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JP7231496B2 - マルチ電子ビーム照射装置、マルチ電子ビーム照射方法、及びマルチ電子ビーム検査装置 - Google Patents

マルチ電子ビーム照射装置、マルチ電子ビーム照射方法、及びマルチ電子ビーム検査装置 Download PDF

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Description

本発明は、マルチ電子ビーム照射装置、マルチ電子ビーム照射方法、及びマルチ電子ビーム検査装置に関する。例えば、電子線によるマルチビームを照射して放出されるパターンの2次電子画像を取得してパターンを検査する検査装置に関する。
近年、大規模集積回路(LSI)の高集積化及び大容量化に伴い、半導体素子に要求される回路線幅はますます狭くなってきている。そして、多大な製造コストのかかるLSIの製造にとって、歩留まりの向上は欠かせない。しかし、1ギガビット級のDRAM(ランダムアクセスメモリ)に代表されるように、LSIを構成するパターンは、サブミクロンからナノメータのオーダーになっている。近年、半導体ウェハ上に形成されるLSIパターン寸法の微細化に伴って、パターン欠陥として検出しなければならない寸法も極めて小さいものとなっている。よって、半導体ウェハ上に転写された超微細パターンの欠陥を検査するパターン検査装置の高精度化が必要とされている。その他、歩留まりを低下させる大きな要因の一つとして、半導体ウェハ上に超微細パターンをフォトリソグラフィ技術で露光、転写する際に使用されるマスクのパターン欠陥があげられる。そのため、LSI製造に使用される転写用マスクの欠陥を検査するパターン検査装置の高精度化が必要とされている。
検査手法としては、半導体ウェハやリソグラフィマスク等の基板上に形成されているパターンを撮像した測定画像と、設計データ、あるいは基板上の同一パターンを撮像した測定画像と比較することにより検査を行う方法が知られている。例えば、パターン検査方法として、同一基板上の異なる場所の同一パターンを撮像した測定画像データ同士を比較する「die to die(ダイ-ダイ)検査」や、パターン設計された設計データをベースに設計画像データ(参照画像)を生成して、それとパターンを撮像した測定データとなる測定画像とを比較する「die to database(ダイ-データベース)検査」がある。撮像された画像は測定データとして比較回路へ送られる。比較回路では、画像同士の位置合わせの後、測定データと参照データとを適切なアルゴリズムに従って比較し、一致しない場合には、パターン欠陥有りと判定する。
上述したパターン検査装置には、レーザ光を検査対象基板に照射して、その透過像或いは反射像を撮像する装置の他、検査対象基板上を電子ビームで走査(スキャン)して、電子ビームの照射に伴い検査対象基板から放出される2次電子を検出して、パターン像を取得する検査装置の開発も進んでいる。電子ビームを用いた検査装置では、さらに、マルチビームを用いた装置の開発も進んでいる。ここで、検査対象となる基板の厚さのばらつき等の凹凸により基板面の高さ位置に変動が生じる。そのため、マルチビームを基板に照射する場合に、かかる基板面の凹凸に応じたフォーカス位置を補正する必要がある。フォーカス位置を補正すると、それに伴って像の倍率変動と回転変動も合わせて生じるため、これらの3つの変動要因を同時に補正する必要がある。例えば、3つ以上の静電レンズを用いてこれらの3つの変動要因を補正することが理論上は可能である(例えば、特許文献1参照)。しかしながら、1つ変動要因を補正すれば、他の変動要因がさらにずれるため、これらの3つの変動要因を個別に制御することが困難である。よって、連動するかかる3つの変動をできるだけバランスよく低減させるべく、かかる3つ以上の静電レンズの調整を最適化させる制御が必要となり、かかる制御を行うためには制御システムが肥大化してしまう。よって、従来よりも制御がし易くできる構成が求められる。かかる問題は、検査装置に限るものではなく、マルチビームを基板にフォーカスさせて照射する装置において同様に生じ得る。
特開2014-127568号
本発明の一態様は、変動要因に対する感度を、各静電レンズ間で異なるように構成する装置および方法を提供する。
本発明の一態様のマルチ電子ビーム照射装置は、
マルチ電子ビームが照射される基板を載置するステージと、
前記基板面の高さ位置にレンズ磁場の中心が位置するように配置され、前記マルチ電子ビームを前記基板にフォーカスする第1の電磁レンズと、
負電位を印加することによりバイアス電極として用いられる前記基板と、制御電位が印加される制御電極と、グランド電位が印加されるグランド電極とを用いて構成され、静電場を生じさせて基板面の高さ位置の変動に合わせてマルチ電子ビームを基板にダイナミックにフォーカスする第1の静電レンズと、
を備え、
制御電極は第1の電磁レンズによるレンズ磁場の最大磁場よりもマルチビームの軌道中心軸の上流側に配置され、
グランド電極は制御電極よりも軌道中心軸の上流側に配置されることを特徴とする。
本発明の一態様のマルチ電子ビーム照射方法は、
ステージに載置された基板面の高さ位置にレンズ磁場の中心が位置するように配置された第1の電磁レンズにより、前記基板に照射されるためのマルチ電子ビームを前記基板にフォーカスし、
前記第1の電磁レンズによるレンズ磁場の最大磁場よりも前記マルチビームの軌道中心軸の上流側に配置された制御電位が印加される制御電極と、前記制御電極よりも前記軌道中心軸の上流側に配置されたグランド電位が印加されるグランド電極とを有し、前記基板に負電位を印加することによりバイアス電極として用いた第1の静電レンズにより、静電場を生じさせて前記基板面の高さ位置の変動に合わせて前記マルチ電子ビームを前記基板にダイナミックにフォーカスすることを特徴とする。
本発明の一態様のマルチ電子ビーム検査装置は、
マルチ電子ビームが照射される基板を載置するステージと、
前記基板面の高さ位置にレンズ磁場の中心が位置するように配置され、前記マルチ電子ビームを前記基板にフォーカスする第1の電磁レンズと、
負電位を印加することによりバイアス電極として用いられる前記基板と、制御電位が印加される制御電極と、グランド電位が印加されるグランド電極とを用いて構成され、静電場を生じさせて基板面の高さ位置の変動に合わせてマルチ電子ビームを基板にダイナミックにフォーカスする第1の静電レンズと、
基板にマルチビームが照射されることに起因して、基板から放出される、反射電子を含むマルチ2次電子ビームを検出するマルチ検出器と、
を備え、
制御電極は第1の電磁レンズによるレンズ磁場の最大磁場よりも前記マルチビームの軌道中心軸の上流側に配置され、
グランド電極は制御電極よりも軌道中心軸の上流側に配置されることを特徴とする。
本発明の一態様によれば、変動要因に対する感度を、各静電レンズ間で異なるように構成できる。
実施の形態1におけるパターン検査装置の構成を示す構成図である。 実施の形態1における成形アパーチャアレイ基板の構成を示す概念図である。 実施の形態1の比較例における対物レンズと静電レンズの配置構成の一例と中心ビーム軌道とを示す図である。 実施の形態1における対物レンズと静電レンズの配置構成の一例と中心ビーム軌道とを示す図である。 実施の形態1の比較例におけるダイナミックフォーカスによる中心ビーム軌道の変化をシミュレーションにより求めた図の一例を示す。 実施の形態1におけるダイナミックフォーカスによる中心ビーム軌道の変化をシミュレーションにより求めた図の一例を示す。 実施の形態1の各静電レンズにおけるフォーカス位置変動と印加電位との関係の一例を示す図である。 実施の形態1の各静電レンズにおける倍率変動と印加電位との関係の一例を示す図である。 実施の形態1の各静電レンズにおける回転変動と印加電位との関係の一例を示す図である。 実施の形態1におけるパターン検査装置の構成の変形例を示す構成図である。 実施の形態1における検査方法の要部工程を示すフローチャート図である。 実施の形態1における半導体基板に形成される複数のチップ領域の一例を示す図である。 実施の形態1におけるマルチビームのスキャン動作を説明するための図である。 実施の形態1における比較回路内の構成の一例を示す構成図である。
以下、実施の形態では、マルチ電子ビーム照射装置の一例として、マルチ電子ビーム検査装置について説明する。但し、マルチ電子ビーム照射装置は、検査装置に限るものではなく、例えば、電子光学系を用いてマルチ電子ビームを照射する装置であれば構わない。
実施の形態1.
