(57)【要約】      （修正有）【課題】基板の帯電を抑制しつつ高速に検査をすることが可能な検査装置を提供する。【解決手段】検査装置１００は、基板１０１の上方に設けられ、電子ビームを基板１０１に照射する電子銃と、基板１０１から放出された２次電子を検出する検出器と、基板１０１の斜め上方に設けられ、真空紫外光を照射する真空紫外光源と、真空紫外光を集光して基板１０１に照射する集光手段と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板１０１の上方に設けられ、電子ビームを前記基板１０１に照射する電子銃と、
前記基板１０１から放出された２次電子を検出する検出器と、
前記基板１０１の斜め上方に設けられ、真空紫外光を照射する真空紫外光源と、
前記真空紫外光を集光して前記基板１０１に照射する集光手段と、
を備える検査装置。
【請求項２】
前記集光手段は、前記真空紫外光源から照射された前記真空紫外光を反射する球面ミラーと、前記球面ミラーによって反射された前記真空紫外光を反射するシリンドリカルミラーと、を有する請求項１記載の検査装置。
【請求項３】
前記集光手段は、前記真空紫外光源から照射された前記真空紫外光を反射するトロイダルミラーを有する請求項１記載の検査装置。
【請求項４】
前記真空紫外光源は、重水素ランプ又はエキシマランプである請求項１乃至請求項３いずれか一項記載の検査装置。
【請求項５】
前記真空紫外光源は、エキシマランプであり、
前記集光手段は、前記真空紫外光源から照射された前記真空紫外光を透過するシリンドリカルレンズを有する請求項１記載の検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マルチビーム電子鏡筒及び検査装置に関する。例えば、電子線によるマルチビームを照射するマルチビーム電子鏡筒及びマルチビームが照射されることにより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。
【０００２】
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。これらの半導体素子は、回路パターンが形成された原画パターン（マスク或いはレチクルともいう。以下、マスクと総称する）を用いて、いわゆるステッパと呼ばれる縮小投影露光装置でウェハ上にパターンを露光転写して回路形成することにより製造される。
【０００３】
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検査装置の高精度化が必要とされている。
【０００４】
検査手法としては、拡大光学系を用いて半導体ウェハ等のウェハやリソグラフィマスク等のマスクといった試料の上に形成されているパターンを所定の倍率で撮像した光学画像と、設計データ、あるいは試料上の同一パターンを撮像した光学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、検査方法として、同一マスク上の異なる場所の同一パターンを撮像した光学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ＣＡＤデータをマスクにパターンを描画する時に描画装置が入力するための装置入力フォーマットに変換した描画データ（設計パターンデータ）を検査装置に入力して、これ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光学画像とを比較する「ｄｉｅ  ｔｏ  ｄａｔａｂａｓｅ（ダイ−データベース）検査」がある。かかる検査装置における検査方法では、検査対象基板はステージ（試料台）上に載置され、ステージが動くことによって光束が試料上を走査し、検査が行われる。検査対象基板には、光源及び照明光学系によって光束が照射される。検査対象基板を透過あるいは反射した光は光学系を介して、センサ上に結像される。センサで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。
【０００５】
上述した検査装置では、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ことにより、光学画像を取得する。これに対して、直線上に同一ピッチで配列されるビーム列が複数列並ぶようなアレイ配列の複数の電子ビームで構成されるマルチビームを検査対象基板に照射して、検査対象基板から放出される各ビームに対応する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。かかるマルチビームを含む電子ビームを用いた検査装置では、検査対象基板の小領域毎に走査して２次電子を検出する。
【０００６】
ここで、電子ビームを用いた検査装置においては、電子ビームが照射された被検査試料の部分及びその周辺が帯電してしまう。帯電した部分については除電をしないと連続して検査をすることが出来ないため、検査を高速に行う事が出来ないという問題があった。
【０００７】
