KR20220150946A

KR20220150946A - 어레이화된 컬럼 검출기

Info

Publication number: KR20220150946A
Application number: KR1020227034656A
Authority: KR
Inventors: 알란 디 브로디; 로렌스 피 머레이; 존 필든
Original assignee: 케이엘에이 코포레이션
Priority date: 2020-03-09
Filing date: 2020-04-03
Publication date: 2022-11-11
Also published as: CN115280461A; JP7432759B2; JP2024023684A; IL295837A; US20210280386A1; US11239048B2; EP4111486A1; JP2023516791A; WO2021183154A1; KR20240042175A

Abstract

본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른 전자 빔 검사 시스템이 개시된다. 시스템은 하나 이상의 1차 전자 빔을 생성하도록 구성된 전자 빔 소스를 포함할 수 있다. 검사 시스템은 하나 이상의 1차 전자 빔을 샘플로 지향시키도록 구성된 전자 광학 요소들의 세트를 포함하는 전자 광학 컬럼(electron-optical column)을 또한 포함할 수 있다. 검사 시스템은 검출 어셈블리를 더 포함할 수 있고, 검출 어셈블리는, 샘플로부터 방출되는 전자들을 수집하도록 구성된 신틸레이터 기판 - 신틸레이터 기판은 수집된 전자들에 응답하여 광학 방사선을 생성하도록 구성됨 -; 하나 이상의 광 가이드; 광학 방사선을 수신하고 광학 방사선을 하나 이상의 광 가이드를 따라 지향시키도록 구성된 하나 이상의 반사 표면; 및 광 가이드로부터 광학 방사선을 수신하도록 구성된 하나 이상의 검출기를 포함한다.

Description

어레이화된 컬럼 검출기

본 개시는 일반적으로 입자 빔 검출에 관한 것이며, 보다 구체적으로는, 2차 및 후방산란 전자를 측정하기 위한 고속 검출기에 관한 것이다.

검사 시스템은 반도체 웨이퍼 상의 결함들을 식별하고 분류하여 샘플 상의 결함 집단을 생성한다. 검사 시스템은 광학 검사 시스템, 및 전자 빔 시스템과 같은 하전 입자 검사 시스템을 포함할 수 있다. 전자 빔 검사 시스템의 상황에서, 전자 빔은 샘플로 지향되고, 검출기는 샘플을 특징짓기 위해 샘플로부터 방출되는 2차 및/또는 후방산란 전자를 수집하도록 구성된다. 통상적으로, 전자 빔 검사 시스템은 2차 및 후방산란 전자를 수집하기 위해 실리콘 검출기를 활용한다. 그러나, 실리콘 검출기의 커패시턴스는 검출의 대역폭을 제한시킨다. 추가적으로, 실리콘 검출기는 일반적으로 트랜스임피던스 증폭기를 필요로 하는데, 이는 낮은 신호 환경에서 신호 대 노이즈비(signal-to-noise ratio; SNR)에 상당한 영향을 미칠 수 있다. 또한, 검출기로부터의 전류를 증폭하는 데 필요한 트랜스임피던스 증폭기는 일반적으로 대역폭과 신호 대 노이즈비를 최대화하기 위해 검출기에 최대한 가깝게 배치되어야 한다. 이것은 일반적으로 전자 빔 검사 시스템의 진공 챔버 내에 트랜스임피던스 증폭기를 배치할 것을 필요로 하며, 이는 회로 컴포넌트들로부터의 아웃개싱(outgassing)을 초래시킬 수 있다. 마지막으로, 실리콘 검출기로부터의 전기 신호는 디지털화되기 전에 진공 챔버로부터 상당한 거리를 두고 지향되어야 하므로, 부정적인 크로스토크(cross-talk) 및 전자기 간섭(electromagnetic interference; EMI) 문제를 야기시킨다. 따라서, 위에서 식별된 것들과 같은 단점들을 치유하기 위한 시스템 및 방법을 제공하는 것이 요망될 것이다.

전자 빔 검사 시스템이 개시된다. 실시예들에서, 시스템은 하나 이상의 1차 전자 빔을 생성하도록 구성된 전자 빔 소스를 포함할 수 있다. 추가적인 실시예들에서, 시스템은 하나 이상의 1차 전자 빔을 샘플로 지향시키도록 구성된 전자 광학 요소들의 세트를 포함하는 전자 광학 컬럼(electron-optical column)을 포함한다. 추가적인 실시예들에서, 시스템은 검출 어셈블리를 포함하고, 검출 어셈블리는, 하나 이상의 1차 전자 빔에 응답하여 샘플로부터 방출되는 전자들을 수집하도록 구성된 신틸레이터(scintillator) 기판 - 신틸레이터 기판은 수집된 전자들에 응답하여 광학 방사선을 생성하도록 구성됨 -; 하나 이상의 광 가이드; 신틸레이터 기판에 의해 생성된 광학 방사선을 수신하고 광학 방사선을 하나 이상의 광 가이드를 따라 지향시키도록 구성된 하나 이상의 반사 표면; 및 광 가이드로부터 광학 방사선을 수신하도록 구성된 하나 이상의 검출기를 포함한다.

다중 컬럼 검사 시스템이 개시된다. 실시예들에서, 시스템은 1차 전자 빔들의 어레이를 생성하도록 구성된 전자 빔 소스를 포함할 수 있다. 추가적인 실시예들에서, 시스템은 복수의 전자 광학 컬럼을 포함하고, 각각의 전자 광학 컬럼은 1차 전자 빔들의 어레이의 1차 전자 빔을 샘플쪽으로 위치들의 어레이에 지향시키도록 구성된 전자 광학 요소들의 세트를 포함한다. 추가적인 실시예들에서, 시스템은 검출 어셈블리를 포함하고, 검출 어셈블리는, 1차 전자 빔들의 어레이에 응답하여 샘플로부터 방출되는 전자들을 수집하도록 구성된 신틸레이터 기판들의 어레이 - 신틸레이터 기판의 어레이는 수집된 전자들에 응답하여 광학 방사선을 생성하도록 구성됨 -; 복수의 광 가이드들 - 복수의 광 가이드들은 신틸레이터 기판들의 어레이에 광학적으로 결합됨 -; 신틸레이터 기판들의 어레이의 신틸레이터 기판에 의해 생성된 광학 방사선을 수신하도록 구성된 복수의 반사 표면들; 및 복수의 광 가이드들에 광학적으로 결합된 복수의 검출기들 - 복수의 검출기들의 각각의 검출기는 복수의 광 가이드들의 광 가이드로부터 광학 방사선을 수신하도록 구성됨 -을 포함한다.

방법이 개시된다. 실시예에서, 방법은, 전자 빔 소스로 하나 이상의 1차 전자 빔을 생성하는 단계; 하나 이상의 1차 전자 빔을 전자 광학 컬럼으로, 샘플로 지향시키는 단계; 하나 이상의 1차 전자 빔에 응답하여 샘플로부터 방출되는 전자들을 신틸레이터 기판으로 수집하는 단계; 수집된 전자들에 응답하여 신틸레이터 기판으로 광학 방사선을 생성하는 단계; 반사 표면으로, 광학 방사선을 광 가이드로 지향시키는 단계; 광 가이드로, 광학 방사선을 검출기로 지향시키는 단계 - 검출기는 광학 방사선에 응답하여 하나 이상의 신호를 생성하도록 구성됨 -; 및 하나 이상의 신호에 기초하여 샘플의 하나 이상의 특성을 결정하는 단계를 포함한다.

전술한 대략적인 설명과 후술하는 상세한 설명 모두는 일례일 뿐으로서 예시적인 것에 불과하며, 청구된 본 발명을 반드시 제한시키지는 않는다는 것을 이해해야 한다. 본 명세서에서 병합되어 있고 본 명세서의 일부를 구성하는 첨부 도면들은 본 발명의 실시예들을 도시하며, 상기 개략적인 설명과 함께, 본 발명의 원리들을 설명하는 역할을 한다.

본 개시의 수많은 장점들은 첨부 도면들을 참조함으로써 본 발명분야의 당업자에 의해 보다 잘 이해될 수 있다:
도 1은 전자 빔 검사 시스템의 개념도이다.
도 2a는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른, 신틸레이터 기판 및 광 가이드를 활용하는 전자 빔 검사 시스템의 개념도이다.
도 2b는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른, 신틸레이터 기판 및 광 가이드를 활용하는 전자 빔 검사 시스템의 개념도이다.
도 3은 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른, 신틸레이터 기판 및 광 가이드를 활용하는 전자 빔 검사 시스템의 개념도이다.
도 4a는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른, 전자 빔 검사 시스템의 신틸레이터 기판 및 샘플의 개략도이다.
도 4b는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른, 전자 빔 검사 시스템의 신틸레이터 기판 및 샘플의 개략도이다.
도 5a는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른, 다중 컬럼 검사 시스템의 신틸레이터 기판들의 어레이의 개략도이다.
도 5b는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른, 다중 컬럼 검사 시스템의 개념도이다.
도 6은 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른, 전자 빔 검사를 위한 방법의 흐름도를 나타낸다.

이제부터, 첨부된 도면들에서 도시되고 개시된 본 발명내용을 자세하게 설명할 것이다. 본 개시는 특정 실시예들 및 그 특정 특징들과 관련하여 특히 도시되고 설명되었다. 본 명세서에서 진술된 실시예들은 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로서 간주된다. 본 개시의 사상과 범위를 벗어나지 않으면서 형태 및 세부사항의 다양한 변경들과 수정들이 취해질 수 있다는 것은 당업자에게 손쉽게 자명되어야 한다.

일부 통상적인 전자 빔 검사 시스템은 2차 및 후방산란 전자를 수집하기 위해 실리콘 검출기를 활용한다. 그러나, 실리콘 검출기의 커패시턴스는 검출의 대역폭을 제한시킨다. 추가적으로, 실리콘 검출기는 일반적으로 트랜스임피던스 증폭기를 필요로 하는데, 이는 낮은 신호 환경에서 신호 대 노이즈비(signal-to-noise ratio; SNR)에 상당한 영향을 미칠 수 있다.

예를 들어, 도 1은 전자 빔 검사 시스템(100)의 개념도이다. 특히, 도 1에서 예시된 전자 빔 검사 시스템(100)은 예시적인 전자 빔 검사 시스템으로서 제공된 것이다. 이와 관련하여, 전자 빔 검사 시스템(100)의 간략한 설명은 본 개시의 부수적인 장점들이 비교될 수 있는 기준점을 제공할 수 있다는 것이 여기에서 고려된다.

