特許 7271704 シングルビームモードを備えたマルチビーム検査装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-04-28

(45)【発行日】2023-05-11

(54)【発明の名称】シングルビームモードを備えたマルチビーム検査装置

(51)【国際特許分類】

   H01J 37/09 20060101AFI20230501BHJP

   H01J 37/244 20060101ALI20230501BHJP

   H01L 21/66 20060101ALI20230501BHJP

   H01J 37/28 20060101ALN20230501BHJP

【ＦＩ】

H01J37/09 A

H01J37/09 Z

H01J37/244

H01L21/66 J

H01J37/28 B

【請求項の数】 15

(21)【出願番号】P 2021555244

(86)(22)【出願日】2020-03-17

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2022-05-11

(86)【国際出願番号】 EP2020057176

(87)【国際公開番号】W WO2020200745

(87)【国際公開日】2020-10-08

【審査請求日】2021-11-05

(31)【優先権主張番号】62/826,731

(32)【優先日】2019-03-29

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】62/981,462

(32)【優先日】2020-02-25

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】504151804

【氏名又は名称】エーエスエムエル ネザーランズ ビー．ブイ．

(74)【代理人】

【識別番号】100079108

【弁理士】

【氏名又は名称】稲葉 良幸

(74)【代理人】

【識別番号】100109346

【弁理士】

【氏名又は名称】大貫 敏史

(74)【代理人】

【識別番号】100117189

【弁理士】

【氏名又は名称】江口 昭彦

(74)【代理人】

【識別番号】100134120

【弁理士】

【氏名又は名称】内藤 和彦

(72)【発明者】

【氏名】レン，ウェイミン

(72)【発明者】

【氏名】リウ，シュエドン

(72)【発明者】

【氏名】フー，シュエラン

(72)【発明者】

【氏名】チェン，ゾン－ウェイ

【審査官】中尾 太郎

(56)【参考文献】

【文献】特開２００８－２１５９６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－１３４９２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１２／００６１５６５（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１６／０２６８０９６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１０／１３７２５７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１８／１９７１６９（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｊ ３７／０９

Ｈ０１Ｊ ３７／２４４

Ｈ０１Ｌ ２１／６６

Ｈ０１Ｊ ３７／２８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の動作モードをサポートするサンプルを検査するための荷電粒子ビーム装置であって、
一次光軸に沿って荷電粒子ビームを放射するように構成された荷電粒子ビーム放射源と、
前記荷電粒子ビームから複数の荷電粒子ビームレットを形成するように構成された第１のアパーチャプレートと、
第１の位置と第２の位置との間で移動可能な第２のアパーチャプレートと、
回路を有し、前記装置の構成を変更して第１のモードと第２のモードとの間で切り替わるように構成された、コントローラと、を含み、
前記第１のモードでは、
前記第２のアパーチャプレートは前記第１の位置に配置され、
前記第１のアパーチャプレート及び前記第２のアパーチャプレートは、前記複数の荷電粒子ビームレットのうちの第１の荷電粒子ビームレットを通過させるように構成され、
前記第２のモードでは、
前記第２のアパーチャプレートは前記第２の位置に配置され、
前記第１のアパーチャプレート及び前記第２のアパーチャプレートは、前記複数の荷電粒子ビームレットのうちの前記第１の荷電粒子ビームレット及び第２の荷電粒子ビームレットを通過させるように構成され、
前記第２のアパーチャプレートはアパーチャを含み、
前記装置が上記第２のモードにあるように構成される場合、前記第２のアパーチャプレートは、前記アパーチャが前記一次光軸から離れて配置されるように、前記第２の位置に配置される、荷電粒子ビーム装置。

【請求項2】

前記第１のモードはシングルビームモードであり、前記第２のモードはマルチビームモードである、請求項１に記載の装置。

【請求項3】

前記第１の荷電粒子ビームレットは前記一次光軸に対してオンアクシスビームレットであり、前記第２の荷電粒子ビームレットは前記一次光軸に対してオフアクシスビームレットである、請求項１に記載の装置。

【請求項4】

前記第２のアパーチャプレートは、前記装置が前記第１のモードで動作する場合、前記第２の荷電粒子ビームレットを遮断するように構成される、請求項１に記載の装置。

【請求項5】

前記第１のアパーチャプレートは、前記装置が前記第１のモードで動作する場合、前記荷電粒子ビーム放射源と前記第２のアパーチャプレートとの間に配置される、請求項１に記載の装置。

【請求項6】

前記複数の荷電粒子ビームレットの経路を変更して、像面に前記荷電粒子ビーム放射源の複数の像を形成するように構成された集光レンズをさらに含む、請求項１に記載の装置。

【請求項7】

前記第２のアパーチャプレートは、前記装置が前記第１のモードで動作する場合、前記第１のアパーチャプレートと前記集光レンズとの間に配置される、請求項６に記載の装置。

【請求項8】

前記集光レンズは、前記装置が前記第１のモードで動作する場合、前記第１のアパーチャプレートと前記第２のアパーチャプレートとの間に配置される、請求項６に記載の装置。

【請求項9】

前記集光レンズは第１の偏向器及び第２の偏向器を含み、前記第２のアパーチャプレートは、前記装置が前記第１のモードで動作する場合、前記第１の偏向器と前記第２の偏向
器との間に配置される、請求項６に記載の装置。

【請求項10】

前記第２のアパーチャプレートは、前記装置が前記第１のモードで動作する場合、前記荷電粒子ビーム放射源と前記第１のアパーチャプレートとの間に配置される、請求項１に記載の装置。

【請求項11】

前記サンプルから生成された二次電子を偏向させるように構成されたビームセパレータと、
前記装置が前記第１のモード又は前記第２のモードのいずれかで動作する場合に前記二次電子を検出するように構成された第１の電子検出デバイスと、をさらに含む、請求項１に記載の装置。

【請求項12】

前記コントローラは、
前記第１のモード又は前記第２のモードのいずれかで、前記二次電子を前記第１の電子検出デバイスに向けて偏向させるように前記ビームセパレータを制御するための回路を含み、前記第１の電子検出デバイスは第１の二次光軸と整列されている、請求項１１に記載の装置。

【請求項13】

前記サンプルから生成された二次電子を偏向させるように構成されたビームセパレータと、
前記装置が前記第２のモードで動作する場合に前記二次電子を検出するように構成された第１の電子検出デバイスと、
前記装置が前記第１のモードで動作する場合に前記二次電子を検出するように構成された第２の電子検出デバイスと、をさらに含む、請求項１に記載の装置。

【請求項14】

前記コントローラは、
前記第２のモードでは、前記二次電子を前記第１の電子検出デバイスに向けて偏向させるように前記ビームセパレータを制御し、前記第１の電子検出デバイスは第１の二次光軸と整列されており、
前記第１のモードでは、前記ビームセパレータを無効にして、前記二次電子を前記第２の電子検出デバイスに向けて移動させる、ための回路を含む、請求項１３に記載の装置。

【請求項15】

荷電粒子ビーム放射源によって一次光軸に沿って放射される荷電粒子ビームから複数の荷電粒子ビームレットを形成するように構成された第１のアパーチャプレートを含む荷電粒子ビーム装置を使用して、サンプルを検査する方法であって、
第２のアパーチャプレートを第２の位置から第１の位置に移動させること、を含み、
前記第２のアパーチャプレートを前記第１の位置に配置すると、前記荷電粒子ビームの単一の荷電粒子ビームレットが、前記第１及び前記第２のアパーチャプレートの組み合わせを通過することを可能にし、
前記第２のアパーチャプレートを前記第２の位置に配置すると、前記第２のアパーチャプレートのアパーチャが前記一次光軸から離れて配置されること、及び、前記荷電粒子ビームの複数の荷電粒子ビームレットが、前記第１及び前記第２のアパーチャプレートの組み合わせを通過することを可能にする、方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

関連出願の相互参照
[0001] 本出願は、２０１９年３月２９日に出願された米国特許出願第６２／８２６，７３１号、及び２０２０年２月２５日に出願された米国特許出願第６２／９８１，４６２号の優先権を主張するものであり、これらの特許出願は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。

【0002】

[0002] 本明細書で提供される実施形態は、一般的に、マルチビーム検査装置に関し、より具体的には、複数の動作モードをサポートするマルチビーム検査装置に関する。

【背景技術】

【0003】

[0003] 半導体集積回路（ＩＣ）チップを製造する際、製造プロセスの間にウェーハ又はマスク上にパターン欠陥又は招かれざる粒子（残留物）が不可避的に発生し、それによって歩留まりが低下する。例えば、招かれざる粒子は、ＩＣチップの一段とより高度化した性能要件を満たすために採用されてきた、重要フィーチャ寸法がより小さなパターンにとって、問題となり得る。

【0004】

[0004] 荷電粒子ビームを用いたパターン検査ツールを使用して、欠陥又は招かれざる粒子を検出してきた。これらのツールは通常、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）を採用している。ＳＥＭでは、比較的高いエネルギーを有する一次電子のビームを減速させて、比較的に低いランディングエネルギーでサンプルに入射させ、集束させてサンプル上にプローブスポットを形成する。一次電子のこの集束したプローブスポットに起因して、表面から二次電子が生成される。二次電子には、一次電子とサンプルとの相互作用から生じる、後方散乱電子、二次電子、又はオージェ電子が含まれることがある。サンプル表面に渡ってプローブスポットをスキャンさせ二次電子を収集することにより、パターン検査ツールはサンプル表面の画像を取得することができる。

【発明の概要】

【0005】

[0005] 本明細書で提供される実施形態は、マルチビーム検査装置について開示しており、より具体的には、複数の動作モードをサポートするマルチビーム検査装置について開示する。

【0006】

[0006] 実施形態によっては、サンプルを検査するための荷電粒子ビーム装置は、複数動作モードをサポートする。荷電粒子ビーム装置は、一次光軸に沿って荷電粒子ビームを放射するように構成された荷電粒子ビーム放射源、荷電粒子ビームから複数の荷電粒子ビームレットを形成するように構成された第１のアパーチャプレート、及び、第１の位置と第２の位置との間で可動の第２のアパーチャプレート、を含む。荷電粒子ビーム装置は、コントロールも含み、このコントローラは、回路を有し、装置の構成を変更して第１のモードと第２のモードとの間で切り替わるように構成される。この装置が第１のモードで動作する場合、第２のアパーチャプレートは第１の位置に配置され、第１のアパーチャプレート及び第２のアパーチャプレートは、複数の荷電粒子ビームレットのうちの第１の荷電粒子ビームレットが通過できるように構成される。この装置が第２のモードで動作する場合、第２のアパーチャプレートは第２の位置に配置され、第１のアパーチャプレート及び第２のアパーチャプレートは、複数の荷電粒子ビームレットのうちの第１の荷電粒子ビームレット及び第２の荷電粒子ビームレットが通過できるように構成される。

【0007】

[0007] 実施形態によっては、荷電粒子ビーム装置を使用してサンプルを検査する方法が開示される。荷電粒子ビーム装置は、荷電粒子ビーム放射源によって放射される荷電粒子ビームから複数の荷電粒子ビームレットを形成するように構成された第１のアパーチャプレートを含むことがある。この方法は、第２のアパーチャプレートを第２の位置から第１の位置へ移動させることを含み、第２のアパーチャプレートを第１の位置に配置すると、荷電粒子ビームの単一の荷電粒子ビームレットが第１及び第２のアパーチャプレートの組み合わせを通過できるようになり、第２のアパーチャプレートを第２の位置に配置すると、荷電粒子ビームの複数の荷電粒子ビームレットが第１及び第２のアパーチャプレートの組み合わせを通過できるようになる。

