KR20200143275A - 수치 보정기 및 다중 전자 빔 조사 장치 - Google Patents
수치 보정기 및 다중 전자 빔 조사 장치 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20200143275A KR20200143275A KR1020200070054A KR20200070054A KR20200143275A KR 20200143275 A KR20200143275 A KR 20200143275A KR 1020200070054 A KR1020200070054 A KR 1020200070054A KR 20200070054 A KR20200070054 A KR 20200070054A KR 20200143275 A KR20200143275 A KR 20200143275A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- electrode substrate
- holes
- substrate
- upper electrode
- hole diameter
- Prior art date
Links
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 title claims abstract description 74
- 230000004075 alteration Effects 0.000 title claims description 88
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 201
- 201000009310 astigmatism Diseases 0.000 claims description 23
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 22
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 45
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 26
- 238000013461 design Methods 0.000 description 17
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 16
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 15
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 14
- 230000005405 multipole Effects 0.000 description 13
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 13
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 10
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 9
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 9
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 8
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 8
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 7
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 3
- 230000006870 function Effects 0.000 description 3
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 3
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 2
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- 238000004556 laser interferometry Methods 0.000 description 1
- 238000001459 lithography Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/26—Electron or ion microscopes; Electron or ion diffraction tubes
- H01J37/28—Electron or ion microscopes; Electron or ion diffraction tubes with scanning beams
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/02—Details
- H01J37/04—Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the discharge, e.g. electron-optical arrangement or ion-optical arrangement
- H01J37/153—Electron-optical or ion-optical arrangements for the correction of image defects, e.g. stigmators
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/02—Details
- H01J37/04—Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the discharge, e.g. electron-optical arrangement or ion-optical arrangement
- H01J37/09—Diaphragms; Shields associated with electron or ion-optical arrangements; Compensation of disturbing fields
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/02—Details
- H01J37/04—Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the discharge, e.g. electron-optical arrangement or ion-optical arrangement
- H01J37/10—Lenses
- H01J37/14—Lenses magnetic
- H01J37/141—Electromagnetic lenses
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
- H01J2237/02—Details
- H01J2237/026—Shields
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
- H01J2237/03—Mounting, supporting, spacing or insulating electrodes
- H01J2237/038—Insulating
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
- H01J2237/04—Means for controlling the discharge
- H01J2237/045—Diaphragms
- H01J2237/0451—Diaphragms with fixed aperture
- H01J2237/0453—Diaphragms with fixed aperture multiple apertures
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
- H01J2237/153—Correcting image defects, e.g. stigmators
- H01J2237/1532—Astigmatism
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
- H01J2237/153—Correcting image defects, e.g. stigmators
- H01J2237/1534—Aberrations
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
- H01J2237/30—Electron or ion beam tubes for processing objects
- H01J2237/317—Processing objects on a microscale
- H01J2237/3175—Lithography
- H01J2237/31774—Multi-beam
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Electron Beam Exposure (AREA)
- Radiation-Therapy Devices (AREA)
- Heating, Cooling, Or Curing Plastics Or The Like In General (AREA)
- Recrystallisation Techniques (AREA)
Abstract
본 발명의 실시예는 수차 보정기 및 다중 전자 빔 조사 장치에 관한 것이다. 수차 보정기는, 제1 구멍 직경을 갖고 다중 전자 빔을 통과시키는 복수의 제1 통과 구멍이 내부에 형성되고, 각각이 복수의 제1 통과 구멍의 각각을 위한, 제1 통과 구멍을 둘러싸는 4개 이상의 극의 복수의 전극인 복수의 전극 세트가 위에 배열되어 있는 하부 전극 기판, 및 다중 전자 빔을 통과시키고, 상부 전극 기판의 상부로부터 상부 전극 기판의 후방측으로의 경로의 중간까지의 크기가 제2 구멍 직경이며, 중간으로부터 후방측까지의 크기가 제1 및 제2 구멍 직경의 각각보다 큰 제3 구멍 직경인 복수의 제2 통과 구멍이 내부에 형성되어 있는, 하부 전극 기판 위의, 상부 전극 기판으로서, 복수의 제2 통과 구멍의 내벽에 차폐 전극이 형성되어 있는, 상부 전극 기판을 포함한다.
Description
본 발명의 실시예는 수차 보정기 및 다중 전자 빔 조사 장치에 관한 것이다. 예를 들어, 본 발명의 실시예는 전자 다중 빔을 방출하는 장치 및 다중 전자 빔의 수차를 보정하는 다중극 렌즈 어레이에 관한 것이다.
최근 수년간, 높은 집적도 및 대용량의 대규모 집적 회로(LSI)의 진전에 수반하여, 반도체 소자의 회로에 요구되는 선 폭(임계 치수)이 점진적으로 좁아지고 있다. LSI 제조는 높은 제조 비용을 요구하기 때문에, 그 수율을 개선하는 것이 결정적으로 필수적이다. 그러나, 1-기가비트 DRAM(Dynamic Random Access Memory)에 의해 대표되는 바와 같이, LSI를 구성하는 패턴의 스케일은 대략 서브마이크로미터 내지 대략 나노미터로 전환중이다. 또한, 최근 수년간, 반도체 웨이퍼 상에 형성되는 LSI 패턴의 치수의 소형화에 수반하여, 패턴 결함으로서 검출되는 치수가 극히 작아지고 있다. 따라서, 반도체 웨이퍼 상으로 노광/전사된 초미세 패턴의 결함을 검사하기 위한 패턴 검사 장치는 매우 정밀할 필요가 있다.
검사 방법으로서, 반도체 웨이퍼 또는 리소그래피 마스크와 같은 기판 상에 형성된 패턴을 촬상함으로써 취득된 측정 화상을 설계 데이터 또는 기판 상의 동일한 패턴을 촬상함으로써 취득된 다른 측정 화상과 비교하는 방법이 알려져 있다. 예를 들어, 패턴 검사 방법으로서, "다이 대 다이 검사" 및 "다이 대 데이터베이스 검사"가 있다. "다이 대 다이 검사" 방법은 동일한 기판 상의 상이한 위치의 동일한 패턴을 촬상함으로써 취득된 측정 화상의 데이터를 비교한다. "다이 대 데이터베이스 검사" 방법은, 패턴 설계 데이터에 기초하여, 패턴을 촬상함으로써 취득된 측정 데이터인 측정 화상과 비교될 설계 화상 데이터(기준 화상)를 생성한다. 그리고, 취득된 화상이 측정 데이터로서 비교 회로로 전송된다. 화상들 사이의 정렬을 행한 후에, 비교 회로는 적절한 알고리즘에 따라 측정 데이터를 기준 데이터와 비교하며, 비교 데이터가 서로 일치하지 않는 경우 패턴 결함이 있는 것으로 판정한다.
구체적으로, 상술한 패턴 검사 장치에 관하여, 기판 상에 형성된 패턴의 투과 화상 또는 반사 화상을 획득하기 위해 레이저 빔을 검사 기판에 조사하는 장치의 유형 외에, 전자 빔으로 검사 기판을 주사하고 전자 빔의 조사에 의해 검사 기판으로부터 방출된 2차 전자를 검출함으로 패턴 화상을 취득하는 다른 유형의 검사 장치가 개발되었다. 전자 빔을 이용하는 검사 장치와 관련하여, 다중 빔을 이용하는 장치가 또한 개발되어 오고 있다. 다중 빔을 사용하는 전자 광학 시스템에서는, 축외 비점수차 및 왜곡(왜곡 수차)과 같은 수차가 발생할 수 있다. 전자 빔을 사용한 검사 장치에 의해, 검사를 수행하기 위해 매우 정밀한 화상을 취득할 필요가 있다. 이러한 수차를 보정하기 위해, 다중 빔의 각각의 궤적이 개별적으로 보정될 필요가 있다. 예를 들어, 수차를 보정하기 위한 목적을 위해 궤적을 보정하기 위해, 각각이 각각의 빔을 위한 다중극 렌즈를 어레이로 배열하는 방법이 있다. 단지 이러한 수차를 보정하기 위한 편향량만을 각각의 전자 빔에 적용하기 위해서, 다중극 렌즈의 각각의 전극 자체의 두께는 약 수십 μm, 예를 들어 50 μm일 필요가 있다. 제조 공정에 있어서 빔 사이의 좁은 피치로 인해 수십 μm의 두께를 갖는 전극을 형성하는 것은 어렵다. 따라서, 전극의 두께는 가능한 얇은 것이 바람직하다.
각각의 빔의 궤적을 개별적으로 보정하는 다중극 렌즈가 어레이로 배열되는 구조는 아니지만, 모든 다중 빔을 다중극에 의해 둘러싸인 공간을 통과하게 함으로써 축외 비점수차를 보정하는 수차 보정기가 개시되어 있다(예를 들어, 일본 특허 출원 공개 (JP-A) 제2013-138037호 참조).
본 발명의 일 양태에 따르면, 수차 보정기는,
제1 구멍 직경을 갖고 다중 전자 빔이 통과하는 복수의 제1 통과 구멍이 내부에 형성되고, 복수의 전극 세트가 그 위에 배열되도록 구성되는 하부 전극 기판으로서, 복수의 전극 세트 각각은 복수의 제1 통과 구멍 각각을 위한, 복수의 제1 통과 구멍 중 하나의 제1 통과 구멍을 둘러싸는 4개의 극 또는 4개 초과의 극의 복수의 전극인, 하부 전극 기판, 및
다중 전자 빔이 통과하고, 상부 전극 기판의 본체의 상면으로부터 상부 전극 기판의 후방측으로의 경로의 중간까지의 크기가 제2 구멍 직경이며, 상기 중간으로부터 후방측까지의 크기가 제1 구멍 직경보다 크고 제2 구멍 직경보다 큰 제3 구멍 직경인 복수의 제2 통과 구멍이 내부에 형성되도록 구성되는, 하부 전극 기판 위에 배열되는, 상부 전극 기판으로서, 복수의 제2 통과 구멍의 내벽에 차폐 전극이 배치되는, 상부 전극 기판을 포함한다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 다중 전자 빔 조사 장치는,
다중 전자 빔의 비점수차 및 수차 왜곡 중 적어도 하나를 보정하는 수차 보정기로서, 수차 보정기는,
제1 구멍 직경을 갖고 다중 전자 빔이 통과하는 복수의 제1 통과 구멍이 내부에 형성되고, 복수의 전극 세트가 그 위에 배열되도록 구성되는 하부 전극 기판으로서, 복수의 전극 세트 각각은 복수의 제1 통과 구멍의 각각을 위한, 복수의 제1 통과 구멍 중 하나의 제1 통과 구멍을 둘러싸는 4개의 극 또는 4개 초과의 극의 복수의 전극인, 하부 전극 기판, 및
다중 전자 빔이 통과하고, 상부 전극 기판의 상면으로부터 상부 전극 기판의 후방측으로의 경로의 중간까지의 크기가 제2 구멍 직경이고, 상기 중간으로부터 후방측까지의 크기가 제1 구멍 직경보다 크고 제2 구멍 직경보다 큰 제3 구멍 직경인 복수의 제2 통과 구멍이 내부에 형성되도록 구성된, 하부 전극 기판 위에 배열되는 상부 전극 기판으로서, 복수의 제2 통과 구멍의 내벽에 차폐 전극이 배치되는, 상부 전극 기판을 포함하는, 수차 보정기, 및
비점수차 및 수차 왜곡 중 적어도 하나가 수차 보정기에 의해 보정된 다중 전자 빔을 타겟 물체로 유도하는 전자 광학 시스템을 포함한다.