図1は、実施の形態1におけるパターン検査装置の構成を示す構成図である。図1において、基板に形成されたパターンを検査する検査装置100は、マルチ電子ビーム検査装置の一例である。検査装置100は、画像取得機構150、及び制御系回路160を備えている。画像取得機構150は、電子ビームカラム102(電子鏡筒)及び検査室103を備えている。電子ビームカラム102内には、電子銃201、成形アパーチャアレイ基板203、電磁レンズ204,電磁レンズ205、静電レンズ230、電磁レンズ206、静電レンズ240、電磁レンズ207(対物レンズ)、静電レンズ250、ビームセパレーター210、偏向器212、及びマルチ検出器222が配置されている。
検査室103内には、少なくともXY平面上を移動可能なXYステージ105が配置される。XYステージ105上には、検査対象となる基板101(試料)が配置される。基板101には、露光用マスク基板、及びシリコンウェハ等の半導体基板が含まれる。基板101が半導体基板である場合、半導体基板には複数のチップパターン(ウェハダイ)が形成されている。基板101が露光用マスク基板である場合、露光用マスク基板には、チップパターンが形成されている。チップパターンは、複数の図形パターンによって構成される。かかる露光用マスク基板に形成されたチップパターンが半導体基板上に複数回露光転写されることで、半導体基板には複数のチップパターン(ウェハダイ)が形成されることになる。以下、基板101が半導体基板である場合を主として説明する。基板101は、例えば、パターン形成面を上側に向けてXYステージ105に配置される。
制御系回路160では、検査装置100全体を制御する制御計算機110が、バス120を介して、比較回路108、参照回路112、電磁レンズ制御回路124、及び静電レンズ制御回路126に接続されている。制御計算機110には、その他、図示しない制御回路、磁気ディスク装置等の記憶装置、モニタ、メモリ、及びプリンタ等に接続されても構わない。
電磁レンズ204、電磁レンズ205、電磁レンズ206、電磁レンズ207(対物レンズ)、及びビームセパレーター210は、電磁レンズ制御回路124により制御される。また、偏向器212は、4極以上の電極により構成され、電極毎に図示しないDACアンプを介して図示しない偏向制御回路により制御される。
実施の形態1では、図1に示すように、静電レンズ250よりもマルチビーム20の軌道中心軸の上流側に静電レンズ230,240が配置される。静電レンズ240は、静電レンズ230と静電レンズ250との間に配置される。
静電レンズ230(第2の静電レンズ)は、マルチビーム20全体が通過可能なサイズの開口部が中央部に形成された、3段以上の電極(図1の例では、例えば、上段電極232、中段電極234、及び下段電極236)によって構成される。静電レンズ230は、電磁レンズ205(第2の磁場レンズ)のレンズ磁場中に配置される。さらに望ましくは、静電レンズ230は、電磁レンズ205(第2の磁場レンズ)の磁場中心高さ位置に中段電極234が位置するように配置される。静電レンズ230は、静電レンズ制御回路126によって制御され、上段電極232、及び下段電極236には、グランド電位が印加され、中段電極234には、制御電位(正電位或いは負電位)が印加される。
静電レンズ240(第3の静電レンズ)は、マルチビーム20全体が通過可能なサイズの開口部が中央部に形成された、3段以上の電極(図1の例では、例えば、上段電極242、中段電極244、及び下段電極246)によって構成される。静電レンズ240は、電磁レンズ206(第3の磁場レンズ)のレンズ磁場中に配置される。さらに望ましくは、静電レンズ240は、電磁レンズ206(第3の磁場レンズ)の磁場中心高さ位置に中段電極244が位置するように配置される。静電レンズ240は、静電レンズ制御回路126によって制御され、上段電極242、及び下段電極246には、グランド電位が印加され、中段電極244には、制御電位(正電位或いは負電位)が印加される。
静電レンズ250(第1の静電レンズ)は、マルチビーム20全体が通過可能なサイズの開口部が中央部に形成された、3段以上の電極(図1の例では、例えば、上段電極252、中段電極254、及び下段電極を兼ねる基板101)によって構成される。ここで、電磁レンズ207(対物レンズ)(第1の電磁レンズ)は、電磁レンズ207のレンズ磁場の中心が基板101面の高さ位置近傍に位置するように配置される。さらに望ましくは、電磁レンズ207は、電磁レンズ207のレンズ磁場の中心が基板101面の高さ位置に位置するように配置される。そして、中段電極254(制御電極)は、電磁レンズ207によるレンズ磁場内であって最大磁場よりもマルチビーム20の軌道中心軸(或いは光軸ともいう。或いは中心ビームの軌道中心軸ともいう。)の上流側に配置される。上段電極252(グランド電極)は、電磁レンズ207によるレンズ磁場内であって中段電極254よりもマルチビーム20の軌道中心軸の上流側に配置される。静電レンズ250は、静電レンズ制御回路126によって制御され、上段電極252には、グランド電位が印加され、中段電極254には、制御電位(正電位或いは負電位)が印加される。また、下段電極(バイアス電極)を兼ねる基板101には、負電位が印加される。
ここで、図1では、実施の形態1を説明する上で必要な構成を記載している。検査装置100にとって、通常、必要なその他の構成を備えていても構わない。
図2は、実施の形態1における成形アパーチャアレイ基板の構成を示す概念図である。図2において、成形アパーチャアレイ基板203には、2次元状の横(x方向)m列×縦(y方向)n段(m,nは2以上の整数)の穴(開口部)22がx,y方向に所定の配列ピッチで形成されている。図2の例では、5×5の穴(開口部)22が形成されている場合を示している。穴22の配列数はこれに限るものではない。各穴22は、共に同じ外径の円形で形成される。或いは、同じ寸法形状の矩形であっても構わない。これらの複数の穴22を電子ビーム200の一部がそれぞれ通過することで、マルチビーム20が形成されることになる。ここでは、横縦(x,y方向)が共に2列以上の穴22が配置された例を示したが、これに限るものではない。例えば、横縦(x,y方向)どちらか一方が複数列で他方は1列だけであっても構わない。また、穴22の配列の仕方は、図2のように、横縦が格子状に配置される場合に限るものではない。例えば、縦方向(y方向)k段目の列と、k+1段目の列の穴同士が、横方向(x方向)に寸法aだけずれて配置されてもよい。同様に、縦方向(y方向)k+1段目の列と、k+2段目の列の穴同士が、横方向(x方向)に寸法bだけずれて配置されてもよい。
