KR20220144842A - 검사 장치 - Google Patents

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KR20220144842A
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리키 오가와
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가부시키가이샤 뉴플레어 테크놀로지
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Abstract

제1 면과, 패턴이 형성된 제2 면을 갖는 피검사 시료의 패턴에, 전자 빔의 조사를 행하는 조사원과, 제1 면에 제1 전압을 인가하는 제1 전압 인가 회로와, 조사에 의해 패턴으로부터 발생하는 검사 화상을 취득하는 검출기를 구비하고, 전자 빔에 포함되는 전자의 가속 전압을 Vacc, 제2 면에 도달하는 전자의 입사 전압을 VL, 제1 전압을 V1이라 했을 때, |Vacc-VL|<|V1|인 검사 장치이다.

Description

검사 장치
본 발명은, 검사 장치에 관한 것이다. 예를 들어, 전자 빔을 EUV(Extreme Ultraiolet) 마스크에 조사하여, 방출되는 패턴의 2차 전자 화상을 취득해서 패턴을 검사하는 검사 장치에 관한 것이다.
근년, 대규모 집적 회로(LSI)의 고집적화 및 대용량화에 수반하여, 반도체 소자에 요구되는 회로 선폭은 점점 좁아지고 있다. 이들 반도체 소자는, 회로 패턴이 형성된 원화 패턴(마스크 혹은 레티클이라고도 한다. 이하, 마스크라고 총칭함)을 사용하여, 소위 스테퍼라고 불리는 축소 투영 노광 장치로 웨이퍼 위에 패턴을 노광 전사하여 회로 형성함으로써 제조된다.
그리고, 막대한 제조 비용이 드는 LSI의 제조에 있어서, 수율의 향상은 불가결하다. 그러나, 액침 노광과 멀티 패터닝 기술에 의해 이미 20㎚를 자르는 가공 치수가 실현되고, 나아가 EUV(Extreme Ultraviolet) 노광의 실용화에 의해 10㎚를 자르는 미세 가공이 실현되고 있다. 또한, NIL(Nano Imprinting Lithography)이나 DSA(Directed Self-Assembly, 자기 조직화 리소그래피) 등, 노광기를 사용하는 이외의 미세 가공 기술의 실용화도 진행되고 있다. 근년, 반도체 웨이퍼 위에 형성되는 LSI 패턴 치수의 미세화에 수반하여, 패턴 결함으로서 검출 해야 할 치수도 매우 작은 것으로 되어 있으며, 동일한 면적이라도 검사해야 할 패턴 수도 방대한 것으로 되어 있다. 따라서, 반도체 웨이퍼 위에 전사된 초미세 패턴의 결함을 검사하는 검사 장치의 고정밀도화와 고속화가 필요해지고 있다. 그 밖에, 수율을 저하시키는 주요한 요인의 하나로서, 반도체 웨이퍼 위에 초미세 패턴을 포토리소그래피 기술로 노광, 전사할 때에 사용되는 마스크의 패턴 결함을 들 수 있다. 이 때문에, LSI 제조에 사용되는 전사용 마스크의 결함을 검사하는 검사 장치의 고정밀도화가 필요해지고 있다.
검사 방법으로서는, 확대 광학계를 사용하여 반도체 웨이퍼 등의 웨이퍼나 리소그래피 마스크 등의 마스크와 같은 피검사 시료의 위에 형성되어 있는 패턴을 소정의 배율로 촬상한 광학 화상과, 설계 데이터, 혹은 피검사 시료 위의 동일 패턴을 촬상한 광학 화상과 비교함으로써 검사를 행하는 방법이 알려져 있다. 예를 들어, 검사 방법으로서, 동일 마스크 위의 다른 장소의 동일 패턴을 촬상한 광학 화상 데이터끼리를 비교하는 「die to die(다이-다이) 검사」나, 패턴 설계된 CAD데이터를 마스크에 패턴 묘화할 때에 묘화 장치가 입력하기 위한 장치 입력 포맷으로 변환한 묘화 데이터(설계 패턴 데이터)를 검사 장치에 입력하여, 이것을 기초로 설계 화상 데이터(참조 화상)를 생성하고, 이 설계 화상 데이터와, 패턴을 촬상한 측정 데이터가 되는 광학 화상을 비교하는 「die to database(다이-데이터베이스) 검사」가 있다. 이러한 검사 장치에 있어서의 검사 방법에서는, 검사 대상 기판은 스테이지(시료대)의 위에 적재되고, 스테이지가 움직임으로써 광속이 피검사 시료 위를 주사하여, 검사가 행해진다. 검사 대상 기판에는, 광원 및 조명 광학계에 의해 광속이 조사된다. 검사 대상 기판을 투과 혹은 반사된 광은 광학계를 통해 센서 위에 결상된다. 센서로 촬상된 화상은 측정 데이터로서 비교 회로로 보내진다. 비교 회로에서는, 화상끼리의 위치 정렬의 후, 측정 데이터와 참조 데이터를 적절한 알고리즘에 따라서 비교하고, 일치하지 않는 경우에는, 패턴 결함이 있다고 판정한다.
상술한 검사 장치에서는, 레이저광을 검사 대상 기판에 조사하여, 이 투과 상 혹은 반사 상을 촬상함으로써, 광학 화상을 취득한다. 한편, 근년, 노광 파장이 13.5㎚인 EUV 광원을 사용한 리소그래피(EUV 리소그래피)가 주목받고 있다. 노광 파장 193㎚의 ArF 엑시머 레이저를 사용한 ArF 액침 리소그래피와 비교하면, 노광 파장/(NA)에서 1/4 내지 1/5 정도가 되기 때문에, EUV 리소그래피에서는 대폭적인 해상력의 향상을 기대할 수 있다. 그 때문에, EUV 마스크의 결함 검사를 행하는 장치의 개발이 요구되고 있다.
EUV 마스크는, 예를 들어 마스크 기판으로서 사용되는 극저 열팽창 유리의 표면에, EUV 광의 반사막이 되는 Si(실리콘)/Mo(몰리브덴) 다층막, Ru(루테늄) 등으로 이루어지는 버퍼층, 및 소정의 패턴을 갖는 흡수체를 형성함으로써 얻어진다. 흡수체로서는, 예를 들어 Ta(탄탈)을 포함하는 합금이 제안되어 있다. 여기서, EUV 광의 파장 영역은 용이하게 재료에 흡수되어버려, 광의 굴절을 이용한 렌즈를 이용할 수 없다. 이 때문에, 투영 광학계는 모두 반사 광학계로 구성되어 있다. 따라서, EUV 마스크도 상술한 바와 같은 반사형의 마스크가 된다.
EUV 마스크의 검사를 행할 때에는, EUV 마스크의 대전을 억제하여 고분해능의 검사 화상을 취득하기 위해서, EUV 마스크의 패턴이 마련되어 있는 면에 있어서의, 전자 빔의 입사 전압(Landing Voltage) 또는 랜딩 에너지(Landing Energy)를 적절하게 제어하는 것이 바람직하다. 입사 전압의 제어를 위해서는, 전자 빔에 포함되는 전자의 가속 전압을 변화시키는 방법과, 전자 빔에 포함되는 전자를 감속시키는 리타딩 전압을 EUV 마스크에 인가하는 방법이 생각된다. 그러나, 패턴이 마련되어 있는 면에 있어서의 전자의 에너지를 정밀하게 제어하여, 검사 화상의 분해능을 향상시키기 위해서는, 리타딩 전압을 EUV 마스크에 인가하는 것이 바람직하다.
