KR20220123701A - 하전 입자 조작 장치 - Google Patents

Abstract

멀티-빔 조작 장치는 멀티-빔의 서브-빔에서 작동하여 서브-빔 경로를 편향시킨다. 장치는 한 쌍의 평행 표면 전극을 포함한다. 평행 표면의 각각의 쌍은 대응하는 서브-빔 경로의 측면을 따라 배열된 제1 표면 및 제1 표면에 평행하게 그리고 대응하는 서브-빔 경로의 반대 측면을 따라 배열된 제2 표면을 포함한다. 제1 평행 표면 쌍은 멀티-빔에서 서브-빔의 전체 라인과 정전기적으로 상호작용하여 제1 방향의 서브-빔의 경로에 편향량을 인가할 수 있도록 구성된다. 제2 평행 표면 쌍은 멀티-빔에서 서브-빔의 전체 라인과 정전기적으로 상호작용하여 제2 방향의 서브-빔의 경로에 상이한 편향량을 인가할 수 있도록 구성된다.

Description

하전 입자 조작 장치

본 출원은 2020년 2월 7일에 출원된 EP 출원 20156253.5의 우선권을 주장하며, 그 전문은 본 명세서에 참조로서 포함된다.

본 명세서에 제공된 실시예는 일반적으로 멀티-빔 하전 입자 장치에서 하전 입자의 조작에 관한 것이다. 실시예는 복수의 전극 쌍을 제공하며, 각 쌍의 전극은 하전 입자의 복수의 서브-빔을 동시에 조작하도록 배열된다.

반도체 집적 회로(IC) 칩을 제조할 때, 광학 효과 및 부수 입자와 같은 결과로 제조 공정 중 기판(즉, 웨이퍼) 또는 마스크에 원하지 않는 패턴 결함이 필연적으로 발생하여 수익률이 감소된다. 따라서 원하지 않는 패턴 결함의 범위를 모니터링하는 것은 IC 칩 제조에서 중요한 프로세스이다. 보다 일반적으로, 기판 또는 기타 물체/재료의 표면 검사 및/또는 측정은 제조 중 및/또는 제조 후의 이입(import) 공정이다.

하전 입자 빔을 갖는 패턴 검사 도구는 예를 들어 패턴 결함을 검출하기 위해 물체를 검사하는데 사용되어 왔다. 이러한 도구는 일반적으로 주사 전자 현미경(SEM)과 같은 전자 현미경 기술을 사용한다. SEM에서, 상대적으로 낮은 랜딩 에너지로 샘플에 랜딩하기 위해 상대적으로 높은 에너지의 전자의 1차 전자 빔은 최종 감속 단계를 목표로 한다. 전자 빔은 샘플의 프로빙 스팟(probing spot)으로 집중된다. 프로빙 스팟의 재료 구조와 전자 빔의 랜딩 전자 사이의 상호 작용으로 인해, 2차 전자, 후방 산란 전자 또는 오제(Auger) 전자와 같은 전자가 표면에서 방출된다. 생성된 2차 전자는 샘플의 물질 구조에서 방출될 수 있다. 1차 전자 빔을 샘플 표면의 프로빙 스팟으로 스캔함으로써 2차 전자가 샘플 표면을 가로질러 방출될 수 있다. 샘플 표면에서 방출된 이러한 2차 전자를 수집함으로써 패턴 검사 도구는 샘플 표면의 물질 구조의 특성을 나타내는 이미지를 얻을 수 있다.

하전 입자 빔의 또 다른 응용예는 리소그래피이다. 하전 입자 빔은 기판 표면의 레지스트 층과 반응한다. 레지스트 내 원하는 패턴은 하전 입자 빔이 지향되는 레지스트 층 상의 위치를 제어함으로써 생성될 수 있다.

하전 입자 장치는 하전 입자의 하나 이상의 빔을 생성, 조명, 투영 및/또는 검출하기 위한 장치일 수 있다. 하전 입자 장치 내에서, 하전 입자의 하나 이상의 빔을 조작하기 위한 공지된 기술을 개선할 필요가 있다.

본 명세서에 제공된 실시예는 하전 입자의 하나 이상의 빔을 조작하기 위한 조작 장치를 개시한다. 조작 장치는 멀티-빔에서 복수의 서브-빔을 동시에 편향시키기 위한 편향기일 수 있다. 조작 장치는 하전 입자 장치로 구성될 수 있다. 하전 입자 장치는 하전 입자의 하나 이상의 빔을 생성, 조명, 투영 및/또는 검출하기 위한 장치일 수 있다.

본 발명의 제1 양태에 따르면, 하전 입자의 멀티-빔 내 복수의 서브-빔의 경로에서 작동하여 복수의 서브-빔 경로를 편향시키도록 구성된 멀티-빔 조작 장치가 제공되며, 서브-빔은 복수의 라인으로 어레이로서 배열되고, 멀티-빔 조작 장치는 복수의 쌍의 평행한 평면 전극 표면을 포함하는 전극 세트를 포함하며, 세트 내 평행한 평면 전극 표면의 제1 쌍은, 서브-빔의 라인 중 일측을 따라 배열된 제1 평면 전극 표면, 및 제1 평면 전극 표면과 평행하고 서브-빔 경로의 라인의 일측의 반대측을 따라 배열된 제2 평면 전극 표면을 포함하고, 세트 내 평행한 평면 전극 표면의 제2 쌍은, 서브-빔 경로의 라인 중 상이한 일측을 따라 배열된 제1 평면 전극 표면, 및 제1 평면 전극 표면과 평행하고 서브-빔 경로의 라인의 상이한 일측의 반대측을 따라 배열된 제2 평면 전극 표면을 포함하고, 평행한 평면 전극 표면의 제1 쌍은 멀티-빔 내 서브-빔의 전체 라인과 정전기적으로 상호 작용하도록 구성되어 제1 방향의 서브-빔의 경로에 제1 편향량(deflection amount)을 적용할 수 있으며; 평행한 평면 전극 표면의 제2 쌍은 멀티-빔 내 서브-빔의 전체 라인과 정전기적으로 상호 작용하도록 구성되어 제2 방향의 서브-빔의 경로에 제2 편향량을 적용할 수 있고, 제1 방향은 제2 방향과 반대이다.

본 발명의 제2 양태에 따르면, 멀티-빔 조작 장치가 제공되며, 장치는 제1 양태에 따른 제1 멀티-빔 조작 장치; 및 하나 이상의 추가적인 멀티-빔 조작 장치를 포함하고, 하나 이상의 추가적인 멀티-빔 조작 장치 각각은 제1 양태에 따른 멀티-빔 조작 장치이며, 각각의 멀티-빔 조작 장치는 멀티-빔 조작 장치의 하전 입자 광축을 따라 상이한 위치에 배열된다.

본 발명의 제3 양태에 따르면, 빔을 방출하도록 배열된 하전 입자의 소스; 빔에 따라 멀티-빔을 생성하도록 배열된 멀티-빔 생성기(멀티-빔은 복수의 서브-빔을 포함함); 및 멀티-빔 생성기에 의해 생성된 멀티-빔 내 서브-빔의 경로를 조작하도록 구성된, 제1 양태에 따른 멀티-빔 조작 장치 또는 제2 양태에 따른 멀티-빔 조작 장치를 포함하는, 하전 입자 시스템이 제공된다.

본 발명의 제4 양태에 따르면, 제3 양태에 따른 하전 입자 시스템을 포함하는 전자-빔 검사 도구가 제공된다.

본 발명의 제5 양태에 따르면, 제3 양태에 따른 하전 입자 시스템을 포함하는 전자-빔 리소그래피 도구가 제공된다.

본 발명의 제6 양태에 따르면, 복수의 서브-빔 경로를 편향시키기 위해 하전 입자의 멀티-빔 내 복수의 서브-빔 경로 상에서 작동하도록 구성된 멀티-빔 조작 장치가 제공되며, 서브-빔은 일련의 라인으로 어레이로서 배열되고, 멀티-빔 조작 장치는 평행한 평면 전극 표면의 복수의 쌍을 포함하며, 평행한 평면 전극 표면의 제1 쌍은 서브-빔의 라인 중 적어도 하나를 따라 양측에 배열된 2개의 대향하는 평행한 평면 전극 표면을 포함하고; 평행한 평면 전극 표면의 제2 쌍은 서브-빔의 라인 중 적어도 다른 하나를 따라 양측에 배열된 2개의 대향하는 평행한 평면 전극 표면을 포함하고; 평행한 평면 전극 표면의 제1 쌍 및 제2 쌍은 어레이를 가로지르기 위해 멀티-빔을 가로질러 연장되며 작동 시 표면 쌍 사이의 라인에서 각각의 서브-빔 경로와 정전기적으로 상호작용하도록 구성된다.

본 발명의 제7 양태에 따르면, 하전 입자의 멀티-빔 내 서브-빔 경로의 어레이를 조작하도록 구성된 멀티-빔 조작기가 제공되고, 서브-빔은 어레이에서 라인으로 배열되며, 라인은 적어도 2개의 상이한 라인 방향으로 존재하고, 멀티-빔 조작 장치는, 어레이 내의 라인 방향의 수에 대응하고 멀티-빔의 경로 상의 상이한 위치에 배열된 다수의 편향기 장치를 포함하며, 각 편향기 장치는 복수의 쌍의 평행한 평면 전극 표면을 포함하고, 각 편향기 장치의 평행한 평면 전극 표면은 상이한 라인 방향으로 정렬되며, 복수의 평행한 평면 전극 표면 쌍은: 서브-빔의 라인 중 적어도 하나를 따라 양측에 배열된 2개의 대향하는 평행한 평면 전극 표면을 포함하는 평행 평면 전극 표면의 제1 쌍; 서브-빔 라인 중 적어도 다른 하나(서브-빔 라인 중 적어도 다른 하나는 서브-빔 라인 중 적어도 하나와 평행함)를 따라 양측에 배열된 2개의 대향하는 평행한 평면 전극 표면을 포함하는 평행한 평면 전극 표면의 제2 쌍; 및 어레이를 가로지르도록 멀티-빔을 가로질러 연장되고 작동 시 표면 쌍 사이의 라인에서 각각의 서브-빔 경로와 정전기적으로 상호작용하도록 구성된 평행한 평면 전극 표면의 제1 쌍 및 제2 쌍을 포함한다.

본 발명의 제8 양태에 따르면, 하전 입자의 멀티-빔 내 서브-빔 경로의 어레이를 조작하도록 구성된 멀티-빔 조작기가 제공되고, 서브-빔은 어레이에서 라인으로 배열되며, 라인은 적어도 2개의 상이한 라인 방향으로 존재하고, 멀티-빔 조작 장치는, 어레이 내의 라인 방향의 수에 대응하고 멀티-빔 경로를 따라 위치하는 다수의 편향기 장치를 포함하며, 각 편향기 장치는 복수의 평행한 평면 전극 표면을 포함하고, 각 편향기 장치의 평행한 평면 전극 표면은 상이한 라인 방향으로 정렬되며, 복수의 평행한 평면 전극 표면 쌍은: 작동 시 대향하는 평행한 평면 전극 표면의 각 쌍이 표면 사이의 각각의 적어도 하나의 라인에서 모든 서브-빔 경로와 정전기적으로 상호작용하도록, 대향하는 평행한 평면 전극 표면의 각 쌍이 서로 다른 적어도 하나의 서브-빔 경로 라인의 어느 한 쪽에서 멀티-빔 어레이를 가로질러 교차하도록 구성된 적어도 두 쌍의 대향하는 평행한 평면 전극 표면을 포함한다.

본 발명의 제9 양태에 따르면, 하전 입자의 멀티-빔 내 복수의 서브-빔의 경로를 편향시키는 방법이 제공되며, 서브-빔은 복수의 라인으로 어레이로서 배열되고, 상기 방법은: 제1 편향량이 제1 방향의 서브-빔의 경로에 인가되도록 멀티-빔 내 서브-빔의 제1 라인 전체와 정전기적으로 상호작용하는 단계 및 제2 편향량이 제1 방향과 반대인 제2 방향의 서브-빔의 경로에 인가되도록 멀티-빔 내 서브-빔의 제2 라인 전체와 정전기적으로 상호작용하는 단계를 포함한다.

본 발명의 다른 이점은 본 발명의 특정 실시예가 예시 및 예로서 설명된 첨부 도면과 함께 취해진 다음의 설명으로부터 명백해질 것이다.

본 발명의 상기 및 다른 양태는 첨부된 도면과 함께 취해진 예시적인 실시예의 설명으로부터 더욱 명백해질 것이다.
도 1은 예시적인 하전 입자 빔 검사 장치를 도시하는 개략도이다.
도 2는 도 1의 예시적인 하전 입자 빔 검사 장치의 일부인 예시적인 멀티-빔 장치를 도시하는 개략도이다.
도 3은 도 1의 예시적인 하전 입자 빔 검사 장치의 소스 변환 유닛의 예시적인 구성을 도시하는 예시적인 멀티-빔 장치의 개략도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 조작 장치의 개략도이다.
도 5는 일 실시예에 따른 조작 장치의 개략도이다.
도 6은 일 실시예에 따른 2개의 조작 장치의 배열을 도시한다.
도 7a는 서브-빔 라인의 배열에서 서브-빔의 개략도이다.
도 7b는 실시예에 따라 복수의 조작 장치가 어떻게 정렬될 수 있는지를 도시한다.
도 8은 서브-빔을 조작하기 위한 복수의 조작기를 포함하는 조작기 어레이를 도시한다.
도 9는 하전 입자 장치의 일부를 통과하는 단면을 도시하는 개략도이다.

이제 예시적인 실시예를 상세히 참조할 것이며, 그 예는 첨부 도면에 도시되어 있다. 다음 설명은 다른 도면에서 동일한 번호가 달리 표시되지 않는 한 동일하거나 유사한 요소를 나타내는 첨부 도면을 참조한다. 예시적인 실시예의 다음 설명에서 설명된 구현은 본 발명과 일치하는 모든 구현을 나타내는 것은 아니다. 대신, 이들은 첨부된 청구범위에 인용된 본 발명과 관련된 양태와 일치하는 장치 및 방법의 예일 뿐이다.

장치의 물리적 크기를 줄이는 전자 장치의 향상된 컴퓨팅 파워는 IC 칩에 트랜지스터, 커패시터, 다이오드 등과 같은 회로 구성요소의 패킹 밀도를 크게 증가시킴으로써 달성될 수 있다. 이는 해상도가 높아짐으로써 더 작은 구조를 만들 수 있게 되었다. 예를 들어, 2019년 또는 그 이전부터 사용 가능한 썸네일 크기의 스마트폰 IC 칩에는 20억 개 이상의 트랜지스터가 포함될 수 있으며 각 트랜지스터의 크기는 사람 머리카락의 1/1000 미만이다. 따라서 반도체 IC 제조가 수백 개의 개별 단계를 거쳐야 하는 복잡하고 시간 소모적인 프로세스라는 것은 놀라운 일이 아니다. 한 단계의 오류라도 최종 제품의 기능에 큰 영향을 미칠 가능성이 있다. 단 하나의 "킬러 결함(killer defect)"이 장치 고장을 일으킬 수 있다. 제조 공정의 목표는 공정의 전체 수율을 향상시키는 것이다. 예를 들어, 50단계 프로세스(여기서 단계는 웨이퍼에 형성된 층 수를 나타낼 수 있음)에서 75%의 수율을 얻으려면 각 개별 단계의 수율이 99.4%보다 커야 한다. 개별 단계의 수율이 95%인 경우, 전체 프로세스 수율은 7%만큼 낮다.

IC 칩 제조 시설에서 높은 공정 수율이 바람직하지만, 시간당 처리되는 기판의 수로 정의되는 높은 기판(즉, 웨이퍼) 처리량을 유지하는 것도 필수적이다. 높은 공정 수율과 높은 기판 처리량은 결함의 존재에 의해 영향을 받을 수 있다. 이는 특히 결함을 검토하기 위해 조작자의 개입이 필요한 경우 그러하다. 따라서 검사 도구(예: 주사 전자 현미경('SEM'))에 의한 마이크로 및 나노 스케일 결함의 높은 처리량 검출 및 식별은 높은 수율과 낮은 비용을 유지하는 데 필수적이다.

