JP2017126428A - Inspection device - Google Patents
Inspection device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2017126428A JP2017126428A JP2016003722A JP2016003722A JP2017126428A JP 2017126428 A JP2017126428 A JP 2017126428A JP 2016003722 A JP2016003722 A JP 2016003722A JP 2016003722 A JP2016003722 A JP 2016003722A JP 2017126428 A JP2017126428 A JP 2017126428A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sample
- inspection
- light
- optical system
- primary
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000007689 inspection Methods 0.000 title claims abstract description 127
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 96
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims abstract description 20
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 claims abstract description 19
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 34
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 38
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 32
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 29
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 26
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 description 14
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 13
- 230000008859 change Effects 0.000 description 11
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 11
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 10
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 10
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 10
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 description 8
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 8
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 7
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 7
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 7
- 230000008569 process Effects 0.000 description 7
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 6
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 6
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 6
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 5
- 230000006870 function Effects 0.000 description 5
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 5
- 230000003749 cleanliness Effects 0.000 description 4
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 4
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 4
- 230000003028 elevating effect Effects 0.000 description 4
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 4
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 4
- 230000005405 multipole Effects 0.000 description 4
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 4
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 4
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 4
- 238000003705 background correction Methods 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 3
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 3
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000003491 array Methods 0.000 description 2
- 201000009310 astigmatism Diseases 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 208000028659 discharge Diseases 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 2
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 2
- 238000013507 mapping Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 238000001127 nanoimprint lithography Methods 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 239000003566 sealing material Substances 0.000 description 2
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 101000873785 Homo sapiens mRNA-decapping enzyme 1A Proteins 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 description 1
- 102100035856 mRNA-decapping enzyme 1A Human genes 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- -1 or the like Substances 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 230000002040 relaxant effect Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
- Electron Sources, Ion Sources (AREA)
Abstract
Description
本発明は、検査対象の表面に形成されたパターンの欠陥等を検査する検査装置及び検査方法に関する。 The present invention relates to an inspection apparatus and an inspection method for inspecting a defect or the like of a pattern formed on a surface to be inspected.
従来の半導体検査装置は、１００ｎｍデザインルールに対応した装置と技術であった。しかし、検査対象の試料は、ウエハ、露光用マスク、ＥＵＶマスク、ＮＩＬ（ナノインプリントリソグラフィ）マスク及び基板と多様化しており、現在は試料が５〜３０ｎｍのデザインルールに対応した装置及び技術が求められている。すなわち、パターンにおけるＬ／Ｓ（ライン／スペース）又はｈｐ（ハーフピッチ）のノードが５〜３０ｎｍの世代に対する対応が求められている。このような試料を検査装置で検査する場合、高分解能を得ることが必要になる。 The conventional semiconductor inspection apparatus has been an apparatus and technology corresponding to the 100 nm design rule. However, the samples to be inspected are diversified with wafers, exposure masks, EUV masks, NIL (nanoimprint lithography) masks, and substrates, and currently, there is a need for an apparatus and technology corresponding to the design rule for samples of 5 to 30 nm. ing. That is, it is required to deal with generations in which the node of L / S (line / space) or hp (half pitch) in the pattern is 5 to 30 nm. When inspecting such a sample with an inspection apparatus, it is necessary to obtain high resolution.
ここで試料とは、露光用マスク、ＥＵＶマスク、ナノインプリント用マスク（及びテンプレート）、半導体ウエハ、光学素子用基板、光回路用基板等である。これらは、パターンを有するものとパターンがないものとがある。パターンが有るものは、凹凸のあるものとないものとが有る。凹凸のないパターンは、異なった材料によるパターン形成がなされている。パターンがないものには、酸化膜がコーティングされているものと、酸化膜がコーティングされていないものとが有る。 Here, the sample is an exposure mask, EUV mask, nanoimprint mask (and template), semiconductor wafer, optical element substrate, optical circuit substrate, or the like. Some of these have a pattern and some have no pattern. Some of them have a pattern and some do not. Patterns with no irregularities are formed with different materials. Those without a pattern include those coated with an oxide film and those not coated with an oxide film.
従来の半導体検査装置として、ステージの連続的な移動に伴う試料の移動と偏向手段による試料より発生した二次電子を一定方向に加速させたビーム（以下、二次ビームと表記する）の軌道の偏向とを同期させて制御することで、二次元ＣＣＤセンサ上で二次ビームの像を停止させ、その同期期間中に試料の同じ検出領域の像を二次元ＣＣＤセンサの同じ個所に投影させるようにした電子像追従式の電子光学装置を用いた電子線検査装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。 As a conventional semiconductor inspection apparatus, the trajectory of a beam (hereinafter referred to as a secondary beam) obtained by accelerating secondary electrons generated from the sample by the movement of the sample with the continuous movement of the stage and the deflection means in a certain direction. By controlling the deflection synchronously, the image of the secondary beam is stopped on the two-dimensional CCD sensor, and the image of the same detection area of the sample is projected on the same portion of the two-dimensional CCD sensor during the synchronization period. 2. Description of the Related Art An electron beam inspection apparatus using an electron image following type electron optical apparatus is known (see, for example, Patent Document 1).
このような検査装置の一次光学系として、光が照射されることにより一次ビームを発生する光電面を用いた一次光学系の開発が進められている。従来、光を発生する光源としては、ガウス分布の光を発生するものが一般的であった。 As a primary optical system of such an inspection apparatus, development of a primary optical system using a photocathode that generates a primary beam when irradiated with light has been advanced. Conventionally, as a light source that generates light, a light source that generates light having a Gaussian distribution has been generally used.
しかしながら、ガウス分布の光を光電面に照射すると、光電面からもガウス分布の一次ビームが発生する。ガウス分布の一次ビームを用いると、試料の検査領域（ビーム照射領域）の中心部が明るく端部が暗くなり、試料の検査領域全面で均一な検査を行うことが困難であるという問題があった。 However, when the photocathode is irradiated with light having a Gaussian distribution, a primary beam of the Gaussian distribution is also generated from the photocathode. When the primary beam of the Gaussian distribution is used, there is a problem that the central portion of the sample inspection region (beam irradiation region) is bright and the end portion is dark, making it difficult to perform a uniform inspection over the entire surface of the sample inspection region. .
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたもので、試料の検査領域全面で均一な検査を行うことのできる検査装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide an inspection apparatus capable of performing a uniform inspection over the entire inspection region of a sample.
本発明の検査装置は、試料を検査する検査装置であって、前記試料を載置するステージと、前記ステージ上の前記試料に対して１次ビームを照射する１次光学系と、前記１次ビームの照射により前記試料から発生した２次ビームを検出器に導く２次光学系と、を備え、前記１次光学系は、ガウス分布の光を出射する光源と、前記ガウス分布の光を均一分布の光に変換する光学部品と、前記均一分布の光が入射されることにより前記１次ビームを出射する光電面と、を備えている。 The inspection apparatus of the present invention is an inspection apparatus for inspecting a sample, a stage on which the sample is placed, a primary optical system that irradiates the sample on the stage with a primary beam, and the primary A secondary optical system for guiding a secondary beam generated from the sample to the detector by beam irradiation, and the primary optical system uniformly emits light having a Gaussian distribution and light having the Gaussian distribution. An optical component that converts light into a distribution of light and a photocathode that emits the primary beam when the light with the uniform distribution is incident thereon.
この構成により、光源から発生したガウス分布の光が、光学部品によって均一分布の光に変換されて、光電面に照射される。均一分布の光が光電面に照射されると、光電面から均一分布の一次ビームが発生する。均一分布の一次ビームを用いることにより、試料の検査領域全面で均一な検査を行うことができる。 With this configuration, the Gaussian distribution light generated from the light source is converted into a uniform distribution by the optical component and irradiated onto the photocathode. When uniformly distributed light is irradiated onto the photocathode, a primary beam of uniform distribution is generated from the photocathode. By using a uniformly distributed primary beam, a uniform inspection can be performed over the entire inspection region of the sample.
また、本発明の検査装置では、前記光電面は、真空チャンバ内に配置され、前記光学部品は、真空チャンバ外に配置されてもよい。 In the inspection apparatus of the present invention, the photocathode may be disposed in a vacuum chamber, and the optical component may be disposed outside the vacuum chamber.
この構成により、光源と光学部品が真空チャンバ外に配置されるので、光源から発生した光に対する光学部品の位置の調整（微調整）を容易に行うことができる。 With this configuration, since the light source and the optical component are disposed outside the vacuum chamber, the position (fine adjustment) of the optical component with respect to the light generated from the light source can be easily performed.
また、本発明の検査装置では、前記光学部品は、前記ガウス分布の光を前記均一分布の光に変換するフライアイレンズであってもよい。 In the inspection apparatus of the present invention, the optical component may be a fly-eye lens that converts the Gaussian light to the uniform light.
この構成により、フライアイレンズを用いて、ガウス分布の光を均一分布の光に変換することができ、光電面から均一分布の一次ビームが発生させることができる。 With this configuration, using a fly-eye lens, light with a Gaussian distribution can be converted into light with a uniform distribution, and a primary beam with a uniform distribution can be generated from the photocathode.
また、本発明の検査装置では、前記光学部品は、前記ガウス分布の光を前記均一分布の光に変換するロッドレンズであってもよい。 In the inspection apparatus of the present invention, the optical component may be a rod lens that converts the Gaussian light to the uniform light.
この構成により、ロッドレンズを用いて、ガウス分布の光を均一分布の光に変換することができ、光電面から均一分布の一次ビームが発生させることができる。 With this configuration, it is possible to convert light with a Gaussian distribution into light with a uniform distribution using a rod lens, and to generate a primary beam with a uniform distribution from the photocathode.
また、本発明の検査装置では、前記１次光学系は、前記均一分布の光の前記光電面への結像倍率を設定するための結像レンズを備えてもよい。 In the inspection apparatus of the present invention, the primary optical system may include an imaging lens for setting an imaging magnification of the uniformly distributed light on the photocathode.
この構成により、結像レンズを用いて、均一分布の光の光電面への結像倍率を適切に設定することができる。したがって、光学部品（フライアイレンズやロッドレンズ）と光電面との間の距離を適切に設定する（十分に確保する）ことができる。 With this configuration, the imaging magnification of the uniformly distributed light on the photocathode can be appropriately set using the imaging lens. Therefore, the distance between the optical component (fly eye lens or rod lens) and the photocathode can be set appropriately (ensure sufficiently).
本発明によれば、均一分布の一次ビームを用いることにより、試料の検査領域全面で均一な検査を行うことができる。 According to the present invention, uniform inspection can be performed over the entire inspection region of a sample by using a uniformly distributed primary beam.
以下、本発明の実施の形態の検査装置について、図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、本発明を実施する場合の一例を示すものであって、本発明を以下に説明する具体的構成に限定するものではない。本発明の実施にあたっては、実施の形態に応じた具体的構成が適宜採用されてよい。 Hereinafter, an inspection apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The embodiment described below shows an example when the present invention is implemented, and the present invention is not limited to the specific configuration described below. In carrying out the present invention, a specific configuration according to the embodiment may be adopted as appropriate.
図１及び図２において、本実施形態による検査装置１の主要構成要素が立面及び平面で示されている。 In FIG.1 and FIG.2, the main component of the inspection apparatus 1 by this embodiment is shown by the elevation and the plane.
本実施形態による検査装置１は、複数枚の試料を収納したカセットを保持するカセットホルダ１０と、ミニエンバイロメント装置２０と、ワーキングチャンバを画成する主ハウジング３０と、ミニエンバイロメント装置２０と主ハウジング３０との間に配置されていて、二つのローディングチャンバを画成するローダハウジング４０と、試料をカセットホルダ１０から主ハウジング３０内に配置されたステージ装置５０上に装填するローダー６０と、主ハウジング３０に取り付けられた電子光学装置７０と、光学顕微鏡３０００と、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）３００２と、を備え、それらは図１及び図２に示されるような位置関係で配置されている。検査装置１は、更に、真空の主ハウジング３０内に配置されたプレチャージユニット８１と、試料に電位を印加する電位印加機構と、電子ビームキャリブレーション機構と、ステージ装置５０上での試料の位置決めを行うためのアライメント制御装置８７を構成する光学顕微鏡８７１と、を備えている。 The inspection apparatus 1 according to the present embodiment includes a cassette holder 10 that holds a cassette that stores a plurality of samples, a mini-environment device 20, a main housing 30 that defines a working chamber, a mini-environment device 20, and a main A loader housing 40 disposed between the housing 30 and defining two loading chambers; a loader 60 for loading a sample from the cassette holder 10 onto a stage device 50 disposed in the main housing 30; An electron optical device 70 attached to the housing 30, an optical microscope 3000, and a scanning electron microscope (SEM) 3002 are provided and are arranged in a positional relationship as shown in FIGS. 1 and 2. The inspection apparatus 1 further includes a precharge unit 81 disposed in the vacuum main housing 30, a potential application mechanism that applies a potential to the sample, an electron beam calibration mechanism, and positioning of the sample on the stage device 50. And an optical microscope 871 constituting an alignment control device 87 for performing the above.