여기서, 마스크 기판은, 상술한 바와 같이 저열팽창 유리이기 때문에, 절연체이다. 그 때문에, 마스크 기판에 리타딩 전압을 인가하여, 전자의 에너지를 제어할 수는 없다. 한편, 상술한 Si/Mo 다층막은, 전기 전도성을 갖는다. 이 때문에, Si/Mo 다층막에 리타딩 전압을 인가함으로써, EUV 마스크의 패턴이 마련되어 있는 면에 대하여 균일하게 리타딩 전압을 인가하는 것이 가능하다. 그러나, 패턴이 마련되어 있는 면에 리타딩 전압을 인가하는 영역을 별도 마련하면, 1매의 마스크로 제조 가능한 반도체 소자의 수가, 리타딩 전압을 인가하는 영역의 분만큼 적어져버린다고 하는 문제가 있었다.
특허문헌 1에는, Mo/Si 다층막의 단부에 전극을 형성하여 리타딩 전압을 걸고, Si 집속 이온빔으로 이물 및 Mo/Si 다층막을 제거하는 기술이 개시되어 있다.
일본 특허 공개 제2006-059835호 공보
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 소자 수율의 향상과 고분해능을 갖는 검사 화상의 취득을 양립 가능한 검사 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 일 양태의 검사 장치는, 제1 면과, 패턴이 형성된 제2 면을 갖는 피검사 시료의 패턴에, 전자 빔의 조사를 행하는 조사원과, 제1 면에 제1 전압을 인가하는 제1 전압 인가 회로와, 조사에 의해 패턴으로부터 발생하는 검사 화상을 취득하는 검출기를 구비하고, 전자 빔에 포함되는 전자의 가속 전압을 Vacc, 제2 면에 도달하는 전자의 입사 전압을 VL, 제1 전압을 V1이라 했을 때, |Vacc-VL|<|V1|이다.
상기 양태의 검사 장치에 있어서, 피검사 시료는, 제1 면에 마련된 제1 도전막을 더 갖고, 제1 전압 인가 회로는 제1 도전막을 통해 제1 면에 제1 전압을 인가하는 것이 바람직하다.
상기 양태의 검사 장치에 있어서, 제2 면은, 제2 도전막과, 제2 도전막의 위에 마련되고 패턴이 형성된 흡수체를 갖는 제1 영역과, 제1 영역의 주위에 마련되고 제3 도전막을 갖는 제2 영역을 더 갖고, 검사 장치는, 제3 도전막을 통해 제2 면에 제2 전압을 인가하는 제2 전압 인가 회로를 더 구비하고, 제2 전압을 V2라 했을 때, |Vacc-VL|=|V2|<|V1|인 것이 바람직하다.
상기 양태의 검사 장치에 있어서, 제1 전압 인가 회로는, 제1 면에, 제1 전압과, 제1 전압보다 작은 제1 미소 전압의 합을 인가하고, 제1 미소 전압을 ΔV1이라 했을 때, |Vacc-VL|<|V1+ΔV1|인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 다른 양태의 검사 장치는, 제1 면과, 패턴이 형성된 제2 면을 갖는 피검사 시료의 패턴에, 전자 빔의 조사를 행하는 조사원과, 제1 면에 제1 전압을 인가하는 제1 전압 인가 회로와, 제2 면에 제2 전압을 인가하는 제2 전압 인가 회로와, 조사에 의해 패턴으로부터 발생하는 검사 화상을 취득하는 검출기를 구비하고, 전자 빔에 포함되는 전자의 가속 전압을 Vacc, 제2 면에 도달하는 전자의 입사 전압을 VL, 제1 전압을 V1, 제2 전압을 V2라 했을 때, |Vacc-VL|=|V2|<|V1|이다.
상기 양태의 검사 장치에 있어서, 제1 전압 인가 회로는, 제1 면에, 제1 전압과, 제1 전압보다 작은 제1 미소 전압의 합을 인가하고, 제2 전압 인가 회로는, 제2 면에, 제2 전압과, 제2 전압보다 작은 제2 미소 전압의 합을 인가하고, 제1 미소 전압을 ΔV1, 제2 미소 전압을 ΔV2라 했을 때, |Vacc-VL|=|V2+ΔV2|<|V1+ΔV1|인 것이 바람직하다.
본 발명의 일 양태에 의하면, 소자 수율의 향상과 고분해능을 갖는 검사 화상의 취득을 양립 가능한 검사 장치의 제공이 가능해진다.
도 1은 실시 형태에 있어서의 검사 장치의 모식 구성도이다.
도 2는 실시 형태에 있어서의 성형 애퍼처 어레이 부재의 구성을 나타내는 개념도이다.
도 3은 실시 형태에 있어서의 기판에 형성되는 복수의 칩 영역의 일례를 나타내는 도면이다.
도 4는 실시 형태에 있어서의 멀티 빔의 조사 영역과 측정용 화소의 일례를 나타내는 도면이다.
도 5는 실시 형태에 있어서 사용되는 EUV 마스크의 모식 단면도이다.
도 6은 실시 형태에 있어서의 검사 방법의 흐름도이다.
도 7은 실시 형태의 검사 장치의 작용 효과를 설명하기 위한 모식도이다.
이하, 본 발명의 실시 형태에 대하여 도면을 참조하면서 설명한다.
(실시 형태)
실시 형태의 검사 장치는, 제1 면과, 패턴이 형성된 제2 면을 갖는 피검사 시료의 패턴에, 전자 빔의 조사를 행하는 조사원과, 제1 면에 제1 전압을 인가하는 제1 전압 인가 회로와, 조사에 의해 패턴으로부터 발생하는 검사 화상을 취득하는 검출기를 구비하고, 전자 빔에 포함되는 전자의 가속 전압을 Vacc, 제2 면에 도달하는 전자의 입사 전압을 VL, 제1 전압을 V1이라 했을 때, |Vacc-VL|<|V1|이다.
도 1은, 본 실시 형태에 있어서의 검사 장치의 구성을 나타내는 구성도이다. 도 1에 있어서, 기판에 형성된 패턴을 검사하는 검사 장치(100)는, 하전 입자 빔 검사 장치의 일례이다. 전자 빔은, 하전 입자 빔의 일례이다. 검사 장치(100)는, 전자 광학 화상 취득 기구(화상 취득 기구)(155), 및 제어계 회로(160)(제어부)를 구비하고 있다. 전자 광학 화상 취득 기구(화상 취득 기구)(155)는, 전자 빔 칼럼(102)(전자 경통), 검사실(103), 검출 회로(106), 스트라이프 패턴 메모리(123), 구동 기구(127), 및 레이저 측장 시스템(122)을 구비하고 있다. 전자 빔 칼럼(102) 내에는, 전자총(조사원)(201), 전자 렌즈(202), 성형 애퍼처 어레이 기판(203), 축소 렌즈(205), 전자 렌즈(206), 대물 렌즈(207), 주 편향기(208), 부 편향기(209), 일괄 블랭킹 편향기(212), 제한 애퍼처 기판(213), 빔 세퍼레이터(214), 전자 렌즈(224, 226), 및 멀티 검출기(222)가 배치되어 있다. 또한, 멀티 검출기(222)는 검출기의 일례이다.