본 발명에 따르면, 다중 전자 빔을 위한 어레이로 배열된 다중극 렌즈의 각각의 전극 자체의 두께가 얇게 만들어질 수 있다.
도 1은 제1 실시예에 따른 패턴 검사 장치의 구성의 일례를 도시한다.
도 2는 제1 실시예에 따른 정형 개구 어레이 기판의 구성을 도시하는 개념도이다.
도 3은 제1 실시예의 제1 비교예로서 기능하는 수차 보정기의 구조의 일부의 일례를 도시한다.
도 4a 및 도 4b는 제1 실시예에 따른 수차 보정기의 각 전극 기판의 구조예를 도시하는 평면도이다.
도 5는 제1 실시예에 따른 수차 보정기의 다중극의 배선예를 도시하는 평면도이다.
도 6은 제1 실시예에 따른 수차 보정기의 구조예를 도시하는 단면도이다.
도 7은 제1 실시예에 따른 수차 보정기의 하나의 빔을 위한 전극들 사이에서 발생된 전기장의 일례를 도시한다.
도 8a 및 도 8b는 제1 실시예에 따른 전기장의 감쇠를 도시한다.
도 9는 제1 실시예 및 제2 비교예에 따른 편향량과 인가 전위 사이의 관계의 일례를 도시한다.
도 10a 및 도 10b는 제1 실시예에 따른 왜곡 수차(왜곡)의 일례를 도시한다.
도 11a 및 도 11b는 제1 실시예에 따른 비점수차의 일례를 도시한다.
도 12a 및 도 12b는 제1 실시예에 따른 비점수차의 다른 예를 도시한다.
도 13은 제1 실시예에 따른 반도체 기판 상에 형성된 복수의 칩 영역의 일례를 도시한다.
도 14는 제1 실시예에 따른 다중 빔에 의한 주사 동작을 도시한다.
도 15는 제1 실시예에 따른 비교 회로의 내부 구성의 일례를 도시한다.
도 2는 제1 실시예에 따른 정형 개구 어레이 기판의 구성을 도시하는 개념도이다.
도 3은 제1 실시예의 제1 비교예로서 기능하는 수차 보정기의 구조의 일부의 일례를 도시한다.
도 4a 및 도 4b는 제1 실시예에 따른 수차 보정기의 각 전극 기판의 구조예를 도시하는 평면도이다.
도 5는 제1 실시예에 따른 수차 보정기의 다중극의 배선예를 도시하는 평면도이다.
도 6은 제1 실시예에 따른 수차 보정기의 구조예를 도시하는 단면도이다.
도 7은 제1 실시예에 따른 수차 보정기의 하나의 빔을 위한 전극들 사이에서 발생된 전기장의 일례를 도시한다.
도 8a 및 도 8b는 제1 실시예에 따른 전기장의 감쇠를 도시한다.
도 9는 제1 실시예 및 제2 비교예에 따른 편향량과 인가 전위 사이의 관계의 일례를 도시한다.
도 10a 및 도 10b는 제1 실시예에 따른 왜곡 수차(왜곡)의 일례를 도시한다.
도 11a 및 도 11b는 제1 실시예에 따른 비점수차의 일례를 도시한다.
도 12a 및 도 12b는 제1 실시예에 따른 비점수차의 다른 예를 도시한다.
도 13은 제1 실시예에 따른 반도체 기판 상에 형성된 복수의 칩 영역의 일례를 도시한다.
도 14는 제1 실시예에 따른 다중 빔에 의한 주사 동작을 도시한다.
도 15는 제1 실시예에 따른 비교 회로의 내부 구성의 일례를 도시한다.
이하의 실시예는, 다중극 렌즈의 각각의 전극 자체의 두께가 얇을 수 있고, 다중 전자 빔을 위한 다중극 렌즈가 어레이로 배열되는 수차 보정기, 및 내부에 수차 보정기를 탑재한 검사 장치를 설명한다.
이하의 실시예는 다중 전자 빔 조사 장치의 일례로서의 다중 전자 빔 검사 장치를 설명한다. 다중 전자 빔 조사 장치는 검사 장치로 한정되지 않고, 예를 들어 전자 광학 시스템을 통해 다중 전자 빔을 방출하는 기입 장치와 같은 장치일 수 있다.
제1 실시예
도 1은 제1 실시예에 따른 패턴 검사 장치의 구성의 일례를 도시한다. 도 1에서, 기판 상에 형성된 패턴을 검사하기 위한 검사 장치(100)는 다중 전자 빔 검사 장치의 일례이다. 검사 장치(100)는 화상 취득 기구(150) 및 제어 시스템 회로(160)를 포함한다. 화상 취득 기구(150)는 전자 빔 열(102)(전자 광학 열) 및 검사 챔버(103)를 포함한다. 전자 빔 열(102) 내에, 전자 건(201), 전자기 렌즈(202), 정형 개구 어레이 기판(shaping aperture array substrate)(203), 전자기 렌즈(205), 수차 보정기(220), 공통 블랭킹 편향기(212), 제한 개구 기판(213), 전자기 렌즈(206), 전자기 렌즈(207)(대물 렌즈), 메인 편향기(208), 서브 편향기(209), 빔 분리기(214), 편향기(218), 전자기 렌즈(224), 및 다중 검출기(222)가 배치된다. 1차 전자 광학 시스템은 전자 건(201), 전자기 렌즈(202), 정형 개구 어레이 기판(203), 전자기 렌즈(205), 수차 보정기(220), 공통 블랭킹 편향기(common blanking deflector)(212), 제한 개구 기판(213), 전자기 렌즈(206), 전자기 렌즈(207)(대물 렌즈), 메인 편향기(208) 및 서브 편향기(209)로 구성된다. 2차 전자 광학 시스템은 전자기 렌즈(207), 빔 분리기(214), 편향기(218), 및 전자기 렌즈(224)로 구성된다.
적어도 x 및 y 방향으로 이동가능한 스테이지(105)는 검사 챔버(103) 내에 배치된다. 검사될 기판(101)(타겟 물체)이 스테이지(105) 상에 탑재된다. 기판(101)은 노광 마스크 기판, 또는 실리콘 웨이퍼와 같은 반도체 기판일 수 있다. 기판(101)이 반도체 기판인 경우에, 복수의 칩 패턴(웨이퍼 다이)이 반도체 기판 상에 형성된다. 기판(101)이 노광 마스크 기판인 경우, 칩 패턴이 노광 마스크 기판 상에 형성된다. 칩 패턴은 복수의 도형 패턴으로 구성된다. 노광 마스크 기판 상에 형성된 칩 패턴이 복수회 노광되어 반도체 기판 상에 전사되면, 복수의 칩 패턴(웨이퍼 다이)이 반도체 기판 상에 형성된다. 기판(101)이 반도체 기판인 경우가 주로 아래에서 설명된다. 기판(101)은 예를 들어 그 패턴 형성면이 스테이지(105) 상에서 상향으로 대면하는 상태로 배치된다. 또한, 스테이지(105) 상에는, 검사 챔버(103) 외부에 배치된 레이저 길이 측정 시스템(122)으로부터 방출된 레이저 길이를 측정하기 위한 레이저 빔을 반사하는 미러(216)가 배치된다. 다중 검출기(222)는 전자 빔 열(102)의 외부에서 검출 회로(106)에 연결된다. 검출 회로(106)는 칩 패턴 메모리(123)에 연결된다.
제어 시스템 회로(160)에서, 검사 장치(100) 전체를 제어하는 제어 컴퓨터(110)가 버스(120)를 통해 위치 회로(107), 비교 회로(108), 기준 화상 생성 회로(112), 스테이지 제어 회로(114), 수차 보정 회로(121), 렌즈 제어 회로(124), 블랭킹 제어 회로(126), 편향 제어 회로(128), 자기 디스크 드라이브와 같은 저장 장치(109), 모니터(117), 메모리(118) 및 프린터(119)에 연결된다. 편향 제어 회로(128)는 DAC(digital-to-analog conversion)(디지털 대 아날로그 변환) 증폭기(144, 146 및 148)에 연결된다. DAC 증폭기(146)는 메인 편향기(208)에 연결되고, DAC 증폭기(144)는 서브 편향기(209)에 연결된다. DAC 증폭기(148)는 편향기(218)에 연결된다.
칩 패턴 메모리(123)는 비교 회로(108)에 연결된다. 스테이지(105)는 스테이지 제어 회로(114)의 제어 하에서 구동 기구(142)에 의해 구동된다. 구동 기구(142)에서, 스테이지 좌표계에서 x, y 및 θ 방향의 구동을 제공하는 3(x-, y- 및 θ-)축 모터와 같은 구동 시스템이 구성되고, 스테이지(105)를 x, y, 및 θ 방향으로 이동시킬 수 있다. 예를 들어, 스텝 모터가 이들 x, y 및 θ 모터(도시되지 않음) 각각으로서 사용될 수 있다. 스테이지(105)는 x-, y- 및 θ-축 모터에 의해 수평 방향 및 회전 방향으로 이동가능하다. 스테이지(105)의 이동 위치는 레이저 길이 측정 시스템(122)에 의해 측정되고, 위치 회로(107)에 공급(전송)된다. 레이저 간섭법의 원리에 기초하여, 레이저 길이 측정 시스템(122)은 미러(216)로부터의 반사광을 수신함으로써 스테이지(105)의 위치를 측정한다. 스테이지 좌표계에서, x, y 및 θ 방향은 예를 들어 다중 1차 전자 빔의 광축에 수직인 평면에 대해 설정된다.
전자기 렌즈(202, 205, 206, 207(대물 렌즈), 및 224), 및 빔 분리기(214)는 렌즈 제어 회로(124)에 의해 제어된다. 공통 블랭킹 편향기(212)는 2개 이상의 전극(또는 "2개 이상의 극")에 의해 구성되고, 각각의 전극은 DAC 증폭기(도시되지 않음)를 통해 블랭킹 제어 회로(126)에 의해 제어된다. 수차 보정기(220)는 후술하는 적층된 2개 이상의 전극 기판에 의해 구성되고, 수차 보정 회로(121)에 의해 제어된다. 서브 편향기(209)는 4개 이상의 전극(또는 "4개 이상의 극")에 의해 구성되고, 각각의 전극은 DAC 증폭기(144)를 통해 편향 제어 회로(128)에 의해 제어된다. 메인 편향기(208)는 4개 이상의 전극(또는 "4개 이상의 극")에 의해 구성되고, 각각의 전극은 DAC 증폭기(146)를 통해 편향 제어 회로(128)에 의해 제어된다. 편향기(218)는 4개 이상의 전극(또는 "4개 이상의 극")에 의해 구성되고, 각각의 전극은 DAC 증폭기(148)를 통해 편향 제어 회로(128)에 의해 제어된다.
