KR20230118106A - 하전 입자의 다중 빔을 사용하여 샘플을 프로세싱하는 하전 입자 시스템, 방법 - Google Patents
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Abstract
하전 입자의 다중 빔을 사용하여 샘플을 프로세싱하기 위한 하전 입자 시스템 및 방법이 개시된다. 하나의 배열에서, 칼럼은 하전 입자의 서브 빔의 다중 빔을 샘플의 샘플 표면 상으로 지향시킨다. 제2 방향에 평행한 방향에서 샘플 표면에 걸쳐 다중 빔을 반복적으로 스캔하기 위해 칼럼이 사용되는 동안, 샘플은 제1 방향에 평행한 방향에서 이동된다. 따라서, 샘플 표면의 가늘고 긴 영역은 각각의 서브 빔을 사용하여 프로세싱된다. 샘플은 제1 방향에 대해 비스듬한 또는 수직인 방향에서 변위된다. 프로세스는 각각의 서브 빔을 사용하여 추가적인 가늘고 긴 영역을 프로세싱하기 위해 반복된다. 결과적으로 나타나는 복수의 프로세싱된 가늘고 긴 영역은 각각의 서브 빔에 대한 서브 빔 프로세싱 영역을 정의한다.
Description
관련 출원에 대한 교차 참조
본 출원은 2020년 12월 14일자로 출원된 EP 출원 제20213733.7호 및 2021년 12월 3일자로 출원된 EP 출원 제21171877.0호의 우선권을 주장하는데, 이들 출원 각각은 그들 전체가 참조에 의해 본원에 통합된다.
분야
본원에서 제공되는 실시형태는 일반적으로 하전 입자의 다수의 서브 빔을 사용하는 하전 입자 시스템에 관한 것이다.
반도체 집적 회로(integrated circuit; IC) 칩을 제조할 때, 예를 들면, 광학적 효과 및 부수적인 입자의 결과로서, 제조 프로세스 동안 기판(즉, 웨이퍼) 또는 마스크 상에서 소망되지 않는 패턴 결함이 필연적으로 발생하고, 그에 의해, 수율을 감소시킨다. 따라서, 소망되지 않는 패턴 결함의 범위를 모니터링하는 것은 IC 칩 제조에서 중요한 프로세스이다. 더 일반적으로, 기판, 또는 다른 오브젝트/재료의 표면의 검사 및/또는 측정은 그것의 제조 동안 및/또는 이후에 중요한 프로세스이다.
하전 입자 빔을 갖는 패턴 검사 도구는, 오브젝트를 검사하기 위해, 예를 들면, 패턴 결함을 검출하기 위해 사용되었다. 이들 도구는 통상적으로 주사 전자 현미경(scanning electron microscope; SEM)과 같은 전자 현미경 검사 기술을 사용한다. SEM에서, 상대적으로 높은 에너지의 전자의 1차 전자 빔(primary electron beam)은, 상대적으로 낮은 랜딩 에너지에서 샘플에 랜딩하기 위해, 최종 감속 단계를 가지고 겨냥된다. 전자의 빔은 샘플 상의 프로빙 스팟으로서 포커싱된다. 프로빙 스팟의 재료 구조물과 전자 빔으로부터의 랜딩 전자 사이의 상호 작용은, 2차(secondary) 전자, 후방 산란된 전자, 또는 오제(Auger) 전자와 같은 전자로 하여금 표면으로부터 방출되게 한다. 생성된 2차 전자는 샘플의 재료 구조물로부터 방출될 수도 있다. 샘플 표면에 걸쳐 프로빙 스팟으로서 1차 전자 빔을 스캐닝하는 것에 의해, 샘플의 표면 전역에서 2차 전자가 방출될 수 있다. 샘플 표면으로부터의 이들 방출된 2차 전자를 수집하는 것에 의해, 패턴 검사 도구는 샘플의 표면의 재료 구조물의 특성을 나타내는 이미지를 획득할 수도 있다.
하전 입자 도구의 스루풋 및 다른 특성을 개선하기 위한 일반적인 요구가 있다.
본 개시의 목적은 하전 입자 도구의 스루풋 또는 다른 특성의 개선을 지원하는 실시형태를 제공하는 것이다.
본 발명의 한 양태에 따르면, 하전 입자의 서브 빔의 다중 빔을 샘플의 샘플 표면 상으로 지향시키도록 구성되는 칼럼(column)에 의해 제공되는 하전 입자의 다중 빔을 사용하여 샘플을 프로세싱하는 방법이 제공되는데, 그 방법은: 다음의 단계: (a) 칼럼을 사용하여 제2 방향에 평행한 방향에서 샘플 표면에 걸쳐 다중 빔을 반복적으로 스캔하는 동안, 제1 방향에서 다중 빔의 서브 빔의 샘플 표면에서의 피치와 실질적으로 동일한 거리만큼 제1 방향에 평행한 방향에서 샘플을 이동시키고, 그에 의해, 각각의 서브 빔을 사용하여 샘플 표면 상의 가늘고 긴 영역(elongate region)을 프로세싱하는 단계; (b) 제1 방향에 대해 비스듬한 또는 수직인 방향에서 샘플을 변위시키는 단계; 및 (c) 각각의 서브 빔을 사용하여 추가적인 가늘고 긴 영역을 프로세싱하기 위해 단계 (a) 및 (b)를 다수 회 반복하는 단계 - 결과적으로 나타나는 복수의 프로세싱된 가늘고 긴 영역은 각각의 서브 빔에 대한 서브 빔 프로세싱 영역(sub-beam processed area)을 정의함 - 를 순서대로 수행하는 것을 포함한다.
본 발명의 한 양태에 따르면, 하전 입자 시스템이 제공되는데, 하전된 입자 시스템은: 샘플 표면을 갖는 샘플을 지지하기 위한 스테이지; 및 하전 입자의 서브 빔의 다중 빔을 샘플 표면 상으로 지향시키도록 구성되는 칼럼을 포함하고, 시스템은 다음의 것을 순서대로 수행하기 위해 스테이지 및 칼럼을 제어하도록 구성된다: (a) 칼럼을 사용하여 제2 방향에 평행한 방향에서 샘플 표면에 걸쳐 다중 빔을 반복적으로 스캔하는 동안, 제1 방향에서 다중 빔의 서브 빔의 샘플 표면에서의 피치와 실질적으로 동일한 거리만큼 제1 방향에 평행한 방향에서 샘플을 이동시키고, 그에 의해, 각각의 서브 빔을 사용하여 샘플 표면 상의 가늘고 긴 영역을 프로세싱하도록 스테이지를 사용하는 것; (b) 제1 방향에 대해 비스듬한 또는 수직인 방향에서 샘플을 변위시키도록 스테이지를 사용하는 것; 및 (c) 각각의 서브 빔을 사용하여 추가적인 가늘고 긴 영역을 프로세싱하기 위해 (a) 및 (b)를 다수 회 반복하는 것 - 결과적으로 나타나는 복수의 프로세싱된 가늘고 긴 영역은 각각의 서브 빔에 대한 서브 빔 프로세싱 영역을 정의함 - .
본 개시의 상기 및 다른 양태는 첨부하는 도면과 연계하여 취해지는 예시적인 실시형태의 설명으로부터 더욱 명백해질 것인데, 첨부하는 도면에서:
도 1은 예시적인 하전 입자 빔 검사 장치를 예시하는 개략적인 다이어그램이다.
도 2는 도 1의 예시적인 하전 입자 빔 검사 장치의 일부인 예시적인 다중 빔 장치를 예시하는 개략적인 다이어그램이다.
도 3은 매크로 콜리메이터 및 매크로 스캔 편향기를 포함하는 예시적인 전자 광학 시스템(electron-optical system)의 개략적인 다이어그램이다.
도 4는 예시적인 전자 광학 시스템 어레이의 개략적인 다이어그램이다.
도 5는 대물 렌즈 어레이 어셈블리의 빔 상류에서 집광 렌즈 어레이(condenser lens array)를 포함하는 예시적인 전자 광학 시스템의 개략적인 다이어그램이다.
도 6은 제어 렌즈 및 대물 렌즈의 확대된 다이어그램이다.
도 7은 2 전극 대물 렌즈 어레이와 통합되는 검출기 모듈의 개략적인 측단면도이다.
도 8은 도 7에서 묘사되는 타입의 검출기 모듈의 저면도(bottom view)이다.
도 9는 빔 어퍼쳐가 조밀 육방 어레이(hexagonal close packed array) 내에 있는 대안적 검출기 모듈의 저면도이다.
도 10은 도 7의 대물 렌즈 어레이에 통합하기 위한 검출기 모듈의 확대된 개략적인 단면도를 묘사한다.
도 11은 샘플에 걸쳐 서브 빔을 스캐닝하기 위한 도약 및 스캔 접근법(leap and scan approach)을 개략적으로 도시한다.
도 12는 샘플에 걸쳐 서브 빔을 스캐닝하기 위한 연속 스캔 접근법을 개략적으로 도시한다.
도 13은 하전 입자의 다중 빔을 사용하여 샘플을 프로세싱하는 방법의 프레임워크를 묘사한다.
도 14는 서브 빔 프로세싱 영역에 대응하는 샘플의 영역의 프로세싱을 묘사한다.
도 15는 육각형 그리드에서의 서브 빔의 위치 결정(positioning)을 묘사한다.
도 16은 도 15에서 도시되는 바와 같이 배열되는 서브 빔에 대응하는 서브 빔 프로세싱 영역을 묘사한다.
도 17은 가늘고 긴 영역 내에서의 서브 빔의 교대하는 스캐닝을 묘사한다.
도 18은 서브 빔 프로세싱 영역의 프로세싱 동안 샘플의 예시적인 단행정(short-stroke) 이동을 묘사한다.
도 19는 장행정(long-stroke) 스테이지 및 단행정 스테이지를 포함하는 예시적인 스테이지를 묘사한다.
도 20은 서브 빔 프로세싱 영역의 상이한 그룹의 형성 사이의 샘플의 예시적인 장행정 이동을 묘사한다.
도 21은 서브 빔 프로세싱 영역의 세 그룹의 예시적인 위치를 묘사한다.
도 22는 도 21의 서브 빔 프로세싱 영역의 그룹과 인터리빙하기에 적절한 서브 빔 프로세싱 영역의 세 개 그룹의 예시적인 위치를 묘사한다.
도 23은 도 21의 그리고 도 22의 그룹에 대응하는 모든 서브 빔 프로세싱 영역의 위치를 묘사한다.
도 1은 예시적인 하전 입자 빔 검사 장치를 예시하는 개략적인 다이어그램이다.
도 2는 도 1의 예시적인 하전 입자 빔 검사 장치의 일부인 예시적인 다중 빔 장치를 예시하는 개략적인 다이어그램이다.
도 3은 매크로 콜리메이터 및 매크로 스캔 편향기를 포함하는 예시적인 전자 광학 시스템(electron-optical system)의 개략적인 다이어그램이다.
도 4는 예시적인 전자 광학 시스템 어레이의 개략적인 다이어그램이다.
도 5는 대물 렌즈 어레이 어셈블리의 빔 상류에서 집광 렌즈 어레이(condenser lens array)를 포함하는 예시적인 전자 광학 시스템의 개략적인 다이어그램이다.
도 6은 제어 렌즈 및 대물 렌즈의 확대된 다이어그램이다.
도 7은 2 전극 대물 렌즈 어레이와 통합되는 검출기 모듈의 개략적인 측단면도이다.
도 8은 도 7에서 묘사되는 타입의 검출기 모듈의 저면도(bottom view)이다.
도 9는 빔 어퍼쳐가 조밀 육방 어레이(hexagonal close packed array) 내에 있는 대안적 검출기 모듈의 저면도이다.
도 10은 도 7의 대물 렌즈 어레이에 통합하기 위한 검출기 모듈의 확대된 개략적인 단면도를 묘사한다.
도 11은 샘플에 걸쳐 서브 빔을 스캐닝하기 위한 도약 및 스캔 접근법(leap and scan approach)을 개략적으로 도시한다.
도 12는 샘플에 걸쳐 서브 빔을 스캐닝하기 위한 연속 스캔 접근법을 개략적으로 도시한다.
도 13은 하전 입자의 다중 빔을 사용하여 샘플을 프로세싱하는 방법의 프레임워크를 묘사한다.
도 14는 서브 빔 프로세싱 영역에 대응하는 샘플의 영역의 프로세싱을 묘사한다.
도 15는 육각형 그리드에서의 서브 빔의 위치 결정(positioning)을 묘사한다.
도 16은 도 15에서 도시되는 바와 같이 배열되는 서브 빔에 대응하는 서브 빔 프로세싱 영역을 묘사한다.
도 17은 가늘고 긴 영역 내에서의 서브 빔의 교대하는 스캐닝을 묘사한다.
도 18은 서브 빔 프로세싱 영역의 프로세싱 동안 샘플의 예시적인 단행정(short-stroke) 이동을 묘사한다.
도 19는 장행정(long-stroke) 스테이지 및 단행정 스테이지를 포함하는 예시적인 스테이지를 묘사한다.
도 20은 서브 빔 프로세싱 영역의 상이한 그룹의 형성 사이의 샘플의 예시적인 장행정 이동을 묘사한다.
도 21은 서브 빔 프로세싱 영역의 세 그룹의 예시적인 위치를 묘사한다.
도 22는 도 21의 서브 빔 프로세싱 영역의 그룹과 인터리빙하기에 적절한 서브 빔 프로세싱 영역의 세 개 그룹의 예시적인 위치를 묘사한다.
도 23은 도 21의 그리고 도 22의 그룹에 대응하는 모든 서브 빔 프로세싱 영역의 위치를 묘사한다.
이제, 예시적인 실시형태에 대한 참조가 상세하게 이루어질 것인데, 그 예는 첨부하는 도면에서 예시된다. 다음의 설명은 첨부의 도면을 참조하는데, 첨부의 도면에서, 달리 표현되지 않는 한, 상이한 도면에서의 동일한 번호는 동일한 또는 유사한 엘리먼트를 나타낸다. 예시적인 실시형태의 다음의 설명에서 기술되는 구현예는, 본 발명과 부합하는 모든 구현예를 나타내는 것은 아니다. 대신, 그들은 첨부된 청구범위에서 기재되는 본 발명에 관련되는 양태와 부합하는 장치 및 방법의 예에 불과하다.
디바이스의 물리적 사이즈를 감소시키는 전자 디바이스의 향상된 컴퓨팅 파워는 IC 칩 상의 트랜지스터, 커패시터, 다이오드, 등등과 같은 회로 컴포넌트의 패킹 밀도를 상당히 증가시키는 것에 의해 달성될 수 있다. 이것은 더욱더 작은 구조물이 만들어지는 것을 가능하게 하는 증가된 분해능에 의해 가능하게 되었다. 예를 들면, 엄지손톱의 사이즈이며 2019년에, 또는 그보다 이전에 이용 가능한 스마트폰의 IC 칩은 20억 개가 넘는 트랜지스터를 포함할 수도 있는데, 각각의 트랜지스터의 사이즈는 사람 머리카락의 1/1000보다 더 작다. 따라서, 반도체 IC 제조가 수백 개의 개개의 단계를 갖는 복잡하고 시간 소모적인 프로세스이다는 것은 놀라운 일이 아니다. 심지어 하나의 단계에서의 에러도 최종 제품의 기능에 극적으로 영향을 끼칠 잠재성을 갖는다. 단지 하나의 "킬러 결함(killer defect)"이 디바이스 고장을 야기할 수 있다. 제조 프로세스의 목표는 프로세스의 전체 수율을 향상시키는 것이다. 예를 들면, 50 단계 프로세스(여기서 단계는 웨이퍼 상에서 형성되는 층의 수를 나타낼 수 있음)에 대해 75 % 수율을 획득하기 위해서, 각각의 개개의 단계는 99.4 %보다 더 큰 수율을 가져야만 한다. 각각의 개개의 단계가 95 %의 수율을 갖는 경우, 전체 프로세스 수율은 7 %만큼 낮을 것이다.
IC 칩 제조 시설에서 높은 프로세스 수율이 바람직하지만, 시간당 프로세싱되는 기판의 수로서 정의되는 기판(즉, 웨이퍼) 스루풋을 높게 유지하는 것도 또한 필수적이다. 높은 프로세스 수율 및 높은 기판 스루풋은 결함의 존재에 의해 영향을 받을 수 있다. 이것은 결함을 재검토하기 위해 오퍼레이터 개입이 필요로 되는 경우 특히 그렇다. 따라서, 검사 도구(예컨대, 주사 전자 현미경(Scanning Electron Microscope; 'SEM'))에 의한 마이크로 및 나노 스케일의 결함의 높은 스루풋 검출 및 식별은 높은 수율 및 낮은 비용을 유지하는 데 필수적이다.
SEM은 스캐닝 디바이스 및 검출기 장치를 포함한다. 스캐닝 디바이스는, 1차 전자를 생성하기 위한 전자 소스를 포함하는 조명 장치, 및 1차 전자의 하나 이상의 포커싱된 빔을 사용하여 기판과 같은 샘플을 스캐닝하기 위한 투영 장치를 포함한다. 정리하면, 적어도 조명 장치, 또는 조명 시스템, 및 투영 장치, 또는 투영 시스템은 함께 전자 광학(electron-optical) 시스템 또는 장치로서 함께 지칭될 수도 있다. 1차 전자는 샘플과 상호 작용하여 2차 전자를 생성한다. 검출 장치는, SEM이 샘플의 스캐닝된 영역의 이미지를 생성할 수 있도록 샘플이 스캐닝될 때 샘플로부터 2차 전자를 포획한다(capture). 높은 스루풋 검사를 위해, 검사 장치 중 일부는 1차 전자의 다수의 포커싱된 빔, 즉, 다중 빔을 사용한다. 다중 빔의 성분 빔(component beam)은 서브 빔 또는 빔릿(beamlet)으로 지칭될 수도 있다. 다중 빔은 샘플의 상이한 부분을 동시에 스캐닝할 수 있다. 따라서, 다중 빔 검사 장치는 단일 빔 검사 장치보다 훨씬 더 높은 속도에서 샘플을 검사할 수 있다.
공지된 다중 빔 검사 장치의 구현예가 하기에서 설명된다.
도면은 개략적이다. 따라서 도면에서 컴포넌트의 상대적인 치수는 명확성을 위해 과장된다. 도면의 다음의 설명 내에서, 동일한 또는 유사한 참조 번호는, 동일한 또는 유사한 컴포넌트 또는 엔티티를 가리키며, 개개의 실시형태와 관련한 차이점만이 설명된다. 설명 및 도면이 전자 광학 장치에 관한 것이지만, 실시형태는 본 개시를 특정한 하전 입자로 제한하기 위해 사용되지는 않는다는 것이 인식된다. 따라서, 본 문서 전체에 걸친 전자에 대한 언급은 하전 입자에 대한 언급인 것으로 일반적으로 간주될 수도 있는데, 하전 입자는 반드시 전자인 것은 아니다.
이제, 예시적인 하전 입자 빔 검사 장치(100)를 예시하는 개략적인 다이어그램인 도 1에 대한 참조가 이루어진다. 도 1의 하전 입자 빔 검사 장치(100)는 메인 챔버(10), 로드 락 챔버(20), 전자 빔 도구(40), 기기 프론트 엔드 모듈(equipment front end module; EFEM)(30) 및 컨트롤러(50)를 포함한다. 전자 빔 도구(40)은 메인 챔버(10) 내에 위치된다.
EFEM(30)은 제1 로딩 포트(30a) 및 제2 로딩 포트(30b)를 포함한다. EFEM(30)은 추가적인 로딩 포트(들)를 포함할 수도 있다. 제1 로딩 포트(30a) 및 제2 로딩 포트(30b)는, 예를 들면, 검사될 기판(예를 들면, 반도체 기판 또는 다른 재료(들)로 만들어지는 기판) 또는 샘플(기판, 웨이퍼 및 샘플은 이하 일괄적으로 "샘플"로 지칭됨)을 포함하는 기판 전면 개방형 통합 포드(front opening unified pod; FOUP)를 수용할 수도 있다. EFEM(30)에서의 하나 이상의 로봇 암(도시되지 않음)은 샘플을 로드 락 챔버(20)로 운반한다.
로드 락 챔버(20)는 샘플 주위의 가스를 제거하기 위해 사용된다. 이것은 주변 환경의 압력보다 더 낮은 국소적 가스 압력인 진공을 생성한다. 로드 락 챔버(20)는 로드 락 챔버(20) 내의 가스 입자를 제거하는 로드 락 진공 펌프 시스템(도시되지 않음)에 연결될 수도 있다. 로드 락 진공 펌프 시스템의 동작은 로드 락 챔버가 대기압 아래의 제1 압력에 도달하는 것을 가능하게 한다. 제1 압력에 도달한 이후, 하나 이상의 로봇 암(도시되지 않음)은 샘플을 로드 락 챔버(20)로부터 메인 챔버(10)로 운반한다. 메인 챔버(10)는 메인 챔버 진공 펌프 시스템(도시되지 않음)에 연결된다. 메인 챔버 진공 펌프 시스템은, 샘플 주위의 압력이 제1 압력보다 더 낮은 제2 압력에 도달하도록 메인 챔버(10) 내의 가스 입자를 제거한다. 제2 압력에 도달한 이후, 샘플은 전자 빔 도구로 운반되는데, 그것에 의해 샘플은 검사를 받을 수도 있다. 전자 빔 도구(40)는 다중 빔 전자 광학 장치를 포함할 수도 있다.
컨트롤러(50)는 전자 빔 도구(40)에 전자적으로 연결된다. 컨트롤러(50)는 하전 입자 빔 검사 장치(100)를 제어하도록 구성되는 프로세서(예컨대 컴퓨터)일 수도 있다. 컨트롤러(50)는 다양한 신호 및 이미지 프로세싱 기능을 실행하도록 구성되는 프로세싱 회로부(circuitry)를 또한 포함할 수도 있다. 컨트롤러(50)가 메인 챔버(10), 로드 락 챔버(20), 및 EFEM(30)을 포함하는 구조물의 외부에 있는 것으로 도 1에서 도시되어 있지만, 컨트롤러(50)는 구조물의 일부일 수도 있다는 것이 인식된다. 컨트롤러(50)는 하전 입자 빔 검사 장치의 컴포넌트 엘리먼트 중 하나에 위치될 수도 있거나 또는 그것은 컴포넌트 엘리먼트 중 적어도 두 개에 걸쳐 분산될 수 있다. 본 개시는 전자 빔 검사 도구를 수용하는 메인 챔버(10)의 예를 제공하지만, 본 개시의 양태는, 그들의 가장 넓은 의미에서, 전자 빔 검사 도구를 수용하는 챔버로 제한되지는 않는다는 것을 유의해야 한다. 오히려, 전술한 원리는 제2 압력 하에서 동작하는 장치의 다른 배열 및 다른 도구에도 또한 적용될 수도 있다는 것이 인식된다.
이제, 도 1의 예시적인 하전 입자 빔 검사 장치(100)의 일부인 다중 빔 검사 도구를 포함하는 예시적인 전자 빔 도구(40)를 예시하는 개략적인 다이어그램인 도 2에 대한 참조가 이루어진다. 다중 빔 전자 빔 도구(40)(본원에서 장치(40)로서 또한 지칭됨)는 전자 소스(201), 투영 장치(230), 전동식 스테이지(209), 및 샘플 홀더(207)를 포함한다. 전자 소스(201) 및 투영 장치(230)는 함께 조명 장치로서 지칭될 수도 있다. 샘플 홀더(207)는 검사를 위해 샘플(208)(예를 들면, 기판 또는 마스크)을 유지하기 위해 전동식 스테이지(209)에 의해 지지된다. 다중 빔 전자 빔 도구(40)는 전자 검출 디바이스(240)를 더 포함한다.
전자 소스(201)는 캐소드(도시되지 않음) 및 추출기 또는 애노드(도시되지 않음)를 포함할 수도 있다. 동작 동안, 전자 소스(201)는 캐소드로부터 1차 전자로서 전자를 방출하도록 구성된다. 1차 전자는 1차 전자 빔(202)을 형성하도록 추출기 및/또는 애노드에 의해 추출되거나 또는 가속된다.
투영 장치(230)는 1차 전자 빔(202)을 복수의 서브 빔(211, 212, 213)으로 변환하도록 그리고 각각의 서브 빔을 샘플(208) 상으로 지향시키도록 구성된다. 간략화를 위해 세 개의 서브 빔이 예시되지만, 수십, 수백 또는 수천 개의 서브 빔이 있을 수도 있다. 서브 빔은 빔릿으로 지칭될 수도 있다.
컨트롤러(50)는 도 1의 하전 입자 빔 검사 장치(100)의 다양한 부분, 예컨대 전자 소스(201), 전자 검출 디바이스(240), 투영 장치(230), 및 전동식 스테이지(209)에 연결될 수도 있다. 컨트롤러(50)는 다양한 이미지 및 신호 프로세싱 기능을 수행할 수도 있다. 컨트롤러(50)는, 하전 입자 다중 빔 장치를 비롯하여, 하전 입자 빔 검사 장치의 동작을 제어하기 위해 다양한 제어 신호를 또한 생성할 수도 있다.