特許文献１には、大気により吸収される真空紫外線域に属する波長の紫外線を、前記試料室の真空内に導入あるいは発生させる手段と、ガスを試料室内の試料の荷電粒子線が照射される部分に導入するガス導入管と、荷電粒子線が試料に照射されたときに、紫外線を試料の表面あるいは試料付近の部材に照射すると共にガス導入管によりガスを試料上の荷電粒子線の照射される部分に導入し、当該荷電粒子線の照射によって試料上に生じた電荷を、当該ガスを電離することにより中和する紫外線照射手段とを備えたことを特徴とする荷電粒子線装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第４７９６７９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明が解決しようとする課題は、被検査試料の帯電を抑制しつつ高速に検査をすることが可能な検査装置を提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一態様の検査装置は、被検査試料の上方に設けられ、電子ビームを被検査試料に照射する電子銃と、被検査試料から放出された２次電子を検出する検出器と、被検査試料の斜め上方に設けられ、真空紫外光を照射する真空紫外光源と、真空紫外光を集光して被検査試料に照射する集光手段と、を備える。
【００１１】
上述の検査装置において、集光手段は、真空紫外光源から照射された真空紫外光を反射する球面ミラーと、球面ミラーによって反射された真空紫外光を反射するシリンドリカルミラーと、を有することが好ましい。
【００１２】
上述の検査装置において、集光手段は、真空紫外光源から照射された真空紫外光を反射するトロイダルミラーを有することが好ましい。
【００１３】
上述の検査装置において、真空紫外光源は、重水素ランプ又はエキシマランプであることが好ましい。
【００１４】
上述の検査装置において、真空紫外光源は、エキシマランプであり、集光手段は、真空紫外光源から照射された真空紫外光を透過するシリンドリカルレンズを有することが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の一態様によれば、被検査試料の帯電を抑制しつつ高速に検査をすることが可能な検査装置の提供が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１の実施形態における検査装置の構成を示す構成図である。
【図２】第１の実施形態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３】第１の実施形態におけるブランキングアパーチャアレイ機構の構成を示す断面図である。
【図４】第１の実施形態における個別ブランキング機構の一例を示す図である。
【図５】第１の実施形態における集光手段の模式図である。
【図６】第２の実施形態における集光手段の模式図である。
【図７】第３の実施形態における集光手段の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。実施形態では、基板の画像を取得する装置の一例として、電子ビームによるマルチビームを被検査基板に照射して２次電子画像を撮像する検査装置について説明をする。
【００１８】
（第１の実施形態）
本実施形態の検査装置は、被検査試料の上方に設けられ、電子ビームを被検査試料に照射する電子銃と、被検査試料から放出された２次電子を検出する検出器と、被検査試料の斜め上方に設けられ、真空紫外光を照射する真空紫外光源と、真空紫外光を集光して被検査試料に照射する集光手段と、を備える。
【００１９】
また、本実施形態の集光手段は、真空紫外光源から照射された真空紫外光を反射する球面ミラーと、球面ミラーによって反射された真空紫外光を反射するシリンドリカルミラーと、を有する。
【００２０】
図１は、本実施形態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、画像取得装置の一例である。検査装置１００は、画像取得機構１５０、及び制御系回路１６０（制御部）を備えている。画像取得機構１５０は、電子ビームカラム１０２（マルチビーム電子鏡筒）、検査室１０３、検出回路１０６、パターンメモリ１２３、駆動機構１３２、駆動機構１４２、及びレーザ測長システム１２２を備えている。電子ビームカラム１０２内には、電子銃２０１、照明レンズ２０２、成形アパーチャアレイ基板２０３、ブランキングアパーチャアレイ機構２０４、縮小レンズ２０５、制限アパーチャ基板２０６、対物レンズ２０７、主偏向器２０８、副偏向器２０９、一括ブランキング偏向器２１２、縮小レンズ２１３、ビームセパレーター２１４、電極２２０、マルチ検出器２２２、投影レンズ２２４，２２６、偏向器２２８、広域検出器２３０、及びアライメントコイル２３２，２３４が配置されている。
【００２１】
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には、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には、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。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。また、ＸＹステージ１０５上には、検査室１０３の外部に配置されたレーザ測長システム１２２から照射されるレーザ測長用のレーザ光を反射するミラー２１６が配置されている。また、ＸＹステージ１０５上には、マークパターンが異なるマーク２１７，２１８、及びビーム入射域を制限した透過マーク２１９が配置される。マーク２１７、２１８、及び透過マーク２１９の表面高さは基板１０１表面の高さに合わせると好適である。なお基板１０１は被検査試料の一例である。
【００２２】
