TW202527016A - 電磁透鏡及多電子束照射裝置 - Google Patents

Abstract

本發明的一個態樣之電磁透鏡，其特徵為，具備：第1磁極，藉由磁性體而形成，形成供多電子束通過的複數個第1開口部，在內周壁的間隙的多電子束的行進方向的上游側連接至內周壁或者上壁，而配置成堵塞比內周壁還內側的空間；第2磁極，藉由磁性體而形成，形成供多電子束通過的複數個第2開口部，在內周壁的間隙的多電子束的行進方向的下游側連接至內周壁或者下壁，而配置成堵塞比內周壁還內側的空間；複數個第1開口部與複數個第2開口部當中的至少一方，係藉由相異的複數個徑尺寸而形成，以使透鏡作用從中心朝向外周側變小。

Description

電磁透鏡及多電子束照射裝置

本申請案係以2023年9月7日於日本國申請之JP2023-145592(申請案編號)為基礎申請案而主張優先權之申請案。JP2023-145592中記載的全部內容，藉由參照而被整合進本申請案。

本發明的一個態樣有關電磁透鏡及多電子束照射裝置。例如有關運用多1次電子束的照射所造成的2次電子圖像來做圖案檢查之多射束檢查裝置中搭載的電磁透鏡。

近年來隨著大規模積體電路(LSI)的高度積體化及大容量化，對半導體裝置要求之電路線寬愈來愈變狹小。又，對於耗費莫大的製造成本之LSI的製造而言，良率的提升不可或缺。但，以十億位元(gigabyte)級的DRAM(隨機存取記憶體)為首，構成LSI之圖案，從次微米成為了奈米尺度。近年來，隨著形成於半導體晶圓上之LSI圖案尺寸的微細化，必須檢測出圖案缺陷之尺寸亦成為極小。故，為了檢查被轉印至半導體晶圓上的超微細圖案的缺陷，亦必須拍攝高精度的圖像。

檢查裝置中，例如是將使用了電子束的多1次電子束對焦於檢查對象基板後，藉由多1次電子束掃描檢查對象基板，將從檢查對象基板放出的多2次電子束從多1次電子束的軌道分離出來。然後，將分離出的多2次電子束引導至檢測器。然後，藉由檢測器檢測多2次電子束，拍攝圖案圖像。

當藉由多1次電子束照射檢查對象基板時，會有發生成像的電磁透鏡所造成的像場彎曲像差這樣的問題。

此處，有人揭示一種藉由多軸電子透鏡將複數個電子束獨立地聚焦而調整電子束的焦點，以使透鏡強度成為略相等之技術(例如參照專利文獻1)。 [先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本再公表01/075949號

[發明所欲解決之問題] 鑑此，本發明的一個態樣，提供一種可修正在多1次電子束發生的像場彎曲像差之電磁透鏡及裝置。 [解決問題之技術手段]

本發明的一個態樣之電磁透鏡，其特徵為，具備： 線圈； 極片，藉由磁性體而形成，具有：上壁，在通過的多電子束的行進方向的上游側；下壁，在多電子束的行進方向的下游側；外周壁；以及內周壁，在周方向形成有間隙；藉由上壁與下壁與外周壁與內周壁而圍繞線圈； 第1磁極，藉由磁性體而形成，形成供多電子束通過的複數個第1開口部，在內周壁的間隙的多電子束的行進方向的上游側連接至內周壁或者上壁，而配置成堵塞比內周壁還內側的空間； 第2磁極，藉由磁性體而形成，形成供多電子束通過的複數個第2開口部，在內周壁的間隙的多電子束的行進方向的下游側連接至內周壁或者下壁，而配置成堵塞比內周壁還內側的空間； 複數個第1開口部與複數個第2開口部當中的至少一方，係藉由相異的複數個徑尺寸而形成，以使透鏡作用從中心朝向外周側變小。

本發明的一個態樣之多電子束照射裝置，其特徵為，具備： 電磁透鏡，具有： 線圈； 極片，藉由磁性體而形成，具有：上壁，在通過的多電子束的行進方向的上游側；下壁，在多電子束的行進方向的下游側；外周壁；以及內周壁，在周方向形成有間隙；藉由上壁與下壁與外周壁與內周壁而圍繞線圈； 第1磁極，藉由磁性體而形成，形成供多電子束通過的複數個第1開口部，在內周壁的間隙的多電子束的行進方向的上游側連接至內周壁或者上壁，而配置成堵塞比內周壁還內側的空間； 第2磁極，藉由磁性體而形成，形成供多電子束通過的複數個第2開口部，在內周壁的間隙的多電子束的行進方向的下游側連接至內周壁或者下壁，而配置成堵塞比內周壁還內側的空間； 其中，複數個第1開口部與複數個第2開口部當中的至少一方，係藉由相異的複數個徑尺寸而形成，以使透鏡作用從中心朝向外周側變小； 平台，載置試料，該試料接受通過了前述電磁透鏡的多電子束的照射。 [發明之效果]

按照本發明的一個態樣，能夠修正在多1次電子束發生的像場彎曲像差。

以下，實施方式中，作為多電子束照射裝置的一例，說明多電子束檢查裝置。但，多電子束照射裝置不限於檢查裝置，例如亦可為描繪裝置等。

[實施方式1] 圖1為示意實施方式1中的圖案檢查裝置的構成的構成圖。圖1中，檢查形成於基板的圖案的檢查裝置100，為多電子束檢查裝置的一例。檢查裝置100為多電子束照射裝置的一例。檢查裝置100為多電子束圖像取得裝置的一例。檢查裝置100，具備圖像取得機構150、及控制系統電路160(控制部)。圖像取得機構150，具備電子束鏡柱102(電子鏡筒)、檢查室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。在電子束鏡柱102內，配置有電子槍201、電磁透鏡202、多軸電磁透鏡210、電磁透鏡205、集體偏向器212、限制孔徑基板213、電磁透鏡206、E×B分離器214(分離器)、電磁透鏡207(對物透鏡)、偏向器208，209、偏向器218、偏向器225，226、電磁透鏡224及多檢測器222。

