KR102660825B1 - 멀티 빔 검사 장치에서 전자 빔들을 정렬하기 위한 시스템 및 방법 - Google Patents

멀티 빔 검사 장치에서 전자 빔들을 정렬하기 위한 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

개선된 하전 입자 빔 검사 장치, 더 상세하게는, 개선된 정렬 메커니즘을 포함하는 입자 빔 검사 장치가 개시된다. 개선된 하전 입자 빔 검사 장치는 정렬 모드 동안 복수의 이차 전자 빔들의 하나 이상의 빔 스폿들의 하나 이상의 이미지들을 생성하는 제2 전자 검출 디바이스를 포함할 수도 있다. 빔 스폿 이미지는 복수의 이차 전자 빔들의 하나 이상의 정렬 특성들을 결정하고 이차 전자 투사 시스템의 구성을 조정하는데 사용될 수도 있다.

Description

멀티 빔 검사 장치에서 전자 빔들을 정렬하기 위한 시스템 및 방법
본 개시에서 제공되는 실시예들은 입자 빔 검사 장치를 개시하고, 더 상세하게는, 개선된 정렬 메커니즘을 포함하는 입자 빔 검사 장치를 개시한다.
관련 출원들에 대한 교차참조
본 출원은 2018년 10월 19일자로 출원된 미국 출원 제62/748,251호를 우선권 주장하고 그 전체는 참조로 본 명세서에 포함된다.
반도체 집적 회로(integrated circuit)(IC) 칩들을 제조할 때, 패턴 결함들 또는 비초대(uninvited) 입자들(잔여물들)이 제작 공정들 동안 웨이퍼 또는 마스크 상에 불가피하게 나타남으로써, 수율을 감소시킨다. 예를 들어, 비초대 입자들은 IC 칩들의 더 진보된 성능 요건들을 충족시키도록 채택되는 더 작은 임계 피처 치수들을 갖는 패턴들에 문제가 될 수도 있다.
하전된 입자 빔을 갖는 패턴 검사 도구들이 결함들 또는 비초대 입자들을 검출하는데 사용되었다. 이들 도구들은 주사형 전자 현미경(scanning electron microscope)(SEM)을 통상적으로 채용한다. SEM에서, 비교적 높은 에너지를 갖는 일차 전자들의 빔이 상대적으로 낮은 랜딩 에너지에서 샘플 상에 랜딩하기 위해 감속되고 그 샘플 상에 프로브 스폿을 형성하기 위해 포커싱된다. 일차 전자들의 이 포커싱된 프로브 스폿으로 인해, 그 표면에서부터 이차 전자들이 생성될 것이다. 이차 전자들은 샘플과의 일차 전자들의 상호작용들로 발생하는 후방산란된 전자들, 이차 전자들, 또는 오거(Auger) 전자들을 포함할 수도 있다. 샘플 표면 위에서 프로브 스폿을 스캔하고 이차 전자들을 수집함으로써, 패턴 검사 도구들은 샘플 표면의 이미지를 획득할 수도 있다.
본 개시에서 제공되는 실시예들은 입자 빔 검사 장치를 개시하고, 더 상세하게는, 개선된 정렬 메커니즘을 포함하는 입자 빔 검사 장치를 개시한다.
일부 실시예들에서, 웨이퍼를 검사하기 위한 하전 입자 빔 장치는 제1 전자 검출 디바이스와 제2 전자 검출 디바이스를 포함할 수도 있다. 제1 전자 검출 디바이스는 웨이퍼의 검사를 위해 복수의 이차 전자 빔들을 검출할 수도 있다. 제2 전자 검출 디바이스는 복수의 이차 전자 빔들의 하나 이상의 빔 스폿들의 하나 이상의 이미지들을 생성할 수도 있고 제1 전자 검출 디바이스에 연관되는 정렬 특성을 결정하는데 사용되도록 구성될 수도 있다.
일부 실시예들에서, 하전 입자 빔 시스템을 사용하여 웨이퍼를 검사하는 방법이 제공된다. 하전 입자 시스템은 복수의 이차 전자 빔들을 제1 전자 검출 디바이스의 검출 표면 상으로 투사하는 이차 투사 시스템을 포함할 수도 있다. 그 방법은 제2 전자 검출 디바이스를 사용하여 복수의 이차 전자 빔들의 하나 이상의 빔 스폿들의 하나 이상의 이미지들을 생성하는 단계를 포함할 수도 있다. 그 방법은 복수의 이차 전자 빔들의 하나 이상의 빔 스폿들의 하나 이상의 이미지들에 기초하여 제1 전자 검출 디바이스에 연관되는 정렬 특성을 결정하는 단계를 또한 포함할 수도 있다.
본 발명의 다른 이점들은 본 발명의 특정한 실시예들을 예시 및 예로 하여 언급되는, 첨부 도면들과 연계하여 취해지는 다음의 설명으로부터 명확하게 될 것이다.
본 개시의 전술한 및 다른 양태들은 첨부 도면들과 연계하여 취해지는 예시적인 실시예들의 설명으로부터 더 명확하게 될 것이다.
도 1a는 본 개시의 실시예들에 일치하는, 예시적인 하전 입자 빔 검사 시스템을 도시하는 개략도이다.
도 1b는 본 개시의 실시예들에 일치하는, 예시적인 전자 빔 도구를 도시하는 개략도이다.
도 2는 본 개시의 실시예들에 일치하는, 전자-광 변환기를 사용하는 예시적인 전자 이미징 디바이스를 도시하는 개략도이다.
도 3a, 도 3b, 도 3c, 및 도 3d는 본 개시의 실시예들에 일치하는, 예시적인 멀티 빔 전자 빔 도구를 도시하는 개략도들이다.
도 4a, 도 4b, 도 4c, 및 도 4d는 본 개시의 실시예들에 일치하는, 예시적인 멀티 빔 전자 빔 도구를 도시하는 개략도들이다.
도 5a, 도 5b, 도 5c, 및 도 5d는 본 개시의 실시예들에 일치하는, 예시적인 멀티 빔 전자 빔 도구를 도시하는 개략도들이다.
도 6a, 도 6b, 및 도 6c는 본 개시의 실시예들에 일치하는, 예시적인 멀티 빔 전자 빔 도구를 도시하는 개략도들이다.
도 7은 본 개시의 실시예들에 일치하는, 멀티 빔 전자 빔 도구의 실시예를 사용하는 예시적인 정렬 동작의 단계들을 도시하는 흐름도이다.
이제 예시적인 실시형태들에 대해 상세히 언급될 것인데, 그 예들은 첨부 도면들에서 도시된다. 다음의 설명은 상이한 도면들에서의 상이한 번호들이 그렇지 않다고 표현되지 않는 한 동일하거나 또는 유사한 엘리먼트들을 나타내는 첨부 도면들을 참조한다. 예시적인 실시예들의 다음의 설명에서 언급되는 구현예들은 본 발명에 일치하는 모든 구현예들을 나타내지는 않는다. 대신, 그것들은 첨부의 청구항들에서 한정된 바와 같은 본 발명에 관련된 양태들에 일치하는 장치들 및 방법들의 예들일 뿐이다.
전자 디바이스들의 향상된 컴퓨팅 파워는, 그 디바이스들의 물리적 사이즈를 감소시키면서도, IC 칩 상의 트랜지스터들, 커패시터들, 다이오드들 등과 같은 회로 컴포넌트들의 패킹 밀도를 상당히 증가시킴으로써 완수될 수 있다. 예를 들어, 썸네일 사이즈인 스마트 폰의 IC 칩이, 각각의 트랜지스터의 사이즈가 인간 머리카락의 1/1000 미만인 2십억 개를 넘는 트랜지스터들을 포함할 수도 있다. 따라서, 반도체 IC 제조는 수백 개의 개별 단계들을 갖는 복잡하고 시간이 많이 걸리는 공정이라는 것은 놀라운 일이 아니다. 심지어 한 단계에서의 오류들이 최종 제품의 기능에 극적으로 영향을 미칠 잠재력을 갖는다. 심지어 하나의 "킬러 결함"이 디바이스 고장을 야기할 수 있다. 제조 공정의 목표는 공정의 전체 수율을 개선하는 것이다. 예를 들어, 50 단계 공정이 75% 수율을 얻기 위해서는, 각 개별 단계가 99.4%보다 높은 수율을 가져야만 하고, 개별 단계 수율이 95%이면, 전체 공정 수율은 7%로 떨어진다.
높은 공정 수율이 IC 칩 제조 설비에서 바람직하지만, 시간 당 가공된 웨이퍼 수로서 정의되는 웨이퍼 스루풋을 높게 유지하는 것이 또한 필수적이다. 높은 공정 수율 및 높은 웨이퍼 스루풋은, 특히 오퍼레이터 개입이 결함들을 검토하기 위해 요구되면, 결함들의 존재에 의해 영향을 받을 수 있다. 따라서, 검사 도구들(이를테면 SEM)에 의한 마이크로 및 나노 사이즈 결함들의 높은 스루풋 검출 및 식별은 높은 수율들 및 낮은 비용을 유지하는데 필수적이다.
SEM이 포커싱된 전자 빔으로 웨이퍼의 표면을 스캔한다. 전자들은 웨이퍼와 상호작용하고 이차 전자들을 생성한다. 웨이퍼를 전자 빔으로 스캔하고 이차 전자들을 검출기로 캡처함으로써, SEM이 검사되고 있는 웨이퍼의 영역에서 내부 디바이스 구조를 보여주는 웨이퍼의 이미지를 생성한다.
높은 스루풋 검사를 위해, 더 새로운 검사 시스템들의 일부는 다수의 전자 빔들을 사용한다. 다수의 전자 빔들이 웨이퍼의 상이한 부분들을 동시에 스캔할 수 있으므로, 멀티 빔 전자 검사 시스템이 단일 빔 시스템보다 훨씬 빠른 속력으로 웨이퍼를 검사할 수 있다. 그러나, 기존의 멀티 빔 검사 시스템이 인접한 전자 빔들 사이의 크로스토크로 인해 낮은 검사 정확도를 겪을 수 있다. 크로스토크의 주요 원인들 중 하나는 전자 빔들이 이동하는 경로들에 관해 검사 시스템들의 상이한 부분들 간의 오정렬이다. 예를 들어, 이차 전자 빔들을 캡처하는 검출기가, 검출기에 연관되는 이차 전자 빔들의 정렬 특성들(이를테면 포커싱 및 위치들)을 제어하는 렌즈들과 적절히 정렬되어야 하며; 그렇지 않으면, 이차 전자 빔은 인접한 이차 전자 빔의 검출과 간섭을 일으킬 수 있다.