SEM은 스캐닝 장치와 검출기 장치를 포함한다. 스캐닝 장치는 1차 전자를 생성하기 위한 전자 소스를 포함하는 조명 장치, 및 1차 전자의 하나 이상의 집속된 빔으로 기판과 같은 샘플을 스캐닝하기 위한 투영 장치를 포함한다. 1차 전자는 샘플과 상호작용하여 2차 전자를 생성한다. 검출 장치는 SEM이 샘플의 스캔 영역의 이미지를 생성할 수 있도록 샘플이 스캔될 때 샘플에서 2차 전자를 캡처한다. 고 처리량 검사를 위해 일부 검사 장치는 1차 전자의 멀티 집속 빔, 즉 멀티-빔을 사용한다. 멀티-빔의 컴포넌트 빔은 서브-빔 또는 빔릿(beamlet)으로 지칭될 수 있다. 멀티-빔은 샘플의 다른 부분을 동시에 스캔할 수 있다. 따라서 멀티-빔 검사 장치는 단일 빔 검사 장치보다 훨씬 빠른 속도로 샘플을 검사할 수 있다.

멀티-빔 검사 장치에서, 1차 전자 빔의 일부 경로는 스캐닝 장치의 중심축, 즉 1차 전자 광축의 중간점으로부터 멀어지도록 변위된다. 모든 전자 빔이 실질적으로 동일한 입사각 및/또는 원하는 피치 및/또는 샘플 표면의 원하는 위치에 샘플 표면에 도달하도록 하기 위해, 서브-빔 경로는 중심으로부터 더 큰 방사상 거리를 가지고 있다. 경로가 중심 축에 더 가까운 서브-빔 경로보다 더 큰 각도로 이동하려면 축을 조작해야 한다. 이러한 더욱 강력한 조작은 샘플 기판의 흐릿하고 초점이 맞지 않는 이미지를 초래하는 수차를 유발할 수 있다. 특히, 중심축에 있지 않은 서브-빔 경로의 경우, 서브-빔 경로의 조작기가 더 큰 전압에서 작동해야 하기 때문에 중심축으로부터의 반경 방향 변위에 따라 서브-빔의 수차가 증가할 수 있다. 이러한 수차는 검출될 때 2차 전자와 관련된 상태로 남아 있을 수 있다. 따라서 이러한 수차는 검사 중에 생성되는 이미지의 품질을 저하시킨다.

공지된 멀티-빔 검사 장치의 구현이 아래에서 설명된다.

도면은 개략적이다. 따라서 도면에서 구성요소의 상대적 치수는 명확성을 위해 과장되었다. 도면의 다음 설명 내에서 동일하거나 유사한 참조 번호는 동일하거나 유사한 구성요소 또는 전체를 지칭하고, 개별 실시예에 대한 차이점만이 설명된다. 설명 및 도면이 전자 광학 장치에 관한 것이지만, 실시예는 본 발명을 특정 하전 입자로 제한하기 위해 사용되지 않는다는 것이 이해된다. 따라서, 본 명세서 전체에서 전자에 대한 언급은 보다 일반적으로 하전 입자에 대한 언급으로 간주될 수 있으며, 하전 입자가 반드시 전자일 필요는 없다.

이제 도 1을 참조하며, 도 1은 예시적인 하전 입자 빔 검사 장치(100)를 도시하는 개략도이다. 도 1의 하전 입자 빔 검사 장치(100)는 메인 챔버(10), 로드 록 챔버(load lock chamber)(20), 전자 빔 툴(40), 장비 프론트 엔드 모듈(EFEM)(30) 및 제어기(50)를 포함한다. 전자 빔 툴(40)은 메인 챔버(10) 내에 위치된다.

EFEM(30)은 제1 로딩 포트(30a) 및 제2 로딩 포트(30b)를 포함한다. EFEM(30)은 추가 로딩 포트(들)를 포함할 수 있다. 제1 로딩 포트(30a) 및 제2 로딩 포트(30b)는 예를 들어 기판(예를 들어, 반도체 기판 또는 다른 재료(들)로 만들어진 기판) 또는 검사할 샘플(기판, 웨이퍼)을 포함하는 기판 전면 개방 통합 포드(front opening unified pods, FOUP) 또는 검사 대상 샘플(기판, 웨이퍼 및 샘플을 이하 총칭하여 "샘플"이라고 함)를 수용할 수 있다. EFEM(30)에 있는 하나 이상의 로봇 아암(도시되지 않음)은 샘플을 로드 록 챔버(20)로 운반한다.

로드 록 챔버(20)는 샘플 주변의 가스를 제거하는 데 사용된다. 이는 주변 환경의 압력보다 낮은 국부 가스 압력인 진공을 생성한다. 로드 록 챔버(20)는 로드 록 챔버(20) 내의 가스 입자를 제거하는 로드 록 진공 펌프 시스템(도시되지 않음)에 연결될 수 있다. 로드 록 진공 펌프 시스템의 작동은 로드 록 챔버가 대기압 이하의 제1 압력에 도달할 수 있게 한다. 제1 압력에 도달한 후, 하나 이상의 로봇 아암(미도시)이 샘플을 로드 록 챔버(20)로부터 메인 챔버(10)로 운반한다. 메인 챔버(10)는 메인 챔버 진공 펌프 시스템(미도시)에 연결된다. 메인 챔버 진공 펌프 시스템은 샘플 주변의 압력이 제1 압력보다 낮은 제2 압력에 도달하도록 메인 챔버(10)의 가스 입자를 제거한다. 제2 압력에 도달한 후 샘플은 검사될 수 있도록 전자 빔 툴로 이송된다. 전자 빔 툴(40)은 단일 빔 또는 멀티-빔 전자 광학 장치를 포함할 수 있다.

제어기(50)는 전자 빔 툴(40)에 전기적으로 연결된다. 제어기(50)는 하전 입자 빔 검사 장치(100)를 제어하도록 구성된 프로세서(예: 컴퓨터)일 수 있다. 제어기(50)는 또한 다양한 신호 및 이미지 처리 기능을 실행하도록 구성된 처리 회로를 포함할 수 있다. 제어기(50)가 메인 챔버(10), 로드 록 챔버(20), 및 EFEM(30)을 포함하는 구조의 외부에 있는 것처럼 도 1에 도시되어 있지만, 제어기(50)는 구조의 일부일 수 있다는 것이 이해될 것이다. 제어기(50)는 하전 입자 빔 검사 장치의 구성 요소들 중 하나에 위치될 수 있거나 구성 요소들 중 적어도 2개에 걸쳐 분포될 수 있다. 본 발명은 전자 빔 검사 도구를 수용하는 메인 챔버(10)의 예들을 제공하지만, 가장 넓은 의미에서 발명의 양태들은 전자 빔 검사 도구를 수용하는 챔버로 제한되지 않는다는 점에 유의해야 한다. 오히려, 전술한 원리는 제2 압력 하에서 작동하는 다른 도구 및 장치의 다른 배열에도 적용될 수 있다는 것이 이해될 것이다.

이제 도 1의 예시적인 하전 입자 빔 검사 장치(100)의 일부인 멀티-빔 검사 도구를 포함하는 예시적인 전자 빔 툴(40)을 도시하는 개략도인 도 2를 참조한다. 멀티-빔 전자 빔 툴(40)(여기에서 장치(40)라고도 함)은 전자 소스(201), 건 어퍼처 플레이트(gun aperture plate)(271), 집광 렌즈(210), 소스 변환 유닛(220), 1차 투영 장치(230), 전동식 스테이지(209) 및 샘플 홀더(207)를 포함한다. 전자 소스(201), 건 어퍼처 플레이트(271), 집광 렌즈(210), 소스 변환 유닛(220)은 멀티-빔 전자 빔 툴(40)로 구성된 조명 장치의 구성요소이다. 샘플 홀더(207)는 검사를 위해 샘플(208)(예를 들어, 기판 또는 마스크)을 고정하기 위해 전동 스테이지(209)에 의해 지지된다. 멀티-빔 전자 빔 툴(40)은 2차 투영 장치(250) 및 연관된 전자 검출 장치(240)를 더 포함할 수 있다. 1차 투영 장치(230)는 대물 렌즈(231)를 포함할 수 있다. 전자 검출 장치(240)는 복수의 검출 요소(241, 242, 243)를 포함할 수 있다. 빔 분리기(233) 및 편향 스캐닝 유닛(232)은 1차 투영 장치(230) 내부에 위치될 수 있다.

1차 빔을 생성하는 데 사용되는 구성요소는 장치(40)의 1차 전자-광축과 정렬될 수 있다. 이러한 구성요소는 전자 소스(201), 건 어퍼처 플레이트(271), 집광 렌즈(210), 소스 변환 유닛(220), 빔 분리기(233), 편향 스캐닝 유닛(232), 및 1차 투영 장치(230)를 포함할 수 있다. 2차 투영 장치(250) 및 연관된 전자 검출 장치(240)는 장치(40)의 2차 전자-광축(251)과 정렬될 수 있다.

1차 전자-광축(204)은 조명 장치인 전자 빔 툴(40)의 부분의 전자-광축으로 구성된다. 2차 전자-광축(251)은 검출 장치인 전자 빔 툴(40)의 부분의 전자 광축이다. 1차 전자-광축(204)은 또한 본 명세서에서 1차 광축(참조의 용이함을 돕기 위해) 또는 하전 입자 광축으로 지칭될 수 있다. 2차 전자-광축(251)은 또한 본 명세서에서 2차 광축 또는 2차 하전 입자 광축으로 지칭될 수 있다.

전자 소스(201)는 캐소드(미도시) 및 추출기 또는 애노드(미도시)를 포함할 수 있다. 작동 동안, 전자 소스(201)는 캐소드로부터 1차 전자로서 전자를 방출하도록 구성된다. 1차 전자는 추출기 및/또는 애노드에 의해 추출되거나 가속되어 1차 빔 크로스오버(가상 또는 실제)(203)를 형성하는 1차 전자 빔(202)을 형성한다. 1차 전자 빔(202)은 1차 빔 크로스오버(203)로부터 방출되는 것으로 시각화될 수 있다.

이러한 배열에서, 1차 전자 빔은 샘플에 도달할 때까지, 그리고 바람직하게는 투영 장치에 도달하기 전에 멀티-빔이다. 이러한 멀티-빔은 다양한 방식으로 1차 전자 빔에서 생성될 수 있다. 예를 들어, 멀티-빔은 크로스오버 이전에 위치한 멀티-빔 어레이, 소스 변환부(220)에 위치한 멀티-빔 어레이, 또는 이들 위치 사이의 임의의 지점에 위치한 멀티-빔 어레이에 의해 생성될 수 있다. 멀티-빔 어레이는 빔 경로를 가로질러 어레이로 배열된 복수의 전자 빔 조작 요소를 포함할 수 있다. 각각의 조작 요소는 1차 전자 빔에 영향을 주어 서브-빔을 생성할 수 있다. 따라서 멀티-빔 어레이는 입사하는 1차 빔 경로와 상호작용하여 멀티-빔 어레이의 멀티-빔 경로 하향-빔을 생성한다.

작동 시 건 어퍼처 플레이트(271)는 쿨롱(Coulomb) 효과를 감소시키기 위해 1차 전자 빔(202)의 주변 전자를 차단하도록 구성된다. 쿨롱 효과는 1차 서브-빔(211, 212, 213)의 프로브 스팟(221, 222, 223) 각각의 크기를 확대하여 검사 해상도를 저하시킬 수 있다. 건 어퍼처 플레이트(271)는 또한 쿨롱 어퍼처 어레이로 지칭될 수 있다.

집광 렌즈(210)는 1차 전자 빔(202)을 집속하도록 구성된다. 집광 렌즈(210)는 1차 전자 빔(202)을 집속하여 평행 빔이 되도록, 그리고 소스 변환 유닛(220)에 수직으로 입사하도록 하게끔 설계될 수 있다. 집광 렌즈(210)는 제1 주 평면의 위치가 이동 가능하도록 구성될 수 있는 가동 집광 렌즈일 수 있다. 가동 집광 렌즈는 자성(magnetic)으로 구성될 수 있다. 집광 렌즈(210)는 회전 방지 집광 렌즈일 수 있고/있거나 이동 가능할 수 있다.

소스 변환 유닛(220)은 이미지 형성 요소 어레이, 수차 보상기(aberration compensator) 어레이, 빔 제한 어퍼처 어레이, 및 사전 굽힘(pre-bending) 마이크로 편향기 어레이를 포함할 수 있다. 사전 굽힘 마이크로 편향기 어레이는 1차 전자 빔(202)의 복수의 1차 서브-빔(211, 212, 213)을 편향시켜 빔 제한 어퍼처 어레이, 이미지 형성 소자 어레이 및 수차 보상기 어레이에 수직으로 진입할 수 있다. 이러한 배열에서, 이미지 형성 요소 어레이는 멀티-빔 경로, 즉 1차 서브-빔(211, 212, 213)에서 복수의 서브-빔을 생성하기 위한 멀티-빔 어레이로서 기능할 수 있다. 이미지 형성 어레이는 1차 전자 빔(202)의 복수의 1차 서브-빔(211, 212, 213)에 영향을 미치고 1차 빔 크로스오버(203)의 복수의 평행 이미지(가상 또는 실제)를 형성하기 위해 마이크로-편향기 마이크로 렌즈와 같은 복수의 전자 빔 조작기를 1차 서브-빔(211, 212, 213) 각각에 대해 하나씩 포함할 수 있다. 수차 보상기 어레이는 상면 곡률 보상기 어레이(미도시) 및 비점수차 보상기 어레이(astigmatism compensator array)(미도시)를 포함할 수 있다. 상면 곡률 보상기 어레이는 1차 서브-빔(211, 212, 213)의 상면 곡률 수차를 보상하기 위한 복수의 마이크로 렌즈를 포함할 수 있다. 비점수차 보상기 어레이는 1차 서브-빔(211, 212, 213)의 비점수차를 보상하기 위한 복수의 마이크로 스티그메이터(micro-stigmators)를 포함할 수 있다. 빔 제한 어퍼처 어레이는 개별적인 1차 서브-빔(211, 212, 213)의 직경을 제한하도록 구성될 수 있다. 도 2는 3개의 1차 서브-빔(211, 212, 213)을 예로서 도시하고, 소스 변환 유닛(220)은 임의의 수의 1차 서브-빔을 형성하도록 구성될 수 있음을 이해해야 한다. 제어기(50)는 소스 변환 유닛(220), 전자 검출 장치(240), 1차 투영 장치(230), 또는 전동 스테이지(209)와 같은, 도 1의 하전 입자 빔 검사 장치(100)의 다양한 부분에 연결될 수 있다. 아래에서 더 상세히 설명되는 바와 같이, 제어기(50)는 다양한 이미지 및 신호 처리 기능을 수행할 수 있다. 제어기(50)는 또한 하전 입자 멀티-빔 장치를 포함하는 하전 입자 빔 검사 장치의 동작을 제어하기 위해 다양한 제어 신호를 생성할 수 있다.