【0008】

[0008] 実施形態によっては、複数の動作モードをサポートするサンプルを検査するための荷電粒子ビーム装置は、一次光軸に沿って荷電粒子ビームを放射するように構成された荷電粒子ビーム放射源と、第１の位置と第２の位置との間を移動できる可動アパーチャプレートと、回路を有し、装置の構成を変更して第１のモードと第２のモードとの間で切り替わるように構成されたコントローラと、を含む。この装置が第１のモードで動作する場合、可動アパーチャプレートは第１の位置に配置され、荷電粒子ビームから引き出された複数の荷電粒子ビームレットのうちの第１の荷電粒子ビームレットが通過できるように構成される。この装置が第２のモードで動作する場合、可動アパーチャプレートは第２の位置に配置され、複数の荷電粒子ビームレットのうちの第１の荷電粒子ビームレット及び第２の荷電粒子ビームレットが通過できるように構成される。

【0009】

[0009] 実施形態によっては、荷電粒子ビーム装置は、複数の電子検出デバイスも含む。実施形態によっては、第１の電子検出デバイスは、第１のモードでサンプルから発生した二次電子を検出するように構成され、一方、第２の電子検出デバイス及び／又は第３の電子デバイスは、第２のモードで二次電子を検出するように構成される。

【0010】

[0010] 本発明の他の利点が、添付の図面と併せて解釈される以下の説明から明らかになるであろう。添付の図面には、図示及び例示の目的で、本発明の特定の実施形態が記載されている。

【0011】

[0011] 本開示の上記の及び他の態様が、添付の図面と併せて解釈される例示的な実施形態の説明により、一層明らかになるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】[0012]本開示の実施形態と一致した、例示的な荷電粒子ビーム検査システムを示す概略図である。

【図2】[0013]本開示の実施形態と一致した、図１の例示的な荷電粒子ビーム検査システムの一部である例示的なマルチビーム装置を示す概略図である。

【図3A】[0014]本開示の実施形態と一致した、可動アパーチャプレートの例示的な構成を示すマルチビーム電子ビームツールの概略図である。

【図3B】[0014]本開示の実施形態と一致した、可動アパーチャプレートの例示的な構成を示すマルチビーム電子ビームツールの概略図である。

【図3C】[0015]本開示の実施形態と一致した、図３Ａ及び図３Ｂの可動アパーチャプレートの一実施形態の概略図である。

【図4A】[0016]本開示の実施形態と一致した、可動アパーチャプレートの例示的な構成を示すマルチビーム電子ビームツールの概略図である。

【図4B】[0016]本開示の実施形態と一致した、可動アパーチャプレートの例示的な構成を示すマルチビーム電子ビームツールの概略図である。

【図5A】[0017]本開示の実施形態と一致した、可動アパーチャプレートの例示的な構成を示すマルチビーム電子ビームツールの概略図である。

【図5B】[0017]本開示の実施形態と一致した、可動アパーチャプレートの例示的な構成を示すマルチビーム電子ビームツールの概略図である。

【図6A】[0018]本開示の実施形態と一致した、可動アパーチャプレートの例示的な構成を示すマルチビーム電子ビームツールの概略図である。

【図6B】[0018]本開示の実施形態と一致した、可動アパーチャプレートの例示的な構成を示すマルチビーム電子ビームツールの概略図である。

【図6C】[0019]本開示の実施形態と一致した、図６Ａ及び図６Ｂの可動アパーチャプレートの一実施形態の概略図である。

【図7A】[0020]本開示の実施形態と一致した、二次電子検出デバイスの例示的な構成を示すマルチビーム電子ビームツールの概略図である。

【図7B】[0020]本開示の実施形態と一致した、二次電子検出デバイスの例示的な構成を示すマルチビーム電子ビームツールの概略図である。

【図8A】[0021]本開示の実施形態と一致した、二次電子検出デバイスの例示的な構成を示すマルチビーム電子ビームツールの概略図である。

【図8B】[0021]本開示の実施形態と一致した、二次電子検出デバイスの例示的な構成を示すマルチビーム電子ビームツールの概略図である。

【図9A】[0022]本開示の実施形態と一致した、二次電子検出デバイスの例示的な構成を示すマルチビーム電子ビームツールの概略図である。

【図9B】[0022]本開示の実施形態と一致した、二次電子検出デバイスの例示的な構成を示すマルチビーム電子ビームツールの概略図である。

【図9C】[0022]本開示の実施形態と一致した、二次電子検出デバイスの例示的な構成を示すマルチビーム電子ビームツールの概略図である。

【図10A】[0023]本開示の実施形態と一致した、二次電子検出デバイスの例示的な構成を示すマルチビーム電子ビームツールの概略図である。

【図10B】[0023]本開示の実施形態と一致した、二次電子検出デバイスの例示的な構成を示すマルチビーム電子ビームツールの概略図である。

【図10C】[0024]本開示の実施形態と一致した、図１０Ｂの二次電子検出デバイスの実施形態の概略図である。

【図10D】[0024]本開示の実施形態と一致した、図１０Ｂの二次電子検出デバイスの実施形態の概略図である。

【図10E】[0024]本開示の実施形態と一致した、図１０Ｂの二次電子検出デバイスの実施形態の概略図である。

【図11】[0025]本開示の実施形態と一致した、マルチビーム電子ビームツールを使用してサンプルを検査する例示的な方法を示す流れ図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

[0026] ここで、例示的な実施形態を詳細に参照する。これらの実施形態の例が、添付の図面に示されている。以下の説明は添付の図面を参照し、異なる図面中の同じ番号は、特に断りの無い限り、同じ又は同様の要素を表す。例示的な実施形態の以下の説明文中に記載される実装は、本発明と一致する全ての実装を表すものではない。その代わり、それらは、添付の特許請求の範囲に列挙されるような本発明に関連する態様と一致する装置及び方法の単なる例にすぎない。

【0014】

[0027] 電子デバイスは、基板と呼ばれるシリコン片上に形成された回路から構成される。多数の回路が、同じシリコン片上に一緒に形成されることがあり、集積回路又はＩＣと呼ばれる。多数のより多くの回路を基板上に収めることができるように、これらの回路の寸法は劇的に減少された。例えば、スマートフォン内のＩＣチップは、親指の爪程小さいことがありながら、２０億個を超えるトランジスタを含むことができ、各トランジスタの寸法は、人間の髪の毛の寸法の１／１０００よりも小さい。

【0015】

[0028] これらの極端に小さなＩＣを製造することは、複雑で時間がかかり高価なプロセスであり、しばしば数百にのぼる個別ステップを含む。たった１つのステップでのエラーが、完成したＩＣにおける欠陥をもたらし、そのＩＣを使い物にならなくする可能性がある。従って、製造プロセスの１つのゴールは、そのような欠陥を回避して、プロセスにおいて作製される機能的ＩＣの数を最大化すること、即ち、プロセスの全体的歩留まりを向上させることである。

【0016】

[0029] 歩留まりを向上させる１つの構成要素は、チップ作製プロセスを監視して、十分な数の機能的集積回路が製造されていることを確認することである。プロセスを監視する１つの方法は、チップ回路構造を形成する様々な段階において、チップ回路構造を検査することである。検査は、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）を使用して実行することができる。ＳＥＭを使用すると、これらの非常に小さな構造を撮像する、要するに、これらの構造の「写真」を撮ることができる。この画像を使用して、構造が適切に形成されたかどうか、及び構造が適切な位置に形成されたかどうかを判断することができる。構造に欠陥がある場合、欠陥が再び発生する可能性が低くなるようにプロセスを調節することができる。

【0017】

[0030] ＳＥＭは、一次電子の集束ビームを用いてサンプルの表面をスキャンする。一次電子はサンプルと相互作用し、二次電子を生成する。集束ビームを用いてサンプルをスキャンすることにより、且つ検出器を用いて二次電子を捕捉することにより、ＳＥＭはサンプルのスキャンされたエリアの画像を生成する。

【0018】

[0031] 高いスループットで検査するために、幾つかの検査システムは、一次電子の複数の集束ビームを使用する。複数の集束ビームがウェーハの異なる部分を同時に走査できるので、マルチビーム検査システムはシングルビーム検査システムよりも、はるかに高速でウェーハを検査することができる。しかしながら、従来のマルチビーム検査システムは、隣接する電子ビーム間のクロストークにより、検査精度及び解像度が低くなることがある。従って、一旦従来のマルチビーム検査システムがサンプル上の欠陥を検出すると、サンプルを高解像度のシングルビーム点検ツールに移して、検出された欠陥のより精密な検査を実施することが必要になる場合が多い。より新しい一部のマルチビーム検査システムは、デュアルモードサポート（例えば、マルチビームモード及びシングルビームモード）を提供するものの、シングルビームモード動作中の最大解像度は、従来のシングルビーム点検ツールで達成できる解像度よりも低くなる。

【0019】

[0032] シングルビームモード動作中の解像度が制限される主な原因の１つは、マルチビーム検査システムがシングルビームモードで動作するときには使用されないオフアクシス電子ビームの存在である。電子銃などの電子放射源は、マルチビームモードで生成するのと同じ数の電子を生成するので、オフアクシス電子ビームが最終的に下流でフィルタリングされたとしても、シングルビームモードでの電子間の悪影響は、マルチビームモードと同じ位大きくなる。例えば、図２の放射源変換ユニット２２０は、図７Ａのビームレット７１２及び７１３が、サンプル上に到達しないように、図７Ｂの検出器７４６又はアパーチャ（図示せず）によって遮断されるように調節することができる。本開示の一態様は、電子ビーム放射源の近くの使用されないオフアクシス電子ビームを、オンアクシス電子ビームに影響を与える前に除去し、それに呼応して、ツールがシングルビームモードで動作する際に、シングルビームの劣化を低減することができる、電子ビーム生成の適応的制御機構を含む。

【0020】

[0033] 図面における構成要素の相対的な寸法は、理解しやすいように誇張されていることがある。以下の図面の説明では、同じ又は同様の参照番号は、同じ又は同様の構成要素又はエンティティを指しており、個々の実施形態に関して異なる点のみが説明されている。本明細書で使用する場合、特段の断りが無い限り、「又は」という用語は、実行不可能である場合を除いて、全ての可能な組み合わせを包含する。例えば、構成要素がＡ又はＢを含むことがあると記載されている場合、特段の断りが無い限り又は実行不可能で無い限り、構成要素はＡ、又はＢ、又はＡ及びＢを含むことがある。第２の例として、構成要素がＡ、Ｂ、又はＣを含むことがあると記載されている場合、特段の断りが無い限り又は実行不可能で無い限り、構成要素はＡ、又はＢ、又はＣ、又はＡ及びＢ、又はＡ及びＣ、又はＢ及びＣ、又はＡ及びＢ及びＣを含むことがある。

【0021】

[0034] ここで図１を参照すると、図１は本開示の実施形態と一致した、例示的な荷電粒子ビーム検査システム１００を示す概略図である。図１に示すように、荷電粒子ビーム検査システム１００は、メインチャンバ１０、装填ロックチャンバ２０、電子ビームツール４０、及び機器フロントエンドモジュール（ＥＦＥＭ）３０を含む。電子ビームツール４０は、メインチャンバ１０内部に配置されている。説明及び図面は電子ビームに関係しているが、実施形態は、本開示を特定の荷電粒子に制限するために使用されるのではないことが、理解されよう。

【0022】

[0035] ＥＦＥＭ３０は、第１の装填ポート３０ａ及び第２の装填ポート３０ｂを含む。ＥＦＥＭ３０は、追加の装填ポートを含むことがある。第１の装填ポート３０ａ及び第２の装填ポート３０ｂは、例えば、検査されるべきウェーハ（例えば、半導体ウェーハ、又は他の材料で作られたウェーハ）又はサンプル（ウェーハ及びサンプルは、以降ではまとめて「ウェーハ」と呼ばれる）を収容するウェーハＦＯＵＰ（front opening unified pod）を受け取ることがある。ＥＦＥＭ３０内の１つ又は複数のロボットアーム（図示せず）が、ウェーハを装填ロックチャンバ２０に運ぶ。

