JP2023128550A - Multiple secondary charged particle beam detector - Google Patents

Multiple secondary charged particle beam detector Download PDF

Info

Publication number
JP2023128550A
JP2023128550A JP2022032953A JP2022032953A JP2023128550A JP 2023128550 A JP2023128550 A JP 2023128550A JP 2022032953 A JP2022032953 A JP 2022032953A JP 2022032953 A JP2022032953 A JP 2022032953A JP 2023128550 A JP2023128550 A JP 2023128550A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
detector
electron beam
aperture
array substrate
charged particle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2022032953A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
浩一 石井
Koichi Ishii
力生 冨吉
Chikao Tomiyoshi
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nuflare Technology Inc
Original Assignee
Nuflare Technology Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nuflare Technology Inc filed Critical Nuflare Technology Inc
Priority to JP2022032953A priority Critical patent/JP2023128550A/en
Publication of JP2023128550A publication Critical patent/JP2023128550A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)

Abstract

PURPOSE: To provide a device capable of reducing incidence of reflected electrons generated on a surface of a multi-detector into an adjacent detection element when a multiple secondary charged particle beam is incident into the multi-detector.CONSTITUTION: A multiple secondary charged particle beam detector 220 includes a detector aperture array substrate 228 and a multi-detector 222. With the detector aperture array substrate, a plurality of openings 40 for passing multiple secondary charged particle beams emitted due to irradiation of multiple primary charged particle beams to an object are formed, and a size of a first opening diameter on an incident surface side of the plurality of openings through which the multiple secondary charged particle beams pass is formed smaller than a size of a second opening diameter on an exit surface side. The multi-detector detects the multiple secondary charged particle beams having passed through the detector aperture array substrate.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、マルチ2次荷電粒子ビーム検出装置に関し、マルチ1次電子ビームを基板に照射して、基板から放出されるマルチ2次電子ビームを検出して画像を得る手法に関する。 The present invention relates to a multi-secondary charged particle beam detection device, and more particularly to a method of irradiating a substrate with multi-primary electron beams and detecting the multi-secondary electron beams emitted from the substrate to obtain an image.

近年、大規模集積回路(LSI)の高集積化及び大容量化に伴い、半導体素子に要求される回路線幅はますます狭くなってきている。そして、多大な製造コストのかかるLSIの製造にとって、歩留まりの向上は欠かせない。しかし、1ギガビット級のDRAM(ランダムアクセスメモリ)に代表されるように、LSIを構成するパターンは、サブミクロンからナノメータのオーダーになっている。近年、半導体ウェハ上に形成されるLSIパターン寸法の微細化に伴って、パターン欠陥として検出しなければならない寸法も極めて小さいものとなっている。よって、半導体ウェハ上に転写された超微細パターンの欠陥を検査するパターン検査装置の高精度化が必要とされている。その他、歩留まりを低下させる大きな要因の一つとして、半導体ウェハ上に超微細パターンをフォトリソグラフィ技術で露光、転写する際に使用されるマスクのパターン欠陥があげられる。そのため、LSI製造に使用される転写用マスクの欠陥を検査するパターン検査装置の高精度化が必要とされている。 In recent years, as large-scale integrated circuits (LSIs) have become more highly integrated and have larger capacities, the circuit line width required for semiconductor devices has become increasingly narrower. Improving yield is essential for manufacturing LSIs, which require a large manufacturing cost. However, as typified by 1 gigabit class DRAM (random access memory), the patterns constituting LSIs are on the order of submicrons to nanometers. In recent years, as the dimensions of LSI patterns formed on semiconductor wafers have become smaller, the dimensions that must be detected as pattern defects have also become extremely small. Therefore, there is a need for higher precision pattern inspection equipment that inspects defects in ultrafine patterns transferred onto semiconductor wafers. Another major factor that reduces yield is pattern defects in masks used when exposing and transferring ultra-fine patterns onto semiconductor wafers using photolithography. Therefore, there is a need for higher precision pattern inspection equipment that inspects defects in transfer masks used in LSI manufacturing.

検査装置では、例えば、電子ビームを使ったマルチビームを検査対象基板に照射して、検査対象基板から放出される各ビームに対応する2次電子を検出して、パターン画像を撮像する。そして撮像された測定画像と、設計データ、あるいは基板上の同一パターンを撮像した測定画像と比較することにより検査を行う方法が知られている。例えば、同一基板上の異なる場所の同一パターンを撮像した測定画像データ同士を比較する「die to die(ダイ-ダイ)検査」や、パターン設計された設計データをベースに設計画像データ(参照画像)を生成して、それとパターンを撮像した測定データとなる測定画像とを比較する「die to database(ダイ-データベース)検査」がある。撮像された画像は測定データとして比較回路へ送られる。比較回路では、画像同士の位置合わせの後、測定データと参照データとを適切なアルゴリズムに従って比較し、一致しない場合には、パターン欠陥有りと判定する。 In an inspection apparatus, for example, a multi-beam using an electron beam is irradiated onto a substrate to be inspected, secondary electrons corresponding to each beam emitted from the substrate to be inspected are detected, and a pattern image is captured. A method is known in which inspection is performed by comparing a captured measurement image with design data or a measurement image captured of the same pattern on a substrate. For example, "die to die" inspection, which compares measurement image data taken of the same pattern at different locations on the same board, or design image data (reference image) based on pattern design data. There is a "die to database inspection" that generates a pattern and compares it with a measurement image that is measurement data obtained by capturing a pattern. The captured image is sent to the comparison circuit as measurement data. After aligning the images, the comparison circuit compares the measurement data and reference data according to an appropriate algorithm, and if they do not match, it is determined that there is a pattern defect.

マルチ2次電子ビームの検出には、複数の検出素子が配列されたマルチ検出器が用いられる。マルチ2次電子ビームを検出する際、対応する検出素子の他、各2次電子ビームの裾野部分が隣接する検出素子に入射してしまいクロストークが発生するといった問題があった。かかる問題に対して、マルチ検出器の手前に、アパーチャアレイ基板を配置することで、各2次電子ビームの裾野部分を遮蔽するといった対策が用いられる。しかしながら、アパーチャアレイ基板を通過したマルチ2次電子ビームがマルチ検出器に入射した際にマルチ検出器の各検出素子表面で発生する反射電子がアパーチャアレイ基板の裏面に衝突し、ここでも反射電子が放出される。かかるアパーチャアレイ基板の裏面で生じた反射電子が、隣接する検出素子に入射してしまうといった新たな問題が発生している。 A multi-detector in which a plurality of detection elements are arranged is used to detect the multiple secondary electron beams. When detecting multiple secondary electron beams, there is a problem in that, in addition to the corresponding detection elements, the base portions of each secondary electron beam are incident on adjacent detection elements, resulting in crosstalk. To deal with this problem, a countermeasure is used such as arranging an aperture array substrate in front of the multi-detector to shield the base portion of each secondary electron beam. However, when the multiple secondary electron beams that have passed through the aperture array substrate are incident on the multiple detector, the reflected electrons generated on the surface of each detection element of the multiple detector collide with the back surface of the aperture array substrate, and the reflected electrons are generated here as well. released. A new problem has arisen in that reflected electrons generated on the back surface of such an aperture array substrate enter an adjacent detection element.

ここで、検出面側に向けて先細りするテーパ状のアパーチャを通過させることにより、マルチ2次電子ビームを集光させるとする技術が開示されている(例えば、特許文献1参照)。 Here, a technique has been disclosed in which multiple secondary electron beams are focused by passing through a tapered aperture that tapers toward the detection surface side (for example, see Patent Document 1).

特開平10-073424号公報Japanese Patent Application Publication No. 10-073424

本発明の実施形態では、マルチ2次荷電粒子ビームがマルチ検出器に入射した際にマルチ検出器表面で発生する反射電子が隣接する検出素子に入射してしまうことを低減可能な装置を提供する。 Embodiments of the present invention provide a device that can reduce the incidence of reflected electrons generated on the surfaces of multiple detectors entering adjacent detection elements when multiple secondary charged particle beams are incident on the multiple detectors. .

本発明の一態様のマルチ2次荷電粒子ビーム検出装置は、
対象物へのマルチ1次荷電粒子ビームの照射に起因して放出されるマルチ2次荷電粒子ビームを通過させる複数の開口部が形成され、マルチ2次荷電粒子ビームが通過する複数の開口部の入射面側の第1の開口径のサイズが出射面側の第2の開口径のサイズよりも小さく形成されたアパーチャアレイ基板と、
アパーチャアレイ基板を通過したマルチ2次荷電粒子ビームを検出するマルチ検出器と、
を備えたことを特徴とする。
A multi-secondary charged particle beam detection device according to one embodiment of the present invention includes:
A plurality of openings are formed through which the multi-secondary charged particle beams emitted due to irradiation of the target object with the multi-primary charged particle beams are formed, and the plurality of openings through which the multi-secondary charged particle beams pass are formed. an aperture array substrate in which a first aperture diameter on an incident surface side is smaller than a second aperture diameter on an exit surface side;
a multi-detector that detects the multi-secondary charged particle beam that has passed through the aperture array substrate;
It is characterized by having the following.

また、第2の開口径のサイズは、複数の開口部の配列ピッチサイズ以上であると好適である。 Further, it is preferable that the size of the second opening diameter is equal to or larger than the arrangement pitch size of the plurality of openings.

また、マルチ検出器は、複数の検出素子を有し、
第2の開口径のサイズは、複数の検出素子のサイズよりも大きいと好適である。
Moreover, a multi-detector has a plurality of detection elements,
The size of the second aperture is preferably larger than the size of the plurality of detection elements.

また、複数の開口部は、入射面側から入射面に対して直交する第1の開口部分と第1の開口部分から出射面まで続く末広がり形状の第2の開口部分との組み合わせにより形成されると好適である。 Further, the plurality of openings are formed by a combination of a first opening part perpendicular to the entrance plane from the entrance surface side and a second opening part having a shape that widens toward the end and continues from the first opening part to the exit surface. and is suitable.

或いは、複数の開口部は、入射面側から入射面に対して直交する第1の開口部分と第1の開口部分から出射面への途中まで続く末広がり形状の第2の開口部分と第2の開口部分から出射面まで続く出射面に対して直交する第3の開口部分との組み合わせにより形成されると好適である。 Alternatively, the plurality of apertures may include a first aperture portion perpendicular to the incident surface from the incident surface side, a second aperture portion of a shape that widens toward the end that continues from the first aperture portion halfway to the exit surface, and a second aperture portion that extends from the first aperture portion to the exit surface. It is preferable that the third opening portion is formed in combination with a third opening portion that extends from the opening portion to the exit surface and is perpendicular to the exit surface.

本発明の一態様によれば、マルチ2次荷電粒子ビームがマルチ検出器に入射した際にマルチ検出器表面で発生する反射電子が隣接する検出素子に入射してしまうことを低減できる。よって、クロストークを低減できる。 According to one aspect of the present invention, when multiple secondary charged particle beams are incident on multiple detectors, reflected electrons generated on the surfaces of multiple detectors can be prevented from being incident on adjacent detection elements. Therefore, crosstalk can be reduced.

実施の形態1における検査装置の構成を示す構成図である。1 is a configuration diagram showing the configuration of an inspection device in Embodiment 1. FIG. 実施の形態1における成形アパーチャアレイ基板の構成を示す概念図である。2 is a conceptual diagram showing the configuration of a molded aperture array substrate in Embodiment 1. FIG. 実施の形態1におけるマルチ2次電子ビーム検出装置の構成の一例を示す構成図である。1 is a configuration diagram showing an example of the configuration of a multi-secondary electron beam detection device in Embodiment 1. FIG. 実施の形態1における半導体基板に形成される複数のチップ領域の一例を示す図である。3 is a diagram showing an example of a plurality of chip regions formed on a semiconductor substrate in Embodiment 1. FIG. 実施の形態1における検査処理を説明するための図である。FIG. 3 is a diagram for explaining inspection processing in the first embodiment. 実施の形態1の比較例におけるアパーチャ基板の効果を説明するための図である。FIG. 6 is a diagram for explaining the effect of an aperture substrate in a comparative example of the first embodiment. 実施の形態1の比較例におけるアパーチャ基板の他の効果を説明するための図である。FIG. 7 is a diagram for explaining other effects of the aperture substrate in a comparative example of the first embodiment. 実施の形態1の比較例における反射電子の影響の一例を示す図である。5 is a diagram illustrating an example of the influence of reflected electrons in a comparative example of Embodiment 1. FIG. 実施の形態1の比較例における検出器アパーチャアレイ基板の開口部の形状の一例と反射電子の進行方向の一例を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing an example of the shape of an opening of a detector aperture array substrate and an example of a traveling direction of reflected electrons in a comparative example of the first embodiment. 実施の形態1における検出器アパーチャアレイ基板の開口部の形状の一例と反射電子の進行方向の一例を示す図である。3 is a diagram illustrating an example of the shape of an opening of a detector aperture array substrate and an example of a traveling direction of reflected electrons in Embodiment 1. FIG. 実施の形態1における検出器アパーチャアレイ基板の複数の開口部が配列した状態の一例の上面図である。FIG. 3 is a top view of an example of a state in which a plurality of openings of the detector aperture array substrate in Embodiment 1 are arranged; 実施の形態1における検出器アパーチャアレイ基板の開口部の形状の他の一例を示す断面図である。7 is a cross-sectional view showing another example of the shape of the opening of the detector aperture array substrate in Embodiment 1. FIG. 実施の形態1における検出器アパーチャアレイ基板の開口部の形状の他の一例を示す断面図である。7 is a cross-sectional view showing another example of the shape of the opening of the detector aperture array substrate in Embodiment 1. FIG. 実施の形態1における検出器アパーチャアレイ基板の開口部の形状の他の一例を示す断面図である。7 is a cross-sectional view showing another example of the shape of the opening of the detector aperture array substrate in Embodiment 1. FIG. 実施の形態1における検出器アパーチャアレイ基板の開口部の形状の他の一例を示す断面図である。7 is a cross-sectional view showing another example of the shape of the opening of the detector aperture array substrate in Embodiment 1. FIG. 実施の形態1における検出器アパーチャアレイ基板の開口部の形状と検出素子との関係の一例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an example of the relationship between the shape of the opening of the detector aperture array substrate and the detection element in the first embodiment. 実施の形態1における検出器アパーチャアレイ基板の開口部の形状と検出素子との関係の他の一例を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing another example of the relationship between the shape of the opening of the detector aperture array substrate and the detection element in the first embodiment. 実施の形態1における比較回路内の構成の一例を示す構成図である。FIG. 2 is a configuration diagram showing an example of a configuration inside a comparison circuit in Embodiment 1. FIG.

