特表 2024-544560 電圧コントラスト検査用の荷電粒子ビーム装置及びその方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-12-03

(54)【発明の名称】電圧コントラスト検査用の荷電粒子ビーム装置及びその方法

(51)【国際特許分類】

   H01J 37/10 20060101AFI20241126BHJP

   H01J 37/09 20060101ALI20241126BHJP

【ＦＩ】

H01J37/10

H01J37/09 A

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024528518

(86)(22)【出願日】2022-10-26

(85)【翻訳文提出日】2024-06-25

(86)【国際出願番号】 EP2022079908

(87)【国際公開番号】W WO2023094098

(87)【国際公開日】2023-06-01

(31)【優先権主張番号】63/283,199

(32)【優先日】2021-11-24

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

【公序良俗違反の表示】

（特許庁注：以下のものは登録商標）

１．ＢＬＵＥＴＯＯＴＨ

(71)【出願人】

【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】ザン，ダトン

(72)【発明者】

【氏名】ジ，シャオユー

(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】リン，チア ウェン

【テーマコード（参考）】

5C101

【Ｆターム（参考）】

5C101AA03

5C101BB03

5C101BB04

5C101BB06

5C101EE04

5C101EE08

5C101EE13

5C101EE14

5C101EE33

5C101EE43

5C101EE45

5C101EE59

5C101EE69

5C101EE70

5C101EE75

5C101FF32

5C101FF53

5C101GG04

5C101GG05

5C101HH11

5C101HH27

(57)【要約】

増大されたプローブ電流及び高電流密度の一次荷電粒子ビームを伴う荷電粒子ビーム装置を使用してサンプルを検査するシステム及び方法が開示される。この装置は、荷電粒子源と、一次荷電粒子ビームを集光させるように構成され、且つ、第１のモード及び第２のモードで動作可能な第１の集光レンズであって、第１のモードでは、第１の集光レンズは、一次荷電粒子ビームを集光させるように構成され、第２のモードでは、第１の集光レンズは、一次荷電粒子ビームを十分に集光させて一次光軸に沿ってクロスオーバーを形成するように構成される、第１の集光レンズと、を含む。この装置は更に、第２の集光レンズであって、第１のモードにおいて一次荷電粒子ビームの第１のビーム電流を調整し、第２のモードにおいて一次荷電粒子ビームの第２のビーム電流を調整するように構成され、第２のビーム電流は第１のビーム電流よりも大きい、第２の集光レンズを含む。
【選択図】 図３Ｂ

【特許請求の範囲】

【請求項1】

荷電粒子ビーム装置であって、
荷電粒子を放出するように構成された荷電粒子源と、
一次光軸に沿って一次荷電粒子ビームを形成するように構成されたアパーチャプレートと、
前記装置の選択された動作モードに基づいて前記一次荷電粒子ビームを集光させるように構成された集光レンズ構成であって、前記選択された動作モードは第１のモード及び第２のモードを含み、
前記第１の動作モードでは、前記集光レンズ構成は前記一次荷電粒子ビームを集光させるように構成され、
前記第２の動作モードでは、前記集光レンズ構成は、前記一次荷電粒子ビームを十分に集光させて前記装置の前記集光レンズ構成と対物レンズとの間にクロスオーバーを形成するように構成される、集光レンズ構成と、を含む、荷電粒子ビーム装置。

【請求項2】

前記対物レンズは、前記集光レンズ構成の下流に配置され、且つ、前記集光レンズ構成を出射した前記一次荷電粒子ビームをサンプルの表面上に集束させてプローブスポットを形成するように構成されている、請求項１に記載の装置。

【請求項3】

前記一次光軸に沿って前記集光レンズ構成と前記対物レンズとの間に配置されたビーム制限アパーチャアレイを更に含み、前記クロスオーバーは、前記ビーム制限アパーチャアレイと前記対物レンズとの間に形成される、請求項１に記載の装置。

【請求項4】

前記クロスオーバーは、前記ビーム制限アパーチャアレイと同一平面上に形成される、請求項３に記載の装置。

【請求項5】

前記装置の前記動作を前記第１のモードから前記第２のモードに切り替えるように構成された回路を有するコントローラを更に含む、請求項１に記載の装置。

【請求項6】

前記コントローラは、前記集光レンズ構成の第１の励起を調整して前記装置が前記第１のモードから前記第２にモードに切り替わるようにするための回路を含む、請求項５に記載の装置。

【請求項7】

前記第１の動作モードでは、前記一次荷電粒子ビームの第１のプローブ電流は、前記一次荷電粒子ビームが通過する前記ビーム制限アパーチャアレイのアパーチャのサイズに基づいて決定される、請求項３に記載の装置。

【請求項8】

前記第２の動作モードでは、前記アパーチャを通過する前記一次荷電粒子ビームの第２のプローブ電流は、前記集光レンズ構成の第２の励起に基づいて決定され、前記第２のプローブ電流は前記第１のプローブ電流よりも大きい、請求項７に記載の装置。

【請求項9】

前記第２の動作モードでは、前記集光レンズ構成の前記第２の励起を調整すると、前記対物レンズに対する、前記一次光軸に沿った前記クロスオーバー平面の位置が調整される、請求項８に記載の装置。

【請求項10】

前記集光レンズ構成は、電磁レンズを含む、請求項１に記載の装置。

【請求項11】

前記第１のモードは非クロスオーバー動作モードを含み、前記第２のモードはクロスオーバー動作モードを含む、請求項１に記載の装置。

【請求項12】

前記集光レンズ構成は、
第１の組のコイルを含む第１の集光レンズと、
第２の組のコイルを含む第２の集光レンズと、を含み、前記第１及び前記第２の組のコイルのそれぞれを流れる電流は個別に調整可能である、請求項１に記載の装置。

【請求項13】

前記第２の集光レンズは、前記第１の集光レンズの下流に配置されている、請求項１２に記載の装置。

【請求項14】

前記第２の集光レンズは、前記第１の集光レンズと同一平面上にある、請求項１２に記載の装置。

【請求項15】

荷電粒子ビーム装置に、ある方法を実施させるように前記荷電粒子ビーム装置の１つ又は複数のプロセッサによって実行可能な一組の命令、を格納する非一時的なコンピュータ可読媒体であって、前記方法は、
荷電粒子源によって放出された荷電粒子から、一次光軸に沿って一次荷電粒子ビームを形成することと、
集光レンズ構成を使用して、前記装置の第１のモード及び第２のモードを含む選択された動作モードに基づいて、前記一次荷電粒子ビームを集光させることであって、
前記第１のモードで動作させることは、前記集光レンズ構成を使用して前記一次荷電粒子ビームを集光させることを含み、
前記第２のモードで動作させることは、前記一次荷電粒子ビームを十分に集光させて前記装置の前記集光レンズ構成と対物レンズとの間にクロスオーバーを形成することを含む、ことと、
前記集光レンズ構成を出射した前記一次荷電粒子ビームを前記サンプルの表面上に集束させてプローブスポットを形成することと、を含む、非一時的なコンピュータ可読媒体。

【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、２０２１年１１月２４日に出願された米国特許出願第６３／２８３，１９９号の優先権を主張し、該出願は、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、単一荷電粒子ビーム装置について開示し、より具体的には、欠陥の電圧コントラスト検査のためにクロスオーバーモードを使用してビームプローブ電流を増大させた検査装置について開示する。

【背景技術】

【0003】

[0003] 集積回路（ＩＣ）の製造工程では、未完成の又は完成した回路コンポーネントが、設計に従って製造されており欠陥が無いことを保証するために、検査される。走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）などの、光学顕微鏡又は荷電粒子（例えば、電子）ビーム顕微鏡を利用した検査システムが用いられることがある。ＩＣコンポーネントの物理的なサイズが縮小し続けるにつれ、欠陥検出の精度及び歩留まりがより重要になっている。スループットを高めるために複数の電子ビームが使用されることがあるが、各ビームレットのプローブ電流がＶＮＡＮＤ又は３Ｄ－ＮＡＮＤ構造の電圧コントラスト検査には不十分になる可能性があるか、又は、クーロン相互作用の増加が画像品質に悪影響を与え、それにより、所望の目的に対して検査装置が能力不足で不適当になる可能性がある。場合によっては、高強度電子放出源を使用して、プローブ用の大電流ビームを生成することがあるが、しかしながら、そのような放射源は、極端に不安定であるか、高価であるか、又は非効率的である場合がある。

【発明の概要】

【0004】

[0004] 本開示の一態様は、サンプルを検査するための荷電粒子ビーム装置に関する。この装置は、荷電粒子を放出するように構成された荷電粒子源と、放出された荷電粒子から一次光軸に沿って一次荷電粒子ビームを形成するアパーチャプレートと、装置の選択された動作モードに基づいて一次荷電粒子ビームを集光させるように構成された集光レンズ構成であって、選択された動作モードは第１のモード及び第２のモードを含み、第１の動作モードでは、集光レンズ構成は一次荷電粒子ビームを集光させるように構成されてもよく、第２の動作モードでは、集光レンズ構成は、一次荷電粒子ビームを十分に集光させて装置の集光レンズ構成と対物レンズとの間のクロスオーバー平面上にクロスオーバーを形成するように構成されてもよい、集光レンズ構成と、を含んでもよい。

【0005】

[0005] 本開示の別の態様は、サンプルを検査するための荷電粒子ビーム装置に関する。この装置は、荷電粒子源と、一次荷電粒子ビームを集光させるように構成され、且つ、第１のモード及び第２のモードで動作可能な第１の集光レンズであって、第１のモードでは、第１の集光レンズは、一次荷電粒子ビームを集光させるように構成され、第２のモードでは、第１の集光レンズは、一次荷電粒子ビームを十分に集光させて一次光軸に沿ってクロスオーバーを形成するように構成される、第１の集光レンズと、を含んでもよい。この装置は更に、第２の集光レンズであって、第１のモードにおいて一次荷電粒子ビームの第１のビーム電流を調整し、第２のモードにおいて一次荷電粒子ビームの第２のビーム電流を調整するように構成され、第２のビーム電流は第１のビーム電流よりも大きい、第２の集光レンズを含んでもよい。

【0006】

[0006] 本開示の別の態様は、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に関する。この方法は、荷電粒子源によって放出された荷電粒子から一次光軸に沿って一次荷電粒子ビームを形成することと、集光レンズ構成を使用して、第１のモード及び第２のモードを含む装置の選択された動作モードに基づいて一次荷電粒子ビームを集光させることであって、第１のモードで動作させることは集光レンズ構成を使用して一次荷電粒子ビームを集光させることを含み、第２のモードで動作させることは、一次荷電粒子ビームを十分に集光させて装置の集光レンズ構成と対物レンズとの間にクロスオーバーを形成することを含む、ことと、対物レンズを使用して、集光レンズ構成から出射した一次荷電粒子ビームをサンプルの表面上に集束させてプローブスポットを形成することと、を含んでもよい。

【0007】

[0007] 本開示の別の態様は、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に関する。この方法は、荷電粒子源によって放出された荷電粒子から一次光軸に沿って一次荷電粒子ビームを形成することと、第１のモード及び第２のモードで動作可能な第１の集光レンズを使用して、一次荷電粒子ビームを集光させることであって、第１のモードでは、第１の集光レンズは一次荷電粒子ビームを集光させるように構成され、第２のモードでは、第１の集光レンズは一次荷電粒子ビームを集光させて一次光軸に沿ってクロスオーバーを形成するように構成される、ことと、第２の集光レンズを使用して、第１のモードにおいて一次荷電粒子ビームの第１のビーム電流を調整し、第２のモードにおいて一次荷電粒子ビームの第２のビーム電流を調整することであって、第２のビーム電流は第１のビーム電流より大きい、ことと、を含んでもよい。

【0008】

[0008] 本開示の更に別の態様は、荷電粒子ビーム装置に、ある方法を実施させるように荷電粒子ビーム装置の１つ又は複数のプロセッサによって実行可能な一組の命令、を格納する非一時的なコンピュータ可読媒体に関する。この方法は、荷電粒子源によって放出された荷電粒子から一次光軸に沿って一次荷電粒子ビームを形成することと、集光レンズ構成を使用して、第１のモード及び第２のモードを含む装置の選択された動作モードに基づいて一次荷電粒子ビームを集光させることであって、第１のモードで動作させることは集光レンズ構成を使用して一次荷電粒子ビームを集光させることを含み、第２のモードで動作させることは、一次荷電粒子ビームを十分に集光させて装置の集光レンズ構成と対物レンズとの間にクロスオーバーを形成することを含む、ことと、対物レンズを使用して、集光レンズ構成から出射した一次荷電粒子ビームをサンプルの表面上に集束させてプローブスポットを形成することと、を含んでもよい。

