KR20240042652A - 증가한 집속 파워를 갖는 멀티-빔 생성 유닛 - Google Patents
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Abstract
멀티-빔 시스템용 멀티-빔 생성 유닛이 다수의 1차 대전 입자 빔렛 각각에 대해 더 큰 개별 집속 파워가 제공된다. 멀티-빔 생성 유닛은 능동 종단 멀티-애퍼쳐 판을 포함한다. 종단 멀티-애퍼쳐 판은 다수의 1차 대전 입자 빔렛의 각 빔렛의 개별 스티그매틱 초점 스폿 조정을 위한 더 큰 집속 범위에 사용될 수 있다.
Description
본 개시는 멀티-빔 대전 입자 현미경의 멀티-빔 편향기 유닛 및 멀티-빔 생성 유닛과 같은 멀티-빔 래스터 유닛에 관한 것이다.
WO2005/024881A2는, 전자 빔렛 선속으로 검사할 오브젝트의 평행 주사를 위한 복수의 전자 빔렛으로 동작하는 전자 현미경 시스템을 개시한다. 전자 빔렛 선속은 복수의 개구를 갖는 제1 멀티-애퍼쳐 판 상에 1차 전자 빔을 보냄으로써 생성된다. 전자 빔의 전자의 일부분은 멀티-애퍼쳐 판 상에 입사되며 그에 흡수되고, 빔의 다른 부분은 멀티-애퍼쳐 판의 개구를 투과하며, 이로써 각 개구의 하류의 빔 경로에서, 개구의 횡단면에 의해 규정되는 횡단면이 있는 전자 빔렛이 형성된다. 더 나아가, 멀티-애퍼쳐 판의 상류 및/또는 하류의 빔 경로에 제공되는 적절히 선택된 전계가 멀티-애퍼쳐 판의 각 개구가 개구를 통과한 전자 빔렛 상의 렌즈로서 동작하게 하여, 각각의 전자 빔렛은 멀티-애퍼쳐 판으로부터 거리에 놓이는 표면에 집속된다. 전자 빔렛의 초점이 형성된 표면은 검사할 오브젝트나 샘플의 표면 상에 하류 광학기기에 의해 이미징된다. 1차 전자 빔렛은 2차 전자나 후방 산란된 전자가 오브젝트로부터 2차 전자 빔렛으로서 발하도록 트리거하며, 이들 2차 전자 빔렛은 편향기 상에 모여 이미징된다. 2차 빔렛 각각은 별도의 검출기 요소 상에 입사되어, 이로 검출된 2차 전자 세기는 대응 1차 빔렛이 샘플 상에 입사되는 위치에서 샘플에 관련된 정보를 제공한다. 1차 빔렛 선속은 샘플의 표면 위에서 체계적으로 주사되며, 샘플의 전자 미세 이미지가 보통의 방식으로 주사 전자 현미경을 위해 생성된다. 주사 전자 현미경의 분해능은 오브젝트 상에 입사되는 1차 빔렛의 초점 직경에 의해 제한된다. 결국, 멀티-빔 전자 현미경술에서, 모든 빔렛은 오브젝트 상에서 동일한 작은 초점을 형성해야 한다.
전자 예에서 더 상세하게 WO2005/024881에 예시한 시스템과 방법이 일반적으로 대전 입자에 매우 잘 적용될 수 있음이 이해된다. 본 발명은 그에 따라, 복수의 대전 입자 빔으로 동작하며 다수의 빔렛의 각각의 빔렛에 대해 더 양호한 분해능 및 더 좁은 범위의 분해능과 같은 더 고 이미징 성능을 달성하는데 사용될 수 있는 대전 입자 빔 시스템을 제안하는 목적을 갖는다. 멀티-빔, 대전 입자 현미경(MCPM)을 위한 복수 빔렛이 멀티-빔 생성 유닛에서 생성된다. 멀티-빔 대전 입자 현미경(MCPM)이 흔히 마이크로-광학(MO) 요소와 매크로스코픽 요소 모두를 대전 입자 투영 시스템에서 사용한다.
멀티-빔 생성 유닛은 대전 입자의 빔을 분할, 부분적으로 흡수 및 그에 영향을 미치기 위한 요소를 포함한다. 결과적으로, 미리 규정된 래스터 구성에서 대전 입자의 다수의 빔렛이 생성된다. 멀티-빔 생성 유닛은 제1 멀티-애퍼쳐 판, 추가 멀티-애퍼쳐 판 및 마이크로-광학 편향 요소와 같은 마이크로-광학기기 요소와, 렌즈와 같은 매크로스코픽 요소를, 특수 요소 설계와 특수 배치로, 포함한다.
멀티-빔 생성 유닛이, 예컨대 규소 마이크로 구조화에 의해 생성된 2개 이상의 평행 평면 기판 또는 웨이퍼의 조립체에 형성될 수 있다. 사용 동안, 다수의 정전 광학 요소가 그러한 평면 기판 또는 웨이퍼 중 적어도 2개에서 정렬된 애퍼쳐에 의해 형성된다. 애퍼쳐 중 일부는 애퍼쳐 주위에 축 방향 대칭으로 배치되는 하나 이상의 수직 전극이 구비되어 예컨대 정전 렌즈 어레이를 생성할 수도 있다. 그러한 정전 렌즈 어레이의 광학 수차는 다수의 애퍼쳐의 제조 부정확도에 매우 민감한 것으로 아려져 있다.
미리 규정된 정전 광학 요소의 생성을 위해, 다수의 전극, 예컨대 전극의 기하학적 모양 및 다수의 대전 입자 빔렛의 각 빔렛에 대한 측방향 정렬뿐만 아니라 투과한 다수 대전 입자 빔렛의 방향으로 전극 사이의 거리를 정밀하게 제어하는 것이 중요하다. 평면 기판, 전극 및 평면 기판의 조립체의 제조 공정에서의 편차는 정전 광학 요소의 수차를 생성하며 빔렛의 미리 규정된 래스터 구성으로부터의 편차나 개별 빔렛의 수차와 같은 수차를 초래한다.
웨이퍼 검사용 멀티-빔 현미경은 웨이퍼 표면 상에서 다수의 1차 대전 입자 빔렛의 다수의 초점 스폿을 형성한다. 이미징 렌즈는 필드 곡률을 생성하여, 평면 웨이퍼 표면으로부터의 다수의 1차 초점의 편차를 야기한다. 최근에, 빔 분할기를 가진 멀티-빔 현미경이 이미지 평면의 경사를 또한 보임이 발견되었다. 필드 곡률의 정정 후에도, 이미지 평면 - 다수의 1차 초점이 생성됨 - 이 웨이퍼 표면에 대해 경사진다. 이미지 평면 경사의 배향은 자기-광학 렌즈에 의해 유도된 다수의 1차 대전 입자 빔렛의 라머(Larmor) 회전에 의존한다. 이미지 평면 경사 및 필드 곡률은 웨이퍼 표면으로부터의 초점 포지션의 큰 편차에 추가된다. 종래 기술의 멀티-빔 생성 유닛은, 웨이퍼 검사 작업에 필요한 만큼, 고 정확도로 각각의 1차 대전 입자 빔렛의 초점 포지션을 개별적으로 변경하기 위해 충분한 스트로크를 제공하지 않는다.
전극이 있는 멀티-애퍼쳐 판이 층 퇴적 및 에칭 기술에 의해 통상 형성되며, 상이한 층의 스택이 형성된다. 더 큰 스트로크에 대해, 더 고 전압이 정전 렌즈에 제공되어야 한다. 층 퇴적의 불균일과 전계의 누설이 멀티-애퍼쳐 판 위에서 정전 요소의 불균일한 전자 광학 속성을 야기한다. 멀티-애퍼쳐 요소에서 전극의 종래의 배치로, 부유계가 생성될 수도 있어서, 제어되지 않는 방식으로 광전 요소의 성능에 영향을 미친다. 종래 기술의 멀티-애퍼쳐 스택에서, 광학 성능이 일반적으로 제한된다.
멀티-애퍼쳐 판은, 예컨대 박화 공정에 의해 웨이퍼로부터 제조된 박형 멤브레인을 포함하고 있다. 예컨대 열팽창에 의해 유도되거나 제조 동안 생성된 멤브레인의 변형은 여러 멀티-애퍼쳐 판 사이의 상이한 거리를 초래하며, 그에 따라 적어도 2개의 멀티-애퍼쳐 판 사이에 사용 동안 형성된 다수의 정전 요소에서의 차이를 초래한다. 멤브레인의 변형의 변경은 빔렛의 다수의 초점의 필드 곡률의 편차나 다수의 빕렛의 텔레센트리서티 속성의 편차를 더 초래할 수 있다.
종래기술에서, 멀티 애퍼쳐 어레이의 이론적 성능을 개선하기 위한 수단이 고려되었다. 예컨대, US2003/0209673A1이 다수의 1차 대전 입자 빔렛 사이의 크로스토크를 감소시키기 위한 수단을 개시한다. US2003/0209673A1은 감소한 크로스토크를 갖는 다수의 전자 빔렛을 위한 정전 아인젤(Einzel)-렌즈 어레이를 개시한다. 정전 아인젤-렌즈 어레이는 애퍼쳐 어레이의 하류의 전자 빔 경로에 배치되며 아인젤-렌즈의 상부 전극, 중간 전극 및 하부 전극을 포함하며, 각각의 전극 쌍이 100㎛의 큰 거리만큼 이격된다. 크로스토크는, 상부 전극과 중간 전극 및 중간 전극과 하부 전극 사이에 구비되는 차폐 전극에 의해 감소한다. 다른 예에서, 설계 수차의 감소 수단이 고려된다. 2014년 5월 30일에 출원된 DE 10 2014 008 083A1 또는 대응 US 9,552,957B2는 감소한 구면 수차를 갖는 렌즈 어레이를 포함하는 멀티-애퍼쳐 판의 예를 도시한다. 설계 수차의 감소는 빔 직경과 비교하여 더 큰 렌즈 애퍼쳐에 의해 달성된다. DE 10 2014 008 083A1은, 전극에의 대전 효과(charge effect)를 회피하도록 애퍼쳐 직경의 0.1 내지 10배의 범위로 멀티-애퍼쳐 판 사이의 거리를 제안하지만, 이 큰 범위만으로는 산란된 대전 입자로부터 전극의 원치 않는 대전 효과를 방지하기에는 충분하지 않음이 판명되었다.
그러므로 각각의 1차 대전 입자 빔렛의 각각의 초점 포지션을 개별적으로 변경시키기 위해 큰 스트로크의 멀티-빔 생성 유닛을 제공하는 것이 과제이다. 또한, 각각의 1차 빔렛의 초점 포지션이 더 고 정밀도와 최소화된 수차로 조정될 수 있게 하는 멀티-애퍼쳐 판을 제공하는 것이 과제이다. 작은 초점 직경과, 더 큰 집속 파워 및 고 집속 정밀도와, 최소 잔류 수차를 갖는 잘 규정된 빔렛을 형성할 수 있는 멀티-빔 생성 유닛을 제공하는 것이 과제이다. 멀티-빔 생성 또는 멀티-빔 래스터 유닛의 새 배치와 최적화된 레이아웃으로, 다수의 빔렛 초점이 미리 규정된 래스터 구성에서 및 큰 축방?h 변이로 생성되어, 멀티-빔 검사 시스템의 큰 필드 곡률을 보상하게 한다. 유사한 방식으로, 빔렛의 수차를 초래하거나 증가시키지 않고도 고 정밀도로 빔렛을 편향시킬 수 있는 멀티-빔 편향 유닛이 제공된다.
그러므로 큰 개별 광학 파워를 가지며 편차에 덜 민감하며, 수차를 상당히 초래하거나 증가시키지 않으며 동작 동안 원치 않는 누설 필드를 덜 생성하는 멀티 빔 생성 또는 멀티-빔 편향 유닛과 같은 멀티-빔 래스터 유닛의 설계를 제공하는 것이 과제이다. 또한, 사용 동안 초점 포지션 제어에서 더 고 정밀도를 제공하는 멀티-빔 래스터 유닛을 제공하는 것이 과제이다.
그러므로, 편차에 덜 민감하고, 저 수차 및 덜 산란된 입자를 생성하며, 고 안정성과 반복성을 갖는 멀티 빔 생성 또는 멀티-빔 편향 유닛의 제조를 허용하는, 멀티-애퍼쳐 판을 위한 제조 공정을 제공하는 것을 포함하여, 적어도 3개의 멀티-애퍼쳐 판을 포함하는 멀티-빔 래스터 유닛을 제공하는 것이 과제이다. 멀티-빔 래스터 유닛에서의 멀티-애퍼쳐 판의 새로운 배치로 인해, 멀티-빔 래스터 유닛에 의해 생성된 다수의 대전 입자 빔렛의 초점 스폿 포지션에 개별적으로 영향을 미치기 이한 큰 범위의 집속 파워를 허용한다.
본 발명의 과제는 독립항에 의해 해결된다. 종속항은 유리한 실시예에 관한 것이다.
제1 실시예에 따라, 멀티-빔 시스템(1)용 멀티-빔 생성 유닛(305)은, 입사, 평행 1차 대전 입사 빔(309)으로부터 다수의 1차 대전 입자 빔렛(3)을 생성하기 위해 다수의 제1 애퍼쳐(85.1)를 가진 필터 판(304)으로서, 필터 판(304)은 사용 동안 접지 레벨에 연결되는, 필터 판(304)을 포함하고 있다. 1차 대전 입자 빔렛은 다수의 제1 애퍼쳐(85.1)를 투과함으로써 형성되는 반면, 입사 1차 대전 입자 빔(309)의 다수의 대전 입자는 필터 판(304)의 빔 입사 측 상의 전도성 차폐 층에 흡수된다. 멀티-빔 생성 유닛(305)은 종단 멀티-애퍼쳐 판(310)을 더 포함한다. 종단 멀티-애퍼쳐 판(310)은, 필터 판(304)의 하류에서 입사 1차 대전 입자 빔(309)의 전파 방향 순서로 배치되며, 다수의 종단 애퍼쳐(94)를 포함한다. 종단 애퍼쳐(94) 각각에서, 1차 대전 입자 빔렛(3)은 멀티-빔 생성 유닛(305)을 떠난다. 각각의 종단 애퍼쳐(94)는 다수의 종단 애퍼쳐(94) 각각의 둘레에 배치되는 제1 다수의 개별 어드레싱 가능한 전극(79.2, 81.2)을 포함한다. 종단 멀티-애퍼쳐 판(310)의 하류에서, 멀티-빔 생성 유닛(305)은 사용 동안 다수의 1차 대전 입자 빔렛(3)을 투과하도록 구성되는 단일 애퍼쳐를 가진 집광기 전극(82, 84)을 가진 집광기 렌즈(307)를 포함하거나, 그에 연결된다. 집광기 전극(82, 84)은 다수의 종단 애퍼쳐(94) 각각 내에 침투하고 있는 다수의 정전 마이크로렌즈 필드(92)를 사용 동안 생성하도록 구성된다. 상기 멀티-빔 생성 유닛(305)은 제어 유닛(830)을 더 포함한다. 제어 유닛(830)은, 집광기 전극(82, 84)과 제1 다수의 개별 어드레싱 가능한 전극(79.2, 81.2) 각각을 개별적으로 제어하여 다수의 정전 마이크로렌즈 필드(92) 각각의 침투 깊이 및/또는 형상에 영향을 미치도록 구성되어, 다수의 1차 대전 입자 빔렛(3) 각각의 측방향 및 축방향 초점 포지션을 독립적으로 조정한다. 그러므로 다수의 1차 대전 입자 빔렛(3)은 사용 동안 중간의 만곡 이미지 표면(321)에 다수의 초점 포지션(311)을 형성한다. 중간의 만곡 이미지 표면(321)은 만곡되며, 멀티-빔 시스템(1)의 필드 곡률 및 이미지 평면 경사를 사전-보상하는 경사 구성요소(323)를 갖는다.
일예로, 제1 다수의 개별 어드레싱 가능한 전극(79.2, 81.2)은 제1 다수의 정전 실린더 또는 링 전극(79.2)으로서 형성되고, 각각의 실린더 또는 링 전극(79.2)은, 종단 애퍼쳐(94) 중 하나의 둘레에 배치되며, 사용 동안 흡입 필드(88) 또는 침강 필드(90)를 생성하도록 구성된다. 이로써, 다수의 정전 마이크로렌즈 필드(92) 각각의 침투 깊이는 대응 종단 애퍼쳐(94)에서 감소하거나 증가하거나 하며, 초점 길이는 넓은 범위에서 조정될 수 있다. 이로써, 개별 1차 대전 입자 빔렛의 초점(311)의 축방향 포지션은 넓은 범위에서 변경될 수 있다.
다른 예로, 제1 다수의 개별 어드레싱 가능한 전극(79.2, 81.2)은 제1 다수의 정전 멀티-폴 전극(81.2)으로서 형성되며, 각각의 멀티-폴 전극(81.2)은 다수의 종단 애퍼쳐(94) 중 하나의 둘레에 배치되며, 사용 동안 흡입 필드(88), 침강 필드(90) 및/또는 편향 필드 및/또는 비점수차(astigmatism) 정정 필드를 생성하도록 구성된다. 이로써, 다수의 정전 마이크로렌즈 필드(92) 각각의 침투 깊이가 감소하거나 증가하거나 할 뿐만 아니라, 측방향 포지션과, 대응 종단 애퍼쳐(94)에서 다수의 정전 마이크로렌즈 필드(92) 각각의 형상도 변한다. 이로써, 예컨대, 비점수차와 같은 수차가 정정될 수 있으며 개별 1차 대전 입자 빔렛의 초점의 측방향 포지션이 편향 수단에 의해 변할 수 있다.
종단 멀티-애퍼쳐 판(310)은, 제1 다수의 개별 어드레싱 가능한 전극(79.2, 81.2)을 포함하는 제1 종단 전극 층(129.1, 306.3a)과, 제1 다수의 개별 어드레싱 가능한 전극(79.2, 81.2)으로부터 절연되며 제1 종단 전극 층(129.1, 306.3a) 상류에 배치되는 제2 전극 층(306.3b)을 포함한다. 제2 전극 층(306.3b)은 접지 전극 층을 형성하도록 사용 동안 접지 레벨에 연결된다. 다른 형태로, 종단 멀티-애퍼쳐 판(310)은 단일 전극 층(129.1)으로 만들어진다.
멀티-빔 생성 유닛(305)은 다수의 제2 애퍼쳐(85.2)를 갖는 제2 멀티-애퍼쳐 판 또는 접지 전극 판(306.2)을 적어도 더 포함할 수도 있다. 제2 멀티-애퍼쳐 판은 사용 동안 제1 접지 전극을 형성하고 있다. 제2 멀티-애퍼쳐 판(306.2)은 필터 판(304)과 종단 멀티-애퍼쳐 판(310) 사이에 배치된다. 멀티-빔 생성 유닛(305)은 다수의 제4 애퍼쳐(85.4, 85.41)를 갖는 제3 멀티-애퍼쳐 판 또는 제1 멀티-스티그메이터 판(306.4, 306.41)을 더 포함할 수 도 있으며, 각각의 애퍼쳐는 다수의 제4 애퍼쳐(85.4, 85.41)의 둘레에 배치되는 정전 멀티-폴 요소를 형성하기 위해 제2 다수의 개별 어드레싱 가능한 멀티-폴 전극(81, 81.1)을 포함한다. 제2 개별 어드레싱 가능한 멀티-폴 전극(81, 81.1) 각각은 제어 유닛(830)에 연결되어, 다수의 1차 대전 입자 빔렛(3)의 각각을 또한 개별적으로 편향, 집속 또는 그 수차를 정정하도록 구성된다. 이로써, 더욱더 큰 범위의 초점 변경이 달성되며, 1차 대전 입자 빔렛(3)의 방향은, 1차 대전 입자 빔렛(3)이 그 대응 종단 애퍼쳐(94)에 입사하기 전에 조정될 수 있다.
멀티-빔 생성 유닛(305)은, 다수의 제4 애퍼쳐(85.42)를 갖는 제4 멀티-애퍼쳐 판 또는 제2 멀티-스티그메이터 판(306.43)을 더 포함할 수 있으며, 각각의 애퍼쳐는 다수의 제4 애퍼쳐(85.42)의 둘레에 배치되는 정전 멀티-폴 요소를 형성하기 위한 다수의 개별 어드레싱 가능한 멀티-폴 전극(81.3)을 포함하며, 개별 어드레싱 가능한 멀티-폴 전극(81.3) 각각은 제어 유닛(830)에 연결되어, 다수의 1차 대전 입자 빔렛(3)의 각각을 개별적으로 편향, 집속 또는 그 수차를 정정하도록 구성된다. 이로써, 더욱더 큰 범위의 초점 변경이 달성될 수 있다.
멀티-빔 생성 유닛(305)은 다수의 제2 실린더 전극(79)을 포함하는 다수의 애퍼쳐(85.3, 85.9)를 가지며, 정전 렌즈 어레이(306.3, 306.9)로서 구성되는 추가 멀티-애퍼쳐 판을 더 포함할 수 있으며, 각각의 제2 실린더 전극(79)은 제어 유닛(830)에 개별적으로 연결되어 사용 동안 다수의 정전 렌즈 필드를 형성하도록 구성된다. 이로써, 더 큰 범위의 초점 변경이 달성될 수 있다. 정전 렌즈 어레이(306.3, 306.9)는 단일 전극 층으로 만들어진 렌즈 전극 판(306.9)으로서 형성될 수 도 있다. 다른 형태로, 정전 렌즈 어레이(306.3, 306.9)는 렌즈 전극 층(306.3a)과 접지 전극 층(306.3b)을 갖는 2-층 렌즈-렛 전극 판(306.3)이다.
일예로, 집광기 전극(82, 84)은, 다수의 적어도 4개의 전극 세그먼트(84.1 내지 84.4)를 포함하는 세그먼트화된 전극(84)으로서 형성되며, 제어 유닛(830)은 사용 동안 비대칭 전압 분배를 다수의 적어도 4개의 전극 세그먼트(84.1 내지 84.4)에 제공하도록 구성된다. 이로써, 다수의 1차 대전 입자 빔렛(3)의 집속은, 경사진 구성요소(323)를 갖는 만곡된 중간 이미지 표면(321)에서 용이하게 된다.
일예로, 집광기 전극(82, 84)과 종단 애퍼쳐 판(310)은 서로에 대해 각도(φ)로 배치된다. 이로써, 다수의 1차 대전 입자 빔렛(3)의 집속은, 경사진 구성요소(323)를 갖는 만곡된 중간 이미지 표면(321)에서 용이하게 된다. 각도(φ)를 조정하기 위해, 집광기 전극(82, 84)이나 종단 멀티-애퍼쳐 판(310)을 포함하는 멀티-애퍼쳐 판(315) 스택 중 어느 하나 또는 둘 모두는 집광기 전극(82, 84)이나 멀티-애퍼쳐 판(315) 스택 또는 모두를 경사지게 하거나 회전시키도록 구성되는 조작기(340) 상에 장착될 수 있다.
멀티-빔 생성 유닛(305)은, 전극 층(129.1)과 다수의 개별 어드레싱 가능한 전극(79, 81)을 각각 포함하는 멀티-애퍼쳐 판 쌍 사이에 각각 배치되는 제2 또는 추가 접지 전극 판(306.8)을 포함할 수 도 있다. 이로써, 개별 어드레싱 가능한 링- 또는 멀티폴 전극(79, 81)은 1차 대전 입자 빔렛의 전파 방향에서 분리되며 서로에 대해 차폐된다.
제어 유닛(830)은, 사용 동안 다수의 개별 전압을 종단 멀티-애퍼쳐 판(3.10), 제1 멀티-스티그메이터 판(306.4, 306.41) 및 선택적으로 제2 멀티-스티그메이터 판(306.43) 및/또는 정전 렌즈 어레이(306.3, 306.9)의 다수의 전극(79, 81) 각각에 제공하도록 구성된다. 종단 멀티-애퍼쳐 판(3.10), 제1 멀티-스티그메이터 판(306.4, 306.41) 및 선택적으로 제2 멀티-스티그메이터 판(306.43) 및/또는 정전 렌즈 어레이(306.3, 306.9)는 각각의 개별 어드레싱 가능한 멀티-스테이지 마이크로렌즈(316)에 대해 적어도 1mm 초과(DF>1mm), 바람직하게는 적어도 3mm 초과(DF>3mm), 더욱더 바람직하게는 5mm 초과(DF>5mm)의 개별 가변 집속 범위 변이(range variation)(DF)를 갖는 개별 어드레싱 가능한 멀티-스테이지 마이크로렌즈(316)의 어레이를 공동으로(jointly) 형성한다.
멀티-빔 생성 유닛(305)은, 다수의 멀티-애퍼쳐 판(304, 306.2 내지 306.9, 310)을 서로 미리 결정된 거리에서 홀딩하기 위해 다수의 스페이서(83.1 내지 83.5) 또는 지지 존(179)을 더 포함한다.
제2 실시예에서, 멀티-애퍼쳐 판은, 반전된 멀티-애퍼쳐 판의 빔 입사 측 반대편인 제1 측에서 다수의 개별 어드레싱 가능한 전극(79, 79.1, 79.2, 81, 81.1, 81.2, 81.3)에 대한 전기 배선 연결(175)을 가진 반전된 멀티-애퍼쳐 판으로서 형성된다. 제1 실시예에 따른 멀티-빔 생성 유닛(305)의 예에서, 멀티-애퍼쳐 판(306.4 내지 306.9, 310) 중 적어도 하나가 반전된 멀티-애퍼쳐 판으로서 구성된다. 적어도 하나의 반전된 멀티-애퍼쳐 판은, 다수의 개별 어드레싱 가능한 전극(79, 79.1, 79.2, 81, 81.1, 81.2, 81.3)을 반전된 멀티-애퍼쳐 판의 상부 또는 빔 입사 측에 배치된 접촉 핀(147, 147.1, 147.2)과 반전된 멀티-애퍼쳐 판의 하부 또는 바닥 측에서 전기 배선 연결(175)을 통해 전기적으로 연결하기 위한 다수의 관통 연결(149, 491.1, 149.2)을 더 포함한다. 이 반전된 배치로, 예컨대 1차 대전 입자, 산란 대전 입자, 2차 대전 입자 또는 임의의 종류의 대전 입자에 의해 생성되는 X-선으로부터 전기 배선 연결(175)의 전기 절연 및 차폐를 일반적으로 개선할 수 있다. 그러므로 개별 어드레싱 가능한 전극(79, 81)은 더 고 정밀도로 동작할 수 도 있다. 애퍼쳐 판(306, 310)의 전극 층(129.1)의 하류의 배선 연결로, 배선 연결로부터의 전계의 누설의 영향이 감소하며, 대응 개별 어드레싱 가능한 전극 각각에 더 큰 전압을 제공할 수 있으며, 이로써 집속 파워를 더 증가시킬 수 있다.
일예로, 멀티-빔 생성 유닛(305)의 종단 멀티-애퍼쳐 판(310)은 다수의 애퍼쳐(94)를 갖는 전도성 차폐 층(177.2)을 더 포함한다. 전도성 차폐 층(177.2)은 제1 다수의 개별 어드레싱 가능한 전극(79.2, 81.2)으로부터 전기적으로 절연되며, 전도성 차폐 층(177.2)은, 개별 어드레싱 가능한 전극(79.2, 81.2)과 집광기 렌즈(307) 사이에서 종단 멀티-애퍼쳐 판(310)의 바닥 측(76)에 배치된다. 이로써, 다수의 정전 마이크로렌즈 필드(92)의 침투나 장애가 효과적으로 감소한다.
실제 예에서, 필터 판(304)의 제1 애퍼쳐(85.1)는 제1 최소 직경(D1)을 가지며, 종단 애퍼쳐(94)는 더 큰 종단 직경(DT)을 갖는다. 종단 직경(DT)은 1.6×D1<=DT<=2.4×D1 사이의 범위에 있다. 접지 전극 판(306.2)의 제2 애퍼쳐(85.2)는 제2 직경(D2)을 갖는다. 통상, D2는 D1과 DT 사이, D1<D2<DT로 선택되며, 예컨대 1.4×D1<=D2<=0.75×DT이다. 제1 또는 제2 멀티-스티그메이터 판(306.4, 306.41, 306.43) 또는 정전 렌즈 어레이(306.3, 306.9)의 제3 또는 추가 애퍼쳐(85.3, 85.4, 85.9)는 직경(D3)을 갖는다. 통상, D3은 D2와 DT 사이로 선택되어, D1<D2<D3<DT, 바람직하게는 1.4×D1<=D2<=0.9×D3<=0.8×DT이다.
본 발명의 제2 실시예에 따라, 개선된 성능의 멀티-애퍼쳐 판(306)이 제공된다. 개선된 멀티-애퍼쳐 판(306)은 절연된 전극 층(129.1)에서 다수의 절연되고 개별 어드레싱 가능한 전극(79, 81)을 갖는 다수의 애퍼쳐(85.3, 85.4, 85.9, 94)를 포함한다. 다수의 전극(79, 81) 각각은 애퍼쳐(85.3, 85.4, 85.9, 94) 중 하나의 둘레에 배치된다. 개선된 멀티-애퍼쳐 판(306)은, 멀티-애퍼쳐 판(306)의 제1 측 상에서 대략 1㎛ 이하의 제1 두께(T1)를 갖는 제1 전도성 차폐 층(177.1)과, 대략 1㎛ 이하의 제3 두께(T3)를 갖는 다수의 전기 배선 연결(175) 층을 더 포함한다. 제2 두께(T2)를 갖는 제1 평탄화된 절연 층(179.5)이 제1 전도성 차폐 층(177.1)과 전기 배선 연결(175) 층 사이에 배치된다. 제3 평탄화된 절연 층(179.3)이 전기 배선 연결(175) 층과 절연된 전극 층(129.1) 사이에 형성된다. 제3 평탄화된 절연 층(179.3)은 제4 두께(T4)를 갖는다. 제3 평탄화된 절연 층(179.3)은 배선 연결(175) 각각과 전극(79, 81) 사이에 형성되는 배선 접촉부(193)가 구비된다. 제1 및 제3 평탄화된 절연 층(179.5, 179.3)은 이산화규소로 만들어지며, 각각 3㎛ 미만의 제2 및 제4 두께(T2 및 T4)로 다운 레벨링되며, T2<=T4<=2.5㎛이다. 바람직하게도, 제2 및 제4 두께(T2 및 T4) 각각은 2㎛ 이하이다. 일예로, 배선 접촉부(193) 각각은 애퍼쳐(85, 94)의 내측벽(87)에 거리(h)로 각 개별 어드레싱 가능한 전극(79, 81)의 외부 에지에 배치된다. 거리(h)는 6㎛ 초과, 8㎛ 초과, 예컨대 10㎛ 이상이다.
멀티-애퍼쳐 판(306)은, 멀티-애퍼쳐 판(306)의 제2 측 상에서 1㎛ 이하의 제6 두께(T6)를 갖는 제2 전도성 차폐 층(177.2)과, 제2 전도성 차폐 층(177.2)과 전극 층(129.1) 사이에 형성되며 2.5㎛ 이하의 제5 두께(T5)를 갖는 제3 평탄화된 절연 층(129.2)을 더 포함한다. 평탄화된 절연 층(179)의 감소한 두께로, 멀티-애퍼쳐 판의 근처의 전계의 장애(disturbance)는 감소하며, 포토리소그라픽 처리가 더 고 정확도로 달성될 수 있다. 그러므로 예컨대 배선 접촉부는 더 고 정밀도로 혀성될 수 있다. 배선 접촉부(193)의 큰 거리(h)로, 배선 접촉부(193) 또는 전기 배선 연결(175)로부터 생성되는 전계의 누설은 더 감소한다. 양 측에 구비되며 접지 레벨에 연결되는 차폐 층(177.1, 177.2)으로, 멀티-애퍼쳐 판 내외로의 전계의 침투는 효과적으로 감소한다. 일예로, 제1 또는 제2 전도성 차폐 층(177.1, 177.2) 중 적어도 하나는 다수의 애퍼쳐(85, 94) 각각으로의 다수의 플런징(plunging) 연장부(189)를 가져, 전극(79, 81)에 폭(g)의 간격을 형성하며, g<4㎛, 바람직하게는 g<2㎛이다. 이 작은 간격으로, 멀티-애퍼쳐 판 내외로의 전계의 침투는 더욱더 효과적으로 감소한다. 일예로, 멀티-애퍼쳐 판(306)은 다수의 개별 어드레싱 가능한 전극(79, 81) 사이에 차폐 전극(183)을 더 포함한다. 차폐 전극(183)은 접지 레벨(0V)에 연결된다. 이로써, 개별 어드레싱 가능한 전극(79, 81)은 서로로부터 효과적으로 차폐된다.
