KR20220019809A - 다극자 수차 보정기의 도통 검사 방법 및 다극자 수차 보정기의 도통 검사 장치 - Google Patents
다극자 수차 보정기의 도통 검사 방법 및 다극자 수차 보정기의 도통 검사 장치 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명의 일 양태의 다극자 수차 보정기의 도통 검사 방법은, 제1 개구부가 형성되고, 제1 개구부의 주위에 실드 전극이 배치된 상단 기판과, 제2 개구부가 형성되고, 제2 개구부를 사이에 둔 복수의 제어 전극과 복수의 제어 전극 중 서로 다른 1개에 접속되는 복수의 배선이 배치된 중단 기판과, 제3 개구부가 형성되고, 제3 개구부의 주위에 실드 전극이 배치된 하단 기판을 갖고, 복수의 제어 전극에 각각 전위를 가변으로 인가함으로써 제1 내지 제3 개구부를 통과하는 피보정용의 하전 입자 빔의 수차를 보정하는 다극자 수차 보정기를 사용하여, 각 실드 전극에 소정의 전위를 인가한 상태에서 제1 내지 제3 개구부를 통과하도록 검사용 하전 입자 빔을 조사하고, 검사용 하전 입자 빔이 제1 내지 제3 개구부를 통과함과 함께, 하단 기판의 하류측에 배치된 물체에 조사된 것에 기인하여 2차적으로 방출되는 전자의 복수의 제어 전극의 각 제어 전극으로의 유입 전자선량을 복수의 배선 중 각 제어 전극에 각각 접속된 배선을 통하여 측정하고, 각 제어 전극으로의 유입 전자선량의 측정 결과를 사용하여, 제어 전극마다, 당해 제어 전극과 당해 제어 전극에 접속된 배선 사이의 도통의 유무를 개별로 판정하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 출원은, 2019년 7월 16일에 일본에 출원된 JP2019-131437(출원 번호)을 기초 출원으로 하는 우선권을 주장하는 출원이다. JP2019-131437에 기재된 내용은, 본 출원에 포함된다.
본 발명은 다극자 수차 보정기의 도통 검사 방법 및 다극자 수차 보정기의 도통 검사 장치에 관한 것이다. 예를 들어, 전자선에 의한 멀티 빔을 조사하는 장치에 탑재되는 멀티 빔의 수차를 보정하는 다극자 수차 보정기의 도통 검사의 방법에 관한 것이다.
근년, 대규모 집적 회로(LSI)의 고집적화 및 대용량화에 수반하여, 반도체 소자에 요구되는 회로 선폭은 점점 좁아지고 있다. 그리고, 엄청난 제조 비용이 드는 LSI의 제조에 있어서, 수율의 향상은 필수적이다. 그러나, 1기가 비트급의 DRAM(랜덤 액세스 메모리)으로 대표되는 바와 같이, LSI를 구성하는 패턴은, 서브마이크론 내지 나노미터의 오더로 되어 있다. 근년, 반도체 웨이퍼 상에 형성되는 LSI 패턴 치수의 미세화에 수반하여, 패턴 결함으로서 검출해야 할 치수도 매우 작은 것으로 되어 있다. 따라서, 반도체 웨이퍼 상에 전사된 초미세 패턴의 결함을 검사하는 패턴 검사 장치의 고정밀도화가 필요해지고 있다.
검사 방법으로서는, 반도체 웨이퍼나 리소그래피 마스크 등의 기판 상에 형성되어 있는 패턴을 촬상한 측정 화상과, 설계 데이터, 혹은 기판 상의 동일 패턴을 촬상한 측정 화상과 비교함으로써 검사를 행하는 방법이 알려져 있다. 예를 들어, 패턴 검사 방법으로서, 동일 기판 상의 다른 장소의 동일 패턴을 촬상한 측정 화상 데이터끼리를 비교하는 「die to die(다이-다이) 검사」나, 패턴 설계된 설계 데이터를 기초로 설계 화상 데이터(참조 화상)를 생성하여, 그것과 패턴을 촬상한 측정 데이터가 되는 측정 화상을 비교하는 「die to database(다이-데이터베이스) 검사」가 있다. 촬상된 화상은 측정 데이터로서 비교 회로로 보내진다. 비교 회로에서는, 화상끼리의 위치 맞춤 후, 측정 데이터와 참조 데이터를 적절한 알고리즘에 따라서 비교하여, 일치하지 않는 경우에는, 패턴 결함이 있다고 판정한다.
상술한 패턴 검사 장치에는, 레이저광을 검사 대상 기판에 조사하여, 그 투과상 또는 반사상을 촬상하는 장치 외에, 검사 대상 기판 상을 전자 빔으로 주사(스캔)하여, 전자 빔의 조사에 수반하여 검사 대상 기판으로부터 방출되는 2차 전자를 검출하여, 패턴상을 취득하는 검사 장치의 개발도 진행하고 있다. 전자 빔을 사용한 검사 장치에서는, 또한, 멀티 빔을 사용한 장치의 개발도 진행하고 있다. 멀티 빔을 사용한 전자 광학계에서는, 축외 비점이나 디스토션(왜곡 수차) 등의 수차가 발생할 수 있다. 전자 빔을 사용한 검사 장치에서는, 검사를 행하기 위해, 고정밀도인 화상을 취득할 필요가 있다. 이러한 수차의 보정은, 멀티 빔의 각 빔을 개별로 궤도 보정할 필요가 있다. 예를 들어, 각 빔 독립의 다극자 렌즈를 어레이상으로 배치하는 것을 들 수 있다. 이러한 수차 보정기에서는, 각 빔이 통과하는 다극자 렌즈의 개구부의 면적은 작고, 또한, 다극자 렌즈가 배치되는 기판의 상하에 실드 기판이 배치된다. 이 때문에, 다극자 렌즈의 각 전극을 연결하는 배선의 도통 검사를 행하는 데 있어서, 프로브가 개구부에 들어가지 않고, 프로브가 개별로 전극에 접촉할 수 없다. 이 결과, 각 전극의 도통 검사를 할 수 없다는 문제가 있었다. 그 때문에, 검사 장치에 수차 보정기를 탑재하기 전의 단계에서 도통 검사를 할 수 없고, 검사 장치에 수차 보정기를 탑재한 후에, 멀티 빔의 수차를 실제로 확인함으로써, 다극자 렌즈의 각 전극의 동작 확인을 하게 되어 버린다. 그 결과, 멀티 빔의 어느 빔용의 다극자 렌즈의 어느 것의 전극에 불량품이 혼재된 경우, 검사 장치에 탑재한 후에 수차 보정기의 교환이 필요하게 되어 버린다.
여기서, 각 빔을 개별로 궤도 수정하는 다극자 렌즈를 어레이상으로 배치하는 구성은 아니지만, 다극자로 둘러싸인 공간을 멀티 빔 전체가 통과함으로써 축외 비점을 보정하는 수차 보정기가 개시되어 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조).
그래서, 본 발명의 일 양태는, 다극자간의 개구부가 작은 경우에도, 다극자 수차 보정기의 도통 검사가 가능한 검사 방법 및 검사 장치를 제공한다.
본 발명의 일 양태의 다극자 수차 보정기의 도통 검사 방법은,
제1 개구부가 형성되고, 제1 개구부의 주위에 실드 전극이 배치된 상단 기판과, 제2 개구부가 형성되고, 제2 개구부를 사이에 둔 복수의 제어 전극과 복수의 제어 전극 중 서로 다른 1개에 접속되는 복수의 배선이 배치된 중단 기판과, 제3 개구부가 형성되고, 제3 개구부의 주위에 실드 전극이 배치된 하단 기판을 갖고, 복수의 제어 전극에 각각 전위를 가변으로 인가함으로써 제1 내지 제3 개구부를 통과하는 피보정용의 하전 입자 빔의 수차를 보정하는 다극자 수차 보정기를 사용하여, 각 실드 전극에 소정의 전위를 인가한 상태에서 제1 내지 제3 개구부를 통과하도록 검사용 하전 입자 빔을 조사하고,
검사용 하전 입자 빔이 제1 내지 제3 개구부를 통과함과 함께, 하단 기판의 하류측에 배치된 물체에 조사된 것에 기인하여 2차적으로 방출되는 전자의 복수의 제어 전극의 각 제어 전극으로의 유입 전자선량을 복수의 배선 중 각 제어 전극에 각각 접속된 배선을 통하여 측정하고,
각 제어 전극으로의 유입 전자선량의 측정 결과를 사용하여, 제어 전극마다, 당해 제어 전극과 당해 제어 전극에 접속된 배선 사이의 도통의 유무를 개별로 판정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 양태의 다극자 수차 보정기의 도통 검사 장치는,
검사용 하전 입자 빔을 방출하는 방출원과,
검사용 하전 입자 빔의 초점 위치를 제어하는 포커싱 기구와,
검사용 하전 입자 빔을 편향시켜, 검사용 하전 입자 빔의 조사 위치를 제어하는 편향기와,
제1 개구부가 형성되고, 제1 개구부의 주위에 실드 전극이 배치된 상단 기판과, 제2 개구부가 형성되고, 제2 개구부를 사이에 둔 복수의 제어 전극과 복수의 제어 전극 중 서로 다른 1개에 접속되는 복수의 배선이 배치된 중단 기판과, 제3 개구부가 형성되고, 제3 개구부의 주위에 실드 전극이 배치된 하단 기판을 갖고, 복수의 제어 전극에 각각 전위를 가변으로 인가함으로써 제1 내지 제3 개구부를 통과하는 피보정용의 하전 입자 빔의 수차를 보정하는 다극자 수차 보정기와,
하단 기판의 하류측에 배치되고, 제1 내지 제3 개구부를 통과한 검사용 하전 입자 빔의 조사를 받는 물체
가 배치되는 스테이지와,
복수의 배선에 접속되는, 적어도 하나의 유입 전자선량 측정기
를 구비하고,
검사용 하전 입자 빔이 제1 내지 제3 개구부를 통과함과 함께, 하단 기판의 하류측에 배치된 물체에 조사된 것에 기인하여 2차적으로 방출되는 전자의 복수의 제어 전극의 각 제어 전극으로의 유입 전자선량을 복수의 배선 중 각 제어 전극에 각각 접속된 배선을 통하여 적어도 하나의 유입 전자선량 측정기에 의해 측정된 결과를 사용하여, 제어 전극마다, 당해 제어 전극과 당해 제어 전극에 접속된 배선 사이의 도통의 유무를 개별로 판정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 양태에 의하면, 다극자간의 개구부가 작은 경우에도, 다극자 수차 보정기의 도통 검사를 할 수 있다. 따라서, 수차 보정이 필요로 되는 검사 장치 등의 멀티 빔 조사 장치에 다극자 수차 보정기를 탑재하기 전에, 다극자 수차 보정기의 도통 검사를 할 수 있다.
