TWI744671B - 電子光學系統及多射束圖像取得裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明之一態樣的電子光學系統，其特徵係，具備有：電磁透鏡，具有磁軛，使磁場產生且使通過前述磁軛內的電子束折射；及屏蔽線圈，沿著前述磁軛之內壁配置，降低由前述電磁透鏡所產生的洩漏磁場。

Description

電子光學系統及多射束圖像取得裝置
本發明，係關於電子光學系統及多射束圖像取得裝置。例如，關於「照射由電子束所形成之多射束，取得所放出之圖案的2次電子圖像，檢測圖案」的檢測裝置。 本申請案，係以2018年8月3日於美國專利商標局所申請之美國專利臨時申請案(62/714,245)為基礎而主張其優先權的申請案。該美國專利臨時申請案所記載的所有內容，係被包含於本申請案。
近年來，伴隨著大規模集成電路(LSI)的高積體化及大容量化，半導體元件所要求的電路線寬，係越變越狹小。而且，對於耗費莫大的製造成本之LSI的製造而言，產率的提升不可或缺。但是，如十億位元(gigabyte)級的DRAM(隨機存取記憶體)所代表，構成LSI之圖案，係從次微米變成了奈米級。近年來，伴隨著被形成於半導體晶圓上之LSI圖案尺寸的微細化，作為圖案缺陷而非得檢出之尺寸也變得極細小。因此，檢測被轉印至半導體晶圓上之超微細圖案的缺陷之圖案檢測裝置必須高精度化。除此之外，作為使產率降低的一個重大要因，可列舉出將超微細圖案以光微影技術曝光、轉印至半導體晶圓上之際所使用之光罩的圖案缺陷。因此，檢測LSI製造中所使用之轉印用光罩之缺陷的圖案檢測裝置必須高精度化。
作為檢測手法，係已知如下述方法：將「拍攝被形成於半導體晶圓或微影光罩等的基板上之圖案」而得到的測定圖像與設計資料或「拍攝基板上之同一圖案」而得到的測定圖像進行比較，藉此，進行檢測。例如，作為圖案檢測方法，有將拍攝同一基板上之不同位置的同一圖案而得到之測定圖像資料彼此進行比較的「die to die (晶粒-晶粒)檢測」、或依經圖案設計之設計資料為基礎來生成設計圖像資料(參考圖像)，將其與拍攝圖案而得到之成為測定資料的測定圖像進行比較的「die to database(晶粒-資料庫)検測」。所拍攝到的圖像，係作為測定資料被送往比較電路。在比較電路中，係在圖像彼此對位後，依適當的演算法，將測定資料與參考資料進行比較，在不一致的情況下，係判定為有圖案缺陷。
在上述圖案檢測裝置中，係除了「將雷射光照射至檢測對象基板且拍攝其透過像或反射像」的裝置以外，亦持續開發「以電子束在檢測對象基板上進行掃描(scan)，且伴隨著電子束之照射，檢測從檢測對象基板所放出的2次電子而取得圖案像」的檢測裝置。在使用了電子束之檢測裝置中，係亦進一步持續開發使用了多射束的裝置。在使用多射束的情況下，必須一面使多1次電子束被電磁透鏡折射，一面照射至試料面，並將在相同軌道返回的多2次電子束從多1次電子束分離，且將多2次電子束引導至檢測器。例如，使用維因濾波器(Wien filter)來將多1次電子束與多2次電子束分離。電子光學系統，係電場與磁場之高精度的功能控制是重要的。電場與磁場，係在彼此接近的情況下，場重疊而能力降低。因此，使用物理性之保護屏蔽，特別是磁性屏蔽的情況下，係有變得易洩漏，且產生殘留磁場而光學性能降低的情形。被動屏蔽，亦有在磁性電路產生新的邊緣電場而成為不良性能的情形。例如，提出一種使用磁性材料屏蔽來防止磁束朝維因濾波器洩漏(例如，參閱US8，421，029B2)。在此，射束因來自電磁透鏡之洩漏磁場而受到影響，進而產生難以取得高精度之圖像這樣的問題。因此，被要求抑制來自電磁透鏡的洩漏磁場。該問題，係不限於檢測裝置，在使用多射束來取得圖像的裝置中亦同樣地可能發生。
本發明之一態樣之電子光學系統，係具備有： 電磁透鏡，具有磁軛，使磁場產生且使通過前述磁軛內的電子束折射；及 屏蔽線圈，沿著前述磁軛之內壁配置，降低由前述電磁透鏡所產生的洩漏磁場。
本發明之一態樣之多電子束圖像取得裝置，係具備有： 電磁透鏡，具有磁軛，使磁場產生且使通過前述磁軛內的1次多電子束折射； 屏蔽線圈，沿著前述磁軛之內壁配置，降低由前述電磁透鏡所產生的洩漏磁場。 射束分離器，被配置於前述磁軛內，在前述磁軛內，將因對基板照射通過了前述電磁透鏡的前述1次多電子束而產生之包含反射電子的2次電子束從前述1次多電子束分離，且由包含有磁性體的構成物所構成；及 檢測器，檢測被分離的前述2次電子束。
以下，在實施形態中，係說明關於多電子束檢測裝置來作為多電子束圖像取得裝置的一例。但是，多電子束圖像取得裝置，係不限於檢測裝置，例如只要為照射可取得圖像之多電子束的裝置即可。 實施形態1.