집광 렌즈(210)는 집광 렌즈(210)의 집속력을 변화시킴으로써 소스 변환 유닛(220)의 하향 빔(211, 212, 213)의 전류를 조정하도록 더 구성될 수 있다 대안적으로 또는 추가적으로, 1차 서브-빔(211, 212, 213)의 전류는 개별 1차 서브-빔에 대응하는 빔-제한 어퍼처 어레이 내의 빔-제한 어퍼처의 반경 방향 크기를 변경함으로써 변경될 수 있다. 전류는 빔 제한 어퍼처의 방사상 크기와 집광 렌즈(210)의 집속력을 모두 변경함으로써 변경될 수 있다. 집광 렌즈가 이동 가능하고 자기적인 경우, 축외 서브-빔(212, 213)은 회전 각도로 소스 변환 유닛(220)을 조명하는 결과를 초래할 수 있다. 회전 각도는 집속력 또는 가동 집광 렌즈의 제1 주 평면의 위치에 따라 변경된다. 회전 방지 집광 렌즈인 집광 렌즈(210)는 집광 렌즈(210)의 집속력이 변하는 동안에도 회전 각도가 변하지 않도록 구성될 수 있다. 이동 가능한 이러한 집광 렌즈(210)는 집광 렌즈(210)의 집속력과 제1 주 평면의 위치가 변할 때 회전 각도가 변하지 않도록 할 수 있다.

대물 렌즈(231)는 검사를 위해 샘플(208) 상으로 서브-빔(211, 212, 213)을 포커싱하도록 구성될 수 있고 샘플(208)의 표면 상에 3개의 프로브 스팟(221, 222, 223)을 형성할 수 있다.

빔 분리기(233)는 예를 들어 정전기 쌍극자 필드 및 자기 쌍극자 필드(도 2에 도시되지 않음)를 생성하는 정전 편향기를 포함하는 빈 필터(Wien filter)일 수 있다. 작동 시, 빔 분리기(233)는 1차 서브-빔(211, 212, 213)의 개별 전자에 정전기 쌍극자 장에 의한 정전기력을 가하도록 구성될 수 있다. 정전기력은 크기가 동일하지만 빔 분리기(233)의 자기 쌍극자 필드가 개별 전자에 가하는 자기력과 방향이 반대이다. 따라서 1차 서브-빔(211, 212, 213)은 적어도 실질적으로 0인 편향각으로 빔 분리기(233)를 통해 적어도 실질적으로 직선으로 통과할 수 있다.

작동 시 편향 스캐닝 유닛(232)은 샘플(208) 표면의 섹션에서 개별 스캐닝 영역에 걸쳐 프로브 스팟(221, 222, 223)을 스캔하기 위해 1차 서브-빔(211, 212, 213)을 편향시키도록 구성된다. 샘플(208) 상의 1차 서브-빔(211, 212, 213) 또는 프로브 스팟(221, 222, 223)의 입사에 대한 응답으로, 2차 전자 및 후방 산란 전자를 포함하는 전자가 샘플(208)로부터 생성된다. 2차 전자는 3개의 2차 전자 빔(261, 262, 263)에서 전파된다. 2차 전자 빔(261, 262, 263)은 일반적으로 2차 전자(전자 에너지 ≤ 50eV를 가짐)를 갖고 또한 후방 산란된 전자의 적어도 일부(50eV와 1차 서브-빔(211, 212, 213)의 랜딩 에너지 사이의 전자 에너지를 가짐)를 가질 수 있다. 빔 분리기(233)는 2차 전자 빔(261, 262, 263)의 경로를 2차 투영 장치(250) 쪽으로 편향시키도록 배치된다. 검출 영역은 대응하는 2차 전자 빔(261, 262, 263)을 검출하도록 배열된 별도의 검출 요소(241, 242, 243)일 수 있다. 검출 영역은 예를 들어 샘플(208)의 대응하는 스캔 영역의 이미지를 구성하기 위해 제어기(50) 또는 신호 처리 시스템(도시되지 않음)으로 전송되는 대응하는 신호를 생성한다.

검출 요소(241, 242, 243)는 대응하는 2차 전자 빔(261, 262, 263)을 검출할 수 있다. 검출 요소(241, 242, 243)에 2차 전자 빔이 입사하면, 요소는 대응하는 세기의 신호 출력(미도시)을 생성할 수 있다. 출력은 이미지 처리 시스템(예를 들어, 제어기(50))으로 보내질 수 있다. 각각의 검출 요소(241, 242, 243)는 하나 이상의 픽셀을 포함할 수 있다. 검출 요소의 세기 신호 출력은 검출 요소 내의 모든 픽셀에 의해 생성된 신호의 합일 수 있다.

제어기(50)는 이미지 획득기(미도시) 및 저장 장치(미도시)를 포함하는 이미지 처리 시스템을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제어기는 프로세서, 컴퓨터, 서버, 메인프레임 호스트, 터미널, 개인용 컴퓨터, 임의의 종류의 모바일 컴퓨팅 장치 등 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 이미지 획득기는 제어기의 처리 기능의 적어도 일부를 포함할 수 있다. 따라서, 이미지 획득기는 적어도 하나 이상의 프로세서를 포함할 수 있다. 이미지 획득기는 전기 전도체, 광섬유 케이블, 휴대용 저장 매체, IR, 블루투스, 인터넷, 무선 네트워크, 무선 라디오 또는 이들의 조합 등과 같은 신호 통신 가능 장치(40)의 전자 검출 장치(240)에 통신 가능하게 결합될 수 있다. 이미지 획득기는 전자 검출 장치(240)로부터 신호를 수신할 수 있고, 신호에 포함된 데이터를 처리할 수 있으며 그로부터 이미지를 구성할 수 있다. 따라서 이미지 획득기는 샘플(208)의 이미지를 획득할 수 있다. 이미지 획득기는 또한 윤곽 생성, 획득된 이미지에 표시기(indicators) 중첩 등과 같은 다양한 후처리 기능을 수행할 수 있다. 이미지 획득기는 획득된 이미지의 밝기 및 대비 등의 조정을 수행하도록 구성될 수 있다. 저장 장치는 하드 디스크, 플래시 드라이브, 클라우드 저장 장치, RAM(Random Access Memory), 기타 유형의 컴퓨터 판독 가능 메모리 등과 같은 저장 매체일 수 있다. 저장소는 이미지 획득기와 결합될 수 있으며 스캔된 원시 이미지 데이터를 원본 이미지 및 후처리 이미지로 저장하는 데 사용될 수 있다.

이미지 획득기는 전자 검출 요소(240)로부터 수신된 이미지 신호에 기초하여 샘플의 하나 이상의 이미지를 획득할 수 있다. 이미지 신호는 하전 입자 이미징을 수행하기 위한 스캐닝 동작에 해당할 수 있다. 획득된 이미지는 복수의 이미징 영역을 포함하는 단일 이미지일 수 있다. 단일 이미지는 저장소에 저장될 수 있다. 단일 이미지는 복수의 영역으로 분할될 수 있는 원본 이미지일 수 있다. 각각의 영역은 샘플(208)의 특징을 포함하는 하나의 이미징 영역을 포함할 수 있다. 획득된 이미지는 일정 기간에 걸쳐 여러 번 샘플링된 샘플(208)의 단일 이미징 영역의 다중 이미지를 포함할 수 있다. 다중 이미지가 저장소에 저장될 수 있다. 제어기(50)는 샘플(208)의 동일한 위치의 다중 이미지로 이미지 처리 단계를 수행하도록 구성될 수 있다.

제어기(50)는 검출된 2차 전자의 분포를 획득하기 위한 측정 회로(예를 들어, 아날로그-디지털 변환기)를 포함할 수 있다. 검출 시간 윈도우 동안 수집된 전자 분포 데이터는 샘플 표면에 입사하는 각 1차 서브-빔(211, 212, 213)의 해당 스캔 경로 데이터와 결합하여 검사 중인 샘플 구조의 이미지를 재구성하는 데 사용할 수 있다. 재구성된 이미지는 샘플(208)의 내부 또는 외부 구조의 다양한 특징을 나타내기 위해 사용될 수 있다. 따라서 재구성된 이미지는 샘플에 존재할 수 있는 임의의 결함을 나타내기 위해 사용될 수 있다.

제어기(50)는 샘플(208)의 검사 동안 샘플(208)을 이동시키도록 전동식 스테이지(209)를 제어할 수 있다. 제어기(50)는 다양한 파라미터에 따라 샘플(208)의 이동 속도를 변경하도록 전동식 스테이지(209)의 이동을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어기는 스캐닝 프로세스의 검사 단계의 특성에 따라 스테이지 속도(방향 포함)를 제어할 수 있다.

비록 도 2는 장치(40)가 3개의 1차 전자 서브-빔을 사용하는 것을 도시하지만, 장치(40)가 2개 이상의 1차 전자 서브-빔을 사용할 수 있다는 것이 이해될 것이다. 본 발명은 장치(40)에서 사용되는 1차 전자 빔의 수를 제한하지 않는다.

이제 도 1의 예시적인 하전 입자 빔 검사 장치의 소스 변환 유닛의 예시적인 구성을 도시하는 예시적인 멀티-빔 장치의 개략도인 도 3을 참조한다. 장치(300)는 선택 소스(301), 사전-서브-빔-형성 어퍼처 어레이(372), 집광 렌즈(310)(도 2의 집광 렌즈(210)와 유사), 소스 변환 유닛(320), 대물 렌즈(331)(도 2의 대물 렌즈(231)와 유사) 및 샘플(308)(도 2의 샘플(208)과 유사)을 포함할 수 있다. 선택 소스(301), 사전-서브-빔-형성 어퍼처 어레이(372), 집광 렌즈(310)는 장치(300)에 포함된 조명 장치의 구성요소일 수 있다. 소스 변환 유닛(320), 대물 렌즈(331)는 장치(300)에 포함된 투영 장치의 구성요소일 수 있다. 소스 변환 유닛(320)은 도 3의 소스 변환 유닛(220)과 유사할 수 있고, 도 2의 이미지 형성 요소 어레이는 이미지 형성 요소 어레이(322)이고, 도 2의 수차 보상기 어레이는 수차 보상기 어레이(324)이고, 도 2의 빔 제한 어퍼처 어레이는 빔 제한 어퍼처 어레이(321)이고, 도 2의 사전-굽힘 마이크로-편향기 어레이는 사전-굽힘 마이크로-편향기 어레이(323)이다. 선택 소스(301), 사전-서브-빔 형성 어퍼처 어레이(372), 집광 렌즈(310), 소스 변환 유닛(320), 및 대물 렌즈(331)는 장치의 1차 전자-광축(304)과 정렬된다. 전자 소스(301)는 일반적으로 1차 전자-광축(304)을 따르고 소스 크로스오버(가상 또는 실제)(301S)를 갖는 1차-전자 빔(302)을 생성한다. 사전-서브-빔-형성 어퍼처 어레이(372)는 결과적인 쿨롱 효과를 감소시키기 위해 1차 전자 빔(302)의 주변 전자를 제한한다. 쿨롱 효과는 서로 다른 서브-빔 경로에 있는 전자 간의 상호작용으로 인해 서브-빔에 대한 수차의 원인이다. 1차-전자 빔(302)은 사전-서브-빔-형성 메커니즘의 사전-서브-빔-형성 어퍼처 어레이(372)에 의해 3개의 서브-빔(311, 312 및 313)과 같은, 지정된 수의 서브-빔으로 트리밍될 수 있다. 3개의 서브-빔 및 그 경로가 이전 및 다음의 설명에서 언급되지만, 설명은 임의의 수의 서브-빔이 있는 장치, 도구 또는 시스템을 적용하기 위한 것임을 이해해야 한다.

소스 변환 유닛(320)은 1차 전자 빔(302)의 서브-빔들(311, 312, 313)을 제한하도록 구성된 빔-제한 어퍼처를 갖는 빔릿-제한 어퍼처 어레이(321)를 포함할 수 있다. 소스 변환 유닛(320)은 또한 이미지 형성 마이크로 편향기(322_1, 322_2, 322_3)를 갖는 이미지 형성 요소 어레이(322)를 포함할 수 있다. 각 서브-빔의 경로와 관련된 각각의 마이크로 편향기가 있다. 마이크로 편향기(322_1, 322_2, 322_3)는 서브-빔(311, 312, 313)의 경로를 전자 광축(304)으로 편향시키도록 구성된다. 편향된 서브-빔(311, 312, 313)은 소스 크로스오버(301S)의 가상 이미지를 형성한다. 가상 이미지는 대물 렌즈(331)에 의해 샘플(308)에 투영되고 그 위에 3개의 프로브 스팟(391, 392 및 393)을 형성한다. 각 프로브 스팟은 샘플 표면에서 서브-빔 경로의 입사 위치에 해당한다. 소스 변환 유닛(320)은 각각의 서브-빔의 수차를 보상하도록 구성된 수차 보상기 어레이(324)를 더 포함할 수 있다. 각 서브-빔의 수차는 일반적으로 샘플 표면을 형성하는 프로브 스팟(391, 392, 393)에 존재한다. 수차 보상기 어레이(324)는 마이크로 렌즈를 갖는 필드 곡률 보상기 어레이(미도시)를 포함할 수 있다. 필드 곡률 보상기 및 마이크로 렌즈는 프로브 스팟(391, 392, 393)에서 명백한 필드 곡률 수차에 대해 서브-빔을 보상하도록 구성된다. 수차 보상기 어레이(324)는 마이크로 스티그메이터를 갖는 비점수차 보상기 어레이(미도시)를 포함할 수 있다. 마이크로 스티그메이터는 서브-빔에서 작동하여 프로브 스팟(391, 392, 393)에 존재하는 비점수차를 보상하도록 제어된다.

소스 변환 유닛(320)은 서브-빔(311, 312, 313)을 각각 구부리기 위한 사전-굽힘 마이크로 편향기(323_1, 323_2, 323_3)를 갖는 사전-굽힘 마이크로 편향기 어레이(323)를 더 포함할 수 있다. 사전-굽힘 마이크로 편향기(323_1, 323_2, 323_3)는 빔릿 제한 어퍼처 어레이(321) 상으로 서브-빔의 경로를 구부릴 수 있다. 빔릿-제한 어퍼처 어레이(321) 상에 입사하는 서브-빔 경로는 빔릿-제한 어퍼처 어레이(321)의 배향 평면에 직교할 수 있다. 집광 렌즈(310)는 3개의 서브-빔(311, 312, 313)을 집광하여 1차 전자-광축(304)을 따라 평행한 빔이 되도록 하여 소스 변환 유닛(320)에 수직으로 입사하도록 할 수 있으며, 이는 빔릿 제한 어퍼처 어레이(321)에 대응할 수 있다.

이미지 형성 요소 어레이(322), 수차 보상기 어레이(324), 및 사전 굽힘 마이크로 편향기 어레이(323)는 서브-빔 조작 장치의 다중 층을 포함할 수 있으며, 그 중 일부는 예를 들어 마이크로 편향기, 마이크로 렌즈 또는 마이크로 스티그메이터의 형태 또는 어레이일 수 있다.

변환 유닛(320)의 소스에서, 1차 전자 빔(302)의 서브-빔(311, 312, 313)은 각각 1차 전자 빔(302)의 마이크로-편향기(322_1, 322_2, 322_3)에 의해 1차 전자를 향하여 편향된다. 서브-빔(311) 경로는 마이크로- 편향기(322_1)에 도달하기 전에 이미 전자-광축(304)에 대응할 수 있고, 따라서 서브-빔(311) 경로는 마이크로- 편향기(322_1)에 의해 편향되지 않을 수 있다는 것을 이해해야 한다.

대물 렌즈(331)는 샘플(308)의 표면 상에 서브-빔의 초점을 맞추는데, 즉, 샘플 표면 상에 3개의 가상 이미지를 투영한다. 3개의 서브-빔(311 내지 313)에 의해 샘플 표면에 형성된 3개의 이미지는 그 위에 3개의 프로브 스팟(391, 392, 393)을 형성한다. 서브-빔(311 내지 313)의 편향각은 대물 렌즈(311)에 의해 조정되어 3개의 프로브 스팟(391 내지 393)의 축외 수차를 감소시킨다. 3개의 편향된 서브-빔은 결과적으로 대물렌즈(331)의 전방 초점을 통과하거나 접근한다.

도2 및 도 3에 전술된 구성요소 중 적어도 일부는 하전 입자의 하나 이상의 빔 또는 서브-빔을 조작하기 때문에 개별적으로 또는 서로 조합하여 조작기 어레이 또는 조작기로 지칭될 수 있다.

