KR20220058662A - 다수의 하전 입자 빔들을 사용하는 장치 - Google Patents
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Abstract
본 명세서에서, 제 1 전기 전도성 층; 제 2 전기 전도성 층; 제 1 전기 전도성 층과 상기 제 2 전기 전도성 층 사이의 복수의 광학 요소들 -복수의 광학 요소들은 복수의 하전 입자 빔들에 영향을 미치도록 구성됨- ; 제 1 전기 전도성 층과 제 2 전기 전도성 층 사이의 제 3 전기 전도성 층; 및 광학 요소들에 물리적으로 연결되는 전기 절연성 층 -전기 절연성 층은 광학 요소들을 제 1 전기 전도성 층 및 제 2 전기 전도성 층으로부터 전기적으로 절연하도록 구성됨- 을 포함하는 장치가 개시된다.
Description
본 출원은 2017년 4월 28일에 출원된 미국 출원 62/492,043의 우선권을 주장하며, 이는 본 명세서에서 그 전문이 인용참조된다.
본 발명은 집적 회로(IC)의 제조와 같은 디바이스 제조 공정에서 사용되는 웨이퍼 및 마스크와 같은 샘플들을 검사 또는 관찰하기 위한 장치에 관한 것이다.
디바이스 제조 공정은 기판 상에 원하는 패턴들을 적용시키는 것을 포함할 수 있다. 대안적으로 마스크 또는 레티클이라고 칭해지는 패터닝 디바이스가 원하는 패턴을 생성하는 데 사용될 수 있다. 이 패턴은 기판(예를 들어, 실리콘 웨이퍼) 상의 (예를 들어, 다이의 부분, 하나 또는 수 개의 다이를 포함하는) 타겟부 상으로 전사(transfer)될 수 있다. 통상적으로, 패턴의 전사는 기판 상에 제공된 방사선-감응재(레지스트) 층 상으로의 이미징을 통해 수행된다. 단일 기판이 연속하여 패터닝되는 인접한 타겟부들의 네트워크를 포함할 수 있다. 이 전사를 위해 리소그래피 장치가 사용될 수 있다. 리소그래피 장치의 한가지 타입은 스테퍼라고 하며, 이때 각각의 타겟부는 한 번에 타겟부 상으로 전체 패턴을 노광함으로써 조사(irradiate)된다. 리소그래피 장치의 또 다른 타입은 스캐너라고 하며, 이때 각각의 타겟부는 방사선 빔을 통해 주어진 방향("스캐닝"-방향)으로 패턴을 스캐닝하는 한편, 이 방향과 평행하게 또는 역-평행하게(anti-parallel) 기판을 동기적으로 스캐닝함으로써 조사된다. 또한, 기판 상에 패턴을 임프린트(imprint)함으로써 패터닝 디바이스로부터 기판으로 패턴을 전사할 수도 있다.
디바이스 제조 공정(예를 들어, 노광, 레지스트-처리, 에칭, 현상, 베이킹 등)의 1 이상의 단계를 모니터링하기 위해, 디바이스 제조 공정에 의해 패터닝되는 기판 또는 그 안에서 사용되는 패터닝 디바이스가 검사될 수 있고, 이때 기판 또는 패터닝 디바이스의 1 이상의 파라미터가 측정될 수 있다. 1 이상의 파라미터는, 예를 들어 기판 또는 패터닝 디바이스 상의 패턴들의 에지들과 패턴들의 의도된 디자인의 대응하는 에지들 사이의 거리들인 에지 배치 오차(EPE)들을 포함할 수 있다. 또한, 검사는 패턴 결함들(예를 들어, 실패한 연결 또는 실패한 분리) 및 뜻하지 않은 입자들을 발견할 수 있다.
디바이스 제조 공정에서 사용되는 기판들 및 패터닝 디바이스들의 검사는 수율을 개선하는 데 도움을 줄 수 있다. 검사로부터 얻어지는 정보는 결함들을 식별하거나, 디바이스 제조 공정을 조정하는 데 사용될 수 있다.
본 명세서에서, 제 1 전기 전도성 층(electrically conductive layer); 제 2 전기 전도성 층; 제 1 전기 전도성 층과 제 2 전기 전도성 층 사이의 복수의 광학 요소들 -복수의 광학 요소들은 복수의 하전 입자 빔들(beams of charged particles)에 영향을 미치도록 구성됨- ; 제 1 전기 전도성 층과 제 2 전기 전도성 층 사이의 제 3 전기 전도성 층; 및 광학 요소들에 물리적으로 연결된 전기 절연성 층(electrically insulating layer) -전기 절연성 층은 제 1 전기 전도성 층 및 제 2 전기 전도성 층으로부터 광학 요소들을 전기적으로 절연하도록 구성됨- 을 포함하는 장치가 개시된다.
일 실시예에 따르면, 제 3 전기 전도성 층은 복수의 홀들을 포함하고, 홀들은 광학 요소들을 하우징(house)한다.
일 실시예에 따르면, 광학 요소들은 제 3 전기 전도성 층으로부터 전기적으로 절연된다.
일 실시예에 따르면, 제 3 전기 전도성 층은 제 1 전기 전도성 층, 제 2 전기 전도성 층, 또는 둘 모두에 전기적으로 연결된다.
일 실시예에 따르면, 제 1 전기 전도성 층 및 제 2 전기 전도성 층은 개구부(opening)들을 포함하고, 개구부들 및 광학 요소들은 집합적으로 복수의 하전 입자 빔들의 경로들을 형성한다.
일 실시예에 따르면, 개구부들은 역 깔때기 또는 카운터보어(counterbore) 형상을 갖는다.
일 실시예에 따르면, 제 3 전기 전도성 층은 광학 요소들 중 적어도 둘 사이에 위치된다.
일 실시예에 따르면, 제 1 전기 전도성 층, 제 2 전기 전도성 층, 및 제 3 전기 전도성 층은 집합적으로 광학 요소들을 수용하는 캐비티(cavity)들을 형성하고, 캐비티들은 광학 요소들을 서로 전기적으로 차폐하도록 구성된다.
일 실시예에 따르면, 전기 절연성 층은 개별 부분(discrete portion)들을 포함하고, 이들 각각은 광학 요소들 중 하나에 물리적으로 연결된다.
일 실시예에 따르면, 전기 절연성 층은 제 1 전기 전도성 층, 제 2 전기 전도성 층, 또는 제 3 전기 전도성 층에 물리적으로 연결된다.
일 실시예에 따르면, 전기 절연성 층은 광학 요소들에 기계적 지지를 제공하도록 구성된다.
일 실시예에 따르면, 전기 절연성 층은 광학 요소들에 대해 상류에 위치된다.
일 실시예에 따르면, 전기 절연성 층은 광학 요소들에 대해 하류에 위치된다.
일 실시예에 따르면, 전기 절연성 층은 제 3 전기 전도성 층과 제 1 전기 전도성 층 사이에서 연장된다.
일 실시예에 따르면, 전기 절연성 층은 제 1 전기 전도성 층을 제 3 전기 전도성 층, 제 2 전기 전도성 층, 및 광학 요소들로부터 절연한다.
일 실시예에 따르면, 전기 절연성 층은 전기 절연성 층을 통한 전기 전도성 비아(via)를 포함하고, 전기 전도성 비아는 제 1 전기 전도성 층을 제 3 전기 전도성 층에 전기적으로 연결한다.
일 실시예에 따르면, 전기 전도성 비아는 제 1 전기 전도성 층, 제 2 전기 전도성 층, 및 제 3 전기 전도성 층에 의해 형성되고 광학 요소들 중 하나를 하우징하는 캐비티를 둘러싼다.
일 실시예에 따르면, 전기 절연성 층은 제 3 전기 전도성 층과 제 2 전기 전도성 층 사이에서 연장된다.
일 실시예에 따르면, 전기 절연성 층은 제 2 전기 전도성 층을 제 3 전기 전도성 층, 제 1 전기 전도성 층, 및 광학 요소들로부터 절연한다.
일 실시예에 따르면, 전기 절연성 층은 전기 절연성 층을 통한 전기 전도성 비아를 포함하고, 전기 전도성 비아는 제 2 전기 전도성 층을 제 3 전기 전도성 층에 전기적으로 연결한다.