圖1，係表示實施形態1中之圖案檢測裝置之構成的構成圖。在圖1中，對被形成於基板之圖案進行檢測的檢測裝置檢測，係多電子束檢測裝置的一例。檢測裝置100，係具備有：圖像取得機構150；及控制系統電路160。圖像取得機構150，係具備有：電子束柱102(亦稱為電子鏡筒。)(多射束柱之一例)；檢測室103；檢測電路106；晶片圖案記憶體123；平台驅動機構142；及雷射測長系統122。在電子束柱102內，係配置有：電子槍201；照明透鏡202；成形孔徑陣列基板203；電磁透鏡205；集體遮沒偏向器212；限制孔徑基板206；電磁透鏡220；射束分離器214；接物透鏡207；屏蔽線圈221；偏向器208；投影透鏡224；及多檢測器222。
在檢測室103內，係配置有至少可在X-Y平面上移動的XY平台105。在XY平台105上，係配置有成為檢測對象的基板101(試料)。在基板101中，係包含有曝光用光罩基板及矽晶圓等的半導體基板。在基板101為半導體基板的情況下，在半導體基板中，係形成有複數個晶片圖案(晶圓晶粒)。在基板101為曝光用光罩基板的情況下，在曝光用光罩基板中，係形成有晶片圖案。晶片圖案，係藉由複數個圖形圖案所構成。以將被形成於該曝光用光罩基板之晶片圖案曝光而轉印至半導體基板上複數次的方式，在半導體基板中，係形成有複數個晶片圖案(晶圓晶粒)。以下，主要說明基板101為半導體基板的情形。基板101，係例如以圖案形成面朝向上側而被配置於XY平台105。又，在XY平台105上，係配置有反射鏡216，該反射鏡216，係將從被配置於檢測室103之外部的雷射測長系統122所照射之雷射測長用的雷射光反射。多檢測器222，係在電子束柱102之外部而被連接至檢測電路106。檢測電路106，係被連接至晶片圖案記憶體123。
在控制系統電路160中，控制檢測裝置100整體之控制計算機110，係經由匯流排120被連接於位置電路107、比較電路108、參考圖像作成電路112、平台控制電路114、屏蔽線圈控制電路121、透鏡控制電路124、遮沒控制電路126、偏向控制電路128、磁碟裝置等的記憶裝置109、顯示器117、記憶體118及印表機119。又，偏向控制電路128，係被連接於DAC(數位類比轉換)放大器144，146，148。DAC放大器144，係被連接於主偏向器208，又，DAC放大器148，係被連接於偏向器219。又，屏蔽線圈控制電路121，係被連接於屏蔽線圈221。
又，晶片圖案記憶體123，係被連接於比較電路108。又，XY平台105，係在平台控制電路114的控制下，藉由驅動機構142來驅動。在驅動機構142中，係例如構成有在平台座標系統中之X方向、Y方向、θ方向驅動之3軸(X-Y-θ)馬達這樣的驅動系統，使得XY平台105可移動。該些未圖示之X馬達、Y馬達、θ馬達，係例如可使用步進馬達。XY平台105，係可藉由XYθ各軸的馬達，沿水平方向及旋轉方向移動。而且，XY平台105之移動位置，係雷射測長系統122來測定，並被供給至位置電路107。雷射測長系統122，係接收來自反射鏡216的反射光，藉此，以雷射干涉法之原理來對XY平台105的位置進行長度量測。平台座標系統，係例如對與多1次電子束之光軸正交的面，設定X方向、Y方向、θ方向。
集體遮沒偏向器212，係藉由至少2極的電極群所構成，並藉由遮沒控制電路126來控制。主偏向器208，係藉由至少4極的電極群所構成，並經由被配置於每個電極之DAC放大器144，藉由偏向控制電路128來控制。相同地，副偏向器209，係藉由至少4極的電極群所構成，並經由被配置於每個電極之DAC放大器146，藉由偏向控制電路128來控制。相同地，偏向器219，係藉由至少4極的電極群所構成，並經由被配置於每個電極之DAC放大器148，藉由偏向控制電路128來控制。屏蔽線圈221，係藉由屏蔽線圈控制電路121來控制。
在此，在圖1中，係記載了說明實施形態1所必要的構成。對於檢測裝置100而言，通常亦可具備有必要的其他構成。
圖2，係表示實施形態1中之成形孔徑陣列基板之構成的概念圖。在圖2中，在成形孔徑陣列基板203中，係沿x，y方向以預定陣列間距，形成有2維狀之橫(x方向)m1列×縱(y方向)n1段(m1，n1，係2以上的整數)的孔(開口部)22。在圖2的例子中，係表示形成有5×5之孔(開口部)22的情形。孔22之配列數，係不限於此。各孔22，係皆以相同外徑的圓形所形成。抑或，亦可為相同尺寸形狀的矩形。藉由讓電子束200之一部分各別通過該些複數個孔22的方式，形成多射束20。在此，雖係表示了橫縱(x，y方向)皆配置有2列以上之孔22的例子，但並不限於此。例如，亦可為橫縱(x，y方向)的其中一者為複數列，另一者僅為1列。又，孔22的配列方式，係如圖2所示般，並不限於橫縱配置成格子狀的情形。例如，縱方向(y方向)第k段之列與第k+1段之列的孔彼此亦可沿橫方向(x方向)以僅差距尺寸a的偏差來配置。相同地，縱方向(y方向)第k+1段之列與第k+2段之列的孔彼此亦可沿橫方向(x方向)以僅差距尺寸b的偏差來配置。
其次，說明關於檢測裝置100中之圖像取得機構150的動作。
從電子槍201(放出部)所放出的電子束200，係藉由照明透鏡202，大致垂直地對成形孔徑陣列基板203整體進行照明。在成形孔徑陣列基板203中，係如圖2所示般，形成有複數個孔22(開口部)，電子束200，係對包含有所有複數個孔的區域進行照明。藉由讓照射至複數個孔22之位置之電子束200的各一部分各別通過該成形孔徑陣列基板203之複數個孔22的方式，形成例如複數個電子束20a~20c(多1次電子束20)(圖1之實線)。
所形成之多1次電子束20，係藉由電磁透鏡205，朝向被形成於限制孔徑基板206之中心的孔折射。換言之，電磁透鏡205，係接收多1次電子束20之入射，使多1次電子束20折射。在此，係電磁透鏡205以使多1次電子束20之各射束的焦點位置來到被形成於限制孔徑基板206之中心的孔之位置的方式，進行折射。在此，在多1次電子束20整體藉由集體遮沒偏向器212而集體偏向的情況下，係自限制孔徑基板206之中心的孔偏離位置，並被限制孔徑基板206遮蔽。另一方面，未藉由集體遮沒偏向器212偏向的多1次電子束20，係如圖1所示般，通過限制孔徑基板206之中心的孔。藉由該集體遮沒偏向器212之ON/OFF，進行多1次電子束20整體之集體地遮沒控制，射束之ON/OFF受到集體控制。如此一來，限制孔徑基板206，係將藉由集體遮沒偏向器212而偏向成為射束OFF之狀態的多1次電子束20加以遮蔽。而且，藉由從成為射束ON至成為射束OFF為止所形成之通過了限制孔徑基板206的射束群，形成檢測用的多1次電子束20。