실시예의 개선된 멀티-애퍼쳐 판(306)은, 사용 동안 다수의 1차 대전 입자 빔렛(3)을 생성하며 집속하도록 구성되는 멀티-빔 생성 유닛(306)의 다수의 적어도 2개의 멀티-애퍼쳐 판(306, 306.3, 306.4, 310) 중 하나이다. 제1 예에서, 개선된 멀티-애퍼쳐 판(306)은 멀티-빔 생성 유닛(305)의 다수의 종단 애퍼쳐(94)를 갖는 종단 멀티-애퍼쳐 판(310)이며, 다수의 1차 대전 입자 빔렛(3) 각각은 다수의 종단 애퍼쳐(94) 중 하나에서 멀티-빔 생성 유닛(305)을 출사한다. 집광기 렌즈(307)가 멀티-빔 생성 유닛(305)의 종단 멀티-애퍼쳐 판(310)인 개선된 멀티-애퍼쳐 판(306) 이후에 배치된다. 집광기 렌즈(307)는, 다수의 종단 애퍼쳐(94) 내에 침투하는 다수의 정전 마이크로렌즈 필드(92)를 사용 동안 생성하도록 구성된다.
일예로, 개선된 멀티-애퍼쳐 판(306, 310)은 멀티-애퍼쳐 판(306)의 제1 측에서 다수의 배선 연결(175)과 멀티-애퍼쳐 판(306)의 제1 측 반대편인 제2 측에서 다수의 접촉 핀(147)을 갖는 반전된 구성으로 배치되며, 제1 측에서의 다수의 배선 연결(175)과 제2 측에서의 접촉 핀(147)을 연결하기 위한 다수의 관통 연결(149)을 더 포함한다.
본 발명의 제3 실시예에서, 종단 멀티-애퍼쳐 판(310)의 추가 개선이 제공된다. 이 종단 멀티-애퍼쳐 판(310)은, 다수의 종단 애퍼쳐(94) 내로 침투하는 다수의 정전 마이크로렌즈 필드(92, 92.1, 92.2)를 사용 동안 형성하도록 구성되는 다수의 종단 애퍼쳐(94)를 포함한다. 종단 애퍼쳐(94)의 둘레에는, 다수의 개별 어드레싱 가능한 전극(79.2, 81.2)이 배치된다. 다수의 개별 어드레싱 가능한 전극(79.2, 81.2)은 제어 유닛(830)에 개별적으로 연결되도록 구성되며, 다수의 정전 마이크로렌즈 필드(92, 92.1, 92.2) 각각의 침투 깊이 및/또는 형상에 사용 동안 개별적으로 영향을 미치도록 구성된다. 이 종단 멀티-애퍼쳐 판(310)은, 종단 멀티-애퍼쳐 판(310)의 종단 또는 빔 출사 측(76)에서, 접지 레벨(0V)에 연결되는 제1 전도성 차폐 층(177.2)을 더 포함한다. 이로써, 다수의 정전 마이크로렌즈 필드(92)는 차폐되어 종단 멀티-애퍼쳐 판(310) 내에 침투하는 것이 방지되며, 종단 애퍼쳐(94)로만 침투한다. 종단 멀티-애퍼쳐 판(310)은, 다수의 개별 어드레싱 가능한 전극(79.2, 81.2) 사이에 있으며 접지 레벨(0V)에 연결되고 다수의 개별 어드레싱 가능한 전극(79.2, 81.2)을 서로로부터 차폐하도록 구성되는 차폐 전극 층(183)을 더 포함한다. 이 종단 멀티-애퍼쳐 판(310)은, 다수의 개별 전압을 다수의 개별 어드레싱 가능한 전극(79.2, 81.2)에 제공하도록 다수의 배선 연결(175)을 더 포함한다. 다수의 배선 연결(175)은 제어 유닛(830)에 연결된다.
일예로, 다수의 배선 연결(175)은 전도성 차폐 층(177, 177.2)으로부터 절연되는 종단 멀티-애퍼쳐 판(310)의 제1 측에서 배치되며, 이 종단 멀티-애퍼쳐 판(310)은, 다수의 배선 연결(175)에 연결되는 다수의 관통 연결(149)을 더 포함한다. 다수의 관통 연결(149)은 제어 유닛(830)에 연결된다.
이 종단 멀티-애퍼쳐 판(310)은, 종단 멀티-애퍼쳐 판(310)의 상부 측 상의 제2 전도성 차폐 층(177.1)으로서, 상부 측은 다수의 대전 입자 빔렛(3)이 종단 멀티-애퍼쳐 판(310)에 입사하는 측인, 제2 전도성 차폐 층(177.1)을 더 포함한다. 이 종단 멀티-애퍼쳐 판(310)은 다수의 평탄화된 절연 층(129.2, 179, 179.1, 179.3, 179.5)과, 평탄화된 절연 층(129.2, 179, 179.1, 179.3, 179.5) 중 2개 사이의 다수의 전기 배선 연결(175) 층과, 다수의 개별 어드레싱 가능한 전극(79.2, 81.2)을 포함하는 전극 층(129.1)을 더 포함한다. 전극 층(129.1), 전기 배선 연결(175) 층 및 제1 또는 제2 차폐 층(177.2, 177.2) 각각은 평탄화된 절연 층(129.2, 179, 179.1, 179.3, 179.5) 중 하나에 의해 인접한 층으로부터 절연된다. 평탄화된 절연 층(129.2, 179, 179.1, 179.3, 179.5) 각각은 이산화규소로 만들어지며, 3㎛ 미만, 바람직하게는 2.5㎛ 이하, 더욱더 바람직하게는 2㎛ 이하의 두께(T)로 다운 레벨링된다. 이와 비교하여, 전극 층(129.1)은 통상적으로 50㎛와 100㎛ 사이의 두께를 갖는다.
본 발명의 제4 실시예에서, 반전된 멀티-애퍼쳐 판(306)이 제공된다. 반전된 멀티-애퍼쳐 판(306)은, 절연된 전극 층(129.1)에서 다수의 절연되고 개별 어드레싱 가능한 전극(79, 81)을 갖는 다수의 애퍼쳐(85, 94)를 포함한다. 다수의 전극(79, 81) 각각은 하나의 애퍼쳐(85, 94)의 둘레에 배치된다. 반전된 멀티-애퍼쳐 판(306)은 멀티-애퍼쳐 판(306)의 제1 측 상에서 1㎛ 이하의 제1 두께(T1)를 갖는 제1 전도성 차폐 층(177.1); 2.5㎛ 이하의 제2 두께(T2)를 갖는 제1 평탄화된 절연 층(179.5); 1㎛ 이하의 제3 두께(T3)를 갖는 적어도 다수의 전기 배선 연결(175) 층; 전극 층(129.1)과 전기 배선 연결(175)의 적어도 제1 층 사이의 제2 평탄화된 절연 층(179.3)으로서, 2.5㎛ 이하의 제4 두께(T4)를 갖는, 제2 평탄화된 절연 층(179.3)을 더 포함한다. 제2 평탄화된 절연 층(179.3)은, 전극(79, 81)과 배선 연결(175) 각각 사이에 형성되는 관통 배선 접촉부(193)로 포토리소그래픽 방식으로 구성된다.
이 반전된 멀티-애퍼쳐 판(306)은, 전극 층(129.1)의 제2 반대편 측에서 제어 유닛(830)과 접촉하기 위한 다수의 관통 연결(149) 및 접촉 핀(147)을 더 포함한다. 다수의 전기 배선 연결(175)은 제1 절연된 전극 층(129.1)의 제1 측 상에 배치되며, 관통 연결(149)로 인해 제1 측으로부터 제1 절연된 전극 층(129.1)을 통해 제2 층에 전기 접촉이 가능하다. 일예로, 배선 접촉부(193) 각각은 애퍼쳐(85, 94)의 내측벽에 거리(h)로 각 개별 어드레싱 가능한 전극(79, 81)의 외부 에지에 배치되며, h는 6㎛ 초과(h>6㎛), 더욱더 바람직하게는 10㎛ 초과(h>10㎛), 예컨대 12㎛이다(h=12㎛). 이 반전된 멀티 애퍼쳐 판(306)은, 멀티-애퍼쳐 판(306)의 제2 측 상에서 1㎛ 이하인 제6 두께(T6)를 갖는 제2 전도성 차폐 층(177.2)과, 제2 전도성 차폐 층(177.2)과 제2 평탄화된 절연 층(179.3) 반대편의 전극 층(129.1) 사이에 형성되는 제3 평탄화된 절연 층(129.2)을 더 포함한다. 제3 평탄화된 절연 층(129.2)은 2.5㎛ 이하의 제5 두께(T5)를 갖는다. 제2 전도성 차폐 층(177.2)은 접촉 핀(147)을 제2 전도성 차폐 층(177.2)으로부터 절연하기 위한 애퍼쳐(148)를 포함한다. 일예로, 제1 또는 제2 전도성 차폐 층(177.1, 177.2) 중 적어도 하나는 다수의 애퍼쳐(85, 94) 각각으로의 다수의 플런징 연장부(189)를 가져, 전극(79, 81)에 폭(g)의 간격을 형성하며, g<4㎛, 바람직하게는 g<=2㎛이다. 이 반전된 멀티-애퍼쳐 판(306)은, 다수의 개별 어드레싱 가능한 전극(79, 81) 사이에 있으며 접지 레벨(0V)에 연결되고 다수의 개별 어드레싱 가능한 전극(79, 81)을 서로로부터 차례하도록 구성되는 차폐 전극(183)이 더 구비된다.
제5 실시예에서, 다수의 1차 대전 입자 빔 스폿(311) 각각의 초점 거리를 큰 범위에 의해 개별적으로 변경하는 방법이 제공된다. 이 방법은 종단 멀티-애퍼쳐 판(310)의 다수의 종단 애퍼쳐(94) 각각에 다수의 개별 어드레싱 가능한 종단 전극(79.2, 81.2)을 제공하는 단계를 포함한다. 그 다음 단계로, 이 방법은, 종단 멀티-애퍼쳐 판(310)에 인접하며 다수의 1차 대전 입자 빔렛(3)의 전파 방향의 하류에 집광기 렌즈 전극(82, 84)을 제공하는 단계를 포함한다. 그 다음 단계로, 이 방법은, 제어 유닛(830)에 의해 적어도 제1 전압을 집광기 렌즈 전극(82, 84)에 제공하여, 다수의 종단 애퍼쳐(94)에 침투하고 있는 다수의 정전 마이크로렌즈 필드(92)를 생성하는 단계를 포함한다. 이 방법의 그 다음 단계로, 다수의 개별 전압이 다수의 개별 어드레싱 가능한 전극(79.2 81.2) 각각에 제공된다. 다수의 개별 어드레싱 가능한 종단 전극(79.2, 81.2)의 다수의 개별 전압은 또한 제어되어 다수의 정전 마이크로렌즈 필드(92) 각각의 침투 깊이에 영향을 미쳐, 만곡된 중간 이미지 표면(321) 상에서 다수의 1차 대전 입자 빔렛(3) 각각의 축방향 초점 포지션을 예컨대 DF>1mm, 바람직하게는 DF>3mm, 더 바람직하게는 DF>5mm의 큰 범위로 독립적으로 조정한다. 일예로, 다수의 개별 어드레싱 가능한 종단 전극(79.2, 81.2)은 다수의 멀티-폴 전극(81.2)으로서 형성되며, 이 방법은, 제1 멀티-폴 전극(81.2)에의 다수의 개별 전압을 개별적으로 제어하여 정전 마이크로렌즈 필드(92) 각각의 형상 및/또는 측방향 포지션에 영향을 미치는 단계를 더 포함한다. 이로써, 다수의 1차 대전 입자 빔렛(3) 각각의 측방향 초점 포지션과 형상은 만곡된 중간 이미지 표면(321) 상에서 독립적으로 및 개별적으로 조정된다. 다수의 개별 전압을 개별적으로 제어하는 단계는 경사진 구성요소(232)를 갖는 만곡된 중간 이미지 표면(321) 상의 다수의 1차 대전 입자 빔렛(3) 각각의 초점 포지션을 조정하도록 구성될 수 있다.
이 방법은, 다수의 애퍼쳐(85.4)와 다수의 개별 어드레싱 가능한 멀티-폴 전극(81.1)을 갖는 제1 멀티-스티그메이터 판(306.4, 306.41)을 제공하는 단계와, 제어 유닛(830)에 의해 다수의 개별 전압을 다수의 개별 어드레싱 가능한 멀티-폴 전극(81.1) 각각에 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이 예에 따른 방법은 멀티-폴 전극(81.1)의 다수의 개별 전압을 개별적으로 제어하는 단계를 더 포함한다. 이로써, 다수의 1차 대전 입자 빔렛(3) 각각의 형상 및/또는 측방향 포지션이, 종단 멀티-애퍼쳐 판(310)의 다수의 종단 애퍼쳐(94)를 통과하기 전에 영향을 받는다.
이 방법은, 다수의 애퍼쳐(85.4)와 다수의 개별 어드레싱 가능한 멀티-폴 전극(81.3)을 갖는 제2 멀티-스티그메이터 판(306.4, 306.41)을 제공하는 단계와, 제어 유닛(830)에 의해 다수의 개별 전압을 다수의 개별 어드레싱 가능한 멀티-폴 전극(81.3) 각각에 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이 예에 따른 방법은, 멀티-폴 전극(81.3)의 다수의 개별 전압을 개별적으로 제어하는 단계를 더 포함한다. 이로써, 다수의 1차 대전 입자 빔렛(3) 각각의 형상 및/또는 측방향 포지션 및/또는 방향이, 종단 멀티-애퍼쳐 판(310)의 다수의 종단 애퍼쳐(94)를 통과하기 전에 영향을 받는다.
이 방법은 다수의 애퍼쳐(85.3, 85.9)와 다수의 개별 어드레싱 가능한 링 전극(79)을 갖는 렌즈 어레이(306.3, 306.9)를 제공하는 단계와, 제어 유닛(830)에 의해 다수의 개별 전압을 다수의 개별 어드레싱 가능한 링 전극(79) 각각에 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다. 링 전극(79)의 다수의 개별 전압의 개별 제어로, 종단 멀티-애퍼쳐 판(310)의 다수의 종단 애퍼쳐(94)를 통과하기 전에 다수의 1차 대전 입자 빔렛(3) 각각의 초점 포지션이 영향을 받게 된다. 이로써, 집속은 렌즈 어레이(306.3, 306.9)에 의해 용이하게 되며, DF>1mm, 바람직하게는 DF>3mm, 더 바람직하게는 DF>5mm의 큰 범위(DF)의 초점 조정이 달성된다.
추가 예에 따라, 이 방법은, 멀티-폴 전극(81.1, 81.3) 중 임의의 전극의 개별 어드레싱 가능한 종단 전극(79.2, 81.2) 및/또는 링 전극(79)의 다수의 개별 전압을 개별적으로 제어하는 단계를 더 포함한다. 이 방법으로, 다수의 1차 대전 입자 빔렛(3) 각각의 축방향 및 측방향 초점 포지션, 형상 및 전파 방향은 공동으로 영향을 받는다.
추가 예에 따라, 이 방법은, 1차 멀티-빔렛-형성 유닛(305)의 멀티-애퍼쳐 판(315)의 스택이나 집광기 렌즈 전극(82, 84) 중 어느 하나 또는 둘 모두의 경사각이나 회전각을 제어하는 단계를 더 포함한다. 이 방법으로, 다수의 1차 대전 입자 빔렛(3) 각각의 축방향 초점 포지션은 중간 이미지 평면(321)의 경사 구성요소(323)에 기여하기 위해 공동으로 영향을 받는다.
본 발명의 제6 실시예에 따라, 적어도 하나의 반전된 멀티-애퍼쳐 판을 갖는 멀티-빔 생성 유닛(305)이 제공된다. 이 실시예에 따른 멀티-빔 생성 유닛(305)은 입사하는 평행 1차 대전 입자 빔(309)으로부터 다수의 1차 대전 입자 빔렛(3)을 생성하기 위해 다수의 제1 애퍼쳐(85.1)를 갖는 필터 판(304)을 포함하고 있다. 필터 판(304)은, 사용 동안 접지 레벨에 연결된다. 멀티-빔 생성 유닛(305)은 전극 층(129.1)과 전극 층(129.1)의 제1 측에 배치되는 다수의 접촉 핀(147)을 각각 포함하는 다수의 적어도 2개의 멀티-애퍼쳐 판(306, 306.3, 306.4, 306.9, 310)을 더 포함하고 있다. 다수의 적어도 2개의 멀티-애퍼쳐 판(306, 306.3, 306.4, 306.9, 310)은 종단 멀티-애퍼쳐 판(310)을 포함하고 있다. 각각의 멀티-애퍼쳐 판(306, 306.3, 306.4, 306.9)은 적어도 다수의 전기 배선 연결(175) 층을 더 포함하고 있다. 멀티-애퍼쳐 판(306, 306.3, 306.4, 306.9) 중 적어도 하나는 반전된 멀티-애퍼쳐 판(306, 306.3, 306.4, 306.9)으로서 구성되며, 다수의 전기 배선 연결(175)의 층이 반전된 멀티-애퍼쳐 판(306, 306.3, 306.4, 306.9)의 전극 층(129.1)의 제2 측에 배치된다. 제2 측은, 접촉 핀이 배치되는 제1 측의 반대편이다. 이로써, 멀티-빔 생성 유닛(305)의 각각의 멀티-애퍼쳐 판은 반전된 멀티-애퍼쳐 판의 다수의 전기 배선 연결(175)의 층의 포지션에 상관없이, 동일한 제1 측에서 전기적으로 접촉될 수 있다. 반전된 멀티-애퍼쳐 판(306, 306.3, 306.4, 306.9)은, 다수의 접촉 핀(147)을 다수의 전기 배선 연결(175)과 전기적으로 연결하기 위한 다수의 관통 연결(149)을 더 포함한다. 종단 멀티-애퍼쳐 판(310)은 다수의 개별 어드레싱 가능한 전극(79.2, 81.2)을 갖는 전극 층(129.1)과, 전극 층(129.1)의 제1 측에 배치되는 다수의 전기 배선 연결(175)과 다수의 접촉 핀(147)의 층을 포함한다. 일예로, 종단 멀티-애퍼쳐 판(310)의 다수의 전기 배선 연결(175)의 층은 종단 멀티-애퍼쳐 판(310)의 전극 층(129.1)의 제2 측에 배치된다. 제1 측은 상부 또는 빔 입사 측이며, 제2 측은 하부 또는 바닥 측이고, 여기서 1차 빔렛(3)이 멀티-애퍼쳐 판(310)으로부터 출사한다.
멀티-빔 생성 유닛(305)은 제어 유닛(830)을 더 포함하고 있다. 제어 유닛(830)은 종단 멀티-애퍼쳐 판(310) 및/또는 멀티-애퍼쳐 판(306, 306.3, 306.4, 306.9) 각각의 다수의 접촉 핀(147) 각각에 다수의 개별 전압을 동일한 제1 측으로부터 제공하도록 구성된다.
제6 실시예에 따른 멀티-빔 생성 유닛(305)은 단일 애퍼쳐를 갖는 집광기 전극(82, 84)을 갖고, 사용 동안 다수의 1차 대전 입자 빔렛(3)을 투과하도록 구성되는 집광기 렌즈(307)를 더 포함하고 있다. 집광기 전극(82, 84)은, 다수의 종단 애퍼쳐(94) 각각 내에 침투하고 있는 다수의 정전 마이크로렌즈 필드(92)를 사용 동안 생성하도록 구성된다. 제어 유닛(830)은, 집광기 전극(82, 84)과, 종단 멀티-애퍼쳐 판(310)의 다수의 개별 어드레싱 가능한 전극(79.2, 81.2) 각각을 개별적으로 제어하도록 구성된다. 이로써, 다수의 정전 마이크로렌즈 필드(92) 각각의 침투 깊이 및/또는 형상이 영향을 받아, 만곡된 중간 이미지 표면(321) 상에서 다수의 1차 대전 입자 빔렛(3) 각각의 측방향 및 축방향 초점 포지션이 용이하게 된다.
본 발명의 제7 실시예에서, 멀티-애퍼쳐 판(306, 310)을 제조하는 방법이 제공된다. 이 방법은 전극 층(129.1)에 다수의 전극(79, 81)을 제공하는 단계를 포함하고 있다. 이 방법은 이산화규소(SiO2)와 같은 절연 소재로 형성되는 제1 절연 층(179.1)을 전극 층(129.1)의 제1 측 상에 형성하는 단계를 더 포함하고 있다. 이 방법은 제1 절연 층(179.1)을 연마하여 2.5㎛ 미만의 두께를 갖는 제1, 레벨링된 절연 층(179.3)을 형성하는 단계를 더 포함하고 있다. 이 방법은, 제1, 레벨링된 절연 층(179.3) 상에 전기 배선 연결(175) 층을 형성하고 리소그라픽 방식으로 처리하는 단계를 더 포함하고 있다. 이 방법은, 이산화규소(SiO2)와 같은 절연 소재로 형성되는 제2 절연 층(179.4)을 전기 배선 연결(175) 층 상에 형성하는 단계를 더 포함하고 있다. 이 방법은, 제2 절연 층(179.4)을 연마하여 2.5㎛ 미만의 두께를 갖는 제2, 레벨링된 절연 층(179.5)을 형성하는 단계를 더 포함하고 있다. 이 방법은, 제2, 레벨링된 절연 층(179.5) 상에 제1 전도성 차폐 층(177.1)을 형성하는 단계를 더 포함하고 있다.
일예로, 이 방법은, 전극 층(129.1)을 통해 다수의 관통 연결(149)을 형성하는 단계와, 전극 층(129.1)의 제2 측 상에 제1 절연 층(179.1)을 형성하는 단계로서, 제2 층은 제1 측 반대편인, 제1 절연 층(179.1) 형성 단계; 및 제2 측 상에서 제1 절연 층(179.1)을 연마하여, 2.5㎛ 미만의 두께를 갖는 제1, 레벨링된 절연 층(179.3)을 형성하는 단계를 더 포함하고 있다. 이 방법은, 제1, 레벨링된 절연 층(179.3) 상의 제2 전도성 차폐 층(177.2)을 제2 측 상에 형성하는 단계와, 제1 측 상의 관통 연결 각각을 전기 배선 연결(175) 중 하나와 연결하고, 제2 측 상의 관통 연결 각각을 접촉 핀(147)과 연결하는 단계를 더 포함하고 있다.
일예로, 이 방법은, 제1 측 상의 제2 레벨링된 절연 층(179.5) 상에 스트레스 감소 층(187)을 형성하는 단계로서, 스트레스 감소 층(187)은 질화규소(SiNX)로 형성되는, 스트레스 감소 층(187) 형성 단계를 더 포함하고 있다. 이 방법은, 스트레스 감소 층(187) 상에 추가 절연 층(179)을 형성하고 추가 절연 층(179)을 연마하여 2.5㎛ 미만의 두께로 다운 레벨링된 추가 절연 층(179)을 레벨링하는 단계를 더 포함하고 있다. 본 예에 따른 제1 전도성 차폐 층(177.1)은 그 후 레벨링된 추가 절연 층(179) 상에 형성된다.
실시예에서, 다수의 투과 빔렛은 다수의 멀티-애퍼쳐 판의 다수의 애퍼쳐를 통해 제1 방향으로 전파하며, 고전압 공급 배선 연결이 제1 방향에 수직인 제2 방향으로부터 멀티-애퍼쳐 판 중 적어도 하나에서 제1 전극에 제공되며, 저전압 공급 배선 연결이 제1 및 제2 방향에 수직인 제3 방향으로부터 멀티-애퍼쳐 판 중 적어도 하나에서 제2 전극에 제공된다.
본 발명의 실시예에 의해, 큰 범위의 집속 파워를 갖는 멀티-빔 생성 유닛(305)이 주어진다. 이 실시예에 따른 멀티-빔 생성 유닛(305)은 입사, 평행 1차 대전 입자 빔(309)으로부터 다수의 1차 대전 입자 빔렛(3)을 생성하기 위해 다수의 제1 애퍼쳐(85.1)를 갖는 필터 판(304)을 포함한다. 멀티-빔 생성 유닛(305)은 전극 층(129.1)을 갖는 제1 멀티-애퍼쳐 판(306.3, 306.4, 306.9) 및 다수의 종단 애퍼쳐(94)를 갖는 종단 멀티-애퍼쳐 판(310)을 더 포함한다. 멀티-빔 생성 유닛(305)은 집광기 전극(82, 84)을 갖는 집광기 렌즈(307) 및 다수의 개별 전압을 적어도 제1 멀티-애퍼쳐 판(306.3, 306.4, 306.9), 종단 멀티-애퍼쳐 판(310) 및 집광기 전극(82, 84)에 제공하도록 구성되는 제어 유닛(830)을 더 포함한다. 일예로, 제어 유닛(830)은 종단 멀티-애퍼쳐 판(310)과 집광기 전극(82, 84)을 갖는 집광기 렌즈(307) 사이의 각도를 조정하도록 더 구성된다. 이 실시예에 따른 멀티-빔 생성 유닛(305)은, 다수의 1차 대전 입자 빔렛(3) 각각의 축방향 초점 포지션 각각을 DF>1mm, 바람직하게는 DF>3mm, 더 바람직하게는 DF>5mm의 초점 범위(DF)로 개별적으로 조정하도록 구성된다. 일예로, 멀티-빔 생성 유닛(305)은 만곡된 중간 표면(321) 상에 다수의 1차 대전 입자 빔렛(3) 각각을 집속하도록 더 구성되며, 만곡된 중간 표면(321)은 경사진 구성요소(323)를 갖는다. 실시예 중 일부에 따른 개선된 멀티-애퍼쳐 판으로, 멀티-빔 생성 유닛(305)은 20nm 미만, 바람직하게는 15nm 미만, 더욱더 바람직하게는 10nm 미만의 정확도로 만곡된 표면(321) 상에 다수의 1차 대전 입자 빔렛(3) 각각의 측방향 초점 포지션 각각을 개별적으로 조정하도록 더 구성된다. 멀티-빔 생성 유닛(305)은, 그러므로 고 정확도로 만곡된 중간 표면(321) 상에 다수의 스티그매틱 초점(311, 311.1, 311.2, 311.3, 311.4)을 형성하도록 다수의 1차 대전 입자 빔렛(3) 각각의 형상 또는 수차 각각을 개별적으로 조정하도록 더 구성된다. 실시예 중 일부에 의해 제공되는 멀티-애퍼쳐 판에의 개선으로, 더 고 빔렛 품질이 달성되며, 중간 이미지 평면(321)에서의 초점(311)은 더 저 수차로 형성된다. 다수의 초점(5)이 그에 따라 멀티-빔 대전 입자 시스템(1)의 이미지 평면(101)으로부터 더 적은 편차와 더 고 정밀도로 형성된다. 본 발명은 그러므로, 더 고 정밀도의, 상세하게는 멀티-빔 대전 입자 시스템(1)의 더 양호한 보상이나 필드 곡률 에러의 그리고 결국 이미지 평면(101)에 배치되는 웨이퍼 표면(25) 상에서의 초점 스폿(5)의 초점 스폿 크기의 더 저 변이의 웨이퍼 검사를 허용한다. 멀티-빔 생성 유닛(305)의 개별 어드레싱 가능한 정전 렌즈 필드의 증가한 초점 범위로, 멀티-빔 대전 입자 시스템(1)의 필드 곡률 에러의 경사 구성요소는 멀티-빔 대전 입자 시스템(1)의 오브젝티브 렌즈(102)에 의한 1차 대전 입자 빔렛(3)의 래스터의 회전에 맞춰질 수 있다. 멀티-빔 대전 입자 시스템(1)의 이미징 설정이 변할 경우와 1차 대전 입자 빔렛(3)의 래스터의 회전이 변하는 경우나, 필드 곡률 에러의 양이 샘플 전압 공급(503)에 의해 웨이퍼(7)에 공급되는 전압을 예컨대 변경함으로써 변경되는 경우에도, 필드 곡률 에러의 변경은 1㎛나 3㎛를 초과하는 큰, 개별 초점 변경 파워(DF)로 멀티-빔 생성 유닛(306)에 의해 용이하게 보상될 수 있거나, DF는 멀티-애퍼쳐 판의 조합에 의해, 배선 연결의 더 양호한 차폐와 더 정밀한 제조를 갖는 멀티-애퍼쳐 판을 사용하여, 또는 이들 둘의 조합에 의해, 실시예의 앞선 기재에서와 같이, 더욱더 커질 수 있다.
본 발명은 실시예와 예로 제한되기 보다는 이들 실시예와 예의 조합과 변형을 또한 포함함을 이해해야 할 것이다.
본 개시의 실시예는 도면을 참조하여 더 상세하게 설명될 것이다.
도 1은 웨이퍼 검사용 멀티-빔 대전 입자 시스템의 개략적 단면도이다.
도 2는 멀티-빔 래스터 유닛(305)의 일부 양상을 예시한다.
도 3은 멀티-빔 생성 유닛(305)의 제1 예를 도시한다.
도 4는 2-층 렌즈-렛 판(306.3)의 일부 상세를 도시한다.
도 5는 반전된 2-층 렌즈-렛 판(306.3)을 갖는 멀티-빔 생성 유닛(305)의 제2 예를 도시한다.
도 6은 변경된 순서의 요소를 갖는 멀티-빔 생성 유닛(305)의 제3 예를 도시한다.
도 7은, 렌즈-렛 판으로서 형성된 종단 멀티-애퍼쳐 판(310)을 갖는 멀티-빔 생성 유닛(305)의 제4 예를 도시한다.
도 8은 2개의 예에서의 종단 멀티-애퍼쳐 판(310)의 기능을 예시한다.
도 9는 멀티-빔 생성 유닛(305)의 제5 예를 도시한다.
도 10은 멀티-빔 생성 유닛(305)의 제6, 추가 간략한 예를 도시한다.
도 11은 증가한 정정 성능을 갖는 멀티-빔 생성 유닛(305)의 제7 예를 도시한다.
도 12는 증가한 정정 성능을 갖는 멀티-빔 생성 유닛(305)의 제8 예를 도시한다.
도 13은 증가한 정정 성능을 갖는 멀티-빔 생성 유닛(305)의 제9 예를 도시한다.
도 14는 링 형상 멀티폴 전극 세그먼트를 갖는 집광기 렌즈(307)를 갖는 멀티-빔 생성 유닛(305)의 제10 예를 도시한다.
도 15a는 멀티-스티그메이터 판(306.4)의 평면도를 예시하며, 도 15b는 집광기 렌즈(307)의 링-형상 멀티폴 전극 세그먼트(84.1 내지 84.8)를 예시한다.
도 16은 개선된 성능으로 렌즈 전극 층을 제조하기 위한 제조 단계를 예시한다.
도 17은 관통 연결(149)과 관통 구멍(151)을 갖는 렌즈 전극 층을 제조하기 위한 제조 단계를 예시한다.
도 18은, (음의 z-방향에서) 정상 또는 상부 측으로부터 반전된 멀티-애퍼쳐 판(306.3 및 306.4)을 포함하는 다수의 멀티-애퍼쳐 판과 배선 연결의 스택의 예를 도시한다.
도 19는 직각 방향으로부터의 신호와 전압 공급 배선 라인을 갖는 실시예에 따른 멀티-빔 래스터 유닛을 도시한다.
도 20은 종단 멀티 애퍼쳐 판과 집광기 렌즈 전극 사이의 경사각을 갖는 실시예에 따른 멀티-빔 래스터 유닛을 도시한다.
도 1은 웨이퍼 검사용 멀티-빔 대전 입자 시스템의 개략적 단면도이다.
도 2는 멀티-빔 래스터 유닛(305)의 일부 양상을 예시한다.
도 3은 멀티-빔 생성 유닛(305)의 제1 예를 도시한다.
도 4는 2-층 렌즈-렛 판(306.3)의 일부 상세를 도시한다.
도 5는 반전된 2-층 렌즈-렛 판(306.3)을 갖는 멀티-빔 생성 유닛(305)의 제2 예를 도시한다.
