KR20230079266A - 조정 가능한 작동 거리 주위에서 고속 오토포커스를 갖는 복수 입자 빔 현미경 및 관련 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 조정 가능한 작업 거리 주위로 고속 오토포커스를 갖는 복수 입자 빔 현미경 및 관련 방법에 관한 것이다. 웨이퍼 검사 동안 웨이퍼 표면 상의 입사 시 개별 입자 빔의 집속, 위치, 도착각(landing angle) 및 회전을, 고-주파수 방식으로 맞추기 위한 하나 이상의 고속 오토포커스 정정 렌즈를 갖는 시스템이 제안된다. 입자 빔 시스템의 2차 경로에서의 고속 오토포커싱은 유사한 방식으로 구현될 수 있다. 추가 정밀도 증가는 편향기 및/또는 스티그메이터(stigmator)의 형태로 된 고속 수차 정정 수단에 의해 달성될 수 있다.
Description
본 발명은 HV 구조를 갖는 반도체 웨이퍼를 검사하기 위한 복수 입자 빔 현미경에 관한 것이다.
반도체 소자와 같은 더욱 소형이며 더욱더 복잡한 마이크로 구조의 연속 개발에 따라, 소형 치수의 마이크로 구조를 제조하며 검사하기 위한 평면 제조 기술 및 검사 시스템을 개발하여 최적화할 필요가 있다. 예를 들어, 반도체 소자의 개발 및 제조는 테스트 웨이퍼의 설계의 모니터링을 필요로 하며, 평면 제조 기술은 고 처리율을 갖는 신뢰할 만한 제조를 위한 공정 최적화를 필요로 한다. 게다가, 반도체 소자의 고객-특정, 개별 구성을 위한 및 리버스 엔지니어링을 위한 반도체 웨이퍼의 분석에 대한 최근의 수요가 있어왔다. 그러므로 고 정확도로 웨이퍼 상의 마이크로구조를 점검하기 위해 고 처리율로 사용될 수 있는 검사 수단에 대한 필요가 있다.
반도체 소자의 제조에 사용되는 통상의 실리콘 웨이퍼는 최대 300mm의 직경을 갖는다. 각각의 웨이퍼는 최대 800mm2의 크기를 갖는 30개 내지 60개의 반복 영역("다이")으로 세분된다. 반도체 장치는, 평면 집적 기술에 의해 웨이퍼의 표면 상에 층들로 제조되는 다수의 반도체 구조를 포함한다. 집적된 반도체 구조의 구조 크기는 이 경우에 수 ㎛에서부터 5nm의 임계 치수(CD)까지 연장하며, 구조 치수는 가까운 장래에 더욱더 작게 될 것이며; 장래에, 구조 크기 또는 임계 치수(CD)는 3nm 미만, 예컨대 2nm 또는 심지어 1nm 아래일 것으로 예상된다. 앞서 언급한 작은 구조 크기인 경우에, 임계 치수의 크기의 결함은 매우 큰 에어리어에서 신속하게 식별되어야 한다. 여러 응용의 경우, 검사 디바이스에 의해 제공되는 측정의 정확도에 관한 규격 요건은 두 또는 한 자리 수 크기의 배(factor)만큼 더 높다. 예를 들어, 반도체 특성부의 폭은 1nm 미만, 예컨대 0.3nm 또는 심지어 미만의 정확도로 측정되어야 하며, 반도체 구조의 상대적인 위치는 1nm 미만, 예컨대 0.3nm 또는 심지어 미만의 중첩(superposition) 정확도로 결정되어야 한다.
그러므로 본 발명의 일반 목적은, 대전 입자로 동작하는 복수 입자 빔 시스템과, 이 시스템을 고 처리율로 동작하여 1nm 미만, 0.3nm 미만 또는 심지어 0.1nm 미만의 정확도를 갖는 반도체 특성부의 고 정밀 측정을 용이하게 하는 관련 방법을 제공하는 것이다.
MSEM(Multi-beam Scanning Electron Microscope)는 대전 입자 시스템(대전 입자 현미경(CPMs: Charged Particle Microscopes)) 분야에서 상대적으로 새로운 개발이다. 예를 들어, 멀티-빔 스캐닝 전자 현미경은 US 7 244 949B2 및 US 2019/0355544A1에 개시되어 있다. 멀티-빔 전자 현미경, 즉 MSEM에서, 샘플이, 필드 또는 격자에 배치되는 복수의 개별 전자 빔으로 동시에 조사된다. 예를 들어, 4 내지 10,000개의 개별 전자 빔이 1차 복사선으로서 제공될 수 있으며, 이때 각각의 개별 전자 빔은 1 내지 200마이크로미터의 거리만큼 인접한 개별 전자 빔으로부터 분리되어 있다. 예를 들어, MSEM은, 예컨대 육각형 격자로 배치되는 대략 100개의 분리된 개별 전자 빔("빔렛(beamlets)")을 가지며, 개별 전자 빔은 대략 10㎛의 거리만큼 분리된다. 복수의 대전 개별 입자 빔(1차 빔)은 공통 오브젝티브 렌즈에 의해 점검되는 샘플의 표면 상에 집속된다. 예를 들어, 샘플은, 가동 스테이지 상에서 조립되는 웨이퍼 홀더에 체결되는 반도체 웨이퍼일 수 있다. 대전된 1차 개별 입자 빔으로의 웨이퍼 표면의 조명 동안, 상호동작 산물, 예컨대 2차 전자나 후방 산란된 전자가 웨이퍼의 표면으로부터 발산된다(emanate). 이들의 시작 지점은 샘플 상의 이들의 위치에 대응하며, 이들 위치에, 복수의 1차 개별 입자 빔이 각 경우에 집속된다. 상호동작 산물의 양과 에너지는 웨이퍼 표면의 토포그라피와 소재 조성에 의존한다. 상호동작 산물은 다수의 2차 개별 입자 빔(2차 빔)을 형성하며, 이들 입자 빔은 공통 오브젝티브 렌즈에 의해 수집되며 멀티-빔 검사 시스템의 투영 이미징 시스템의 결과로서 검출 평면에 배치되는 검출기 상에 입사된다. 검출기는 다수의 검출 영역을 포함하며, 이들 영역 각각은 다수의 검출 픽셀을 포함하며, 검출기는 2차 개별 입자 빔 각각에 대한 세기 분포를 포착한다. 예컨대 100㎛×100㎛의 이미지 필드가 공정에서 획득된다.
종래기술의 멀티-빔 전자 현미경은 정전 및 자기 요소의 시퀀스를 포함한다. 정전 및 자기 요소 중 적어도 일부는 복수의 대전 개별 입자 빔의 초점 위치 및 스티그메이션(stigmation)을 맞추기 위해 조정될 수 있다. 종래기술의 대전 입자를 갖는 멀티-빔 시스템은 게다가 1차 또는 2차 대전 개별 입자 빔의 적어도 하나의 교차 평면(crossover plane)을 포함한다. 게다가, 종래 기술의 시스템은 조정을 더 용이하게 하기 위한 검출 시스템을 포함한다. 종래 기술의 멀티-빔 입자 현미경은, 샘플 표면의 이미지 필드를 획득하기 위해 복수의 1차 개별 입자 빔에 의한 샘플 표면의 영역의 집합적 스캐닝을 위한 적어도 하나의 빔 편향기("편향 스캐너")를 포함한다. 멀티-빔 전자 현미경 및 이를 동작하기 위한 방법에 관한 추가 상세는 2020년 5월 28일에 출원된 출원 번호 102020206739.2의 독일 특허 출원에 기재되어 있으며, 이 출원의 개시는 전체적으로 본 특허 출원에 참조로서 인용된다.
웨이퍼 검사를 위한 스캐닝 전자 현미경의 경우에, 이미징이 큰 신뢰도와 고 반복률로 실행될 수 있도록 이미징 컨디션을 안정되게 유지하는 것이 바람직할 수 있다. 처리율은 다수의 파라미터, 예컨대 스테이지의 속도 및 새로운 측정 개소에서의 재정렬의 속도, 및 포착 시간 단위당 측정된 에어리어에 의존한다. 포착 시간 단위당 측정된 에어리어는 특히 픽셀 상의 드웰 시간(dwell time), 픽셀 크기 및 개별 입자 빔의 수에 의해 결정된다. 추가로, 시간-소비적인 이미지 후처리는 멀티-빔 전자 현미경에 필요할 수 도 있으며; 예를 들어, 멀티-빔 시스템의 검출 시스템에 의해 대전 입자로부터 생성된 신호는, 다수의 이미지 서브필드나 부분 이미지로부터의 이미지 필드가 합쳐지기("스티칭(stitching)") 전 디지털적으로 정정되어야 한다.
샘플 표면 상의 개별 입자 빔의 격자 위치는 평면 배치에서 이상적인 격자 위치로부터 벗어날 수 있다. 멀티-빔 전자 현미경의 분해능은 개별 입자 빔 각각에 대해 상이할 수 있으며, 개별 입자 빔 필드에서 개별 입자 빔의 개별 위치에 의존할 수 있으며, 결국 이 개별 입자 빔의 특정 격자 위치에 의존할 수 있다.
대전된 입자 빔 시스템의 종래의 시스템은 분해능 및 처리율에 대한 증가하고 있는 수요로 그 제한치까지 확장된다(stretched).
그러므로 본 발명의 목적은, 고 처리율의 매우 정밀하며 고-분해능인 이미지 기록을 용이하게 하는 복수 입자 빔 시스템을 제공하는 것이다.
정밀도와 분해능을 개선하기 위한 하나의 접근법은 소위 오토포커스의 이용에 있다. 여기서, 샘플 표면을 스캐닝하면서, 개별 전자 빔의 현재 상대 초점 위치가 샘플 표면/오브젝트 평면을 고려하여 연속해서("온-더-플라이(on-the-fly)") 확인되어, 상대 초점 위치의 적절한 정정이 수행된다. 예를 들어, 개별 입자 빔의 집속은 각 이미지 필드에 대해 맞춰진다. 예를 들어, 이 절차는, 개선된 집속에 대한 예측 값이 외삽이나 내삽에 의해 확인될 수 있도록 샘플 속성이 이미지 필드 사이에서 많이 변화하지 않는다는 샘플 모델 또는 가정을 기초로 한다.
그럼에도, 알려진 오토포커싱 방법은 상대적으로 느리다: 그 이유는 상대적 초점 위치가 작동 거리(WD: Working Distance)를 변화시킴으로써나 오브젝티브 렌즈의 상이한 제어에 의해서 중 어느 하나로 최적화되기 때문이다. 여기서, 샘플 스테이지(소위 "z-스테이지")의 높이를 변위시킴으로써의 작동 거리의 변화가 특정 제한된 정밀도와 속도로 단지 가능하다. 게다가, 모든 샘플 스테이지가 그 높이 면에서 변위될 수 있는 것은 아니다. 상대 초점 위치를 변경할 목적으로 오브젝티브 렌즈나 다른 자기 렌즈의 변화된 제어가 있다면, 이 조정은 상대적으로 느리다: 종래 기술은 자기 오브젝티브 렌즈를 사용하며, 특히 액침 렌즈를 사용하며, 이 렌즈의 인덕턴스는 너무 높아서 더욱더 신속한 맞춤을 허용하지 않는다. 이 경우, 또한, 여기(excitation)를 변화시키기 위한 시간은 수십 밀리초와 수백 밀리 초 사이의 범위에 있다. 게다가, 복수 전자 현미경의 광학기기는 개별 빔 시스템의 광학기기보다 훨씬 더 복잡하며, 그 이유는 의미 있는 기록은 (오브젝트 평면에서 개별 입자 빔의 빔 피치에 결합되는) 오브젝트 평면에서의 배율과, 상대 초점 위치를 업데이트할 때 변화하지 않고 남아 있도록 또한 개별 전자 빔 어레이(격자 배치)의 배향, 즉 회전을 필요로 하기 때문이다. 동일한 사실이 샘플 상의 개별 입자 빔의 도착각(landing angle)에도 적용된다. 대체로, 앞서 언급한 입자 광학 파라미터( 및 선택적으로 추가 파라미터)는 단일 렌즈에 의해서만 서로 독립적으로 설정될 수 없다. 자기 오브젝티브 렌즈의 제어에서의 변화는 그러므로 1차 경로에서의 다른 입자 광학 소자의 변화된 제어를 수반한다. 그에 따라, 다른 자기 및 정전 요소의 여기의 변화는 통상 또한 필요하게 되며, 이때 자기 렌즈에 대한 조정 시간은 시간 면에서 제한되며, 또한 수 십 밀리 초에서부터 수백 밀리 초의 범위에 있다. 유사한 고려사항이 2차 경로에서의 입자 광학 소자와, 정밀한 검출을 위한 초점 위치의 조정에 적용된다.
앞서 기재한 배경기술 및 처리율/속도 및 더 작은 구조의 정밀한 측정에 관한 증가한 수요에 대하여, 기존의 시스템은 그러므로 개선될 필요가 있다. 특히 반도체 웨이퍼의 검사에 관한 수많은 수요가 또한 있다. 이때, 그 자체로 매우 편평한 반도체의 표면은 정밀도 검사의 범위 내에서 정밀하게 편평한 것으로 일반적으로는 더는 가정될 수 없다. 오브젝티브 렌즈에 대한 웨이퍼 표면의 종방향 위치 및/또는 웨이퍼 두께의 매우 작은 변경은 최적 초점 및 그에 따른 측정의 정확도에 영향을 미친다. 이점은 특히 HV 구조를 갖는 연마된 웨이퍼 표면의 검사에 적용된다. 그에 따라 - 시스템 드리프트 등의 결여라는 전체적으로는 아닌 실제적인 가정 하에서도 - 관련된 작동 거리를 갖는 미리 규정된 작동 지점에서 한 번 복수 전자 현미경을 조정하는 것으로 더는 충분하지 않다. 대신, 작동 거리에서의 매우 작은 변화가 변경된 상대적 초점 위치에 의해 정정되어야 한다. 여기서 적용되는 추가 사전 조건은, 배율이 변화하지 않고 유지되어야 한다는 점이다. 샘플 표면 상의 격자 배치의 배향은 정확히 관찰되어야 하며, 그 이유는, HV 구조를 갖는 반도체 웨이퍼의 경우에, 이미징은 이들 구조에 정확히 평행하게 또는 직교로 항상 실행되기 때문이다. 게다가, 도착각을 정밀하게 일정하기 유지해야 하는 것은 필수이다. 마지막으로, 2차 경로에서의 광학 유닛은 또한 우수한 이미징을 획득하기 위해 신속하게 및 매우 정밀하게 업데이트되어야 한다.
결과적으로, 본 발명의 목적은 HV 구조를 갖는 반도체 웨이퍼를 검사하기 위한 개선된 복수 입자 빔 시스템과, 이를 동작하기 위한 관련된 방법을 제공하는 것이다. 이것은 신속하게 및 매우 정밀하게 동작해야 한다.
본 발명의 추가 목적은 HV 구조를 갖는 반도체 웨이퍼를 검사하기 위한 복수 입자 빔 시스템, 및 이 시스템을 동작하여 명시된 작동 거리를 갖는 작동 지점에서 이 시스템의 추가 고속 오토포커싱을 허용하는 관련된 방법을 제공하는 것이다. 이 경우에, 배율, 텔레센트리서티 및 회전과 같은 다른 입자 광학 파라미터는 큰 정밀도로 일정하게 유지되어야 한다.
목적은 독립 특허 청구항에 의해 달성된다. 본 발명의 유리한 실시예는 종속 특허 청구항으로부터 자명하다.
본 특허 출원은 2020년 9월 30일에 출원된 독일 특허 출원 10 2020 125 534.9와 2021년 3월 4일에 출원된 독일 특허 출원 10 2021 105 201.7을 우선권으로 청구하며, 이들 두 출원의 개시는 그 전체 범위가 본 특허 출원에 참조로서 인용된다.
본 발명의 제1 양상에 따라, 이것은 반도체 검사를 위한 복수 입자 빔 시스템에 관한 것이며, 이 복수 입자 빔 시스템은 다음:
복수의 대전된 제1 개별 입자 빔의 제1 필드를 생성하도록 구성되는 멀티-빔 입자 생성기;
생성된 제1 개별 입자 빔이 제2 필드를 형성하는 입사 위치에서 웨이퍼 표면과 충돌(strike)하도록 제1 개별 입자 빔을 오브젝트 평면에서 웨이퍼 표면 상에 이미징하도록 구성되는, 제1 입자 광학 빔 경로를 갖는 제1 입자 광학 유닛;
제3 필드를 형성하는 복수의 검출 영역을 갖는 검출 시스템;
제2 필드에서의 입사 위치에서 발산한 제2 개별 입자 빔을 검출 시스템의 검출 영역의 제3 필드 상에 이미징하도록 구성되는, 제2 입자 광학 빔 경로를 갖는 제2 입자 광학 유닛;
제1 및 제2 개별 입자 빔 모두가 통과하는 자기 및/또는 정전 오브젝티브 렌즈, 특히 자기 및/또는 정전 액침(immersion) 렌즈;
멀티-빔 입자 생성기와 오브젝티브 렌즈 사이에서 제1 입자 광학 빔 경로에 배치되며, 오브젝티브 렌즈와 검출 시스템 사이에서 제2 입자 광학 빔 경로에 배치되는 빔 스위치;
웨이퍼 검사 동안 웨이퍼를 홀딩 및/또는 위치지정하기 위한 샘플 스테이지;
웨이퍼 검사 동안 실제 오토포커스 데이터를 결정하기 위해 데이터를 생성하도록 구성되는 오토포커스 결정 요소;
고속 오토포커스 정정 렌즈; 및
제어기를 포함하며,
제어기는, 제1 개별 입자 빔이 제1 작동 거리에 자리한 웨이퍼 표면 상에 집속되는 방식으로, 제1 작동 거리를 갖는 제1 작동 지점에서 적어도 오브젝티브 렌즈 및/또는 샘플 스테이지의 작동기를 제어하도록 집속의 정적 또는 저-주파수 맞춤을 위해 구성되며,
제어기는, 제1 작동 지점에서 웨이퍼 검사 동안 고속 오토포커스 정정 렌즈를 제어하기 위해 웨이퍼 검사 동안 제1 작동 지점에서의 실제 오토포커스 데이터를 기초로 하여 오토포커스 정정 렌즈 제어 신호를 생성하도록 집속의 고-주파수 맞춤을 위해 구성된다.
대전된 입자는 예컨대 전자, 양전자, 뮤온 또는 이온 또는 다른 대전 입자일 수 있다. 바람직하게도 대전된 입자는 예컨대 열적 필드 방출 소스(TFE: Thermal Field Emission source)를 사용하여 생성되는 전자이다. 그러나 다른 입자 소스도 사용될 수 있다.
제1 개별 입자 빔의 수는 이 경우 가변적으로 선택될 수 있다. 그러나 입자 빔의 수가 3n(n-1)+1이라면 유리하며, 여기서 n은 임의의 자연수이다. 이로 인해, 검출 영역의 육각형 격자 배치를 허용한다. 예컨대 정사각형 또는 직사각형 격자에서와 같은 검출 영역의 다른 격자 배치가 또한 가능하다. 예를 들어, 제1 개별 입자 빔의 수는 5개보다 많은 개별 입자 빔, 60개보다 많은 개별 입자 빔 또는 100개보다 많은 개별 입자 빔이다.
멀티-빔 입자 생성기는, 개별 입자 빔을 각각 방출하거나 그밖에 다수의 개별 입자 빔을 각각 방출하는 다수의 실제 입자 소스를 포함할 수 있다. 그러나 멀티-빔 빔 생성기는 또한 단일 입자 소스와, 하류의 입자 광학 빔 경로에서, 멀티-렌즈 어레이 및/또는 멀티-편향기 어레이와 조합한 멀티-애퍼쳐 판을 포함할 수 있다. 그 후, 멀티-빔 입자 생성기의 결과로서, 복수의 개별 입자 빔은 생성되어 중간 이미지 평면 상에 이미징된다. 이 중간 이미지 평면은 실제 중간 이미지 평면 또는 가상의 중간 이미지 평면일 수 있다. 두 경우에, 중간 이미지에서 개별 입자 빔의 위치는 가상의 입자 소스인 것으로 간주될 수 있으며 결국 제1 입자 광학 빔 경로를 사용하는 추가 입자 광학 이미징을 위한 기원(origin)인 것으로 간주될 수 있다. 이 중간 이미지 평면에서 가상의 입자 소스는 결국 웨이퍼 표면 상에 또는 오브젝트 평면에 이미징되며, 검사할 웨이퍼는 복수의 개별 입자 빔을 사용하여 스캐닝될 수 있다.
오브젝티브 렌즈 시스템이 자기 오브젝티브 렌즈를 포함한다면, 자기 오브젝티브 렌즈는 약하거나 강한 자계를 제공할 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 오브젝티브 렌즈는 자기 액침 렌즈이다. 여기서, 이것은 약한 액침 렌즈 또는 강한 액침 렌즈일 수 있다. 자기 액침 렌즈는 예컨대 렌즈의 상부(샘플에서 먼) 극편(pole shoe)에서의 보어 홀(bore hole)보다 더 큰 직경을 갖는 렌즈의 하부(샘플에 면하는) 극편에서의 보어 홀에 의해 실현될 수 있다. 오브젝트에서 낮은 자계만을 제공하는 오브젝트 렌즈와 대조적으로, 액침 렌즈는 더 낮은 구면 및 색 수차를 달성할 수 있는 장점을 가지며, 또한 더 큰 오프-축 수차의 단점을 갖는다. 렌즈의 자계에서, 이를 통과하는 개별 입자 빔은 (1차 경로와 2차 경로 모두에서) 라머(Larmor) 회전을 경험한다.
본 발명에 따라, 웨이퍼 검사 동안 웨이퍼를 홀딩하기 위한 및/또는 위치지정하기 위한 샘플 스테이지가 제공된다. 여기서, 샘플 스테이지는, 작동 거리를 설정하기 위해 높이(예컨대, z-스테이지)를 조정하기 위한 메커니즘을 가질 수 있다. 그러나 이 높이를 조정하기 위한 옵션이 없을 수 도 있다. 이때, 샘플 스테이지는 웨이퍼를 홀딩하는 역할만을 하지만, 웨이퍼를 z-방향으로 위치지정하는 역할을 하지는 않는다. 두 경우에, 그러나 샘플 스테이지는 일 축(예컨대, x-축, y-축)을 따라 또는 평면(예컨대, xy-평면)으로 가동될 수 있지만, 필수는 아니다.
또한, 웨이퍼 검사 동안 실제 오토포커스 데이터를 확인하기 위해 데이터를 생성하도록 구성되는 오토포커스 결정 요소가 제공된다. 이 경우에, 실제 오토포커스 데이터는 웨이퍼 표면에 관한 현재 초점 위치를 직접적으로 또는 간접적으로 기재한다. 예를 들어, 오토포커스 결정 요소는 오토포커스 측정 요소를 포함할 수 있거나 이러한 요소로 구성될 수 있다. 데이터는 이때 측정 데이터일 수 있다. 그러나 추가로 또는 대안적으로 실제 오토포커스 데이터를 확인하기 위한 데이터가 모델을 기초로 하여 생성될 수 도 있다. 예를 들어, 이것은, 스캐닝될 웨이퍼의 충분히 정확한 모델이 있다면, 가능하다.
원칙적으로, 오토포커스 측정 요소는 예컨대 US 9 530 613B2 및 US 2017/0117114A1에 기재되어 있으며, 이들의 개시는 본 출원에 전체가 참조로서 인용된다. 예를 들어, 높이 센서(z-센서)를 이용할 수 있다. 원칙적으로, 초점 위치를 확인하기 위해, 웨이퍼 표면에 관한 개별 입자 빔의 현재의 초점 위치는 측정(실제 오토포커스 데이터의 추정(deduction))에 의해 추정된다. 이상적으로, 모든 초점은 웨이퍼 표면 상에 정확히 위치한다. 개별 입자 빔의 초점 위치는 이 경우 빔의 빔 웨이스트의 위치에 의해 규정된다.
US 9 530 613B2는 초점을 설정하거나 조정하기 위한 비점수차 보조 빔의 사용을 개시한다. 존재하는 집속에 의존하여, 알려진 비점수차(예컨대, 타원형) 빔 프로파일이 이미징 동안 변화한다. 이러한 변화는 초점에 대한 및 그에 따라 스티그매틱 빔에 대한 필요한 초점 정정에 대한 결론을 내게 한다.
US 2017/0117114A1은 "온-더-플라이"-타입 오토포커스를 개시한다. 이 공정에서, 개별 입자 빔의 현재 초점 위치는 이미지 필드의 데이터(측정된 세기)로부터 샘플 표면의 스캐닝 동안 추정되며, 초점의 연속/"온-더-플라이" 조정은 후속한 이미지 필드를 위해 구현된다. 특히, 여기서 동일한 샘플 영역을 복수 회 스캐닝할 필요는 없다. 오브젝트 속성은 각 경우에 선택적으로는 간접적으로 측정에 의해 결정된다. 예를 들어, 이 오브젝트 속성은 샘플 표면의 높이 프로파일일 수 있다. 그 후, 후속한 이미지 기록을 위해, 높이에 대한 예측된 값이 확인된 높이 프로파일로부터 확인되며, 샘플 표면에 관한 다른, 더 양호한 맞춤 초점 위치가 설정된다.
본 발명에 따른 복수의 입자 빔 시스템은 제어기를 포함한다. 제어기는 제1 및/또는 제2 입자 광학 빔 경로에서 입자 광학 소자를 제어하도록 구성된다. 바람직하게도, 그러나 반드시는 아니게, 제어기는 전체 복수 입자 빔 시스템에 대한 중앙 제어기이다. 제어기는 1-부분 또는 복수-부분 실시예를 가질 수 있으며 기능적으로 세분될 수 있다.
제어기는, 제1 개별 입자 빔이 제1 작동 거리에 자리한 웨이퍼 표면 상에 집속되는 방식으로, 제1 작동 거리를 갖는 제1 작동 지점에서 적어도 오브젝티브 렌즈 및/또는 샘플 스테이지의 작동기를 제어하도록 집속의 정적 또는 저-주파수 맞춤을 위해 구성되며, 제1 작동 지점에서 웨이퍼 검사 동안 적어도 하나의 고속 오토포커스 정정 렌즈를 제어하기 위해 웨이퍼 검사 동안 제1 작동 지점에서 실제 오토포커스 데이터를 기초로 하여 오토포커스 정정 렌즈 제어 신호를 생성하도록 고-주파수 맞춤을 위해 구성된다. 이 경우에, 고-주파수 맞춤을 위해, 오브젝티브 렌즈의 제어는 바람직하게는 변경되지 않으며; 오브젝티브 렌즈의 여기에서의 변화는 초점 위치의 정적 또는 저-주파수 맞춤의 경우에 단지 정기적으로 구현된다. 이 경우에, 오브젝티브 렌즈는 적어도 하나의 자기 및/또는 적어도 하나의 정전 오브젝티브 렌즈를 포함한다. 즉, 오브젝티브 렌즈는 대응 오브젝티브 렌즈 시스템의 형태로 구현될 수 있다.
그에 따라, 제어기는, 오브젝티브 렌즈와 웨이퍼 표면 사이에 관련된 작동 거리에 의해 규정되는 하나의 작동 지점에서 2개의 상이한 초점 설정을 - 선택적으로는 다른 파라미터 외에 - 제어한다. 첫째, 제어기는 오브젝티브 렌즈 및 선택적으로는 추가 렌즈의 제어에 의해 및/또는 액추에이터의 제어에 의해 집속을 상당한 스트로크로 제어하여 샘플 스테이지를 변위한다. 이들 최종 제어 요소는 제어 신호에 상대적으로 느리게 반응하며; 이 경우에, 맞춤은 통상 수 십 밀리 초 내지 수백 밀리 초를 필요로 하며, 특히 선택된 작동 거리로 작동 지점이 처음에 연마(honed in on)될 때, 예컨대 웨이퍼가 변화할 때, 필요하다. 예를 들어, 작동 거리를 변화시키기 위한 스트로크는 +/-100, +/-200㎛ 또는 +/-300㎛일 수 있다.
본 발명에 따라, 제어기는 둘째로 본 발명에 따른 고속 오토포커스 정정 렌즈를 제어함으로써 초점 설정을 또한 제어한다. 이 렌즈는 상이한 실시예를 가질 수 있으며, 예컨대 고속 정전 렌즈로서 구현될 수 있다. 빔 경로에서 오토포커스 정정 렌즈의 여러 실시예 변형과 가능 위치는 이하에서 여전히 더 상세하게 기재될 것이다. 또한, 다수의 오토포커스 정정 렌즈를 제공할 수 있으며, 이들 정정 렌즈는 개별적으로 제어될 수 있다. 어느 경우에도, 오토포커스 정정 렌즈는 신속한 조정에 사용될 수 있으며, 개별 입자 빔의 상대 초점 위치에 작용하며, 이 효과는 상당히 두드러지거나 덜 두드러질 수 도 있다. 또한, 오토포커스 정정 렌즈는 초점에 관한 효과 외에 다른 입자 광학 파라미터에 관한 효과를 또한 발휘할 수 있다. 이 경우에, 신속한이 의미하는 점은, 오토포커스 정정 렌즈의 여기가 상대 초점 위치의 고-주파수 맞춤을 허용한다는 점이며; 맞춤 시간(TA)은 ㎲의 범위에 있으며, 예컨대, TA≤500㎲, 바람직하게는 TA≤100㎲ 및/또는 TA≤50㎲이다. 작동 거리를 변화시키기 위한 스트로크는 통상 수 ㎛, 예컨대 +/-20㎛, +/-15㎛ 및/또는 +/-10㎛이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 고-주파수 맞춤을 위한 맞춤 시간(TA)은 저-주파수 또는 정적 맞춤을 위한 맞춤 시간(TA)보다 적어도 10배 만큼, 바람직하게는 적어도 100 또는 1000배 만큼 짧다. 게다가, 저-주파수 또는 정적 맞춤을 위한 작동 거리를 설정하기 위한 스트로크는 고-주파수 맞춤을 위한 스트로크보다 적어도 5배, 바람직하게는 적어도 8 및/또는 10배 만큼 더 클 수 있다.
초점에 대한 2개의 조정 변형에서, 시스템의 다른 입자 광학 소자를 또한 업데이트해야 할 수 도 있다. 이들 정정을 위해, 또한, 제어기는 적절한 제어 신호를 제공할 수 있다. 저-주파수 또는 정적 맞춤의 경우에, 최종 제어 요소는 또한 느리게 조정 가능한 최종 제어 요소일 수 있거나, 이들은 신속하게 조정 가능한 최종 제어 요소일 수 있다. 이 경우에, 시간 면에서의 제한 요소는 자기 렌즈 - 이러한 자기 렌즈는 예컨대 자계 렌즈 및 또한 자기 오브젝티브 렌즈를 포함함 - 및/또는 z-방향으로 샘플 스테이지를 변위하기 위한 시간을 포함한다. 고-주파수 맞춤의 경우에, 다른 최종 제어 요소가 또한 본질적으로 신속하게 조정될 수 있어야 한다. 여기서, 이들의 각각의 맞춤 시간은 바람직하게는 고속 오토포커스 정정 렌즈의 맞춤 시간과 동일한 자리이다(of the same order). 예를 들어, 이들은 최대 2배(factor) 만큼 더 느릴 수 있다. 그러나 이들은 또한 고속 오토포커스 정정 렌즈의 맞춤 시간보다 더 빠를 수 있다. 예를 들어, 고속 추가 최종 제어 요소는 정전 렌즈, 정전 편향기 및/또는 정전 스티그메이터일 수 있다. 오직 수 권선 수를 갖는 공기 코일이 또한 고속 정정기로서 사용될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 제2 작동 지점은 적어도 오브젝티브 렌즈와 웨이퍼 표면 사이의 제2 작동 거리에 의해 규정되며, 제2 작동 거리는 제1 작동 지점의 제1 작동 거리와 상이하다. 그 후, 제어기는 제1 작동 지점과 제2 작동 지점 사이에서의 변화의 경우에 저-주파수 맞춤을 실행하도록 구성되며, 제1 개별 입자 빔이 제2 작동 거리에 자리한 웨이퍼 표면 상에 집속되도록, 제2 작동 지점에서 적어도 자기 오브젝티브 렌즈 및/또는 샘플 스테이지의 작동기를 제어하도록 구성된다. 예를 들어, 작동 지점에서의 변화는 웨이퍼가 교체될 때 구현되며; 웨이퍼의 두께는 이 경우에 상이할 수 있다. 웨이퍼 교체는 상대적으로 느린 절차이며, 따라서 느린 맞춤이 이 경우에 충분하다. 그러나 또한 예컨대 점검 작업이 변화하기 때문에 작동 지점이나 작동 거리를 변경할 수 도 있다.
바람직하게도, 제어기는, 제2 작동 지점에서 웨이퍼 검사 동안 고속 오토포커스 정정 렌즈를 제어하기 위해 웨이퍼 검사 동안 제2 작동 거리를 갖는 제2 작동 지점에서 실제 오토포커스 데이터를 기초로 하여 고-주파수 맞춤을 위해 오토포커스 정정 렌즈 제어 신호를 생성하도록 구성된다. 더 나아가, 제1 작동 거리에서의 제1 작동 지점과 연계하여 앞서 이미 한 모든 언급은 제2 작동 거리를 갖는 제2 작동 지점에서의 고속 오토포커스 설정에 적용된다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 제1 및/또는 제2 작동 지점은 오브젝트 평면에서 제1 개별 입자 빔의 도착각에 의해 및 오브젝트 평면에서 제1 개별 입자 빔의 격자 배치에 의해 또한 규정된다. 제어기는 이때 도착각 및 격자 배치를 제1 및/또는 제2 작동 지점에서 고-주파수 맞춤 동안 실질적으로 일정하게 유지하도록 구성된다. 이 경우에, 용어, 격자 배치는 오브젝트 평면에서의 개별 입자 빔과 개별 입자 빔 배치의 회전 사이의 피치를 포함하며; 예를 들어, 격자 배치는 앞서 언급한 육각형 이미지 필드의 형태로 존재할 수 있다. 그에 따라, 격자 배치가 일정하게 유지될 때, 개별 입자 빔의 피치에 결합되는 배율과, 오브젝트 평면에서 개별 입자 빔의 입사 지점의 제2 필드의 배향은 일정하게 유지된다. 여기서, 배율은 바람직하게는 대략 50ppm, 20ppm, 10ppm, 1ppm 이상으로 일정하게 유지된다(예컨대, 100㎛ 이미지 필드 크기의 경우에 50nm, 20nm, 10nm, 1nm 이상). 웨이퍼 표면 상의 원하는 도착각으로부터의 최대 각도 편차는 최대 +/-0.1°, +/-0.01° 또는 +/-0.005°이다.
본 발명의 더 바람직한 실시예에 따라, 제어기는 제1 작동 지점과 제2 작동 지점 사이의 변화 동안에도 도착각과 격자 배치를 실질적으로 일정하게 유지하도록 구성된다. 그에 따라, 이것은 초점의 저-주파수 맞춤의 경우에도 앞서 언급한 파라미터를 일정하게 유지하는 것에 관련된다. 여기서, 배율은 바람직하게는 대략 50ppm, 20pp, 10ppm, 1ppm 이상(예컨대, 100㎛의 경우에 50nm, 20nm, 10nm, 1nm 이상)으로 일정하게 유지된다. 웨이퍼 표면 상의 원하는 도착각으로부터의 최대 각도 편차는 최대 +/-0.1°, +/-0.01° 또는 +/-0.005°이다.
예컨대 도착각과 격자 배치(위치 또는 배율 및 회전)와 같은 입자 광학 파라미터를 맞추기 위한 및 특히 이들을 일정하게 유지하기 위한 최종 제어 요소는 고-주파수 맞춤에 대해서와 같이 저-주파수 맞춤에 대해서 전체적으로 또는 부분적으로 동일할 수 있다. 그러나 이들이 전체적으로 또는 부분적으로 동일한 최종 제어 요소라면, 이들 최종 제어 요소는 또한 반드시 고-주파수 맞춤에 적절해야 한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 오토포커스 정정 렌즈는 정전 렌즈를 포함하거나 정전 렌즈로 구성된다. 원칙적으로, 정전 렌즈의 설정은 자기 렌즈의 설정보다 실질적으로 더 고속으로 변경될 수 있으며, 이 자기 렌즈에서, 히스테리시스 효과, 에디 전류 및 자체-및 상호 인덕턴스가 고속 맞춤을 막는다. 본 발명에 따라, 정전 렌즈는 예컨대 관 렌즈와 같은 완전한 렌즈로서 제공될 수 있다. 그러나 추가 전극의 형태인 추가 소자만이 오토포커스 정정 렌즈로서 제공되며, 오토포커스 정정 렌즈는 다른 소자나 주변 전압과 연계하여 그 정전 렌즈 효과를 발생시킬 수 있다.
고속 오토포커스 정정 렌즈는, 상이한 장점과 단점을 제공하는, 제1 입자 광학 빔 경로의 여러 위치에서 배치될 수 있다. 고려되어야 하는 것은 첫째 전체 시스템에서 이용 가능한 설치 공간이지만, 또한 둘째 초점 외의 다른 입자 광학 파라미터에 관한 오토포커스 정정 렌즈의 효과이다. 배경기술에서 이미 언급한 바와 같이, 복수 입자 빔 시스템에서의 렌즈는 단일 입자 광학 파라미터에만 작용하지는 않으며; 대체로, 입자 광학 소자의 효과는 서로 직교하지 않는다. 본 발명자는 이들 관계를 더 상세하게 점검하였으며, 특수한 속성을 갖는 복수 입자 빔 시스템의 입자 광학 빔 경로에서의 몇몇 위치가 있음을 발견하였다: 보통, 교차 지점이나 교차 평면이 본 발명에 따른 복수 입자 빔 시스템의 1차 빔 경로에 제공되며, 이들 지점이나 평면에서, 개별 입자 빔은 중첩되거나 서로 교차한다. 이러한 교차 평면은 보통 오브젝티브 렌즈의 바로 상류에 자리한다. 포괄적인 산정(comprehensive calculations)에 의하면, 교차부 상의 추가 렌즈가 제1 개별 입자 빔의 초점에 실질적으로 작용하며, 위치, 텔레센트리서티 또는 회전과 같은 다른 입자 광학 파라미터에 (있다면) 약하게 단지 작용한다. 결국, 일반적으로 제1 개별 입자 빔의 교차부나 교차 평면에서 오토포커스 정정 렌즈를 배치하는 것이 유리하다. 그러나 실제로, 교차부는 단일 지점이기 보다는 공간 범위를 가지며, 따라서 종종 교차부에 가까운/교차 평면에 가까운 오토포커스 정정 렌즈의 배치를 단지 얻을 수 있다. 본 발명에 따라, 이를 위한 많은 옵션이 있다:
본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 오토포커스 정정 렌즈는, 상부 극편의 방향으로부터 오브젝티브 렌즈 내로 돌출하는 빔 관 연장부에 배치된다. 일반적으로, 개별 입자 빔은 빔 관 내에서 안내된다. 빔 관은 진공이다. 여기서, 빔 연장 관는 정확히는, 상부 극편으로부터 자기 오브젝티브 렌즈 내로 약간 돌출하는 빔 관의 영역이다. 빔 관은 접지 전위에 있으며, 따라서 오토포커스 정정 렌즈나 관련된 전극은 빔 관 연장부 내에서 충분히 배치될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 빔 편향 시스템은 또한 빔 스위치와 오브젝티브 렌즈 사이에 제공되며, 개별 입자 빔의 스캐닝 움직임으로 웨이퍼 표면을 래스터-스캔하도록 구성되며, 오토포커스 정정 렌즈는 빔 편향 시스템에 관한 오프셋으로서 실현된다. 통상, 빔 편향 시스템("편향 스캐너" 또는 "스캔 편향기")은 빔 경로에서 연속으로 배치되는 2개 이상의 편향기에 의해 실현된다. 이제, 오프셋 전압은 편향에 수반되는 전극 모두에 제공된다. 여기서, 렌즈 효과가 아인젤 렌즈 필드와 편향 필드의 중첩의 결과로서 일어난다. 기재한 실시예는 시스템의 하드웨어 면에서 추가 변화가 필요하지 않는 장점을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 복수 입자 빔 시스템은 빔 스위치와 오브젝티브 렌즈 사이에 빔 편향 시스템 - 개별 입자 빔의 스캐닝 움직임으로 웨이퍼 표면을 래스터-스캔하도록 구성됨 - 을 더 포함하며, 빔 편향 시스템은 빔 경로의 방향으로 연속해서 배치되는 상부 편향기와 하부 편향기를 포함하며, 오토포커스 정정 렌즈는 상부 편향기와 하부 편향기 사이에 배치된다. 이 실시예는 또한 실현하기 간단하며, 이는 오직 작은 변화가 기존의 시스템의 하드웨어에서 수행되어야 하기 때문이다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 복수 입자 빔 시스템은 빔 스위치와 오브젝티브 렌즈 사이에 빔 편향 시스템 - 개별 입자 빔의 스캐닝 움직임으로 웨이퍼 표면을 래스터-스캔하도록 구성됨 - 을 더 포함하며, 빔 편향 시스템은 빔 경로의 방향으로 연속해서 배치되는 상부 편향기와 하부 편향기를 포함하며, 오토포커스 정정 렌즈는 자기 오브젝티브 렌즈의 상부 극편과 하부 편향기 사이에 배치된다. 오토포커스 정정 렌즈는 또한 이 실시예 변형에서 교차 평면에 가깝다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 오토포커스 정정 렌즈는 자기 오브젝티브 렌즈의 하부 극편과 웨이퍼 표면 사이에 배치된다. 이 위치는 교차부 인근에 더는 있지 않으며, 렌즈의 효과는 아주 대부분 초점에 관해서만 더는 연장되지 않을지라도, 이 실시예는, 오토포커스 정정 렌즈가 보통 웨이퍼 표면 바로 전방에서 마지막 렌즈이므로 작은 후속 수차를 단지 갖는다는 장점을 제공한다.