도 1은 실시 형태 1에 있어서의 다극자 수차 보정기의 도통 검사 장치의 구성의 일례를 도시하는 도면이다.
도 2는 실시 형태 1에 있어서의 다극자 수차 보정기의 구성의 일례를 도시하는 단면도이다.
도 3은 실시 형태 1에 있어서의 다극자 수차 보정기의 각 단의 구성의 일례를 도시하는 상면도이다.
도 4는 실시 형태 1에 있어서의 2차 전자와 반사 전자의 에너지 분포를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 실시 형태 1에 있어서의 다극자 수차 보정기의 중단 기판의 구성의 다른 일례를 도시하는 상면도이다.
도 6은 실시 형태 1에 있어서의 다극자 수차 보정기의 도통 검사 방법의 일례의 주요부 공정을 나타내는 흐름도이다.
도 7은 실시 형태 1에 있어서의 도통 검사 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 실시 형태 1에 있어서의 도통 검사의 결과의 일례를 나타내는 표이다.
도 9는 실시 형태 1에 있어서의 반사체 표면의 형상의 일례를 도시하는 도면이다.
도 10은 실시 형태 1에 있어서의 반사체 표면의 형상의 다른 일례를 도시하는 도면이다.
도 11은 실시 형태 1에 있어서의 패턴 검사 장치의 구성을 도시하는 구성도이다.
도 12는 실시 형태 1에 있어서의 다극자 수차 보정기의 각 전극 기판의 구성의 일례를 도시하는 상면도이다.
도 13은 실시 형태 1에 있어서의 왜곡 수차(디스토션)의 일례를 도시하는 도면이다.
도 14는 실시 형태 1에 있어서의 비점의 일례를 도시하는 도면이다.
도 15는 실시 형태 1에 있어서의 비점의 다른 일례를 도시하는 도면이다.
도 16은 실시 형태 1에 있어서의 반도체 기판에 형성되는 복수의 칩 영역의 일례를 도시하는 도면이다.
도 17은 실시 형태 1에 있어서의 멀티 빔의 스캔 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 18은 실시 형태 1에 있어서의 비교 회로 내의 구성의 일례를 도시하는 구성도이다.
도 2는 실시 형태 1에 있어서의 다극자 수차 보정기의 구성의 일례를 도시하는 단면도이다.
도 3은 실시 형태 1에 있어서의 다극자 수차 보정기의 각 단의 구성의 일례를 도시하는 상면도이다.
도 4는 실시 형태 1에 있어서의 2차 전자와 반사 전자의 에너지 분포를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 실시 형태 1에 있어서의 다극자 수차 보정기의 중단 기판의 구성의 다른 일례를 도시하는 상면도이다.
도 6은 실시 형태 1에 있어서의 다극자 수차 보정기의 도통 검사 방법의 일례의 주요부 공정을 나타내는 흐름도이다.
도 7은 실시 형태 1에 있어서의 도통 검사 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 실시 형태 1에 있어서의 도통 검사의 결과의 일례를 나타내는 표이다.
도 9는 실시 형태 1에 있어서의 반사체 표면의 형상의 일례를 도시하는 도면이다.
도 10은 실시 형태 1에 있어서의 반사체 표면의 형상의 다른 일례를 도시하는 도면이다.
도 11은 실시 형태 1에 있어서의 패턴 검사 장치의 구성을 도시하는 구성도이다.
도 12는 실시 형태 1에 있어서의 다극자 수차 보정기의 각 전극 기판의 구성의 일례를 도시하는 상면도이다.
도 13은 실시 형태 1에 있어서의 왜곡 수차(디스토션)의 일례를 도시하는 도면이다.
도 14는 실시 형태 1에 있어서의 비점의 일례를 도시하는 도면이다.
도 15는 실시 형태 1에 있어서의 비점의 다른 일례를 도시하는 도면이다.
도 16은 실시 형태 1에 있어서의 반도체 기판에 형성되는 복수의 칩 영역의 일례를 도시하는 도면이다.
도 17은 실시 형태 1에 있어서의 멀티 빔의 스캔 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 18은 실시 형태 1에 있어서의 비교 회로 내의 구성의 일례를 도시하는 구성도이다.
이하, 실시 형태에서는, 하전 입자 빔으로서, 전자 빔을 사용하는 경우를 설명한다. 단, 이에 한정되는 것은 아니다. 하전 입자 빔으로서, 예를 들어, 이온 빔을 사용하는 경우라도 상관없다.
실시예 1
도 1은, 실시 형태 1에 있어서의 다극자 수차 보정기의 도통 검사 장치의 구성의 일례를 도시하는 도면이다. 도 1에 있어서, 도통 검사 장치(500)는 다극자 수차 보정기(220)의 도통 검사를 행한다. 도통 검사 장치(500)는 검사 기구(550)와 제어계 회로(560)와 적어도 하나의 유입 전자선량 측정기(520)를 구비한다. 검사 기구(550)는 전자 빔 칼럼(502)(전자 경통) 및 검사실(503)을 구비하고 있다. 전자 빔 칼럼(502) 내에는, 전자총(501), 전자 렌즈(512) 및 편향기(514)가 배치되어 있다.
검사실(503) 내에는, 적어도 XY 방향으로 이동 가능한 스테이지(505)가 배치된다. 스테이지(505) 상에는, 복수의 지지대(518)를 통하여 다극자 수차 보정기(220)가 배치된다. 또한, 스테이지(505) 상에는, 복수의 지지 핀(523)을 통하여 반사체(221)가 배치된다. 반사체(221)는 다극자 수차 보정기(220)의 하측에 간극을 두고 배치된다. 따라서, 복수의 지지대(518)의 지지면은, 복수의 지지 핀(523)의 지지면보다도 상방에 배치된다. 예를 들어, 복수의 지지대(518)는 반사체(221)의 외주보다도 외측에서, 반사체(221)를 둘러싸도록 배치되면 적합하다.
혹은, 전자 빔(504)의 궤도 중심축(광축) 위치에 반사체(221)를 배치하여, 반사체(221)를 움직이게 하지 않고 반사체(221)에 대하여 다극자 수차 보정기(220)가 상대적으로 XY 방향으로 이동하도록 스테이지(505)를 구성해도 적합하다.
또한, 후술하는 바와 같이, 다극자 수차 보정기(220)에는, 멀티 빔이 통과하는 복수의 개구부가 형성되고, 각 개구부의 주위에 예를 들어 8극의 다극자의 전극이 배치된다. 그리고, 적어도 하나의 유입 전자선량 측정기(520)가, 이러한 8극의 전극에 대해서, 유입 전자선량을 측정한다. 예를 들어, 1개의 유입 전자선량 측정기(520)가, 모든 전극에 대해서, 차례로 유입 전자선량을 측정해도 된다. 혹은, 유입 전자선량 측정기(520)는 다극자를 구성하는 전극의 수만큼 배치되어도 된다. 혹은, 유입 전자선량 측정기(520)는 복수의 다극자의 모든 다극자를 구성하는 전극의 수만큼 배치되어도 된다. 유입 전자선량 측정기(520)로서, 예를 들어, 전류계가 사용된다. 유입 전자선량 측정기(520)로 측정된 측정값 데이터는 제어 계산기(510)에 출력된다.
또한, 제어계 회로(560)는 제어 계산기(510), 메모리(511), 자기 디스크 등의 기억 장치(540) 및 제어 회로(542)를 갖는다. 제어 계산기(510), 메모리(511), 기억 장치(540) 및 제어 회로(542)는 도시하지 않은 버스로 서로 접속되어 있다.
제어 계산기(510) 내에는, 선택부(532), 검사 제어부(534), 판정부(536) 및 판정부(538)가 배치된다. 선택부(532), 검사 제어부(534), 판정부(536) 및 판정부(538) 등의 각「~ 부」는, 처리 회로를 갖는다. 이러한 처리 회로는, 예를 들어, 전기 회로, 컴퓨터, 프로세서, 회로 기판, 양자 회로, 혹은, 반도체 장치를 포함한다. 각「~ 부」는, 공통되는 처리 회로(동일한 처리 회로)를 사용해도 되고, 혹은 다른 처리 회로(별도의 처리 회로)를 사용해도 된다. 선택부(532), 검사 제어부(534), 판정부(536) 및 판정부(538)에 입출력되는 정보 및 연산 중의 정보는 메모리(511)에 그때마다 저장된다.
도 2는, 실시 형태 1에 있어서의 다극자 수차 보정기(220)의 구성의 일례를 도시하는 단면도이다.
도 3(도 3a 내지 도 3c)은, 실시 형태 1에 있어서의 다극자 수차 보정기(220)의 각 단의 구성의 일례를 도시하는 상면도이다. 도 2 및 도 3a 내지 도 3c에 있어서, 다극자 수차 보정기(220)는, 예를 들어 3단의 기판의 조합에 의해 구성된다. 도 3a에 도시하는, 3단의 기판의 상단 기판(10)에는, 적어도 하나의 개구부(11)(제1 개구부)가 형성된다. 그리고, 적어도 하나의 개구부(11)의 주위에 실드 전극이 배치된다. 도 2 및 도 3a의 예에서는, 예를 들어 실리콘(Si)제의 상단 기판(10)의 개구부(11) 내벽을 포함하는 외표면 전체면이 도전성 재료에 의해 코팅되어 있다. 따라서, 코팅되는 박막이 실드 전극이 된다. 혹은, 상단 기판(10) 자체를 금속재로 구성해도 적합하다. 상단 기판(10) 자체가 금속재로 구성되는 경우, 상단 기판(10) 자체가 실드 전극이 된다. 도 2 및 도 3a의 예에서는, 예를 들어, 2개의 개구부(11)가 형성되는 경우를 도시하고 있다.
도 3b에 도시하는, 3단의 기판의 중단 기판(15)에는, 적어도 하나의 개구부(17)(제2 개구부)가 형성된다. 그리고, 중단 기판(15) 상에는, 적어도 하나의 개구부(17)의 개구부(17)마다, 당해 개구부(17)를 사이에 둔 복수의 제어 전극(16)이 배치된다. 복수의 제어 전극(16)은, 2극 이상이면 된다. 도 2 및 도 3b의 예에서는, 복수의 제어 전극(16)으로서, 8극의 전극(다극자)이 개구부(17)를 둘러싸도록 배치된다. 예를 들어, x 방향으로 대향하는 2극, y 방향으로 대향하는 2극, 개구부(17) 중심을 축으로 x축으로부터 y축으로 45도 기운 45도 방향으로 대향하는 2극 및 x축으로부터 y축으로 135도 기운 135도 방향으로 대향하는 2극의 합계 8극으로 구성된다. 그리고, 복수의 배선(18)이 복수의 제어 전극(16) 중 서로 다른 1개에 접속된다. 각 배선(18)은, 예를 들어, 표면에 절연막이 형성된 실리콘(Si)제의 중단 기판(15) 상이 배치된다. 각 배선(18)의 일단부는, 대응하는 제어 전극(16)에 접속되고, 타단부는 중단 기판(15)의 외주 단부에 전극마다 배치되는 단자(패드)(도시하지 않음)에 접속된다. 도 2 및 도 3b의 예에서는, 예를 들어, 2개의 개구부(17)가 형성되는 경우를 도시하고 있다.