マルチ検出器２２２及び広域検出器２３０は、電子ビームカラム１０２の外部で検出回路１０６に接続される。検出回路１０６は、パターンメモリ１２３に接続される。また、電子ビームカラム１０２ａ及び検査室１０３内は、図示しない真空ポンプによって排気され、真空状態が形成されている。なお、マルチ検出器２２２及び広域検出器２３０は、検出器の一例である。
【００２３】
広域検出器２３０としては、例えば、半導体検出器、表面に帯電防止用に膜をつけたプラスチックシンチレータに光電子検出器を接続したものを用いることも出来るし、単に導体で出来た板に電流計をつないだものを用いることも出来る。この場合流入電流測定の精度の点からは炭素等の２次電子発生効率の低い材料を表面に用いることが有利である。
【００２４】
例えば、照明レンズ２０２、成形アパーチャアレイ基板２０３、縮小レンズ２０５、縮小レンズ２１３、対物レンズ２０７、主偏向器２０８、及び副偏向器２０９によって、１次電子光学系が構成される。但し、これに限るものではなく、１次電子光学系に、その他のコイル、レンズ、或いは偏向器等が含まれても構わない。また、例えば、ビームセパレーター２１４、投影レンズ２２４，２２６、偏向器２２８、及びアライメントコイル２３２，２３４によって、２次電子光学系が構成される。但し、これに限るものではなく、２次電子光学系に、その他のコイル、レンズ、或いは偏向器等が含まれても構わない。
【００２５】
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、位置回路１０７、比較回路１０８、参照画像作成回路１１２、ステージ制御回路１１４、レンズ制御回路１２４、ブランキング制御回路１２６、偏向制御回路１２８、リターディング制御回路１２９、搬入／搬出制御回路１３０、検出回路１３４、真空紫外光源制御回路１３６、磁気ディスク装置等の記憶装置１０９、モニタ１１７、メモリ１１８、及びプリンタ１１９に接続されている。
【００２６】
また、パターンメモリ１２３は、比較回路１０８に接続されている。また、ＸＹステージ１０５は、ステージ制御回路１１４の制御の下に駆動機構１４２により駆動される。駆動機構１４２では、例えば、Ｘ方向、Ｙ方向、θ方向に駆動する３軸（Ｘ−Ｙ−θ）モータの様な駆動系が構成され、ＸＹステージ１０５が移動可能となっている。これらの、図示しないＸモータ、Ｙモータ、θモータは、例えばステップモータを用いることが出来る。ＸＹステージ１０５は、ＸＹθ各軸のモータによって水平方向及び回転方向に移動可能である。そして、ＸＹステージ１０５の移動位置はレーザ測長システム１２２により測定され、位置回路１０７に供給される。レーザ測長システム１２２は、ミラー２１６からの反射光を受光することによって、レーザ干渉法の原理でＸＹステージ１０５の位置を測長する。
【００２７】
電子銃２０１は、基板１０１の上方に設けられている。電子銃２０１には、図示しない高圧電源回路が接続され、電子銃２０１内の図示しないフィラメントと引出電極（アノード）間への高圧電源回路からの加速電圧の印加と共に、所定の引出電極（ウェネルト）の電圧の印加と所定の温度のカソードの加熱によって、カソードから放出された電子群が加速させられ、電子ビーム２００となって放出される。照明レンズ２０２、縮小レンズ２０５、縮小レンズ２１３、対物レンズ２０７、及び投影レンズ２２４，２２６は、例えば電磁レンズが用いられ、共にレンズ制御回路１２４によって制御される。また、ビームセパレーター２１４もレンズ制御回路１２４によって制御される。一括ブランキング偏向器２１２、及び偏向器２２８は、それぞれ少なくとも２極の電極群により構成され、ブランキング制御回路１２６によって制御される。主偏向器２０８、及び副偏向器２０９は、それぞれ少なくとも４極の電極群により構成され、偏向制御回路１２８によって制御される。電極２２０は、中央部に貫通する通過孔が形成された円盤上に構成され、リターディング制御回路１２９によって、基板１０１と共に制御される。
【００２８】
また、真空紫外光源７２が、基板１０１の斜め上方の検査室１０３内に設けられている。真空紫外光源７２から照射された真空紫外光７４は、集光手段８０によって集光され、基板１０１に照射される。真空紫外光源７２は、真空紫外光源制御回路１３６と接続されており、電子銃２０１からの電子ビーム２００の照射やＸＹステージ１０５の可動と連動して真空紫外光を照射することが可能である。
【００２９】
ここで、図１では、本実施形態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。
【００３０】
図２は、本実施形態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）ｍ１列×縦（ｙ方向）ｎ１段（ｍ１，ｎ１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、２３×２３の穴（開口部）２２が形成されている場合を示している。各穴２２は、共に同じ寸法形状の矩形で形成される。或いは、同じ外径の円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。
【００３１】
電子銃２０１（放出源）から放出された電子ビーム２００は、照明レンズ２０２によりほぼ垂直に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、矩形の複数の穴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、例えば矩形の複数の電子ビーム（マルチビーム）２０ａ〜２０ｄ（図１の実線）が形成される。
【００３２】
