KR20230008209A - 하전 입자 장치용 교체 가능 모듈 - Google Patents
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Abstract
하전 입자 장치에서 하전 입자 경로를 조작하도록 구성된 장치를 지지하기 위한 모듈이 개시되며, 상기 모듈은: 장치 - 상기 장치는 하전 입자 장치 내에서 하전 입자 경로를 조작하도록 구성됨 - 를 지지하도록 구성된 지지 장치, 및 모듈 내에서 지지 장치를 이동시키도록 구성된 지지체 위치 설정 시스템을 포함하고, 모듈은 하전 입자 장치에서 현장 교체 가능하도록 배열된다.
Description
본 출원은 2020년 6월 10일에 출원된 미국 출원 63/037,481 및 2020년 9월 22일에 출원된 EP 출원 20197510.9의 우선권을 주장하며, 이들 각각은 그 전문이 본 명세서에 참조로 포함된다.
본 명세서에 제공된 실시예는 일반적으로 하전 입자 장치에서의 전자 광학 장치의 제공에 관한 것이다. 전자 광학 장치는 하전 입자의 빔을 편향 및/또는 포커싱하는 것과 같이, 하전 입자의 하나 이상의 빔을 조작하도록 구성된다. 실시예는 하전 입자 장치에서 교체 가능한 모듈 상의 전자 광학 장치를 제공한다. 실시예는 또한 전자 광학 장치를 입사 소스 빔과 적절하게 정렬하기 위한 기술을 제공한다.
반도체 집적회로(integrated circuit: IC) 칩들을 제조할 때, 제조 프로세스들 중에 기판(즉, 웨이퍼) 또는 마스크 상에는 예를 들면, 광학적 효과들 및 우발적인 입자들의 결과로서 바람직하지 않은 패턴 결함들이 불가피하게 발생하여, 수율을 저하시킨다. 따라서 바람직하지 않은 패턴 결함들의 정도를 모니터링하는 것은 IC 칩들의 제조에 있어서 중요한 프로세스이다. 보다 일반적으로, 기판 또는 다른 물체/재료의 표면의 검사 및/또는 측정은 그 제조 중 및/또는 제조 후의 중요한 프로세스이다.
물체들을 검사하기 위해, 예를 들면 패턴 결함들을 검출하기 위해 하전 입자 빔에 의한 패턴 검사 툴들이 사용되고 있다. 이들 툴은 전형적으로 주사 전자 현미경(scanning electron microscope: SEM)과 같은 전자 현미경 기법들을 이용한다. SEM에서는, 상대적으로 높은 에너지의 전자들의 1차 전자 빔이 상대적으로 낮은 랜딩 에너지(landing energy)로 샘플에 랜딩하기 위해 최종 감속 단계로 타겟으로 지향된다. 전자 빔은 샘플 상에 프로빙 스팟(probing spot)으로서 집속된다. 프로빙 스팟에서의 재료 구조와 전자 빔으로부터의 랜딩 전자들 사이의 상호 작용은 2차 전자들, 후방 산란 전자들, 또는 오제 전자들(Auger electrons)과 같은 전자들을 표면으로부터 방출시킨다. 발생된 2차 전자들은 샘플의 재료 구조로부터 방출될 수 있다. 1차 전자 빔을 샘플 표면 위로 프로빙 스팟으로서 스캔함으로써, 2차 전자들이 샘플 표면을 가로질러 방출될 수 있다. 샘플 표면으로부터 이들 방출된 2차 전자를 수집함으로써, 패턴 검사 툴은 샘플 표면의 재료 구조의 특성을 나타내는 이미지를 얻을 수 있다.
하전 입자 빔의 다른 용도는 리소그래피이다. 하전 입자 빔은 기판 표면의 레지스트 층과 반응한다. 하전 입자 빔이 지향되는 레지스트 층 상의 위치들을 제어함으로써 레지스트 내에 원하는 패턴이 생성될 수 있다.
하전 입자 장치는 하전 입자들의 하나 이상의 빔을 생성, 조명, 투사, 및/또는 검출하기 위한 장치일 수 있다. 하전 입자 장치 내에서, 하전 입자의 하나 이상의 빔을 조작하기 위해 하나 이상의 전자 광학 장치가 제공된다. 일반적으로, 하전 입자 장치에 전자 광학 장치를 제공하기 위한 공지된 기술을 개선할 필요성이 존재한다.
본 명세서에 제공된 실시예는 전자 광학 장치를 포함하는 모듈을 개시한다. 이 모듈은 하전 입자 장치 내에서 현장 교체 가능하다. 따라서, 하전 입자 장치에서 모듈을 제거하고 다른 전자 광학 장치가 부착된 모듈을 다시 설치함으로써 전자 광학 장치를 쉽게 교체할 수 있다. 대안적으로, 상이한 전자 광학 장치를 포함하는 상이한 모듈이 설치될 수 있다.
실시예는 또한 하전 입자 장치를 사용하여 다른 구성요소와 함께 전자 광학 장치를 정렬하기 위한 기술을 제공한다.
본 발명의 제1 양태에 따르면, 하전 입자 장치에서 하전 입자 경로를 조작하도록 구성된 장치를 지지하기 위한 모듈이 제공되며, 상기 모듈은: 장치(장치는 하전 입자 장치 내의 하전 입자 경로를 조작하도록 구성됨)를 지지하도록 구성된 지지 장치; 및 모듈 내에서 지지 장치를 이동시키도록 구성된 지지체 위치 설정 시스템을 포함하고, 모듈은 하전 입자 장치에서 현장 교체 가능하도록 배열된다.
본 발명의 제2 양태에 따르면, 하전 입자 장치에서 하전 입자의 경로를 조작하도록 구성된 장치를 지지하기 위한 모듈이 제공되며, 모듈은 모듈이 하전 입자 장치에서 현장 교체 가능하도록 상기 하전 입자 장치의 하우징의 하우징 플랜지에 부착 및 분리되도록 구성된 모듈 플랜지를 포함한다.
본 발명의 제3 양태에 따르면, 제1 또는 제2 양태 중 임의의 양태에 따른 현장 교체 가능 모듈을 포함하는 하전 입자 장치가 제공된다.
본 발명의 제4 양태에 따르면, 하전 입자 장치 내에 전자 광학 장치를 설치하는 방법이 제공되며, 상기 방법은 전자 광학 장치를 모듈에 부착하는 단계; 모듈의 본체에 대한 전자 광학 장치의 Rx 상태, Ry 상태 및/또는 z-위치에 대략적인 조정을 적용하는 단계; 및 하전 입자 장치에 모듈을 고정하는 단계를 포함한다.
본 발명의 제5 양태에 따르면, 하전 입자 장치 내에서 전자 광학 장치를 하전 입자 빔 또는 멀티-빔과 정렬하는 방법이 제공되며, 상기 방법은: 전자 광학 장치를 포함하는 모듈을 하전 입자 장치에 고정하여 전자 광학 장치를 하전 입자 장치에 장착하는 단계; 모듈의 본체에 대한 전자 광학 장치의 x-위치, y-위치 및/또는 Rz 상태에 미세 조정(들)을 적용하는 단계; 및 하전 입자 장치 내에서 하전 입자 빔 또는 멀티-빔의 경로에 조정을 적용하는 단계를 포함한다.
본 발명의 제6 양태에 따르면, 전자 빔을 샘플에 투영하도록 구성된 전자 광학 컬럼이 제공되며, 컬럼은: 컬럼의 기준 프레임을 정의하도록 구성된 프레임; 전자 광학 장치를 포함하는 현장 교체 가능 모듈을 수용하기 위한 챔버; 현장 교체 가능 모듈을 프레임과 정렬하기 위해 현장 교체 가능 모듈과 맞물리도록 구성된 맞물림 장치(engagement arrangement); 및 미세 정렬을 위해 빔과 장치를 서로에 대해 위치 설정하도록 구성된 능동 위치 설정 시스템을 포함한다.
본 발명의 제7 양태에 따르면, 전자 광학 칼럼에 착탈식으로(removably) 삽입 가능하도록 배열된 현장 교체 가능 모듈이 제공되며, 상기 현장 교체 가능 모듈은: 전자 광학 컬럼에서 전자 빔의 경로를 조작하도록 구성된 전자 광학 요소; 전자 광학 요소를 지지하도록 구성된 지지체; 및 모든 자유도에서 지지체를 전자 광학 컬럼의 프레임과 정렬하도록 구성된 맞물림 장치를 포함한다.
유리하게는, 실시예에 따른 모듈은 하전 입자 장치를 실질적으로 분해하지 않고 전자 광학 장치를 쉽게 교체할 수 있도록 한다.
본 발명의 특정 실시예들을 예시 및 예로서 명시한 첨부 도면들과 연계하여 취해진 이하의 설명으로부터 본 발명의 다른 이점들이 분명해질 것이다.
본 발명의 상기 및 다른 양태들은 첨부 도면들과 연계하여 취해진 예시적인 실시예들의 설명으로부터 보다 명확해질 것이다.
도 1은 예시적인 하전 입자 빔 검사 장치를 도시하는 개략도이다.
도 2는 도 1의 예시적인 하전 입자 빔 검사 장치의 일부인 예시적인 멀티-빔 장치를 도시하는 개략도이다.
도 3은 도 1의 예시적인 하전 입자 빔 검사 장치의 소스 변환 유닛의 예시적인 구성을 도시하는 예시적인 멀티-빔 장치의 개략도이다.
도 4a는 일 실시예에 따른 하전 입자 장치의 일부의 개략도이다.
도 4b는 일 실시예에 따른 하전 입자 장치의 일부의 개략도이다.
도 5는 하전 입자 장치에 설치된 일 실시예에 따른 모듈을 통과하는 단면의 개략도이다.
도 6은 일 실시예에 따른 하전 입자 장치에 설치된 전자 광학 장치를 통과하는 단면의 개략도이다.
도 7은 일 실시예에 따른 모듈이 하전 입자 장치에 삽입되는 과정의 단면의 개략도이다.
도 8은 제1 실시예에 따른 모듈의 일부를 통과하는 단면의 개략도이다.
도 9는 제1 실시예에 따른 모듈의 일부를 통과하는 단면의 개략도이다.
도 10a는 제2 실시예에 따른 모듈의 일부를 통과하는 단면의 개략도이다.
도 10b는 제2 실시예에 따른 모듈의 일부를 통과하는 단면의 개략도이다.
도 11a는 제3 실시예의 구현에 따른 모듈을 통과하는 단면의 개략도이다.
도 11b는 제3 실시예의 구현에 따른 모듈의 일부를 통과하는 단면의 개략도이다.
도 11c, 11d 및 11e는 제3 실시예의 구현에 따른 압전 액추에이터의 작동 상태를 나타내는 스테이지의 개략적인 평면도이다.
도 11f는 제3 실시예의 구현에 따른 모듈을 통과하는 단면의 개략도이다.
도 11g, 도 11h 및 도 11i는 제3 실시예의 구현예에 따른 압전 액추에이터의 작동 상태를 나타내는 스테이지의 개략적인 평면도이다.
도 12a는 제4 실시예의 구현에 따른 모듈을 통과하는 단면의 개략도이다.
도 12b는 제4 실시예의 구현에 따른 모듈의 일부를 통과하는 단면의 개략도이다.
도 12c는 제4 실시예의 구현에 따른 모듈의 일부를 통과하는 단면의 개략도이다.
도 12d는 제4 실시예의 구현에 따른 모듈의 일부를 통과하는 단면의 개략도이다.
도 13은 제5 실시예에 따른 모듈의 일부를 통과하는 단면의 개략도이다.
도 14a는 제6 실시예에 따른 하전 입자 장치에 고정된 모듈의 개략도이다.
도 14b는 제6 실시예에 따른 하전 입자 장치 상의 플랜지의 개략도이다.
도 15a는 하전 입자 장치의 제7 실시예에 따른 모듈 부분의 개략도이다.
도 15b는 제7 실시예에 따른 잠금 볼트(locking bolt) 배열의 개략도이다.
도 16은 일 실시예에 따른 하전 입자 장치의 개략도이다.
도 17은 일 실시예에 따른 방법의 흐름도이다.
도 18은 일 실시예에 따른 방법의 흐름도이다.
이제 예시적인 실시예들이 상세히 참조될 것이며, 그 예들이 첨부 도면들에 도시되어 있다. 이하의 설명은 달리 명시되지 않는 한 상이한 도면들에서 동일한 숫자들이 동일하거나 유사한 요소들을 나타내는 첨부 도면들을 참조한다. 예시적인 실시예들의 이하의 설명에 기재된 구현들은 본 발명에 따른 모든 구현들을 나타내는 것은 아니다. 오히려, 이들은 첨부된 청구범위에 기술되어 있는 본 발명과 관련된 양태들에 따른 장치들 및 방법들의 예들일 뿐이다.
도 1은 예시적인 하전 입자 빔 검사 장치를 도시하는 개략도이다.
도 2는 도 1의 예시적인 하전 입자 빔 검사 장치의 일부인 예시적인 멀티-빔 장치를 도시하는 개략도이다.
도 3은 도 1의 예시적인 하전 입자 빔 검사 장치의 소스 변환 유닛의 예시적인 구성을 도시하는 예시적인 멀티-빔 장치의 개략도이다.
도 4a는 일 실시예에 따른 하전 입자 장치의 일부의 개략도이다.
도 4b는 일 실시예에 따른 하전 입자 장치의 일부의 개략도이다.
도 5는 하전 입자 장치에 설치된 일 실시예에 따른 모듈을 통과하는 단면의 개략도이다.
도 6은 일 실시예에 따른 하전 입자 장치에 설치된 전자 광학 장치를 통과하는 단면의 개략도이다.
도 7은 일 실시예에 따른 모듈이 하전 입자 장치에 삽입되는 과정의 단면의 개략도이다.
도 8은 제1 실시예에 따른 모듈의 일부를 통과하는 단면의 개략도이다.
도 9는 제1 실시예에 따른 모듈의 일부를 통과하는 단면의 개략도이다.
도 10a는 제2 실시예에 따른 모듈의 일부를 통과하는 단면의 개략도이다.
도 10b는 제2 실시예에 따른 모듈의 일부를 통과하는 단면의 개략도이다.
도 11a는 제3 실시예의 구현에 따른 모듈을 통과하는 단면의 개략도이다.
도 11b는 제3 실시예의 구현에 따른 모듈의 일부를 통과하는 단면의 개략도이다.
도 11c, 11d 및 11e는 제3 실시예의 구현에 따른 압전 액추에이터의 작동 상태를 나타내는 스테이지의 개략적인 평면도이다.
도 11f는 제3 실시예의 구현에 따른 모듈을 통과하는 단면의 개략도이다.
도 11g, 도 11h 및 도 11i는 제3 실시예의 구현예에 따른 압전 액추에이터의 작동 상태를 나타내는 스테이지의 개략적인 평면도이다.
도 12a는 제4 실시예의 구현에 따른 모듈을 통과하는 단면의 개략도이다.
도 12b는 제4 실시예의 구현에 따른 모듈의 일부를 통과하는 단면의 개략도이다.
도 12c는 제4 실시예의 구현에 따른 모듈의 일부를 통과하는 단면의 개략도이다.
도 12d는 제4 실시예의 구현에 따른 모듈의 일부를 통과하는 단면의 개략도이다.
도 13은 제5 실시예에 따른 모듈의 일부를 통과하는 단면의 개략도이다.
도 14a는 제6 실시예에 따른 하전 입자 장치에 고정된 모듈의 개략도이다.
도 14b는 제6 실시예에 따른 하전 입자 장치 상의 플랜지의 개략도이다.
도 15a는 하전 입자 장치의 제7 실시예에 따른 모듈 부분의 개략도이다.
도 15b는 제7 실시예에 따른 잠금 볼트(locking bolt) 배열의 개략도이다.
도 16은 일 실시예에 따른 하전 입자 장치의 개략도이다.
도 17은 일 실시예에 따른 방법의 흐름도이다.
도 18은 일 실시예에 따른 방법의 흐름도이다.
이제 예시적인 실시예들이 상세히 참조될 것이며, 그 예들이 첨부 도면들에 도시되어 있다. 이하의 설명은 달리 명시되지 않는 한 상이한 도면들에서 동일한 숫자들이 동일하거나 유사한 요소들을 나타내는 첨부 도면들을 참조한다. 예시적인 실시예들의 이하의 설명에 기재된 구현들은 본 발명에 따른 모든 구현들을 나타내는 것은 아니다. 오히려, 이들은 첨부된 청구범위에 기술되어 있는 본 발명과 관련된 양태들에 따른 장치들 및 방법들의 예들일 뿐이다.
IC 칩 상의 트랜지스터들, 커패시터들, 다이오드들 등과 같은 회로 컴포넌트들의 패킹 밀도를 크게 높임으로써 디바이스들의 물리적 크기의 축소 및 전자 디바이스들의 컴퓨팅 파워의 향상이 달성될 수 있다. 이는 더욱 더 작은 구조들을 제작할 수 있게 하는 분해능의 향상에 의해 가능해졌다. 예를 들어, 엄지손톱 크기인 2019년 이전에 이용 가능한 스마트폰 IC 칩은 20억 개가 넘는 트랜지스터를 포함할 수 있는데, 각 트랜지스터의 크기는 인간의 머리카락의 1/1000 미만이다. 그래서, 반도체 IC의 제조가 수백 개의 개별 단계를 갖는 복잡하고 시간 소모적인 프로세스라는 것은 놀라운 일이 아니다. 단 한 단계에서의 에러들도 최종 제품의 기능에 극적인 영향을 미칠 가능성이 있다. 단 하나의 "킬러 결함(killer defect)"도 디바이스의 고장을 일으킬 수 있다. 제조 프로세스의 목표는 프로세스의 전체 수율을 향상시키는 것이다. 예를 들어, 50 단계의 프로세스(단계는 웨이퍼 상에 형성되는 층들의 개수를 나타낼 수 있음)에서 75%의 수율을 얻으려면, 각 개별 단계는 99.4%를 넘는 수율을 가져야 한다. 개별 단계가 95%의 수율을 가지면, 전체 프로세스의 수율은 7 내지 8%까지 낮아지게 된다.
IC 칩 제조 시설에서는 높은 프로세스 수율이 바람직하지만, 시간당 처리되는 기판의 개수로 정의되는 높은 기판(즉, 웨이퍼) 스루풋을 유지하는 것도 필수적이다. 높은 프로세스 수율과 높은 기판 스루풋은 결함의 존재에 의해 영향을 받을 수 있다. 이는 특히 결함들을 검토하기 위해 운영자의 개입이 필요한 경우에 그러하다. 따라서, 주사 전자 현미경(Scanning Electron Microscope: 'SEM')과 같은 검사 툴들에 의한 마이크로 및 나노 스케일 결함들의 높은 스루풋의 검출 및 식별은 높은 수율과 저비용을 유지하는 데 필수적이다.
SEM은 스캐닝 디바이스와 검출기 장치를 포함한다. 스캐닝 디바이스는 1차 전자들을 생성하기 위한 전자 소스를 포함하는 조명 장치와, 1차 전자들의 하나 이상의 집속된 빔으로 기판과 같은 샘플을 스캐닝하기 위한 투영 장치를 포함한다. 1차 전자는 샘플과 상호 작용하고 2차 전자 및/또는 후방 산란 전자와 같은 상호 작용 산물(interaction products)을 생성한다. SEM이 샘플의 스캔된 영역의 이미지를 생성할 수 있도록 샘플이 스캔됨에 따라 검출 장치는 샘플로부터 2차 전자 및/또는 후방 산란 전자들을 캡처한다. 높은 스루풋의 검사를 위해, 검사 장치들 중 일부는 1차 전자들의 복수의 집속 빔, 즉 멀티-빔을 사용한다. 멀티-빔의 컴포넌트 빔들은 서브-빔(sub-beams) 또는 빔릿(beamlets)으로 지칭될 수 있다. 멀티-빔은 샘플의 상이한 부분들을 동시에 스캔할 수 있다. 따라서 멀티-빔 검사 장치는 단일 빔 검사 장치보다 훨씬 빠른 속도로 샘플을 검사할 수 있다.
멀티-빔 검사 장치에서, 1차 전자 빔들 중 일부의 경로들은 스캐닝 디바이스의 중심축, 즉 1차 전자 광축(본원에서는 하전 입자 축이라고도 함)의 중간점으로부터 멀어지게 변위된다. 모든 전자 빔들이 실질적으로 동일한 입사각으로 샘플 표면에 도달하도록 하기 위해, 중심축으로부터 보다 큰 반경방향 거리를 갖는 서브-빔 경로들은 중심축에 보다 가까운 경로들을 갖는 서브-빔 경로들보다 더 큰 각도로 이동하도록 조작되어야 한다. 이러한 보다 강력한 조작은 결과 이미지가 흐릿하고 초점이 맞지 않도록 하는 수차를 발생시킬 수 있다. 예를 들어 각 서브-빔 경로의 초점을 다른 초점면으로 가져오는 구면 수차(spherical aberrations)가 존재한다. 특히, 중심축에 있지 않은 서브-빔 경로의 경우, 서브-빔의 초점면 변화는 중심축으로부터의 방사상 변위와 함께 더욱 커진다. 이러한 수차 및 디포커스(de-focus) 효과는 이들이 검출될 때 타겟으로부터의 2차 전자와 결부된 상태로 남을 수 있으며, 예를 들어 타겟의 서브-빔에 의해 형성된 스폿의 모양과 크기가 영향을 받을 수 있다. 따라서 이러한 수차는 검사 중에 생성되는 이미지의 품질을 저하시킨다.
공지된 멀티-빔 검사 장치의 구현이 아래에서 설명된다.
도면들은 개략적이다. 따라서 도면들에서 컴포넌트들의 상대적 치수들은 명확성을 위해 과장되어 있다. 이하의 도면들의 설명 내에서, 동일하거나 유사한 참조 번호들은 동일하거나 유사한 컴포넌트들 또는 개체들을 지칭하며, 개별 실시예들과 관련하여 차이점들만이 설명된다. 설명 및 도면들은 전자 광학 장치에 대한 것이지만, 실시예들이 본 발명을 특정 하전 입자들로 한정하는 데 사용되지는 않는다는 것이 이해된다. 따라서, 본 문서 전체에 걸쳐서 전자들에 대한 언급들은 보다 일반적으로는 하전 입자들에 대한 언급들로 여겨질 수 있으며, 하전 입자들은 반드시 전자들일 필요는 없다.
이제 예시적인 하전 입자 빔 검사 장치(100)를 도시하는 개략도인 도 1이 참조된다. 도 1의 하전 입자 빔 검사 장치(100)는 메인 챔버(10), 로드 록(load lock) 챔버(20), 전자 빔 툴(40), 장비 프론트 엔드 모듈(equipment front end module: EFEM)(30), 및 컨트롤러(50)를 포함한다.
EFEM(30)은 제1 로딩 포트(30a)와 제2 로딩 포트(30b)를 포함한다. EFEM(30)은 추가 로딩 포트(들)를 포함할 수도 있다. 제1 로딩 포트(30a)와 제2 로딩 포트(30b)는 예를 들어, 기판들(예를 들면, 반도체 기판들 또는 다른 재료(들)로 제작된 기판들) 또는 검사 대상 샘플들(이하에서는 기판들, 웨이퍼들, 및 샘플들이 총칭적으로 "샘플들"로 지칭됨)을 포함하는 기판 FOUP(front opening unified pod: 전면 개방 통합 포드)를 수용일 수 있다. EFEM(30)의 하나 이상의 로봇 아암(도시되지 않음)이 샘플들을 로드 록 챔버(20)로 운반한다.
로드 록 챔버(20)는 샘플 주변의 가스를 제거하는 데 사용된다. 이는 주변 환경의 압력보다 낮은 국소 가스 압력인 진공을 발생시킨다. 로드 록 챔버(20)는 로드 록 챔버(20) 내의 가스 분자들을 제거하는 로드 록 진공 펌프 시스템(도시되지 않음)에 연결될 수 있다. 로드 록 진공 펌프 시스템의 작동은 로드 록 챔버가 대기압보다 낮은 제1 압력에 도달하게 할 수 있다. 제1 압력에 도달하고 난 후에, 하나 이상의 로봇 아암(도시되지 않음)이 샘플을 로드 록 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 주변의 압력이 제1 압력보다 낮은 제2 압력에 도달하도록 메인 챔버(10) 내의 가스 분자들을 제거한다. 제2 압력에 도달하고 난 후, 샘플은 전자 빔 툴 - 이에 의해 샘플이 검사될 수 있음 - 로 운반된다. 전자 빔 툴(40)은 단일 빔 또는 멀티-빔 전자 광학 장치를 포함할 수 있다.
컨트롤러(50)는 전자 빔 툴(40)에 전자식으로 연결된다. 컨트롤러(50)는 하전 입자 빔 검사 장치(100)를 제어하도록 구성된 (컴퓨터와 같은) 프로세서일 수 있다. 컨트롤러(50)는 다양한 신호 및 이미지 처리 기능들을 실행하도록 구성된 처리 회로도 포함할 수 있다. 컨트롤러(50)는 메인 챔버(10), 로드 록 챔버(20), 및 EFEM(30)을 포함하는 구조의 외부에 있는 것으로 도 1에 도시되어 있으나, 컨트롤러(50)는 이 구조의 일부일 수도 있다는 것이 이해된다. 컨트롤러(50)는 하전 입자 빔 검사 장치의 컴포넌트 요소들 중 하나에 위치될 수 있거나 컴포넌트 요소들 중 적어도 2개에 걸쳐 분산될 수 있다. 본 발명은 전자 빔 검사 툴을 수용하는 메인 챔버(10)의 예들을 제공하지만, 본 발명의 양태들은 그 가장 넓은 의미에서 전자 빔 검사 툴을 수용하는 챔버에 한정되지 않는다는 점에 유의해야 한다. 대신, 전술한 원리들은 제2 압력 하에서 작동하는 장치의 다른 툴들 및 다른 구성들에도 적용될 수 있다는 것이 이해된다.
이제 도 1의 예시적인 하전 입자 빔 검사 장치(100)의 일부인 멀티-빔 검사 툴을 포함하는 예시적인 전자 빔 툴(40)을 도시하는 개략도인 도 2가 참조된다. 멀티-빔 전자 빔 툴(40)(본 명세서에서는 장치(40)로도 지칭됨)은 전자 소스(201), 건 어퍼처 플레이트(gun aperture plate)(271), 집광 렌즈(210), 소스 변환 유닛(220), 1차 투영 장치(230), 전동 스테이지(209), 및 샘플 홀더(207)를 포함한다. 전자 소스(201), 건 어퍼처 플레이트(271), 집광 렌즈(210), 소스 변환 유닛(220)은 멀티-빔 전자 빔 툴(40)에 의해 구성되는 조명 장치의 컴포넌트들이다. 샘플 홀더(207)는 검사를 위해 샘플(208)(예를 들면, 기판 또는 마스크)을 유지하도록 전동 스테이지(209)에 의해 지지된다. 멀티-빔 전자 빔 툴(40)은 2차 투영 장치(250) 및 연관된 전자 검출 디바이스(240)를 더 포함할 수 있다. 1차 투영 장치(230)는 대물 렌즈(231)를 포함할 수 있다. 전자 검출 디바이스(240)는 복수의 검출 요소(241, 242, 및 243)를 포함할 수 있다. 빔 분리기(beam separator)(233)와 편향 스캐닝 유닛(deflection scanning unit)(232)이 1차 투영 장치(230) 내부에 위치될 수 있다.
1차 빔을 발생시키는 데 사용되는 컴포넌트들은 장치(40)의 1차 전자 광축과 정렬될 수 있다. 이들 컴포넌트는 전자 소스(201), 건 어퍼처 플레이트(271), 집광 렌즈(210), 소스 변환 유닛(220), 빔 분리기(233), 편향 스캐닝 유닛(232), 및 1차 투영 장치(230)를 포함할 수 있다. 2차 투영 장치(250) 및 그 연관된 전자 검출 디바이스(240)는 장치(40)의 2차 전자 광축(251)과 정렬될 수 있다.
1차 전자 광축(204)은 조명 장치인 전자 빔 툴(40)의 부분의 전자 광축에 의해 구성된다. 2차 전자 광축(251)은 검출 장치인 전자 빔 툴(40)의 부분의 전자 광축이다. 1차 전자 광축(204)은 본 명세서에서 1차 광축(참조를 용이하게 하기 위해) 또는 하전 입자 광축으로도 지칭될 수 있다. 2차 전자 광축(251)은 본 명세서에서 2차 광축 또는 2차 하전 입자 광축으로도 지칭될 수 있다.