본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따라, 오토포커스 정정 렌즈는 자기 오브젝티브 렌즈의 상부 극편과 하부 극편 사이에 배치된다. 이 실시예는 또한, 빔 경로의 바닥을 향해 멀리 (끝에서 두 번째 렌즈로서 오토포커스 정정 렌즈) 실현되며, 따라서 오직 작은 후속 수차만이 이 경우에 또한 일어난다는 장점이 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 복수의 입자 빔 시스템은, 진공이 될 수 있으며 멀티-빔 입자 생성기로부터 오브젝티브 렌즈로의 제1 입자 광학 빔 경로를 실질적으로 둘러싸는 빔 관을 더 포함하며, 빔 관은 중단부를 가지며, 오토포커스 정정 렌즈는 이 중단부 내에 배치된다. 여기서, 빔 관은 앞서 언급된 영역에서 실질적으로 타이트하다. 즉, 진공 또는 고 진공이 그 내부에 생성될 수 있도록 구현된다. 이것은 빔 경로를 따라 상이한 횡단면 및/또는 그 밖의 챔버를 가질 수 있다. 여기서, 오토포커스 정정 렌즈가 배치되는 중단부는 바람직하게는 빔 관의 유일한 중단부이다. 오토포커스 정정 렌즈가 자리하는 중단부의 위치 외에는, 빔 관의 내벽은 접지 전위에 있다. 진공 챔버와 실제 빔 관 사이의 가능한 연결 지점/접촉 지점은 본 명세서에서 중단부인 것으로 간주되지는 않아야 한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 복수의 입자 빔 시스템은 멀티-빔 입자 생성기와 빔 스위치 사이의 제1 입자 광학 빔 경로에 배치되는 필드 렌즈 시스템을 더 포함하며, 오토포커스 정정 렌즈가 배치되는 빔 관의 중단부는 필드 렌즈 시스템과 빔 스위치 사이에 배치된다. 이 실시예는 오토포커스 정정 렌즈의 배치에 대하여 상대적으로 큰 양의 공간을 제공한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 빔 스위치는 2개의 자석 섹터를 포함하며, 오토포커스 정정 렌즈가 배치되는 빔 관의 중단부가 2개의 자석 섹터 사이의 빔 스위치의 영역에 제공된다. 이 실시예는 오토포커스 정정 렌즈의 배치에 대해 상대적으로 큰 양의 공간을 제공한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 복수 입자 빔 시스템은 빔 스위치와 오브젝티브 렌즈 사이의 빔 편향 시스템 - 개별 입자 빔의 스캐닝 움직임으로 웨이퍼 표면을 래스터-스캔하도록 구성됨 - 을 더 포함하며, 오토포커스 정정 렌즈가 배치되는 빔 관의 중단부는 빔 스위치와 빔 편향 시스템 사이에 제공된다. 이 실시예는 오토포커스 정정 렌즈의 배치에 대해 상대적으로 큰 양의 공간을 제공한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 복수 입자 빔 시스템은, 멀티-빔 입자 생성기와 빔 스위치 사이의 제1 입자 광학 빔 경로에 배치되는 필드 렌즈 시스템을 더 포함한다. 이 필드 렌즈 시스템은 하나 이상의 렌즈를 포함할 수 있다. 이것은 적어도 하나의 자계 렌즈를 포함한다. 본 발명의 이 실시예에서, 오토포커스 정정 렌즈가 배치되는 빔 관의 중단부가 필드 렌즈 시스템의 하나의 자계 렌즈 내에 배치된다. 상대적으로 큰 양의 설치 공간이 이 위치에서 또한 이용 가능하다. 그러나 오토포커스 정정 렌즈는 이 위치에서 개별 입자 빔의 초점, 위치 및 경사도에 작용한다. 동일하게, 위치 및/또는 빔 경사도가 이 실시예에서 (또한) 보상될 수 있다는 점에서 유리하다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 복수 입자 빔 시스템은, 또한 진공일 수 있으며 멀티-빔 입자 생성기로부터 오브젝티브 렌즈로의 제1 입자 광학 빔 경로를 실질적으로 둘러싸는 빔 관을 더 포함한다. 이 경우에, 오토포커스 정정 렌즈는 관 렌즈로서 구현되며 빔 관 내에 배치된다. 그에 따라, 빔 관은 중단부나 천공을 갖지 않아, 빔 관의 시일링/타이트니스(tightness)를 간략화한다. 다시 한번, 이 실시예 변형을 구현하는 다수의 방식이 있으며, 그 중 4개가 이하에서 명시된다:
본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 복수 입자 빔 시스템은, 멀티-빔 입자 생성기와 빔 스위치 사이의 제1 입자 광학 빔 경로에 배치되는 필드 렌즈 시스템을 더 포함하며, 오토포커스 정정 렌즈는 필드 렌즈 시스템과 빔 스위치 사이의 빔 관 내에 배치된다. 이 실시예는 오토포커스 정정 렌즈의 배치에 대해서 상대적으로 큰 양의 공간을 제공한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 빔 스위치는 2개의 자석 섹터를 가지며, 오토포커스 정정 렌즈는 2개의 자석 섹터 사이에서 빔 관 내에 제공된다. 이 실시예는 오토포커스 정정 렌즈의 배치에 대해서 상대적으로 큰 양의 공간을 제공한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 복수 입자 빔 시스템은 빔 스위치와 오브젝티브 렌즈 사이에 빔 편향 시스템 - 개별 입자 빔의 스캐닝 움직임으로 웨이퍼 표면을 래스터-스캔하도록 구성됨 - 을 더 포함하며, 오토포커스 정정 렌즈는 빔 스위치와 빔 편향 시스템 내에서 빔 관 내에 제공된다. 이 실시예는 오토포커스 정정 렌즈의 배치에 대해서 상대적으로 큰 양의 공간을 제공한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 복수 입자 빔 시스템은, 멀티-빔 입자 생성기와 빔 스위치 사이에서 제1 입자 광학 빔 경로에 배치되는 필드 렌즈 시스템을 더 포함하며, 오토포커스 정정 렌즈는 자계 렌즈 내에서 빔 관 내에 배치된다. 이 실시예는 오토포커스 정정 렌즈의 배치에 대해서 상대적으로 큰 양의 공간을 제공한다. 이 위치에서, 오토포커스 정정 렌즈는 초점 외에도 개별 입자 빔의 경사도와 위치에 작용한다. 이것은 제1 개별 입자 빔의 위치와 도착각의 (아마도 추가) 정정을 용이하게 한다.
본 발명의 추가 실시예에 따라, 고속 오토포커스 정정 렌즈는 고속 자기 렌즈, 특히 공기 코일을 포함하거나, 고속 자기 렌즈, 특히 공기 코일로 구성된다. 그러한 공기 코일은 상대적으로 적은 인덕턴스를 가지며, 그러므로 특정 정도로 또한 고속 오토포커스 정정 렌즈로서 사용될 수 있다. 예를 들어, 그러한 공기 코일은 수 십 권선 수 내지 수백 권선 수를 가지며, 예컨대 10≤k≤500 및/또는 10≤k≤200 및/또는 10≤k≤50이 권선 수(k)에 적용되며, 다음이 공기 코일의 맞춤 시간(TA)에 적용될 수 도 있다: TA≤500㎲, 바람직하게는 TA≤100㎲ 및/또는 TA≤50㎲. 임의의 경우에, 이것은 공기 코일이 자기 소재가 그 인근에 자리하지 않거나, 기껏해야 적은 자기 소재가 그 인근에 자리한다면, 적용된다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 복수 입자 빔 시스템은, 진공일 수 있으며 멀티-빔 입자 생성기로부터 오브젝티브 렌즈로의 제1 입자 광학 빔 경로를 실질적으로 둘러싸는 빔 관을 더 포함하며, 고속 자기 렌즈는 빔 관 주위의 외부에 배치된다. 그에 따라, 빔 관은 이 경우 천공되거나 중단될 필요가 없다. 이 실시예 변형을 생성하는 것은 상대적으로 간단한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 복수 입자 빔 시스템은, 멀티-빔 입자 생성기와 빔 스위치 사이에서 제1 입자 광학 빔 경로에 배치되는 필드 렌즈 시스템을 더 포함하며, 고속 자기 렌즈는 필드 렌즈 시스템과 빔 스위치 사이의 빔 관 주위에 배치된다. 그에 따라, 빔 관은 이 경우 천공이 되거나 중단될 필요가 없다. 이 실시예 변형을 생성하는 것은 상대적으로 간단하다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 빔 스위치는 2개의 자기 섹터를 가지며, 고속 자기 렌즈가 2개의 자석 섹터 사이의 빔 관 주위에 배치된다. 그에 따라, 빔 관은 이 경우에 천공이 되거나 중단될 필요가 없다. 이 실시예 변형을 생성하는 것은 상대적으로 간단하다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 복수 입자 빔 시스템은 빔 스위치와 오브젝티브 렌즈 사이에 빔 편향 시스템 - 개별 입자 빔의 스캐닝 움직임으로 웨이퍼 표면을 래스터-스캔하도록 구성됨 - 을 더 포함하며, 고속 자기 렌즈는 빔 스위치와 빔 편향 시스템 사이에서 빔 관 주위에 배치된다. 그에 따라, 빔 관은 이 경우에 천공이 되거나 중단될 필요가 없다. 이 실시예 변형을 생성하는 것은 상대적으로 간단한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 복수 입자 빔 시스템은 빔 스위치와 오브젝티브 렌즈 사이에 빔 편향 시스템 - 개별 입자 빔의 스캐닝 움직임으로 웨이퍼 표면을 래스터-스캔하도록 구성됨 - 을 더 포함하며, 빔 편향 시스템은 빔 경로의 방향으로 연속해서 배치되는 상부 편향기와 하부 편향기를 포함하며; 고속 자기 렌즈는 상부 편향기와 하부 편향기 사이에서 빔 관 주위에 배치된다. 그에 따라, 빔 관은 이 경우에 천공이 되거나 중단될 필요가 없다. 이 실시예 변형을 생성하는 것은 상대적으로 간단한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 복수 입자 빔 시스템은 게다가 고속 텔레센트리서티 정정 수단을 포함하며, 이 정정 수단은, 제2 필드에서 제1 개별 입자 빔의 접선 방향 또는 반경 방향 텔레센트리서티 에러를 정정하는데 실질적으로 기여하도록 구성되며, 복수 입자 빔 시스템의 제어기는, 웨이퍼 검사 동안 고속 텔레센트리서티 정정 수단을 제어하기 위해 실제 오토포커스 데이터를 기초로 하여 웨이퍼 검사 동안 각각의 작동 지점에서 고-주파수 맞춤을 위한 텔레센트리서티 정정 수단 제어 신호를 생성하도록 셋업된다. 앞서 이미 설명한 바와 같이, 다른 입자 광학 소자의 고속 맞춤은 다른 입자 광학 파라미터를 일정하게 유지할 수 있기 위해 고속 오토포커싱의 범위 내에서 종종 또한 필요하다. 이들 파라미터 중 하나가 웨이퍼 표면 상의 제1 개별 입자 빔의 도착각이나 텔레센트리서티이다(용어, 텔레센트리서티 및 도착각은 이 특허 출원에서 동의어로 사용된다). 여기서, 텔레센트리서티 정정을 위해 제공된 요소를 적용할 때, 이 요소가 텔레센트리서티에만 반드시 작용하기 보다는 입자 광학 소자의 효과의 비-직교성으로 인해 다른 입자 광학 파라미터와 다시 한번 상호동작하는 것이 또한 사실이다. 그러므로 본 특허 출원의 범위 내에서, 고속 텔레센트리서티 정정 수단은 텔레센트리서티에 실질적으로 - 그러므로 반드시 배타적으로는 아니게 - 작용하도록 의도되는 것으로 규정된다. 그 후, 핵심적 효과는 텔레센트리서티에 관한 것이다. 엄밀하게 말해, 또한, 고속 오토포커스 정정 렌즈가 (또한) 고속 텔레센트리서티 정정 수단일 수도 있으며, 그 역도 가능하다.
자기 오브젝티브 렌즈로서 액침 렌즈에 의해 생성되는 접선 방향 텔레센트리서티 에러와 회전 에러가 어떻게 일어나는지가 이후에 설명될 것이다: 자기 액침 렌즈의 자계에서 제1 초점 평면과 제1 이미징 스케일을 갖는 자기 액침 렌즈의 기준 배치에서, 제1 빔 피치 또는 제1 개별 입자 빔의 피치와 제1 배향을 갖는 제1 격자 배치가 오브젝트 평면에 형성된다. 공정에서, 자기 액침 렌즈의 자계에서 대전 입자가 나선형 궤적 상으로 움직인다. 오브젝티브 렌즈의 자계가 샘플이나 오브젝트, 예컨대 반도체 웨이퍼까지 연장한다면, 자계 액침 렌즈를 참조해야 한다. 웨이퍼가 예컨대 배치되는 오브젝트 평면에서 빔 초점의 격자 배치가 또한 나선형 입자 궤적의 결과로서 회전한다. 원하는 미리 규정된 배향을 갖는 오브젝트 평면에서의 제1 격자 배치를 생성하기 위해, 격자 배치의 트위스트 또는 회전이 보통 예컨대 미리 결정된, 사전-회전된 위치 - 자기 액침 렌즈로 인해 회전에 반대임 - 에서 (예컨대, 멀티-빔 입자 생성기의 구성 부분으로서 멀티-애퍼쳐 판의 형태로) 격자 배치의 생성 디바이스를 배치함으로써 역전되어 유지된다. 제1 개별 입자 빔은 또한 접선 방향 속도 성분을 받으며, 이 성분은, 액침 렌즈의 경우에, 수직 방식으로 그러나 접선 방향으로 샘플 표면의 수직에 경사지거나 기울어지는 방식으로 샘플 상에 더는 입사하지 않는 개별 입자 빔을 야기한다. 특히, 멀티-빔 시스템의 경우에, 제1 개별 입자 빔은 반경 방향으로 자기 액침 렌즈의 광학 축으로부터의 거리에 따라 증가하는 상이한 접선 방향 기울기 각도를 갖는다. 이 에러는 접선 방향 텔레센트리서티 에러로서 지칭된다. 보통, 접선 방향 텔레센트리서티 에러는, 타겟화된 방식으로 자기 액침 렌즈의 상류에 생성되는 제1 개별 입자 빔의 적절한 접선 방향 속도 성분에 의해 보상될 수 있으며, 이 접선 방향 속도 성분은 접선 방향 텔레센트리서티 에러를 상쇄하며 웨이퍼 표면에서 접선 방향 텔레센트리서티 에러를 보상한다.
자기 액침 렌즈의 여기에서의 변화, 상대 초점 위치에서의 변화 또는 복수의 제1 개별 입자 빔의 제1 격자 배치의 이미징 스케일에서의 변화는 원치 않는 기생 효과를 야기한다. 예를 들어, 접선 방향 및/또는 반경 방향 텔레센트리서티 에러가 앞서 언급한 변화 각각에 의해 생성된다.
앞서 언급한 변화 각각은 나선형 전자 궤적의 회전 비율이나 격자 배치의 회전의 회전각을 변경한다. 결국, 제1 격자 배치에 반대로 회전하는 복수의 1차 전자 빔의 제2 격자 배치가 형성된다. 이 회전은 원치 않는 것이며, 본 발명에 따라, 격자 배치의 회전을 변화하기 위한 수단에 의해 보상된다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 텔레센트리서티 정정 수단은, 제1 입자 광학 빔 경로의 중간 이미지 평면에 배치되는 제1 편향기 어레이를 포함한다. 예를 들어, 그러한 편향기 어레이는 DE 10 2018 202 421 B3 및 WO 2019/243349A1으로부터 알려져 있으며; 두 문헌의 개시는 전체가 본 특허 출원에 참조로서 인용된다. 여기서, 편향기 어레이는 어레이에 배치되는 복수의 편향기를 포함하며, 개별 입자 빔 그룹은 동작 동안 편향기 각각을 통과한다. 여기서, 그룹은 또한 단 하나의 개별 입자 빔으로 구성될 수 도 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 복수 입자 빔 시스템은 게다가, 제2 필드에서 제1 개별 입자 빔의 회전을 정정하는데 실질적으로 기여하도록 구성되는 고속 회전 정정 수단을 포함하며, 제어기는, 웨이퍼 검사 동안 고속 회전 정정 수단을 제어하기 위해 실제 오토포커스 데이터를 기초로 하여 고-주파수 맞춤을 위해 회전 정정 수단 제어 신호를 생성하도록, 각각의 작동 지점에서 웨이퍼 검사 동안, 셋업된다. 이 회전 정정 수단은 반드시 회전에만 작용하기 보다는, 대신, 입자 광학 소자의 효과의 비-직교성으로 인해 다시 한번 다른 입자 광학 파라미터와 상호동작한다. 그러므로 본 특허 출원의 범위 내에서, 고속 회전 정정 수단은 회전에 실질적으로 - 그러므로 반드시 배타적으로는 아니게 - 작용하도록 의도되는 것으로 규정된다. 그 후, 핵심적 효과는 회전에 관한 것이다. 엄밀하게 말해, 또한, 고속 오토포커스 정정 렌즈가 (또한) 고속 회전 정정 수단일 수도 있으며, 그 역도 가능하다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 회전 정정 수단은 공기 코일을 포함한다. 예를 들어, 그러한 공기 코일은 수 십 권선 수 내지 수백 권선 수를 가지며, 예컨대 10≤k≤500 및/또는 10≤k≤200 및/또는 10≤k≤50이 권선 수(k)에 적용되며, 다음이 공기 코어 코일의 맞춤 시간(TA)에 적용될 수 도 있다: TA≤500㎲, 바람직하게는 TA≤100㎲ 및/또는 TA≤50㎲. 임의의 경우에, 이것은 공기 코일이 자기 소재가 그 인근에 자리하지 않거나, 기껏해야 적은 자기 소재가 그 인근에 자리한다면, 적용된다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 회전 정정 수단은, 고속 텔레센트리서티 정정 수단으로서 작용하는 제1 편향기 어레이의 바로 상류나 하류에 거리를 두고 배치는 제2 편향기 어레이를 포함한다. 그에 따라, 이 실시예에서, 추가 편향기 어레이는 텔레센트리서티 정정을 위해 편향기 어레이의 상류나 하류에 거리를 두고 배치되며, 이 추가 편향기 어레이는 개별 편향 빔의 결과로서 웨이퍼 표면 상의 초점 위치의 변화를 야기하며, 그에 따라, 전체적으로 적절한 제어에 의한 격자 배치의 회전을 야기한다. 각각의 하류의 편향기 어레이의 개구는 이 경우 대응하여 더 크게 형성되며, 선행하는 편향기 어레이의 빔 편향을 위해 설계된다. 결국, 회전 및 텔레센트리서티 에러의 보상은 연속해서 배치되는 2개의 편향기 어레이에 의해 용이하게 된다.
본 발명의 추가 실시예에 따라, 회전 정정 수단은, 제1 개별 입자 빔이 오프-축 방식으로 멀티-렌즈 어레이를 통과하는 방식으로, 텔레센트리서티 정정 수단으로서 작용하는 제1 편향기 어레이의 바로 상류나 하류에 거리를 두고 배치되는 멀티-렌즈 어레이를 포함한다. 그러므로 편향 효과는 또한 집속 효과 외에 일어난다. 마이크로렌즈의 축에 관한 접선 방향에서의 개별 입자 빔의 오프셋의 결과로서, 개별 입자 빔은 접선 방향으로 편향된다. 예를 들어, 접선 방향 빔 오프셋은 격자 배치에 관한 멀티-렌즈 어레이의 회전에 의해 또는 상류 편향기 어레이에 의해 설정될 수 있다. 접선 방향 빔 편향에서의 변화는 가변 굴절력을 갖는 멀티-렌즈 어레이에 의해 또는 멀티-렌즈 어레이 상류의 능동 편향기 어레이에 의해 생성될 수 있다. 이때, 편향각은 또한 굴절력의 변화에 따라 변화한다. 굴절력의 변화는 추가 정전 렌즈에 의해 보상될 수 있으며, 이 정전 렌즈는 예컨대 모든 개별 입자 빔에 작용한다. 추가 옵션은 수 mrad에 걸친 멀티-렌즈 어레이의 능동 회전에 있다. 편향은 렌즈 효과에 의해 증폭되므로, 멀티-렌즈 어레이를 회전하기 위한 회전각은 격자 배치의 회전의 회전각보다 더 작을 수 있다.
본 발명의 추가로 바람직한 실시예에 따라, 멀티-빔 입자 생성기는 고속 회전 정정 수단을 포함하며, 이 회전 정정 수단은 회전 정정 수단 제어 신호에 의해 능동적으로 회전한다. 예를 들어, 멀티-빔 입자 생성기는 적어도 하나의 편향기 어레이나 적어도 하나의 멀티-렌즈 어레이를 포함한다. 격자 배치의 트위스트가 격자 배치의 전체 생성 디바이스나 전체 멀티-빔 입자 생성기의 적절한 능동 회전에 의해 또는 개별 어레이 소자의 능동 회전에 의해 야기될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 고속 회전 정정 수단은 제1 약(weak) 자계를 위한 제1 자계 생성 디바이스와 제2 약 자계를 위한 제2 자계 생성 디바이스를 포함하며, 회전 정정 수단 제어 신호에 의해 제어기에 의해 제1 자계 생성 디바이스는 양의 회전 방향으로의 회전에 대해서만 제어되며, 제2 자계 생성 디바이스는 음의 회전 방향으로의 회전에 대해서만 제어된다. 격자 배치의 트위스트나 회전의 보상은 고속 오토포커스와 연계하여 매우 고속이어야 하므로, 개별 자기 요소는 이 목적에 적절하지 않다. 그러나 본 발명자는, 초점 위치에서의 변화와 함께 격자 배치의 고속 회전이 한 방향으로만 회전하기 위해 자기 요소 각각을 사용함으로써 적어도 2개의 자기 요소를 사용하여 달성될 수 있음을 발견하였다. 히스테리시스는, 한 방향으로만 각각 동작하는 2개의 자기 소자에 의해 회피되며, 결국 두 회전 방향으로의 격자 배치의 고속 회전이 가능하다. 두 소자는 예컨대 웨이퍼를 제1 검사 개소로부터 제2 검사 개소로 위치지정하는 동안 검사 작업 사이의 짧은 휴식 시간(break)에 리셋될 수 있다. 그에 따라, 예컨대, 양의 방향으로의 회전을 위한 축방향 자계가 음의 방향으로의 회전을 위한 생성 디바이스로부터의 1차 빔의 펜슬의 출구에서 자계 액침 렌즈와 결합될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 제1 및 제2 자계는 축방향 구성을 가지며, 제1 입자 광학 빔 경로에서 제1 개별 입자 빔의 수렴 또는 발산 펜슬에 배치된다. 그러한 배치와 기저의 물리적 효과는 예컨대 출원 번호 10 2020 123 567.4인 독일 특허 출원에 기재되어 있으며, 이 독일 특허 출원은 본 출원 시에는 아직 공개되어 있지 않았으며 2020년 9월 9일에 출원되었고, 그 개시가 전체적으로 본 출원에 참조로서 인용된다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 웨이퍼 표면 상의 원하는 도착 위치로부터 각 개별 입자 빔의 최대 편차는 최대 10nm, 5nm, 2nm, 1nm 또는 0.5nm이다. 이것이 절대 최대 편차이며, (평면이거나 평면으로서 근사화되는) 웨이퍼 표면 상의 임의의 방향에 적용되며, 특히 텔레센트리서티 정정 및/또는 회전 정정 및/또는 위치 정정을 위한 상기 기재한 수단 중 하나 이상에 의해 보장될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 제어기는, 반전된 감도 매트릭스(inverted sensitivity matrix)를 사용하여 실제 오토포커스 데이터를 기초로 하여 오토포커스 정정 렌즈 제어 신호 및/또는 회전 정정 수단 제어 신호 및/또는 텔레센트리서티 정정 수단 제어 신호의 결정을 실행하도록 구성되며, 이러한 반전된 감도 매트릭스는, 각각의 작동 지점에서 입자 광학 이미징의 특징을 나타내는 입자 광학 파라미터에 관한 입자 광학 소자의 여기 변화의 영향을 기재한다. 그러한 반전된 감도 매트릭스는 독일 특허 출원 DE 10 2014 008 383A1에 기재되어 있으며, 이 독일 특허 출원의 개시는 전체적으로 본 특허 출원에 참조로서 인용된다. 멀티-빔 입자 광학 유닛에서 단 하나의 입자 광학 소자의 효과의 변화는 입자 광학 이미징의 특징을 나타내는 다수의 파라미터에서의 변화를 초래한다. 그러나 실제로, 입자 광학 유닛의 설정은, 입자 광학 이미징의 특징을 나타내는 단 하나의 파라미터가 남은 파라미터가 변화하지 않고 남아 있는 동안 설정에서의 변화의 결과로서 변화하도록, 변화되는 것이 바람직할 수 있다. 이를 위해, 다수의 입자 광학 소자의 효과의 설정을 함께 변화시켜야 한다. 어떤 설정이 단 하나의 파라미터를 변화시키도록 및 이들 변화가 어떻게 구현되어야 하는지를 결정하도록 변화되어야 하는지를 결정하기 위해, 예컨대 이들 설정 변화를 기재하는 매트릭스 A의 항목을 m×n 측정으로부터 결정할 수 있다. 여기서 n은 입자 광학 소자의 수에 대응하며, m은 입자 광학 이미징의 특징을 나타내는 파라미터의 수에 대응한다. 항목을 결정한 후, 이 매트릭스는 이때 반전될 수 있으며, 입자 광학 이미징을 기재하는 하나의 파라미터를 정확히 변화시키기 위해 어떤 입자 광학 소자에 관해 어떤 여기 변화가 수행되어야 하는지를 결정할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 고속 오토포커스 정정 렌즈는 고속 정전 렌즈를 포함하며, 고속 오토포커스 정정 렌즈는, 제1 고속 오토포커스 정정 렌즈로서, 자기 오브젝티브 렌즈의 상부 극편과 하부 극편 사이에 배치된다. 여기서, 문구, "제1 고속 오토포커스 정정 렌즈"는 특히 우수한 오토포커스 정정이 다수의 고속 오토포커스 정정 렌즈에 의해 획득될 수 있지만 이들은 사용될 필요는 없음을 나타낸다. 여기서, 제1 고속 오토포커스 정정 렌즈는 배치되어, 고속 오토포커스 정정에 기여하는 방식으로 제어기에 의해 제어된다. 이러한 기여는 제1 고속 오토포커스 정정 렌즈에 의해 달성되는 고-주파수 초점 스트로크로 구성된다. 그러나 이것은 또한 추가로 또는 대안적으로 고속 오토포커스 단계 동안 재정정되는 도착각, 위치 및/또는 회전과 같은 다른 빔 파라미터로 구성될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 제1 고속 오토포커스 정정 렌즈는 빔 관 연장부에 통합되며, 이 빔 관 연장부는 상부 극편의 방향으로부터 오브젝티브 렌즈 내로 돌출한다. 빔 관 연장부는 진공이 될 수 있는 빔 관의 연속이며, 이점은 이미 앞서 언급하였다. 제1 고속 오토포커스 정정 렌즈는 1-부분 제1 고속 오토포커스 정정 렌즈일 수 있거나 그 밖에 복수-부분 제1 오토포커스 정정 렌즈일 수 있다. 복수-부분 제1 오토포커스 정정 렌즈의 경우에, 이것은 바람직하게는 2-부분 제1 고속 오토포커스 정정 렌즈이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 제1 오토포커스 정정 렌즈는 적어도 2-부분 제1 오토포커스 정정 렌즈를 갖는다. 바람직하게도, 제1 오토포커스 정정 렌즈는 정확히 2개의 부분을 포함한다. 이 경우에, 제1 오토포커스 정정 렌즈의 2개의 부분은 서로에게 상대적으로 이웃 또는 상대적으로 근접하여 있다. 이 경우에, 제1 오토포커스 정정 렌즈의 두 부분은 통과하는 개별 입자 빔에 관한 고속 오토포커스 정정 렌즈의 스타일에 작용한다. 그러나 특정 동작은 상이할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 빔 관 연장부는 2개의 중단부를 가지며, 2-부분 제1 오토포커스 정정 렌즈의 하나의 부분이 2개의 중단부 각각에 배치된다. 다른 바람직한 실시예에 따라, 2-부분 또는 적어도 2-부분 제1 오토포커스 정정 렌즈의 2개의 부분은 각각 관 렌즈로서 구현되며 빔 관 연장부 내에 배치된다.
제1 고속 오토포커스 정정 렌즈의 2-부분 실시예 또는 일반적으로 복수-부분 실시예는, 이 경우 오브젝트 렌즈의 상부 극편과 하부 극편 사이에서 이들을 배치할 때 다음의 장점이나 다음의 배경 구성을 갖는다: 오브젝티브 렌즈의 상부 극편과 하부 극편 사이에 배치되며, 그러므로 자계 내에 배치되는 고속 정전 렌즈는 제2 필드나 오브젝티브 평면에서 제1 개별 입자 빔의 초점에 상대적으로 강한 효과를 갖는다. 그러나 개별 입자 빔이 정전 렌즈를 통과할 때 속도의 일시적인 변화를 경험하는 것이 사실이다. 다시, 개별 입자 빔의 속도 프로파일은 이제 (불균일한) 자계에서 변화한다면, 이 속도 프로파일 변화는 오브젝티브 평면에서 방위각 빔 파라미터에서의 변화를 초래한다. 이제 적어도 2-부분 고속 오토포커스 정정 렌즈가 단일 고속 오토포커스 정정 렌즈 대신 오브젝티브 렌즈 내에 배치된다면, 제1 고속 오토포커스 정정 렌즈의 제2 부분의 능숙한 제어로 인해 방위각 빔 파라미터에 관한 효과의 상당한 보상이 있을 수 있다. 그러나 오직 집속 공간 무-대전(charge-free) 둥근-광학 렌즈만이 있으므로, 상이한 부호의 전압으로 제1 오토포커스 정정 렌즈의 2 부분을 제어하는 것이 유리할 수 도 있다. 이로 인해, 심지어 오토포커스 단계 동안에 오브젝티브 렌즈의 자계에서 개별 입자 빔에 대한 적분
은 일정하게 유지되게 된다. 이 경우에, 2개의 전압의 절댓값은 동일하기보다는 일반적으로 상이하다. 게다가, 2-부분 변형 대신 3-부분 또는 일반적으로 복수-부분 변형을 선택할 수 있다. 그러한 구성에서도, 경로 적분은 전체적으로 일정하게 유지될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 제1 오토포커스 정정 렌즈의 적어도 2개의 부분의 제어에 의해, 특히 집속의 고-주파수 맞춤 외에, 그러므로 오브젝티브 평면에서의 개별 입자 빔의 이미지 필드 회전 및 그러므로 방위각 위치의 고-주파수 정정이 있다. 그에 따라, 초점을 정정하기 위한 그 작업 외에, 2-부분 제1 오토포커스 정정 렌즈는 회전 정정 수단의 기능을 또한 갖는다. 그러나 각 경우에, 정밀하게 규정된 작업으로 또는, 각 경우에 정밀하게 하나의 규정된 효과로의 렌즈의 엄격한 할당은 보통 완벽하게 실현될 수 없으며 그 이유는 렌즈의 효과는 일반적으로 서로 직교하지는 않기 때문임을 다시 한번 여기서 강조해야 한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 복수 입자 빔 시스템은, 고속 정전 렌즈를 포함하는 제2 고속 오토포커스 정정 렌즈를 포함하며,
제2 오토포커스 정정 렌즈는 필드 렌즈 시스템의 자계 내에 배치되고;
제어기는, 각각의 작동 지점에서 웨이퍼 검사 동안 고-주파수 방식으로 제2 고속 오토포커스 정정 렌즈를 제어하기 위해 웨이퍼 검사 동안 실제 오토포커스 데이터를 기초로 하여 제2 오토포커스 정정 렌즈 제어 신호를 생성하도록 구성된다.
용어, "제2" 고속 오토포커스 정정 렌즈는 이 경우에 시스템이 또한 추가 고속 오토포커스 정정 렌즈(예컨대, 제1 고속 오토포커스 정정 렌즈)를 포함함을 나타낸다. 그러나 여기서 및 이하에서, 서수는 오토포커스 정정 렌즈의 여러 실시예 변형 사이를 구별하는 역할을 하며 구현된 고속 오토포커스 정정 렌즈의 수를 명시하는 역할을 하지는 않는다. 이 실시예 변형은 특히, 1-부분 고속 오토포커스 정정 렌즈가 제1 고속 오토포커스 정정 렌즈로서 자기 오브젝티브 렌즈의 상부 극편과 하부 극편 사이에 배치되는 실시예와 결합될 수 있다. 이 실시예 또는 제1 고속 오토포커스 정정 렌즈와 제2 고속 오토포커스 정정 렌즈의 결합의 개념은 2-부분 제1 고속 오토포커스 정정 렌즈에 의해 실현되었던 개념과 실질적으로 유사하다. 이 의도는 여기서 방위각 빔 파라미터를 정정하는 것이다. 그러나 이것은 제1 고속 오토포커스 정정 렌즈의 제2 렌즈 부분에 의해서 구현되기보다는 자계 내에 배치되는 별도의 추가 고속 오토포커스 정정 렌즈의 제공에 의해 구현된다. 이 제2 고속 오토포커스 정정 렌즈는 필드 렌즈 시스템의 자계 내에 배치된다. 예를 들어, 공정에서, 이것은 필드 렌즈 시스템의 제1 렌즈 내에, 필드 렌즈 시스템의 제2 렌즈 내에 또는 필드 렌즈 시스템의 제3 자기 렌즈 내에 자리할 수 도 있다. 중요한 것은 제2 오토포커스 정정 렌즈가 자계 내에 배치되어 제2 고속 오토포커스 정정 렌즈를 통과할 때 개별 입자 빔의 입자의 속도의 변화에 의해 이미지 필드 회전에 관한 효과를 획득한다는 점이다. 여기서, 제1 고속 오토포커스 정정 렌즈와 제2 고속 오토포커스 정정 렌즈가 상이한 부호의 전압으로 제어기에 의해 제어될 수 있다; 그러나 이것은 반드시 그러한 경우는 아니다. 게다가, 제2 고속 오토포커스 정정 렌즈의 배치는 주로 초점 자체를 변화시키는 역할을 하기보다는 대신 다른 빔 파라미터, 특히 반드시 이를 수반하는, 이 경우, 이미지 필드 회전의 변화를 정정하는 역할을 한다. 필드 렌즈 시스템에 관한 더 상세한 정보는 예컨대 US2019/0355545A1으로부터 얻을 수 있으며, 이 출원의 개시는 전체적으로 본 특허 출원에서 참조로서 인용된다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 제2 고속 오토포커스 정정 렌즈의 제어는 개별 입자 빔의 방위각 위치나 이미지 필드 회전의 고-주파수 정정을 실질적으로 구현한다.
다시 한번, 제2 고속 오토포커스 정정 렌즈를 필드 렌즈 시스템의 자계 내에 배치하는 것은, 이 경우 빔 관에서의 중단부의 제공과 이 중단부 내의 고속 정전 렌즈의 배치에 의해 실현될 수 있다. 대안적으로, 또한, 제2 고속 오토포커스 정정 렌즈를 관 렌즈로서 구현하며 이 렌즈를 빔 관 내에 및 필드 렌즈 시스템의 자계 내에 배치할 수 있다. 그러나 이들 구현과 연계하여, 필요한 전압은 예를 들어 2kV와 20kV 사이의 범위이며, 예컨대 대략 5kV에 있음을 알게 되었다.
본 발명의 추가 바람직한 실시예에 따라, 복수 입자 빔 시스템은 제3 고속 오토포커스 정정 렌즈를 포함하며,
제3 고속 오토포커스 정정 렌즈는 고속 자기 렌즈, 특히 공기 코일 - 제1 입자 광학 빔 경로에서 빔 관 주위의 외부에 배치되며 실질적으로 자계가 없는 위치에 배치됨 - 을 포함하며;
제어기는, 각각의 작동 지점에서 웨이퍼 검사 동안 고-주파수 방식으로 제3 고속 오토포커스 정정 렌즈를 제어하기 위해 웨이퍼 검사 동안 실제 오토포커스 데이터를 기초로 하여 제3 오토포커스 정정 렌즈 제어 신호를 생성하도록 구성된다.
용어, "제3" 고속 오토포커스 정정 렌즈는 이 경우 시스템이 적어도 하나의 추가 고속 오토포커스 정정 렌즈를 포함함을 나타낸다. 그러나 이것이 반드시 3개 이상의 고속 오토포커스 정정 렌즈를 포함할 필요는 없다. 사용된 서수(들)는 여기서 본 발명의 여러 실시예 사이를 더 잘 구별하기 위해 여기서 및 이하에서 역할을 하며, 활용된 고속 오토포커스 정정 렌즈의 수를 명시하는 역할을 하지는 않는다. 자기 렌즈 및 특히 공기 코일에 대해, 앞서 이미 설명된 것이 적용된다: 예를 들어, 그러한 공기 코일은 수 십 권선 수 내지 수백 권선 수를 가지며, 예컨대 10≤k≤500 및/또는 10≤k≤200 및/또는 10≤k≤50이 권선 수(k)에 적용되며, 다음이 공기 코일의 맞춤 시간(tA)에 적용될 수 도 있다: tA≤500㎲, 바람직하게는 tA≤100㎲ 및/또는 tA≤50㎲. 임의의 경우에, 이것은 공기 코일이 자기 소재가 그 인근에 자리하지 않거나, 기껏해야 적은 자기 소재가 그 인근에 자리한다면, 적용된다. 맞춤 시간(tA)은 공기 코일에 의해 얼마나 신속하게 또는 어떤 간격으로 빔 파라미터가 설정될 수 있는지를 기재한다. 이 실시예에서, 공기 코일의 맞춤 시간은 공기 코일에 의한 빔 파라미터의 고-주파수 맞춤을 (또한) 수행하기에 충분히 짧다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 제1 입자 광학 빔 경로는 중간 이미지 평면을 가지며, 제3 고속 오토포커스 정정 렌즈가 입자 광학 빔 경로의 방향으로 이 중간 이미지 평면 바로 하류에 배치된다. 일예에서, 이 위치에서 임의의 자기 소재를 갖지 않거나 기껏해야 임의의 자기 소재를 거의 갖지 않는다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 제3 고속 오토포커스 정정 렌즈의 제어는 오브젝트 평면에서 개별 입자 빔의 방위각 위치의 고-주파수 정정을 실질적으로 구현한다. 그에 따라, 제3 고속 오토포커스 정정 렌즈는 실질적으로 이미지 필드 회전에 작용하며 초점에는 작용하지 않는다. 결국, 제3 고속 오토포커스 정정 렌즈는 회전 정정 수단에 기능적으로 또한 대응한다.
본 발명의 추가 바람직한 실시예에 따라, 복수 입자 빔 시스템은 다음:
고속 정전 렌즈를 포함하는 제4 고속 오토포커스 정정 렌즈를 더 포함하며,
빔 관은 필드 렌즈 시스템의 자계 렌즈 내에 중단부를 가지며, 제4 고속 오토포커스 정정 렌즈는 이 중단부 내에 배치되며, 제어기는, 각각의 작동 지점에서 웨이퍼 검사 동안 고-주파수 방식으로 제4 고속 오토포커스 정정 렌즈를 제어하기 위해 웨이퍼 검사 동안 실제 오토포커스 데이터를 기초로 하여 제4 오토포커스 정정 렌즈 제어 신호를 생성하도록 구성된다.
여기서, 제4 고속 오토포커스 정정 렌즈는 1-부분 실시예 또는 그 밖에 복수-부분 실시예를 가질 수 있다. 제4 고속 오토포커스 정정 렌즈는 제2 고속 오토포커스 정정 렌즈와 물리적으로 동일한 실시예를 가질 수 있다. 그러나 제4 고속 오토포커스 정정 렌즈는 주요 기능 면에서 제2 고속 오토포커스 정정 렌즈와 상이하다: 본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 제4 고속 오토포커스 정정 렌즈의 제어는 오브젝트 평면에서 개별 입자 빔의 반경 방향 도착각의 고-주파수 정정을 실질적으로 구현한다. 대조적으로, 제2 고속 오토포커스 정정 렌즈는 우선적으로 1-부분 제1 고속 오토포커스 정정 렌즈와 조합하여 정밀하게 되는 이미지 필드 회전의 고-주파수 정정에 실질적으로 사용된다. 추가로, 제4 고속 오토포커스 정정 렌즈는 1-부분 제1 고속 오토포커스 정정 렌즈와 조합하여 및 2-부분 제1 고속 오토포커스 정정 렌즈와 조합하여 그리고 선택적으로 추가 고속 오토포커스 정정 렌즈와 조합하여 성공적으로 사용될 수 있다.
본 발명의 추가 바람직한 실시예에 따라, 복수 입자 빔 시스템은 다음:
고속 정전 렌즈를 포함하는 제5 고속 오토포커스 정정 렌즈를 더 포함하며,
제5 고속 오토포커스 정정 렌즈는 멀티-빔 입자 생성기에 배치되고,
제어기는, 각각의 작동 지점에서 웨이퍼 검사 동안 고-주파수 방식으로 제5 고속 오토포커스 정정 렌즈를 제어하기 위해 웨이퍼 검사 동안 실제 오토포커스 데이터를 기초로 하여 제5 오토포커스 정정 렌즈 제어 신호를 생성하도록 구성된다.
여기서, 제5 고속 오토포커스 정정 렌즈는 1-부분 또는 복수-부분 실시예를 가질 수 있다. 제5 고속 오토포커스 정정 렌즈는 멀티-빔 입자 생성기에 배치된다. 즉, 멀티-빔 입자 생성기의 일부일 수 있지만, 또한 멀티-빔 입자 생성기의 구성 부분의 바로 인근에 배치될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 멀티-빔 입자 생성기는 멀티-애퍼쳐 판과 반대 전극을 갖는 멀티-렌즈 어레이를 포함하며, 제5 고속 오토포커스 정정 렌즈는 반대 전극에 인가될 수 있는 오프셋 전압으로서 실현된다. 멀티-빔 입자 생성기에 인가되는 전압이나 마이크로-광학 유닛에 인가되는 전압은 보통 많은 kV, 예컨대 20kV, 60kV 또는 90kV의 영역에서의 고 전압이다. 이제, 약간의 오프셋이 반대 전극에 인가된다면, 이 오프셋 전압은 오브젝트 평면에서 개별 입자 빔의 확대에 상당한 영향을 미치지만, 초점 위치의 상대적 위치에 주목할 만한 영향을 미치지 않는다. 결국, 제5 고속 오토포커스 정정 렌즈에 의해, 오브젝트 평면에서 개별 입자 빔의 반경 방향 이미지 위치를 정정할 수 있다. 그러나 수 킬로볼트의 영역에서의 오프셋으로서의 고속 전압 변화는 구현하기 더 어렵게 되는 경향이 있거나 멀티-빔 입자 생성기의 특정 설계로 링크된다.