形成されたマルチビーム２０ａ〜２０ｄ（１次電子ビーム）は、ブランキングアパーチャアレイ機構２０４を通過し、縮小レンズ２０５によって、縮小され、制限アパーチャ基板２０６に形成された中心の穴に向かって進む。ここで、成形アパーチャアレイ基板２０３（ブランキングアパーチャアレイ機構２０４）と縮小レンズ２０５との間に配置された一括ブランキング偏向器２１２によって、マルチビーム２０ａ〜２０ｄ全体が一括して偏向された場合には、制限アパーチャ基板２０６の中心の穴から位置がはずれ、制限アパーチャ基板２０６によって遮蔽される。一方、一括ブランキング偏向器２１２によって偏向されなかったマルチビーム２０ａ〜２０ｄは、図１に示すように制限アパーチャ基板２０６の中心の穴を通過する。かかる一括ブランキング偏向器２１２のＯＮ／ＯＦＦによって、ブランキング制御が行われ、ビームのＯＮ／ＯＦＦが一括制御される。このように、制限アパーチャ基板２０６は、一括ブランキング偏向器２１２によってビームＯＦＦの状態になるように偏向されたマルチビーム２０ａ〜２０ｄを遮蔽する。そして、ビームＯＮになってからビームＯＦＦになるまでに形成された、制限アパーチャ基板２０６を通過したビーム群により、検査用のマルチビーム２０ａ〜２０ｄが形成される。
【００３３】
制限アパーチャ基板２０６を通過したマルチビーム２０ａ〜２０ｄは、縮小レンズ２１３によって、光軸に向かって屈折させられ、クロスオーバー（Ｃ．Ｏ．）を形成する。そして、マルチビーム２０のクロスオーバー位置に配置されたビームセパレーター２１４を通過した後、対物レンズ２０７に進む。ビームセパレーター２１４を通過したマルチビーム２０ａ〜２０ｄは、対物レンズ２０７により基板１０１面上に焦点が合わされ、基板１０１にマルチビーム２０ａ〜２０ｄ（電子ビーム）を結像する。その際、マルチビーム２０ａ〜２０ｄは、所望の縮小率のパターン像（ビーム径）となり、主偏向器２０８及び副偏向器２０９によって、制限アパーチャ基板２０６を通過したマルチビーム２０全体が同方向に一括して偏向され、電極２２０の中央部の通過孔を通過して、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。かかる場合に、主偏向器２０８によって、マルチビーム２０が走査するマスクダイの基準位置にマルチビーム２０全体を一括偏向する。ＸＹステージ１０５を連続移動させながらスキャンを行う場合にはさらにＸＹステージ１０５の移動に追従するように、トラッキング偏向を行う。そして、副偏向器２０９によって、各ビームがそれぞれ対応する領域内を走査するようにマルチビーム２０全体を一括偏向する。一度に照射されるマルチビーム２０は、理想的には成形アパーチャアレイ基板２０３の複数の穴２２の配列ピッチに上述した所望の縮小率（１／ａ）を乗じたピッチで並ぶことになる。このように、電子ビームカラム１０２ａは、一度に２次元状のｍ１×ｎ１本のマルチビーム２０を基板１０１に照射する。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３００）（図１の点線）が放出される。
【００３４】
ここで、電極２２０と基板１０１との間に、リターディング制御回路１２９によって、所望の基板上への１次電子ビームの入射エネルギーが得られる様に電圧が印加される。電極２２０は電子ビームカラム１０２ａと同じくグラウンド電位、基板１０１を所定の負電位に設定する。これにより、真空下で、高いエネルギーで加速された１次電子ビーム（マルチビーム２０）を基板１０１に突入する直前に減速させると共に、基板１０１から放出される低いエネルギーの２次電子（マルチ２次電子３００）をマルチ検出器２２２側に加速させることが出来る。
【００３５】
基板１０１から放出されたマルチ２次電子３００は、電極２２０の通過孔を通過した後、対物レンズ２０７によって、マルチ２次電子３００の中心側に屈折させられ、ビームセパレーター２１４に進む。
【００３６】
ここで、ビームセパレーター２１４（例えば、ウィーンフィルタ）はマルチビーム２０が進む方向（光軸）に直交する面上において電場と磁場を直交する方向に発生させる。電場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、磁場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出来る。ビームセパレーター２１４に上側から侵入してくるマルチビーム２０（１次電子ビーム）には、電場による力と磁場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２１４に下側から侵入してくるマルチ２次電子３００には、電場による力と磁場による力がどちらも同じ方向に働き、マルチ２次電子３００は斜め上方に曲げられる。
【００３７】
斜め上方に曲げられたマルチ２次電子３００は、広域検出器２３０が光路上に搬入されていない状態において、投影レンズ２２４，２２６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。マルチ検出器２２２は、投影されたマルチ２次電子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後述する画素毎に生成する。ＸＹステージ１０５が移動しながらスキャン動作を行う場合には、ＸＹステージ１０５の移動に伴いマルチ検出器２２２におけるマルチ２次電子３００の各２次電子の検出位置がずれないように、偏向器２２８が、ＸＹステージ１０５の移動に追従するように、マルチ２次電子３００を偏向する（トラッキング制御する）。