【0009】

[0009] 本開示の更に別の態様は、荷電粒子ビーム装置に、ある方法を実施させるように荷電粒子ビーム装置の１つ又は複数のプロセッサによって実行可能な一組の命令、を格納する非一時的なコンピュータ可読媒体に関する。この方法は、荷電粒子源によって放出された荷電粒子から一次光軸に沿って一次荷電粒子ビームを形成することと、第１のモード及び第２のモードで動作可能な第１の集光レンズを使用して、一次荷電粒子ビームを集光させることであって、第１のモードでは、第１の集光レンズは一次荷電粒子ビームを集光させるように構成され、第２のモードでは、第１の集光レンズは一次荷電粒子ビームを十分に集光させて一次光軸に沿ってクロスオーバーを形成するように構成される、ことと、第２の集光レンズを使用して、第１のモードにおいて一次荷電粒子ビームの第１のビーム電流を調整し、第２のモードにおいて一次荷電粒子ビームの第２のビーム電流を調整することであって、第２のビーム電流は第１のビーム電流より大きい、ことと、を含んでもよい。

【0010】

[0010] 本開示の実施形態の他の利点は、添付の図面と併せて取り入れられる以下の説明から明らかになるであろう。以下の説明では、例示及び例として、本発明の特定の実施形態を記載する。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】[0011]本開示の実施形態と整合性のある、例示的な電子ビーム検査（ＥＢＩ）システムを示す概略図である。

【図2】[0012]本開示の実施形態と整合性のある、図１の例示的な電子ビーム検査システムの一部であり得る、例示的な電子ビームツールを示す概略図である。

【図3A】[0013]本開示の実施形態と整合性のある、通常モードで動作する例示的な電子ビーム検査ツールの概略図を示す。

【図3B】[0013]本開示の実施形態と整合性のある、クロスオーバーモードで動作する例示的な電子ビーム検査ツールの概略図を示す。

【図3C】[0013]本開示の実施形態と整合性のある、クロスオーバーモードで動作する例示的な電子ビーム検査ツールの概略図を示す。

【図4】[0014]本開示の実施形態と整合性のある、例示的な電子ビーム検査ツールのソフトウェア支援モード切り替え能力のデータグラフを示す。

【図5】[0015]本開示の実施形態と整合性のある、通常モード及びクロスオーバーモードでの複数のアパーチャサイズについての電子ビームの分解能とプローブ電流との間の関係のシミュレーションデータのプロットを示す。

【図6】[0016]本開示の実施形態と整合性のある、通常モード及びクロスオーバーモードでの電子ビームの分解能とプローブ電流との間の関係のシミュレーションされたプロットを示す。

【図7】[0017]本開示の実施形態と整合性のある、電子ビーム検査装置においてビームクロスオーバーモードを使用してサンプルを検査する例示的な方法７００を表すプロセスフローチャートである。

【図8】[0018]本開示の実施形態と整合性のある、電子ビーム検査装置においてビームクロスオーバーモードを使用してサンプルを検査する例示的な方法８００を表すプロセスフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0012】

[0019] ここで、例示的な実施形態を詳細に参照し、その例は、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、別段の表現がない限り、異なる図面における同じ番号は、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において記載される実装形態は、全ての実装形態を表すわけではない。代わりに、それらの実装形態は、添付の請求項において記述されるように、開示される実施形態に関連する態様と一致する装置及び方法の単なる例である。例えば、いくつかの実施形態は、電子ビームの利用に関連して説明されるが、本開示は、そのように限定されない。他のタイプの荷電粒子ビームを同様に適用することができる。その上、光学撮像、写真検出、Ｘ線検出など、他の撮像システムを使用することができる。

【0013】

[0020] 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で構築される。多くの回路は、同じシリコン片上にまとめて形成することができ、集積回路又はＩＣと呼ばれる。これらの回路のサイズは、劇的に減少しており、その結果、更に多くの回路を基板に適合させることができる。例えば、スマートフォンのＩＣチップは、親指の爪ほどの大きさであるが、それにもかかわらず、２０億を超えるトランジスタを含むことができ、各トランジスタのサイズは、人間の毛髪のサイズの１／１０００未満である。

【0014】

[0021] これらの極めて小さいＩＣの作成は、多大な時間を要する複雑及び高価なプロセスであり、数百もの個々のステップを伴う場合が多い。１つのステップにおける誤差でさえ、完成ＩＣに欠陥をもたらす可能性があり、それによって完成ＩＣが無用なものとなる。従って、製造プロセスの目標の１つは、プロセスで作成される機能可能なＩＣの数を最大化するため、すなわちプロセスの総歩留まりを向上させるために、そのような欠陥を回避することである。

【0015】

[0022] 歩留まりを向上させる要素の１つは、十分な数の機能可能な集積回路を生産することを保証するために、チップ作成プロセスをモニタすることである。プロセスをモニタする方法の１つは、それらの形成の様々な段階で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）を使用して行うことができる。ＳＥＭは、これらの極めて小さい構造を撮像するために使用することができ、実際には構造の「ピクチャ」を撮影する。画像は、構造が正しく形成されたかどうか、また構造が正しい場所に形成されたかどうかを判断するために使用することができる。構造に欠陥がある場合、欠陥が再発する可能性が低くなるようにプロセスを調整することができる。

【0016】

[0023] ３Ｄ ＮＡＮＤフラッシュメモリデバイスなどの垂直高密度構造における埋没した欠陥を検出することは、難しい課題であることがある。そのようなデバイスにおける埋没した又は表面にある電気的な欠陥を検出する幾つかの方法のうちの１つは、ＳＥＭにおいて電圧コントラスト法を使用することによる。この方法では、サンプルの材料、構造、又は領域における導電度の違いにより、そのＳＥＭ画像においてコントラストの違いが生じる。欠陥検出という文脈では、サンプル表面下の電気的欠陥は、サンプル表面上の帯電のばらつきを生むことがあり、そのため、サンプル表面のＳＥＭ画像におけるコントラストにより、電気的欠陥を検出することができる。電圧コントラストを高めるために、プリチャージング又はフラッディングと呼ばれるプロセスを用いてもよく、そのプロセスでは、サンプルの関心領域を高電流ビームにさらしてから、低電流ながら高い画像化分解能のビームを使用して検査してもよい。検査については、フラッディングの利点のうちの幾つかは、ウェーハを均一に帯電させて、帯電効果に起因する画像のディストーションを最小化することを含むことがあり、場合によっては、とりわけ、ウェーハの帯電を増加させて、画像中の欠陥のあるフィーチャと周囲の欠陥のないフィーチャとの違いを強めることを含むことがある。

【0017】

[0024] 電圧コントラスト（ＶＣ）技術は、複雑なデバイス構造における埋没した又は表面にある電気的欠陥を検出するには有用であるが、この技術には、幾つかの欠点がある場合がある。電圧コントラスト技術を使用した欠陥検査は、２段階のプロセスを含む。第１の段階は、表面を荷電粒子（例えば、電子）でフラッディングして電気的欠陥を強調することにより、サンプルの表面をプリチャージングすることを含み、第２の段階は、フラッディングされた表面を検査して強調された欠陥を検出することを含む。電圧コントラストを高めるために、プリチャージング段階を、サンプル表面を高電流ビームにさらすことにより実施してもよい。プリチャージング段階に続く検査段階では、高分解能画像化のための低電流ビームを使用してサンプルを検査してもよい。ＳＥＭにおいてＶＣにより欠陥を検出する場合、プリチャージングモードと検査モードとの切り替えには、例えば、クーロンアパーチャアレイ（ＣＡＡ）のアパーチャサイズを選択することにより、ビーム電流を調整することが含まれてもよい。アパーチャを選択し位置合わせして所望のビーム電流を生成するには、数秒間かかることがあり、とりわけ、全体的な検査スループットが低下することがある。更に、３Ｄ－ＮＡＮＤデバイスの欠陥検査など、場合によっては、画像化分解能が依然として許容可能である達成可能な最大ビーム電流では、埋没した電気的欠陥を検出するのに不十分であることがあり、それにより、既存のＶＣ技術が、不適当であるか、又は非効率的であるか、又はその両方になることがある。したがって、電圧コントラスト欠陥検出の場合、同じ高電流ビームを使用してサンプルをプリチャージし且つ検査し、フラッディングモードと検査モードとを切り替える必要性をなくすことができるように、良好な画像化分解能を維持しながら、プローブするビームのプローブ電流を高めることが望ましいことがある。

【0018】

[0025] 既存のＳＥＭでは、より高いプローブビーム電流を得る方法のうちの幾つかには、電子源放出の強度を高めること、又は、ビーム制限アパーチャの直径を増加させてより多くの電子が通過できるようにすること、が含まれる。しかしながら、これらの技術は、電子源の不安定性及び画像品質の劣化を持ち込むことがあり、それら両方は、プロセスのスループット又は検査結果の品質に悪影響を及ぼす可能性がある。例えば、電子源の放出強度を高めると、その電子源の不安定性が引き起こされ、検査ツールの性能及び信頼性に影響を与える可能性がある。ビーム制限アパーチャの直径を増加させると、画像形成素子（例えば、対物レンズ、又は偏向器）の球面収差、色収差、又は他の高次オフアクシス収差などの収差が増加する可能性がある。収差が増加すると、画像分解能の低下が生じることがあり、それによって、検査装置の欠陥検出能力に影響が出ることがある。したがって、高いスループット及び画像分解能を維持しながら、欠陥検出の有効性を向上させる技術を使用して、ビーム電流を増加させることが望ましい場合がある。

【0019】

[0026] 前述のように、電圧コントラスト画像化（ＶＣＩ）は２段階のプロセスを含む。ＳＥＭにおいてＶＣＩにより欠陥を検出する場合、プリチャージング段階と検査段階との切り替えには、例えば、クーロンアパーチャアレイ（ＣＡＡ）のアパーチャサイズを選択することにより、ビーム電流を調整することが含まれてもよい。アパーチャを選択し位置合わせして所望のビーム電流を生成するには、数秒間かかることがあり、とりわけ、全体的な検査スループットが低下することがある。更に、３Ｄ－ＮＡＮＤデバイスの欠陥検査など、場合によっては、達成可能な最大ビーム電流では、埋没した電気的欠陥を検出するのに不十分であることがあり、それにより、既存のＶＣＩ技術が、不適当であるか、又は非効率的であるか、又はその両方になることがある。したがって、電圧コントラスト欠陥検出の場合、同じ高電流ビームを使用してサンプルをプリチャージし且つ検査し、フラッディングモードと検査モードとを切り替える必要性をなくすことができるように、プローブするビームのプローブ電流を高めることが望ましいことがある。

【0020】

[0027] さらに、異なる材料及び幾何形状の複数の層を含む３Ｄ－ＮＡＮＤデバイスなどの複雑なデバイス構造では、電荷放散速度又は電荷減衰速度が異なる場合がある。電荷放散のこの差は、２段階プロセスのプリチャージング段階又はフラッディング段階後の電荷均一性に悪影響を及ぼすことがある。例えば、幾つかの層は、他の層よりも速い速度で放電することがあり、それにより、関心領域において電荷の不均一性が引き起こされることがある。さらに、この電荷均一性におけるばらつきは、フラッディング段階と検査段階との間のタイミングの差に基づいて、更に悪化することがある。場合によっては、フラッディング段階と検査段階との切り替えに必要な期間中に生じる電荷損失により、電圧コントラスト信号強度の低下又は信号の完全な消失につながることがある。したがって、電圧コントラスト検査を単一のステップでより高いプローブ電流を用いて実施して、電荷不均一性及び電荷損失を最小限に抑え、それにより、検査スループット及び画像化分解能を向上させることが、望ましいことがある。

【0021】

[0028] 本開示の幾つかの実施形態では、サンプルを検査するための単一ビーム装置が開示される。この装置は、選択された動作モードに基づいて荷電粒子源によって生成された一次荷電粒子ビームを集束させるように構成された集光レンズを含んでもよい。非クロスオーバーモードでは、集光レンズは一次荷電粒子ビームを集束させコリメートしてもよく、クロスオーバーモードでは、集光レンズは、集光レンズと対物レンズとの間にビームクロスオーバーを形成するように構成される。この装置は、回路を有するコントローラを更に含んでもよく、このコントローラは、ビームクロスオーバーが形成されるように集光レンズの電気的励起を調整することにより、非クロスオーバーモードとクロスオーバーモードとの間で装置の動作を切り替えるように構成される。