전자 건(201)에는 고전압 전원 회로(도시되지 않음)가 연결된다. 고전압 전원 회로는 전자 건(201) 내의 필라멘트(캐소드)와 추출 전극(애노드)(도시되지 않음) 사이에 가속 전압을 인가한다. 가속 전압을 인가하는 것 이외에, 다른 추출 전극(웨넬트(Wehnelt))에 전압을 인가하고 캐소드를 미리결정된 온도로 가열하는 것이 실시되고, 이에 의해 캐소드로부터의 전자가 전자 빔(200)으로서 방출되도록 가속된다.
도 1은 제1 실시예를 설명하기 위해 필요한 구성 요소를 도시한다. 검사 장치(100)에 대해 일반적으로 필요한 다른 구성 요소도 그 내부에 포함될 수 있음을 이해하여야 한다.
도 2는 제1 실시예에 따른 정형 개구 어레이 기판의 구성을 도시하는 개념도이다. 도 2에 도시되는 바와 같이, m1 행 길이(y 방향의 길이)(x 방향의 각 행) 및 n1 열 폭(x 방향의 폭)(y 방향의 각 열)의 구멍(개구)(22)은 정형 개구 어레이 기판(203)에서 미리결정된 배열 피치로 2차원적으로 형성되고, m1 및 n1은 2 이상의 정수이다. 도 2의 경우에, 23×23의 구멍(22)이 형성된다. 구멍(22) 각각은 동일한 치수, 형상 및 크기를 갖는 직사각형(정사각형을 포함)이다. 대안적으로, 구멍(22) 각각은 동일한 외경을 갖는 원일 수 있다. 다중 빔(20)은 전자 빔(200)의 부분들이 복수의 구멍(22) 중 대응하는 하나를 개별적으로 통과하게 함으로써 형성된다. 구멍(22)의 배열에 관하여, 2개 이상의 행 및 열의 구멍(22)이 x 및 y 방향의 양쪽 모두로 배열되는 경우가 여기서 도시되지만, 배열은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 복수의 구멍(22)이 단지 하나의 행(x 방향)으로만 또는 단지 하나의 열(y 방향)로만 배열되는 것도 허용가능하다. 즉, 단지 하나의 행의 경우에, 복수의 구멍(22)이 복수의 열로서 x 방향으로 배열되고, 단지 하나의 열의 경우에, 복수의 구멍(22)이 복수의 행으로서 y 방향으로 배열된다. 구멍(22)을 배열하는 방법은 구멍이 폭 및 길이 방향으로 격자처럼 배열되는 도 2의 경우로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 길이 방향(y 방향)으로 배열(축적)되며 각각이 x 방향에 있는 제k 및 제(k+1) 행에 관해서, 제k 행의 각 구멍 및 제(k+1) 행의 각 구멍은 치수 "a"로 폭 방향(x 방향)으로 상호 배치될 수 있다. 마찬가지로, 길이 방향(y 방향)으로 배열(축적)되고 각각이 x 방향에 있는 제(k+1) 및 제(k+2) 행에 관해서, 제(k+1) 행의 각 구멍 및 제(k+2) 행의 각 구멍은 치수 "b"로 폭 방향(x 방향)으로 상호 배치될 수 있다.
다음으로, 검사 장치(100)에서의 화상 취득 기구(150)의 동작이 아래에서 설명될 것이다.
전자 건(201)으로부터 방출된 전자 빔(200)(방출원)은 전자기 렌즈(202)에 의해 굴절되고, 정형 개구 어레이 기판(203)의 전체를 조명한다. 도 2에 도시되는 바와 같이, 복수의 구멍(22)(개구)이 정형 개구 어레이 기판(203)에 형성된다. 모든 복수의 구멍(22)을 포함하는 영역은 전자 빔(200)에 의해 조사된다. 복수의 구멍(22)의 위치를 조사하는 전자 빔(200)의 부분들이 정형 개구 어레이 기판(203)의 복수의 구멍(22) 중 대응하는 하나를 개별적으로 통과하게 함으로써, 다중 빔(20)(다수의 1차 전자 빔)이 형성된다.
형성된 다중 빔(20)은 전자기 렌즈(205 및 206)에 의해 개별적으로 굴절되고, 다중 빔(20)의 각각의 빔의 교차 위치에 배치된 빔 분리기(214)를 통해 교차 및 중간 화상의 형성을 반복하면서 전자기 렌즈(207)(대물 렌즈)로 이동한다. 한편, 수차 보정기(220)는 비점수차 및/또는 왜곡 수차(왜곡)와 같은 수차를 보정한다. 도 1은 수차 보정기(220)가 전자기 렌즈(205)의 자기장 내에 배열되는 경우를 도시한다. 수차 보정기(220)를 전자기 렌즈(205)의 자기장에 배열함으로써, 전자기 렌즈를 자기장 외부에 배열하는 경우에 비해 수차 보정기(220)의 제어 전극에 인가되는 전위가 낮아질 수 있다. 예를 들어, 이는 약 1/100로 감소될 수 있다. 그러나, 이는 이에 한정되는 것은 아니다. 수차 보정기(220)는 정형 개구 어레이 기판(203)과 빔 분리기(214) 사이에 배열되어야 한다.
다중 빔(20)이 전자기 렌즈(207)(대물 렌즈)에 입사될 때, 전자기 렌즈(207)는 다중 빔(20)을 기판(101) 상에 집속시킨다. 즉, 전자기 렌즈(207)(전자 광학 시스템의 예)는 비점수차 및 수차 왜곡 중 적어도 하나가 수차 보정기(220)에 의해 보정된 다중 빔(20)을 기판(101)으로 유도한다. 대물 렌즈(207)에 의해 기판(101)(타겟 물체)에 집속된 다중 빔(20)은 기판(101) 상의 각각의 빔 조사 위치를 조사하도록 메인 편향기(208) 및 서브 편향기(209)에 의해 집합적으로 편향된다. 모든 다중 빔(20)이 공통 블랭킹 편향기(212)에 의해 집합적으로 편향될 때, 이들은 제한 개구 기판(213)의 중심의 구멍으로부터 편향되고 제한 개구 기판(213)에 의해 차단된다. 한편, 공통 블랭킹 편향기(212)에 의해 편향되지 않은 다중 빔(20)은 도 1에 도시되는 바와 같이 제한 개구 기판(213)의 중심의 구멍을 통과한다. 다중 빔의 온/오프를 집합적으로 제어하기 위해 공통 블랭킹 편향기(212)의 온/오프에 의해 블랭킹 제어가 제공된다. 따라서, 제한 개구 기판(213)은 공통 블랭킹 편향기(212)에 의해 "오프 조건"에 있도록 편향된 다중 빔(20)을 차단한다. 이후, (화상 취득을 위한) 검사를 위한 다중 빔(20)은 주기 중에 "빔 온"이 되는 것으로부터 "빔 오프"가 되는 것까지의 기간 동안 형성되고 제한 개구 기판(213)을 통과한 빔에 의해 형성된다.
기판(101) 상의 원하는 위치가 다중 빔(20)(다중 1차 전자 빔)으로 조사될 때, 다중 빔(20)에 의한 조사로 인해 다중 빔(20)의 각각에 대응하는 반사 전자를 포함하는 2차 전자(다중 2차 전자 빔(300))의 플럭스가 기판(101)으로부터 방출된다.
기판(101)으로부터 방출된 다중 2차 전자 빔(300)은 전자기 렌즈(207)를 통해 빔 분리기(214)로 이동한다.
빔 분리기(214)는 다중 빔(20)의 중심 빔의 이동 방향(궤적 중심 축)에 수직인 평면에서 서로 수직하도록 전기장 및 자기장을 발생시킨다. 전기장은 전자의 이동 방향에 관계없이 동일한 고정 방향으로 힘을 작용/부여한다. 대조적으로, 자기장은 플레밍의 왼손 법칙에 따라 힘을 작용/부여한다. 따라서, 전자에 작용하는(인가되는) 힘의 방향은 전자의 이동(또는 "진입") 방향에 따라 변화될 수 있다. 상측으로부터 빔 분리기(214)에 진입하는 다중 빔(20)에 관하여, 전기장으로 인한 힘 및 자기장으로 인한 힘이 서로 상쇄되기 때문에, 다중 빔(20)은 하향으로 직선으로 이동한다. 대조적으로, 하측으로부터 빔 분리기(214)에 진입하는 다중 2차 전자 빔(300)에 관하여, 전기장으로 인한 힘 및 자기장으로 인한 힘의 양쪽 모두는 동일한 방향으로 부여되기 때문에, 다중 2차 전자 빔(300)은 상향으로 비스듬히 굴곡되고, 다중 빔(20)으로부터 분리된다.
상향으로 비스듬히 굽혀지고 다중 빔(20)으로부터 분리된 다중 2차 전자 빔(300)은 편향기(218)에 의해 더 굴곡되고, 전자기 렌즈(224)에 의해 다중 검출기(222) 상으로 굴절되면서 투영된다. 다중 검출기(222)는 투영된 다중 2차 전자 빔(300)을 검출한다. 다중 검출기(222)는, 예를 들어 다이오드 타입 2차원 센서(도시되지 않음)를 포함한다. 이후, 다중 빔(20)의 각각의 빔에 대응하는 다이오드 타입 2차원 센서의 위치에서, 다중 2차 전자 빔(300)의 각각의 2차 전자는 다이오드 타입 2차원 센서와 충돌하여 전자를 생성하고, 각각의 픽셀에 대해 2차 전자 화상 데이터를 생성한다. 다중 검출기(222)에 의해 검출된 강도 신호가 검출 회로(106)에 출력된다.