以下、実施の形態では、マルチ2次荷電粒子ビーム検出装置の一例として、マルチ電子ビームを用いた検査装置について説明する。但し、これに限るものではない。マルチ1次電子ビームを照射して、基板から放出されるマルチ2次電子ビームを検出する装置であればよい。また、1次荷電粒子ビームの一例として、1次電子ビームを用いた場合を説明する。同様に、2次荷電粒子ビームの一例として、2次電子ビームを用いた場合を説明する。但し、これに限るものではない。例えばイオンビーム等であっても構わない。 In the following embodiments, an inspection device using multiple electron beams will be described as an example of a multiple secondary charged particle beam detection device. However, it is not limited to this. Any device may be used as long as it irradiates multiple primary electron beams and detects multiple secondary electron beams emitted from the substrate. Further, as an example of a primary charged particle beam, a case where a primary electron beam is used will be described. Similarly, a case will be described in which a secondary electron beam is used as an example of a secondary charged particle beam. However, it is not limited to this. For example, an ion beam or the like may be used.

実施の形態1.
図1は、実施の形態1における検査装置の構成を示す構成図である。図1において、基板に形成されたパターンを検査する検査装置100は、マルチ電子ビーム検査装置の一例である。検査装置100は、画像取得機構150、及び制御系回路160を備えている。画像取得機構150は、1次電子ビームカラム102(1次電子鏡筒)、2次電子ビームカラム104(2次電子鏡筒)、及び検査室103を備えている。1次電子ビームカラム102内には、電子銃201、電磁レンズ202、成形アパーチャアレイ基板203、電磁レンズ205、一括ブランキング偏向器212、制限アパーチャ基板213、電磁レンズ206、電磁レンズ207(対物レンズ)、主偏向器208、副偏向器209、E×B分離器214(ビームセパレーター)、及び偏向器218が配置されている。2次電子ビームカラム104内には、電磁レンズ224、偏向器226、及びマルチ2次荷電粒子ビーム検出装置220(検出器機構)が配置されている。
Embodiment 1.
FIG. 1 is a configuration diagram showing the configuration of an inspection device according to the first embodiment. In FIG. 1, an inspection apparatus 100 that inspects a pattern formed on a substrate is an example of a multi-electron beam inspection apparatus. The inspection device 100 includes an image acquisition mechanism 150 and a control system circuit 160. The image acquisition mechanism 150 includes a primary electron beam column 102 (primary electron column), a secondary electron beam column 104 (secondary electron column), and an examination room 103. The primary electron beam column 102 includes an electron gun 201, an electromagnetic lens 202, a shaped aperture array substrate 203, an electromagnetic lens 205, a bulk blanking deflector 212, a limiting aperture substrate 213, an electromagnetic lens 206, an electromagnetic lens 207 (objective lens) ), a main deflector 208, a sub-deflector 209, an ExB separator 214 (beam separator), and a deflector 218 are arranged. Inside the secondary electron beam column 104, an electromagnetic lens 224, a deflector 226, and a multi-secondary charged particle beam detection device 220 (detector mechanism) are arranged.

マルチ2次荷電粒子ビーム検出装置220は、検出器アパーチャアレイ基板228、及びマルチ検出器222を有する。 The multi-secondary charged particle beam detection device 220 includes a detector aperture array substrate 228 and a multi-detector 222.

電子銃201、電磁レンズ202、成形アパーチャアレイ基板203、電磁レンズ205、一括ブランキング偏向器212、制限アパーチャ基板213、ビーム選択アパーチャ基板232、電磁レンズ206、電磁レンズ207(対物レンズ)、主偏向器208、及び副偏向器209によって1次電子光学系151(照明光学系)を構成する。また、電磁レンズ207、E×B分離器214、偏向器218、電磁レンズ224、及び偏向器226によって2次電子光学系152(検出光学系)を構成する。 Electron gun 201, electromagnetic lens 202, shaped aperture array substrate 203, electromagnetic lens 205, bulk blanking deflector 212, limiting aperture substrate 213, beam selection aperture substrate 232, electromagnetic lens 206, electromagnetic lens 207 (objective lens), main deflection The primary electron optical system 151 (illumination optical system) is configured by the deflector 208 and the sub-deflector 209. Further, the electromagnetic lens 207, the ExB separator 214, the deflector 218, the electromagnetic lens 224, and the deflector 226 constitute a secondary electron optical system 152 (detection optical system).

検査室103内には、少なくともXY方向に移動可能なステージ105が配置される。ステージ105上には、検査対象となる基板101(試料)が配置される。基板101には、露光用マスク基板、及びシリコンウェハ等の半導体基板が含まれる。基板101が半導体基板である場合、半導体基板には複数のチップパターン(ウェハダイ)が形成されている。基板101が露光用マスク基板である場合、露光用マスク基板には、チップパターンが形成されている。チップパターンは、複数の図形パターンによって構成される。かかる露光用マスク基板に形成されたチップパターンが半導体基板上に複数回露光転写されることで、半導体基板には複数のチップパターン(ウェハダイ)が形成されることになる。以下、基板101が半導体基板である場合を主として説明する。基板101は、例えば、パターン形成面を上側に向けてステージ105に配置される。また、ステージ105上には、検査室103の外部に配置されたレーザ測長システム122から照射されるレーザ測長用のレーザ光を反射するミラー216が配置されている。また、ステージ105上には、基板101面と同じ高さ位置に調整されるマーク111が配置される。マーク111として、例えば、十字パターンが形成される。 A stage 105 movable at least in the X and Y directions is arranged within the examination room 103. A substrate 101 (sample) to be inspected is placed on the stage 105 . The substrate 101 includes an exposure mask substrate and a semiconductor substrate such as a silicon wafer. When the substrate 101 is a semiconductor substrate, a plurality of chip patterns (wafer die) are formed on the semiconductor substrate. When the substrate 101 is an exposure mask substrate, a chip pattern is formed on the exposure mask substrate. The chip pattern is composed of a plurality of graphic patterns. A plurality of chip patterns (wafer die) are formed on the semiconductor substrate by exposing and transferring the chip pattern formed on the exposure mask substrate a plurality of times onto the semiconductor substrate. The case where the substrate 101 is a semiconductor substrate will be mainly described below. For example, the substrate 101 is placed on the stage 105 with the pattern formation surface facing upward. Further, a mirror 216 is arranged on the stage 105 to reflect a laser beam for laser length measurement irradiated from a laser length measurement system 122 arranged outside the examination room 103. Further, a mark 111 that is adjusted to the same height as the surface of the substrate 101 is arranged on the stage 105. For example, a cross pattern is formed as the mark 111.

また、マルチ検出器222は、2次電子ビームカラム104の外部で検出回路106に接続される。検出回路106は、チップパターンメモリ123に接続される。 Additionally, the multi-detector 222 is connected to the detection circuit 106 outside the secondary electron beam column 104. Detection circuit 106 is connected to chip pattern memory 123.

制御系回路160では、検査装置100全体を制御する制御計算機110が、バス120を介して、位置回路107、比較回路108、参照画像作成回路112、ステージ制御回路114、レンズ制御回路124、ブランキング制御回路126、偏向制御回路128、E×B制御回路133、磁気ディスク装置等の記憶装置109、メモリ118、及びプリンタ119に接続されている。また、偏向制御回路128は、DAC(デジタルアナログ変換)アンプ144,146,148,149に接続される。DACアンプ146は、主偏向器208に接続され、DACアンプ144は、副偏向器209に接続される。DACアンプ148は、偏向器218に接続される。DACアンプ149は、偏向器226に接続される。 In the control system circuit 160, a control computer 110 that controls the entire inspection apparatus 100 controls a position circuit 107, a comparison circuit 108, a reference image creation circuit 112, a stage control circuit 114, a lens control circuit 124, and a blanking circuit via a bus 120. It is connected to a control circuit 126, a deflection control circuit 128, an ExB control circuit 133, a storage device 109 such as a magnetic disk device, a memory 118, and a printer 119. Further, the deflection control circuit 128 is connected to DAC (digital-to-analog conversion) amplifiers 144, 146, 148, and 149. DAC amplifier 146 is connected to main deflector 208 , and DAC amplifier 144 is connected to sub-deflector 209 . DAC amplifier 148 is connected to deflector 218. DAC amplifier 149 is connected to deflector 226.

また、チップパターンメモリ123は、比較回路108に接続されている。また、ステージ105は、ステージ制御回路114の制御の下に駆動機構142により駆動される。駆動機構142では、例えば、ステージ座標系におけるX方向、Y方向、θ方向に駆動する3軸(X-Y-θ)モータの様な駆動系が構成され、XYθ方向にステージ105が移動可能となっている。これらの、図示しないX軸モータ、Y軸モータ、θ軸モータは、例えばステップモータを用いることができる。ステージ105は、XYθ各軸のモータによって水平方向及び回転方向に移動可能である。そして、ステージ105の移動位置はレーザ測長システム122により測定され、位置回路107に供給される。レーザ測長システム122は、ミラー216からの反射光を受光することによって、レーザ干渉法の原理でステージ105の位置を測長する。ステージ座標系は、例えば、マルチ1次電子ビーム20の光軸に直交する面に対して、1次座標系のX方向、Y方向、θ方向が設定される。 Further, the chip pattern memory 123 is connected to the comparison circuit 108. Further, the stage 105 is driven by a drive mechanism 142 under the control of a stage control circuit 114. The drive mechanism 142 includes, for example, a drive system such as a 3-axis (X-Y-θ) motor that drives in the X direction, Y direction, and θ direction in the stage coordinate system, so that the stage 105 can move in the XYθ directions. It has become. For these X-axis motors, Y-axis motors, and θ-axis motors (not shown), for example, step motors can be used. The stage 105 is movable in the horizontal direction and rotational direction by motors for each of the XYθ axes. The moving position of the stage 105 is then measured by the laser length measurement system 122 and supplied to the position circuit 107. The laser length measurement system 122 measures the position of the stage 105 using the principle of laser interferometry by receiving the reflected light from the mirror 216. In the stage coordinate system, for example, the X direction, Y direction, and θ direction of the primary coordinate system are set with respect to a plane perpendicular to the optical axis of the multi-primary electron beam 20.

電磁レンズ202、電磁レンズ205、電磁レンズ206、電磁レンズ207、及び電磁レンズ224は、レンズ制御回路124により制御される。E×B分離器214は、E×B制御回路133により制御される。また、一括偏向器212は、2極以上の電極により構成される静電型の偏向器であって、電極毎に図示しないDACアンプを介してブランキング制御回路126により制御される。副偏向器209は、4極以上の電極により構成される静電型の偏向器であって、電極毎にDACアンプ144を介して偏向制御回路128により制御される。主偏向器208は、4極以上の電極により構成される静電型の偏向器であって、電極毎にDACアンプ146を介して偏向制御回路128により制御される。偏向器218は、4極以上の電極により構成される静電型の偏向器であって、電極毎にDACアンプ148を介して偏向制御回路128により制御される。また、偏向器226は、4極以上の電極により構成される静電型の偏向器であって、電極毎にDACアンプ149を介して偏向制御回路128により制御される。 Electromagnetic lens 202 , electromagnetic lens 205 , electromagnetic lens 206 , electromagnetic lens 207 , and electromagnetic lens 224 are controlled by lens control circuit 124 . ExB separator 214 is controlled by ExB control circuit 133. The collective deflector 212 is an electrostatic deflector composed of two or more electrodes, and each electrode is controlled by the blanking control circuit 126 via a DAC amplifier (not shown). The sub-deflector 209 is an electrostatic deflector configured with four or more electrodes, and is controlled by the deflection control circuit 128 via the DAC amplifier 144 for each electrode. The main deflector 208 is an electrostatic deflector composed of four or more electrodes, and is controlled by the deflection control circuit 128 via the DAC amplifier 146 for each electrode. The deflector 218 is an electrostatic deflector composed of four or more electrodes, and is controlled by the deflection control circuit 128 via the DAC amplifier 148 for each electrode. Further, the deflector 226 is an electrostatic deflector composed of four or more electrodes, and is controlled by the deflection control circuit 128 via the DAC amplifier 149 for each electrode.

電子銃201には、図示しない高圧電源回路が接続され、電子銃201内の図示しないフィラメント(カソード)と引出電極(アノード)間への高圧電源回路からの加速電圧の印加と共に、別の引出電極(ウェネルト)の電圧の印加と所定の温度のカソードの加熱によって、カソードから放出された電子群が加速させられ、電子ビーム200となって放出される。 A high-voltage power supply circuit (not shown) is connected to the electron gun 201, and an accelerating voltage is applied from the high-voltage power supply circuit between a filament (cathode) (not shown) and an extraction electrode (anode) in the electron gun 201, and another extraction electrode is connected to the electron gun 201. By applying a (Wehnelt) voltage and heating the cathode to a predetermined temperature, a group of electrons emitted from the cathode are accelerated and emitted as an electron beam 200.

ここで、図1では、実施の形態1を説明する上で必要な構成を記載している。検査装置100にとって、通常、必要なその他の構成を備えていても構わない。 Here, FIG. 1 shows a configuration necessary for explaining the first embodiment. The inspection apparatus 100 may normally include other necessary configurations.