【0022】

[0029] 図面では、コンポーネントの相対寸法は、明確にするために拡大され得る。以下の図面の説明内では、同じ又は同様の参照番号は、同じ又は同様のコンポーネント又はエンティティを指し、個々の実施形態に対する違いのみを説明する。本明細書で使用される場合、別段の具体的な記述がない限り、「又は」という用語は、実行不可能な場合を除いて、考えられる全ての組み合わせを包含する。例えば、コンポーネントがＡ又はＢを含み得ることが記述される場合、別段の具体的な記述がない限り又は実行不可能でない限り、コンポーネントは、Ａ若しくはＢ又はＡ及びＢを含み得る。第２の例として、コンポーネントがＡ、Ｂ又はＣを含み得ることが記述される場合、別段の具体的な記述がない限り又は実行不可能でない限り、コンポーネントは、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、Ｂ及びＣを含み得る。

【0023】

[0030] 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する、例示的な電子ビーム検査（ＥＢＩ）システム１００を図示する。図１に示されるように、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内に位置する。説明及び図面は電子ビームを対象としているが、実施形態は、本開示を特定の荷電粒子及び荷電粒子ビーム装置に限定するために使用されるのではないことを理解されたい。例えば、荷電粒子とは、電子、イオン、又は任意の正に帯電した若しくは負に帯電した粒子を指してもよく、荷電粒子ビーム装置とは、電子ビーム装置、又はイオンビーム装置、又はＳＥＭなどの電子及びイオンを使用した、若しくはＳＥＭと組み合わせた集束イオンビーム（ＦＩＢ）を使用した任意の装置を指してもよい。

【0024】

[0031] ＥＦＥＭ ３０は、第１の装填ポート３０ａ及び第２の装填ポート３０ｂを含む。ＥＦＥＭ ３０は、追加の装填ポートを含み得る。第１の装填ポート３０ａ及び第２の装填ポート３０ｂは、検査予定のウェーハ（例えば、半導体ウェーハ若しくは他の材料で作られたウェーハ）又はサンプルを含むウェーハ前面開口式一体型ポッド（ＦＯＵＰ）を受け取る（以下では、ウェーハ及びサンプルは、集合的に「ウェーハ」と呼ばれる）。ＥＦＥＭ ３０の１つ又は複数のロボットアーム（図示せず）は、装填・ロックチャンバ２０にウェーハを移送する。

【0025】

[0032] 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、装填／ロック真空ポンプシステムは、大気圧を下回る第１の圧力に達するように装填・ロックチャンバ２０内の気体分子を取り除く。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）は、装填・ロックチャンバ２０からメインチャンバ１０にウェーハを移送する。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、メインチャンバ真空ポンプシステムは、第１の圧力を下回る第２の圧力に達するようにメインチャンバ１０内の気体分子を取り除く。第２の圧力に達した後、ウェーハに対して、電子ビームツール４０による検査が行われる。いくつかの実施形態では、電子ビームツール４０は、シングルビーム検査ツールを含み得る。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。

【0026】

[0033] コントローラ５０は、電子ビームツール４０に電子的に接続することができ、また他のコンポーネントにも電子的に接続することができる。コントローラ５０は、荷電粒子ビーム検査システム１００の様々な制御を実行する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処理機能を実行するように構成された処理回路も含み得る。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ＥＦＥＭ ３０を含む構造の外部のものとして示されているが、コントローラ５０は、構造の一部でもあり得ることが理解される。

【0027】

[0034] 本開示は、電子ビーム検査システムを収納するメインチャンバ１０の例を提供するが、本開示の態様は、広い意味において、電子ビーム検査システムを収納するチャンバに限定されないことに留意すべきである。むしろ、前述の原理は、他のチャンバにも適用できることが理解される。

【0028】

[0035] 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する、図１の例示的な荷電粒子ビーム検査システム１００の一部とすることができる電子ビームツール４０の例示的な構成を図示する概略図を示す。電子ビームツール４０（本明細書では装置４０とも称される）は、カソード２０３と引出し電極２０５とガンアパーチャ２２０とアノード２２２を含み得る、電子エミッタを含み得る。電子ビームツール４０は、クーロンアパーチャアレイ２２４と、コンデンサレンズ２２６と、ビーム制限アパーチャアレイ２３５と、対物レンズアセンブリ２３２と、電子検出器２４４とを更に含み得る。電子ビームツール４０は、検査対象のサンプル２５０を保持するために電動ステージ２３４によって支持されたサンプルホルダ２３６を更に含み得る。他の関連するコンポーネントが、必要に応じて、追加又は省略され得ることを理解されたい。

【0029】

[0036] いくつかの実施形態では、電子エミッタは、カソード２０３と、アノード２２２とを含み得、一次電子は、カソードから放出され、抽出又は加速され、一次ビームクロスオーバー２０２を形成する一次電子ビーム２０４を形成することができる。一次電子ビーム２０４は、一次ビームクロスオーバー２０２から放出されたものとして視覚化することができる。

【0030】

[0037] いくつかの実施形態では、電子エミッタ、コンデンサレンズ２２６、対物レンズアセンブリ２３２、ビーム制限アパーチャアレイ２３５、及び電子検出器２４４は、装置４０の一次光軸２０１と位置合わせされ得る。いくつかの実施形態では、電子検出器２４４は、二次光軸（図示せず）に沿って、一次光軸２０１から外れて配置され得る。

【0031】

[0038] 実施形態によっては、対物レンズアセンブリ２３２は、改変されたswing objective retarding immersion lens（ＳＯＲＩＬ）を含むことがあり、これは、磁極片２３２ａと、制御電極２３２ｂと、偏向器２４０ａ、２４０ｂ、２４０ｄ、及び２４０ｅを含むビームマニピュレータアセンブリと、励磁コイル２３２ｄと、を含む。一般的なイメージングプロセスでは、カソード２０３の先端から放射された一次電子ビーム２０４は、アノード２２２に印加された加速電圧によって加速される。一次電子ビーム２０４の一部は、ガンアパーチャ２２０とクーロンアパーチャアレイ２２４のアパーチャとを通過し、ビーム制限アパーチャアレイ２３５のアパーチャを完全に又は部分的に通過するように、コンデンサレンズ２２６によって集束される。ビーム制限アパーチャアレイ２３５のアパーチャを通過する電子は、改変されたＳＯＲＩＬレンズによって集束されてサンプル２５０の表面上にプローブスポットを形成し、ビームマニピュレータアセンブリの１つ又は複数の偏向器によって偏向されてサンプル２５０の表面を走査することがある。サンプル表面から放射された二次電子は、電子検出器２４４によって集められて、走査された関心エリアの画像が形成されることがある。

【0032】

[0039] 対物レンズアセンブリ２３２では、励磁コイル２３２ｄ及び磁極片２３２ａが、磁界を生成することがある。一次電子ビーム２０４によって走査されるサンプル２５０の一部は、この磁界の中に浸され、電気的に帯電することがあり、次いで、これにより、電界が生成される。この電界は、サンプル２５０の表面上の又は表面付近の、衝突する一次電子ビーム２０４のエネルギーを低減することがある。制御電極２３２ｂは、磁極片２３２ａから電気的に絶縁されており、例えば、サンプル２５０上の及びサンプル２５０の上方の電界を制御して、対物レンズアセンブリ２３２の収差を低減し、検出効率を高めるために信号電子ビームの集束状況を制御するか、又は、サンプルを保護するためにアーク放電を回避することがある。ビームマニピュレータアセンブリの１つ又は複数の偏向器は、一次電子ビーム２０４を偏向させて、サンプル２５０上でのビーム走査を容易にすることができる。例えば、走査プロセスでは、偏向器２４０ａ、２４０ｂ、２４０ｄ、及び２４０ｅを制御して、一次電子ビーム２０４を、異なる時点でサンプル２５０の上部表面の異なる位置に偏向させて、サンプル２５０の異なる部分の画像を再構築するためのデータを提供することができる。なお、異なる実施形態では、２４０ａ～２４０ｅの順序は異なっていることがある。

【0033】

[0040] 後方散乱電子（ＢＳＥ）及び二次電子（ＳＥ）は、一次電子ビーム２０４を受け取ると、サンプル２５０の一部から放出されることがある。ビームセパレータ（図示せず）は、後方散乱電子及び二次電子を含む、二次の又は散乱した電子ビームを、電子検出器２４４のセンサ表面に向けることができる。検出された二次電子ビームは、対応するビームスポットを電子検出器２４４のセンサ表面上に形成することができる。電子検出器２４４は、受け取った二次電子ビームスポットの強度を表す信号（例えば、電圧、電流）を生成し、コントローラ５０などの、処理システムに信号を提供することができる。二次電子ビーム又は後方散乱電子ビーム及び結果として得られる二次電子ビームスポットの強度は、サンプル２５０の外部構造又は内部構造に応じて変化する可能性がある。また、上で論じたように、一次電子ビーム２０４は、異なる強度の二次又は散乱電子ビーム（及び結果として得られるビームスポット）を生成するために、サンプル２５０の上面の異なる位置へ偏向させることができる。それゆえ、二次電子ビームスポットの強度をサンプル２５０の位置にマッピングすることによって、処理システムは、ウェーハサンプル２５０の内部又は外部構造を反映する画像を再構築することができる。

【0034】

[0041] いくつかの実施形態では、コントローラ５０は、画像処理システムを含み得、画像処理システムは、画像取得器（図示せず）及びストレージ（図示せず）を含む。画像取得器は、１つ又は複数のプロセッサを含み得る。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、パーソナルコンピュータ、任意の種類のモバイルコンピューティングデバイス及び同様のもの又はそれらの組み合わせを含み得る。画像取得器は、中でもとりわけ、導電体、光ファイバケーブル、ポータブル記憶媒体、ＩＲ、Bluetooth、インターネット、ワイヤレスネットワーク、ワイヤレス無線機又はそれらの組み合わせなどの媒体を通して装置４０の電子検出器２４４に通信可能に結合することができる。いくつかの実施形態では、画像取得器は、電子検出器２４４から信号を受信し、画像を構築することができる。従って、画像取得器は、サンプル２５０の領域の画像を取得することができる。画像取得器は、輪郭の生成、取得画像へのインジケータの重畳及び同様のものなどの様々な後処理機能を実行することもできる。画像取得器は、取得画像の明度及びコントラストなどの調整を実行するように構成することができる。いくつかの実施形態では、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）、他のタイプのコンピュータ可読メモリ及び同様のものなどの記憶媒体であり得る。ストレージは、画像取得器と結合し、走査された生の画像データをオリジナルの画像として保存し、及び後処理された画像を保存するために使用することができる。

【0035】

[0042] いくつかの実施形態では、コントローラ５０は、検出された二次電子と後方散乱電子の分布を得るために、測定回路（例えば、アナログ／デジタル変換器）を含み得る。検出時間窓中に収集された電子分布データは、サンプル（例えば、ウェーハ）表面に入射した一次ビーム２０４の対応する走査経路データと組み合わせて、検査中のウェーハ構造の画像を再構築するために使用することができる。再構築された画像は、サンプル２５０の内部又は外部の構造の様々な特徴を明らかにするために使用することができ、従ってウェーハに存在し得るいかなる欠陥も明らかにするために使用することができる。

【0036】

[0043] いくつかの実施形態では、コントローラ５０は、検査中にサンプル２５０を動かすように電動ステージ２３４を制御することができる。いくつかの実施形態では、コントローラ５０は、電動ステージ２３４が、ある方向に一定の速さで継続的にサンプル２５０を動かせるようにすることができる。他の実施形態では、コントローラ５０は、電動ステージ２３４が、走査プロセスのステップに応じて、サンプル２５０が動く速さを経時的に変更できるようにすることができる。

【0037】

[0044] ここで図３Ａ～図３Ｃを参照すると、これらの図は、本開示の実施形態と整合性のある、荷電粒子ビーム検査ツールの例示的な構成の概略図である。図３Ａに示す構成では、本明細書では電子光学系３００Ａ又は装置３００Ａとも呼ばれる、単一ビーム検査装置３００Ａは、電子エミッタを含んでもよく、この電子エミッタは、カソード３０３、抽出器電極３０５、ガンアパーチャ３２０、及びアノード３２２を含んでもよい。実施形態によっては、一次電子は、カソード３０３から放出され、抽出又は加速されて、一次光軸３０１に沿って一次電子ビーム３０４を形成してもよい。一次電子ビーム３０４は、一次ビームクロスオーバー３０２から放出されたかのように見えることがある。カソード３０３、抽出器電極３０５、ガンアパーチャプレート３２０、及びアノード３２２は、図２で説明した対応する要素と実質的に同様であってもよく、実質的に同様の機能を実施してもよいことを理解されたい。装置３００Ａは、対物レンズ３３２を更に含んでもよい。図示していないが、図３Ａ、図３Ｂ、及び図３Ｃの装置３００Ａ、３００Ｂ、及び３００Ｃはそれぞれ、必要に応じて、他の構成要素の中でもとりわけ、一次投影光学系、二次画像化システム、及び電子検出デバイスを更に含んでもよい。