투영 장치(230)는 검사를 위해 서브 빔(211, 212, 및 213)을 샘플(208) 상으로 포커싱하도록 구성될 수도 있고 샘플(208)의 표면 상에 세 개의 프로브 스팟(221, 222, 및 223)을 형성할 수도 있다. 투영 장치(230)는 샘플(208)의 표면의 섹션에서 개개의 스캐닝 영역에 걸쳐 프로브 스팟(221, 222, 및 223)을 스캐닝하기 위해 1차 서브 빔(211, 212, 및 213)을 편향시키도록 구성될 수도 있다. 샘플(208) 상의 프로브 스팟(221, 222, 및 223) 상의 1차 서브 빔(211, 212, 및 213)의 입사에 응답하여, 2차 전자 및 후방 산란된 전자를 포함하는 전자가 샘플(208)로부터 생성된다. 2차 전자는 50 eV 이하의 전자 에너지를 통상적으로 가지며 후방 산란된 전자는 50 eV와 1차 서브 빔(211, 212, 및 213)의 랜딩 에너지 사이의 전자 에너지를 통상적으로 갖는다.
전자 검출 디바이스(240)는 2차 전자 및/또는 후방 산란된 전자를 검출하도록 그리고 컨트롤러(50) 또는 신호 프로세싱 시스템(도시되지 않음)으로 전송되는 대응 신호를 생성하도록, 예를 들면, 샘플(208)의 대응하는 스캐닝된 영역의 이미지를 구성하도록 구성된다. 전자 검출 디바이스는 투영 장치에 통합될 수도 있거나 또는 그로부터 분리될 수도 있는데, 2차 광학 칼럼은 2차 전자 및/또는 후방 산란된 전자를 전자 검출 디바이스로 지향시키기 위해 제공된다.
컨트롤러(50)는 이미지 획득기(도시되지 않음) 및 스토리지 디바이스(도시되지 않음)를 포함하는 이미지 프로세싱 시스템을 포함할 수도 있다. 예를 들면, 컨트롤러는 프로세서, 컴퓨터, 서버, 메인프레임 호스트, 터미널, 퍼스널 컴퓨터, 임의의 종류의 모바일 컴퓨팅 디바이스, 및 등등, 또는 이들의 조합을 포함할 수도 있다. 이미지 획득기는 컨트롤러의 프로세싱 기능의 적어도 일부를 포함할 수도 있다. 따라서 이미지 획득기는 적어도 하나 이상의 프로세서를 포함할 수도 있다. 이미지 획득기는, 다른 것들 중에서도, 전기적 도체, 광섬유 케이블, 휴대용 저장 매체, IR, 블루투스(Bluetooth), 인터넷, 무선 네트워크, 무선 라디오, 또는 이들의 조합과 같은 신호 통신을 허용하는 장치(40)의 전자 검출 디바이스(240)에 통신 가능하게 커플링될 수도 있다. 이미지 획득기는 전자 검출 디바이스(240)로부터 신호를 수신할 수도 있고, 신호에 포함되는 데이터를 프로세싱할 수도 있으며 그로부터 이미지를 구성할 수도 있다. 따라서, 이미지 획득기는 샘플(208)의 이미지를 획득할 수도 있다. 이미지 획득기는 다양한 사후 프로세싱(post-processing) 기능, 예컨대 윤곽을 생성하는 것, 획득된 이미지 상에서 표시자(indicator)를 중첩시키는 것, 및 등등을 또한 수행할 수도 있다. 이미지 획득기는 획득된 이미지의 밝기 및 대비, 등등의 조정을 수행하도록 구성될 수도 있다. 스토리지는 하드 디스크, 플래시 드라이브, 클라우드 스토리지, 랜덤 액세스 메모리(random access memory; RAM), 다른 타입의 컴퓨터 판독 가능 메모리, 및 등등과 같은 저장 매체일 수도 있다. 스토리지는 이미지 획득기와 커플링될 수도 있고 스캐닝된 원시 이미지 데이터를 원본 이미지, 및 사후 프로세싱된 이미지로서 저장하기 위해 사용될 수도 있다.
이미지 획득기는 전자 검출 디바이스(240)로부터 수신되는 이미징 신호에 기초하여 샘플의 하나 이상의 이미지를 획득할 수도 있다. 이미징 신호는 하전 입자 이미징을 행하기 위한 스캐닝 동작에 대응할 수도 있다. 획득된 이미지는 복수의 이미징 영역을 포함하는 단일의 이미지일 수도 있다. 단일의 이미지는 스토리지에 저장될 수도 있다. 단일의 이미지는 복수의 영역으로 분할될 수도 있는 원본 이미지일 수도 있다. 구역 각각은 샘플(208)의 피쳐를 포함하는 하나의 이미징 영역을 포함할 수도 있다. 획득된 이미지는 시간 기간에 걸쳐 다수 회 샘플링되는 샘플(208)의 단일의 이미징 영역의 다수의 이미지를 포함할 수도 있다. 다수의 이미지가 스토리지에 저장될 수도 있다. 컨트롤러(50)는 샘플(208)의 동일한 위치의 다수의 이미지를 사용하여 이미지 프로세싱 단계를 수행하도록 구성될 수도 있다.
컨트롤러(50)는 검출된 2차 전자의 분포를 획득하기 위해 측정 회로부(예를 들면, 아날로그 대 디지털 컨버터)를 포함할 수도 있다. 검출 시간 윈도우 동안 수집되는 전자 분포 데이터는, 검사 중인 샘플 구조물의 이미지를 재구성하기 위해, 샘플 표면에 입사하는 각각의 1차 서브 빔(211, 212, 및 213) 각각의 대응하는 스캔 경로 데이터와 조합하여 사용될 수 있다. 재구성된 이미지는 샘플(208)의 내부 또는 외부 구조물의 다양한 피쳐를 드러내기 위해 사용될 수 있다. 그에 의해, 재구성된 이미지는 샘플에서 존재할 수도 있는 임의의 결함을 드러내기 위해 사용될 수 있다.
컨트롤러(50)는 샘플(208)의 검사 동안 샘플(208)을 이동시키도록 전동식 스테이지(209)를 제어할 수도 있다. 컨트롤러(50)는 전동식 스테이지(209)가 샘플(208)을, 적어도 샘플 검사 동안, 한 방향으로, 바람직하게는 연속적으로, 예를 들면, 일정한 속도로 이동시키는 것을 가능하게 할 수도 있다. 컨트롤러(50)는, 다양한 파라미터에 의존하여 샘플(208)의 이동의 속도를 변경하도록, 전동식 스테이지(209)의 이동을 제어할 수도 있다. 예를 들면, 컨트롤러는 스캐닝 프로세스의 검사 단계의 특성에 따라 스테이지 속도(그것의 방향을 포함함)를 제어할 수도 있다.
본 개시의 실시형태는 대물 렌즈 어레이 어셈블리를 제공한다. 대물 렌즈 어레이 어셈블리는 서브 빔의 다중 빔을 샘플에 포커싱하도록 구성될 수도 있다. 대물 렌즈 어레이 어셈블리는 하전 입자 평가 도구와 같은 하전 입자 도구의 전자 광학 시스템에 통합될 수도 있다. 그러한 전자 광학 시스템은, 하전 입자가 전자인 특정한 경우에 대해 하전 입자의 서브 빔의 다중 빔을 샘플 표면 상으로 지향시키는 칼럼의 예이다.
도 3은 대물 렌즈 어레이 어셈블리를 갖는 예시적인 전자 광학 시스템의 개략적인 다이어그램이다. 대물 렌즈 어레이 어셈블리는 다중 빔의 서브 빔 경로를 따라 정렬되는 복수의 어퍼쳐를 정의하는 평면 엘리먼트를 포함한다. 대물 렌즈 어레이 어셈블리는 대물 렌즈 어레이(241)를 포함한다. 대물 렌즈 어레이 어셈블리의 평면 엘리먼트는 대물 렌즈 어레이(241)를 포함한다. 대물 렌즈 어레이(241)는 복수의 평면 엘리먼트를 포함할 수도 있다. 대물 렌즈 어레이(241)의 평면 엘리먼트는 전극으로서 작용하도록 구성될 수도 있다. 평면 엘리먼트는, 예를 들면, 금속일 수도 있고 및/또는 각각의 전위 소스에 연결되도록 구성될 수도 있다. 대물 렌즈 어레이(241)의 평면 엘리먼트는 전극 또는 플레이트 전극 어레이로서 지칭될 수도 있다. 대물 렌즈 어레이(241)의 상이한 각각의 평면 엘리먼트(전극)에서는, 각각의 서브 빔 경로를 따라 정렬되는 복수의 어퍼쳐가 정의될 수도 있다. 따라서, 대물 렌즈 어레이(241)의 평면 엘리먼트 중 하나에서 정의되는 어퍼쳐의 포지션은 대물 렌즈 어레이(241)의 하나 이상의 다른 평면 엘리먼트에서의 대응하는 어퍼쳐의 포지션에 대응한다. 서브 빔 경로를 따라 정렬되는 어퍼쳐의 각각의 그룹은 대물 렌즈 중 하나를 정의하고 사용 중에 다중 빔의 동일한 서브 빔에 대해 동작한다. 각각의 대물 렌즈는 다중 빔의 각각의 서브 빔을 샘플(208) 상으로 투영한다. 대물 렌즈 어레이(241)는 복수의 대물 렌즈를 포함한다.
예시의 용이성을 위해, 렌즈 어레이는 본원에서 타원 형상의 어레이에 의해 개략적으로 묘사된다. 각각의 타원 형상은 렌즈 어레이의 렌즈 중 하나를 나타낸다. 타원 형상은, 광학 렌즈에서 자주 채택되는 양면 볼록 형태와 유사하게, 렌즈를 나타내기 위한 관례에 따라 사용된다. 그러나, 본원에서 논의되는 것들과 같은 하전 입자 배열의 맥락에서, 렌즈 어레이는 통상적으로 정전기적으로 동작할 것이고 따라서 양면 볼록 형상을 채택하는 어떠한 물리적 엘리먼트도 필요로 하지 않을 수도 있다는 것이 이해될 것이다. 상기에서 설명되는 바와 같이, 렌즈 어레이는 어퍼쳐를 정의하는 다수의 평면 엘리먼트를 대신 포함할 수도 있다.
몇몇 실시형태에서, 대물 렌즈 어레이 어셈블리의 평면 엘리먼트는 제어 렌즈 어레이(250)를 더 포함한다. 제어 렌즈 어레이(250)는 복수의 제어 렌즈를 포함한다. 각각의 제어 렌즈는 전극으로서 작용하도록 구성되는 적어도 두 개의 평면 엘리먼트(예를 들면, 전극으로서 작용하도록 구성되는 두 개 또는 세 개의 평면 엘리먼트)를 포함한다. 제어 렌즈 어레이(250)의 평면 엘리먼트는 각각의 전위 소스에 연결될 수도 있다. 제어 렌즈 어레이(250)의 평면 엘리먼트는 전극으로 지칭될 수도 있다. 제어 렌즈 어레이(250)는 각각의 전위 소스에 연결되는 두 개 이상(예를 들면, 세 개)의 플레이트 전극 어레이를 포함할 수도 있다. 각각의 플레이트 전극 어레이는 인접한 플레이트 전극 어레이에 기계적으로 연결되고, 절연 엘리먼트(isolating element), 예컨대 세라믹 또는 유리를 포함할 수도 있는 스페이서에 의해 인접한 플레이트 전극 어레이로부터 전기적으로 분리된다. 제어 렌즈 어레이(250)는 대물 렌즈 어레이(241)와 관련된다(예를 들면, 두 개의 어레이는 서로 가깝게 배치되고 및/또는 서로 기계적으로 연결되고 및/또는 한 유닛으로서 함께 제어됨). 제어 렌즈 어레이(250)는 대물 렌즈 어레이(241)의 빔 상류에 배치된다. 제어 렌즈는 서브 빔을 사전 포커싱한다(예를 들면, 서브 빔이 대물 렌즈 어레이(241)에 도달하기 이전에 서브 빔에 포커싱 액션을 적용함). 사전 포커싱은 서브 빔의 발산을 감소시킬 수도 있거나 또는 서브 빔의 수렴의 레이트를 증가시킬 수도 있다. 한 실시형태에서, 대물 렌즈 어레이 어셈블리를 포함하는 전자 광학 시스템은, 제어 렌즈의 초점 거리가 제어 렌즈 어레이(250)와 대물 렌즈 어레이(241) 사이의 간격보다 더 크도록, (예를 들면, 제어 렌즈 어레이(250)의 전극에 인가되는 전위를 제어하는 것에 의해) 대물 렌즈 어레이 어셈블리를 제어하도록 구성된다. 따라서, 제어 렌즈 어레이(250) 및 대물 렌즈 어레이(241)는, 제어 렌즈 어레이(250)와 대물 렌즈 어레이(241) 사이에 중간 초점을 형성하기에는 너무 약한 제어 렌즈 어레이(250)로부터의 포커싱 액션을 가지고, 서로 상대적으로 가깝게 배치될 수도 있다. 제어 렌즈 어레이 및 대물 렌즈 어레이는 함께 동작하여 동일한 표면까지 결합된 초점 거리를 형성한다. 중간 초점이 없는 결합된 동작은 수차의 위험을 감소시킬 수도 있다. 다른 실시형태에서, 대물 렌즈 어레이 어셈블리는 제어 렌즈 어레이(250)와 대물 렌즈 어레이(241) 사이에 중간 초점을 형성하도록 구성될 수도 있다.
제어 렌즈 어레이(250)의 제어 렌즈의 전극과 대물 렌즈 어레이(241)의 대물 렌즈의 전극에 각각의 전위를 인가하기 위해 전력 소스가 제공될 수도 있다.
대물 렌즈 어레이(241)에 더하여 제어 렌즈 어레이(250)를 제공하는 것은 서브 빔의 속성을 제어하기 위한 추가적인 자유도를 제공한다. 추가적인 자유도는, 심지어 제어 렌즈 어레이(250) 및 대물 렌즈 어레이(241)가 서로 상대적으로 가깝게 제공되고, 예를 들면, 그 결과, 제어 렌즈 어레이(250)와 대물 렌즈 어레이(241) 사이에 중간 초점이 형성되지 않는 경우에도, 제공된다. 제어 렌즈 어레이(250)는 빔의 배율 축소(demagnification)와 관련하여 빔 개방 각도를 최적화하기 위해 및/또는 대물 렌즈 어레이(241)로 전달되는 빔 에너지를 제어하기 위해 사용될 수도 있다. 제어 렌즈 어레이(250)는 2 개 또는 3 개 이상의 전극을 포함할 수도 있다. 두 개의 전극이 있는 경우, 그러면, 배율 축소 및 랜딩 에너지가 함께 제어된다. 세 개 이상의 전극이 있는 경우, 배율 축소 및 랜딩 에너지는 독립적으로 제어될 수 있다. 따라서, 제어 렌즈는 배율 축소 및/또는 빔 개방 각도 및/또는 (예를 들면, 대물 렌즈 및 제어 렌즈의 전극에 적절한 각각의 전위를 인가하기 위해 전력 소스를 사용하여) 각각의 서브 빔의 샘플에 대한 랜딩 에너지를 조정하도록 구성될 수도 있다. 이러한 최적화는 대물 렌즈의 개수에 과도하게 부정적인 영향을 끼치지 않으면서 그리고 대물 렌즈의 수차를 과도하게 악화시키지 않으면서(예를 들면, 대물 렌즈의 강도를 감소시키지 않으면서) 달성될 수 있다. 제어 렌즈 어레이의 사용은 대물 렌즈 어레이가 자신의 최적의 전계 강도에서 동작하는 것을 가능하게 한다. 배율 축소 및 개방 각도에 대한 언급은 동일한 파라미터의 변동을 참조하도록 의도된다는 것이 의도된다는 것을 유의한다. 이상적인 배열에서, 배율 축소의 범위 및 대응하는 개방 각도의 곱은 일정하다. 그러나, 개방 각도는 어퍼쳐의 사용에 의해 영향을 받을 수도 있다.
한 실시형태에서, 랜딩 에너지는, 예를 들면, 1000 eV에서부터 5000 eV까지의 사전 결정된 범위 내의 소망되는 값으로 제어될 수 있다. 도구의 분해능은 최소 값(LE_min)에 이르기까지의 랜딩 에너지에서의 변화에 따라 실질적으로 일정하게 유지될 수 있다. 대물 렌즈 및/또는 검출기와 샘플 사이의 최소 간격을 유지하기 위해 대물 렌즈의 렌즈 강도, 및 대물 렌즈 내의 전기장을 감소시키는 것이 필요하기 때문에, 분해능은 LE_min 미만으로 저하된다.
바람직하게는, 랜딩 에너지는 제어 렌즈를 빠져나가는 전자의 에너지를 제어하는 것에 의해 주로 변경된다. 대물 렌즈 내의 전위 차이는, 대물 렌즈 내의 전기장이 가능한 한 높게 유지되도록, 바람직하게는 이러한 변동 동안 일정하게 유지된다. 제어 렌즈에 적용되는 전위는, 또한, 빔 개방 각도 및 배율 축소를 최적화하기 위해 사용될 수도 있다. 제어 렌즈는 랜딩 에너지에서의 변화를 고려하여 배율 축소를 변경하도록 기능할 수 있다. 바람직하게는, 각각의 제어 렌즈는 두 개의 독립적인 제어 변수를 제공하기 위해 세 개의 전극을 포함한다. 예를 들면, 전극 중 하나가 사용되어 배율 확대(magnification)를 제어할 수 있고 한편 상이한 전극이 사용되어 랜딩 에너지를 독립적으로 제어할 수 있다. 대안적으로 각각의 제어 렌즈는 단지 두 개의 전극만을 구비할 수도 있다. 단지 두 개의 전극만이 있는 경우, 전극 중 하나는 배율 확대 및 랜딩 에너지 둘 모두를 제어하는 것을 필요로 할 수도 있다.
도 3의 실시형태에서, 전자 광학 시스템은 소스(201)를 포함한다. 소스(201)는 하전 입자(예를 들면, 전자)의 빔을 제공한다. 샘플(208) 상에 포커싱되는 다중 빔은 소스(201)에 의해 제공되는 빔으로부터 유도된다. 서브 빔은, 예를 들면, 빔 제한 어퍼쳐의 어레이를 정의하는 빔 제한기를 사용하여 빔으로부터 유도될 수도 있다. 소스(201)는 휘도 및 총 방출 전류 사이의 양호한 절충안을 갖는 고휘도 열 필드 방출기인 것이 바람직하다. 도시되는 예에서, 콜리메이터는 대물 렌즈 어레이 어셈블리의 빔 상류에서 제공된다. 콜리메이터는 매크로 콜리메이터(270)를 포함할 수도 있다. 매크로 콜리메이터(270)는 빔이 다중 빔으로 분할되기 이전에 소스(201)로부터의 빔에 대해 작용한다. 매크로 콜리메이터(270)는, 빔으로부터 유도되는 서브 빔 각각의 빔 축이 실질적으로 수직으로(즉, 샘플(208)의 공칭 표면에 대해 실질적으로 90°로) 샘플(208)에 입사하는 것을 보장하는 데 유효한 양만큼, 빔의 각각의 부분을 굴곡시킨다. 매크로 콜리메이터(270)는 빔에 거시적 시준(macroscopic collimation)을 적용한다. 따라서 매크로 콜리메이터(270)는, 빔의 상이한 개개의 부분에 대해 작용하도록 각각 구성되는 콜리메이터 엘리먼트의 어레이를 포함하기 보다는, 모든 빔에 대해 작용할 수도 있다. 매크로 콜리메이터(270)는 복수의 자기 렌즈 서브유닛(예를 들면, 다극 배열을 형성하는 복수의 전자석)을 포함하는 자기 렌즈 배열 또는 자기 렌즈를 포함할 수도 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 매크로 콜리메이터는 적어도 부분적으로 정전기적으로 구현될 수도 있다. 매크로 콜리메이터는 복수의 정전식 렌즈 서브유닛을 포함하는 정전식 렌즈 배열 또는 정전식 렌즈를 포함할 수도 있다. 매크로 콜리메이터(270)는 자기 렌즈 및 정전식 렌즈의 조합을 사용할 수도 있다.
도 3의 실시형태에서, 매크로 스캔 편향기(265)는 서브 빔으로 하여금 샘플(208) 위로 스캐닝되게 하기 위해 제공된다. 매크로 스캔 편향기(265)는 빔의 각각의 부분을 편향시켜 서브 빔으로 하여금 샘플(208) 위로 스캐닝되게 한다. 한 실시형태에서, 매크로 스캔 편향기(256)는, 예를 들면, 여덟 개의 극(pole) 또는 그 이상을 갖는 거시적 다극 편향기를 포함한다. 편향은 예컨대 빔으로부터 유도되는 서브 빔으로 하여금 (예를 들면, X 축과 같은 단일의 축에 평행하게) 하나의 방향에서 또는 (예를 들면, X 및 Y 축과 같은 두 개의 평행하지 않은 축을 기준으로) 두 개의 방향에서 샘플(208)에 걸쳐 스캐닝되게 할 것이다. 매크로 스캔 편향기(265)는, 빔의 상이한 개개의 부분에 대해 작용하도록 각각 구성되는 엘리먼트의 어레이를 포함하기 보다는 모든 빔에 대해 거시적으로 작용한다. 도시되는 실시형태에서, 매크로 스캔 편향기(265)는 매크로 콜리메이터(270)와 제어 렌즈 어레이(250) 사이에서 제공된다.
본원에서 설명되는 대물 렌즈 어레이 어셈블리 중 임의의 것은 검출기(예를 들면, 검출기 모듈(402)을 포함함)를 더 포함할 수도 있다. 검출기는 샘플(208)로부터 방출되는 하전 입자를 검출한다. 검출된 하전 입자는, 샘플(208)로부터 방출되는 2차 및/또는 후방 산란된 전자를 비롯하여, SEM에 의해 검출되는 하전 입자 중 임의의 것을 포함할 수도 있다. 검출기의 적어도 일부는 대물 렌즈 어레이(241)에 인접할 수도 있고 및/또는 그와 함께 통합될 수도 있다. 검출기는 대물 렌즈 어레이 어셈블리의 샘플 대향 표면을 제공할 수도 있다. 검출기의 예시적인 구성은 도 7 내지 도 10을 참조하여 하기에서 설명된다. 검출기 및 대물 렌즈는 동일한 구조물의 일부일 수도 있다. 검출기는 절연 엘리먼트에 의해 렌즈에 연결될 수도 있거나 또는 대물 렌즈의 전극에 직접적으로 연결될 수도 있다.
도 3의 실시형태에 대한 변형예에서, 대물 렌즈 어레이 어셈블리는 스캔 편향기 어레이(scan-deflector array)를 포함할 수도 있다. 스캔 편향기 어레이는 복수의 스캔 편향기를 포함한다. 스캔 편향기 어레이(260)는 MEMS 제조 기술을 사용하여 형성될 수도 있다. 각각의 스캔 편향기는 샘플(208)에 걸쳐 각각의 서브 빔을 스캐닝한다. 따라서, 스캔 편향기 어레이(260)는 각각의 서브 빔에 대한 스캔 편향기를 포함할 수도 있다. 각각의 스캔 편향기는 (예를 들면, X 축과 같은 단일의 축에 평행하게) 하나의 방향에서 또는 (예를 들면, X 및 Y 축과 같은 두 개의 평행하지 않은 축을 기준으로) 두 개의 방향에서 서브 빔을 편향시킬 수도 있다. 편향은 예컨대 서브 빔으로 하여금 하나의 또는 두 개의 방향에서(즉, 1차원적으로 또는 2차원적으로) 샘플(208)에 걸쳐 스캐닝되게 할 것이다. 한 실시형태에서, 스캔 편향기 어레이를 구현하기 위해, 구체적으로 스캔 편향기와 관련하여 EP2425444 - 이 문서는 참조에 의해 그 전체가 본원에 통합됨 - 에서 설명되는 스캐닝 편향기가 사용될 수도 있다. 스캔 편향기 어레이는 대물 렌즈 어레이(241)와 제어 렌즈 어레이(250) 사이에서 배치된다. 스캔 편향기 어레이는 매크로 스캔 편향기(265) 대신 제공될 수도 있다. 스캔 편향기 어레이(예를 들면, 상기에서 언급되는 바와 같이 MEMS 제조 기술을 사용하여 형성됨)는 매크로 스캔 편향기(265)보다 공간적으로 더 소형일 수도 있다.
다른 실시형태에서 매크로 스캔 편향기(265)와 스캔 편향기 어레이 둘 모두가 제공된다. 그러한 배열에서, 샘플 표면에 걸친 서브 빔의 스캐닝은 매크로 스캔 편향기(265) 및 스캔 편향기 어레이를 함께, 바람직하게는, 동기화하여 제어하는 것에 의해 달성될 수도 있다.
매크로 스캔 편향기(265) 대신 스캔 편향기 어레이의 제공은 제어 렌즈로부터의 수차를 감소시킬 수 있다. 이것은, 매크로 스캔 편향기(265)의 스캐닝 액션이, 제어 렌즈의 적어도 하나의 전극의 빔 하류에서 빔 제한 어퍼쳐의 어레이를 정의하는 빔 성형 제한기(이것은 하부(lower) 빔 제한기로서 또한 지칭될 수도 있음)에 걸친 빔의 대응하는 이동을 야기하기 때문에 발생할 수도 있는데, 이것은 제어 렌즈로부터의 수차에 대한 기여를 증가시킨다. 스캔 편향기 어레이가 대신 사용되는 경우, 빔은 빔 성형 제한기에 걸쳐 훨씬 더 작은 양만큼 이동된다. 이것은 스캔 편향기 어레이로부터 빔 성형 제한기까지의 거리가 훨씬 더 짧기 때문이다. 이것 때문에, 스캔 편향기 어레이를 가능한 한 대물 렌즈 어레이(241)에 가깝게 배치하는 것이 바람직하다(예를 들면, 그 결과, 스캔 편향기 어레이는 대물 렌즈 어레이(241)에 바로 인접하고 및/또는 제어 렌즈 어레이(250)보다 대물 렌즈 어레이(241)에 더 가깝다). 빔 성형 제한기에 걸친 더 작은 이동은 각각의 제어 렌즈의 더 작은 부분이 사용되는 것을 초래한다. 따라서, 제어 렌즈는 더 작은 수차 기여도를 갖는다. 제어 렌즈에 의해 기여되는 수차를 최소화하기 위해, 또는 적어도 감소시키기 위해, 빔 성형 제한기가 사용되어 제어 렌즈의 적어도 하나의 전극으로부터 빔 하류에서 빔을 성형한다. 이것은, 빔 성형 제한기가 빔 경로에서 제1 매니퓰레이터 어레이의 일부이거나 또는 그와 관련되는 어퍼쳐 어레이로서만 제공되며 소스로부터의 단일의 빔으로부터 다중 빔을 일반적으로 생성하는 종래의 시스템과는 아키텍쳐적으로 상이하다. 빔 성형 제한기의 기능에도 불구하고, 서브 빔은, 예를 들면, 상기에서 설명되는 바와 같이, 빔 제한 어퍼쳐의 어레이를 정의하는 빔 제한기를 사용하여 빔으로부터 유도될 수도 있다.
