계; 제1 전자 빔과 제2 전자 빔 중 적어도 한 전자 빔의 초점 특성을 수정하는 단계; 샘플에 물리적 변화를 유도하기 위해 샘플의 소정의 영역을 제1 전자 빔으로 처리하는 단계; 및 상기 처리 중에 상기 샘플의 소정의 영역을 제2 전자 빔으로 이미징하는 단계를 포함하는, 방법.
M2. 단락 M1에 있어서, 상기 처리와 상기 이미징이 동시에 수행되는, 방법.
M3. 단락 M1 내지 단락 M2 중 어느 하나에 있어서, 상기 샘플의 소정의 영역을 처리하는 단계는 제1 전자 빔의 초점을 샘플의 표면의 평면 또는 표면 근처의 평면에 맞추는 단계를 포함하는, 방법.
M3.1. 단락 M3에 있어서, 상기 처리는 관심 영역에 근접한 공간으로 가스를 도입하는 단계를 더 포함하는, 방법.
M3.2. 단락 M3 내지 단락 M3.1 중 어느 하나에 있어서, 상기 처리는 샘플 표면에 방사선 손상을 유발시키는 단계를 더 포함하는, 방법.
M3.3. 단락 M3 내지 단락 M3.2 중 어느 하나에 있어서, 상기 처리는 샘플의 소정의 조사 영역에 상 변화를 유발시키는 단계를 더 포함하는, 방법.
M3.4. 단락 M3 내지 단락 M3.3 중 어느 하나에 있어서, 상기 처리는 전자 빔 유도 에칭을 더 포함하는, 방법.
M3.4.1. 단락 M3.4에 있어서, 상기 처리는 제1 전자 빔으로 가스 보조 에칭을 수행하는 단계를 더 포함하는, 방법.
M3.5. 단락 M3 내지 단락 M4.1 중 어느 하나에 있어서, 상기 처리는 전자 빔 유도 증착을 더 포함하는, 방법.
M3.5.1. 단락 M3.5에 있어서, 상기 처리는 제1 전자 빔으로 가스 보조 증착을 수행하는 단계를 더 포함하는, 방법.
M3.5.2. 단락 M3.5 내지 단락 M3.5.1 중 어느 하나에 있어서, 전자 빔 유도 증착을 수행하는 단계는 샘플에 바늘 구조체를 구축하는 단계를 포함하는, 방법.
M3.6. 단락 M3 내지 단락 M3.5.2 중 어느 하나에 있어서, 상기 처리는 샘플의 관심 영역에 대한 하전 및/또는 편향 효과를 감소시키는 단계를 포함하는, 방법.
M4. 단락 M1 내지 단락 M3.5.3 중 어느 하나에 있어서, 상기 샘플의 영역을 이미징하는 단계는 제2 빔을 관심 영역에 입사하도록 집속시키는 단계를 포함하는, 방법.
M4.1. 단락 M4에 있어서, 상기 샘플의 영역을 이미징하는 단계는 제2 전자 빔으로 TEM 이미징을 수행하는 단계를 포함하는, 방법.
M4.2. 단락 M4에 있어서, 상기 샘플의 영역을 이미징하는 단계는 제2 전자 빔으로 STEM 이미징을 수행하는 단계를 포함하는, 방법.
M4.3. 단락 M4 내지 단락 M4.2 중 어느 하나에 있어서, 제2 빔은 샘플의 표면의 평면 또는 표면 근처의 평면에서 평행한 빔인, 방법.
M4.4. 단락 M4 내지 단락 M4.3 중 어느 하나에 있어서, 상기 샘플의 영역을 이미징하는 단계는 제2 전자 빔 및/또는 제2 전자 빔이 샘플에 입사한 결과로 방출된 전자를 샘플의 하류에 위치한 검출기로 검출하는 단계; 및 검출된 제2 전자 빔 및/또는 제2 전자 빔이 샘플에 입사한 결과로 방출된 전자에 기초하여 관심 영역의 하나 이상의 이미지를 생성하는 단계를 포함하는, 방법.
M4.4.1. 단락 M4.4에 있어서, 검출기가 제1 전자 빔을 검출하지 않는, 방법.
M4.4.1.1. 단락 M4.4.1에 있어서, 샘플에서 제1 전자 빔의 경사각은 제2 전자 빔이 검출기에 입사하지 못하도록 하는 것인, 방법.
M4.3.1.2. 단락 M4.4.1 내지 단락 M4.4.1.1 중 어느 하나에 있어서, 제2 전자 빔은 샘플에 부딪히지 않도록 차단되는, 방법.