도 6은 변경된 순서의 요소를 갖는 멀티-빔 생성 유닛(305)의 제3 예를 도시한다.
도 7은, 렌즈-렛 판으로서 형성된 종단 멀티-애퍼쳐 판(310)을 갖는 멀티-빔 생성 유닛(305)의 제4 예를 도시한다.
도 8은 2개의 예에서의 종단 멀티-애퍼쳐 판(310)의 기능을 예시한다.
도 9는 멀티-빔 생성 유닛(305)의 제5 예를 도시한다.
도 10은 멀티-빔 생성 유닛(305)의 제6, 추가 간략한 예를 도시한다.
도 11은 증가한 정정 성능을 갖는 멀티-빔 생성 유닛(305)의 제7 예를 도시한다.
도 12는 증가한 정정 성능을 갖는 멀티-빔 생성 유닛(305)의 제8 예를 도시한다.
도 13은 증가한 정정 성능을 갖는 멀티-빔 생성 유닛(305)의 제9 예를 도시한다.
도 14는 링 형상 멀티폴 전극 세그먼트를 갖는 집광기 렌즈(307)를 갖는 멀티-빔 생성 유닛(305)의 제10 예를 도시한다.
도 15a는 멀티-스티그메이터 판(306.4)의 평면도를 예시하며, 도 15b는 집광기 렌즈(307)의 링-형상 멀티폴 전극 세그먼트(84.1 내지 84.8)를 예시한다.
도 16은 개선된 성능으로 렌즈 전극 층을 제조하기 위한 제조 단계를 예시한다.
도 17은 관통 연결(149)과 관통 구멍(151)을 갖는 렌즈 전극 층을 제조하기 위한 제조 단계를 예시한다.
도 18은, (음의 z-방향에서) 정상 또는 상부 측으로부터 반전된 멀티-애퍼쳐 판(306.3 및 306.4)을 포함하는 다수의 멀티-애퍼쳐 판과 배선 연결의 스택의 예를 도시한다.
도 19는 직각 방향으로부터의 신호와 전압 공급 배선 라인을 갖는 실시예에 따른 멀티-빔 래스터 유닛을 도시한다.
도 20은 종단 멀티 애퍼쳐 판과 집광기 렌즈 전극 사이의 경사각을 갖는 실시예에 따른 멀티-빔 래스터 유닛을 도시한다.
후술할 본 발명의 예시적인 실시예에서, 기능 및 구조에서 유사한 구성요소는 가능 한 유사하거나 동일한 참조번호로 나타낸다. 예의 멀티-빔 래스터 유닛은 대전 입자가 아래를 가리키는 z-방향인 양의 z-방향으로 전파하는 조명 빔 경로에서 기재된다. 그러나 멀티-빔 래스터 유닛은, 2차 대전 입자 빔렛이 도 1의 좌표계에서 음의 z-방향으로 전파하는 이미징 빔 경로에서 또한 적용될 수 있다. 또한, 멀티-애퍼쳐 판의 시퀀스는 투과 대전 입자 빔 또는 빔렛의 전파 방향에서의 시퀀스로 배치된다. 빔 입사 측이나 상부 측이 의미하는 점은 투과 대전 입자 빔 또는 빔렛의 방향에서 요소의 제1 면 또는 측으로 이해되며, 바닥 측 또는 빔 출사 측은 투과 대전 입자 빔 또는 빔렛의 방향에서의 요소의 마지막 표면이나 측으로 이해된다.
일부 어레이 요소, 예컨대 다수의 1차 대전 입자 빔렛은 참조번호에 의해 식별된다. 상황에 의존하여, 동일한 참조번호가 또한 단일 요소 또는 어레이 요소를 식별할 수 도 있다. 각각의 1차 대전 입자 빔렛(3.1, 3.2, 3.3, 3.4)은 다수의 1차 대전 입자 빔렛(3) 중 하나이다. 상황으로부터, 요소 어레이 중 단일 요소가 의미하는 지가 자명하게 될 것이다.
도 1의 개략도는 본 발명의 실시예에 따른 멀티-빔 대전-입자 현미경 시스템(1)의 기본 특성과 기능을 예시한다. 도면에 사용한 부호는 그 각각의 기능을 상징화하도록 선택되었음을 주목해야 한다. 도시한 시스템 타입은, 오브젝티브 렌즈(102)의 오브젝트 평면(101)에서 정상 표면(25)이 위치한 웨이퍼와 같은 오브젝트(7)의 표면(25) 상에 다수의 1차 대전 입자 빔 스폿(5)을 생성하기 위해 다수의 1차 전자 빔렛(3)을 사용하는 멀티-빔 주사 전자 현미경(MSEM 또는 멀티-SEM) 타입이다. 간략화하기 위해, 단지 5개의 1차 대전 입자 빔렛(3)과 5개의 1차 대전 입자 빔 스폿(5)이 도시되어 있다. 멀티-빔렛 대전-입자 현미경 시스템(1)의 특성과 기능은 이온 및 특히 헬륨 이온과 같은 전자나 다른 타입의 1차 대전 입자를 사용하여 구현될 수 있다. 현미경 시스템(1)의 추가 상세는 2021년 6월 16일에 출원된 국제 특허 출원 PCT/EP2021/066255에 제공되어 있으며, 이 특허 출원은 여기서 참조로서 충분히 인용되어 있다.
현미경 시스템(1)은, 1차 대전-입자 빔 경로(13)로부터 2차 대전-입자 빔 경로(11)를 분리하기 위한 빔 분할기 유닛(400)과, 검출 유닛(200)과, 오브젝트 조사 유닛(100)을 포함한다. 오브젝트 조사 유닛(100)은 다수의 1차 대전-입자 빔렛(3)을 생성하기 위한 대전-입자 멀티-빔 생성기(300)를 포함하며, 다수의 1차 대전-입자 빔렛(3)을 오브젝트 평면(101)에 집속하도록 되어 있으며, 이 평면(101)에서, 웨이퍼(7)의 표면(25)이 샘플 스테이지(500)에 의해 위치지정된다.
1차 빔 생성기(300)는, 통상적으로 구형 만곡 표면인 중간 이미지 표면(321)에서 다수의 1차 대전 입자 빔렛 스폿(311)을 생성한다. 본 발명의 실시예에 따라, 중간 이미지 평면(321)은, 오브젝트 조사 유닛(100)의 오프-축 대칭에 의해 유도된 경사를 보상하도록 또한 경사져 있다. 다수의 1차 대전 입자 빔렛(3)의 다수의 초점(311)의 포지션은 멀티-빔 생성 유닛(305)에 의해 중간 이미지 표면(321)에서 조정되어 멀티-빔 생성 유닛(305) 하류의 오브젝트 조사 유닛(100)의 광학 요소의 필드 곡률과 이미지 평면 경사를 사전-보상한다. 이미지 평면 경사(321)의 배향과 필드 곡률 양은, 오브젝트 조사 유닛(100)의 구동 파라미터에 따라, 예컨대 샘플 전압 공급(503)에 의해 공급되는 전압에 의해 오브젝티브 렌즈(102)와 웨이퍼 표면(25) 사이에 생성되는 정전계나 오브젝티브 렌즈(102)의 집속 파워에 따라 조정되며, 이들 둘은 경사진 이미지 평면의 필드 곡률과 회전에 대한 메인 소스이다. 중간 이미지 평면 곡률과 경사에 대한 더한 상세가 독일 특허 DE 102021200799B3에 기재되어 있으며, 이 특허는 여기서 참조로서 인용된다.
1차 빔렛 생성기(300)는 1차 대전 입자, 예컨대 전자의 소스(301)를 포함한다. 1차 대전 입자 소스(301)는 발산 1차 대전 입자 빔을 방출하며, 이러한 빔은 적어도 하나의 시준 렌즈(303)에 의해 시준(collimate)되어 시준되거나 평행인 1차 대전 입자 빔(309)을 형성한다. 시준 렌즈(303)는 보통 하나 이상의 정전 또는 자기 렌즈로, 또는 정전 및 자기 렌즈의 조합에 의해 구성된다. 1차 빔렛 생성기(300)는 시준되거나 평행인 1차 대전 입자 빔(309)의 각도를 조정하기 위한 편향기(302)를 더 포함한다. 시준된 1차 대전 입자 빔(309)은 1차 멀티-빔 형성 유닛(305) 상에 입사한다. 멀티-빔 형성 유닛(305)은 기본적으로 시준된 1차 대전 입자 빔(309)에 의해 조명되는 제1 멀티-애퍼쳐 판 또는 필터 판(304)을 포함한다. 제1 멀티-애퍼쳐 판 또는 필터 판(304)은, 시준된 1차 대전 입자 빔(309)의 다수의 애퍼쳐를 통한 투과에 의해 생성되는 다수의 1차 대전 입자 빔렛(3)의 생성을 위한 래스터 구성의 다수의 애퍼쳐를 포함한다. 멀티-빔렛 형성 유닛(305)은, 빔(309)의 전자의 움직임 방향에 관해, 제1 멀티-애퍼쳐 또는 필터 판(304) 하류에 위치한 추가 멀티-애퍼쳐 판(306.3 및 306.4) 중 적어도 2개를 포함한다. 예컨대, 제2 멀티-애퍼쳐 판(306.3)은, 다수의 1차 빔렛(3)의 초점 포지션이 중간 이미지 표면(321)에서 독립적으로 조정되도록, 개별적으로 규정된 전위로 각각 설정되는 다수의 링 전극을 포함하는 마이크로 렌즈 어레이의 기능을 갖는다. 제3 멀티-애퍼쳐 판(306.4)은 다수의 애퍼쳐 각각에 대해 예컨대 4개 또는 8개의 정전 요소를 포함하여, 예컨대 다수의 빔렛 각각을 개별적으로 편향시킨다. 일부 실시예에 따른 멀티-빔렛 형성 유닛(305)은 종단 멀티-애퍼쳐 판(3.10)으로 구성된다. 멀티-빔렛 형성 유닛(305)은, 일부 예에서 멀티-빔렛 형성 유닛(305)에서 결합되는 인접한 정전계 렌즈(307)로 더 구성된다. 멀티-빔렛 형성 유닛(305)의 더한 상세는 이후에 기재될 것이다. 선택적 제2 필드 렌즈(308)와 함께, 다수의 1차 대전 입자 빔렛(3)이 중간 이미지 표면(321)에 또는 그 근처에 집속된다.
중간 이미지 평면(321)에 또는 그 근처에서, 빔 조향 멀티 애퍼쳐 판(390)은 정전 요소, 예컨대 편향기를 갖는 다수의 애퍼쳐로 배치될 수 있어서 다수의 대전 입자 빔렛(3) 각각의 전파 방향을 개별적으로 조작할 수 있다. 빔 조향 멀티 애퍼쳐 판(390)의 애퍼쳐는 더 큰 직경으로 구성되어, 1차 대전 입자 빔렛(3)의 초점 스폿(311)이 만곡된 중간 이미지 표면(321) 상에 위치하는 경우에도 다수의 1차 대전 입자 빔렛(3)의 통과를 허용한다. 1차 대전 입자 소스(301), 능동 멀티-애퍼쳐 판(306.3...306.4) 각각 및 빔 조향 멀티 애퍼쳐 판(390)은 1차 빔렛 제어 모듈(830)에 의해 제어되며, 이 모듈(830)은 제어 유닛(800)에 연결된다.
중간 이미지 표면(321)을 통과하는 1차 대전 입자 빔렛(3)의 다수의 초점은 필드 렌즈 그룹(103)과 오브젝티브 렌즈(102)에 의해 이미지 평면(101)에 이미징되며, 이 평면(101)에서, 웨이퍼(7)의 표면(25)이 위치지정되어 있다. 감속 정전계가 샘플 전압 공급(503)에 의한 웨이퍼로의 전압의 인가에 의해 오브젝티브 렌즈(102)와 웨이퍼 표면 사이에서 생성된다. 오브젝트 조사 시스템(100)은 제1 빔 크로스 오버(108) 근처에서 집단 멀티-빔 래스터 스캐너(110)를 더 포함하며, 이 스캐너(100)에 의해 다수의 대전 입자 빔렛(3)이 대전 입자 빔렛의 전파 방향에 수직인 방향으로 편향될 수 있다. 예들 전반에서 1차 빔렛의 전파 방향은 양의 z-방향이다. 오브젝티브 렌즈(102)와 집단 멀티-빔 래스터 스캐너(110)는, 웨이퍼 표면(25)에 수직인 멀티-빔 대전-입자 시스템(1)의 광학 축(105)에 중심이 있다. 래스터 구성으로 배치되는 다수의 빔 스폿(5)을 형성하는 다수의 1차 대전 입자 빔렛(3)은 웨이퍼 표면(25) 위에서 동시에 주사된다. 일예로, 다수의 N개의 1차 대전 입자(3)의 초점 스폿(5)의 래스터 구성은 대략 일백 개 이상의 1차 대전 입자 빔렛(3), 예컨대 N=91, N=100 또는 N, 대략 300개 이상의 빔렛의 육각형 래스터이다. 1차 빔 스폿(5)은 대략 6㎛ 내지 15㎛의 거리와, 5nm 미만, 예컨대 3nm, 2nm 또는 그 미만의 직경을 갖는다. 일예로, 빔 스폿 크기는 대략 1.5nm이며, 2개의 인접한 빔 스폿 사이의 거리는 8㎛이다. 다수의 1차 빔 스폿(5) 각각의 각 주사 포지션에서, 1차 빔 스폿(5)과 동일한 래스터 구성으로 다수의 2차 전자 빔렛(9)을 각각 형성하는 다수의 2차 전자가 생성된다. 각각의 빔 스폿(5)에서 생성되는 2차 대전 입자 빔렛(9)의 세기는 대응 스폿(5)을 조명하는 충돌 1차 대전 입자 빔렛(3)의 세기, 빔 스폿(5) 아래의 오브젝트(7)의 소재 조성과 토포그라피, 및 빔 스폿(5)에서의 샘플의 대전 조건에 의존한다. 2차 대전 입자 빔렛(9)은 샘플(7)과 오브젝티브 렌즈(102) 사이에서 샘플 대전 유닛(503)에 의해 생성된 정전계에 의해 가속된다. 다수의 2차 대전 입자 빔렛(9)은 오브젝티브 렌즈(102)와 웨이퍼 표면(25) 사이의 정전계에 의해 가속되며, 오브젝티브 렌즈(102)에 의해 집광되어 1차 빔렛(3)의 반대 방향으로 제1 집단 멀티-빔 래스터 스캐너(110)를 통과한다. 다수의 2차 빔렛(9)은 제1 집단 멀티-빔 래스터 스캐너(110)에 의해 주사 편향된다. 다수의 2차 대전 입자 빔렛(9)은 그 후 빔 분할기 유닛(400)에 의해 안내되어 검출 유닛(200)의 2차 빔 경로(11)를 따른다. 다수의 2차 전자 빔렛(9)은 1차 대전 입자 빔렛(3)과 반대 방향으로 일주하고 있으며, 빔 분할기 유닛(400)은 보통 자계 또는 자계와 정전계의 조합에 의해 2차 빔 경로(11)를 1차 빔 경로(13)로부터 분리하도록 구성된다. 선택적으로, 추가 자기 정정 요소(420)가 1차 또는 2차 빔 경로에 존재한다.
검출 유닛(200)은 2차 전자 빔렛(9)을 이미지 센서(207) 상에 이미징하여 거기서 다수의 2차 대전 입자 이미지 스폿(15)을 형성한다. 검출기 또는 이미지 센서(207)는 다수의 검출기 픽셀 또는 개별 검출기를 포함한다. 다수의 2차 대전 입자 빔 스폿(15) 각각에 대해, 세기는 개별적으로 검출되며, 웨이퍼 표면(25)의 소재 조성은 고 처리율로 웨이퍼의 큰 이미지 패치에 대해 고 분해능으로 검출된다. 예컨대, 8㎛ 피치의 10×10 빔렛의 래스터로, 대략 88㎛×88㎛의 이미지 패치가 집단 멀티-빔 래스터 스캐너(110)로의 하나의 이미지 주사로 생성되며, 이때 이미지 분해능은 예컨대 2nm 이하이다. 이미지 패치는 빔 스폿 크기의 절반으로, 그에 따라 각 빔렛에 대해 이미지 라인 당 8000 픽셀의 픽셀 개수로 샘플링되어, 100개의 빔렛에 의해 생성된 이미지 패치는 6.4기가픽셀을 포함한다. 디지털 이미지 데이터는 제어 유닛(800)에 의해 수집된다. 예컨대 병렬 처리를 사용한 디지털 이미지 데이터 수집 및 처리의 상세가 국제 특허 출원 WO2020151904A2 및 미국 특허 US9,536,702에 기재되어 있으며, 이들 문헌은 여기서 참조로서 인용된다.
투영 시스템(205)은, 주사 및 이미징 제어 유닛(820)에 연결되는 제2 집단 래스터 스캐너(222)를 적어도 더 포함한다. 제어 유닛(800) 및 이미징 제어 유닛(820)은 다수의 2차 전자 빔렛(9)의 다수의 초점(15)의 포지션의 잔류 차이를 보상하도록 구성되어, 다수의 2차 전자 초점 스폿(15)의 포지션은 이미지 센서(207)에서 일정하게 유지된다.
검출 유닛(200)의 투영 시스템(205)은 정전 또는 자기 렌즈(208, 209, 210)와 다수의 2차 전자 빔렛(9)의 제2 크로스오버(212)를 더 포함하며, 이 크로스오버(212)에서, 애퍼쳐(214)가 위치한다. 일예로, 애퍼쳐(214)는 이미징 제어 유닛(820)에 연결되는 검출기(미도시)를 더 포함한다. 이미징 제어 유닛(820)은 또한 적어도 하나의 정전 렌즈(206)와 제3 편향 유닛(218)에 연결된다. 투영 시스템(205)은, 다수의 2차 전자 빔렛(9) 각각에 개별적으로 영향을 미치기 위한 애퍼쳐와 전극을 갖는 제1 멀티-애퍼쳐 정정기(220)와, 제어 유닛(800) 또는 이미징 제어 유닛(820)에 연결되는 선택적인 추가 능동 요소(216)를 더 포함할 수 있다.
이미지 센서(207)는, 투영 렌즈(205)에 의해 이미지 센서(207) 상에 집속되는 2차 전자 빔렛(9)의 래스터 배치에 필적하는 패턴으로 감지 에어리어의 어레이로 구성된다. 이로 인해, 이미지 센서(207) 상에 입사하는 다른 2차 전자 빔렛과는 독립적인 각각의 개별 2차 전자 빔렛의 검출이 가능하다. 도 1에 예시한 이미지 센서(207)는 CMOS 또는 CCD 센서와 같은 전자 민감 검출기 어레이일 수 있다. 그러한 전자 민감 검출기 어레이는 신틸레이터(scintillator) 요소 또는 신틸레이터 요소 어레이와 같은 전자-광자 변환 유닛을 포함할 수 있다. 다른 예로, 이미지 센서(207)는, 다수의 2차 전자 입자 이미지 스폿(15)의 초점 평면에 배치되는 전자-광자 변환 유닛 또는 신틸레이터 판으로서 구성될 수 있다. 이 실시예에서, 이미지 센서(207)는 전자-광자 변환 유닛에 의해 생성된 광자를 다수의 포토멀티플라이어 또는 애벌랜치(avalanche) 광다이오드(미도시)와 같은 전용 광자 검출 요소 상의 2차 대전 입자 이미지 스폿(15)에 이미징 및 안내하기 위한 중계 광학 시스템을 더 포함할 수 있다. 그러한 이미지 센서는 US 9,536,702에 개시되어 있으며, 이 문헌은 앞서 언급되어 있으며 참조로서 인용된다. 일예로, 이 중계 광학 시스템은 광을 제1 저속 광 검출기와 제2 고속 광 검출기로 분할하여 안내하기 위한 빔 분할기를 더 포함한다. 제2 고속 광 검출기는 예컨대 애벌랜치 광다이오드와 같은 광다이오드의 어레이에 의해 구성되며, 이러한 광다이오드는 다수의 1차 대전 입자 빔렛(3)의 주사 속도에 따라 다수의 2차 전자 빔렛(9)의 이미지 신호를 분해(resolve)하기에 충분히 고속이다. 제1 저속 광 검출기는 바람직하게는 CMOS 또는 CCD 센서이며, 초점 스폿(15) 또는 다수의 2차 전자 빔렛(9)을 모니터링하며 멀티-빔 대전 입자 현미경(1)의 동작을 제어하기 위한 고-분해능 센서 데이터 신호를 제공한다.
다수의 1차 대전 입자 빔렛(3)을 주사함으로써의 이미지 패치의 획득 동안, 스테이지(500)는 바람직하게는 움직이지 않으며, 이미지 패치의 획득 후, 스테이지(500)는 획득할 그 다음 이미지 패치로 움직인다. 대안적인 구현에서, 스테이지(500)는 제2 방향으로 연속해서 움직이는 동안, 이미지는 제1 방향으로의 집단 멀티-빔 래스터 스캐너(110)로의 다수의 1차 대전 입자 빔렛(3)의 주사에 의해 획득된다. 스테이지 움직임 및 스테이지 포지션은 레이저 간섭계, 격자 간섭계, 공초점(confocal) 마이크로 렌즈 어레이 등과 같은 종래기술에서 알려진 센서에 의해 모니터링되며 제어된다.
본 발명의 실시예에 따라, 다수의 전기 신호가 제어 유닛(800)에 의해 생성되어 디지털 이미지 데이터로 변환되고 처리된다. 이미지 주사 동안, 제어 유닛(800)은 이미지 센서(207)를 트리거하여 다수의 2차 전자 빔렛(9)으로부터 다수의 시간적으로 분해된(resolved) 세기 신호를 미리 결정된 시간 간격으로 검출하도록 구성되며, 이미지 패치의 디지털 이미지가 누적되어 다수의 1차 대전 입자 빔렛(3)의 모든 주사 포지션으로부터 함께 스티치(stitch)된다.
멀티-빔 생성 유닛(305)은 예컨대 US2019/0259575와 US10741355B1에서 설명되어 있으며, 이들 모두는 참조로서 인용된다. 제조 에러 및 산란에 둔감한 멀티-빔 생성 유닛(305)의 상세는 WO2021180365A1에 개시되어 있으며, 이 문헌은 여기서 참조로서 인용된다.
본 발명의 실시예의 일부 양상이 도 2에 예시되어 있다. 도 2는 멀티-빔 생성 유닛(305)의 횡단면을 도시한다. 도 2는 멀티-빔 생성 유닛(305)의 내부 존 또는 멤브레인의 일부를 단지 도시한다. 이후에 더 상세하게 설명될 바와 같이, 멀티-애퍼쳐 판은 얇은 멤브레인 존을 지지하며 기계적 안정성을 제공하도록 지지 존을 더 포함한다. 멀티-빔 생성 유닛(305)은 다수의 애퍼쳐(85.1) - 그 중 단 하나의 애퍼쳐(85.1)가 도시됨 - 를 갖는 제1 멀티-애퍼쳐 판 또는 필터 판(304)을 포함한다. 입사 측(74)에서, 각각의 애퍼쳐(85.1)는 직경(D1)을 갖는 원 형상을 갖는다. 시준된 입사 전자 빔(309)의 일부가 애퍼쳐(85.1)를 통과하고 있으며 다수의 1차 대전 입자 빔렛(3), 예컨대 빔렛(3.1)을 형성하고 있다. 제1 멀티-애퍼쳐 판(304)은 다수의 애퍼쳐(85.1)의 둘레에서 충돌하는 전자 빔(309)을 정지시키고 흡수하기 위한 금속 층(99)으로 덮여 있다. 금속 층(99)은 예컨대 알루미늄이나 금으로 형성되며, 큰 커패시티, 예컨대 접지(0V)에 연결된다. 사용 동안, 전자 빔(309)으로부터의 입사 전자의 상당한 부분이 흡수 층(99)에서 흡수되며, 흡수된 전자의 수에 대응하는 전류가 생성된다. 예컨대, D1=30㎛ 및 150㎛인 다수의 애퍼쳐의 피치(P1)로, 시준된 입사 전자 빔(309)으로부터의 입사 전자 중 대략 97%가 흡수되며, 큰 전자 전류(high current of electrons)가 생성된다. 흡수 층(99)은 그러므로 사용 동안 유도된 전류에 대응하는 요동 전압차를 보여주며, 그러므로 정전 요소에 대한 전극을 형성하기에는 적절하지 않다. 금속 층(99)을 포함하는 상부 세그먼트(331.1)는 L1.1의 두께 - 2㎛≤L1.1≤5㎛ - 를 가지며, 대전 입자 빔(309)의 충돌 전자에 충분한 정지 파워를 제공하며 금속 필름(99)을 지지한다.
도 2의 예의 멀티-애퍼쳐 판(304)은 대략 5㎛의 z-연장(L1.2)을 갖는 제2 세그먼트(331.2)를 더 포함한다. 제1 멀티-애퍼쳐 판(304)은 대략 7㎛ 내지 10㎛의 두께를 갖는다. 입사 표면(74)에서, 애퍼쳐(85.1)는 D1의 직경을 갖는다. 제2 세그먼트(331.2)는 x-z 평면에서 오목한 원형 섹션을 형성하며 연속해서 증가하는 직경을 가지는 내측벽으로 구성되며, x-z 평면에서의 탄젠트 벡터(103)는 통과하는 전자 빔(77)의 주요 방향에서 멀리 가리키고 있다. 제2 세그먼트(101.2)의 내벽에서의 경사는 그에 따라 통과하는 전자 빔(3.1)에서 멀리 가리키고 있으며, 멀티-애퍼쳐 판(73.1)의 출사 또는 바닥 표면(107)에서 최대 애퍼쳐 직경(D12)으로 종료한다. 출사 표면(107)에서의 최대 애퍼쳐 직경(D12)은 제1 세그먼트(101.1)의 애퍼쳐 직경(D1)보다 더 크다.
일예로, 빔 출사 표면(76)은, 전위, 예컨대 접지 레벨(0V)에 연결되는 전도성 층(98)으로 덮인다. 직경(D12)을 갖는 경계나 에지의 전도성 층은 후속한 제2 멀티-애퍼쳐 판 또는 렌즈-렛 판(306.9)을 위한 반대 전극을 형성하며, 이 판(306.9)은 제1 멀티 애퍼쳐 판(304)에 인접하다. 사용 동안, 다수의 정전 렌즈 요소를 형성하기 위해, 제2 멀티-애퍼쳐 판(306.9)은 각각의 애퍼쳐(85.9) 주위에서 직경(D3)을 갖는 링-전극(79), 예컨대 전극(79.1)으로 구성된다. 각각의 링 전극(79)은 개별 전압 공급에 연결되어, 링 전극(79) 각각에 0V와 100V 사이의 미리 결정된 전압을 제공하여, 다수의 1차 대전 입자 빔렛(3) 각각, 예컨대 빔렛(3.1)에 대해 초점 포지션을 조정한다. 제2 멀티-애퍼쳐 판(306.9)은 대략 30㎛ 내지 300㎛의 길이(L3)를 갖는다.
도 2의 멀티-빔 생성 유닛(305)은 다수의 애퍼쳐(85.8)를 갖는 제3 멀티-애퍼쳐 판 또는 접지 전극(306.8)을 포함한다. 멀티-애퍼쳐 판(306.8)은 전도성 소재에 의해 형성되거나 전도성 층(미도시)으로 덮이거나 하며 접지 레벨에 연결된다. 멀티-애퍼쳐 판 또는 접지 전극 판(306.8)은 그에 따라 제2 멀티-애퍼쳐 판(306.9)의 중심 전극(79)과 다수의 정전 아인젤(Einzel)-렌즈의 제3 전극을 형성하고 있다. 제3 멀티-애퍼쳐 판(306.8)의 두께는 40㎛와 100㎛ 사이이며, 예컨대 L5=50㎛이다. 멀티-애퍼쳐 판(304, 306.9 및 306.8) 사이의 거리(L2 및 L4)는 각각 10㎛ 내지 40㎛의 범위에 있다. 이 거리는 예컨대 멀티-애퍼쳐 판의 구부러짐에 의해 또는 멀티-애퍼쳐 판의 두께 분포에 의해 불균일해질 수 있으며, 2개의 멀티-애퍼쳐 판 사이의 거리는 또한 10㎛ 미만일 수 있으며, 예컨대 5㎛일 수 있다. 도 2 이후의 예 내내, 판(306.9) 또는 판(306.8)과 같은 하부 멀티-애퍼쳐 판의 애퍼쳐는 D1과 비교하여 더 큰 애퍼쳐로 구성되어, D3>D1 및 D4>D1이다. 바람직하게도, 직경(D3 또는 D4)은 D3>1.5×D1 및 D4>1.5×D1이다. 증가한 직경의 더한 예를 이하에서 보여줄 것이다.
도 2의 멀티-빔 생성 유닛(305)으로, 필드 곡률의 보상과 이미지 평면 경사의 보상이 제한된 범위나 스트로크로 단지 가능하다. 이후에 예시할 개선된 설계 없이도, 링 전극(79.1)에 의해 형성된 각각의 개별 렌즈-렛에 의한 집속 파워의 조정은 제한된 범위에 있다. 통상, 그러한 아인젤-렌즈로, 1mm 미만의 집속 파워가 중간 평면(321)에서 달성될 수 있으며; 통상, 전압당 초점 포지션의 변화율은 1mm/100V 미만, 예컨대 9㎛/1V이다. 더 큰 집속 스트로크에 대해, 큰 전압이 전극에 제공되어야 할 수 있으며, 이는 예컨대 유도된 대전 및 전계의 누설에 의해 큰 수차와 크로스토크를 야기한다. 제한된 집속 범위는 특히 웨이퍼 검사용 멀티-빔 시스템(1)의 큰 사양 요건에 있어서뿐만 아니라 많은 수의 1차 대전 입자 빔렛 및 그에 따라 더 큰 필드, 예컨대 다수의 N>200 또는 N>300의 1차 대전 입자 빔렛을 갖는 멀티-빔 시스템(1)에 있어서 특히 문제이다. 그러한 시스템에서, 이미지 평면 경사를 갖는 만곡된 중간 이미지 평면(321)은 DF>1mm, 바람직하게는 DF>3mm, 또는 심지어 DF>5mm인 다수의 1차 대전 입자 빔렛(3) 각각에 대한 개별 및 독립적 집속 파워(DF)의 변경을 필요로 한다. 예컨대, 이미지 평면 경사의 배향과 필드 곡률의 양은 멀티-빔 시스템(1)의 자기-광학 필드 렌즈 그룹(103)과 자기-광학 오브젝티브 렌즈(102)의 설정에 의존하며, 필드 렌즈 그룹(103)과 오브젝티브 렌즈(102)의 각 상이한 설정에 있어서, 다수의 1차 대전 입자 빔렛(3) 각각의 집속 파워(DF)는 이미지 평면의 경사의 배향과 필드 곡률의 양에 따라 독립적으로 및 개별적으로 변경되어야 한다.
도 3은 본 발명의 제1 예를 예시한다. 도 3에 따라, 제1 예의 멀티-빔 생성 유닛(305)은 전자 전파의 z-방향으로 5개의 멀티-애퍼쳐 판(304 및 306.2 내지 306.5)의 시퀀스 및 범용 집광기 렌즈(307)를 포함한다. 각각의 멀티 애퍼쳐 판(304 및 306.2 내지 306.5)은 각 판에서 동일한 측방향 거리(P1)로 이격되는 다수의 애퍼쳐(85.1 내지 85.5)를 포함하며, 각각의 판은, 다수의 1차 대전 입자 빔렛(3)이 생성되며 성형되도록 정렬된다. 다수의 멀티-애퍼쳐 판(304 및 306.2 내지 306.5)과 범용 렌즈 전극(307)은 스페이서(83.1 내지 83.4)와 스페이서(86)에 의해 이격된다. 멀티-빔 생성 유닛(305)은 횡단면(x, z)으로 예시되며, 이때 각 멀티-애퍼쳐 판에는 오직 4개의 애퍼쳐(85.1 내지 85.5)가 도시되며, 내부 멤브레인 존(335)과 지지 존(333)을 갖는다. 제1 멀티-애퍼쳐 또는 필터 판(304)은 도 2의 필터 판(304)과 동일한 기능을 가지며 그에 유사하지만, 바닥 측(76)에서 전도성 층(98)을 반드시 갖지는 않는다. 필터 판(304)의 벌크 소재는 전도성 소재, 예컨대 도핑된 규소로 만들며, 접지 레벨에 연결된다. 제2 멀티 애퍼쳐 판(306.2)은, 도 2의 멀티 애퍼쳐 판(306.8)과 유사한 접지 전극 판이다. 제2 멀티 애퍼쳐 또는 접지 전극 판(306.2)은 전도성 소재, 예컨대 도핑된 규소이며, 접지 레벨(0V)에 연결된다.