몇몇 실시형태에서, 도 3에서 예시화되는 바와 같이, 제어 렌즈 어레이(250)는 소스(201)의 빔 하류의 빔 경로에 있는 제1 편향 또는 렌즈 효과(lensing) 전자 광학 어레이 엘리먼트이다.
도 3의 실시형태에 대한 변형예에서 또는 스캔 편향기 어레이가 제공되는 상기에서 논의되는 변형예에 대해, 콜리메이터 엘리먼트 어레이가 매크로 콜리메이터(270) 대신 제공될 수도 있다. 각각의 콜리메이터 엘리먼트는 각각의 서브 빔을 시준한다(collimate). 콜리메이터 엘리먼트 어레이(예를 들면, MEMS 제조 기술을 사용하여 형성됨)는 매크로 콜리메이터(270)보다 공간적으로 더 소형일 수도 있다. 콜리메이터 엘리먼트 어레이 및 스캔 편향기 어레이를 함께 제공하는 것은, 따라서, 공간 절약을 제공할 수도 있다. 이러한 공간 절약은, 대물 렌즈 어레이 어셈블리를 포함하는 복수의 전자 광학 시스템이, 도 4와 관련하여 하기에서 논의되는 바와 같이, 전자 광학 시스템 어레이(500)에서 제공되는 경우에 바람직하다. 그러한 실시형태에서, 매크로 집광 렌즈 또는 집광 렌즈 어레이가 없을 수도 있다. 이러한 시나리오에서, 제어 렌즈는 랜딩 에너지에서의 변화에 대한 빔 개방 각도 및 배율 확대를 최적화할 가능성을 제공한다. 빔 성형 제한기는 제어 렌즈 어레이의 빔 하류에 있다. 빔 성형 제한기에서의 어퍼쳐는, 제어 렌즈에 의한 배율 확대의 제어가 개방 각도에 대해 상이하게 동작하도록, 빔 경로를 따라 빔 전류를 조정한다. 즉, 빔 성형 제한기에서의 어퍼쳐는 배율 확대 및 개방 각도에서의 변동들 사이의 직접적인 대응 관계를 깨뜨린다.
몇몇 실시형태에서, 콜리메이터 엘리먼트 어레이는 소스(201)의 빔 경로 빔 하류에 있는 제1 편향 또는 포커싱 전자 광학 어레이 엘리먼트이다.
제어 렌즈 어레이(250)의 빔 상류에서 또는 콜리메이터 엘리먼트 어레이의 빔 상류에서 임의의 편향 또는 렌즈 효과 전자 광학 어레이 엘리먼트(예를 들면, 렌즈 어레이 또는 편향기 어레이)를 방지하는 것은 대물 렌즈의 빔 상류에서의 전자 광학기기(electron-optic)에 대한, 그리고 그러한 전자 광학기기에서의 결함, 즉, 그러한 광학기기에 의해 서브 빔에서 생성되는 수차를 보정하기 위한 보정기(corrector)에 대한 요건을 감소시킨다. 예를 들면, 몇몇 대안적인 배열은 (도 5와 관련하여 하기에서 논의되는 바와 같이) 두 개의 렌즈 어레이(대물 렌즈 어레이에 더하여 집광 렌즈 어레이)를 제공하는 것에 의해 소스 전류 활용을 최대화하려고 시도한다. 이러한 방식의 집광 렌즈 어레이 및 대물 렌즈 어레이의 제공은 소스 개방 각도에 걸친 가상 소스 포지션 균일성의 포지션에 대한 엄격한 요건을 초래하거나, 또는 각각의 서브 빔이 빔 하류로 자신의 대응하는 대물 렌즈의 중심을 통과하는 것을 보장하기 위해 서브 빔마다 보정 광학기기를 필요로 한다. 상기에서 논의되는 도 3의 것들과 같은 아키텍쳐 및 그들의 변형예는 제1 편향 또는 렌즈 효과 전자 광학 어레이 엘리먼트로부터 빔 하류의 빔 성형 제한기까지의 빔 경로가 약 10 mm 미만까지, 바람직하게는 약 5 mm 미만까지, 바람직하게는 약 2 mm 미만까지 감소되는 것을 허용한다. 빔 경로를 감소시키는 것은 소스 개방 각도에 대한 가상 소스 포지션에 대한 엄격한 요건을 감소시키거나 또는 제거한다. 도 3, 도 5, 및 도 6을 참조하여 묘사되고 설명되는 그러한 아키텍쳐의 전자 광학 칼럼은 상부 빔 제한기(252), 콜리메이터 엘리먼트 어레이(271), 제어 렌즈 어레이(250), 스캔 편향기 어레이(260), 대물 렌즈 어레이(241), 빔 성형 제한기(242) 및 검출기 어레이(240)와 같은 컴포넌트를 포함할 수도 있고; 존재하는 이들 엘리먼트 중 하나 이상은 세라믹 또는 유리 스페이서와 같은 절연 엘리먼트를 사용하여 하나 이상의 인접한 엘리먼트에 연결될 수도 있다.
한 실시형태에서, 도 4에서 예시화되는 바와 같이, 전자 광학 시스템 어레이(500)가 제공된다. 어레이(500)는 본원에서 설명되는 전자 광학 시스템 중 복수의 임의의 것을 포함할 수도 있다. 전자 광학 시스템 각각은 각각의 다중 빔을 동일한 샘플의 상이한 영역 상으로 동시에 포커싱한다. 따라서, 이러한 맥락에서, 각각의 영역은 샘플의 표면의 한 부분 또는 일부에 대응할 수도 있다. 각각의 전자 광학 시스템은 상이한 각각의 소스(201)로부터의 하전 입자의 빔으로부터 서브 빔을 형성할 수도 있다. 각기 각각의 소스(201)는 복수의 소스(201) 중 하나의 소스일 수도 있다. 복수의 소스(201)의 적어도 서브세트는 소스 어레이로서 제공될 수도 있다. 소스 어레이는 공통 기판 상에 제공되는 복수의 소스(201)를 포함할 수도 있다. 동일한 샘플의 상이한 영역 상으로 복수의 다중 빔을 동시에 포커싱하는 것은 샘플(208)의 증가된 영역이 동시에 프로세싱(예를 들면, 평가)되는 것을 허용한다. 어레이(500)의 전자 광학 시스템은 각각의 다중 빔을 샘플(208)의 인접한 영역 상으로 투영하도록 서로 인접하게 배열될 수도 있다. 임의의 수의 전자 광학 시스템이 어레이(500)에서 사용될 수도 있다. 바람직하게는, 전자 광학 시스템의 수는 9 개에서부터 200 개까지의 범위 내에 있다. 한 실시형태에서, 전자 광학 시스템은 직사각형 어레이 또는 육각형 어레이로 배열된다. 다른 실시형태에서, 전자 광학 시스템은 불규칙한 어레이 또는 직사각형 또는 육각형 이외의 기하학적 형상을 갖는 규칙적인 어레이에서 제공된다. 어레이(500)의 각각의 전자 광학 시스템은, 예를 들면, 상기에서 설명되는 바와 같이, 단일의 전자 광학 시스템을 언급할 때 본원에서 설명되는 방식 중 임의의 방식으로 구성될 수도 있다. 그러한 배열의 세부 사항은 2020년 7월 6일자로 출원된 EPA 20184161.6에서 설명되는데, 이것은, 다중 칼럼 배열에서의 사용을 위해 대물 렌즈가 통합되고 적응되는 방법과 관련하여, 참조에 의해 본원에 통합된다. 도 4의 예에서, 전자 광학 시스템 각각은 스캔 편향기 어레이(260) 및 콜리메이터 엘리먼트 어레이(271) 둘 모두를 포함한다. 상기에서 언급되는 바와 같이, 스캔 편향기 어레이(260) 및 콜리메이터 엘리먼트 어레이(271)는, 전자 광학 시스템을 서로에 대해 더 가깝게 배치하는 것을 용이하게 하는 그들의 공간적 조밀성 때문에, 전자 광학 시스템 어레이(500)로의 통합에 특히 잘 적합된다. 스캔 편향기 어레이(260) 및 콜리메이터 엘리먼트 어레이(271) 둘 모두를 갖는 배열은, 바람직한 구현예가 콜리메이터(270)로서 자기 렌즈를 사용할 수도 있는 도 3에서 도시되는 배열보다 바람직할 수도 있다. 자기 렌즈는 어레이(다중 칼럼 배열)에서의 사용을 위해 의도되는 전자 광학 시스템에 통합되기 어려울 수도 있다.
도 5는 집광 렌즈 어레이(231)가 소스(201)와 대물 렌즈 어레이 어셈블리 사이에서 제공되는 도 3의 실시형태(및 상기에서 논의되는 그에 대한 변형예)에 대한 변형예를 묘사한다. 따라서, 집광 렌즈 어레이는 대물 렌즈 어레이 어셈블리의 빔 상류에 있다. 그러한 배열은, 적어도 도 4에서 도시되는 아키텍쳐와 관련하여 참조에 의해 본원에 통합되는 EPA 20158804.3에서 설명된다. 배열은, 도 4를 참조하여 상기에서 논의되는 것과 같은 다중 칼럼 어레이, 예를 들면 2020년 11월 11일자로 출원된 EPA 20206987.8에서 또한 통합될 수도 있다. 집광 렌즈 어레이(231)는 복수의 집광 렌즈를 포함한다. 수십, 수백 또는 수천 개의 집광 렌즈가 있을 수도 있다. 집광 렌즈는 다중 전극 렌즈를 포함할 수도 있고 EP1602121A1에 기초한 구성을 가질 수도 있는데, 이 문서는 특히 전자 빔을 복수의 서브 빔으로 분할하기 위한 렌즈 어레이의 개시에 대한 참조에 의해 본원에 통합되고, 어레이는 각각의 서브 빔에 대한 렌즈를 제공한다. 집광 렌즈 어레이(231)는 다중 빔을 생성하도록 구성될 수도 있다. 집광 렌즈 어레이는 전극으로서 작용하는 적어도 두 개의 평면 엘리먼트(이것은 플레이트로서 지칭될 수도 있음)의 형태를 취할 수도 있는데, 각각의 플레이트의 어퍼쳐는 서로 정렬되며 서브 빔의 로케이션에 대응한다. 평면 엘리먼트 중 적어도 두 개는 소망되는 렌즈 효과를 달성하기 위해, 동작 동안, 상이한 전위에서 유지된다. 집광 렌즈 어레이(231)의 평면 엘리먼트는 플레이트 어레이로서 지칭될 수도 있다.
배열에서, 집광 렌즈 어레이는 세 개의 플레이트 어레이로 형성되는데, 여기서, 하전 입자는, 그들이 각각의 렌즈에 진입하고 나갈 때 동일한 에너지를 가지며, 그 배열은 아인젤 렌즈로 칭해질 수도 있다. 따라서, 분산은 아인젤 렌즈 그 자체 내에서만(렌즈의 입구 전극과 출구 전극 사이에서만) 발생하며, 그에 의해, 축외 색수차를 제한한다. 집광 렌즈의 두께가 얇은 경우, 예를 들면, 수 mm인 경우, 그러한 수차는 작은 또는 무시 가능한 영향을 끼친다.
집광 렌즈 어레이(231)는 정렬되는 어퍼쳐의 어레이를 각각 갖는 두 개 이상의 플레이트 전극을 구비할 수도 있다. 각각의 플레이트 전극 어레이는 인접한 플레이트 전극 어레이에 기계적으로 연결되고, 절연 엘리먼트, 예컨대 세라믹 또는 유리를 포함할 수도 있는 스페이서에 의해 인접한 플레이트 전극 어레이로부터 전기적으로 절연된다. 집광 렌즈 어레이는 인접한 전자 광학 엘리먼트, 바람직하게는 정전기 전자 광학 엘리먼트에 연결될 수도 있고 및/또는 본원의 다른 곳에서 설명되는 바와 같은 스페이서와 같은 절연 엘리먼트에 의해 그로부터 이격될 수도 있다.
집광 렌즈는 대물 렌즈(예컨대, 본원의 다른 곳에서 논의되는 바와 같은 대물 렌즈 어레이 어셈블리)를 포함하는 모듈로부터 분리된다. 집광 렌즈의 저부 표면에 인가되는 전위가 대물 렌즈를 포함하는 모듈의 상단 표면(top surface)에 인가되는 전위와는 상이한 경우, 집광 렌즈 및 대물 렌즈를 포함하는 모듈을 떨어지게 이격시키기 위해 절연 스페이서가 사용된다. 전위가 동일한 경우, 그러면, 집광 렌즈와 대물 렌즈를 포함하는 모듈을 떨어지게 이격시키기 위해 전도성 엘리먼트가 사용될 수 있다.
어레이 내의 각각의 집광 렌즈는, 각각의 중간 초점에 포커싱되는 각각의 서브 빔(211, 212, 213)으로 전자를 지향시킨다. 각각의 집광 렌즈는 집광 렌즈 어레이(231)와 대물 렌즈 어레이 어셈블리 내의 각각의 대물 렌즈 사이에서 각각의 중간 초점을 형성한다. 집광 렌즈 어레이(231)는 집광 렌즈 어레이(231)와 중간 초점의 평면 사이에서 서브 빔 경로가 서로에 대해 발산하도록 구성되는 것이 바람직하다. 도시되는 실시형태에서, 편향기(235)는 중간 초점에서(즉, 중간 초점의 평면에서) 제공된다. 편향기(235)는, 주 광선(principal ray)(이것은 빔 축으로 또한 지칭될 수도 있음)이 샘플(208)에 실질적으로 수직으로(즉, 샘플의 공칭 표면에 대해 실질적으로 90°에서) 입사하는 것을 보장하는 데 유효한 양만큼, 각각의 빔릿(211, 212, 213)을 굴곡시키도록 구성된다. 편향기(235)는 콜리메이터로서 또한 지칭될 수도 있다. 편향기(235)는, 편향기 이전에, 서로에 대한 빔릿 경로가 발산하고 있도록, 사실상 빔릿의 경로를 시준한다. 편향기의 빔 하류에서, 빔릿 경로는 서로에 대해 실질적으로 평행하다, 즉, 실질적으로 시준된다. 적절한 콜리메이터는, 다중 빔 어레이에 대한 편향기의 적용과 관련하여 참조에 의해 본원에 통합되는 2020년 2월 7일자로 출원된 EP 출원 제20156253.5호에서 개시되는 편향기이다.
도 6은 대물 렌즈 어레이(241)의 하나의 대물 렌즈(300)와 제어 렌즈 어레이(250)의 하나의 제어 렌즈(600)의 확대된 개략도이다. 대물 렌즈(300)는 전자 빔을 10 배보다 더 큰 배율만큼, 바람직하게는 50 내지 100 배 또는 그 이상의 범위 내에서 배율 축소하도록 구성될 수 있다. 대물 렌즈(300)는 중간 또는 제1 전극(301), 하부 또는 제2 전극(302) 및 상부 또는 제3 전극(303)을 포함한다. 전압 소스(V1, V2, V3)는, 각각, 제1, 제2 및 제3 전극에 전위를 인가하도록 구성된다. 추가적인 전압 소스(V4)가, 접지일 수도 있는 제4 전위를 인가하기 위해 샘플에 연결된다. 전위는 샘플(208)을 기준으로 정의될 수 있다. 제1, 제2 및 제3 전극 각각은, 각각의 서브 빔이 전파되는 어퍼쳐를 구비한다. 제2 전위는, 예를 들면, 샘플보다 50 V에서부터 200 V까지 더욱 양의 범위 내에서, 샘플의 전위와 유사할 수 있다. 대안적으로, 제2 전위는 샘플보다 약 +500 V에서부터 약 +1,500 V까지 더욱 양의 범위 내에 있을 수 있다. 검출기가 광학 칼럼에서 최저부 전극보다 더 높은 경우, 더 높은 전위가 유용하다. 제1 및/또는 제2 전위는 초점 보정에 영향을 끼치기 위해 어퍼쳐 또는 어퍼쳐 그룹마다 변경될 수 있다.
바람직하게는, 한 실시형태에서, 제3 전극은 생략된다. 단지 두 개의 전극만을 갖는 대물 렌즈는 더 많은 전극을 갖는 대물 렌즈보다 더 낮은 수차를 가질 수 있다. 3 전극 대물 렌즈는 전극 사이에서 더 큰 전위 차이를 가질 수 있고 따라서 더 강한 렌즈를 가능하게 할 수 있다. 추가적인 전극(즉, 두 개보다 더 많은 전극)은, 예를 들면, 2차 전자뿐만 아니라 입사 빔을 포커싱하기 위해, 전자 궤적을 제어하기 위한 추가적인 자유도를 제공한다.
상기에서 언급되는 바와 같이, 랜딩 에너지를 결정하기 위해 제어 렌즈를 사용하는 것이 바람직하다. 그러나, 랜딩 에너지를 제어하기 위해 대물 렌즈(300)를 추가로 사용하는 것이 가능하다. 그러한 경우, 상이한 랜딩 에너지가 선택되는 경우 대물 렌즈에 걸친 전위 차이는 변경된다. 대물 렌즈에 걸친 전위 차이를 변경하는 것에 의해 랜딩 에너지를 부분적으로 변화시키는 것이 바람직한 상황의 하나의 예는, 서브 빔의 초점이 대물 렌즈에 너무 가까워지는 것을 방지하는 것이다. 그러한 상황에서는, 대물 렌즈 전극이 너무 얇아 제조할 수 없는 위험이 있다. 이 위치에 있는 검출기에 대해서도 마찬가지일 수도 있다. 이러한 상황은, 예를 들면, 랜딩 에너지가 낮아지는 경우에 발생할 수 있다. 이것은 대물 렌즈의 초점 거리가 사용되는 랜딩 에너지에 따라 대략적으로 스케일링되기 때문이다. 대물 렌즈에 걸친 전위 차이를 낮추는 것에 의해, 그리고 그에 의해, 대물 렌즈 내부의 전기장을 낮추는 것에 의해, 대물 렌즈의 초점 거리는 다시 더 길어지게 되고, 그 결과, 대물 렌즈보다 더 아래에 있는 초점 포지션을 초래한다. 대물 렌즈만을 사용하는 것은 배율 확대의 제어를 제한할 것이다는 것을 유의한다. 그러한 배열은 배율 축소 및/또는 개방 각도를 제어할 수 없다. 게다가, 랜딩 에너지를 제어하기 위해 대물 렌즈를 사용하는 것은, 대물 렌즈가 자신의 최적의 전계 강도로부터 벗어나 동작하고 있을 것이다는 것을 의미할 수 있다. 그것은, 예를 들면, 대물 렌즈를 교환하는 것에 의해, 대물 렌즈의 기계적 파라미터(예컨대, 그것의 전극 사이의 간격)가 조정될 수 없는 한 그렇다.
묘사되는 배열에서, 제어 렌즈(600)는 전위 소스(V5 내지 V7)에 연결되는 세 개의 전극(601-603)을 포함한다. 전극(601-603)은 수 밀리미터(예를 들면, 3 mm) 떨어져 이격될 수도 있다. 제어 렌즈와 대물 렌즈 사이의 간격(즉, 대물 렌즈의 하부 전극(602)과 상부 전극 사이의 갭)은 넓은 범위로부터, 예를 들면, 2 mm 내지 200 mm 또는 그 이상으로부터 선택될 수 있다. 작은 분리는 정렬을 더 쉽게 만들고, 반면, 더 큰 분리는 더 약한 렌즈가 사용되는 것을 허용하여, 수차를 감소시킨다. 바람직하게는, 제어 렌즈(600)의 최상부(uppermost) 전극(603)의 전위(V5)는 제어 렌즈의 빔 상류의 다음 번 전자 광학 엘리먼트(예를 들면, 편향기(235))의 전위와 동일하게 유지된다. 하부 전극(602)에 인가되는 전위(V7)는 빔 에너지를 결정하기 위해 변경될 수 있다. 중간 전극(601)에 인가되는 전위(V6)는 제어 렌즈(600)의 렌즈 강도를 결정하기 위해 그러므로 빔의 개방 각도 및 배율 축소를 제어하기 위해 변경될 수 있다. 바람직하게는, 제어 렌즈의 하부 전극(602) 및 대물 렌즈의 최상부 전극은 실질적으로 동일한 전위를 갖는다. 샘플 및 대물 렌즈의 최저부(lowest) 전극은 통상적으로 제어 렌즈의 최저부 전극과는 매우 상이한 전위를 갖는다. 전자는, 예를 들면, 대물 렌즈에서 30 kV에서부터 2.5 kV까지 감속될 수도 있다. 하나의 설계에서, 대물 렌즈(V3)의 상부 전극은 생략된다. 이 경우, 바람직하게는, 제어 렌즈의 하부 전극(602) 및 대물 렌즈의 전극(301)은 실질적으로 동일한 전위를 갖는다. 심지어 랜딩 에너지가 변경될 필요가 없더라도, 또는 다른 수단에 의해 변경되더라도, 제어 렌즈는 빔 개방 각도를 제어하기 위해 사용될 수 있다는 것을 유의해야 한다. 서브 빔의 초점의 포지션은 각각의 제어 렌즈 및 각각의 대물 렌즈의 작용의 조합에 의해 결정된다.
예를 들면 도 5의 실시형태의 집광 렌즈가 아닌 제어 렌즈가 전자 빔의 개방 각도/배율 확대 보정을 위해 사용되는 경우, 콜리메이터는, 콜리메이터의 비점수차 보정에 대한 필요성이 없도록 중간 초점에서 머무른다. (빔 전류가 빔 경로를 따라 일정하게 유지되기 때문에, 그러한 배열에서, 배율 확대의 조정은 개방 각도의 유사한 조정을 초래한다는 것을 유의해야 한다). 또한, 랜딩 에너지는, 대물 렌즈에서 최적의 전계 강도를 유지하는 동안, 광범위한 에너지에 걸쳐 변경될 수 있다. 이것은 대물 렌즈의 수차를 최소화한다. 집광 렌즈(사용되는 경우)의 강도도 또한 일정하게 유지되어, 콜리메이터가 중간 초점 평면에 있지 않는 것 또는 집광 렌즈를 통과하는 전자의 경로에서의 변화에 기인하는 추가적인 수차의 임의의 도입을 방지한다. 게다가, 도 3(이것은 집광 렌즈를 가지지 않음)에서 도시되는 바와 같은 빔 성형 제한기를 특징으로 하는 실시형태의 제어 렌즈가 사용되는 경우, 개방 각도/배율 확대뿐만 아니라 랜딩 에너지가 추가적으로 제어될 수도 있다.
몇몇 실시형태에서, 하전 입자 도구는, 서브 빔에서 하나 이상의 수차를 감소시키는 하나 이상의 수차 보정기(corrector)를 더 포함한다. 한 실시형태에서, 수차 보정기의 적어도 서브세트의 각각은 도 5에서 묘사되는 타입의 실시형태에서 중간 초점의 각각의 중간 초점에, 또는 그것에 바로 인접하여(예를 들면, 중간 이미지 평면에서 또는 그것에 인접하여) 배치된다. 서브 빔은 중간 평면(중간 초점의 평면)과 같은 초점 평면에서 또는 그 근처에서 가장 작은 단면 면적을 갖는다. 이것은 다른 곳에서, 즉 중간 평면의 빔 상류에서 또는 빔 하류에서 이용 가능한 것보다(또는 중간 평면을 갖지 않는 대안적인 배열에서 이용 가능할 것보다) 더 많은 수차 보정기에 대한 공간을 제공한다.
한 실시형태에서, 중간 초점(또는 중간 평면)에 배치되는, 또는 그것에 바로 인접하는 수차 보정기는 상이한 빔에 대해 상이한 포지션에 있는 것처럼 보이는 소스(201)를 보정하기 위한 편향기를 포함한다. 보정기는, 각각의 서브 빔과 대응하는 대물 렌즈 사이의 올바른 정렬을 방해하는 소스로부터 유래하는 거시적 수차를 보정하기 위해 사용될 수 있다.