검사실(103) 내에는, 적어도 XY 평면 위를 이동 가능한 XY 스테이지(시료대) (105)가 배치된다. XY 스테이지(105) 위에는, 피검사 시료(EUV 마스크)(400)가 배치된다. 피검사 시료(EUV 마스크)(400)는, 예를 들어 패턴 형성면을 상측을 향해 XY 스테이지(105) 위에 마련된 지지부(104)의 위에 배치된다. 또한, XY 스테이지(105) 위에는, 검사실(103)의 외부에 배치된 레이저 측장 시스템(122)으로부터 조사되는 레이저 측장용 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, 스트라이프 패턴 메모리(123)에 접속된다.
제어계 회로(160)에서는, 컴퓨터인 제어 계산기(110)가, 버스(120)를 통해 위치 회로(107), 전개 회로(111), 스테이지 제어 회로(114), 렌즈 제어 회로(124), 블랭킹 제어 회로(126), 편향 제어 회로(128), 화상 보존부(132), 필터 회로(139), 분할 회로(140), 제1 전압 인가 회로(142), 제2 전압 인가 회로(144), 제1 전압 제어 회로(146), 제2 전압 제어 회로(148), 자기 디스크 장치 등의 설계 데이터 보존부(109), 모니터(117), 메모리(118), 프린터(119)에 접속되어 있다. 또한, XY 스테이지(105)는, 스테이지 제어 회로(114)의 제어하에 구동 기구(127)에 의해 구동된다. 구동 기구(127)에서는, 예를 들어 X 방향, Y 방향, θ 방향으로 구동하는 3축(X-Y-θ) 모터와 같은 구동계가 구성되고, XY 스테이지(105)가 이동 가능하게 되어 있다. 이들의, 도시하지 않은 X 모터, Y 모터, θ 모터는, 예를 들어 스텝 모터를 사용할 수 있다. XY 스테이지(105)는, XYθ 각 축의 모터에 의해 수평 방향 및 회전 방향으로 이동 가능하다. 그리고, XY 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 XY 스테이지(105)의 위치를 측장한다.
전자총(201)에는, 도시하지 않은 고압 전원 회로가 접속되고, 전자총(201) 내의 도시하지 않은 필라멘트와 인출 전극간으로의 고압 전원 회로로부터의 가속 전압의 인가와 함께, 소정의 인출 전극의 전압 인가와 소정의 온도의 캐소드(필라멘트)의 가열에 의해, 캐소드로부터 방출된 전자군이 가속되고, 전자 빔으로 되어 방출된다. 축소 렌즈(205) 및 대물 렌즈(207)는, 예를 들어 전자 렌즈가 사용되고, 함께 렌즈 제어 회로(124)에 의해 제어된다. 또한, 빔 세퍼레이터(214)도 렌즈 제어 회로(124)에 의해 제어된다. 일괄 블랭킹 편향기(212)는, 적어도 2극의 전극군에 의해 구성되고, 블랭킹 제어 회로(126)에 의해 제어된다. 주 편향기(208) 및 부 편향기(209)는, 각각 적어도 4극의 전극군에 의해 구성되고, 편향 제어 회로(128)에 의해 제어된다.
피검사 시료(EUV 마스크)(400)에 마스크 패턴을 형성하는 기초가 되는 설계 패턴 데이터는, 검사 장치(100)의 외부로부터 입력되어, 설계 데이터 보존부(109)에 저장된다.
여기서, 도 1에서는, 본 실시 형태를 설명함에 있어서 필요한 구성을 기재하고 있다. 검사 장치(100)에 있어서, 통상, 필요한 그 밖의 구성을 구비하고 있어도 상관없다.
도 2는, 본 실시 형태에 있어서의 성형 애퍼처 어레이 기판(203)의 구성을 나타내는 개념도이다. 도 2에 있어서, 성형 애퍼처 어레이 기판(203)에는, 2차원형의 가로(x 방향) m1열×세로(y 방향) n1단(m1, n1은 2 이상의 정수)의 구멍(개구부)(22)이 x, y 방향으로 소정의 배열 피치로 형성되어 있다. 도 2의 예에서는, 512×512의 구멍(개구부)(22)이 형성되어 있는 경우를 나타내고 있다. 각 구멍(22)은, 모두 동일 치수 형상의 직사각형으로 형성된다. 또는, 동일한 외경의 원형이어도 상관없다. 이들 복수의 구멍(22)을 전자 빔(200)의 일부가 각각 통과함으로써, 멀티 1차 전자 빔(20)이 형성되게 된다. 여기에서는, 가로 세로(x, y 방향)가 모두 2열 이상인 구멍(22)이 배치된 예를 나타내었지만, 이것에 한정하는 것은 아니다. 예를 들어, 가로 세로(x, y 방향) 중 어느 한쪽이 복수 열이고 다른 쪽은 1열만이어도 상관없다. 또한, 구멍(22)의 배열 방법은, 도 2와 같이, 가로 세로가 격자형으로 배치되는 경우에 한정하는 것은 아니다. 예를 들어, 세로 방향(y 방향) k단째의 열과, k+1단째의 열의 구멍끼리가, 가로 방향(x 방향)으로 치수 a만큼 어긋나 배치되어도 된다. 마찬가지로, 세로 방향(y 방향) k+1단째의 열과, k+2단째의 열의 구멍끼리가, 가로 방향(x 방향)으로 치수 b만큼 어긋나 배치되어도 된다. 다음으로 검사 장치(100)에 있어서의 전자 광학 화상 취득 기구(155)의 동작에 대하여 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, 도 2에 도시한 바와 같이, 복수의 구멍(22)(개구부)이 형성되고, 전자 빔(200)은, 모든 복수의 구멍(22)이 포함되는 영역을 조명한다. 복수의 구멍(22)의 위치에 조사된 전자 빔(200)의 각 일부가, 이러한 성형 애퍼처 어레이 기판(203)의 복수의 구멍(22)을 각각 통과함으로써, 멀티 1차 전자 빔(멀티 빔)(20)이 형성된다.
