KR20240060868A - 다중 하전 입자 빔 장치 - Google Patents
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Abstract
다중 빔 장치에서 쿨롱 효과를 완화하는 시스템 및 방법이 개시된다. 다중 빔 장치는 1차 광축을 따라 1차 하전 입자 빔을 생성하도록 구성된 하전 입자 소스와, 형상을 갖고 1차 하전 입자 빔으로부터 도출된 복수의 1차 빔렛을 생성하도록 구성된 복수의 1차 개구를 포함하는 제 1 개구 어레이와, 1차 광축을 따라 조정 가능한 평면을 포함하는 집광 렌즈, 및 복수의 빔렛에 대응하는 프로빙 빔렛을 생성하도록 구성된 복수의 제 2 개구를 포함하는 제 2 개구 어레이를 포함하되, 복수의 프로빙 빔렛의 각각은 적어도 집광 렌즈의 평면 위치 및 제 2 개구 어레이의 특성에 기초하여 대응하는 1차 빔렛의 하전 입자의 일부를 포함한다.
Description
관련 특허 출원 상호 참조
본 출원은 2019년 5월 28일자로 출원된 미국 출원 제62/853,670호 및 2020년 3월 3일자로 출원된 미국 출원 제62/984,760호의 우선권을 주장하며, 이는 그 전체 내용이 참조로서 본 명세서에 포함된다.
기술 분야
본 명세서에 제공된 실시예는 다중 빔 장치, 및 보다 구체적으로는 빔 전류 및 빔 위치의 변화를 수용하고 쿨롱 효과(Coulomb effect)를 완화하도록 구성된 개구를 구비하는 개구 어레이를 포함하는 다중 빔 하전 입자 현미경을 개시한다.
집적 회로(IC)의 제조 처리에서, 미완성되거나 완성된 회로 부품은 설계에 따라 제조되고 결함 여부를 확인하기 위해 검사된다. 주사형 전자 현미경(SEM: Scanning Electron Microscope)과 같은 광학 현미경 또는 하전 입자(예컨대, 전자) 빔 현미경을 사용하는 검사 시스템이 사용될 수 있다. IC 부품의 물리적 크기가 계속 줄어들면서, 결함 검출의 정확도 및 수율이 더욱 중요해졌다. 처리량을 증가시키기 위해 다중 전자빔이 사용될 수 있지만, 프로브 전류의 변화를 제한하는 것은 신뢰할 수 있는 결함 검출 및 분석에 필요한 이미징 해상도를 제한하여, 검사 도구를 원하는 목적에 적합하지 않게 만들 수 있다.
본 발명의 일 양태에서, 하전 입자 빔 장치(charged-particle beam apparatus)가 개시된다. 하전 입자 빔 장치는 1차 광축을 따라 1차 하전 입자 빔을 생성하도록 구성된 하전 입자 소스와, 1차 하전 입자 빔으로부터 복수의 1차 빔렛(a plurality of primary beamlets)을 생성하도록 구성된 복수의 제 1 개구를 포함하는 제 1 개구 어레이와, 1차 광축을 따라 조정 가능한 평면을 포함하는 집광 렌즈, 및 복수의 프로빙 빔렛(a plurality of probing beamlets)을 생성하도록 구성된 복수의 제 2 개구를 포함하는 제 2 개구 어레이를 포함한다. 복수의 프로빙 빔렛의 각각은 대응하는 1차 빔렛의 하전 입자의 일부를 포함하고, 하전 입자의 일부는 적어도 집광 렌즈의 평면 위치와 제 2 개구 어레이의 특성에 기초하여 결정된다.
제 1 개구 어레이는 하전 입자 소스와 집광 렌즈 사이에 배치된 사전 빔렛 형성 개구 어레이(pre-beamlet forming aperture array)를 포함할 수 있다. 제 1 개구 어레이는 축상 빔렛(on-axis beamlet)을 생성하도록 구성된 축상 개구(on-axis aperture)를 포함할 수 있고, 축상 빔렛은 제 2 개구 어레이의 축상 개구에 입사된다. 제 1 개구 어레이는 비축 빔렛(off-axis beamlet)을 생성하도록 구성된 비축 개구(off-axis aperture)를 더 포함할 수 있고, 비축 빔렛은 제 2 개구 어레이의 대응하는 비축 개구에 입사된다. 제 1 개구 어레이의 비축 개구는 라운딩 단부 및 테이퍼링 폭을 갖는 세장형 개구(elongated aperture)를 포함할 수 있다. 제 1 개구 어레이의 비축 개구는 라운딩 단부 및 테이퍼링 폭을 갖는 세장형 개구를 포함할 수 있고, 만곡형이다. 비축 개구는 폭이 1차 광축을 향해 테이퍼링되도록 지향될 수 있다.
집광 렌즈는 비축 빔렛의 일부가 복수의 프로빙 빔렛의 대응하는 프로빙 빔렛을 형성하게 하도록 구성될 수 있다. 집광 렌즈는 비축 빔렛의 일부가 복수의 프로빙 빔렛 중 대응하는 프로빙 빔렛을 형성하게 하도록 구성될 수 있다. 복수의 제 2 개구는 복수의 프로빙 빔렛의 크기 및 형상을 결정하도록 구성될 수 있다. 제 2 개구 어레이의 특성은 복수의 제 2 개구의 크기, 형상 및 배열 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 집광 렌즈는 정전기, 전자기 또는 전자기 복합 렌즈를 포함할 수 있다.
복수의 제 1 개구는 복수의 비축 개구를 포함할 수 있다. 복수의 비축 개구는 제 2 비축 개구와 중첩하는 제 1 비축 개구를 구비하는 개구를 포함할 수 있고, 여기서, 제 1 비축 개구는 제 2 개구 어레이로 하여금 제 1 비축 프로빙 빔렛을 생성할 수 있게 하고, 제 2 비축 개구는 제 2 개구 어레이로 하여금 제 2 비축 프로빙 빔렛을 생성할 수 있게 한다. 제 1 개구 어레이의 복수의 비축 개구의 각각은 제 1 개구 어레이의 기판 재료에 의해 분리될 수 있다. 제 1 개구 어레이의 축상 개구는 실질적으로 원형일 수 있고, 제 1 개구 어레이의 축상 개구의 면적은 비축 개구의 면적과 실질적으로 유사하다.
본 발명의 다른 양태에서, 하전 입자 빔 장치의 제 1 개구 어레이가 개시된다. 제 1 개구 어레이는 1차 하전 입자 빔으로부터 복수의 1차 빔렛을 생성하도록 구성된 복수의 제 1 개구를 포함할 수 있다. 복수의 1차 빔렛 중 하나의 1차 빔렛의 하전 입자의 일부는 복수의 프로빙 빔렛 중 하나의 대응하는 프로빙 빔렛을 형성하고, 하전 입자의 일부는 적어도 집광 렌즈의 평면 위치와 제 2 개구 어레이의 특성에 기초하여 결정되고, 여기서, 제 2 개구 어레이는 복수의 프로빙 빔렛을 생성하도록 구성된다.
본 발명의 또 다른 양태에서, 다중 빔 장치를 사용하여 샘플을 관찰하는 방법이 개시된다. 방법은 1차 하전 입자 빔을 생성하기 위해 하전 입자 소스를 활성화하는 단계와, 제 1 개구 어레이를 사용하여 1차 하전 입자 빔으로부터 복수의 1차 빔렛을 생성하는 단계와, 제 2 개구 어레이를 사용하여 복수의 1차 빔렛에 대응하는 복수의 프로빙 빔렛을 생성하는 단계와, 제 1 및 제 2 개구 어레이와 관련하여 1차 광축을 따라 집광 렌즈의 평면 위치를 조정하는 단계와, 복수의 프로빙 빔렛으로부터 샘플의 표면에 입사되는 복수의 프로브 스팟을 생성하는 단계를 포함하되, 복수의 프로빙 빔렛의 각각은 복수의 1차 빔렛 중 대응하는 1차 빔렛의 하전 입자의 일부를 포함하고, 하전 입자의 일부는 적어도 집광 렌즈의 평면 위치와 제 2 개구 어레이의 특성에 기초하여 결정된다.
집광 렌즈의 평면 위치를 조정하는 단계는 프로빙 빔렛의 전류를 포함하는 프로빙 빔렛의 특성을 수정할 수 있다. 복수의 1차 빔렛을 생성하는 단계는 축상 빔렛 및 비축 빔렛을 생성하는 단계를 포함할 수 있다. 방법은, 집광 렌즈를 사용하여, 비축 빔렛의 일부가 복수의 프로빙 빔렛 중 대응하는 프로빙 빔렛을 형성하게 하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 양태에서, 제 1 및 제 2 개구 어레이를 구비하는 다중 빔 장치의 하나 이상의 프로세서에 의해 실행 가능한 명령어 세트를 저장하는 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체가 개시된다. 명령어 세트는 멀티 빔 장치를 사용하여 샘플을 관찰하는 방법을 멀티 빔 장치로 하여금 수행하게 할 수 있다. 방법은 1차 하전 입자 빔을 생성하기 위해 하전 입자 소스를 활성화하는 단계 및 제 1 및 제 2 개구 어레이와 관련하여 1차 광축을 따라 집광 렌즈의 평면 위치를 조정하는 단계를 포함할 수 있고, 여기서, 제 1 개구 어레이는 복수의 제 1 개구를 사용하여 1차 하전 입자 빔으로부터 복수의 1차 빔렛을 생성하도록 구성되고, 복수의 1차 빔렛 중 하나의 1차 빔렛의 하전 입자의 일부는 대응하는 프로빙 빔렛을 형성하며, 하전 입자의 일부는 적어도 집광 렌즈의 평면 위치 및 제 2 개구 어레이의 특성에 기초하여 결정된다.
본 발명의 또 다른 양태에서, 하전 입자 빔 장치가 개시된다. 하전 입자 빔 장치는 1차 광축을 따라 1차 하전 입자 빔을 생성하도록 구성된 하전 입자 소스와, 1차 하전 입자 빔으로부터 복수의 1차 빔렛을 형성하도록 구성된 복수 세트의 개구를 포함하는 제 1 개구 어레이와, 1차 광축에 수직인 평면에 배치된 집광 렌즈, 및 복수의 프로빙 빔렛을 생성하도록 구성된 복수의 개구를 포함하는 제 2 개구 어레이를 포함할 수 있다. 복수의 프로빙 빔렛 중 하나의 프로빙 빔렛은 제 1 개구 어레이의 개구 세트와 연관되고, 프로빙 빔렛을 형성하는 개구 세트 중 하나의 개구는 적어도 집광 렌즈의 특성에 기초하여 결정된다.
제 1 개구 어레이는 하전 입자 소스와 집광 렌즈 사이에 배치된 사전 빔렛 형성 개구 어레이(pre-beamlet forming aperture array)를 포함할 수 있다. 제 1 개구 어레이는 1차 축상 빔렛을 생성하도록 구성된 축상 개구를 더 포함할 수 있고, 1차 축상 빔렛은 제 2 개구 어레이의 축상 개구에 입사된다. 제 1 개구 어레이의 축상 개구는 실질적으로 원형일 수 있다. 제 1 개구 어레이는 복수의 1차 비축 빔렛을 생성하도록 구성된 복수의 비축 개구 세트를 포함할 수 있고, 1차 비축 빔렛은 제 2 개구 어레이 중 대응하는 비축 개구에 입사된다.
복수 세트의 비축 개구의 세트는 만곡된 경로를 따라 배치된 개구를 포함할 수 있다. 복수 세트의 비축 개구의 세트는 크기가 상이한 적어도 2개의 개구를 포함할 수 있다. 복수 세트의 비축 개구의 세트는 대응하는 1차 빔렛의 전류를 결정하도록 크기가 정해진 개구를 포함할 수 있다. 복수 세트의 비축 개구의 세트는 피치가 균일한 개구를 포함할 수 있다. 복수 세트의 비축 개구의 세트는 피치가 불균일한 개구를 포함할 수 있다. 복수의 비축 개구 세트는 단면이 원형, 직사각형, 타원형 또는 다각형인 개구를 포함할 수 있다.
집광 렌즈는 복수의 1차 빔렛 중 하나의 1차 빔렛이 복수의 프로빙 빔렛 중 대응하는 프로빙 빔렛을 형성하게 하도록 구성될 수 있다. 집광 렌즈는 정전기, 전자기 또는 전자기 복합 렌즈를 포함할 수 있다. 제 2 개구 어레이는 집광 렌즈와 대물 렌즈 사이에 배치된 빔 제한 개구 어레이를 포함할 수 있다. 복수의 제 2 개구는 복수의 프로빙 빔렛의 크기 및 형상을 결정하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 또 다른 양태에서, 하전 입자 빔 장치의 제 1 개구 어레이가 개시된다. 제 1 개구 어레이는 1차 하전 입자 빔으로부터 복수의 1차 빔렛을 형성하도록 구성된 복수 세트의 개구를 포함할 수 있다. 복수의 프로빙 빔렛 중 하나의 프로빙 빔렛은 제 1 개구 어레이 중 복수 세트의 개구의 세트와 연관되고, 프로빙 빔렛을 형성하는 개구 세트 중 하나의 개구는 적어도 집광 렌즈의 특성에 기초하여 결정된다.
본 발명의 또 다른 양태에서, 다중 빔 장치를 사용하여 샘플을 관찰하는 방법이 개시된다. 방법은 1차 하전 입자 빔을 생성하기 위해 하전 입자 소스를 활성화하는 단계와, 제 1 개구 어레이를 사용하여 1차 하전 입자 빔으로부터 복수의 1차 빔렛을 생성하는 단계와, 제 1 및 제 2 개구 어레이와 관련하여 1차 광축을 따라 집광 렌즈의 평면 위치를 조정하는 단계, 및 복수의 프로빙 빔렛으로부터 샘플의 표면에 입사되는 복수의 프로브 스팟을 생성하는 단계를 포함한다. 복수의 프로빙 빔렛 중 하나의 프로빙 빔렛은 제 1 개구 어레이의 개구 세트와 연관될 수 있고, 프로빙 빔렛을 형성하는 개구 세트 중 하나의 개구는 적어도 집광 렌즈의 특성에 기초하여 결정된다.
집광 렌즈의 평면 위치를 조정하는 단계에서는 프로빙 빔렛의 특성을 수정할 수 있다. 집광 렌즈의 평면 위치를 조정하는 단계에서는 프로빙 빔렛의 전류를 수정할 수 있다. 복수의 1차 빔렛을 생성하는 단계는 1차 축상 빔렛 및 1차 비축 빔렛을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
다중 빔 장치를 사용하여 샘플을 관찰하는 방법은 1차 비축 빔렛으로 하여금 집광 렌즈를 사용하여 복수의 프로빙 빔렛 중 하나의 대응하는 프로빙 빔렛을 형성하게 하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 양태에서, 제 1 및 제 2 개구 어레이를 구비하는 다중 빔 장치의 하나 이상의 프로세서에 의해 실행 가능한 명령어 세트를 저장하는 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체가 개시된다. 명령어 세트는 멀티 빔 장치를 사용하여 샘플을 관찰하는 방법을 멀티 빔 장치로 하여금 수행하게 할 수 있다. 방법은 1차 하전 입자 빔을 생성하기 위해 하전 입자 소스를 활성화하는 단계, 및 제 1 개구 어레이 및 제 2 개구 어레이와 관련하여 1차 광축을 따라 집광 렌즈의 평면 위치를 조정하는 단계를 포함할 수 있고, 여기서, 제 1 개구 어레이는 복수의 개구 세트를 사용하여 1차 하전 입자 빔으로부터 복수의 1차 빔렛을 생성하도록 구성되고, 복수의 1차 빔렛 중 하나의 1차 빔렛은 대응하는 프로빙 빔렛을 형성하며, 프로빙 빔렛을 형성하는 개구 세트 중 하나의 개구는 적어도 집광 렌즈의 특성에 기초하여 결정된다.
본 발명의 또 다른 양태에서, 하전 입자 빔 장치가 개시된다. 장치는 1차 하전 입자 빔으로부터 복수의 1차 빔렛을 형성하도록 구성된 복수의 제 1 개구를 포함하는 제 1 개구 어레이를 포함할 수 있다. 복수의 제 1 개구 중 하나의 개구는 제 1 전압이 되도록 구성된 제 1 개구판, 및 전계를 생성하기 위한 제 1 전압과는 다른 제 2 전압이 되도록 구성된 제 2 개구판을 포함할 수 있고, 이는 1차 하전 입자 빔의 하전 입자 경로를 조정 가능하게 한다. 장치는 제 1 전압과 실질적으로 유사한 제 3 전압이 되도록 구성된 제 3 개구판을 더 포함할 수 있다. 장치는 1차 광축을 따라 조정 가능한 평면을 포함하는 집광 렌즈, 및 복수의 프로빙 빔렛을 생성하도록 구성된 복수의 제 2 개구를 포함하는 제 2 개구 어레이를 더 포함할 수 있고, 복수의 프로빙 빔렛의 각각은 대응하는 1차 빔렛의 하전 입자의 일부를 포함하고, 하전 입자의 일부는 적어도 집광 렌즈의 평면 위치와 제 2 개구 어레이의 특성에 기초한다.
제 1 및 제 3 전압은 기준 전압을 포함할 수 있다. 제 2 개구판은 전기적 활성화에 응답하여 하전 입자의 경로를 조정하도록 구성된 하전 입자 빔 편향기(charged-particle beam deflector)를 포함할 수 있다. 하전 입자 빔 편향기는 단극 편향기 또는 다극 편향기를 포함할 수 있다. 제 2 개구판의 전기적 활성화는 전계를 생성하기 위해 인가되고 있는 전압 신호를 포함할 수 있다. 제 2 개구판에 인가된 전압 신호의 특성에 기초하여 하전 입자의 경로가 조정된다. 전압 신호의 특성은 극성이나 진폭을 포함할 수 있다. 복수의 제 1 개구 중 하나의 개구는 제 1 개구판의 제 1 개구, 제 2 개구판의 제 2 개구 및 제 3 개구판의 제 3 개구를 포함할 수 있고, 여기서, 제 2 개구판은 제 1 및 제 3 개구판 사이에 배치되고, 제 1, 제 2 및 제 3 개구의 기하학적 중심은 정렬된다. 제 1 및 제 2 개구는 크기가 상이할 수 있고, 제 1 및 제 3 개구는 크기가 실질적으로 유사할 수 있다.
제 3 개구판은 제 2 개구를 빠져나가는 하전 입자의 일부를 차단하도록 구성될 수 있다. 제 1 개구 어레이는 하전 입자 소스와 집광 렌즈 사이에 배치된 사전 빔렛 형성 개구 어레이를 포함할 수 있다. 제 1 개구 어레이는 축상 빔렛을 생성하도록 구성된 축상 개구를 포함할 수 있고, 축상 빔렛은 제 2 개구 어레이의 축상 개구에 입사된다. 제 1 개구 어레이는 비축 빔렛을 생성하도록 구성된 비축 개구를 포함하고, 비축 빔렛은 제 2 개구 어레이의 대응하는 비축 개구에 입사된다. 제 1 개구 어레이의 비축 개구는 라운딩 단부 및 테이퍼링 폭을 갖는 세장형 개구(an elongated aperture)를 포함할 수 있다. 제 1 개구 어레이의 비축 개구는 라운딩 단부 및 테이퍼링 폭을 갖는 세장형 개구를 포함할 수 있고, 만곡형이다. 비축 개구는 폭이 1차 광축을 향해 테이퍼링되도록 지향될 수 있다.
집광 렌즈는 비축 빔렛의 일부가 복수의 프로빙 빔렛의 대응하는 프로빙 빔렛을 형성하게 하도록 구성될 수 있다. 집광 렌즈는 비축 빔렛의 일부가 복수의 프로빙 빔렛의 대응하는 프로빙 빔렛을 형성하게 하도록 구성될 수 있다. 복수의 제 2 개구는 복수의 프로빙 빔렛의 크기 및 형상을 결정하도록 구성될 수 있다. 제 2 개구 어레이의 특성은 복수의 제 2 개구의 크기, 형상 및 배열 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 집광 렌즈는 정전기, 전자기 또는 전자기 복합 렌즈를 포함할 수 있다.
복수의 제 1 개구는 복수의 비축 개구를 포함할 수 있다. 복수의 비축 개구는 제 2 비축 개구와 중첩하는 제 1 비축 개구를 구비하는 개구를 포함할 수 있고, 여기서, 제 1 비축 개구는 제 2 개구 어레이로 하여금 제 1 비축 프로빙 빔렛을 생성할 수 있게 하고, 제 2 비축 개구는 제 2 개구 어레이로 하여금 제 2 비축 프로빙 빔렛을 생성할 수 있게 한다. 제 1 개구 어레이의 복수의 비축 개구의 각각은 제 1 개구 어레이의 기판 재료에 의해 분리될 수 있다. 제 1 개구 어레이의 축상 개구는 실질적으로 원형일 수 있고, 제 1 개구 어레이의 축상 개구의 면적은 비축 개구의 면적과 실질적으로 유사하다.
본 발명의 또 다른 양태에서, 하전 입자 빔 장치를 사용하여 샘플을 관찰하는 방법이 개시된다. 방법은, 1차 하전 입자 빔을 생성하기 위해 하전 입자 소스를 활성화하는 단계와, 제 1 개구 어레이의 제 1 개구판 및 제 2 개구판을 사용하여, 1차 하전 입자 빔으로부터 복수의 1차 빔렛을 생성하는 단계 - 제 1 개구판은 제 1 전압에서 작동하고, 제 2 개구판은 제 1 개구판을 빠져나가는 하전 입자 경로를 조정하기 위한 제 1 전압과는 다른 제 2 전압에서 작동함 - 와, 제 2 개구 어레이를 사용하여, 복수의 1차 빔렛에 대응하는 복수의 프로빙 빔렛을 생성하는 단계, 및 복수의 프로빙 빔렛으로부터 샘플의 표면에 입사되는 복수의 프로브 스팟을 생성하는 단계를 포함할 수 있다. 방법은 제 1 전압과 실질적으로 유사한 제 3 전압에서 제 3 개구판을 작동시키는 단계를 더 포함할 수 있고, 여기서, 제 1 및 제 3 전압은 기준 전압을 포함한다. 방법은, 제 2 개구판을 전기적으로 활성화함으로써, 하전 입자의 경로를 조정하는 단계를 더 포함할 수 있고, 제 2 개구판을 전기적으로 활성화하는 단계는 전계를 생성하기 위해 전압 신호를 인가하는 단계를 포함한다. 방법은 제 1 및 제 2 개구 어레이와 관련하여 1차 광축을 따라 집광 렌즈의 평면 위치를 조정하는 단계를 더 포함할 수 있고, 여기서, 집광 렌즈의 평면 위치를 조정하는 단계는 복수의 프로빙 빔렛의 특성을 수정하고, 집광 렌즈의 평면 위치를 조정하는 단계는 복수의 프로빙 빔렛의 전류를 수정하며, 복수의 1차 빔렛을 생성하는 단계는 축상 빔렛과 비축 빔렛을 생성하는 단계를 포함한다. 방법은, 집광 렌즈를 사용하여, 비축 빔렛의 일부가 복수의 프로빙 빔렛 중 대응하는 프로빙 빔렛을 형성하게 하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 양태에서, 제 1 및 제 2 개구 어레이를 구비하는 다중 빔 장치의 하나 이상의 프로세서에 의해 실행 가능한 명령어 세트를 저장하는 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체가 개시된다. 명령어 세트는 멀티 빔 장치를 사용하여 샘플을 관찰하는 방법을 멀티 빔 장치로 하여금 수행하게 할 수 있다. 방법은 1차 하전 입자 빔을 생성하기 위해 하전 입자 소스를 활성화하는 단계와, 제 1 개구 어레이의 제 1, 제 2 및 제 3 개구판을 사용하여, 1차 하전 입자 빔으로부터 복수의 1차 빔렛을 생성하는 단계 - 제 1 및 제 3 개구판은 실질적으로 제 1 전압에서 작동되고, 제 2 개구판은 제 1 개구판을 빠져나가는 하전 입자 경로를 조정하기 위한 제 1 전압과는 다른 제 2 전압에서 작동됨 - 와, 제 2 개구 어레이를 사용하여, 복수의 1차 빔렛에 대응하는 복수의 프로빙 빔렛을 생성하는 단계, 및 복수의 프로빙 빔렛으로부터 샘플의 표면에 입사되는 복수의 프로브 스팟을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 양태에서, 하전 입자 빔 장치가 개시된다. 장치는 1차 하전 입자 빔으로부터 복수의 1차 빔렛을 형성하도록 구성된 복수의 제 1 개구를 포함하는 제 1 개구 어레이를 포함할 수 있다. 복수의 제 1 개구 중 하나의 개구는 제 1 전압이 되도록 구성된 제 1 개구판과, 제 1 및 제 2 개구판 사이에 전계를 생성하기 위해 제 1 전압과는 다른 제 2 전압이 되도록 구성된 제 2 개구판, 및 대응하는 1차 빔렛으로부터 프로빙 빔렛을 생성하도록 구성된 제 2 개구 어레이 - 프로빙 빔렛의 빔 전류는 조정 가능함 - 를 포함할 수 있다. 제 1 및 제 2 개구판 사이의 전계는 실질적으로 고정될 수 있고, 빔 전류는 제 1 개구 어레이의 복수의 제 1 개구 중 하나의 개구의 크기에 기초하여 개별적으로 조정된다. 제 1 개구판과 제 2 개구판 사이의 전계는 조정 가능할 수 있고, 빔 전류는 제 1 개구판과 제 2 개구판 사이의 전계에 기초하여 조정된다.