전자 소스(201)는 캐소드(도시되지 않음) 및 추출기 또는 애노드(도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 작동 중에, 전자 소스(201)는 캐소드로부터 1차 전자들로서 전자들을 방출하도록 구성된다. 1차 전자들은 추출기 및/또는 애노드에 의해 추출되거나 가속되어 1차 빔 크로스오버(가상 또는 실제)(203)를 형성하는 1차 전자 빔(202)을 형성한다. 1차 전자 빔(202)은 1차 빔 크로스오버(203)로부터 방출되는 것으로 시각화될 수 있다.
형성된 1차 전자 빔(202)은 단일 빔일 수 있고, 단일 빔으로부터 멀티-빔이 생성될 수 있다. 따라서 빔 경로를 따라 상이한 위치에서, 1차 전자 빔(202)은 단일 빔 또는 멀티-빔일 수 있다. 샘플에 도달하는 시점, 바람직하게는 투영 장치에 도달하기 전에, 1차 전자 빔(202)은 멀티-빔이다. 이러한 멀티-빔은 다수의 다양한 방식으로 1차 전자 빔으로부터 발생될 수 있다. 예를 들어, 멀티-빔은 크로스오버(203) 앞에 위치된 멀티-빔 어레이, 소스 변환 유닛(220)에 위치된 멀티-빔 어레이, 또는 이들 위치 사이의 임의의 지점에 위치된 멀티-빔 어레이에 의해 발생될 수 있다. 멀티-빔 어레이는 빔 경로를 가로질러 어레이로 배치된 복수의 전자 빔 조작 요소를 포함할 수 있다. 각 조작 요소는 서브-빔을 발생시키도록 1차 전자 빔의 적어도 부분에 영향을 줄 수 있다. 따라서, 멀티-빔 어레이는 입사 1차 빔 경로와 상호 작용하여 멀티-빔 어레이의 하향 빔(down-beam)의 멀티-빔 경로를 생성한다. 멀티-빔 어레이와 1차 빔의 상호 작용은 하나 이상의 어퍼처 어레이, 예를 들어 서브-빔 당 개별 편향기, 렌즈, 스티그메이터 및 서브-빔 당 (수차) 보정기를 포함할 수 있다.
건 어퍼처 플레이트(271)는 작동 시 쿨롱 효과를 저감하기 위해 1차 전자 빔(202)의 주변 전자들을 차단하도록 구성된다. 쿨롱 효과는 1차 서브-빔들(211, 212, 및 213)의 프로브 스팟들(221, 222, 및 223) 각각의 크기를 확대하며, 그에 따라 검사 분해능을 저하시킬 수 있다. 건 어퍼처 플레이트(271)는 또한 소스 변환 유닛(220) 이전에도 1차 서브-빔(도시되지 않음)을 생성하기 위한 다중 개구를 포함할 수 있고 쿨롱 어퍼처 어레이(coulomb aperture array)로 지칭될 수 있다.
집광 렌즈(210)는 1차 전자 빔(202)을 포커싱(또는 시준)하도록 구성된다. 일 실시예에서, 집광 렌즈(210)는 1차 전자 빔(202)을 포커싱(또는 시준)하여 실질적으로 평행한 빔이 되고 소스 변환 유닛(220)에 실질적으로 수직으로 입사하도록 설계될 수 있다. 집광 렌즈(210)는 주 평면의 위치가 이동 가능하도록 구성될 수 있는 이동식 집광 렌즈일 수 있다. 실시예에서, 이동식 집광 렌즈는 예를 들어 광축(204)을 따라 물리적으로 이동하도록 구성될 수 있다. 대안적으로, 이동식 집광 렌즈는 집광 렌즈의 기본 평면이 개별 전기 광학 요소의 강도 변화에 따라 움직이는 둘 이상의 전기 광학 요소(렌즈)로 구성될 수 있다. (이동식) 집광 렌즈는 자기, 정전기 또는 자기 및 정전기 렌즈의 조합으로 구성될 수 있다. 다른 실시예에서, 집광 렌즈(210)는 회전 방지 집광 렌즈일 수 있다. 회전 방지 집광 렌즈는 집광 렌즈(210)의 집광력(collimating power)이 변경되거나 집광 렌즈의 주 평면이 움직일 때 회전 각도가 변하지 않도록 구성될 수 있다.
소스 변환 유닛(220)의 일 실시예에서, 소스 변환 유닛(220)은 이미지 형성 요소 어레이, 수차 보상기 어레이, 빔 제한 어퍼처 어레이 및 사전 굽힘(pre-bending) 마이크로 편향기 어레이를 포함할 수 있다. 사전 굽힘 마이크로 편향기 어레이는 예를 들어 선택적일 수 있고, 집광 렌즈가 쿨롱 어퍼처 어레이에서 발생하는 서브-빔이 예를 들어 빔 제한 어퍼처 어레이, 이미지 형성 요소 어레이 및/또는 수차 보상기 어레이로 실질적으로 수직으로 입사하는 것을 보장하지 않는 실시예에 존재할 수 있다. 이미지 형성 요소 어레이는 멀티-빔 경로의 복수의 서브-빔, 즉 1차 서브-빔(211, 212, 및 213)을 발생시키도록 구성될 수 있다. 이미지 형성 요소 어레이는 예를 들어 1차 전자 빔(202)의 복수의 1차 서브-빔(211, 212, 및 213)에 영향을 주고 1차 빔 크로스오버(203)의 복수의 평행 이미지(가상 또는 실제) - 1차 서브-빔들(211, 212, 및 213) 각각에 하나씩 - 를 형성하기 위해 마이크로 편향기들 또는 마이크로렌즈들(또는 양자의 조합)과 같은 복수의 전자 빔 조작기를 포함할 수 있다. 수차 보상기 어레이는, 예를 들어 필드 곡률 보상기 어레이(도시되지 않음) 및 비점수차 보상기 어레이(도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 필드 곡률 보상기 어레이는, 예를 들어 1차 서브-빔들(211, 212, 및 213)의 필드 곡률 수차들을 보상하기 위해 복수의 마이크로렌즈를 포함할 수 있다. 비점수차 보상기 어레이는 1차 서브-빔들(211, 212, 및 213)의 비점수차들을 보상하기 위해 복수의 마이크로 스티그메이터(micro-stigmator)를 포함할 수 있다. 빔 제한 어퍼처 어레이는 개별 1차 서브-빔들(211, 212, 및 213)의 직경들을 제한하도록 구성될 수 있다. 도 2는 예로서 3개의 1차 서브-빔(211, 212, 및 213)을 도시하고 있는데, 소스 변환 유닛(220)은 임의의 개수의 1차 서브-빔을 형성하도록 구성될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 컨트롤러(50)는 소스 변환 유닛(220), 전자 검출 디바이스(240), 1차 투영 장치(230), 또는 전동 스테이지(209)와 같은 도 1의 하전 입자 빔 검사 장치(100)의 다양한 부분에 연결될 수 있다. 아래에서 더욱 상세히 설명되는 바와 같이, 컨트롤러(50)는 다양한 이미지 및 신호 처리 기능들을 수행할 수 있다. 컨트롤러(50)는 하전 입자 멀티-빔 장치를 포함하여 하전 입자 빔 검사 장치의 작동을 관제하기 위해 다양한 제어 신호들도 발생시킬 수 있다.
집광 렌즈(210)는 집광 렌즈(210)의 집속력(시준력)을 변화시킴으로써 소스 변환 유닛(220)의 하향 빔의 1차 서브-빔들(211, 212, 및 213)의 전류를 조정하도록 또한 구성될 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 1차 서브-빔들(211, 212, 및 213)의 전류들은 개별 1차 서브-빔들에 대응하는 빔 제한 어퍼처 어레이 내의 빔 제한 어퍼처들의 반경방향 크기들을 변경함으로써 변경될 수도 있다.
대물 렌즈(231)는 검사를 위한 샘플(208) 상에 서브-빔들(211, 212, 및 213)을 집속시키도록 구성될 수 있으며, 이 실시예에서는 샘플(208)의 표면 상에 3개의 프로브 스팟(221, 222, 및 223)을 형성할 수 있다.
빔 분리기(233)는 예를 들어, 정전 쌍극자장(electrostatic dipole field) 및 자기 쌍극자장(magnetic dipole field)(도 2에는 도시되지 않음)을 포함하는 빈 필터(Wien filter)일 수 있다. 작동 중에, 빔 분리기(233)는 정전 쌍극자장에 의해 1차 서브-빔들(211, 212, 및 213)의 개별 전자들에 정전력을 가하도록 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 정전력은 빔 분리기(233)의 자기 쌍극자장에 의해 1차 서브-빔들(211, 212, 및 213)의 개별 1차 전자들에 가해지는 자력과 크기는 같지만 방향은 반대이다. 1차 서브-빔들(211, 212, 및 213)은 따라서 적어도 실질적으로 0도의 편향각으로 빔 분리기(233)를 적어도 실질적으로 직선으로 통과할 수 있다. 자기력의 방향은 전자의 운동 방향에 의존하지만 정전기력의 방향은 전자의 운동 방향에 의존하지 않는다. 따라서 2차 전자와 후방 산란 전자는 일반적으로 1차 전자에 비해 반대 방향으로 움직이기 때문에, 2차 전자와 후방 산란 전자에 가해지는 자기력은 더 이상 정전기력을 상쇄하지 못하고 결과적으로 빔 분리기(233)를 통해 이동하는 2차 전자 및 후방 산란 전자는 광축(204)으로부터 멀리 편향될 것이다.
편향 스캐닝 유닛(232)은 작동 중에 샘플(208) 표면의 섹션 내의 개별 스캐닝 영역들에 걸쳐 프로브 스팟들(221, 222, 및 223)을 스캔하기 위해 1차 서브-빔들(211, 212, 및 213)을 편향시키도록 구성된다. 샘플(208) 상에의 1차 서브-빔들(211, 212, 및 213) 또는 프로브 스팟들(221, 222, 및 223)의 입사에 응답하여, 2차 전자들과 후방 산란 전자들을 포함하는 전자들이 샘플(208)로부터 발생된다. 이 실시예에서, 2차 전자들은 3개의 2차 전자 빔(261, 262, 및 263)으로 전파된다. 2차 전자 빔들(261, 262, 및 263)은 전형적으로 (전자 에너지 ≤ 50 eV를 갖는) 2차 전자들을 가지며 (50 eV와 1차 서브-빔들(211, 212, 및 213)의 랜딩 에너지 사이의 전자 에너지를 갖는) 후방 산란 전자들 중 적어도 일부를 또한 가질 수 있다. 빔 분리기(233)는 2차 전자 빔들(261, 262, 및 263)의 경로를 2차 투영 장치(250) 쪽으로 편향시키도록 배치된다. 2차 투영 장치(250)는 후속적으로 2차 전자 빔들(261, 262, 및 263)의 경로를 전자 검출 디바이스(240)의 복수의 검출 구역(241, 242, 및 243)에 집속시킨다. 검출 구역들은 예를 들어 대응하는 2차 전자 빔들(261, 262, 및 263)을 검출하도록 배치된 개별 검출 요소들(241, 242, 및 243)일 수 있다. 검출 구역들은 예를 들면, 샘플(208)의 대응하는 스캔된 영역들의 이미지들을 구성하기 위해 컨트롤러(50) 또는 신호 처리 시스템(도시되지 않음)으로 송신되는 대응하는 신호들을 발생시킬 수 있다.
검출 요소들(241, 242, 및 243)은 대응하는 2차 전자 빔들(261, 262, 및 263)을 검출할 수 있다. 검출 요소들(241, 242, 및 243)에의 2차 전자 빔들의 입사 시에, 이들 요소는 대응하는 강도의 신호 출력들(도시되지 않음)을 발생시킬 수 있다. 출력들은 이미지 처리 시스템(예를 들면, 컨트롤러(50))으로 지향될 수 있다. 각 검출 요소(241, 242, 및 243)는 하나 이상의 픽셀을 포함할 수 있다. 검출 요소의 강도 신호 출력은 검출 요소 내의 모든 픽셀들에 의해 발생된 신호들의 합일 수 있다.
컨트롤러(50)는 이미지 획득기(도시되지 않음) 및 스토리지 디바이스(도시되지 않음)를 포함하는 이미지 처리 시스템을 포함할 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러는 프로세서, 컴퓨터, 서버, 메인프레임 호스트, 터미널, 퍼스널 컴퓨터(PC), 임의의 종류의 모바일 컴퓨팅 디바이스들 등, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 이미지 획득기는 컨트롤러의 처리 기능의 적어도 일부를 포함할 수 있다. 따라서, 이미지 획득기는 적어도 하나 이상의 프로세서를 포함할 수 있다. 이미지 획득기는 전기 전도체, 광섬유 케이블, 휴대용 스토리지 매체, IR, 블루투스, 인터넷, 무선 네트워크, 무선 라디오 등, 또는 이들의 조합과 같은, 신호 통신을 가능케 하는 장치(40)의 전자 검출 디바이스(240)에 통신 가능하게 결합될 수 있다. 이미지 획득기는 전자 검출 디바이스(240)로부터 신호를 수신하고, 신호에 포함된 데이터를 처리하여, 그로부터 이미지를 구성할 수 있다. 이미지 획득기는 그래서 샘플(208)의 이미지들을 획득할 수 있다. 이미지 획득기는 윤곽들의 생성, 획득된 이미지 상에의 표시자들의 중첩 등과 같은 다양한 후처리 기능들도 수행할 수 있다. 이미지 획득기는 획득된 이미지들의 밝기 및 콘트라스트 등의 조정을 수행하도록 구성될 수 있다. 스토리지는 하드 디스크, 플래시 드라이브, 클라우드 스토리지, RAM(Random Access Memory), 다른 유형의 컴퓨터 가독 메모리 등과 같은 스토리지 매체일 수 있다. 스토리지는 이미지 획득기와 결합될 수 있으며, 스캔된 미가공 이미지 데이터(raw image data)를 원본 이미지들로 및 후처리 이미지들을 저장하는 데 사용될 수 있다.
이미지 획득기는 전자 검출 디바이스(240)로부터 수신된 이미징 신호에 기초하여 샘플의 하나 이상의 이미지를 획득할 수 있다. 이미징 신호는 하전 입자 이미징을 수행하기 위한 스캐닝 동작에 대응할 수 있다. 획득된 이미지는 복수의 이미징 영역을 포함하는 단일 이미지일 수 있다. 단일 이미지는 스토리지에 저장될 수 있다. 단일 이미지는 복수의 구역으로 분할될 수 있는 원본 이미지일 수 있다. 구역들 각각은 샘플(208)의 피처를 포함하는 하나의 이미징 영역을 포함할 수 있다. 획득된 이미지들은 어느 기간에 걸쳐 복수 회 샘플링된 샘플(208)의 단일 이미징 영역의 복수의 이미지를 포함할 수 있다. 복수의 이미지는 스토리지에 저장될 수 있다. 컨트롤러(50)는 샘플(208)의 동일한 위치의 복수의 이미지로 이미지 처리 단계들을 수행하도록 구성될 수 있다.
컨트롤러(50)는 검출된 2차 전자들의 분포를 획득하기 위한 측정 회로(예를 들면, 아날로그-디지털 변환기)를 포함할 수 있다. 검출 시간 윈도우 중에 수집된 전자 분포 데이터는, 샘플 표면에 입사하는 1차 서브-빔들(211, 212, 및 213) 각각의 대응하는 스캔 경로 데이터와 함께, 검사 중인 샘플 구조들의 이미지들을 재구성하는 데 사용될 수 있다. 재구성된 이미지들은 샘플(208)의 내부 또는 외부 구조들의 다양한 피처들을 드러내는 데 사용될 수 있다. 재구성된 이미지들은 그에 따라 샘플에 존재할 수 있는 임의의 결함들을 드러내는 데 사용될 수 있다.
컨트롤러(50)는 예를 들어 샘플(208)의 검사 중, 이전 또는 이후에 샘플(208)을 이동시키기 위해 전동 스테이지(209)를 제어할 수 있다. 일 실시예에서, 컨트롤러(50)는 전동 스테이지(209)가 적어도 샘플 검사 중에, 예를 들면 일정한 속도로, 예를 들어 연속적으로 샘플(208)을 소정 방향으로 이동시키도록 할 수 있다. 컨트롤러(50)는 예를 들어 다양한 파라미터들에 따라 샘플(208)의 이동 속도를 변경하도록 전동 스테이지(209)의 이동을 제어할 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러는 스캐닝 프로세스의 검사 단계들의 특성에 따라 스테이지 속도(그 방향을 포함함)를 제어할 수 있다.
도 2는 장치(40)가 3개의 1차 전자 서브-빔을 사용하는 것을 보여주고 있으나, 장치(40)는 2개 이상의 1차 전자 서브-빔을 사용할 수도 있다는 것이 이해된다. 본 발명은 장치(40)에 사용되는 1차 전자 빔의 개수를 제한하지 않는다.
이제 도 1의 예시적인 하전 입자 빔 검사 장치의 소스 변환 유닛의 예시적인 구성을 도시하는 예시적인 멀티-빔 장치의 개략도인 도 3이 참조된다. 장치(300)는 전자 소스(301), 사전 서브-빔 형성 어퍼처 어레이(372)(쿨롱 어퍼처 어레이(372)라고도 지칭함), (도 2의 집광 렌즈(210)와 유사한) 집광 렌즈(310), 소스 변환 유닛(320), (도 2의 대물 렌즈(231)와 유사한) 대물 렌즈(331), 및 (도 2의 샘플(208)과 유사한) 샘플(308)을 포함할 수 있다. 전자 소스(301), 쿨롱 어퍼처 어레이(372), 집광 렌즈(310)는 장치(300)에 의해 구성되는 조명 장치의 컴포넌트들일 수 있다. 소스 변환 유닛(320), 대물 렌즈(331)는 장치(300)에 의해 구성되는 투영 장치의 컴포넌트들일 수 있다. 소스 변환 유닛(320)은, 도 2의 이미지 형성 요소 어레이가 이미지 형성 요소 어레이(322)이고 도 2의 수차 보상기 어레이가 수차 보상기 어레이(324)이며 도 2의 빔 제한 어퍼처 어레이가 빔 제한 어퍼처 어레이(321)이고 도 2의 사전 굽힘 마이크로 편향기 어레이가 사전 굽힘 마이크로 편향기 어레이(323)인 도 2의 소스 변환 유닛(220)과 유사할 수 있다. 전자 소스(301), 쿨롱 어퍼처 어레이(372), 집광 렌즈(310), 소스 변환 유닛(320), 및 대물 렌즈(331)는 장치의 1차 전자 광축(304)과 정렬된다. 전자 소스(301)는 대체로 1차 전자 광축(304)을 따라서 소스 크로스오버(가상 또는 실제)(301S)를 가지면서 1차 전자 빔(302)을 발생시킨다. 쿨롱 어퍼처 어레이(372)는 1차 전자 빔(302)의 주변 전자들을 차단하여 결과적으로 발생되는 쿨롱 효과를 저감시킨다. 1차 전자 빔(302)은 사전 서브-빔 형성 메커니즘의 쿨롱 어퍼처 어레이(372)에 의해, 3개의 서브-빔(311, 312, 및 313)과 같이, 지정된 개수의 서브-빔으로 트리밍될 수 있다. 이전 및 이하의 설명에서는 3개의 서브-빔과 그 경로들이 언급되지만, 설명은 임의의 개수의 서브-빔을 갖는 장치, 툴, 또는 시스템을 적용하는 것을 의도하고 있음을 이해해야 한다.
소스 변환 유닛(320)은 1차 전자 빔(302)의 서브-빔들(311, 312, 및 313)의 외부 치수를 제한하도록 구성된 빔 제한 어퍼처들을 갖는 빔릿 제한 어퍼처 어레이(321)를 포함할 수 있다. 소스 변환 유닛(320)은 이미지 형성 마이크로 편향기들(322_1, 322_2, 및 322_3)을 갖는 이미지 형성 요소 어레이(322)를 또한 포함할 수 있다. 각 서브-빔의 경로와 연관된 각각의 마이크로 편향기가 있다. 마이크로 편향기들(322_1, 322_2, 및 322_3)은 서브-빔들(311, 312, 및 313)의 경로들을 전자 광축(304) 쪽으로 편향시키도록 구성된다. 편향된 서브-빔들(311, 312, 및 313)은 소스 크로스오버(301S)의 가상 이미지들(도시되지 않음)을 형성한다. 이 실시예에서, 이러한 가상 이미지들은 대물 렌즈(331)에 의해 샘플(308) 상에 투영되어 그 위에 3개의 프로브 스팟(391, 392, 및 393)인 프로브 스팟들을 형성한다. 각 프로브 스팟은 샘플 표면 상의 서브-빔 경로의 입사 위치에 대응한다. 소스 변환 유닛(320)은 서브-빔들 각각에 존재할 수 있는 수차들을 보상하도록 구성된 수차 보상기 어레이(324)를 더 포함할 수 있다. 수차 보상기 어레이(324)는 예를 들어 마이크로렌즈들을 갖는 필드 곡률 보상기 어레이(도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 필드 곡률 보상기와 마이크로렌즈들은 예를 들어 프로브 스팟들(391, 392 및 393)에서 분명하게 나타난 개별 서브-빔들의 필드 곡률 수차들을 보상하도록 구성된다. 수차 보상기 어레이(324)는 마이크로 스티그메이터들을 갖는 비점수차 보상기 어레이(도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 마이크로 스티그메이터들은, 예를 들어 보상하지 않을 경우 프로브 스팟들(391, 392, 및 393)에 존재하는 비점수차들을 보상하도록 서브-빔에 작용하도록 제어된다.
소스 변환 유닛(320)은 서브-빔들(311, 312, 및 313)을 각각 구부리기 위해 사전 굽힘 마이크로 편향기들(323_1, 323_2, 및 323_3)을 갖는 사전 굽힘 마이크로 편향기 어레이(323)를 더 포함할 수 있다. 사전 굽힘 마이크로 편향기들(323_1, 323_2, 및 323_3)은 서브-빔들의 경로를 빔릿 제한 어퍼처 어레이(321) 상으로 굽힐 수 있다. 일 실시예에서, 사전 굽힘 마이크로 편향기 어레이(323)는 빔릿 제한 개구 어레이(321) 상의 평면의 직교를 향하여 서브-빔의 서브-빔 경로를 굽히도록 구성될 수 있다. 대안적인 실시예에서, 집광 렌즈(310)는 빔릿 제한 어퍼처 어레이(321) 상으로의 서브-빔의 경로 방향을 조정할 수 있다. 집광 렌즈(310)는 예를 들어 3개의 서브-빔(311, 312, 313)을 집속(시준)하여 1차 전자-광축(304)을 따라 실질적으로 평행한 빔이 되도록 하여, 3개의 서브-빔(311, 312, 313)이 빔릿 제한 어퍼처 어레이(321)에 대응할 수 있는 소스 변환 유닛(320)에 실질적으로 수직으로 입사하도록 할 수 있다. 그러한 대안적인 실시예에서 사전 굽힘 마이크로 편향기 어레이(323)는 필요하지 않을 수 있다.
이미지 형성 요소 어레이(322), 수차 보상기 어레이(324), 및 사전 굽힘 마이크로 편향기 어레이(323)는 서브-빔 조작 디바이스들의 복수의 층을 포함할 수 있는데, 그 중 일부는 예를 들면, 마이크로 편향기들, 마이크로렌즈들, 또는 마이크로 스티그메이터들의 형태 또는 어레이일 수 있다.
이 실시예의 소스 변환 유닛(320)에서, 1차 전자 빔(302)의 서브-빔들(311, 312, 및 313)은 각각 이미지 형성 요소 어레이(322)의 마이크로 편향기들(322_1, 322_2, 및 322_3)에 의해 1차 전자 광축(304) 쪽으로 편향된다. 서브-빔(311)의 경로는 마이크로 편향기(322_1)에 도달하기 전에 이미 전자 광축(304)에 대응할 수 있으며, 따라서 서브-빔(311)의 경로는 마이크로 편향기(322_1)에 의해 편향되지 않을 수 있음을 이해해야 한다.
대물 렌즈(331)는 서브-빔들을 샘플(308)의 표면 상에 집속시킨다, 즉 3개의 가상 이미지를 샘플 표면 상에 투영한다. 3개의 서브-빔(311 내지 313)에 의해 샘플 표면 상에 형성되는 3개의 이미지는 샘플 표면 상에 3개의 프로브 스팟(391, 392, 및 393)을 형성한다. 일 실시예에서, 서브-빔(311 내지 313)의 편향 각도는 대물 렌즈(331)의 전면 초점을 통과하거나 이에 접근하여 3개의 프로브 스팟(391 내지 393)의 축외 수차를 감소시키거나 제한하도록 조정된다.
도 3에 도시된 멀티-빔 검사 도구(300)의 실시예에서, 2차 전자의 빔 경로, 빔 분리기[Wien 필터(233)와 유사], 2차 투영 광학기[도 2의 2차 투영 광학기(250)와 유사] 및 전자 검출 장치[전자 검출 장치(240)와 유사]는 명료함을 위해 생략되었다. 그러나 2차 전자 또는 후방 산란 전자를 사용하여 샘플 표면의 이미지를 기록하고 생성하기 위해 유사한 빔 분리기, 2차 투영 광학기 및 전자 검출 장치가 도 3의 실시예에 존재할 수 있음이 명확할 것이다.
도 2와 도 3의 전술한 구성요소들 중 적어도 일부는, 하전 입자들의 하나 이상의 빔 또는 서브-빔을 조작하기 때문에 개별적으로 또는 서로 조합하여 조작기 어레이 또는 조작기로 지칭될 수 있다.
전술한 멀티-빔 검사 툴의 예는 단일의 하전 입자 소스를 갖는, 멀티-빔 하전 입자 광학 장치로 지칭될 수 있는, 멀티-빔 하전 입자 장치를 포함한다. 멀티-빔 하전 입자 장치는 조명 장치와 투영 장치를 포함한다. 조명 장치는 소스로부터의 전자 빔으로부터 하전 입자들의 멀티-빔을 발생시킬 수 있다. 투영 장치는 하전 입자들의 멀티-빔을 샘플 쪽으로 투영한다. 샘플 표면의 적어도 일부가 하전 입자들의 멀티-빔으로 스캔될 수 있다.
멀티-빔 하전 입자 장치는 하전 입자의 멀티-빔의 서브-빔을 조작하기 위한 하나 이상의 전자 광학 장치를 포함한다. 적용되는 조작은, 예를 들어, 서브-빔의 경로 편향 및/또는 서브-빔에 가해지는 포커싱 동작일 수 있다. 하나 이상의 전자 광학 장치는 MEMS를 포함할 수 있다.
하전 입자 장치는 전자 광학 장치의 상향 빔에, 선택적으로 전자 광학 장치에 위치된 빔 경로 조작기를 포함할 수 있다. 빔 경로는 예를 들어 전체 빔에 걸쳐 작동하는 두 개의 정전 편향기 세트에 의해 하전 입자 축, 즉 광축에 직교하는 방향으로 선형으로 조작될 수 있다. 2개의 정전 편향기 세트는 빔 경로를 직교 방향으로 편향시키도록 구성될 수 있다. 각각의 정전 편향기 세트는 빔 경로를 따라 순차적으로 위치된 2개의 정전 편향기를 포함할 수 있다. 각 세트의 제1 정전 편향기는 보정 편향(correcting deflection)을 적용하고 제2 정전 편향기는 빔을 전자 광학 장치의 올바른 입사각으로 복원한다. 제1 정전 편향기에 의해 적용되는 보정 편향은 제2 정전 편향기가 MEMS에 원하는 입사각을 보장하기 위해 편향을 적용할 수 있도록 과잉 보정일 수 있다. 정전 편향기 세트의 위치는 전자 광학 장치의 상향 빔의 여러 위치에 존재할 수 있다. 빔 경로는 회전식으로 조작할 수 있다. 자기 렌즈에 의해 회전 보정이 적용될 수 있다. 회전 보정은 집광 렌즈 배열과 같은 기존 자기 렌즈에 의해 추가적으로 또는 대안적으로 달성될 수 있다.
멀티-빔 하전 입자 장치와 같은 하전 입자 장치에서 전자 광학 장치를 교체하는 것이 필요할 수 있다. 예를 들어, 하전 입자 장치의 상이한 빔 사양을 요구하는 것과 같이 특정 응용예를 위해 다른 전자 광학 장치가 필요할 수 있다. 또 다른 예는 하전 입자 장치 내의 전자 광학 장치에 결함이 발생하여 교체해야 하는 경우이다.