전자 빔 검사 시스템(100)은 전자 소스(106)(이미터(108)를 포함함)로부터의 1차 전자 빔을 샘플(130)의 표면으로 지향시키도록 구성된 전자 광학 컬럼(102)을 포함할 수 있다. 전자 광학 컬럼(102)은 복수의 전자 광학 요소들(110)을 포함할 수 있다. 전자 광학 컬럼(102)의 다양한 전자 광학 요소들이 진공 챔버(104) 내에 배치될 수 있다.

복수의 전자 광학 요소들(110)은, 하나 이상의 추출기(112), 하나 이상의 집광 렌즈(114), 하나 이상의 정렬 편향기(116), 하나 이상의 빔 제한 어퍼처(118), 하나 이상의 검출기(120), 하나 이상의 스캔 편향기(122)(예를 들어, 상위 세트의 스캔 편향기(124) 및 하위 세트의 스캔 편향기(126)), 및 하나 이상의 대물 렌즈(128)를 포함할 수 있지만, 이들을 반드시 포함할 필요는 없다. 도 1이 특정 전자 광학 요소 구성을 도시하지만, 그러한 도시는 단지 예시의 목적으로 제공된 것이며 본 개시의 범위에 대한 제한으로서 해석되어서는 안 된다는 점에 유의한다.

검출기(120)(예를 들어, 실리콘 검출기)는 1차 전자 빔에 응답하여 샘플의 표면으로부터 방출되는 2차 및/또는 후방산란 전자를 수집하도록 구성될 수 있다. 본 명세서에서 이전에 언급된 바와 같이, 실리콘 검출기(예를 들어, 도 1에서 예시된 검출기)는 검출의 대역폭을 제한할 수 있다. 또한, 도 1에서 예시된 전자 빔 검사 시스템(100)과 같은, 실리콘 검출기를 활용하는 검사 시스템은 검출기로의 그리고 검출기로부터의 전류를 증폭하기 위해 트랜스임피던스 증폭기(미도시됨)를 필요로 할 수 있다. 이러한 트랜스임피던스 증폭기는 일반적으로 전자 빔 검사 시스템(100)의 진공 챔버(104) 내에 배치되어야 하는데, 이는 회로 컴포넌트들의 아웃개싱을 초래시킬 수 있다. 마지막으로, 실리콘 검출기로부터의 전기 신호는 디지털화되기 전에 진공 챔버(104)로부터 상당한 거리를 두고 지향되어야 하므로, 부정적인 크로스토크(cross-talk) 및 전자기 간섭(electromagnetic interference; EMI) 문제를 야기시킨다.

따라서, 본 개시의 실시예들은 위에서 식별된 이전 접근법들의 결점들 중 하나 이상을 치유하는 시스템 및 방법에 관한 것이다. 본 개시의 실시예들은 2차 및 후방산란 전자를 검출하기 위해 신틸레이터 기판 및 광 가이드를 활용하는 전자 빔 검사 시스템에 관한 것이다. 본 개시의 추가적인 실시예들은 2차 및 후방산란 전자를 검출하기 위해 신틸레이터 기판들의 어레이 및 복수의 광 가이드들을 활용하는 다중 컬럼 빔 검사 시스템에 관한 것이다.

본 개시의 실시예들은 하전 입자(예를 들어, 전자 빔) 특성화 시스템의 환경에서 사용될 수 있는, 저노이즈, 저프로파일, 고속 검출기를 제공할 수 있다는 것이 여기서 고려된다. 특히, 신틸레이터 기판들과 광 가이드들을 통한 전자 검출을 가능하게 함으로써, 본 개시의 시스템 및 방법은 위에서 식별된 이전 접근법들의 많은 결점들을 해결할 수 있다.

도 2a와 도 2b는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른, 신틸레이터 기판(232) 및 광 가이드(0025)를 활용하는 전자 빔 검사 시스템(200a, 200b)의 개념도들을 예시한 것이다.

실시예들에서, 전자 빔 검사 시스템(200a, 200b)은 전자 빔 소스(206)(이미터(208)를 포함함)로부터의 1차 전자 빔을 샘플(228)의 표면으로 지향시키도록 구성된 전자 광학 컬럼(202)을 포함할 수 있다. 실시예들에서, 전자 광학 컬럼(202)은, 비제한적인 예시로서, 마이크로 전자 광학 컬럼(예를 들어, 미니어처 컬럼), 마이크로 전자기계 시스템(micro-electromechanical system; MEMS) 컬럼, 주사 전자 현미경(scanning electron microscopy; SEM) 컬럼 등을 비롯하여, 당업계에서 공지된 임의의 전자 광학 컬럼을 포함할 수 있다.

전자 광학 컬럼(202)은, 비제한적인 예시로서, 하나 이상의 추출기(212), 하나 이상의 집광 렌즈(214), 하나 이상의 정렬 편향기(216), 하나 이상의 빔 제한 어퍼처(118), 하나 이상의 스캔 편향기(220)(예를 들어, 상위 세트의 스캔 편향기(222) 및 하위 세트의 스캔 편향기(224)), 및 하나 이상의 대물 렌즈(226)를 포함하는 복수의 전자 광학 요소들(210)을 포함할 수 있다. 전자 광학 컬럼(202)의 다양한 전자 광학 요소들이 진공 챔버(204) 내에 배치될 수 있다.

일부 실시예들에서, 실리콘 검출기 대신에, 전자 빔 검사 시스템(200a, 200b)은 하나 이상의 신틸레이터 기판(232) 및 하나 이상의 광 가이드(234)를 포함하는 검출 어셈블리(230)를 포함할 수 있다. 실시예들에서, 신틸레이터 기판(232)은 1차 전자 빔(201)에 응답하여 샘플(250)의 표면으로부터 방출되는 2차 및/또는 후방산란 전자를 수집하도록 구성된다. 신틸레이터 기판(232)은 또한 수집된 2차/후방산란 전자에 응답하여 광학 방사선(예를 들어, 광)을 생성하도록 구성될 수 있다. 후속적으로, 검출 어셈블리(230)의 광 가이드(234)는 신틸레이터 기판(232)에 의해 생성된 광학 방사선을 수신하고, 광학 방사선을 하나 이상의 검출기(도 2a와 도 2b에서 도시되지 않음)로 지향시키도록 구성될 수 있다. 실시예들에서, 광 가이드(234)는 신틸레이터 기판(232)에 의해 생성된 광학 방사선을 진공 챔버(204) 내에 배치된 하나 이상의 진공 피드스루 포트(236)를 통해 검출기들에 전달하도록 구성될 수 있다.

도 2a와 도 2b에서 예시된 전자 빔 검사 시스템(200a, 200b)은 2차 및/또는 후방산란 전자의 저노이즈, 저프로파일, 고속 검출을 제공할 수 있다는 것이 여기에서 고려된다. 고속 신틸레이터 기판(232) 및 광 가이드(234)를 활용함으로써, 2차 전자 및 후방산란 전자로부터 초래되는 신호들은 낮은 손실, 높은 이득(예를 들어, 1Mx), 및 낮은 추가 노이즈를 갖고 진공 챔버(204) 밖으로 나와서 검출기(예를 들어, 광전자 증배관(PMT))로 전달될 수 있다. 또한, 고속 신틸레이터 기판(232) 및 광 가이드(234)를 활용함으로써, 검출 어셈블리(230)는 컬럼의 길이가 짧도록(예를 들어, 로우 프로파일) 얇을 수 있다. 이와 관련하여, 컬럼의 길이는 75mm 미만일 수 있다.

도 2a와 도 2b에서 예시된 전자 빔 검사 시스템(200a, 200b)은 도 1에서 예시된 전자 빔 검사 시스템(100)의 하나 이상의 결점을 치유할 수 있다는 것이 여기서 추가로 고려된다. 특히, 전자 빔 검사 시스템(200)의 검출기는 전자 빔 검사 시스템(100)의 진공 챔버(104) 내부가 아니라, 진공 챔버(204) 외부에 장착될 수 있다. 검출기가 진공 챔버(204) 외부에 장착되도록 함으로써, 공간 제약이 완화되고, 진공 호환가능 물질에 대한 요건들이 회피될 수 있다. 추가적으로, 도 2a와 도 2b에서의 광의 전달(도 1에서의 전기 신호의 전달보다는)은 노이즈 및 크로스토크를 감소시킬 수 있다. 또한, 도 2a와 도 2b에서 예시된 전자 빔 검사 시스템(200a, 200b)은 증폭기가 진공 챔버(204) 내에 배치될 필요성을 제거함으로써 잠재적으로 부정적인 아웃개싱 효과를 제거한다.

도 2a에서 검출기 어셈블리(230)(신틸레이터 기판(232) 및 광 가이드(234))는 중간 컬럼 위치에서 도시되어 있지만, 본 명세서에서 달리 언급되지 않는 한, 이것은 본 개시의 제한으로서 간주되어서는 안 된다. 이와 관련하여, 검출기 어셈블리(230)는 전자 광학 컬럼(202) 내의 당업계에 공지된 임의의 지점에 위치될 수 있다. 예를 들어, 본 명세서에서 더 상세히 설명되는 바와 같이, 검출 어셈블리(230)의 신틸레이터 기판(232)은 전자 광학 컬럼(202)의 광축 주위에 및/또는 이에 인접하게 배치될 수 있다. 다른 예시로서, 도 2b에서 도시된 바와 같이, 검출기 어셈블리(230)(신틸레이터 기판 및 광 가이드)는 진공 챔버(204)의 외부 및 전기 광학 컬럼(202)의 외부에 (예를 들어, 전자 광학 컬럼(202) 아래에) 위치될 수 있다.

도 2a와 도 2b는 특정 전자 광학 요소들(210)의 구성을 도시하지만, 그러한 도시는 단지 예시의 목적으로 제공된 것이며 본 개시의 범위를 제한시키는 것으로서 해석되어서는 안 된다는 점에 유의한다. 전자 광학 요소(210)는 1차 전자 빔을 샘플의 표면으로 지향시키기에 적절한 임의의 구성으로 있을 수 있다.

전자 빔 검사 시스템(200a, 200b)은 도 3에서 예시된 전자 검사 시스템(200)을 참조하여 추가로 도시되고 설명될 수 있다.

도 3은 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른, 신틸레이터 기판(232) 및 광 가이드(234)를 활용하는 전자 빔 검사 시스템(200)의 개념도이다. 본 명세서에서 달리 언급되지 않는 한, 도 2a와 도 2b에서 예시된 전자 빔 검사 시스템(200a, 200b)과 연관된 임의의 논의는 도 3에서 예시된 전자 빔 검사 시스템(200)에 적용되는 것으로서 간주될 수 있음에 유의한다. 반대로, 본 명세서에서 달리 언급되지 않는 한, 도 3에서 예시된 전자 빔 검사 시스템(200)과 연관된 임의의 논의는 도 2a와 도 2b에서 예시된 전자 빔 검사 시스템(200a, 200b)에 적용되는 것으로서 간주될 수 있다.

