TWI821802B - 像差修正器 - Google Patents

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TWI821802B
TWI821802B TW110144245A TW110144245A TWI821802B TW I821802 B TWI821802 B TW I821802B TW 110144245 A TW110144245 A TW 110144245A TW 110144245 A TW110144245 A TW 110144245A TW I821802 B TWI821802 B TW I821802B
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前川雄一
井上和彦
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日商紐富來科技股份有限公司
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Abstract

本發明一形態的像差修正器的特徵在於包括：第一電極基板，形成有供多電子束通過的多個第一通過孔；第二電極基板，配置於第一電極基板的下部側，形成有供多電子束通過的多個第二通過孔，且於多個第二通過孔中的一部分第二通過孔的周圍上表面，針對每一第二通過孔而各別地配置有分別為四極以上的多個第一電極；以及第三電極基板，配置於第二電極基板的下部側，形成有供多電子束通過的多個第三通過孔，且於多個第三通過孔中的、與未配置多個第一電極的剩餘部分的第二通過孔對應的一部分第三通過孔的周圍上表面，針對每一第三通過孔而各別地配置有分別為四極以上的多個第二電極。

Description

像差修正器
本發明是有關於一種像差修正器。例如是有關於一種修正多電子束的像差的多極子透鏡陣列及照射多電子束的裝置中所使用的像差修正器。
本申請案是以2020年12月15日於日本專利廳提出申請的日本專利申請案(日本專利特願2020-207702)為基礎而主張優先權的申請案。所述日本專利申請案中記載的所有內容藉由參照而併入本申請案中。
近年來，伴隨大規模積體電路(Large Scale Integrated circuit，LSI)的高積體化及大容量化，半導體元件所要求的電路線寬變得越來越窄。而且，對於花費極大的製造成本的LSI的製造而言，良率的提昇不可或缺。但是，如以1Gb級的動態隨機存取記憶體(Dynamic Random Access Memory，DRAM)(隨機存取記憶體)為代表般，構成LSI的圖案自次微米(submicron)級變成奈米級。近年來，伴隨形成於半導體晶圓上的LSI圖案尺寸的微細化，必須作為圖案缺陷進行檢測的尺寸亦變得極小。因此，需要對已被轉印至半導體晶圓上的超微細圖案的缺陷進行檢查的 圖案檢查裝置的高精度化。
作為檢查方法，已知有如下的方法：藉由將對形成於半導體晶圓或微影遮罩等基板上的圖案進行拍攝所得的測定影像與設計資料、或拍攝基板上的同一圖案所得的測定影像進行比較來進行檢查。例如，作為圖案檢查方法，有將拍攝同一基板上的不同地方的同一圖案所得的測定影像資料彼此進行比較的「晶粒-晶粒(die to die)檢查」，或以進行了圖案設計的設計資料為基礎生成設計影像資料(參照影像)，並將其與拍攝圖案所得的作為測定資料的測定影像進行比較的「晶粒-資料庫(die to database)檢查」。所拍攝的影像作為測定資料而被發送至比較電路。於比較電路中，於影像彼此的對位後，按照適當的演算法將測定資料與參照資料進行比較，於不一致的情況下，判定有圖案缺陷。
所述圖案檢查裝置中不僅開發了對檢查對象基板照射雷射光，並拍攝其透過像或反射像的裝置，亦正在開發如下的檢查裝置：利用電子束於檢查對象基板上進行掃描(scan)，對伴隨電子束的照射而自檢查對象基板放出的二次電子進行檢測，並取得圖案像。於使用電子束的檢查裝置中，亦正在進一步開發使用多光束的裝置。於使用多光束的電子光學系統中，有可能產生離軸像散、畸變(distortion)(畸變像差)等像差。於使用電子束的檢查裝置中，為了進行檢查，需要取得高精度的影像。所述像差的修正需要對多光束的各光束各別地進行軌道修正。例如，可列舉將各光束獨立的多極子透鏡配置成陣列狀。
此處，為了將多極子透鏡配置成陣列狀，需要於基板上配置連接至各光束用的多極子的各配線。然而，於光束間間距狹窄的情況下，若光束數變多，則就配線空間而言，難以於基板上配置連接至各光束用的多極子的多個配線。因此，亦考慮於配置有多極子的基板內形成多層配線，但若設為多層配線，則有容易產生與電極的接觸不良、配線的斷線不良等配線不良等的問題。
此處，揭示了一種偏轉器陣列，其中，將包括兩極的電極的遮沒偏轉器陣列(blanking deflector array)分散於兩片基板上，並利用形成有多層配線的兩片配線用基板夾持兩片電極用基板，從而與各電極接觸(例如，參照日本專利特開2008-041870號公報)。
本發明一形態的像差修正器的特徵在於，包括：第一電極基板，形成有供多電子束通過的多個第一通過孔，且於多個第一通過孔的內壁配置有屏蔽電極；第二電極基板，配置於第一電極基板的下部側，形成有供多電子束通過的多個第二通過孔，於多個第二通過孔的內壁配置有屏蔽電極，且於多個第二通過孔中的一部分第二通過孔的周圍上表面，針對每一第二通過孔而各別地配置有分別為四極以上的多個第一電極；以及第三電極基板，配置於第二電極基板的下部側，形成有供多 電子束通過的多個第三通過孔，且於多個第三通過孔中的、與未配置多個第一電極的剩餘部分的第二通過孔對應的一部分第三通過孔的周圍上表面，針對每一第三通過孔而各別地配置有分別為四極以上的多個第二電極，配置有所述多個第一電極的一部分第二通過孔以第一孔徑形成，關於第一電極基板的多個第一通過孔中位於一部分第二通過孔上的一部分第一通過孔，自上表面至朝向背面的中途成為第二孔徑，且自中途至第一電極基板的背面以較第一孔徑與第二孔徑大的第三孔徑形成，配置有多個第二電極的一部分第三通過孔以第一孔徑形成，關於第二電極基板的多個第二通過孔中位於一部分第三通過孔上的剩餘部分的第二通過孔，自上表面至朝向背面的中途成為所述第二孔徑，且自中途至第二電極基板的背面以較第一孔徑與第二孔徑大的第三孔徑形成。
本發明另一形態的像差修正器的特徵在於，包括：第一電極基板，形成有供多電子束通過的多個第一通過孔，且於多個第一通過孔中的一部分第一通過孔的周圍背面，針對每一第一通過孔而各別地配置有分別為四極以上的多個第一電極；以及第二電極基板，配置於第一電極基板的下部側，形成有供多電子束通過的多個第二通過孔，且於多個第二通過孔中的、與未配置多個第一電極的剩餘部分的第一通過孔對應的一部分第二通 過孔的周圍上表面，針對每一第二通過孔而各別地配置有分別為四極以上的多個第二電極。
10:第一電極基板/上段電極基板
60、70、310:第一電極基板
11、61、71、311:通過孔
12、62、72、312:基板主體
14、64、74、314:第二電極基板
15、65、75、315:基板主體
16、16a、16b、16c、16d、16e、16f、16g、16h、66、66a、66b、66c、66d、66e、66f、66g、66h、76、76a、76b、76c、76d、76e、76f、76g、76h、316:電極
17、67、77、317:通過孔
18:配線
19:照射位置
20:多光束(多一次電子束)
22:孔(開口部)
24、84:第三電極基板
25、85:基板主體
26、26a、26b、26c、26d、26e、26f、26g、26h、86、86a、86b、86c、86d、86e、86f、86g、86h:電極
27、87:通過孔
28:配線
29:子照射區域
33:遮罩晶粒
34:照射區域
40、41、340:絕緣層
42、43、342:屏蔽電極
44、344:屏蔽電極
52、56:儲存裝置
57:對位部
58:比較部
100:檢查裝置
101:基板
102:電子束柱
103:檢查室
105:平台
106:檢測電路
107:位置電路
108:比較電路
109:儲存裝置
110:控制計算機
112:參照影像製作電路
114:平台控制電路
117:監視器
118:記憶體
119:列印機
120:匯流排
121:像差修正電路
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:偏轉控制電路
142:驅動機構
144、146、148:DAC放大器
150:影像取得機構
160:控制系統電路
200:電子束
201:電子槍
202:電磁透鏡
203:成形孔陣列基板
205:電磁透鏡
206:電磁透鏡
207:電磁透鏡
208:主偏轉器
209:副偏轉器
212:成批遮沒偏轉器
213:限制孔基板
214:光束分離器
216:反射鏡
218:偏轉器
220:像差修正器
221:靜電透鏡陣列
222:多檢測器
224:電磁透鏡
300:多二次電子束
320:像差修正器
330:檢查區域
332:晶片(晶圓晶粒)
d:距離(長度)
D1:孔徑(第一孔徑)
D2:孔徑(第二孔徑)
D3:孔徑(第三孔徑)
E:電場
e:電子
GND、+V、-V:電位
L1、M、m:厚度
L2:間隙(孔徑)
P:光束間間距
Th:臨限值
x、y、z:方向
圖1是表示實施方式1的圖案檢查裝置的結構的結構圖。
圖2是表示實施方式1的成形孔陣列基板的結構的概念圖。
圖3是表示作為實施方式1的比較例1的像差修正器的剖面結構一例的圖。
圖4A至圖4C是表示實施方式1的像差修正器的各電極基板的結構一例的頂視圖。
圖5是表示配置於實施方式1的像差修正器的第二段基板上的多極子的配線一例的頂視圖。
圖6是表示配置於實施方式1的像差修正器的第三段基板上的多極子的配線一例的頂視圖。
圖7是表示實施方式1的像差修正器的結構的一例的剖面圖。
圖8是表示在實施方式1的像差修正器的一個光束用的電極間產生的電場的一例的圖。
圖9A與圖9B是用於說明實施方式1的電場的衰減的圖。
圖10是表示實施方式1以及比較例2的偏轉量與施加電位之間的關係的一例的圖。
圖11A與圖11B是表示實施方式1的畸變像差(畸變)的一例的圖。
圖12A與圖12B是表示實施方式1的像散的一例的圖。
圖13A與圖13B是表示實施方式1的像散的另一例的圖。
圖14是表示實施方式1的形成於半導體基板的多個晶片區域一例的圖。
圖15是用於說明實施方式1的多光束的掃描動作的圖。
圖16是表示實施方式1的比較電路內的結構一例的結構圖。
圖17A與圖17B是表示實施方式2的像差修正器的各電極基板的結構一例的頂視圖。
圖18是表示實施方式2的像差修正器的結構一例的剖面圖。
圖19A與圖19B是表示實施方式3的像差修正器的第一電極基板與第三電極基板的結構一例的頂視圖。
圖20是表示實施方式3的像差修正器的結構一例的剖面圖。
以下，於實施方式中，對能夠減少配線不良的、以陣列配置多電子束用的多極子透鏡的像差修正器進行說明。
另外，以下，於實施方式中，作為多電子束照射裝置的一例而對多電子束檢查裝置進行說明。但是，多電子束照射裝置並不限於檢查裝置，只要是例如描繪裝置等使用電子光學系統來照射多電子束的裝置即可。
實施方式1.