본 발명의 추가 바람직한 실시예에 따라, 제5 고속 오토포커스 정정 렌즈는 그러므로 대안적인 방식으로 실현된다: 이 실시예 변형에 따라, 복수 입자 생성기는 멀티-애퍼쳐 판과 반대 전극을 갖는 멀티-렌즈 어레이를 포함하며, 제5 고속 오토포커스 정정 렌즈는, 멀티-애퍼쳐 판과 반대 전극 사이에 또는 입자 광학 빔 경로에 대한 반대 전극의 바로 하류에 배치되는 추가 전극으로서 실현된다. 그에 따라, 오프셋은 2개의 변형을 갖는 이 실시예에서 없어도 되며; 대신 저-볼트 전위로 제어될 수 있는 별도 추가 전극으로의 작업이 실행된다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 제5 고속 오토포커스 정정 렌즈의 제어는 오브젝트 평면에서 개별 입자 빔의 반경 방향 위치의 고-주파수 정정을 실질적으로 구현한다. 그러나 그에 추가하거나 그에 대한 대안으로서, 또한 제5 고속 오토포커스 정정 렌즈에 의해 다른 빔 파라미터를 정정할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 복수 입자 빔 시스템은 다음:
고속 정전 렌즈를 포함하는 제6 고속 오토포커스 정정 렌즈를 더 포함하며,
제6 고속 오토포커스 정정 렌즈는 2-부분 렌즈로서 중간 이미지 평면의 인근에 구현되며, 입자 광학 빔 경로의 방향에서 볼 때, 그 제1 부분은 중간 이미지 평면의 상류에 배치되며, 그 제2 부분은 중간 이미지 평면의 하류에 배치되며,
제어기는, 각각의 작동 지점에서 웨이퍼 검사 동안 고-주파수 방식으로 제6 고속 오토포커스 정정 렌즈를 제어하기 위해 웨이퍼 검사 동안 실제 오토포커스 데이터를 기초로 하여 제6 오토포커스 정정 렌즈 제어 신호를 생성하도록 구성된다.
여기서, 제6 고속 오토포커스 정정 렌즈의 2개의 부분은 바람직하게는 중간 이미지 평면에 관해 대칭적으로 배치된다. 결국, 제6 고속 오토포커스 정정 렌즈는 중간 이미지 평면에 배치되는 단일 고속 정정 렌즈와 동일한 효과를 달성할 수 있다. 예를 들어, 제6 고속 오토포커스 정정 렌즈에 의해, 고-주파수 방식으로 오브젝트 평면에서 개별 입자 빔의 텔레센트리서티를 설정할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 제6 고속 오토포커스 정정 렌즈에 바이어스가 제공된다. 이 바이어스는 음 또는 양일 수 있다.
본 발명의 추가 바람직한 실시예에 따라, 복수 입자 빔 시스템은 다음:
자기 렌즈를 포함하는 자기 필드 보상 렌즈를 더 포함하며, 자기 필드 보상 렌즈는 오브젝티브 렌즈와 오브젝트 평면 사이에 배치되며,
제어기는, 오브젝트 평면에서의 자계가 0의 값을 갖는 방식으로, 정적 또는 저-주파수 방식으로 자계 보상 제어 신호로 자계 보상 렌즈를 제어하도록 구성된다.
제1 내지 제5 고속 오토포커스 정정 렌즈 - 및 선택적으로는 하나 이상의 고속 오토포커스 정정 렌즈 - 와 달리, 자계 보상 렌즈는 고-주파수 오토포커스 정정 역할을 하지 않는다. 보통, 자계 보상 렌즈는 고속 오토포커스 정정에 적합하지 않으며, 그 이유는, 자계 보상 렌즈가 자계를 포함하기 때문이다. 히스테리시스 효과로 인해, 이 자기 렌즈는 보통 더 느리게 또는 본 특허 출원의 규정의 의미 내에서 저-주파수 방식으로 스위칭된다. 본 발명에 따라, 자계 보상 렌즈는 오브젝트 평면에서나 웨이퍼 상에서 자계를 0으로 설정하는 역할을 한다. 결국, 오브젝트 평면에서나 웨이퍼 상에서 방위각 도착각을 일정하게 유지할 수 있거나, 도착각을 0으로 가져갈 수 있다. 본 발명자에 의한 시뮬레이션에 의하면, 방위각 도착각의 고-주파수 정정은 필수적인 것은 아니며, 그 이유는 이론적으로 정정될 잔류 에러가 고-주파수 정정에 따르는 다른 빔 파라미터의 경우에서보다 백분율 면에서 상당히 더 작으며, 특히 고-주파수 정정에 따르는 반경 방향 도착각의 잔류 에러보다 상당히 더 작기 때문이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 자계 보상 렌즈는 오브젝티브 렌즈에 결합된다. 그러한 자계 보상 렌즈의 구성은 이미 종래 기술로부터 알려져 있다. 예가 공개 번호 WO 2007/060017A2의 국제 특허 출원에 기재되어 있으며, 그 개시가 전체적으로 본 출원에 참조로서 인용된다. 오브젝티브 렌즈로의 자계 보상 렌즈의 결합은 앞서 언급한 예에서 오브젝티브 렌즈의 하부 극편에서의 자속에 관련된다. 추가 권선을 갖는 자계 보상 렌즈는 오브젝티브 렌즈 아래에 자리하므로, 자속은 또한, 이 추가 권선을 여기할 때 오브젝티브 렌즈의 하부 극편에서 생성될 수 있다. 오브젝티브 렌즈의 하부 극편에서, 오브젝티브 렌즈에 할당되어야 하는, 제1 권선에 의해 야기되는 자속은, 자계 보상 렌즈에 속한 권선의 여기에 의해 생성되는 자속과 실질적으로 동일한 방향으로 배향된다. 구체적으로, 오브젝티브 렌즈에 속하는 권선에서의 전류 방향은 자계 보상 렌즈에 속한 권선에서의 전류 방향에 반대로 배향된다. 작동 지점에서 오브젝티브 렌즈 및/또는 자계 보상 렌즈의 적절한 제어에 의해 달성될 수 있는 것은 오브젝티브 평면에서의 자계가 실질적으로 0의 값을 갖는다는 점이다. 또한, 자계 보상 렌즈를 상이한 방식으로 실현할 수 있다.
본 특허 출원은 고속 오토포커스 정정 렌즈, 텔레센트리서티 정정 수단, 회전 정정 수단 및 위치 정정 수단의 여러 실시예를 기재하였다. 제1, 제2, 제3, 제4, 제5, 제6 및 추가 고속 오토포커스 정정 렌즈의 특정 구성과 배치는 마찬가지로 기재되었다. 이들은 모두, 오브젝트 평면에서의 초점, 도착각 및 격자 배치 빔 파라미터가 고-주파수 정정에 의해 작동 지점에서 일정하게 유지되도록 구성되는 복수 입자 빔 시스템에 기여할 수 있다. 본 발명자에 의한 포괄적인 조사 및 시뮬레이션에 의하면, 이제 오토포커스 정정 렌즈와 추가 정정기의 일부 조합이 복수 입자 빔 시스템의 제1 입자 광학 빔 경로에서 고속 오토포커스를 실현하기에 특히 매우 적합하다. 특히, 2개의 조합은 특히 적절한 것으로 알려졌다. 이들 조합에 의해, 오브젝트 평면에서 도착각, 회전 및 위치인 남은 빔 파라미터를 일정하게 유지하면서도 상이한 작동 지점에서 고속 오토포커스를 각각 실현할 수 있다. 이들 2개의 예시적인 실시예는 이하에서 더 상세하게 기재될 것이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 복수 입자 빔 시스템은 다음:
적어도 2-부분 고속 정전 렌즈로서 자기 오브젝티브 렌즈의 상부 극편과 하부 극편 사이에 배치되는 제1 고속 오토포커스 정정 렌즈;
필드 렌즈 시스템의 자기 렌즈의 자계 내에 배치되는 고속 정전 렌즈를 포함하는 제4 고속 오토포커스 정정 렌즈; 및
복수 입자 생성기에 배치되는 제5 고속 오토포커스 정정 렌즈를 더 포함하고;
제어기는, 각각의 작동 지점에서 웨이퍼 검사 상이한 부호의 전압을 갖는 제1 오토포커스 정정 렌즈 제어 신호에 의해 적어도 2-부분 고속 오토포커스 정정 렌즈를 제어하기 위해 웨이퍼 검사 동안 실제 오토포커스 데이터를 기초로 하여 오토포커스 정정 렌즈 제어 신호를 생성하도록 구성되고;
제어기는, 각각의 작동 지점에서 웨이퍼 검사 동안 고-주파수 방식으로 제4 고속 오토포커스 정정 렌즈를 제어하기 위해 웨이퍼 검사 동안 실제 오토포커스 데이터를 기초로 하여 제4 오토포커스 정정 렌즈 제어 신호를 생성하도록 구성되며;
제어기는, 각각의 작동 지점에서 웨이퍼 검사 동안 고-주파수 방식으로 제5 고속 오토포커스 정정 렌즈를 제어하기 위해 웨이퍼 검사 동안 실제 오토포커스 데이터를 기초로 하여 제5 오토포커스 정정 렌즈 제어 신호를 생성하도록 구성된다. 여기서 적용하는 제약은, 오브젝트 평면에서 자계는 예컨대 앞서 기재한 자계 보상 렌즈를 사용하여 달성될 수 있는 바와 같이 0의 값을 갖는다는 점이다. 게다가, 바람직하게도, 초점 스트로크와 이미지 필드 회전이 적어도 2-부분 제1 고속 오토포커스 정정 렌즈에 의해 설정되는 것이 사실이다. 바람직하게도, 게다가, 오브젝트 평면에서 반경 방향 이미지 위치가 제5 고속 오토포커스 정정 렌즈에 의해 대부분 설정되는 것이 사실이다. 마지막으로, 실질적으로 오브젝트 평면에서 반경 방향 도착각은, 바람직하게는 필드 렌즈 시스템의 자기 렌즈 내에서 빔 관의 중단부 내에 배치되는 제4 고속 오토포커스 정정 렌즈에 의해 정정되거나 0으로 가져가 진다(수직 입사).
본 발명의 추가로 특히 바람직한 실시예 변형에 따라, 멀티-빔 입자 빔 시스템은 다음:
특히 1-부분 실시예를 가지며, 고속 정전 렌즈로서, 자기 오브젝티브 렌즈의 상부 극편과 하부 극편 사이에 배치되는 제1 고속 오토포커스 정정 렌즈;
제3 고속 오토포커스 정정 렌즈 - 제3 고속 오토포커스 정정 렌즈는, 제1 입자 빔 광학 빔 경로에서 빔 관 주위의 외부에 배치되며 실질적으로 자계가 없는 위치에 배치되는 고속 자기 렌즈, 특히 공기 코일을 포함함 - ;
필드 렌즈 시스템의 자기 렌즈의 자계 내에 배치되는 고속 정전 렌즈를 포함하는 제4 고속 오토포커스 정정 렌즈; 및
복수 입자 생성기에 배치되는 제5 고속 오토포커스 정정 렌즈를 더 포함하며;
제어기는, 각각의 작동 지점에서 웨이퍼 검사 동안 고-주파수 방식으로 제1 고속 오토포커스 정정 렌즈를 제어하기 위해 웨이퍼 검사 동안 실제 오토포커스 데이터를 기초로 하여 제1 오토포커스 정정 렌즈 제어 신호를 생성하도록 구성되고;
제어기는, 각각의 작동 지점에서 웨이퍼 검사 동안 고-주파수 방식으로 제3 고속 오토포커스 정정 렌즈를 제어하기 위해 웨이퍼 검사 동안 실제 오토포커스 데이터를 기초로 하여 제3 오토포커스 정정 렌즈 제어 신호를 생성하도록 구성되고;
제어기는, 각각의 작동 지점에서 웨이퍼 검사 동안 고-주파수 방식으로 제4 고속 오토포커스 정정 렌즈를 제어하기 위해 웨이퍼 검사 동안 실제 오토포커스 데이터를 기초로 하여 제4 오토포커스 정정 렌즈 제어 신호를 생성하도록 구성되며;
제어기는, 각각의 작동 지점에서 웨이퍼 검사 동안 고-주파수 방식으로 제5 고속 오토포커스 정정 렌즈를 제어하기 위해 웨이퍼 검사 동안 실제 오토포커스 데이터를 기초로 하여 제5 오토포커스 정정 렌즈 제어 신호를 생성하도록 구성된다. 다시 한번, 여기서 적용하는 제약은, 오브젝트 평면에서 자계는 예컨대 앞서 기재한 자계 보상 렌즈에 의해 달성될 수 있는 바와 같이 0의 값을 갖는다는 점이다. 여기서, 바람직하게도, 회전이 제3 고속 오토포커스 정정 렌즈에 의해 설정되는 동안 초점이 제1 고속 오토포커스 정정 렌즈에 의해 설정되는 것이 사실이다. 반경 방향 도착각은 제4 고속 오토포커스 정정 렌즈에 의해 설정되거나 일정하게 유지될 수 있으며, 오브젝트 평면에서 반경 방향 위치는 제5 고속 오토포커스 정정 렌즈에 의해 설정되거나 일정하게 유지될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 제어기는, 각각의 작동 지점에서 입자 광학 이미징의 특징을 나타내는 입자 광학 파라미터에 대한 입자 광학 소자의 제어 변화의 영향을 기재하는 반전된 감도 매트릭스를 사용하여 실제 오토포커스 데이터를 기초로 하여 오토포커스 정정 렌즈 제어 신호의 결정을 실행하도록 구성된다. 반전된 감소 매트릭스에 관한 상세에 관해, 독일 특허 출원 DE 10 2014 008 383A1을 다시 한번 참조하며, 이 특허 출원의 개시는 전체적으로 본 특허 출원에서 참조로서 인용된다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 제어기는 다차원 룩업 테이블을 사용하여 오토포커스 정정 렌즈 제어 신호를 결정하도록 구성된다. 룩업 테이블의 다차원 속성은, 본 발명에 따른 멀티-빔 입자 빔 시스템이 하나보다 많은 작동 지점에서 고속 오토포커스를 실현할 수 있다는 사실로부터 발생한다. 특정 작동 지점에 대한 값은 룩업 테이블의 각각의 차원에 위치한다. 특히, 룩업 테이블은 피드포워드 루프가 오토포커스 정정 렌즈 제어 신호를 결정할 목적으로 시스템에서 구현된다면 용도를 찾을 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 복수 입자 빔 시스템은 다음:
제2 입자 광학 빔 경로에서의 설정은 달리 변화하지 않고, 제1 입자 광학 빔 경로에서 적어도 하나의 자기 렌즈의 제어에서 저-주파수 변화에 뒤따르는, 특히 작동 거리에서의 변화에 따르는 오브젝트 평면에서 입자 광학 이미징의 특징을 나타내기 위한 히스테리시스 정정 측정 데이터를 생성하기 위해 제2 입자 광학 빔 경로에서의 히스테리시스 정정 측정 요소를 더 포함하며, 제어기는, 각각의 작동 지점에서 고-주파수 방식으로 적어도 하나의 오토포커스 정정 렌즈 제어 신호를 정정하기 위해 웨이퍼 검사 동안의 히스테리시스 제어 측정 데이터를 기초로 하여 히스테리시스 정정 제어 신호를 생성하도록 구성된다.
본 실시예 변형은 멀티-빔 입자 빔 시스템에서 추가 피드백 루프를 구현하는 옵션을 제공한다. 오토포커스 결정 요소는, 실제 오토포커스 데이터를 결정할 목적으로 웨이퍼 검사 동안 데이터, 특히 측정 데이터를 생성하도록 및 이들 데이터를 기초로 하여 집속의 고-주파수 맞춤을 수행하도록 구성된다. 이것이 의미하는 점은, 맞춰지는 파라미터가 이들 데이터에 의해 또는 측정 값에 의해 바로 개선되거나 피드백 루프에 의해 맞춰진다는 점이다. 종래의 피드백 루프는 예컨대 회전 및 배율과 같은 다른 빔 파라미터에 관해 시스템에서 구현되지 않는다. 대신, 다른 빔 파라미터의 맞춤은 또한 집속을 위해 데이터, 특히 측정 데이터를 기초로 하여, 즉 생성된 또는 측정된 실제 오토포커스 데이터를 기초로 하여 또한 수행(소위, 피드포워드)된다. 이 상황은 구현된 히스테리시스 정정 측정 요소의 경우에서 상이하다: 히스테리시스 정정 측정 요소에 의해, 또한, 초점이 아닌 다른 입자 광학 파라미터에 대한 측정 값을 생성할 수 있으며, 고-주파수 정정을 위해 피드백 루프에서 이들 값을 사용할 수 있다. 이 정정은 특히 히스테리시스가 일어나는 시스템에서 편리하다. 이것이, 종래의 자기 렌즈가 사용되는 경우이다. 피드포워드가 추가 피드백 대신 다른 정정 렌즈의 제어에 관해 구현된다면, 이것은, 시스템에서 히스테리시스가 활용되는 설정에 효과를 전혀 갖지 않는다는 가정 하에서 구현된다. 그럼에도 이것이 그런 경우여야 한다면, 피드포워드에 의한 설정은 시스템에서 최적은 아니다. 이 경우, 다른 빔 파라미터에 관한 추가 피드백의 구현은 최적의 장점을 제공한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 히스테리시스 정정 측정 요소는 제2 입자 광학 빔 경로에서 CCD 카메라를 포함한다. 그러한 CCD 카메라는 알려진 복수 입자 빔 시스템에서 임의의 경우에 투영 경로에 배치된다. 이제, 오브젝트 평면에서 입자-광학 이미징의 특징을 나타내는데 사용될 수 있다. CCD 카메라는, 2차 경로에서 입자 광학 이미징의 특징을 나타내기 위해 투영 경로 측정 데이터를 획득하는 것에 관해 이하에서 또한 기재될 것과 동일한 카메라일 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 히스테리시스 정정 제어 신호는 오브젝트 평면에서 반경 방향 위치 및/또는 방위각 위치 개별 빔 파라미터의 정정을 실현한다. 달리 표현하면, 개별 빔 파라미터의 정정은 배율에 관해 및 이미지 필드 회전에 관해 확인될 수 있다. 이로부터 획득한 이해가 오토포커스 정정 렌즈를 제어하기 위한 피드백 신호를 생성하는데 사용될 수 있다. 제어된 오토포커스 정정 렌즈는, 오로지 상대 초점 위치의 정정을 위해서 역할을 하지는 않는 이들 정정 렌즈일 수 있다. 그러나 오토포커스 정정 렌즈가 또한 제어되는 오브젝트 평면에서 시스템의 초점을 대부분 설정하는 것이 또한 가능하다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 복수 입자 빔 시스템은 다음:
임의의 고속 오토포커스 정정 렌즈의 상류, 특히 각각의 구현된 고속 오토포커스 정정 렌즈의 상류의 입자 광학 빔 경로에 배치되며, 컬럼을 통한 개별 입자 빔의 경로를 일정하게 유지하도록 매우 정밀하게 셋업되는 적어도 하나의 고속 정전 수차 정정 수단을 더 포함하며,
제어기는 고-주파수 방식으로 각각의 동작 지점에서 하나의 고속 수차 정정 수단 또는 고속 수차 정정 수단을 제어하기 위해 웨이퍼 검사 동안 수차 정정 제어 신호를 생성하도록 구성된다.
고속 정전 수차 정정 수단 또는 복수의 고속 정전 수차 정정 수단은 변함없이 일어나는 공차 수차(tolerance aberration)를 보상하는 역할을 한다. 개별 입자 빔의 상대 위치가 오토포커스 설정 동안 컬럼에서 변화하지 않는 것이 매우 중요하며; 이들 빔은 오프셋이나 경사 중 어느 것도 경험하지 않아야 하며, 비점수차가 또한 방지되어야 한다.
예를 들어, 고속 정전 수차 정정 수단은 고속 정전 편향기나 대응 편향기 배치일 수 있다.
바람직한 실시예에 따라, 수차 정정 수단은 팔중극(octupole)의 형태의 전극 배치를 갖는다. 이 팔중극에 의해, 빔 오프셋과 빔 경사 그리고 또한 아마도 발생하는 비점수차를 정정할 수 있다.
컬럼을 통한 그 통과 동안 빔 경로를 일정하게 유지하는 것이 매우 중요하며; 특히, 교차부에서 개별 입자 빔은 교차부에 배치되는 스캔 편향기(팔중극) 상에 정확히 중심 방식으로(in centric fashion) 입사하는 것이 중요하며, 그 이유는 오직 이것만이, 픽셀 크기가 이미지 필드 위의 스캔 동안 왼쪽에서 오른쪽으로 변화하지 않음을 보장하기 때문이다. 교차부가 100퍼센트 중심 방식으로 스캔 편향기에 보내진다는 조건이 충족되지 않는다면, 픽셀 크기는 대략 0.01 내지 0.1 부분/1000 만큼 이미지 필드 위에서 왼쪽으로부터 오른쪽으로 변화하며; 이 값은 높아 보이지는 않지만, 고 정밀도 응용에 대해서는 매우 크다. 이것은 앞서 기재한 조치(들)에 의해 정정될 수 있다. 더 상세한 사항은 2020년 8월 5일에 출원된 출원 번호 102020209833.6인 독일 출원으로부터 수집할 수 있으며, 이 독일 출원의 개시는 전체적으로 본 특허 출원에서 참조로서 인용된다.
특히, 개별 입자 빔의 빔 위치가 오토포커스 설정 동안 전체 컬럼을 통한 통과 동안 변화하지 않는 것이 바람직하다. 그러나 또한, 교차부 자체에서 및 오브젝티브 렌즈 내에 진입 시 개별 입자 빔의 위치가 고 정밀도 방식으로 일정하게 유지되지 않거나 변화하지 않는다면 이미 유리하다. 이를 위해, 본 발명에 따른 복수 입자 빔 시스템은 고속 정전 수차 정정 수단을 포함하며, 수차 정정 수단은 제1 개별 입자 빔의 교차부의 상류의 제1 입자 광학 빔 경로에 배치되며, 교차부를 형성할 목적으로 제1 개별 입자 빔의 위치를 일정하게 유지하도록 매우 정밀한 방식으로 셋업되며,
제어기는, 고-주파수 방식으로 각각의 작동 지점에서 고속 수차 정정 수단을 제어하기 위해 웨이퍼 검사 동안 수차 정정 제어 신호를 생성하도록 구성된다. 이 실시예 변형에서, 또한, 수차 정정 수단으로서 팔중극 형태의 전극 배치의 예를 사용할 수 있다.
본 발명의 추가로 바람직한 실시예에 따라, 멀티-빔 입자 빔 시스템은 다음:
빔 스위치와 오브젝티브 렌즈 사이에 스캐닝 유닛과 빔 편향 시스템을 더 포함하며, 이 빔 편향 시스템은 개별 입자 빔의 스캐닝 움직임에 의해 웨이퍼 표면을 래스터-스캔하도록 구성되며 스캐닝 유닛에 의해 제어될 수 있으며;
제어기는, 각각의 작동 지점에서 웨이퍼 검사 동안 스캐닝 유닛 제어 신호에 의해 스캐닝 유닛을 제어하며, 고-주파수 방식으로 각각의 작동 지점에서 실제 오토포커스 데이터를 기초로 하여 스캐닝 유닛 제어 신호를 정정하도록 셋업된다.
스캐닝 파라미터의 이 고 주파수 정정은 오토포커스 설정 동안 전체 시스템의 맞춤으로 인해 발생하는 작은 변화를 정정하기 위해 필요하다. 또한, 편향기 및/또는 스티그메이터의 약간의 변화된 제어는 스캐닝 파라미터의 약간의 변화를 야기할 수 있다. 이들 스캐닝 파라미터는 픽셀 치수, 회전, 스큐(skew) 및 쿼드러터서티(quadraticity)를 포함한다. 픽셀 치수는 픽셀 치수를 기재하고, 회전은 이미지의 X-축의 회전을 기재하고, 스큐는 이미지의 X-축과 Y-축 사이의 각도를 기재하며, 쿼드러터서티는 픽셀 크기가 두 축 방향을 따라 동일한지를 명시한다. 실제로, 이들 스캐닝 파라미터는 간단히 2×2 매트릭스에 의해 기재된다. 스캐닝 파라미터의 정정은 룩업 테이블에 의해 오토포커스 단계 동안 동적으로 구현될 수 있다. 그에 따라, 픽셀 크기, 회전, 스큐 및/또는 쿼드러터서티 스캐닝 파라미터는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 룩업 테이블에 의해 고-주파수 방식으로 정정된다.
여러 실시예에서 기재한 복수 입자 빔 시스템은 작동 지점 및 여러 작동 지점에서 오브젝트 평면에서의 초점의 고-주파수 정정을 용이하게 하며; 그러나 추가로 다른 빔 파라미터, 예컨대 회전, 위치 및 도착각이 일정하게 되게 또한 할 수 있다. 이점이 복수 입자 빔 시스템 분야에서의 많은 응용에 대해 필수이다. 원칙적으로, 그러나 모든 빔 파라미터가 오브젝트 평면에서 실제로 일정하게 유지되는 것이 필요하지 않은 응용도 있다. 예를 들어, 초점 및 도착각만을 일정하게 유지하는 것이 필요할 수 도 있다. 따라서, 본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 시스템은, 고속 오토포커스 정정 수단에 의해, 특히 고속 오토포커스 정정 렌즈에 의해 오브젝트 평면에서 초점 및 도착각 빔 파라미터의 고-주파수 정정을 수행하도록, 및 스캐닝 유닛의 제어에 의해 오브젝트 평면에서 배율 및 이미지 필드 회전 빔 파라미터의 고-주파수 정정을 수행하도록 셋업된다. 이 경우에, 오브젝트 평면에서 물리적으로 정정되지 않는 빔 파라미터는 바람직하게는 순전히 계산에 의해 정정된다. 그 이유는 상대적으로 적은 계산 노력으로 정정될 수 있는 빔 파라미터가 있기 때문이다. 예를 들어, 이들은 빔 위치를 포함하며, 그 이유는 이미지의 변위가 상대적으로 적은 계산 노력을 필요로 하며 또한 데이터를 바로 변화시키지 않기 때문이다. 대조적으로, 회전을 정정하는 것은 많은 계산 노력을 필요로 하며, 추가로, 데이터는 공정에서 사용되는 내삽에 의해 변경된다. 대조적으로, 산정에 의해 도착각을 정정하는 것도 가능하지 않으며, 점검될 샘플이 3-D 구조를 갖는다면 물리적 정정이 편리하며 필수불가결하다. 본 발명에 따라, 수치 정정이 복잡하며 불가능한 이들 빔 파라미터만이 이제 본 실시예 변형에서 고속 오토포커스 정정 렌즈/정정 수단을 사용하여 정정 수단에 의해 물리적으로 정정된다. 결과는 하이브리드 시스템이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 오브젝트 평면에서 개별 입자 빔의 이미지 필드 회전의 변화는 스캐닝 유닛에 의한 회전의 조정에 의해 보상되며, 오브젝트 평면에서 배율의 변화는 스캐닝 유닛에 의한 픽셀 크기의 조정에 의해 정정된다. 그 후, 오브젝트 평면에서 개별 입자 빔의 이미지 변위가 순전히 제어기에 의한 계산에 의해 정정되는 것이 바람직하게는 사실이다. 이를 위해, 획득한 이미지 데이터 자체를 변경하기보다는 그 태그(픽셀 1의 위치)만을 변경하는 것이 필요하다. 장점은 수없이 많으며, 그 이유는 그러한 응용의 경우에 복수의 정정 요소/렌즈 요소가 필요 없을 수 있기 때문이다. 예컨대, 샘플의 대전 아티팩트와 다른 왜곡 효과에 의해 생성되는 이미지 변위를 정정하기 위해, 경험에 의하면, 이 단계가 멀티-빔 시스템의 범위 내에서 어떤 경우에도 필요함을 알게 된다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 시스템은 이때, 입자 광학 빔 경로의 방향에서 교차부 하류에 배치되는 이들 고속 정정 수단을 단지 사용하여 빔 파라미터의 고-주파수 정정을 수행하도록 셋업된다. 이들 정정 수단은 고속 오토포커스 정정 렌즈 및/또는 고속 정전 수차 정정 수단(편향기 및/또는 스티그메이터)일 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 복수 입자 빔 시스템의 제어기는 또한, 각각의 작동 거리에 자리한 웨이퍼 표면으로부터 발산되는 제2 개별 입자 빔이 제3 필드에서 검출 영역 상에 집속되는 방식으로 제2 입자 광학 빔 경로에서 입자 광학 소자를, 관련된 작동 거리를 갖는 각각의 작동 지점에서, 제어하도록 제2 입자 광학 빔 경로에서 집속의 정적 또는 저-주파수 맞춤을 위해 또한 구성된다. 예를 들어, 제2 입자 광학 빔 경로에서 입자 광학 이미징을 기재하는 추가 입자 광학 파라미터 및/또는 초점을 설정하는데 사용될 수 있는 입자 광학 소자는 투영 렌즈 시스템일 수 있다. 입자 광학 소자 및 특히 투영 렌즈 시스템은 또한 자기 렌즈 또는 다수의 자기 렌즈를 포함할 수 있으며, 이것(들)의 효과(들)는 제어기에 의해 상대적으로 느리게 조정될 수 있다. 다른 및 추가 자기 및/또는 정전 렌즈, 편향기 및/또는 스티그메이터는 또한 제어기에 의해 제어될 수 있어서, 명시된 작동 거리를 갖는 각각의 작동 지점에서 배율(검출 평면, 위치에서 제2 개별 입자 빔의 피치), 회전 및/또는 텔레센트리서티와 같은 다른 파라미터 및/또는 초점을 설정할 수 있다. 일부 또는 모든 소자의 제어가 신속하게 및/또는 (저 주파수에서) 느리지 않게 구현될 수 있으며; 그러나 고속 제어가 제1 작동 지점에서 기본 조정을 위해 2차 경로에서 필요하지는 않다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 복수 입자 빔 시스템은, 복수-부분 실시예를 가질 수 도 있으며, 제2 개별 입자 빔의 초점, 제3 필드에서 검출 영역 상의 입사 시 제2 개별 입자 빔의 콘트래스트, 격자 배치 및/또는 도착각의 고-주파수 맞춤을 수행하도록 구성되는 고속 투영 경로 정정 수단을 더 포함한다. 여기서, 제어기는, 고속 투영 경로 정정 수단을 제어하기 위해 각각의 작동 지점에서 웨이퍼 검사 동안 실제 오토포커스 데이터를 기초로 하여 투영 경로 제어 신호나 투영 경로 제어 신호 세트를 생성하도록 구성된다. 이 투영 경로 제어 신호 세트는 특히 투영 경로 정정 수단이 복수-부분 실시예를 가지며 그 구성요소가 별도로 제어되는 경우, 생성된다.
특히, 2차 경로에서 고-주파수 맞춤은, 웨이퍼 표면으로부터 발산되는 제2 개별 입자 빔이 고속 오토포커스 정정 렌즈를 또한 통과하는 경우에 필요하다. 그 이유는 고속 오토포커스 정정 렌즈가 또한 이 경우 제2 개별 입자 빔의 궤적에 영향을 미치기 때문이다. 그러나 제2 개별 입자 빔이 고속 오토포커스 정정 렌즈를 통과하지 않을지라도, 2차 경로에서 입자 광학 이미징을 기재하는 다른 파라미터 및/또는 초점의 리셋이 2차 경로에서 구현될 수 도 있거나 필요하게 될 수 도 있다. 2차 경로에서, 보통 제2 개별 입자 빔이 집속되는 방식으로 및 미리 결정된 도착각으로, 특히 텔레센트릭 방식으로 및 미리 결정된 격자 배치(제3 필드에서 입사 위치의 배향 및 입사 위치의 피치)로 검출 영역 상에 입사하는 것이 바람직할 수 있다. 그러므로 고속 입자 광학 소자의 고-주파수 맞춤은 또한 2차 경로에서 유리하다. 맞춤 방식은 1차 경로에서의 절차와 실질적으로 유사하게 구현될 수 있다. 여기서, 또한, 1차 빔과 연계하여 앞서 기재한 입자 광학 소자 또는 그 밖의 다른 소자가 제2 개별 입자 빔의 빔 프로파일에서의 고속/고-주파수 정정을 - 선택적으로는 적절한 직교화 이후 - 수행하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 추가 고속 오토포커스 정정 렌즈가 (순전히) 2차 빔 경로에, 즉 빔 스위치와 검출 유닛 사이에 배치될 수 있다. 예를 들어, 이것은 고속 정전 렌즈나 정전 자기 렌즈, 특히 수 권선수만을 갖는 공기 코일 형태의 것일 수 있다. 예를 들어, 이 제2 오토포커스 정정 렌즈는 2차 경로에서 교차 평면의 영역에 배치될 수 있다. 예를 들어, 2차 경로에서 그러한 교차 평면은 2차 경로에서 투영 렌즈 시스템의 영역에 배치된다. 그러나 2차 경로에서 제2 오토포커스 정정 렌즈의 상이한 배치가 또한 가능하다. 예를 들어, 1차 경로와 연계하여 기재한 고속 텔레센트리서티 정정 수단은 2차 경로에서도 사용될 수 있으며; 이 수단에서, 예컨대, 편향기 어레이가 2차 경로에서 중간 이미지 평면에 배치된다. 또한, 1차 경로에 대해 기재한 바와 같이, 예컨대 추가 편향기 어레이의 형태로, 2차 경로에서 텔레센트리서티를 정정하기 위해 편향기 어레이의 바로 상류나 하류에 배치될 수 있는 회전 정정 수단을 사용할 수 있다. 기재한 실시예에 따라, 투영 경로 제어 신호의 생성은 제1 입자 광학 빔 경로에 대한 확인된 실제 오토포커스 데이터를 기초로 한다. 이를 위해, 예컨대 경험 값/룩업 테이블을 사용하여 작업이 실행될 수 있으며, 경험값/룩업 테이블은 검출기 상의 초점에 대한 및/또는 2차 경로에서 다른 파라미터에 대한 필요한 정정을 실제 오토포커스 데이터에 직접적으로 또는 간접적으로 할당한다. 관련된 제어 신호/제어 신호의 세트가 저장될 수 있다.
본 발명의 추가 실시예에 따라, 복수 입자 빔 시스템은 웨이퍼 검사 동안 2차 경로에서 입자 광학 이미징의 특징을 나타내기 위한 투영 경로 측정 데이터를 생성하기 위한 투영 경로 측정 요소를 더 포함하며, 복수 입자 빔 시스템은 고속 투영 경로 정정 수단을 더 가지며, 이 정정 수단은 복수-부분 실시예를 가질 수 도 있으며, 제2 개별 입자 빔의 초점, 제3 필드에서 검출 영역 상에 입사 시 제2 개별 입자 빔의 콘트래스트, 격자 배치 및/또는 도착각의 고-주파수 맞춤을 수행하도록 구성되며, 제어기는, 고속 투영 경로 정정 수단을 제어하기 위해 각각의 작동 지점에서 웨이퍼 검사 동안 투영 경로 측정 데이터를 기초로 하여 투영 경로 제어 신호 또는 투영 경로 제어 신호 세트를 생성하도록 구성된다. 그에 따라, 제어기는 본 발명의 이 실시예 변형에서 입자 광학 소자의 고-주파수/고속 맞춤을 위한 실제 오토포커스 데이터를 사용하지 않거나 사용할 뿐만 아니라; 대신 2차 경로에서 측정 데이터가 고-주파수 맞춤에 사용된다. 맞춤 "온-더-플라이"를 위한 데이터를 공급하는 고속 측정 방법이 원칙적으로 종래기술에서 이미 알려져 있다. 고-주파수 맞춤을 위한 데이터는 예컨대 제3 필드에서 검출 영역에 의해 획득되는 스캔된 이미지 외에 기록되는 CCD 카메라의 이미지를 평가함으로써 확인될 수 있다. 알려진 측정 방법에 의해, 특히 검출 영역에 입사 시 제3 필드에서의 현재 상대 초점 위치, 도착각 및/또는 격자 배치를 결정할 수 있다.
토포그라피 콘트래스트에 관해 제2 입자 광학 빔 경로에 특정한 요건이 있을 수 도 있다. 제2 입자 광학 빔 경로에서 교차 평면 내에 콘트래스트 애퍼쳐 조리개(contrast aperture stop)를 제공할 수 있다. 링-형상 조리개가 사용되어 웨이퍼로부터 출사 시 그 시작 각도에 따라 상호동작 산물을 필터링할 수 있다. 그 후, 특정 각도 범위 내에서 웨이퍼 표면을 떠난 이들 제2 개별 입자 빔만이 콘트래스트 애퍼쳐 조리개를 통과할 수 있다. 토포그라피 콘트래스트는 그러한 콘트래스트 애퍼쳐 조리개에 의해 증가할 수 있으며, 그 이유는 상호동작 산물(예컨대, 2차 전자)가 대부분 웨이퍼 표면의 에지에서 입사 입자에 대해 더 큰 기울기로 출사하기 때문이다. 콘트래스트 설정에 관한 및 애퍼쳐 조리개에 관한 추가 정보는 DE 10 2015 202 172B4 및 US 2019/0355544A1으로부터 모아질 수 있으며, 이들의 개시는 전체적으로 본 출원에서 참조로서 각각 인용된다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 콘트래스트 애퍼쳐 조리개는 교차 평면에서 제2 입자 광학 빔 경로에 배치되며, 투영 경로 정정 수단은 콘트래스트 애퍼쳐 조리개를 통한 입자 광학 빔 경로에 영향을 미치기 위한 적어도 하나의 정전 편향기, 적어도 하나의 정전 렌즈 및/또는 적어도 하나의 정전 스티그메이터를 갖는 고속 콘트래스트 정정 수단을 포함하며, 제어기는, 제2 개별 입자 빔의 콘트래스트가 제3 필드에서 검출 영역에 입사 시 실질적으로 일정하게 유지되는 방식으로, 콘트래스트 정정 제어 신호나 콘트래스트 정정 제어 신호 세트를 사용하여 콘트래스트 정정 수단을 제어하도록 구성된다. 고속 콘트래스트 정정 수단의 정전 소자에 의해 달성될 수 있는 것은 고-주파수 맞춤이며, 특히 콘트래스트의 불변성(constancy)이다. 여기서, 콘트래스트 정정 제어 신호는 예컨대 2차 경로의 투영 경로 측정 데이터를 기초로 하여 및/또는 1차 경로의 실제 오토포커스 데이터를 기초로 하여 결정될 수 있다.
앞서 언급한 설명 모두는 고속 오토포커싱뿐만 아니라 고속 오토-스티그메이션에도 적용된다. 규정에 의해, 집속은 또한 본 출원의 범위 내에서 스티그메이션을 포함한다. 원칙적으로, 스티그메이션은 단 하나의 방향으로 집속 또는 상이한 방향에서의 상이한 집속과 물리적으로 같을 수 있다. 입자 광학 이미징을 기재하는 입자 광학 파라미터의 수는, 스티그메이션이 고려되는 경우 증가하거나 두 배가 된다: 예를 들어, 초점에 대한 2개의 파라미터와 위치에 대한 2개의 파라미터, 도착각에 대한 2개의 파라미터와 회전에 대한 2개의 파라미터가 각 경우에 필요하다. 이러한 환경에서, 예컨대 2020년 3월 20일에 출원되었으며 아직 공개되지 않은 출원 번호 10 2020 107 738.6의 독일 특허 출원에서 기재한 고속 복수-극 렌즈를 또한 참조하며; 이 특허 출원의 개시는 전체적으로 본 특허 출원에서 참조로서 인용된다.
본 발명의 제2 양상에 따라, 이 제2 양상은 반도체 검사용 복수 입자 빔 시스템에 관한 것이며, 이 시스템은 다음:
복수의 대전된 제1 개별 입자 빔의 제1 필드를 생성하도록 구성되는 멀티-빔 입자 생성기;
생성된 제1 개별 입자 빔이 제2 필드를 형성하는 입사 위치에서 웨이퍼 표면과 충돌하도록 제1 개별 입자 빔을 오브젝트 평면에서의 웨이퍼 표면에 이미징하도록 구성되는, 제1 입자 광학 빔 경로를 갖는 제1 입자 광학 유닛;
제3 필드를 형성하는 복수의 검출 영역을 갖는 검출 시스템;
제2 필드에서의 입사 위치로부터 발산되는 제2 개별 입자 빔을 검출 시스템의 검출 영역의 제3 필드 상에 이미징하도록 구성되는, 제2 입자 광학 빔 경로를 갖는 제2 입자 광학 유닛;
제1 및 제2 개별 입자 빔 모두가 통과하는 자기 및/또는 정전 오브젝티브 렌즈, 특히 자기 및/또는 정전 액침 렌즈;
멀티-빔 입자 생성기와 오브젝티브 렌즈 사이에서 제1 입자 광학 빔 경로에 배치되며, 오브젝티브 렌즈와 검출 시스템 사이에서 제2 입자 광학 빔 경로에 배치되는 빔 스위치;
웨이퍼 검사 동안 웨이퍼를 홀딩 및/또는 위치지정하기 위한 샘플 스테이지;
웨이퍼 검사 동안 실제 오토포커스 데이터를 결정하기 위해 데이터를 생성하도록 구성되는 오토포커스 결정 요소;
고속 오토포커스 정정 렌즈; 및
제어기를 포함하며;
제어기는, 제1 개별 입자 빔이 제1 작동 거리에 자리한 웨이퍼 표면 상에 집속되는 방식으로, 제1 작동 거리를 갖는 제1 작동 지점에서 적어도 자기 오브젝티브 렌즈 및/또는 샘플 스테이지의 작동기를 제어하도록 집속의 정적 또는 저-주파수 맞춤을 위해 구성된다.
그에 따라, 본 발명의 이 실시예에서, 제어기는, 제1 작동 거리가 할당된 주어진 제1 작동 지점에 대해 집속을 설정하도록 구성된다. 그에 따라 이 시스템에 의해 기재한 대로 작동 지점을 조정할 수 있으며 그 후 집속을 설정할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 제어기는, 제1 작동 지점에서 웨이퍼 검사 동안 고속 오토포커스 정정 렌즈를 제어하도록 웨이퍼 검사 동안 제1 작동 지점에서 실제 오토포커스 데이터를 기초로 하여 오토포커스 정정 렌즈 제어 신호를 생성하도록 집속의 고-주파수 맞춤을 위해 더 구성된다.
그 밖에, 본 발명의 제1 양상과 연계하여 규정된 및/또는 기재된 모든 점은 또한 본 발명의 제2 양상에 적용된다.