실시예들에서, 전자 빔 검사 시스템(200)은, 비제한적인 예시로서, 하나 이상의 전자 빔 소스(206), 하나 이상의 전자 광학 컬럼(202), 검출 어셈블리(232), 및 하나 이상의 프로세서(244)와 메모리(246)를 포함하는 제어기(242)를 포함할 수 있다. 실시예들에서, 검출 어셈블리(230)는, 비제한적인 예시로서, 하나 이상의 신틸레이터 기판(232), 하나 이상의 광 가이드(234), 및 하나 이상의 검출기(240)를 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 전자 빔 검사 시스템(200)은 스테이지 어셈블리(252) 상에 배치된 샘플(250)을 검사 및/또는 측정하도록 구성된다. 이와 관련하여, 전자 빔 검사 시스템(200)은 샘플(250)의 하나 이상의 이미지를 획득하도록 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 전자 빔 소스(206)는 하나 이상의 1차 전자 빔(201)을 생성하고 하나 이상의 1차 전자 빔(201)을 샘플(250)로 지향시키도록 구성된다. 전자 빔 소스(206)는, 비제한적인 예시로서, 전자총, 광 음극(photocathode) 전자 빔 소스 등을 비롯하여 당업계에서 공지된 임의의 전자 빔 소스를 포함할 수 있다. 그러나, 본 명세서에서 본 개시의 실시예들이 전자 빔 및 전자 빔 소스 이외의 다른 환경에서 구현될 수 있다는 것에 또한 유의한다. 이와 관련하여, 시스템(200)은, 비제한적인 예시로서, 이온 총, 캐소드 소스, 이미터 팁, 애노드 등을 비롯하여 당업계에서 공지된 임의의 유형의 입자 빔 소스를 포함할 수 있다.

실시예들에서, 전자 광학 컬럼(202)은 하나 이상의 1차 전자 빔(201)을 수신하고 하나 이상의 1차 전자 빔(201)을 샘플(250)에 포커싱하고 및/또는 샘플(250)로 지향시키도록 구성된 하나 이상의 전자 광학 요소(254)를 포함할 수 있다. 하나 이상의 전자 광학 요소(254)는, 비제한적인 예시로서, 추출기, 빔 제한 어퍼처, 편향기, 전자 광학 렌즈, 집광 렌즈(예컨대, 자기 집광 렌즈), 대물 렌즈(예컨대, 자기 집광 렌즈) 등을 비롯하여 당업계에서 공지된 임의의 전자 광학 요소들을 포함할 수 있다. 다른 예시로서, 전자 빔 검사 시스템(200)(예를 들어, 전자 광학 요소(254))은, 비제한적인 예시로서, 샘플(250)의 표면에 대한 하나 이상의 1차 전자 빔(201)의 위치를 제어하는 데 적절한 하나 이상의 전자기 스캐닝 코일 또는 정전 편향기를 비롯한 하나 이상의 전자 빔 스캐닝 요소를 포함할 수 있다. 또한, 하나 이상의 스캐닝 요소는 선택된 패턴으로 샘플(250)에 걸쳐 하나 이상의 1차 전자 빔(201)을 스캔하는데 활용될 수 있다.

실시예들에서, 전자 빔 소스(206) 및/또는 전자 광학 컬럼(202)(예를 들어, 전자 광학 요소(254))은 하나 이상의 1차 전자 빔(201)을 하나 이상의 쉴드(256)를 통해 샘플(250)의 표면으로 지향시키도록 구성된다. 샘플(250)은, 비제한적인 예시로서, 웨이퍼, 레티클, 포토마스크 등을 비롯하여 당업계에서 공지된 임의의 샘플을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 샘플(250)은 샘플(250)의 이동을 용이하게 하기 위해 스테이지 어셈블리(252) 상에 배치된다. 다른 실시예에서, 스테이지 어셈블리(252)는 액추에이터블(actuatable) 스테이지이다. 예를 들어, 스테이지 어셈블리(252)는, 비제한적인 예시로서, 하나 이상의 선형 방향(예를 들어, x방향, y방향, 및/또는 z방향)을 따라 샘플(250)을 선택적으로 병진이동시키기에 적절한 하나 이상의 병진이동 스테이지를 포함할 수 있다. 다른 예시로서, 스테이지 어셈블리(252)는, 비제한적인 예시로서, 회전 방향을 따라 샘플(250)을 선택적으로 회전시키기에 적절한 하나 이상의 회전 스테이지를 포함할 수 있다. 다른 예시로서, 스테이지 어셈블리(252)는, 비제한적인 예시로서, 선택적으로 샘플(250)을 선형 방향을 따라 병진이동시키고 및/또는 샘플(250)을 회전 방향을 따라 회전시키기에 적절한 회전 스테이지 및 병진이동 스테이지를 포함할 수 있다. 전자 빔 검사 시스템(200)은 당업계에서 공지된 임의의 스캐닝 모드에서 동작할 수 있다는 것을 여기서 유의한다.

실시예들에서, 전자 광학 검사 시스템(200)은 하나 이상의 1차 전자 빔(201)에 응답하여 샘플(250)의 표면으로부터 방출되는 2차 및/또는 후방산란 전자(203)(이하, 단순화를 위해 "2차 전자(203)"라고 칭함)를 수집하도록 구성된 검출 어셈블리(230)를 포함한다. 실시예들에서, 검출 어셈블리(230)는, 비제한적인 예시로서, 하나 이상의 신틸레이터 기판(232), 하나 이상의 광 가이드(234), 및 하나 이상의 검출기(240)를 포함할 수 있다.

실시예들에서, 신틸레이터 기판(232)은 1차 전자 빔(201)에 응답하여 샘플(250)의 표면으로부터 방출되는 2차 전자(203)를 수집하도록 구성된다. 신틸레이터 기판(232)은 또한 수집된 2차 전자(230)에 응답하여 광학 방사선(예를 들어, 광)을 생성하도록 구성될 수 있다. 신틸레이터 기판(232)은, 비제한적인 예시로서, 사파이어 기판, 유리 기판 등을 비롯하여 당업계에서 공지된 임의의 신틸레이터 물질로부터 제조될 수 있다. 신틸레이터 기판(232)은 신틸레이터 기판(232)의 물질에 따라 다양한 두께를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 신틸레이터 기판(232)은 대략 0.4mm 내지 0.5mm의 두께(예를 들어, 도 3에서 도시된 바와 같은 높이)를 나타낼 수 있다. 일부 실시예들에서, 전자 광학 컬럼(202)은 샘플(250)의 표면으로부터 방출되는 2차 전자(203)를 수집하고, 신틸레이터 기판(232)에 지향/포커싱하도록 구성된 하나 이상의 전자 광학 요소(254)를 포함할 수 있다.

후속적으로, 검출 어셈블리(230)의 광 가이드(234)는 신틸레이터 기판(232)에 의해 생성된 광학 방사선을 수신하고, 광학 방사선을 하나 이상의 검출기(240)로 지향시키도록 구성될 수 있다. 본 명세서에서 이전에 언급된 바와 같이, 본 개시의 실시예들은, 전자 빔 검사 시스템(200)의 다양한 컴포넌트들(예를 들어, 전자 빔 소스(206), 신틸레이터 기판(232), 광 가이드(234))이 진공 챔버(204) 내에 배치되는 반면에, 검출기(240)가 전자 빔 검사 시스템(200)의 진공 챔버(204) 외부에 배치되는 것을 가능하게 할 수 있다. 이와 관련하여, 일부 실시예들에서, 광 가이드(234)는 신틸레이터 기판(232)에 의해 생성된 광학 방사선을 진공 챔버(204) 내에 배치된 하나 이상의 진공 피드스루 포트(236)를 통해 검출기들(240)에 전달하도록 구성될 수 있다.

광 가이드(234)는 하나 이상의 신틸레이터 기판(232)에 의해 생성된 광학 방사선(예를 들어, 광)을 수집하고 지향시키도록 구성된 당업계에서 공지된 임의의 광학 컴포넌트들을 포함할 수 있다는 것이 여기서 고려된다. 예를 들어, 광 가이드(234)는 하나 이상의 광섬유를 포함할 수 있다. 예를 들어, 광 가이드(234)는 광섬유 다발을 포함할 수 있다. 다른 예시로서, 광 가이드(234)는 고체 광 전도 물질(예를 들어, 광 튜브, 광 도파관 등)을 포함할 수 있다.

다른 실시예에서, 검출 어셈블리(230)는 광을 수집하고 광을 검출기(240)로 지향(예를 들어, 결합)시키도록 구성된 하나 이상의 반사 및/또는 굴절 표면을 포함한다. 예를 들어, 검출 어셈블리(230)의 광 가이드(234)는 신틸레이터 기판(232)의 표면에 대해 일정 각도로 구성된 반사 표면(238)을 포함할 수 있으며, 여기서 반사 표면(238)은 신틸레이터 기판(232)으로부터의 광학 방사선(광)을 검출기(240)로 지향시키도록 구성된다. 예를 들어, 반사 표면(238)은 35~55도 사이의 각도로 구성될 수 있다. 반사 표면(238)은 거울화된 표면, 금속성 코팅으로 처리된 표면 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 반사 표면(238)은 알루미늄 코팅을 포함할 수 있다. 다른 예시로서, 광 가이드(234)의 하나 이상의 단부는 신틸레이터 기판(232)의 표면에 대해 일정 각도로 구성된 반사 표면(238)을 포함할 수 있다.

일부 실시예들에서, 검출 어셈블리(230)는 진공 챔버(204) 외부로의 광학 방사선의 결합을 용이하게 하도록 구성된 하나 이상의 인덱스-정합(index-matching) 물질을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 검출 어셈블리(230)는 신틸레이터 기판(232)에 의해 생성된 광학 방사선의 수집 및 전달을 용이하게 하기 위해 신틸레이터 기판(232)과 하나 이상의 광 가이드(234)의 계면에 배치된 하나 이상의 인덱스-정합 물질을 포함할 수 있다.