도 3c에 도시하는, 3단의 기판의 하단 기판(20)에는, 적어도 하나의 개구부(21)(제3 개구부)가 형성된다. 그리고, 적어도 하나의 개구부(21)의 주위에 실드 전극이 배치된다. 도 2 및 도 3c의 예에서는, 예를 들어 실리콘(Si)제의 하단 기판(20)의 개구부(21) 내벽을 포함하는 외표면 전체면이 도전성 재료에 의해 코팅되어 있다. 따라서, 코팅되는 박막이 실드 전극이 된다. 혹은, 하단 기판(20) 자체를 금속재로 구성해도 적합하다. 하단 기판(20) 자체가 금속재로 구성되는 경우, 하단 기판(20) 자체가 실드 전극이 된다. 도 2 및 도 3c의 예에서는, 예를 들어, 2개의 개구부(21)가 형성되는 경우를 도시하고 있다.
개구부(11)와 개구부(17)와 개구부(21)는, 모두 동일수 형성된다. 그리고, 각각 1개씩 동일 위치에 형성된다. 바꿔 말하면, 다극자 수차 보정기(220)가 수차를 보정하는 피보정용의 하전 입자 빔의 수와 동일수의 개구부(11, 17, 21)가, 각각의 피보정용의 빔이 통과하는 위치에 정렬되어 형성된다. 다극자 수차 보정기(220)를 사용하는 경우, 상단 기판(10)의 실드 전극에는, 예를 들어 그라운드(GND) 전위(소정의 전위)가 인가된다. 마찬가지로, 하단 기판(20)의 실드 전극에는, 예를 들어 GND 전위(소정의 전위)가 인가된다. 한편, 중단 기판(15)의 각 제어 전극(16)에는, 각각 피보정용의 하전 입자 빔의 수차 크기에 맞춰서 가변하는 전위가 개별로 인가된다. 또한, 실드 전극에 인가되는 전위는, GND 전위에 한정하는 것은 아니다. 상단 기판(10)의 실드 전극에는, 예를 들어, 전자를 복귀시키는, GND 전위를 포함하는 마이너스의 전압 Vu(0V≥Vu>-50V)가 인가된다. 하단 기판(20)의 실드 전극에는, 예를 들어, GND 전위를 포함하는 플러스의 전압 Vl(0V≤Vl<2V)이 인가된다.
도 4는, 실시 형태 1에 있어서의 2차 전자와 반사 전자의 에너지 분포를 설명하기 위한 도면이다. 고체에 입사된 전자에 의해, 2차적으로 전자가 발생한다. 도 4에 있어서, 일반적으로, 50eV 이하의 2차 전자와 입사 전자의 에너지의 가까운 반사 전자로 크게 분류된다. 여러가지의 물질로부터 방출되는 2차 전자는, 모두 2eV 부근에 피크가 발생하는 것이 알려져 있다. 실시 형태 1에서는, 입사 전자에 대하여 반사체(221)로부터의 2차적으로 발생하는 전자를 중단 기판(15)측으로 가속하므로, 하단 기판(20)의 실드 전극에는, 플러스의 전위 Vl이 인가된다. 한편, 중단 기판(15)을 통과해 버리는 특히 2차 전자를 억제하므로, 상단 기판(10)의 실드 전극에는, 예를 들어, 전자를 복귀시키는, GND 전위를 포함하는 마이너스의 전압 Vu(0V≥Vu>-50V)가 인가되면 적합하다.
도 5는, 실시 형태 1에 있어서의 다극자 수차 보정기의 중단 기판의 구성의 다른 일례를 도시하는 상면도이다. 도 5의 예에서는, 다극자 수차 보정기(220)의 중단 기판(15)에, 4개의 개구부(17)가 형성되는 경우를 도시하고 있다. 각 개구부(17)의 주위에는 예를 들어 8개의 제어 전극(16)이 개구부(17)를 둘러싸도록 배치된다. 각 개구부(17)의 각 제어 전극(16)에는, 배선(18)의 일단부가 접속되고, 배선(18)의 타단부는, 중단 기판(15)의 외주부에 전극마다 마련된 단자(19)(패드)에 접속된다. 여기서, 다극자 수차 보정기(220)의 제품의 품질 검사에는, 각 제어 전극(16)과 각 단자(19)의 도통이 확보되어 있는 것이 필요한 것은 물론이다. 바꿔 말하면, 각 배선(18)의 단선, 혹은 다른 배선 등과의 단락(쇼트)이 발생하고 있지 않을 것이 필요하다. 이 때문에, 제어 전극(16)과 배선(18)과 단자(19)(패드)(배선 타단부)의 조마다, 제어 전극(16)과 단자(19)(배선 타단부) 사이에서의 도통 검사가 필요하다.
여기서, 다극자 수차 보정기(220)의 중단 기판(15)의 각 제어 전극(16)과 각 단자(19)의 도통을 검사하기 위해서는, 중단 기판(15)의 각 제어 전극(16)과 각 단자(19)(패드)에 각각 도통 테스터의 프로브(탐침)를 대는 것이 필요해진다. 중단 기판(15)의 외주부에 배치되는 각 단자(19)(패드)에 다극자 수차 보정기(220)의 외측으로부터 프로브를 접촉시키는 것은 가능하다. 그러나, 각 개구부(11, 17, 21)의 직경 사이즈가, 예를 들어, φ100㎛ 정도로 작고, 프로브가 상단 기판(10)의 개구부(11)를 통하여 중단 기판(15)의 각 제어 전극(16)까지 들어가지 않는다고 하는 문제가 있었다. 이 때문에, 도통 검사가 곤란하였다. 그래서, 실시 형태 1에서는, 중단 기판(15)의 각 제어 전극(16)에 프로브 등의 접속을 하지 않고 도통 검사를 실시한다. 이하, 구체적으로 설명한다.
도 6은, 실시 형태 1에 있어서의 다극자 수차 보정기(200)의 도통 검사 방법의 일례의 주요부 공정을 나타내는 흐름도이다. 도 6에 있어서, 실시 형태 1에 있어서의 다극자 수차 보정기(220)의 도통 검사 방법은, 다극자 선택 공정(S102)과, 빔 조사 공정(S104)과, 유입 전자선량 측정 공정(S106)과, 판정 공정(S108)과, 판정 공정(S110)이라고 하는 일련의 공정을 실시한다.
먼저, 도통 검사 장치(500)의 스테이지(505) 상에, 복수의 지지 핀(523)을 통하여 반사체(221)를 배치한다. 그리고, 스테이지(505) 상에, 복수의 지지대(518)를 통하여 다극자 수차 보정기(220)를 상단 기판(10)측을 상측을 향하여 배치한다. 또한, 중단 기판(15)의 각 단자(19)(패드)에는, 배선 혹은 프로브가 접속되고, 검사실(503) 밖으로 배선(프로브의 배선을 포함함)이 인출되어 있다. 또한, 상단 기판(10)의 실드 전극과 하단 기판(20)의 실드 전극은, 각각 그라운드 접속된다.
다극자 선택 공정(S102)으로서, 선택부(532)는 적어도 하나의 다극자 중으로부터, 1개의 다극자를 선택한다. 바꿔 말하면, 적어도 하나의 개구부(17) 중으로부터, 1개의 개구부(17)를 선택한다. 도 5의 예에서는, 4개의 개구부(17) 중으로부터, 1개의 개구부(17)를 선택한다.
도 7은, 실시 형태 1에 있어서의 도통 검사 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 7에서는, 편의상, 선택된 다극자 중 개구부(17)를 사이에 두고 대향하는 2개의 제어 전극(16)과, 선택된 다극자가 주위에 배치되는 개구부(17)의 상방의 상단 기판(10)의 개구부(11)와, 하방의 하단 기판(20)의 개구부(21)가 도시되어 있다. 또한, 다극자 수차 보정기(220)의 하방에 반사체(221)가 배치된다. 선택된 다극자(예를 들어 8극의 제어 전극(16)) 중 1개의 제어 전극(16)이 배선(18) 및 단자(19)를 통하여 유입 전자선량 측정기(520)의 한쪽의 단자에 접속된다. 유입 전자선량 측정기(520)의 다른 쪽의 단자는, 그라운드 접속된다. 또한, 상단 기판(10)의 실드 전극과 하단 기판(20)의 실드 전극은, 각각 그라운드 접속된다. 실효적으로는, 선택된 다극자(예를 들어 8극의 제어 전극(16)) 혹은, 선택된 개구부(17)를 둘러싸는 다극자(예를 들어 8극의 제어 전극(16)))와 조합이 되는 8개의 단자(19)(패드)에 접속된 8개의 배선은, 8개의 유입 전자선량 측정기(520)의 서로 다른 1개의 유입 전자선량 측정기(520)의 한쪽의 단자에 개별로 접속되면 적합하다. 이때, 8개의 유입 전자선량 측정기(520)의 다른 쪽의 단자는, 그라운드 접속된다.
또한, 후술한 예에서는, 다극자가 선택될 때마다, 선택된 다극자(예를 들어 8극의 제어 전극(16))와 조합이 되는 8개의 단자(19)(패드)에 접속된 8개의 배선이, 8개의 유입 전자선량 측정기(520)의 서로 다른 1개의 유입 전자선량 측정기(520)의 한쪽의 단자에 개별로 접속되는 경우를 설명했지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 미리, 개구부(17)의 수에 다극자의 극수(전극수)를 곱한 수의 유입 전자선량 측정기(520)를 배치해도 된다. 그리고, 다극자의 선택에 관계없이, 모든 제어 전극(16)용의 단자(19)(패드)를 각각 개별로 유입 전자선량 측정기(520)의 한쪽의 단자에 접속해 두어도 적합하다. 이에 의해, 다극자의 선택 시마다 배선의 재배치를 불필요하게 할 수 있다.