通過了限制孔徑基板206之多1次電子束20，係進入電磁透鏡220。電磁透鏡220，係接收多1次電子束20之入射，使多1次電子束20折射。多1次電子束20，係藉由電磁透鏡220形成中間影像表面(I.I.P)。多射束20，係在通過被配置於該中間影像表面之位置的射束分離器214後，藉由接物透鏡207，在基板101(試料)面上對焦(聚焦)，成為所期望之縮小率的圖案像(射束徑)，藉由偏向器208，使通過了限制孔徑基板206之多1次電子束20整體朝同方向集體偏向，並照射至各射束於基板101上之各自的照射位置。在實施形態1中，係例如一面使XY平台105連續移動，一面進行掃描。因此，偏向器208，係進一步以追隨XY平台105之移動的方式，進行追蹤偏向。而且，藉由偏向器208，以使各射束掃描各自對應之區域內的方式，將多1次電子束20整體集體偏向。一次所照射之多1次電子束20，係理想上會成為以成形孔徑陣列基板203之複數個孔22的陣列間距乘上了所期望之縮小率(1/a)的間距來排列。如此一來，電子束柱102，係一次將2維狀之m1 ×n1 道的多射束20照射至基板101。
因多1次電子束20被照射至基板101之所期望的位置而引起，從基板101放出與多1次電子束20之各射束對應的包含反射電子之2次電子的束(多2次電子束300)(圖1之虛線)。
從基板101所放出的多2次電子束300，係藉由接物透鏡207朝多2次電子束300之中心側被折射，並朝向被配置於中間影像表面位置的射束分離器214行進。
在此，射束分離器214，係在與多射束20之中心射束行進的方向(光軸)正交之面上，使電場與磁場產生於正交的方向。電場，係無關於電子之行進方向而對相同方向施力。對此，磁場，係依弗萊明左手定則而施力。因此，可藉由電子之侵入方向，使作用於電子之力的方向變化。對於從上側朝射束分離器214侵入而來的多1次電子束20，係電場所造成的力與磁場所造成的力相互抵消，多1次電子束20，係朝下方直進。對此，對於從下側朝射束分離器214侵入而來的多2次電子束300，係電場所造成的力與磁場所造成的力皆朝相同方向作用，多2次電子束300，係朝斜上方被彎折並從多1次電子束20分離。
朝斜上方被彎折並從多1次電子束20分離的多2次電子束300，係藉由偏向器219進一步被彎折，進入投影透鏡224。而且，藉由偏向器219所偏向的多2次電子束300，係藉由投影透鏡224，一面被折射一面被投影至多檢測器222。多檢測器222，係檢測被投影的多2次電子束300。多檢測器222，係例如具有未圖示之二極體型的2維感測器。而且，在與多射束20之各射束對應的二極體型之2維感測器位置，多2次電子束300之各2次電子撞擊二極體型的2維感測器衝擊而產生電子，在每個像素生成2次電子圖像資料。又，為了一面使XY平台105連續移動一面進行掃描，而如上述般地進行追蹤偏向。偏向器219，係以消除該追蹤偏向及掃描動作伴隨之因多1次電子束20之偏向位置的移動所致之多檢測器222的電子接收面中之多2次電子束300之電子接收位置的偏差，且使多2次電子束300照射至多檢測器222的電子接收面中之所期望之位置的方式，進行偏向。而且，多2次電子束300，係藉由多檢測器222而檢測。藉由被多檢測器222所檢測出的強度信號，形成基板101上的圖像。
圖3A，係用以說明實施形態1中之電磁透鏡與屏蔽線圈之關係的剖面圖。圖3B，係用以說明實施形態1中之電磁透鏡與屏蔽線圈之關係的上視圖。使照明透鏡202、電磁透鏡205、電磁透鏡220及接物透鏡207這樣的多1次電子束20(或電子束200)折射之各電磁透鏡，係由線圈與包圍線圈的磁軛(磁極片)所構成，該線圈，係被配置成包圍多1次電子束20(或電子束200)之光軸。而且，在磁軛中，係形成有開放部(間隙或亦稱為空隙。)，該開放部，係使由線圈所形成之高密度的磁力線洩漏至多1次電子束20(或電子束200)的光軸側。在圖3A與圖3B的例子中，係說明關於接物透鏡207作為一例。在圖3A與圖3B中，接物透鏡207，係具有線圈218與磁軛217。磁軛217，係被形成於縱長(光軸側較長)，例如將縱長之線圈218配置於內側。磁軛217，係上下面之中央部被予以開口以確保電子束的通過區域，且形成為如下述形狀：從平行於垂直方向之筒狀的中途往多1次電子束20整體之軌道中心(光軸)側而朝向斜下方漸縮，並在基板101附近形成有開放部，該開放部，係使由線圈218所形成之高密度的磁力線洩漏至多1次電子束20(或電子束200)的光軸側。在接物透鏡207中，係使該開放部附近之多1次電子束20的通過區域產生高密度之磁場。線圈218，係被配置於靠近藉由磁軛217包圍了內周面、外周面及上下面之空間內之例如上方側的位置。在該狀態下，使電流在線圈218流動，藉此，線圈218，係在比線圈218更內側(光軸側)的空間中，使多1次電子束20之行進方向(在圖3A中，係朝下)產生磁力線。藉此，使磁場產生，且使通過磁軛217內的多1次電子束20折射。同時，使從基板101所放出的多2次電子束300折射。
屏蔽線圈221，係沿著磁軛217的內壁配置。屏蔽線圈221，係由接物透鏡207與同軸的線圈所形成為較合適。屏蔽線圈221，係被配置為沿著磁軛217之內壁，包圍多1次電子束20(或電子束200)的光軸。屏蔽線圈221，係抵消由接物透鏡207(電磁透鏡)所產生的洩漏磁場。在實施形態1中，屏蔽線圈221，係沿著磁軛217的內壁多段配置。在圖3的例子中，係在磁軛217之內壁中，沿著垂直之壁面且與垂直之壁面平行地配置有第1段的屏蔽線圈10與第2段的屏蔽線圈12。在圖3的例子中，雖係表示2段的屏蔽線圈，但並不限於此。配置3段以上的屏蔽線圈亦合適。以增加段數的方式，可增加控制之自由度。另外，不排出僅1段的屏蔽線圈10。即便配置僅1段的屏蔽線圈10，亦可降低配置附近的洩漏磁場。