【００３８】
以上のように、検査装置１００には、マルチビーム２０（１次電子ビーム）の軌道（照射位置及び焦点等）を調整する１次電子光学系と、マルチ２次電子３００（２次電子）の軌道（照射位置及び焦点等）を調整する２次電子光学系とが配置される。しかし、１次電子光学系及び２次電子光学系の調整（ビーム調整）が出来ていない状態では、上述したような電子の軌道は通常得られない。そのため、１次電子光学系及び２次電子光学系の調整が必要となる。
【００３９】
図３は、本実施形態におけるブランキングアパーチャアレイ機構の構成を示す断面図である。ブランキングアパーチャアレイ機構２０４は、図３に示すように、支持台３３上に例えばシリコン等からなる基板３１が配置される。基板３１の中央部は、例えば裏面側から薄く削られ、薄い膜厚ｈのメンブレン領域３０（第１の領域）に加工されている。メンブレン領域３０を取り囲む周囲は、厚い膜厚Ｈの外周領域３２（第２の領域）となる。メンブレン領域３０の上面と外周領域３２の上面とは、同じ高さ位置、或いは、実質的に高さ位置になるように形成されると好適である。基板３１は、外周領域３２の裏面で支持台３３上に保持される。支持台３３の中央部は開口しており、メンブレン領域３０の位置は、支持台３３の開口した領域に位置している。
【００４０】
メンブレン領域３０には、図２に示した成形アパーチャアレイ基板２０３の各穴２２に対応する位置にマルチビーム２０のそれぞれのビームの通過用の通過孔２５（開口部）が開口される。言い換えれば、基板３１のメンブレン領域３０には、電子線を用いたマルチビームのそれぞれ対応するビームが通過する複数の通過孔２５がアレイ状に形成される。そして、基板３１のメンブレン領域３０上であって、複数の通過孔２５のうち対応する通過孔２５を挟んで対向する位置に２つの電極を有する複数の電極対がそれぞれ配置される。具体的には、メンブレン領域３０上に、図３に示すように、各通過孔２５の近傍位置に当該通過孔２５を挟んでブランキング偏向用の制御電極２４と対向電極２６の組（ブランカー：ブランキング偏向器）がそれぞれ配置される。また、基板３１上には、各通過孔２５用の制御電極２４に偏向電圧を印加する配線（図示せず）が形成される。各制御電極２４への個別の偏向電圧印加のＯＮ／ＯＦＦは、ブランキング制御回路１２６によって制御される。また、各ビーム用の対向電極２６は、グランド接続される。
【００４１】
図４は、本実施形態の個別ブランキング機構の一例を示す図である。図４において、ブランキング制御回路１２６内には、各制御電極２４へ偏向電圧を個別に印加するための個別制御回路４１が形成される。各個別制御回路４１内には、アンプ４６（スイッチング回路の一例）が配置される。図４の例では、アンプ４６の一例として、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  ＭＯＳ）インバータ回路が配置される。そして、ＣＭＯＳインバータ回路は正の電位（Ｖｄｄ：ブランキング電位：第１の電位）（例えば、５Ｖ）（第１の電位）とグランド電位（ＧＮＤ：第２の電位）に接続される。ＣＭＯＳインバータ回路の出力線（ＯＵＴ）は制御電極２４に接続される。一方、対向電極２６は、グランド電位が印加される。
【００４２】
ＣＭＯＳインバータ回路の入力（ＩＮ）には、閾値電圧よりも低くなるＬ（ｌｏｗ）電位（例えばグランド電位）と、閾値電圧以上となるＨ（ｈｉｇｈ）電位（例えば、１．５Ｖ）とのいずれかが制御信号として印加される。本実施形態では、ＣＭＯＳインバータ回路の入力（ＩＮ）にＬ電位が印加される状態では、ＣＭＯＳインバータ回路の出力（ＯＵＴ）は正電位（Ｖｄｄ）となり、対向電極２６のグランド電位との電位差による電場により対応ビーム２０を偏向し、制限アパーチャ基板２０６で遮蔽することでビームＯＦＦになるように制御する。一方、ＣＭＯＳインバータ回路の入力（ＩＮ）にＨ電位が印加される状態（アクティブ状態）では、ＣＭＯＳインバータ回路の出力（ＯＵＴ）はグランド電位となり、対向電極２６のグランド電位との電位差が無くなり対応ビーム２０を偏向しないので制限アパーチャ基板２０６を通過することでビームＯＮになるように制御する。
【００４３】
各通過孔を通過する電子ビーム２０は、それぞれ独立に対となる２つの制御電極２４と対向電極２６に印加される電圧によって個別に偏向される。かかる偏向によってブランキング制御される。具体的には、制御電極２４と対向電極２６の組は、それぞれ対応するスイッチング回路となるＣＭＯＳインバータ回路によって切り替えられる電位によってマルチビームの対応ビームをそれぞれ個別にブランキング偏向する。このように、複数のブランカーが、成形アパーチャアレイ基板２０３の複数の穴２２（開口部）を通過したマルチビームのうち、それぞれ対応するビームのブランキング偏向を行う。
【００４４】
個別ブランキング機構としては、ブランキング制御回路１２６内に上述したようなＣＭＯＳ回路を基板上に形成したものではなくても良い。例えば、ブランキング制御回路１２６内に、ＤＣ電源とリレイ回路とからなる簡易な電源回路を配置して、ブランキング制御回路１２６からブランキングアパーチャアレイ機構２０４の各電極に所望の電位を印加するように制御しても良い。また、制御電極２４，２６と通過孔とを形成した個別ブランキングアパーチャアレイ機構に上述のＣＭＯＳ回路等の駆動回路を直接形成することも出来る。
【００４５】