빔 조사 공정(S104)으로서, 검사 제어부(534)에 의해 제어된 제어 회로(542)는 검사 기구(550)를 제어하여, 도 7에 도시한 바와 같이, 상단 기판(10)과 하단 기판(20)의 각 실드 전극에 그라운드 전위를 인가한 상태에서 다극자 수차 보정기(220)의 선택된 다극자의 위치의 각 개구부(11, 17, 21)를 통과하도록 검사용 전자 빔(504)을 조사한다. 구체적으로는, 전자총(501)(방출원)으로부터 방출된 검사용 전자 빔(504)은 전자 렌즈(512)(포커싱 기구)에 의해, 반사체(221) 상에 포커싱되면서, 편향기(514)에 의해, 선택된 다극자의 위치의 각 개구부(11, 17, 21)를 통과하여 반사체(221)에 조사되도록, 검사용 전자 빔(504)의 조사 위치가 제어된다. 전자 빔의 사이즈는, 각 개구부(11, 17, 21)의 개구 사이즈와 비교하여 충분히 작으므로, 검사용 전자 빔(504)은 각 개구부(11, 17, 21)를 통과할 수 있다. 검사용 전자 빔(504)이 반사체(221) 표면에 조사되면, 이것에 기인하여 반사체(221)로부터 2차적으로 전자(506)가 방출된다. 예를 들어, 반사 전자 혹은/및 2차 전자가 방출된다. 방출된 반사 전자 혹은/및 2차 전자와 같은 2차적인 전자(506)는 그 일부가 개구부(21)를 통과하여, 개구부(17)의 주위에 배치된 제어 전극(16)에 충돌한다. 바꿔 말하면, 제어 전극(16)에 전자선이 유입된다.
유입 전자선량 측정 공정(S106)으로서, 적어도 하나의 유입 전자선량 측정기(520)는 검사용 전자 빔(504)이 각 개구부(11, 17, 21)를 통과함과 함께, 반사체(221)(물체)에 조사된 것에 기인하여 2차적으로 방출되는 전자(506)의 복수의 제어 전극(16)의 각 제어 전극(16)으로의 유입 전자선량을 복수의 배선(18) 중 각 제어 전극(16)에 각각 접속된 배선(18)을 통하여 측정한다. 유입 전자선량으로서, 예를 들어, 전류값을 사용하면 적합하다. 혹은, 유입 전자선량 측정기(520)의 한쪽의 단자와 다른 쪽의 단자 사이에 직렬로 저항을 배치하고, 저항의 양단부의 전위차(전압)를 측정하고, 이러한 전위차(전압)를 유입 전자선량으로서 사용해도 적합하다.
판정 공정(S108)으로서, 판정부(536)는, 각 제어 전극(16)으로의 유입 전자선량의 측정 결과를 사용하여, 제어 전극(16)마다, 당해 제어 전극(16)과 당해 제어 전극(16)에 접속된 배선(18) 사이의 도통의 유무를 개별로 판정한다. 구체적으로는, 당해 제어 전극(16)과 당해 제어 전극(16)에 일단부측이 접속된 배선(18)의 타단부측의 단자(19)(패드) 사이의 도통의 유무를 개별로 판정한다.
도 8은, 실시 형태 1에 있어서의 도통 검사의 결과의 일례를 나타내는 표이다. 도 8의 예에서는, 8극의 다극자의 경우를 나타내고, 각 제어 전극(16)의 번호를 1 내지 8로서 나타내고 있다. 도 8의 예에서는, 검사용 전자 빔(504)을 조사하기 전의 상태(빔 OFF)에서의 전류값을 제어 전극(16)마다 나타내고 있다. 도 8의 예에서는, -0.5 내지 0.6pA의 값이 나타내어져 있다. 또한, 도 8의 예에서는, 검사용 전자 빔(504)을 조사한 상태(빔 ON)에서의 전류값을 제어 전극(16)마다 나타내고 있다. 도 8의 예에서는, -0.6 내지 10.0pA의 값이 나타내어져 있다. 판정부(536)는 제어 전극(16)마다, 검사용 전자 빔(504)의 조사 중의 전류값으로부터 조사 전의 전류값을 차감한 차분을 연산하고, 차분이 역치 이상이 아닌 경우에는, 단선으로 판정한다. 도 8의 예에서는, 역치로서, 예를 들어, 8pA를 사용한다. 도 8의 예에서는, 제3번째의 제어 전극에 대해서 차분이 -0.6pA, 제7번째의 제어 전극에 대해서 차분이 0.2pA이며 역치의 8pA 이상이 아니므로, 도통 없음(단선 또는 도통 불량)으로 판정한다. 나머지 제어 전극은, 모두 차분이 역치의 8pA 이상이 되어, 도통 있음으로 판정한다.
판정 공정(S110)으로서, 판정부(538)는 미검사의 다극자의 유무를 판정한다. 그리고, 미검사의 다극자가 남아 있으면, 다극자 선택 공정(S102)으로 되돌아가고, 미검사의 다극자가 없어질 때까지, 다극자 선택 공정(S102)으로부터 판정 공정(S108)까지의 각 공정을 반복한다.
여기서, 빔 조사 공정(S104)에 있어서, 2차적으로 방출되는 전자(506)는 대상으로 하는 제어 전극(16)을 향하는 것만은 아니다. 이 때문에, 조사 위치에 의해, 다극자를 구성하는 각 제어 전극(16) 사이에서 측정 결과에 변동이 발생할 수 있다. 그래서, 검사용 전자 빔(504)을 조사하는 경우, 편향기(514)로 검사용 전자 빔(504)을 편향시킬 때, 반사체(221) 상을 검사용 전자 빔(504)으로 주사하면 적합하다. 주사 방향은, 각 제어 전극(16)의 배치 방향을 따르면 적합하다. 이에 의해, 각 제어 전극(16) 사이에서의 측정 결과의 변동을 저감 혹은 해소할 수 있다.
도 9는, 실시 형태 1에 있어서의 반사체 표면의 형상의 일례를 도시하는 도면이다. 도 9의 예에서는, 반사체(221)의 표면이 실질적으로 평면인 경우를 도시하고 있다.
도 10은, 실시 형태 1에 있어서의 반사체 표면의 형상의 다른 일례를 도시하는 도면이다. 도 10의 예에서는, 개구부 중심을 축으로 반사체(221)의 표면에 원추형의 볼록부가 형성되는 경우를 도시하고 있다. 도 9의 예에 나타내는 평면을 검사용 전자 빔(504)으로 주사하는 경우, 2차적으로 방출되는 전자(506)는 평면에 직교하는 방향으로 방출되기 쉽다. 따라서, 제어 전극(16)을 향하는 전자량이 적어지기 쉽다. 이에 반해, 도 10의 예에 나타내는 원추 형상에서는, 반사체(221) 상을 검사용 전자 빔(504)으로 주사하는 경우, 검사용 전자 빔(504)은 원추형 볼록부의 경사면에 충돌하므로, 2차적으로 방출되는 전자(506)가 비스듬히 방출되기 쉽다. 따라서, 제어 전극(16)을 향하는 전자량을 증가시킬 수 있어 적합하다.
다음에, 도통 검사의 대상이 되는 다극자 수차 보정기(220)의 사용예에 대해서 설명한다. 이하, 실시 형태 1에서는, 복수의 전자 빔에 의한 멀티 빔을 사용한 패턴 검사 장치에 다극자 수차 보정기(220)를 탑재하는 경우에 대해서 설명한다. 단, 이에 한정되는 것은 아니다. 다극자 수차 보정기(220)는 전자 빔을 조사하는, 수차의 보정이 필요한 조사 장치에 탑재되면 된다.
도 11은, 실시 형태 1에 있어서의 패턴 검사 장치의 구성을 도시하는 구성도이다. 도 11에 있어서, 기판에 형성된 패턴을 검사하는 검사 장치(100)는 멀티 전자 빔 검사 장치의 일례이다. 검사 장치(100)는 화상 취득 기구(150) 및 제어계 회로(160)를 구비하고 있다. 화상 취득 기구(150)는 전자 빔 칼럼(102)(전자 경통) 및 검사실(103)을 구비하고 있다. 전자 빔 칼럼(102) 내에는, 전자총(201), 전자 렌즈(202), 성형 애퍼처 어레이 기판(203), 전자 렌즈(205), 다극자 수차 보정기(220), 일괄 블랭킹 편향기(212), 제한 애퍼처 기판(213), 전자 렌즈(206), 전자 렌즈(207)(대물 렌즈), 주편향기(208), 부편향기(209), 빔 세퍼레이터(214), 편향기(218), 전자 렌즈(224) 및 멀티 검출기(222)가 배치되어 있다. 전자총(201), 전자 렌즈(202), 성형 애퍼처 어레이 기판(203), 전자 렌즈(205), 다극자 수차 보정기(220), 일괄 블랭킹 편향기(212), 제한 애퍼처 기판(213), 전자 렌즈(206), 전자 렌즈(207)(대물 렌즈), 주편향기(208) 및 부편향기(209)에 의해 1차 전자 광학계를 구성한다. 또한, 전자 렌즈(207), 빔 세퍼레이터(214), 편향기(218) 및 전자 렌즈(224)에 의해 2차 전자 광학계를 구성한다.
검사실(103) 내에는, 적어도 XY 방향으로 이동 가능한 스테이지(105)가 배치된다. 스테이지(105) 상에는, 패턴 검사의 대상이 되는 기판(101)(시료)이 배치된다. 기판(101)에는, 노광용 마스크 기판 및 실리콘 웨이퍼 등의 반도체 기판이 포함된다. 기판(101)이 반도체 기판인 경우, 반도체 기판에는 복수의 칩 패턴(웨이퍼 다이)이 형성되어 있다. 기판(101)이 노광용 마스크 기판인 경우, 노광용 마스크 기판에는, 칩 패턴이 형성되어 있다. 칩 패턴은, 복수의 도형 패턴에 의해 구성된다. 이러한 노광용 마스크 기판에 형성된 칩 패턴이 반도체 기판 상에 복수회 노광 전사됨으로써, 반도체 기판에는 복수의 칩 패턴(웨이퍼 다이)이 형성되게 된다. 이하, 기판(101)이 반도체 기판인 경우를 주로 설명한다. 기판(101)은, 예를 들어, 패턴 형성면을 상측을 향하여 스테이지(105)에 배치된다. 또한, 스테이지(105) 상에는, 검사실(103)의 외부에 배치된 레이저 측장 시스템(122)으로부터 조사되는 레이저 측장용의 레이저광을 반사하는 미러(216)가 배치되어 있다. 멀티 검출기(222)는 전자 빔 칼럼(102)의 외부에서 검출 회로(106)에 접속된다. 검출 회로(106)는 칩 패턴 메모리(123)에 접속된다.
제어계 회로(160)에서는, 검사 장치(100) 전체를 제어하는 제어 계산기(110)가 버스(120)를 통하여, 위치 회로(107), 비교 회로(108), 참조 화상 작성 회로(112), 스테이지 제어 회로(114), 수차 보정 회로(121), 렌즈 제어 회로(124), 블랭킹 제어 회로(126), 편향 제어 회로(128), 자기 디스크 장치 등의 기억 장치(109), 모니터(117), 메모리(118) 및 프린터(119)에 접속되어 있다. 또한, 편향 제어 회로(128)는 DAC(디지털/아날로그 변환) 앰프(144, 146, 148)에 접속된다. DAC 앰프(146)는 주편향기(208)에 접속되고, DAC 앰프(144)는 부편향기(209)에 접속된다. DAC 앰프(148)는 편향기(218)에 접속된다.