전술한 멀티-빔 검사 도구는 멀티-빔 하전 입자 광학 장치 또는 단일 소스 하전 입자를 가진 멀티-빔 하전 입자 시스템으로 지칭될 수 있는 멀티-빔 하전 입자 장치를 포함한다. 멀티-빔 하전 입자 장치는 조명 장치와 투영 장치를 포함한다. 조명 장치는 소스로부터의 전자 빔으로부터 하전 입자의 멀티-빔을 생성할 수 있다. 투영 장치는 샘플을 향해 하전 입자의 멀티-빔을 투영한다. 샘플 표면의 적어도 일부는 하전 입자의 멀티-빔으로 스캔된다.

멀티-빔의 서브-빔에 동시 조작을 적용하는 것을 복잡하게 하는 전술한 멀티-빔 하전 입자 장치에 의해 많은 문제가 발생할 수 있다.

개별 서브-빔 경로 각각이 샘플 표면을 향하여 적절하게 지향되도록 하기 위해, 개별 구성요소, 예를 들어 조작기 어레이가 제공될 수 있어, 각 서브-빔의 경로를 개별적으로 조작할 수 있다. 적용된 조작기는 예를 들어 서브-빔의 경로의 편향기일 수 있다. 조작기 어레이는 예를 들어 EP 2715768A2의 도 2 내지 4 및 6을 참조하여 설명된 조작기 어레이일 수 있다.

개별 구성 요소가 서브-빔에 조작을 적절하게 적용할 수 있기 위해 충족되어야 하는 요구 사항은 조작으로 인한 수차가 과도하지 않아야 한다는 것이다. 수차의 범위는 조작 구성요소 내의 전기장의 균일성, 조작 구성요소의 필 팩터(fill factor) 및 조작 구성요소 내의 전기장의 크기에 따라 달라진다. 전기장의 크기는 조작 부품 내의 전극에 인가되는 전압에 따라 달라진다.

수차의 정도는 서브-빔 경로가 통과하는 전기장의 균일성에 의존한다. 구성 요소에 걸치는 이상적인 전기장은 선형이다. 그러나 평면에서 볼 때 개구부는 원형이고 선형 전기장은 개구부 주위에 복수의 전극을 제공하고 각 전극에 적절하게 인가된 전압을 제공해야만 근사화될 수 있다. 달성할 수 있는 선형 필드 근사의 품질은 사용되는 전극의 수가 증가함에 따라 증가한다. 그러나 구성 요소 내의 전극 수를 늘리면 크기가 증가한다. 전극의 수를 늘리는 것은 또한 각 구성요소의 모든 전극 및 관련 드라이버 회로에 배선을 제공하는 복잡성을 증가시킨다.

필 팩터는 조작 구성요소 내의 개구부 직경에 대한 조작 구성요소 내의 서브-빔의 직경의 비율이다. 평면도에서 부품 내에서 가장 균일한 전기장은 개구부의 중앙에 있으며 전기장은 개구부의 가장자리를 향해 가장 균일하지 않다. 개구부의 중앙에서 멀어지는 서브-빔의 비율이 증가하기 때문에 필 팩터가 증가함에 따라 수차의 정도가 증가한다. 특정 서브-빔 직경의 경우 구성 요소 개구부의 직경을 증가시켜 필 팩터를 줄일 수 있다.

수차의 정도는 또한 전기장을 생성하기 위해 구성요소 내에 인가된 전압의 크기에 의존한다. 더 큰 전압에서 전기장의 불균일성은 서브-빔 경로에 더 큰 영향을 미치며 이는 수차를 증가시킨다.

낮은 필 팩터 및/또는 많은 수의 전극을 갖는 적어도 상술한 요구사항으로 인해, 각각의 개별 구성요소가 상대적으로 크고 배선 및 드라이버 회로 요구사항이 복잡할 필요가 있다. 각 서브-빔을 조작하기 위해 상대적으로 큰 개별 구성요소가 필요한 경우, 하전 입자 장치 내의 공간 제약은 제공될 수 있는 서브-빔의 수와 서브-빔의 밀도 모두에 제한을 부과한다.

또한, 일부 서브-빔 경로에 비교적 큰 편향이 가해지기 위해서는 전기장을 생성하기 위해 비교적 큰 전압이 필요하다. 그러나, 위에서 설명한 바와 같이 상대적으로 큰 전압을 사용하면 수차의 정도가 증가한다.

실시예는 멀티-빔의 복수의 서브-빔의 경로 중 일부 또는 전부에 실질적으로 일정한 편향을 동시에 적용하기 위한 조작 장치를 제공한다.

실시예에 따른 조작 장치는 각각의 서브-빔에 대한 개별 구성요소를 포함하는 조작기 어레이의 조작 요구사항, 특히 편향 요구사항의 적어도 일부를 감소시킬 수 있다. 실시예에 따른 조작 장치는 편향된 모든 서브-빔 경로의 주 편향을 제공할 수 있다. 이것은 조작기 어레이를 제공하는 복잡성을 줄이고 하전 입자 장치 내에서 서브-빔 경로의 제어를 향상시킨다. 실시예에 따른 조작 장치는 서브-빔의 라인에 실질적으로 일정한 편향을 적용할 수 있고 복잡한 제어 회로를 필요로 하지 않는다.

실시예에 따른 조작 장치가 사용될 때, 조작기 어레이는 개별 서브-빔 경로에 미세한 편향을 적용하기 위해서만 필요하다. 개별 어레이 내의 구성요소는 큰 편향을 적용할 필요가 없으므로 상대적으로 작은 전압만 인가하면 되는 더 간단한 구성요소 설계가 사용될 수 있다. 더 간단한 구성 요소 설계는 더 적은 수의 전극을 포함할 수 있으며 이에 따라 각 구성 요소에 대한 배선 및 드라이버 요구 사항의 복잡성을 줄일 수 있다. 낮은 전압을 사용하면 더 큰 전압을 사용할 때와 비교하여 수차의 정도가 줄어든다. 이것은 특정 정도의 수차에 대해 구성요소의 필 팩터가 모두 증가할 수 있고 전극의 수는 감소될 수 있기 때문에 각 서브-빔에 대해 더 작은 개별 구성요소가 사용될 수 있게 한다. 조작기 어레이에서 더 작은 개별 구성요소의 사용은 서브-빔의 밀도 및/또는 지지될 수 있는 서브-빔의 수를 증가시킨다.

실시예에 따른 조작 장치는 하전 입자 장치 내에서 하전 입자의 경로의 사전 굽힘 조작과 같은 수동 전자 광학 조작 장치를 제공하는 데 특히 적절하다. 사전 굽힘 조작은 작동 조건의 범위에 걸쳐 실질적으로 변하지 않는, 적용된 편향을 포함할 수 있다. 사전 굽힘으로 인해 하전 입자 빔의 경로가 수렴될 수 있다. 또 다른 수동 요소는 하전 입자 빔의 경로를 시준하는 콜리메이터(collimator)이다. 시준된 멀티-빔은 수렴 또는 발산하는 서브-빔 경로에서 생성될 수 있다.

도 4는 일 실시예에 따른 조작 장치의 개략도이다. 도 4는 하전 입자 축을 따른 멀티-빔의 평면도이다. 조작 장치는 제1 전극 쌍(402), 제2 전극 쌍(403), 및 제3 전극 쌍(404)을 포함한다. 평행한 평면 전극의 이들 쌍 각각 사이에는 멀티-빔의 3개의 서브-빔(401)의 다른 라인의 경로가 있다. 평행한 평면 전극의 각 쌍은 스트립 전극으로 지칭될 수 있다.

각 전극은 평면 플레이트일 수 있다. 각 전극은 양단 또는 단부 중 하나에서 기계적으로 지지될 수 있다. 각 전극은 일 단부에서만 또는 양단에서 기계적으로 지지될 수 있다. 각 전극은 그 양단 중 적어도 하나에서 전기적으로 연결될 수 있다. 각 전극은 금속판 또는 금속화 또는 금속 코팅된 표면과 같이 금속성일 수 있다. 각각의 전극은 각각, 예를 들어 전극의 지지 구조체 또는 본체의 표면 상의 금속 코팅일 수 있다. 전극의 각 쌍은 서로 평행하고 대향하여 배열된 2개의 이러한 평면 플레이트를 포함할 수 있다. 각 전극 쌍 사이에 전기장 E가 적용된다. 각각의 전극 쌍에 대해, 전기장은 전극의 표면, 즉 평면 플레이트에 모두 직교하고 또한 전극 쌍 사이의 각 서브-빔의 경로에 실질적으로 직교하는 방향으로 인가된다. 각 쌍의 전극은 그들 사이를 통과하는 복수의 서브-빔과 정전기적으로 상호작용할 수 있고 그에 의해 서브-빔의 경로를 편향시킬 수 있다.

하전 입자의 멀티-빔은 복수의 서브-빔 라인을 포함한다. 따라서 멀티-빔은 서브-빔의 2차원 어레이이며, 서브-빔의 복수 라인의 연속일 수 있다. 각 쌍의 전극은 서브-빔의 전체 라인에서 모든 서브-빔의 경로를 편향시키도록 배열된다.

각 전극 쌍에 의해 인가되는 서브-빔의 각 라인의 경로에 대한 편향량은 전극 사이의 전위차에 의존한다. 따라서 하전 입자 빔의 경로 라인의 편향의 크기는 빔 경로 라인의 양쪽 평행한 플레이트 사이에 적용된 전위차의 크기에 의해 결정될 수 있다. 따라서 상대적으로 큰 편향은 대향하는 전극 표면 사이에 더 큰 전위차를 적용함으로써 달성될 수 있다.

각 전극 쌍 사이의 전위차는 개별적으로 그리고 별도로 제어 가능할 수 있다. 이는 전극 쌍들 각각이 서브-빔들의 라인의 경로들에 상이한 편향량을 적용할 수 있도록 한다. 따라서 어레이 전체에 적용된 편향량은 설정 가능하고 능동적으로 제어할 수 있다. 또한, 인가된 전기장의 방향은 전극 쌍 간에 상이할 수 있다. 이는 서브-빔 라인의 경로의 편향량이 반대 방향으로 적용될 수 있도록 한다.

일 실시예에서, 작동 동안 조작기 어레이의 하나 이상의 전극 쌍은 그들 사이에 제로 전위차를 갖도록 설정될 수 있다. 따라서, 각 쌍의 전극이 서브-빔의 라인에서 서브-빔의 경로를 편향시킬 수 있지만, 전극 쌍 중 하나 이상은 전극 사이에 전기장이 인가되지 않도록 작동될 수 있다. 그러한 전극 쌍은 그들 사이를 이동하는 서브-빔의 경로를 편향시키지 않을 것이다.

도 5는 일 실시예에 따른 조작 장치의 개략도이다. 도 5는 서브-빔 경로의 5개의 개별 라인을 도시한다. 각 라인에 대해 라인에 있는 두 개의 서브-빔 경로가 표시된다. 서브-빔의 각 라인에 대해 서브-빔 라인 사이에서 이동하는 각각의 쌍의 전극이 있다. 전극은 전극 지지체(501, 502, 503, 504, 505, 506)에 의해 지지된다. 각 전극 지지체는 각각의 단부 또는 단부 중 하나에서 기계적으로 지지될 수 있다. 각 전극 지지대는 양단의 일단 또는 양단에서 기계적으로 지지될 수 있다. 각각의 전극 지지체는 예를 들어 유리 또는 전극이 만들어지는 기판의 재료, 예를 들어, 규소로 만들어질 수 있다. 각 전극 쌍 사이의 전위차는 크기 및/또는 방향이 상이할 수 있다. 실시예는 전극 쌍 중 하나 이상 사이에 전위차가 없는 것을 포함한다. 도시된 예는 중간 전극 쌍 사이이다(E0 참조). 한 쌍의 전극 사이에 인가된 전위차가 도 5에 E1, E2, E3 및 E4로 도시되어 있다. 전기장 E1의 크기는 E2의 크기보다 크며, 이는 차례로 E0보다 클 것이다. 마찬가지로, E4는 E3보다 전기장 크기가 더 크며, 이는 차례로 E0보다 크다. E3과 E4에는 각각 E1과 E2의 방향이 반대인 것처럼 보이는 필드가 있다. 실제로 E1 및 E4는 유사하거나 실제로 동일한 크기의 전기장을 갖지만 반대 방향을 가질 수 있다. E3 및 E4는 유사하거나 동일한 크기를 갖지만 반대 방향을 가질 수 있다. 대안적인 배열에서, E0가 0이 아니도록 중간 전극 쌍에 걸쳐 전위차가 적용될 수 있다.

도 5에 도시된 바와 같이, 적용된 전위차의 효과는 서브-빔의 개별 라인 경로에 대한 하향 빔 교차점을 생성하는 것일 수 있다. 서브-빔의 중간 라인이 통과하는 한 쌍의 전극 사이에는 전위차, 즉 E0이 가해지지 않는다. 따라서 서브-빔의 중간 라인의 경로는 한 쌍의 전극에 의해 실질적으로 편향되지 않는다. 도면에서 서브-빔의 최좌측 라인이 통과하는 한 쌍의 전극 사이에 인가된 전위차 E1은 서브-빔의 최우측 라인이 통과하는 한 쌍의 전극 사이에 인가된 전위차 E4와 동일한 크기 및 반대 부호를 가질 수 있다. 서브-빔의 최좌측 제2 라인이 통과하는 한 쌍의 전극 사이에 인가된 전위차 E2는 서브-빔의 최우측 제2 라인이 통과하는 한 쌍의 전극 사이에 인가된 전위차 E3와 동일한 크기 및 반대 부호를 가질 수 있다. 전위차(E1, E4)의 크기는 전위차(E2, E3)보다 클 수 있어 서브-빔의 최좌측 및 최우측 라인의 경로가 서브-빔의 최좌측 및 우측 제2 라인의 경로보다 더 많이 편향될 수 있다.

조작기로부터의 서브-빔 하향 빔의 각 라인에서 제1 서브-빔의 경로는 실질적으로 동일한 제1 하향 빔 위치에서 서브-빔들의 다른 라인 내 제1 서브-빔의 경로와 교차할 수 있다. 서브-빔의 각 라인에서 제2 서브-빔의 경로는 실질적으로 동일한 제2 하향 빔 위치에서 서브-빔들의 다른 라인 내 제2 서브-빔의 경로와 교차할 수 있다. 제1 하향 빔 위치는 제2 하향 빔 위치와 상이할 수 있다.

도 5는 서브-빔의 각 라인에 있는 2개의 서브-빔을 도시하지만, 실시예는 서브-빔의 각 라인에 임의의 수의 서브-빔이 있는 것을 포함한다.

도 5는 서브-빔의 5개의 개별 라인을 도시하지만, 실시예는 서브-빔의 각 라인에 대한 각각의 전극 쌍뿐만 아니라 임의의 수의 서브-빔 라인이 있는 것을 포함한다.

실시예는 또한 2개 이상의 서브-빔 라인의 경로가 수렴 대신에 발산하게 하는 전극 쌍 중 하나 이상에 인가된 전위차를 포함한다.

도 5에서, 서브-빔의 라인이 통과하는 평행 구조가 개략적으로 도시되어 있다. 이러한 평행 구조는 서브-빔의 라인이 그 사이를 이동하는 두 전극과 상기 전극을 위한 지지 구조체를 나타낸다는 것을 이해해야 한다. 전극이 지지 구조체에 의해 지지되는 방식의 특정 배열은 다양한 기술에 의해 수행될 수 있다.

도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 서브-빔은 서브-빔 경로를 편향시키기 위해 한 쌍의 전극에서 인접한 전극 사이에서만 이동한다. 각 전극이 서브-빔 경로를 편향시키기 위해 서로 다른 전극 쌍에 있을 때 서브-빔은 인접한 전극 사이를 이동하지 않는다. 각각의 전극이 다른 쌍의 전극에 있는 인접 전극의 경우, 인접 전극은 도 5에 도시된 바와 같이 기판과 같은 고체 지지 구조체에 의해 지지될 수 있다. 대안적으로, 인접한 전극은 도 4에 도시된 바와 같이 갭에 의해 분리될 수 있다.

