KR20220083798A - 시편을 검사하기 위한 방법 및 하전 입자 빔 디바이스 - Google Patents
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Abstract
시편을 조사하거나 검사하기 위한 하전 입자 빔 디바이스가 설명된다. 하전 입자 빔 디바이스는 1차 하전 입자 빔을 생성하기 위한 하전 입자 빔 공급원, 및 4개 이상의 1차를 형성하기 위한 복수의 애퍼처들을 갖는 다중애퍼처 렌즈 플레이트를 포함한다. 1차 하전 입자 빔 또는 4개 이상의 1차 빔렛들을 위한 하나의 개구부를 갖는, 예를 들어, 각각 하나의 개구부를 갖는 2개 이상의 전극들이 제공된다. 하전 입자 빔 디바이스는 4개 이상의 1차 빔렛들 중 제1 1차 빔렛, 제2 1차 빔렛, 제3 1차 빔렛, 및 제4 1차 빔렛을 서로에 대해 편향시키기 위한 시준기를 더 포함한다. 하전 입자 빔 디바이스는 3개 이상의 전극들을 갖는 대물 렌즈 유닛을 더 포함하고, 각각의 전극은 4개 이상의 1차 빔렛들을 위한 개구부들을 갖는다. 하전 입자 빔 디바이스는 시편을 지지하기 위한 스테이지를 더 포함한다.
Description
실시예들은, 예를 들어, 검사 시스템 응용들, 시험 시스템 응용들, 결함 검토 또는 임계 치수 응용들 등을 위한 하전 입자 빔 디바이스들에 관한 것이다. 실시예들은 또한, 하전 입자 빔 디바이스의 작동 방법들에 관한 것이다. 더 구체적으로, 실시예들은, 일반적인 목적들(예컨대, 생물학적 구조들의 이미지화) 및/또는 높은 처리량의 EBI(전자 빔 검사)를 위한 다중-빔 시스템들인 하전 입자 빔 디바이스들에 관한 것이다. 실시예들은, 다중빔 하전 입자 컬럼을 사용하여 샘플의 표면을 검사하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
현대의 반도체 기술은, 집적 회로들의 생산 동안에 사용되는 다양한 프로세스의 정확한 제어에 크게 의존한다. 이에 따라, 가능한 한 일찍 문제들을 찾아내기 위해 웨이퍼들은 반복적으로 검사된다. 게다가, 마스크가 각각의 패턴을 정확하게 한정하는 것을 확실히 하기 위해 웨이퍼 처리 동안 실제 사용 이전에 마스크 또는 레티클이 또한 검사된다. 결함들에 대한 웨이퍼들 또는 마스크들의 검사는, 예를 들어, 300 mm 웨이퍼 제조를 위한 전체 웨이퍼 또는 마스크 영역의 검사를 포함한다. 특히, 웨이퍼 제조 동안 웨이퍼들의 검사는 검사 프로세스에 의해 제조 처리량이 제한되지 않는 짧은 시간 내의 전체 웨이퍼 영역의 검사를 포함한다.
주사 전자 현미경(SEM)들이 웨이퍼들을 검사하는 데 사용되어왔다. 웨이퍼의 표면은, 예를 들어, 단일의 미세하게 집속된 전자 빔을 사용하여 주사된다. 전자 빔이 웨이퍼에 부딪칠 때, 2차 전자들 및/또는 후방산란된 전자들, 즉, 신호 전자들이 생성되고 측정된다. 웨이퍼 상의 위치에서의 패턴 결함은, 2차 전자들의 강도 신호를, 예를 들어, 패턴 상의 동일 위치에 대응하는 기준 신호와 비교함으로써 검출된다. 그러나, 더 높은 해상도들에 대한 요구들이 증가하고 있기 때문에, 웨이퍼의 전체 표면을 주사하는 것은 긴 시간이 걸린다. 이에 따라, 웨이퍼 검사를 위해 종래의 (단일빔) 주사 전자 현미경(SEM)을 사용하기 어려운데, 이는 그 접근법은 각각의 처리량을 제공하지 않기 때문이다.
반도체 기술에서의 웨이퍼 및 마스크 결함 검사는, 전체 웨이퍼 또는 마스크 응용 또는 핫 스폿 검사 둘 다를 망라하는 고해상도 및 고속 검사 툴들을 필요로 한다. 축소되는 결함 크기들을 다룰 수 없는 광 광학 툴들의 제한된 해상도로 인해 전자 빔 검사의 중요성이 증가하고 있다. 특히, 20 nm 노드 이상으로부터, 전자 빔 기반 이미지화 툴들의 고해상도 잠재력은 관심 있는 모든 결함들을 검출하기 위해 수요가 있다.
상기 내용을 고려하여, 관련 기술분야에서의 문제들 중 적어도 일부를 극복하는, 하전 입자 다중빔 디바이스 및 하전 입자들의 빔렛들의 어레이를 이용하여 시편을 검사하기 위한 방법이 제공된다.
상기 내용을 고려하여, 하전 입자 빔 디바이스, 하전 입자 빔 디바이스 조립체, 하전 입자들의 빔렛들의 어레이를 이용하여 시편을 검사하기 위한 방법, 및 4개 이상의 1차 빔렛들의 어레이를 정렬하는 방법이 제공된다. 추가의 양상들, 장점들, 및 특징들은 종속 청구항들, 상세한 설명 및 첨부 도면들로부터 명백하다.
일 실시예에 따르면, 1차 빔렛들의 어레이를 이용하여 시편을 조사하거나 검사하기 위한 하전 입자 빔 디바이스가 제공된다. 하전 입자 빔 디바이스는, 1차 하전 입자 빔을 생성하기 위한 하전 입자 빔 공급원; 1차 하전 입자 빔으로부터 4개 이상의 1차 빔렛들을 형성하기 위한 복수의 애퍼처들을 갖는 다중애퍼처 렌즈 플레이트; 1차 하전 입자 빔 또는 4개 이상의 1차 빔렛들을 위한 하나의 개구부를 갖는 2개 이상의 전극들 - 2개 이상의 전극들 및 다중애퍼처 렌즈 플레이트는 포커싱 효과를 제공하기 위해 바이어싱될 수 있음 -; 4개 이상의 1차 빔렛들 중 제1 1차 빔렛, 제2 1차 빔렛, 제3 1차 빔렛, 및 제4 1차 빔렛을 서로에 대해 편향시키기 위한 시준기; 4개 이상의 신호 빔렛들로부터 4개 이상의 1차 빔렛들을 분리하기 위한 빔 분리 유닛; 검출 표면들을 갖는 검출 유닛 - 하나 이상의 검출 표면은 4개 이상의 1차 빔렛들의 빔 경로들 사이에 배열됨 -; 시편의 표면에 걸쳐 4개 이상의 1차 빔렛들을 주사하기 위한 주사 편향기 조립체; 3개 이상의 전극들을 갖는 대물 렌즈 유닛 - 각각의 전극은 4개 이상의 1차 빔렛들을 위한 개구부들을 갖고, 개구부들은 개구부 거리로 이격되고, 대물 렌즈 유닛은 시편 상에 4개 이상의 1차 빔렛들을 집속하고 검출 표면들 상에 4개 이상의 신호 빔렛들을 집속하도록 구성됨 -; 및 시편을 지지하기 위한 스테이지를 포함한다.
일 실시예에 따르면, 하전 입자 빔 디바이스 조립체가 제공된다. 하전 입자 빔 디바이스 조립체는 본원에 설명된 실시예들 중 임의의 실시예에 따른 제1 하전 입자 빔 디바이스; 및 1차 빔렛들의 어레이를 이용하여 시편을 조사하거나 검사하기 위한 제2 하전 입자 빔 디바이스를 포함한다. 제2 하전 입자 빔 디바이스는, 1차 하전 입자 빔을 생성하기 위한 하전 입자 빔 공급원; 1차 하전 입자 빔으로부터 4개 이상의 1차 빔렛들을 형성하기 위한 복수의 애퍼처들을 갖는 다중애퍼처 렌즈 플레이트; 1차 하전 입자 빔 또는 4개 이상의 1차 빔렛들을 위한 하나의 개구부를 갖는, 예를 들어, 각각 하나의 개구부를 갖는 2개 이상의 전극들 - 2개 이상의 전극들 및 다중애퍼처 렌즈 플레이트는 포커싱 효과를 제공하기 위해 바이어싱될 수 있음 -; 4개 이상의 1차 빔렛들 중 제1 1차 빔렛, 제2 1차 빔렛, 제3 1차 빔렛, 및 제4 1차 빔렛을 서로에 대해 편향시키기 위한 시준기; 4개 이상의 신호 빔렛들로부터 4개 이상의 1차 빔렛들을 분리하기 위한 빔 분리 유닛; 검출 표면들을 갖는 검출 유닛 - 하나 이상의 검출 표면은 4개 이상의 1차 빔렛들의 빔 경로들 사이에 배열됨 -; 시편의 표면에 걸쳐 4개 이상의 1차 빔렛들을 주사하기 위한 주사 편향기 조립체; 및 3개 이상의 전극들을 갖는 대물 렌즈 유닛 - 각각의 전극은 4개 이상의 1차 빔렛들을 위한 개구부들을 갖고, 개구부들은 개구부 거리로 이격되고, 대물 렌즈 유닛은 시편 상에 4개 이상의 1차 빔렛들을 집속하고 검출 표면들 상에 4개 이상의 신호 빔렛들을 집속하도록 구성됨 - 을 포함한다.
실시예에 따르면, 4개 이상의 1차 빔렛들을 이용하여 시편을 검사하기 위한 방법이 제공된다. 방법은, 하전 입자 공급원을 이용하여 1차 하전 입자 빔을 생성하는 단계; 다중애퍼처 렌즈 플레이트 및 2개 이상의 전극들을 이용하여 4개 이상의 1차 빔렛들을 생성하는 단계; 시준기를 이용하여 4개 이상의 1차 빔렛들 중 제1 1차 빔렛, 제2 1차 빔렛, 제3 1차 빔렛, 및 제4 1차 빔렛을 서로에 대해 편향시키는 단계; 주사 편향기 조립체를 이용하여 시편의 표면에 걸쳐 4개 이상의 1차 빔렛들을 주사하는 단계; 4개 이상의 신호 빔렛들을 생성하기 위해 대물 렌즈 유닛을 이용하여 시편 상에 4개 이상의 1차 빔렛들을 집속하는 단계 - 대물 렌즈 유닛의 각각의 전극은 4개 이상의 1차 빔렛들을 위한 개구부들을 갖고, 개구부들은 개구부 거리로 이격됨 -; 4개 이상의 신호 빔렛들을 검출 표면들 상에 집속하는 단계 - 하나 이상의 검출 표면은 4개 이상의 1차 빔렛들의 각각의 1차 빔렛들 사이에 배열됨 -; 4개 이상의 신호 빔렛들을 검출 표면들로 안내하기 위해 빔 분리 유닛을 이용하여 4개 이상의 1차 빔렛들로부터 4개 이상의 신호 빔렛들을 분리하는 단계를 포함한다.
실시예에 따르면, 4개 이상의 1차 빔렛들의 어레이를 정렬하는 방법이 제공된다. 방법은, 하전 입자 공급원을 이용하여 1차 하전 입자 빔을 생성하는 단계; 다중애퍼처 렌즈 플레이트 및 2개 이상의 전극들을 이용하여 4개 이상의 1차 빔렛들을 생성하는 단계; 시준기를 이용하여 4개 이상의 1차 빔렛들 중 제1 1차 빔렛, 제2 1차 빔렛, 제3 1차 빔렛, 및 제4 1차 빔렛을 서로에 대해 편향시키는 단계; 애퍼처 어레이의 개구부들에 걸쳐 4개 이상의 1차 빔렛들을 주사하기 위해 시준기의 상류의 정렬 시스템을 제어하는 단계; 및 애퍼처 어레이 상의 하나 이상의 전도성 표면에서의 전류를 측정하는 단계를 포함한다.
실시예들은 또한, 개시된 방법들을 수행하기 위한 장치들에 관한 것이고, 각각의 설명된 방법 특징들을 수행하기 위한 장치 부분들을 포함한다. 방법 특징들은 하드웨어 구성요소들에 의해, 적절한 소프트웨어에 의해 프로그래밍된 컴퓨터에 의해, 그 둘의 임의의 조합에 의해, 또는 임의의 다른 방식으로 수행될 수 있다. 게다가, 실시예들은 또한, 설명된 장치가 작동하는 방법들에 관한 것이다. 실시예들은 장치의 모든 기능을 수행하기 위한 방법 특징들을 포함한다.
위에서 언급된 특징들이 상세히 이해될 수 있도록, 위에 간략히 요약된 더 구체적인 설명이 실시예들을 참조하여 이루어질 수 있다. 첨부 도면들은 실시예들에 관한 것이고 이하에 설명된다:
도 1은 본원에 설명된 실시예들에 따른 시편 검사를 위한 하전 입자 빔 디바이스의 개략도를 도시하고;
도 2는 본원에 설명된 실시예들에 따른 시편 검사를 위한 다른 하전 입자 빔 디바이스의 개략도를 도시하고;
도 3a 및 3b는 본 개시내용의 실시예들에 따른 다중빔 생성기의 애퍼처 렌즈 어레이의 개략도들을 도시하고, 여기서 애퍼처 렌즈 어레이는 특히, 감속 모드로 제공되며;
도 4a는 본 개시내용의 실시예들에 따른 다중빔 생성기의 애퍼처 렌즈 어레이의 개략도를 도시하고, 여기서 애퍼처 렌즈 어레이는 특히, 가속 모드로 제공되며;
도 4b는 본 개시내용의 실시예들에 따른 다중빔 생성기의 애퍼처 렌즈 어레이의 개략도를 도시하고;
도 5a 및 5b는 본 개시내용의 실시예들에 따른 다중애퍼처 렌즈 플레이트들(애퍼처 렌즈 어레이)의 개략도들을 도시하고;
도 6a 및 6b는 본 개시내용의 실시예들에 따른 다중애퍼처 렌즈 플레이트들의 애퍼처들의 개략도들을 도시하고;
도 7a는 본 개시내용의 실시예들에 따른 시준기 및 연관된 구성요소들, 예컨대, 애퍼처 어레이들 및/또는 정렬 시스템의 개략도를 도시하고;
도 7b 및 7c는 본 개시내용의 실시예들에 따른 정렬 시스템의 개략도들을 도시하고;
도 8a 및 8b는 본원에 설명된 실시예들에 따른 시준기의 편향기 어레이의 개략적인 측면도들을 도시하고;
도 9는 본원에 설명된 실시예들에 따른 시준기의 편향기 어레이의 개략적인 평면도를 도시하고;
도 10은 본원에 설명된 실시예들에 따른 시준기의 편향기 어레이, 예를 들어, 도 9에 도시된 편향기 어레이의 개략적인 측면도를 도시하고;
도 11은 본 개시내용의 실시예들에 따른 하전 입자 빔 디바이스의 개략도를 도시하고;
도 12는 본 개시내용의 실시예들에 따른 하전 입자 빔 디바이스의 부분의 개략도를 도시하고, 여기서 검출 유닛 및 빔 분리 유닛이 설명되며;
도 13은 본 개시내용의 실시예들에 따른 빔 분리 유닛의 개략도를 도시하고;
도 14a 및 14b는, 각각, 본 개시내용의 실시예들에 따른 빔 분리기의 자기 편향기의 개략적인 평면도 및 개략적인 측면도를 도시하고;
도 15는 본 개시내용의 실시예들에 따른 빔 분리 유닛의 개략도를 도시하고;
도 16a 내지 16c는 본 개시내용의 실시예들에 따른 더 추가의 빔 분리 유닛의 개략도들을 도시하고;
도 17은 본 개시내용의 실시예들에 따른 하전 입자 빔 디바이스의 부분의 개략도를 도시하고, 여기서 검출 유닛이 설명되며;
도 18은 도 17에 도시된 검출 유닛의 개략적인 평면도를 도시하고;
도 19는 본 개시내용의 실시예들에 따른 더 추가의 검출 유닛의 개략도를 도시하고;
도 20a 내지 20d는 본원에 설명된 실시예들에 따른 대물 렌즈 유닛의 개략도들을 도시하고, 여기서 전극들의 수정들이 설명되며;
도 21은 본원에 설명된 실시예들에 따른 하전 입자 빔 디바이스를 위한 스테이지의 개략도를 도시하고;
도 22는 하전 입자 빔 디바이스의 컬럼의 복수의 1차 빔렛들을 이용하여 시편을 검사하는 방법들을 예시하는 흐름도를 도시하고;
도 23은 본 개시내용에 따른 2개 이상의 하전 입자 빔 디바이스들을 조합한 하전 입자 빔 디바이스 조립체의 개략도를 도시하고;
도 24a 및 24b는 본원에 설명된 실시예들에 따른 전류 측정을 위한 전도성 표면들을 갖는 애퍼처 어레이들의 개략도들을 도시하고;
도 25는 본 개시내용의 실시예들에 따른 1차 빔렛들의 어레이를 정렬하는 방법들을 예시하는 흐름도를 도시한다.
도 1은 본원에 설명된 실시예들에 따른 시편 검사를 위한 하전 입자 빔 디바이스의 개략도를 도시하고;
도 2는 본원에 설명된 실시예들에 따른 시편 검사를 위한 다른 하전 입자 빔 디바이스의 개략도를 도시하고;
도 3a 및 3b는 본 개시내용의 실시예들에 따른 다중빔 생성기의 애퍼처 렌즈 어레이의 개략도들을 도시하고, 여기서 애퍼처 렌즈 어레이는 특히, 감속 모드로 제공되며;
도 4a는 본 개시내용의 실시예들에 따른 다중빔 생성기의 애퍼처 렌즈 어레이의 개략도를 도시하고, 여기서 애퍼처 렌즈 어레이는 특히, 가속 모드로 제공되며;
도 4b는 본 개시내용의 실시예들에 따른 다중빔 생성기의 애퍼처 렌즈 어레이의 개략도를 도시하고;
도 5a 및 5b는 본 개시내용의 실시예들에 따른 다중애퍼처 렌즈 플레이트들(애퍼처 렌즈 어레이)의 개략도들을 도시하고;
도 6a 및 6b는 본 개시내용의 실시예들에 따른 다중애퍼처 렌즈 플레이트들의 애퍼처들의 개략도들을 도시하고;
도 7a는 본 개시내용의 실시예들에 따른 시준기 및 연관된 구성요소들, 예컨대, 애퍼처 어레이들 및/또는 정렬 시스템의 개략도를 도시하고;
도 7b 및 7c는 본 개시내용의 실시예들에 따른 정렬 시스템의 개략도들을 도시하고;
도 8a 및 8b는 본원에 설명된 실시예들에 따른 시준기의 편향기 어레이의 개략적인 측면도들을 도시하고;
도 9는 본원에 설명된 실시예들에 따른 시준기의 편향기 어레이의 개략적인 평면도를 도시하고;
도 10은 본원에 설명된 실시예들에 따른 시준기의 편향기 어레이, 예를 들어, 도 9에 도시된 편향기 어레이의 개략적인 측면도를 도시하고;
도 11은 본 개시내용의 실시예들에 따른 하전 입자 빔 디바이스의 개략도를 도시하고;
도 12는 본 개시내용의 실시예들에 따른 하전 입자 빔 디바이스의 부분의 개략도를 도시하고, 여기서 검출 유닛 및 빔 분리 유닛이 설명되며;
도 13은 본 개시내용의 실시예들에 따른 빔 분리 유닛의 개략도를 도시하고;
도 14a 및 14b는, 각각, 본 개시내용의 실시예들에 따른 빔 분리기의 자기 편향기의 개략적인 평면도 및 개략적인 측면도를 도시하고;
도 15는 본 개시내용의 실시예들에 따른 빔 분리 유닛의 개략도를 도시하고;
도 16a 내지 16c는 본 개시내용의 실시예들에 따른 더 추가의 빔 분리 유닛의 개략도들을 도시하고;
도 17은 본 개시내용의 실시예들에 따른 하전 입자 빔 디바이스의 부분의 개략도를 도시하고, 여기서 검출 유닛이 설명되며;
도 18은 도 17에 도시된 검출 유닛의 개략적인 평면도를 도시하고;
도 19는 본 개시내용의 실시예들에 따른 더 추가의 검출 유닛의 개략도를 도시하고;
도 20a 내지 20d는 본원에 설명된 실시예들에 따른 대물 렌즈 유닛의 개략도들을 도시하고, 여기서 전극들의 수정들이 설명되며;
도 21은 본원에 설명된 실시예들에 따른 하전 입자 빔 디바이스를 위한 스테이지의 개략도를 도시하고;
도 22는 하전 입자 빔 디바이스의 컬럼의 복수의 1차 빔렛들을 이용하여 시편을 검사하는 방법들을 예시하는 흐름도를 도시하고;
도 23은 본 개시내용에 따른 2개 이상의 하전 입자 빔 디바이스들을 조합한 하전 입자 빔 디바이스 조립체의 개략도를 도시하고;
도 24a 및 24b는 본원에 설명된 실시예들에 따른 전류 측정을 위한 전도성 표면들을 갖는 애퍼처 어레이들의 개략도들을 도시하고;
도 25는 본 개시내용의 실시예들에 따른 1차 빔렛들의 어레이를 정렬하는 방법들을 예시하는 흐름도를 도시한다.
다양한 실시예에 대한 참조가 이제부터 상세히 이루어질 것이고, 그의 하나 이상의 예가 도면들에 예시된다. 도면들에 대한 이하의 설명 내에서, 동일한 참조 번호들은 동일한 구성요소들을 지칭한다. 개별 실시예들에 대한 차이점들이 설명된다. 각각의 예는 설명으로서 제공되며, 제한을 의미하지 않는다. 또한, 일 실시예의 일부로서 예시 또는 설명된 특징들은, 더 추가적인 실시예를 생성하기 위해, 다른 실시예들에 또는 다른 실시예들과 함께 사용될 수 있다. 설명은 수정들 및 변형들을 포함하도록 의도된다.
본 출원의 보호 범위를 제한하지 않고, 이하에서, 하전 입자 빔 디바이스 또는 그의 구성요소들은 예시적으로, 1차 전자 빔 및 2차 또는 후방산란된 입자들, 예컨대, 전자들의 검출을 포함하는 하전 입자 빔 디바이스로 지칭될 것이다. 본원에 설명된 바와 같이, 검출에 관한 논의들 및 설명들은 주사 전자 현미경들에서의 전자들에 관하여 예시적으로 설명된다. 다른 유형들의 하전 입자들, 예를 들어, 양이온들이, 다양한 상이한 계기들의 디바이스에 의해 방출되고/거나 검출될 수 있다. 실시예들은, 예를 들어, 전자들의 1차 빔, 1차 빔렛들, 및 하나 이상의 신호 빔에 관한 것이다. 1차 빔, 1차 빔렛들, 및/또는 하나 이상의 신호 빔은 다른 하전 입자들에 의해 전자들로서 제공될 수 있다. 또한, 하나 이상의 신호 빔은 다른 신호들, 예컨대, 위에서 설명된 바와 같은 소체들을 포함할 수 있다.
다른 실시예들과 조합될 수 있는 본원의 실시예들에 따르면, 신호 (하전 입자) 빔, 또는 신호 (하전 입자) 빔렛은 2차 입자들, 즉, 2차 및/또는 후방산란된 전자들의 빔으로 지칭된다. 신호 빔 또는 2차 빔은 시편에 대한 1차 빔 또는 1차 빔렛들의 충돌에 의해 또는 시편으로부터의 1차 빔 또는 1차 빔렛들의 후방산란에 의해 생성된다. 1차 하전 입자 빔 또는 1차 하전 입자 빔렛은 입자 빔 공급원에 의해 생성되고, 검사되거나 이미지화될 시편 상에 안내되고 편향된다.