수차 보정기는 적절한 칼럼 정렬을 방해하는 수차를 보정할 수도 있다. 그러한 수차는 서브 빔과 보정기 사이의 오정렬로 또한 이어질 수도 있다. 이러한 이유 때문에, 추가적으로 또는 대안적으로, 수차 보정기를 집광 렌즈 어레이(231)의 집광 렌즈에서 또는 그 근처에서 배치하는 것이 바람직할 수도 있다(예를 들면, 각각의 그러한 수차 보정기는 집광 렌즈 중 하나 이상과 통합되거나, 또는 그 하나 이상에 바로 인접함). 이것은, 집광 렌즈가 빔 어퍼쳐와 수직으로 가깝거나 또는 빔 어퍼쳐와 일치하기 때문에 집광 렌즈에서 또는 그 근처에서 수차가 대응하는 서브 빔의 시프트로 아직 이어지지 않을 것이기 때문에 바람직하다. 그러나 집광 렌즈에서 또는 그 근처에 보정기를 배치하는 것에 따른 도전 과제(challenge)는, 더 먼 다운스트림(또는 빔 하류)의 위치를 기준으로, 서브 빔 각각이 이 위치에서 상대적으로 큰 단면 면적 및 상대적으로 작은 피치를 갖는다는 것이다. 집광 렌즈 및 보정기는 동일한 구조물의 일부일 수도 있다. 예를 들면, 그들은, 예를 들면, 전기적 절연 엘리먼트를 사용하여, 서로 연결될 수도 있다.
몇몇 실시형태에서, 수차 보정기의 적어도 서브세트의 각각은 대물 렌즈 어레이 어셈블리 내의 대물 렌즈 또는 제어 렌즈 중 하나 이상과 통합되거나, 또는 그들에 바로 인접한다. 한 실시형태에서, 이들 수차 보정기는 다음의 것 중 하나 이상을 감소시킨다: 상면 만곡(field curvature); 초점 에러; 및 비점수차. 대물 렌즈 및/또는 제어 렌즈 및 보정기는 동일한 구조물의 일부일 수도 있다. 예를 들면, 그들은, 예를 들면, 전기적 절연 엘리먼트를 사용하여, 서로 연결될 수도 있다.
수차 보정기는 EP2702595A1에서 개시되는 바와 같은 CMOS 기반의 개개의 프로그래밍 가능한 편향기 또는 EP2715768A2에서 개시되는 바와 같은 다중극 편향기(multipole deflector)의 어레이일 수도 있는데, 이들 문서 중, 문서 둘 모두에서의 빔릿 매니퓰레이터의 설명이 참조에 의해 본원에 통합된다.
몇몇 실시형태에서, 대물 렌즈 어레이 어셈블리의 검출기는 대물 렌즈 어레이(241)의 적어도 하나의 전극의 빔 하류에서 검출기 모듈을 포함한다. 한 실시형태에서, 검출기(예를 들면, 검출기 모듈)의 적어도 일부는 대물 렌즈 어레이(241)에 인접하고 및/또는 그것과 통합된다. 예를 들면, 검출기 모듈은 대물 렌즈 어레이(241)의 저부(bottom) 전극에 CMOS 칩 검출기를 통합하는 것에 의해 구현될 수도 있다. 대물 렌즈 어레이 어셈블리로의 검출기 모듈의 통합은 보조 칼럼(secondary column)을 대체한다. CMOS 칩은 바람직하게는 (샘플과 전자 광학 시스템의 저부 사이의 작은 거리(예를 들면, 100 ㎛) 때문에) 샘플을 향하도록 배향되고, 그에 의해, 어셈블리의 샘플 대향 표면을 제공한다. 한 실시형태에서, 2차 전자 신호를 캡쳐하기 위한 전극은 CMOS 디바이스의 상단 금속 층에서 형성된다. 전극은 다른 층에서 형성될 수 있다. CMOS의 전력 및 제어 신호는 실리콘 관통 비아(through-silicon via)에 의해 CMOS에 연결될 수도 있다. 강건성(robustness)을 위해, 바람직하게는 저부 전극은 두 개의 엘리먼트로 구성된다: CMOS 칩 및 구멍을 갖는 패시브 Si 플레이트. 플레이트는 높은 전기장으로부터 CMOS를 차폐한다.
검출 효율성을 최대화하기 위해서는, 전극 표면을 가능한 한 크게 만드는 것이 바람직한데, 그 결과, (어퍼쳐를 제외한) 대물 렌즈 어레이(241)의 실질적으로 모든 영역이 전극에 의해 점유되고 각각의 전극은 어레이 피치와 실질적으로 동일한 직경을 갖는다. 한 실시형태에서, 전극의 외부 형상은 원형이지만, 그러나, 이것은 검출 영역을 최대화하기 위해 정사각형으로 만들어질 수 있다. 또한 기판 관통 구멍의 직경은 최소화될 수 있다. 전자 빔의 통상적인 사이즈는 대략 5 내지 15 미크론이다.
한 실시형태에서, 단일의 전극이 각각의 어퍼쳐를 둘러싼다. 다른 실시형태에서, 복수의 전극 엘리먼트가 각각의 어퍼쳐 주위에 제공된다. 하나의 어퍼쳐를 둘러싸는 전극 엘리먼트에 의해 포획되는 전자는 단일의 신호로 결합될 수도 있거나 또는 독립적인 신호를 생성하기 위해 사용될 수도 있다. 전극 엘리먼트는 반경 방향으로 분할될 수도 있거나(즉, 복수의 동심 환형(annulus)을 형성함), 각을 이루어 분할될 수도 있거나(즉, 복수의 부채꼴 부분을 형성함), 반경 방향으로 분할되는 것 및 각을 이루어 분할되는 것 둘 모두일 수도 있거나, 또는 임의의 다른 편리한 방식으로 분할될 수도 있다.
그러나, 더 큰 전극 표면은 더 큰 기생 커패시턴스, 따라서, 더 낮은 대역폭으로 이어진다. 이러한 이유 때문에, 전극의 외경을 제한하는 것이 바람직할 수도 있다. 특히, 더 큰 전극이 약간 더 큰 검출 효율성을 제공하지만, 그러나 훨씬 더 큰 커패시턴스를 제공하는 경우에 바람직할 수도 있다. 원형(환형) 전극은 수집 효율성과 기생 커패시턴스 사이에서 양호한 절충안을 제공할 수도 있다.
전극의 더 큰 외경은 더 큰 크로스토크(이웃하는 구멍의 신호에 대한 민감도)로 또한 이어질 수도 있다. 이것은 또한 전극 외경을 더 작게 만드는 이유일 수 있다. 특히, 더 큰 전극이 약간 더 큰 검출 효율성을 제공하지만, 그러나 훨씬 더 큰 크로스토크를 제공하는 경우에 바람직할 수도 있다.
전극에 의해 수집되는 후방 산란 및/또는 2차 전자 전류는 트랜스 임피던스 증폭기에 의해 증폭될 수도 있다.
대물 렌즈 어레이에 통합되는 검출기의 예시적인 실시형태가 도 7에서 도시되어 있다. 도 7은 대물 렌즈 어레이의 일부(401)를 개략적인 단면에서 도시한다. 이 실시형태에서, 검출기는 복수의 검출기 엘리먼트(405)(예를 들면, 포획 전극과 같은 센서 엘리먼트)를 포함하는 검출기 모듈(402)을 포함한다. 이 실시형태에서, 검출기 모듈(402)은 대물 렌즈 어레이의 출력 측 상에서 제공된다. 출력 측은 샘플(208)을 향하는 측이다. 도 8은, 빔 어퍼쳐(406)를 각각 둘러싸는 복수의 포획 전극(405)이 제공되는 기판(404)을 포함하는 검출기 모듈(402)의 저면도이다. 빔 어퍼쳐(406)는 기판(404)을 통한 에칭에 의해 형성될 수도 있다. 도 8에서 도시되는 배열에서, 빔 어퍼쳐(406)는 직사각형 어레이로 도시되어 있다. 빔 어퍼쳐(406)는 또한, 예를 들면, 도 9에서 묘사되는 바와 같이, 조밀 육방 어레이로 상이하게 배열될 수 있다.
도 10은 단면에서의 검출기 모듈(402)의 일부를 더 큰 스케일에서 묘사한다. 포획 전극(405)은 검출기 모듈(402)의 최저부, 즉, 샘플에 가장 가까운 표면을 형성한다. 포획 전극(405)과 실리콘 기판(404)의 메인 본체 사이에는 로직 층(407)이 제공된다. 로직 층(407)은 증폭기, 예를 들면, 트랜스 임피던스 증폭기, 아날로그 대 디지털 컨버터, 및 판독 로직을 포함할 수도 있다. 한 실시형태에서, 포획 전극(405)당 하나의 증폭기 및 하나의 아날로그 대 디지털 컨버터가 있다. 로직 층(407) 및 포획 전극(405)은 최종 금속화 층(final metallisation layer)을 형성하는 포획 전극(405)과 함께 CMOS 프로세스를 사용하여 제조될 수 있다.
배선 층(408)은 기판(404)의 후면 상에서, 또는 내에서 제공되고 실리콘 관통 비아(409)에 의해 로직 층(407)에 연결된다. 실리콘 관통 비아(409)의 수는 빔 어퍼쳐(406)의 수와 동일할 필요는 없다. 특히, 전극 신호가 로직 층(407)에서 디지털화되는 경우, 데이터 버스를 제공하기 위해서는 단지 적은 수의 실리콘 관통 비아만이 필요로 될 수도 있다. 배선 층(408)은 제어 라인, 데이터 라인 및 전력 라인을 포함할 수 있다. 빔 어퍼쳐(406)에도 불구하고 필요한 모든 연결을 위한 충분한 공간이 있다는 것을 알 수 있을 것이다. 검출기 모듈(402)은 바이폴라 또는 다른 제조 기술을 사용하여 또한 제조될 수 있다. 인쇄 회로 보드 및/또는 다른 반도체 칩이 검출기 모듈(402)의 후면 상에서 제공될 수도 있다.
검출기 모듈(402)은 대물 렌즈 어레이의 최하부 전극 어레이뿐만 아니라, 다른 전극 어레이에도 또한 통합될 수 있다. 대물 렌즈에 통합되는 검출기 모듈의 추가적인 세부 사항 및 대안적인 배열은 EP 출원 번호 제20184160.8호에서 확인될 수 있는데, 이 문헌은 적어도 검출기 모듈 및 대물 렌즈에서의 그러한 모듈의 통합과 관련하여 참조에 의해 본원에 통합된다.
도 11 및 도 12는 샘플(208)에 걸쳐 다중 빔을 스캐닝하기 위한 예시적인 방법을 개략적으로 묘사한다.
도 11은 때때로 도약 및 스캔으로 지칭되는 방법을 묘사한다. 그리드 포지션(702)은 칼럼(예를 들면, 전자 광학 시스템)에 의해 샘플(208) 상으로 지향되는 다중 빔의 예시적인 기하학적 형상을 묘사한다. 그리드 포지션(702)은, 예를 들면, 정렬 캘리브레이션 이후, 예를 들면 정렬될 때, 다중 빔에서의 서브 빔의 포지션을 도시한다. 그리드 포지션(702)의 피치는 다중 빔의 서브 빔의 샘플 표면에서의 피치와 동일하다. 각각의 서브 빔은 서브 빔에 대응하는 피치 영역(704)에 걸쳐 상이한 방향(예를 들면, X 및 Y 방향)에서 칼럼에 의해 정전기적으로 스캐닝된다. 두 개의 예시적인 피치 영역(704)이 라벨링되어 있다. 메인 스캔 영역은 704A로 라벨링되어 있다. 빔 피치 불균일성을 허용하기 위해 경계 영역(704B)이 추가적으로 제공될 수도 있다. 경계 영역(704B)은, 다르게는 빔 피치 비균일성에 기인하여 발생할 수 있는 피치 영역(704) 사이의 바람직하지 않은 갭을 방지하거나 또는 감소시킨다. 파선(703)은 X 방향을 따르는 스캔 라인을 개략적으로 나타내기 위해 가장 좌측의 예시적인 피치 영역(704)에서 도시되어 있다. 대안적인 배열에서, 피치 영역은 바람직하게는 최소 갭을 가지고 떨어져 이격될 수도 있다. 스캔 라인은, 각각의 스캔 라인 사이에서 Y 방향에서의 스텝을 가지면서, 차례차례, 순차적으로 프로세싱될 수도 있다. 이 맥락에서, 샘플 표면의 '프로세싱'은 샘플 표면을 빔에 노출시키는 것을 의미하도록 의도된다. 예를 들면, 동적 시스템에서, 이것은 샘플 표면에 걸쳐 빔을 통과시키는 것에 의해 달성되는데, 여기서 샘플 및 샘플의 표면과의 그 입사 지점에서의 빔은 샘플의 평면에서 서로를 기준으로 이동하고; 이것의 한 예는 샘플 표면에 걸쳐 빔을 스캐닝하는 것이다. 따라서, 빔에 의해 프로세싱되는 샘플의 표면은 빔이 스캐닝된 표면이다). X 및 Y에 대한 언급은, 단지, 서로에 대해 각을 이루며, 서로 직교할 수도 있는 두 개의 상이한 방향에서 스캐닝이 발생한다는 것을 설명하기 위한 것이다. 순차적인 스캔 라인은 서로 뒤따를 수도 있다, 즉, 구불구불할 수도 있거나, 또는 모든 스캔 라인은 피치 영역의 측면으로부터 시작될 수도 있다. 프로세스는 각각의 서브 빔이 자신의 피치 영역(704) 모두를 프로세싱할 때까지 계속된다. 피치 영역(704)은 각각의 서브 빔에 의해 병렬로 프로세싱된다. 즉, 서브 빔은 그들 각각의 피치 영역(704)을 동시에 스캐닝한다. 서브 빔이 피치 영역(704)의 프로세싱을 완료하는 경우, 샘플은 상이한 포지션으로 이동된다(이것은 수반되는 상대적으로 큰 거리 때문에 도약으로 지칭될 수도 있음). 그 다음, 프로세스(예를 들면, 스캐닝)는 샘플의 이 새로운 포지션에서 피치 영역(704)을 프로세싱하기 위해 반복된다. 도약은, 샘플 표면의 상이한 부분이 다중 빔의 풋프린트에 대응하도록, 샘플을 이동시킬 수도 있다. 새로운 포지션은, 예컨대, 큰 연속 영역을 스캐닝하기 위해 샘플의 이전 포지션에서 스캐닝되는 영역에 인접한 샘플의 영역 또는 부분의 스캐닝을 야기할 수도 있다; 즉, 영역은 인접할 수도 있다. (샘플 표면의 그러한 인접한 영역은 스캐닝된 영역으로서 지칭될 수도 있다.) 대안적으로, 새로운 포지션은, 예컨대, 샘플의 이전 포지션에서 스캐닝되는 영역과는 분리되는 샘플 상의 영역의 스캐닝을 야기할 수도 있다. 두 개의 영역은 떨어져 이격될 수도 있다. 각각의 피치 영역의 스캐닝(예를 들면, X에서의 서브 빔의 스캐닝 및 Y에서의 서브 빔의 단계적 이동(stepping))은, 다중 빔의 서브 빔의 피치와 실질적으로 동일한 거리에 걸쳐 서브 빔을 정전기적으로 편향시키는 것(예를 들면, X에서의 스캐닝 및 Y에서의 단계적 이동)을 수반한다.
도 12는 연속 스캔으로 지칭될 수도 있는 대안적인 방법을 묘사한다. 도시되는 바와 같이, 샘플 표면의 한 영역이 다중 빔의 풋프린트 아래로 이동된다. 이 접근법에서, 각각의 서브 빔은 어떤 분율의 서브 빔 피치에 걸쳐 (예를 들면, Y에서, 도시되는 방위에서, 연속적으로 위로 또는 아래로 또는 교대로 위로 그리고 아래로) 스캐닝되고, 동시에, 샘플(208)은, 예를 들면, 샘플 지지체(207)에 의해, 이 스캐닝에 직각으로(예를 들면, X에서, 도시되는 방위에서 좌로 또는 우로) 이동된다. 분율은 다중 빔의 서브 빔의 수의 제곱근에 의해 나누어지는 서브 빔의 피치와 동일할 수도 있다. (이것은 어레이가 정사각형인 경우, 예를 들면, N×N 서브 빔의 어레이인 경우 정확하다; 더 일반적으로는, 그것은, 예를 들면, N×M 서브 빔의 어레이의 경우, 기계적 스캔 방향에서 서브 빔 칼럼의 수로 나누어지는 피치이다.) 샘플(208)의 이동과 비스듬히 정렬되는 축을 갖는 그리드 상에 그리드 포지션(702)를 배열하는 것에 의해, 개개의 서브 빔이 큰 거리에 걸쳐 정전기적으로 스캐닝될 필요 없이, 샘플(208) 상의 연속 영역을 프로세싱하는 것이 가능하다. 스트라이프는 연속 영역을 공동으로 채우기 위해 일렬로 정렬되는 상이한 서브 빔에 의해 스캐닝된다. 도 11의 배열에서와 같이, 스캐닝된 영역은 빔 피치 불균일성을 허용하기 위해 메인 스캔 영역(704A) 및 경계 영역(704B)을 포함할 수도 있다.
도약 및 스캔 방법은 큰 거리에 걸친 정전기 스캐닝이 이용 가능하지 않은 경우 쉽게 사용될 수 없다. 이것은, 대물 렌즈가 샘플에 가까운 본 개시의 실시형태에서, 특히 예를 들면, 도 3 내지 도 5를 참조하여 설명되고 그들에서 도시되는 바와 같은 대물 렌즈 어레이의 경우에 해당될 수도 있다. 몇몇 실시형태에서, 서브 빔에 대한 이용 가능한 정전기 편향 범위는 샘플 표면에서 서브 빔의 피치보다 상당히 작을 것이다. 예를 들면, 서브 빔 피치에 대한 통상적인 범위는 50-500 미크론(예를 들면, 70-150 미크론)일 수도 있는데, 정전 편향의 통상적인 범위는 0.5-2.0 미크론의 범위 내에 있다.
연속 스캔 방법은 정전기 스캐닝의 이용 가능한 범위가 제한된 경우에 사용될 수 있다. 그러나, 이러한 타입의 스캐닝에 고유한 스캔 인(scan-in)/스캔 아웃(scan-out) 효과는 스루풋을 감소시킬 수도 있다. 스캔 인/스캔 아웃 효과는, 하나의 행의 서브 빔이 그 행과 인접한 행 사이의 영역을 공동으로 채우기 때문에 발생한다. 따라서, 행의 모든 서브 빔은 두 행 사이의 영역을 채우기 위해 사용될 필요가 있다. 이것은, 다중 빔이 다중 빔의 사이즈(이것은 스캔 인 길이로서 지칭될 수도 있음)와 동일한 길이에 걸쳐 스캐닝된 이후에만 연속 스캔이 완전히 효과적으로 되기 시작한다는 것을 의미한다. 유사한 효과가 스캔 라인의 끝에서 발생하는데, 이것은 스캔 아웃 효과에 대응한다. 서브 빔의 상대적으로 작은 어레이가 사용되는 경우, 스캔 인 및 스캔 아웃 효과가 허용 가능할 수도 있다. 예를 들면, 8 ㎛의 피치를 갖는 서브 빔의 5×5 어레이가 사용되는 경우, 다중 빔의 전체 사이즈는 40 ㎛일 것이다. 이것은 연속 스캔의 처음 40 ㎛가 사용될 수 없다는 것을 의미할 것이다. 그러나, 본 개시의 실시형태의 많은 실제 구현을 위해, 1 mm-15 mm의 범위(예를 들면, 대략 4 mm 또는 10.5 mm) 내의 사이즈를 갖는 다중 빔을 비롯하여, 훨씬 더 큰 다중 빔이 바람직하다. 그러한 치수의 경우, 샘플당 10 mm×10 mm의 표면적이 스캐닝되어야 하는 경우, 프로세싱 시간의 비효율적인 부분이 프로세싱 시간의 효율적인 부분의 최대 100 %를 나타낼 수 있고, 그에 의해, 스루풋을 절반으로 감소시킬 수 있다. 다른 스캔 인 및 스캔 아웃 효과는 스캐닝된 영역의(즉, 인접한 스캐닝된 영역의) 처음 및 마지막 스캐닝된 범위(scanned region)에서 존재할 수도 있다. 이것은, 다중 빔 배열의 일부 행이 불완전할 수도 있고 인접한 영역의 스캔(즉, 인접한 풋프린트 스캔)의 중첩에 의해 소정의 행을 완료하는 데 기여하기 때문이다. 따라서, 연속 스캔은 다음의 인접하는 영역의 스캔을 통해 완전히 효과적으로 되기 시작한다.
하기에서 설명되는 배열은 도 11 및 도 12를 참조하여 상기에서 설명되는 도전 과제 또는 다른 도전 과제 중 하나 이상을 적어도 부분적으로 해결하는 대안적인 방법을 제공한다.
도 13은 하전 입자의 다중 빔을 사용하여 샘플(208)을 프로세싱하는 방법의 프레임워크를 묘사한다. 프로세싱은 하전 입자로 하여금 샘플(208)로부터 방출되게 하기 위해 샘플(208)에 걸쳐 다중 빔을 스캐닝하는 것을 포함할 수도 있다. 방출된 하전 입자는 샘플(208)에 대한 정보를 결정하기 위해 검출되어 사용될 수도 있다. 방법은 하전 입자 도구(이것은 하전 입자 시스템으로서 지칭될 수도 있음)를 사용하여 구현될 수도 있다. 하전 입자 도구는 하전 입자 평가 도구를 포함할 수도 있거나 또는 이것으로 구성될 수도 있다. 하전 입자 도구는 스테이지(209)를 포함한다. 스테이지(209)는 도 1 내지 도 3을 참조하여 상기에서 설명되는 형태 중 임의의 것을 취할 수도 있다. 스테이지(209)는, 예를 들면, 샘플 홀더(207)를 사용하여 샘플(208)을 지지하도록 구성된다. 스테이지(209)는 상이한 방향에서 샘플(208)을 이동시키도록 그리고 단계적으로 이동시키도록(step) 구성될 수도 있다. 서브 빔의 경로에서의 스테이지의 이동은 서브 빔 및 샘플을 서로에 대해 스캐닝하는 것으로 지칭될 수도 있다. 샘플(208)은 샘플 표면을 갖는다. 하전 입자 도구는 칼럼을 포함한다. 칼럼은 하전 입자의 서브 빔 다중 빔을 샘플 표면 상으로 지향시킨다. 칼럼은 샘플을 향해 지향되도록 그리고 편향되도록(즉, 서브 빔의 경로의 방향을 조정하도록) 구성될 수도 있다. 서브 빔에 대한 칼럼의 그러한 동작은, 서브 빔 및 샘플을 서로에 대해 스캐닝하는 것으로 지칭될 수도 있다. 따라서, 샘플에 대한 서브 빔의 스캐닝은, 서브 빔에 대한 칼럼의 및/또는 서브 빔의 경로와 관련한 샘플의 포지션에 대한 스테이지의 동작에 의해 유도될 수 있다. 따라서, 칼럼은 서브 빔의 다중 빔을 지향시키도록 그리고 스캐닝하도록 구성될 수도 있다. 서브 빔의 다중 빔은 서브 빔의 어레이로서 지칭될 수도 있다. 칼럼은 서브 빔의 다중 빔을 샘플 표면의 한 부분 상으로 지향시킬 수도 있다. 그 부분의 일부는 각각의 서브 빔에 할당될 수도 있다. 스테이지(209) 및 칼럼은 그 부분이 서브 빔에 의해 스캐닝되도록 제어된다. 칼럼은 도 1 내지 도 10을 참조하여 상기에서 설명되는 전자 광학 시스템 중 임의의 것을 포함할 수도 있거나 또는 그 임의의 것으로 구성될 수도 있다.
도구는 스테이지(209) 및 칼럼을 제어하여 단계(S1-S5)를 순서대로(즉, S1 그 다음 S2 그 다음 S3 그 다음 S4 그 다음 S5) 수행하도록 구성된다. 스테이지(209) 및 칼럼은, 예를 들면, 도 1을 참조하여 상기에서 설명되는 바와 같이, 컨트롤러(50)에 의해 제어될 수도 있다. 컨트롤러(50)는 소망되는 기능성을 제공하는 데 필요한 데이터 프로세싱 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어 및/또는 컴퓨터 제어 액추에이터, 센서, 등등의 임의의 적절한 조합을 포함할 수도 있다. 컨트롤러는 스캐닝할 칼럼 및 이동 및 단계적으로 이동시킬 스테이지(209)를 제어하도록 구성될 수도 있다.
단계(S1)에서, 다중 빔의 단일의 예시적인 서브 빔에 대해 도 14에서 예시화되는 바와 같이, 스테이지(209)는 샘플(208)을 제1 방향에 평행한 방향으로(예를 들면, 도 14에서 도시되는 수평 경로(721) 중 하나를 따라) 이동시키기 위해 사용되고, 한편 칼럼은 제2 방향에 평행한 방향으로(예를 들면, 도 14에서 도시되는 수직 경로(722)를 따라) 샘플 표면에 걸쳐 다중 빔을 반복적으로 스캐닝하기 위해 사용된다. 칼럼은, 예를 들면, 단계(S1)에서 샘플에 걸쳐 다중 빔의 스캐닝을 수행하도록 구성되는 정전 편향기를 포함할 수도 있다. 편향기는 도 3 내지 도 10을 참조하여 상기에서 설명되는 형태 중 임의의 것을 취할 수도 있다. 편향기는 도 3에서 예시화되는 바와 같은 매크로 스캔 편향기(265)로서 또는 스캔 편향기 어레이로서 구현될 수도 있다. 그에 의해, 샘플 표면 상의 가늘고 긴 영역(724)이 각각의 서브 빔으로 프로세싱된다. 따라서, 컨트롤러는, 서브 빔이 상이한 방향에서 샘플 표면에 걸쳐 (예를 들면, 칼럼에 의해) 반복적으로 스캐닝되는 동안, 샘플 표면으로 하여금 한 방향에서 서브 빔의 어레이를 기준으로 (예를 들면, 스테이지(209)를 사용하여) 이동되게 하도록 구성될 수도 있다. 그에 의해, 각각의 서브 빔 프로세싱 영역(하기 참조)의 가늘고 긴 영역이 프로세싱된다. 예를 들면, 도 14의 배열에서, 이 동작은 최상부의 가늘고 긴 영역(724)으로 하여금 도 14에서 묘사되는 영역에 대응하는 서브 빔에 의해 프로세싱되게 할 수 있다. 경로(721 및 722) 및 가늘고 긴 영역(724)은 도면에서 보이도록 개략적으로 묘사되어 있다. 실제로, 경로(721 및 722)는 더 가깝게 이격될 것이고 더 많은 가늘고 긴 영역(724)이 프로세싱될 것이다. 정전 편향의 이용 가능한 범위에 의해 정의될 수도 있는 가늘고 긴 영역(724)의 폭은, 통상적으로, 예를 들면, 0.5-2.0 미크론 범위 내에 있을 수도 있다. 다중 빔의 서브 빔의 피치에 의해 정의될 수도 있는 가늘고 긴 영역(724)의 길이는, 통상적으로, 예를 들면, 50-500 미크론 범위 내에 있을 수도 있다.