인접한 전극들 각각 사이에, 지지 구조체와 서로 접촉하는 전극의 단부를 전기적으로 절연시키기 위해 전극의 지지 구조체에 고전압 차폐물이 제공될 수 있다.

실시예들은 또한 서브-빔들의 라인들의 경로들을 편향시키기 위한 전극들의 쌍들보다 많은 세트가 존재하는 것을 포함한다. 한 쌍의 전극들 각각은 도 1 내지 도 3을 참조하여 전술한 바와 같이 평행 플레이트 전극들의 쌍들의 세트일 수 있다. 전극 쌍의 각각은 하전 입자 축, 즉 멀티-빔의 경로를 따라 다른 위치에 제공될 수 있다.

전극 쌍(또는 전극 쌍 어레이)의 각 세트 내에서, 그리고 인가된 전기장이 있는 전극 쌍의 경우, 인가된 모든 전기장이 한 쌍의 전극에 대해 동일한 축에 직교하도록 정렬될 수 있다. 전극 쌍 사이에 인가된 전위차로 인해 인가된 전기장의 일부가 서로 반대 방향이 될 수 있지만, 인가된 전기장은 여전히 동일한 축에 수직으로 정렬된다. 각 세트의 평행 전극 쌍은 세트의 축에 평행하게 정렬된다. 도 5에 도시된 바와 같이, 대향하는 평행 플레이트 쌍 사이에 인가되는 전위차는 어레이의 중간점으로부터의 거리에 의존할 수 있다. 예를 들어, 전기장은 평행 플레이트 어레이의 중간점으로부터의 거리에 비례할 수 있다. 따라서, 적용된 편향은 경로의 라인이 서로 교차하는 각각의 개별 라인 위치에서 빔 경로와 교차하는 지점으로 조작기 어레이의 하향 빔을 안내할 수 있다.

실시예는 멀티-빔 경로를 따라 직렬로 배열된 전극 쌍의 복수 세트가 존재하는 것을 포함한다. 둘 이상의 세트의 축은 서로 상이한 방향으로 정렬될 수 있다. 모든 세트의 축은 상이한 방향으로 정렬될 수 있다. 둘 이상의 세트의 축이 상이한 방향으로 정렬될 때, 상이하게 정렬된 세트는 멀티-빔에서 서브-빔의 경로에 상이하게 지향된 편향을 적용한다. 따라서 한 쌍 이상의 전극 세트를 갖는 것은 서브-빔의 경로에 적용될 수 있는 제어의 양을 증가시킨다.

도 6에 도시된 바와 같이, 전극(601) 쌍의 제1 세트 또는 어레이 및 전극(602) 쌍의 제2 세트 또는 어레이가 있을 수 있다. 이들 2개의 어레이는 서로 그리고 또한 멀티-빔 경로와 직교하게 정렬된 평행 플레이트 쌍을 가질 수 있다. 제1 및 제2 전극 쌍 세트는 멀티-빔의 경로(603)를 따라 다른 위치에 제공된다. 전극 쌍의 제1 및 제2 세트 각각의 축은 서로 다른 방향으로 정렬된다. 도 6은 두 세트의 전극을 도시하지만, 실시예는 전극 세트가 임의의 수를 포함하는 것을 포함한다.

전극 어레이가 (평면에서)서로 직교하는 것으로 기술되어 있지만, 그러한 축이 논의 당시 본 발명에 의해 사용된 축을 나타내거나 알려진 축을 나타내는 한, 이들은 서로에 대해 임의의 상대 각도를 가질 수 있다.

실시예는 전극 쌍의 각각의 세트가 서브-빔의 라인의 상이한 배열을 편향시킬 수 있도록 요구되는 바와 같이 전극 쌍의 세트의 다수의 상이한 배열을 포함한다.

도 7a는 서브-빔의 라인 배열 내 서브-빔의 개략 평면도(즉, 하전 입자 광축을 따른)이다. 서브-빔의 도시된 배열은 실질적으로 모든 서브-빔이 복수의 육각형 링의 정점에 위치하기 때문에 육각형 배열로 지칭될 수 있다. 빔의 배열은 2차원 배열의 원하는 규칙적인 형태일 수 있는, 육각형 밀집 배열을 따를 수 있다. 서브-빔은 복수의 상이한 라인으로 배열된다. 도 7a에 도시된 바와 같은 수평 및 수직 축에 대해, 모든 서브-빔은 수평 축에 평행한 라인과 수직 축에 평행한 라인 모두에 정렬된다. 서브-빔은 또한 수평 축 및 수직 축에 대해 대각선으로 정렬된다. 변형에서, 어레이는 예를 들어 서브-빔 경로의 중첩을 방지하기 위해 빔 배열의 오프셋, 시프트 또는 스큐(skew)에 의해 조정된 빔 배열을 가짐으로써 스캐닝 구성을 위해 최적화될 수 있다.

따라서, 멀티-빔 배열의 모든 서브-빔은 멀티-빔 배열의 패턴의 축과 정렬된 축을 갖는 한 쌍의 전극에 의해 편향될 수 있다. 도 7a에 도시된 배열의 경우, 축은 수평, 수직 및 수평 및 수직 축에 대한 대각선 중 하나를 따른다.

도 7b는 육각형 빔 배열을 갖는 실시예에 따라 전극 쌍들의 복수 세트가 어떻게 정렬될 수 있는지를 도시한다. 전극 쌍의 각 어레이는 멀티-빔의 경로를 따라 다른 위치에 있다. 즉, 전극 쌍의 어레이는 멀티-빔 경로를 따라 순차적으로 배열될 수 있다. 도 7b에 도시된 바와 같이, 전극 쌍의 제1, 제2 및 제3 세트가 있을 수 있다. 제1 세트의 축은 수평 축에 평행하게 정렬될 수 있고, 제2 세트의 축은 대각선 중 하나를 따라 정렬될 수 있고, 제3 세트의 축은 대각선 중 다른 하나를 따라 정렬될 수 있다. 세 세트의 전극 쌍이 이러한 정렬과 함께 사용되는 경우, 각 세트 내의 다른 전극 쌍 사이의 간격, 즉 피치(pitch)는 직교하게 정렬된 두 세트의 전극 쌍만이 사용될 때 필요한 피치보다 낮을 수 있다. 도 7b에 도시된 바와 같이, 각 세트 내의 전극 쌍은 또한 서로에 대해 약간 오정렬될 수 있다. 즉, 세트 내의 각 전극 쌍은 동일한 방향으로 정렬되고 서로 동일한 길이를 갖는다. 그러나, 각 전극 쌍의 단부는 세트 내의 각 전극 쌍이 정렬되는 방향과 직교하는 방향으로 서로 정렬되지 않는다.

복수의 상이하게 정렬된 전극 쌍의 사용은 멀티-빔의 서브-빔의 경로의 방향에 대한 제어를 개선한다. 또한, 전극 쌍의 어레이가 육각형 빔 배열을 위해 설계된 전자 광학 아키텍처에 쉽게 통합될 수 있다.

반대 편향(counter deflection)이 없는 하전 입자 빔의 편향은 편향된 하전 입자 빔에서 수차를 유발할 수 있다는 점에 유의해야 한다. 이러한 배열에서 전자-광축에서 더 멀리 떨어진 서브-빔은 더 많이 편향되어 더 큰 수차를 나타낼 수 있다. 따라서 평행 플레이트의 복수의 어레이의 조작기가 하전 입자 서브-빔을 포커싱한 후, 이러한 멀티-빔은 수차를 포함할 수 있다. 이러한 수차는 멀티-빔의 경로에 배열된 하나 이상의 스티그메이터에 의해 조작되는 서브-빔을 배열함으로써 수정될 수 있다.

실시예는 또한 멀티-빔에서 서브-빔의 다른 배열을 포함한다. 하전 입자 광축을 따라 볼 때, 멀티-빔 내의 서브-빔의 위치는 실질적으로 정사각형인 격자, 실질적으로 마름모형 격자, 실질적으로 기울어진 정사각형 격자, 실질적으로 이동된 정사각형 격자, 실질적으로 찌그러진 정사각형 격자, 실질적으로 오프셋된 정사각형 격자, 실질적으로 육각형인 격자, 실질적으로 이동된 육각형 격자, 실질적으로 찌그러진 육각형 격자, 실질적으로 오프셋된 육각형 격자 및/또는 실질적으로 기울어진 육각형 격자의 정점에 실질적으로 대응할 수 있다. 각각의 조작 장치에서 평면 전극 표면의 쌍의 배열은 전극의 각 쌍이 서브-빔의 라인을 편향시키도록 배열되도록 멀티-빔의 서브-빔의 배열에 따라 결정될 수 있다.

특히, 멀티-빔 내의 서브-빔의 위치가 실질적으로 정사각형 격자의 정점에 대응할 때, 전극 쌍의 두 세트가 제공될 수 있다. 이들은 전극 쌍(601)의 제1 세트 및 전극 쌍(602)의 제2 세트일 수 있다. 제1 및 제2 전극 쌍은 직교 방향으로 정렬될 수 있어 모든 서브-빔 경로가 하전 입자 광축 및 단일 교차 위치를 향해 편향될 수 있다. 멀티-빔 내의 서브-빔의 위치가 실질적으로 육각형 격자의 정점에 대안적으로 대응하는 경우, 전극 쌍의 3개 세트가 제공될 수 있다. 이들은 서로 다른 방향으로 정렬될 수 있으며, 모든 인접 정렬 사이의 각도 간격은 동일하여 모든 서브-빔 경로가 하전 입자 광축 및 단일 교차 위치를 향해 편향될 수 있다. 이러한 배열에서, 멀티-빔 조작기는 일렬로 배열된 다수의 평행 플레이트 어레이를 가질 수 있으며, 각각의 배열은 멀티-빔의 빔 배열의 상이한 축에 대응하고 정렬된다.

실시예는 또한 실질적으로 육각형 격자의 정점에 대응하는 멀티-빔 내의 서브-빔의 위치를 포함하지만, 전극의 두 쌍의 직교 정렬만 제공된다. 도 7b 내에는 서브-빔의 서브세트를 나타내는 정사각형이 있다. 정사각형의 측면에서 볼 때, 서브-빔의 기본 육각형 패턴에도 불구하고 서브-빔은 도 7b에 도시된 표현에서 수평 및 수직 라인인 직교 방향으로 여전히 선형으로 정렬되어 있다. 예를 들어, 도 7b에 도시된 표현에 기초하여, 서브-빔의 모든 수평 라인은 전극 쌍의 제1 세트에 의해 편향될 수 있고 서브-빔의 모든 수직 라인은 전극 쌍의 제2 세트에 의해 편향될 수 있다. 제1 전극 쌍 세트 내에서, 서브-빔의 상이한 라인을 편향시키도록 배열된 인접한 전극 사이의 피치, 즉 간격은 제2 전극 쌍 세트 내의 대응하는 피치보다 크다는 것을 주목해야 한다. 서브-빔의 위치가 정육각형 격자에 해당하는 경우, 피치의 비례차는 (√3)/2일 수 있다. 그러나, 실시예는 실질적으로 오프셋, 시프트, 스큐 및/또는 찌그러진 육각형 격자에 배열된 서브-빔을 사용함으로써 이러한 피치 차이를 감소 및/또는 증가시키는 것을 포함한다.

따라서, 실시예는 하전 입자의 멀티-빔에서 복수의 서브-빔의 경로를 편향시키기 위한 하나 이상의 멀티-빔 조작 장치를 제공한다. 서브-빔의 경로에 대한 주요 편향은 각 멀티-빔 조작 장치에 의해 적용될 수 있다. 서브-빔은 복수의 라인으로 어레이로서 배열된다. 각각의 멀티-빔 조작 장치는 평행한 평면 전극 표면의 복수 쌍을 포함하는 전극 세트를 포함한다. 각 쌍의 전극은 서브-빔의 라인 중 하나의 측면을 따라 배열된 제1 평면 전극 표면 및 제1 평면 전극 표면과 평행하게 그리고 상기 서브-빔 라인 중 하나의 반대 측면을 따라 배열된 제2 평면 전극 표면을 포함한다. 평행한 평면 전극 표면의 각 쌍은 서브-빔의 경로에 편향량을 인가할 수 있도록 멀티-빔에서 서브-빔의 전체 라인과 정전기적으로 상호작용하도록 구성된다. 한 세트의 전극 내에서, 모든 쌍의 전극은 동일한 방향으로 멀티-빔에서 서브-빔의 경로를 편향시킬 수 있다. 대안적으로, 하나 이상의 전극 쌍은 하나 이상의 다른 전극 쌍과 반대 방향으로 서브-빔의 경로를 편향시킬 수 있다. 세트 내의 하나 이상의 전극 쌍은 서브-빔의 경로에 편향을 적용하지 않을 수 있다.

각각의 멀티-빔 조작 장치 내의 전극 쌍은 서브-빔에 상이한 편향량을 적용하도록 배열될 수 있다.

각각의 멀티-빔 조작 장치 내의 모든 전극 쌍은 멀티-빔의 서브-빔의 전체 라인과 정전기적으로 상호작용하여 서브-빔의 경로에 편향을 적용하도록 구성될 수 있다. 대안적으로, 각각의 멀티-빔 조작 장치 내의 전극 쌍 중 하나 이상(전부는 아님)은 멀티-빔 내의 서브-빔의 전체 라인과 정전기적으로 상호작용하도록 구성되어 서브-빔의 경로에 편향을 적용하도록 구성될 수 있다.

멀티-빔 내의 서브-빔의 라인은 모두 서로 평행할 수 있고, 각각의 멀티-빔 조작 장치 내의 모든 전극 쌍은 멀티-빔 내의 모든 서브-빔을 편향시키도록 구성될 수 있다.

각각의 멀티-빔 조작 장치 내의 모든 전극 쌍은 각 쌍의 전극이 멀티-빔에서 서브-빔의 한 라인만을 편향시킬 수 있도록 구성될 수 있다. 대안적으로, 각각의 멀티-빔 조작 장치 내의 전극 쌍 중 하나 이상은 멀티-빔에서 서브-빔의 2개 이상의 라인을 편향시킬 수 있도록 구성될 수 있다.

각각의 멀티-빔 조작 장치 내의 모든 전극 쌍은 서로 동일한 평면에 배열되도록 구성될 수 있으며, 평면은 멀티-빔의 하전 입자 광축(즉, 멀티-빔의 경로)에 실질적으로 직교한다.

각각의 멀티-빔 조작 장치 내의 모든 전극 쌍은 각 전극 쌍 사이에 인가된 전기장이 하전 입자 광축에 실질적으로 직교하도록 구성될 수 있다. 각 쌍의 전극 사이에 인가된 전기장은 멀티-빔 조작 장치가 작동 중일 때 실질적으로 일정할 수 있다.

각각의 멀티-빔 조작 장치 내의 전극의 각 쌍은 인가된 전기장이 다른 전극 쌍에 의해 인가된 전기장과 방향 및/또는 크기가 상이하도록 구성될 수 있다. 따라서 멀티-빔에서 서브-빔 라인의 경로 중 어느 하나에 적용된 편향은 방향 및/또는 크기가 서브-빔 라인의 경로 중 임의의 다른 경로에 의해 적용된 편향과 상이할 수 있다. 각각의 인가된 전기장은 다른 인가된 전기장에 의한 인가된 전기장과 크기가 같고 방향이 반대일 수 있다. 멀티-빔 조작 장치에서 인가된 전기장은 서브-빔의 각 라인의 경로가 멀티-빔 조작 장치에서 서브-빔의 다른 모든 라인의 경로와 교차하게끔 서브-빔의 라인의 경로를 편향시키도록 배열될 수 있다. 배열에서 인가된 전기장은 어레이의 중간 지점으로부터의 각 평행 플레이트 쌍의 거리에 의존할 수 있으며 추가적으로 또는 대안적으로, 평행 플레이트 쌍 사이에 인가된 전기장의 방향은 어레이의 중간 지점에 대한 쌍의 방향에 의존할 수 있다. 중간 지점은 평행 플레이트의 어레이를 가로지르는 방향(특정 어레이에 대한 빔의 라인을 따라 반대)으로 전자-광축의 위치에 대응할 수 있다.