하전 입자 장치에서 전자 광학 장치를 교체하기 위한 공지된 기술은 교체 전자 광학 장치가 설치될 수 있도록 하전 입자 장치를 적어도 부분적으로 분해하는 것을 포함한다. 적어도 부분적인 분해는 하전 입자 장치 내의 진공 조건의 손실을 유발한다. 대체 전자 광학 장치를 설치한 후, 하전 입자 장치는 재조립되어야 한다. 그런 다음 하전 입자 장치 내의 진공 상태를 복원해야 하며, 이 프로세스에만 몇 시간이 걸릴 수 있다. 따라서 하전 입자 장치에서 전자 광학 장치를 교체하기 위한 공지된 기술은 복잡하고 시간 소모적이다.
또한 대체 전자 광학 장치가 하전 입자 경로의 빔 또는 멀티-빔과 적절하게 정렬되도록 하전 입자 장치 내에 적절하게 배치되는 것이 필요하다.
실시예들은 하전 입자 장치에서 전자 광학 장치를 대체하기 위한 공지된 기술을 개선한다. 실시예는 또한 전자 광학 장치를 최대 6 자유도로 하전 입자 경로의 빔 또는 멀티-빔과 적절하게 정렬하기 위한 대략적 및/또는 미세 위치 지정 기술을 제공한다.
실시예들에 따르면, 전자 광학 장치는 모듈에 의해 멀티-빔 하전 입자 장치와 같은 하전 입자 장치 내에서 지지된다. 모듈은 하전 입자 장치에서 쉽게 제거하고 다시 삽입할 수 있다. 따라서 모듈은 하전 입자 장치의 현장에서 교체 가능한 부품이다. 현장 교체 가능은 하전 입자 장치를 분해할 필요 없이 하전 입자 장치가 작동되는 공장에서 부품을 교체할 수 있음을 의미한다. 구성 요소를 쉽게 제거하고 효율적으로 교체할 수 있으므로, 도구의 가동 중지 시간이 거의 없고 기계적 프로세스가 최대한 단순해진다. 유리하게는, 이는 작동 시간을 최대화하고 구성 요소를 교체하는 데 필요한 수리 시간과 리소스를 줄이는 것을 시도한다. 따라서 하전 입자 장치에서 전자 광학 장치를 교체하는 프로세스는 모듈을 제거하고, 모듈에 의해 지지되는 전자 광학 장치를 교체한 다음 모듈을 하전 입자 장치에 다시 삽입하는 것을 포함한다. 대안적으로, 상이한 전자 광학 장치를 포함하는 상이한 모듈이 하전 입자 장치에 삽입될 수 있다. 유리하게는, 하전 입자 장치의 적어도 일부의 실질적인 분해 및 재조립이 요구되지 않는다. 예를 들어, 하전 입자 장치의 용도 변경 또는 전자 광학 장치의 결함 발생으로 인해 전자 광학 장치를 교체해야 하는 경우, 하전 입자 장치의 다운타임을 크게 줄일 수 있다.
실시예에 따른 모듈에 의해 지지되는 전자 광학 장치는 MEMS 장치 및 PCB를 포함할 수 있다. PCB는 MEMS 장치를 위한 스테이지를 제공할 수 있다. 전자 광학 장치의 MEMS 장치는 하전 입자의 빔 또는 멀티-빔을 조작하기 위한 것일 수 있다. 전자 광학 장치는 모듈의 스테이지에 고정될 수 있다.
실시예는 교체 가능한 모듈을 수용하는 하전 입자 장치의 일부가 하전 입자 장치의 나머지 부분의 진공 조건으로부터 격리될 수 있도록 하전 입자 장치에 진공 록을 제공하는 것을 포함한다. 유리하게는, 모듈이 삽입된 후 진공 조건을 설정하는 데 필요한 시간은 전체 하전 입자 장치에서 진공 조건을 설정하는 데 필요한 시간보다 실질적으로 적다.
실시예들에 따른 모듈은 전자 광학 장치가 모듈의 본체에 대해 이동될 수 있도록 구성될 수 있다. 이러한 움직임은 모듈이 설치된 후에 전자 광학 장치가 재배치될 수 있도록 하여 전자 광학 장치(404)가 하전 입자 빔 또는 멀티-빔과 적절하게 정렬될 수 있도록 한다.
실시예는 아래에서 더 자세히 설명된다.
도 4a는 실시예에 따른 하전 입자 장치(401)의 일부의 개략도이다. 도 4b는 도 4a에 도시된 하전 입자 장치(401)의 일부의 개략도이다.
하전 입자 장치(401)는 소스(402)를 포함한다. 소스(402)는 본원에서 소스 빔으로 지칭되는 하전 입자 빔을 방출한다. 전술한 광축(204 및 304)과 유사하게, 하전 입자 장치(401) 내에는 하전 입자 축이 있다. 멀티-빔 경로일 수 있는 하전 입자 경로(403)로서 본 명세서에서 지칭되는 하전 입자 빔 경로(403)는 실질적으로 하전 입자 축을 따라 존재할 수 있다.
하전 입자 경로(403)에는 전자 광학 장치(404)가 제공된다. 전자 광학 장치(404)는 모듈(405)에 의해 하전 입자 경로(403)에서 지지될 수 있다. 하전 입자 장치의 벽에는 개구부가 있다. 따라서 모듈(405) 및 모듈(405)에 의해 지지되는 전자 광학 장치(404)는 하전 입자 장치(401)의 교체 가능한 구성요소가 된다. 하전 입자 장치(401)는 상향 빔 진공 록(up-beam vacuum lock)(406)을 포함한다. 상향 빔 진공 록(406)은 모듈(405)보다 소스(402)에 더 가깝다. 하전 입자 장치(401)는 또한 하향 빔 진공 록(407)을 포함한다. 하향 빔 진공 록(407)은 모듈(405)보다 소스(402)로부터 더 멀리 떨어져 있다. 동작 중에, 샘플/기판(408)은 하전 입자 장치(401)로부터 방출된 하전 입자의 빔 또는 멀티-빔에 의해 조사된다.
실시예는 전자 광학 장치(404)가 하전 입자 경로(403)와 적절하게 정렬되는 것을 보장하기 위한 다수의 기술을 포함한다. 적절한 정렬은 여러 자유도의 전자 광학 장치(404) 및/또는 하전 입자 경로(403)의 위치 조정을 요구할 수 있다. 특히, 하전 입자 경로(403)는 z-방향을 정의할 수 있다. 하전 입자 경로(403)와 직교하는 평면에서 직교하는 x 방향과 y 방향이 정의될 수 있다. 최대 6개의 자유도는 x 방향, y 방향 및 z 방향의 선형 위치 조정뿐만 아니라 x축(즉, Rx), y축(즉, Ry) 및 z축(즉, Rz)에 대한 회전 위치 조정으로 정의될 수 있다. 현장 교체 가능 모듈에 장착될 수 있는 장치 중 일부가 평면이거나 평면 구조를 가질 수 있다는 점에 주목해야 한다. 작동 시, 구조는 빔 경로에 직교하는 평면과 정렬될 수 있다. 따라서 평면 구조는 x축 및 y축에 있을 수 있고 Rz 주위에서 회전 가능할 수 있다.
실시예는 위치 조정을 적용하기 위한 대략적인 정렬 기술 및 미세 정렬 기술을 포함한다. 대략적인 정렬 기술은 사전 보정(pre-calibration) 기술을 포함할 수 있다.
대략적인 정렬 기술은 하전 입자 장치(401)의 물리적 구조에 대해 알려진 영역에 전자 광학 장치(404)를 위치시킬 수 있다. 예를 들어, 대략적인 정렬 기술은 하전 입자 장치(401)의 하우징 및/또는 모듈(405)을 수용하기 위한 하전 입자 장치(401)의 진공 챔버에 대해 알려진 영역에 전자 광학 장치(404)를 위치시킬 수 있다. 도 4b에서 411로 표시된 바와 같이 모듈(405)의 플랜지(701)와 하전 입자 장치(401) 사이의 연결에 의해 대략적인 정렬 기술이 제공된다. 즉, 대략적인 정렬 기술은 예를 들어 프레임(도시되지 않음)에 의해 하전 입자 장치(401)에 모듈(405)을 고정시켜 하전 입자 장치(401)의 기준 프레임에 모듈을 고정할 수 있게 한다. 정렬 핀은 플랜지(701)와 하전 입자 장치(401) 사이의 연결에 사용된다. 정렬 핀은 모듈(405)의 위치가 최대 6 자유도로 하전 입자 장치(401)에 대해 알려지게 할 수 있다. 모듈(405)의 위치는 대략적인 정렬 프로세스의 허용 오차에 따라 알려져 있다. 대략적인 포지셔닝 기술은 이후 제6 실시예에서 더 상세히 설명된다.
실시예에 따른 사전 보정 기술은 모듈(405)이 하전 입자 장치(401)에 삽입되기 전에 적용될 수 있다. 사전 보정 기술은 도 4b에서 410으로 표시된다. 사전 보정 기술은 모듈(405)의 본체에 대해, 특히 모듈(405)의 플랜지(701)에 대해 모듈(405)에 고정된 전자 광학 장치(404)의 위치를 조정한다. 보정 기술은 최대 6 자유도로 플랜지(701)에 대한 전자 광학 장치(404)의 위치를 조정할 수 있다. 사전 보정 기술은 이후 제7 실시예에서 더 상세히 설명된다.
미세 정렬 기술은 전자 광학 장치(404)를 하전 입자 경로(403)에 정렬하기 위한 것이다.
미세 정렬 기술은 모듈(405)이 도 4b에서 409로 표시된 바와 같이 하전 입자 장치(401)에 설치될 때 모듈(405)의 본체에 대한 전자 광학 장치(404)의 위치를 기계적으로 조정하는 것을 포함할 수 있다. 기계적 미세 정렬 기술은 최대 6 자유도로 전자 광학 장치(404)의 위치를 조정할 수 있다. 바람직한 구현에서, 기계적 미세 정렬 기술은 3개의 자유도, 즉 x, y 및 Rz로 전자 광학 장치(404)의 위치를 조정할 수 있다. 기계적 미세 정렬 기술은 제1 내지 제5 실시예에서 보다 상세히 설명된다.
미세 정렬 기술은 부가적으로 또는 대안적으로 전자 광학 장치(404)가 도 4b에서 412로 표시된 바와 같이 하전 입자 장치(401)에 설치될 때 전자 광학 장치(404)에 대한 하전 입자 경로(403)의 위치를 전자적으로 조정하는 것을 포함할 수 있다. 전자 미세 정렬 기술은 예를 들어 최대 6 자유도로 하전 입자 경로(403)의 위치를 조정하기 위해 정전기 및 자기 조작기와 렌즈를 사용할 수 있다. 바람직한 구현에서, 전자 미세 정렬 기술은 4개의 자유도, 즉 x, y, z 및 Rz로 전자 광학 장치(404)의 위치를 조정할 수 있다. 하전 입자(403)의 z 방향으로의 조정은 하전 입자 빔 또는 멀티-빔의 초점을 변경함으로써 수행될 수 있다. 전자 미세 정렬 기술은 제8 실시예에서 더 상세히 설명된다.
대략적인 정렬 및 사전 보정 기술은 하전 입자 장치(401)에서 전자 광학 장치(404)를 고정하는 프로세스 전과 프로세스 중에 적용된다는 점에서 수동적 기술이다. 미세 정렬 기술은 하전 입자 장치(401)에 전자 광학 장치(404)를 장착한 후 기계적으로나 전자적으로 적용한다는 점에서 능동적인 기술이다.
도 4a 및 4b에는 도시되지 않았지만, 하전 입자 장치(401)는 하전 입자 경로(403) 상에 렌즈 및 도 1 내지 도 3을 참조하여 전술한 다른 구성요소와 같은 대체 및/또는 추가 구성요소를 포함할 수 있다. 특히, 실시예는 또한 소스로부터의 하전 입자 빔을 복수의 서브-빔으로 분할하는 하전 입자 투영 장치를 포함한다. 복수의 각각의 대물렌즈는 서브-빔을 샘플에 투영할 수 있다. 일부 실시예에서, 복수의 집광 렌즈가 대물 렌즈로부터 상향 빔으로 제공된다. 집광 렌즈는 각각의 서브-빔을 대물 렌즈의 중간 초점 상향 빔으로 집중시킨다. 일부 실시예에서, 시준기는 대물 렌즈로부터 상향 빔으로 제공된다. 초점 오류 및/또는 수차를 줄이기 위해 보정기가 제공될 수 있다. 일부 실시예에서, 그러한 보정기는 대물 렌즈에 통합되거나 대물 렌즈에 바로 인접하여 위치된다. 집광 렌즈가 제공되는 경우, 그러한 보정기는 추가로 또는 대안적으로 집광 렌즈에 통합되거나 집광 렌즈에 바로 인접하여 위치될 수 있고 및/또는 중간 초점에 또는 바로 인접하여 위치될 수 있다. 샘플에서 방출되는 하전 입자를 감지하기 위해 검출기가 제공된다. 검출기는 대물 렌즈에 통합될 수 있다. 검출기는 사용 시 시료와 대향하도록 대물렌즈의 바닥면에 위치할 수 있다. 집광 렌즈, 대물 렌즈 및/또는 검출기는 MEMS 또는 CMOS 장치로 형성될 수 있다.
도 4a에 도시된 바와 같이, 상향 빔 진공 록(406) 및 하향 빔 진공 록(407)은 하전 입자 장치의 진공 챔버가 나머지 하전 입자 장치(401)의 진공 상태로부터 격리되게 한다.
모듈(405)을 교체하는 프로세스는 다음 단계를 포함할 수 있다. 하전 입자가 방출되지 않도록 소스에 대한 전원 공급이 차단될 수 있다. 상향 빔 진공 록(406) 및 하향 빔 진공 록(407)은 모듈(405)을 포함하는 하전 입자 장치(401)의 영역이 하전 입자 장치(401)의 나머지 부분의 진공 상태로부터 격리될 수 있도록 폐쇄될 수 있다. 그 다음 모듈(405)을 포함하는 하전 입자 장치(401)의 영역이 통기될 수 있고 모듈(405)이 하전 입자 장치(401)로부터 제거될 수 있다. 미리 보정된 새로운 모듈은 실시예에 따른 대략적인 위치 설정 기술을 사용하여 하전 입자 장치(401)에 삽입되고 고정될 수 있다. 모듈(405)을 포함하는 하전 입자 장치(401)의 영역을 진공 상태로 되돌리기 위해 펌핑 프로세스가 수행될 수 있고 베이킹 프로세스가 또한 수행될 수 있다. 그러면 상향 빔 진공 록(406) 및 하향 빔 진공 록(407)이 모두 개방될 수 있다. 하전 입자가 방출되도록 소스에 대한 전원 공급 장치가 켜질 수 있다. 상향 빔 진공 록(406) 및 하향 빔 진공 록(407)이 개방될 때, 이들은 하전 입자 경로(403)에 방해를 일으키지 않는다. 따라서 하전 입자 경로(403)는 둘 모두가 개방될 때 상향 빔 진공 록(406) 및 하향 빔 진공 록(407) 모두를 통과할 수 있다. 실시예들에 따른 기계적 미세 정렬 공정이 수행될 수 있다. 고전압 테스트가 수행될 수 있다. 실시예들에 따른 전기적 미세 정렬 공정이 수행될 수 있다. 전자 광학 장치가 하전 입자 경로(403)와 적절하게 정렬되었다고 결정되면, 하전 입자 장치(401)는 사용할 준비가 된다.
도 5 및 도 6은 하전 입자 장치(401)에 설치된 모듈(405)의 개략도이다.
도 5는 모듈(405) 및 모듈(405)을 포함하는 하전 입자 장치(401)의 일부를 통한 개략적인 단면도를 도시한다. 단면은 하전 입자 경로(403)에 직각일 수 있는 평면에 있다.
모듈(405)이 교체 가능하기 위해서는 하전 입자 장치(401)의 실질적인 구성 요소의 실질적인 이동 없이 하전 입자 장치(401)에 모듈(405)을 제거 및 삽입하는 것이 모두 가능한 것이 바람직하다. 도 5에서, 구성요소(501, 502 및 504)는 하전 입자 장치(401)의 구성요소를 나타낸다. 구성요소(504)는 모듈이 들어맞는 데 필요한 부피를 정의하는 구조일 수 있다. 예를 들어, 구성요소(504)는 진공 챔버 벽일 수 있다. 구성요소(501, 502)는 구성요소(504)의 최대 크기를 제한하는 플러드 컬럼(flood column) 또는 다른 실질적인 구성요소와 같은 하전 입자 장치의 실질적인 구성요소일 수 있다.
구성요소(504)를 가로지르는 가장 가까운 간격은 예를 들어 80mm에서 120mm 범위일 수 있다. 모듈(405)의 최대 너비는 구성 요소(504)에 걸쳐 가장 가까운 간격보다 작거나 같아야 한다.
모듈(405)은 전자 광학 장치(404)를 포함한다. 모듈은 플랜지(flange)(701)를 포함할 수 있다. 플랜지 내에는 전자 광학 장치(404)를 위한 지지 회로 및 연결부가 있을 수 있다.
도 6은 모듈(405)을 포함하는 하전 입자 장치(401)의 일부를 통한 또 다른 개략적인 단면도를 도시한다. 단면은 하전 입자 경로(403)를 포함할 수 있는 평면에 있다. 모듈에 의해 지지되는 전자 광학 장치는 도시되지만, 모듈의 본체는 도시되지 않는다.
도 6에서, 구성요소(601 및 602)는 모듈(405)이 그 사이에 맞춰져야 하는 하전 입자 장치(401)의 구성요소이다. 컴포넌트(601)는 예를 들어 상향 빔 진공 록(406) 또는 다른 구성요소와 같은 조명 장치의 구성요소일 수 있다. 구성요소(602)는 예를 들어 하향 빔 진공 록(407) 또는 다른 구성요소일 수 있다. 하전 입자 경로(403)를 따른 방향에서, 모듈(405)이 그 사이에 맞춰져야 하는 하전 입자 장치(401)의 부분들 사이의 가장 가까운 간격은 40mm 내지 70mm 범위일 수 있다. 모듈(405)의 최대 높이는 하전 입자 경로(403)를 따라 이 가장 가까운 간격보다 작거나 같아야 한다.
도 7은 모듈(405) 및 모듈(405)을 포함하는 하전 입자 장치(401)의 일부를 통과하는 추가적인 개략적 단면도를 도시한다. 단면은 도 6에 도시된 것과 동일한 평면에 있다. 화살표로 표시된 바와 같이, 도 7은 하전 입자 장치(401)에 설치되는 과정에서의 모듈(405)을 도시한다.
모듈(405)은 전자 광학 장치(404)를 지지하는 본체(702)를 포함한다. 본체(702)는 하전 입자 장치(401)에 삽입되는 모듈(405)의 일부이다. 모듈(405)의 본체(702)는 하전 입자 장치(401)에서 모듈(405)을 수용하기 위해 진공 챔버에 삽입된다. 모듈(405)은 또한 본 명세서에서 모듈 플랜지(701)로 지칭되는 플랜지(701)를 포함한다. 모듈 플랜지(701)는 하전 입자 장치(401)에 고정 및 분리 가능한 모듈(405)의 일부일 수 있다. 모듈 플랜지(701)는 하전 입자 장치(401)의 외부에 유지되며 하전 입자 장치(401)에 삽입되지 않는다. 전자 광학 장치(404)와 플랜지(701)의 지지 회로 사이에 다수의 전기 커넥터가 제공될 수 있다.
하전 입자 장치(401)의 다른 구성요소의 위치는 하전 입자 경로(403)를 정의한다. 모듈(405)은 전자 광학 장치(404)가 하전 입자 경로(403)에 놓일 수 있도록 하전 입자 장치(401)에 전자 광학 장치(404)를 위치시킬 수 있다. 모듈(405)이 하전 입자 장치(401)에 고정된 후, 전자 광학 장치(404)의 위치 및/또는 하전 입자 경로의 미세 조정은 전자 광학 장치가 하전 입자 경로(403)와 적절하게 정렬되도록 이루어질 수 있다.
실시예는 모듈(405)이 하전 입자 장치(401)에 고정될 때 하전 입자 경로(403)에 대한 전자 광학 장치(404)의 위치의 미세 조정을 적용하기 위한 다수의 상이한 기술을 포함한다.
모듈(405)은 모듈(405)에서 전자 광학 장치(404)를 지지하도록 배열된 지지 장치를 포함할 수 있다. 전자 광학 장치(404)는 지지 장치에 고정되도록 지지 장치에 의해 유지된다. 전자 광학 장치(404)는 지지 장치에 고정된 PCB/스테이지를 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 지지 장치는 전자 광학 장치(404)가 고정되는 스테이지를 포함할 수 있다.
모듈(405)은 모듈(405)의 본체(702)에 대해 지지 장치를 이동시키도록 배열된 지지체 위치 설정 시스템을 더 포함할 수 있다. 전자 광학 장치(404)는 지지 장치에 고정되고 그에 따라 지지체 위치 설정 시스템이 지지 장치를 움직일 때 움직인다.
전자 광학 장치(404)는 하전 입자 경로(403)에 실질적으로 직교하는 실질적으로 평면 구조일 수 있다. 전자 광학 장치(404)의 평면은 x-y 평면으로 지칭될 수 있다. 하전 입자 축은 z축으로 지칭될 수 있다. 모듈은 또한 실질적으로 x-y 평면에 있는 실질적으로 평면 구조인 것으로 간주될 수 있다.
지지 장치 및 지지체 위치 설정 시스템은 또한 x-y 평면에서 실질적으로 평면 구조일 수 있다.
지지체 위치 설정 시스템은 지지 장치의 이동 및/또는 위치를 설정하기 위한 위치 검출 시스템을 포함할 수 있다. 위치 검출 시스템은 지지 장치의 이동 및 위치 지정의 정확성을 개선하는 데 사용될 수 있다. 위치 검출 시스템은 인코더와 같은 그리드 마크를 사용하여 지지 장치의 위치를 설정할 수 있다. 위치 검출 시스템은 지지 장치 및/또는 전자 광학 장치(404)의 이동 및/또는 위치를 설정하기 위해 지지 장치 및/또는 전자 광학 장치(404)의 피처를 사용할 수 있다. 예를 들어, 지지 장치 및/또는 전자 광학 장치(404)는 마커[예: 기준점(fiducials)], 정렬 개구부(예: 전자 광학 장치(404)의 제조에 사용하기 위해) 및 기능적 피처(예: 빔 조작기를 통한 개구부)과 같은 피처를 포함할 수 있다. 이러한 피처 중 임의의 피처는 지지 장치 및/또는 전자 광학 장치(404)의 움직임 및/또는 위치를 설정하고 그에 따라 적용된 움직임의 정확도를 결정하는 데 사용될 수 있다.
도 8은 제1 실시예에 따른 모듈(405)을 통한 단면도의 개략도를 도시한다. 단면은 하전 입자 경로(403)를 포함하는 평면에 있고 제1 실시예의 지지체 위치 설정 시스템(801)의 일부 세부사항을 보여준다.
도 9는 제1 실시예에 따른 모듈(405)을 통한 단면도의 개략도를 도시한다. 단면은 하전 입자 경로(403)에 직교하는 평면에 있고 제1 실시예의 지지체 위치 설정 시스템(801)의 일부 추가적인 세부사항을 보여준다.
지지 장치(807)는 전자 광학 장치(404)를 지지하도록 배열된다. 지지 장치(807)는 지지체 위치 설정 시스템(801)에 고정된다. 본 실시예에서, 지지 장치(807)는 지지체 위치 설정 시스템(801)과 별개의 구성요소일 수 있으며 지지체 위치 설정 시스템(801)에 고정될 수 있다. 예를 들어, 지지 장치는 전자 광학 장치의 열 팽창을 처리할 수 있도록 굴곡 장치를 포함할 수 있다. 대안적으로, 지지 장치(807)는 지지 장치(807) 및 지지체 위치 설정 시스템(801)이 동일한 구조의 일부가 되도록 지지체 위치 설정 시스템(801)과 통합될 수 있다.
지지체 위치 설정 시스템(801)은 실질적인 디스크를 포함한다. 디스크에는 상향 빔 표면과 하향 빔 표면이 존재한다. 상향 빔과 하향 빔 표면은 디스크의 주요 표면에 대향한다. 현재 실시예에서 디스크의 상향 빔 표면은 전자 광학 장치(404)에 가장 가까운 디스크의 주요 표면이다. 디스크의 하향 빔 표면은 전자 광학 장치(404)로부터 가장 멀리 있고 모듈(405)의 베이스(805)의 일부를 향하는 디스크의 주요 표면이다. 이것은 현재 설계에서 단순히 설계의 선택이고 전자 광학 장치(404)는 디스크의 하향-빔 표면에 더욱 가깝게 위치될 수 있다는 것이 명백할 것이다.
디스크는 실질적으로 환형일 수 있고 바람직하게 하전 입자 경로(403)를 위한 중앙 개구부(806)를 포함할 수 있다. 지지 장치(807)는 또한 실질적으로 환형일 수 있고 하전 입자 경로(403)를 위한 중앙 개구부를 포함할 수 있다. 평면도에서, 디스크의 외주(outer perimeter)는 실질적으로 원형일 수 있다. 그러나, 실시예는 또한 평면도에서 실질적으로 원형이 아닌 디스크의 외주를 포함한다. 예를 들어, 디스크의 외주는 실질적으로 육각형이거나 불규칙한 형상을 가질 수 있다.
현재 실시예의 디스크는 복수의 볼 베어링(803, 804) 또는 다른 유형의 하중 지지 회전 가능 객체에 의해 모듈(405)에서 지지된다. 디스크의 상향 빔 표면과 접촉하는 하나 이상의 볼 베어링(804)이 존재할 수 있다. 예를 들어, 디스크의 상향 빔 표면과 접촉하는 3개의 볼 베어링(804)이 존재할 수 있다. 디스크의 하향 빔 표면과 접촉하는 적어도 3개의 볼 베어링(803)이 존재할 수 있다. 대안적으로, 볼 베어링 대신 스프링이 디스크의 상향 빔 표면과 접촉하도록 제공될 수 있다. 스프링은 모듈(405)의 베이스(805)를 향하는 상향 빔 표면에 힘을 가하도록 배열될 수 있다.
하향 빔 표면과 접촉하는 볼 베어링(803)은 각각 모듈(405)의 베이스(805)와 접촉할 수 있다. 디스크의 상향 빔 표면과 접촉하는 볼 베어링(804)은 리프 스프링, 압축 스프링 또는 다른 유형의 탄성 부재와 같은 스프링(802)과 접촉하는 플레이트(808)와 각각 접촉할 수 있다. 각각의 스프링(802)은 축방향 스프링일 수 있다. 각각의 스프링(802)은 모듈(405)의 베이스(805)를 포함하는 모듈(405)의 하우징에 고정될 수 있다. 스프링(802)은 디스크에 대해 모든 볼 베어링(803, 804)을 누르는 힘을 인가한다. 하향 빔 표면과 접촉하는 볼 베어링(803)은 또한 모듈(405)의 베이스 내로 가압된다. 따라서 모든 볼 베어링(803, 804)은 스프링(802)에 의해 압축 상태로 유지된다.
각각의 플레이트(808)에 대해 대응하는 스프링이 있을 수 있지만, 실시예는 또한 모든 플레이트에 작용하는 단일 환형 축 스프링이 있는 것을 포함한다. 대안적으로, 플레이트(808)의 수에 제한되지 않고 사용되는 스프링의 수와 함께 하나 이상의 스프링이 사용될 수 있다.
대안적인 구현예에서, 도 8에 플레이트(808)가 도시된 곳에 축방향 스프링이 제공되고, 스프링(802)이 도시된 곳에 강성 플레이트가 제공된다. 압축 스프링 또는 다른 유형의 탄성 부재일 수 있는 축방향 스프링은 유사하게 모든 볼 베어링(803, 804)을 디스크에 대해 가압하는 힘을 인가한다.