屏蔽線圈221(屏蔽線圈10及屏蔽線圈12)，係由於只要產生用以消去洩漏磁場的磁場即可，因此，與線圈218及磁軛217相比，可將厚度形成得較薄。屏蔽線圈10，12相對於多1次電子束20之行進方向的總長度，係設定成磁軛217內壁中之與垂直的壁面之長度相同的長度為較合適。藉此，可在寬廣的範圍進行屏蔽。但是，並不限於此。亦可比垂直之壁面的長度短。抑或，雖未圖示，但將屏蔽線圈12以不接觸磁軛217的內壁中之漸縮之壁面的程度接近地配置於垂直方向亦合適。在該情況下，在多射束或其他光學機器不與屏蔽線圈12干涉之範圍內設定屏蔽線圈12的長度為較合適。藉由儘可能增長的方式，可相應地在寬廣的範圍進行屏蔽。但是，並不限於此。亦可為短。
在磁軛217內(比磁軛217的內壁更內側)，係配置有電子光學機器，該電子光學機器，係由包含有磁性體之構成物所構成。在圖1所示之例子中，作為該電子光學機器的一例，射束分離器214被配置於磁軛217內。射束分離器214，係例如如維因濾波器般，周圍被磁性體所包圍。又，在圖1所示之例子中，作為該電子光學機器的另一例，將多2次電子束偏向之偏向器219的至少一部分被配置於磁軛217內。偏向器219之殼體，係例如由磁性體所形成。該磁性體之部分會受到電磁透鏡之洩漏磁場的影響。
圖4，係表示實施形態1中之由射束分離器所產生之磁場之一例的圖。在圖4之例子中，係表示藉由射束分離器214產生磁場的情形。如圖4所示般可知，藉由射束分離器所產生之磁場，係不會使射束分離器214的外部即例如多1次電子束20之行進方向的射束分離器214之上游側的空間及比射束分離器214更下游側的空間產生洩漏磁場。
圖5，係表示實施形態1中之由接物透鏡所產生之磁場對於射束分離器造成影響之一例的圖。在圖5之例子中，係表示在射束分離器214未產生磁場的狀態下，藉由接物透鏡207產生磁場的情形。如圖5所示般可知，本來，對於接物透鏡207使高密度之磁場產生的區域(磁軛開放部)，即便於上游側之射束分離器214的入射口附近(A)及射出口附近(B)，亦會產生磁場。該些磁場，係磁性體受到由接物透鏡207所產生之洩漏磁場影響，從而產生磁場的集中者。相同地可知，關於比射束分離器214更往上游側之偏向器219的入射口附近(C)，亦會產生磁場。關於該些磁場，係磁性體亦受到由接物透鏡207所產生之洩漏磁場影響，從而產生磁場的集中者。
圖6，係表示實施形態1中之在由接物透鏡所產生之磁場對於射束分離器造成影響的狀態下，驅動了射束分離器時之磁場之一例的圖。在圖6之例子中，係表示在藉由接物透鏡207產生磁場的狀態下，進一步在射束分離器214產生磁場的情形。如圖6所示般，射束分離器214之入射口附近(A)及射出口附近(B)的磁場因由接物透鏡207所產生之洩漏磁場與射束分離器214本身之磁場的相互作用而進一步產生變化，形成擾動磁場。
圖7，係表示實施形態1中之在未藉由接物透鏡使磁場產生的狀態下，驅動了射束分離器時之磁場之一例的圖。如圖4中所說明般，藉由射束分離器214所產生之磁場，係不會使射束分離器214的外部即例如多1次電子束20之行進方向的射束分離器214之上游側的空間及比射束分離器214更下游側的空間產生洩漏磁場。因此，即便為配置於接物透鏡207之磁軛217內的情況下，亦相同地，藉由射束分離器214所產生之磁場，係不會使射束分離器214的外部即多1次電子束20之行進方向的射束分離器214之上游側的空間及比射束分離器214更下游側的空間產生洩漏磁場。而且，關於上游側之偏向器219的入射口附近(C)，亦不會產生洩漏磁場。
如以上般可知，洩漏磁場之原因，係接物透鏡207而並非射束分離器214。射束軌道因該洩漏磁場的影響而偏離，難以獲得高精度的圖像。因此，在實施形態1中，係使用屏蔽線圈221，在狹窄的空間內效率良好地降低洩漏磁場。具體而言，係藉由屏蔽線圈控制電路121，對於屏蔽線圈10，12，使激磁電流往降低接物透鏡207所致之洩漏磁場的方向流動。往屏蔽線圈10，12流動之激磁電流，係亦可往相同方向流動。在實施形態1中，係分別獨立地控制2段的屏蔽線圈10，12，藉此，可依照洩漏磁場之狀態進行修正。
圖8，係表示實施形態1中之修正後之射束分離器附近之磁場之一例的圖。在上述之圖6之修正前的狀態下，係關於射束分離器214之入射口附近(A)及射出口附近(B)，磁性體受到由接物透鏡207所產生之洩漏磁場影響，從而產生磁場的集中。對此可知，藉由屏蔽線圈221來進行修正，藉此，如圖8所示般，可實質消除產生於射束分離器214之入射口附近(A)及射出口附近(B)的磁場。又可知，關於上游側之偏向器219的入射口附近(C)，亦可大幅地降低磁場的集中。如以上般，根據實施形態1，在射束分離器214本身中，係藉由沿著磁軛217內壁之屏蔽線圈221來修正無法完全防止的洩漏磁場，藉此，可進行消或降低。
圖9，係表示實施形態1中之屏蔽線圈配置之變形例的剖面圖。在圖9中，接物透鏡207之構成，係與圖3相同。但是，在圖9中，係強調表示磁軛217之漸縮的部分。在圖9中，係表示將第2段的屏蔽線圈12平行地配置於漸縮之磁軛217之內壁面的情形。其他構成，係與圖3相同。即便為該構成，亦可消解或降低洩漏磁場。
圖10，係表示實施形態1中之屏蔽線圈配置之另一變形例的剖面圖。在圖10之例子中，係表示接物透鏡207的磁軛217不在多1次電子束20之行進方向下游側漸縮的形狀。在該情況下，係由於磁軛217之內壁的方向不會產生變化，因此，即便沿著磁軛217之垂直的內壁面，以與內壁面之長度同等的長度來平行地配置1段的屏蔽線圈221亦合適。當然，即便在該情況下，多段地配置屏蔽線圈亦合適。
圖11，係表示實施形態1中之在未設置屏蔽線圈且未修正洩漏磁場的狀態下所拍攝到之圖像之一例的圖。 圖12，係表示實施形態1中之在設置屏蔽線圈且修正了洩漏磁場的狀態下所拍攝到之圖像之一例的圖。如圖11所示般，由於射束軌道因洩漏磁場所造成之磁場的集中而偏離，因此，焦點位置會偏離而導致所獲得的圖像模糊，該洩漏磁場，係由接物透鏡207之磁軛217內的磁性體組件(射束分離器214)所產生。對此，藉由屏蔽線圈221，在磁軛217內壁附近消解或降低由接物透鏡207所產生的洩漏磁場，藉此，可抑制磁軛217內之磁性體組件(射束分離器214)中之磁場的集中。因此，由於射束軌道不會發生因洩漏磁場而引起的偏離，因此，如圖12所示般，可獲得比修正前更鮮明的圖像。