도 14의 예에서, 제1 및 제2 방향은 (페이지의 평면에서) 수평 및 수직이다. 따라서, 이 예에서 제1 및 제2 방향은 서로 수직이다. 따라서, (예를 들면, 경로(721)를 따르는) 연속적인 이동일 수도 있는 서브 빔의 어레이에 대한 샘플 표면의 이동은 서브 빔의 스캐닝에 직교하는 방향에 있을 수도 있다. 다른 실시형태에서, 제1 및 제2 방향은 서로에 대해 비스듬하다.
단계(S2)에서, 스테이지(209)는 샘플(208)을 제1 방향에 대해 비스듬한 또는 수직인 방향에서 변위시키기 위해 사용된다. 도 14의 예에서, 샘플(208)은 제1 방향에 수직인 방향으로(예를 들면, 페이지의 평면에서 수직 하방으로) 변위된다. 샘플(208)의 이러한 변위는 스텝(step)으로 지칭될 수도 있다. 따라서, 스테이지(209)는 샘플(208)을 단계적으로 이동시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 경로(721)를 따르는 서브 빔의 어레이에 대한 샘플 표면의 이동은 스테이지(209)의 단계적 이동에 직교하는 방향에 있을 수도 있다. 예를 들면, 단계(S1)의 한 번의 반복에서 도 14의 최상부의 가늘고 긴 영역(724)을 프로세싱한 이후, 스테이지(209)는 단계(S1)의 다음 번 반복을 위해 준비되는 다음 번 수평 경로(721)와 일치하게 서브 빔을 가져오도록 이동될 수도 있다(이 이동은 스텝으로 지칭될 수도 있음). 경로(721) 사이에서 제1 방향에 대해 비스듬한 또는 수직인 방향에서의 서브 빔의 단계적 이동은, 옵션 사항으로, 제1 방향에 수직인 가늘고 긴 영역(724)의 치수에 대응한다.
단계(S3)에서, 또 다른 가늘고 긴 영역(724)을 각각의 서브 빔으로 프로세싱하기 위해 단계(S1 및 S2)가 다수 회 반복된다. 따라서, 단계(S1)의 다음 번 반복은 위에서부터 두 번째인 가늘고 긴 영역(724)을 프로세싱할 수도 있고, 단계(S1)의 후속하는 반복은 위에서부터 세 번째인 가늘고 긴 영역(724)을 프로세싱할 수도 있고, 등등일 수도 있다. 결과적으로 나타나는 복수의 프로세싱된 가늘고 긴 영역(724)(이것은 대안적으로 "프로세싱된 스트립"으로 지칭될 수도 있음)은 각각의 서브 빔에 대한 서브 빔 프로세싱 영역(740)(이것은 대안적으로 "프로세싱된 영역"으로 지칭될 수도 있음)을 정의한다. 따라서, 다수의 가늘고 긴 영역(724)은 함께 각각의 서브 빔 프로세싱 영역(740)을 정의한다. 각각의 서브 빔 프로세싱 영역은 각각의 서브 빔과 관련된다. 따라서, (예를 들면, 단계(S2)에서의) 스테이지(209)의 각각의 단계는, 각각의 서브 빔과 관련되는 서브 빔 프로세싱 영역(740) 내의 가늘고 긴 영역(724)에 대한 단계를 포함할 수도 있다. 따라서, 각각의 단계는 각각의 단계 이후 그 서브 빔과 관련되는 서브 빔 프로세싱 영역(740)이 될 영역 내에 각각의 서브 빔이 남아 있을 만큼 충분히 작다. 단계(S2)는 서브 빔 프로세싱 영역(740)에서 최종 가늘고 긴 영역(724)을 형성한 이후 옵션 사항으로 생략될 수도 있다. 도 14에서 묘사되는 배열에서, 하나의 가늘고 긴 영역(724)으로부터 다음 번 가늘고 긴 영역으로의 단계적 이동은 도 14의 방위에서 하방으로 수행된다. 다른 배열에서, 하나의 가늘고 긴 영역(724)으로부터 다음 번 가늘고 긴 영역으로의 단계적 이동은 반대 방향으로(도 14의 방위에서 상방으로) 수행될 수도 있다. 따라서, 스테이지(209)는 제1 방향과 관련하여 단계적으로 기울어지는(즉, 비스듬한 또는 수직인) 방향으로 샘플(208)을 변위시킨다. 스테이지(209)는 샘플을 제1 방향에 평행하게 이동시키기 위해 단계 사이에서 샘플을 변위시킨다. 칼럼은 샘플의 제1 방향에 평행한 이동 동안 제1 방향과는 상이한 방향에서 샘플 표면에 걸쳐 다중 빔을 반복적으로 스캐닝한다. 이 반복된 스캐닝은, 각각의 단계에 대해, 각각의 서브 빔이 서브 빔에 할당되는 샘플 표면의 한 부분의 가늘고 긴 영역을 스캐닝하도록 하는 그러한 것이다.
단계(S1)의 각각의 반복 이후 단계(S2)에서의 샘플의 변위의 거리는, 각각의 서브 빔 프로세싱 영역(740)의 복수의 프로세싱된 가늘고 긴 영역(724)이 (도 14에서 예시화되는 바와 같이) 부분적으로 중첩되도록 하는 또는 인접하도록 하는 그러한 것이다. 따라서, 연속적인 단계에서 제1 방향에 대해 비스듬한 또는 수직인 방향에서 스테이지(209)에 의한 샘플(208)의 변위의 거리는, 제2 방향에 평행한 다중 빔의 반복된 스캐닝 동안 다중 빔의 스캐닝의 최대 범위보다 더 작을 수도 있다. 몇몇 실시형태에서, 가늘고 긴 영역(724)은 서브 빔마다의 편향 강도에서의 변동과 같은 결함을 보상하기에 효과적인 양만큼 중첩되도록 배열된다. 몇몇 실시형태에서, 예를 들면, 중첩은 가늘고 긴 영역(724)의 폭의 5 %-10 %의 범위 내에 있다. 1.0 미크론의 통상적인 편향 범위의 경우, 이것은 50 nm-100 nm 범위 내의 중첩에 대응할 것이다.
따라서, 하전 입자의 서브 빔의 다중 빔을 샘플 표면 상으로 지향시키도록 구성되는 칼럼을 갖는 하전 입자 도구가 제공된다. 샘플 표면의 한 부분은 샘플 표면을 향하는 칼럼의 다중 빔 출력 영역(이것은 대안적으로 단순히 "출력 영역"으로서 지칭될 수도 있음)에 대응한다. 다중 빔 출력 영역은 칼럼의 한 부분에 대응할 수도 있는데, 다중 빔은, 그 부분을 통해, 샘플(208)을 향해 출력된다. 다중 빔 출력 영역의 사이즈 및 형상은 칼럼의 대물 렌즈 어레이에 의해 정의될 수도 있다. 다중 빔 출력 표면의 사이즈 및 형상은 샘플(208)에 가장 가까운 대물 렌즈 어레이의 부분의 것과 실질적으로 동일할 수도 있다. 따라서, 샘플 표면의 그 부분의 사이즈 및 형상은 대물 렌즈 어레이 및/또는 샘플(208)에 가장 가까운 대물 렌즈 어레이의 부분에 의해 정의될 수도 있다. 도구는, 그 부분이 다중 빔의 서브 빔에 의해 스캐닝되도록, 스테이지(209) 및 칼럼을 제어하도록 구성되는데, 그 부분의 일부는 각각의 서브 빔에 할당된다. 스캐닝은 단계(S1-S3)을 참조하여 상기에서 설명되는 바와 같이 수행될 수도 있다. 따라서, 각각의 단계에서, 각각의 서브 빔이 제1 방향에 평행한 방향에서 대응하는 부분에 걸쳐 스캐닝하도록, 스테이지(209)는 연속적인 단계에서 제1 방향에 대해 비스듬한 또는 수직인 방향에서 샘플(208)을 변위시킬 수도 있고, 각각의 단계에서, 샘플(208)을 제1 방향에 평행한 방향에서 이동시킬 수도 있다. 칼럼은 제1 방향에 평행한 방향에서의 샘플(208)의 이동 동안 제2 방향에 평행한 방향에서 샘플 표면에 걸쳐 다중 빔을 반복적으로 스캐닝할 수도 있다.
단계(S1-S3)의 프로세스는 도 14에서 단일의 서브 빔에 대해서만 묘사되지만, 그러나, 모든 서브 빔에 대해 병렬로 수행되고 있다. 즉, 단계(S1 내지 S3)의 프로세스는 자신의 각각의 서브 빔 프로세싱 영역(740)을 갖는 각각의 서브 빔에 의해 동시에 수행될 수도 있다. 이것은 단계(S1)에서 다중 빔이 전체적으로 스캐닝되고 있기 때문이다. 따라서, 서브 빔 프로세싱 영역(740)의 수는 서브 빔의 수와 동일할 것이다.
단계(S4)에서, 스테이지는 다중 빔의 서브 빔의 샘플 표면에서의 피치의 적어도 두 배와 동일한 거리만큼 샘플을 변위시키기 위해 사용된다. 이 변위는 도약 변위로서 지칭될 수도 있다. 변위의 거리는 피치의 두 배보다 훨씬 더 클 수도 있으며, (하기에서 더욱 상세하게 논의되는 바와 같이) 옵션 사항으로 샘플 표면에서의 다중 빔의 전체 사이즈만큼 클 수도 있다. 변위의 거리는, 심지어, 샘플(예를 들면, 웨이퍼)에서 동일한 정도의 사이즈를 가질 수도 있다. 상이한 다중 빔 사이즈의 영역은 인접할 필요가 없다. 일부 애플리케이션의 경우, 이것은 바람직할 수도 있다(예를 들면, 큰 연속 영역을 스캐닝하는 경우). 다른 애플리케이션의 경우, 샘플의 상이한 영역을 스캐닝하는 것이 바람직할 수도 있다. 따라서, 샘플 표면의 새로운 영역이 칼럼의 다중 빔 출력 영역 아래로 이동되도록 샘플은 이동된다. 통상적으로, 인접한 새로운 영역에 대한 이동은 제1 방향 또는 제2 방향 중 어느 하나에 있다. 그러나, 이동은 샘플 표면의 임의의 영역에 대해 임의의 방향에 있을 수 있다.
단계(S5)에서는, 단계(S4)의 변위 이후 샘플의 새로운 위치로부터 단계(S1-S4)가 반복된다. 따라서, 연속적인 단계(예를 들면, 단계(S1-S3))에서의 다중 빔의 스캐닝은 각각의 서브 빔을 사용하여 대응하는 복수의 서브 빔 프로세싱 영역을 형성하기 위해 복수 회 수행될 수도 있고, 스테이지(209)는 연속적인 단계의 각각의 수행 이후 도약 변위(예를 들면, 단계(S4))를 수행할 수도 있다.
몇몇 실시형태에서, (예를 들면, 제2 방향에 평행한 방향에서 칼럼에 의한 다중 빔의 반복된 스캐닝 동안) 단계(S1)에서의 칼럼에 의한 다중 빔의 스캐닝의 최대 범위는 다중 빔의 서브 빔의 샘플 표면에서의 최소 피치 미만, 옵션 사항으로 그 최대 피치의 50 % 미만, 옵션 사항으로 그 최대 피치의 10 % 미만, 옵션 사항으로 그 최대 피치의 5 % 미만, 옵션 사항으로 그 최대 피치의 2 % 미만, 옵션 사항으로 그 최대 피치의 1 % 미만, 옵션 사항으로 그 최대 피치의 0.5 % 미만이다. 도 11 및 도 12를 참조하여 상기에서 설명되는 바와 같이, 다중 빔의 서브 빔은 그리드 포지션(702)에 의해 정의되는 그리드에서 제공될 수도 있다. 서브 빔의 피치는 그리드 포지션(702)의 피치를 참조할 수도 있다. 그리드의 상이한 주축(principle axis)을 따르는 피치는 상이할 수도 있다. 최소 피치는 가장 작은 피치를 갖는 주축을 따르는 피치일 수도 있다. (도약 및 스캔 방법으로 지칭되는) 도 11을 참조하여 상기에서 설명되는 것과 같은 배열과는 달리, 본 실시형태는, 따라서, 스캐닝의 최대 범위가 서브 빔의 피치보다 더 작은 경우에 적용될 수도 있다. 따라서, 접근법은 도 1 내지 도 10을 참조하여 상기에서 설명되는 것들과 같은 대물 렌즈 어레이 어셈블리를 갖는 실시형태에 효율적으로 적용될 수도 있다.
몇몇 실시형태에서, 단계(S1-S3)의 각각의 수행은, 서로에 대해 부분적으로 중첩되는 또는 인접한 서브 빔 프로세싱 영역(740)의 적어도 하나의 그룹을 정의하고, 그에 의해, 임의의 개개의 서브 빔 프로세싱 영역(740)보다 더 큰 연속 영역을 프로세싱한다. 한 실시형태에서, 이것은 단계(S1)에서 샘플의 이동의 거리가 제1 방향에서 다중 빔의 서브 빔의 샘플 표면에서의 피치와 실질적으로 동일하도록 배열하는 것에 의해 달성된다. 따라서, 각각의 단계에서 제1 방향에 평행한 방향에서의 샘플(208)의 이동의 거리는 제1 방향에서 다중 빔의 서브 빔의 샘플 표면에서의 피치와 실질적으로 동일할 수도 있다. 따라서, 이웃하는 서브 빔에 의해 동시에 형성되는 서브 빔 프로세싱 영역(740)은 서로 중첩되거나 또는 인접한다.
도 15 및 도 16은 (서브 빔의 그리드 포지션(702)에 의해 정의되는) 다중 빔의 서브 빔의 그리드의 기하학적 형상과 도 13의 방법을 수행하는 것에 의해 획득되는 서브 빔 프로세싱 영역(740)의 기하학적 형상 사이의 예시적인 관계를 묘사한다. 이 예는, 서브 빔 그리드의 대칭성이 서브 빔 프로세싱 영역(740)의 대칭성과 동일할 필요가 없다는 것을 설명한다. 도시되는 예에서, 서브 빔은 육각형 그리드(즉, 육각 대칭성을 갖는 그리드) 상에서 제공되고, 한편, 서브 빔 프로세싱 영역(740)은 직사각형이다. (묘사되는 방위에서 수평으로) 제1 방향에 평행한 샘플 표면의 연속적인 커버리지는 단계(S1)에서의 샘플(208)의 이동의 거리(711)가 제1 방향에서 서브 빔의 그리드의 피치(711)(즉, 그리드 포지션(702)에 중심을 두는 모자이크식 육각형(tessellating hexagon)의 폭)와 동일하도록 배열하는 것에 의해 달성된다. 따라서, 각각의 서브 빔과 관련되는 서브 빔 프로세싱 영역의 및/또는 가늘고 긴 영역의 길이는 피치(711)와 동일할 수도 있다. (묘사되는 방위에서 수직으로) 제2 방향에 평행한 샘플 표면의 연속적인 커버리지는 단계(S2)에서의 변위의 누적 거리(712)(예를 들면, 샘플 표면의 프로세싱된 영역에 걸친 경로(724)의 단계적 이동, 이것은, 이 예에서, 제2 방향에 평행한 방향에서 수행됨)가 제2 방향에서의 서브 빔의 그리드의 피치(712)와 동일하도록 배열하는 것에 의해 달성된다. 즉, 제2 방향에서의 서브 빔의 그리드의 피치는, 예를 들면, 제2 방향에 평행한, 단계(S2)에서의 변위의 방향에서 가늘고 긴 영역의 폭의 누적 거리와 동일할 수도 있다. 서브 빔의 그리드의 피치는 각각의 서브 빔에 대한 프로세싱된 영역에 걸친 가늘고 긴 영역의 수에 의해 결정될 수도 있다; 예를 들면 제2 방향에서, 예를 들면, 가늘고 긴 영역의 폭을 고려함. 서브 빔의 프로세싱된 영역에 걸친 가늘고 긴 영역의 수는 샘플 표면의 프로세싱된 영역에 걸친 경로(724)의 스텝의 수보다 하나 더 많을 수도 있다.
서브 빔이 70 미크론 피치를 갖는 육각형 어레이에서 제공되는 특정한 예시적 경우에, 각각의 서브 빔은 70 ㎛× 60.6 ㎛의 직사각형 영역(서브 빔 프로세싱 영역(740)을 정의함)에 걸쳐 스캐닝되어 연속 영역을 스캐닝할 것이다(60.6은 
때문에 발생함). 대물 렌즈의 시야가 1 미크론인 예시적 경우에, 70 ㎛×60.6 ㎛의 하나의 영역을 커버하는 것은, 1.01 ㎛폭 및 70 ㎛ 길이인 가늘고 긴 영역(724)의 60 번의 스캔을 필요로 할 것이다. 따라서, 서브 빔에 관련되는 표면의 서브 빔 프로세싱 영역, 예컨대 직사각형 영역은, 예를 들면 제2 방향에서, 예를 들면, 단계(S2)의 단계적 이동 방향에서 서브 빔의 프로세싱 영역에 걸쳐 가늘고 긴 영역의 폭의 누적 거리와 동일한 제2 방향에서의 치수를 갖는다. 참고: 상이한 배열에서, 서브 빔은 상이한 형상, 예를 들면, 평행 사변형, 마름모, 직사각형 또는 정사각형의 그리드를 갖는 어레이에서 제공될 수도 있다. 빔 배열의 각각의 형상에 대해, 서브 빔 프로세싱 영역(740)은 직사각형일 수도 있다.
몇몇 실시형태에서, 단계(S2)에서의 샘플의 변위는 제2 방향에 평행하다(즉, 단계(S1)에서 샘플에 걸친 다중 빔의 스캐닝의 방향에 평행하다).
몇몇 실시형태에서, 단계(S1)에서 칼럼에 의한 샘플(208)에 걸친 다중 빔의 스캔의 경로(722)는, 도 14에서 예시화되는 바와 같이, 모두 동일한 방향에 있다(즉, 제1 방향에 평행한 방향에서의 샘플의 이동 동안 제2 방향에 평행한 방향에서 샘플 표면에 걸친 다중 빔의 스캔은 모두 동일한 방향에서 수행될 수도 있음). 그러한 배열에서, 스캔의 경로(722)의 방향은 단계적으로 이동되는 것으로 지칭될 수도 있다. 이 접근법은 하나의 스캔으로부터 다음 번 스캔까지 스캐닝 프로세스의 균일성을 촉진할 수도 있고 및/또는 에러가 더욱 쉽게 보정되는 것을 허용할 수도 있다. 예를 들면, S1 동안 칼럼에 의한 스캔이 모두 동일한 방향에서(즉, 단계적으로 이동됨) 수행되는 경우, 편향기와 검출기 사이의 동기화에서의 미스매치는 패턴의 시프트를 야기할 수도 있다. 그러한 시프트는 이미지의 다운스트림 프로세싱에서 보정될 수 있다. 그러나, S1 동안 칼럼에 의한 스캔이 교대하는 방향에서 수행되는 경우, 편향기와 검출기 사이의 동기화에서의 미스매치는 (이미지의 교대하는 픽셀 행이 상하로 시프트되기 때문에) 패턴의 블러링(blurring)을 야기할 수도 있다. 이 블러링은 보정하기가 더욱 어렵다. 다른 실시형태에서, 도 17에서 예시화되는 바와 같이, 단계(S1)에서 칼럼에 의한 샘플(209)에 걸친 다중 빔의 스캔은 교대하는 방향에서(예를 들면, 도 17에서 도시되는 방위에서, 시퀀스 업-다운-업-다운-업 등등에서) 수행된다. 그러한 배열에서, 스캔 경로(722)의 방향은 연속적이고 구불구불한 것으로 지칭될 수도 있다. 스캔 경로(722)가 연속적으로 되도록 배열하는 것은 단계적 이동 접근법과 비교하여 대역폭 요건을 감소시킬 수도 있다.
몇몇 실시형태에서, 도 14에서 예시화되는 바와 같이, 단계(S1 및 S2)의 반복된 수행 동안 단계(S1)에서의 샘플(208)의 이동은 교대하는 방향에서 수행된다(예를 들면, 그 결과, 경로(721)는, 도 14에서 도시되는 방위에서, 시퀀스 우-좌-우-좌 등등을 따름). 그러한 배열에서, 순차적인 경로(721)의 방향은 연속적이고 구불구불한 것으로 지칭될 수도 있다. 이 접근법은 샘플(208)에 의해 이동되는 전체 거리를 최소화한다. 다른 실시형태에서, 도 18에서 예시화되는 바와 같이, 단계(S1 및 S2)의 반복된 수행 동안 단계(S1)에서의 샘플(208)의 이동은, 예를 들면, 서브 빔 피치 프로세싱 영역(740)을 가로질러 모두 동일한 방향에 있다. 그러한 배열에서, 순차적인 경로(721)의 방향은 스테핑되는 것으로 지칭될 수도 있다.
몇몇 실시형태에서, 도 19에서 예시화되는 바와 같이, 예를 들면 도 2에서 묘사되는 바와 같은 스테이지(209)는 독립적으로 작동 가능한 장행정 및 단행정 스테이지(209A 및 209B)를 포함한다. 장행정 스테이지(209A)의 운동의 최대 범위는 단행정 스테이지(209B)의 운동의 최대 범위보다 더 길다. 몇몇 실시형태에서, 단행정 스테이지(209B)는 장행정 스테이지(209A)에 의해 지지된다. 장행정 스테이지(209A)의 이동은 단행정 스테이지(209B)의 어떠한 작동도 없는 상태에서 단행정 스테이지(209B)의 대응하는 이동을 야기한다. 장행정 스테이지(209A)는 상대적으로 긴 거리에 걸쳐 상대적으로 대략적인 포지션 제어를 제공하도록 구성될 수도 있다. 단행정 스테이지(209B)는 더 짧은 거리에 걸쳐 더 미세한 포지션 제어를 제공하도록 구성될 수도 있다. 한 실시형태에서, 단행정 스테이지에 의해 제공되는 운동의 범위는 1 mm 이하일 수도 있다, 즉, 장행정 스테이지의 포지션과 관련하여 크기가 0.5 mm 이하인 변위일 수도 있다.
몇몇 실시형태에서, 단계(S1-S3)에서(예를 들면, 연속적인 단계에서 다중 빔의 스캐닝 동안) 샘플(208)의 이동은 단행정 스테이지(209B)를 배타적으로 사용하여 수행된다. 따라서, 다중 빔의 서브 빔 프로세싱 영역(740)을 정의하는 모든 가늘고 긴 영역(724)이 단계(S1-S3)의 단일의 실행을 위해 형성되는 동안, 장행정 스테이지(209A)는 동일한 포지션에 및/또는 작동되지 않은 상태로 유지될 수도 있다. 이 접근법은, 스캐닝 동안 이동을 위해 단행정을 배타적으로 사용함에 있어서, 정확하고 반복 가능한 샘플 운동을 보장하고, 그에 의해, 서브 빔 프로세싱 영역(740)이 정확하고 안정적으로 프로세싱되는 것을 보장한다.
몇몇 실시형태에서, 단계(S4)에서(예를 들면, 각각의 도약 변위 동안) 샘플(208)의 이동은 바람직하게는 장행정 스테이지(209B)를 배타적으로 사용하여 수행된다. 그러한 이동은 장행정에 대한 단행정의 상대적인 위치 결정을 방해하지 않으면서 빠르게 달성될 수도 있다. 다른 실시형태에서, 샘플의 새로운 부분에 걸친 연속적인 단계에서 다중 빔의 스캐닝이 재개될 수 있도록, 즉, 도약 변위 이후 재개될 수 있도록, 단행정은 장행정에 의한 도약 변위 동안 샘플을 또한 이동시킨다. 빔 경로를 기준으로 샘플 표면을 배치함에 있어서 단행정을 수반하지 않으면서 샘플의 새로운 부분의 프로세싱을 시작하기 위해, 유리하게는, 새로운 포지션에서의 이동이 재개될 수 있다.