【0023】

[0036] 装填ロックチャンバ２０は、装填ロック真空ポンプシステム（図示せず）に接続されることがあり、このポンプシステムは、大気圧よりも低い第１の圧力に達するように、装填ロックチャンバ２０内のガス分子を除去する。第１の圧力に達した後、１つ又は複数のロボットアーム（図示せず）がウェーハを装填ロックチャンバ２０からメインチャンバ１０に運ぶ。メインチャンバ１０は、メインチャンバ真空ポンプシステム（図示せず）に接続され、このポンプシステムは、第１の圧力よりも低い第２の圧力に達するように、メインチャンバ１０内のガス分子を除去する。第２の圧力に達した後、ウェーハは電子ビームツール４０による検査にかけられる。実施形態によっては、電子ビームツール４０は、シングルビーム検査ツールを含むことがある。他の実施形態では、電子ビームツール４０は、マルチビーム検査ツールを含むことがある。

【0024】

[0037] コントローラ５０は、電子ビームツール４０に電子的に接続されている。コントローラ５０は、荷電粒子ビーム検査システム１００の様々な制御を行うように構成されたコンピュータであり得る。コントローラ５０は、様々な信号及び画像の処理機能を実行するように構成された処理回路も含むことがある。図１では、コントローラ５０は、メインチャンバ１０、装填ロックチャンバ２０、及びＥＦＥＭ３０を含む構造の外部にあるものとして示されているが、コントローラ５０はこの構造の一部とすることもできることが理解されよう。

【0025】

[0038] 本開示は、電子ビーム検査ツールを収容するメインチャンバ１０の例を提供しているが、最も広い意味での本開示の態様は、電子ビーム検査ツールを収容するチャンバに限定されないことに、留意されたい。むしろ、前述の原理は、第２の圧力下で動作する他のツールにも適用され得ることが理解されよう。

【0026】

[0039] ここで図２を参照すると、図２は、本開示の実施形態と一致した、図１の例示的な荷電粒子ビーム検査システム１００の一部であるマルチビーム検査ツールを含む例示的な電子ビームツール４０を示す概略図である。マルチビーム電子ビームツール４０（本明細書では装置４０とも呼ばれる）は、電子源２０１、銃アパーチャプレート２７１、事前ビームレット形成アパーチャアレイ２７２、集光レンズ２１０、放射源変換ユニット２２０、一次投影系２３０、電動ステージ２０９、及び検査されるべきサンプル２０８（例えば、ウェーハ又はフォトマスク）を保持するために電動ステージ２０９によって支持されるサンプルホルダー２０７を含む。マルチビーム電子ビームツール４０は更に、二次投影系２５０及び電子検出デバイス２４０を含むことがある。一次投影系２３０は、対物レンズ２３１を含むことがある。ビームセパレータ２３３及び偏向走査ユニット２３２が、一次投影系２３０の内部に配置されることがある。電子検出デバイス２４０は、複数の検出素子２４１、２４２、及び２４３を含むことがある。

【0027】

[0040] 電子源２０１、銃アパーチャプレート２７１、事前ビームレット形成アパーチャアレイ２７２、集光レンズ２１０、放射源変換ユニット２２０、ビームセパレータ２３３、偏向走査ユニット２３２、及び一次投影系２３０は、装置４０の一次光軸２０４と位置合わせされていることがある。二次投影系２５０及び電子検出デバイス２４０は、装置４０の二次光軸２５１と位置合わせされていることがある。

【0028】

[0041] 電子源２０１は、カソード（図示せず）及び抽出器又はアノード（図示せず）を含むことがあり、動作中、電子源２０１は、カソードから一次電子を放出するように構成され、この一次電子は抽出器及び／又はアノードによって抽出されるか又は加速されて、一次電子ビーム２０２を形成し、これは、（仮想の又は現実の）一次ビームクロスオーバー２０３を形成する。一次電子ビーム２０２は、一次ビームクロスオーバー２０３から放出されるものとして視覚化されることがある。

【0029】

[0042] 放射源変換ユニット２２０は、像形成素子アレイ（図示せず）、収差補償器アレイ（図示せず）、ビーム制限アパーチャアレイ（図示せず）、及びプレベンディングマイクロ偏向器アレイ（図示せず）を含むことがある。実施形態によっては、プレベンディングマイクロ偏向器アレイは、一次電子ビーム２０２の複数の一次ビームレット２１１、２１２、２１３を、ビーム制限アパーチャアレイ、像形成素子アレイ、及び収差補償器アレイに垂直に入るように偏向させる。実施形態によっては、集光レンズ２１０は、一次電子ビーム２０２を集束させて平行ビームにし、放射源変換ユニット２２０に垂直に入射するように、設計される。像形成素子アレイは、複数のマイクロ偏向器又はマイクロレンズを含んで、一次電子ビーム２０２の複数の一次ビームレット２１１、２１２、２１３に影響を与え、且つ、一次ビームレット２１１、２１２、及び２１３のそれぞれに対して１つずつ、一次ビームクロスオーバー２０３の複数の（仮想の又は現実の）平行像を形成することがある。実施形態によっては、収差補償器アレイは、像面湾曲補償器アレイ（図示せず）及び非点収差補償器アレイ（図示せず）を含むことがある。フィールド湾曲補償器アレイは、複数のマイクロレンズを含んで、一次ビームレット２１１、２１２、及び２１３のフィールド湾曲収差を補償することがある。非点収差補償器アレイは、複数のマイクロ非点収差補正器を含んで、一次ビームレット２１１、２１２、及び２１３の非点収差を補償することがある。ビーム制限開口部アレイは、個々の一次ビームレット２１１、２１２、及び２１３の直径を制限するように構成されることがある。図２は、例として３つの一次ビームレット２１１、２１２、及び２１３を示しており、放射源変換ユニット２２０は、任意の数の一次ビームレットを形成するように構成されてもよいことが理解されよう。コントローラ５０は、放射源変換ユニット２２０、電子検出デバイス２４０、一次投影系２３０、又は電動ステージ２０９などの、図１の荷電粒子ビーム検査システム１００の様々な部分に接続されることがある。実施形態によっては、以下で更に詳細に説明するように、コントローラ５０は、様々な画像及び信号の処理機能を実行することがある。コントローラ５０は、様々な制御信号を生成して、荷電粒子ビーム検査システムの動作を制御することもある。

【0030】

[0043] 集光レンズ２１０は、一次電子ビーム２０２を集束させるように構成される。集光レンズ２１０は更に、集光レンズ２１０の集束力を変化させることにより、放射源変換ユニット２２０の下流の一次ビームレット２１１、２１２、及び２１３の電流を調節するように構成されることがある。或いは、個々の一次ビームレットに対応するビーム制限開口部アレイ内部のビーム制限開口部の半径のサイズを変えることによって、電流を変化させることがある。電流は、ビーム制限開口部の半径のサイズ及び集光レンズ２１０の集束力の両方を変えることによって、変化させることがある。集光レンズ２１０は、第１の原理平面の位置が移動可能であるように構成され得る調節可能な集光レンズであり得る。調節可能な集光レンズは磁気性であるように構成されることがあり、これにより、オフアクシスのビームレット２１２及び２１３が回転角度を有して放射源変換ユニット２２０に入射することになり得る。回転角度は、集束力、又は調節可能集光レンズの第１の主平面の位置と共に変化する。従って、集光レンズ２１０は、集光レンズ２１０の集束力が変化している間に、回転角度を不変に保つように構成されることがある、回転防止集光レンズであり得る。実施形態によっては、集光レンズ２１０は、調節可能な回転防止集光レンズであることがあり、このレンズでは、集束力及び第１の主平面の位置が変化したときに回転角度は変化しない。

【0031】

[0044] 対物レンズ２３１は、検査のために、ビームレット２１１、２１２、及び２１３をサンプル２０８上に集束させるように構成されることがあり、また、現在の実施形態では、サンプル２０８の表面上に３つのプローブスポット２２１、２２２、及び２２３を形成することがある。動作時には、偏向走査ユニット２３２は、一次ビームレット２１１、２１２、及び２１３を偏向させて、サンプル２０８の表面のセクション内の個々の走査エリア全体に渡ってプローブスポット２２１、２２２、及び２２３を走査するように構成される。銃アパーチャプレート２７１は、動作時に、一次電子ビーム２０２の周辺電子を遮断して、クーロン効果を低減するように構成される。クーロン効果は、一次ビームレット２１１、２１２、２１３のプローブスポット２２１、２２２、及び２２３の各々のサイズを拡大し、従って検査解像度を低下させることがある。実施形態によっては、事前ビームレット形成アパーチャアレイ２７２が、一次電子ビーム２０２の周辺電子を更に遮断して、クーロン効果を低減する。一次電子ビーム２０２は、事前ビームレット形成アパーチャアレイ２７２によって、３つのビームレット２１１、２１２、及び２１３に整えられることがある。

【0032】

[0045] サンプル２０８上への一次ビームレット２１１、２１２、及び２１３又はプローブスポット２２１、２２２、及び２２３の入射に応答して、サンプル２０８から電子が出現し、３つの二次電子ビーム２６１、２６２、及び２６３が生成される。二次電子ビーム２６１、２６２、及び２６３の各々は、通常、二次電子（５０ｅＶ以下の電子エネルギーを有する）及び後方散乱電子（５０ｅＶと一次ビームレット２１１、２１２、及び２１３のランディングエネルギーとの間の電子エネルギーを有する）を含む。

【0033】

[0046] ビームセパレータ２３３は、静電双極子場を生成する静電偏向器及び磁気双極子場を生成する磁気レンズを含むウィーンフィルタ（図示せず）であり得る。動作時には、ビームセパレータ２３３は、静電偏向器を使用して静電双極子場を生成して、一次ビームレット２１１、２１２、及び２１３の個々の電子に静電力を作用させるように構成されることがある。ビームセパレータ２３３は、磁気双極子場を生成して電子に磁力を作用させるように構成されることもある。静電力は、磁力と大きさは等しいが方向が逆になる。従って、一次ビームレット２１１、２１２、及び２１３は、少なくとも実質的にゼロの偏向角で、ビームセパレータ２３３を少なくとも実質的に真っ直ぐに通過することがある。

【0034】

[0047] しかしながら、二次電子ビーム２６１、２６２、及び２６３は、二次投影系２５０に向けて偏向されることがあり、この二次投影系２５０は、その後、二次電子ビーム２６１、２６２、及び２６３を電子検出デバイス２４０の検出素子２４１、２４２、及び２４３に集束させる。検出素子２４１、２４２、及び２４３は、対応する二次電子ビーム２６１、２６２、及び２６３を検出し、例えば、サンプル２０８の対応する走査エリアの像を構築するために、コントローラ５０又は信号処理システム（図示せず）に送信される対応する信号を生成するように構成される。

【0035】

[0048] 実施形態によっては、検出素子２４１、２４２、及び２４３は、対応する二次電子ビーム２６１、２６２、及び２６３をそれぞれ検出し、画像処理システム（例えば、コントローラ５０）に向けて対応する強度信号出力（図示せず）を生成する。実施形態によっては、各検出素子２４１、２４２、及び２４３は、１つ又は複数のピクセルを含むことがある。検出素子の強度信号出力は、検出素子内の全てのピクセルによって生成される信号の合計であり得る。

【0036】

[0049] 実施形態によっては、コントローラ５０は、画像取得器（図示せず）及びストレージ（図示せず）を含む画像処理システムを含むことがある。画像取得器は、１つ又は複数のプロセッサを含むことがある。例えば、画像取得器は、コンピュータ、サーバ、メインフレームホスト、端末、個人用コンピュータ、任意の種類の携帯コンピュータ装置など、又はそれらの組み合わせを含むことがある。画像取得器は、媒体、中でもとりわけ導電体、光ファイバーケーブル、携帯型記憶媒体、ＩＲ、Bluetooth、インターネット、無線ネットワーク、無線通信、又はそれらの組み合わせなどを介して、装置４０の電子検出デバイス２４０に通信可能に結合されることがある。実施形態によっては、画像取得器は、電子検出デバイス２４０から信号を受け取ることがあり、画像を構築することがある。画像取得器は、このようにサンプル２０８の画像を取得することができる。画像取得器は、輪郭線を生成すること、インジケータを取得画像に重ね合わせることなど、様々な後処理機能も実施することがある。画像取得器は、取得画像の輝度及びコントラスト等の調節を実施するように構成されることがある。実施形態によっては、ストレージは、ハードディスク、フラッシュドライブ、クラウドストレージ、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、他の種類のコンピュータ可読メモリなどの記憶媒体であり得る。ストレージは、画像取得器に結合されることがあり、スキャンされた生の画像データを元画像として保存し、且つ処理後の画像を保存するために使用されることがある。