ここで試料とは、露光用マスク、ＥＵＶマスク、ナノインプリント用マスク（及びテンプレート）、半導体ウエハ、光学素子用基板、光回路用基板等である。これらは、パターンを有するものとパターンがないものとがある。パターンが有るものは、凹凸のあるものとないものとが有る。凹凸のないパターンは、異なった材料によるパターン形成がなされている。パターンがないものには、酸化膜がコーティングされているものと、酸化膜がコーティングされていないものとが有る。 Here, the sample is an exposure mask, EUV mask, nanoimprint mask (and template), semiconductor wafer, optical element substrate, optical circuit substrate, or the like. Some of these have a pattern and some have no pattern. Some of them have a pattern and some do not. Patterns with no irregularities are formed with different materials. Those without a pattern include those coated with an oxide film and those not coated with an oxide film.
＜カセットホルダ＞
カセットホルダ１０は、複数枚（例えば２５枚）の試料が上下方向に平行に並べられた状態で収納されたカセットｃ（例えば、アシスト社製のＳＭＩＦ、ＦＯＵＰのようなクローズドカセット）を複数個（この実施形態では２個）保持するようになっている。このカセットホルダとしては、カセットをロボット等により搬送してきて自動的にカセットホルダ１０に装填する場合にはそれに適した構造のものを、また人手により装填する場合にはそれに適したオープンカセット構造のものをそれぞれ任意に選択して設置できるようになっている。カセットホルダ１０は、この実施形態では、自動的にカセットｃが装填される形式であり、例えば昇降テーブル１１と、その昇降テーブル１１を上下移動させる昇降機構１２とを備え、カセットｃは昇降テーブル上に図２で鎖線図示の状態で自動的にセット可能になっていて、セット後、図２で実線図示の状態に自動的に回転されてミニエンバイロメント装置２０内の第１の搬送ユニット６１の回動軸線に向けられる。また、昇降テーブル１１は図１で鎖線図示の状態に降下される。このように、自動的に装填する場合に使用するカセットホルダ、或いは人手により装填する場合に使用するカセットホルダはいずれも公知の構造のものを適宜使用すればよいので、その構造及び機能の詳細な説明は省略する。
<Cassette holder>
The cassette holder 10 includes a plurality of cassettes c (for example, closed cassettes such as SMIF and FOUP manufactured by Assist) in which a plurality of samples (for example, 25 sheets) are stored in a state of being arranged in parallel in the vertical direction. 2 in this embodiment). As this cassette holder, a cassette having a structure suitable for the case where the cassette is transported by a robot or the like and automatically loaded into the cassette holder 10, or an open cassette having a structure suitable for the manual loading is used. Each can be selected and installed. In this embodiment, the cassette holder 10 is of a type in which the cassette c is automatically loaded. For example, the cassette holder 10 includes an elevating table 11 and an elevating mechanism 12 that moves the elevating table 11 up and down. 2 can be automatically set in the state shown by the chain line in FIG. 2, and after the setting, the first transport unit 61 in the mini-environment apparatus 20 is automatically rotated to the state shown in the solid line in FIG. Directed to the pivot axis. Further, the lifting table 11 is lowered to the state shown by the chain line in FIG. As described above, the cassette holder used for automatic loading or the cassette holder used for manual loading may be a known structure as appropriate. Description is omitted.
なお、カセットｃ内に収納される試料は、検査を受ける試料であり、そのような検査は、半導体製造工程中で試料を処理するプロセスの後、若しくはプロセスの途中で行われる。具体的には、成膜工程、ＣＭＰ、イオン注入等を受けた試料、表面にパターンが形成された試料、又はパターンが未だに形成されていない試料が、カセット内に収納される。カセットｃ内に収容される試料は多数枚上下方向に隔ててかつ平行に並べて配置されているため、任意の位置の試料を第１の搬送ユニット６１で保持できるように、第１の搬送ユニット６１のアーム６１２を上下移動できるようになっている。 The sample stored in the cassette c is a sample to be inspected, and such inspection is performed after or during the process of processing the sample in the semiconductor manufacturing process. Specifically, a sample subjected to a film forming process, CMP, ion implantation, or the like, a sample having a pattern formed on the surface, or a sample in which a pattern has not yet been formed is stored in a cassette. Since a large number of samples accommodated in the cassette c are arranged side by side in parallel in the vertical direction, the first transport unit 61 can hold the sample at an arbitrary position by the first transport unit 61. The arm 612 can be moved up and down.
＜ミニエンバイロメント装置＞
図１及び図２において、ミニエンバイロメント装置２０は、雰囲気制御されるようになっているミニエンバイロメント空間２１を画成するハウジング２２と、ミニエンバイロメント空間２１内で清浄空気のような気体を循環して雰囲気制御するための気体循環装置２３と、ミニエンバイロメント空間２１内に供給された空気の一部を回収して排出する排出装置２４と、ミニエンバイロメント空間２１内に配設されていて検査対象としての試料を粗位置決めするプリアライナ２５とを備えている。
<Mini-environment device>
1 and 2, a mini-environment device 20 includes a housing 22 that defines a mini-environment space 21 that is controlled in atmosphere, and a gas such as clean air in the mini-environment space 21. A gas circulation device 23 for circulating and controlling the atmosphere, a discharge device 24 for collecting and discharging a part of the air supplied into the mini-environment space 21, and a mini-environment space 21 are provided. And a pre-aligner 25 for roughly positioning a sample to be inspected.
ハウジング２２は、頂壁２２１、底壁２２２及び四周を囲む周壁２２３を有し、ミニエンバイロメント空間２１を外部から遮断する構造になっている。ミニエンバイロメント空間を雰囲気制御するために、気体循環装置２３は、ミニエンバイロメント空間２１内において、頂壁２２１に取り付けられていて、気体（この実施形態では空気）を清浄にして一つ又はそれ以上の気体吹き出し口（図示せず）を通して清浄空気を真下に向かって層流状に流す気体供給ユニット２３１と、ミニエンバイロメント空間２１内において底壁２２２の上に配置されていて、底に向かって流れ下った空気を回収する回収ダクト２３２と、回収ダクト２３２と気体供給ユニット２３１とを接続して回収された空気を気体供給ユニット２３１に戻す導管２３３とを備えている。この実施形態では、気体供給ユニット２３１は供給する空気の約２０％をハウジング２２の外部から取り入れて清浄にするようになっているが、この外部から取り入れられる気体の割合は任意に選択可能である。気体供給ユニット２３１は、清浄空気をつくりだすための公知の構造のＨＥＰＡ若しくはＵＬＰＡフィルタを備えている。清浄空気の層流状の下方向の流れすなわちダウンフローは、主に、ミニエンバイロメント空間２１内に配置された第１の搬送ユニット６１による搬送面を通して流れるように供給され、搬送ユニットにより発生する虞のある塵埃が試料に付着するのを防止するようになっている。したがって、ダウンフローの噴出口は必ずしも図示のように頂壁に近い位置である必要はなく、搬送ユニットによる搬送面より上側にあればよい。また、ミニエンバイロメント空間全面に亘って流す必要もない。なお、場合によっては、清浄空気としてイオン風を使用することによって清浄度を確保することができる。また、ミニエンバイロメント空間内には清浄度を観察するためのセンサを設け、清浄度が悪化したときに装置をシャットダウンすることもできる。ハウジング２２の周壁２２３のうちカセットホルダ１０に隣接する部分には出入り口２２５が形成されている。出入り口２２５近傍には公知の構造のシャッタ装置を設けて出入り口２２５をミニエンバイロメント装置側から閉じるようにしてもよい。試料近傍でつくる層流のダウンフローは、例えば０．３ないし０．４ｍ／ｓｅｃの流速でよい。気体供給ユニットはミニエンバイロメント空間２１内でなくその外側に設けてもよい。 The housing 22 has a top wall 221, a bottom wall 222, and a peripheral wall 223 that surrounds the four circumferences, and has a structure that blocks the mini-environment space 21 from the outside. In order to control the atmosphere of the mini-environment space, the gas circulation device 23 is attached to the top wall 221 in the mini-environment space 21 to clean the gas (in this embodiment, air) and / or A gas supply unit 231 for flowing clean air in a laminar flow through the above gas outlet (not shown) and a bottom wall 222 in the mini-environment space 21 are arranged on the bottom wall 222 and directed toward the bottom. A recovery duct 232 for recovering the air that has flowed down, and a conduit 233 for connecting the recovery duct 232 and the gas supply unit 231 and returning the recovered air to the gas supply unit 231. In this embodiment, the gas supply unit 231 takes about 20% of the supplied air from the outside of the housing 22 and cleans it. However, the ratio of the gas taken in from the outside can be arbitrarily selected. . The gas supply unit 231 includes a HEPA or ULPA filter having a known structure for producing clean air. The laminar flow of the clean air, that is, the downward flow, that is, the downflow is mainly supplied to flow through the transport surface by the first transport unit 61 disposed in the mini-environment space 21 and is generated by the transport unit. This prevents dust having a possibility of adhering to the sample. Therefore, it is not always necessary that the downflow jet outlet is located close to the top wall as shown in the drawing, and it is sufficient if it is above the transport surface of the transport unit. Moreover, there is no need to flow over the entire mini-environment space. In some cases, cleanliness can be ensured by using ion wind as clean air. Further, a sensor for observing the cleanliness can be provided in the mini-environment space, and the apparatus can be shut down when the cleanliness deteriorates. An entrance / exit 225 is formed in a portion of the peripheral wall 223 of the housing 22 adjacent to the cassette holder 10. A shutter device having a known structure may be provided in the vicinity of the doorway 225 so that the doorway 225 is closed from the mini-environment device side. The laminar flow downflow created in the vicinity of the sample may be, for example, a flow rate of 0.3 to 0.4 m / sec. The gas supply unit may be provided outside the mini-environment space 21 instead of inside it.
排出装置２４は、第１の搬送ユニット６１の試料搬送面より下側の位置で第１の搬送ユニット６１の下部に配置された吸入ダクト２４１と、ハウジング２２の外側に配置されたブロワー（図示せず）と、吸入ダクト２４１とブロワーとを接続する導管（図示せず）と、を備えている。この排出装置２４は、第１の搬送ユニット６１の周囲を流れ下り、第１の搬送ユニット６１により発生する可能性のある塵埃を含んだ気体を、吸入ダクト２４１により吸引し、導管及びブロワーを介してハウジング２２の外側に排出する。この場合、ハウジング２２の近くに引かれた排気管（図示せず）内に排出してもよい。 The discharge device 24 includes a suction duct 241 disposed below the first transport unit 61 at a position below the sample transport surface of the first transport unit 61, and a blower (not shown) disposed outside the housing 22. And a conduit (not shown) connecting the suction duct 241 and the blower. The discharge device 24 flows down around the first transport unit 61, sucks in gas containing dust that may be generated by the first transport unit 61 by the suction duct 241, and passes through the conduit and the blower. To the outside of the housing 22. In this case, the air may be discharged into an exhaust pipe (not shown) drawn near the housing 22.