형성된 멀티 1차 전자 빔(20)은, 전자 렌즈(축소 렌즈)(205), 및 전자 렌즈(206)에 의해 각각 굴절되고, 중간 상 및 크로스오버를 반복하면서, 멀티 1차 전자 빔(20)의 각 빔의 크로스오버 위치에 배치된 빔 세퍼레이터(214)를 통과해서 전자 렌즈(207)(대물 렌즈)로 진행한다. 그리고, 전자 렌즈(207)는, 멀티 1차 전자 빔(20)을 피검사 시료(400)에 포커싱(합초(合焦))된다. 전자 렌즈(207)에 의해 피검사 시료(400) 위에 초점을 맞춘(합초된) 멀티 1차 전자 빔(20)은, 주 편향기(208) 및 부 편향기(209)에 의해 일괄하여 편향되고, 각 빔의 피검사 시료(400) 위의 각각의 조사 위치에 조사된다. 또한, 일괄 블랭킹 편향기(212)에 의해, 멀티 1차 전자 빔(20) 전체가 일괄하여 편향된 경우에는, 제한 애퍼처 기판(213)의 중심의 구멍으로부터 위치가 벗어나, 제한 애퍼처 기판(213)에 의해 차폐된다. 한편, 일괄 블랭킹 편향기(212)에 의해 편향되지 않은 멀티 1차 전자 빔(20)은, 도 1에 도시한 바와 같이 제한 애퍼처 기판(213)의 중심의 구멍을 통과한다. 이러한 일괄 블랭킹 편향기(212)의 ON/OFF에 의해, 블랭킹 제어가 행해지고, 빔의 ON/OFF가 일괄 제어된다. 이와 같이, 제한 애퍼처 기판(213)은, 일괄 블랭킹 편향기(212)에 의해 빔 OFF의 상태가 되도록 편향된 멀티 1차 전자 빔(20)을 차폐한다. 그리고, 빔 ON이 되고 나서 빔 OFF가 될 때까지 형성된, 제한 애퍼처 기판(213)을 통과한 빔 군에 의해, 검사용(화상 취득용) 멀티 1차 전자 빔(20)이 형성된다.
피검사 시료(400)의 원하는 위치에 멀티 1차 전자 빔(20)이 조사되면, 이러한 멀티 1차 전자 빔(20)이 조사된 것에 기인하여 피검사 시료(400)로부터 멀티 1차 전자 빔(20)의 각 빔에 대응하는, 반사 전자를 포함하는 2차 전자의 다발(멀티 2차 전자 빔(300))이 방출된다.
피검사 시료(400)로부터 방출된 멀티 2차 전자 빔(300)은, 전자 렌즈(207)를 통과하여, 빔 세퍼레이터(214)로 진행한다.
여기서, 빔 세퍼레이터(214)는 멀티 1차 전자 빔(20)의 중심 빔이 진행되는 방향(전자 궤도 중심축)에 직교하는 면 위에 있어서 전계와 자계를 직교하는 방향으로 발생시킨다. 전계는 전자의 진행 방향에 관계 없이 동일한 방향으로 힘을 미치게 한다. 이에 반하여, 자계는 플레밍 왼손의 법칙에 따라 힘을 미치게 한다. 이 때문에 전자의 침입 방향에 의해 전자에 작용하는 힘의 방향을 변화시킬 수 있다. 빔 세퍼레이터(214)에 상측으로부터 침입해 오는 멀티 1차 전자 빔(20)에는, 전계에 의한 힘과 자계에 의한 힘이 서로 상쇄하여, 멀티 1차 전자 빔(20)은 하방으로 직진한다. 이에 반하여, 빔 세퍼레이터(214)에 하측으로부터 침입해 오는 멀티 2차 전자 빔(300)에는, 전계에 의한 힘과 자계에 의한 힘이 모두 동일한 방향으로 작용하고, 멀티 2차 전자 빔(300)은 비스듬히 상방으로 구부러져서, 멀티 1차 전자 빔(20)으로부터 분리된다.
비스듬히 상방으로 구부러져서, 멀티 1차 전자 빔(20)으로부터 분리된 멀티 2차 전자 빔(300)은, 편향기(218)에 의해 더욱 구부러지고, 전자 렌즈(224, 226)에 의해 굴절되면서 멀티 검출기(222)에 투영된다. 멀티 검출기(222)는, 투영된 멀티 2차 전자 빔(300)을 검출한다. 멀티 검출기(222)에는, 반사 전자 및 2차 전자가 투영되어도 되고, 반사 전자는 도중에 발산되어버리고 남은 2차 전자가 투영되어도 된다. 멀티 검출기(222)는, 예를 들어 도시하지 않은 2차원 센서를 갖는다. 그리고, 멀티 2차 전자 빔(300)의 각 2차 전자가 2차원 센서의 각각 대응하는 영역에 충돌하여, 전자를 발생시켜, 2차 전자 화상 데이터를 화소마다 생성한다. 멀티 검출기(222)로 검출된 강도 신호는, 검출 회로(106)로 출력된다.
도 3은, 본 실시 형태에 있어서의 피검사 시료(400)에 형성되는 복수의 칩 영역의 일례를 나타내는 도면이다. 도 3에 있어서, 피검사 시료(400)의 제1 영역(420)에는, 복수의 마스크 패턴(432)이 2차원의 어레이형으로 형성되어 있다. 제1 영역(420)은, 예를 들어 검사 영역이다. 각 마스크 패턴(432)에는, 1칩분의 마스크 패턴이 도시하지 않은 노광 장치(스테퍼)에 의해 예를 들어 1/4로 축소되어 전사되고 있다. 각 마스크 패턴(432) 내는, 예를 들어 2차원형의 가로(x 방향) m2열×세로(y 방향) n2단(m2, n2는 2 이상의 정수)개의 복수의 마스크 다이(33)로 분할된다. 본 실시 형태에서는, 이러한 마스크 다이(33)가 단위 검사 영역으로 된다. 또한, 도 3에 있어서는, 후술하는 제2 영역(422) 및 제3 영역(424)은 도시되어 있지 않다.
도 4는, 본 실시 형태에 있어서의 멀티 빔의 조사 영역과 측정용 화소의 일례를 나타내는 도면이다. 도 4에 있어서, 각 마스크 다이(33)는, 예를 들어 멀티 빔의 빔 직경으로 메쉬형의 복수의 메쉬 영역으로 분할된다. 이러한 각 메쉬 영역이, 측정용 화소(36)(단위 조사 영역)가 된다. 도 4의 예에서는, 8×8열의 멀티 빔의 경우를 나타내고 있다. 1회의 멀티 1차 전자 빔(20)의 조사로 조사 가능한 조사 영역(34)은, (멀티 1차 전자 빔(20)의 x 방향의 빔간 피치에 x 방향의 빔 수를 곱한 x 방향 사이즈)×(멀티 1차 전자 빔(20)의 y 방향의 빔간 피치에 y 방향의 빔 수를 곱한 y 방향 사이즈)로 정의된다. 도 4의 예에서는, 조사 영역(34)이 마스크 다이(33)와 동일한 사이즈의 경우를 나타내고 있다. 단, 이것에 한정되는 것은 아니다. 조사 영역(34)이 마스크 다이(33)보다도 작아도 된다. 또는 커도 상관없다. 그리고, 조사 영역(34) 내에, 1회의 멀티 1차 전자 빔(20)의 조사로 조사 가능한 복수의 측정용 화소(28)(1샷 시의 빔의 조사 위치)가 도시되어 있다. 다시 말해, 인접하는 측정용 화소(28) 사이의 피치가 멀티 빔의 각 빔간의 피치가 된다. 도 4의 예에서는, 인접하는 4개의 측정용 화소(28)로 둘러싸임과 함께, 4개의 측정용 화소(28) 중 하나의 측정용 화소(28)를 포함하는 정사각형의 영역으로 하나의 서브 조사 영역(29)을 구성한다. 도 4의 예에서는, 각 서브 조사 영역(29)은, 4×4 화소(36)로 구성되는 경우를 나타내고 있다.