모듈(405)의 평면에서 디스크를 이동시키기 위해 복수의 액추에이터(901, 902, 903)가 제공된다. 각각의 액추에이터(901, 902, 903)는 액추에이터 아암을 포함할 수 있다. 각각의 액추에이터 아암은 액추에이터(901, 902, 903)의 일부일 수 있다. 대안적으로, 각각의 액추에이터 아암은 각각의 액추에이터 아암이 액추에이터(901, 902, 903)에 연결된 각각의 액추에이터(901, 902, 903)에 대한 개별 구성요소일 수 있다. 액추에이터가 디스크(801)를 따라 상대적으로 낮은 마찰을 일으키면서 이동할 수 있도록 하는 각 액추에이터 아암 또는 일부 다른 수단의 끝에 롤러 베어링이 존재할 수 있다. 각각의 액추에이터(901, 902, 903)는 예를 들어 길이 방향 축을 갖는 선형 액추에이터일 수 있기에, 액추에이터 아암은 길이 방향 축을 따라 이동하도록 구성된다. 액추에이터(901, 902, 903)의 일부 또는 전부는 예를 들어 수동 및/또는 자동으로 작동될 수 있다. 대안적으로, 액추에이터(901, 902, 903)의 일부 또는 전부는 전동식, 공기압 제어식이거나 액추에이터 아암이 자동으로 움직일 수 있도록 이동 가능할 수 있다. 본 실시예의 디스크는 디스크의 측벽에 복수의 수용 부분(906, 907, 908)를 포함한다. 각각의 수용 부분(906, 907, 908)은 액추에이터 아암이 디스크에 힘을 가할 수 있도록 액추에이터 아암 중 하나의 단부를 수용하도록 배열될 수 있다. 각각의 수용 부분(906, 908)은 디스크의 원통형 측벽의 실질적으로 매끄러운 표면일 수 있다. 각 액추에이터 아암 끝에 있는 롤러 베어링은 측벽을 따라 움직일 수 있다. 수용 부분(907)은 예를 들어 디스크의 측벽에 압입부(indentation), 홈(groove) 또는 다른 구조적 요소를 구성할 수 있다. 대안적으로, 각각의 수용 부분(906, 907, 908)은 예를 들어 디스크의 측벽에서 압입부, 홈 또는 다른 구조적 요소를 구성할 수 있다.
제1 액추에이터(901)는 x-y 평면에 있을 수 있는 제1 선형 방향으로 디스크를 이동시키도록 배열될 수 있다. 제2 액추에이터(902)는 제1 방향에 직교하고 또한 x-y 평면에 있을 수 있는 제2 방향으로 디스크를 이동시키도록 배열될 수 있다. 예를 들어, 제3 액추에이터(903)는 Rz 회전(즉, z축에 대한 디스크의 이동)일 수 있는 x-y 평면 내의 회전을 디스크에 적용하도록 배열될 수 있다.
이 실시예에서, 제1 액추에이터(901)는 제1 액추에이터(901)의 길이 방향 축이 제1 방향뿐만 아니라 디스크의 Rz 회전 중심과 정렬되도록 배향될 수 있다. 제1 액추에이터(901)의 아암의 길이 방향 축을 따른 이동은 따라서 디스크를 제1 방향으로만 이동시키고 실질적으로 디스크를 회전시키지 않는다. 아암에 의한 제1 방향으로의 이동은 롤러가 수용 부분(908, 907, 906)의 표면 위로 구를 수 있도록 수용 부분(908, 907, 906)과 각각의 롤러 사이의 상대적인 운동을 야기한다.
현재 실시예에서, 제2 액추에이터(902)는 제2 액추에이터(902)의 길이 방향 축이 제2 방향 및 디스크의 Rz 회전 중심과 정렬되도록 배향될 수 있다. 따라서 제2 액추에이터(902)의 아암의 길이 방향 축을 따른 이동은 디스크를 제2 방향으로만 이동시키고 디스크를 실질적으로 회전시키지 않는다. 아암에 의한 제2 방향으로의 이동은 롤러가 수용 부분(908, 907, 906)의 표면 위로 구를 수 있도록 수용 부분(908, 907, 906)과 각각의 롤러 사이의 상대적인 운동을 야기한다.
이 실시예는 제3 액추에이터(903)의 길이 방향 축이 디스크의 Rz 회전 중심과 정렬되지 않도록 배향될 수 있는 제3 액추에이터(903)를 추가로 도시한다. 제3 액추에이터의 아암의 길이 방향 축의 수용 부분(907)은 디스크의 측벽으로부터의 돌출부일 수 있다. 따라서 길이 방향 축을 따른 제3 액추에이터(903)의 아암의 이동은 디스크를 회전시킨다. 디스크의 회전 운동은 롤러가 수용 부분(908, 907, 906)의 표면 위로 구를 수 있도록 수용 부분(908, 907, 906)과 각각의 롤러 사이에 상대적인 회전 운동을 야기한다.
지지체 위치 설정 시스템(801)은 또한 복수의 평면 스프링(904, 905) 또는 모듈(405)의 x-y 평면에서 액추에이터에 대해 디스크의 위치를 바이어스하기 위한 다른 힘 인가 장치 또는 탄성 부재를 포함할 수 있다.
각각의 평면 스프링(904, 905)은 예를 들어 길이 방향 축의 방향으로 힘을 가하도록 배열된 선형 스프링일 수 있다. 각각의 평면 스프링(904, 905)의 단부는 모듈(405)의 베이스(805)에 고정될 수 있고 각 스프링(904, 905)의 반대 쪽 단부는 디스크의 측벽에 고정되거나 그에 대해 가압될 수 있다.
x-y 평면 스프링(905)의 길이 방향 축은 디스크의 Rz 회전 중심과 정렬될 수 있으며, 이는 도 9에 도시된 바와 같이 개구부(806)의 중심에 있을 것이다. x-y 평면 스프링(905)은 예를 들어, 제1 액추에이터(901)의 액추에이터 아암의 수용 부분(908) 및 제2 액추에이터(902)의 액추에이터 아암의 수용 부분(906)에 대해 디스크의 반대쪽 단부에 배치되는 것으로 설명될 수 있다. 즉, 액추에이터(901, 902)에 의해 제1 및 제2 수용 부분(906, 908)에서 디스크(901)에 가해지는 힘에 대항할 수 있도록 x-y 평면 스프링(905)의 연결부가 디스크 상에 배열될 수 있다. 예를 들어, 평면 스프링은 제1 및 제2 방향에서 압축 상태에서 디스크를 유지하는 데 기여하도록 구성될 수 있다.
현재 실시예에서, 회전 평면 스프링(904)의 길이 방향 축은 디스크의 Rz 회전 중심과 정렬되지 않는다. 회전 평면 스프링(904)은 예를 들어 디스크 측면의 돌출부(909)에 고정될 수 있다. 회전 평면 스프링은 제3 액추에이터(903)의 액추에이터 아암이 디스크를 회전시키기 위해 연장될 때 회전 평면 스프링이 연장되도록 배열될 수 있다. 일 실시예에서, 제3 액추에이터 아암은 디스크 측면의 제3 수용 표면(907)에서 작동한다. 도 9에 도시된 바와 같이 액추에이터 아암이 확장되어 디스크가 시계 방향으로 회전한다. 회전 평면 스프링(904)은 디스크에 연결되어 디스크가 시계 방향으로 회전할 때 연장되고 디스크가 반시계 방향으로 회전할 때 압축된다. 따라서 회전 평면 스프링(904)은 제3 액추에이터(903)의 액추에이터 아암이 연장될 때 적용되는 회전에 대해 바이어싱된다.
본 실시예의 대안적인 실시예에서, 제1 및 제2 방향으로의 압축 하에 디스크를 유지하고 또한 제3 액추에이터(903)의 액추에이터 아암이 연장될 때 인가되는 회전에 대해 바이어스하기 위해 단일 평면 스프링이 사용된다. 평면 스프링의 단부는 모듈(405)의 베이스(805)에 고정될 수 있고 스프링의 반대쪽 단부는 디스크의 중앙 개구부의 에지 가까이에 고정될 수 있다. 스프링은 디스크의 Rz 회전 중심과 정렬되지 않도록 배열될 수 있다.
액추에이터(901, 902, 903)는 하전 입자 장치(401)의 일부일 수 있고 그러한 액추에이터는 모듈(405)의 일부가 아닐 수 있다. 액추에이터 아암은 수용 부분(906, 907, 908)에 접촉하기 위해 모듈(405)의 개구를 통해 연장될 수 있다. 대안적으로, 액추에이터(901, 902, 903)는 모듈(405) 내에 완전히 포함될 수 있고 모듈(405)의 일체형 부분일 수 있다.
위치 검출 시스템은 각각의 액추에이터 아암의 이동 및/또는 위치를 설정하도록 구성되고 배열될 수 있다. 대안적으로 또는 부가적으로, 위치 검출 시스템은 액추에이터 아암의 단부에서 각각의 롤러 베어링의 움직임 및/또는 위치를 설정하도록 구성 및 배열될 수 있다. 위치 및/또는 이동 변경은 인코더에 의해 결정될 수 있다. 위치 검출 시스템은 롤러 베어링에 대한 액추에이터의 반대쪽 단부에 있는 각 액추에이터의 본체, 각 액추에이터 아암 및/또는 각 롤러 베어링에 위치할 수 있다. 이러한 위치 및/또는 이동 결정은 지지 장치(807)의 이동 및/또는 위치를 추론하고 이를 통해 전자 광학 장치(404)의 이동 및/또는 위치를 추론하는 데 사용될 수 있다. 대안적으로, 위치 검출 시스템은 전자 광학 장치(404)의 이동 및/또는 위치를 결정하기 위해 지지 장치(807)를 포함하는 회전 디스크의 이동 및/또는 위치를 결정하도록 구성 및 배열될 수 있다.
따라서 제1, 제2 및 제3 액추에이터(901, 902, 903)의 작동은 x-y 평면에서 모듈(405)의 본체(702), 특히 모듈(405)의 플랜지(701)에 대해 지지 장치를 이동시킬 수 있고 지지 장치에 Rz 회전을 적용할 수 있다.
제2 실시예에 따르면, 지지체 위치 설정 시스템은 Rz 굴곡 장치 및 x-y 굴곡 장치를 포함한다. Rz 굴곡 장치 및 x-y 굴곡 장치는 스택으로 배열될 수 있다. 각각의 굴곡 장치는 x-y 평면에 배열된 실질적으로 평면 구조일 수 있다. 제2 실시예에 따른 지지체 위치 설정 시스템은 제1 실시예에서 설명된 것 대신에 사용될 수 있다. 실시예는 또한 제1 실시예에서 설명된 것들에 더하여 사용되는 제2 실시예에 따른 지지체 위치 설정 시스템의 요소를 포함한다.
도 10a는 제2 실시예에 따른 Rz 굴곡 장치를 통한 단면도의 개략도를 도시한다. 단면은 하전 입자 경로(403)에 직교하는 평면에 있다.
도 10b는 제2 실시예에 따른 x-y 굴곡 장치를 통한 단면도의 개략도를 도시한다. 단면은 하전 입자 경로(403)에 직교하는 평면에 있고 도 10a에 도시된 단면과는 하전 입자 경로를 따라 다른 위치에 있다.
도 10a에 도시된 바와 같이, Rz 굴곡 장치는 Rz 굴곡 장치에서, 바람직하게는 그 중심에, 개구부(1017)를 한정하는 실질적으로 원형인 구조(1005)를 포함한다. 개구부(1017)는 하전 입자 경로(403)가 Rz 굴곡 장치 배열을 통과할 수 있도록 한다. 사용 시, Rz 굴곡 장치는 바람직하게는 개구부(1017)의 중심이 하전 입자 경로(403)의 중심과 실질적으로 정렬되도록 위치될 수 있다. 실질적으로 원형인 구조는 평면도에서 원형이고 빔 경로를 따라 실질적으로 원통형일 수 있다.
이 실시예에서, Rz 굴곡 장치는 또한 크로스(cross) 형상을 형성하도록 배열된 크로스바(crossbars)를 포함한다. 크로스는 제1 크로스바와 제2 크로스바에 의해 형성된다. 제1 및 제2 크로스바는 실질적으로 원형인 구조(1005)에서 서로 교차한다.
제1 및 제2 크로스바는 바람직하게는 모두 x-y 평면에 있다. 제1 크로스바는 제1 방향으로 정렬될 수 있다. 제2 크로스바는 제2 방향으로 정렬될 수 있다. 제1 방향과 제2 방향은 서로 직교할 수 있다.
제1 크로스바는 제1 부분(1001) 및 제2 부분(1003)을 포함할 수 있다. 실질적인 원형인 구조(1005)는 제1 크로스바의 제1 부분(1001)과 제2 부분(1003) 사이에 있고 이들에 의해 지지될 수 있다. 제2 크로스바는 제1 부분(1004) 및 제2 부분(1002)을 포함할 수 있다. 실질적인 원형인 구조(1005)는 제2 크로스바의 제1 부분(1004)과 제2 부분(1002) 사이에 있고 이에 의해 지지될 수 있다. 실질적으로 원형인 구조(1005)는 평면에서 볼 때 원형인 원통형 구조물일 수 있다.
굴곡부는 굴곡 베이스(1011) 및 이동식 본체(1010)를 포함한다. 굴곡 베이스(1011)는 모듈(405)의 본체(702)에 고정되고 모듈(405)의 본체(702)에 대해 실질적으로 이동 불가능하다.
이동식 본체(1010)는 실질적으로 C자형 또는 초승달형(crescent shaped)일 수 있다.
제1 크로스바의 제1 부분(1001)의 단부는 실질적으로 원형인 구조(1005)에 고정된 제1 부분(1001)의 타 단부와 함께 굴곡 베이스(1011)에 고정될 수 있다. 제1 크로스바의 제2 부분(1003)의 단부는 실질적으로 원형인 구조(1005)에 고정된 제2 부분(1003)의 타 단부와 함께 이동식 본체(1010)에 고정될 수 있다.
제2 크로스바의 제1 부분(1004)의 단부는 실질적으로 원형인 구조(1005)에 고정된 제1 부분(1004)의 타 단부와 함께 굴곡 베이스(1011)에 고정될 수 있다. 제2 크로스바의 제2 부분(1002)의 단부는 실질적으로 원형인 구조물(1005)에 고정된 제2 부분(1002)의 타 단부와 함께 이동식 본체(1010)에 고정될 수 있다. 따라서 이동식 본체(1010)는 제1 크로스바, 제2 크로스바 및 실질적으로 원형인 구조물(1005)에 의해 굴곡 베이스(1011)에 부착된다.
이동식 본체(1010)가 Rz로 회전할 수 있도록 제1 크로스바 및 제2 크로스바가 구부러질 수 있다. 이동식 본체(1010)의 Rz 회전 중심은 실질적으로 원형인 구조물(1005)의 중심점에 가깝거나 중심점에 있을 수 있다.
지지체 위치 설정 시스템은 스프링(1006) 또는 기타 힘 인가 장치 또는 탄성 부재를 포함할 수 있다. 스프링(1006)의 단부는 굴곡 베이스(1011)에 고정될 수 있고 타 단부는 이동식 본체(1010)의 단부에 고정될 수 있다. 굴곡 베이스(1011)에 고정된 스프링(1006)의 단부는 굴곡 베이스(1011)에 고정된 제2 크로스바의 제1 부분(1004)의 단부와 실질적으로 동일한 위치에 고정될 수 있다. 스프링(1006)에 의해 인가되는 방향은 굴곡 베이스의 측벽에 직교하고 실질적으로 원형인 구조(1005)와 일직선이 아닌 방향일 수 있다. 따라서 스프링(1006)에 의해 가해지는 힘은 이동식 본체(1010)의 회전 중심을 향하지 않는다. 따라서 스프링(1006)의 효과는 이동식 본체(1010)를 z축 주위로 회전시키는 바이어스 힘을 가하는 것이다.
제1 실시예에 대해 설명된 바와 같이, Rz 굴곡 장치를 회전시키기 위해 제3 선형 액추에이터(1009)가 제공될 수 있다. 제3 선형 액추에이터(1009)는 수동 또는 자동으로 작동될 수 있다. Rz 굴곡 장치는 수용 부분(1018)을 포함한다. 수용 부분(1018)은 제3 액추에이터(1009)의 액추에이터 아암의 단부를 수용하도록 배열되어 액추에이터 아암이 Rz 굴곡 장치를 회전시키기 위한 힘을 인가할 수 있다.
이동식 본체(1010)는 x-y 굴곡 장치에 볼트로 고정되는 것과 같이 고정될 수 있다.
도 10b에 도시된 바와 같이, x-y 굴곡 장치는 Rz 굴곡 장치에 고정될 수 있는 외부 구조체(1014)를 포함한다. 외부 구조물(1014)은 실질적으로 L자형일 수 있다. 외부 구조체(1014)는 강체(rigid body)일 수 있다.
x-y 굴곡 장치는 x-y 굴곡 장치에서 개구부를 정의하는 실질적으로 원형인 구조(1017)를 포함하는 중앙 구조체(1012)를 포함한다. 중앙 구조체(1012)는 강체일 수 있다. 개구부는 하전 입자 경로(403)가 x-y 굴곡 장치를 통과할 수 있도록 한다. 사용 시, x-y 굴곡 장치는 개구부의 중심이 하전 입자 경로(403)와 실질적으로 정렬되도록 위치될 수 있다.
제1 실시예에 대해 기술된 바와 같이, 제1 선형 액추에이터(1007) 및 제2 선형 액추에이터(1008)는 x-y 평면에서 직교 방향으로 x-y 굴곡 장치를 이동시키기 위해 제공된다. 제1 선형 액추에이터(1007) 및 제2 선형 액추에이터(1008)는 수동 또는 자동으로 작동될 수 있다. x-y 굴곡 장치는 제1 수용 부분(1015) 및 제2 수용 부분(1016)을 포함한다. 각각의 수용 부분(1015, 1016)은 액추에이터 아암이 x-y 굴곡 장치에 힘을 인가할 수 있도록 액추에이터 아암 중 하나의 단부를 수용하도록 배열된다.
x-y 굴곡 장치는 중간 구조체(1013)를 포함한다. 중간 구조체(1013)는 실질적으로 정사각형인 개구부 주위에 실질적으로 정사각형인 외주를 가질 수 있다. 중간 구조체(1013)는 강체일 수 있다. 중앙 구조체(1012)는 중앙 구조체(1012)가 중간 구조체(1013)에 의해 x-y 평면에서 둘러싸이도록 중간 구조체(1013)의 개구부에 제공될 수 있다. 중간 구조체(1013)는 외부 구조체(1014), 수용 부분(1015) 및 수용 부분(1016)에 의해 적어도 부분적으로 둘러싸일 수 있다.
수용 부분(1015)은 로드 또는 바(bar)와 같은 제1 커넥터에 의해 중앙 구조체(1012)에 직접 연결될 수 있다. 실질적으로 제2 선형 액추에이터(1008)의 길이 방향 축과 일직선으로 그리고 제1 커넥터의 연결 지점에 대한 중앙 구조체의 반대측에서, 스프링(1019) 또는 다른 유형의 바이어싱 장치가 중간 구조체(1013)와 외부 구조체(1014) 사이에 위치할 수 있다.
수용 부분(1016)은 로드 또는 바와 같은 제2 커넥터에 의해 중앙 구조체(1012)에 직접 연결될 수 있다. 실질적으로 제1 선형 액추에이터(1007)의 길이 방향 축과 일직선으로 그리고 제2 커넥터의 연결 지점에 대한 중앙 구조체의 반대측에서, 스프링(1020) 또는 다른 유형의 바이어싱 장치가 중앙 구조체(1012)와 외부 구조체(1014) 사이에 위치할 수 있다.
x-y 굴곡 장치는 리프 스프링(leaf springs)(1021, 1022, 1023 및 1024)을 포함한다. 리프 스프링(1021, 1022, 1023 및 1024)은 대안적으로 다른 유형의 탄성 부재일 수 있다.
중간 구조체(1013)는 리프 스프링(1021 및 1024)에 의해 외부 구조체(1014)에 연결될 수 있다. 리프 스프링(1021 및 1024)은 중간 구조체(1013)의 반대편에 배열될 수 있다. 리프 스프링(1021 및 1024)은 모두 제2 선형 액추에이터(1008)의 길이 방향 축과 실질적으로 직각으로 정렬되도록 배열될 수 있다.
중간 구조체(1013)는 리프 스프링(1022 및 1023)에 의해 중앙 구조체(1012)에 연결될 수 있다. 리프 스프링(1022 및 1023)은 중간 구조체(1013)의 반대편에 배열될 수 있다. 리프 스프링(1022 및 1023)은 모두 제1 선형 액추에이터(1007)의 길이 방향 축과 실질적으로 직각으로 정렬되도록 배열될 수 있다.
리프 스프링(1022 및 1023)은 중간 구조체(1013)에 대한 중앙 구조체(1012)의 이동을 가능하게 한다. 따라서 중앙 구조체(1012)는 외부 구조체(1014)에 대해 이동된다. 따라서, 제1 액추에이터(1007)의 아암의 선형 연장은 스프링(1020)의 바이어스에 대해 제2 방향으로 중앙 구조체(1012)를 이동시킬 수 있다. 유사하게, 스프링(1020)의 바이어스는 제1 액추에이터(1007)의 아암이 수축하는 경우 반대 방향으로 중앙 구조체(1012)를 이동시킬 수 있다.
리프 스프링(1021, 1024)은 외부 구조체(1014)에 대한 중간 구조체(1013) 및 중앙 구조체(1012)의 이동을 허용한다. 따라서, 제2 액추에이터(1008)의 아암의 선형 연장은 스프링(1019)의 바이어스에 대해 제2 방향으로 중앙 구조체(1012)를 이동시킬 수 있다. 유사하게, 스프링(1019)의 바이어스는 제2 액추에이터(1008)의 아암이 수축하는 경우 반대 방향으로 중앙 구조체(1012)를 이동시킬 수 있다.
따라서 제1 액추에이터(1007) 및 제2 액추에이터(1008)는 x-y 평면에서 직교하는 방향으로 중앙 구조체(1012)를 이동시키도록 배열될 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 실시예의 굴곡 장치는 Rz 굴곡 장치와 x-y 굴곡 장치의 스택일 수 있다. Rz 굴곡 장치는 모듈의 베이스에 고정될 수 있고 x-y 굴곡 장치는 예를 들어 Rz 굴곡 장치의 상향 빔에 고정될 수 있다. Rz 굴곡 장치의 원형 구조(1005)는 x-y 굴곡 장치의 원형 구조(1017)와 실질적으로 정렬될 수 있다.
제1 액추에이터(1007)의 아암의 길이 방향 축은 이동식 본체(1010)의 Rz 회전 중심뿐만 아니라 Rz 굴곡 장치의 제1 크로스바의 길이 방향 축과 실질적으로 정렬될 수 있다. 따라서 축은 이동식 본체(1010)를 제1 방향으로만 이동시키고 이동식 본체(1010)를 실질적으로 회전시키지 않는다.
제2 액추에이터(1008)의 아암의 길이 방향 축은 이동식 본체(1010)의 Rz 회전 중심뿐만 아니라 Rz 굴곡 장치의 제2 크로스바의 길이 방향 축과 실질적으로 정렬될 수 있다. 따라서 축은 이동식 본체(1010)를 제2 방향으로만 이동시키고 이동식 본체(1010)를 실질적으로 회전시키지 않는다.
제3 액추에이터(1009)의 아암의 길이 방향 축은 이동식 본체(1010)의 Rz 회전 중심과 정렬되지 않는다. 제3 액추에이터(1009)의 아암의 길이 방향 축의 수용 부분은 이동식 본체(1010)의 측면의 노치 또는 리세스일 수 있다. 따라서 길이 방향 축을 따라 아암이 움직이면 굴곡 장치가 Rz로 회전한다. 제3 액추에이터(1009)의 아암의 연장에 의해 인가된 Rz 회전은 이동식 본체(1010)가 회전 압축 하에 유지되도록 스프링(1006)을 압축할 수 있다.
x-y 굴곡 장치는 Rz 굴곡 장치의 이동식 본체(1010)에 고정되므로 이동식 본체(1010)가 회전할 때 전체 x-y 굴곡 장치가 회전한다.
x-y 굴곡 장치의 중심 구조(1012)는 지지 장치일 수 있고 전자 광학 장치(404)를 고정하기 위한 피처를 포함할 수 있다.
대안적으로, 지지 장치는 도 10b에 도시된 것과는 별개의 구조체일 수 있고 중앙 구조체(1012)에 고정될 수 있다. 지지 장치는 중앙 구조체(1012)에 고정되어 지지 장치와 중앙 구조체(1012) 사이에 상대적인 이동이 실질적으로 존재하지 않도록 할 수 있다.
따라서 굴곡 장치는 x-y 평면 및 Rz에서 액추에이터(1007, 1008, 1009)에 의해 이동될 수 있는 이동식 본체(1010)를 포함한다. 제1 실시예에 대해 기술된 바와 같이, 위치 검출 시스템은 각각의 액추에이터 아암 또는 이동식 본체의 움직임 및/또는 위치를 결정할 수 있다. 이러한 결정은 지지 장치의 이동 및/또는 위치를 추론하고 최종적으로 전자 광학 장치(404)(도시되지 않음)의 이동 및/또는 위치를 결정하는 데 사용될 수 있다.
x-y 굴곡 장치는 단일 구조일 수 있다. 대안적으로, x-y 굴곡 장치는 복수의 적층된 굴곡부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 액추에이터(1007)에 의한 제1 방향으로의 이동을 위한 제1 굴곡부 및 제2 액추에이터(1007)에 의한 제2 방향으로의 이동을 위한 제2 선형 굴곡부를 포함할 수 있다.
x-y 굴곡 장치의 대안적인 구현에서, 제1 커넥터가 중앙 구조체(1012)를 연결하는 대신 수용 부분(1015)이 제1 커넥터에 의해 중간 구조체(1013)에 직접 연결될 수 있다. 유리하게는, 제1 액추에이터(1007)에 의한 제1 방향으로의 이동은 리프 스프링(1022)에 더 적은 힘을 인가한다. 스프링(1020)은 중앙 구조체(1012)와 외부 구조체(1014) 대신에 중앙 구조체(1012)와 중간 구조체(1013) 사이에 배열될 수도 있다. 유리하게는, 제2 액추에이터(1008)에 의한 제2 방향으로의 움직임은 리프 스프링(1021)에 더 적은 힘을 인가한다.
제2 실시예의 바람직한 실시예에서, Rz 굴곡 장치는 모듈의 본체에 직접 고정되고 x-y 굴곡 장치는 Rz 굴곡 장치 상에 제공되며 Rz 굴곡 장치에만 고정된다. 이 구현에서, 제1 선형 액추에이터(1007) 및 제2 선형 액추에이터(1008)에 의해 인가되는 힘은 실질적으로 Rz 굴곡 장치의 크로스바의 길이 방향 축을 따른다. 그러나, 실시예는 또한 모듈의 본체에 직접 고정되는 x-y 굴곡 장치 및 Rz 굴곡 장치 상에 제공되고 Rz 굴곡 장치에만 고정되는 Rz 굴곡 장치를 포함한다.
제3 실시예에 따르면, 지지체 위치 설정 시스템은 스테이지를 이동시키도록 구성된 복수의 압전 액추에이터 장치를 포함한다. 제3 실시예에 따른 지지체 위치 설정 시스템은 제1 및/또는 제2 실시예에서 설명된 것 대신에 사용될 수 있다. 제1 및 제2 실시예와 달리 액추에이터는 모듈에 포함될 수 있다. 실시예는 또한 제1 및/또는 제2 실시예에서 설명된 것들에 추가하여 사용되는 제3 실시예에 따른 지지체 위치 설정 시스템의 요소를 포함한다. 이러한 구성에서 액추에이터는 모듈 내부와 모듈 외부 모두에 위치할 수 있다.
제3 실시예는 도 11a 내지 11i에 도시되어 있다. 도 11a는 하전 입자 경로(403)에 직각인 평면에서 모듈(405)을 통한 단면의 개략적인 평면도를 도시한다. 도 11b는 하전 입자 경로(403)를 포함하는 평면에서 모듈(405)을 통한 단면의 개략도를 도시한다. 도 11c 내지 11e는 제3 실시예의 제1 구현에서 압전 액추에이터 장치의 작동 상태를 보여주는 스테이지(1109)의 개략적인 평면도를 도시한다.
도 11c 내지 11e에 도시된 바와 같이, 예를 들어 스테이지(1109)의 주변 주위에 등거리로 이격된 3개의 압전 액추에이터 장치(1101, 1102, 1103)가 있을 수 있다. 모든 압전 액추에이터 장치(1101, 1102, 1103)는 스테이지(1109)의 동일한 주요 표면, 예를 들어, 도 11b에 도시된 바와 같이 모듈(405)을 향하는 스테이지(1109)의 주요 표면과 접촉할 수 있다. 평면도에서, 모든 압전 액추에이터 장치(1101, 1102, 1103)는 스테이지(1109)와 중첩된다. 압전 액추에이터 장치(1101, 1102, 1103) 각각에 대해 압전 액추에이터와 스테이지(1109) 사이에 접촉 패드(contact pad)가 제공될 수 있다. 접촉 패드는 세라믹이거나 절연층과 함께 다른 재료일 수 있다.