【0038】

[0045] 実施形態によっては、電子源又は電子エミッタは、カソードから一次電子（例示的な荷電粒子）を放出するように構成され、抽出又は加速されて一次電子ビーム３０４（例示的な荷電粒子ビーム）を形成してもよく、このビームは一次ビームクロスオーバー（仮想の又は実際の）３０２を形成する。実施形態によっては、一次電子ビーム３０４は、一次光軸３０１に沿って一次ビームクロスオーバー３０２から放出されたかのように見えることがある。実施形態によっては、装置３００の１つ又は複数の要素は、一次光軸３０１と位置合わせされていてもよい。

【0039】

[0046] 図３Ａは、本明細書では非クロスオーバーモードとも呼ばれる通常モードで動作している装置３００Ａの例示的な構成の概略を示す。非クロスオーバー動作モードでは、集光レンズ３１０は、一次電子ビーム３０４を受け取り集束させるように構成されてもよい。集光レンズ３１０は、一次光軸３０１に実質的に垂直な主平面３１０Ｐ上に配置されてもよい。本明細書で使用する場合、「実質的に垂直な」とは、平面間の、軸間の、又は平面と軸との間の直交性の度合を指す。例えば、一次光軸に実質的に垂直な集光レンズの主平面によって定められる角度は、９０°±０．０１°であってもよく、又は、標準偏差は、角度が本質的に９０°であるように更に小さくてもよい。本明細書で使用する場合、「実質的に平行な」とは、複数の平面が、互いに決して交差することなく本質的に平行であるように、同じ方向に延びていることを示す。

【0040】

[0047] 実施形態によっては、集光レンズ３１０は、電子源から下流に位置決めされてもよい。本開示の文脈で使用する場合、「下流」とは、電子源又はカソード３０３から開始する一次電子ビーム３０４の経路に沿った要素の位置を指し、「すぐ下流」とは、第１の要素と第２の要素との間に他の要素が存在しないように、一次電子ビーム３０４の経路に沿った第２の要素の位置を指す。例えば、図３Ａに示すように、集光レンズ３１０は、電子源のアノード３２２のすぐ下流に位置決めされてもよく、その結果、アノード３２２と集光レンズ３１０との間には他の光学要素又は電気光学要素は存在しない。そのような構成は、とりわけ、装置３００Ａの電気光学コラムの高さを低くするのに、且つ、コラムの構造的複雑さを低減するのに有用である場合がある。

【0041】

[0048] 実施形態によっては、アパーチャプレート（例えば、ガンアパーチャプレート３２０）をカソード３０３と集光レンズ３１０との間に配置して、一次電子ビーム３０４の周辺電子が集光レンズ３１０に入射する前にこれを遮断して、とりわけ、クーロン相互作用効果を低減してもよい。実施形態によっては、本明細書ではクーロンアパーチャアレイ３２４とも呼ばれる、プリビーム制限アパーチャアレイを、アノード３２２と集光レンズ３１０との間に配置してもよい。クーロンアパーチャアレイ３２４は、図２のクーロンアパーチャアレイ２２４と実質的に類似していてもよく、実質的に同様の機能を実施してもよい。

【0042】

[0049] クーロンアパーチャアレイ３２４は、周辺電子を遮断しながら一次電子ビーム３０４の一部分をそのままにしておくように構成された複数のアパーチャを含んでもよい。実施形態によっては、ガンアパーチャプレート３２０を使用して、アノード３２２に入射する前の早い段階で周辺電子を遮断してもよく、クーロンアパーチャアレイ３２４を使用して、アノード３２２を出てゆく一次電子ビーム３０４の周辺電子を集光レンズ３２４に入射する前に遮断してもよい。このようにして、ビーム制限アパーチャアレイ３３５の上方でのクーロン相互作用効果を大幅に低減してもよい。

【0043】

[0050] 実施形態によっては、クーロンアパーチャアレイ３２４は、似通ったサイズの又は異なるサイズのアパーチャ又は穴を含む導電性プレートとして実装されてもよい。実施形態によっては、クーロンアパーチャアレイ３２４のアパーチャは、均一な又は不均一な間隔をおいて配置されてもよい。実施形態によっては、クーロンアパーチャアレイ３２４の位置は、所望のサイズのアパーチャが、一次電子ビーム３０４を通過させるために選択され得るように、一次光軸３０１に直交する平面内でＸ軸及びＹ軸に沿って調整可能であってもよい。

【0044】

[0051] 通常の動作モードでは、図３Ａに示すように、集光レンズ３１０は、一次電子ビーム３０４が、集光レンズ３１０を出射した後、ビーム制限アパーチャアレイ３３５に実質的に垂直に入射しアパーチャ３３７を通過し得るように、一次電子ビーム３０４を集光させるように構成されてもよい。

【0045】

[0052] 実施形態によっては、ビーム制限アパーチャアレイ３３５は、周辺電子を遮断しながら一次電子ビーム３０４の一部分を通過させるための、間隔をおいて配置された複数のアパーチャを含んでもよい。実施形態によっては、ビーム制限アパーチャアレイ３３５は、これに限定するものではないが、貫通孔を備えた金属プレートなどの、導電性平面構造を介して実装されてもよい。

【0046】

[0053] 実施形態によっては、一次電子ビーム３０４のビーム電流は、一次電子ビーム３０４が通過できるビーム制限アパーチャアレイ３３５のアパーチャのサイズに基づいて決定されてもよい。実施形態によっては、ビーム制限アパーチャアレイ３３５は、均一なサイズ、形状、断面、又はピッチを有する複数のビーム制限アパーチャを含んでもよい。実施形態によっては、サイズ、形状、断面、ピッチ等は、不均一であってもよい。ビーム制限アパーチャは、例えば、アパーチャのサイズ又は形状に基づいてアパーチャを通過する電子の数を制限することにより、ビームの電流を制限するように構成されてもよい。

【0047】

[0054] 実施形態によっては、ビーム制限アパーチャアレイ３３５は、一次電子ビーム３０４が、所望の形状及びサイズのアパーチャに入射することができるように、一次光軸３０１に直交する平面内でＸ軸及びＹ軸に沿って移動可能であってもよい。例えば、ビーム制限アパーチャアレイ３３５は、ある形状及びサイズを有するアパーチャの複数の列を含んでもよく、各列内のアパーチャは、類似のサイズ及び形状を有する。Ｘ－Ｙ軸に沿ったビーム制限アパーチャアレイ３３５の位置を調節することができるので、所望のサイズ及び形状を有する、複数のアパーチャのうちの１つを、一次電子ビーム３０４にさらすことができる。

【0048】

[0055] 実施形態によっては、ビーム制限アパーチャアレイ３３５は、集光レンズ３１０を出射する集光された一次電子ビーム３０４が、ビーム制限アパーチャアレイ３３５に直接に垂直に入射するように、集光レンズ３１０の下流に配置されてもよい。

【0049】

[0056] ビーム制限アパーチャアレイ３３５のアパーチャ３３７のサイズは、サンプル３５０に入射する一次電子ビーム３０４のプローブ電流を最終的に決めることがあるものの、幾つかの実施形態では、それは、クーロンアパーチャアレイ３２４のアパーチャのサイズにも依存することがある。例えば、最大プローブ電流が望ましい可能性がある幾つかの場合では、クーロンアパーチャアレイ３２４の最大のアパーチャと、ビーム制限アパーチャアレイの最大のアパーチャとの組み合わせを、一次光軸と整列させて、コラムを通過する最大数の電子を可能にしてもよい。

【0050】

[0057] 対物レンズ３３２は、ビーム制限アパーチャアレイ３３５を出た一次電子ビーム３０４を受け取り、サンプル３５０の表面上に集束させてプローブスポットを形成するように構成されてもよい。対物レンズ３３２は、図２の対物レンズ２３２と実質的に類似していてもよく、実質的に同様の機能を実施してもよいことを理解されたい。対物レンズ３３２の他の構成も、適宜使用されてもよい。

【0051】

[0058] 通常の動作モードでは、一次電子ビーム３０４のプローブ電流は、より大きなビーム制限アパーチャを選択することで増加させることができるが、そうすることにより、色収差及び球面収差などのオフアクシス収差が生じることがあり、これにより、分解能及びスループットに悪影響がでる可能性がある。さらに、単一ステップでのＶＣ検査及び画像化の場合、プローブ電流の要件は、より高い強度の電子源、又はより大きなアパーチャ、又はそれら両方の組み合わせ、による達成可能な最大プローブ電流よりも、さらに高いことがある。さらに、分解能を維持しながら達成可能な最大電流は制限される場合があるので、場合によっては、所望の電圧コントラストを得るために、複数回の画像化走査が必要になることがある。一方、プローブ電流が大きいと、ユーザが、より少ない画像化走査、好ましくは１回の走査で、所望の電圧コントラストを得ることができ、結果的に、検査のスループットが向上する可能性がある。

【0052】

[0059] とりわけＶＮＡＮＤ又は３Ｄ－ＮＡＮＤデバイスなどの複雑な３次元構造において、電圧コントラスト技術を使用して電気的欠陥を検出するには、一次電子ビームのプローブ電流が大きいことが望ましい場合がある。電気的欠陥検出の効率の向上に加えて、物理的欠陥検出技術の後方散乱電子（ＢＳＥ）の収率を向上させるのにも、プローブ電流が大きいことが望ましい場合がある。大きなプローブビーム電流を実現する幾つかの方法のうちの１つは、検査システムをクロスオーバーモードで動作させることを含むことがある。

【0053】

[0060] クロスオーバー動作モードでは、図３Ｂの装置３００Ｂに示すように、電子源又はカソード３０３が、一次光軸３０１に沿って進行する一次電子ビーム３０４を生成してもよい。集光レンズ３１０は、一次電子ビーム３０４を受け取り、このビームが、一次光軸３０１に実質的に垂直なクロスオーバー平面３４０上のクロスオーバー点３１５にクロスオーバーを形成するように、一次電子ビーム３０４の電子を十分に集光させてもよい。

【0054】

[0061] 実施形態によっては、ビームクロスオーバーは、集光レンズ３１０と対物レンズ３３２との間に形成されてもよい。実施形態によっては、ビームクロスオーバーは、図３Ｂに示すように、ビーム制限アパーチャアレイ３３５と対物レンズ３３２との間に形成されてもよい。ビームクロスオーバー３１５の位置は、集光レンズ３１０の電気的励起に基づいて一次光軸３０１に沿って調整されてもよい。ビームクロスオーバー３１５の位置は、一次光軸３０４と実施的に一致してもよい。

【0055】

[0062] 実施形態によっては、集光レンズ３１０は、電磁レンズであって、電子源の下流に配置され、電磁レンズの集束力に基づいて一次電子ビーム３０４を集光させるように構成された電磁レンズ、を含んでもよい。集光レンズ３１０の集束力は、電磁レンズの電気的励起に基づいて調整されてもよい。本明細書で使用する場合、集束力とは、レンズが入射荷電粒子（例えば、電子）を収束又は発散させる程度を指す。電磁レンズの場合には、集光レンズ３１０の電気的励起は、コントローラ（例えば、図２のコントローラ５０）から受け取られる印加電気信号、通常は電流信号、を印加又は調整することにより、調整されてもよい。集光レンズ電流を調整すると、集光レンズ３１０の集束力を調整することができ、これにより、一次電子ビーム３０４の収束角が変化し、それによってビームクロスオーバー３１５の位置が一次光軸３０１に沿って調整されてもよい。一例として、印加される電気的励起信号を調整することにより集光レンズ３１０の集束力を増加させると、一次電子ビーム３０４がより高い角度で収束し、対物レンズ３３２に対して、一次光軸３０１に沿って、ビーム制限アパーチャアレイ３３５のより近くにビームクロスオーバー３１５を形成することになり得る。対照的に、電気的励起信号を調整することにより集光レンズ３１０の集束力を低下させると、一次電子ビーム３０４がより小さな角度で収束し、一次光軸３０１に沿って、ビーム制限アパーチャアレイ３３５のより遠く且つ対物レンズ３３２のより近くにビームクロスオーバー３１５を形成することになり得る。本明細書で使用する場合、収束角とは、集光レンズ３１０を出射した後、一次光軸３０１に対して、一次電子ビーム３０４によって形成される角度を指す。