제3 멀티-애퍼쳐 판(306.3)은, 대응 1차 대전 입자 빔렛, 예컨대 대전 입자 빔렛(3.1 내지 3.4)의 초점 포지션을 개별적으로 변경하도록 각각 구성되는 다수의 애퍼쳐에 대한 다수의 링 전극(79)을 포함하는 제1 층(306.3a)을 갖는 2-층 렌즈-렛 판이다. 제1 층(306.3a) 하류의 제2 층(306.3b)은 제1 층과 절연되며 도핑된 규소와 같은 전도성 소재로 만들어진다. 제2 층(306.3b)은 접지 레벨(0V)에 연결된다. 접지 전극 판(306.2), 제1 층(306.3a) 및 제2 층(306.3b)은 사용 동안 다수의 1차 대전 입자 빔렛(3)에 대해 다수의 개별 조정 가능한 아인젤 렌즈를 형성한다. 더 큰 집속 범위(DF)를 갖는 2-층 렌즈-렛 판(306.3)의 더한 상세는 이후에 설명할 것이다.
멀티-빔 생성 유닛(305)은, 멀티-편향기 판으로서 또한 역할을 할 수 있는 멀티-스티그메이터 판(306.4)의 제4 멀티-애퍼쳐를 더 포함한다. 멀티-스티그메이터 판(306.4)은 (도 3에서 표시되지 않은) 다수의 애퍼쳐(85.4) 각각에 대해 다수의 4개 이상의 전극(81), 예컨대 8개의 전극을 포함한다. 사용 동안, -20V와 +20V 사이의 범위의 상이한 전압이 각 전극에 제공될 수 있으며, 이로써 각각의 빔렛(3.1 내지 3.4)은 개별적으로 영향을 받을 수 있다. 예컨대, 반대칭 전압차로, 각각의 빔렛(3.1 내지 3.4)은 최대 수 ㎛만큼 각 방향으로 편향될 수 있어서 조명 유닛(100)의 왜곡 수차를 사전-보상할 수 있다. 통상, 중간 이미지 표면(321)에서는 대략 +/-10㎛의 왜곡 또는 이미지 평면(101)에서는 대략 +/-0.5㎛의 왜곡이 최대 +/-10V의 전압에 의해 보상될 수 있다. 예컨대 각각의 빔렛(3.1 내지 3.4)의 비점수차가 보상될 수 있다. 오프셋 전압으로, 각각의 멀티-폴 요소가 또한 아인젤-렌즈로서 실행될 수 있다. 각각의 멀티-폴 요소는 제2 층(306.3b) 및 하이브리드 렌즈 판(306.5)과 함께 원형 렌즈의 오프셋을 형성할 수 있으며, 이들 층(306.3b) 및 판(306.5) 모두는 접지 레벨(0V)에 연결된다. 이로써, 집속 범위(DF)는 추가로 증가한다.
제5 멀티-애퍼쳐 판 또는 하이브리드 렌즈 판(306.5)은 도핑된 규소로 제조되며, 접지 레벨(0V)에 연결된 추가 전극을 형성한다. 일예로, 제5 멀티-애퍼쳐 판(306.5)은 또한 전도성 층에 의해, 예컨대 금속 층, 예컨대 금(Au) 또는 AuPd와 같은 복합 층의 퇴적에 의해 덮일 수 있다. 도 3의 예에서, 제1 집광기 렌즈(307)는 멀티-빔 형성 유닛(305)에 연결된다. 집광기 렌즈(307)는 링 전극(82)을 포함하며, 링 전극(82)에는 -3kV 내지 -20kV, 예컨대 -12kV 내지 -17kV의 고 전압이 인가된다. 집광기 렌즈(307)는 한편으론 빔렛(3.1 내지 3.4)을 포함한 다수의 1차 대전 입자 빔렛(3)에 범용 집속 작용을 위한 범용 정전 렌즈를 형성한다. 정전 렌즈 필드는 하이브리드 렌즈 판(306.5)의 애퍼쳐에, 예컨대 각 애퍼쳐(85.5) 내에 침투하며, 집속 파워를 갖는 추가 정전 렌즈 필드가 하이브리드 렌즈 판(306.5)의 각 애퍼쳐에 생성된다. 종래기술의 하이브리드 렌즈 판(306.5)의 정전 렌즈 필드는 그러나 개별적으로 조정될 수 없으며, 가변 이미지 평면 경사 또는 가변 양의 필드 곡률의 보상을 허용하지 않는다.
선택적인 추가 집광기 렌즈(308)로, 빔렛(3.1 내지 3.4)을 포함하는 다수의 1차 대전 입자 빔렛(3) 각각은 사용 동안 만곡되며 경사진 중간 이미지 평면(321)에 집속되어 집속되어 스티그메틱적으로 정정된 스폿을 형성한다.
도 4는 증가한 집속 범위(DF)를 갖는 2-층 렌즈-렛 판(306.3)의 세그먼트(306.3a)를 예시한다. 2-층 렌즈-렛 판(306.3)은 다수의 애퍼쳐(85.3 및 85.4)(오직 2개만 도시됨)와 애퍼쳐(85.33 및 85.34) 주위에 배치된 링 전극(79.3 및 79.4)을 갖는 내부 존 또는 멤브레인을 포함한다. 애퍼쳐는 필터 판(304)의 다수의 애퍼쳐(85.1)와 정렬되어 대전 입자 빔렛(3.3 및 3.4)을 투과한다. 링 전극은 절연 간격(185)을 통해 벌크 규소 또는 SOI 기판으로부터 예컨대 절연 소재 이산화규소에 의해 절연된다. 벌크 규소 또는 SOI 기판은 예컨대 도핑된 규소로 만들어지며 접지 레벨에 설정된 차폐 전극(183)으로서 동작한다. 각각의 링-형상 전극(79.3, 79.4)은 전기 배선 연결(175)을 통해, 예컨대 배선 연결(175.4)을 통해 제어 유닛(830)의 전압 지지지부(미도시)에 전기적으로 연결되며(도 1 참조) 절연 소재(179)에 의해 기판(183)으로부터 절연된다. 절연 소재는 예컨대 산화규소이며, 벌크 소재(도핑된 규소)의 열 산화에 의해 또는 예컨대 테트라에틸 오소실리케이트(TEOS)로부터의 산화규소의 퇴적에 의해 생성되거나 한다. 절연 소재(179)는 배선 연결(175.4) 너머로 연장하여, 배선(175.4)과 벌크 소재(183)는 상부 측에서 완전히 덮인다. 원형 전극(79)의 내측벽은 절연 소재(179)에 의해 덮이지 않는다. 절연 소재 위에는, 전도성 차폐 층(177)이 형성되어, 2-층 렌즈-렛 판(306.3)의 빔 입사 또는 상부 표면(173)을 형성한다. 전도성 층은 플런징 연장부(189)로 애퍼쳐 내로 연장하며, 폭(g)의 작은 절연 간격(181)이 전도성 차폐 층(177)과 전극(79.4) 사이에 형성되어, 전도성 층(177)은 전극(79.4)으로부터 절연된다. 전도성 층(177)이 큰 커패시티, 예컨대 접지(U=0V)에 연결된다. 사용 동안, 산란된 대전 입자가 그에 따라 전도성 차폐 층(177)에 의해 흡수되며 멀리 전도되며 장애의 표면 대전이 회피된다. 큰 커패시티에 연결된 전도성 층(177)으로, 안정적인 정전 요소가 사용 동안 생성된다. 이로써, 표면 전하는 사용 동안 종래의 멀티-애퍼쳐 판과 비교하여 10% 미만으로 감소한다. 간격 거리(g)는 6㎛ 미만, 예컨대 4㎛ 미만, 바람직하게는 심지어 2㎛ 미만, 예컨대 1㎛이다. 작은 절연 간격(181)에서의 표면 전하는 절연 간격(181)의 작은 거리(g)로 인해 사라진다. 또한, 개선된 설계로, 배선 연결(175.4)은 애퍼쳐(85.4)의 원통형 내벽에의 큰 거리(h)로 전극(79.4)에 연결되어, 절연 간격(181)을 통한 배선 연결에 의해 유도되는 정전계의 누설은 최소가 된다. 예컨대, 배선 연결은 링 전극(79.4)의 외부 에지의 근처에서 형성된다. 이 배치로, 더 큰 전압, 예컨대 최대 200V의 전압, 바람직하게는 0V와 500V 사이의 전압이 링 전극(79) 각각에 인가될 수 있다. 거리(h)는 바람직하게는 6㎛보다 크다 예컨대 10㎛나 12㎛이다. 렌즈-렛 층(306.3a)의 애퍼쳐(85) 내로의 연장 플런지를 갖는 전도성 차폐 층(177)을 제공하며 전극(79)에의 폭(g)의 작은 간격(181)을 형성함으로써, 및 배선 연결(175)로의 큰 거리(h)로, 100V를 초과하는, 예컨대 150V 또는 200V, 또는 심지어 500V인 더 큰 전압이 제공될 수 있으며, 더 큰 집속 범위(DF) 및 더 낮은 수차의 정전 렌즈 요소가 사용 동안 생성될 수 있다.
전도성 차폐 층(177)은 대략 2㎛의 두께(a)를 갖는 금속, 예컨대 알루미늄으로 만들어지며, 접지에 연결된다. 배선 연결(175.4)은 예컨대 d=1㎛ 두께의 알루미늄, 금 또는 구리에 의해 형성된다. 절연 산화규소(179)의 절연 층 각각은 2㎛ 내지 4㎛의 두께(b1, b2 또는 b3)를 갖는다. 스트레스로 인해 유도된 변형을 회피하기 위해, 선택적인 추가 스트레스 보상 층(187)이 제공될 수 있다. 스트레스 보상 층(187)은 예컨대 1㎛와 2㎛ 사이의 두께(c)를 갖는 SiNx에 의해 형성될 수 있다. 층(177, 175 및 187)은 절연 소재(179)와 함께 멀티-층 스택(MLS)을 형성한다. 바람직하게도, 각각의 절연 층은 평탄화되며, 예컨대 화학-기계 연마(CMP)에 의해 2.5㎛ 미만의 두께로 다운 레벨링된다. 이러한 레벨링으로 인해, 예컨대 배선 연결(175) 또는 플런징 연장부(189)의 더욱 정밀한 리소그라픽 처리가 가능하다. 레벨링으로, 스트레스 보상 층(187)이 생략될 수 있으며, 이점은 다층 스택(MLS)의 전체 두께를 감소시킨다. 개선된 멀티-애퍼쳐 판의 다층 스택은 10㎛의 두께를 초과하지 않으며, 바람직하게도, 두께는 대략 8㎛이다. 이로써, 정전 렌즈 필드의 적은 장애를 갖는 전도성 차폐 층(177)의 평면 표면이 제조될 수 있다.
도 5는 본 발명의 추가 예를 예시한다. 도 5의 예는 도 3의 예와 유사하며 도 3을 참조한다. 도 5에서, 제2 멀티-애퍼쳐 판 또는 접지 전극 판(306.2)과 제3 멀티-애퍼쳐 판 또는 2-층 렌즈-렛 판(306.3)의 순서는 역전되어, 다수의 1차 대전 입자 빔렛은 2-층 렌즈-렛 판(306.3)의 제2 층 또는 접지 층(306.3b)에 먼저 입사하며 다수의 링 전극을 포함하는 제2 층(306.3a)을 후속하여 교차한다. 2-층 렌즈-렌 판(306.3)의 하류에서, 빔렛(3.1 내지 3.4)을 포함하는 다수의 1차 대전 입자 빔렛(3)이 접지 전극 판(306.2)의 애퍼쳐를 교차한다. 이 배치에 의해, 더 소수의 산란된 입자가 2-층 렌즈-렛 판(306.3)의 다층 스택(MLS)의 차폐 층(177) 상에 충돌할 수 있으며, 더 소수의 장애 전하가 MLS에서 생성될 수 있다. 다수의 링 애퍼쳐(79)에 사용 동안 제공된 전압은 더 큰 정밀도로 덜 요동하며 제어될 수 있다. 게다가, MLS의 두께는 더 감소할 수 있다. 예컨대, 2-층 렌즈-렛 판(306.3)의 바닥에서 전도성 차폐 층(177)의 두께는 대략 a=1㎛로 감소할 수 있으며, MLS의 두께는 대략 7㎛로 감소할 수 있다.
2-층 렌즈-렛 판(306.3)의 역전된 배치로, 링 전극으로의 2차 또는 산란된 전자의 임의의 흐름이 전극 층(306.3a) 상류에서 접지 전극 층(306.3b)으로 상당히 감소한다. 또한, 크로스토크는 접지 전극 층(306.3b)에서 깊은 애퍼쳐 구멍 및 x-선으로 감소하며, 제동 복사선(bremsstrahlung)이 전극 층(306.3a)에 도착하기 전 더욱 효율적으로 필터링된다. 전극 층(306.3a) 하류의 차폐 층(177)이 감소할 수 있거나 심지어 더 큰 전압이 제공될 수 있다. 그러므로 더 큰 집속 범위(DF>1mm, 예컨대 DF>3mm)가 도 5의 예로 달성될 수 있다.
도 6은 본 발명의 추가 변경을 예시한다. 도 6의 예는 도 5의 예와 유사하며 도 3 및 도 5를 참조한다. 도 6에서, 멀티-스티그메이터 판(306.4)의 포지션이 변경된다. 멀티-스티그메이터 판(306.4)이 2-층 렌즈-렛 판(306.3)의 상류에 배치된다. 이로써, 각각의 빔렛(3.1 내지 3.4)의 교차 포지션의 정밀한 제어가 가능하며, 잔류 수차는 2-층 렌즈-렛 판(306.3)의 렌즈-렛에 입사하기 전 사전-보상될 수 있다.
도 7은 본 발명의 추가 예를 예시한다. 도 7은 도 6과 유사하지만, 하이브리드 렌즈 판(306.5)이 단일 렌즈-렛 층으로서 형성된 종단 멀티-애퍼쳐 판(310)에 의해 교체된다. 종단 멀티-애퍼쳐 판(310)은, 종단 멀티-애퍼쳐 판(310)의 각각의 또는 다수의 종단 애퍼쳐(94) 주위에 배치되는 다수의 링 전극(79.2)을 포함한다. 링 전극(79.2) 각각은 제어 유닛(830)에 개별적으로 연결되며, 이러한 제어 유닛(830)은, 종단 애퍼쳐(94) 내로의 정전 렌즈-렛 필드(92)의 침투 깊이(아래 도 8 참조)의 개별적이며 독립적인 조작을 위해 사용 동안 다수의 개별 전압을 링 전극(79.2)에 제공하도록 구성된다. 종단 멀티-애퍼쳐 판(310)의 기능은 도 8에 도 상세하게 예시한다. 정전 집광기 렌즈(307)의 링 전극(82)으로, 정전계(92)가 종단 멀티 애퍼쳐 판(310)과 링 전극(82) 사이에 생성된다. 정전계(92)는 종단 멀티-애퍼쳐 판(310)의 종단 애퍼쳐(94)에 침투하여 종단 애퍼쳐(94)에서 마이크로-렌즈-렛(92.1, 92.2)을 형성하며, 멀티-빔 생성 유닛(305)의 전체적인 집속 파워에 기여한다. 이것이 정전 렌즈-렛 필드 분포(92)의 등전위선에서 도 8a에 예시되어 있다. 종단 멀티-애퍼쳐 판(310)으로, 정전 렌즈-렛 필드 분포(92)의 침투 깊이는 다수의 링 전극(79.2)에 의해 개별적으로 제어될 수 있어서, 개별적으로 조정 가능한 마이크로-렌즈-렛을 형성한다. 예컨대, 정전 집광기 렌즈(307)의 전압에 대한 더 큰 전압차가 링 전극(79.21)에 인가되며, 사용 동안 흡입 필드(88)가 생성된다. 그러므로 더 큰 파워의 마이크로-렌즈-렛(92.1)이 생성되며, 대전 입자 빔렛(3.1)이 멀티-빔 생성 유닛(305)에의 더 짧은 거리에서 초점(311.1)으로 집속된다. 집광기 렌즈(307)의 전압에 대한 더 작은 전압차가 링 전극(79.22)에 인가되며, 사용 동안 억제 필드(90)가 생성된다. 그러므로 더 작은 집속 파워의 마이크-렌즈-렛(92.2)이 생성되며, 대전 입자 빔렛(3.2)은 제1 초점 포지션(311.1)의 하류에서 이격된 제2 초점 포지션(311.2)에 집속된다. 도 8a의 전극(79.21 및 79.22)의 예로, 렌즈 필드(92.1 및 92.2)와 같은 다수의 정전 마이크-렌즈 필드(92)가 개별적으로 형성되거나 조정되며, 멀티-빔 생성 유닛의 더 큰 집속 범위(DF)가 달성될 수 있다. 예컨대, DF>1mm 또는 DF>3mm.
도 8b는 종단 멀티 애퍼쳐 판(310)의 일부 변경을 도시한다. 종단 멀티 애퍼쳐 판(310)은 전도성 차폐 층(177.1 및 177.2)에 의해 양측 상에서 덮인다. 두 전도성 차폐 층(177.1 및 177.2)은 접지에 연결되며, 종단 멀티 애퍼쳐 판(310)을 효과적으로 차폐한다. 그에 따라, 정전 마이크로-렌즈 필드(92)는 종단 애퍼쳐(94)에 대해서를 제외하고, 종단 멀티 애퍼쳐 판(310) 내에 침투하는 것이 방지된다. 다수의 전극(79.2)은, 접지 레벨에 연결되는 차폐 애퍼쳐(183)에 의해 더 차폐된다. 이로써, 크로스토크가 감소한다. 이로써, 멀티-빔 생성 유닛의 더 큰 집속 범위(DF)가 달성될 수 있다. 예컨대, DF>3mm.
전극(79.2)은 도 8a에 예시한 바와 같이 종단 애퍼쳐(94)의 하부 에지에서 형성된다. 이것은, 고 감도가 달성된다는 장점을 갖는다. 전극(79.2)은 종단 멀티-애퍼쳐 판(310)의 바닥 표면에의 거리(m)로 종단 애퍼쳐(94) 내부에서 형성될 수 있으며, 이때 거리(m)는 2㎛<=m<=10㎛ 사이 이도록 선택된다. 바람직한 거리(m)는 예컨대 m=4㎛ 또는 6㎛이도록 주어진다. 더 작은 거리(m)로, 더 큰 감도를 달성할 수 있다. 더 큰 감도로, 마이크로-렌즈-렛(92.1 또는 92.2)을 억제하거나 크게 하거나하기 위해 더 작은 전압이 전극(79.2)에서 필요하다. 그러나 더 큰 감도로, 종단 멀티 애퍼쳐 판(310)은 또한 수차나 장애에 민감하게 되며; 그러므로 더 안정적인 동작을 위해, 더 큰 거리(m>3㎛, 예컨대 m=4㎛ 또는 m=6㎛)가 바람직하다. 더 큰 거리(m)로, 또한 전도성 차폐 층(177.2) 및 전극(79.21 및 79.22)과 전도성 차폐 층(177.2) 사이의 절연 층(179)이 더 큰 두께로 제공될 수 이어서 종단 멀티-애퍼쳐 판(310) 내외로의 정전계의 누설을 방지할 수 있다. 전도성 차폐 층(177.2)으로, 또한 필드 전극(79.2)과 집광기 전극(82) 사이의 아크가 또한 방지되며, 필드 전극(79.2) 및 필드 전극(79.2)에 연결되는 제어 유닛(830)의 전기 요소가 손상으로부터 보호된다. 전도성 차폐 층(177)에는, 앞서 더 상세하게 기재한 바와 같이, 종단 애퍼쳐(94) 내로의 플런징 연장부(189)(도 8에서는 미도시)가 구비될 수 있다. 앞서 기재한 바와 같은(도 4 및 대응 기재 참조) 절연 층(179)의 레벨링으로, 고 품질의 평면 차폐 층(177.2)이 바닥 표면(76)에서 구비될 수 있으며, 정전 렌즈-렛 필드 분포(92)가 고 정밀도와 저 장애나 수차로 형성된다.
도 7 및 도 8의 실시예로, 다수의 1차 대전 입자 빔렛의 초점 포지션의 더 큰 변이와 심지어 더 큰 집속 범위(DF)가 달성될 수 있으며, 이미지 평면(101)의 더욱더 큰 필드 곡률과 경사가 사전-보상될 수 있다. 정전 렌즈-렛 필드 분포(92)는 전극(79.2)에 인가된 개별 전압으로 변경되며, 이로써 다수의 1차 대전 입자 빔렛(3)의 초점 포지션(311)의 개별 제어는 고 효율로 달성된다. 작동된 종단 멀티-애퍼쳐 판(310)의 가변 정전 렌즈-렛 필드 분포(92)는 그러므로 필드 곡률의 더 효율적인 사전-보상을 허용한다. 가변 정전 렌즈-렛 필드 분포(92)의 다수의 렌즈 효과가 1차 효과이므로, 더 저 전압이 각각의 가변 정전 렌즈-렛 필드 분포(92), 예컨대 렌즈-렛 필드 분포(92.1 또는 92.2)의 집속 파워의 변경에 더 큰 효과를 달성하도록 필요하다. 각 가변 정전 렌즈-렛 필드 분포(92.1 또는 92.2)의 변경은 또한 양의 또는 음의 방향 중 어느 하나일 수 도 있다. 그러므로 이미 대략 +/-20V 초과의 중간 전압으로도, 큰 집속 파워를 달성할 수 있다. 집속 파워는 특히 예컨대 50V 또는 100V 초과의 전압으로 앞서 기재한 아인젤-렌즈로보다 특히 더 크다. 종단 애퍼쳐(94)에서 대략 +/-25V 또는 +/-50V의 유사한 전압차로, 집속 범위는 아인젤-렌즈와 비교하여 적어도 2배 크게 z-범위 위에서 조정될 수 있다. 예컨대 도 4 및 이후의 도 16에서 기재한 바와 같은 정전계의 차폐를 위한 수단 및 개선된 제조 방법으로, 종단 애퍼쳐 판(310)은 고 정밀도로 제조될 수 있어서, +/-50V를 초과하는 더욱 큰 전압차, 예컨대 +/-100V 이상이 인가될 수 있으며, 더욱더 큰 집속 범위가 달성될 수 있다.
종단 멀티 애퍼쳐 판(310)의 종단 애퍼쳐(94)는 DT의 직경을 갖는다. 도 7의 예에서, 애퍼쳐(85.1 내지 85.4)의 직경의 일부 예가 기재되어 있다. 종단 애퍼쳐는 가장 큰 애퍼쳐를 가지며, 이 애퍼쳐는 통상 1.6×D1<=DT<=2.4×D1의 범위에 있다. 이로써, 필터 애퍼쳐(85.1)에서 형성된 1차 빔렛은 종단 애퍼쳐보다 작은 직경을 갖는다. 다른 한편으로, 종단 애퍼쳐의 직경은, 정전 마이크로-렌즈 필드(92.1, 92.2)에 의한 더 큰 집속 파워가 달성될 수 있도록 제한된다. 제2 애퍼쳐, 여기서는 멀티-스티그메이터 판(306.4)의 애퍼쳐(85.4)의 직경은 D2에 의해 주어진다. D2는 D1과 DT 사이이며, 1.4×D1<=D2<=0.75×DT이다. 2-층 렌즈-렛 판(306.3)의 제3 애퍼쳐(85.3)는 D2와 DT 사이의 직경(D3)을 가지며, 1.4×D1<=D2<=0.9×D3<=0.8×DT이다.
도 9는 도 7의 추가 변경을 도시하며, 또한 도 7 및 도 8을 참조한다. 도 7과 반대로, 종단 멀티-애퍼쳐 판(310)의 단일 렌즈-렛 층이 2-층 렌즈-렛 판으로 변경되어, 종단 멀티-애퍼쳐 판(310)을 형성한다. 또한, 접지 전극 판(306.2)의 포지션은 필터 판(304)과 멀티-스티그메이터 판(306.4) 사이의 포지션으로 변경된다. 도 3을 참조하여 앞서 기재한 바와 같이, 다수의 애퍼쳐(85.4)의 각각에서의 멀티-스티그메이터 판(306.4)의 8개의 전극 각각에의 일정한 전압 오프셋으로, 멀티-스티그메이터 판(306.4)이 사용 동안 접지 전극 판(306.2) 및 접지 층(306.3b)과 함께 다수의 조정 가능한 아인젤-렌즈를 형성하도록 구성된다. 종단 멀티-애퍼쳐 판(310)을 형성하는 반전된 2-층 렌즈 판의 링 전극 층(306.3a)의 원형 전극(79)으로, 종단 멀티-애퍼쳐 판(310)의 애퍼쳐(94) 내로의 정전계의 침투 깊이는 도 8에서 기재한 바와 같이 사용 동안 제어될 수 있다. 이 예에서, 정전 집광기 또는 필드 렌즈(307)는 제1 링 전극(307.1)과 제2 링 전극(307.2)을 포함한다. 제1 링 전극(307.1)은 예컨대 접지 레벨에 연결될 수 있으며, 제2 전극(82)은 예컨대 25kV 이상의 고 전압에 연결될 수 있다. 필드 렌즈(307.1 및 307.2)를 갖는 정전 집광기에 의해 생성된 정전계(92)가 등전위선에 의해 예시되어 있다. 종단 멀티-애퍼쳐 판(310)의 상류의 멀티-스티그메이터 판(306.4)의 배치로, 빔렛(3.1 내지 3.4)을 포함하는 1차 대전 입자 빔렛(3) 각각은 대응 종단 애퍼쳐(94)에 입사하기 전 편향 또는 성형될 수 있다. 이로써, 예컨대 가변 정전 렌즈-렛 필드 분포(92)의 수차가 사전-보상될 수 있다.
멀티-스티그메이터 판(306.4)의 다수의 애퍼쳐에서의 오프셋 전압에 의해 제어되는 다수의 아인젤-렌즈와 다수의 링 전극(79)을 갖는 링 전극 층(306.3a)의 종단 애퍼쳐(4) 내로의 정전 마이크로-렌즈 필드(92)의 침투 깊이의 조합된 작용으로, 빔렛(3.1 내지 3.4)의 초점(311.1 내지 311.4)의 포지션은 경사 구성요소(323)를 갖는 미리 결정된 중간 이미지 표면(321)과 매칭하도록 정밀하게 제어될 수 있다. 멀티-스티그메이터 판(306.4)으로, 다수의 초점 스폿(311)의 측방향 포지션은 또한 제어되어 조정될 수 있으며, 뿐만 아니라 비점수차적 수차가 사용 동안 사전-보상될 수 있다. 이로써, 중간 이미지 표면(321)의 곡률은 멀티-빔 생성 유닛(305)의 하류의 대전 입자 이미징 시스템의 필드 곡률과 이미지 평면(323) 경사를 사전-보상하기 위해 달성될 수 있다(도 1 참조). 중간 이미지 표면(321)의 곡률은 - 1차 대전 입자 빔렛의 전파 방향에서 - 볼록 형상이어서, 만곡된 중간 이미지 표면(321)의 곡률의 중심이 중간 이미지 표면(321) 하류에 있다.
도 10은 도 9의 추가 변경을 예시하며, 도 9를 참조해야 한다. 여기서, 접지 전극 판(306.2)이 생략된다. 필터 판(304)에는 도 2에 예시한 바와 같이 전극 층(98)(도 10에서는 미도시)이 구비될 수 있다.
바닥 측에서의 마지막 멀티 애퍼쳐 판(306.3)의 애퍼쳐 에지의 정밀도가 침투 필드의 정밀도 및 그에 따라 정전 마이크로-렌즈 필드(92)에 중요하다. 애퍼쳐 에지는 그러므로 고 정확도로 제조되어야 한다. 도 11은 도 7의 변경을 도시하며 도 7 및 도 8을 참조해야 한다. 도 11의 예는 다수의 1차 대전 입자 빔렛(3.1 내지 3.4) 각에 대해 2개의 멀티-폴 요소(306.4 및 310)와 하나의 링 전극(79)을 포함한다. 도 7의 예와의 차이점은 도 7의 단일 렌즈-렛 층 대신에 종단 멀티-애퍼쳐 판(310)을 형성하는 제2 멀티-스티그메이터 판의 배치이다. 종단 멀티-스티그메이터 판(310)으로, 정전 집광기 필드의 침투 깊이의 제어는 도 8에서 기재한 바와 유사한 방식으로 각 종단 애퍼쳐(94)에서 8개의 전극에의 일정한 전압 오프셋의 인가에 의해 달성될 수 있다. 게다가, 침투 필드는 시프트되어 성형될 수 있으며, 각 빔렛의 경사 및 비점수차 정정은 개별적으로 달성될 수 있다. 이 예로, 바닥 측(76)에서 마지막 멀티 애퍼쳐 판(310)의 애퍼쳐 에지의 이상적인 형상으로부터의 편차가 미리 결정된 보상 전압을 멀티-폴 전극(81.2) 각각에 제공함으로써 전자-광학적으로 보상될 수 있다. 이들 전압은 예컨대 캘리브레이션 단계에서 결정될 수 있다. 도 12는 도 11의 예의 추가 변형을 예시하며, 2-층 렌즈-렛 판(306.3)이 추가 스페이서에 의해 이격되는 접지 전극 판(306.8)과 렌즈 전극 판(306.9)에 의해 교체된다. 도 13은 도 12의 추가 변형을 예시하며, 렌즈 전극 판(306.9)은 추가 멀티-스티그메이터 판(306.43)으로 교체된다. 여기서, 빔렛(3.1 내지 3.4) 각각에 대한 개별 렌즈 작용은 상이한 방법에 의해 달성될 수 있다. 제1 및 제2 집속 파워는 멀티-스티그메이터 판(306.41 및 306.43) 중 임의의 것의 8개의 애퍼쳐의 세트에 오프셋 전압을 인가하여 접지 전극(306.2 및 306.8)을 갖는 아인젤-렌즈를 형성함으로써 사용 동안 달성된다. 제3 집속 파워는, 도 8에 예시한 바와 같이 오프셋 전압을 종단 멀티-애퍼쳐 판(310)의 8개의 애퍼쳐 세트에 인가하여 흡입 필드(88) 또는 억제 필드(90)를 달성함으로써 사용 동안 달성된다. 사용 동안 집속 파워를 생성하는 제4 방법이 DE 102020107738B3에서 기재한 바와 같이 사중극 필드 시퀀스를 생성함으로써 달성되며, 이러한 문헌은 본 명세서에서 참조로서 인용된다. 적어도 3개의 멀티-폴 요소 각각의 각각의 사중극 필드는 서로에 대해 회전하며, 이로써 스티그메틱 집속이 달성될 수 있다. 집속 파워를 변경 또는 조정하기 위해 멀티-스티그메이터 어레이(306.41, 306.43) 및 종단 멀티-애퍼쳐 판(310)에 공급된 개별 전압은 측방향 빔 스폿 포지션의 추가 정정과 추가 비점수차 정정을 사용 동안 달성하도록 각각 조정될 수 있음을 이해해야 한다. 또한, 하나보다 많은 멀티-스티그메이터 판(306.4 또는 310)을 갖는 예에서, 멀티-폴 요소는 멀티-스티그메이터 판(306.4 또는 310) 각각에 대해 상이한 회전각에 있을 수 있으며 더 고차의 비점수차나 삼각(trifoil) 수차가 또한 보상될 수 있음을 이해해야 한다. 예컨대 도 7 내지 도 14의 예의 종단 멀티-애퍼쳐 판(310)을 포함한 다수의 멀티-애퍼쳐 판(306.3 내지 306.9 및 310)에서 연속 전극(79 및 81) 각각의 조합된 제어에 의해, 다수의 다단 마이크로-렌즈(316)가 형성되며, DF가 1mm 초과, 바람직하게는 DF가 3mm 초과, 더욱 바람직하게는 DF가 5mm 초과, 예컨대 DF가 6mm 이상인 증가한 집속 파워 또는 집속 범위(DF)를 갖는다.