圖1是表示實施方式1的圖案檢查裝置的結構的結構圖。圖1中，對已形成於基板的圖案進行檢查的檢查裝置100是 多電子束檢查裝置的一例。檢查裝置100包括影像取得機構150及控制系統電路160。影像取得機構150具有電子束柱102(電子鏡筒)及檢查室103。於電子束柱102內，配置有電子槍201、電磁透鏡202、成形孔陣列基板203、電磁透鏡205、像差修正器220、靜電透鏡陣列221、成批遮沒偏轉器(blanking deflector)212、限制孔基板213、電磁透鏡206、電磁透鏡207(物鏡)、主偏轉器208、副偏轉器209、光束分離器214、偏轉器218、電磁透鏡224、以及多檢測器222。由電子槍201、電磁透鏡202、成形孔陣列基板203、電磁透鏡205、像差修正器220、靜電透鏡陣列221、成批遮沒偏轉器212、限制孔基板213、電磁透鏡206、電磁透鏡207(物鏡)、主偏轉器208、及副偏轉器209構成一次電子光學系統。另外，由電磁透鏡207、光束分離器214、偏轉器218、及電磁透鏡224構成二次電子光學系統。
於檢查室103內，至少配置可於XY方向上移動的平台105。於平台105上配置作為檢查對象的基板101(試樣)。基板101包含曝光用遮罩基板及矽晶圓等半導體基板。當基板101為半導體基板時，於半導體基板形成有多個晶片圖案(晶圓晶粒(wafer die))。當基板101為曝光用遮罩基板時，於曝光用遮罩基板形成有晶片圖案。晶片圖案包含多個圖形圖案。將已形成於所述曝光用遮罩基板的晶片圖案多次曝光轉印至半導體基板上，藉此於半導體基板形成多個晶片圖案(晶圓晶粒)。以下，主要對基板101為半導體基板的情況進行說明。基板101例如使圖案形成面朝向 上側而配置於平台105。另外，於平台105上，配置有將自配置於檢查室103的外部的雷射測長系統122照射的雷射測長用的雷射光反射的反射鏡216。多檢測器222於電子束柱102的外部與檢測電路106連接。檢測電路106與晶片圖案記憶體123連接。
於控制系統電路160中，對檢查裝置100整體進行控制的控制計算機110經由匯流排120而與位置電路107、比較電路108、參照影像製作電路112、平台控制電路114、像差修正電路121、透鏡控制電路124、遮沒控制電路126、偏轉控制電路128、磁碟裝置等儲存裝置109、監視器117、記憶體118、以及列印機119連接。另外，偏轉控制電路128與數位-類比轉換(Digital-to-Analog Conversion，DAC)放大器144、DAC放大器146、DAC放大器148連接。DAC放大器146與主偏轉器208連接，DAC放大器144與副偏轉器209連接。DAC放大器148與偏轉器218連接。
另外，晶片圖案記憶體123與比較電路108連接。另外，於平台控制電路114的控制下，藉由驅動機構142來驅動平台105。於驅動機構142中，例如構成如於平台座標系中的X方向、Y方向、θ方向上進行驅動的三軸(X-Y-θ)馬達般的驅動系統，從而平台105可於XYθ方向上移動。該些未圖示的X軸馬達、Y軸馬達、θ軸馬達例如可使用步進馬達。平台105藉由XYθ各軸的馬達而可於水平方向及旋轉方向上移動。而且，平台105的移動位置藉由雷射測長系統122來測定，並被供給至位置電路107。 雷射測長系統122接收來自反射鏡216的反射光，藉此以雷射干涉法的原理對平台105的位置進行測長。平台座標系例如相對於與多一次電子束20的光軸正交的面，設定X方向、Y方向、θ方向。
電磁透鏡202、電磁透鏡205、電磁透鏡206、電磁透鏡207(物鏡)、電磁透鏡224、以及光束分離器214由透鏡控制電路124控制。另外，成批遮沒偏轉器212包含兩極以上的電極，且針對每一電極經由未圖示的DAC放大器而由遮沒控制電路126來控制。像差修正器220如後所述般包括三段以上的電極基板，且由像差修正電路121控制。靜電透鏡陣列221包括三段以上的電極基板，且由像差修正電路121控制。副偏轉器209包含四極以上的電極，且針對每一電極經由DAC放大器144而由偏轉控制電路128來控制。主偏轉器208包含四極以上的電極，且針對每一電極經由DAC放大器146而由偏轉控制電路128來控制。偏轉器218包含四極以上的電極，且針對每一電極經由DAC放大器148而由偏轉控制電路128來控制。
於電子槍201連接有未圖示的高壓電源電路，藉由自高壓電源電路對於電子槍201內的未圖示的燈絲(陰極)與引出電極(陽極)間的加速電壓的施加，並且藉由另一引出電極(韋乃特(Wehnelt))的電壓的施加與規定的溫度的陰極的加熱，已自陰極放出的電子群得到加速，形成電子束200而被放出。
此處，於圖1中記載了在對實施方式1進行說明的方面 必要的結構。對於檢查裝置100而言，通常亦可包括必要的其他結構。
圖2是表示實施方式1的成形孔陣列基板的結構的概念圖。圖2中，於成形孔陣列基板203，二維狀的橫(x方向)m1行×縱(y方向)n1段(m1、n1為2以上的整數)的孔(開口部)22在x方向、y方向上以規定的排列間距形成。於圖2的例子中，示出了形成有23×23的孔(開口部)22的情況。各孔22均由相同尺寸形狀的矩形形成。或者，亦可為相同外徑的圓形。電子束200的一部分分別通過所述多個孔22，藉此形成多光束20。此處，表示了橫縱(x方向、y方向)均配置有兩行以上的孔22的例子，但並不限於此。例如，亦可為橫縱(x方向、y方向)的任一者為多行且另一者僅為一行。另外，孔22的排列方式並不限定於如圖2般橫縱配置成格子狀的情況。例如，縱向(y方向)第k段的行與第k+1段的行的孔彼此亦可於橫向(x方向)上錯開尺寸a來配置。同樣地，縱向(y方向)第k+1段的行與第k+2段的行的孔彼此亦可於橫向(x方向)上錯開尺寸b來配置。
繼而，對檢查裝置100的影像取得機構150的動作進行說明。
已自電子槍201(放出源)放出的電子束200被電磁透鏡202折射而對成形孔陣列基板203整體進行照明。於成形孔陣列基板203，如圖2所示般形成有多個孔22(開口部)，電子束200對包含多個孔22的全體在內的區域進行照明。已照射至多個孔22 的位置的電子束200的各一部分分別通過所述成形孔陣列基板203的多個孔22，藉此形成多光束20(多一次電子束)。
已形成的多光束20被電磁透鏡205及電磁透鏡206分別折射，從而一邊重覆形成中間像及交叉(cross over)，一邊通過配置於多光束20的各光束的交叉位置處的光束分離器214而前進至電磁透鏡207(物鏡)。於此期間，利用像差修正器220修正像散及/或畸變像差(畸變)等像差。另外，於由於像差修正器220所進行的修正而產生光束的焦點位置偏移的情況下，利用靜電透鏡陣列221，針對每一所述光束各別地修正焦點位置的偏移。於圖1的例子中，示出像差修正器220被配置於電磁透鏡205的磁場中的情況。藉由配置於電磁透鏡205的磁場中，與配置於磁場外的情況相比，可減小施加至像差修正器220的控制電極的電位。例如，可減小至1/100左右。但是，並不限於此。像差修正器220只要被配置於成形孔陣列基板203與光束分離器214之間即可。
當多光束20入射至電磁透鏡207(物鏡)時，電磁透鏡207將多光束20聚焦至基板101。換言之，電磁透鏡207(電子光學系統的一例)利用像差修正器220修正像散及畸變像差中的至少一者，並將多光束20引導至基板101。藉由物鏡207而焦點對準(對焦)於基板101(試樣)面上的多光束20被主偏轉器208及副偏轉器209成批偏轉，從而照射至各光束於基板101上的各自的照射位置。再者，於多光束20整體已被成批遮沒偏轉器212成批地偏轉的情況下，其位置相對於限制孔基板213的中心的孔 而偏離，從而多光束20整體被限制孔基板213遮蔽。另一方面，未被成批遮沒偏轉器212偏轉的多光束20如圖1所示般通過限制孔基板213的中心的孔。藉由所述成批遮沒偏轉器212的開/關(ON/OFF)來進行遮沒控制，從而成批控制光束的導通/斷開(ON/OFF)。如此般，限制孔基板213遮蔽藉由成批遮沒偏轉器212而以成為光束斷開的狀態的方式進行了偏轉的多光束20。而且，藉由自光束導通至光束斷開為止所形成的通過了限制孔基板213的光束群，形成檢查用(影像取得用)的多光束20。