かかるブランキングアパーチャアレイ機構２０４による各ビームの個別ブランキング制御は、検査装置１００の光学系調整時に利用される。光学系調整後の通常のパターン検査の間は、すべてのビームがビームＯＮになるように制御される。そして、通常のパターン検査の間、マルチビーム２０は、一括ブランキング偏向器２１２によってビームＯＮ／ＯＦＦが一括して制御される。なお、ブランキングアパーチャアレイ機構２０４の各ブランカーを同期させて、同じタイミングですべてのビームのＯＮ／ＯＦＦ制御を行うことで、一括ブランキング偏向器２１２の動作と同様の動作をすることも出来る。かかる場合には、一括ブランキング偏向器２１２を省略しても構わない。
【００４６】
図５は、本実施形態における集光手段７６の模式図である。なお、集光手段７６の周辺部の部材としては、基板１０１及びＸＹステージ１０５のみを示し、電極２２０、対物レンズ２０７、主偏向器２０８、副偏向器２０９その他のものについては記載を省略している。
【００４７】
真空紫外光源７２は、基板１０１の斜め上方に設けられている。真空紫外光源７２は、比較的質の高い真空紫外光を容易に照射可能な、エキシマランプ又は重水素ランプであることが好ましい。
【００４８】
集光手段７６は、球面ミラー８２と、シリンドリカルミラー８４と、を有する。球面ミラー８２は、球面ミラー凹面８３が球面で形成されているミラーである。シリンドリカルミラー８４は、シリンドリカルミラー凹面８５が円柱面で形成されているミラーである。シリンドリカルミラー凹面８５の円柱面に対応する仮想的な円柱軸に垂直な断面では、シリンドリカルミラー８４は、集光作用を有する。一方、上述の仮想的な円柱軸を含む断面では、シリンドリカルミラー８４は、集光作用を有しない。そこで、シリンドリカルミラー８４の配置は、集光作用を発揮するように、真空紫外光源７２、球面ミラー８２及び基板１０１との関係で決定される。なお、球面ミラー８２の代わりに、非球面ミラーを用いても良い。
【００４９】
真空紫外光源７２から照射された真空紫外光７４は、球面ミラー８２の球面ミラー凹面８３によって反射される。球面ミラー凹面８３によって反射された真空紫外光７４は、シリンドリカルミラー８４のシリンドリカルミラー凹面８５によって反射され、基板１０１の表面に照射される。このようにして、集光手段７６による真空紫外光７４の集光が行われる。
【００５０】
球面ミラー８２は、球面ミラー凹面８３がアルミニウムによってコーティングされたアルミコートミラー、又は誘電体多層膜によってコーティングされた誘電体多層膜ミラーであることが、真空紫外光の反射率が向上し高い集光作用が得られるため好ましい。
【００５１】
シリンドリカルミラー８４は、シリンドリカルミラー凹面８５がアルミニウムによってコーティングされたアルミコートミラー、又は誘電体多層膜によってコーティングされた誘電体多層膜ミラーであることが、真空紫外光の反射率が向上し高い集光作用が得られるため好ましい。
【００５２】
次に、本実施形態の作用効果を記載する。
【００５３】
電子ビームが照射された部分に真空紫外光７４を照射すると、基板１０１の除電を行うことが可能である。ここで、真空紫外光レーザは市販されていない、もしくは高額となるため、エキシマランプ又は重水素ランプが真空紫外光源７２として一般に用いられる。しかし、エキシマランプ又は重水素ランプを用いる場合には、レーザを用いる場合と異なり、光の広がりが大きくなってしまう。真空紫外光７４の広がりが大きくなると、電子ビームが照射された箇所に照射される真空紫外光７４の光量が少なくなるため、除電に時間がかかるという問題があった。また、真空紫外光７４の広がりが大きくなると、広がった真空紫外光７４が、除電を必要としていない基板１０１の箇所を損傷してしまうという問題や、光電子によるノイズが発生してしまうという問題があった。
【００５４】
短時間で除電を行い、除電をしなくてもよい箇所における基板１０１の損傷を抑制するためには、真空紫外光７４を集光して基板１０１の特定の箇所にのみ真空紫外光を照射することが好ましい。しかし、光源としてエキシマランプ又は重水素ランプを用いた真空紫外光のスペクトル幅は広く、例えばエキシマランプの場合で半値幅が１０ｎｍ程度である。このため、光学レンズを用いて真空紫外光を集光しようとしても、色収差により特定の波長しか集光することが出来ないという問題があった。さらに、真空紫外域の屈折率は波長により大きく変化するため、わずかな波長の変化で光学レンズの焦点距離が大きく変化し、うまく集光をすることが難しいという問題があった。
【００５５】
また、検査と別工程として除電のための真空紫外光を照射すると、基板１０１の上方から真空紫外光を照射することが可能ではあるが、検査に時間がかかってしまう。高速に基板１０１の検査を行うためには、電子ビームを基板１０１に照射しながら、同時に除電を行うことが可能であることが好ましい。通常、電子ビームは基板１０１の上方から、磁場レンズ等の対物レンズを介して、基板１０１に照射される。しかし、対物レンズと基板１０１の距離は大変短く、例えば１ｍｍの程度である。そのため、除電に用いられる真空紫外光は、対物レンズ等に当たらないように、基板１０１の斜め上方から照射することになる。しかし、たとえ集光をおこなっても、基板１０１上における真空紫外光の形状は楕円状に広がってしまい、うまく集光をすることが難しいという問題があった。
【００５６】
本実施形態の集光手段は、真空紫外光源７２から照射された真空紫外光７４を反射する球面ミラー８２と、球面ミラー８２によって反射された真空紫外光７４を反射するシリンドリカルミラー８４と、を有する。
【００５７】