각각의 압전 액추에이터 장치(1101, 1102, 1103)는 예를 들어 2축 전단 모드(2-axis shear mode) 압전 액추에이터일 수 있다. 도 11b에 도시된 바와 같이, 각각의 압전 액추에이터 장치(1101, 1102, 1103)는 2개의 압전 액추에이터의 스택을 포함할 수 있다. 각 스택의 각 압전 액추에이터는 스테이지를 반대쪽 양방향으로 이동시키도록 배열될 수 있다. 각각의 압전 액추에이터 장치(1101, 1102, 1103)는 압전 액추에이터 중 하나에 의한 스테이지의 움직임이 다른 압전 액추에이터에 의한 스테이지의 움직임과 직교하도록 배열되는 압전 액추에이터를 포함할 수 있다.
각각의 압전 장치(1101, 1102, 1103)는 탄성 부재, 예를 들어 스프링(1104, 1105) 또는 기타 힘 인가 장치에 의해 작동될 수 있다. 도 11b에는 도시되지 않았지만, 각각의 스프링은 나선형 스프링일 수 있다. 각각의 스프링(1104, 1105)은 스프링(1104, 1105)에 의해 작동되는 대응하는 압전 액추에이터(1101, 1102, 1103)에 스테이지(1109)의 대향하는 주 표면과 접촉하도록 배열된다. 따라서 스테이지(1109)는 스프링(1104, 1105)에 의해 압전 액추에이터(1101, 1102, 1103) 내로 가압된다. 도 11a 및 11b에 도시된 바와 같이, 압전 장치(1101)는 스프링(1104)에 의해 작동되고 압전 장치(1102)는 스프링(1105)에 의해 작동된다.
압전 장치(1101, 1102, 1103)는 스테이지를 x-방향일 수 있는 제1 방향으로 선형으로 이동시키고, 제1 방향에 직교할 수 있는 제2 방향, 예를 들어 y-방향으로 선형으로 이동시키며 스테이지(1109)의 평면에서 스테이지(1109)를 회전(Rz의 움직임일 수 있음)시킬 수 있다.
도 11c에 도시된 바와 같이, 모든 압전 장치(1101, 1102, 1103)는 서로 다른 방향의 선형 힘을 생성하도록 작동될 수 있으며, 그 알짜 효과는 스테이지를 회전시키는 힘이다. 회전 방향은 압전 장치(1101, 1102, 1103)의 모든 선형 이동 방향을 변경함으로써 변경될 수 있다.
도 11d에 도시된 바와 같이, 모든 압전 장치(1101, 1102, 1103)는 서로 다른 방향의 선형 힘을 생성하도록 작동될 수 있으며, 그 알짜 효과는 스테이지를 x 방향으로 선형으로 이동시키는 힘이다. 이동 방향은 압전 장치(1101, 1102, 1103)의 모든 선형 이동 방향을 변경함으로써 변경될 수 있다.
도 11e에 도시된 바와 같이, 모든 압전 장치(1101 및 1102)는 서로 다른 방향의 선형 힘을 생성하도록 작동될 수 있으며, 그 알짜 효과는 스테이지를 y-방향으로 선형으로 이동시키는 힘이다. 이동 방향은 압전 장치(1101, 1102)의 선형 이동 방향을 변경함으로써 변경될 수 있다.
제3 실시예의 제2 구현이 도 11f 내지 11i에 도시되어 있다. 제2 구현은 압전 액추에이터 장치(1106, 1107, 1108) 중 적어도 2개가 3축 전단 모드 압전 액추에이터라는 점에서 제1 구현과 상이할 수 있다. 3개의 압전 액추에이터의 스택형 배열은 더 많은 이동 정도를 제공할 수 있고 그에 따라 압전 액추에이터 장치(1106, 1107, 1108)에 의해 x-방향 및 y-방향으로 적용되는 이동 및 Rz에 대한 회전 운동의 정확도를 향상시킬 수 있다.
제2 구현은 또한 압전 액추에이터 장치(1106, 1107, 1108)가 배향되는 방식에서 제1 구현과 상이할 수 있다. 제2 구현에서, 각각의 압전 장치(1101, 1102, 1103)는 제1 구현에 대해 기술된 바와 같이 스프링(1104, 1105) 또는 다른 힘 인가 장치에 의해 미리 로드될 수 있다.
도 11f 제2 구현에서 압전 액추에이터 장치(1106, 1107, 1108)의 배향을 보여주는 스테이지(1109)의 개략적인 평면도를 도시한다.
도 11g는 압전 액추에이터 장치(1106)에서 제1 압전 액추에이터(1106a), 제2 압전 액추에이터(1106b) 및 제3 압전 액추에이터(1106c)의 가능한 작동 상태를 도시한다. 각각의 압전 액추에이터는 스테이지(1109)를 2개의 반대 방향으로 선형으로 이동시키도록 배열된다. 제1 압전 액추에이터(1106a)에 의해 가해지는 움직임은 y 방향일 수 있다. 제2 압전 액추에이터(1106b)에 의해 가해지는 움직임은 x 방향일 수 있다. 제3 압전 액추에이터(1106c)는 제1 및 제2 압전 액추에이터에 의해 가해지는 이동 방향에 대해 각진, 즉 평행하거나 직각이 아닌 선형 이동을 적용할 수 있다. 제3 압전 액추에이터(1106c)에 의해 가해지는 이동 방향은 스테이지(1109)의 주변의 가장 가까운 부분에 실질적으로 접하는 방향일 수 있고, 이에 의해 스테이지(1109)에 회전을 가하도록 배열될 수 있다.
도 11h는 압전 액추에이터 장치(1107)에서 제1 압전 액추에이터(1107a), 제2 압전 액추에이터(1107b) 및 제3 압전 액추에이터(1107c)의 가능한 작동 상태를 도시한다. 각 압전 액추에이터는 반대쪽 양방향으로 스테이지를 선형으로 이동시키게끔 배열된다. 제1 압전 액추에이터(1107a)에 의해 가해지는 움직임은 y 방향일 수 있다. 제2 압전 액추에이터(1107b)에 의해 가해지는 움직임은 x 방향일 수 있다. 제3 압전 액추에이터(1107c)는 제1 및 제2 압전 액추에이터에 의해 가해지는 이동 방향에 대해 각진, 즉 평행하거나 직각이 아닌 선형 이동을 가할 수 있다. 제3 압전 액추에이터(1107c)가 가하는 이동 방향은 스테이지(1109) 주변의 가장 가까운 부분에 실질적으로 접하는 방향으로 하여 스테이지(1109)에 회전을 가하도록 배치될 수 있다.
압전 액추에이터 장치(1108)는 2개의 압전 액추에이터의 스택만을 포함할 수 있다. 도 11i는 압전 액추에이터 장치(1108)에서 제1 압전 액추에이터(1108a) 및 제2 압전 액추에이터(1108b)의 가능한 작동 상태를 도시한다. 각 압전 액추에이터 장치는 두 개의 반대 방향으로 선형으로 스테이지를 이동시키도록 배열된다. 제1 압전 액추에이터(1108a)에 의해 가해지는 움직임은 y-방향일 수 있다. 제2 압전 액추에이터(1108b)에 의해 가해지는 움직임은 x-방향일 수 있다.
스택은 다른 스택과 동일한 높이가 되도록 스페이서(1108c), 즉 블랭크를 포함할 수 있다.
도 11f 내지 11i에 도시된 실시예는 x-방향 및 y-방향으로 움직임을 적용하도록 배열된 각각의 스택에서 압전 액추에이터만을 활성화함으로써 스테이지가 x-방향 및 y-방향으로 이동될 수 있게 한다. 스테이지는 제2 압전 액추에이터(1108b)에 의한 움직임뿐만 아니라 제3 압전 액추에이터(1106c, 1107c)에 의한 움직임을 가함으로써 회전될 수 있다.
상술한 본 실시예의 제1 및 제2 실시예에서, 프리로딩(preloading) 스프링의 단부는 스테이지가 이동될 때 스테이지(1009)의 표면 위로 이동할 수 있다. 이를 방지하기 위해, 본 실시예의 전술한 제1 및 제2 구현은 대안적으로 스테이지의 상향 빔 및 하향 빔 주요 표면 모두에 작용하도록 배열된 대응하는 압전 액추에이터 장치를 가질 수 있다. 즉, 프리로딩 스프링 또는 다른 힘 인가 장치는 상향 빔 주 표면 스테이지(1009)와 접촉하는 제1 압전 액추에이터 장치와 접촉할 수 있다. 제1 압전 액추에이터 장치에 대응하고 제1 압전 액추에이터 장치와 z-방향으로 인라인으로 배열된 제2 압전 액추에이터 장치는 하향 주 표면 스테이지(1009) 및 모듈의 베이스와 접촉할 수 있다. 접촉 패드는 각 부품 사이에 위치할 수 있다.
본 실시예에서, 지지 장치는 전자 광학 장치(404)를 유지하도록 구성된 스테이지(1109)의 일부일 수 있다. 대안적으로, 지지 장치는 스테이지(1109)에 고정되는 별도의 구성요소일 수 있다.
도 12a 내지 12d에 도시된 제4 실시예에 따르면, 지지체 위치 설정 시스템은 스테이지를 이동시키도록 구성된 복수의 압전 액추에이터 장치(1201, 1202, 1205, 1206)를 포함한다. 제4 실시예에 따른 지지체 위치 설정 시스템은 제1, 제2 및/또는 제3 실시예에서 설명된 것 대신에 사용될 수 있다. 실시예는 또한 제1 실시예, 제2 실시예 및/또는 제3 실시예에 설명된 것들에 추가하여 사용되는 제4 실시예에 따른 지지체 위치 설정 시스템의 요소를 포함한다.
도 12a는 모듈(405)의 개략적인 평면도를 도시한다. 모듈은 압전 장치(1205) 및 압전 장치(1206)를 포함한다. 압전 장치(1205)는 압전 장치(1206)를 x-방향으로 양방향으로(bi-directionally) 이동시킬 수 있도록 배열될 수 있다. 압전 장치(1206)는 스테이지를 구성하는 모듈(405)의 일부를 y-방향으로 양방향으로 이동시킬 수 있도록 배열될 수 있다. 실시예는 또한 y-방향으로 움직임을 교대로 적용하는 압전 장치(1205) 및 x-방향으로 움직임을 교대로 적용하는 압전 장치(1206)를 포함한다. 모듈(405)은 또한 Rz 주위의 스테이지에 양방향 회전을 적용하기 위한 하나 이상의 압전 장치를 포함한다.
도 12b는 스테이지 및 압전 액추에이터 장치(1201, 1202)를 포함하는 모듈(405)의 일부의 개략적인 평면도이다.
도 12b에 도시된 바와 같이, 지지체 위치 설정 시스템은 2개의 압전 장치(1201, 1202)를 포함할 수 있다. 현재 실시예에서, 압전 장치(1201, 1202)는 스테이지의 반대편에 있을 수 있다. 즉, 압전 액추에이터 장치(1201)는 제1 위치에서 스테이지의 측벽과 접촉할 수 있고, 압전 액추에이터 장치(1202)는 예를 들어 제1 위치와 정반대인 제2 위치에서 스테이지의 측벽과 접촉할 수 있다.
제4 실시예에서, 각각의 압전 장치(1201, 1202)는 x축일 수 있는 제1 축을 따라 선형 방향으로 이동하도록 배열된 압전 액추에이터(들)를 포함할 수 있다. 각각의 압전 액추에이터 장치(1201, 1202)는 또한 압전 액추에이터 장치(1201, 1202)에 의해 이동되는 블록을 포함할 수 있고 스테이지의 측벽에 대해 가압되는 압전 액추에이터 장치(1201, 1202)의 일부이다. 제3 실시예에 대해 전술한 바와 같이, 각각의 압전 액추에이터 장치와 스테이지 사이에 접촉 패드가 제공될 수 있다.
각각의 압전 액추에이터 장치(1201, 1202)는 스프링(1203, 1204) 또는 기타 힘 인가 장치에 의해 프리로딩될 수 있다. 스프링(1203)은 스테이지에 대한 압전 액추에이터 장치(1201)의 반대쪽에 배치되고 압전 액추에이터 장치(1201)를 스테이지로 가압하도록 배치된다. 유사하게, 스프링(1204)은 스테이지에 대한 압전 액추에이터 장치(1202)의 반대편에 배치되고 압전 액추에이터 장치(1202)를 스테이지 내로 가압하도록 배열된다. 따라서 스테이지는 압전 액추에이터 장치(1201, 1202)에 의해 압축 상태로 유지된다. 도 12b에 도시된 바와 같이, 압전 액추에이터 장치(1201)는 스프링(1203)에 의해 프리로딩되고 압전 장치(1202)는 스프링(1204)에 의해 프리로딩된다.
제4 실시예에서, 스테이지는 압전 액추에이터 장치(1205)에 의해 x-방향으로 이동될 수 있다. 스테이지는 압전 액추에이터 장치(1206)에 의해 y-방향으로 이동될 수 있다.
압전 액추에이터 장치(1201) 및 압전 액추에이터 장치(1202)가 동일한 양만큼 서로 반대 방향으로 이동하도록 배열될 때, 스테이지는 Rz에 대해 회전될 것이다.
도 12c에 도시된 바와 같이, 압전 액추에이터 장치(1201 및 1202)는 스테이지와 동일한 평면에 제공될 수 있다. 압전 액추에이터 장치(1201 및 1202)는 스테이지를 지지하고 스테이지에 회전을 적용할 수 있는 베어링으로 배열된다.
도 12d는 도 12d에 도시된 것에 대한 대안적인 배열을 도시한다. 스테이지는 스테이지를 지지하기 위한 기계식 베어링에 위치한다. 압전 액추에이터 장치(1201 및 1202)는 스테이지의 주요 지지체가 되지 않고 스테이지에 회전을 적용할 수 있다.
실시예는 또한 기계식 베어링을 사용하는 것에 대한 스테이지의 대안적인 지지 장치를 포함한다. 스테이지는 고정된 지지체에 놓인 원형 홈을 포함할 수 있다. 리프 스프링과 같은 하나 이상의 바이어싱 부재가 스테이지를 지지부로 가압하기 위해 제공될 수 있다.
본 실시예에서, 지지 장치는 전자 광학 장치(404)를 지지하도록 구성된 스테이지의 일부일 수 있다. 대안적으로, 지지 장치는 스테이지에 고정되는 별도의 구성요소일 수 있다.
도 13에 도시된 제5 실시예는 스테이지를 회전시키도록 구성된 단일 압전 액추에이터 장치(1302)를 포함하는 지지체 위치 설정 시스템에 의해 제4 실시예와 상이하다.
도 13은 스테이지 및 스테이지를 회전시키기 위한 압전 액추에이터 장치(1302)를 포함하는 모듈(405)의 일부의 개략적인 평면도를 도시한다.
압전 액추에이터 장치(1302)는 제5 실시예에서 이미 설명한 압전 액추에이터 장치(1201, 1202) 중 하나와 동일할 수 있다. 따라서 압전 액추에이터 장치는 선형으로 움직일 수 있다.
압전 액추에이터 장치는 평면도에서 스테이지에 인접하고 스테이지와 접촉한다. 압전 액추에이터 장치(1302)는 스프링(1301) 또는 다른 힘 인가 장치에 의해 프리로딩될 수 있다. 스프링(1301)은 스테이지에 대한 압전 액추에이터 장치(1302)의 반대편에 배치되고 스테이지에 대해 압전 액추에이터 장치(1302)를 가압하도록 배열된다.
스테이지에 대한 접선(tangential) 방향으로의 압전 액추에이터 장치(1302)의 선형 이동은 스테이지를 회전시킨다.
스테이지의 선형 이동은 제4 실시예에 대해 전술된 바와 같이 압전 액추에이터 장치(1205, 1206)에 의해 적용될 수 있다.
스테이지는 도 12d에 도시된 것처럼 스테이지를 지지하기 위해 기계식 베어링에 제공될 수 있다. 대안적으로, 스테이지는 제4 실시예에 대해 전술된 바와 같은 원형 홈을 포함할 수 있다.
본 실시예에서, 지지 장치는 전자 광학 장치(404)를 지지하도록 구성된 스테이지의 일부일 수 있다. 대안적으로, 지지 장치는 스테이지에 고정되는 별도의 구성요소일 수 있다.
전술한 제3 내지 제5 실시예 모두에서, 위치 검출 시스템이 제공될 수 있다. 위치 검출 시스템은 각각의 압전 장치 및 그에 따른 스테이지의 이동 및/또는 위치를 결정하기 위한 인코더를 포함할 수 있다.
전술한 제1 내지 제5 실시예는 모듈(405) 내에서 지지 장치의 재배치를 가능하게 한다. 따라서 지지 장치에 고정된 전자 광학 장치(404)는 전자 광학 장치(404)를 하전 입자 장치(401)의 다른 구성 요소와 적절하게 정렬하는 데 필요할 수 있는 위치에 대한 미세 조정을 할 수 있다. 전술한 제1 내지 제5 실시예는 전자 광학 장치(404)를 다수의 자유도로 이동시킬 수 있다. 특히, 전술한 제1 내지 제5 실시예는 전자 광학 장치(404)의 x-y 평면에서의 위치를 미세 조정하고 z축을 중심으로 회전시킬 수 있다. 실시예는 또한 설명된 제1 내지 제5 실시예가 1 또는 2 자유도에서 미세 정렬만을 적용하도록 응용된다. 예를 들어, 실시예는 x-y 평면의 단일 축을 따라 양방향으로 미세 위치 조정을 적용하거나, x-y 평면에서 직교하는 방향으로 미세 위치 조정을 적용하지만 Rz 이동은 적용하지 않거나, Rz 이동만을 적용할 수 있는 장치를 포함할 수 있다.
실시예는 또한 모듈(405)에 전자 광학 장치(404)를 배치하기 위한 후술하는 기술을 포함한다.
제6 실시예에 따르면, 하전 입자 장치(401)의 하우징에 모듈(405)을 결합하기 위한 기술이 제공된다. 제6 실시예의 기술은 전술한 제1 내지 제5 실시예의 기술 중 임의의 기술과 함께 적용될 수 있다.
도 14a는 제6 실시예에 따라 하전 입자 장치(401)에 고정된 모듈(405)의 개략도를 도시한다.
도 7을 참조하여 앞서 설명한 바와 같이, 모듈(405)은 모듈 플랜지(701) 및 본체(702)를 포함한다. 도 14a 및 14b에 도시된 바와 같이, 하전 입자 장치(401)는 또한 본 명세서에서 하우징 플랜지(1401)로 지칭되는 플랜지(1401)를 포함한다. 하전 입자 장치(401)에 모듈(405)을 고정하는 프로세스는 모듈(405)을 하전 입자 장치(401)에 삽입하고 모듈 플랜지(701)를 하우징 플랜지(1401)와 맞물리는 것을 포함한다. 모듈 플랜지(701)가 하우징 플랜지(1401)와 맞물린 후, 모듈 플랜지(701)는 임의의 공지된 기술에 의해 하우징 플랜지(1401)에 고정될 수 있다. 예를 들어, 모듈 플랜지(701)는 하우징 플랜지(1401)에 볼트로 고정될 수 있다.
모듈 플랜지(701) 및 하우징 플랜지(1401)는 서로 맞물리는 대응하는 맞물림 표면을 포함한다. 도 14b에 도시된 바와 같이, 하우징 플랜지(1401)의 맞물림 표면의 평면에서, 맞물림 표면의 형상은 직사각형 개구를 둘러싸는 직사각형 맞물림 표면의 형상일 수 있다. 모듈 플랜지(701)의 맞물림 표면은 대응하는 형상을 가질 수 있다. 모듈 플랜지(701)와 하우징 플랜지(1401)의 대향면은 서로 대응하여 서로 고정될 때 밀봉을 제공할 수 있다. 대향면은 동일 평면이고 평평할 수 있다. 닫힐 때에 모듈 플랜지(701)와 하우징 플랜지(1401) 사이의 연결이 밀폐되어 모듈(405)을 포함하는 하전 입자 장치(401)의 일부에서 진공이 생성될 수 있도록 하는, 진공 시일(seal)이 제공될 수 있다. 모듈이 하전 입자 장치(401)로부터 제거될 때 진공 시일이 개방될 수 있다.
도 14b에 또한 도시된 바와 같이, 하우징 플랜지(1401)는 그 표면으로부터 돌출하는 2개 이상의 정렬 핀(1402, 1403)을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 2개의 정렬 핀이 있고 정렬 핀은 하우징 플랜지(1401)의 개구부의 반대쪽에 제공된다. 모듈 플랜지(701)는 정렬 핀을 수용하기 위한 대응하는 리세스를 포함할 수 있다. 정렬 핀은 모듈(405)이 하전 입자 장치(401)에 삽입될 때 대응하는 리세스에 삽입될 수 있다. 각각의 리세스에 정렬 핀을 삽입하면 유리하게는 하전 입자 장치(401)에서 모듈(405)의 대략적인 위치 지정이 가능해진다. 특히, 모듈 플랜지(701)와 하우징 플랜지(1401)의 직접적인 맞물림으로 인해, 모듈(405)은 z-방향일 수 있는 하전 입자 경로(403)를 따라 위치된다. 본 실시예에서, 모듈(405)은 또한 정렬 핀들 사이의 방향, 즉 y-방향으로 대략적으로 위치될 수 있다. 모듈(405)은 또한 x-방향일 수 있는 하전 입자 경로(403)로의 모듈(405)의 삽입 방향에 대해 대략적으로 위치될 수 있다. 모듈(405)은 또한 x-방향, 즉 Rx에 대한 회전, y-방향, 즉 Ry에 대한 회전 및 z-방향, 즉 Rz에 대한 회전에 대해 대략적으로 위치될 수 있다. 따라서 모듈(405)은 하전 입자 장치의 하전 입자 경로에 직교하는 평면에서 6 자유도로 대략적으로 위치될 수 있다.
실시예는 또한 모듈 플랜지(701)가 정렬 핀을 포함하고 하우징 플랜지(1401)가 대응하는 리세스를 포함하는 대안적인 구현을 포함한다. 대안적으로, 모듈 플랜지(701) 및 하우징 플랜지(1401) 모두는 정렬 핀 및 대응하는 리세스를 포함할 수 있다.
정렬 핀과 해당 리세스는 모두 원형 단면을 가질 수 있다. 그러나 실시예는 또한 타원형 단면을 갖는 정렬 핀을 포함한다. 대안적으로 또는 추가적으로, 리세스는 원형 대신에 슬롯 형상일 수 있다. 비원형 정렬 핀 및/또는 리세스를 사용하면 정렬 공차가 제조 공차보다 작아질 수 있다.
제7 실시예에 따르면, 모듈(405)은 모듈(405) 내의 지지체 위치 설정 시스템의 위치가 조정될 수 있도록 구성된다.
도 15a는 하전 입자 경로(403)를 포함하는 평면에서 모듈(405)의 본체(702) 부분을 통과하는 단면을 도시한다. 모듈(405)의 지지체 위치 설정 시스템은 도 8 및 9를 참조하여 전술한 바와 같은 모듈의 제1 실시예에 따른다.
지지체 위치 설정 시스템은 모듈(405)의 본체(702)에서 복수의 조정 가능한 지지체(1501, 1502)에 의해 지지된다. 조정 가능한 지지체(1501, 1502)는 예를 들어 조정 가능한 스프링 볼트 또는 잠금 볼트가 있는 핀과 같은 조정 가능한 패스너(fastener)일 수 있다. 디스크의 상향 빔 및/또는 하향 빔 표면과 접촉하는 각각의 볼 베어링(804)에 대응하는 조정 가능한 지지체(1501, 1502)가 존재할 수 있다. 예를 들어, 지지체 위치 설정 시스템 주위에 동일한 간격으로 3개의 조정 가능한 지지체가 존재할 수 있다.
각각의 조정 가능한 지지체(1501, 1502)는 반구형(half spherical) 단부 및 길이 방향 본체를 포함할 수 있다. 길이 방향 본체는 나사산이 없는(unthreaded) 핀일 수 있다. 각각의 조정 가능한 지지체(1501, 1502)의 반구형 단부는 바닥 플레이트(1505)의 원추형 또는 V자형 리세스에 의해 수용될 수 있다. 모듈(405)의 본체(702)는 각각의 조정 가능한 지지체(1501, 1502)의 길이 방향 본체를 수용하기 위한 채널이 있는 부품(1503, 1504)을 포함할 수 있다. 각각의 조정 가능한 지지체(1501, 1502)가 채널에 삽입되는 범위는 조정 가능할 수 있다. 예를 들어, 각각의 조정 가능한 지지체(1501, 1502)의 길이 방향 본체는 해당 채널의 임의의 위치로 이동한 다음 제자리에 고정될 수 있다. 각각의 조정 가능한 지지체(1501, 1502)의 길이 방향 본체는 도 15b에 도시된 것과 같은 잠금 볼트 장치에 의해 채널의 제 위치에 고정될 수 있다. 도 15b에 도시된 잠금 볼트 장치는 나사산 볼트(1506) 및 누름 부재(press piece)(1507)를 포함한다. 나사산 볼트(1506) 및 누름 부재(1507)는 조정 가능한 지지체(1501)의 길이 방향 본체용 채널에 직각일 수 있는 채널에 배열된다. 볼트를 회전시켜 볼트 단부가 누름 부재(1507)에 눌리면 누름 부재(1507)가 길이 방향 본체에 눌려 채널 내 길이 방향 본체의 위치가 고정된다. 반대 방향으로의 볼트(1506)의 회전은 길이 방향 본체에 대해 가해진 힘을 해제하여 채널을 따라 이동한다.
따라서 각 부분(1503, 1504)과 바닥 플레이트(1505)의 z 방향으로의 분리는 각각의 조정 가능한 지지체(1501, 1502)가 각각의 채널에 삽입되는 정도를 조정함으로써 조정될 수 있다.
도 15a에 도시된 바와 같이, 볼 베어링(804)은 디스크의 상향 빔 표면 및 모듈 플레이트(802)와 접촉할 수 있다. 각각의 모듈 플레이트(802)는 볼 베어링(804)에 힘을 가하도록 바이어스되어, 모든 볼 베어링(804), 디스크 및 볼 베어링(803)이 모듈 플레이트(802)와 바닥 플레이트(1505) 사이에서 압축 상태로 유지되도록 한다. 따라서, 디스크의 평면, 따라서 전체 지지체 위치 설정 시스템은 바닥 플레이트(1505)의 상부 표면과 평행하고 실질적으로 고정된 관계로 유지될 수 있다.
부품(1503, 1502)은 플랜지(701)에 대해 실질적으로 이동할 수 없도록 모듈(405)의 플랜지(701)과 고정 연결될 수 있다. 바닥 플레이트는 조정 가능한 지지체(1501, 1502)에 의해서만 모듈의 나머지 부분에 연결될 수 있다. 따라서, 조정 가능한 지지체(1501, 1502)가 대응하는 부분(1503, 1502)에 삽입되는 양을 조정함으로써, 플랜지(701)에 대한 바닥 플레이트의 z-위치가 조정될 수 있다. 조정 가능한 모든 지지체(1501, 1502)에 서로 다른 조정을 적용함으로써 바닥 플레이트 및 전체 지지체 위치 설정 시스템이 Rx 및 Ry로 기울어질 수 있을 뿐만 아니라 z 방향으로 조정될 수 있다.
따라서, 현재 실시예에서, 모듈(405)이 하전 입자 장치(401) 외부에 있을 때, 각각의 조정 가능한 지지체(1501, 1502)는 모듈(405)의 플랜지(701)에 대한 지지체 위치 설정 시스템의 위치를 조정하기 위해 수동 및/또는 자동으로 작동될 수 있다. 모듈(405)이 하전 입자 장치(401)에 삽입되기 전에 조정 가능한 지지체(1501, 1502)에 의해 지지체 위치 설정 시스템 및 결과적으로 전자 광학 장치(404)의 z-위치 및 기울기, 즉 Rx 및 Ry 상태가 설정될 수 있다. 따라서, 전자 광학 장치(404)의 위치 및 그 지지 장치는 z, Rx 및 Ry에서 모듈(405)의 플랜지(701)에 대해 조정될 수 있고, 또한 2개의 플랜지가 함께 고정될 때 하우징 플랜지(1401)에 대해 조정될 수 있다. 따라서, 전자 광학 장치(404) 위치는 하전 입자 장치, 예를 들어 하전 입자 장치의 프레임(도시되지 않음)에 대해, 모듈(405)을 하전 입자 장치(401)에 삽입하기 전에 사전 보정, 즉 사전 조정될 수 있다. 따라서, 하전 입자 장치(401)에 모듈(405)을 장착한 후, 지지 장치 및 지지된 전자 광학 장치(404)는 프레임에 대해 원하는 위치에 대략적으로 위치된다.