次に、検査装置100における画像取得機構150の動作について説明する。
電子銃201(放出源)から放出された電子ビーム200は、成形アパーチャアレイ基板203全体を照明する。成形アパーチャアレイ基板203には、図2に示すように、複数の穴22(開口部)が形成され、電子ビーム200は、すべての複数の穴22が含まれる領域を照明する。複数の穴22の位置に照射された電子ビーム200の各一部が、かかる成形アパーチャアレイ基板203の複数の穴22をそれぞれ通過することによって、マルチビーム20(マルチ1次電子ビーム)が形成される。
形成されたマルチビーム20は、電磁レンズ204、電磁レンズ205、及び電磁レンズ206によってそれぞれ屈折させられ、中間像およびクロスオーバーを繰り返しながらビームセパレーター210を通過して電磁レンズ207(対物レンズ)に進む。そして、電磁レンズ207は、マルチビーム20を基板101にフォーカスする。対物レンズ207により基板101(試料)面上に焦点が合わされ(合焦され)たマルチビーム20は、各ビームの基板101上のそれぞれの照射位置に照射される。
基板101の所望する位置にマルチビーム20が照射されると、かかるマルチビーム20が照射されたことに起因して基板101からマルチビーム20(マルチ1次電子ビーム)の各ビームに対応する、反射電子を含む2次電子の束(マルチ2次電子ビーム300)が放出される。
基板101から放出されたマルチ2次電子ビーム300は、ビームセパレーター210に進む。
ここで、ビームセパレーター210はマルチビーム20の中心ビームが進む方向(軌道中心軸)に直交する面上において電界と磁界を直交する方向に発生させる。電界は電子の進行方向に関わりなく同じ方向に力を及ぼす。これに対して、磁界はフレミング左手の法則に従って力を及ぼす。そのため電子の侵入方向によって電子に作用する力の向きを変化させることができる。ビームセパレーター210に上側から侵入してくるマルチビーム20には、電界による力と磁界による力が打ち消し合い、マルチビーム20は下方に直進する。これに対して、ビームセパレーター210に下側から侵入してくるマルチ2次電子ビーム300には、電界による力と磁界による力がどちらも同じ方向に働き、マルチ2次電子ビーム300は斜め上方に曲げられ、マルチビーム20から分離する。
斜め上方に曲げられ、マルチビーム20から分離したマルチ2次電子ビーム300は、偏向器212によって、さらに曲げられ、図示しない投影レンズによって、屈折させられながらマルチ検出器222に投影される。図1では、マルチ2次電子ビーム300の軌道を屈折させずに簡略化して示している。マルチ検出器222は、投影されたマルチ2次電子ビーム300を検出する。マルチ検出器222は、例えば図示しないダイオード型の2次元センサを有する。そして、マルチビーム20の各ビームに対応するダイオード型の2次元センサ位置において、マルチ2次電子ビーム300の各2次電子がダイオード型の2次元センサに衝突して、電子を発生し、2次電子画像データを画素毎に生成する。マルチ検出器222にて検出された強度信号は、比較回路108に出力される。
ここで、検査対象となる基板101には、厚さのばらつきに起因する凹凸が存在し、かかる凹凸によって、基板101面の高さ位置が変動する。そのため、マルチビーム20を基板101に照射する場合に、かかる基板101面の凹凸に応じたフォーカス位置をダイナミックに補正する必要がある。フォーカス位置変動ΔZを補正すると、それに伴って像の倍率変動ΔMと回転変動Δθも合わせて生じるため、これらの3つの変動要因を同時に補正する必要がある。例えば、3つ以上の静電レンズを用いてこれらの3つの変動要因を補正することが理論上は可能である。しかしながら、上述したように、1つ変動要因を補正すれば、他の変動要因がさらにずれるため、これらの3つの変動要因を個別に制御することが困難である。よって、連動するかかる3つの変動をできるだけバランスよく低減させるべく、かかる3つ以上の静電レンズの調整を最適化させる制御が必要となり、かかる制御を行うためには制御システムが肥大化してしまう。そこで、実施の形態1では、フォーカス位置変動ΔZ、像の倍率変動ΔM、及び回転変動Δθといった3つの変動要因に対する感度を、3つの静電レンズ230,240,250の各静電レンズ間で異なるように構成する。
図3は、実施の形態1の比較例における対物レンズと静電レンズの配置構成の一例と中心ビーム軌道とを示す図である。図3(a)に示すように、実施の形態1の比較例では、基板101面よりもマルチビームの軌道中心10の上流側に磁場中心が位置するように電磁レンズ207(対物レンズ)を配置する。そして、かかる位置の電磁レンズ207(対物レンズ)によって、基板101の例えば面Aにフォーカスする。また、実施の形態1の比較例では、電磁レンズ207の磁場中心に制御電極が配置され、制御電極の上段側と下段側にそれぞれグランド電極を配置した静電レンズ251を配置する。そして、基板101面が例えば面Aから面Bに変動した場合に、静電レンズ251によって、マルチビームをダイナミックに面Bにフォーカスする。かかる場合、比較例では、面Aでの倍率をM、面Bにフォーカスした場合の倍率をM1とすると、倍率Mは、図3(b)に示すように、磁場中心と同じ位置のレンズの主面11に対して物面Xからレンズの主面11までの距離aとレンズの主面11から像面Aまでの距離bとを用いて、次の式(1)で定義できる。尚、ここでいうレンズの主面11とは、物面Xからレンズの主面11に放出された電子の軌道Cと、レンズの主面11から像面Aに向かう電子の軌道Dとの交点の面のことを示している。
(1) M=b/a
一方、像面Aから像面Bに焦点位置を補正した場合、距離bは、変動分Δbだけ変動して(b+Δb)になる。よって、倍率M1は、レンズの主面11に対して距離aと距離(b+Δb)とを用いて、次の式(2)で定義できる。尚、ここでいうレンズの主面11とは、物面Xからレンズの主面11に放出された電子の軌道Cと、レンズの主面11から像面Bに向かう電子の軌道D’との交点の面のことを示している。
(2) M1=(b+Δb)/a=(b/a)(1+Δb/b)=M(1+Δb/b)
式(2)に示すように、結像面(フォーカス位置)の変動に応じて像の倍率が変化することがわかる。また、磁場中心に静電レンズ251を配置するのでマルチビームの回転変動も大きくなってしまう。