도 3은 제1 실시예의 제1 비교예로서의 수차 보정기의 구조의 일부의 일례를 도시한다. 도 3에서, 제1 실시예의 제1 비교예인 수차 보정기(320)는 상부 전극 기판(310) 및 하부 전극 기판(314)에 의해 구성된다. 상부 전극 기판(310)에 대해, 다중 빔이 통과하는 복수의 통과 구멍(311)이 기판 본체(312)에 형성되고, 기판 본체(312)의 전체 노광면이 차폐 필름(344)으로 덮인다. 하부 전극 기판(314)에 대해, 구멍 직경 크기가 상부 전극 기판(310)과 동일하고 다중 빔이 통과하는 복수의 통과 구멍(311)이 기판 본체(315)에 형성된다. 기판 본체(315) 상에, 통과 구멍(311)을 각각 둘러싸는 다중극으로서 기능하는 복수의 전극(316)이 절연층(340)을 통해 배열된다. 또한, 통과 구멍 내벽, 저부, 및 기판 본체(315)의 측면에 차폐 필름(342)이 형성된다. 접지 전위가 차폐 필름(342 및 344)에 인가된다. 비점수차 및 왜곡(왜곡 수차)과 같은 수차를 보정하기 위해, 다중 빔의 각각의 궤적은 개별적으로 보정될 필요가 있다. 따라서, 통과 구멍(311)을 각각 둘러싸는 다중극으로서 기능하는 복수의 전극(316)은 하부 전극 기판(314) 상에 배열된다. 복수의 통과 구멍(311) 중 대응하는 하나를 가로질러 서로 대면하는 전극(316)들 사이에 발생된 전기장(E)은 상부 전극 기판(310)으로 인해 상향으로 연장되지 않기 때문에, 이는 상대 전극(316) 사이에서 평행하게 작용한다. 따라서, 상대 전극(316)들 사이에서 발생된 전기장(E)은 전극(316) 자체의 두께(M)에 기초하여 결정된다. 따라서, 단지 수차를 보정하기 위한 편향량을 각각의 전자 빔에 인가하기 위해, 다중극 렌즈의 각각의 전극(316) 자체의 두께(M)는 약 수십 μm, 예를 들어 50μm일 필요가 있다. 제조 공정의 관점에서, 전극 자체의 두께를 얇게 하는 것이 바람직하다. 빔들 사이의 피치(P)가 좁아지면, 도 3에 도시되는 바와 같이, 인접 빔을 위한 전극들 사이의 공간도 좁아지게 된다. 인접 빔을 위한 전극들 사이의 공간이 좁아지면, 인접 빔으로의 제어 전압에 대해 영향이 부여된다. 이 경우, 인접 빔에 대한 영향은 전극(316) 자체의 두께에 따라 증가한다. 그 결과, 제어 전압은 인접 빔에 대한 제어에 영향을 미친다. 따라서, 전극의 두께를 얇게 함으로써 인접 빔에 대한 영향을 감소시키는 효과가 달성될 수 있다.
도 4a 및 도 4b는 제1 실시예에 따른 수차 보정기의 각 전극 기판의 구조예를 도시하는 평면도이다.
도 5는 제1 실시예에 따른 수차 보정기의 다중극의 배선예를 도시하는 평면도이다.
도 6은 제1 실시예에 따른 수차 보정기의 구조예를 도시하는 단면도이다.
수차 보정기(220)는 사이에 미리결정된 공간을 갖는 상태로 적층된 2개 이상의 전극 기판에 의해 구성된다. 도 4a, 도 4b 및 도 6의 예는, 예를 들어 사이에 간극(L2)을 갖는 상태로 적층된 2개의 전극 기판, 즉 상부 전극 기판(10) 및 하부 전극 기판(14)에 의해 구성된 수차 보정기(220)를 도시한다. 즉, 상부 전극 기판(10)은 하부 전극 기판(14) 위에 간극(L2)을 갖는 상태로 배열된다. 도 4a 및 도 4b의 예에서, 5×5 다중 빔(20)이 사용된다. 도 5 및 도 6은 5×5 다중 빔(20) 중 일부가 통과하는 영역을 포함하는 부분을 도시한다.
상부 전극 기판(10)에 대해, 다중 빔(20)이 통과하는 복수의 통과 구멍(11)(제2 통과 구멍)이 기판 본체(12)에 형성된다. 도 4a 및 도 6은 상부 전극 기판(10)에 있어서의 빔 피치(P)를 갖는 다중 빔(20)이 통과하는 위치에 복수의 통과 구멍(11)이 형성되는 경우를 도시한다. 각각의 통과 구멍(11)과 관련하여, 기판 본체(12)의 상면으로부터 기판 본체(12)의 후방측으로의 경로의 중간까지의 크기가 구멍 직경(D3)(제2 구멍 직경)이고(상면은 빔 이동 방향의 상류측임), 중간으로부터 후방측까지의 크기가 D3보다 큰 구멍 직경(D1)(제3 구멍 직경)이다. 도 6에 도시되는 바와 같이, 기판 본체(12)의 상면, 측면 및 저면과, 복수의 통과 구멍(11)의 내벽은 차폐 전극(44)으로 덮인다. 차폐 전극(44)은 적어도 복수의 통과 구멍(11)의 내벽에 배치된다. 접지(GND) 전위가 수차 보정 회로(121)로부터 차폐 전극(44)에 인가된다. GND 전위가 인가되는 차폐 전극(44)은, 기판 본체(12)의 외측에서, 커넥터, 케이블 등을 통해 수차 보정 회로(121)에 전기적으로 연결된다.
하부 전극 기판(14)에 대해, 구멍 직경이 D2(제1 구멍 직경)이고 다중 빔(20)이 통과하는 복수의 통과 구멍(17)(제1 통과 구멍)이 기판 본체(15) 내에 형성된다. 도 4b 및 도 6에 도시되는 바와 같이, 하부 전극 기판(14)에서, 복수의 통과 구멍(17)은 빔 피치(P)를 갖는 다중 빔(20)이 통과하는 위치에 형성된다. 또한, 4개 이상의 극의 다중극인 각각 복수의 전극(16)(a 내지 h)인 복수의 전극 세트가 하부 전극 기판(14) 상에 배열되고, 복수의 전극(16)은 복수의 통과 구멍(17)의 각각을 위한 복수의 통과 구멍(17)의 통과 구멍(17)을 둘러싼다. 도 4a, 도 4b 및 도 6은 옥타폴 전극(16)(a 내지 h)이 배열되는 경우를 도시한다. 예를 들어, 다중 빔(20)의 왜곡 수차를 보정하는 경우에, 쌍극자가 수직하게(x 및 y 방향) 서로 대향하는 4극 전극(16)을 가지면 충분하다. 예를 들어, 다중 빔(20)의 비점수차를 보정하는 경우, 각각의 빔에 대해, 수직(x 및 y 방향) 쌍극자 이외에, 대면 쌍극자가 중간 위상인 45° 및 135° 방향으로 배열되는 옥타폴 전극(16)이 배치되는 것이 바람직하다. 비점수차의 방향이 알려져 있는 경우, 또한 쌍극자가 수직으로(x 및 y 방향) 서로 대향하는 4극 전극(16)을 가지면 충분하다. 더욱이, 하부 전극 기판(14)에 대해, 절연층(40)이 각각의 빔을 위해 기판 본체(15)와 복수의 전극(16)(a 내지 h) 사이에 배열된다. 도 5에 도시되는 바와 같이, 절연층(40) 상에는, 전극(16)(V1 내지 V8)의 각각을 위한 배선(18)이 기판 본체(15)의 외측 부분까지 연장되며, 커넥터, 케이블 등을 통해 수차 보정 회로(121)에 전기적으로 연결된다. 접지(GND) 전위가 수차 보정 회로(121)로부터 차폐 전극(42)에 인가된다. GND 전위가 인가되는 차폐 전극(42)은 각각의 전극(16)을 위한 커넥터, 케이블 등을 통해 수차 보정 회로(121)에 전기적으로 연결될 수 있다. 기판 본체(15)의 측면 및 저면과 복수의 통과 구멍(17)의 내벽은 차폐 전극(42)으로 덮인다. 각각의 빔을 위한 복수의 전극(16)(a 내지 h) 및 차폐 전극(42)은 절연층(40)에 의해 분리된다.
상부 전극 기판(10)의 기판 본체(12)의 재료 및 하부 전극 기판(14)의 기판 본체(15)의 재료로서, 예를 들어 실리콘(Si)을 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 기판 본체(12 및 15)에 대해서는 약 수 100μm의 필름 두께를 갖는 Si 기판이 바람직하다. 구체적으로, 예를 들어 Si 기판은 바람직하게는 약 200 내지 500 μm의 필름 두께를 갖는다. 하부 전극 기판(14)의 각 빔에 대한 복수의 전극(16)(a 내지 h)의 재료로서, 예를 들어 알루미늄(Al), 백금(Pt), 티타늄(Ti) 또는 팔라듐(Pd)과 같은 용이하게 산화되지 않는 금속을 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 각각의 전극(16)(a 내지 h)은 수 μm의 필름 두께를 갖도록 형성된다. 구체적으로, 예를 들어 각각의 전극(16)(a 내지 h)은 1 내지 10 μm의 필름 두께를 갖도록 형성된다. 기판 본체(12)의 상면, 측면 및 저면과 복수의 통과 구멍(11)의 내벽에 형성된 차폐 전극(44) 및 기판 본체(15)의 측면 및 저면과 복수의 통과 구멍(17)의 내벽에 형성된 차폐 전극(42)에 대해서는, 수 μm의 필름 두께를 갖도록 형성된다. 예를 들어, 이들은 1 내지 10 μm의 필름 두께를 갖는 차폐 전극(42 및 44)으로 덮인다. 전극(16)의 경우와 마찬가지로, 차폐 전극(42 및 44)의 재료로서 Al, Pt, Ti 또는 Pd 등의 용이하게 산화되지 않는 금속을 사용하는 것이 바람직하다. 즉, Si 재료로 형성된 기판 본체(12)의 상면, 측면 및 저면과 복수의 통과 구멍(11)의 내벽은 예를 들어 차폐 전극(44)으로서 기능하는 Al 필름으로 코팅된다. 마찬가지로, Si 재료로 형성된 기판 본체(15)의 측면 및 저면 및 복수의 통과 구멍(17)의 내벽은, 예를 들어 차폐 전극(42)으로서 기능하는 Al 필름으로 코팅된다.
도 6에 도시되는 바와 같이, 상부 전극 기판(10)의 각각의 통과 구멍(11)의 구멍 직경(D1)(제3 구멍 직경)은 하부 전극 기판(14)의 각각의 통과 구멍(17)의 구멍 직경(D2)(제1 구멍 직경)보다 크게 형성된다. 즉, D1>D2. 상부 전극 기판(10)의 각각의 통과 구멍(11)의 상부의, 기판 본체(12)의 상면으로부터 기판 본체(12)의 후방측으로의 경로의 중간까지의 구멍 직경인 구멍 직경(D3)(제2 구멍 직경)은, 상부 전극 기판(10)의 각 통과 구멍(11)의 하부의, 중간으로부터 후방측까지의 구멍 직경인 구멍 직경(D1)보다 작게 형성된다. 즉, 통과 구멍(11)의 내측으로 연장되는 플랜지부가 상부 전극 기판(10)의 각각의 통과 구멍(11)의 상부에 형성된다. 하부 전극 기판(14)의 각 통과 구멍(17)의 구멍 직경(D2)의 크기는 상부 전극 기판(10)의 각각의 통과 구멍(11)의 상부에서의 구멍 직경(D3)의 크기와 동일할 수 있다. 예를 들어, 대면하는 2개의 전극(16)의 x 방향의 크기의 합인 D1은 2개의 상대 전극(16)의 상부가 통과 구멍(11)으로서 개방되도록 D2 또는 D3보다 크게 형성되는 것이 바람직하다. 예를 들어, D2 및 D3 각각은 약 수 100 μm가 되도록 형성되는 경우, D1은 약 10 μm(예를 들어, 10 내지 50 μm)만큼 D2 또는 D3보다 크게 형성되는 것이 바람직하다.