藉由以上的構成，使用消解或降低了電磁透鏡之洩漏磁場的多2次電子束300，進行被檢測基板的圖案檢測。
圖13，係表示實施形態1中之檢測方法之要部工程的流程圖。在圖13中，實施形態1中之檢測方法，係實施被檢測圖像取得工程(S202)、參考圖像作成工程(S204)、對位工程(S206)及比較工程(S208)這樣的一連串工程。
作為被檢測圖像取得工程(S202)，圖像取得機構150，係使用多1次電子束20，取得被形成於基板101上之圖案的2次電子圖像。具體而言，係如以下般地進行動作。
如上述般，通過了限制孔徑基板206之多1次電子束20，係通過射束分離器214，藉由接物透鏡207，在基板101(試料)面上對焦(聚焦)，並藉由主偏向器208及副偏向器209，照射至各射束於基板101上之各自的照射位置。
因多1次電子束20被照射至基板101之所期望的位置而引起，從基板101放出與多1次電子束20對應之包含反射電子的多2次電子束300。從基板101所放出的多2次電子束300，係通過接物透鏡207，朝向射束分離器214行進並朝斜上方被彎折。朝斜上方被彎折的多2次電子束300，係以偏向器219彎折軌道，並藉由投影透鏡224，一面被折射一面被投影至多檢測器222。如此一來，多檢測器222，係檢測出因多1次電子束20被照射至基板101面所放出之包含反射電子的多2次電子束300。
圖14，係表示實施形態1中之被形成於半導體基板之複數個晶片區域之一例的圖。在圖14中，在基板101為半導體基板(晶圓)的情況下，在半導體基板(晶圓)之檢測區域330中，係以2維陣列形成有複數個晶片(晶圓晶粒)332。在各晶片332中，係藉由未圖示之曝光裝置(步進器)，使被形成於曝光用光罩基板之1晶片分的光罩圖案被縮小至例如1/4並轉印。各晶片322內，係例如被分割成2維狀之橫(x方向)m2 列×縱(y向)n2 段(m2 ，n2 ，係2以上的整數)個複數光罩晶粒33在實施形態1中，係該光罩晶粒33成為單位檢測區域。
圖15，係用以說明實施形態1中之多射束之掃描動作的圖。在圖15之例子，係表示5×5列之多1次電子束20的情形。以1次多1次電子束20之照射所能照射的照射區域34，係由(基板101面上之多1次電子束20的x方向之射束間間距乘上了x方向之射束數的x方向大小)×(基板101面上之多1次電子束20的y方向之射束間間距乘上了y方向之射束數的y方向大小)來定義。在圖15之例子中，係表示照射區域34與光罩晶粒33相同大小的情形。但是，並不限於此。照射區域34亦可比光罩晶粒33小。或亦可比其大。而且，多1次電子束20之各射束，係在次照射區域29內進行掃描(掃描動作)，該次照射區域29，係以本身的射束所處之x方向的射束間間距與y方向的射束間間距所包圍。構成多1次電子束20之各射束，係負責彼此不同的任一個次照射區域29。而且，在各射擊時，各射束，係成為照射負責次照射區域29內的相同位置。次照射區域29內之射束的移動，係藉由副偏向器209所致之多1次電子束20整體中的集體偏向來進行。重複該動作，以1個射束依序照射1個次照射區域29內的一切。
如以上般，在多1次電子束20整體中，雖係將光罩晶粒33作為照射區域34而進行掃描(scan)，但各射束，係掃描分別對應的1個次照射區域29。而且，當1個光罩晶粒33之掃描(scan)結束後，則鄰接之下個光罩晶粒33以成為照射區域34的方式進行移動，且進行鄰接之下個光罩晶粒33的掃描(scan)。重複該動作，進行各晶片332的掃描。藉由多1次電子束20之射擊，每次從所照射的位置會放出2次電子，並由多檢測器222檢測。
如以上般，使用多1次電子束20進行掃描，藉此，相較於以單一射束進行掃描的情形，可更高速地進行掃描動作(測定)。另外，亦可藉由分步重複動作進行各光罩晶粒33之掃描，或亦可為一面使XY平台105連續移動，一面進行各光罩晶粒33之掃描的情形。在照射區域34比光罩晶粒33小的情況下，係只要在該光罩晶粒33中，一面使照射區域34移動，一面進行掃描動作即可。
在基板101為曝光用光罩基板的情況下，係將被形成於曝光用光罩基板之1晶片分的晶片區域以例如上述之光罩晶粒33之大小來分割成條狀的複數個條紋區域。而且，只要在每個條紋區域，以與上述之動作相同的掃描來掃描各光罩晶粒33即可。由於曝光用光罩基板中之光罩晶粒33的大小，係轉印前的大小，因此，會成為半導體基板之光罩晶粒33的4倍大小。因此，在照射區域34比曝光用光罩基板中之光罩晶粒33小的情況下，係1晶片分之掃描動作會增加(例如4倍)。但是，由於在曝光用光罩基板中，係形成有1晶片分的圖案，因此，相較於形成有比4晶片多之晶片的半導體基板，掃描次數亦可較少。
如以上般，圖像取得機構150，係使用多1次電子束20，在形成有圖形圖案之被檢測基板101上進行掃描，檢測因照射了多1次電子束20而引起之從被檢測基板101所放出的多2次電子300。藉由多檢測器222所檢測到的來自各位置之2次電子的檢測資料(測定圖像：2次電子圖像：被檢測圖像)，係以測定順序被輸出至檢測電路106。在檢測電路106內，係藉由未圖示之A/D轉換器，將類比檢測資料變換成數位資料，並儲存於晶片圖案記憶體123。如此一來，圖像取得機構150，係取得被形成於基板101上之圖案的測定圖像。而且，例如，在蓄積有1個晶片332分之檢測資料的階段中，作為晶片圖案資料，與來自位置電路107之表示各位置的資訊一起被轉送至比較電路108。
作為參考圖像作成工程(S204)，參考圖像作成電路112(參考圖像作成部)，係作成與被檢測圖像對應的參考圖像。參考圖像作成電路112，係根據成為了在基板101形成圖案之基礎的設計資料或被形成於基板101的圖案之曝光影像資料中所定義的設計圖案資料，在每個訊框區域作成參考圖像。作為訊框區域，例如使用光罩晶粒33較合適。具體而言，係如以下般地進行動作。首先，從記憶裝置109通過控制計算機110讀出設計圖案，並將讀出之設計圖案資料所定義的各圖形圖案變換成2值~多值的影像資料。
在此，由於被定義於設計圖案資料的圖形，係例如將長方形或三角形設成為基本圖形者，因此，例如儲存有圖形資料，該圖形資料，係以圖形的基準位置中之座標(x、y)、邊的長度、區別長方形或三角形等的圖形種類之作為識別元之圖形碼這樣的資訊，定義了各圖案圖形的形狀、大小、位置等。