본원에 언급되는 바와 같은 "시편" 또는 "샘플"은 웨이퍼들, 반도체 웨이퍼들, 반도체 작업물들, 포토리소그래피 마스크들 및 다른 작업물들, 예컨대, 메모리 디스크들 등을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다. 실시예들은, 구조화되거나 물질이 증착되는 임의의 작업물에 적용될 수 있다. 본원에 설명된 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에 따르면, 장치 및 방법들은 임계 치수 응용들 및 결함 검토 응용들을 위해, 전자 빔 검사에 대해 구성되거나 적용된다.
본 개시내용의 실시예들은 도 1에 예시적으로 도시된 바와 같은 하전 입자 빔 디바이스(100)를 제공한다. 하전 입자 빔 디바이스(100)는 다중빔 생성기를 포함한다. 다중빔 생성기는 하전 입자 빔 공급원(110), 2개 이상의 전극들, 및 애퍼처 렌즈 어레이를 포함할 수 있다. 하전 입자 빔 공급원(110)은 1차 하전 입자 빔, 예를 들어, 전자 빔을 방출하는 입자 빔 방출기(111)를 포함한다. 본원에 설명된 실시예들에 따르면, 다중빔 생성기는 1차 하전 입자 빔렛들의 어레이를 생성하도록 구성된다. 하전 입자 빔 공급원(110)은 1차 빔을 방출한다. 애퍼처 렌즈 어레이 또는 다중애퍼처 렌즈 플레이트(122)은 1차 빔으로부터 1차 입자 빔렛들을 생성한다. 하나 이상의 전극 및 다중애퍼처 렌즈 플레이트는 정전 렌즈의 전극들로서 작동할 수 있다. 이에 따라, 하나 이상의 전극은 렌즈 전극들일 수 있다. 특히, 하나 이상의 전극은 1차 빔을 위한 개구부를 포함할 수 있다. 다중애퍼처 렌즈 플레이트는 1차 빔렛들을 생성하기 위한 개구부들을 포함한다. 하나 이상의 전극, 즉, 빔렛들에 공통인 전극 및 다중애퍼처 렌즈 플레이트는 함께 작용하는데, 특히, 다중애퍼처 렌즈 플레이트의 개구부들 또는 애퍼처들에 대응하는 개별 렌즈들에 의해 빔렛들이 영향을 받을 것처럼 작용한다.
애퍼처 렌즈 어레이에 의해 생성된 빔렛들은 시준기(130)를 이용하여 시준된다. 예를 들어, 시준기는 도 1에 도시된 편향기 어레이 및 렌즈 중 하나를 포함할 수 있다. 시준된 빔렛들은 대물 렌즈 유닛(170)의 광학 축들에 본질적으로 평행하게 그리고/또는 광학 축들을 따라 샘플 또는 시편(80) 상으로 이동할 수 있다. 하나 이상의 추가의 애퍼처 어레이(140)가 제공될 수 있다. 예를 들어, 애퍼처 어레이는 시준기(130)의 하류에 제공될 수 있다.
빔 분리 유닛(160)은 하나 이상의 신호 빔렛, 예를 들어, 1차 빔렛들에 대응하는 신호 빔렛들로부터 1차 빔렛들을 분리한다. 신호 빔렛들은 검출 유닛(150)을 이용하여 검출될 수 있다. 예로서, 일부 검출 표면들(152)이 도 1에 도시된다. 본원에 설명된 실시예들에 따르면, 신호 빔렛 당 하나의 검출 표면이 제공될 수 있거나, 신호 빔렛들의 행 당 하나의 검출 표면이 제공될 수 있다.
대물 렌즈 유닛(170)은 홀들 또는 개구부들의 어레이를 갖는 복수의 전극들을 포함한다. 복수의 전극들은 복수의 전극들의 대응하는 홀들 및 개구부들을 통과하는 빔렛들에 대해 정전 렌즈로서 작용할 수 있다. 대물 렌즈 유닛은 감속 렌즈로서 제공될 수 있다. 복수의 전극들은 시편에 충돌하기 전에 1차 빔렛들을 감속시키는 전위들로 설정될 수 있다.
대물 렌즈 유닛(170)은 시편(80) 상에 빔렛들을, 특히 개별적으로, 집속한다. 시편(80)은 스테이지(180), 예를 들어, 드라이브들을 갖는 웨이퍼 홀더 상에 제공될 수 있다. 예를 들어, 드라이브들은 시편 또는 샘플을 x, y 및 z 방향으로 이동시킬 수 있다.
도 2는 하전 입자 빔 디바이스(100)의 다른 예시적인 실시예를 예시한다. 도 2에 도시된 점선 박스들은 하전 입자 빔 디바이스의 상이한 부분들을 예시한다. 예를 들어, 박스(210)는 하전 입자 빔 공급원(110)을 지칭한다. 박스(220)는 2개 이상의 전극들 및 애퍼처 렌즈 어레이의 조합을 지칭한다. 박스(230)는 시준기(130)를 지칭한다. 박스(250)는 빔 분리 유닛(160) 및 검출 유닛(150)을 지칭한다. 박스(270)는 대물 렌즈 유닛(170)을 지칭한다. 박스(280)는 스테이지(180)를 지칭한다. 양상들, 특징들, 세부사항들 및 구성요소들은 각각의 박스들을 참조하면서 아래에 더 상세히 설명될 것이다. 본 개시내용의 실시예들에 따르면, 더 상세한 설명의 특징들, 양상들, 세부사항들, 구성요소들, 수정들 및 변형들은 서로 조합될 수 있다.
도 2와 관련하여, 시준기(130)는 본원에 설명된 바와 같은 편향기 어레이(132)뿐만 아니라 본원에 설명된 바와 같은 렌즈(232)를 포함할 수 있다는 점을 더 주목한다. 또한, 시준기(130) 또는 박스(230)와 연관된 구성요소들, 즉, 시준기에 근접하거나 인접한 구성요소들은 정렬 편향기 시스템(234)을 포함할 수 있고, 이는 아래에 더 상세히 설명될 것이다. 또한, 하전 입자 빔 디바이스(100)는, 박스(270)와 연관될 수 있는 주사 편향기 조립체(271)를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 주사 편향기 조립체(271)는 시편(80)에 걸쳐 빔렛들을 주사하며, 대물 렌즈 유닛(170) 내에 있거나 대물 렌즈 유닛에 근접할 수 있다.
이하에서, 도 3a 내지 6c를 참조하여 다중빔 생성기가 설명된다. 다중빔 생성기는 하전 입자 빔 공급원(110), 2개 이상의 전극들 및 애퍼처 렌즈 어레이를 포함한다.
하전 입자 빔 공급원(내부: 박스(210))
본원에 설명된 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에 따르면, 하전 입자 빔 공급원(110)(또한, 박스(210) 참고)은 방출기(111)를 포함할 수 있다. 특히, 단일 방출기, 예를 들어, 고휘도 방출기가 제공될 수 있다. 방출기는 쇼트키 유형 또는 전계 방출기 유형, 예컨대, 냉전계 방출기(CFE)일 수 있다.
쇼트키 또는 TFE 방출기들은 최대 2·108Am-2(SR)-1V-1의 측정된 감소된 휘도로 현재 이용가능하고, CFE 방출기들은 최대 5·109Am-2(SR)-1V-1의 측정된 감소된 휘도를 갖는다. 예를 들어, 적어도 5·107Am-2(SR)-1V-1를 갖는 하전 입자 빔이 유익하다. 본 개시내용의 실시예들에 따르면, 고휘도 방출기가 제공된다. 이에 따라, 높은 처리량을 허용하는 각각의 빔렛에 대해 신호 대 잡음비가 제공되도록 유익한 전류가 시편 상의 각각의 빔렛에 대해 제공될 수 있다. 예를 들어, 본원에 설명된 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에 따르면, 방출기는 1x108Am-2(SR)-1V-1 내지 5x108Am-2(SR)-1V-1의 휘도, 또는 위에서 설명된 바와 같이 훨씬 더 높은 휘도를 가질 수 있다.
본원에 설명된 바와 같은 하전 입자 빔 방출기는 냉전계 방출기(CFE), 쇼트키 방출기, TFE 또는 다른 높은 전류의 고휘도 하전 입자 빔 공급원(예컨대, 전자 빔 공급원)일 수 있다. 높은 전류는 100 mrad에서 5 ㎂ 이상, 예를 들어, 최대 5 mA, 예를 들어, 100 mrad에서 30 ㎂ 내지 100 mrad에서 1 mA, 예컨대, 100 mrad에서 약 300 ㎂인 것으로 고려된다. 일부 구현들에 따르면, 전류는, 특히 선형 또는 직사각형 어레이의 경우에, 본질적으로 균일하게, 예를 들어, +-10%의 편차로 분배된다. 본원에 설명된 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에 따르면, 1차 하전 입자 빔 공급원 또는 1차 하전 입자 빔렛들의 공급원은 2 nm 내지 100 nm의 직경을 가질 수 있다.
본원에 설명된 다른 실시예들과 조합될 수 있는 또 다른 실시예들에 따르면, 큰 빔 전류를 제공할 수 있는, TFE 또는 다른 높은 감소된 휘도 공급원, 예를 들어, 전자 빔 공급원은, 최대 10 ㎂ - 100 ㎂, 예를 들어, 30 ㎂를 제공하기 위해 방출 각도가 증가될 때 휘도가 최대 값의 20%보다 많이 떨어지지 않는 공급원이다.
일부 실시예들에서, 방출기(11)는 발산 전자 빔을 방출하기 위한, 바람직하게는 쇼트키 유형의, 단일 열전계 방출 방출기일 수 있다. 1차 빔, 즉, 단일 방출기의 단일 1차 빔이 다중애퍼처 렌즈 플레이트(122)를 향해 방출될 수 있다. 다수의 애퍼처들은 애퍼처 당 하나의 1차 빔렛씩, 다수의 1차 빔렛들을 생성하도록 배열된다.
본원에 설명된 다른 실시예들과 조합될 수 있는 더 추가의 실시예들에 따르면, 하전 입자 빔 공급원(110)은 억제기(312) 및 추출기(314) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 1차 하전 입자 빔의 하전 입자들로서 전자들을 고려하면, 억제기(312)는 방출기(111)에 비해 음의 전위에 있을 수 있다. 1차 하전 입자 빔의 하전 입자들로서 전자들을 고려하면, 추출기는 방출기(111)에 비해 양의 전위에 있을 수 있다. 본원에 설명된 실시예들에 따르면, 억제기는 특히, 방출기로부터 방출되는 전류 및 1차 빔의 프로파일을 제어할 수 있다. 추출기는 방출기(111)의 팁으로부터 하전 입자들, 예컨대, 전자들을 추출할 수 있다. 이에 따라, 예를 들어, 전계 방출을 위한 정전기장이 추출기에 의해 제공될 수 있다.
도 3a는 방출기(111), 억제기(312) 및 추출기(314)를 갖는 하전 입자 빔 디바이스의 부분의 개략도를 도시한다. 이에 따라, 하전 입자 빔 공급원(110)(또한, 박스(210) 참고)이 제공된다.
본원에 설명된 다른 실시예들과 조합될 수 있는 더 추가의 실시예들에 따르면, 제1 전극(324)이 추출기로서 역할을 하도록 제공될 수 있다. 도 3b에 도시된 제1 전극(324)은, 특히, 방출기(111)의 팁의 전위에 대해, 전자들이 팁으로부터 방출되는 전위로 설정될 수 있다. 날카롭게 뾰족한 테이프의 작은 곡률 및, 예를 들어, 수 킬로볼트의 전위차로 인해, 전계 방출이, 고전계로 인해 발생할 수 있다. 쇼트키 유형의 방출기의 경우, 열전자 방출이 고전계에 의해 향상된다.
본원에 설명된 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에 따르면, 방출기(111)의 팁과 추출기, 예를 들어, 도 3a에 도시된 추출기(314) 또는 도 3b에 도시된 전극(324) 사이의 전위차는 5 keV 이상, 예컨대, 10 keV 이상일 수 있다. 2개 이상의 전극들 중 제1 전극 또는 추출기는 방출기로부터 하전 입자들을 추출한다. 또한, 하전 입자들은 컬럼 내에서 고전위로 가속된다. 일부 실시예들에 따르면, 하전 입자들, 예를 들어, 컬럼으로 전자를 가속시키기 위해 추가의 전극들이 제공될 수 있다. 컬럼 내의 하전 입자 에너지는 8 keV 이상, 특히 적어도 15 keV 이상일 수 있다.
공통 전극들 및 애퍼처 렌즈 어레이(내부: 박스(220))
다중빔 생성기는 2개 이상의 전극들 및 애퍼처 렌즈 어레이를 포함한다. 도 3a는 4개의 전극들(124) 및 애퍼처 렌즈 어레이, 즉, 다중애퍼처 렌즈 플레이트(122)를 도시한다. 본원에 설명된 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에 따르면, 2개 내지 6개의 전극들, 특히 정전 전극들, 및 다중애퍼처 렌즈 플레이트가 제공될 수 있다. 다중애퍼처 렌즈 플레이트는 복수의 애퍼처들을 포함한다. 애퍼처 렌즈 어레이(ALA) 또는 다중애퍼처 플레이트는 애퍼처 당 하나의 1차 빔렛을 생성한다.
애퍼처 렌즈 어레이는 하전 입자 빔 공급원(110)의 하류에 있고, 애퍼처 어레이는 발산 1차 하전 입자 빔을 다수의 1차 하전 입자 빔렛들로 분할한다. 추가적으로, 전극들 및 다중애퍼처 렌즈 플레이트에 의해 빔렛들에 대해 생성된 렌즈들은 각각의 개별 1차 하전 입자 빔렛을 도 3a에서 평면(222)으로 표시된 평면에 집속한다. 평면(222)은 다중애퍼처 렌즈 플레이트의 하류에 있는데, 즉, 다중애퍼처 렌즈 플레이트(122)는 평면(222)과 방출기(111) 사이에 있다.
이에 따라, 하전 입자 빔 공급원 및 ALA는 샘플의 표면을 향해 지향되는 다수의 1차 하전 입자 빔렛들을 생성하기 위한 다중빔 생성기를 구성한다. 애퍼처 렌즈 어레이, 즉, 다중애퍼처 렌즈 플레이트는 2개 이상의 전극들(124)과 상호작용한다. 2개 이상의 전극들 및 애퍼처 렌즈 플레이트는, 각각, 1차 빔을 위한 정전 렌즈 필드를 형성하거나 1차 빔렛들을 생성하기 위해 바이어싱된다. 즉, 2개 이상의 전극들 및 애퍼처 플레이트는 빔렛들에 대응하는 복수의 실질적인 빔 공급원들을 생성한다.
일부 실시예들에 따르면, 다중애퍼처 렌즈 플레이트(122)는, 예를 들어, 도 3a에 도시된 바와 같이, 2개 이상의 전극들(124)의 하류에 제공될 수 있다. 다시 말해서, 2개 이상의 전극들(124)은 다중애퍼처 렌즈 플레이트(122)와 하전 입자 빔 공급원 및/또는 방출기(111) 사이에 각각 제공된다. 2개 이상의 전극들은 감속 모드로 작동한다. 본원에 설명된 다른 실시예들과 조합될 수 있는 더 추가의 실시예들에 따르면, 2개 이상의 전극들(124)은 다중애퍼처 렌즈 플레이트(122)의 하류에 있을 수 있다. 다시 말해서, 다중애퍼처 렌즈 플레이트(122)는 2개 이상의 전극들(124)과 하전 입자 빔 공급원 및/또는 방출기 사이에 각각 있을 수 있다. 이에 따라, 2개 이상의 전극들은 가속 모드로 작동한다. 이는, 예를 들어, 도 4a에 도시된다. 더 추가의 실시예들에 따르면, 도 4b에 예시적으로 도시된 바와 같이, 2개 이상의 전극들(124)이 제공될 수 있다. 다중애퍼처 렌즈 플레이트는 2개 이상의 전극들(124) 중 2개의 전극들 사이에 제공될 수 있다. 본 개시내용의 실시예들에 따르면, 2개 이상의 전극들(124)은 1차 하전 입자 빔이 통과할 수 있는 애퍼처 개구부들을 가질 수 있다. 예를 들어, 2개 이상의 전극들 각각은 1차 하전 입자 빔이 통과할 수 있는 하나의 개구부를 가질 수 있거나, 다중애퍼처 렌즈 플레이트의 하류에 있는 전극들에 대해, 2개 이상의 전극들 각각은 1차 빔렛들이 통과할 수 있는 하나의 개구부를 가질 수 있다.
도 3b는 본 개시내용의 다른 실시예들과 조합될 수 있는 애퍼처 어레이의 더 추가의 수정을 예시한다. 다중애퍼처 렌즈 플레이트(122)를 위한 가열기가 제공된다. 가열기는 전원(322)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 전원은 다중애퍼처 렌즈 플레이트(122)에 제공된 가열기를 위한 전류를 제공할 수 있다. 예를 들어, 가열 요소는 다중애퍼처 렌즈 플레이트에 부착되거나 매립될 수 있다. 다중애퍼처 렌즈 플레이트의 가열은 오염을 제거하는 것을 허용한다. 다중애퍼처 렌즈 플레이트는 하전 입자 빔, 즉, 1차 빔의 일부를 차단한다. 또한, 다중애퍼처 렌즈 플레이트의 애퍼처들은 빔렛들을 형성하기 위해 빔 제한 애퍼처들을 제공할 수 있다. 이에 따라, 애퍼처들에서의 오염이 빔렛 형성을 악화시킬 수 있다. 이에 따라, 예를 들어, 가열에 의한 오염의 제거는 개선된 하전 입자 빔 디바이스를 제공하고/거나 유지보수에 대한 필요성을 감소시킬 수 있다.
일부 실시예들에 따르면, 1차 빔렛들의 어레이를 이용하여 시편을 조사하거나 검사하기 위한 하전 입자 빔 디바이스가 제공된다. 하전 입자 빔 디바이스는 1차 하전 입자 빔을 생성하기 위한 하전 입자 빔 공급원, 및 1차 하전 입자 빔으로부터 4개 이상의 1차 빔렛들을 형성하기 위한 복수의 애퍼처들을 갖는 다중애퍼처 렌즈 플레이트를 포함한다. 1차 하전 입자 빔 또는 4개 이상의 1차 빔렛들을 위한 하나의 개구부를 갖는, 예를 들어, 각각 하나의 개구부를 갖는 2개 이상의 전극들이 제공되고, 2개 이상의 전극들 및 다중애퍼처 렌즈 플레이트는 포커싱 효과를 제공하기 위해 바이어싱될 수 있다. 하전 입자 빔 디바이스는 4개 이상의 1차 빔렛들 중 제1 1차 빔렛, 제2 1차 빔렛, 제3 1차 빔렛, 및 제4 1차 빔렛을 서로에 대해 편향시키기 위한 시준기를 더 포함한다. 하전 입자 빔 디바이스는, 시편의 표면에 걸쳐 4개 이상의 1차 빔렛들을 주사하기 위한 주사 편향기 조립체, 및 3개 이상의 전극들을 갖는 대물 렌즈 유닛을 더 포함하고, 각각의 전극은 4개 이상의 1차 빔렛들을 위한 개구부들을 갖는다. 개구부들은 개구부 거리로 이격되고, 대물 렌즈 유닛은 4개 이상의 1차 빔렛들을 시편 상에 집속하도록 구성된다. 일부 구현들에 따르면, 대물 렌즈 유닛은 4개 이상의 신호 빔렛들을 검출 표면들 상에 집속하도록 더 구성될 수 있다. 하전 입자 빔 디바이스는 시편을 지지하기 위한 스테이지를 더 포함한다. 또한, 다중애퍼처 렌즈 플레이트를 가열하기 위한 가열기가 제공된다. 다중애퍼처 렌즈 플레이트를 가열하는 것은, 특히 다중애퍼처 렌즈 플레이트의 빔 제한 애퍼처들에 대해 오염을 방지하고/거나 제거하고, 따라서, 유지보수를 감소시키는 것을 허용한다.
본원에 설명된 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에 따르면, 적어도 하나의 추출기 및 다중애퍼처 렌즈 플레이트(122)와 상호작용하는 적어도 2개의 전극들(124)이 제공된다. 전극들(124)의 각각의 개구부들은 크기, 즉, 직경이 달라질 수 있다. 또한, 추출기, 2개 이상의 전극들, 및 다중애퍼처 렌즈 플레이트의 전위들은 독립적으로 제어될 수 있다. 전극들 사이의 거리들, 개구부 크기들 및 전위들을 적응시키는 것은 시준기에서의 1차 빔렛들의 피치 및 1차 빔렛들의 수차를 제어하는 것을 허용한다. 일부 실시예들에 따르면, 거리들 및 개구부 크기들은 설계되고 제조 후에 결정되고 설정된다는 점을 주목해야 한다. 이에 따라, 특정 설계의 경우, 전위들이 작동 동안 달라질 수 있고 다른 파라미터들은, 예를 들어, 작동 동안 달라지지 않을 수 있다. 본원에 설명된 다른 실시예들과 조합될 수 있는 더 추가의 실시예들에 따르면, 추출기와 애퍼처 플레이트 사이에 2개의 전극만이 있는 것으로 인한 피치 또는 필드 곡률의 제어의 결여의 단점은 2개 초과의 전극들을 제공함으로써 극복될 수 있다. 이에 따라, 3개 이상의 전극들을 갖는 것은 빔렛들의 피치를 시준기, 즉, 도 1에 도시된 시준기(130)의 개구부의 피치에 매칭시키는 것을 허용한다.
예를 들어, 복수의 1차 빔렛들의 초점이, 하전 입자 빔 디바이스의 광학 축에 수직인 평면에 또는 시준기에 평행한 평면에, 예를 들어, 도 3a에 도시된 평면(222)에 있도록 필드 곡률 보정이 제공될 수 있다.
시편을 조명하거나 시편을 검사하는 일부 실시예들에 따르면, 이하의 작동들이 제공될 수 있다. 1차 하전 입자 빔은 추출기를 이용하여 하전 입자 빔 공급원으로부터 추출된다. 1차 하전 입자 빔은 추출기 이후에 가속된다. 1차 하전 입자 빔은 2개 이상의 전극들을 이용하여 다중애퍼처 렌즈 플레이트를 향해 감속된다. 예를 들어, 다중애퍼처 렌즈 플레이트의 상류의 2개 이상의 전극들 중 마지막 전극과 다중애퍼처 렌즈 플레이트 사이의 제1 정전기장은 하나 내지 마지막 전극(one-to-the-last electrode), 2개 이상의 전극들과 마지막 전극 사이의 제2 정전기장보다 작다. 상기 내용을 고려하고, 특히, 2개 이상의 전극들(124)의 적절한 직경들을 추가적으로 제공함으로써, 감속하는 것, 및 선택적으로, 가속하는 것이, 다중애퍼처 렌즈 플레이트 및 2개 이상의 전극들에 의해 형성된 렌즈의 Cs 및 Cc가 최소화되도록 제공될 수 있고, 시준기에서의 4개 이상의 1차 빔렛들의 피치는 시준기의 시준기 피치와 매칭된다. 더욱 또한, 추가적으로, 감속하는 것, 및 선택적으로, 가속하는 것은, 시준기에서의 필드 곡률이 제로이도록 제공될 수 있다. Cc는 렌즈의 색수차의 계수이고, Cs는 렌즈의 구면 수차의 계수이다.