藉由電子槍201、電子槍201、電磁透鏡202、多軸電磁透鏡210(電磁透鏡)、電磁透鏡205、集體偏向器212、限制孔徑基板213、電磁透鏡206、E×B分離器214(分離器)、電磁透鏡207及偏向器208，209，構成1次電子光學系統151(照明光學系統)。此外，藉由電磁透鏡207、E×B分離器214、偏向器218、偏向器225，226及電磁透鏡224，構成2次電子光學系統152(檢測光學系統)。

多檢測器222，具有以陣列狀(格子狀)配置的複數個檢測元件。

在檢查室103內，配置有至少可於XY方向移動的平台105。在平台105上，配置有作為檢查對象之基板101(試料)。基板101，包含曝光用光罩基板及矽晶圓等的半導體基板。當基板101為半導體基板的情形下，在半導體基板形成有複數個晶片圖案(晶圓晶粒)。當基板101為曝光用光罩基板的情形下，在曝光用光罩基板形成有晶片圖案。晶片圖案，由複數個圖形圖案所構成。形成於該曝光用光罩基板之晶片圖案被複數次曝光轉印至半導體基板上，藉此在半導體基板形成複數個晶片圖案(晶圓晶粒)。基板101，例如以圖案形成面朝向上側而被配置於平台105。此外，在平台105上，配置有將從配置於檢查室103的外部之雷射測長系統122照射的雷射測長用雷射光予以反射之鏡216。此外，在平台105上，配置被調整成和基板101面同一高度位置的標記111。在標記111例如形成十字圖案。

此外，多檢測器222，於電子束鏡柱102的外部連接至檢測電路106。檢測電路106，連接至晶片圖案記憶體123。

控制系統電路160中，控制檢查裝置100全體的控制計算機110，透過匯流排120而連接至位置電路107、比較電路108、參照圖像作成電路112、平台控制電路114、透鏡控制電路124、遮沒控制電路126、偏向控制電路128、多軸電磁透鏡控制電路130、E×B分離器控制電路132、磁碟裝置等的記憶裝置109、監視器117、記憶體118及印表機119。此外，偏向控制電路128，連接至DAC(Digital-Analog Converter；數位類比變換)放大器144，146，147，149及直流電源148。DAC放大器146連接至偏向器208，DAC放大器144連接至偏向器209。直流電源148連接至偏向器218。DAC放大器147連接至偏向器225。DAC放大器149連接至偏向器226。

此外，晶片圖案記憶體123，連接至比較電路108。此外，平台105，在平台控制電路114的控制之下藉由驅動機構142而被驅動。驅動機構142中，例如，構成有於平台座標系中的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，使得平台105可於XYθ方向移動。該些未圖示的X馬達、Y馬達、θ馬達，例如能夠使用步進馬達。平台105，藉由XYθ各軸的馬達而可於水平方向及旋轉方向移動。又，平台105的移動位置，會藉由雷射測長系統122而被測定，被供給至位置電路107。雷射測長系統122，接收來自鏡216的反射光，藉此以雷射干涉法的原理來將平台105的位置予以測長。平台座標系，例如對於和多1次電子束20的光軸正交之面，設定1次座標系的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及電磁透鏡224，藉由透鏡控制電路124而受到控制。

此外，多軸電磁透鏡210受到多軸電磁透鏡控制電路130所控制。

此外，集體偏向器212由2極以上的電極所構成，在每一電極透過未圖示的DAC放大器而受到遮沒控制電路126所控制。偏向器209由4極以上的電極所構成，在每一電極透過DAC放大器144而受到偏向控制電路128所控制。偏向器208由4極以上的電極所構成，在每一電極透過DAC放大器146而受到偏向控制電路128所控制。此外，偏向器225由4極以上的電極所構成，在每一電極透過DAC放大器147而受到偏向控制電路128所控制。此外，偏向器226由4極以上的電極所構成，在每一電極透過DAC放大器149而受到偏向控制電路128所控制。

偏向器218(彎束器)例如藉由4極以上的複數個電極而構成為圓弧狀地彎曲的筒狀，在每一電極透過直流電源148而受到偏向控制電路128所控制。或是，偏向器218亦可構成為由平板的4極以上的複數個電極所構成，在每一電極透過直流電源148而受到偏向控制電路128所控制。

E×B分離器214，藉由E×B分離器控制電路132而受到控制。

在電子槍201，連接有未圖示之高壓電源電路，從高壓電源電路對於電子槍201內的未圖示燈絲與引出電極間施加加速電壓，並且藉由規定的引出電極(韋乃特(Wehnelt)電極)之電壓施加與規定溫度之陰極加熱，從陰極放出的電子群會受到加速，而成為電子束200被放出。

這裡，圖1中記載了用以說明實施方式1所必要之構成。對檢查裝置100而言，通常具備必要的其他構成亦無妨。

圖2為示意實施方式1中的多軸電磁透鏡的構成的一例的剖視圖。 圖3為示意實施方式1中的多軸電磁透鏡的成形孔徑陣列基板的一例的上視圖。 圖4為示意實施方式1中的多軸電磁透鏡的上部磁極與下部磁極的構成的一例的上視圖。 圖2中，多軸電磁透鏡210具有線圈40與極片(polepiece)42(亦稱為軛)與上部磁極44與下部磁極46。此外，多軸電磁透鏡210又具有成形孔徑陣列基板203。極片42與上部磁極44與下部磁極46可一體地形成，亦可個別地形成。