일 실시예에 따르면, 제 1 전기 전도성 층, 제 2 전기 전도성 층 및 제 3 전기 전도성 층은 반도체 또는 금속을 포함한다.
일 실시예에 따르면, 광학 요소들은 렌즈, 스티그메이터(stigmator), 디플렉터, 및 이들의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택된다.
일 실시예에 따르면, 광학 요소들은 라운드-렌즈 정전기장, 정전기 이중극장(electrostatic dipole field) 및 정전기 사중극장(electrostatic quadrupole field)으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 전기장을 생성하도록 구성된다.
일 실시예에 따르면, 광학 요소들 중 적어도 하나는 다중 극들(multiple poles)을 포함한다.
일 실시예에 따르면, 제 1 전기 전도성 층, 제 2 전기 전도성 층 및 제 3 전기 전도성 층은 광학 요소들의 크로스토크 또는 필드 분포 변형을 감소시키도록 구성된다.
일 실시예에 따르면, 상기 장치는 빔과 샘플의 상호작용으로부터 생성되는 신호를 포착하도록 구성되는 검출기를 더 포함한다.
일 실시예에 따르면, 신호는 이차 전자 또는 후방산란 전자, 오제 전자(Auger electrons), X-선, 또는 음극선 루미네선스(cathodoluminescence)를 포함한다.
일 실시예에 따르면, 하전 입자들은 전자들을 포함한다.
본 명세서에서, 제 1 전기 전도성 층; 제 2 전기 전도성 층; 제 1 전기 전도성 층과 제 2 전기 전도성 층 사이의 복수의 광학 요소들 -복수의 광학 요소들은 복수의 하전 입자 빔들에 영향을 미치도록 구성됨- ; 제 1 전기 전도성 층과 제 2 전기 전도성 층 사이의 제 3 전기 전도성 층; 및 광학 요소들에 물리적으로 연결된 전기 절연성 층 -전기 절연성 층은 제 1 전기 전도성 층 및 제 2 전기 전도성 층으로부터 광학 요소들을 전기적으로 절연하도록 구성됨- 을 포함하는 장치가 개시되고, 전기 절연성 층은 제 3 전기 전도성 층과 제 1 전기 전도성 층 사이에서, 또는 제 3 전기 전도성 층과 제 2 전기 전도성 층 사이에서 연장된다.
본 명세서에서, 제 1 전기 전도성 층; 제 2 전기 전도성 층; 제 1 전기 전도성 층과 제 2 전기 전도성 층 사이의 복수의 광학 요소들 -복수의 광학 요소들은 복수의 하전 입자 빔들에 영향을 미치도록 구성됨- ; 제 1 전기 전도성 층과 제 2 전기 전도성 층 사이의 제 3 전기 전도성 층; 광학 요소들에 물리적으로 연결된 전기 절연성 층 -전기 절연성 층은 제 1 전기 전도성 층 및 제 2 전기 전도성 층으로부터 광학 요소들을 전기적으로 절연하도록 구성됨- ; 및 제 1 전기 전도성 층과 접촉하고 그 상류에 있는 제 4 전기 전도성 층을 포함하는 장치가 개시된다.
본 명세서에서, 제 1 전기 전도성 층; 제 2 전기 전도성 층; 제 1 전기 전도성 층과 제 2 전기 전도성 층 사이의 복수의 광학 요소들 -복수의 광학 요소들은 복수의 하전 입자 빔들에 영향을 미치도록 구성됨- ; 제 1 전기 전도성 층과 제 2 전기 전도성 층 사이의 제 3 전기 전도성 층; 광학 요소들에 물리적으로 연결된 전기 절연성 층 -전기 절연성 층은 제 1 전기 전도성 층 및 제 2 전기 전도성 층으로부터 광학 요소들을 전기적으로 절연하도록 구성됨- ; 및 제 2 전기 전도성 층과 접촉하고 그 하류에 있는 제 5 전기 전도성 층을 포함하는 장치가 개시된다.
본 명세서에서, 하전 입자들을 생성하도록 구성되는 소스; 하전 입자들로 샘플의 표면 상에 다수 프로브 스폿(probe spot)들을 생성하고 표면 상의 프로브 스폿들을 스캐닝하도록 구성되는 광학 시스템을 포함하는 시스템이 개시되고, 광학 시스템은 앞선 장치들 중 어느 하나를 포함한다.
일 실시예에 따르면, 소스는 전자총(electron gun)이다.
도 1a는 다수의 하전 입자 빔들을 사용하여 하전 입자 빔 검사를 수행할 수 있는 장치를 개략적으로 나타내며, 다수의 빔들 내의 하전 입자들은 단일 소스("다중-빔" 장치)로부터 나온다.
도 1b는 대안적인 다중-빔 장치를 개략적으로 나타낸다.
도 1c는 대안적인 다중-빔 장치를 개략적으로 나타낸다.
도 2a는 다중-빔 장치 내의 소스-전환 유닛에서의 2 개의 광학 요소들 사이의 크로스토크를 개략적으로 나타낸다.
도 2b는 도 2a의 섹션 A-A를 따른 단면도를 개략적으로 나타낸다.
도 3a, 도 3b, 도 3c, 도 3d, 도 3e 및 도 3f는 각각 일 실시예에 따른 다중-빔 장치 내의 소스-전환 유닛의 일부분을 개략적으로 나타낸다.
도 3g는 도 3c 또는 도 3d의 섹션 B-B를 따른 단면도를 개략적으로 나타낸다.
도 3h 및 도 3i는 각각 일 실시예에 따른 다중-빔 장치의 소스-전환 유닛의 일부분을 개략적으로 나타낸다.
도 4a는 도 3c의 부분들 중 2 개가 스택(stack)된 것을 개략적으로 나타낸다.
도 4b는 2 개의 부분들 중 하나가 도 3h의 부분인 것을 제외하고는 도 4a의 소스-전환 유닛과 유사한 소스-전환 유닛의 또 다른 예시를 나타낸다.
도 5a는 도 3c의 부분들 중 3 개가 스택된 것을 개략적으로 나타낸다.
도 5b는 3 개의 부분들 중 하나가 도 3h의 부분인 것을 제외하고는 도 5a의 소스-전환 유닛과 유사한 소스-전환 유닛의 또 다른 예시를 나타낸다.
도 6a는 도 3d의 부분들 중 3 개가 스택된 것을 개략적으로 나타낸다.
도 6b는 3 개의 부분들 중 하나가 도 3i의 부분인 것을 제외하고는 도 6a의 소스-전환 유닛과 유사한 소스-전환 유닛의 또 다른 예시를 나타낸다.
도 7a는 서로 스택된 도 3c의 부분들 중 3 개 및 상류의 도 3d의 부분을 포함하는 소스-전환 유닛을 개략적으로 나타낸다.
도 7b는 3 개의 부분들 중 하나가 도 3h의 부분인 것을 제외하고는 도 7a의 소스-전환 유닛과 유사한 소스-전환 유닛의 또 다른 예시를 나타낸다.
도 1b는 대안적인 다중-빔 장치를 개략적으로 나타낸다.
도 1c는 대안적인 다중-빔 장치를 개략적으로 나타낸다.
도 2a는 다중-빔 장치 내의 소스-전환 유닛에서의 2 개의 광학 요소들 사이의 크로스토크를 개략적으로 나타낸다.
도 2b는 도 2a의 섹션 A-A를 따른 단면도를 개략적으로 나타낸다.
도 3a, 도 3b, 도 3c, 도 3d, 도 3e 및 도 3f는 각각 일 실시예에 따른 다중-빔 장치 내의 소스-전환 유닛의 일부분을 개략적으로 나타낸다.
도 3g는 도 3c 또는 도 3d의 섹션 B-B를 따른 단면도를 개략적으로 나타낸다.
도 3h 및 도 3i는 각각 일 실시예에 따른 다중-빔 장치의 소스-전환 유닛의 일부분을 개략적으로 나타낸다.
도 4a는 도 3c의 부분들 중 2 개가 스택(stack)된 것을 개략적으로 나타낸다.