도 7은 제1 실시예에 따른 수차 보정기의 하나의 빔을 위한 전극들 사이에서 발생되는 전기장의 예를 도시한다. +V 전위는 하나의 빔에 대해 복수의 전극(16)에서 2개의 상대 전극 중 하나에 인가된다. 부호가 역전되고 동일한 전위를 갖는 -V 전위가 다른 하나에 인가된다. 또한, 전술한 바와 같이, GND 전위는 차폐 전극(42 및 44)에 인가된다. 즉, GND 전위보다 큰 +V 전위가 2개의 상대 전극 중 하나에 인가되고, GND 전위보다 작은 -V 전위가 다른 하나에 인가된다. 따라서, +V 전위가 인가된 전극(16)으로부터 -V 전위가 인가된 전극(16)으로 이동하는 전기장(E)이 발생된다. GND 전위가 0V인 경우에는, 예를 들어 +5V 내지 +15V의 전위가 +V로서 인가되고, 예를 들어 -15V 내지 -5V의 전위가 -V로서 인가된다.
위에서 설명된 도 3에 도시되는 제1 비교예에서, 전극(316)의 상부가 상부 전극(310)에 의해 폐쇄되기 때문에, 전기장이 상부 전극(310)에 의해 흡수(또는 차단)된다. 따라서, 2개의 상대 전극(316) 사이의 공간 이외의 공간에 전기장(E)을 발생시키는 것이 불가능하다. 따라서, 진입 전자 빔이 2개의 상대 전극(316) 사이의 공간에 도달하지 않는 경우, 전기장이 발생될 수 없다. 따라서, 편향 지주는 전극(316)의 높이 방향(두께 방향)에서 중심 위치 근방에 위치된다. 따라서, 큰 두께를 갖는 두꺼운 전극(316)이 필요하다. 한편, 제1 실시예에 따른 수차 보정기(220)에서, 도 7에 도시되는 바와 같이, 상부 전극 기판(10)의 각각의 통과 구멍(11)은 하부 전극 기판(14)의 각각의 통과 구멍(17)보다 넓게 형성된다. 그리고, 전극(16)의 상부는 통과 구멍(11)으로 인해 개방된다. 따라서, 2개의 상대 전극(16) 위의 통과 구멍(11) 내의 공간까지도 전기장(E)을 연장시키는 것이 가능하다. 또한, 제1 실시예에 따른 수차 보정기(220)에서, 상부 전극 기판(10)의 각각의 통과 구멍(11)의 상부는 플랜지부에 의해 구멍 직경(D1)으로부터 구멍 직경(D3)으로 좁아지기 때문에, 전기력선의 방향은 쉽게 굴곡될 수 있다. 따라서, 전기장(E)은 상부 전극 기판(10) 위로 방출되지 않고 2개의 상대 전극(16) 위의 통과 구멍(11) 내에 형성될 수 있다. 따라서, 빔이 각각의 통과 구멍(11)을 통과하는 동안, 상부 전극 기판(10)의 각각의 통과 구멍(11)으로 진입하는 전자 빔에 전기장을 작용시키는 것이 가능하다. 따라서, 편향 지주는 전극(16) 위의 통과 구멍(11)의 중간에 형성될 수 있다. 이 때문에, 전극(16) 자체의 두께는 좁아질 수 있다.
도 6에 도시되는 수차 보정기(220)는, 상부 전극 기판(10) 내의 구멍 직경(D1)을 갖는 부분에 있는 인접 통과 구멍(11)들 사이의 거리(d)를 하부 전극 기판(14)과 상부 전극 기판(10) 사이의 간극(L2)으로 나누어 얻은 값(d/L2)이 임계값(Th) 이상이 되도록 형성된다.
도 8a 및 도 8b는 제1 실시예에 따른 전기장의 감쇠를 도시한다. 도 8a는 전기장의 감쇠를 설명하는 모델을 도시한다. 도 8a는 전자가 그 구멍 직경이 L2 이고 길이가 d인 도파관을 통해 이동하는 경우를 모델로서 도시한다. 도 8b에서, 종축은 도파관을 통과하는 전자의 속도를 나타내고, 횡축은 도파관의 길이(d)를 구멍 직경(L2)으로 나누어 얻은 종횡비를 나타낸다. 도파관의 길이(d)를 구멍 직경(L2)으로 나누어 얻은 종횡비가 커짐에 따라, 도파관을 통과하는 전자의 속도는 감쇠되는 것으로 밝혀졌다. 즉, 빔이 통과하기 어려워지고, 따라서 발생되는 전기장이 감쇠된다. 이 모델이 제1 실시예에 따른 수차 보정기(220)에 적용되는 경우, 구멍 직경(D1)을 각각 갖는 복수의 통과 구멍(11)이 상부 전극 기판(10)에 형성되는 부분에서의 인접 통과 구멍(11) 사이의 거리(d)를 하부 전극 기판(14)과 상부 전극 기판(10) 사이의 간극(L2)으로 나누어 얻은 값(d/L2)이 커짐에 따라, 빔은 인접 빔을 위한 전극(16)으로 이동하기가 어려워진다. d/L2≥Th를 설정함으로써, 각 빔을 위한 다중극 전극(16)에 의해 형성된 전기장은 인접 빔을 위한 전위에 의해 영향을 받는 것이 방지될 수 있다. 예를 들어, 바람직하게는 지수 함수에 의해 규정된 감쇠 그래프가 수렴하는지 또는 수렴점 부근의 통과 전자의 수가 1% 이하인지에 기초하여 임계값(Th)으로서 소정의 값이 설정된다. 예를 들어, 바람직하게는, 임계값(Th)은 2 내지 약 10이다. 더 바람직하게는, 임계값(Th)은 3 내지 7이다.
전극(16)의 두께는 수 μm와 같이 얇게 형성될 수 있기 때문에, 제1 실시예에 따른 수차 보정기(220)에서, 도 6의 예에서의 간극(L2)은 상부 전극 기판(10)의 하면과 하부 전극 기판(14)의 전극(16)의 상면 사이가 되도록 규정된다. 실제의 인접 빔의 전극(16)들 사이의 공간에 대해, 전극(16) 자체의 두께가 또한 포함되기 때문에, 전극(16)의 두께를 고려하여 임계값(Th)을 설정하는 것이 바람직하다.
더욱이, 제1 실시예에 따르면, 전기장(E)이 도 7에 도시되는 바와 같이 2개의 상대 전극(16) 위에 형성되기 때문에, 전자가 전극(16) 위로 이동할 수 있는 것이 필요하다. 따라서, 상부 전극 기판(10)의 두께에 대해, 복수의 통과 구멍(11)이 구멍 직경(D1)으로 형성되는 부분의 두께(L1)는 적어도 하부 전극 기판(14)과 상부 전극 기판(10) 사이의 간극(L2)보다 크다. 즉, 하부 전극 기판(14) 및 상부 전극 기판(10)은 L1>L2가 되도록 배열된다. 또한, 전기장은 구멍 직경(D1)을 갖는 통과 구멍(11)에서 감쇠되고 구멍 직경(D3)을 갖는 부분까지 연장되지 않는 것이 바람직하다. 따라서, 바람직하게는 두께(L1)는 L1>D1이 되도록 설정된다.
전술한 바와 같이, 제1 실시예에 따른 수차 보정기(220)에서, D1>D2, L1>L2, 및 d/L2≥Th의 관계가 유지된다. 또한, L1>D1 인 것이 바람직하다.
도 9는 제1 실시예 및 제2 비교예에 따른 편향량과 인가된 전위 사이의 관계의 일례를 도시한다. 도 9에서, 종축은 빔 편향량을 나타내고 횡축은 2개의 상대 전극 중 하나에 인가되는 전위를 나타낸다. 도 9의 제2 비교예는 제1 실시예의 전극(16)과 동일한 두께를 갖고 전극(16)의 상부가 상부 전극 기판에 의해 폐쇄되는 수차 보정기를 사용하는 경우를 도시한다. 즉, 제2 비교예에서는 D1=D2이다. 도 9에 도시되는 바와 같이, 동일한 전위를 인가할 때, 전기장(E)이 전극(16) 위의 공간으로 연장되는 제1 실시예의 경우의 편향량은, 전기장이 전극(16) 사이의 공간에만 형성되는 제2 비교예의 경우의 편향량보다 크다는 것이 밝혀졌다. 반대로, 전극(16) 자체의 두께는 전기장(E)을 전극(16) 위의 공간으로 연장시킴으로써 좁아질 수 있다.
도 10a 및 도 10b는 제1 실시예에 따른 왜곡 수차(왜곡)의 예를 도시한다. 도 10a 및 도 10b의 경우, 5×5 다중 빔(20)이 사용된다. 복수의 구멍(22)이 정형 개구 어레이 기판(203)에 미리결정된 피치로 x 및 y 방향으로 행렬로 형성되는 경우, 이상적으로는, 도 10b에 도시되는 바와 같이, 기판(101) 상의 다중 빔(20)의 조사 위치(19)는 미리결정된 감소율을 갖는 매트릭스로 배열되어야 한다. 그러나, 전자기 렌즈 등의 전자 광학 시스템이 사용될 때, 도 10a에 도시되는 바와 같이 왜곡(왜곡 수차)이 발생한다. 왜곡의 형상에 관하여, 조건에 따라서, 이는 배럴 타입 또는 바늘겨레 타입으로 불리는 분포를 나타낸다. 일반적으로, 자기 렌즈의 왜곡은 반경 방향뿐만 아니라 회전 방향으로도 시프트된다. 도 10a는 회전 구성요소를 발생시키지 않는 조건 하에서의 경우를 도시한다. 다중 빔(20)에서의 위치 편차의 양 및 왜곡의 방향에 소정 양의 경향이 존재하는 경우에도, 이는 각각의 빔에 대해 상이하다. 따라서, 이러한 왜곡을 보정하기 위해, 각각의 개별 빔에 대한 보정을 수행할 필요가 있다. 제1 실시예에 따른 수차 보정기(220)를 사용하여, 기판(101) 상의 다중 빔(20)의 조사 위치(19)는 도 10b에 도시되는 바와 같이 각각의 빔에 대한 빔 궤적을 보정함으로써 보정될 수 있다.