본 발명의 제3 양상에 따라, 제3 양상은 복수 입자 빔 시스템, 특히 본 발명의 제1 양상과 연계하여 기재한 바와 같은 복수 입자 빔 시스템을 동작하기 위한 방법에 관한 것이다. 본 발명의 제1 양상과 연계하여 설명하거나 도입한 모든 용어나 정의는 또한 본 발명에 기재된 방법에도 적용된다. 복수 입자 빔 시스템을 동작하기 위한 방법으로서, 다음의 단계:
- 웨이퍼 표면에서의 현재의 초점에 대한 제1 작동 지점에서의 측정 데이터를 생성하는 단계;
- 측정 데이터를 기초로 하여 실제 오토포커스 데이터를 결정하는 단계;
- 실제 오토포커스 데이터를 기초로 하여 오토포커스 정정 렌즈 제어 신호를 결정하는 단계; 및
- 제1 고속 오토포커스 정정 렌즈를 갖는 고속 오토포커스 정정 렌즈 시스템을 제어하며, 웨이퍼 표면 상의 초점을 고-주파수 방식으로 일정하게 유지하는 단계를 포함하며, 웨이퍼 표면 상의 입사 시 제1 개별 입자 빔의 도착각, 회전 및/또는 위치는 또한 제1 작동 지점에서 일정하게 유지된다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 고속 오토포커스 정정 렌즈는 적어도 하나의 정전 렌즈를 포함하며 및/또는 정확히 하나의 정전 렌즈로 구성된다. 본 발명에 따른 복수 입자 빔 시스템과 연계하여 이미 언급한 것은 정전 렌즈를 구성하기 위한 옵션 및 빔 경로에서의 그 배치에 관해 적용된다.
본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따라, 고속 오토포커스 정정 렌즈는 적어도 하나의 고속 자기 렌즈, 특히 공기 코일을 포함하며 및/또는 정확히 하나의 자기 렌즈로 구성된다. 본 발명에 따른 복수 입자 빔 시스템과 연계하여 이미 언급한 것은 자기 렌즈를 구성하기 위한 옵션 및 빔 경로에서의 그 배치에 관해 적용된다.
웨이퍼 표면 상의 격자 배치와 도착각을 일정하게 유지하기 위해, 본 발명의 제1 양상과 연계하여 앞서 기재한 바와 같이, 고속 텔레센트리서티 정정 수단 및/또는 고속 회전 정정 수단 및/또는 고속 위치 정정 수단을 사용할 수 있다. 고속 텔레센트리서티 정정 수단, 고속 회전 정정 수단 및/또는 고속 위치 정정 수단은 이때 선택적으로 복수-부분 실시예를 갖는 오토포커스 정정 렌즈와 오토포커스 정정 렌즈 시스템을 함께 형성한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 이 방법은 다음의 단계:
- 실제 오토포커스 데이터를 기초로 하여 텔레센트리서티 정정 제어 신호를 생성하는 단계; 및
- 고속 텔레센트리서티 정정 수단을 제어하는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 이 방법은 다음의 단계:
- 실제 오토포커스 데이터를 기초로 하여 회전 정정 제어 신호를 생성하는 단계; 및
- 고속 회전 정정 수단을 제어하는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 이 방법은 다음의 단계:
실제 오토포커스 데이터를 기초로 하여 제2 고속 오토포커스 정정 렌즈 제어 신호를 생성하여 제2 고속 오토포커스 정정 렌즈를 고-주파수 방식으로 제어하는 단계; 및/또는
실제 오토포커스 데이터를 기초로 하여 제3 고속 오토포커스 정정 렌즈 제어 신호를 생성하여 제3 고속 오토포커스 정정 렌즈를 고-주파수 방식으로 제어하는 단계; 및/또는
실제 오토포커스 데이터를 기초로 하여 제4 고속 오토포커스 정정 렌즈 제어 신호를 생성하여 제4 고속 오토포커스 정정 렌즈를 고-주파수 방식으로 제어하는 단계; 및/또는
실제 오토포커스 데이터를 기초로 하여 제5 고속 오토포커스 정정 렌즈 제어 신호를 생성하여 제5 고속 오토포커스 정정 렌즈를 고-주파수 방식으로 제어하는 단계; 및/또는
실제 오토포커스 데이터를 기초로 하여 제6 고속 오토포커스 정정 렌즈 제어 신호를 생성하여 제6 고속 오토포커스 정정 렌즈를 고-주파수 방식으로 제어하는 단계를 더 포함한다.
제2, 제3, 제4, 제5 및/또는 제6 고속 오토포커스 정정 렌즈는 본 발명의 제1 양상과 연계하여 이미 기재한 고속 오토포커스 정정 렌즈이다. 본 환경에서 설명한 것은 또한 본 발명의 제3 양상에 따라 기재한 방법에 제약 없이 적용된다.
본 발명의 추가 바람직한 실시예에 따라, 방법은 다음의 단계:
작동 지점을 변화시키며, 특히 작동 거리를 변화시키며, 오브젝트 평면에서 입자 광학 이미징의 특징을 나타내기 위해 히스테리시스 정정 측정 데이터를 생성하는 단계; 및
히스테리시스 정정 측정 데이터를 기초로 하여 고-주파수 방식으로 오토포커스 정정 렌즈 제어 신호나 오토포커스 정정 렌즈 제어 신호들을 정정하는 단계를 더 포함한다. 어떤 측정 데이터가 히스테리시스 정정 측정 데이터로서 이용 가능한지에 의존하여, 추가 피드백 루프가 추가 오토포커스 정정 렌즈를 제어할 목적으로 작동 흐름에 통합될 수 있다. 예를 들어, 제2 입자 광학 빔 경로에 배치되는 CCD 카메라를 사용하여 오브젝트 평면에서 개별 입자 빔의 회전에 관한 및/또는 배율에 관한 실제 데이터를 생성할 수 있다. 이들 데이터는 이후, 고-주파수 방식으로 대응 빔 파라미터를 정정하는 이들 오토포커스 정정 렌즈를 정정하기 위한 실제 데이터로서 사용될 수 있다. 초점을 정정하는데 주로 사용되는 제1 오토포커스 정정 렌즈 제어 신호를 정정하기 위해 이 추가 정보를 (비록 가능하기는 하나) 또한 사용할 필요는 없다. 그 외에는, 이미 제1 양상과 연계하여 언급했던 점이 또한 본 발명의 이 실시예에 적용된다. 제2 입자 광학 빔 경로에서 측정 데이터의 생성에 관한 추가 상세가 US 2019/0355544A1으로부터 모을 수 있으며, 이 특허 출원의 개시는 전체적으로 본 특허 출원에 참조로서 인용된다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 이 방법은 다음의 단계:
수차 정정 제어 신호를 생성하며, 수차 정정 제어 신호에 의해 매우 정밀한 방식으로 빔 위치를 정정하는 단계를 더 포함한다. 그러한 매우 정밀한 정정은 특히 각각의 고속 오토포커스 정정 렌즈의 상류에서 구현될 수 있다. 정정은 개별 입자 빔의 위치를 컬럼을 통과할 때 고 정밀도로 일정하게 유지하는 역할을 한다. 이것은 또한 개별 입자 빔의 경로를 여러 렌즈 요소를 통과할 때 일정하게 유지하는 단계를 포함한다. 그러나 매우 정밀한 정정은 특히 오토포커스 정정 렌즈의 상류에서 편리하다. 이런 식으로, 또한, 스캐닝 절차 동안, 이미지 필드에서 픽셀 크기가 실제로 변화하지 않도록(0.01 내지 0.1/1,000의 범위의 정밀도) 교차부의 위치를 정확히 일정하게 유지할 수 있다. 그 외에는, 본 발명의 제1 양상과 연계하여 이미 언급했던 것이 또한 이에 관하여 적용된다.
본 발명의 추가 바람직한 실시예에 따라, 본 방법은 다음의 단계:
스캐닝 유닛 제어 신호를 생성하며, 각각의 작동 지점에서 고-주파수 방식으로, 특히 다차원 룩업 테이블을 사용함으로써, 스캐닝 유닛 제어 신호를 정정하는 단계를 더 포함한다. 이 방법은, 선택적으로 수행되는 오토포커스 및 대응 수차 정정의 맞춤에 뒤따라서, 스캐닝 유닛의 스캐닝 파라미터가 그럼에도 맞춰질 필요가 있다는 사실을 고려한다. 그 외에는, 본 발명의 제1 양상과 연계하여 이미 언급했던 모든 점이 이에 관하여 적용된다.
본 발명의 추가 바람직한 실시예에 따라, 본 방법은 다음의 단계:
적어도 하나의 빔 파라미터에 관해 순전히 계산 방식으로 이미지 데이터를 정정하는 단계, 특히 이미지 변위에 관해 순전히 계산 방식으로 이미지 데이터를 정정하는 단계를 더 포함한다. 게다가, 특히, 스캐닝 유닛의 역회전에 의해 빔 파라미터의 회전에 맞설 수 있으며, 스캐닝 유닛 상의 픽셀 크기 설정을 변화시킴으로써 오브젝트 평면에서 배율의 변화를 보상할 수 있다.
그에 따라, 추가 양상(제4 양상)에 따른 발명은 작동 지점에서 고속 오토포커스 정정을 위한 복수 입자 빔 시스템을 동작하기 위한 방법에 관한 것이며, 이 방법은 다음의 단계:
적어도 하나의 고속 오토포커스 정정 렌즈에 의해 오브젝트 평면에서의 초점을 물리적으로 설정하는 단계;
적어도 하나의 고속 오토포커스 정정 수단에 의해 오브젝트 평면에서 도착각을 물리적으로 설정하는 단계;
역회전을 신속하게 설정함으로써 스캐닝 유닛에 의해 이미지 필드 회전을 설정하는 단계;
픽셀 크기를 신속하게 설정함으로써 스캐닝 유닛에 의해 배율을 설정하는 단계; 및
순전히 계산 방식으로 이미지 필드 변위를 보상하는 단계를 포함한다.
여기서, 이것은 다수의 실시예 변형에서 앞서 기재한 복수 입자 빔 시스템일 수 있다. 도착각을 물리적으로 설정하기 위한 고속 오토포커스 정정 수단은 대응 속성을 갖는 (적어도) 하나의 고속 오토포커스 정정 렌즈일 수 있으며; 그러나 다른 실시예 변형도 가능하다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 본 방법은 다음의 단계:
스캐닝 유닛의 쿼드러더서티(quadradicity) 스캐닝 파라미터를 신속하게 설정하는 단계; 및/또는
스캐닝 유닛의 스큐 스캐닝 파라미터를 신속하게 설정하는 단계를 더 포함한다.
이 경우에, 이 단계/이들 단계는 이미지 변위의 순전한 계산 보상 전에 바람직하게는 실행된다.
본 발명의 바람직한 실시예에 다라, 본 방법은 다음의 단계:
- 빔 파리미터의 정정 또는 정정들에 사용되는 입자 광학 소자의 효과를 직교시키는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 본 방법은 다음의 단계:
- 2차 경로에서 입자 광학 이미징의 특징을 나타내기 위해 투영 경로 측정 데이터를 생성하는 단계;
- 투영 경로 측정 데이터를 기초로 하여 투영 경로 제어 신호 또는 투영 경로 제어 신호 세트를 결정하는 단계; 및
- 투영 경로 제어 신호에 의해 또는 투영 경로 제어 신호 세트에 의해 복수-부분 실시예를 가질 수 도 있는 고속 투영 경로 정정 수단을 제어하는 단계를 더 포함하며, 검출 평면에의 입사 시의 제2 개별 입자 빔의 초점, 격자 배치 및 도착각은 제1 작동 지점에서 일정하게 유지된다.
그에 따라, 초점이 일정하게 유지될 때, 상대 초점 위치는 업데이트되는 반면, 격자 배치와 도착각은 일정하게 유지된다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 본 방법은 다음의 단계:
- 콘트래스트 정정 제어 신호나 콘트래스트 정정 제어 신호 세트에 의해 고속 콘트래스트 정정 수단을 제어하며, 검출 평면에서 콘트래스트를 일정하게 유지하는 단계를 더 포함한다.
고속 콘트래스트 정정 수단을 제어함으로써, 또한, 타겟화된 방식으로 2차 경로에서 교차부의 상대 위치에 영향을 미칠 수 있으며, 특히 이 상대 위치를 일정하게 유지할 수 있다.
본 발명의 추가 양상에 따라, 이 추가 양상은 본 발명의 제3 및 제4 양상과 연계하여 앞서 기재한 바와 같이 방법을 실행하기 위한 프로그램 코드를 갖는 컴퓨터 프로그램 제품에 관한 것이다.
본 발명의 앞서 기재한 양상과 연계한 본 발명의 앞서 기재한 실시예는, 기술적 모순이 결과로서 발생하지 않는다면, 완전히 또는 부분적으로 서로 결합될 수 있다.
본 발명은 수반하는 도면을 참조하여 더 잘 이해될 것이다.
도 1은 멀티-빔 입자 현미경을 개략적 예시로 도시한다.
도 2는, 고속 오토포커스 정정 렌즈를 가진 멀티-빔 입자 현미경의 제어기의 발췌부의 개략적 예시를 도시한다.
도 3은, 고속 오토포커스 정정 렌즈를 가진 멀티-빔 입자 현미경의 제어기의 더 큰 발췌부의 개략적 예시를 도시한다.
도 4는 오토포커스 정정 렌즈에 의해 고속 오토포커스를 설정하기 위한 방법을 개략적으로 도시한다.
도 5는, 본 발명에 따른 오토포커스 정정 렌즈가 배치될 수 있는 멀티-빔 입자 현미경을 통한 단면을 개략적으로 도시한다.
도 6은 오토포커스 정정 렌즈를 가진 본 발명의 실시예를 개략적으로 예시한다.
도 7은 오토포커스 정정 렌즈를 가진 본 발명의 실시예를 개략적으로 예시한다.
도 8은 오토포커스 정정 렌즈를 가진 본 발명의 실시예를 개략적으로 예시한다.
도 9는 오토포커스 정정 렌즈를 가진 본 발명의 실시예를 개략적으로 예시한다.
도 10은 오토포커스 정정 렌즈를 가진 본 발명의 실시예를 개략적으로 예시한다.
도 11은 오토포커스 정정 렌즈를 가진 본 발명의 실시예를 개략적으로 예시한다.
도 12는 오토포커스 정정 렌즈를 가진 본 발명의 추가 실시예를 개략적으로 예시한다.
도 13은 오토포커스 정정 렌즈를 가진 본 발명의 추가 실시예를 개략적으로 예시한다.
도 14는 오토포커스 정정 렌즈를 가진 본 발명의 실시예를 개략적으로 예시한다.
도 15는 오토포커스 정정 렌즈를 가진 본 발명의 실시예를 개략적으로 예시한다.
도 16은 오토포커스 정정 렌즈를 가진 본 발명의 실시예를 개략적으로 예시한다.
도 17은 오토포커스 정정 렌즈를 가진 본 발명의 실시예를 개략적으로 예시한다.
도 18은 2-부분 제1 오토포커스 정정 렌즈를 가진 본 발명의 실시예를 개략적으로 예시한다.
도 19는 필드 렌즈의 자계 내에 고속 오토포커스 정정 렌즈를 가진 본 발명의 실시예를 개략적으로 예시한다.
도 20은, 복수 입자 빔 생성기에서 고속 오토포커스 정정 렌즈를 가진 본 발명의 실시예를 개략적으로 예시한다.
도 21은 복수의 고속 오토포커스 정정 렌즈를 가진 본 발명의 실시예를 개략적으로 예시한다.
도 22는 복수의 고속 오토포커스 정정 렌즈를 가진 본 발명의 실시예를 개략적으로 예시한다.
도 23은 복수의 고속 오토포커스 정정 렌즈를 가진 본 발명의 실시예를 개략적으로 예시한다.
도 24는 복수의 고속 오토포커스 정정 렌즈를 가진 본 발명의 실시예를 개략적으로 예시한다.
도 25는 복수의 고속 오토포커스 정정 렌즈를 가진 멀티-빔 입자 현미경의 제어기의 발췌부의 개략적 예시를 도시한다.
도 26은 고속 오토포커스 정정을 위한 작동 흐름을 개략적으로 도시한다.
도 27은, 고속 오토포커스 정정이 하이브리드 시스템으로서 구현되는 멀티-빔 입자 빔 시스템에서 고속 오토포커스 정정을 위한 작동 흐름을 개략적으로 도시한다.
도 2는, 고속 오토포커스 정정 렌즈를 가진 멀티-빔 입자 현미경의 제어기의 발췌부의 개략적 예시를 도시한다.
도 3은, 고속 오토포커스 정정 렌즈를 가진 멀티-빔 입자 현미경의 제어기의 더 큰 발췌부의 개략적 예시를 도시한다.
도 4는 오토포커스 정정 렌즈에 의해 고속 오토포커스를 설정하기 위한 방법을 개략적으로 도시한다.
도 5는, 본 발명에 따른 오토포커스 정정 렌즈가 배치될 수 있는 멀티-빔 입자 현미경을 통한 단면을 개략적으로 도시한다.
도 6은 오토포커스 정정 렌즈를 가진 본 발명의 실시예를 개략적으로 예시한다.
도 7은 오토포커스 정정 렌즈를 가진 본 발명의 실시예를 개략적으로 예시한다.
도 8은 오토포커스 정정 렌즈를 가진 본 발명의 실시예를 개략적으로 예시한다.
도 9는 오토포커스 정정 렌즈를 가진 본 발명의 실시예를 개략적으로 예시한다.
도 10은 오토포커스 정정 렌즈를 가진 본 발명의 실시예를 개략적으로 예시한다.
도 11은 오토포커스 정정 렌즈를 가진 본 발명의 실시예를 개략적으로 예시한다.
도 12는 오토포커스 정정 렌즈를 가진 본 발명의 추가 실시예를 개략적으로 예시한다.
도 13은 오토포커스 정정 렌즈를 가진 본 발명의 추가 실시예를 개략적으로 예시한다.
도 14는 오토포커스 정정 렌즈를 가진 본 발명의 실시예를 개략적으로 예시한다.
도 15는 오토포커스 정정 렌즈를 가진 본 발명의 실시예를 개략적으로 예시한다.
도 16은 오토포커스 정정 렌즈를 가진 본 발명의 실시예를 개략적으로 예시한다.
도 17은 오토포커스 정정 렌즈를 가진 본 발명의 실시예를 개략적으로 예시한다.
도 18은 2-부분 제1 오토포커스 정정 렌즈를 가진 본 발명의 실시예를 개략적으로 예시한다.
도 19는 필드 렌즈의 자계 내에 고속 오토포커스 정정 렌즈를 가진 본 발명의 실시예를 개략적으로 예시한다.
도 20은, 복수 입자 빔 생성기에서 고속 오토포커스 정정 렌즈를 가진 본 발명의 실시예를 개략적으로 예시한다.
도 21은 복수의 고속 오토포커스 정정 렌즈를 가진 본 발명의 실시예를 개략적으로 예시한다.
도 22는 복수의 고속 오토포커스 정정 렌즈를 가진 본 발명의 실시예를 개략적으로 예시한다.
도 23은 복수의 고속 오토포커스 정정 렌즈를 가진 본 발명의 실시예를 개략적으로 예시한다.
도 24는 복수의 고속 오토포커스 정정 렌즈를 가진 본 발명의 실시예를 개략적으로 예시한다.
도 25는 복수의 고속 오토포커스 정정 렌즈를 가진 멀티-빔 입자 현미경의 제어기의 발췌부의 개략적 예시를 도시한다.
도 26은 고속 오토포커스 정정을 위한 작동 흐름을 개략적으로 도시한다.
도 27은, 고속 오토포커스 정정이 하이브리드 시스템으로서 구현되는 멀티-빔 입자 빔 시스템에서 고속 오토포커스 정정을 위한 작동 흐름을 개략적으로 도시한다.
이하에서, 동일한 참조번호는 동일한 특성부를 나타내지만, 이들은 본문에서 명시적으로 언급되지는 않는다.
도 1은, 복수의 입자 빔을 사용하는 멀티-빔 입자 시스템(1)의 형태의 입자 빔 시스템(1)의 개략적 예시이다. 입자 빔 시스템(1)은 점검될 오브젝트와 충돌하여 거기서 상호동작 산물, 예컨대 2차 전자를 생성하는 복수의 입자 빔을 생성하며, 이러한 산물은 오브젝트로부터 발산하며 후속하여 검출된다. 입자 빔 시스템(1)은 스캐닝 전자 현미경(SEM) 타입이며, 이러한 타입은 다수의 위치(5)에서 오브젝트(7)의 표면 상에 입사하며 거시서 다수의 전자 빔 스폿 또는 서로 공간적으로 분리되는 스폿을 생성하는 다수의 1차 입자 빔(3)을 사용한다. 점검될 오브젝트(7)는 임의의 원하는 타입, 예컨대 반도체 웨이퍼, 특히 HV 구조(즉, 수평 및/또는 수직 구조)를 갖는 반도체 웨이퍼나 생체 샘플일 수 있으며, 소형화된 요소 등의 배치를 포함할 수 있다. 오브젝트(7)의 표면은 오브젝티브 렌즈 시스템(100)의 오브젝티브 렌즈(102)의 제1 평면(101)(오브젝트 평면)에 배치된다.
도 1에서 확대된 발췌부(I1)는 제1 평면(101)에 형성되는 입사 위치(5)의 정방형 필드(103)를 갖는 오브젝트 평면(101)의 평면도를 도시한다. 도 1에서, 입사 위치의 수는 25이며, 5×5 필드(103)를 형성한다. 입사 위치의 수 25는 간략화된 예시를 이유로 선택된 수이다. 실제로, 빔의 수, 및 그러므로 입사 위치의 수는 예컨대 20×30, 100×100 등과 같이 상당히 더 크도록 선택될 수 있다.
예시한 실시예에서, 입사 위치(5)의 필드(103)는 인접한 입사 위치 사이에 일정 피치(P1)를 갖는 실질적으로 정방형인 필드이다. 피치(P1)의 예시적인 값은 1㎛, 10㎛ 및 40㎛이다. 그러나 또한 필드(103)는 예컨대 육각형 대칭과 같은 다른 대칭을 가질 수 있다.
제1 평면(101)에 성형된 빔 스폿의 직경은 작을 수 있다. 이 직경의 예시적인 값은 1nm, 5nm, 10nm, 100nm 및 200nm이다. 빔 스폿(5)을 성형하기 위한 입자 빔(3)의 집속은 오브젝티브 렌즈 시스템(100)에 의해 실행된다. 이 경우에, 오브젝티브 렌즈 시스템은 예컨대 자기 액침 렌즈를 포함할 수 있다.
오브젝트와 충돌한 1차 입자는 상호동작 산물, 예컨대 2차 전자, 후방-산란된 전자 또는 1차 입자를 생성하며, 이들은 다른 이유로 움직임의 역전을 경험하였으며, 오브젝트(7)의 표면으로부터나 제1 평면(101)으로부터 발산된다. 오브젝트(7)의 표면으로부터 발산하는 상호동작 산물은 오브젝티브 렌즈(102)에 의해 성형되어 2차 입자 빔(9)을 형성한다. 입자 빔 시스템(1)은 복수의 2차 입자 빔(9)을 검출기 시스템(200)으로 안내하기 위한 입자 빔 경로(11)를 제공한다. 검출기 시스템(200)은 입자 멀티-검출기(209)에서 2차 입자 빔(9)을 보내기 위한 투영 렌즈(205)를 가진 입자 광학 유닛을 포함한다.
도 1의 발췌부(I2)는 평면(211)의 평면도를 도시하며, 이 평면에는, 2차 입자 빔(9)이 위치(213)에 입사하는 입자 멀티-검출기(209)의 개별 검출 영역이 위치한다. 입사 위치(213)는 서로에 관해 정상 피치(P2)를 갖고 필드(217)에 놓인다. 피치(P2)의 예시적인 값은 10㎛, 100㎛ 및 200㎛이다.
1차 입자 빔(3)은, 적어도 하나의 입자 소스(301)(예컨대, 전자 소스), 적어도 하나의 시준(collimation) 렌즈(303), 멀티-애퍼쳐 배치(305) 및 필드 렌즈(307) 또는 다수의 필드 렌즈로 이루어진 필드 렌즈 시스템을 포함하는 빔 생성 장치(300)에서 생성된다. 입자 소스(301)는, 멀티-애퍼쳐 배치(305)를 조명하는 빔(311)을 성형하기 위해 적어도 하나의 시준 렌즈(303)에 의해 시준되거나 적어도 실질적으로 시준되는 적어도 하나의 발산 입자 빔(309)을 생성한다.
도 1의 발췌부(I3)는 멀티-애퍼쳐 배치(305)의 평면도를 도시한다. 멀티-애퍼쳐 배치(305)는 다수의 개구나 애퍼쳐(315)가 내부에 형성되는 멀티-애퍼쳐 판(313)을 포함한다. 개구(315)의 중점(317)이, 오브젝트 평면(101)에서 빔 스폿(5)에 의해 형성되는 필드(103) 상에 이미징되는 필드(319)에 배치된다. 애퍼쳐(315)의 중점(317) 사이의 피치(P3)가 5㎛, 100㎛ 및 200㎛의 예시적인 값을 가질 수 있다. 애퍼쳐(315)의 직경(D)은 애퍼쳐의 중점 사이의 피치(P3)보다 작다. 직경(D)의 예시적인 값은 0.2×P3, 0.4×P3 및 0.8×P3이다.
조명 입자 빔(311)의 입자는 애퍼쳐(315)를 통과하며 입자 빔(3)을 형성한다. 판(313)과 충돌하는 조명 빔(311)의 입자는 판(313)에 흡수되어 입자 빔(3)의 형성에 기여하지 않는다.
인가된 정전계로 인해, 멀티-애퍼쳐 배치(305)는, 빔 초점(323)이 평면(325)에 형성되는 방식으로 입자 빔(3) 각각을 집속한다. 대안적으로, 빔 초점(323)은 가상일 수 있다. 빔 초점(323)의 직경은 예컨대 10nm, 100nm 및 1㎛일 수 있다.
필드 렌즈(307)와 오브젝티브 렌즈(102)는, 빔 초점(323)이 형성되는 평면(325)을 제1 평면(102) 상에 이미징하기 위한 제1 이미징 입자 광학 유닛을 제공하여, 입사 위치(5) 또는 빔 스폿의 필드(103)가 이 평면에서 발생한다. 오브젝트(7)의 표면이 제1 평면에 배치되어야 한다면, 빔 스폿은 대응하여 오브젝트 표면 상에 형성된다.
오브젝티브 렌즈(102)와 투영 렌즈 배치(205)는 제1 평면(101)을 검출 평면(201) 상에 이미징하기 위한 제2 이미징 입자 광학 유닛을 제공한다. 오브젝티브 렌즈(102)는 그에 따라, 제1 및 제2 입자 광학 유닛 모두의 일부인 렌즈인 반면, 필드 렌즈(307)는 제1 입자 광학 유닛에만 속하며, 투영 렌즈(205)는 제2 입자 광학 유닛에만 속한다.
빔 스위치(400)는 멀티-애퍼쳐 배치(305)와 오브젝티브 렌즈 시스템(100) 사이의 제1 입자 광학 유닛의 빔 경로에 배치된다. 빔 스위치(400)는 또한 오브젝티브 렌즈 시스템(100)과 검출기 시스템(200) 사이의 빔 경로에서 제2 광학 유닛의 일부이다.
그러한 멀티-빔 입자 빔 시스템과, 예컨대 입자 소스, 멀티-애퍼쳐 판 및 렌즈와 같이 거기에 사용된 소자에 관한 추가 정보는 국제 특허 출원 WO2005/024881, WO2007/028595, WO2007/028596, WO2011/124352 및 WO2007/060017과, 공개 번호 DE 10 2013 016 113 A1 및 DE 10 2013 014 976 A1를 갖는 독일 특허 출원으로부터 획득할 수 있으며, 그 개시는 전체 범위에서 본 출원에 참조로서 인용된다.
멀티 입자 빔 시스템은 멀티 입자 빔 시스템의 개별 입자 광학 소자를 제어하기 위해 또한 멀티-검출기(209)에 의해 획득되는 신호를 평가하고 분석하기 위해 구성되는 컴퓨터 시스템(10)을 더 포함한다. 이 경우에, 컴퓨터 시스템(10)은 다수의 개별 컴퓨터나 구성요소로 구성될 수 있다. 이것은 또한 본 발명에 따른 고속 오토포커스 정정 렌즈와 텔레센트리서티 정정 수단 및/또는 고속 회전 정정 수단 및/또는 추가 고속 정정 수단(이들 중 어느 것도 도 1에 예시되어 있지 않음)을 또한 제어할 수 있다.
도 2는, 고속 오토포커스 정정 렌즈(824)를 갖는 멀티-빔 입자 현미경(1)의 컴퓨터 시스템(10)의 제어기의 발췌부의 개략적 예시를 도시한다. 특히, 이 발췌부는 고속 오토포커스를 위한 제어기(821)를 도시한다. 고속 오토포커스를 위한 제어기(821)는 웨이퍼 검사 동안 작동 지점에서 집속의 고-주파수 맞춤을 실행하도록 셋업된다. 이것이 의미하는 점은 집속의 맞춤이 매우 신속하게, 예컨대 수 ㎛ 내에 실행될 수 있다는 점이다. 오버아칭(overarching) 제어 시스템(821)(이 경우 컴퓨터 시스템(10)의 일부분) 외에, 다음의 추가 소자가 이들 고속 맞춤을 위해 제공된다: 측정 요소(822), 측정 데이터를 처리하기 위한 오토포커스 알고리즘(823), 및 측정 데이터의 처리에 따라 설정되는 적어도 하나의 최종 제어 요소. 특정 예에서, 최종 제어 요소는 오토포커스 정정 렌즈(824)에 의해 제공된다. 추가 고속 최종 제어 요소, 특히 텔레센트리서티 정정 수단(825), 고속 회전 정정 수단(826) 및 고속 위치 정정 수단(827)은 이 경우에 마찬가지로 이 예에서 제공된다. 이 경우에, 이들 추가 최종 제어 요소는 추가 고속 오토포커스 정정 렌즈에 의해 형성될 수 있으며; 그러나 이들 요소는 또한 고속 렌즈와 상이하게 구성될 수 있다. 측정 요소(822)는 웨이퍼 검사 동안 실제 오토포커스 데이터를 결정하기 위해 측정 데이터를 생성하도록 구성된다. 이 경우에, 실제 오토포커스 데이터는 웨이퍼 표면에 관한 초점의 현재 위치를 직접적으로나 간접적으로 기재한다. 오토포커스 측정 요소(822) 대신, 예컨대 웨이퍼의 모델을 기초로 하여, 실제 오토포커스 데이터를 결정하기 위해 데이터를 생성하는 오토포커스 결정 요소가 또한 더 일반적으로 제공될 수 있다. 원칙적으로, 오토포커스 측정 요소는 종래기술에서 알려져 있다. 이에 관한 예로 (예컨대, z-센서에 의한) 샘플 표면에서의 초점 및 높이 측정을 설정하기 위한 비점수차 보조 빔의 사용이 있다. 중요한 것은, 측정 부재(822)나 측정 부재들(822)이 또한 복수의 개별 입자 빔에 의해 각 경우에 획득된 각 이미지 필드에 대한 초점의 연속, 즉 온고잉 "온-더-플라이" 설정의 결정을 허용한다는 점이다. 이제, 측정 요소(822)와 평가의 방식에 의존하여, 오포토커스 알고리즘(823)은 측정 데이터로부터 실제 오토포커스 데이터를 생성하며 실제 오토포커스 데이터를 기초로 하여 오토포커스 정정 렌즈 제어 신호를 생성하여 작동 지점에서 웨이퍼 검사 동안 고-주파수 방식으로 고속 오토포커스 정정 렌즈(824)를 제어하도록 셋업된다. 결국, 상대 초점 위치가 맞춰진다. 이미 복수 회 설명한 바와 같이, 복수 입자 빔 시스템의 입자 광학 소자의 효과는 보통 서로 직교하지 않는다. 이것이 의미하는 점은, 단 하나의 입자 광학 소자에서 효과의 변형이 변경될 입자 광학 이미징의 특징을 나타내는 단일 파라미터만을 보통은 허용하지는 않는다는 점이다. 대신, 시스템은 더 복잡하며, 입자 광학 이미징의 파라미터를 변화시키는 것은 다수의 입자 광학 소자에서의 효과의 변형을 필요로 한다. 특정한 경우에, 이것이 의미하는 점은 상대 초점 위치의 재조정/미세 설정이 추가 입자 광학 파라미터에서의 변화를 수반한다는 점이다. 예를 들어, 이들은 샘플 또는 웨이퍼(7) 상에 입사 시 개별 입자 빔의 (개별 입자 빔의 빔 피치에 결합되는) 배율, 텔레센트리서티 및 회전이다. 그러나 이들 추가 파라미터에서의 변화는 바람직하지 않으며, 따라서 이들은 또한 고속 오토포커스의 범위 내에서 정정되며 및/또는 일정하게 유지된다. 그에 따라, 텔레센트리서티 정정 수단(825), 회전 정정 수단(826) 및 위치 정정 수단(827)이 예시적인 방식으로 제공된다. 고속 텔레센트리서티 정정 수단은, 제2 필드(103)에서 제1 개별 입자 빔(3)의 접선 방향 또는 반경 방향 텔레센트리서티 에러를 정정하는데 실질적으로 기여하도록 구성되며, 고속 오토포커스 제어기(821)는, 웨이퍼 검사 동안 고속 텔레센트리서티 정정 수단을 제어하기 위해 실제 오토포커스 데이터를 기초로 하여 웨이퍼 검사 동안 각각의 작동 지점에서 고-주파수 맞춤을 위한 텔레센트리서티 정정 수단 제어 신호를 생성하도록 셋업된다. 예를 들어, 제1 입자 광학 빔 경로의 중간 이미지 평면에, 예컨대 중간 이미지 평면(325)에 배치된 제1 편향기 어레이가 텔레센트리서티 정정 수단으로서 사용될 수 있다. 그러나 다른 실시예 변형도 가능하다.
회전, 특히 제2 필드(101)에서 격자 배치의 원치 않는 회전을 정정하기 위해, 고속 회전 정정 수단(826)이 더 제공되며, 이 수단(826)은 제2 필드(101)에서 제1 개별 입자 빔(3)의 회전을 정정하는데 실질적으로 기여하도록 구성된다. 여기서, 고속 오토포커스 제어기(821)는, 웨이퍼 검사 동안 고속 회전 정정 수단(826)을 제어하기 위해 각각의 작동 지점에서 웨이퍼 검사 동안 실제 오토포커스 데이터를 기초로 하여 고-주파수 맞춤을 위해 회전 정정 수단 제어 신호를 생성하도록 구성된다. 예를 들어, 그러한 회전 정정 수단(826)은, 텔레센트리서티 정정을 위해 제1 편향기 어레이의 바로 상류나 하류에 거리를 두고 배치되는 제2 편향기 어레이로서 실현될 수 있다. 그러나 다른 실시예도, 예컨대 제1 개별 입자 빔(3)이 오프-축 방식으로 멀티-렌즈 어레이를 통과하는 방식으로 제1 편향기 어레이의 바로 상류나 하류에 거리를 두고 배치되는 멀티-렌즈 어레이에 의해 가능하다. 대안적으로, 멀티-빔 입자 생성기(306)는 고속 회전 정정 수단(826)을 포함할 수 있으며, 회전 정정 수단(826)은 회전 정정 수단 제어 신호에 의해 능동적으로 회전할 수 있다. 또한, 서로에 대하여 보내지는 약한 자계에 대해 2개의 자계 생성 디바이스를 서로 결합할 수 있으며, 특정 방향으로의 회전 변화를 위해서만 자계 각각을 사용할 수 있다.
도 3은, 고속 오토포커스 정정 렌즈(824)를 갖는 멀티-빔 입자 현미경(1)의 컴퓨터 시스템(10)의 제어기의 더 큰 발췌부의 개략적 예시를 도시한다. 1차 경로를 위한 제어 유닛(810)과 2차 경로를 위한 제어 유닛(830)이 예시적인 방식으로 예시되어 있다. 이 경우에, 컴퓨터 시스템(10)의 제어기는 도 3에 도시한 것들에의 구성 부분을 더 가질 수 있다. 본 발명의 관점에서, 몇몇 중요한 제어 요소를 이하에서 논의한다. 1차 경로에서 제어기(810)는 작동 지점을 설정하기 위한 제어기(811)와 고속 오토포커스를 설정하기 위한 제어기(821)를 포함한다. 이 경우, 특히, 제어기(811)는, 제1 개별 입자 빔이 제1 작동 거리에 자리한 웨이퍼 표면 상에 집속되는 방식으로, 제1 작동 거리를 갖는 제1 작동 지점에서 적어도 자기 오브젝티브 렌즈 및/또는 샘플 스테이지의 작동기를 제어하도록 집속의 정적 또는 저-주파수 맞춤을 위해 구성된다. 초점 외에, 입자 광학 이미징의 다른 파라미터, 예컨대 웨이퍼 표면 상의 입사 시 개별 입자 빔의 개별 입자 간격(피치), 이와 연결되는 배율, 격자 배치의 회전 및 웨이퍼 표면 상의 입사 시의 원하는 도착각도 또한 설정된다. 그에 따라, 작동 지점 설정(811)은 느린 오토포커스 및 추가 정정 기능을 포함한다. 설정 자체를 위해, 측정 요소(812), 조정 알고리즘(813) 및 여러 최종 제어 요소(814)를 제공한다. 이들 최종 제어 요소(814)는 특히 자기 및/또는 정전 오브젝티브 렌즈(102)와, 높이-조정 가능한 샘플 스테이지의 경우에, 선택적으로는 또한 샘플 스테이지의 작동기를 포함한다. 작동 지점을 설정하기 위한 최종 제어 요소(814)는 게다가 예컨대 필드 렌즈 시스템(307) 및 멀티-빔 입자 생성기(305)를 포함한다. 또한 제1 입자 광학 빔 경로에서 입자 광학 요소는 추가 최종 제어 요소(814)로서 동작할 수 있으며; 이들은 자기 및/또는 정전 렌즈일 수 있다. 작동 거리를 변화시키기 위한 상대적으로 긴 스트로크가 작동 지점을 설정하기 위한 수단에 의해 생성될 수 있으며; 예를 들어, 이 스트로크는 +/-300, 200, 100㎛일 수 있다. 선택된 작동 거리에의 맞춤 시간은 이 경우 상대적으로 길며; 예를 들어, 이것은 수 십 내지 수 백 밀리초의 범위에 있을 수 있다.
고속 오토포커싱을 위한 제어기(821)는 측정 요소(822)(또는, 더 일반적으로는 오토포커스 결정 요소), 오토포커스 알고리즘(823) 및 적어도 오포포커스 정정 렌즈(824)를 포함하며; 그러나 다른 정정 수단, 예컨대 앞서 기재한 텔레센트리서티 정정 수단(825), 회전 정정 수단(826) 및/또는 위치 정정 수단(827)도 제공될 수 도 있다. 초점의 고-주파수 맞춤이 고속 오토포커스를 위한 제어기(821)에 의해 가능하며, 통상 맞춤 시간은 수 ㎲의 영역에 있으며; 예를 들어, 맞춤 시간은 TA≤500㎲, 바람직하게는 TA≤100㎲ 및/또는 TA≤50㎲이다. 상대 초점 위치를 변화시키기 위한 스트로크는 통상 수 ㎛, 예컨대 +/-20㎛, +/-15㎛ 및/또는 +/-10㎛이다. 이 경우에, 예컨대, 고-주파수 맞춤을 위한 맞춤 시간(TA)은 작동 지점(811)을 설정하기 위한 제어기에 의한 저-주파수 또는 정적 맞춤을 위한 맞춤 시간(TA)보다 적어도 10배, 바람직하게는 100배 및/또는 1000배 만큼 더 짧다.
상대 초점 위치나 웨이퍼 표면의 위치에서의 변화는 또한 2차 경로에서 입자 광학 소자의 필요한 재설정이나 재조정을 수반할 수 도 있다. 그에 따라, 2차 경로를 제어하기 위한 제어기(830)는 컴퓨터 시스템(10)의 제어기의 일부이다. 2차 경로에서 제어 요소는 또한 저-주파수 또는 정적 제어 요소(831)와 고-주파수 제어 요소(841)(예컨대 제2 고속 오토포커스에 대응함)로 세분될 수 있다. 느린 작동 지점 설정은 제어기(831)에 의해 제어되며; 측정 요소(832), 예컨대 CCD 카메라, 제2 조정 알고리즘(833) 및 최종 제어 요소(834) 또는 다수의 최종 제어 요소(834)가 이를 위해 제공된다. 예를 들어, 이들 최종 제어 요소(834)는 자기 투영 렌즈(205)를 포함하며, 이 자기 투영 렌즈(205)는, 제2 개별 입자 빔(9)의 초점이 검출 유닛(209)의 검출 영역의 표면 상에 정확히 이미징되는 방식으로 제어된다. 그러나 다른 최종 제어 요소도 작동 지점을 설정하기 위해 제어기(831)에 의해 제어될 수 있다. 제어기(841)는 2차 경로에서 고속 제2 오토포커스를 제어한다: 이 경우에, 재집속이 웨이퍼 검사 동안 2차 경로에서 실행된다. 또한, 위치, 텔레센트리서티 및 회전과 같은 추가 입자 광학 파라미터가 마찬가지로 신속하게 재조정될 수 있다. 이를 위해, 제어기(841)는 측정 요소(842), 제2 오토포커스 알고리즘(843) 및 고속 투영 경로 정정 수단(844), 특히 정전 렌즈, 정전 편향기 및/또는 정전 스티그메이터를 이 실시예에서 포함한다. 예를 들어, 고속 CCD 카메라는 측정 요소(842)로서 고려되거나, 그렇지 않으면, 예컨대 2차 경로에서 교차 평면에 배치되는 콘트래스트 조리개 주변의 전류를 측정하기 위한 수단으로서 고려된다. 그러나 또한 2차 경로에서 측정 요소(842)는 필요 없을 수 있으며 대신 피드포워드 루프로 작동할 수 있다. 이때, 고속 투영 경로 정정 수단(844)에 대한 제어 신호는, 1차 경로에 대해 결정되었던 값/설정을 기초로 하여 제2 오토포커스 알고리즘(843)에 의해 결정되며, 투영 경로 정정 수단(844)이 그에 따라 제어된다. 이 경우에, 오토포커스 알고리즘(843)은 룩업 테이블을 포함할 수 있다. 또한, 2개의 기재된 변형을 서로 결합할 수 있다. 즉, 추가로 측정 요소(842)를 사용할 수 있으며, 예컨대 기준 값으로부터의 특정 측정 편차인 경우에만 2차 경로에 대한 최종 제어 요소/투영 경로 정정 수단(844)의 설정을 명확히 재결정할 수 있다.