도 4b는 2 개의 부분들 중 하나가 도 3h의 부분인 것을 제외하고는 도 4a의 소스-전환 유닛과 유사한 소스-전환 유닛의 또 다른 예시를 나타낸다.
도 5a는 도 3c의 부분들 중 3 개가 스택된 것을 개략적으로 나타낸다.
도 5b는 3 개의 부분들 중 하나가 도 3h의 부분인 것을 제외하고는 도 5a의 소스-전환 유닛과 유사한 소스-전환 유닛의 또 다른 예시를 나타낸다.
도 6a는 도 3d의 부분들 중 3 개가 스택된 것을 개략적으로 나타낸다.
도 6b는 3 개의 부분들 중 하나가 도 3i의 부분인 것을 제외하고는 도 6a의 소스-전환 유닛과 유사한 소스-전환 유닛의 또 다른 예시를 나타낸다.
도 7a는 서로 스택된 도 3c의 부분들 중 3 개 및 상류의 도 3d의 부분을 포함하는 소스-전환 유닛을 개략적으로 나타낸다.
도 7b는 3 개의 부분들 중 하나가 도 3h의 부분인 것을 제외하고는 도 7a의 소스-전환 유닛과 유사한 소스-전환 유닛의 또 다른 예시를 나타낸다.
샘플(예를 들어, 기판 및 패터닝 디바이스)을 검사하기 위한 다양한 기술들이 존재한다. 검사 기술들 중 한 종류는, 광빔이 기판 또는 패터닝 디바이스로 지향되고 광빔 및 샘플의 상호작용(예를 들어, 산란, 반사, 회절)을 나타내는 신호가 기록되는 광학 검사이다. 또 다른 종류의 검사 기술은, 하전 입자들(예를 들어, 전자들)의 빔이 샘플로 지향되고 하전 입자들 및 샘플의 상호작용(예를 들어, 이차 방출 및 후방-산란 방출)을 나타내는 신호가 기록되는 하전 입자 빔 검사이다.
하전 입자 빔 검사는 광학 검사에서 사용되는 광보다 하전 입자 빔 검사에서 사용되는 하전 입자들의 더 짧은 파장들로 인해 광학 검사보다 높은 분해능을 가질 수 있다. 디바이스 제조 공정이 진화함에 따라 기판 및 패터닝 디바이스 상의 패턴 치수들이 점점 작아지기 때문에, 하전 입자 빔 검사가 더 널리 사용되게 된다. 하전 입자 빔 검사의 스루풋은 사용되는 하전 입자들 간의 상호작용들(예를 들어, 쿨롱 효과)로 인해 비교적 낮다. 스루풋을 증가시키기 위해 하나보다 많은 하전 입자 빔들이 사용될 수 있다.
일 예시에서, 다수의 하전 입자 빔들은 샘플 상의 다수의 구역들을 동시에 스캐닝할 수 있다. 다수의 빔들의 스캐닝은 동기화되거나 독립적일 수 있다. 다수의 구역들은 그들 사이에 오버랩을 가질 수 있거나, 서로 분리될 수 있다. 빔들과 샘플의 상호작용들로부터 생성되는 신호들이 다수의 검출기들에 의해 수집될 수 있다. 검출기들의 수는 빔들의 수보다 작거나, 같거나, 클 수 있다. 다수의 빔들은 개별적으로 제어되거나 집합적으로 제어될 수 있다.
다수의 하전 입자 빔들은 샘플의 표면 상에 다수의 프로브 스폿들을 형성할 수 있다. 프로브 스폿들은 표면 상의 다수의 구역들을 각각 또는 동시에 스캐닝할 수 있다. 각각의 빔의 하전 입자들은 프로브 스폿들의 위치들로부터 신호들을 생성할 수 있다. 신호들의 일 예시는 이차 전자들이다. 이차 전자들은 일반적으로 50 eV 미만의 에너지들을 갖는다. 신호들의 또 다른 예시는 빔들의 하전 입자들이 전자들인 경우에 후방산란 전자들이다. 후방산란 전자들은 일반적으로 빔들의 전자들의 랜딩 에너지(landing energy)들에 가까운 에너지들을 갖는다. 프로브 스폿들의 위치들로부터의 신호들은 다수의 검출기들에 의해 각각 또는 동시에 수집될 수 있다.
다수의 빔들은 각각 다수의 소스들로부터, 또는 단일 소스로부터 나올 수 있다. 빔들이 다수의 소스들로부터인 경우, 다수의 칼럼(column)들이 표면 상에 빔들을 스캐닝하고 포커싱할 수 있고, 빔들에 의해 생성되는 신호들은 각각 칼럼들에서 검출기들에 의해 검출될 수 있다. 다수의 소스들로부터의 빔들을 사용하는 장치는 다중-칼럼 장치라고 할 수 있다. 칼럼들은 독립적이거나, 다축 자기 또는 전자기-복합 대물 렌즈일 수 있다(본 명세서에서 그 전문이 인용참조되는 미국 특허 제 8,294,095호 참조). 다중-칼럼 장치에 의해 생성되는 프로브 스폿들은 30 내지 50 mm만큼 큰 거리로 이격될 수 있다.
빔들이 단일 소스로부터인 경우, 소스-전환 유닛이 단일 소스의 다수의 가상 또는 실제 이미지들을 형성하기 위해 사용될 수 있다. 이미지들 각각 및 단일 소스는 빔[빔릿(beamlet)들이 모두 동일한 소스로부터 온 것이므로 "빔릿"이라고도 함]의 방출기로서 여겨질 수 있다. 소스-전환 유닛은 단일 소스로부터의 하전 입자들을 다수의 빔들("빔릿들"이라고도 함)로 분할할 수 있는 다수의 개구부들을 갖는 전기 전도성 층을 가질 수 있다. 소스-전환 유닛은 단일 소스의 다수의 가상 또는 실제 이미지들을 형성하기 위해 빔릿들에 영향을 미칠 수 있는 광학 요소들을 가질 수 있다. 이미지들 각각이 빔릿들 중 하나를 방출하는 소스로서 여겨질 수 있다. 빔릿들은 마이크로미터의 거리만큼 이격될 수 있다. 투영 시스템 및 편향 스캐닝 유닛을 가질 수 있는 단일 칼럼이 샘플의 다수의 구역들에 빔릿들을 스캐닝하고 포커싱하기 위해 사용될 수 있다. 빔릿들에 의해 생성되는 신호들은 각각 단일 칼럼 내부의 검출기의 다수의 검출 요소들에 의해 검출될 수 있다. 단일 소스로부터의 빔들을 사용하는 장치는 다중-빔 장치라고 할 수 있다.
단일 소스의 이미지들을 형성하기 위한 적어도 두 가지 방법이 존재한다. 제 1 방법에서, 각각의 광학 요소는 하나의 빔릿을 포커싱하여 하나의 실제 이미지를 형성하는 정전 마이크로-렌즈를 갖는다(예를 들어, 본 명세서에서 그 전문이 인용참조되는 미국 특허 제 7,244,949호 참조). 제 2 방법에서, 각각의 광학 요소는 하나의 빔릿을 편향시켜 하나의 가상 이미지를 형성하는 정전 마이크로-디플렉터를 갖는다(예를 들어, 본 명세서에서 그 전문이 인용참조되는 미국 특허 제 6,943,349호 및 미국 특허 출원 제 15/065,342호 참조). 실제 이미지가 더 높은 전류 밀도를 갖기 때문에, 제 2 방법에서의 하전 입자들 사이의 상호작용들(예를 들어, 쿨롱 효과)이 제 1 방법에서보다 약할 수 있다.