M4.3.1.2.1. 단락 M4.3.1.2에 있어서, 제2 전자 빔은 대물 렌즈 구경에 의해 차단되는, 방법.
M5. 단락 M1 내지 단락 M4.3.1.2 중 어느 하나에 있어서, 제1 전자 빔과 제2 전자 빔 중 적어도 한 전자 빔의 초점 특성을 수정하는 단계는, 제1 전자 빔과 제2 전자 빔 중 적어도 한 전자 빔에 적어도 사중극 렌즈 작용을 적용하는 단계를 포함하는, 방법.
M5.1. 단락 M5에 있어서, 상기 적어도 사중극 렌즈 효과는 이중 초점 빔 형성기에 의해 적용되는, 방법.
M5.2. 단락 M5.1에 있어서, 이중 초점 빔 형성기는 단락 F1 내지 단락 F12.1 중 어느 하나의 MEMS 장치인, 방법.
M5.3. 단락 M5.1에 있어서, 이중 초점 빔 형성기는 단락 I1 내지 단락 I13.4.4 중 어느 하나의 다중 구경 장치인, 방법.
M6. 단락 M1 내지 단락 M5.3 중 어느 하나에 있어서, 샘플의 다른 영역의 처리를 수행하기 위해 제1 전자 빔을 편향시키는 단계를 더 포함하는 방법.
M6.1. 단락 M6에 있어서, 제1 전자 빔의 편향이 이중 초점 빔 형성기에 의해 수행되는, 방법.
M6.2. 단락 M6 내지 단락 M6.1 중 어느 하나에 있어서, 제1 전자 빔의 편향이 다중극 요소에 의해 수행되는, 방법.
M7. 단락 M1 내지 단락 M6.2 중 어느 하나에 있어서, 복수의 전자를 제1 전자 빔과 제2 전자 빔으로 분할하는 단계는 복수의 전자를 축방향 제1 전자 빔과 비축방향 제2 전자 빔으로 분할하는 단계를 포함하는, 방법.
M8. 단락 M1 내지 단락 M6.2 중 어느 하나에 있어서, 복수의 전자를 제1 전자 빔과 제2 전자 빔으로 분할하는 단계는 복수의 전자를 비축방향 제1 전자 빔과 축방향 제2 전자 빔으로 분할하는 단계를 포함하는, 방법.
M9. 단락 M1 내지 단락 M8 중 어느 하나에 있어서, 샘플의 영역을 제2 전자 빔으로 이미징한 것에 기초하여 STEM 빔의 특성을 변경하는, 방법.
M9.1. 단락 M9에 있어서, 상기 STEM 빔의 특성을 변경하는 것은, 관심 영역에서의 제1 전자 빔의 입사 위치; 관심 영역에서의 제1 전자 빔의 스폿 크기; 제1 전자 빔의 전류 중 하나 이상을 변경하는 것을 포함하는, 방법.
Claims (20)
- 샘플을 TEM 및 STEM 기술로 조사하는 방법으로서,
샘플을 향해 복수의 전자를 방출하는 단계;
복수의 전자 입자를 제1 전자 빔과 제2 전자 빔으로 형성하는 단계;
상기 제1 전자 빔과 상기 제2 전자 빔 중 적어도 한 전자 빔의 초점 특성을 수정하되,
상기 제1 전자 빔은 샘플의 평면 또는 샘플 근처의 평면에 포커싱되는 STEM 빔이 되도록, 그리고
상기 제2 전자 빔은 샘플에 입사되는 TEM 빔이 되도록, 수정하는 단계;
샘플에 입사되는 상기 TEM 빔과 상기 STEM 빔에서 발생하는 방출을 동시에 검출하는 단계; 및
검출된 방출에 기초하여 STEM 이미지 및 TEM 이미지를 생성하는 단계를 포함하는 방법. - 제1항에 있어서, 샘플의 표면 영역을 가로질러 상기 STEM 빔을 스캐닝하는 단계를 더 포함하고, 상기 STEM 빔이 스캐닝되는 동안 상기 TEM 빔이 정적 위치에 입사되는 채로 유지되는, 방법.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 샘플에 입사되는 상기 TEM 빔에 기인하는, 검출된 방출의 제1 부분을 결정하는 단계와, 샘플에 입사되는 상기 STEM 빔에 기인하는, 검출된 방출의 제2 부분을 결정하는 단계를 더 포함하는 방법.
- 제3항에 있어서, 상기 TEM 이미지는 상기 제1 부분에 기초하여 생성되고, 상기 STEM 이미지는 상기 제2 부분에 기초하여 생성되는, 방법.
