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KR101761227B1 - Method of blanking a particle beam in a particl beam column - Google Patents

Method of blanking a particle beam in a particl beam column Download PDF

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KR101761227B1
KR101761227B1 KR1020100121005A KR20100121005A KR101761227B1 KR 101761227 B1 KR101761227 B1 KR 101761227B1 KR 1020100121005 A KR1020100121005 A KR 1020100121005A KR 20100121005 A KR20100121005 A KR 20100121005A KR 101761227 B1 KR101761227 B1 KR 101761227B1
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Abstract

본 발명은 입자 빔 칼럼에서 입자 빔을 블랭킹 하는 방법에 대한 것으로, 보다 구체적으로는 입자 빔 칼럼에서 입자 빔이 시료를 향해 주사되는 것을 막는 방법에 관한 것이다. 본 발명은 기존의 입자 빔 칼럼에서 정전위 전자렌즈의 전극에 블랭킹 전압을 인가해서 빔 블랭킹을 수행 하는 것으로, 저에너지 초소형 입자 빔 칼럼에서 가장 잘 활용될 수 있다.The present invention relates to a method for blanking a particle beam in a particle beam column, and more particularly to a method for preventing a particle beam from being scanned toward a sample in a particle beam column. The present invention is best utilized in a low energy microparticle beam column by performing blanking by applying a blanking voltage to an electrode of a positive potential electron lens in a conventional particle beam column.

Description

입자 빔 칼럼에서 입자 빔을 블랭킹하는 방법{Method of blanking a particle beam in a particl beam column}[0001] The present invention relates to a method of blanking a particle beam in a particle beam column,

본 발명은 입자 빔 칼럼에서 입자 빔을 블랭킹 하는 방법에 대한 것으로, 보다 구체적으로는 입자 빔 칼럼에서 입자 빔이 시료를 향해 주사되는 것을 막는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for blanking a particle beam in a particle beam column, and more particularly to a method for preventing a particle beam from being scanned toward a sample in a particle beam column.

입자 빔 칼럼은 입자 소스(방출원)과 정전기장 또는 자기장으로 작동되는 전자 렌즈들로 구성되어 입자 빔을 생성하고 스캔하는 것으로서, 대표적으로 전자 칼럼 또는 이온 빔 칼럼 등이 있다. 이와 같은 전자 칼럼은 전자 현미경이나 반도체 리소그라피, 또는 전자 빔을 이용한 검사장치, 예를 들어 반도체 소자의 비아홀/컨택홀(via hole / contact hole)의 이상 유무 검사, 시료의 표면 검사 및 분석, 그리고 TFT-LCD 소자에 있어서 TFT(Thin Film Transistor)의 이상 유무 검사 등에 사용된다.The particle beam column is composed of a particle source (emission source) and electron lenses that are operated by an electrostatic field or a magnetic field to generate and scan a particle beam, typically an electron column or an ion beam column. Such an electron column can be used for an inspection apparatus using an electron microscope, a semiconductor lithography, or an electron beam, for example, inspection of via holes / contact holes of a semiconductor device, surface inspection and analysis of a sample, - It is used for the inspection of abnormalities of TFT (Thin Film Transistor) in the LCD device.

전자 칼럼은 입자 빔 칼럼의 대표적인 예이다. 전자빔을 생성 주사하는 전자 칼럼 중 하나의 예로서 초소형 전자칼럼 (microcolumn)은, 스캐닝 터널링 현미경(STM)의 기본 원리 하에서 작동하는 전자방출원 및 미세구조의 전자광학 부품에 기초한 초소형 전자 칼럼은 1980년대 처음 도입되었다. 초소형 전자 칼럼은 미세한 부품을 정교하게 조립하여 광학 수차를 최소화하여 향상된 전자 칼럼을 형성하고, 작은 구조는 여러 개를 배열하여 병렬 또는 직렬구조의 멀티형 전자 칼럼구조에 사용이 가능하다. 이를 위해 반도체 공정을 이용해서 실리콘 웨이퍼로 렌즈를 만드는 데 렌즈의 구경(어퍼쳐) 부분을 맴스 공정에 의해 멤브레인으로 만들어 정전 렌즈로서 사용하기도 한다. The electron column is a representative example of a particle beam column. As an example of an electron column for generating and scanning an electron beam, a microcolumn is an electron emission source which operates under the basic principle of a scanning tunneling microscope (STM), and a microelectronic column based on an electro- It was first introduced. The microelectronic column can be used in a multi-type electron column structure of parallel or series structure by arranging several small structures to form an improved electron column by finely assembling fine parts to minimize optical aberration. For this purpose, the aperture of the lens is made into a membrane by an etching process and used as an electrostatic lens to make a lens from a silicon wafer using a semiconductor process.