ミニエンバイロメント空間２１内に配置されたプリアライナ２５は、試料に形成されたオリエンテーションフラット（円形の試料の外周に形成された平坦部分を言い、以下においてオリフラと呼ぶ）や、試料の外周縁に形成された一つ又はそれ以上のＶ型の切欠きすなわちノッチを光学的に或いは機械的に検出して試料の軸線Ｏ−Ｏの周りの回転方向の位置を約±１度の精度で予め位置決めしておくようになっている。プリアライナ２５は検査対象の座標を決める機構の一部を構成し、検査対象の粗位置決めを担当する。このプリアライナ２５自体は公知の構造のものでよいので、その構造、動作の説明は省略する。 The pre-aligner 25 disposed in the mini-environment space 21 is formed on an orientation flat formed on the sample (referred to as a flat portion formed on the outer periphery of a circular sample, hereinafter referred to as an orientation flat) or on the outer periphery of the sample. One or more V-shaped notches or notches are detected optically or mechanically to pre-position the rotational position around the specimen axis OO with an accuracy of about ± 1 degree. It is supposed to keep. The pre-aligner 25 constitutes a part of the mechanism for determining the coordinates of the inspection object and is responsible for the rough positioning of the inspection object. Since the pre-aligner 25 itself may have a known structure, the description of the structure and operation is omitted.
なお、図示しないが、プリアライナ２５の下部にも排出装置用の回収ダクトを設けて、プリアライナ２５から排出された塵埃を含んだ空気を外部に排出するようにしてもよい。 Although not shown, a recovery duct for a discharge device may be provided below the pre-aligner 25 so that air containing dust discharged from the pre-aligner 25 may be discharged to the outside.
＜主ハウジング＞
図１及び図２において、ワーキングチャンバ３１を画成する主ハウジング３０は、ハウジング本体３２を備え、そのハウジング本体３２は、台フレーム３６上に配置された振動遮断装置すなわち防振装置３７の上に載せられたハウジング支持装置３３によって支持されている。ハウジング支持装置３３は矩形に組まれたフレーム構造体３３１を備えている。ハウジング本体３２はフレーム構造体３３１上に配設固定されていて、フレーム構造体上に載せられた底壁３２１と、頂壁３２２と、底壁３２１及び頂壁３２２に接続されて四周を囲む周壁３２３とを備えていてワーキングチャンバ３１を外部から隔離している。底壁３２１は、この実施形態では、上に載置されるステージ装置５０等の機器による加重で歪みの発生しないように比較的肉厚の厚い鋼板で構成されているが、その他の構造にしてもよい。この実施形態において、ハウジング本体３２及びハウジング支持装置３３は、剛構造に組み立てられていて、台フレーム３６が設置されている床からの振動がこの剛構造に伝達されるのを防振装置３７で阻止するようになっている。ハウジング本体３２の周壁３２３のうち後述するローダハウジングに隣接する周壁には試料出し入れ用の出入り口３２５が形成されている。
<Main housing>
1 and 2, a main housing 30 that defines a working chamber 31 includes a housing main body 32, and the housing main body 32 is placed on a vibration isolating device, that is, a vibration isolating device 37 disposed on a base frame 36. It is supported by the mounted housing support device 33. The housing support device 33 includes a frame structure 331 assembled in a rectangular shape. The housing main body 32 is disposed and fixed on the frame structure 331, and is connected to the bottom wall 321 mounted on the frame structure, the top wall 322, the bottom wall 321 and the top wall 322, and surrounds the circumference. 323 to isolate the working chamber 31 from the outside. In this embodiment, the bottom wall 321 is composed of a relatively thick steel plate so as not to be distorted by weighting by equipment such as the stage device 50 placed on the bottom wall 321. Also good. In this embodiment, the housing body 32 and the housing support device 33 are assembled in a rigid structure, and vibration from the floor on which the base frame 36 is installed is transmitted to the rigid structure by the vibration isolator 37. It comes to stop. An entrance / exit 325 for taking in and out the sample is formed in the peripheral wall 323 of the housing body 32 adjacent to the loader housing described later.
なお、防振装置３７は、空気バネ、磁気軸受け等を有するアクティブ式のものでも、或いはこれらを有するパッシブ式のもよい。いずれも公知の構造のものでよいので、それ自体の構造及び機能の説明は省略する。ワーキングチャンバ３１は公知の構造の真空装置（図示せず）により真空雰囲気に保たれるようになっている。台フレーム３６の下には装置全体の動作を制御する制御装置２が配置されている。 The vibration isolator 37 may be an active type having an air spring, a magnetic bearing or the like, or a passive type having these. Since any of them may have a known structure, description of its own structure and function is omitted. The working chamber 31 is maintained in a vacuum atmosphere by a known vacuum device (not shown). A control device 2 that controls the operation of the entire apparatus is disposed under the base frame 36.
＜ローダハウジング＞
図１及び図２において、ローダハウジング４０は、第１のローディングチャンバ４１と第２のローディングチャンバ４２とを画成するハウジング本体４３を備えている。ハウジング本体４３は底壁４３１と、頂壁４３２と、四周を囲む周壁４３３と、第１のローディングチャンバ４１と第２のローディングチャンバ４２とを仕切る仕切壁４３４とを有していて、両ローディングチャンバを外部から隔離できるようになっている。仕切壁４３４には両ローディングチャンバ間で試料のやり取りを行うための開口すなわち出入り口４３５が形成されている。また、周壁４３３のミニエンバイロメント装置及び主ハウジングに隣接した部分には出入り口４３６及び４３７が形成されている。このローダハウジング４０のハウジング本体４３は、ハウジング支持装置３３のフレーム構造体３３１上に載置されてそれによって支持されている。したがって、このローダハウジング４０にも床の振動が伝達されないようになっている。ローダハウジング４０の出入り口４３６とミニエンバイロメント装置２０のハウジング２２の出入り口２２６とは整合されていて、そこにはミニエンバイロメント空間２１と第１のローディングチャンバ４１との連通を選択的に阻止するシャッタ装置２７が設けられている。シャッタ装置２７は、出入り口２２６及び４３６の周囲を囲んで周壁４３３と密に接触して固定されたシール材２７１、シール材２７１と協働して出入り口を介しての空気の流通を阻止する扉２７２と、その扉を動かす駆動装置２７３とを有している。また、ローダハウジング４０の出入り口４３７とハウジング本体３２の出入り口３２５とは整合されていて、そこには第２のローディングチャンバ４２とワーキングチャンバ３１との連通を選択的に密封阻止するシャッタ装置４５が設けられている。シャッタ装置４５は、出入り口４３７及び３２５の周囲を囲んで周壁４３３及び３２３と密に接触してそれらに固定されたシール材４５１、シール材４５１と協働して出入り口を介しての空気の流通を阻止する扉４５２と、その扉を動かす駆動装置４５３とを有している。更に、仕切壁４３４に形成された開口には、扉４６１によりそれを閉じて第１及び第２のローディングチャンバ間の連通を選択的に密封阻止するシャッタ装置４６が設けられている。これらのシャッタ装置２７、４５及び４６は、閉じ状態にあるとき各チャンバを気密シールできるようになっている。これらのシャッタ装置は公知のものでよいので、その構造及び動作の詳細な説明は省略する。なお、ミニエンバイロメント装置２０のハウジング２２の支持方法とローダハウジングの支持方法が異なり、ミニエンバイロメント装置２０を介して床からの振動がローダハウジング４０、主ハウジング３０に伝達されるのを防止するために、ハウジング２２とローダハウジング４０との間には出入り口の周囲を気密に囲むように防振用のクッション材を配置しておけばよい。
<Loader housing>
1 and 2, the loader housing 40 includes a housing body 43 that defines a first loading chamber 41 and a second loading chamber 42. The housing main body 43 includes a bottom wall 431, a top wall 432, a peripheral wall 433 that surrounds the four circumferences, and a partition wall 434 that partitions the first loading chamber 41 and the second loading chamber 42. Can be isolated from the outside. The partition wall 434 is formed with an opening, that is, an entrance / exit 435 for exchanging samples between both loading chambers. In addition, entrances 436 and 437 are formed in a portion of the peripheral wall 433 adjacent to the mini-environment device and the main housing. The housing main body 43 of the loader housing 40 is placed on and supported by the frame structure 331 of the housing support device 33. Therefore, the floor vibration is not transmitted to the loader housing 40. The entrance / exit 436 of the loader housing 40 and the entrance / exit 226 of the housing 22 of the mini-environment device 20 are aligned with each other, and there is a shutter that selectively blocks communication between the mini-environment space 21 and the first loading chamber 41. A device 27 is provided. The shutter device 27 surrounds the entrances 226 and 436 and seals 271 fixed in close contact with the peripheral wall 433, and a door 272 that prevents air from flowing through the entrances in cooperation with the seal 271. And a driving device 273 for moving the door. Further, the entrance / exit 437 of the loader housing 40 and the entrance / exit 325 of the housing main body 32 are aligned with each other, and a shutter device 45 for selectively preventing communication between the second loading chamber 42 and the working chamber 31 is provided there. It has been. The shutter device 45 surrounds the entrances and exits 437 and 325 and in close contact with the peripheral walls 433 and 323 and cooperates with the sealing material 451 and the sealing material 451 fixed to them, and allows air to flow through the entrance and exit. It has a door 452 for blocking and a driving device 453 for moving the door. Further, the opening formed in the partition wall 434 is provided with a shutter device 46 which is closed by a door 461 and selectively prevents communication between the first and second loading chambers. These shutter devices 27, 45 and 46 are adapted to hermetically seal each chamber when in the closed state. Since these shutter devices may be known ones, detailed description of their structure and operation will be omitted. The support method of the housing 22 of the mini-environment device 20 and the support method of the loader housing are different, and vibrations from the floor are prevented from being transmitted to the loader housing 40 and the main housing 30 via the mini-environment device 20. Therefore, an anti-vibration cushion material may be disposed between the housing 22 and the loader housing 40 so as to airtightly surround the doorway.
第１のローディングチャンバ４１内には、複数（本実施形態では２枚）の試料を上下に隔てて水平の状態で支持するサンプルラック４７が配設されている。サンプルラック４７は、矩形の基板４７１の四隅に互いに隔てて直立状態で固定された支柱を備え、各支柱４７２にはそれぞれ２段の支持部が形成され、その支持部の上に試料Ｗの周縁を載せて保持するようになっている。そして後述する第１及び第２の搬送ユニットのアームの先端を隣接する支柱間から試料に接近させてアームにより試料を把持するようになっている。 In the first loading chamber 41, a sample rack 47 is disposed that supports a plurality (two in this embodiment) of samples in a horizontal state with a vertical separation. The sample rack 47 includes support columns fixed in an upright state at four corners of a rectangular substrate 471, and each support column 472 has a two-stage support portion formed on the support portion. Is placed and held. The tips of the arms of the first and second transfer units described later are brought close to the sample from between the adjacent columns, and the sample is held by the arm.
ローディングチャンバ４１及び４２は、図示しない真空ポンプを含む公知の構造の真空排気装置（図示せず）によって高真空状態（真空度としては１０-5〜１０-6Ｐａ）に雰囲気制御され得るようになっている。この場合、第１のローディングチャンバ４１を低真空チャンバとして低真空雰囲気に保ち、第２のローディングチャンバ４２を高真空チャンバとして高真空雰囲気に保ち、試料の汚染防止を効果的に行うこともできる。このような構造を採用することによってローディングチャンバ４１及び４２内に収容されていて次に欠陥検査される試料をワーキングチャンバ３１内に遅滞なく搬送することができる。このようなローディングチャンバ４１及び４２を採用することによって、欠陥検査のスループットを向上させ、更に保管状態が高真空状態であることを要求されるレーザ光源周辺の真空度を可能な限り高真空度状態にすることができる。 The loading chambers 41 and 42 can be controlled in a high vacuum state (the degree of vacuum is 10 −5 to 10 −6 Pa) by an evacuation apparatus (not shown) having a known structure including a vacuum pump (not shown). It has become. In this case, the first loading chamber 41 can be maintained as a low vacuum chamber in a low vacuum atmosphere, and the second loading chamber 42 can be maintained as a high vacuum chamber in a high vacuum atmosphere to effectively prevent sample contamination. By adopting such a structure, the sample accommodated in the loading chambers 41 and 42 and to be inspected next can be transported into the working chamber 31 without delay. By adopting such loading chambers 41 and 42, the throughput of defect inspection is improved, and the degree of vacuum around the laser light source that is required to be stored in a high vacuum state is as high as possible. Can be.