몇몇 실시형태에서, 단계(S4)에서의(예를 들면, 각각의 도약 변위 동안의) 샘플의 변위는 검출기와 같은, 샘플을 향하도록 의도되는 전자 광학 칼럼의 대향 표면을 기준으로 한다. 그러한 대향 표면은, 샘플 및 전자 광학 센서로부터 떨어진 스테이지의 표면과 같은, 스테이지 상에서 배향되며 동작 동안 빔에 노출 가능하도록 구성되는 스테이지의 임의의 피쳐와 대향할 수도 있다. 칼럼의 그러한 검출기는 사용 중에 샘플에 가장 가깝게 배치되는 전자 광학 칼럼의 엘리먼트일 수도 있다. 칼럼의 샘플 대향 표면 및 샘플은 검출기의 성능을 최적화하기 위해 프로세싱 동안 서로 근접하게 배치될 수도 있다. 샘플은 초점과 같은 서브 빔의 파라미터를 최적화하기 위해 칼럼을 기준으로 배치될 수도 있다. 다음의 설명에서, 샘플의 위치 결정이 사용되지만, 이것은, 검출기가 작동 가능할 수도 있기 때문에, 칼럼의 적어도 대향 표면의 이동으로서 또한 판독되어야 하는데, 적어도 작동 가능한 검출기까지 참조에 의해 본원에 통합되는 2019P00407EP02를 참조한다.
몇몇 실시형태에서, 단계(S4)에서의(예를 들면, 각각의 도약 변위 동안의) 샘플의 변위는 단계(S1-S3)에서의 샘플의 이동 동안(예를 들면, 연속적인 단계에서 다중 빔의 스캐닝 동안)보다 칼럼으로부터 더 멀리 떨어져 배치되는 샘플을 사용하여 수행된다. 이것은, 예를 들면 스테이지(209)를 사용하여 샘플(208)을 칼럼으로부터 멀어지게 이동시키는 것에 의해(예를 들면, 샘플(208)을 낮추는 것에 의해) 및/또는 칼럼을 사용하여 검출기와 같은 칼럼의 일부를 샘플(208)로부터 멀어지게 이동시키는 것에 의해(예를 들면, 검출기를 들어올리는 것에 의해) 달성될 수도 있다. 대안적으로 표현하면, 예를 들면, 샘플을 들어올리는 것, 검출기와 같은 칼럼의 적어도 엘리먼트를 낮추는 것에 의해, 도약 변위 사이에서 샘플과 칼럼 사이의 간극(clearance)이 감소될 수도 있다. 따라서, 샘플(208)과 칼럼 사이에서 상대적 이동이 제공되어 그들 사이의 거리를 증가시킨다. 상대적 이동은 칼럼의 전자 광학 축과 수직일 수도 있고 및/또는 평행할 수도 있다. 상대적인 이동은 단계(S4)에서의 샘플의 변위 이전에 및/또는 이후에 수행될 수도 있다. 따라서, 도약 변위의 시퀀스를 통한 샘플(208)의 이동은 빔 경로를 따라 샘플을 상대적으로 변위시키는 것을 포함할 수도 있다. 특히, 빔 경로를 따르는 샘플의 상대적 변위는 도약 변위에서 샘플을 이동시키기 이전에 샘플과 칼럼 사이의 거리를 증가시키는 것을 포함할 수도 있다. 빔 경로를 따르는 샘플(208)의 상대적 변위는 도약 변위에서 샘플의 이동 이후에 샘플(208)과 칼럼 사이의 거리를 감소시키는 것을 더 포함할 수도 있다.
단계(S1-S3)에서의 샘플 이동 동안보다 칼럼으로부터 더 멀리 떨어져 배치되는 샘플을 사용하여 단계(S4)에서 샘플의 변위를 수행하는 것은 샘플(208)과 칼럼, 특히 샘플에 근접한 칼럼의 부분 사이의 충돌의 위험을 감소시킨다. 접근법은 동작 중에 샘플에 근접할 수도 있는 칼럼의 엘리먼트와의, 예를 들면, 칼럼의 검출기와의 충돌의 위험을 감소시킬 수도 있다. 검출기는 샘플(208)로부터 방출되는 하전 입자를 검출하도록 구성될 수도 있고, 예를 들면, 표면에 대향하는 샘플 표면에 걸쳐 서브 빔의 스캐닝 동안 샘플(208)에 상대적으로 가깝게 제공되는 것을 필요로 할 수도 있다; 예를 들면, 도 7 내지 도 10을 참조하여 설명되는 그리고 도 7 내지 도 10에서 도시되는 바와 같은 검출기를 참조한다. 샘플과 칼럼의 대향 표면 사이의 거리는 300 미크론 미만, 200 미크론 미만, 100 미크론 미만, 50과 5미크론 사이 또는 30과 10 미크론 사이에 있을 수도 있다. 샘플과 칼럼의 대향 표면 사이의 거리는 단계(S4)에서의 샘플의 변위 동안, 예를 들면, 도약 변위 동안 1 mm와 100 미크론 사이에 있을 수도 있다. 충돌의 그러한 감소된 위험은: 단계(S4)에 수반되는 상대적으로 긴 이동 동안; 및/또는, 예를 들면, 샘플에 근접한 칼럼의 부분의 샘플의 상대적 포지션을 검출하기 위해, 정교한 센서 시스템에 대한 필요성을 감소시킴에 있어서; 및/또는 그러한 긴 샘플 이동 동안 충돌의 위험을 감소시키기 위한 제어 기술에 대한 필요성을 감소시킴에 있어서 유익할 수도 있다. 그러한 이동은 1 mm와 300 mm 사이에 있을 수도 있다.
도 20에서 예시화되는 바와 같이, 칼럼의 풋프린트(732)는 모든 서브 빔 프로세싱 영역을 둘러싸는 샘플 표면 상의 가장 작은 경계 박스로서 정의될 수도 있다. 따라서, 풋프린트(732)는 모든 서브 빔 프로세싱 영역을 둘러싸는 샘플 표면 상의 가장 작은 경계 박스의 윤곽에 대응하는(예를 들면, 그 윤곽과 동일한) 윤곽 또는 경계를 갖는다. 가장 작은 경계 박스에 의해 둘러싸이는 서브 빔 프로세싱 영역은 도약 변위 사이에서 샘플의 단일의 포지션(이것은 단일의 공칭 프로세싱 포지션으로 지칭될 수도 있음)에서 형성되는 서브 빔 프로세싱 영역이다. 단일의 포지션은 장행정 스테이지(209A)의 단일의 포지션에 대응할 수도 있다. 단일의 포지션은, 예컨대 (예를 들면, 장행정 스테이지(209A)의 하나의 포지션에 대한) 단계(S1-S3)의 단일의 수행으로부터의 연속적인 단계에서의 다중 빔의 스캐닝의 단일의 수행에 대응할 수도 있다. 단계(S1-S3)을 포함하는 배열에서, 칼럼의 풋프린트(732)는, 따라서, 단계(S1-S3)의 단일의 수행의 모든 서브 빔 프로세싱 영역을 둘러싸는 샘플 표면 상의 가장 작은 경계 박스의 윤곽에 대응하는 윤곽을 가지도록 정의될 수도 있다. 칼럼의 풋프린트의 사이즈 및 형상은 칼럼의 다중 빔 출력 표면(예를 들면, 샘플(208)에 가장 가까운 대물 렌즈 어레이의 일부)의 사이즈 및 형상에 의해 정의될 수도 있다. 몇몇 실시형태에서, 단계(S4)에서의 샘플(208)의 변위의 거리(하나의 풋프린트(732)의 중심(730)으로부터 다른 풋프린트(732)의 중심(730)까지 이어지는 화살표(734)에 의해 개략적에 의해 나타내어짐)는 이동의 방향에 평행한 풋프린트의 치수(735)와 실질적으로 동일하거나 또는 그보다 더 크다. 단계(S4)에서의 이동의 방향은 제1 방향(단계(S1)에서의 샘플(208)의 이동의 방향에 대응함)에 평행할 수도 있거나 또는 제2 방향(단계(S2)에서의 샘플(208)의 이동의 가능한 방향에 대응함)에 평행할 수도 있거나 또는, 도 20에서 예시화되는 바와 같이, 상이한 방향에 있을 수도 있다.
몇몇 실시형태에서, 도 21 내지 도 23에서 예시화되는 바와 같이, 단계(S1-S3)의 수행(예를 들면, 연속적인 단계에서의 다중 빔의 스캐닝의 각각의 수행)은 서브 빔 프로세싱 영역의 복수의 그룹을 정의한다. 서브 빔 프로세싱 영역의 각각의 그룹은 풋프린트(732)의 각각의 부분에서 위치될 수도 있다. 그러한 그룹의 위치(241A-F)(이하 '그룹 위치'(241A-F)로서 지칭됨)는 도 21 내지 도 23에서 채워진 육각형(filled-in hexagon)으로서 개략적으로 표현된다.
각각의 채워진 육각형은 (육각형 그리드 상의) 단일의 서브 빔에 대응하는 영역을 나타낸다. 육각형 형상은 다중 빔의 대칭성 때문에 육각형이다. 각각의 육각형은 단일의 서브 빔에 할당되는 서브 빔의 다중 빔(이것은 서브 빔의 어레이로서 또한 지칭될 수도 있음)의 일부를 나타낸다.
상이한 대칭성을 갖는 다중 빔에 대해 육각형 이외의 모자이크식 형상이 적합할 것이다. 도 15 및 도 16을 참조하여 상기에서 설명되는 바와 같이, 이들 그룹 위치에서의 서브 빔 프로세싱 영역은 통상적으로 서브 빔이 샘플에 걸쳐 스캐닝되는 방식에 기인하여 정사각형 또는 직사각형일 것이다. 따라서, 서브 빔 프로세싱 영역의 형상은 각각의 서브 빔에 할당되는 다중 빔의 부분의 형상과는 상이할 수도 있다. 각각의 서브 빔과 관련되는 서브 빔 프로세싱 영역의 면적은 서브 빔에 할당되는 다중 빔의 부분의 면적과 동일할 수도 있다.
도 21 및 도 22에서의 채워지지 않은 육각형은 서브 빔이 없는 영역을 나타낸다. 채워지지 않은 육각형, 또는 셀에 대응하는 풋프린트의 그러한 영역은 채워지지 않은 풋프린트 부분으로 지칭될 수도 있다. 그러한 채워지지 않은 풋프린트 부분은 풋프린트를 가로질러 한 방향에서, 예를 들면 풋프린트의 일 측으로부터 대향 측으로 연장될 수도 있다. 이것은, 예를 들면, 칼럼 내의 배열 또는 다른 피쳐(예를 들면, 기계적 강성을 향상시키기 위한 스페이서; 및/또는 검출기 또는 전자 광학 엘리먼트로의/로부터의 데이터 신호 라인 및/또는 전력 공급 라인)를 열 컨디셔닝, 예를 들면, 냉각하기 위한 공간을 허용하기 위해 바람직할 수도 있다. 열 컨디셔닝 배열체를 통합하는 어퍼쳐의 어레이와 관련하여 참조에 의해 본원에 통합되는, 2013년 9월 18일자로 공개된 특허 공보 제EP2638560호를 참조한다.
단계(S1-S3)가 수행되는 경우, 채워진 육각형에 대응하는 샘플 표면의 각각의 영역에서 서브 빔 프로세싱 영역이 정의될 것이다. 따라서, 서브 빔 프로세싱 영역의 각각의 그룹은 (비록 서브 빔 프로세싱 영역 그들 자체가 통상적으로 정사각형 또는 직사각형일지라도) 인접한 채워진 육각형의 그룹에 의해 표현된다. 각각의 그룹 내의 서브 빔 프로세싱 영역은 서로에 대해 부분적으로 중첩되거나 또는 인접하며, 다른 그룹의 서브 빔 프로세싱 영역과는 분리되어 있다. 따라서, 각각의 그룹 내의 서브 빔 프로세싱 영역은 인터커넥트되며 인터커넥트된 서브 빔 프로세싱 영역 또는 인접한 서브 빔 프로세싱 영역으로서(또는 '인터커넥트된 영역'으로서) 지칭될 수도 있다. 그룹은 서로 분리되어 있다. 따라서, 각각의 그룹 내의 서브 빔 프로세싱 영역은 각각의 다른 그룹의 서브 빔 프로세싱 영역과는 분리된다(인터커넥트되지 않는다). 도시되는 예에서, 단계(S1-S3)의 각각의 수행을 위한 세 개의 대응하는 영역(도 21의 241A-C 및 도 22의 241D-F)에서 세 개의 그룹이 존재한다.
단계(S4)에서의 샘플의 변위(예를 들면, 도약 변위)는, 서브 빔 프로세싱 영역의 적어도 하나의 확대된 연속 그룹을 형성하기 위해 단계(S1-S3)의 한 번의 수행(예를 들면, 연속적인 단계에서의 다중 빔의 스캐닝)으로부터의 서브 빔 프로세싱 영역의 그룹이 단계(S1-S3)의 다른 수행으로부터의 서브 빔 프로세싱 영역의 그룹을 기준으로 배치되도록 하는 그러한 것이다. 확대된 그룹은 서브 빔 프로세싱 영역의 그룹 중 두 개 이상을 포함한다. 이것은, 예를 들면, 도 21 내지 도 23에서 예시화되는 바와 같이, 단계(S4)에서의 샘플(208)의 변위가, 단계(S1-S3)의 상이한 수행으로부터 생성되는 그룹을 인터리빙하는 것에 의해 확대된 그룹이 형성되도록 하는 그러한 것이 되도록 배열하는 것에 의해 달성될 수도 있다.
도시되는 예에서, 서브 빔 프로세싱 영역의 세 개 그룹이 단계(S1-S3)의 제1 실행에서 형성된다. 세 개의 그룹은 도 21에서 묘사되는 바와 같이 그룹 위치(241A-C)에 있다. 그 다음, 샘플(208)은, 단계(S4)에서, 새로운 포지션으로 이동된다, 예를 들면, 스테핑된다(예를 들면, 추가적인 도약 변위). 이 이동은 도 22에서 묘사되는 바와 같이 샘플 표면의 상이한 그룹 위치(241D-F)에서 더 많은 서브 빔 프로세싱 영역을 정의하는 단계(S1-S3)의 제2 실행을 초래한다. 따라서, 단계(S1-S3)의 각각의 실행은 상이한 공칭 프로세싱 포지션에 있는 스테이지를 사용하여 수행된다. 이것은 스테이지가 도약 변위의 시퀀스를 수행하여 공칭 프로세싱 포지션(스테이지의 약간의 작은 이동이 하기에서 설명되는 바와 같이 각각의 그러한 프로세싱 포지션에서 발생할 수도 있지만, 이것은 단순히 프로세싱 포지션으로 지칭될 수도 있음)의 대응하는 시퀀스를 통해 칼럼을 기준으로 샘플(208)을 이동시키는 것에 의해 달성될 수도 있다.
각각의 공칭 프로세싱 포지션에서, 다중 빔은 각각의 서브 빔을 사용하여 서브 빔 프로세싱 영역을 프로세싱하기 위해 샘플 표면에 걸쳐 스캐닝된다. 결과적으로 나타나는 서브 빔 프로세싱 영역은 인터커넥트된 서브 빔 프로세싱 영역(이것은 인접한 서브 빔 프로세싱 영역으로 지칭될 수도 있음)의 복수의 그룹을 포함한다. 그룹은 서로 분리되어 있다. 스테이지가 공칭 프로세싱 포지션에 있는 동안 스테이지의 작은 이동(예를 들면, 단계(S1-S3)와 관련하여 상기에서 설명되는 작은 이동)이 발생할 수도 있다.
각각의 도약 변위는 각각의 공칭 프로세싱 포지션에서 이루어지는 작은 이동 중 임의의 것보다 더 긴데, 통상적으로 수 배 더 길다. 도약 변위는 다중 빔의 샘플 표면에서의 피치의 두 배 이상인데, 옵션 사항으로 수 배 더 길다. 실제로, 한 실시형태는, 수 배 더 긴, 예를 들면, 피치의 10 내지 100 배의 도약 변위를 갖는다. 인터커넥트된 서브 빔 프로세싱 영역의 대응하는 인접 영역은, 서브 빔 프로세싱 영역의 칼럼의 대응하는 수, 예를 들면, 10 내지 100 개의 폭일 수도 있다. 상기에서 언급되는 바와 같이, 일부 배열에서, 도약 변위는 1 mm와 300 mm 사이에 있다. 도약 변위는, 통상적으로, 인터리빙이 사용되는 배열에서의 범위의 하단(lower end), 예를 들면, 빔 피치의 약 10 배를 향할 수도 있다. 인터리빙이 사용되지 않는 경우, 도약 변위는 범위의 하단을 또한 향할 수도 있지만, 그러나 또한 더 클 수도 있다.
일부 배열에서, 공칭 프로세싱 포지션은, 공칭 프로세싱 포지션 중 하나에서 형성되는 인터커넥트된 서브 빔 프로세싱 영역의 그룹 중 적어도 하나가, 공칭 프로세싱 포지션 중 상이한 하나에서 형성되는 인터커넥트된 서브 빔 프로세싱 영역의 그룹 중 적어도 두 개 사이에서 인터리빙되도록 하는 그러한 것이다. 이것은 도 21 내지 도 23에서 예시화되며 공칭 프로세싱 포지션의 각각에서 단계(S1-S3)가 수행되는 경우를 참조하여 하기에서 더욱 상세하게 설명된다. 다른 배열에서, 각각의 공칭 프로세싱 포지션에서 인터커넥트된 서브 빔 프로세싱 영역의 그룹을 생성하기 위해, 단계(S1-S3) 이외의 단계가 사용될 수도 있다.
도 21 내지 도 23의 예에서, 도 21에서 도시되는 그룹 위치(241A-C)는 인터리빙되도록 도 22에서 도시되는 그룹 위치(241D-F)를 기준으로 변위된다. 이 예에서, 단계(S1-S3)의 두 번의 실행의 누적 효과는 서브 빔 프로세싱 영역의 그룹이 도 23에서 도시되는 바와 같이 정의되는 것을 초래한다. (도 23은 제1 실행이 더 낮다는 것, 예를 들면, 그리드의 두 개의 셀에 의해 두 번의 실행 사이에서 샘플의 이동에 대해 직각으로 변위됨을 도시한다는 것을 주목한다. 이 세부 사항은 필수가 아니며, 단지, 각각의 실행의 상이한 그룹 위치가 기록될 수 있도록 포함되는 것에 불과하다.) 따라서, 서브 빔 프로세싱 영역의 그룹은 함께 결합되어 서브 빔 프로세싱 영역의 확대된 그룹을 형성한다. 확대된 그룹의 서브 빔 프로세싱 영역은 인터커넥트되며 적어도 하나의 인터리빙된 그룹을 포함한다. 서브 빔 프로세싱 영역의 확대된 그룹(예를 들면, 서브 빔 프로세싱 영역의 더 작은 그룹을 인터리빙하는 것에 의해 형성됨)은, 심지어, 다중 빔의 서브 빔에 의한 프로세싱 영역의 대응하는 완전한 커버리지를 방지하는 피쳐, 예컨대 냉각 배열이 제공되는 경우에도, 샘플 표면의 큰 영역의 연속적인 커버리지를 허용한다. 인터리빙을 가능하게 하기 위해, 서브 빔 프로세싱 영역의 그룹의 폭은 그룹 사이의 간격과 유사할 수도 있다. 따라서, 서브 빔 프로세싱 영역의 그룹 및 채워지지 않은 풋프린트 부분에 대응하는 샘플의 표면은 유사한 폭, 예를 들면, 두 개 이상의 서브 빔 프로세싱 영역의 폭을 가질 수도 있다. 따라서, 서브 빔 프로세싱 영역의 그룹은 이전에 채워지지 않은 풋프린트 부분 상으로 매핑되어, 서브 빔 프로세싱 영역의 그룹이 인터리빙되어 샘플 표면의 연속적인 커버리지를 허용하는 것을 가능하게 할 수도 있다. 따라서, 채워지지 않은 풋프린트 부분의 전체 폭은 풋프린트 폭의 최대 50 퍼센트를 포함할 수도 있다. 그러한 인터리빙을 수반하는 실시형태에서, 도약 변위에서의(예를 들면, 단계(S4)에서의) 샘플의 변위의 거리는 (예를 들면, 도 20을 참조하여 상기에서 설명되는 상황과는 대조적으로) 이동의 방향에 평행한 풋프린트의 치수 미만일(더 작을) 것이다. 따라서, 그러한 풋프린트는 서브 빔 프로세싱 영역의 피치의 여섯 배 이상의 폭을 가질 수도 있다. 그러한 배열은 채워지지 않은 부분의 양쪽에서 두 개의 그룹을 가질 것이다. 상이한 배열에서, 풋프린트는, 필요로 되는 만큼의 많은 그룹과 함께, 소망되는 만큼의 서브 빔 프로세싱 영역의 많은 피치가 있도록 치수가 결정될 수도 있다. 채워지지 않은 풋프린트 부분의 수는 그룹의 수에 대응할 수도 있거나 또는 하나 더 적을 수도 있다.
따라서, 예를 들면, 다중 빔의 서브 빔의 어레이는, 예를 들면, 서브 빔이 배열되는 두 개의 차원을 가질 수도 있다. 어레이의 차원 중 하나에서, 어레이는 적어도 세 개, 바람직하게는 적어도 네 개의 서브 빔을 포함한다. 적어도 4 개의 서브 빔은 적어도 두 개의 그룹 및 적어도 하나의 채워지지 않은 부분(또는 채워지지 않은 풋프린트 부분)에서 포함된다. 채워지지 않은 부분 각각은 두 개의 그룹 사이에 있거나, 또는 두 개의 그룹 사이에서 인터리빙된다. 그룹 및 채워지지 않은 부분은, 예를 들면 다수의, 예를 들면, 두 개, 세 개, 다섯 개, 열 개, 열다섯 개, 백 개 또는 그 이상보다 더 많은 서브 빔 피치 크기의 차원을 갖는 어레이의 다른 차원에서 어레이를 가로질러 연장된다.
본 개시의 실시형태는 다음의 번호가 매겨진 조항에서 정의된다.
조항 1. 하전 입자 도구(또는 시스템)로서, 하전 입자 도구(또는 시스템)는: 샘플 표면을 갖는 샘플을 지지하기 위한 스테이지; 및 하전 입자의 서브 빔의 다중 빔을 샘플 표면 상으로 지향시키도록 구성되는 칼럼을 포함하고, 도구는 다음의 것을 순서대로 수행하기 위해 스테이지 및 칼럼을 제어하도록 구성된다: (a) 칼럼을 사용하여 제2 방향에 평행한 방향에서 샘플 표면에 걸쳐 다중 빔을 반복적으로 스캔하는 동안, 제1 방향에 평행한 방향에서 샘플을 이동시키고, 그에 의해, 각각의 서브 빔을 사용하여 샘플 표면 상의 가늘고 긴 영역을 프로세싱하도록 스테이지를 사용하는 것; (b) 제1 방향에 대해 비스듬한 또는 수직인 방향에서 샘플을 변위시키도록 스테이지를 사용하는 것; 및 (c) 각각의 서브 빔을 사용하여 추가적인 가늘고 긴 영역을 프로세싱하기 위해 (a) 및 (b)를 다수 회 반복하는 것 - 결과적으로 나타나는 복수의 프로세싱된 가늘고 긴 영역은 각각의 서브 빔에 대한 서브 빔 프로세싱 영역을 정의함 - .
조항 2. 조항 1의 도구(또는 시스템)로서, (a)에서의 칼럼에 의한 다중 빔의 스캐닝의 최대 범위는 다중 빔의 서브 빔의 샘플 표면에서의 최소 피치보다 더 작다.
조항 3. 조항 1 또는 2의 도구(또는 시스템)로서, (b)에서의 샘플의 변위의 거리는, 각각의 서브 빔 프로세싱 영역 내의 복수의 프로세싱된 가늘고 긴 영역이 부분적으로 중첩되거나 또는 인접하도록 하는 그러한 것이다.
조항 4. 조항 1-3 중 임의의 것의 도구(또는 시스템)로서, (a)에서의 샘플의 이동의 거리는 제1 방향에서 다중 빔의 서브 빔의 샘플 표면에서의 피치와 실질적으로 동일하다.
조항 5. 조항 1-4 중 임의의 것의 도구(또는 시스템)로서, (a)-(c)의 수행은 서로에 대해 부분적으로 중첩되는 또는 인접한 서브 빔 프로세싱 영역의 적어도 하나의 그룹을 정의한다.
조항 6. 임의의 선행하는 번호가 매겨진 조항의 도구(또는 시스템)로서, (b)에서의 샘플의 변위는 제2 방향에 평행하다.
조항 7. 임의의 선행하는 번호가 매겨진 조항의 도구(또는 시스템)로서, (a)에서의 칼럼에 의한 샘플에 걸친 다중 빔의 스캔이 모두 동일한 방향에서 수행되도록 구성된다.
조항 8. 조항 1-6 중 임의의 것의 도구로서, (a)에서의 칼럼에 의한 샘플에 걸친 다중 빔의 스캔이 교대하는 방향에서 수행되도록 구성된다.
조항 9. 임의의 선행하는 번호가 매겨진 조항의 도구(또는 시스템)로서, (a) 및 (b)의 반복된 수행 동안 (a)에서의 샘플의 이동이 교대하는 방향에 있도록 구성된다.
조항 10. 조항 1-8 중 임의의 것의 도구(또는 시스템)로서, (a) 및 (b)의 반복된 수행 동안 (a)에서의 샘플의 이동이 모두 동일한 방향에 있도록 구성된다.
조항 11. 임의의 선행하는 번호가 매겨진 조항의 도구(또는 시스템)로서, 도구는 단계 (a)-(c) 이후에 다음의 것을 순서대로 수행하기 위해 스테이지 및 칼럼을 제어하도록 추가로 구성된다: (d) 다중 빔의 서브 빔의 샘플 표면에서의 피치의 적어도 두 배와 동일한 거리만큼 샘플을 변위시키도록 스테이지를 사용하는 것; 및 (e) (a)-(d)를 반복하는 것.