圖2及圖3中，在成形孔徑陣列基板203，有二維狀的橫(x方向)m ₁列×縱(y方向)n ₁段(m ₁，n ₁為2以上的整數)的孔(開口部)22於x，y方向以規定之排列間距形成。圖2及圖3例子中，示意例如形成有5×5的孔(開口部)22之情形。各孔22均形成為相同尺寸形狀的圓形。或者是均為相同尺寸形狀的矩形亦無妨。電子束200的一部分各自通過該些複數個孔22，藉此會形成多1次電子束20。成形孔徑陣列基板203，為形成多1次電子束20的多射束形成機構的一例。成形孔徑陣列基板203配置於上部磁極44上。成形孔徑陣列基板203藉由非磁性體而形成。

線圈40以圍繞電子束200及多1次電子束20的通過區域之方式環狀地配置。 極片42藉由磁性體而形成。極片42，具有上壁12與下壁14與外周壁16與在周方向形成有間隙G的內周壁18。上壁12與下壁14，形成為在中央部開口的同心圓的圓盤狀。外周壁16與內周壁18，形成為彼此徑尺寸相異的同心圓的筒狀。惟，內周壁18藉由間隙G而例如被分成上部與下部。上壁12與下壁14之間的距離，被設定成可在上壁12與下壁14之間夾住線圈40的尺寸。外周壁16與內周壁18之間的距離，被設定成可在外周壁16與內周壁18之間夾住線圈40的尺寸。又，極片42，藉由上壁12與下壁14與外周壁16與內周壁18而圍繞線圈40。

上部磁極44(第1磁極)藉由磁性體而形成。如圖4所示，在上部磁極44形成供多1次電子束20通過的複數個通過孔47(第1開口部)。圖2及圖4例子中，示意配合成形孔徑陣列基板203的孔22的排列，例如形成5×5的通過孔47的情形。複數個通過孔47，藉由比成形孔徑陣列基板203的孔22還大的徑尺寸而形成。如圖2所示，上部磁極44，在內周壁18的間隙G的多1次電子束20的行進方向的上游側連接至內周壁18，而配置成堵塞比內周壁18還內側的空間。

下部磁極46(第2磁極)藉由磁性體而形成。如圖4所示，在下部磁極46形成供多1次電子束20通過的複數個通過孔48(第2開口部)。圖2及圖4例子中，示意配合成形孔徑陣列基板203的孔22的排列，例如形成5×5的通過孔48的情形。複數個通過孔48，藉由比成形孔徑陣列基板203的孔22還大的徑尺寸而形成。如圖2所示，下部磁極46，在內周壁18的間隙G的多1次電子束20的行進方向的下游側連接至內周壁18，而配置成堵塞比內周壁18還內側的空間。

上部磁極44的複數個通過孔47與下部磁極46的複數個通過孔48，配合多1次電子束20的行進方向亦即複數個軌道軸而形成。圖4例子中，示意在上部磁極44與下部磁極46，於供多1次電子束20當中的相同射束通過的同軸的開口部彼此形成相同徑尺寸的開口部的情形。

藉由將線圈40激磁(對線圈40流通電流)，在複數個通過孔47與複數個通過孔48之相同軌道軸的通過孔彼此間個別地形成磁場。藉此，對於通過各軸的通過孔47，48的1次電子束會個別發揮透鏡作用，將通過的1次電子束個別地聚焦。

圖像取得機構150，照射藉由多1次電子束20而形成有圖形圖案的基板101。然後，從基板101取得圖形圖案的被檢查圖像。以下，說明檢查裝置100中的圖像取得機構150的動作。

電子槍201(放出源的一例)，將電子束200朝發散方向放出。從電子槍201放出而朝發散方向前進的電子束200，藉由電磁透鏡202使其朝聚焦方向折射而成為略平行射束。然後，成為略平行射束的電子束200，朝多軸電磁透鏡210前進，將成形孔徑陣列基板203全體照明。在成形孔徑陣列基板203，如圖3所示，形成有複數個孔22，電子束200照明包含所有複數個孔22的區域。照射至複數個孔22的位置之電子束200的各一部分，會分別通過該成形孔徑陣列基板203的複數個孔22，藉此形成多1次電子束20。

形成的多1次電子束20，藉由多軸電磁透鏡210使其個別地折射，而個別地修正中間像面位置。

通過了多軸電磁透鏡210的多1次電子束20，藉由電磁透鏡205，206使其折射，形成交叉點與中間像，朝配置於多1次電子束20的各射束的電子源像的中間像面(像面共軛位置)的高度位置之E×B分離器214前進。然後，通過E×B分離器214，朝電磁透鏡207行進。 此外，在多1次電子束20的交叉點位置附近，配置讓通過孔受限制之限制孔徑基板213，藉此能夠遮蔽散射射束。此外，藉由集體偏向器212將多1次電子束20全體集體偏向，而將多1次電子束20全體以限制孔徑基板213遮蔽，藉此便能夠遮沒多1次電子束20全體。

一旦多1次電子束20入射至電磁透鏡207，則電磁透鏡207將多1次電子束20成像於基板101。換言之，電磁透鏡207以多1次電子束20照射基板101。

藉由電磁透鏡207而焦點被對合(合焦)於基板101(試料)面上之多1次電子束20，藉由偏向器208及偏向器209而被集體偏向，照射至各射束的在基板101上的各自之照射位置。像這樣，1次電子光學系統151以多1次電子束20照明基板101。換言之，基板101接受通過了多軸電磁透鏡210的多1次電子束20的照射。

一旦以多1次射束20照射基板101的期望的位置，則會由於受到該多1次射束20照射而從基板101放出包含反射電子之2次電子的束(多2次電子束300)。會放出和多1次電子束20的各射束相對應的2次電子束。