第１及び第２のローディングチャンバ４１及び４２には、それぞれ真空排気配管と不活性ガス（例えば乾燥純窒素）用のベント配管（それぞれ図示せず）が接続されている。これによって、各ローディングチャンバ内の大気圧状態は不活性ガスベント（不活性ガスを注入して不活性ガス以外の酸素ガス等が表面に付着するのを防止する）によって達成される。このような不活性ガスベントを行う装置自体は公知の構造のものでよいので、その詳細な説明は省略する。 A vacuum exhaust pipe and a vent pipe (not shown) for an inert gas (for example, dry pure nitrogen) are connected to the first and second loading chambers 41 and 42, respectively. Thereby, the atmospheric pressure state in each loading chamber is achieved by an inert gas vent (injecting an inert gas to prevent oxygen gas other than the inert gas from adhering to the surface). Since the apparatus for performing such an inert gas vent itself may have a known structure, a detailed description thereof will be omitted.
＜ステージ装置＞
ステージ装置５０は、主ハウジング３０の底壁３２１上に配置された固定テーブル５１と、固定テーブル上でＹ方向（図１において紙面に垂直の方向）に移動するＹテーブル５２と、Ｙテーブル上でＸ方向（図１において左右方向）に移動するＸテーブル５３と、Ｘテーブル上で回転可能な回転テーブル５４と、回転テーブル５４上に配置されたホルダ５５とを備えている。そのホルダ５５の試料載置面５５１上に試料を解放可能に保持する。ホルダは、試料を機械的に或いは静電チャック方式で解放可能に把持できる公知の構造のものでよい。ステージ装置５０は、サーボモータ、エンコーダ及び各種のセンサ（図示せず）を用いて、上記のような複数のテーブルを動作させることにより、載置面５５１上でホルダに保持された試料を電子光学装置７０から照射される電子ビームに対してＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向（図１において上下方向）に、更に試料の支持面に鉛直な軸線の回り方向（θ方向）に高い精度で位置決めできるようになっている。なお、Ｚ方向の位置決めは、例えばホルダ上の載置面の位置をＺ方向に微調整可能にしておけばよい。この場合、載置面の基準位置を微細径レーザによる位置測定装置（干渉計の原理を使用したレーザ干渉測距装置）によって検知し、その位置を図示しないフィードバック回路によって制御したり、それと共に或いはそれに代えて試料のノッチ或いはオリフラの位置を測定して試料の電子ビームに対する平面位置、回転位置を検知し、回転テーブルを微小角度制御可能なステッピングモータなどにより回転させて制御したりする。ワーキングチャンバ内での塵埃の発生を極力防止するために、ステージ装置５０用のサーボモータ５２１、５３１及びエンコーダ５２２、５３２は、主ハウジング３０の外側に配置されている。なお、ステージ装置５０は、例えばステッパー等で使用されている公知の構造のものでよいので、その構造及び動作の詳細な説明は省略する。また、上記レーザ干渉測距装置も公知の構造のものでよいので、その構造、動作の詳細な説明は省略する。
<Stage device>
The stage device 50 includes a fixed table 51 disposed on the bottom wall 321 of the main housing 30, a Y table 52 that moves in the Y direction (a direction perpendicular to the paper surface in FIG. 1) on the fixed table, and a Y table. An X table 53 that moves in the X direction (left-right direction in FIG. 1), a rotary table 54 that can rotate on the X table, and a holder 55 that is arranged on the rotary table 54 are provided. The sample is releasably held on the sample placement surface 551 of the holder 55. The holder may have a known structure capable of releasably gripping the sample mechanically or by an electrostatic chuck method. The stage device 50 operates a plurality of tables as described above by using a servo motor, an encoder, and various sensors (not shown), thereby causing the sample held by the holder on the mounting surface 551 to be electro-optically. Positioning can be performed with high accuracy in the X direction, Y direction, and Z direction (up and down direction in FIG. 1) with respect to the electron beam emitted from the apparatus 70, and further in the direction around the vertical axis (θ direction) on the sample support surface. It is like that. For positioning in the Z direction, for example, the position of the mounting surface on the holder may be finely adjusted in the Z direction. In this case, the reference position of the mounting surface is detected by a position measuring device (laser interference distance measuring device using the principle of an interferometer) using a fine-diameter laser, and the position is controlled by a feedback circuit (not shown). Instead, the position of the notch or orientation flat of the sample is measured to detect the planar position and rotation position of the sample with respect to the electron beam, and the rotation table is rotated by a stepping motor capable of controlling a minute angle or the like. Servo motors 521 and 531 for the stage device 50 and encoders 522 and 532 are disposed outside the main housing 30 in order to prevent dust from being generated in the working chamber as much as possible. Note that the stage device 50 may have a known structure used in, for example, a stepper and the like, and a detailed description of the structure and operation will be omitted. Also, since the laser interference distance measuring device may have a known structure, detailed description of the structure and operation is omitted.
電子ビームに対する試料の回転位置やＸ、Ｙ位置を後述する信号検出系或いは画像処理系に予め入力することで、検査の際に得られる試料の回転位置やＸ、Ｙ位置を示す信号の基準化を図ることもできる。更に、このホルダに設けられた試料チャック機構は、試料をチャックするための電圧を静電チャックの電極に与えられるようになっていて、試料の外周部の３点（好ましくは周方向に等隔に隔てられた）を押さえて位置決めするようになっている。試料チャック機構は、二つの固定位置決めピンと、一つの押圧式クランプピンとを備えている。クランプピンは、自動チャック及び自動リリースを実現できるようになっており、かつ電圧印加の導通箇所を構成している。 Standardization of the signal indicating the rotation position and X and Y position of the sample obtained during inspection by inputting the rotation position and X and Y position of the sample with respect to the electron beam in advance to a signal detection system or image processing system described later. Can also be planned. Further, the sample chuck mechanism provided in the holder is adapted to apply a voltage for chucking the sample to the electrode of the electrostatic chuck, and is provided at three points (preferably equally spaced in the circumferential direction) of the outer periphery of the sample. It is designed to press and hold (separated). The sample chuck mechanism includes two fixed positioning pins and one pressing clamp pin. The clamp pin can realize automatic chucking and automatic release, and constitutes a conduction point for voltage application.
なお、この実施形態では図２で左右方向に移動するテーブルをＸテーブルとし、上下方向に移動するテーブルをＹテーブルとしたが、同図で左右方向に移動するテーブルをＹテーブルとし、上下方向に移動するテーブルをＸテーブルとしてもよい。 In this embodiment, the table that moves in the left-right direction in FIG. 2 is the X table and the table that moves in the up-down direction is the Y table. However, the table that moves in the left-right direction in FIG. The moving table may be an X table.
＜ローダー＞
ローダー６０は、ミニエンバイロメント装置２０のハウジング２２内に配置されたロボット式の第１の搬送ユニット６１と、第２のローディングチャンバ４２内に配置されたロボット式の第２の搬送ユニット６３とを備えている。
<Loader>
The loader 60 includes a robot-type first transfer unit 61 arranged in the housing 22 of the mini-environment device 20 and a robot-type second transfer unit 63 arranged in the second loading chamber 42. I have.
第１の搬送ユニット６１は、駆動部６１１に関して軸線Ｏ1−Ｏ1の回りで回転可能になっている多節のアーム６１２を有している。多節のアームとしては任意の構造のものを使用できるが、この実施形態では、互いに回動可能に取り付けられた三つの部分を有している。第１の搬送ユニット６１のアーム６１２の一つの部分すなわち最も駆動部６１１側の第１の部分は、駆動部６１１内に設けられた公知の構造の駆動機構（図示せず）により回転可能な軸６１３に取り付けられている。アーム６１２は、軸６１３により軸線Ｏ1−Ｏ1の回りで回動できると共に、部分間の相対回転により全体として軸線Ｏ1−Ｏ1に関して半径方向に伸縮可能になっている。アーム６１２の軸６１３から最も離れた第３の部分の先端には、公知の構造の機械式チャック又は静電チャック等の試料を把持する把持装置６１６が設けられている。駆動部６１１は、公知の構造の昇降機構６１５により上下方向に移動可能になっている。 The first transport unit 61 has a multi-node arm 612 that is rotatable about the axis O 1 -O 1 with respect to the drive unit 611. As the multi-node arm, an arbitrary structure can be used, but in this embodiment, the multi-node arm has three portions which are rotatably attached to each other. One portion of the arm 612 of the first transport unit 61, that is, the first portion closest to the drive unit 611 is a shaft that can be rotated by a drive mechanism (not shown) having a known structure provided in the drive unit 611. 613 is attached. The arm 612 can be rotated around the axis O 1 -O 1 by the shaft 613, and can expand and contract in the radial direction with respect to the axis O 1 -O 1 as a whole by relative rotation between the parts. A gripping device 616 for gripping a sample such as a mechanical chuck or an electrostatic chuck having a known structure is provided at the tip of the third portion farthest from the shaft 613 of the arm 612. The drive unit 611 can be moved in the vertical direction by an elevating mechanism 615 having a known structure.
この第１の搬送ユニット６１は、アーム６１２がカセットホルダ１０に保持された二つのカセットｃの内いずれか一方の方向Ｍ１又はＭ２に向かってアームが伸び、カセットｃ内に収容された試料をアームの上に載せ、或いはアームの先端に取り付けたチャック（図示せず）により把持して取り出す。その後アームが縮み（図２に示すような状態）、アームがプリアライナ２５の方向Ｍ３に向かって伸長できる位置まで回転してその位置で停止する。するとアーム６１２が再び伸びてアーム６１２に保持された試料をプリアライナ２５に載せる。プリアライナ２５から前記と逆にして試料を受け取った後は、アーム６１２は更に回転し第２のローディングチャンバ４１に向かって伸長できる位置（向きＭ４）で停止し、第２のローディングチャンバ４１内のサンプルラック４７に試料を受け渡す。なお、機械的に試料を把持する場合には試料の周縁部（周縁から約５ｍｍの範囲）を把持する。これは試料には周縁部を除いて全面にデバイス（回路配線）が形成されており、この部分を把持するとデバイスの破壊、欠陥の発生を生じさせるからである。 The first transport unit 61 has an arm extending in one direction M1 or M2 of the two cassettes c in which the arm 612 is held by the cassette holder 10, and the sample stored in the cassette c is armed. On the top of the arm or gripped by a chuck (not shown) attached to the tip of the arm. Thereafter, the arm contracts (as shown in FIG. 2), and the arm rotates to a position where it can extend in the direction M3 of the pre-aligner 25 and stops at that position. Then, the arm 612 extends again and the sample held by the arm 612 is placed on the pre-aligner 25. After receiving the sample from the pre-aligner 25 in the reverse direction, the arm 612 further rotates and stops at a position where the arm 612 can extend toward the second loading chamber 41 (direction M4), and the sample in the second loading chamber 41 is stopped. The sample is delivered to the rack 47. Note that when the sample is mechanically gripped, the periphery of the sample (in the range of about 5 mm from the periphery) is gripped. This is because a device (circuit wiring) is formed on the entire surface excluding the peripheral portion of the sample, and if this portion is gripped, the device is broken or a defect is generated.
第２の搬送ユニット６３も第１の搬送ユニット６１と構造が基本的に同じであり、試料の搬送をサンプルラック４７とステージ装置５０の載置面上との間で行う点でのみ相違するだけであるから、詳細な説明は省略する。 The second transport unit 63 is basically the same in structure as the first transport unit 61, and only differs in that the sample is transported between the sample rack 47 and the stage device 50 mounting surface. Therefore, detailed description is omitted.
上記ローダー６０では、第１及び第２の搬送ユニット６１及び６３は、カセットホルダ１０に保持されたカセットからワーキングチャンバ３１内に配置されたステージ装置５０上への及びその逆の試料の搬送をほぼ水平状態に保ったままで行い、搬送ユニットのアームが上下動するのは、単に、試料のカセットからの取り出し及びそれへの挿入、試料のサンプルラックへの載置及びそこからの取り出し、及び、試料のステージ装置５０への載置及びそこからの取り出しのときだけである。したがって、大型の試料、例えば直径３０ｃｍや４５ｃｍの試料の移動もスムースに行うことができる。 In the loader 60, the first and second transport units 61 and 63 substantially transport the sample from the cassette held in the cassette holder 10 onto the stage device 50 disposed in the working chamber 31 and vice versa. The arm of the transfer unit moves up and down while keeping it in a horizontal state, simply taking out the sample from the cassette and inserting it into the cassette, placing the sample on the sample rack and taking it out from it, and taking the sample This is only at the time of mounting on the stage device 50 and taking it out from the stage device 50. Therefore, a large sample, for example, a sample having a diameter of 30 cm or 45 cm can be moved smoothly.