도 1a는 다수의 하전 입자 빔들을 사용하여 하전 입자 빔 검사를 수행할 수 있는 장치(400)를 개략적으로 나타내며, 다수의 빔들 내의 하전 입자들은 단일 소스(다중-빔 장치)로부터 나온다. 상기 장치(400)는 자유 공간에서 하전 입자들을 생성할 수 있는 소스(401)를 갖는다. 일 예시에서, 하전 입자들은 전자들이고 소스(401)는 전자총이다. 상기 장치(400)는 하전 입자들로 샘플(407)의 표면 상에 다수의 프로브 스폿들을 생성하고 샘플(407)의 표면 상에서 프로브 스폿들을 스캐닝할 수 있는 광학 시스템(419)을 갖는다. 광학 시스템(419)은 콘덴서 렌즈(condenser lens: 404) 및 콘덴서 렌즈(404)에 대해 상류 또는 하류에 있는 주 어퍼처(main aperture: 405)를 가질 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같은 "구성요소 A는 구성요소 B에 대해 상류에 있다"라는 표현은 하전 입자 빔이 장치의 정상 작동 시 구성요소 B에 도달하기 전에 구성요소 A에 도달한다는 것을 의미한다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같은 "구성요소 B는 구성요소 A에 대해 하류에 있다"라는 표현은 하전 입자 빔이 장치의 정상 작동 시 구성요소 A에 도달한 후에 구성요소 B에 도달한다는 것을 의미한다. 광학 시스템(419)은 소스(401)의 다수의 가상 이미지들[예를 들어, 가상 이미지들(402 및 403)]을 형성하도록 구성되는 소스-전환 유닛(410)을 갖는다. 가상 이미지들 및 소스(401)는 각각 빔릿[예를 들어, 빔릿들(431, 432 및 433)]의 방출기로서 여겨질 수 있다. 소스-전환 유닛(410)은 소스(401)로부터의 하전 입자들을 다수의 빔릿들로 분할할 수 있는 다수의 개구부들을 갖는 전기 전도성 층(412), 및 소스(401)의 가상 이미지들을 형성하기 위해 빔릿들에 영향을 미칠 수 있는 광학 요소들(411)을 가질 수 있다. 광학 요소들(411)은 빔릿들을 편향시키도록 구성되는 마이크로-디플렉터들일 수 있다. 빔릿들의 전류는 전기 전도성 층(412)의 개구부들의 크기들 또는 콘덴서 렌즈(404)의 포커싱 파워(focusing power)에 의해 영향을 받을 수 있다. 광학 시스템(419)은 다수의 빔릿들을 포커싱하여 샘플(407)의 표면 상에 다수의 프로브 스폿들을 형성하도록 구성되는 대물 렌즈(406)를 포함한다. 또한, 소스-전환 유닛(410)은 프로브 스폿들의 수차들(예를 들어, 필드 곡률 및 비점수차)을 감소시키거나 제거하도록 구성되는 마이크로-보상기들을 가질 수 있다.
도 1b는 대안적인 다중-빔 장치를 개략적으로 나타낸다. 콘덴서 렌즈(404)는 소스(401)로부터의 하전 입자들을 시준(collimate)한다. 소스-전환 유닛(410)의 광학 요소들(411)은 마이크로-보상기들(413)을 포함할 수 있다. 마이크로-보상기들(413)은 마이크로-디플렉터들로부터 분리될 수 있거나, 마이크로-디플렉터들과 통합될 수 있다. 분리되는 경우, 마이크로-보상기들(413)은 마이크로-디플렉터들의 상류에 위치될 수 있다. 마이크로-보상기들(413)은 콘덴서 렌즈(404) 또는 대물 렌즈(406)의 축외 수차(off-axis aberration)(예를 들어, 필드 곡률, 비점수차 및 왜곡)를 보상하도록 구성된다. 축외 수차들은 축외(즉, 장치의 주요 광학 축선을 따르지 않는) 빔릿들에 의해 형성되는 프로브 스폿들의 크기 또는 위치에 부정적인 영향을 줄 수 있다. 대물 렌즈(406)의 축외 수차들은 빔릿들의 편향에 의해 완전히 제거되지 않을 수 있다. 마이크로-보상기들(413)은 대물 렌즈(406)의 잔류 축외 수차들(즉, 빔릿들의 편향에 의해 제거될 수 없는 축외 수차들의 부분), 또는 프로브 스폿들의 크기의 비-균일성을 보상할 수 있다. 마이크로-보상기들(413) 각각은 전기 전도성 층(412)의 개구부들 중 하나와 정렬된다. 마이크로-보상기들(413)은 각각 4 이상의 극을 가질 수 있다. 빔릿들의 전류는 전기 전도성 층(412)의 개구부들의 크기 및/또는 콘덴서 렌즈(404)의 위치에 의해 영향을 받을 수 있다.
도 1c는 대안적인 다중-빔 장치를 개략적으로 나타낸다. 소스-전환 유닛(410)의 광학 요소들(411)은 사전-휨(pre-bending) 마이크로-디플렉터들(414)을 포함할 수 있다. 사전-휨 마이크로-디플렉터들(414)은 빔릿들이 전기 전도성 층(412)의 개구부들을 통과하기 전에 이들을 휘게 하도록 구성되는 마이크로-디플렉터들이다.
단일 소스로부터의 다수의 하전 입자 빔들을 사용하는 장치들의 추가적인 설명들은 미국 특허 출원 공개공보 2016/0268096, 2016/0284505 및 2017/0025243, 미국 특허 9607805, 미국 특허 출원 15/365,145, 15/213,781, 15/216,258 및 62/440,493, 및 PCT 출원 PCT/US17/15223에서 찾아볼 수 있으며, 이들은 본 명세서에서 그 전문이 인용참조된다.
소스-전환 유닛[예를 들어, 도 1a, 도 1b 또는 도 1c의 소스-전환 유닛(410)] 내의 2 개의 광학 요소들(예를 들어, 도 1a, 도 1b 또는 도 1c의 마이크로-디플렉터들 또는 마이크로-보상기들)이 서로 가까운 경우, 이들 사이에 크로스토크가 존재할 수 있다. 즉, 하나의 광학 요소에 의해 야기되는 전기장은 또 다른 광학 요소의 빔 경로 내로 연장되고 다른 광학 요소를 통해 투과하는 빔에 영향을 줄 수 있다. 예를 들어, 소스-전환 유닛(410) 내의 마이크로-디플렉터들은 전기장들에 의해 빔릿들을 휘게 할 수 있고, 하나의 마이크로-디플렉터에 의해 생성되는 전기장은 이웃하는 마이크로-디플렉터의 빔 경로 내로 연장되어, 이웃하는 마이크로-디플렉터를 통한 빔릿이 이웃하는 마이크로-디플렉터에 의해 생성되는 전기장에 의해 야기되는 휨에 더하여 소정 양만큼 휘게 할 수 있다. 유사하게, 예를 들어 소스-전환 유닛(410) 내의 마이크로-보상기들 중 하나에 의해 생성되는 전기장(예를 들어, 사중극장 또는 라운드-렌즈 필드)은 이웃하는 마이크로-보상기의 빔 경로 내로 연장될 수 있고, 이에 의해 이웃하는 마이크로-보상기에 의해 생성되는 전기장에 의해 야기되는 영향에 더하여 소정 양만큼 이웃하는 마이크로-보상기를 통한 빔릿에 영향을 미칠 수 있다.
크로스토크는 광학 요소들이 서로 더 가까운(예를 들어, 하나의 웨이퍼 또는 웨이퍼들의 스택에 통합된) 경우에 더 심각한 경향이 있다. 일 예시로서, 도 2a는 웨이퍼들의 스택에 통합된 2 개의 광학 요소들(611 및 612) 사이의 크로스토크를 개략적으로 나타낸다. 도 2b는 도 2a의 섹션 A-A를 따른 단면도를 개략적으로 나타낸다. 광학 요소들(611 및 612)은 절연 층(616)에 부착된다. 광학 요소들(611 및 612)의 상류에 개구부들(예를 들어, 원형 형상)을 갖는 전기 전도성 플레이트(617), 또는 광학 요소들(611 및 612)의 하류에 개구부들(예를 들어, 원형 형상)을 갖는 전기 전도성 플레이트(618)가 존재한다. 광학 요소들(611 및 612)은 원형 전극들 또는 다중 극들을 가질 수 있다. 광학 요소(611)가 전도성 플레이트들(617 및 618)의 전위들과 상이한 전위로 설정되는 경우, 광학 요소(611)를 통한 빔 경로(613)를 따라 투과하는 빔릿에 영향을 미치도록(예를 들어, 그 필드 곡률 수차를 보상하도록) 전기장이 생성된다. 도 2a 및 도 2b의 등전위선들(615)은 전도성 플레이트들(617 및 618) 및 광학 요소(612)가 광학 요소(611)의 전위와 상이한 동일한 전위에 있고, 전기 전도성 플레이트들(617 및 618) 내의 개구부들이 원형이며, 광학 요소들(611 및 612)이 원형 전극들을 갖는 경우의 전기장을 나타낸다. 등전위선들(615)의 광대한 크기에 의해 나타낸 바와 같이, 전기장은 광학 요소(612)를 통한 빔 경로(614) 내로 연장된다. 따라서, 광학 요소(612)를 통과하는 빔릿은 광학 요소(612)가 생성하는 전기장뿐 아니라 광학 요소(611)가 생성하는 전기장에 의해서도 영향을 받을 수 있으며, 즉 광학 요소들(611 및 612)이 크로스토크를 갖는다.