조항 12. 조항 11의 도구(또는 시스템)로서, 스테이지는 독립적으로 작동 가능한 장행정 및 단행정 스테이지를 포함하되, 장행정 스테이지의 운동의 최대 범위는 단행정 스테이지의 운동의 최대 범위보다 더 길다.
조항 13. 조항 12의 도구(또는 시스템)로서, 단행정 스테이지를, 바람직하게는 배타적으로, 사용하여 (a)-(c)에서 샘플을 이동시키도록 구성된다.
조항 14. 조항 12 또는 13의 도구(또는 시스템)로서, 장행정 스테이지를, 바람직하게는 배타적으로, 사용하여 (d)에서 샘플을 이동시키도록 구성된다.
조항 15. 조항 11-14 중 임의의 것의 도구(또는 시스템)로서, 도구는 (d)에서의 샘플의 변위가 (a)-(c)에서의 샘플의 이동 동안보다 칼럼으로부터 더 멀리 떨어져 배치되는 샘플을 사용하여 수행되도록 구성된다.
조항 16. 조항 11-15 중 임의의 것의 도구(또는 시스템)로서, 여기서: 칼럼의 풋프린트는 (a)-(c)의 수행으로부터의 모든 서브 빔 프로세싱 영역을 둘러싸는 샘플 표면 상의 가장 작은 경계 박스로서 정의되며, (d)에서의 샘플의 변위의 거리는 이동의 방향에 평행한 풋프린트의 치수와 실질적으로 동일하거나 또는 그보다 더 크다.
조항 17. 조항 11-16 중 임의의 것의 도구(또는 시스템)로서, (a)-(c)의 수행은 서브 빔 프로세싱 영역의 복수의 그룹을 정의하는데, 각각의 그룹 내의 서브 빔 프로세싱 영역은 서로에 대해 부분적으로 중첩되거나 또는 인접하고 다른 그룹의 서브 빔 프로세싱 영역과는 분리된다.
조항 18. 조항 17의 도구(또는 시스템)로서, (d)에서의 샘플의 변위는, 서브 빔 프로세싱 영역의 그룹 중 두 개 이상을 포함하는 서브 빔 프로세싱 영역의 적어도 하나의 확대된 그룹을 형성하도록 (a)-(c)의 하나의 수행으로부터의 서브 빔 프로세싱 영역의 그룹이 (a)-(c)의 다른 수행으로부터의 서브 빔 프로세싱 영역의 그룹을 기준으로 배치되도록 하는 그러한 것이다.
조항 19. 조항 18의 도구(또는 시스템)로서, (d)에서의 샘플의 변위는 확대된 그룹이 (a)-(c)의 상이한 수행으로부터의 그룹을 인터리빙하는 것에 의해 형성되도록 하는 그러한 것이다.
조항 20. 조항 17-19 중 임의의 것의 도구(또는 시스템)로서, 여기서: 칼럼의 풋프린트는 (a)-(c)의 수행으로부터의 모든 서브 빔 프로세싱 영역을 둘러싸는 샘플 표면 상의 가장 작은 경계 박스로서 정의되며, (d)에서의 샘플의 변위의 거리는 이동의 방향에 평행한 풋프린트의 치수보다 더 작다.
조항 21. 조항 11-20 중 임의의 것의 도구(또는 시스템)로서, (a)-(e)를 수행하기 위해, 스테이지 및 칼럼을, 그리고 옵션 사항으로 정전 편향기를 제어하도록 구성되는 컨트롤러를 포함한다.
조항 22. 임의의 선행하는 번호가 매겨진 조항의 도구(또는 시스템)로서, 샘플로부터 방출되는 하전 입자를 검출하도록 구성되는 검출기를 더 포함한다.
조항 23. 임의의 선행하는 번호가 매겨진 조항의 도구(또는 시스템)로서, 칼럼은 (a)에서 샘플에 걸쳐 다중 빔의 스캐닝을 수행하도록 구성되는 정전 편향기를 포함한다.
조항 24. 하전 입자 도구(또는 시스템)로서, 하전 입자 도구(또는 시스템)는: 샘플 표면을 갖는 샘플을 지지하기 위한 스테이지; 및 하전 입자의 서브 빔의 다중 빔을 샘플 표면 상으로 지향시키도록 구성되는 칼럼 - 샘플 표면의 한 부분은 샘플 표면에 대향하는 칼럼의 다중 빔 출력 영역에 대응하고, 도구는 그 부분이 다중 빔의 서브 빔에 의해 스캐닝되도록 스테이지 및 칼럼을 제어하도록 구성되고, 그 부분의 일부는 각각의 서브 빔에 할당됨 - 을 포함하고, 여기서: 각각의 단계에서, 각각의 서브 빔이 제1 방향에 평행한 방향에서 대응하는 부분에 걸쳐 스캐닝하도록, 스테이지는 연속적인 단계에서 제1 방향에 대해 비스듬한 또는 수직인 방향에서 샘플을 변위시키도록, 그리고, 각각의 단계에서, 샘플을 제1 방향에 평행한 방향에서 이동시키도록 구성되고; 그리고 칼럼은 제1 방향에 평행한 방향에서의 샘플의 이동 동안 제2 방향에 평행한 방향에서 샘플 표면에 걸쳐 다중 빔을 반복적으로 스캐닝하도록 구성된다.
조항 25. 하전 입자 시스템으로서, 하전된 입자 시스템은: 샘플 표면을 갖는 샘플을 지지하고 상이한 방향에서 이동시켜 단계적으로 이동시키도록 구성되는 스테이지; 하전 입자의 서브 빔의 어레이를 샘플 표면 - 샘플 표면의 서브 빔 프로세싱 영역은 서브 빔의 어레이의 각각의 서브 빔과 관련됨 - 상으로 지향시켜 스캐닝하도록 구성되는 칼럼; 및 스캐닝할 칼럼 및 이동시켜 단계적으로 이동시킬 스테이지를 제어하도록 구성되는 컨트롤러를 포함하고, 시스템은: 상이한 방향에서 샘플 표면에 걸쳐 서브 빔을 반복적으로 스캐닝하는 동안, 한 방향에서 서브 빔의 어레이를 기준으로 샘플 표면을 이동시키고, 그에 의해, 각각의 서브 빔과 관련되는 서브 빔 프로세싱 영역의 가늘고 긴 영역을 프로세싱하도록; 그리고 서브 빔 프로세싱 영역 내의 가늘고 긴 영역을 기준으로 스테이지를 단계적으로 이동시키도록 구성된다.
조항 26. 조항 25의 시스템으로서, 시스템은 서브 빔 프로세싱 영역의 추가적인 가늘고 긴 영역을 프로세싱하도록 추가로 구성된다.
조항 27. 조항 26의 시스템으로서, 시스템은 각각의 서브 빔에 대한 서브 빔 프로세싱 영역을 정의하기 위해 추가적인 가늘고 긴 영역을 프로세싱하도록 구성된다.
조항 28. 조항 25-27 중 임의의 것의 시스템으로서, 각각의 서브 빔과 관련되는 서브 빔 프로세싱 영역의 길이는 서브 빔의 어레이의 서브 빔의 샘플 표면에서의 피치와 동일하다.
조항 29. 조항 25-28 중 임의의 것의 시스템으로서, 가늘고 긴 영역의 길이는 서브 빔의 어레이의 서브 빔의 샘플 표면에서의 피치와 동일하다.
조항 30. 조항 25-29 중 임의의 것의 시스템으로서, 각각의 서브 빔과 관련되는 서브 빔 프로세싱 영역의 면적은 서브 빔에 할당되는 어레이의 한 부분의 면적과 동일하다.
조항 31. 조항 30의 시스템으로서, 서브 빔 프로세싱 영역의 형상은 그 부분의 형상과는 상이하다.
조항 32. 조항 25-31 중 임의의 것의 시스템으로서, 서브 빔의 어레이에 대한 샘플 표면의 이동이 연속적인 이동이 되도록 구성된다.
조항 33. 조항 25-32 중 임의의 것의 시스템으로서, 서브 빔의 어레이에 대한 샘플 표면의 이동이 서브 빔의 스캐닝에 직교하는 방향에 있도록 구성된다.
조항 34. 조항 25-33 중 임의의 것의 시스템으로서, 서브 빔의 어레이에 대한 샘플 표면의 이동이 스테이지의 단계적 이동에 직교하는 방향에 있도록 구성된다.
조항 35. 하전 입자 시스템으로서, 하전된 입자 시스템은: 샘플 표면을 갖는 샘플을 지지하기 위한 스테이지; 및 하전 입자의 서브 빔의 다중 빔을 샘플 표면 상으로 지향시키도록 구성되는 칼럼 - 샘플 표면의 한 부분은 샘플 표면에 대향하는 칼럼의 다중 빔 출력 영역에 대응하고, 시스템은 그 부분이 다중 빔의 서브 빔에 의해 스캐닝되도록 스테이지 및 칼럼을 제어하도록 구성되고, 그 부분의 일부는 각각의 서브 빔에 할당됨 - 을 포함하고, 여기서: 각각의 단계에서, 각각의 서브 빔이 제1 방향에 평행한 방향에서 대응하는 부분에 걸쳐 스캐닝하도록, 시스템은 연속적인 단계에서 제1 방향에 대해 비스듬한 또는 수직인 방향에서 샘플을 변위시키도록, 그리고, 각각의 단계에서, 샘플을 제1 방향에 평행한 방향에서 이동시키도록 스테이지를 제어하도록 구성되고; 그리고 시스템은 제1 방향에 평행한 방향에서의 샘플의 이동 동안 제2 방향에 평행한 방향에서 샘플 표면에 걸쳐 다중 빔을 반복적으로 스캐닝하도록 칼럼을 제어하도록 구성된다.
조항 36. 조항 35의 시스템으로서, 제2 방향에 평행한 방향에서 칼럼에 의한 다중 빔의 반복된 스캐닝 동안 칼럼에 의한 다중 빔의 스캐닝의 최대 범위는 다중 빔의 서브 빔의 샘플 표면에서의 최소 피치보다 더 작다.
조항 37. 조항 36의 시스템으로서, 시스템은, 연속적인 단계 각각에서의 제1 방향에 대해 비스듬한 또는 수직인 방향에서 스테이지에 의한 샘플의 변위의 거리가, 제2 방향에 평행한 방향에서 칼럼에 의한 다중 빔의 반복된 스캐닝 동안, 칼럼에 의한 다중 빔의 스캐닝의 최대 범위보다 더 작도록 구성된다.
조항 38. 조항 35-37 중 임의의 것의 시스템으로서, 시스템은, 각각의 단계에서 제1 방향에 평행한 방향에서의 샘플의 이동의 거리가 제1 방향에서 다중 빔의 서브 빔의 샘플 표면에서의 피치와 실질적으로 동일하도록 구성된다.
조항 39. 조항 35-38 중 임의의 것의 시스템으로서, 시스템은, 제1 방향에 평행한 방향에서의 샘플의 이동 동안 제2 방향에 평행한 방향에서 샘플 표면에 걸친 다중 빔의 스캔이 모두 동일한 방향에서 수행되도록 구성된다.
조항 40. 조항 35-39 중 임의의 것의 시스템으로서, 시스템은, 연속적인 단계에서의 다중 빔의 스캐닝이 각각의 서브 빔을 사용하여 서브 빔 프로세싱 영역을 프로세싱하도록 구성된다.
조항 41. 조항 40의 시스템으로서: 각각의 서브 빔을 사용하여 대응하는 복수의 서브 빔 프로세싱 영역을 형성하기 위해 연속적인 단계에서 다중 빔의 스캐닝을 복수 회 수행하도록; 그리고 바람직하게는, 연속적인 단계에서 다중 빔의 스캐닝의 각각의 수행 이후에 도약 변위 - 도약 변위는 다중 빔의 서브 빔의 샘플 표면에서의 피치의 적어도 두 배와 동일한 거리만큼 샘플을 변위시키는 것을 포함함 - 를 수행하도록 구성된다.
조항 42. 조항 41의 시스템으로서, 여기서: 스테이지는 독립적으로 작동 가능한 장행정 및 단행정 스테이지를 포함하되, 장행정 스테이지의 운동의 최대 범위는 단행정 스테이지의 운동의 최대 범위보다 더 길고; 시스템은 연속적인 단계에서 다중 빔의 스캐닝 동안 단행정 스테이지를 배타적으로 사용하여 샘플을 이동시키도록 구성되고; 그리고 시스템은 각각의 도약 변위 동안 장행정 스테이지를, 바람직하게는 배타적으로, 사용하여 샘플을 이동시키도록 구성된다.
조항 43. 조항 42의 시스템으로서, 시스템은, 도약 변위 동안의 샘플의 이동이 연속적인 단계에서 다중 빔의 스캐닝 동안보다 칼럼으로부터 더 멀리 떨어져 배치되는 샘플을 사용하여 수행되도록 구성된다.
조항 44. 조항 41-43 중 임의의 것의 시스템으로서, 여기서: 칼럼의 풋프린트는 연속적인 단계에서 다중 빔의 스캐닝의 한 번의 수행으로부터의 모든 서브 빔 프로세싱 영역을 둘러싸는 샘플 표면 상의 가장 작은 경계 박스로서 정의되며, 바람직하게는 각각의 도약 변위의 거리는 변위의 방향에 평행한 발자국의 치수와 실질적으로 동일하거나 또는 그보다 더 크다.
조항 45. 조항 41-43 중 임의의 것의 시스템으로서, 여기서: 연속적인 단계에서 다중 빔의 스캐닝의 각각의 수행은 서브 빔 프로세싱 영역의 복수의 그룹을 정의하되, 각각의 그룹 내의 서브 빔 프로세싱 영역은 서로에 대해 부분적으로 중첩되거나 또는 인접하고 다른 그룹의 서브 빔 프로세싱 영역과는 분리된다.
조항 46. 조항 45의 시스템으로서, 도약 변위 중 적어도 하나는, 서브 빔 프로세싱 영역의 그룹 중 두 개 이상을 포함하는 서브 빔 프로세싱 영역의 적어도 하나의 확대된 그룹을 형성하도록 연속적인 단계에서 다중 빔의 스캐닝의 한 번의 수행으로부터의 서브 빔 프로세싱 영역의 그룹이 연속적인 단계에서 다중 빔의 스캐닝의 다른 수행으로부터의 서브 빔 프로세싱 영역의 그룹을 기준으로 배치되도록 하는 그러한 것이다.
조항 47. 조항 46의 시스템으로서, 도약 변위 중 적어도 하나는 연속적인 단계에서 다중 빔의 스캐닝의 상이한 수행으로부터의 그룹을 인터리빙하는 것에 의해 확대된 그룹이 형성되도록 하는 그러한 것이다.
조항 48. 하전 입자 시스템으로서, 하전된 입자 시스템은: 샘플 표면을 갖는 샘플을 지지하고 이동시키도록 구성되는 스테이지; 하전 입자의 서브 빔의 어레이를 샘플 표면 상으로 지향시켜 스캐닝하도록 구성되는 칼럼; 및 다음의 것: (a) 상이한 방향에서 샘플 표면에 걸쳐 서브 빔을 반복적으로 스캐닝하는 동안, 한 방향에서 서브 빔의 어레이를 기준으로 샘플 표면을 이동시키고, 그에 의해, 각각의 서브 빔을 사용하여 샘플 표면 상의 가늘고 긴 영역을 프로세싱하는 것; (b) 각각의 서브 빔과 관련되는 샘플 표면의 서브 빔 프로세싱 영역 내에서 가늘고 긴 영역을 기준으로 스테이지를 변위시키는 것; 및 (c) 서브 빔에 대한 서브 빔 프로세싱 영역을 함께 정의하는 다수의 가늘고 긴 영역을 각각의 서브 빔을 사용하여 프로세싱하기 위해 단계 (a) 및 (b)를 반복하는 것을 하도록 스테이지 및 칼럼을 제어하도록 구성되는 컨트롤러를 포함한다.
조항 49. 하전 입자 시스템으로서, 하전된 입자 시스템은: 샘플 표면을 갖는 샘플을 지지하도록 구성되는 스테이지; 및 하전 입자의 서브 빔의 어레이를 샘플 표면의 한 부분 상으로 지향시키도록 구성되는 칼럼 - 그 부분의 일부는 각각의 서브 빔에 할당되고, 스테이지 및 칼럼은 그 부분이 서브 빔에 의해 스캐닝되게끔 제어되도록 구성되고: 스테이지는 샘플을 제1 방향에 평행하게 이동시키기 위해 단계에서 그리고 단계 사이에서 제1 방향과 관련하여 기울어진 방향에서 샘플을 변위시키도록 구성됨 - 을 포함하고; 그리고 칼럼은, 각각의 단계에 대해 서브 빔의 어레이의 각각의 서브 빔이 서브 빔에 할당되는 부분의 가늘고 긴 영역을 스캐닝하도록, 제1 방향에 평행한 샘플의 이동 동안 제2 방향에서 샘플 표면에 걸쳐 다중 빔을 반복적으로 스캐닝하도록 구성된다.
조항 50. 조항 49의 시스템으로서, 그 부분의 및/또는 가늘고 긴 영역의 길이는 샘플 표면에서 서브 빔 사이의 피치와 동일하다.
조항 51. 하전 입자 시스템으로서, 하전된 입자 시스템은: 샘플 표면을 갖는 샘플을 지지하기 위한 스테이지; 및 하전 입자의 서브 빔의 다중 빔을 샘플 표면 상으로 지향시키도록 구성되는 칼럼을 포함하고, 여기서: 시스템은 스테이지로 하여금 공칭 프로세싱 포지션의 대응하는 시퀀스를 통해 칼럼을 기준으로 샘플을 이동시키게 하도록 구성되거나 또는 스테이지는 공칭 프로세싱 포지션의 대응하는 시퀀스를 통해 칼럼을 기준으로 샘플을 이동시키기 위해 도약 변위의 시퀀스를 수행하도록 구성되되, 각각의 변위는 다중 빔의 샘플 표면에서의 피치의 두 배 이상이고; 시스템은, 각각의 서브 빔을 사용하여 서브 빔 프로세싱 영역을 프로세싱하기 위해, 각각의 공칭 프로세싱 포지션에서, 샘플 표면에 걸쳐 다중 빔을 스캐닝하도록 구성되되, 결과적으로 나타나는 서브 빔 프로세싱 영역은 인터커넥트된 서브 빔 프로세싱 영역의 복수의 그룹을 포함하고, 그룹은 서로 분리되고; 그리고 공칭 프로세싱 포지션은, 공칭 프로세싱 포지션 중 하나에서 형성되는 인터커넥트된 서브 빔 프로세싱 영역의 그룹 중 적어도 하나가, 공칭 프로세싱 포지션 중 상이한 하나에서 형성되는 인터커넥트된 서브 빔 프로세싱 영역의 그룹 중 적어도 두 개 사이에서 인터리빙되도록 하는 그러한 것이다.
조항 52. 조항 51의 시스템으로서, 도약 변위 중 적어도 하나는 도약 변위의 방향에 평행한 칼럼의 풋프린트의 치수보다 더 작되, 칼럼의 풋프린트는 공칭 프로세싱 포지션 중 하나에서 형성되는 서브 빔 프로세싱 영역 모두를 둘러싸는 샘플 표면 상의 가장 작은 경계 박스로서 정의된다.
조항 53. 조항 51 또는 52의 시스템으로서, 인터리빙은 적어도 하나의 인터리빙된 그룹을 포함하는 인터커넥트된 서브 빔 프로세싱 영역의 확대된 그룹을 형성한다.
조항 54. 하전 입자의 다중 빔을 사용하여 샘플을 프로세싱하는 방법으로서, 그 방법은: 하전 입자의 서브 빔의 다중 빔을 샘플의 샘플 표면 상으로 지향시키도록 구성되는 칼럼을 제공하는 것; 및 다음의 단계: (a) 칼럼을 사용하여 제2 방향에 평행한 방향에서 샘플 표면에 걸쳐 다중 빔을 반복적으로 스캔하는 동안, 제1 방향에 평행한 방향에서 샘플을 이동시키고, 그에 의해, 각각의 서브 빔을 사용하여 샘플 표면 상의 가늘고 긴 영역을 프로세싱하는 단계; (b) 제1 방향에 대해 비스듬한 또는 수직인 방향에서 샘플을 변위시키는 단계; 및 (c) 각각의 서브 빔을 사용하여 추가적인 가늘고 긴 영역을 프로세싱하기 위해 단계 (a) 및 (b)를 다수 회 반복하는 단계 - 결과적으로 나타나는 복수의 프로세싱된 가늘고 긴 영역은 각각의 서브 빔에 대한 서브 빔 프로세싱 영역을 정의함 - 를 순서대로 수행하는 것을 포함한다.
조항 55. 하전 입자의 서브 빔의 다중 빔을 샘플의 샘플 표면 상으로 지향시키도록 구성되는 칼럼에 의해 제공되는 하전 입자의 다중 빔을 사용하여 샘플을 프로세싱하는 방법으로서, 그 방법은:다음의 단계: (a) 칼럼을 사용하여 바람직하게는 제1 방향과는 상이한 제2 방향에 평행한 방향에서 샘플 표면에 걸쳐, 바람직하게는 다중 빔의 경로를 기준으로 샘플 표면에 걸쳐 다중 빔을 반복적으로 스캔하는 동안, 제1 방향에서 다중 빔의 서브 빔의 샘플 표면에서의 피치와 실질적으로 동일한 거리에서 바람직하게는 다중 빔의 경로를 기준으로, 제1 방향에 평행한 방향에서 샘플을 이동시키고, 그에 의해, 바람직하게는 서브 빔의 샘플 표면에서의 피치의 길이에 대응하는 각각의 서브 빔을 사용하여 샘플 표면 상의 가늘고 긴 영역을 프로세싱하는 단계; (b) 바람직하게는, 샘플의 변위의 방향이 제1 방향과는 상이하도록 그리고 바람직하게는 제2 방향에 평행하도록, 제1 방향에 대해 비스듬한 또는 수직인 방향에서, 바람직하게는 단계적 이동 방향일 수도 있는, 바람직하게는, 다중 빔의 경로를 기준으로 샘플을 변위시키는 단계; 및 (c) 각각의 서브 빔을 사용하여 추가적인 가늘고 긴 영역을 프로세싱하기 위해 단계 (a) 및 (b)를 다수 회 반복하는 단계 - 결과적으로 나타나는 복수의 프로세싱된 가늘고 긴 영역은 각각의 서브 빔에 대한 서브 빔 프로세싱 영역을 정의하고, 바람직하게는 각각의 서브 빔에 대한 서브 빔 프로세싱 영역은 단계적 이동 방향에서 실질적으로 변위의 누적이 되도록 단계적 이동에서 치수가 정해지고, 바람직하게는 각각의 서브 빔에 대한 서브 빔 프로세싱 영역은 제2 방향에서 서브 빔 프로세싱 영역의 피치에 대응하도록 단계적 이동 방향에서 치수가 정해지고, 바람직하게는 가늘고 긴 영역은 각각의 서브 빔에 대한 서브 빔 프로세싱 영역에 축적됨 - 를 순서대로 수행하는 것을 포함하고; 바람직하게는 다중 빔은 적어도 두 개의 차원을 갖는 서브 빔의 어레이를 포함하고, 바람직하게는 어레이는 어레이의 두 개의 차원 중 하나의 차원에서 적어도 네 개의 서브 빔을 포함하고, 바람직하게는 적어도 네 개의 서브 빔은 적어도 두 개의 그룹 및 채워지지 않은 부분에서 포함되고, 바람직하게는 채워지지 않은 부분은 그룹 중 두 개 사이에 있고, 그룹 및 채워지지 않은 부분은 어레이의 다른 차원에서 어레이를 가로질러 연장된다.
조항 56. 조항 54 또는 56의 방법으로서, (a)에서의 칼럼에 의한 다중 빔의 스캐닝의 최대 범위는 다중 빔의 서브 빔의 샘플 표면에서의 최소 피치보다 더 작다.
조항 57. 조항 54 또는 56의 방법으로서, (b)에서의 샘플의 변위의 거리는, 각각의 서브 빔 프로세싱 영역 내의 복수의 프로세싱된 가늘고 긴 영역이 부분적으로 중첩되거나 또는 인접하도록 하는 그러한 것이다.
조항 58. 조항 54-57 중 임의의 것의 방법으로서, (a)에서의 샘플의 이동의 거리는 제1 방향에서 다중 빔의 서브 빔의 샘플 표면에서의 피치와 실질적으로 동일하다.
조항 59. 조항 54-58 중 임의의 것의 방법으로서, (a)-(c)의 수행은 서로에 대해 부분적으로 중첩되는 또는 인접한 서브 빔 프로세싱 영역의 적어도 하나의 그룹을 정의한다.
조항 60. 조항 54-59 중 임의의 것의 방법으로서, (b)에서의 샘플의 변위는 제2 방향에 평행하다.
조항 61. 조항 54-60 중 임의의 것의 방법으로서, (a)에서의 칼럼에 의한 샘플에 걸친 다중 빔의 스캔은 모두 동일한 방향에서 수행된다.
조항 62. 조항 54-60 중 임의의 것의 방법으로서, (a)에서의 칼럼에 의한 샘플에 걸친 다중 빔의 스캔은 교대하는 방향에서 수행된다.
조항 63. 조항 54-62 중 임의의 것의 방법으로서, (a) 및 (b)의 반복된 수행 동안 (a)에서의 샘플의 이동은 교대하는 방향에 있다.
조항 64. 조항 54-62 중 임의의 것의 방법으로서, (a) 및 (b)의 반복된 수행 동안 (a)에서의 샘플의 이동은 모두 동일한 방향에 있다.