從基板101放出的多2次電子束300，通過電磁透鏡207，朝E×B分離器214行進。

E×B分離器214，將多2次電子束300從多1次電子束20的軌道上分離。

E×B分離器214，具有使用了線圈的2極以上的複數個磁極(電磁偏向線圈)，以及2極以上的複數個電極(靜電偏向電極)。例如，配置相向的2個磁極，以及各錯開相位90°而相向的2個電極。配置的方式不限於此。例如，亦能夠做成電極兼磁極的構造，而配置4極或是8極的電極兼磁極。藉由以E×B分離器214將多2次電子束300偏向，來產生分離作用。E×B分離器214中，藉由複數個磁極使其產生指向性的磁場。同樣地，藉由複數個電極使其產生指向性的電場。具體而言，E×B分離器214是在和多1次電子束20的中心射束行進的方向(軌道中心軸)正交之面上，令電場E與磁場B於正交之方向產生。電場和電子的行進方向無關而對同一方向施力。相對於此，磁場會遵循弗萊明左手定則而施力。因此藉由電子的行進方向能夠使作用於電子的力的方向變化。對於從上側朝E×B分離器214進入而來的多1次電子束20，電場所造成的力FE與磁場所造成的力FB會相互抵消，多1次電子束20會朝下方直進。相對於此，對於從下側朝E×B分離器214進入而來的多2次電子束300，電場所造成的力FE與磁場所造成的力FB皆朝同一方向作用，多2次電子束300會因為朝規定的方向被偏向而朝斜上方被彎折，從多1次電子束20的軌道上分離。

朝斜上方被彎折而從多1次電子束20分離的多2次電子束300，藉由2次電子光學系統152被導引至多檢測器222。具體而言，從多1次電子束20分離的多2次電子束300，藉由偏向器218受到偏向，藉此進一步被彎折而朝電磁透鏡224行進。然後，多2次電子束300在從多1次電子束20的軌道上遠離的位置，藉由電磁透鏡224一面使其朝聚焦方向折射一面投影至多檢測器222。多檢測器222(多2次電子束檢測器)，檢測從多1次電子束20的軌道上分離出來的多2次電子束300。換言之，多檢測器222檢測被折射而投影的多2次電子束300。多檢測器222，具有複數個檢測元件(例如未圖示的二極體型的二維感測器)。然後，多1次電子束20的各射束，在多檢測器222的檢測面衝撞和多2次電子束300的各2次電子束相對應的檢測元件，使電子產生，對每個像素生成2次電子圖像資料。以多檢測器222檢測出的強度訊號，被輸出至檢測電路106。

此處，藉由複數個電磁透鏡205，206，207使多1次電子束20折射時，會發生像場彎曲等的像差。尤其是作為成為對物透鏡的電磁透鏡207中，當使多1次電子束20成像於基板101面的情形下，會發生像場彎曲像差。若發生像場彎曲，則在基板101上的各射束的尺寸會發生參差。 因此，實施方式1中如圖2所示，使用多軸電磁透鏡210，根據周邊射束的中間像面和軸相距的距離而使其移位至比中心射束的中間像面位置還下游側，以補償在下游側的縮小光學系統發生的像場彎曲。換言之，藉由多軸電磁透鏡210調整各射束的中間像面位置，使其成為如同使在基板101上發生的像場彎曲的多1次電子束20的焦點位置上下反轉而成的位置之位置關係，而形成多1次電子束20的中間像面19。

為了調整各射束的中間像面位置，必須將藉由多軸電磁透鏡210而生成的作用於各射束的透鏡強度(磁場強度)設定成相異的強度。

鑑此，實施方式1中的上部磁極44的複數個通過孔47與下部磁極46的複數個通過孔48當中的至少一方，係藉由相異的複數個徑尺寸而形成，以使透鏡作用從中心朝向外周側變小。具體而言，通過孔47，48的徑尺寸相對於中心軸對稱地變化。換言之，軌道軸位於同一同心圓上的通過孔47，48形成為相同尺寸。例如如圖4所示，比起中心側的通過孔47，48，將外周側的通過孔47，48的徑尺寸增大。愈是軌道軸位於外側的同心圓上的通過孔47，48，徑尺寸愈變大。藉由增大徑尺寸，比起徑尺寸小的情形能夠減小磁場作用於通過的射束的強度。藉此，能夠將外周側的射束的焦點距離比中心側的射束的焦點距離還拉長。故，能夠修正在基板101上發生的像場彎曲。

圖5為示意實施方式1中的像場彎曲高度與射束列數之關係的一例的圖。圖5中，縱軸示意相對於中心射束的高度位置的像場彎曲高度。橫軸示意射束列數。如圖5所示，可知射束列數愈大，相對於中心射束的高度位置的像場彎曲高度愈高。

圖6為示意實施方式1中的對焦高度與通過孔的開口徑尺寸之關係的一例的圖。圖6中，縱軸示意對焦高度。橫軸示意通過孔的開口徑尺寸。如圖6所示，通過孔47，48的開口徑尺寸愈變大，愈能夠將通過的射束的焦點距離朝－z方向增大，而降低焦點位置(中間像面位置)的高度。換言之，通過孔47，48的開口徑尺寸愈變大，愈能夠減小作用於通過的射束的磁場的強度。

另，圖4中，針對上部磁極44的複數個通過孔47與下部磁極46的複數個通過孔48，雖示意相同軌道軸的通過孔彼此形成為相同的徑尺寸的情形，惟不限於此。實施方式1中，在上部磁極44與下部磁極46，設計成於供多1次電子束20當中的相同射束通過的同軸的通過孔彼此形成徑尺寸相異的通過孔亦合適。