제7 실시예에 따른 모듈(405)의 플랜지(701)에 대한 전자 광학 장치(404)의 z-위치 및/또는 틸트(tilt), 즉 Rx 및 Ry 상태의 조정은 사전 보정 작업으로 지칭될 수 있다. 제7 실시예의 기술은 제6 실시예 및 제1 내지 제5 실시예의 기술에 더하여 적용될 수 있다.
제8 실시예에 따르면, 전자 광학 장치(404)를 소스 빔과 정렬하기 위해 추가적인 기술이 적용된다. 전자 광학 장치(404)를 포함하는 모듈(405)이 하전 입자 장치(401)에 고정된 후, 소스 빔을 전자 광학 장치(404)와 정렬하기 위해 전자 광학 정렬 기술이 사용될 수 있다. 예를 들어, 편향기 및 렌즈(도시되지 않음)와 같은 전기 및 자기 하전 입자 조작기는 모듈(405)의 상향 빔을 사용하여 소스 빔의 경로를 제어하여 전자 광학 장치(404)와 적절하게 정렬되도록 할 수 있다. 예를 들어, 예를 들어 다중극(multipoles) 형태의 편향기와 같은 조작기는 x축 및/또는 y축과 같이 빔 경로에 직교하는 축에서 빔 경로를 조정하는 데 사용될 수 있다. 빔 경로를 따라 두 개의 편향기 세트를 사용하여 각 축에서 조정할 수 있다. 각 세트의 제1 편향기는 경로에 수정을 적용하고, 각 세트의 제2 편향기는 세트의 제1 편향기에 대한 빔 경로의 입사각에 대응할 수 있는 장치 상의 원하는 입사각에 대응하는 경로를 따라 빔을 재지향시킨다. 세트의 제2 편향기의 방향 전환으로 인해 각 세트의 제1 편향기의 수정은 사실상 과잉 수정이 된다. 초소형 편향기 어레이(323)는 예를 들어 모듈의 상향 빔에 위치하는 경우 이러한 정전기 보정을 위해 사용될 수 있다. 집광 렌즈(210 또는 310)와 같은 집광 렌즈 배열은 Rz의 보정을 빔의 경로에 적용하도록 제어될 수 있다. 편향기 및 렌즈(도시되지 않음)와 같은 전기 및 자기 하전 입자 조작기는 모듈(405)로부터 출력되는 빔 또는 멀티-빔의 경로(들)를 제어하기 위해 모듈(405)의 하향 빔에서 추가적으로 및/또는 대안적으로 사용될 수 있다.
제8 실시예의 전자 광학 정렬 기술은 제1 내지 제7 실시예 중 하나 이상의 기술에 추가로 또는 그 대신에 적용될 수 있다. 특히, 전자 광학 장치(404)를 하전 입자 빔 또는 멀티-빔으로 정렬하는 과정은 전자 광학 장치를 통과한 하나 이상의 빔 및/또는 전자 광학 장치에 의해 반사된 하나 이상의 빔의 위치를 설정하는 단계 및 설정된 빔 위치에 따라 미세 위치 조정을 적용하는 단계를 포함할 수 있다. 미세 위치 조정은 제1 내지 제5 실시예의 기술 및/또는 제8 실시예의 전자/전자 광학 정렬 기술에 따른 기계식 조정을 포함할 수 있다.
제7 실시예의 사전 보정 기술에 의해 제공되는 재배치의 정도는 모듈의 설계에 따라 달라진다. z 방향의 조정은 50㎛ 미만에서 200㎛보다 클 수 있다. Rx 및 Ry의 조정은 0.1mrad 미만에서 1mrad보다 클 수 있다.
제6 실시예는 대략적인 위치 설정 기술로 지칭될 수 있다. 제6 실시예는 전자 광학 장치(404)를 하전 입자 장치의 모듈을 위한 진공 챔버에 대해 50㎛ 내지 200㎛ 이내로 x, y 및 z에 위치시키는데 사용될 수 있다. Rx, Ry 및 Rz의 위치는 진공 챔버에 대해 1mrad에서 5mrad 사이일 수 있다.
제6 및 제7 실시예의 기술은 진공 챔버에 대해 알려진 범위의 위치 내에 전자 광학 장치를 위치시킬 수 있다. 그러나 하전 입자 빔 경로의 위치 변동으로 인해 전자 광학 장치는 하전 입자 빔 경로로부터 x방향 및/또는 y방향으로 1mm 이내, 및 하전 입자 빔 경로로부터 Rz로 100mrad 이내일 수 있다.
제8 실시예와 마찬가지로 제1 내지 제5 실시예는 미세 위치 설정 기술이라고 할 수 있다. 이들은 하전 입자 빔 또는 멀티-빔과 함께 전자 광학 장치(404)를 정렬하는 데 사용될 수 있다.
제1 내지 제5 실시예는 전자 광학 장치를 x 및/또는 y 방향으로 0.5㎛ 내지 100㎛ 이동시킬 수 있을 뿐만 아니라, Rz에서 최대 1rad 회전을 적용할 수 있다.
제8 실시예는 하전 입자 빔 경로를 x 및/또는 y 방향으로 최대 2mm 이동시킬 수 있을 뿐만 아니라, Rz에서 최대 1rad 회전을 적용할 수 있다. 제8 실시예는 하전 입자 빔 또는 멀티-빔의 초점을 변경함으로써 하전 입자 빔 경로를 z-방향으로 이동시킬 수 있다.
실시예는 또한 하전 입자 장치(401)의 다른 구성요소에 수동 및/또는 자동 재배치 기술을 적용하는 것을 포함한다. 예를 들어, 소스(402) 및/또는 대물 렌즈가 이동할 수 있다. 예를 들어, 소스 빔은 먼저 대물 렌즈에 정렬될 수 있고, 그 다음 본 명세서에 기술된 임의의 실시예에 따른 기술이 하전 입자 빔 또는 멀티-빔을 전자 광학 장치(404)와 정렬하기 위해 적용된다.
실시예는 또한 하전 입자 장치(401)에 전자 광학 장치(404)를 설치하는 방법을 포함한다. 이 방법은 전자 광학 장치(404)를 모듈(405)에 부착하는 단계; 전자 광학 장치(404)와 모듈(405)의 상대 위치를 조정하기 위해 사전 보정 프로세스를 수행하는 단계; 모듈(405)의 본체(702)에 대한 전자 광학 장치(404)의 Rx 상태에 대략적인 조정을 적용하는 단계; 모듈(405)의 본체(702)에 대한 전자 광학 장치(404)의 Ry 상태에 대략적인 조정을 적용하는 단계; 모듈(405)의 본체(702)에 대한 전자 광학 장치(404)의 z-위치에 대략적인 조정을 적용하는 단계; 및/또는 하전 입자 장치(401)에 모듈(405)을 고정시키는 단계 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 모듈(405)은 전술한 제1 내지 제5 실시예 중 어느 하나에 따른 모듈일 수 있다. 사전 보정 프로세스는 전술한 제7 실시예에 따를 수 있다. 대략적인 정렬 프로세스는 전술한 제6 실시예에 따를 수 있다.
전자 광학 장치(404)를 포함하는 모듈(405)이 하전 입자 장치(401)에 고정된 후, 실시예는 하전 입자 장치(401) 내에서 전자 광학 장치(404)를 하전 입자 빔 또는 멀티-빔과 정렬하는 방법을 포함한다. 상기 방법은 모듈(405)의 본체(702)에 대한 전자 광학 장치(404)의 x-위치에 미세 조정을 적용하는 단계; 모듈(405)의 본체(702)에 대한 전자 광학 장치(404)의 y-위치에 미세 조정을 적용하는 단계; 모듈(405)의 본체(702)에 대한 전자 광학 장치(404)의 Rz 상태에 미세 조정을 적용하는 단계; 및/또는 하전 입자 장치(401) 내에서 하전 입자 빔 또는 멀티-빔의 경로에 조정을 적용하는 단계 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 모듈(405)은 전술한 제1 내지 제5 실시예 중 어느 하나에 따른 모듈(405)일 수 있다. 하전 입자 장치 내에서 하전 입자 빔 또는 멀티-빔의 경로에 적용되는 조정은 전술한 제8 실시예의 기술에 따를 수 있다.
상술한 하전 입자 장치(401)에 전자 광학 장치(404)를 설치하는 방법은 상술한 하전 입자 장치(401) 내에서 전자 광학 장치(404)를 하전 입자 빔 또는 멀티-빔과 정렬하는 방법과 함께 적용될 수 있다.
하전 입자 장치(401)에서 전자 광학 장치(404)를 교체하는 방법은, 소스에 대한 전원을 스위치 오프하는 단계; 모듈(405)을 포함하는 진공 챔버를 격리하는 밸브를 닫는 단계; 진공 챔버를 통기시키는 단계; 진공 챔버의 진공 시일을 개봉하는 단계; 하전 입자 장치(401)로부터 모듈(405)을 제거하는 단계; 하전 입자 장치(401)에 교체 모듈(405)을 삽입하는 단계; 진공 챔버의 진공 시일을 밀봉하는 단계; 진공 챔버를 진공 상태로 복원하기 위해 진공 챔버를 펌핑하고 모듈(405)을 베이킹하는 단계; 진공 챔버를 격리하는 밸브를 여는 단계; 기계식 미세 정렬을 수행하는 단계; 소스에 대한 전원 공급 장치를 스위치 온하는 단계; 고전압 테스트를 수행하는 단계; 및 전자 광학 요소(404)와 하전 입자 경로(403)의 전기적 미세 정렬을 수행하는 단계를 포함한다.
도 17은 실시예에 따라 하전 입자 장치 내에 전자 광학 장치를 설치하는 방법의 흐름도를 도시한다.
단계 1701에서 방법이 시작된다.
단계 1703에서 전자 광학 장치가 모듈에 부착된다.
단계 1705에서, 모듈의 본체에 대한 전자 광학 장치의 Rx 상태, Ry 상태 및/또는 z-위치에 대략적인 조정이 적용된다.
단계 1707에서 하전 입자 장치에 모듈이 고정된다.
단계 1709에서 방법이 종료된다.
도 18은 실시예에 따른 하전 입자 장치 내에서 전자 광학 장치를 하전 입자 빔 또는 멀티-빔과 정렬하는 방법의 흐름도를 도시한다.
단계 1801에서 방법이 시작된다.
단계 1803에서, 전자 광학 장치를 포함하는 모듈은 하전 입자 장치에 고정되어 전자 광학 장치를 하전 입자 장치에 설치한다.
단계 1805에서, 모듈의 본체에 대한 전자 광학 장치의 x-위치, y-위치 및/또는 Rz 상태에 미세 조정(들)이 적용된다.
단계 1807에서, 하전 입자 장치 내의 하전 입자 빔 또는 멀티-빔의 경로에 대한 조정이 적용된다.
단계 1809에서 방법이 종료된다.
실시예들은 전술한 설명에 대한 다수의 수정 및 변형을 포함한다.
전술한 실시예에서, 모듈(405)의 본체(702)는 모듈 플랜지(701)에 영구적으로 고정된다. 실시예는 또한 하전 입자 장치(401)에 고정되고 선택적으로 영구적으로 위치하는 모듈(405)의 본체와 상응하는 피처를 포함한다. 플랜지(도시되지 않음)에 해당하는 피처는 본체와 분리되어 있으며 실질적으로 본체와 상응하는 피처에 접근하기 위한 제거 가능한 커버이다. 플랜지를 제거하여 전자 광학 장치를 교체함으로써 본체와 상응하는 피처의 전자 광학 장치에 액세스할 수 있다. 지지체와 장치를 포함하는 모듈의 나머지 부분으로부터 플랜지가 분리되고 기계적으로 독립적인 배열에서, 모듈은 장치, 바람직하게는 모듈 및 장치를 장치의 프레임에 대해 대략적으로 정렬하기 위한 컬럼 내의 맞물림 장치와 상호 작용하는 맞물림 장치를 갖는다. 장치 및 모듈의 맞물림 장치는 모든 자유도로 프레임에 대해 모듈을 정렬할 수 있는 서랍형(drawer) 형태를 취할 수 있으며, 이 장치에 적용되고 실시예 6에서 응용된 플랜지 및 핀 피처를 포함할 수 있다.
실시예 전반에 걸쳐, 전자 광학 장치를 배치하기 위한 기술이 설명된다.
하전 입자 장치(401) 및 하전 입자 장치(401)를 포함하는 도구의 다른 위치에 진공 록이 제공될 수도 있다. 도 16에 도시된 바와 같이, 상향 빔 진공 록(406)과 소스(402) 사이에 소스 진공 록(도시되지 않음)이 있을 수 있다. 소스 진공 록은 소스(402)를 포함하는 하전 입자 장치(401)의 영역이 하전 입자 장치(401)의 나머지 부분으로부터 격리되고 소스(402)를 교체하는 시간이 감소되도록 한다. 소스(402)는 또한 소스(402)가 현장 교체 가능하도록 교체 가능한 모듈에 포함될 수 있다.
도 16에 도시된 바와 같이, 통기/펌프 밸브(1601)는 상향 빔 밸브(406) 및 하향 빔 밸브(407)에 의해 격리된 모듈 영역(1607)에 제공될 수 있다. 통기/펌프 밸브(1601)는 모듈(405)이 교체될 때 모듈 영역(1607)을 통기 및 펌핑하기 위해 사용될 수 있다. 통기/펌프 밸브(1601)는 또한 상향 빔 밸브(406)가 개방되고 하향 빔 밸브(407)가 폐쇄된 상태에서 소스 영역(1606)을 통기 및 펌핑하는 데 사용될 수 있다. 모듈 영역(1607)이 통기되면 모듈(405)이 분리될 수 있다.
소스 영역이 환기되고 상향 빔 밸브가 닫힌 상태에서 소스(402) 및 소스 영역(1606)을 포함하는 소스 모듈이 장치에서 분리될 수 있다. 다른 구성에서 소스 영역은 지정된 통기/펌프 밸브를 가질 수 있다. 소스 영역은 모듈 영역(1607)과 독립적으로 작동할 수 있다. 소스 모듈은 현장에서 교체 가능할 수 있다.
도 16에 도시된 바와 같이, 하전 입자 장치(401)를 포함하는 도구는 또한 검출기(도시되지 않음) 및 프로브(probe)(도시되지 않음)를 포함하는 보조 컬럼(1605)을 포함할 수 있다. 검출기는 전자, 예를 들어 샘플에서 2차 전자를 검출하도록 구성될 수 있다. 상향 빔 진공 록(1602) 및 하향 빔 진공 록(1603)은 검출기의 상향 빔 및 하향 빔에 제공될 수 있고 보조 칼럼에서 격리된 검출기 영역(1608)을 제공할 수 있다. 통기/펌프 밸브(1604)는 상향 빔 밸브(1602) 및 하향 빔 밸브(1603)에 의해 격리된 검출기 영역(1608)에 제공될 수 있다. 따라서 검출기는 또한 현장에서 교체 가능할 수 있다. 통기/펌프 밸브(1604)는 또한 폐쇄된 상향 빔 밸브(1602) 및 하향 빔 밸브(1603)가 개방된 상태에서 프로브 영역(1609)을 배출하고 펌핑하는 데 사용될 수 있다.
배열에서 장치는 하나 이상의 분리 가능 및/또는 독립적으로 작동 가능한 모듈 영역에 위치할 수 있는 하나 이상의 모듈(405)을 포함할 수 있다. 검출기 컬럼은 하나 이상의 분리 가능 및/또는 독립적으로 작동 가능한 모듈 영역에 하나 이상의 모듈을 가질 수 있다. 각각의 추가 모듈은 현장에서 교체할 수 있다.
실시예는 또한 전자 광학 장치(404)와는 상이한 유형의 장치인 모듈(405)에 의해 지지되는 장치를 포함한다.
하전 입자 장치(401)는 구체적으로 멀티-빔 하전 입자 장치일 수 있다. 하전 입자 장치는 도 1, 2 및 3을 참조하여 전술한 장치의 구성요소 중 임의의 것을 포함할 수 있다.
멀티-빔 하전 입자 장치는 검사(또는 메트로 검사) 도구의 구성 요소 또는 e-빔 리소그래피 도구의 일부일 수 있다. 멀티-빔 하전 입자 장치는 SEM 및 리소그래피뿐만 아니라 일반적으로 전자 현미경을 포함하는 다양한 응용 분야에서 사용될 수 있다.
멀티-빔 하전 입자 장치는 하전 입자의 하나 이상의 소스를 포함할 수 있다.
실시예 전반에 걸쳐 하전 입자 축이 기술된다. 이 축은 소스(201, 301)를 통과하고 소스(201, 301)로부터 출력되는 하전 입자의 경로를 설명한다. 출력 멀티-빔의 서브-빔은 모두 하전 입자 광축(403)에 실질적으로 평행할 수 있다. 하전 입자 광축(204, 304)은 조명 장치의 기계적 축과 동일하거나 상이할 수 있다.
실시예는 다음의 기술을 포함한다.
본 발명의 제1 양태에 따르면, 하전 입자 장치에서 하전 입자 경로를 조작하도록 구성된 장치를 지지하기 위한 모듈이 제공되며, 모듈은: 장치 - 상기 장치는 하전 입자 장치 내에서 하전 입자 경로를 조작하도록 구성됨 - 를 지지하도록 구성된 지지 장치, 및 모듈 내에서 지지 장치를 이동시키도록 구성된 지지체 위치 설정 시스템을 포함하며, 상기 모듈은 하전 입자 장치에서 현장 교체 가능하도록 배열된다.
바람직하게는, 모듈이 지지 장치에 의해 지지되는 장치와 함께 하전 입자 장치에서 사용 중일 때, 하전 입자 경로는 하전 입자 장치의 하전 입자 축에 실질적으로 평행하다.
바람직하게는, 지지체 위치 설정 시스템은 적어도 3개의 이동 자유도로 지지 장치를 이동시키도록 구성된다.
바람직하게는, 하전 입자 축은 z축에 대응하고; 모듈은 x-y 평면에서 실질적으로 평면 구조이며; 적어도 3도의 이동은 x-y 평면에서의 이동 및 z축(Rz)에 대한 회전을 포함한다.
바람직하게는, 지지체 위치 설정 시스템은 수동 및/또는 자동 위치 설정 시스템이다.
바람직하게는, 지지체 위치 설정 시스템은: 지지 장치의 원하는 위치의 약 0.5㎛ 내지 100㎛ 이내로 지지 장치를 이동시키고; 및/또는 Rz에서 최대 1 라디안 회전을 지지 장치에 적용한다.
바람직하게는, 모듈은 지지 장치 및/또는 지지 장치에 의해 지지되는 장치의 이동 및/또는 위치를 결정하도록 구성된 위치 검출 시스템을 더 포함한다.
바람직하게는, 위치 검출 시스템은 지지 장치 및/또는 지지 장치에 의해 지지되는 장치의 이동 및/또는 위치를 결정하는 데 사용하기 위한 인코더와 같은 그리드 마크를 포함한다.
바람직하게는, 위치 검출 시스템은 지지 장치에 의해 유지되는 장치의 하나 이상의 피처에 따라 지지 장치 및/또는 지지 장치에 의해 지지되는 장치의 이동 및/또는 위치를 결정하도록 구성된다.
바람직하게는, 장치의 하나 이상의 피처는: 개구부의 어레이; 및/또는 하나 이상의 기준점을 포함한다.
바람직하게는, 개구부 어레이는 장치 제조 동안 장치에 포함된 기판 스택에서 기판을 정렬하는 데 사용하기 위한 개구부 어레이이다.
바람직하게는, 개구부 어레이는 장치에 포함된 빔 조작기를 통과하는 하전 입자 경로를 위한 것이다.
바람직하게는, 모듈은 액추에이터 아암의 각 단부를 수용하도록 구성된 수용 부분을 더 포함한다.
바람직하게는 액추에이터 아암은 모듈 외부에 있는 액추에이터로 구성된다. 지지체 위치 설정 시스템은 액추에이터에 의해 이동되도록 구성된다.
바람직하게는, 제1 수용 부분은 지지체 위치 설정 시스템을 제1 방향으로 이동시키기 위해 제1 액추에이터 아암의 단부를 수용하도록 배열되고; 제2 수용 부분은 제1 방향에 직교할 수 있는 제2 방향으로 지지체 위치 설정 시스템에 의해 지지 장치를 이동시키기 위한 제2 액추에이터 아암의 단부를 수용하도록 배열되고; 제3 수용 부분은 지지 장치를 회전시키기 위해 제3 액추에이터 아암의 단부를 수용하도록 배열된다.
바람직하게는, 제1 및 제2 방향은 x-y 평면에 있고; 회전은 x-y 평면에 직각인 z축과 같은 축을 기준으로 한다.
바람직하게는, 지지체 위치 설정 시스템은 디스크; 및 모듈 내에서 디스크를 지지하도록 구성된 복수의 하중 지지 회전 가능 객체를 포함한다.
바람직하게는, 디스크는 상향 빔 표면 및 하향 빔 표면을 갖고; 하나 이상의 하중 지지 회전 가능 객체의 제1 세트는 디스크의 상향 빔 표면과 접촉하도록 배열되며; 복수의 하중 지지 회전 가능 물체의 제2 세트는 디스크의 하향 빔 표면과 접촉하도록 배열된다.
바람직하게는, 하중 지지 회전 가능 객체의 제1 세트는 1개, 2개 또는 3개의 하중 지지 회전 가능 객체를 포함하고; 하중 지지 회전 가능 객체의 제2 세트는 3개의 하중 지지 회전 가능 객체를 포함한다.
바람직하게는, 평면도에서 디스크는 모듈이 하전 입자 장치 내에 설치될 때 하전 입자 경로가 디스크 내에서 한정된 개구부를 통과하도록 배열된다.
바람직하게는, 평면도에서 디스크는 실질적으로 환형이다.
바람직하게는, 디스크는 바람직하게는 x-y 평면에서 실질적으로 평면 구조이다.
바람직하게는 디스크는 지지 장치를 포함한다.
바람직하게는, 모듈은 디스크에 힘을 인가하도록 배열된 제1 힘 인가 장치 - 상기 힘은 디스크와 실질적으로 동일한 평면에 있고 평면 내에서 디스크를 이동시키기 위한 것임 - 를 포함하고, 모듈은 디스크에 힘을 인가하도록 배열된 제2 힘 인가 장치 - 상기 힘은 디스크와 실질적으로 동일한 평면에 있고 디스크를 회전시키기 위한 것임 - 를 포함한다.
바람직하게는, 제1 힘 인가 장치는 인가된 힘이 실질적으로 디스크의 회전축을 통과하는 방향을 향하도록 하여 힘이 디스크를 실질적으로 회전시키지 않도록 구성된다.
바람직하게는, 사용 시, 디스크는 제1 힘 인가 장치로부터의 힘; 제1 수용 부분에 가해지는 힘; 및 제2 수용 부분에 가해지는 힘에 의해 압축된다.
바람직하게는, 사용 시, 제2 힘 인가 장치는 제3 액추에이터 아암의 단부 내로 제3 수용 부분을 가압하는 힘을 인가하도록 배열된다.
바람직하게는, 제2 힘 인가 장치는 디스크의 측벽으로부터 제1 돌출부에 힘을 인가하도록 배열되고; 및/또는 제3 수용 부분은 디스크의 측벽으로부터의 제2 돌출부를 포함한다.
바람직하게는, 모듈은 디스크에 힘을 가하도록 배열된 힘 인가 장치를 포함하고; 인가된 힘은 디스크와 실질적으로 동일한 평면에 있고; 인가된 힘은 평면 내에서 디스크를 선형으로 이동하기 위한 것이며; 인가된 힘은 디스크를 회전시키기 위한 것이다.
바람직하게는, 모듈은 디스크가 하중 지지 회전 가능 객체의 제1 세트와 제2 세트 사이에서 압축 상태로 유지되도록 배열된 하나 이상의 축방향 힘 인가 장치를 포함한다.
바람직하게는, 각각의 축방향 힘 인가 장치는 하중 지지 회전 가능 객체 중 하나와 접촉하기 위한 플레이트를 포함하고; 및/또는 하나 이상의 축방향 힘 인가 장치는 스프링과 같은 탄성 부재이다.
바람직하게는, 지지체 위치 설정 시스템은 굴곡 장치를 포함한다.
바람직하게는, 굴곡 장치는 Rz 굴곡 장치 및 x-y 굴곡 장치를 포함한다.
바람직하게는, Rz 굴곡 장치 및 x-y 굴곡 장치는 바람직하게는 x-y 평면에서 실질적으로 평면 구조이다.
바람직하게는, Rz 굴곡 장치 및 x-y 굴곡 장치는 스택으로 배열되며; Rz 굴곡 장치는 바람직하게는 x-y 굴곡 장치의 하향 빔이다.
바람직하게는, 평면도에서 Rz 굴곡 장치는 Rz 굴곡 장치에서 개구부를 한정하는 실질적으로 원형인 구조를 포함한다.
바람직하게는, 실질적인 원형인 구조의 중심은 실질적으로 z-축과 정렬된다.
바람직하게는, 평면도에서 Rz 굴곡 장치는 크로스를 포함하고; 크로스는 교차점에서 교차하는 제1 및 제2 크로스바를 포함하고; 제1 크로스바는 Rz 굴곡 장치의 평면에서 제1 방향으로 정렬되며; 제2 크로스바는 Rz 굴곡 장치의 평면에서 제2 방향으로 정렬되고, 제2 방향은 제1 방향에 직교한다.
바람직하게는, 원형 구조물은 제1 및 제2 크로스바의 교차점에 있고; 원형 구조물은 제1 크로스바의 제1 부분과 제2 부분 사이 및 제2 크로스바의 제1 부분과 제2 부분 사이에서 지지된다.
바람직하게는, 제1 크로스바는 제1 수용 부분과 정렬되고; 제2 크로스바는 제2 수용 부분과 정렬된다.
바람직하게는, Rz 굴곡 장치는 베이스 및 이동식 본체를 포함한다.
바람직하게는, 제3 수용 부분은 Rz 굴곡 장치의 측벽에 리세스를 포함한다.
바람직하게는, Rz 굴곡 장치는 이동식 본체를 회전시키기 위한 힘을 인가하도록 구성된 회전력 인가 장치를 포함한다.
바람직하게는, 사용 시, 회전력 인가 장치에 의해 인가되는 회전력은 제3 액추에이터 아암의 단부 내로 제3 수용 부분을 가압하도록 구성된다.
바람직하게는, x-y 굴곡 장치는 외부 구조체; 중간 구조체; 중앙 구조체; 및 다수의 리프 스프링을 포함하고, x-y 굴곡 장치의 평면에서, 중간 구조체는 외부 구조체 및 제1 수용 부분에 의해 실질적으로 둘러싸이며, x-y 굴곡 장치의 평면에서, 중심 구조체는 중간 구조체에 의해 실질적으로 둘러싸여 있고; 외부 구조체는 적어도 하나의 리프 스프링에 의해 중간 구조체에 연결되며; 중간 구조체는 적어도 하나의 리프 스프링에 의해 중앙 구조체에 연결된다.
바람직하게는, 중간 구조체를 중앙 구조체에 연결하는 적어도 하나의 리프 스프링은 중앙 구조체가 제1 수용 부분에 가해지는 힘에 응답하여 외부 구조체에 대해 제1 방향으로 이동하도록 배치되게끔 배열되고, 외부 구조체를 중간 구조체에 연결하는 적어도 하나의 리프 스프링은 중간 구조체가 제2 수용 부분에 가해지는 힘에 응답하여 외부 구조체에 대해 제2 방향으로 이동하게끔 배열된다.
바람직하게는, 중간 구조체는 중앙 구조체의 대향하는 측면에 배열된 2개의 리프 스프링에 의해 중앙 구조체에 연결되고; 중간 구조체는 중간 구조체의 반대편에 배치된 두 개의 리프 스프링에 의해 외부 구조체에 연결된다.
바람직하게는, 모듈은 중간 구조체 및/또는 중앙 구조체가 제1 방향으로 압축 상태로 유지되도록 힘을 가하도록 배열된 제1 바이어싱 장치; 및 중간 구조체 및/또는 중앙 구조체가 제2 방향으로 압축 상태에 유지되도록 힘을 가하도록 배열된 제2 바이어싱 장치를 포함한다.
바람직하게는, x-y 굴곡 장치의 외부 구조체는 Rz 굴곡 장치의 이동식 본체에 고정된다.