전술된 바와 같이, 실시예는 또한 멀티-빔 조작 장치를 포함한다. 멀티-빔 조작 장치는 하전 입자 광축 및/또는 멀티-빔의 경로를 따라 서로 다른 위치에 배열된 복수의 멀티-빔 조작 장치를 포함한다. 각 멀티-빔 조작 장치의 축은 서로 다른 방향으로 정렬될 수 있다. 예를 들어, 멀티-빔 조작 장치는 축이 서로 직교하도록 정렬된 멀티-빔 조작 장치 및/또는 서로 30, 60, 90, 120 또는 150도로 정렬된 축을 갖는 멀티-빔 조작 장치를 포함할 수 있다.

조명기와 같은 멀티-빔 하전 입자 장치는 하전 입자의 빔을 방출하도록 배열된 하전 입자의 소스, 및 상기 빔에 의존하여 하전 입자의 멀티-빔을 생성하도록 배열된 멀티-빔 발생기를 포함할 수 있다. 하전 입자 장치는 하전 입자의 멀티-빔에서 서브-빔의 라인을 조작할 수 있는 전술한 실시예에 따른 멀티-빔 조작 장치를 포함할 수 있다.

멀티-빔 하전 입자 장치의 하전 입자 광축은 멀티-빔 발생기로부터 출력되는 멀티-빔에서 서브-빔의 평균 방향에 평행한 것으로 정의될 수 있다.

멀티-빔 하전 입자 장치는 서브-빔의 각각에 대해, 서브-빔 및/또는 서브-빔의 경로를 조작하기 위한 하나 이상의 조작기를 추가로 포함할 수 있다. 모든 서브-빔 또는 서브-빔 경로는 조작기 어레이에 의해 개별적으로 조작될 수 있다. 조작기 어레이는 멀티-빔에서 서브-빔의 경로를 실질적으로 시준하거나 임의의 다른 유형의 조작을 적용하도록 구성될 수 있다. 조작기 어레이의 개별 조작기 각각은 예를 들어 사중극자, 팔극자 또는 십이극자 전극 배열을 포함할 수 있다. 전술한 바와 같이, 실시예에 따른 하나 이상의 조작 장치의 사용은 조작기가 서브-빔 경로에 미세 조작을 적용하기 위해 요구되는 결과를 초래할 수 있으며, 이는 조작기 어레이의 설계 및 구현의 단순화뿐만 아니라 조작기 어레이의 개별 조작기의 수 및 밀도 증가와 같은 많은 이점을 제공할 수 있다. 낮은 작동 전압에서 정밀한 조작이 가능하여 배선 및 루팅(routing) 요구 사항을 줄일 수 있다.

도 8에 도시된 바와 같이, 서브-빔을 조작하기 위한 개별 조작기는 조작기 어레이로 배열될 수 있다. 도 8은 정사각형 격자에 배열된 25개의 서브-빔을 조작하기 위한 조작기 어레이를 도시한다. 조작기 어레이는 멀티-빔에서 서브-빔의 수 및 배열로 작동하기 위해 요구되는 바와 같이, 상이한 수 및 배열의 조작기를 포함할 수 있다.

도 9는 하전 입자 장치의 일부를 통과하는 z-y 평면의 단면을 나타내는 개략도이다. 도 9에 도시된 바와 같이, 902는 x-축을 따라 정렬되는 실시예에 따른 조작 장치일 수 있다. 904는 y-축을 따라 정렬되는 실시예에 따른 조작 장치일 수 있다. 조작기 어레이는 위치(901, 903 또는 905) 중 하나 이상에서 멀티-빔 경로에 제공될 수 있다. 따라서, 하나 이상의 조작기 어레이가 제공될 수 있다. 조작기 어레이의 조작기에 의해 야기되는 수차의 양은 조작기를 통한 서브-빔 경로가 모두 조작기 어레이의 평면에 대해 실질적으로 수직일 때 최소일 수 있다. 이는 하전 입자 축을 따라 이러한 위치에 하나 이상의 조작기 어레이를 위치시키는 것의 이점이 될 수 있으며, 예를 들어 모든 조작기 어레이는 조작 장치의 상향 빔(예: 도 9의 위치 901)에 위치할 수 있다.

도 9에 도시된 하전 입자 장치의 일부는 복수의 서브-빔을 초점으로 수렴하도록 배열된다. 서브-빔의 수렴으로 인해, 조작기 어레이의 인접한 구성요소 사이의 피치, 즉 분리는 901에 배치된 조작기 어레이보다 903에 배치된 조작기 어레이에 대해 y-방향으로 더 낮을 수 있다. 유사하게, 조작기 어레이의 인접한 구성요소 사이의 피치는 901 및/또는 903에 배치된 조작기 어레이보다 905에 배치된 조작기 어레이에 대해 x-방향으로 더 낮을 수 있다.

조작 장치 및/또는 조작기 어레이의 구동 신호는 하전 입자 광축을 따라 서브-빔의 초점 위치를 제어하기 위해 및/또는 x-y 평면에서 초점 위치를 제어하기 위해 변경될 수 있다. 조작 장치는 또한 서브-빔의 x-위치 및/또는 y-위치의 오류에 대한 수정을 적용하도록 구성될 수 있다.

실시예는 또한 멀티-빔이 확장(broadening) 빔이 되도록 발산되는 하전 입자 장치의 부분으로 들어가는 서브-빔을 포함한다. 조작 장치는 발산하는 서브-빔을 시준하도록 배열될 수 있다. 이 구성에서, 조작기 어레이의 구성요소들 사이의 피치는 대안적으로 조작기 어레이의 하향 빔 위치에 따라 증가할 수 있다.

9는 축척에 맞게 그려지지 않았음에 유의해야 한다. 하전 입자 장치의 일반적인 구현에서, 각각의 조작기 어레이와 조작 장치 사이의 z-방향 분리는 수 밀리미터일 수 있다. 서브-빔의 초점까지의 z-방향 거리는 조작 장치의 위치로부터 수백 밀리미터일 수 있다.

실시예는 또한 멀티-빔의 경로에 하나 이상의 스티그메이터(stigmators)를 제공하는 것을 포함한다. 조작기 어레이의 구조를 갖는 스티그메이터 어레이는 도 9의 위치(901, 903 및 905) 중 하나 이상, 및/또는 하전 입자 장치의 이 부분의 상향 빔 및/또는 하향 빔에 위치될 수 있다. 각 스티그메이터 요소는 다극(multipole) 전극 장치이다. 각 스티그메이터는 보호를 위한 실드를 포함할 수 있다. 실드는 스티그메이터 요소를 체류 전자(stay electrons)로부터 보호하기 위한 스티그메이터 요소 어레이의 즉시 상향 빔일 수 있다. 실드는 스티그메이터 어레이의 위치에 대응하는 어퍼처를 갖는 기판의 형태를 취할 수 있다.

실시예는 멀티-빔 내의 서브-빔의 임의의 수 및 배열이 있는 것을 포함한다. 예를 들어, 멀티-빔에서 서브-빔의 배열은 n x m일 수 있으며, 여기서 n은 3, 11, 1000 또는 그 이상이고; m은 3, 11, 1000 또는 그 이상이다.

조작 장치의 각 전극의 높이, 즉 하전 입자 광축을 따른 길이는 약 300μm와 같은 수백 마이크로미터일 수 있다.

한 쌍의 전극 내 두 전극 사이의 공간은 약 50μm에서 수백 마이크로미터 사이일 수 있다.

각각의 전극은 예를 들어 금속 코팅된 실리콘 또는 고도로 도핑된 실리콘으로 만들어질 수 있다.

실시예는 위에서 설명된 기술에 대한 다수의 수정 및 변형을 포함한다.

멀티-빔 하전 입자 장치는 검사(또는 메트로-검사) 도구의 구성 요소 또는 전자 빔 리소그래피 도구의 일부일 수 있다. 실시예들에 따른 멀티-빔 하전 입자 장치는 SEM뿐만 아니라 일반적으로 전자 현미경 및 리소그래피를 포함하는 다양한 응용예에 사용될 수 있다.

실시예는 실시예에 따른 전술한 조작 장치를 포함하는 멀티-빔 검사 및/또는 메트롤로지 도구를 포함한다. 조작 장치는 하전 입자의 멀티-빔을 샘플에 투영하도록 배열된 스캐닝 장치의 일부일 수 있다. 멀티-빔 검사 도구는 조명된 샘플로부터 수신되는 2차 전자와 같은 하전 입자를 검출하도록 배열된 검출기를 포함할 수 있다.

실시예는 또한 실시예에 따른 전술한 조작 장치를 포함하는 멀티-빔 리소그래피 도구를 포함한다.

특히, 멀티-빔 하전 입자 장치는 실시예에 따른 조작 장치 및 도 1 내지 도 3을 참조하여 위에서 설명된 장치의 임의의 구성요소 둘 다를 포함할 수 있다.

멀티-빔 하전 입자 장치는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 하전 입자의 단일 소스를 포함할 수 있다. 대안적으로, 멀티-빔 하전 입자 장치는 하전 입자의 복수의 소스를 포함할 수 있다. 각 컬럼(column)에 제공된 실시예에 따라 각 소스 및 조작 장치에 대한 별도의 컬럼이 있을 수 있다. 대안적으로, 멀티-빔 하전 입자 장치는 하전 입자의 복수의 소스 및 단 하나의 컬럼을 포함할 수 있다. 실시예에 따른 하나 이상의 조작 장치는 단일 컬럼에 제공될 수 있다.

실시예 전반에 걸쳐 하전 입자 광축이 설명된다. 이 축은 조명 장치를 통과하는 하전 입자의 경로와 조명 장치에서 나오는 하전 입자의 경로를 나타낸다. 출력 멀티-빔의 서브-빔은 모두 하전 입자 광축과 실질적으로 평행할 수 있다. 하전 입자의 광축은 조명 장치의 기계적 축과 동일하거나 상이할 수 있다.

실시예는 다음의 서술을 포함한다.

본 발명의 제1 양태에 따르면, 하전 입자의 멀티-빔 내 복수의 서브-빔의 경로에서 작동하여 복수의 서브-빔 경로를 편향시키도록 구성된 멀티-빔 조작 장치가 개시되며, 서브-빔은 복수의 라인으로 어레이로서 배열되고, 멀티-빔 조작 장치는 복수의 쌍의 평행한 평면 전극 표면을 포함하는 전극 세트를 포함하며, 세트 내 평행한 평면 전극 표면의 제1 쌍은, 서브-빔의 라인 중 일측을 따라 배열된 제1 평면 전극 표면, 및 제1 평면 전극 표면과 평행하고 서브-빔 경로의 라인의 일측의 반대측을 따라 배열된 제2 평면 전극 표면을 포함하고, 세트 내 평행한 평면 전극 표면의 제2 쌍은, 서브-빔 경로의 라인 중 상이한 일측을 따라 배열된 제1 평면 전극 표면, 및 제1 평면 전극 표면과 평행하고 서브-빔 경로의 라인의 상이한 일측의 반대측을 따라 배열된 제2 평면 전극 표면을 포함하고, 평행한 평면 전극 표면의 제1 쌍은 멀티-빔 내 서브-빔의 전체 라인과 정전기적으로 상호작용하도록 구성되어 제1 방향의 서브-빔의 경로에 제1 편향량(deflection amount)을 적용할 수 있으며; 평행한 평면 전극 표면의 제2 쌍은 멀티-빔 내 서브-빔의 전체 라인과 정전기적으로 상호 작용하도록 구성되어 제2 방향의 서브-빔의 경로에 제2 편향량을 적용할 수 있고, 제1 방향은 제2 방향과 반대이다.

바람직하게는, 제1 편향량의 크기는 제2 편향량의 크기와 상이하다.

바람직하게는, 멀티-빔 조작 장치는 세트 내 평행한 평면 전극 표면의 각 쌍이 서브-빔의 경로에 편향을 적용하기 위해 멀티-빔 내 서브-빔의 전체 라인과 정전기적으로 상호 작용하도록 구성된다.

바람직하게는, 평행한 평면 전극 표면의 복수의 쌍은 어레이 내 모든 서브-빔 라인을 편향시킬 수 있도록 구성되고, 서브-빔 라인은 어레이를 가로질러 서로 실질적으로 평행하다.

바람직하게는, 평행한 평면 전극 표면의 복수 쌍은 어레이의 서브-빔 라인 중 적어도 2개(전부는 아님)를 편향시킬 수 있도록 구성되며, 서브-빔 라인은 실질적으로 어레이 전체에서 서로 평행하다.

바람직하게는, 세트의 평행한 평면 전극 표면의 각 쌍은 멀티-빔에서 서브-빔의 한 라인만을 편향시킬 수 있도록 구성된다.

바람직하게는, 평행한 평면 전극 표면의 모든 쌍은 서로 동일한 평면에 배열되고, 평면은 하전 입자 광축에 실질적으로 직교한다.

바람직하게는, 평행한 평면 전극 표면의 각 쌍은 서브-빔 라인 내 서브-빔의 모든 경로를 정전기적으로 편향시키기 위해 제1 및 제2 평면 사이에 전기장을 인가하도록 구성되고, 인가된 전기장은 하전 입자 광축에 실질적으로 직교한다.

바람직하게는, 사용 시, 평행한 평면 전극 표면의 각 쌍은 서브-빔 라인 내 모든 서브-빔의 경로를 편향시키기 위해 제1 및 제2 평면 사이에 실질적으로 일정한 전기장을 인가한다.

바람직하게는, 평행한 평면 전극 표면의 각 쌍은, 멀티-빔 내 서브-빔의 각 라인에 적용된 편향의 방향 및/또는 크기가 상이하게끔, 다른 쌍의 평행한 평면 전극에 의해 인가된 전기장과 방향 및/또는 크기가 상이한 전기장을 인가하도록 구성된다.

바람직하게는, 평행한 평면 전극 표면의 하나 이상의 쌍 각각에 대해, 평행한 평면 전극 표면의 일 쌍에 의해 인가된 전기장은 평행한 평면 전극 표면의 다른 쌍에 의해 인가된 전기장과 크기가 동일하고 방향이 반대이다.

바람직하게는, 하전 입자 광축을 따라 볼 때, 멀티-빔 내 서브-빔의 위치는 실질적으로 마름모꼴인 격자, 실질적으로 비뚤어지거나 이동된 사각형 격자 및/또는 실질적으로 정사각형인 격자의 정점들(vertices)에 실질적으로 대응한다.

바람직하게는, 하전 입자 광축을 따라 볼 때, 멀티-빔 내 서브-빔의 위치는 실질적으로 육각형인 격자 및/또는 실질적으로 비뚤어지거나 이동된 육각형 격자의 정점들에 실질적으로 대응한다.

본 발명의 제2 양태에 따르면, 멀티-빔 조작 장치가 제공되며, 제1 양태에 따른 제1 멀티-빔 조작 장치; 및 하나 이상의 추가적인 멀티-빔 조작 장치를 포함하고, 하나 이상의 추가적인 멀티-빔 조작 장치 각각은 제1 양태에 따른 멀티-빔 조작 장치이며, 각각의 멀티-빔 조작 장치는 멀티-빔 조작 장치의 하전 입자 광축을 따라 상이한 위치에 배열된다.

바람직하게는, 평면 전극 표면의 쌍은; 각각의 멀티-빔 조작 장치 내에서 동일한 방향으로; 및 각각의 멀티-빔 조작 장치 내에서 상이한 방향으로 정렬된다.