図4は、実施の形態1における対物レンズと静電レンズの配置構成の一例と中心ビーム軌道とを示す図である。図4(a)に示すように、実施の形態1では、基板101面に磁場中心が位置するように電磁レンズ207(対物レンズ)を配置する。そして、かかる位置の電磁レンズ207(対物レンズ)によって、基板101の例えば面Aにフォーカスする。また、実施の形態1では、電磁レンズ207によるレンズ磁場の最大磁場よりもマルチビーム20の軌道中心軸10の上流側に制御電位が印加される制御電極(中段電極254)を配置すると共に、制御電極よりも軌道中心軸10のさらに上流側に配置されたグランド電位が印加されるグランド電極(上段電極252)を配置する。そして、基板101には負電位が印加される。実施の形態1では、かかるグランド電極(上段電極252)と制御電極(中段電極254)と基板101によるバイアス電極(下段電極)とにより、静電場を生じさせる静電レンズ250が構成される。かかる構成により、実施の形態1では、電磁レンズ207(対物レンズ)と静電レンズ250とによるレンズ主面11を制御電極と基板101との間の高さ位置に形成できる。そして、基板101面が例えば面Aから面Bに変動した場合に、静電レンズ250によって、静電場を生じさせて基板101面の高さ位置の変動に合わせてマルチビームをダイナミックに面Bにフォーカスする。かかる場合、実施の形態1では、面Aでの倍率をM、面Bにフォーカスした場合の倍率をM2とすると、倍率Mは、図4(b)に示すように、物面Xからレンズの主面11までの距離aとレンズ主面の11から像面Aまでの距離bとを用いて、上述した式(1)で定義できる。
一方、像面Aから像面Bに焦点位置を補正した場合、実施の形態1の構成によれば、レンズ主面11の位置をレンズ主面13の位置に変化させることができる。その結果、距離aがレンズ主面の変化分Δaだけずれると共に、距離bが距離b’に変化する。よって、倍率M2は、レンズの主面13に対して距離(a+Δa)と距離b’とを用いて、次の式(3)で定義できる。尚、ここでいうレンズの主面13とは、物面Xからレンズの主面13に放出された電子の軌道C’と、レンズの主面13から像面Bに向かう電子の軌道D‘との交点の面のことを示している。
(3) M2=b’/(a+Δa)
図5は、実施の形態1の比較例におけるダイナミックフォーカスによる中心ビーム軌道の変化をシミュレーションにより求めた図の一例を示す。
図6は、実施の形態1におけるダイナミックフォーカスによる中心ビーム軌道の変化をシミュレーションにより求めた図の一例を示す。図5に示すように、実施の形態1の比較例では、静電レンズ251が磁場中心に配置されるので、ダイナミックフォーカスを実施した場合でも、レンズ主面は変動しないことがわかる。これに対して、実施の形態1では、静電レンズ250が磁場中心からずれた位置に配置されるので、図6に示すように、面Aから面Bに焦点位置を補正した場合、レンズ主面Aの位置をレンズ主面Bの位置に変化させることができる。さらに、実施の形態1では、基板101面に磁場中心が位置するので、急峻に中心ビーム軌道を変化させることができる。よって、距離b及び距離b’の差異を十分小さくできる。同様に、レンズ主面Aの位置をレンズ主面Bの位置の差異を十分小さくできる。
以上のように、実施の形態1では、基板101の例えば面Aに磁場中心を合わせているので、距離aに対して、距離b及び距離b’が十分に小さい。よって、b=b’と近似できる。また、距離aに対して、レンズ主面の変化分Δaが十分に小さい。よって、式(3)は、式(4)に変形できる。
(4) M2=b’/(a+Δa)≒b/a=M
よって、式(4)に示すように、実施の形態1の静電レンズ250により、フォーカス位置変動ΔZを補正した場合でも、像の倍率変動ΔMを小さくできる。さらに、静電レンズ250が磁場中心からずれた位置に配置されるので、回転変動Δθを小さくできる。
図7は、実施の形態1の各静電レンズにおけるフォーカス位置変動と印加電位との関係の一例を示す図である。図7において、縦軸にフォーカス位置変動ΔZ(焦点位置変動)(単位はA.U.)を示し、横軸に制御電極(中段電極)に印加する電位(単位はA.U.)を示す。図7に示すように、静電レンズ230(EL1)に対して、静電レンズ240(EL2)及び静電レンズ250(EL3)は、印加電位に対するフォーカス位置変動ΔZが大きいことがわかる。言い換えれば、静電レンズ230(EL1)に対して、静電レンズ240(EL2)及び静電レンズ250(EL3)は、フォーカス位置変動ΔZに対する感度が高い。特に、静電レンズ250(EL3)は、フォーカス位置変動ΔZに対する感度が高いことがわかる。
図8は、実施の形態1の各静電レンズにおける倍率変動と印加電位との関係の一例を示す図である。図8において、縦軸に倍率変動ΔM(単位はA.U.)を示し、横軸に制御電極(中段電極)に印加する電位(単位はA.U.)を示す。図8に示すように、静電レンズ230(EL1)及び静電レンズ250(EL3)に対して、静電レンズ240(EL2)は、印加電位に対する倍率変動ΔMが大きいことがわかる。言い換えれば、静電レンズ230(EL1)及び静電レンズ250(EL3)に対して、静電レンズ240(EL2)は、倍率変動ΔMに対する感度を高くできる。静電レンズ250(EL3)については、上述したように、倍率変動ΔMが小さい。また、静電レンズ240(EL2)の配置位置は、図1に示すように、マルチビーム20の例えば中心ビームのビーム軌道の広がりが、静電レンズ230(EL1)の配置位置よりも大きい。静電レンズ240(EL2)は、マルチビーム20の例えば中心ビームのビーム軌道の広がりが大きい分、静電レンズ230(EL1)よりも倍率変動ΔMに対する感度を高くできる。
図9は、実施の形態1の各静電レンズにおける回転変動と印加電位との関係の一例を示す図である。図9において、縦軸に回転変動Δθ(単位はA.U.)を示し、横軸に制御電極(中段電極)に印加する電位(単位はA.U.)を示す。図9に示すように、静電レンズ250(EL3)に対して、静電レンズ230(EL1)及び静電レンズ240(EL2)は、印加電位に対する回転変動Δθが大きいことがわかる。言い換えれば、静電レンズ250(EL3)に対して、静電レンズ230(EL1)及び静電レンズ240(EL2)は、回転変動Δθに対する感度を高くできる。静電レンズ250(EL3)については、上述したように、回転変動Δθが小さい。
以上のように、実施の形態1によれば、静電レンズ230(EL1)は、フォーカス位置変動Δ及び倍率変動ΔMに比べて回転変動Δθに対する感度を十分に高くできる。そして、静電レンズ240(EL2)は、フォーカス位置変動ΔZ、倍率変動ΔM、及び回転変動Δθのすべてに対する感度を高くできる。そして、静電レンズ250(EL3)は、倍率変動ΔM、及び回転変動Δを小さく抑えながらフォーカス位置変動ΔZに対する感度を高くできる。以上のように実施の形態1によれば、フォーカス位置変動ΔZ、像の倍率変動ΔM、及び回転変動Δθといった3つの変動要因に対する感度を、3つの静電レンズ230,240,250の各静電レンズ間で異なるように構成できる。