ミラーを用いることにより、上述の、光学レンズを用いた場合の色収差の問題を回避出来る。そして、基板１０１の斜め上方に設けられた真空紫外光源７２から照射された真空紫外光７４は、球面ミラー８２を用いて反射され、さらにシリンドリカルミラー８４を用いて反射される。これにより、真空紫外光７４を、基板１０１表面で楕円状に広がらず、円状に照射することが出来る。よって、真空紫外光７４を、電子ビームが照射されている特定の箇所にのみ照射することが可能となるため、基板１０１の帯電を抑制しつつ高速に検査をすることが可能な検査装置の提供が可能となる。
【００５８】
また、球面ミラー８２、シリンドリカルミラー８４は、比較的作製が容易であるため、集光の精度を容易に高めることが可能である。
【００５９】
また、本実施形態の検査装置は、基板１０１の表面に真空紫外光を吸収するガスを導入して、ガスを正イオンと負イオンに電離させて基板１０１の帯電を抑制しようとするものではない。ガスを導入しないため、電子ビームの照射及び２次電子の発生がガスによって遮られないことから、精度良く検査を行うことが出来る。
【００６０】
さらに、本実施形態の検査装置では、光学ミラーに穴を設けて、その穴に電子線を通す等の措置を行わなくても良い。そのため、マルチビーム２０を用いた検査装置にも容易に適用可能である。
【００６１】
本実施形態の検査装置によれば、基板１０１の帯電を抑制しつつ高速に検査をすることが可能な検査装置の提供が可能となる。
【００６２】
（第２の実施形態）
本実施形態においては、集光手段は、真空紫外光源から照射された真空紫外光を反射するトロイダルミラーを有する点で、第１の実施形態と異なっている。ここで、第１の実施形態と重複する点については、記載を省略する。
【００６３】
図６は、本実施形態における集光手段７７の模式図である。
【００６４】
トロイダルミラー９０は、直交する２軸の曲率が異なるトロイダルミラー凹面９１を有するミラーである。トロイダルミラー凹面９１は、例えば、仮想的な回転軸中心を有するタル型又はタイヤ型の形状を有する。真空紫外光源７２から照射された真空紫外光７４は、トロイダルミラー凹面９１によって反射され、基板１０１の表面に照射される。このようにして、集光手段７７による真空紫外光７４の集光が行われる。
【００６５】
なお、トロイダルミラー９０は、トロイダルミラー凹面９１がアルミニウムによってコーティングされたアルミコートミラー、又は誘電体多層膜によってコーティングされた誘電体多層膜ミラーであることが、真空紫外光の反射率が向上し高い集光作用が得られるため好ましい。
【００６６】
本実施形態の検査装置によっても、基板１０１の帯電を抑制しつつ高速に検査をすることが可能な検査装置の提供が可能となる。
【００６７】
（第３の実施形態）
本実施形態においては、真空紫外光源は、エキシマランプであり、集光手段は、真空紫外光源から照射された真空紫外光を透過するシリンドリカルレンズを有する点で、第１の実施形態と異なっている。ここで、第１及び第２の実施形態と重複する点については、記載を省略する。
【００６８】
図７は、本実施形態における集光手段７８の模式図である。
【００６９】
エキシマランプが照射する真空紫外光７４のスペクトル幅は、比較的狭い。そこで、エキシマランプを真空紫外光源７２として用い、エキシマランプから照射された真空紫外光７４をシリンドリカルレンズで集光して基板１０１の表面に照射することで、基板１０１の帯電を抑制しつつ高速に検査をすることが可能な検査装置の提供が可能となる。
【００７０】
シリンドリカルレンズは、円柱面である凸面を有するレンズである。円柱面の円柱軸に垂直な断面では、レンズ作用を有する平凸レンズの形状を有し、円柱面の円柱軸を含む断面では、レンズ作用のない平行平面板の形状を有する。なお、カマボコ型の形状を有する平凸シリンドリカルレンズの場合、凸面の反対側の面は、例えば、平面である。しかし、本実施形態に用いられるシリンドリカルレンズは、平凸シリンドリカルレンズに限定されるものではない。
【００７１】
図７に示した集光手段７８においては、シリンドリカルレンズとして、第１のシリンドリカルレンズ９２と第２のシリンドリカルレンズ９５が設けられている。第１のシリンドリカルレンズ９２は、円柱面である第１の凸面９３と、第１の凸面９３の反対側に設けられた第１の平面９４と、を有する。第２のシリンドリカルレンズ９５は、円柱面である第２の凸面９６と、第２の凸面９６の反対側に設けられた第２の平面９７と、を有する。
【００７２】
真空紫外光源７２であるエキシマランプから照射された真空紫外光７４は、第１の凸面９３から第１のシリンドリカルレンズ９２に入射され、第１の平面９４から第１のシリンドリカルレンズ９２外に出る。次に真空紫外光７４は、第２の凸面９６から第２のシリンドリカルレンズ９５に入射され、第２の平面９７から第２のシリンドリカルレンズ９５外に出て基板１０１表面に照射される。
【００７３】
ここで、第１の凸面９３の第１の母線９３ａと第２の凸面９６の第２の母線９６ａが互いに垂直に交わるように、第１のシリンドリカルレンズ９２と第２のシリンドリカルレンズ９５は配置されている。図７においては、第１の母線９３ａは紙面に対して垂直に、一点鎖線で示した第２の母線９６ａは紙面に対して平行に、それぞれ配置されている。これにより、集光作用を強めることが出来る。なお、第１の母線９３ａ及び第２の母線９６ａは、いずれも仮想的なものであり、実物の第１のシリンドリカルレンズ９２及び第２のシリンドリカルレンズにおいて、第１の母線９３ａ及び第２の母線９６ａに相当する線が描かれている訳ではない。また、シリンドリカルレンズの配置は図７に示したものに限定されず、１枚のシリンドリカルレンズを用いてもかまわない。