바람직하게는, 멀티-빔 조작 장치는 제2 멀티-빔 조작 장치를 포함하고; 제2 멀티-빔 조작 장치의 평면 전극 표면의 쌍은 제1 멀티-빔 조작 장치에 대해 실질적으로 직교하고 하향 경로로 정렬된다.

바람직하게는, 멀티-빔 조작 장치는 제2 멀티-빔 조작 장치를 포함하고; 멀티-빔 조작 장치는 제3 멀티-빔 조작 장치를 포함하고; 제1, 제2 및 제3 멀티-빔 조작 장치의 평면 전극 표면 쌍은 각각 상이한 방향으로 정렬된다.

바람직하게는, 어레이는 3개의 서로 다른 라인 세트를 포함하며, 여기서 라인의 각 세트는 서로 상이한 방향으로 정렬된다.

바람직하게는, 멀티-빔 조작 장치 중 적어도 하나에 대해, 평행 전극 표면의 하나 이상의 쌍은 서브-빔의 각 라인의 경로가 멀티-빔 조작 장치 중 적어도 하나로부터 하향 빔의 다른 모든 라인의 경로와 교차하도록 서브-빔의 각 라인의 경로를 편향시키게끔 구성된다.

본 발명의 제3 양태에 따르면, 빔을 방출하도록 배열된 하전 입자의 소스; 빔에 따라 멀티-빔을 생성하도록 배열된 멀티-빔 생성기(멀티-빔은 복수의 서브-빔을 포함함); 및 멀티-빔 생성기에 의해 생성된 멀티-빔 내 서브-빔의 경로를 조작하도록 구성된, 제1 양태에 따른 멀티-빔 조작 장치 또는 제2 양태에 따른 멀티-빔 조작 장치를 포함하는, 하전 입자 시스템이 제공된다.

바람직하게는, 하전 입자 광축은 멀티-빔 발생기에서 출력되는 멀티-빔에서 서브-빔의 평균 방향에 평행한 것으로 정의된다.

바람직하게는, 시스템은 서브-빔의 각각에 대해, 서브-빔 경로가 개별적으로 조작될 수 있도록 서브-빔의 경로를 조작하기 위한 하나 이상의 조작기를 더 포함한다.

바람직하게는, 서브-빔을 조작하기 위한 조작기는 멀티-빔에서 서브-빔 경로를 실질적으로 시준하도록 구성된다.

바람직하게는, 하전 입자는 전자이다.

본 발명의 제4 양태에 따르면, 제3 양태에 따른 하전 입자 시스템을 포함하는 전자-빔 검사 도구가 제공된다.

본 발명의 제5 양태에 따르면, 제3 양태에 따른 하전 입자 시스템을 포함하는 전자-빔 리소그래피 도구가 제공된다.

본 발명의 제6 양태에 따르면, 복수의 서브-빔 경로를 편향시키기 위해 하전 입자의 멀티-빔 내 복수의 서브-빔 경로 상에서 작동하도록 구성된 멀티-빔 조작 장치가 제공되며, 서브-빔은 일련의 라인으로 배열된 어레이로 배열되고, 멀티-빔 조작 장치는 평행한 평면 전극 표면의 복수의 쌍을 포함하며, 평행한 평면 전극 표면의 제1 쌍은 서브-빔의 라인 중 적어도 하나를 따라 양측에 배열된 2개의 대향하는 평행한 평면 전극 표면을 포함하고; 평행한 평면 전극 표면의 제2 쌍은 서브-빔의 라인 중 적어도 다른 하나를 따라 양측에 배열된 2개의 대향하는 평행한 평면 전극 표면을 포함하고; 평행한 평면 전극 표면의 제1 쌍 및 제2 쌍은 어레이를 가로지르기 위해 멀티-빔을 가로질러 연장되며 작동 시 표면 쌍 사이의 라인에서 각각의 서브-빔 경로와 정전기적으로 상호작용하도록 구성된다.

본 발명의 제7 양태에 따르면, 하전 입자의 멀티-빔 내 서브-빔 경로의 어레이를 조작하도록 구성된 멀티-빔 조작기가 제공되고, 서브-빔은 어레이에서 라인으로 배열되며, 라인은 적어도 2개의 상이한 라인 방향으로 존재하고, 멀티-빔 조작 장치는, 어레이 내의 라인 방향의 수에 대응하고 멀티-빔의 경로 상의 상이한 위치에 배열된 다수의 편향기 장치를 포함하며, 각 편향기 장치는 복수의 쌍의 평행한 평면 전극 표면을 포함하고, 각 편향기 장치의 평행한 평면 전극 표면은 상이한 라인 방향으로 정렬되며, 복수의 평행한 평면 전극 표면 쌍은: 서브-빔의 라인 중 적어도 하나를 따라 양측에 배열된 2개의 대향하는 평행한 평면 전극 표면을 포함하는 평행 평면 전극 표면의 제1 쌍; 서브-빔 라인 중 적어도 다른 하나(서브-빔 라인 중 적어도 다른 하나는 서브-빔 라인 중 적어도 하나와 평행함)를 따라 양측에 배열된 2개의 대향하는 평행한 평면 전극 표면을 포함하는 평행한 평면 전극 표면의 제2 쌍; 및 어레이를 가로지르도록 멀티-빔을 가로질러 연장되고 작동 시 표면 쌍 사이의 라인에서 각각의 서브-빔 경로와 정전기적으로 상호작용하도록 구성된 평행한 평면 전극 표면의 제1 쌍 및 제2 쌍을 포함한다.

본 발명의 제8 양태에 따르면, 하전 입자의 멀티-빔 내 서브-빔 경로의 어레이를 조작하도록 구성된 멀티-빔 조작기가 제공되고, 서브-빔은 어레이에서 라인으로 배열되며, 라인은 적어도 2개의 상이한 라인 방향으로 존재하고, 멀티-빔 조작 장치는, 어레이 내의 라인 방향의 수에 대응하고 멀티-빔 경로를 따라 위치하는 다수의 편향기 장치를 포함하며, 각 편향기 장치는 복수의 평행한 평면 전극 표면을 포함하고, 각 편향기 장치의 평행한 평면 전극 표면은 상이한 라인 방향으로 정렬되며, 복수의 평행한 평면 전극 표면 쌍은: 작동 시 대향하는 평행한 평면 전극 표면의 각 쌍이 표면 사이의 각각의 적어도 하나의 라인에서 모든 서브-빔 경로와 정전기적으로 상호작용하도록, 대향하는 평행한 평면 전극 표면의 각 쌍이 서로 다른 적어도 하나의 서브-빔 경로 라인의 어느 한 쪽에서 멀티-빔 어레이를 가로질러 교차하도록 구성된 적어도 두 쌍의 대향하는 평행한 평면 전극 표면을 포함한다.

바람직하게는, 멀티-빔 조작기는 서브-빔을 초점으로 편향시키도록 구성된다.

본 발명의 제9 양태에 따르면, 하전 입자의 멀티-빔 내 복수의 서브-빔의 경로를 편향시키는 방법이 제공되며, 서브-빔은 서브-빔이 복수의 라인으로 배열되도록 어레이로 배열되고, 방법은: 제1 편향량이 제1 방향의 서브-빔의 경로에 인가되도록 멀티-빔 내 서브-빔의 제1 라인 전체와 정전기적으로 상호작용하는 단계 및 제2 편향량이 제1 방향과 반대인 제2 방향의 서브-빔의 경로에 인가되도록 멀티-빔 내 서브-빔의 제2 라인 전체와 정전기적으로 상호작용하는 단계를 포함한다.

본 발명이 다양한 실시예와 관련하여 설명되었지만, 본 발명의 다른 실시예는 본 명세서에 개시된 본 발명의 설명 및 실시를 고려하여 당업자에게 명백할 것이다. 명세서 및 실시예는 단지 예시적인 것으로 간주되어야 하며, 본 발명의 진정한 범위 및 정신은 다음 청구범위에 의해 표시된다.

위의 설명은 제한이 아니라 예시를 위한 것이다. 따라서, 아래에 설명된 청구범위를 벗어나지 않고 기술된 바와 같이 수정이 이루어질 수 있다는 것이 당업자에게 명백할 것이다.

하기 조항에 따른 구성이 개시된다:

제1 항: 하전 입자의 멀티-빔 내 복수의 서브-빔의 경로에서 작동하여 복수의 서브-빔 경로를 편향시키도록 구성된 멀티-빔 조작 장치로서, 서브-빔은 복수의 라인으로 어레이로서 배열되고, 멀티-빔 조작 장치는 복수의 쌍의 평행한 평면 전극 표면을 포함하는 전극 세트를 포함하며, 세트 내 평행한 평면 전극 표면의 제1 쌍은, 서브-빔의 라인 중 일측을 따라 배열된 제1 평면 전극 표면, 및 제1 평면 전극 표면과 평행하고 서브-빔 경로의 라인의 일측의 반대측을 따라 배열된 제2 평면 전극 표면을 포함하고, 세트 내 평행한 평면 전극 표면의 제2 쌍은, 서브-빔 경로의 라인 중 상이한 일측을 따라 배열된 제1 평면 전극 표면, 및 제1 평면 전극 표면과 평행하고 서브-빔 경로의 라인의 상이한 일측의 반대측을 따라 배열된 제2 평면 전극 표면을 포함하고, 평행한 평면 전극 표면의 제1 쌍은 멀티-빔 내 서브-빔의 전체 라인과 정전기적으로 상호 작용하도록 구성되어 제1 방향의 서브-빔의 경로에 제1 편향량(deflection amount)을 적용할 수 있으며; 평행한 평면 전극 표면의 제2 쌍은 멀티-빔 내 서브-빔의 전체 라인과 정전기적으로 상호 작용하도록 구성되어 제2 방향의 서브-빔의 경로에 제2 편향량을 적용할 수 있고, 제1 방향은 제2 방향과 반대인, 멀티-빔 조작 장치.

제2 항: 제 1 항에 있어서, 제1 편향량의 크기는 제2 편향량의 크기와 상이한, 멀티-빔 조작 장치.

제3 항: 제 1 항에 있어서, 멀티-빔 조작 장치는 세트 내 평행한 평면 전극 표면의 각 쌍이 서브-빔의 경로에 편향을 적용하기 위해 멀티-빔 내 서브-빔의 전체 라인과 정전기적으로 상호 작용하도록 구성되는, 멀티-빔 조작 장치.

제4 항: 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 평행한 평면 전극 표면의 복수의 쌍은 어레이 내 모든 서브-빔 라인을 편향시킬 수 있도록 구성되고, 서브-빔 라인은 어레이를 가로질러 서로 실질적으로 평행한, 멀티-빔 조작 장치.

제5 항: 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 평행한 평면 전극 표면의 복수 쌍은 어레이의 서브-빔 라인 중 적어도 2개(전부는 아님)를 편향시킬 수 있도록 구성되며, 서브-빔 라인은 실질적으로 어레이 전체에서 서로 평행한, 멀티-빔 조작 장치.

제6 항: 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 세트의 평행한 평면 전극 표면의 각 쌍은 멀티-빔에서 서브-빔의 한 라인만을 편향시킬 수 있도록 구성되는, 멀티-빔 조작 장치.

제7 항: 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 평행한 평면 전극 표면의 모든 쌍은 서로 동일한 평면에 배열되고, 평면은 하전 입자 광축에 실질적으로 직교하는, 멀티-빔 조작 장치.

제8 항: 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 평행한 평면 전극 표면의 각 쌍은 서브-빔 라인 내 서브-빔의 모든 경로를 정전기적으로 편향시키기 위해 제1 및 제2 평면 사이에 전기장을 인가하도록 구성되고, 인가된 전기장은 하전 입자 광축에 실질적으로 직교하는, 멀티-빔 조작 장치.

제9 항: 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 사용 시, 평행한 평면 전극 표면의 각 쌍은 서브-빔 라인 내 모든 서브-빔의 경로를 편향시키기 위해 제1 및 제2 평면 사이에 실질적으로 일정한 전기장을 인가하는, 멀티-빔 조작 장치.

제10 항: 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 평행한 평면 전극 표면의 각 쌍은, 멀티-빔 내 서브-빔의 각 라인에 적용된 편향의 방향 및/또는 크기가 상이하게끔, 다른 쌍의 평행한 평면 전극에 의해 인가된 전기장과 방향 및/또는 크기가 상이한 전기장을 인가하도록 구성되는, 멀티-빔 조작 장치.

제11 항: 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서, 평행한 평면 전극 표면의 하나 이상의 쌍 각각에 대해, 평행한 평면 전극 표면의 일 쌍에 의해 인가된 전기장은 평행한 평면 전극 표면의 다른 쌍에 의해 인가된 전기장과 크기가 동일하고 방향이 반대인, 멀티-빔 조작 장치.

제12 항: 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서, 하전 입자 광축을 따라 볼 때, 멀티-빔 내 서브-빔의 위치는 실질적으로 마름모꼴인 격자, 실질적으로 비뚤어지거나 이동된 사각형 격자 및/또는 실질적으로 정사각형인 격자의 정점들(vertices)에 실질적으로 대응하는, 멀티-빔 조작 장치.

제13 항: 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서, 하전 입자 광축을 따라 볼 때, 멀티-빔 내 서브-빔의 위치는 실질적으로 육각형인 격자 및/또는 실질적으로 비뚤어지거나 이동된 육각형 격자의 정점들에 실질적으로 대응하는, 멀티-빔 조작 장치.

제14 항: 멀티-빔 조작 장치로서, 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 따른 제1 멀티-빔 조작 장치; 및 하나 이상의 추가적인 멀티-빔 조작 장치를 포함하고, 하나 이상의 추가적인 멀티-빔 조작 장치 각각은 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 따른 멀티-빔 조작 장치이며, 각각의 멀티-빔 조작 장치는 멀티-빔 조작 장치의 하전 입자 광축을 따라 상이한 위치에 배열되는, 멀티-빔 조작 장치.

제15 항: 제 14 항에 있어서, 평면 전극 표면의 쌍은; 각각의 멀티-빔 조작 장치 내에서 동일한 방향으로; 및 각각의 멀티-빔 조작 장치 내에서 상이한 방향으로 정렬되는, 멀티-빔 조작 장치.

제16 항: 제 14 항 또는 제 15 항에 있어서, 멀티-빔 조작 장치는 제2 멀티-빔 조작 장치를 포함하고; 제2 멀티-빔 조작 장치의 평면 전극 표면의 쌍은 제1 멀티-빔 조작 장치에 대해 실질적으로 직교하고 하향 경로로 정렬되는, 멀티-빔 조작 장치.

제17 항: 제 14 항 또는 제 15 항에 있어서, 멀티-빔 조작 장치는 제2 멀티-빔 조작 장치를 포함하고; 멀티-빔 조작 장치는 제3 멀티-빔 조작 장치를 포함하고; 제1, 제2 및 제3 멀티-빔 조작 장치의 평면 전극 표면 쌍은 각각 상이한 방향으로 정렬되는, 멀티-빔 조작 장치.

제18 항: 제 17 항에 있어서, 어레이는 3개의 서로 다른 라인 세트를 포함하며, 여기서 라인의 각 세트는 서로 상이한 방향으로 정렬되는, 멀티-빔 조작 장치.

제19 항: 제 14 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서, 멀티-빔 조작 장치 중 적어도 하나에 대해, 평행 전극 표면의 하나 이상의 쌍은 서브-빔의 각 라인의 경로가 멀티-빔 조작 장치 중 적어도 하나로부터 하향 빔의 다른 모든 라인의 경로와 교차하도록 서브-빔의 각 라인의 경로를 편향시키게끔 구성되는, 멀티-빔 조작 장치.