1차 경로를 제어하기 위한 제어 요소(810)와 2차 경로를 제어하기 위한 제어 요소(830)를 갖는 컴퓨터 시스템(10)의 제어기가 이제, 또한, 제어기(810 및 830)가 서로 시간적으로 매칭되도록, 즉 그 각각의 구성 부분과 동기화되도록 셋업된다. 제어를 위해 사용되는 전자 장치는 마찬가지로 매우 고속이지만, 예컨대 각각의 이미지 필드(mFOV)에 대해, 가능한 최적인, 1차 경로에서 및 또한 2차 경로에서의 입자 광학 소자의 설정이 보증됨을 보장해야 한다. 입자 광학 소자의 고속 제어를 실현하는 것에 관한/고속 전자 장치에 관한 상세는 당업자에게 알려져 있으며, 또한 예컨대 2020년 8월 5일에 출원된 독일 특허 출원 102020209833.6에 개시되어 있으며, 이 출원의 개시는 전체적으로 본 특허 출원에서 참조로서 인용된다.
도 4는 오토포커스 정정 렌즈(824)에 의해 고속 오토포커스를 설정하기 위한 방법을 개략적으로 도시한다. 관련된 제1 작동 거리를 갖는 제1 작동 지점에서의 시스템의 (느린) 조정은 이미 자기 오브젝티브 렌즈를 조정함으로써 및/또는 샘플 스테이지에 대한 작동기를 제어함으로써 구현되었으며; 이 공정에서, 다른 파라미터(배율, 텔레센트리서티, 회전)도 작동 지점에 대한 명세에 따라 또한 이미 설정되었다.
방법 단계(S1)에서, 측정 데이터가 선택된 작동 지점(AP)에서 현재의 초점에 대해 생성된다. 작동 지점은 오브젝티브 렌즈와 웨이퍼 표면 사이의 작동 거리에 의해 적어도 규정되며; 그러나 추가 파라미터가 또한 사용되어 작동 지점을 규정할 수 있다. 그 예로, 웨이퍼 표면 상의 개별 입자 빔(3)의 상대 초점 위치, 위치 및 텔레센트리서티 또는 도착각과, 웨이퍼 표면 상의 입사 시 개별 입자 빔(3)의 격자 배치의 회전을 포함한다. 예는 이하에서 사용되고자 하지만, 본 발명에 대한 제한으로서 해석되지는 않아야 한다. 방법 단계(S2)에서, 실제 오토포커스 데이터가 측정 데이터를 기초로 하여 결정된다. 이들 측정 데이터는 앞서 기재한 측정 요소(812)를 사용하여 획득될 수 있으며, 실제 오토포커스 데이터는 조정 알고리즘(813)에 의해 이로부터 결정될 수 있다. 그에 따라, 예컨대, 실제 오토포커스 데이터가 오버-집속 또는 언더-집속이 존재하는지 여부 또는 그 크기가 어떻게 되는지를 명시한다. 그러나 또한 측정 데이터는 실제 오토포커스 데이터를 직접적으로(아이덴터티 매핑) 형성할 수 있다. 실제 오토포커스 데이터가 결정된 후, 제어 신호가 실제 오토포커스 데이터를 기초로 하여 단계(S3, S4 및 S5)에서 생성된다. 단계(S3)에서, 오토포커스 정정 렌즈 제어 신호가 실제 오토포커스 데이터를 기초로 하여 생성된다. 단계(S4)에서, 텔레센트리서티 정정 수단 제어 신호가 실제 오토포커스 데이터를 기초로 하여 생성된다. 단계(S5)에서, 회전 정정 수단 제어 신호가 실제 오토포커스 데이터를 기초로 하여 생성된다. 이 경우에, 오토포커스 정정 렌즈를 조정하는 것은 상대 초점 위치를 변경할 뿐만 아니라 보통은 개별 입자 빔의 배율(예시하지 않은 위치), 텔레센트리서티 및/또는 격자 배치의 회전도 변경한다. 제어 신호를 결정하는 범위 내에서, 직교 매트릭스 또는 반전된 감도 매트릭스(850)가 도시한 예에서 사용되며; 이로부터, 어떠한 입자 광학 소자가 어떤 절댓값에 의해 상이하게 여기되어야 하는지를 도출할 수 있어서, 입자 광학 파라미터를 상이하게 정확히 설정할 수 있다. 결과적으로, 바람직하게는, 단계(S6)에서 오토포커스 정정 렌즈의 제어, 단계(S7)에서의 텔레센트리서티 정정 수단의 제어 및 단계(S8)에서의 회전 정정 수단의 제어, 및 추가 고속 정정 수단의 선택적 제어의 동기화가 있게 된다.
이들 조정이 1차 경로에 대해 구현되게 되면, 2차 경로는 고-주파수 방식으로 업데이트된다: 이것은 도시한 예에서 피드포워드되는 반면, 피드백은 1차 경로에서 구현된다: 2차 경로에서 현재 제2 상대 오토포커스 위치(검출 평면)에 대한 제2 측정 데이터가 방법 단계(S9)에서 생성된다. 게다가 또는 그에 대한 대안으로서, 2차 경로에서 제2 개별 입자 빔의 교차부의 현재 상대 위치를 결정할 수 있다. 2차 경로에 대한 제2 실제 오토포커스 데이터는 방법 단계(S10)에서 확인된다. 게다가 또는 그에 대한 대안으로, 앞서 1차 경로의 실제 오토포커스 데이터에 이미 할당되었던 값이 또한 2차 경로에 대해서 사용될 수 있다. 투영 경로 정정 수단 제어 신호가 이때 방법 단계(S11)에서 제2 실제 오토포커스 데이터를 기초로 하여 결정된다. 여기서, 이것은 제어 신호의 세트일 수 도 있다. 바람직하게도, 2차 경로에 대한 제2 직교 매트릭스 또는 제2 반전된 감도 매트릭스(851)가 제어 신호의 생성에 사용된다. 그 후, 고속 투영 경로 정정 수단이 이 제어 신호를 사용하여 방법 단계(S12)에서 제어된다. 이것은 바람직하게는 고속 제2 오토포커스 정정 렌즈를 포함한다. 게다가, (예컨대, 2차 경로에서 중간 이미지 평면에서의 편향기 어레이의 형태인) 고속 텔레센트리서티 정정 수단 및/또는 (예컨대, 2차 경로에서 고속 텔레센트리서티 정정을 위한 편향기 어레이의 바로 상류나 하류에 있는 제2 편향기 어레이의 형태인) 고속 회전 정정 수단 및/또는 추가 고속 정정 수단, 예컨대 정전 렌즈, 정전 편향기 및/또는 정전 스티그메이터를 제어할 수 있다. 또한, 고속 콘트래스트 정정 수단을 제어할 수 있다. 예를 들어, 고속 콘트래스트 정정 수단은 예컨대 US 2019/0355544A1에 기재된 바와 같이 2차 경로의 투영 렌즈 시스템에 통합될 수 있으며, 이 출원의 개시는 전체적으로 본 출원에 참조로서 인용된다. 그 후, 이미지 필드는 단계(S12)의 설정을 사용하여 방법 단계(S13)에서 기록된다. 그 후, 작동 지점에서 현재의 초점에 대한 측정 데이터가 새로 생성될 수 있다(방법 단계(S1)). 대응 절차가, 전체 이미지 기록 공정이 완료될 때까지 실행된다.
일 예에서, 제1 또는 제2 직교 또는 반전된 감도 매트릭스(850, 851)는 제어기(811 및 831)를 사용한 조정에 따른 작동 지점 설정에 의존할 수 도 있다. 예를 들어, 초점 평면의 미세 정정에 평행한 접선 방향 또는 반경 방향 텔레센트리서티 에러에 대해 필요한 동적 정정이 수 100㎛의 장거리 초점 범위 내에서 수 ㎛의 작동 지점이나 거친 초점 설정에 의존할 수 도 있다. 이 경우에, 선택된 작동 지점에 대한 직교 또는 반전된 감도 매트릭스(850, 851)는, 다수의 직교 또는 반전된 감도 매트릭스(850, 851)가 장거리 초점 범위 내에서 상이한 초점 설정에 대해 저장되는 메모리로부터 선택된다.
도 5는, 본 발명에 따른 오토포커스 정정 렌즈(824)가 배치될 수 있는 멀티-빔 입자 현미경(1)을 통한 단면을 개략적으로 도시한다. 복수 입자 빔 시스템(1)은 먼저 입자 소스(301)를 포함한다. 도시한 예에서, 이 입자 소스(301)는 대전된 입자, 예컨대 전자를 가진 개별 입자 빔을 방출한다. 도 5에서, 입자 빔 또는 입자 광학 빔 경로가 참조 번호(3)를 갖는 점선에 의해 개략적으로 예시된다. 개별 입자 빔은 먼저 집광기 렌즈 시스템(303)을 통과하며, 후속하여 멀티-애퍼쳐 배치(305)와 충돌한다. 이 멀티-애퍼쳐 배치(305)는, 아마도 추가 입자 광학 소자를 갖고, 멀티-빔 생성기로서 역할을 한다. 멀티-애퍼쳐 배치(305)로부터 발산하는 제1 입자 빔은 필드 렌즈나 필드 렌즈 시스템(307)을 통과하며, 후속하여 빔 스위치(400)에 진입한다. 이 빔 스위치(400)는 빔 관 배치(460)를 포함하며, 이 빔 관 배치(460)는 도시한 예에서 Y자 형상 실시예와 3개의 림(limb)(461, 462 및 463)을 갖는다. 여기서, 자기 섹터(410, 420)를 홀딩하기 위한 2개의 편평한 상호연결된 구조 외에, 빔 스위치(400)는, 이 구조에 포함되거나 결합되는 자기 섹터(410 및 420)를 포함한다. 빔 스위치(400)를 통과한 후, 제1 입자 빔은, 제1 입자 빔(3)이 오브젝트(7), 이 경우 HV 구조를 갖는 반도체 웨이퍼에 입사하기 전, 스캔 편향기(500)를 통과하며, 그러자마자 입자 광학 오브젝트 렌즈(102)를 통과한다. 이 입사의 결과로서, 2차 입자, 예컨대 2차 전자가 오브젝트(7)로부터 릴리스된다. 이 2차 입자가 제2 입자 빔을 형성하며, 이들 입자 빔은 제2 입자 광학 빔 경로(9)에 할당된다. 오브젝트(7)로부터 발산한 후, 제2 입자 빔은, 이 제2 입자 빔이 빔 스위치(400)에 진입하기 전, 입자 광학 오브젝티브 렌즈(102)를 먼저 통과하며, 후속하여 스캔 편향기(500)를 통과한다. 후속하여, 제2 입자 빔(9)은 빔 스위치(400)로부터 발산하여, (훨씬 간략한 방식으로 예시한) 투영 렌즈 시스템(205)을 통과하고, 정전 요소(260)를 통과한 후, 입자 광학 검출 유닛(209)에 입사한다(이 경우, 참조번호(260)는 소위 안티-스캔을 나타내며, 이러한 안티-스캔은, 검출 유닛(209) 상에 입사 시 2차 빔(9)의 그렇지 않으면 일어날 스캐닝 움직임을 보상한다).
빔 스위치(400) 내에 자리한 것은, 도시한 예에서 빔 스위치(400) 너머로 또한 연장하는 빔 관 배치(460)이다. 빔 스위치(400) 내의 빔 경로를 제1 입자 광학 빔 경로(3)와 제2 입자 광학 빔 경로(9)로 분할하는 것은 빔 스위치(400) 내에서 자기 섹터(410, 420)의 도움으로 구현된다. 도 5에 예시한 예에서, 빔 관 배치(460)는 또한 빔 스위치(400) 외부에서 계속된다. 이 경우에, 이 빔 관 배치는 특히 입자 광학 오브젝티브 렌즈(102)로 또는 입자 광학 오브젝티브 렌즈(102)내(빔 관 연장부)로 연장한다. 빔 관 배치(460)는 입자 소스(301)의 영역에서, 멀티-애퍼쳐 배치(305)의 영역에서 및 검출기 유닛(209)의 영역에서 진공 챔버(350, 355 및 250) 내로 확장한다. 적어도 빔 스위치(400)의 영역에서, 빔 관 배치는 보통 일체형 실시예를 갖는다. 즉, 용접 지점이나 용접 이음매나 납땜 지점이나 납땜 이음매 중 어느 갓도 갖지 않는다. 빔 관 배치는 도시한 예에서 구리를 함유하며; 그러나 이것은 또한 티타늄이나 임의의 다른 원소나 임의의 다른 성분을 포함할 수 있다. 여기서, 빔 스위치(400) 내의 빔 관 배치(460)의 영역에서는 고 진공, 바람직하게는 10-5mbar 미만, 특히 10-7mbar 및/또는 10-9mbar 미만의 압력을 갖는다. 챔버(350, 355 및 250)에서, 이미 언급한 바와 같이, 진공, 바람직하게는 10-5mbar 미만, 특히 10-7mbar 및/또는 10-9mbar 미만의 각각의 압력을 갖는다.
도시한 예에서, 오브젝티브 렌즈(102)는 상부 극편(108)과 하부 극편(109)을 갖는다. 자계를 생성하기 위한 권선(110)이 2개의 극편(108 및 109) 사이에 자리한다. 여기서, 상부 극편(108) 및 하부 극편(109)은 서로로부터 전기적으로 절연된다. 도시한 예에서, 입자 광학 오브젝티브 렌즈(102)는 액침 렌즈 형태의 단일 자기 렌즈이며; 그러나 오브젝티브 렌즈나 오브젝티브 렌즈 시스템은 또한 추가 자기 렌즈나 정전 렌즈를 포함할 수 있다.
이제, 본 발명에 따른 고속 오토포커스 정정 렌즈(824)는, 다수의 구성으로 및 다수의 위치에서, 선택적으로 추가 고속 정정기와, 도 5에 도시한 멀티-빔 입자 현미경(1)에서, 통합될 수 있다. 위치에 의존하여, 고속 오토포커스 정정 렌즈(824)는 이 경우에 개별 입자 빔(3)의 초점에만 어느 정도 강하게 작용하며; 그러나 이것은 또한 개별 입자 빔(3)의 위치, 도착각 및/또는 회전과 같은 다른 입자 광학 파라미터에 작용할 수 도 있다. 추가로, 제2 또는 추가 또는 다수의 추가 오토포커스 정정 렌즈(들)는 1차 경로 및/또는 2차 경로에 통합될 수 있으며; 선택적으로, 추가 고속 정정 수단이 1차 경로 및/또는 2차 경로에 제공될 수 있다.
도 6은 고속 오토포커스 정정 렌즈(824)를 가진 본 발명의 실시예를 개략적으로 예시한다. 이 실시예에서, 오토포커스 정정 렌즈(824)는 추가 전극의 형태로 제공된다. 예를 들어, 이것은, 전압(UAF)이 인가되는, 중심 개구를 가진 단일 애퍼쳐 판으로서 구현될 수 있다. 전압의 레벨과 부호는 이 경우 고속 오토포커스를 위해 제어기(821)에 의해 제공될 수 있다. 이 예시적인 실시예는, 오토포커스 정정 렌즈가, 끝에서 두 번째 렌즈로서, 빔 경로에서 상대적으로 아래로 멀리서 실현된다는 점에서 유리하다. 결과적으로, 오직 작은 후속한 수차가 생성된다. 전압(UAF)이 절댓값 면에서 더 클수록, 기술 관점에서 전압의 신속한 변화를 실현하는 것은 더 어렵다. 도시한 예시적인 실시예는 그러므로 샘플(7)에 인가된 샘플 전압(USample)이 너무 높지 않다면, 특히 매우 적절할 수 있다.
도 7은 오토포커스 정정 렌즈(824)를 가진 본 발명의 추가 실시예를 개략적으로 예시한다. 도시한 예에서, 오토포커스 정정 렌즈(824)는 자기 오브젝티브 렌즈(102) 내에 배치된다. 여기서, 오토포커스 정정 렌즈(824)는 오브젝티브 렌즈(102)의 상부 극편(108)과 하부 극편(109) 사이에 자리한다. 이 경우에, 전압(U1)이 상부 극편(108)에 인가되며, 전압(U2)이 하부 극편(109)에 인가된다. 이들 전압은 상대적으로 높을 수 있으며, 예컨대 수 kV이다. 동일한 구성이, 오토포커스 정정 렌즈(824)에 인가될 수 있는 전압(UAF)에 또한 적용될 수 있다. 이 경우에, 또한, 오토포커스 정정 렌즈(824)는 그러므로 상대적으로 높은 전압(UAF)에서 동작할 수 있다. 그러나 상부 극편(108)이 접지 전위에 있다면, 전압(UAF)은 절대값 면에서 상대적으로 작도록 선택될 수 있다. 이 실시예에서, 또한, 오토포커스 정정 렌즈(824)는 제1 입자 광학 빔 경로에서 상대적으로 아래로 멀리 배치되며; 이것은 도시한 예에서 끝에서 두 번째 입자 광학 요소이다. 이것은 다시 한번, 가능한 후속 수차가 또한 이 실시예 변형에서 작다는 점에서 유리하다.
도 8은, 고속 오토포커스 정정 렌즈(824)를 가진 본 발명의 추가 실시예를 개략적 예시로 도시한다. 이 실시예 변형에서, 오토포커스 정정 렌즈(824)는 자기 오브젝티브 렌즈(102)의 상부 극편(108)과 빔 편향 시스템(500) 사이에 제공된다. 이것은, 전압(UAF)이 인가되는 신속하게 제어 가능한 전극이며, 이 전압의 값은 고속 오토포커스 제어기(821)에 의해 조정될 수 있다. 이 실시예 변형은, 전극(824)이 교차 평면 내에 실질적으로 배치된다는 점에서 유리하다. 이에 관한 본 발명자의 포괄적 산정에 의하면, 이 위치에서 전극(824)의 영향이 실질적으로 초점에 향한다. 위치, 도착각 및 회전과 같은 다른 입자 광학 파라미터가 실질적으로 변화하지 않고 유지된다. 게다가, 이 실시예는, 모든 개별 입자 빔에 관한 교차부에서의 효과가 동일하다는 점에서 유리하다. 이로 인해, 더 용이하게 오토포커스를 정밀하게 더 설정할 수 있다.
도 9는 오토포커스 정정 렌즈(824)를 가진 본 발명의 추가 실시예를 개략적으로 예시한다. 이 경우에, 또한, 오토포커스 정정 렌즈(824)는 고속 정전 요소나 고속 정전 렌즈로서 구현된다. 오브젝티브 렌즈(101)의 상부 극편(108)으로부터 시작하여, 빔 관 연장부(464)는 자기 오브젝티브 렌즈(101) 내로 약간 돌출한다. 이 빔 관 연장부(464)는 전체 빔 관(460)과 같이 접지 전위에 있다. 여기서, 오토포커스 정정 렌즈(824)는 빔 관 연장부(464) 내에 배치된다. 조정 가능한 전압(UAF)이 이제 제어기(821)에 의해 이 오토포커스 정정 렌즈(824)에 인가된다. 이 전압은 상대적으로 낮을 수 있다. 이 경우에, 오토포커스 정정 렌즈(824)의 예시한 위치는 교차 평면에 가깝게 자리한다. 포괄적 산정에 의하면, 오토포커스 정정 렌즈(824)를 교차부에 또는 교차부의 인근에 위치지정하면, 개별 입자 빔의 초점에 대부분 작용한다. 그러므로 위치, 도착각 및 회전과 같은 추가 입자 광학 파라미터의 맞춤은 필수적이지 않거나, 적어도 더 작다. 이로 인해, 남은 파라미터의 재조정이 더 빨라질 수 있거나, 정정 요소는 더 약한 설계를 가질 수 있다. 이점은 더 작은 후속 수차를 생성한다.
도 10은 고속 오토포커스 정정 렌즈(824)를 가진 본 발명의 추가 실시예를 개략적으로 예시한다. 도시한 예시적인 실시예에서, 오토포커스 정정 렌즈(824)는 스캔 편향기(500)에 대한 오프셋으로서 제공된다: 예시한 예에서, 스캔 편향기(500)는 상부 편향기(500a)와 하부 편향기(500b)를 포함한다. 여기서, 원칙적으로, 상부 편향기(500a)와 하부 편향기(500b)는 동일한 설계를 가질 수 있다. 예를 들어. 이들은 편향기 판 쌍으로서, 사중극 요소로서 또는 팔중극 요소로서 실현될 될 수 있다. 전압(UAF)은 이제 상부 편향기(500a)와 하부 편향기(500b) 모두에 오프셋으로서 인가된다. 다시 한 번, 대응 제어 신호가 고속 오토포커스에 대해 제어기(821)에 의해 제공된다. 이 실시예 변형은, 고속 오토포커스 정정 렌즈(824)가 다시 한번 개별 입자 빔(3)의 교차부에 가깝게 배치된다는 점에서 유리하다. 이 경우에, 또한, 오토포커스 정정 렌즈(824)의 여기는 그러므로 초점에 실질적으로 작용한다. 게다가, 이 실현은 추가 하드웨어를 필요로 하지 않는다: 전압(UAF)을 오프셋으로서 상부 편향기(500a)와 하부 편향기(500b)에 인가할 필요만 있다.
도 11은 고속 정전 오토포커스 정정 렌즈(824)를 가진 본 발명의 추가 실시예를 도시한다. 이 실시예에서, 고속 오토포커스 정정 렌즈(824)는 상부 편향기(500a)와 하부 편향기(500b) 사이에 링 전극으로서 제공된다. 이 경우에, 또한, 오토포커스 정정 렌즈(824)는 개별 입자 빔(3)의 교차부에 상대적으로 가깝게 배치되는 것도 사실이다. 그러므로 렌즈(824)는 주로 개별 입자 빔의 초점에 작용한다. 게다가, 시스템(1)의 하드웨어에의 변화는 상대적으로 용이하게 실행될 수 있다. 링 전극으로서 대신, 고속 오토포커스 정정 렌즈(824)는 또한 (도 11에 예시하지 않은) 빔 관(861) 주위에서 공기 코일로서 구현될 수 있다.
도 12는 고속 정전 오토포커스 정정 렌즈(824)를 가진 본 발명의 추가 실시예를 개략적인 예시로 도시한다. 이들 실시예에서, 빔 관(460)은, 오토포커스 정정 렌즈(824)가 제공되는 부위에서 중단된다. 전체 시스템(1)에서, 이들 위치는 상대적으로 많은 양의 공간을 제공하여, 시스템 전체에서 오토포커스 정정 렌즈(824)의 통합을 간략화한다. 구체적으로, 오토포커스 정정 렌즈(824)가 배치될 수 있는 3개의 상이한 위치가 도 12에 예시된다: 제1 예에 따라, 오토포커스 정정 렌즈(824a)가 입자 광학 빔 경로에서 빔 스위치(400) 위에 또는 자기 섹터(410) 위에 자리한다. 상이하게 표현하면, 오토포커스 정정 렌즈(824a)가 배치되는 빔 관(460)의 중단부가 (도 12에 예시하지 않은) 필드 렌즈 시스템(307)과 빔 스위치(400) 사이에 자리한다. 제2 옵션은 2개의 자기 섹터(410와 420) 사이에 빔 관(460)의 중단부를 제공하며, 이 중단부에서 오토포커스 정정 렌즈(824b)를 배치하는 것에 있다. 제3 옵션은 빔 스위치(400)와 빔 편향 시스템(500) 사이에 빔 관(460)을 배치하는 것에 있다. 빔 관(460)의 내벽의 일부는 그러므로 이들 실시예 변형에서 오토포커스 정정 렌즈(824a, 824b 및/또는 824c)에 의해 교체되거나, 빔 관(460)과 같이 접지 전위에 있지 않다.
도 13은 고속 오토포커스 정정 렌즈(824)를 가진 본 발명의 추가 실시예를 도시한다. 도 13에 예시한 예는 도 12에 예시한 예와 빔 관(460)의 중단부가 제공되지 않는 점에서 상이하다. 대신, 관 렌즈(824a, 824b 및 824c)는 각 경우에 빔 관(460)에 통합된다. 이로 인해, 시일링된 방식으로 빔 관(460)을 더 용이하게 설계할 수 있으며, 거기에 자리한 진공 또는 높은 진공을 더 용이하게 유지할 수 있다. 관 렌즈를 가진 실현 변형의 경우에, 전압(UAF)은 중심 전극에 인가된다: 상부 및 하부 전극은 바람직하게는 접지 전위에 있다. 대안적으로, 예컨대 공기 코일의 형태인 고속 자기 렌즈가 도시한 개소에서 빔 관(460) 주위에 배치될 수 있다. 빔 관(460)은 단지 소수의 권선수(k)를 가지며, 예컨대 10≤k≤500 및/또는 10≤k≤200 및/또는 10≤k≤50가 적용된다.
도 14는 고속 오토포커스 정정 렌즈(824)를 가진 본 발명의 추가 실시예를 도시하며, 빔 관(460)이 중단된다. 오토포커스 정정 렌즈(824)는 이 중단부 내에 배치된다. 여기서, 이 중단부는 필드 렌즈 시스템(307)의 자계 렌즈 내에 자리한다. 이 실시예 변형은 이용 가능한 설치 공간으로 인해 상대적으로 용이하게 실현될 수 있다. 게다가, 빔 관(460)은 접지 전위에 있으며, 오직 상대적으로 낮은 전압이, 전압(UAF)으로서, 개별 입자 빔(3)에 영향을 미치기 위해 오토포커스 정정 렌즈(824)에 인가될 필요가 있기 때문이다. 그러나 이 실시예에서, 오토포커스 정정 렌즈는 웨이퍼 표면 상의 입사 시 개별 입자 빔의 초점 및 위치 모두에 및 도착각에 작용한다. 역으로, 빔의 경사도와 또한 빔의 위치를 정정하도록 필드 렌즈(307) 내에서 위치를 사용할 수 있다.
도 15는 고속 오토포커스 정정 렌즈(824)를 가진 본 발명의 추가 실시예를 도시한다. 도 14에 예시한 실시예와 비교하여, 이것은 빔 관(460)이 중단부를 갖지 않는 그러한 경우이다. 대신, 관 렌즈가 고속 오토포커스 정정 렌즈(824)로서 빔 관(460) 내에 배치된다. 이 실시예 변형에서, 또한, 충분한 설치 공간이 이용 가능하다면 실현은 상대적으로 간단하다. 역으로, 다시 한번, 이것이 오토포커스 정정 렌즈(824)는 또한 초점 외에 개별 입자 빔(3)의 위치와 도착각에 작용하는 그러한 경우이다. 그러므로 선택적으로 오토포커스 정정 렌즈에 의해 개별 입자 빔의 경사도 및/또는 개별 입자 빔의 위치를 (또한) 정정하는 것이 유리하다.
도 16은 고속 오토포커스 정정 렌즈(824)를 가진 본 발명의 추가 실시예를 개략적 예시로 도시한다. 이 예시적 실시예에서, 오토포커스 정정 렌즈(824)는 중간 이미지 평면(325) 인근에 배치된다: 여기서, 오토포커스 정정 렌즈(824)는 이 예에서 제1 구성 부분(824a)과 제2 구성 부분(824b)을 갖는 결합된 렌즈로서 구현된다. 이들 2개의 구성 부분(824a 및 824b)이 중간 이미지 평면(325)에 관해 대칭적으로 제공된다면, 결합의 효과는, 오토포커스 정정 렌즈(824)가 중간 이미지 평면(325) 내에 바로 배치되는 경우와 동일하다. 이 실시예 변형의 장점은, 전체 시스템(1)의 추가 입자 광학 소자가 중간 이미지 평면(325) 자체에 배치될 수 있다는 점이다. 예를 들어, 중간 이미지 평면(325)에 위치지정하는 것은 제1 멀티-편향기 어레이에 대해 편리하며, 이는 이것이 본 출원의 발명의 내용에서 앞서 기재한 바와 같이 제1 개별 입자 빔에 대한 고속 텔레센트리서티 정정을 구현할 수 있기 때문이다. 그러나 오토포커스 정정 렌즈(824)는 대안적으로는 또한 1-부분 방식으로(즉, 중간 이미지 평면(325)의 인근에 구성 부분(824a)만 갖거나 구성 부분(824b)만 갖고) 구현될 수 있다. 추가 대안에서, 오토포커스 정정 렌즈(824)는 1-부분 방식으로(즉, 가능하다면 정확히 중간 이미지 평면(325) 내에서 구성 부분(824a)만 갖거나 구성 부분(824b)만 갖고) 배치될 수 있다. 이때, 오토포커스 정정 렌즈(824)는, 구성 부분(824a 및 824b)의 대칭 배치의 경우에서처럼, 통과하는 개별 입자 빔(3)의 텔레센트리서티에 상대적으로 큰 효과를 미친다.
도 17은 고속 오토포커스 정정 렌즈(824)를 가진 본 발명의 추가 실시예를 도시한다. 이 실시예에서, 고속 오토포커스 정정 렌즈(824)는 멀티-애퍼쳐 배치(305)에 통합된다. 개별 빔을 생성하는데 사용되는 멀티-애퍼쳐 판(313) 외에, 이 멀티-애퍼쳐 배치(305)는 (예컨대, 도 17에 예시하지 않은 개별 입자 빔의 개별 집속 및/또는 스티그메이션을 위한) 추가 멀티-애퍼쳐 판이나 멀티-렌즈 어레이 및/또는 멀티-편향기 어레이를 포함한다. 소위 마이크로-광학 유닛의 이 시퀀스에서, 고속 오토포커스 정정 렌즈(824)는 고속 멀티-아인젤(Einzel) 렌즈 배치의 형태로 제공될 수 있다. 이 경우에, 멀티-애퍼쳐 판(824a) 및 멀티-애퍼쳐 판(824c)은 접지 전위에 있다. 그 사이에 자리한 것은 멀티-애퍼쳐 판(824b)이며, 이 판(824b)에는, 오토포커스 정정 전압(UAF)이 제어기(821)에 의해 인가될 수 있다. 본 발명의 이 실시예의 장점은, 원칙적으로 개별 입자 빔의 위치 변화가 없으며 경사도 없다(no tilt)는 점이며; 그러나 멀티-아인젤 렌즈 배치 형태의 오토포커스 정정 렌즈(824)에서의 구면 수차와 멀티-애퍼쳐 판에서의 제조 공차가 중요할 수 도 있다. 추가로, 상대적으로 고 전압이 전압(UAF)으로서 현재 사용되어야 한다.
도 18은 2-부분 제1 오토포커스 정정 렌즈(901)를 가진 본 발명의 실시예를 개략적으로 예시한다. 여기서, 이 제1 고속 오토포커스 정정 렌즈(901)는 오브젝티브 렌즈(102)의 상부 극편(108)과 하부 극편(109) 사이에 배치된다. 구체적으로, 2-부분 제1 고속 오토포커스 정정 렌즈(901)는 빔 관 연장부(464)에 통합된다. 빔 관 연장부(464)는 전체 빔 관(460)과 같이 접지 전위에 있다. 2개의 부분(824a 및 824b)은 각각 고속 정전 렌즈로서 구현된다. 예를 들어, 이들은 빔 관 연장부(464)에서 중단부에 배치될 수 있지만 또한 각 경우에 빔 관 연장부(464) 내에 관 렌즈로서 제공될 수 있다. 이에 관해, 도 18은 단지 개략적인 예시이다. 도시한 예에서, 제1 고속 오토포커스 정정 렌즈(901)의 2개의 부분(824a 및 824b)은 상이한 작업을 수행한다: 도시한 예에서, 제1 부분(824a)은 실질적으로 오브젝트(7) 상에 입사 시, 결국 오브젝트 평면에서 초점을 고-주파수 방식으로 설정하는 역할을 한다. 정전 렌즈는 보통 통과한 개별 입자 빔(3)의 방위각 빔 파라미터에 작용하지는 않는다. 그러나 정전 렌즈, 이 경우 렌즈(824a)가 자계에 - 이 경우에, 2개의 극편(108 및 109)을 가진 자기 오브젝티브 렌즈(102) 내에 - 있다면, 불균일 자계 내의 대전 입자는 속도의 변화를 경험하며, 방위각 빔 파라미터가 렌즈 필드 내에서 변화하기 때문이다. 제1 고속 오토포커스 정정 렌즈(901)의 제2 부분(824b)은 실질적으로 이 원치 않는 효과를 보상하는 역할을 한다. 원칙적으로, 렌즈(824b)는 또한 통과하는 개별 입자 빔(3)에 집속 효과를 미친다. 그러나 방위각 편차의 보상은 2개의 부분(824a 및 824b)이 상이한 극성인 경우에 실질적으로 달성될 수 있다. 여기서, 2개의 부분(824a 및 824b)에 인가된 전압이 같은 크기이지만 반대 부호인 경우가 될 필요는 없지만, 그런 경우일 수 도 있다. 여기서 고려되어야 할 점은, 오브젝트 렌즈의 자계가 균일하지 않다는 점이다. 대체로, 제1 고속 오토포커스 정정 렌즈(901)의 2개의 부분(824a 및 824b)은, 적분(
)이 오브젝티브 렌즈(102)를 통과 시 사라지도록 설정된다. 이것은 원치 않는 방위각 효과의 보상에 대응하지만 오브젝트 평면(101)에서의 고속 재조정인 경우에 초점의 조정을 용이하게 한다.
도 19는 필드 렌즈(307)의 자계 내에서 고속 오토포커스 정정 렌즈(902)를 가진 본 발명의 추가 실시예를 개략적으로 예시한다. 이 필드 렌즈(307)는 필드 렌즈 시스템의 다수의 필드 렌즈 중 하나일 수 있다. 이 도면에서 예시한 실시예 변형은 특히, 오브젝티브 렌즈(102)의 상부 극편(108)과 하부 극편(109) 사이에 배치되는 단지 1-부분 제1 고속 오토포커스 정정 렌즈(824a 또는 901)와 결합될 수 있다. 기본적인 아이디어는 다음과 같다: 도 18과 연계하여 앞서 이미 설명한 바와 같이, 대응하는 역회전이 자계에서 방위각 빔 파라미터의 원치 않게 일어난 변화를 정정하는데 필요하다. 도 18에 관한 예시적인 실시예에서의 역회전은 동일한 자기 렌즈 내에서 제2 렌즈 부분(824b)에 의해 실현될 수 있지만, 도 19에 예시한 실시예 변형은 상이한 자기 렌즈에 제2 고속 오토포커스 정정 렌즈(902)를 제공함으로써 이 역회전을 실현한다. 도시한 예에서, 빔 관(460)은 이를 위해 중단되었고, 제2 고속 정전 오토포커스 정정 렌즈(902)가 이 중단부 내에 배치된다. 도시한 예에서, 제2 고속 오토포커스 정정 렌즈(902)는, 이미지 필드 회전의 고-주파수 정정이 있도록 각각의 작동 지점에서 웨이퍼 검사 동안 고 주파수 방식으로 제어된다. 원칙적으로, 작동은, 수 kV, 예컨대 본 발명의 이 실시예에서는 대략 5kV의 영역에서 상대적으로 높은 전압으로 실행되어야 함을 알게 되었다. 이것은 고속 전압 맞춤에 대해 상대적으로 높으며; 그러나, 이 고-전압 영역에서의 정정은 또한 적절한 엔지니어링에 의해 신속하게 실행될 수 있다.
도 20은, 멀티-빔 입자 생성기 상에 제5 고속 오토포커스 정정 렌즈(905)를 가진 본 발명의 실시예를 개략적으로 예시한다. 도시한 예시적인 실시예에서, 멀티-빔 입자 생성기는 멀티-애퍼쳐 배치(305)와 반대 전극(306)을 갖는 멀티-렌즈 어레이를 포함한다. 대체로, 반대 전극(306)에 인가되는 전압은 멀티-빔 입자 생성기의 렌즈 효과를 일으키며, 전압의 레벨에 의존하여, 개별 입자 빔(3)은 멀티-빔 입자 생성기를 통과할 때 상이한 위치에 집속된다. 여기서, Z-방향에서의 초점 평면의 상대 위치에 관한 효과는 (도 20에 예시하지 않은) 초점 평면이나 중간 이미지 평면(325) 내에서의 개별 입자 빔(3)의 피치나 배율에 관한 효과보다 상당히 작다. 멀티-빔 입자 생성기에서 전압의 변화가 이제 있다면, 이로 인해, 오브젝트 평면(101)에서의 이미징의 배율이 설정될 수 있다. 이 경우에, 제5 고속 오토포커스 정정 렌즈(905)는, 반대 전극(306)에 인가될 수 있는 오프셋 전압으로서 실현될 수 있다. 그러나 이제, 이것은 다수의 kV의 영역에서의 전압이 반대 전극(306)에 보통 인가되는 그러한 경우이다. 이 경우에 고속 변화를 구현하는 것은, 비록 이것이 가능할지라도, 대응하는 엔지니어링 어려움과 링크된다. 도 20은 그러므로, 다른 실현, 특히 추가적인 제5 고속 오토포커스 정정 렌즈(905)를 사용하는 것을 도시한다. 이 제5 고속 오토포커스 정정 렌즈(905)는, 멀티-애퍼쳐 배치(305)와 반대 전극(306) 사이에 배치되는 추가 전극으로서 실현된다. 대안적으로, 그러한 추가 전극은 반대 전극(306)의 바로 하류에 배치될 수 있다.
도 21은 복수의 고속 오토포커스 정정 렌즈(901, 903, 904, 905 및 906)를 가진 본 발명의 실시예를 개략적으로 예시한다. 고속 오토포커스 정정 렌즈(901, 903, 904, 905 및 906)에 의해, 상이한 빔 파라미터를 설정할 수 있거나 각각의 작동 지점에서나 다수의 작동 지점에서 고속 오토포커싱의 범위 내에서 일정하게 유지할 수 있다. 여기서, 여러 고속 오토포커스 정정 렌즈(901, 903, 904, 905 및 906)는 수행될 고-주파수 정정에 관해 상이한 (주요한) 작업을 갖는다. 도시한 예에서, 1-부분 제1 고속 오토포커스 정정 렌즈(824 또는 901)가 오브젝티브 렌즈(102)의 상부 극편(108)과 하부 극편(109) 사이에 배치되며, 제어기는, 각각의 작동 지점에서 웨이퍼 검사 동안 고-주파수 방식으로 제1 고속 오토포커스 정정 렌즈(901)를 제어하기 위해 웨이퍼 검사 동안 실제 오토포커스 데이터를 기초로 하여 제1 오토포커스 정정 렌즈 제어 신호를 생성하도록 구성된다. 이 렌즈(901)로 수행되는 것은 대부분 오토포커스 정정 자체이며; 나머지 고속 오토포커스 정정 렌즈(903, 904, 905, 906)는 각각의 작동 지점에서 나머지 빔 파라미터를 정정하는 역할을 할 수 있으며, 그 제어는 피드백 루프 및/또는 피드포워드 루프를 기초로 한다. 여기서 또한, 실제 오토포커스 데이터는 피드포워드 루프의 범위 내에서 사용될 수 있으며, 고속 오토포커스 정정 렌즈(903, 904, 905 및 906)의 오토포커스 정정 렌즈 제어 신호에 대한 값은 다차원 룩업 테이블에 의해 이들 실제 오토포커스 데이터를 기초로 하여 생성된다. 그러나 또한, 정정을 목적으로 추가 실제 데이터를 사용할 수 있으며, 이 실제 데이터는 예컨대 (추가 피드백을 구현하는) (예시하지 않은) 제2 입자 광학 빔 경로에서 CCD 카메라의 이미지를 평가함으로써, 또는 오브젝티브 렌즈의 최저 극편으로부터 샘플 표면의 거리를 측정하는 z-레벨 센서에 의해 생성될 수 있다.
도시한 예시적인 실시예에서, 제5 고속 오토포커스 정정 렌즈(905)는 도 20과 연계하여 또한 이미 예시한 바와 같이 멀티-빔 입자 생성기의 영역에 자리한다. 2-부분 고속 정전 오토포커스 정정 렌즈(906)가 중간 이미지 평면(325)의 영역에 자리한다. 그 구성 부분은 중간 이미지 평면(325)의 상류 및 하류에 대칭적으로 배치되며, 이 렌즈(906)는 중간 이미지 평면(325) 내에 전체적으로 배치되었던 것처럼 취급될 수 있기 때문이다. 도시한 예에서, 이 렌즈(906)는 양 또는 음의 바이어스가 제공될 수 있으며, 예컨대, 수 100V, 예컨대 -200V, -300V, -400V 등의 음의 바이어스가 제공될 수 있다. 게다가, 도시한 예는, 도시한 예에서, 실질적으로 자계가 없는 위치에서 제1 입자 광학 빔 경로에서 빔 관(460) 주위의 외부에 배치되는, 공기 코일 형태의 고속 자계 렌즈를 포함하는 제3 고속 오토포커스 정정 렌즈(903)를 예시한다. 이 조건은 중간 이미지 평면(325)을 통과한 직후 만족되며; 그러나 입자 광학 빔 경로에서 다른 위치에서 만족될 수 도 있다. 예를 들어, 제3 고속 오토포커스 정정 렌즈(903)는 개별 입자 빔의 방위각 위치의 고-주파수 정정 및 그러므로 오브젝트 평면에서 이미지 필드 회전의 정정을 실현할 수 있다.
도시한 예에서, 고속 정전 렌즈인 제4 고속 오토포커스 정정 렌즈(904)가 또한 자계 렌즈(307) 내에 배치된다. 실질적으로 오브젝트 평면(101)에서 개별 입자 빔의 반경 방향 도착각의 고-주파수 정정이 이 제4 고속 오토포커스 정정 렌즈(904)에 의해 구현될 수 있다. 그러나 제2 고속 오토포커스 정정 렌즈(902)의 경우에서처럼 대응 렌즈(904)에 의해 오브젝트 평면(101)에서 이미지 필드 회전의 고-주파수 정정을 실질적으로 실행할 수 도 있다.