본원에 설명된 다른 실시예들과 조합될 수 있는 더 추가의 실시예들에 따르면, 추출기(314), 3개 이상의 전극들(124), 예컨대, 예를 들어, 5개의 전극들, 및 다중애퍼처 렌즈 플레이트(122)가 제공될 수 있다. 예를 들어, 4개의 전극들(124)은 다중애퍼처 렌즈 플레이트(122)의 상류에 제공될 수 있고, 하나의 전극(124)은 다중애퍼처 렌즈 플레이트(122)의 하류에 제공될 수 있다. 2개 초과의 전극들(124)을 제공하는 것은 1차 빔렛 제어에서 적어도 하나의 추가적인 자유도를 제공한다. 이에 따라, 각각의 개별 1차 하전 입자 빔렛이 집속되는 평면(222)(도 3a 참고)은 컬럼의 길이를 따라 이동될 수 있다. 예를 들어, 1차 빔렛들의 초점(예를 들어, 도 3a의 평면(22) 참고)은 시준기의 하류에 있도록 적응될 수 있다.
본원에 설명된 다른 실시예들과 조합될 수 있는 더 추가의 실시예들에 따르면, 1차 빔렛들의 초점을 이동시키는 것은 시편 상에서의 공급원의 배율의 제어를 허용한다.
애퍼처 렌즈 어레이는 빔렛 당 적어도 하나의 애퍼처 개구부를 포함한다. 애퍼처 개구부들은 임의의 어레이 구성으로, 예컨대, 선, 직사각형, 정사각형, 링, 또는 임의의 적절한 1차원 또는 2차원 어레이로 다중애퍼처 렌즈 플레이트(122) 상에 위치될 수 있다. 예를 들어, 빔렛 어레이는 선, 직사각형, 또는 정사각형으로 배열될 수 있다.
1차 하전 입자 빔을 이용하여 다중애퍼처 렌즈 플레이트(122)를 조명함으로써, 수 개의 집속된 1차 하전 입자 빔렛들이, 예를 들어 다중애퍼처 렌즈 플레이트의 전방의 감속 필드를 사용하여 생성된다. 1차 하전 입자 빔렛들의 초점 평면에서, 렌즈 또는 편향기 어레이가 배열될 수 있다. 도면들에서, 1차 하전 입자 빔렛들의 어레이의 1차 하전 입자 빔렛들 중 일부는 렌즈 이후에 도시되어 있는 반면, 다른 1차 하전 입자 빔렛들은 더 나은 개관을 위해 도면들에서 생략된다.
일부 실시예들에서, 다중애퍼처 렌즈 플레이트(122)는 하전 입자 빔 방출기(111)에 의해 직접적으로 조명될 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, "직접적으로"는, (1차 하전 입자 빔의 전파 방향으로 볼 때) 다중애퍼처 렌즈 플레이트의 전방에 필드 곡률 보정 전극들을 갖는 실시예들에서 2개 이상의 전극들을 제외하고, 하전 입자 빔 방출기(111)와 다중애퍼처 렌즈 플레이트 사이에 추가적인 광학 요소들이 제공되지 않는다는 것을 의미할 수 있다. 다중애퍼처 렌즈 플레이트는 하전 입자 빔 방출기로부터 방출된 1차 하전 입자 빔을 1차 하전 입자 빔렛들의 어레이로 분할한다. 예를 들어, 다중애퍼처 렌즈 플레이트는 1차 하전 입자 빔을 적어도 3개의 1차 하전 입자 빔렛들로 분할하기 위해 적어도 3개의 애퍼처 개구부들을 갖는다. 도 1에 도시된 예에서, 7개의 1차 하전 입자 빔렛들이 개략도에 도시된다. 일부 실시예들에서, 1차 하전 입자 빔렛들은 1차원(선) 어레이 또는 2차원 어레이(예를 들어, 4x4, 3x3, 5x5) 또는 직사각형 어레이, 예를 들어, 2x5로 배열될 수 있다. 본원에 설명된 실시예들은 어레이들의 예들로 제한되지 않으며, 1차 하전 입자 빔렛들의 임의의 적합한 어레이 구성을 포함할 수 있다.
설명된 다중애퍼처 렌즈 플레이트는, 하전 입자 빔 디바이스들, 하전 입자 빔 디바이스들의 어레이들을 포함하는 시스템들 및 하전 입자 빔 디바이스들을 작동시키는 방법들에 관한 다른 실시예들에서 유익하게 사용될 수 있다. 다중애퍼처 렌즈 플레이트의 설계는 유익하게, 상이한 기준을 따르며 전체 하전 입자 광학 광선 경로 설계의 맥락에서 고려되어야 한다. 본원에 설명된 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에서, 다중애퍼처 렌즈 플레이트에 이하의 특징들 중 하나 이상이 제공될 수 있다. 애퍼처 개구부들의 개수는 가장 큰 가능한 전체 전류와 광학 성능, 특히, 가장 큰 가능한 빔렛 필드에서의 달성가능한 스폿 크기 간의 절충이다. 다른 경계 조건은, 검출기들 상에서 신호 빔렛 분리를 보장하는, 시편 상의 빔렛 분리이며, 여기서 누화가 감소되거나 회피된다. 본원에 설명된 다른 실시예들과 조합될 수 있는 더 추가의 실시예들에 따르면, 그리드 구성(즉, 시편 상의 1차 빔렛들의 위치들 및/또는 애퍼처 플레이트의 애퍼처 개구부들의 위치들)이, 주사 동안 기판 표면의 영역의 완전한 적용 범위를 허용하기 위해 제공된다. 적용 범위는, 예를 들어, x-y 방향의 순수 하전 입자 빔렛 주사로 한정되지 않을 뿐만 아니라, 예를 들어, 제1 방향, 예컨대, x 방향의 하전 입자 빔렛 주사 및, 예를 들어, 제1 방향과 상이한 다른 방향, 예컨대, y 방향의 스테이지 이동과 같은 혼합 주사 작동도 포함한다.
도 5a 및 5b는 본 개시내용의 실시예들에 따른 다중애퍼처 렌즈 플레이트들(122)의 예들을 도시한다. 또한, 다중애퍼처 렌즈 플레이트들의 애퍼처 개구부들의 수정들이 도 6a 내지 6c에 도시된다. 다중애퍼처 렌즈 플레이트 및/또는 애퍼처 개구부들에 대한 수정들은 본원에 설명된 다른 실시예들과 조합될 수 있다. 도 5a는 애퍼처 개구부들(522)을 갖는 다중애퍼처 렌즈 플레이트(122)를 도시한다. 애퍼처 개구부들은 어레이로 배열된다. 일부 실시예들에 따르면, 애퍼처 개구부들의 정사각형 어레이 또는 정사각형 패턴이 제공될 수 있다. 다른 어레이들 또는 패턴들이 위에 설명된 바와 같이 제공될 수 있다. 예를 들어, 도 5a는 애퍼처 개구부들(522)의 3x3 어레이를 도시한다. 추가의 개구부들(524)이 다중애퍼처 렌즈 플레이트에 제공된다. 추가의 개구부들(524)은 더미 개구부들로 고려될 수 있다. 추가의 빔렛들이 추가의 개구부들(524)로부터 생성될 수 있더라도, 추가의 빔렛들은 이미지 생성에 활용되지 않는다. 추가의 개구부들은 애퍼처 개구부들(522)에 이웃하는 개구부들을 제공한다. 이에 따라, 최소 개수의 개구부들을 위해, 이웃하는 애퍼처 개구부들을 각각의 측에 갖지 않을 애퍼처 개구부(522)는, 특히, 이미지 생성을 위한 1차 빔렛들을 생성하는 애퍼처 개구부들에 대해, 대칭 특성을 갖도록, 이웃하는 추가의 개구부들을 구비한다. 상기 내용을 고려하여, 이웃이 없는 애퍼처 개구부들에 대해 발생할 수 있는 육중극자 효과 또는 육중극자 수차가 감소될 수 있다.
일부 실시예들에 따르면, 1차 빔렛들의 어레이를 이용하여 시편을 조사하거나 검사하기 위한 하전 입자 빔 디바이스가 제공된다. 하전 입자 빔 디바이스는 1차 하전 입자 빔을 생성하기 위한 하전 입자 빔 공급원, 및 1차 하전 입자 빔으로부터 4개 이상의 1차 빔렛들을 형성하기 위한 복수의 애퍼처들을 갖는 다중애퍼처 렌즈 플레이트를 포함한다. 1차 하전 입자 빔 또는 4개 이상의 1차 빔렛들을 위한 하나의 개구부를 갖는, 예를 들어, 각각 하나의 개구부를 갖는 2개 이상의 전극들이 제공되고, 2개 이상의 전극들 및 다중애퍼처 렌즈 플레이트는 포커싱 효과를 제공하기 위해 바이어싱될 수 있다. 하전 입자 빔 디바이스는 4개 이상의 1차 빔렛들 중 제1 1차 빔렛, 제2 1차 빔렛, 제3 1차 빔렛, 및 제4 1차 빔렛을 서로에 대해 편향시키기 위한 시준기를 더 포함한다. 하전 입자 빔 디바이스는, 시편의 표면에 걸쳐 4개 이상의 1차 빔렛들을 주사하기 위한 주사 편향기 조립체, 및 3개 이상의 전극들을 갖는 대물 렌즈 유닛을 더 포함하고, 각각의 전극은 4개 이상의 1차 빔렛들을 위한 개구부들을 갖는다. 개구부들은 개구부 거리로 이격되고, 대물 렌즈 유닛은 4개 이상의 1차 빔렛들을 시편 상에 집속하도록 구성된다. 일부 구현들에 따르면, 대물 렌즈 유닛은 4개 이상의 신호 빔렛들을 검출 표면들 상에 집속하도록 더 구성될 수 있다. 하전 입자 빔 디바이스는 시편을 지지하기 위한 스테이지를 더 포함한다. 일부 실시예들에 따르면, 다중애퍼처 렌즈 플레이트의 복수의 애퍼처들은 애퍼처 어레이를 형성하고, 애퍼처 어레이의 애퍼처들의 개수는 시편 상에 충돌하는 1차 빔렛들의 개수보다 많다. 시편 상에 충돌하는 1차 빔렛들보다 더 많은 애퍼처 개구부들을 제공하는 것은, 1차 빔렛들의 어레이의 둘레에서의 1차 빔렛들에 대해, 감소된 수차들, 특히, 감소된 팔중극자 수차를 허용한다.
본원에 설명된 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에 따르면, 애퍼처 개구부들의 어레이 또는 패턴은 정사각형 또는 직사각형 패턴으로 제공될 수 있다. 더욱 또한, 애퍼처 개구부들의 육각형 패턴이 제공될 수 있다. 육각형 패턴은 벌집형 패턴으로 간주될 수 있다.
위에서 설명된 바와 같이, 반도체 웨이퍼들의 검사 및 다른 응용들에 대해 처리량이 유익하게 증가된다. 이에 따라, 본 개시내용의 실시예들에 따라 다중빔 컬럼이 제안된다. 처리량을 더 증가시키기 위해, 시편 상에서의 복수의 빔렛들의 전체 전류가 유익하게 증가된다. 이에 따라, 애퍼처 개구부들(522)의 영역의 합은, 각각, 다중애퍼처 렌즈 플레이트의 영역 또는 1차 하전 입자 빔에 의해 조명되는 영역에 비해 크다. 이에 따라, 개구부들의 크기는 유익하게 크다. 본원에 설명된 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에 따르면, 애퍼처 개구부들의 직경은 애퍼처 개구부들의 피치, 예를 들어, 중심간 거리에 비해 60% 이상일 수 있다. 예를 들어, 애퍼처 개구부들의 직경은 애퍼처 개구부들의 피치에 비해 70% 이상일 수 있다.
도 6b와 관련하여 도시된 바와 같이, 애퍼처 개구부는 둥근 형상을 가질 수 있고, 따라서, 정해진 직경을 가질 수 있다. 더 추가의 실시예들에 따르면, 애퍼처 개구부들은 상이한 형상을 가질 수 있다. 대응하여, 애퍼처 개구부의 크기는 애퍼처 개구부들의 피치의 60% 이상, 특히, 70% 이상일 수 있다. 예를 들어, 애퍼처 개구부의 크기는 임의의 방향에서 애퍼처 개구부의 최소 크기일 수 있다. 예를 들어, 정사각형 애퍼처 개구부는 정사각형의 한 변의 크기를 갖고, 직사각형 애퍼처 개구부는 직사각형의 더 작은 변의 크기를 갖는다.
본원에 설명된 다른 실시예들과 조합될 수 있는 더 추가의 실시예들에 따르면, 애퍼처 개구부의 크기 및 형상은, 개구부들의 어레이 내의 다중애퍼처 렌즈의 영역의 50% 이상, 특히, 70% 이상의 다중애퍼처 플레이트에서의 개방 영역(즉, 개구부들의 영역의 합)을 갖도록 제공될 수 있다.
일부 실시예들에 따르면, 1차 빔렛들의 어레이를 이용하여 시편을 조사하거나 검사하기 위한 하전 입자 빔 디바이스가 제공된다. 하전 입자 빔 디바이스는 1차 하전 입자 빔을 생성하기 위한 하전 입자 빔 공급원, 및 1차 하전 입자 빔으로부터 4개 이상의 1차 빔렛들을 형성하기 위한 복수의 애퍼처들을 갖는 다중애퍼처 렌즈 플레이트를 포함하고, 제1 방향에서의 애퍼처의 크기는 제1 방향에서의 애퍼처들의 피치의 적어도 70%이다. 1차 하전 입자 빔 또는 4개 이상의 1차 빔렛들을 위한 하나의 개구부를 갖는, 예를 들어, 각각 하나의 개구부를 갖는 2개 이상의 전극들이 제공되고, 2개 이상의 전극들 및 다중애퍼처 렌즈 플레이트는 포커싱 효과를 제공하기 위해 바이어싱될 수 있다. 하전 입자 빔 디바이스는 4개 이상의 1차 빔렛들 중 제1 1차 빔렛, 제2 1차 빔렛, 제3 1차 빔렛, 및 제4 1차 빔렛을 서로에 대해 편향시키기 위한 시준기를 더 포함한다. 하전 입자 빔 디바이스는, 시편의 표면에 걸쳐 4개 이상의 1차 빔렛들을 주사하기 위한 주사 편향기 조립체, 및 3개 이상의 전극들을 갖는 대물 렌즈 유닛을 더 포함하고, 각각의 전극은 4개 이상의 1차 빔렛들을 위한 개구부들을 갖는다. 개구부들은 개구부 거리로 이격되고, 대물 렌즈 유닛은 4개 이상의 1차 빔렛들을 시편 상에 집속하도록 구성된다. 일부 구현들에 따르면, 대물 렌즈 유닛은 4개 이상의 신호 빔렛들을 검출 표면들 상에 집속하도록 더 구성될 수 있다. 하전 입자 빔 디바이스는 시편을 지지하기 위한 스테이지를 더 포함한다. 비교적 큰 크기를 갖는 애퍼처들을 제공하는 것은 애퍼처 개구부들의 영역들의 합을 증가시키고, 이는 시편 상에서의 1차 빔렛들의 전체 빔 전류를 증가시킨다. 이에 따라, 이미지화에 대한 신호 대 잡음비가 증가될 수 있다.
도 5b는 다중애퍼처 렌즈 플레이트(122) 상의 애퍼처 개구부들(522)의 대안적인 배열을 도시한다. 애퍼처 개구부들은 원으로 배열될 수 있다. 이는 1차 하전 입자 빔 또는 1차 하전 입자 빔렛들에 공통인 광학 요소들의 축외 작동들을 감소시킬 수 있다.
도 6a는 애퍼처 개구부(522)의 실시예를 도시한다. 본원에 설명된 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예에 따르면, 애퍼처 개구부는 정사각형 형상 또는 실질적으로 정사각형 형상을 가질 수 있다. 둥근 애퍼처 개구부들에 대해 발생할 수 있는 팔중극자 효과 또는 팔중극자 수차들은 정사각형 형상 또는 실질적으로 정사각형 형상에 의해 감소될 수 있다. 또한, 애퍼처 개구부의 형상은 실질적으로 정사각형일 수 있고 애퍼처 개구부의 측 에지들(622)을 포함할 수 있다. 측 에지들, 특히, 4개의 측 에지들은 동일한 길이를 가질 수 있다. 코너(623)는 둥글 수 있다. 이에 따라, 평균적인 개구부들은 코너들에 둥근 에지들을 갖는 정사각형일 수 있다. 둥근 코너들은 팔중극자 효과 또는 팔중극자 수차들이 더 감소될 수 있다.
일부 실시예들에 따르면, 1차 빔렛들의 어레이를 이용하여 시편을 조사하거나 검사하기 위한 하전 입자 빔 디바이스가 제공된다. 하전 입자 빔 디바이스는 1차 하전 입자 빔을 생성하기 위한 하전 입자 빔 공급원, 및 1차 하전 입자 빔으로부터 4개 이상의 1차 빔렛들을 형성하기 위한 복수의 애퍼처들을 갖는 다중애퍼처 렌즈 플레이트를 포함하고, 복수의 애퍼처들의 형상은 둥근 코너들을 갖는 정사각형이다. 1차 하전 입자 빔 또는 4개 이상의 1차 빔렛들을 위한 하나의 개구부를 갖는, 예를 들어, 각각 하나의 개구부를 갖는 2개 이상의 전극들이 제공되고, 2개 이상의 전극들 및 다중애퍼처 렌즈 플레이트는 포커싱 효과를 제공하기 위해 바이어싱될 수 있다. 하전 입자 빔 디바이스는 4개 이상의 1차 빔렛들 중 제1 1차 빔렛, 제2 1차 빔렛, 제3 1차 빔렛, 및 제4 1차 빔렛을 서로에 대해 편향시키기 위한 시준기를 더 포함한다. 하전 입자 빔 디바이스는, 시편의 표면에 걸쳐 4개 이상의 1차 빔렛들을 주사하기 위한 주사 편향기 조립체, 및 3개 이상의 전극들을 갖는 대물 렌즈 유닛을 더 포함하고, 각각의 전극은 4개 이상의 1차 빔렛들을 위한 개구부들을 갖는다. 개구부들은 개구부 거리로 이격되고, 대물 렌즈 유닛은 4개 이상의 1차 빔렛들을 시편 상에 집속하도록 구성된다. 일부 구현들에 따르면, 대물 렌즈 유닛은 4개 이상의 신호 빔렛들을 검출 표면들 상에 집속하도록 더 구성될 수 있다. 하전 입자 빔 디바이스는 시편을 지지하기 위한 스테이지를 더 포함한다. 둥근 코너들을 갖는 정사각형 형상을 갖는 개구부들을 제공하는 것은, 1차 빔렛들에 대해, 수차들, 특히, 팔중극자 수차를 감소시켰다.
시준기 및 다중애퍼처들(내부: 박스(230))
본원에 설명된 다른 실시예들과 조합될 수 있는, 본 개시내용의 실시예들에 따르면, 시준기(130) 및 연관된 구성요소들이 ALA의 하류에 제공될 수 있다. 시준기(130)는 빔렛들을 시준한다. 이에 따라, 1차 빔렛들의 발산 패턴 또는 어레이는 시준기(130)에 의해 재지향된다. 예를 들어, 1차 빔렛들은 시준기 이후에 평행하거나 본질적으로 평행할 수 있다. 본원에 설명된 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에 따르면, 시준기(130)는 도 3a에 도시된 평면(222)에 또는 그 근처에 제공될 수 있다. 평면 근처라는 것은 시준기(130)를 ALA의 초점 길이의 20% 내에 갖는 것으로 이해되어야 한다. 평면(222), 즉, ALA의 초점 평면을 시준기에 또는 그 근처에 배열함으로써, 편향의 수차들로 인한 개별 전자 빔들의 왜곡들이 감소될 수 있다.
더 추가의 실시예들에 따르면, 위에서 설명된 바와 같이, 배율 제어는 ALA의 하류에서 평면(22)을 이동시킴으로써 제공될 수 있다.
도 7a에 도시된 바와 같이, 시준기는 편향기 어레이(132) 및 렌즈(232)를 포함할 수 있다. 더 추가의 수정들에 따르면, 시준기는 편향기 어레이를 포함할 수 있거나 대안적으로 렌즈(232)를 포함할 수 있다. 본원에 설명된 바와 같이, 시준기 편향 구조로 또한 표시될 수 있는 시준기는 애퍼처 렌즈 어레이로부터의 1차 빔렛들이 서로에 대해 평행하게 시준기로부터 나오도록 구성된다.
본원에 설명된 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에 따르면, 각각의 빔렛은 개별 편향 전극들에 의해 편향될 수 있다. 편향 전극들이 도 8a 및 8b에 예시적으로 도시된다. 도 8a는 편향기 어레이(132) 및 편향 전극들(812)의 어레이를 도시한다. 한 쌍의 편향 전극들이 x 방향 및 y 방향에 대해 제공된다. 이에 따라, 시준은 각각의 빔에 대해 개별적으로 제공될 수 있다. 예를 들어, 편향 전극들은 마이크로전자기계 시스템(MEMS)으로서 제공될 수 있고 웨이퍼 상에 제공될 수 있다.
본원에 설명된 실시예들과 조합될 수 있는, 본 개시내용의 구현들에 따르면, 복수의, 예를 들어, 4개 또는 8개의 편향 전극들이 1차 빔렛마다 제공될 수 있다. 각각의 1차 빔렛은 개별적으로 편향될 수 있다. 시준기 편향 구조는 세그먼트화된 시준기를 포함할 수 있다. 시준기 편향 구조는 1차 빔렛들 각각에 대한 세그먼트화된 편향기들을 포함할 수 있다.
더 추가의 실시예들에 따르면, 도 8a에 예시적으로 도시된 바와 같이, 하나 이상의 편향기 어레이가 하전 입자 빔 컬럼의 축을 따라 제공될 수 있다. 편향기들 또는 편향기 어레이들의 스택은, 예를 들어, 하나 이상의 웨이퍼 상에 제공될 수 있고, 이로써, 빔렛 당 개별 편향 전극들의 정렬이 단순화될 수 있다. 예를 들어, 제1 편향 전극들(812)은 빔렛들을 x 방향으로 편향시킬 수 있고, 제2 편향 전극들(814)은 빔렛들을 y 방향으로 편향시킬 수 있고, 제3 편향 전극들(816)은 수차 보정, 예를 들어, 비점수차 보정을 제공할 수 있다.
본원에 설명된 다른 실시예들과 조합될 수 있는 더 추가의 수정들에 따르면, 1차 빔렛들을 시준하기 위한 편향기 어레이는 2개 이상의 1차 빔렛들을 편향시키는 전극들의 쌍들에 의해 제공될 수 있다. 예를 들어, 도 9는 1차 빔렛들의 행을 Y 방향을 따라 편향시키기 위한 세장형 전극들(912) 및 1차 빔렛들의 행을 x 방향을 따라 편향시키기 위한 세장형 전극들(914)을 도시한다. 도 9는 시준기(130)의 편향기 어레이(132)의 평면도를 도시한다. 도 10은 편향기 어레이의 측면도를 도시한다. 예를 들어, 세장형 전극들(912) 및 할당된 전극들(914)이 도시된다. 또한, 도 8a 및 8b와 유사한 개별 편향기들이 제공될 수 있다. 개별 전극들이 시준 또는 수차 보정의 미세 조정을 위해 제공될 수 있다.