図2は、実施の形態1における成形アパーチャアレイ基板の構成を示す概念図である。図2において、成形アパーチャアレイ基板203には、2次元状の横(x方向)m列×縦(y方向)n段(m,nは2以上の整数)の穴(開口部)22がx,y方向に所定の配列ピッチで形成されている。図2の例では、23×23の穴(開口部)22が形成されている場合を示している。各穴22は、共に同じ寸法形状の矩形で形成される。或いは、同じ外径の円形であっても構わない。これらの複数の穴22を電子ビーム200の一部がそれぞれ通過することで、マルチ1次電子ビーム20が形成されることになる。次に、2次電子画像を取得する場合における画像取得機構150の動作について説明する。1次電子光学系151は、基板101をマルチ1次電子ビーム20で照射する。具体的には、以下のように動作する。 FIG. 2 is a conceptual diagram showing the configuration of the molded aperture array substrate in the first embodiment. In FIG. 2, the molded aperture array substrate 203 has two-dimensional holes (openings) in m horizontal (x direction) x 1 column x vertical (y direction) n 1 stage (m 1 and n 1 are integers of 2 or more). ) 22 are formed at a predetermined arrangement pitch in the x and y directions. The example in FIG. 2 shows a case where 23×23 holes (openings) 22 are formed. Each hole 22 is formed in a rectangular shape with the same size and shape. Alternatively, they may be circular with the same outer diameter. When a portion of the electron beam 200 passes through each of these holes 22, a multi-primary electron beam 20 is formed. Next, the operation of the image acquisition mechanism 150 when acquiring a secondary electron image will be described. The primary electron optical system 151 irradiates the substrate 101 with multiple primary electron beams 20 . Specifically, it operates as follows.

電子銃201(放出源)から放出された電子ビーム200は、電磁レンズ202によって屈折させられ、成形アパーチャアレイ基板203全体を照明する。成形アパーチャアレイ基板203には、図2に示すように、複数の穴22(開口部)が形成され、電子ビーム200は、すべての複数の穴22が含まれる領域を照明する。複数の穴22の位置に照射された電子ビーム200の各一部が、かかる成形アパーチャアレイ基板203の複数の穴22をそれぞれ通過することによって、マルチ1次電子ビーム20が形成される。 An electron beam 200 emitted from an electron gun 201 (emission source) is refracted by an electromagnetic lens 202 and illuminates the entire shaped aperture array substrate 203. As shown in FIG. 2, a plurality of holes 22 (openings) are formed in the shaped aperture array substrate 203, and the electron beam 200 illuminates a region including all the plurality of holes 22. A multi-primary electron beam 20 is formed by each part of the electron beam 200 irradiated to the positions of the plurality of holes 22 passing through the plurality of holes 22 of the shaped aperture array substrate 203.

形成されたマルチ1次電子ビーム20は、電磁レンズ205、及び電磁レンズ206によってそれぞれ屈折させられ、中間像およびクロスオーバーを繰り返しながら、マルチ1次電子ビーム20の各ビームの中間像面に配置されたE×B分離器214を通過して電磁レンズ207(対物レンズ)に進む。 The formed multi-primary electron beam 20 is refracted by an electromagnetic lens 205 and an electromagnetic lens 206, and is placed on the intermediate image plane of each beam of the multi-primary electron beam 20 while repeating intermediate images and crossovers. The light passes through an E×B separator 214 and advances to an electromagnetic lens 207 (objective lens).

マルチ1次電子ビーム20が電磁レンズ207(対物レンズ)に入射すると、電磁レンズ207は、マルチ1次電子ビーム20を基板101にフォーカスする。対物レンズ207により基板101(試料)面上に焦点が合わされ(合焦され)たマルチ1次電子ビーム20は、主偏向器208及び副偏向器209によって一括して偏向され、各ビームの基板101上のそれぞれの照射位置に照射される。なお、一括ブランキング偏向器212によって、マルチ1次電子ビーム20全体が一括して偏向された場合には、制限アパーチャ基板213の中心の穴から位置がはずれ、制限アパーチャ基板213によってマルチ1次電子ビーム20全体が遮蔽される。一方、一括ブランキング偏向器212によって偏向されなかったマルチ1次電子ビーム20は、図1に示すように制限アパーチャ基板213の中心の穴を通過する。かかる一括ブランキング偏向器212のON/OFFによって、ブランキング制御が行われ、ビームのON/OFFが一括制御される。このように、制限アパーチャ基板213は、一括ブランキング偏向器212によってビームOFFの状態になるように偏向されたマルチ1次電子ビーム20を遮蔽する。そして、ビームONになってからビームOFFになるまでに形成された、制限アパーチャ基板213を通過したビーム群により、画像取得用のマルチ1次電子ビーム20が形成される。 When the multiple primary electron beams 20 enter the electromagnetic lens 207 (objective lens), the electromagnetic lens 207 focuses the multiple primary electron beams 20 onto the substrate 101 . The multi-primary electron beams 20 focused on the substrate 101 (sample) surface by the objective lens 207 are collectively deflected by the main deflector 208 and the sub-deflector 209. Irradiation is applied to each irradiation position above. Note that when the entire multi-primary electron beam 20 is deflected at once by the collective blanking deflector 212, the position of the multi-primary electron beam 20 is shifted from the center hole of the limiting aperture substrate 213, and the multi-primary electron beam 20 is deflected by the limiting aperture substrate 213. The entire beam 20 is blocked. On the other hand, the multi-primary electron beam 20 that has not been deflected by the collective blanking deflector 212 passes through the center hole of the limited aperture substrate 213, as shown in FIG. Blanking control is performed by turning ON/OFF the collective blanking deflector 212, and ON/OFF of the beam is collectively controlled. In this way, the limited aperture substrate 213 shields the multi-primary electron beam 20 that has been deflected by the collective blanking deflector 212 so as to turn the beam OFF. A multi-primary electron beam 20 for image acquisition is formed by a group of beams that have passed through the limiting aperture substrate 213 and are formed from when the beam is turned on until when the beam is turned off.

基板101の所望する位置にマルチ1次電子ビーム20が照射されると、かかるマルチ1次電子ビーム20が照射されたことに起因して基板101からマルチ1次電子ビーム20の各ビームに対応する、反射電子を含む2次電子の束(マルチ2次電子ビーム300)が放出される。 When a desired position of the substrate 101 is irradiated with the multi-primary electron beam 20, a beam corresponding to each of the multi-primary electron beams 20 is emitted from the substrate 101 due to the irradiation of the multi-primary electron beam 20. , a bundle of secondary electrons (multiple secondary electron beam 300) including reflected electrons is emitted.

基板101から放出されたマルチ2次電子ビーム300は、電磁レンズ207を通って、E×B分離器214に進む。E×B分離器214は、コイルを用いた2極以上の複数の磁極と、2極以上の複数の電極とを有する。例えば、90°ずつ位相をずらした4極の磁極(電磁偏向コイル)と、同じく90°ずつ位相をずらした4極の電極(静電偏向電極)とを有する。そして、例えば対向する2極の磁極をN極とS極とに設定することで、かかる複数の磁極によって指向性の磁界を発生させる。同様に、例えば対向する2極の電極に符号が逆の電位Vを印加することで、かかる複数の電極によって指向性の電界を発生させる。具体的には、E×B分離器214は、マルチ1次電子ビーム20の中心ビームが進む方向(軌道中心軸)に直交する面上において電界と磁界を直交する方向に発生させる。電界は電子の進行方向に関わりなく同じ方向に力を及ぼす。これに対して、磁界はフレミング左手の法則に従って力を及ぼす。そのため電子の侵入方向によって電子に作用する力の向きを変化させることができる。E×B分離器214に上側から侵入してくるマルチ1次電子ビーム20には、電界による力と磁界による力が打ち消し合い、マルチ1次電子ビーム20は下方に直進する。これに対して、E×B分離器214に下側から侵入してくるマルチ2次電子ビーム300には、電界による力と磁界による力がどちらも同じ方向に働き、マルチ2次電子ビーム300は斜め上方に曲げられ、マルチ1次電子ビーム20の軌道上から分離する。 The multi-secondary electron beam 300 emitted from the substrate 101 passes through the electromagnetic lens 207 and advances to the ExB separator 214 . The ExB separator 214 has two or more magnetic poles using coils and two or more electrodes. For example, it has four magnetic poles (electromagnetic deflection coils) whose phases are shifted by 90 degrees and four electrodes (electrostatic deflection electrodes) whose phases are also shifted by 90 degrees. For example, by setting the two opposing magnetic poles as N and S poles, a directional magnetic field is generated by the plurality of magnetic poles. Similarly, for example, by applying potentials V with opposite signs to two opposing electrodes, a directional electric field is generated by the plurality of electrodes. Specifically, the ExB separator 214 generates an electric field and a magnetic field in orthogonal directions on a plane perpendicular to the direction in which the central beam of the multi-primary electron beam 20 travels (trajectory center axis). The electric field exerts a force in the same direction regardless of the direction in which the electrons travel. On the other hand, a magnetic field exerts a force according to Fleming's left-hand rule. Therefore, the direction of the force acting on the electrons can be changed depending on the direction in which the electrons enter. For the multi-primary electron beam 20 entering the E×B separator 214 from above, the force due to the electric field and the force due to the magnetic field cancel each other out, and the multi-primary electron beam 20 travels straight downward. On the other hand, the force due to the electric field and the force due to the magnetic field both act in the same direction on the multiple secondary electron beam 300 that enters the ExB separator 214 from below, and the multiple secondary electron beam 300 enters the E×B separator 214 from below. It is bent diagonally upward and separated from the orbit of the multi-primary electron beam 20.

斜め上方に曲げられたマルチ2次電子ビーム300は、偏向器218によって、さらに曲げられ、電磁レンズ224に進む。マルチ2次電子ビーム300は、電磁レンズ224によって、屈折させられながらマルチ2次電子ビーム検出装置220に進む。 The multi-secondary electron beam 300 bent obliquely upward is further bent by the deflector 218 and proceeds to the electromagnetic lens 224 . The multiple secondary electron beams 300 advance to the multiple secondary electron beam detection device 220 while being refracted by the electromagnetic lens 224 .

図3は、実施の形態1におけるマルチ2次電子ビーム検出装置の構成の一例を示す構成図である。図3において、マルチ2次荷電粒子ビーム検出装置220は、検出器アパーチャアレイ基板228、及びマルチ検出器222を有する。マルチ検出器222は、検出素子アレイ10、検出素子アレイベース基板12、及び検出信号入出力回路14を有する。検出素子アレイ10は、検出素子アレイベース基板12上面(真空側)に配置される。検出信号入出力回路14は、検出素子アレイベース基板12の裏面側(大気側)に配置される。検出信号入出力回路14は、検出回路106に接続される。 FIG. 3 is a configuration diagram showing an example of the configuration of the multi-secondary electron beam detection device in the first embodiment. In FIG. 3, a multi-secondary charged particle beam detection device 220 includes a detector aperture array substrate 228 and a multi-detector 222. The multi-detector 222 includes a detection element array 10, a detection element array base substrate 12, and a detection signal input/output circuit 14. The detection element array 10 is arranged on the upper surface (vacuum side) of the detection element array base substrate 12. The detection signal input/output circuit 14 is arranged on the back side (atmospheric side) of the detection element array base substrate 12. The detection signal input/output circuit 14 is connected to the detection circuit 106.

図3の右上に検出素子アレイ10の上面図の一例を示す。検出素子アレイ10は、所定のピッチPでアレイ状に配置される複数の検出素子60を有する。各検出素子60は、ビームの進行方向から見て例えば円形に形成され、それぞれ対応するシリコン基板から成る素子ホルダ62内に配置される。マルチ2次電子ビーム300と同数及び同配列の検出素子60が配置される。図3の例では、一例として、3×3個の検出素子60が配置される場合を示している。 An example of a top view of the detection element array 10 is shown in the upper right corner of FIG. The detection element array 10 has a plurality of detection elements 60 arranged in an array at a predetermined pitch P. Each detection element 60 is formed, for example, in a circular shape when viewed from the direction in which the beam travels, and is placed in a corresponding element holder 62 made of a silicon substrate. The same number and arrangement of detection elements 60 as the multi-secondary electron beams 300 are arranged. In the example of FIG. 3, as an example, a case is shown in which 3×3 detection elements 60 are arranged.

検出器アパーチャアレイ基板228は、検出素子アレイベース基板12上面(真空側)に複数の支持ピン16を介して配置される。検出器アパーチャアレイ基板228は、検出素子アレイ10の手前の位置に検出素子アレイ10と隙間を空けて配置される。検出器アパーチャアレイ基板228には、複数の検出素子60の配列ピッチPで複数の開口部40が形成される。複数の開口部40は、例えば、円形に形成される。各開口部の中心位置は、対応する検出素子60の中心位置に合わせて形成される。検出器アパーチャアレイ基板228には、支持ピン16を介して電源19により正電位が印加される。 The detector aperture array substrate 228 is arranged on the upper surface (vacuum side) of the detection element array base substrate 12 via a plurality of support pins 16. The detector aperture array substrate 228 is placed in front of the detection element array 10 with a gap therebetween. A plurality of openings 40 are formed in the detector aperture array substrate 228 at an arrangement pitch P of the plurality of detection elements 60. The plurality of openings 40 are formed, for example, in a circular shape. The center position of each opening is formed to match the center position of the corresponding detection element 60. A positive potential is applied to the detector aperture array substrate 228 by the power supply 19 via the support pin 16 .

検出素子アレイベース基板12は、2次電子ビームカラム104の端部のフランジ面にOリング17を挟んでボルト18で固定される。 The detection element array base substrate 12 is fixed to the flange surface of the end of the secondary electron beam column 104 with bolts 18 with an O-ring 17 interposed therebetween.