도 2b에 나타낸 바와 같이, 등전위선들(615)은 광학 요소(611)를 둘러싸는 구조체가 축대칭이 아니기 때문에 축대칭이 아니다. 따라서, 광학 요소(611)가 생성하는 전기장은 필드 곡률 수차를 보상하는 축대칭 성분(라운드-렌즈 필드라고도 함)뿐만 아니라, 편향 필드 및 스티그메이터 필드와 같은 고차 회전-대칭 성분들도 포함한다. 고차 성분들은 광학 요소(611)를 통과하는 빔릿에 수차들을 더한다.
도 3a 및 도 3b는 각각 일 실시예에 따른 다중-빔 장치의 소스-전환 유닛의 부분(700)을 개략적으로 나타낸다. 부분(700)은 제 1 전기 전도성 층(720)과 제 2 전기 전도성 층(740) 사이에 개재된 다수의 광학 요소들(710)(예를 들어, 마이크로-디플렉터들, 마이크로-렌즈들, 마이크로-스티그메이터들, 마이크로-보상기들)을 갖는다. 제 1 전기 전도성 층(720) 및 제 2 전기 전도성 층(740)은, 집합적으로 광학 요소들(710)과 함께 빔릿들의 경로들[예를 들어, 경로들(701, 702 및 703)]을 형성하는 개구부들을 갖는다. 또한, 부분(700)은 광학 요소들(710)을 하우징하는 다수의 홀들을 갖는 제 3 전기 전도성 층(730)을 갖는다. 제 3 전기 전도성 층(730)은 제 1 전기 전도성 층(720)과 제 2 전기 전도성 층(740) 사이에서 연장된다. 제 3 전기 전도성 층(730)은 제 1 전기 전도성 층(720), 또는 제 2 전기 전도성 층(740), 또는 둘 모두에 전기적으로 연결된다. 제 3 전기 전도성 층(730)은 광학 요소들(710) 중 적어도 2 개 사이에 위치되며, 즉 2 개의 광학 요소들(710)의 빔 경로들이 있는 평면이 제 3 전기 전도성 층(730)과 교차한다. 제 3 전기 전도성 층(730)의 홀들 사이의 벽들은 광학 요소들(710) 사이의 정전기 차폐를 제공할 수 있다. 부분(700)은 전기 절연성 층(750)을 갖는다. 전기 절연성 층(750)은 광학 요소들(710)에 물리적으로 연결된다. 예를 들어, 전기 절연성 층(750)은 개별 부분들을 가질 수 있으며, 이들 각각이 광학 요소들(710) 중 하나에 물리적으로 연결된다. 전기 절연성 층(750)은 제 1 전기 전도성 층(720), 제 2 전기 전도성 층(740), 또는 제 3 전기 전도성 층(730)에 물리적으로 연결된다. 전기 절연성 층(750)은 광학 요소들(710)에 기계적 지지를 제공하고 광학 요소들(710)을 제 1 전기 전도성 층(720), 제 2 전기 전도성 층(740), 및 제 3 전기 전도성 층(730)으로부터 전기적으로 절연할 수 있다. 제 1 전기 전도성 층(720), 제 2 전기 전도성 층(740), 및 제 3 전기 전도성 층(730)은 집합적으로 서로 전기적으로 차폐되는 캐비티들(760)을 형성하며, 캐비티들(760) 각각이 광학 요소들(710) 중 하나를 수용한다. 캐비티들(760)은 원형 단면 형상을 가질 수 있다. 또한, 제 1 전기 전도성 층(720), 제 2 전기 전도성 층(740), 및 제 3 전기 전도성 층(730)은 외부 표유 자기장으로부터 빔 경로들을 자기적으로 차폐하기 위해 자기 전도성일 수 있다. 도 3a 및 도 3b에 나타낸 예시들에서, 전기 절연성 층(750)은 각각 광학 요소들(710)에 대해 상류 및 하류에 위치된다. 도 3a 및 도 3b에 나타낸 예시들에서, 제 3 전기 전도성 층(730)은 제 1 전기 전도성 층(720) 및 제 2 전기 전도성 층(740) 모두에 전기적으로 연결된다.
도 3c 및 도 3d는 각각 일 실시예에 따른 다중-빔 장치의 소스-전환 유닛의 부분(700)을 개략적으로 나타낸다. 도 3c에 나타낸 예시는 전기 절연성 층(750)이 제 3 전기 전도성 층(730)과 제 1 전기 전도성 층(720) 사이에서 연장되는 것을 제외하고는 도 3a의 예시와 동일하다. 전기 절연성 층(750)은 제 1 전기 전도성 층(720)을 광학 요소들(710)로부터 전기적으로 절연한다. 또한, 전기 절연성 층(750)은 제 1 전기 전도성 층(720)을 제 3 전기 전도성 층(730) 및 제 2 전기 전도성 층(740)으로부터 절연할 수 있다. 전기 절연성 층(750)은 이를 통한 1 이상의 전기 전도성 비아(723)를 가질 수 있고, 전도성 비아들(723)은 제 1 전기 전도성 층(720)을 제 3 전기 전도성 층(730)에 전기적으로 연결한다. 전기 절연성 층(750)은 100 미크론 미만, 50 미크론 미만 또는 10 미크론 미만과 같이 매우 얇을 수 있다. 전기 절연성 층(750)은 산화물, 질화물 또는 여하한의 다른 적절한 재료일 수 있다.
도 3d에 나타낸 예시는 전기 절연성 층(750)이 제 3 전기 전도성 층(730)과 제 2 전기 전도성 층(740) 사이에서 연장되는 것을 제외하고는 도 3b의 예시와 동일하다. 전기 절연성 층(750)은 제 2 전기 전도성 층(740)을 광학 요소들(710)로부터 전기적으로 절연한다. 또한, 전기 절연성 층(750)은 제 2 전기 전도성 층(740)을 제 3 전기 전도성 층(730) 및 제 1 전기 전도성 층(720)으로부터 절연할 수 있다. 전기 절연성 층(750)은 이를 통한 1 이상의 전기 전도성 비아(723)를 갖고, 1 이상의 전기 전도성 비아(723)에 의해 제 2 전기 전도성 층(740)을 제 3 전기 전도성 층(730)에 전기적으로 연결할 수 있으며, 전도성 비아(723)는 제 2 전기 전도성 층(740)을 제 3 전기 전도성 층(730)에 전기적으로 연결한다. 전기 절연성 층(750)은 100 미크론 미만, 50 미크론 미만 또는 10 미크론 미만과 같이 매우 얇을 수 있다. 전기 절연성 층(750)은 산화물, 질화물 또는 여하한의 다른 적절한 재료일 수 있다.
도 3e 및 도 3f는 각각 일 실시예에 따른 다중-빔 장치의 소스-전환 유닛의 부분(700)을 개략적으로 나타낸다. 도 3e 및 도 3f에 나타낸 예시들은 전기 절연성 층(750)이 캐비티들(760) 각각을 둘러싸는 전기 전도성 비아(723)를 갖고 전기 전도성 비아(723)가 제 3 전기 전도성 층(730)을 제 1 전기 전도성 층(720) 또는 제 2 전기 전도성 층(740)에 전기적으로 연결하는 것을 제외하고는, 각각 도 3c 및 도 3d의 예시들과 동일하다. 도 3g는 도 3c 또는 도 3d의 섹션 B-B를 따른 단면도를 개략적으로 나타낸다.