そこで、実施の形態1では、静電レンズ250(EL3)により、静電場を生じさせて基板101面の高さ位置のフォーカス位置変動ΔZに合わせてマルチビーム20を基板101にダイナミックにフォーカスする。そして、静電レンズ250によるダイナミックフォーカス制御により生じるマルチビームの像の回転変動Δθと倍率変動ΔMとを静電レンズ230(EL1)と静電レンズ240(EL2)とにより補正する。静電レンズ250(EL3)に、フォーカス位置変動ΔZの補正に必要な制御電位を印加しても、感度が低い倍率変動ΔM、及び回転変動Δθを小さく抑えることができる。よって、小さく抑えた倍率変動ΔM、及び回転変動Δθを静電レンズ230(EL1)と静電レンズ240(EL2)とにより補正すれば、静電レンズ230(EL1)と静電レンズ240(EL2)に印加する制御電位を小さくできる。例えば、静電レンズ230(EL1)により、感度が高い回転変動Δθを補正する。そして、静電レンズ240(EL2)により、感度が高い倍率変動ΔMを補正する。その結果、静電レンズ230(EL1)と静電レンズ240(EL2)によるフォーカス位置変動ΔZを小さい無視できる程度に抑制できる。
以上のように実施の形態1によれば、3つの静電レンズ230,240,250の制御が容易となり、かかる制御を行うレンズ制御回路124の制御システムを従来よりも簡易なものにできる。なお、フォーカス位置変動ΔZに対する各静電レンズ230,240,250の制御電極(中段電極)への制御電位を定義した図示しないテーブルを作成し、図示しない記憶装置に格納しておけばよい。また、基板101面の高さ変動量は、図示しないzセンサ等により測定すればよい。
図10は、実施の形態1におけるパターン検査装置の構成の変形例を示す構成図である。図10では、検査装置100のうち画像取得機構150の構成について示している。図10において、静電レンズ230,240のうち、軌道中心軸10の上流側に配置される静電レンズ230を、電磁レンズ205により結像されるマルチビームの像面位置と共役の位置(像面共役位置)に配置する。具体的には、制御電極となる中段電極234の中間高さ位置を像面共役位置に配置する。その他の構成は図1と同様である。マルチビーム20の像面共役位置では、静電レンズに電位を印加してもフォーカス位置変動ΔZ及び倍率変動ΔMは生じない。一方、マルチビームの像の回転変動Δθは生じ得る。そこで、図10の例では、静電レンズ230を、マルチビームの像面共役位置に配置することにより、フォーカス位置変動ΔZ及び倍率変動ΔMを気にせずに、回転変動Δθを補正するための電位を静電レンズ230に印加できる。また、静電レンズ230は、電磁レンズ205の磁場内に配置されるので、磁場の影響により静電レンズ230に印加する制御電位を小さくできる。
以上の構成により、ダイナミックフォーカスによる倍率変動ΔMと回転変動Δθが補正されたマルチビーム20が基板101に照射できる。かかるマルチビーム20の照射に起因したマルチ2次電子ビーム300を用いて、被検査基板のパターン検査を行う。
図11は、実施の形態1における検査方法の要部工程を示すフローチャート図である。図11において、実施の形態1における検査方法は、被検査画像取得工程(S202)と、参照画像作成工程(S204)と、位置合わせ工程(S206)と、比較工程(S208)と、いう一連の工程を実施する。
被検査画像取得工程(S202)として、画像取得機構150は、マルチビーム20を用いて基板101上に形成されパターンの2次電子画像を取得する。具体的には、以下のように動作する。
上述したように、ダイナミックフォーカスによる倍率変動ΔMと回転変動Δθが補正されたマルチビーム20が基板101に照射される。
基板101の所望する位置にマルチビーム20が照射されたことに起因して基板101からマルチビーム20に対応する、反射電子を含むマルチ2次電子ビーム300が放出される。基板101から放出されたマルチ2次電子ビーム300は、ビームセパレーター210に進み、斜め上方に曲げられる。斜め上方に曲げられたマルチ2次電子ビーム300は、偏向器212で軌道を曲げられ、検出器222に投影される。このように、マルチ検出器222は、マルチビーム20が基板101面に照射されたことに起因して放出される反射電子を含むマルチ2次電子ビーム300を検出する。
図12は、実施の形態1における半導体基板に形成される複数のチップ領域の一例を示す図である。図12において、基板101が半導体基板(ウェハ)である場合、半導体基板(ウェハ)の検査領域330には、複数のチップ(ウェハダイ)332が2次元のアレイ状に形成されている。各チップ332には、露光用マスク基板に形成された1チップ分のマスクパターンが図示しない露光装置(ステッパ)によって例えば1/4に縮小されて転写されている。各チップ332内は、例えば、2次元状の横(x方向)m列×縦(y方向)n段(m,nは2以上の整数)個の複数のマスクダイ33に分割される。実施の形態1では、かかるマスクダイ33が単位検査領域となる。
図13は、実施の形態1におけるマルチビームのスキャン動作を説明するための図である。図13の例では、5×5列のマルチビーム20の場合を示している。1回のマルチビーム20の照射で照射可能な照射領域34は、(基板101面上におけるマルチビーム20のx方向のビーム間ピッチにx方向のビーム数を乗じたx方向サイズ)×(基板101面上におけるマルチビーム20のy方向のビーム間ピッチにy方向のビーム数を乗じたy方向サイズ)で定義される。図13の例では、照射領域34がマスクダイ33と同じサイズの場合を示している。但し、これに限るものではない。照射領域34がマスクダイ33よりも小さくても良い。或いは大きくても構わない。そして、マルチビーム20の各ビームは、自身のビームが位置するx方向のビーム間ピッチとy方向のビーム間ピッチとで囲まれるサブ照射領域29内を走査(スキャン動作)する。マルチビーム20を構成する各ビームは、互いに異なるいずれかのサブ照射領域29を担当することになる。そして、各ショット時に、各ビームは、担当サブ照射領域29内の同じ位置を照射することになる。サブ照射領域29内のビームの移動は、図示しない偏向器によるマルチビーム20全体での一括偏向によって行われる。かかる動作を繰り返し、1つのビームで1つのサブ照射領域29内のすべてを順に照射していく。
以上のように、マルチビーム20全体では、マスクダイ33を照射領域34として走査(スキャン)することになるが、各ビームは、それぞれ対応する1つのサブ照射領域29を走査することになる。そして、1つのマスクダイ33の走査(スキャン)が終了すると、隣接する次のマスクダイ33が照射領域34になるように移動して、かかる隣接する次のマスクダイ33の走査(スキャン)を行う。かかる動作を繰り返し、各チップ332の走査を進めていく。マルチビーム20のショットにより、その都度、照射された位置から2次電子が放出され、マルチ検出器222にて検出される。