본 개시의 하나의 양태는 다수의 이차 전자 빔들의 이미지들을 생성할 수 있는 전자 빔 이미지 뷰어를 포함한다. 이들 이미지들은 검사 시스템에서의 전자 광학 엘리먼트들(이를테면 렌즈들, 빔 분리기 및 and 전자 검출기)이 얼마나 잘 정렬되는지를 결정하는데, 그리고 전자 광학 엘리먼트들 중 하나 이상의 전자 광학 엘리먼트에 대한 임의의 조정이 요구되는지의 여부를 결정하는데 사용될 수 있다. 이미지들은 추가로 이차 전자 빔들의 초점 품질을 결정하는데, 이를테면 이차 전자 빔들이 원하는 사이즈, 형상, 위치 등의 검출기들 상의 스폿들을 형성할 지의 여부를 결정하는데, 그리고 임의의 조정이 요구되는지의 여부를 결정하는데 사용될 수 있다. 이들 결정들 또는 조정들은 멀티 빔 검사 시스템 내부의 컴퓨터에 의해 수행될 수 있거나 또는 이차 전자 빔들의 이미지들을 시각적으로 검사하는 오퍼레이터에 의해 행해질 수 있다.
도면들에서의 컴포넌트들의 상대적 치수들은 명료함을 위해 과장될 수도 있다. 도면들의 다음의 설명 내에서 동일하거나 유사한 참조 번호들은 동일하거나 유사한 컴포넌트들 또는 엔티티들을 지칭하고, 개개의 실시예들에 관한 차이들만이 설명된다. 본 개시에서 사용되는 바와 같이, 구체적으로 달리 명시되지 않는 한, "또는"이란 용어는 실현 불가능한 경우를 제외한, 가능한 모든 조합들을 포괄한다. 예를 들어, 데이터베이스가 A 또는 B를 포함할 수 있는 것으로 명시되면, 달리 또는 실현 불가능한 것으로 구체적으로 명시되지 않는 한, 데이터베이스는 A, 또는 B, 또는 A 및 B를 포함할 수 있다. 제2 예로서, 데이터베이스가 A, B, 또는 C를 포함할 수 있는 것으로 명시되면, 달리 또는 실현 불가능한 것으로 구체적으로 명시되지 않는 한, 데이터베이스는 A, 또는 B, 또는 C, 또는 A 및 B, 또는 A 및 C, 또는 B 및 C, 또는 A 및 B 및 C를 포함할 수 있다.
이제 도 1a를 참조하면, 이 도면은 본 개시의 실시예들에 일치하는, 예시적인 하전 입자 빔 검사 시스템(100)을 도시하는 개략도이다. 도 1a에 도시된 바와 같이, 하전 입자 빔 검사 시스템(100)은 메인 챔버(10), 로드 락(load lock) 챔버(20), 전자 빔 도구(40), 및 장비 프런트 엔드 모듈(equipment front end module)(EFEM)(30)을 포함한다. 전자 빔 도구(40)는 메인 챔버(10) 내에 위치된다. 설명 및 도면들이 전자 빔을 위한 것이지만, 실시예들은 본 개시를 특정 하전된 입자들로 제한하는데 사용되지 않는다는 것이 이해된다.
EFEM(30)은 제1 로딩 포트(30a)와 제2 로딩 포트(30b)를 포함한다. EFEM(30)은 추가적인 로딩 포트(들)를 포함할 수도 있다. 제1 로딩 포트(30a)와 제2 로딩 포트(30b)는, 예를 들어, 검사될 웨이퍼들(예컨대, 반도체 웨이퍼들 또는 다른 재료(들)로 만들어진 웨이퍼들) 또는 샘플들(웨이퍼들 및 샘플들은 이하 "웨이퍼들"이라 총칭됨)을 포함하는 웨이퍼 전면 개방 통합 포드들(front opening unified pods)(FOUP들)을 수용할 수도 있다. EFEM(30)에서의 하나 이상의 로봇 팔들(도시되지 않음)이 웨이퍼들을 로드 락 챔버(20)로 운반한다.
로드 락 챔버(20)는 대기압 미만의 제1 압력에 도달하도록 로드 락 챔버(20)의 가스 분자들을 제거하는 로드 락 진공 펌프 시스템(도시되지 않음)에 연결될 수도 있다. 제1 압력에 도달한 후, 하나 이상의 로봇 팔들(도시되지 않음)은 웨이퍼를 로드 락 챔버(20)로부터 메인 챔버(10)로 운반한다. 메인 챔버(10)는 제1 압력 미만의 제2 압력에 도달하도록 메인 챔버(10)의 가스 분자들을 제거하는 메인 챔버 진공 펌프 시스템(도시되지 않음)에 연결된다. 제2 압력에 도달한 후, 웨이퍼는 전자 빔 도구(40)에 의한 검사를 받는다. 일부 실시예들에서, 전자 빔 도구(40)는 단일 빔 전자 검사 도구를 포함할 수도 있다. 다른 실시예들에서, 전자 빔 도구(40)는 멀티 빔 전자 검사 도구를 포함할 수도 있다.
제어기(50)는 전자 빔 도구(40)에 전자적으로 연결된다. 제어기(50)는 하전 입자 빔 검사 시스템(100)의 다양한 제어들을 실행하도록 구성되는 컴퓨터일 수도 있다. 제어기(50)는 다양한 신호 및 이미지 프로세싱 기능들을 실행하도록 구성되는 프로세싱 회로를 또한 포함할 수도 있다. 제어기(50)가 메인 챔버(10), 로드 락 챔버(20), 및 EFEM(30)을 포함하는 구조 외부에 있는 것으로서 도 1a에 도시되지만, 제어기(50)는 그 구조의 일부일 수도 있다는 것이 이해된다. 본 개시가 전자 빔 검사 도구를 하우징하는 메인 챔버(10)의 예들을 제공하지만, 가장 넓은 의미에서의 본 개시의 양태들은 전자 빔 검사 도구를 하우징하는 챔버로 제한되지 않는다는 것에 주의해야 한다. 오히려, 전술한 원리들은 제2 압력 하에 동작하는 다른 도구들에 또한 적용될 수도 있다는 것이 이해된다.
이제 도 1b를 참조하면, 이 도면은 본 개시의 실시예들에 일치하는 도 1a의 예시적인 하전 입자 빔 검사 시스템(100)의 일부인 멀티 빔 전자 검사 도구를 포함하는 예시적인 전자 빔 도구(40)를 예시하는 개략도이다. 멀티 빔 전자 빔 도구(40)(장치(40)로서 본 개시에서 또한 언급됨)는 전자 소스(101), 총 개구 판(gun aperture plate)(171), 집광 렌즈(110), 소스 변환 유닛(120), 일차 투사 광학 시스템(130), 샘플(108), 이차 투사 시스템(150), 제1 전자 검출 디바이스(140), 및 제2 전자 검출 디바이스(190)를 포함한다. 일차 투사 광학 시스템(130)은 대물 렌즈(131)를 포함할 수도 있다. 전자 검출 디바이스(140)는 복수의 검출 엘리먼트들(141, 142, 및 143)을 포함할 수도 있다. 빔 분리기(133)와 편향 스캐닝 유닛(132)이 일차 투사 광학 시스템(130) 내부에 위치될 수도 있다.
전자 소스(101), 총 개구 판(171), 집광 렌즈(110), 소스 변환 유닛(120), 빔 분리기(133), 편향 스캐닝 유닛(132), 및 일차 투사 광학 시스템(130)이 장치(40)의 일차 광축(104)과 정렬될 수도 있다. 이차 투사 시스템(150)과 전자 검출 디바이스(140)는 장치(40)의 이차 광축(151)과 정렬될 수도 있다.
동작 동안 캐소드로부터 일차 전자들을 방출하도록 구성되는 전자 소스(101)는 캐소드(도시되지 않음)와 추출기 또는 애노드(도시되지 않음)를 포함할 수도 있고, 일차 전자들은 일차 빔 교차부(crossover)(가상 또는 실제임)(103)를 형성하는 일차 전자 빔(102)을 형성하기 위해 추출기 및/또는 애노드에 의해 추출 또는 가속된다. 일차 전자 빔(102)은 일차 빔 교차부(103)로부터 방출된 것으로서 가시화될 수도 있다.
소스 변환 유닛(120)은 이미지 형성 엘리먼트 어레이(도시되지 않음), 상면 만곡(field curvature) 보상기 어레이(도시되지 않음), 비점수차 보상기 어레이(도시되지 않음), 및 빔제한 개구부 어레이(도시되지 않음)를 포함할 수도 있다. 이미지 형성 엘리먼트 어레이는, 일차 전자 빔(102)의 복수의 일차 빔릿들(111, 112, 113)에 영향을 미치는 그리고 일차 빔릿들(111, 112, 및 113) 중 각각의 일차 빔릿에 대해 하나씩, 일차 빔 교차부(103)의 복수의 병렬 이미지들(가상 또는 실제임)을 형성하는 복수의 마이크로 편향기들 또는 마이크로 렌즈들을 포함할 수도 있다. 상면 만곡 보상기 어레이는 일차 빔릿들(111, 112, 및 113)의 상면 만곡 수차들을 보상하기 위한 복수의 마이크로 렌즈들을 포함할 수도 있다. 비점수차 보상기 어레이는 일차 빔릿들(111, 112, 및 113)의 비점수차의 수차들을 보상하는 복수의 마이크로 스티그메이터들(stigmators)을 포함할 수도 있다. 빔제한 개구부 어레이는 개별 일차 빔릿들(111, 112, 및 113)의 직경들을 제한하도록 구성될 수도 있다. 도 1b는 세 개의 일차 빔릿들(111, 112, 및 113)을 일 예로서 도시하고, 소스 변환 유닛(120)은 임의의 수의 일차 빔릿들을 형성하도록 구성될 수도 있다는 것이 이해된다. 제어기(50)는 제1 전자 검출 디바이스(140), 이차 전자 검출 디바이스(190), 또는 이차 투사 시스템(150)과 같은 도 1a의 하전 입자 빔 검사 시스템(100)의 다양한 부분들에 연결될 수도 있다. 일부 실시예들에서, 아래에서 더 상세히 설명되는 바와 같이, 제어기(50)는 다양한 이미지 및 신호 프로세싱 기능들을 수행할 수도 있다. 제어기(50)는 하전 입자 빔 검사 시스템(100)의 동작들을 통제하기 위한 다양한 제어 신호들을 또한 생성할 수도 있다.