본 발명의 또 다른 양태에서, 하전 입자 빔 장치를 사용하여 샘플을 관찰하는 방법이 개시된다. 방법은, 1차 하전 입자 빔을 생성하기 위해 하전 입자 소스를 활성화하는 단계와, 제 1 개구 어레이의 제 1 개구판 및 제 2 개구판을 사용하여 1차 하전 입자 빔으로부터 복수의 1차 빔렛을 생성하는 단계 - 제 1 개구판은 제 1 전압에서 작동하고, 제 2 개구판은 제 1 개구판을 빠져나가는 하전 입자 경로를 조정하기 위한 제 1 전압과는 다른 제 2 전압에서 작동함 - 와, 제 2 개구 어레이를 사용하여, 대응하는 1차 빔렛으로부터 프로빙 빔렛을 생성하는 단계 - 프로빙 빔렛의 빔 전류는 조정 가능함 - , 및 프로빙 빔렛으로부터 샘플의 표면에 입사되는 프로브 스팟을 생성하는 단계를 포함한다. 방법은 하전 입자의 경로를 조정하는 단계를 더 포함할 수 있고, 해당 경로를 조정하는 단계는 제 1 및 제 2 개구판 사이에 형성된 전계에 기초하여 하전 입자를 편향시키는 단계를 포함한다. 제 1 및 제 2 개구판 사이의 전계는 실질적으로 고정될 수 있고, 프로빙 빔렛의 빔 전류를 조정하는 단계는 제 1 개구 어레이의 개구 크기에 기초한다. 제 1 개구판과 제 2 개구판 사이의 전계는 조정 가능할 수 있고, 프로빙 빔렛의 빔 전류를 조정하는 단계는 제 1 및 제 2 개구판 사이의 전계를 조정하는 단계를 포함한다. 하전 입자를 편향시키는 단계는 전압 신호를 인가하여 전계를 생성하는 것에 의해 제 2 개구판을 전기적으로 활성화함으로써 야기될 수 있다. 방법은 제 1 전압과 실질적으로 유사한 제 3 전압에서 제 3 개구판을 작동시키는 단계를 더 포함할 수 있고, 여기서, 제 1 및 제 3 전압은 기준 전압을 포함한다.
본 발명의 또 다른 양태에서, 다중 빔 장치가 방법을 수행하게 하기 위해 제 1 및 제 2 개구 어레이를 구비하는 다중 빔 장치의 하나 이상의 프로세서에 의해 실행 가능한 명령어 세트를 저장하는 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체가 개시된다. 방법은, 1차 하전 입자 빔을 생성하기 위해 하전 입자 소스를 활성화하는 단계와, 제 1 개구 어레이의 제 1 개구판 및 제 2 개구판을 사용하여, 1차 하전 입자 빔으로부터 복수의 1차 빔렛을 생성하는 단계 - 제 1 개구판은 제 1 전압에서 작동하고, 제 2 개구판은 제 1 개구판을 빠져나가는 하전 입자 경로를 조정하기 위한 제 1 전압과는 다른 제 2 전압에서 작동함 - 와, 제 2 개구 어레이를 사용하여, 대응하는 1차 빔렛으로부터 프로빙 빔렛을 생성하는 단계 - 프로빙 빔렛의 빔 전류는 조정 가능함 - , 및 프로빙 빔렛으로부터 샘플의 표면에 입사되는 프로브 스팟을 생성하는 단계를 포함한다.
본 발명의 또 다른 양태에서, 하전 입자 빔 장치가 개시된다. 장치는 1차 하전 입자 빔으로부터 복수의 1차 빔렛을 형성하도록 구성된 사전 빔렛 형성 개구 세트, 및 대응하는 1차 빔렛으로부터 프로빙 빔렛을 형성하도록 구성된 빔 제한 개구(beam-limit aperture)를 포함할 수 있으며, 여기서, 프로빙 빔렛의 빔 전류는 1차 빔렛을 형성하는 사전 빔렛 형성 개구 세트 중 하나의 개구의 특성에 기초하여 결정된다. 사전 빔렛 형성 개구 세트 중 하나의 개구의 특성은 개구의 크기, 형상 또는 위치를 포함할 수 있다. 프로빙 빔렛의 빔 전류는 사전 빔렛 형성 개구 세트 중 하나의 개구의 크기에 기초하여 개별적으로 조정될 수 있다. 장치는 복수의 사전 빔렛 형성 개구 세트의 제 1 어레이 및 1차 하전 입자 빔의 1차 광축을 따라 제 1 어레이의 하류에 배치된 복수의 빔 제한 개구의 제 2 어레이를 포함할 수 있다. 프로빙 빔렛을 형성하는 사전 빔렛 형성 개구 세트 중 하나의 개구는 적어도 집광 렌즈의 특성에 기초하여 결정될 수 있고, 여기서, 집광 렌즈의 특성은 1차 광축을 따라 집광 렌즈의 평면 위치를 포함할 수 있다. 집광 렌즈의 평면 위치의 변경은 프로빙 빔렛의 빔 전류에 영향을 미치도록 구성될 수 있다. 집광 렌즈는 1차 하전 입자 빔의 일부가 사전 빔렛 형성 개구 세트의 다른 개구를 통과하도록 디렉팅하여 프로빙 빔렛의 빔 전류에 영향을 미치도록 구성될 수 있다. 평면의 제 1 위치에 위치된 집광 렌즈는, 1차 하전 입자 빔의 제 1 부분이 1차 빔렛을 형성하기 위해 사전 빔렛 형성 개구 세트 중 제 1 개구를 통과하게 하도록 구성될 수 있고, 평면의 제 2 위치에 위치된 집광 렌즈는 1차 하전 입자 빔의 제 2 부분이 제 2의 1차 빔렛을 형성하기 위해 사전 빔렛 형성 개구 세트 중 제 2 개구를 통과하게 하도록 구성될 수 있다.
제 1 어레이는 1차 축상 빔렛 - 해당 1차 축상 빔렛은 제 2 어레이의 축상 개구에 입사됨 - 을 생성하도록 구성된 축상 개구를 포함할 수 있고, 사전 빔렛 형성 개구 세트는 1차 비축 빔렛 - 해당 1차 비축 빔렛은 제 2 어레이의 대응하는 비축 빔 제한 개구에 입사됨 - 을 생성하도록 구성된 복수의 비축 사전 빔렛 형성 개구를 포함한다. 비축 사전 빔렛 형성 개구의 각각은 제 1 어레이의 기판 재료에 의해 분리될 수 있다. 복수의 비축 사전 빔렛 형성 개구는 만곡된 경로를 따라 배치될 수 있다. 복수의 비축 사전 빔렛 형성 개구는 크기가 상이한 적어도 2개의 개구를 포함할 수 있다. 복수의 비축 사전 빔렛 형성 개구는 복수의 비축 사전 빔렛 형성 개구 중 하나의 개구를 통과할 때 생성된 1차 빔렛의 빔 전류를 결정하도록 크기가 정해질 수 있다. 복수의 비축 사전 빔렛 형성 개구의 개구들은 균일 피치 또는 불균일 피치를 가질 수 있다.
본 발명의 실시예의 다른 이점은 본 발명의 특정 실시예를 예시 및 예로서 설명하는 첨부 도면과 함께 취해진 다음의 설명으로부터 명백해질 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 예시적인 전자빔 검사(EBI: Electron Beam Inspection) 시스템을 도시하는 개략도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른, 도 1의 예시적인 전자빔 검사 시스템의 일부일 수 있는 예시적인 전자빔 도구를 도시하는 개략도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른, 다중 빔 장치에서의 조정 가능한 집광 렌즈의 예시적인 구성을 도시하는 개략도이다.
도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 실시예에 따른, 도 3의 다중 빔 장치에서의 개구 어레이 상의 다양한 프로브 전류의 예시적인 하전 입자 빔 프로파일을 도시하는 개략도이다.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 실시예에 따른, 도 3의 다중 빔 장치에서의 개구 어레이 상의 다양한 프로브 전류의 예시적인 하전 입자 빔 프로파일을 도시하는 개략도이다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 실시예에 따른, 개구 어레이의 연장된 개구들의 예시적인 배열을 도시하는 개략도이다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 실시예에 따른, 개구 어레이의 예시적인 만곡된 개구를 도시하는 개략도이다.
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 실시예에 따른, 다중 빔 장치에서의 개구 어레이의 개구들의 예시적인 배열을 도시하는 개략도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른, 도 3의 다중 빔 장치에서의 빔 제한 개구 어레이의 개구들의 예시적인 배열을 도시하는 개략도이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른, 다중 빔 장치에서의 개구 어레이의 부분적으로 중첩되는 개구의 예시적인 투영을 도시하는 개략도이다.
도 11a는 본 발명의 실시예에 따른, 도 10의 개구 어레이의 병합 개구의 예시적인 배열을 도시하는 개략도이다.
도 11b는 본 발명의 실시예에 따른, 도 10의 개구 어레이의 개구의 예시적인 배열을 도시한다.
도 11c는 본 발명의 실시예에 따른, 도 11b의 개구에 의해 형성된 빔렛의 빔 전류와 스팟 크기 사이의 관계를 도시한다.
도 11d는 본 발명의 실시예에 따른, 도 10의 개구 어레이의 개구의 예시적인 배열을 도시한다.
도 11e는 본 발명의 실시예에 따른, 활성 개구 어레이의 예시적인 개구의 확대도를 도시한다.
도 11f는 본 발명의 실시예에 따른, 도 11e의 예시적인 개구의 단면도를 도시한다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른, 다중 빔 검사 도구를 사용하여 샘플을 관찰하는 예시적인 방법을 나타내는 처리 흐름도이다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른, 다중 빔 검사 도구를 사용하여 샘플을 관찰하는 예시적인 방법을 나타내는 처리 흐름도이다.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른, 다중 빔 검사 도구를 사용하여 샘플을 관찰하는 예시적인 방법을 나타내는 처리 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른, 도 1의 예시적인 전자빔 검사 시스템의 일부일 수 있는 예시적인 전자빔 도구를 도시하는 개략도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른, 다중 빔 장치에서의 조정 가능한 집광 렌즈의 예시적인 구성을 도시하는 개략도이다.
도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 실시예에 따른, 도 3의 다중 빔 장치에서의 개구 어레이 상의 다양한 프로브 전류의 예시적인 하전 입자 빔 프로파일을 도시하는 개략도이다.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 실시예에 따른, 도 3의 다중 빔 장치에서의 개구 어레이 상의 다양한 프로브 전류의 예시적인 하전 입자 빔 프로파일을 도시하는 개략도이다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 실시예에 따른, 개구 어레이의 연장된 개구들의 예시적인 배열을 도시하는 개략도이다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 실시예에 따른, 개구 어레이의 예시적인 만곡된 개구를 도시하는 개략도이다.
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 실시예에 따른, 다중 빔 장치에서의 개구 어레이의 개구들의 예시적인 배열을 도시하는 개략도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른, 도 3의 다중 빔 장치에서의 빔 제한 개구 어레이의 개구들의 예시적인 배열을 도시하는 개략도이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른, 다중 빔 장치에서의 개구 어레이의 부분적으로 중첩되는 개구의 예시적인 투영을 도시하는 개략도이다.
도 11a는 본 발명의 실시예에 따른, 도 10의 개구 어레이의 병합 개구의 예시적인 배열을 도시하는 개략도이다.
도 11b는 본 발명의 실시예에 따른, 도 10의 개구 어레이의 개구의 예시적인 배열을 도시한다.
도 11c는 본 발명의 실시예에 따른, 도 11b의 개구에 의해 형성된 빔렛의 빔 전류와 스팟 크기 사이의 관계를 도시한다.
도 11d는 본 발명의 실시예에 따른, 도 10의 개구 어레이의 개구의 예시적인 배열을 도시한다.
도 11e는 본 발명의 실시예에 따른, 활성 개구 어레이의 예시적인 개구의 확대도를 도시한다.
도 11f는 본 발명의 실시예에 따른, 도 11e의 예시적인 개구의 단면도를 도시한다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른, 다중 빔 검사 도구를 사용하여 샘플을 관찰하는 예시적인 방법을 나타내는 처리 흐름도이다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른, 다중 빔 검사 도구를 사용하여 샘플을 관찰하는 예시적인 방법을 나타내는 처리 흐름도이다.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른, 다중 빔 검사 도구를 사용하여 샘플을 관찰하는 예시적인 방법을 나타내는 처리 흐름도이다.
이하, 예시적인 실시예에 대한 상세한 참조가 이루어질 것이며, 그 예는 첨부 도면에 도시되어 있다. 다음의 상세한 설명은 다른 도면에서의 동일 도면 부호가 달리 표시되지 않는 한 동일하거나 유사한 소자를 나타내는 첨부 도면을 참조한다. 예시적인 실시예에 대한 다음의 상세한 설명에서 설명되는 구현예는 구현예의 전체를 나타내는 것은 아니다. 대신, 이들은 첨부된 청구범위에서 인용한 바와 같이, 개시된 실시예와 관련된 양태와 일치하는 장치 및 방법의 예시일 뿐이다. 예를 들어, 일부 실시예가 전자빔을 사용하는 맥락에서 설명되지만, 본 발명은 이것으로 한정되는 것은 아니다. 다른 유형의 하전 입자 빔도 유사하게 적용될 수 있다. 또한, 광학 이미징, 사진 검출, x-선 검출 등과 같은 다른 이미징 시스템이 사용될 수 있다.
전자 디바이스는 기판이라 지칭되는 실리콘 상에 형성된 회로로 구성된다. 많은 회로가 동일 실리콘 상에 함께 형성될 수 있으며 집적 회로 또는 IC라 지칭된다. 이들 회로의 크기는 매우 크게 감소되어 더 많은 회로가 기판에 들어갈 수 있다. 예를 들어, 스마트폰 내의 IC 칩은 섬네일만큼 작을 수 있지만, 20억개 이상의 트랜지스터를 포함할 수 있고, 각 트랜지스터의 크기는 머리카락 크기의 1/1000 미만이다.
이들 초소형 IC의 제조는 종종 수백 개의 개별 단계를 포함하는 복잡하고 시간 소모적이며 고비용인 처리이다. 한 단계라도 오류가 발생하면, 완성된 IC에 결함을 초래하여 그것을 쓸모없게 만들 가능성이 있다. 따라서, 제조 처리의 하나의 목표는 이러한 결함을 방지하여 처리에서 만들어지는 기능적 IC의 수를 최대화하는 것, 즉, 처리의 전체 수율을 향상시키는 것이다.
수율을 향상시키는 하나의 구성 요소는 칩 제조 처리를 모니터링하여 충분한 수의 기능적 집적 회로를 생산하고 있는지를 확인하는 것이다. 해당 처리를 모니터링하는 하나의 방법은 그들의 다양한 형성 단계에서 칩 회로 구조를 검사하는 것이다. 주사 전자 현미경(SEM: Scanning Electron Microscope)을 사용하여 검사가 수행될 수 있다. SEM은 실제로 그 구조에 대한 "사진"을 찍어 극도로 작은 이들의 구조를 이미지화하는 데 사용될 수 있다. 이미지는 구조가 적절하게 형성되었는지, 그리고 적절한 위치에 형성되었는지를 확인하는 데 사용될 수 있다. 구조에 결함이 있으면, 처리를 조정하여 결함의 재발 가능성이 작아지게 할 수 있다.
다중 빔 SEM과 같이, 다중 하전 입자 이미징 시스템이 웨이퍼 검사 처리량을 증가시키는 데 유용할 수 있지만, 다중 빔 SEM의 이미징 해상도는 쿨롱 상호 작용 효과에 의해 부정적인 영향을 받을 수 있다. 높은 처리량을 달성하기 위해서는, 빔에 가능한한 많은 전자가 포함되어 있는 것이 바람직하다. 그러나, 전자 간의 반발적인 쿨롱 상호 작용으로 인해, 많은 수의 전자를 매우 작은 부피에 가두기가 어렵다. 더욱이, 이들 상호 작용은 빔의 폭을 넓히고 전자의 비행 방향을 변경시킬 수 있다. 결과적으로, 프로브 스팟이 더 커질 것이므로, SEM의 전체 해상도에 부정적인 영향을 미친다. 따라서, 다중 빔 SEM의 고해상도를 유지하기 위해서는 쿨롱 상호 작용 효과를 완화하는 것이 바람직하다.
쿨롱 상호 작용 효과를 완화하기 위해, 주변 전자를 차단하거나 1차 전자빔을 다중 빔렛으로 분할하도록 개구 어레이를 전자 소스에 가깝게 배치할 수 있다. 그러나, 해상도를 조정하기 위해 프로빙 빔 전류를 조정하면, 개구 어레이를 거치는 빔 경로가 변경될 수 있다. 당면할 수 있는 여러 문제 중 하나는 쿨롱 상호 작용 효과를 완화하기 위해 충분히 작은 구역을 유지하면서 다양한 크기 및 위치의 빔이 통과할 수 있게 개구 어레이의 개구가 구성되지 않을 수 있다는 것이다.
아울러, 이미징 해상도는 쿨롱 상호 작용 효과에 의해 부정적인 영향을 받을 수 있기 때문에, 프로빙 빔 전류의 변화를 수용하기 위해, 불균일한 형상임에도 불구하고, 개구의 전체 구역의 균일성을 유지하는 것이 바람직할 수 있다. 개구 어레이의 개구 사이의 쿨롱 상호 작용 효과의 변화는, 예를 들어, 결함을 검출 및 식별하는 사용자의 능력에 영향을 미치는 동일 이미지 내의 영역의 해상도의 불균일성을 초래할 수 있다.
기존의 SEM 및 다중 빔 SEM에서, 프로빙 전자빔의 크기 또는 프로브 스팟 크기는 이미징 해상도를 결정할 수 있다. 예를 들어, 높은 빔 전류를 갖는 큰 프로브 스팟은 해상도가 낮을 수 있고, 낮은 빔 전류를 갖는 작은 프로브 스팟은 해상도가 더 높을 수 있다. 큰 빔 스팟 크기로부터의 이미징 해상도가 낮은 것은 부분적으로 고전류 빔에서의 향상된 쿨롱 상호 작용 효과 때문일 수 있다.
웨이퍼 검사 동안에 다양한 동작을 수행하기 위해, 다중 빔 SEM 도구에서는 넓은 범위의 빔 전류가 필요할 수 있다. 예를 들어, 고전류 빔은 저해상도, 웨이퍼의 넓은 구역에 대한 거시적 검사 및 저전류를 수행하는 데 사용될 수 있으며, 고해상도 스캔은 미시적 또는 나노 레벨의 철저한 결함 조사를 수행하는 데 필요할 수 있다. 다중 빔 SEM에서 전자의 단일 소스로부터 넓은 범위의 빔 전류를 생성하는 여러 방법 중 하나는 전자가 통과할 수 있는 개구의 크기나 길이를 증가시키는 것을 포함할 수 있다. 그러나, 복수의 큰 개구는 쿨롱 상호 작용 효과를 증가시킬 뿐만 아니라, 개구 어레이의 기계적 무결성에도 부정적인 영향을 미칠 수 있다. 따라서, 쿨롱 상호 작용 효과를 줄이고 개구 어레이의 기계적 무결성을 유지하는 동안, 넓은 범위의 빔 전류를 제공할 수 있는 다중 빔 SEM과 같은 이미징 도구를 구비하는 것이 바람직할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예에서, 다중 빔 장치는 테이퍼링 폭을 갖고 1차 하전 입자 빔과 연관된 복수의 빔렛을 생성하도록 구성된 복수의 세장형 개구를 포함하는 개구 어레이를 포함할 수 있다. 장치는 또한 1차 광축을 따라 조정 가능한 평면상의 집광 렌즈, 및 프로빙 빔렛을 생성하도록 구성된 복수의 개구를 포함하는 제 2 개구 어레이를 포함할 수 있다. 복수의 제 1 개구의 형상은 프로빙 빔렛의 조정 가능한 프로브 전류와 관련된 대응하는 빔렛의 경로와, 집광 렌즈 평면의 조정 가능성 및 개구의 크기, 형상 및 위치 결정과 같은 제 2 개구 어레이의 특성에 기초한다.
본 발명의 일부 실시예에서, 다중 빔 장치는 1차 하전 입자 빔으로부터 복수의 1차 빔렛을 형성하도록 구성된 복수 세트의 개구를 포함하는 제 1 개구 어레이를 포함할 수 있다. 장치는 또한 복수의 프로빙 빔렛을 생성하도록 구성된 복수의 개구를 포함하는 제 2 개구 어레이를 포함할 수 있다. 프로빙 빔렛은 개구 세트와 연관될 수 있고, 프로빙 빔렛을 형성하는 개구 세트 중 하나의 개구는 적어도 집광 렌즈의 특성에 기초하여 결정될 수 있다.
도면에서 구성 요소의 상대적 치수는 명확성을 위해 과장될 수 있다. 이하의 도면에 대한 상세한 설명에서, 동일하거나 유사한 도면 부호는 동일하거나 유사한 구성 요소 또는 엔티티를 나타내며, 개별 실시예에 대한 차이점만 설명된다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, 달리 구체적으로 언급되지 않는 한, 용어 "또는"은 실행 불가능한 경우를 제외하고 모든 가능한 조합을 포함한다. 예를 들어, 구성 요소가 A 또는 B를 포함할 수 있다고 명시되는 경우, 달리 구체적으로 언급되거나 실행 불가능한 경우를 제외하면, 구성 요소는 A나 B, 또는 A 및 B를 포함할 수 있다. 제 2 예로, 구성 요소가 A, B 또는 C를 포함할 수 있다고 명시되는 경우, 달리 구체적으로 언급되거나 실행 불가능한 경우를 제외하면, 구성 요소는 A나 B나 C, 또는 A 및 B, 또는 A 및 C, 또는 B 및 C, 또는 A 및 B 및 C를 포함할 수 있다.
이제, 본 발명의 실시예에 따른, 예시적인 전자빔 검사(EBI: Electron Beam Inspection) 시스템(100)을 도시하는 도 1을 참조한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 하전 입자 빔 검사 시스템(100)은 메인 챔버(10), 로드록 챔버(load-lock chamber)(20), 전자빔 도구(40) 및 장비 프론트 엔드 모듈(EFEM: Equipment Front End Module)(30)을 포함한다. 전자빔 도구(40)는 메인 챔버(10) 내에 위치된다. 상세한 설명 및 도면이 전자빔에 관한 것이지만, 실시예는 본 발명을 특정 하전 입자로 한정하기 위해 사용되지 않는다는 점이 이해된다.
EFEM(30)은 제 1 로딩 포트(30a) 및 제 2 로딩 포트(30b)를 포함한다. EFEM(30)은 추가의 로딩 포트(들)를 포함할 수 있다. 제 1 로딩 포트(30a) 및 제 2 로딩 포트(30b)는 검사될 웨이퍼(예컨대, 반도체 웨이퍼 또는 다른 재료(들)로 만들어진 웨이퍼) 또는 샘플(웨이퍼 및 샘플을 통칭하여 이하 "웨이퍼"라 지칭함)을 포함하는 웨이퍼 전면 개방 통합 포드(FOUP: Front Opening Unified Pod)를 수용한다. EFEM(30) 내의 하나 이상의 로봇 암(도시되지 않음)은 웨이퍼를 로드록 챔버(20)로 운반한다.
로드록 챔버(20)는 로드/록 진공 펌프 시스템(도시되지 않음)에 연결되고, 로드록 챔버(20) 내의 기체 분자를 제거하여 대기압보다 낮은 제 1 압력에 도달한다. 제 1 압력에 도달한 후, 하나 이상의 로봇 암(도시되지 않음)은 웨이퍼를 로드록 챔버(20)로부터 메인 챔버(10)로 운반한다. 메인 챔버(10)는 메인 챔버 진공 펌프 시스템(도시되지 않음)에 연결되고, 메인 챔버(10) 내의 가스 분자를 제거하여 제 1 압력보다 낮은 제 2 압력에 도달한다. 제 2 압력에 도달한 후, 웨이퍼는 전자빔 도구(40)에 의해 검사된다. 일부 실시예에서, 전자빔 도구(40)는 단일 빔 검사 도구를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 전자빔 도구(40)는 다중 빔 검사 도구를 포함할 수 있다.
제어기(50)는 전자빔 도구(40)에 전자적으로 연결될 수 있고, 다른 구성 요소에도 전자적으로 연결될 수 있다. 제어기(50)는 하전 입자 빔 검사 시스템(100)의 다양한 제어를 실행하도록 구성된 컴퓨터일 수 있다. 제어기(50)는 다양한 신호 및 이미지 처리 기능을 실행하도록 구성된 처리 회로를 포함할 수도 있다. 제어기(50)가 메인 챔버(10), 로드록 챔버(20) 및 EFEM(30)을 포함하는 구조의 외부에 있는 것으로 도 1에 도시되어 있지만, 제어기(50)는 구조의 일부일 수 있다는 것이 이해된다.
본 발명은 전자빔 검사 시스템을 수용하는 메인 챔버(10)의 예를 제공하지만, 가장 넓은 의미에서 본 발명의 양태들은 전자빔 검사 시스템을 수용하는 챔버로 한정되지 않는다는 점에 유의해야 한다. 오히려, 전술한 원칙이 다른 챔버에도 적용될 수 있다는 것이 이해된다.