以上のようにマルチビーム20を用いて走査することで、シングルビームで走査する場合よりも高速にスキャン動作(測定)ができる。なお、ステップアンドリピート動作で各マスクダイ33のスキャンを行っても良いし、XYステージ105を連続移動させながら各マスクダイ33のスキャンを行う場合であってもよい。照射領域34がマスクダイ33よりも小さい場合には、当該マスクダイ33中で照射領域34を移動させながらスキャン動作を行えばよい。
基板101が露光用マスク基板である場合には、露光用マスク基板に形成された1チップ分のチップ領域を例えば上述したマスクダイ33のサイズで短冊状に複数のストライプ領域に分割する。そして、ストライプ領域毎に、上述した動作と同様の走査で各マスクダイ33を走査すればよい。露光用マスク基板におけるマスクダイ33のサイズは、転写前のサイズなので半導体基板のマスクダイ33の4倍のサイズとなる。そのため、照射領域34が露光用マスク基板におけるマスクダイ33よりも小さい場合には、1チップ分のスキャン動作が増加する(例えば4倍)ことになる。しかし、露光用マスク基板には1チップ分のパターンが形成されるので、4チップよりも多くのチップが形成される半導体基板に比べてスキャン回数は少なくて済む。
以上のように、画像取得機構150は、マルチビーム20を用いて、図形パターンが形成された被検査基板101上を走査し、マルチビーム20が照射されたことに起因して被検査基板101から放出される、マルチ2次電子ビーム300を検出する。マルチ検出器222によって検出された各位置からの2次電子の検出データ(測定画像:2次電子画像:被検査画像)は、パターン画像データとして、比較回路108に転送される。
参照画像作成工程(S204)として、参照回路112(参照画像作成部)は、被検査画像に対応する参照画像を作成する。参照回路112は、基板101にパターンを形成する基になった設計データ、或いは基板101に形成されたパターンの露光イメージデータに定義された設計パターンデータに基づいて、フレーム領域毎に、参照画像を作成する。フレーム領域として、例えばマスクダイ33を用いると好適である。具体的には、以下のように動作する。まず、図示しない記憶装置から制御計算機110を通して設計パターンデータを読み出し、読み出された設計パターンデータに定義された各図形パターンを2値ないしは多値のイメージデータに変換する。
ここで、設計パターンデータに定義される図形は、例えば長方形や三角形を基本図形としたもので、例えば、図形の基準位置における座標(x、y)、辺の長さ、長方形や三角形等の図形種を区別する識別子となる図形コードといった情報で各パターン図形の形、大きさ、位置等を定義した図形データが格納されている。
かかる図形データとなる設計パターンデータが参照回路112に入力されると図形ごとのデータにまで展開し、その図形データの図形形状を示す図形コード、図形寸法などを解釈する。そして、所定の量子化寸法のグリッドを単位とするマス目内に配置されるパターンとして2値ないしは多値の設計パターン画像データに展開し、出力する。言い換えれば、設計データを読み込み、検査領域を所定の寸法を単位とするマス目として仮想分割してできたマス目毎に設計パターンにおける図形が占める占有率を演算し、nビットの占有率データを出力する。例えば、1つのマス目を1画素として設定すると好適である。そして、1画素に1/2(=1/256)の分解能を持たせるとすると、画素内に配置されている図形の領域分だけ1/256の小領域を割り付けて画素内の占有率を演算する。そして、8ビットの占有率データとして参照回路112に出力する。かかるマス目(検査画素)は、測定データの画素に合わせればよい。
次に、参照回路112は、図形のイメージデータである設計パターンの設計画像データに適切なフィルタ処理を施す。測定画像としての光学画像データは、光学系によってフィルタが作用した状態、言い換えれば連続変化するアナログ状態にあるため、画像強度(濃淡値)がデジタル値の設計側のイメージデータである設計画像データにもフィルタ処理を施すことにより、測定データに合わせることができる。作成された参照画像の画像データは比較回路108に出力される。
図14は、実施の形態1における比較回路内の構成の一例を示す構成図である。図14において、比較回路108内には、磁気ディスク装置等の記憶装置50,52,56、被検査画像生成部54、位置合わせ部57、及び比較部58が配置される。被検査画像生成部54、位置合わせ部57、及び比較部58といった各「~部」は、処理回路を含み、その処理回路には、電気回路、コンピュータ、プロセッサ、回路基板、量子回路、或いは、半導体装置等が含まれる。また、各「~部」は、共通する処理回路(同じ処理回路)を用いてもよい。或いは、異なる処理回路(別々の処理回路)を用いても良い。被検査画像生成部54、位置合わせ部57、及び比較部58内に必要な入力データ或いは演算された結果はその都度図示しないメモリ、或いはメモリ118に記憶される。
比較回路108内では、転送されたパターン画像データ(2次電子データ)が、記憶装置50に一時的に格納される。また、転送された参照画像データが、記憶装置52に一時的に格納される。
次に、被検査画像生成部54は、パターン画像データを用いて、所定のサイズのフレーム領域(単位検査領域)毎、フレーム画像(被検査画像)を生成する。フレーム画像として、例えば、ここでは、マスクダイ33の画像を生成する。但し、フレーム領域のサイズはこれに限るものではない。生成されたフレーム画像(例えばマスクダイ画像)は、記憶装置56に格納される。
位置合わせ工程(S206)として、位置合わせ部57は、被検査画像となるマスクダイ画像と、当該マスクダイ画像に対応する参照画像とを読み出し、画素36より小さいサブ画素単位で、両画像を位置合わせする。例えば、最小2乗法で位置合わせを行えばよい。
比較工程(S208)として、比較部58は、マスクダイ画像(被検査画像)と参照画像とを比較する。比較部58は、所定の判定条件に従って画素36毎に両者を比較し、例えば形状欠陥といった欠陥の有無を判定する。例えば、画素36毎の階調値差が判定閾値Thよりも大きければ欠陥と判定する。そして、比較結果が出力される。比較結果は、図示しない記憶装置、モニタ、若しくはメモリに出力される、或いはプリンタより出力されればよい。