當對基板101的所期望位置照射多光束20時，因照射了所述多光束20而自基板101放出與多光束20(多一次電子束)的各光束對應的包含反射電子的二次電子的光束(多二次電子束300)。
已自基板101放出的多二次電子束300通過電磁透鏡207而前進至光束分離器214。
此處，光束分離器214具有使用線圈的兩極以上的多個磁極、以及兩極以上的多個電極。而且，利用所述多個磁極產生指向性的磁場。同樣地，利用多個電極產生指向性的電場。具體而言，光束分離器214在與多光束20的中心光束前進的方向(軌道中心軸)正交的面上，使電場與磁場產生於正交的方向上。不論電子的行進方向如何，電場均朝相同的方向帶來力。相對於此，磁場按照弗萊明左手定則(Fleming's left hand rule)而帶來力。因此，可根據電子的侵入方向來使作用於電子的力的方向變化。於 自上側侵入光束分離器214的多光束20中，由電場所帶來的力與由磁場所帶來的力相互抵消，多光束20朝下方直線前進。相對於此，於自下側侵入光束分離器214的多二次電子束300中，由電場所帶來的力與由磁場所帶來的力均朝相同的方向發揮作用，多二次電子束300朝斜上方彎曲而與多光束20分離。
已朝斜上方彎曲而與多光束20分離的多二次電子束300藉由偏轉器218進一步彎曲，並一邊被電磁透鏡224折射一邊被投影至多檢測器222。多檢測器222對經投影的多二次電子束300進行檢測。多檢測器222例如具有未圖示的二極體型的二維感測器。而且，於對應於多光束20的各光束的二極體型的二維感測器位置，多二次電子束300的各二次電子與二極體型的二維感測器碰撞而產生電子，並按照各畫素生成二次電子影像資料。由多檢測器222檢測到的強度訊號被輸出至檢測電路106。
圖3是表示作為實施方式1的比較例1的像差修正器的剖面結構一例的圖。圖3中，作為實施方式1的比較例1的像差修正器320包括第一電極基板310以及第二電極基板314。第一電極基板310於基板主體312上形成有供多光束通過的多個通過孔311，基板主體312的露出面整體被屏蔽電極344覆蓋。第二電極基板314於基板主體315上形成有供多光束通過的、與第一電極基板310相同孔徑尺寸的多個通過孔311。而且，於基板主體315上，以包圍通過孔311的方式，介隔絕緣層340配置有作為多極子的多個電極316。另外，於基板主體315的通過孔內壁、底面、 及側面形成有屏蔽電極342。像散、畸變(畸變像差)等像差的修正需要對多光束的各光束各別地進行軌道修正。因此，於第二電極基板314，以包圍通過孔311的方式配置有作為多極子的多個電極316。於夾著通過孔311而相向的電極316間形成的電場E由於第一電極基板310而不會向上方擴展，因此於相向的電極316間平行地發揮作用。因此，於相向的電極316間形成的電場E由電極316自身的厚度M決定。因此，為了對各電子束賦予修正像差的偏轉量，多極子透鏡的各電極316自身的厚度M需要成為數十μm左右，例如成為50μm。隨著光束間間距P變窄，如圖3所示，鄰接的光束用電極彼此間的間隙變窄。若鄰接的光束用電極彼此間的間隙變窄，則於鄰接的光束用電極彼此間亦會發生電子的移動。於所述情況下，鄰接的光束用電極彼此間的電子的移動量與電極316自身的厚度對應地增加。其結果，有可能存在各電場受到鄰接光束用的電位的影響的情況。因此，於光束間間距P窄的情況下，數十μm厚度的電極於技術上難以發揮作為像差修正器的充分的性能。因此，期望盡可能使電極變薄。因此，於實施方式1中，藉由利用電極的上部空間而使電極自身的厚度變薄。
圖4A至圖4C是表示實施方式1的像差修正器的各電極基板的結構一例的頂視圖。
圖5是表示配置於實施方式1的像差修正器的第二段基板上的多極子的配線一例的頂視圖。
圖6是表示配置於實施方式1的像差修正器的第三段基板上 的多極子的配線一例的頂視圖。
圖7是表示實施方式1的像差修正器的結構的一例的剖面圖。
像差修正器220包括隔開規定的間隙配置的三段以上的電極基板。於圖4A~圖4C及圖7的例子中，示出了例如作為三段的電極基板的自上段起包括第一電極基板10(第一電極基板的一例)、第二電極基板14(第二電極基板的一例)以及第三電極基板24(第三電極基板的一例)的像差修正器220，其中，關於各電極基板間，隔開間隙L2而配置。換言之，第一電極基板10隔開間隙L2配置於第二電極基板14上。同樣地，第二電極基板14隔開間隙L2而配置於第三電極基板24上。另外，於圖4A~圖4C、圖5、及圖6的例子中，對使用5×5條多光束20的情況進行了表示。於圖7中，對包括5×5條多光束20中的一部分光束所通過的區域的部分進行了表示。
於第一電極基板10中，於基板主體12上形成有供多光束20通過的多個通過孔11(第一通過孔)。如圖4A及圖7所示，於第一電極基板10中，於光束間間距P的多光束20所通過的位置形成有多個通過孔11。第一電極基板10的多個通過孔11中，供預先設定的一部分光束陣列通過的一部分通過孔11形成為：自基板主體12的上表面(光束行進方向的上游側)至朝向背面的中途成為孔徑D2(第二孔徑)，且自中途至背面，尺寸擴大為孔徑D3(第三孔徑)。另外，如圖7所示，基板主體12的上表面、側面、底面、及多個通過孔11內壁由屏蔽電極44覆蓋。至少於多 個通過孔11內壁配置屏蔽電極44。多個通過孔11中，剩餘部分的通過孔11自基板主體12的上表面至背面以孔徑D2形成。但是，並不限於此。關於剩餘部分的通過孔11，亦可與一部分通過孔11同樣地，形成為自中途起尺寸擴大。
第二電極基板14配置於第一電極基板10的下部側(光束行進方向的下游側)。於第二電極基板14中，於基板主體15上形成有供光束間間距P的多光束20通過的多個通過孔17(第二通過孔)。如圖4B及圖7所示，第二電極基板14的多個通過孔17中，供所述預先設定的一部分光束陣列通過的一部分通過孔17自基板主體15的上表面至背面以孔徑D1(第一孔徑)形成。於所述一部分通過孔17的周圍上表面，針對每一通過孔17而各別地配置有分別作為四極以上的多極子的多個電極16(a~h)(第一電極的一例)。於圖4B及圖7的例子中，示出了配置有八極的電極16(a~h)的情況。例如，若為修正多光束20的畸變像差的情況，則可為針對每一光束而於正交的方向(x方向、y方向)上相向地配置有各兩極的四極的電極16。例如，若為修正多光束20的像散的情況，則較佳為配置針對每一光束，除了於正交的方向(x方向、y方向)之外亦於作為中間相位的45°及135°方向上相向地配置有各兩極的八極的電極16。再者，於像散的方向已知的情況下，亦可為於正交的方向(x方向、y方向)上相向地配置有各兩極的四極的電極16。另外，於第二電極基板14中，於基板主體15與每一光束的多個電極16(a~h)之間配置有絕緣層40。剩餘部分的 通過孔17形成為：自基板主體15的上表面至朝向背面的中途成為孔徑D2(第二孔徑)，且自中途至第二電極基板14的背面，尺寸擴大為孔徑D3(第三孔徑)。另外，如圖7所示，基板主體15的側面、底面、及多個通過孔17內壁由屏蔽電極42覆蓋。