일부 실시예들에 따르면, 1차 빔렛들의 어레이를 이용하여 시편을 조사하거나 검사하기 위한 하전 입자 빔 디바이스가 제공된다. 하전 입자 빔 디바이스는 1차 하전 입자 빔을 생성하기 위한 하전 입자 빔 공급원, 및 1차 하전 입자 빔으로부터 4개 이상의 1차 빔렛들을 형성하기 위한 복수의 애퍼처들을 갖는 다중애퍼처 렌즈 플레이트를 포함한다. 1차 하전 입자 빔 또는 4개 이상의 1차 빔렛들을 위한 하나의 개구부를 갖는, 예를 들어, 각각 하나의 개구부를 갖는 2개 이상의 전극들이 제공되고, 2개 이상의 전극들 및 다중애퍼처 렌즈 플레이트는 포커싱 효과를 제공하기 위해 바이어싱될 수 있다. 하전 입자 빔 디바이스는 4개 이상의 1차 빔렛들 중 제1 1차 빔렛, 제2 1차 빔렛, 제3 1차 빔렛, 및 제4 1차 빔렛을 서로에 대해 편향시키기 위한 시준기를 더 포함한다. 하전 입자 빔 디바이스는, 시편의 표면에 걸쳐 4개 이상의 1차 빔렛들을 주사하기 위한 주사 편향기 조립체, 및 3개 이상의 전극들을 갖는 대물 렌즈 유닛을 더 포함하고, 각각의 전극은 4개 이상의 1차 빔렛들을 위한 개구부들을 갖는다. 개구부들은 개구부 거리로 이격되고, 대물 렌즈 유닛은 4개 이상의 1차 빔렛들을 시편 상에 집속하도록 구성된다. 일부 구현들에 따르면, 대물 렌즈 유닛은 4개 이상의 신호 빔렛들을 검출 표면들 상에 집속하도록 더 구성될 수 있다. 하전 입자 빔 디바이스는 시편을 지지하기 위한 스테이지를 더 포함한다. 일부 실시예들에 따르면, 시준기는 4개 이상의 1차 빔렛들의 행을 제1 방향을 따라 편향시키기 위한 2개 이상의 제1 세장형 전극들, 및 4개 이상의 1차 빔렛들의 행을 제1 방향과 상이한 제2 방향을 따라 편향시키기 위한 2개 이상의 제2 세장형 전극들을 포함한다. 이에 따라, 1차 하전 입자 빔렛들의 어레이는 감소된 개수의 전극들을 이용하여 안내될 수 있고, 이는 차례로, 전력 공급부들 및 전력 공급 연결부들의 개수를 감소시킨다.
편향기 어레이의 개별 편향기들은, 적어도 4차(사중극자)인 다중극자 요소들에 의해 실현될 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 다중극자 요소들은 종래의 기계적 기계가공에 의해 제조될 수 있다. 본원에 설명된 다른 실시예들과 조합될 수 있는 특정 실시예들에 따르면, 마이크로전자기계 시스템들(MEMS) 기술의 편향기 요소들이 유익할 수 있는데, 이는, MEMS 기술의 편향기 요소들이, 더 높은 다중극자 밀도를 허용하고 전극들의 배선을 용이하게 하기 때문이다.
위에서 설명된 바와 같이 그리고 도 7a에 도시된 바와 같이, 편향기 어레이(132)에 추가적으로, 렌즈(232)가 제공될 수 있다. 아래에 상세히 설명되는 일부 실시예들에 따르면, 편향기 어레이(132)가 렌즈 내에 또는 그 근처에 배열된다. 일부 실시예들에 따르면, 편향기 어레이가 렌즈"에 또는 그 근처에" 또는 "내에" 배열된다는 것은, 편향기 어레이가 렌즈의 초점 거리 내에 배치된다는 것으로 이해될 수 있다. 특히, 편향기 어레이는 렌즈 내에 배치될 수 있다. 예를 들어, 렌즈는 3개의 전극들을 포함할 수 있고 편향기 어레이는 3개의 전극들 중 2개의 전극들 사이에 배치될 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 편향기 어레이는 대략적으로, 렌즈의 3개의 전극들 중 중간 전극의 높이에 배치될 수 있다.
일부 실시예들에 따르면, 렌즈는 1차 하전 입자 빔렛들의 편향의 주요 효과를 달성하기 위해, 특히, 1차 빔렛들이 본질적으로 평행하게 시준기를 나오도록 시준하기 위해 사용될 수 있다. 편향기 어레이(132)는 개별 1차 하전 입자 빔렛들의 미세 조정, 특히, 대물 렌즈의 코마없는 점 내로 또는 코마없는 점을 통해 안내될 1차 하전 입자 빔렛들의 미세 조정을 위해 사용될 수 있다. 하전 입자 빔 디바이스는 렌즈 및 편향기 어레이의 작동 파라미터들을 제어하기 위한 제어기(예를 들어, 하전 입자 빔 디바이스의 작동을 모니터링하기 위한 모니터링 디바이스 또는 피드백 루프에 연결되거나 통합된 제어기)를 포함할 수 있다.
본원에 설명된 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에 따르면, 렌즈(232)가 편향기 어레이(132)에 대안적으로 제공될 수 있다. 예를 들어, 렌즈는 3개의 전극들을 포함할 수 있다.
일부 실시예들에 따르면, 렌즈(232)는, 특히, 2개 이상의 전극들이 감속 모드로 구동되고/거나 (1차 하전 입자 빔의 전파 방향으로 볼 때) 다중애퍼처 렌즈 플레이트의 전방에 배열되는 경우에 가속 렌즈일 수 있다. 일부 실시예들에서, 가속 렌즈로서(또는 다른 실시예들에서는 감속 렌즈로서) 제공되는 렌즈(232)는 정전 또는 조합된 자기 정전 렌즈일 수 있다.
본원에 설명된 실시예들에 따르면, 1차 하전 입자 빔렛들은 렌즈(232)를 향해 지향된다. 예를 들어, 렌즈(232)는 다중애퍼처 렌즈 플레이트로부터 전파되는 1차 하전 입자 빔렛들을 가속시키기 위한 가속 렌즈일 수 있다. 2개 이상의 전극들이, 1차 하전 입자 빔의 전파 방향으로 다중애퍼처 렌즈 플레이트 이전에 배치된 실시예에서, 렌즈(232)는 1차 하전 입자 빔렛들을 높은 컬럼 전압으로 가속시키기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 가속 렌즈는 1차 하전 입자 빔렛들을 전형적으로 10 kV 이상, 그리고 더 전형적으로 20 kV 이상의 컬럼 전압으로 가속시킬 수 있다. 가속 전압은 하전 입자 빔렛들의 하전 입자들이 컬럼 아래로 이동하는 속도를 결정할 수 있다. 일 예에서, 가속 렌즈는 정전 렌즈일 수 있다.
본원에 설명된 다른 실시예들과 조합될 수 있는, 박스(230)의 구성요소들의 더 추가의 수정들에 따르면, 정렬 편향기 시스템(234)이 제공될 수 있다. 예를 들어, 코일들이 애퍼처 렌즈 어레이와 시준기(130) 사이에 제공될 수 있다. 코일들은 시준기 애퍼처들 상에 1차 빔렛들의 위치설정을 생성할 수 있고/거나 1차 빔렛들의 어레이를 회전시킬 수 있다. 더욱 또한, 추가적으로 또는 대안적으로, x 방향 및/또는 y 방향으로 1차 빔렛들의 어레이의 피치를 보정하기 위해 사중극장이 제공될 수 있다.
도 7a는 복수의 1차 빔렛들에 공통으로 작용하는 정렬 편향기들(716)을 도시한다. 도 7a는 제1 방향에 대한 정렬 편향기들을 도시한다. 추가의 정렬 편향기들이, 예를 들어, 제1 방향에 직교하는 제2의 상이한 방향에 대해 제공될 수 있다. 또한, 1차 빔렛들의 어레이를 회전시키는 정렬 코일이 제공된다. 정렬 편향기들(716)은 x 방향, y 방향, 또는 이들의 조합으로 편향 필드들(쌍극장들)을 제공할 수 있다. 또한, 정렬 편향기들(716)은 1차 빔렛들의 어레이에 작용하는 사중극장들을 제공할 수 있다. 이에 따라, x 방향 및/또는 y 방향으로의 1차 빔렛들의 어레이의 피치가 조정되거나 정렬될 수 있다.
도 7a는 자기 편향기들을 갖는 정렬 편향기(716)를 도시하지만, 정렬 편향기 시스템은 또한, 정전 편향기들 또는 자기 편향기들과 정전 편향기들의 조합을 구비할 수 있다.
도 7b는 정렬 시스템(710)에서의 1차 빔렛들(701)의 어레이를 도시한다. 정렬 시스템은 제1 방향(도 7b의 화살표들 참고)으로 제1 사중극장을 생성하기 위한 2개의 정렬 코일들을 포함할 수 있다. 정렬 시스템은 제2 방향으로 제2 사중극장을 생성하기 위한 추가의 2개의 정렬 코일들(716)을 포함할 수 있다. 제1 방향 및 제2 방향은 약 45 °만큼 회전될 수 있다. 이에 따라, 1차 빔렛들(701)의 어레이의 형상이 적응될 수 있다. 즉, 1차 빔렛들의 피치는, 1차 빔렛들의 어레이 상의 왜곡들을 조정하기 위해, 2개의 방향들로, 예를 들어, 45 °만큼 회전된 방향으로 적응될 수 있다. x 방향 및/또는 y 방향으로 1차 빔렛들의 어레이의 피치를 보정하기 위해 사중극장들이 제공될 수 있다. 사중극장은 1차 빔렛들의 피치를 적응시키기 위해 어레이를 일 방향으로는 누르고 직교 방향으로는 어레이를 당길 수 있다. 이에 따라, 빔렛들의 어레이의 편향 및/또는 누름이 제공될 수 있다.
도 7a는 일부 실시예들에 따른 정렬 시스템의 구현을 도시한다. 예를 들어, 코어(796)가 제공될 수 있다. 코어는 개구부를 갖고, 1차 빔렛들의 어레이는 코어의 개구부를 통과한다. 복수의 정렬 코일들(716), 예컨대, 사중극장(들)을 제공하는 모든 편향 정렬 코일들 및 정렬 코일들이 코어(796)에 제공될 수 있다. 이에 따라, 어레이의 조합된 편향 및 어레이의 피치 조정을 위한 쌍극자 부분들 및 사중극자 부분들을 갖는 필드가 제공될 수 있다.
일부 실시예들에 따르면, 1차 빔렛들의 어레이를 이용하여 시편을 조사하거나 검사하기 위한 하전 입자 빔 디바이스가 제공된다. 하전 입자 빔 디바이스는 1차 하전 입자 빔을 생성하기 위한 하전 입자 빔 공급원, 및 1차 하전 입자 빔으로부터 4개 이상의 1차 빔렛들을 형성하기 위한 복수의 애퍼처들을 갖는 다중애퍼처 렌즈 플레이트를 포함한다. 1차 하전 입자 빔 또는 4개 이상의 1차 빔렛들을 위한 하나의 개구부를 갖는, 예를 들어, 각각 하나의 개구부를 갖는 2개 이상의 전극들이 제공되고, 2개 이상의 전극들 및 다중애퍼처 렌즈 플레이트는 포커싱 효과를 제공하기 위해 바이어싱될 수 있다. 하전 입자 빔 디바이스는 4개 이상의 1차 빔렛들 중 제1 1차 빔렛, 제2 1차 빔렛, 제3 1차 빔렛, 및 제4 1차 빔렛을 서로에 대해 편향시키기 위한 시준기를 더 포함한다. 하전 입자 빔 디바이스는, 시편의 표면에 걸쳐 4개 이상의 1차 빔렛들을 주사하기 위한 주사 편향기 조립체, 및 3개 이상의 전극들을 갖는 대물 렌즈 유닛을 더 포함하고, 각각의 전극은 4개 이상의 1차 빔렛들을 위한 개구부들을 갖는다. 개구부들은 개구부 거리로 이격되고, 대물 렌즈 유닛은 4개 이상의 1차 빔렛들을 시편 상에 집속하도록 구성된다. 일부 구현들에 따르면, 대물 렌즈 유닛은 4개 이상의 신호 빔렛들을 검출 표면들 상에 집속하도록 더 구성될 수 있다. 하전 입자 빔 디바이스는 시편을 지지하기 위한 스테이지를 더 포함한다. 하전 입자 빔 디바이스는 다중애퍼처 렌즈 플레이트와 시준기 사이에 제공된 정렬 시스템을 더 포함하고, 정렬 시스템은 4개 이상의 1차 빔렛들 사이의 피치를 적응시키기 위해 적어도 하나의 사중극자를 포함한다. 이에 따라, 1차 빔렛들의 어레이의 1차 빔렛들의 피치는 시준기에서 조정될 수 있다.
본원에 설명된 다른 실시예들과 조합될 수 있는 더 추가의 실시예들에 따르면, 하나 이상의 추가의 애퍼처 어레이(140)가 제공될 수 있다. 예를 들어, 도 7a는 시준기(130)의 하류의 제1 애퍼처 어레이(140) 및 시준기(130)의 상류의 제2 애퍼처 어레이(740)를 도시한다. 본원에 설명된 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에 따르면, 애퍼처 어레이들은 시준기의 양 측들 상에 제공될 수 있다. 도 7a에 예시적으로 도시된 바와 같이, 어레이(740)의 애퍼처 및/또는 애퍼처 어레이(140)의 개구부들의 개수는 다중애퍼처 렌즈 플레이트(122)의 애퍼처 개구부들의 개수에 비해 더 적다. 도 5a와 관련하여 위에서 설명된 바와 같이, 1차 빔렛들을 위한 애퍼처 개구부들(522) 및 더미 애퍼처들(524)이 제공될 수 있다. 더미 애퍼처들은 ALA의 수차들을 감소시킨다. 더미 애퍼처들은 시편에 충돌하는 1차 빔렛들을 생성하도록 의도되지 않는다. 이에 따라, 애퍼처 어레이(740)는 더미 애퍼처들(524)을 통과하는 하전 입자 빔들을 차단하는 부분들을 포함할 수 있다. 이에 따라, 다중애퍼처 렌즈 플레이트는 하나 이상의 추가의 애퍼처 어레이의 개구부들의 개수에 비해 또는 시준기의 편향기 어레이의 개구부들에 비해 더 많은 개구부들을 포함한다.
도 7a는, 본원에 설명된 다른 실시예들, 특히, 정렬 시스템(710)을 갖는 실시예들과 조합될 수 있는 더 추가의 실시예들을 예시한다. 애퍼처 어레이(740)는 전도성 물질(742)을 포함한다. 전도성 물질(742) 또는 전도성 표면들은 애퍼처 어레이 상의 1차 빔렛들의 충돌에 의해 잠재적으로 제공되는 전류를 측정하는 것을 허용한다. 전류는 전류 계측기들(744)을 이용하여 측정될 수 있다. 이에 따라, 시준기(130)에 대한 하나 이상의 1차 빔렛의 오정렬이, 전도성 물질에 충돌하는 하전 입자들에 기초하여 검출될 수 있다. 측정된 0의 전류는 추가의 애퍼처 어레이(740)의 개구부들을 통해 안내되는 모든 1차 빔렛들에 대응한다. 본원에 설명된 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에 따르면, 정렬 시스템(710)은, 예를 들어, 전류 측정에 기초하여 4 자유도 조정을 허용할 수 있다. x 방향의 편향, y 방향의 편향, z 축 중심의 회전, 및 사중극장들에 의한 피치 조정이 제공될 수 있다.
더 추가의 실시예들에 따르면, 전도성 물질(742) 또는 전도성 표면들은 전도성 물질의 세그먼트들 또는 부분들을 포함할 수 있고, 각각의 세그먼트 또는 부분은 애퍼처 어레이의 개별 개구부 또는 애퍼처 어레이의 개구부들의 패턴, 예를 들어, 행 또는 열에 대응한다. 이에 따라, 개별 개구부들 또는 개구부들의 패턴에 대한 전류를 측정하는 능력은 정렬 시스템(710)과 1차 빔렛들의 더 개선된 정렬을 위해 역할을 할 수 있다.
특히, 도 7a 내지 7c와 관련하여 설명된 정렬 시스템을 이용한 1차 빔렛들의 정렬에 대해, 애퍼처 플레이트 상의 전류 측정의 추가의 구현들이 도 24a 및 24b를 참조하여 설명될 수 있다. 도 24a는 애퍼처 어레이(740)를 도시한다. 복수의 애퍼처 개구부들이 애퍼처 어레이에 제공되고, 파선(703)에 의해 표시된 개구부들의 어레이를 형성한다. 애퍼처는 플레이트를 갖고, 전도성 물질(742)의 전도성 표면들 또는 영역들이 플레이트 상에 제공된다. 도 24a는 파선들에 의해 표시된 바와 같이 4개의 전도성 표면들을 예시한다. 4개의 전도성 표면들은 서로로부터 절연될 수 있다. 전류 계측기들은 전도성 표면들에 연결될 수 있다. 1차 빔렛들의 잘 정렬된 어레이는 애퍼처 어레이의 개구부들을 통과한다. 이에 따라, 잘 정렬된 어레이에 대해, 1차 빔렛들의 하전 입자들로부터 전류가 발생되지 않는다. 전도성 표면, 즉, 전도성 물질(742) 상에 충돌하는 1차 빔렛들의 개수에 따라, 전류 계측기(744)에서의 전류가 증가한다. 이에 따라, 전도성 표면 상에 충돌하는 1차 빔렛들의 개수가 많을수록, 전류가 높아진다.
본원에 설명된 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에 따르면, 애퍼처 어레이(740) 상의 전도성 물질(742)은 세그먼트화될 수 있는데, 예를 들어, 4개의 전도성 표면들이 제공될 수 있다. 하나 이상의 1차 빔렛이 애퍼처 어레이의 개구부들에 대해 이동하는 정렬 시스템의 제어 시에, 하나 이상의 전류 계측기(744)에서의 전류는 변한다. 도 24a와 관련하여 설명된 실시예에 따르면, 전도성 물질의 세그먼트화 및 전도성 물질의 세그먼트들에 연결된 전류 계측기들을 갖는 것은, 전류 계측기들 각각에 대해 상이한 전류들을 결정하는 것을 허용한다. 이에 따라, 1차 빔렛들의 어레이를, 예를 들어, 도 24a에서 우측으로 이동시키는 것은 우측 상의 전류 계측기들 상의 전류 판독치를 증가시킬 수 있다. 상이한 세그먼트들에 대한 차이들을 평가하는 것은 정렬 시스템의 제어 파라미터들의 주어진 세트에 대해 애퍼처 어레이의 개구부들에 대한 1차 빔렛들의 복수의 위치들을 결정하는 것을 허용한다. 정렬 시스템의 제어 파라미터들을 변화시킴으로써, 즉, 애퍼처 어레이의 표면에 걸친 1차 빔렛들의 주사, 1차 빔렛들 사이의 피치의 적응, 및/또는 1차 빔렛들의 어레이의 회전에 의해, 전류 판독치들이, 상이한 제어 파라미터들에 대해 제공될 수 있다. 1차 빔렛들의 어레이의 배향, 위치, 및/또는 형상이 결정될 수 있다. 제어 파라미터들은 1차 빔렛들의 정렬된 어레이를 전개하도록 설정될 수 있고, 여기서 모든 1차 빔렛들은 애퍼처 어레이의 개구부들을 통과한다.
추가적으로 또는 대안적으로 제공될 수 있는 다른 구현에 따르면, 하나 이상의 전도성 표면이 애퍼처 플레이트 상에 그리고 파선(703)에 의해 표시된 개구부들의 어레이의 외부에 제공될 수 있다.
예를 들어, 전도성 표면은 개구부들의 어레이의 하나의 코너에 인접하여 제공될 수 있다. 예시적으로, 이는 도 24b에 도시된 상부 우측 전도성 표면 또는 대응하는 전도성 물질(742)일 수 있다. 도 24b는 상부 우측 1차 빔렛의 강조를 더 도시한다. 화살표(749)에 의해 표시된 바와 같이 1차 빔렛들의 어레이를 주사하는 것은 상부 우측 1차 빔렛을 전도성 표면, 예를 들어, 1차 빔렛들의 어레이의 대응하는 코너에 인접한 전도성 표면 상에 지향시킬 수 있다. 전류는 전류 계측기(744)를 이용하여 측정될 수 있다. 따라서, 1차 빔렛들의 어레이의 편향의 양은 전류가 검출될 수 있도록 1차 빔렛들의 어레이를 주사함으로써 결정될 수 있다. 대응하는 편향은 수 개의 1차 빔렛들, 특히, 1차 빔렛들의 어레이의 코너들에 있는 1차 빔렛들에 대해 제공될 수 있다.
전도성 표면 상에서 코너들 각각, 예를 들어, 도 24b에 도시된 어레이의 4개의 코너들을 주사하는 것은 각각의 코너에 대한 위치를 결정하는 것을 허용한다. 본원에 설명된 실시예들에 따르면, 주사는, 이에 따른 빔렛이, 다른 빔렛들이 전도성 표면 상에 충돌하기 전에 전도성 표면 상에 충돌하도록 제공될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 2개 이상의 코너 빔렛들이 동일한 전도성 표면 상에 안내될 수 있다. 대안적인 실시예에 따르면, 각각의 코너 빔렛은 상이한 전도성 표면으로 안내될 수 있다. 예를 들어, 도 24b를 참조하면, 각각의 코너 빔렛은 전도성 물질(742), 즉, 각각의 코너에 인접한 대응하는 전도성 표면 상에 안내될 수 있다.
본원에 설명된 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에 따르면, 적어도 3개의 코너들에 대한 정렬 시스템의 제어 파라미터들을 결정하는 것은 1차 빔렛들의 어레이의 주사 위치, 1차 빔렛들의 어레이의 잠재적 왜곡, 및 1차 빔렛들의 어레이의 잠재적 회전 배향을 평가하는 것을 허용한다. 이에 따라, 본 개시내용의 실시예들에 따르면, 애퍼처 어레이 상의 하나 이상의 전도성 표면에 연결된 하나 이상의 전류 계측기와 정렬 시스템(710)의 조합은 애퍼처 어레이에 대한 1차 빔렛들의 어레이의 적절한 정렬을 허용한다.
도 25는 1차 빔렛들의 어레이를 정렬하는 대응하는 방법을 도시하는 흐름도를 도시한다. 작동(1252)에서, 하전 입자 공급원을 이용하여 1차 하전 입자 빔이 생성된다. 작동(1254)에서, 다중애퍼처 렌즈 플레이트 및 2개 이상의 전극들을 이용하여 4개 이상의 1차 빔렛들이 생성된다. 1차 빔렛들의 영역을 정렬하는 방법은 구현들에 관하여 본원에 설명되며, 여기서 단일 공급원은 1차 하전 입자 빔을 생성하고, 1차 빔렛들은 애퍼처 렌즈 어레이에 의해 생성된다. 본원에 설명된 다른 실시예들과 조합될 수 있는 더 추가의 실시예들에 따르면, 1차 빔렛들의 어레이의 정렬은 하전 입자 빔 공급원의 어레이에 의해 생성된 1차 빔렛들의 어레이에 대해 동등하게 제공될 수 있다.
작동(1256)에서, 4개 이상의 1차 빔렛들 중 제1 1차 빔렛, 제2 1차 빔렛, 제3 1차 빔렛, 및 제4 1차 빔렛은 시준기에 의해 서로에 대해 편향된다. 작동(1257)에서, 시준기의 상류의 정렬 시스템은 애퍼처 어레이의 개구부들에 걸쳐 4개 이상의 1차 빔렛들을 주사하도록 제어된다. 또한, 작동(1258)에서, 하나 이상의 전도성 표면에서의 전류가 애퍼처 어레이 상에서 측정된다.