추가적인 및/또는 대안적인 실시예들에서, 검출 어셈블리(230)는 신틸레이터 기판(232)으로부터의 광학 방사선의 전달을 용이하게 하도록 구성된 하나 이상의 마이크로 광학 요소를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 검출 어셈블리(230)는 신틸레이터 기판(232)에 의해 생성된 광학 방사선의 적어도 일부를 광 가이드(234)의 적어도 일부에 포커싱하도록 구성된 하나 이상의 마이크로 광학 요소를 포함할 수 있다. 예를 들어, 광섬유 다발의 환경에서, 신틸레이터 기판(232)의 특정 위치에서 생성된 광학 방사선의 일부를 광섬유 다발의 특정 광섬유들에 포커싱하기 위해 마이크로 광학 요소가 사용될 수 있다. 이 예시에서, 마이크로 광학 요소는 신틸레이터 기판(232)과 광 가이드(234) 사이에 배치될 수 있다(예를 들어, 신틸레이터 기판(232)의 표면 상에 배치됨). 검출 어셈블리(230) 내의 마이크로 광학 요소의 추가는 하나 이상의 검출기(240) 상에서의 생성된 광학 방사선의 공간 분해능을 향상시킬 수 있다는 것을 여기서 유의한다. 하나 이상의 마이크로 광학 요소는, 비제한적인 예시로서, 렌즈, 거울, 프리즘, 빔 스플리터 등을 비롯하여 당업계에서 공지된 임의의 마이크로 광학 요소들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 마이크로 광학 요소는, 비제한적인 예시로서, 마이크로 렌즈 어레이, 하나 이상의 회절 광학 요소(diffractive optical element; DOE), 하나 이상의 굴절 광학 요소(refractive optical element; ROE), 하나 이상의 균질화기 등을 포함할 수 있다.

실시예들에서, 하나 이상의 검출기(240)는 광 가이드(234)에 의해 전달된 광학 방사선(예를 들어, 광)을 수신하도록 구성될 수 있다. 검출기(240)는, 비제한적인 예시로서, 다중 채널 또는 단일 채널 검출기를 포함하는 신틸레이터 기판(232)에 의해 생성되는 광학 방사선을 검출하도록 구성된, 당업계에서 공지된 임의의 검출기를 포함할 수 있다. 예를 들어, 검출기(240)는, 비제한적인 예시로서, 전하 결합 소자(charge-coupled device; CCD), 상보형 금속 산화물 반도체(complementary metal-oxide semiconductor; CMOS) 소자, 광전자 증배관(photomultiplier tube; PMT), 광다이오드 어레이, 애벌랜치 광다이오드 검출기(avalanche photodiode detector; APD), 촬상 소자 등을 포함할 수 있다. 실시예들에서, 검출기(240)는 광학 방사선을 수신하고 수신된 광학 방사선에 기초하여 신호들 및/또는 이미지들을 생성하도록 구성된다. 실시예들에서, 하나 이상의 검출기(240)는 광 가이드(234)를 통해 수신된 광학 방사선에 응답하여 하나 이상의 신호(예를 들어, 검출기 신호) 및/또는 하나 이상의 이미지를 생성하도록 구성된다.

전자 빔 검사 시스템(200)은 검출기(240) 및/또는 전자 빔 검사 시스템(200)의 다양한 컴포넌트들(예를 들어, 전자 빔 소스(206), 전자 광학 요소(254), 스테이지 어셈블리(252) 등)에 통신가능하게 결합된 제어기(242)를 더 포함할 수 있다. 제어기(242)는 메모리(246)에 저장된 프로그램 명령어들의 세트를 실행하도록 구성된 하나 이상의 프로세서(244)를 포함할 수 있고, 프로그램 명령어들의 세트는 하나 이상의 프로세서(244)로 하여금 본 개시의 다양한 단계들/기능들을 수행하게 하도록 구성된다. 예를 들어, 제어기(242)는 검출기(240)의 출력을 분석하도록(예를 들어, 이미지/검출기 신호를 분석하도록) 구성될 수 있다. 다른 실시예에서, 제어기(242)는 검출기(240)로부터 수신된 검출기 신호에 기초하여 샘플(250)의 하나 이상의 특성을 분석하도록 구성된다. 다른 실시예에서, 제어기(242)는 샘플(250)에 대한 포커싱을 유지하기 위해 전자 빔 검사 시스템(200)의 하나 이상의 특성을 수정하도록 구성된다. 예를 들어, 하나 이상의 프로세서(244)는 샘플(250)의 표면 상으로 1차 전자 빔(201)을 포커싱하기 위해 전자 빔 소스(206) 및/또는 전자 빔 검사 시스템(200)의 다른 요소들의 하나 이상의 특성을 조정하도록 구성될 수 있다. 다른 예시로서, 제어기(242)는 하나 이상의 1차 전자 빔(201)의 위치 또는 정렬을 독립적으로 조정하고 샘플(250)에 걸쳐 1차 전자 빔(201)을 스캔하기 위해, 하나 이상의 전자 광학 요소(254)에 인가된 하나 이상의 포커싱 전압을 조정하도록 구성될 수 있다.

추가적인 실시예들에서, 제어기(242)는 수신된 광학 방사선에 응답하여 하나 이상의 검출기(240)에 의해 생성된 검출기 신호들 및/또는 이미지들을 수신하도록 구성될 수 있다. 제어기(242)는 수신된 검출기 신호들 및/또는 이미지들을 메모리(246)에 저장하도록 구성될 수 있다. 실시예들에서, 제어기(242)는 또한 수신된 검출기 신호들 및/또는 이미지들에 기초하여 샘플(250)의 하나 이상의 특성을 결정하도록 구성될 수 있다. 검출기(240)로부터 수신된 신호들/이미지들에 기초하여 제어기(242)에 의해 결정될 수 있는 샘플(250)의 특성은, 비제한적인 예시로서, 샘플(250)의 측정치(예를 들어, 임계 치수(critical dimension; CD) 측정치), 샘플(250) 상의 결함들의 존재, 결함 위치, 결함 크기 등을 포함할 수 있다. 결정된 특성은 메모리(246)에 저장될 수 있다.

추가적인 및/또는 대안적인 실시예들에서, 제어기(242)는 샘플(250)의 하나 이상의 결정된 특성에 기초하여 하나 이상의 프로세스 툴의 하나 이상의 특성을 선택적으로 조정하도록 구성된 하나 이상의 제어 신호를 생성하도록 구성될 수 있다. 이와 관련하여, 제어기(242)는 업스트림 및/또는 다운스트림 프로세스 툴들을 선택적으로 조정하기 위해 피드포워드 또는 피드백 루프에서 하나 이상의 제어 신호를 생성하도록 구성될 수 있다. 샘플(250)의 결정된 특성에 기초하여 조정될 수 있는 프로세스 툴들은, 비제한적인 예시로서, 리소그래피 툴, 에칭 툴, 폴리싱 툴, 성막 툴 등을 포함할 수 있다.

다른 실시예에서, 도 3에서 도시된 바와 같이, 전자 빔 검사 시스템(200)은 제어기(242)에 통신가능하게 결합된 사용자 인터페이스(248)를 포함한다. 다른 실시예에서, 사용자 인터페이스(248)는 사용자 입력 디바이스 및 디스플레이를 포함한다. 사용자 인터페이스(248)의 사용자 입력 디바이스는 사용자로부터 하나 이상의 입력 커맨드를 수신하도록 구성될 수 있으며, 하나 이상의 입력 커맨드는 전자 빔 검사 시스템(200)에 데이터를 입력하고/하거나 전자 빔 검사 시스템(200)의 하나 이상의 특성을 조정하도록 구성된다. 다른 실시예에서, 사용자 인터페이스(248)의 디스플레이는 전자 빔 검사 시스템(200)의 데이터를 사용자에게 디스플레이하도록 구성될 수 있다.

전자 빔 검사 시스템(200)은 단지 예시의 목적으로 제공된, 도 2a, 도 2b 및 도 3에서 도시된 전자 광학 요소들로 제한되지 않는다는 것에 유의한다. 전자 빔 검사 시스템(200)은 하나 이상의 1차 전자 빔(201)을 샘플(250) 상으로 지향/포커싱시키고, 이에 응답하여, 방출된 2차 및/또는 후방산란 전자(203)를 신틸레이터 기판(232) 상으로 수집하고 이미지화하는 데 필요한 임의의 수 및 유형의 전자 광학 요소들을 포함할 수 있다는 것을 또한 유의한다.

도 4a는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른, 전자 빔 검사 시스템(200)의 신틸레이터 기판(232)의 개략도이다.

도 3과 관련하여 본 명세서에서 이전에 언급된 바와 같이, 전자 빔 소스(206) 및/또는 전자 광학 요소들(254)은 하나 이상의 1차 전자 빔(201)을 쉴드(shield)(256)를 통해 신틸레이터 기판(232)의 활성 영역(260)으로 지향시키도록 구성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 쉴드(256)는 1차 전자 빔(201)(도 3에서 도시됨)을 전달하기 위해 50~100㎛ 정도의 내경(258)을 나타낼 수 있다. 신틸레이터 기판(232)의 활성 영역(260)은 대략 4~5mm 정도의 직경과, 활성 영역(260) 외부에 있고 신틸레이터 기판(232)의 가장자리로 연장되는 데드 영역(262)을 나타낼 수 있다. 신틸레이터 기판(232)은 8~9mm 정도의 직경을 가질 수 있다. 본 명세서에서 이러한 치수들은 단지 예시적인 것이며 따라서 본 개시의 범위를 제한시키는 것으로서 해석되어서는 안 된다는 점에 유의한다. 치수들은 전자 광학 컬럼의 기하구조 및 치수에 정합되도록 선택될 수 있다.

도 4b는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른, 전자 빔 검사 시스템(200)의 신틸레이터 기판(232)의 개략도이다.

일부 실시예들에서, 하나 이상의 신틸레이터 기판(232)은 복수의 영역들(264a~264d)로 분할될 수 있다. 신틸레이터 기판(232)을 둘 이상의 영역들로 분할하는 것은 신틸레이터 기판(232) 및/또는 검출기(240) 상에서의 증가된 공간 분해능 레벨을 제공할 수 있다는 것이 여기서 고려된다. 예를 들어, 도 4b에서 도시된 바와 같이, 신틸레이터 기판(232)은 제1 영역(264a), 제2 영역(264b), 제3 영역(264c), 및 제4 영역(264d)을 포함하는 네 개의 개별 영역들(예를 들어, 4개의 개별 사분면들)로 분할될 수 있다. 신틸레이터 기판(232)의 개별 영역들(264a~264d)은 물리적으로 공간적으로 서로 분리되거나 분리되지 않을 수 있다는 것이 여기서 고려된다. 예를 들어, 신틸레이터 기판(232)이 여전히 하나의 응집되고 연속적인 신틸레이터 기판(232)을 포함하도록, 신틸레이터 기판(232)은 명목상으로만 다중 영역들(264a~264d)로 분할될 수 있다. 다른 예시로서, 신틸레이터 기판(232)의 각 영역(264a~264d)이 공간 또는 갭에 의해 인접한 영역들(264a~264d)로부터 분리되도록, 신틸레이터 기판(232)은 물리적으로 그리고 공간적으로 다중 영역들(264a~264d)로 분할될 수 있다.