當成為該圖形資料之設計圖案資料被輸入至參考圖像作成電路112時，則展開至每個圖形的資料，解釋表示該圖形資料之圖形形狀的圖形碼、圖形尺寸等。而且，作為被配置於以預定量子化尺寸的格柵為單位之方格內的圖案，展開成2值~多值的設計圖案圖像資料並進行輸出。換言之，讀取設計資料，並對於將檢測區域假想分割成以預定尺寸為單位之方格而形成的每個方格，演算設計圖案中之圖形所佔據的佔有率，並輸出n位元的佔有率資料。例如，將1個網目設定成1像素為較合適。而且，若使1像素具有1/28(=1/256)的解析度時，則以被配置於像素內之圖形的區域分來分配1/256的小區域，演算像素內之佔有率。而且，作為8位元的佔有率資料而輸出至參考電路112。該方格(檢測像素)，係只要與測定資料的像素一致即可。
其次，參考圖像作成電路112，係對圖形之影像資料即設計圖案的設計圖像資料施予適當的濾波處理。由於作為測定圖像之光學畫像資料，係處於藉由光學系統而使濾波起作用的狀態，換言之，處於連續變化的類比狀態，因此，對圖像強度(濃淡值)為數位值之設計側的影像資料即設計圖像資料亦施予濾波處理，藉此，可與測定資料一致。所作成之參考圖像的圖像資料，係被輸出至比較電路108。
圖16，係表示實施形態1中之比較電路內之構成之一例的構成圖。在圖16中，在比較電路108內，係配置有磁碟裝置等的記憶裝置50，52，56、被檢測圖像生成部54、對位部57及比較部58。被檢測圖像生成部54、對位部57及比較部58這樣的各「~部」，係包含有處理電路，在該處理電路，係含有電路、電腦、處理器、電路基板、量子電路或半導體裝置等。又，各「~部」，係亦可使用共同的處理電路(相同的處理電路)。抑或，亦可使用不同的處理電路(個別的處理電路)。在被檢測圖像生成部54、對位部57及比較部58內所需的輸入資料或經演算的結果，係每次被記憶於未圖示之記憶體或記憶體118。
在比較電路108內，所轉送之條紋圖案資料(或晶片圖案資料)與來自位置電路107之表示各位置的資訊一起被暫時儲存於記憶裝置50。又，所轉送之參考圖像資料被暫時儲存於記憶裝置52。
其次，被檢測圖像生成部54，係使用條紋圖案資料(或晶片圖案資料)，在預定大小的每個訊框區域(單位檢測區域)生成訊框圖像(被檢測圖像)。作為訊框圖像，例如在此，係生成光罩晶粒33的圖像但是，訊框區域之大小，係不限於此。所生成之訊框圖像(例如光罩晶粒圖像)，係被儲存於記憶裝置56。
作為對位工程(S206)，對位部57，係讀出成為被檢測圖像的光罩晶粒圖像與對應於該光罩晶粒圖像的參考圖像，以小於像素36的次像素單位，使兩圖像對位。例如，只要以最小平方法進行對位即可。
作為比較工程(S208)，比較部58，係將光罩晶粒圖像(被檢測圖像)與參考圖像進行比較。比較部58，係依預定的判定條件，在每個像素36將兩者進行比較，例如判定有無形狀缺陷這樣的缺陷。例如，若每個像素36之階度值差大於判定閾值Th，則判定為缺陷。而且，比較結果被輸出。比較結果，係被輸出至記憶裝置109、顯示器117或記憶體118，抑或只要藉由印表機119予以輸出即可。
另外，並不限於晶粒-資料庫檢測，亦可進行晶粒-晶粒檢測。在進行晶粒-晶粒檢測的情況下，係只要將形成有相同圖案形成面之光罩晶粒33的圖像彼此進行比較即可。藉此，使用成為晶粒(1)之晶圓晶粒332(晶片)之一部分區域的光罩晶粒圖像與成為晶粒(2)之其他晶圓晶粒332(晶片)之對應區域的光罩晶粒圖像。抑或，亦可將同一晶圓晶粒332之一部分區域的光罩晶粒圖像作為晶粒(1)的光罩晶粒圖像，並將形成有相同圖案之同一晶圓晶粒332之另一部分的光罩晶粒圖像作為晶粒(2)的光罩晶粒圖像而進行比較。在該情況下，係只要將形成有相同圖案之光罩晶粒33的圖像彼此之一方使用作為參考圖像，則可藉由與上述之晶粒-資料庫檢測相同的手法進行檢測。
亦即，作為對位工程(S206)，對位部57，係讀出晶粒(1)的光罩晶粒圖像與晶粒(2)的光罩晶粒圖像，以小於像素36的次像素單位，使兩圖像對位。例如，只要以最小平方法進行對位即可。
而且，作為比較工程(S208)，比較部58，係將晶粒(1)之光罩晶粒圖像與晶粒(2)光罩晶粒圖像進行比較。比較部58，係依預定的判定條件，在每個像素36將兩者進行比較，例如判定有無形狀缺陷這樣的缺陷。例如，若每個像素36之階度值差大於判定閾值Th，則判定為缺陷。而且，比較結果被輸出。比較結果，係被輸出至記憶裝置109、顯示器117或記憶體118，抑或只要藉由印表機119予以輸出即可。
如以上般，根據實施形態1，可抑制來自電磁透鏡的洩漏磁場所致之在被配置於電磁透鏡內的光學機器所產生之磁場的發生，並取得高精度之圖像。
在以上的說明中，一連串的「~電路」，係包含有處理電路，在該處理電路，係含有電路、電腦、處理器、電路基板、量子電路或半導體裝置等。又，各「~電路」，係亦可使用共同的處理電路(相同的處理電路)。抑或，亦可使用不同的處理電路(個別的處理電路)。使處理器等執行之程式，係只要被記錄於磁碟裝置、磁帶裝置、FD或ROM(唯讀記憶體)等的記錄媒體即可。例如，位置電路107、比較電路108、參考圖像作成電路112、屏蔽線圈控制電路121及偏向控制電路128等，係亦可由上述的至少1個處理電路所構成。
以上，一面參閱具體例，一面說明關於實施形態。但是，本發明，係並非限定於該些具體例。
又，關於裝置構成或控制手法等、對於本發明之說明而言並非直接需要的部分等，雖係省略了記載，但可適當地選擇使用所需要的裝置構成或控制手法。
其他，具備本發明之要素且該領域具有通常知識者可適當進行設計變更的所有電子光學系統及多射束圖像取得裝置，係均包含於本發明的範圍內。
10、12:屏蔽線圈 20:多1次電子束 22:孔 29:次照射區域 33:光罩晶粒 34:照射區域 50、52、56:記憶裝置 54:被檢測圖像生成部 57:對位部 58:比較部 100:檢測裝置 101:基板 102:電子束柱 103:檢測室 105:XY平台 106:檢測電路 107:位置電路 108:比較電路 109:記憶裝置 110:控制計算機 112:參考圖像作成電路 114:平台控制電路 117:顯示器 118:記憶體 119:印表機 120:匯流排 121:屏蔽線圈控制電路 122:雷射測長系統 123:晶片圖案記憶體 124:透鏡控制電路 126:遮沒控制電路 128:偏向控制電路 142:平台驅動機構 144、146、148:DAC放大器 150:圖像取得機構 160:控制系統電路 201:電子槍 202:照明透鏡 203:成形孔徑陣列基板 205:電磁透鏡 206:限制孔徑基板 207:接物透鏡 208:偏向器 200:電子束 212:集體遮沒偏向器 214:射束分離器 216:反射鏡 217:磁軛 218:線圈 220:電磁透鏡 221:屏蔽線圈 222:多檢測器 224:投影透鏡 300:多2次電子束 330:檢測區域 332:晶片