집광 렌즈(110)는 일차 전자 빔(102)을 집광하도록 구성된다. 집광 렌즈(110)는 추가로, 집광 렌즈(110)의 포커싱 파워를 가변함으로써 소스 변환 유닛(120)의 하류에서 일차 빔릿들(111, 112, 및 113)의 전류들을 조정하도록 구성될 수도 있다. 대안적으로, 전류들은 개별 일차 빔릿들에 대응하는 빔제한 개구부 어레이 내의 빔제한 개구부들의 방사상 사이즈들을 변경함으로써 변화될 수도 있다. 전류들은 빔제한 개구부들의 방사상 사이즈들 및 집광 렌즈(110)의 포커싱 파워 양쪽 모두를 변경함으로써 변화될 수도 있다. 집광 렌즈(110)는 자신의 제1 주면(principle plane)의 위치가 이동 가능하도록 구형될 수도 있는 가동 집광 렌즈일 수도 있다. 가동 집광 렌즈는 자기적이도록 구성될 수도 있으며, 이는 회전 각도들을 가지면서 빔릿 제한 메커니즘 상에 착륙하는 축 외 빔릿들(112 및 113)을 초래할 수도 있다. 회전 각도들은 가동 집광 렌즈의 포커싱 파워 및 제1 주면의 위치와 함께 변화한다. 일부 실시예들에서, 가동 집광 렌즈는 가동 회전방지 집광 렌즈일 수도 있으며, 이는 가동 제1 주면을 갖는 회전방지 렌즈를 포함한다.
대물 렌즈(131)는 빔릿들(111, 112, 및 113)을 샘플(108) 상에 검사를 위해 집광하도록 구성될 수도 있고, 현재 실시예들에서, 샘플(108)의 표면 상에 세 개의 프로브 스폿들(121, 122, 및 123)을 형성할 수도 있다. 총 개구 판(171)은, 작동 시, 쿨롱 효과(Coulomb effect)를 감소시키기 위해 일차 전자 빔(102)의 주변 전자들을 차단하도록 구성된다. 쿨롱 효과는 일차 빔릿들(111, 112, 113)의 프로브 스폿들(121, 122, 및 123) 중 각각의 프로브 스폿의 사이즈를 확대시키고 그러므로 검사 분해능을 저하시킬 수도 있다.
빔 분리기(133)는, 예를 들어, 정전기 쌍극자 장 및 자기 쌍극자 장(도 1b에 도시되지 않음)을 생성시키는 정전기 편향기를 포함하는 빈 필터(Wien filter)일 수도 있다. 작동 시, 빔 분리기(133)는 일차 빔릿들(111, 112, 및 113)의 개별 전자들에 대해 정전기 쌍극자 장에 의해 정전기력을 발휘하도록 구성될 수도 있다. 정전기력은 개별 전자들에 대해 빔 분리기(133)의 자기 쌍극자 장에 의해 발휘되는 자기력과는 크기가 동일하지만 방향이 반대이다. 일차 빔릿들(111, 112, 및 113)은 그러므로 적어도 실질적으로 0의 편향 각들을 갖는 빔 분리기(133)를 통해 적어도 실질적으로 직선으로 통과할 수도 있다.
편향 스캐닝 유닛(132)은, 작동 시, 샘플(108)의 표면의 한 구역에서의 개별 스캐닝 영역들에 걸쳐 프로브 스폿들(121, 122, 및 123)을 스캔하기 위해 일차 빔릿들(111, 112, 및 113)을 편향시키도록 구성된다. 프로브 스폿들(121, 122, 및 123)에서의 일차 빔릿들(111, 112, 및 113)의 입사에 응답하여, 전자들은 샘플(108)에서부터 나와 세 개의 이차 전자 빔들(161, 162, 및 163)을 생성한다. 이차 전자 빔들(161, 162, 및 163)의 각각은 통상적으로 (50eV 이하의 전자 에너지를 가지는) 이차 전자들과 50eV와 일차 빔릿들(111, 112, 및 113)의 랜딩 에너지 사이의 전자 에너지를 갖는) 후방산란된 전자들을 포함하는 상이한 에너지들을 갖는 전자들을 포함한다. 빔 분리기(133)는 이차 전자 빔들(161, 162, 및 163)을 이차 투사 시스템(150)을 향해 편향시키도록 구성된다. 이차 투사 시스템(150)은 그 뒤에 이차 전자 빔들(161, 162, 및 163)을 전자 검출 디바이스(140)의 검출 엘리먼트들(141, 142, 및 143) 상으로 집광시킨다. 검출 엘리먼트들(141, 142, 및 143)은 해당하는 이차 전자 빔들(161, 162, 및 163)을 검출하고, 예컨대 샘플(108)의 해당하는 스캐닝된 영역들의 이미지들을 구성하기 위해, 신호 프로세싱 시스템(도시되지 않음)에 전송되는 대응하는 신호들을 생성하도록 배열된다.
일부 실시예들에서, 검출 엘리먼트들(141, 142, 및 143)은 각각 대응하는 이차 전자 빔들(161, 162, 및 163)을 검출하고, 이미지 프로세싱 시스템(예컨대, 제어기(50))에 대해 대응하는 세기 신호 출력들(도시되지 않음)을 생성한다. 일부 실시예들에서, 각각의 검출 엘리먼트(141, 142, 및 143)는 하나 이상의 화소들을 포함할 수도 있다. 검출 엘리먼트의 세기 신호 출력은 검출 엘리먼트 내의 모든 화소들에 의해 생성되는 신호들의 합일 수도 있다.
멀티 빔 시스템의 경우, 인접한 빔들로부터의 출력 신호들에서의 크로스토크는 이차 투사 시스템(150)에서의 수차 또는 빔 분리기(133)에서의 이차 전자 빔들의 편향 정확도의 영향에 의해 야기될 수도 있다. 다수의 요인들이 수차 또는 분산을 야기할 수도 있다. 예를 들어, 빔 분리기(133)는, 이차 전자 빔들의 방향을 검출기를 향하게 변경하는 것으로, 이차 전자 빔들(161, 162, 및 163)을 부정확한 각도들로 편향시킬 수도 있다. 또한, 전자 검출 디바이스(140) 또는 이차 투사 시스템(150)는 이차 광축(151)과 부적절하게 정렬될 수도 있다. 이들 오정렬들이 존재할 때, 이차 전자 빔들(161, 162, 및 163)은 원치 않는 수차들, 배율 에러들, 또는 회전 각도 에러들을 겪음으로써, 기형화된 형상, 위치, 또는 과도한 확대 또는 빔 스폿들을 초래할 수도 있으며, 이는 결국 인접한 빔들 사이의 중첩과 크로스토크를 야기할 수도 있다. 그러므로, 도 1b에 도시된 멀티 빔 전자 빔 도구(40)과 같은 멀티 빔 웨이퍼 검사 시스템에서, 이들 오정렬들을 감소시키는 것은 검사를 위해 샘플(예컨대, 웨이퍼)의 이미지들의 정확한 재구성을 획득하는데 중요하다.
일부 실시예들에서, 전자 이미지 뷰어, 이를테면 제2 전자 검출 디바이스(190)는, 이차 전자 빔 스폿들의 형상들 및 위치들을 시험하고, 이차 전자 빔들의 정렬 특성들, 이를테면 오정렬들이 이차 전자 투사 경로(빔 분리기(133) 및 이차 투사 시스템(150)을 포함함)에 존재하는지의 여부와 얼마나 많이 존재하는지, 또는 이차 전자 빔들이 원하는 빔 스폿 사이즈들, 형상들, 위치들 등을 형성하기 위해 충분히 집광되는지의 여부를 결정하는데 사용될 수도 있다.
일부 실시예들에서, 멀티 빔 전자 빔 도구(40)는 두 개의 상이한 운영 모드들, 이를테면 검사 모드 및 정렬 모드를 구현할 수도 있다. 검사 모드 동안, 이차 전자 빔들(161, 162, 및 163)은 제1 전자 검출 디바이스(140)로 진행될 수도 있으며, 그러면 제1 전자 검출 디바이스는 수신된 이차 전자 빔들에 기초하여 이미지 신호들을 생성한다. 그리고 나서, 제어기(50)는 제1 전자 검출 디바이스(140)로부터의 이미지 신호들에 기초하여 샘플(108)의 이미지들을 생성할 수도 있다.
정렬 모드 동안, 이차 전자 빔들(161, 162, 및 163)은 제2 전자 검출 디바이스(190)로 진행될 수도 있다. 제2 전자 검출 디바이스(190)는 검출 디바이스의 표면 상에 이차 전자 빔들의 하나 이상의 빔 스폿들의 이미지들을 생성할 수도 있다. 빔 스폿들의 이들 이미지들은 그러면 이차 투사 시스템(150) 자체의 정렬들 또는 이차 투사 시스템(150)에 대한 이차 전자 빔들의 정렬들에 의해 영향을 받을 수도 있는, 제1 전자 검출 디바이스(140)에 연관되는 이차 전자 빔들의 정렬 특성들을 결정하는데 사용될 수도 있다.
일부 실시예들에서, 제어기(50)는 정렬 모드 동안 제2 전자 검출 디바이스(190)에 의해 생성된 빔 스폿 이미지들에 기초하여 실시간으로 빔 경계 결정 및 빔 세기 결정을 수행하는 신호 프로세싱 회로를 포함할 수도 있다. 고속 실시간 프로세서는 어떠한 성능 편차(예를 들어, 각각의 빔의 형상 및 위치, 전자 빔 그리드들의 기하학적 형성, 컴포넌트들 제조 및 조립의 불완전함으로 인한 빔들의 일부 또는 전부의 예상치 못한 움직임들, 장기 작동 중의 드리프트)라도 검출되고 해결될 수 있도록 이차 투사 시스템(150) 및 빔 분리기(133)가 실시간으로 수행하고 있는 방법에 관한 정보를 제공할 수 있다. 일부 실시예들에서, 제어기(50)는 이차 전자 빔들(161, 162, 및 163)의 이미지들을 교정하기 위해 이차 투사 시스템(150)의 구성을 자동으로 조정할 수도 있다.