- 샘플을 TEM 및 STEM 기술로 조사하는 방법으로서,
샘플을 향해 복수의 전자를 방출하는 단계;
복수의 전자 입자를 제1 전자 빔과 제2 전자 빔으로 형성하는 단계;
상기 제1 전자 빔과 상기 제2 전자 빔 중 적어도 한 전자 빔의 초점 특성을 수정하되,
상기 제1 전자 빔은 샘플의 평면 또는 샘플 근처의 평면에 포커싱되는 STEM 빔이 되도록, 그리고
상기 제2 전자 빔은 샘플에 입사될 때 평행한 빔인 TEM 빔이 되도록, 수정하는 단계;
샘플에 입사되는 상기 TEM 빔과 상기 STEM 빔에서 발생하는 방출을 동시에 검출하는 단계를 포함하는 방법. - 제5항에 있어서, 샘플에 입사되는 상기 TEM 빔 및 상기 STEM 빔에서 발생하는 검출된 방출로부터 STEM 이미지 및 TEM 이미지 중 하나 또는 둘 모두를 생성하는 단계를 더 포함하는 방법.
- 제5항에 있어서, 샘플에 입사되는 상기 TEM 빔 및 상기 STEM 빔에서 발생하는 방출을 검출하는 단계는, 동일한 검출기를 사용하여, (1) 샘플에 입사되는 상기 STEM 빔에서 발생하는 방출과, (2) 샘플에 입사되는 상기 TEM 빔에서 발생하는 방출을 검출하는 단계를 포함하는, 방법.
- 제5항에 있어서, 샘플에 입사되는 상기 TEM 빔 및 상기 STEM 빔에서 발생하는 방출을 검출하는 단계는, (1) 샘플에 입사되는 상기 STEM 빔에서 발생하는 방출과, (2) 샘플에 입사되는 상기 TEM 빔에서 발생하는 방출을, 동시에 검출하는 단계를 포함하는, 방법.
- 제5항에 있어서, 샘플의 표면 영역을 가로질러 상기 STEM 빔을 스캐닝하는 단계를 더 포함하는 방법.
- 제9항에 있어서, 상기 STEM 빔이 스캐닝되는 동안 상기 TEM 빔이 샘플에 입사되는 채로 유지되는, 방법.
- 제5항에 있어서, STEM 작동 모드, TEM 작동 모드, 및 동시 STEM/TEM 작동 모드 중 두 작동 모드 사이를 전환하는 단계를 더 포함하는 방법.
- 제11항에 있어서, 상기 STEM 작동 모드로 전환하는 단계는 샘플에 상기 STEM 빔만 입사되도록 상기 TEM 빔을 차단시키는 단계를 포함하는, 방법.
- 제12항에 있어서, 상기 TEM 빔을 차단시키는 단계는,
상기 TEM 빔을 빔 차단기에 의해 차단되도록 편향시키는 단계;
빔 차단기가 상기 TEM 빔의 경로를 차단하도록 빔 차단기를 이동시키는 단계; 및
상기 TEM 빔이 구경을 통과하지 못하도록 구경을 차단하는 단계 중 하나를 포함하는, 방법. - 제5항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 샘플에 입사되는 상기 TEM 빔에 기인하는, 검출된 방출의 제1 부분을 결정하는 단계를 더 포함하는 방법.
- 제14항에 있어서, 상기 제1 부분에 기초하여 TEM 이미지를 생성하는 단계를 더 포함하는 방법.
- 제14항에 있어서, 샘플에 입사되는 상기 STEM 빔에 기인하는, 검출된 방출의 제2 부분을 결정하는 단계를 더 포함하는 방법.
- 제16항에 있어서, 상기 제2 부분에 기초하여 STEM 이미지를 생성하는 단계를 더 포함하는 방법.
- 제5항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 전자 입자를 제1 전자 빔과 제2 전자 빔으로 형성하는 단계와 상기 초점 특성을 수정하는 단계가 이중 초점 빔 형성기에 의해 적어도 부분적으로 수행되는, 방법.
- 제18항에 있어서, 상기 이중 초점 빔 형성기가 상기 제1 전자 빔과 상기 제2 전자 빔 중 한 전자 빔에 적어도 사중극 렌즈 효과를 적용하는, 방법.
- 제5항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 샘플에 입사되는 상기 TEM 빔 및 상기 STEM 빔에서 발생하는 방출을 단일의 검출기 및/또는 검출기 어레이로 검출하는, 방법.
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