도1은 초소형 전자 칼럼의 구조를 나타내는 도이며, 전자 방출원, 소스 렌즈, 디플렉터, 및 아인젤 렌즈가 정렬되어 전자 빔이 주사되는 것을 나타낸다.Fig. 1 is a diagram showing the structure of a micro-electron column, in which an electron emission source, a source lens, a deflector, and an Einzel lens are aligned and an electron beam is scanned.

일반적으로 초소형 전자 칼럼으로서 대표적인 마이크로칼럼은 화살표로 표시된 전자들을 방출하는 전자 방출원(110), 전자들을 방출, 가속 및 제어하도록 3개의 전극층들로 이루어고 상기 방출된 전자들을 유효한 전자 빔으로 형성하는 소스 렌즈(120), 상기 전자 빔을 편향시키는 디플렉터(150), 및 상기 전자 빔을 시료(s)에 집속(focusing)시키는 집속(focus) 렌즈(아인젤 렌즈,140)로 구성된다. 일반적으로 디플렉터는 소스 렌즈와 아인젤 렌즈 사이에 위치된다. 마이크로칼럼의 일반적인 작동을 위하여, 음전압(약 -100 V ~ - 2 kV)이 전자 방출원에 인가되고, 소스 렌즈의 전극층들은 일반적으로 접지(ground)된다. 포커싱 렌즈의 예로서 아인젤 렌즈는 양측의 외부 전극층은 접지시키고 그리고 중앙의 전극층에 음(-)전압(감속 모드)을 인가하거나 또는 양(+)전압(가속 모드)을 인가시킴으로써 전자 빔을 집속하도록 한다(포커싱하도록 사용된다). 동일한 작동 거리에서, 감속 모드의 집속 전압의 크기는 가속모드에서 보다 작다. 동기가 맞추어진 편향(deflecting) 전압은 전자 빔의 경로를 조절하여 시료 표면에 전자 빔을 일정한 주기로 주사시키기 위해 인가된다. 상기 소스 렌즈나 집속 렌즈와 같은 전자 렌즈는 중앙에 전자 빔이 관통하도록 원이나 소정의 형상을 갖는 어퍼쳐를 구비한 전극층을 2개 이상 포함하여 전자 빔을 제어하는 데 통상적으로는 3개의 전극층으로 형성된다.Typically, a microcolumn is a microcolumn, typically comprising an electron emitter 110 for emitting electrons indicated by arrows, three electrode layers for emitting, accelerating and controlling electrons and forming the emitted electrons into an effective electron beam A source lens 120, a deflector 150 for deflecting the electron beam, and a focus lens (Einzel lens) 140 for focusing the electron beam onto the sample s. Generally, the deflector is located between the source lens and the Einzel lens. For normal operation of the microcolumn, a negative voltage (about -100 V to -2 kV) is applied to the electron emission source, and the electrode layers of the source lens are generally grounded. As an example of a focusing lens, an Einzel lens focuses an electron beam by grounding the outer electrode layers on both sides and applying a negative voltage (deceleration mode) or a positive voltage (acceleration mode) to the center electrode layer (Used to focus). At the same operating distance, the magnitude of the focusing voltage in the deceleration mode is smaller than in the acceleration mode. The synchronized deflecting voltage is applied to adjust the path of the electron beam to scan the electron beam at a predetermined period on the surface of the sample. The electron lens such as the source lens and the focusing lens includes two or more electrode layers having apertures having a circle or a predetermined shape so as to allow the electron beam to pass through the center, .

전자 칼럼의 종류로는 하나의 전자 방출원과 상기 전자 방출원에서 발생된 전자 빔을 제어하기 위한 전자 렌즈들로 구성된 싱글 전자 칼럼과 다수의 전자 방출원에서 방출된 다수의 전자 빔을 제어하기 위한 전자 렌즈들로 구성된 멀티형 전자 칼럼으로 구분된다. 멀티형 전자 칼럼은 반도체 웨이퍼와 같이 하나의 층에 다수의 전자 방출원 팁이 구비된 전자 방출원과 하나의 층에 다수의 어퍼쳐가 형성된 렌즈 층이 적층된 전자 렌즈를 포함하여 구성된 웨이퍼 타입 전자 칼럼과, 싱글 전자 칼럼과 같이 개개의 전자 방출원에서 방출된 전자 빔을 다수의 어퍼쳐를 가진 하나의 렌즈 층으로 제어하는 조합형 전자 칼럼, 싱글 전자 칼럼들을 하나의 하우징에 장착하여 사용하는 어레이(array) 방식 등으로 구분될 수 있다. 조합형의 경우 전자 방출원이 별개로 구분될 뿐 렌즈는 웨이퍼 타입과 동일하게 사용할 수 있다.As a kind of the electron column, there is a single electron column composed of one electron emission source and electron lenses for controlling the electron beam generated in the electron emission source, and a plurality of electron beams emitted from a plurality of electron emission sources And a multi-type electron column composed of electron lenses. The multi-type electron column includes an electron lens having an electron emission source having a plurality of electron emission source tips in one layer, such as a semiconductor wafer, and an electron lens in which a plurality of apertures are formed in one layer, A combination type electron column in which an electron beam emitted from each electron emission source is controlled to a single lens layer having a plurality of apertures, such as a single electron column, an array in which single electron columns are mounted in a single housing ) Method and the like. In the case of the combination type, the electron emission sources are separately classified, and the lenses can be used in the same manner as the wafer type.