【0037】

[0050] 実施形態によっては、画像取得器は、電子検出デバイス２４０から受け取った撮像信号に基づいて、サンプルの１つ又は複数の画像を取得することがある。撮像信号は、荷電粒子撮像を実施するためのスキャン動作に対応していることがある。取得画像は、複数の撮像エリアを含む単一の画像であり得る。この単一の画像は、ストレージ内に記憶されることがある。この単一の画像は、複数の領域に分割することができる元画像であり得る。これらの領域の各々は、サンプル２０８のフィーチャを包含する１つの撮像エリアを含むことがある。取得画像は、時系列に複数回サンプリングされた、サンプル２０８の単一の撮像エリアの複数の画像を含むことがある。この複数の画像は、ストレージ内に記憶されることがある。実施形態によっては、コントローラ５０は、サンプル２０８の同じ場所の複数の画像を用いて画像処理ステップを実行するように構成されることがある。

【0038】

[0051] 実施形態によっては、コントローラ５０は、測定回路（例えば、アナログ／デジタル変換器）を含んで、検出された二次電子の分布を取得することがある。検出時間ウィンドウ中に収集された電子の分布データを、ウェーハ表面に入射する一次ビームレット２１１、２１２、２１３のそれぞれの対応するスキャンパスデータと組み合わせて使用して、検査中のウェーハ構造の画像を再構成することができる。再構成された画像を使用して、サンプル２０８の内部構造又は外部構造の様々な特徴を明らかにすることができ、それによって、再構成された画像を使用して、ウェーハ内に存在する可能性がある欠陥を明らかにすることができる。

【0039】

[0052] 実施形態によっては、コントローラ５０は、サンプル２０８の検査中にサンプル２０８を移動させるように、電動ステージ２０９を制御することがある。実施形態によっては、コントローラ５０は、電動ステージ２０９がある方向に連続的に一定の速度でサンプル２０８を移動できるようにすることがある。他の実施形態では、コントローラ５０は、電動ステージ２０９が、スキャンプロセスのステップに応じて、経時的にサンプル２０８の移動速度を変えられるようにすることがある。実施形態によっては、コントローラ５０は、二次電子ビーム２６１、２６２、及び２６３の像に基づいて、一次投影系２３０又は二次投影系２５０の構成を調節することがある。

【0040】

[0053] 図２は、電子ビームツール４０が３つの一次電子ビームを使用することを示しているが、電子ビームツール４０は、２つ以上の一次電子ビームを使用してもよいことが理解されよう。本開示は、装置４０で使用される一次電子ビームの数を制限するものではない。

【0041】

[0054] 実施形態によっては、マルチビーム装置は、シングルビームモード動作をサポートするための機構を提供することがある。例えば、マルチビーム装置は、複数の一次ビームレットのうちの１つだけが、サンプル（図２のサンプル２０８など）の表面に到達するように、複数の一次ビームレット（図２のビームレット２１１、２１２、及び２１３など）の偏向角を調節するように、偏向器アレイ（例えば、図２の放射源変換ユニット２２０内の偏向器アレイ）を制御することがある。シングルモード動作をサポートするマルチビーム装置の例が、米国特許第９，６９１，５８６号に見られ、該特許は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。シングルビームモードを使用してサンプルのより高解像度の像を取得するために、クーロン効果を更に低減することが望ましいことがある。実施形態によっては、シングルビームモードでのマルチビーム装置が従来のシングルビーム装置と同じ位良好な解像度を有することができる場合、マルチビーム装置は、まず、マルチビーム検査を実施し、これは、通常、従来のシングルビーム装置よりも高いスループットを提供し、その後、シングルビームモードを使用して関心対象の欠陥の高解像度の点検を実施することができる。これにより、第２のステップに対して、従来のシングルビーム点検ツールの必要性がなくなることがある。更に、これにより、検査プロセスの全体的なスループットが改善されることもある、というのも、１つのツール内で高スループットの検査ステップ及び高解像度の点検ステップを実施することができるので、サンプルを第１のツールから第２のツールに移す時間を節約することができるからである。

【0042】

[0055] ここで、図３Ａ及び図３Ｂを参照すると、これらの図は、本開示の実施形態と一致した、可動アパーチャプレート３７３の例示的な構成を示すマルチビーム電子ビームツール３００の概略図である。マルチビーム電子ビームツール３００は、マルチビーム装置（図２のマルチビーム装置４０など）の一部であり得る。

【0043】

[0056] 図２に関して前述したように、マルチビーム電子ビームツール３００は、電子放射源３０１、銃アパーチャプレート３７１、事前ビームレット形成アパーチャアレイ３７２、及び集光レンズ３１０を含むことがある。電子放射源３０１は、一次電子を放射し、一次電子ビーム３０２を形成するように構成される。銃アパーチャプレート３７１は、一次電子ビーム３０２の周辺電子を遮断して、検査解像度を劣化させる可能性のあるクーロン効果を低減するように構成される。実施形態によっては、事前ビームレット形成アパーチャアレイ３７２が、一次電子ビーム３０２の周辺電子を更に遮断して、クーロン効果を低減する。一次電子ビーム３０２は、事前ビームレット形成アパーチャアレイ３７２を通過した後で、３つの一次電子ビームレット３１１、３１２、及び３１３（又は他の任意の数のビームレット）に整えられることがある。電子放射源３０１、銃アパーチャプレート３７１、事前ビームレット形成アパーチャアレイ３７２、及び集光レンズ３１０は、マルチビーム電子ビームツール３００の一次光軸３０４と整列されることがある。

【0044】

[0057] 実施形態によっては、マルチビーム電子ビームツール３００は、シングルビームモード及びマルチビームモードなどの、電子ビームツール３００の複数の動作モードをサポートするために使用されることがある、可動アパーチャプレート３７３を更に含むことがある。

【0045】

[0058] シングルビームモードでは、図３Ａに示すように、可動アパーチャプレート３７３を、事前ビームレット形成アパーチャアレイ３７２と集光レンズ３１０との間の第１の位置に移動させることがある。可動アパーチャプレート３７３が第１の位置に配置されると、可動アパーチャプレート３７３のアパーチャは、一次光軸３０４と整列されることがある。可動アパーチャプレート３７３は、シングルビームモード中に、オフアクシスビームレット（例えば、ビームレット３１２及び３１３）を遮断し、オンアクシスビームレット（例えば、ビームレット３１１）のみを通過させるように構成されることがある。実施形態によっては、可動アパーチャプレート３７３は、（図３Ｃに示すような）様々なサイズの複数のアパーチャを含むことがある。そのような実施形態では、ビームの所望の電流レベルに応じて、シングルビームモード中に異なるサイズのアパーチャが選択されることがある。例えば、大電流の電子ビームが望まれる場合、より大きなアパーチャが使用されることがある。

【0046】

[0059] マルチビームモードでは、図３Ｂに示すように、可動アパーチャプレート３７３は第２の位置に移動されることがあり、第２の位置では、可動アパーチャプレート３７３は、一次電子ビームレット３１１、３１２、及び３１３が通過するように、一次電子ビームレット３１１、３１２、及び３１３の経路から十分に離れている。

【0047】

[0060] ここで、図３Ｃを参照すると、図３Ｃは、本開示の実施形態と一致した、図３Ａ及び図３Ｂの可動アパーチャプレート３７３の一実施形態の概略図である。実施形態によっては、可動アパーチャプレート３７３は、１つ又は複数のアパーチャを含むことがある。実施形態によっては、可動アパーチャプレート３７３は、電子ビームツールがシングルビームモードで動作している間に、一次電子ビームレットの電流を変化させるために、様々なサイズの複数のアパーチャを含むことがある。図３Ｃは長方形の可動アパーチャプレートを示しているが、可動アパーチャプレート３７３は、異なる形状をしていてもよいことが理解されよう。例えば、可動アパーチャプレート３７３は、複数のアパーチャを備えた円形のプレートであり得る。本開示は、可動アパーチャプレート３７３の形状を制限するものではない。

【0048】

[0061] ここで、図４Ａ及び図４Ｂを参照すると、これらの図は、本開示の実施形態と一致した、可動アパーチャプレートの例示的な構成を示すマルチビーム電子ビームツール４００Ａ及び４００Ｂの概略図である。マルチビーム電子ビームツール４００Ａ及び４００Ｂは、マルチビーム装置（図２のマルチビーム装置４０など）の一部であり得る。

【0049】

[0062] 図３Ａ及び図３Ｂに示す構成と同様に、マルチビーム電子ビームツール４００Ａ及び４００Ｂは、電子放射源４０１、銃アパーチャプレート４７１、事前ビームレット形成アパーチャアレイ４７２、集光レンズ４１０、及び可動アパーチャプレート（例えば、４７３ａ及び４７３ｂ）を含むことがある。しかしながら、図４Ａ及び図４Ｂは、異なる構成の可動アパーチャプレートを有するマルチビーム電子ビームツールの実施形態を示している。図４Ａ及び図４Ｂは、可動アパーチャプレートが、銃アパーチャプレート４７１、事前ビームレット形成アパーチャアレイ４７２、及び集光レンズ４１０などの、一次光軸４０４と整列した他の構造物に対して、シングルビームモードの異なる位置に移動されることがあることを示している。

【0050】

[0063] 例えば、図４Ａの可動アパーチャプレート４７３ａは、事前ビームレット形成アパーチャアレイ４７２の上方で且つ銃アパーチャプレート４７１の下方に配置されて、シングルビームモード動作を可能にすることができる。そのような実施形態では、可動アパーチャプレート４７３ａは、一次電子ビーム４０２のオフアクシス部分を切り取り、それによって、単一のビームレット、例えば、電子ビームレット４１１が、事前ビームレット形成アパーチャアレイ４７２の後で生成されるようにすることができる。

【0051】

[0064] 他方、図４Ｂの可動アパーチャプレート４７３ｂは、集光レンズ４１０の下方に配置されて、シングルビームモード中に、全てのオフアクシスビームレット（例えば、ビームレット４１２及び４１３）を遮断し、オンアクシスビームレット（例えば、ビームレット４１１）のみが通過できるようにすることにより、シングルビームモード動作を可能にすることができる。

【0052】

[0065] ここで、図５Ａ及び図５Ｂを参照すると、これらの図は、本開示の実施形態と一致した、可動アパーチャプレート５７３の例示的な構成を示すマルチビーム電子ビームツール５００の概略図である。マルチビーム電子ビームツール５００は、マルチビーム装置（図２のマルチビーム装置４０など）の一部であり得る。

【0053】

[0066] 前述した実施形態と同様に、マルチビーム電子ビームツール５００は、電子放射源５０１、銃アパーチャプレート５７１、事前ビームレット形成アパーチャアレイ５７２、集光レンズ５１０、及び可動アパーチャプレート５７３を含むことがある。図５Ａ及び図５Ｂは、異なる構成の可動アパーチャプレートを備えたマルチビーム電子ビームツールの更なる実施形態を示す。実施形態によっては、集光レンズ５１０は、一次電子ビームレットの経路を変えるために組み合わせて動作する２つ以上のレンズを含むことがある。これらの２つ以上のレンズは、静電レンズ、磁気レンズ、又は両方の組み合わせ、であり得る。例えば、図５Ａは、２つの磁気レンズ５１０ａ及び５１０ｂを含む集光レンズ５１０の一実施形態を示す。そのような実施形態では、図５Ｂに示すように、可動アパーチャプレート５７３は、２つの磁気レンズ５１０ａと５１０ｂとの間の位置に移動されて、オフアクシス電子ビームレット５１２、５１３を遮断し、それによって、シングルビームモード動作を可能にすることができる。可動アパーチャプレート５７３は、様々な形状をしていることがあることが理解されよう。例えば、可動アパーチャプレート５７３は、図３Ｃに示されるような長方形のプレートであり得る。実施形態によっては、可動アパーチャプレートは、複数のアパーチャを備えた円形のプレートであり得る。そのような実施形態では、円形のアパーチャプレートが、回転して、異なるサイズのアパーチャが光軸と整列できるようにして、電子が通過できるようにすることがある。この回転する円形アパーチャプレートは、集光レンズ５１０内部などの、狭いスペースに適していることがある。