도 24a와 관련하여 설명된 실시예들에 따르면, 정렬 시스템은 하나 이상의 전도성 표면에서의 전류를 최소화하도록 제어될 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 전도성 표면은 애퍼처 어레이의 개구부들 사이에 제공될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 도 24b와 관련하여 설명된 바와 같이, 정렬 시스템은 하나 이상의 전도성 표면에서의 전류를 증가시키도록 제어될 수 있다. 그러한 구현에서, 하나 이상의 전도성 표면은 애퍼처 어레이의 개구부들에 의해 형성된 개구부 어레이의 외부에 제공된다. 본원에 설명된 다른 실시예들과 조합될 수 있는 더 추가의 실시예들에 따르면, 애퍼처 어레이에 대한 1차 빔렛들의 어레이의 정렬 후에, 1차 빔렛들 또는 1차 빔렛들의 적어도 일부가 시편에 도달할 수 있고, 신호 빔렛들로부터의 신호들이 측정될 수 있다. 1차 빔렛들의 어레이는 신호 빔렛들의 신호들을 증가시킴으로써 애퍼처 어레이의 하류에서 더 정렬될 수 있다. 예를 들어, 추가의 정렬은 시준기에서의 1차 빔렛들의 개별 편향의 조정 및/또는 정렬 시스템에 의해 제공될 수 있다.
1차 빔렛들의 어레이를 정렬하는 4가지 방법들, 정렬 시스템의 제어는 다음의 제어 절차들: a) 애퍼처 플레이트의 평면에서 적어도 제1 방향으로, 4개 이상의 1차 빔렛들을 편향 필드, 특히, 하나의 편향 필드를 이용해 주사하는 단계; b) 애퍼처 플레이트의 평면에서 제1 방향에 수직인 제2 방향으로 4개 이상의 1차 빔렛들을 주사하는 단계; c) 애퍼처 플레이트의 평면에서 적어도 제3 방향으로 사중극장을 이용해 4개 이상의 1차 빔렛들 사이의 피치를 적응시키는 단계; d) 애퍼처 플레이트의 평면에서 적어도 제4 방향으로 사중극장을 이용해 4개 이상의 1차 빔렛들 사이의 피치를 적응시키는 단계; e) 애퍼처 플레이트의 평면에서 4개 이상의 1차 빔렛들에 의해 형성된 어레이를 회전시키는 단계 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 제어 절차들 a) 및/또는 b), 제어 절차들 c) 및/또는 d) 및 제어 절차 e)는 순차적으로 수행될 수 있다. 추가적으로, 제어 절차들은 반복식으로 순차적으로 수행될 수 있다.
일부 실시예들에 따르면, 1차 빔렛들의 어레이를 이용하여 시편을 조사하거나 검사하기 위한 하전 입자 빔 디바이스가 제공된다. 하전 입자 빔 디바이스는 1차 하전 입자 빔을 생성하기 위한 하전 입자 빔 공급원, 및 1차 하전 입자 빔으로부터 4개 이상의 1차 빔렛들을 형성하기 위한 복수의 애퍼처들을 갖는 다중애퍼처 렌즈 플레이트를 포함한다. 1차 하전 입자 빔 또는 4개 이상의 1차 빔렛들을 위한 하나의 개구부를 갖는, 예를 들어, 각각 하나의 개구부를 갖는 2개 이상의 전극들이 제공되고, 2개 이상의 전극들 및 다중애퍼처 렌즈 플레이트는 포커싱 효과를 제공하기 위해 바이어싱될 수 있다. 하전 입자 빔 디바이스는 4개 이상의 1차 빔렛들 중 제1 1차 빔렛, 제2 1차 빔렛, 제3 1차 빔렛, 및 제4 1차 빔렛을 서로에 대해 편향시키기 위한 시준기를 더 포함한다. 하전 입자 빔 디바이스는, 시편의 표면에 걸쳐 4개 이상의 1차 빔렛들을 주사하기 위한 주사 편향기 조립체, 및 3개 이상의 전극들을 갖는 대물 렌즈 유닛을 더 포함하고, 각각의 전극은 4개 이상의 1차 빔렛들을 위한 개구부들을 갖는다. 개구부들은 개구부 거리로 이격되고, 대물 렌즈 유닛은 4개 이상의 1차 빔렛들을 시편 상에 집속하도록 구성된다. 일부 구현들에 따르면, 대물 렌즈 유닛은 4개 이상의 신호 빔렛들을 검출 표면들 상에 집속하도록 더 구성될 수 있다. 하전 입자 빔 디바이스는 시편을 지지하기 위한 스테이지를 더 포함한다. 일부 실시예들에 따르면, 시준기는 하나 이상의 애퍼처 어레이의 제1 애퍼처 어레이와 하나 이상의 애퍼처 어레이의 제2 애퍼처 어레이, 특히, 하나 이상의 애퍼처 어레이의 적어도 하나의 애퍼처 어레이에 부착된 전류 계측기 사이에 제공된다. 이에 따라, 시준기에서의 1차 빔렛들의 빔 조정이 측정될 수 있다. 또한, 시준기 위의 제1 애퍼처 어레이 및 시준기 아래의 제2 애퍼처 어레이는 필드들, 예를 들어, 시준기의 정전기장들의 제한을 허용한다. 더욱 또한, 추가적으로 또는 대안적으로, 애퍼처 어레이 및 애퍼처 어레이의 대응하는 홀더는 진공 구획들 사이의 진공 분리의 역할을 할 수 있다. 애퍼처 어레이의 개구부들은 펌핑 애퍼처들의 역할을 할 수 있다.
본원에 설명된 다른 실시예들과 조합될 수 있는 더 추가의 실시예들에 따르면, 하나 이상의 추가의 애퍼처 어레이 중 적어도 하나는 이웃하는 진공 구획들에서 진공을 분리하기 위해 제공될 수 있다. 도 11은 하전 입자 빔 디바이스(100)를 도시한다. 하전 입자 빔 공급원(110)은 제1 진공 구획(118)에 제공된다. 진공 펌프(119)는 진공 구획들(118)과 유체 연통하여 제공된다. 진공 펌프(119)는 진공 구획(118)을 배기한다. 도 11에 도시된 예에서, 애퍼처 렌즈 어레이 또는 다중애퍼처 렌즈 플레이트는, 각각, 진공 구획(118)에 제공된다. 더 추가의 실시예들에 따르면, 2개의 진공 구획들이 진공 구획(118) 대신에 제공될 수 있다. 이에 따라, 하전 입자 빔 공급원(110) 및 애퍼처 렌즈 어레이는 개별 구획들에 제공될 수 있다.
도 11에 도시된 바와 같이, 제2 진공 구획(138)이 제공될 수 있다. 예를 들어, 시준기(130)는 제2 진공 구획(138)에 제공될 수 있다. 더 추가의 수정들에 따르면, 애퍼처 렌즈 어레이는 또한, 제2 진공 구획(138)에 제공될 수 있다. 진공 펌프(139)는 제2 진공 구획(138)과 유체 연통하여 제공된다. 진공 펌프(139)는 진공 구획(138)을 배기한다.
본원에 설명된 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에 따르면, 추가의 애퍼처 어레이(140)를 위한 홀더(149)가 제공된다. 홀더(149), 특히, 홀더(149) 및 애퍼처 어레이(140)는 제2 진공 구획(138)을 제3 진공 구획(188)으로부터 분리한다. 이에 따라, 상이한 진공 구획들의 차동 펌핑은 홀더 및/또는 추가의 애퍼처 어레이(140)의 대향 측들 상에 각각 제공될 수 없다.
제3 진공 구획(188)은 진공 펌프(189)와 유체 연통한다. 제3 진공 구획은 대물 렌즈 유닛(170)을 포함할 수 있다. 또한, 스테이지(180)는 제3 진공 구획(188)에 제공될 수 있다. 본원에 설명된 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에 따르면, 적어도 3개의 진공 구획들이 하전 입자 빔 디바이스(100)에 제공될 수 있다. 2개의 이웃하는 진공 구획들은 추가의 애퍼처 어레이 및/또는 추가의 애퍼처 어레이를 위한 홀더에 의해 서로 분리될 수 있다. 3개 이상의 진공 구획들을 갖는 것은 하전 입자 빔 디바이스(100)의 컬럼 내의 상이한 압력의 영역들을 허용한다.
본 개시내용에 따른 하전 입자 빔 디바이스들의 실시예들은 복수의 1차 빔렛들을 이용한 시편의 조명 또는 시편의 검사를 제공하고, 여기서 1차 빔렛들은, 예를 들어, ALA를 이용하여 단일 하전 입자 빔 공급원으로부터 생성된다. 본원에 설명된 다른 실시예들과 조합될 수 있는 더 추가의 실시예들에 따르면, 1차 빔렛들은 1차 빔렛들의 어레이의 제1 1차 빔렛과 1차 빔렛들의 어레이의 제2 1차 빔렛의 교차 없이, 특히, 하전 입자 빔 디바이스에서 생성되는 1차 빔렛들의 교차 없이 하전 입자 빔 디바이스를 통해 이동한다. 교차를 회피하는 것은 1차 빔렛들 사이의 상호작용을 회피한다. 더 높은 빔 전류들이 1차 빔렛들에 대해 제공될 수 있다.
빔 분리 및 검출(내부: 박스(250))
도 2의 박스(250)를 참조하여, 빔 분리 유닛(160) 및 검출 유닛(150)이 아래에 더 상세히 설명된다. 빔 분리 유닛(160)은 하나 이상의 신호 빔렛으로부터 1차 빔렛들을 분리한다. 신호 빔렛들은 검출 유닛(150)에 의해 검출된다. 도 12는 시편(80)을 도시한다. 1차 빔렛들(103)은 시편(80) 상에 충돌한다. 1차 빔렛들(103)의 충돌 시에, 신호 빔렛들(105)이 생성된다. 1차 빔렛들(103) 및 신호 빔렛들(105)은 빔 분리 유닛에 의해 분리된다.
본원에 설명된 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에 따르면, 빔 분리 유닛은 자기 편향기(162) 및 정전 편향기(164)를 갖는 빈(Wien) 필터 어레이일 수 있다. 자기 편향기(162)에 의한 1차 빔렛들의 편향은 정전 편향기(164)의 편향 방향과 반대 방향으로 제공된다. 이에 따라, 빔 분리 유닛 전후의 1차 빔렛들의 빔 경로는 평행하거나 실질적으로 평행하다. 자기 편향기(162) 및 정전 편향기(164)가 1차 빔렛들의 광학 축들을 따라 상이한 평면들에서 작용하는, 도 12에 예시적으로 도시된 바와 같은 배열에서, 1차 빔렛들의 시프트가 발생할 수 있다. 자기 편향기 및 정전 편향기의 필드들이 중첩되는 배열들에서, 1차 빔렛들은 실질적으로 편향되지 않을 수 있다.
1차 빔렛들(103)은 대물 렌즈 유닛(170)에 의해 시편(80) 상에 집속된다. 신호 빔렛들(105)은 대물 렌즈를 통해 1차 빔렛들(103)의 방향과 실질적으로 반대 방향으로 이동한다. 이에 따라, 빈 필터 어레이(Wien filter array)는 신호 빔렛들(105)을 편향시킨다. 빈 필터 어레이의 편향은 자기 편향기(162)의 편향 방향의 변화에 기초한다. 이에 따라, 자기 편향기(162) 및 정전 편향기(164)는 신호 빔렛들(105)에 대해 동일한 방향으로 작용한다.
빔 분리 유닛은 또한, 1차 및 신호 빔렛들의 분리를 위한 전자기 편향 시스템으로 고려될 수 있다. 예를 들어, 신호 빔렛들은 1 ° 내지 20 °의 각도, 특히, 3 ° 이하의 각도만큼 편향될 수 있다.
1차 빔렛들의 직사각형 어레이 또는 정사각형 어레이를 고려하면, 도 13, 14a 및 14b에 예시적으로 도시된 바와 같이, 전자기 편향 시스템, 예를 들어, 빈 필터 어레이가 제공될 수 있다. 정전 편향기(164)는 2개 이상의 세장형 편향 전극들에 의해 제공될 수 있다. 편향 전극들은, 예를 들어, 도 13의 지면에 평행할 수 있다. 편향 전극들은 1차 빔렛들의 어레이의 대향 측들 상에 제공될 수 있다. 추가의 편향 전극들이 1차 빔렛들의 행들 사이에 제공될 수 있다. 예를 들어, 1차 빔렛들의 M(M>=1)개의 행을 갖는 1차 빔렛들의 어레이를 갖는 경우, M+1개의 전극들이 제공될 수 있다. 전극들은 하나의 행의 1차 빔렛들을 편향시키도록 세장형이다.
자기 편향기(162)는 코일들의 어레이에 의해 제공될 수 있다. 코일들(464)은 코어(462) 상에 제공될 수 있다. 코일들(464)은 선을 따라 제공될 수 있고, 선에 수직인 방향으로 세장형일 수 있다. 코일들은 하나의 행의 1차 빔렛들을 편향시키도록 세장형일 수 있다. 본 개시내용의 일부 실시예들에 따르면, 1차 빔렛들의 어레이의 1차 빔렛들의 행은 코일들의 어레이의 2개의 이웃하는 코일들 사이를 통과할 수 있다. 1차 빔렛들의 N(N>=1)개의 행을 갖는 1차 빔렛들의 어레이를 갖는 경우, N+1개의 코일들이 제공될 수 있다. 예를 들어, 코일들은, 예를 들어, 자속선들을 폐쇄하기 위해 자기 회로를 형성하는 자성 물질을 갖는 자기 코어 상에 감겨질 수 있다.
도 15는 빔 분리 유닛(160)의 더 추가의 실시예를 예시한다. 빔 분리 유닛은 자기장(163)에 의해 제공될 수 있다. 예를 들어, 자기장(163)은 도 14a 및 14b에 도시된 바와 같이 코일들(464)의 어레이에 의해 제공될 수 있다. 시준기(130)는 1차 빔렛들(103)을 대물 렌즈 유닛의 광학 축들에 대해 소정 각도로 안내하도록 작동될 수 있다. 빔 분리 유닛은 1차 빔렛들을 대물 렌즈 유닛(170)의 광학 축들에 평행하거나 본질적으로 평행하도록 편향시킬 수 있다. 하전 입자 빔 디바이스에서 상향으로 안내되는 신호 빔렛들은 빔 분리 유닛(160)의 자기장(163)에 의해 1차 빔렛들로부터 분리된다.
더 추가의 실시예들에 따른 빔 분리 유닛(160)이 도 16a 내지 16c에 도시된다. 예를 들어, 자성 물질의 3개의 층들이 제공된다. 자성 물질은 고투자율 물질일 수 있고 층들은 자기 회로를 형성할 수 있다. 제1 정전 편향기(164)가, 도 16a에 도시된 바와 같이 제공된다. 자기 편향기(162)가 제공된다. 제2 정전 편향기(164)가 제공된다. 자기 편향기(162)는 제1 정전 편향기와 제2 정전 편향기 사이에 제공될 수 있다. 자기 편향기 또는 정전 편향기를 참조하는 본 개시내용의 실시예들은 또한, 각각, 자기 편향기 어레이 또는 정전 편향기 어레이로 지칭될 수 있다. 자기 편향기(162) 및 하나 이상의 정전 편향기(164)는 신호 빔렛들 및/또는 1차 빔렛들의 어레이를 편향시키도록 구성된다. 예를 들어, 어레이는 본원에 설명된 바와 같이 전극들의 1차원 어레이로서 형성될 수 있다.
제1 정전 편향기(164) 및 제2 정전 편향기(164)는 1차 빔렛들의 어레이의 행들 사이에 적어도 2개의 전극들을 포함한다. 적어도 2개의 전극들은 제1 전극(165) 및 제2 전극(166)일 수 있다. 제1 전극(165)은 양의 전위에 있을 수 있고 제2 전극(166)은 음의 전위에 있을 수 있거나, 또는 그 반대일 수 있다. 적어도 2개의 전극들은 빔렛들의 어레이의 행들에 대해 정전 편향 필드들을 제공한다. 본원에 설명된 다른 실시예들과 조합될 수 있는, 본 개시내용의 일부 실시예들에 따르면, 적어도 2개의 전극들에, 전극들 또는 스트립 전극들이 할당될 수 있다. 또한, 추가적으로 또는 대안적으로, 적어도 2개의 전극들이, 1차 빔렛들의 어레이의 행들 사이에 제공될 수 있다.
자기 편향기(162)(또는, 자기 편향기 어레이)는 1차 빔렛들의 어레이의 행들 사이에 하나의 전극, 예를 들어, 세장형 전극 또는 스트립 전극을 포함한다. 자기 편향기의 하나의 전극은 코일에 의해 둘러싸인다. 예를 들어, 코일은 절연된 와이어를 가질 수 있다. 하나의 전극은 또한, 자기장 생성을 위한 코어로서 지칭될 수 있거나 그러한 코어를 제공할 수 있다.
본 개시내용의 실시예들은, 각각, 1차 빔렛들의 어레이 및 신호 빔렛들의 어레이에 관한 것이다. 본 개시내용은, 행이 x 방향으로 제공되는지 또는 y 방향으로 제공되는지에 관계없이 (행들 및 열들 대신에) 행들을 언급한다. 어레이의 행은 제1 방향으로 연장될 수 있고, 또한, 행은 제1 방향에 수직인 제2 방향으로 연장될 수 있다는 것이 이해된다. 전기 광학 구성요소들의 특성들로부터, 관련 기술분야의 통상의 기술자는 "행"이라는 용어가 1차 빔렛들 및/또는 2차 빔렛들의 어레이를 설명하기 위해 본원에서 활용될 때 "행"이라는 용어의 배향을 잘 이해할 수 있다.
전극들의 3개의 층들을 제공함으로써, 자기 회로가 형성된다. 또한, 빔렛들의 광학 축들의 방향을 따른 대칭 배열이 제공된다.
일부 실시예들에 따르면, 1차 빔렛들의 어레이를 이용하여 시편을 조사하거나 검사하기 위한 하전 입자 빔 디바이스가 제공된다. 하전 입자 빔 디바이스는 1차 하전 입자 빔을 생성하기 위한 하전 입자 빔 공급원, 및 1차 하전 입자 빔으로부터 4개 이상의 1차 빔렛들을 형성하기 위한 복수의 애퍼처들을 갖는 다중애퍼처 렌즈 플레이트를 포함한다. 1차 하전 입자 빔 또는 4개 이상의 1차 빔렛들을 위한 하나의 개구부를 갖는, 예를 들어, 각각 하나의 개구부를 갖는 2개 이상의 전극들이 제공되고, 2개 이상의 전극들 및 다중애퍼처 렌즈 플레이트는 포커싱 효과를 제공하기 위해 바이어싱될 수 있다. 하전 입자 빔 디바이스는 4개 이상의 1차 빔렛들 중 제1 1차 빔렛, 제2 1차 빔렛, 제3 1차 빔렛, 및 제4 1차 빔렛을 서로에 대해 편향시키기 위한 시준기를 더 포함한다. 하전 입자 빔 디바이스는, 시편의 표면에 걸쳐 4개 이상의 1차 빔렛들을 주사하기 위한 주사 편향기 조립체, 및 3개 이상의 전극들을 갖는 대물 렌즈 유닛을 더 포함하고, 각각의 전극은 4개 이상의 1차 빔렛들을 위한 개구부들을 갖는다. 개구부들은 개구부 거리로 이격되고, 대물 렌즈 유닛은 4개 이상의 1차 빔렛들을 시편 상에 집속하도록 구성된다. 일부 구현들에 따르면, 대물 렌즈 유닛은 4개 이상의 신호 빔렛들을 검출 표면들 상에 집속하도록 더 구성될 수 있다. 하전 입자 빔 디바이스는 시편을 지지하기 위한 스테이지를 더 포함한다. 하전 입자 빔 디바이스는 검출 표면들을 갖는 검출 유닛을 포함할 수 있다. 하나 이상의 검출 표면이 4개 이상의 1차 빔렛들의 빔 경로들 사이에 배열된다. 예를 들어, 검출 표면들은 신호 빔렛들을 광자들로 변환할 수 있고, 검출 유닛을 위해 4개 이상의 광 검출기들이 제공된다. 빔 분리 유닛은 제1 정전 편향기, 제2 정전 편향기, 및 제1 정전 편향기와 제2 정전 편향기 사이에 제공되는 자기 편향기를 포함할 수 있고, 여기서 선택적으로, 제1 정전 편향기, 제2 정전 편향기, 및 자기 편향기는 자기 회로를 형성한다. 더 추가의 선택적인 추가적인 또는 대안적인 특징으로서, 제1 정전 편향기 및 제2 정전 편향기는 각각, 4개 이상의 1차 빔렛들의 행들 사이에 적어도 2개의 세장형 전극들을 포함한다. 이에 따라, 대칭 빔 분리 유닛이 제공될 수 있다.
이제 도 12로 돌아가면, 1차 빔렛들(103)의 어레이는 거리(d)를 가질 수 있다. 피치는 200 ㎛ 이상, 특히, 400 ㎛ 이상일 수 있다. 1차 빔렛들 사이의 적어도 제1 피치는 제1 방향, 예를 들어, x 방향을 따라 제공될 수 있다. 정전 편향기(164)의 전극들 및/또는 자기 편향기(162)의 코어 또는 전극들은 제1 피치와 유사한 피치를 가질 수 있다. 예를 들어, 전극들의 피치는 제1 피치의 +- 10% 이내일 수 있다. 더욱 또한, 본원에 설명된 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에 따르면, 1차 빔렛들과 신호 빔렛들 사이의 빔 분리는, 특히, 신호 빔렛들의 신호 검출의 평면에서 1차 빔렛들 사이의 제1 피치의 10% 내지 90%의 거리로 제공될 수 있다.
위에서 설명된 바와 같이, 하전 입자 빔 디바이스(100)는 빔 분리 유닛(160)을 포함한다. 빔 분리 유닛(160)은 신호 빔렛들(105)(도 12에 도시됨)로부터 1차 빔렛들(103), 즉, 1차 하전 입자 빔렛들을 분리한다. 일부 실시예들에 따르면, 빔 분리 유닛은, 예를 들어, 적어도 하나의 자기 편향기, 빈 필터, 또는 임의의 다른 전기 광학 구성요소를 포함할 수 있고, 여기서 전자들은, 예를 들어, 로렌츠 힘에 따른 속도로 인해 1차 하전 입자 빔렛들 빔으로부터 멀어지는 방향으로 지향된다.
빔 분리 유닛은 대물 렌즈 유닛(170)과 검출 유닛(150) 사이에 제공될 수 있다. 검출 유닛(150)은 복수의 검출기들 또는 검출 표면들(152)을 포함한다. 검출 유닛은 신호 빔렛들을 광자들로 변환하는 복수의 변환 유닛들(153)을 포함할 수 있다. 특히, 변환 유닛들(153)은 전자 광자 변환 유닛들일 수 있다. 변환 유닛들(153)은 검출 표면들(152) 및, 특히, 형광 스트라이프들의 어레이를 포함할 수 있다. 형광 스트라이프들의 어레이는 변환 유닛(153)의 평면에 그리고 1차 빔렛 또는 1차 빔렛들의 행 옆에 제공될 수 있다. 예를 들어, 형광 스트라이프들의 어레이의 피치는 1차 빔렛들의 거리(d) 또는 제1 피치와 유사할 수 있다. 1차 빔렛들(103)은, 각각, 변환 유닛의 형광 스트립들 또는 형광 스트립들의 어레이를 통과할 수 있다. 본원에 설명된 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에 따르면, 검출 표면들(152)의 평면(157)에서의 1차 빔렛들(103)의 피치, 즉, 거리(d), 형광 스트립들의 피치, 및 신호 빔렛들(105)의 피치는 동일하거나 본질적으로 동일할 수 있다. 신호 빔렛들은, 도 12에 개략적으로 도시된 바와 같이, 신호 전자들을 전자 광자 변환기 유닛(81)의 검출 표면들(152) 또는 형광 스트립들 상에 투영하기 위해 대물 렌즈 유닛의 광학 축들에 대해 소정 각도로 이동하도록 빔 분리 유닛에 의해 편향된다.