위와 같은 전자 칼럼은 전자 방출원에서 전자빔이 발생되어 시료를 스캔하게 되는데, 시료에 따라서 전자빔이 쏘여지면 안되는 경우가 있다. 예를 들면 반도체나 LCD 등의 검사장치에서 검사 지역이 아닌 다른 부위에 전자빔이 쏘여지면 높은 에너지의 전자빔이 차징이 되어 시료를 손상시키는 경우가 있다. 따라서 전자 칼럼에서 전자빔을 필요에 따라 주사하거나 전자빔이 전자 칼럼으로부터 전자빔이 나오지 못하게 하거나 시료에 도달하지 못하도록 막을 필요가 있다. 이와 같이 전자빔을 블랭킹하기 위하여 통상적으로 빔 블랭커로 추가하여 사용한다. 그러나 이러한 빔 블랭커는 추가적인 구성물로서 전자 칼럼에 포함되는 경우 일반 전자 칼럼보다 추가적인 구성을 포함하게 되며 제어 전극이 추가되어 전자 칼럼의 제어가 더 복잡하게 된다.In such an electron column, an electron beam is generated in the electron emission source to scan the sample. Depending on the sample, the electron beam may not be emitted. For example, in an inspection apparatus such as a semiconductor or an LCD, if an electron beam is emitted to an area other than the inspection area, a high-energy electron beam may be charged to damage the sample. Therefore, it is necessary to scan the electron beam in the electron column as necessary, or to prevent the electron beam from coming out of the electron column or reaching the sample. In order to blank the electron beam, a beam blanker is usually used. However, such a beam blanker, when included in an electron column as an additional constituent, includes an additional configuration than a conventional electron column, and a control electrode is added to make the control of the electron column more complicated.

입자 빔에서 전자 이외의 다른 입자 빔으로 이온 빔 칼럼의 경우 전자 대신 양이온이 주사되는 데 빔 블랭킹의 문제는 전자 칼럼과 동일하게 발생된다.In the case of an ion beam column from a particle beam to a particle beam other than electrons, cations are injected instead of electrons, and the problem of beam blanking occurs in the same way as electron columns.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 기존의 입자 빔 칼럼에서 정전위 전자렌즈의 전극을 활용해서 빔 블랭킹을 할 수 있는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.In order to solve the above problems, it is an object of the present invention to provide a method of performing beam blanking using an electrode of a positive potential electron lens in a conventional particle beam column.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 블랭킹 방법은, 입자 빔 칼럼에서 상기 빔을 블랭킹하는 방법에 있어서,In order to achieve the above object, a blanking method according to the present invention is a method for blanking a beam in a particle beam column,

입자 빔 소스에 인가되는 전압과 동일한 극성이며 절대값으로 같거나 더 큰 블랭킹 전압을 상기 칼럼의 전극 층 중 어느 하나 이상의 전극 또는 블랭킹을 위한 추가 전극에 인가하여 상기 빔을 블랭킹 하는 것을 특징으로 한다.And blanking the beam by applying a blanking voltage having the same polarity and the same absolute value as the voltage applied to the particle beam source to one or more of the electrode layers of the column or the additional electrode for blanking.

또한, 본 발명에 따른 블랭킹 방법은, 상기 입자 빔 칼럼이 초소형 칼럼(마이크로 칼럼)의 전자 렌즈를 포함하여 구성되며, 상기 전자 렌즈 중 소스 렌즈의 마지막 전극층 또는 포커스 렌즈의 가장 상부층에 상기 블랭킹 전압을 인가하는 것을 특징으로 한다.The blanking method according to the present invention is characterized in that the particle beam column comprises an electron lens of a microcolumn, and the blanking voltage is applied to the uppermost layer of the focus lens or the last electrode layer of the source lens of the electron lens .

또한, 본 발명에 따른 방법은, 상기 입자 빔 칼럼이 마이크로 칼럼의 전자 렌즈를 포함하여 구성되며, 상기 칼럼이 단일 렌즈로 사용되는 경우 3개의 렌즈층으로 이루어진 소스 렌즈의 마지막 렌즈층인 limiting aperture의 역할을 하는 전극에 상기 블랭킹 전압을 인가하는 것을 특징으로 한다.In addition, the method according to the present invention is characterized in that the particle beam column comprises a microcolumn electron lens, and when the column is used as a single lens, the limiting aperture, which is the last lens layer of the source lens, And the blanking voltage is applied to an electrode serving as a cathode.