또한, 칩 패턴 메모리(123)는 비교 회로(108)에 접속되어 있다. 또한, 스테이지(105)는 스테이지 제어 회로(114)의 제어 하에 구동 기구(142)에 의해 구동된다. 구동 기구(142)에서는, 예를 들어, 스테이지 좌표계에 있어서의 X 방향, Y 방향, θ 방향으로 구동하는 3축(X-Y-θ) 모터와 같은 구동계가 구성되고, XYθ 방향으로 스테이지(105)가 이동 가능하게 되어 있다. 이들의, 도시하지 않은 X 모터, Y 모터, θ 모터는, 예를 들어 스텝 모터를 사용할 수 있다. 스테이지(105)는, XYθ 각 축의 모터에 의해 수평 방향 및 회전 방향으로 이동 가능하다. 그리고, 스테이지(105)의 이동 위치는 레이저 측장 시스템(122)에 의해 측정되어, 위치 회로(107)에 공급된다. 레이저 측장 시스템(122)은, 미러(216)로부터의 반사광을 수광함으로써, 레이저 간섭법의 원리로 스테이지(105)의 위치를 측장한다. 스테이지 좌표계는, 예를 들어, 멀티 1차 전자 빔(301)의 광축에 직교하는 면에 대하여, X 방향, Y 방향, θ 방향이 설정된다.
전자 렌즈(202), 전자 렌즈(205), 전자 렌즈(206), 전자 렌즈(207)(대물 렌즈), 전자 렌즈(224) 및 빔 세퍼레이터(214)는 렌즈 제어 회로(124)에 의해 제어된다. 또한, 일괄 블랭킹 편향기(212)는 2극 이상의 전극에 의해 구성되고, 전극마다 도시하지 않은 DAC 앰프를 통하여 블랭킹 제어 회로(126)에 의해 제어된다. 다극자 수차 보정기(220)는 수차 보정 회로(121)에 의해 제어된다. 부편향기(209)는 4극 이상의 전극에 의해 구성되고, 전극마다 DAC 앰프(144)를 통하여 편향 제어 회로(128)에 의해 제어된다. 주편향기(208)는 4극 이상의 전극에 의해 구성되고, 전극마다 DAC 앰프(146)를 통하여 편향 제어 회로(128)에 의해 제어된다. 편향기(218)는 4극 이상의 전극에 의해 구성되고, 전극마다 DAC 앰프(148)를 통하여 편향 제어 회로(128)에 의해 제어된다.
전자총(201)에는, 도시하지 않은 고압 전원 회로가 접속되고, 전자총(201) 내의 도시하지 않은 필라멘트(캐소드)와 인출 전극(애노드) 사이로의 고압 전원 회로로부터의 가속 전압의 인가와 함께, 다른 인출 전극(웨넬트)의 전압의 인가와 소정의 온도로의 캐소드의 가열에 의해, 캐소드로부터 방출된 전자군이 가속되어, 전자 빔(200)으로 되어 방출된다.
여기서, 도 11에서는, 실시 형태 1을 설명함에 있어서 필요한 구성을 기재하고 있다. 검사 장치(100)에 있어서, 통상 필요한 그 밖의 구성을 구비하고 있어도 상관없다.
다음에, 검사 장치(100)에 있어서의 화상 취득 기구(150)의 동작에 대해서 설명한다.
전자총(201)(방출원)으로부터 방출된 전자 빔(200)은 전자 렌즈(202)에 의해 굴절되어, 성형 애퍼처 어레이 기판(203) 전체를 조명한다. 성형 애퍼처 어레이 기판(203)에는, 2차원 형상으로 배열된 직사각형 혹은 원형의 복수의 구멍(개구부)이 형성되고, 전자 빔(200)은 모든 복수의 구멍이 포함되는 영역을 조명한다. 복수의 구멍의 위치에 조사된 전자 빔(200)의 각 일부가, 이러한 성형 애퍼처 어레이 기판(203)의 복수의 구멍을 각각 통과함으로써, 멀티 1차 전자 빔(301)(피보정용의 하전 입자 빔)이 형성된다.
형성된 멀티 1차 전자 빔(301)은 전자 렌즈(205) 및 전자 렌즈(206)에 의해 각각 굴절되어, 중간상 및 크로스오버를 반복하면서, 멀티 1차 전자 빔(301)의 각 빔의 크로스오버 위치에 배치된 빔 세퍼레이터(214)를 통과하여 전자 렌즈(207)(대물 렌즈)로 진행한다. 이 동안에, 멀티 1차 전자 빔(301)(피보정용의 하전 입자 빔)은 다극자 수차 보정기(220)에 의해, 비점 및/또는 왜곡 수차(디스토션) 등의 수차가 보정된다. 도 11의 예에서는, 다극자 수차 보정기(220)가 전자 렌즈(205)의 자장 중에 배치되는 경우를 도시하고 있다. 전자 렌즈(205)의 자장 중에 배치함으로써, 다극자 수차 보정기(220)의 제어 전극에 인가하는 전위를 자장 외에 배치하는 경우에 비해 작게 할 수 있다. 예를 들어, 1/100 정도로 작게 할 수 있다. 단, 이에 한정되는 것은 아니다. 다극자 수차 보정기(220)는 성형 애퍼처 어레이 기판(203)과 빔 세퍼레이터(214) 사이에 배치되어 있으면 된다.
멀티 1차 전자 빔(301)이 전자 렌즈(207)(대물 렌즈)에 입사하면, 전자 렌즈(207)는 멀티 1차 전자 빔(301)을 기판(101)에 포커스한다. 바꿔 말하면, 전자 렌즈(207)(전자 광학계의 일례)는 다극자 수차 보정기(220)에 의해 비점 및 왜곡 수차의 적어도 한쪽이 보정된 멀티 1차 전자 빔(301)을 기판(101)으로 유도한다. 전자 렌즈(대물 렌즈)(207)에 의해 기판(101)(시료)면 상에 초점이 맞춰진(포커싱된) 멀티 1차 전자 빔(301)은 주편향기(208) 및 부편향기(209)에 의해 일괄하여 편향되어, 각 빔의 기판(101) 상의 각각의 조사 위치에 조사된다. 또한, 일괄 블랭킹 편향기(212)에 의해, 멀티 1차 전자 빔(301) 전체가 일괄하여 편향된 경우에는, 제한 애퍼처 기판(213)의 중심 구멍으로부터 위치가 어긋나, 제한 애퍼처 기판(213)에 의해 멀티 1차 전자 빔(301) 전체가 차폐된다. 한편, 일괄 블랭킹 편향기(212)에 의해 편향되지 않은 멀티 1차 전자 빔(301)은 도 11에 도시한 바와 같이 제한 애퍼처 기판(213)의 중심 구멍을 통과한다. 이러한 일괄 블랭킹 편향기(212)의 ON/OFF에 의해, 블랭킹 제어가 행해져, 빔의 ON/OFF가 일괄 제어된다. 이와 같이, 제한 애퍼처 기판(213)은 일괄 블랭킹 편향기(212)에 의해 빔 OFF의 상태로 되도록 편향된 멀티 1차 전자 빔(301)을 차폐한다. 그리고, 빔 ON으로 되고 나서 빔 OFF로 될 때까지 형성된, 제한 애퍼처 기판(213)을 통과한 빔군에 의해, 검사용(화상 취득용)의 멀티 1차 전자 빔(301)이 형성된다.
기판(101)의 원하는 위치에 멀티 1차 전자 빔(301)이 조사되면, 이러한 멀티 1차 전자 빔(301)이 조사된 것에 기인하여 기판(101)으로부터 멀티 1차 전자 빔(301)의 각 빔에 대응하는, 반사 전자를 포함하는 2차 전자의 다발(멀티 2차 전자 빔(300))이 방출된다.
기판(101)으로부터 방출된 멀티 2차 전자 빔(300)은 전자 렌즈(207)를 통하여, 빔 세퍼레이터(214)로 진행한다.
여기서, 빔 세퍼레이터(214)는 멀티 1차 전자 빔(301)의 중심 빔이 진행되는 방향(궤도 중심축)에 직교하는 면 상에 있어서 전계와 자계를 직교하는 방향으로 발생시킨다. 전계는 전자의 진행 방향에 관계없이 동일한 방향으로 힘을 미치게 한다. 이에 반해, 자계는 플레밍 왼손의 법칙에 따라서 힘을 미치게 한다. 그 때문에 전자의 침입 방향에 의해 전자에 작용하는 힘의 방향을 변화시킬 수 있다. 빔 세퍼레이터(214)에 상측으로부터 침입해 오는 멀티 1차 전자 빔(301)에는, 전계에 의한 힘과 자계에 의한 힘이 서로 상쇄하여, 멀티 1차 전자 빔(301)은 하방으로 직진한다. 이에 반해, 빔 세퍼레이터(214)에 하측으로부터 침입해 오는 멀티 2차 전자 빔(300)에는, 전계에 의한 힘과 자계에 의한 힘이 모두 동일한 방향으로 작용하여, 멀티 2차 전자 빔(300)은 비스듬히 상방으로 구부러져, 멀티 1차 전자 빔(301)으로부터 분리된다.
비스듬히 상방으로 구부러지고, 멀티 1차 전자 빔(301)으로부터 분리된 멀티 2차 전자 빔(300)은 편향기(218)에 의해, 더욱 구부러지고, 전자 렌즈(224)에 의해, 굴절되면서 멀티 검출기(222)에 투영된다. 멀티 검출기(222)는 투영된 멀티 2차 전자 빔(300)을 검출한다. 멀티 검출기(222)는, 예를 들어 도시하지 않은 다이오드형의 2차원 센서를 갖는다. 그리고, 멀티 1차 전자 빔(301)의 각 빔에 대응하는 다이오드형의 2차원 센서 위치에 있어서, 멀티 2차 전자 빔(300)의 각 2차 전자가 다이오드형의 2차원 센서에 충돌하여, 전자를 발생시키고, 2차 전자 화상 데이터를 화소마다 생성한다. 멀티 검출기(222)에 의해 검출된 강도 신호는, 검출 회로(106)에 출력된다.
도 12(도 12a와 도 12b)는, 실시 형태 1에 있어서의 다극자 수차 보정기(220)의 각 전극 기판의 구성의 일례를 도시하는 상면도이다. 도 12a와 도 12b의 예에서는, 5×5개의 멀티 1차 전자 빔(301)을 사용하는 경우에 대해서 도시하고 있다. 도 12a에서는, 상단과 하단의 전극 기판을 도시한다. 도 12b는, 중단의 전극 기판을 나타낸다. 도 12b의 예에서는, 각 제어 전극(16a 내지 h)에 접속되는 배선(18) 및 단자(19)의 도시는 생략하고 있다.