なお、上述したダイ-データベース検査に限らず、ダイ-ダイ検査を行っても構わない。ダイ-ダイ検査を行う場合には、同じパターンが形成されたマスクダイ33の画像同士を比較すればよい。よって、ダイ(1)となるウェハダイ332の一部の領域のマスクダイ画像と、ダイ(2)となる別のウェハダイ332の対応する領域のマスクダイ画像と、を用いる。或いは、同じウェハダイ332の一部の領域のマスクダイ画像をダイ(1)のマスクダイ画像とし、同じパターンが形成された同じウェハダイ332の他の一部のマスクダイ画像をダイ(2)のマスクダイ画像として比較しても構わない。かかる場合には、同じパターンが形成されたマスクダイ33の画像同士の一方を参照画像として用いれば、上述したダイ-データベース検査と同様の手法で検査ができる。
すなわち、位置合わせ工程(S206)として、位置合わせ部57は、ダイ(1)のマスクダイ画像と、ダイ(2)のマスクダイ画像と、とを読み出し、画素36より小さいサブ画素単位で、両画像を位置合わせする。例えば、最小2乗法で位置合わせを行えばよい。
そして、比較工程(S208)として、比較部58は、ダイ(1)のマスクダイ画像と、ダイ(2)のマスクダイ画像とを比較する。比較部58は、所定の判定条件に従って画素36毎に両者を比較し、例えば形状欠陥といった欠陥の有無を判定する。例えば、画素36毎の階調値差が判定閾値Thよりも大きければ欠陥と判定する。そして、比較結果が出力される。比較結果は、図示しない記憶装置、モニタ、若しくはメモリに出力される、或いはプリンタより出力されればよい。
以上のように、実施の形態1によれば、変動要因に対する感度を、各静電レンズ間で異なるように構成できる。よって、肥大化させずに効率化した静電レンズ制御回路で、フォーカス位置変動ΔZ、像の倍率変動ΔM、及び回転変動Δθといった3つの変動要因を効率的に最適化された3つの静電レンズで補正できる。
以上の説明において、一連の「~回路」は、処理回路を含み、その処理回路には、電気回路、コンピュータ、プロセッサ、回路基板、量子回路、或いは、半導体装置等が含まれる。また、各「~回路」は、共通する処理回路(同じ処理回路)を用いてもよい。或いは、異なる処理回路(別々の処理回路)を用いても良い。プロセッサ等を実行させるプログラムは、磁気ディスク装置、磁気テープ装置、FD、或いはROM(リードオンリメモリ)等の記録媒体に記録されればよい。例えば、比較回路108、参照回路112、電磁レンズ制御回路124、及び静電レンズ制御回路126等は、上述した少なくとも1つの処理回路で構成されても良い。
以上、具体例を参照しつつ実施の形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。
また、装置構成や制御手法等、本発明の説明に直接必要しない部分等については記載を省略したが、必要とされる装置構成や制御手法を適宜選択して用いることができる。
その他、本発明の要素を具備し、当業者が適宜設計変更しうる全てのマルチ電子ビーム照射装置、マルチ電子ビーム照射方法、及びマルチ電子ビーム検査装置は、本発明の範囲に包含される。
10 軌道中心
11,13 主面
22 穴
33 マスクダイ
50,52,56 記憶装置
54 被検査画像生成部
57 位置合わせ部
58 比較部
100 検査装置
101 基板
102 電子ビームカラム
103 検査室
105 XYステージ
108 比較回路
110 制御計算機
112 参照回路
120 バス
124 電磁レンズ制御回路
126 静電レンズ制御回路
150 画像取得機構
160 制御系回路
201 電子銃
203 成形アパーチャアレイ基板
204 電磁レンズ
205 電磁レンズ
206 電磁レンズ
207 電磁レンズ
210 ビームセパレーター
212 偏向器
222 マルチ検出器
230 静電レンズ
232 上段電極
234 中段電極
236 下段電極
240 静電レンズ
242 上段電極
244 中段電極
246 下段電極
250 静電レンズ
330 検査領域
332 チップ

Claims (5)

  1. マルチ電子ビームが照射される基板を載置するステージと、
    前記基板面の高さ位置にレンズ磁場の中心が位置するように配置され、前記マルチ電子ビームを前記基板にフォーカスする第1の電磁レンズと、
    負電位を印加することによりバイアス電極として用いられる前記基板と、制御電位が印加される制御電極と、グランド電位が印加されるグランド電極とを用いて構成され、静電場を生じさせて前記基板面の高さ位置の変動に合わせて前記マルチ電子ビームを前記基板にダイナミックにフォーカスする第1の静電レンズと、
    を備え、
    前記制御電極は前記第1の電磁レンズによるレンズ磁場の最大磁場よりも前記マルチ電子ビームの軌道中心軸の上流側に配置され、
    前記グランド電極は前記制御電極よりも前記軌道中心軸の上流側に配置されることを特徴とするマルチ電子ビーム照射装置。
  2. 前記第1の静電レンズよりも前記軌道中心軸の上流側に配置された第2と第3の電磁レンズと、
    前記第2の電磁レンズのレンズ磁場中に配置された第2の静電レンズと、
    前記第3の電磁レンズのレンズ磁場中に配置された第3の静電レンズと、
    をさらに備え、
    前記第1の静電レンズによるダイナミックフォーカス制御により生じる前記マルチ電子ビームの像の回転誤差と倍率変動とを前記第2と第3の静電レンズにより補正することを特徴とする請求項1記載のマルチ電子ビーム照射装置。
  3. 前記第2と第3の静電レンズのうち、前記軌道中心軸の上流側に配置される一方を、前記マルチ電子ビームの像面位置と共役の位置に配置することを特徴とする請求項2記載のマルチ電子ビーム照射装置。
  4. ステージに載置された基板面の高さ位置にレンズ磁場の中心が位置するように配置された第1の電磁レンズにより、前記基板に照射されるためのマルチ電子ビームを前記基板にフォーカスし、
    前記第1の電磁レンズによるレンズ磁場の最大磁場よりも前記マルチ電子ビームの軌道中心軸の上流側に配置された制御電位が印加される制御電極と、前記制御電極よりも前記軌道中心軸の上流側に配置されたグランド電位が印加されるグランド電極とを有し、前記基板に負電位を印加することによりバイアス電極として用いた第1の静電レンズにより、静電場を生じさせて前記基板面の高さ位置の変動に合わせて前記マルチ電子ビームを前記基板にダイナミックにフォーカスすることを特徴とするマルチ電子ビーム照射方法。
  5. マルチ電子ビームが照射される基板を載置するステージと、
    前記基板面の高さ位置にレンズ磁場の中心が位置するように配置され、前記マルチ電子ビームを前記基板にフォーカスする第1の電磁レンズと、