또한, 본 발명에 따른 방법은, 상기 칼럼이 멀티형 칼럼으로서 작동하는 것을 특징으로 한다.The method according to the invention is also characterized in that the column acts as a multi-column.

본 발명에 따른 빔 블랭킹 방법은 기존의 입자 빔 칼럼을 그대로 활용하여 손쉽게 블랭킹이 되어 전자 칼럼의 구조를 단순화시킬 수 있다.The beam blanking method according to the present invention can be easily blanked by utilizing the conventional particle beam column as it is, thereby simplifying the structure of the electron column.

또한 본 발명에 따른 빔 블랭킹 방법을 활용시 쉽게 빔을 블랭킹 할 수 있어 입자 빔 칼럼의 제어가 용이해진다.Further, when the beam blanking method according to the present invention is used, the beam can be easily blanked, thereby facilitating control of the particle beam column.

또한 본 발명에 따른 빔 블랭킹 방법은 저 에너지를 이용하는 입자 빔 칼럼에서 활용시 저 에너지를 기존 전극층(렌즈층)에 인가하여 쉽게 사용할 수 있는 장점이 있다. The beam blanking method according to the present invention is advantageous in that it can be easily used by applying low energy to a conventional electrode layer (lens layer) in a particle beam column using low energy.

또한 본 발명에 따른 빔 블랭킹 방법은 크기가 매우 작은 초소형 입자빔 칼럼의 경우에 기존의 구조를 그대로 활용하여 사용할 수 있고 추가적인 구조물이 필요없어 경제적이며 활용이 쉽다.Also, the beam blanking method according to the present invention can utilize the existing structure as it is in the case of a very small particle beam column having a very small size, and it is economical and easy to use because it requires no additional structure.

또한 위와 같은 본 발명의 장점은 저 에너지 초소형 입자 빔 칼럼에서 가장 잘 발휘될 수 있다.The advantages of the present invention as described above can best be exhibited in a low energy microparticle beam column.

도1은 통상적인 초소형 전자 칼럼의 구조를 나타내는 단면도이다.
도2는 본 발명에 따라 빔 블랭킹이 수행되는 예를 도시한 단면도이다.
도3은 본 발명에 따라 빔 블랭킹이 수행되는 다른 예를 도시한 단면도이다.
도4는 본 발명에 따라 빔 블랭킹이 수행되는 또 다른 예를 도시한 단면도이다.
도5는 본 발명에 따라 빔 블랭킹 전압이 인가될 수 있는 멀티형 전극층의 예를 도시한 평면도이다.
1 is a cross-sectional view showing a structure of a conventional micro-electron column.
2 is a cross-sectional view showing an example in which beam blanking is performed according to the present invention.
3 is a cross-sectional view showing another example in which beam blanking is performed according to the present invention.
4 is a cross-sectional view showing another example in which beam blanking is performed according to the present invention.
5 is a plan view showing an example of a multi-type electrode layer to which a beam blanking voltage can be applied according to the present invention.

본 발명은 기존의 렌즈를 구성하는 전극층들 중 어느 하나의 전극층에 입자 빔 소스(입자 방출원)의 입력 전압보다 절대값으로 더 크며 동일한 극의 전압을 인가하는 것이다.The present invention applies a voltage of the same polarity, which is larger in absolute value than the input voltage of the particle beam source (particle emitting source), to one of the electrode layers constituting the conventional lens.

본 발명에서 블랭킹 대상인 입자는 전자 또는 이온으로 양이온 등의 입자들의 빔을 생성 제어하는 입자 빔 칼럼에서 입자 빔을 블랭킹 하는 것이다. 특히 본 발명에서 바람직하게는 저에너지 입자 빔의 블랭킹이 유리하다. 입자의 에너지가 클수록 블랭킹 전압도 같이 커져야 하나 중간의 렌즈층에 고에너지를 인가하는 것은 제어에 바람직하지 못하기 때문이다. 그리하여 저에너지 이며 소형인 초소형 칼럼에서 본 발명의 블랭킹 방법의 활용이 매우 바람직하다. 여기서 저에너지는 바람직하게는 절대값으로 2 kV 이하의 빔에너지를 가진 입자(전자 또는 양이온)를 의미하며 5kV 이하의 입자 빔을 사용하는 칼럼에서도 바람직하게 사용이 가능하다. 특히 입자 방출원 소스에 수백 V 내의 전압이 인가되어 저에너지 일뿐 아니라 정전 렌즈(electro-static lens)를 사용하여 초소형의 크기를 갖는 초소형 전자 칼럼을 포함하는 초소형 입자 빔 칼럼에서 가장 바람직하게 본 발명의 빔 블랭킹 방법이 적용될 수 있다. 물론 초소형 입자 빔 칼럼 외에도 일반적인 입자 빔 칼럼에서도 본 발명의 블랭킹 방법을 활용이 가능하다. In the present invention, a particle to be blanked is to blank the particle beam in a particle beam column which generates and controls a beam of particles such as a cation with an electron or an ion. Particularly in the present invention, blanking of the low energy particle beam is advantageous. The larger the energy of the particles, the larger the blanking voltage, but the application of high energy to the intermediate lens layer is not desirable for the control. Thus, it is highly desirable to utilize the blanking method of the present invention in an ultra-small column of low energy and small size. Here, the low energy means particles (electrons or cations) having a beam energy of 2 kV or less, preferably an absolute value, and can be preferably used in a column using a particle beam of 5 kV or less. Particularly in an ultra-small particle beam column including a very small electron column having a very small size by using an electro-static lens as well as a low energy by applying a voltage within several hundred V to the source of the particle emission source, The blanking method can be applied. Of course, the blanking method of the present invention can be utilized in a general particle beam column in addition to the ultra-small particle beam column.