바람직하게는, 제1 및/또는 제2 바이어싱 장치는 스프링과 같은 탄성 부재이다.
바람직하게는, 지지체 위치 설정 시스템은 하나 이상의 선형 액추에이터를 포함한다.
바람직하게는, 각각의 액추에이터는 압전 액추에이터 장치이다.
바람직하게는, 각각의 압전 액추에이터 장치는 2축 전단 모드 압전 장치를 포함한다.
바람직하게는, 지지체 위치 설정 시스템은 복수의 액추에이터를 포함한다.
바람직하게는, 지지체 위치 설정 시스템에 포함된 액추에이터의 수는 3개이다.
바람직하게는, 지지체 위치 설정 시스템은 스테이지를 포함한다.
바람직하게는, 평면도에서 스테이지는 실질적으로 환형이다.
바람직하게는, 액추에이터는 스테이지의 중간 지점을 중심으로 실질적으로 동일한 각도 위치에 이격되어 있다.
바람직하게는, 액추에이터는 인접한 액추에이터의 길이 방향 축 사이의 각도가 60도가 되도록 정렬된다.
바람직하게는, 액추에이터는 모든 액추에이터가 스테이지의 평면에서 스테이지를 회전시키기 위해 함께 작동될 수 있도록 구성된다.
바람직하게는, 액추에이터는 모든 액추에이터가 함께 작동되어 스테이지의 평면에서 제1 방향으로 스테이지를 이동시킬 수 있도록 구성된다.
바람직하게는, 액추에이터는 모든 액추에이터가 함께 작동되어 스테이지의 평면에서 제2 방향 - 상기 제2 방향은 제1 방향에 직교함 - 으로 스테이지를 이동시킬 수 있도록 구성된다.
바람직하게는, 모듈은 하나 이상의 힘 인가 장치를 더 포함하며, 각각의 힘 인가 장치는 액추에이터를 스테이지로 가압하는 힘을 인가하도록 배열된다.
바람직하게는, 평면도에서 적어도 하나의 액추에이터가 스테이지 측면에 배열되고 액추에이터의 선형 이동으로 인해 스테이지가 회전하도록 구성되며, 스테이지 측면에 있는 각각의 액추에이터에 대해 액추에이터를 스테이지로 가압하는 힘을 인가하도록 구성된 힘 인가 장치가 존재한다.
바람직하게는, 스테이지 측면에 두 개의 액추에이터가 있고 액추에이터는 스테이지의 양측에 위치한다.
바람직하게는, 모듈은 제1 및 제2 선형 액추에이터를 더 포함하고; 제1 선형 액추에이터는 제2 선형 액추에이터를 제1 방향으로 이동시키도록 배열되고; 제2 선형 액추에이터는 제1 방향에 직교하는 제2 방향으로 스테이지의 측면에 배열된 적어도 하나의 액추에이터를 이동시키도록 배열된다.
본 발명의 제2 양태에 따르면, 하전 입자 장치에서 하전 입자의 경로를 조작하도록 구성된 장치를 지지하기 위한 모듈이 제공되며, 상기 모듈은 모듈이 하전 입자 장치에서 현장 교체 가능하도록 하전 입자 장치의 하우징의 하우징 플랜지에 부착 및 분리되도록 구성된 모듈 플랜지를 포함한다.
바람직하게는, 모듈이 장치를 지지하는 모듈과 함께 하전 입자 장치에서 사용 중일 때, 장치는 실질적으로 하전 입자 장치의 하전 입자 축을 따르는 하전 입자 경로를 조작하도록 구성된다.
바람직하게는, 하전 입자 축은 z축에 해당하고; 모듈은 x-y 평면에서 실질적으로 평면 구조이다.
바람직하게는, 모듈 플랜지는 하우징 플랜지의 정렬 핀을 수용하기 위한 하나 이상의 구멍을 포함하고/하거나 모듈 플랜지는 하우징 플랜지의 구멍에 삽입하기 위한 하나 이상의 정렬 핀을 포함한다.
바람직하게는, 모듈 플랜지는 하우징 플랜지에 삽입하기 위한 하나 이상의 정렬 핀을 포함한다.
바람직하게는, 모듈은: 장치를 지지하기 위한 장치 지지 기구; 및 적어도 하나의 이동 자유도에서 장치 지지 기구의 위치를 조정하기 위한 기구를 포함한다.
바람직하게는, 장치 지지 시스템은 장치 지지 기구의 위치가 3개의 이동 자유도로 조정될 수 있도록 하며; 3개의 이동 자유도는 바람직하게는 장치 지지 기구의 z, Rx 및 Ry 위치이다.
바람직하게는, 장치 지지 기구의 z, Rx 및 Ry 위치를 조정하기 위한 기구는 조정 가능한 스프링 볼트, 조정 가능한 패스너 또는 조정 가능한 핀과 같은 하나 이상의 조정 가능한 지지체를 포함한다.
바람직하게는 조정 가능한 지지체는 장치 지지 기구 주위에 배열된다.
바람직하게는, 조정 가능한 지지체는 장치 지지 기구의 중간 지점을 중심으로 실질적으로 동일한 각도 위치에 이격되어 있다.
바람직하게는, 3개의 조정 가능한 지지체가 존재한다.
바람직하게는, 조정 가능한 지지체는 독립적으로 조정 가능하다.
바람직하게는, 장치 지지 기구의 z, Rx 및 Ry 위치를 조정하기 위한 기구는 모듈이 하전 입자 장치 외부에 있을 때 작동되도록 구성된다.
바람직하게는, 모듈은 제1 양태 및/또는 제2 양태 중 어느 하나에 따른 모듈이다.
바람직하게는, 장치 지지 기구는 제1 양태에 따른 지지체 위치 설정 시스템 및 지지 장치를 포함한다.
본 발명의 제3 양태에 따르면, 임의의 제1 및/또는 제2 양태에 따른 현장 교체 가능 모듈을 포함하는 하전 입자 장치가 제공된다.
바람직하게는, 모듈은 하전 입자 장치에서 하전 입자 경로를 조작하도록 구성된 장치를 포함한다.
바람직하게는, 하전 입자 장치는 모듈의 지지체 위치 설정 시스템을 작동시키기 위한 액추에이터를 포함하고; 액추에이터는 선형 액추에이터이다.
바람직하게는, 각 액추에이터는 모듈에 포함된 대응하는 수용 부분과 맞물리도록 구성된 액추에이터 아암을 포함한다.
바람직하게는 액추에이터 아암의 단부는 롤러 베어링을 포함한다.
바람직하게는, 장치는 하전 입자의 멀티-빔의 서브-빔을 조작하도록 배열된 빔 조작기를 포함한다.
바람직하게는, 하전 입자 장치는 모듈의 모듈 플랜지에 부착 및 분리될 수 있도록 구성된 하우징 플랜지를 포함한다.
바람직하게는, 하우징 플랜지는 모듈 플랜지의 대응하는 개구부로 삽입하기 위한 하나 이상의 정렬 핀을 포함한다.
바람직하게는, 모듈 플랜지는 하우징 플랜지의 대응하는 개구부로 삽입하기 위한 하나 이상의 정렬 핀을 포함한다.
바람직하게는, 하전 입자 장치는 장치의 움직임 및/또는 위치를 결정하도록 구성된 위치 검출 시스템을 더 포함한다.
바람직하게는, 하전 입자 장치는 하전 입자의 소스; 및 장치의 상향 빔 및/또는 하향 빔의 하전 입자 경로를 조작하도록 구성된 하나 이상의 조작기 장치를 포함한다.
바람직하게는, 하나 이상의 조작기 장치는 하전 입자 경로를 조정하도록 구성되고/되거나 모듈은 하전 입자 경로가 장치와 정렬되도록 장치의 위치를 조정하도록 구성된다.
바람직하게는, 하전 입자 시스템은 하나 이상의 조작기 장치를 제어하도록 구성된 제어 시스템을 더 포함한다.
바람직하게는, 조작기 장치의 제1 세트가 모듈의 상향 빔에 제공되며; 조작기 장치의 제2 세트가 모듈의 하향 빔에 제공된다.
바람직하게는, 조작기 장치 중 하나 이상은 하전 입자 경로를 편향시키기 위한 정전 편향기를 포함한다.
바람직하게는, 조작기 장치 중 하나 이상은 하전 입자 경로를 편향시키기 위한 자기 렌즈를 포함한다.
바람직하게는, 하전 입자 장치는 소스의 위치를 조정하기 위한 소스 이동 기구를 더 포함한다.
바람직하게는, 하전 입자 장치는 대물 렌즈를 더 포함하고; 하전 입자 장치는 대물 렌즈의 위치를 조정하기 위한 렌즈 이동 기구를 더 포함한다.
바람직하게는, 조작기 장치 중 적어도 하나는 장치 및 대물 렌즈와 정렬되도록 소스로부터의 하전 입자 경로를 조작하게끔 제어 가능하도록 구성된다.
바람직하게는, 하전 입자 장치는 모듈의 상향 빔 측에 있는 상향 빔 진공 록; 및 모듈의 하향 빔 측에 있는 하향 빔 진공 록을 더 포함한다.
바람직하게는, 상향 빔 진공 록 및 하향 빔 진공 록은 모듈을 포함하는 하전 입자 장치의 영역을 하전 입자 장치의 인접한 영역의 진공 상태로부터 격리하도록 작동 가능하다.
바람직하게는, 하전 입자 시스템은 소스로부터의 소스 진공 록 하향 빔을 더 포함한다.
바람직하게는, 소스 진공 록은 소스를 포함하는 하전 입자 장치의 영역을 하전 입자 장치의 인접 영역의 진공 상태로부터 격리시키도록 작동 가능하다.
바람직하게는, 소스는 현장 교체 가능 모듈로 구성된다.
바람직하게는, 하전 입자 장치는 2차 컬럼을 추가로 포함하고; 2차 컬럼은 샘플로부터 전자를 검출하도록 구성된 검출기를 포함한다.
바람직하게는, 2차 컬럼은 검출기를 포함하는 2차 컬럼의 영역을 2차 컬럼의 인접 영역(들)의 진공 상태로부터 격리하기 위한 하나 이상의 진공 록을 더 포함한다.
바람직하게는, 검출기는 현장 교체 가능 모듈로 구성된다.
본 발명의 제4 양태에 따르면, 하전 입자 장치 내에 전자 광학 장치를 설치하는 방법이 제공되며, 상기 방법은 전자 광학 장치를 모듈에 부착하는 단계; 모듈의 본체에 대한 전자 광학 장치의 Rx 상태, Ry 상태 및/또는 z-위치에 대략적인 조정을 적용하는 단계; 및 하전 입자 장치에 모듈을 고정하는 단계를 포함한다.
바람직하게는, 모듈은 제1 및/또는 제2 양태 및 하전 입자 장치에 따른 모듈이다.
본 발명의 제5 양태에 따르면, 하전 입자 장치 내에서 전자 광학 장치를 하전 입자 빔 또는 멀티-빔과 정렬하는 방법이 제공되며, 상기 방법은: 전자 광학 장치를 포함하는 모듈을 하전 입자 장치에 고정하여 전자 광학 장치를 하전 입자 장치에 장착하는 단계; 모듈의 본체에 대한 전자 광학 장치의 x-위치, y-위치 및/또는 Rz 상태에 미세 조정(들)을 적용하는 단계; 및 하전 입자 장치 내에서 하전 입자 빔 또는 멀티-빔의 경로에 조정을 적용하는 단계를 포함한다.
바람직하게는, 전자 광학 장치를 하전 입자 장치에 설치하기 이전에, 모듈을 수용하기 위한 하전 입자 장치의 모듈 수용 영역은 폐쇄된 내부 진공 시일에 의해 하전 입자 장치 내의 인접 영역의 실질적인 진공 조건으로부터 격리되어 모듈 수용 영역이 하전 입자 장치 외부의 주변 조건에서 통기될 수 있도록 한다.
바람직하게는, 상기 방법은 모듈이 하전 입자 장치에 고정된 후 모듈 수용 영역에 대한 외부 진공 시일을 폐쇄하여 모듈 수용 영역이 하전 입자 장치 외부의 주변 조건으로부터 격리되도록 하는 단계; 모듈 수용 영역이 실질적인 진공 조건에 있도록 펌핑하는 단계; 모듈을 베이킹하는 단계; 내부 진공 시일을 개봉하는 단계; 및 하전 입자 장치 내에 하전 입자 빔 또는 멀티-빔이 존재하도록 하전 입자 장치의 소스를 활성화하는 단계를 더 포함한다.
바람직하게는, 모듈은 제1 및/또는 제2 양태에 따른 모듈이고; 하전 입자 장치는 제3 양태에 따른 하전 입자 장치이다.
본 발명의 제6 양태에 따르면, 샘플에 전자 빔을 투영하도록 구성된 전자 광학 컬럼이 제공되며, 컬럼은 컬럼의 기준 프레임을 정의하도록 구성된 프레임; 및 전자 광학 장치를 포함하는 현장 교체 가능 모듈을 수용하기 위한 챔버를 포함한다. 전자 광학 컬럼은 현장 교체 가능 모듈을 프레임과 정렬하기 위해 현장 교체 가능 모듈과 맞물리도록 구성된 맞물림 장치를 포함할 수 있다. 전자 광학 칼럼은 미세 정렬을 위해 빔과 장치를 서로에 대해 위치시키도록 구성된 능동 위치 설정 시스템을 포함할 수 있다.
바람직하게는, 능동 위치 설정 시스템은 렌즈와 같은 전자 빔의 경로를 조작하거나 전자 빔 경로를 편향시키도록 제어할 수 있는 필드 교체 가능 모듈의 빔 상향 전자 광학 요소를 포함한다.
바람직하게는, 능동 위치 설정 시스템은 현장 교체 가능 모듈과 맞물리도록 구성되고 전자 빔의 경로에 대해 바람직하게는 장치의 자유도인 자유도로 전자 빔의 경로에 대해 장치를 이동시키도록 제어 가능한 액추에이터를 포함하고, 바람직하게는 장치는 전자 빔의 경로에 직교하는 평면에서 평면 구조이다.
바람직하게는, 전자 광학 컬럼은 챔버의 컬럼 상향 빔을 밀봉하기 위한 상향 빔 밸브 및 바람직하게는 챔버가 컬럼의 나머지 부분에서 분할되도록 컬럼의 하향 빔 부분으로부터 챔버를 밀봉하기 위한 하향 빔 밸브를 추가로 포함한다.
바람직하게는, 챔버는 현장 교체 가능 모듈을 수용하도록 구성되고 현장 교체 가능 모듈과 밀봉 가능하도록 구성되는 컬럼의 측면에 개구부를 한정한다.
본 발명의 제7 양태에 따르면, 전자 광학 칼럼에 착탈식으로(removably) 삽입 가능하도록 배열된 현장 교체 가능 모듈이 제공되며, 상기 현장 교체 가능 모듈은: 전자 광학 컬럼에서 전자 빔의 경로를 조작하도록 구성된 전자 광학 요소; 전자 광학 요소를 지지하도록 구성된 지지체를 포함한다. 현장 교체 가능 모듈은 모든 자유도에서 지지체를 전자 광학 컬럼의 프레임과 정렬하도록 구성된 맞물림 장치를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 현장 교체 가능 모듈은 요소가 컬럼을 통과하는 전자 빔의 경로에 대해 배치될 수 있도록 모듈의 나머지 부분에 대해 요소를 변위시키도록 구성된 지지체 위치 설정 시스템을 더 포함한다.
바람직하게는, 요소는 하전 입자 빔의 경로에 직교하도록 배열된 평면 구조이고, 지지체 위치 설정 시스템은 평면 구조의 평면의 적어도 1 자유도에서, 바람직하게는 x축에서, y축에서 및/또는 z축에 대한 회전에서 지지체를 변위시키도록 구성된다.
바람직하게는, 지지체 위치 설정 시스템은 전자 광학 컬럼의 프레임과 관련된 액추에이터와 맞물리도록 구성되고, 액추에이터는 평면 구조의 평면의 자유도와 연관되며, 지지체는 액추에이터에 의해 제어 가능하게 작동하여 프레임에 대한 지지체의 위치가 조정된다.
바람직하게는, 맞물림 장치는 평면 표면 및 각각 축방향 자유도에 할당된 2개의 맞물림 피처를 포함한다.
바람직하게는, 맞물림 장치는 칼럼의 측면에 대해 밀봉을 제공하도록 구성된다.
바람직하게는, 현장 교체 가능 모듈은 바람직하게는 지지체 위치 설정 시스템에 의해 조절된 자유도와 상이한 자유도 및/또는 바람직하게는 장치의 평면 구조의 평면을 벗어난 자유도로 프레임에 대한 지지체의 정렬을 조절하도록 조절 가능하도록 구성된, 사전 보정 시스템을 더 포함한다.
본 발명이 다양한 실시예와 관련하여 설명되었지만, 본 발명의 다른 실시예는 본 명세서에 개시된 본 발명의 명세서 및 실시를 고려하여 당업자에게 명백할 것이다. 본 명세서 및 실시예는 단지 예시로서 간주되며, 본 발명의 진정한 범위 및 사상은 하기 청구범위에 의해 표시되는 것으로 의도된다.
전술된 설명은 제한이 아닌 예시를 위한 것이다. 따라서, 이하 설명된 청구항의 범위를 벗어나지 않고 기술된 바와 같이 수정이 이루어질 수 있음이 당업자에게 명백할 것이다.
이하 다수의 항들이 제공된다:
제 1 항: 하전 입자 장치에서 하전 입자 경로를 조작하도록 구성된 장치를 지지하기 위한 모듈로서, 상기 모듈은: 장치 - 상기 장치는 하전 입자 장치 내에서 하전 입자 경로를 조작하도록 구성됨 - 를 지지하도록 구성된 지지 장치, 및 모듈 내에서 지지 장치를 이동시키도록 구성된 지지체 위치 설정 시스템을 포함하며, 모듈은 하전 입자 장치에서 현장 교체 가능하도록 배열되는, 모듈.
제 2 항: 제 1 항에 있어서, 모듈이 지지 장치에 의해 지지되는 장치와 함께 하전 입자 장치에서 사용 중일 때, 하전 입자 경로는 하전 입자 장치의 하전 입자 축에 실질적으로 평행한, 모듈.
제 3 항: 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 지지체 위치 설정 시스템은 적어도 3개의 이동 자유도로 지지 장치를 이동시키도록 구성되는, 모듈.
제 4 항: 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 하전 입자 축은 z축에 대응하고; 모듈은 x-y 평면에서 실질적으로 평면 구조이며; 적어도 3도의 이동은 x-y 평면에서의 이동 및 z축(Rz)에 대한 회전을 포함하는, 모듈.
제 5 항: 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 지지체 위치 설정 시스템은 수동 및/또는 자동 위치 설정 시스템인, 모듈.
제 6 항: 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 지지체 위치 설정 시스템은: 지지 장치의 원하는 위치의 약 0.5㎛ 내지 100㎛ 이내로 지지 장치를 이동시키고; 및/또는 Rz에서 최대 1 라디안 회전을 지지 장치에 적용하는, 모듈.
제 7 항: 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 지지 장치 및/또는 지지 장치에 의해 지지되는 장치의 이동 및/또는 위치를 결정하도록 구성된 위치 검출 시스템을 더 포함하는, 모듈.
제 8 항: 제 7 항에 있어서, 위치 검출 시스템은 지지 장치 및/또는 지지 장치에 의해 지지되는 장치의 이동 및/또는 위치를 결정하는 데 사용하기 위한 인코더와 같은 그리드 마크를 포함하는, 모듈.
제 9 항: 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서, 위치 검출 시스템은 지지 장치에 의해 유지되는 장치의 하나 이상의 피처에 따라 지지 장치 및/또는 지지 장치에 의해 지지되는 장치의 이동 및/또는 위치를 결정하도록 구성되는, 모듈.
제 10 항: 제 9 항에 있어서, 장치의 하나 이상의 피처는: 개구부의 어레이; 및/또는 하나 이상의 기준점을 포함하는, 모듈.
제 11 항: 제 10 항에 있어서, 개구부 어레이는 장치 제조 동안 장치에 포함된 기판 스택에서 기판을 정렬하는 데 사용하기 위한 개구부 어레이인, 모듈.
제 12 항: 제 10 항에 있어서, 개구부 어레이는 장치에 포함된 빔 조작기를 통과하는 하전 입자 경로를 위한 것인, 모듈.
제 13 항: 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서, 모듈은 액추에이터 아암의 각 단부를 수용하도록 구성된 수용 부분을 더 포함하는, 모듈.
제 14 항: 제 13 항에 있어서, 액추에이터 아암은 모듈 외부에 있는 액추에이터로 구성되고, 지지체 위치 설정 시스템은 액추에이터에 의해 이동되도록 구성되는, 모듈.
제 15 항: 제 14 항에 있어서, 제1 수용 부분은 지지체 위치 설정 시스템을 제1 방향으로 이동시키기 위해 제1 액추에이터 아암의 단부를 수용하도록 배열되고; 제2 수용 부분은 제1 방향에 직교할 수 있는 제2 방향으로 지지체 위치 설정 시스템에 의해 지지 장치를 이동시키기 위한 제2 액추에이터 아암의 단부를 수용하도록 배열되고; 제3 수용 부분은 지지 장치를 회전시키기 위해 제3 액추에이터 아암의 단부를 수용하도록 배열되는, 모듈.
제 16 항: 제 15 항에 있어서, 제1 및 제2 방향은 x-y 평면에 있고; 회전은 x-y 평면에 직각인 z축과 같은 축을 기준으로 하는, 모듈.
제 17 항: 제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서, 지지체 위치 설정 시스템은 디스크; 및 모듈 내에서 디스크를 지지하도록 구성된 복수의 하중 지지 회전 가능 객체를 포함하는, 모듈.
제 18 항: 제 17 항에 있어서, 디스크는 상향 빔 표면 및 하향 빔 표면을 갖고; 하나 이상의 하중 지지 회전 가능 객체의 제1 세트는 디스크의 상향 빔 표면과 접촉하도록 배열되며; 복수의 하중 지지 회전 가능 물체의 제2 세트는 디스크의 하향 빔 표면과 접촉하도록 배열되는, 모듈.
제 19 항: 제 17 항 또는 제 18 항에 있어서, 하중 지지 회전 가능 객체의 제1 세트는 1개, 2개 또는 3개의 하중 지지 회전 가능 객체를 포함하고; 하중 지지 회전 가능 객체의 제2 세트는 3개의 하중 지지 회전 가능 객체를 포함하는, 모듈.
제 20 항: 제 17 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서, 평면도에서 디스크는 모듈이 하전 입자 장치 내에 설치될 때 하전 입자 경로가 디스크 내에서 한정된 개구부를 통과하도록 배열되는, 모듈.
제 21 항: 제 17 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서, 평면도에서 디스크는 실질적으로 환형인, 모듈.
제 22 항: 제 17 항 내지 제 21 항 중 어느 한 항에 있어서, 디스크는 바람직하게는 x-y 평면에서 실질적으로 평면 구조인, 모듈.
제 23 항: 제 17 항 내지 제 22 항 중 어느 한 항에 있어서, 디스크는 지지 장치를 포함하는, 모듈.
제 24 항: 제 17 항 내지 제 23 항 중 어느 한 항에 있어서, 모듈은 디스크에 힘을 인가하도록 배열된 제1 힘 인가 장치 - 상기 힘은 디스크와 실질적으로 동일한 평면에 있고 평면 내에서 디스크를 이동시키기 위한 것임 - 를 포함하고, 모듈은 디스크에 힘을 인가하도록 배열된 제2 힘 인가 장치 - 상기 힘은 디스크와 실질적으로 동일한 평면에 있고 디스크를 회전시키기 위한 것임 - 를 포함하는, 모듈.
제 25 항: 제 24 항에 있어서, 제1 힘 인가 장치는 인가된 힘이 실질적으로 디스크의 회전축을 통과하는 방향을 향하도록 하여 힘이 디스크를 실질적으로 회전시키지 않도록 구성되는, 모듈.
제 26 항: 제 24 항 또는 제 25 항에 있어서, 사용 시, 디스크는 제1 힘 인가 장치로부터의 힘; 제1 수용 부분에 가해지는 힘; 및 제2 수용 부분에 가해지는 힘에 의해 압축되는, 모듈.
제 27 항: 제 24 항 내지 제 26 항 중 어느 한 항에 있어서, 사용 시, 제2 힘 인가 장치는 제3 액추에이터 아암의 단부 내로 제3 수용 부분을 가압하는 힘을 인가하도록 배열되는, 모듈.
제 28 항: 제 24 항 내지 제 27 항 중 어느 한 항에 있어서, 제2 힘 인가 장치는 디스크의 측벽으로부터 제1 돌출부에 힘을 인가하도록 배열되고; 및/또는 제3 수용 부분은 디스크의 측벽으로부터의 제2 돌출부를 포함하는, 모듈.
제 29 항: 제 17 항 내지 제 23 항 중 어느 한 항에 있어서, 디스크에 힘을 가하도록 배열된 힘 인가 장치를 포함하고; 인가된 힘은 디스크와 실질적으로 동일한 평면에 있고; 인가된 힘은 평면 내에서 디스크를 선형으로 이동하기 위한 것이며; 인가된 힘은 디스크를 회전시키기 위한 것인, 모듈.
제 30 항: 제 17 항 내지 제 29 항 중 어느 한 항에 있어서, 디스크가 하중 지지 회전 가능 객체의 제1 세트와 제2 세트 사이에서 압축 상태로 유지되도록 배열된 하나 이상의 축방향 힘 인가 장치를 포함하는, 모듈.
제 31 항: 제 30 항에 있어서, 각각의 축방향 힘 인가 장치는 하중 지지 회전 가능 객체 중 하나와 접촉하기 위한 플레이트를 포함하고; 및/또는 하나 이상의 축방향 힘 인가 장치는 스프링과 같은 탄성 부재인, 모듈.
제 32 항: 제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서, 지지체 위치 설정 시스템은 굴곡 장치를 포함하는, 모듈.
제 33 항: 제 32 항에 있어서, 굴곡 장치는 Rz 굴곡 장치 및 x-y 굴곡 장치를 포함하는, 모듈.
제 34 항: 제 33 항에 있어서, Rz 굴곡 장치 및 x-y 굴곡 장치는 바람직하게는 x-y 평면에서 실질적으로 평면 구조인, 모듈.
제 35 항: 제 33 항 또는 제 34 항에 있어서, Rz 굴곡 장치 및 x-y 굴곡 장치는 스택으로 배열되며; Rz 굴곡 장치는 바람직하게는 x-y 굴곡 장치의 하향 빔인, 모듈.
제 36 항: 제 33 항 내지 제 35 항 중 어느 한 항에 있어서, 평면도에서 Rz 굴곡 장치는 Rz 굴곡 장치에서 개구부를 한정하는 실질적으로 원형인 구조를 포함하는, 모듈.
제 37 항: 제 36 항에 있어서, 실질적인 원형인 구조의 중심은 실질적으로 z-축과 정렬되는, 모듈.
제 38 항: 제 36 항 또는 제 37 항에 있어서, 평면도에서 Rz 굴곡 장치는 크로스를 포함하고; 크로스는 교차점에서 교차하는 제1 및 제2 크로스바를 포함하고; 제1 크로스바는 Rz 굴곡 장치의 평면에서 제1 방향으로 정렬되며; 제2 크로스바는 Rz 굴곡 장치의 평면에서 제2 방향으로 정렬되고, 제2 방향은 제1 방향에 직교하는, 모듈.
제 39 항: 제 36 항 내지 제 38 항 중 어느 한 항에 있어서, 원형 구조물은 제1 및 제2 크로스바의 교차점에 있고; 원형 구조물은 제1 크로스바의 제1 부분과 제2 부분 사이 및 제2 크로스바의 제1 부분과 제2 부분 사이에서 지지되는, 모듈.
제 40 항: 제 39 항에 있어서, 제1 크로스바는 제1 수용 부분과 정렬되고; 제2 크로스바는 제2 수용 부분과 정렬되는, 모듈.
제 41 항: 제 33 항 내지 제 40 항 중 어느 한 항에 있어서, Rz 굴곡 장치는 베이스 및 이동식 본체를 포함하는, 모듈.
제 42 항: 제 41 항에 있어서, 제3 수용 부분은 Rz 굴곡 장치의 측벽에 리세스를 포함하는, 모듈.
제 43 항: 제 41 항 또는 제 42 항에 있어서, Rz 굴곡 장치는 이동식 본체를 회전시키기 위한 힘을 인가하도록 구성된 회전력 인가 장치를 포함하는, 모듈.