일부 실시예들에서, 신틸레이터 기판(232)의 각각의 개별 영역(264a~264d)은 개별 광 가이드들을 통해 단일 검출기(240)에 결합될 수 있으며, 여기서 검출기(240)는 공간 분해능이 가능하고 어느 광학 방사선이 어느 개별 영역(264a~264d)으로부터 발생하는지를 결정할 수 있다. 따라서, 하나 이상의 신틸레이터 기판(232)을 개별 영역들(264a~264n)로 분할하는 것은 신틸레이터 기판(232) 및/또는 검출기(240)의 개선된 공간 분해능(예를 들어, 각 분포)을 가능하게 할 수 있고, 샘플(250)을 보다 정확하게 특징짓기 위한 전자 빔 검사 시스템(200)을 가능하게 할 수 있다는 것이 여기서 인식된다.

도 4b에서의 신틸레이터 기판(232)이 네 개의 개별 사분면들로 분할되는 것으로서 도시되고 설명되지만, 본 명세서에서 달리 언급되지 않는 한, 이것은 본 개시의 제한으로서 간주되어서는 안 된다. 이와 관련하여, 신틸레이터 기판(232)은 당업계에서 공지된 임의의 수, 형상, 및/또는 구성의 영역들(264a~264n)로 분할될 수 있다.

도 5a는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른, 다중 컬럼 검사 시스템(200)의 신틸레이터 기판들(268)의 어레이의 개략도이다.

일부 실시예들에서, 전자 빔 검사 시스템(200)은 1차 전자 빔들(201)의 어레이를 생성하도록 구성된 다중 컬럼 검사 시스템(200)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 전자 빔 검사 시스템(200)은 복수의 전자 광학 컬럼들(202a~202n)을 갖는 1차 전자 빔들(201a~201n)의 어레이를 생성하도록 구성된 하나 이상의 전자 빔 소스(206)를 포함할 수 있다. 이 예시에서, 각각의 전자 광학 컬럼(202a~202n)은 복수의 1차 전자 빔들(201a~201n)의 1차 전자 빔(201)을 샘플(250)로 지향시키도록 구성될 수 있다.

예를 들어, 도 5a에서 도시된 바와 같이, 전자 빔 검사 시스템(200)은 4x4 어레이로 배열된 복수의 전자 광학 컬럼들(202a~202n)을 포함할 수 있다. 각각의 전자 광학 컬럼(202a~202n)은 1차 전자 빔(201a~201n)을 샘플(250)쪽으로 위치들/포지션들의 어레이에 지향시키도록 구성될 수 있다. 이 예시에서, 전자 빔 검사 시스템(200)은 복수의 1차 전자 빔들(201a~201n)에 응답하여 샘플(250) 상의 위치들의 어레이로부터 방출되는 2차 전자(203)를 수집하도록 구성된 신틸레이터 기판들(232a~232n)의 어레이를 포함할 수 있다. 이와 관련하여, 전자 빔 검사 시스템(200)은 다중 컬럼 구성(예를 들어, 4x4 컬럼 구성)으로 배열될 수 있다. 전자 빔 검사 시스템(200)의 복수의 전자 광학 컬럼들(202a~202n)은 당업계에서 공지된 임의의 수, 배열, 또는 구성의 컬럼들을 포함할 수 있다는 것이 여기서 이해될 수 있다. 컬럼들의 배열은 4x4와 같은, 정사각형 어레이로 제한되지 않는다. 컬럼들은 직사각형 어레이로(예를 들어, x방향과 y방향들에서 상이한 수의 컬럼들을 갖는 어레이로), 단일 행으로, 두 개의 행으로, 또는 다른 구성으로 배열될 수 있다.

도 5b는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른, 다중 컬럼 검사 시스템(200) 내의 신틸레이터 기판들(268)의 어레이의 개념도이다.

일부 실시예들에서, 다중 컬럼 전자 빔 검사 시스템(200)의 각각의 전자 광학 컬럼(202a~202b)은 개별 검출 어셈블리(240)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 5b에서 도시된 바와 같이, 전자 빔 검사 시스템(200)은 제1 전자 광학 컬럼(202a), 제2 전자 광학 컬럼(202b), 제3 전자 광학 컬럼(202c), 및 제n 전자 광학 컬럼(202n)을 포함할 수 있다. 각각의 전자 광학 컬럼(202a~202n)은 1차 전자 빔(201a~201n)을 샘플(250)(및/또는 다중 샘플들(250a~250n))로 지향시키도록 구성될 수 있다. 또한, 각각의 전자 광학 컬럼(202a~202n)은 2차 전자(203)를 수집하도록 구성된 개별 신틸레이터 기판(232a~232n)을 포함할 수 있다. 이 예시에서, 제1 전자 광학 컬럼(202a)의 제1 신틸레이터 기판(232a)은 제1 광 가이드(234a) 및 제1 검출기(240a)에 결합될 수 있다. 마찬가지로, 제2 전자 광학 컬럼(202b)의 제2 신틸레이터 기판(232b)은 제2 광 가이드(234b) 및 제2 검출기(240b)에 결합될 수 있고, 제3 전자 광학 컬럼(202c)의 제3 신틸레이터 기판(232c)은 제3 광 가이드(234c) 및 제3 검출기(240c)에 결합될 수 있고, 제n 전자 광학 컬럼(202n)의 제n 신틸레이터 기판(232n)은 제n 광 가이드(234n) 및 제n 검출기(240n)에 결합될 수 있다.

일부 실시예들에서, 도 5a와 도 5b에서 도시된 신틸레이터 기판들(232) 중 하나 이상은 도 4b에서 도시된 바와 같이 둘 이상의 세그먼트들로 분할된다. 이와 관련하여, 도 4b에서 도시된 신틸레이터 기판(232)의 분할과 관련된 논의는 도 5a와 도 5b의 실시예들로 확장되는 것으로 해석되어야 한다. 분할된 기판들(232)이 도 5a와 도 5b에서 도시된 어레이(268)에 통합되는 경우, 분할된 신틸레이터 기판(232)의 각 영역은 개별 광 가이드(234)를 통해 하나 이상의 검출기(240)에 광학적으로 결합될 수 있다. 이와 관련하여, 신틸레이터 기판(232)의 다양한 영역들은 검출기들의 어레이에 광학적으로 결합될 수 있다. 예를 들어, 도 4b에서 예시된 신틸레이터 기판(232) 및 도 5a와 도 5b에서의 신틸레이터 기판들(268)의 어레이를 참조하면, 신틸레이터 기판(232)의 제1 영역(264a)은 제1 광 가이드(234a)를 통해 제1 검출기(240a)에 결합될 수 있다. 마찬가지로, 신틸레이터 기판(232)의 제2 영역(264b)은 제2 광 가이드(234b)를 통해 제2 검출기(240b)에 결합될 수 있고, 신틸레이터 기판(232)의 제3 영역(264c)은 제3 광 가이드(234c)를 통해 제3 검출기(240c)에 결합될 수 있고, 신틸레이터 기판(232)의 제4 영역(264d)은 제4 광 가이드(234d)를 통해 제4 검출기(240d)에 결합될 수 있다. 이 예시에서, 각각의 개별 광 가이드(234a~234n)는 각각의 개별 영역(264a~264d)에 의해 생성된 광학 방사선을 각각의 광 가이드에 포커싱하도록 구성된 개별 세트의 마이크로 광학 요소들(예를 들어, 제1 세트의 마이크로 광학 요소들, 제2 세트의 마이크로 광학 요소들, 제3 세트의 마이크로 광학 요소들, 및 제4 세트의 마이크로 광학 요소들)을 포함할 수 있다.

다른 예시로서, 신틸레이터 기판(232)의 각각의 개별 영역(264a~264d)은 개별 광 가이드들을 통해 단일 검출기(240)에 결합될 수 있으며, 여기서 검출기(240)는 공간 분해능이 가능하고 어느 광학 방사선이 어느 개별 영역(264a~264d)으로부터 발생하는지를 결정할 수 있다. 따라서, 하나 이상의 신틸레이터 기판(232)을 개별 영역들(264a~264n)로 분할하는 것은 신틸레이터 기판(232) 및/또는 검출기(240)의 개선된 공간 분해능(예를 들어, 각 분포)을 가능하게 할 수 있고, 샘플(250)을 보다 정확하게 특징짓기 위한 전자 빔 검사 시스템(200)을 가능하게 할 수 있다는 것이 여기서 인식된다.

전자 빔 검사 시스템(200)의 하나 이상의 컴포넌트는 당업계에서 공지된 임의의 방식으로 전자 빔 검사 시스템(200)의 다양한 다른 컴포넌트에 통신가능하게 결합될 수 있다는 것을 여기서 유의된다. 예를 들어, 하나 이상의 프로세서(244)는 유선(예를 들어, 구리선, 광섬유 케이블 등) 또는 무선 연결(예를 들어, RF 결합, IR 결합, 데이터 네트워크 통신, WiFi, WiMax, 블루투스, 3G, 4G, 4G LTE, 5G 등)을 통해 전자 빔 검사 시스템(200)의 다른 컴포넌트들 및 서로에 통신가능하게 결합될 수 있다.

일 실시예에서, 하나 이상의 프로세서(244)는 당업계에서 공지된 임의의 하나 이상의 프로세싱 요소를 포함할 수 있다. 이러한 의미에서, 하나 이상의 프로세서(244)는 소프트웨어 알고리즘들 및/또는 명령어들을 실행하도록 구성된 임의의 마이크로프로세서 유형 디바이스를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 하나 이상의 프로세서(244)는 본 개시 전반에 걸쳐 설명된 바와 같이, 전자 빔 검사 시스템(200)을 동작시키도록 구성된 프로그램을 실행하도록 구성된 데스크탑 컴퓨터, 메인프레임 컴퓨터 시스템, 워크스테이션, 이미지 컴퓨터, 병렬 프로세서, 또는 다른 컴퓨터 시스템(예를 들어, 네트워크화된 컴퓨터)으로 구성될 수 있다. 본 개시 전반에 걸쳐 설명된 단계들은 단일 컴퓨터 시스템에 의해 수행될 수 있거나, 또는 대안적으로, 다중 컴퓨터 시스템들에 의해 수행될 수 있다는 것을 알아야 한다. 일반적으로, "프로세서"라는 용어는 메모리(246)로부터 프로그램 명령어들을 실행하는 하나 이상의 프로세싱 요소를 갖는 임의의 디바이스를 망라하도록 광범위하게 정의될 수 있다. 더욱이, 전자 빔 검사 시스템(200)의 상이한 서브시스템들(예를 들어, 전자 빔 소스(206), 전자 광학 컬럼(202), 검출기(240), 제어기(242), 사용자 인터페이스(248))은 본 개시 전반에 걸쳐 설명된 단계들 중 적어도 일부를 수행하기에 적절한 프로세서 또는 로직 요소들을 포함할 수 있다. 그러므로, 상기 설명은 본 개시에 대한 제한으로서 해석되어서는 안되고 단순한 예시로서 해석되어야 한다.