본 실시 형태에 있어서의 스캔 동작에서는, 마스크 다이(33)마다 스캔(주사)된다. 도 4의 예에서는, 어떤 하나의 마스크 다이(33)를 주사하는 경우의 일례를 나타내고 있다. 멀티 1차 전자 빔(20)이 모두 사용되는 경우에는, 하나의 조사 영역(34) 내에는, x, y 방향으로(2차원형으로) m1×n1의 서브 조사 영역(29)이 배열되게 된다. 첫 번째의 마스크 다이(33)에 멀티 1차 전자 빔(20)이 조사 가능한 위치에 XY 스테이지(105)를 이동시켜 정지시킨다. 이 위치에서 주 편향기(208)에 의해, 멀티 1차 전자 빔(20)이 주사하는 마스크 다이(33)의 기준 위치에 멀티 1차 전자 빔(20) 전체를 일괄 편향시키고, 당해 마스크 다이(33)를 조사 영역(34)으로서 당해 마스크 다이(33) 내를 주사(스캔 동작)한다. XY 스테이지(105)를 연속 이동시키면서 스캔을 행하는 경우에는, 주 편향기(208)에 의해, 또한 XY 스테이지(105)의 이동에 추종하도록, 트래킹 편향을 행한다. 멀티 1차 전자 빔(20)을 구성하는 각 빔은, 서로 다른 어느 서브 조사 영역(29)을 담당하게 된다. 그리고, 각 샷 시에, 각 빔은, 담당 서브 조사 영역(29) 내의 동일한 위치에 상당하는 하나의 측정용 화소(28)를 조사하게 된다. 도 4의 예에서는, 부 편향기(209)에 의해, 각 빔은, 1샷째에 담당 서브 조사 영역(29) 내의 최하단의 우측으로부터 첫 번째의 측정용 화소(36)를 조사하도록 편향된다. 그리고, 1샷째의 조사가 행해진다. 계속해서, 부 편향기(209)에 의해 멀티 1차 전자 빔(20) 전체를 일괄하여 y 방향으로 1 측정용 화소(36)분만큼 빔 편향 위치를 시프트시키고, 2샷째에 담당 서브 조사 영역(29) 내의 아래로부터 2단째의 우측으로부터 첫 번째의 측정용 화소(36)를 조사한다. 마찬가지로, 3샷째에 담당 서브 조사 영역(29) 내의 아래로부터 3단째의 우측으로부터 첫 번째의 측정용 화소(36)를 조사한다. 4샷째에 담당 서브 조사 영역(29) 내의 아래로부터 4단째의 우측으로부터 첫 번째의 측정용 화소(36)를 조사한다. 이어서, 부 편향기(209)에 의해 멀티 1차 전자 빔(20) 전체를 일괄하여 최하단의 우측으로부터 두 번째의 측정용 화소(36)의 위치에 빔 편향 위치를 시프트시키고, 마찬가지로, y 방향을 향해 측정용 화소(36)를 차례로 조사해 간다. 이러한 동작을 반복하고, 하나의 빔으로 하나의 서브 조사 영역(29) 내의 모든 측정용 화소(36)를 차례로 조사해 간다. 1회의 샷에서는, 성형 애퍼처 어레이 기판(203)의 각 구멍(22)을 통과함으로써 형성된 멀티 빔에 의해, 최대 각 구멍(22)과 동일 수의 복수의 샷에 따른 멀티 2차 전자 빔(300)이 한번에 검출된다.
이상과 같이, 멀티 1차 전자 빔(20) 전체에서는, 마스크 다이(33)를 조사 영역(34)으로서 주사(스캔)하게 되지만, 각 빔은, 각각 대응하는 하나의 서브 조사 영역(29)을 주사하게 된다. 그리고, 하나의 마스크 다이(33)의 주사(스캔)가 종료되면, 인접하는 다음의 마스크 다이(33)가 조사 영역(34)이 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(20)의 샷에 의해, 그 때마다, 조사된 측정용 화소(36)로부터 멀티 2차 전자 빔(300)이 방출되어, 멀티 검출기(222)로 검출된다. 본 실시 형태에서는, 멀티 검출기(222)의 단위 검출 영역 사이즈는, 각 측정용 화소(36)로부터 상방으로 방출된 멀티 2차 전자 빔(300)을 측정용 화소(36)마다(혹은 서브 조사 영역(29)마다) 검출한다.
이상과 같이 멀티 1차 전자 빔(20)을 사용하여 주사함으로써, 싱글 빔으로 주사하는 경우보다도 고속으로 스캔 동작(측정)이 가능하다. 또한, 스텝 앤드 리피트 동작으로 각 마스크 다이(33)의 스캔을 행해도 되고, XY 스테이지(105)를 연속 이동시키면서 각 마스크 다이(33)의 스캔을 행하는 경우여도 된다. 조사 영역(34)이 마스크 다이(33)보다도 작은 경우에는, 당해 마스크 다이(33) 중에서 조사 영역(34)을 이동시키면서 스캔 동작을 행하면 된다.
이상과 같이, 전자 광학 화상 취득 기구(155)는, 멀티 1차 전자 빔(20)을 사용하여, 패턴이 형성된 기판(웨이퍼)(101) 위를 주사하고, 멀티 1차 전자 빔(20)이 조사된 것에 기인하여 기판(웨이퍼)(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(2차 전자 화상)는, 측정순으로 검출 회로(106)로 출력된다. 검출 회로(106) 내에서는, 도시하지 않은 A/D 변환기에 의해, 아날로그의 검출 데이터가 디지털 데이터로 변환되어, 스트라이프 패턴 메모리(123)에 저장된다. 그리고, 예를 들어 하나의 칩(332)분의 검출 데이터가 축적된 단계에서, 칩 패턴 데이터로서, 위치 회로(107)로부터의 각 위치를 나타내는 정보와 함께, 비교 회로(141)로 전송된다.
도 5는, 실시 형태에 있어서 사용되는 피검사 시료(EUV 마스크)(400)의 모식 단면도이다.
피검사 시료(400)는, 제1 면(450)과, 제1 면(450)의 반대측에 마련된 제2 면(452)을 갖는다.
피검사 시료(400)에는, 기판(404)이 사용되고 있다. 기판(404)으로서는, 합성 석영을 사용한 기판이나, 노광 중의 열변형을 억제하기 위해서, 석영보다 열팽창률이 작은 극저 열팽창 유리를 사용한 기판이 바람직하게 사용된다.
기판(404)의 한쪽 면이기도 한 제1 면(450)에는, 제1 도전막(402)이 마련되어 있다. 제1 도전막(402)은, 예를 들어 CrN(질화크롬)으로 형성되어 있다. 피검사 시료(EUV 마스크)(400)의 면은, 완전히 평탄한 것이 바람직하다. 그러나 현실에는, 기판(404)의 초기 형상이나, Si/Mo 다층막의 형성이나 흡수체의 형성에 수반하는 응력에 의해, 피검사 시료(EUV 마스크)(400)는, 기판의 형상이나 기판 변형에 기인하는 편평도의 오차를 갖고 있다. 그 때문에, EUV 광을 반사되는 반사면의 요철이, 웨이퍼 위에서의 패턴 왜곡으로 되어 형성되게 된다. 이것을 억제하기 위해서, Si/Mo 다층막의 증착 장치나 노광 장치에서는 피검사 시료(EUV 마스크)(400)의 고정에 정전 척이 도입되어 있다. 제1 도전막(402)을 사용하여, 이러한 정전 척에 마스크의 고정을 행한다. 이에 의해, 피검사 시료(EUV 마스크)(400)를 정전기력으로 보유 지지할 수 있기 때문에, 패턴의 편평도가 유지된다.