圖7為示意實施方式1中的多軸電磁透鏡的上部磁極的通過孔的另一例的上視圖。 圖8為示意實施方式1中的多軸電磁透鏡的下部磁極的通過孔的另一例的上視圖。 如圖7及圖8例子所示，例如針對上部磁極44的複數個通過孔47，如同圖4，比起中心側的通過孔47，將外周側的通過孔47的徑尺寸增大。另一方面，針對下部磁極46的複數個通過孔48則藉由相同的徑尺寸而形成。像這樣，若僅靠上部磁極44的複數個通過孔47的徑尺寸的大小便可充分調整多1次電子束20的焦點位置，則針對下部磁極46的複數個通過孔48將徑尺寸訂為同一亦無妨。

或者，將圖7及圖8例子反過來，例如針對上部磁極44的複數個通過孔47藉由相同的徑尺寸而形成，針對下部磁極46的複數個通過孔48則如同圖4，比起中心側的通過孔48將外周側的通過孔48的徑尺寸增大亦可。若僅靠下部磁極46的複數個通過孔48的徑尺寸的大小便可充分調整多1次電子束20的焦點位置，則針對上部磁極44的複數個通過孔47將徑尺寸訂為同一亦無妨。

或者，針對上部磁極44的複數個通過孔47，如同圖4，比起中心側的通過孔47，將外周側的通過孔47的徑尺寸增大。此外，針對下部磁極46的複數個通過孔48，亦如同圖4，比起中心側的通過孔48，將外周側的通過孔48的徑尺寸增大。惟，設計成比起上部磁極44的複數個通過孔47將同軸的通過孔的徑尺寸減小或增大皆合適。

圖9為示意實施方式1的比較例中的在基板面上的多1次電子束的射束尺寸的一例的圖。 圖10為示意實施方式1中的在基板面上的多1次電子束的射束尺寸的一例的圖。比較例中，示意在未配置有多軸電磁透鏡210的構成下，照射至基板101上的各射束尺寸的一例。如圖9所示，比較例中，未藉由多軸電磁透鏡210修正像場彎曲像差，故導致射束尺寸愈外周側愈變大。相對於此，實施方式1中，藉由多軸電磁透鏡210修正像場彎曲像差，故如圖10所示，能夠在基板101形成略同一尺寸的多1次電子束20。

另，上述例子中，雖示意間隙G形成於內周壁18的高度方向的中央部的情形，惟不限於此。

圖11為示意實施方式1的變形例1中的多軸電磁透鏡的構成的一部分的剖視圖。圖11例子中，示意間隙G形成於內周壁18的高度方向的上端部的情形。圖11中，示意多軸電磁透鏡210的剖面的左側的線圈40與極片42的部分。其他的構成如同圖2～圖4。當間隙G形成於內周壁18的高度方向的上端部的情形下，上部磁極44只要在內周壁18的間隙G的多1次電子束20的行進方向的上游側連接至上壁12即可。

圖12為示意實施方式1的變形例2中的多軸電磁透鏡的構成的一部分的剖視圖。圖12例子中，示意間隙G形成於內周壁18的高度方向的下端部的情形。圖12中，示意多軸電磁透鏡210的剖面的左側的線圈40與極片42的部分。其他的構成如同圖2～圖4。當間隙G形成於內周壁18的高度方向的下端部的情形下，下部磁極46只要在內周壁18的間隙G的多1次電子束20的行進方向的下游側連接至下壁14即可。

圖13為用來說明實施方式1中的圖像取得的方式的一例的圖。圖13例子中，作為一例示意基板101為曝光用的光罩基板的情形。基板101的檢查區域330，例如朝向y方向以規定的寬度被分割成複數個條紋區域32。當基板101為半導體基板的情形下，形成於晶圓上的複數個晶片區域的各晶片區域(檢查區域)例如朝向y方向以規定的寬度被分割成複數個條紋區域32。

圖像取得機構150所做的掃掠動作，例如對每一條紋區域32實施。例如，一面使平台105朝－x方向移動，一面相對地朝x方向逐漸進行條紋區域32的掃掠動作。各條紋區域32，向著長邊方向被分割成複數個矩形區域33。射束往對象的矩形區域33之移動，是藉由2段的偏向器208，209(靜電偏向器)所造成的多1次電子束20全體的集體偏向而進行。

圖13例子中，例如揭示5×5列的多1次電子束20的情形。1次的多1次電子束20的照射所可照射之照射區域34，是由(基板101面上的多1次電子束20的x方向的射束間間距乘上x方向的射束數而得之x方向尺寸)×(基板101面上的多1次電子束20的y方向的射束間間距乘上y方向的射束數而得之y方向尺寸)來定義。照射區域34，成為多1次電子束20的視野。 然後，構成多1次電子束20的各1次電子束10，照射至藉由自身的射束所位處之x方向的射束間間距與y方向的射束間間距而被包圍的子照射區域29內，在該子照射區域29內做掃描(掃掠動作)。各1次電子束10，會負責彼此相異之其中一個子照射區域29。然後，各1次電子束10會照射負責子照射區域29內的相同位置。2段的偏向器208、209將多1次電子束20集體偏向，藉此在形成有圖案的基板101面上以多1次電子束20掃描。換言之，子照射區域29內的1次電子束10的移動，是藉由2段的偏向器208、209所造成的多1次電子束20全體的集體偏向來進行。重複該動作，以1個1次電子束10依序逐漸照射1個子照射區域29內。