앞서 언급한 고속 오토포커스 정정 렌즈(901, 903, 904, 905 및 906) 외에, 자기 렌즈를 포함하는 자계 보상 렌즈(120)가 도시한 예에서 제공되며, 자계 보상 렌즈(120)는 오브젝티브 렌즈(102)와 오브젝트 평면(101) 또는 오브젝트(7) 사이에 배치된다. 도시한 예에서, 제어기(10)는, 오브젝트 평면(101)에서 또는 오브젝트(7) 상의 입사 시의 자계가 0의 값을 갖는 방식으로, 정적 또는 저-주파수 방식으로 자계 보상 제어 신호로 자계 보상 렌즈(120)를 제어하도록 구성된다. 도시한 예에서, 자계 보상 렌즈(120)는 오브젝티브 렌즈(102)에 결합된다. 2개의 권선(110 및 121)은, 오브젝티브 렌즈(102)의 하부 극편(109)을 통해 발생하는 자속이 두 경우에 동일한 방식으로 향하도록 상이한 부호의 기술적 전류에 영향을 받는다. 그러므로 적절한 제어에 의해 제어될 수 있다. 자계 보상 렌즈(120)의 설계에 관한 추가 정보는 예컨대 WO 2007/060017A2로부터 모을 수 있으며, 이 출원의 개시는 전체적으로 본 특허 출원에서 참조로서 인용된다. 자계 보상 렌즈(120)는 제어기에 의해 정적 또는 저-주파수 방식으로 제어된다. 이것이 의미하는 점은, 오브젝트 평면에서 방위각 도착각의 설정이 고-주파수 방식으로 재-정정되지는 않는다는 점이다. 그러나 자계 보상 렌즈(120)의 정적 또는 저-주파수 제어는 절대적으로 충분함을 알게 되었다: 방위각 도착각에 관한 나머지 에러는 고-주파수 정정에 뒤따르는 반경 방향 도착각의 에러보다는 백분율 면에서 상당히 더 작다. 예를 들어, 나머지 에러는 필드 렌즈(307)에 배치되는 제4 고속 오토포커스 정정 렌즈(904)에 의해 정정될 수 있다.
매우 일반적인 용어로, 초점, 빔 위치 및 텔레센트리서티 빔 파라미터에 대한 추가 고속 오토포커스 정정 렌즈의 효과는 컬럼 내에서의 그 각각의 위치에 의존하는 것이 사실이다. 여기서, 본 발명자는 상이한 효과를 보이는 3개의 상이한 위치가 실질적으로 있음을 알게 되었다: 교차부 근처에서 초점에 관한 효과가 대부분 있다. 중간 이미지 평면 근처에서 텔레센트리서티에 관한 효과가 대부분 있다. 마이크로-광학 유닛 근처나 마이크로-광학 유닛 바로 아래에 배율에 관한 효과가 대부분 있다. 모든 다른 위치에서, 정전 렌즈는 각각의 빔 파라미터에 관한 효과의 혼합을 야기한다.
이제, 본 발명자는, 근축 근사(paraxial approximation)에서 초점, 빔 위치 및 텔레센트리서티 빔 파라미터에 관한 추가 고속 오토포커스 정정 렌즈(901, 903, 904, 905, 906)의 감도를 점검했다. 원칙적으로, 5개의 추가 요소만이 초점, 방위각 및 반경 반향 위치, 및 방위각 및 반경 방향 텔레센트리서티를 설정하는데 필요하다.
그러나 본 발명자는 5개보다 많은 추가 요소에 대해 점검을 실행하였으며, 각 경우에 수 십㎛의 초점에서 렌즈에 대한 필요한 렌즈 여기를 점검한 반면, 다른 빔 파라미터는 일정하게 유지되었다. 총, 20개보다 많은 결합의 요소와 상이한 전략이 점검되었다. 빔 경로에서의 입자 광학 소자의 가능한 배치 및 그 제어에 관한 더 심층적인 정보는 예컨대 US 2019/0355545A1으로부터 모을 수 있으며, 이 출원의 개시는 전체적으로 본 특허 출원에서 참조로서 인용된다. 고속 오토포커스 정정 렌즈의 제어를 확인하기 위해, 각각의 작동 지점에서 입자 광학 이미징의 특징을 나타내는 입자 광학 파라미터에 관한 입자 광학 소자의 작동 변화의 영향을 기재하는 반전된 감도 매트릭스가 사용되었다. 여기서, 감도 매트릭스의 컬럼 벡터는 각 컬럼에서의 한 항목에 의해 상당히 지배되는 해법이 타겟화된 방식으로 구해진다. 여기서, 일부 고속 오토포커스 정정 렌즈에 대해 컬럼 벡터에 지배적인 항목이 없음을 알게 되었으며, 이들 오토포커스 정정 렌즈의 감도가 이 지점에서 원하는 최적화 동안 매우 낮기 때문이다.
해법 공간이 복수의 가능 해법에서 매우 작음을 찾는 것은 놀라운 것이었다. 2개의 특히 유리한 해법을 확인할 수 있었다. 이들 해법 중 하나가 도 22에 예시되어 있다: 도 22는 복수의 고속 오토포커스 정정 렌즈(901, 903, 904 및 905)를 가진 본 발명의 실시예를 개략적으로 예시한다. 중간 이미지 평면(325)의 영역에서 고속 오토포커스 정정 렌즈(906)는 이 해법에서 필요하지 않다. 제1 고속 오토포커스 정정 렌즈(901 또는 824)가 상부 극편(108)과 하부 극편(109) 사이의 일부분에 제공된다. 공기 코일 형태인 고속 자기 렌즈(903)는 이 해법에서 필수이다. 게다가, 만족되어야 하는 제약은, 자계 보상 코일(120)이 샘플(7) 상의 자계를 0으로 가게 해야 한다는 점이다. 도 21에 도시한 조합에서, 고속 오토포커스 정정 렌즈(905)는 실질적으로 배율을 설정한다. 제3 고속 오토포커스 정정 렌즈(903)에 의한 이미지 필드 회전의 정정이 실질적으로 있게 된다. 제4 고속 오토포커스 정정 렌즈(904)에 의한 반경 방향 도착각의 정정이 실질적으로 있게 된다. 방위각 도착각은 명백히 맞춰지지 않는다; 그러나 그 정확도는 충분히 높고 고-주파수 정정의 경우에서도, 반경 방향 도착에 대해 획득할 수 있는 정확도보다 명백히 더 양호하다.
도 23은 복수의 고속 오토포커스 정정 렌즈(901, 904, 905 및 906)를 가진 본 발명의 추가 실시예를 개략적으로 도시한다. 도시한 예에서, 제1 고속 오토포커스 정정 렌즈(901)는 구성 부분(901a 및 901b)을 가진 2-부분 실시예를 갖는다. 보답으로, 도 21 및 도 22에서 고속 자기 렌즈의 형태로 구현되었던 제3 고속 오토포커스 정정 렌즈(903)는 필요 없게 되었다. 특히 차별화되는 해법이 또한 앞서 언급한 감도 매트릭스를 사용하여 도 23에서 도시한 셋업에 대해 구해졌다. 이 경우에, 해법 공간은 또한 매우 작다.
특히 차별화되는 해법이 도 24에 예시되어 있다. 중간 이미지 평면(325)의 영역에서 제6 고속 오토포커스 정정 렌즈(906)가 이 셋업에 대한 해법에의 상당한 기여를 공급하지 않는다. 그러므로 그 구현은 도 24에 예시한 바와 같이 또한 필요 없을 수 있다. 도시한 예에서, 집속은 제1 고속 오토포커스 정정 렌즈(901)의 제1 부분(901a)과 제2 부분(901b)에 의해 실질적으로 설정된다. 방위각 위치는, 본 특허 출원의 발명의 내용에서 앞서 기재한 바와 같이, 제1 고속 오토포커스 정 렌즈(901)의 제2 부분(901b)에 의해 실질적으로 정정된다. 제5 고속 오토포커스 정정 렌즈(905)는 반경 방향 이미지 위치의 조정(확대의 조정)을 실질적으로 용이하게 한다. 제4 고속 오토포커스 정정 렌즈는 반경 방향 도착각을 실질적으로 정정한다. 도 22에 예시한 예와 같이, 방위각 도착각의 고-주파수 정정이 없거나; 대신, 방위각 도착각은 자계 보상 렌즈(22)에 의해 정적 방식으로 및/또는 저-주파수 방식으로 이미 충분히 정밀하게 설정되거나 한번 0으로 설정거나 한다.
도 22 및 도 24에 예시한 배치의 특히 적절한 해법이 오토포커스에 대한 조정 옵션을 단일 작동 지점에서뿐만 아니라 해당하게 되는 복수의 작동 지점에서 공급함을 강조해야 한다. 게다가, 여기서 나머지 빔 파라미터를 마찬가지로 재정정하거나 이들을 일정하게 유지할 수 있어서, 본 발명에 따른 복수 입자 빔 시스템에 대한 복수의 해당 응용 옵션을 용이하게 할 수 있다.
도 25는 복수의 고속 오토포커스 정정 렌즈를 가진 멀티-빔 입자 현미경의 제어기의 발췌부의 개략적 예시를 도시한다. 이 경우에, 제어기(10)나 컴퓨터 시스템(10)에 통합되는 고속 오토포커스의 제어기(821)는 측정 요소 외에 여러 최종 제어 요소, 즉 오토포커스 결정 요소(822) 및 오토포커스 알고리즘(823)을 포함한다. 도시한 예에서, 이들 최종 제어 요소는 제1 고속 오토포커스 정정 렌즈(901 또는 824)에 의해 및 추가 고속 오토포커스 정정 렌즈(902, 903, 904, 905 및 906)에 의해 및 선택적으로 추가 고속 오토포커스 정정 렌즈에 의해 실현된다. 도 25에서 예시한 고속 오토포커스(821)의 제어기는 도 3에서 이미 예시한 바와 같이 전체 제어기(10)에 유사한 방식으로 통합될 수 있다. 그러므로 추가 상세에 관해서는 도 2 및 도 3을 참조하기 바란다.
도 26은, 추가로 높은 정밀도 조정 옵션을 갖는 고속 오토포커스 정정에 대한 작동 흐름을 개략적으로 예시한다. 제1 단계(S20)에서, 오토포커스 정정 렌즈는 예컨대 피드백 및/또는 피드포워드 루프를 기초로 하여 조정된다. 이것은 고속 오토포커스 정정 렌즈(901 내지 906)와 연계하여 앞서 이미 상세하게 기재되었다.
수차 정정 수단이 추가 단계(S21)에서 설정될 수 있다. 이들은, 예컨대 제1 입자 광학 빔 경로에 배치되는 편향기 및/또는 스티그메이터일 수 있다. 예를 들어, 각각의 구현된 고속 오토포커스 정정 렌즈(901, 902, 903, 904, 905, 906)의 상류에 고속 정전 수차 정정 수단을 배치할 수 있다. 이것은 컬럼을 통과할 때 개별 입자 빔의 경로를 고 정밀도로 일정하게 유지하는 역할을 한다. 고속 수차 정정 수단은 앞서 이미 기재한 제어기(10)에 의해 각각의 작동 지점에 대해 바람직하게는 다차원 룩업 테이블을 사용하여 및 고-주파수 방식으로 정밀하게 되도록 제어된다. 예를 들어, 수차 정정 수단은, 편향기로서 및/또는 그렇지 않으면 스티그메이터로서 동일하게 사용될 수 있는 팔중극의 형태로 실현될 수 있다.
스캐닝 파라미터는 추가 방법 단계(S22)에서 업데이트된다. 필요한 스캐닝 파라미터는 오토포커스 및 다른 빔 파라미터의 고-주파수 정정의 범위 내에서 약간 변화할 수 도 있다. 예를 들어, 이들 스캐닝 파라미터는 픽셀 크기, 회전, 스큐 및/또는 쿼드러더서티를 포함한다. 다시 한번, 이들 스캐닝 파라미터는 룩업 테이블에 의해 고-주파수 방식으로 각각의 작동 지점에 대해 정정될 수 있다.
도 27은 멀티-빔 입자 빔 시스템에서 고속 오토포커스 정정을 위한 작동 흐름을 개략적으로 도시하며, 여기서 고속 오토포커스 정정은 하이브리드 시스템으로서 구현된다. 방법 단계(S30)에 따라, 초점은 적어도 하나의 고속 오토포커스 정정 렌즈(901)에 의해 오브젝트 평면(101)에 물리적으로 설정된다. 이것은 앞서 더 상세하게 기재된 실시예 변형 중 하나로 실현될 수 있으며, 예컨대 하나의 부분에서나 많은 부분에서, 예컨대 오브젝티브 렌즈(110)의 상부 극편(108)과 하부 극편(109) 사이에서 고속 정전 렌즈로서 구현될 수 있다. 방법 단계(S31)에서, 도착각은 적어도 하나의 고속 오토포커스 정정 수단에 의해 오브젝트 평면(101)에서 물리적으로 설정된다. 이것은 하나의 고속 오토포커스 정정 렌즈 또는 다수의 고속 오토포커스 정정 렌즈(824), 예컨대 제4 고속 오토포커스 정정 렌즈(904)일 수 있다. 그에 따라, 초점 및 도착각이 물리적으로 정정되며, 적어도 초점 및 반경 방향 도착각이 고-주파수 방식으로 정정된다. 저-주파수 정정이면, 즉 선택된 작동 지점에 대해 한번이면, 방위각 도착각의 정정에 보통 충분하다.
추가 방법 단계(S32)에서, 오브젝트 평면(101)에서 이미지 필드 회전은 역회전을 신속하게 설정함으로써 스캐닝 유닛에 의해 설정된다. 추가 단계(S33)에서, 오브젝트 평면(101)에서의 배율은 마찬가지로 픽셀 크기를 신속하게 설정함으로써 스캐닝 유닛에 의해 설정된다. 이들 2개의 방법 단계(S32 및 S33)는 신속하게 용이하게 실행될 수 있으며, 그 이유는 스캔 편향기(500)가 스캐닝 유닛에 의해 용이하게 제어되기 때문이다. 선택적으로, (예시하지 않은) 쿼드러더서티 및/또는 스큐 스캐닝 파라미터의 고속 조정이 또한 있을 수 있다.
추가 방법 단계(S34)에서 이미지 변위의 순전히 계산적 보상이 있다. 이를 위해, 획득한 이미지 데이터 자체를 변화시킬 필요는 없다; 오직 그 태그(픽셀 1의 메타데이터나 위치)를 계산적으로 맞출 필요가 있다.
앞서 언급한 모든 설명은 고속 오토포커싱에 적용될 뿐만 아니라 고속 오토 스티그메이션에도 적용된다. 규정에 의해, 집속은 이 출원의 범위 내에서 스티그메이션을 또한 포함한다. 원칙적으로, 스티그메이션은 단 하나의 방향으로의 집속에 또는 상이한 방향으로의 상이한 집속과 물리적으로 같을 수 있다. 이러한 환경에서, 예컨대 아직 공개되지 않았으며 2020년 3월 20일에 출원된 출원 번호 10 2020 107 738.6를 갖는 독일 특허 출원에 기재된 고속 복수-극 렌즈를 참조해야 하며; 이 특허 출원의 개시는 전체적으로 본 특허 출원에 참조로서 인용된다.
기술적 모순이 결과로서 발생하지 않는다면, 예시한 실시예는 전체적으로 또는 부분적으로 서로 조합될 수 있다. 부수적으로, 예시한 실시예는 본 발명에 대해 제한으로서 해석되지는 않아야 한다.
본 발명에 관한 추가 예가 이하에서 나열된다. 이들 예는, 기술적 모순이 결과로서 발생하지 않는다면, 특허청구범위에서 청구된 발명의 실시예와 조합될 수 있다.
예 1: 웨이퍼 검사를 위한 복수 입자 빔 시스템으로서, 다음:
복수의 대전된 제1 개별 입자 빔의 제1 필드를 생성하도록 구성되는 멀티-빔 입자 생성기;
생성된 제1 개별 입자 빔이 제2 필드를 형성하는 입사 위치에서 웨이퍼 표면과 충돌(strike)하도록 제1 개별 입자 빔을 오브젝트 평면에서 웨이퍼 표면 상에 이미징하도록 구성되는, 제1 입자 광학 빔 경로를 갖는 제1 입자 광학 유닛;
제3 필드를 형성하는 복수의 검출 영역을 갖는 검출 시스템;
제2 필드에서의 입사 위치에서 발산한 제2 개별 입자 빔을 검출 시스템의 검출 영역의 제3 필드 상에 이미징하도록 구성되는, 제2 입자 광학 빔 경로를 갖는 제2 입자 광학 유닛;
제1 및 제2 개별 입자 빔 모두가 통과하는 자기 및/또는 정전 오브젝티브 렌즈, 특히 자기 및/또는 정전 액침(immersion) 렌즈;
멀티-빔 입자 생성기와 오브젝티브 렌즈 사이에서 제1 입자 광학 빔 경로에 배치되며, 오브젝티브 렌즈와 검출 시스템 사이에서 제2 입자 광학 빔 경로에 배치되는 빔 스위치;
웨이퍼 검사 동안 웨이퍼를 홀딩 및/또는 위치지정하기 위한 샘플 스테이지;
웨이퍼 검사 동안 실제 오토포커스 데이터를 결정하기 위해 데이터를 생성하도록 구성되는 오토포커스 결정 요소;
고속 오토포커스 정정 렌즈; 및
제어기를 포함하며,
제어기는 제1 및/또는 제2 입자 광학 빔 경로에서 입자 광학 소자를 제어하도록 구성되며,
제어기는, 제1 개별 입자 빔이 제1 작동 거리에 자리한 웨이퍼 표면 상에 집속되는 방식으로, 제1 작동 거리를 갖는 제1 작동 지점에서 적어도 오브젝티브 렌즈 및/또는 샘플 스테이지의 작동기를 제어하도록 집속의 정적 또는 저-주파수 맞춤을 위해 구성되며,
제어기는, 제1 작동 지점에서 웨이퍼 검사 동안 고속 오토포커스 정정 렌즈를 제어하기 위해 웨이퍼 검사 동안 제1 작동 지점에서의 실제 오토포커스 데이터를 기초로 하여 오토포커스 정정 렌즈 제어 신호를 생성하도록 집속의 고-주파수 맞춤을 위해 구성되는, 복수 입자 빔 시스템.
예 2: 예 1에 있어서,
고-주파수 맞춤을 위한 맞춤 시간(TA)은 저-주파수 맞춤을 위한 맞춤 시간(TA)보다 적어도 10배 만큼, 특히 적어도 100 또는 1000배 만큼 더 짧은, 복수 입자 빔 시스템.
예 3: 선행하는 예 중 어느 하나에 있어서,
저-주파수 또는 정적 맞춤을 위해 작동 거리를 설정하기 위한 스트로크는 고-주파수 맞춤을 위한 스트로크보다 적어도 5배 만큼, 특히 8 및/또는 10배 만큼 큰, 복수 입자 빔 시스템.
예 4: 선행하는 예 중 어느 하나에 있어서,
제2 작동 지점이 적어도 오브젝티브 렌즈와 웨이퍼 표면 사이의 제2 작동 거리에 의해 규정되며, 제2 작동 거리는 제1 작동 지점의 제1 작동 거리와 상이하며,
제어기는 제1 작동 지점과 제2 작동 지점 사이의 변화의 경우에 저-주파수 맞춤을 실행하며, 제1 개별 입자 빔이 제2 작동 거리에 자리한 웨이퍼 표면 상에 집속되도록 제2 작동 지점에서 적어도 자기 오브젝티브 렌즈 및/또는 샘플 스테이지의 작동기를 제어하도록 구성되는, 복수 입자 빔 시스템.
예 5: 선행하는 예에 있어서,
제어기는, 제2 작동 지점에서 웨이퍼 검사 동안 고속 오토포커스 정정 렌즈를 제어하도록 웨이퍼 검사 동안 제2 작동 지점에서 실제 오토포커스 데이터를 기초로 하여 고-주파수 맞춤을 위한 오토포커스 정정 렌즈 제어 신호를 생성하도록 구성되는, 복수 입자 빔 시스템.
예 6: 선행하는 예 중 어느 하나에 있어서,
제1 및/또는 제2 작동 지점은 오브젝트 평면에서의 제1 개별 입자 빔의 도착각에 의해 및 오브젝트 평면에서의 제1 개별 입자 빔의 격자 배치에 의해 또한 규정되며,
제어기는, 제1 및/또는 제2 작동 지점에서 고-주파수 맞춤 동안 도착각과 격자 배치를 실질적으로 일정하게 유지하도록 또한 구성되는, 복수 입자 빔 시스템.
예 7: 선행하는 예에 있어서,
제어기는, 제1 작동 지점과 제2 작동 지점 사이의 변화 동안 도착각과 격자 배치를 실질적으로 일정하게 유지하도록 구성되는, 복수 입자 빔 시스템.
예 8: 선행하는 예 중 어느 하나에 있어서,
오토포커스 정정 렌즈는 고속 정전 렌즈를 포함하는, 복수 입자 빔 시스템.
예 9: 예 8에 있어서,
오토포커스 정정 렌즈는 제1 개별 입자 빔의 교차 평면에 배치되는, 복수 입자 빔 시스템.
예 10: 예 8에 있어서,
오토포커스 정정 렌즈는 웨이퍼 표면과 자기 오브젝티브 렌즈의 하부 극편 사이에 배치되는, 복수 입자 빔 시스템.
예 11: 예 8에 있어서,
오토포커스 정정 렌즈는 자기 오브젝티브 렌즈의 상부 극편과 하부 극편 사이에 배치되는, 복수 입자 빔 시스템.
예 12: 예 8에 있어서,
오토포커스 정정 렌즈는, 상부 극편의 방향으로부터 오브젝티브 렌즈 내로 돌출하는 빔 관 연장부에 배치되는, 복수 입자 빔 시스템.
예 13: 예 8에 있어서,
게다가, 개별 입자 빔의 스캐닝 움직임에 의해 웨이퍼 표면을 래스터 스캔하도록 구성되는, 오브젝티브 렌즈와 빔 스위치 사이의 빔 편향 시스템을 포함하며,
오토포커스 정정 렌즈는 빔 편향 시스템 상에서 오프셋으로서 실현되는, 복수 입자 빔 시스템.
예 14: 예 8에 있어서,
게다가, 개별 입자 빔의 스캐닝 움직임에 의해 웨이퍼 표면을 래스터 스캔하도록 구성되는, 오브젝티브 렌즈와 빔 스위치 사이의 빔 편향 시스템을 포함하고,
빔 편향 시스템은 빔 경로의 방향으로 연속해서 배치되는 상부 편향기와 하부 편향기를 포함하며,
오토포커스 정정 렌즈는 상부 편향기와 하부 편향기 사이에 배치되는, 복수 입자 빔 시스템.
예 15: 예 8에 있어서,
게다가, 개별 입자 빔의 스캐닝 움직임에 의해 웨이퍼 표면을 래스터 스캔하도록 구성되는, 오브젝티브 렌즈와 빔 스위치 사이의 빔 편향 시스템을 포함하고,
빔 편향 시스템은 빔 경로의 방향으로 연속해서 배치되는 상부 편향기와 하부 편향기를 포함하며,
오토포커스 정정 렌즈는 하부 편향기와 자기 오브젝티브 렌즈의 상부 극편 사이에 배치되는, 복수 입자 빔 시스템.
예 16: 예 8에 있어서,
게다가, 진공일 수 있으며, 멀티-빔 입자 생성기로부터 오브젝티브 렌즈로의 제1 입자 광학 빔 경로를 실질적으로 에워싸는 빔 관을 포함하며,
빔 관은 중단부를 가지며, 오토포커스 정정 렌즈는 이 중단부에 배치되는, 복수 입자 빔 시스템.
예 17: 예 16에 있어서,
게다가, 멀티-빔 입자 생성기와 빔 스위치 사이의 제1 입자 광학 빔 경로에 배치되는 필드 렌즈 시스템을 포함하며,
오토포커스 정정 렌즈가 배치되는 빔 관의 중단부가 필드 렌즈 시스템과 빔 스위치 사이에 배치되는, 복수 입자 빔 시스템.
예 18: 예 16에 있어서,
빔 스위치는 2개의 자기 섹터를 포함하며, 오토포커스 정정 렌즈가 배치되는 빔 관의 중단부는 2개의 자기 섹터 사이의 빔 스위치의 영역에 제공되는, 복수 입자 빔 시스템.
예 19: 예 16에 있어서,
게다가, 개별 입자 빔의 스캐닝 움직임에 의해 웨이퍼 표면을 래스터 스캔하도록 구성되는, 오브젝티브 렌즈와 빔 스위치 사이의 빔 편향 시스템을 포함하며,
오토포커스 정정 렌즈가 배치되는 빔 관의 중단부는 빔 스위치와 빔 편향 시스템 사이에 제공되는, 복수 입자 빔 시스템.
예 20: 예 16에 있어서,
게다가, 멀티-빔 입자 생성기와 빔 스위치 사이의 제1 입자 광학 빔 경로에 배치되는 필드 렌즈 시스템을 포함하며,
오토포커스 정정 렌즈가 배치되는 빔 관의 중단부는 필드 렌즈 시스템의 자계 렌즈 내에 배치되는, 복수 입자 빔 시스템.
예 21: 예 8에 있어서,
게다가, 진공일 수 있으며, 멀티-빔 입자 생성기로부터 오브젝티브 렌즈로의 제1 입자 광학 빔 경로를 실질적으로 에워싸는 빔 관을 포함하며,
오토포커스 정정 렌즈는 관 렌즈로서 구현되며 빔 관 내에 배치되는, 복수 입자 빔 시스템.
예 22: 예 21에 있어서,
게다가, 멀티-빔 입자 생성기와 빔 스위치 사이의 제1 입자 광학 빔 경로에 배치되는 필드 렌즈 시스템을 포함하며,
오토포커스 정정 렌즈는 빔 관 내에서 빔 스위치와 필드 렌즈 시스템 사이에 배치되는, 복수 입자 빔 시스템.
예 23: 예 21에 있어서,
빔 스위치는 2개의 자기 섹터를 가지며, 오토포커스 정정 렌즈는 빔 관 내에서 2개의 자기 섹터 사이에 제공되는, 복수 입자 빔 시스템.
예 24: 예 21에 있어서,
게다가, 개별 입자 빔의 스캐닝 움직임에 의해 웨이퍼 표면을 래스터 스캔하도록 구성되는, 오브젝티브 렌즈와 빔 스위치 사이의 빔 편향 시스템을 포함하고,
오토포커스 정정 렌즈는 빔 관 내에서 빔 편향 시스템과 빔 스위치 사이에 제공되는, 복수 입자 빔 시스템.
예 25: 예 21에 있어서,
게다가, 멀티-빔 입자 생성기와 빔 스위치 사이의 제1 입자 광학 빔 경로에 배치되는 필드 렌즈 시스템을 포함하며,
오토포커스 정정 렌즈는 빔 관 내에서 자계 렌즈 내에 배치되는, 복수 입자 빔 시스템.
예 26: 예 1 내지 예 7 중 어느 하나에 있어서,
고속 오토포커스 렌즈는 고속 자기 렌즈, 특히 공기 코일을 포함하는, 복수 입자 빔 시스템.
예 27: 예 26에 있어서,
게다가, 진공일 수 있으며, 멀티-빔 입자 생성기로부터 오브젝티브 렌즈로의 제1 입자 광학 빔 경로를 실질적으로 에워싸는 빔 관을 포함하며,
오토포커스 정정 렌즈는 빔 관 주위의 외부에 배치되는, 복수 입자 빔 시스템.
예 28: 예 27에 있어서,
게다가, 멀티-빔 입자 생성기와 빔 스위치 사이의 제1 입자 광학 빔 경로에 배치되는 필드 렌즈 시스템을 포함하며,
고속 자기 렌즈는 빔 관 주위에서 빔 스위치와 필드 렌즈 시스템 사이에 배치되는, 복수 입자 빔 시스템.
예 29: 예 27에 있어서,
빔 스위치는 2개의 자기 섹터를 가지며, 고속 자기 렌즈가 빔 관 주위에서 2개의 자기 섹터 사이에 배치되는, 복수 입자 빔 시스템.
예 30: 예 27에 있어서,
게다가, 개별 입자 빔의 스캐닝 움직임에 의해 웨이퍼 표면을 래스터 스캔하도록 구성되는, 오브젝티브 렌즈와 빔 스위치 사이의 빔 편향 시스템을 포함하고,
고속 자기 렌즈는 빔 관 주위에서 빔 편향 시스템과 빔 스위치 사이에 배치되는, 복수 입자 빔 시스템.
예 31: 예 27에 있어서,
게다가, 개별 입자 빔의 스캐닝 움직임에 의해 웨이퍼 표면을 래스터 스캔하도록 구성되는, 오브젝티브 렌즈와 빔 스위치 사이의 빔 편향 시스템을 포함하고;
빔 편향 시스템은 빔 경로의 방향으로 연속해서 배치되는 상부 편향기와 하부 편향기를 포함하며;
고속 자기 렌즈가 빔 관 주위에서 상부 편향기와 하부 편향기 사이에 배치되는, 복수 입자 빔 시스템.
예 32: 선행하는 예 중 어느 하나에 있어서,
복수 입자 빔 시스템은, 제2 필드에서 제1 개별 입자 빔의 접선 방향 텔레센트리서티 에러를 정정하는데 실질적으로 기여하도록 구성되는 고속 텔레센트리서티 정정 수단을 더 포함하며,
제어기는, 웨이퍼 검사 동안 고속 텔레센트리서티 정정 수단을 제어하도록 실제 오토포커스 데이터를 기초로 하여 웨이퍼 검사 동안 각각의 작동 지점에서의 고-주파수 맞춤을 위해 텔레센트리서티 정정 수단 제어 신호를 생성하도록 셋업되는, 복수 입자 빔 시스템.
예 33: 예 32에 있어서,
텔레센트리서티 정정 수단은, 제1 입자 광학 빔 경로의 중간 이미지 평면에 배치되는 제1 편향기 어레이를 포함하는, 복수 입자 빔 시스템.
예 34: 선행하는 예 중 어느 하나에 있어서,
복수 입자 빔 시스템은, 제2 필드에서 제1 개별 입자 빔의 회전을 정정하는데 실질적으로 기여하도록 구성되는 고속 회전 정정 수단을 더 포함하며,
제어기는, 웨이퍼 검사 동안 고속 회전 정정 수단을 제어하도록 각각의 작동 지점에서 웨이퍼 검사 동안 실제 오토포커스 데이터를 기초로 하여 고-주파수 맞춤을 위해 회전 정정 수단 제어 신호를 생성하도록 셋업되는, 복수 입자 빔 시스템.
예 35: 선행하는 항에 있어서,
회전 정정 수단은 공기 코일을 포함하는, 복수 입자 빔 시스템.
예 36: 예 33 또는 예 34에 있어서,
회전 정정 수단은, 제1 편향기 어레이의 바로 상류나 하류에, 거리를 두고, 배치되는 제2 편향기 어레이를 포함하는, 복수 입자 빔 시스템.
예 37: 예 33 또는 예 34에 있어서,
회전 정정 수단은, 제1 편향기 어레이의 바로 상류나 하류에, 거리를 두고, 및 제1 개별 입자 빔이 오프-축 방식으로 멀티-렌즈 어레이를 통과하는 방식으로 배치되는 멀티-렌즈 어레이를 포함하는, 복수 입자 빔 시스템.
예 38: 예 34에 있어서,
멀티-빔 입자 생성기는 고속 회전 정정 수단을 포함하며, 회전 정정 수단은 회전 정정 수단 제어 신호에 의해 능동적으로 회전되는, 복수 입자 빔 시스템.
예 39: 예 34에 있어서,
고속 회전 정정 수단은 제1 약한 자계를 위한 제1 자계 생성 디바이스와 제2 약한 자계를 위한 제2 자계 생성 디바이스를 포함하며,
회전 정정 수단 제어 신호에 의해 제어기에 의해 제1 자계 생성 디바이스는 양의 회전 방향으로의 회전을 위해 단지 제어되며, 제2 자계 생성 디바이스는 음의 회전 방향으로의 회전을 위해서 단지 제어되는, 복수 입자 빔 시스템.
예 40: 예 39에 있어서,
제1 및 제2 자계는 축 방향 구성을 가지며, 제1 입자 광학 빔 경로에서 제1 개별 입자 빔의 수렴 또는 발산 펜슬(pencil)에 배치되는, 복수 입자 빔 시스템.
예 41: 선행하는 예 중 어느 하나에 있어서,
각각의 개별 입자 빔의 웨이퍼 표면 상의 원하는 도착 위치로부터의 최대 편차(deviation)는 최대 10nm, 특히 최대 5nm, 2nm, 1nm 또는 0.5nm인, 복수 입자 빔 시스템.
예 42: 선행하는 예 중 어느 하나에 있어서,
제어기는, 각각의 작동 지점에서의 입자 광학 이미징의 특징을 나타내는 입자 광학 파라미터에 관한 입자 광학 소자의 제어 변화의 영향을 기재하는 반전된 감도 매트릭스를 사용하여 실제 오토포커스 데이터를 기초로 한 오토포커스 정정 렌즈 제어 신호 및/또는 회전 정정 수단 제어 신호 및/또는 텔레센트리서티 정정 수단 제어 신호의 결정을 실행하도록 구성되는, 복수 입자 빔 시스템.
예 43: 선행하는 예 중 어느 하나에 있어서,
제어기는, 각각의 작동 거리에 자리한 웨이퍼 표면으로부터 발산하는 제2 개별 입자 빔이 제3 필드에서 검출 영역 상에 집속되는 방식으로 제2 입자 광학 빔 경로에서 입자 광학 소자를, 관련된 작동 거리를 갖는 각각의 작동 지점에서, 제어하도록 제2 입자 광학 빔 경로에서의 집속의 정적 또는 저-주파수 맞춤을 위해 구성되는, 복수 입자 빔 시스템.
예 44: 선행하는 예 중 어느 하나에 있어서,
복수 입자 빔 시스템은 고속 투영 경로 정정 수단을 더 포함하며, 상기 고속 투영 경로 정정 수단은 복수-부분 실시예를 가지며, 제3 필드의 검출 영역 상의 입사 시 제2 개별 입자 빔의 콘트래스트, 격자 배치, 도착각 및/또는 제2 개별 입자 빔의 초점의 고-주파수 맞춤을 수행하도록 구성되며,
제어기는, 고속 투영 경로 정정 수단을 제어하기 위해 각각의 작동 지점에서 웨이퍼 검사 동안 실제 오토포커스 데이터를 기초로 하여 투영 경로 제어 신호 또는 투영 경로 제어 신호 세트를 생성하도록 구성되는, 복수 입자 빔 시스템.
예 45: 선행하는 예 중 어느 하나에 있어서,
복수 입자 빔 시스템은 게다가 웨이퍼 검사 동안 2차 경로에서의 입자 광학 이미징의 특징을 나타내기 위한 투영 경로 측정 데이터를 생성하기 위해 투영 경로 측정 요소를 포함하고,
복수 입자 빔 시스템은 고속 투영 경로 정정 수단을 더 포함하며, 상기 고속 투영 경로 정정 수단은 복수-부분 실시예를 가지며, 제3 필드의 검출 영역 상의 입사 시 제2 개별 입자 빔의 콘트래스트, 격자 배치, 도착각 및/또는 제2 개별 입자 빔의 초점의 고-주파수 맞춤을 수행하도록 구성되며,
제어기는, 고속 투영 경로 정정 수단을 제어하기 위해 각각의 작동 지점에서 웨이퍼 검사 동안 투영 경로 측정 데이터를 기초로 하여 투영 경로 제어 신호 또는 투영 경로 제어 신호 세트를 생성하도록 구성되는, 복수 입자 빔 시스템.
예 46: 2개의 예 44 및 예 45 중 어느 하나에 있어서,
콘트래스트 애퍼쳐 조리개(contrast aperture stop)가 교차 평면에서 제2 입자 광학 빔 경로에 배치되고,
투영 경로 정정 수단은, 콘트래스트 애퍼쳐 조리개를 통해 입자 광학 빔 경로에 영향을 미치기 위해 적어도 하나의 정전 편향기, 적어도 하나의 정전 렌즈 및/또는 적어도 하나의 정전 스티그메이터를 갖는 고속 콘트래스트 정정 수단을 포함하며,
제어기는, 제2 개별 입자 빔의 콘트래스트가 제3 필드에서의 검출 영역 상의 입사 동안 실질적으로 일정하게 유지되는 방식으로, 콘트래스트 정정 제어 신호나 콘트래스트 정정 제어 신호 세트로 콘트래스트 정정 수단을 제어하도록 구성되는, 복수 입자 빔 시스템.
예 47: 선행하는 예 중 어느 하나에 있어서,
추가 오토포커스 정정 렌즈나 다수의 추가 고속 오토포커스 정정 렌즈를 포함하는, 복수 입자 빔 시스템.
예 48: 웨이퍼 검사를 위한 복수 입자 빔 시스템으로서, 다음:
복수의 대전된 제1 개별 입자 빔의 제1 필드를 생성하도록 구성되는 멀티-빔 입자 생성기;
생성된 제1 개별 입자 빔이 제2 필드를 형성하는 입사 위치에서 웨이퍼 표면과 충돌하도록 제1 개별 입자 빔을 오브젝트 평면에서 웨이퍼 표면 상에 이미징하도록 구성되는, 제1 입자 광학 빔 경로를 갖는 제1 입자 광학 유닛;
제3 필드를 형성하는 복수의 검출 영역을 갖는 검출 시스템;
제2 필드에서의 입사 위치에서 발산한 제2 개별 입자 빔을 검출 시스템의 검출 영역의 제3 필드 상에 이미징하도록 구성되는, 제2 입자 광학 빔 경로를 갖는 제2 입자 광학 유닛;
제1 및 제2 개별 입자 빔 모두가 통과하는 자기 및/또는 정전 오브젝티브 렌즈, 특히 자기 및/또는 정전 액침 렌즈;
멀티-빔 입자 생성기와 오브젝티브 렌즈 사이에서 제1 입자 광학 빔 경로에 배치되며, 오브젝티브 렌즈와 검출 시스템 사이에서 제2 입자 광학 빔 경로에 배치되는 빔 스위치;
웨이퍼 검사 동안 웨이퍼를 홀딩 및/또는 위치지정하기 위한 샘플 스테이지;
웨이퍼 검사 동안 실제 오토포커스 데이터를 결정하기 위해 데이터를 생성하도록 구성되는 오토포커스 결정 요소;
고속 오토포커스 정정 렌즈; 및
제어기를 포함하며,
제어기는 제1 및/또는 제2 입자 광학 빔 경로에서 입자 광학 소자를 제어하도록 구성되며,
제어기는, 제1 개별 입자 빔이 제1 작동 거리에 자리한 웨이퍼 표면 상에 집속되는 방식으로, 제1 작동 거리를 갖는 제1 작동 지점에서 적어도 자기 오브젝티브 렌즈 및/또는 샘플 스테이지의 작동기를 제어하도록 집속의 정적 또는 저-주파수 맞춤을 위해 구성되는, 복수 입자 빔 시스템.
예 49: 복수 입자 빔 시스템, 특히 예 1 내지 청구항 47 중 어느 하나에 기재된 복수 입자 빔 시스템을 동작하기 위한 방법으로서, 다음의 단계:
오브젝트 평면에서의 현재의 초점에 대한 제1 작동 지점에서의 측정 데이터를 생성하는 단계;
측정 데이터를 기초로 하여 실제 오토포커스 데이터를 결정하는 단계;
실제 오토포커스 데이터를 기초로 하여 오토포커스 정정 렌즈 제어 신호를 결정하는 단계; 및
고속 오토포커스 정정 렌즈를 제어하는 단계를 포함하며, 제1 개별 입자 빔의 도착각과 격자 배치가 제1 작동 지점에서의 오브젝트 평면 상의 입사 시 일정하게 유지되는, 방법.
예 50: 선행하는 예에 있어서,
고속 오토포커스 정정 렌즈는 정전 렌즈를 포함하는, 방법.
예 51: 예 49 및 예 50 중 어느 하나에 있어서,
고속 오토포커스 정정 렌즈는 자기 렌즈를 포함하는, 방법.
예 52: 예 49 내지 예 51 중 어느 하나에 있어서, 다음의 단계:
실제 오토포커스 데이터를 기초로 하여 텔레센트리서티 정정 제어 신호를 생성하는 단계; 및
고속 텔레센트리서티 정정 수단을 제어하는 단계를 더 포함하는, 방법.
예 53: 예 49 내지 예 52 중 어느 하나에 있어서, 다음의 단계:
실제 오토포커스 데이터를 기초로 하여 회전 정정 제어 신호를 생성하는 단계; 및
고속 회전 정정 수단을 제어하는 단계를 더 포함하는, 방법.
예 54: 예 49 내지 예 53 중 어느 하나에 있어서, 다음의 단계:
정정 또는 정정들에 사용되는 입자 광학 소자의 효과를 직교시키는(orthogonalizing) 단계를 더 포함하는, 방법.
예 55: 예 49 내지 예 54 중 어느 하나에 있어서, 다음의 단계:
2차 경로에서 입자 광학 이미징의 특징을 나타내기 위해 투영 경로 측정 데이터를 생성하는 단계;
투영 경로 측정 데이터를 기초로 하여 투영 경로 제어 신호를 결정하는 단계; 및
투영 경로 제어 신호에 의해 또는 투영 경로 제어 신호 세트에 의해, 복수-부분 실시예를 가질 수 도 있는 고속 투영 경로 정정 수단을 제어하는 단계를 더 포함하며, 검출 평면에의 입사 시의 제2 개별 입자 빔의 초점, 격자 배치 및 도착각은 제1 작동 지점에서 일정하게 유지되는, 방법.
예 56: 예 49 내지 예 55 중 어느 하나에 있어서,
콘트래스트 정정 제어 신호나 콘트래스트 정정 제어 신호 세트에 의해 고속 콘트래스트 정정 수단을 제어하며, 검출 평면에서 콘트래스트를 일정하게 유지하는, 방법.
예 57: 웨이퍼 검사를 위한 복수 입자 빔 시스템, 특히 멀티-빔 입자 현미경으로서,
오브젝트 평면에서 빔 파라미터의 고-주파수 맞춤을 위한 복수의 고속 오토포커스 정정 렌즈를 포함하는, 복수 입자 빔 시스템.
예 58: 웨이퍼 검사를 위한 복수 입자 빔 시스템, 특히 멀티-빔 입자 현미경으로서,
빔 파라미터의 고-주파수 맞춤을 위한, 특히 오브젝트 평면에서 집속을 위한 고-주파수 맞춤을 위한 적어도 2-부분 오토포커스 정정 렌즈를 포함하며, 여기서, 복수-부분 오토포커스 정정 렌즈의 부분은 입자 광학 빔 경로에서, 특히 입자 광학 빔 경로에서 바로 연속해서 공간적으로 함께 가깝게 배치되는, 복수 입자 빔 시스템.
예 59: 웨이퍼 검사를 위한 복수 입자 빔 시스템, 특히 멀티-빔 입자 현미경으로서,
오브젝트 평면에서 빔 파라미터의 고-주파수 맞춤을 위한 정확히 3개의 고속 오토포커스 정정 렌즈를 포함하며, 여기서, 오토포커스 정정 렌즈 중 하나가 복수-부분 실시예, 특히 2-부분 실시예를 갖는, 복수 입자 빔 시스템.
예 60: 웨이퍼 검사를 위한 복수 입자 빔 시스템, 특히 멀티-빔 입자 현미경으로서,
오브젝트 평면에서 빔 파라미터의 고-주파수 맞춤을 위한 정확히 4개의 고속 오토포커스 정정 렌즈를 포함하는, 복수 입자 빔 시스템.