【0056】

[0063] 実施形態によっては、集光レンズ３１０は、静電レンズであって、この静電レンズの集束力に基づいて一次電子ビーム３０４を集光させるように構成された静電レンズ、を含んでもよい。集光レンズ３１０の集束力は、静電レンズの電気的励起に基づいて調整されてもよい。静電レンズの電気的励起を調整することには、コントローラ５０から受け取られる印加電気信号、通常は電圧信号、を調整することが含まれてもよい。

【0057】

[0064] 図３Ｃを参照すると、装置３００Ｃの集光レンズ３１０は、２つの電磁レンズ３１０＿１及び３１０＿２を含んでもよい。実施形態によっては、装置３００Ｃの集光レンズ３１０は、複合電磁レンズ、静電レンズ、又は電磁レンズ、によって実装された第１のレンズと、複合電磁レンズ、静電レンズ、又は電磁レンズ、によって実装された第２のレンズと、を含んでもよい。図示していないが、レンズの任意の適切な置き換え及び組み合わせを、適宜実装してもよいことを理解されたい。

【0058】

[0065] 一般に、磁気レンズは、静電レンズよりも発生する収差がより少ない場合があるが、静電レンズよりもより多くのスペースを占有することがある。したがって、物理的なスペースの制約があり収差許容値がより厳しいシステムでは、複合電磁レンズが用いられることがある。複合電磁レンズは、静電レンズ及び磁気レンズを含んでもよい。複合レンズの磁気レンズは、永久磁石を含んでもよい。複合レンズの磁気レンズは、複合レンズの総集束力の一部分を提供してもよく、一方、静電レンズは、総集束力の残りの部分を構成してもよい。

【0059】

[0066] 実施形態によっては、電磁レンズ３１０＿１は、一次電子ビーム３０４のビーム電流の粗調整を実施するように構成されてもよい。電磁レンズ３１０＿１は、電流が通過すると磁場を生成するように構成された導電性コイルを含んでもよく、通過する電流の単位あたりに生成される磁場の大きさは、コイルの特性、これらに限定するものではないが、とりわけ、巻き数、コイルの材料、コア材料、などに基づいて決まってもよい。例えば、電磁レンズ３１０＿１が、ビーム電流の粗調整用に構成されている場合、電気的励起（例えば、電流信号）をわずかに調整すると、磁場を大きく増加又は減少させることができ、それによって、一次電子ビーム３０４が、集光レンズ３１０と対物レンズ３３２との間にクロスオーバーを形成するようになる。

【0060】

[0067] 集光レンズ３１０の電磁レンズ３１０＿２は、一次電子ビーム３０４のビーム電流の微調整を実施するように構成されてもよい。実施形態によっては、一例として、電磁レンズ３１０＿２を使用して、一次光軸３０１に沿ってビームクロスオーバー３１５の位置を調整してもよい。例えば、電磁レンズ３１０＿２が、ビーム電流の微調整用に構成されている場合、電気的励起（例えば、電流信号）を調整すると、集束力又は収束角度を変えることができ、それによって、一次電子ビーム３０４が、一次光軸３０１に沿って、対物レンズ３２２のより近くに又はより遠くにクロスオーバーを形成するようになる。したがって、一次電子ビーム３０４のプローブ電流は、集光レンズ３１０の電気的励起に基づいて調整されてもよい。実施形態によっては、図示していないが、集光レンズ３１０は、磁気コア材料の周りに巻かれた２組のコイルを含んでもよいことを理解されたい。第１の組のコイルは、ビーム電流の粗調整を可能にするように構成されてもよく、第２の組のコイルは、ビーム電流の微調整を実施するように構成されてもよい。

【0061】

[0068] 実施形態によっては、コントローラ５０を介して電気的励起信号、例えば電流信号を電磁レンズ３１０＿１及び３１０＿２に印加してもよい。実施形態によっては、コントローラ５０は、電磁レンズ３１０＿１及び３１０＿２に印加される電流信号を別々に制御し調整するように構成されてもよい。

【0062】

[0069] 実施形態によっては、電磁レンズ３１０＿１及び電磁レンズ３１０＿２を、ビーム制限アパーチャアレイ３３５の上流に配置できるように、電磁レンズ３１０＿１は、電子源（例えば、カソード３０３）の下流に位置決めされてもよく、電磁レンズ３１０＿２は、電磁レンズ３１０＿１のすぐ下流に位置決めされてもよい。

【0063】

[0070] 実施形態によっては、図示していないが、装置３００Ｃの集光レンズ３１０の集光レンズ３１０＿１及び３１０＿２は、同一平面上にあってもよい。同一平面上にある構成では、集光レンズ３１０＿１は第１の組のコイルを含んでもよく、集光レンズ３１０＿２は第２の組のコイルを含んでもよく、第１及び第２の組のコイルはそれぞれ、コア材料の周りに巻かれている。実施形態によっては、集光レンズ３１０＿１は、第１の設定では、一次電子ビーム３０４をクロスオーバーを形成せずにビーム制限アパーチャアレイ上に集束させるように構成されてもよく、第２の設定では、一次電子ビーム３０４を狭めてクロスオーバー３１５を下流に形成すように構成されてもよい。実施形態によっては、コイルの組の巻き数又はターン数により、集光レンズがビーム集束の粗調整を実施し得るのか又は微調整を実施し得るのかが決まることがある。実施形態によっては、集光レンズ３１０＿２は、集光レンズ３１０＿１によって調整された後で、一次電子ビーム３０４のビーム電流の微調整を実施するように構成されてもよい。

【0064】

[0071] 実施形態によっては、第１の集光レンズ３１０＿１は、一次電子ビーム３０４を集光させるように構成され、第１のモード及び第２のモードで動作可能であってもよい。第１のモードでは、集光レンズ３１０＿１は、ビームを狭めることなく又はクロスオーバーを形成することなく、一次電子ビーム３０４を集光させてもよく、一次電子ビーム３０４は、第１のビーム電流を有してもよい。しかしながら、第２のモードでは、集光レンズ３１０＿１は、一次電子ビーム３０４がクロスオーバー（例えば、クロスオーバー３１５）を形成するように十分に一次電子ビーム３０４を集光させてもよく、一次電子ビーム３０４は第２のビーム電流を有してもよい。第２のビーム電流は、第１のビーム電流よりも高くてもよい。実施形態によっては、集光レンズ３１０＿２は、第１のモードでは第１のビーム電流を微調整し、第２のモードでは第２のビーム電流を微調整するように構成されてもよい。ビームクロスオーバーが形成される第２のモードにおいて第２のビーム電流を調整することは、一次光軸３０１に沿ったクロスオーバーの位置を調整することを含んでもよい。

【0065】

[0072] 実施形態によっては、コントローラ（例えば、コントローラ５０）は、集光レンズ３１０＿１及び集光レンズ３１０＿２を流れる電流を別々に制御するように構成されてもよい。集光レンズ３１０＿１及び３１０＿２が同一平面上にある構成では、コントローラ５０は、集光レンズ３１０＿１が動作しているモードに基づいて、又は、装置の動作モードに基づいて、第１及び第２の組のコイルを流れる電流を個別に供給及び調整するように構成されてもよい。このことは、単にクロスオーバーを形成するだけでなく、一次光軸３０１に沿ってビームクロスオーバーの位置の調整もできることが望ましい用途において、有用である場合がある。

【0066】

[0073] 場合によっては、例えば、機械的なドリフト又は振動に起因するビーム制限アパーチャアレイ３３５の位置のわずかな変動が、達成可能な分解能又はプローブ電流に悪影響を及ぼすことがある。例えば、ビーム制限アパーチャアレイのアパーチャ３３７の幾何学的中心が一次光軸３０１からずれている場合、通過する一次電子ビーム３０４のプローブ電流が所望のものより低くなるか、又は、オフアクシス収差が予想よりも高くなるか、又はその両方になることがある。ビーム制限アパーチャアレイ３３５の位置ずれの影響を緩和する方法の１つは、一次電子ビーム３０４が、ビーム制限アパーチャアレイ３３５のアパーチャ３３７を通過している間にクロスオーバーするように、集光レンズ３１０＿２の第２のビーム電流を調整してクロスオーバー３１５の位置を調整することを含んでもよい。そのような場合、ビームクロスオーバー３１５の位置は、ビーム制限アパーチャアレイ３３５と同一平面上にあってもよい。

【0067】

[0074] ここで図４を参照すると、この図は、本開示の実施形態と整合性のある、単一電子ビーム検査ツールにおけるソフトウェア支援モード切り替えのシミュレーションされたプロット４００を示す。コントローラ（例えば、図２のコントローラ５０）は、ソフトウェア支援モード切り替えのための命令及びソフトウェア実装アルゴリズムを実行するように構成されたプロセッサを含んでもよい。シミュレーションされたプロット４００は、達成可能な分解能（ｙ軸に示す）と、集光レンズ（例えば、装置３００Ｂ又は３００Ｃの集光レンズ３１０）の励起又はプローブ電流との間の関係を表す。スポットサイズ（ナノメートル、ｎｍ）は、本明細書で使用する場合、一次電子ビーム３０４によってサンプル上に形成されるプローブスポットのサイズを表す。プローブスポットがより小さいことは、プローブビームによって達成可能な分解能がより高いことに相当する。例えば、４０ｎｍの水平距離だけ離れている２つの平行な線を分解するには、４０ｎｍ以下のプローブスポットサイズが望ましいことがある。

【0068】

[0075] 図４に示すように、シミュレーションされたプロット４００は、ビーム制限アパーチャアレイ（例えば、図３Ｃのビーム制限アパーチャアレイ３３５）の所与のアパーチャサイズについての、低プローブ電流領域４１０、集束のない領域４２０、及び高プローブ電流領域４３０を含んでもよい。通常モード領域又は非クロスオーバーモード領域とも呼ばれる低プローブ電流領域４１０では、一次電子ビーム３０４のスポットサイズは、集光レンズ励起が増加するにつれて、最初は低下してもよい。しかしながら、集光レンズ励起が閾値を超えて更に増加すると、とりわけ、ガウス像サイズの増加及び電子間のクーロン相互作用に起因して、スポットサイズは増加する。ビーム制限アパーチャアレイ３３５のより大きなアパーチャを使用することによりプローブ電流が増加している場合、例えば、オフアクシス電子の球面収差及び色収差に起因して、スポットサイズが増加することがある。従って、非クロスオーバーモードでは、小さなスポットサイズ、ひいては高い分解能をもたらす集光レンズ励起の範囲は限定されることがある。

【0069】

[0076] クロスオーバーモード領域とも呼ばれる高プローブ電流領域４３０では、集光レンズ励起が増加すると、収差の寄与及びクーロン相互作用の寄与が増加する前にガウス像サイズが低下するのに起因して、スポットサイズが減少し、それによって、画像化分解能が増加することがある。クロスオーバーモードの画像化は、とりわけ電圧コントラスト検査における既存の非クロスオーバーモードの画像化に勝る多数の利点を有することがある。クロスオーバーモードの画像化は、本明細書で考察する以下の利点のうちの一部又は全部を有することがある。
１．大きなプローブ電流 － 動作の非クロスオーバーモードとクロスオーバーモードとを切り替える能力により、検査システムが、小さな半角で大きなプローブ電流を用いてサンプルを検査できるようになる。例えば、非クロスオーバーモードでは、プローブ電流を大きくすることができる一方でビーム半角も大きくなり、これにより、スポットサイズに悪影響を及ぼす可能性がある球面収差及び色収差が持ち込まれることがある。一方、クロスオーバーモードでは、集光レンズの励起を制御することにより、ビーム半角を制限することができる。従って、動作モードを切り替えることにより、大きなプローブ電流及び小さな半角を得ることができる。
２．高い画像化分解能 － 従来の検査システムは、一次電子ビームがサンプル表面に入射する前に、複数のビームクロスオーバーを含むことがある。提案されるクロスオーバー動作モードでは、一次電子ビームは、一箇所のビームクロスオーバー（例えば、図３Ｂのクロスオーバー３１５）のみを有してもよく、これにより、電子間のクーロン相互作用が低減され、それによって高い画像化分解能を達成することができる。例えば、ビームは、ビーム制限アパーチャアレイ３３５と対物レンズ３３２との間の一箇所のみでクロスオーバーする。
３．高い画像化安定性 － 高プローブ電流で関心領域を複数回走査した後に得られる電圧コントラスト画像は、望ましくない帯電又は信号の損失がなく、優れた安定性を示す。
４．検査スループットの向上 － 最適な分解能に向けた、クロスオーバーモードでのビーム電流密度は、非クロスオーバー動作モードと比べて、大幅に高くなる。高プローブ電流により、欠陥を検査するための所望のコントラストレベルを達成するのに必要とされる走査回数を低減することができ、それによって、高い分解能及び安定性を維持しながら、検査スループットを向上させることができる。
５．アップグレード可能性 － 提案される動作モードは、システムのハードウェアを変更することなく実施することができ、それにより、既存のツールにクロスオーバー動作モードの能力を容易に組み込むことができる。
６．モード切り替え可能性 － 検査ツールの動作モードは、シミュレーションデータからのガイダンスに基づいて、非クロスオーバーモードからクロスオーバーモードに切り替えることができる。シミュレーションデータは、所与のアパーチャサイズに対する集光レンズ励起と対応するプローブ電流とに関連したデータを含む電流テーブル及びレシピに基づくソフトウェアアルゴリズムを使用して生成されてもよい。