메모리(246)는 연관된 하나 이상의 프로세서(240)에 의해 실행가능한 프로그램 명령어들 및/또는 검출기(240)로부터 수신된 이미지들을 저장하기에 적절한 당업계에서 공지된 임의의 저장 매체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 메모리(246)는 비일시적 메모리 매체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 메모리(246)는, 비제한적인 예시로서, 판독 전용 메모리(ROM), 랜덤 액세스 메모리(RAM), 자기 또는 광학 메모리 디바이스(예를 들어, 디스크), 자기 테이프, 솔리드 스테이트 드라이브 등을 포함할 수 있다. 메모리(246)는 하나 이상의 프로세서(244)와 함께 공통 제어기 하우징 내에 하우징될 수 있다. 대안적인 실시예에서, 메모리(246)는 프로세서(244), 제어기(242) 등의 물리적 위치에 대해 원격으로 위치될 수 있다. 다른 실시예에서, 메모리(246)는 하나 이상의 프로세서(244)로 하여금 본 개시 전반을 통해 설명된 다양한 단계들을 수행하게 하기 위한 프로그램 명령어들을 유지한다.

일 실시예에서, 사용자 인터페이스(248)는 제어기(242)에 통신가능하게 결합된다. 일 실시예에서, 사용자 인터페이스(248)는, 비제한적인 예시로서, 하나 이상의 데스크탑, 태블릿, 스마트폰, 스마트 시계 등을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 사용자 인터페이스(219)는 전자 빔 검사 시스템(200)의 데이터를 사용자에게 디스플레이하는데 사용되는 디스플레이를 포함한다. 사용자 인터페이스(248)의 디스플레이는 당업계에서 공지된 임의의 디스플레이를 포함할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이는, 비제한적인 예시로서, 액정 디스플레이(liquid crystal display; LCD), 유기 발광 다이오드(organic light-emitting diode; OLED) 기반 디스플레이, 또는 CRT 디스플레이를 포함할 수 있다. 당업자는 사용자 인터페이스(248)와 통합될 수 있는 디스플레이 디바이스라면 어떠한 것도 본 개시에서의 구현에 적절하다는 것을 인식해야 한다. 다른 실시예에서, 사용자는 사용자에게 디스플레이되는 데이터에 응답하여 선택들 및/또는 명령들을 사용자 인터페이스(248)를 통해 입력할 수 있다.

도 6은 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른, 전자 빔 검사 시스템(200)을 동작시키기 위한 방법(600)의 흐름도를 예시한다. 방법(600)의 단계들은 전자 빔 검사 시스템(200)에 의해 전부 또는 부분적으로 구현될 수 있다는 것을 여기서 유의한다. 그러나, 방법(600)은 추가적인 또는 대안적인 시스템 레벨 실시예들이 방법(600)의 단계들 전부 또는 일부를 수행할 수 있다는 점에서 전자 빔 검사 시스템(200)으로 제한되지 않는다는 것이 추가로 인식된다.

단계(602)에서, 하나 이상의 1차 전자 빔이 전자 빔 소스로 생성된다. 예를 들어, 도 3에서 도시된 바와 같이, 전자 빔 소스(206)는 하나 이상의 1차 전자 빔(201)을 생성하고 하나 이상의 1차 전자 빔(201)을 샘플(250)로 지향시키도록 구성된다. 전자 빔 소스(206)는, 비제한적인 예시로서, 전자총, 광 음극(photocathode) 전자 빔 소스 등을 비롯하여 당업계에서 공지된 임의의 전자 빔 소스를 포함할 수 있다.

단계(604)에서, 하나 이상의 1차 전자 빔이 전자 광학 컬럼으로 샘플로 지향된다. 예를 들어, 전자 광학 컬럼(202)은 하나 이상의 1차 전자 빔(201)을 수신하고 하나 이상의 1차 전자 빔(201)을 샘플(250)로 지향시키도록 구성된 하나 이상의 전자 광학 요소(254)를 포함할 수 있다. 하나 이상의 전자 광학 요소(254)는, 비제한적인 예시로서, 추출기, 빔 제한 어퍼처, 편향기, 전자 광학 렌즈, 집광 렌즈(예컨대, 자기 집광 렌즈), 대물 렌즈(예컨대, 자기 집광 렌즈) 등을 비롯하여 당업계에서 공지된 임의의 전자 광학 요소들을 포함할 수 있다.

단계(606)에서, 하나 이상의 1차 전자 빔에 응답하여 샘플로부터 방출되는 전자들이 신틸레이터 기판으로 수집된다. 예를 들어, 신틸레이터 기판(232)은 1차 전자 빔(201)에 응답하여 샘플(250)의 표면으로부터 방출되는 2차 전자(203)를 수집하도록 구성된다. 신틸레이터 기판(232)은, 비제한적인 예시로서, 사파이어 기판, 유리 기판 등을 비롯하여 당업계에서 공지된 임의의 신틸레이터 물질로부터 제조될 수 있다.

단계(608)에서, 수집된 전자들에 응답하여 신틸레이터 기판으로 광학 방사선이 생성된다. 예를 들어, 신틸레이터 기판(232)은 또한 수집된 2차 전자(230)에 응답하여 광학 방사선(예를 들어, 광)을 생성하도록 구성될 수 있다.

단계(610)에서, 광학 방사선이 반사 표면을 사용하여 광 가이드로 지향된다. 실시예들에서, 검출 어셈블리(230)는 광 가이드(234)의 입력 표면으로 광학 방사선을 지향시키도록 구성된 반사 표면(238)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 반사 표면(238)은 신틸레이터 기판(232)의 표면에 대해 일정 각도(예를 들어, 35~55도)로 구성될 수 있다.

단계(612)에서, 광학 방사선이 광 가이드를 사용하여 검출기로 지향된다. 실시예들에서, 검출기(240)는 광학 방사선에 응답하여 하나 이상의 신호를 생성하도록 구성된다. 예를 들어, 검출 어셈블리(230)의 광 가이드(234)는 신틸레이터 기판(232)에 의해 생성된 광학 방사선을 수신하고, 광학 방사선을 하나 이상의 검출기(240)로 지향시키도록 구성될 수 있다. 광 가이드(234)는, 비제한적인 예시로서, 하나 이상의 광섬유, 하나 이상의 광섬유 다발, 하나 이상의 광 튜브, 하나 이상의 광 도파관 등을 비롯하여, 하나 이상의 신틸레이터 기판(232)에 의해 생성된 광학 방사선(예를 들어, 광)을 수집하고 지향시키도록 구성된 당업계에서 공지된 임의의 광학 컴포넌트들을 포함할 수 있다.

단계(614)에서, 샘플의 하나 이상의 특성이 하나 이상의 신호에 기초하여 결정된다. 예를 들어, 제어기(242)는 또한 수신된 검출기 신호들 및/또는 이미지들에 기초하여 샘플(250)의 하나 이상의 특성을 결정하도록 구성될 수 있다. 검출기(240)로부터 수신된 신호들/이미지들에 기초하여 제어기(242)에 의해 결정될 수 있는 샘플(250)의 특성은, 비제한적인 예시로서, 샘플(250)의 측정치(예를 들어, 임계 치수(critical dimension; CD) 측정치), 샘플(250) 상의 결함들의 존재, 결함 위치, 결함 크기 등을 포함할 수 있다.

당업자는 본 명세서에서 설명된 컴포넌트들(예를 들어, 동작들), 디바이스들, 객체들, 및 이들을 수반하는 논의는 개념적 명확성을 위해 예시들로서 사용된 것이라는 것과, 다양한 구성적 수정들이 구상가능하다는 것을 인식할 것이다. 결과적으로, 본 명세서에서 사용된, 진술된 특정 예시들 및 첨부된 논의는 보다 일반적인 클래스들을 대표하는 것으로 의도된다. 일반적으로, 임의의 특정 예시의 사용은 그 클래스의 대표인 것이라고 의도되며, 특정 컴포넌트들(예컨대, 동작들), 디바이스들, 및 개체들의 비포함은 제한적인 의미로서 해석되어서는 안된다.

당업자는 프로세서 및/또는 시스템 및/또는 본 명세서에 기재된 다른 기술들이 구현될 수 있는 다양한 매개체(예를 들어, 하드웨어, 소프트웨어, 및/또는 펌웨어)가 존재하며, 바람직한 매개체는 프로세스들 및/또는 시스템들 및/또는 다른 기술들이 전개되는 환경에 따라 변할 것이라는 것을 알 것이다. 예를 들어, 구현자가 속도와 정확도를 최고인 것으로 결정한다면, 구현자는 주로 하드웨어 및/또는 펌웨어 매개체를 선택할 수 있거나; 대안적으로, 유연성이 최고라면, 구현자는 주로 소프트웨어 구현을 선택할 수 있거나; 또는, 또 다른 대안으로, 구현자는 하드웨어, 소프트웨어 및/또는 펌웨어의 몇몇 조합을 선택할 수 있다. 따라서, 여기서 설명된 프로세스들 및/또는 디바이스들 및/또는 다른 기술들이 실시될 수 있는 몇몇 가능한 매개체들이 있으며, 활용될 임의의 매개체는 매개체가 전개될 환경과 구현자의 특정 관심사(예컨대, 속도, 유연성, 또는 예측가능성)(이들은 어느 것도 변할 수 있음)에 따른 선택이라는 점에서, 이 몇몇 가능한 매개체들 중 어느 것도 본질적으로 다른 것보다 우월하지는 않다.

상기 설명은 당업자가 특정 응용예의 환경과 그 요건들에서 제공될 때 본 발명을 실시하고 사용할 수 있도록 제공된 것이다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, "상부", "하부", "위", "아래", "위쪽", "윗방향", "아래쪽", "아래" 및 "아래방향"과 같은 방향성 용어들은 설명을 목적으로 상대적인 위치를 제공하고자 의도된 것들이며, 절대적인 기준 프레임을 지정하고자 의도된 것은 아니다. 설명된 실시예들에 대한 다양한 수정들이 당업자에게는 명백할 것이며, 여기서 정의된 일반 원리들은 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 그러므로, 본 발명은 여기서 도시되고 설명된 특정 실시예들로 제한되는 것을 의도하지 않지만, 여기서 개시된 신규한 특징들 및 원리들에 부합하는 최광의의 범위를 따라야 한다.