第三電極基板24配置於第二電極基板14的下部側(光束行進方向的下游側)。於第三電極基板24中，於基板主體25上形成有供光束間間距P的多光束20通過的多個通過孔27(第三通過孔)。如圖4C及圖7所示，多個通過孔27中，於與未配置多個電極16的剩餘部分的通過孔17對應的、一部分通過孔27的周圍上表面，針對每一通過孔27而各別地配置有作為分別為四極以上的多極子的多個電極26(a~h)(第二電極的一例)。於圖4C及圖7的例子中，示出了配置有八極的電極26(a~h)的情況。關於多個電極26，亦與多個電極16同樣地，例如若為修正多光束20的畸變像差的情況下，則可為針對每一光束而於正交的方向(x方向、y方向)上相向地配置有各兩極的四極的電極26。例如，若為修正多光束20的像散的情況，則較佳為配置針對每一光束，除了於正交的方向(x方向、y方向)之外亦於作為中間相位的45°及135°方向上相向地配置有各兩極的八極的電極26。再者，於像散的方向已知的情況下，亦可為於正交的方向(x方向、y方向)上相向地配置有各兩極的四極的電極26。另外，於第三電極基板24中，於基板主體25與每一光束的多個電極16(a~h)之間配置有絕緣層41。而且，如圖6所示，於絕緣層41上，各電極26 (V1~V8)用的配線28向基板主體25的外周部延伸，並夾著連接器及纜線等而與像差修正電路121電性連接。第三電極基板24的多個通過孔27中，配置有多個電極26的一部分通過孔27自基板主體25的上表面至背面以孔徑D1(第一孔徑)形成。於圖7的例子中，關於未配置多個電極26的剩餘部分的通過孔27，亦示出了自基板主體25的上表面至背面以孔徑D1(第一孔徑)形成的情況。另外，如圖7所示，基板主體25的側面、底面、及多個通過孔27內壁由屏蔽電極43覆蓋。
換言之，第一電極基板10的多個通過孔11中，位於配置有多個電極16的一部分通過孔17上的剩餘部分的通過孔11自上表面至朝向背面的中途成為孔徑D2，且自中途至第一電極基板10的背面以較孔徑D1及孔徑D2大的孔徑D3形成。同樣地，第二電極基板14的多個通過孔17中，位於配置有多個電極26的一部分通過孔27上的剩餘部分的通過孔17自上表面至朝向背面的中途成為孔徑D2，且自中途至第一電極基板10的背面，以較孔徑D1及孔徑D2大的孔徑D3形成。再者，孔徑D1及孔徑D2可為相同的尺寸，亦可為不同的尺寸。於圖7的例子中，示出了孔徑D1及孔徑D2為相同的尺寸的情況。
作為供預先設定的一部分光束陣列通過的一部分通過孔17，於圖5及圖7的例子中，於供5×5條多光束20中在x方向、y方向上間隔一個排列的13條光束陣列通過的、第二電極基板14的13個通過孔17上配置有多個電極16。於圖6及圖7的例子中， 於供5×5條多光束20中剩餘的12條光束陣列通過的、第三電極基板24的12個通過孔27上配置有多個電極26。
另外，如圖5所示，連接於多個電極16的多個配線18(第一配線)與和配置有多個電極16的電極基板相同的第二電極基板14不交叉地配置，而且，如圖5所示，於絕緣層40上，各電極16(V1~V8)用的配線18向基板主體15的外周部延伸，並夾著未圖示的連接器及纜線等而與像差修正電路121電性連接。由於可將配置於第二電極基板14上的電極數抑制為多光束20整體所需的電極數的約50%，因此配線數亦可抑制為50%，從而可將多個配線18配置為一層而無需多層化。
同樣地，如圖6所示，連接於多個電極26的多個配線28(第二配線)與和配置有多個電極26的電極基板相同的第三電極基板24不交叉地配置，而且，如圖6所示，於絕緣層41上，各電極26(V1~V8)用的配線28向基板主體15的外周部延伸，並夾著未圖示的連接器及纜線等而與像差修正電路121電性連接。由於可將配置於第三電極基板24上的電極數抑制為多光束20整體所需的電極數的約50%的量，因此可將多條配線28配置為一層而無需多層化。
作為第一電極基板10的基板主體12的材料、第二電極基板14的基板主體15的材料、及第三電極基板24的基板主體25的材料，均較佳為使用例如矽(Si)。基板主體12、基板主體15、基板主體25較佳為例如數百μm左右膜厚的Si基板。例如，較佳 為200μm~500μm左右膜厚的Si基板。另外，作為第二電極基板14的針對每一光束的多個電極16(a~h)及第三電極基板24的針對每一光束的多個電極26(a~h)的材料，例如較佳為使用鋁(Al)、鉑(Pt)、鈦(Ti)或鈀(Pd)等不易被氧化的金屬。各電極16、電極26(a~h)例如以數μm的膜厚形成。例如，以1μm~10μm的膜厚形成各電極16、電極26(a~h)。另外，形成於基板主體12的上表面、側面、底面、及多個通過孔11內壁的屏蔽電極44、形成於基板主體15的側面、底面、及多個通過孔17內壁的屏蔽電極42、以及形成於基板主體25的側面、底面、及多個通過孔27內壁的屏蔽電極43均形成為數μm的膜厚。例如，由1μm~10μm膜厚的屏蔽電極42、屏蔽電極43、屏蔽電極44覆蓋。作為屏蔽電極42、屏蔽電極43、屏蔽電極44的材料，與電極16、電極26同樣地，較佳為使用例如Al、Pt、Ti、或Pd等不易被氧化的金屬。換言之，Si材料的基板主體12的上表面、側面、底面、及多個通過孔11內壁由作為屏蔽電極44的例如Al膜塗敷。同樣地，Si材料的基板主體15的側面、底面、及多個通過孔17內壁由作為屏蔽電極42的例如Al膜塗敷。同樣地，Si材料的基板主體25的側面、底面、及多個通過孔27內壁由作為屏蔽電極43的例如Al膜塗敷。
此處，如圖7所示，於位於第二電極基板14的多個電極16上的第一電極基板10的各通過孔11的上部，以孔徑D2形成，於所述第一電極基板10的各通過孔11的下部，以較孔徑D2 大的孔徑D3形成。藉此，於位於第二電極基板14的多個電極16上的第一電極基板10的各通過孔11的上部，形成有向通過孔11內側延伸的凸緣部分。同樣地，於位於第三電極基板24的多個電極26上的第二電極基板14的各通過孔17的上部，以孔徑D2形成，於所述第二電極基板14的各通過孔17的下部，以較孔徑D2大的孔徑D3形成。藉此，於位於第三電極基板24的多個電極26上的第二電極基板14的各通過孔17的上部，形成有向通過孔17內側延伸的凸緣部分。作為孔徑D3，較佳形成為：以包圍通過孔17且相向的兩個電極16上隔開成通過孔11的方式，D3較D1、D2大出相向的兩個電極16的x方向尺寸的合計量。例如，於D1、D2形成為數百μm左右的情況下，較佳為D3形成為較D1、D2大數十μm左右(例如10μm~50μm)。
圖8是表示在實施方式1的像差修正器的一個光束用的電極間產生的電場一例的圖。於圖8中，作為一例而示出了第二電極基板14上所配置的多個電極16與其上方的第一電極基板10的通過孔11之間的關係。第三電極基板24上所配置的多個電極26與其上方的第二電極基板14的通過孔17之間的關係亦同樣。對一個光束用的多個電極16中相向的兩個電極中的一者施加+V的電位。對另一者施加符號反轉且同電位的-V的電位。另外，對屏蔽電極42、屏蔽電極44施加接地(GND)電位。換言之，對相向的兩個電極中的一者施加較GND電位大的+V的電位。對另一者施加較GND電位小的-V的電位。因此，可形成自被施加了+V 的電位的其中一個電極16向被施加了-V的電位的另一個電極16前進的電場(electric field)E。於將GND電位設為0V的情況下，作為+V，例如施加+5V~+15V的電位。作為-V，例如施加-15V~-5V的電位。
此處，於所述圖3所示的比較例1中，由於電極316上方被第一電極基板310堵塞，故而電場被第一電極基板310吸收(或切斷)。因此，僅可於相向的兩個電極316間的空間中產生電場E。因此，已進入的電子束若未到達相向的兩個電極316間，則無法使電場發生作用。因此，偏轉支點成為電極316的高度方向(厚度方向)的中心位置附近。故需要厚度大的電極316。與此相對，於實施方式1的像差修正器220中，如圖8所示，第一電極基板10的通過孔11形成得較第二電極基板14的配置有電極16的通過孔17大。因此，電極16上部因通過孔11而空出。因此，亦可將電場E擴大至相向的兩個電極16上的通過孔11內的空間。另外，由於圖8所示的第一電極基板10的通過孔11的上部因凸緣部分而自孔徑D3向孔徑D2變窄，可容易地使電力線的方向彎曲。因此，電場不會向上段電極基板10的更上方發散，可於相向的兩個電極16上的通過孔11內形成電場E。藉此，對於已進入第一電極基板10的通過孔11的電子束，可於通過通過孔11的過程中使電場發生作用。因此，可將偏轉支點設置於電極16上的通過孔11中途。相應地，可減小電極16自身的厚度。