또한, 제1 면(450)에는, 제1 도전막(402)의 주위에 제1 도전막(402)이 마련되어 있지 않은 제4 영역(401)이 마련되어 있어도 된다. XY 스테이지(105)의 위에 피검사 시료(400)를 지지할 때, 상술한 제1 도전막이 마련되어 있지 않은 영역을 지지부(104)에 의해 지지함으로써, 제1 도전막에 대미지를 주지 않도록 할 수 있다.
기판(404)의 다른 쪽 면이기도 한 제2 면(452)에는, 제1 영역(420)과, 제2 영역(422)과, 제3 영역(424)이 마련되어 있다. 여기서, 제2 영역(422)은, 제1 영역(420)의 주위에 마련되어 있다. 제3 영역(424)은, 제1 영역(420)과 제2 영역(422)의 사이에 마련되어 있다. 예를 들어, 제2 영역(422)은 제3 영역(424)을 둘러싸도록 마련되어 있다. 또한, 예를 들어 제3 영역(424)은 제1 영역(420)을 둘러싸도록 마련되어 있다.
제1 영역(420)에는, 제2 도전막(406)이 마련되어 있다. 여기서, 제2 도전막(406)은, Si를 포함하는 제1 Si막(406a) 및 Mo를 포함하는 제1 Mo막(406b)을, 소정의 주기 수, 예를 들어 40주기 이상 60주기 이하의 정도로 적층한 다층막이다. 제2 도전막(406)은, EUV 광의 반사막이다. 또한 도 5에 있어서는, Si막(406a) 및 Mo막(406b)의 적층 층수를 생략해서 도시하고 있다.
버퍼층(410)은, 제2 도전막(406)의 위에 마련되어 있다. 버퍼층(410)은, 후술하는 흡수체(412)의 에칭 시 및 흡수체(412)의 결함 수정 시에, 제2 도전막(406)을 보호하기 위해서 마련되어 있다.
흡수체(412)는, 버퍼층(410)의 위에 마련되어 있다. 버퍼층(410) 및 흡수체(412)에는, 패턴(414)이 형성되어 있다. 패턴(414)은, 예를 들어 도 3에 있어서 도시한, 복수의 마스크 패턴(432)을 포함한다. 또한, 흡수체(412)의 위에는, 도시하지 않은 산화물층 등이 더 마련되어 있어도 된다.
제2 영역(422)에는, 제3 도전막(408)이 마련되어 있다. 여기서, 제3 도전막(408)은, Si를 포함하는 제2 Si막(408a) 및 제2 Mo를 포함하는 Mo막(408b)을, 소정의 주기 수, 예를 들어 40주기 이상 60주기 이하의 정도로 적층한 다층막이며, EUV 광의 반사막이다. 또한 도 5에 있어서는, Si막(408a) 및 Mo막(408b)의 적층 층수를 생략해서 도시하고 있다. 또한, 제3 도전막(408)의 위에는, 도시하지 않은 버퍼층, 흡수체 또는 산화물층 등이 더 마련되어 있어도 된다.
제3 영역(424)에는, Si막, Mo막, 버퍼층, 흡수체, 산화물층 어느 것도 마련되어 있지 않다. 다시 말해, 제3 영역(424)에 있어서는, 기판(404)의 표면이 노출로 되어 있다. 제3 영역(424)은, 블랙 보더라고 불리는 영역이다. 제3 영역(424)은, 노광 시에 패턴(414) 이외의 부분에서 반사된 노광광에 의한, 의도치 않은 노광을 억제하기 위해서 마련된 영역이다.
제1 전압 인가 회로(142)(도 1)는, 제1 도전막(402)을 통해 제1 면(450)에, 예를 들어 배선(143)을 사용하여, 제1 전압 V1과, 제1 전압 V1보다 작은 제1 미소 전압 ΔV1을 인가한다. 여기서, 제1 전압 V1은, 예를 들어 부의 전압이다. 제1 전압 V1의 크기는, 예를 들어 수십 ㎸ 정도이다. 한편, 제2 전압 인가 회로(144)(도 1)는, 제3 도전막(408)을 통해 제2 면(452)에, 예를 들어 배선(145)을 사용하여 제2 전압 V2와, 제2 전압 V2보다 작은 제2 미소 전압 ΔV2를 인가한다. 여기서, 제1 미소 전압 ΔV1 및 제2 미소 전압 ΔV2는, 피검사 시료(400)의 막 두께에 따라 변화되는 것이다.
또한, 제2 전압 V2와 제2 미소 전압 ΔV2를 인가할 때에는, 예를 들어 배선(145)의 선단을 예리한 것으로 해 두고, 산화물층 등을 파괴하여 제3 도전막과 배선(145)을 직접 접하는 것으로 해도 되며, 또는 산화물층 등을 사전에 제거해 두어도 된다.
제1 미소 전압 ΔV1과 제2 미소 전압 ΔV2에 대해서는, 예를 들어 오퍼레이터 또는 제어 계산기(110)를 검사 중에 적절히 변화시킬 수 있다. 또는, 예를 들어 제1 전압 제어 회로(146) 및 제2 전압 제어 회로(148)를 사용하여 초점을 맞추기 때문에, 또는 기판(404)의 막 두께에 따라 적절히 제1 미소 전압 ΔV1 및 제2 미소 전압 ΔV2를 변화시켜도 된다.
또한, 제1 미소 전압 ΔV1 및 제2 미소 전압 ΔV2는, 물론 0볼트여도 상관없다. 그 경우에는, 제1 전압 인가 회로(142)를 사용하여 제1 전압 V1을 제1 면(450)에 인가하고, 제2 전압 인가 회로(144)를 사용하여 제2 전압 V2를 제2 면(452)에 인가하고 있게 된다.
전자 빔에 포함되는 전자의 가속 전압을 Vacc, 제2 면(452)에 도달하는, 전자 빔에 포함되는 전자의 입사 전압을 VL이라 했을 때, |Vacc-VL|=|V2+ΔV2|<|V1+ΔV1|의 관계가 충족되는 것이 바람직하다. 또한, 제1 미소 전압 ΔV1 및 제2 미소 전압 ΔV2가 0볼트인 경우에는, 상술한 관계는, |Vacc-VL|=|V2|<|V1|이 된다. 여기서, 전자의 입사 전압 VL이란, 전자 빔에 포함되는 전자가 제2 면(452)에 도달했을 때의 랜딩 에너지 EL(단위는 eV)을, 전압으로 환산한 것이다. 예를 들어 랜딩 에너지 EL과 입사 전압 VL의 관계는, EL/(1.6×10-19)=VL의 관계식에 의해 표기된다. 가속 전압 Vacc의 일례는 10㎸이며, 입사 전압 VL의 일례는 2㎸이며, 제1 전압 V1의 일례는 -13㎸이며, 제2 전압 V2의 일례는 -8㎸이다. 또한, 가속 전압 Vacc, 입사 전압 VL, 제1 전압 V1 및 제2 전압 V2는, 상술한 전압에 한정되는 것은 아니다.