도 3h는 일 실시예에 따른 다중-빔 장치의 소스-전환 유닛의 부분(700)을 개략적으로 나타낸다. 도 3h에 나타낸 예시는 추가적으로 부분(700)이 제 1 전기 전도성 층(720)의 상류에 제 4 전기 전도성 층(721)을 갖는 것을 제외하고는 도 3c의 예시와 동일하다. 제 4 전기 전도성 층(721)은 제 1 전기 전도성 층(720)에 직접 접착될 수 있다. 제 4 전기 전도성 층(721) 및 제 1 전기 전도성 층(720)은 동일한 재료를 가질 수 있다. 제 4 전기 전도성 층(721)은 하전 입자들의 산란을 감소시키기 위해 측벽이 얇게 되는 개구부들을 갖는다. 측벽을 얇게 하기 위해, 개구부들은 도 3h에 나타낸 바와 같이 역 깔때기 또는 카운터보어 형상을 가질 수 있다.
도 3i는 일 실시예에 따른 다중-빔 장치의 소스-전환 유닛의 부분(700)을 개략적으로 나타낸다. 도 3i에 나타낸 예시는 추가적으로 부분(700)이 제 2 전기 전도성 층(740)의 하류에 제 5 전기 전도성 층(741)을 갖는 것을 제외하고는 도 3d의 예시와 동일하다. 제 5 전기 전도성 층(741)은 제 2 전기 전도성 층(740)에 직접 접착될 수 있다. 제 5 전기 전도성 층(741) 및 제 2 전기 전도성 층(740)은 동일한 재료를 가질 수 있다. 제 5 전기 전도성 층(741)은 하전 입자들의 산란을 감소시키기 위해 측벽이 얇게 되는 개구부들을 갖는다. 측벽을 얇게 하기 위해, 개구부들은 도 3i에 나타낸 바와 같이 역 깔때기 또는 카운터보어 형상을 가질 수 있다.
제 1 전기 전도성 층(720), 제 3 전기 전도성 층(730) 및 제 2 전기 전도성 층(740)에 적절한 재료들은 반도체(예를 들어, 실리콘) 및 금속(예를 들어, 금)을 포함할 수 있다. 제 1 전기 전도성 층(720), 제 3 전기 전도성 층(730) 및 제 2 전기 전도성 층(740)은 반드시 동일한 재료를 가질 필요는 없다. 제 1 전기 전도성 층(720), 제 2 전기 전도성 층(740), 제 3 전기 전도성 층(730)은 각각 반도체 웨이퍼, 금속(예를 들어, 금) 코팅을 갖는 반도체 웨이퍼, 또는 금속(예를 들어, 금) 코팅을 갖는 유전체 플레이트로부터 만들어질 수 있다. 광학 요소들(710)은 반도체 웨이퍼로부터 만들어질 수 있다. 광학 요소들(710) 및 제 3 전기 전도성 층(730)은 동일한 반도체 웨이퍼, 동일한 금속(예를 들어, 금) 코팅을 갖는 반도체 웨이퍼, 또는 동일한 금속(예를 들어, 금) 코팅을 갖는 유전체 플레이트로부터 만들어질 수 있다. 도 3a 내지 도 3i에 나타낸 소스-전환 유닛은 광학 요소들(710)의 크로스토크 및 필드 분포 변형을 감소시키거나 제거하도록 도울 수 있다.
소스-전환 유닛은 서로 스택된 도 3a 내지 도 3i의 부분들(700)을 가질 수 있다. 예를 들어, 도 4a는 서로 스택된 도 3c의 부분들 중 2 개(810 및 820)를 포함하는 소스-전환 유닛을 개략적으로 나타낸다. 스택에서 상류인 부분(810)의 제 2 전기 전도성 층(740) 및 스택에서 하류인 부분(820)의 제 1 전기 전도성 층(720)은 단일 층으로서 병합될 수 있다. 부분(810)의 광학 요소들(710)은 마이크로-디플렉터들일 수 있고; 부분(820)의 광학 요소들(710)은 마이크로-렌즈들 및 마이크로-스티그메이터들을 포함할 수 있는 마이크로-보상기들일 수 있다. 대안적으로, 동일한 경로를 따르는 광학 요소들(710)은 집합적으로 마이크로-보상기로서 기능할 수 있다. 부분(820)의 제 2 전기 전도성 층(740) 내의 개구부들 또는 부분(810)의 제 1 전기 전도성 층(720) 내의 개구부들은 도 1a, 도 1b 또는 도 1c의 전기 전도성 층(412)의 개구부들로서 기능할 수 있다. 개구부들의 측벽은 하전 입자들의 산란을 감소시키기 위해 얇게 될 수 있다. 측벽을 얇게 하기 위해, 개구부들은 도 4a에 나타낸 바와 같이 역 깔때기 또는 카운터보어 형상을 가질 수 있다.
도 4b는 부분(810)이 도 3h의 부분인 것을 제외하고는 도 4a의 소스-전환 유닛과 유사한 소스-전환 유닛의 또 다른 예시를 나타낸다.
도 5a는 서로 스택된 도 3c의 부분들 중 3 개(910, 920 및 930)를 포함하는 소스-전환 유닛을 개략적으로 나타낸다. 스택에서 상류인 부분(910)의 제 2 전기 전도성 층(740) 및 스택의 중간에서의 부분(920)의 제 1 전기 전도성 층(720)이 단일 층으로서 병합될 수 있고; 스택의 중간에서의 부분(920)의 제 2 전기 전도성 층(740) 및 스택에서 하류인 부분(930)의 제 1 전기 전도성 층(720)이 단일 층으로서 병합될 수 있다. 부분들(910 및 920)의 광학 요소들(710)은 마이크로-보상기들, 마이크로-렌즈들 및 마이크로-스티그메이터들일 수 있고; 부분(930)의 광학 요소들(710)은 마이크로-디플렉터들일 수 있다. 부분(910)의 제 1 전기 전도성 층(720) 내의 개구부들은 도 1b 또는 도 1c의 전기 전도성 층(412)의 개구부들로서 기능할 수 있다. 개구부들의 측벽은 하전 입자들의 산란을 감소시키기 위해 얇게 될 수 있다. 측벽을 얇게 하기 위해, 개구부들은 도 5a에 나타낸 바와 같이 역 깔때기 또는 카운터보어 형상을 가질 수 있다.
도 5b는 부분(910)이 도 3h의 부분인 것을 제외하고는 도 5a의 소스-전환 유닛과 유사한 소스-전환 유닛의 또 다른 예시를 나타낸다.
도 6a는 서로 스택된 도 3d의 부분들 중 3 개(910, 920 및 930)를 포함하는 소스-전환 유닛을 개략적으로 나타낸다. 스택에서 상류인 부분(910)의 제 2 전기 전도성 층(740) 및 스택의 중간에서의 부분(920)의 제 1 전기 전도성 층(720)이 단일 층으로서 병합될 수 있고; 스택의 중간에서의 부분(920)의 제 2 전기 전도성 층(740) 및 스택에서 하류인 부분(930)의 제 1 전기 전도성 층(720)이 단일 층으로서 병합될 수 있다. 부분들(910 및 920)의 광학 요소들(710)은 마이크로-보상기들, 마이크로-렌즈들 및 마이크로-스티그메이터들일 수 있고; 부분(930)의 광학 요소들(710)은 마이크로-디플렉터들일 수 있다. 부분(910)의 제 1 전기 전도성 층(720) 내의 개구부들은 도 1b 또는 도 1c의 전기 전도성 층(412)의 개구부들로서 기능할 수 있다. 개구부들의 측벽은 하전 입자들의 산란을 감소시키기 위해 얇게 될 수 있다. 측벽을 얇게 하기 위해, 개구부들은 도 6a에 나타낸 바와 같이 역 깔때기 또는 카운터보어 형상을 가질 수 있다.
도 6b는 부분(930)이 도 3i의 부분인 것을 제외하고는 도 6a의 소스-전환 유닛과 유사한 소스-전환 유닛의 또 다른 예시를 나타낸다.