일부 실시예들에서, 제어기(50)는 이미지 취득기(도시되지 않음), 저장소(도시되지 않음)를 포함하는 이미지 프로세싱 시스템을 포함할 수도 있다. 이미지 취득기는 하나 이상의 프로세서들을 포함할 수도 있다. 예를 들어, 이미지 취득기는 컴퓨터, 서버, 메인프레임 호스트, 단말들, 개인용 컴퓨터, 임의의 종류의 모바일 컴퓨팅 디바이스들 등, 또는 그것들의 조합을 포함할 수도 있다. 이미지 취득기는 무엇보다도, 도전체, 광섬유 케이블, 휴대용 저장 매체, IR, 블루투스, 인터넷, 무선 네트워크, 무선 라디오, 또는 그것들의 조합과 같은 매체를 통해 장치(40)의 전자 검출 디바이스(140)에 통신적으로 커플링될 수도 있다. 일부 실시예들에서, 이미지 취득기는 전자 검출 디바이스(140)로부터 신호를 수신할 수도 있고 이미지를 구성할 수도 있다. 이미지 취득기는 따라서 샘플(108)의 이미지들을 취득할 수도 있다. 이미지 취득기는 윤곽들을 생성하는 것, 취득된 이미지 상에 지시자들을 중첩시키는 것 등과 같은 다양한 포스트 프로세싱 기능들을 또한 수행할 수도 있다. 이미지 취득기는 취득된 이미지들의 밝기 및 콘트라스트의 조정들 등을 수행하도록 구성될 수도 있다. 일부 실시예들에서, 저장소는 하드 디스크, 플래시 드라이브, 클라우드 저장소, 랜덤 액세스 메모리(random access memory)(RAM), 다른 유형들의 컴퓨터 판독가능 메모리 등과 같은 저장 매체일 수도 있다. 그 저장소는 이미지 취득기와 커플링될 수도 있고 데이터를 원래의 이미지들로서의 스캐닝된 원시 이미지와, 사후 프로세싱된 이미지들을 저장하는데 사용될 수도 있다.
일부 실시예들에서, 이미지 취득기는 전자 검출 디바이스(140)로부터 수신된 이미징 신호에 기초하여 샘플의 하나 이상의 이미지들을 취득할 수도 있다. 이미징 신호는 하전 입자 이미징을 수행하기 위한 스캐닝 동작에 대응할 수도 있다. 취득된 이미지는 복수의 이미징 영역들을 포함하는 단일 이미지일 수도 있다. 단일 이미지는 저장소에 저장될 수도 있다. 단일 이미지는 복수의 영역들로 나누어질 수도 있는 원래의 이미지일 수도 있다. 지역들의 각각은 샘플(108)의 피처를 포함하는 하나의 이미징 영역을 포함할 수도 있다. 취득된 이미지들은 시간 시퀀스에 걸쳐 여러 번 샘플링된 샘플(108)의 단일 이미징 영역의 다수의 이미지들을 포함할 수도 있다. 다수의 이미지들은 저장소에 저장될 수도 있다. 일부 실시예들에서, 제어기(50)는 샘플(108)의 동일한 로케이션의 다수의 이미지들로 이미지 프로세싱 단계들을 수행하도록 구성될 수도 있다.
일부 실시예들에서, 제어기(50)는 검출된 이차 전자들의 분포를 획득하기 위한 측정 회로들(예컨대, 아날로그-디지털 변환기들)을 포함할 수도 있다. 검출 시간 윈도우 동안 수집된 전자 분포 데이터는, 웨이퍼 표면 상에 입사하는 일차 전자 빔(102)의 대응하는 스캔 경로 데이터와 조합하여, 검사 하의 웨이퍼 구조들의 이미지들을 복원하는데 사용될 수 있다. 복원된 이미지들은 샘플(108)의 내부 또는 외부 구조들의 다양한 피처들을 드러내는데 사용될 수 있고, 그래서 웨이퍼에 존재할 수도 있는 임의의 결함들을 드러내는데 사용될 수 있다.
장치(40)가 세 개의 일차 전자 빔들을 사용함을 도 1b가 도시하지만, 장치(40)는 임의의 수의 일차 전자 빔들을 사용할 수도 있다는 것이 이해된다. 본 개시는 장치(40)에서 사용되는 일차 전자 빔들의 수를 제한하지 않는다.
이제 도 2를 참조하면, 이 도면은 본 개시의 실시예들에 일치하는, 전자-광 변환기를 갖는 예시적인 전자 이미징 디바이스(200)를 도시하는 개략도이다. 전자 이미징 디바이스(200)는, 무엇보다도, 전자-광 변환기(210)와 광학적 이미징 디바이스, 이를테면 광학 카메라(220)를 포함할 수도 있다. 전자-광 변환기(210)는 인입하는 전자 빔들(241, 242, 및 243)을 광 빔들(251, 252, 및 253)로 변환할 수도 있다. 일부 실시예들에서, 전자-광 변환기(210)는 전자들을 광자들로 변환하기에 적합한 섬광체(scintillator), 또는 임의의 다른 디바이스 또는 재료들을 포함할 수도 있다. 인입하는 전자 빔들(241, 242, 및 243)이 부딪칠 때, 전자-광 변환기(210)는 전자 빔들의 에너지를 흡수하고 흡수된 에너지를 광자들(예컨대, 광 빔들(251, 252, 및 253))의 형태로 재방출한다.
광학 카메라(220)는 광학 렌즈(221)와 이미지 센서(222)를 포함할 수도 있다. 광학 렌즈(221)는 광 빔들(251, 252, 및 253)을 이미지 센서(222)의 표면 상으로 집광할 수도 있다. 포커싱된 광 빔들(251, 252, 및 253)을 수광할 때, 이미지 센서(222)는 대응하는 전기 신호들을 생성할 수도 있다. 일부 실시예들에서, 이미지 프로세싱 시스템(이를테면 도 1b의 제어기(50))이 이미지 센서(222)에 의해 생성된 전기 신호들에 기초하여 전자 빔들(241, 242, 및 243)의 이미지들을 생성할 수도 있다. 일부 실시예들에서, 이미지 센서(222)는 인입하는 광들에 응답하여 전기 신호들을 생성하기에 적합한 전하 결합 소자(charge-coupled device)(CCD) 센서, 상보성 금속산화물 반도체(complementary metal-oxide-semiconductor)(CMOS) 센서, 또는 임의의 다른 디바이스를 포함할 수도 있다.
일부 실시예들에서, 전자 이미징 디바이스(200)는 도 1b의 제2 전자 검출 디바이스(190)와 같이 정렬을 위한 전자 이미지 뷰어로서 사용될 수도 있다.
이제 도 3a, 도 3b, 도 3c, 및 도 3d를 참조하면, 이 도면들은 본 개시의 실시예들에 일치하는, 예시적인 멀티 빔 전자 빔 도구를 도시하는 개략도들이다. 일부 실시예들에서, 멀티 빔 전자 빔 도구(이를테면 도 1b의 전자 빔 도구(40))가 이차 투사 시스템(150)(도 1b의 이차 투사 시스템(150)과 유사함), 제1 전자 검출 디바이스(140)(도 1b의 제1 전자 검출 디바이스(140)와 유사함), 및 이동 가능한 제2 전자 검출 디바이스(301)(도 1b의 제2 전자 검출 디바이스(190)와 유사함)를 포함할 수도 있다. 일부 실시예들에서, 이동 가능한 제2 전자 검출 디바이스(301)는 제1 전자 검출 디바이스(140)에 대하여, 일부 실시예들에서 이차 광축(151)에 실질적으로 수직일 수도 있는 방향으로 이동하도록 구성될 수도 있다. 일부 실시예들에서, 제1 전자 검출 디바이스(140)의 검출 표면과 이동 가능한 제2 전자 검출 디바이스(301)의 검출 표면은 평행할 수도 있다.
도 3a는 검사 모드 동안 멀티 빔 전자 빔 도구를 도시한다. 그 도구가 검사 모드에서 있을 때, 이동 가능한 제2 전자 검출 디바이스(301)는 이차 전자 빔들(161i, 162i, 및 163i)의 경로들(제1 전자 검출 디바이스(140)의 검출 표면(144) 상으로 집광되는 도 3c 및 도 3d에서 더 상세히 도시되는 바와 같음) 밖으로 이동되고, 그러므로 제1 전자 검출 디바이스(140)가 이차 전자 빔들(161i, 162i, 및 163i)을 검사를 위해 수광하는 것을 허용할 수도 있다.
도 3b는 정렬 모드 동안 멀티 빔 전자 빔 도구를 도시한다. 그 도구가 정렬 모드에 있을 때, 이동 가능한 제2 전자 검출 디바이스(301)는 이차 투사 시스템(150)과 제1 전자 검출 디바이스(140) 사이로 이동되어 위치되고, 그러므로 (이동 가능한 제2 전자 검출 디바이스(310)의 검출 표면(311 또는 340) 상으로 집광되는 도 3c 및 도 3d에서 더 상세히 도시된 바와 같이) 이차 전자 빔들(161, 162, 및 163)을 인터셉트할 수도 있다. 일부 실시예들에서, 이동 가능한 제2 전자 검출 디바이스(301)는 인터셉트된 이차 전자 빔들을 광 빔들(361, 362, 및 363)로 변환할 수도 있다.
일부 실시예들에서, 이동 가능한 제2 전자 검출 디바이스(301)는 전자-광 변환기(이를테면 도 2에 도시된 전자 이미징 디바이스(200))를 사용하여 전자 이미징 디바이스를 포함할 수도 있다. 도 3c는 예시적인 이동 가능한 제2 전자 검출 디바이스(301)의 내부 개략도를 도시한다. 이러한 실시예들에서, 이동 가능한 제2 전자 검출 디바이스(301)는 이동 가능한 진행 변환 디바이스(conversion-directing device)(302)와 광학 카메라(320)를 포함할 수도 있다. 이동 가능한 진행 변환 디바이스(302)는 전자-광 변환기(310)와 거울(330)을 포함할 수도 있다. 전자-광 변환기(310)는 인입하는 이차 전자 빔들(161, 162, 및 163)을 광 빔들(361, 362, 및 363)로 변환할 수도 있다. 위에서 도 2에 관해 설명된 바와 같이, 일부 실시예들에서, 전자-광 변환기(310)는 섬광체, 또는 전자를 광자들로 변환하기에 적합한 임의의 다른 디바이스 또는 재료들을 포함할 수도 있다.