【0054】

[0067] ここで、図６Ａ、図６Ｂ、及び図６Ｃを参照すると、これらの図は、本開示の実施形態と一致した、可動アパーチャプレート６７３の例示的な構成を示すマルチビーム電子ビームツール６００の概略図である。マルチビーム電子ビームツール６００は、マルチビーム装置（図２のマルチビーム装置４０など）の一部であり得る。

【0055】

[0068] 前述した実施形態と同様に、マルチビーム電子ビームツール６００は、電子放射源６０１、事前ビームレット形成アパーチャアレイ６７２、集光レンズ６１０、及び可動アパーチャプレート６７３を含むことがある。実施形態によっては、図６Ａ及び図６Ｂに示すように、銃アパーチャプレートは、２つ以上のアパーチャを含む可動アパーチャプレート６７３と置き換えられることがあり、第１のアパーチャ（例えば、図６Ｃのアパーチャ６７３ａ）はシングルビームモードで使用され、第２のアパーチャ（例えば、図６Ｃのアパーチャ６７３ｂ）はマルチビームモードで使用される。

【0056】

[0069] 例えば、シングルビームモードでは、図６Ａに示すように、可動アパーチャプレート６７３を、事前ビームレット形成アパーチャアレイ６７２の上方の第１の位置に移動させることがある。可動アパーチャプレート６７３が第１の位置に配置されると、可動アパーチャプレート６７３の第１のアパーチャ（例えば、図６Ｃのアパーチャ６７３ａ）が一次光軸６０４と整列される。第１のアパーチャは、一次電子ビーム６０２のオフアクシス部分を切り取るように構成される小さな開口部を含むことがあり、それによって、事前ビームレット形成アパーチャアレイ６７２の後で単一のビームレット、例えば電子ビームレット６１１が生成されることになる。

【0057】

[0070] マルチビームモードでは、図６Ｂに示すように、可動アパーチャプレート６７３は第２の位置に移動されることがある。可動アパーチャプレート６７３が第２の位置に配置されると、可動アパーチャプレート６７３の第２のアパーチャ（例えば、図６Ｃのアパーチャ６７３ｂ）が一次光軸６０４と整列される。第２のアパーチャは、一次電子ビーム６０２のより大きな部分を通過させることができるより大きな開口部を含むことがあり、それによって、複数のビームレット－オンアクシスビームレット（例えば、ビームレット６１１）及びオフアクシスビームレット（例えば、ビームレット６１２及び６１３）－が生成されることになる。そのような実施形態では、第２のアパーチャは、一次電子ビーム６０２の周辺電子を遮断してクーロン効果を低減しながら、一次電子ビーム６０２の十分に大きな部分を通過させて複数のビームレットを生成することにより、マルチビームモードで銃アパーチャアレイ（例えば、図３Ｂの銃アパーチャアレイ３７１）として効果的に機能する。

【0058】

[0071] 図６Ｃは、長方形の可動アパーチャプレートを示しているが、可動アパーチャプレート６７３は、異なる形状をしていてもよいことが理解されよう。例えば、可動アパーチャプレート６７３は、複数のアパーチャを備えた円形のプレートであり得る。本開示は、可動アパーチャプレート３７３の形状を制限するものではない。

【0059】

[0072] ここで、図７Ａ及び図７Ｂを参照すると、これらの図は、本開示の実施形態と一致した、二次電子検出デバイス７４０及び７４６の例示的な構成を示すマルチビーム電子ビームツール７００の概略図である。図７Ａは、マルチビーム電子ビームツール７００のマルチビーム動作モードを示す。図７Ｂは、マルチビーム電子ビームツール７００のシングルビーム動作モードを示す。

【0060】

[0073] 実施形態によっては、マルチビーム電子ビームツール７００は、検査のためにビームレット７１１、７１２、及び７１３をサンプル７０８上に集束させるように構成された対物レンズ７３１を含むことがあり、且つ、サンプル７０８の表面上に３つのプローブスポット７２１、７２２、及び７２３を形成することがある。マルチビーム電子ビームツール７００は、マルチビームモード及びシングルビームモード中に、それぞれ二次電子を検出するように構成されたマルチビーム検出デバイス７４０及びシングルビーム検出デバイス７４６を含むことがある。マルチビーム検出デバイス７４０は、二次光軸７５１と整列されることがある。シングルビーム検出デバイス７４６は、一次光軸７０４と整列されることがある。

【0061】

[0074] マルチビーム電子ビームツール７００は、マルチビーム電子ビームツール７００の動作モードに基づいて、異なる方向に二次電子を偏向させるように構成されたビームセパレータ７３３も含むことがある。例えば、図７Ａに示すように、マルチビームモードでは、ビームセパレータ７３３は、二次電子ビーム７６１、７６２、及び７６３を、二次光軸７５１に沿ってマルチビーム検出デバイス７４０に向けて偏向させるように構成されることがある。他方、シングルビームモードでは、図７Ｂに示すように、シングルビーム検出デバイス７４６が二次電子ビーム７６１を検出することができるように、ビームセパレータ７３３が無効にされることがあり、シングルビーム検出デバイス７４６は、シングルビーム（例えば、一次ビームレット７１１）によって生成された二次電子の検出を強化するように特に設計されていることがある。

【0062】

[0075] ここで、図８Ａ及び図８Ｂを参照すると、これらの図は、本開示の実施形態と一致した、二次電子検出デバイス８４０及び８４６の例示的な構成を示すマルチビーム電子ビームツール８００の概略図である。図８Ａは、マルチビーム電子ビームツール８００のマルチビーム動作モードを示す。図８Ｂは、マルチビーム電子ビームツール８００のシングルビーム動作モードを示す。

【0063】

[0076] マルチビーム電子ビームツール８００は、図７Ａ及び図７Ｂに関して前述したのと同様の態様で動作することがある。マルチビームモード中、ビームセパレータ８３３は、二次電子ビーム８６１、８６２、及び８６３を、二次光軸８５１と協調してマルチビーム検出デバイス８４０に向けて偏向させるように構成されることがある。シングルビームモード中、シングルビーム検出デバイス８４６が二次電子ビーム８６１を検出することができるように、ビームセパレータ８３３は無効にされるように構成されることがあり、シングルビーム検出デバイス８４６は、シングルビーム二次電子ビームを検出するように特に設計されていることがある。

【0064】

[0077] しかしながら、図７Ａ及び図７Ｂのマルチビーム電子ビームツール７００とマルチビーム電子ビームツール８００との顕著な違いの１つは、実施形態によっては、シングルビーム検出デバイス８４６が可動である場合がある、ということである。例えば、マルチビームモード中、図８Ａに示すように、シングルビーム検出デバイス８４６は、複数のビームレット（例えば、ビームレット８１１、８１２、及び８１３）が通過するための空間を生み出すように、一次光軸８０４から離れるように移動されることがある。シングルビームモード中、図８Ｂに示すように、シングルビーム検出デバイス８４６は、二次電子ビーム８６１を検出するために、一次光軸８０４と整列した位置に移動されることがある。シングルビーム検出デバイス８４６はマルチビームモード中は離れるように移動するので、シングルビーム検出デバイス８４６は、固定の設計（例えば、図７Ａのシングルビーム検出デバイス７４６）よりも大きくすることができ、シングルビームモード検査中により高解像度を提供することができる。

【0065】

[0078] ここで、図９Ａ、図９Ｂ、及び図９Ｃを参照すると、これらの図は、本開示の実施形態と一致した、二次電子検出デバイス９４０及び９４６の例示的な構成を示すマルチビーム電子ビームツール９００の概略図である。マルチビーム電子ビームツール９００は、マルチビーム装置（図２のマルチビーム装置４０など）の一部であり得る。図９Ａは、マルチビーム電子ビームツール９００のマルチビーム動作モードを示す。図９Ｂ及び図９Ｃは、マルチビーム電子ビームツール９００のシングルビーム動作モードを示す。

【0066】

[0079] マルチビーム電子ビームツール９００は、図７Ａ及び図７Ｂに関して前述したのと同様の態様で動作することがある。マルチビームモード中、ビームセパレータ９３３は、二次電子ビーム９６１、９６２、及び９６３を、第１の二次光軸９５１に沿ってマルチビーム検出デバイス９４０に向けて偏向させるように構成されることがある。

【0067】

[0080] しかしながら、図７Ａ及び図７Ｂのマルチビーム電子ビームツール７００とマルチビーム電子ビームツール９００との顕著な違いの１つは、実施形態によっては、シングルビーム検出デバイス９４６が一次光軸９０４と整列されていない場合がある、ということである。そのような実施形態では、シングルビームモード中、ビームセパレータ９３３は、二次電子ビーム９６１をシングルビーム検出デバイス９４６に向けて偏向させるように構成されることがあり、シングルビーム検出デバイス９４６は、図９Ｂに示すように、第２の二次光軸９５２と整列されていることがある。実施形態によっては、第１の二次光軸９５１及び第２の二次光軸９５２は、一次光軸９０４に対して対称である。しかしながら、光軸９５１及び９５２は、対称ではない場合があることが理解されよう。

【0068】

[0081] 図９Ｃに示すように、実施形態によっては、マルチビーム電子ビームツール９００は、シングルビーム検出デバイス９４６の前方にエネルギーフィルタ９４７を更に含むことがある。エネルギーフィルタ９４７は、第２の二次光軸９５２と整列されていることもある。エネルギーフィルタ９４７は、通常の二次電子よりも通常はより大きなエネルギーを有する後方散乱電子の検出を強化するように構成されることがある。実施形態によっては、エネルギーフィルタ９４７は、一定のエネルギー準位を有する電子を選択的に通過させることがある。例えば、エネルギーフィルタ９４７は、後方散乱電子などの高いエネルギーの電子のみを通過させて、通常の二次電子よりもより多くの後方散乱電子が、シングルビーム検出デバイス９４６に到達できるように、調節されることがある。

【0069】

[0082] ここで、図１０Ａ及び図１０Ｂを参照すると、これらの図は、本開示の実施形態と一致した、二次電子検出デバイス１０４６及び１０８０の例示的な構成を示すマルチビーム電子ビームツール１０００の概略図である。

【0070】

[0083] マルチビーム電子ビームツール１０００は、図７Ａ／７Ｂ及び図８Ａ／８Ｂに関してそれぞれ前述したマルチビーム電子ビームツール７００又は８００と同様の態様で動作することができる。マルチビーム電子ビームツール１０００がマルチビームモードで動作する場合、ビームセパレータ１０３３は、二次電子ビーム１０６１を、マルチビーム検出デバイス１０４０に向けて偏向させるように構成されることがある。マルチビーム電子ビームツール１０００がシングルビームモードで動作する場合、図１０Ａ及び図１０Ｂで示すように、シングルビーム検出デバイス１０４６が二次電子ビーム１０６１を検出することができるように、ビームセパレータ１０３３は無効にされるように構成されることがあり、シングルビーム検出デバイス１０４６は、シングルビーム二次電子ビームを検出するように特に設計されていることがある。実施形態によっては、シングルビーム検出デバイス１０４６は、図７Ａ及び図７Ｂのシングルビーム検出デバイス７４６と同様に固定である。実施形態によっては、シングルビーム検出デバイス１０４６は、図８Ａ及び図８Ｂのシングルビーム検出デバイス８４６と同様に可動である。