도 7a는 서로 스택된 도 3c의 부분들 중 3 개(910, 920 및 930)(즉, 도 5a의 구조), 및 부분들(910, 910 및 930)의 스택의 상류인 도 3d의 부분(940)을 포함하는 소스-전환 유닛을 개략적으로 나타낸다. 부분들(910 및 920)의 광학 요소들(710)은 마이크로-보상기들, 마이크로-렌즈들 및 마이크로-스티그메이터들일 수 있고; 부분(930)의 광학 요소들(710)은 마이크로-디플렉터들일 수 있다. 부분(910)의 제 1 전기 전도성 층(720) 내의 개구부들은 도 1c의 전기 전도성 층(412)의 개구부들로서 기능할 수 있다. 개구부들의 측벽은 하전 입자들의 산란을 감소시키기 위해 얇게 될 수 있다. 측벽을 얇게 하기 위해, 개구부들은 도 6a에 나타낸 바와 같이 역 깔때기 형상을 가질 수 있다. 부분(940)의 광학 요소들(710)은 사전-휨 마이크로-디플렉터들일 수 있다. 부분(940)의 제 1 전기 전도성 층(720) 내의 개구부들의 측벽은 하전 입자들의 산란을 감소시키기 위해 얇게 될 수 있다. 측벽을 얇게 하기 위해, 개구부들은 역 깔때기 또는 카운터보어 형상을 가질 수 있다.
도 7b는 부분(910)이 도 3h의 부분인 것을 제외하고는 도 7a의 소스-전환 유닛과 유사한 소스-전환 유닛의 또 다른 예시를 나타낸다.
이상 본 발명은 다중-빔 장치들(즉, 다수의 하전 입자 빔들을 사용하여 하전 입자 빔 검사를 수행할 수 있는 장치들로, 이때 다수의 빔들 내의 하전 입자들은 단일 소스로부터 옴)에 대해 이루어지지만, 실시예들은 다중-칼럼 장치들(즉, 다수의 하전 입자 빔들을 사용하여 하전 입자 빔 검사를 수행할 수 있는 장치들로, 이때 다수의 하전 입자 빔들은 다수의 소스들로부터 생성됨)에서 적용가능할 수 있다. 다중-칼럼 장치들의 추가적인 설명들은 미국 특허 8,294,095에서 찾아볼 수 있으며, 이는 본 명세서에서 그 전문이 인용참조된다.
실시예들은 다음 항목들을 이용하여 더 설명될 수 있다:
1. 제 1 전기 전도성 층;
제 2 전기 전도성 층;
제 1 전기 전도성 층과 제 2 전기 전도성 층 사이의 복수의 광학 요소들 -복수의 광학 요소들은 복수의 하전 입자 빔들에 영향을 미치도록 구성됨- ;
제 1 전기 전도성 층과 제 2 전기 전도성 층 사이의 제 3 전기 전도성 층; 및
광학 요소들에 물리적으로 연결되는 전기 절연성 층 -전기 절연성 층은 광학 요소들을 제 1 전기 전도성 층 및 제 2 전기 전도성 층으로부터 전기적으로 절연하도록 구성됨- 을 포함하는 장치.
2. 1 항에 있어서, 제 3 전기 전도성 층은 복수의 홀들을 포함하고, 홀들은 광학 요소들을 하우징하는 장치.
3. 1 항 또는 2 항에 있어서, 광학 요소들은 제 3 전기 전도성 층으로부터 전기적으로 절연되는 장치.
4. 1 항 내지 3 항 중 어느 하나에 있어서, 제 3 전기 전도성 층은 제 1 전기 전도성 층, 제 2 전기 전도성 층, 또는 둘 모두에 전기적으로 연결되는 장치.
5. 1 항 내지 4 항 중 어느 하나에 있어서, 제 1 전기 전도성 층 및 제 2 전기 전도성 층은 개구부들을 포함하고, 개구부들 및 광학 요소들은 집합적으로 복수의 하전 입자 빔들의 경로들을 형성하는 장치.
6. 5 항에 있어서, 개구부들은 역 깔때기 또는 카운터보어(counterbore) 형상을 갖는 장치.
7. 1 항 내지 6 항 중 어느 하나에 있어서, 제 3 전기 전도성 층은 광학 요소들 중 적어도 2 개 사이에 위치되는 장치.
8. 1 항 내지 7 항 중 어느 하나에 있어서, 제 1 전기 전도성 층, 제 2 전기 전도성 층, 및 제 3 전기 전도성 층은 집합적으로 광학 요소들을 수용하는 캐비티들을 형성하고, 캐비티들은 광학 요소들을 서로 전기적으로 차폐하도록 구성되는 장치.
9. 1 항 내지 8 항 중 어느 하나에 있어서, 전기 절연성 층은 개별 부분들을 포함하고, 이들 각각은 광학 요소들 중 하나에 물리적으로 연결되는 장치.
10. 1 항 내지 9 항 중 어느 하나에 있어서, 전기 절연성 층은 제 1 전기 전도성 층, 제 2 전기 전도성 층, 또는 제 3 전기 전도성 층에 물리적으로 연결되는 장치.
11. 1 항 내지 10 항 중 어느 하나에 있어서, 전기 절연성 층은 광학 요소들에 기계적 지지를 제공하도록 구성되는 장치.
12. 1 항 내지 11 항 중 어느 하나에 있어서, 전기 절연성 층은 광학 요소들에 대해 상류에 위치되는 장치.
13. 1 항 내지 12 항 중 어느 하나에 있어서, 전기 절연성 층은 광학 요소들에 대해 하류에 위치되는 장치.
14. 1 항 내지 13 항 중 어느 하나에 있어서, 전기 절연성 층은 제 3 전기 전도성 층과 제 1 전기 전도성 층 사이에서 연장되는 장치.
15. 14 항에 있어서, 전기 절연성 층은 제 1 전기 전도성 층을 제 3 전기 전도성 층, 제 2 전기 전도성 층, 및 광학 요소들로부터 절연하는 장치.
16. 14 항에 있어서, 전기 절연성 층은 전기 절연성 층을 통한 전기 전도성 비아를 포함하고, 전기 전도성 비아는 제 1 전기 전도성 층을 제 3 전기 전도성 층에 전기적으로 연결하는 장치.
17. 16 항에 있어서, 전기 전도성 비아는 제 1 전기 전도성 층, 제 2 전기 전도성 층, 및 제 3 전기 전도성 층에 의해 형성되고 광학 요소들 중 하나를 하우징하는 캐비티를 둘러싸는 장치.
18. 1 항 내지 13 항 중 어느 하나에 있어서, 전기 절연성 층은 제 3 전기 전도성 층과 제 2 전기 전도성 층 사이에서 연장되는 장치.
19. 18 항에 있어서, 전기 절연성 층은 제 2 전기 전도성 층을 제 3 전기 전도성 층, 제 1 전기 전도성 층, 및 광학 요소들로부터 절연하는 장치.
20. 18 항에 있어서, 전기 절연성 층은 전기 절연성 층을 통한 전기 전도성 비아를 포함하고, 전기 전도성 비아는 제 2 전기 전도성 층을 제 3 전기 전도성 층에 전기적으로 연결하는 장치.
21. 20 항에 있어서, 전기 전도성 비아는 제 1 전기 전도성 층, 제 2 전기 전도성 층, 및 제 3 전기 전도성 층에 의해 형성되고 광학 요소들 중 하나를 하우징하는 캐비티를 둘러싸는 장치.
22. 1 항 내지 21 항 중 어느 하나에 있어서, 제 1 전기 전도성 층, 제 2 전기 전도성 층 및 제 3 전기 전도성 층은 반도체 또는 금속을 포함하는 장치.
23. 1 항 내지 22 항 중 어느 하나에 있어서, 광학 요소들은 렌즈, 스티그메이터, 디플렉터, 및 이들의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 장치.
24. 1 항 내지 23 항 중 어느 하나에 있어서, 광학 요소들은 라운드-렌즈 정전기장, 정전기 이중극장 및 정전기 사중극장으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 전기장을 생성하도록 구성되는 장치.
25. 1 항 내지 24 항 중 어느 하나에 있어서, 광학 요소들 중 적어도 하나는 다중 극들을 포함하는 장치.