【0070】

[0077] 検査ツール上でモード切り替えを達成するためのソフトウェア実装アルゴリズムは、一次電子ビーム３０４のプローブ電流を集光レンズ励起設定と互いに関係づけることを含んでもよい。実施形態によっては、プロセッサ、マイクロプロセッサ、又はコンピュータは、ソフトウェア実装アルゴリズム又はその内部の命令を実行する、ハードウェアを提供してもよい。実施形態によっては、コントローラ５０は、例えば、プローブ電流及び集光レンズ設定に関連した情報に基づいて、ソフトウェア実装アルゴリズム又は命令を実行してモード切り替えを実施するように構成されてもよい。実施形態によっては、コントローラ５０は、ソフトウェア実装アルゴリズムを実行してソフトウェア支援モード切り替えを実施するように構成されたプロセッサ又はマイクロプロセッサを含んでもよい。実施形態によっては、プローブ電流を、集光レンズ励起又は、電磁レンズの場合には集光レンズ電流と互いに関係づけることは、プローブ電流及び対応する集光レンズ電流の値のテーブルを生成することを含んでもよい。そのようなテーブルは、「電流テーブル」と呼ばれることがある。実施形態によっては、第１の電流テーブルが非クロスオーバー動作モードに対して生成されてもよく、第２の電流テーブルがクロスオーバー動作モードに対して生成されてもよい。実施形態によっては、１つ又は複数のレシピが生成されてもよく、各レシピは、１つ又は複数の電流テーブルを含む。電流テーブル内のデータは、とりわけ、集光レンズに印加される所与の励起信号に対する達成可能な分解能、又は、集光レンズに印加される所与の励起信号に対する一次電子ビーム３０４のプローブ電流、を求めるために参照又はアクセスされてもよい。

【0071】

[0078] 実施形態によっては、ソフトウェアアルゴリズムは、所望のプローブ電流又は所望の分解能に基づいて、検査装置の動作を非クロスオーバーモードからクロスオーバーモードに、又はクロスオーバーモードから非クロスオーバーモードに切り替えることができるように構成されてもよい。例えば、４０ｎｍの分解能が２００ｎＡのプローブ電流において望ましい場合、このソフトウェアは、集光レンズ電流値を達成可能なプローブ電流に関連づける電流テーブル内に格納された情報に基づいて、通常モードからクロスオーバーモードへのモード切り替えを実施してもよい。このソフトウェアは、とりわけ、アパーチャサイズ、ランディングエネルギー、電子源強度も考慮に入れてもよい。

【0072】

[0079] 図４を参照すると、シミュレーションプロット４００は、ソフトウェアアルゴリズムを使用してシミュレーションされた、集光レンズ励起又はプローブ電流とスポットサイズ又は分解能との関係を表す。実施形態によっては、電流テーブルに関連付けられた情報は、データベース、又はストレージシステム、メモリ空間、ローカルメモリモジュール、又はリモートネットワーク上に保存されてもよい。電流テーブルに保存された情報は、電流テーブルにアクセスする命令を実行するように構成されたソフトウェアアプリケーション又はプロセッサによってアクセスされてもよい。

【0073】

[0080] ここで図５を参照すると、この図は、本開示の実施形態と一致する、通常モード又は動作（実線の曲線）及びクロスオーバー動作モード（破線の曲線）の下での、一次電子ビーム３０４の分解能（電子間相互作用なし）とプローブ電流（ナノアンペア）との関係を表すシミュレーションプロット５００を示す。

【0074】

[0081] シミュレーションプロット５００では、実線曲線は、大きなビーム制限アパーチャを通過する一次電子ビーム３０４のプローブ電流のある範囲に対して、通常モードで達成可能な分解能を表す。説明目的のみのために、基準線５１０は、２０ｎｍ以下の基準ピーク分解能を示している。図示するように、通常モードでは、アルゴリズムからのシミュレーション値に基づくと、２０ｎｍ以下の基準ピーク分解能は、３０～１００ｎＡのプローブ電流範囲に渡って達成されてもよい。一方、クロスオーバーモードでは、２０ｎｍ以下の基準ピーク分解能は、より小さなビーム制限アパーチャを用いて、３０～１２０ｎＡというより広いプローブ電流範囲に渡って達成されてもよい。比較として、８０ｎＡより高いプローブ電流については、クロスオーバーモードは、システム内の既存のアパーチャ選択に基づいて、通常モードよりも優れた分解能を有する。理論的には、より大きなアパーチャが検査装置で利用可能である場合にこれを選択することにより、通常の非クロスオーバーモードでの分解能は、向上することがあり、場合によっては、クロスオーバーモードよりもさらに高くなることさえある。しかし、アパーチャサイズの選択肢が限られている場合、クロスオーバーモードは、対応する通常モードの画像よりもより優れた分解能を有する画像を生成することがある。さらに、高プローブ電流がより小さなビーム制限アパーチャサイズで達成され得るので、半角が小さくなることがあり、このことは、球面収差及び色収差などのオフアクシス収差を低減するのに役立つことがある。

【0075】

[0082] 実施形態によっては、シミュレーションからの情報は、これらに限定するものではないが、ストレージ媒体の中でもとりわけ、ネットワーク、ローカルメモリ空間、リモートメモリ空間、データベース、サーバー、などの情報データベース内に保存されてもよい。実施形態によっては、シミュレーション情報を使用して参照テーブル又は電流テーブルを生成してもよい。例えば、ソフトウェアは、所与の動作モードについて、プローブ電流値と対応する達成可能分解能とを表にまとめてもよい。シミュレーション情報のデータベースは、アパーチャサイズ、集光レンズ励起電流、励起電圧、及び他のツール特性を更に含んでもよい。実施形態によっては、ユーザは、所望の結果を達成するための検査ツールの動作のガイダンスとして、参照テーブル又は電流テーブル及びシミュレーションデータを使用してもよい。

【0076】

[0083] ここで図６を参照すると、この図は、本開示の実施形態と整合性のある、達成可能な分解能と対応するプローブ電流との関係を表すシミュレーションプロット６００を示す。プロット６００は、通常の非クロスオーバーモード及びクロスオーバーモードで動作する検査ツールについて、分解能の曲線とプローブ電流の曲線との比較を更に示す。プロット６００では、広範囲に渡るアパーチャサイズについて、中実の正方形を有する曲線は、通常の動作モードの下での達成可能な分解能と対応するプローブ電流との関係を表し、中実の円を有する曲線は、クロスオーバー動作モードの下での達成可能な分解能と対応するプローブ電流との関係を表す。

【0077】

[0084] 通常の動作モードの下では、画像化分解能を向上させる幾つかの方法のうちの１つは、ビーム制限アパーチャのサイズを適切に選択することを含んでもよい。実施形態によっては、ソフトウェアは、要因の中でもとりわけ、分解能、プローブ電流、集光レンズ電流、アパーチャサイズ、対物レンズ特性、電子源放出特性、に関連付けられた情報を含む参照テーブル又はルックアップテーブルを生成して、ユーザに動作条件のガイダンスを提供してもよい。実施形態によっては、ソフトウェアは、ユーザが、シミュレーションデータに基づいて参照テーブルを生成及びカスタマイズできるようにしてもよい。実施形態によっては、クロスオーバー動作モードが望ましい場合がある、というのも、所与のアパーチャサイズについて、広いプローブ電流範囲に渡って画像化分解能を維持できるからである。一例として、通常の動作モードの下で、検査ツールが２００ｎＡより大きな電流でより大きなアパーチャ又はより広範なアパーチャサイズを許す場合、非クロスオーバーモードは、非クロスオーバーモードと同等の又はそれより優れた分解能を有することがある。しかしながら、クロスオーバーモードでは、大きなプローブ電流で、画像化分解能がより高くなることがある、というのも、既存の利用可能な複数のアパーチャの中からより小さなアパーチャを使用できるからである。前述の通り、クロスオーバー動作モードでは更に、通常の動作モードに比べてより大きなアパーチャを選択することにより、ユーザがプローブ電流範囲及びプローブ電流値を増加させることができる。このことは望ましい場合がある、というのも、プローブ電流が大きいと、ユーザが、電圧コントラスト検査技術のための高コントラスト画像を得るのに必要な走査の回数を減らすことができ、その結果、検査のスループット及び効率が向上する可能性があるからである。

【0078】

[0085] ここで図７を参照すると、この図は、本開示の実施形態と整合性のある、単一ビーム検査装置を使用してサンプルを検査する例示的な方法７００を表すプロセスフローチャートを示す。方法７００は、例えば図１に示すようなＥＢＩシステム１００のコントローラ５０によって実施されてもよい。コントローラ５０は、方法７００の１つ又は複数のステップを実施するようにプログラムされていてもよい。例えば、コントローラ５０は、荷電粒子ビーム装置のモジュールに、荷電粒子源を作動させて荷電粒子ビーム（例えば、電子ビーム）を生成するように、且つ、１つ又は複数の集光レンズの励起を調整してビームクロスオーバーの位置を調整するように、且つ、ソフトウェア実装アルゴリズムに基づいてモード切り替えを実施するように、且つ、他の機能を実行するように、命令してもよい。

【0079】

[0086] ステップ７１０では、荷電粒子源又は電子源（図３Ａのカソード３０３）を作動させて荷電粒子を放出してもよく、荷電粒子は、アパーチャプレートを通過するときに、荷電粒子ビーム（例えば、図３Ａの一次電子ビーム３０４）を形成してもよい。電子源は、コントローラ（例えば、図１のコントローラ５０）によって作動されてもよい。例えば、電子源は、一次電子を放出して一次光軸（例えば、図３Ａの一次光軸３０１）に沿って電子ビームを形成するように制御されてもよい。電子源は、例えば、ソフトウェア、アプリケーション、又はコントローラのプロセッサ用の命令の組を使用して、制御回路を通じて電子源に電力を供給することにより、遠隔で作動されてもよい。

【0080】

[0087] ステップ７２０では、一次電子ビームは、電子源の下流に配置され一次電子ビームを受け取るように構成された集光レンズ（例えば、図３Ａ又は図３Ｂの集光レンズ３１０）を使用して、集光されてもよい。集光レンズは、選択された動作モードに基づいて一次電子ビームを集光させるように構成されてもよい。実施形態によっては、動作モードはユーザによって手動で選択又は切り替えられてもよいが、実施形態によっては、動作モードは、シミュレーションデータに基づいて、ソフトウェア実装アルゴリズムを介して遠隔で選択又は切り替えられてもよい。２つの動作モードには、非クロスオーバーモード及びクロスオーバーモードが含まれる。

【0081】

[0088] 非クロスオーバー動作モードでは、集光レンズは、一次電子ビームが集光レンズを出射した後で一次光軸と実質的に平行になるように、一次電子ビームを集光させるように構成されてもよい。一次電子ビームは、ビーム制限アパーチャアレイ（例えば、図３Ａのビーム制限アパーチャアレイ３３５）に実質的に垂直に入射してもよく、アパーチャ（例えば、図３Ａのアパーチャ３３７）を通過してもよい。対物レンズ（例えば、図３Ａの対物レンズ３３２）は、ビーム制限アパーチャアレイを出射する一次電子ビームを受け取り、その一次ビームをサンプル表面上に集束させてプローブスポットを形成してもよい。