이러한 실시예들에서, 이동 가능한 진행 변환 디바이스(302)는 제1 전자 검출 디바이스(140)에 대하여, 일부 실시예들에서 이차 광축(151)에 실질적으로 수직일 수도 있는 방향으로 이동하도록 구성될 수도 있다. 이러한 실시예들에서, 검사 모드 동안, 이동 가능한 진행 변환 디바이스(302)는 이차 전자 빔들(161, 162, 및 163)의 경로들 밖으로 이동하고, 그러므로 제1 전자 검출 디바이스(140)가 이차 전자 빔들(161i, 162i, 및 163i)을 검사를 위해 수광하는 것을 허용할 수도 있다. 정렬 모드 동안, 이동 가능한 진행 변환 디바이스(302)는 이차 전자 빔들(161, 162, 및 163)을 인터셉트하기 위해 이차 투사 시스템(도 3c에 도시되지 않음)과 제1 전자 검출 디바이스(140) 사이로 이동하여 위치될 수도 있다. 전자 빔들을 수광할 때, 이동 가능한 진행 변환 디바이스(302)는 전자 빔들을 광 빔들(361, 362, 및 363)로 변환한 다음, 그들 광 빔들을 거울(330)을 이용하여 광학 카메라(320)를 향해 진행시킬 수도 있다.
일부 실시예들에서, 이동 가능한 진행 변환 디바이스(302)만이 이동하도록 구성될 수도 있다. 다른 실시예들에서, 이동 가능한 제2 전자 검출 디바이스(301)는, 진행 변환 디바이스를 포함하는 것으로, 제1 전자 검출 디바이스(140)에 대하여 이동하도록 구성될 수도 있다.
일부 실시예들에서, 광학 카메라(320)는 광학 렌즈(321)와 이미지 센서(322)를 포함할 수도 있다. 광학 렌즈(321)는 진행되는 광 빔들(361, 362, 및 363)을 이미지 센서(322)의 표면 상으로 집광시킬 수도 있다. 포커싱된 광 빔들(361, 362, 및 363)을 수광할 때, 이미지 센서(322)는 대응하는 전기 신호들을 생성할 수도 있다. 일부 실시예들에서, 이미지 프로세싱 시스템(이를테면 도 1b의 제어기(50))은 전기 신호들을 프로세싱하고 이미지 센서(322)로부터의 전기 신호들에 기초하여 전자 빔들(161, 162, 및 163)의 이미지들을 생성할 수도 있다. 일부 실시예들에서, 이미지 센서(322)는 인입하는 광들에 응답하여 전기 신호들을 생성하기에 적합한 전하 결합 소자(CCD) 센서, 상보성 금속산화물 반도체(CMOS) 센서, 또는 임의의 다른 디바이스를 포함할 수도 있다.
일부 실시예들에서, 이동 가능한 제2 전자 검출 디바이스(301)는 거울(330)을 포함하지 않을 수도 있다. 대신, 광학 카메라(320)는 (도 2에 도시된 전자 이미징 디바이스(200)처럼) 전자-광 변환기(310)와 일직선으로 배치될 수도 있다. 그러나, 도 3c에 도시된 바와 같이, 거울(330)을 사용하면 정렬 모드 동안 전자-광 변환기(310)가 제1 전자 검출 디바이스(140)에 더 가까이 배치되는 것을 허용할 수도 있어서, 정렬 모드 동안 캡처된 이차 전자 빔 스폿들의 이미지들이
제1 전자 검출 디바이스(140)와 연관하여 이차 전자 빔들(161, 162, 및 163)의 정렬 특성들을 근접하게 나타낼 수도 있다.
일부 실시예들에서, 도 3d에 도시된 바와 같이, 이동 가능한 제2 전자 검출 디바이스(301)는 직접 검출 디바이스(direct detection device)(DDD)(340)를 포함할 수도 있다. 정렬 모드 동안, 직접 검출 디바이스(340)는 이차 전자 빔들(161, 162, 및 163)을 직접 검출할 수도 있고, 그러므로 전자-광 변환 단계는 생략될 수도 있다. 검사 모드 동안, 직접 검출 디바이스(340)는 이차 전자 빔들(161, 162, 및 163)의 경로들 밖으로 이동되고, 그러므로 제1 전자 검출 디바이스(140)가 이차 전자 빔들(161i, 162i, 및 163i)을 검사를 위해 수광하는 것을 허용할 수도 있다. 직접 검출 디바이스(340)는, 일부 실시예들에서, 이차 전자 빔들을 직접 검출하고 대응하는 전기 신호를 생성하도록 구성되는 하나 이상의 CMOS 센서들을 포함할 수도 있다.
이제 도 4a, 도 4b, 도 4c, 및 도 4d를 참조하면, 이 도면들은 본 개시의 실시예들에 일치하는, 예시적인 멀티 빔 전자 빔 도구를 도시하는 개략도들이다. 일부 실시예들에서, 멀티 빔 전자 빔 도구(이를테면 도 1b의 전자 빔 도구(40))가 이차 투사 시스템(150)(도 1b의 이차 투사 시스템(150)과 유사함), 이동 가능한 제1 전자 검출 디바이스(140)(도 1b의 제1 전자 검출 디바이스(140)와 유사함), 및 제2 전자 검출 디바이스(401)(도 1b의 제2 전자 검출 디바이스(190)와 유사함)를 포함할 수도 있다. 이러한 실시예들에서, 이동 가능한 제1 전자 검출 디바이스(140)는 제2 전자 검출 디바이스(401)에 대하여, 일부 실시예들에서 이차 광축(151)에 실질적으로 수직일 수도 있는 방향으로 이동하도록 구성될 수도 있다. 일부 실시예들에서, 이동 가능한 제1 전자 검출 디바이스(140)의 검출 표면과 제2 전자 검출 디바이스(401)의 검출 표면은 평행할 수도 있다.
도 4a는 정렬 모드 동안 멀티 빔 전자 빔 도구를 도시한다. 그 도구가 정렬 모드에 있을 때, 이동 가능한 제1 전자 검출 디바이스(140)는 이차 전자 빔들(161, 162, 및 163)의 경로들 밖으로 이동하고, 그러므로 제2 전자 검출 디바이스(401)가 (제2 전자 검출 디바이스(410 또는 440)의 검출 표면(411) 상으로 집광되는 도 4c 및 도 4d에 더 상세히 도시된 바와 같이) 정렬을 위해 이차 전자 빔들(161a, 162a, 및 163a)을 수광하는 것을 허용할 수도 있다.
도 4b는 검사 모드 동안 멀티 빔 전자 빔 도구를 도시한다. 그 도구가 검사 모드에 있을 때, 이동 가능한 제1 전자 검출 디바이스(140)는 이차 투사 시스템(150)과 제2 전자 검출 디바이스(401) 사이로 이동하여 위치될 수도 있고, 그러므로 이동 가능한 제1 전자 검출 디바이스(140)는 (이동 가능한 제1 전자 검출 디바이스(140)의 검출 표면(144) 상으로 집광되는 도 4c 및 도 4d에 더 상세히 도시된 바와 같이) 검사를 위해 이차 전자 빔들(161, 162, 및 163)을 수광한다.
도 4c는 전자-광 변환기 기반 이미징 디바이스(이를테면 도 2의 전자 이미징 디바이스(200))를 포함하는 제2 전자 검출 디바이스(401)를 도시한다. 일부 실시예들에서, 제2 전자 검출 디바이스(401)는 전자-광 변환기(410)와 광학 카메라(420)를 포함할 수도 있다. 전자-광 변환기(410)는 인입하는 이차 전자 빔들(161, 162, 및 163)을 광 빔들(461, 462, 및 463)로 변환할 수도 있다. 광학 카메라(420)는 광학 렌즈(421)와 이미지 센서(422)를 포함할 수도 있다. 이미지 센서(422)는 광 빔들(461, 462, 및 463)을 검출할 수도 있다. 도 3c에 관해 설명된 바와 같이, 제2 전자 검출 디바이스(401)는 인입하는 이차 전자 빔들(161, 162, 및 163)의 빔 스폿들의 하나 이상의 이미지들을 생성하기 위해 인입하는 이차 전자 빔들(161, 162, 및 163)을 검출하고 전기 신호들을 생성할 수도 있다. 도 4c가 거울이 없는 제2 전자 검출 디바이스(401)를 도시하지만, 거울이 있는 제2 전자 검출 디바이스(이를테면 도 3c의 이동 가능한 제2 전자 검출 디바이스(301))가 이러한 실시예들에서 또한 사용될 수도 있다.
도 4d는 직접 검출 디바이스(DDD)(440)를 포함하는 제2 전자 검출 디바이스(401)를 도시한다. 직접 검출 디바이스(440)는 이차 전자 빔들(161, 162, 및 163)을 직접 검출할 수도 있고, 그러므로 전자-광 변환 단계는 생략될 수도 있다. 직접 검출 디바이스(440)는, 일부 실시예들에서, 이차 전자 빔들을 직접 검출하고 대응하는 전기 신호를 생성하도록 구성되는 하나 이상의 CMOS 센서들을 포함할 수도 있다.
이제 도 5a와, 도 5b를 참조하면, 이 도면들은 본 개시의 실시예들에 일치하는, 예시적인 멀티 빔 전자 빔 도구를 도시하는 개략도들이다. 일부 실시예들에서, 멀티 빔 전자 빔 도구는 나란히 위치되는 이동 가능한 제1 전자 검출 디바이스(140)와 이동 가능한 제2 전자 검출 디바이스(501)를 포함할 수도 있다. 이러한 실시예들에서, 제1 전자 검출 디바이스(140)와 제2 전자 검출 디바이스(501)는, 일부 실시예들에서, 이차 광축(151)에 실질적으로 수직일 수도 있는 방향으로 함께 이동하도록 구성될 수도 있다. 이러한 실시예들에서, 검사 모드(도 5a에 도시된 바와 같음) 동안, 전자 검출 디바이스들 둘 다는 제1 전자 검출 디바이스(140)가 이차 전자 빔들(161, 162, 및 163)을 수광하기 위해 위치될 수도 있도록 제1 방향으로 (예컨대, 도 5a에서 우측으로) 이동할 수도 있다. 정렬 모드(도 5b에 도시된 바와 같음) 동안, 전자 검출 디바이스들 둘 다는 제2 전자 검출 디바이스(501)가 이차 전자 빔들(161, 162, 및 163)을 수광할 수도 있도록 제2 방향으로 (예컨대, 도 5b에서 좌측으로) 이동할 수도 있다. 일부 실시예들에서, 제1 전자 검출 디바이스(140)의 검출 표면과 제2 전자 검출 디바이스(501)의 검출 표면은 평행할 수도 있다.