マルチ2次電子ビーム検出装置220内では、マルチ2次電子ビーム300は、検出器アパーチャアレイ基板228に入射する。検出器アパーチャアレイ基板228の開口部40を通過して出射されたマルチ2次電子ビーム300は、マルチ検出器222の複数の検出素子60に投影され、検出される。 Within the multi-secondary electron beam detector 220, the multi-secondary electron beams 300 are incident on a detector aperture array substrate 228. The multiple secondary electron beams 300 emitted through the openings 40 of the detector aperture array substrate 228 are projected onto the multiple detection elements 60 of the multiple detector 222 and detected.

マルチ2次電子ビーム300の各ビームは、マルチ検出器222の検出面において、マルチ2次電子ビーム300の各2次電子ビームに対応する検出素子60に衝突して、電子を増幅発生させ、2次電子画像データを画素毎に生成する。マルチ検出器222にて検出された強度信号は、検出回路106に出力される。各1次電子ビームは、基板101上における自身のビームが位置するx方向のビーム間ピッチとy方向のビーム間ピッチとで囲まれるサブ照射領域内に照射され、当該サブ照射領域内を走査(スキャン動作)する。 Each beam of the multiple secondary electron beams 300 collides with the detection element 60 corresponding to each secondary electron beam of the multiple secondary electron beams 300 on the detection surface of the multiple detector 222 to amplify and generate electrons. Next, electronic image data is generated for each pixel. The intensity signal detected by the multi-detector 222 is output to the detection circuit 106. Each primary electron beam is irradiated into a sub-irradiation area surrounded by the inter-beam pitch in the x direction and the inter-beam pitch in the y direction on the substrate 101 where its own beam is located, and scans within the sub-irradiation area ( scan operation).

図4は、実施の形態1における半導体基板に形成される複数のチップ領域の一例を示す図である。図4において、基板101が半導体基板(ウェハ)である場合、半導体基板(ウェハ)の検査領域330には、複数のチップ(ウェハダイ)332が2次元のアレイ状に形成されている。各チップ332には、露光用マスク基板に形成された1チップ分のマスクパターンが図示しない露光装置(ステッパ)によって例えば1/4に縮小されて転写されている。1チップ分のマスクパターンは、一般に、複数の図形パターンにより構成される。 FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a plurality of chip regions formed on a semiconductor substrate in the first embodiment. In FIG. 4, when the substrate 101 is a semiconductor substrate (wafer), a plurality of chips (wafer die) 332 are formed in a two-dimensional array in an inspection area 330 of the semiconductor substrate (wafer). A mask pattern for one chip formed on an exposure mask substrate is reduced to, for example, 1/4 and transferred onto each chip 332 by an exposure device (stepper) not shown. A mask pattern for one chip is generally composed of a plurality of graphic patterns.

図5は、実施の形態1における検査処理を説明するための図である。図5に示すように、各チップ332の領域は、例えばy方向に向かって所定の幅で複数のストライプ領域32に分割される。画像取得機構150によるスキャン動作は、例えば、ストライプ領域32毎に実施される。例えば、-x方向にステージ105を移動させながら、相対的にx方向にストライプ領域32のスキャン動作を進めていく。各ストライプ領域32は、長手方向に向かって複数の矩形領域33に分割される。対象となる矩形領域33へのビームの移動は、主偏向器208によるマルチ1次電子ビーム20全体での一括偏向によって行われる。 FIG. 5 is a diagram for explaining inspection processing in the first embodiment. As shown in FIG. 5, the area of each chip 332 is divided into a plurality of stripe areas 32 with a predetermined width, for example, in the y direction. The scanning operation by the image acquisition mechanism 150 is performed for each stripe area 32, for example. For example, while moving the stage 105 in the −x direction, the scanning operation of the stripe region 32 is relatively progressed in the x direction. Each stripe area 32 is divided into a plurality of rectangular areas 33 in the longitudinal direction. The movement of the beam to the target rectangular region 33 is performed by deflecting the entire multi-primary electron beam 20 at once by the main deflector 208.

図5の例では、例えば、5×5列のマルチ1次電子ビーム20の場合を示している。1回のマルチ1次電子ビーム20の照射で照射可能な照射領域34は、(基板101面上におけるマルチ1次電子ビーム20のx方向のビーム間ピッチにx方向のビーム数を乗じたx方向サイズ)×(基板101面上におけるマルチ1次電子ビーム20のy方向のビーム間ピッチにy方向のビーム数を乗じたy方向サイズ)で定義される。照射領域34が、マルチ1次電子ビーム20の視野となる。そして、マルチ1次電子ビーム20を構成する各1次電子ビーム8は、自身のビームが位置するx方向のビーム間ピッチとy方向のビーム間ピッチとで囲まれるサブ照射領域29内に照射され、当該サブ照射領域29内を走査(スキャン動作)する。各1次電子ビーム8は、互いに異なるいずれかのサブ照射領域29を担当することになる。そして、各ショット時に、各サブ照射領域29内の同じ位置は、担当する1次電子ビーム8で照射されることになる。サブ照射領域29内の1次電子ビーム8の移動は、副偏向器209によるマルチ1次電子ビーム20全体での一括偏向によって行われる。かかる動作を繰り返し、1つの1次電子ビーム8で1つのサブ照射領域29内を順に照射していく。 In the example of FIG. 5, for example, a case of 5×5 arrays of multi-primary electron beams 20 is shown. The irradiation area 34 that can be irradiated by one irradiation with the multi-primary electron beam 20 is (x-direction calculated by multiplying the inter-beam pitch in the x-direction of the multi-primary electron beams 20 on the surface of the substrate 101 by the number of beams in the x-direction). size)×(y-direction size obtained by multiplying the inter-beam pitch in the y-direction of the multi-primary electron beams 20 on the surface of the substrate 101 by the number of beams in the y-direction). The irradiation area 34 becomes the field of view of the multi-primary electron beam 20. Each primary electron beam 8 constituting the multi-primary electron beam 20 is irradiated within a sub-irradiation area 29 surrounded by the inter-beam pitch in the x direction and the inter-beam pitch in the y direction, where its own beam is located. , scan the inside of the sub-irradiation area 29 (scanning operation). Each primary electron beam 8 will be in charge of one of the different sub-irradiation areas 29. Then, during each shot, the same position within each sub-irradiation area 29 is irradiated with the primary electron beam 8 in charge. Movement of the primary electron beam 8 within the sub-irradiation area 29 is performed by collective deflection of the entire multi-primary electron beam 20 by the sub-deflector 209. By repeating this operation, one sub-irradiation area 29 is sequentially irradiated with one primary electron beam 8.

各ストライプ領域32の幅は、照射領域34のy方向サイズと同様、或いはスキャンマージン分狭くしたサイズに設定すると好適である。図5の例では、照射領域34が矩形領域33と同じサイズの場合を示している。但し、これに限るものではない。照射領域34が矩形領域33よりも小さくても良い。或いは大きくても構わない。そして、マルチ1次電子ビーム20を構成する各1次電子ビーム8は、自身のビームが位置するサブ照射領域29内に照射され、副偏向器209によるマルチ1次電子ビーム20全体での一括偏向によって当該サブ照射領域29内を走査(スキャン動作)する。そして、1つのサブ照射領域29のスキャンが終了したら、主偏向器208によるマルチ1次電子ビーム20全体での一括偏向によって照射位置が同じストライプ領域32内の隣接する矩形領域33へと移動する。かかる動作を繰り返し、ストライプ領域32内を順に照射していく。1つのストライプ領域32のスキャンが終了したら、ステージ105の移動或いは/及び主偏向器208によるマルチ1次電子ビーム20全体での一括偏向によって照射領域34が次のストライプ領域32へと移動する。以上のように各1次電子ビーム8の照射によってサブ照射領域29毎のスキャン動作および2次電子画像の取得が行われる。これらのサブ照射領域29毎の2次電子画像を組み合わせることで、矩形領域33の2次電子画像、ストライプ領域32の2次電子画像、或いはチップ332の2次電子画像が構成される。また、実際に画像比較を行う場合には、各矩形領域33内のサブ照射領域29をさらに複数のフレーム領域30に分割して、フレーム領域30毎のフレーム画像31について比較することになる。図5の例では、1つの1次電子ビーム8によってスキャンされるサブ照射領域29を例えばx,y方向にそれぞれ2分割することによって形成される4つのフレーム領域30に分割する場合を示している。 It is preferable that the width of each stripe area 32 is set to be the same as the y-direction size of the irradiation area 34, or to a size narrower by the scan margin. The example in FIG. 5 shows a case where the irradiation area 34 has the same size as the rectangular area 33. However, it is not limited to this. The irradiation area 34 may be smaller than the rectangular area 33. Or it doesn't matter if it's big. Each primary electron beam 8 constituting the multi-primary electron beam 20 is irradiated into the sub-irradiation area 29 where its own beam is located, and the sub-deflector 209 deflects the entire multi-primary electron beam 20 at once. The inside of the sub-irradiation area 29 is scanned (scanning operation). When scanning of one sub-irradiation area 29 is completed, the entire multi-primary electron beam 20 is collectively deflected by the main deflector 208, so that the irradiation position moves to an adjacent rectangular area 33 within the same stripe area 32. This operation is repeated to sequentially irradiate the inside of the stripe area 32. When scanning of one stripe area 32 is completed, the irradiation area 34 is moved to the next stripe area 32 by movement of the stage 105 and/or collective deflection of the entire multi-primary electron beam 20 by the main deflector 208. As described above, by irradiating each primary electron beam 8, a scanning operation and acquisition of a secondary electron image are performed for each sub-irradiation area 29. By combining these secondary electron images for each sub-irradiation area 29, a secondary electron image of the rectangular area 33, a secondary electron image of the striped area 32, or a secondary electron image of the chip 332 is constructed. Furthermore, when actually performing image comparison, the sub-irradiation area 29 within each rectangular area 33 is further divided into a plurality of frame areas 30, and the frame images 31 of each frame area 30 are compared. The example in FIG. 5 shows a case where the sub-irradiation area 29 scanned by one primary electron beam 8 is divided into four frame areas 30 formed by dividing each of the sub-irradiation areas 29 into two in the x and y directions, for example. .

以上のように、画像取得機構150は、ストライプ領域32毎に、スキャン動作をすすめていく。上述したように、マルチ1次電子ビーム20を照射して、マルチ1次電子ビーム20の照射に起因して基板101から放出されるマルチ2次電子ビーム300は、マルチ検出器222で検出される。検出されるマルチ2次電子ビーム300には、反射電子が含まれていても構わない。或いは、反射電子は、2次電子光学系152を移動中に分離され、マルチ検出器222まで到達しない場合であっても構わない。マルチ検出器222によって検出された各サブ照射領域29内の画素毎の2次電子の検出データ(測定画像データ:2次電子画像データ:被検査画像データ)は、測定順に検出回路106に出力される。検出回路106内では、図示しないA/D変換器によって、アナログの検出データがデジタルデータに変換され、チップパターンメモリ123に格納される。そして、得られた測定画像データは、位置回路107からの各位置を示す情報と共に、比較回路108に転送される。 As described above, the image acquisition mechanism 150 advances the scanning operation for each stripe area 32. As described above, the multi-secondary electron beam 300 emitted from the substrate 101 due to the irradiation with the multi-primary electron beam 20 is detected by the multi-detector 222. . The detected multi-secondary electron beam 300 may include reflected electrons. Alternatively, the reflected electrons may be separated while moving through the secondary electron optical system 152 and may not reach the multi-detector 222. The detection data of secondary electrons for each pixel in each sub-irradiation area 29 detected by the multi-detector 222 (measurement image data: secondary electron image data: image data to be inspected) is output to the detection circuit 106 in the order of measurement. Ru. In the detection circuit 106, analog detection data is converted into digital data by an A/D converter (not shown) and stored in the chip pattern memory 123. The obtained measurement image data is then transferred to the comparison circuit 108 together with information indicating each position from the position circuit 107.

図6は、実施の形態1の比較例におけるアパーチャ基板の効果を説明するための図である。図6の例では、隣接する3つの検出素子(PD1~3)にそれぞれ電子ビームが入射する場合を示している。上述したように、従来、マルチ2次電子ビームを検出する際、対応する検出素子の他、図6に示すような強度分布を持つ各2次電子ビームの裾野部分が隣接する検出素子に入射してしまいクロストークが発生するといった問題があった。かかる問題に対して、図6に示すように、3つの検出素子(PD1~3)の手前に、アパーチャアレイ基板を配置することで、各2次電子ビームの裾野部分を遮蔽するといった対策が用いられる。しかしながら、これにより以下の問題が生じる。 FIG. 6 is a diagram for explaining the effect of the aperture substrate in a comparative example of the first embodiment. The example in FIG. 6 shows a case where an electron beam is incident on each of three adjacent detection elements (PD1 to PD3). As mentioned above, conventionally, when detecting multiple secondary electron beams, in addition to the corresponding detection elements, the base portions of each secondary electron beam having an intensity distribution as shown in FIG. 6 are incident on adjacent detection elements. This caused problems such as crosstalk occurring. To solve this problem, as shown in Figure 6, a countermeasure has been taken in which an aperture array substrate is placed in front of the three detection elements (PD1 to PD3) to shield the base of each secondary electron beam. It will be done. However, this causes the following problems.

図7は、実施の形態1の比較例におけるアパーチャ基板の他の効果を説明するための図である。図7の例では、隣接する3つの検出素子(PD1~3)の中心の検出素子(PD2)に電子ビームが入射する場合を示している。アパーチャアレイ基板を通過した2次電子ビームが検出素子(PD2)に入射した際に検出素子(PD2)表面で発生する反射電子がアパーチャアレイ基板の裏面に衝突し、さらに反射電子を放出する。アパーチャアレイ基板の裏面で生じた反射電子が、隣接する検出素子(PD1,3)に入射してしまうといった新たな問題が発生している。 FIG. 7 is a diagram for explaining another effect of the aperture substrate in a comparative example of the first embodiment. The example in FIG. 7 shows a case where an electron beam is incident on the central detection element (PD2) of three adjacent detection elements (PD1 to PD3). When the secondary electron beam that has passed through the aperture array substrate is incident on the detection element (PD2), reflected electrons generated on the surface of the detection element (PD2) collide with the back surface of the aperture array substrate and further emit reflected electrons. A new problem has arisen in that reflected electrons generated on the back surface of the aperture array substrate enter adjacent detection elements (PD1, 3).