【0082】

[0089] クロスオーバー動作モードでは、集光レンズは、ビームが、クロスオーバー平面（例えば、図３Ｂのクロスオーバー平面３４０）上に一次光軸に沿ってクロスオーバー（例えば、図３Ａのビームクロスオーバー３１５）を形成するように一次電子ビームを十分に集光させてもよい。実施形態によっては、ビームクロスオーバーは、集光レンズと対物レンズとの間に形成されてもよい。実施形態によっては、ビームクロスオーバーは、ビーム制限アパーチャアレイと対物レンズとの間に形成されてもよい。ビームクロスオーバーの位置は、集光レンズの電気的励起に基づいて一次光軸に沿って調整されてもよい。

【0083】

[0090] ステップ７３０では、対物レンズは、集光レンズを出射した一次電子ビームをサンプル上に集束させてプローブスポットを形成してもよい。プローブ電流は、一次電子ビームが通過するビーム制限アパーチャアレイのアパーチャに基づいて、決定されてもよい。クロスオーバー動作モードでは、一次電子ビームは、対物レンズに入射する前にクロスオーバーを形成してもよい。対物レンズは、クロスオーバーの後の、発散するビームをサンプル表面上に集束させるように構成されてもよい。

【0084】

[0091] ここで図８を参照すると、この図は、本開示の実施形態と整合性のある、単一ビーム検査装置を使用してサンプルを検査する例示的な方法７００を表すプロセスフローチャートを示す。方法８００は、例えば図１に示すようなＥＢＩシステム１００のコントローラ５０によって実施されてもよい。コントローラ５０は、方法８００の１つ又は複数のステップを実施するようにプログラムされていてもよい。例えば、コントローラ５０は、荷電粒子ビーム装置のモジュールに、荷電粒子源を作動させて荷電粒子ビーム（例えば、電子ビーム）を生成するように、且つ、１つ又は複数の集光レンズの励起を調整してビームクロスオーバーの位置を調整するように、且つ、ソフトウェア実装アルゴリズムに基づいてモード切り替えを実施するように、且つ、他の機能を実行するように、命令してもよい。

【0085】

[0092] ステップ８１０では、荷電粒子源又は電子源（例えば、図３Ａのカソード３０３）を作動させて荷電粒子を放出してもよく、荷電粒子は、アパーチャプレートを通過するときに、荷電粒子ビーム（例えば、図３Ａの一次電子ビーム３０４）を形成してもよい。電子源は、コントローラ（例えば、図１のコントローラ５０）によって作動されてもよい。例えば、電子源は、一次電子を放出して一次光軸（例えば、図３Ａの一次光軸３０１）に沿って電子ビームを形成するように制御されてもよい。電子源は、例えば、ソフトウェア、アプリケーション、又はコントローラのプロセッサ用の命令の組を使用して、制御回路を通じて電子源に電力を供給することにより、遠隔で作動されてもよい。

【0086】

[0093] ステップ８２０では、一次電子ビームは、第１の集光レンズ（例えば、図３Ｃの第１の集光レンズ３１０＿１）を使用して、集光されてもよい。第１の集光レンズは、第１及び第２の動作モードで動作可能であってもよい。第１のモードでは、第１の集光レンズは、一次電子ビームがビーム制限アパーチャアレイ（例えば、図３Ｃのビーム制限アパーチャアレイ３３５）に垂直に入射するように、一次電子ビームを集光させてもよい。第１の集光レンズの第２の動作モードでは、一次電子ビームは、ビームクロスオーバー（例えば、図３Ｃのクロスオーバー３１５）が一次光軸に沿って形成され得るように十分に集光されてもよい。

【0087】

[0094] ステップ８３０では、第１の集光レンズの下流に配置された第２の集光レンズ（例えば、図３Ｃの第２の集光レンズ３１０＿２）は、第１のモードにおいて一次電子ビームの第１のビーム電流を調整し、第２のモードにおいて一次電子ビームの第２のビーム電流を調整してもよい。第２のビーム電流は、第１のビーム電流よりも大きいことがある、というのも、クロスオーバー点が、ビーム制限アパーチャアレイと対物レンズとの間にあるからである。実施形態によっては、クロスオーバー点がビーム制限アパーチャの上方にある場合、第１のビーム電流は第２のビーム電流よりも大きいことがある。実施形態によっては、第１及び第２の集光レンズは、電磁レンズを含んでもよい。実施形態によっては、第１の集光レンズは、電流か流れることができる第１の組のコイルを含んでもよい。第１の組のコイルを流れる電流を調整すると、第１の集光レンズの動作が第１のモードから第２のモードに、すなわち非クロスオーバーモードからクロスオーバーに切り替わることがある。第２の集光レンズは、電流か流れることができる第２の組のコイルを含んでもよい。第２の組のコイルを流れる電流を調整すると、一次電子ビームのビーム電流を調整することができてもよい。第１の組のコイル及び第２の組のコイルを流れる電流は、個別に制御及び調整されてもよい。実施形態によっては、第２の組のコイルを流れる電流を調整すると、一次光軸に沿って形成されるクロスオーバーの位置を調整することができる。

【0088】

[0095] 対物レンズは、第２の集光レンズを出射した一次電子ビームをサンプル上に集束させてプローブスポットを形成してもよい。プローブ電流は、一次電子ビームが通過するビーム制限アパーチャアレイのアパーチャ（例えば、図３Ｃのアパーチャ３３７）に基づいて、決定されてもよい。クロスオーバー動作モードでは、一次電子ビームは、対物レンズに入射する前にクロスオーバーを形成してもよい。対物レンズは、クロスオーバーの後の、発散するビームをサンプル表面上に集束させるように構成されてもよい。

【0089】

[0096] 画像検査、画像取得、荷電粒子源の作動、１つ又は複数の集光レンズの電気的励起の調節、１つ又は複数の集光レンズを使用した一次電子ビームの集束、対物レンズを使用したサンプル上での一次電子ビームの集束、集光レンズ電流信号又は電圧信号を調整することによる動作モードの切り替え、ソフトウェア実装アルゴリズム内の命令を実行しての第１の集光レンズの動作モードの切り替え、サンプルステージを移動させてのサンプルの位置調節、などを実行するための、コントローラ（例えば、図１のコントローラ５０）のプロセッサ用の命令を記憶する非一時的なコンピュータ可読媒体が提供されてもよい。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、又は任意の他の磁気データ記憶媒体、コンパクトディスク読み取り専用メモリ（ＣＤ－ＲＯＭ）、任意の他の光学データ記憶媒体、穴のパターンを有する任意の物理媒体、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、プログラマブル読み取り専用メモリ（ＰＲＯＭ）、消去可能プログラマブル読み取り専用メモリ（ＥＰＲＯＭ）、ＦＬＡＳＨ－ＥＰＲＯＭ、又は任意の他のフラッシュメモリ、不揮発性ランダムアクセスメモリ（ＮＶＲＡＭ）、キャッシュ、レジスタ、任意の他のメモリチップ若しくはカートリッジ、及びそれらのネットワーク版、が挙げられる。