위에서 이전의 실시예들에 관해 설명된 바와 같이, 일부 실시예들에서, 제2 전자 검출 디바이스(501)는 전자-광 변환기 기반 이미징 디바이스(이를테면 도 3c의 제2 전자 검출 디바이스(301) 또는 도 4c의 제2 전자 검출 디바이스(401))를 포함할 수도 있다. 일부 실시예들에서, 제2 전자 검출 디바이스(501)는 직접 검출 디바이스(이를테면 도 3d의 제2 전자 검출 디바이스(301) 또는 도 4d의 제2 전자 검출 디바이스(401))를 포함할 수도 있다.
이제 도 5c와, 도 5d를 참조하면, 이 도면들은 본 개시의 실시예들에 일치하는, 예시적인 멀티 빔 전자 빔 도구를 도시하는 개략도들이다. 일부 실시예들에서, 멀티 빔 전자 빔 도구는 나란히 위치되는 회전 가능한 제1 전자 검출 디바이스(140)와 회전 가능한 제2 전자 검출 디바이스(501)를 포함할 수도 있다. 이러한 실시예들에서, 제1 전자 검출 디바이스(140)와 제2 전자 검출 디바이스(501)는 각각 검사 모드 또는 정렬 모드 동안 회전 가능한 제1 전자 검출 디바이스(140) 또는 회전 가능한 제2 전자 검출 디바이스(501)를 정렬하여 이차 전자 빔들을 검출하기 위해 회전 축(550) 주위로 시계방향 또는 반시계방향으로 함께 회전하도록 구성될 수도 있다. 이러한 실시예들에서, 검사 모드(도 5c에 도시된 바와 같음) 동안, 전자 검출 디바이스들 둘 다는 제1 전자 검출 디바이스(140)가 이차 전자 빔들(161, 162, 및 163)을 검사를 위해 수광하기 위해 위치되도록 회전할 수도 있다. 정렬 모드(도 5d에 도시된 바와 같음) 동안, 전자 검출 디바이스들 둘 다는 제2 전자 검출 디바이스(501)가 이차 전자 빔들(161, 162, 및 163)을 수광하도록 검사 모드에서 위치들로부터 180도로 회전시킬 수도 있다. 일부 실시예들에서, 제1 전자 검출 디바이스(140)의 검출 표면과 제2 전자 검출 디바이스(501)의 검출 표면은 평행할 수도 있다.
위에서 이전의 실시예들에 관해 설명된 바와 같이, 일부 실시예들에서, 제2 전자 검출 디바이스(501)는 전자-광 변환기 기반 이미징 디바이스(이를테면 도 3c의 이동 가능한 제2 전자 검출 디바이스(301) 또는 도 4c의 제2 전자 검출 디바이스(401))를 포함할 수도 있다. 일부 실시예들에서, 제2 전자 검출 디바이스(501)는 직접 검출 디바이스(이를테면 도 3d의 이동 가능한 제2 전자 검출 디바이스(301) 또는 도 4d의 제2 전자 검출 디바이스(401))를 포함할 수도 있다.
이제 도 6a, 도 6b, 및 도 6c를 참조하면, 이 도면들은 본 개시의 실시예들에 일치하는, 예시적인 멀티 빔 전자 빔 도구를 도시하는 개략도들이다. 일부 실시예들에서, 멀티 빔 전자 빔 도구가 도 6a에서 도시된 바와 같이 나란히 위치되는 제1 전자 검출 디바이스(140)와 제2 전자 검출 디바이스(601)를 포함할 수도 있다. 이러한 실시예들에서, 편향기(691)가 이차 전자 빔들(161a, 162a, 및 163a)로서 도시된 바와 같이 정렬 모들 동안 이차 전자 빔들(161, 162, 및 163)을 제2 전자 검출 디바이스(601)를 향해 진행시키는데 사용될 수도 있다. 한편, 검사 모드 동안, 편향기(691)는 이차 전자 빔들(161, 162, 및 163)이 이차 전자 빔들(161i, 162i, 및 163i)로서 도시된 바와 같이 검사를 위해 제1 전자 검출 디바이스(140)로 직선으로 이동할 수도 있도록 디스에이블될 수도 있다. 일부 실시예들에서, 제1 전자 검출 디바이스(140)의 검출 표면과 제2 전자 검출 디바이스(601)의 검출 표면은 평행일 수도 있다.
일부 실시예들에서, 하나를 초과하는 편향기는 정렬 모드 동안 이차 전자 빔들의 방향을 변경하도록 사용될 수도 있다. 예를 들어, 도 6b 및 도 6c에 도시된 바와 같이, 멀티 빔 전자 빔 도구가 제1 편향기(편향기(691))와 제2 편향기(편향기(692))를 포함할 수도 있다. 정렬 모드 동안, 제1 편향기(691)는, 이차 전자 빔들(161a, 162a, 및 163a)로서 도시된 바와 같이, 이차 전자 빔들(161, 162, 및 163)을 제2 전자 검출 디바이스(601)를 향해 진행시키는 것을 가능할 수도 있고, 제2 편향기(692)는 또한 제2 전자 검출 디바이스(601)가 낮은 수차들로 이차 전자 빔들(161a, 162a, 및 163a)을 검출할 수 있도록 제1 편향기(691)에 의해 야기되는 편향 수차들을 보상하기 위해 인에이블될 수도 있다. 일부 실시예들에서, 제1 전자 검출 디바이스(140)의 검출 표면과 제2 전자 검출 디바이스(601)의 검출 표면은 평행할 수도 있다.
제2 편향기(692)의 위치는 유연할 수도 있다. 일부 실시예들에서, 제1 전자 검출 디바이스(140)와 제2 전자 검출 디바이스(601)는 서로 가까이 위치될 수도 있으며, 이는 검사 모드 동안 캡처된 이미지들과 정렬 모드 동안 캡처된 이미지들 사이에 더 높은 유사성을 제공한다. 이러한 경우, 검사 모드 및 정렬 모드 동안 제2 전자 빔 경로들은 실질적으로 서로 가까울 수도 있다. 그 결과, 두 개의 경로 세트들 사이에 제2 편향기(692)를 배치할 공간이 없을 수도 있다. 이러한 경우, 도 6c에 도시된 바와 같이, 제2 편향기(692)는 빔 경로 세트들 둘 다를 둘러싸도록 더 멀리 위치될 수도 있어서, 제1 전자 검출 디바이스(140)와 제2 전자 검출 디바이스(601)는 실질적으로 서로 가까이 위치될 수 있다.
위에서 이전의 실시예들에 관해 설명된 바와 같이, 일부 실시예들에서, 제2 전자 검출 디바이스(601)는 전자-광 변환기 기반 이미징 디바이스(이를테면 도 3c의 이동 가능한 제2 전자 검출 디바이스(301) 또는 도 4c의 제2 전자 검출 디바이스(401))를 포함할 수도 있다. 일부 실시예들에서, 제2 전자 검출 디바이스(601)는 직접 검출 디바이스(이를테면 도 3d의 이동 가능한 제2 전자 검출 디바이스(301) 또는 도 4d의 제2 전자 검출 디바이스(401))를 포함할 수도 있다.
이제 도 7을 참조하면, 이 도면은 본 개시의 실시예들에 일치하는, 전자 빔 도구의 실시예를 사용하는 예시적인 정렬 동작의 단계들을 도시하는 흐름도이다. 그 방법은 멀티 빔 전자 빔 도구(이를테면 도 1b의 전자 빔 도구(40))에 의해 수행될 수도 있다.
단계 710에서, 멀티 빔 전자 빔 도구는 정렬 모드가 인에이블되는지를 결정한다. 일부 실시예들에서, 멀티 빔 전자 빔 도구는 상이한 두 개의 운영 모드들, 이를테면 검사 모드와 정렬 모드를 구현할 수도 있다. 검사 모드 동안, 제1 전자 검출 디바이스(이를테면 도 3a 및 도 3b의 전자 검출 디바이스(140))는 검사를 위해 이차 전자 빔들(이를테면 도 3a 및 도 3b에 도시된 이차 전자 빔들(161, 162, 및 163))을 수신할 수도 있다. 정렬 모드 동안, 제2 전자 검출 디바이스(이를테면 도 3a 및 도 3b의 이동 가능한 제2 전자 검출 디바이스(301))는 이차 전자 빔들을 수신할 수도 있다. 제2 전자 검출 디바이스 이차 전자 빔 스폿들의 형상들 및 위치들을 시험하는데 그리고 이차 전자 빔들의 정렬 특성들, 예컨대, 오정렬들이 이차 전자 투사 경로에 존재하는지의 여부와 얼마나 많이 존재하는지를 결정하는데 사용될 수도 있다. 오정렬들은, 샘플의 생산된 이미지들의 품질을 저하시킬 수도 있는 것으로, 다수의 이유들에 의해 야기될 수도 있다. 예를 들어, 빔 분리기(이를테면 도 1b의 빔 분리기(133))가 부정확한 각도들에서 이차 전자 빔들을 편향시킬 수도 있다. 또한, 이차 투사 시스템(이차 투사 시스템(150) in 도 1b, 도 3a, 및 도 3b)은 이차 광축(이를테면 도 1b, 도 3a, 및 3b의 이차 광축(151))과 부적절하게 정렬될 수도 있다. 더욱이, 전자 검출 디바이스는 이차 광축과 부적절하게 정렬될 수도 있다. 이들 오정렬들이 존재할 때, 이차 전자 빔들은 원치 않는 수차들, 배율 에러들, 또는 회전 각도 에러들을 겪음으로써, 기형화된 형상들, 위치들, 또는 과도한 확대 또는 빔 스폿들을 초래할 수도 있으며, 이는 결국 인접한 빔들 사이의 중첩과 크로스토크를 야기할 수도 있다.
단계 720에서, 멀티 빔 전자 빔 도구는, 제1 전자 검출 디바이스 대신, 제2 전자 검출 디바이스가 이차 전자 빔들을 수신할 수도 있도록, 제2 전자 검출 디바이스를 이차 광축과 일직선으로 위치시킨다.
단계 730에서, 멀티 빔 전자 빔 도구는 검출된 이차 전자 빔들에 응답하여 해당하는 전기 이미지 신호들을 생성하는 제2 전자 검출 디바이스를 사용하여 수신된 이차 전자 빔들을 검출한다.