26. 1 항 내지 25 항 중 어느 하나에 있어서, 제 1 전기 전도성 층, 제 2 전기 전도성 층 및 제 3 전기 전도성 층은 광학 요소들의 크로스토크 또는 필드 분포 변형을 감소시키도록 구성되는 장치.
27. 1 항 내지 26 항 중 어느 하나에 있어서, 빔들 및 샘플의 상호작용으로부터 생성되는 신호를 포착하도록 구성되는 검출기를 더 포함하는 장치.
28. 27 항에 있어서, 신호는 이차 전자 또는 후방산란 전자, 오제 전자, X-선, 또는 음극선 루미네선스를 포함하는 장치.
29. 1 항 내지 28 항 중 어느 하나에 있어서, 하전 입자들은 전자들을 포함하는 장치.
30. 제 1 전기 전도성 층;
제 2 전기 전도성 층;
제 1 전기 전도성 층과 제 2 전기 전도성 층 사이의 복수의 광학 요소들 -복수의 광학 요소들은 복수의 하전 입자 빔들에 영향을 미치도록 구성됨- ;
제 1 전기 전도성 층과 제 2 전기 전도성 층 사이의 제 3 전기 전도성 층; 및
광학 요소들에 물리적으로 연결되는 전기 절연성 층 -전기 절연성 층은 제 1 전기 전도성 층 및 제 2 전기 전도성 층으로부터 광학 요소들을 전기적으로 절연하도록 구성됨- 을 포함하고,
전기 절연성 층은 제 3 전기 전도성 층과 제 1 전기 전도성 층 사이에서, 또는 제 3 전기 전도성 층과 제 2 전기 전도성 층 사이에서 연장되는 장치.
31. 제 1 전기 전도성 층;
제 2 전기 전도성 층;
제 1 전기 전도성 층과 제 2 전기 전도성 층 사이의 복수의 광학 요소들 -복수의 광학 요소들은 복수의 하전 입자 빔들에 영향을 미치도록 구성됨- ;
제 1 전기 전도성 층과 제 2 전기 전도성 층 사이의 제 3 전기 전도성 층;
광학 요소들에 물리적으로 연결되는 전기 절연성 층 -전기 절연성 층은 광학 요소들을 제 1 전기 전도성 층 및 제 2 전기 전도성 층으로부터 전기적으로 절연하도록 구성됨- ; 및
제 1 전기 전도성 층과 접촉하고 그 상류에 있는 제 4 전기 전도성 층을 포함하는 장치.
32. 제 1 전기 전도성 층;
제 2 전기 전도성 층;
제 1 전기 전도성 층과 제 2 전기 전도성 층 사이의 복수의 광학 요소들 -복수의 광학 요소들은 복수의 하전 입자 빔들에 영향을 미치도록 구성됨- ;
제 1 전기 전도성 층과 제 2 전기 전도성 층 사이의 제 3 전기 전도성 층;
광학 요소들에 물리적으로 연결되는 전기 절연성 층 -전기 절연성 층은 광학 요소들을 제 1 전기 전도성 층 및 제 2 전기 전도성 층으로부터 전기적으로 절연하도록 구성됨- ; 및
제 2 전기 전도성 층과 접촉하고 그 하류에 있는 제 5 전기 전도성 층을 포함하는 장치.
33. 하전 입자들을 생성하도록 구성되는 소스;
하전 입자들로 샘플의 표면 상에 다수의 프로브 스폿들을 생성하고 표면 상의 프로브 스폿들을 스캐닝하도록 구성되는 광학 시스템을 포함하고, 광학 시스템은 1 항 내지 32 항 중 어느 하나의 장치를 포함하는 시스템.
34. 33 항에 있어서, 소스는 전자총인 시스템.
본 명세서에 개시된 개념들은 유리 위의 크롬과 같은 패터닝 디바이스 또는 실리콘 웨이퍼와 같은 샘플에 대한 검사에 사용될 수 있지만, 개시된 개념들은 여하한 타입의 샘플들, 예를 들어 실리콘 웨이퍼 이외의 기판들의 검사와 사용될 수 있다는 것을 이해할 것이다.
상기 서술내용은 예시를 위한 것이지, 제한하려는 것이 아니다. 따라서, 당업자라면 아래에 설명되는 청구항들의 범위를 벗어나지 않고 서술된 바와 같이 변형예가 행해질 수도 있음을 이해할 것이다.
Claims (15)
- 제 1 전기 전도성 층(electrically conductive layer);
제 2 전기 전도성 층;
상기 제 1 전기 전도성 층과 상기 제 2 전기 전도성 층 사이의 복수의 광학 요소들 -상기 복수의 광학 요소들은 복수의 하전 입자 빔들(beams of charged particles)에 영향을 미치도록 구성됨- ;
상기 제 1 전기 전도성 층과 상기 제 2 전기 전도성 층 사이에 위치하여 상기 복수의 광학 요소들을 하우징하는 제 3 전기 전도성 층; 및
상기 광학 요소들에 물리적으로 연결되는 전기 절연성 층(electrically insulating layer) -상기 전기 절연성 층은 상기 광학 요소들을 상기 제 1 전기 전도성 층 및 상기 제 2 전기 전도성 층으로부터 전기적으로 절연하도록 구성됨-
을 포함하고,
상기 전기 절연성 층은 상기 제 3 전기 전도성 층과 상기 제 1 전기 전도성 층 사이에서, 또는 상기 제 3 전기 전도성 층과 상기 제 2 전기 전도성 층 사이에서 연장되는 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 3 전기 전도성 층은 복수의 홀들을 포함하고, 상기 홀들은 상기 광학 요소들을 하우징(house)하는 장치. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 광학 요소들은 상기 제 3 전기 전도성 층으로부터 전기적으로 절연되는 장치. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 제 3 전기 전도성 층은 상기 제 1 전기 전도성 층, 상기 제 2 전기 전도성 층, 또는 둘 모두에 전기적으로 연결되는 장치. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 제 1 전기 전도성 층 및 상기 제 2 전기 전도성 층은 개구부(opening)들을 포함하고, 상기 개구부들 및 상기 광학 요소들은 집합적으로 상기 복수의 하전 입자 빔들의 경로들을 형성하는 장치. - 제 5 항에 있어서,
상기 개구부들은 역 깔때기 또는 카운터보어(counterbore) 형상을 갖는 장치. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 제 3 전기 전도성 층은 상기 광학 요소들 중 적어도 2 개 사이에 위치되는 장치. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 제 1 전기 전도성 층, 상기 제 2 전기 전도성 층, 및 상기 제 3 전기 전도성 층은 집합적으로 상기 광학 요소들을 수용하는 캐비티(cavity)들을 형성하고, 상기 캐비티들은 상기 광학 요소들을 서로 전기적으로 차폐하도록 구성되는 장치. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 전기 절연성 층은 상기 제 1 전기 전도성 층, 상기 제 2 전기 전도성 층, 또는 상기 제 3 전기 전도성 층에 물리적으로 연결되는 장치. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 전기 절연성 층은 상기 광학 요소들에 기계적 지지를 제공하도록 구성되는 장치. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 전기 절연성 층은 제 3 전기 전도성 층과 제 1 전기 전도성 층 사이에서 연장되는 장치. - 제 11 항에 있어서,
상기 전기 절연성 층은 상기 전기 절연성 층을 통한 전기 전도성 비아를 포함하고, 상기 전기 전도성 비아는 제 1 전기 전도성 층을 제 3 전기 전도성 층에 전기적으로 연결하는 장치. - 제 11 항에 있어서,
상기 전기 절연성 층은 상기 전기 절연성 층을 통한 전기 전도성 비아를 포함하고, 상기 전기 전도성 비아는 제 1 전기 전도성 층을 제 3 전기 전도성 층에 전기적으로 연결하는 장치. - 제 13 항에 있어서,
상기 전기 전도성 비아는 상기 제 1 전기 전도성 층, 상기 제 2 전기 전도성 층, 및 상기 제 3 전기 전도성 층에 의해 형성되고 광학 요소들 중 하나를 하우징하는 캐비티를 둘러싸는 장치. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 전기 절연성 층은 제 3 전기 전도성 층과 제 2 전기 전도성 층 사이에서 연장되는 장치.
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