도 13(도 13a와 도 13b)은, 실시 형태 1에 있어서의 왜곡 수차(디스토션)의 일례를 도시하는 도면이다. 도 13a와 도 13b의 예에서는, 5×5개의 멀티 1차 전자 빔(301)을 사용한 경우에 대해서 도시하고 있다. 성형 애퍼처 어레이 기판(203)의 복수의 구멍이 x, y 방향으로 소정의 피치로 매트릭스상으로 형성되어 있으면, 이상적으로는, 도 13b에 도시한 바와 같이, 기판(101) 상에 조사되는 멀티 1차 전자 빔(301)의 조사 위치(19)도 소정의 축소율로 매트릭스상으로 배치될 것이다. 그러나, 전자 렌즈 등의 전자 광학계를 사용함으로써, 도 13a에 도시한 바와 같이 디스토션(왜곡 수차)이 발생해 버린다. 디스토션의 형태는 조건에 따라, 통형 또는 핀쿠션형이라고 불리는 분포를 취한다. 일반적으로는 자기 렌즈의 디스토션은 반경 방향에 더하여 회전 방향의 어긋남도 발생한다. 도 13a에서는 회전 성분이 발생하지 않는 조건에서의 예를 나타내고 있다. 멀티 1차 전자 빔(301)에 발생하는 디스토션의 방향 및 위치 어긋남양은, 어느 정도의 경향은 존재한다고 해도, 빔별로 달라져 버린다. 이 때문에, 이러한 디스토션을 보정하기 위해서는, 개별 빔마다 보정할 필요가 있다. 실시 형태 1에 있어서의 다극자 수차 보정기(220)를 사용하여, 빔마다 빔 궤도를 보정함으로써, 도 13b에 도시한 바와 같이, 기판(101) 상에 조사되는 멀티 1차 전자 빔(301)의 조사 위치(19)를 보정할 수 있다.
도 14(도 14a와 도 14b)는, 실시 형태 1에 있어서의 비점의 일례를 도시하는 도면이다. 도 14a와 도 14b의 예에서는, 빔의 단면이 원형의 형태를 한 5×5개의 멀티 1차 전자 빔(301)을 사용한 경우에 대해서 도시하고 있다. 도 14b에 도시한 바와 같이, 이상적으로는, 각 빔은, 원형으로 조사된다. 그러나, 전자 렌즈 등의 전자 광학계를 사용함으로써, 도 14a에 도시한 바와 같이, 비점 수차가 발생해 버리는 경우가 있다. 이 때문에, 도 14a에 도시한 바와 같이, 기판(101)(시료)면 상에 있어서 x, y 방향의 2차 방향으로 초점 위치가 어긋나, 초점 위치에서 빔이 소위 타원 형상으로 되어, 조사되는 빔에 흐림이 발생해 버린다. 멀티 1차 전자 빔(301)에 발생하는 비점의 방향 및 위치 어긋남양은, 멀티 1차 전자 빔(301)의 중심에서 방사상으로 연장되도록 타원 형상으로 되는 경향이 있지만, 빔별로 달라져 버린다. 이 때문에, 이러한 비점을 보정하기 위해서는, 개별 빔마다 보정할 필요가 있다. 그래서, 실시 형태 1에 있어서의 다극자 수차 보정기(220)를 사용하여, 빔마다 빔 궤도를 보정함으로써, 도 14b에 도시한 바와 같이, 비점을 보정할 수 있다.
도 15(도 15a와 도 15b)는, 실시 형태 1에 있어서의 비점의 다른 일례를 도시하는 도면이다. 멀티 1차 전자 빔(301)에 발생하는 비점의 방향은, 도 14a에 도시한 멀티 1차 전자 빔(301)의 중심으로부터 방사상으로 연장되는 경우에 한정되는 것은 아니다. 도 15a에 도시한 바와 같이, 원주 방향으로 연장되는 경우도 있을 수 있다. 이러한 경우에도 마찬가지로, 실시 형태 1에 있어서의 다극자 수차 보정기(220)를 사용하여, 빔마다 빔 궤도를 보정함으로써, 도 15b에 도시한 바와 같이, 비점을 보정할 수 있다.
또한, 실시 형태 1에 있어서의 다극자 수차 보정기(220)에서는, 다극자로 되는 각 제어 전극(16)에 인가하는 전위를 개별로 설정할 수 있으므로, 디스토션과 비점을 동시에 보정할 수 있다.
화상 취득 기구(150)는, 이러한 다극자 수차 보정기(220)에 의해 비점과 왜곡 수차의 적어도 한쪽이 보정된 멀티 1차 전자 빔(301)을 사용하여 기판(101) 상에 형성되어 패턴의 2차 전자 화상을 취득한다. 구체적으로는, 이하와 같이 동작한다.
도 16은, 실시 형태 1에 있어서의 반도체 기판에 형성되는 복수의 칩 영역의 일례를 도시하는 도면이다. 도 16에 있어서, 기판(101)이 반도체 기판(웨이퍼)인 경우, 반도체 기판(웨이퍼)의 검사 영역(330)에는, 복수의 칩(웨이퍼 다이)(332)이 2차원의 어레이상으로 형성되어 있다. 각 칩(332)에는, 노광용 마스크 기판에 형성된 1칩분의 마스크 패턴이 도시하지 않은 노광 장치(스텝퍼)에 의해 예를 들어 1/4로 축소되어 전사되고 있다. 각 칩(332) 내는, 예를 들어, 2차원상의 가로(x 방향) m2열×세로(y 방향) n2단(m2, n2는 2 이상의 정수)개의 복수의 마스크 다이(33)로 분할된다. 실시 형태 1에서는, 이러한 마스크 다이(33)가 단위 검사 영역이 된다. 대상이 되는 마스크 다이(33)로의 빔의 이동은, 주편향기(208)에 의한 멀티 1차 전자 빔(301) 전체에서의 일괄 편향에 의해 행해진다.
도 17은, 실시 형태 1에 있어서의 멀티 빔의 스캔 동작을 설명하기 위한 도면이다. 도 17의 예에서는, 5×5열의 멀티 1차 전자 빔(301)의 경우를 도시하고 있다. 1회의 멀티 1차 전자 빔(301)의 조사로 조사 가능한 조사 영역(34)은, (기판(101)면 상에 있어서의 멀티 1차 전자 빔(301)의 x 방향의 빔간 피치에 x 방향의 빔수를 곱한 x 방향 사이즈)×(기판(101)면 상에 있어서의 멀티 1차 전자 빔(301)의 y 방향의 빔간 피치에 y 방향의 빔수를 곱한 y 방향 사이즈)로 정의된다. 도 15의 예에서는, 조사 영역(34)이 마스크 다이(33)와 동일한 사이즈인 경우를 도시하고 있다. 단, 이에 한정되는 것은 아니다. 조사 영역(34)이 마스크 다이(33)보다도 작아도 된다. 혹은 커도 상관없다. 그리고, 멀티 1차 전자 빔(301)의 각 빔은, 자신의 빔이 위치하는 x 방향의 빔간 피치와 y 방향의 빔간 피치로 둘러싸이는 서브 조사 영역(29) 내를 주사(스캔 동작)한다. 멀티 1차 전자 빔(301)을 구성하는 각 빔은, 서로 다른 어느 것의 서브 조사 영역(29)을 담당하게 된다. 그리고, 각 샷 시에, 각 빔은, 담당 서브 조사 영역(29) 내의 동일 위치를 조사하게 된다. 서브 조사 영역(29) 내의 빔의 이동은, 부편향기(209)에 의한 멀티 1차 전자 빔(301) 전체에서의 일괄 편향에 의해 행해진다. 이러한 동작을 반복하여, 1개의 빔으로 1개의 서브 조사 영역(29) 내의 모두를 차례로 조사해 간다.
기판(101)의 원하는 위치에, 다극자 수차 보정기(220)에 의해 수차가 보정된 멀티 1차 전자 빔(301)이 조사된 것에 기인하여 기판(101)으로부터 멀티 1차 전자 빔(301)에 대응하는, 반사 전자를 포함하는 멀티 2차 전자 빔(300)이 방출된다. 기판(101)으로부터 방출된 멀티 2차 전자 빔(300)은 빔 세퍼레이터(214)로 진행하고, 비스듬히 상방으로 구부러진다. 비스듬히 상방으로 구부러진 멀티 2차 전자 빔(300)은 편향기(218)로 궤도가 구부러져, 멀티 검출기(222)에 투영된다. 이와 같이, 멀티 검출기(222)는 멀티 1차 전자 빔(301)이 기판(101)면에 조사된 것에 기인하여 방출되는 멀티 2차 전자 빔(300)을 검출한다. 반사 전자는 광로의 도중에서 발산해도 상관없다.
이상과 같이, 멀티 1차 전자 빔(301) 전체에서는, 마스크 다이(33)를 조사 영역(34)으로서 주사(스캔)하게 되지만, 각 빔은, 각각 대응하는 1개의 서브 조사 영역(29)을 주사하게 된다. 그리고, 1개의 마스크 다이(33)의 주사(스캔)가 종료되면, 인접하는 다음의 마스크 다이(33)가 조사 영역(34)으로 되도록 이동하여, 이러한 인접하는 다음의 마스크 다이(33)의 주사(스캔)를 행한다. 이러한 동작을 반복하여, 각 칩(332)의 주사를 진행시켜 간다. 멀티 1차 전자 빔(301)의 샷에 의해, 그 때마다, 조사된 위치로부터 2차 전자가 방출되어, 멀티 검출기(222)에 의해 검출된다.
이상과 같이, 화상 취득 기구(150)는 멀티 1차 전자 빔(301)을 사용하여, 도형 패턴이 형성된 피검사 기판(101) 상을 주사하고, 멀티 1차 전자 빔(301)이 조사된 것에 기인하여 피검사 기판(101)으로부터 방출되는, 멀티 2차 전자 빔(300)을 검출한다. 멀티 검출기(222)에 의해 검출된 각 측정용 화소(36)로부터의 2차 전자의 검출 데이터(측정 화상:2차 전자 화상:피검사 화상)는 측정순으로 검출 회로(106)에 출력된다. 검출 회로(106) 내에서는, 도시하지 않은 A/D 변환기에 의해, 아날로그의 검출 데이터가 디지털 데이터로 변환되어, 칩 패턴 메모리(123)에 저장된다. 이와 같이 하여, 화상 취득 기구(150)는 기판(101) 상에 형성된 패턴의 측정 화상을 취득한다. 그리고, 예를 들어, 1개의 칩 332분의 검출 데이터가 축적된 단계에서, 칩 패턴 데이터로서, 위치 회로(107)로부터의 각 위치를 나타내는 정보와 함께, 비교 회로(108)에 전송된다.