제1 전압 V1과 제1 미소 전압 ΔV1은, |V1/100|≤|ΔV1|≤|V1/10|의 관계를 충족하는 것이 바람직하다. 또한, 제2 전압 V2와 제2 미소 전압 ΔV2는, |V2/100|≤|ΔV2|≤|V2/10|의 관계를 충족하는 것이 바람직하다.
또한, 제1 전압 인가 회로(142) 및 제2 전압 인가 회로(144)의 구성은 특별히 한정되는 것은 아니다. 예를 들어 제1 전압 인가 회로(142)에 대하여, 제1 전압 V1을 인가하는 제1 전압 주 회로와, 제1 미소 전압 ΔV1을 인가하는 제1 전압 보조 회로를 갖는 구성으로 해도 상관없지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 제2 전압 인가 회로(144)에 대해서도 마찬가지이다.
도 6은, 실시 형태에 있어서의 검사 방법의 흐름도이다.
우선, 피검사 시료(400)를, XY 스테이지(105)의, 예를 들어 지지부(104)의 위에 적재한다. 이어서, 피검사 시료(400)의 패턴(414)에, 멀티 1차 전자 빔(20)의 조사를 행한다(S10). 이어서, 제1 전압 인가 회로(142)를 사용하여, 제1 도전막(402)을 통해 제1 면(450)에 제1 전압 V1과 제1 미소 전압 ΔV1의 합을 인가한다(S20). 이어서, 제2 전압 인가 회로(144)를 사용하여, 제3 도전막(408)을 통해 제2 면(452)에 제2 전압 V2와 제2 미소 전압 ΔV2의 합을 인가한다(S30). 이어서, 멀티 검출기(222)를 사용하여 패턴(414)으로부터 발생한 멀티 2차 전자 빔(300)을 검출하고, 또한 검출 회로(106) 등을 사용하여 검사 화상을 취득한다(S40). 또한, 예를 들어 제1 전압 V1과 제1 미소 전압 ΔV1의 합의 인가와, 제2 전압 V2와 제2 미소 전압 ΔV2의 합을 인가하는 순번은, 특별히 상기한 것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 하기와 같은 순번이어도 상관없다. 즉, 제1 전압 인가 회로(142)를 사용하여, 제1 도전막(402)을 통해 제1 면(450)에 제1 전압 V1과 제1 미소 전압 ΔV1의 합을 인가하는 것(S20)과 거의 동시에, 제2 전압 인가 회로(144)를 사용하여, 제3 도전막(408)을 통해 제2 면(452)에 제2 전압 V2와 제2 미소 전압 ΔV2의 합을 인가한다(S30). 그 후에, 피검사 시료(400)의 패턴(414)에, 멀티 1차 전자 빔(20)의 조사를 행한다(S10). 이어서, 멀티 검출기(222)를 사용하여 패턴(414)으로부터 발생한 멀티 2차 전자 빔(300)을 검출하고, 또한 검출 회로(106) 등을 사용하여 검사 화상을 취득한다(S40).
다음으로, 본 실시 형태의 검사 장치 및 검사 방법의 작용 효과를 기재한다.
본 실시 형태의 검사 장치와 같이, 제1 면(450)에 제1 전압 V1과 제1 미소 전압 ΔV1의 합을 인가함으로써, 제2 면(452)의 패턴이 형성된 영역에 대하여 리타딩 전압을 인가하기 위한 영역을, 별도 마련할 필요가 없어진다. 그 때문에, 상기 리타딩 전압을 인가하기 위한 영역에는, 보다 많은 소자를 형성할 수 있다. 따라서, 소자 수율의 향상과 고분해능을 갖는 검사 화상의 취득을 양립 가능한 검사 장치의 제공이 가능해진다.
특히, EUV 마스크에는, 상술한 바와 같이, 패턴의 편평도를 유지하기 위해서, 제1 면(450)에 제1 도전막(402)이 마련되어 있다. 그 때문에, 제1 도전막을 통해 제1 면(450)에 전압을 용이하게 인가하는 것이 가능하다.
도 7은, 본 실시 형태의 작용 효과를 설명하기 위한 모식도이다. 전자 빔 칼럼(102)(전자 경통)의 전위는, 예를 들어 0V이다. 제1 영역(420)의 중앙의 부분 등과 비교하면, 제1 영역(420)의 단부 부분이나, 제1 영역(420)과 제3 영역(424)에 있어서의 경계 부분 등은, 전위 분포 또는 전기력선에 변형이 발생하기 쉽다. 그래서, 제3 도전막(408)을 통해 제2 면(452)에 제2 전압 V2와 제2 미소 전압 ΔV2의 합을 인가하면, 상술한 변형을 보정하는 것이 가능하다. 또한, 도 7에 있어서 도시한 전자 빔 칼럼(102)(전자 경통)의 형상은, 전위 분포 또는 전기력선의 설명을 위해서 나타낸 것이며, 실제의 검사 장치(100)에 있어서의 형상과 일치하고 있는 것은 아니다.
전자 빔에 포함되는 전자의 가속 전압을 Vacc, 제2 면(452)에 도달하는, 전자 빔에 포함되는 전자의 입사 전압을 VL이라 했을 때, |Vacc-VL|=|V2+ΔV2|<|V1+ΔV1|의 관계가 충족되는 것이 바람직하다. 우선, 검사를 위해서 바람직한 입사 전압 VL을 임의로 정했을 때, 가속 전압 Vacc와 소정의 입사 전압 VL의 차의 절댓값 |Vacc-VL|과 동등한 전압을, |V2+ΔV2|로 하여, 제2 면(452)에 인가하면 된다고 생각할 수 있다. 이것을 수식으로 표현하면, |Vacc-VL|=|V2+ΔV2|이다. 또한, 예를 들어 상술한 바와 같이 전자 빔 칼럼(102)(전자 경통)의 전위가 0V인 경우, V2+ΔV2는 부의 전압이다.
다음으로, |V2+ΔV2|와 |V1+ΔV1|의 대소 관계에 대하여 생각하면, 제3 도전막(408)과 제1 도전막(402)의 사이에는, 기판(404)이 마련되어 있다. 그 때문에, 제2 면(452)에 있어서 전기력선을 균일하게 하기 위해서는, 기판(404)이 마련되어 있는 만큼, |V1+ΔV1|로 하여, |V2+ΔV2|보다 높은 전압을 인가하는 것이 바람직하다. 그 때문에, |V2+ΔV2|<|V1+ΔV1|인 것이 바람직하다.
이상으로부터, |Vacc-VL|=|V2+ΔV2|<|V1+ΔV1|의 관계가 충족되는 것이 바람직하다.