도 11a 및 도 11b는 제1 실시예에 따른 비점수차의 예를 도시한다. 도 11a 및 도 11b의 경우, 5×5 다중 빔(20)이 사용된다. 도 11b에 도시되는 바와 같이, 이상적으로는 각각의 빔에 의한 조사의 형상은 원형이다. 그러나, 전자기 렌즈 등의 전자 광학 시스템이 사용될 때, 도 11a에 도시되는 바와 같이 비점수차가 발생한다. 따라서, 도 11a에 도시되는 바와 같이, 초점 위치는 기판(101)(타겟 물체) 상에서 2차원 x 및 y 방향으로 시프트되고, 이는 빔을 초점 위치에서 소위 타원 형태로 만들고, 따라서 조사 빔에서 흐려짐이 발생한다. 비점수차의 방향 및 다중 빔(20)에서의 위치 편차의 양은 다중 빔(20)의 중심으로부터 반경방향으로 연장되는 타원형 형태가 되는 경향이 있지만, 이는 각각의 빔에 대해 상이하다. 따라서, 이러한 비점수차를 보정하기 위해, 각각의 개별 빔에 대한 교정을 수행하는 것이 필요하다. 이후, 도 11b에 도시되는 바와 같이, 비점수차는 제1 실시예에 따른 수차 보정기(220)를 사용함으로써 각각의 빔의 빔 궤적을 보정함으로써 보정될 수 있다.
도 12a 및 도 12b는 제1 실시예에 따른 비점수차의 다른 예를 도시한다. 다중 빔(20)에서 발생하는 비점수차의 방향은 도 11a에 도시되는 바와 같이 다중 빔(20)의 중심으로부터 반경방향으로 연장되는 경우로 한정되지 않는다. 이는 도 12a에 도시되는 바와 같이 원주 방향으로 연장될 수 있다. 이 경우에도, 비점수차는 제1 실시예에 따른 수차 보정기(220)를 사용함으로써 각각의 빔의 빔 궤적을 보정함으로써 도 12b에 도시되는 바와 유사하게 보정될 수 있다.
또한, 제1 실시예에 따른 수차 보정기(220)는 동시에 왜곡 및 비점수차를 보정할 수 있다.
화상 취득 기구(150)는 수차 보정기(220)에 의해 비점수차 및 왜곡 수차 중 적어도 하나가 보정된 다중 빔(20)(다중 1차 전자 빔)을 사용하여 기판(101) 상에 형성된 패턴의 2차 전자 화상을 취득한다. 구체적으로, 이는 다음과 같이 동작한다:
도 13은 제1 실시예에 따른 반도체 기판 상에 형성된 복수의 칩 영역의 일례를 도시한다. 도 13에서, 반도체 기판(웨이퍼)인 기판(101)의 경우에, 2차원 어레이의 복수의 칩(웨이퍼 다이)(332)이 반도체 기판(웨이퍼 다이)의 검사 영역(330)에 형성된다. 노광 마스크 기판 상에 형성된 하나의 칩을 위한 마스크 패턴이 예를 들어 1/4로 축소되었고, 노광 장치(스텝퍼)(도시되지 않음)에 의해 각각의 칩(332) 상에 노광/전사된다. 각각의 칩(332)의 내부는 예를 들어, m2 열 폭(x 방향의 폭) 및 n2 열 길이(y 방향의 길이)(m2 및 n2 의 각각은 2 이상의 정수임)로 2차원적으로 배열된 복수의 마스크 다이(33)로 분할된다. 제1 실시예에서, 마스크 다이(33)는 유닛 검사 영역으로서 기능한다. 관련된 마스크 다이(33)에 대한 적용/이동 빔은 메인 편향기(208)에 의해 모든 다중 빔(20)을 집합적으로 편향시킴으로써 달성된다.
도 14는 제1 실시예에 따른 다중 빔에 의한 주사 동작을 도시한다. 도 14의 예에서, 5×5(행×열)의 다중 빔(20)이 도시되어 있다. 다중 빔(20)에 의한 1회의 조사에 의해 조사될 수 있는 조사 영역(34)의 크기는 (기판(101) 상의 다중 빔(20)의 x 방향의 빔들 사이의 피치에 x 방향의 빔의 수를 곱하여 얻은 x 방향 크기)×(기판(101) 상의 다중 빔(20)의 y 방향의 빔들 사이의 피치에 y 방향의 빔의 수를 곱하여 얻은 y 방향 크기)에 의해 규정된다. 도 14의 경우에, 조사 영역(34) 및 마스크 다이(33)는 동일한 크기이다. 그러나, 이는 이에 한정되는 것은 아니다. 조사 영역(34)은 마스크 다이(33)보다 작거나 그보다 클 수 있다. 다중 빔(20)의 각각의 빔은 x 방향의 빔들 사이의 피치 및 y 방향의 빔들 사이의 피치로 둘러싸인 하위 조사 영역(29)의 내부를 주사하고, 여기에 관련된 빔 자체가 위치된다. 다중 빔(20)의 각각의 빔은 서로 상이한 하위 조사 영역(29) 중 임의의 하나와 연관된다. 각각의 샷의 시간에, 각각의 빔은 연관된 하위 조사 영역(29) 내의 동일한 위치를 조사한다. 빔은 서브 편향기(209)에 의해 모든 다중 빔(20)의 집합적 편향에 의해 하위 조사 영역(29)으로 이동된다. 이러한 동작을 반복함으로써, 하나의 빔이 하나의 하위 조사 영역(29)에서 모든 픽셀을 순서대로 조사한다.
다중 빔(20)의 각각에 각각 대응하는 반사 전자를 포함하는 다중 2차 전자 빔(300)은, 기판(101) 상의 원하는 위치가 수차 보정기(220)에 의해 수차가 보정된 다중 빔(20)으로 조사되기 때문에, 기판(101)으로부터 방출된다. 기판(101)으로부터 방출된 다중 2차 전자 빔(300)은 빔 분리기(214)로 이동하고, 비스듬히 상향으로 굴곡된다. 이후, 비스듬히 상향으로 굴곡된 다중 2차 전자 빔(300)의 궤적은 편향기(218)에 의해 굴곡되고, 다중 검출기(222) 상에 투영된다. 상술된 바와 같이, 다중 검출기(222)는 다중 빔(20)으로 기판(101)이 조사되기 때문에 방출된 다중 2차 전자 빔(300)을 검출한다. 반사된 전자는 광학 경로의 중간에서 방출될 수 있다.
따라서, 다중 빔(20)의 전체는 마스크 다이(33)를 조사 영역(34)으로서 스캔하고, 즉 각각의 빔은 하나의 대응 하위 조사 영역(29)을 개별적으로 스캔한다. 이후, 1개의 마스크 다이(33)를 주사한 후에, 조사 영역(34)은 주사되도록 다음 인접 마스크 다이(33)로 이동된다. 이러한 동작은 각각의 칩(332)의 주사를 진행시키도록 반복된다. 다중 빔(20)의 샷으로 인해, 2차 전자가 각각의 샷 시간에 조사 위치로부터 방출되고, 다중 검출기(222)에 의해 검출된다.
상술한 바와 같이, 다중 빔(20)을 사용하여, 화상 취득 기구(150)는 도형 패턴이 형성된 검사될 기판(101)을 주사하고, 검사 기판(101)으로의 다중 빔(20)에 의한 조사에 의해 검사 기판(101)으로부터 방출된 다중 2차 전자 빔(300)을 검출한다. 다중 검출기(222)에 의해 검출된 각각의 측정 픽셀(36)로부터의 2차 전자 상의 검출 데이터(측정 화상: 2차 전자 화상: 검사 화상)가 측정값의 순서로 검출 회로(106)에 출력된다. 검출 회로(106)에서, 아날로그 형태의 검출 데이터는 A-D 변환기(도시되지 않음)에 의해 디지털 데이터로 변환되고, 칩 패턴 메모리(123)에 저장된다. 따라서, 화상 취득 기구(150)는 기판(101) 상에 형성된 패턴의 측정 화상을 취득한다. 그리고, 예를 들어 하나의 칩(332)에 대한 검출 데이터가 축적되었을 때, 축적된 데이터는 위치 회로(107)로부터의 각 위치에 대한 정보 데이터와 함께 비교 회로(108)에 칩 패턴 데이터로서 전송된다.
기준 화상 생성 단계에서, 기준 화상 생성 회로(112)(기준 화상 생성 유닛)는 검사될 검사 화상에 대응하는 기준 화상을 생성한다. 기준 화상 생성 회로(112)는, 기판(101) 상에 패턴을 형성하기 위한 기초로서의 설계 데이터에 기초하여 또는 기판(101) 상에 형성된 패턴의 노광 화상 데이터에 규정된 설계 패턴 데이터에 기초하여 각각의 프레임 영역에 대해 기준 화상을 생성한다. 바람직하게는, 예를 들어, 마스크 다이(33)는 프레임 영역으로서 사용된다. 구체적으로, 이는 다음과 같이 동작한다: 먼저, 설계 패턴 데이터가 제어 컴퓨터(110)를 통해 저장 장치(109)로부터 판독되고, 판독된 설계 패턴 데이터에 규정된 각각의 숫자 패턴이 2진 또는 다중 값의 화상 데이터로 변환된다.
여기서, 설계 패턴 데이터에 의해 규정된 도형의 기본은 예를 들어 직사각형 및 삼각형이다. 예를 들어, 도형의 기준 위치의 좌표(x, y), 도형의 측면의 길이, 및 직사각형, 삼각형 등의 도형 타입을 식별하기 위한 식별자로서 기능하는 도형 코드 등의 정보를 사용하여 각각의 패턴 도형의 형상, 크기, 위치 등을 규정하는 저장된 도형 데이터가 있다.
도형 데이터로서 사용되는 설계 패턴 데이터가 기준 화상 생성 회로(112)에 입력될 때, 데이터는 각 도형의 데이터로 전개된다. 이후, 각 도형 데이터와 관련하여, 각 도형 데이터의 도형 형상을 나타내는 도형 코드, 도형 치수 등이 해석된다. 기준 화상 생성 회로(112)는 미리결정된 정량 치수의 격자의 단위로 정사각형으로 배열될 패턴으로서 2진 또는 다중 값의 설계 패턴 화상 데이터로 각각의 도형 데이터를 전개하고, 전개된 데이터를 출력한다. 즉, 기준 화상 생성 회로(112)는 설계 데이터를 판독하고, 검사 영역을 미리결정된 치수의 단위로 정사각형으로 실질적으로 분할함으로써 얻어진 각각의 정사각형 영역에 대해 설계 패턴 내의 도형에 의해 점유된 점유를 계산하며, n-비트 점유 데이터를 출력한다. 예를 들어, 하나의 픽셀로서 하나의 정사각형을 설정하는 것이 바람직하다. 하나의 픽셀이 1/28(=1/256)의 해상도를 갖는다고 가정하면, 각각의 픽셀 내의 점유율은 관련된 픽셀 내에 배열된 도형의 영역에 대응하고 각각이 1/256 해상도에 대응하는 작은 영역을 할당함으로써 계산된다. 이후, 8-비트 점유 데이터가 기준 화상 생성 회로(112)에 출력된다. 정사각형 영역(검사 픽셀)은 측정 데이터의 픽셀에 따라야 한다.