이제, 본 발명의 실시예에 따른, 도 1의 예시적인 하전 입자 빔 검사 시스템(100)의 일부일 수 있는 예시적인 전자빔 도구(40)를 도시하는 개략도를 도시하는 도 2를 참조한다. 전자빔 도구(40)(여기에서는 장치(40)라고도 함)는 전자 소스(101), 총 개구(a gun aperture)(103)를 구비하는 총 개구판(a gun aperture plate)(171), 집광 렌즈(110), 소스 변환 유닛(120), 1차 투영 광학 시스템(130), 샘플 스테이지(도 2에 도시되지 않음), 2차 광학 시스템(150) 및 전자 검출 디바이스(140)를 포함한다. 1차 투영 광학 시스템(130)은 대물 렌즈(131)를 포함할 수 있다. 전자 검출 디바이스(140)는 복수의 검출 소자(140_1, 140_2, 140_3)를 포함할 수 있다. 빔 분리기(160) 및 편향 스캐닝 유닛(132)은 1차 투영 광학 시스템(130)의 내부에 배치될 수 있다. 장치(40)의 일반적으로 알려진 다른 구성 요소가 적절하게 추가/생략될 수 있음이 이해될 수 있다.
전자 소스(101), 총 개구판(171), 집광 렌즈(110), 소스 변환 유닛(120), 빔 분리기(160), 편향 스캐닝 유닛(132) 및 1차 투영 광학 시스템(130)은 장치(100)의 1차 광축(100_1)과 정렬될 수 있다. 2차 광학 시스템(150) 및 전자 검출 디바이스(140)는 장치(40)의 2차 광학 축(150_1)과 정렬될 수 있다.
전자 소스(101)는 캐소드, 추출기 또는 애노드를 포함할 수 있으며, 여기서, (가상 또는 실제)크로스오버(101s)를 형성하는 1차 전자빔(102)을 형성하기 위해, 1차 전자는 캐소드로부터 방출되어 추출되거나 가속될 수 있다. 1차 전자빔(102)은 크로스오버(101s)로부터 방출되고 있는 것으로 시각화될 수 있다.
소스 변환 유닛(120)은 이미지 형성 소자 어레이(도 2에 도시되지 않음), 수차 보상 어레이(도시되지 않음), 빔 제한 개구 어레이(도시되지 않음) 및 프리벤딩 마이크로 편향기 어레이(pre-bending micro-deflector array)(도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 이미지 형성 소자 어레이는 1차 전자빔(102)의 복수의 빔렛과 함께 크로스오버(101s)의 복수의 평행 이미지(가상 또는 실제)를 형성하기 위해 복수의 마이크로 편향기 또는 마이크로 렌즈를 포함할 수 있다. 도 2는 예로서 3개의 빔렛(102_1, 102_2, 102_3)을 도시하고, 소스 변환 유닛(120)은 임의의 수의 빔렛을 처리할 수 있다는 것이 이해된다.
집광 렌즈(110)는 1차 전자빔(102)을 포커싱하도록 구성된다. 소스 변환 유닛(120)의 하류에 있는 빔렛(102_1, 102_2, 102_3)의 전류는 집광 렌즈(110)의 집속력(focusing power)을 조정함으로써 또는 빔 제한 개구 어레이 내의 대응하는 빔 제한 개구의 방사상 크기를 변경함으로써 변경될 수 있다. 전류는 빔 제한 개구의 방사상 크기와 집광 렌즈(110)의 집속력의 양쪽 모두를 변경함으로써 변경될 수 있다. 집광 렌즈(110)는 제 1 주 평면의 위치가 이동 가능하도록 구성될 수 있는 조정 가능한 집광 렌즈일 수 있다. 조정 가능한 집광 렌즈는 자석으로 구성될 수 있고, 이는 회전 각도로 소스 변환 유닛(120)을 조명하는 비축 빔렛(102_2, 102_3)을 발생시킬 수 있다. 회전 각도는 집속력 또는 조정 가능한 집광 렌즈의 제 1 주 평면의 위치에 따라 변경될 수 있다. 따라서, 집광 렌즈(110)는 집광 렌즈(110)의 집속력이 변하는 동안 회전 각도를 변경하지 않도록 구성될 수 있는 회전 방지 집광 렌즈일 수 있다. 일부 실시예에서, 집광 렌즈(110)는, 집속력 및 집광 렌즈(110)의 제 1 주 평면의 위치가 변할 때, 회전 각도가 변경되지 않는 조정 가능한 회전 방지 집광 렌즈(an adjustable anti-rotation condenser lens)일 수 있다.
대물 렌즈(131)는 검사를 위해 샘플(190) 상에 빔렛(102_1, 102_2, 102_3)을 포커싱하도록 구성될 수 있고, 샘플(190)의 표면상에 3개의 프로브 스팟(102_1s, 102_2s, 102_3s)을 형성할 수 있다. 총 개구판(171)은 쿨롱 상호 작용 효과를 감소시키기 위해 사용되지 않은 1차 전자빔(102)의 주변 전자를 차단할 수 있다. 쿨롱 상호 작용 효과는 각 프로브 스팟(102_1s, 102_2s, 102_3s)의 크기를 확대하여 검사 해상도를 저하시킬 수 있다.
[0076] 빔 분리기(160)는 정전기 쌍극자 필드(E1) 및 자기 쌍극자 필드(B1)(양쪽 모두는 도 2에 도시되지 않음)를 생성하는 정전 편향기(an electrostatic deflector)를 포함하는 빈 필터 유형(Wien filter type)의 빔 분리기일 수 있다. 이들이 적용되면, 빔렛(102_1, 102_2, 102_3)의 전자에 정전기 쌍극자 필드(E1)에 의해 가해지는 힘은 자기 쌍극자 필드(B1)에 의해 전자에 가해지는 힘과 크기가 같고, 방향은 반대이다. 따라서, 빔렛(102_1, 102_2, 102_3)은 편향각이 0인 빔 분리기(160)를 직진으로 통과할 수 있다.
편향 스캐닝 유닛(132)은 빔렛(102_1, 102_2, 102_3)을 편향시켜 샘플(190) 표면의 섹션에서 3개의 작은 스캔 구역에 걸쳐 프로브 스팟(102_1s, 102_2s, 102_3s)을 스캐닝할 수 있다. 프로브 스팟(102_1s, 102_2s, 102_3s)에서의 빔렛(102_1, 102_2, 102_3)의 입사에 응답하여, 3개의 2차 전자빔(102_1se, 102_2se, 102_3se)은 샘플(190)로부터 방출될 수 있다. 2차 전자빔(102_1se, 102_2se, 102_3se)의 각각은 2차 전자(에너지 ≤ 50eV) 및 후방 산란 전자(50eV와 빔렛(102_1, 102_2, 102_3)의 랜딩 에너지 사이의 에너지)를 포함하는 에너지 분포를 갖는 전자를 포함할 수 있다. 빔 분리기(160)는 2차 전자빔(102_1se, 102_2se, 102_3se)을 2차 광학 시스템(150)을 향해 디렉팅할 수 있다. 2차 광학 시스템(150)은 2차 전자빔(102_1se, 102_2se, 102_3se)을 전자 검출 디바이스(140)의 검출 소자(140_1, 140_2, 140_3) 상에 포커싱할 수 있다. 검출 소자(140_1, 140_2, 140_3)는 대응하는 2차 전자빔(102_1se, 102_2se, 102_3se)을 검출하고, 샘플(190)의 대응하는 스캔 구역의 이미지를 구성하는데 사용되는 대응 신호를 생성할 수 있다.
일부 실시예에서, 제어기(50)는 이미지 획득기(도시되지 않음) 및 스토리지(도시되지 않음)를 포함하는 이미지 처리 시스템을 포함할 수 있다. 이미지 획득기는 하나 이상의 프로세서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 이미지 획득기는 컴퓨터, 서버, 메인프레임 호스트, 터미널, PC(Personal Computer), 임의 종류의 모바일 컴퓨팅 디바이스 등 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 이미지 획득기는 전기 전도체, 광섬유 케이블, 휴대용 저장 매체, IR, 블루투스, 인터넷, 무선 네트워크, 무선 라디오, 또는 이들의 조합과 같은 매체를 통해 장치(40)의 전자 검출 디바이스(140)에 통신 가능하게 연결될 수 있다. 일부 실시예에서, 이미지 획득기는 전자 검출 디바이스(140)로부터 신호를 수신할 수 있고 이미지를 구성할 수 있다. 따라서, 이미지 획득기는 샘플(190)의 이미지를 획득할 수 있다. 이미지 획득기는 또한 윤곽 생성, 획득 이미지에 대한 표시기 중첩 등과 같은 다양한 후처리 기능을 수행할 수 있다. 이미지 획득기는 획득 이미지의 명도(brightness) 및 대비(contrast) 등의 조정을 수행하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 스토리지는 하드 디스크, 플래시 드라이브, 클라우드 스토리지, RAM, 다른 유형의 컴퓨터 판독 가능 메모리 등과 같은 저장 매체일 수 있다. 스토리지는 이미지 획득기와 연결될 수 있으며, 스캐닝된 원시 이미지 데이터(raw image data)를 원본 이미지(original image) 및 후처리 이미지(post-processed image)로 저장하는 데 사용될 수 있다.
일부 실시예에서, 이미지 획득기는 전자 검출 디바이스(140)로부터 수신된 이미징 신호에 기초하여 샘플의 하나 이상의 이미지를 획득할 수 있다. 이미징 신호는 하전 입자 이미징을 수행하기 위한 스캐닝 동작에 대응할 수 있다. 획득 이미지는 복수의 이미징 구역을 포함하는 단일 이미지일 수 있다. 단일 이미지는 저장소에 저장될 수 있다. 단일 이미지는 복수의 영역으로 분할될 수 있는 원본 이미지일 수 있다. 각각의 영역은 샘플(190)의 특징을 포함하는 하나의 이미징 구역을 포함할 수 있다. 획득 이미지는 시간 순서에 따라 복수회 샘플링된 샘플(190)의 단일 이미징 구역의 복수 이미지를 포함할 수 있다. 복수 이미지는 저장소에 저장될 수 있다. 일부 실시예에서, 제어기(50)는 샘플(190)의 동일 위치의 복수 이미지로 이미지 처리 단계를 수행하도록 구성될 수 있다.
일부 실시예에서, 제어기(50)는 검출된 2차 전자의 분포를 획득하기 위해 측정 회로들(예컨대, 아날로그-디지털 변환기들)을 포함할 수 있다. 웨이퍼 표면에 입사되는 각각의 1차 빔렛(102_1, 102_2, 102_3)의 대응하는 스캔 경로 데이터와 결합하여, 검출 시간 윈도우 동안 수집된 전자 분포 데이터는 검사 중인 웨이퍼 구조의 이미지를 재구성하는 데 사용될 수 있다. 재구성 이미지는 샘플(190)의 내부 또는 외부 구조의 다양한 특징을 나타내기 위해 사용될 수 있으며, 그에 따라 웨이퍼에 존재할 수 있는 임의의 결함을 나타내기 위해 사용될 수 있다.
일부 실시예에서, 제어기(50)는 검사 동안 샘플(190)을 이동시키기 위해 전동식 스테이지(도시되지 않음)를 제어할 수 있다. 일부 실시예에서, 제어기(50)는 전동식 스테이지가 일정한 속도로 계속해서 한 방향으로 샘플(190)을 이동시키는 것을 가능하게 할 수 있다. 다른 실시예에서, 제어기(50)는 전동식 스테이지가 스캐닝 처리의 단계에 따라 시간 경과에 따라 샘플(190)의 이동 속도를 변경하는 것을 가능하게 할 수 있다. 일부 실시예에서, 제어기(50)는 2차 전자빔(102_1se, 102_2se, 102_3se)의 이미지에 기초하여 1차 투영 시스템(130) 또는 2차 투영 시스템(150)의 구성을 조정할 수 있다.
도 2에는 전자빔 도구(40)가 3개의 1차 전자빔을 사용하는 것이 도시되어 있지만, 전자빔 도구(40)는 2개 이상의 1차 전자빔을 사용할 수 있다는 것이 이해된다. 본 발명은 장치(40)에서 사용되는 1차 전자빔의 수를 제한하지 않는다.
이하에서는 도 3을 참조하는 데, 이는 본 발명의 실시예에 따른 조정 가능한 집광 렌즈(110)의 예시적인 구성을 나타내는 다중 빔 장치(300)의 개략도이다. 다중 빔 장치(300)는 하전 입자 빔 검사 시스템(예컨대, 도 1의 전자빔 검사 시스템(100))의 일부일 수 있다는 것이 이해된다.
다중 빔 장치(300)는 전자 소스(101), 사전 빔렛 형성 개구 메커니즘(172), 집광 렌즈(110), 대물 렌즈(131), 및 빔 제한 개구 어레이(121)와 이미지 형성 소자 어레이(122)를 포함하는 소스 변환 유닛(120)을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 전자 소스(101)는 1차 전자를 방출하고 1차 전자빔(102)을 형성하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 총 개구판(도시되지 않음)은 쿨롱 효과를 감소시키기 위해 1차 전자빔(102)의 주변 전자를 차단하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 사전 빔렛 형성 개구 메커니즘(pre-beamlet-forming aperture mechanism)(172)은 쿨롱 효과를 감소시키기 위해 1차 전자빔(102)의 주변 전자를 더 차단한다. 1차 전자빔(102)은 사전 빔렛 형성 개구 메커니즘(172)을 통과한 후, 3개의 1차 전자빔렛(102_1, 102_2, 102_3)(또는 임의의 다른 수의 빔렛)으로 트리밍될 수 있다. 전자 소스(101), 총 개구판(171), 사전 빔렛 형성 개구 메커니즘(172) 및 집광 렌즈(110)는 다중 빔 전자빔 도구(300)의 1차 광축(100_1)과 정렬될 수 있다.
일부 실시예에서, 소스 변환 유닛(120)에는 빔 제한 개구 어레이(121) 및 이미지 형성 소자 어레이(122)가 제공될 수 있다. 빔 제한 개구 어레이(121)는 빔 제한 개구(121_1, 121_2, 121_3)를 포함할 수 있다. 도 3에는 단지 3개의 개구만이 도시되지만, 해당되는 경우 임의 개수의 개구도 사용될 수 있음을 이해해야 한다. 빔 제한 개구(121_1, 121_2, 121_3)는 1차 전자빔(102)의 빔렛(102_1, 102_2, 102_3)의 크기를 제한할 수 있다. 이미지 형성 소자 어레이(122)는 이미지 형성 편향기(122_1, 122_2, 122_3)를 포함할 수 있다. 편향기(122_1, 122_2, 122_3)는 1차 광축(100_1)을 향하는 각도를 변화시킴으로써 빔렛(102_1, 102_2, 102_3)을 편향시키도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 1차 광축(100_1)으로부터 더 멀리 떨어진 편향기는 빔렛을 더 크게 편향시킬 수 있다. 또한, 이미지 형성 소자 어레이(122)는 복수 층(도시되지 않음)을 포함할 수 있고, 편향기(122_1, 122_2, 122_3)는 개별 층에 제공될 수 있다. 편향기(122_1, 122_2, 122_3)는 서로 독립적으로 개별 제어될 수 있다. 일부 실시예에서, 편향기는 샘플(190)의 표면상에 형성된 프로브 스팟(예컨대, 도면 부호 102_1S, 102_2S, 102_3S)의 피치를 조정하도록 제어될 수 있다. 본 명세서에서 언급된 바와 같이, 프로브 스팟의 피치는 샘플(190)의 표면상의 2개의 바로 인접한 프로브 스팟 사이의 거리로 정의될 수 있다.
이미지 형성 소자 어레이(122)의 중앙에 위치된 편향기는 다중 빔 장치(300)의 1차 광축(100_1)과 정렬될 수 있다. 따라서, 일부 실시예에서, 중앙 편향기는 빔렛(102_1)의 궤적을 직선으로 유지하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 중앙 편향기는 생략될 수 있다. 그러나, 일부 실시예에서, 1차 전자 소스(101)는 반드시 소스 변환 유닛(120)의 중심과 정렬되지 않을 수 있다. 더욱이, 도 3은 빔렛(102_1)이 1차 광축(100_1) 상에 있는 장치(300)의 측면도를 도시하지만, 빔렛(102_1)은 다른 측면에서 볼 때 1차 광축(100_1)에서 벗어날 수 있다는 것이 이해된다. 즉, 일부 실시예에서, 모든 빔렛(102_1, 102_2, 102_3)은 비축일 수 있다. 비축 구성 요소는 1차 광축(100_1)에 대해 오프셋될 수 있다.
편향된 빔렛의 편향 각도는 하나 이상의 기준에 기초하여 설정될 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 편향기(122_2, 122_3)는 비축 빔렛을 방사상 외측으로 편향시키거나 1차 광축(100_1)으로부터 멀리(도시되지 않음) 편향시킬 수 있다. 일부 실시예에서, 편향기(122_2, 122_3)는 비축 빔렛을 방사상 내측으로 또는 1차 광축(100_1)을 향하여 편향시킬 수 있다. 빔렛의 편향 각도는 빔렛(102_1, 102_2, 102_3)이 샘플(190)에 수직으로 입사하도록 설정될 수 있다. 대물 렌즈(131)와 같은 렌즈에 의한 이미지의 비축 수차는 렌즈를 통과하는 빔렛의 경로를 조정함으로써 감소될 수 있다. 따라서, 편향기(122_2, 122_3)에 의해 생성된 비축 빔렛(102_2, 102_3)의 편향각은 프로브 스팟(102_2S, 102_3S)이 작은 수차를 가지도록 설정될 수 있다. 빔렛은 비축 프로브 스팟(102_2S, 102_3S)의 수차를 감소시키기 위해 대물 렌즈(131)의 전면 초점을 통과하거나 근접하도록 편향될 수 있다. 일부 실시예에서, 편향기는, 프로브 스팟(102_1S, 102_2S, 102_3S)이 작은 수차를 갖는 동안, 빔렛(102_1, 102_2, 102_3)이 샘플 1에 수직으로 입사하도록 설정될 수 있다.
사전 빔렛 형성 개구 메커니즘(172)은 쿨롱 개구 어레이를 포함할 수 있다. 사전 빔렛 형성 메커니즘(172)의 중심 개구(본 명세서에서 축상 개구로도 지칭됨) 및 소스 변환 유닛(120)의 중심 편향기는 다중 빔 장치(300)의 1차 광축(100_1)과 정렬될 수 있다. 사전 빔렛 형성 메커니즘(172)에는 복수의 사전 트리밍 개구(예컨대, 쿨롱 개구 어레이)(172_1, 172_2, 172_3)가 제공될 수 있다. 사전 빔렛 형성 메커니즘(172)의 중앙 개구(172_1)는 1차 광축(100_1)과 정렬될 수 있고, 집광 렌즈(110) 위에서 전자 소스(101)에 근접하게 제공될 수 있다. 도 3에서, 3개의 빔렛(102_1, 102_2, 102_3)은 1차 전자빔(102)이 3개의 사전-트리밍 개구를 통과할 때 생성되고, 1차 전자빔(102)의 잔여 부분의 대부분이 차단된다. 즉, 사전 빔렛 형성 메커니즘(172)은 3개의 빔렛(102_1, 102_2, 102_3)을 형성하지 않는 1차 전자빔(102)으로부터 전자의 많은 부분 또는 대부분을 트리밍할 수 있다. 사전 빔렛 형성 메커니즘(172)은, 1차 전자빔(102)이 소스 변환 유닛(120)에 들어가기 전에, 프로브 스팟(102_1S, 102_2S, 102_3S)을 형성하는 데 본질적으로 사용되지 않을 전자를 차단할 수 있다. 이러한 방식으로, 빔 제한 개구 어레이(121) 위의 쿨롱 효과는 크게 감소될 수 있다. 본 발명에서 사용된 바와 같이, "사전 빔렛"은 빔 제한 개구에 진입하기 전에 중간 빔 전류값을 갖는 1차 빔렛을 의미한다. 일부 실시예에서는, 총 개구판(도시되지 않음)은 초기 단계에서 전자를 차단하기 위해 전자 소스(101)에 근접하여 제공될 수 있는 반면, 사전 빔렛 형성 메커니즘(172)은 복수의 빔렛 주위의 전자를 추가로 차단하기 위해 제공될 수도 있다. 도 3은 사전 빔렛 형성 메커니즘(172)의 3개의 개구를 나타내지만, 해당되는 경우, 임의 개수의 개구일 수 있음을 이해해야 한다.
일부 실시예에서, 사전 빔렛 형성 메커니즘(172)은 집광 렌즈(110) 아래에 배치될 수 있다. 사전 빔렛 형성 메커니즘(172)을 전자 소스(101)에 더 근접하여 배치하는 것은 쿨롱 효과를 보다 효과적으로 감소시킬 수 있다. 일부 실시예에서, 사전 빔렛 형성 메커니즘(172)이 여전히 제조 가능하면서 소스(101)에 충분히 근접하여 위치될 수 있는 경우, 총 개구판은 생략될 수 있다. 일부 실시예에서, 사전 빔렛 형성 메커니즘(172)은 1차 광축(100_1)에 수직인 평면(172P)을 따라 배치될 수 있다.
집광 렌즈(110)는 빔렛(102_1, 102_2, 102_3)의 전류를 조정하기 위해 조정 가능하도록 구성될 수 있다. 조정 가능한 집광 렌즈(110)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 1차 광축(100_1)에 수직인 주 평면(principal plane)(110_2)을 가질 수 있다. 주 평면(110_2)은 다중 빔 장치(300)의 1차 광축(100_1)을 따라 이동될 수 있다. 예를 들어, 주 평면(110_2)은 빔렛(102_1, 102_2, 102_3)의 전류를 감소시키기 위해 전자 소스(101)로부터 더 멀리 이동될 수 있고, 주 평면(110_2)은 빔렛(102_1, 102_2, 102_3)의 전류를 증가시키기 위해 전자 소스(101)에 더 근접하게 이동될 수 있다. 또한, 빔렛(102_1, 102_2, 102_3)의 전류는 빔 제한 개구 어레이(121)의 빔 제한 개구(121_1, 121_2, 121_3)의 크기를 변경함으로써 변경될 수 있다.
이제, 본 발명의 실시예에 따라, 평면(172P)에 투영된 다양한 프로브 전류의 예시적인 하전 입자 빔 프로파일(예컨대, 전자빔의 프로파일)의 개략도를 도시하는 도 4a 내지 도 4c를 참조한다. 빔 프로파일(예컨대, 도면 부호 PC1, PC2, PC3)은 평면(172P)에서 빔 제한 개구 어레이(121)를 빠져나가는 빔렛의 가상 투영을 나타낸다. 빔 프로파일을 나타내는 원은 빔 제한 개구 어레이를 빠져나오는 프로빙 빔렛의 크기와 대응하는 프로빙 빔렛이 생성되는 빔렛의 일부에 대한 시각적 보조 장치로 간주되어야 한다. 도 4a 내지 도 4c는 조정 가능한 회전 방지 정전 집광 렌즈를 포함하는 구성에서 빔 제한 개구 어레이(121)로부터 하류의 빔렛(102_1, 102_2, 102_3)의 빔 프로파일을 도시하며, 여기서, 집속력과 집광 렌즈(110)의 주 평면(110_2)의 위치가 변할 때, 회전 각도는 변경되지 않는다. 사전 빔렛 형성 메커니즘(172)의 평면(172P) 상의 빔 프로파일은 단지 예시적인 목적으로만 설명되는 가상 투영이라는 점이 이해된다.
도 4a는, 평면(172P)에 투영된 바와 같이, 프로브 전류 3(PC3)으로 표시되는 높은 빔 전류를 갖는 빔렛(102_1, 102_2, 102_3)의 빔 프로파일을 나타낸다. 빔 프로파일(PC3)을 구성하는 전자는 빔 제한 개구 어레이(121)의 대응하는 개구를 통과하는 빔렛(102_1, 102_2, 102_3) 각각의 전자의 일부를 식별할 수 있는 반면, 빔렛(102_1, 102_2, 102_3)의 잔여 전자는 빔 제한 개구 어레이(121)에 의해 차단될 수 있다. 사전 빔렛 형성 메커니즘(172)의 개구를 통과하는 빔렛의 전류는, 예를 들어, 1차 광축(100_1)을 따른 집광 렌즈(110)의 주 평면(110_2)의 위치 및 빔 제한 개구 어레이(121)의 대응하는 개구의 크기에 기초할 수 있다. 예를 들어, 도 4a에 도시된 빔 프로파일과 관련하여, 집광 렌즈(110)의 주 평면(110_2)은 전자 소스(101)에 더 근접하고 사전 빔렛 형성 메커니즘(172) 아래에 있을 수 있어, 빔 제한 개구 어레이(121)의 하류에서 축상 빔렛(102_1) 및 비축 빔렛(102_2, 102_3)의 빔 전류가 높을 수 있다. 도면 부호 PC1과 PC2를 나타내는 점선 원은 비교 예시용일 뿐이다.