図8は、実施の形態1の比較例における反射電子の影響の一例を示す図である。図8では、3×3個の検出素子の中心の検出素子に電子ビームが入射した場合における中心の検出素子表面で反射した反射電子が周辺の8つの検出素子に入射する量のシミュレーション結果の一例を示す。図8の例では、反射電子はコサイン(COS)分布の完全散乱を生じるものとして計算している。また、入射する電子ビーム量から、中心反射成分、その他の角度への反射成分、反射成分がアパーチャアレイ基板に衝突して同じ角度で反射する中心反射成分、及びその他の角度で反射する反射成分を逐次計算した。図8の例では、シミュレーションの結果、2次電子ビーム座標系のx,y方向に隣接する検出素子には、入射する電子ビーム量の0.13%~0.15%の反射電子が入射している。また、x軸に対して45°の整数倍の斜め方向に隣接する検出素子には、入射する電子ビーム量の0.07%~0.09%の反射電子が入射している。かかる結果では、1つの中心検出素子における周辺8ビームによるクロストークは、入射する電子ビーム量の0.85%に達することになる。かかる値は検査精度において無視できないレベルになっている。 FIG. 8 is a diagram illustrating an example of the influence of reflected electrons in a comparative example of the first embodiment. Figure 8 shows an example of the simulation results of the amount of backscattered electrons reflected from the surface of the central detection element that enter the eight surrounding detection elements when an electron beam is incident on the central detection element of 3 x 3 detection elements. shows. In the example of FIG. 8, the calculation is performed on the assumption that the reflected electrons are completely scattered with a cosine (COS) distribution. In addition, from the amount of incident electron beam, we can calculate the central reflected component, the reflected components at other angles, the central reflected component where the reflected components collide with the aperture array substrate and are reflected at the same angle, and the reflected components that are reflected at other angles. Calculated sequentially. In the example of FIG. 8, the simulation results show that 0.13% to 0.15% of the reflected electrons of the incident electron beam amount are incident on the detection elements adjacent in the x and y directions of the secondary electron beam coordinate system. ing. Furthermore, reflected electrons of 0.07% to 0.09% of the incident electron beam amount are incident on the detection elements adjacent to each other in a diagonal direction that is an integral multiple of 45° with respect to the x-axis. In this result, the crosstalk caused by the eight peripheral beams in one center detection element reaches 0.85% of the amount of incident electron beams. This value is at a level that cannot be ignored in terms of inspection accuracy.

そこで、実施の形態1では、かかる検出素子表面で反射した反射電子がアパーチャアレイ基板の裏面に衝突しにくい構造にする。さらに、反射電子がアパーチャアレイ基板の裏面に衝突する場合でもアパーチャアレイ基板から発生する反射電子を当該検出素子に戻す方向に発生しやすい構造にする。以下に具体的に説明する。 Therefore, in the first embodiment, a structure is adopted in which the backscattered electrons reflected from the surface of the detection element are unlikely to collide with the back surface of the aperture array substrate. Furthermore, even when reflected electrons collide with the back surface of the aperture array substrate, the structure is such that the reflected electrons generated from the aperture array substrate are easily generated in the direction of returning to the detection element. This will be explained in detail below.

上述したように、検出器アパーチャアレイ基板228には、基板101(対象物の一例)へのマルチ1次電子ビーム20の照射に起因して放出されるマルチ2次電子ビーム300を通過させる複数の開口部40が形成される。ここで、実施の形態1では、図3に示したように、検出器アパーチャアレイ基板228に形成される複数の開口部40について、マルチ2次電子ビーム300が通過する複数の開口部40の入射面側の開口径(第1の開口径)のサイズが出射面側(マルチ検出器222側)の開口径(第2の開口径)のサイズよりも小さくなるように複数の開口部40を形成する。言い換えれば、複数の開口部40は、逆テーパ状(末広がり形状)に形成される。そして、検出器アパーチャアレイ基板228を通過したマルチ2次電子ビーム300をマルチ検出器222で検出する。 As described above, the detector aperture array substrate 228 has a plurality of holes through which the multiple secondary electron beams 300 emitted due to the irradiation of the multiple primary electron beams 20 onto the substrate 101 (an example of a target object) pass through. An opening 40 is formed. Here, in the first embodiment, as shown in FIG. 3, the plurality of apertures 40 formed in the detector aperture array substrate 228 are incident on the plurality of apertures 40 through which the multiple secondary electron beams 300 pass. The plurality of apertures 40 are formed such that the aperture diameter (first aperture diameter) on the surface side is smaller than the aperture diameter (second aperture diameter) on the emission surface side (multi-detector 222 side). do. In other words, the plurality of openings 40 are formed in an inverted tapered shape (a shape that widens toward the end). Then, the multi-secondary electron beam 300 that has passed through the detector aperture array substrate 228 is detected by the multi-detector 222.

図9は、実施の形態1の比較例における検出器アパーチャアレイ基板の開口部の形状の一例と反射電子の進行方向の一例を示す図である。図9に示す比較例では、それぞれ素子ホルダ62(62a,62b,62c)内に配置された隣接する3つの検出素子60a,60b,60cと、隣接する3つの検出素子60a,60b,60c上の検出器アパーチャアレイ基板428の一部である3つの開口部41a,41b,41cを示している。比較例では、検出器アパーチャアレイ基板428に形成される複数の開口部41を2次電子ビームの中心軸方向に平行な壁面で形成する。すなわち、入射面側の開口径と出射面側の開口径が同寸法になるように各開口部41が形成される。開口部41の開口径は、検出素子60の径寸法より小さく形成される。図9の例では、3つの検出素子60a,60b,60cの中心の検出素子60bに2次電子ビームを入射する場合を示している。入射する2次電子ビームは、図9の上部に示す強度分布を有する。図9では、入射する2次電子ビームのうち開口部41bの右端付近を通過する強度分布の2次電子ビームについて示している。かかる2次電子ビームが検出素子60bに垂直に入射すると、検出素子60b表面からは、検出素子60b表面上の全方位に反射電子が放出される。図9において、右斜め上方に向けて放出された複数の反射電子は、放出角度に応じて、開口部41bと開口部41cとの間の検出器アパーチャアレイ基板428の裏面に衝突する反射電子と開口部41c内に侵入する反射電子と開口部41cよりもさらに右側に進む反射電子とが存在する。図9の例では、開口部41cよりもさらに右側に進む反射電子については図示を省略している。開口部41bと開口部41cとの間の検出器アパーチャアレイ基板428の裏面部分の面積が大きいほど、検出素子60cに入射してしまう反射電子が多くなる。図9において、左斜め上方に向けて放出された複数の反射電子は、多くが開口部41bを抜けてしまう。一部が開口部41bと開口部41aとの間の検出器アパーチャアレイ基板428の裏面部分に衝突し、検出素子60aに入射する反射電子を発生する。 FIG. 9 is a diagram showing an example of the shape of the opening of the detector aperture array substrate and an example of the traveling direction of reflected electrons in a comparative example of the first embodiment. In the comparative example shown in FIG. 9, three adjacent detection elements 60a, 60b, 60c arranged in the element holder 62 (62a, 62b, 62c), Three openings 41a, 41b, 41c that are part of a detector aperture array substrate 428 are shown. In the comparative example, the plurality of openings 41 formed in the detector aperture array substrate 428 are formed with walls parallel to the central axis direction of the secondary electron beam. That is, each opening 41 is formed so that the opening diameter on the incident surface side and the opening diameter on the exit surface side are the same size. The diameter of the opening 41 is smaller than the diameter of the detection element 60. The example in FIG. 9 shows a case where the secondary electron beam is incident on the central detection element 60b of the three detection elements 60a, 60b, and 60c. The incident secondary electron beam has an intensity distribution shown in the upper part of FIG. FIG. 9 shows the intensity distribution of the secondary electron beam that passes near the right end of the aperture 41b among the incident secondary electron beams. When such a secondary electron beam is perpendicularly incident on the detection element 60b, reflected electrons are emitted from the surface of the detection element 60b in all directions on the surface of the detection element 60b. In FIG. 9, a plurality of reflected electrons emitted diagonally upward to the right are reflected electrons colliding with the back surface of the detector aperture array substrate 428 between the opening 41b and the opening 41c, depending on the emission angle. There are reflected electrons that enter the opening 41c and reflected electrons that proceed further to the right of the opening 41c. In the example of FIG. 9, illustration of reflected electrons that proceed further to the right than the opening 41c is omitted. The larger the area of the back surface portion of the detector aperture array substrate 428 between the opening 41b and the opening 41c, the more reflected electrons will be incident on the detection element 60c. In FIG. 9, many of the plurality of reflected electrons emitted diagonally upward to the left pass through the opening 41b. A portion of the electrons collides with the back surface portion of the detector aperture array substrate 428 between the openings 41b and 41a, generating reflected electrons that enter the detection element 60a.

図10は、実施の形態1における検出器アパーチャアレイ基板の開口部の形状の一例と反射電子の進行方向の一例を示す図である。図10では、それぞれ素子ホルダ62(62a,62b,62c)内に配置された隣接する3つの検出素子60a,60b,60cと、隣接する3つの検出素子60a,60b,60c上の検出器アパーチャアレイ基板228の一部である3つの開口部40a,40b,40cを示している。図10の例では、3つの検出素子60a,60b,60cの中心の検出素子60bに2次電子ビーム(実線)を入射する場合を示している。入射する2次電子ビームは、図10の上部に示す強度分布を有する。図10では、入射する2次電子ビームのうち開口部40bの右端付近を通過する強度分布の2次電子ビームについて示している。 FIG. 10 is a diagram showing an example of the shape of the opening of the detector aperture array substrate and an example of the traveling direction of reflected electrons in the first embodiment. In FIG. 10, three adjacent detection elements 60a, 60b, 60c arranged in the element holder 62 (62a, 62b, 62c) and a detector aperture array on the three adjacent detection elements 60a, 60b, 60c are shown. Three openings 40a, 40b, 40c that are part of substrate 228 are shown. The example in FIG. 10 shows a case where the secondary electron beam (solid line) is incident on the central detection element 60b of the three detection elements 60a, 60b, and 60c. The incident secondary electron beam has an intensity distribution shown in the upper part of FIG. FIG. 10 shows the intensity distribution of the secondary electron beam that passes near the right end of the aperture 40b among the incident secondary electron beams.

実施の形態1では、検出器アパーチャアレイ基板228に形成される複数の開口部40が末広がり形状(逆テーパ形状)で形成される。すなわち、入射面側の開口径が出射面側の開口径よりも小さくなるように各開口部40が形成される。言い換えれば、出射面側の開口径が入射面側の開口径よりも大きくなるように各開口部40が形成される。開口部40の開口径は、検出素子60の径寸法より小さく形成される。図10の例では、出射面側の開口径がアレイ状の複数の開口部40の配列ピッチで形成される場合を示している。かかる形状により、開口部40bと開口部40cとの間の検出器アパーチャアレイ基板228の裏面部分の面積を大幅に小さくできる。これにより、右斜め上方に向けて反射電子(点線)が放出される場合でも、開口部40bと開口部40cとの間の検出器アパーチャアレイ基板228の裏面部分に衝突する反射電子の量を大幅に低減できる。その結果、検出器アパーチャアレイ基板228の裏面から検出素子60cに入射してしまう反射電子の量を大幅に低減できる。 In the first embodiment, the plurality of openings 40 formed in the detector aperture array substrate 228 are formed in a shape that widens toward the end (inversely tapered shape). That is, each opening 40 is formed such that the opening diameter on the incident surface side is smaller than the opening diameter on the exit surface side. In other words, each opening 40 is formed such that the opening diameter on the exit surface side is larger than the opening diameter on the entrance surface side. The diameter of the opening 40 is smaller than the diameter of the detection element 60. The example in FIG. 10 shows a case where the aperture diameter on the exit surface side is formed at the arrangement pitch of the plurality of apertures 40 in an array. With this shape, the area of the back surface portion of the detector aperture array substrate 228 between the opening 40b and the opening 40c can be significantly reduced. As a result, even if the reflected electrons (dotted line) are emitted diagonally upward to the right, the amount of reflected electrons that collide with the back surface portion of the detector aperture array substrate 228 between the openings 40b and 40c can be greatly reduced. can be reduced to As a result, the amount of reflected electrons that enter the detection element 60c from the back surface of the detector aperture array substrate 228 can be significantly reduced.

さらに、反射電子が開口部40c内に侵入する場合でも、多くが開口部40cを抜けてしまうようにできる。残りの一部が開口部40cのテーパ状の壁面に衝突するものの、これにより検出素子60cに入射する反射電子の量は少なくて済む。 Furthermore, even if reflected electrons enter the opening 40c, most of them can be made to escape through the opening 40c. Although some of the remaining electrons collide with the tapered wall surface of the opening 40c, the amount of reflected electrons that enter the detection element 60c can be small.

さらに、左斜め上方に向けて反射電子(点線)が放出される場合、開口部40bのテーパ状の壁面に衝突する反射電子の量を増やすことができる。開口部40bは2次電子ビームの入射面(上流)側ほど開口径が小さいので、開口部40bのテーパ状の壁面から発生する反射電子は、壁面よりも開口部40bの内側に向けて放出される。よって、開口部40bの壁面から発生する反射電子の多くを当該検出素子60bに入射させることができる。言い換えれば、放出した反射電子の多くを当該検出素子60bに戻すことができる。 Furthermore, when the backscattered electrons (dotted line) are emitted diagonally upward to the left, the amount of backscattered electrons that collide with the tapered wall surface of the opening 40b can be increased. Since the aperture diameter of the aperture 40b is smaller toward the incident surface (upstream) of the secondary electron beam, the reflected electrons generated from the tapered wall surface of the aperture 40b are emitted toward the inside of the aperture 40b rather than the wall surface. Ru. Therefore, most of the reflected electrons generated from the wall surface of the opening 40b can be made to enter the detection element 60b. In other words, most of the emitted reflected electrons can be returned to the detection element 60b.