초소형 입자 빔 칼럼은 초소형 전자 칼럼의 전자 렌즈를 이용해서 그 크기가 입자 방출 소스의 말단 부터 렌즈의 마지막 전극까지 길이를 약 10mm 내외 까지도 줄일 수 있는 칼럼을 말하는 데, 주로 반도체 공정을 이용해 만들어지는 초소형 전자 칼럼의 전정기 전자 렌즈를 이용하여 제작되는 입자 빔 칼럼을 말한다. 따라서 그 전체 크기가 작고 정밀한 초소형 입자 빔 칼럼에서 새로운 블랭킹 구조물을 사용하지 않으며 또한 빔을 블랭킹하기 위한 전압도 저전압으로 충분하여 활용가치가 극대화 될 수 있다. The microparticle beam column refers to a column that can be reduced in size to about 10 mm from the end of the particle emission source to the last electrode of the lens by using an electron lens of a microcolumn, Refers to a particle beam column manufactured using an electrostatic lens of an electron column. Therefore, a new blanking structure is not used in a small and precise microparticle beam column having a small overall size, and a voltage for blanking a beam is sufficient as a low voltage, thereby maximizing utilization value.

이하 초소형 전자 칼럼을 위주로 본 발명의 블랭킹 방법을 설명한다. 그 이유는 다른 입자 빔 칼럼인 이온 빔의 경우 극성이 반대일 뿐 블랭킹하는 방법은 동일 또는 유사하게 적용되기 때문이다.Hereinafter, the blanking method of the present invention will be described focusing on a microelectronic column. The reason for this is that in the case of an ion beam, which is another particle beam column, the polarity is opposite, and the method of blanking is the same or similar.

본 발명의 빔 블랭킹 방법은 전자 방출원에 인가된 전압이 - 300 V 라면 같은 음전압으로 300V 이상의 전압을 전극층(렌즈층)에 인가하여 전자 방출원에서 방출된 전자들이 전자 렌즈의 어퍼처를 통과하지 못하게 하여 전자 칼럼에서 발생된 전자들이 시료로 가지 못하도록 하는 것이다.In the beam blanking method of the present invention, if the voltage applied to the electron emission source is -300 V, a voltage of 300 V or more with the same negative voltage is applied to the electrode layer (lens layer) so that electrons emitted from the electron emission source pass through the aperture of the electron lens So that the electrons generated in the electron column can not go into the sample.

전자 렌즈 중 어느 하나의 전극층(렌즈층)에 전압을 인가하여도 전자빔을 블랭킹 (blanking) 할 수 있으나 바람직하게는 소정의 전압을 인가시킬 수 있도록 구성된 전극층을 이용하는 것이 바람직하다. 또한 가급적 작은 크기의 전압으로 전자빔을 블랭킹 시키는 것이 바람직하다.The electron beam can be blanked even if a voltage is applied to any one electrode layer (lens layer) of the electron lens, but it is preferable to use an electrode layer configured to be able to apply a predetermined voltage. It is also desirable to blank the electron beam with a voltage as small as possible.

본 발명에 따라 전자 칼럼에서 전자빔을 블랭킹하는 것은 전자빔이 전자 렌즈의 어퍼쳐를 통과해서 시료를 향해 진행되는 것을 쉽게 막을 수 있도록 하는 것이다. 도2는 본 발명에 따라 빔 블랭킹이 수행되는 예를 도시한 단면도로서 소스 렌즈(120)의 가장 아래 렌즈층인 리미팅 어퍼쳐(121)에 블랭킹 전압을 인가한 것이다. 도시된 바와 같이 소스 렌즈(120)의 마지막 렌즈층인 리미팅 어퍼져(121)에 블랭킹 전압이 인가되면 전자 방출원(110)에서 나온 전자들이 화살표로 표시된 것과 같이 반사되어 다시 위로 올라간다. 따라서 리미팅 어퍼쳐(121)를 통과하지 못하고 시료(S)에 도달하지 못하게 된다. 그러나 리미팅 어퍼쳐(121)에 블랭킹 전압을 인가하지 않으면 도1과 같이 전자들이 정상적으로 시료에 도달하게 된다.Blanking the electron beam in the electron column according to the present invention allows the electron beam to easily pass through the aperture of the electron lens and proceeding toward the sample. FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating an example in which beam blanking is performed according to the present invention, in which a blanking voltage is applied to a limiting aperture 121, which is the lowest lens layer of the source lens 120. As shown, when a blanking voltage is applied to the limiting amplifier 121, which is the last lens layer of the source lens 120, the electrons emitted from the electron emission source 110 are reflected as indicated by arrows and then rise up again. Therefore, it can not pass through the limiting aperture holder 121 and can not reach the sample S. However, if a blanking voltage is not applied to the limiting aperture 121, electrons normally reach the sample as shown in FIG.