기판(404)의 막 두께는 균일하지 않고, 검사를 하는 각각의 기판(404) 위의 장소에 따라 다르다. 예를 들어, 기판(404)의 막 두께가 수 ㎜ 정도인 경우, 기판(404)의 막 두께는 장소에 따라 100㎛ 정도 다른 경우가 있다. 이 때문에, 제1 전압 V1 및 제2 전압 V2의 크기는, 초점을 맞추기 위해서 변화시키는 것이 바람직하다. 그래서, 제1 전압 V1에 대해서는, 피검사 시료(400)의 막 두께에 따라 제1 미소 전압 ΔV1의 분만큼 변화시키는 것이 바람직하다. 또한, 제2 전압 V2에 대해서는, 피검사 시료(400)의 막 두께에 따라 제2 미소 전압 ΔV2의 분만큼 변화시키는 것이 바람직하다.
제1 전압 V1과 제1 미소 전압 ΔV1의 크기의 관계는, 기판(404)의 평균 막 두께와, 기판(404)의 장소에 의한 막 두께의 변화분의 관계에 따라 정해진다. 예를 들어, 기판(404)의 평균 막 두께에 대하여, 기판(404)의 장소에 의한 막 두께의 변화분은, 1％ 이상 10％ 이하의 정도라고 생각된다. 이러한 점에서, |V1/100|≤|ΔV1|≤|V1/10|을 충족하는 것이 바람직하다. 또한 제2 전압 V2와 제2 미소 전압 ΔV2에 대해서도 마찬가지로, |V2/100|≤|ΔV2|≤|V2/10|을 충족하는 것이 바람직하다.
본 실시 형태의 검사 장치 및 검사 방법에 의하면, 소자 수율의 향상과 고분해능을 갖는 검사 화상의 취득을 양립 가능한, 검사 장치 및 검사 방법의 제공이 가능해진다.
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. 또는, 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. 또한, 「∼ 기억부」, 「∼ 보존부」또는 기억 장치는, 예를 들어 자기 디스크 장치, 자기 테이프 장치, FD, ROM(리드 온리 메모리), SSD(솔리드 스테이트 드라이브) 등의 기록 매체를 포함한다.
이상, 구체예를 참조하면서 본 발명의 실시 형태에 대하여 설명하였다. 상술한 실시 형태는 어디까지나 예로서 예시되어 있을 뿐이지, 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 예를 들어, 실시 형태에서는, EUV 마스크를 피검사 시료로서 사용한 예의 설명을 하였다. 그러나, 피검사 시료는 EUV 마스크가 아니어도 상관없다. 또한, 예를 들어 실시 형태에서는, 멀티 빔을 조사하는 검사 장치를 예로 하여 설명을 하였다. 그러나, 멀티 빔을 조사하는 검사 장치가 아니어도 상관없다. 또한, 각 실시 형태의 구성 요소를 적절히 조합해도 상관없다.
실시 형태에서는, 검사 방법 및 검사 장치의 구성이나 그 제조 방법 등, 본 발명의 설명에 직접 필요로 하지 않는 부분 등에 대해서는 기재를 생략하였지만, 필요한 검사 방법 및 검사 장치의 구성을 적절히 선택하여 사용할 수 있다. 그 밖에, 본 발명의 요소를 구비하고, 당업자가 적절히 설계 변경할 수 있는 모든 검사 방법 및 검사 장치는, 본 발명의 범위에 포함된다. 본 발명의 범위는, 청구범위 및 그 균등물의 범위에 의해 정의되는 것이다.

Claims (9)

  1. 제1 면과, 패턴이 형성된 제2 면을 갖는 피검사 시료의 상기 패턴에, 전자 빔의 조사를 행하는 조사원과,
    상기 제1 면에 제1 전압을 인가하는 제1 전압 인가 회로와,
    상기 제2 면에 제2 전압을 인가하는 제2 전압 인가 회로와,
    상기 조사에 의해 상기 패턴으로부터 발생하는 검사 화상을 취득하는 검출기를 구비하고,
    상기 전자 빔에 포함되는 전자의 가속 전압을 Vacc, 상기 제2 면에 도달하는 상기 전자의 입사 전압을 VL, 상기 제1 전압을 V1, 상기 제2 전압을 V2라 했을 때,
    |Vacc-VL|=|V2|<|V1|인, 검사 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 피검사 시료는, 상기 제1 면에 마련된 제1 도전막을 더 갖고,
    상기 제1 전압 인가 회로는 상기 제1 도전막을 통해 상기 제1 면에 상기 제1 전압을 인가하는, 검사 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2 면은,
    제2 도전막과, 상기 제2 도전막의 위에 마련되고 상기 패턴이 형성된 흡수체를 갖는 제1 영역과,
    상기 제1 영역의 주위에 마련되고 제3 도전막을 갖는 제2 영역을 더 갖고,
    상기 제2 전압 인가 회로는, 상기 제3 도전막을 통해 상기 제2 면에 상기 제2 전압을 인가하는, 검사 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제2 면은,
    상기 제1 영역과 상기 제2 영역의 사이에 마련되고, 상기 흡수체가 마련되어 있지 않은 제3 영역을
    더 갖는, 검사 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제3 영역은, 상기 제1 영역을 둘러싸도록 마련되어 있는, 검사 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전압 인가 회로는, 상기 제1 면에, 상기 제1 전압과, 상기 제1 전압보다 작은 제1 미소 전압의 합을 인가하고,
    상기 제1 미소 전압을 ΔV1이라 했을 때,
    |Vacc-VL|<|V1+ΔV1|인, 검사 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    |V1/100|≤|ΔV1|≤|V1/10|인, 검사 장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 제2 전압 인가 회로는, 상기 제2 면에, 상기 제2 전압과, 상기 제2 전압보다 작은 제2 미소 전압의 합을 인가하고,
    상기 제2 미소 전압을 ΔV2라 했을 때,
    |Vacc-VL|=|V2+ΔV2|<|V1+ΔV1|인, 검사 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    |V2/100|≤|ΔV2|≤|V2/10|인, 검사 장치.
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006059835A (ja) 2004-08-17 2006-03-02 Sii Nanotechnology Inc Ｅｕｖｌマスクの多層膜中の振幅欠陥修正方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5164317B2 (ja) * 2005-08-19 2013-03-21 株式会社日立ハイテクノロジーズ 電子線による検査・計測方法および検査・計測装置
KR101487359B1 (ko) * 2006-01-25 2015-01-29 가부시키가이샤 에바라 세이사꾸쇼 시료 표면 검사방법 및 검사장치
JP4741408B2 (ja) * 2006-04-27 2011-08-03 株式会社荏原製作所 試料パターン検査装置におけるｘｙ座標補正装置及び方法
JP2009099540A (ja) * 2007-09-27 2009-05-07 Hitachi High-Technologies Corp 試料の検査，測定方法、及び走査電子顕微鏡
KR101842101B1 (ko) * 2010-08-03 2018-03-26 가부시키가이샤 에바라 세이사꾸쇼 이물질 부착 방지 기능을 구비한 전자선 검사 장치 및 방법
JP2019200052A (ja) * 2018-05-14 2019-11-21 株式会社ニューフレアテクノロジー パターン検査装置及びパターン検査方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006059835A (ja) 2004-08-17 2006-03-02 Sii Nanotechnology Inc Ｅｕｖｌマスクの多層膜中の振幅欠陥修正方法

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