図11は、実施の形態1における検出器アパーチャアレイ基板の複数の開口部が配列した状態の一例の上面図である。検出器アパーチャアレイ基板228の複数の開口部40の2次電子ビームの入射面(上流)側の開口径D1を実線で示す。2次電子ビームの出射側の開口径D2を点線で示す。実施の形態1において、出射側の開口径D2(第2の開口径)のサイズは、複数の開口部40の配列ピッチPのサイズ以上であると好適である。これにより、隣接する開口部間の検出器アパーチャアレイ基板228の裏面部分の面積をより小さくできる。図11では、開口径D2が開口部40の配列ピッチPよりも若干大きい場合を示している。但し、開口部の形状は、これに限るものではない。 FIG. 11 is a top view of an example of a state in which a plurality of openings of the detector aperture array substrate according to the first embodiment are arranged. The aperture diameter D1 of the plurality of apertures 40 of the detector aperture array substrate 228 on the incident surface (upstream) side of the secondary electron beam is shown by a solid line. The aperture diameter D2 on the exit side of the secondary electron beam is indicated by a dotted line. In the first embodiment, the size of the aperture diameter D2 (second aperture diameter) on the exit side is preferably equal to or larger than the arrangement pitch P of the plurality of apertures 40. Thereby, the area of the back surface portion of the detector aperture array substrate 228 between adjacent openings can be further reduced. FIG. 11 shows a case where the opening diameter D2 is slightly larger than the arrangement pitch P of the openings 40. However, the shape of the opening is not limited to this.

図12は、実施の形態1における検出器アパーチャアレイ基板の開口部の形状の他の一例を示す断面図である。図12の例では、検出器アパーチャアレイ基板228の複数の開口部40の2次電子ビームの入射面(上流)側の開口径D1が出射側の開口径D2(第2の開口径)よりも小さい点は同様である。図12の例では、出射側の開口径D2が複数の開口部40の配列ピッチPのサイズよりも小さい場合を示している。よって、かかる場合、隣接する開口部40の中心同士を結ぶ線上に検出器アパーチャアレイ基板228の裏面部分が残る。このような形状であっても、開口部が円筒状、すなわち、壁面が2次電子ビームの中心軸方向に対して平行な形状の場合よりも検出器アパーチャアレイ基板228の裏面部分の面積を小さくできる。その結果、検出器アパーチャアレイ基板228の裏面から隣接する検出素子に入射してしまう反射電子の量を低減できる。さらに、反射電子が隣接する開口部40内に侵入する場合でも、多くが隣接する開口部40を抜けてしまうようにできる。残りの一部が隣接する開口部40のテーパ状の壁面に衝突するものの、これにより隣接する検出素子に入射する反射電子の量は少なくて済む。 FIG. 12 is a cross-sectional view showing another example of the shape of the opening of the detector aperture array substrate in the first embodiment. In the example of FIG. 12, the aperture diameter D1 on the incident surface (upstream) side of the secondary electron beam of the plurality of apertures 40 of the detector aperture array substrate 228 is larger than the aperture diameter D2 (second aperture diameter) on the exit side. The small points are similar. The example in FIG. 12 shows a case where the exit-side aperture diameter D2 is smaller than the arrangement pitch P of the plurality of apertures 40. Therefore, in such a case, the back surface portion of the detector aperture array substrate 228 remains on a line connecting the centers of adjacent openings 40. Even with this shape, the area of the back surface of the detector aperture array substrate 228 is smaller than when the opening is cylindrical, that is, the wall surface is parallel to the central axis direction of the secondary electron beam. can. As a result, the amount of reflected electrons that enter adjacent detection elements from the back surface of the detector aperture array substrate 228 can be reduced. Furthermore, even if the reflected electrons enter the adjacent openings 40, most of them can escape through the adjacent openings 40. Although some of the remaining electrons collide with the tapered wall surface of the adjacent opening 40, the amount of reflected electrons that enter the adjacent detection element can be reduced.

図13は、実施の形態1における検出器アパーチャアレイ基板の開口部の形状の他の一例を示す断面図である。図13の例では、検出器アパーチャアレイ基板228の複数の開口部40の2次電子ビームの入射面(上流)側の開口径D1が出射側の開口径D2(第2の開口径)よりも小さい点は同様である。図13の例では、複数の開口部40は、入射面側から入射面に対して直交する開口部分47(第1の開口部分)と開口部分47から出射面まで続く末広がり形状の開口部分48(第2の開口部分)との組み合わせにより形成される。言い換えれば、入射面(上流)側に壁面が2次電子ビームの中心軸方向に対して平行な部分を有する場合を示している。また、開口部40の出射側の開口径D2が複数の開口部40の配列ピッチPのサイズ以上であっても良いし、以下であっても良い。図13の例では、出射側の開口径D2が複数の開口部40の配列ピッチPのサイズよりも若干小さい場合を示している。このような形状であっても、開口部が円筒状、すなわち、壁面が2次電子ビームの中心軸方向に対して平行な形状の場合よりも検出器アパーチャアレイ基板228の裏面部分の面積を小さくできる。その結果、検出器アパーチャアレイ基板228の裏面から隣接する検出素子に入射してしまう反射電子の量を低減できる。さらに、反射電子が隣接する開口部40内に侵入する場合でも、多くが隣接する開口部40を抜けてしまうようにできる。残りの一部が隣接する開口部40のテーパ状の壁面に衝突するものの、これにより隣接する検出素子に入射する反射電子の量は少なくて済む。図13のように入射面(上流)側に壁面が2次電子ビームの中心軸方向に対して平行な部分を有するように製造すると、入射面の開口ピッチを精度良く形成することができる利点がある。 FIG. 13 is a cross-sectional view showing another example of the shape of the opening of the detector aperture array substrate in the first embodiment. In the example of FIG. 13, the aperture diameter D1 on the incident surface (upstream) side of the secondary electron beam of the plurality of apertures 40 of the detector aperture array substrate 228 is larger than the aperture diameter D2 (second aperture diameter) on the exit side. The small points are similar. In the example of FIG. 13, the plurality of apertures 40 include an aperture portion 47 (first aperture portion) perpendicular to the incident surface from the incident surface side, and an aperture portion 48 (first aperture portion) in a shape that widens toward the end and continues from the aperture portion 47 to the exit surface. (second opening portion). In other words, a case is shown in which the wall surface has a portion on the incident surface (upstream) side that is parallel to the central axis direction of the secondary electron beam. Further, the aperture diameter D2 on the exit side of the aperture 40 may be larger than or smaller than the arrangement pitch P of the plurality of apertures 40. The example in FIG. 13 shows a case where the aperture diameter D2 on the exit side is slightly smaller than the size of the arrangement pitch P of the plurality of apertures 40. Even with this shape, the area of the back surface of the detector aperture array substrate 228 is smaller than when the opening is cylindrical, that is, the wall surface is parallel to the central axis direction of the secondary electron beam. can. As a result, the amount of reflected electrons that enter adjacent detection elements from the back surface of the detector aperture array substrate 228 can be reduced. Furthermore, even if the reflected electrons enter the adjacent openings 40, most of them can escape through the adjacent openings 40. Although some of the remaining electrons collide with the tapered wall surface of the adjacent opening 40, the amount of reflected electrons that enter the adjacent detection element can be reduced. If the wall surface is manufactured so that it has a part parallel to the central axis direction of the secondary electron beam on the side of the entrance surface (upstream) as shown in FIG. 13, there is an advantage that the aperture pitch of the entrance surface can be formed with high precision. be.

図14は、実施の形態1における検出器アパーチャアレイ基板の開口部の形状の他の一例を示す断面図である。図14の例では、検出器アパーチャアレイ基板228の複数の開口部40の2次電子ビームの入射面(上流)側の開口径D1が出射側の開口径D2(第2の開口径)よりも小さい点は同様である。図14の例では、複数の開口部40は、入射面側から入射面に対して直交する開口部分47(第1の開口部分)と開口部分47から出射面への途中まで続く末広がり形状の開口部分48(第2の開口部分)と開口部分48から出射面まで続く出射面に対して直交する開口部分49(第3の開口部分)との組み合わせにより形成される。言い換えれば、入射面(上流)側に壁面が2次電子ビームの中心軸方向に対して平行な部分を有すると共に、出射面(下流)側に壁面が2次電子ビームの中心軸方向に対して平行な部分を有する場合を示している。また、開口部40の出射側の開口径D2が複数の開口部40の配列ピッチPのサイズよりも小さい場合を示している。このような形状であっても、開口部が円筒状、すなわち、壁面が2次電子ビームの中心軸方向に対して平行な形状の場合よりも検出器アパーチャアレイ基板228の裏面部分の面積を小さくできる。その結果、検出器アパーチャアレイ基板228の裏面から隣接する検出素子に入射してしまう反射電子の量を低減できる。さらに、反射電子が隣接する開口部40内に侵入する場合でも、多くが隣接する開口部40を抜けてしまうようにできる。残りの一部が隣接する開口部40のテーパ状の壁面に衝突するものの、これにより隣接する検出素子に入射する反射電子の量は少なくて済む。図14のように入射面(上流)側に壁面が2次電子ビームの中心軸方向に対して平行な部分を有すると共に、出射面(下流)側に壁面が2次電子ビームの中心軸方向に対して平行な部分を有するように製造すると、入射面の開口ピッチ及び出射面の開口ピッチを精度良く形成することができる利点がある。 FIG. 14 is a cross-sectional view showing another example of the shape of the opening of the detector aperture array substrate in the first embodiment. In the example of FIG. 14, the aperture diameter D1 on the incident surface (upstream) side of the secondary electron beam of the plurality of apertures 40 of the detector aperture array substrate 228 is larger than the aperture diameter D2 (second aperture diameter) on the exit side. The small points are similar. In the example of FIG. 14, the plurality of apertures 40 include an aperture portion 47 (first aperture portion) perpendicular to the incident surface from the incident surface side, and an aperture in a shape that widens toward the end that extends halfway from the aperture portion 47 to the exit surface. It is formed by a combination of a portion 48 (second opening portion) and an opening portion 49 (third opening portion) extending from the opening portion 48 to the exit surface and perpendicular to the exit surface. In other words, the wall surface on the incident surface (upstream) side has a portion parallel to the central axis direction of the secondary electron beam, and the wall surface on the exit surface (downstream) side has a portion parallel to the central axis direction of the secondary electron beam. A case with parallel parts is shown. Further, a case is shown in which the aperture diameter D2 on the exit side of the aperture 40 is smaller than the size of the arrangement pitch P of the plurality of apertures 40. Even with this shape, the area of the back surface of the detector aperture array substrate 228 is smaller than when the opening is cylindrical, that is, the wall surface is parallel to the central axis direction of the secondary electron beam. can. As a result, the amount of reflected electrons that enter adjacent detection elements from the back surface of the detector aperture array substrate 228 can be reduced. Furthermore, even if the reflected electrons enter the adjacent openings 40, most of them can escape through the adjacent openings 40. Although some of the remaining electrons collide with the tapered wall surface of the adjacent opening 40, the amount of reflected electrons that enter the adjacent detection element can be reduced. As shown in Fig. 14, the wall surface on the incident surface (upstream) side has a portion parallel to the central axis direction of the secondary electron beam, and the wall surface on the exit surface (downstream) side has a portion parallel to the central axis direction of the secondary electron beam. There is an advantage that the aperture pitch of the entrance surface and the aperture pitch of the exit surface can be formed with high accuracy if the aperture is manufactured so as to have a parallel portion.

図15は、実施の形態1における検出器アパーチャアレイ基板の開口部の形状の他の一例を示す断面図である。図15の例では、検出器アパーチャアレイ基板228の複数の開口部40の2次電子ビームの入射面(上流)側の開口径D1が出射側の開口径D2(第2の開口径)よりも小さい点は同様である。図15の例では、複数の開口部40は、入射面側から出射面への途中まで続く末広がり形状の開口部分48(第2の開口部分)と開口部分48から出射面まで続く出射面に対して直交する開口部分49(第3の開口部分)との組み合わせにより形成される。言い換えれば、出射面(下流)側に壁面が2次電子ビームの中心軸方向に対して平行な部分を有する場合を示している。また、開口部40の出射側の開口径D2が複数の開口部40の配列ピッチPのサイズよりも小さい場合を示している。このような形状であっても、開口部が円筒状、すなわち、壁面が2次電子ビームの中心軸方向に対して平行な形状の場合よりも検出器アパーチャアレイ基板228の裏面部分の面積を小さくできる。その結果、検出器アパーチャアレイ基板228の裏面から隣接する検出素子に入射してしまう反射電子の量を低減できる。さらに、反射電子が隣接する開口部40内に侵入する場合でも、多くが隣接する開口部40を抜けてしまうようにできる。残りの一部が隣接する開口部40のテーパ状の壁面に衝突するものの、これにより隣接する検出素子に入射する反射電子の量は少なくて済む。図15のように、出射面(下流)側に壁面が2次電子ビームの中心軸方向に対して平行な部分を有するように製造すると、出射面の開口ピッチを精度良く形成することができる利点がある。 FIG. 15 is a cross-sectional view showing another example of the shape of the opening of the detector aperture array substrate in the first embodiment. In the example of FIG. 15, the aperture diameter D1 on the incident surface (upstream) side of the secondary electron beam of the plurality of apertures 40 of the detector aperture array substrate 228 is larger than the aperture diameter D2 (second aperture diameter) on the exit side. The small points are similar. In the example of FIG. 15, the plurality of apertures 40 have an opening portion 48 (a second opening portion) that widens toward the end that extends halfway from the incident surface side to the exit surface, and an exit surface that extends from the opening portion 48 to the exit surface. and an opening portion 49 (third opening portion) that is orthogonal to each other. In other words, a case is shown in which the wall surface has a portion on the exit surface (downstream) side that is parallel to the central axis direction of the secondary electron beam. Further, a case is shown in which the aperture diameter D2 on the exit side of the aperture 40 is smaller than the size of the arrangement pitch P of the plurality of apertures 40. Even with this shape, the area of the back surface of the detector aperture array substrate 228 is smaller than when the opening is cylindrical, that is, the wall surface is parallel to the central axis direction of the secondary electron beam. can. As a result, the amount of reflected electrons that enter adjacent detection elements from the back surface of the detector aperture array substrate 228 can be reduced. Furthermore, even if the reflected electrons enter the adjacent openings 40, most of them can escape through the adjacent openings 40. Although some of the remaining electrons collide with the tapered wall surface of the adjacent opening 40, the amount of reflected electrons that enter the adjacent detection element can be reduced. As shown in FIG. 15, if the wall surface is manufactured so that it has a portion on the exit surface (downstream) side that is parallel to the central axis direction of the secondary electron beam, the advantage is that the aperture pitch of the exit surface can be formed with high precision. There is.