참조 화상 작성 공정으로서, 참조 화상 작성 회로(112)(참조 화상 작성부)는 피검사 화상에 대응하는 참조 화상을 작성한다. 참조 화상 작성 회로(112)는 기판(101)에 패턴을 형성하는 기초로 된 설계 데이터, 혹은 기판(101)에 형성된 패턴의 노광 이미지 데이터에 정의된 설계 패턴 데이터에 기초하여, 프레임 영역마다, 참조 화상을 작성한다. 프레임 영역으로서, 예를 들어 마스크 다이(33)를 사용하면 적합하다. 구체적으로는, 이하와 같이 동작한다. 먼저, 기억 장치(109)로부터 제어 계산기(110)를 통하여 설계 패턴 데이터를 판독하고, 이 판독된 설계 패턴 데이터에 정의된 각 도형 패턴을 2치 내지는 다치의 이미지 데이터로 변환한다.
여기서, 설계 패턴 데이터에 정의되는 도형은, 예를 들어 직사각형이나 삼각형을 기본 도형으로 한 것으로, 예를 들어, 도형의 기준 위치에 있어서의 좌표(x, y), 변의 길이, 직사각형이나 삼각형 등의 도형종을 구별하는 식별자가 되는 도형 코드와 같은 정보로 각 패턴 도형의 형태, 크기, 위치 등을 정의한 도형 데이터가 저장되어 있다.
이러한 도형 데이터가 되는 설계 패턴 데이터가 참조 화상 작성 회로(112)에 입력되면 도형마다의 데이터에까지 전개하여, 그 도형 데이터의 도형 형상을 나타내는 도형 코드, 도형 치수 등을 해석한다. 그리고, 소정의 양자화 치수의 그리드를 단위로 하는 격자 무늬 내에 배치되는 패턴으로서 2치 내지는 다치의 설계 패턴 화상 데이터에 전개하여, 출력한다. 바꿔 말하면, 설계 데이터를 읽어들이고, 검사 영역을 소정의 치수를 단위로 하는 격자 무늬로서 가상 분할하여 생긴 격자 무늬마다 설계 패턴에 있어서의 도형이 차지하는 점유율을 연산하여, n 비트의 점유율 데이터를 출력한다. 예를 들어, 1개의 격자 무늬를 1 화소로서 설정하면 적합하다. 그리고, 1 화소에 1/28(=1/256)의 분해능을 갖게 한다고 하면, 화소 내에 배치되어 있는 도형의 영역분만큼 1/256의 소영역을 할당하여 화소 내의 점유율을 연산한다. 그리고, 8비트의 점유율 데이터로서 참조 화상 작성 회로(112)에 출력한다. 이러한 격자 무늬(검사 화소)는 측정 데이터의 화소에 맞추면 된다.
다음에, 참조 화상 작성 회로(112)는 도형의 이미지 데이터인 설계 패턴의 설계 화상 데이터에 적절한 필터 처리를 실시한다. 측정 화상으로서의 광학 화상 데이터는, 광학계에 의해 필터가 작용한 상태, 바꿔 말하면 연속 변화하는 아날로그 상태에 있으므로, 화상 강도(농담값)가 디지털값의 설계측의 이미지 데이터인 설계 화상 데이터에도 필터 처리를 실시함으로써, 측정 데이터에 맞출 수 있다. 작성된 참조 화상의 화상 데이터는 비교 회로(108)에 출력된다.
도 18은, 실시 형태 1에 있어서의 비교 회로 내의 구성의 일례를 도시하는 구성도이다. 도 18에 있어서, 비교 회로(108) 내에는, 자기 디스크 장치 등의 기억 장치(52, 56), 위치 맞춤부(57) 및 비교부(58)가 배치된다. 위치 맞춤부(57) 및 비교부(58)와 같은 각「~ 부」는, 처리 회로를 포함하고, 그 처리 회로에는, 전기 회로, 컴퓨터, 프로세서, 회로 기판, 양자 회로, 혹은, 반도체 장치 등이 포함된다. 또한, 각「~ 부」는, 공통되는 처리 회로(동일한 처리 회로)를 사용해도 된다. 혹은, 다른 처리 회로(별도의 처리 회로)를 사용해도 된다. 위치 맞춤부(57) 및 비교부(58) 내에 필요한 입력 데이터 혹은 연산된 결과는 그 때마다 도시하지 않은 메모리, 혹은 메모리(118)에 기억된다.
비교 회로(108) 내에서는, 전송된 패턴 화상 데이터(2차 전자 화상 데이터)가 기억 장치(56)에 일시적으로 저장된다. 또한, 전송된 참조 화상 데이터가, 기억 장치(52)에 일시적으로 저장된다.
위치 맞춤 공정으로서, 위치 맞춤부(57)는 피검사 화상이 되는 마스크 다이 화상과, 당해 마스크 다이 화상에 대응하는 참조 화상을 판독하고, 화소보다 작은 서브 화소 단위로, 양쪽 화상을 위치 맞춤한다. 예를 들어, 최소 제곱법으로 위치 맞춤을 행하면 된다.
비교 공정으로서, 비교부(58)는 마스크 다이 화상(피검사 화상)과 참조 화상을 비교한다. 비교부(58)는 소정의 판정 조건에 따라서 화소마다 양자를 비교하여, 예를 들어 형상 결함과 같은 결함 유무를 판정한다. 예를 들어, 화소마다의 계조값 차가 판정 역치 Th보다도 크면 결함으로 판정한다. 그리고, 비교 결과가 출력된다. 비교 결과는, 기억 장치(109), 모니터(117), 혹은 메모리(118)에 출력되거나, 혹은 프린터(119)로부터 출력되면 된다.
또한, 상술한 다이-데이터베이스 검사에 한정되지 않고, 다이-다이 검사를 행해도 상관없다. 다이-다이 검사를 행하는 경우에는, 동일한 패턴이 형성된 마스크 다이(33)의 화상끼리를 비교하면 된다. 따라서, 다이(1)가 되는 칩(332)의 일부 영역의 마스크 다이 화상과, 다이(2)가 되는 다른 칩(332)이 대응하는 영역의 마스크 다이 화상을 사용한다. 혹은, 동일한 칩(332)의 일부 영역의 마스크 다이 화상을 다이(1)의 마스크 다이 화상으로 하고, 동일한 패턴이 형성된 동일한 칩(332)의 다른 일부의 마스크 다이 화상을 다이(2)의 마스크 다이 화상으로서 비교해도 상관없다. 이러한 경우에는, 동일한 패턴이 형성된 마스크 다이(33)의 화상끼리의 한쪽을 참조 화상으로서 사용하면, 상술한 다이-데이터베이스 검사와 마찬가지의 방법으로 검사를 할 수 있다.
즉, 위치 맞춤 공정으로서, 위치 맞춤부(57)는 다이(1)의 마스크 다이 화상과, 다이(2)의 마스크 다이 화상을 판독하고, 화소보다 작은 서브 화소 단위로, 양쪽 화상을 위치 맞춤한다. 예를 들어, 최소 제곱법으로 위치 맞춤을 행하면 된다.
그리고, 비교 공정으로서, 비교부(58)는 다이(1)의 마스크 다이 화상과, 다이(2)의 마스크 다이 화상을 비교한다. 비교부(58)는, 소정의 판정 조건에 따라서 화소마다 양자를 비교하여, 예를 들어 형상 결함과 같은 결함 유무를 판정한다. 예를 들어, 화소마다의 계조값 차가 판정 역치 Th보다도 크면 결함으로 판정한다. 그리고, 비교 결과가 출력된다. 비교 결과는, 도시하지 않은 기억 장치, 모니터, 혹은 메모리에 출력되거나, 혹은 프린터로부터 출력되면 된다.
이상과 같이, 실시 형태 1에 의하면, 다극자간의 개구부가 작은 경우에도, 다극자 수차 보정기(220)의 도통 검사를 할 수 있다. 따라서, 수차 보정이 필요로 되는 검사 장치 등의 멀티 빔 조사 장치에 다극자 수차 보정기(220)를 탑재하기 전에, 다극자 수차 보정기(220)의 도통 검사를 할 수 있다. 따라서, 수차가 보정된 멀티 1차 전자 빔(301)을 기판(101)에 조사할 수 있으므로, 고정밀도인 화상을 얻을 수 있음과 함께, 고정밀도인 패턴 검사를 할 수 있다.
이상의 설명에 있어서, 일련의 「~ 회로」는, 처리 회로를 포함하고, 그 처리 회로에는, 전기 회로, 컴퓨터, 프로세서, 회로 기판, 양자 회로, 혹은, 반도체 장치 등이 포함된다. 또한, 각「~ 회로」는, 공통되는 처리 회로(동일한 처리 회로)를 사용해도 된다. 혹은, 다른 처리 회로(별도의 처리 회로)를 사용해도 된다. 프로세서 등을 실행시키는 프로그램은, 자기 디스크 장치, 자기 테이프 장치, FD, 혹은 ROM(리드 온리 메모리) 등의 기록 매체에 기록되면 된다. 예를 들어, 위치 회로(107), 비교 회로(108), 참조 화상 작성 회로(112), 스테이지 제어 회로(114), 수차 보정 회로(121), 렌즈 제어 회로(124), 블랭킹 제어 회로(126) 및 편향 제어 회로(128)는, 상술한 적어도 하나의 처리 회로로 구성되어도 된다.
이상, 구체예를 참조하면서 실시 형태에 대해서 설명하였다. 그러나, 본 발명은 이들의 구체예에 한정되는 것은 아니다. 도 1의 예에서는, 1개의 조사원이 되는 전자총(201)으로부터 조사된 1개의 빔으로부터 성형 애퍼처 어레이 기판(203)에 의해 멀티 1차 전자 빔(301)을 형성하는 경우를 도시하고 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 복수의 조사원으로부터 각각 1차 전자 빔을 조사함으로써 멀티 1차 전자 빔(301)을 형성하는 양태이어도 상관없다.
또한, 장치 구성이나 제어 방법 등, 본 발명의 설명에 직접 필요하지 않는 부분 등에 대해서는 기재를 생략했지만, 필요한 장치 구성이나 제어 방법을 적절히 선택하여 사용할 수 있다.
그 밖의, 본 발명의 요소를 구비하고, 당업자가 적절히 설계 변경할 수 있는 모든 다극자 수차 보정기의 도통 검사 방법, 다극자 수차 보정기의 도통 검사 장치 및 다극자 수차 보정기를 탑재하는 멀티 전자 빔 조사 장치는, 본 발명의 범위에 포함된다.
다극자 수차 보정기의 도통 검사 방법 및 다극자 수차 보정기의 도통 검사 장치에 관해, 예를 들어, 전자선에 의한 멀티 빔을 조사하는 장치에 탑재되는 멀티 빔의 수차를 보정하는 다극자 수차 보정기의 도통 검사의 방법에 이용할 수 있다.