본원에 설명된 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에 따르면, 형광 스트립들의 상기 어레이의 적어도 하나의 형광 스트립은 1차 빔렛들의 2개의 인접한 행들 사이에 배열된다.
본원에 설명된 일부 실시예들에 따르면, 검출 표면들은 신호 빔렛들, 즉, 신호 전자들을 1차 하전 입자 빔렛들 옆의 일 측에 투영하도록 배열된다. 이에 따라, 인접한 1차 하전 입자 빔렛들로부터의 신호 전자들의 스폿들의 중첩이 감소되거나 방지될 수 있고, 이는 인접한 1차 빔렛들로부터 초래되는 신호 빔렛들을 검출하고 구별하는 것을 더 용이하게 한다. 이에 따라, 샘플의 표면으로부터의 신호 빔렛들의 검출 및 평가가 더 빠를 수 있고, 이는 샘플들의 검사를 위한 처리량을 증가시킨다.
도 12에 도시된 예에서, 변환 유닛들, 예를 들어, 전자 광자 변환 유닛들은, 실질적으로 Y 방향으로 연장되는 일련의 평행하게 배열된 형광 스트립들로 배열된다. 더 추가의 실시예들에 따르면, 전자 광자 변환 유닛들 또는 검출 표면들은 1차 하전 입자 빔렛들을 위한 관통 홀들을 갖는 플레이트에 제공될 수 있다. 플레이트는 XY 방향으로 연장될 수 있다. 검출 표면들 또는 형광 부분들이 플레이트에 제공될 수 있거나, 플레이트가 형광 물질을 포함할 수 있다. 관통 홀들 사이에서 X 또는 Y 방향으로 연장되는, 플레이트의 부분들 상의 그러한 플레이트 또는 형광 물질의 부분들이 또한, 본 개시내용에 따른 형광 스트립들인 것으로 간주된다.
변환 유닛들(153)에서, 광자들이 신호 빔렛들의 입사 시에 생성된다. 광자들은 형광 스트립들 또는 부분들에 의해 생성될 수 있다. 광자들의 적어도 일부는 변환 유닛들로부터 광 검출기들로 안내된다. 광자들은, 예를 들어, 광섬유들(156)에 의해 안내될 수 있다. 광섬유의 제1 단부는 변환 유닛에 인접하여 배열되거나, 그에 결합되거나, 그에 부착될 수 있다. 광, 즉, 광자들은 광섬유 내로 결합된다. 광섬유의 제2 단부는 광 검출기에 제공될 수 있다. 광섬유들은 신호 빔렛들의 어레이에 대응하는 어레이로서 제공될 수 있다. 광섬유들의 어레이의 행은 1차 빔렛들의 어레이의 행 사이에 제공될 수 있다. 예를 들어, 광섬유들의 어레이는 x 방향 및 y 방향 중 하나의 방향으로 1차 빔렛들의 어레이 사이에 제공될 수 있다.
본원에 설명된 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에 따르면, 형광 스트립들의 어레이가 제공되고, 여기서 각각의 형광 스트립은 1차 빔렛에 인접하여 위치된다. 예를 들어, 형광 스트립들은 검출 표면들(152)의 평면(157)에서 1차 빔렛들의 피치와 동일한 거리로 위치될 수 있다. 생성된 광을 광 검출기들, 예를 들어, 광검출기들의 어레이로 수송하기 위해 광섬유들 또는 유리 섬유들의 어레이가 제공된다.
본원에 설명된 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에 따르면, 신호 입자들이 충돌하는 검출 표면들(152), 즉, 변환 유닛들(153)의 표면들은 전도성 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 전도성 물질은 검출 표면들 상에 코팅될 수 있다. 전도성 물질은 검출 표면들 상에 생성된 전하의 제거를 허용한다.
도 12는 XZ 평면에서의 빔 분리 및 검출을 예시하지만, 도 17은 YZ 평면에서의 대응하는 배열을 도시한다. 볼 수 있는 바와 같이, 광섬유들(156)은 광자들을 변환 유닛들로부터 광 검출기 어레이(159)로 안내하기 위해 제공될 수 있다. 광섬유들은 1차 빔렛들의 어레이의 행들 사이에 제공될 수 있다.
광 검출기 어레이, 예컨대, 다중 센서 검출기 시스템은, 예를 들어, 1차 빔렛들의 광학 축들에 수직인 방향으로, 1차 빔렛들의 어레이로부터 이격된 위치에 배열될 수 있다. 검출 유닛은 형광 스트립들의 어레이를 포함할 수 있고, 여기서 각각의 스트립은 1차 빔렛 또는 1차 빔렛들의 행 옆에 위치된다. 예를 들어, 형광 스트립들은 검출 표면들의 평면에서 1차 빔렛들의 피치와 동일한 거리 내에 위치될 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 형광 스트립들은 1차 하전 입자 빔렛들에 근접하여 배열될 수 있다. 바람직하게, 형광 스트립들의 상기 어레이의 적어도 하나의 스트립은 2개의 인접한 1차 빔렛들 사이에 배열된다. 형광 스트립들을 1차 빔렛에 근접하여 또는 심지어 2개의 인접한 1차 빔렛들 사이에 배열함으로써, 다중빔 하전 입자 컬럼의 폭이 감소될 수 있다. 이는, 서로 근접한 다수의 다중빔 하전 입자 컬럼들의 더 쉬운 배열 및 샘플 위의 특정 영역 내의 더 많은 다중빔 하전 입자 컬럼들의 배열을 가능하게 한다. 이에 따라, 샘플의 표면이 더 신속하게 검사될 수 있고, 이는 샘플들의 검사를 위한 처리량을 증가시킨다.
본원에 설명된 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에 따르면, 광 검출기 어레이는 복수의 광 검출기들, 특히, 신호 빔렛 또는 광섬유 당 적어도 하나의 광검출기를, 각각, 포함할 수 있다. 예를 들어, 광 검출기는, p-n 접합을 포함하는, 광 다이오드 또는 다른 전기 광학 요소일 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 광 검출기는 광전자 증배관을 포함할 수 있다. 전기 신호가 광 검출기에 의해 생성된다. 특히, 광 검출기들의 어레이는 신호 빔렛 당 전기 신호의 생성을 허용한다.
도 18은 변환 유닛들(153), 예를 들어, 전자 광자 변환기 유닛들의 평면에서의 개략적인 평면도를 도시한다. 도 17에 도시된 바와 같이, 1차 빔렛들(103)은 다수의 행들로 배열되고, 여기서 각각의 행은 제1 방향, 도 17에서는 Y 방향으로 연장된다. 1차 빔렛들(103)의 행들은 제2 방향, 도 17에서는 X 방향으로 서로 옆에 배열된다. 변환 유닛들(153)의 형광 스트립들은, 각각, 예를 들어, 변환 유닛들(153) 또는 검출 표면들에서 1차 빔렛들의 행들의 피치와 동일한 거리로 1차 빔렛들의 행 옆에 배열된다. 검출 표면들의 평면을 통한 1차 빔렛들의 통과를 허용하기 위해 형광 스트립들 사이의 개구부들 또는 갭들이 배열된다.
시편에 대한 1차 빔렛들의 충돌 시에 생성된 신호 빔렛들(105)은 빔 분리 유닛에 의해, 예를 들어, 도 18의 x 방향으로 편향된다. 신호 빔렛들은 검출 표면들, 즉, 변환 유닛들의 부분들 또는 형광 스트라이프들 상에 충돌한다. 검출 표면들은 빔 분리 유닛을 향하는 측 상에 있다. 변환 유닛들은 형광 물질을 사용하여 신호 빔렛들을 광자들(광)로 변환한다. 검출 표면들에 대향하는 측에, 생성된 광자들 또는 생성된 광자들의 적어도 일부를 수집하기 위해 광섬유들(156)이 제공될 수 있다.
특정 형광 스트립 상의 신호 빔렛들의 다양한 스폿들로부터 광자들을 수집하도록 배열되는 광섬유들(156)은 상기 형광 스트립 위에, 특히, 도 18의 ZY 평면에 배열된다. 도 17에 개략적으로 도시된 바와 같이, 광섬유들(156)은 광 검출기 어레이(159)에 섬유들의 제2 단부를 배열하기 위해 YZ 평면에서 구부러지거나 만곡된다.
도 17 및 18에 도시된 만곡되거나 구부러진 광섬유(156)에 대한 대안으로서, 광섬유들(156')은 검출 표면(152)에서 점감된다. 광섬유들(156')의 제1 단부는 상기 광섬유들의 중심 축(CA)에 대해 10 ° 내지 60 °의 각도(α)로 절단될 수 있다. 점감된 단부(tapered end)에서, 형광 플레이트 또는 형광 층이 검출 표면(152)으로서 배열된다. 검출 표면 상에 투영되는 2차 전자들(105')이 광자들(20)로 변환된다. 생성된 광자들(20)의 적어도 일부는 광섬유들의 제1 단부 내로 결합되고 광 검출기를 향해 상기 광섬유를 통해 지향되거나 운반된다. 광자들(20)은 광섬유들의 측 표면에서의 내부 전반사로 인해 광섬유 내부에 국한된다. 광섬유들(156')은 도 19의 섬유들 중 하나에 개략적으로 표시된 바와 같이 광 반사 층으로 적어도 부분적으로 코팅될 수 있다.
대물 렌즈 유닛 및 주사(내부: 박스(270))
도 20a는 대물 렌즈 유닛(170)을 도시한다. 대물 렌즈 유닛의 다양한 양상들, 세부사항들, 특징들, 및 수정들은 도 20a 내지 20d와 관련하여 설명된다. 대응하는 실시예들은 본원에 설명된 다른 실시예들, 특히, 본원에 설명된 바와 같은 하전 입자 빔 컬럼의 다양한 섹션들에 대해 설명된 실시예들과 조합될 수 있다.
대물 렌즈 유닛은 홀들(272)을 갖는 3개 이상의 전극들을 포함한다. 홀들(272)은 홀들의 어레이를 형성한다. 단일 1차 빔렛 및/또는 빔렛들 각각에 대해 각각 하나의 홀 또는 개구부가 제공된다. 이에 따라, 홀들의 어레이는 1차 빔렛들의 어레이에 대응한다. 도 20a에 도시된 바와 같이, 1차 빔렛들 각각에 대해 광학 축들(OA)이 제공된다. 3개 이상의 전극들은 정전 렌즈 구성요소를 형성한다.
본 개시내용의 실시예들에 따르면, 절연체 플레이트들(174)이, 3개 이상의 전극들 중 2개의 전극들 사이에 제공된다. 본원에 설명된 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에 따르면, 절연체 플레이트(174)는 2개 이상의 1차 빔렛의 통과를 위한, 특히, 절연체 플레이트(174)의 하나의 개구부를 통한 모든 1차 빔렛의 통과를 위한 하나의 개구부를 포함한다. 3개 이상의 전극들은 1차 빔렛들에 대한 렌즈 필드를 형성하기 위해 상이한 전위들로 바이어싱된다. 특히, 본원에 설명된 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에 따르면, 전극들은 시편을 향해 이동하는 1차 빔렛들을 감속시키기 위한 감속 필드를 생성하도록 구성된다. 예를 들어, 제2 마지막 전극과 마지막 전극 사이의 감속 필드는 적어도 5 kV/mm일 수 있다.
본원에 설명된 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에 따르면, 3개 이상의 전극들 중 하나 이상의 전극은 도 20b에 도시된 바와 같이 전극(172)일 수 있다. 전극(172)은 홀들(272) 또는 개구부들, 특히, 홀들의 어레이를 포함한다. 전극(172)은 홀들(272) 각각 주위에 공통 전위를 제공하도록 구성된다. 전극(172)은 1차 빔렛들의 어레이에 공통 전위를 제공한다. 도 20a에 도시된 바와 같이, 전극(172)은 전력 공급부(173) 또는 제어기에 연결될 수 있다. 전극들 각각은 소정 전위로 바이어싱된다. 특히, 이웃하는 전극들(172)(광학 축들을 따라 이웃함)은 렌즈 필드를 생성하기 위해 상이한 전위들로 바이어싱될 수 있다.
일부 수정들에 따르면, 도 20c에 도시된 바와 같이, 3개 이상의 전극들 중 하나 이상의 전극은 전극(176)일 수 있다. 전극(176)은 홀들(272) 또는 개구부들, 특히, 홀들의 영역을 포함한다. 전도성 부분들(276)에 의해 표시된 바와 같이, 홀들(272)은 개별 전도성 부분들을 포함할 수 있고, 홀들 또는 개구부들 각각에는 상이한 전위가 제공될 수 있다. 전극(176)은 전력 공급부(177) 또는 제어기에 연결된다. 전력 공급부 또는 제어기는 개별 전도성 부분들 각각의 전위를 제어할 수 있다. 상이한 개구부들에 대해 상이한 전위들을 제공하는 능력은, 각각의 1차 빔렛에 대해, 예를 들어, 각각의 1차 빔렛에 대해 개별적으로 렌즈 필드의 미세 조정을 제공하는 것을 허용한다. 도 20c는 홀들(272) 각각에 대한 전도성 부분들(276)을 도시한다. 본원에 설명된 다른 실시예들과 조합될 수 있는 더 추가의 실시예들에 따르면, 개구부들 중 일부는 공통 전도성 부분(276)을 가질 수 있고, 이로써, 개구부들 중 일부는 동일한 전위로 바이어싱될 수 있다. 또한, 적어도 2개의 별개의 전도성 부분들이 제공된다. 제1 홀(272)의 적어도 제1 전도성 부분은 제1 전위로 바이어싱될 수 있고, 제2 홀의 적어도 제2 전도성 부분은 제1 전위와 상이한 제2 전위로 바이어싱될 수 있다.
도 20d는 본원에 설명된 다른 실시예들과 조합될 수 있는 전극의 더 추가의 수정을 예시한다. 대물 렌즈 유닛(170)의 전극은 4개 이상, 예를 들어, 8개의 편향 전극들(178)을 포함할 수 있다. 편향 전극들(178)은 XY 평면에서 1차 빔렛들 각각에 대한 편향 필드들을 생성하도록 제어될 수 있다. 더욱 또한, 팔중극장들 및/또는 사중극장들이 수차 보정을 위해 생성될 수 있다. 개별 편향 전극들을 갖는 전극은 전력 공급부(179) 또는 제어기에 연결될 수 있다. 예를 들어, 편향 전극들 각각은, 편향 전극들의 개별 바이어싱을 허용하기 위해, 절연된 와이어에 의해 연결될 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 편향 전극들을 갖는 전극은 마이크로전자기계 시스템들(MEMS)로서 제조될 수 있다. MEMS 기술의 편향기는 더 높은 다중극자 밀도를 허용하고 전극들의 배선을 용이하게 한다.
본원에 설명된 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에 따르면, 대물 렌즈 유닛은 홀들(272)의 어레이들을 갖는 3개 이상의 전극들, 예를 들어, 3개 내지 10개의 전극들을 포함할 수 있다. 절연체 플레이트(174)는, 위에 설명된 바와 같이, 인접한 전극들 사이에 제공될 수 있다. 상기 전극들 중 하나는 도 20d와 관련하여 설명된 편향 전극들(178)을 구비할 수 있다. 도 20a에 도시된 예는 제1 전극(172), 제2 전극(172), 제3 전극(172), 전도성 부분들(276)을 갖는 제1 개별 집속 전극(176), 편향 전극들(178)을 갖는 전극 및 제4 전극(172)을 포함한다. 예를 들어, 편향 전극들을 갖는 전극과 제4 전극(172) 사이에 감속 필드가 제공될 수 있다. 편향 필드는 적어도 5 kV/mm일 수 있다.
일부 실시예들에 따르면, 1차 빔렛들의 어레이를 이용하여 시편을 조사하거나 검사하기 위한 하전 입자 빔 디바이스가 제공된다. 하전 입자 빔 디바이스는 1차 하전 입자 빔을 생성하기 위한 하전 입자 빔 공급원, 및 1차 하전 입자 빔으로부터 4개 이상의 1차 빔렛들을 형성하기 위한 복수의 애퍼처들을 갖는 다중애퍼처 렌즈 플레이트를 포함한다. 1차 하전 입자 빔 또는 4개 이상의 1차 빔렛들을 위한 하나의 개구부를 갖는, 예를 들어, 각각 하나의 개구부를 갖는 2개 이상의 전극들이 제공되고, 2개 이상의 전극들 및 다중애퍼처 렌즈 플레이트는 포커싱 효과를 제공하기 위해 바이어싱될 수 있다. 하전 입자 빔 디바이스는 4개 이상의 1차 빔렛들 중 제1 1차 빔렛, 제2 1차 빔렛, 제3 1차 빔렛, 및 제4 1차 빔렛을 서로에 대해 편향시키기 위한 시준기를 더 포함한다. 하전 입자 빔 디바이스는, 시편의 표면에 걸쳐 4개 이상의 1차 빔렛들을 주사하기 위한 주사 편향기 조립체, 및 3개 이상의 전극들을 갖는 대물 렌즈 유닛을 더 포함하고, 각각의 전극은 4개 이상의 1차 빔렛들을 위한 개구부들을 갖는다. 개구부들은 개구부 거리로 이격되고, 대물 렌즈 유닛은 4개 이상의 1차 빔렛들을 시편 상에 집속하도록 구성된다. 일부 구현들에 따르면, 대물 렌즈 유닛은 4개 이상의 신호 빔렛들을 검출 표면들 상에 집속하도록 더 구성될 수 있다. 하전 입자 빔 디바이스는 시편을 지지하기 위한 스테이지를 더 포함한다. 대물 렌즈 유닛의 3개 이상의 전극들 중 적어도 하나는 1차 빔렛 당 4개 이상의 편향 전극들을 포함하고, 각각의 전극은 1차 빔렛 당 개구부를 갖고, 스테이지는 시편을 지지한다. 이에 따라, 개별 1차 빔렛들의 빔 위치들이 시편 상에서 조정될 수 있다.
본원에 설명된 실시예들에 따르면, 1차 하전 입자 빔렛들은 시편(80)을 개별 위치들에서 동시에 검사하기 위해 대물 렌즈 유닛(170)에 의해 시편 상의 개별 위치들 상에 집속된다. 대물 렌즈 유닛(170)은 1차 하전 입자 빔렛들을 시편 상에 집속하도록 구성될 수 있고, 여기서 대물 렌즈는 지연 필드 렌즈이다. 예를 들어, 지연 필드 렌즈는 1차 하전 입자 빔렛들을 정해진 랜딩 에너지까지 감속시킬 수 있다. 일부 실시예들에서, 시편 상의, 컬럼 에너지로부터 랜딩 에너지까지의 에너지 감소는 적어도 10배, 예를 들어, 적어도 30배이다. 일 예에서, 랜딩 에너지는 전형적으로, 약 100 eV 내지 8 keV, 더 전형적으로 2 keV 이하, 예를 들어, 1 keV 이하, 예컨대 500 eV 또는 심지어 100 eV이다.
도 2에 예시적으로 도시된 바와 같이 대물 렌즈 유닛(170)에 인접하여 또는 대물 렌즈 유닛 내에 주사 편향기 조립체(271)가 제공될 수 있다. 주사 편향기(271)는 1차 빔렛들의 어레이에 대한 주사 필드를 제공할 수 있다. 예를 들어, 주사 필드는 빔렛들에 대해 개별적으로 제공될 수 있다. 예를 들어, 주사 편향기 조립체(271)는 자기 주사 편향기 조립체일 수 있다. 더 추가의 수정들에 따르면, 추가적으로 또는 대안적으로, 정전 주사 편향기 조립체가 제공될 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 주사 편향기 조립체는 대물 렌즈 유닛(170)과 빔 분리 유닛(160) 사이에 제공될 수 있다. 주사 편향기 조립체는 추가적으로 또는 대안적으로 대물 렌즈 유닛(170)의 2개 이상의 전극들 중 2개의 전극들 사이에 제공될 수 있다.
스테이지(내부: 박스(280))
도 21은 본 개시내용의 실시예들에 따른 하전 입자 빔 디바이스(100)에 제공될 수 있는 스테이지(180)를 예시한다. 스테이지(180)는 모션 조립체(182)를 포함한다. 모션 조립체(182)는 적어도 x 방향, y 방향, 및 z 방향으로 시편(80)을 이동시키기 위한 드라이브들을 포함한다. 이에 따라, 시편(80)은 대물 렌즈 유닛(170)의 광학 축들에 대해 이동될 수 있고, 시편(80)과 대물 렌즈 유닛(170) 사이의 거리를 적응시킬 수 있다. 스테이지(180)는 절연 층(184) 및 전도성 층(186)을 포함한다. 전도성 층(186)은 시편 수용 표면을 제공한다. 전도성 층은 시편(80)과 절연 층(184) 사이에 제공된다. 도 20a에 도시된 바와 같이, 전도성 층(186)은 전력 공급부(288)에 연결될 수 있다. 이에 따라, 웨이퍼가 바이어싱될 수 있다.
일부 실시예들에 따르면, 절연 층(184)은 시편 또는 웨이퍼를 접지로부터 절연시킨다. 이에 따라, 시편은 소정 전위, 예를 들어, 적어도 5 kV의 고전위로 설정될 수 있다. 시편을 바이어싱하는 것은 하전 입자 빔 디바이스의 특정 영역들에서 전압들을 감소시키면서 전기 광학 목적들을 위해 유익한 것으로서 하전 입자 빔 디바이스의 구성요소들 사이에 전압들을 제공하는 것을 허용한다. 예를 들어, 방출기(111) 및 시편(80)은 음의 전압들로 바이어싱될 수 있다. 이에 따라, 방출기와 시편 사이의 다른 구성요소들은 감소된 (양의) 전압들로 바이어싱될 수 있다. 이에 따라, 2개 이상의 전극들, ALA, 시준기, 대물 렌즈 유닛 등은 편향, 수차 보정, 집속 등을 위해 더 낮은 전압들에 추가적으로 높은 전압들을 요구하지 않는다.