另外，像差修正器220形成為：圖7所示的第一電極基 板10的通過孔11的以孔徑D3形成的部分與鄰接的通過孔11之間的距離d除以第一電極基板10與第二電極基板14之間的間隙L2而得的值(d/L2)成為臨限值Th以上。同樣地，像差修正器220形成為：第二電極基板14的通過孔17的以孔徑D3形成的部分與鄰接的通過孔17之間的距離d除以第二電極基板14與第三電極基板24之間的間隙L2而得的值(d/L2)成為臨限值Th以上。
圖9A與圖9B是用於說明實施方式1的電場的衰減的圖。於圖9A中，示出了用於說明電場的衰減的模型。於圖9A中，示出了電子e於孔徑為L2、長度為d的波導管內移動的情況作為模型。於圖9B中，縱軸表示通過波導管的電子的比例，橫軸表示波導管的長度d除以孔徑L2而得的縱橫比。可知，隨著波導管的長度d除以孔徑L2而得的縱橫比變大，通過波導管的電子的比例逐漸衰減，換言之，電子變得難以穿過，產生的電場衰減。若將所述模型應用於實施方式1的像差修正器220，則隨著第一電極基板10中以孔徑D3形成有多個通過孔11的部分與鄰接的通過孔11之間的距離d除以第一電極基板10與第二電極基板14之間的間隙L2而得的值(d/L2)變大，電子變得不易向鄰接的光束用的通過孔側移動。因此，通過設定為d/L2≧Th，可使得由多極的電極16為了各光束形成的電場不受鄰接光束用的電位的影響。同樣地，隨著第二電極基板14中以孔徑D3形成有多個通過孔17的部分與鄰接的通過孔17之間的距離d除以第二電極基板14與第三電極基板24之間的間隙L2而得的值(d/L2)變大，電子變得不 易向鄰接的光束用的通過孔側移動。因此，藉由設定為d/L2≧Th，可使得由多極的電極26為了各光束形成的電場不受鄰接光束用的電位的影響。例如，作為臨限值Th，較佳設定為由指數函數定義的衰減圖表收斂或者接近收斂時的通過電子數成為1%以下的值。例如，作為臨限值Th，較佳為2~10左右。進一步而言，更佳為3~7。
再者，於實施方式1的像差修正器220中，可使電極16、電極26的厚度m薄至數μm，因此於圖7的例子中，將間隙L2定義為第一電極基板10的下表面與第二電極基板14的電極16上表面之間的間隙(及第二電極基板14的下表面與第三電極基板24的電極26上表面之間的間隙)。由於實際的鄰接光束的電極16(26)間的空間中亦包括電極16的厚度，因此於設定臨限值Th時，進而較佳為考慮電極16的厚度量來設定。
另外，於實施方式1中，如圖8所示，由於在相向的兩個電極16(26)上形成電場E，因此需要電子可於電極16(26)上移動。因此，第一電極基板10的厚度中，以孔徑D3形成有通過孔11的部分的厚度L1形成為至少大於第一電極基板10與第二電極基板14之間的間隙L2。換言之，以L1>L2的方式配置第一電極基板10與第二電極基板14。同樣地，以L1>L2的方式配置第二電極基板14與第三電極基板24。另外，理想的是電場於通過孔11(通過孔17)的孔徑D3的部分內衰減而不會擴大至孔徑D2的部分。因此，厚度L1較佳設為L1>D3。
如上所述，於實施方式1的像差修正器220中，D3>D2、L1>L2、及d/L2≧Th的關係成立。進而，較佳設為L1>D3。
圖10是表示實施方式1以及比較例2的偏轉量與施加電位之間的關係的一例的圖。於圖10中，縱軸表示光束偏轉量，橫軸表示施加至相向的兩個電極中的一者的電位。於圖10所示的比較例2中，示出了使用以與實施方式1的電極16(26)相同的厚度形成、電極16(26)上部被上部側的電極基板堵塞的像差修正器的情況。換言之，於比較例2中，示出了以D3=D2構成的情況。如圖10所示，可知與僅於電極16(26)間的空間內形成電場的比較例2相比，將電場E擴大至電極16(26)上部的空間的實施方式1可增大施加相同電位的情況下的偏轉量。反之，藉由將電場E擴大至電極16(26)上部的空間，可減小電極16(26)自身的厚度。
圖11A與圖11B是表示實施方式1的畸變像差(畸變)的一例的圖。圖11A與圖11B的例子對使用了5×5條多光束20的情況進行了表示。若成形孔陣列基板203的多個孔22於x方向、y方向上以規定的間距形成為矩陣狀，則理想而言應如圖11B所示，照射至基板101上的多光束20的照射位置19亦以規定的縮小率配置為矩陣狀。但是，由於使用電磁透鏡等電子光學系統，會如圖11A所示般產生畸變(畸變像差)。畸變的形態根據條件的不同而呈被稱為桶型或枕型的分佈。一般而言，磁透鏡的畸變除了產生半徑方向的偏移外，亦產生旋轉方向的偏移。於圖11A中 示出了不會產生旋轉分量的條件下的例子。多光束20中產生的畸變的朝向及位置偏移量即便存在某種程度的傾向，於每一光束中亦不同。因此，為了修正所述畸變，需要針對每一各別光束進行修正。藉由使用實施方式1的像差修正器220針對每一光束修正光束軌道，可如圖11B所示般修正照射至基板101上的多光束20的照射位置19。
圖12A與圖12B是表示實施方式1的像散的一例的圖。圖12A與圖12B的例子對使用5×5條多光束20的情況進行了表示。如圖12B所示，理想而言各光束呈圓形照射。但是，由於使用電磁透鏡等電子光學系統，存在如圖12A所示般產生像散像差的情況。因此，如圖12A所示，於基板101(試樣)面上，焦點位置於x方向、y方向的二維方向上偏移，於焦點位置處光束成為所謂的橢圓狀，所照射的光束中會產生模糊。多光束20中產生的像散的朝向及位置偏移量存在以自多光束20的中心呈放射狀延伸的方式成為橢圓狀的傾向，但於每一光束中不同。因此，為了修正所述像散，需要針對每一各別光束進行修正。因此，藉由使用實施方式1的像差修正器220針對每一光束修正光束軌道，可如圖12B所示般修正像散。
圖13A與圖13B是表示實施方式1的像散的另一例的圖。多光束20中產生的像散的朝向並不限於圖12A所示的自多光束20的中心呈放射狀延伸的情況。如圖13A所示，亦有可能存在於圓周方向上延伸的情況。於所述情況下亦同樣地，藉由使用實 施方式1的像差修正器220針對每一光束修正光束軌道，可如圖13B所示般修正像散。
另外，於實施方式1的像差修正器220中，可同時修正畸變與像散。
此處，如圖7所示，於由第二電極基板14的多個電極16偏轉的電子束以及由第三電極基板24的多個電極26偏轉的電子束中，由於電極的配置高度位置不同，因此偏轉支點的高度位置發生偏移。較佳為以修正因偏轉支點的高度不同而產生的誤差量的方式，控制對各電極16(26)施加的電位。另外，存在由於所述像差修正而焦點位置發生偏移的情況。因此，較佳為利用靜電透鏡陣列221針對每一光束各別地修正焦點位置。
此處，靜電透鏡陣列221具有形成有供多光束20通過的通過孔的三段電極基板，且於中段的電極基板上配置有能夠針對每一光束各別地控制施加電位的、包圍各通過孔的環狀電極。另外，對上段及下段的電極基板施加GND電位。藉由各別地調整對中段的電極基板的各環狀電極施加的電位，可各別地控制各光束的焦點位置。
影像取得機構150取得如下圖案的二次電子影像，即，所述圖案是使用利用所述像差修正器220修正了像散以及畸變像差中的至少一者的多光束20(多一次電子束)而形成於基板101上的圖案。具體而言，以如下方式運作。
圖14是表示實施方式1的形成於半導體基板的多個晶 片區域一例的圖。圖14中，當基板101為半導體基板(晶圓)時，於半導體基板(晶圓)的檢查區域330，多個晶片(晶圓晶粒)332形成為二維的陣列狀。藉由未圖示的曝光裝置(步進機)，將已形成於曝光用遮罩基板的一個晶片量的遮罩圖案例如縮小成1/4而轉印至各晶片332。各晶片332內例如被分割成二維狀的橫(x方向)m2行×縱(y方向)n2段(m2、n2為2以上的整數)個的多個遮罩晶粒33。於實施方式1中，所述遮罩晶粒33成為單位檢查區域。光束向作為對象的遮罩晶粒33的移動是藉由利用主偏轉器208的對多光束20整體的成批偏轉來進行。