    負電位を印加することによりバイアス電極として用いられる前記基板と、制御電位が印加される制御電極と、グランド電位が印加されるグランド電極とを用いて構成され、静電場を生じさせて前記基板面の高さ位置の変動に合わせて前記マルチ電子ビームを前記基板にダイナミックにフォーカスする第1の静電レンズと、
    前記基板に前記マルチ電子ビームが照射されることに起因して、前記基板から放出される、反射電子を含むマルチ2次電子ビームを検出するマルチ検出器と、
    を備え、
    前記制御電極は前記第1の電磁レンズによるレンズ磁場の最大磁場よりも前記マルチ電子ビームの軌道中心軸の上流側に配置され、
    前記グランド電極は前記制御電極よりも前記軌道中心軸の上流側に配置されることを特徴とするマルチ電子ビーム検査装置。
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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI786705B (zh) * 2019-03-05 2022-12-11 日商紐富來科技股份有限公司 多電子束照射裝置
JP7241570B2 (ja) * 2019-03-06 2023-03-17 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
JP2021197263A (ja) * 2020-06-12 2021-12-27 株式会社ニューフレアテクノロジー マルチ電子ビーム画像取得装置及びマルチ電子ビーム画像取得方法
TW202220012A (zh) * 2020-09-30 2022-05-16 德商卡爾蔡司多重掃描電子顯微鏡有限公司 在可調工作距離附近具快速自動對焦之多重粒子束顯微鏡及相關方法
DE102021105201B4 (de) * 2021-03-04 2024-10-02 Carl Zeiss Multisem Gmbh Vielzahl-Teilchenstrahlmikroskop und zugehöriges Verfahren mit schnellem Autofokus mit speziellen Ausführungen
JP7547227B2 (ja) * 2021-01-21 2024-09-09 株式会社ニューフレアテクノロジー マルチビーム画像取得装置及びマルチビーム画像取得方法
CN116848613A (zh) * 2021-03-01 2023-10-03 株式会社日立高新技术 带电粒子束装置
TW202312205A (zh) * 2021-05-27 2023-03-16 德商卡爾蔡司多重掃描電子顯微鏡有限公司 多重射束帶電粒子系統與在多重射束帶電粒子系統中控制工作距離的方法
WO2024154183A1 (ja) * 2023-01-16 2024-07-25 株式会社ニューフレアテクノロジー マルチ荷電粒子ビーム描画装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014127568A (ja) 2012-12-26 2014-07-07 Nuflare Technology Inc 荷電粒子ビーム描画装置

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5938701B2 (ja) * 1979-04-10 1984-09-18 株式会社国際精工 二段試料台を備えた走査型電子顕微鏡
JPH06325719A (ja) * 1993-05-14 1994-11-25 Nikon Corp 荷電粒子線装置
JP3927620B2 (ja) 1996-06-12 2007-06-13 キヤノン株式会社 電子ビーム露光方法及びそれを用いたデバイス製造方法
JPH1154412A (ja) 1997-07-30 1999-02-26 Nikon Corp 電子線縮小転写装置
US7041988B2 (en) * 2002-05-10 2006-05-09 Advantest Corp. Electron beam exposure apparatus and electron beam processing apparatus
JP4156862B2 (ja) 2002-05-10 2008-09-24 株式会社アドバンテスト 電子ビーム露光装置及び電子ビーム処理装置
DE102004019834B4 (de) 2004-04-23 2007-03-22 Vistec Electron Beam Gmbh Korrekturlinsen-System für ein Partikelstrahl-Projektionsgerät
JP5970213B2 (ja) 2012-03-19 2016-08-17 株式会社ニューフレアテクノロジー マルチ荷電粒子ビーム描画装置及びマルチ荷電粒子ビーム描画方法
JP6013089B2 (ja) 2012-08-30 2016-10-25 株式会社ニューフレアテクノロジー 荷電粒子ビーム描画方法及び荷電粒子ビーム描画装置
JP6190254B2 (ja) * 2013-12-04 2017-08-30 株式会社ニューフレアテクノロジー マルチ荷電粒子ビーム描画装置及びマルチ荷電粒子ビーム描画方法
JP6242745B2 (ja) * 2014-05-13 2017-12-06 株式会社日立ハイテクノロジーズ 荷電粒子線装置及び当該装置を用いる検査方法
US9583306B2 (en) * 2014-12-09 2017-02-28 Hermes Microvision Inc. Swing objective lens
US10008360B2 (en) * 2015-01-26 2018-06-26 Hermes Microvision Inc. Objective lens system for fast scanning large FOV
JP6727021B2 (ja) * 2016-04-26 2020-07-22 株式会社ニューフレアテクノロジー マルチ荷電粒子ビーム照射装置、マルチ荷電粒子ビームの照射方法及びマルチ荷電粒子ビームの調整方法
JP6781582B2 (ja) * 2016-07-25 2020-11-04 株式会社ニューフレアテクノロジー 電子ビーム検査装置及び電子ビーム検査方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014127568A (ja) 2012-12-26 2014-07-07 Nuflare Technology Inc 荷電粒子ビーム描画装置

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