圖1，係表示實施形態1中之圖案檢測裝置之構成的構成圖。 圖2，係表示實施形態1中之成形孔徑陣列基板之構成的概念圖。 圖3A，係用以說明實施形態1中之電磁透鏡與屏蔽線圈之關係的剖面圖。圖3B，係用以說明實施形態1中之電磁透鏡與屏蔽線圈之關係的上視圖。 圖4，係表示實施形態1中之由射束分離器所產生之磁場之一例的圖。 圖5，係表示實施形態1中之由接物透鏡所產生之磁場對於射束分離器造成影響之一例的圖。 圖6，係表示實施形態1中之在由接物透鏡所產生之磁場對於射束分離器造成影響的狀態下，驅動了射束分離器時之磁場之一例的圖。 圖7，係表示實施形態1中之在未藉由接物透鏡產生磁場的狀態下，驅動了射束分離器時之磁場之一例的圖。 圖8，係表示實施形態1中之修正後之射束分離器附近之磁場之一例的圖。 圖9，係表示實施形態1中之屏蔽線圈之變形例的剖面圖。 圖10，係表示實施形態1中之屏蔽線圈之另一變形例的剖面圖。 圖11，係表示實施形態1中之未以屏蔽線圈修正洩漏磁場的狀態下所拍攝到之圖像之一例的圖。 圖12，係表示實施形態1中之以屏蔽線圈修正了洩漏磁場的狀態下所拍攝到之圖像之一例的圖。 圖13，係表示實施形態1中之檢測方法之要部工程的流程圖。 圖14，係表示實施形態1中之被形成於半導體基板之複數個晶片區域之一例的圖。 圖15，係用以說明實施形態1中之多射束之掃描動作的圖。 圖16，係表示實施形態1中之比較電路內之構成之一例的構成圖。
10:屏蔽線圈
12:屏蔽線圈
20a:電子束
20b:電子束
20c:電子束
100:檢測裝置
101:基板
102:電子束柱
103:檢測室
105:XY平台
106:檢測電路
107:位置電路
108:比較電路
109:記憶裝置
110:控制計算機
112:參考圖像作成電路
114:平台控制電路
117:顯示器
118:記憶體
119:印表機
120:匯流排
121:屏蔽線圈控制電路
122:雷射測長系統
123:晶片圖案記憶體
124:透鏡控制電路
126:遮沒控制電路
128:偏向控制電路
142:平台驅動機構
144:DAC放大器
148:DAC放大器
150:圖像取得機構
160:控制系統電路
200:電子束
201:電子槍
202:照明透鏡
203:成形孔徑陣列基板
205:電磁透鏡
206:限制孔徑基板
207:接物透鏡
208:偏向器
212:集體遮沒偏向器
214:射束分離器
216:反射鏡
217:磁軛
218:線圈
219:偏向器
220:電磁透鏡
221:屏蔽線圈
222:多檢測器
224:投影透鏡
300:多2次電子束

Claims (6)

  1. 一種電子光學系統，其特徵係，具備有：電磁透鏡，具有磁軛，使磁場產生且使通過前述磁軛內的電子束折射；及屏蔽線圈，在前述磁軛之內壁中，沿著垂直之壁面且與垂直之壁面平行地配置在前述磁軛的內部，使得其被前述磁軛之內壁圍繞，降低由前述電磁透鏡所產生的洩漏磁場。
  2. 如申請專利範圍第1項之電子光學系統，其中，前述屏蔽線圈，係沿著前述磁軛的內壁多段配置。
  3. 如申請專利範圍第1項之電子光學系統，其中，更具備有：電子光學機器，至少一部分被配置於前述磁軛內，且由包含有磁性體的構成物所構成。
  4. 如申請專利範圍第3項之電子光學系統，其中，在前述電磁透鏡，係會有1次電子束與包含反射電子的2次電子束通過，該2次電子束，係沿與前述1次電子束反方向行進，且因前述1次電子束被照射至基板而產生，使用將前述1次電子束與前述2次電子束分離的射束分離器作為前述電子光學機器。
  5. 如申請專利範圍第3項之電子光學系統，其中，在前述電磁透鏡，係會有1次電子束與包含反射電子的2次電子束通過，該2次電子束，係沿與前述1次電子束反方向行進，且因前述1次電子束被照射至基板而產生，使用將前述2次電子束偏向的偏向器作為前述電子光學機器。
  6. 一種多電子束圖像取得裝置，其特徵係，具備有：電磁透鏡，具有磁軛，使磁場產生且使通過前述磁軛內的1次多電子束折射；屏蔽線圈，在前述磁軛之內壁中，沿著垂直之壁面且與垂直之壁面平行地配置在前述磁軛的內部，使得其被前述磁軛之內壁圍繞，降低由前述電磁透鏡所產生的洩漏磁場；射束分離器，被配置於前述磁軛內，在前述磁軛內，將因對基板照射通過了前述電磁透鏡的前述1次多電子束而產生之包含反射電子束的2次電子束從前述1次多電子束分離，且由包含有磁性體的構成物所構成；及檢測器，檢測被分離的前述2次電子束。
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7442375B2 (ja) * 2020-04-06 2024-03-04 株式会社ニューフレアテクノロジー 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
JP2021183942A (ja) * 2020-05-22 2021-12-02 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
US20230377836A1 (en) * 2020-09-28 2023-11-23 Hitachi High-Tech Corporation Analysis System
JP7318824B2 (ja) * 2020-10-28 2023-08-01 株式会社ニューフレアテクノロジー ウィーンフィルタ及びマルチ電子ビーム検査装置
NL2034496B1 (en) * 2023-04-04 2024-03-05 Phe Nx Knowledge B V Electro-magnetic lens for charged particle apparatus.