조항 65. 조항 54-64 중 임의의 것의 방법으로서, 단계 (a)-(c) 이후의 시퀀스에서 다음의 단계 적어도 (d) 및 (e)를 수행하는 것을 더 포함하되, 바람직하게는 단계 (a)-(c) 이후는 각각의 서브 빔에 대한 서브 빔 프로세싱 영역이 바람직하게는 각각의 서브 빔에 의해 복수의 프로세싱된 가늘고 긴 영역에 의해 정의된 이후를 포함한다: (d) 다중 빔의 서브 빔의 샘플 표면에서의 피치의 적어도 두 배와 동일한 거리만큼 샘플을 변위시키는 단계; 및 (e) (a)-(d)를 반복하는 단계.
조항 66. 조항 65의 방법으로서, 샘플은 독립적으로 작동 가능한 장행정 및 단행정 스테이지를 사용하여 이동되되, 장행정 스테이지의 운동의 최대 범위는 단행정 스테이지의 운동의 최대 범위보다 더 길다.
조항 67. 조항 66의 방법으로서, 샘플은 단행정 스테이지를, 바람직하게는 배타적으로, 사용하여 단계 (a)-(c)에서 이동된다.
조항 68. 조항 66 또는 67의 방법으로서, 샘플은 장행정 스테이지를, 바람직하게는 배타적으로, 사용하여 단계 (d)에서 이동된다.
조항 69. 조항 65-68 중 임의의 것의 방법으로서, (d)에서의 샘플의 변위는 (a)-(c)에서의 샘플의 이동 동안보다 칼럼으로부터 더 멀리 떨어져 배치되는 샘플을 사용하여 수행된다.
조항 70. 조항 65-69 중 임의의 것의 방법으로서, 여기서: 칼럼의 풋프린트는 (a)-(c)의 수행으로부터의 모든 서브 빔 프로세싱 영역을 둘러싸는 샘플 표면 상의 가장 작은 경계 박스로서 정의되며, (d)에서의 샘플의 변위의 거리는 이동의 방향에 평행한 풋프린트의 치수와 실질적으로 동일하거나 또는 그보다 더 크다.
조항 71. 조항 65-70 중 임의의 것의 방법으로서, (a)-(c)의 수행은 서브 빔 프로세싱 영역의 복수의 그룹을 정의하는데, 각각의 그룹 내의 서브 빔 프로세싱 영역은 서로에 대해 부분적으로 중첩되거나 또는 인접하고 다른 그룹의 서브 빔 프로세싱 영역과는 분리된다.
조항 72. 조항 71의 방법으로서, (d)에서의 샘플의 변위는, 서브 빔 프로세싱 영역의 그룹 중 두 개 이상을 포함하는 서브 빔 프로세싱 영역의 적어도 하나의 확대된 그룹을 형성하도록 (a)-(c)의 하나의 수행으로부터의 서브 빔 프로세싱 영역의 그룹이 (a)-(c)의 다른 수행으로부터의 서브 빔 프로세싱 영역의 그룹을 기준으로 배치되도록 하는 그러한 것이다.
조항 73. 조항 72의 방법으로서, (d)에서의 샘플의 변위는 확대된 그룹이 (a)-(c)의 상이한 수행으로부터의 그룹을 인터리빙하는 것에 의해 형성되도록 하는 그러한 것이다.
조항 74. 조항 71-73 중 임의의 것의 방법으로서, 여기서: 칼럼의 풋프린트는 (a)-(c)의 수행으로부터의 모든 서브 빔 프로세싱 영역을 둘러싸는 샘플 표면 상의 가장 작은 경계 박스로서 정의되며, (d)에서의 샘플의 변위의 거리는 이동의 방향에 평행한 풋프린트의 치수보다 더 작다.
조항 75. 조항 54-74 중 임의의 것의 방법으로서, 샘플로부터 방출되는 하전 입자를 검출하는 것을 더 포함한다.
조항 76. 하전 입자의 서브 빔의 다중 빔을 샘플의 샘플 표면 상으로 지향시키도록 구성되는 칼럼을 사용하여 하전 입자의 다중 빔을 사용하여 샘플을 프로세싱하는 방법으로서, 그 방법은: 공칭 프로세싱 포지션의 대응하는 시퀀스를 통해 도약 변위 - 각각의 도약 변위는 다중 빔의 샘플 표면에서의 피치의 두 배 이상임 - 의 시퀀스에 의해 샘플을 이동시키는 것; 및 각각의 서브 빔을 사용하여 서브 빔 프로세싱 영역을 프로세싱하기 위해, 각각의 공칭 프로세싱 포지션에서, 샘플 표면에 걸쳐 다중 빔을 스캐닝하는 것 - 결과적으로 나타나는 서브 빔 프로세싱 영역은 인터커넥트된 서브 빔 프로세싱 영역의 복수의 그룹을 포함하고, 그룹은 서로 분리됨 - 을 포함하고, 여기서: 공칭 프로세싱 포지션은, 공칭 프로세싱 포지션 중 하나에서 형성되는 인터커넥트된 서브 빔 프로세싱 영역의 그룹 중 적어도 하나가, 공칭 프로세싱 포지션 중 상이한 하나에서 형성되는 인터커넥트된 서브 빔 프로세싱 영역의 그룹 중 적어도 두 개 사이에서 인터리빙되도록 하는 그러한 것이다.
조항 77. 조항 76의 방법으로서, 도약 변위 중 적어도 하나는 도약 변위의 방향에 평행한 칼럼의 풋프린트의 치수보다 더 작되, 칼럼의 풋프린트는 공칭 프로세싱 포지션 중 하나에서 형성되는 서브 빔 프로세싱 영역 모두를 둘러싸는 샘플 표면 상의 가장 작은 경계 박스로서 정의된다.
조항 78. 조항 76 또는 75의 방법으로서, 인터리빙은 적어도 하나의 인터리빙된 그룹을 포함하는 인터커넥트된 서브 빔 프로세싱 영역의 확대된 그룹을 형성한다.
조항 79. 하전 입자 시스템으로서, 하전된 입자 시스템은: 샘플 표면을 갖는 샘플을 지지하기 위한 스테이지; 및 하전 입자의 서브 빔의 다중 빔을 샘플 표면 상으로 지향시키도록 구성되는 칼럼을 포함하고, 여기서: 시스템은 스테이지로 하여금 대응하는 프로세싱 포지션 사이의 도약 변위의 시퀀스를 통해 샘플을 이동시키게 하도록 구성되며, 각각의 도약 변위는 샘플 표면에서의 다중 빔의 피치의 두 배 이상이고; 시스템은 각각의 서브 빔에 의해 서브 빔 프로세싱 영역을 프로세싱하기 위해 샘플 표면에 걸쳐 각각의 공칭 프로세싱 포지션에서 다중 빔을 스캐닝하도록 구성되되, 결과적으로 나타나는 서브 빔 프로세싱 영역은 인접한 서브 빔 프로세싱 영역의 복수의 분리된 그룹을 포함하고; 그리고 프로세싱 포지션은, 프로세싱 포지션 중 하나에서 형성되는 그룹 중 적어도 하나가 상이한 프로세싱 포지션에서 형성되는 적어도 두 개의 그룹 사이에 인터리빙되도록 하는 그러한 것이다.
조항 80. 하전 입자의 서브 빔의 다중 빔을 샘플의 표면 상으로 지향시키도록 구성되는 칼럼을 사용하여 하전 입자의 다중 빔을 사용하여 샘플을 프로세싱하는 방법으로서, 방법은: 대응하는 프로세싱 포지션 사이에서 도약 변위 - 각각의 도약 변위는 샘플 표면에서 다중 빔의 피치의 두 배 이상임 - 의 시퀀스를 통해 샘플을 이동시키는 것을 포함하고; 각각의 프로세싱 포지션에서, 다중 빔은 각각의 서브 빔에 의해 서브 빔 프로세싱 영역을 프로세싱하기 위해 표면에 걸쳐 스캐닝되되, 결과적으로 나타나는 서브 빔 프로세싱 영역은 인접한 서브 빔 프로세싱 영역의 복수의 분리된 그룹을 포함하고; 그리고 프로세싱 포지션은, 프로세싱 포지션 중 하나에서 형성되는 그룹 중 적어도 하나가 상이한 프로세싱 포지션에서 형성되는 적어도 두 개의 그룹 사이에 인터리빙되도록 하는 그러한 것이다.
조항 81. 하전 입자의 서브 빔의 다중 빔을 샘플의 표면 상으로 지향시키도록 구성되는 칼럼을 사용하여 하전 입자의 다중 빔을 사용하여 샘플을 프로세싱하는 방법으로서, 방법은 다음의 것을 포함한다: 대응하는 프로세싱 포지션 사이에서 도약 변위 - 각각의 도약 변위는 샘플 표면에서 다중 빔의 피치의 두 배 이상임 - 의 시퀀스를 통해 샘플을 이동시키는 것; 및 각각의 프로세싱 포지션에서, 인접한 서브 빔 프로세싱 영역의 그룹을 포함하는 서브 빔 프로세싱 영역을 프로세싱하도록 각각의 서브 빔에 의해 서브 빔 프로세싱 영역을 프로세싱하기 위해 표면에 걸쳐 다중 빔을 상대적으로 스캐닝하는 것 - 도약 변위의 시퀀스를 통해 샘플을 이동시키는 것은 빔 경로를 따라 샘플을 상대적으로 변위시키는 것을 포함함 - .
조항 82. 조항 81의 방법으로서, 빔 경로를 따르는 샘플의 상대적 변위는 샘플을 도약 변위에서 이동시키기 이전에 샘플과 칼럼 사이의 거리를 증가시키는 것을 포함한다.
조항 83. 조항 82의 방법으로서, 빔 경로를 따르는 샘플의 상대적 변위는 상기 도약 변위에서 샘플의 이동 이후에 샘플과 칼럼 사이의 거리를 감소시키는 것을 포함한다.
조항 84. 청구항 1 내지 24, 35 내지 47, 49 내지 53, 및 79 내지 80 중 임의의 것의 하전 입자 도구(또는 시스템)로서, 다중 빔은 두 개의 상이한 차원, 바람직하게는 세 개 이상의 서브 빔을 포함하는 차원 중 적어도 하나에서 배열되는 서브 빔의 어레이를 포함한다.
조항 85. 청구항 25 내지 34 및 29 내지 50 중 임의의 것의 하전 입자 도구(또는 시스템)로서, 서브 빔의 어레이는 두 개의 차원에서 배열되는 서브 빔을 포함하되, 그들 중 적어도 하나는 세 개 이상의 서브 빔을 포함한다.
조항 86. 청구항 1 내지 23, 25 내지 34, 40 내지 47, 51 내지 53, 79 내지 80 및 84 또는 85 중 임의의 것의 하전 입자 도구(또는 시스템)로서, 프로세싱된 영역은 서브 빔에 노출되는 샘플의 영역을 포함한다.
조항 87. 청구항 1 내지 23, 25 내지 34, 40 내지 47, 51 내지 53, 및 79 내지 80, 86, 및 85 또는 84 중 어느 하나 중 임의의 거의 하전 입자 도구 또는 시스템으로서, 프로세싱은, 예를 들면, 샘플에 대한 검사를 평가하는 것 또는 샘플에 대한 계측을 수행하는 것을 포함한다.
조항 88. 청구항 54 내지 78 및 81 내지 83 중 임의의 것의 방법으로서, 다중 빔은 두 개의 상이한 차원에서 배열되는 서브 빔의 어레이를 포함하되, 차원 중 적어도 하나는 세 개 이상의 서브 빔을 포함한다.
조항 89. 청구항 54 내지 78, 81 내지 83 및 88 중 임의의 것의 방법으로서, 프로세싱된 영역은 서브 빔에 노출되는 샘플의 영역을 포함한다.
조항 90. 청구항 54 내지 78, 81 내지 83, 88 및 89 중 임의의 것의 방법으로서, 샘플을 프로세싱하는 것은 샘플, 예를 들면, 샘플에 대한 검사를 평가하는 것 또는 샘플에 대한 계측을 수행하는 것을 포함한다.
본 개시의 실시형태에 따른 평가 도구는, 샘플에 대한 정성적 평가(예를 들면, 합격/불합격)를 행하는 도구, 샘플의 정량적 측정(예를 들면, 피쳐의 사이즈)을 행하는 또는 샘플의 맵의 이미지를 생성하는 도구일 수도 있다. 평가 도구의 예는 (예를 들면, 결함을 식별하기 위한) 검사 도구, (예를 들면, 결함을 분류하기 위한) 재검토 도구 및 계측 도구, 또는 검사 도구, 재검토 도구, 또는 계측 도구와 관련되는 평가 기능성의 임의의 조합을 수행할 수 있는 도구(예를 들면, 메트로 검사 도구)이다. 전자 광학 칼럼(40)은 평가 도구의 컴포넌트일 수도 있다; 예컨대 검사 도구 또는 메트로 검사 도구(metro-inspection tool), 또는 전자 빔 리소그래피 도구의 일부. 본원에서의 도구에 대한 임의의 언급은 디바이스, 장치 또는 시스템을 포괄하도록 의도되며, 도구는 함께 배치될 수도 있는 또는 배치되지 않을 수도 있는, 그리고 심지어, 특히 예를 들면 데이터 프로세싱 엘리먼트를 위한 별개의 방에 위치될 수도 있는 다양한 컴포넌트를 포함한다.
용어 "서브 빔" 및 "빔릿"은 본원에서 상호 교환 가능하게 사용되며, 둘 모두는 부모(parent) 방사선 빔을 나누는 또는 분할하는 것에 의해 부모 방사선 빔으로부터 유도되는 임의의 방사선 빔을 포괄하는 것으로 이해된다. 용어 "매니퓰레이터"는 렌즈 또는 편향기와 같은, 서브 빔 또는 빔릿의 경로에 영향을 끼치는 임의의 엘리먼트를 포괄하기 위해 사용된다.
빔 경로 또는 서브 빔 경로를 따라 정렬되는 엘리먼트에 대한 언급은 각각의 엘리먼트가 빔 경로 또는 서브 빔 경로를 따라 배치된다는 것을 의미하는 것으로 이해된다.
광학기기(optic)에 대한 언급은 전자 광학기기를 의미하는 것으로 이해된다.
제어 렌즈 및 대물 렌즈와 같은 전자 광학 엘리먼트의 제어에 대한 명세서에서의 언급은, 예컨대 전자 광학 칼럼 내에서의 자동화된 제어에 의한 또는 유저 선택에 의한, 기계적 설계 및 설정된 동작 인가 전압 또는 전위 차이에 의한 제어, 즉, 수동 제어뿐만 아니라 능동 제어 둘 모두를 지칭하도록 의도된다. 능동 또는 수동 제어에 대한 선호도는 컨텍스트에 의해 결정되어야 한다.
컴포넌트 또는 컴포넌트 또는 엘리먼트의 시스템이 하전 입자 빔을 소정의 방식으로 조작하도록 제어 가능하다고 언급하는 것은, 하전 입자 빔을 설명되는 방식으로 조작하도록 컴포넌트를 제어하기 위해 컨트롤러 또는 제어 시스템 또는 제어 유닛을 구성하는 것을 포함하고, 또한 옵션 사항으로, 하전 입자 빔을 이 방식으로 조작하도록 컴포넌트를 제어하기 위해 다른 컨트롤러 또는 디바이스(예를 들면, 전압 공급부 및 또는 전류 공급부)를 사용하는 것을 포함한다. 예를 들면, 전압 공급부는, 컨트롤러 또는 제어 시스템 또는 제어 유닛의 제어 하에서, 컴포넌트, 예컨대 제한되지 않은 목록에서, 제어 렌즈 어레이(250), 대물 렌즈 어레이(241), 집광 렌즈(231), 보정기, 콜리메이터 엘리먼트 어레이(271) 및 스캔 편향기 어레이(260)에 전위를 인가하기 위해 하나 이상의 컴포넌트에 전기적으로 연결될 수도 있다. 작동 가능한 컴포넌트, 예컨대 스테이지는, 컴포넌트의 작동을 제어하기 위해, 하나 이상의 컨트롤러, 제어 시스템, 또는 제어 유닛을 사용하여, 빔 경로와 같은 다른 컴포넌트를 작동시키도록 따라서 그 다른 컴포넌트를 기준으로 이동하도록 제어 가능할 수도 있다.
본 발명은 컴퓨터 프로그램으로서 구체화될 수도 있다. 예를 들면, 컴퓨터 프로그램은 컨트롤러(50)가 다음의 단계를 수행할 것을 지시하는 명령어를 포함할 수도 있다. 컨트롤러(50)는 샘플(208)을 향해 전자 빔을 투영하도록 전자 빔 장치를 제어한다. 한 실시형태에서, 컨트롤러(50)는 전자 빔 경로에서 전자 빔에 대해 동작하도록 적어도 하나의 전자 광학 엘리먼트(예를 들면, 다중극 편향기 또는 스캔 편향기(260, 265)의 어레이)를 제어한다. 추가적으로 또는 대안적으로, 한 실시형태에서, 컨트롤러(50)는 전자 빔에 응답하여 샘플(208)로부터 방출되는 전자 빔에 대해 동작하도록 적어도 하나의 전자 광학 엘리먼트(예를 들면, 검출기(240))를 제어한다. 추가적으로 또는 대안적으로, 컴퓨터 프로그램은 스캐닝할 칼럼 및 이동 및 단계적으로 이동시킬 스테이지(209)의 제어를 포함하는 특히 도 13 내지 도 23을 참조하여 상기에서 설명되는 기능성 중 임의의 것을 제공할 것을 컨트롤러(50)에게 지시하는 명령어를 포함할 수도 있다.
상부 및 하부, 상 및 하, 위 및 아래에 대한 언급은, 샘플(208)에 충돌하는 전자 빔 또는 다중 빔의 (통상적으로 수직이지만 그러나 항상 수직은 아닌) 빔 상류 및 빔 하류 방향에 평행한 방향을 지칭하는 것으로 이해되어야 한다. 따라서, 빔 상류 및 빔 하류에 대한 언급은, 임의의 존재하는 중력장과는 독립적으로, 빔 경로에 대한 방향을 지칭하는 것으로 의도된다.
본 발명이 다양한 실시형태와 관련하여 설명되었지만, 본원에서 개시되는 본 발명의 명세서 및 실시의 고려로부터 기술 분야의 숙련된 자에게 본 발명의 다른 실시형태가 명백할 것이다. 본 명세서 및 예는 단지 예시적인 것으로 간주되어야 한다는 것이 의도되는데, 본 발명의 진정한 범위 및 취지는 다음의 청구범위 및 조항에 의해 나타내어진다.
Claims (15)
- 하전 입자의 서브 빔의 다중 빔을 샘플의 샘플 표면 상으로 지향시키도록 구성되는 칼럼(column)에 의해 제공되는 하전 입자의 다중 빔을 사용하여 샘플을 프로세싱하는 방법으로서,
다음의 단계:
(a) 상기 칼럼을 사용하여 제2 방향에 평행한 방향에서 상기 샘플 표면에 걸쳐 상기 다중 빔을 반복적으로 스캔하는 동안, 제1 방향에서 상기 다중 빔의 상기 서브 빔의 상기 샘플 표면에서의 피치와 실질적으로 동일한 거리만큼 상기 제1 방향에 평행한 방향에서 상기 샘플을 이동시키고, 그에 의해, 각각의 서브 빔을 사용하여 상기 샘플 표면 상의 가늘고 긴 영역(elongate region)을 프로세싱하는 단계;
(b) 상기 제1 방향에 대해 비스듬한 또는 수직인 방향에서 상기 샘플을 변위시키는 단계; 및
(c) 각각의 서브 빔을 사용하여 추가적인 가늘고 긴 영역을 프로세싱하기 위해 단계 (a) 및 (b)를 다수 회 반복하는 단계 - 결과적으로 나타나는 복수의 프로세싱된 가늘고 긴 영역은 각각의 서브 빔에 대한 서브 빔 프로세싱 영역(sub-beam processed area)을 정의함 -
를 순서대로 수행하는 단계를 포함하는, 샘플을 프로세싱하는 방법. - 제1항에 있어서,
(a)에서의 상기 칼럼에 의한 상기 다중 빔의 스캐닝의 최대 범위는 상기 다중 빔의 상기 서브 빔의 상기 샘플 표면에서의 최소 피치보다 더 작은, 샘플을 프로세싱하는 방법. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
(b)에서의 상기 샘플의 변위의 상기 거리는, 각각의 서브 빔 프로세싱 영역 내의 상기 복수의 프로세싱된 가늘고 긴 영역이 부분적으로 중첩되거나 또는 인접하도록 하는 그러한 것인, 샘플을 프로세싱하는 방법. - 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
(a)-(c)의 수행은 서로에 대해 부분적으로 중첩되는 또는 인접한 서브 빔 프로세싱 영역의 적어도 하나의 그룹을 정의하는, 샘플을 프로세싱하는 방법. - 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
(b)에서의 상기 샘플의 상기 변위는 상기 제2 방향에 평행한, 샘플을 프로세싱하는 방법. - 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
(a)에서의 상기 칼럼에 의한 상기 샘플에 걸친 상기 다중 빔의 상기 스캔은 모두 동일한 방향에서 수행되는, 샘플을 프로세싱하는 방법. - 제1항 내지 제6항 중 임의의 항에 있어서,
(a)에서의 상기 칼럼에 의한 상기 샘플에 걸친 상기 다중 빔의 상기 스캔은 모두 교대하는 방향에서 수행되는, 샘플을 프로세싱하는 방법. - 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
(a) 및 (b)의 반복된 수행 동안 (a)에서의 상기 샘플의 상기 이동은 모두 동일한 방향에 있는, 샘플을 프로세싱하는 방법. - 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
단계 (a)-(c) 이후의 시퀀스에서 다음의 단계:
(d) 상기 다중 빔의 상기 서브 빔의 상기 샘플 표면에서의 피치의 적어도 두 배와 동일한 거리만큼 상기 샘플을 변위시키는 단계; 및
(e) (a)-(d)를 반복하는 단계
를 수행하는 단계를 더 포함하되, 단계 (a)-(c) 이후는 각각의 서브 빔에 대한 상기 서브 빔 프로세싱 영역이 바람직하게는 상기 각각의 서브 빔에 의해 상기 복수의 프로세싱된 가늘고 긴 영역에 의해 정의된 이후를 포함하는, 샘플을 프로세싱하는 방법. - 제9항에 있어서,
상기 샘플은 독립적으로 작동 가능한 장행정(long-stroke) 및 단행정(short-stroke) 스테이지를 사용하여 이동되되, 상기 장행정 스테이지의 운동의 최대 범위는 상기 단행정 스테이지의 운동의 최대 범위보다 더 긴, 샘플을 프로세싱하는 방법. - 제10항에 있어서,
상기 샘플은 상기 단행정 스테이지를, 바람직하게는 배타적으로, 사용하여 단계 (a)-(c)에서 이동되는, 샘플을 프로세싱하는 방법. - 제10항 또는 제11항에 있어서,
상기 샘플은 상기 장행정 스테이지를, 바람직하게는 배타적으로, 사용하여 단계 (d)에서 이동되는, 샘플을 프로세싱하는 방법. - 제9항 내지 제12항 중 임의의 항에 있어서,
(d)에서의 상기 샘플의 상기 변위는 (a)-(c)에서의 상기 샘플의 상기 이동 동안보다 상기 칼럼으로부터 더 멀리 떨어져 배치되는 상기 샘플을 사용하여 수행되는, 샘플을 프로세싱하는 방법. - 제9항 내지 제13항 중 임의의 항에 있어서,
상기 칼럼의 풋프린트는 (a)-(c)의 수행으로부터의 상기 서브 빔 프로세싱 영역 모두를 둘러싸는 상기 샘플 표면 상의 가장 작은 경계 박스로서 정의되고,
(d)에서의 상기 샘플의 변위의 상기 거리는 상기 이동의 상기 방향에 평행한 상기 풋프린트의 치수와 실질적으로 동일하거나 또는 더 큰, 샘플을 프로세싱하는 방법. - 하전 입자 시스템으로서,
샘플 표면을 갖는 샘플을 지지하기 위한 스테이지; 및
하전 입자의 서브 빔의 다중 빔을 상기 샘플 표면 상으로 지향시키도록 구성되는 칼럼을 포함하되, 상기 시스템은 다음의 것:
(a) 상기 칼럼을 사용하여 제2 방향에 평행한 방향에서 상기 샘플 표면에 걸쳐 상기 다중 빔을 반복적으로 스캔하는 동안, 제1 방향에서 상기 다중 빔의 상기 서브 빔의 상기 샘플 표면에서의 피치와 실질적으로 동일한 거리만큼 상기 제1 방향에 평행한 방향에서 상기 샘플을 이동시키고, 그에 의해, 각각의 서브 빔을 사용하여 상기 샘플 표면 상의 가늘고 긴 영역을 프로세싱하도록 상기 스테이지를 사용하는 것;
(b) 상기 제1 방향에 대해 비스듬한 또는 수직인 방향에서 상기 샘플을 변위시키도록 상기 스테이지를 사용하는 것; 및
(c) 각각의 서브 빔을 사용하여 추가적인 가늘고 긴 영역을 프로세싱하기 위해 (a) 및 (b)를 다수 회 반복하는 것 - 결과적으로 나타나는 복수의 프로세싱된 가늘고 긴 영역은 각각의 서브 빔에 대한 서브 빔 프로세싱 영역을 정의함 -
을 순서대로 수행하기 위해 상기 스테이지 및 칼럼을 제어하도록 구성되는, 하전 입자 시스템.
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