도 4b는, 평면(172P)에 투영된 바와 같이, 프로브 전류 2(PC2)로 표시되는 중간 빔 전류를 갖는 빔렛(102_1, 102_2, 102_3)의 빔 프로파일을 나타낸다. 빔 프로파일(PC2)을 구성하는 전자는 빔 제한 개구 어레이(121)의 대응하는 개구를 통과하는 빔렛(102_1, 102_2, 102_3) 각각의 전자의 일부를 식별할 수 있는 반면, 빔렛(102_1, 102_2, 102_3)의 잔여 전자는 빔 제한 개구 어레이(121)에 의해 차단될 수 있다. 사전 빔렛 형성 메커니즘(172)의 개구를 통과하는 빔렛의 전류는, 예를 들어, 1차 광축(100_1)을 따른 집광 렌즈(110)의 주 평면(110_2)의 위치 및 빔 제한 개구 어레이(121)의 대응하는 개구의 크기에 기초할 수 있다. 예를 들어, 도 4b에 도시된 빔렛 프로파일과 관련하여, 집광 렌즈(110)의 주 평면(110_2)은 사전 빔렛 형성 메커니즘(172)과 빔 제한 개구 어레이(121) 사이의 거리의 중심에 더 근접하게 위치되어, 결과적으로, 빔 제한 개구 어레이(121)를 빠져나가는 축상 빔렛(102_1) 및 비축 빔렛(102_2, 102_3)의 중간 빔 전류를 초래한다. 일부 실시예에서, 빔렛 프로파일(PC2)의 위치는 축, 예를 들어, x축을 따라 이동될 수 있는데, 이는 빔 전류가 집광 렌즈(110)의 집속력 변화로 인해 변경되기 때문이다. 일부 실시예에서, 빔렛 프로파일(PC2)의 위치는 다중 축, 예를 들어, x축 및 y축에서 변경될 수 있다.
도 4c는, 평면(172P)에 투영된 바와 같이, 프로브 전류 1(PC1)으로 표시되는 낮은 빔 전류를 갖는 빔렛(102_1, 102_2, 102_3)의 빔 프로파일을 나타낸다. 빔 프로파일(PC1)을 구성하는 전자는 빔 제한 개구 어레이(121)의 대응하는 개구를 통과하는 빔렛(102_1, 102_2, 102_3) 각각의 전자의 일부를 식별할 수 있는 반면, 빔렛(102_1, 102_2, 102_3)의 잔여 전자는 빔 제한 개구 어레이(121)에 의해 차단될 수 있다. 사전 빔렛 형성 메커니즘(172)의 개구를 통과하는 빔렛의 전류는, 예를 들어, 1차 광축(100_1)을 따른 집광 렌즈(110)의 주 평면(110_2)의 위치 및 빔 제한 개구 어레이(121)의 대응하는 개구의 크기에 기초할 수 있다. 예를 들어, 도 4c에 도시된 빔렛 프로파일과 관련하여, 집광 렌즈(110)의 주 평면(110_2)은 사전 빔렛 형성 메커니즘(172)과 빔 제한 개구 어레이 사이에 존재하지만, 빔 제한 개구 어레이(121)에 더 근접하고, 결과적으로, 빔 제한 개구 어레이(121)를 빠져나가는 축상 빔렛(102_1) 및 비축 빔렛(102_2, 102_3)의 낮은 빔 전류를 초래한다. 빔렛 프로파일(PC1)의 위치는, 빔 전류가 변화함에 따라, 축, 예를 들어, x-축을 따라 이동될 수 있다는 점이 이해된다. 일부 실시예에서, 빔렛 프로파일(PC1)의 위치는 다중 축, 예를 들어, x축 및 y축에서 변경될 수 있다.
이제, 본 발명의 실시예에 따라, 평면(172P)에 투영된 바와 같이, 다양한 프로브 전류의 예시적인 하전 입자 빔 프로파일(예컨대, 전자빔의 프로파일)의 개략도를 도시하는 도 5a 내지 도 5c를 참조한다. 도 5a 내지 도 5c는 조정 가능한 전자기 집광 렌즈를 포함하는 구성에서 빔 제한 개구 어레이(121)를 빠져나가는 빔렛(102_1, 102_2, 102_3)의 투영된 빔 프로파일을 도시하며, 이는 비축 빔렛(102_2, 102_3)이 빔 제한 개구 어레이(121)를 회전 각도로 조명하게 할 수 있다. 회전 각도는 1차 광축(100_1)을 따른 조정 가능한 집광 렌즈(110)의 주 평면(110_2)의 위치 또는 집속력에 따라 변경될 수 있다. 사전 빔렛 형성 메커니즘(172)의 평면(172P) 상의 투영된 빔 프로파일은 단지 예시적인 목적으로만 설명되는 가상 투영이다.
도 5a 내지 도 5c는 PC1, PC2 및 PC3으로 표시되는 다양한 빔 전류를 갖는 빔렛(102_1, 102_2, 102_3)의 프로파일을 도시한다. 사전 빔렛 형성 메커니즘(172)의 개구를 통과하는 빔렛의 전류는, 예를 들어, 1차 광축(100_1)을 따른 집광 렌즈(110)의 주 평면(110_2)의 위치 및 빔 제한 개구 어레이(121)의 대응하는 개구의 크기에 기초할 수 있다.
도 5a의 빔렛 프로파일(PC3)을 도 5b 및 도 5c의 빔렛 프로파일(PC2, PC1)과 각각 비교하면, 빔렛 프로파일(PC3)은 집광 렌즈(110), 전자 소스(101) 및 사전 빔렛 형성 메커니즘(172)의 상대적인 위치 결정에 기초하여 더 크게 나타난다. 예를 들어, 집광 렌즈(110)의 주 평면(110_2)이 전자 소스(101)에 더 근접하고 사전 빔렛 형성 메커니즘(172) 아래에 위치될 때, 빔렛 프로파일(PC3)은 집광 렌즈(110)의 주 평면(110_2)이 전자 소스(101)로부터 더 멀고 빔 제한 개구 어레이(121)에 더 근접하게 위치할 할 때보다 더 크게 나타날 수 있다.
도 5b를 참조하면, 집광 렌즈(110)의 주 평면(110_2)은 사전 빔렛 형성 메커니즘(172)과 빔 제한 개구 어레이(121) 사이의 거리의 중심에 더 근접하게 위치되어, 결과적으로, 중간 빔 전류를 갖고, 빔 제한 개구 어레이(121)를 빠져나가는 축상 빔렛(102_1) 및 비축 빔렛(102_2, 102_3)을 초래한다. 중간 빔 전류를 갖는 빔의 프로파일은 PC2로 표시된다.
도 5c를 참조하면, 집광 렌즈(110)의 주 평면(110_2)은 빔 제한 개구 어레이(121)에 더 근접하게 위치될 수 있고, 결과적으로, 빔 제한 개구 어레이(121)를 빠져나가는 축상 빔렛(102_1) 및 비축 빔렛(102_2, 102_3)의 더 작은 빔 전류를 초래한다. 작은 빔 전류를 갖는 빔의 투영은 도면 부호 PC1로 표시된다.
일부 실시예에서, 전자기 컴파운드 조정 가능 집광 렌즈(an electromagnetic compound adjustable condenser lens)를 포함하는 다중 빔 장치(300)에서 빔렛 프로파일(PC1, PC2 또는 PC3)의 위치는, 도 5a 내지 도 5c에 도시된 바와 같이, 곡선 경로를 따라 추적될 수 있도록, 양 축, 예를 들어, x축 및 y축을 따라 변경될 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 빔렛의 위치는 빔렛의 중심축의 위치로 지칭될 수 있다.
이제, 본 발명의 실시예에 따른, 사전 빔렛 형성 메커니즘(172)의 개구의 예시적인 배열의 개략도를 도시하는 도 6a 및 도 6b를 참조한다. 일부 실시예에서, 도 6a에 도시된 바와 같이, 사전 빔렛 형성 메커니즘(172)은 축상 개구(172_1) 및 도면 부호 172_2 및 172_3과 같은 비축 개구를 포함할 수 있다. 축상 개구(172_1)는 1차 하전 입자 빔(102)으로부터 축상 빔렛(102_1)을 생성하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 축상 개구(172_1)는 도면 부호 PC1, PC2 또는 PC3과 같은 다양한 크기의 빔렛이 통과할 수 있도록 충분히 클 수 있다. 일부 실시예에서, 축상 개구(172_1)의 기하학적 중심은 1차 광축(100_1)과 정렬될 수 있다. 축상 개구(172_1)는 원형, 타원형, 실질적으로 원형인 단면, 또는 다른 적절한 단면으로 이루어질 수 있다.
비축 개구(172_2, 172_3)는 비축 빔렛(102_2, 102_3)을 각각 생성하도록 구성될 수 있다. 도 6a에 도시된 바와 같이, 비축 개구(172_2, 172_3)는 쿨롱 효과를 최소화하기 위해 작은 전체 개구 크기를 유지하면서 높은 프로브 전류를 갖는 빔렛의 통과를 허용하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 비축 개구(예컨대, 개구(172_2, 172_3))는 타원형이고 장축을 따라 테이퍼링되거나, 단부가 라운딩된 원추대(conical frustum), 또는 다른 적절한 형상일 수 있다. 일부 실시예에서, 비축 개구는 축을 따라 대칭이거나 비대칭일 수 있다.
일부 실시예에서, 사전 빔렛 형성 메커니즘(172)을 빠져나가는 비축 빔렛(102_2)은 비축 개구(172_2)의 형상과 실질적으로 유사한 형상일 수 있다. 빔 제한 개구 어레이(121)의 개구를 빠져나가는 빔렛의 프로파일은, 집광 렌즈(110)의 위치 및 빔 제한 개구 어레이(121)의 개구 크기에 기초하여, 도면 부호 PC1, PC2 또는 PC3으로 표시될 수 있다. 비축 빔렛(102_2, 102_3)과 같은 빔 제한 개구 어레이(121)를 빠져나가는 비축 빔렛의 단면은 원형이거나 실질적으로 원형일 수 있다.
일부 실시예에서, 도 6b에 도시된 바와 같이, 사전 빔렛 형성 메커니즘(172)은 축상 개구(172_1) 및 도면 부호 172_2, 172_3, 172_4, 172_5, 172_6, 172_7, 172_8 및 172_9와 같은 8개의 비축 개구를 포함할 수 있고, 이는 1차 전자빔(102)으로부터 9개의 빔렛을 생성하도록 구성된다. 비축 개구는 축상 개구(172_1) 주위에 대칭적으로 또는 비대칭적으로 배열될 수 있다. 각각의 비축 개구는 형상, 크기 또는 단면이 균일할 수 있다. 일부 실시예에서, 비축 개구는 형상, 크기 또는 단면이 불균일할 수 있다. 도 6b는 9개의 개구를 나타내지만, 원하는 개수의 개구와 그에 대응하는 빔렛이 있을 수 있다는 점을 이해해야 한다.
이제, 본 발명의 실시예에 따른, 사전 빔렛 형성 메커니즘(172)의 개구의 예시적인 배열의 개략도를 도시하는 도 7a 및 도 7b를 참조한다. 일부 실시예에서, 도 7a에 도시된 바와 같이, 사전 빔렛 형성 메커니즘(172)은 축상 개구(172_1) 및 도면 부호 172_2C 및 172_3C와 같은 비축 개구를 포함할 수 있다. 비축 개구(예컨대, 도면 부호 172_2C 및 172_3C)는 만곡된 타원형일 수 있고, 개구가 xy 좌표의 원점에 접근함에 따라 테이퍼링될 수 있으며, 여기서, 1차 광축(100_1)은 원점에서 실질적으로 xy 평면을 통과한다. 일부 실시예에서, 비축 개구(172_2C, 172_3C)의 지향은 전자기 집광 렌즈를 통과할 때의 빔렛의 회전 각도, 및 빔 제한 개구 어레이(121)의 개구 위치에 기초할 수 있다. 일부 실시예에서, 빔렛의 회전은 집광 렌즈의 전기적 여기에 기초하여 변경될 수 있다.
일부 실시예에서, 도 7b에 도시된 바와 같이, 사전 빔렛 형성 메커니즘(172)은 축상 개구(172_1) 및 개구(172_2C, 172_3C, 172_4C, 172_5C, 172_6C, 172_7C, 172_8C, 172_9C)와 같은 8개의 비축 개구를 포함할 수 있고, 이는 1차 전자빔(102)으로부터 9개의 빔렛을 생성하도록 구성된다. 비축 개구는 인접한 개구와의 사이에서 중첩하지 않도록 배열될 수 있다. 일부 실시예에서, 비축 개구는 형상, 크기, 지향 또는 단면이 균일할 수 있다. 일부 실시예에서, 개구는 형상, 크기, 지향 또는 단면이 불균일할 수 있다.
일부 실시예에서, 사전 빔렛 형성 메커니즘(172)과 빔 제한 개구 어레이(121) 사이의 영역에서의 쿨롱 효과는 사전 빔렛 형성 메커니즘(172)의 개구에 의해 생성된 빔렛의 크기에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 비축 빔렛(예컨대, 도 6a의 도면 부호 102_2 및 102_3)은 축상 빔렛(예컨대, 도 6a의 도면 부호 102_1)에 비해 더 큰 쿨롱 효과를 가질 수 있는 데, 이는 비원형 축상 개구(예컨대, 도 6a의 도면 부호 172_2 또는 172_3)의 전체 영역이 원형 축상 개구(172_1)의 전체 면적보다 크기 때문이다. 축상 빔렛과 비축 빔렛 사이의 쿨롱 효과의 차이는 이미지 내에서 해상도의 차이를 초래할 수 있다. 예를 들어, 비축 빔렛(102_2, 102_3)에 의해 형성된 프로브 스팟에 대응하는 이미지의 영역은 축상 빔렛(102_1)에 의해 형성된 프로브 스팟에 대응하는 이미지의 영역보다 해상도가 더 낮을 수 있다. 이미지 내의 해상도 차이는 사용자가 결함을 안정적으로 분석 및 검출하는 능력에 영향을 미칠 수 있으므로 바람직하지 않을 수 있다.
이제, 본 발명의 실시예에 따른, 다중 빔 장치(300)에서의 사전 빔렛 형성 메커니즘(172)의 개구의 예시적인 배열의 개략도를 도시하는 도 8a 및 도 8b를 참조한다. 도 8a는 조정 가능한 회전 방지 정전 집광 렌즈(예컨대, 도 3의 집광 렌즈(110))를 포함하는 다중 빔 장치(300)에서의 3개 개구의 배열을 도시하며, 여기서, 회전 각도는 집광 렌즈(110)의 주 평면(110_2)의 위치 및 집속력이 변경되어도 변경되지 않는다. 도 8b는 비축 빔렛(102_2, 102_3)이 회전 각도로 빔 제한 개구 어레이(121)를 조명하게 할 수 있는 조정 가능한 전자기 집광 렌즈를 포함하는 다중 빔 장치(300)의 3개 개구의 배열을 도시한다. 회전 각도는 1차 광축(100_1)을 따른 조정 가능한 집광 렌즈(110)의 주 평면(예컨대, 도 3의 주 평면(110_2))의 위치 또는 집속력에 따라 변경될 수 있다.
도 8a 및 도 8b에 도시된 바와 같이, 축상 개구(172_1)의 크기는 축상 개구(172_1)와 비축 개구(예컨대, 도면 부호 172_2 및 172_3)의 전체 면적의 차이가 감소되도록 확대될 수 있으므로, 프로브 스팟(예컨대, 도 3의 프로브 스팟(102_1S, 102_2S, 102_3S))에 의해 생성되는 이미지 내의 해상도 차이를 최소화할 수 있다. 도 8a 및 도 8b는 원형 축상 개구(172_1)를 도시하지만, 타원형, 다각형, 삼각형, 또는 임의의 비원형 단면을 포함하는 다른 단면이 사용될 수 있지만, 이들로 한정되는 것은 아니다. 일부 실시예에서, 축상 개구(172_1)의 형상 및 크기는 비축 개구(예컨대, 도 8a의 비축 개구(172_2) 또는 도 8b의 비축 개구(172_2C))와 유사할 수 있다.
이제, 본 발명의 실시예에 따른, 빔 제한 개구 어레이(121)의 개구의 예시적인 배열을 도시하는 도 9를 참조한다. 도 9에서는 9개의 개구를 나타내지만, 빔 제한 개구 어레이(121)는 임의 개수의 개구를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 빔 제한 개구 어레이(121)는 정규 방식으로 배열된 개구, 예를 들어, 직사각형, 원형, 나선, 다각형 등을 갖는 패턴을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 빔 제한 개구 어레이(121)의 개구는 형상, 크기, 단면이나 피치, 또는 이들의 임의의 조합이 균일할 수 있다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, 개구가 원형인 어레이의 피치는 2개의 바로 인접한 개구의 중심 사이의 거리를 의미할 수 있다. 일부 실시예에서, 빔 제한 개구 어레이(121)의 개구는 무작위로 배열될 수 있고, 형상, 크기, 단면이나 피치, 또는 이들의 임의의 조합이 불균일할 수 있다.
일부 실시예에서, 빔 제한 개구 어레이(121)의 개구의 수는 샘플 표면에 입사되어 프로브 스팟을 생성하는 빔렛의 수를 결정할 수 있다. 일부 실시예에서, 빔 제한 개구 어레이(121)의 개구의 수는 사전 빔렛 형성 메커니즘(172)의 개구의 수와 같거나, 작거나, 많을 수 있다.
일부 실시예에서, 빔 제한 개구 어레이(121)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 집광 렌즈(110) 아래에 위치될 수 있다. 집광 렌즈(110)는 빔렛(102_1, 102_2, 102_3)이 1차 광축(100_1)에 실질적으로 평행하고 빔 제한 개구 어레이(121)에 수직으로 입사되도록 이들을 시준하게 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 집광 렌즈(110)는 빔렛이 1차 광축(100_1)에 실질적으로 평행하고 도 9의 빔 제한 개구 어레이(121)에 수직으로 입사되도록, 도 7b의 사전 빔렛 형성 메커니즘(172)의 개구(172_1~172_9)에 의해 생성된 빔렛을 시준할 수 있다. 빔 제한 개구 어레이(121)의 개구 크기는 소스 변환 유닛(120)을 빠져나가는 빔렛의 크기, 및 궁극적으로 샘플(190)의 표면상에 생성된 프로브 스팟의 크기를 결정할 수 있다.
이제, 본 발명의 실시예에 따른, 전자기 복합 집광 렌즈 및 빔 제한 개구 어레이(121)를 포함하는 다중 빔 장치(300)에서의 사전 빔렛 형성 메커니즘(172)의 개구의 예시적인 개요를 도시하는 도 10을 참조한다. 일부 실시예에서, 빔 제한 개구 어레이(121)의 개구의 피치는 너무 작아서, 사전 빔렛 형성 메커니즘(172)의 대응하는 비축 개구가, 도 10에 도시된 바와 같이, 부분적으로 중첩하는 영역(1010_1, 1010_2, 1010_3, 1010_4)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 비축 개구(1072_3, 1072_9)는 중첩 영역(1010_1)을 포함할 수 있고, 비축 개구(1072_5, 1072_8)는 중첩 영역(1010_2)을 포함할 수 있고, 비축 개구(1072_2, 1072_7)는 중첩 영역(1010_1)을 포함할 수 있으며, 비축 개구(1072_4, 1072_6)는 중첩 영역(1010_4)을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 중첩 영역은 형상 및 크기가 균일하거나, 불균일할 수 있다.
일부 실시예에서, 빔 제한 개구 어레이(121)의 개구 크기와 집광 렌즈(110)의 위치의 조합에 기초하는 프로브 전류의 큰 변동으로 인해 사전 빔렛 형성 메커니즘(172)의 개구 프로파일의 중첩이 야기될 수 있다. 예를 들어, 집광 렌즈가 작은 피치를 갖는 개구를 포함하는 빔 제한 개구 어레이(121)에 더 근접하게 위치되면, 사전 빔렛 형성 메커니즘(172)의 대응하는 개구는 부분적으로 중첩될 수 있다(예컨대, 중첩 영역(1010_1)).
이제, 본 발명의 실시예에 따른, 사전 빔렛 형성 메커니즘(172)의 부분적으로 중첩하는 개구의 예시적인 배열을 나타내는 도 11a를 참조한다. 도 11a의 사전 빔렛 형성 메커니즘(172)은 축상 개구(1172_1) 및 4개의 비축 병합 개구(1101C, 1102C, 1103C, 1104C)를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 도 10의 중첩 영역(1010)을 포함하는 사전 빔렛 형성 메커니즘(172)의 개구는 비축 병합 개구(1101C, 1102C, 1103C, 1104C)를 형성하도록 병합될 수 있다. 예를 들어, 비축 개구(1172_3, 1172_9)는 비축 병합 개구(1101C)를 형성하도록 병합될 수 있고, 비축 개구(1172_5, 1172_8)는 비축 병합 개구(1102C)를 형성하도록 병합될 수 있고, 비축 개구(1172_2, 1172_7)는 비축 병합 개구(1103C)를 형성하도록 병합될 수 있고, 비축 개구(1172_4, 1172_6)는 비축 병합 개구(1104C)를 형성하도록 병합될 수 있다.
일부 실시예에서, 도 11a의 축상 개구(1172_1)의 크기는, 예를 들어, 도면 부호 1101C와 같은 비축 병합 개구의 전체 영역과 축상 개구(1172_1) 사이의 차이를 감소시키기 위해 조정될 수 있으며, 그에 따라, 도 8a 및 도 8b와 관련하여 논의된 바와 같이, 다양한 쿨롱 효과로 인한 이미지 내의 해상도 차이를 최소화할 수 있다.
이제, 본 발명의 실시예에 따른, 사전 빔렛 형성 메커니즘(172B)의 개구의 예시적인 배열을 도시하는 도 11b를 참조한다. 도 11b의 사전 빔렛 형성 메커니즘(172B)은 축상 개구(1172_1) 및 적어도 비축 개구 세트(1105C)를 포함할 수 있다. 도 11b에 도시된 바와 같이, 일부 실시예에서, 사전 빔렛 형성 메커니즘(172B)은 복수의 비축 개구 세트(1105C)를 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 사전 빔렛 형성 메커니즘(172B)은 복수의 개구를 구비하는 평면 구조를 포함할 수 있다. 평면 구조는 금속, 합금, 복합 재료, 반도체 등을 포함하는 재료로 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 재료는 전기 전도체이거나, 전기 전도성 재료로 코팅될 수 있다. 사전 빔렛 형성 메커니즘(172B)의 개구는 기계적 기계 가공, MEMS(micro-electromechanical systems) 제조 기술, 화학적 에칭, 레이저 절단 등을 포함하는 기술을 사용하여 형성될 수 있지만, 이들로 한정되는 것은 아니다.
일부 실시예에서, 사전 빔렛 형성 메커니즘(172B)은 축상 개구(1172_1)의 기하학적 중심이 1차 광축(100_1)과 일치하도록 정렬될 수 있다. 축상 개구(1172_1)는 단면이 원형이거나 실질적으로 원형일 수 있다. 일부 실시예에서, 축상 개구(1172_1)에 의해 형성된 1차 축상 빔렛의 적어도 일부는 빔 제한 개구 어레이(121)의 축상 개구에 입사될 수 있다. 일부 실시예에서, 축상 개구(1172_1)의 크기는 빔 제한 개구 어레이(121)의 대응하는 축상 개구의 크기보다 크거나 실질적으로 유사하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 빔 제한 개구 어레이(121)의 축상 개구의 크기는 빔 제한 개구 어레이(121)를 빠져나가는 프로빙 빔렛의 크기를 결정할 수 있다.
다중 빔 SEM에서, 도구가 고해상도 이미징뿐만 아니라 저해상도 이미징에 사용될 수 있도록 큰 전류 범위를 갖는 다중 빔을 생성하는 것이 바람직할 수 있다. 크고 연속적인 전류 범위는 개구의 크기를 증가시킴으로서 달성할 수 있지만, 큰 개구는 다른 문제 중에서 구조(예컨대, 개구 어레이)의 기계적 및 구조적 무결성에 부정적인 영향을 미치고 쿨롱 상호 작용 효과를 증가시킬 수 있다. 기계적 및 구조적 무결성을 유지하면서 다중 빔 및 큰 전류 범위를 생성할 수 있게 하는 개구 어레이를 제조하는 것이 바람직할 수 있다.
일부 실시예에서, 사전 빔렛 형성 메커니즘(172B)은 예시적인 비축 개구(1105C_1, 1105C_2, 1105C_3, 1105C_4, 1105C_5, 1105C_6)를 포함하는 비축 개구 세트(1105C)를 포함할 수 있다. 비축 개구 세트(1105C)의 개구는 비슷한 크기의 큰 개구에 의해 제공되는 연속 전류 범위와 비교하여 이산 전류 범위를 갖는 빔렛의 생성을 가능하게 할 수 있다. 비축 개구 세트(1105C)가 6개의 비축 개구를 포함하는 것으로 도시되어 있지만, 적절한 경우, 임의 수의 비축 개구일 수 있다는 점이 이해된다.
도 11b에 도시된 바와 같이, 사전 빔렛 형성 메커니즘(172B)은 프로빙 빔렛의 5x5 어레이를 생성하도록 구성된 장치에 사용될 수 있다. 일부 실시예에서, 비축 개구 세트(1105C) 및 축상 개구(1172_1)의 각각은 도 3의 빔 제한 개구 어레이(121)의 대응하는 개구와 연관될 수 있다. 예를 들어, 이러한 연관에 기초하여, 사전 빔렛 형성 메커니즘(172B)의 비축 개구 세트의 수는 빔 제한 개구 어레이(121)의 비축 개구의 수와 동일할 수 있다. 따라서, 생성될 프로빙 빔렛의 수, 및 비축 개구 세트(1105C)와 사전 빔렛 형성 메커니즘(172B)의 축상 개구를 포함하는 개구의 수는 애플리케이션 및 원하는 개별 전류 설정의 수에 기초하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 7x7 어레이의 개구는 더 큰 전류 범위의 프로빙 빔렛이 필요한 애플리케이션에 사용될 수 있으며, 3x3 어레이의 개구는 공간 제한이 있는 애플리케이션이나 도구에 사용될 수 있다.
다중 빔 장치(예컨대, 도 1의 EBI 시스템(100))의 사전 빔렛 형성 메커니즘(172B)은 무엇보다도 본 명세서에 설명된 장점의 일부 또는 전부를 가질 수 있다.
i. 큰 빔 전류 범위 - 다중 빔 SEM으로 복수의 작업이나 기능을 수행하는 데 광범위한 빔 전류가 필요할 수 있다. 빔 전류의 범위는 쿨롱 상호 작용 효과를 감소시키면서, 도 11b에 도시된 바와 같이, 비축 개구 세트 내에 다양한 크기의 개구를 제공함으로써 확장될 수 있다.
ii. 강화된 구조적 무결성 - 비축 개구 세트 내의 개구는 사전 빔렛 형성 메커니즘(172B)의 재료에 의해 분리될 수 있으며, 그에 따라 샘플 검사를 위한 빔 전류의 범위를 증가시키면서 구조의 기계적 강성을 유지한다.
iii. 감소된 쿨롱 상호 작용 효과 - 쿨롱 상호 작용은 개구 어레이의 전송 구역의 함수이며, 따라서 큰 개구가 마련된 시스템에서 증가한다. 비축 개구 세트의 개구들은 전자의 전송 구역을 줄이면서 넓은 범위의 빔 전류를 생성할 수 있게 하여, 쿨롱 상호 작용 효과를 감소시키고 그 결과로 이미징 해상도를 향상시킨다.
iv. 제조 가능성 - 사전 빔렛 형성 메커니즘(172)과 같은 개구 어레이에서 개구를 제조하는 것은 전자가 통과하는 경로를 형성하기 위해 재료를 제거하는 것을 포함할 수 있다. 더 큰 개구는 연속 전류 범위를 증가시키지만, 개구가 형성된 후에, 남아 있는 부적절한 지지 재료로 인해 어레이의 제조 가능성에 부정적인 영향을 미칠 수 있다. 사전 빔렛 형성 메커니즘(172B)은 비축 개구 세트 내의 개구가, 사전 빔렛 형성 메커니즘(172B)이 만들어지는 재료에 의해 분리되기 때문에 쉽고 신뢰성 있게 제조될 수 있다.
일부 실시예에서, 비축 개구 세트(1105C)의 비축 개구(예컨대, 도면 부호 1105C_1, 1105C_2, 1105C_3, 1105C_4, 1105C_5, 및 1105C_6)는 크기가 상이할 수 있다. 도 11b에 도시된 바와 같이, 원형의 비축 개구의 반경은 다를 수 있다. 예를 들어, 개구(1105C_1)의 반경은 도면부호 1105C_2의 반경보다 작을 수 있고, 개구(1105C_2)의 반경은 개구(1105C_3)의 반경보다 작을 수 있고, 개구(1105C_3)의 반경은 개구(1105C_4)의 반경보다 작을 수 있고, 개구(1105C_4)은 반경은 개구(1105C_5)의 반경보다 작을 수 있고, 개구(1105C_5)의 반경은 개구(1105C_6)의 반경보다 작을 수 있다. 일부 실시예에서, 비축 개구 세트 중 적어도 2개의 비축 개구는 크기가 상이할 수 있다. 비축 개구의 크기는 비축 개구로부터 생성된 1차 빔렛의 전류를 결정할 수 있고, 상이한 크기의 개구는 더 큰 전류 범위를 갖는 빔렛을 생성하는 것을 허용할 수 있다. 일부 실시예에서, 비축 개구 세트(1105C)의 비축 개구는 빔 제한 개구 어레이(121)의 대응하는 비축 개구보다 작거나, 같거나, 클 수 있다.
일부 실시예에서, 비축 개구 세트(1105C)의 개구의 단면은 원형, 직사각형, 실질적으로 원형, 타원형 또는 다각형 등일 수 있다. 개구의 단면은 이에 따라 생성된 1차 빔렛의 단면 및 형상을 결정할 수 있다. 일부 실시예에서, 비축 개구 세트(1105C)는 상이한 단면을 갖는 개구를 포함할 수 있다. 예를 들어, 개구(1105C_1, 1105C_3)는 원형일 수 있고, 개구(1105C_2, 1105C_4)는 타원형일 수 있다.
일부 실시예에서, 비축 개구 세트(1105C)의 개구의 피치는 균일할 수 있다. 본 발명의 맥락에서, 그리고 원형 개구인 경우, 도 11b에 도시된 바와 같이, 피치는 바로 인접한 개구의 기하학적 중심 사이의 최단 거리로서 정의될 수 있다. 일부 실시예에서, 비축 개구 세트(1105C)의 개구 피치는 불균일할 수 있다.
일부 실시예에서, 비축 개구 세트(1105C)의 개구는 가상 경로(예컨대, 도 11b의 경로(1172_P1, 1172_P2))에 의해 표시된 바와 같이, 만곡된 경로를 따라 배치될 수 있다. 가상 경로(1172_P1, 1172_P2)를 나타내는 점선은 예시를 위한 것이다. 비축 개구 세트의 개구들이 배치되는 경로의 곡률 반경은 비축 개구 세트 사이에서 변할 수 있다는 것이 이해된다. 또한, 비축 개구 세트(예컨대, 도 11b의 도면 부호 1105C)의 개구가 상이한 곡률 반경을 갖는 다중 경로를 따라 배치될 수 있다는 것이 이해된다. 일부 실시예에서, 비축 개구 세트(1105C)의 개구는 직선 경로를 따라 배치될 수 있다. 일부 실시예에서, 비축 개구 세트(1105C)의 개구가 배치되는 경로는 집광 렌즈(110)의 특성에 기초할 수 있다.
일부 실시예에서, 비축 개구 세트는 하나 이상의 비축 개구 세트에 대응할 수 있도록 인접한 비축 개구 세트와 교차할 수 있다. 예를 들어, 개구(1105C_8)는 경로(1172_P1)를 따른 비축 개구 세트 및 경로(1172_P2)를 따른 비축 개구 세트에 대응할 수 있다. 일부 실시예에서, 비축 개구 세트는 비축 개구의 하나 이상의 세트와 교차할 수 있다. 일부 실시예에서, 비축 개구 세트 중 하나의 개구는 교차하는 비축 개구 세트 중 하나의 개구에 바로 인접하여 배치되어 개구의 적어도 일부가 서로 중첩될 수 있다.
비축 개구 세트(1105C)의 개구가 배치될 수 있는 경계를 나타내는 만곡되고 테이퍼링된 타원(1172_V)은 단지 예시 목적을 위한 시각적 보조에 불과하다는 점에 유의해야 한다.
일부 실시예에서, 비축 개구 세트(1105C)의 각 개구는 사전 빔렛 형성 메커니즘(172B)의 하류에 배치된 집광 렌즈(110)에 입사되는 1차 빔렛을 생성할 수 있다. 일부 실시예에서, 집광 렌즈(110)는 1차 빔렛이 빔 제한 개구 어레이(121)를 빠져나가는 복수의 프로빙 빔렛의 대응하는 프로빙 빔렛을 형성하게 하도록 구성된 조정 가능한 전자기 렌즈를 포함할 수 있다. 집광 렌즈(110)의 설정에 기초하여, 비축 개구 세트(1105C)의 개구에 의해 형성된 1차 빔렛은 회전 각도로 빔 제한 개구 어레이(121)의 대응하는 개구에 입사될 수 있다. 회전 각도는 1차 광축(100_1)을 따른 조정 가능한 집광 렌즈(110)의 주 평면(110_2)의 위치 또는 집속력에 따라 변경될 수 있다. 예를 들어, 집광 렌즈(110)가 전자 소스(101)에 더 근접하게 위치되면, 개구(1105C_6)로부터 생성된 프로빙 빔렛은 빔 제한 개구 어레이(121)의 대응하는 비축 개구에 입사될 수 있다. 빔 제한 개구 어레이(121)의 대응하는 비축 개구의 크기가 개구(1105C_6)의 크기보다 크면, 빔 제한 개구 어레이(121)의 대응하는 개구를 빠져나가는 프로빙 빔렛의 프로브 전류는 사전 빔렛 형성 메커니즘(172B)의 개구(1105C_6)의 크기에 기초하여 결정될 수 있다. 대안적으로, 빔 제한 개구 어레이(121)의 대응하는 비축 개구의 크기가 개구(1105C_6)의 크기보다 작으면, 빔 제한 개구 어레이(121)의 대응하는 개구를 빠져나가는 프로빙 빔렛의 프로브 전류는 빔 제한 개구 어레이(121)의 개구 크기에 기초하여 결정될 수 있다.
일부 실시예에서, 비축 개구 세트(1105C)는 또한 사전 빔렛 형성 개구 세트(1105C)로 지칭될 수 있다. 대응하는 프로빙 빔렛의 프로브 전류는 사전 빔렛 형성 개구 세트(1105C)의 개구의 특성에 기초하여 결정될 수 있다. 사전 빔렛 형성 개구 세트(1105C)의 각 개구(예컨대, 개구(1105C_1~1105_C6))는 프로빙 빔렛의 프로브 전류에 영향을 미치도록 구성될 수 있다. 사전 빔렛 형성 개구 세트(1105C)의 개구의 특성은 다른 배열 특성 중에서 크기, 형상 또는 위치를 포함할 수 있지만, 이들로 한정되는 것은 아니다. 프로빙 빔렛의 프로브 전류는, 예를 들어, 1차 빔렛을 형성하는 사전 빔렛 형성 개구 세트(1105C)의 개구 크기에 기초하여 별개로 조정 가능할 수 있다.
일부 실시예에서, 1차 광축(100_1)을 따른 집광 렌즈(110)의 위치의 조정은 대응하는 1차 빔렛에 의해 형성된 프로빙 빔렛의 프로브 전류에 영향을 미칠 수 있다. 예를 들어, 제 1 위치에 배치된 집광 렌즈(110)는 1차 전자빔(102)의 제 1 부분이 빔 전류값을 갖는 1차 빔렛을 형성하도록 사전 빔렛 형성 개구 세트(1105C)의 개구를 통과하게 할 수 있고, 제 1 위치와는 다른 제 2 위치에 배치된 집광 렌즈(110)는 1차 전자빔(102)의 제 2 부분이 다른 빔 전류값을 갖는 다른 1차 빔렛을 형성하도록 사전 빔렛 형성 개구 세트(1105C)의 다른 개구를 통과하게 할 수 있어, 대응하는 기본 빔렛으로부터 형성된 프로빙 빔렛의 프로브 전류에 영향을 미친다.
이제, 프로브 스팟 크기와 비축 개구 세트(1105C)의 개구에 의해 형성된 빔렛의 빔 전류 사이의 관계를 도시하는 도 11c를 참조한다. 도시된 바와 같이, 큰 개구(예컨대, 개구(1105C_6))는 더 많은 전자가 통과하게 할 수 있고, 그에 따라, 형성된 빔렛은 더 큰 전류값 및 더 큰 스팟 크기를 가질 수 있다. 작은 개구(예컨대, 도 11b의 개구(1105C_1))는 더 적은 수의 전자가 통과하게 할 수 있고, 그에 따라, 개구(1105C_1)에 의해 형성된 빔렛은 더 작은 전류값 및 더 작은 스팟 크기를 가질 수 있다. 더 작은 빔렛은 쿨롱 상호 작용 효과를 감소시키고, 결과적으로 이미징 해상도를 향상시킬 수 있다. 개구(1105C_1~1105C_6)가 동일한 크기를 갖는 일부 실시예에서, 개구에 의해 형성된 빔렛은 각각의 개구에 대해 상이한 전류값을 가질 수 있다. 또한, 하나의 개구에 의해 형성된 빔렛의 현재값은 가상 경로를 따라 인접한 개구에 의해 형성된 빔렛의 현재값보다 크거나 작을 수 있다.
이제, 본 발명의 실시예에 따른, 사전 빔렛 형성 메커니즘(172D)의 개구의 예시적인 배열을 도시하는 도 11d를 참조한다. 도 11b의 사전 빔렛 형성 메커니즘(172B)과 비교하여, 비축 개구 세트(1105C)는 적어도 하나의 비원형 개구(1105C_7)를 포함할 수 있다. 도 11d에 도시된 바와 같이, 개구(1105C_7)는 단면이 타원형일 수 있다. 테이퍼링된 타원형, 곡선형 타원형, 다각형 등을 포함하는 다른 단면을 갖는 개구도 사용될 수 있지만, 이들로 한정되는 것은 아니다.
일부 실시예에서, 사전 빔렛 형성 메커니즘(172D)의 개구(1105C_7)는 개구(1105C_7)로부터 생성된 빔렛의 빔 전류가 낮도록 1차 광축(100_1) 또는 축상 개구(1172_1)에 더 근접하게 위치될 수 있다. 더 큰 개구(1105C_7)는 낮은 빔 전류로 인해 낮은 쿨롱 상호 작용 효과를 유지하면서 연속적인 전류 범위를 제공하는 데 유용할 수 있다. 일부 실시예에서, 비축 개구(1105C)의 하나 이상의 세트는 개구(1105C_7)를 포함할 수 있다.
다중 빔 SEM에서, 도구가 고해상도 이미징뿐만 아니라 저해상도 이미징에 사용될 수 있도록 큰 전류 범위를 갖는 다중 빔을 생성하는 것이 바람직할 수 있다. 크고 연속적인 전류 범위는 개구의 크기를 증가시킴으로서 달성할 수 있지만, 큰 개구는 다른 문제들 중에서 쿨롱 상호 작용 효과를 증가시킬 수 있다. 고해상도 애플리케이션의 경우, 더 작은 개구가 더 작은 프로브 스팟을 생성할 수 있지만, 쿨롱 상호 작용 효과는 획득된 이미지의 해상도를 제한할 수 있다. 따라서, 쿨롱 상호 작용 효과를 감소시키고 이미지 해상도를 향상시키면서, 넓은 전류 범위에서 다중 빔을 생성할 수 있는 개구 어레이를 제조하는 것이 바람직할 수 있다.
쿨롱 상호 작용 효과를 완화하는 여러 방법 중 하나는 활성 개구의 어레이를 포함하는 사전 빔렛 형성 메커니즘(172B)을 사용하는 것을 포함할 수 있다. 본 발명의 맥락에서, "활성 개구"는 전계가 개구 또는 개구 어셈블리 내에서 생성되도록 전기적으로 활성화되도록 구성 가능한 개구 또는 개구 어셈블리를 의미한다.
이제, 상부 개구판(1120), 능동 편향기(1130) 및 바닥 개구판(1140)을 포함하는 예시적인 활성 개구(1105_C6A)의 확대도를 도시하는 도 11e를 참조한다. 활성 개구(1105_C6A)가 3개의 소자를 포함하는 것으로 도시되어 있지만, 적절한 경우, 스페이서 층, 마이크로렌즈와 같은 더 많은 소자가 있을 수 있음이 이해된다. 일부 실시예에서, 상부 개구판(1120), 능동 편향기(1130), 및 바닥 개구판(1140)은 그 사이에 배치된 임의의 스페이서 층 없이 적층될 수 있다. 일부 실시예에서, 활성 개구(1105_C6A)는 활성 개구 어셈블리 또는 활성 개구 스택으로도 지칭될 수 있다. 일부 실시예에서, 활성 개구(1105_C6A)는 상부 개구판(1120)을 포함하지 않을 수 있는 반면, 다른 실시예에서, 활성 개구(1105_C6A)는 바닥 개구판(1142)을 포함하지 않을 수 있다.
일부 실시예에서, 예를 들어, 도 11b의 사전 빔렛 형성 메커니즘(172B)의 개구(1105C_6)는 활성 개구를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 사전 빔렛 형성 메커니즘(172B)의 하나 이상의 비축 개구는 활성 개구를 포함할 수 있거나, 예를 들어, 도면 부호 1105C와 같은 비축 개구의 하나 이상의 세트는 활성 개구를 포함할 수 있거나, 사전 빔렛 형성 메커니즘(172B)은 활성 개구 어레이를 포함할 수 있다. 본 명세서에 사용되는 "활성 개구 어레이"는 도면 부호 1105_C6A와 같은 활성 개구의 어레이를 의미한다. 활성 개구 어레이는 상이한 크기, 단면, 형상, 구성 또는 재료의 활성 개구를 포함할 수 있다는 것이 이해된다.
일부 실시예에서, 활성 개구(1105_C6A)는 기계적 기계 가공, MEMS 제조 기술, 화학적 에칭, 레이저 절단, 미세 기계 가공 등을 포함하는 기술을 사용하여 제조된 활성 개구 어셈블리를 포함할 수 있지만, 이들로 한정되는 것은 아니다. 활성 개구 어레이를 포함하는 사전 빔렛 형성 메커니즘(172B)은 애플리케이션에 기초하여 전기 전도성, 반도체성 또는 절연 재료로 제조될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 활성 개구(1105_C6A)의 상부 개구판(1120), 능동 편향기(1130) 및 바닥 개구판(1140)은 반도체 재료를 사용하여 제조될 수 있고, 스페이서층(도 11e에 도시되지 않음)은 전기 절연 재료를 사용하여 제조될 수 있다.
일부 실시예에서, 상부 개구판(1120)은 원하는 전류 설정에 기초하여 1차 전자빔(102)의 전자의 일부가 통과하도록 구성될 수 있다. 상부 개구판(1120)은 상부 개구판(1120)이 제조되는 재료에 의해 분리된 복수의 비축 개구(1122)를 포함할 수 있다. 비축 개구(1122)는 단면이 원형, 타원형, 직사각형, 세장형, 비원형, 다각형인 개구를 포함할 수 있지만, 이들로 한정되는 것은 아니다. 사전 빔렛 형성 메커니즘(172B)의 활성 개구 어레이에서 비축 개구(1122)는 크기, 피치, 단면 등이 불균일할 수 있다.
일부 실시예에서, 바닥 개구판(1140)은 바닥 개구판(1140)이 제조되는 재료에 의해 분리된 복수의 비축 개구(1142)를 포함할 수 있다. 비축 개구(1142)는 단면이 원형, 타원형, 직사각형, 세장형, 비원형, 다각형인 개구를 포함할 수 있지만, 이들로 한정되는 것은 아니다. 사전 빔렛 형성 메커니즘(172B)의 활성 개구 어레이에서 비축 개구(1142)는 크기, 피치, 단면 등이 불균일할 수 있다. 일부 실시예에서, 비축 개구(1122)의 기하학적 중심은 대응하는 비축 개구(1142)의 기하학적 중심과 정렬될 수 있다. 일부 실시예에서, 비축 개구(1122) 및 대응하는 비축 개구(1142)의 크기는 실질적으로 유사할 수 있다.
일부 실시예에서, 상부 개구판(1120) 또는 바닥 개구판(1140)은 전기적으로 접지될 수 있다. 본 발명의 맥락에서, 전기적 접지는 인가된 전압이 측정되는 활성 개구(1105_C6A)의 기준점을 의미한다. 예를 들어, 상부 개구판(1120) 또는 바닥 개구판(1140)이 전기적으로 접지되고 +100V의 전압 신호가 능동 편향기(1130)에 인가되면, 능동 편향기(1130)에 인가되는 유효 전압은 +100V이다.
일부 실시예에서, 능동 편향기(1130)는 단극 편향기나, 1차 전자빔(102)의 전자 부분의 경로에 영향을 미치도록 전기적으로 활성화되도록 구성된 다극 편향기를 포함할 수 있다. 도 11e는 이극 편향기(dual-pole deflector)를 예시하지만, 능동 편향기(1130)는 적절하게 임의 수의 극을 포함할 수 있다. 능동 편향기(1130)의 극은 1차 광축(100_1)에 실질적으로 수직이고 상부 개구(1120) 또는 바닥 개구판(1140)에 실질적으로 평행인 평면을 따라 방사상으로 배열될 수 있다. 일부 실시예에서, 능동 편향판(1130)에 형성된 개구(1132)는 비축 개구(1122 또는 1142)와 비교하여 크기가 더 크거나 같을 수 있다.
비축 개구 세트의 개구들은 전자의 투과 구역을 감소시키면서 넓은 범위의 빔 전류를 생성할 수 있게 하여, 쿨롱 상호 작용 효과를 감소시킬 수 있지만, 쿨롱 상호 작용 효과의 추가 감소는 고해상도 애플리케이션에 바람직할 수 있다. 일부 실시예에서, 활성 개구 어레이는 쿨롱 상호 작용 효과를 추가로 감소시키면서 1차 전자빔(102)으로부터 복수의 비축 빔렛을 생성하도록 구성될 수 있다.
일부 실시예에서, 능동 편향기(1130)는 무엇보다도 원하는 전류 설정, 이미지 해상도, 전자의 편향 또는 빔렛 크기를 포함하는 인자에 기초하여 하나 이상의 극에 전기 신호를 인가함으로써 전기적으로 활성화될 수 있다. 일부 실시예에서, 전기 신호는 비축 개구(1122)를 빠져나가는 1차 전자빔(102)의 전자의 일부를 편향시키는 데 적합한 전압 신호를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 능동 편향기(1130)의 하나 이상의 극은 전기적으로 접지될 수 있고, 능동 편향기(1130)의 하나 이상의 극은 원하는 빔렛 특성에 기초하여 전기적으로 활성화되거나, 이들의 조합일 수 있다.
일부 실시예에서, 바닥 개구판(1140)은 대응하는 비축 개구(1132) 또는 대응하는 비축 개구(1122)와 정렬된 개구(1142)를 포함할 수 있다. 개구(1142)는 능동 편향판(1130)의 개구(1132)에 비해 크기가 더 작을 수 있다. 일부 실시예에서, 개구(1142)는 개구(1132)를 빠져나가는 편향된 전자를 차단하도록 구성될 수 있고, 이에 따라 더 적은 전자를 포함하는 빔렛을 생성하고, 그 결과로 생성된 빔렛 내의 쿨롱 상호 작용 효과를 감소시킨다.
일부 실시예에서, 장치(300)는 도면 부호 1105C와 같은 비축 활성 개구의 하나 이상의 세트를 포함하는 도 11b의 사전 빔렛 형성 메커니즘(172B)을 포함할 수 있고, 또한 도 3의 빔 제한 개구 어레이(121)를 포함할 수 있다. 활성 개구(1105_C6A)는 1차 전자빔(102)으로부터 1차 비축 빔렛(예컨대, 도 2의 빔렛(102_2))을 생성하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 빔 제한 개구(121_2)는, 예를 들어, 빔렛(102_2)을 수신하고, 대응하는 1차 빔렛으로부터 연관된 빔 전류를 갖는 프로빙 빔렛을 생성하도록 구성될 수 있다. 프로빙 빔렛의 연관된 빔 전류는 비축 개구(1122)의 크기, 또는 상부 개구판(1120)과 능동 편향기(1130) 사이의 전계, 또는 양쪽 모두에 적어도 기초하여 조정 가능할 수 있다.
일부 실시예에서, 프로빙 빔렛의 연관된 빔 전류는 개별 범위로 조정 가능할 수 있다. 예를 들어, 비축 활성 개구 세트(1105_CA)(도시되지 않았지만, 일부 실시예에서는 도 11b의 도면 부호 1105C와 유사함)는 복수의 비축 활성 개구(1105_C1A, 1105_C2A, 1105_C3A, 1105_C4A, 1105_C5A 및 1105_C6A, 도시되지 않았지만, 일부 실시예에서는 1105C_1 내지 1105C_6과 유사함)를 포함할 수 있다. 하나 이상의 비축 활성 개구는 크기, 형상 또는 단면이 서로 다를 수 있다. 비축 개구의 크기는 빔의 크기 또는 통과하는 전자의 수를 결정할 수 있으며, 그에 따라 빔이 통과하도록 디렉팅되는 비축 활성 개구의 크기에 기초하여 빔 전류의 조정이 가능할 수 있다. 비축 활성 개구 세트(1105_CA)는 필요에 따라 더 적거나 더 많은 활성 개구를 포함할 수 있다는 것이 이해된다.
일부 실시예에서, 능동 편향기(1130)에 인가되는 전압 신호는 고정되거나, 실질적으로 고정될 수 있다. 상부 개구판(1120) 및 능동 편향기(1130)에 인가된 고정 전압 신호의 결과로 형성된 전계는 고정되거나 실질적으로 고정될 수 있다. 그러한 경우에, 프로빙 빔렛의 빔 전류는 비축 개구(1122)의 선택된 개구 크기에 적어도 기초하여 조정될 수 있다. 일부 실시예에서, 선택된 비축 개구(1122)는 무엇보다도 재료, 원하는 분석, 해상도 피드백을 포함하는 인자에 기초하여 사전 결정되거나 동적으로 결정될 수 있지만, 이들로 한정되는 것은 아니다.
일부 실시예에서, 능동 편향기(1130)에 인가되는 전압 신호는 조정 가능할 수 있다. 능동 편향기(1130)에 인가된 조정 가능한 전압 신호의 결과로 형성된 전계는 조정 가능할 수 있다. 그러한 경우에, 프로빙 빔렛의 빔 전류는 상부 개구판(1120)과 능동 편향기(1130) 사이의 전계에 기초하여 결정될 수 있다. 상부 개구판(1120)과 능동 편향기(1130) 사이에 인가된 전압 신호의 차이에 의해 형성된 전계는 활성 개구(1105_C6A)를 통과하는 하전 입자(예컨대, 전자)의 일부의 경로를 편향시켜 주변 전자의 일부가 바닥 개구판(1140)에 의해 차단될 수 있다. 형성된 1차 빔렛은 전계로부터의 편향 및 주변 전자의 차단 결과로 더 적은 전자를 포함할 수 있고, 그에 따라 형성된 대응하는 프로빙 빔렛의 빔 전류가 감소될 수 있다.
일부 실시예에서, 활성 개구(1105_C6A)의 개구(1122)의 크기를 선택함으로써, 또는 상부 개구판(1120) 및 활성 편향기(1130)에 인가된 전압 신호의 차이를 조정하여 활성 개구(1105_C6A)의 전계를 조정함으로써, 또는 통과가 허용된 빔렛의 크기에 기초하여 프로빙 빔렛을 생성하도록 구성된 빔 제한 개구 어레이(121)의 개구를 선택함으로써, 또는 이들의 조합에 의해 프로빙 빔렛의 빔 전류가 조정될 수 있다.
이제, 본 발명의 실시예에 따른, 활성 개구(1105_C6A)의 단면도를 예시하는 도 11f를 참조한다. 도 11f에 도시된 바와 같이, 1차 전자빔(102)의 일부는 상부 개구판(1120)의 개구(1122)를 통해 활성 개구(1105_C6A)에 들어갈 수 있고, 빔렛(102_AA)은 바닥 개구판(1140)의 개구(1142)를 통해 활성 개구(1105_C6A)를 빠져나갈 수 있다. 일부 실시예에서, 능동 편향기(1130)는 1차 전자빔(102)의 주변 전자를 편향시키도록 전기적으로 활성화되어 바닥 개구판(1140)에 의해 차단될 수 있다. 주변 전자의 편향은 능동 편향기(1130)에 인가되는 전기 신호의 특성에 기초하여 결정될 수 있다. 전기 신호는 전압 신호를 포함할 수 있고, 전압 신호의 특성은 무엇보다도 극성이나 진폭을 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 능동 편향기(1130)의 전기적 활성화는 무엇보다도 애플리케이션, 원하는 분석 또는 시스템 성능에 기초하여 동적으로 조정될 수 있다. 예를 들어, 이미징 해상도는 피드백 메커니즘을 사용하여 획득된 스캔 해상도 정보에 기초하여 능동 편향기(1130)의 전기적 활성화를 조정함으로써 조정될 수 있다. 일부 실시예에서, 활성 개구(1105_C6A)는 회로(도 11e 및 도 11f에 도시되지 않음)를 사용하여 제어하도록 구성될 수 있다. 회로는 무엇보다도 마이크로프로세서, 감지 회로, 온-오프 드라이버 회로, 전압 조절 회로, 메모리, 타이밍 회로를 포함할 수 있다. 회로는 적절하게 다른 관련 구성 요소를 포함할 수 있다는 것이 이해된다.
일부 실시예에서, 현재 설정에 대응하는 실질적으로 유사한 개구 크기로 구성된 활성 개구 어레이에서 활성 개구의 편향기 극(diplector pole)이 전기적으로 그룹화될 수 있다. 실질적으로 유사한 크기로 구성된 활성 개구의 편향기 극의 전기적 그룹화는 전기적 연결의 수를 제한할 수 있고, 그에 따라 시스템 통합, 작동 및 제어를 개선할 수 있기 때문에 바람직할 수 있다.
이제, 본 발명의 실시예에 따른, 다중 빔 검사 도구를 사용하여 샘플을 관찰하는 예시적인 방법(1200)을 나타내는 처리 흐름도를 도시하는 도 12를 참조한다. 방법(1200)은, 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, EBI 시스템(100)의 제어기(50)에 의해 수행될 수 있다. 제어기(50)는 방법(1200)의 하나 이상의 단계를 구현하도록 프로그래밍될 수 있다. 예를 들어, 제어기(50)는 하전 입자 빔을 생성하고 다른 기능을 수행하기 위해 하전 입자 소스를 활성화하도록 하전 입자 빔 장치의 모듈에 지시할 수 있다.
단계 1210에서, 하전 입자 빔(예컨대, 도 2의 1차 전자빔(102))은 하전 입자 소스(예컨대, 도 2의 전자 소스(101))를 활성화함으로써 생성될 수 있다. 예를 들어, 전자 소스(101)는 1차 광축을 따라 형성된 1차 전자빔을 방출하도록 전력이 공급될 수 있다. 전자 소스는, 예를 들어, 제어 회로를 통해 전자 소스에 전력을 공급하는 제어기의 프로세서에 대한 소프트웨어, 애플리케이션 또는 명령어 세트를 사용하여 원격으로 활성화될 수 있다. 1차 전자빔은 총 개구판(예컨대, 도 2의 총 개구판(171)) 또는 개구 어레이(예컨대, 도 2의 사전 빔렛 형성 메커니즘(172)), 또는 양쪽 모두에 의해 트리밍될 수 있다.
단계 1220에서, 복수의 빔렛(예컨대, 도 3의 빔렛(102_1, 102_2, 102_3))은 사전 빔렛 형성 메커니즘(예컨대, 도 3의 사전 빔렛 형성 메커니즘(172))을 통과한 후에 생성될 수 있다. 생성된 빔렛의 수는 사전 빔렛 형성 메커니즘의 사전 트리밍 개구의 수에 기초할 수 있다. 설명을 위해, 예를 들어, 3개의 빔렛과 3개의 사전 트리밍 개구가 도 3에 도시된다. 1차 전자빔이 사전 빔렛 형성 메커니즘을 통과한 후에 생성된 빔렛은 축상 빔렛 및 적어도 하나의 비축 빔렛을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 복수의 비축 빔렛이 생성될 수 있다. 사전 빔렛 형성 메커니즘은 축상 개구 및 적어도 하나의 비축 개구를 포함할 수 있다. 축상 개구는 형상 또는 단면이 원형이거나 실질적으로 원형일 수 있다. 비축 개구는 라운딩 단부와 테이퍼링 폭을 갖는 세장형 개구일 수 있다. 일부 실시예에서, 비축 개구는 세장형 및 만곡형(예컨대, 도 7b의 비축 개구(172_2C ~ 172_9C)와 같음)일 수 있다. 일부 실시예에서, 하나 이상의 비축 개구는 제 2 개구(예컨대, 도 11a의 병합 개구(1101C ~ 1104C))와 중첩하는 제 1 개구를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 비축 개구의 형상은 프로빙 빔렛의 조정 가능한 프로브 전류와 연관된 대응하는 빔렛의 경로, 집광 렌즈 평면의 조정 가능성 및 제 2 개구 어레이의 특성에 기초할 수 있다.
단계 1230에서, 집광 렌즈(예컨대, 도 2의 집광 렌즈(110))의 평면(예컨대, 도 3의 주 평면(110_2))의 위치가 1차 광축을 따라 조정될 수 있다. 일부 실시예에서, 조정 가능한 평면은 집광 렌즈의 주 평면일 수 있다. 집광 렌즈의 주 평면의 위치는 빔 제한 개구 어레이에 의해 생성된 프로빙 빔렛의 프로브 전류를 조정하기 위해 사전 빔렛 형성 메커니즘 및 빔 제한 개구 어레이(예컨대, 도 3의 빔 제한 개구 어레이(121))의 위치와 관련하여 조정될 수 있다. 예를 들어, 집광 렌즈의 주 평면이 사전 빔렛 형성 메커니즘보다 빔 제한 개구 어레이에 더 가깝다면, 빔 제한 개구 어레이를 빠져나가는 축상 빔렛과 비축 빔렛의 빔 전류는 주 평면이 사전 빔렛 형성 메커니즘에 가까울 때보다 더 낮을 수 있다.
일부 실시예에서, 조정 가능한 전자기 집광 렌즈를 포함하는 다중 빔 장치에서, 비축 빔렛은 회전 각도로 빔 제한 개구 어레이를 조명할 수 있다. 회전 각도는 1차 광축을 따른 조정 가능한 집광 렌즈의 주 평면의 위치 또는 집속력에 따라 변경될 수 있다. 비축 빔렛이 빔 제한 개구 어레이의 대응하는 비축 개구를 통과하도록 하는 각도만큼 비축 빔렛을 회전할 수 있다.
일부 실시예에서, 집광 렌즈의 주 평면의 위치를 조정하는 것은 빔 제한 개구 어레이를 빠져나가는 프로빙 빔렛의 특성을 수정할 수 있다. 프로빙 빔렛의 특성은 프로빙 빔렛의 프로브 전류, 프로빙 빔렛이 생성될 수 있는 빔렛의 부분 등을 포함할 수 있지만, 이들로 한정되는 것은 아니다.
단계 1240에서, 빔 제한 개구 어레이(예컨대, 도 3 및 도 9의 빔 제한 개구 어레이(121))에 의해 복수의 빔렛으로부터 프로빙 빔렛이 생성될 수 있다. 프로빙 빔렛의 특성은 빔 제한 개구 어레이의 특성에 기초하여 결정될 수 있다. 빔 제한 개구 어레이의 특성은 크기, 단면, 형상, 피치, 개구의 위치 결정을 포함할 수 있지만, 이들로 한정되는 것은 아니다. 프로빙 빔렛의 특성은 빔 제한 개구 어레이의 하나 이상의 특성에 의해 결정될 수 있다.
일부 실시예에서, 빔 제한 개구 어레이의 위치는 고정될 수 있다. 예를 들어, 빔 제한 개구 어레이는 1차 광축에 수직인 평면상에 그리고 집광 렌즈 또는 사전 빔렛 형성 메커니즘으로부터 사전 결정된 거리에 배치될 수 있다. 일부 실시예에서, 빔 제한 개구 어레이는 균일한 형상, 크기, 단면 및 피치로 이루어진 개구를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 개구는 불균일할 수도 있다.
단계 1250에서, 빔 제한 개구 어레이에 의해 생성된 프로빙 빔렛은 포커싱되고 샘플(예컨대, 도 2의 샘플(190))을 향해 디렉팅되어 프로브 스팟(예컨대, 도 2의 프로브 스팟(102_1S, 102_2S, 102_3S))을 형성할 수 있다. 일부 실시예에서, 복수의 프로빙 빔렛 각각은 샘플 상에 프로브 스팟을 형성할 수 있다. 프로빙 빔렛은 대물 렌즈(예컨대, 도 3의 대물 렌즈(131))를 사용하여 포커싱될 수 있다. 프로빙 빔렛은 샘플 표면에 수직으로 입사될 수 있다. 샘플에 입사되는 프로빙 빔렛의 1차 전자는 2차 전자를 생성할 수 있다. 2차 전자는 2차 전자 검출기 또는 후방 산란 전자 검출기를 사용하여 검출될 수 있으며, 그에 따라 프로빙되는 샘플에 대한 정보를 알 수 있다.
이제, 본 발명의 실시예에 따른, 다중 빔 검사 도구를 사용하여 샘플을 관찰하는 예시적인 방법(1300)을 나타내는 처리 흐름도를 도시하는 도 13를 참조한다. 방법(1300)은, 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, EBI 시스템(100)의 제어기(50)에 의해 수행될 수 있다. 제어기(50)는 방법(1300)의 하나 이상의 단계를 구현하도록 프로그래밍될 수 있다. 예를 들어, 제어기(50)는 하전 입자 빔을 생성하고 다른 기능을 수행하기 위해 하전 입자 소스를 활성화하도록 하전 입자 빔 장치의 모듈에 지시할 수 있다.
단계 1310에서, 하전 입자 빔(예컨대, 도 2의 1차 전자빔(102))은 하전 입자 소스(예컨대, 도 2의 전자 소스(101))를 활성화함으로써 생성될 수 있다. 예를 들어, 전자 소스(101)는 1차 광축(예컨대, 도 2의 1차 광축(100_1))을 따라 형성된 1차 전자빔을 방출하도록 전력이 공급될 수 있다. 전자 소스는, 예를 들어, 제어 회로를 통해 전자 소스에 전력을 공급하는 제어기의 프로세서에 대한 소프트웨어, 애플리케이션 또는 명령어 세트를 사용하여 원격으로 활성화될 수 있다. 1차 전자빔은 총 개구판(예컨대, 도 2의 총 개구판(171)) 또는 개구 어레이(예컨대, 도 2의 사전 빔렛 형성 메커니즘(172)), 또는 양쪽 모두에 의해 트리밍될 수 있다.
단계 1320에서, 복수의 빔렛(예컨대, 도 3의 빔렛(102_1, 102_2, 102_ 11B))은 사전 빔렛 형성 메커니즘(예컨대, 도 11b의 사전 빔렛 형성 메커니즘(172B))을 통과한 후에 생성될 수 있다. 생성된 1차 빔렛의 수는 사전 빔렛 형성 메커니즘의 개구의 수에 기초할 수 있다. 설명을 위해, 예를 들어, 3개의 빔렛과 3개의 개구가 도 3에 도시된다. 1차 전자빔이 사전 빔렛 형성 메커니즘을 통과한 후에 생성된 빔렛은 1차 축상 빔렛 및 적어도 1차 비축 빔렛을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 복수의 비축 빔렛이 생성될 수 있다. 사전 빔렛 형성 메커니즘은 축상 개구 및 적어도 하나의 비축 개구 세트(예컨대, 도 11b의 비축 개구 세트(1105C))를 포함할 수 있다. 축상 개구는 형상 또는 단면이 원형이거나 실질적으로 원형일 수 있다. 비축 개구 세트의 개구들의 단면은 원형, 직사각형, 실질적으로 원형, 타원형 또는 다각형 등일 수 있다. 개구의 단면은 이에 따라 생성된 1차 빔렛의 단면 및 형상을 결정할 수 있다. 사전 빔렛 형성 메커니즘(172B)의 개구에 의해 생성된 1차 빔렛은 집광 렌즈(예컨대, 도 2의 집광 렌즈(110))에 입사될 수 있다.
단계 1330에서, 집광 렌즈의 평면(예컨대, 도 3의 주 평면(110_2))의 위치가 1차 광축을 따라 조정될 수 있다. 일부 실시예에서, 집광 렌즈(110)는 1차 빔렛이 빔 제한 개구 어레이(예컨대, 도 3 및 도 9의 빔 제한 개구 어레이(121))를 빠져나가는 대응하는 프로빙 빔렛을 형성하게 하도록 구성된 조정 가능한 전자기 렌즈를 포함할 수 있다. 집광 렌즈(110)의 설정에 기초하여, 비축 개구 세트 중 하나의 개구에 의해 형성된 1차 빔렛은 회전 각도로 빔 제한 개구 어레이의 대응하는 개구에 입사될 수 있다. 회전 각도는 1차 광축을 따른 조정 가능한 집광 렌즈의 주 평면의 위치 또는 집속력에 따라 변경될 수 있다. 예를 들어, 집광 렌즈가 전자 소스에 더 가깝게 위치되면, 개구(예컨대, 도 11b의 참조 부호 1105C_6)에서 생성된 프로빙 빔렛이 빔 제한 개구 어레이의 대응하는 비축 개구에 입사될 수 있다.
단계 1340에서, 복수의 프로빙 빔렛은 빔 제한 개구 어레이에 의한 복수의 1차 빔렛으로부터 생성될 수 있다. 축상 프로빙 빔렛은 대응하는 1차 축상 빔렛과 연관될 수 있고, 비축 프로빙 빔렛은 사전 빔렛 형성 메커니즘(172B)의 대응하는 비축 개구 세트와 연관될 수 있다. 형성된 프로빙 빔렛의 특성은 빔 제한 개구 어레이의 특성에 기초하여 결정될 수 있다. 빔 제한 개구 어레이의 특성은 크기, 단면, 형상, 피치, 개구의 위치 결정을 포함할 수 있지만, 이들로 한정되는 것은 아니다. 프로빙 빔렛의 특성은 빔 제한 개구 어레이의 하나 이상의 특성에 의해 결정될 수 있다.
단계 1350에서, 빔 제한 개구 어레이에 의해 생성된 프로빙 빔렛은 포커싱되고 샘플(예컨대, 도 2의 샘플(190))을 향해 디렉팅되어 프로브 스팟(예컨대, 도 2의 프로브 스팟(102_1S, 102_2S, 102_3S))을 형성할 수 있다. 일부 실시예에서, 복수의 프로빙 빔렛 각각은 샘플 상에 프로브 스팟을 형성할 수 있다. 프로빙 빔렛은 대물 렌즈(예컨대, 도 3의 대물 렌즈(131))를 사용하여 포커싱될 수 있다. 프로빙 빔렛은 샘플 표면에 수직으로 입사될 수 있다. 샘플에 입사되는 프로빙 빔렛의 1차 전자는 2차 전자를 생성할 수 있다. 2차 전자는 2차 전자 검출기 또는 후방 산란 전자 검출기를 사용하여 검출될 수 있으며, 그에 따라 프로빙되는 샘플에 대한 정보를 알 수 있다.
이제, 본 발명의 실시예에 따른, 다중 빔 검사 도구를 사용하여 샘플을 관찰하는 예시적인 방법(1400)을 나타내는 처리 흐름도를 도시하는 도 14를 참조한다. 방법(1400)은, 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, EBI 시스템(100)의 제어기(50)에 의해 수행될 수 있다. 제어기(50)는 방법(1400)의 하나 이상의 단계를 구현하도록 프로그래밍될 수 있다. 예를 들어, 제어기(50)는 하전 입자 빔을 생성하고 또한 다른 기능을 수행하기 위해 하전 입자 소스를 활성화하도록 하전 입자 빔 장치의 모듈에 지시할 수 있다.
단계 1410에서, 하전 입자 빔(예컨대, 도 2의 1차 전자빔(102))은 하전 입자 소스(예컨대, 도 2의 전자 소스(101))를 활성화함으로써 생성될 수 있다. 예를 들어, 전자 소스(101)는 1차 광축(예컨대, 도 2의 1차 광축(100_1))을 따라 형성된 1차 전자빔을 방출하도록 전력이 공급될 수 있다. 전자 소스는, 예를 들어, 제어 회로를 통해 전자 소스에 전력을 공급하는 제어기의 프로세서에 대한 소프트웨어, 애플리케이션 또는 명령어 세트를 사용하여 원격으로 활성화될 수 있다. 1차 전자빔은 총 개구판(예컨대, 도 2의 총 개구판(171)) 또는 개구 어레이(예컨대, 도 2의 사전 빔렛 형성 메커니즘(172)), 또는 양쪽 모두에 의해 트리밍될 수 있다.
단계 1420에서, 복수의 빔렛(예컨대, 도 3의 빔렛(102_1, 102_2, 102_ 11B))은 사전 빔렛 형성 메커니즘(예컨대, 도 11b의 사전 빔렛 형성 메커니즘(172B))을 통과한 후에 생성될 수 있다. 생성된 1차 빔렛의 수는 사전 빔렛 형성 메커니즘의 개구의 수에 기초할 수 있다. 설명을 위해, 예를 들어, 3개의 빔렛과 3개의 개구가 도 3에 도시된다. 1차 전자빔이 사전 빔렛 형성 메커니즘을 통과한 후에 생성된 빔렛은 1차 축상 빔렛 및 적어도 1차 비축 빔렛을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 복수의 비축 빔렛이 생성될 수 있다. 사전 빔렛 형성 메커니즘은 축상 개구 및 적어도 하나의 비축 개구 세트(예컨대, 도 11b의 비축 개구 세트(1105C))를 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 비축 개구 세트(1105C)는 활성 개구(예컨대, 도 11e의 활성 개구(1105_C6A))를 포함할 수 있다. 예시적인 활성 개구(1105_C6A)는 상부 개구판(예컨대, 도 11e의 상부 개구판(1120)), 능동 편향기(예컨대, 도 11e의 능동 편향기(1130)) 및 바닥 개구판(예컨대, 도 11e의 바닥 개구판(1140))을 포함할 수 있다. 활성 개구(1105_C6A)가 3개의 소자를 포함하는 것으로 도시되어 있지만, 적절한 경우, 스페이서 층, 마이크로렌즈와 같은 더 많은 소자가 있을 수 있음이 이해된다. 일부 실시예에서, 활성 개구(1105_C6A)는 기계적 기계 가공, MEMS 제조 기술, 화학적 에칭, 레이저 절단, 미세 기계 가공 등을 포함하는 기술을 사용하여 제조된 활성 개구 어셈블리를 포함할 수 있지만, 이들로 한정되는 것은 아니다. 활성 개구 어레이를 포함하는 사전 빔렛 형성 메커니즘(172B)은 애플리케이션에 기초하여 전기 전도성, 반도체성 또는 절연 재료로 제조될 수 있다.
상부 개구판은 1차 전자빔의 전자의 일부가 원하는 전류 설정에 기초하여 통과하도록 구성될 수 있다. 바닥 개구판은 상부 개구판이 제조되는 재료에 의해 분리된 복수의 비축 개구(예컨대, 도 11e의 개구(1142))를 포함할 수 있다. 상부 개구판 및 바닥 개구판은 전기적으로 접지되거나 기준 전압으로 유지될 수 있다. 능동 편향기는 단극 편향기나, 1차 전자빔의 전자 부분의 경로에 영향을 미치도록 전기적으로 활성화되도록 구성된 다극 편향기를 포함할 수 있다.
능동 편향기는 하나 이상의 극에 전기 신호를 인가함으로써 전기적으로 활성화될 수 있다. 일부 실시예에서, 전기 신호는 비축 개구(1122)를 빠져나가는 1차 전자빔의 전자의 일부를 편향시키는 데 적합한 전압 신호를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 능동 편향기는 1차 전자빔의 주변 전자를 편향시키도록 전기적으로 활성화되어 바닥 개구판에 의해 차단될 수 있다. 주변 전자의 편향은 능동 편향기에 인가되는 전기 신호의 특성에 기초하여 결정될 수 있다. 전기 신호는 전압 신호를 포함할 수 있고, 전압 신호의 특성은 무엇보다도 극성, 진폭을 포함할 수 있다.
축상 개구는 형상 또는 단면이 원형이거나 실질적으로 원형일 수 있다. 비축 개구 세트의 개구 단면은 원형, 직사각형, 실질적으로 원형, 타원형 또는 다각형 등일 수 있다. 개구의 단면은 이에 따라 생성된 1차 빔렛의 단면 및 형상을 결정할 수 있다. 사전 빔렛 형성 메커니즘(172B)의 개구에 의해 생성된 1차 빔렛은 집광 렌즈(예컨대, 도 2의 집광 렌즈(110))에 입사될 수 있다.
단계 1430에서, 복수의 프로빙 빔렛은 빔 제한 개구 어레이에 의한 복수의 1차 빔렛으로부터 생성될 수 있다. 축상 프로빙 빔렛은 대응하는 1차 축상 빔렛과 연관될 수 있고, 비축 프로빙 빔렛은 사전 빔렛 형성 메커니즘(172B)의 대응하는 비축 개구 세트와 연관될 수 있다. 형성된 프로빙 빔렛의 특성은 빔 제한 개구 어레이의 특성에 기초하여 결정될 수 있다. 빔 제한 개구 어레이의 특성은 크기, 단면, 형상, 피치, 개구의 위치 결정을 포함할 수 있지만, 이들로 한정되는 것은 아니다. 프로빙 빔렛의 특성은 빔 제한 개구 어레이의 하나 이상의 특성에 의해 결정될 수 있다.
단계 1440에서, 빔 제한 개구 어레이에 의해 생성된 프로빙 빔렛은 포커싱되고 샘플(예컨대, 도 2의 샘플(190))을 향해 디렉팅되어 프로브 스팟(예컨대, 도 2의 프로브 스팟(102_1S, 102_2S, 102_3S))을 형성할 수 있다. 일부 실시예에서, 복수의 프로빙 빔렛 각각은 샘플 상에 프로브 스팟을 형성할 수 있다. 프로빙 빔렛은 대물 렌즈(예컨대, 도 3의 대물 렌즈(131))를 사용하여 포커싱될 수 있다. 프로빙 빔렛은 샘플 표면에 수직으로 입사될 수 있다. 샘플에 입사되는 프로빙 빔렛의 1차 전자는 2차 전자를 생성할 수 있다. 2차 전자는 2차 전자 검출기 또는 후방 산란 전자 검출기를 사용하여 검출될 수 있으며, 그에 따라 프로빙되는 샘플에 대한 정보를 알 수 있다.
실시예는 다음 항목을 사용하여 추가로 설명될 수 있다.
1. 하전 입자 빔 장치는,
1차 광축을 따라 1차 하전 입자 빔을 생성하도록 구성된 하전 입자 소스와,
1차 하전 입자 빔으로부터 복수의 1차 빔렛을 생성하도록 구성된 복수의 제 1 개구를 포함하는 제 1 개구 어레이와,
1차 광축을 따라 조정 가능한 평면을 포함하는 집광 렌즈, 및
복수의 프로빙 빔렛을 생성하도록 구성된 복수의 제 2 개구를 포함하는 제 2 개구 어레이를 포함하되,
복수의 프로빙 빔렛의 각각은 대응하는 1차 빔렛의 하전 입자의 일부를 포함하고, 또한
하전 입자의 일부는 적어도 집광 렌즈의 평면 위치 및 제 2 개구 어레이의 특성에 기초하여 결정된다.
2. 항목 1의 장치에서, 제 1 개구 어레이는 하전 입자 소스와 집광 렌즈 사이에 배치된 사전 빔렛 형성 개구 어레이를 포함한다.
3. 항목 1 및 항목 2 중 어느 하나의 장치에서, 제 1 개구 어레이는 축상 빔렛을 생성하도록 구성된 축상 개구를 포함하고, 축상 빔렛은, 제 2 개구 어레이의 축상 개구에 입사된다.
4. 항목 1 내지 항목 3 중 어느 하나의 장치에서, 제 1 개구 어레이는 비축 빔렛을 생성하도록 구성된 비축 개구를 포함하고, 비축 빔렛은 제 2 개구 어레이의 대응하는 비축 개구에 입사된다.
5. 항목 4의 장치에서, 제 1 개구 어레이의 비축 개구는 라운딩 단부 및 테이퍼링 폭을 갖는 세장형 개구(an elongated aperture)를 포함한다.
6. 항목 5의 장치에서, 제 1 개구 어레이의 비축 개구는 만곡형이다.
7. 항목 4 내지 항목 6 중 어느 하나의 장치에서, 비축 개구는 폭이 1차 광축을 향해 테이퍼링되도록 지향된다.
8. 항목 4 내지 항목 7 중 어느 하나의 장치에서, 집광 렌즈는 비축 빔렛의 일부로 하여금 복수의 프로빙 빔렛 중 대응하는 프로빙 빔렛을 형성하게 하도록 구성된다.
9. 항목 1 내지 항목 8 중 어느 하나의 장치에서, 제 2 개구 어레이는 집광 렌즈와 대물 렌즈 사이에 배치된 빔 제한 개구 어레이를 포함한다.
10. 항목 1 내지 항목 9 중 어느 하나의 장치에서, 복수의 제 2 개구는 복수의 프로빙 빔렛의 크기 및 형상을 결정하도록 구성된다.
11. 항목 1 내지 항목 10 중 어느 하나의 장치에서, 제 2 개구 어레이의 특성은 복수의 제 2 개구의 크기, 형상 및 배열 중 적어도 하나를 포함한다.
12. 항목 1 내지 항목 11 중 어느 하나의 장치에서, 집광 렌즈는 정전기, 전자기 또는 전자기 복합 렌즈를 포함한다.
13. 항목 1 내지 항목 12 중 어느 하나의 장치에서, 복수의 제 1 개구는 복수의 비축 개구를 포함한다.
14. 항목 13의 장치에서, 복수의 비축 개구는 제 2 비축 개구와 중첩하는 제 1 비축 개구를 구비하는 개구를 포함하고, 여기서, 제 1 비축 개구는 제 2 개구 어레이로 하여금 제 1 비축 프로빙 빔렛을 생성할 수 있게 하고, 제 2 비축 개구는 제 2 개구 어레이로 하여금 제 2 비축 프로빙 빔렛을 생성할 수 있게 한다.
15. 항목 13의 장치에서, 제 1 개구 어레이의 복수의 비축 개구의 각각은 제 1 개구 어레이의 기판 재료에 의해 분리된다.
16. 항목 3 내지 항목 15 중 어느 하나의 장치에서, 제 1 개구 어레이의 축상 개구는 실질적으로 원형이다.
17. 항목 4 내지 항목 16 중 어느 하나의 장치에서, 제 1 개구 어레이의 축상 개구의 면적은 비축 개구의 면적과 실질적으로 유사하다.
18. 제 1 개구 어레이는,
1차 하전 입자 빔으로부터 복수의 1차 빔렛을 생성하도록 구성된 복수의 제 1 개구를 포함하되,
복수의 1차 빔렛 중 하나의 1차 빔렛의 하전 입자의 일부는 복수의 프로빙 빔렛 중 대응하는 프로빙 빔렛을 형성하고,
하전 입자의 일부는 적어도 집광 렌즈의 평면 위치와 복수의 프로빙 빔렛을 생성하도록 구성된 제 2 개구 어레이의 특성에 기초하여 결정된다.
19. 항목 18의 제 1 개구 어레이는, 하전 입자 소스와 집광 렌즈 사이에 배치된 사전 빔렛 형성 개구 어레이를 더 포함한다.
20. 항목 18 및 항목 19 중 어느 하나의 제 1 개구 어레이는, 축상 빔렛을 생성하도록 구성된 축상 개구를 더 포함하고, 축상 빔렛은 제 2 개구 어레이의 축상 개구에 입사된다.
21. 항목 18 내지 항목 20 중 어느 하나의 제 1 개구 어레이는, 비축 빔렛을 생성하도록 구성된 비축 개구를 더 포함하고, 비축 빔렛은 제 2 개구 어레이의 대응하는 비축 개구에 입사된다.
22. 항목 21의 제 1 개구 어레이에서, 비축 개구는 라운딩 단부 및 테이퍼링 폭을 갖는 세장형 개구를 포함한다.
23. 항목 22의 제 1 개구 어레이에서, 비축 개구는 만곡형이다.
24. 항목 21 내지 항목 23 중 어느 하나의 제 1 개구 어레이에서, 비축 개구는 폭이 1차 광축을 향해 테이퍼링되도록 지향된다.
25. 항목 18 내지 항목 24 중 어느 하나의 제 1 개구 어레이에서, 복수의 제 1 개구는 복수의 비축 개구를 포함한다.
26. 항목 25의 제 1 개구 어레이에서, 복수의 비축 개구는 제 2 비축 개구와 중첩하는 제 1 비축 개구를 구비하는 개구를 포함하고, 여기서, 제 1 비축 개구는 제 2 개구 어레이로 하여금 제 1 비축 프로빙 빔렛을 생성할 수 있게 하고, 제 2 비축 개구는 제 2 개구 어레이로 하여금 제 2 비축 프로빙 빔렛을 생성할 수 있게 한다.
27. 항목 25 및 항목 26 중 어느 하나의 제 1 개구 어레이에서, 복수의 비축 개구 각각은 제 1 개구 어레이의 기판 재료에 의해 분리된다.
28. 항목 20 내지 항목 27 중 어느 하나의 제 1 개구 어레이에서, 축상 개구는 실질적으로 원형이다.
29. 항목 21 내지 항목 28 중 어느 하나의 제 1 개구 어레이에서, 제 1 개구 어레이의 축상 개구의 면적은 비축 개구의 면적과 실질적으로 유사하다.
30. 다중 빔 장치를 사용하여 샘플을 관찰하는 방법으로서,
1차 하전 입자 빔을 생성하기 위해 하전 입자 소스를 활성화하는 단계와,
제 1 개구 어레이를 사용하여, 1차 하전 입자 빔으로부터 복수의 1차 빔렛을 생성하는 단계와,
제 2 개구 어레이를 사용하여, 복수의 1차 빔렛에 대응하는 복수의 프로빙 빔렛을 생성하는 단계와,
제 1 및 제 2 개구 어레이와 관련하여 1차 광축을 따라 집광 렌즈의 평면 위치를 조정하는 단계, 및
복수의 프로빙 빔렛으로부터, 샘플의 표면에 입사되는 복수의 프로브 스팟을 생성하는 단계를 포함하되,
복수의 프로빙 빔렛의 각각은 복수의 1차 빔렛의 대응하는 1차 빔렛의 하전 입자의 일부를 포함하고, 또한
하전 입자의 일부는 적어도 집광 렌즈의 평면 위치 및 제 2 개구 어레이의 특성에 기초하여 결정된다.
31. 항목 30의 방법에서, 집광 렌즈의 평면 위치를 조정하는 단계는 프로빙 빔렛의 특성을 수정한다.
32. 항목 30 및 항목 31 중 어느 하나의 방법에서, 집광 렌즈의 평면 위치를 조정하는 단계는 프로빙 빔렛의 전류를 수정한다.
33. 항목 30 내지 항목 32 중 어느 하나의 방법에서, 복수의 1차 빔렛을 생성하는 단계는 축상 빔렛 및 비축 빔렛을 생성하는 단계를 포함한다.
34. 항목 33의 방법에서, 집광 렌즈를 사용하여, 비축 빔렛의 일부가 복수의 프로빙 빔렛의 대응하는 프로빙 빔렛을 형성하게 하는 단계를 더 포함한다.
35. 제 1 및 제 2 개구 어레이를 구비하는 다중 빔 장치의 하나 이상의 프로세서에 의해 실행되어 다중 빔 장치가 하기의 방법을 수행하게 하는 명령어 세트를 저장하는 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체로서,
방법은,
1차 하전 입자 빔을 생성하기 위해 하전 입자 소스를 활성화하는 단계, 및
제 1 개구 어레이 및 제 2 개구 어레이와 관련하여 1차 광축을 따라 집광 렌즈의 평면 위치를 조정하는 단계를 포함하되,
제 1 개구 어레이는 복수의 제 1 개구를 사용하여 1차 하전 입자 빔으로부터 복수의 1차 빔렛을 생성하도록 구성되고,
복수의 1차 빔렛 중 하나의 1차 빔렛의 하전 입자의 일부는 하나의 대응하는 프로빙 빔렛을 형성하고,
하전 입자의 일부는 적어도 집광 렌즈의 평면 위치 및 제 2 개구 어레이의 특성에 기초하여 결정된다.
36. 하전 입자 빔 장치는,
1차 광축을 따라 1차 하전 입자 빔을 생성하도록 구성된 하전 입자 소스와,
1차 하전 입자 빔으로부터 복수의 1차 빔렛을 형성하도록 구성된 복수의 개구 세트를 포함하는 제 1 개구 어레이와,
1차 광축에 수직인 평면에 배치된 집광 렌즈, 및
복수의 프로빙 빔렛을 생성하도록 구성된 복수의 개구를 포함하는 제 2 개구 어레이를 포함하되,
복수의 프로빙 빔렛 중 하나의 프로빙 빔렛은 제 1 개구 어레이 중 하나의 개구 세트와 연관되고, 또한
프로빙 빔렛을 형성하는 개구 세트 중 하나의 개구는 적어도 집광 렌즈의 특성에 기초하여 결정된다.
37. 항목 36의 장치에서, 제 1 개구 어레이는 하전 입자 소스와 집광 렌즈 사이에 배치된 사전 빔렛 형성 개구 어레이를 포함한다.
38. 항목 36 및 항목 37 중 어느 하나의 장치에서, 제 1 개구 어레이는 1차 축상 빔렛을 생성하도록 구성된 축상 개구를 포함하고, 1차 축상 빔렛은 제 2 개구 어레이의 축상 개구에 입사된다.
39. 항목 36 내지 항목 38 중 어느 하나의 장치에서, 제 1 개구 어레이는 복수의 1차 비축 빔렛을 생성하도록 구성된 복수의 비축 개구 세트를 포함하고, 1차 비축 빔렛은 제 2 개구 어레이의 대응하는 비축 개구에 입사된다.
40. 항목 36 내지 항목 39 중 어느 하나의 장치에서, 복수 세트의 비축 개구의 세트는 만곡 경로를 따라 배치된 개구를 포함한다.
41. 항목 36 내지 항목 40 중 어느 하나의 장치에서, 복수 세트의 비축 개구의 세트는 크기가 상이한 적어도 2개의 개구를 포함한다.
42. 항목 36 내지 항목 41 중 어느 하나의 장치에서, 복수 세트의 비축 개구의 세트는 대응하는 1차 빔렛의 전류를 결정하도록 크기가 정해진 개구를 포함한다.
43. 항목 36 내지 항목 42 중 어느 하나의 장치에서, 복수 세트의 비축 개구의 세트는 피치가 균일한 개구를 포함한다.
44. 항목 36 내지 항목 42 중 어느 하나의 장치에서, 복수 세트의 비축 개구의 세트는 피치가 불균일한 개구를 포함한다.
45. 항목 36 내지 항목 44 중 어느 하나의 장치에서, 복수의 비축 개구 세트는 단면이 원형, 직사각형, 타원형 또는 다각형인 개구를 포함한다.
46. 항목 36 내지 항목 45 중 어느 하나의 장치에서, 집광 렌즈는 복수의 1차 빔렛 중 하나의 1차 빔렛이 복수의 프로빙 빔렛 중 하나의 대응하는 프로빙 빔렛을 형성하게 하도록 구성된다.
47. 항목 36 내지 항목 46 중 어느 하나의 장치에서, 제 2 개구 어레이는 집광 렌즈와 대물 렌즈 사이에 배치된 빔 제한 개구 어레이를 포함한다.
48. 항목 36 내지 항목 47 중 어느 하나의 장치에서, 복수의 제 2 개구는 복수의 프로빙 빔렛의 크기 및 형상을 결정하도록 구성된다.
49. 항목 36 내지 항목 48 중 어느 하나의 장치에서, 집광 렌즈는 정전기, 전자기 또는 전자기 복합 렌즈를 포함한다.
50. 항목 38 내지 항목 49 중 어느 하나의 장치에서, 제 1 개구 어레이의 축상 개구는 실질적으로 원형이다.
51. 제 1 개구 어레이는,
1차 하전 입자 빔으로부터 복수의 1차 빔렛을 형성하도록 구성된 복수 세트의 개구를 포함하되,
복수의 프로빙 빔렛 중 하나의 프로빙 빔렛은 제 1 개구 어레이 중 복수 세트의 개구의 세트와 연관되고,
프로빙 빔렛을 형성하는 개구 세트 중 하나의 개구는 적어도 집광 렌즈의 특성에 기초하여 결정된다.
52. 항목 51의 제 1 개구 어레이는, 하전 입자 소스와 집광 렌즈 사이에 배치된 사전 빔렛 형성 개구 어레이를 더 포함한다.
53. 항목 51 및 항목 52 중 어느 하나의 제 1 개구 어레이에서, 1차 축상 빔렛을 생성하도록 구성된 축상 개구를 더 포함하고, 1차 축상 빔렛은 제 2 개구 어레이의 축상 개구에 입사된다.
54. 항목 53의 제 1 개구 어레이에서, 축상 개구는 실질적으로 원형이다.
55. 항목 51 내지 항목 54 중 어느 하나의 제 1 개구 어레이에서, 복수 세트의 비축 개구는 복수의 비축 빔렛을 생성하도록 구성되고, 비축 빔렛은 제 2 개구 어레이의 대응하는 비축 개구에 입사된다.
56. 항목 51 내지 항목 55 중 어느 하나의 제 1 개구 어레이에서, 복수 세트의 비축 개구의 세트는 만곡 경로를 따라 배치된 개구를 포함한다.
57. 항목 51 내지 항목 56 중 어느 하나의 제 1 개구 어레이에서, 복수 세트의 비축 개구의 세트는 크기가 상이한 적어도 2개의 개구를 포함한다.
58. 항목 51 내지 항목 57 중 어느 하나의 제 1 개구 어레이에서, 복수 세트의 비축 개구의 세트는 대응하는 1차 빔렛의 전류를 결정하도록 크기가 정해진 개구를 포함한다.
59. 항목 51 내지 항목 58 중 어느 하나의 제 1 개구 어레이에서, 복수 세트의 비축 개구의 세트는 피치가 균일한 개구를 포함한다.
60. 항목 51 내지 항목 58 중 어느 하나의 제 1 개구 어레이에서, 복수 세트의 비축 개구의 세트는 피치가 불균일한 개구를 포함한다.
61. 항목 51 내지 항목 60 중 어느 하나의 제 1 개구 어레이에서, 복수의 비축 개구 세트는 원형, 직사각형, 타원형 또는 다각형 단면을 갖는 개구를 포함한다.
62. 다중 빔 장치를 사용하여 샘플을 관찰하는 방법으로서,
1차 하전 입자 빔을 생성하기 위해 하전 입자 소스를 활성화하는 단계와,
제 1 개구 어레이를 사용하여, 1차 하전 입자 빔으로부터 복수의 1차 빔렛을 생성하는 단계와,
제 2 개구 어레이를 사용하여, 복수의 1차 빔렛에 대응하는 복수의 프로빙 빔렛을 생성하는 단계와,
제 1 및 제 2 개구 어레이와 관련하여 1차 광축을 따라 집광 렌즈의 평면 위치를 조정하는 단계, 및
복수의 프로빙 빔렛으로부터, 샘플의 표면에 입사되는 복수의 프로브 스팟을 생성하는 단계를 포함하되,
복수의 프로빙 빔렛 중 하나의 프로빙 빔렛은 제 1 개구 어레이 중 하나의 개구 세트와 연관되고, 또한
프로빙 빔렛을 형성하는 개구 세트 중 하나의 개구는 적어도 집광 렌즈의 특성에 기초하여 결정된다.
63. 항목 62의 방법에서, 집광 렌즈의 평면 위치를 조정하는 단계는 프로빙 빔렛의 특성을 수정한다.
64. 항목 62 및 항목 63 중 어느 하나의 방법에서, 집광 렌즈의 평면 위치를 조정하는 단계는 프로빙 빔렛의 전류를 수정한다.
65. 항목 62 내지 항목 64 중 어느 하나의 방법에서, 복수의 1차 빔렛을 생성하는 단계는 1차 축상 빔렛 및 1차 비축 빔렛을 생성하는 단계를 포함한다.
66. 항목 65의 방법에서, 집광 렌즈를 사용하여, 1차 비축 빔렛이 복수의 프로빙 빔렛의 대응하는 프로빙 빔렛을 형성하게 하는 단계를 더 포함한다.
67. 제 1 및 제 2 개구 어레이를 구비하는 다중 빔 장치의 하나 이상의 프로세서에 의해 실행되어 다중 빔 장치가 방법을 수행하게 하는 명령어 세트를 저장하는 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체로서,
1차 하전 입자 빔을 생성하기 위해 하전 입자 소스를 활성화하는 단계, 및
제 1 개구 어레이 및 제 2 개구 어레이와 관련하여 1차 광축을 따라 집광 렌즈의 평면 위치를 조정하는 단계를 포함하되,
제 1 개구 어레이는 복수 세트의 개구를 사용하여 1차 하전 입자 빔으로부터 복수의 1차 빔렛을 생성하도록 구성되고,
복수의 1차 빔렛 중 하나의 1차 빔렛은 하나의 대응하는 프로빙 빔렛을 형성하고, 또한
프로빙 빔렛을 형성하는 개구 세트 중 하나의 개구는 적어도 집광 렌즈의 특성에 기초하여 결정된다.
68. 하전 입자 빔 장치는,
1차 하전 입자 빔으로부터 복수의 1차 빔렛을 형성하도록 구성된 복수의 제 1 개구를 포함하는 제 1 개구 어레이를 포함하되,
복수의 제 1 개구 중 하나의 개구는,
제 1 전압이 되도록 구성된 제 1 개구판, 및
전계를 생성하기 위한 제 1 전압과는 다른 제 2 전압이 되도록 구성된 제 2 개구판을 포함하되, 이는 1차 하전 입자 빔의 하전 입자 경로를 조정 가능하게 한다.
69. 항목 68의 장치는, 제 1 전압과 실질적으로 유사한 제 3 전압이 되도록 구성된 제 3 개구판을 더 포함한다.
70. 항목 68 및 항목 69 중 어느 하나의 장치로서,
1차 광축을 따라 조정 가능한 평면을 포함하는 집광 렌즈, 및
복수의 프로빙 빔렛을 생성하도록 구성된 복수의 제 2 개구를 포함하는 제 2 개구 어레이를 포함하되,
복수의 프로빙 빔렛의 각각은, 대응하는 1차 빔렛의 하전 입자의 일부를 포함하고, 하전 입자의 일부는 적어도 집광 렌즈의 평면 위치와 제 2 개구 어레이의 특성에 기초한다.
71. 항목 69 및 항목 70 중 어느 하나의 장치에서, 제 1 및 제 3 전압은 기준 전압을 포함한다.
72. 항목 68 내지 항목 71 중 어느 하나의 장치에서, 제 2 개구판은 전기적 활성화에 응답하여 하전 입자의 경로를 조정하도록 구성된 하전 입자 빔 편향기(charged-particle beam deflector)를 포함한다.
73. 항목 72의 장치에서, 하전 입자 빔 편향기는 단극 편향기 또는 다극 편향기를 포함한다.
74. 항목 72 및 항목 73 중 어느 하나의 장치에서, 제 2 개구판의 전기적 활성화는 전계를 생성하기 위해 인가되고 있는 전압 신호를 포함한다.
75. 항목 74의 장치에서, 제 2 개구판에 인가된 전압 신호의 특성에 기초하여 하전 입자의 경로가 조정된다.
76. 항목 75의 장치에서, 전압 신호의 특성은 극성 또는 진폭을 포함한다.
77. 항목 69 내지 항목 76 중 어느 하나의 장치에서, 복수의 제 1 개구 중 하나의 개구는,
제 1 개구판의 제 1 개구와,
제 2 개구판의 제 2 개구, 및
제 3 개구판의 제 3 개구를 포함하되,
제 2 개구판은 제 1 개구판과 제 3 개구판 사이에 배치되고,
제 1, 제 2 및 제 3 개구의 기하학적 중심은 정렬된다.
78. 항목 77의 장치에서, 제 1 및 제 2 개구는 크기가 유사하지 않고, 제 1 및 제 3 개구는 크기가 실질적으로 유사하다.
79. 항목 77 및 항목 78 중 어느 하나의 장치에서, 제 3 개구판은 제 2 개구를 빠져나가는 하전 입자의 일부를 차단하도록 구성된다.
80. 항목 70 내지 항목 79 중 어느 하나의 장치에서, 제 1 개구 어레이는 하전 입자 소스와 집광 렌즈 사이에 배치된 사전 빔렛 형성 개구 어레이를 포함한다.
81. 항목 70 내지 항목 80 중 어느 하나의 장치에서, 제 1 개구 어레이는 축상 빔렛을 생성하도록 구성된 축상 개구를 포함하고, 축상 빔렛은, 제 2 개구 어레이의 축상 개구에 입사된다.
82. 항목 70 내지 항목 81 중 어느 하나의 장치에서, 제 1 개구 어레이는 비축 빔렛을 생성하도록 구성된 비축 개구를 포함하고, 비축 빔렛은 제 2 개구 어레이의 대응하는 비축 개구에 입사된다.
83. 항목 82의 장치에서, 제 1 개구 어레이의 비축 개구는 라운딩 단부 및 테이퍼링 폭을 갖는 세장형 개구(an elongated aperture)를 포함한다.
84. 항목 83의 장치에서, 제 1 개구 어레이의 비축 개구는 만곡형이다.
85. 항목 82 내지 항목 84 중 어느 하나의 장치에서, 비축 개구는 폭이 1차 광축을 향해 테이퍼링되도록 지향된다.
86. 항목 82 내지 항목 85 중 어느 하나의 장치에서, 집광 렌즈는 비축 빔렛의 일부가 복수의 프로빙 빔렛의 대응하는 프로빙 빔렛을 형성하게 하도록 구성된다.
87. 항목 70 내지 항목 86 중 어느 하나의 장치에서, 제 2 개구 어레이는 집광 렌즈와 대물 렌즈 사이에 배치된 빔 제한 개구 어레이를 포함한다.
88. 항목 70 내지 항목 87 중 어느 하나의 장치에서, 복수의 제 2 개구는 복수의 프로빙 빔렛의 크기 및 형상을 결정하도록 구성된다.
89. 항목 70 내지 항목 88 중 어느 하나의 장치에서, 제 2 개구 어레이의 특성은 복수의 제 2 개구의 크기, 형상 및 배열 중 적어도 하나를 포함한다.
90. 항목 70 내지 항목 89 중 어느 하나의 장치에서, 집광 렌즈는 정전기, 전자기 또는 전자기 복합 렌즈를 포함한다.
91. 항목 68 내지 항목 90 중 어느 하나의 장치에서, 복수의 제 1 개구는 복수의 비축 개구를 포함한다.
92. 항목 91의 장치에서, 복수의 비축 개구는 제 2 비축 개구와 중첩하는 제 1 비축 개구를 구비하는 개구를 포함하고, 여기서, 제 1 비축 개구는 제 2 개구 어레이로 하여금 제 1 비축 프로빙 빔렛을 생성할 수 있게 하고, 제 2 비축 개구는 제 2 개구 어레이로 하여금 제 2 비축 프로빙 빔렛을 생성할 수 있게 한다.
93. 항목 91 및 항목 92 중 어느 하나의 장치에서, 제 1 개구 어레이의 복수의 비축 개구의 각각은 제 1 개구 어레이의 기판 재료에 의해 분리된다.
94. 항목 81 내지 항목 93 중 어느 하나의 장치에서, 제 1 개구 어레이의 축상 개구는 실질적으로 원형이다.
95. 항목 82 내지 항목 94 중 어느 하나의 장치에서, 제 1 개구 어레이의 축상 개구의 면적은 비축 개구의 면적과 실질적으로 유사하다.
96. 하전 입자 빔 장치를 사용하여 샘플을 관찰하는 방법으로서,
1차 하전 입자 빔을 생성하기 위해 하전 입자 소스를 활성화하는 단계와,
제 1 개구 어레이의 제 1 개구판 및 제 2 개구판을 사용하여, 1차 하전 입자 빔으로부터 복수의 1차 빔렛을 생성하는 단계 - 제 1 개구판은 제 1 전압에서 작동하고, 제 2 개구판은 제 1 개구판을 빠져나가는 하전 입자의 경로를 조정하기 위한 제 1 전압과는 다른 제 2 전압에서 작동됨 - 와,
제 2 개구 어레이를 사용하여, 복수의 1차 빔렛에 대응하는 복수의 프로빙 빔렛을 생성하는 단계, 및
복수의 프로빙 빔렛으로부터, 샘플의 표면에 입사되는 복수의 프로브 스팟을 생성하는 단계를 포함한다.
97. 항목 96의 방법에서, 제 1 전압과 실질적으로 유사한 제 3 전압에서 제 3 개구판을 작동시키는 단계를 더 포함하고, 여기서, 제 1 및 제 3 전압은 기준 전압을 포함한다.
98. 항목 96 및 항목 97 중 어느 하나의 방법에서, 제 2 개구판을 전기적으로 활성화함으로써, 하전 입자의 경로를 조정하는 단계를 더 포함한다.
99. 항목 98의 방법에서, 제 2 개구판을 전기적으로 활성화하는 단계는 전계를 생성하기 위해 전압 신호를 인가하는 단계를 포함한다.
100. 항목 96 내지 항목 99 중 어느 하나의 방법에서, 제 1 및 제 2 개구 어레이와 관련하여 1차 광축을 따라 집광 렌즈의 평면 위치를 조정하는 단계를 더 포함한다.
101. 항목 100의 방법에서, 집광 렌즈의 평면 위치를 조정하는 단계는 복수의 프로빙 빔렛의 특성을 수정한다.
102. 항목 100 및 항목 101 중 어느 하나의 방법에서, 집광 렌즈의 평면 위치를 조정하는 단계는 복수의 프로빙 빔렛의 전류를 수정한다.
103. 항목 96 내지 항목 102 중 어느 하나의 방법에서, 복수의 1차 빔렛을 생성하는 단계는 축상 빔렛 및 비축 빔렛을 생성하는 단계를 포함한다.
104. 항목 100 내지 항목 103의 방법에서, 집광 렌즈를 사용하여, 비축 빔렛의 일부가 복수의 프로빙 빔렛의 대응하는 프로빙 빔렛을 형성하게 하는 단계를 더 포함한다.
105. 제 1 및 제 2 개구 어레이를 구비하는 다중 빔 장치의 하나 이상의 프로세서에 의해 실행되어 다중 빔 장치가 방법을 수행하게 하는 명령어 세트를 저장하는 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체로서,
1차 하전 입자 빔을 생성하기 위해 하전 입자 소스를 활성화하는 단계와,
제 1 개구 어레이의 제 1 개구판 및 제 2 개구판을 사용하여, 1차 하전 입자 빔으로부터 복수의 1차 빔렛을 생성하는 단계 - 제 1 및 제 3 개구판은 실질적으로 제 1 전압에서 작동하고, 제 2 개구판은 제 1 개구판을 빠져나가는 하전 입자의 경로를 조정하기 위한 제 1 전압과는 다른 제 2 전압에서 작동됨 - 와,
제 2 개구 어레이를 사용하여, 복수의 1차 빔렛에 대응하는 복수의 프로빙 빔렛을 생성하는 단계, 및
복수의 프로빙 빔렛으로부터, 샘플의 표면에 입사되는 복수의 프로브 스팟을 생성하는 단계를 포함한다.
106. 하전 입자 빔 장치는,
1차 하전 입자 빔으로부터 복수의 1차 빔렛을 형성하도록 구성된 복수의 제 1 개구를 포함하는 제 1 개구 어레이를 포함하되, 복수의 제 1 개구 중 하나의 개구는,
제 1 전압이 되도록 구성된 제 1 개구판과,
제 1 개구판과 제 2 개구판 사이에 전계를 생성하기 위해 제 1 전압과는 다른 제 2 전압이 되도록 구성된 제 2 개구판, 및
대응하는 1차 빔렛으로부터 프로빙 빔렛을 생성하도록 구성된 제 2 개구 어레이 - 프로빙 빔렛의 빔 전류는 조정가능함 - 를 포함한다.
107. 항목 106의 장치에서, 제 1 개구판과 제 2 개구판 사이의 전계는 실질적으로 고정된다.
108. 항목 106 및 항목 107 중 어느 하나의 장치에서, 빔 전류는 제 1 개구 어레이의 복수의 제 1 개구 중 하나의 개구의 크기에 기초하여 개별적으로 조정된다.
109. 항목 106의 장치에서, 제 1 개구판과 제 2 개구판 사이의 전계는 조정 가능하다.
110. 항목 106 및 항목 109 중 어느 하나의 장치에서, 빔 전류는 제 1 개구판과 제 2 개구판 사이의 전계에 기초하여 조정된다.
111. 항목 106 내지 항목 110 중 어느 하나의 장치에서, 전계는 1차 하전 입자 빔의 하전 입자의 경로의 조정을 가능하게 하도록 구성된다.
112. 항목 106 내지 항목 111 중 어느 하나의 장치에서, 제 1 전압과 실질적으로 유사한 제 3 전압이 되도록 구성된 제 3 개구판을 더 포함한다.
113. 항목 112의 장치에서, 제 1 및 제 3 전압은 기준 전압을 포함한다.
114. 항목 111 내지 항목 113 중 어느 하나의 장치에서, 제 2 개구판은 전기적 활성화에 응답하여 하전 입자의 경로를 조정하도록 구성된 하전 입자 빔 편향기를 포함한다.
115. 항목 114의 장치에서, 하전 입자 빔 편향기는 단극 편향기 또는 다극 편향기를 포함한다.
116. 항목 114 및 항목 115 중 어느 하나의 장치에서, 제 2 개구판의 전기적 활성화는 전계를 생성하기 위해 인가되고 있는 전압 신호를 포함한다.
117. 항목 116의 장치에서, 제 2 개구판에 인가된 전압 신호의 특성에 기초하여 하전 입자의 경로가 조정된다.
118. 항목 106 내지 항목 117 중 어느 하나의 장치에서, 복수의 제 1 개구 중 하나의 개구는,
제 1 개구판의 제 1 개구와,
제 2 개구판의 제 2 개구, 및
제 3 개구판의 제 3 개구를 포함하되,
제 2 개구판은 제 1 개구판과 제 3 개구판 사이에 배치되고,
제 1, 제 2 및 제 3 개구의 기하학적 중심은 정렬된다.
119. 항목 118의 장치에서, 제 1 및 제 2 개구는 크기가 유사하지 않고, 제 1 및 제 3 개구는 크기가 실질적으로 유사하다.
120. 항목 118 및 항목 119 중 어느 하나의 장치에서, 제 3 개구판은 제 2 개구를 빠져나가는 하전 입자의 일부를 차단하도록 구성된다.
121. 항목 106 내지 항목 120 중 어느 하나의 장치에서, 제 1 개구 어레이는 축상 빔렛을 생성하도록 구성된 축상 개구를 포함하고, 축상 빔렛은, 제 2 개구 어레이의 축상 개구에 입사된다.
122. 항목 106 내지 항목 121 중 어느 하나의 장치에서, 제 1 개구 어레이는 비축 빔렛을 생성하도록 구성된 비축 개구를 포함하고, 비축 빔렛은 제 2 개구 어레이의 대응하는 비축 개구에 입사된다.
123. 항목 122의 장치에서, 제 1 개구 어레이의 비축 개구는 라운딩 단부 및 테이퍼링 폭을 갖는 세장형 개구(an elongated aperture)를 포함한다.
124. 항목 123의 장치에서, 제 1 개구 어레이의 비축 개구는 만곡형이다.
125. 항목 122 내지 항목 124 중 어느 하나의 장치에서, 비축 개구는 폭이 1차 광축을 향해 테이퍼링되도록 지향된다.
126. 항목 122 내지 항목 125 중 어느 하나의 장치에서, 비축 빔렛의 일부가 대응하는 프로빙 빔렛을 형성하게 하도록 구성된 집광 렌즈를 더 포함한다.
127. 항목 126의 장치에서, 제 2 개구 어레이는 집광 렌즈와 대물 렌즈 사이에 배치된 빔 제한 개구 어레이를 포함한다.
128. 항목 106 및 항목 127 중 어느 하나의 장치에서, 제 2 개구 어레이는 복수의 프로빙 빔렛을 생성하도록 구성된 복수의 제 2 개구를 포함한다.
129. 항목 128의 장치에서, 복수의 제 2 개구는 복수의 프로빙 빔렛의 크기 및 형상을 결정하도록 구성된다.
130. 항목 126 내지 항목 129 중 어느 하나의 장치에서, 프로빙 빔렛은 적어도 집광 렌즈의 평면 위치 및 제 2 개구 어레이의 특성에 기초하여 대응하는 1차 빔렛의 하전 입자의 일부를 포함한다.
131. 항목 130의 장치에서, 제 2 개구 어레이의 특성은 복수의 제 2 개구의 크기, 형상 및 배열 중 적어도 하나를 포함한다.
132. 항목 126 내지 항목 131 중 어느 하나의 장치에서, 집광 렌즈는 정전기, 전자기 또는 전자기 복합 렌즈를 포함한다.
133. 항목 106 내지 항목 132 중 어느 하나의 장치에서, 복수의 제 1 개구는 복수의 비축 개구를 포함한다.
134. 항목 133의 장치에서, 복수의 비축 개구는 제 2 비축 개구와 중첩하는 제 1 비축 개구를 구비하는 개구를 포함하고, 여기서, 제 1 비축 개구는 제 2 개구 어레이로 하여금 제 1 비축 프로빙 빔렛을 생성할 수 있게 하고, 제 2 비축 개구는 제 2 개구 어레이로 하여금 제 2 비축 프로빙 빔렛을 생성할 수 있게 한다.
135. 항목 133 및 항목 134 중 어느 하나의 장치에서, 제 1 개구 어레이의 복수의 비축 개구의 각각은 제 1 개구 어레이의 기판 재료에 의해 분리된다.
136. 항목 121 내지 항목 135 중 어느 하나의 장치에서, 제 1 개구 어레이의 축상 개구는 실질적으로 원형이다.
137. 항목 121 내지 항목 136 중 어느 하나의 장치에서, 제 1 개구 어레이의 축상 개구의 면적은 비축 개구의 면적과 실질적으로 유사하다.
138. 하전 입자 빔 장치를 사용하여 샘플을 관찰하는 방법으로서,
1차 하전 입자 빔을 생성하기 위해 하전 입자 소스를 활성화하는 단계와,
제 1 개구 어레이의 제 1 개구판 및 제 2 개구판을 사용하여, 1차 하전 입자 빔으로부터 복수의 1차 빔렛을 생성하는 단계 - 제 1 개구판은 제 1 전압에서 작동하고, 제 2 개구판은 제 1 개구판을 빠져나가는 하전 입자의 경로를 조정하기 위한 제 1 전압과는 다른 제 2 전압에서 작동됨 - 와,
제 2 개구 어레이를 사용하여, 대응하는 1차 빔렛으로부터 프로빙 빔렛을 생성하는 단계 - 프로빙 빔렛의 빔 전류는 조정 가능함 - , 및
프로브 빔렛으로부터 샘플의 표면에 입사되는 프로브 스팟을 생성하는 단계를 포함한다.
139. 항목 138의 방법에서, 하전 입자의 경로를 조정하는 단계는 제 1 및 제 2 개구판 사이에 형성된 전계에 기초하여 하전 입자를 편향시키는 단계를 포함한다.
140. 항목 138 및 항목 139의 방법에서, 제 1 및 제 2 개구판 사이의 전계는 실질적으로 고정되고, 프로빙 빔렛의 빔 전류를 조정하는 단계는 제 1 개구 어레이의 개구의 크기에 기초한다.
141. 항목 138 및 항목 139의 방법에서, 제 1 개구판과 제 2 개구판 사이의 전계는 조정 가능하고, 프로빙 빔렛의 빔 전류를 조정하는 단계는 제 1 및 제 2 개구판 사이의 전계를 조정하는 단계를 포함한다.
142. 항목 139 내지 항목 141 중 어느 하나의 방법에서, 하전 입자를 편향시키는 단계는 전계를 생성하기 위해 전압 신호를 인가함으로써 제 2 개구판을 전기적으로 활성화함으로써 야기된다.
143. 항목 138 내지 항목 142 중 어느 하나의 방법에서, 제 1 전압과 실질적으로 유사한 제 3 전압에서 제 3 개구판을 작동시키는 단계를 더 포함하고, 여기서, 제 1 및 제 3 전압은 기준 전압을 포함한다.
144. 항목 138 내지 항목 143 중 어느 하나의 방법에서, 제 1 및 제 2 개구 어레이와 관련하여 1차 광축을 따라 집광 렌즈의 평면 위치를 조정하는 단계를 더 포함한다.
145. 항목 144의 방법에서, 집광 렌즈의 평면 위치를 조정하는 단계는 프로빙 빔렛의 특성을 수정한다.
146. 항목 144 및 항목 145 중 어느 하나의 방법에서, 집광 렌즈의 평면 위치를 조정하는 단계는 프로빙 빔렛의 빔 전류를 수정한다.
147. 항목 144 내지 항목 146 중 어느 하나의 방법에서, 집광 렌즈를 사용하여, 비축 빔렛의 일부가 대응하는 프로빙 빔렛을 형성하게 하는 단계를 더 포함한다.
148. 항목 138 내지 항목 147 중 어느 하나의 방법에서, 복수의 1차 빔렛을 생성하는 단계는 1차 축상 빔렛 및 1차 비축 빔렛을 생성하는 단계를 포함한다.
149. 제 1 및 제 2 개구 어레이를 구비하는 다중 빔 장치의 하나 이상의 프로세서에 의해 실행되어 다중 빔 장치가 이하의 방법을 수행하게 하는 명령어 세트를 저장하는 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체로서,
방법은,
1차 하전 입자 빔을 생성하기 위해 하전 입자 소스를 활성화하는 단계와,
제 1 개구 어레이의 제 1 개구판 및 제 2 개구판을 사용하여, 1차 하전 입자 빔으로부터 복수의 1차 빔렛을 생성하는 단계 - 제 1 개구판은 제 1 전압에서 작동하고, 제 2 개구판은 제 1 개구판을 빠져나가는 하전 입자의 경로를 조정하기 위한 제 1 전압과는 다른 제 2 전압에서 작동됨 - 와,
제 2 개구 어레이를 사용하여, 대응하는 1차 빔렛으로부터 프로빙 빔렛을 생성하는 단계 - 프로빙 빔렛의 빔 전류는 조정 가능함 - , 및
프로브 빔렛으로부터 샘플의 표면에 입사되는 프로브 스팟을 생성하는 단계를 포함한다.
150. 하전 입자 빔 장치는,
1차 하전 입자 빔으로부터 복수의 1차 빔렛을 형성하도록 구성된 사전 빔렛 형성 개구 세트, 및
대응하는 1차 빔렛으로부터 프로빙 빔렛을 형성하도록 구성된 빔 제한 개구 - 프로빙 빔렛의 빔 전류는 1차 빔렛을 형성하는 사전 빔렛 형성 개구 세트 중 하나의 개구의 특성에 기초하여 결정됨 - 를 포함하되,
사전 빔렛 형성 개구 세트의 각 개구는 형성된 프로빙 빔렛의 빔 전류에 영향을 미치도록 구성된다.
151. 항목 150의 장치에서, 사전 빔렛 형성 개구 세트 중 하나의 개구의 특성은 개구의 크기, 형상 또는 위치를 포함한다.
152. 항목 150 및 항목 151 중 어느 하나의 장치에서, 프로빙 빔렛의 빔 전류는 사전 빔렛 형성 개구 세트 중 하나의 개구의 크기에 기초하여 개별적으로 조정된다.
153. 항목 150 내지 항목 152 중 어느 하나의 장치에서,
복수의 사전 빔렛 형성 개구 세트의 제 1 어레이, 및
1차 하전 입자 빔의 1차 광축을 따라 제 1 어레이의 하류에 배치된 복수의 빔 제한 개구의 제 2 어레이를 포함한다.
154. 항목 150 내지 항목 153 중 어느 하나의 장치에서, 프로빙 빔렛을 형성하는 사전 빔렛 형성 개구 세트 중 하나의 개구는 집광 렌즈의 특성에 기초하여 결정된다.
155. 항목 154의 장치에서, 집광 렌즈의 특성은 1차 광축을 따른 집광 렌즈의 평면 위치를 포함한다.
156. 항목 154 및 항목 155 중 어느 하나의 장치에서, 집광 렌즈의 평면 위치의 변경은 프로빙 빔렛의 빔 전류에 영향을 미치도록 구성된다.
157. 항목 154 내지 항목 156 중 어느 하나의 장치에서, 집광 렌즈는 1차 하전 입자 빔의 일부가 사전 빔렛 형성 개구 세트 중 상이한 개구를 통과하도록 디렉팅함으로써 프로빙 빔렛의 빔 전류에 영향을 미치도록 구성된다.
158. 항목 155 내지 항목 157 중 어느 하나의 장치에서,
평면의 제 1 위치에 위치된 집광 렌즈는 1차 하전 입자 빔의 제 1 부분이 1차 빔렛을 형성하기 위해 사전 빔렛 형성 개구 세트의 제 1 개구를 통과하게 하도록 구성되고, 또한
평면의 제 2 위치에 위치된 집광 렌즈는 1차 하전 입자 빔의 제 2 부분이 제 2 1차 빔렛을 형성하기 위해 사전 빔렛 형성 개구 세트의 제 2 개구를 통과하게 하도록 구성된다.
159. 항목 153 내지 항목 158 중 어느 하나의 장치에서, 제 1 어레이는 1차 축상 빔렛을 생성하도록 구성된 축상 개구를 포함하고, 1차 축상 빔렛은 제 2 어레이의 축상 개구에 입사된다.
160. 항목 153 내지 항목 159 중 어느 하나의 장치에서, 사전 빔렛 형성 개구 세트는 1차 비축 빔렛을 생성하도록 구성된 복수의 비축 사전 빔렛 형성 개구를 포함하고, 1차 비축 빔렛은 제 2 어레이의 대응하는 비축 빔 제한 개구 상에 입사된다.
161. 항목 160의 장치에서, 비축 사전 빔렛 형성 개구의 각각은 제 1 어레이의 기판 재료에 의해 분리된다.
162. 항목 160 및 항목 161 중 어느 하나의 장치에서, 복수의 비축 사전 빔렛 형성 개구는 만곡된 경로를 따라 배치된다.
163. 항목 160 내지 항목162 중 어느 하나의 장치에서, 복수의 비축 사전 빔렛 형성 개구는 상이한 크기를 갖는 적어도 2개의 개구를 포함한다.
164. 항목 160 내지 항목 163 중 어느 하나의 장치에서, 복수의 비축 사전 빔렛 형성 개구는 복수의 비축 사전 빔렛 형성 개구를 통과할 때 생성된 1차 빔렛의 빔 전류에 영향을 미치도록 크기가 정해진다.
165. 항목 160 내지 항목 164 중 어느 하나의 장치에서, 복수의 비축 사전 빔렛 형성 개구의 개구들은 균일한 피치를 포함한다.
166. 항목 160 내지 항목 164 중 어느 하나의 제 1 개구 어레이에서, 복수의 비축 사전 빔렛 형성 개구의 개구들은 불균일한 피치를 포함한다.
이미지 검사, 이미지 획득, 스테이지 위치 결정, 빔 포커싱, 전계 조정, 빔 벤딩, 집광 렌즈 조정, 하전 입자 소스 활성화, 빔 편향, 활성 개구의 전기적 활성화 등을 수행하기 위해, 제어기(예컨대, 도 1의 제어기(40))의 프로세서에 대한 명령어를 저장하는 비일시적 컴퓨터 판독 가능 저장 매체가 제공될 수 있다. 비일시적 매체의 일반적인 형태에는, 예를 들어, 플로피 디스크, 플렉서블 디스크, 하드 디스크, 고체 상태 드라이브, 자기 테이프 또는 기타 자기 데이터 저장 매체, CD-ROM(Compact Disc Read Only Memory), 기타 광학 데이터 저장 매체, 개구 패턴이 있는 임의의 물리적 매체, RAM(Random Access Memory), PROM(Programmable Read Only Memory) 및 EPROM(Erasable Programmable Read Only Memory), FLASH-EPROM 또는 기타 플래시 메모리, NVRAM(Non-Volatile Random Access Memory), 캐시, 레지스터, 기타 메모리 칩 또는 카트리지 및 네트워크로 연결된 버전이 포함된다.
본 발명의 실시예들은 이상에서 설명되고 첨부 도면에 예시된 정확한 구성으로 한정되지 않으며, 그 범위를 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변경이 가능하다는 것을 이해할 것이다. 본 발명은 다양한 실시예와 관련하여 설명되었으며, 본 발명의 다른 실시예는 본 명세서에 개시된 본 발명의 명세서 및 실시를 고려하는 것으로부터 당업자에게 명백해질 것이다. 명세서 및 예들은 단지 예시적인 것으로 간주되어야 하고, 본 발명의 진정한 범주 및 사상은 다음의 청구 범위에 의해 나타내는 것으로 의도된다.
상기의 설명은 한정하는 것이 아니라 예시를 위한 것이다. 따라서, 이하에 기술된 청구항의 범위를 벗어나지 않고 기술된 대로 수정이 이루어질 수 있다는 것이 당업자에게 명백할 것이다.
Claims (15)
- 개구 어레이의 세트로서,
1차 하전 입자 빔으로부터 복수의 1차 빔렛을 생성하도록 구성된 복수의 제 1 개구를 포함하는 제 1 개구 어레이; 및
복수의 프로빙 빔렛을 생성하도록 구성된 복수의 제 2 개구를 포함하는 제 2 개구 어레이를 포함하고,
복수의 제 1 개구는 복수의 비축(off-axis) 빔렛을 생성하도록 구성된 복수의 비축 개구를 포함하며, 복수의 비축 개구는 만곡된 경로를 따라 배치된 개구를 포함하는,
개구 어레이의 세트. - 제 1 항에 있어서,
복수의 제 2 개구는 복수의 프로빙 빔렛의 크기 및 형상을 결정하도록 구성된,
개구 어레이의 세트. - 제 1 항에 있어서,
제 1 개구 어레이는, 하전 입자 소스와 집광 렌즈 사이에 배치된 사전 빔렛 형성 개구 어레이를 더 포함하는,
개구 어레이의 세트. - 제 1 항에 있어서,
제 1 개구 어레이는, 축상 빔렛을 생성하도록 구성된 축상 개구를 더 포함하는,
개구 어레이의 세트. - 제 4 항에 있어서,
축상 빔렛은 제 2 개구 어레이의 축상 개구에 입사되는,
개구 어레이의 세트. - 제 1 항에 있어서,
복수의 비축 빔렛은 제 2 개구 어레이의 대응하는 비축 개구에 입사되는,
개구 어레이의 세트. - 제 1 항에 있어서,
복수의 비축 개구는 라운딩 단부 및 테이퍼링 폭을 갖는 세장형 개구를 포함하는,
개구 어레이의 세트. - 제 1 항에 있어서,
복수의 비축 개구는 만곡형인,
개구 어레이의 세트. - 제 1 항에 있어서,
복수의 비축 개구는 폭이 1차 광축을 향해 테이퍼링되도록 지향되는,
개구 어레이의 세트. - 제 1 항에 있어서,
복수의 비축 개구는 제 2 비축 개구와 중첩하는 제 1 비축 개구를 구비하는 개구를 포함하는,
개구 어레이의 세트. - 제 10 항에 있어서,
제 1 비축 개구는 제 2 개구 어레이로 하여금 제 1 비축 프로빙 빔렛을 생성할 수 있게 하고, 제 2 비축 개구는 제 2 개구 어레이로 하여금 제 2 비축 프로빙 빔렛을 생성할 수 있게 하는,
개구 어레이의 세트. - 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
복수의 비축 개구 각각은 제 1 개구 어레이의 기판 재료에 의해 분리되는,
개구 어레이의 세트. - 제 4 항에 있어서,
축상 개구는 실질적으로 원형인,
개구 어레이의 세트. - 제 4 항에 있어서,
제 1 개구 어레이의 축상 개구의 면적은 복수의 비축 개구의 면적과 실질적으로 유사한,
개구 어레이의 세트. - 제 1 및 제 2 개구 어레이를 구비하는 다중 빔 장치의 하나 이상의 프로세서에 의해 실행되어 다중 빔 장치가 하기의 방법을 수행하게 하는 명령어 세트를 저장하는 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체로서,
방법은,
1차 하전 입자 빔을 생성하기 위해 하전 입자 소스를 활성화하는 단계, 및
제 1 개구 어레이 및 제 2 개구 어레이와 관련하여 1차 광축을 따라 집광 렌즈의 평면 위치를 조정하는 단계를 포함하고,
제 1 개구 어레이는 복수의 제 1 개구를 사용하여 1차 하전 입자 빔으로부터 복수의 1차 빔렛을 생성하도록 구성되고,
복수의 1차 빔렛 중 하나의 1차 빔렛의 하전 입자의 일부는 하나의 대응하는 프로빙 빔렛을 형성하고,
하전 입자의 일부는 적어도 집광 렌즈의 평면 위치 및 제 2 개구 어레이의 특성에 기초하여 결정되고,
복수의 제 1 개구는 복수의 비축(off-axis) 빔렛을 생성하도록 구성된 복수의 비축 개구를 포함하며, 복수의 비축 개구는 만곡된 경로를 따라 배치된 개구를 포함하는,
비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체.
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