이어서, 기준 화상 생성 회로(112)는 도면의 화상 데이터인 설계 패턴의 설계 화상 데이터에 적절한 필터 처리를 수행한다. 측정 화상으로서의 광학 화상 데이터는 광학 시스템에 의해 수행된 필터링에 의해 영향을 받은 상태, 즉 연속적으로 변화하는 아날로그 상태에 있기 때문에, 화상 강도(그레이 스케일 레벨)가 디지털 값에 의해 표현되는 설계측의 화상 데이터의 설계 화상 데이터에 필터링을 적용하는 것에 의해서도 설계 화상 데이터를 측정 데이터에 정합하는/맞추는 것이 가능하다. 기준 화상의 생성된 화상 데이터는 비교 회로(108)에 출력된다.
도 15는 제1 실시예에 따른 비교 회로의 내부 구성의 일례를 도시한다. 도 15에서, 자기 디스크 드라이브와 같은 저장 장치(52 및 56), 정렬 유닛(57) 및 비교 유닛(58)은 비교 회로(108)에 배열된다. 정렬 유닛(57) 및 비교 유닛(58) 등의 각각의 "유닛" 각각은 처리 회로를 포함한다. 처리 회로로서, 예를 들어 전기 회로, 컴퓨터, 프로세서, 회로 기판, 양자 회로, 반도체 디바이스 등이 사용될 수 있다. 또한, "유닛" 각각은 공통 처리 회로(동일한 처리 회로) 또는 상이한 처리 회로(별개의 처리 회로)를 사용할 수 있다. 정렬 유닛(57) 및 비교 유닛(58)에 필요한 입력 데이터, 및 산출된 결과가 메모리(도시되지 않음) 또는 메모리(118)에 매회 저장된다.
비교 회로(108)에서, 투과된 패턴 화상 데이터(또는 2차 전자 화상 데이터)가 저장 장치(56)에 일시적으로 저장된다. 더욱이, 전송된 기준 화상 데이터는 저장 장치(52)에 일시적으로 저장된다.
정렬 단계에서, 정렬 유닛(57)은 검사 화상으로서 기능하는 마스크 다이 화상, 및 마스크 다이 화상에 대응하는 기준 화상을 판독하고, 픽셀(36)의 단위보다 작은 하위 픽셀의 단위에 기초하여 화상들 사이에 정렬을 제공한다. 예를 들어, 정렬은 최소 제곱법에 의해 수행될 수 있다.
비교 단계에서, 비교 유닛(58)은 마스크 다이 화상(검사 화상)과 관련 기준 화상을 비교한다. 비교 유닛(58)은 형상 결함 등의 결함이 존재하는지 여부를 판정하기 위해 미리결정된 판정 조건에 기초하여 각각의 픽셀(36)에 대해 이들을 비교한다. 예를 들어, 각 픽셀(36) 내의 그레이 스케일 레벨차가 판정 임계값(Th)보다 크면, 결함이 있다고 판정된다. 이후, 비교 결과가 출력되고, 구체적으로는 저장 장치(109), 모니터(117), 또는 메모리(118)에 출력되거나, 또는 대안적으로 프린터(119)로부터 출력된다.
다이 대 데이터베이스 검사가 전술되었지만, 다이 대 다이 검사도 수행될 수 있다. 다이 대 다이 검사를 수행하는 경우에, 그 위에 형성된 동일 패턴을 갖는 마스크 다이(33)의 화상이 비교된다. 따라서, 다이(1)로서의 역할을 하는 웨이퍼 다이(332)의 부분 영역의 마스크 다이 화상, 및 다이(2)의 역할을 하는 다른 웨이퍼 다이(332)의 대응 영역의 마스크 다이 화상이 사용된다. 대안적으로, 다이(1)로서 기능하는 웨이퍼 다이(332)의 부분 영역의 마스크 다이 화상, 및 동일한 패턴이 형성되는 다이(2)로서 기능하는 동일한 웨이퍼 다이(332)의 위에서-언급된 부분 영역 이외의 다른 부분 영역의 마스크 다이 화상이 비교될 수 있다. 이러한 경우에, 동일한 패턴이 형성되는 마스크 다이(33)의 화상 중 하나가 기준 화상으로서 사용되는 경우, 검사는 전술된 다이 대 데이터베이스 검사의 것과 동일한 방법에 의해 수행될 수 있다.
즉, 정렬 단계에서, 정렬 유닛(57)은 다이(1)의 마스크 다이 화상 및 다이(2)의 마스크 다이 화상을 판독하고, 픽셀(36)의 단위보다 작은 하위 픽셀의 단위에 기초하여 화상들 사이에 정렬을 제공한다. 예를 들어, 정렬은 최소 제곱법에 의해 수행될 수 있다.
이후, 비교 단계에서, 비교 유닛(58)은 다이(1)의 마스크 다이 화상과 다이(2)의 마스크 다이 화상을 비교한다. 비교 유닛(58)은 형상 결함 등의 결함이 존재하는지 여부를 판정하기 위해 미리결정된 판정 조건에 기초하여 각각의 픽셀(36)에 대해 이들을 비교한다. 예를 들어, 각 픽셀(36)에서의 그레이 스케일 레벨차가 판정 임계값(Th)보다 크면, 결함이 있다고 판정된다. 그리고, 비교 결과가 출력되고, 구체적으로는 저장 장치, 모니터 또는 메모리(도시되지 않음)에 출력되거나, 또는 대안적으로 프린터로부터 출력된다.
상술된 바와 같이, 제1 실시예에 따르면, 다중 전자 빔을 위한 어레이로 배열된 다중극 렌즈의 각각의 전극(16) 자체의 두께가 얇게 만들어질 수 있다. 또한, 인접 빔을 위한 전극(16) 사이의 전자의 운동(이동)이 억제될 수 있고, 따라서 각 전기장에 대한 인접 빔을 위한 전위의 영향을 억제할 수 있다. 따라서, 빔들 사이의 피치가 좁은 경우에도, 수차 보정기(220)는 충분한 성능을 달성할 수 있다.
상기 설명에서, 각각의 "... 회로"는 처리 회로를 포함한다. 처리 회로로서, 예를 들어 전기 회로, 컴퓨터, 프로세서, 회로 기판, 양자 회로, 반도체 디바이스 등이 사용될 수 있다. 각각의 "... 회로"는 공통 처리 회로(동일한 처리 회로) 또는 상이한 처리 회로(별개의 처리 회로)를 사용할 수 있다. 프로세서가 처리 등을 실행하게 하는 프로그램은 자기 디스크 드라이브, 자기 테이프 드라이브, FD, ROM(Read Only Memory) 등과 같은 기록 매체에 저장될 수 있다. 예를 들어, 위치 회로(107), 비교 회로(108), 기준 화상 생성 회로(112), 스테이지 제어 회로(114), 수차 보정 회로(121), 렌즈 제어 회로(124), 블랭킹 제어 회로(126), 및 편향 제어 회로(128)는 전술한 적어도 하나의 처리 회로에 의해 구성될 수 있다.
실시예가 위에서 설명된 특정 예를 참조하여 설명되었다. 그러나, 본 발명은 이 구체예에 한정되는 것은 아니다. 도 1은 다중 1차 전자 빔(20)이 하나의 조사 소스, 즉 전자 건(201)으로부터의 하나의 빔으로 조사되는 정형 개구 어레이 기판(203)에 의해 형성되는 경우를 설명하였지만, 이에 한정되지 않는다. 다중 1차 전자 빔(20)은 복수의 조사 소스로부터의 1차 전자 빔에 의해 개별 조사에 의해 형성될 수 있다.
본 발명을 설명하기 위해 직접 필요하지 않은 장치 구성, 제어 방법 등은 설명되지 않지만, 이들 중 일부 또는 전부는 필요할 때 케이스마다 적절하게 선택되어 사용될 수 있다.
또한, 본 발명의 요소들을 포함하고 통상의 기술자에 의해서 적절히 수정될 수 있는 임의의 다른 수차 보정기 및 다중 전자 빔 조사 장치가 본 발명의 범위 내에 포함된다.
추가의 장점 및 변형이 통상의 기술자에게 쉽게 일어날 수 있다. 따라서, 더 광범위한 양태에서의 본 발명은 본 명세서에 도시되고 설명된 특정 상세 사항과 대표적인 실시예로 제한되지 않는다. 따라서, 첨부된 특허청구범위 또는 그 동등물의 범위에 의해 규정되는 바와 같은 일반적인 발명의 개념의 사상 또는 범위 내에서 각종 변형이 이루어질 수 있다.