본 명세서에서 실질적으로 임의의 복수 및/또는 단수의 용어를 사용하는 것과 관련하여, 당업자는, 콘텍스트 및/또는 애플리케이션에 적절하게 복수로부터 단수로 및/또는 단수로부터 복수로 변형할 수 있다. 명확함을 위해 다양한 단수/복수의 치환들이 본 명세서에서 명시적으로 기재될 수도 있다.

본 명세서에서 설명한 모든 방법들은 메모리에서 방법 실시예들의 하나 이상의 단계의 결과들을 저장하는 것을 포함할 수 있다. 결과들은 본 명세서에서 설명한 결과들 중 임의의 결과를 포함할 수 있고 본 업계에서 알려진 임의의 방법으로 저장될 수 있다. 메모리는 본 명세서에서 설명한 임의의 메모리 또는 당업계에서 공지된 임의의 다른 적절한 저장 매체를 포함할 수 있다. 결과들이 저장된 후, 결과들은 메모리에서 액세스되고 본 명세서에서 설명된 방법 또는 시스템 실시예들 중 임의의 것에 의해 사용될 수 있고, 사용자로의 디스플레이를 위해 포맷팅되고, 다른 소프트웨어 모듈, 방법, 또는 시스템 등에 의해 사용될 수 있다. 또한, 결과들은 "영구적으로", "반영구적으로", "일시적으로", 또는 일정 기간 동안 저장될 수 있다. 예를 들어, 메모리는 랜덤 액세스 메모리(random access memory; RAM)일 수 있으며, 결과들은 반드시 메모리에 무한정 존속하는 것은 아닐 수 있다.

상술한 방법의 실시예들 각각은 본 명세서에서 설명된 임의의 다른 방법(들)의 임의의 다른 단계(들)을 포함할 수 있다는 것이 추가로 구상가능하다. 게다가, 상술한 방법의 실시예들 각각은 본 명세서에서 설명된 시스템들 중 임의의 시스템에 의해 수행될 수 있다.

본 명세서에 기재된 발명내용은 때때로 다른 컴포넌트들 내에 포함되거나 또는 다른 컴포넌트들과 연결된 상이한 컴포넌트들을 나타낸다. 이러한 도시된 아키텍처는 단지 예시일 뿐이며, 동일한 기능을 달성하는 사실상 많은 다른 아키텍처들이 구현될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 개념적인 의미에서, 원하는 기능이 달성되도록, 동일한 기능을 달성하기 위한 컴포넌트들의 임의의 배열은 효과적으로 "연관"된다. 그러므로, 아키텍처 또는 중간 컴포넌트에 관계없이, 원하는 기능이 달성되도록, 특정 기능을 달성하기 위해 조합된 본 명세서에서의 임의의 2 개의 컴포넌트들은 서로 "연관"된 것으로 보여질 수도 있다. 마찬가지로, 그렇게 연관된 임의의 두 개의 컴포넌트들은 또한 원하는 기능을 달성하기 위해 서로 "연결되거나" 또는 "결합되는" 것으로서 보여질 수도 있고, 그렇게 연관될 수 있는 임의의 두 개의 컴포넌트들은 원하는 기능을 달성하기 위해 서로 "결합가능한" 것으로서 보여질 수도 있다. 결합가능한 구체적인 예는, 물리적으로 짝이 될 수 있고/있거나 물리적으로 상호작용하는 컴포넌트들 및/또는 무선으로 상호작용할 수 있고/있거나 무선으로 상호작용하는 컴포넌트들 및/또는 논리적으로 상호작용하고/하거나 논리적으로 상호작용할 수 있는 컴포넌트들을 포함하지만 이것으로 한정되지 않는다.

또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 것으로 이해되어야 한다. 일반적으로, 본 명세서에서 그리고 특히 첨부된 청구항들 (예를 들어, 첨부된 청구항들의 본문) 에서 사용되는 용어는 일반적으로 "개방적인" 용어들 (예를 들어, "포함하는" 이라는 용어는 "포함하지만 한정되지 않는" 으로 해석되어야 하고, "갖는" 이라는 용어는 "적어도 갖는" 으로 해석되어야 하고, "포함한다" 라는 용어는 "포함하지만 한정되지 않는다" 로 해석되어야 한다) 로서 의도된다는 것이 당업자에 의해 이해될 것이다. 또한, 도입된 청구항 기재의 구체적 숫자가 의도되는 경우, 이러한 의도는 청구항에 명시적으로 기재될 것이며, 이러한 기재의 부재 시에는 그러한 의도가 없다는 것이 당업자에 의해 이해될 것이다. 예를 들어, 이해를 돕기 위하여, 다음의 첨부된 청구항들은 청구항 기재를 도입하기 위해 "적어도 하나" 및 "하나 이상" 의 서두 어구의 사용을 포함할 수도 있다. 그러나, 이러한 어구의 사용은, 동일 청구항이 서두 어구 "하나 이상" 또는 "적어도 하나" 및 "a" 또는 "an" 과 같은 부정관사 (예를 들어, "a" 및/또는 "an" 은 일반적으로 "적어도 하나" 또는 "하나 이상" 을 의미하도록 해석되어야 한다) 를 포함할 때에도, 부정관사 "a" 또는 "an" 에 의한 청구항 기재의 도입이 이렇게 도입된 청구항 기재를 포함하는 임의의 특정 청구항을 하나의 이러한 기재만을 포함하는 방법들로 한정한다는 것을 내포하는 것으로 해석되어서는 안되며; 청구항 기재를 도입하는 데 사용되는 정관사의 사용에 대해서도 동일하게 유효하다. 또한, 도입되는 청구항 기재의 구체적 수가 명시적으로 기재되는 경우에도, 당업자는 이러한 기재가 통상적으로 적어도 기재된 수 (예를 들어, 다른 수식어 없이, "2 개의 기재" 에 대한 그대로의 기재는, 적어도 2 개의 기재들 또는 2 개 이상의 기재들을 의미한다) 를 의미하는 것으로 해석되어야 한다는 것을 인식할 것이다. 또한, "A, B 및 C 중 적어도 하나 등" 과 유사한 관례가 사용되는 경우에서, 일반적으로 이러한 구성은 당업자가 그 관례를 이해할 것이라는 의미로 의도되며, 예를 들어, "A, B 및 C 중 적어도 하나를 갖는 시스템" 은 A 만을, B 만을, C 만을, A 와 B 를 함께, A 와 C 를 함께, B 와 C 를 함께, 및/또는 A, B 및 C 를 함께 등을 갖는 시스템을 포함하지만 이에 한정되지 않을 것이다. "A, B, 및 C 중 적어도 하나 등" 과 유사한 관례가 사용되는 경우에서, 일반적으로 이러한 구성은 당업자가 그 관례를 이해할 것이라는 의미로 의도되며, 예를 들어, "A, B, 및 C 중 적어도 하나를 갖는 시스템" 은 A만을, B만을, C만을, A 와 B를 함께, A와 C를 함께, B와 C를 함께, 및/또는 A, B, 및 C를 함께 등을 갖는 시스템을 포함하지만 이에 한정되지 않을 것이다. 또한, 상세한 설명, 청구항들 또는 도면들에서, 2 개 이상의 택일적 용어를 제시하는 사실상 임의의 이접 단어 및/또는 어구는 용어들 중 하나, 용어들 중 어느 한쪽 또는 양 용어 모두를 포함할 가능성들을 고려하도록 이해되어야 한다는 것이 당업자에 의해 이해될 것이다. 예를 들어, 어구 "A 또는 B" 는 "A" 또는 "B" 또는 "A 및 B" 의 가능성을 포함하도록 이해될 것이다.

본 개시 및 본 개시의 수 많은 부수적인 장점들이 전술한 설명에 의해 이해될 것으로 믿어지며, 다양한 변경들이 개시된 발명내용으로부터 벗어나지 않거나 또는 발명내용의 모든 물질 장점들을 희생시키지 않는 컴포넌트들의 형태, 구성, 및 배열로 행해질 수 있다는 것은 자명할 것이다. 설명된 형태는 단지 예시에 불과하며, 아래의 청구항들은 이와 같은 변경들을 망라하고 포함하는 것으로 의도되었다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 것으로 이해되어야 한다.