圖15是用於說明實施方式1的多光束的掃描動作的圖。於圖15的例子中，示出了5×5行的多光束20的情況。藉由多光束20的一次照射而可照射的照射區域34由(基板101面上的多光束20的x方向的光束間間距乘以x方向的光束數所得的x方向尺寸)×(基板101面上的多光束20的y方向的光束間間距乘以y方向的光束數所得的y方向尺寸)來定義。於圖15的例子中，示出了照射區域34為與遮罩晶粒33相同的尺寸的情況。但是，並不限於此。照射區域34亦可較遮罩晶粒33小。或者，亦可較遮罩晶粒33大。而且，多光束20的各光束於自身的光束所處的x方向的光束間間距與y方向的光束間間距所包圍的子照射區域29內進行掃描(掃描(scan)動作)。構成多光束20的各光束負責互不相同的任一個子照射區域29。而且，於各照射時，各光束照射所負責的子照射區域29內的相同位置。子照射區域29 內的光束的移動藉由利用副偏轉器209的對多光束20整體的成批偏轉來進行。重覆所述動作，利用一個光束依次對一個子照射區域29內的全部區域進行照射。
因向基板101的所期望位置照射了利用像差修正器220進行了修正的多光束20，自基板101放出與多光束20對應的包含反射電子的多二次電子束300。自基板101放出的多二次電子束300前進至光束分離器214而朝斜上方彎曲。朝斜上方彎曲的多二次電子束300利用偏轉器218而軌道彎曲，從而被投射至多檢測器222。如此般，多檢測器222檢測因向基板101面照射了多光束20而放出的多二次電子束300。反射電子亦可於光路的中途發散。
如以上般，多光束20整體將遮罩晶粒33作為照射區域34進行掃描(scan)，但各光束分別掃描對應的一個子照射區域29。而且，若一個遮罩晶粒33的掃描(scan)結束，則以鄰接的下一個遮罩晶粒33變成照射區域34的方式移動，並對所述鄰接的下一個遮罩晶粒33進行掃描(scan)。重覆所述動作，繼續進行各晶片332的掃描。藉由多光束20的照射，每次均自所照射的位置放出二次電子，並利用多檢測器222來檢測。
如以上般，影像取得機構150使用多光束20，於形成有圖形圖案的被檢查基板101上進行掃描，並對因照射了多光束20而自被檢查基板101放出的多二次電子束300進行檢測。利用多檢測器222而檢測到的來自各測定用畫素的二次電子的檢測資料(測定影像：二次電子影像：被檢查影像)按測定順序被輸出至 檢測電路106。於檢測電路106內，藉由未圖示的A/D轉換器，將類比的檢測資料轉換成數位資料，並保存於晶片圖案記憶體123。如此般，影像取得機構150取得基板101上所形成的圖案的測定影像。而且，例如於累計儲存了一個晶片332量的檢測資料的階段，將其作為晶片圖案資料，與來自位置電路107的表示各位置的資訊一同轉送至比較電路108。
作為參照影像製作步驟，參照影像製作電路112(參照影像製作部)製作對應於被檢查影像的參照影像。參照影像製作電路112基於成為於基板101形成圖案的基礎的設計資料、或由已形成於基板101的圖案的曝光圖像資料所定義的設計圖案資料，針對每一圖框區域製作參照影像。作為圖框區域，例如較佳為使用遮罩晶粒33。具體而言，以如下方式運作。首先，經由控制計算機110而自儲存裝置109中讀取設計圖案資料，將由所讀取的設計圖案資料定義的各圖形圖案轉換成二值或多值的圖像資料。
此處，由設計圖案資料定義的圖形例如將長方形或三角形作為基本圖形，例如，保存有如下圖形資料：利用圖形的基準位置的座標(x、y)、邊的長度、作為對長方形或三角形等圖形種類進行區分的識別符的圖形碼等資訊，對各圖案圖形的形狀、大小、位置等進行了定義。
若作為所述圖形資料的設計圖案資料被輸入至參照影像製作電路112，則展開至每一圖形的資料為止，並對該圖形資料 的表示圖形形狀的圖形碼、圖形尺寸等進行解釋。而且，作為配置於以規定的量子化尺寸的格子(grid)為單位的柵格內的圖案，展開成二值或多值的設計圖案影像資料並予以輸出。換言之，讀入設計資料，在將檢查區域設為以規定的尺寸為單位的柵格來進行假想分割而成的每一柵格中，演算設計圖案中的圖形所佔的佔有率，並輸出n位元的佔有率資料。例如，較佳為將一個柵格設定為一個畫素。而且，若使一個畫素具有1/28(=1/256)的解析度，則與配置於畫素內的圖形的區域量相應地分配1/256的小區域並演算畫素內的佔有率。然後，作為8位元的佔有率資料而輸出至參照影像製作電路112。所述柵格(檢查畫素)只要與測定資料的畫素一致即可。
繼而，參照影像製作電路112對作為圖形的圖像資料的設計圖案的設計影像資料實施適當的濾波處理。作為測定影像的光學影像資料處於濾波器已藉由光學系統對其發揮作用的狀態，換言之處於連續變化的類比狀態，因此對影像強度(濃淡值)為數位值的設計側的圖像資料即設計影像資料亦實施濾波處理，藉此可與測定資料一致。將所製作的參照影像的影像資料輸出至比較電路108。
圖16是表示實施方式1的比較電路內的結構一例的結構圖。圖16中，於比較電路108內配置磁碟裝置等儲存裝置52、儲存裝置56，對位部57，以及比較部58。對位部57及比較部58等各「~部」包含處理電路，所述處理電路包含電性回路、電腦、 處理器、電路基板、量子電路、或半導體裝置等。另外，各「~部」亦可使用共同的處理電路(同一處理電路)。或者，亦可使用不同的處理電路(各自不同的處理電路)。對位部57及比較部58內所需要的輸入資料或經演算的結果隨時被儲存於未圖示的記憶體、或記憶體118中。
於比較電路108內，經轉送的圖案影像資料(二次電子影像資料)被臨時保存於儲存裝置56中。另外，經轉送的參照影像資料被臨時保存於儲存裝置52中。
作為對位步驟，對位部57讀取作為被檢查影像的遮罩晶粒影像、及與該遮罩晶粒影像對應的參照影像，並以較畫素小的子畫素單位將兩影像對位。例如，可利用最小平方法進行對位。
作為比較步驟，比較部58將遮罩晶粒影像(被檢查影像)與參照影像進行比較。比較部58針對每一畫素，按照規定的判定條件對兩者進行比較，並判定有無例如形狀缺陷等缺陷。例如，若每一畫素的灰階值差較判定臨限值Th大，則判定為缺陷。然後，輸出比較結果。比較結果被輸出至儲存裝置109、監視器117、或記憶體118，或者只要自列印機119輸出即可。
再者，並不限於所述晶粒-資料庫檢查，亦可進行晶粒-晶粒檢查。於進行晶粒-晶粒檢查的情況下，只要對形成有相同的圖案的遮罩晶粒33的影像彼此進行比較即可。因此，使用作為晶粒(1)的晶圓晶粒332的一部分的區域的遮罩晶粒影像、及作為晶粒(2)的另一晶圓晶粒332的對應區域的遮罩晶粒影像。或者， 亦可將相同的晶圓晶粒332的一部分的區域的遮罩晶粒影像作為晶粒(1)的遮罩晶粒影像，將形成有相同的圖案的相同的晶圓晶粒332的另一部分的遮罩晶粒影像作為晶粒(2)的遮罩晶粒影像來進行比較。於所述情況下，只要將形成有相同的圖案的遮罩晶粒33的影像彼此的其中一者用作參照影像，便能夠以與所述晶粒-資料庫檢查相同的方法進行檢查。
即，作為對位步驟，對位部57讀取晶粒(1)的遮罩晶粒影像與晶粒(2)的遮罩晶粒影像，並以較畫素小的子畫素單位將兩影像進行對位。例如，可利用最小平方法進行對位。
而且，作為比較步驟，比較部58將晶粒(1)的遮罩晶粒影像與晶粒(2)的遮罩晶粒影像進行比較。比較部58針對每一畫素，按照規定的判定條件對兩者進行比較，並判定有無例如形狀缺陷等缺陷。例如，若每一畫素的灰階值差較判定臨限值Th大，則判定為缺陷。然後，輸出比較結果。比較結果被輸出至未圖示的儲存裝置、監視器、或記憶體，或者只要自列印機輸出即可。
另外，於晶粒-資料庫檢查及晶粒-晶粒檢查中，於所述例子中示出了針對每一畫素進行比較的情況，但並不限於此。例如，亦較佳構成為提取各圖形圖案的輪廓線，且於輪廓線彼此的距離超過臨限值的情況下判定為缺陷。
如上所述，根據實施方式1，可增大配線空間，因此可提高配線設計的自由度。藉此，可避免多層配線化，可將配線配 置為一層。其結果，不需要多層化所帶來的接觸，可抑制接觸不良。另外，不需要藉由多層化形成複雜的電路，因此可抑制配線的斷線。藉此，根據實施方式1，可減少或避免以陣列配置多電子束用的多極子透鏡的像差修正器220的配線不良。
進而，可使多電子束用的經陣列配置的多極子透鏡的各電極16自身的厚度變薄。另外，可抑制電子在與鄰接的光束用的通過孔之間移動，可抑制各電場受到鄰接光束用的電位的影響的情況。藉此，即便於光束間間距P窄的情況下，亦可作為像差修正器220發揮充分的性能。
實施方式2.