예 61: 예 59 및 예 60 중 어느 하나에 있어서,
게다가 오브젝트 평면에서 자계를 0으로 설정하기 위한 수단을 포함하는, 복수 입자 빔 시스템.
예 62: 선행하는 예에 있어서,
이 수단은 자계 보상 렌즈를 갖는, 복수 입자 빔 시스템.
예 63: 예 61에 있어서,
이 수단은 오브젝티브 렌즈나 오브젝티브 렌즈 시스템을 포함하거나, 이들로 구성되는, 복수 입자 빔 시스템. 그에 따라, 이 예는 자계 보상 렌즈를 반드시 필요로 하는 것은 아니며, 그 이유는 오브젝티브 평면에서 자계가 순전히 오브젝티브 렌즈에 의해 충분히 정확히 0으로 설정될 수 있기 때문이다. 이것은 특히 단 하나의 작동 지점에서 웨이퍼 검사를 위한 복수 입자 빔 시스템의 동작에 관련되어 있다.
예 64: 웨이퍼 검사를 위한 복수 입자 빔 시스템, 특히 멀티-빔 입자 현미경으로서,
컬럼을 통한 통과 동안 개별 입자 빔의 경로가 매우 정밀한 범위로 일정하게 유지하기 위해 복수의 고속 정전 수차 정정 수단을 포함하는, 복수 입자 빔 시스템.
예 65: 선행하는 예에 있어서,
고속 정전 수차 정정 수단은 각 경우에 고속 오토포커스 정정 렌즈의 상류에 배치되는, 복수 입자 빔 시스템.
예 66: 웨이퍼 검사를 위한 복수 입자 빔 시스템, 특히 멀티-빔 입자 현미경으로서,
고-주파수 방식으로 스캐닝 유닛을 제어하도록 구성되는 제어기를 포함하는, 복수 입자 빔 시스템.
예 67: 선행하는 예에 있어서, 픽셀 크기, 회전, 스큐 및/또는 쿼드러터서티(quadraticity) 스캐닝 파라미터가 스캐닝 유닛을 제어함으로써 고-주파수 방식으로 정정되는, 복수 입자 빔 시스템.
예 68: 웨이퍼 검사를 위한 복수 입자 빔 시스템으로서, 다음:
복수의 대전된 제1 개별 입자 빔의 제1 필드를 생성하도록 구성되는 멀티-빔 입자 생성기;
생성된 제1 개별 입자 빔이 제2 필드를 형성하는 입사 위치에서 웨이퍼 표면과 충돌하도록 제1 개별 입자 빔을 오브젝트 평면에서 웨이퍼 표면 상에 이미징하도록 구성되는, 제1 입자 광학 빔 경로를 갖는 제1 입자 광학 유닛;
제3 필드를 형성하는 복수의 검출 영역을 갖는 검출 시스템;
제2 필드에서의 입사 위치에서 발산한 제2 개별 입자 빔을 검출 시스템의 검출 영역의 제3 필드 상에 이미징하도록 구성되는, 제2 입자 광학 빔 경로를 갖는 제2 입자 광학 유닛;
제1 및 제2 개별 입자 빔 모두가 통과하는 자기 및/또는 정전 오브젝티브 렌즈, 특히 자기 및/또는 정전 액침 렌즈;
멀티-빔 입자 생성기와 오브젝티브 렌즈 사이에서 제1 입자 광학 빔 경로에 배치되며, 오브젝티브 렌즈와 검출 시스템 사이에서 제2 입자 광학 빔 경로에 배치되는 빔 스위치;
웨이퍼 검사 동안 웨이퍼를 홀딩 및/또는 위치지정하기 위한 샘플 스테이지;
웨이퍼 검사 동안 실제 오토포커스 데이터를 결정하기 위해 데이터를 생성하도록 구성되는 오토포커스 결정 요소;
고속 정전 렌즈를 포함하고, 오브젝티브 렌즈의 상부 극편과 하부 극편 사이에 배치되며, 적어도 2-부분 제1 오토포커스 정정 렌즈를 포함하는 제1 고속 오토포커스 정정 렌즈; 및
제어기를 포함하며,
제어기는 제1 및/또는 제2 입자 광학 빔 경로에서 입자 광학 소자를 제어하도록 구성되고,
제어기는, 제1 개별 입자 빔이 제1 작동 거리에 자리한 웨이퍼 표면 상에 집속되는 방식으로, 제1 작동 거리를 갖는 제1 작동 지점에서 적어도 오브젝티브 렌즈 및/또는 샘플 스테이지의 작동기를 제어하도록 집속의 정적 또는 저-주파수 맞춤을 위해 구성되며,
제어기는, 제1 작동 지점에서 웨이퍼 검사 동안 제1 고속 오토포커스 정정 렌즈를 제어하기 위해 웨이퍼 검사 동안 제1 작동 지점에서 실제 오토포커스 데이터를 기초로 하여 제1 오토포커스 정정 렌즈 제어 신호를 생성하도록 집속의 고-주파수 맞춤을 위해 구성되는, 복수 입자 빔 시스템.
예 69: 선행하는 예에 있어서,
제1 고속 오토포커스 정정 렌즈는, 상부 극편의 방향으로부터 오브젝티브 렌즈로 돌출하는 빔 관 연장부에 통합되는, 복수 입자 빔 시스템.
예 70: 선행하는 예에 있어서,
빔 관 연장부는 2개의 중단부를 가지며,
2-부분 제1 고속 오토포커스 정정 렌즈의 하나의 부분이 2개의 중단부 각각에 배치되는, 복수 입자 빔 시스템.
예 71: 예 69에 있어서,
2-부분 제1 오토포커스 정정 렌즈의 2개의 부분은 각각 관 렌즈로서 구현되며 빔 관 연장부 내에 배치되는, 복수 입자 빔 시스템.
예 72: 예 68 내지 예 71 중 어느 하나에 있어서,
제어기는, 오토포커스 정정 렌즈 제어 신호에 의해 동일 또는 반대 부호의 전압으로 제1 오토포커스 정정 렌즈의 2개의 부분을 제어하도록 구성되는, 복수 입자 빔 시스템.
예 73: 선행하는 예에 있어서,
이미지 필드 회전의 고-주파수 정정이, 제1 오토포커스 정정 렌즈의 2개의 부분의 제어에 의해 집속의 고-주파수 맞춤으로 실질적으로 추가로 구현되는, 복수 입자 빔 시스템.
예 74: 웨이퍼 검사를 위한 복수 입자 빔 시스템으로서, 다음:
복수의 대전된 제1 개별 입자 빔의 제1 필드를 생성하도록 구성되는 멀티-빔 입자 생성기;
생성된 제1 개별 입자 빔이 제2 필드를 형성하는 입사 위치에서 웨이퍼 표면과 충돌하도록 제1 개별 입자 빔을 오브젝트 평면에서 웨이퍼 표면 상에 이미징하도록 구성되는, 제1 입자 광학 빔 경로를 갖는 제1 입자 광학 유닛;
제3 필드를 형성하는 복수의 검출 영역을 갖는 검출 시스템;
제2 필드에서의 입사 위치에서 발산한 제2 개별 입자 빔을 검출 시스템의 검출 영역의 제3 필드 상에 이미징하도록 구성되는, 제2 입자 광학 빔 경로를 갖는 제2 입자 광학 유닛;
제1 및 제2 개별 입자 빔 모두가 통과하는 자기 및/또는 정전 오브젝티브 렌즈, 특히 자기 및/또는 정전 액침 렌즈;
멀티-빔 입자 생성기와 오브젝티브 렌즈 사이에서 제1 입자 광학 빔 경로에 배치되며, 오브젝티브 렌즈와 검출 시스템 사이에서 제2 입자 광학 빔 경로에 배치되는 빔 스위치;
멀티-빔 입자 생성기와 빔 스위치 사이의 제1 입자 광학 빔 경로에 배치되는, 적어도 하나의 자계 렌즈를 갖는 필드 렌즈 시스템;
웨이퍼 검사 동안 웨이퍼를 홀딩 및/또는 위치지정하기 위한 샘플 스테이지;
웨이퍼 검사 동안 실제 오토포커스 데이터를 결정하기 위해 데이터를 생성하도록 구성되는 오토포커스 결정 요소;
고속 정전 렌즈를 포함하고, 자기 오브젝티브 렌즈의 상부 극편과 하부 극편 사이에 배치되는 제1 고속 오토포커스 정정 렌즈;
고속 정전 렌즈를 포함하고, 필드 렌즈 시스템의 자계 내에 배치되는 제2 고속 오토포커스 정정 렌즈; 및
제어기를 포함하며,
제어기는 제1 및/또는 제2 입자 광학 빔 경로에서 입자 광학 소자를 제어하도록 구성되고,
제어기는, 제1 개별 입자 빔이 제1 작동 거리에 자리한 웨이퍼 표면 상에 집속되는 방식으로, 제1 작동 거리를 갖는 제1 작동 지점에서 적어도 오브젝티브 렌즈 및/또는 샘플 스테이지의 작동기를 제어하도록 집속의 정적 또는 저-주파수 맞춤을 위해 구성되고,
제어기는, 제1 작동 지점에서 웨이퍼 검사 동안 제1 고속 오토포커스 정정 렌즈를 제어하기 위해 웨이퍼 검사 동안 제1 작동 지점에서 실제 오토포커스 데이터를 기초로 하여 제1 오토포커스 정정 렌즈 제어 신호를 생성하도록 집속의 고-주파수 맞춤을 위해 구성되며,
제어기는, 작동 지점에서 웨이퍼 검사 동안 고-주파수 방식으로 제2 고속 오토포커스 정정 렌즈를 제어하기 위해 웨이퍼 검사 동안 실제 오토포커스 데이터를 기초로 하여 제2 오토포커스 정정 렌즈 제어 신호를 생성하도록 구성되는, 복수 입자 빔 시스템.
예 75: 선행하는 예에 있어서,
실질적으로 이미지 필드 회전의 고-주파수 정정은 제2 고속 오토포커스 정정 렌즈를 제어함으로써 구현되는, 복수 입자 빔 시스템.
예 76: 웨이퍼 검사를 위한 복수 입자 빔 시스템으로서, 다음:
복수의 대전된 제1 개별 입자 빔의 제1 필드를 생성하도록 구성되는 멀티-빔 입자 생성기;
생성된 제1 개별 입자 빔이 제2 필드를 형성하는 입사 위치에서 웨이퍼 표면과 충돌하도록 제1 개별 입자 빔을 오브젝트 평면에서 웨이퍼 표면 상에 이미징하도록 구성되는, 제1 입자 광학 빔 경로를 갖는 제1 입자 광학 유닛;
제3 필드를 형성하는 복수의 검출 영역을 갖는 검출 시스템;
제2 필드에서의 입사 위치에서 발산한 제2 개별 입자 빔을 검출 시스템의 검출 영역의 제3 필드 상에 이미징하도록 구성되는, 제2 입자 광학 빔 경로를 갖는 제2 입자 광학 유닛;
제1 및 제2 개별 입자 빔 모두가 통과하는 자기 및/또는 정전 오브젝티브 렌즈, 특히 자기 및/또는 정전 액침 렌즈;
멀티-빔 입자 생성기와 오브젝티브 렌즈 사이에서 제1 입자 광학 빔 경로에 배치되며, 오브젝티브 렌즈와 검출 시스템 사이에서 제2 입자 광학 빔 경로에 배치되는 빔 스위치;
진공일 수 있으며, 멀티-빔 입자 생성기로부터 오브젝티브 렌즈로의 제1 입자 광학 빔 경로를 실질적으로 에워싸는 빔 관;
웨이퍼 검사 동안 웨이퍼를 홀딩 및/또는 위치지정하기 위한 샘플 스테이지;
웨이퍼 검사 동안 실제 오토포커스 데이터를 결정하기 위해 데이터를 생성하도록 구성되는 오토포커스 결정 요소;
고속 정전 렌즈를 포함하고, 자기 오브젝티브 렌즈의 상부 극편과 하부 극편 사이에 배치되는 제1 고속 오토포커스 정정 렌즈;
고속 자기 렌즈, 특히 공기 코일을 포함하고, 제1 입자 광학 빔 경로에서 빔 관 주위의 외부에 배치되며, 실질적으로 자계가 없는 위치에 배치되는 제3 고속 오토포커스 정정 렌즈; 및
제어기를 포함하며,
제어기는 제1 및/또는 제2 입자 광학 빔 경로에서 입자 광학 소자를 제어하도록 구성되고,
제어기는, 제1 개별 입자 빔이 제1 작동 거리에 자리한 웨이퍼 표면 상에 집속되는 방식으로, 제1 작동 거리를 갖는 제1 작동 지점에서 적어도 오브젝티브 렌즈 및/또는 샘플 스테이지의 작동기를 제어하도록 집속의 정적 또는 저-주파수 맞춤을 위해 구성되고,
제어기는, 제1 작동 지점에서 웨이퍼 검사 동안 제1 고속 오토포커스 정정 렌즈를 제어하기 위해 웨이퍼 검사 동안 제1 작동 지점에서 실제 오토포커스 데이터를 기초로 하여 제1 오토포커스 정정 렌즈 제어 신호를 생성하도록 집속의 고-주파수 맞춤을 위해 구성되며,
제어기는, 각각의 작동 지점에서 웨이퍼 검사 동안 고-주파수 방식으로 제3 고속 오토포커스 정정 렌즈를 제어하기 위해 웨이퍼 검사 동안 실제 오토포커스 데이터를 기초로 하여 제3 오토포커스 정정 렌즈 제어 신호를 생성하도록 구성되는, 복수 입자 빔 시스템.
예 77: 선행하는 예에 있어서,
제1 입자 광학 빔 경로는 중간 이미지 평면을 가지며,
제3 고속 오토포커스 정정 렌즈는 입자 광학 빔 경로의 방향으로 이 중간 이미지 평면의 바로 하류에 배치되는, 복수 입자 빔 시스템.
예 78: 예 76 및 예 77 중 어느 하나에 있어서,
실질적으로 오브젝트 평면에서 개별 입자 빔의 방위각 위치의 고-주파수 정정이 제3 고속 오토포커스 정정 렌즈를 제어함으로써 구현되는, 복수 입자 빔 시스템.
예 79: 선행하는 예 68 내지 예 78 중 어느 하나에 있어서, 다음:
고속 정전 렌즈를 포함하는 제4 고속 오토포커스 정정 렌즈를 더 포함하고,
제4 고속 오토포커스 정정 렌즈는 필드 렌즈 시스템의 자계 내에 배치되며,
제어기는, 각각의 작동 지점에서 웨이퍼 검사 동안 고-주파수 방식으로 제4 고속 오토포커스 정정 렌즈를 제어하기 위해 웨이퍼 검사 동안 실제 오토포커스 데이터를 기초로 하여 제4 오토포커스 정정 렌즈 제어 신호를 생성하도록 구성되는, 복수 입자 빔 시스템.
예 80: 선행하는 예에 있어서,
실질적으로 오브젝트 평면에서 개별 입자 빔의 반경 방향 도착각의 고-주파수 정정이 제4 고속 오토포커스 정정 렌즈를 제어함으로써 구현되는, 복수 입자 빔 시스템.
예 81: 선행하는 예 68 내지 예 80 중 어느 하나에 있어서, 다음:
고속 정전 렌즈를 포함하는 제5 고속 오토포커스 정정 렌즈를 더 포함하고,
제5 고속 오토포커스 정정 렌즈는 멀티-빔 입자 생성기에 배치되며;
제어기는, 각각의 작동 지점에서 웨이퍼 검사 동안 고-주파수 방식으로 제5 고속 오토포커스 정정 렌즈를 제어하기 위해 웨이퍼 검사 동안 실제 오토포커스 데이터를 기초로 하여 제5 오토포커스 정정 렌즈 제어 신호를 생성하도록 구성되는, 복수 입자 빔 시스템.
예 82: 선행하는 예에 있어서,
멀티-빔 입자 생성기는 멀티-애퍼쳐 판과 반대 전극을 가진 멀티-렌즈 어레이를 포함하며, 제5 고속 오토포커스 정정 렌즈는, 반대 전극에 인가될 수 있는 오프셋 전압으로서 실현되는, 복수 입자 빔 시스템.
예 83: 예 81에 있어서,
멀티-빔 입자 생성기는 멀티-애퍼쳐 판과 반대 전극을 가진 멀티-렌즈 어레이를 포함하며, 제5 고속 오토포커스 정정 렌즈는, 멀티-애퍼쳐 판과 반대 전극 사이에 배치되거나 입자 광학 빔 경로에 관해 반대 전극의 바로 하류에 배치되는 추가 전극으로서 실현되는, 복수 입자 빔 시스템.
예 84: 예 81 내지 예 83 중 어느 하나에 있어서,
실질적으로 오브젝트 평면에서 개별 입자 빔의 반경 방향 위치의 고-주파수 정정이 제5 고속 오토포커스 정정 렌즈를 제어함으로써 구현되는, 복수 입자 빔 시스템.
예 85: 선행하는 예 68 내지 예 84 중 어느 하나에 있어서, 다음:
고속 정전 렌즈를 포함하는 제6 고속 오토포커스 정정 렌즈를 더 포함하고,
제6 고속 오토포커스 정정 렌즈는 2-부분 렌즈로서 중간 이미지 평면의 인근에 구현되며, 입자 광학 빔 경로의 방향에서 볼 때, 2-부분 렌즈의 제1 부분은 중간 이미지 평면의 상류에 배치되고, 2-부분 렌즈의 제2 부분은 중간 이미지 평면의 하류에 배치되며,
제어기는, 각각의 작동 지점에서 웨이퍼 검사 동안 고-주파수 방식으로 제6 고속 오토포커스 정정 렌즈를 제어하기 위해 웨이퍼 검사 동안 실제 오토포커스 데이터를 기초로 하여 제6 오토포커스 정정 렌즈 제어 신호를 생성하도록 구성되는, 복수 입자 빔 시스템.
예 86: 선행하는 예에 있어서,
제6 고속 오토포커스 정정 렌즈는 바이어스로서 제공되는, 복수 입자 빔 시스템.
예 87: 선행하는 예 68 내지 예 86 중 어느 하나에 있어서, 다음:
자기 렌즈를 포함하는 자계 보상 렌즈를 더 포함하고,
자계 보상 렌즈는 오브젝티브 렌즈와 오브젝트 평면 사이에 배치되며,
제어기는, 오브젝트 평면에서의 자계가 0의 값을 갖는 방식으로, 정적 또는 저-주파수 방식으로 자계 보상 제어 신호로 자계 보상 렌즈를 제어하도록 구성되는, 복수 입자 빔 시스템.
예 88: 선행하는 예에 있어서,
자계 보상 렌즈는 오브젝티브 렌즈에 결합되는, 복수 입자 빔 시스템.
예 89: 웨이퍼 검사를 위한 복수 입자 빔 시스템으로서,
복수의 대전된 제1 개별 입자 빔의 제1 필드를 생성하도록 구성되는 멀티-빔 입자 생성기;
생성된 제1 개별 입자 빔이 제2 필드를 형성하는 입사 위치에서 웨이퍼 표면과 충돌하도록 제1 개별 입자 빔을 오브젝트 평면에서 웨이퍼 표면 상에 이미징하도록 구성되는, 제1 입자 광학 빔 경로를 갖는 제1 입자 광학 유닛;
제3 필드를 형성하는 복수의 검출 영역을 갖는 검출 시스템;
제2 필드에서의 입사 위치에서 발산한 제2 개별 입자 빔을 검출 시스템의 검출 영역의 제3 필드 상에 이미징하도록 구성되는, 제2 입자 광학 빔 경로를 갖는 제2 입자 광학 유닛;
제1 및 제2 개별 입자 빔 모두가 통과하는 자기 및/또는 정전 오브젝티브 렌즈, 특히 자기 및/또는 정전 액침 렌즈;
멀티-빔 입자 생성기와 오브젝티브 렌즈 사이에서 제1 입자 광학 빔 경로에 배치되며, 오브젝티브 렌즈와 검출 시스템 사이에서 제2 입자 광학 빔 경로에 배치되는 빔 스위치;
멀티-빔 입자 생성기와 빔 스위치 사이에서 제1 입자 광학 빔 경로에 배치되는, 적어도 하나의 자계 렌즈를 가진 필드 렌즈 시스템;
웨이퍼 검사 동안 웨이퍼를 홀딩 및/또는 위치지정하기 위한 샘플 스테이지;
웨이퍼 검사 동안 실제 오토포커스 데이터를 결정하기 위해 데이터를 생성하도록 구성되는 오토포커스 결정 요소;
고속 정전 렌즈를 포함하고, 오브젝티브 렌즈의 상부 극편과 하부 극편 사이에 배치되며, 적어도 2-부분의 제1 오토포커스 정정 렌즈를 포함하는 제1 고속 오토포커스 정정 렌즈;
필드 렌즈 시스템의 자기 렌즈의 자계 내에 배치되는 고속 정전 렌즈를 포함하는 제4 고속 오토포커스 정정 렌즈;
멀티-빔 입자 생성기에 배치되는 제5 고속 오토포커스 정정 렌즈;
자기 렌즈를 포함하며, 오브젝티브 렌즈와 오브젝트 평면 사이에 배치되는 자계 보상 렌즈; 및
제어기를 포함하며,
제어기는 제1 및/또는 제2 입자 광학 빔 경로에서 입자 광학 소자를 제어하도록 구성되고,
제어기는, 제1 개별 입자 빔이 제1 작동 거리에 자리한 웨이퍼 표면 상에 집속되는 방식으로, 제1 작동 거리를 갖는 제1 작동 지점에서 적어도 오브젝티브 렌즈 및/또는 샘플 스테이지의 작동기를 제어하도록 집속의 정적 또는 저-주파수 맞춤을 위해 구성되고,
제어기는, 오브젝트 평면에서의 자계가 0의 값을 갖는 방식으로, 정적 또는 저-주파수 방식으로 자계 보상 제어 신호로 자계 보상 렌즈를 제어하도록 구성되고;
제어기는, 각각의 작동 지점에서 웨이퍼 검사 동안 고-주파수 방식으로 상이한 부호의 제1 오토포커스 정정 렌즈 제어 신호에 의해 적어도 2-부분 고속 오토포커스 정정 렌즈를 제어하기 위해 웨이퍼 검사 동안 실제 오토포커스 데이터를 기초로 하여 제1 오토포커스 정정 렌즈 제어 신호를 생성하도록 구성되고;
제어기는, 각각의 작동 지점에서 웨이퍼 검사 동안 고-주파수 방식으로 제4 고속 오토포커스 정정 렌즈를 제어하기 위해 웨이퍼 검사 동안 실제 오토포커스 데이터를 기초로 하여 제4 오토포커스 정정 렌즈 제어 신호를 생성하도록 구성되며;
제어기는, 각각의 작동 지점에서 웨이퍼 검사 동안 고-주파수 방식으로 제5 고속 오토포커스 정정 렌즈를 제어하기 위해 웨이퍼 검사 동안 실제 오토포커스 데이터를 기초로 하여 제5 오토포커스 정정 렌즈 제어 신호를 생성하도록 구성되는, 복수 입자 빔 시스템.
예 90: 웨이퍼 검사를 위한 복수 입자 빔 시스템으로서,
복수의 대전된 제1 개별 입자 빔의 제1 필드를 생성하도록 구성되는 멀티-빔 입자 생성기;
생성된 제1 개별 입자 빔이 제2 필드를 형성하는 입사 위치에서 웨이퍼 표면과 충돌하도록 제1 개별 입자 빔을 오브젝트 평면에서 웨이퍼 표면 상에 이미징하도록 구성되는, 제1 입자 광학 빔 경로를 갖는 제1 입자 광학 유닛;
제3 필드를 형성하는 복수의 검출 영역을 갖는 검출 시스템;
제2 필드에서의 입사 위치에서 발산한 제2 개별 입자 빔을 검출 시스템의 검출 영역의 제3 필드 상에 이미징하도록 구성되는, 제2 입자 광학 빔 경로를 갖는 제2 입자 광학 유닛;
제1 및 제2 개별 입자 빔 모두가 통과하는 자기 및/또는 정전 오브젝티브 렌즈, 특히 자기 및/또는 정전 액침 렌즈;
멀티-빔 입자 생성기와 오브젝티브 렌즈 사이에서 제1 입자 광학 빔 경로에 배치되며, 오브젝티브 렌즈와 검출 시스템 사이에서 제2 입자 광학 빔 경로에 배치되는 빔 스위치;
멀티-빔 입자 생성기와 빔 스위치 사이에서 제1 입자 광학 빔 경로에 배치되는, 적어도 하나의 자계 렌즈를 가진 필드 렌즈 시스템;
진공일 수 있으며, 멀티-빔 입자 생성기로부터 오브젝티브 렌즈로의 제1 입자 광학 빔 경로를 실질적으로 에워싸는 빔 관;
웨이퍼 검사 동안 웨이퍼를 홀딩 및/또는 위치지정하기 위한 샘플 스테이지;
웨이퍼 검사 동안 실제 오토포커스 데이터를 결정하기 위해 데이터를 생성하도록 구성되는 오토포커스 결정 요소;
특히 1-부분 고속 정전 렌즈를 포함하며, 오브젝티브 렌즈의 상부 극편과 하부 극편 사이에 배치되는 제1 고속 오토포커스 정정 렌즈;
고속 자기 렌즈, 특히 공기 코일을 포함하고, 제1 입자 광학 빔 경로에서 빔 관 주위의 외부에 배치되며, 실질적으로 자계가 없는(field-free) 위치에 배치되는 제3 고속 오토포커스 정정 렌즈
필드 렌즈 시스템의 자기 렌즈의 자계 내에 배치되는 고속 정전 렌즈를 포함하는 제4 고속 오토포커스 정정 렌즈;
멀티-빔 입자 생성기에 배치되는 제5 고속 오토포커스 정정 렌즈;
자기 렌즈를 포함하며, 오브젝티브 렌즈와 오브젝트 평면 사이에 배치되는 자계 보상 렌즈; 및
제어기를 포함하며,
제어기는 제1 및/또는 제2 입자 광학 빔 경로에서 입자 광학 소자를 제어하도록 구성되고,
제어기는, 제1 개별 입자 빔이 제1 작동 거리에 자리한 웨이퍼 표면 상에 집속되는 방식으로, 제1 작동 거리를 갖는 제1 작동 지점에서 적어도 오브젝티브 렌즈 및/또는 샘플 스테이지의 작동기를 제어하도록 집속의 정적 또는 저-주파수 맞춤을 위해 구성되고,
제어기는, 오브젝트 평면에서의 자계가 0의 값을 갖는 방식으로, 정적 또는 저-주파수 방식으로 자계 보상 제어 신호로 자계 보상 렌즈를 제어하도록 구성되고;
제어기는, 각각의 작동 지점에서 웨이퍼 검사 동안 고-주파수 방식으로 제1 오토포커스 정정 렌즈 제어 신호에 의해 제1 고속 오토포커스 정정 렌즈를 제어하기 위해 웨이퍼 검사 동안 실제 오토포커스 데이터를 기초로 하여 제1 오토포커스 정정 렌즈 제어 신호를 생성하도록 구성되고;
제어기는, 각각의 작동 지점에서 웨이퍼 검사 동안 고-주파수 방식으로 제3 고속 오토포커스 정정 렌즈를 제어하기 위해 웨이퍼 검사 동안 실제 오토포커스 데이터를 기초로 하여 제3 오토포커스 정정 렌즈 제어 신호를 생성하도록 구성되고;
제어기는, 각각의 작동 지점에서 웨이퍼 검사 동안 고-주파수 방식으로 제4 고속 오토포커스 정정 렌즈를 제어하기 위해 웨이퍼 검사 동안 실제 오토포커스 데이터를 기초로 하여 제4 오토포커스 정정 렌즈 제어 신호를 생성하도록 구성되며;
제어기는, 각각의 작동 지점에서 웨이퍼 검사 동안 고-주파수 방식으로 제5 고속 오토포커스 정정 렌즈를 제어하기 위해 웨이퍼 검사 동안 실제 오토포커스 데이터를 기초로 하여 제5 오토포커스 정정 렌즈 제어 신호를 생성하도록 구성되는, 복수 입자 빔 시스템.
예 91: 예 89 및 예 90에 있어서,
복수 입자 빔 시스템은, 고-주파수 정정에 의해 오브젝트 평면에서의 초점, 도착각 및 격자 배치 빔 파라미터를 일정하게 유지하도록 구성되는, 복수 입자 빔 시스템.
예 92: 선행하는 예 68 내지 예 91 중 어느 하나에 있어서,
제어기는, 각각의 작동 지점에서 입자 광학 이미징의 특징을 나타내는 입자 광학 파라미터에 관한 입자 광학 소자의 제어 변화의 영향을 기재하는 반전된 감도 매트릭스를 사용하여 실제 오토포커스 데이터를 기초로 한 정정 렌즈 제어 신호의 결정을 실행하도록 구성되는, 복수 입자 빔 시스템.
예 93: 선행하는 예 68 내지 예 92 중 어느 하나에 있어서,
제어기는, 다차원 룩업 테이블을 사용하여 오토포커스 정정 렌즈 제어 신호를 결정하도록 구성되는, 복수 입자 빔 시스템.
예 94: 선행하는 예 68 내지 예 93 중 어느 하나에 있어서, 다음:
제2 입자 광학 빔 경로에서의 설정은 달리 변화하지 않고, 제1 입자 광학 빔 경로에서 적어도 하나의 자기 렌즈의 제어에서 저-주파수 변화에 뒤이어, 특히 작동 거리에서의 변화에 뒤이어 오브젝트 평면에서의 입자 광학 이미징의 특징을 나타내기 위한 히스테리시스 정정 측정 데이터를 생성하기 위해 제2 입자 광학 빔 경로에서 히스테리시스 정정 측정 요소를 더 포함하며,
제어기는, 각각의 작동 지점에서 고-주파수 방식으로 적어도 하나의 오토포커스 정정 렌즈 제어 신호를 정정하기 위해 웨이퍼 검사 동안 히스테리시스 제어 측정 데이터를 기초로 하여 히스테리시스 정정 제어 신호를 생성하도록 구성되는, 복수 입자 빔 시스템.
예 95: 선행하는 예에 있어서,
히스테리시스 정정 측정 요소는 제2 입자 광학 빔 경로에서 CCD 카메라를 포함하는, 복수 입자 빔 시스템.
예 96: 예 94 또는 예 95에 있어서,
히스테리시스 정정 제어 신호는 오브젝트 평면에서의 반경 방향 위치 및/또는 방위각 위치 빔 파라미터의 정정을 실현하는, 복수 입자 빔 시스템.
예 97: 선행하는 예 68 내지 예 96 중 어느 하나에 있어서, 다음:
고속 오토포커스 정정 렌즈의 상류, 특히 각각의 구현된 고속 오토포커스 정정 렌즈의 상류의 입자 광학 빔 경로에 배치되며, 컬럼을 통한 통과 동안 개별 입자 빔의 경로를 매우 정밀한 방식으로 일정하게 유지하도록 셋업되는 적어도 하나의 고속 정전 수차 정정 수단을 더 포함하며,
제어기는, 고-주파수 방식으로 각각의 작동 지점에서 상기 하나의 고속 수차 정정 수단이나 상기 고속 수차 정정 수단을 제어하기 위해 웨이퍼 검사 동안 수차 정정 제어 신호를 생성하도록 구성되는, 복수 입자 빔 시스템.
예 98: 선행하는 항에 있어서,
수차 정정 수단은 팔중극 형태의 전극 배치를 포함하는, 복수 입자 빔 시스템.
예 99: 선행하는 예 68 내지 예 98 중 어느 하나에 있어서, 다음:
고속 정전 수차 정정 수단을 더 포함하고,
수차 정정 수단은 제1 개별 입자 빔의 교차부의 상류의 제1 입자 광학 빔 경로에 배치되며, 개별 입자 빔의 위치를 교차부를 형성할 목적으로 매우 정밀한 방식으로 일정하게 유지하도록 셋업되며,
제어기는, 고-주파수 방식으로 각각의 작동 지점에서 고속 수차 정정 수단을 제어하기 위해 웨이퍼 검사 동안 수차 정정 제어 신호를 생성하도록 구성되는, 복수 입자 빔 시스템.
예 100: 선행하는 예 68 내지 예 99 중 어느 하나에 있어서, 다음:
빔 스위치와 오브젝티브 렌즈 사이에 스캐닝 유닛과 빔 편향 시스템을 더 포함하고, 이 빔 편향 시스템은, 개별 입자 빔의 스캐닝 움직임에 의해 웨이퍼 표면을 래스터-스캔하도록 구성되며 스캐닝 유닛에 의해 제어될 수 있으며,
제어기는, 각각의 작동 지점에서 웨이퍼 검사 동안 스캐닝 유닛 제어 신호에 의해 스캐닝 유닛을 제어하도록 및 고-주파수 방식으로 각각의 작동 지점에서 실제 오토포커스 데이터를 기초로 하여 스캐닝 유닛 제어 신호를 제어하도록 셋업되는, 복수 입자 빔 시스템.
예 101: 선행하는 예에 있어서,
픽셀 크기, 회전, 스큐 및/또는 쿼드러터서티 스캐닝 파라미터는 룩업 테이블에 의해 고-주파수 방식으로 정정되는, 복수 입자 빔 시스템.
예 102: 웨이퍼 검사를 위한 복수 입자 빔 시스템으로서,
복수의 대전된 제1 개별 입자 빔의 제1 필드를 생성하도록 구성되는 멀티-빔 입자 생성기;
생성된 제1 개별 입자 빔이 제2 필드를 형성하는 입사 위치에서 웨이퍼 표면과 충돌하도록 제1 개별 입자 빔을 오브젝트 평면에서 웨이퍼 표면 상에 이미징하도록 구성되는, 제1 입자 광학 빔 경로를 갖는 제1 입자 광학 유닛;
제3 필드를 형성하는 복수의 검출 영역을 갖는 검출 시스템;
제2 필드에서의 입사 위치에서 발산한 제2 개별 입자 빔을 검출 시스템의 검출 영역의 제3 필드 상에 이미징하도록 구성되는, 제2 입자 광학 빔 경로를 갖는 제2 입자 광학 유닛;
제1 및 제2 개별 입자 빔 모두가 통과하는 자기 및/또는 정전 오브젝티브 렌즈, 특히 자기 및/또는 정전 액침 렌즈;
멀티-빔 입자 생성기와 오브젝티브 렌즈 사이에서 제1 입자 광학 빔 경로에 배치되며, 오브젝티브 렌즈와 검출 시스템 사이에서 제2 입자 광학 빔 경로에 배치되는 빔 스위치;
웨이퍼 검사 동안 웨이퍼를 홀딩 및/또는 위치지정하기 위한 샘플 스테이지;
웨이퍼 검사 동안 실제 오토포커스 데이터를 결정하기 위해 데이터를 생성하도록 구성되는 오토포커스 결정 요소;
스캐닝 유닛;
고속 오토포커스 정정 수단, 특히 고속 오토포커스 정정 렌즈; 및
제어기를 포함하며,
제어기는 제1 및/또는 제2 입자 광학 빔 경로에서 입자 광학 소자를 제어하도록 구성되고,
제어기는, 제1 개별 입자 빔이 제1 작동 거리에 자리한 웨이퍼 표면 상에 집속되는 방식으로, 제1 작동 거리를 갖는 제1 작동 지점에서 적어도 오브젝티브 렌즈 및/또는 샘플 스테이지의 작동기를 제어하도록 집속의 정적 또는 저-주파수 맞춤을 위해 구성되고,
제어기는, 고속 오토포커스 정정 수단에 의해, 특히 고속 오토포커스 정정 렌즈에 의해 오브젝트 평면에서 초점 및 도착각 빔 파라미터의 고-주파수 정정을 수행하며, 스캐닝 유닛의 고-주파수 제어에 의해 오브젝트 평면에서 배율 및 이미지 필드 회전 빔 파라미터의 고-주파수 정정을 수행하도록 셋업되는, 복수 입자 빔 시스템.
예 103: 예 102에 있어서,
오브젝트 평면에서의 개별 입자 빔의 이미지 필드 회전에서의 변화가 스캐닝 유닛에 의해 회전을 설정함으로써 보상되며,
오브젝트 평면에서의 배율의 변화가 스캐닝 유닛에 의해 픽셀 크기를 설정함으로써 정정되는, 복수 입자 빔 시스템.
예 104: 선행하는 예에 있어서,
오브젝트 평면에서의 개별 입자 빔의 이미지 변위가 순전히 제어기에 의한 계산에 의해서 정정되는, 복수 입자 빔 시스템.
예 105: 예 102 내지 예 104 중 어느 하나에 있어서,
복수 입자 빔 시스템은, 입자 광학 빔 경로에 관한 교차부의 하류에서만, 고속 오토포커스 정정 수단에 의해, 특히 고속 오토포커스 정정 렌즈에 의해 빔 파라미터의 고-주파수 정정을 수행하도록 셋업되는, 복수 입자 빔 시스템.
예 106: 복수 입자 빔 시스템, 특히 선행하는 예 68 내지 예 105 중 어느 하나에 기재된 복수 입자 빔 시스템을 동작하기 위한 방법으로서, 다음의 단계:
오브젝트 평면에서의 현재의 초점에 대한 제1 작동 지점에서의 데이터를 생성하는 단계;
이 데이터를 기초로 하여 실제 오토포커스 데이터를 결정하는 단계;
실제 오토포커스 데이터를 기초로 하여 제1 오토포커스 정정 렌즈 제어 신호를 생성하며, 고-주파수 방식으로 제1 고속 오토포커스 정정 렌즈를 제어하는 단계; 및/또는
실제 오토포커스 데이터를 기초로 하여 제2 고속 오토포커스 정정 렌즈 제어 신호를 생성하며, 고-주파수 방식으로 제2 고속 오토포커스 정정 렌즈를 제어하는 단계; 및/또는
실제 오토포커스 데이터를 기초로 하여 제3 고속 오토포커스 정정 렌즈 제어 신호를 생성하며, 고-주파수 방식으로 제3 고속 오토포커스 정정 렌즈를 제어하는 단계; 및/또는
실제 오토포커스 데이터를 기초로 하여 제4 고속 오토포커스 정정 렌즈 제어 신호를 생성하며, 고-주파수 방식으로 제4 고속 오토포커스 정정 렌즈를 제어하는 단계; 및/또는
실제 오토포커스 데이터를 기초로 하여 제5 고속 오토포커스 정정 렌즈 제어 신호를 생성하며, 고-주파수 방식으로 제5 고속 오토포커스 정정 렌즈를 제어하는 단계; 및/또는
실제 오토포커스 데이터를 기초로 하여 제6 고속 오토포커스 정정 렌즈 제어 신호를 생성하며, 고-주파수 방식으로 제6 고속 오토포커스 정정 렌즈를 제어하는 단계를 포함하며;
고속 오토포커스 정정 렌즈 중 하나 이상의 제어는 오브젝트 평면에서의 집속을 제1 작동 지점에서 일정하게 유지하는, 방법.
예 107: 선행하는 예에 있어서,
오브젝트 평면에서 제1 개별 입자 빔의 도착각, 회전 및/또는 위치는 또한 제1 작동 지점에서 일정하게 유지되는, 방법.
예 108: 예 106 또는 예 107에 있어서,
고속 오토포커스 정정 렌즈는 정전 렌즈를 포함하는, 방법.
예 109: 예 106 내지 예 108 중 어느 하나에 있어서,
고속 오토포커스 정정 렌즈는 자기 렌즈를 포함하는, 방법.
예 110: 예 106 내지 예 109 중 어느 하나에 있어서, 다음 단계:
정정 또는 정정들에 사용되는 입자 광학 소자의 효과를 직교시키는 단계를 더 포함하는, 방법.
예 111: 예 106 내지 예 110 중 어느 하나에 있어서, 다음 단계:
작동 지점을 변화시키며, 특히 작동 거리를 변화시키며, 오브젝트 평면에서의 입자 광학 이미징의 특징을 나타내기 위한 히스테리시스 정정 측정 데이터를 생성하는 단계; 및
히스테리시스 정정 측정 데이터를 기초로 하여 고-주파수 방식으로 오토포커스 정정 렌즈 제어 신호를 정정하거나 오토포커스 정정 렌즈 제어 신호들을 정정하는 단계를 더 포함하는, 방법.
예 112: 예 106 내지 예 111 중 어느 하나에 있어서, 다음 단계:
수차 정정 제어 신호를 생성하여, 수차 정정 제어 신호에 의해 고 정밀 방식으로 및 특히 고-주파수 방식으로 빔 위치를 정정하는 단계를 더 포함하는, 방법.
예 113: 예 106 내지 예 112 중 어느 하나에 있어서, 다음 단계:
스캐닝 유닛 제어 신호를 생성하여, 특히 다차원 룩업 테이블을 사용함으로써, 각각의 작동 지점에서 고-주파수 방식으로 스캐닝 유닛 제어 신호를 정정하는 단계를 더 포함하는, 방법.
예 114: 예 106 내지 예 113 중 어느 하나에 있어서, 다음 단계:
적어도 하나의 빔 파라미터에 관해 순전히 계산 방식으로 이미지 데이터를 정정하는 단계, 특히 오브젝트 평면에서 이미지 변위에 관해 순전히 계산 방식으로 이미지 데이터를 정정하는 단계를 더 포함하는, 방법.
예 115: 작동 지점에서 고속 오토포커스 정정을 위해, 특히 예 106 내지 예 114 중 어느 하나에 따라 복수 입자 빔 시스템을 동작하는 방법으로서, 다음 단계:
고속 오토포커스 정정 렌즈에 의해 오브젝트 평면에서 초점을 물리적으로 설정하는 단계;
고속 오토포커스 정정 수단에 의해 오브젝트 평면에서 도착각을 물리적으로 설정하는 단계;
역회전을 신속하게 설정함으로써 스캐닝 유닛에 의해 이미지 필드 회전을 설정하는 단계;
픽셀 크기를 신속하게 설정함으로써 스캐닝 유닛에 의해 배율을 설정하는 단계; 및
순전히 계산 방식으로 이미지 변위를 보상하는 단계를 포함하는, 방법.
예 116: 선행하는 예에 있어서, 다음의 단계:
스캐닝 유닛의 쿼드러더서티 스캐닝 파라미터를 신속하게 설정하는 단계 및/또는
스캐닝 유닛의 스큐 스캐닝 파라미터를 신속하게 설정하는 단계를 더 포함하는, 방법.