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070138390A1 (en) * 2004-04-05 2007-06-21 Hidetoshi Nishiyama Inspection method and inspection system using charged particle beam
JP2007260222A (ja) * 2006-03-29 2007-10-11 Osaka Univ 荷電粒子線偏向装置および荷電粒子線照射装置
US20080135755A1 (en) * 2006-12-11 2008-06-12 Hitachi High-Technologies Corporation Scanning Electron Microscope
US20150294833A1 (en) * 2012-10-29 2015-10-15 Hitachi High-Technologies Corporation Charged particle beam apparatus
US20170025241A1 (en) * 2015-07-21 2017-01-26 Hermes Microvision, Inc. Apparatus of Plural Charged-Particle Beams

Family Cites Families (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4929089B1 (zh) * 1970-05-13 1974-08-01
US3984687A (en) * 1975-03-17 1976-10-05 International Business Machines Corporation Shielded magnetic lens and deflection yoke structure for electron beam column
US4469948A (en) * 1982-01-26 1984-09-04 The Perkin-Elmer Corp. Composite concentric-gap magnetic lens
JPS60178960U (ja) * 1984-05-09 1985-11-28 日本電子株式会社 走査電子顕微鏡用対物レンズ
JPH06325721A (ja) 1993-05-13 1994-11-25 Hitachi Ltd 電子線装置
EP0821392B1 (en) * 1996-07-25 2004-09-29 Advantest Corporation Deflection system
JP3449198B2 (ja) * 1997-10-22 2003-09-22 日新電機株式会社 イオン注入装置
JP4234242B2 (ja) 1997-12-19 2009-03-04 株式会社東芝 電子ビーム描画装置
US6891167B2 (en) * 2000-06-15 2005-05-10 Kla-Tencor Technologies Apparatus and method for applying feedback control to a magnetic lens
US6768117B1 (en) * 2000-07-25 2004-07-27 Applied Materials, Inc. Immersion lens with magnetic shield for charged particle beam system
JP2002170764A (ja) * 2000-12-04 2002-06-14 Nikon Corp 荷電粒子線露光装置、荷電粒子線露光装置の調整方法及び半導体デバイスの製造方法
JP3968334B2 (ja) * 2002-09-11 2007-08-29 株式会社日立ハイテクノロジーズ 荷電粒子線装置及び荷電粒子線照射方法
CN1820346B (zh) 2003-05-09 2011-01-19 株式会社荏原制作所 基于带电粒子束的检查装置及采用了该检查装置的器件制造方法
DE102004019834B4 (de) * 2004-04-23 2007-03-22 Vistec Electron Beam Gmbh Korrekturlinsen-System für ein Partikelstrahl-Projektionsgerät
JP4431459B2 (ja) * 2004-07-29 2010-03-17 株式会社日立ハイテクノロジーズ 集束イオン・ビーム装置及び集束イオン・ビーム照射方法
JP4732917B2 (ja) 2006-02-15 2011-07-27 株式会社日立ハイテクノロジーズ 走査型電子顕微鏡及び欠陥検出装置
JP4922962B2 (ja) * 2008-02-14 2012-04-25 株式会社日立ハイテクノロジーズ 回路パターンの検査方法及び検査装置
KR101431950B1 (ko) * 2008-06-25 2014-08-19 가부시키가이샤 히다치 하이테크놀로지즈 반도체 검사 장치
JP5380206B2 (ja) * 2009-08-27 2014-01-08 株式会社日立ハイテクノロジーズ 走査型電子顕微鏡装置及びそれを用いた試料の検査方法
KR101861210B1 (ko) * 2010-10-27 2018-05-25 가부시키가이샤 파람 전자 렌즈 및 전자빔 장치
DE102011106433B4 (de) * 2011-07-04 2016-10-13 Integrated Dynamics Engineering Gmbh Integrierbare Magnetfeldkompensation für den Einsatz an Raster- und Transmissionselektronenmikroskopen, Schwingungsisolationssystem sowie Verfahren zum Abbilden, Untersuchen und / oder Bearbeiten einer Probe
JP5953314B2 (ja) * 2011-10-31 2016-07-20 株式会社日立ハイテクノロジーズ 走査電子顕微鏡
JP5836838B2 (ja) * 2012-02-27 2015-12-24 株式会社日立ハイテクノロジーズ 荷電粒子線装置
US10460905B2 (en) * 2015-09-23 2019-10-29 Kla-Tencor Corporation Backscattered electrons (BSE) imaging using multi-beam tools
US10453645B2 (en) * 2016-12-01 2019-10-22 Applied Materials Israel Ltd. Method for inspecting a specimen and charged particle multi-beam device
CN110265278A (zh) * 2016-12-14 2019-09-20 聚束科技（北京）有限公司 一种磁透镜及激励电流控制方法
WO2019043946A1 (ja) * 2017-09-04 2019-03-07 株式会社日立ハイテクノロジーズ 荷電粒子線装置
JP6812561B2 (ja) * 2017-09-04 2021-01-13 株式会社日立ハイテク 荷電粒子線装置
KR102563735B1 (ko) * 2018-05-02 2023-08-07 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. e-빔 장치

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070138390A1 (en) * 2004-04-05 2007-06-21 Hidetoshi Nishiyama Inspection method and inspection system using charged particle beam
JP2007260222A (ja) * 2006-03-29 2007-10-11 Osaka Univ 荷電粒子線偏向装置および荷電粒子線照射装置
US20080135755A1 (en) * 2006-12-11 2008-06-12 Hitachi High-Technologies Corporation Scanning Electron Microscope
US20150294833A1 (en) * 2012-10-29 2015-10-15 Hitachi High-Technologies Corporation Charged particle beam apparatus
US20170025241A1 (en) * 2015-07-21 2017-01-26 Hermes Microvision, Inc. Apparatus of Plural Charged-Particle Beams

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Publication number Publication date
KR102532712B1 (ko) 2023-05-15
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US11621144B2 (en) 2023-04-04
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KR20210137966A (ko) 2021-11-18

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