Claims

전자 빔 검사 시스템에 있어서,
하나 이상의 1차 전자 빔을 생성하도록 구성된 전자 빔 소스;
상기 하나 이상의 1차 전자 빔을 샘플로 지향시키도록 구성된 전자 광학 요소들의 세트를 포함하는 전자 광학 컬럼(electron-optical column); 및
검출 어셈블리
를 포함하고,
상기 검출 어셈블리는,
상기 하나 이상의 1차 전자 빔에 응답하여 상기 샘플로부터 방출되는 전자들을 수집하도록 구성된 신틸레이터(scintillator) 기판 - 상기 신틸레이터 기판은 상기 수집된 전자들에 응답하여 광학 방사선을 생성하도록 구성됨 -;
하나 이상의 광 가이드;
상기 신틸레이터 기판에 의해 생성된 상기 광학 방사선을 수신하고 상기 광학 방사선을 상기 하나 이상의 광 가이드를 따라 지향시키도록 구성된 하나 이상의 반사 표면; 및
상기 광 가이드로부터 상기 광학 방사선을 수신하도록 구성된 하나 이상의 검출기
를 포함한 것인 전자 빔 검사 시스템.
제1항에 있어서,
상기 전자 빔 소스는 복수의 1차 전자 빔들을 포함한 것인 전자 빔 검사 시스템.
제1항에 있어서,
상기 전자 광학 컬럼은 복수의 전자 광학 컬럼들을 포함한 것인 전자 빔 검사 시스템.
제1항에 있어서,
상기 전자 광학 컬럼은 하나 이상의 마이크로 전자 광학 컬럼을 포함한 것인 전자 빔 검사 시스템.
제1항에 있어서,
상기 하나 이상의 검출기에 통신가능하게 결합된 제어기
를 더 포함하고,
상기 제어기는 메모리에 저장된 프로그램 명령어들의 세트를 실행하도록 구성된 하나 이상의 프로세서를 포함하고,
상기 프로그램 명령어들의 세트는 상기 하나 이상의 프로세서로 하여금,
상기 광학 방사선에 응답하여 상기 하나 이상의 검출기에 의해 생성된 하나 이상의 신호를 수신하게 하며;
상기 하나 이상의 신호에 기초하여 상기 샘플의 하나 이상의 특성을 결정하게 하는 것인 전자 빔 검사 시스템.
제5항에 있어서,
상기 샘플의 하나 이상의 특성은 상기 샘플의 측정치 또는 상기 샘플의 결함 중 적어도 하나를 포함한 것인 전자 빔 검사 시스템.
제5항에 있어서,
상기 제어기는 상기 하나 이상의 결정된 특성에 기초하여 하나 이상의 프로세스 툴의 하나 이상의 특성을 선택적으로 조정하도록 구성된 하나 이상의 제어 신호를 생성하도록 구성된 것인 전자 빔 검사 시스템.
제1항에 있어서,
상기 샘플과 상기 신틸레이터 기판은 진공 챔버 내에 배치되고,
상기 하나 이상의 검출기는 상기 진공 챔버 외부에 배치된 것인 전자 빔 검사 시스템.
제8항에 있어서,
상기 하나 이상의 광 가이드는 상기 신틸레이터 기판에 의해 생성된 상기 광학 방사선을 상기 진공 챔버 내의 적어도 하나의 진공 피드스루 포트를 통해 상기 하나 이상의 검출기로 지향시키도록 구성된 것인 전자 빔 검사 시스템.
제1항에 있어서,
상기 검출 어셈블리는 상기 신틸레이터 기판과 상기 하나 이상의 광 가이드의 계면에 배치된 하나 이상의 인덱스 정합(index-matching) 물질을 더 포함한 것인 전자 빔 검사 시스템.
제1항에 있어서,
상기 하나 이상의 광 가이드의 광 가이드는 하나 이상의 광섬유 다발을 포함한 것인 전자 빔 검사 시스템.
제11항에 있어서,
상기 하나 이상의 광 가이드의 광 가이드는,
상기 신틸레이터 기판에 의해 생성된 상기 광학 방사선의 적어도 일부를 상기 하나 이상의 광섬유 다발의 적어도 일부에 포커싱하도록 구성된 하나 이상의 마이크로 광학 요소
를 더 포함한 것인 전자 빔 검사 시스템.
제1항에 있어서,
상기 하나 이상의 검출기는 전하 결합 소자(charge-coupled device; CCD), 상보형 금속 산화물 반도체(complementary metal-oxide semiconductor; CMOS) 소자, 광전자 증배관(photomultiplier tube; PMT), 애벌랜치 광다이오드 검출기(avalanche photodiode detector; APD), 광다이오드 어레이 중 적어도 하나를 포함한 것인 전자 빔 검사 시스템.
제1항에 있어서,
상기 신틸레이터 기판은 제1 영역과 적어도 하나의 추가적인 영역으로 분할된 것인 전자 빔 검사 시스템.
제14항에 있어서,
상기 하나 이상의 광 가이드는,
상기 신틸레이터 기판의 상기 제1 영역에 의해 생성된 광학 방사선을 수신하고 상기 광학 방사선을 제1 검출기로 지향시키도록 구성된 제1 광 가이드; 및
상기 신틸레이터 기판의 상기 적어도 하나의 추가적인 영역에 의해 생성된 광학 방사선을 수신하고 상기 광학 방사선을 적어도 하나의 추가적인 검출기로 지향시키도록 구성된 적어도 하나의 추가적인 광 가이드
를 포함한 것인 전자 빔 검사 시스템.
제15항에 있어서,
상기 제1 광 가이드는 상기 신틸레이터 기판의 상기 제1 영역에 의해 생성된 상기 광학 방사선을 포커싱하도록 구성된 제1 세트의 마이크로 광학 요소들을 포함하고,
상기 적어도 하나의 추가적인 광 가이드는 상기 신틸레이터 기판의 상기 적어도 하나의 추가적인 영역에 의해 생성된 상기 광학 방사선을 포커싱하도록 구성된 적어도 하나의 추가적인 세트의 마이크로 광학 요소들을 포함한 것인 전자 빔 검사 시스템.
제1항에 있어서,
상기 하나 이상의 반사 표면은 상기 신틸레이터 기판의 표면에 대해 일정 각도로 구성된 것인 전자 빔 검사 시스템.
제17항에 있어서,
상기 반사 표면의 각도는 35~55도 사이인 것인 전자 빔 검사 시스템.
다중 컬럼 검사 시스템에 있어서,
1차 전자 빔들의 어레이를 생성하도록 구성된 전자 빔 소스;
복수의 전자 광학 컬럼들 - 각각의 전자 광학 컬럼은 1차 전자 빔들의 어레이의 1차 전자 빔을 샘플쪽으로 위치들의 어레이에 지향시키도록 구성된 전자 광학 요소들의 세트를 포함함 -; 및
검출 어셈블리
를 포함하고,
상기 검출 어셈블리는,
상기 1차 전자 빔들의 어레이에 응답하여 상기 샘플로부터 방출되는 전자들을 수집하도록 구성된 신틸레이터 기판들의 어레이 - 상기 신틸레이터 기판들의 어레이는 상기 수집된 전자들에 응답하여 광학 방사선을 생성하도록 구성됨 -;
복수의 광 가이드들 - 상기 복수의 광 가이드들은 상기 신틸레이터 기판들의 어레이에 광학적으로 결합됨 -;
상기 신틸레이터 기판들의 어레이의 신틸레이터 기판에 의해 생성된 상기 광학 방사선을 수신하도록 구성된 복수의 반사 표면들; 및
상기 복수의 광 가이드들에 광학적으로 결합된 복수의 검출기들 - 상기 복수의 검출기들의 각각의 검출기는 상기 복수의 광 가이드들의 광 가이드로부터 상기 광학 방사선을 수신하도록 구성됨 -
을 포함한 것인 다중 컬럼 검사 시스템.
제19항에 있어서,
상기 복수의 검출기들에 통신가능하게 결합된 제어기
를 더 포함하고,
상기 제어기는 메모리에 저장된 프로그램 명령어들의 세트를 실행하도록 구성된 하나 이상의 프로세서를 포함하고,
상기 프로그램 명령어들의 세트는 상기 하나 이상의 프로세서로 하여금,
상기 광학 방사선에 응답하여 상기 복수의 검출기들에 의해 생성된 하나 이상의 신호를 수신하게 하며;
상기 하나 이상의 신호에 기초하여 상기 샘플의 하나 이상의 특성을 결정하게 하는 것인 다중 컬럼 검사 시스템.
제19항에 있어서,
상기 샘플과 상기 신틸레이터 기판들의 어레이는 진공 챔버 내에 배치되고,
상기 복수의 검출기들은 상기 진공 챔버 외부에 배치된 것인 다중 컬럼 검사 시스템.
제21항에 있어서,
상기 하나 이상의 광 가이드는 상기 신틸레이터 기판들의 어레이에 의해 생성된 상기 광학 방사선을 상기 진공 챔버 내의 적어도 하나의 진공 피드스루 포트를 통해 상기 복수의 검출기들로 지향시키도록 구성된 것인 다중 컬럼 검사 시스템.
제19항에 있어서,
상기 검출 어셈블리는 상기 신틸레이터 기판들의 어레이와 상기 복수의 광 가이드들의 계면에 배치된 하나 이상의 인덱스 정합(index-matching) 물질을 더 포함한 것인 다중 컬럼 검사 시스템.
제19항에 있어서,
상기 복수의 광 가이드들의 광 가이드는 하나 이상의 광섬유 다발을 포함한 것인 다중 컬럼 검사 시스템.
제24항에 있어서,
상기 복수의 광 가이드들의 광 가이드는,
상기 신틸레이터 기판에 의해 생성된 상기 광학 방사선의 적어도 일부를 상기 하나 이상의 광섬유 다발의 적어도 일부에 포커싱하도록 구성된 하나 이상의 마이크로 광학 요소
를 더 포함한 것인 다중 컬럼 검사 시스템.
제19항에 있어서,
상기 복수의 검출기들은 전하 결합 소자(charge-coupled device; CCD), 상보형 금속 산화물 반도체(complementary metal-oxide semiconductor; CMOS) 소자, 광전자 증배관(photomultiplier tube; PMT), 애벌랜치 광다이오드 검출기(avalanche photodiode detector; APD), 광다이오드 어레이 중 적어도 하나를 포함한 것인 다중 컬럼 검사 시스템.
제19항에 있어서,
상기 복수의 신틸레이터 기판들 중 적어도 하나의 신틸레이터 기판은 제1 영역과 적어도 하나의 추가적인 영역으로 분할되는 것인 다중 컬럼 검사 시스템.
제27항에 있어서,
상기 복수의 광 가이드들 중 적어도 하나의 광 가이드는,
상기 신틸레이터 기판의 상기 제1 영역에 의해 생성된 광학 방사선을 수신하고 상기 광학 방사선을 제1 검출기로 지향시키도록 구성된 제1 광 가이드; 및
상기 신틸레이터 기판의 상기 적어도 하나의 추가적인 영역에 의해 생성된 광학 방사선을 수신하고 상기 광학 방사선을 적어도 하나의 추가적인 검출기로 지향시키도록 구성된 적어도 하나의 추가적인 광 가이드
를 포함한 것인 다중 컬럼 검사 시스템.
제28항에 있어서,
상기 제1 광 가이드는 상기 신틸레이터 기판의 상기 제1 영역에 의해 생성된 상기 광학 방사선을 포커싱하도록 구성된 제1 세트의 마이크로 광학 요소들을 포함하고,
상기 적어도 하나의 추가적인 광 가이드는 상기 신틸레이터 기판의 상기 적어도 하나의 추가적인 영역에 의해 생성된 상기 광학 방사선을 포커싱하도록 구성된 적어도 하나의 추가적인 세트의 마이크로 광학 요소들을 포함한 것인 다중 컬럼 검사 시스템.
제19항에 있어서,
상기 복수의 반사 표면들은 상기 신틸레이터 기판들의 어레이의 표면에 대해 일정 각도로 구성된 것인 다중 컬럼 검사 시스템.
제30항에 있어서,
상기 반사 표면의 각도는 35~55도 사이인 것인 다중 컬럼 검사 시스템.
방법에 있어서,
전자 빔 소스로 하나 이상의 1차 전자 빔을 생성하는 단계;
상기 하나 이상의 1차 전자 빔을 전자 광학 컬럼으로 샘플로 지향시키는 단계;
상기 하나 이상의 1차 전자 빔에 응답하여 상기 샘플로부터 방출되는 전자들을 신틸레이터 기판으로 수집하는 단계;
상기 수집된 전자들에 응답하여 상기 신틸레이터 기판으로 광학 방사선을 생성하는 단계;
반사 표면으로, 상기 광학 방사선을 광 가이드로 지향시키는 단계;
상기 광 가이드로, 상기 광학 방사선을 검출기로 지향시키는 단계 - 상기 검출기는 상기 광학 방사선에 응답하여 하나 이상의 신호를 생성하도록 구성됨 -; 및
상기 하나 이상의 신호에 기초하여 상기 샘플의 하나 이상의 특성을 결정하는 단계
를 포함하는 방법.