【0071】

[0084] サンプル１００８に一次ビームレット１０１１が入射するのに応答して、二次電子ビームがサンプル１００８から発生することがある。二次電子ビームは、図１０Ａ及び図１０Ｂに示すように、二次電子（１０６１など）及び後方散乱電子（１０８１、１０８２、及び１０８３など）を含むことがある。二次電子１０６１は、放射エネルギーが低く、従って、対物レンズ１０３１によって容易に集束して、シングルビーム検出デバイス１０４６によって検出される。後方散乱電子は放射エネルギーが高く、従って、対物レンズ１０３１によって集束させるのが難しい。従って、放射角度が小さい後方散乱電子（１０８１など）だけが、シングルビーム検出デバイス１０４６によって検出され得る。

【0072】

[0085] しかしながら、図１０Ａに示すように、１０８２及び１０８３などの放射角度が大きい後方散乱電子は、十分に集束させることができず、シングルビームモード中にシングルビーム検出デバイス１０４６によって検出されないことがある。実施形態によっては、放射角度が大きいそれらの後方散乱電子（例えば、ビーム１０８２及び１０８３）を捕捉することが、欠陥検査のために有用であることがある、というのも、それらの後方散乱電子は、サンプル１００８についての地形的情報及び材料情報を含むことがあるからである。

【0073】

[0086] 図１０Ｂに示すように、実施形態によっては、追加のシングルビーム検出デバイス１０８０を使用して、放射角度が大きいそれらの後方散乱電子を捕捉することができる。追加のシングルビーム検出デバイス１０８０は、対物レンズ１０３１とサンプル１００８との間に配置されることがある。

【0074】

[0087] 実施形態によっては、追加のシングルビーム検出デバイス１０８０は、図７Ａ及び図７Ｂのシングルビーム検出デバイス７４６と同様に固定であることがある。そのような実施形態では、追加のシングルビーム検出デバイス１０８０は、マルチビーム電子ビームツール１０００がマルチビームモードで動作している場合に、一次電子ビーム（例えば、図８Ａのビームレット８１１、８１２、８１３）及び二次電子ビーム（例えば、二次ビーム８６１、８６２、８６３）を遮断するのを回避するために、十分に大きな内部孔直径１０９５を有するように設計されることがある。

【0075】

[0088] 実施形態によっては、追加のシングルビーム検出デバイス１０８０は、図８Ａ及び図８Ｂのシングルビーム検出デバイス８４６と同様に可動であることがある。例えば、マルチビームモード中、追加のシングルビーム検出デバイス１０８０は、複数のビームレットが通過するための空間を生み出すように、一次光軸１００４から離れるように移動されることがある。シングルビームモード中、図１０Ｂに示すように、追加のシングルビーム検出デバイス１０８０を、一次光軸１００４と整列した位置に移動させて、後方散乱電子１０８２及び１０８３などの放射角度が大きい後方散乱電子を検出することがある。

【0076】

[0089] 追加のシングルビーム検出デバイス１０８０は、マルチビームモード中は離れるように移動するので、追加のシングルビーム検出デバイス１０８０を、シングルビームモードで動作する際に後方散乱電子を収集するために最適化することができる。例えば、追加のシングルビーム検出デバイス１０８０の内部孔直径１０９５は、固定の設計よりも小さいことがあり、その結果、より大きな検出領域がもたらされる。この最適化により、より多くの後方散乱電子を捕捉する能力がもたらされることがあり、その結果、シングルビームモード検査中に、サンプル１００８のより高い結像解像度及びより高い検査スループットがもたらされることがある。

【0077】

[0090] 実施形態によっては、放射角度の観点から、二次電子及び後方散乱電子を捕捉することは、欠陥検査のためにより有用であることがある、というのも、この情報は、サンプル表面上又はサンプル内側のパターンの向きと関連しているからである。従って、シングルビーム検出デバイス１０４６及び追加のシングルビーム検出デバイス１０８０は、複数の検出領域を含むか、又は図１０Ｃ、図１０Ｄ、及び図１０Ｅに示すようにセグメント化されることがある。

【0078】

[0091] ここで、図１０Ｃ、図１０Ｄ、及び図１０Ｅを参照すると、これらの図は、本開示の実施形態と一致した、図１０Ｂの追加のシングルビーム検出デバイス１０８０の例示的な実施形態の概略図を示している。実施形態によっては、追加のシングルビーム検出デバイス１０８０は、図１０Ｃに示すように、単一のリング状の検出領域１０８０ａを含むことがある。

【0079】

[0092] サンプル（例えば、図１０Ｂのサンプル１００８）から放射された後方散乱電子は、サンプル内部に実装されたフィーチャの形状及び向きに応じて、異なる情報を提供することができる。従って、実施形態によっては、追加の二次電子検出デバイス１０８０は、サンプル上のフィーチャに関係したより特定の情報を取得することができるように、複数のセグメントの検出領域を含むことがある。

【0080】

[0093] 図１０Ｄは、追加のシングルビーム検出デバイス１０８０の例を示す。実施形態によっては、追加のシングルビーム検出デバイス１０８０は、回転方向１０９６に沿って配置される検出セグメント１０８０ｂ、１０８０ｃ、１０８０ｄ、及び１０８０ｅを含むことがある。これは、後方散乱電子を、その放射方位角（円周方向の放射角度）の観点で検出することを可能にし、ある種のサンプルの欠陥検査にとっては有用である。

【0081】

[0094] 図１０Ｅは、追加のシングルビーム検出デバイス１０８０の別の例を示す。実施形態によっては、追加のシングルビーム検出デバイス１０８０は、半径方向１０９７に沿って配置される検出セグメント１０８０ｆ及び１０８０ｇを含むことがある。これは、後方散乱電子を、その放射半径角度（表面法線に対する放射角度）の観点で検出することを可能にし、ある種のサンプルの欠陥検査にとっては有用である。

【0082】

[0095] 実施形態によっては、図１０Ａ及び図１０Ｂのシングルビーム検出デバイス１０４６は、単一のリング状の検出領域（例えば、図１０に示した単一のリング状の検出領域１０８０ａ）か、又は複数の検出セグメント（例えば、図１０Ｄの回転状に配置された検出セグメント１０８０ｂ～１０８０ｅ、又は図１０Ｅの放射状に配置された検出セグメント１０８０ｆ～１０８０ｇ）を含むことがある。

【0083】

[0096] ここで、図１１を参照すると、図１１は、本開示の実施形態と一致した、マルチビーム電子ビームツール（図３Ａのマルチビーム電子ビームツール３００など）を使用してサンプルを検査する例示的な方法を示す流れ図である。実施形態によっては、マルチビーム電子ビームツールは、電子放射源（例えば、図３Ａの電子放射源３０１）、銃アパーチャプレート（例えば、図３Ａの銃アパーチャプレート３７１）、事前ビームレット形成アパーチャアレイ（例えば、事前ビームレット形成アパーチャアレイ３７２）、及び集光レンズ（例えば、図３Ａの集光レンズ３１０）を含むことがある。電子放射源は、一次電子を放出し、一次電子ビーム（例えば、図３Ａの一次電子ビーム３０２）を形成するように構成される。銃アパーチャプレートは、一次電子ビームの周辺電子を遮断して、検査解像度を劣化させる可能性のあるクーロン効果を低減するように構成される。実施形態によっては、事前ビームレット形成アパーチャアレイが、一次電子ビームの周辺電子を更に遮断して、クーロン効果を低減する。一次電子ビームは、事前ビームレット形成アパーチャアレイを通過した後で、複数の一次電子ビームレット（例えば、図３Ａの電子ビームレット３１１、３１２、及び３１３）に整えられることがある。

【0084】

[0097] 実施形態によっては、マルチビーム電子ビームツールは、シングルビームモード及びマルチビームモードなどの、電子ビームツールの複数の動作モードをサポートするために使用されることがある、可動アパーチャプレート（例えば、図３Ａ及び図３Ｂの可動アパーチャプレート３７３）を更に含むことがある。実施形態によっては、マルチビーム電子ビームツールは、回路を有し、マルチビーム電子ビームツールの構成を変更してマルチビームモードとシングルビームモードとの間で切り替わるように構成された、コントローラを含むこともある。

【0085】

[0098] ステップ１１１０では、サンプルは、検査のためにマルチビーム電子ビームツールに装填される。ステップ１１２０では、マルチビーム電子ビームツールがマルチビームモード検査に向けて配置されると、コントローラは、可動アパーチャプレートを第１の位置から第２の位置に移動させて、サンプルのマルチビーム検査を実施する。実施形態によっては、マルチビームモードでは、可動アパーチャプレートは第２の位置に配置されることがあり、この位置では、可動アパーチャプレートは、一次ビームレットが通過するように、それらの複数の一次電子ビームレットの経路から十分に離れて配置される。

【0086】

[0099] ステップ１１３０では、マルチビーム電子ビームツールがシングルビームモードへと配置されると、コントローラは、可動アパーチャプレートを第２の位置から第１の位置に移動させて、サンプルの高解像度のシングルビーム検査を実施する。実施形態によっては、可動アパーチャプレートが第１の位置に配置されると、可動アパーチャプレートのアパーチャが一次光軸と整列されることがある。可動アパーチャプレートは、シングルビームモード中に、オフアクシス一次電子ビームレット（例えば、図３Ａのビームレット３１２及び３１３）を遮断し、オンアクシスビームレット（例えば、図３Ａのビームレット３１１）のみを通過させるように構成されることがある。