4개 이상의 1차 빔렛들을 이용하여 시편을 검사하기 위한 방법의 실시예들이 도 22에 도시된 흐름도를 참조하여 설명된다. 작동(1221)에서, 1차 하전 입자 빔이 하전 입자 공급원을 이용하여 생성되고, 4개 이상의 1차 빔렛들이 다중애퍼처 렌즈 플레이트 및 2개 이상의 전극들을 이용하여 생성된다. 이에 따라, 1차 빔렛들의 어레이가 제공될 수 있다. 작동(1222)에서, 4개 이상의 1차 빔렛들 중 제1 1차 빔렛, 제2 1차 빔렛, 제3 1차 빔렛, 및 제4 1차 빔렛은 시준기에 의해 서로에 대해 편향된다. 예를 들어, 1차 빔렛들은 평행하도록 편향될 수 있다. 작동(1223)에서, 4개 이상의 신호 빔렛들을 생성하기 위해, 4개 이상의 1차 빔렛들이 주사 편향기 조립체를 이용하여 시편의 표면에 걸쳐 주사되고, 대물 렌즈 유닛을 이용하여 시편 상에 집속된다. 작동(1224)에서, 4개 이상의 신호 빔렛들이, 검출 거리를 갖는 검출 표면들 상에 집속되고, 하나 이상의 검출 표면이 4개 이상의 1차 빔렛들의 각각의 1차 빔렛들 사이에 배열된다. 작동(1225)에서, 4개 이상의 신호 빔렛들이, 4개 이상의 신호 빔렛들을 검출 거리의 검출 표면들로 안내하기 위해, 빔 분리 유닛을 이용하여 4개 이상의 1차 빔렛들로부터 분리된다. 본 개시내용의 실시예들에 따르면, 빔렛 거리는 200 ㎛ 이상, 특히, 400 ㎛ 이상일 수 있다. 이에 따라, 대물 렌즈 유닛의 개구부들은 200 ㎛ 이상, 특히, 400 ㎛ 이상일 수 있다. 본 개시내용의 실시예들에 따르면, 검출 거리는 200 ㎛ 이상, 특히, 400 ㎛ 이상일 수 있다. 이에 따라, 검출 표면들 사이의 피치는 검출 거리에 제공될 수 있고/거나 신호 빔렛들은 검출 거리의 검출 표면 상에 충돌한다. 본원에 설명된 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에 따르면, 검출 거리는, 특히, 검출 유닛의 평면에서 1차 빔렛들 사이의 피치에 대응한다. 더욱 또한, 추가적인 또는 대안적인 수정들에 따르면, 4개 이상의 신호 빔렛들의 스폿 크기는 검출 표면들에서 조정될 수 있고, 특히, 검출 거리는 검출 표면들 상의 4개 이상의 신호 빔렛들의 스폿 크기보다 크다.
본 개시내용의 일부 실시예들은 대물 렌즈 유닛의 전극들의 개구부가 200 ㎛ 이상, 특히, 400 ㎛ 이상으로 이격되는 빔렛 거리 또는 개구부 거리를 제공한다. 이에 따라, 개구부들은, 예를 들어, 100 ㎛ 이상, 특히, 200 ㎛ 이상인 크기를 가질 수 있다. 따라서, 검출 표면들 상에 안내되고/거나 집속될 수 있는 신호 전자들의 개수는 개선된 검출 효율을 제공한다. 예를 들어, 검출 거리, 즉, 검출 표면들의 거리는 개구부 거리와 유사할 수 있다. 또한, 대물 렌즈 유닛의 전극들은 검출 표면들 상에 신호 빔렛들을 집속할 수 있다. 이에 따라, 대물 렌즈 유닛의 전극들의 개구부들의 크기, 및 대응적으로 개구부 거리는, 선택적으로 신호 빔렛들의 집속과 조합하여, 유리한 수집 효율을 제공한다.
본원에 설명된 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에 따르면, 1차 빔렛 당 4개 이상의 편향 전극들을 이용하여 대물 렌즈 유닛에서 비점수차가 보정될 수 있고/거나 1차 빔렛들이 편향될 수 있다. 더욱 또한, 추가적으로 또는 대안적으로, 시편을 지지하는 스테이지 상의 시편이 바이어싱될 수 있고, 스테이지는 절연 층을 갖는다.
일부 실시예들에 따르면, 하전 입자 빔 디바이스 내의 에너지는 하전 입자 빔 디바이스에서의 위치에 따라 변화한다. 일 예가 이하에서 주어진다. 예를 들어, 빔 방출기 이후 그리고 다중애퍼처 렌즈 플레이트(122) 이전의 1차 하전 입자 빔의 에너지는 약 15 kV일 수 있고, 예를 들어, 도 3a 및 3b에 예시적으로 도시된 구성에서, 어레이의 전방에서 약 3 kV까지 감속되며, 여기서 2개 이상의 전극들(124)은 다중애퍼처 렌즈 플레이트의 전방에서 감속 모드로 사용된다. 다중애퍼처 렌즈 플레이트 이후 그리고 시준기 이전에, 하전 입자 빔 디바이스의 컬럼에서의 에너지는 약 3 kV일 수 있다. 일부 실시예들에서, 시준기는 1차 하전 입자 빔렛들을 약 15 kV의 에너지로 가속시킬 수 있다. 1차 하전 입자 빔렛들의 랜딩 에너지(대물 렌즈에 의해 감속됨)는 1 keV 미만, 예를 들어, 약 300 eV일 수 있다.
추가적으로, 본원에 설명된 실시예들에 따른, 하전 입자 빔 디바이스 및 하전 입자 빔 디바이스를 이용하여 시편을 검사하기 위한 방법은 시편 상에 1차 하전 입자 빔렛들의 작은 스폿 크기를 제공한다. 스폿 크기는 단일 1차 하전 입자 빔렛에 의해 조명된 시편 상의 영역의 직경으로서 이해될 수 있다. 예를 들어, 본원에 설명된 실시예들에 따른 1차 하전 입자 빔렛들의 어레이의 단일 1차 하전 입자 빔렛의 스폿 크기는 전형적으로 20 nm 미만, 더 전형적으로 10 nm 미만, 및 훨씬 더 전형적으로 5 nm 미만일 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 단일 1차 하전 입자 빔렛들은, 본원에 설명된 실시예들에 따른 빔 공급원을 이용한 1차 하전 입자 빔렛들의 어레이의 생성으로 인해, 높은 전류 밀도를 가질 수 있다. 높은 전류 밀도는 신호 대 잡음비, 및 따라서 하전 입자 빔 디바이스의 처리량을 증가시키는 것을 돕는다.
위에서 언급된 바와 같이, 본원에 설명된 실시예들에 따른 하전 입자 빔 디바이스는 1차 하전 입자 빔렛들의 어레이를 제공하는 것을 허용한다. 일부 실시예들에 따르면, 1차 하전 입자 빔렛들의 어레이는 전형적으로, 컬럼 당 3개 이상의 1차 하전 입자 빔렛들, 더 전형적으로는 10개 이상의 1차 하전 입자 빔렛들을 포함할 수 있다. 본원에 설명된 일부 실시예들에 따르면, 본원에 설명된 실시예들에 따른, 하전 입자 빔 디바이스 및 하전 입자 빔 디바이스를 이용하여 샘플을 검사하기 위한 방법은, 샘플 표면에서 서로에 대해 소정 거리를 갖는 1차 하전 입자 빔렛들의 어레이를 하전 입자 빔 디바이스의 하나의 컬럼 내에 제공한다. 예를 들어, 하나의 컬럼 내의 2개의 1차 하전 입자 빔렛들, 즉, 행의 방향으로 이웃하는 하전 입자 빔렛들 사이의 거리는 전형적으로, 0.2 mm 이상 및/또는 3 mm 이하일 수 있다.
일부 실시예들에서, 본원에 설명된 실시예들에 따른 2개 이상의 하전 입자 빔 디바이스들이 다중컬럼 다중빔 현미경(MCM)으로 배열될 수 있다. 시편을 검사하기 위한 1차 하전 입자 빔렛들의 어레이를 각각 갖는 다수의 컬럼들은 프로세스 속도 및 처리량을 더 증가시킨다.
도 23은 본 개시내용의 실시예들에 따른 3개의 하전 입자 빔 디바이스들(100)이 어레이로 제공되는 하전 입자 빔 디바이스 조립체를 도시한다. 일부 실시예들에 따르면, 하나 이상의 하전 입자 빔 디바이스는 어레이, 예컨대, 1차원 어레이 또는 2차원 어레이로 제공될 수 있다. 하전 입자 빔 디바이스들 각각은, 본 개시내용의 실시예들에 따른, 하전 입자 빔 공급원(110), 2개 이상의 전극들, 즉, 1차 하전 입자 빔을 위한 개구부 또는 1차 하전 입자 빔렛들에 공통인 개구부를 갖는 전극들, 애퍼처 렌즈 어레이, 시준기(130), 선택적으로 검출 유닛(150), 선택적으로 빔 분리 유닛(160), 및 대물 렌즈 유닛(170)을 포함하고, 본 개시내용에서 서로에 대해 추가적으로 또는 대안적으로 설명된 다양한 수정들을 포함한다.
도 23에 도시된 바와 같은 하전 입자 빔 디바이스는 컬럼 내에 다수의 빔렛들을 각각 갖는 다수의 컬럼들을 포함한다. 다수의 컬럼들은 시편(80)을 갖는 시편 스테이지에 걸쳐 배열된다. 이에 따라, 다중컬럼 다중빔 디바이스는 시편, 샘플 또는 웨이퍼, 특히, 단일 시편을 검사하도록 구성될 수 있다.
본 개시내용의 실시예들은 복수의 장점들을 제공하며, 그 중 일부는 이하에 설명된다: 특히, 신호 전자들의 개선된 수집 효율을 고려하여, EBI에 대한 처리량이 증가될 수 있고, 1차 빔렛들의 어레이의 둘레에서의 1차 빔렛들에 대한 수차들, 특히, 감소된 팔중극자 수차들이 감소될 수 있고, 시편 상의 1차 빔렛들의 전체 빔 전류가 증가될 수 있고, 이는 이미지화를 위한 신호 대 잡음비를 증가시키고, 1차 빔렛들에 대한 수차들, 특히, 육중극자 수차가 감소될 수 있고, 특히, 다중애퍼처 렌즈 플레이트의 빔 제한 애퍼처들에 대한 오염이 제거될 수 있고, 따라서, 유지보수에 대한 필요성이 감소될 수 있고, 1차 빔렛들의 어레이의 1차 빔렛들의 피치가 시준기에서 조정될 수 있고, 시준기에서의 1차 빔렛들의 빔 조정이 측정될 수 있고, 개별 1차 빔렛들의 빔 위치들이 대물 렌즈 유닛을 이용하여 시편 상에서 조정될 수 있다. 또한, 다중애퍼처 플레이트로부터 시편 상의 충돌까지의 1차 빔렛들의 분리는 누화를 감소시켰다.
전술한 내용은 실시예들에 관한 것이지만, 다른 그리고 추가적인 실시예들이 그의 기본 범위로부터 벗어나지 않고 안출될 수 있으며, 그의 범위는 후속하는 청구항들에 의해 결정된다.
Claims (48)
1차 빔렛들의 어레이를 이용하여 시편을 조사하거나 검사하기 위한 하전 입자 빔 디바이스로서,
1차 하전 입자 빔을 생성하기 위한 하전 입자 빔 공급원;
상기 1차 하전 입자 빔으로부터 4개 이상의 1차 빔렛들을 형성하기 위한 복수의 애퍼처들을 갖는 다중애퍼처 렌즈 플레이트;
상기 1차 하전 입자 빔 또는 상기 4개 이상의 1차 빔렛들을 위한 하나의 개구부를 갖는 2개 이상의 전극들 - 상기 2개 이상의 전극들 및 상기 다중애퍼처 렌즈 플레이트는 포커싱 효과를 제공하기 위해 바이어싱될 수 있음 -;
상기 4개 이상의 1차 빔렛들 중 제1 1차 빔렛, 제2 1차 빔렛, 제3 1차 빔렛, 및 제4 1차 빔렛을 서로에 대해 편향시키기 위한 시준기;
상기 4개 이상의 1차 빔렛들을 4개 이상의 신호 빔렛들로부터 분리하기 위한 빔 분리 유닛;
검출 표면들을 갖는 검출 유닛 - 하나 이상의 검출 표면은 상기 4개 이상의 1차 빔렛들의 빔 경로들 사이에 배열됨 -;
상기 시편의 표면에 걸쳐 상기 4개 이상의 1차 빔렛들을 주사하기 위한 주사 편향기 조립체;
3개 이상의 전극들을 갖는 대물 렌즈 유닛 - 각각의 전극은 상기 4개 이상의 1차 빔렛들을 위한 개구부들을 갖고, 상기 개구부들은 개구부 거리로 이격되고, 상기 대물 렌즈 유닛은 상기 4개 이상의 1차 빔렛들을 상기 시편 상에 집속하고 상기 4개 이상의 신호 빔렛들을 상기 검출 표면들 상에 집속하도록 구성됨 -; 및
상기 시편을 지지하기 위한 스테이지
를 포함하는, 하전 입자 빔 디바이스.
1차 하전 입자 빔을 생성하기 위한 하전 입자 빔 공급원;
상기 1차 하전 입자 빔으로부터 4개 이상의 1차 빔렛들을 형성하기 위한 복수의 애퍼처들을 갖는 다중애퍼처 렌즈 플레이트;
상기 1차 하전 입자 빔 또는 상기 4개 이상의 1차 빔렛들을 위한 하나의 개구부를 갖는 2개 이상의 전극들 - 상기 2개 이상의 전극들 및 상기 다중애퍼처 렌즈 플레이트는 포커싱 효과를 제공하기 위해 바이어싱될 수 있음 -;
상기 4개 이상의 1차 빔렛들 중 제1 1차 빔렛, 제2 1차 빔렛, 제3 1차 빔렛, 및 제4 1차 빔렛을 서로에 대해 편향시키기 위한 시준기;
상기 4개 이상의 1차 빔렛들을 4개 이상의 신호 빔렛들로부터 분리하기 위한 빔 분리 유닛;
검출 표면들을 갖는 검출 유닛 - 하나 이상의 검출 표면은 상기 4개 이상의 1차 빔렛들의 빔 경로들 사이에 배열됨 -;
상기 시편의 표면에 걸쳐 상기 4개 이상의 1차 빔렛들을 주사하기 위한 주사 편향기 조립체;
3개 이상의 전극들을 갖는 대물 렌즈 유닛 - 각각의 전극은 상기 4개 이상의 1차 빔렛들을 위한 개구부들을 갖고, 상기 개구부들은 개구부 거리로 이격되고, 상기 대물 렌즈 유닛은 상기 4개 이상의 1차 빔렛들을 상기 시편 상에 집속하고 상기 4개 이상의 신호 빔렛들을 상기 검출 표면들 상에 집속하도록 구성됨 -; 및
상기 시편을 지지하기 위한 스테이지
를 포함하는, 하전 입자 빔 디바이스.
제1항에 있어서,
상기 개구부 거리는 200 ㎛ 이상, 특히, 400 ㎛ 이상인, 하전 입자 빔 디바이스.
상기 개구부 거리는 200 ㎛ 이상, 특히, 400 ㎛ 이상인, 하전 입자 빔 디바이스.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 대물 렌즈 유닛은 상기 검출 표면들 상의 상기 4개 이상의 신호 빔렛들의 스폿 크기를 조정하기 위해 4개 이상의 전극들을 포함하는, 하전 입자 빔 디바이스.
상기 대물 렌즈 유닛은 상기 검출 표면들 상의 상기 4개 이상의 신호 빔렛들의 스폿 크기를 조정하기 위해 4개 이상의 전극들을 포함하는, 하전 입자 빔 디바이스.
제3항에 있어서,
상기 4개 이상의 신호 빔렛들의 상기 스폿 크기는 검출 거리, 특히, 상기 개구부 거리와 유사한 검출 거리에 적응되는, 하전 입자 빔 디바이스.
상기 4개 이상의 신호 빔렛들의 상기 스폿 크기는 검출 거리, 특히, 상기 개구부 거리와 유사한 검출 거리에 적응되는, 하전 입자 빔 디바이스.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 빔 분리 유닛은:
제1 정전 편향기;
제2 정전 편향기; 및
상기 제1 정전 편향기와 상기 제2 정전 편향기 사이에 제공된 자기 편향기
를 포함하는, 하전 입자 빔 디바이스.
상기 빔 분리 유닛은:
제1 정전 편향기;
제2 정전 편향기; 및
상기 제1 정전 편향기와 상기 제2 정전 편향기 사이에 제공된 자기 편향기
를 포함하는, 하전 입자 빔 디바이스.
제5항에 있어서,
상기 제1 정전 편향기, 상기 제2 정전 편향기 및 상기 자기 편향기는 자기 회로를 형성하는, 하전 입자 빔 디바이스.
상기 제1 정전 편향기, 상기 제2 정전 편향기 및 상기 자기 편향기는 자기 회로를 형성하는, 하전 입자 빔 디바이스.
제5항 또는 제6항에 있어서,
상기 제1 정전 편향기 및 상기 제2 정전 편향기는 각각, 상기 4개 이상의 1차 빔렛들의 행들 사이에 적어도 2개의 세장형 전극들을 포함하는, 하전 입자 빔 디바이스.
상기 제1 정전 편향기 및 상기 제2 정전 편향기는 각각, 상기 4개 이상의 1차 빔렛들의 행들 사이에 적어도 2개의 세장형 전극들을 포함하는, 하전 입자 빔 디바이스.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 다중애퍼처 렌즈 플레이트의 상기 복수의 애퍼처들은 애퍼처 어레이를 형성하고, 상기 애퍼처 어레이의 애퍼처들의 개수는 상기 시편 상에 충돌하는 1차 빔렛들의 개수보다 많은, 하전 입자 빔 디바이스.
상기 다중애퍼처 렌즈 플레이트의 상기 복수의 애퍼처들은 애퍼처 어레이를 형성하고, 상기 애퍼처 어레이의 애퍼처들의 개수는 상기 시편 상에 충돌하는 1차 빔렛들의 개수보다 많은, 하전 입자 빔 디바이스.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 다중애퍼처 렌즈 플레이트의 상기 복수의 애퍼처들은 정사각형 형상 또는 본질적으로 정사각형 형상을 갖고, 상기 본질적으로 정사각형 형상은 둥근 코너들을 갖는 정사각형 형상인, 하전 입자 빔 디바이스.
상기 다중애퍼처 렌즈 플레이트의 상기 복수의 애퍼처들은 정사각형 형상 또는 본질적으로 정사각형 형상을 갖고, 상기 본질적으로 정사각형 형상은 둥근 코너들을 갖는 정사각형 형상인, 하전 입자 빔 디바이스.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 다중애퍼처 렌즈 플레이트를 가열하기 위한 가열기를 더 포함하는, 하전 입자 빔 디바이스.
상기 다중애퍼처 렌즈 플레이트를 가열하기 위한 가열기를 더 포함하는, 하전 입자 빔 디바이스.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 다중애퍼처 렌즈 플레이트와 상기 시준기 사이에 제공된 정렬 시스템을 더 포함하는, 하전 입자 빔 디바이스.
상기 다중애퍼처 렌즈 플레이트와 상기 시준기 사이에 제공된 정렬 시스템을 더 포함하는, 하전 입자 빔 디바이스.
제11항에 있어서,
상기 정렬 시스템은 상기 4개 이상의 1차 빔렛들 사이의 피치를 적응시키기 위해 적어도 하나의 사중극자를 포함하는, 하전 입자 빔 디바이스.
상기 정렬 시스템은 상기 4개 이상의 1차 빔렛들 사이의 피치를 적응시키기 위해 적어도 하나의 사중극자를 포함하는, 하전 입자 빔 디바이스.
제12항에 있어서,
상기 다중애퍼처 렌즈 플레이트와 상기 대물 렌즈 유닛 사이에 하나 이상의 애퍼처 어레이를 더 포함하고, 상기 하나 이상의 애퍼처 어레이 각각은, 상기 4개 이상의 1차 빔렛들을 위한 복수의 애퍼처들을 갖는, 하전 입자 빔 디바이스.
상기 다중애퍼처 렌즈 플레이트와 상기 대물 렌즈 유닛 사이에 하나 이상의 애퍼처 어레이를 더 포함하고, 상기 하나 이상의 애퍼처 어레이 각각은, 상기 4개 이상의 1차 빔렛들을 위한 복수의 애퍼처들을 갖는, 하전 입자 빔 디바이스.
제13항에 있어서,
상기 시준기는 상기 하나 이상의 애퍼처 어레이 중 제1 애퍼처 어레이와 상기 하나 이상의 애퍼처 어레이 중 제2 애퍼처 어레이 사이에 제공되는, 하전 입자 빔 디바이스.
상기 시준기는 상기 하나 이상의 애퍼처 어레이 중 제1 애퍼처 어레이와 상기 하나 이상의 애퍼처 어레이 중 제2 애퍼처 어레이 사이에 제공되는, 하전 입자 빔 디바이스.
제13항 또는 제14항에 있어서,
상기 하나 이상의 애퍼처 어레이 중 적어도 하나의 애퍼처 어레이 상의 하나 이상의 전도성 표면에 부착된 전류 계측기를 더 포함하는, 하전 입자 빔 디바이스.
상기 하나 이상의 애퍼처 어레이 중 적어도 하나의 애퍼처 어레이 상의 하나 이상의 전도성 표면에 부착된 전류 계측기를 더 포함하는, 하전 입자 빔 디바이스.
제15항에 있어서,
상기 정렬 시스템은 상기 다중애퍼처 렌즈 플레이트와 상기 적어도 하나의 애퍼처 어레이 사이에 제공되는, 하전 입자 빔 디바이스.
상기 정렬 시스템은 상기 다중애퍼처 렌즈 플레이트와 상기 적어도 하나의 애퍼처 어레이 사이에 제공되는, 하전 입자 빔 디바이스.
제13항 또는 제14항에 있어서,
상기 하나 이상의 애퍼처 어레이 중 적어도 하나를 위한 애퍼처 어레이 홀더를 더 포함하고, 상기 애퍼처 어레이 홀더는 제1 진공 구획을 제2 진공 구획으로부터 분리하는, 하전 입자 빔 디바이스.
상기 하나 이상의 애퍼처 어레이 중 적어도 하나를 위한 애퍼처 어레이 홀더를 더 포함하고, 상기 애퍼처 어레이 홀더는 제1 진공 구획을 제2 진공 구획으로부터 분리하는, 하전 입자 빔 디바이스.
제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 시준기는:
상기 4개 이상의 1차 빔렛들의 행을 제1 방향을 따라 편향시키기 위한 2개 이상의 제1 세장형 전극들, 및 상기 4개 이상의 1차 빔렛들의 행을 상기 제1 방향과 상이한 제2 방향을 따라 편향시키기 위한 2개 이상의 제2 세장형 전극들을 포함하는, 하전 입자 빔 디바이스.
상기 시준기는:
상기 4개 이상의 1차 빔렛들의 행을 제1 방향을 따라 편향시키기 위한 2개 이상의 제1 세장형 전극들, 및 상기 4개 이상의 1차 빔렛들의 행을 상기 제1 방향과 상이한 제2 방향을 따라 편향시키기 위한 2개 이상의 제2 세장형 전극들을 포함하는, 하전 입자 빔 디바이스.
제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 시준기는 상기 4개 이상의 1차 빔렛들 중 상기 제1 1차 빔렛, 상기 제2 1차 빔렛, 상기 제3 1차 빔렛, 및 상기 제4 1차 빔렛을 서로 평행하게 상기 시준기로부터 나오도록 편향시키게 구성되는, 하전 입자 빔 디바이스.
상기 시준기는 상기 4개 이상의 1차 빔렛들 중 상기 제1 1차 빔렛, 상기 제2 1차 빔렛, 상기 제3 1차 빔렛, 및 상기 제4 1차 빔렛을 서로 평행하게 상기 시준기로부터 나오도록 편향시키게 구성되는, 하전 입자 빔 디바이스.
제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 대물 렌즈 유닛은:
상기 3개 이상의 전극들 중 2개의 전극들 사이에 제공되는 하나 이상의 절연체 플레이트를 더 포함하고, 상기 절연체 플레이트는 하나의 개구부를 갖고, 상기 하나의 개구부는 상기 절연체 플레이트의 상기 하나의 개구부를 통해 상기 4개 이상의 1차 빔렛들을 통과시키기 위한 것인, 하전 입자 빔 디바이스.