各條紋區域32的寬度，合適是設定成和照射區域34的y方向尺寸相同，或者減縮掃掠餘邊(margin)份而成的尺寸。圖4例子中，示意照射區域34和矩形區域33為相同尺寸的情形。但，不限於此。照射區域34亦可比矩形區域33還小。或較大亦無妨。然後，構成多1次電子束20的各1次電子束10，照射至自身的射束所位處之子照射區域29內，在該子照射區域29內做掃描(掃掠動作)。然後，一旦1個子照射區域29的掃掠結束，則藉由2段的偏向器208、209所造成的多1次電子束20全體的集體偏向，照射位置往同一條紋區域32內的相鄰的矩形區域33移動。重複該動作，依序逐漸照射條紋區域32內。一旦1個條紋區域32的掃掠結束，則藉由平台105的移動或／及2段的偏向器208、209所做的多1次電子束20全體的集體偏向，照射區域34往下一條紋區域32移動。像以上這樣，藉由各1次電子束10的照射而進行每一子照射區域29的掃掠動作及2次電子圖像的取得。將該些每一子照射區域29的2次電子圖像組合，藉此構成矩形區域33的2次電子圖像、條紋區域32的2次電子圖像、或是晶片332的2次電子圖像。此外，當實際進行圖像比較的情形下，會將各矩形區域33內的子照射區域29進一步分割成複數個圖框(frame)區域30，針對每一圖框區域30的測定圖像即圖框圖像31來比較。圖13例子中，示意將藉由1個1次電子束10而被掃掠的子照射區域29例如分割成藉由朝x，y方向各自一分為二而形成的4個圖框區域30的情形。

此外，當平台105一面連續移動一面對基板101照射多1次電子束20的情形下，以多1次電子束20的照射位置跟隨平台105的移動之方式，藉由2段的偏向器208，209進行集體偏向所造成的追蹤動作。因此，多2次電子束300的放出位置相對於多1次電子束20的軌道中心軸會時時刻刻變化。同樣地，當在子照射區域29內掃掠的情形下，各2次電子束的放出位置在子照射區域29內會時時刻刻變化。為了使像這樣放出位置變化的各2次電子束照射至多檢測器222的相對應的檢測區域內，例如2段的偏向器225、226係將多2次電子束300集體偏向。換言之，偏向器225、226將由於運用多1次電子束20之掃描而變動的多2次電子束300在多檢測器222的檢測面上的位置，藉由多2次電子束的擺回偏向而使其不動。藉此，便能夠讓各2次電子束藉由多檢測器222的相對應的檢測元件而受到檢測。另，偏向器225，226不限於2段的偏向器，亦可藉由1段的偏向器而構成。

接著說明檢查處理。

作為掃掠工程，圖像取得機構150如上述般以多1次電子束20掃描(掃掠)對象物(此處為基板101)。此處，圖像取得機構150對每一條紋區域32以多1次電子束20掃掠該條紋區域32。如上述般，1次電子光學系統151以多1次電子束20照射對象物(此處為基板101)。由於基板101藉由多1次電子束20受到照射而放出的多2次電子束300，會藉由2次電子光學系統152而被導引至多檢測器222(檢測器陣列)。然後，被導引的多2次電子束300，藉由多檢測器222(檢測器陣列)而被檢測。被檢測的多2次電子束300中包含反射電子亦無妨。或是，反射電子在2次電子光學系統移動中發散，而未到達多檢測器222的情形亦無妨。然後，基於檢測出的多2次電子束300的訊號而取得2次電子圖像。具體而言，藉由多檢測器222檢測出的各子照射區域29內的每一像素的2次電子的檢測資料(測定圖像資料；2次電子圖像資料；被檢查圖像資料)，依測定順序被輸出至檢測電路106。在檢測電路106內，藉由未圖示之A/D變換器，類比的檢測資料被變換成數位資料，存儲於晶片圖案記憶體123。然後，得到的測定圖像資料，和來自位置電路107的示意各位置的資訊一起被傳輸至比較電路108。

圖14為示意實施方式1中的比較電路內的構成的一例的構成圖。圖14中，在比較電路108內，配置磁碟裝置等的記憶裝置50，52，56、圖框圖像作成部54、對位部57及比較部58。圖框圖像作成部54、對位部57及比較部58這些各「～部」係包含處理電路，該處理電路包含電子電路、電腦、處理器、電路基板、量子電路、或半導體裝置等。此外，各「～部」亦可運用共通的處理電路(同一處理電路)。或，亦可使用相異的處理電路(個別的處理電路)。在圖框圖像生成部54、對位部57及比較部58內必要的輸入資料或是演算出的結果會隨時被記憶於未圖示之記憶體、或記憶體118。

作為比較工程，比較電路108將取得的2次電子圖像和規定的參照圖像比較。具體而言例如如以下般動作。

傳輸至比較電路108內的測定圖像資料(射束圖像)，被存儲於記憶裝置50。

然後，圖框圖像作成部54，作成將藉由各1次電子束的掃掠動作而取得的子照射區域29的圖像資料進一步分割而成之複數個圖框區域30的每一圖框區域30的圖框圖像31。然後，將圖框區域30使用作為被檢查圖像的單位區域。另，各圖框區域30，合適是構成為相互的餘邊(margin)區域疊合，以使圖像沒有缺漏。作成的圖框圖像31，被存儲於記憶裝置56。

另一方面，參照圖像作成電路112，基於形成於基板101的複數個圖形圖案的原稿即設計資料，而對每一圖框區域30作成和圖框圖像31相對應的參照圖像。具體而言係如以下般動作。首先，從記憶裝置109通過控制計算機110讀出設計圖案資料，將此讀出的設計圖案資料中定義之各圖形圖案變換成2元值或多元值的影像資料。

如上述般，設計圖案資料中定義的圖形例如是以長方形或三角形作為基本圖形，而存儲有例如藉由圖形的在基準位置的座標(x、y)、邊的長度、區別長方形或三角形等圖形種類的作為識別符的圖形代碼這類資訊來定義各圖案圖形的形狀、大小、位置等之圖形資料。