도 14는 도 9에 예시한 예의 다른 변형을 예시한다. 도 9의 예와는 반대로, 정전 집광기 렌즈(307)의 원형 전극(82)은 링 세그먼트로, 예컨대 4개 또는 8개의 링 세그먼트(84.1 내지 84.8)로 분할되어, 사중극 또는 팔중극 요소를 형성한다. 그러므로 사용 동안 종단 멀티-애퍼쳐 판(310)의 종단 애퍼쳐(94) 내에 침투하는 정전 마이크로-렌즈 필드(92)는 예컨대 세그먼트화된 애퍼쳐(84)의 링 세그먼트(84.1 내지 84.8)에 의해 생성된 비대칭 또는 불균일을 갖는다. 링 전극(84)의 이들 세그먼트로, 예컨대 정전 마이크로-렌즈 필드(92)의 선형 변형이 등전위 평면에 의해 예시한 바와 같이 도입될 수 있다. 이로써, 중간 이미지(321)의 필요 경사가 용이하게 될 수 있다. 다수의 1차 대전 입자 빔렛(3)의 잔류 경사는 정전 집광기 렌즈(307)의 하류의 추가 편향기(도 14에서 미도시)에 의해 보상될 수 있다.
도 15a는 각각의 애퍼쳐(85.4)(단지 3개만 85.41, 85.42 및 85.43으로 표시됨) 마다 8개의 전극(81.11 내지 81.18)을 갖는 멀티-스티그메이터 판(306.4)의 평면도를 개략적으로 예시한다. 8개의 전극(81.11 내지 81.18)은 예컨대 투과 1차 빔렛을 편향시키거나 성형할 수 있는 멀티-폴 전극(81)을 함께 형성한다. 다수의 멀티-폴 전극(81) 각각은 배선 연결(175)에 의해 전압 공급에 연결된다. 사용 동안, -20V 내지 20V의 범위의 다수의 저 전압이 다수의 전극에 인가된다. 전극(81.11 내지 81.18)의 각 링은, 멀티-폴 전극(81) 사이의 차폐 층(183)을 형성하는 전기 전도성 벌크 소재로부터 절연 간격(185)에 의해 절연된다. 차폐 층(183)은 접지 레벨에 연결된다. 멀티-폴 전극(81)은 그러므로 벌크 소재에 내장되며, 둘 모두 예컨대 도핑된 규소로 형성된다. 멀티-스티그메이터 판(306.4)은 또한 차폐 층(도 15a에 미도시)으로 덮인다.
대응 애퍼쳐(85 또는 94)의 둘레에서의 각각의 전극 링(79 또는 81)은 6㎛와 15㎛ 사이, 예컨대 12㎛의 폭을 갖는다. 애퍼쳐(85 또는 95)의 직경(D3)은 예컨대 50㎛<=D3<=70㎛로 주어진다. 각 전극 링의 직경(D3o)은 그러므로 65㎛<=D3<=95㎛이다. 최소 피치(P1)는 통상 이 직경(D3o)과, 2개의 인접한 전극 링(79 또는 81) 사이에서 차폐 층(183)에 의해 형성된 남은 절연 간격에 의해 제한된다. 대략 10㎛, 바람직하게는 대략 15㎛의 최소 차폐 거리로, 피치(P1)는 P1>=75㎛로, 예컨대 P1=100㎛ 또는 P1=150㎛로 선택될 수 있다. 일반적으로, 전극의 더 작은 폭이 볼륨을 감소시키며, 그러므로 각 전극의 커패시티를 감소시킨다. 더 작은 커패시티는 전극에 의해 생성되는 정전계의 더 빠른 변경에 유리하다. 더 큰 커패시티는 요동 전하 또는 전하 확산에 관해 더 안정성을 제공한다. 전극의 커패시티의 치수는 그러므로 정전계를 변경하거나 정전계를 일정하게 유지하기 위한 시간적 요건에 따라 선택된다. 통상, 원통 전극(79)은 대략 15㎛의 링 폭이 구비되어, 전자기 렌즈 필드의 고 안정성을 갖는 큰 커패시티를 제공한다. 통상, 멀티-폴 전극(81)에는 예컨대 6㎛의 더 작은 폭이 구비되어, 각 전극(81.1 내지 81.8)은 전자기 멀티-폴 필드를 변경하기 위한 고속을 갖는 작은 커패시티로 구성된다.
도 15b는 선형 그래디언트를 갖는 정전계를 인가하기 위해 세그먼트(84.1 내지 84.8)를 포함하는 링 전극(84)의 세그먼트를 개략적으로 예시한다.
도 16a 및 도 16b는 렌즈 전극 판(306.9), 2-층 렌즈-렛 판(306.3)의 렌즈 전극 층(306.3a), 멀티-스티그메이터 판(306.4) 또는 종단 멀티-애퍼쳐 판(310)과 같은 멀티-애퍼쳐 판(306)을 제조하기 위한 예를 예시한다. 원통 애퍼쳐(85, 94)가 반원으로 표시되어 있으며, 예시의 우측 상의 단계(S1 내지 S11)를 거친다. 애퍼쳐는 단계(S1)에 앞서 형성될 수 있으며 포토레지스트와 같은 제거 가능한 보호 코팅으로 단계(S2 내지 S11) 동안 보호될 수 있다. 대안적인 해법으로, 애퍼쳐는 리소그라픽 처리와 잘 알려진 에칭 기술에 의해 단계(S1 내지 S11)의 형성 후 형성될 수 있다.
좌표계는 도 1에서의 좌표계에 따라, 1차 대전 입자 빔렛의 전파 방향으로 z-축의 양의 방향으로 선택된다. 양의 z-방향 및 전파 방향은 일반적으로 "하방"이다. 도 1, 도 2 또는 도 16에서 "하방"을 가리키는 양의 z-방향에 상관없이, "상부" 평면 또는 포지션은, 1차 대전 입자 빔렛에 의해 먼저 교차하는 평면을 지칭하며, "하부" 또는 "바닥" 평면 또는 포지션은, 나중에 1차 대전 입자 빔렛에 의해 교차하는 평면을 지칭한다. 선택한 좌표계에서, "상부" 포지션은 그러므로 하부 또는 바닥 포지션으로서 하부 z-좌표를 갖는다.
단계(S1)에서, SOI 웨이퍼에는 2개의 층, 제1 정상 층(129.1)과 제2 층(129.2)이 구비된다. 이들 층의 두께는 통상 30㎛와 300㎛ 사이이다. 제2 층(292.2)은 산화규소 층(예컨대, 이산화규소)으로서 형성된다. 제2 층(129.2)은, 제2 층(129.2)의 두께를 화학 기계 연마(CMP: Chemical Mechanical Polishing)에 의해 대략 2㎛ 이하, 예컨대 1㎛ 또는 심지어 0.2㎛로 레벨링 다운함으로써 감소한 두께를 가질 수 있다. 정상 층(129.1)은 예컨대 50㎛의 두께를 갖는다.
대안적인 예로, SOI 웨이퍼는 2-층 렌즈-렛 판(306.3)의 접지 전극 층을 제공하기 위한 예컨대 200㎛ 두께의 제3 층(129.3 미도시)을 포함한다. 제1 층 및 이 선택적 제3 층(129.1, 129.3)은 도핑된 규소로 구성되며, 유한한 전도도를 가져, 전극은 제1 또는 제3 층에서 직접 형성될 수 있다.
단계(S2)에서, 원형 링이 디바이스 층(129.1) 내로 형성되어, 전극(79)과 벌크 소재(183) 사이의 절연 간격(185)을 형성한다. 멀티폴 전극(81)을 위해, 멀티폴 전극의 분리를 위한 추가 트렌치나 절연 간격이 RIE 에칭에 의해 생성된다.
단계(S3)에서, 두꺼운 전기 절연 층(179.1)이 예컨대 열 산화로 형성되어, 대략 2-3㎛ 두께의 산화규소 필름(이산화규소)을 형성한다(주의: 단계 3 및 추가 단계에서, 제2 층(129.2)의 예시는 생략되었다).
단계(S4)에서, 절연 간격의 전기 절연 층(179.1)에서의 남은 간격은 채워지며, 산화규소 필름(179.2)(TEOS 가스의 분해로 인한 산화물; TEOS: 테트라에틸 오소실리케이트)의 퇴적에 의한 부분 평탄화가 달성된다.
단계(S5)에서, SiO2 층(179.2) 및 부분적으로는 산화규소 층(179.1)의 불필요한 부분은 CMP(화학 기계 연마)에 의해 제거되어, 대략 2㎛ 두께 이하의, 예컨대 1㎛ 또는 심지어 0.5㎛의 두께를 갖는 일정하고 평탄한 절연 층(179.3)이 형성된다. 이로써, 두꺼운 이산화규소 층이 회피되며, 스트레스가 감소한다. 더 나아가, 평탄화된 산화규소 층으로, 멀티-애퍼쳐 판의 추가 포토리소그라픽 처리가 더 고 정확도로 실행될 수 있다. 감소한 두께의 SiO2 층은 또한 추가 에칭 단계에 유리하다. 애퍼쳐 및 다른 미세 구조의 에칭 동안, 윤곽은 포토레지스트 마스킹 층에 의해 규정된다. 예컨대 CMP에 의한 평탄화 및 감소한 두께는 에칭된 구조의 에지와 측벽의 정확도를 개선하며, 이점은 정전 요소의 저-수차 성능에 필요하다.
두껍고 균일하지 않은 이산화규소 층의 두 문제는 신뢰할 수 없으며 재현 불가능한 에칭 시퀀스 및 결함의 형성(언더-에칭, 구멍 결함, 거친 벽)에 기여한다. 그러한 결함과 거친 측벽은 비점수차와 고차 수차의 원인으로 알려져 있다. 본 발명의 일 양상은, 단계(S5)에 따른 평탄화된 이산화규소 층이나 절연 층의 레벨링으로, 이들 문제가 회피한다는 점이다.
단계(S6)에서, 배선 접촉부(193)을 위한 개구가 내부 애퍼쳐 측벽(87)으로부터 원격의 포지션에서 절연 층(179.3)에 형성된다.
단계(S7)에서, 전도성 층이 평탄화된 절연 층(179.3) 위에 형성된다. 전도성 층은 예컨대 1㎛ 두께의 알루미늄 또는 구리 층일 수 있다. 전도성 층은 또한 50m와 200nm 사이의 두께를 갖는 금에 의해 형성될 수 있다. 전도성 층(175)은, 모든 전극(79 또는 81)에, 미리 결정된 개별 전압이 전기 배선 연결(175)(하나만 도시)에 의해 개별적으로 제공될 수 있는 방식으로 포토리소그라픽 방식으로 구조화된다.
단계(S8)에서, 추가 절연 TEOS 층(179.4)이 다수의 배선 연결(175)을 완전히 덮도록 형성된다. TEOS 층(179.4)은 애퍼쳐의 내벽(87)과 간격(145)을 형성하도록 포토리소그라픽 방식으로 구조화된다.
단계(S9)에서, 절연 TEOS 층(179.4)은 CMP에 의해 연마되며, 잔류 절연 TEOS 층(179.5)이 배선 연결(175) 위에서 대략 0.5㎛ 내지 2㎛의 두께로 형성된다. 단계(S9)는 단계(S8)에서의 포토리소그라픽 구조화 전에 또한 실행될 수 있다.
단계(S10)에서, 전도성 차폐 층(177.1)이 잔류 절연 산화규소 층(179.5) 상의 금속 퇴적과 간격(145)에 플런징 연장(189)을 형성함으로써 형성된다. 금속 층은 최대 2㎛, 예컨대 1㎛의 두께로 형성되어 전계의 충분한 차폐를 제공하며 산란된 대전 입자를 흡수한다.
단계(S9와 S10) 사이에 추가로 2개의 선택적 단계로, SiNx로 형성된 스트레스 보상 층이 잔류 절연 TEOS 층(179.5) 상에 퇴적되며, 추가 이산화규소 절연 층이 스트레스 절연 층을 덮도록 제공된다. 이 절연 층은 다시 화학 기계 연마로 평탄화될 수 있다. PECVD(플라스마 향상 화학 기상 퇴적)으로, SiNx의 ca. -1GPa(압축)에서 +1GPa(인장)로 변하는 원하는 스트레스가 조성(x)과 퇴적 파라미터에 의존하여 달성될 수 있다.
추가적인 선택적 단계(S11)(별도로 도시되지 않음)에서, 바닥 측(76)은 빔 상부 측 상의 층(177.1)과 유사한 전도성 차폐 층(177.2)에 의해 더 덮일 수 있다. 분명히 제3 층(129.3)의 경우에, 제2 전도성 차폐 층(177.2)은 제3 층(129.3)의 바닥 측 상에 형성된다. 전도성 층(177.2)은 2㎛ 두께의 알루미늄 층에 의해 형성될 수 있다. 두 차폐 층(177.1 및 177.2)은 접지에 연결되어, 멀티-애퍼쳐 판(306) 내로의 전계의 누설을 방지한다. 제2 차폐 층(177.2)은 특히, 도 5, 도 6, 도 9 내지 도 11 및 도 14의 예에서 예시한 바와 같이, 멀티-애퍼쳐 판(306.3)의 반전된 배치에 대해 중요하다. 그러나 반전된 배치는 2-층 렌즈-렛 판(306.3)의 반전된 배치로 제한되지 않으며, 또한 멀티-스티그메이터 판(306.4)과 같은 다른 멀티-애퍼쳐 판도 반전되어, 즉 전극 이전이나 이후에 대전 입자의 전파 방향으로 배선 연결(175)을 갖고 배치될 수 있다. 그러한 구성에서, 배선 연결(175)은 잘 덮이며 산란된 대전 입자에 덜 민감하며, 예컨대 유도된 전하는 감소하거나 전극(79 또는 81)으로부터 완전히 방지된다. 반전된 배치에서, 배선 연결(175)은 또한, 필터 판(304)의 정상 표면에서 생성되는 제동 복사선(bremsstrahlung)으로부터 양호하게 보호된다. 반전된 배치의 일부 예에서, 배선 연결(175)의 아래 또는 하류의 차폐 층은 그러므로 심지어 생략할 수 있다.
선택적 단계(S12)(미도시)에서, 차폐 층(177.1 및 177.2)은, 예컨대 CMP-공정으로 추가 연마에 의해 더 평탄화될 수 있다.
도 16에서 제공된 공정 단계로, 더 큰 전압이 더 큰 집속 스트로크를 위해 제공될 수 있다. 게다가, CMP에 의한 산화규소 층의 박화로, 덜 스트레스 유도된 변형이 도입되며, 공정 단계(S1 내지 S12)에 따라 제조된 멀티-애퍼쳐 판(306)은 열 변화에 덜 민감하다.
공정 단계(S1 내지 S12)로, 얇은 절연 층과 전도성 차폐 층(177.1) 내에서 개별 금속 배선 연결(175)을 갖는 다수의 전극을 구비한 멀티-애퍼쳐 어레이(306)가 6㎛ 미만, 바람직하게는 5㎛ 미만의 상당히 감소한 MLS의 두께로 제조된다. 여러 절연 층(179.1 내지 179.5)이 절연 간격(185)을 채우고, 금속 배선 연결(175)의 절연 층을 형성하며 전도성 차폐 층(177.1)을 절연하도록 제1 전극 층(129.1)의 표면에 필요하다. 화학 기계 연마(CMP)로, 절연 층은 후속하여 연마되며, 평탄화되고, 그에 따라 배선 연결과 같은 층이나 구조의 형성은 더 고 정확도로 실행될 수 있다. 게다가, 애퍼쳐의 에칭이나 배선 연결이나 다른 구조의 형성을 위한 후속한 에칭 공정이 상당히 감소한다.
CMP로, 멀티-애퍼쳐 어레이(306)가 더 고 반복성으로 제조될 수 있다. 평탄화로, 전도성 차폐 층(177.1)은 더 고 품질로 형성되며, 전계는 고 정밀도로 제어될 수 있다.
2-층 렌즈-렛 판(306.3) 또는 다른 멀티-애퍼쳐 판(306)의 반전된 배치로, 전기 배선 연결(175)이 멀티-애퍼쳐 판(306)의 양측 상에 있을 수 있다. 도 17은 멀티-애퍼쳐 판(306)의 층을 통한 전기 배선 연결(175)을 제조하고 배선하는 방법을 예시한다. 칩-관통 배선 연결로, 반전된 배치가 제한되지 않도록 상부 측으로부터 각각의 멀티-애퍼쳐 판(306)을 전기적으로 접촉할 수 있다.
단계(C1)에서, 전극 층(129.1)은 앞서 기재한 단계(S6)와 유사하게 제공된다. 50㎛ 내지 150㎛의 두께를 갖는 전극 층(129.1)이 벌크 소재(183), 예컨대 도핑된 규소로 만들어진다. 전극 층은 또한 30㎛와 300㎛ 사이의 더 크거나 더 작은 두께로 형성될 수 있다. 열 산화로, 제1 절연 층(179.1)이 절연 간격으로 및 전극 층(129.1)의 외부 표면 상에 형성된다.
단계(C2)에서, 배선 연결(175.1, 175.2 및 175.3)을 포함한, 전압 공급을 위한 다수의 배선 연결이 전극 층(129.1)의 하부 측에 리소그라픽 방식으로 형성된다. 관통 구멍(151) 세트가 금속이나 도핑된 규소와 같은 전도성 소재로 채워져, 관통 연결(149.1 및 149.2)을 형성한다. 관통 연결(149)의 수(N)는 개별 어드레싱 가능한 링 전극(79)(또는, 유사하게, 멀티폴 전극(81))의 수(N)에 대응한다. 각 개별 어드레싱 가능한 링 전극(79)은 하나의 관통 연결(149)에 연결되며, 예컨대 링 전극(79.1)은 관통 연결(149.1)에 연결된다. 모든 연결은 전극 층(129.1)의 바닥 또는 하부 측에 제조된다. 추가 절연 층(179.2)이 배선 연결(175)을 절연하도록 제공된다. 화학 기계 연마가 각 퇴적 단계 후 적용될 수 있어서 그 다음 포토리소그라픽 및 에칭 공정 단계를 위해 평면 표면을 생성한다. 마지막으로, 전도성 차폐 층(177.1)이 전극 층(129.1)의 바닥 또는 하부 측(76)에 적용된다.
단계(C3)에서, 상부 측(74) 상의 관통 연결(149.1 및 149.2)은 연결 또는 납땜 핀(147.1 및 147.2)에 연결된다. 이들 핀 또는 패드(147)는 애퍼쳐 및 대전 입자 빔렛으로부터 멀리 떨어진 멀티-애퍼쳐 판의 주연부에 자리한다. 추가 절연 층(179.3)이 제공된다. 마지막으로, 전도성 차폐 층(177.2)이 납땜 핀(147.1 및 147.2)을 포함하는 납땜 핀(147)으로부터 절연되어 제공된다. 플런지 연결이, 앞서 기재한 바와 같이 전도성 차폐 층(177.1, 177.2) 각각에 대해 제조된다(도 17에는 미도시).
애퍼쳐(85.1 내지 85.3)를 포함하는 다수의 애퍼쳐 구멍이 예컨대 단계(C2 및 C3) 이후 전극 층(129.1)을 통해 에칭된다. 각각의 애퍼쳐(85.1 내지 85.3)는 대략 50㎛ 내지 70㎛의 직경을 가지며, 링 전극(79.1 내지 79.3)에 대한 다수의 절연 간격(185)이 형성된다. 일예로, 애퍼쳐는, 절연 간격(185)이 전극 층 상에 형성된 후, 수직 딥 RIE(DRIE)에 의해 리소그라픽 방식으로 규정되어 관통 에칭될 수 있다.
게다가, 전극 층(129.1)의 주연 둘레에서, 관통 구멍(151)이 에칭에 의해 생성된다. 관통 구멍(151)은 상당히 더 작을 수 있다. 예컨대, 10㎛ 미만, 또는 심지어 2㎛미만일 수 있다. 일부 관통 구멍(151.1 및 151.2)은 다른 멀티-애퍼쳐 판(306)이나 스페이서(83)와 전극 층(129.1)의 정렬을 위해 생성된다. 관통 연결(149)로, 단일 렌즈-렛 판 또는 렌즈 전극 판(306.9) 또는 2-층 렌즈-렛 판(306.3)의 다수의 링 전극(79) 각각은 배선 연결(175)의 측에 반대편인 반대편 부위로부터 전기적으로 연결될 수 있다. 유사하게, 멀티-스티그메이터 판(306.4)의 다수의 멀티-폴 전극(81) 각각은 배선 연결(175)의 측에 반대편인 반대편 부위로부터 전기적으로 연결될 수 있다. 관통 연결(149)과 공정 단계(C1 내지 C3)로, 또한 링 전극(79) 또는 멀티폴 전극(81)을 양측으로부터 연결하면서도, 1차 빔 경로 제어 모듈(830)과 같은 제어 디바이스로의 연결이 오직 멀티-애퍼쳐 판(306)의 일 측으로부터만 달성될 수 있다.
공정의 여러 변경이 가능함을 이해해야 한다. 예컨대, 관통 구멍이 먼저 생성될 수 있으며, 단계(C1) 전에도 예컨대 전도성 소재로 채워질 수 있으며, 정렬 구멍(151.1 및 151.2)은 단계(C2)에서 에칭에 의해 개방된다. 도 18은 반전된 렌즈 전극 판(306.9)을 포함한 다수의 멀티-애퍼쳐 판의 정렬과 스택을 예시한다. 웨이퍼 검사용 개선된 멀티-빔 대전 입자 시스템은 복잡한 멀티-빔 생성 유닛(305)이나 멀티-빔 편향 유닛(390)(도 1 참조)을 필요로 한다. 본 발명의 예에 따라, 멀티-빔 생성 유닛(305)은 스페이서로 적어도 3개의 멀티-애퍼쳐 판(306)을 스택함으로써 형성된다. 제1 멀티-애퍼쳐 판 또는 필터 판(304)은 입사 빔렛(309)을 분할하여 빔렛(3.1 내지 3.3)을 포함하는 다수의 1차 대전 입자 빔렛(3)을 생성하는데 사용된다. 도 18의 예에서, 3개의 멀티-애퍼쳐 판(306.3, 306.4 및 306.9)은 큰 집속 파워나 큰 스트로크로 다수의 투과 대전 입자 빔(3.1 내지 3.3) 각각의 개별 집속에 사용된다. 적어도 하나의 멀티-스티그메이터 어레이(306.4)가 빔렛(3.1 내지 3.3) 각각의 측방향 포지션을 제어하여 임의의 잔류 비점수차를 사전-보상하는데 활용된다. 관통-접촉부(149)로, 예컨대 대응하는 반전된 멀티 애퍼쳐 판(306.3 및 306.4)의 바닥 측에서의 배선 연결(175.1 및 175.2)과 같은 배선 연결(175)을 제공할 수 있다. 이로써, 산란된 대전 입자에 의한 배선 연결의 임의의 원치 않는 대전은 최소화되며 배선 연결(175)의 잔류 부유계가 최소화된다. 관통-접촉부(149)로, 각각의 멀티-애퍼쳐 판(306.3, 306.4 및 306.9)의 정상 또는 상부 표면에서 각각 납땜 핀(147.3, 147.4 및 147.6)을 포함하는 납땜 핀(147)을 제공할 수 있다. 납땜 핀(147.3, 147.4 및 147.6)을 통해, 배선 연결(157)(도 18에서는 오직 157.3으로 식별됨)이 제어 유닛(830)(도 18에서는 미도시)에 구축되며, 개별 전압이 다수의 링 전극(79.1 및 79.2)에 뿐만 아니라 다수의 멀티폴 전극(82)에 제공될 수 있다. 멀티-애퍼쳐 판(306)은 최적화된 미리 결정된 배향으로 스택될 수 있다. 적어도 3개의 관통 구멍(151)(도 18에 미도시; 도 17 참조)으로, 멀티-애퍼쳐 판의 스택의 정밀한 정렬이 달성된다.
관통-연결(149) 외에, 2개의 멀티-애퍼쳐 판(306)이 플립 칩 본딩 기술(공융(eutectic) 또는 열-압축 본딩)으로 서로 부착될 수 있으며, 제1 멀티-애퍼쳐 판에의 전기 접촉이 제2 멀티-애퍼쳐의 관통-연결(149)를 통해 구축될 수 있다.
멀티-애퍼쳐 판(306)의 스택은 미리 결정된 거리로 멀티-애퍼쳐 판을 스택하기 위한 스페이서를 포함할 수 있다. 도 18의 예에서, 미리 결정된 두께의 지지 존(197)이 멤브레인 존(199) 또는 멀티-애퍼쳐 판(306)의 주연부에 제공된다. 그러한 멤브레인-인-프레임 구성으로, 대략 수 ㎛의 작은 간격으로 인접한 멀티 애퍼쳐 판의 멤브레인 존(199)을 조정할 수 있으며, 1㎛ 미만, 바람직하게는 0.5㎛ 미만의 고 정확도로 애퍼쳐 개구를 측방향으로 정렬하여 조정할 수 있다. 더 나아가, 멀티-애퍼쳐 판의 스택은 상당한 힘이나 압력의 인가에 의해 지지 존 또는 프레임(197)으로 고정될 수 있다.
사용 동안 멀티-빔 대전 입자 현미경의 성능을 향상시키기 위해, 다수의 대전 입자 빔렛 각각은 예컨대 다수의 개별 제어되는 링 전극(79), 또는 스티그메이터 또는 편향기의 다수의 개별 제어된 전극(81)으로의 개별 초점 정정에 의해 개별적으로 제어된다. 다수의 전극의 개별 제어는 배선에 의해 제공되며, 추가 배선이 앞서 기재한 차폐 또는 흡수 층을 위해 또는 센서를 위해 제공된다. 다수의 예컨대 N=100개의 빔렛을 위한 하나의 멀티-빔 래스터 유닛은 대략 1000개 또는 1000개 초과의 개별 배선 연결을 갖는 대략 1000개 이상의 전극을 포함한다. 전극 및 차폐 또는 흡수 층은 크기 차수 차이, 예컨대 10V와 1kV 사이의 구동 전압을 필요로 한다. 예컨대, 멀티 초점 정정은 대략 200V에 대해 100개의 고 전압 배선을 필요로 하며, 멀티 비점수차 정정은 매우 저 잡음으로 수 볼트에 대해 예컨대 800개의 저 전압 배선을 필요로 하며, 흡수 층이 고 전류를 생성한다. 그러한 전압차의 배선은 서로 쉽게 영향을 미칠 수 있으며 이로써 멀티-빔 생성 유닛(305)의 성능을 감소시킨다. 실시예로, 멀티-빔 생성 또는 래스터 유닛(305)은 전압차의 영향을 최소화하도록 설계 특성과 구조를 포함한다. 멀티-빔 래스터 유닛은 상이한 전압과 전류를 위한 혼합된 신호 아키텍쳐를 포함한다. 고 전압이 외부 제어기에 의해 제공된다. ASIC들에 의해 제공된 저 전압은 외부 제어기로의 디지털 인터페이스로 진공 내부에 배치되었다. 신호 및 전압 공급의 라우팅은 UHV-플랜지를 통해 획득된다. 상이한 전압의 배선의 분리는 상이한 방향으로부터의 전압의 공급에 의해 달성된다. 투과 대전 입자 빔렛의 제1 방향(z-방향)으로, 예컨대 저 전압이 제2 방향(x-방향)으로부터 공급되며, 고 전압이 제3 방향으로부터 공급된다. 흡수 층으로의 고 전류 연결은 제4 방향으로부터, 예컨대 z-방향으로부터 또는 제3 방향으로부터 평행하게 제공될 수 있다. 모든 배선은 개별적으로 차폐될 수 있거나, 저 전압 공급 배선은 저 전압 배선 그룹으로 차폐될 수 있다. 더 소수의 고 전압 배선이 더 큰 거리로 제공될 수 있다. 실시예로, 정전 렌즈를 위한 링 전극에의 배선 연결은 전극마다 교대로 상부 및 하부 측으로부터 제공되어, 배선 사이의 거리를 가능한 크게 유지한다. 도 19는 일예로 이 실시예를 예시한다. 멤브레인 존(199)에서 평행하게 배치된 멤브레인과 지지 존(197)에서 지지 구조를 각각 갖는 5개의 멀티-애퍼쳐 판(304 내지 306.9 및 310)을 포함하는 멀티-빔 래스터 유닛(305)이 지지 기판의 추가 기능을 갖고 스페이서(86) 상에 장착된다. 지지 구조 및 지지 기판을 통해, 고 전압 배선 연결(201)이 다수의 애퍼쳐(85)(오직 4×5개가 도시됨)를 갖는 멀티-애퍼쳐 판 중 적어도 하나에서 정전 렌즈의 링 전극에 양 및 음 y-방향으로 제공된다. 고-전압 배선 연결은 접지에 연결되는 접지 라인(253)에 의해 차폐된다. 주연 에어리어에서, 고 전압 배선은 동축 차폐 및 절연(255)(4개의 고-전압 배선 연결 및 동축 차폐가 도시되며, 단 하나가 참조 번호(251 및 255)로 나타냄)에 의해 차폐된다. 정전 스티그메이터 및 편향기를 위한 저 전압 배선 연결(257 및 259)은 지지 기판(86) 상에 장착된 ASICS(261 및 265)로부터 두 x-방향(오직 양의 방향만 도시됨)으로부터 제공된다. 저 전압 배선은 저 전압 배선 사이의 접지 배선(미도시)에 의해 서로로부터 또한 차폐된다. ASICS는 디지털 신호 라인(267.1 및 267.2)을 통해 디지털 신호를, 저 전압 공급 라인(269.1 및 269.2)에 의해 전력 공급을 얻는다. 이로써, 고 전압 및 저 전압 신호가 가능한 많이 분리되며, 누설의 상호 유도의 부정적인 영향이 감소하며 멀티-빔 래스터 유닛의 더 신뢰할 만한 광학적 성능이 달성된다.
도 20은 도 14에 기재한 예의 다른 변경을 예시한다. 도 14의 예와 반대로, 정전 집광기 렌즈(307)의 전극(82)과 멀티-애퍼쳐 판(315)의 스택이 평행하기보다는 서로 각도(φ)를 형성한다. 종단 멀티-애퍼쳐 판(310)과 전극(82) 사이에 생성되는 정전계(92)는 그에 따라 비대칭을 보인다. 정전계(92)는 종단 멀티-애퍼쳐 판(310)의 종단 애퍼쳐(94)에 침투하며 종단 애퍼쳐(94)에서 마이크로-렌즈-렛을 형성하며, 이점은 멀티-빔 생성 유닛(305)의 전체적인 집속 파워에 기여한다. 정전계(92)의 정전 마이크로-렌즈 필드는 비대칭을 가지며, 종단 멀티-애퍼쳐 판(310)의 출사 평면 위에 정전 마이크로-렌즈 필드의 집속 파워의 선형 변이에 기여한다. 정전 마이크로-렌즈 필드는, x-좌표에 대한 초점 거리의 선형 의존도를 갖는 선형 구성요소를 포함하는 상이한 초점 거리를 형성하고 있다. 그에 따라, 중간 이미지 표면(31)의 경사 구성요소(323)가 필드 곡률 외에도 생성된다. 그에 따라, 대전-입자 멀티-빔렛 생성기(300)의 하류에 배치되는 전자-광학 요소의 이미지 평면의 경사 각도 구성요소와 필드 곡률은 사전-보상된다 이 예는 종단 멀티-애퍼쳐 판(310)으로 제한되기 보다는 또한 추가 전극(79) 없이도 하이브리드 렌즈 판(306.5)과 조합하여 사용될 수 있다.
실시예에 따라, 정전 집광기 렌즈 전극(82) 또는 1차 멀티-빔렛-형성 유닛(305)의 멀티-애퍼쳐 판(315)의 스택 또는 둘 모두는 1차 멀티-빔렛-형성 유닛(305)의 하류의 다수의 1차 대전 입자 빔렛(3)의 평균 전파 축(z)에 관해 경사져 있다. 도 20의 예에서, 소스(301)와 시준 렌즈(303)는, 입사 빔(309)의 전파 방향이 필터 판(304)에 수직이도록 구성된다. 이 예에서, 중간 멀티-애퍼쳐 판(310)과 필터 판(204)을 포함하는 멀티-애퍼쳐 판(315)의 스택은 각도(φ1)만큼 x-축에 관해 경사져 있으며, 그에 따라, 입사 빔(309)은 z-축이 동일각(φ1) 만큼 경사져 있다. 입사 빔(309)의 경사각(φ1)은 소스(301) 및 시준 렌즈(303)의 기계적 경사에 의해서나 필터 판(304)의 상류에 배치된 정적 편향기(302)에 의해서 중 어느 하나에 의해 달성될 수 있으며, 그에 의해, 입사 빔(309)의 전파 방향은 그에 따라 경사질 수 있다.