【００７４】
本実施形態の検査装置によっても、被検査試料の帯電を抑制しつつ高速に検査をすることが可能な検査装置の提供が可能となる。
【００７５】
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。また、「〜記憶部」、「〜保存部」又は記憶装置は、たとえば磁気ディスク装置、磁気テープ装置、ＦＤ、ＲＯＭ（リードオンリメモリ）、ＳＳＤ（ソリッドステートドライブ）などの記録媒体を含む。
【００７６】
以上、具体例を参照しつつ本発明の実施形態について説明した。上述の実施形態はあくまで、例として挙げられているだけであり、本発明を限定するものではない。また、各実施形態の構成要素を適宜組み合わせてもかまわない。
【００７７】
実施形態では、検査装置の構成やその製造方法等、本発明の説明に直接必要としない部分等については記載を省略したが、必要とされる検査装置の構成を適宜選択して用いることが出来る。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検査装置は、本発明の範囲に包含される。本発明の範囲は、特許請求の範囲及びその均等物の範囲によって定義されるものである。
【符号の説明】
【００７８】
１２        位置測定用パターン
１４        焦点調整用パターン
２０        マルチビーム
２１        開口部
２２        穴
２３        シャッター板
２４        制御電極
２５        通過孔
２６        対向電極
２８        画素
２９        サブ照射領域
３０        メンブレン領域
３１        基板
３２        外周領域
３３        支持台
３４        照射領域
３６        画素
４１        個別制御回路
４６        アンプ
５０、５２、５６  記憶装置
５４        分割部
６８        位置合わせ部
７０        比較部
７２        真空紫外光源
７４        真空紫外線
７６        集光手段
７７        集光手段
７８        集光手段
８２        球面ミラー
８３        球面ミラー凹面
８４        シリンドリカルミラー
８５        シリンドリカルミラー凹面
９０        トロイダルミラー
９１        トロイダルミラー凹面
９２        第１のシリンドリカルレンズ
９３        第１の凸面
９３ａ      第１の母線
９４        第１の平面
９５        第２のシリンドリカルレンズ
９６        第２の凸面
９６ａ      第２の母線
９７        第２の平面
１００      検査装置
１０１      基板
１０２      電子ビームカラム
１０３      検査室
１０６      検出回路
１０７      位置回路
１０８      比較回路
１０９      記憶装置
１１０      制御計算機
１１２      参照画像作成回路
１１４      ステージ制御回路
１１７      モニタ
１１８      メモリ
１１９      プリンタ
１２０      バス
１２２      レーザ測長システム
１２３      パターンメモリ
１２４      レンズ制御回路
１２６      ブランキング制御回路
１２８      偏向制御回路
１２９      リターディング制御回路
１３０      搬入／搬出制御回路
１３２      駆動機構
１３４      検出回路
１３６      真空紫外光源制御回路
１４２      ステージ駆動機構
１５０      画像取得機構
１６０      制御系回路
２００      電子ビーム
２０１      電子銃
２０２      照明レンズ
２０３      成形アパーチャアレイ基板
２０５、２１３  縮小レンズ
２０６      制限アパーチャ基板
２０７      対物レンズ
２０８      主偏向器
２０９      副偏向器
２１２      一括ブランキング偏向器
２１４      ビームセパレーター
２１５      シャッター機構
２１６      ミラー
２１７、２１８  マーク
２１９      透過マーク
２２０      電極
２２１      電流検出器
２２２      マルチ検出器
２２４、２２６  投影レンズ
２２８      偏向器
２３０      広域偏向器
２３２、２３４  アライメントコイル
３００      マルチ２次電子
３０１      ２次電子
３０２、３０４  偏向器
３０６      広域検出器
３３０      検査領域
３３２      チップ
３３３      マスクダイ
４０２      ビームセパレーター
４１０      レンズアレイ
４１１、４１２、４１３  電極
【図１】
2020020710.tif 000003
【図２】
2020020710.tif 000004
【図３】
2020020710.tif 000005
【図４】
2020020710.tif 000006
【図５】
2020020710.tif 000007
【図６】
2020020710.tif 000008
【図７】
2020020710.tif 000009