＜試料の搬送＞
次にカセットホルダ１０に支持されたカセットｃからワーキングチャンバ３１内に配置されたステージ装置５０までへの試料の搬送について、順を追って説明する。
<Sample transport>
Next, the conveyance of the sample from the cassette c supported by the cassette holder 10 to the stage device 50 disposed in the working chamber 31 will be described in order.
カセットホルダ１０は、上述したように人手によりカセットをセットする場合にはそれに適した構造のものが、また自動的にカセットをセットする場合にはそれに適した構造のものが使用される。この実施形態において、カセットｃがカセットホルダ１０の昇降テーブル１１の上にセットされると、昇降テーブル１１は昇降機構１２によって降下されカセットｃが出入り口２２５に整合される。 As described above, the cassette holder 10 has a structure suitable for manually setting a cassette, and has a structure suitable for automatically setting a cassette. In this embodiment, when the cassette c is set on the lifting table 11 of the cassette holder 10, the lifting table 11 is lowered by the lifting mechanism 12 and the cassette c is aligned with the entrance / exit 225.
カセットが出入り口２２５に整合されると、カセットｃに設けられたカバー（図示せず）が開き、また、カセットｃとミニエンバイロメントの出入り口２２５との間には筒状の覆いが配置されてカセットｃ内及びミニエンバイロメント空間２１内を外部から遮断する。これらの構造は公知のものであるから、その構造及び動作の詳細な説明は省略する。なお、ミニエンバイロメント装置２０側に出入り口２２５を開閉するシャッタ装置が設けられている場合にはそのシャッタ装置が動作して出入り口２２５を開く。 When the cassette is aligned with the entrance / exit 225, a cover (not shown) provided in the cassette c is opened, and a cylindrical cover is disposed between the cassette c and the entrance / exit 225 of the mini-environment. The inside of c and the mini environment space 21 is shut off from the outside. Since these structures are publicly known, detailed description of the structure and operation is omitted. When a shutter device that opens and closes the entrance / exit 225 is provided on the mini-environment device 20 side, the shutter device operates to open the entrance / exit 225.
一方、第１の搬送ユニット６１のアーム６１２は方向Ｍ１又はＭ２のいずれかに向いた状態（この説明ではＭ２の方向）で停止しており、出入り口２２５が開くとアームが伸びて先端でカセット内に収容されている試料のうち１枚を受け取る。なお、アーム６１２と、カセットｃから取り出されるべき試料との上下方向の位置調整は、この実施形態では第１の搬送ユニット６１の駆動部６１１及びアーム６１２の上下移動で行うが、カセットホルダ１０の昇降テーブル１１の上下動で行ってもよいし、或いはその両者を行ってもよい。 On the other hand, the arm 612 of the first transport unit 61 is stopped in a state facing in either the direction M1 or M2 (in this description, the direction of M2). One of the samples stored in the container is received. In this embodiment, the vertical position adjustment between the arm 612 and the sample to be taken out from the cassette c is performed by the vertical movement of the drive unit 611 and the arm 612 of the first transport unit 61. You may carry out by the up-and-down movement of the raising / lowering table 11, or you may perform both.
アーム６１２による試料の受け取りが完了すると、アーム６１２は縮み、シャッタ装置を動作して出入り口を閉じ（シャッタ装置がある場合）、次にアーム６１２は軸線Ｏ1−Ｏ1の回りで回動して方向Ｍ３に向けて伸長できる状態になる。すると、アーム６１２は伸びて、先端に載せられ或いはチャックで把持された試料をプリアライナ２５の上に載せ、プリアライナ２５によって試料の回転方向の向き（試料表面に垂直な中心軸線の回りの向き）を所定の範囲内に位置決めする。位置決めが完了すると第１の搬送ユニット６１はアーム６１２の先端にプリアライナ２５から試料を受け取った後、アーム６１２を縮ませ、方向Ｍ４に向けてアーム６１２を伸長できる姿勢になる。するとシャッタ装置２７の扉２７２が動いて出入り口２２６及び４３６を開き、アーム６１２が伸びて試料を第１のローディングチャンバ４１内のサンプルラック４７の上段側又は下段側に載せる。なお、前記のようにシャッタ装置２７が開いてサンプルラック４７に試料が受け渡される前に、仕切壁４３４に形成された開口４３５はシャッタ装置４６の扉４６１により気密状態で閉じられている。 When the reception of the sample by the arm 612 is completed, the arm 612 is contracted, the shutter device is operated to close the entrance / exit (when the shutter device is present), and then the arm 612 is rotated around the axis O 1 -O 1. It will be in the state which can expand | extend toward the direction M3. Then, the arm 612 extends, the sample placed on the tip or held by the chuck is placed on the pre-aligner 25, and the pre-aligner 25 changes the direction of rotation of the sample (direction around the central axis perpendicular to the sample surface). Position within a predetermined range. When the positioning is completed, the first transport unit 61 receives the sample from the pre-aligner 25 at the tip of the arm 612 and then contracts the arm 612 so that the arm 612 can be extended in the direction M4. Then, the door 272 of the shutter device 27 moves to open the entrances 226 and 436 and the arm 612 extends to place the sample on the upper stage side or the lower stage side of the sample rack 47 in the first loading chamber 41. Note that the opening 435 formed in the partition wall 434 is closed in an airtight state by the door 461 of the shutter device 46 before the shutter device 27 is opened and the sample is delivered to the sample rack 47 as described above.
第１の搬送ユニット６１による試料の搬送過程において、ミニエンバイロメント装置２０のハウジング２２の上に設けられた気体供給ユニット２３１からは清浄空気が層流状に流れ（ダウンフローとして）、搬送途中で塵埃が試料の上面に付着するのを防止する。搬送ユニット６１周辺の空気の一部（この実施形態では供給ユニットから供給される空気の約２０％で主に汚れた空気）は排出装置２４の吸入ダクト２４１から吸引されてハウジング外に排出される。残りの空気はハウジング２２の底部に設けられた回収ダクト２３２を介して回収され再び気体供給ユニット２３１に戻される。 In the process of transporting the sample by the first transport unit 61, clean air flows in a laminar flow (as a downflow) from the gas supply unit 231 provided on the housing 22 of the mini-environment device 20. Prevents dust from adhering to the upper surface of the sample. Part of the air around the transport unit 61 (in this embodiment, air that is mainly dirty with about 20% of the air supplied from the supply unit) is sucked from the suction duct 241 of the discharge device 24 and discharged out of the housing. . The remaining air is recovered via a recovery duct 232 provided at the bottom of the housing 22 and returned to the gas supply unit 231 again.
ローダハウジング４０の第１のローディングチャンバ４１内のサンプルラック４７内に第１の搬送ユニット６１により試料が載せられると、シャッタ装置２７が閉じて、ローディングチャンバ４１内を密閉する。すると、第１のローディングチャンバ４１内には不活性ガスが充填されて空気が追い出された後、その不活性ガスも排出されてそのローディングチャンバ４１内は真空雰囲気にされる。この第１のローディングチャンバ４１の真空雰囲気は低真空度でよい。ローディングチャンバ４１内の真空度がある程度得られると、シャッタ装置４６が動作して扉４６１で密閉していた出入り口４３５を開き、第２の搬送ユニット６３のアーム６３２が伸びて先端の把持装置でサンプルラック４７から１枚の試料を受け取る（先端の上に載せて或いは先端に取り付けられたチャックで把持して）。試料の受け取りが完了するとアーム６３２が縮み、シャッタ装置４６が再び動作して扉４６１で出入り口４３５を閉じる。なお、シャッタ装置４６が開く前にアーム６３２は予めサンプルラック４７の方向Ｎ１に向けて伸長できる姿勢になる。また、前記のようにシャッタ装置４６が開く前にシャッタ装置４５の扉４５２で出入り口４３７、３２５を閉じていて、第２のローディングチャンバ４２内とワーキングチャンバ３１内との連通を気密状態で阻止しており、第２のローディングチャンバ４２内は真空排気される。 When a sample is placed on the sample rack 47 in the first loading chamber 41 of the loader housing 40 by the first transport unit 61, the shutter device 27 is closed and the loading chamber 41 is sealed. Then, after the inert gas is expelled in the first loading chamber 41 and the air is expelled, the inert gas is also discharged and the inside of the loading chamber 41 is made a vacuum atmosphere. The vacuum atmosphere in the first loading chamber 41 may be a low degree of vacuum. When the degree of vacuum in the loading chamber 41 is obtained to some extent, the shutter device 46 operates to open the entrance / exit 435 sealed by the door 461, the arm 632 of the second transport unit 63 extends, and the sample is held by the gripping device at the tip. One sample is received from the rack 47 (mounted on the tip or held by a chuck attached to the tip). When the reception of the sample is completed, the arm 632 contracts and the shutter device 46 operates again to close the entrance / exit 435 with the door 461. Note that before the shutter device 46 is opened, the arm 632 is in a posture capable of extending in the direction N1 of the sample rack 47 in advance. In addition, as described above, the doors 437 and 325 are closed by the door 452 of the shutter device 45 before the shutter device 46 is opened, thereby preventing communication between the second loading chamber 42 and the working chamber 31 in an airtight state. The inside of the second loading chamber 42 is evacuated.
シャッタ装置４６が出入り口４３５を閉じると、第２のローディングチャンバ４２内は再度真空排気され、第１のローディングチャンバ４１内よりも高真空度で真空にされる。その間に、第２の搬送ユニット６３のアーム６３２はワーキングチャンバ３１内のステージ装置５０の方向に向いて伸長できる位置に回転される。一方ワーキングチャンバ３１内のステージ装置５０では、Ｙテーブル５２が、Ｘテーブル５３の中心線Ｘ0−Ｘ0が第２の搬送ユニット６３の回動軸線Ｏ2−Ｏ2を通るＸ軸線Ｘ1−Ｘ1とほぼ一致する位置まで、図２で上方に移動し、また、Ｘテーブル５３は図２で最も左側の位置に接近する位置まで移動し、この状態で待機している。第２のローディングチャンバ４２がワーキングチャンバ３１の真空状態と略同じになると、シャッタ装置４５の扉４５２が動いて出入り口４３７、３２５を開き、アーム６３２が伸びて試料を保持したアーム６３２の先端がワーキングチャンバ３１内のステージ装置５０に接近する。そしてステージ装置５０の載置面５５１上に試料を載置する。試料の載置が完了するとアーム６３２が縮み、シャッタ装置４５が出入り口４３７、３２５を閉じる。 When the shutter device 46 closes the entrance / exit 435, the inside of the second loading chamber 42 is evacuated again, and is evacuated at a higher degree of vacuum than in the first loading chamber 41. Meanwhile, the arm 632 of the second transfer unit 63 is rotated to a position where it can extend toward the stage device 50 in the working chamber 31. On the other hand, in the stage apparatus 50 in the working chamber 31, the Y table 52 has an X axis line X 1 − that passes through the rotation axis O 2 −O 2 of the second transport unit 63 with the center line X 0 -X 0 of the X table 53. X 1 and up to approximately match the position, moves upward in FIG. 2, Further, X table 53 is moved to a position close to the leftmost position in FIG. 2, is waiting in this state. When the second loading chamber 42 becomes substantially the same as the vacuum state of the working chamber 31, the door 452 of the shutter device 45 moves to open the entrances 437 and 325 and the arm 632 extends to hold the sample, and the tip of the arm 632 holds the sample. The stage device 50 in the chamber 31 is approached. Then, the sample is placed on the placement surface 551 of the stage device 50. When the placement of the sample is completed, the arm 632 contracts and the shutter device 45 closes the entrances 437 and 325.
以上は、カセットｃ内の試料をステージ装置５０上に搬送するまでの動作について説明したが、ステージ装置５０に載せられて処理が完了した試料をステージ装置５０からカセットｃ内に戻すには前述と逆の動作を行う。また、サンプルラック４７に複数の試料を載置しておくため、第２の搬送ユニット６３でサンプルラック４７とステージ装置５０との間で試料の搬送を行う間に、第１の搬送ユニット６１でカセットｃとサンプルラック４７との間で試料の搬送を行うことができ、検査処理を効率良く行うことができる。 The operation until the sample in the cassette c is transported onto the stage device 50 has been described above. To return the sample placed on the stage device 50 and completed processing from the stage device 50 to the cassette c, The reverse operation is performed. Further, in order to place a plurality of samples on the sample rack 47, the first transport unit 61 performs the transport of the sample between the sample rack 47 and the stage device 50 by the second transport unit 63. The sample can be transported between the cassette c and the sample rack 47, and the inspection process can be performed efficiently.
具体的には、サンプルラック４７に、既に処理済の試料Ａと未処理の試料Ｂがある場合、（１）まず、ステージ装置５０に未処理の試料Ｂを移動し、処理を開始し、（２）この処理中に、処理済試料Ａを、アーム６３２によりステージ装置５０からサンプルラック４７に移動し、未処理の試料Ｃを同じくアーム６３２によりサンプルラック４７から抜き出し、プリアライナ２５で位置決めした後、ローディングチャンバ４１のサンプルラック４７に移動する。このようにすることで、サンプルラック４７の中は、試料Ｂを処理中に、処理済の試料Ａが未処理の試料Ｃに置き換えることができる。 Specifically, in the case where there are already processed sample A and unprocessed sample B in the sample rack 47, (1) First, the unprocessed sample B is moved to the stage device 50, the processing is started, 2) During this processing, the processed sample A is moved from the stage device 50 to the sample rack 47 by the arm 632, and the unprocessed sample C is similarly extracted from the sample rack 47 by the arm 632 and positioned by the pre-aligner 25. Move to the sample rack 47 of the loading chamber 41. In this way, in the sample rack 47, the processed sample A can be replaced with the unprocessed sample C while the sample B is being processed.
また、検査や評価を行うこのような装置の利用の仕方によっては、ステージ装置５０を複数台並列に置き、それぞれの装置に一つのサンプルラック４７から試料を移動することで、複数枚の試料を同時処理することもできる。 Further, depending on how to use such an apparatus for performing inspection or evaluation, a plurality of stage apparatuses 50 are placed in parallel, and a plurality of specimens are transferred by moving specimens from one sample rack 47 to each apparatus. Simultaneous processing is also possible.
上記の実施形態によれば、次のような効果を奏することが可能である。
（Ａ）電子線を用いた写像投影方式の検査装置の全体構成が得られ、高いスループットで検査対象を処理することができる。
（Ｂ）ミニエンバイロメント空間内で検査対象に清浄気体を流して塵埃の付着を防止すると共に清浄度を観察するセンサを設けることによりその空間内の塵埃を監視しながら検査対象の検査を行うことができる。
（Ｃ）ローディングチャンバ及びワーキングチャンバを、一体的に振動防止装置を介して支持したので、外部の環境に影響されずにステージ装置５０への検査対象の供給及び検査を行うことができる。
According to the above embodiment, the following effects can be obtained.
(A) An overall configuration of a mapping projection type inspection apparatus using an electron beam is obtained, and an inspection object can be processed with high throughput.
(B) Inspecting the inspection object while monitoring the dust in the space by providing a sensor for observing the cleanliness by supplying a clean gas to the inspection object in the mini-environment space to prevent the adhesion of dust. Can do.
(C) Since the loading chamber and the working chamber are integrally supported via the vibration preventing device, it is possible to supply and inspect the inspection target to the stage device 50 without being affected by the external environment.
＜電子光学装置＞
図３は、電子光学装置７０の構成を示す図である。図４は、電子光学装置７０におけるビーム経路を説明するための図である。電子光学装置７０の検査対象（試料）は、試料Ｗである。試料Ｗは、シリコンウエハ、ガラスマスク、半導体基板、半導体パターン基板、又は、金属膜を有する基板等である。本実施の形態に係る電子線検査装置は、これらの基板からなる試料Ｗの表面上の異物の存在を検出する。異物は、絶縁物、導電物、半導体材料、又はこれらの複合体等である。異物の種類は、パーティクル、洗浄残物（有機物）、表面での反応生成物等である。
<Electronic optical device>
FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of the electro-optical device 70. FIG. 4 is a diagram for explaining a beam path in the electron optical device 70. The inspection target (sample) of the electron optical device 70 is the sample W. The sample W is a silicon wafer, a glass mask, a semiconductor substrate, a semiconductor pattern substrate, a substrate having a metal film, or the like. The electron beam inspection apparatus according to the present embodiment detects the presence of foreign matter on the surface of the sample W made of these substrates. The foreign material is an insulator, a conductive material, a semiconductor material, or a complex thereof. The types of foreign substances are particles, cleaning residues (organic substances), reaction products on the surface, and the like.
図３及び図４に示すように、電子光学装置７０は、電子ビームを生成する１次光学系７２と、試料Ｗからの２次放出電子又はミラー電子の拡大像を結像させる２次光学系７４と、それらの電子を検出する検出器７６１と、検出器７６１からの信号を処理する画像処理部７６３と、を備えている。 As shown in FIGS. 3 and 4, the electron optical device 70 includes a primary optical system 72 that generates an electron beam and a secondary optical system that forms an enlarged image of secondary emission electrons or mirror electrons from the sample W. 74, a detector 761 for detecting those electrons, and an image processing unit 763 for processing a signal from the detector 761.
１次光学系７２は、電子ビームを生成し、試料Ｗに向けて照射する構成である。１次光学系７２は、電子銃７２１と、レンズ７２２、７２５と、アパーチャ７２３、７２４と、Ｅ×Ｂフィルタ７２６と、レンズ７２７、７２９、７３０と、アパーチャ７２８と、を有している。電子銃７２１は、レーザ光源７２１１と電光面カソード７２１２とを有しており、電子銃７２１により電子ビームが生成される。レンズ７２２、７２５及びアパーチャ７２３、７２４は、電子ビームを整形するとともに、電子ビームの方向を制御する。そして、Ｅ×Ｂフィルタ７２６にて、電子ビームは、磁界と電界によるローレンツ力の影響を受ける。電子ビームは、斜め方向からＥ×Ｂフィルタ７２６に入射して、鉛直下方向に偏向され、試料Ｗの方に向かう。レンズ７２７、７２９、７３０は、電子ビームの方向を制御するとともに、適切な減速を行って、ランディングエネルギーＬＥを調整する。 The primary optical system 72 is configured to generate an electron beam and irradiate the sample W. The primary optical system 72 includes an electron gun 721, lenses 722 and 725, apertures 723 and 724, an E × B filter 726, lenses 727, 729 and 730, and an aperture 728. The electron gun 721 has a laser light source 7211 and a light emitting surface cathode 7212, and an electron beam is generated by the electron gun 721. The lenses 722 and 725 and the apertures 723 and 724 shape the electron beam and control the direction of the electron beam. In the E × B filter 726, the electron beam is affected by the Lorentz force due to the magnetic field and the electric field. The electron beam enters the E × B filter 726 from an oblique direction, is deflected vertically downward, and travels toward the sample W. The lenses 727, 729, and 730 control the direction of the electron beam and appropriately reduce the speed to adjust the landing energy LE.
１次光学系７２は、電子ビームを試料Ｗへ照射する。１次光学系７２は、プレチャージの帯電用電子ビームと撮像電子ビームの双方の照射を行う。実験結果では、プレチャージのランディングエネルギーＬＥ１と、撮像電子ビームのランディングエネルギーＬＥ２との差異は、好適には５〜２０〔ｅＶ〕である。 The primary optical system 72 irradiates the sample W with an electron beam. The primary optical system 72 irradiates both a precharged electron beam for charging and an imaging electron beam. According to the experimental results, the difference between the precharge landing energy LE1 and the imaging electron beam landing energy LE2 is preferably 5 to 20 eV.
この点に関し、試料Ｗの表面２１上の異物と周囲との電位差があるときに、プレチャージのランディングエネルギーＬＥ１を負帯電領域で照射したとする。ＬＥ１の値に応じて、チャージアップ電圧は異なる。ＬＥ１とＬＥ２の相対比が変わるからである（ＬＥ２は上記のように撮像電子ビームのランディングエネルギーである）。ＬＥ１が大きいとチャージアップ電圧が高くなり、これにより、異物の上方の位置（検出器７６１により近い位置）で反射ポイントが形成される。この反射ポイントの位置に応じて、ミラー電子の軌道と透過率が変化する。したがって、反射ポイントに応じて、最適なチャージアップ電圧条件が決まる。また、ＬＥ１が低すぎると、ミラー電子形成の効率が低下する。このＬＥ１とＬＥ２との差異は、望ましくは５〜２０〔ｅＶ〕である。また、ＬＥ１の値は、好ましくは０〜４０〔ｅＶ〕であり、更に好ましくは５〜２０〔ｅＶ〕である。 In this regard, when there is a potential difference between the foreign matter on the surface 21 of the sample W and the surroundings, it is assumed that the precharge landing energy LE1 is irradiated in the negatively charged region. The charge-up voltage varies depending on the value of LE1. This is because the relative ratio of LE1 and LE2 changes (LE2 is the landing energy of the imaging electron beam as described above). When LE1 is large, the charge-up voltage becomes high, whereby a reflection point is formed at a position above the foreign substance (position closer to the detector 761). Depending on the position of this reflection point, the trajectory and transmittance of the mirror electrons change. Therefore, an optimum charge-up voltage condition is determined according to the reflection point. On the other hand, if LE1 is too low, the efficiency of forming mirror electrons decreases. The difference between LE1 and LE2 is preferably 5 to 20 [eV]. The value of LE1 is preferably 0 to 40 [eV], more preferably 5 to 20 [eV].
Ｅ×Ｂフィルタ７２６の電界と磁界の条件を調整することにより、１次電子ビーム角度を定めることができる。例えば、１次系の照射電子ビームと、２次系の電子ビームとが、試料Ｗに対して、ほぼ垂直に入射するように、Ｅ×Ｂフィルタ７２６の条件を設定可能である。更に感度を増大するためには、例えば、試料Ｗに対する１次系の電子ビームの入射角度を傾けることが効果的である。適当な傾き角は、０．０５〜１０度であり、好ましくは０．１〜３度程度である。 The primary electron beam angle can be determined by adjusting the electric field and magnetic field conditions of the E × B filter 726. For example, the condition of the E × B filter 726 can be set so that the primary electron beam and the secondary electron beam are incident on the sample W substantially perpendicularly. In order to further increase the sensitivity, for example, it is effective to tilt the incident angle of the primary electron beam with respect to the sample W. An appropriate inclination angle is 0.05 to 10 degrees, preferably about 0.1 to 3 degrees.
このように、異物に対して所定の角度θの傾きを持って電子ビームを照射させることにより、異物からの信号を強くすることができる。これにより、ミラー電子の軌道が２次系光軸中心から外れない条件を形成することができ、したがって、ミラー電子の透過率を高めることができる。したがって、異物をチャージアップさせて、ミラー電子を導くときに、傾いた電子ビームが大変有利に用いられる。 Thus, the signal from the foreign object can be strengthened by irradiating the foreign object with the electron beam having a predetermined angle θ. As a result, it is possible to form a condition in which the orbit of the mirror electrons does not deviate from the center of the secondary system optical axis, and therefore it is possible to increase the transmittance of the mirror electrons. Therefore, the tilted electron beam is very advantageously used when the foreign particles are charged up to guide the mirror electrons.
ステージ装置５０上には試料Ｗがあり、試料Ｗの上に異物がある。１次光学系７２は、ランディングエネルギーＬＥ−５〜−１０〔ｅＶ〕で試料Ｗの表面２１に電子ビームを照射する。異物がチャージアップされ、１次光学系７２の入射電子が異物に接触せずに跳ね返される。これにより、ミラー電子が２次光学系７４により検出器７６１に導かれる。このとき、２次放出電子は、試料Ｗの表面２１から広がった方向に放出される。そのため、２次放出電子の透過率は、低い値であり、例えば、０．５〜４．０％程度である。これに対し、ミラー電子の方向は散乱しないので、ミラー電子は、ほぼ１００％の高い透過率を達成できる。ミラー電子は異物で形成される。したがって、異物の信号だけが、高い輝度（電子数が多い状態）を生じさせることができる。周囲の２次放出電子との輝度の差異・割合が大きくなり、高いコントラストを得ることが可能である。 There is a sample W on the stage device 50, and there is a foreign substance on the sample W. The primary optical system 72 irradiates the surface 21 of the sample W with an electron beam with landing energy LE-5 to -10 [eV]. The foreign matter is charged up, and the incident electrons of the primary optical system 72 are rebounded without contacting the foreign matter. Thereby, the mirror electrons are guided to the detector 761 by the secondary optical system 74. At this time, secondary emission electrons are emitted in a direction extending from the surface 21 of the sample W. Therefore, the transmittance of secondary emission electrons is a low value, for example, about 0.5 to 4.0%. On the other hand, since the direction of the mirror electrons is not scattered, the mirror electrons can achieve a high transmittance of almost 100%. Mirror electrons are formed by foreign matter. Accordingly, only a foreign substance signal can cause high luminance (a state with a large number of electrons). The brightness difference and ratio with the surrounding secondary emission electrons are increased, and high contrast can be obtained.
また、ミラー電子の像は、前述したように、光学倍率よりも大きい倍率で拡大される。拡大率は５〜５０倍に及ぶ。典型的な条件では、拡大率が２０〜３０倍であることが多い。このとき、ピクセルサイズが異物サイズの３倍以上であっても、異物を検出可能である。したがって、高速・高スループットで実現できる。 Further, as described above, the mirror electron image is magnified at a magnification larger than the optical magnification. The enlargement ratio ranges from 5 to 50 times. Under typical conditions, the magnification is often 20 to 30 times. At this time, foreign matter can be detected even if the pixel size is three times or more the foreign matter size. Therefore, it can be realized at high speed and high throughput.
例えば、異物のサイズが直径２０〔ｎｍ〕である場合に、ピクセルサイズが６０〔ｎｍ〕、１００〔ｎｍ〕、５００〔ｎｍ〕等でよい。この例ように、異物の３倍以上のピクセルサイズを用いて異物の撮像及び検査を行うことが可能となる。このことは、ＳＥＭ方式等に比べて、高スループット化のために著しく優位な特徴である。 For example, when the size of the foreign substance is 20 [nm] in diameter, the pixel size may be 60 [nm], 100 [nm], 500 [nm], or the like. As in this example, it is possible to image and inspect a foreign object using a pixel size that is three times or more that of the foreign object. This is a feature that is remarkably superior for increasing the throughput as compared with the SEM method or the like.
２次光学系７４は、試料Ｗから反射した電子を、検出器７６１に導く手段である。２次光学系７４は、レンズ７４０、７４３と、ＮＡアパーチャ７４２と、アライナ７４４と、検出器７６１と、を有している。電子は、試料Ｗから反射して、対物レンズ７３０、レンズ７２９、アパーチャ７２８、レンズ７２７及びＥ×Ｂフィルタ７２６を再度通過する。そして、電子は２次光学系７４に導かれる。２次光学系７４においては、レンズ７４０、ＮＡアパーチャ７４２、レンズ７４３を通過して電子が集められる。電子はアライナ７４４で整えられて、検出器７６１に検出される。 The secondary optical system 74 is means for guiding electrons reflected from the sample W to the detector 761. The secondary optical system 74 includes lenses 740 and 743, an NA aperture 742, an aligner 744, and a detector 761. The electrons are reflected from the sample W and pass again through the objective lens 730, the lens 729, the aperture 728, the lens 727, and the E × B filter 726. Then, the electrons are guided to the secondary optical system 74. In the secondary optical system 74, electrons are collected through the lens 740, the NA aperture 742, and the lens 743. The electrons are arranged by the aligner 744 and detected by the detector 761.
ＮＡアパーチャ７４２は、２次系の透過率・収差を規定する役目を持っている。異物からの信号(ミラー電子等)と周囲(正常部)の信号の差異が大きくなるようにＮＡアパーチャ７４２のサイズ及び位置が選択される。あるいは、周囲の信号に対する異物からの信号の割合が大きくなるように、ＮＡアパーチャ７４２のサイズ及び位置が選択される。これにより、Ｓ／Ｎを高くすることができる。 The NA aperture 742 has a role of defining the transmittance and aberration of the secondary system. The size and position of the NA aperture 742 are selected so that the difference between a signal from a foreign object (such as mirror electrons) and a signal from the surrounding (normal part) becomes large. Alternatively, the size and position of the NA aperture 742 are selected so that the ratio of the signal from the foreign object to the surrounding signal is increased. Thereby, S / N can be made high.
例えば、φ５０〜φ３０００〔μｍ〕の範囲で、ＮＡアパーチャ７４２が選択可能であるとする。検出される電子には、ミラー電子と２次放出電子が混在しているとする。このような状況でミラー電子像のＳ／Ｎを向上するために、アパーチャサイズの選択が有利である。この場合、２次放出電子の透過率を低下させて、ミラー電子の透過率を維持できるようにＮＡアパーチャ７４２のサイズを選択することが好適である。 For example, it is assumed that the NA aperture 742 can be selected in the range of φ50 to φ3000 [μm]. It is assumed that mirror electrons and secondary emission electrons are mixed in the detected electrons. In order to improve the S / N of the mirror electron image in such a situation, the selection of the aperture size is advantageous. In this case, it is preferable to select the size of the NA aperture 742 so that the transmittance of secondary emission electrons can be reduced and the transmittance of mirror electrons can be maintained.
例えば、１次電子ビームの入射角度が３°であるとき、ミラー電子の反射角度がほぼ３°である。この場合、ミラー電子の軌道が通過できる程度のＮＡアパーチャ７４２のサイズを選択することが好適である。例えば、適当なサイズはφ２５０〔μｍ〕である。ＮＡアパーチャ（径φ２５０〔μｍ〕）に制限されるために、２次放出電子の透過率は低下する。したがって、ミラー電子像のＳ／Ｎを向上することが可能となる。例えば、アパーチャ径をφ２０００からφ２５０〔μｍ〕にすると、バックグランド階調（ノイズレベル）を１／２以下に低減できる。 For example, when the incident angle of the primary electron beam is 3 °, the reflection angle of the mirror electrons is approximately 3 °. In this case, it is preferable to select a size of the NA aperture 742 that allows the trajectory of mirror electrons to pass. For example, a suitable size is φ250 [μm]. Since it is limited to the NA aperture (diameter φ250 [μm]), the transmittance of secondary emission electrons is lowered. Therefore, the S / N of the mirror electron image can be improved. For example, when the aperture diameter is changed from φ2000 to φ250 [μm], the background gradation (noise level) can be reduced to ½ or less.
異物は、任意の種類の材料で構成されてよく、例えば半導体、絶縁物、金属等でよく、又はそれらが混在してもよい。異物表面には自然酸化膜等が形成されるので、異物は絶縁材料で覆われることになる。よって、異物の材料が金属であっても、酸化膜にてチャージアップが発生する。このチャージアップが本例に好適に利用される。 The foreign material may be composed of any kind of material, for example, a semiconductor, an insulator, a metal, or the like, or a mixture thereof. Since a natural oxide film or the like is formed on the surface of the foreign matter, the foreign matter is covered with an insulating material. Therefore, even if the foreign material is a metal, charge-up occurs in the oxide film. This charge-up is preferably used in this example.
検出器７６１は、２次光学系７４により導かれた電子を検出する手段である。検出器７６１は、二次元センサ７６１１を含んでいる。二次元センサ７６１１には、二次元方向に複数の画素が配列されている。 The detector 761 is means for detecting electrons guided by the secondary optical system 74. The detector 761 includes a two-dimensional sensor 7611. The two-dimensional sensor 7611 has a plurality of pixels arranged in the two-dimensional direction.
二次元センサ７６１１には、ＥＢ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｂｏｍｂａｒｄｍｅｎｔ）半導体センサを適用することができる。例えば、二次元センサ７６１１には、ＥＢ−ＣＭＯＳセンサが適用されてよい。ＥＢ−ＣＭＯＳセンサは、電子ビーム（二次ビーム）をそれに直接入射させることができる。したがって、光電変換機構や光伝達機構による分解能の劣化が無く、高いＭＴＦ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）及びコントラストを得ることが可能となる。従来は、小さい異物の検出が不安定であった。これに対して、ＥＢ−ＣＭＯＳを用いると、小さい異物の弱い信号のＳ／Ｎを上げることが可能である。したがって、より高い感度を得ることができる。Ｓ／Ｎの向上は１．２〜２倍に達する。なお、二次元センサとして、ＥＢ−ＣＣＤセンサが用いられてもよく、ＥＢ−ＴＤＩセンサが用いられてもよい。 As the two-dimensional sensor 7611, an EB (Electron Bombardment) semiconductor sensor can be applied. For example, an EB-CMOS sensor may be applied to the two-dimensional sensor 7611. The EB-CMOS sensor can directly make an electron beam (secondary beam) incident on it. Therefore, there is no deterioration in resolution due to the photoelectric conversion mechanism or the light transmission mechanism, and a high MTF (Modulation Transfer Function) and contrast can be obtained. Conventionally, detection of small foreign matters has been unstable. On the other hand, when EB-CMOS is used, it is possible to increase the S / N of a weak signal of a small foreign matter. Therefore, higher sensitivity can be obtained. The improvement in S / N reaches 1.2 to 2 times. As the two-dimensional sensor, an EB-CCD sensor may be used, or an EB-TDI sensor may be used.
また、二次元センサ７６１１には、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）またはＴＤＩ（Ｔｉｍｅ Ｄｅｌａｙ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）−ＣＣＤが適用されてよい。これらは、電子を光に変換してから信号検出を行うセンサである。そのため、光電変換等の手段が必要である。よって、光電変換やシンチレータを用いて、電子が光に変換される。光の像情報は、光を検知するＴＤＩに伝達される。こうして電子が検出される。 Further, the two-dimensional sensor 7611 may be a CCD (Charge Coupled Device) or a TDI (Time Delay Integration) -CCD. These are sensors that detect signals after converting electrons to light. Therefore, means such as photoelectric conversion are necessary. Therefore, electrons are converted into light by using photoelectric conversion or scintillator. The image information of light is transmitted to TDI that detects light. In this way, electrons are detected.
なお、二次元センサ７６１１の画素数は、２ｋ×２ｋ〜１０ｋ×１０ｋとすることができる。また、二次元センサ７６１１のデータレートは、１０ＧＰＰＳ以下とすることができる。さらに、二次元センサ７６１１の画素サイズは１〜１５μｍとすることができる。 Note that the number of pixels of the two-dimensional sensor 7611 can be 2 k × 2 k to 10 k × 10 k. Further, the data rate of the two-dimensional sensor 7611 can be set to 10 GPPS or less. Further, the pixel size of the two-dimensional sensor 7611 can be set to 1 to 15 μm.
画像処理部７６３は、検出器７６１で得られた二次ビーム像に対して、ノイズリダクション処理、積算処理、サブピクセルアライメント等の画像処理を行う。この画像処理部７６３の処理速度は、１０ＧＰＰＳ以下とすることができる。 The image processing unit 763 performs image processing such as noise reduction processing, integration processing, and sub-pixel alignment on the secondary beam image obtained by the detector 761. The processing speed of the image processing unit 763 can be 10 GPPS or less.
電子光学装置７０について、さらに説明する。試料Ｗは、ｘ、ｙ、ｚ、θ方向に移動可能なステージ装置５０に設置される。ステージ装置５０と光学顕微鏡８７１により、高精度のアライメントが行われる。そして、写像投影光学系が電子ビームを用いて試料Ｗの異物検査及びパターン欠陥検査を行う。ここで、試料Ｗの表面２１の電位が重要である。表面電位を測定するために、真空中で測定可能な表面電位測定装置がメインチャンバ１６０に取り付けられている。この表面電位測定器が、試料Ｗ上の２次元の表面電位分布を測定する。測定結果に基づき、電子像を形成する２次光学系７４においてフォーカス制御が行われる。試料Ｗの２次元的位置のフォーカスマップが、電位分布を元に製作される。このマップを用いて、検査中のフォーカスを変更制御しながら、検査が行われる。これにより、場所による表面円電位の変化に起因する像のボケや歪みを減少でき、精度のよい安定した画像取得及び検査を行うことが可能となる。 The electron optical device 70 will be further described. The sample W is placed on a stage device 50 that can move in the x, y, z, and θ directions. High-precision alignment is performed by the stage apparatus 50 and the optical microscope 871. Then, the mapping projection optical system performs foreign matter inspection and pattern defect inspection of the sample W using the electron beam. Here, the potential of the surface 21 of the sample W is important. In order to measure the surface potential, a surface potential measuring device capable of measuring in vacuum is attached to the main chamber 160. This surface potential measuring device measures a two-dimensional surface potential distribution on the sample W. Based on the measurement result, focus control is performed in the secondary optical system 74 that forms an electronic image. A focus map of the two-dimensional position of the sample W is produced based on the potential distribution. Using this map, the inspection is performed while changing and controlling the focus during the inspection. As a result, blurring and distortion of an image due to a change in surface circular potential depending on a place can be reduced, and accurate and stable image acquisition and inspection can be performed.