於實施方式1中，對在第二電極基板14與第三電極基板24各自的上表面配置電極16(26)的情況進行了說明，但並不限於此。於實施方式2中，對不僅在電極基板的上表面配置電極而且亦在背面配置電極的結構進行說明。實施方式2的檢查裝置100的結構與圖1相同。另外，除了以下要說明的方面以外的內容與實施方式1相同。
圖17A與圖17B是表示實施方式2的像差修正器的各電極基板的結構一例的頂視圖。
圖18是表示實施方式2的像差修正器的結構一例的剖面圖。
像差修正器220包括隔開規定的間隙配置的兩段以上的電極基板。於圖17A與圖17B及圖18的例子中，示出了例如作為兩段的電極基板的自上段起包括第一電極基板60(第一電極基板的另 一例)以及第二電極基板64(第二電極基板的另一例)的像差修正器220，其中，關於各電極基板間，隔開間隙L2而配置。換言之，第一電極基板60隔開間隙L2配置於第二電極基板64上。另外，於圖17A與圖17B的例子中，對使用5×5條多光束20的情況進行了表示。於圖18中，對包括5×5條多光束20中的一部分光束所通過的區域的部分進行了表示。
於第一電極基板60中，於基板主體62上形成有供多光束20通過的多個通過孔61(第一通過孔的另一例)。如圖17A及圖18所示，於第一電極基板60中，於光束間間距P的多光束20所通過的位置形成有多個通過孔61。第一電極基板60的多個通過孔61中，供預先設定的一部分光束陣列通過的一部分通過孔61自基板主體62的上表面至背面以孔徑D1形成。於所述一部分通過孔61的周圍背面，針對每一通過孔61而各別地配置有分別作為四極以上的多極子的多個電極66(a~h)(第一電極的另一例)。供多光束20中剩餘的光束陣列通過的剩餘部分的通過孔61形成為：自基板主體62的上表面(光束行進方向的上游側)至朝向背面的中途成為孔徑D2(第二孔徑)，且自中途至背面，尺寸擴大為孔徑D3(第三孔徑)。另外，如圖18所示，基板主體62的上表面、側面、及多個通過孔61內壁由屏蔽電極44覆蓋。至少於多個通過孔61內壁配置屏蔽電極44。
第二電極基板64配置於第一電極基板60的下部側(光束行進方向的下游側)。於第二電極基板64中，於基板主體65上 形成有供光束間間距P的多光束20通過的多個通過孔67(第二通過孔的另一例)。如圖17B及圖18所示，第二電極基板64的多個通過孔67中，與未配置多個電極66的剩餘部分的通過孔61對應的一部分通過孔67自基板主體65的上表面至背面以孔徑D1形成。於所述一部分通過孔67的周圍上表面，針對每一通過孔67而各別地配置有分別為四極以上的多個電極16(a~h)(第二電極的另一例)。供多光束20中剩餘的光束陣列通過的剩餘部分的通過孔67形成為：自基板主體65的上表面(光束行進方向的上游側)至朝向背面的中途成為孔徑D3，且自中途至第二電極基板64的背面，尺寸變窄為孔徑D2。另外，如圖18所示，基板主體65的背面、側面、及多個通過孔67內壁由屏蔽電極42覆蓋。至少於多個通過孔67內壁配置屏蔽電極42。
換言之，第一電極基板60的多個通過孔61中，位於第二電極基板64的配置有多個電極16的一部分通過孔67上的剩餘部分的通過孔61自上表面至朝向背面的中途成為孔徑D2，且自中途至第一電極基板60的背面以較孔徑D1及孔徑D2大的孔徑D3形成。同樣地，第二電極基板64的多個通過孔67中，位於第一電極基板60的配置有多個電極66的一部分通過孔61下的剩餘部分的通過孔67自上表面至朝向背面的中途成為孔徑D3，且自中途至第二電極基板64背面以孔徑D2形成。再者，孔徑D1及孔徑D2可為相同的尺寸，亦可為不同的尺寸。於圖18的例子中，示出了孔徑D1及孔徑D2為相同的尺寸的情況。
作為供預先設定的一部分光束陣列通過的一部分通過孔67，於圖17A及圖18的例子中，於供5×5條多光束20中在x方向、y方向上間隔一個排列的13條光束陣列通過的、第一電極基板60的13個通過孔61下配置有多個電極66。於圖17B及圖18的例子中，於供5×5條多光束20中剩餘的12條光束陣列通過的、第二電極基板64的12個通過孔67上配置有多個電極16。
另外，連接於多個電極66的多個配線18(第一配線)與和配置有多個電極66的電極基板相同的第一電極基板60背面不交叉地配置。而且，與將第二段的基板上替換為第一段的基板背面上的情況下的圖5同樣地，於絕緣層41下表面，替換了各電極16的各電極66(V1~V8)用的配線18向替換了基板主體15的基板主體62的外周部延伸，並夾著未圖示的連接器及纜線等而與像差修正電路121電性連接。由於可將配置於第一電極基板60下的電極數抑制為多光束20整體所需的電極數的約50%，因此配線數亦可抑制為50%，從而可將多個配線18配置為一層而無需多層化。
同樣地，連接於多個電極16的多個配線28(第二配線)與和配置有多個電極16的電極基板相同的第二電極基板64不交叉地配置。而且，與將第三段的基板上替換為第二段的基板上的情況下的圖6同樣地，於絕緣層40上，替換了各電極26的各電極16(V1~V8)用的配線28向替換了基板主體25的基板主體65的外周部延伸，並夾著未圖示的連接器及纜線等而與像差修正 電路121電性連接。由於可將配置於第二電極基板64上的電極數抑制為多光束20整體所需的電極數的約50%，因此可將多個配線28配置為一層而無需多層化。
另外，於實施方式2的像差修正器220中，與實施方式1同樣地，D3>D2、L1>L2、及d/L2≧Th的關係成立。進而，較佳設為L1>D3的方面亦相同。
如上所述，根據實施方式2，發揮與實施方式1相同的效果。進而，根據實施方式2，與實施方式1相比，可減少電極基板的數量。另外，根據實施方式2，可使各電極16、電極66的配置高度的偏移較實施方式1小，因此可減小偏轉支點的高度位置的偏移。
實施方式3.
於實施方式1中，對在第二電極基板14與第三電極基板24各自的上表面配置電極16(26)的情況進行了說明，但並不限於此。於實施方式3中，對作為與實施方式2不同的結構的、不僅在電極基板的上表面配置電極而且亦在背面配置電極的結構進行說明。實施方式3的檢查裝置100的結構與圖1相同。另外，除了以下要說明的方面以外的內容與實施方式1相同。
圖19A與圖19B是表示實施方式3的像差修正器的第一電極基板與第三電極基板的結構一例的頂視圖。於圖19A與圖19B中，省略了第二電極基板74的記載。
圖20是表示實施方式3的像差修正器的結構一例的剖面圖。 像差修正器220包括隔開規定的間隙配置的三段以上的電極基板。於圖20的例子中，示出了例如作為三段的電極基板的自上段起包括第一電極基板70、第二電極基板74以及第三電極基板84的像差修正器220，其中，關於各電極基板間，隔開間隙L2而配置。另外，於圖19A與圖19B的例子中，對使用5×5條多光束20的情況進行了表示。於圖20中，對包括5×5條多光束20中的一部分光束所通過的區域的部分進行了表示。
於第一電極基板70中，於基板主體72上形成有供多光束20通過的多個通過孔71(第一通過孔的另一例)。如圖20所示，於第一電極基板70中，於光束間間距P的多光束20所通過的位置形成有多個通過孔71。多個通過孔71自基板主體72的上表面(光束行進方向的上游側)至背面以孔徑D1形成。於第一電極基板70的多個通過孔71中的、供預先設定的一部分光束陣列通過的一部分通過孔71的周圍背面，介隔絕緣層40，針對每一通過孔71而各別地配置有分別作為四極以上的多極子的多個電極76(a~h)(第一電極的另一例)。另外，如圖20所示，基板主體72的上表面、側面、及多個通過孔71內壁由屏蔽電極44覆蓋。至少於多個通過孔71內壁配置屏蔽電極44。
第二電極基板74配置於第一電極基板70的下部側(光束行進方向的下游側)。於第二電極基板74中，於基板主體75上形成有供光束間間距P的多光束20通過的多個通過孔77。如圖20所示，第二電極基板74的多個通過孔77中，與配置有多個電 極76的一部分通過孔71對應的一部分通過孔77形成為：自基板主體75的上表面(光束行進方向的上游側)至朝向背面的中途成為孔徑D3，且自中途至第二電極基板74的背面，尺寸變窄為孔徑D2。第二電極基板74的多個通過孔77中，與未配置多個電極76的剩餘部分的通過孔71對應的剩餘部分的通過孔77形成為：自基板主體75的上表面(光束行進方向的上游側)至朝向背面的中途成為孔徑D2，且自中途至背面，尺寸擴大為孔徑D3。另外，如圖20所示，基板主體75的上表面、背面、側面、及多個通過孔77內壁由屏蔽電極42覆蓋。至少於多個通過孔77內壁配置屏蔽電極42。
於第三電極基板84中，於基板主體85上形成有供多光束20通過的多個通過孔87。如圖20所示，於第三電極基板84中，於光束間間距P的多光束20所通過的位置形成有多個通過孔87。多個通過孔87自基板主體85的上表面(光束行進方向的上游側)至背面以孔徑D1形成。於第三電極基板84的多個通過孔87中的、與未配置多個電極76的剩餘部分的通過孔71對應的一部分通過孔87的周圍上表面，介隔絕緣層41，針對每一通過孔87而各別地配置有分別作為四極以上的多極子的多個電極86(a~h)(第二電極的另一例)。另外，如圖20所示，基板主體85的底面、側面、及多個通過孔87內壁由屏蔽電極43覆蓋。至少於多個通過孔87內壁配置屏蔽電極43。
再者，孔徑D1及孔徑D2可為相同的尺寸，亦可為不 同的尺寸。於圖20的例子中，示出了孔徑D1及孔徑D2為相同的尺寸的情況。