도3은 본 발명에 따라 빔 블랭킹이 수행되는 다른 예를 도시한 단면도로서 포커스 렌즈(140)의 가장 위 렌즈층(141)에 블랭킹 전압을 인가한 것이다. 도시된 바와 같이 포커스 렌즈(140)의 상부 렌즈층(141)에 블랭킹 전압이 인가되면 전자 방출원(110)에서 나온 전자들이 화살표로 표시된 것과 같이 반사되어 다시 위로 올라간다. 따라서 상부 렌즈층(141)을 통과하지 못하고 시료(S)에 도달하지 못하게 된다. 그러나 상부 렌즈층(141)에 블랭킹 전압을 인가하지 않으면 도1과 같이 전자들이 다시 정상적으로 시료에 도달하게 된다.FIG. 3 is a cross-sectional view showing another example in which beam blanking is performed according to the present invention, in which a blanking voltage is applied to the uppermost lens layer 141 of the focus lens 140. FIG. As shown in the figure, when a blanking voltage is applied to the upper lens layer 141 of the focus lens 140, electrons emitted from the electron emission source 110 are reflected as indicated by arrows, and then rise up again. Therefore, it can not pass through the upper lens layer 141 and can not reach the sample S. However, if a blanking voltage is not applied to the upper lens layer 141, electrons normally reach the sample again as shown in FIG.

도4는 본 발명에 따라 빔 블랭킹이 수행되는 또 다른 예를 도시한 단면도로서 단일 렌즈(170)의 가장 아래 렌즈층에 블랭킹 전압을 인가한 것이다. 도시된 바와 같이 본 실시예에서 상기 칼럼은 전자 방출원(110)과 3개의 렌즈층(전극)로 이루어진 단일 전자 렌즈(170)와 전자들을 스캔하는 디플렉터(150)으로 이루어졌다. 일반적인 형태의 구조는 아니지만 전자 칼럼으로 작동이 된다. 단일 렌즈(170)는 소스 렌즈 역할과 포커스 렌즈의 역할을 모두 수행하게 된다. 따라서 단일 전자 렌즈(170)의 마지막 렌즈층은 다른 일반 전자 칼럼의 리미팅 어퍼져(121)와 포커스 렌즈(140)의 마지막 하부 렌즈(143)의 역할을 공동으로 수행할 수 있는 것으로, 단일 렌즈(17)의 경우에도 마지막 렌즈층에 블랭킹 전압이 인가될 수 있다. 이 경우도 전자 방출원(110)에서 나온 전자들이 화살표로 표시된 것과 같이 반사되어 다시 위로 올라간다. 따라서 상기 렌즈층을 통과하지 못하고 시료(S)에 도달하지 못하게 된다. 그러나 본 렌즈층에 블랭킹 전압을 인가하지 않으면 도1과 같이 전자들이 정상적으로 시료에 도달하게 된다. 단일 렌즈(170)에서는 도2의 소스 렌즈(120)와 달리 마지막 렌즈층 외에 중간 렌즈층에 블랭킹 전압을 인가하여 사용할 수 있다. 즉, 마지막 렌즈층이 접지되어 사용되는 경우에는 상기 렌즈의 다른 어느 전극층에 전압이 인가되고 있으면 그 전극층을 활용하여 사용할 수 있다.FIG. 4 is a cross-sectional view showing another example in which beam blanking is performed according to the present invention, in which a blanking voltage is applied to the lowest lens layer of the single lens 170. FIG. As shown in the figure, the column includes an electron emission source 110, a single electron lens 170 including three lens layers (electrodes), and a deflector 150 for scanning electrons. It is not a general form of structure, but works with an electron column. The single lens 170 functions as both a source lens and a focus lens. Therefore, the last lens layer of the single electron lens 170 can jointly perform the role of the limiting aperture 121 of the other general electron column and the final lower lens 143 of the focus lens 140, 17, the blanking voltage may be applied to the last lens layer. In this case as well, the electrons emitted from the electron emitting source 110 are reflected as indicated by the arrows and rise up again. Therefore, it can not pass through the lens layer and can not reach the sample S. However, if the blanking voltage is not applied to the lens layer, electrons normally reach the sample as shown in FIG. In the single lens 170, unlike the source lens 120 of FIG. 2, a blanking voltage may be applied to the intermediate lens layer in addition to the last lens layer. That is, when the last lens layer is used by being grounded, the electrode layer can be used if any voltage is applied to any other electrode layer of the lens.