図16は、実施の形態1における検出器アパーチャアレイ基板の開口部の形状と検出素子との関係の一例を示す図である。図16の例では、複数の開口部40の2次電子ビームの出射側の開口径D2が複数の検出素子(PD)のサイズよりも小さい場合を示している。 FIG. 16 is a diagram illustrating an example of the relationship between the shape of the opening of the detector aperture array substrate and the detection element in the first embodiment. The example in FIG. 16 shows a case where the aperture diameter D2 of the plurality of apertures 40 on the exit side of the secondary electron beam is smaller than the size of the plurality of detection elements (PD).

図17は、実施の形態1における検出器アパーチャアレイ基板の開口部の形状と検出素子との関係の他の一例を示す図である。図17の例では、複数の開口部40の2次電子ビームの出射側の開口径D2が複数の検出素子(PD)のサイズよりも大きい場合を示している。 FIG. 17 is a diagram showing another example of the relationship between the shape of the opening of the detector aperture array substrate and the detection element in the first embodiment. The example in FIG. 17 shows a case where the aperture diameter D2 of the plurality of apertures 40 on the exit side of the secondary electron beam is larger than the size of the plurality of detection elements (PD).

実施の形態1において、検出器アパーチャアレイ基板228の複数の開口部40の2次電子ビームの出射側の開口径D2は、図16に示すように複数の検出素子のサイズよりも小さい場合であっても構わないが、図17に示すように、複数の検出素子のサイズよりも大きい場合にはより好適である。検出器アパーチャアレイ基板228の複数の開口部40の出射側の開口径D2を広くするほど、クロストークを抑制することが可能である。特に、検出素子(PD)有効エリアより広くすると、ビームが入射した検出素子(PD)から発生した反射電子のうち、検出器アパーチャアレイ基板228の複数の開口部40の斜面部分に照射する成分が増加し、当該検出素子(PD)に再入射する。このため、当該検出素子(PD)の信号成分が増加し、結果的にクロストーク比率を抑制する効果が得られる。 In the first embodiment, the aperture diameter D2 of the plurality of apertures 40 of the detector aperture array substrate 228 on the exit side of the secondary electron beam is smaller than the size of the plurality of detection elements as shown in FIG. However, as shown in FIG. 17, it is more suitable if the size is larger than the size of the plurality of detection elements. The wider the aperture diameter D2 on the exit side of the plurality of apertures 40 of the detector aperture array substrate 228 is, the more crosstalk can be suppressed. In particular, if it is made wider than the effective area of the detection element (PD), the component of the reflected electrons generated from the detection element (PD) into which the beam is incident will irradiate the sloped portions of the plurality of openings 40 of the detector aperture array substrate 228. and re-enters the detection element (PD). Therefore, the signal component of the detection element (PD) increases, resulting in the effect of suppressing the crosstalk ratio.

図18は、実施の形態1における比較回路内の構成の一例を示す構成図である。図18において、比較回路108内には、磁気ディスク装置等の記憶装置50,52,56、フレーム画像作成部54、位置合わせ部57、及び比較部58が配置される。フレーム画像作成部54、位置合わせ部57、及び比較部58といった各「~部」は、処理回路を含み、その処理回路には、電気回路、コンピュータ、プロセッサ、回路基板、量子回路、或いは、半導体装置等が含まれる。また、各「~部」は、共通する処理回路(同じ処理回路)を用いてもよい。或いは、異なる処理回路(別々の処理回路)を用いても良い。フレーム画像作成部54、位置合わせ部57、及び比較部58内に必要な入力データ或いは演算された結果はその都度図示しないメモリ、或いはメモリ118に記憶される。 FIG. 18 is a configuration diagram showing an example of the internal configuration of the comparison circuit in the first embodiment. In FIG. 18, in the comparison circuit 108, storage devices 50, 52, 56 such as magnetic disk devices, a frame image creation section 54, a positioning section 57, and a comparison section 58 are arranged. Each "section" such as the frame image creation section 54, the alignment section 57, and the comparison section 58 includes a processing circuit, and the processing circuit includes an electric circuit, a computer, a processor, a circuit board, a quantum circuit, or a semiconductor. Includes equipment, etc. Further, each "~ section" may use a common processing circuit (the same processing circuit). Alternatively, different processing circuits (separate processing circuits) may be used. Input data or calculated results necessary for the frame image creation section 54, alignment section 57, and comparison section 58 are stored in a memory (not shown) or in the memory 118 each time.

比較回路108内に転送された測定画像データ(ビーム画像)は、記憶装置50に格納される。 The measurement image data (beam image) transferred into the comparison circuit 108 is stored in the storage device 50.

そして、フレーム画像作成部54は、各1次電子ビーム8のスキャン動作によって取得されたサブ照射領域29の画像データをさらに分割した複数のフレーム領域30のフレーム領域30毎のフレーム画像31を作成する。そして、フレーム領域30を被検査画像の単位領域として使用する。なお、各フレーム領域30は、画像の抜けが無いように、互いにマージン領域が重なり合うように構成されると好適である。作成されたフレーム画像31は、記憶装置56に格納される。 Then, the frame image creation unit 54 creates a frame image 31 for each frame region 30 of a plurality of frame regions 30 obtained by further dividing the image data of the sub-irradiation region 29 acquired by the scanning operation of each primary electron beam 8. . Then, the frame area 30 is used as a unit area of the image to be inspected. Note that it is preferable that each frame area 30 is configured so that the margin areas overlap each other so that no image is omitted. The created frame image 31 is stored in the storage device 56.

参照画像作成工程として、参照画像作成回路112は、基板101に形成された複数の図形パターンの元になる設計データに基づいて、フレーム領域30毎に、フレーム画像31に対応する参照画像を作成する。具体的には、以下のように動作する。まず、記憶装置109から制御計算機110を通して設計パターンデータを読み出し、この読み出された設計パターンデータに定義された各図形パターンを2値ないしは多値のイメージデータに変換する。 As a reference image creation step, the reference image creation circuit 112 creates a reference image corresponding to the frame image 31 for each frame region 30 based on the design data that is the basis of the plurality of graphic patterns formed on the substrate 101. . Specifically, it operates as follows. First, design pattern data is read from the storage device 109 through the control computer 110, and each graphic pattern defined in the read design pattern data is converted into binary or multivalued image data.

上述したように、設計パターンデータに定義される図形は、例えば長方形や三角形を基本図形としたもので、例えば、図形の基準位置における座標(x、y)、辺の長さ、長方形や三角形等の図形種を区別する識別子となる図形コードといった情報で各パターン図形の形、大きさ、位置等を定義した図形データが格納されている。 As mentioned above, the shapes defined in the design pattern data are basic shapes such as rectangles and triangles, and include the coordinates (x, y) at the reference position of the shape, the length of the sides, the rectangle, triangle, etc. Graphic data is stored that defines the shape, size, position, etc. of each pattern graphic using information such as a graphic code serving as an identifier for distinguishing the graphic type.

かかる図形データとなる設計パターンデータが参照画像作成回路112に入力されると図形ごとのデータにまで展開し、その図形データの図形形状を示す図形コード、図形寸法などを解釈する。そして、所定の量子化寸法のグリッドを単位とするマス目内に配置されるパターンとして2値ないしは多値の設計パターン画像データに展開し、出力する。言い換えれば、設計データを読み込み、検査領域を所定の寸法を単位とするマス目として仮想分割してできたマス目毎に設計パターンにおける図形が占める占有率を演算し、nビットの占有率データを出力する。例えば、1つのマス目を1画素として設定すると好適である。そして、1画素に1/2(=1/256)の分解能を持たせるとすると、画素内に配置されている図形の領域分だけ1/256の小領域を割り付けて画素内の占有率を演算する。そして、8ビットの占有率データとなる。かかるマス目(検査画素)は、測定データの画素に合わせればよい。 When design pattern data serving as such graphic data is input to the reference image creation circuit 112, it is developed into data for each graphic, and the graphic code, graphic dimensions, etc. indicating the graphic shape of the graphic data are interpreted. Then, it is expanded into binary or multivalued design pattern image data as a pattern arranged in a grid with a grid of a predetermined quantization size as a unit, and output. In other words, read the design data, calculate the occupancy rate occupied by the figure in the design pattern for each square created by virtually dividing the inspection area into squares with predetermined dimensions as units, and calculate the n-bit occupancy data. Output. For example, it is preferable to set one square as one pixel. If one pixel has a resolution of 1/28 (=1/256), a small area of 1/256 is allocated for the area of the figure placed within the pixel, and the occupancy rate within the pixel is calculated. calculate. This results in 8-bit occupancy data. Such squares (inspection pixels) may be aligned with pixels of measurement data.

次に、参照画像作成回路112は、図形のイメージデータである設計パターンの設計画像データに、所定のフィルタ関数を使ってフィルタ処理を施す。これにより、画像強度(濃淡値)がデジタル値の設計側のイメージデータである設計画像データをマルチ1次電子ビーム20の照射によって得られる像生成特性に合わせることができる。作成された参照画像の画素毎の画像データは比較回路108に出力される。比較回路108内に転送された参照画像データは、記憶装置52に格納される。 Next, the reference image creation circuit 112 performs filter processing on the design image data of the design pattern, which is the image data of the figure, using a predetermined filter function. Thereby, the design image data, which is image data on the design side in which the image intensity (gradation value) is a digital value, can be matched to the image generation characteristics obtained by irradiation with the multi-primary electron beam 20. The image data for each pixel of the created reference image is output to the comparison circuit 108. The reference image data transferred into the comparison circuit 108 is stored in the storage device 52.

比較工程として、まず、位置合わせ部57は、被検査画像となるフレーム画像31と、当該フレーム画像31に対応する参照画像とを読み出し、画素より小さいサブ画素単位で、両画像を位置合わせする。例えば、最小2乗法で位置合わせを行えばよい。 As a comparison step, first, the alignment unit 57 reads out the frame image 31 serving as the image to be inspected and the reference image corresponding to the frame image 31, and aligns both images in units of subpixels smaller than pixels. For example, alignment may be performed using the least squares method.

そして、比較部58は、取得された2次電子画像の少なくとも一部と所定の画像とを比較する。ここでは、ビーム毎に取得されたサブ照射領域29の画像をさらに分割したフレーム画像を用いる。そこで、比較部58は、フレーム画像31と参照画像とを画素毎に比較する。比較部58は、所定の判定条件に従って画素毎に両者を比較し、例えば形状欠陥といった欠陥の有無を判定する。例えば、画素毎の階調値差が判定閾値Thよりも大きければ欠陥と判定する。そして、比較結果が出力される。比較結果は、記憶装置109、若しくはメモリ118に出力される、或いはプリンタ119より出力されればよい。 The comparison unit 58 then compares at least a portion of the acquired secondary electron image with a predetermined image. Here, frame images obtained by further dividing the image of the sub-irradiation area 29 acquired for each beam are used. Therefore, the comparison unit 58 compares the frame image 31 and the reference image pixel by pixel. The comparison unit 58 compares the two pixel by pixel according to predetermined determination conditions, and determines whether there is a defect such as a shape defect, for example. For example, if the gradation value difference for each pixel is larger than the determination threshold Th, it is determined that the pixel is defective. Then, the comparison result is output. The comparison result may be outputted to the storage device 109 or the memory 118, or outputted from the printer 119.

なお、上述した例では、ダイ-データベース検査について説明したが、これに限るものではない。ダイ-ダイ検査を行う場合であっても良い。ダイ-ダイ検査を行う場合、対象となるフレーム画像31(ダイ1)と、当該フレーム画像31と同じパターンが形成されたフレーム画像31(ダイ2)(参照画像の他の一例)との間で、上述した位置合わせと比較処理を行えばよい。 Note that in the above example, the die-database inspection was explained, but the present invention is not limited to this. It may also be a case of performing a die-to-die inspection. When performing a die-to-die inspection, there is a difference between the target frame image 31 (die 1) and the frame image 31 (die 2) on which the same pattern as the frame image 31 is formed (another example of a reference image). , the alignment and comparison processing described above may be performed.

上述した例では、逆テーパ形状の開口部40が形成された実施の形態1の比較例として開口サイズが変化しないの開口部が形成された検出器アパーチャアレイ基板428を説明した。入射側の開口径D1が出射側の開口径D2よりも大きい順テーパ形状(先細り形状)の開口部が形成された検出器アパーチャアレイ基板については、検出器アパーチャアレイ基板428に比べてさらに多くの反射電子が隣接する検出素子に入射してしまうため望ましくないことは言うまでもない。 In the above example, the detector aperture array substrate 428 was described as a comparative example of the first embodiment in which the inversely tapered opening 40 was formed, and in which the opening did not change in size. Regarding the detector aperture array substrate in which the aperture diameter D1 on the incident side is larger than the aperture diameter D2 on the output side and has a forward tapered shape (tapered shape), there is a larger number of apertures than the detector aperture array substrate 428. Needless to say, this is undesirable since the reflected electrons will be incident on the adjacent detection element.