該作為圖形資料的設計圖案資料一旦被輸入至參照圖像作成電路112，就會展開至每個圖形的資料，而解譯示意該圖形資料的圖形形狀之圖形代碼、圖形尺寸等。然後，展開成二元值或多元值的設計圖案圖像資料以作為配置於以規定的量子化尺寸的網格為單位之棋盤格內的圖案，並輸出之。換言之，將設計資料讀入，對於將檢查區域予以假想分割成以規定尺寸為單位之棋盤格而成的每個棋盤格，演算設計圖案中的圖形所占之占有率，而輸出n位元的占有率資料。例如，合適是將1個棋盤格設定作為1像素。然後，若訂定令1像素具有1/2 ⁸(=1/256)的解析力，則將1/256的小區域恰好分配至配置於像素內之圖形的區域份，來演算像素內的占有率。然後，成為8位元的占有率資料。該棋盤格(檢查像素)，可契合於測定資料的像素。

接著，參照圖像作成電路112，對圖形的影像資料亦即設計圖案的設計圖像資料，使用規定的濾波函數施加濾波處理。藉此，便能夠將圖像強度(濃淡值)為數位值的設計側的影像資料亦即設計圖像資料，契合於藉由多1次電子束20的照射而得到的像生成特性。作成的參照圖像的每一像素的圖像資料被輸出至比較電路108。傳輸至比較電路108內的參照圖像資料，被存儲於記憶裝置52。

接著，對位部57讀出作為被檢查圖像的圖框圖像31及和該圖框圖像31相對應的參照圖像，以比像素還小的子像素單位將兩圖像對位。例如，可以最小平方法進行對位。

然後，比較部58將被載置於平台105上的基板101的2次電子圖像和規定的圖像比較。具體而言，比較部58依每一像素比較圖框圖像31及參照圖像。比較部58遵照規定的判定條件依每一像素比較兩者，判定有無例如形狀缺陷這類的缺陷。例如，若每一像素的階度值差比判定閾值Th還大則判定為缺陷。然後，比較結果被輸出。比較結果，可被輸出至記憶裝置109、或記憶體118，或藉由印表機119被輸出。

另，除上述的晶粒對資料庫檢查以外，進行將拍攝同一基板上的不同場所的同一圖案而得的測定圖像資料彼此比較之晶粒對晶粒檢查亦佳。或者，僅運用自我的測定圖像做檢查亦無妨。

像以上這樣，按照實施方式1，能夠修正在多1次電子束20發生的像場彎曲像差。

[實施方式2] 實施方式2中的檢查裝置100的構成，除了多軸電磁透鏡210的內部構成相異這點以外，如同圖1。此外，以下除了特別說明的點以外之內容，如同實施方式1。

圖15為示意實施方式2中的多軸電磁透鏡的構成的一例的剖視圖。圖15中，除了在上部磁極44與下部磁極46之間配置了複數個修正線圈49這點以外，如同圖2。此外，實施方式2中的軸電磁透鏡的成形孔徑陣列基板的構成的一例，如同圖3。實施方式2中的示意多軸電磁透鏡的上部磁極與下部磁極的構成的一例的上視圖，如同圖4。

各修正線圈49，個別地修正多1次電子束20當中的對應的射束。各修正線圈49，例如是在和上部磁極44與下部磁極46之相同軸的通過孔的徑尺寸具有同尺寸的內徑的非磁性體的筒的外周面形成線圈。各修正線圈49，藉由自身形成的磁場所造成的透鏡作用來修正以各通過孔的尺寸未能充分調整的焦點位置。

藉由修正線圈更能夠高精度地修正像場彎曲。

以上說明中，一連串的「～電路」係包含處理電路，該處理電路包含電子電路、電腦、處理器、電路基板、量子電路、或是半導體裝置等。此外，各「～電路」亦可使用共通的處理電路(同一處理電路)。或，亦可使用相異的處理電路(個別的處理電路)。令處理器等執行之程式，可記錄於磁碟裝置、磁帶裝置、FD(Floppy Disk；軟碟)、或是ROM(Read Only Memory；唯讀記憶體)等的記錄媒體。例如，位置電路107、比較電路108及參照圖像作成電路112等，亦可藉由上述的至少1個處理電路來構成。

以上已一面參照具體例一面說明了實施方式。但，本發明並非限定於該些具體例。

此外，針對裝置構成或控制手法等對於本發明說明非直接必要之部分等雖省略記載，但能夠適當選擇使用必要之裝置構成或控制手法。

其他具備本發明之要素，且所屬技術領域者可適當變更設計之所有電磁透鏡及多電子束照射裝置，均包含於本發明之範圍。 [產業利用性]

本發明的一個態樣有關電磁透鏡及多電子束照射裝置。例如能夠利用於運用多1次電子束的照射所造成的2次電子圖像來做圖案檢查之多射束檢查裝置中搭載的電磁透鏡。

10:1次電子束 12:上壁 14:下壁 16:外周壁 18:內周壁 19:中間像面 20:多1次電子束 22:孔 29:子照射區域 30:圖框區域 31:圖框圖像 32:條紋區域 33:矩形區域 34:照射區域 40:線圈 42:極片 44:上部磁極 46:下部磁極 47,48:通過孔 49:修正線圈 50,52,56:記憶裝置 54:圖框圖像作成部 57:對位部 58:比較部 100:檢查裝置 101:基板 102:電子束鏡柱 103:檢查室 105: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 111:標記 112:參照圖像作成電路 114:平台控制電路 117:監視器 118:記憶體 119:印表機 120:匯流排 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 130:多軸電磁透鏡控制電路 132:E×B分離器控制電路 142:平台驅動機構 144,146,147,148,149:DAC放大器 150:圖像取得機構 151:1次電子光學系統 152:2次電子光學系統 160:控制系統電路 200:電子束 201:電子槍 202,205:電磁透鏡 203:成形孔徑陣列基板 206,207:電磁透鏡 208:偏向器 209:偏向器 210:多軸電磁透鏡 212:集體偏向器 213:限制孔徑基板 214:E×B分離器 216:鏡 218:偏向器 222:多檢測器 224:電磁透鏡 225,226:偏向器 300:多2次電子束