【0090】

[0097] 本開示の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．荷電粒子ビーム装置であって、
荷電粒子を放出するように構成された荷電粒子源と、
一次光軸に沿って一次荷電粒子ビームを形成するように構成されたアパーチャプレートと、
装置の選択された動作モードに基づいて一次荷電粒子ビームを集光させるように構成された集光レンズ構成であって、選択された動作モードは第１のモード及び第２のモードを含み、
第１の動作モードでは、集光レンズ構成は一次荷電粒子ビームを集光させるように構成され、
第２の動作モードでは、集光レンズ構成は、一次荷電粒子ビームを十分に集光させて装置の集光レンズ構成と対物レンズとの間にクロスオーバーを形成するように構成される、集光レンズ構成と、を含む荷電粒子ビーム装置。
２．対物レンズは、集光レンズ構成の下流に配置され、且つ、集光レンズ構成を出射した一次荷電粒子ビームをサンプルの表面上に集束させてプローブスポットを形成するように構成されている、条項１に記載の装置。
３．一次光軸に沿って集光レンズ構成と対物レンズとの間に配置されたビーム制限アパーチャアレイを更に含み、クロスオーバーは、ビーム制限アパーチャアレイと対物レンズとの間に形成される、条項１～２の何れか一項に記載の装置。
４．集光レンズ構成の上流に配置されたプリビーム制限アパーチャアレイを更に含む、条項１～３の何れか一項に記載の装置。
５．クロスオーバーは、ビーム制限アパーチャアレイと同一平面上に形成される、条項３～４の何れか一項に記載の装置。
６．装置の動作を第１のモードから第２のモードに切り替えるように構成された回路を有するコントローラを更に含む、条項１～５の何れか一項に記載の装置。
７．コントローラは、集光レンズ構成の第１の励起を調整して装置が第１のモードから第２にモードに切り替わるようにするための回路を含む、条項６に記載の装置。
８．第１の動作モードでは、一次荷電粒子ビームの第１のプローブ電流は、一次荷電粒子ビームが通過するビーム制限アパーチャアレイのアパーチャのサイズに基づいて決定される、条項３～７の何れか一項に記載の装置。
９．第２の動作モードでは、アパーチャを通過する一次荷電粒子ビームの第２のプローブ電流は、集光レンズ構成の第２の励起に基づいて決定され、第２のプローブ電流は第１のプローブ電流よりも大きい、条項８に記載の装置。
１０．第２の動作モードでは、集光レンズ構成の第２の励起を調整すると、対物レンズに対する、一次光軸に沿ったクロスオーバー平面の位置が調整される、条項９に記載の装置。
１１．集光レンズ構成は、電磁レンズを含む、条項１～１０の何れか一項に記載の装置。
１２．第１のモードは非クロスオーバー動作モードを含み、第２のモードはクロスオーバー動作モードを含む、条項１～１１の何れか一項に記載の装置。
１３．集光レンズ構成は、
第１の組のコイルを含む第１の集光レンズと、
第２の組のコイルを含む第２の集光レンズと、を含み、第１及び第２の組のコイルのそれぞれを流れる電流は個別に調整可能である、条項１～１２の何れか一項に記載の装置。
１４．第２の集光レンズは、第１の集光レンズの下流に配置されている、条項１３に記載の装置。
１５．第２の集光レンズは、第１の集光レンズと同一平面上にある、条項１４に記載の装置。
１６．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、
荷電粒子源によって放出された荷電粒子から、一次光軸に沿って一次荷電粒子ビームを形成することと、
集光レンズ構成を使用して、第１のモード及び第２のモードを含む装置の選択された動作モードに基づいて、一次荷電粒子ビームを集光させることであって、
第１のモードで動作させることは、集光レンズ構成を使用して一次荷電粒子ビームを集光させることを含み、
第２のモードで動作させることは、一次荷電粒子ビームを十分に集光させて装置の集光レンズ構成と対物レンズとの間にクロスオーバーを形成することを含む、ことと、
対物レンズを使用して、集光レンズ構成を出射した一次荷電粒子ビームをサンプルの表面上に集束させてプローブスポットを形成することと、を含む方法。
１７．集光レンズ構成の第１の励起を調整することにより、第１の動作モードと第２の動作モードとの間で切り替わることを更に含む、条項１６に記載の方法。
１８．集光レンズ構成の第２の励起を調整することにより、対物レンズに対する、一次光軸に沿ったクロスオーバー平面の位置を調整することを更に含む、条項１６～１７の何れか一項に記載の方法。
１９．第１のモードにおいて、一次荷電粒子ビームが通過するビーム制限アパーチャアレイのアパーチャのサイズに基づいて、一次荷電粒子ビームの第１のプローブ電流を決定することを更に含む、条項１６～１８の何れか一項に記載の方法。
２０．第２のモードにおいて、集光レンズ構成の第２の励起に基づいて、アパーチャを通過する一次荷電粒子ビームの第２のプローブ電流を決定することを更に含む、条項１９に記載の方法。
２１．第２のプローブ電流は、第１のプローブ電流よりも大きい、条項２０に記載の方法。
２２．集光レンズ構成は、静電レンズ又は電磁レンズを含む、条項１６～２１の何れか一項に記載の方法。
２３．第１のモードは非クロスオーバーモードを含み、第２のモードはクロスオーバー動作モードを含む、条項１６～２２の何れか一項に記載の方法。
２４．荷電粒子ビーム装置に、ある方法を実施させるように荷電粒子ビーム装置の１つ又は複数のプロセッサによって実行可能な一組の命令、を格納する非一時的なコンピュータ可読媒体であって、この方法は、
荷電粒子源によって放出された荷電粒子から、一次光軸に沿って一次荷電粒子ビームを形成することと、
集光レンズ構成を使用して、装置の第１のモード及び第２のモードを含む選択された動作モードに基づいて、一次荷電粒子ビームを集光させることであって、
第１のモードで動作させることは、集光レンズ構成を使用して一次荷電粒子ビームを集光させることを含み、
第２のモードで動作させることは、一次荷電粒子ビームを集光させて装置の集光レンズ構成と対物レンズとの間にクロスオーバーを形成することを含む、ことと、
集光レンズ構成を出射した一次荷電粒子ビームをサンプルの表面上に集束させてプローブスポットを形成することと、を含む、非一時的なコンピュータ可読媒体。
２５．荷電粒子ビーム装置の１つ又は複数のプロセッサによって実行可能な一組の命令は、集光レンズ構成の第１の励起を調整することにより、荷電粒子ビーム装置が、第１の動作モードと第２の動作モードとの間での切り替えを更に行うようにする、条項２４に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。
２６．荷電粒子ビーム装置の１つ又は複数のプロセッサによって実行可能な一組の命令は、集光レンズ構成の第２の励起を調整することにより、荷電粒子ビーム装置が、対物レンズに対する、一次光軸に沿ったクロスオーバー平面の位置調整を更に行うようにする、条項２４～２５の何れか一項に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。
２７．荷電粒子ビーム装置の１つ又は複数のプロセッサによって実行可能な一組の命令は、荷電粒子ビーム装置が、第１のモードにおいて、一次荷電粒子ビームが通過するビーム制限アパーチャアレイのアパーチャのサイズに基づいて、一次荷電粒子ビームの第１のプローブ電流の決定を更に行うようにする、条項２４～２６の何れか一項に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。
２８．荷電粒子ビーム装置の１つ又は複数のプロセッサによって実行可能な一組の命令は、荷電粒子ビーム装置が、第２のモードにおいて、集光レンズ構成の第２の励起に基づいて、アパーチャを通過する一次荷電粒子ビームの第２のプローブ電流の決定を更に行うようにする、条項２７に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。
２９．荷電粒子ビーム装置であって、
荷電粒子を放出するように構成された荷電粒子源と、
放出された荷電粒子から、一次光軸に沿って一次荷電粒子ビームを形成するように構成されたアパーチャプレートと、
一次荷電粒子ビームを集光させるように構成され、第１のモード及び第２のモードで動作可能な、第１の集光レンズであって、
第１のモードでは、第１の集光レンズは、一次荷電粒子ビームを集光させるように構成され、
第２のモードでは、第１の集光レンズは、一次荷電粒子ビームを十分に集光させて一次光軸に沿ってクロスオーバーを形成するように構成される、第１の集光レンズと、
第２の集光レンズであって、第１のモードにおいて一次荷電粒子ビームの第１のビーム電流を調整し、第２のモードにおいて一次荷電粒子ビームの第２のビーム電流を調整するように構成され、第２のビーム電流は第１のビーム電流よりも大きい、第２の集光レンズと、を含む、荷電粒子ビーム装置。
３０．第１及び第２の集光レンズは、集光レンズ構成を構成し、第２の集光レンズは第１の集光レンズの下流に配置されている、条項２９に記載の装置。
３１．第２の集光レンズは、第１の集光レンズと同一平面上にある、条項２９～３０の何れか一項に記載の装置。
３２．第１及び第２の集光レンズはそれぞれ、電磁レンズを含む、条項２９～３１の何れか一項に記載の装置。
３３．第１の集光レンズは第１の組のコイルを含み、第２の集光レンズは第２の組のコイルを含む、条項２９～３２の何れか一項に記載の装置。
３４．第１及び第２の組のコイルのそれぞれを流れる電流は個別に調整可能である、条項３３に記載の装置。
３５．第１の組のコイルを流れる電流を調整すると、第１の集光レンズが、第１のモードと第２のモードとの間で動作を切り替える、条項３４に記載の装置。
３６．第２の組のコイルを流れる電流を調整すると、第１のモード及び第２のモードでの一次荷電ビームのビーム電流が調整される、条項３３～３５の何れか一項に記載の装置。
３７．第２の組のコイルを流れる電流を調整すると、一次光軸に沿ってクロスオーバーの位置が調整される、条項３６に記載の装置。
３８．集光レンズ構成を出射した一次荷電粒子ビームをサンプルの表面上に集束させてプローブスポットを形成するように構成された対物レンズを更に含む、条項３０～３７の何れか一項に記載の装置。
３９．集光レンズ構成と対物レンズとの間に配置されたビーム制限アパーチャアレイを更に含み、クロスオーバーは、一次光軸に沿ってビーム制限アパーチャアレイと対物レンズとの間に形成される、条項３８に記載の装置。
４０．集光レンズ構成の上流に配置されたプリビーム制限アパーチャアレイを更に含む、条項３０～３９の何れか一項に記載の装置。
４１．クロスオーバーは、ビーム制限アパーチャアレイと同一平面上に形成される、条項３９～４０の何れか一項に記載の装置。
４２．第１の集光レンズの動作を第１のモードと第２のモードとの間で切り替えるように構成された回路を有するコントローラを更に含む、条項２９～４１の何れか一項に記載のアパーチャ。
４３．第１のモードは装置の非クロスオーバー動作モードを含み、第２のモードは装置のクロスオーバー動作モードを含む、条項２９～４２の何れか一項に記載の装置。
４４．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、
荷電粒子源によって放出された荷電粒子から、一次光軸に沿って一次荷電粒子ビームを形成することと、
第１のモード及び第２のモードで動作可能な第１の集光レンズを使用して、一次荷電粒子ビームを集光させることであって、
第１のモードでは、第１の集光レンズは、一次荷電粒子ビームを集光させるように構成され、
第２のモードでは、第１の集光レンズは、一次荷電粒子ビームを十分に集光させて一次光軸に沿ってクロスオーバーを形成するように構成される、ことと、
第２の集光レンズを使用して、第１のモードにおいて一次荷電粒子ビームの第１のビーム電流を調整し、第２のモードにおいて一次荷電粒子ビームの第２のビーム電流を調整することであって、第２のビーム電流は第１のビーム電流よりも大きい、ことと、を含む、方法。
４５．第１及び第２の集光レンズは、集光レンズ構成を構成し、第２の集光レンズは第１の集光レンズの下流に配置されている、条項４４に記載の方法。
４６．第２の集光レンズは、第１の集光レンズと同一平面上にある、条項４５に記載の方法。
４７．第１及び第２の集光レンズはそれぞれ、電磁レンズを含む、条項４４～４６の何れか一項に記載の方法。
４８．第１の集光レンズは第１の組のコイルを含み、第２の集光レンズは第２の組のコイルを含む、条項４４～４７の何れか一項に記載の方法。
４９．第１及び第２の組のコイルのそれぞれを流れる電流を個別に調整することを更に含む、条項４８に記載の方法。
５０．第１の組のコイルを流れる電流を調整することにより、第１の集光レンズの動作を第１のモードと第２のモードとの間で切り替えることを更に含む、条項４８～４９の何れか一項に記載の方法。
５１．第２の組のコイルを流れる電流を調整することにより、第１のモード及び第２のモードにおける一次荷電ビームのビーム電流を調整することを更に含む、条項４８～５０の何れか一項に記載の方法。
５２．第２の組のコイルを流れる電流を調整することにより、一次光軸に沿ったクロスオーバーの位置を調整することを更に含む、条項４８～５１の何れか一項に記載の方法。
５３．対物レンズを使用して、集光レンズ構成を出射した一次荷電粒子ビームをサンプルの表面上に集束させてプローブスポットを形成することを更に含む、条項４４～５２の何れか一項に記載の方法。
５４．ビーム制限アパーチャアレイは、集光レンズ構成と対物レンズとの間に配置され、クロスオーバーは、一次光軸に沿ってビーム制限アパーチャアレイと対物レンズとの間に形成される、条項４４～５３の何れか一項に記載の方法。
５５．クロスオーバーは、ビーム制限アパーチャアレイと同一平面上に形成される、条項５４に記載の方法。
５６．第１のモードは集光レンズの非クロスオーバー動作モードを含み、第２のモードは集光レンズのクロスオーバー動作モードを含む、条項４４～５５の何れか一項に記載の方法。
５７．荷電粒子ビーム装置に、ある方法を実施させるように荷電粒子ビーム装置の１つ又は複数のプロセッサによって実行可能な一組の命令、を格納する非一時的なコンピュータ可読媒体であって、この方法は、
荷電粒子源によって放出された荷電粒子から、一次光軸に沿って一次荷電粒子ビームを形成することと、
第１のモード及び第２のモードで動作可能な第１の集光レンズを使用して、一次荷電粒子ビームを集光させることであって、
第１のモードでは、第１の集光レンズは、一次荷電粒子ビームを集光させるように構成され、
第２のモードでは、第１の集光レンズは、一次荷電粒子ビームを十分に集光させて一次光軸に沿ってクロスオーバーを形成するように構成される、ことと、
第２の集光レンズを使用して、第１のモードにおいて一次荷電粒子ビームの第１のビーム電流を調整し、第２のモードにおいて一次荷電粒子ビームの第２のビーム電流を調整することであって、第２のビーム電流は第１のビーム電流よりも大きい、ことと、を含む、非一時的なコンピュータ可読媒体。
５８．荷電粒子ビーム装置の第１及び第２の集光レンズは、集光レンズ構成を構成し、第２の集光レンズは第１の集光レンズの下流に配置されている、条項５７に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。
５９．第２の集光レンズは、第１の集光レンズと同一平面上にある、条項５８に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。
６０．第１及び第２の集光レンズはそれぞれ、電磁レンズを含む、条項５７～５９の何れか一項に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。
６１．第１の集光レンズは第１の組のコイルを含み、第２の集光レンズは第２の組のコイルを含む、条項５７～６０の何れか一項に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。
６２．荷電粒子ビーム装置の１つ又は複数のプロセッサによって実行可能な一組の命令は、荷電粒子ビーム装置が、第１及び第２の組のコイルのそれぞれを流れる電流の個別の調整を更に行うようにする、条項６１に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。
６３．荷電粒子ビーム装置の１つ又は複数のプロセッサによって実行可能な一組の命令は、第１の組のコイルを流れる電流を調整することにより、荷電粒子ビーム装置が、第１のモードと第２のモードとの間で第１の集光レンズの動作の切り替えを更に行うようにする、条項６１～６２の何れか一項に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。
６４．荷電粒子ビーム装置の１つ又は複数のプロセッサによって実行可能な一組の命令は、第２の組のコイルを流れる電流を調整することにより、荷電粒子ビーム装置が、第１のモード及び第２のモードにおける一次荷電ビームのビーム電流の調整を更に行うようにする、条項６１～６３の何れか一項に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。
６５．荷電粒子ビーム装置の１つ又は複数のプロセッサによって実行可能な一組の命令は、第２の組のコイルを流れる電流を調整することにより、荷電粒子ビーム装置が、一次光軸に沿ったクロスオーバーの位置の調整を更に行うようにする、条項６１～６４の何れか一項に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。
６６．荷電粒子ビーム装置の１つ又は複数のプロセッサによって実行可能な一組の命令は、荷電粒子ビーム装置が、集光レンズ構成を出射した一次荷電粒子ビームを、対物レンズを使用してサンプルの表面上に集束させてプローブスポットの形成を更に行うようにする、条項５７～６５の何れか一項に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。
６７．ビーム制限アパーチャアレイは、集光レンズ構成と対物レンズとの間に配置され、クロスオーバーは、一次光軸に沿ってビーム制限アパーチャアレイと対物レンズとの間に形成される、条項６６に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。
６８．クロスオーバーは、ビーム制限アパーチャアレイと同一平面上に形成される、条項６７に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。
６９．第１のモードは集光レンズの非クロスオーバー動作モードを含み、第２のモードは集光レンズのクロスオーバー動作モードを含む、条項５７～６８の何れか一項に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。

【0091】

[0098] 本開示の実施形態は、上記で説明し、添付の図面で示した通りの構造に限定されないことと、その範囲から逸脱することなく、様々な修正形態及び変更形態がなされ得ることとが理解されるであろう。本開示は、様々な実施形態と関連付けて説明されており、本明細書で開示される本発明の仕様及び実践を考慮することから、本発明の他の実施形態が当業者に明らかになるであろう。仕様及び例は、単なる例示と見なされ、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ことが意図される。

【0092】

[0099] 上記の説明は、限定ではなく、例示を意図する。従って、以下に記載される特許請求の範囲から逸脱することなく、説明されるように修正形態がなされ得ることが当業者に明らかであろう。

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【国際調査報告】