제 44 항: 제 43 항에 있어서, 사용 시, 회전력 인가 장치에 의해 인가되는 회전력은 제3 액추에이터 아암의 단부 내로 제3 수용 부분을 가압하도록 구성되는, 모듈.
제 45 항: 제 33 항 내지 제 44 항 중 어느 한 항에 있어서, x-y 굴곡 장치는 외부 구조체; 중간 구조체; 중앙 구조체; 및 다수의 리프 스프링을 포함하고, x-y 굴곡 장치의 평면에서, 중간 구조체는 외부 구조체 및 제1 수용 부분에 의해 실질적으로 둘러싸이며, x-y 굴곡 장치의 평면에서, 중심 구조체는 중간 구조체에 의해 실질적으로 둘러싸여 있고; 외부 구조체는 적어도 하나의 리프 스프링에 의해 중간 구조체에 연결되며; 중간 구조체는 적어도 하나의 리프 스프링에 의해 중앙 구조체에 연결되는, 모듈.
제 46 항: 제 45 항에 있어서, 중간 구조체를 중앙 구조체에 연결하는 적어도 하나의 리프 스프링은 중앙 구조체가 제1 수용 부분에 가해지는 힘에 응답하여 외부 구조체에 대해 제1 방향으로 이동하도록 배치되게끔 배열되고, 외부 구조체를 중간 구조체에 연결하는 적어도 하나의 리프 스프링은 중간 구조체가 제2 수용 부분에 가해지는 힘에 응답하여 외부 구조체에 대해 제2 방향으로 이동하게끔 배열되는, 모듈.
제 47 항: 제 46 항에 있어서, 중간 구조체는 중앙 구조체의 대향하는 측면에 배열된 2개의 리프 스프링에 의해 중앙 구조체에 연결되고; 중간 구조체는 중간 구조체의 반대편에 배치된 두 개의 리프 스프링에 의해 외부 구조체에 연결되는, 모듈.
제 48 항: 제 45 항 내지 제 47 항 중 어느 한 항에 있어서, 모듈은 중간 구조체 및/또는 중앙 구조체가 제1 방향으로 압축 상태로 유지되도록 힘을 가하도록 배열된 제1 바이어싱 장치; 및 중간 구조체 및/또는 중앙 구조체가 제2 방향으로 압축 상태에 유지되도록 힘을 가하도록 배열된 제2 바이어싱 장치를 포함하는, 모듈.
제 49 항: 제 45 항 내지 제 48 항 중 어느 한 항에 있어서, x-y 굴곡 장치의 외부 구조체는 Rz 굴곡 장치의 이동식 본체에 고정되는, 모듈.
제 50 항: 제 32 항 내지 제 49 항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 및/또는 제2 바이어싱 장치는 스프링과 같은 탄성 부재인, 모듈.
제 51 항: 제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서, 지지체 위치 설정 시스템은 하나 이상의 선형 액추에이터 또는 액추에이터 장치를 포함하는, 모듈.
제 52 항: 제 51 항에 있어서, 각각의 액추에이터는 압전 액추에이터 장치인, 모듈.
제 53 항: 제 52 항에 있어서, 각각의 압전 액추에이터 장치는 2축 전단 모드 압전 장치를 포함하는, 모듈.
제 54 항: 제 51 항 내지 제 53 항 중 어느 한 항에 있어서, 지지체 위치 설정 시스템은 복수의 액추에이터를 포함하는, 모듈.
제 55 항: 제 54 항에 있어서, 지지체 위치 설정 시스템에 포함된 액추에이터의 수는 3개인, 모듈.
제 56 항: 제 51 항 내지 제 55 항 중 어느 한 항에 있어서, 지지체 위치 설정 시스템은 스테이지를 포함하는, 모듈.
제 57 항: 제 56 항에 있어서, 평면도에서 스테이지는 실질적으로 환형인, 모듈.
제 58 항: 제 56 항 또는 제 57 항에 있어서, 액추에이터는 스테이지의 중간 지점을 중심으로 실질적으로 동일한 각도 위치에 이격되어 있는, 모듈.
제 59 항: 제 58 항에 있어서, 액추에이터는 인접한 액추에이터의 길이 방향 축 사이의 각도가 60도가 되도록 정렬되는, 모듈.
제 60 항: 제 51 항 내지 제 59 항 중 어느 한 항에 있어서, 액추에이터는 모든 액추에이터 또는 액추에이터 장치가 스테이지의 평면에서 스테이지를 회전시키기 위해 함께 작동될 수 있도록 구성되는, 모듈.
제 61 항: 제 51 항 내지 제 60 항 중 어느 한 항에 있어서, 액추에이터는 모든 액추에이터가 함께 작동되어 스테이지의 평면에서 제1 방향으로 스테이지를 이동시킬 수 있도록 구성되는, 모듈.
제 62 항: 제 51 항 내지 제 61 항 중 어느 한 항에 있어서, 액추에이터는 모든 액추에이터가 함께 작동되어 스테이지의 평면에서 제2 방향 - 상기 제2 방향은 제1 방향에 직교함 - 으로 스테이지를 이동시킬 수 있도록 구성되는, 모듈.
제 63 항: 제 51 항 내지 제 62 항 중 어느 한 항에 있어서, 모듈은 하나 이상의 힘 인가 장치를 더 포함하며, 각각의 힘 인가 장치는 액추에이터를 스테이지로 가압하는 힘을 인가하도록 배열되는, 모듈.
제 64 항: 제 51 항 내지 제 57 항 중 어느 한 항에 있어서, 평면도에서 적어도 하나의 액추에이터가 스테이지 측면에 배열되고 액추에이터의 선형 이동으로 인해 스테이지가 회전하도록 구성되며, 스테이지 측면에 있는 각각의 액추에이터에 대해 액추에이터를 스테이지로 가압하는 힘을 인가하도록 구성된 힘 인가 장치가 존재하는, 모듈.
제 65 항: 제 64 항에 있어서, 스테이지 측면에 두 개의 액추에이터가 있고 액추에이터는 스테이지의 양측에 위치하는, 모듈.
제 66 항: 제 64 항 또는 제 65 항에 있어서, 모듈은 제1 및 제2 선형 액추에이터를 더 포함하고; 제1 선형 액추에이터는 제2 선형 액추에이터를 제1 방향으로 이동시키도록 배열되고; 제2 선형 액추에이터는 제1 방향에 직교하는 제2 방향으로 스테이지의 측면에 배열된 적어도 하나의 액추에이터를 이동시키도록 배열되는, 모듈.
제 67 항: 하전 입자 장치에서 하전 입자의 경로를 조작하도록 구성된 장치를 지지하기 위한 모듈로서, 상기 모듈은 모듈이 하전 입자 장치에서 현장 교체 가능하도록 하전 입자 장치의 하우징의 하우징 플랜지에 부착 및 분리되도록 구성된 모듈 플랜지를 포함하는, 모듈.
제 68 항: 제 67 항에 있어서, 모듈이 장치를 지지하는 모듈과 함께 하전 입자 장치에서 사용 중일 때, 장치는 실질적으로 하전 입자 장치의 하전 입자 축을 따르는 하전 입자 경로를 조작하도록 구성되는, 모듈.
제 69 항: 제 68 항에 있어서, 하전 입자 축은 z축에 해당하고; 모듈은 x-y 평면에서 실질적으로 평면 구조인, 모듈.
제 70 항: 제 67 항 내지 제 69 항 중 어느 한 항에 있어서, 모듈 플랜지는 하우징 플랜지의 정렬 핀을 수용하기 위한 하나 이상의 구멍을 포함하고/하거나 모듈 플랜지는 하우징 플랜지의 구멍에 삽입하기 위한 하나 이상의 정렬 핀을 포함하는, 모듈.
제 71 항: 제 70 항에 있어서, 모듈 플랜지는 하우징 플랜지에 삽입하기 위한 하나 이상의 정렬 핀을 포함하는, 모듈.
제 72 항: 제 67 항 내지 제 71 항 중 어느 한 항에 있어서, 장치를 지지하기 위한 장치 지지 기구; 및 적어도 하나의 이동 자유도에서 장치 지지 기구의 위치를 조정하기 위한 기구를 포함하는, 모듈.
제 73 항: 제 72 항에 있어서, 장치 지지 시스템은 장치 지지 기구의 위치가 3개의 이동 자유도로 조정될 수 있도록 하며; 3개의 이동 자유도는 바람직하게는 장치 지지 기구의 z, Rx 및 Ry 위치인, 모듈.
제 74 항: 제 72 항 또는 제 73 항에 있어서, 장치 지지 기구의 z, Rx 및 Ry 위치를 조정하기 위한 기구는 조정 가능한 스프링 볼트, 조정 가능한 패스너 또는 조정 가능한 핀과 같은 하나 이상의 조정 가능한 지지체를 포함하는, 모듈.
제 75 항: 제 74 항에 있어서, 조정 가능한 지지체는 장치 지지 기구 주위에 배열되는, 모듈.
제 76 항: 제 74 항 또는 제 75 항에 있어서, 조정 가능한 지지체는 장치 지지 기구의 중간 지점을 중심으로 실질적으로 동일한 각도 위치에 이격되어 있는, 모듈.
제 77 항: 제 74 항 내지 제 76 항 중 어느 한 항에 있어서, 3개의 조정 가능한 지지체가 존재하는, 모듈.
제 78 항: 제 74 항 내지 제 76 항 중 어느 한 항에 있어서, 조정 가능한 지지체는 독립적으로 조정 가능한, 모듈.
제 79 항: 제 72 항 내지 제 78 항 중 어느 한 항에 있어서, 장치 지지 기구의 z, Rx 및 Ry 위치를 조정하기 위한 기구는 모듈이 하전 입자 장치 외부에 있을 때 작동되도록 구성되는, 모듈.
제 80 항: 제 67 항 내지 제 79 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 모듈은 제 1 항 내지 제 66 항 중 어느 한 항에 따른 모듈인, 모듈.
제 81 항: 제 80 항에 있어서, 장치 지지 기구는 제 1 항 내지 제 67 항 중 어느 한 항에 따른 지지체 위치 설정 시스템 및 지지 장치를 포함하는, 모듈.
제 82 항: 제 1 항 내지 제 81 항 중 어느 한 항에 따른 현장 교체 가능 모듈을 포함하는, 하전 입자 장치.
제 83 항: 제 82 항에 있어서, 모듈은 하전 입자 장치에서 하전 입자 경로를 조작하도록 구성된 장치를 포함하는, 하전 입자 장치.
제 84 항: 제 83 항에 있어서, 하전 입자 장치는 모듈의 지지체 위치 설정 시스템을 작동시키기 위한 액추에이터를 포함하고; 액추에이터는 선형 액추에이터인, 하전 입자 장치.
제 85 항: 제 84 항에 있어서, 각 액추에이터는 모듈에 포함된 대응하는 수용 부분과 맞물리도록 구성된 액추에이터 아암을 포함하는, 하전 입자 장치.
제 86 항: 제 85 항에 있어서, 액추에이터 아암의 단부는 롤러 베어링을 포함하는, 하전 입자 장치.
제 87 항: 제 83 항 내지 제 86 항 중 어느 한 항에 있어서, 장치는 하전 입자의 멀티-빔의 서브-빔을 조작하도록 배열된 빔 조작기를 포함하는, 하전 입자 장치.
제 88 항: 제 82 항 내지 제 86 항 중 어느 한 항에 있어서, 하전 입자 장치는 모듈의 모듈 플랜지에 부착 및 분리될 수 있도록 구성된 하우징 플랜지를 포함하는, 하전 입자 장치.
제 89 항: 제 88 항에 있어서, 하우징 플랜지는 모듈 플랜지의 대응하는 개구부로 삽입하기 위한 하나 이상의 정렬 핀을 포함하는, 하전 입자 장치.
제 90 항: 제 88 항 또는 제 89 항에 있어서, 모듈 플랜지는 하우징 플랜지의 대응하는 개구부로 삽입하기 위한 하나 이상의 정렬 핀을 포함하는, 하전 입자 장치.
제 91 항: 제 83 항 내지 제 90 항 중 어느 한 항에 있어서, 장치의 움직임 및/또는 위치를 결정하도록 구성된 위치 검출 시스템을 더 포함하는, 하전 입자 장치.
제 92 항: 제 83 항 내지 제 91 항 중 어느 한 항에 있어서, 하전 입자의 소스; 및 장치의 상향 빔 및/또는 하향 빔의 하전 입자 경로를 조작하도록 구성된 하나 이상의 조작기 장치를 포함하는, 하전 입자 장치.
제 93 항: 제 92 항에 있어서, 하나 이상의 조작기 장치는 하전 입자 경로를 조정하도록 구성되고/되거나 모듈은 하전 입자 경로가 장치와 정렬되도록 장치의 위치를 조정하도록 구성되는, 하전 입자 장치.
제 94 항: 제 92 항 또는 제 93 항에 있어서, 하전 입자 시스템은 하나 이상의 조작기 장치를 제어하도록 구성된 제어 시스템을 더 포함하는, 하전 입자 장치.
제 95 항: 제 92 항 내지 제 94 항 중 어느 한 항에 있어서, 조작기 장치의 제1 세트가 모듈의 상향 빔에 제공되며; 조작기 장치의 제2 세트가 모듈의 하향 빔에 제공되는, 하전 입자 장치.
제 96 항: 제 92 항 내지 제 95 항 중 어느 한 항에 있어서, 조작기 장치 중 하나 이상은 하전 입자 경로를 편향시키기 위한 정전 편향기를 포함하는, 하전 입자 장치.
제 97 항: 제 92 항 내지 제 96 항 중 어느 한 항에 있어서, 조작기 장치 중 하나 이상은 하전 입자 경로를 편향시키기 위한 자기 렌즈를 포함하는, 하전 입자 장치.
제 98 항: 제 92 항 내지 제 97 항 중 어느 한 항에 있어서, 소스의 위치를 조정하기 위한 소스 이동 기구를 더 포함하는, 하전 입자 장치.
제 99 항: 제 92 항 내지 제 98 항 중 어느 한 항에 있어서, 대물 렌즈를 더 포함하고; 대물 렌즈의 위치를 조정하기 위한 렌즈 이동 기구를 더 포함하는, 하전 입자 장치.
제 100 항: 제 99 항에 있어서, 조작기 장치 중 적어도 하나는 장치 및 대물 렌즈와 정렬되도록 소스로부터의 하전 입자 경로를 조작하게끔 제어 가능하도록 구성되는, 하전 입자 장치.
제 101 항: 제 92 항 내지 제 100 항 중 어느 한 항에 있어서, 모듈의 상향 빔 측에 있는 상향 빔 진공 록; 및 모듈의 하향 빔 측에 있는 하향 빔 진공 록을 더 포함하는, 하전 입자 장치.
제 102 항: 제 101 항에 있어서, 상향 빔 진공 록 및 하향 빔 진공 록은 모듈을 포함하는 하전 입자 장치의 영역을 하전 입자 장치의 인접한 영역의 진공 상태로부터 격리하도록 작동 가능한, 하전 입자 장치.
제 103 항: 제 92 항 내지 제 102 항 중 어느 한 항에 있어서, 소스로부터의 소스 진공 록 하향 빔을 더 포함하는, 하전 입자 장치.
제 104 항: 제 103 항에 있어서, 소스 진공 록은 소스를 포함하는 하전 입자 장치의 영역을 하전 입자 장치의 인접 영역의 진공 상태로부터 격리시키도록 작동 가능한, 하전 입자 장치.
제 105 항: 제 104 항에 있어서, 소스는 현장 교체 가능 모듈로 구성되는, 하전 입자 장치.
제 106 항: 제 92 항 내지 제 105 항 중 어느 한 항에 있어서, 2차 컬럼을 추가로 포함하고; 2차 컬럼은 샘플로부터 전자를 검출하도록 구성된 검출기를 포함하는, 하전 입자 장치.
제 107 항: 제 106 항에 있어서, 2차 컬럼은 검출기를 포함하는 2차 컬럼의 영역을 2차 컬럼의 인접 영역(들)의 진공 상태로부터 격리하기 위한 하나 이상의 진공 록을 더 포함하는, 하전 입자 장치.
제 108 항: 제 107 항에 있어서, 검출기는 현장 교체 가능 모듈로 구성되는, 하전 입자 장치.
제 109 항: 하전 입자 장치 내에 전자 광학 장치를 설치하는 방법으로서, 상기 방법은 전자 광학 장치를 모듈에 부착하는 단계; 모듈의 본체에 대한 전자 광학 장치의 Rx 상태, Ry 상태 및/또는 z-위치에 대략적인 조정을 적용하는 단계; 및 하전 입자 장치에 모듈을 고정하는 단계를 포함하는, 방법.
제 110 항: 제 109 항에 있어서, 모듈은 제 1 항 내지 제 81 항 중 어느 한 항에 따른 모듈이고; 하전 입자 장치는 제 82 항 내지 제 108 항 중 어느 한 항에 따른 하전 입자 장치인, 방법.
제 111 항: 하전 입자 장치 내에서 전자 광학 장치를 하전 입자 빔 또는 멀티-빔과 정렬하는 방법으로서, 상기 방법은: 전자 광학 장치를 포함하는 모듈을 하전 입자 장치에 고정하여 전자 광학 장치를 하전 입자 장치에 장착하는 단계; 모듈의 본체에 대한 전자 광학 장치의 x-위치, y-위치 및/또는 Rz 상태에 미세 조정(들)을 적용하는 단계; 및 하전 입자 장치 내에서 하전 입자 빔 또는 멀티-빔의 경로에 조정을 적용하는 단계를 포함하는, 방법.
제 112 항: 제 111 항에 있어서, 전자 광학 장치를 하전 입자 장치에 설치하기 이전에, 모듈을 수용하기 위한 하전 입자 장치의 모듈 수용 영역은 폐쇄된 내부 진공 시일에 의해 하전 입자 장치 내의 인접 영역의 실질적인 진공 조건으로부터 격리되어 모듈 수용 영역이 하전 입자 장치 외부의 주변 조건에서 통기될 수 있도록 하는, 방법.
제 113 항: 제 112 항에 있어서, 상기 방법은 모듈이 하전 입자 장치에 고정된 후 모듈 수용 영역에 대한 외부 진공 시일을 폐쇄하여 모듈 수용 영역이 하전 입자 장치 외부의 주변 조건으로부터 격리되도록 하는 단계; 모듈 수용 영역이 실질적인 진공 조건에 있도록 펌핑하는 단계; 모듈을 베이킹하는 단계; 내부 진공 시일을 개봉하는 단계; 및 하전 입자 장치 내에 하전 입자 빔 또는 멀티-빔이 존재하도록 하전 입자 장치의 소스를 활성화하는 단계를 더 포함하는, 방법.
제 114 항: 제 111 항 내지 제 113 항 중 어느 한 항에 있어서, 모듈은 제 1 항 내지 제 81 항 중 어느 한 항에 따른 모듈이고; 하전 입자 장치는 제 82 항 내지 제 108 항 중 어느 한 항에 따른 하전 입자 장치인, 방법.
제 115 항: 샘플에 전자 빔을 투영하도록 구성된 전자 광학 컬럼으로서, 컬럼은 컬럼의 기준 프레임을 정의하도록 구성된 프레임; 전자 광학 장치를 포함하는 현장 교체 가능 모듈을 수용하기 위한 챔버; 현장 교체 가능 모듈을 프레임과 정렬하기 위해 현장 교체 가능 모듈과 맞물리도록 구성된 맞물림 장치; 및 미세 정렬을 위해 빔과 장치를 서로에 대해 위치시키도록 구성된 능동 위치 설정 시스템을 포함하는, 전자 광학 컬럼.
제 116 항: 제 115 항에 있어서, 능동 위치 설정 시스템은 렌즈와 같은 전자 빔의 경로를 조작하거나 전자 빔 경로를 편향시키도록 제어할 수 있는 필드 교체 가능 모듈의 빔 상향 전자 광학 요소를 포함하는, 전자 광학 컬럼.
제 117 항: 제 115 항 또는 제 116 항에 있어서, 능동 위치 설정 시스템은 현장 교체 가능 모듈과 맞물리도록 구성되고 전자 빔의 경로에 대해 바람직하게는 장치의 자유도인 자유도로 전자 빔의 경로에 대해 장치를 이동시키도록 제어 가능한 액추에이터를 포함하고, 바람직하게는 장치는 전자 빔의 경로에 직교하는 평면에서 평면 구조인, 전자 광학 컬럼.
제 118 항: 제 115 항 내지 제 117 항 중 어느 한 항에 있어서, 전자 광학 컬럼은 챔버의 컬럼 상향 빔을 밀봉하기 위한 상향 빔 밸브 및 바람직하게는 챔버가 컬럼의 나머지 부분에서 분할되도록 컬럼의 하향 빔 부분으로부터 챔버를 밀봉하기 위한 하향 빔 밸브를 추가로 포함하는, 전자 광학 컬럼.
제 119 항: 제 115 항 내지 제 118 항 중 어느 한 항에 있어서, 챔버는 현장 교체 가능 모듈을 수용하도록 구성되고 현장 교체 가능 모듈과 밀봉 가능하도록 구성되는 컬럼의 측면에 개구부를 한정하는, 전자 광학 컬럼.
제 120 항: 전자 광학 칼럼에 착탈식으로 삽입 가능하도록 배열된 현장 교체 가능 모듈로서, 상기 현장 교체 가능 모듈은: a)전자 광학 컬럼에서 전자 빔의 경로를 조작하도록 구성된 전자 광학 요소; b)전자 광학 요소를 지지하도록 구성된 지지체; 및 c)모든 자유도에서 지지체를 전자 광학 컬럼의 프레임과 정렬하도록 구성된 맞물림 장치를 포함하는, 현장 교체 가능 모듈.
제 121 항: 제 120 항에 있어서, 요소가 컬럼을 통과하는 전자 빔의 경로에 대해 배치될 수 있도록 모듈의 나머지 부분에 대해 요소를 변위시키도록 구성된 지지체 위치 설정 시스템을 더 포함하는, 현장 교체 가능 모듈.
제 122 항: 제 121 항에 있어서, 요소는 하전 입자 빔의 경로에 직교하도록 배열된 평면 구조이고, 지지체 위치 설정 시스템은 평면 구조의 평면의 적어도 1 자유도에서, 바람직하게는 x축에서, y축에서 및/또는 z축에 대한 회전에서 지지체를 변위시키도록 구성되는, 현장 교체 가능 모듈.
제 123 항: 제 121 항 또는 제 122 항에 있어서, 지지체 위치 설정 시스템은 전자 광학 컬럼의 프레임과 관련된 액추에이터와 맞물리도록 구성되고, 액추에이터는 평면 구조의 평면의 자유도와 연관되며, 지지체는 액추에이터에 의해 제어 가능하게 작동하여 프레임에 대한 지지체의 위치가 조정되는, 현장 교체 가능 모듈.
제 124 항: 제 120 항 내지 제 123 항 중 어느 한 항에 있어서, 맞물림 장치는 평면 표면 및 각각 축방향 자유도에 할당된 2개의 맞물림 피처를 포함하는, 현장 교체 가능 모듈.
제 125 항: 제 120 항 내지 제 124 항 중 어느 한 항에 있어서, 맞물림 장치는 칼럼의 측면에 대해 밀봉을 제공하도록 구성되는, 현장 교체 가능 모듈.
제 126 항: 제 120 항 내지 제 125 항 중 어느 한 항에 있어서, 현장 교체 가능 모듈은 바람직하게는 지지체 위치 설정 시스템에 의해 조절된 자유도와 상이한 자유도 및/또는 바람직하게는 장치의 평면 구조의 평면을 벗어난 자유도로 프레임에 대한 지지체의 정렬을 조절하도록 조절 가능하도록 구성된, 사전 보정 시스템을 더 포함하는, 현장 교체 가능 모듈.
Claims (15)
- 하전 입자 장치에서 하전 입자 경로를 조작하도록 구성된 장치를 지지하는 모듈로서,
상기 하전 입자 장치에서 하전 입자 경로를 조작하도록 구성된 장치;
상기 장치를 지지하도록 구성된 지지 장치(support arrangement);
상기 장치를 상기 하전 입자 경로와 정렬하기 위해, 상기 모듈 내에서 상기 지지 장치를 이동시키고 상기 하전 입자 경로 주위로 상기 지지 장치를 적어도 회전시키도록 구성된, 지지체 위치 설정 시스템(support positioning system); 및
상기 모듈이 상기 하전 입자 장치에서 현장 교체 가능(field replaceable)하게끔 배열되도록 상기 하전 입자 장치의 하우징의 하우징 플랜지(housing flange)에 부착 및 분리되도록 구성된 모듈 플랜지(module flange)를 포함하는,
모듈. - 제 1 항에 있어서,
상기 지지체 위치 설정 시스템은 적어도 3개의 이동 자유도(degrees of freedom of movement)로 상기 지지 장치를 이동시키도록 구성되는,
모듈. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 모듈은 상기 지지 장치 및/또는 상기 지지 장치에 의해 홀딩되는 장치의 이동 및/또는 위치를 결정하도록 구성된 위치 검출 시스템을 더 포함하고, 상기 위치 검출 시스템은 바람직하게는 상기 지지 장치 및/또는 상기 지지 장치에 의해 홀딩되는 장치의 이동 및/또는 위치를 결정하는 데 사용하기 위한 인코더(encoder)와 같은 그리드 마크(grid mark)를 포함하는,
모듈. - 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 모듈은 하전 입자 장치의 액추에이터 아암(actuator arm)의 각각의 단부를 수용하도록 구성된 수용 부분을 더 포함하고, 상기 액추에이터 아암은 바람직하게는 상기 모듈 외부에 있는 액추에이터에 포함되며, 상기 지지체 위치 설정 시스템은 상기 액추에이터에 의해 이동되도록 구성되는,
모듈. - 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 지지체 위치 설정 시스템은:
디스크; 및
상기 모듈 내에서 상기 디스크를 지지하도록 구성된 복수의 하중 지지 회전 가능 객체(load bearing rotatable object)를 포함하는,
모듈. - 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 지지체 위치 설정 시스템은 굴곡 장치(flexure arrangement)를 포함하는,
모듈. - 제 6 항에 있어서,
상기 굴곡 장치는 z축에 대한 회전 운동을 위한 Rz 굴곡 장치 및 x-y 굴곡 장치를 포함하며, 상기 Rz 굴곡 장치 및 상기 x-y 굴곡 장치는 스택으로 배열되고; 상기 Rz 굴곡 장치는 바람직하게는 상기 x-y 굴곡 장치의 하향 빔(down-beam)인,
모듈. - 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 지지체 위치 설정 시스템은 하나 이상의 선형 액추에이터를 포함하는,
모듈. - 제 8 항에 있어서,
각각의 액추에이터는 압전 액추에이터(piezo-electric actuator) 장치인,
모듈. - 제 9 항에 있어서,
각각의 압전 액추에이터 장치는 2축 전단 모드(two axis shear mode) 압전 장치를 포함하는,
모듈. - 제 8 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 지지체 위치 설정 시스템에 포함된 선형 액추에이터의 개수는 3개인,
모듈. - 제 8 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 지지체 위치 설정 시스템은 스테이지를 포함하고, 상기 액추에이터는, 모든 액추에이터가 함께 작동되어 상기 스테이지의 평면에서 상기 스테이지를 제1 방향으로 이동시킬 수 있도록 구성되는,
모듈. - 제 12 항에 있어서,
상기 액추에이터는 모든 액추에이터가 함께 작동되어 상기 스테이지의 평면에서 상기 스테이지를 제2 방향으로 이동시킬 수 있도록 구성되며, 상기 제2 방향은 상기 제1 방향과 직교하는,
모듈. - 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
소스와 대물 렌즈를 포함하는 상기 하전 입자 장치 내의 상기 하전 입자 경로는 소스와 대물 렌즈 사이에 있는,
모듈. - 하전 입자 장치 내에서 전자 광학 장치를 하전 입자 빔 또는 멀티-빔과 정렬하는 방법으로서,
전자 광학 장치를 포함하는 현장 교체 가능 모듈을 하전 입자 장치에 고정시켜 상기 전자 광학 장치를 상기 하전 입자 장치에 장착하는 단계;
상기 모듈의 본체에 대한 상기 전자 광학 장치의 x-위치, y-위치 및/또는 Rz 상태에 미세 조정(들)을 적용하는 단계 - 상기 전자 광학 장치의 Rz 상태에 미세 조정을 적용하는 단계는 상기 하전 입자 경로의 경로 주위로 상기 전자 광학 장치를 회전시키는 단계를 포함함 -; 및
상기 하전 입자 장치 내에서 하전 입자 빔 또는 멀티-빔의 경로에 조정을 적용하는 단계를 포함하는,
방법.
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