1: 멀티-빔 입자 현미경
3: 1차 입자 빔(개별 입자 빔)
5: 빔 스폿, 입사 위치 7: 오브젝트
9: 2차 입자 빔 10: 컴퓨터 시스템, 제어기
100: 오브젝티브 렌즈 시스템 101: 오브젝트 평면
102: 오브젝티브 렌즈 103: 필드
108: 오브젝티브 렌즈의 상부 극편 109: 오브젝티브 렌즈의 하부 극편
110: 오브젝티브 렌즈에서의 권선 120: 자계 보상 렌즈
121: 자계 보상 렌즈에서의 권선 122: 자계 보상 렌즈의 하부 극편
200: 검출기 시스템 205: 투영 렌즈
209: 입자 멀티-검출기 211: 검출 평면
213: 입사 위치 217: 필드
250: 진공 챔버 260: 2차 경로에서의 스캔 편향기
300: 빔 생성 장치 301: 입자 소스
303: 집광기 렌즈 시스템 305: 멀티-애퍼쳐 배치
306: 멀티-빔 입자 생성기에서의 반대 전극
313: 멀티-애퍼쳐 판 315: 멀티-애퍼쳐 판에서의 개구
317: 개구의 중점 319: 필드
307: 필드 렌즈 시스템 309: 발산 입자 빔
311: 조명 입자 빔 323: 빔 초점
325: 중간 이미지 평면 350: 진공 챔버
355: 진공 챔버 400: 빔 스위치
410: 자기 섹터 420: 자기 섹터
460: 빔 관, 빔 관 배치 461: 빔 관의 림
462: 빔 관의 림 463: 빔 관의 림
464: 빔 관 연장부 500: 1차 경로에서의 스캔 편향기
810: 1차 경로를 위한 제어기
811: 작동 지점 설정(느림)을 위한 제어기
812: 측정 요소 813: 조정 알고리즘
814: 1차 경로에서의 최종 제어 요소
821: 1차 경로에서의 고속 오토포커스를 위한 제어기
822: 측정 요소, 오토포커스 결정 요소
823: 오토포커스 알고리즘 824: 고속 오토포커스 정정 렌즈
825: 고속 텔레센트리서티 정정 수단 826: 고속 회전 정정 수단
827: 고속 위치 정정 수단
831: 2차 경로에서의 작동 지점 설정(느림)을 위한 제어기
832: 측정 요소 833: 제2 조정 알고리즘(2차 경로)
834: 2차 경로에서의 최종 제어 요소
841: 제2 고속 오토포커스(2차 경로)를 위한 제어기
842: 측정 요소
843: 제2 오토포커스 알고리즘(2차 경로)
844: 고속 투영 경로 정정 수단
850: 1차 경로에 대한 직교 매트릭스 또는 반전된 감지 매트릭스
851: 2차 경로에 대한 직교 매트릭스 또는 반전된 감지 매트릭스
901: 제1 고속 오토포커스 정정 렌즈(1-부분 또는 복수-부분)
902: 제2 고속 오토포커스 정정 렌즈
903: 제3 고속 오토포커스 정정 렌즈
904: 제4 고속 오토포커스 정정 렌즈
905: 제5 고속 오토포커스 정정 렌즈
906: 제6 고속 오토포커스 정정 렌즈
S1: 작동 지점(AP)에서 현재의 초점에 대한 측정 데이터를 생성하는 단계
S2: 측정 데이터를 기초로 하여 실제 오토포커스 데이터를 결정하는 단계
S3: 실제 오토포커스 데이터를 기초로 하여 오토포커스 정정 렌즈 제어 신호를 생성하는 단계
S4: 실제 오토포커스 데이터를 기초로 하여 텔레센트리서티 정정 수단 제어 신호를 생성하는 단계
S5: 실제 오토포커스 데이터를 기초로 하여 회전 정정 수단 제어 신호를 생성하는 단계
S6: 오토포커스 정정 렌즈를 제어하는 단계
S7: 텔레센트리서티 정정 수단을 제어하는 단계
S8: 회전 정정 수단을 제어하는 단계
S9: 2차 경로에서 제2 오토포커스를 위한 제2 측정 데이터를 생성하는 단계
S10: 제2 측정 데이터를 기초로 하여 제2 실제 오토포커스 데이터를 결정하는 단계
S11: 투영 경로 정정 수단 제어 신호(세트)를 생성하는 단계
S12: 제2 오토포커스 정정 렌즈를 포함하는 투영 경로 정정 수단을 제어하는 단계
S13: 이미지 필드를 기록하는 단계
S20: 오토포커스 정정 렌즈를 조정하는 단계
S21: 수차 정정 수단(편향기/스티그메이터)을 조정하는 단계
S22: 스캐닝 파라미터를 업데이트하는 단계
S30: 고속 오토포커스 정정 렌즈에 의해 오브젝트 평면에서 초점을 물리적으로 설정하는 단계
S31: 고속 오토포커스 정정 수단/고속 오토포커스 정정 렌즈에 의해 오브젝트 평면에서 도착각을 물리적으로 설정하는 단계
S32: 역회전을 신속하게 설정함으로써 스캐닝 유닛에 의해 이미지 필드 회전을 설정하는 단계
S33: 픽셀 크기를 신속하게 설정함으로써 스캐닝 유닛에 의해 확대를 설정하는 단계
S34: 순전히 계산 방식으로 이미지 변위를 보상하는 단계
5: 빔 스폿, 입사 위치 7: 오브젝트
9: 2차 입자 빔 10: 컴퓨터 시스템, 제어기
100: 오브젝티브 렌즈 시스템 101: 오브젝트 평면
102: 오브젝티브 렌즈 103: 필드
108: 오브젝티브 렌즈의 상부 극편 109: 오브젝티브 렌즈의 하부 극편
110: 오브젝티브 렌즈에서의 권선 120: 자계 보상 렌즈
121: 자계 보상 렌즈에서의 권선 122: 자계 보상 렌즈의 하부 극편
200: 검출기 시스템 205: 투영 렌즈
209: 입자 멀티-검출기 211: 검출 평면
213: 입사 위치 217: 필드
250: 진공 챔버 260: 2차 경로에서의 스캔 편향기
300: 빔 생성 장치 301: 입자 소스
303: 집광기 렌즈 시스템 305: 멀티-애퍼쳐 배치
306: 멀티-빔 입자 생성기에서의 반대 전극
313: 멀티-애퍼쳐 판 315: 멀티-애퍼쳐 판에서의 개구
317: 개구의 중점 319: 필드
307: 필드 렌즈 시스템 309: 발산 입자 빔
311: 조명 입자 빔 323: 빔 초점
325: 중간 이미지 평면 350: 진공 챔버
355: 진공 챔버 400: 빔 스위치
410: 자기 섹터 420: 자기 섹터
460: 빔 관, 빔 관 배치 461: 빔 관의 림
462: 빔 관의 림 463: 빔 관의 림
464: 빔 관 연장부 500: 1차 경로에서의 스캔 편향기
810: 1차 경로를 위한 제어기
811: 작동 지점 설정(느림)을 위한 제어기
812: 측정 요소 813: 조정 알고리즘
814: 1차 경로에서의 최종 제어 요소
821: 1차 경로에서의 고속 오토포커스를 위한 제어기
822: 측정 요소, 오토포커스 결정 요소
823: 오토포커스 알고리즘 824: 고속 오토포커스 정정 렌즈
825: 고속 텔레센트리서티 정정 수단 826: 고속 회전 정정 수단
827: 고속 위치 정정 수단
831: 2차 경로에서의 작동 지점 설정(느림)을 위한 제어기
832: 측정 요소 833: 제2 조정 알고리즘(2차 경로)
834: 2차 경로에서의 최종 제어 요소
841: 제2 고속 오토포커스(2차 경로)를 위한 제어기
842: 측정 요소
843: 제2 오토포커스 알고리즘(2차 경로)
844: 고속 투영 경로 정정 수단
850: 1차 경로에 대한 직교 매트릭스 또는 반전된 감지 매트릭스
851: 2차 경로에 대한 직교 매트릭스 또는 반전된 감지 매트릭스
901: 제1 고속 오토포커스 정정 렌즈(1-부분 또는 복수-부분)
902: 제2 고속 오토포커스 정정 렌즈
903: 제3 고속 오토포커스 정정 렌즈
904: 제4 고속 오토포커스 정정 렌즈
905: 제5 고속 오토포커스 정정 렌즈
906: 제6 고속 오토포커스 정정 렌즈
S1: 작동 지점(AP)에서 현재의 초점에 대한 측정 데이터를 생성하는 단계
S2: 측정 데이터를 기초로 하여 실제 오토포커스 데이터를 결정하는 단계
S3: 실제 오토포커스 데이터를 기초로 하여 오토포커스 정정 렌즈 제어 신호를 생성하는 단계
S4: 실제 오토포커스 데이터를 기초로 하여 텔레센트리서티 정정 수단 제어 신호를 생성하는 단계
S5: 실제 오토포커스 데이터를 기초로 하여 회전 정정 수단 제어 신호를 생성하는 단계
S6: 오토포커스 정정 렌즈를 제어하는 단계
S7: 텔레센트리서티 정정 수단을 제어하는 단계
S8: 회전 정정 수단을 제어하는 단계
S9: 2차 경로에서 제2 오토포커스를 위한 제2 측정 데이터를 생성하는 단계
S10: 제2 측정 데이터를 기초로 하여 제2 실제 오토포커스 데이터를 결정하는 단계
S11: 투영 경로 정정 수단 제어 신호(세트)를 생성하는 단계
S12: 제2 오토포커스 정정 렌즈를 포함하는 투영 경로 정정 수단을 제어하는 단계
S13: 이미지 필드를 기록하는 단계
S20: 오토포커스 정정 렌즈를 조정하는 단계
S21: 수차 정정 수단(편향기/스티그메이터)을 조정하는 단계
S22: 스캐닝 파라미터를 업데이트하는 단계
S30: 고속 오토포커스 정정 렌즈에 의해 오브젝트 평면에서 초점을 물리적으로 설정하는 단계
S31: 고속 오토포커스 정정 수단/고속 오토포커스 정정 렌즈에 의해 오브젝트 평면에서 도착각을 물리적으로 설정하는 단계
S32: 역회전을 신속하게 설정함으로써 스캐닝 유닛에 의해 이미지 필드 회전을 설정하는 단계
S33: 픽셀 크기를 신속하게 설정함으로써 스캐닝 유닛에 의해 확대를 설정하는 단계
S34: 순전히 계산 방식으로 이미지 변위를 보상하는 단계
Claims (63)
- 웨이퍼 검사를 위한 복수 입자 빔 시스템으로서,
복수의 대전된 제1 개별 입자 빔의 제1 필드를 생성하도록 구성되는 멀티-빔 입자 생성기;
생성된 상기 제1 개별 입자 빔이 제2 필드를 형성하는 입사 위치에서 웨이퍼 표면과 충돌(strike)하도록 상기 제1 개별 입자 빔을 오브젝트 평면에서 상기 웨이퍼 표면 상에 이미징하도록 구성되는, 제1 입자 광학 빔 경로를 갖는 제1 입자 광학 유닛;
제3 필드를 형성하는 복수의 검출 영역을 갖는 검출 시스템;
상기 제2 필드에서의 상기 입사 위치에서 발산한 제2 개별 입자 빔을 상기 검출 시스템의 검출 영역의 제3 필드 상에 이미징하도록 구성되는, 제2 입자 광학 빔 경로를 갖는 제2 입자 광학 유닛;
상기 제1 및 제2 개별 입자 빔 모두가 통과하는 자기 및/또는 정전 오브젝티브 렌즈, 특히 자기 및/또는 정전 액침(immersion) 렌즈;
상기 멀티-빔 입자 생성기와 상기 오브젝티브 렌즈 사이에서 상기 제1 입자 광학 빔 경로에 배치되며, 상기 오브젝티브 렌즈와 상기 검출 시스템 사이에서 상기 제2 입자 광학 빔 경로에 배치되는 빔 스위치;
상기 웨이퍼 검사 동안 웨이퍼를 홀딩 및/또는 위치지정하기 위한 샘플 스테이지;
상기 웨이퍼 검사 동안 실제 오토포커스 데이터를 결정하기 위해 데이터를 생성하도록 구성되는 오토포커스 결정 요소;
고속 오토포커스 정정 렌즈; 및
제어기를 포함하며,
상기 제어기는 상기 제1 및/또는 제2 입자 광학 빔 경로에서 입자 광학 소자를 제어하도록 구성되며,
상기 제어기는, 상기 제1 개별 입자 빔이 제1 작동 거리에 자리한 상기 웨이퍼 표면 상에 집속되는 방식으로, 상기 제1 작동 거리를 갖는 제1 작동 지점에서 적어도 상기 오브젝티브 렌즈 및/또는 상기 샘플 스테이지의 작동기를 제어하도록 집속의 정적 또는 저-주파수 맞춤을 위해 구성되며,
상기 제어기는, 상기 제1 작동 지점에서 상기 웨이퍼 검사 동안 상기 고속 오토포커스 정정 렌즈를 제어하기 위해 상기 웨이퍼 검사 동안 상기 제1 작동 지점에서 실제 오토포커스 데이터를 기초로 하여 오토포커스 정정 렌즈 제어 신호를 생성하도록 상기 집속의 고-주파수 맞춤을 위해 구성되는, 복수 입자 빔 시스템. - 청구항 1에 있어서,
상기 고-주파수 맞춤을 위한 맞춤 시간(TA)은 상기 저-주파수 맞춤을 위한 맞춤 시간(TA)보다 적어도 10배 만큼, 특히 적어도 100 또는 1000배 만큼 더 짧은, 복수 입자 빔 시스템. - 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 저-주파수 또는 정적 맞춤을 위해 상기 작동 거리를 설정하기 위한 스트로크는 상기 고-주파수 맞춤을 위한 스트로크보다 적어도 5배 만큼, 특히 8 및/또는 10배 만큼 큰, 복수 입자 빔 시스템. - 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
제2 작동 지점이 적어도 상기 오브젝티브 렌즈와 상기 웨이퍼 표면 사이의 제2 작동 거리에 의해 규정되며, 상기 제2 작동 거리는 상기 제1 작동 지점의 제1 작동 거리와 상이하며,
상기 제어기는 상기 제1 작동 지점과 상기 제2 작동 지점 사이의 변화의 경우에 저-주파수 맞춤을 실행하며, 상기 제1 개별 입자 빔이 상기 제2 작동 거리에 자리한 웨이퍼 표면 상에 집속되도록 상기 제2 작동 지점에서 적어도 상기 자기 오브젝티브 렌즈 및/또는 상기 샘플 스테이지의 작동기를 제어하도록 구성되는, 복수 입자 빔 시스템. - 청구항 4에 있어서,
상기 제어기는, 상기 제2 작동 지점에서 웨이퍼 검사 동안 상기 고속 오토포커스 정정 렌즈를 제어하기 위해 상기 웨이퍼 검사 동안 상기 제2 작동 지점에서 실제 오토포커스 데이터를 기초로 하여 고-주파수 맞춤을 위한 오토포커스 정정 렌즈 제어 신호를 생성하도록 구성되는, 복수 입자 빔 시스템. - 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 및/또는 제2 작동 지점은 상기 오브젝트 평면에서의 제1 개별 입자 빔의 도착각에 의해 및 상기 오브젝트 평면에서의 제1 개별 입자 빔의 격자 배치에 의해 또한 규정되며,
상기 제어기는, 상기 제1 및/또는 제2 작동 지점에서 상기 고-주파수 맞춤 동안 상기 도착각과 격자 배치를 실질적으로 일정하게 유지하도록 또한 구성되는, 복수 입자 빔 시스템. - 청구항 6에 있어서,
상기 제어기는, 상기 제1 작동 지점과 상기 제2 작동 지점 사이의 변화 동안에도 상기 도착각과 격자 배치를 실질적으로 일정하게 유지하도록 구성되는, 복수 입자 빔 시스템. - 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
진공일 수 있으며, 상기 멀티-빔 입자 생성기로부터 상기 오브젝티브 렌즈로의 상기 제1 입자 광학 빔 경로를 실질적으로 에워싸는 빔 관; 및
상기 멀티-빔 입자 생성기와 상기 빔 스위치 사이의 상기 제1 입자 광학 빔 경로에 배치되는, 적어도 하나의 자계 렌즈를 갖는 필드 렌즈 시스템을 더 포함하는, 복수 입자 빔 시스템. - 청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 있어서,
상기 고속 오토포커스 정정 렌즈는 고속 정전 렌즈를 포함하는, 복수 입자 빔 시스템. - 청구항 9에 있어서,
상기 고속 오토포커스 정정 렌즈는, 제1 고속 오토포커스 정정 렌즈로서, 상기 자기 오브젝티브 렌즈의 상부 극편과 하부 극편 사이에 배치되는, 복수 입자 빔 시스템. - 청구항 10에 있어서,
상기 제1 고속 오토포커스 정정 렌즈는 빔 관 연장부에 통합되며, 상기 빔 광 연장부는 상기 상부 극편의 방향으로부터 상기 오브젝티브 렌즈 내로 돌출하는, 복수 입자 빔 시스템. - 청구항 10 또는 청구항 11에 있어서,
상기 제1 고속 오토포커스 정정 렌즈는 적어도 2-부분 제1 오토포커스 정정 렌즈를 포함하는, 복수 입자 빔 시스템. - 청구항 12에 있어서,
빔 관 연장부는 2개의 중단부를 가지며,
상기 2-부분 제1 오토포커스 정정 렌즈의 하나의 부분이 상기 2개의 중단부 각각에 배치되는, 복수 입자 빔 시스템. - 청구항 12에 있어서,
상기 2-부분 제1 오토포커스 정정 렌즈의 2개의 부분은 각각 관 렌즈로서 구현되며 빔 관 연장부 내에 배치되는, 복수 입자 빔 시스템. - 청구항 12 내지 청구항 14 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제어기는, 상기 오토포커스 정정 렌즈 제어 신호에 의해 동일 또는 반대 부호의 전압으로 상기 제1 오토포커스 정정 렌즈의 2개의 부분을 제어하도록 구성되는, 복수 입자 빔 시스템. - 청구항 15에 있어서,
이미지 필드 회전의 고-주파수 정정이, 상기 제1 오토포커스 정정 렌즈의 2개의 부분의 제어에 의해 상기 집속의 고-주파수 맞춤으로 실질적으로 추가로 구현되는, 복수 입자 빔 시스템. - 청구항 8 또는 청구항 10에 있어서,
고속 정전 렌즈를 포함하는 제2 고속 오토포커스 정정 렌즈를 더 포함하며;
상기 제2 오토포커스 정정 렌즈는 상기 필드 렌즈 시스템의 자계 내에 배치되며;
상기 제어기는, 각각의 작동 지점에서 웨이퍼 검사 동안 고-주파수 방식으로 상기 제2 고속 오토포커스 정정 렌즈를 제어하기 위해 상기 웨이퍼 검사 동안 상기 실제 오토포커스 데이터를 기초로 하여 제2 오토포커스 정정 렌즈 제어 신호를 생성하도록 구성되는, 복수 입자 빔 시스템. - 청구항 17에 있어서,
실질적으로 이미지 필드 회전의 고-주파수 정정이 상기 제2 고속 오토포커스 정정 렌즈의 제어에 의해 구현되는, 복수 입자 빔 시스템. - 청구항 1 내지 청구항 11 중 어느 한 항에 있어서,
제3 고속 오토포커스 정정 렌즈를 더 포함하며;
상기 제3 고속 오토포커스 정정 렌즈는, 상기 제1 입자 광학 빔 경로에서 상기 빔 관 주위의 외부에 배치되며 실질적으로 자계가 없는 위치에 배치되는 고속 자기 렌즈, 특히 공기 코일을 포함하며;
상기 제어기는, 각각의 작동 지점에서 웨이퍼 검사 동안 고-주파수 방식으로 상기 제3 고속 오토포커스 정정 렌즈를 제어하기 위해 상기 웨이퍼 검사 동안 실제 오토포커스 데이터를 기초로 하여 제3 오토포커스 정정 렌즈 제어 신호를 생성하도록 구성되는, 복수 입자 빔 시스템. - 청구항 19에 있어서,
상기 제1 입자 광학 빔 경로는 중간 이미지 평면을 가지며,
상기 제3 고속 오토포커스 정정 렌즈는 상기 입자 광학 빔 경로의 방향으로 상기 중간 이미지 평면의 바로 하류에 배치되는, 복수 입자 빔 시스템. - 청구항 19 또는 청구항 20에 있어서,
실질적으로 상기 오브젝트 평면에서 개별 입자 빔의 방위각 위치의 고-주파수 정정이 상기 제3 고속 오토포커스 정정 렌즈를 제어함으로써 구현되는, 복수 입자 빔 시스템. - 적어도 청구항 8에 있어서,
고속 정전 렌즈를 포함하는 제4 고속 오토포커스 정정 렌즈를 더 포함하며,
상기 제4 고속 오토포커스 정정 렌즈는 상기 필드 렌즈 시스템의 자계 내에 배치되며,
상기 제어기는, 각각의 작동 지점에서 웨이퍼 검사 동안 고-주파수 방식으로 상기 제4 고속 오토포커스 정정 렌즈를 제어하기 위해 상기 웨이퍼 검사 동안 실제 오토포커스 데이터를 기초로 하여 제4 오토포커스 정정 렌즈 제어 신호를 생성하도록 구성되는, 복수 입자 빔 시스템. - 청구항 22에 있어서,
실질적으로 상기 오브젝트 평면에서 개별 입자 빔의 반경 방향 도착각의 고-주파수 정정이 상기 제4 고속 오토포커스 정정 렌즈의 제어에 의해 구현되는, 복수 입자 빔 시스템. - 청구항 1 내지 청구항 23 중 어느 한 항에 있어서,
고속 정전 렌즈를 포함하는 제5 고속 오토포커스 정정 렌즈를 더 포함하며,
상기 제5 고속 오토포커스 정정 렌즈는 상기 멀티-빔 입자 생성기에 배치되며,
상기 제어기는, 각각의 작동 지점에서 웨이퍼 검사 동안 고-주파수 방식으로 상기 제5 고속 오토포커스 정정 렌즈를 제어하기 위해 상기 웨이퍼 검사 동안 실제 오토포커스 데이터를 기초로 하여 제5 오토포커스 정정 렌즈 제어 신호를 생성하도록 구성되는, 복수 입자 빔 시스템. - 청구항 24에 있어서,
상기 멀티-빔 입자 생성기는 멀티-애퍼쳐 판과 반대 전극을 갖는 멀티-렌즈 어레이를 포함하며, 상기 제5 고속 오토포커스 정정 렌즈는 상기 반대 전극에 인가될 수 있는 오프셋 전압으로서 실현되는, 복수 입자 빔 시스템. - 청구항 24에 있어서,
상기 멀티-빔 입자 생성기는 멀티-애퍼쳐 판과 반대 전극을 갖는 멀티-렌즈 어레이를 포함하며, 상기 제5 고속 오토포커스 정정 렌즈는, 상기 멀티-애퍼쳐 판과 상기 반대 전극 사이에 또는, 상기 입자 광학 빔 경로에 관해, 상기 반대 전극의 바로 하류에 배치되는 추가 전극으로서 실현되는, 복수 입자 빔 시스템. - 청구항 24 또는 청구항 26에 있어서,
실질적으로 상기 오브젝트 평면에서 개별 입자 빔의 반경 방향 위치의 고-주파수 정정이 상기 제5 고속 오토포커스 정정 렌즈의 제어에 의해 구현되는, 복수 입자 빔 시스템. - 청구항 1 내지 청구항 27 중 어느 한 항에 있어서,
고속 정전 렌즈를 포함하는 제6 고속 오토포커스 정정 렌즈를 더 포함하며,
상기 제6 고속 오토포커스 정정 렌즈는 2-부분 렌즈로서 중간 이미지 평면의 인근에 구현되고, 상기 입자 광학 빔 경로의 방향에서 볼 때, 상기 2-부분 렌즈의 제1 부분은 상기 중간 이미지 평면의 상류에 배치되고, 상기 2-부분 렌즈의 제2 부분은 상기 중간 이미지 평면의 하류에 배치되며,
상기 제어기는, 각각의 작동 지점에서 웨이퍼 검사 동안 고-주파수 방식으로 상기 제6 고속 오토포커스 정정 렌즈를 제어하기 위해 상기 웨이퍼 검사 동안 실제 오토포커스 데이터를 기초로 하여 제6 오토포커스 정정 렌즈 제어 신호를 생성하도록 구성되는, 복수 입자 빔 시스템. - 청구항 28에 있어서,
상기 제6 고속 오토포커스 정정 렌즈에는 바이어스가 제공되는, 복수 입자 빔 시스템. - 청구항 1 내지 청구항 29 중 어느 한 항에 있어서,
자기 렌즈를 포함하는 자계 보상 렌즈를 더 포함하고,
상기 자계 보상 렌즈는 상기 오브젝티브 렌즈와 상기 오브젝트 평면 사이에 배치되며,
상기 제어기는, 상기 오브젝트 평면에서의 자계가 0의 값을 갖는 방식으로, 정적 또는 저-주파수 방식으로 자계 보상 제어 신호로 상기 자계 보상 렌즈를 제어하도록 구성되는, 복수 입자 빔 시스템. - 청구항 30에 있어서,
상기 자계 보상 렌즈는 상기 오브젝티브 렌즈에 결합되는, 복수 입자 빔 시스템. - 청구항 30 또는 청구항 31에 있어서,
적어도 2-부분 고속 정전 렌즈로서 상기 자기 오브젝티브 렌즈의 상부 극편과 하부 극편 사이에 배치되는 제1 고속 오토포커스 정정 렌즈;
상기 필드 렌즈 시스템의 자기 렌즈의 자계 내에 배치되는 고속 정전 렌즈를 포함하는 제4 고속 오토포커스 정정 렌즈; 및
상기 멀티-빔 입자 생성기에 배치되는 제5 고속 오토포커스 정정 렌즈를 더 포함하며;
상기 제어기는, 각각의 작동 지점에서 웨이퍼 검사 동안 상이한 부호의 전압을 갖는 제1 오토포커스 정정 렌즈 제어 신호에 의해 상기 적어도 2-부분 고속 오토포커스 정정 렌즈를 제어하기 위해 상기 웨이퍼 검사 동안 실제 오토포커스 데이터를 기초로 하여 제1 오토포커스 정정 렌즈 제어 신호를 생성하도록 구성되고;
상기 제어기는, 각각의 작동 지점에서 웨이퍼 검사 동안 고-주파수 방식으로 상기 제4 고속 오토포커스 정정 렌즈를 제어하기 위해 상기 웨이퍼 검사 동안 실제 오토포커스 데이터를 기초로 하여 제4 오토포커스 정정 렌즈 제어 신호를 생성하도록 구성되며;
상기 제어기는, 각각의 작동 지점에서 웨이퍼 검사 동안 고-주파수 방식으로 상기 제5 고속 오토포커스 정정 렌즈를 제어하기 위해 상기 웨이퍼 검사 동안 실제 오토포커스 데이터를 기초로 하여 제5 오토포커스 정정 렌즈 제어 신호를 생성하도록 구성되는, 복수 입자 빔 시스템. - 청구항 30 또는 청구항 31에 있어서,
특히 1-부분 실시예를 가지며, 고속 정전 렌즈로서, 상기 자기 오브젝티브 렌즈의 상부 극편과 하부 극편 사이에 배치되는 제1 고속 오토포커스 정정 렌즈;
상기 제1 입자 광학 빔 경로에서 상기 빔 관 주위의 외부에 배치되며 실질적으로 자계가 없는 위치에 배치되는 고속 자기 렌즈, 특히 공기 코일을 포함하는 제3 고속 오토포커스 정정 렌즈;
상기 필드 렌즈 시스템의 자기 렌즈의 자계 내에 배치되는 고속 정전 렌즈를 포함하는 제4 고속 오토포커스 정정 렌즈; 및
상기 멀티-빔 입자 생성기에 배치되는 제5 고속 오토포커스 정정 렌즈를 더 포함하며,
상기 제어기는, 각각의 작동 지점에서 웨이퍼 검사 동안 고-주파수 방식으로 상기 제1 고속 오토포커스 정정 렌즈를 제어하기 위해 상기 웨이퍼 검사 동안 실제 오토포커스 데이터를 기초로 하여 제1 오토포커스 정정 렌즈 제어 신호를 생성하도록 구성되고;
상기 제어기는, 각각의 작동 지점에서 웨이퍼 검사 동안 고-주파수 방식으로 상기 제3 고속 오토포커스 정정 렌즈를 제어하기 위해 상기 웨이퍼 검사 동안 실제 오토포커스 데이터를 기초로 하여 제3 오토포커스 정정 렌즈 제어 신호를 생성하도록 구성되고;
상기 제어기는, 각각의 작동 지점에서 웨이퍼 검사 동안 고-주파수 방식으로 상기 제4 고속 오토포커스 정정 렌즈를 제어하기 위해 상기 웨이퍼 검사 동안 실제 오토포커스 데이터를 기초로 하여 제4 오토포커스 정정 렌즈 제어 신호를 생성하도록 구성되며;
상기 제어기는, 각각의 작동 지점에서 웨이퍼 검사 동안 고-주파수 방식으로 상기 제5 고속 오토포커스 정정 렌즈를 제어하기 위해 상기 웨이퍼 검사 동안 실제 오토포커스 데이터를 기초로 하여 제5 오토포커스 정정 렌즈 제어 신호를 생성하도록 구성되는, 복수 입자 빔 시스템. - 청구항 32 또는 청구항 33에 있어서,
상기 복수 입자 빔 시스템은, 상기 고-주파수 정정에 의해 상기 오브젝트 평면에서 초점, 도착각 및 격자 배치 빔 파라미터를 일정하게 유지하도록 구성되는, 복수 입자 빔 시스템. - 청구항 1 내지 청구항 34 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제어기는, 각각의 작동 지점에서 입자 광학 이미징의 특징을 나타내는 입자 광학 파라미터에 관한 입자 광학 소자의 제어 변화의 영향을 기재하는 반전된 감도 매트릭스를 사용하여 실제 오토포커스 데이터를 기초로 하여 상기 오토포커스 정정 렌즈 제어 신호의 결정을 실행하도록 구성되는, 복수 입자 빔 시스템. - 청구항 1 내지 청구항 35 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제어기는 다차원 룩업 테이블을 사용하여 상기 오토포커스 정정 렌즈 제어 신호를 결정하도록 구성되는, 복수 입자 빔 시스템. - 청구항 1 내지 청구항 36 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2 입자 광학 빔 경로에서의 설정이 달리 변화하지 않고도, 상기 제1 입자 광학 빔 경로에서 적어도 하나의 자기 렌즈의 제어에서 저-주파수 변화에 뒤이어, 특히 상기 작동 거리에서의 변화에 뒤이어 상기 오브젝트 평면에서의 입자 광학 이미징의 특징을 나타내기 위한 히스테리시스 정정 측정 데이터를 생성하기 위해 상기 제2 입자 광학 빔 경로에서 히스테리시스 정정 측정 요소를 더 포함하며,
상기 제어기는, 각각의 작동 지점에서 고-주파수 방식으로 적어도 하나의 오토포커스 정정 렌즈 제어 신호를 정정하기 위해 상기 웨이퍼 검사 동안 히스테리시스 제어 측정 데이터를 기초로 하여 히스테리시스 정정 제어 신호를 생성하도록 구성되는, 복수 입자 빔 시스템. - 청구항 37에 있어서,
상기 히스테리시스 정정 측정 요소는 상기 제2 입자 광학 빔 경로에서 CCD 카메라를 포함하는, 복수 입자 빔 시스템. - 청구항 37 또는 청구항 38에 있어서,
상기 히스테리시스 정정 제어 신호는 상기 오브젝트 평면에서 반경 방향 위치 및/또는 방위각 위치 빔 파라미터의 정정을 실현하는, 복수 입자 빔 시스템. - 청구항 1 내지 청구항 39 중 어느 한 항에 있어서,
고속 오토포커스 정정 렌즈의 상류, 특히 각각의 구현된 고속 오토포커스 정정 렌즈의 상류의 상기 입자 광학 빔 경로에 배치되며, 컬럼을 통한 통과 동안 상기 개별 입자 빔의 경로를 매우 정밀한 방식으로 일정하게 유지하도록 셋업되는 적어도 하나의 고속 정전 수차 정정 수단을 더 포함하며,
상기 제어기는, 고-주파수 방식으로 각각의 작동 지점에서 상기 하나의 고속 수차 정정 수단이나 상기 고속 수차 정정 수단을 제어하기 위해 상기 웨이퍼 검사 동안 수차 정정 제어 신호를 생성하도록 구성되는, 복수 입자 빔 시스템. - 청구항 40에 있어서,
상기 수차 정정 수단은 팔중극 형태의 전극 배치를 포함하는, 복수 입자 빔 시스템. - 청구항 1 내지 청구항 41 중 어느 한 항에 있어서,
고속 정전 수차 정정 수단을 더 포함하고,
상기 수차 정정 수단은 상기 제1 개별 입자 빔의 교차부의 상류의 상기 제1 입자 광학 빔 경로에 배치되며, 상기 개별 입자 빔의 위치를 상기 교차부를 형성할 목적으로 매우 정밀한 방식으로 일정하게 유지하도록 셋업되며,
상기 제어기는, 고-주파수 방식으로 각각의 작동 지점에서 상기 고속 수차 정정 수단을 제어하기 위해 상기 웨이퍼 검사 동안 수차 정정 제어 신호를 생성하도록 구성되는, 복수 입자 빔 시스템. - 청구항 1 내지 청구항 42 중 어느 한 항에 있어서,
상기 빔 스위치와 상기 오브젝티브 렌즈 사이에 스캐닝 유닛과 빔 편향 시스템을 더 포함하고, 상기 빔 편향 시스템은, 개별 입자 빔의 스캐닝 움직임에 의해 상기 웨이퍼 표면을 래스터-스캔하도록 구성되며 상기 스캐닝 유닛에 의해 제어될 수 있으며,
상기 제어기는, 각각의 작동 지점에서 웨이퍼 검사 동안 스캐닝 유닛 제어 신호에 의해 상기 스캐닝 유닛을 제어하도록 및 고-주파수 방식으로 각각의 작동 지점에서 실제 오토포커스 데이터를 기초로 하여 상기 스캐닝 유닛 제어 신호를 제어하도록 셋업되는, 복수 입자 빔 시스템. - 청구항 43에 있어서,
픽셀 크기, 회전, 스큐 및/또는 쿼드러터서티(quadraticity) 스캐닝 파라미터는 룩업 테이블에 의해 고-주파수 방식으로 정정되는, 복수 입자 빔 시스템. - 청구항 1 내지 청구항 44 중 어느 한 항에 있어서,
상기 복수 입자 빔 시스템은, 고속 오토포커스 정정 수단에 의해, 특히 고속 오토포커스 정정 렌즈에 의해 상기 오브젝트 평면에서 초점 및 도착각 빔 파라미터의 고-주파수 정정을 수행하도록, 및 스캐닝 유닛의 고-주파수 제어에 의해 상기 오브젝트 평면에서 배율 및 이미지 필드 회전 빔 파라미터의 고-주파수 정정을 수행하도록 셋업되는, 복수 입자 빔 시스템. - 청구항 44 또는 청구항 45에 있어서,
상기 오브젝트 평면에서의 개별 입자 빔의 이미지 필드 회전에서의 변화가 상기 스캐닝 유닛에 의해 회전을 설정함으로써 보상되며,
상기 오브젝트 평면에서의 배율의 변화가 상기 스캐닝 유닛에 의해 상기 픽셀 크기를 설정함으로써 정정되는, 복수 입자 빔 시스템. - 청구항 46에 있어서,
상기 오브젝트 평면에서의 개별 입자 빔의 이미지 변위가 순전히 상기 제어기에 의한 계산에 의해서 정정되는, 복수 입자 빔 시스템. - 청구항 47에 있어서,
상기 복수 입자 빔 시스템은, 상기 입자 광학 빔 경로의 방향에서 보았을 때, 교차부의 하류에서만 빔 파라미터의 고-주파수 정정을 수행하도록 셋업되는, 복수 입자 빔 시스템. - 복수 입자 빔 시스템, 특히 청구항 1 내지 청구항 48 중 어느 한 항에 기재된 복수 입자 빔 시스템을 동작하기 위한 방법으로서,
오브젝트 평면에서의 현재의 초점에 대한 제1 작동 지점에서의 측정 데이터를 생성하는 단계;
상기 측정 데이터를 기초로 하여 실제 오토포커스 데이터를 결정하는 단계;
상기 실제 오토포커스 데이터를 기초로 하여 오토포커스 정정 렌즈 제어 신호를 결정하는 단계; 및
상기 오브젝트 평면에서의 집속이 상기 제1 작동 지점에서 일정하게 유지되도록 제1 고속 오토포커스 정정 렌즈를 제어하는 단계를 포함하는, 방법. - 청구항 49에 있어서,
상기 오브젝트 평면에서 제1 개별 입자 빔의 도착각, 회전 및/또는 위치는 상기 제1 작동 지점에서 일정하게 또한 유지되는, 방법. - 청구항 49 또는 청구항 50에 있어서,
상기 고속 오토포커스 정정 렌즈는 정전 렌즈를 포함하는, 방법. - 청구항 49 또는 청구항 50에 있어서,
상기 고속 오토포커스 정정 렌즈는 자기 렌즈를 포함하는, 방법. - 청구항 49 내지 청구항 52 중 어느 한 항에 있어서,
상기 실제 오토포커스 데이터를 기초로 하여 제2 고속 오토포커스 정정 렌즈 제어 신호를 생성하여 고-주파수 방식으로 제2 고속 오토포커스 정정 렌즈를 제어하는 단계; 및/또는
상기 실제 오토포커스 데이터를 기초로 하여 제3 고속 오토포커스 정정 렌즈 제어 신호를 생성하여 고-주파수 방식으로 제3 고속 오토포커스 정정 렌즈를 제어하는 단계; 및/또는
상기 실제 오토포커스 데이터를 기초로 하여 제4 고속 오토포커스 정정 렌즈 제어 신호를 생성하여 고-주파수 방식으로 제4 고속 오토포커스 정정 렌즈를 제어하는 단계; 및/또는
상기 실제 오토포커스 데이터를 기초로 하여 제5 고속 오토포커스 정정 렌즈 제어 신호를 생성하여 고-주파수 방식으로 제5 고속 오토포커스 정정 렌즈를 제어하는 단계; 및/또는
상기 실제 오토포커스 데이터를 기초로 하여 제6 고속 오토포커스 정정 렌즈 제어 신호를 생성하여 고-주파수 방식으로 제6 고속 오토포커스 정정 렌즈를 제어하는 단계를 더 포함하는, 방법. - 청구항 49 내지 청구항 53 중 어느 한 항에 있어서,
정정 또는 정정들에 사용되는 입자 광학 소자의 효과를 직교시키는 단계를 더 포함하는, 방법. - 청구항 49 내지 청구항 54 중 어느 한 항에 있어서,
작동 지점을 변화시키며, 특히 작동 거리를 변화시키며, 상기 오브젝트 평면에서의 입자 광학 이미징의 특징을 나타내기 위한 히스테리시스 정정 측정 데이터를 생성하는 단계; 및
상기 히스테리시스 정정 측정 데이터를 기초로 하여 고-주파수 방식으로 상기 오토포커스 정정 렌즈 제어 신호를 정정하거나 오토포커스 정정 렌즈 제어 신호들을 정정하는 단계를 더 포함하는, 방법. - 청구항 49 내지 청구항 55 중 어느 한 항에 있어서,
수차 정정 제어 신호를 생성하여, 상기 수차 정정 제어 신호에 의해 고 정밀 방식으로 및 특히 고-주파수 방식으로 빔 위치를 정정하는 단계를 더 포함하는, 방법. - 청구항 49 내지 청구항 56 중 어느 한 항에 있어서,
스캐닝 유닛 제어 신호를 생성하여, 특히 다차원 룩업 테이블을 사용함으로써, 각각의 작동 지점에서 고-주파수 방식으로 스캐닝 유닛 제어 신호를 정정하는 단계를 더 포함하는, 방법. - 청구항 49 내지 청구항 57 중 어느 한 항에 있어서,
적어도 하나의 빔 파라미터에 관해 순전히 계산 방식으로 이미지 데이터를 정정하는 단계, 특히 상기 오브젝트 평면에서 이미지 변위에 관해 순전히 계산 방식으로 이미지 데이터를 정정하는 단계를 더 포함하는, 방법. - 청구항 49 내지 청구항 58 중 어느 한 항에 있어서,
2차 경로에서 입자 광학 이미징의 특징을 나타내기 위해 투영 경로 측정 데이터를 생성하는 단계;
상기 투영 경로 측정 데이터를 기초로 하여 투영 경로 제어 신호 또는 투영 경로 제어 신호 세트를 결정하는 단계; 및
상기 투영 경로 제어 신호에 의해 또는 상기 투영 경로 제어 신호 세트에 의해, 복수-부분 실시예를 가질 수 도 있는 고속 투영 경로 정정 수단을 제어하는 단계를 더 포함하며, 검출 평면에의 입사 시의 제2 개별 입자 빔의 초점, 격자 배치 및 도착각은 상기 제1 작동 지점에서 일정하게 유지되는, 방법. - 청구항 49 내지 청구항 59 중 어느 한 항에 있어서,
콘트래스트 정정 제어 신호나 콘트래스트 정정 제어 신호 세트에 의해 고속 콘트래스트 정정 수단을 제어하여, 상기 검출 평면에서 상기 콘트래스트를 일정하게 유지하는 단계를 더 포함하는, 방법. - 작동 지점에서 고속 오토포커스 정정을 위해, 특히 청구항 1 내지 청구항 48 중 어느 한 항에 기재된 복수 입자 빔 시스템을 동작하는 방법으로서,
고속 오토포커스 정정 렌즈에 의해 오브젝트 평면에서 초점을 물리적으로 설정하는 단계;
고속 오토포커스 정정 수단에 의해 상기 오브젝트 평면에서 도착각을 물리적으로 설정하는 단계;
역회전을 신속하게 설정함으로써 스캐닝 유닛에 의해 이미지 필드 회전을 설정하는 단계;
픽셀 크기를 신속하게 설정함으로써 상기 스캐닝 유닛에 의해 배율을 설정하는 단계; 및
순전히 계산 방식으로 이미지 변위를 보상하는 단계를 포함하는, 방법. - 청구항 61에 있어서,
상기 스캐닝 유닛의 쿼드러더서티(quadradicity) 스캐닝 파라미터를 신속하게 설정하는 단계 및/또는
상기 스캐닝 유닛의 스큐(skew) 스캐닝 파라미터를 신속하게 설정하는 단계를 더 포함하는, 방법. - 청구항 49 내지 청구항 62 중 어느 한 항에 기재된 방법을 실행하기 위한 프로그램 코드를 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품.
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