[圖1]示意實施方式1中的圖案檢查裝置的構成的構成圖。 [圖2]示意實施方式1中的多軸電磁透鏡的構成的一例的剖視圖。 [圖3]示意實施方式1中的多軸電磁透鏡的成形孔徑陣列基板的一例的上視圖。 [圖4]示意實施方式1中的多軸電磁透鏡的上部磁極與下部磁極的構成的一例的上視圖。 [圖5]示意實施方式1中的像場彎曲高度與射束列數之關係的一例的圖。 [圖6]示意實施方式1中的對焦高度與通過孔的開口徑尺寸之關係的一例的圖。 [圖7]示意實施方式1中的多軸電磁透鏡的上部磁極的通過孔的另一例的上視圖。 [圖8]示意實施方式1中的多軸電磁透鏡的下部磁極的通過孔的另一例的上視圖。 [圖9]示意實施方式1的比較例中的在基板面上的多1次電子束的射束尺寸的一例的圖。 [圖10]示意實施方式1中的在基板面上的多1次電子束的射束尺寸的一例的圖。 [圖11]示意實施方式1的變形例1中的多軸電磁透鏡的構成的一部分的剖視圖。 [圖12]示意實施方式1的變形例2中的多軸電磁透鏡的構成的一部分的剖視圖。 [圖13]用來說明實施方式1中的圖像取得的方式的一例的圖。 [圖14]示意實施方式1中的比較電路內的構成的一例的構成圖。 [圖15]示意實施方式2中的多軸電磁透鏡的構成的一例的剖視圖。

12:上壁

14:下壁

16:外周壁

18:內周壁

19:中間像面

20:多1次電子束

40:線圈

42:極片

44:上部磁極

46:下部磁極

200:電子束

203:成形孔徑陣列基板

210:多軸電磁透鏡

G:間隙

Claims (10)

1. 一種電磁透鏡，其特徵為，具備： 線圈； 極片(polepiece)，藉由磁性體而形成，具有：上壁，在通過的多電子束的行進方向的上游側；下壁，在前述多電子束的行進方向的下游側；外周壁；以及內周壁，在周方向形成有間隙；藉由前述上壁與前述下壁與前述外周壁與前述內周壁而圍繞前述線圈； 第1磁極，藉由磁性體而形成，形成供前述多電子束通過的複數個第1開口部，在前述內周壁的間隙的前述多電子束的行進方向的上游側連接至前述內周壁或者前述上壁，而配置成堵塞比前述內周壁還內側的空間； 第2磁極，藉由磁性體而形成，形成供前述多電子束通過的複數個第2開口部，在前述內周壁的間隙的前述多電子束的行進方向的下游側連接至前述內周壁或者前述下壁，而配置成堵塞比前述內周壁還內側的空間； 前述複數個第1開口部與前述複數個第2開口部當中的至少一方，係藉由相異的複數個徑尺寸而形成，以使透鏡作用從中心朝向外周側變小。
2. 如請求項1記載的電磁透鏡，其中，前述徑尺寸相對於中心軸對稱地變化。
3. 如請求項1記載的電磁透鏡，其中，在前述第1磁極與前述第2磁極，在供前述多電子束當中的相同射束通過的同軸的開口部彼此，形成徑尺寸相異的開口部。
4. 如請求項1記載的電磁透鏡，其中，更具備：複數個修正線圈，配置於前述第1磁極與前述第2磁極之間，個別地修正前述多電子束的對應的射束。
5. 如請求項1記載的電磁透鏡，其中，更具備：成形孔徑陣列基板，配置於前述第1磁極上，接受電子束的照射而形成多電子束。
6. 如請求項5記載的電磁透鏡，其中，在前述成形孔徑陣列基板形成複數個第3開口部，以形成前述多電子束， 前述第1磁極的前述複數個第1開口部，藉由比前述成形孔徑陣列基板的複數個第3開口部還大的徑尺寸而形成。
7. 如請求項5記載的電磁透鏡，其中，在前述成形孔徑陣列基板形成複數個第3開口部，以形成前述多電子束， 前述第2磁極的前述複數個第2開口部，藉由比前述成形孔徑陣列基板的複數個第3開口部還大的徑尺寸而形成。
8. 如請求項1記載的電磁透鏡，其中，在前述第1磁極與前述第2磁極，在供前述多電子束當中的相同射束通過的同軸的開口部彼此，形成相同徑尺寸的開口部。
9. 如請求項1記載的電磁透鏡，其中，前述極片與前述第1磁極與前述第2磁極係一體地形成。
10. 一種多電子束照射裝置，其特徵為，具備： 電磁透鏡，具有： 線圈； 極片，藉由磁性體而形成，具有：上壁，在通過的多電子束的行進方向的上游側；下壁，在前述多電子束的行進方向的下游側；外周壁；以及內周壁，在周方向形成有間隙；藉由前述上壁與前述下壁與前述外周壁與前述內周壁而圍繞前述線圈； 第1磁極，藉由磁性體而形成，形成供前述多電子束通過的複數個第1開口部，在前述內周壁的間隙的前述多電子束的行進方向的上游側連接至前述內周壁或者前述上壁，而配置成堵塞比前述內周壁還內側的空間； 第2磁極，藉由磁性體而形成，形成供前述多電子束通過的複數個第2開口部，在前述內周壁的間隙的前述多電子束的行進方向的下游側連接至前述內周壁或者前述下壁，而配置成堵塞比前述內周壁還內側的空間； 其中，前述複數個第1開口部與前述複數個第2開口部當中的至少一方，係藉由相異的複數個徑尺寸而形成，以使透鏡作用從中心朝向外周側變小； 平台，載置試料，該試料接受通過了前述電磁透鏡的多電子束的照射。