Claims (12)
- 수차 보정기이며,
제1 구멍 직경을 갖고 다중 전자 빔이 통과하는 복수의 제1 통과 구멍이 내부에 형성되고, 복수의 전극 세트가 그 위에 배열되도록 구성되는 하부 전극 기판으로서, 복수의 전극 세트 각각은 복수의 제1 통과 구멍 각각을 위한, 복수의 제1 통과 구멍 중 하나의 제1 통과 구멍을 둘러싸는 4개의 극 또는 4개 초과의 극의 복수의 전극인, 하부 전극 기판; 및
다중 전자 빔이 통과하고, 상부 전극 기판의 본체의 상면으로부터 상부 전극 기판의 후방측으로의 경로의 중간까지의 크기가 제2 구멍 직경이며, 상기 중간으로부터 후방측까지의 크기가 제1 구멍 직경보다 크고 제2 구멍 직경보다 큰 제3 구멍 직경인 복수의 제2 통과 구멍이 내부에 형성되도록 구성되는, 하부 전극 기판 위에 배열되는, 상부 전극 기판으로서, 복수의 제2 통과 구멍의 내벽에 차폐 전극이 배치되는, 상부 전극 기판을 포함하는 수차 보정기. - 제1항에 있어서,
상부 전극 기판의 복수의 제2 통과 구멍 중 인접하는 제2 통과 구멍들 사이이며, 복수의 제2 통과 구멍의 각각이 제3 구멍 직경을 갖는 부분의 거리를 하부 전극 기판과 상부 전극 기판 사이의 간극으로 나누어 얻은 값이 임계값 이상인 수차 보정기. - 제1항에 있어서,
하부 전극 기판의 본체와 복수의 전극 사이에 절연층이 형성되는 수차 보정기. - 제1항에 있어서,
하부 전극 기판 및 상부 전극 기판은, 복수의 제2 통과 구멍이 제3 구멍 직경을 갖는 부분에서의 상부 전극 기판의 두께가 하부 전극 기판과 상부 전극 기판 사이의 간극보다 크도록 배열되는 수차 보정기. - 제1항에 있어서,
차폐 전극은 상부 전극 기판의 상면, 측면, 및 저면 상에 추가로 배치되는 수차 보정기. - 제1항에 있어서,
상부 전극 기판은 복수의 제2 통과 구멍의 각각의 상부에 각각 배열된 복수의 플랜지부를 포함하는 수차 보정기. - 다중 전자 빔 조사 장치이며:
다중 전자 빔의 비점수차 및 수차 왜곡 중 적어도 하나를 보정하는 수차 보정기로서, 수차 보정기는,
제1 구멍 직경을 갖고 다중 전자 빔이 통과하는 복수의 제1 통과 구멍이 내부에 형성되고, 복수의 전극 세트가 그 위에 배열되도록 구성되는 하부 전극 기판으로서, 복수의 전극 세트 각각은 복수의 제1 통과 구멍의 각각을 위한, 복수의 제1 통과 구멍 중 하나의 제1 통과 구멍을 둘러싸는 4개의 극 또는 4개 초과의 극의 복수의 전극인, 하부 전극 기판, 및
다중 전자 빔이 통과하고, 상부 전극 기판의 상면으로부터 상부 전극 기판의 후방측으로의 경로의 중간까지의 크기가 제2 구멍 직경이고, 상기 중간으로부터 후방측까지의 크기가 제1 구멍 직경보다 크고 제2 구멍 직경보다 큰 제3 구멍 직경인 복수의 제2 통과 구멍이 내부에 형성되도록 구성된, 하부 전극 기판 위에 배열되는 상부 전극 기판으로서, 복수의 제2 통과 구멍의 내벽에 차폐 전극이 배치되는, 상부 전극 기판을 포함하는,
수차 보정기; 및
비점수차 및 수차 왜곡 중 적어도 하나가 수차 보정기에 의해 보정된 다중 전자 빔을 타겟 물체로 유도하는 전자 광학 시스템을 포함하는 다중 전자빔 조사 장치. - 제7항에 있어서,
상부 전극 기판의 복수의 제2 통과 구멍 중 인접하는 제2 통과 구멍들 사이이며, 복수의 제2 통과 구멍의 각각이 제3 구멍 직경을 갖는 부분의 거리를 하부 전극 기판과 상부 전극 기판 사이의 간극으로 나누어 얻은 값이 임계값 이상인 다중 전자 빔 조사 장치. - 제7항에 있어서,
하부 전극 기판의 본체와 복수의 전극 사이에 절연층이 형성되는 다중 전자 빔 조사 장치. - 제7항에 있어서,
하부 전극 기판 및 상부 전극 기판은, 복수의 제2 통과 구멍이 제3 구멍 직경을 갖는 부분에서의 상부 전극 기판의 두께가 하부 전극 기판과 상부 전극 기판 사이의 간극보다 크도록 배열되는 다중 전자 빔 조사 장치. - 제7항에 있어서,
다중 전자 빔을 형성하는 정형 개구 어레이 기판; 및
다중 전자 빔으로부터, 타겟 물체가 다중 전자 빔으로 조사되는 것에 의해 방출되는 다중 2차 전자 빔을 분리하는 빔 분리기를 더 포함하며,
수차 보정기는 정형 개구 어레이 기판과 빔 분리기 사이에 배치되는 다중 전자 빔 조사 장치. - 제7항에 있어서,
전자 광학 시스템은 전자기 렌즈를 포함하며, 수차 보정기는 전자기 렌즈의 자기장 내에 배치되는 다중 전자 빔 조사 장치.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019111578A JP7316106B2 (ja) | 2019-06-14 | 2019-06-14 | 収差補正器及びマルチ電子ビーム照射装置 |
JPJP-P-2019-111578 | 2019-06-14 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20200143275A true KR20200143275A (ko) | 2020-12-23 |
KR102469012B1 KR102469012B1 (ko) | 2022-11-22 |
Family
ID=73746537
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020200070054A KR102469012B1 (ko) | 2019-06-14 | 2020-06-10 | 수치 보정기 및 다중 전자 빔 조사 장치 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US11605523B2 (ko) |
JP (1) | JP7316106B2 (ko) |
KR (1) | KR102469012B1 (ko) |
TW (1) | TWI772803B (ko) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7303052B2 (ja) * | 2019-07-16 | 2023-07-04 | 株式会社ニューフレアテクノロジー | 多極子収差補正器の導通検査方法及び多極子収差補正器の導通検査装置 |
JP7525387B2 (ja) | 2020-12-15 | 2024-07-30 | 株式会社ニューフレアテクノロジー | 収差補正器 |
US11810753B2 (en) * | 2021-10-13 | 2023-11-07 | ICT Integrated Circuit Testing Gesellschaft für Halbleiterprüftechnik mbH | Methods of determining aberrations of a charged particle beam, and charged particle beam system |
JP7525746B2 (ja) | 2021-10-26 | 2024-07-30 | 株式会社ニューフレアテクノロジー | マルチ電子ビーム画像取得装置及びマルチ電子ビーム画像取得方法 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07262953A (ja) * | 1994-03-18 | 1995-10-13 | Fujitsu Ltd | 荷電粒子ビーム露光装置及び露光方法 |
KR20180030605A (ko) * | 2015-07-22 | 2018-03-23 | 헤르메스 마이크로비전 인코포레이티드 | 복수의 하전 입자 빔을 이용하는 장치 |
Family Cites Families (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3940310B2 (ja) * | 2002-04-04 | 2007-07-04 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 電子ビーム描画方法及び描画装置、並びにこれを用いた半導体製造方法 |
CN102709143B (zh) * | 2003-09-05 | 2016-03-09 | 卡尔蔡司Smt有限责任公司 | 电子光学排布结构、多电子分束检验系统和方法 |
JP4387755B2 (ja) | 2003-10-14 | 2009-12-24 | キヤノン株式会社 | 偏向器アレイおよびその製造方法、ならびに該偏向器アレイを用いた荷電粒子線露光装置 |
EP2019415B1 (en) | 2007-07-24 | 2016-05-11 | IMS Nanofabrication AG | Multi-beam source |
JP5493029B2 (ja) | 2013-04-12 | 2014-05-14 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 荷電粒子線応用装置 |
US9754759B2 (en) | 2015-11-20 | 2017-09-05 | ICT Integrated Circuit Testing Gesellschaft für Halbleiterprüftechnik mbH | Electrostatic multipole device, electrostatic multipole arrangement, and method of manufacturing an electrostatic multipole device |
JP6684179B2 (ja) * | 2016-07-27 | 2020-04-22 | 株式会社ニューフレアテクノロジー | 荷電粒子ビーム検査装置及び荷電粒子ビーム検査方法 |
JP2018082120A (ja) * | 2016-11-18 | 2018-05-24 | 株式会社ニューフレアテクノロジー | マルチ荷電粒子ビーム描画装置 |
IL270102B2 (en) * | 2017-04-28 | 2024-08-01 | Asml Netherlands Bv | A device that uses multiple balls of charged particles |
US10354832B2 (en) * | 2017-06-07 | 2019-07-16 | Kla-Tencor Corporation | Multi-column scanning electron microscopy system |
TWI737937B (zh) | 2017-10-02 | 2021-09-01 | 荷蘭商Asml荷蘭公司 | 使用帶電粒子束之設備 |
JP2019186140A (ja) | 2018-04-16 | 2019-10-24 | 株式会社ニューフレアテクノロジー | マルチ荷電粒子ビーム照射装置及びマルチ荷電粒子ビーム照射方法 |
JP7100152B2 (ja) * | 2018-05-01 | 2022-07-12 | エーエスエムエル ネザーランズ ビー.ブイ. | マルチビーム検査装置 |
JP7198092B2 (ja) | 2018-05-18 | 2022-12-28 | 株式会社ニューフレアテクノロジー | マルチ電子ビーム照射装置、マルチ電子ビーム検査装置及びマルチ電子ビーム照射方法 |
-
2019
- 2019-06-14 JP JP2019111578A patent/JP7316106B2/ja active Active
-
2020
- 2020-05-21 US US16/879,919 patent/US11605523B2/en active Active
- 2020-05-21 TW TW109116918A patent/TWI772803B/zh active
- 2020-06-10 KR KR1020200070054A patent/KR102469012B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07262953A (ja) * | 1994-03-18 | 1995-10-13 | Fujitsu Ltd | 荷電粒子ビーム露光装置及び露光方法 |
KR20180030605A (ko) * | 2015-07-22 | 2018-03-23 | 헤르메스 마이크로비전 인코포레이티드 | 복수의 하전 입자 빔을 이용하는 장치 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
TWI772803B (zh) | 2022-08-01 |
US11605523B2 (en) | 2023-03-14 |
US20200395189A1 (en) | 2020-12-17 |
KR102469012B1 (ko) | 2022-11-22 |
JP7316106B2 (ja) | 2023-07-27 |
TW202103205A (zh) | 2021-01-16 |
JP2020205160A (ja) | 2020-12-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR102217582B1 (ko) | 멀티 전자 빔 화상 취득 장치 및 멀티 전자 빔 광학계의 위치 결정 방법 | |
US10886102B2 (en) | Multiple electron beam irradiation apparatus, multiple electron beam irradiation method, and multiple electron beam inspection apparatus | |
KR102371265B1 (ko) | 멀티 전자 빔 조사 장치 | |
KR102469012B1 (ko) | 수치 보정기 및 다중 전자 빔 조사 장치 | |
KR102532712B1 (ko) | 전자 광학계 및 멀티 빔 화상 취득 장치 | |
US20200104980A1 (en) | Multi-electron beam image acquisition apparatus, and multi-electron beam image acquisition method | |
KR102553520B1 (ko) | 멀티 하전 입자 빔 조사 장치 및 멀티 하전 입자 빔 검사 장치 | |
US20230077403A1 (en) | Multi-electron beam image acquisition apparatus, and multi-electron beam image acquisition method | |
JP6966319B2 (ja) | マルチビーム画像取得装置及びマルチビーム画像取得方法 | |
US20190279348A1 (en) | Pattern inspection method and pattern inspection apparatus | |
TW202226315A (zh) | 多射束圖像取得裝置及多射束圖像取得方法 | |
JP2021077458A (ja) | ステージ機構 | |
WO2021039419A1 (ja) | 電子銃及び電子ビーム照射装置 | |
TWI818407B (zh) | 多射束圖像取得裝置及多射束圖像取得方法 | |
KR102649195B1 (ko) | 수차 보정기 | |
WO2024135419A1 (ja) | 電子線マスク検査装置 | |
JP2021169972A (ja) | パターン検査装置及びパターン検査方法 | |
JP2021165661A (ja) | マルチ電子ビーム検査装置及びマルチ電子ビーム検査方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |