(57)【要約】      （修正有）【課題】高速かつ高精度な電子ビーム偏向を可能にする電子ビーム描画装置もしくは電子ビーム検査装置および電子ビーム顕微鏡を提供する。【解決手段】真空筐体１０１内部に偏向電極のインピーダンスを整合させるインピーダンス整合手段を備え、インピーダンス整合手段が伝送手段を中心として該伝送手段の終端部の周囲に配置された一対の抵抗器であるか、もしくは複数配置されているか、もしくは円筒状の抵抗器とする。さらに、インピーダンス整合手段が、伝送手段の終端と前記電極との間に配置されたシールド電極であり、前記シールド電極と前記偏向器の電極との間隔を調整する。また、伝送手段および前記インピーダンス整合手段と前記偏向器の温度を一定に保つ温度制御部を有し、前記伝送手段が同軸構造であり、その外部導体を熱伝導媒体として用い、外部導体の周囲を金属で囲む。【選択図】図１
2007287895.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料を載置する試料台と、該試料に対して電子ビームを照射することにより、試料上に任意のパターンを描画する電子光学系と、当該電子光学系を格納する真空筐体とを備えた電子ビーム描画装置において、
前記電子光学系は、前記電子ビームに対して偏向信号を印加するための電極を備えた偏向器を有し、
前記真空筐体の外部に配置された前記偏向信号を発生する信号発生器と、
前記電極に対して、前記真空筐体を介して前記偏向信号を供給する信号伝送手段と、
前記信号発生器と前記伝送手段のインピーダンスに対して、前記電極のインピーダンスを整合させるインピーダンス整合手段とを備え、
当該インピーダンス整合手段が、該信号伝送手段の終端部に配置された抵抗器を含むことを特徴とする電子ビーム描画装置。
【請求項２】
パターンが形成された試料を載置する試料台と、該試料上に電子ビームを走査し、当該電子ビームの走査により発生する２次電子を検出して２次電子信号として出力する電子光学系と、当該電子光学系を格納する真空筐体と、前記２次電子信号を処理して前記試料の検査または特定位置間の距離を測定する情報処理装置とを備えた電子ビーム計測装置において、
前記電子光学系は、前記電子ビームに対して偏向信号を印加するための電極を備えた偏向器を有し、
前記真空筐体の外部に配置された前記偏向信号を発生する信号発生器と、
前記電極に対して、前記真空筐体を介して前記偏向信号を供給する信号伝送手段と、
前記信号発生器と前記伝送手段のインピーダンスに対して、前記電極のインピーダンスを整合させるインピーダンス整合手段とを備え、
当該インピーダンス整合手段が、該信号伝送手段の終端部に配置された抵抗器を含むことを特徴とする電子ビーム計測装置。
【請求項３】
請求項２に記載の電子ビーム計測装置において、
前記インピーダンス整合手段が、前記伝送手段を中心として該伝送手段の終端部の周囲に配置された一対の抵抗器であることを特徴とする電電子ビーム計測装置。
【請求項４】
請求項２に記載の電子ビーム計測装置において、
前記インピーダンス整合手段が、前記伝送手段の終端と前記電極との間に配置されたシールド電極であることを特徴とする電子ビーム計測装置。
【請求項５】
請求項４に記載の電子ビーム計測装置において、
前記シールド電極と前記偏向器の電極との間隔を調整する手段を備えたことを特徴とする電子ビーム計測装置。
【請求項６】
請求項２に記載の電子ビーム計測装置において、
前記抵抗器が、前記伝送手段を中心として複数配置されているか、もしくは円筒状の抵抗器であることを特徴とする電子ビーム計測装置。
【請求項７】
請求項２に記載の電子ビーム計測装置において、
前記伝送手段、前記インピーダンス整合手段および前記偏向器に対する温度制御手段を有することを特徴とした電子ビーム計測装置。
【請求項８】
請求項７に記載の電子ビーム計測装置において、
前記伝送手段は、内部導体と、該内部導体とは絶縁体により絶縁された外部導体とを有し、
前記温度制御手段は、熱伝達手段として当該外部導体を用いることを特徴とした電子ビーム計測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高速かつ高精度のビーム偏向が可能である電子ビーム応用装置、具体的には、電子ビーム描画装置、電子ビーム検査装置、電子ビーム顕微鏡等に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子ビーム応用装置には、半導体リソグラフィにおける電子ビーム描画装置や、電子ビーム半導体検査装置、電子ビーム顕微鏡などがある。特に、半導体の製造・検査工程においては、スループット向上のために、電子ビームの偏向速度の向上が求められている。このため、偏向器には高周波の電気信号を伝送させることが必要となる。ここで、偏向器とは、電子ビームの位置を変化させるための静電偏向器、電子ビームをＯＮ/ＯＦＦするために用いられるブランキング偏向器などである。高周波を伝送させるためには、伝送させる全系を通して、インピーダンスを整合する必要がある。しかし、偏向器の金属の電極（以下、偏向電極と称す）を電子ビームに対して剥き出しにする必要があるため、偏向電極ではインピーダンスがほぼ無限大の開放端となり、同軸ケーブルなどの伝送手段と偏向電極のインピーダンス整合を実現させることは、困難であった。
【０００３】
これに対して、ＵＳＰ４４４５０４１では電子ビーム高速ブランキングを実現する装置として、偏向電極が平行線型の伝送手段の構造となる装置が開示されている。これは上下２段の偏向電極の接続により、上下の電極で逆平行電流流れを作ることで渦電流作用を除去し、電極部での反射を防ぐものである。さらに、特許第３０５７０４２号公報では、偏向電極とその対向電極を同軸構造として、インピーダンス整合を行うとともに、周囲の金属筐体で発生する渦電流作用も除去している。
【０００４】
【特許文献１】米国特許４４４５０４１号
【特許文献２】日本特許３０５７０４２号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前述のように電子ビーム応用装置では、前記伝送手段と偏向電極のインピーダンス整合をとることは困難である。図２は、高周波のブランキング信号を偏向電極に印加した場合に、偏向電極で観測される信号波形を示したものである。入力ブランキング偏向信号波形２００に対して、偏向電極のインピーダンス整合が取れていない場合、たとえば図２の偏向信号波形２０１のような波形歪み２０２が起こり、数ns程度の応答遅れが発生する。１ＧＨｚ以上の高周波信号を伝送させる場合、波形ひずみ２０２で見られるような応答遅れは偏向時の電子ビームの位置精度に重大な欠陥を与える。
【０００６】
さらに、インピーダンスの整合を行ったとしても、複雑な隣り合う電極までの空間距離が小さい多段偏向器においては、２段の偏向電極の上下一体構造や、偏向電極と対抗電極とが一体となるような複雑な構造の偏向器を製造することは困難である。
これらより、インピーダンス整合が取れ、かつ構造が簡易な偏向器を実現する必要がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明では、電子ビーム応用装置に備えられる電子光学系が、偏向信号が印加される電極を備えた偏向器を有し、該偏向信号を電極に対して供給する信号伝送手段と偏向信号源と前記電極との間のインピーダンス整合手段が、信号伝送手段の終端部に配置された抵抗器により構成される構造とすることにより課題を解決する。この場合、信号発生器は、真空筐体の外部に配置し、真空筐体の壁を介して電極へ偏向信号を供給する。また、伝送手段終端部に配置された抵抗は、真空筐体内に配置される。
【０００８】
インピーダンス整合を行う機構の終端部が真空筐体内にあるため、真空筐体外に配線を引き回す必要が無くなる。従って、従来技術に比べて構造が簡略化され、製造・組み立てが容易となる。このためには、終端部を抵抗器を用いて構成すると良い。また、抵抗器でインピーダンス整合を行うことにより、該偏向信号源からの信号を正確に偏向器電極に伝送させることが可能となる。前記のインピーダンス整合手段は、前記伝送手段を中心として該伝送手段の終端部の周囲に配置された一対の抵抗器、もしくは複数配置されていてもよい。あるいは円筒状の抵抗器であってもよい。
【０００９】
インピーダンス整合手段としては、抵抗の代わりに伝送手段の終端と電極との間に配置されたシールド電極を用いることもできる。この場合、シールド電極と偏向器の電極との間隔を調整する手段を備えることにより、インピーダンスを可変にして、信号伝送手段、偏向信号源、電極間のインピーダンス整合をとる。理論的には、この間隔を調整することで、抵抗器のインダクタンス成分を打ち消すようなコンデンサ成分を与え、周波数ごとに最適な偏向器を提供する。
【００１０】
以上説明したインピーダンス整合手段に対しては、信号伝送手段、インピーダンス整合手段、偏向器各部品の温度制御手段を備えていても良い。
【００１１】
上記の偏向器により、構造・製造が簡易で、かつ偏向器電極と信号伝送手段と偏向信号源とのインピーダンス整合を行うことが可能となり、電子ビームの偏向位置を高速かつ高精度に制御できる。また、電子ビーム描画装置においては、ブランキング時間を高分解に制御できるため、ドーズ量の正確な制御することで、寸法精度の高精度化が実現できる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明により、構造が容易で、伝送手段とのインピーダンスを整合させた電子ビーム偏向電極を用いて、高速かつ高精度な偏向が可能となる電子ビーム描画装置および電子ビーム検査装置および電子ビーム顕微鏡を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以上説明した発明の具体的な実施形態を以下に説明する。
(実施例１)
図１に、本発明の電子ビーム描画装置の一実施例を示す。電子ビーム描画装置は、真空ポンプ１１０により内部を真空排気した真空筐体１０１の内部に、電子ビーム１０２を発生する電子銃１０３、電子ビームを収束させるレンズ１０４ａ、１０４ｂ、電子ビーム１０２をオン／オフするための偏向器であるブランキング偏向器１０５、ブランキング絞り１０６、電子ビームの位置を制御するための偏向器である静電偏向器１１２を備える。ブランキング偏向器１０５や静電偏向器１１２は、電子ビームを中心としてｎ対の対向する電極によって構成される。ここで、ｎは自然数である。また、これらを駆動するために、レンズ信号発生器１０７、ブランキング信号発生器１０８、走査信号発生器１０９などを有する。電子ビームをブランキングする際は、ブランキング信号発生器１０８から発生されたブランキング偏向信号が信号伝送手段であるブランキング信号伝送ケーブル１１８を介して、ブランキング偏向器１０５に印加される。この偏向信号により、電子ビーム１０２は偏向された電子ビーム１１６ａとなる。偏向された電子ビーム１１６ａはブランキング絞り１０６に遮断され、ブランキング絞り１０６より下には通過しないことになる。また、電子ビームを走査する場合、走査信号発生器１０９から発生された偏向信号が信号伝送手段である走査信号伝送ケーブル１２０を介して、静電偏向器１１２に印加される。この偏向信号により、偏向された電子ビーム１１６ｂとなり、ウェハやマスクなどの試料１１３、電子ビーム検出器１１５を搭載する試料ステージ１１６に到達し、試料上に任意のパターンを描画することが可能となる。ステージ制御部１２１は、試料ステージ１１６を制御する。真空ポンプ１１０、レンズ信号発生器１０７、ブランキング信号発生器１０８、走査信号発生器１０９、ステージ制御部１２１を統括・制御するのが、ＣＰＵ１２２である。
【００１４】
ブランキング信号発生器１０８、走査信号発生器１０９は高周波の信号を発生する。このため、ブランキング信号発生器１０８とブランキング信号伝送ケーブル１１８、走査信号発生器１０９と走査信号伝送ケーブル１２０のそれぞれにおいて、インピーダンスを整合させる必要がある。ここでは信号伝送手段であるブランキング信号伝送ケーブル１１８や走査信号伝送ケーブル１２０は、高周波用の同軸ケーブルを用いている。同軸ケーブルは同軸構造をなし、高周波の信号を伝送させる内部導体の周囲を絶縁物が囲み、その外側に外部導体がある。同軸ケーブルの特性インピーダンスは、絶縁物の誘電率と厚さにより決まる。特に、真空筐体１０１内部の伝送ケーブルには、電子ビームによるチャージアップを防ぐために外部導体がむき出しで、かつ絶縁物を完全に覆い隠すように金属で囲まれているセミリジットケーブルなどの同軸ケーブルを用いている。また、ブランキング偏向器１０５および静電偏向器１１２の電極についてもインピーダンス整合させるため、伝送手段の同軸構造の外部導体とそれぞれの電極を終端抵抗器１１７および１１９で終端接続した。
【００１５】
図２は、ブランキング信号発生器１０８で発生されたブランキング偏向信号を、ブランキング信号伝送ケーブル１１８を介してブランキング偏向器１０５に印加した場合に、ブランキング偏向器１０５で観測される信号波形を示したものである。入力ブランキング偏向信号波形２００に対して、偏向電極のインピーダンス整合が取れていない場合、たとえば図２の偏向信号波形２０１のような波形歪み２０２が起こり、数ns程度の応答遅れが発生する。１ＧＨｚ以上の高周波信号を伝送させる場合、波形ひずみ２０２で見られるような応答遅れは偏向時の電子ビームの位置精度に重大な欠陥を与える。これに対して、終端抵抗器１１７を接続した場合、終端時の偏向信号波形２０３となり、１ ns程度で波形が安定する。ただし、図２の信号波形は終端抵抗器の有無で出力値が一定になるように規格化した波形である。
【００１６】
同軸ケーブルの内部導体と外部導体を終端抵抗で接続した場合の終端箇所のインピーダンスは等価回路モデルを仮定でき、
2007287895.tif 000003
となる。ここで、Ｚを終端箇所のインピーダンス、Ｒは終端抵抗値、Ｌは終端抵抗におけるインダクタンス、Ｃは電極および終端抵抗箇所におけるコンダクタンス成分である。終端抵抗値Ｒに対して、終端箇所のコンダクタンスＣおよびインダクタンスＬが十分小さく、無視できる場合、終端箇所のインピーダンスＺは終端抵抗値Ｒのみで決まる。しかし、実際は終端抵抗の配線などに存在するインダクタンス成分により、終端抵抗器を接続しても２０４ａ、２０４ｂのような波形リンギングが発生する。高精度な偏向を可能にするためには、このリンギングを抑える必要がある。
【００１７】
図３は本発明の電子ビーム描画装置のブランキング箇所における要部を示す一実施例である。図１と共通しているものは符号を用いている。内部が真空排気されている真空筐体１０１において、電子ビーム１０２は、ブランキング電極３０６、３１２間に印加される電圧により偏向された電子ビーム１１６ａとなる。ブランキング電極３０６、３１２をあわせて、ブランキング偏向器となる。偏向された電子ビーム１１６ａはブランキング絞り１０６により遮断される。ブランキング信号発生装置１０８によりブランキング偏向信号を発生し、伝送手段であるブランキング信号伝送ケーブル１１８を介して、ブランキング信号をブランキング電極３０６に印加する。ブランキング信号伝送ケーブル１１８は、大気側同軸ケーブル３０２、真空導入用ハーメチックシール３０３、真空内同軸ケーブル３０４で構成され、それぞれがＢＮＣ、ＳＭＡ端子などに代表される高周波用コネクタ３１１により接続されている。ここでは、ＳＭＡ端子を用いた例を示す。電子ビームによるチャージアップを防ぐために、真空内同軸ケーブル３０４は外部導体がむき出しで、かつ絶縁物を完全に覆い隠すように金属で囲まれているセミリジットケーブルなどの同軸ケーブルを用いている。この真空内同軸ケーブル３０４の内部導体はブランキング電極３０６と接続され、真空内同軸ケーブル３０４の外部導体とブランキング電極３０６は終端抵抗器３０７ａ、３０７ｂにより並列接続されている。一対の終端抵抗器３０７ａ、３０７ｂは前記真空内同軸ケーブル３０４を中心として、その終端部の周囲に配置されている。
【００１８】
図４は、図３において真空内同軸ケーブル３０４とブランキング電極３０６の接続部を拡大したものである。共通する箇所の符号は統一している。真空内同軸ケーブル３０４の内部導体４０４ａは、ブランキング電極３０６に接続される。真空内同軸ケーブル３０４の外部導体４０４ｃを挟み込むように、シールドブロック４０３がある。シールドブロック４０３は絶縁物４０２を挟んで、ブランキング電極３０６にシールドブロック固定ねじ４０１で固定されている。シールドブロック４０３により、真空内同軸ケーブル３０４の外部導体４０４ｃがブランキング電極３０６に直接接触しないようにしている。外部導体４０４ｃとブランキング電極３０６は２個の終端抵抗器３０７ａ，３０７ｂにより半田付け箇所４０８で並列接続されている。ブランキング偏向信号が真空内同軸ケーブル３０４の内部導体４０４ａを介してブランキング電極３０６に印加されると、終端抵抗器３０７ａ，３０７ｂには帰還電流４０７ａ，４０７ｂがそれぞれ流れる。終端抵抗器のインダクタンス成分が大きい場合、この帰還電流４０７ａ，４０７ｂが信号印加に対して瞬時に流れなくなり、波形リンギングを発生させる。また、この帰還電流４０７ａ，４０７ｂ自体がその周囲に磁場を発生させ、真空内同軸ケーブル３０４の内部導体４０４ａに渦電流を発生させ、波形リンギングが発生する。インダクタンス成分を抑えるためには、終端抵抗器の配線長を短くすることが有効である。
【００１９】
複数の終端抵抗の終端抵抗値に関しては、以下の関係が成立していることが望ましい。ブランキング信号発生装置１０８の出力インピーダンス、大気側同軸ケーブル３０２、真空内同軸ケーブル３０４の特性インピーダンスをＺ0とすると、複数の終端抵抗器の抵抗値Ｒ１、Ｒ２、…Ｒｎはそれぞれ、
１/Ｚ0 ≒ １/Ｒ１ ＋ １/Ｒ２ ＋ … ＋ １/Ｒｎ      （式２）
かつ、
Ｒ１ ≒ Ｒ２ ≒ …  ≒Ｒn              （式３）
を満たし（≒の誤差は５％以内）、これらの終端抵抗を（360/ｎ）度ずつ等間隔に配置することが望ましい。
【００２０】
図５は、ｎ＝４としたときのブランキング電極側から終端抵抗器の内部を示した断面図である。伝送手段の同軸ケーブル内部導体４０４ａ、絶縁物４０４ｂ、外部導体４０４ｃは図４と同じ符号を用いた。４つの終端抵抗器５０１、５０２、５０３、５０４を、内部導体４０４ａを中心に９０度（３６０／４ 度）ごとに配置した構成である。偏向信号が内部導体４０４ａに伝送され、ブランキング電極に印加されると、帰還電流Ｉ1５０５、Ｉ2５０６、Ｉ3５０７、Ｉ4５０８が発生する。このとき、それぞれの電流に対して磁束Ｈ1５０９、Ｈ2５１０、Ｈ3５１１、Ｈ4５１２が発生する。終端抵抗器５０１、５０２、５０３、５０４の抵抗値が（式３）を満たす場合、
（式４）
Ｉ1 ≒ Ｉ2 ≒ Ｉ3 ≒ Ｉ4 ≒ Ｉ０／４
（式５）
Ｈ1 ≒ Ｈ2 ≒ Ｈ3 ≒ Ｈ4 ≒ Ｈ０／４
となる。Ｉ０、Ｈ０はそれぞれひとつの抵抗器で接続した場合に発生する電流と誘導磁場である。図５において、それぞれの終端抵抗に流れる電流Ｉ1５０５、Ｉ2５０６、Ｉ3５０７、Ｉ4５０８の電流量は、ひとつの抵抗器の場合の電流量Ｉ０の1/4であり、内部導体１０４ｃを貫く磁束も1/4となる。さらに、図５において磁束Ｈ1５０５、Ｈ2５０６、Ｈ3５０７、Ｈ4５０８は、内部導体４０４ａにおいては対向する磁場により互いに打ち消しあい、内部導体４０４ａを貫く磁束はほぼゼロとなる。ｎが大きいほど、磁場の打ち消しあう効果は大きく、ｎが無限大、つまり円筒上の抵抗器を用いる場合が最も理想的である。
【００２１】
図６に１つの終端抵抗を用いた際のブランキング偏向器における出力波形２０３に対して、４つの終端抵抗を用いた際のブランキング偏向器における出力波形６０１を示す。図２と共通する箇所の符号は統一している。波形６０１は、波形リンギングが解消されている。
【００２２】
図７は、本発明の電子ビーム描画装置の静電偏向箇所における要部を示す一実施例である。図１と共通する箇所の符号は統一している。内部が真空排気されている真空筐体１０１において、偏向器に入射した電子ビーム７００は、静電偏向電極７０５、７０１間に印加される電圧により偏向された電子ビーム１１６ｂとなる。静電偏向電極７０５、７０１をあわせて、静電偏向器とする。走査信号発生装置１０９により走査偏向信号を発生し、伝送手段である走査信号伝送ケーブル１２０を介して、走査偏向信号を静電偏向電極７０５に印加する。走査信号伝送ケーブル１２０は、大気側同軸ケーブル７０２、真空導入用ハーメチックシール７０３、真空内同軸ケーブル７０４で構成されている。この真空内同軸ケーブル７０４の内部導体は静電偏向電極７０５と接続され、真空内同軸ケーブル７０４の外部導体と静電偏向電極７０５は終端抵抗器１１９により接続されている。真空内同軸ケーブル７０４の外部導体は、シールド電極７０６と接続されている。このシールド電極７０６はマイクロメータヘッド７１２により静電偏向電極７０５に対する位置を変更することが可能である。静電偏向電極７０５とシールド電極７０６の間のコンダクタンスＣは、両電極の空間距離に依存する。（式１）における終端箇所でのインピーダンスＺに寄与する項には、終端抵抗器１１９におけるインダクタンスＬが存在するため、マイクロメータヘッド７１２により両極間の空間距離を変化させることでコンダクタンスＣを調整し、インダクタンスＬを打ち消すことで、インピーダンスＺに与える周波数に依存する項を実効的に打ち消すことが可能となる。
【００２３】
本発明により、構造が簡易で、偏向信号源からの信号を正確に偏向器電極に伝送させることが可能となる。これにより、製造が容易で、電子ビームの偏向位置を高速かつ高精度に制御でき、かつブランキング時間を高分解に制御できるため、電子ビーム描画時の位置および寸法制御の高精度化が実現される。
（実施例２）
図８に本発明における温度制御部を有した静電偏向器の一実施例を示す。図１と共通する箇所の符号は同じ符号を用いている。走査信号発生装置１０９により走査偏向信号を発生し、伝送手段である走査信号伝送ケーブル１２０を介して、走査偏向信号を静電偏向電極７０５に印加する。ここで走査信号伝送ケーブル１２０は、大気側同軸ケーブル７０２、真空導入用ハーメチックシール８０２、高周波用コネクタ８１１、真空内同軸ケーブル７０４で構成されている。偏向信号が真空内同軸ケーブル７０４の内部導体を介して偏向信号電極７０５に印加されると、終端抵抗器１１９には帰還電流８０８が流れる。帰還電流８０８によって終端抵抗器１１９は発熱する。この熱により終端抵抗値が変化すると、それに伴い偏向信号の出力電圧が変化する。偏向信号の出力電圧の変化は、電子ビームの偏向感度を変化させ、電子ビームの位置精度に重大な欠陥を与える。終端抵抗器１１９に発生する熱による温度変化を低減するため、温度制御ユニット８０４から温度制御媒体８０５を大気側高周波同軸ケーブル１０４の周囲を囲んでいる温度制御部８０１に通し、その後温度制御媒体８０５は温度制御ユニット８０４に戻り、循環させる。本実施例は冷却構造の場合であり、温度制御媒体８０５には冷却水を用いた。真空筐体１０１の内部への熱伝導媒体として大気側同軸ケーブル７０２、高周波用コネクタ８１１、真空内同軸ケーブル７０４の外部導体を用いた。真空ハーメチックシール８０２は、熱が拡散し、真空筐体１０１を介して、他の制御系に影響を与えることを防ぐために熱伝導度の低い絶縁物８０３を有する。真空内同軸ケーブル７０４の外部導体により、終端抵抗器１１９で発生した熱を効率的に外部に伝達する。
【００２４】
図９に、伝送手段である同軸ケーブルの外部導体の周囲を金属で囲んだ場合の断面図を示す。同軸ケーブルは内部導体９０３、絶縁物９０４、外部導体９０５で構成される。外部導体９０５の周囲を金属９０６で囲み、外部導体の熱伝導効率を増大した。熱伝導度の高い金属として本実施例では銅を用いたが、熱伝導度が高い物質であれば、他の物質でも有効である。これらにより終端抵抗の発熱を効率的に抑え、高速かつ高精度な電子ビームの偏向制御が可能となる。
（実施例３）
図１０に、本発明の電子ビーム検査装置の一実施例を示す。本実施例の電子ビーム検査装置は、真空ポンプ１０１０により内部を真空排気した真空筐体１００１の内部に形成された電子光学系、当該電子光学系を制御する電子光学系制御ユニット、電子光学系から出力される出力信号を処理して試料の検査を行う情報処理ユニットなどにより構成される。
【００２５】
電子光学系は、電子ビーム１００２を発生する電子銃１００３、電子ビームを収束させるレンズ１００４ａ、１００４ｂ、電子ビーム１００２をオン／オフするための偏向器であるブランキング偏向器１００５、ブランキング絞り１００６、電子ビームの位置を制御するための偏向器である静電偏向器１０１２、試料からの２次電子軌道を偏向するＥ×Ｂ偏向器１０２１、試料から発生する２次電子を制御する帯電制御電極１０１１等を備える。
【００２６】
電子ビーム１００２は、ウェハやマスクなどの試料１０１３に入射する直前で、試料ステージ１０１６に印加されたリターディング電圧により減速され、試料に１０１３に入射する。この際、試料中で２次電子が発生され、発生した２次電子の一部は帯電制御電極１０１１の帯電制御電圧により試料に再入射される。また、発生した２次電子の大部分は、試料ステージ１０１６に印加されたリターディング電圧により加速され、Ｅ×Ｂ偏向器１０２１により偏向され、２次電子軌道１０２２に従って２次電子検出器１０２３に導かれる。試料上の２次電子発生効率と帯電状態に従って２次電子検出器１０２３に導かれる２次電子量に大小が生まれ、試料の状態を反映した２次電子像を得ることができる。
【００２７】
これらを駆動するための電子光学系制御ユニットは、レンズ信号発生器１００７、ブランキング信号発生器１００８、走査信号発生器１００９、Ｅ×Ｂ偏向信号発生器１０１５、帯電制御電圧発生器１０２６などを有する。電子ビームのブランキングおよび走査偏向信号の伝送手段は、ブランキング信号伝送ケーブル１０１８と走査信号伝送ケーブル１０２０である。電子ビームのブランキングおよび走査手段は、電子ビーム描画装置と同様である。
【００２８】
ステージ制御部１０２５は、試料ステージ１０１６を制御し、リターディング電圧を印加する。真空ポンプ１０１０、レンズ信号発生器１００７、ブランキング信号発生器１００８、走査信号発生器１００９、Ｅ×Ｂ偏向信号発生器１０１５、ステージ制御部１０２５、帯電制御電圧発生器１０２６を統括・制御するのが、情報処理ユニット１０２２である。同時に、情報処理ユニット１０２４は、入力された二次電子画像の画素信号を処理・演算して、電子ビームの照射領域の検査を行う。このため、情報処理ユニットは、画素信号の演算用ＣＰＵと、演算用のソフトウェアが格納される記憶手段を備える。なお、情報処理ユニット１０２２は、二次電子画像に含まれる画素演算を行うことにより、電子ビーム照射領域の任意の二点間の距離を測長する機能を備えることも可能である。この場合、上記の記憶手段には、測長用のソフトウェアが格納されることになる。
【００２９】
この際、電子ビーム描画装置と同様にブランキング信号発生器１００８、走査信号発生器１００９は高速な偏向信号を発生する。このため、ブランキング信号発生器１００８とブランキング信号伝送ケーブル１０１８、走査信号発生器１００９と走査信号伝送ケーブル１０２０のそれぞれにおいて、インピーダンスを整合させる必要がある。信号伝送手段であるブランキング信号伝送ケーブル１０１８や走査信号伝送ケーブル１０２０は、高周波用のセミリジットケーブルなどの同軸ケーブルを用いている。また、ブランキング偏向器１００５および静電偏向器１０１２の電極についてもインピーダンス整合させるため、伝送手段の同軸構造の外部導体とそれぞれの電極を終端抵抗器１０１７および１０１９で終端接続している。終端抵抗器１０１７および１０１９により、インピーダンス整合をはかり、高速かつ高精度な電子ビームのブランキングおよび走査を実現する。これにより、取得される２次電子画像の画質が向上し、検査性能が向上する。
（実施例４）
特に図示はしないが、図１、図１０とも複数本のビームを照射するマルチビーム電子光学系であっても、本発明は有効である。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の一実施例を示す図。
【図２】終端抵抗有無における偏向電極の出力電圧波形。
【図３】図１においてブランキング部の拡大図。
【図４】電極部拡大図。
【図５】四箇所での終端における電流と磁場の流れ。
【図６】四箇所での終端における偏向電極の出力電圧波形。
【図７】インピーダンス調整を行う本発明の一実施例を示す図。
【図８】温度制御を行う際の本発明の一実施例を示す図。
【図９】高熱伝導を可能にする同軸ケーブル構造。
【図１０】本発明の一実施例を示す図。
【符号の説明】
【００３１】
１０１：真空筐体、１０２：電子ビーム、１０３：電子銃、１０４ａ、１０４ｂ：レンズ、１０５：ブランキング偏向器、１０６：ブランキング絞り、１０７ａ、１０７ｂ：レンズ信号発生器、１０８：ブランキング信号発生器、１０９：走査信号発生器、１１０：真空ポンプ、１１２：静電偏向器、１１３：試料、１１４：試料ステージ、１１５：電子ビーム検出器、１１６ａ，１１６ｂ：偏向された電子ビーム、１１７：ブランキング用終端抵抗器、１１８：ブランキング信号伝送ケーブル、１１９：静電偏向器用終端抵抗器、１２０：走査信号伝送ケーブル、１２１：ステージ制御部、１２２：ＣＰＵ、２００：入力ブランキング偏向信号波形、２０１：終端抵抗器のない場合の偏向出力波形、２０２：波形歪み、２０３：一箇所終端での偏向出力波形、２０４ａ、２０４ｂ：波形リンギング、３０２：大気側同軸ケーブル、３０３：真空ハーメチック、３０４：真空内同軸ケーブル、３０６：ブランキング電極、３０７ａ、３０７ｂ：終端抵抗器、３１１：高周波用コネクタ、３１２：対向電極、４０１：シールドブロック固定ねじ、４０２：絶縁物、４０３：シールドブロック、４０４ａ：内部導体、４０４ｂ：絶縁体、４０４ｃ：外部導体、４０７ａ、４０７ｂ：帰還電流、４０８：半田付け箇所、５０１：終端抵抗器１、５０２：終端抵抗器２、５０３：終端抵抗器３、５０４：終端抵抗器４、５０５：終端抵抗器１に流れる帰還電流、５０６：終端抵抗器２に流れる帰還電流、５０７：終端抵抗器３に流れる帰還電流、５０８：終端抵抗器４に流れる帰還電流、５０９：終端抵抗器１での誘導磁場、５１０：終端抵抗器２での誘導磁場、５１１：終端抵抗器３での誘導磁場、５１２：終端抵抗器４での誘導磁場、６０１：四箇所終端での偏向出力波形、７００：電子ビーム、７０１：対向電極、７０２：大気側同軸ケーブル、７０３：真空ハーメチック、７０４：真空内同軸ケーブル、７０５：静電偏向電極、７０６：シールド電極、７１１：高周波用コネクタ、７１２：マイクロメータヘッド、８０１：温度制御媒体伝送経路、８０２：断熱絶縁物入り真空ハーメチック、８０３：断熱絶縁物、８０４：温度制御ユニット、８０５：温度制御媒体、８０８：帰還電流、９０３：内部導体、９０４：絶縁物、９０５：外部導体、９０６：熱伝導用金属、１００１：真空筐体、１００２：電子ビーム、１００３：電子銃、１００４ａ、１００４ｂ：レンズ、１００５：ブランキング電極、１００６：ブランキング絞り、１００７ａ、１００７ｂ：レンズ信号発生器、１００８：ブランキング信号発生器、１００９：偏向信号発生器、１０１０：真空ポンプ、１０１１：帯電制御電極、１０１２：静電偏向器、１０１３：試料、１０１４：試料ステージ、１０１５：Ｅ×Ｂ偏向信号発生器、１０１７：ブランキング偏向器用終端抵抗器、１０１８：ブランキング信号伝送ケーブル、１０１９：静電偏向器用終端抵抗器、１０２０：偏向信号伝送ケーブル、１０２１：Ｅ×Ｂ偏向器、１０２２：２次電子軌道、１０２３：２次電子検出器、１０２４：情報処理ユニット、１０２５：ステージ制御部、１０２６：帯電制御電圧発生器。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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