以上のように、実施の形態1によれば、マルチ2次荷電粒子ビームがマルチ検出器に入射した際にマルチ検出器表面で発生する反射電子が隣接する検出素子に入射してしまうことを低減できる。よって、クロストークを低減できる。 As described above, according to the first embodiment, when a multi-secondary charged particle beam is incident on a multi-detector, reflected electrons generated on the surface of the multi-detector are reduced from being incident on adjacent detection elements. can. Therefore, crosstalk can be reduced.

以上の説明において、一連の「~回路」は、処理回路を含み、その処理回路には、電気回路、コンピュータ、プロセッサ、回路基板、量子回路、或いは、半導体装置等が含まれる。また、各「~回路」は、共通する処理回路(同じ処理回路)を用いてもよい。或いは、異なる処理回路(別々の処理回路)を用いても良い。プロセッサ等を実行させるプログラムは、磁気ディスク装置、磁気テープ装置、FD、或いはROM(リードオンリメモリ)等の記録媒体に記録されればよい。例えば、位置回路107、比較回路108、参照画像作成回路112、ステージ制御回路114、レンズ制御回路124、ブランキング制御回路126、偏向制御回路128、及びE×B制御回路133は、上述した少なくとも1つの処理回路で構成されても良い。例えば、これらの回路内での処理を制御計算機110で実施しても良い。 In the above description, a series of "circuits" includes a processing circuit, and the processing circuit includes an electric circuit, a computer, a processor, a circuit board, a quantum circuit, a semiconductor device, and the like. Further, each "circuit" may use a common processing circuit (the same processing circuit). Alternatively, different processing circuits (separate processing circuits) may be used. A program for executing a processor or the like may be recorded on a recording medium such as a magnetic disk device, a magnetic tape device, an FD, or a ROM (read only memory). For example, the position circuit 107, the comparison circuit 108, the reference image creation circuit 112, the stage control circuit 114, the lens control circuit 124, the blanking control circuit 126, the deflection control circuit 128, and the It may be configured with one processing circuit. For example, the processing within these circuits may be performed by the control computer 110.

以上、具体例を参照しつつ実施の形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。図1の例では、1つの照射源となる電子銃201から照射された1本のビームから成形アパーチャアレイ基板203によりマルチ1次電子ビーム20を形成する場合を示しているが、これに限るものではない。複数の照射源からそれぞれ1次電子ビームを照射することによってマルチ1次電子ビーム20を形成する態様であっても構わない。 The embodiments have been described above with reference to specific examples. However, the present invention is not limited to these specific examples. The example in FIG. 1 shows a case where a multi-primary electron beam 20 is formed by a shaping aperture array substrate 203 from one beam irradiated from an electron gun 201 serving as one irradiation source, but the present invention is not limited to this. isn't it. An embodiment may be adopted in which the multi-primary electron beam 20 is formed by irradiating primary electron beams from a plurality of irradiation sources, respectively.

また、上述した例では、検出素子アレイベース基板12は、2次電子ビームカラム104の端部のフランジ面にOリング17を挟んでボルト18で固定される場合を示したが、これに限るものではない。例えば、2次電子ビームカラム104と検出素子アレイベース基板12との間に、2次電子ビーム検出装置220を2次ビーム座標系においてx,y方向に平行移動或いは/及びθ方向に回転移動させる検出器ステージを配置しても好適である。 Furthermore, in the above-mentioned example, the detection element array base substrate 12 is fixed to the flange surface of the end of the secondary electron beam column 104 with the bolts 18 with the O-ring 17 interposed therebetween; however, the present invention is not limited to this. isn't it. For example, between the secondary electron beam column 104 and the detection element array base substrate 12, the secondary electron beam detection device 220 is moved in parallel in the x and y directions and/or rotated in the θ direction in the secondary beam coordinate system. It is also suitable to arrange a detector stage.

また、装置構成や制御手法等、本発明の説明に直接必要しない部分等については記載を省略したが、必要とされる装置構成や制御手法を適宜選択して用いることができる。 Although descriptions of parts not directly necessary for the explanation of the present invention, such as the device configuration and control method, have been omitted, the device configuration and control method that are required can be appropriately selected and used.

その他、本発明の要素を具備し、当業者が適宜設計変更しうる全てのマルチ2次荷電粒子ビーム検出装置及びマルチ荷電粒子ビーム検査装置は、本発明の範囲に包含される。 In addition, all multi-secondary charged particle beam detection devices and multi-charged particle beam inspection devices that include the elements of the present invention and whose designs can be appropriately modified by those skilled in the art are included within the scope of the present invention.

8 1次電子ビーム
10 検出素子アレイ
12 検出素子アレイベース基板
14 検出信号入出力回路
16 支持ピン
17 Oリング
18 ボルト
19 電源
20 マルチ1次電子ビーム
22 穴
29 サブ照射領域
30 フレーム領域
31 フレーム画像
32 ストライプ領域
33 矩形領域
34 照射領域
40,41 開口部
47,48,49 開口部分
50,52,56 記憶装置
54 フレーム画像作成部
57 位置合わせ部
58 比較部
60 検出素子
62 素子ホルダ
100 検査装置
101 基板
102 1次電子ビームカラム
104 2次電子ビームカラム
103 検査室
105 ステージ
106 検出回路
107 位置回路
108 比較回路
109 記憶装置
110 制御計算機
111 マーク
112 参照画像作成回路
114 ステージ制御回路
117 モニタ
118 メモリ
119 プリンタ
120 バス
122 レーザ測長システム
123 チップパターンメモリ
124 レンズ制御回路
126 ブランキング制御回路
128 偏向制御回路
133 E×B制御回路
142 駆動機構
144,146,148,149 DACアンプ
150 画像取得機構
151 1次電子光学系
152 2次電子光学系
160 制御系回路
201 電子銃
202 電磁レンズ
203 成形アパーチャアレイ基板
205,206,207,224 電磁レンズ
208 主偏向器
209 副偏向器
212 一括ブランキング偏向器
213 制限アパーチャ基板
214 E×B分離器
216 ミラー
218 偏向器
220 マルチ2次荷電粒子ビーム検出装置
222 マルチ検出器
226 偏向器
228,428 検出器アパーチャアレイ基板
300 マルチ2次電子ビーム
330 検査領域
332 チップ
8 Primary electron beam 10 Detection element array 12 Detection element array base substrate 14 Detection signal input/output circuit 16 Support pin 17 O-ring 18 Bolt 19 Power supply 20 Multi-primary electron beam 22 Hole 29 Sub-irradiation area 30 Frame area 31 Frame image 32 Striped region 33 Rectangular region 34 Irradiation regions 40, 41 Openings 47, 48, 49 Openings 50, 52, 56 Storage device 54 Frame image creation section 57 Alignment section 58 Comparison section 60 Detection element 62 Element holder 100 Inspection device 101 Substrate 102 Primary electron beam column 104 Secondary electron beam column 103 Examination room 105 Stage 106 Detection circuit 107 Position circuit 108 Comparison circuit 109 Storage device 110 Control computer 111 Mark 112 Reference image creation circuit 114 Stage control circuit 117 Monitor 118 Memory 119 Printer 120 Bus 122 Laser length measurement system 123 Chip pattern memory 124 Lens control circuit 126 Blanking control circuit 128 Deflection control circuit 133 ExB control circuit 142 Drive mechanism 144, 146, 148, 149 DAC amplifier 150 Image acquisition mechanism 151 Primary electron optics System 152 Secondary electron optical system 160 Control system circuit 201 Electron gun 202 Electromagnetic lens 203 Molded aperture array substrate 205, 206, 207, 224 Electromagnetic lens 208 Main deflector 209 Sub-deflector 212 Collective blanking deflector 213 Limiting aperture substrate 214 ExB separator 216 Mirror 218 Deflector 220 Multi-secondary charged particle beam detection device 222 Multi-detector 226 Deflector 228, 428 Detector aperture array substrate 300 Multi-secondary electron beam 330 Inspection area 332 Chip

Claims (5)

対象物へのマルチ1次荷電粒子ビームの照射に起因して放出されるマルチ2次荷電粒子ビームを通過させる複数の開口部が形成され、前記マルチ2次荷電粒子ビームが通過する前記複数の開口部の入射面側の第1の開口径のサイズが出射面側の第2の開口径のサイズよりも小さく形成されたアパーチャアレイ基板と、
前記アパーチャアレイ基板を通過したマルチ2次荷電粒子ビームを検出するマルチ検出器と、
を備えたことを特徴とするマルチ2次荷電粒子ビーム検出装置。
A plurality of openings are formed through which multi-secondary charged particle beams emitted due to irradiation of a target object with the multi-secondary charged particle beams are formed, and the plurality of openings through which the multi-secondary charged particle beams pass. an aperture array substrate in which a first aperture diameter on the entrance surface side of the part is smaller than a second aperture diameter on the exit surface side;
a multi-detector that detects the multi-secondary charged particle beam that has passed through the aperture array substrate;
A multi-secondary charged particle beam detection device comprising:
前記第2の開口径のサイズは、前記複数の開口部の配列ピッチサイズ以上であることを特徴とする請求項1記載のマルチ2次荷電粒子ビーム検出装置。 2. The multi-secondary charged particle beam detection device according to claim 1, wherein the second aperture diameter is larger than or equal to an arrangement pitch size of the plurality of apertures. 前記マルチ検出器は、複数の検出素子を有し、
前記第2の開口径のサイズは、前記複数の検出素子のサイズよりも大きいことを特徴とする請求項1又は2記載のマルチ2次荷電粒子ビーム検出装置。
The multi-detector has a plurality of detection elements,
3. The multi-secondary charged particle beam detection device according to claim 1, wherein the second aperture diameter is larger than the size of the plurality of detection elements.
前記複数の開口部は、前記入射面側から入射面に対して直交する第1の開口部分と前記第1の開口部分から出射面まで続く末広がり形状の第2の開口部分との組み合わせにより形成されることを特徴とする請求項1~3のいずれかに記載のマルチ2次荷電粒子ビーム検出装置。 The plurality of apertures are formed by a combination of a first aperture portion extending from the incident surface side and perpendicular to the incident surface, and a second aperture portion having a shape that widens toward the end and extending from the first aperture portion to the exit surface. The multi-secondary charged particle beam detection device according to any one of claims 1 to 3, characterized in that: 前記複数の開口部は、前記入射面側から入射面に対して直交する第1の開口部分と前記第1の開口部分から出射面への途中まで続く末広がり形状の第2の開口部分と前記第2の開口部分から出射面まで続く前記出射面に対して直交する第3の開口部分との組み合わせにより形成されることを特徴とする請求項1~3のいずれかに記載のマルチ2次荷電粒子ビーム検出装置。 The plurality of openings include a first opening part perpendicular to the incidence plane from the incident surface side, a second opening part having a shape that widens toward the end and continues from the first opening part halfway to the exit surface, and the second opening part extending from the first opening part to the exit surface. The multi-secondary charged particles according to any one of claims 1 to 3, wherein the multi-secondary charged particles are formed by a combination with a third opening extending from the second opening to the exit surface and perpendicular to the exit surface. Beam detection device.
JP2022032953A 2022-03-03 2022-03-03 Multiple secondary charged particle beam detector Pending JP2023128550A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022032953A JP2023128550A (en) 2022-03-03 2022-03-03 Multiple secondary charged particle beam detector

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022032953A JP2023128550A (en) 2022-03-03 2022-03-03 Multiple secondary charged particle beam detector

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2023128550A true JP2023128550A (en) 2023-09-14

Family

ID=87972403

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2022032953A Pending JP2023128550A (en) 2022-03-03 2022-03-03 Multiple secondary charged particle beam detector

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2023128550A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6966255B2 (en) How to adjust the optical system of the image acquisition device
TWI783381B (en) Multi-charged particle beam irradiation device and multi-charged particle beam inspection device
TWI772803B (en) Aberration corrector and multiple electron beam irradiation apparatus
TW202139233A (en) Multiple electron beams irradiation apparatus
JP7106299B2 (en) Electron beam inspection device and scan order acquisition method for electron beam scanning
US10984525B2 (en) Pattern inspection method and pattern inspection apparatus
US20230077403A1 (en) Multi-electron beam image acquisition apparatus, and multi-electron beam image acquisition method
JP7459380B2 (en) Multi-electron beam image acquisition device and multi-electron beam image acquisition method
WO2022130838A1 (en) Multibeam image acquisition apparatus and multibeam image acquisition method
JP7385493B2 (en) Multi-charged particle beam alignment method and multi-charged particle beam inspection device
JP7344725B2 (en) Alignment mark position detection method and alignment mark position detection device
JP2022163680A (en) Multi electron beam image acquisition method, multi electron beam image acquisition device, and multi electron beam inspection device
US11915902B2 (en) Conduction inspection method for multipole aberration corrector, and conduction inspection apparatus for multipole aberration corrector
JP7386619B2 (en) Electron beam inspection method and electron beam inspection device
JP7232057B2 (en) Multi-electron beam irradiation device, multi-electron beam inspection device, and multi-electron beam irradiation method
JP2023128550A (en) Multiple secondary charged particle beam detector
JP7352446B2 (en) stage mechanism
WO2021039419A1 (en) Electron gun and electron beam irradiation device
TWI818407B (en) Multi-beam image acquisition apparatus and multi-beam image acquisition method
JP7442375B2 (en) Multi-electron beam inspection device and multi-electron beam inspection method
JP7442376B2 (en) Multi-electron beam inspection device and multi-electron beam inspection method
TWI821802B (en) Aberration corrector
JP2023046921A (en) Multi-electron beam image acquisition device, multi-electron beam inspection device and multi-electron beam image acquisition method
JP2023009875A (en) Electron beam three-dimensional shape data acquisition device and electron beam three-dimensional shape data acquisition method
JP2021169972A (en) Pattern inspection device and pattern inspection method