단계 740에서, 멀티 빔 전자 빔 도구는 제2 전자 검출 디바이스에 의해 출력된 전기 이미지 신호에 기초하여 이차 전자 빔들의 빔 스폿 이미지들 중 하나 이상의 빔 스폿 이미지들을 생성한다. 일부 실시예들에서, 제2 전자 검출 디바이스는 제어기(이를테면 도 1b의 제어기(50))에 연결되며, 제어기는 제2 전자 검출 디바이스로부터의 이미지 신호들에 기초하여 이차 전자 빔들의 빔 스폿 이미지들을 생성하도록 구성되는 이미지 프로세싱 시스템을 포함할 수도 있다.
단계 750에서, 멀티 빔 전자 빔 도구는 제1 전자 검출 디바이스에 연관되는 이차 전자 빔들의 정렬 특성들을 결정한다. 일부 실시예들에서, 이 결정은 멀티 빔 전자 빔 도구에 의해 (예컨대, 제어기에 의해) 자동으로 수행될 수도 있다. 다른 실시예들에서, 이 결정은 멀티 빔 전자 빔 도구의 오퍼레이터에 의해 수동으로 수행될 수도 있다.
실시예들은 다음의 항들을 사용하여 추가로 설명될 수도 있다:
1. 웨이퍼를 검사하기 위한 하전 입자 빔 장치로서,
웨이퍼의 검사를 위해 복수의 이차 전자 빔들을 검출하는 제1 전자 검출 디바이스; 및
복수의 이차 전자빔들의 하나 이상의 빔 스폿들의 하나 이상의 이미지들을 생성하는 제2 전자 검출 디바이스 ― 제2 전자 검출 디바이스는 제1 전자 검출 디바이스에 연관되는 정렬 특성을 결정하는데 사용되도록 구성됨 ― 포함하는, 하전 입자 빔 장치.
2. 제1항에 있어서, 제1 전자 검출 디바이스에 연관되는 정렬 특성은 복수의 이차 전자 빔들 중 하나 이상의 이차 전자 빔들의 제1 전자 검출 디바이스와의 정렬에 관련된 복수의 이차 전자 빔들 중 하나 이상의 이차 전자 빔들의 특성을 포함하는, 하전 입자 빔 장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 복수의 이차 전자 빔들을 제1 전자 검출 디바이스의 검출 표면 또는 제2 전자 검출 디바이스의 검출 표면 상으로 투사하는 이차 투사 시스템을 더 포함하는, 하전 입자 빔 장치.
4. 제3항에 있어서, 이차 투사 시스템은 이차 광축과 정렬되는, 하전 입자 빔 장치.
5. 제4항에 있어서, 이차 투사 시스템은 복수의 이차 전자 빔들을 검사 모드에서 제1 전자 검출 디바이스의 검출 표면 상으로 그리고 정렬 모드에서 제2 전자 검출 디바이스의 검출 표면 상으로 투사하는, 하전 입자 빔 장치.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 복수의 이차 전자빔들의 하나 이상의 빔 스폿들의 하나 이상의 이미지들에 기초하여, 제1 전자 검출 디바이스에 연관되는 정렬 특성을 결정하는 회로를 포함하는 제어기를 더 포함하는, 하전 입자 빔 장치.
7. 제6항에 있어서, 제어기는 결정된 정렬 특성에 기초하여, 사용자가 복수의 이차 전자빔들 중 하나 이상의 이차 전자빔들의 제1 전자 검출 디바이스와의 정렬을 교정하기 위해 이차 투사 시스템의 구성을 조정하기 위한 사용자 인터페이스를 제공하는 회로를 포함하는, 하전 입자 빔 장치.
8. 제6항에 있어서, 제어기는, 결정된 정렬 특성에 기초하여, 복수의 이차 전자 빔들 중 하나 이상의 이차 전자 빔들의 제1 전자 검출 디바이스와의 정렬을 교정하기 위해 이차 투사 시스템의 구성을 자동으로 조정하기 위한 회로를 포함하는, 하전 입자 빔 장치.
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 정렬 특성은 복수의 이차 전자 빔들의 하나 이상의 빔 스폿들의 초점 품질을 포함하는, 하전 입자 빔 장치.
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 제2 전자 검출 디바이스는,
복수의 이차 전자 빔들을 복수의 광 빔들로 변환하도록 구성되는 전자-광 변환 유닛, 및
복수의 광 빔들에 기초하여 복수의 이차 전자 빔들의 하나 이상의 빔 스폿들의 하나 이상의 이미지들을 생성하는 광학 카메라를 포함하는, 하전 입자 빔 장치.
11. 제10항에 있어서, 제2 전자 검출 디바이스는 복수의 광 빔들을 광학 카메라로 진행시키는 거울을 더 포함하는, 하전 입자 빔 장치.
12. 제10항 또는 제11항에 있어서, 전자-광 변환 유닛은 섬광체를 포함하는, 하전 입자 빔 장치.
13. 제10항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 광학 카메라는 전하 결합 소자(CCD) 센서 또는 상보성 금속산화물 반도체(CMOS) 센서를 포함하는, 하전 입자 빔 장치.
14. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 제2 전자 검출 디바이스는 복수의 이차 전자 빔들의 하나 이상의 빔 스폿들의 하나 이상의 이미지들을 생성하는 직접 검출 디바이스(DDD)를 포함하는, 하전 입자 빔 장치.
15. 제14항에 있어서, 직접 검출 디바이스는 복수의 이차 전자 빔들을 직접 검출하도록 그리고 대응하는 전기 신호를 생성하도록 구성되는 CMOS 센서를 포함하는, 하전 입자 빔 장치.
16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 제2 전자 검출 디바이스는 제1 전자 검출 디바이스에 대하여 이동하도록 구성되는, 하전 입자 빔 장치.
17. 제16항에 있어서, 제2 전자 검출 디바이스는 추가로,
정렬 모드의 준비로, 제1 방향으로 이동하여서, 제2 전자 검출 디바이스는 복수의 이차 전자 빔들을 수신하고,
검사 모드의 준비로, 제2 방향으로 이동하여서, 제1 전자 검출 디바이스는 복수의 이차 전자 빔들을 수신하도록 구성되는, 하전 입자 빔 장치.
18. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 전자 검출 디바이스는 제2 전자 검출 디바이스에 대하여 이동하도록 구성되는, 하전 입자 빔 장치.
19. 제18항에 있어서, 제1 전자 검출 디바이스는 추가로,
검사 모드의 준비로, 제1 방향으로 이동하여서, 제1 전자 검출 디바이스는 복수의 이차 전자 빔들을 수신하고,
정렬 모드의 준비로, 제2 방향으로 이동하여서, 제2 전자 검출 디바이스는 복수의 이차 전자 빔들을 수신하도록 구성되는, 하전 입자 빔 장치.
20. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 전자 검출 디바이스와 제2 전자 검출 디바이스는 나란히 위치되고 함께 이동하도록 구성되는, 하전 입자 빔 장치.
21. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 전자 검출 디바이스와 제2 전자 검출 디바이스는 회전 축에 대하여 위치되고 검사 모드와 정렬 모드 사이를 전환하기 위해 함께 회전 축 주위로 회전하도록 구성되는, 하전 입자 빔 장치.
22. 제20항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 전자 검출 디바이스는 검사 모드에서 복수의 이차 전자 빔들을 수신하도록 구성되고, 제2 전자 검출 디바이스는 정렬 모드에서 복수의 이차 전자 빔들을 수신하도록 구성되는, 하전 입자 빔 장치.
23. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 정렬 모드에서 복수의 이차 전자 빔들을 제2 전자 검출 디바이스로 진행시키는 편향기를 더 포함하는, 하전 입자 빔 장치.
24. 제1항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 전자 검출 디바이스의 검출 표면은 실질적으로 제1 평면 상에 위치되고 제2 전자 검출 디바이스의 검출 표면은 실질적으로 제2 평면 상에 위치되고, 제1 평면과 제2 평면은 평행한, 장치.
25. 복수의 이차 전자 빔들을 제1 전자 검출 디바이스의 검출 표면 상으로 투사하기 위한 이차 투사 시스템을 갖는 하전 입자 빔 시스템을 사용하여 웨이퍼를 검사하는 방법으로서,
제2 전자 검출 디바이스를 사용하여 복수의 이차 전자 빔들의 하나 이상의 빔 스폿들의 하나 이상의 이미지들을 생성하는 단계; 및
복수의 이차 전자 빔들의 하나 이상의 빔 스폿들의 하나 이상의 이미지들에 기초하여 제1 전자 검출 디바이스에 연관되는 정렬 특성을 결정하는 단계를 포함하는, 하전 입자 빔 시스템을 사용하여 웨이퍼를 검사하는 방법.
26. 제25항에 있어서, 복수의 이차 전자 빔들의 하나 이상의 빔 스폿들의 하나 이상의 이미지들에 기초하여 제1 전자 검출 디바이스에 연관되는 정렬 특성을 결정하는 단계를 더 포함하는, 하전 입자 빔 시스템을 사용하여 웨이퍼를 검사하는 방법.
27. 제26항에 있어서, 제어기를 사용하여, 결정된 정렬 특성에 기초하여, 사용자가 복수의 이차 전자 빔들 중 하나 이상의 이차 전자 빔들의 제1 전자 검출 디바이스와의 정렬을 교정하기 위해 이차 투사 시스템의 구성들을 조정하기 위한 사용자 인터페이스를 제공하는 단계를 더 포함하는, 하전 입자 빔 시스템을 사용하여 웨이퍼를 검사하는 방법.
28. 제26항에 있어서, 제어기를 사용하여, 결정된 정렬 특성에 기초하여, 제1 전자 검출 디바이스에 연관되는 복수의 이차 전자 빔들 중 하나 이상의 이차 전자 빔들의 정렬을 교정하기 위해 이차 투사 시스템의 구성들을 자동으로 조정하는 단계를 더 포함하는, 하전 입자 빔 시스템을 사용하여 웨이퍼를 검사하는 방법.
29. 제25항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서, 정렬 특성은 복수의 이차 전자 빔들의 하나 이상의 빔 스폿들의 초점 품질을 포함하는, 하전 입자 빔 시스템을 사용하여 웨이퍼를 검사하는 방법.
30. 제29항에 있어서, 자동으로 조정하는 단계는, 복수의 이차 전자 빔들의 하나 이상의 빔 스폿들의 초점 품질을 교정하기 위해 이차 투사 시스템의 구성들을 조정하는 단계를 포함하는, 하전 입자 빔 시스템을 사용하여 웨이퍼를 검사하는 방법.