통상적인 초소형 전자 칼럼의 구조에서, 전자 방출원에서 방출된 전자들은 빔을 형성하며 포커스 렌즈와 디플렉터에 의해 전자빔이 포커싱 되어 시료상에 스캔되는 데, 이때 도2와 3의 예들 에서와 같이, 포커스 렌즈의 가장 상부측 전극층이나 소스 렌즈의 가장 하부의 전극층에 블랭킹 전압을 인가하는 것이 바람직하다.In a typical structure of a micro-electron column, electrons emitted from an electron emission source form a beam, and an electron beam is focused by a focus lens and a deflector and scanned on a sample. Here, as in the examples of FIGS. 2 and 3, It is preferable to apply the blanking voltage to the uppermost electrode layer of the lens or the lowermost electrode layer of the source lens.

즉, 전자 방출을 유도하는 렌즈층(121)인 인 엑스트렉터와 중간의 전자 가속 전극(렌즈층)인 엑셀레이터(122)와 유효한 전자빔을 형성하도록 하는 렌즈층(123)인 리미팅 어퍼쳐를 포함하는 소스 렌즈(120)의 가장 하부층인 리미팅 어퍼쳐 렌즈층 (123)이나, 양 외곽의 렌즈층(141, 143)을 기준으로 중간층(142)에 주로 포커싱 전압을 인가하여 사용되는 포커스 렌즈(140)의 상부 렌즈층(141)에 전자 방출원의 전압보다 더 큰 음 전압을 인가하면 상기 음 전압이 인가된 전자층이 전자들이 해당 전극층 아래로 통과하지 못하도록 한다. 즉, 전자들의 에너지보다 큰 힘으로 상기 전극층의 음전압이 전자의 진행을 밀어내게 되므로 전자빔의 진행이 블랭킹 된다.That is, it includes a phosphor layer 121 which induces electron emission, an extrator 122 which is an intermediate electron accelerator electrode (lens layer), and a limiting aperture which is a lens layer 123 which forms an effective electron beam A focus lens 140 used mainly by applying a focusing voltage to the intermediate layer 142 based on the limiting aperture lens layer 123 which is the lowermost layer of the source lens 120 and the lens layers 141 and 143 on both outer sides, A negative voltage higher than the voltage of the electron emission source is applied to the upper lens layer 141 of the lower electrode layer 141, so that electrons to which the negative voltage is applied can not pass electrons below the corresponding electrode layer. That is, the negative voltage of the electrode layer pushes the progress of electrons with a force larger than the energy of the electrons, so that the progress of the electron beam is blanked.

그리고 본 발명에서 전자빔의 블랭킹은 전자 렌즈의 어퍼쳐로 전자들이 통과하는 것을 완전히 차단하는 것만을 의미하지 않고 필요에 따라서는 전자빔이 시료에 파손을 주지 않을 만큼 쏘여지는 것을 허용할 수도 있다. In the present invention, blanking of the electron beam does not only mean completely blocking the passage of electrons through the aperture of the electron lens, but may also allow the electron beam to be shot so as not to damage the sample, if necessary.

위와 같은 실시 예는 주로 전자빔을 발생하는 초소형 전자 칼럼을 위주로 하여 설명하였으나 동일한 렌즈층 구조를 같는 다른 이온빔에서도 이온빔과 동일한 극으로 동일 또는 더 큰 전압을 전극층에 인가하면 되고 빔 블랭킹 전압을 인가할 전극층의 선택 또한 위의 전자 칼럼과 동일 유사한 원리를 이용하여 선택하면 된다.Although the embodiments described above mainly focus on a micro-electron column for generating electron beams, it is also possible to apply the same or larger voltage to the same polarity as the ion beam in other ion beams having the same lens layer structure to the electrode layer, Can be selected using the same principle as the above electron column.