【0087】

[00100] 実施形態については、以下の条項を使用して更に説明することができる。
１．複数の動作モードをサポートするサンプルを検査するための荷電粒子ビーム装置であって、
一次光軸に沿って荷電粒子ビームを放射するように構成された荷電粒子ビーム放射源と、
上記荷電粒子ビームから複数の荷電粒子ビームレットを形成するように構成された第１のアパーチャプレートと、
第１の位置と第２の位置との間で移動可能な第２のアパーチャプレートと、
回路を有し、上記装置の構成を変更して第１のモードと第２のモードとの間で切り替わるように構成された、コントローラと、を含み、
上記第１のモードでは、
上記第２のアパーチャプレートは上記第１の位置に配置され、
上記第１のアパーチャプレート及び上記第２のアパーチャプレートは、上記複数の荷電粒子ビームレットのうちの第１の荷電粒子ビームレットが通過できるように構成され、
上記第２のモードでは、
上記第２のアパーチャプレートは上記第２の位置に配置され、
上記第１のアパーチャプレート及び上記第２のアパーチャプレートは、上記複数の荷電粒子ビームレットのうちの上記第１の荷電粒子ビームレット及び第２の荷電粒子ビームレットが通過できるように構成される、荷電粒子ビーム装置。
２．上記第１のモードはシングルビームモードであり、上記第２のモードはマルチビームモードである、条項１に記載の装置。
３．上記第１の荷電粒子ビームレットは上記一次光軸に対してオンアクシスビームレットであり、上記第２の荷電粒子ビームレットは上記一次光軸に対してオフアクシスビームレットである、条項１～２の何れか一項に記載の装置。
４．上記第２のアパーチャプレートは、上記装置が上記第１のモードで動作する場合、上記第２の荷電粒子ビームレットを遮断するように構成される、条項１～３の何れか一項に記載の装置。
５．上記第１のアパーチャプレートは、上記装置が上記第１のモードで動作する場合、上記荷電粒子ビーム放射源と上記第２のアパーチャプレートとの間に配置される、条項１～４の何れか一項に記載の装置。
６．上記複数の荷電粒子ビームレットの経路を変更して、像面に上記荷電粒子ビーム放射源の複数の像を形成するように構成された集光レンズ、を更に含む、条項１～５の何れか一項に記載の装置。
７．上記第２のアパーチャプレートは、上記装置が上記第１のモードで動作する場合、上記第１のアパーチャプレートと上記集光レンズとの間に配置される、条項６に記載の装置。
８．上記集光レンズは、上記装置が上記第１のモードで動作する場合、上記第１のアパーチャプレートと上記第２のアパーチャプレートとの間に配置される、条項６に記載の装置。
９．上記集光レンズは第１の偏向器及び第２の偏向器を含み、上記第２のアパーチャプレートは、上記装置が上記第１のモードで動作する場合、上記第１の偏向器と上記第２の偏向器との間に配置される、条項６に記載の装置。
１０．上記第２のアパーチャプレートは、上記装置が上記第１のモードで動作する場合、上記荷電粒子ビーム放射源と上記第１のアパーチャプレートとの間に配置される、条項１～４の何れか一項に記載の装置。
１１．上記サンプルから生成された二次電子を偏向させるように構成されたビームセパレータと、
上記装置が上記第１のモード又は上記第２のモードのいずれかで動作する場合に上記二次電子を検出するように構成された第１の電子検出デバイスと、を更に含む、条項１～１０の何れか一項に記載の装置。
１２．上記コントローラは、
上記第１のモード又は上記第２のモードのいずれかで、上記二次電子を上記第１の電子検出デバイスに向けて偏向させるように上記ビームセパレータを制御するための回路を含み、ここで、上記第１の電子検出デバイスは第１の二次光軸と整列されている、条項１１に記載の装置。
１３．上記サンプルから生成された二次電子を偏向させるように構成されたビームセパレータと、
上記装置が上記第２のモードで動作する場合に上記二次電子を検出するように構成された第１の電子検出デバイスと、
上記装置が上記第１のモードで動作する場合に上記二次電子を検出するように構成された第２の電子検出デバイスと、を更に含む、条項１～１０の何れか一項に記載の装置。
１４．上記コントローラは、
上記第２のモードでは、上記二次電子を上記第１の電子検出デバイスに向けて偏向させるように上記ビームセパレータを制御し、ここで、上記第１の電子検出デバイスは第１の二次光軸と整列されており、
上記第１のモードでは、上記ビームセパレータを無効にして、上記二次電子が上記第２の電子検出デバイスに向けて移動できるようにする、ための回路を含む、条項１３に記載の装置。
１５．上記第２の電子検出デバイスは、上記一次光軸と整列されている、条項１４に記載の装置。
１６．上記第２の電子検出デバイスは、第３の位置と第４の位置との間で移動可能であり、
上記装置が上記第１のモードにあるように構成される場合、上記第２の電子検出デバイスは、上記第３の位置に配置されて上記二次電子を検出し、この第３の位置では、上記第２の電子検出デバイスは上記一次光軸と整列され、
上記装置が上記第２のモードにあるように構成される場合、上記第２の電子検出デバイスは、上記第４の位置に配置され、この第４の位置では、上記第２の電子検出デバイスは、上記一次光軸から離れて配置される、条項１４に記載の装置。
１７．上記コントローラは、
上記第２のモード中に、上記二次電子を上記第１の電子検出デバイスに向けて偏向させるように上記ビームセパレータを制御し、ここで、上記第１の電子検出デバイスは第１の二次光軸と整列されており、
上記第１のモード中に、上記二次電子を上記第２の電子検出デバイスに向けて偏向させるように上記ビームセパレータを制御し、ここで、上記第２の電子検出デバイスは第２の二次光軸と整列されている、ための回路を含む、条項１３に記載の装置。
１８．上記第１の二次光軸及び上記第２の二次光軸は、上記一次光軸に対して対称である、条項１７に記載の装置。
１９．上記第２の電子検出デバイスは、上記二次電子を検出するための電子検出器と、後方散乱電子の検出を強化するための上記電子検出器の前方にあるエネルギーフィルタと、を含む、条項１７及び１８の何れか一項に記載の装置。
２０．上記サンプルから生成された二次電子を偏向させるように構成されたビームセパレータと、
上記装置が上記第２のモードで動作する場合に上記二次電子を検出するように構成された第１の電子検出デバイスと、
上記装置が上記第１のモードで動作する場合に上記二次電子の第１の部分を検出するように構成された第２の電子検出デバイスと、
上記装置が上記第１のモードで動作する場合に上記二次電子の第２の部分を検出するように構成された第３の電子検出デバイスと、を更に含む、条項１～１０の何れか一項に記載の装置。
２１．上記二次電子の上記第２の部分は、上記二次電子の上記第１の部分の電子よりも高いエネルギーを有する電子を含む、条項２０に記載の装置。
２２．上記二次電子の上記第２の部分は、上記二次電子の上記第１の部分の電子よりも大きな放射角度を有する電子を含む、条項２０に記載の装置。
２３．上記二次電子の上記第２の部分は、上記サンプルから放射される後方散乱電子を含む、条項２０～２２の何れか一項に記載の装置。
２４．上記第２の電子検出デバイス及び上記第３の電子検出デバイスは、上記一次光軸と整列されている、条項２０～２３の何れか一項に記載の装置。
２５．上記第３の電子検出デバイスは、上記一次光軸と整列されて、上記二次電子の上記第２の部分を検出し、
上記第２の電子検出デバイスは、第３の位置と第４の位置との間で移動可能であり、
上記装置が上記第１のモードにあるように構成される場合、上記第２の電子検出デバイスは、上記第３の位置に配置されて上記二次電子の上記第１の部分を検出し、この第３の位置では、上記第２の電子検出デバイスは上記一次光軸と整列され、
上記装置が上記第２のモードにあるように構成される場合、上記第２の電子検出デバイスは、上記第４の位置に配置され、この第４の位置では、上記第２の電子検出デバイスは、上記一次光軸から離れて配置される、条項２０～２３の何れか一項に記載の装置。
２６．上記第２の電子検出デバイスは、上記一次光軸と整列されて、上記二次電子の上記第１の部分を検出し、
上記第３の電子検出デバイスは、第５の位置と第６の位置との間で移動可能であり、
上記装置が上記第１のモードにあるように構成される場合、上記第３の電子検出デバイスは、上記第５の位置に配置されて上記二次電子の上記第２の部分を検出し、この第５の位置では、上記第３の電子検出デバイスは上記一次光軸と整列され、
上記装置が上記第２のモードにあるように構成される場合、上記第３の電子検出デバイスは、上記第６の位置に配置され、この第６の位置では、上記第３の電子検出デバイスは、上記一次光軸から離れて配置される、条項２０～２３の何れか一項に記載の装置。
２７．上記第２の電子検出デバイスは、第３の位置と第４の位置との間で移動可能であり、
上記第３の電子検出デバイスは、第５の位置と第６の位置との間で移動可能であり、
上記装置が上記第１のモードにあるように構成される場合、上記第２の電子検出デバイスは上記第３の位置に配置されて上記二次電子の上記第１の部分を検出し、この第３の位置では、上記第２の電子検出デバイスは上記一次光軸と整列され、また、上記第３の電子検出デバイスは、上記第５の位置に配置されて上記二次電子の上記第２の部分を検出し、この第５の位置では、上記第３の電子検出デバイスは上記一次光軸と整列され、
上記装置が上記第２のモードにあるように構成される場合、上記第２の電子検出デバイスは、上記第４の位置に配置され、上記第３の電子検出デバイスは、上記第６の位置に配置され、これらの位置では、上記第２及び上記第３の電子検出デバイスは、上記一次光軸から離れて配置される、条項２０～２３の何れか一項に記載の装置。
２８．上記第２の電子検出デバイスが複数の検出セグメントを含むか、上記第３の電子検出デバイスが複数の検出セグメントを含むか、又は、上記第２及び第３の電子検出デバイスが複数の検出セグメントを含む、条項２０～２７の何れか一項に記載の装置。
２９．上記第２のアパーチャプレートは第１のアパーチャを含み、
上記装置が上記第１のモードにあるように構成される場合、上記第２のアパーチャプレートは、上記第１のアパーチャが上記一次光軸と整列されるように、上記第１の位置に配置され、
上記装置が上記第２のモードにあるように構成される場合、上記第２のアパーチャプレートは、上記第１のアパーチャが上記一次光軸から離れて配置されるように、上記第２の位置に配置される、条項１～２８の何れか一項に記載の装置。
３０．上記第２のアパーチャプレートは、上記第１のアパーチャよりも大きな第２のアパーチャを更に含み、
上記装置が第３のモードにあるように構成される場合、上記第２のアパーチャは第５の位置に配置され、それにより、上記第２のアパーチャが上記一次光軸と整列されて、上記第２の荷電粒子ビームレットを遮断し、且つ、上記第１のアパーチャよりもより高い電流プローブスポットを上記サンプル上に生成する、条項２９に記載の装置。
３１．上記第２のアパーチャプレートは第１のアパーチャ及び第２のアパーチャを含み、
上記装置が上記第１のモードにあるように構成される場合、上記第２のアパーチャプレートは、上記第１のアパーチャが上記一次光軸と整列されるように、上記第１の位置に配置され、
上記装置が上記第２のモードにあるように構成される場合、上記第２のアパーチャプレートは、上記第２のアパーチャが上記一次光軸と整列されるように、上記第２の位置に配置される、条項１～２８の何れか一項に記載の装置。
３２．上記第２のアパーチャは上記第１のアパーチャよりも大きい、条項３１に記載の装置。
３３．上記第２のアパーチャプレートは、円形プレートである、条項１～３２の何れか一項に記載の装置。
３４．上記第２のアパーチャプレートは、上記一次光軸の周りを回転する、条項３３に記載の装置。
３５．荷電粒子ビーム放射源によって放射される荷電粒子ビームから複数の荷電粒子ビームレットを形成するように構成された第１のアパーチャプレートを含む荷電粒子ビーム装置を使用して、サンプルを検査する方法であって、
第２のアパーチャプレートを第２の位置から第１の位置に移動させること、を含み、
上記第２のアパーチャプレートを上記第１の位置に配置すると、上記荷電粒子ビームの単一の荷電粒子ビームレットが、上記第１及び上記第２のアパーチャプレートの組み合わせを通過できるようになり、
上記第２のアパーチャプレートを上記第２の位置に配置すると、上記荷電粒子ビームの複数の荷電粒子ビームレットが、上記第１及び上記第２のアパーチャプレートの組み合わせを通過できるようになる、方法。
３６．第２のアパーチャプレートを上記第１の位置から上記第２の位置に移動させること、を更に含む、条項３５に記載の方法。
３７．上記シングル荷電粒子ビームレットは、一次光軸に対してオンアクシスの荷電粒子ビームレットである、条項３５及び３６の何れか一項に記載の方法。
３８．上記第２のアパーチャプレートは、上記第１の位置に配置されると、オフアクシス荷電粒子ビームレットを遮断するように構成される、条項３５～３７の何れか一項に記載の方法。
３９．複数の動作モードをサポートするサンプルを検査するための荷電粒子ビーム装置であって、
一次光軸に沿って荷電粒子ビームを放射するように構成された荷電粒子ビーム放射源と、
第１の位置と第２の位置との間で移動可能な可動アパーチャプレートと、
回路を有し、上記装置の構成を変更して第１のモードと第２のモードとの間で切り替わるように構成された、コントローラと、を含み、
上記第１のモードでは、
上記可動アパーチャプレートは、上記第１の位置に配置され、上記荷電粒子ビームから引き出された複数の荷電粒子ビームレットのうちの第１の荷電粒子ビームレットが通過できるように構成され、
上記第２のモードでは、
上記可動アパーチャプレートは、上記第２の位置に配置され、上記複数の荷電粒子ビームレットのうちの上記第１の荷電粒子ビームレット及び第２の荷電粒子ビームレットが通過できるように構成される、荷電粒子ビーム装置。
４０．上記第１のモードはシングルビームモードであり、上記第２のモードはマルチビームモードである、条項３９に記載の装置。
４１．上記第１の荷電粒子ビームレットは上記一次光軸に対してオンアクシスビームレットであり、上記第２の荷電粒子ビームレットは上記一次光軸に対してオフアクシスビームレットである、条項３９～４０の何れか一項に記載の装置。
４２．上記可動アパーチャプレートは、上記装置が上記第１のモードで動作する場合、上記第２の荷電粒子ビームレットを遮断するように構成される、条項３９～４１の何れか一項に記載の装置。
４３．事前ビームレット形成アパーチャプレートを更に含み、上記事前ビームレット形成アパーチャプレートは、上記装置が上記第１のモードで動作する場合、上記荷電粒子ビーム放射源と上記可動アパーチャプレートとの間に配置される、条項３９～４２の何れか一項に記載の装置。
４４．上記複数の荷電粒子ビームレットの経路を変更して、像面に上記荷電粒子ビーム放射源の複数の像を形成するように構成された集光レンズ、を更に含む、条項３９～４３の何れか一項に記載の装置。
４５．上記可動アパーチャプレートは、上記装置が上記第１のモードで動作する場合、上記事前ビームレット形成アパーチャプレートと上記集光レンズとの間に配置される、条項４４に記載の装置。
４６．上記集光レンズは、上記装置が上記第１のモードで動作する場合、上記事前ビームレット形成アパーチャプレートと上記可動アパーチャプレートとの間に配置される、条項４４に記載の装置。
４７．上記集光レンズは第１の偏向器及び第２の偏向器を含み、上記可動アパーチャプレートは、上記装置が上記第１のモードで動作する場合、上記第１の偏向器と上記第２の偏向器との間に配置される、条項４４に記載の装置。
４８．事前ビームレット形成アパーチャプレートを更に含み、上記可動アパーチャプレートは、上記装置が上記第１のモードで動作する場合、上記荷電粒子ビーム放射源と上記事前ビームレット形成アパーチャプレートとの間に配置される、条項３９～４２の何れか一項に記載の装置。
４９．上記サンプルから生成された二次電子を偏向させるように構成されたビームセパレータと、
上記装置が上記第１のモード又は上記第２のモードのいずれかで動作する場合に上記二次電子を検出するように構成された第１の電子検出デバイスと、を更に含む、条項３９～４８の何れか一項に記載の装置。
５０．上記コントローラは、
上記第１のモード又は上記第２のモードのいずれかで、上記二次電子を上記第１の電子検出デバイスに向けて偏向させるように上記ビームセパレータを制御するための回路を含み、ここで、上記第１の電子検出デバイスは第１の二次光軸と整列されている、条項４９に記載の装置。
５１．上記サンプルから生成された二次電子を偏向させるように構成されたビームセパレータと、
上記装置が上記第２のモードで動作する場合に上記二次電子を検出するように構成された第１の電子検出デバイスと、
上記装置が上記第１のモードで動作する場合に上記二次電子を検出するように構成された第２の電子検出デバイスと、を更に含む、条項３９～４８の何れか一項に記載の装置。
５２．上記コントローラは、
上記第２のモードでは、上記二次電子を上記第１の電子検出デバイスに向けて偏向させるように上記ビームセパレータを制御し、ここで、上記第１の電子検出デバイスは第１の二次光軸と整列されており、
上記第１のモードでは、上記ビームセパレータを無効にして、上記二次電子が上記第２の電子検出デバイスに向けて移動できるようにする、ための回路を含む、条項５１に記載の装置。
５３．上記第２の電子検出デバイスは、上記一次光軸と整列されている、条項５２に記載の装置。
５４．上記第２の電子検出デバイスは、第３の位置と第４の位置との間で移動可能であり、
上記装置が上記第１のモードにあるように構成される場合、上記第２の電子検出デバイスは、上記第３の位置に配置されて上記二次電子を検出し、この第３の位置では、上記第２の電子検出デバイスは上記一次光軸と整列され、
上記装置が上記第２のモードにあるように構成される場合、上記第２の電子検出デバイスは、上記第４の位置に配置され、この第４の位置では、上記第２の電子検出デバイスは、上記一次光軸から離れて配置される、条項５２に記載の装置。
５５．上記コントローラは、
上記第２のモード中に、上記二次電子を上記第１の電子検出デバイスに向けて偏向させるように上記ビームセパレータを制御し、ここで、上記第１の電子検出デバイスは第１の二次光軸と整列されており、
上記第１のモード中に、上記二次電子を上記第２の電子検出デバイスに向けて偏向させるように上記ビームセパレータを制御し、ここで、上記第２の電子検出デバイスは第２の二次光軸と整列されている、ための回路を含む、条項５１に記載の装置。
５６．上記第１の二次光軸及び上記第２の二次光軸は、上記一次光軸に対して対称である、条項５５に記載の装置。
５７．上記第２の電子検出デバイスは、上記二次電子を検出するための電子検出器と、後方散乱電子の検出を強化するための上記電子検出器の前方にあるエネルギーフィルタと、を含む、条項５５及び５６の何れか一項に記載の装置。
５８．上記サンプルから生成された二次電子を偏向させるように構成されたビームセパレータと、
上記装置が上記第２のモードで動作する場合に上記二次電子を検出するように構成された第１の電子検出デバイスと、
上記装置が上記第１のモードで動作する場合に上記二次電子の第１の部分を検出するように構成された第２の電子検出デバイスと、
上記装置が上記第１のモードで動作する場合に上記二次電子の第２の部分を検出するように構成された第３の電子検出デバイスと、を更に含む、条項３９～４８の何れか一項に記載の装置。
５９．上記二次電子の上記第２の部分は、上記二次電子の上記第１の部分の電子よりも高いエネルギーを有する電子を含む、条項５８に記載の装置。
６０．上記二次電子の上記第２の部分は、上記二次電子の上記第１の部分の電子よりも大きな放射角度を有する電子を含む、条項５８に記載の装置。
６１．上記二次電子の上記第２の部分は、上記サンプルから放射される後方散乱電子を含む、条項５８～６０の何れか一項に記載の装置。
６２．上記第２の電子検出デバイス及び上記第３の電子検出デバイスは、上記一次光軸と整列されている、条項５８～６１の何れか一項に記載の装置。
６３．上記第３の電子検出デバイスは、上記一次光軸と整列されて、上記二次電子の上記第２の部分を検出し、
上記第２の電子検出デバイスは、第３の位置と第４の位置との間で移動可能であり、
上記装置が上記第１のモードにあるように構成される場合、上記第２の電子検出デバイスは、上記第３の位置に配置されて上記二次電子の上記第１の部分を検出し、この第３の位置では、上記第２の電子検出デバイスは上記一次光軸と整列され、
上記装置が上記第２のモードにあるように構成される場合、上記第２の電子検出デバイスは、上記第４の位置に配置され、この第４の位置では、上記第２の電子検出デバイスは、上記一次光軸から離れて配置される、条項５８～６２の何れか一項に記載の装置。
６４．上記第２の電子検出デバイスは、上記一次光軸と整列されて、上記二次電子の上記第１の部分を検出し、
上記第３の電子検出デバイスは、第５の位置と第６の位置との間で移動可能であり、
上記装置が上記第１のモードにあるように構成される場合、上記第３の電子検出デバイスは、上記第５の位置に配置されて上記二次電子の上記第２の部分を検出し、この第５の位置では、上記第３の電子検出デバイスは上記一次光軸と整列され、
上記装置が上記第２のモードにあるように構成される場合、上記第３の電子検出デバイスは、上記第６の位置に配置され、この第６の位置では、上記第３の電子検出デバイスは、上記一次光軸から離れて配置される、条項５８～６２の何れか一項に記載の装置。
６５．上記第２の電子検出デバイスは、第３の位置と第４の位置との間で移動可能であり、
上記第３の電子検出デバイスは、第５の位置と第６の位置との間で移動可能であり、
上記装置が上記第１のモードにあるように構成される場合、上記第２の電子検出デバイスは上記第３の位置に配置されて上記二次電子の上記第１の部分を検出し、この第３の位置では、上記第２の電子検出デバイスは上記一次光軸と整列され、また、上記第３の電子検出デバイスは、上記第５の位置に配置されて上記二次電子の上記第２の部分を検出し、この第５の位置では、上記第３の電子検出デバイスは上記一次光軸と整列され、
上記装置が上記第２のモードにあるように構成される場合、上記第２の電子検出デバイスは、上記第４の位置に配置され、上記第３の電子検出デバイスは、上記第６の位置に配置され、これらの位置では、上記第２及び上記第３の電子検出デバイスは、上記一次光軸から離れて配置される、条項５８～６２の何れか一項に記載の装置。
６６．上記第２の電子検出デバイスが複数の検出セグメントを含むか、上記第３の電子検出デバイスが複数の検出セグメントを含むか、又は、上記第２及び第３の電子検出デバイスが複数の検出セグメントを含む、条項５８～６５の何れか一項に記載の装置。
６７．上記可動アパーチャプレートは第１のアパーチャを含み、
上記装置が上記第１のモードにあるように構成される場合、上記可動アパーチャプレートは、上記第１のアパーチャが上記一次光軸と整列されるように、上記第１の位置に配置され、
上記装置が上記第２のモードにあるように構成される場合、上記可動アパーチャプレートは、上記第１のアパーチャが上記一次光軸から離れて配置されるように、上記第２の位置に配置される、条項３９～６６の何れか一項に記載の装置。
６８．上記可動アパーチャプレートは、上記第１のアパーチャよりも大きな第２のアパーチャを更に含み、
上記装置が第３のモードにあるように構成される場合、上記第２のアパーチャは第５の位置に配置され、それにより、上記第２のアパーチャが上記一次光軸と整列されて、上記第２の荷電粒子ビームレットを遮断し、且つ、上記第１のアパーチャよりもより高い電流プローブスポットを上記サンプル上に生成する、条項６７に記載の装置。
６９．上記可動アパーチャプレートは第１のアパーチャ及び第２のアパーチャを含み、
上記装置が上記第１のモードにあるように構成される場合、上記可動アパーチャプレートは、上記第１のアパーチャが上記一次光軸と整列されるように、上記第１の位置に配置され、
上記装置が上記第２のモードにあるように構成される場合、上記可動アパーチャプレートは、上記第２のアパーチャが上記一次光軸と整列されるように、上記第２の位置に配置される、条項３９～６６の何れか一項に記載の装置。
７０．上記第２のアパーチャは上記第１のアパーチャよりも大きい、条項６９に記載の装置。
７１．上記可動アパーチャプレートは、円形プレートである、条項３９～７０の何れか一項に記載の装置。
７２．上記可動アパーチャプレートは、上記一次光軸の周りを回転する、条項７１に記載の装置。