與上述實施方式同樣地，如圖19A所示，例如於供5×5條多光束20中在x方向、y方向上間隔一個排列的13條光束陣列通過的、第一電極基板70的13個通過孔71下配置有多個電極76。而且，如圖19B所示，例如於供5×5條多光束20中剩餘的12條光束陣列通過的、第三電極基板84的12個通過孔87上配置有多個電極86。
另外，連接於多個電極76的多個配線(第一配線)(未圖示)與和配置有多個電極76的電極基板相同的第一電極基板70背面不交叉地配置。而且，於絕緣層40下表面，各電極76(V1~V8)用的配線(未圖示)向基板主體72的外周部延伸，並夾著未圖示的連接器及纜線等而與像差修正電路121電性連接。由於可將配置於第一電極基板70下的電極數抑制為多光束20整體所需的電極數的約50%，因此配線數亦可抑制為50%，從而可將多個配線(未圖示)配置為一層而無需多層化。
同樣地，連接於多個電極86的多個配線(第二配線)(未圖示)與和配置有多個電極76的電極基板相同的第三電極基板84上表面不交叉地配置。而且，於絕緣層41上，各電極86(V1~V8)用的配線向基板主體85的外周部延伸，並夾著未圖示的連接器及纜線等而與像差修正電路121電性連接。由於可將配置於第三電極基板84上的電極數抑制為多光束20整體所需的電極數的 約50%，因此可將多個配線配置為一層而無需多層化。
另外，於實施方式3的像差修正器220中，與實施方式1同樣地，D3>D2、L1>L2、及d/L2≧Th的關係成立。進而，較佳設為L1>D3的方面亦相同。
如上所述，根據實施方式3，發揮與實施方式1相同的效果。進而，根據實施方式3，可減少通過孔的尺寸於中途變化的電極基板的數量。
於以上的說明中，一系列的「~電路」包含處理電路，所述處理電路包含電性回路、電腦、處理器、電路基板、量子電路、或半導體裝置等。另外，各「~電路」亦可使用共同的處理電路(同一個處理電路)。或者，亦可使用不同的處理電路(各自不同的處理電路)。使處理器等執行的程式只要被記錄於磁碟裝置、磁帶裝置、軟性磁碟(Flexible Disk，FD)、或唯讀記憶體(Read Only Memory，ROM)等記錄介質即可。例如，位置電路107、比較電路108、參照影像製作電路112、平台控制電路114、像差修正電路121、透鏡控制電路124、遮沒控制電路126、及偏轉控制電路128亦可包含上述至少一個處理電路。
以上，一邊參照具體例一邊對實施方式進行了說明。但是，本發明並不限定於該些具體例。於圖1的例子中，示出了利用成形孔陣列基板203，由自作為一個照射源的電子槍201照射的一條光束形成多光束20的情況，但並不限於此。亦可為藉由自多個照射源分別照射一次電子束而形成多光束20的形態。
另外，於圖7的例子中，於未配置電極16、電極26的通過孔17、通過孔27上的周圍露出了絕緣層40、絕緣層41，但亦較佳為配置成：於通過孔17、通過孔27周圍，導電膜以包圍通過孔17、通過孔27的方式露出。所述導電膜與屏蔽電極42、屏蔽電極43連接。同樣地，於圖18的未配置電極66(16)的通過孔61下(通過孔67上)的周圍露出了絕緣層41(40)，但亦較佳為配置成：於通過孔61背面(通過孔67上表面)周圍，導電膜以包圍通過孔61(67)的方式露出。所述導電膜與屏蔽電極44(42)連接。同樣地，於圖20的未配置電極76(86)的通過孔71下(通過孔87上)的周圍露出了絕緣層40(41)，但但亦較佳為配置成：於通過孔71背面(通過孔87上表面)周圍，導電膜以包圍通過孔71(87)的方式露出。所述導電膜與屏蔽電極44(43)連接。
另外，省略了對裝置結構或控制手法等於本發明的說明中不直接需要的部分等的記載，但可適宜選擇使用必要的裝置結構或控制手法。
此外，包括本發明的要素、且本領域從業人員可適宜進行設計變更的所有像差修正器及多電子束照射裝置包含於本發明的範圍內。
10:第一電極基板/上段電極基板
11:通過孔
12:基板主體
14:第二電極基板
15:基板主體
16:電極
17:通過孔
24:第三電極基板
25:基板主體
26:電極
27:通過孔
40、41:絕緣層
42、43:屏蔽電極
44:屏蔽電極
220:像差修正器
d:距離(長度)
D1:孔徑(第一孔徑)
D2:孔徑(第二孔徑)
D3:孔徑(第三孔徑)
L1、m:厚度
L2:間隙(孔徑)
P:光束間間距
x、y、z:方向

Claims (10)

  1. 一種像差修正器，其特徵在於，包括：第一電極基板，形成有供多電子束通過的多個第一通過孔，且於所述多個第一通過孔的內壁配置有屏蔽電極；第二電極基板，配置於所述第一電極基板的下部側，形成有供所述多電子束通過的多個第二通過孔，於所述多個第二通過孔的內壁配置有屏蔽電極，且於所述多個第二通過孔中的一部分所述第二通過孔的周圍上表面，針對每一所述第二通過孔而各別地配置有分別為四極以上的多個第一電極；以及第三電極基板，配置於所述第二電極基板的下部側，形成有供所述多電子束通過的多個第三通過孔，且於所述多個第三通過孔中的、與未配置所述多個第一電極的剩餘部分的所述第二通過孔對應的一部分所述第三通過孔的周圍上表面，針對每一所述第三通過孔而各別地配置有分別為四極以上的多個第二電極，配置有所述多個第一電極的所述一部分所述第二通過孔以第一孔徑形成，關於所述第一電極基板的所述多個第一通過孔中位於所述一部分所述第二通過孔上的一部分所述第一通過孔，自上表面至朝向背面的中途成為第二孔徑，且自所述中途至所述第一電極基板的背面以較所述第一孔徑與所述第二孔徑大的第三孔徑形成，配置有所述多個第二電極的所述一部分所述第三通過孔以所述第一孔徑形成，關於所述第二電極基板的所述多個第二通過孔 中位於所述一部分所述第三通過孔上的剩餘部分的所述第二通過孔，自上表面至朝向背面的中途成為所述第二孔徑，且自所述中途至所述第二電極基板的背面以較所述第一孔徑與所述第二孔徑大的所述第三孔徑形成。
  2. 如請求項1所述的像差修正器，其中，連接於所述多個第一電極的多個第一配線與和配置有所述多個第一電極的電極基板相同的電極基板不交叉地配置，連接於所述多個第二電極的多個第二配線與和配置有所述多個第二電極的電極基板相同的電極基板不交叉地配置。
  3. 如請求項1所述的像差修正器，形成為：所述一部分所述第一通過孔的以所述第三孔徑形成的部分與鄰接的所述第一通過孔之間的距離除以所述第一電極基板與所述第二電極基板之間的間隙而得的值成為臨限值以上。
  4. 如請求項1所述的像差修正器，其中，所述第一電極基板與所述第二電極基板被配置成：所述第一電極基板的厚度中，以所述第三孔徑形成有所述一部分所述第一通過孔的部分的厚度大於所述第一電極基板與所述第二電極基板之間的間隙。
  5. 如請求項1所述的像差修正器，其中，所述多個第二通過孔中配置有所述多個第一電極的所述一部分所述第二通過孔與未配置所述多個第一電極的所述剩餘部分的所述第二通過孔交替配置。
  6. 一種像差修正器，其特徵在於，包括： 第一電極基板，形成有供多電子束通過的多個第一通過孔，且於所述多個第一通過孔中的一部分所述第一通過孔的周圍背面，針對每一所述第一通過孔而各別地配置有分別為四極以上的多個第一電極；以及第二電極基板，配置於所述第一電極基板的下部側，形成有供所述多電子束通過的多個第二通過孔，且於所述多個第二通過孔中的、與未配置所述多個第一電極的剩餘部分的所述第一通過孔對應的一部分所述第二通過孔的周圍上表面，針對每一所述第二通過孔而各別地配置有分別為四極以上的多個第二電極。
  7. 如請求項6所述的像差修正器，其中，配置有所述多個第二電極的所述一部分所述第二通過孔以第一孔徑形成，關於所述第一電極基板的所述多個第一通過孔中位於所述一部分所述第二通過孔上的剩餘部分的所述第一通過孔，自上表面至朝向背面的中途成為第二孔徑，且自所述中途至所述第一電極基板的背面以較所述第一孔徑與所述第二孔徑大的第三孔徑形成，配置有所述多個第一電極的所述一部分所述第一通過孔以所述第一孔徑形成，關於所述第二電極基板的所述多個第二通過孔中位於所述一部分所述第一通過孔下的剩餘部分的所述第二通過孔，自上表面至朝向背面的中途成為所述第三孔徑，且自所述中途至所述第二電極基板的背面以所述第二孔徑形成。
  8. 如請求項6所述的像差修正器，其中，連接於所述多個第一電極的多個第一配線與和配置有所述多個第一電極的電 極基板相同的電極基板不交叉地配置，連接於所述多個第二電極的多個第二配線與和配置有所述多個第二電極的電極基板相同的電極基板不交叉地配置。
  9. 如請求項6所述的像差修正器，更包括第三電極基板，所述第三電極基板配置於所述第一電極基板與所述第二電極基板之間，且形成有供所述多電子束通過的多個第三通過孔，所述多個第一通過孔以第一孔徑形成，關於所述多個第三通過孔中的、位於未配置所述多個第一電極的所述剩餘部分的所述第一通過孔下的剩餘部分的所述第三通過孔，自上表面至朝向背面的中途成為第二孔徑，且自所述中途至所述第三電極基板的背面以較所述第一孔徑與所述第二孔徑大的第三孔徑形成，關於所述多個第三通過孔中的、位於配置有所述多個第一電極的所述一部分所述第一通過孔下的一部分所述第三通過孔，自上表面至朝向背面的中途成為所述第三孔徑，且自所述中途至所述第三電極基板的背面以所述第二孔徑形成。
  10. 如請求項6所述的像差修正器，其中，所述多個第一通過孔中配置有所述多個第一電極的所述一部分所述第一通過孔與未配置所述多個第一電極的所述剩餘部分的所述第一通過孔交替配置。
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