도 20의 예에서, 또한, 정전 집광기 렌즈(307)의 전극(84)은 각도(φ2)만큼 x-축에 관해 경사지며, 정전 집광기 렌즈(307)의 전극(84)과 종단 애퍼쳐 판(310) 사이의 총 각도(φ=φ1+φ2)가 획득된다. 이로써, 각도(φ3)를 갖는 중간 이미지 표면(321)의 경사 구성요소(323)가 달성된다. 각도(φ1)는, 종단 멀티-애퍼쳐 판(310)의 출사 평면과 경사 구성요소(323)의 평면이 정전 렌즈 필드(92)의 단위 평면과 정렬되어 서로 각도(φ3)에서 교차하도록 선택될 수 있으며, 이러한 필드(92)는 종단 애퍼쳐 판(310)의 애퍼쳐(94)에서 형성된 마이크로-렌즈-렛을 포함하고 있다.
예에 따라, 정전 집광기 렌즈 전극(82) 또는 1차 멀티-빔렛-형성 유닛(305)의 멀티-애퍼쳐 판의 스택 또는 둘 모두는 경사각(φ1 및 φ2)을 개별적으로 조정하도록 구성되는 조작기(340.1 또는 340.2) 상에 장착될 수 있다. 적어도 하나의 조작기(340)에 의한 각도(φ1 및 φ2)의 적절한 조정으로, 중간 이미지 표면(321)의 경사 구성요소(323)를 조정할 수 있다. 앞서 기재한 바와 같이, 필드 곡률과 경사 구성요소(323)는 멀티-빔렛 대전-입자 현미경 시스템(1)의 이미지 설정을 받는다. 특히, 예컨대 오브젝티브 렌즈(203)의 상이한 집속 파워로 인해, 경사 구성요소(323)의 상이한 회전이 필요할 수 도 있었다. 예컨대 집광기 렌즈(307)의 전극(84)에 대한 적어도 하나의 경사 또는 회전 조작기(340.2)로, 경사 구성요소(323)는 자기 오브젝티브 렌즈(102)의 상이한 이미지 회전을 사전-보상하도록 조정 또는 회전할 수 있다. 멀티-빔 대전 입자 현미경 시스템(1)의 제어 유닛(800)은 그러므로 멀티-빔 시스템(1)의 이미지 설정에 따른 이미지 평면 경사에 의존하여 경사각(φ, φ1, φ2) 중 적어도 하나를 사용 동안 제어하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 개선으로, 다수의 1차 대전 입자 빔렛의 개별 집속을 위한 더 큰 집속 범위가 달성된다. 본 발명의 예의 개선된 멀티-빔 생성 유닛은, 종단 멀티-애퍼쳐 판의 다수의 종단 애퍼쳐 각각에서 링 전극 또는 멀티-폴 전극을 형성할 수 있는 다수의 개별 어드레싱 가능한 전극을 갖는 종단 멀티-애퍼쳐 판을 적어도 포함한다. 이 배치로, 종단 애퍼쳐 내로의 범용 정전계의 침투에 의해 형성되는 침투 마이크로-렌즈 필드 각각을 개별적으로 조작할 수 있다. 이로써, 큰 집속 범위가 다수의 개별 어드레싱 가능한 전극에 인가된 작은 개별 전압차로 달성된다.
예의 개선된 멀티-빔 생성 유닛은 적어도 제2 또는 추가 멀티-애퍼쳐 판을 포함한다. 다수의 멀티-애퍼쳐 판은 제어 유닛에 전기 접촉할 수 있으며, 이 전기 접촉은 각 멀티-애퍼쳐 판의 동일 측, 예컨대 각 멀티-애퍼쳐 판의 제1 또는 상부 측이나 제2 및 바닥 측에 배치될 수 있다. 멀티-애퍼쳐 판 중 일부는 일 측에서의 다수의 배선 연결을 타 측에서의 전기 접촉과 전기적으로 연결하도록 관통 연결을 포함할 수 있다.
일반적인 멀티-빔 래스터 유닛이 멀티-빔 생성 유닛(305)으로서 실시예에서 개시되지만, 실시예의 특성은 또한 멀티-빔 편향기나 멀티-빔 스티그메이터 유닛과 같은 다른 멀티-빔 래스터 유닛에 적용될 수 있다. 일반적으로, 본 발명의 예에 따른 증가한 집속 범위의 멀티-빔 래스터 유닛이 또한 예컨대 멀티-애퍼쳐 정정기(220)로서 2차 빔 경로(11)(도 1 참조)에 예컨대 적용될 수 있다.
실시예의 특성은 5nm 미만, 바람직하게는 3nm 미만, 더 바람직하게는 2nm 미만 또는 심지어는 1nm 미만의 더 고 분해능을 달성하도록 멀티-빔 대전 입자 현미경의 성능을 개선한다. 이 개선은, 100개 초과의 빔렛, 300개 초과의 빔렛, 1000개 초과의 빔렛 또는 심지어 10000개 초과의 빔렛과 같은 더 큰 수의 다수의 빔렛을 갖는 멀티-빔 대전 입자 현미경의 추가 개발에 있어서 특히 적합하다. 그러한 멀티-빔 대전 입자 현미경은, 예컨대 더욱더 많은 배선 연결을 포함하는 더 큰 직경과 더 많은 다수의 애퍼쳐와 전극을 갖는 멀티-애퍼쳐 판을 필요로 한다. 이 개선은 멀티-빔 대전 입자 현미경의 일상적인 적용에, 예컨대 반도체 검사와 리뷰에서, 특히 적합하며, 이러한 검사와 리뷰에서는, 고 신뢰도와 고 재현성 및 저 기계간 편차가 필요하다.
이 실시예는, 복수의 대전 입자 빔으로 동작하며 더 고 이미징 성능을 달성하는데 사용될 수 있는 대전 입자 빔 시스템을 제공한다. 특히, 본 발명의 1차 멀티-빔렛-형성 유닛(305)의 더 큰 집속 범위(DF)로, 다수의 빔렛의 각각의 빔렛에 대한 더 좁은 분해능 범위가 획득된다. 본 발명의 특성은 특히 필드 곡률 및 이미지 평면 경사의 큰 범위의 사전-보상을 허용하며, 이것은, 더욱더 많은 수의 대전 입자 빔렛을 갖는 평면 웨이퍼 검사 작업에 있어서 멀티-빔 시스템에 대해 더욱 중요하다. 실시예에서 및 그 조합에서 기재한 특성과 방법으로, 다수의 빔렛의 각각의 빔렛은 예컨대 2.05nm의 평균 분해능으로 2nm에서 2.1nm까지의 범위의 빔렛 직경이 제공되며, 이 실시예의 특성과 방법에 의해 달성되는 분해능의 범위는 평균 분해능의 0.15% 미만, 바람직하게는 0.1%, 더욱더 바람직하게는 0.05%이다.
본 발명은 앞서 기재한 실시예나 예로 제한되지 않는다. 이들 실시예나 예는 서로와 완전히 또는 부분적으로 조합될 수 있다. 앞선 설명으로부터 볼 수 있는 바와 같이, 수많은 변형과 수정이 가능하며, 본 출원의 범위는 특정 에로 제한되지 않음이 자명하다.
개선이 멀티-빔 대전 입자 현미경의 예로 기재되었을지라도, 이 개선은 웨이퍼 검사용 멀티-빔 대전 입자 시스템으로 제한되기 보다는, 멀티-빔 리소그라피 시스템과 같은 다른 멀티-빔 대전 입자 시스템에 적용될 수 있다.
실시예 내내, 전자는 일반적으로 대전 입자로서 이해될 것이다. 일부 실시예는 전자의 예로 설명하였지만, 이들은 전자로만 제한되기 보다는 예컨대 헬륨 또는 네온-이온과 같은 모든 종류의 대전 입자에 또한 적용될 수 있다.
본 발명 및 본 발명의 실시예는 다음의 절에 의해 기재될 수 있다. 본 발명은 그러나 이들 절로 제한되지 않는다. 여러 조합 및 수정이 가능함을 이해해야 한다.
절 1. 멀티-빔 시스템(1)용 멀티-빔 생성 유닛(305)으로서, 입사 1차 대전 입자 빔(309)의 전파 방향 순서로:
- 다수의 1차 대전 입자 빔렛(3)을 생성하기 위한 다수의 제1 애퍼쳐(85.1)를 가진 필터 판(304)으로서, 필터 판(304)은 사용 동안 접지 레벨에 연결되는, 필터 판(304);
- 다수의 종단 애퍼쳐(94)를 포함하며, 다수의 종단 애퍼쳐(94) 각각의 둘레에 배치되는 제1 다수의 개별 어드레싱 가능한 전극(79.2, 81.2)을 포함하는 종단 멀티-애퍼쳐 판(310); 및
- 사용 동안 다수의 1차 대전 입자 빔렛(3)을 투과하도록 구성되는 단일 애퍼쳐를 가진 집광기 전극(82, 84)을 가진 집광기 렌즈(307)를 포함하며;
- 집광기 전극(82, 84)은 다수의 종단 애퍼쳐(94) 각각 내에 침투하는 다수의 정전 마이크로렌즈 필드(92)를 사용 동안 생성하도록 구성되며;
- 멀티-빔 생성 유닛(305)은, 집광기 전극(82, 84)과 제1 다수의 개별 어드레싱 가능한 전극(79.2, 81.2) 각각을 개별적으로 제어하여 다수의 정전 마이크로렌즈 필드(92) 각각의 침투 깊이 및/또는 형상에 영향을 미치도록 구성되는 제어 유닛(830)을 더 포함하여, 중간 이미지 표면(321) 상에서 다수의 1차 대전 입자 빔렛(3) 각각의 측방향 및/또는 축방향 초점 포지션을 독립적으로 조정하여, 멀티-빔 시스템(1)의 필드 곡률 및/또는 이미지 평면 경사를 사전-보상하는, 멀티-빔 생성 유닛(305).
절 2. 절 1에 있어서, 제1 다수의 개별 어드레싱 가능한 전극(79.2, 81.2)은 제1 다수의 정전 실린더 전극(79.2)으로서 형성되고, 각각의 실린더 전극(79.2)은, 다수의 종단 애퍼쳐(94) 중 하나의 둘레에 배치되며, 사용 동안 흡입 필드(88) 또는 침강 필드(90)를 생성하도록 구성되는, 멀티-빔 생성 유닛(305).
절 3. 절 1에 있어서, 제1 다수의 개별 어드레싱 가능한 전극(79.2, 81.2)은 제1 다수의 정전 멀티-폴 전극(81.2)으로서 형성되며, 각각의 멀티-폴 전극(81.2)은 다수의 종단 애퍼쳐(94) 중 하나의 둘레에 배치되며, 사용 동안 흡입 필드(88), 침강 필드(90) 및/또는 편향 필드 및/또는 비점수차(astigmatism) 정정 필드를 생성하도록 구성되는, 멀티-빔 생성 유닛(305).
절 4. 이전 절 중 어느 하나에 있어서, 종단 멀티-애퍼쳐 판(310)은, 제1 다수의 개별 어드레싱 가능한 전극(79.2, 81.2)을 포함하는 제1 종단 전극 층(306.3a)과, 제1 다수의 개별 어드레싱 가능한 전극(79.2, 81.2)으로부터 절연되며 제1 종단 전극 층(306.3a) 상류에 배치되는 제2 전극 층(306.3b)을 포함하며, 제2 전극 층(306.3b)은 접지 전극 층을 형성하도록 사용 동안 접지 레벨에 연결되는, 멀티-빔 생성 유닛(305).
절 5. 절 1 내지 절 3 중 어느 하나에 있어서, 종단 멀티-애퍼쳐 판(310)은 단일 전극 층으로 만들어진, 멀티-빔 생성 유닛(305).
절 6. 이전 절 중 어느 하나에 있어서, 종단 멀티-애퍼쳐 판(310)의 상류에 배치되는 제1 멀티-스티그메이터(sitgmator) 판(306.4, 306.41)으로서 구성되는 추가 멀티-애퍼쳐 판을 더 포함하며, 제1 멀티-스티그메이터 판(306.4, 306.41)은 다수의 애퍼쳐(85.4, 85.41)를 가지며, 각각의 애퍼쳐는 다수의 애퍼쳐(85.4, 85.41)의 둘레에 배치되는 다수의 정전 멀티-폴 요소를 형성하는 제2 다수의 개별 어드레싱 가능한 멀티-폴 전극(81, 81.1)을 포함하며, 제2 다수의 개별 어드레싱 가능한 멀티-폴 전극(81, 81.1) 각각은 제어 유닛(830)에 연결되어, 다수의 1차 대전 입자 빔렛(3)의 각각의 개별 빔렛을 편향, 집속 또는 그 수차를 정정하도록 구성되는, 멀티-빔 생성 유닛(305).
절 7. 절 6에 있어서, 종단 멀티-애퍼쳐 판(310)의 상류에 배치되는 제2 멀티-스티그메이터 판(306.43)으로서 구성되는 추가 멀티-애퍼쳐 판을 더 포함하며, 제2 멀티-스티그메이터 판(306.43)은 다수의 애퍼쳐(85.43)를 가지며, 각각의 애퍼쳐는 다수의 애퍼쳐(85.43)의 둘레에 배치되는 다수의 정전 멀티-폴 요소를 형성하는 제3 다수의 개별 어드레싱 가능한 멀티-폴 전극(81.3)을 포함하며, 제3 다수의 개별 어드레싱 가능한 멀티-폴 전극(81.3) 각각은 제어 유닛(830)에 연결되어, 다수의 1차 대전 입자 빔렛(3)의 각각의 개별 빔렛을 편향, 집속 또는 그 수차를 정정하도록 구성되는, 멀티-빔 생성 유닛(305).
절 8. 이전 절 중 어느 하나에 있어서, 종단 멀티-애퍼쳐 판(310)의 상류에 배치되는 정전 렌즈 어레이(306.3, 306.9)로서 구성되는 추가 멀티-애퍼쳐 판을 더 포함하며, 정전 렌즈 어레이(306.3, 306.9)는 다수의 제2 실린더 전극(79)을 포함하는 다수의 애퍼쳐(85.3, 85.9)를 가지며, 각각의 제2 실린더 전극(79)은 제어 유닛(830)에 개별적으로 연결되어, 사용 동안 다수의 정전 렌즈 필드를 형성하도록 구성되는, 멀티-빔 생성 유닛(305).
절 9. 절 8에 있어서, 정전 렌즈 어레이(306.3, 306.9)는 단일 전극 층으로 만들어진 렌즈 전극 판(306.9)인, 멀티-빔 생성 유닛(305).
절 10. 절 8에 있어서, 정전 렌즈 어레이(306.3, 306.9)는 렌즈 전극 층(306.3a)과 접지 전극 층(306.3b)을 갖는 2-층 렌즈-렛 전극 판(306.3)인, 멀티-빔 생성 유닛(305).
절 11. 이전 절 중 어느 하나에 있어서, 집광기 전극(82, 84)은, 다수의 적어도 4개의 전극 세그먼트(84.1 내지 84.4)를 포함하는 세그먼트화된 전극(84)으로서 형성되며, 제어 유닛(830)은 사용 동안 비대칭 전압 분배를 다수의 적어도 4개의 전극 세그먼트(84.1 내지 84.4)에 제공하여 경사진 구성요소(323)를 갖는 만곡된 중간 이미지 표면(321)에서의 다수의 1차 대전 입자 빔렛(3)의 집속을 용이하게 하도록 구성되는, 멀티-빔 생성 유닛(305).
절 12. 이전 절 중 어느 하나에 있어서, 다수의 애퍼쳐(85.2)를 갖는 제1 접지 전극 판(306.2)을 적어도 더 포함하며, 접지 전극 판(306.2)은 사용 동안 제1 접지 전극을 형성하며, 필터 판(304)과 종단 멀티-애퍼쳐 판(310) 사이에 배치되는, 멀티-빔 생성 유닛(305).
절 13. 절 12에 있어서, 제2 접지 전극 판(306.8)을 더 포함하는, 멀티-빔 생성 유닛(305).
절 14. 절 8 내지 절 13 중 어느 하나에 있어서, 제어 유닛(830)은, 사용 동안 다수의 개별 전압을 종단 멀티-애퍼쳐 판(3.10), 제1 멀티-스티그메이터 판(306.4, 306.41) 및/또는 제2 멀티-스티그메이터 판(306.43) 및/또는 정전 렌즈 어레이(306.3, 306.9)의 다수의 전극(79, 81, 79.1, 81.1, 79.2, 81.2, 81.3) 각각에 제공하여, 각각의 개별 어드레싱 가능한 멀티-스테이지 마이크로렌즈(316)에 대해 적어도 6mm, 바람직하게는 적어도 8mm, 더욱더 바람직하게는 10mm 초과의 개별 가변 집속 범위 변이(range variation)(DF)를 갖는 개별 어드레싱 가능한 멀티-스테이지 마이크로렌즈(316)의 어레이를 공동으로(jointly) 형성하도록 구성되는, 멀티-빔 생성 유닛(305).
절 15. 이전 절 중 어느 하나에 있어서, 다수의 멀티-애퍼쳐 판(306.2 내지 306.9, 310)을 서로 미리 결정된 거리에서 홀딩하기 위해 다수의 스페이서(83.1 내지 83.5) 또는 지지 존(179)을 더 포함하는, 멀티-빔 생성 유닛(305).
절 16. 이전 절 중 어느 하나에 있어서, 다수의 멀티-애퍼쳐 판(306.4 내지 306.9, 310) 중 적어도 하나는, 반전된 멀티-애퍼쳐 판의 빔 입사 측 반대편의 하부 또는 바닥 측에서 다수의 개별 어드레싱 가능한 전극(79, 79.1, 79.2, 81, 81.1, 81.2, 81.3)에 대한 전기 배선 연결(175)을 가진 반전된 멀티-애퍼쳐 판으로서 구성되는, 멀티-빔 생성 유닛(305).
절 17. 절 16에 있어서, 적어도 하나의 반전된 멀티-애퍼쳐 판은, 다수의 개별 어드레싱 가능한 전극(79, 79.1, 81, 81.1, 81.2, 81.3)을 반전된 멀티-애퍼쳐 판의 상부 또는 빔 입사 측에 배치된 접촉 핀(147, 147.1, 147.2)과 반전된 멀티-애퍼쳐 판의 하부 또는 바닥 측에서 전기 배선 연결(175)을 통해 전기적으로 접촉하기 위한 다수의 관통 연결(149, 491.1, 149.2)을 더 포함하는, 멀티-빔 생성 유닛(305).
절 18. 이전 절 중 어느 하나에 있어서, 종단 멀티-애퍼쳐 판(310)은 다수의 애퍼쳐(94)를 갖는 전도성 차폐 층(177.2)을 더 포함하며, 전도성 차폐 층(177.2)은 제1 다수의 개별 어드레싱 가능한 전극(79.2, 81.2)으로부터 전기적으로 절연되며, 전도성 차폐 층(177.2)은, 개별 어드레싱 가능한 전극(79.2, 81.2)과 집광기 렌즈(307) 사이에서 종단 멀티-애퍼쳐 판(310)의 바닥 측(76)에 배치되는, 멀티-빔 생성 유닛(305).
절 19. 이전 절 중 어느 하나에 있어서, 입사 1차 대전 입자 빔(309)의 전파 방향에서, 필터 판(304)의 제1 애퍼쳐(85.1)는 제1 직경(D1)을 가지며, 종단 애퍼쳐(94) 각각은 종단 직경(DT)을 가지며, DT는 1.6×D1<=DT<=2.4×D1 사이의 범위에 있는, 멀티-빔 생성 유닛(305).
절 20. 절 6 내지 절 19 중 어느 하나에 있어서, 입사 1차 대전 입자 빔(309)의 전파 방향에서, 필터 판(304)의 제1 애퍼쳐(85.1)는 제1 직경(D1)을 가지며, 추가 멀티-애퍼쳐 판(306.2, 306.3, 306.4, 306.9)의 제2 애퍼쳐(85.2, 85.3, 85.4, 85.9)는 제2 직경(D2)을 가지며, 종단 애퍼쳐(94)는 종단 직경(DT)을 가지며, D1<D2<DT, 바람직하게는 1.3×D1<=D2<=0.8×DT인, 멀티-빔 생성 유닛(305).
절 21. 절 6 내지 절 20 중 어느 하나에 있어서, 입사 1차 대전 입자 빔(309)의 전파 방향에서, 필터 판(206.1)의 제1 애퍼쳐(85.1)는 제1 직경(D1)을 가지며, 제2 멀티-애퍼쳐 판(306.2, 306.3, 306.4, 306.9)의 제2 애퍼쳐(85.2, 85.3, 85.4, 85.9)는 제2 직경(D2)을 가지며, 제3 또는 추가 멀티-애퍼쳐 판(306.3, 306.4, 306.41, 306.43, 306.9)의 제3 애퍼쳐(85.2, 85.3, 85.4, 85.9)는 직경(D3)을 가지며, 종단 애퍼쳐(94)는 종단 직경(DT)을 가지며, 멀티-애퍼쳐 판들은 1차 대전 입자의 전파 방향에서 배치되며, D1<D2<D3<DT, 바람직하게는 1.4×D1<=D2<=0.9×D3<=0.8×DT인, 멀티-빔 생성 유닛(305).
절 22. 멀티-애퍼쳐 판(306)으로서,
- 절연된 전극 층(129.1)에서 다수의 절연되고 개별 어드레싱 가능한 전극(79, 81)을 갖는 다수의 애퍼쳐(85.3, 85.4, 85.9, 94)로서, 다수의 전극(79, 81)은 애퍼쳐(85.3, 85.4, 85.9, 94)의 둘레에 배치되는, 다수의 애퍼쳐(85.3, 85.4, 85.9, 94);
- 멀티-애퍼쳐 판(306)의 제1 측 상의 제1 두께(T1)를 갖는 제1 전도성 차폐 층(177.1);
- 제2 두께(T2)를 갖는 제1 평탄화된 절연 층(179.5);
- 제3 두께(T3)를 갖는 다수의 전기 배선 연결(175) 층;
- 배선 연결 각각과 전극(79, 81) 사이에 형성되는 배선 접촉부(193)를 갖는 전극 층(129.1)과 전기 배선 연결(175) 층 사이의 제2 평탄화된 절연 층(179.3)으로서, 제4 두께(T4)를 갖는, 제2 평탄화된 절연 층(179.3)을 포함하며;
제1 및 제2 평탄화된 절연 층(179.5, 179.3)은 이산화규소로 만들어지며, 각각 2㎛ 미만의 제2 및 제4 두께(T2 및 T4)로 다운 레벨링되며, T2<=T3<=2㎛인, 멀티-애퍼쳐 판(306).
절 23. 절 22에 있어서, 배선 접촉부(193) 각각은 애퍼쳐(85, 94)의 내벽(87)에 거리(h)로 각 개별 어드레싱 가능한 전극(79, 81)의 외부 에지에 배치되며, h는 6㎛ 이상, 8㎛ 초과, 예컨대 10㎛ 이상인, 멀티-애퍼쳐 판(306).
절 24. 절 22 또는 절 23에 있어서, 멀티-애퍼쳐 판(306)의 제2 측 상에서 제6 두께(T6)를 갖는 제2 전도성 차폐 층(177.2); 및 제2 전도성 차폐 층(177.2)과 전극 층(129.1) 사이에 형성되며 2.5㎛ 미만의 제5 두께(T5)를 갖는 제3 평탄화된 절연 층(129.2)을 더 포함하는, 멀티-애퍼쳐 판(306).
절 25. 절 22 내지 절 24 중 어느 하나에 있어서, 제1 또는 제2 전도성 차폐 층(177.1, 177.2) 중 적어도 하나는 다수의 애퍼쳐(85, 94) 각각으로의 다수의 플런징(plunging) 연장부(189)를 가져, 전극(79, 81)에 폭(g)의 간격을 형성하며, g<4㎛, 바람직하게는 g<=2㎛인, 멀티-애퍼쳐 판(306).
절 26. 절 22 내지 절 25 중 어느 하나에 있어서, 다수의 개별 어드레싱 가능한 전극(79, 81)을 서로로부터 차폐하기 위해 다수의 개별 어드레싱 가능한 전극(79, 81) 사이에서 있으며 접지 레벨(0V)에 연결되는, 멀티-애퍼쳐 판(306).
절 27. 절 22 내지 절 26 중 어느 하나에 있어서, 멀티-애퍼쳐 판(306)은, 사용 동안 다수의 1차 대전 입자 빔렛(3)을 집속하도록 구성되는 멀티-빔 생성 유닛(305)의 다수의 적어도 2개의 멀티-애퍼쳐 판(306, 306.3, 306.4, 306.9, 310) 중 하나인, 멀티-애퍼쳐 판(306).
절 28. 절 22 내지 절 27 중 어느 하나에 있어서, 멀티-애퍼쳐 판(306)은 멀티-빔 생성 유닛(305)의 다수의 종단 애퍼쳐(94)를 갖는 종단 멀티-애퍼쳐 판(310)이며, 다수의 1차 대전 입자 빔렛(3) 각각은 사용 동안 다수의 종단 애퍼쳐(94) 중 하나에서 멀티-빔 생성 유닛(305)에서 출사하며, 다수의 전극(79, 81)은, 사용 동안 다수의 종단 애퍼쳐(94) 내에 침투하고 있는 다수의 침투 마이크로렌즈 필드(92)를 사용 동안 조작하도록 구성되는, 멀티-애퍼쳐 판(306).
절 29. 절 28에 있어서, 집광기 렌즈(307)는 멀티-빔 생성 유닛(305)의 종단 멀티-애퍼쳐 판(310)인 멀티-애퍼쳐 판(306) 이후에 배치되며, 다수의 종단 애퍼쳐(94)에 침투하는 다수의 정전 마이크로렌즈 필드(92)를 사용 동안 생성하도록 구성되는, 멀티-애퍼쳐 판(306).
절 30. 절 22 내지 절 29 중 어느 하나에 있어서, 멀티-애퍼쳐 판(306)은 멀티-애퍼쳐 판(306)의 제1 측에서 다수의 배선 연결(175)과 멀티-애퍼쳐 판(306)의 제1 측 반대편인 제2 측에서 다수의 접촉 핀(147)을 갖는 반전된 구성으로 배치되며, 제1 측에서의 다수의 배선 연결(175)과 제2 측에서의 접촉 핀(147)을 연결하기 위한 다수의 관통 연결(149)을 더 포함하는, 멀티-애퍼쳐 판(306).
절 31. 종단 멀티-애퍼쳐 판(310)으로서,
- 다수의 종단 애퍼쳐(94) 내에 침투하는 다수의 정전 마이크로렌즈 필드(92, 92.1, 92.2)를 사용 동안 형성하도록 구성되는 다수의 종단 애퍼쳐(94); 및
- 종단 애퍼쳐(94)의 둘레에 배치되는 다수의 개별 어드레싱 가능한 전극(79.2, 81.2)을 포함하며; 다수의 개별 어드레싱 가능한 전극(79.2, 81.2)은 제어 유닛(830)에 개별적으로 연결되도록 구성되며, 다수의 정전 마이크로렌즈 필드(92, 92.1, 92.2) 각각의 침투 깊이 및/또는 형상에 사용 동안 개별적으로 영향을 미치치도록 구성되는, 종단 멀티-애퍼쳐 판(310).
절 32. 절 31에 있어서, 종단 멀티-애퍼쳐 판(310)의 종단 또는 빔 출사 측(76)에서, 접지 레벨(0V)에 연결되며, 다수의 정전 마이크로렌즈 필드(92)를 종단 멀티-애퍼쳐 판(310) 내에 침투하는 것으로부터 차폐하도록 구성되는 제1 전도성 차폐 층(177.2)을 더 포함하여, 이를 통해 다수의 정전 렌즈 필드(92)는 사용 동안 종단 애퍼쳐(94)로만 침투하고 있는, 종단 멀티-애퍼쳐 판(310).
절 33. 절 31 또는 절 32에 있어서, 다수의 개별 어드레싱 가능한 전극(79.2, 81.2) 사이에 있으며 접지 레벨(0V)에 연결되고 사용 동안 다수의 개별 어드레싱 가능한 전극(79.2, 81.2)을 서로로부터 차폐하도록 구성되는 차폐 전극 층(183)을 더 포함하는, 종단 멀티-애퍼쳐 판(310).
절 34. 절 31 내지 절 33 중 어느 하나에 있어서, 다수의 개별 전압을 다수의 개별 어드레싱 가능한 전극(79.2, 81.2)에 제공하도록 다수의 배선 연결(175)을 더 포함하며, 다수의 배선 연결(175)은 제어 유닛(830)에 연결되도록 구성되는, 종단 멀티-애퍼쳐 판(310).
절 35. 절 34에 있어서, 다수의 배선 연결(175)은 종단 멀티-애퍼쳐 판(310)의 제1 측에서 전도성 차폐 층(177, 177.2)으로부터 절연되어 배치되며, 종단 멀티-애퍼쳐 판(310)은, 다수의 배선 연결(175)에 연결되며 제어 유닛(830)에 연결되도록 구성되는 다수의 관통 연결(149)을 더 포함하는, 종단 멀티-애퍼쳐 판(310).
절 36. 절 32 내지 절 35 중 어느 하나에 있어서,
- 종단 멀티-애퍼쳐 판(310)의 상부 측 상의 제2 전도성 차폐 층(177.1)으로서, 상부 측은 다수의 대전 입자 빔렛(3)이 종단 멀티-애퍼쳐 판(310)에 입사하는 측인, 제2 전도성 차폐 층(177.1);
- 다수의 평탄화된 절연 층(129.2, 179, 179.1, 179.3, 179.5);
- 다수의 전기 배선 연결(175) 층;
- 다수의 개별 어드레싱 가능한 전극(79.2, 81.2)을 포함하는 전극 층(129.1)을 더 포함하며;
전극 층(129.1), 전기 배선 연결(175) 층 및 제1 또는 제2 차폐 층(177.2, 177.2)은 평탄화된 절연 층(129.2, 179, 179.1, 179.3, 179.5) 중 하나에 의해 인접한 층으로부터 절연되며; 평탄화된 절연 층(129.2, 179, 179.1, 179.3, 179.5) 각각은 이산화규소로 만들어지며, 3㎛ 미만, 바람직하게는 2.5㎛ 이하의 두께(T)로 다운 레벨링되는, 종단 멀티-애퍼쳐 판(310).
절 37. 절 36에 있어서, 전극 층(129.1)은 50㎛와 100㎛ 사이의 두께를 갖는, 종단 멀티-애퍼쳐 판(310).
절 38. 반전된 멀티-애퍼쳐 판(306)으로서,
절연된 전극 층(129.1)에서 다수의 절연되고 개별 어드레싱 가능한 전극(79, 81)을 갖는 다수의 애퍼쳐(85, 94)로서, 다수의 전극(79, 81)은 애퍼쳐(85, 94)의 둘레에 배치되는, 다수의 애퍼쳐(85, 94);
- 멀티-애퍼쳐 판(306)의 제1 측 상의 제1 두께(T1)를 갖는 제1 전도성 차폐 층(177.1);
- 제2 두께(T2)를 갖는 제1 평탄화된 절연 층(179.5);
- 제3 두께(T3)를 갖는 다수의 전기 배선 연결(175) 층;
- 배선 연결 각각과 전극(79, 81) 사이에 형성되는 관통 배선 접촉부(193)를 갖는 전극 층(129.1)과 전기 배선 연결(175) 층 사이의 제2 평탄화된 절연 층(179.3)으로서, 제4 두께(T4)를 갖는, 제2 평탄화된 절연 층(179.3);
- 제1 절연된 전극 층(129.1)의 제1 측 상에서 다수의 전기 배선 연결(175)을 전기적으로 연결하도록 구성되는 제1 절연된 전극 층(129.1)을 통해 다수의 전기 배선 연결(175)을 전극 층(129.1)의 제2, 반대편 측에서 접촉 핀(147)과 접촉하기 위한 다수의 관통 연결(149) 및 접촉 핀(147)을 포함하는, 멀티-애퍼쳐 판(306).