【0088】

[00101] 非一時的なコンピュータ可読媒体が提供されることがあり、この非一時的なコンピュータ可読媒体は、（例えば、図８Ａ及び図８Ｂのビームセパレータ又はシングルビーム検出デバイスを制御して）マルチビームモードとシングルビームモードとの間で動作モードの切り替えを実行するための、コントローラ（例えば、図１のコントローラ５０）のプロセッサに対する命令を記憶する。非一時的な媒体の一般的な形態としては、例えば、フロッピーディスク、フレキシブルディスク、ハードディスク、ソリッドステートドライブ、磁気テープ、又は他の任意の磁気データ記録媒体、ＣＤ－ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory）、他の任意の光学データ記録媒体、穴のパターンを有する任意の物理的媒体、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＰＲＯＭ（Programmable Read Only Memory）、及びＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable Read Only Memory）、ＦＬＡＳＨ－ＥＰＲＯＭ若しくは他の任意のフラッシュメモリ、ＮＶＲＡＭ（Non-Volatile Random Access Memory）、キャッシュ、レジスタ、他の任意のメモリチップ若しくはカートリッジ、及び前述のもののネットワーク化されたもの、が挙げられる。

【0089】

[00102] 本開示の実施形態は、上記で説明し、添付の図面に図示した通りの構成に限定されるものではなく、また、本発明の範囲から逸脱することなく様々な修正及び変更を加えることができることを、理解されたい。本開示は、様々な実施形態に関連して説明されてきたが、本明細書に開示する本発明の仕様及び実施を考慮すると、本発明の他の実施形態が、当業者には明らかになるであろう。本明細書及び例は単なる例示としてみなされることが意図されており、本発明の真の範囲及び趣旨は、以下の特許請求の範囲によって示される。

【0090】

[00103] 上記の説明は、例示することを意図しており、限定するものではない。従って、以下に記載する特許請求の範囲から逸脱することなく、前述のように、修正を加えることができることが、当業者には明らかであろう。

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図4A】

【図4B】

【図5A】

【図5B】

【図6A】

【図6B】

【図6C】

【図7A】

【図7B】

【図8A】

【図8B】

【図9A】

【図9B】

【図9C】

【図10A】

【図10B】

【図10C】

【図10D】

【図10E】

【図11】