9: 조사 위치
10: 상단 기판
11, 17, 21: 개구부
15: 중단 기판
16: 제어 전극
18: 배선
19: 단자
20: 하단 기판
29: 서브 조사 영역
33: 마스크 다이
34: 조사 영역
52, 56, 109, 540: 기억 장치
57: 위치 맞춤부
58: 비교부
100: 검사 장치
101: 기판
102, 502: 전자 빔 칼럼
103, 503: 검사실
105, 505: 스테이지
106: 검출 회로
107: 위치 회로
108: 비교 회로
110, 510: 제어 계산기
112: 참조 화상 작성 회로
114: 스테이지 제어 회로
117: 모니터
118, 511: 메모리
119: 프린터
120: 버스
121: 수차 보정 회로
122: 레이저 측장 시스템
123: 칩 패턴 메모리
124: 렌즈 제어 회로
126: 블랭킹 제어 회로
128: 편향 제어 회로
142: 구동 기구
144, 146, 148: DAC 앰프
150: 화상 취득 기구
160, 560: 제어계 회로
200, 504: 전자 빔
201, 501: 전자총
202, 205, 206, 207, 224, 512: 전자 렌즈
203: 성형 애퍼처 어레이 기판
208: 주편향기
209: 부편향기
212: 일괄 블랭킹 편향기
213: 제한 애퍼처 기판
214: 빔 세퍼레이터
216: 미러
218, 514: 편향기
220: 다극자 수차 보정기
221: 반사체
222: 멀티 검출기
300: 멀티 2차 전자 빔
301: 멀티 1차 전자 빔
330: 검사 영역
332: 칩
500: 도통 검사 장치
506: 전자
518: 지지대
520: 유입 전자선량 측정기
523: 지지 핀
532: 선택부
534: 검사 제어부
536, 538: 판정부
542: 제어 회로
550: 검사 기구
10: 상단 기판
11, 17, 21: 개구부
15: 중단 기판
16: 제어 전극
18: 배선
19: 단자
20: 하단 기판
29: 서브 조사 영역
33: 마스크 다이
34: 조사 영역
52, 56, 109, 540: 기억 장치
57: 위치 맞춤부
58: 비교부
100: 검사 장치
101: 기판
102, 502: 전자 빔 칼럼
103, 503: 검사실
105, 505: 스테이지
106: 검출 회로
107: 위치 회로
108: 비교 회로
110, 510: 제어 계산기
112: 참조 화상 작성 회로
114: 스테이지 제어 회로
117: 모니터
118, 511: 메모리
119: 프린터
120: 버스
121: 수차 보정 회로
122: 레이저 측장 시스템
123: 칩 패턴 메모리
124: 렌즈 제어 회로
126: 블랭킹 제어 회로
128: 편향 제어 회로
142: 구동 기구
144, 146, 148: DAC 앰프
150: 화상 취득 기구
160, 560: 제어계 회로
200, 504: 전자 빔
201, 501: 전자총
202, 205, 206, 207, 224, 512: 전자 렌즈
203: 성형 애퍼처 어레이 기판
208: 주편향기
209: 부편향기
212: 일괄 블랭킹 편향기
213: 제한 애퍼처 기판
214: 빔 세퍼레이터
216: 미러
218, 514: 편향기
220: 다극자 수차 보정기
221: 반사체
222: 멀티 검출기
300: 멀티 2차 전자 빔
301: 멀티 1차 전자 빔
330: 검사 영역
332: 칩
500: 도통 검사 장치
506: 전자
518: 지지대
520: 유입 전자선량 측정기
523: 지지 핀
532: 선택부
534: 검사 제어부
536, 538: 판정부
542: 제어 회로
550: 검사 기구
Claims (10)
- 제1 개구부가 형성되고, 상기 제1 개구부의 주위에 실드 전극이 배치된 상단 기판과, 제2 개구부가 형성되고, 상기 제2 개구부를 사이에 둔 복수의 제어 전극과 상기 복수의 제어 전극 중 서로 다른 1개에 접속되는 복수의 배선이 배치된 중단 기판과, 제3 개구부가 형성되고, 상기 제3 개구부의 주위에 실드 전극이 배치된 하단 기판을 갖고, 상기 복수의 제어 전극에 각각 전위를 가변으로 인가함으로써 상기 제1 내지 제3 개구부를 통과하는 피보정용의 하전 입자 빔의 수차를 보정하는 다극자 수차 보정기를 사용하여, 각 실드 전극에 소정의 전위를 인가한 상태에서 상기 제1 내지 제3 개구부를 통과하도록 검사용 하전 입자 빔을 조사하고,
상기 검사용 하전 입자 빔이 상기 제1 내지 제3 개구부를 통과함과 함께, 상기 하단 기판의 하류측에 배치된 물체에 조사된 것에 기인하여 2차적으로 방출되는 전자의 상기 복수의 제어 전극의 각 제어 전극으로의 유입 전자선량을 상기 복수의 배선 중 각 제어 전극에 각각 접속된 배선을 통하여 측정하고,
상기 각 제어 전극으로의 유입 전자선량의 측정 결과를 사용하여, 제어 전극마다, 당해 제어 전극과 당해 제어 전극에 접속된 배선 사이의 도통의 유무를 개별로 판정하는 것을 특징으로 하는 다극자 수차 보정기의 도통 검사 방법. - 제1항에 있어서,
상기 상단 기판에는, 상기 제1 개구부를 포함하는 복수의 제1 개구부가 형성되고, 상기 복수의 제1 개구부의 주위에 실드 전극이 배치되고,
상기 중단 기판에는, 제2 개구부를 포함하는 복수의 제2 개구부가 형성되고, 상기 복수의 제2 개구부의 각 제2 개구부에 대해, 당해 제2 개구부를 사이에 둔 복수의 제어 전극과 상기 복수의 제어 전극 중 서로 다른 1개에 접속되는 복수의 배선이 배치되고,
상기 하단 기판에는, 상기 제3 개구부를 포함하는 복수의 제3 개구부가 형성되고, 상기 복수의 제3 개구부의 주위에 실드 전극이 배치되고,
상기 다극자 수차 보정기의 도통 검사 방법은, 각 제2 개구부의 상기 복수의 제어 전극에 각각 전위를 가변으로 인가함으로써 상기 복수의 제1 내지 제3 개구부를 통과하는 피보정용의 멀티 하전 입자 빔의 수차를 개별로 보정하는 다극자 수차 보정기에 대해서, 각 제2 개구부의 상기 복수의 제어 전극의 제어 전극마다, 당해 제어 전극과 당해 제어 전극에 접속된 배선 사이의 도통의 유무를 개별로 판정하는 것을 특징으로 하는 다극자 수차 보정기의 도통 검사 방법. - 제1항에 있어서,
상기 도통 검사 방법에 사용하는 상기 검사용 하전 입자 빔으로서, 전자 빔이 사용되는 것을 특징으로 하는 다극자 수차 보정기의 도통 검사 방법. - 제1항에 있어서,
상기 복수의 제어 전극은, 2극 이상인 것을 특징으로 하는 다극자 수차 보정기의 도통 검사 방법. - 제1항에 있어서,
상기 복수의 제어 전극은, 8극인 것을 특징으로 하는 다극자 수차 보정기의 도통 검사 방법. - 검사용 하전 입자 빔을 방출하는 방출원과,
상기 검사용 하전 입자 빔의 초점 위치를 제어하는 포커싱 기구와,
상기 검사용 하전 입자 빔을 편향시켜, 상기 검사용 하전 입자 빔의 조사 위치를 제어하는 편향기와,
제1 개구부가 형성되고, 상기 제1 개구부의 주위에 실드 전극이 배치된 상단 기판과, 제2 개구부가 형성되고, 상기 제2 개구부를 사이에 둔 복수의 제어 전극과 상기 복수의 제어 전극 중 서로 다른 1개에 접속되는 복수의 배선이 배치된 중단 기판과, 제3 개구부가 형성되고, 상기 제3 개구부의 주위에 실드 전극이 배치된 하단 기판을 갖고, 상기 복수의 제어 전극에 각각 전위를 가변으로 인가함으로써 상기 제1 내지 제3 개구부를 통과하는 피보정용의 하전 입자 빔의 수차를 보정하는 다극자 수차 보정기와,
상기 하단 기판의 하류측에 배치되고, 상기 제1 내지 제3 개구부를 통과한 상기 검사용 하전 입자 빔의 조사를 받는 물체
가 배치되는 스테이지와,
상기 복수의 배선에 접속되는, 적어도 하나의 유입 전자선량 측정기
를 구비하고,
상기 검사용 하전 입자 빔이 상기 제1 내지 제3 개구부를 통과함과 함께, 상기 하단 기판의 하류측에 배치된 물체에 조사된 것에 기인하여 2차적으로 방출되는 전자의 상기 복수의 제어 전극의 각 제어 전극으로의 유입 전자선량을 상기 복수의 배선 중 각 제어 전극에 각각 접속된 배선을 통하여 상기 적어도 하나의 유입 전자선량 측정기에 의해 측정된 결과를 사용하여, 제어 전극마다, 당해 제어 전극과 당해 제어 전극에 접속된 배선 사이의 도통의 유무를 개별로 판정하는 것을 특징으로 하는 다극자 수차 보정기의 도통 검사 장치. - 제6항에 있어서,
상기 상단 기판에는, 상기 제1 개구부를 포함하는 복수의 제1 개구부가 형성되고, 상기 복수의 제1 개구부의 주위에 실드 전극이 배치되고,
상기 중단 기판에는, 제2 개구부를 포함하는 복수의 제2 개구부가 형성되고, 상기 복수의 제2 개구부의 각 제2 개구부에 대해, 당해 제2 개구부를 사이에 둔 복수의 제어 전극과 상기 복수의 제어 전극 중 서로 다른 1개에 접속되는 복수의 배선이 배치되고,
상기 하단 기판에는, 상기 제3 개구부를 포함하는 복수의 제3 개구부가 형성되고, 상기 복수의 제3 개구부의 주위에 실드 전극이 배치되고,
상기 다극자 수차 보정기의 도통 검사 방법은, 각 제2 개구부의 상기 복수의 제어 전극에 각각 전위를 가변으로 인가함으로써 상기 복수의 제1 내지 제3 개구부를 통과하는 피보정용의 멀티 하전 입자 빔의 수차를 개별로 보정하는 다극자 수차 보정기에 대해서, 각 제2 개구부의 상기 복수의 제어 전극의 제어 전극마다, 당해 제어 전극과 당해 제어 전극에 접속된 배선 사이의 도통의 유무를 개별로 판정하는 것을 특징으로 하는 다극자 수차 보정기의 도통 검사 장치. - 제6항에 있어서,
상기 도통 검사 방법에 사용하는 상기 검사용 하전 입자 빔으로서, 전자 빔이 사용되는 것을 특징으로 하는 다극자 수차 보정기의 도통 검사 장치. - 제6항에 있어서,
상기 복수의 제어 전극은, 2극 이상인 것을 특징으로 하는 다극자 수차 보정기의 도통 검사 장치. - 제6항에 있어서,
상기 복수의 제어 전극은, 8극인 것을 특징으로 하는 다극자 수차 보정기의 도통 검사 장치.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2019131437A JP7303052B2 (ja) | 2019-07-16 | 2019-07-16 | 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 |
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