절 39. 절 38에 있어서, 배선 접촉부(193) 각각은 애퍼쳐(85, 94)의 내벽(87)에 거리(h)로 각 개별 어드레싱 가능한 전극(79, 81)의 외부 에지에 배치되며, h는 바람직하게는 6㎛ 초과, 더 바람직하게는 10㎛ 초과, 예컨대 12㎛인, 멀티-애퍼쳐 판(306).
절 40. 절 38 또는 절 39에 있어서, 멀티-애퍼쳐 판(306)의 제2 측 상에서 제6 두께(T6)를 갖는 제2 전도성 차폐 층(177.2); 및 제2 전도성 차폐 층(177.2)과 제2 평탄화된 절연 층(179.3) 반대편의 전극 층(129.1) 사이에 형성되며 제5 두께(T5)를 갖는 제3 평탄화된 절연 층(129.2)을 더 포함하며, 제2 전도성 차폐 층(177.2)은 접촉 핀(147)을 제2 전도성 차폐 층(177.2)으로부터 절연하기 위한 애퍼쳐(148)를 포함하는, 멀티-애퍼쳐 판(306).
절 41. 절 38 내지 절 40 중 어느 하나에 있어서, 제1 또는 제2 전도성 차폐 층(177.1, 177.2) 중 적어도 하나는 다수의 애퍼쳐(85, 94) 각각으로의 다수의 플런징 연장부(189)를 가져, 전극(79, 81)에 폭(g)의 간격을 형성하며, g<4㎛, 바람직하게는 g<=2㎛인, 멀티-애퍼쳐 판(306).
절 42. 절 38 내지 절 41 중 어느 하나에 있어서, 다수의 개별 어드레싱 가능한 전극(79, 81) 사이에 있으며 접지 레벨(0V)에 연결되고 다수의 개별 어드레싱 가능한 전극(79, 81)을 서로로부터 차폐하도록 구성되는 차폐 전극(183)을 더 포함하는, 멀티-애퍼쳐 판(306).
절 43. 다수의 1차 대전 입자 빔 스폿(311) 각각의 초점 거리를 개별적으로 변경하는 방법으로서,
- 종단 멀티-애퍼쳐 판(310)의 다수의 종단 애퍼쳐(94) 각각에 다수의 개별 어드레싱 가능한 종단 전극(79.2, 81.2)을 제공하는 단계;
- 다수의 1차 대전 입자 빔렛(3)의 전파 방향에서 종단 멀티-애퍼쳐 판(310)에 인접하며 종단 멀티-애퍼쳐 판(310)의 하류에 집광 렌즈 전극(82, 84)을 제공하는 단계;
- 제어 유닛(830)에 의해 적어도 제1 전압을 집광기 렌즈 전극(82, 84)에 제공하여, 다수의 종단 애퍼쳐(94)에 침투하고 있는 다수의 정전 마이크로렌즈 필드(92)를 생성하는 단계;
- 제어 유닛(830)에 의해 다수의 개별 전압을 다수의 개별 어드레싱 가능한 전극(79.2 81.2) 각각에 제공하는 단계; 및
- 다수의 개별 어드레싱 가능한 전극(79.2, 81.2)의 다수의 개별 전압을 개별적으로 제어하여 다수의 정전 마이크로렌즈 필드(92)의 침투 깊이에 영향을 미쳐, 만곡된 중간 이미지 표면(321) 상에서 다수의 1차 대전 입자 빔렛(3) 각각의 축방향 초점 포지션을 독립적으로 조정하는 단계를 포함하는, 방법.
절 44. 절 43에 있어서, 다수의 개별 어드레싱 가능한 종단 전극(79.2, 81.2)은 제1 멀티-폴 전극(81.2)으로서 형성되며, 제1 멀티-폴 전극(81.2)에의 다수의 개별 전압을 개별적으로 제어하여 다수의 정전 마이크로렌즈 필드(92) 각각의 형상 및/또는 측방향 포지션에 영향을 미쳐, 만곡된 중간 이미지 표면(321) 상에서 다수의 1차 대전 입자 빔렛(3) 각각의 측방향 초점 포지션과 형상을 독립적으로 조정하는 단계를 더 포함하는, 방법.
절 45. 절 43 또는 절 44에 있어서, 다수의 개별 전압을 개별적으로 제어하는 단계는 경사진 구성요소(232)를 갖는 만곡된 중간 이미지 표면(321) 상의 다수의 1차 대전 입자 빔렛(3) 각각의 초점 포지션을 조정하도록 구성되는, 방법.
절 46. 절 43 내지 절 45 중 어느 하나에 있어서,
- 종단 멀티-애퍼쳐 판(310)의 상류에 다수의 애퍼쳐(85.4)와 다수의 개별 어드레싱 가능한 제2 멀티-폴 전극(81.1)을 갖는 제1 멀티-스티그메이터 판(306.4, 306.41)을 제공하는 단계;
- 제어 유닛(830)에 의해 다수의 개별 전압을 다수의 개별 어드레싱 가능한 제2 멀티-폴 전극(81.1) 각각에 제공하는 단계; 및
- 제2 멀티-폴 전극(81.1)의 다수의 개별 전압을 개별적으로 제어하여, 종단 멀티-애퍼쳐 판(310)의 다수의 종단 애퍼쳐(94)를 통과하기 전에 다수의 1차 대전 입자 빔렛(3) 각각의 형상 및/또는 측방향 포지션에 영향을 미치는 단계를 더 포함하는, 방법.
절 47. 절 46에 있어서,
- 다수의 애퍼쳐(85.4)와 다수의 개별 어드레싱 가능한 제3 멀티-폴 전극(81.3)을 갖는 제2 멀티-스티그메이터 판(306.4, 306.41)을 제공하는 단계;
- 제어 유닛(830)에 의해 다수의 개별 전압을 다수의 개별 어드레싱 가능한 제3 멀티-폴 전극(81.3) 각각에 제공하는 단계; 및
- 제3 멀티-폴 전극(81.3)의 다수의 개별 전압을 개별적으로 제어하여, 종단 멀티-애퍼쳐 판(310)의 다수의 종단 애퍼쳐(94)를 통과하기 전에 다수의 1차 대전 입자 빔렛(3) 각각의 형상 및/또는 측방향 포지션 및/또는 방향에 영향을 미치는 단계를 더 포함하는, 방법.
절 48. 절 43 내지 절 47 중 어느 하나에 있어서,
- 다수의 애퍼쳐(85.3, 85.9)와 다수의 개별 어드레싱 가능한 링 전극(79)을 갖는 렌즈-렛 판(306.3, 306.9)을 제공하는 단계;
- 제어 유닛(830)에 의해 다수의 개별 전압을 다수의 개별 어드레싱 가능한 링 전극(79) 각각에 제공하는 단계; 및
- 링 전극(79)의 다수의 개별 전압을 개별적으로 제어하여, 종단 멀티-애퍼쳐 판(310)의 다수의 종단 애퍼쳐(94)를 통과하기 전에 다수의 1차 대전 입자 빔렛(3) 각각의 초점 포지션에 영향을 미치는 단계를 더 포함하는, 방법.
절 49. 절 43 내지 절 48 중 어느 하나에 있어서, 멀티-폴 전극(81.1, 81.3) 중 임의의 전극의 개별 어드레싱 가능한 종단 전극(79.2, 81.2) 및/또는 렌즈-렛 판(306.3, 306.9)의 링 전극(79)의 다수의 개별 전압을 개별적으로 제어하여, 다수의 1차 대전 입자 빔렛(3) 각각의 축방향 및 측방향 초점 포지션, 형상 및 전파 방향에 공동으로 영향을 미치는 단계를 더 포함하는, 방법.
절 50. 멀티-빔 시스템(1)용 멀티-빔 생성 유닛(305)으로서,
- 다수의 1차 대전 입자 빔렛(3)을 생성하기 위해 다수의 제1 애퍼쳐(85.1)를 갖는 필터 판(304)으로서, 사용 동안 접지 레벨에 연결되는, 필터 판(304);
- 전극 층(129.1)과 전극 층(129.1)의 제1 측에 배치되는 다수의 접촉 핀(147)을 각각 포함하는 다수의 멀티-애퍼쳐 판(306, 306.3, 306.4, 306.9); 및
- 종단 멀티-애퍼쳐 판(310)을 포함하며; 각각의 멀티-애퍼쳐 판(306, 306.3, 306.4, 306.9)은 다수의 전기 배선 연결(175) 층을 더 포함하며, 다수의 멀티-애퍼쳐 판(306, 306.3, 306.4, 306.9) 중 적어도 하나는 반전된 멀티-애퍼쳐 판(306, 306.3, 306.4, 306.9)으로서 구성되며, 다수의 전기 배선 연결(175)의 층이 반전된 멀티-애퍼쳐 판(306, 306.3, 306.4, 306.9)의 전극 층(129.1)의 제2 측에 배치되는, 멀티-빔 생성 유닛(305).
절 51. 절 50에 있어서, 반전된 멀티-애퍼쳐 판(306, 306.3, 306.4, 306.9)은, 다수의 접촉 핀(147)을 다수의 전기 배선 연결(175)과 전기적으로 연결하기 위한 다수의 다수의 관통 연결(149)을 더 포함하는, 멀티-빔 생성 유닛(305).
절 52. 절 50 또는 절 51에 있어서, 종단 멀티-애퍼쳐 판(310)은 다수의 개별 어드레싱 가능한 전극(79.2, 81.2)을 갖는 전극 층(129.1)과, 다수의 전기 배선 연결(175)의 층과 다수의 접촉 핀(147)을 포함하며, 다수의 접촉 핀(147)은 전극 층(129.1)의 제1 측에 배치되는, 멀티-빔 생성 유닛(305).
절 53. 절 52에 있어서, 다수의 전기 배선 연결(175)의 층은 종단 멀티-애퍼쳐 판(310)의 전극 층(129.1)의 제2 측에 배치되는, 멀티-빔 생성 유닛(305).
절 54. 절 50 내지 절 53 중 어느 하나에 있어서, 종단 멀티-애퍼쳐 판(310) 및/또는 각각의 멀티-애퍼쳐 판(306, 306.3, 306.4, 306.9)의 다수의 접촉 핀(147) 각각에 다수의 전압을 동일 제1 측으로부터 제공하도록 구성되는 제어 유닛(830)을 더 포함하는, 멀티-빔 생성 유닛(305).
절 55. 절 50 내지 절 54 중 어느 하나에 있어서,
- 단일 애퍼쳐를 갖는 집광기 전극(82, 84)을 갖고, 종단 멀티-애퍼쳐 판(310)의 하류에 배치되며, 사용 동안 다수의 1차 대전 입자 빔렛(3)을 투과하도록 구성되는 집광기 렌즈(307);
- 사용 동안 다수의 종단 애퍼쳐(94) 각각에 침투하는 다수의 정전 마이크로렌즈 필드(92)를 생성하도록 구성되는 집광기 전극(82, 84); 및
- 집광기 전극(82, 84)과, 종단 멀티-애퍼쳐 판(310)의 다수의 개별 어드레싱 가능한 전극(79.2, 81.2) 각각을 개별적으로 제어하여, 다수의 정전 마이크로렌즈 필드(92) 각각의 침투 깊이 및/또는 형상에 영향을 미쳐, 만곡된 중간 이미지 표면(321) 상에서 다수의 1차 대전 입자 빔렛(3) 각각의 측방향 및 축방향 초점 포지션을 독립적으로 조정하도록 구성되는 제어 유닛(830)을 더 포함하는, 멀티-빔 생성 유닛(305).
절 56. 멀티-빔 시스템(1)용 멀티-빔 생성 유닛(305)으로서,
- 입사 1차 대전 입자 빔렛(309)으로부터 다수의 1차 대전 입자 빔렛(3)을 생성하기 위한 다수의 제1 애퍼쳐(85.1)를 갖는 필터 판(304);
- 전극 층(129.1)을 갖는 적어도 제1 멀티-애퍼쳐 판(306.3, 306.4, 306.9);
- 다수의 종단 애퍼쳐(94)를 갖는 종단 멀티-애퍼쳐 판(310);
- 집광기 전극(82, 84)을 갖는 집광기 렌즈(307);
- 다수의 개별 전압을 적어도 제1 멀티-애퍼쳐 판(306.3, 306.4, 306.9), 종단 멀티-애퍼쳐 판(310) 및 집광기 전극(82, 84)에 제공하도록 구성되는 제어 유닛(830)을 포함하며; 멀티-빔 생성 유닛(305)은 다수의 1차 대전 입자 빔렛(3) 각각의 축방향 초점 포지션 각각을 3mm 초과(DF>3mm), 바람직하게는 4mm 초과(DF>4mm), 더욱 바람직하게는 6mm 초과(DF>6mm), 예컨대 8mm 이상(DF>=8mm)의 초점 범위(DF)로 개별적으로 조정하도록 구성되는, 멀티-빔 생성 유닛(305).
절 57. 절 56에 있어서, 종단 멀티-애퍼쳐 판(310)은 다수의 종단 애퍼쳐(94) 각각의 둘레에 배치된 다수의 개별 어드레싱 가능한 전극(79.2, 81.2)을 포함하며; 제어 유닛(830)은 사용 동안 다수의 개별 전압을 다수의 개별 어드레싱 가능한 전극(79.2, 81.2) 각각에 제공하도록 구성되는, 멀티-빔 생성 유닛(305).
절 58. 절 56 또는 절 57에 있어서, 멀티-빔 생성 유닛(305)은 만곡된 중간 표면(321) 상에 다수의 1차 대전 입자 빔렛(3) 각각을 집속하도록 더 구성되는, 멀티-빔 생성 유닛(305).
절 59. 절 58에 있어서, 만곡된 중간 표면(321)은 경사진 구성요소(323)를 갖는, 멀티-빔 생성 유닛(305).
절 60. 절 58 또는 절 59에 있어서, 멀티-빔 생성 유닛(305)은 20nm 미만, 바람직하게는 15nm 미만, 더욱더 바람직하게는 10nm 미만의 정확도로 만곡된 표면(321) 상에 다수의 1차 대전 입자 빔렛(3) 각각의 측방향 초점 포지션 각각을 개별적으로 조정하도록 더 구성되는, 멀티-빔 생성 유닛(305).
절 61. 절 58 내지 절 60 중 어느 하나에 있어서, 멀티-빔 생성 유닛(305)은, 만곡된 중간 표면(321) 상에 다수의 스티그매틱 초점(311, 311.1, 311.2, 311.3, 311.4)을 형성하도록 다수의 1차 대전 입자 빔렛(3) 각각의 형상 또는 수차 각각을 개별적으로 조정하도록 더 구성되는, 멀티-빔 생성 유닛(305).
절 62. 절 58 내지 절 61 중 어느 하나에 있어서, 다수의 애퍼쳐(85.4)와 다수의 개별 어드레싱 가능한 멀티-폴 전극(81.1)을 갖는 제1 멀티-스티그메이터 판(306.4, 306.41)을 제공하는 단계를 더 포함하며, 제어 유닛(830)은 다수의 개별 전압을 다수의 개별 어드레싱 가능한 멀티-폴 전극(81.1) 각각에 제공하도록 더 구성되며, 제어 유닛(830)은 멀티-폴 전극(81.1)의 다수의 개별 전압을 개별적으로 제어하여, 종단 멀티-애퍼쳐 판(310)의 다수의 종단 애퍼쳐(94)를 통과하기 전 다수의 1차 대전 입자 빔렛(3) 각각의 형상 및/또는 측방향 포지션에 영향을 미치는, 멀티-빔 생성 유닛(305).
절 63. 멀티-애퍼쳐 판(306, 310)을 제조하는 방법으로서,
- 전극 층(129.1)에 다수의 전극(79, 81)을 제공하는 단계;
- 이산화규소와 같은 절연 소재로 형성되는 제1 절연 층(179.1)을 전극 층(129.1)의 제1 측 상에 형성하는 단계;
- 제1 절연 층(179.1)을 연마하여 2.5㎛ 미만의 두께를 갖는 제1 레벨링된 절연 층(179.3)을 형성하는 단계;
- 제1 레벨링된 절연 층(179.3) 상에 전기 배선 연결(175) 층을 형성하고 리소그라픽 방식으로 처리하는 단계;
- 이산화규소와 같은 절연 소재로 형성되는 제2 절연 층(179.4)을 전기 배선 연결(175) 층 상에 형성하는 단계;
- 제2 절연 층(179.4)을 연마하여 2.5㎛ 미만의 두께를 갖는 제2 레벨링된 절연 층(179.5)을 형성하는 단계; 및
- 제2 레벨링된 절연 층(179.5) 상에 제1 전도성 차폐 층(177.1)을 형성하는 단계를 포함하는, 방법.
절 64. 절 63에 있어서,
- 전극 층(129.1)을 통해 다수의 관통 연결(149)을 형성하는 단계;
- 전극 층(129.1)의 제2 측 상에 제1 절연 층(179.1)을 형성하는 단계로서, 제2 측은 제1 측 반대편인, 단계;
- 제2 측 상에서 제1 절연 층(179.1)을 연마하여, 2.5㎛ 미만의 두께를 갖는 제1 레벨링된 절연 층(179.3)을 형성하는 단계;
- 제1 레벨링된 절연 층(179.3) 상의 제2 전도성 차폐 층(177.2)을 제2 측 상에 형성하는 단계;
- 제1 측 상의 관통 연결 각각을 전기 배선 연결(175) 중 하나와 연결하고, 제2 측상에서는 접촉 핀(147)과 연결하는 단계를 포함하는, 방법.
절 65. 절 63 또는 절 64에 있어서,
- 제1 측 상의 제2 레벨링된 절연 층(179.5) 상에 스트레스 감소 층(187)을 형성하는 단계로서, 스트레스 감소 층(187)은 질화규소(SiNX)로 형성되는, 단계;
- 스트레스 감소 층(187) 상에 추가 절연 층(179)을 형성하고 추가 절연 층(179)을 2.5㎛ 미만의 두께로 다운 레벨링된 절연 층(179)으로 연마하는 단계; 및
- 추가 레벨링된 절연 층(179) 상에 제1 전도성 차폐 층(177.1)을 형성하는 단계를 더 포함하는, 방법.
절 66. 멀티-빔 시스템(1)으로서,
- 시준된(collimated) 대전 입자 빔(309)을 생성하기 위한 대전 입자 빔 소스(301)와 적어도 하나의 시준 렌즈(303);
- 다수의 1차 대전 입자 빔렛(3)을 형성하기 위한 멀티-빔 생성 유닛(305);
- 다수의 2차 전자 빔렛(9)으로부터 다수의 1차 대전 입자 빔렛(3)을 분리하기 위한 빔 분할기(400);
- 다수의 1차 대전 입자 빔렛(3)을 사용 동안 샘플(7)의 표면(25) 상에 집속하며, 사용 동안 샘플(7)의 표면(25)에서 생성된 다수의 2차 전자 빔렛(9)을 집광하기 위한 오브젝티브 렌즈(102)를 포함하며;
멀티-빔 생성 유닛(305)은,
- 다수의 1차 대전 입자 빔렛(3)을 생성하기 위한 다수의 제1 애퍼쳐(85.1)를 갖는 필터 판(304)과, 다수의 종단 애퍼쳐(94)를 포함하는 하이브리드 또는 종단 멀티-애퍼쳐 판(306.5, 310)을 적어도 포함하는 멀티-애퍼쳐 판(315) 스택; 및
- 사용 동안 다수의 1차 대전 입자 빔렛(3)을 투과하도록 구성되는 단일 애퍼쳐를 갖는 집광기 전극(82, 84)을 갖는 집광기 렌즈(307)로서, 집광기 전극(82, 84)은 다수의 종단 애퍼쳐(94) 각각 내에 침투하는 다수의 정전 마이크로렌즈 필드(92)를 사용 동안 생성하도록 구성되는, 집광기 렌즈(307)를 포함하며;
멀티-애퍼쳐 판(315) 스택과 집광기 렌즈(307)의 집광기 전극(82, 84)은 서로에 대해 각도(φ)를 형성하며, 멀티-빔 시스템(1)의 이미지 평면 경사를 사전-보상하도록 0°로부터 각도 편차(f)가 있는, 멀티-빔 시스템(1).
절 67. 절 66에 있어서, 멀티-애퍼쳐 판(315) 스택이나 집광기 랜즈(307)의 집광기 전극(82, 84) 중 적어도 하나가 멀티-애퍼쳐 판(315) 스택의 경사각(φ1) 또는 집광기 렌즈(307)의 집광기 전극(82, 84)의 경사각(φ2)을 조정하도록 구성되는 조작기(340.1, 340.2) 상에 장착되는, 멀티-빔 시스템(1).
절 68. 절 66 또는 절 67에 있어서, 시준된 대전 입자 빔(309)의 전파 방향에서 필터 판(304)의 상류에 배치되며, 시준된 대전 입자 빔(309)의 전파각을 멀티-애퍼쳐 판(315)의 경사진 스택에 수직이도록 조정하도록 구성되는 준-정전 편향기(302)를 더 포함하는, 멀티-빔 시스템(1).
절 69. 절 66 내지 절 68 중 어느 하나에 있어서, 종단 애퍼쳐 판(310)은 종단 애퍼쳐(94) 각각의 둘레에 배치된 제1 다수의 개별 어드레싱 가능한 전극(79.2, 81.2)을 포함하는, 멀티-빔 시스템(1).
절 70. 절 66 내지 절 69 중 어느 하나에 있어서, 멀티-빔 생성 유닛(305)은, 집광기 전극(82, 84)과 제1 다수의 개별 어드레싱 가능한 전극(79.2, 81.2) 각각을 개별적으로 제어하여 다수의 정전 마이크로렌즈 필드(92) 각각의 침투 깊이 및/또는 형상에 영향을 미치도록 구성되는 제어 유닛(830)을 더 포함하여, 중간 이미지 표면(321) 상에서 다수의 1차 대전 입자 빔렛(3) 각각의 측방향 및/또는 축방향 초점 포지션을 독립적으로 조정하여, 멀티-빔 시스템(1)의 필드 곡률 및 이미지 평면 경사를 사전-보상하는, 멀티-빔 시스템(1).
절 71. 절 69 또는 절 70에 있어서, 제1 다수의 개별 어드레싱 가능한 전극(79.2, 81.2)은 제1 다수의 정전 실린더 전극(79.2)으로서 형성되고, 각각의 실린더 전극(79.2)은, 종단 애퍼쳐(94) 중 하나의 둘레에 배치되며, 사용 동안 흡입 필드(88) 또는 침강 필드(90)를 생성하도록 구성되는, 멀티-빔 시스템(1).
절 72. 절 69 또는 절 70에 있어서, 제1 다수의 개별 어드레싱 가능한 전극(79.2, 81.2)은 제1 다수의 정전 멀티-폴 전극(81.2)으로서 형성되며, 각각의 멀티-폴 전극(81.2)은 다수의 종단 애퍼쳐(94) 중 하나의 둘레에 배치되며, 사용 동안 흡입 필드(88), 침강 필드(90) 및/또는 편향 필드 및/또는 비점수차 정정 필드를 생성하도록 구성되는, 멀티-빔 시스템(1).
절 73. 절 66 내지 절 72 중 어느 하나에 있어서, 멀티-빔 생성 유닛(305)은, 종단 멀티-애퍼쳐 판(310)의 상류에 배치되는 제1 멀티-스티그메이터 판(306.4, 306.41)으로서 구성되는 추가 멀티-애퍼쳐 판을 더 포함하며, 제1 멀티-스티그메이터 판(306.4, 306.41)은 다수의 애퍼쳐(85.4, 85.41)을 가지며, 각각의 애퍼쳐는 다수의 애퍼쳐(85.4, 85.41)의 둘레에 배치되는 다수의 정전 멀티-폴 요소를 형성하는 제2 다수의 개별 어드레싱 가능한 멀티-폴 전극(81, 81.1)을 포함하며, 제2 다수의 개별 어드레싱 가능한 멀티-폴 전극(81, 81.1) 각각은 제어 유닛(830)에 연결되어, 다수의 1차 대전 입자 빔렛(3)의 각각의 개별 빔렛을 편향, 집속 또는 그 수차를 정정하도록 구성되는, 멀티-빔 시스템(1).
절 74. 절 73에 있어서, 멀티-빔 생성 유닛(305)은, 종단 멀티-애퍼쳐 판(310)의 상류에 배치되는 제2 멀티-스티그메이터 판(306.43)으로서 구성되는 추가 멀티-애퍼쳐 판을 더 포함하며, 제2 멀티-스티그메이터 판(306.43)은 다수의 애퍼쳐(85.43)를 가지며, 각각의 애퍼쳐는 다수의 애퍼쳐(85.43)의 둘레에 배치되는 다수의 정전 멀티-폴 요소를 형성하는 제3 다수의 개별 어드레싱 가능한 멀티-폴 전극(81.3)을 포함하며, 제3 다수의 개별 어드레싱 가능한 멀티-폴 전극(81.3) 각각은 제어 유닛(830)에 연결되어, 다수의 1차 대전 입자 빔렛(3)의 각각의 개별 빔렛을 편향, 집속 또는 그 수차를 정정하도록 구성되는, 멀티-빔 시스템(1).
절 75. 절 69 내지 절 74 중 어느 하나에 있어서, 멀티-애퍼쳐 판(306, 310) 중 적어도 하나는, 반전된 멀티-애퍼쳐 판의 빔 입사 측 반대편의 하부 또는 바닥 측에서 다수의 개별 어드레싱 가능한 전극(79, 81)에 대한 전기 배선 연결(175)을 가진 반전된 멀티-애퍼쳐 판으로서 구성되는, 멀티-빔 시스템(1).
절 76. 절 75에 있어서, 적어도 하나의 반전된 멀티-애퍼쳐 판은, 다수의 개별 어드레싱 가능한 전극(79, 79.1, 81, 81.1, 81.2, 81.3)을 반전된 멀티-애퍼쳐 판의 상부 또는 빔 입사 측에 배치된 접촉 핀(147, 147.1, 147.2)과 반전된 멀티-애퍼쳐 판의 하부 또는 바닥 측에서 전기 배선 연결(175)을 통해 전기적으로 접촉하기 위한 다수의 관통 연결(149, 491.1, 149.2)을 더 포함하는, 멀티-빔 시스템(1).
절 77. 절 67 내지 절 76 중 어느 하나에 있어서, 사용 동안, 멀티-빔 시스템(1)의 이미지 설정에 따른 이미지 평면 경사에 의존하여, 경사각(φ, φ1, φ2) 중 적어도 하나를 제어하도록 구성되는 제어 유닛(800)을 더 포함하며, 이미지 설정은 오브젝티브 렌즈(102)에 의한 이미지 회전을 포함하는, 멀티-빔 시스템(1).
1: 멀티-빔렛 대전-입자 현미경 시스템
3: 1차 대전 입자 빔렛 또는 다수의 1차 대전 입자 빔렛
5: 1차 대전 입자 빔 스폿 7: 오브젝트
9: 2차 전자 빔렛 또는 다수의 2차 전자 빔렛
11: 2차 전자 빔 경로 13: 1차 빔 경로
15: 2차 대전 입자 이미지 스폿 25: 웨이퍼 표면
74: 빔 입사 또는 상부 측 76: 바닥 측 또는 빔 출사 측
79: 링-형상 전극 81: 멀티폴 전극
82: 환형 전극 83: 스페이서
84: 세그먼트화된 링 전극 85: 애퍼쳐
86: 스페이서 87: 애퍼쳐의 내벽
88: 흡입 필드 90: 억제(suppression) 필드
92: 정전 마이크로렌즈 필드(등전위 라인)
94: 종단 애퍼쳐 98: 전도성 소재 층
99: 흡수 및 전도성 층
100: 오브젝트 조사 유닛 101: 이미지 평면
102: 오브젝티브 렌즈 103: 필드 렌즈 그룹
105: 멀티-빔렛 대전-입자 현미경 시스템의 광학 축
108: 제1 빔 크로스오버
110: 집단 멀티-빔 래스터 스캐너
115: 웨이퍼 표면 145: 간격
147: 납땜 접촉부 또는 접촉 핀
148: 차폐 층으로부터 접촉 핀을 절연하는 애퍼쳐
149: 관통 연결 151: 관통 구멍
153: 지지 유닛 157: 제어 유닛으로의 연결 배선
173: 제2 멀티-애퍼쳐 판의 빔 입사 또는 상부 표면
175: 전기 배선 연결 177: 전도성 차폐 층
179: 절연 소재 181: 절연 간격
183: 차폐 전극을 형성하는 벌크 소재
185: 절연 간격 187: 스트레스 보상 층
189: 플런징 연장부 191: 링 전극의 외부 에지
193: 배선 접촉부를 위한 개구 195: 다수의 애퍼쳐
197: 지지 존 199: 멤브레인 존
200: 검출 유닛 205: 투영 시스템
206: 정전 렌즈 207: 이미지 센서
208: 이미징 렌즈 209: 이미징 렌즈
210: 이미징 렌즈 212: 제2 크로스오버
214: 애퍼쳐 필터 216: 능동 요소
218: 제3 편향 시스템 220: 멀티-애퍼쳐 정정기
222: 제2 편향 시스템 251: 고 전압 배선 연결
253: 접지 라인 255: 동축 차폐 및 절연
262: ASIC 265: ASIC
267: 디지털 신호 라인 269: 저 전압 공급 라인
300: 대전 입자 멀티-빔렛 생성기 301: 대전 입자 소스
302: 준-정적 편향기 303: 시준 렌즈
304: 필터 판 305: 1차 멀티-빔렛-형성 유닛
306: 멀티-애퍼쳐 판 306.2: 접지 전극 판
306.3: 2-층 렌즈-렛 판 306.4: 멀티-스티그메이터 판
306.5: 하이브리드 렌즈 판 306.8: 접지 전극 판
306.9: 렌즈 전극 판 307: 제1 필드 렌즈
308: 제2 필드 렌즈 309: 1차 전자 빔
310: 종단 멀티-애퍼쳐 판 311: 1차 전자 빔렛 스폿
315: 멀티-애퍼쳐 판의 스택 316: 멀티-스테이지 마이크로렌즈
321: 중간 이미지 표면 323: 중간 이미지 평면 경사 구성요소
331.1: 상부 세그먼트 331.2: 제2 세그먼트
333: 지지 존 335: 멤브레인 존
340: 경사 또는 회전 조작기
390: 빔 조향(steering) 멀티 애퍼쳐 판
400: 빔 분할기 유닛 420: 자기 요소
500: 샘플 스테이지 503: 샘플 전압 공급부
800: 제어 유닛 820: 이미징 제어 모듈
830: 1차 빔-경로 제어 모듈
3: 1차 대전 입자 빔렛 또는 다수의 1차 대전 입자 빔렛
5: 1차 대전 입자 빔 스폿 7: 오브젝트
9: 2차 전자 빔렛 또는 다수의 2차 전자 빔렛
11: 2차 전자 빔 경로 13: 1차 빔 경로
15: 2차 대전 입자 이미지 스폿 25: 웨이퍼 표면
74: 빔 입사 또는 상부 측 76: 바닥 측 또는 빔 출사 측
79: 링-형상 전극 81: 멀티폴 전극
82: 환형 전극 83: 스페이서
84: 세그먼트화된 링 전극 85: 애퍼쳐
86: 스페이서 87: 애퍼쳐의 내벽
88: 흡입 필드 90: 억제(suppression) 필드
92: 정전 마이크로렌즈 필드(등전위 라인)
94: 종단 애퍼쳐 98: 전도성 소재 층
99: 흡수 및 전도성 층
100: 오브젝트 조사 유닛 101: 이미지 평면
102: 오브젝티브 렌즈 103: 필드 렌즈 그룹
105: 멀티-빔렛 대전-입자 현미경 시스템의 광학 축
108: 제1 빔 크로스오버
110: 집단 멀티-빔 래스터 스캐너
115: 웨이퍼 표면 145: 간격
147: 납땜 접촉부 또는 접촉 핀
148: 차폐 층으로부터 접촉 핀을 절연하는 애퍼쳐
149: 관통 연결 151: 관통 구멍
153: 지지 유닛 157: 제어 유닛으로의 연결 배선
173: 제2 멀티-애퍼쳐 판의 빔 입사 또는 상부 표면
175: 전기 배선 연결 177: 전도성 차폐 층
179: 절연 소재 181: 절연 간격
183: 차폐 전극을 형성하는 벌크 소재
185: 절연 간격 187: 스트레스 보상 층
189: 플런징 연장부 191: 링 전극의 외부 에지
193: 배선 접촉부를 위한 개구 195: 다수의 애퍼쳐
197: 지지 존 199: 멤브레인 존
200: 검출 유닛 205: 투영 시스템
206: 정전 렌즈 207: 이미지 센서
208: 이미징 렌즈 209: 이미징 렌즈
210: 이미징 렌즈 212: 제2 크로스오버
214: 애퍼쳐 필터 216: 능동 요소
218: 제3 편향 시스템 220: 멀티-애퍼쳐 정정기
222: 제2 편향 시스템 251: 고 전압 배선 연결
253: 접지 라인 255: 동축 차폐 및 절연
262: ASIC 265: ASIC
267: 디지털 신호 라인 269: 저 전압 공급 라인
300: 대전 입자 멀티-빔렛 생성기 301: 대전 입자 소스
302: 준-정적 편향기 303: 시준 렌즈
304: 필터 판 305: 1차 멀티-빔렛-형성 유닛
306: 멀티-애퍼쳐 판 306.2: 접지 전극 판
306.3: 2-층 렌즈-렛 판 306.4: 멀티-스티그메이터 판
306.5: 하이브리드 렌즈 판 306.8: 접지 전극 판
306.9: 렌즈 전극 판 307: 제1 필드 렌즈
308: 제2 필드 렌즈 309: 1차 전자 빔
310: 종단 멀티-애퍼쳐 판 311: 1차 전자 빔렛 스폿
315: 멀티-애퍼쳐 판의 스택 316: 멀티-스테이지 마이크로렌즈
321: 중간 이미지 표면 323: 중간 이미지 평면 경사 구성요소
331.1: 상부 세그먼트 331.2: 제2 세그먼트
333: 지지 존 335: 멤브레인 존
340: 경사 또는 회전 조작기
390: 빔 조향(steering) 멀티 애퍼쳐 판
400: 빔 분할기 유닛 420: 자기 요소
500: 샘플 스테이지 503: 샘플 전압 공급부
800: 제어 유닛 820: 이미징 제어 모듈
830: 1차 빔-경로 제어 모듈
Claims (48)
- 멀티-빔 시스템(1)용 멀티-빔 생성 유닛(305)으로서, 입사 1차 대전 입자 빔(309)의 전파 방향 순서로:
- 다수의 1차 대전 입자 빔렛(3)을 생성하기 위한 다수의 제1 애퍼쳐(85.1)를 가진 필터 판(304)으로서, 필터 판(304)은 사용 동안 접지 레벨에 연결되는, 필터 판(304);
- 다수의 종단 애퍼쳐(94)를 포함하며, 다수의 종단 애퍼쳐(94) 각각의 둘레에 배치되는 전극(79.2, 81.2)을 갖는 제1 다수의 개별 어드레싱 가능한 전극(79.2, 81.2)을 포함하는 종단 멀티-애퍼쳐 판(310); 및
- 사용 동안 다수의 1차 대전 입자 빔렛(3)을 투과하도록 구성되는 단일 애퍼쳐를 가진 집광기 전극(82, 84)을 가진 집광기 렌즈(307)를 포함하며;
집광기 전극(82, 84)은 다수의 종단 애퍼쳐(94) 각각 내에 침투하는 다수의 정전 마이크로렌즈 필드(92)를 사용 동안 생성하도록 구성되며;
멀티-빔 생성 유닛(305)은, 집광기 전극(82, 84)과 제1 다수의 개별 어드레싱 가능한 전극(79.2, 81.2) 각각을 개별적으로 제어하여 다수의 정전 마이크로렌즈 필드(92) 각각의 침투 깊이 및/또는 형상에 영향을 미치도록 구성되는 제어 유닛(830)을 더 포함하여, 중간 이미지 표면(321) 상에서 다수의 1차 대전 입자 빔렛(3) 각각의 측방향 및/또는 축방향 초점 포지션을 독립적으로 조정하여, 멀티-빔 시스템(1)의 필드 곡률 및/또는 이미지 평면 경사를 사전-보상하는, 멀티-빔 생성 유닛(305). - 청구항 1에 있어서, 제1 다수의 개별 어드레싱 가능한 전극(79.2, 81.2)은 제1 다수의 정전 실린더 전극(79.2)으로서 형성되고, 각각의 실린더 전극(79.2)은, 다수의 종단 애퍼쳐(94) 중 하나의 둘레에 배치되며, 사용 동안 흡입 필드(88) 또는 침강 필드(90)를 생성하도록 구성되는, 멀티-빔 생성 유닛(305).
- 청구항 1에 있어서, 제1 다수의 개별 어드레싱 가능한 전극(79.2, 81.2)은 제1 다수의 정전 멀티-폴 전극(81.2)으로서 형성되며, 각각의 멀티-폴 전극(81.2)은 다수의 종단 애퍼쳐(94) 중 하나의 둘레에 배치되며, 사용 동안 흡입 필드(88), 침강 필드(90) 및/또는 편향 필드 및/또는 비점수차(astigmatism) 정정 필드를 생성하도록 구성되는, 멀티-빔 생성 유닛(305).
- 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서, 종단 멀티-애퍼쳐 판(310)은, 제1 다수의 개별 어드레싱 가능한 전극(79.2, 81.2)을 포함하는 제1 종단 전극 층(306.3a)과, 제1 다수의 개별 어드레싱 가능한 전극(79.2, 81.2)으로부터 절연되며 제1 종단 전극 층(306.3a) 상류에 배치되는 제2 전극 층(306.3b)을 포함하며, 제2 전극 층(306.3b)은 접지 전극 층을 형성하도록 사용 동안 접지 레벨에 연결되는, 멀티-빔 생성 유닛(305).
- 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서, 종단 멀티-애퍼쳐 판(310)은 단일 전극 층으로 만들어진, 멀티-빔 생성 유닛(305).
- 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서, 종단 멀티-애퍼쳐 판(310)의 상류에 배치되는 제1 멀티-스티그메이터(sitgmator) 판(306.4, 306.41)으로서 구성되는 추가 멀티-애퍼쳐 판을 더 포함하며, 제1 멀티-스티그메이터 판(306.4, 306.41)은 다수의 애퍼쳐(85.4, 85.41)을 가지며, 각각의 애퍼쳐는 다수의 애퍼쳐(85.4, 85.41)의 둘레에 배치되는 다수의 정전 멀티-폴 요소를 형성하는 제2 다수의 개별 어드레싱 가능한 멀티-폴 전극(81, 81.1)을 포함하며, 제2 다수의 개별 어드레싱 가능한 멀티-폴 전극(81, 81.1) 각각은 제어 유닛(830)에 연결되어, 다수의 1차 대전 입자 빔렛(3)의 각각의 개별 빔렛을 편향, 집속 또는 그 수차를 정정하도록 구성되는, 멀티-빔 생성 유닛(305).
- 청구항 6에 있어서, 종단 멀티-애퍼쳐 판(310)의 상류에 배치되는 제2 멀티-스티그메이터 판(306.43)으로서 구성되는 추가 멀티-애퍼쳐 판을 더 포함하며, 제2 멀티-스티그메이터 판(306.43)은 다수의 애퍼쳐(85.43)를 가지며, 각각의 애퍼쳐는 다수의 애퍼쳐(85.43)의 둘레에 배치되는 다수의 정전 멀티-폴 요소를 형성하는 제3 다수의 개별 어드레싱 가능한 멀티-폴 전극(81.3)을 포함하며, 제3 다수의 개별 어드레싱 가능한 멀티-폴 전극(81.3) 각각은 제어 유닛(830)에 연결되어, 다수의 1차 대전 입자 빔렛(3)의 각각의 개별 빔렛을 편향, 집속 또는 그 수차를 정정하도록 구성되는, 멀티-빔 생성 유닛(305).
- 청구항 1 내지 청구항 7 청구항 중 어느 한 항에 있어서, 종단 멀티-애퍼쳐 판(310)의 상류에 배치되는 정전 렌즈 어레이(306.3, 306.9)로서 구성되는 추가 멀티-애퍼쳐 판을 더 포함하며, 정전 렌즈 어레이(306.3, 306.9)는 다수의 제2 실린더 전극(79)을 포함하는 다수의 애퍼쳐(85.3, 85.9)를 가지며, 각각의 제2 실린더 전극(79)은 제어 유닛(830)에 개별적으로 연결되어, 사용 동안 다수의 정전 렌즈 필드를 형성하도록 구성되는, 멀티-빔 생성 유닛(305).
- 청구항 8에 있어서, 정전 렌즈 어레이(306.3, 306.9)는 단일 전극 층으로 만들어진 렌즈 전극 판(306.9)인, 멀티-빔 생성 유닛(305).
- 청구항 8에 있어서, 정전 렌즈 어레이(306.3, 306.9)는 렌즈 전극 층(306.3a)과 접지 전극 층(306.3b)을 갖는 2-층 렌즈-렛 전극 판(306.3)인, 멀티-빔 생성 유닛(305).
- 청구항 1 내지 청구항 10 중 어느 한 항에 있어서, 집광기 전극(82, 84)은, 다수의 적어도 4개의 전극 세그먼트(84.1 내지 84.4)를 포함하는 세그먼트화된 전극(84)으로서 형성되며, 제어 유닛(830)은 사용 동안 비대칭 전압 분배를 다수의 적어도 4개의 전극 세그먼트(84.1 내지 84.4)에 제공하여 경사진 구성요소(323)를 갖는 만곡되고 경사진 중간 이미지 표면(321)에서의 다수의 1차 대전 입자 빔렛(3)의 집속을 용이하게 하도록 구성되는, 멀티-빔 생성 유닛(305).
- 청구항 1 내지 청구항 11 중 어느 한 항에 있어서, 다수의 애퍼쳐(85.2)를 갖는 제1 접지 전극 판(306.2)을 적어도 더 포함하며, 접지 전극 판(306.2)은 사용 동안 제1 접지 전극을 형성하며, 필터 판(304)과 종단 멀티-애퍼쳐 판(310) 사이에 배치되는, 멀티-빔 생성 유닛(305).
- 청구항 1 내지 청구항 12 중 어느 한 항에 있어서, 집광기 전극(82, 84)을 가진 집광기 렌즈(307)와 종단 애퍼쳐 판(310)은 서로에 대해 각도(φ)로 배치되며, 각도(φ)는 0°와 상이한, 멀티-빔 생성 유닛(305).
- 청구항 8 내지 청구항 13 중 어느 한 항에 있어서, 제어 유닛(830)은, 사용 동안 다수의 개별 전압을 종단 멀티-애퍼쳐 판(3.10), 제1 멀티-스티그메이터 판(306.4, 306.41) 및/또는 제2 멀티-스티그메이터 판(306.43) 및/또는 정전 렌즈 어레이(306.3, 306.9)의 다수의 전극(79, 81, 79.1, 81.1, 79.2, 81.2, 81.3) 각각에 제공하여, 각각의 개별 어드레싱 가능한 멀티-스테이지 마이크로렌즈(316)에 대해 적어도 6mm, 바람직하게는 적어도 8mm, 더욱더 바람직하게는 10mm 초과의 개별 가변 집속 범위 변이(range variation)(DF)를 갖는 개별 어드레싱 가능한 멀티-스테이지 마이크로렌즈(316)의 어레이를 공동으로(jointly) 형성하도록 구성되는, 멀티-빔 생성 유닛(305).
- 청구항 1 내지 청구항 14 중 어느 한 항에 있어서, 다수의 멀티-애퍼쳐 판(306.2 내지 306.9, 310)을 서로 미리 결정된 거리에서 홀딩하기 위해 다수의 스페이서(83.1 내지 83.5) 또는 지지 존(179)을 더 포함하는, 멀티-빔 생성 유닛(305).
- 청구항 1 내지 청구항 15 중 어느 한 항에 있어서, 다수의 멀티-애퍼쳐 판(306.4 내지 306.9, 310) 중 적어도 하나는, 반전된 멀티-애퍼쳐 판의 빔 입사 측 반대편의 하부 또는 바닥 측에서 다수의 개별 어드레싱 가능한 전극(79, 79.1, 79.2, 81, 81.1, 81.2, 81.3)에 대한 전기 배선 연결(175)을 가진 반전된 멀티-애퍼쳐 판으로서 구성되는, 멀티-빔 생성 유닛(305).
- 청구항 16에 있어서, 적어도 하나의 반전된 멀티-애퍼쳐 판은, 다수의 개별 어드레싱 가능한 전극(79, 79.1, 81, 81.1, 81.2, 81.3)을 반전된 멀티-애퍼쳐 판의 상부 또는 빔 입사 측에 배치된 접촉 핀(147, 147.1, 147.2)과 반전된 멀티-애퍼쳐 판의 하부 또는 바닥 측에서 전기 배선 연결(175)을 통해 전기적으로 접촉하기 위한 다수의 관통 연결(149, 491.1, 149.2)을 더 포함하는, 멀티-빔 생성 유닛(305).
- 청구항 1 내지 청구항 17 중 어느 한 항에 있어서, 종단 멀티-애퍼쳐 판(310)은 다수의 애퍼쳐(94)를 갖는 전도성 차폐 층(177.2)을 더 포함하며, 전도성 차폐 층(177.2)은 제1 다수의 개별 어드레싱 가능한 전극(79.2, 81.2)으로부터 전기적으로 절연되며, 전도성 차폐 층(177.2)은, 개별 어드레싱 가능한 전극(79.2, 81.2)과 집광기 렌즈(307) 사이에서 종단 멀티-애퍼쳐 판(310)의 바닥 측(76)에 배치되는, 멀티-빔 생성 유닛(305).
- 청구항 1 내지 청구항 18 중 어느 한 항에 있어서, 입사 1차 대전 입자 빔(309)의 전파 방향에서, 필터 판(304)의 제1 애퍼쳐(85.1)는 제1 직경(D1)을 가지며, 종단 애퍼쳐(94)는 종단 직경(DT)을 가지며, DT는 1.6×D1<=DT<=2.4×D1 사이의 범위에 있는, 멀티-빔 생성 유닛(305).
- 청구항 6 내지 청구항 19 중 어느 한 항에 있어서, 입사 1차 대전 입자 빔(309)의 전파 방향에서, 필터 판(304)의 제1 애퍼쳐(85.1)는 제1 직경(D1)을 가지며, 추가 멀티-애퍼쳐 판(306.2, 306.3, 306.4, 306.9)의 제2 애퍼쳐(85.2, 85.3, 85.4, 85.9)는 제2 직경(D2)을 가지며, 종단 애퍼쳐(94)는 종단 직경(DT)을 가지며, D1<D2<DT, 바람직하게는 1.3×D1<=D2<=0.8×DT인, 멀티-빔 생성 유닛(305).
- 청구항 13에 있어서, 종단 애퍼쳐 판(310) 또는 집광기 전극(82, 84)을 갖는 집광기 렌즈(307) 중 적어도 하나가, 종단 애퍼쳐 판(310) 또는 집광기 렌즈(82, 84)를 갖는 집광기 렌즈(307) 중 적어도 하나의 경사각 또는 회전을 조정하도록 구성되는 조작기(340, 340.1, 340.2) 상에 장착되는, 멀티-빔 생성 유닛(305).
- 종단 멀티-애퍼쳐 판(310)으로서,
- 다수의 종단 애퍼쳐(94) 내에 침투하는 다수의 정전 마이크로렌즈 필드(92, 92.1, 92.2)를 사용 동안 형성하도록 구성되는 다수의 종단 애퍼쳐(94); 및
- 종단 애퍼쳐(94)의 둘레에 배치되는 다수의 개별 어드레싱 가능한 전극(79.2, 81.2)을 포함하며;
다수의 개별 어드레싱 가능한 전극(79.2, 81.2)은 제어 유닛(830)에 개별적으로 연결되도록 구성되며, 다수의 정전 마이크로렌즈 필드(92, 92.1, 92.2) 각각의 침투 깊이 및/또는 형상에 사용 동안 개별적으로 영향을 미치치도록 구성되는, 종단 멀티-애퍼쳐 판(310). - 청구항 22에 있어서, 종단 멀티-애퍼쳐 판(310)의 종단 또는 빔 출사 측(76)에서, 접지 레벨(0V)에 연결되며, 다수의 정전 마이크로렌즈 필드(92)를 종단 멀티-애퍼쳐 판(310) 내에 침투하는 것으로부터 차폐하도록 구성되는 제1 전도성 차폐 층(177.2)을 더 포함하여, 이를 통해 다수의 정전 렌즈 필드(92)는 사용 동안 종단 애퍼쳐(94)에만 침투하고 있는, 종단 멀티-애퍼쳐 판(310).
- 청구항 22 또는 청구항 23에 있어서, 다수의 개별 어드레싱 가능한 전극(79.2, 81.2) 사이에 있으며 접지 레벨(0V)에 연결되고 사용 동안 다수의 개별 어드레싱 가능한 전극(79.2, 81.2)을 서로로부터 차폐하도록 구성되는 차폐 전극 층(183)을 더 포함하는, 종단 멀티-애퍼쳐 판(310).
- 청구항 22 내지 청구항 24 중 어느 한 항에 있어서, 다수의 개별 전압을 다수의 개별 어드레싱 가능한 전극(79.2, 81.2)에 제공하기 위한 다수의 배선 연결(175)을 더 포함하며, 다수의 배선 연결(175)은 제어 유닛(830)에 연결되도록 구성되는, 종단 멀티-애퍼쳐 판(310).
- 청구항 25에 있어서, 다수의 배선 연결(175)은 종단 멀티-애퍼쳐 판(310)의 제1 측에서 전도성 차폐 층(177, 177.2)으로부터 절연되어 배치되며, 종단 멀티-애퍼쳐 판(310)은, 다수의 배선 연결(175)에 연결되며 제어 유닛(830)에 연결되도록 구성되는 다수의 관통 연결(149)을 더 포함하는, 종단 멀티-애퍼쳐 판(310).
- 청구항 22 내지 청구항 26 중 어느 한 항에 있어서,
- 종단 멀티-애퍼쳐 판(310)의 상부 측 상의 제2 전도성 차폐 층(177.1)으로서, 상부 측은 다수의 대전 입자 빔렛(3)이 종단 멀티-애퍼쳐 판(310)에 입사하는 측인, 제2 전도성 차폐 층(177.1);
- 다수의 평탄화된 절연 층(129.2, 179, 179.1, 179.3, 179.5);
- 다수의 전기 배선 연결(175) 층;
- 다수의 개별 어드레싱 가능한 전극(79.2, 81.2)을 포함하는 전극 층(129.1)을 더 포함하며;
전극 층(129.1), 전기 배선 연결(175) 층 및 제1 또는 제2 전도성 차폐 층(177.2, 177.2)은 평탄화된 절연 층(129.2, 179, 179.1, 179.3, 179.5) 중 하나에 의해 인접한 층으로부터 절연되며;
평탄화된 절연 층(129.2, 179, 179.1, 179.3, 179.5) 각각은 이산화규소로 만들어지며, 3㎛ 미만, 바람직하게는 2.5㎛ 이하의 두께(T)로 다운 레벨링되는, 종단 멀티-애퍼쳐 판(310). - 청구항 27에 있어서, 전극 층(129.1)은 50㎛와 100㎛ 사이의 두께를 갖는, 종단 멀티-애퍼쳐 판(310).
- 다수의 1차 대전 입자 빔 스폿(311) 각각의 초점 거리를 개별적으로 변경하는 방법으로서,
- 종단 멀티-애퍼쳐 판(310)의 다수의 종단 애퍼쳐(94) 각각에 다수의 개별 어드레싱 가능한 종단 전극(79.2, 81.2)을 제공하는 단계;
- 다수의 1차 대전 입자 빔렛(3)의 전파 방향에서 종단 멀티-애퍼쳐 판(310)에 인접하며 종단 멀티-애퍼쳐 판(310)의 하류에 집광 렌즈 전극(82, 84)을 제공하는 단계;
- 제어 유닛(830)에 의해 적어도 제1 전압을 집광기 렌즈 전극(82, 84)에 제공하여, 다수의 종단 애퍼쳐(94)에 침투하고 있는 다수의 정전 마이크로렌즈 필드(92)를 생성하는 단계;
- 제어 유닛(830)에 의해 다수의 개별 전압을 다수의 개별 어드레싱 가능한 전극(79.2, 81.2) 각각에 제공하는 단계; 및
- 다수의 개별 어드레싱 가능한 전극(79.2, 81.2)의 다수의 개별 전압을 개별적으로 제어하여 다수의 정전 마이크로렌즈 필드(92)의 침투 깊이에 영향을 미쳐, 만곡된 중간 이미지 표면(321) 상에서 다수의 1차 대전 입자 빔렛(3) 각각의 축방향 초점 포지션을 독립적으로 조정하는 단계를 포함하는, 방법. - 청구항 29에 있어서, 다수의 개별 어드레싱 가능한 종단 전극(79.2, 81.2)은 제1 멀티-폴 전극(81.2)으로서 형성되며, 제1 멀티-폴 전극(81.2)에의 다수의 개별 전압을 개별적으로 제어하여 다수의 정전 마이크로렌즈 필드(92) 각각의 형상 및/또는 측방향 포지션에 영향을 미쳐, 만곡된 중간 이미지 표면(321) 상에서 다수의 1차 대전 입자 빔렛(3) 각각의 측방향 초점 포지션과 형상을 독립적으로 조정하는 단계를 더 포함하는, 방법.
- 청구항 29 또는 청구항 30에 있어서, 다수의 개별 전압을 개별적으로 제어하는 단계는 경사진 구성요소(232)를 갖는 만곡된 중간 이미지 표면(321) 상의 다수의 1차 대전 입자 빔렛(3) 각각의 초점 포지션을 조정하도록 되어 있는, 방법.
- 청구항 29 내지 청구항 31 중 어느 한 항에 있어서,
- 종단 멀티-애퍼쳐 판(310)의 상류에 다수의 애퍼쳐(85.4)와 다수의 개별 어드레싱 가능한 제2 멀티-폴 전극(81.1)을 갖는 제1 멀티-스티그메이터 판(306.4, 306.41)을 제공하는 단계;
- 제어 유닛(830)에 의해 다수의 개별 전압을 다수의 개별 어드레싱 가능한 제2 멀티-폴 전극(81.1) 각각에 제공하는 단계; 및
- 제2 멀티-폴 전극(81.1)의 다수의 개별 전압을 개별적으로 제어하여, 종단 멀티-애퍼쳐 판(310)의 다수의 종단 애퍼쳐(94)를 통과하기 전에 다수의 1차 대전 입자 빔렛(3) 각각의 형상 및/또는 측방향 포지션에 영향을 미치는 단계를 더 포함하는, 방법. - 청구항 32에 있어서,
- 다수의 애퍼쳐(85.4)와 다수의 개별 어드레싱 가능한 제3 멀티-폴 전극(81.3)을 갖는 제2 멀티-스티그메이터 판(306.4, 306.41)을 제공하는 단계;
- 제어 유닛(830)에 의해 다수의 개별 전압을 다수의 개별 어드레싱 가능한 제3 멀티-폴 전극(81.3) 각각에 제공하는 단계; 및
- 제3 멀티-폴 전극(81.3)의 다수의 개별 전압을 개별적으로 제어하여, 종단 멀티-애퍼쳐 판(310)의 다수의 종단 애퍼쳐(94)를 통과하기 전에 다수의 1차 대전 입자 빔렛(3) 각각의 형상 및/또는 측방향 포지션 및/또는 방향에 영향을 미치는 단계를 더 포함하는, 방법. - 청구항 29 내지 청구항 33 중 어느 한 항에 있어서,
- 다수의 애퍼쳐(85.3, 85.9)와 다수의 개별 어드레싱 가능한 링 전극(79)을 갖는 렌즈-렛 판(306.3, 306.9)을 제공하는 단계;
- 제어 유닛(830)에 의해 다수의 개별 전압을 다수의 개별 어드레싱 가능한 링 전극(79) 각각에 제공하는 단계; 및
- 링 전극(79)의 다수의 개별 전압을 개별적으로 제어하여, 종단 멀티-애퍼쳐 판(310)의 다수의 종단 애퍼쳐(94)를 통과하기 전에 다수의 1차 대전 입자 빔렛(3) 각각의 초점 포지션에 영향을 미치는 단계를 더 포함하는, 방법. - 청구항 29 내지 청구항 34 중 어느 한 항에 있어서, 멀티-폴 전극(81.1, 81.3) 중 임의의 전극의 개별 어드레싱 가능한 종단 전극(79.2, 81.2) 및/또는 렌즈-렛 판(306.3, 306.9)의 링 전극(79)의 다수의 개별 전압을 개별적으로 제어하여, 다수의 1차 대전 입자 빔렛(3) 각각의 축방향 및 측방향 초점 포지션, 형상 및 전파 방향에 공동으로 영향을 미치는 단계를 더 포함하는, 방법.
- 멀티-빔 시스템(1)용 멀티-빔 생성 유닛(305)으로서,
- 다수의 1차 대전 입자 빔렛(3)을 생성하기 위해 다수의 제1 애퍼쳐(85.1)를 갖는 필터 판(304)으로서, 사용 동안 접지 레벨에 연결되는, 필터 판(304);
- 전극 층(129.1)과 전극 층(129.1)의 제1 측에 배치되는 다수의 접촉 핀(147)을 각각 포함하는 다수의 멀티-애퍼쳐 판(306, 306.3, 306.4, 306.9); 및
- 종단 멀티-애퍼쳐 판(310)을 포함하며;
각각의 멀티-애퍼쳐 판(306, 306.3, 306.4, 306.9)은 다수의 전기 배선 연결(175) 층을 더 포함하며,
다수의 멀티-애퍼쳐 판(306, 306.3, 306.4, 306.9) 중 적어도 하나는 반전된 멀티-애퍼쳐 판(306, 306.3, 306.4, 306.9)으로서 구성되며, 다수의 전기 배선 연결(175)의 층이 반전된 멀티-애퍼쳐 판(306, 306.3, 306.4, 306.9)의 전극 층(129.1)의 제2 측에 배치되는, 멀티-빔 생성 유닛(305). - 청구항 36에 있어서, 반전된 멀티-애퍼쳐 판(306, 306.3, 306.4, 306.9)은, 다수의 접촉 핀(147)을 다수의 전기 배선 연결(175)과 전기적으로 연결하기 위한 다수의 관통 연결(149)을 더 포함하는, 멀티-빔 생성 유닛(305).
- 청구항 36 또는 청구항 37에 있어서, 종단 멀티-애퍼쳐 판(310)은 다수의 개별 어드레싱 가능한 전극(79.2, 81.2)을 갖는 전극 층(129.1)과, 다수의 전기 배선 연결(175)의 층과 다수의 접촉 핀(147)을 포함하며, 다수의 접촉 핀(147)은 전극 층(129.1)의 제1 측에 배치되는, 멀티-빔 생성 유닛(305).
- 청구항 38에 있어서, 다수의 전기 배선 연결(175)의 층은 종단 멀티-애퍼쳐 판(310)의 전극 층(129.1)의 제2 측에 배치되는, 멀티-빔 생성 유닛(305).
- 청구항 36 내지 청구항 39 중 어느 한 항에 있어서, 종단 멀티-애퍼쳐 판(310) 및/또는 각각의 멀티-애퍼쳐 판(306, 306.3, 306.4, 306.9)의 다수의 접촉 핀(147) 각각에 다수의 전압을 동일 제1 측으로부터 제공하도록 구성되는 제어 유닛(830)을 더 포함하는, 멀티-빔 생성 유닛(305).
- 청구항 36 내지 청구항 40 중 어느 한 항에 있어서,
- 단일 애퍼쳐를 갖는 집광기 전극(82, 84)을 갖고, 종단 멀티-애퍼쳐 판(310)의 하류에 배치되며, 사용 동안 다수의 1차 대전 입자 빔렛(3)을 투과하도록 구성되는 집광기 렌즈(307);
- 사용 동안 다수의 종단 애퍼쳐(94) 각각에 침투하는 다수의 정전 마이크로렌즈 필드(92)를 생성하도록 구성되는 집광기 전극(82, 84); 및
- 집광기 전극(82, 84)과, 종단 멀티-애퍼쳐 판(310)의 다수의 개별 어드레싱 가능한 전극(79.2, 81.2) 각각을 개별적으로 제어하여, 다수의 정전 마이크로렌즈 필드(92) 각각의 침투 깊이 및/또는 형상에 영향을 미쳐, 만곡된 중간 이미지 표면(321) 상에서 다수의 1차 대전 입자 빔렛(3) 각각의 측방향 및 축방향 초점 포지션을 독립적으로 조정하도록 구성되는 제어 유닛(830)을 더 포함하는, 멀티-빔 생성 유닛(306). - 멀티-빔 시스템(1)용 멀티-빔 생성 유닛(305)으로서,
- 입사 1차 대전 입자 빔렛(309)으로부터 다수의 1차 대전 입자 빔렛(3)을 생성하기 위한 다수의 제1 애퍼쳐(85.1)를 갖는 필터 판(304);
- 전극 층(129.1)을 갖는 적어도 제1 멀티-애퍼쳐 판(306.3, 306.4, 306.9);
- 다수의 종단 애퍼쳐(94)를 갖는 종단 멀티-애퍼쳐 판(310);
- 집광기 전극(82, 84)을 갖는 집광기 렌즈(307);
- 다수의 개별 전압을 적어도 제1 멀티-애퍼쳐 판(306.3, 306.4, 306.9), 종단 멀티-애퍼쳐 판(310) 및 집광기 전극(82, 84)에 제공하도록 구성되는 제어 유닛(830)을 포함하며;
멀티-빔 생성 유닛(305)은 다수의 1차 대전 입자 빔렛(3) 각각의 축방향 초점 포지션 각각을 3mm 초과(DF>3mm), 바람직하게는 4mm 초과(DF>4mm), 더욱 바람직하게는 6mm 초과(DF>6mm), 예컨대 8mm 이상(DF>=8mm)의 초점 범위(DF)로 개별적으로 조정하도록 구성되는, 멀티-빔 생성 유닛(305). - 청구항 42에 있어서, 종단 멀티-애퍼쳐 판(310)은 다수의 종단 애퍼쳐(94) 각각의 둘레에 배치된 다수의 개별 어드레싱 가능한 전극(79.2, 81.2)을 포함하며; 제어 유닛(830)은 사용 동안 다수의 개별 전압을 다수의 개별 어드레싱 가능한 전극(79.2, 81.2) 각각에 제공하도록 구성되는, 멀티-빔 생성 유닛(305).
- 청구항 42 또는 청구항 43에 있어서, 멀티-빔 생성 유닛(305)은 만곡된 중간 표면(321) 상에 다수의 1차 대전 입자 빔렛(3) 각각을 집속하도록 더 구성되는, 멀티-빔 생성 유닛(305).
- 청구항 44에 있어서, 만곡된 중간 표면(321)은 경사진 구성요소(323)를 갖는, 멀티-빔 생성 유닛(305).
- 청구항 42 내지 청구항 45 중 어느 한 항에 있어서, 멀티-빔 생성 유닛(305)은 20nm 미만, 바람직하게는 15nm 미만, 더욱더 바람직하게는 10nm 미만의 정확도로 만곡된 표면(321) 상에 다수의 1차 대전 입자 빔렛(3) 각각의 측방향 초점 포지션 각각을 개별적으로 조정하도록 더 구성되는, 멀티-빔 생성 유닛(305).
- 청구항 42 내지 청구항 46 중 어느 한 항에 있어서, 멀티-빔 생성 유닛(305)은, 만곡된 중간 표면(321) 상에 다수의 스티그매틱 초점(311, 311.1, 311.2, 311.3, 311.4)을 형성하도록 다수의 1차 대전 입자 빔렛(3) 각각의 형상 또는 수차 각각을 개별적으로 조정하도록 더 구성되는, 멀티-빔 생성 유닛(305).
- 청구항 42 내지 청구항 47 중 어느 한 항에 있어서, 다수의 애퍼쳐(85.4)와 다수의 개별 어드레싱 가능한 멀티-폴 전극(81.1)을 갖는 제1 멀티-스티그메이터 판(306.4, 306.41)을 더 포함하며, 제어 유닛(830)은 다수의 개별 전압을 다수의 개별 어드레싱 가능한 멀티-폴 전극(81.1) 각각에 제공하도록 더 구성되며, 제어 유닛(830)은 멀티-폴 전극(81.1)의 다수의 개별 전압을 개별적으로 제어하여, 종단 멀티-애퍼쳐 판(310)의 다수의 종단 애퍼쳐(94)를 통과하기 전 다수의 1차 대전 입자 빔렛(3) 각각의 형상 및/또는 측방향 포지션에 영향을 미치도록 구성되는, 멀티-빔 생성 유닛(305).
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