상기 대물 렌즈 유닛은:
상기 3개 이상의 전극들 중 2개의 전극들 사이에 제공되는 하나 이상의 절연체 플레이트를 더 포함하고, 상기 절연체 플레이트는 하나의 개구부를 갖고, 상기 하나의 개구부는 상기 절연체 플레이트의 상기 하나의 개구부를 통해 상기 4개 이상의 1차 빔렛들을 통과시키기 위한 것인, 하전 입자 빔 디바이스.
제20항에 있어서,
상기 하나 이상의 절연체 플레이트는 시편을 향해 이동하는 상기 1차 빔렛들을 감속시키기 위한 감속 필드를 허용하도록 구성되고, 상기 제2 마지막 전극과 상기 마지막 전극 사이의 감속 필드는 적어도 5 kV/mm인, 하전 입자 빔 디바이스.
상기 하나 이상의 절연체 플레이트는 시편을 향해 이동하는 상기 1차 빔렛들을 감속시키기 위한 감속 필드를 허용하도록 구성되고, 상기 제2 마지막 전극과 상기 마지막 전극 사이의 감속 필드는 적어도 5 kV/mm인, 하전 입자 빔 디바이스.
제1항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 대물 렌즈 유닛의 상기 3개 이상의 전극들 중 적어도 하나는 1차 빔렛 당 4개 이상의 편향 전극들, 특히, 1차 빔렛 당 8개 이상의 편향 전극들을 포함하는, 하전 입자 빔 디바이스.
상기 대물 렌즈 유닛의 상기 3개 이상의 전극들 중 적어도 하나는 1차 빔렛 당 4개 이상의 편향 전극들, 특히, 1차 빔렛 당 8개 이상의 편향 전극들을 포함하는, 하전 입자 빔 디바이스.
제22항에 있어서,
상기 4개 이상의 편향 전극들 각각은, 상기 편향 전극들의 개별 바이어싱을 허용하기 위해 절연된 와이어에 의해 연결되는, 하전 입자 빔 디바이스.
상기 4개 이상의 편향 전극들 각각은, 상기 편향 전극들의 개별 바이어싱을 허용하기 위해 절연된 와이어에 의해 연결되는, 하전 입자 빔 디바이스.
제23항에 있어서,
상기 절연된 와이어는 상기 4개 이상의 1차 빔렛들에 의해 형성된 어레이의 측에서 커넥터에 연결되는, 하전 입자 빔 디바이스.
상기 절연된 와이어는 상기 4개 이상의 1차 빔렛들에 의해 형성된 어레이의 측에서 커넥터에 연결되는, 하전 입자 빔 디바이스.
제1항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 시편을 지지하기 위한 스테이지는:
상기 시편을 바이어싱하는 것을 허용하도록 구성된 절연 층을 포함하는, 하전 입자 빔 디바이스.
상기 시편을 지지하기 위한 스테이지는:
상기 시편을 바이어싱하는 것을 허용하도록 구성된 절연 층을 포함하는, 하전 입자 빔 디바이스.
하전 입자 빔 디바이스 조립체로서,
제1항 내지 제25항 중 어느 한 항에 따른 제1 하전 입자 빔 디바이스; 및
1차 빔렛들의 어레이를 이용하여 상기 시편을 조사하거나 검사하기 위한 제2 하전 입자 빔 디바이스
를 포함하고, 상기 제2 하전 입자 빔 디바이스는:
1차 하전 입자 빔을 생성하기 위한 하전 입자 빔 공급원;
상기 1차 하전 입자 빔으로부터 4개 이상의 1차 빔렛들을 형성하기 위한 복수의 애퍼처들을 갖는 다중애퍼처 렌즈 플레이트;
상기 1차 하전 입자 빔 또는 상기 4개 이상의 1차 빔렛들을 위한 하나의 개구부를 갖는 2개 이상의 전극들 - 상기 2개 이상의 전극들 및 상기 다중애퍼처 렌즈 플레이트는 포커싱 효과를 제공하기 위해 바이어싱될 수 있음 -;
상기 4개 이상의 1차 빔렛들 중 제1 1차 빔렛, 제2 1차 빔렛, 제3 1차 빔렛, 및 제4 1차 빔렛을 서로에 대해 편향시키기 위한 시준기;
상기 4개 이상의 1차 빔렛들을 4개 이상의 신호 빔렛들로부터 분리하기 위한 빔 분리 유닛;
검출 표면들을 갖는 검출 유닛 - 하나 이상의 검출 표면은 상기 4개 이상의 1차 빔렛들의 빔 경로들 사이에 배열됨 -;
상기 시편의 표면에 걸쳐 상기 4개 이상의 1차 빔렛들을 주사하기 위한 주사 편향기 조립체; 및
3개 이상의 전극들을 갖는 대물 렌즈 유닛 - 각각의 전극은 상기 4개 이상의 1차 빔렛들을 위한 개구부들을 갖고, 상기 개구부들은 개구부 거리로 이격되고, 상기 대물 렌즈 유닛은 상기 4개 이상의 1차 빔렛들을 상기 시편 상에 집속하고 상기 4개 이상의 신호 빔렛들을 상기 검출 표면들 상에 집속하도록 구성됨 -
을 포함하는, 하전 입자 빔 디바이스 조립체.
제1항 내지 제25항 중 어느 한 항에 따른 제1 하전 입자 빔 디바이스; 및
1차 빔렛들의 어레이를 이용하여 상기 시편을 조사하거나 검사하기 위한 제2 하전 입자 빔 디바이스
를 포함하고, 상기 제2 하전 입자 빔 디바이스는:
1차 하전 입자 빔을 생성하기 위한 하전 입자 빔 공급원;
상기 1차 하전 입자 빔으로부터 4개 이상의 1차 빔렛들을 형성하기 위한 복수의 애퍼처들을 갖는 다중애퍼처 렌즈 플레이트;
상기 1차 하전 입자 빔 또는 상기 4개 이상의 1차 빔렛들을 위한 하나의 개구부를 갖는 2개 이상의 전극들 - 상기 2개 이상의 전극들 및 상기 다중애퍼처 렌즈 플레이트는 포커싱 효과를 제공하기 위해 바이어싱될 수 있음 -;
상기 4개 이상의 1차 빔렛들 중 제1 1차 빔렛, 제2 1차 빔렛, 제3 1차 빔렛, 및 제4 1차 빔렛을 서로에 대해 편향시키기 위한 시준기;
상기 4개 이상의 1차 빔렛들을 4개 이상의 신호 빔렛들로부터 분리하기 위한 빔 분리 유닛;
검출 표면들을 갖는 검출 유닛 - 하나 이상의 검출 표면은 상기 4개 이상의 1차 빔렛들의 빔 경로들 사이에 배열됨 -;
상기 시편의 표면에 걸쳐 상기 4개 이상의 1차 빔렛들을 주사하기 위한 주사 편향기 조립체; 및
3개 이상의 전극들을 갖는 대물 렌즈 유닛 - 각각의 전극은 상기 4개 이상의 1차 빔렛들을 위한 개구부들을 갖고, 상기 개구부들은 개구부 거리로 이격되고, 상기 대물 렌즈 유닛은 상기 4개 이상의 1차 빔렛들을 상기 시편 상에 집속하고 상기 4개 이상의 신호 빔렛들을 상기 검출 표면들 상에 집속하도록 구성됨 -
을 포함하는, 하전 입자 빔 디바이스 조립체.
제26항에 있어서,
상기 제1 하전 입자 빔 디바이스 및 상기 제2 하전 입자 빔 디바이스는 상기 시편의 표면의 상이한 부분들을 동시에 조사하거나 검사하기 위해 상기 시편에 걸쳐 서로 인접하여 배열되는, 하전 입자 빔 디바이스 조립체.
상기 제1 하전 입자 빔 디바이스 및 상기 제2 하전 입자 빔 디바이스는 상기 시편의 표면의 상이한 부분들을 동시에 조사하거나 검사하기 위해 상기 시편에 걸쳐 서로 인접하여 배열되는, 하전 입자 빔 디바이스 조립체.
4개 이상의 1차 빔렛들을 이용하여 시편을 검사하기 위한 방법으로서,
하전 입자 공급원을 이용하여 1차 하전 입자 빔을 생성하는 단계;
다중애퍼처 렌즈 플레이트 및 2개 이상의 전극들을 이용하여 상기 4개 이상의 1차 빔렛들을 생성하는 단계;
시준기를 이용하여 상기 4개 이상의 1차 빔렛들 중 제1 1차 빔렛, 제2 1차 빔렛, 제3 1차 빔렛, 및 제4 1차 빔렛을 서로에 대해 편향시키는 단계;
주사 편향기 조립체를 이용하여 상기 시편의 표면에 걸쳐 상기 4개 이상의 1차 빔렛들을 주사하는 단계;
4개 이상의 신호 빔렛들을 생성하기 위해 대물 렌즈 유닛을 이용하여 상기 시편 상에 상기 4개 이상의 1차 빔렛들을 집속하는 단계 - 상기 대물 렌즈 유닛의 각각의 전극은 상기 4개 이상의 1차 빔렛들을 위한 개구부들을 갖고, 상기 개구부들은 개구부 거리로 이격됨 -;
상기 4개 이상의 신호 빔렛들을 검출 표면들 상에 집속하는 단계 - 하나 이상의 검출 표면은 상기 4개 이상의 1차 빔렛들의 각각의 1차 빔렛들 사이에 배열됨 -; 및
상기 4개 이상의 신호 빔렛들을 상기 검출 표면들로 안내하기 위해 빔 분리 유닛을 이용하여 상기 4개 이상의 신호 빔렛들을 상기 4개 이상의 1차 빔렛들로부터 분리하는 단계
를 포함하는, 방법.
하전 입자 공급원을 이용하여 1차 하전 입자 빔을 생성하는 단계;
다중애퍼처 렌즈 플레이트 및 2개 이상의 전극들을 이용하여 상기 4개 이상의 1차 빔렛들을 생성하는 단계;
시준기를 이용하여 상기 4개 이상의 1차 빔렛들 중 제1 1차 빔렛, 제2 1차 빔렛, 제3 1차 빔렛, 및 제4 1차 빔렛을 서로에 대해 편향시키는 단계;
주사 편향기 조립체를 이용하여 상기 시편의 표면에 걸쳐 상기 4개 이상의 1차 빔렛들을 주사하는 단계;
4개 이상의 신호 빔렛들을 생성하기 위해 대물 렌즈 유닛을 이용하여 상기 시편 상에 상기 4개 이상의 1차 빔렛들을 집속하는 단계 - 상기 대물 렌즈 유닛의 각각의 전극은 상기 4개 이상의 1차 빔렛들을 위한 개구부들을 갖고, 상기 개구부들은 개구부 거리로 이격됨 -;
상기 4개 이상의 신호 빔렛들을 검출 표면들 상에 집속하는 단계 - 하나 이상의 검출 표면은 상기 4개 이상의 1차 빔렛들의 각각의 1차 빔렛들 사이에 배열됨 -; 및
상기 4개 이상의 신호 빔렛들을 상기 검출 표면들로 안내하기 위해 빔 분리 유닛을 이용하여 상기 4개 이상의 신호 빔렛들을 상기 4개 이상의 1차 빔렛들로부터 분리하는 단계
를 포함하는, 방법.
제28항에 있어서,
상기 개구부 거리는 200 ㎛ 이상, 특히, 400 ㎛ 이상인, 방법.
상기 개구부 거리는 200 ㎛ 이상, 특히, 400 ㎛ 이상인, 방법.
제28항 또는 제29항에 있어서,
상기 검출 표면들에서 상기 4개 이상의 신호 빔렛들의 스폿 크기를 조정하는 단계
를 더 포함하고, 특히, 검출 거리는 상기 검출 표면들 상의 상기 4개 이상의 신호 빔렛들의 상기 스폿 크기보다 큰, 방법.
상기 검출 표면들에서 상기 4개 이상의 신호 빔렛들의 스폿 크기를 조정하는 단계
를 더 포함하고, 특히, 검출 거리는 상기 검출 표면들 상의 상기 4개 이상의 신호 빔렛들의 상기 스폿 크기보다 큰, 방법.
제28항 내지 제30항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 다중애퍼처 렌즈 플레이트를 가열기를 이용하여 가열하는 단계를 더 포함하는, 방법.
상기 다중애퍼처 렌즈 플레이트를 가열기를 이용하여 가열하는 단계를 더 포함하는, 방법.
제28항 내지 제31항 중 어느 한 항에 있어서,
측정된 전류를 최소화하거나 신호 빔렛들로부터의 신호를 최대화하기 위해 시준기의 상류의 정렬 시스템을 제어하는 단계를 더 포함하는, 방법.
측정된 전류를 최소화하거나 신호 빔렛들로부터의 신호를 최대화하기 위해 시준기의 상류의 정렬 시스템을 제어하는 단계를 더 포함하는, 방법.
제28항 내지 제32항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 4개 이상의 1차 빔렛들 중 상기 제1 1차 빔렛, 상기 제2 1차 빔렛, 상기 제3 1차 빔렛, 및 상기 제4 1차 빔렛을 서로에 대해 평행하도록 편향시키는, 방법.
상기 4개 이상의 1차 빔렛들 중 상기 제1 1차 빔렛, 상기 제2 1차 빔렛, 상기 제3 1차 빔렛, 및 상기 제4 1차 빔렛을 서로에 대해 평행하도록 편향시키는, 방법.
제28항 내지 제33항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 대물 렌즈 유닛은 3개 이상의 전극들을 포함하고, 상기 방법은:
적어도 5 kV/mm인 편향 필드를 이용하여 상기 3개 이상의 전극들 중 상기 제2 내지 마지막 전극과 상기 마지막 전극 사이에서 상기 4개 이상의 1차 빔렛들을 감속시키는 단계를 더 포함하는, 방법.
상기 대물 렌즈 유닛은 3개 이상의 전극들을 포함하고, 상기 방법은:
적어도 5 kV/mm인 편향 필드를 이용하여 상기 3개 이상의 전극들 중 상기 제2 내지 마지막 전극과 상기 마지막 전극 사이에서 상기 4개 이상의 1차 빔렛들을 감속시키는 단계를 더 포함하는, 방법.
제28항 내지 제34항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 대물 렌즈 유닛의 상기 1차 빔렛들을 1차 빔렛 당 4개 이상의 편향 전극들을 이용하여 편향시키고/거나 보정하는 단계를 더 포함하는, 방법.
상기 대물 렌즈 유닛의 상기 1차 빔렛들을 1차 빔렛 당 4개 이상의 편향 전극들을 이용하여 편향시키고/거나 보정하는 단계를 더 포함하는, 방법.
제28항 내지 제35항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 시편을 지지하는 스테이지 상의 상기 시편을 바이어싱하는 단계
를 더 포함하고, 상기 스테이지는 절연 층을 갖는, 방법.
상기 시편을 지지하는 스테이지 상의 상기 시편을 바이어싱하는 단계
를 더 포함하고, 상기 스테이지는 절연 층을 갖는, 방법.
제28항 내지 제36항 중 어느 한 항에 있어서,
추출기를 이용하여 상기 하전 입자 빔 공급원으로부터 상기 1차 하전 입자 빔을 추출하는 단계;
추출기 이후에 상기 1차 하전 입자 빔을 가속시키는 단계; 및
상기 2개 이상의 전극들을 이용하여 상기 1차 하전 입자 빔을 상기 다중애퍼처 렌즈 플레이트 쪽으로 감속시키는 단계 - 상기 다중애퍼처 렌즈 플레이트의 상류의 상기 2개 이상의 전극들 중 마지막 전극과 상기 다중애퍼처 렌즈 플레이트 사이의 제1 정전기장은 상기 2개 이상의 전극들 중 제2 마지막 전극과 마지막 전극 사이의 제2 정전기장보다 작음 -
를 더 포함하는, 방법.
추출기를 이용하여 상기 하전 입자 빔 공급원으로부터 상기 1차 하전 입자 빔을 추출하는 단계;
추출기 이후에 상기 1차 하전 입자 빔을 가속시키는 단계; 및
상기 2개 이상의 전극들을 이용하여 상기 1차 하전 입자 빔을 상기 다중애퍼처 렌즈 플레이트 쪽으로 감속시키는 단계 - 상기 다중애퍼처 렌즈 플레이트의 상류의 상기 2개 이상의 전극들 중 마지막 전극과 상기 다중애퍼처 렌즈 플레이트 사이의 제1 정전기장은 상기 2개 이상의 전극들 중 제2 마지막 전극과 마지막 전극 사이의 제2 정전기장보다 작음 -
를 더 포함하는, 방법.
제37항에 있어서,
상기 감속은, 상기 다중애퍼처 렌즈 플레이트 및 상기 2개 이상의 전극들에 의해 형성된 렌즈의 Cs 및 Cc가 최소화되고 상기 시준기에서의 상기 4개 이상의 1차 빔렛들의 피치가 상기 시준기의 시준기 피치에 매칭되도록 제공되는, 방법.
상기 감속은, 상기 다중애퍼처 렌즈 플레이트 및 상기 2개 이상의 전극들에 의해 형성된 렌즈의 Cs 및 Cc가 최소화되고 상기 시준기에서의 상기 4개 이상의 1차 빔렛들의 피치가 상기 시준기의 시준기 피치에 매칭되도록 제공되는, 방법.
제37항 또는 제38항에 있어서,
상기 감속은 상기 시준기에서의 상기 애퍼처의 필드 곡률이 0이 되도록 제공되는, 방법.
상기 감속은 상기 시준기에서의 상기 애퍼처의 필드 곡률이 0이 되도록 제공되는, 방법.
4개 이상의 1차 빔렛들의 어레이를 정렬하는 방법으로서,
하전 입자 공급원을 이용하여 1차 하전 입자 빔을 생성하는 단계;
다중애퍼처 렌즈 플레이트 및 2개 이상의 전극들을 이용하여 상기 4개 이상의 1차 빔렛들을 생성하는 단계;
시준기를 이용하여 상기 4개 이상의 1차 빔렛들 중 제1 1차 빔렛, 제2 1차 빔렛, 제3 1차 빔렛, 및 제4 1차 빔렛을 서로에 대해 편향시키는 단계;
애퍼처 어레이의 개구부들에 걸쳐 상기 4개 이상의 1차 빔렛들을 주사하기 위해 상기 시준기의 상류의 정렬 시스템을 제어하는 단계; 및
상기 애퍼처 어레이 상의 하나 이상의 전도성 표면에서의 전류를 측정하는 단계
를 포함하는, 방법.
하전 입자 공급원을 이용하여 1차 하전 입자 빔을 생성하는 단계;
다중애퍼처 렌즈 플레이트 및 2개 이상의 전극들을 이용하여 상기 4개 이상의 1차 빔렛들을 생성하는 단계;
시준기를 이용하여 상기 4개 이상의 1차 빔렛들 중 제1 1차 빔렛, 제2 1차 빔렛, 제3 1차 빔렛, 및 제4 1차 빔렛을 서로에 대해 편향시키는 단계;
애퍼처 어레이의 개구부들에 걸쳐 상기 4개 이상의 1차 빔렛들을 주사하기 위해 상기 시준기의 상류의 정렬 시스템을 제어하는 단계; 및
상기 애퍼처 어레이 상의 하나 이상의 전도성 표면에서의 전류를 측정하는 단계
를 포함하는, 방법.
제40항에 있어서,
정렬 시스템은 하나 이상의 전도성 표면에서의 전류를 최소화하도록 제어되는, 방법.
정렬 시스템은 하나 이상의 전도성 표면에서의 전류를 최소화하도록 제어되는, 방법.
제41항에 있어서,
상기 하나 이상의 전도성 표면은 상기 애퍼처 어레이의 상기 개구부들 사이에 제공되는, 방법.
상기 하나 이상의 전도성 표면은 상기 애퍼처 어레이의 상기 개구부들 사이에 제공되는, 방법.
제40항 내지 제42항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 정렬 시스템은 신호 빔렛들로부터의 신호를 증가시키도록 제어되는, 방법.
상기 정렬 시스템은 신호 빔렛들로부터의 신호를 증가시키도록 제어되는, 방법.
제40항 내지 제43항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 정렬 시스템은 상기 하나 이상의 전도성 표면에서의 전류를 최대화하도록 제어되는, 방법.
상기 정렬 시스템은 상기 하나 이상의 전도성 표면에서의 전류를 최대화하도록 제어되는, 방법.
제41항에 있어서,
상기 하나 이상의 전도성 표면은 상기 애퍼처 어레이의 상기 개구부들에 의해 형성된 개구부 어레이의 외부에 제공되는, 방법.
상기 하나 이상의 전도성 표면은 상기 애퍼처 어레이의 상기 개구부들에 의해 형성된 개구부 어레이의 외부에 제공되는, 방법.
제40항 내지 제45항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 정렬 시스템을 제어하는 단계는, 이하의 제어 절차들:
a) 상기 애퍼처 플레이트의 평면에서 적어도 제1 방향으로, 상기 4개 이상의 1차 빔렛들을 편향 필드, 특히, 하나의 편향 필드를 이용해 주사하는 단계;
b) 상기 애퍼처 플레이트의 평면에서 상기 제1 방향에 수직인 제2 방향으로 상기 4개 이상의 1차 빔렛들을 주사하는 단계;
c) 상기 애퍼처 플레이트의 평면에서 적어도 제3 방향으로 사중극장을 이용해 상기 4개 이상의 1차 빔렛들 사이의 피치를 적응시키는 단계;
d) 상기 애퍼처 플레이트의 평면에서 적어도 제4 방향으로 사중극장을 이용해 상기 4개 이상의 1차 빔렛들 사이의 피치를 적응시키는 단계; 및
e) 상기 애퍼처 플레이트의 평면에서 상기 4개 이상의 1차 빔렛들에 의해 형성된 어레이를 회전시키는 단계
중 하나 이상을 포함하는, 방법.
상기 정렬 시스템을 제어하는 단계는, 이하의 제어 절차들:
a) 상기 애퍼처 플레이트의 평면에서 적어도 제1 방향으로, 상기 4개 이상의 1차 빔렛들을 편향 필드, 특히, 하나의 편향 필드를 이용해 주사하는 단계;
b) 상기 애퍼처 플레이트의 평면에서 상기 제1 방향에 수직인 제2 방향으로 상기 4개 이상의 1차 빔렛들을 주사하는 단계;
c) 상기 애퍼처 플레이트의 평면에서 적어도 제3 방향으로 사중극장을 이용해 상기 4개 이상의 1차 빔렛들 사이의 피치를 적응시키는 단계;
d) 상기 애퍼처 플레이트의 평면에서 적어도 제4 방향으로 사중극장을 이용해 상기 4개 이상의 1차 빔렛들 사이의 피치를 적응시키는 단계; 및
e) 상기 애퍼처 플레이트의 평면에서 상기 4개 이상의 1차 빔렛들에 의해 형성된 어레이를 회전시키는 단계
중 하나 이상을 포함하는, 방법.
제46항에 있어서,
제어 절차들 a) 및/또는 b), 제어 절차들 c) 및/또는 d) 및 제어 절차 e)가 순차적으로 수행되는, 방법.
제어 절차들 a) 및/또는 b), 제어 절차들 c) 및/또는 d) 및 제어 절차 e)가 순차적으로 수행되는, 방법.
제46항 또는 제47항에 있어서,
제어 절차들 a) 및/또는 b), 제어 절차들 c) 및/또는 d) 및 제어 절차 e)가 반복식으로 순차적으로 수행되는, 방법.
제어 절차들 a) 및/또는 b), 제어 절차들 c) 및/또는 d) 및 제어 절차 e)가 반복식으로 순차적으로 수행되는, 방법.
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