또한 멀티형 입자 빔 칼럼에서는 동일 위치의 렌즈층에 위와 같은 방법으로 빔 블랭킹 전압을 인가하면 된다. 멀티형의 경우 개개의 단위 입자빔 마다 빔 에너지가 차이가 있는 경우 개별적으로 전압 크기를 선택하여 빔 블랭킹 전압을 선택할 수 있으나 가장 큰 전압을 선택하여 일률적으로 인가하여도 된다. 특히 도5a 및 도5b에 도시된 바와 같이 큰 웨이퍼 전극층(20, 90)에 다수의 어퍼쳐들(21, 91)이 형성되어 사용되는 멀티형 칼럼에서, 각 어퍼쳐는 단위 개별 칼럼의 렌즈층의 어퍼쳐에 해당하는 것으로 입자들이 통과하게 되는 데 특정 전극층은 모두 접지되어 사용되어 동일 전압이 인가되는 경우에는 도5a의 렌즈층이 사용되고, 그리고 각 단위 렌즈 어퍼쳐에 개별적으로 전압이 인가되어야 하는 경우에는 도5b와 같이 각 어퍼쳐 별로 절연 구분되어 개별적인 전압이 인가될 수 있는 렌즈층이 사용된다. Also, in the multi-type particle beam column, the beam blanking voltage may be applied to the lens layer in the same position in the same manner as described above. In the case of the multi-beam type, if the beam energy is different for each unit particle beam, the beam blanking voltage can be selected by selecting the voltage magnitude individually, but the largest voltage may be selected and uniformly applied. In particular, in a multi-type column in which a plurality of upper actuators 21 and 91 are formed and used in a large wafer electrode layer 20 and 90 as shown in FIGS. 5A and 5B, And the specific electrode layers are all grounded and used. When the same voltage is applied, the lens layer of FIG. 5A is used. When voltage is to be applied to each unit lens aperture individually As shown in FIG. 5B, a lens layer which is isolated by each aperture and to which an individual voltage can be applied is used.

도5a의 렌즈층의 경우 그냥 결정된 블랭킹 전압을 동일하게 전체 전극에 인가하면 된다. 그리고 도5b와 같이 각 단위 렌즈층에 개별적으로 전압이 인가되어야 하는 경우에는, 개별적으로 인가되는 전극 전압에 블랭킹 전압이 될 수 있도록 추가적으로 전압을 인가하면 되는데 단순하게는 기존 인가되는 전압을 무시하고 도5a와 같이 전체 블랭킹 전압을 인가한 후 블랭킹이 해제될 경우 다시 종전 전압으로 변경하여 인가하면 된다. 그 외 다른 멀티형 칼럼에서는 도 5의 렌즈층에 인가하는 것과 유사하게 각 해당 전극층에 블랭킹 전압을 인가하면 된다. 필요에 따라 멀티형은 개별적으로 다른 렌즈층에 블랭킹 전압을 인가하여 사용할 수도 있다.In the case of the lens layer of FIG. 5A, it is only necessary to apply the determined blanking voltage to all the electrodes equally. 5B, when a voltage is to be applied to each unit lens layer separately, a voltage may be additionally applied so as to be a blanking voltage to an individually applied electrode voltage. In this case, If the blanking is released after applying the entire blanking voltage as shown in FIG. In other multi-type columns, a blanking voltage may be applied to each of the electrode layers similar to that applied to the lens layer of FIG. If necessary, a multi-type lens may be used by individually applying a blanking voltage to another lens layer.

Claims (5)

입자 빔 칼럼에서 상기 빔을 블랭킹하는 방법에 있어서,
상기 입자 빔 칼럼이 마이크로 칼럼의 전자 렌즈를 포함하여 구성되며,
입자 빔 소스에 인가되는 전압과 동일한 극성이며 절대값으로 같거나 더 큰 블랭킹 전압을 상기 칼럼의 전극 층 중 어느 하나 이상의 전극에 인가하여 상기 빔을 블랭킹 하며, 그리고
상기 전자 렌즈 중 소스 렌즈의 마지막 전극층 또는 포커스 렌즈의 가장 상부층에 상기 블랭킹 전압을 인가하는 것,
을 특징으로 하는 빔 블랭킹 방법.
A method of blanking the beam in a particle beam column,
Wherein the particle beam column comprises an electron lens of a microcolumn,
Blanking the beam by applying a blanking voltage having the same polarity and the same absolute value as the voltage applied to the particle beam source to one or more of the electrode layers of the column,
Applying the blanking voltage to the last electrode layer of the source lens or the uppermost layer of the focus lens in the electron lens,
/ RTI >
삭제delete 제 1항에 있어서, 상기 입자 빔 칼럼이 마이크로 칼럼의 전자 렌즈를 포함하여 구성되며, 상기 칼럼이 단일 렌즈로 사용되는 경우 limiting aperture 역할을 하는 전극에 상기 블랭킹 전압을 인가하는 것을 특징으로 하는 빔 블랭킹 방법.The apparatus of claim 1, wherein the particle beam column comprises a microcolumn electron lens, and wherein the blanking voltage is applied to an electrode serving as a limiting aperture when the column is used as a single lens. Way. 제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 입자 빔 칼럼이 전자 칼럼 또는 이온 빔 칼럼인 것을 특징으로 하는 빔 블랭킹 방법.The method of claim 1 or 3, wherein the particle beam column is an electron column or an ion beam column. 제4항에 있어서, 상기 칼럼이 멀티 칼럼으로서 작동하는 것을 특징으로 하는 빔 블랭킹 방법.5. The method of claim 4, wherein the column operates as a multi-column.
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