31. 제25항 내지 제30항 중 어느 한 항에 있어서, 제2 전자 검출 디바이스가 정렬 모드 동안 복수의 이차 전자 빔들을 수신하는 것을 가능하게 하기 위해, 그리고 제1 전자 검출 디바이스가 검사 모드 동안 복수의 이차 전자 빔들을 수신하는 것을 가능하게 하기 위해 제1 전자 검출 디바이스에 대하여 제2 전자 검출 디바이스를 이동시키는 단계를 더 포함하는, 하전 입자 빔 시스템을 사용하여 웨이퍼를 검사하는 방법.
32. 제25항 내지 제30항 중 어느 한 항에 있어서, 제2 전자 검출 디바이스가 정렬 모드 동안 복수의 이차 전자 빔들을 수신하는 것을 가능하게 하기 위해, 그리고 제1 전자 검출 디바이스가 검사 모드 동안 복수의 이차 전자 빔들을 수신하는 것을 가능하게 하기 위해 제2 전자 검출 디바이스에 대하여 제1 전자 검출 디바이스를 이동시키는 단계를 더 포함하는, 하전 입자 빔 시스템을 사용하여 웨이퍼를 검사하는 방법.
33. 제25항 내지 제30항 중 어느 한 항에 있어서, 제2 전자 검출 디바이스가 정렬 모드 동안 복수의 이차 전자 빔들을 수신하는 것을 가능하게 하기 위해, 그리고 제1 전자 검출 디바이스가 검사 모드 동안 복수의 이차 전자 빔들을 수신하는 것을 가능하게 하기 위해 제1 전자 검출 디바이스 및 제2 전자 검출 디바이스를 함께 이동시키는 단계를 더 포함하는, 하전 입자 빔 시스템을 사용하여 웨이퍼를 검사하는 방법.
34. 제25항 내지 제30항 중 어느 한 항에 있어서, 제2 전자 검출 디바이스가 정렬 모드 동안 복수의 이차 전자 빔들을 수신하는 것을 가능하게 하기 위해, 그리고 제1 전자 검출 디바이스가 검사 모드 동안 복수의 이차 전자 빔들을 수신하는 것을 가능하게 하기 위해 회전 축 주위로 제1 전자 검출 디바이스 및 제2 전자 검출 디바이스를 함께 회전시키는 단계를 더 포함하는, 하전 입자 빔 시스템을 사용하여 웨이퍼를 검사하는 방법.
35. 제25항 내지 제30항 중 어느 한 항에 있어서, 편향기를 사용하여, 정렬 모드에서 복수의 이차 전자 빔들을 제2 전자 검출 디바이스로 진행시키는 단계를 더 포함하는, 하전 입자 빔 시스템을 사용하여 웨이퍼를 검사하는 방법.
36. 제25항 내지 제35항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 전자 검출 디바이스는 검사 모드에서 복수의 이차 전자 빔들을 수신하도록 구성되고, 제2 전자 검출 디바이스는 정렬 모드에서 복수의 이차 전자 빔들을 수신하도록 구성되는, 하전 입자 빔 시스템을 사용하여 웨이퍼를 검사하는 방법.
37. 제25항 내지 제36항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 전자 검출 디바이스의 검출 표면은 실질적으로 제1 평면 상에 위치되고 제2 전자 검출 디바이스의 검출 표면은 실질적으로 제2 평면 상에 위치되고, 제1 평면과 제2 평면은 평행한, 하전 입자 빔 시스템을 사용하여 웨이퍼를 검사하는 방법.
멀티 빔 전자 빔 도구는 위에서 설명된 기능을 수행하기 위해 소프트웨어를 사용할 수도 있다는 것이 이해된다. 예를 들어, 멀티 빔 전자 빔 도구는 수신된 이차 전자 빔들의 빔 스폿 이미지들을 생성하기 위해 이미지 프로세싱을 수행할 수도 있다. 또한, 멀티 빔 전자 빔 도구는 제1 전자 검출 디바이스에 연관되는 이차 전자 빔들의 정렬 특성들을 자동으로 결정하기 위해 소프트웨어 기능들을 또한 수행할 수도 있다. 더욱이, 멀티 빔 전자 빔 도구는 제1 전자 검출 디바이스에 관해 이차 전자 빔들의 정렬을 교정하기 위해 이차 투사 시스템(예컨대, 도 2b의 이차 투사 시스템(150))의 구성을 제어하고 조정할 수도 있다. 소프트웨어는 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체 상에 저장될 수도 있다. 공통 형태들의 비일시적 매체는, 예를 들어, 플로피 디스크, 플렉시블 디스크, 하드 디스크, 고체 상태 드라이브, 자기 테이프, 또는 임의의 다른 자기 데이터 저장 매체, CD-ROM, 임의의 다른 광학적 데이터 저장 매체, 홀들의 패턴들을 갖는 임의의 물리적 매체, RAM, PROM, 및 EPROM, 클라우드 저장소, 플래시-EPROM 또는 임의의 다른 플래시 메모리, NVRAM, 캐시, 레지스터, 임의의 다른 메모리 칩 또는 카트리지, 및 동일한 것들의 네트워크형 버전들을 포함한다.
개시된 실시예들이 바람직한 실시예들에 관하여 설명되었지만, 다른 수정들 및 변형들이 이후에 청구된 바와 같은 본 발명의 주제의 사상 및 범위로부터 벗어나는 일 없이 이루어질 수 있다는 것이 이해되어야 한다.

Claims (15)

  1. 웨이퍼를 검사하기 위한 하전 입자 빔 장치로서,
    상기 웨이퍼의 검사를 위해 복수의 이차 전자 빔들을 검출하는 제1 전자 검출 디바이스; 및
    상기 복수의 이차 전자 빔들의 복수의 빔 스폿들의 하나 이상의 이미지들을 생성하는 제2 전자 검출 디바이스 ― 상기 제2 전자 검출 디바이스는 상기 복수의 이차 전자 빔들의 복수의 빔 스폿들의 사이즈들, 형상들 또는 위치들에 기초하여, 상기 제1 전자 검출 디바이스에 연관되는 정렬 특성을 결정하는데 사용되도록 구성됨 ― 를 포함하는,
    하전 입자 빔 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전자 검출 디바이스에 연관되는 상기 정렬 특성은 상기 복수의 이차 전자 빔들 중 상기 하나 이상의 이차 전자 빔들의 상기 제1 전자 검출 디바이스와의 정렬에 관련된 상기 복수의 이차 전자 빔들 중 하나 이상의 이차 전자 빔들의 특성을 포함하는,
    하전 입자 빔 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 이차 전자 빔들을 상기 제1 전자 검출 디바이스의 검출 표면 또는 상기 제2 전자 검출 디바이스의 검출 표면 상으로 투사하는 이차 투사 시스템을 더 포함하는,
    하전 입자 빔 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 이차 투사 시스템은 이차 광축과 정렬되는,
    하전 입자 빔 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 이차 투사 시스템은 상기 복수의 이차 전자 빔들을 검사 모드에서 상기 제1 전자 검출 디바이스의 상기 검출 표면 상으로 그리고 정렬 모드에서 상기 제2 전자 검출 디바이스의 상기 검출 표면 상으로 투사하는,
    하전 입자 빔 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 이차 전자 빔들의 상기 하나 이상의 빔 스폿들의 상기 하나 이상의 이미지들에 기초하여, 상기 제1 전자 검출 디바이스에 연관되는 상기 정렬 특성을 결정하는 회로를 포함하는 제어기를 더 포함하는,
    하전 입자 빔 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제어기는 결정된 정렬 특성에 기초하여, 사용자가 상기 복수의 이차 전자 빔들 중 상기 하나 이상의 이차 전자 빔들의 상기 제1 전자 검출 디바이스와의 정렬을 교정하기 위해 이차 투사 시스템의 구성을 조정하기 위한 사용자 인터페이스를 제공하는 회로를 포함하는,
    하전 입자 빔 장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 제어기는, 결정된 정렬 특성에 기초하여, 상기 복수의 이차 전자 빔들의 상기 하나 이상의 이차 전자 빔들의 상기 제1 전자 검출 디바이스와의 정렬을 교정하기 위해 이차 투사 시스템의 구성을 자동으로 조정하기 위한 회로를 포함하는,
    하전 입자 빔 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 정렬 특성은 상기 복수의 이차 전자 빔들의 상기 하나 이상의 빔 스폿들의 초점 품질을 포함하는,
    하전 입자 빔 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제2 전자 검출 디바이스는,
    상기 복수의 이차 전자 빔들을 복수의 광 빔들로 변환하도록 구성되는 전자-광 변환 유닛, 및
    상기 복수의 광 빔들에 기초하여 상기 복수의 이차 전자 빔들의 상기 하나 이상의 빔 스폿들의 상기 하나 이상의 이미지들을 생성하는 광학 카메라를 포함하는,
    하전 입자 빔 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제2 전자 검출 디바이스는 상기 복수의 광 빔들을 상기 광학 카메라로 진행시키는 거울을 더 포함하는,
    하전 입자 빔 장치.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 전자-광 변환 유닛은 섬광체를 포함하는,
    하전 입자 빔 장치.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 광학 카메라는 전하 결합 소자(CCD) 센서 또는 상보성 금속산화물 반도체(CMOS) 센서를 포함하는,
    하전 입자 빔 장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 제2 전자 검출 디바이스는 상기 복수의 이차 전자 빔들의 상기 하나 이상의 빔 스폿들의 상기 하나 이상의 이미지들을 생성하는 직접 검출 디바이스(DDD)를 포함하는,
    하전 입자 빔 장치.
  15. 복수의 이차 전자 빔들을 제1 전자 검출 디바이스의 검출 표면 상으로 투사하기 위한 이차 투사 시스템을 갖는 하전 입자 빔 시스템을 사용하여 웨이퍼를 검사하는 방법으로서,
    제2 전자 검출 디바이스를 사용하여 상기 복수의 이차 전자 빔들의 복수의 빔 스폿들의 하나 이상의 이미지들을 생성하는 단계; 및
    상기 복수의 이차 전자 빔들의 복수의 빔 스폿들의 사이즈들, 형상들 또는 위치들에 기초하여, 상기 제1 전자 검출 디바이스에 연관되는 정렬 특성을 결정하는 단계를 포함하는,
    하전 입자 빔 시스템을 사용하여 웨이퍼를 검사하는 방법.
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