제20 항: 하전 입자 시스템으로서, 빔을 방출하도록 배열된 하전 입자의 소스; 빔에 따라 멀티-빔을 생성하도록 배열된 멀티-빔 생성기(멀티-빔은 복수의 서브-빔을 포함함); 및 멀티-빔 생성기에 의해 생성된 멀티-빔 내 서브-빔의 경로를 조작하도록 구성된, 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 따른 멀티-빔 조작 장치 또는 제 14 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 따른 멀티-빔 조작 장치를 포함하는, 하전 입자 시스템

제21 항: 제 20 항에 있어서, 하전 입자 광축은 멀티-빔 발생기에서 출력되는 멀티-빔에서 서브-빔의 평균 방향에 평행한 것으로 정의되는, 하전 입자 시스템.

제22 항: 제 20 항 또는 제 21 항에 있어서, 시스템은 서브-빔의 각각에 대해, 서브-빔 경로가 개별적으로 조작될 수 있도록 서브-빔의 경로를 조작하기 위한 하나 이상의 조작기를 더 포함하는, 하전 입자 시스템.

제23 항: 제 20 항 내지 제 22 항 중 어느 한 항에 있어서, 서브-빔을 조작하기 위한 조작기는 멀티-빔에서 서브-빔 경로를 실질적으로 시준하도록 구성되는, 하전 입자 시스템.

제24 항: 제 20 항 내지 제 23 항 중 어느 한 항에 있어서, 하전 입자는 전자인, 하전 입자 시스템.

제25 항: 전자-빔 검사 도구로서, 제 20 항 내지 제 24 항 중 어느 한 항에 따른 하전 입자 시스템을 포함하는, 하전 입자 시스템.

제26 항: 제 20 항 내지 제 24 항 중 어느 한 항에 따른 하전 입자 시스템을 포함하는, 전자-빔 리소그래피 도구.

제27 항: 복수의 서브-빔 경로를 편향시키기 위해 하전 입자의 멀티-빔 내 복수의 서브-빔 경로 상에서 작동하도록 구성된 멀티-빔 조작 장치로서, 서브-빔은 일련의 라인으로 배열된 어레이로 배열되고, 멀티-빔 조작 장치는 평행한 평면 전극 표면의 복수의 쌍을 포함하며, 평행한 평면 전극 표면의 제1 쌍은 서브-빔의 라인 중 적어도 하나를 따라 양측에 배열된 2개의 대향하는 평행한 평면 전극 표면을 포함하고; 평행한 평면 전극 표면의 제2 쌍은 서브-빔의 라인 중 적어도 다른 하나를 따라 양측에 배열된 2개의 대향하는 평행한 평면 전극 표면을 포함하고; 평행한 평면 전극 표면의 제1 쌍 및 제2 쌍은 어레이를 가로지르기 위해 멀티-빔을 가로질러 연장되며 작동 시 표면 쌍 사이의 라인에서 각각의 서브-빔 경로와 정전기적으로 상호작용하도록 구성되는, 멀티-빔 조작 장치.

제28 항: 하전 입자의 멀티-빔 내 서브-빔 경로의 어레이를 조작하도록 구성된 멀티-빔 조작기로서, 서브-빔은 어레이에서 라인으로 배열되며, 라인은 적어도 2개의 상이한 라인 방향으로 존재하고, 멀티-빔 조작기는, 어레이 내의 라인 방향의 수에 대응하고 멀티-빔의 경로 상의 상이한 위치에 배열된 다수의 편향기 장치를 포함하며, 각 편향기 장치는 복수의 쌍의 평행한 평면 전극 표면을 포함하고, 각 편향기 장치의 평행한 평면 전극 표면은 상이한 라인 방향으로 정렬되며, 복수의 평행한 평면 전극 표면 쌍은: 서브-빔의 라인 중 적어도 하나를 따라 양측에 배열된 2개의 대향하는 평행한 평면 전극 표면을 포함하는 평행 평면 전극 표면의 제1 쌍; 서브-빔 라인 중 적어도 다른 하나(서브-빔 라인 중 적어도 다른 하나는 서브-빔 라인 중 적어도 하나와 평행함)를 따라 양측에 배열된 2개의 대향하는 평행한 평면 전극 표면을 포함하는 평행한 평면 전극 표면의 제2 쌍; 및 어레이를 가로지르도록 멀티-빔을 가로질러 연장되고 작동 시 표면 쌍 사이의 라인에서 각각의 서브-빔 경로와 정전기적으로 상호작용하도록 구성된 평행한 평면 전극 표면의 제1 쌍 및 제2 쌍을 포함하는, 멀티-빔 조작기.

제29 항: 하전 입자의 멀티-빔 내 서브-빔 경로의 어레이를 조작하도록 구성된 멀티-빔 조작기로서, 서브-빔은 어레이에서 라인으로 배열되며, 라인은 적어도 2개의 상이한 라인 방향으로 존재하고, 멀티-빔 조작기는, 어레이 내의 라인 방향의 수에 대응하고 멀티-빔 경로를 따라 위치하는 다수의 편향기 장치를 포함하며, 각 편향기 장치는 복수의 평행한 평면 전극 표면을 포함하고, 각 편향기 장치의 평행한 평면 전극 표면은 상이한 라인 방향으로 정렬되며, 복수의 평행한 평면 전극 표면 쌍은: 작동 시 대향하는 평행한 평면 전극 표면의 각 쌍이 표면 사이의 각각의 적어도 하나의 라인에서 모든 서브-빔 경로와 정전기적으로 상호작용하도록, 대향하는 평행한 평면 전극 표면의 각 쌍이 서로 다른 적어도 하나의 서브-빔 경로 라인의 어느 한 쪽에서 멀티-빔 어레이를 가로질러 교차하도록 구성된 적어도 두 쌍의 대향하는 평행한 평면 전극 표면을 포함하는, 멀티-빔 조작기.

제30 항: 제 29 항에 있어서, 서브-빔을 초점으로 편향시키도록 구성되는, 멀티-빔 조작기.

제31 항: 하전 입자의 멀티-빔 내 복수의 서브-빔의 경로를 편향시키는 방법으로서, 서브-빔은 서브-빔이 복수의 라인으로 배열되도록 어레이로 배열되고, 방법은: 제1 편향량이 제1 방향의 서브-빔의 경로에 인가되도록 멀티-빔 내 서브-빔의 제1 라인 전체와 정전기적으로 상호작용하는 단계 및 제2 편향량이 제1 방향과 반대인 제2 방향의 서브-빔의 경로에 인가되도록 멀티-빔 내 서브-빔의 제2 라인 전체와 정전기적으로 상호작용하는 단계를 포함하는, 방법.

제32 항: 하전 입자의 멀티-빔 내 복수의 서브-빔의 경로를 편향시키는 방법으로서, 서브-빔은 복수의 라인으로 어레이로서 배열되고, 서브-빔의 라인은 어레이를 가로질러 서로 실질적으로 평행하며, 방법은: 복수의 쌍의 평행한 평면 전극 표면을 포함하는 전극 세트의 평행한 평면 전극 표면의 제1 쌍 - 평행한 평면 전극 표면의 제1 쌍은 서브-빔의 제1 라인에서 모든 서브-빔을 편향시킬 수 있도록 구성됨 - 을 사용하여, 제1 편향량이 제1 방향의 서브-빔의 경로에 인가되도록 멀티-빔 내 서브-빔의 제1 라인 전체와 정전기적으로 상호작용하는 단계; 및 전극 세트의 평행한 평면 전극 표면의 제2 쌍 - 평행한 평면 전극 표면의 제2 쌍은 서브-빔의 제2 라인에서 모든 서브-빔을 편향시킬 수 있도록 구성됨 - 을 사용하여, 제2 편향량이 상기 제1 방향과 반대인 제2 방향의 서브-빔의 경로에 인가되도록 멀티-빔 내 서브-빔의 제2 라인 전체와 정전기적으로 상호작용하는 단계를 포함하는, 방법.

제33 항: 세트에서 평행한 평면 전극 표면의 제1 쌍은 서브-빔의 제1 라인의 측면을 따라 배열된 제1 평면 전극 표면 및 제1 평면 전극 표면과 평행하게 그리고 제1 서브-빔 라인의 반대 측면을 따라 배열된 제2 평면 전극 표면을 포함하는, 방법.

제34 항: 세트에서 평행한 평면 전극 표면의 제2 쌍은 서브-빔의 제2 라인의 측면을 따라 배열된 제1 평면 전극 표면 및 제1 평면 전극 표면과 평행하게 그리고 제2 서브-빔 라인의 반대 측면을 따라 배열된 제2 평면 전극 표면을 포함하는, 방법.

Claims (15)

1. 하전 입자의 멀티-빔 내 복수의 서브-빔의 경로에서 작동하여 상기 복수의 서브-빔의 경로를 편향시키도록 구성된 멀티-빔 조작 장치로서,
   상기 서브-빔은 복수의 라인으로 어레이로서 배열되고,
   상기 멀티-빔 조작 장치는 복수의 쌍의 평행한 평면 전극 표면을 포함하는 전극 세트를 포함하며,
   상기 세트 내 평행한 평면 전극 표면의 제1 쌍은, 상기 서브-빔의 라인 중 일측을 따라 배열된 제1 평면 전극 표면, 및 상기 제1 평면 전극 표면과 평행하고 상기 서브-빔 경로의 라인의 상기 일측의 반대측을 따라 배열된 제2 평면 전극 표면을 포함하고,
   상기 세트 내 평행한 평면 전극 표면의 제2 쌍은, 상기 서브-빔 경로의 라인 중 상이한 일측을 따라 배열된 제1 평면 전극 표면, 및 상기 제1 평면 전극 표면과 평행하고 상기 서브-빔 경로의 라인의 상기 상이한 일측의 반대측을 따라 배열된 제2 평면 전극 표면을 포함하고,
   상기 평행한 평면 전극 표면의 제1 쌍은 상기 멀티-빔 내 서브-빔의 전체 라인과 정전기적으로 상호작용하도록 구성되어 제1 방향의 상기 서브-빔의 경로에 제1 편향량(deflection amount)을 적용할 수 있으며,
   상기 평행한 평면 전극 표면의 제2 쌍은 상기 멀티-빔 내 서브-빔의 전체 라인과 정전기적으로 상호작용하도록 구성되어 제2 방향의 상기 서브-빔의 경로에 제2 편향량을 적용할 수 있고,
   상기 제1 방향은 상기 제2 방향과 반대이며,
   상기 평행한 평면 전극 표면의 복수의 쌍은 상기 어레이 내 모든 서브-빔 라인을 편향시킬 수 있도록 구성되고, 상기 서브-빔 라인은 상기 어레이를 가로질러 서로 실질적으로 평행한,
   멀티-빔 조작 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 제1 편향량의 크기는 상기 제2 편향량의 크기와 상이한,
   멀티-빔 조작 장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 세트 내 평행한 평면 전극 표면의 각 쌍은 상기 서브-빔의 경로에 편향을 적용하기 위해 상기 멀티-빔 내 서브-빔의 전체 라인과 정전기적으로 상호작용하도록 구성되는,
   멀티-빔 조작 장치.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 세트 내 평행한 평면 전극 표면의 각 쌍은 상기 멀티-빔 내 서브-빔의 하나의 라인만을 편향시킬 수 있도록 구성되는,
   멀티-빔 조작 장치.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 평행한 평면 전극 표면의 모든 쌍은 서로 동일한 평면에 배열되고, 상기 평면은 하전 입자 광축에 실질적으로 직교하는,
   멀티-빔 조작 장치.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 평행한 평면 전극 표면의 각 쌍은 서브-빔 라인 내 서브-빔의 모든 경로를 정전기적으로 편향시키기 위해 제1 및 제2 평면 사이에 전기장을 인가하도록 구성되고,
   상기 인가된 전기장은 상기 하전 입자 광축에 실질적으로 직교하는,
   멀티-빔 조작 장치.
7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
   사용 시, 상기 평행한 평면 전극 표면의 각 쌍은 서브-빔 라인 내 모든 서브-빔의 경로를 편향시키기 위해 제1 및 제2 평면 사이에 실질적으로 일정한 전기장을 인가하는,
   멀티-빔 조작 장치.
8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 평행한 평면 전극 표면의 각 쌍은, 멀티-빔 내 서브-빔의 각 라인에 적용된 편향의 방향 및/또는 크기가 상이하게끔, 다른 쌍의 평행한 평면 전극 표면에 의해 인가된 전기장과 방향 및/또는 크기가 상이한 전기장을 인가하도록 구성되는,
   멀티-빔 조작 장치.
9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
   평행한 평면 전극 표면의 하나 이상의 쌍 각각에 대해, 상기 평행한 평면 전극 표면의 일 쌍에 의해 인가된 전기장은 상기 평행한 평면 전극 표면의 다른 쌍에 의해 인가된 전기장과 크기가 동일하고 방향이 반대인,
   멀티-빔 조작 장치.
10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하전 입자 광축을 따라 볼 때, 상기 멀티-빔 내 상기 서브-빔의 위치는 실질적으로 정사각형인 격자, 실질적으로 마름모꼴인 격자 및/또는 실질적으로 비뚤어지거나 이동된 정사각형 격자의 정점들(vertices)에 실질적으로 대응하는,
    멀티-빔 조작 장치.
11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하전 입자 광축을 따라 볼 때, 상기 멀티-빔 내 상기 서브-빔의 위치는 실질적으로 육각형인 격자 및/또는 실질적으로 비뚤어지거나 이동된 육각형 격자의 정점들에 실질적으로 대응하는,
    멀티-빔 조작 장치.
12. 멀티-빔 조작 장치로서,
    제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 따른 제1 멀티-빔 조작 장치; 및
    하나 이상의 추가적인 멀티-빔 조작 장치를 포함하고,
    상기 하나 이상의 추가적인 멀티-빔 조작 장치 각각은 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 따른 멀티-빔 조작 장치이며,
    각각의 멀티-빔 조작 장치는 상기 멀티-빔 조작 장치의 하전 입자 광축을 따라 상이한 위치에 배열되는,
    멀티-빔 조작 장치.
13. 제 12 항에 있어서,
    상기 평면 전극 표면의 쌍은:
    각각의 멀티-빔 조작 장치 내에서 동일한 방향으로; 및
    각각의 멀티-빔 조작 장치 내에서 상이한 방향으로 정렬되는,
    멀티-빔 조작 장치.
14. 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,
    상기 멀티-빔 조작 장치는 제2 멀티-빔 조작 장치를 포함하고,
    상기 제2 멀티-빔 조작 장치 내 상기 평면 전극 표면의 쌍은 상기 제1 멀티-빔 조작 장치에 대해 실질적으로 직교하도록 및 하향 경로(down-path)로 정렬되는,
    멀티-빔 조작 장치.
15. 하전 입자의 멀티-빔 내 복수의 서브-빔의 경로를 편향시키는 방법으로서,
    상기 서브-빔은 복수의 라인으로 어레이로서 배열되고, 상기 서브-빔의 라인은 상기 어레이를 가로질러 서로 실질적으로 평행하며, 상기 방법은:
    복수의 쌍의 평행한 평면 전극 표면을 포함하는 전극 세트의 평행한 평면 전극 표면의 제1 쌍 - 상기 평행한 평면 전극 표면의 제1 쌍은 서브-빔의 제1 라인에서 모든 서브-빔을 편향시킬 수 있도록 구성됨 - 을 사용하여, 제1 편향량이 제1 방향의 상기 서브-빔의 경로에 인가되도록 상기 멀티-빔 내 서브-빔의 제1 라인 전체와 정전기적으로 상호작용하는 단계; 및
    상기 전극 세트의 평행한 평면 전극 표면의 제2 쌍 - 상기 평행한 평면 전극 표면의 제2 쌍은 서브-빔의 제2 라인에서 모든 서브-빔을 편향시킬 수 있도록 구성됨 - 을 사용하여, 제2 편향량이 상기 제1 방향과 반대인 제2 방향의 상기 서브-빔의 경로에 인가되도록 상기 멀티-빔 내 서브-빔의 제2 라인 전체와 정전기적으로 상호작용하는 단계를 포함하는,
    방법.

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