図４に示す例では、２次光学系７４は、ＮＡアパーチャ７４２に入射する電子の検出電流を測定可能に構成され、更に、ＮＡアパーチャ７４２の位置にＥＢ−ＣＣＤ７４５が設置できるように構成されている。このような構成は大変有利であり、効率的である。ＮＡアパーチャ７４２とＥＢ−ＣＣＤ７４５とは、開口７４７、７４８を有する一体の保持部材７４６に設置されている。そして、ＮＡアパーチャ７４２の電流吸収とＥＢ−ＣＣＤ７４５の画像取得を夫々、独立に行える機構を、２次光学系７４が備えている。この機構を実現するために、ＮＡアパーチャ７４２、ＥＢ−ＣＣＤ７４５は、真空中で動作するＸ、Ｙステージ７４６に設置されている。したがって、ＮＡアパーチャ７４２及びＥＢ−ＣＣＤ７４５についての位置制御及び位置決めが可能である。そして、ステージ７４６には開口７４７、７４８が設けられているので、ミラー電子及び２次放出電子がＮＡアパーチャ７４２又はＥＢ−ＣＣＤ７４５を通過可能である。 In the example shown in FIG. 4, the secondary optical system 74 is configured to be able to measure a detection current of electrons incident on the NA aperture 742, and further configured to be able to install an EB-CCD 745 at the position of the NA aperture 742. Yes. Such a configuration is very advantageous and efficient. The NA aperture 742 and the EB-CCD 745 are installed in an integral holding member 746 having openings 747 and 748. The secondary optical system 74 includes a mechanism that can independently perform the current absorption of the NA aperture 742 and the image acquisition of the EB-CCD 745. In order to realize this mechanism, the NA aperture 742 and the EB-CCD 745 are installed on an X and Y stage 746 that operates in a vacuum. Therefore, position control and positioning of the NA aperture 742 and the EB-CCD 745 are possible. Since the stage 746 is provided with openings 747 and 748, mirror electrons and secondary emission electrons can pass through the NA aperture 742 or the EB-CCD 745.
このような構成の２次光学系７４の動作を説明する。まず、ＥＢ−ＣＣＤ７４５が、２次電子ビームのスポット形状とその中心位置を検出する。そして、そのスポット形状が円形であって最小になるように、スティグメーター、レンズ７４０、７４３及びアライナ７４４の電圧調整が行われる。この点に関し、従来は、ＮＡアパーチャ７４２の位置でのスポット形状及び非点収差の調整を直接行うことはできなかった。このような直接的な調整が本実施の形態では可能となり、非点収差の高精度な補正が可能となる。 The operation of the secondary optical system 74 having such a configuration will be described. First, the EB-CCD 745 detects the spot shape of the secondary electron beam and its center position. Then, voltage adjustments of the stigmator, the lenses 740 and 743, and the aligner 744 are performed so that the spot shape is circular and minimized. In this regard, conventionally, the spot shape and astigmatism at the position of the NA aperture 742 could not be directly adjusted. Such direct adjustment is possible in the present embodiment, and astigmatism can be corrected with high accuracy.
また、ビームスポットの中心位置が容易に検出可能となる。そこで、ビームスポット位置に、ＮＡアパーチャ７４２の孔中心を配置するように、ＮＡアパーチャ７４２の位置調整が可能となる。この点に関し、従来は、ＮＡアパーチャ７４２の位置の調整を直接行うことができなかった。本実施の形態では、直接的にＮＡアパーチャ７４２の位置調整を行うことが可能となる。これにより、ＮＡアパーチャ７４２の高精度な位置決めが可能となり、電子像の収差が低減し、均一性が向上する。そして、透過率均一性が向上し、分解能が高く階調が均一な電子像を取得することが可能となる。 In addition, the center position of the beam spot can be easily detected. Therefore, the position of the NA aperture 742 can be adjusted so that the hole center of the NA aperture 742 is arranged at the beam spot position. In this regard, conventionally, the position of the NA aperture 742 cannot be directly adjusted. In the present embodiment, it is possible to directly adjust the position of the NA aperture 742. As a result, the NA aperture 742 can be positioned with high accuracy, the aberration of the electronic image is reduced, and the uniformity is improved. Further, the transmittance uniformity is improved, and an electronic image with high resolution and uniform gradation can be acquired.
また、異物の検査では、異物からのミラー信号を効率よく取得することが重要である。ＮＡアパーチャ７４２の位置は、信号の透過率と収差を規定するので、大変に重要である。２次放出電子は、試料Ｗの表面２１から広い角度範囲で、コサイン則に従い放出され、ＮＡ位置では均一に広い領域（例えば、φ３〔ｍｍ〕）に到達する。したがって、２次放出電子は、ＮＡアパーチャ７４２の位置に鈍感である。これに対し、ミラー電子の場合、試料Ｗの表面２１での反射角度が、１次電子ビームの入射角度と同程度となる。そのため、ミラー電子は、小さな広がりを示し、小さなビーム径でＮＡアパーチャ７４２に到達する。例えば、ミラー電子の広がり領域は、２次放出電子の広がり領域の１／２０以下となる。したがって、ミラー電子は、ＮＡアパーチャ７４２の位置に大変敏感である。ＮＡ位置でのミラー電子の広がり領域は、通常、φ１０〜１００〔μｍ〕の領域となる。よって、ミラー電子強度の最も高い位置を求めて、その求められた位置にＮＡアパーチャ７４２の中心位置を配置することが、大変有利である。 Further, in the inspection of foreign matter, it is important to efficiently acquire a mirror signal from the foreign matter. The position of the NA aperture 742 is very important because it defines signal transmission and aberrations. The secondary emission electrons are emitted from the surface 21 of the sample W in a wide angle range according to the cosine law, and reach a uniformly wide area (for example, φ3 [mm]) at the NA position. Therefore, secondary emission electrons are insensitive to the position of the NA aperture 742. On the other hand, in the case of mirror electrons, the reflection angle at the surface 21 of the sample W is approximately the same as the incident angle of the primary electron beam. Therefore, the mirror electrons show a small spread and reach the NA aperture 742 with a small beam diameter. For example, the spreading region of mirror electrons is 1/20 or less of the spreading region of secondary emission electrons. Therefore, the mirror electrons are very sensitive to the position of the NA aperture 742. The spreading region of the mirror electrons at the NA position is usually a region of φ10 to 100 [μm]. Therefore, it is very advantageous to obtain the position where the mirror electron intensity is the highest and arrange the center position of the NA aperture 742 at the obtained position.
このような適切な位置へのＮＡアパーチャ７４２の設置を実現するために、好ましい実施の形態では、ＮＡアパーチャ７４２が、電子コラムの真空中で、１〔μｍ〕程度の精度で、ｘ、ｙ方向に移動される。ＮＡアパーチャ７４２を移動させながら、信号強度が計測される。そして、信号強度が最も高い位置が求められ、その求められた座標位置にＮＡアパーチャ７４２の中心が設置される。 In order to realize the installation of the NA aperture 742 at such an appropriate position, in the preferred embodiment, the NA aperture 742 is in the x and y directions with an accuracy of about 1 μm in the vacuum of the electron column. Moved to. The signal intensity is measured while moving the NA aperture 742. Then, the position with the highest signal intensity is obtained, and the center of the NA aperture 742 is set at the obtained coordinate position.
信号強度の計測には、ＥＢ−ＣＣＤ７４５が大変有利に用いられる。これにより、ビームの２次元的な情報を知ることができ、検出器７６１に入射する電子数を求めることができるので、定量的な信号強度の評価が可能となるからである。 The EB-CCD 745 is very advantageously used for signal intensity measurement. Thereby, two-dimensional information of the beam can be known, and the number of electrons incident on the detector 761 can be obtained, so that quantitative signal intensity evaluation can be performed.
あるいは、ＮＡアパーチャ７４２の位置と検出器７６１の検出面の位置とが共役の関係
を実現するように、アパーチャ配置が定められてよく、また、ＮＡアパーチャ７４２と検出器７６１の間にあるレンズ７４３の条件が設定されてよい。この構成も大変有利である。これにより、ＮＡアパーチャ７４２の位置のビームの像を、検出器７６１の検出面に結像される。したがって、ＮＡアパーチャ７４２の位置におけるビームプロファイルを、検出器７６１を用いて観察することができる。
Alternatively, the aperture arrangement may be determined so as to realize a conjugate relationship between the position of the NA aperture 742 and the position of the detection surface of the detector 761, and the lens 743 between the NA aperture 742 and the detector 761. These conditions may be set. This configuration is also very advantageous. As a result, an image of the beam at the position of the NA aperture 742 is formed on the detection surface of the detector 761. Therefore, the beam profile at the position of the NA aperture 742 can be observed using the detector 761.
また、ＮＡアパーチャ７４２のＮＡサイズ（アパーチャ径）も重要である。上述のようにミラー電子の信号領域が小さいので、効果的なＮＡサイズは、１０〜２００〔μｍ〕程度である。更に、ＮＡサイズは、好ましくは、ビーム径に対して＋１０〜１００〔％〕大きいサイズである。 The NA size (aperture diameter) of the NA aperture 742 is also important. Since the signal region of the mirror electrons is small as described above, the effective NA size is about 10 to 200 [μm]. Further, the NA size is preferably a size larger by +10 to 100% than the beam diameter.
この点に関し、電子の像は、ミラー電子と２次放出電子により形成される。上記のアパーチャサイズの設定により、ミラー電子の割合をより高めることが可能となる。これにより、ミラー電子のコントラストを高めることができ、つまり、異物のコントラストを高めることができる。 In this regard, an electron image is formed by mirror electrons and secondary emission electrons. By setting the aperture size, the ratio of mirror electrons can be further increased. Thereby, the contrast of mirror electrons can be increased, that is, the contrast of foreign matter can be increased.
更に詳細に説明すると、アパーチャの孔を小さくすると、アパーチャ面積に反比例して２次放出電子が減少する。そのため、正常部の階調が小さくなる。しかし、ミラー信号は変化せず、異物の階調は変化しない。よって、周囲の階調が低減した分だけ、異物のコントラストを大きくでき、より高いＳ／Ｎが得られる。 More specifically, when the aperture hole is made smaller, the secondary emission electrons decrease in inverse proportion to the aperture area. Therefore, the gradation of the normal part becomes small. However, the mirror signal does not change and the gradation of the foreign matter does not change. Accordingly, the contrast of the foreign matter can be increased by the amount of reduction in the surrounding gradation, and a higher S / N can be obtained.
また、ｘ、ｙ方向だけでなく、ｚ軸方向にアパーチャの位置調整を行えるように、アパーチャ等が構成されてよい。この構成も有利である。アパーチャは、ミラー電子が最も絞られる位置に好適に設置される。これによりミラー電子の収差の低減、及び、２次放出電子の削減を、大変効果的に行うことができる。したがって、より高いＳ／Ｎを得ることが可能となる。 Further, an aperture or the like may be configured so that the position of the aperture can be adjusted not only in the x and y directions but also in the z axis direction. This configuration is also advantageous. The aperture is preferably installed at a position where the mirror electrons are most narrowed. Thereby, the aberration of the mirror electrons can be reduced and the secondary emission electrons can be reduced very effectively. Therefore, higher S / N can be obtained.
＜電子像追従方式＞
電子光学装置７０について、さらに説明する。図３に示すように、１次光学系７２は、一次ビームの経路に沿って、その経路を囲うように設けられた第１の高圧基準管７０１を備えている。なお、１次光学系７２において、エミッション電流は１０μＡ〜１０ｍＡとすることができ、透過率は２０〜５０％とすることができ、スポットサイズはφ１〜φ１００μｍとすることができ、照射領域のサイズ（照野サイズ）はφ１０〜φ１０００μｍとすることができ、光学系倍率は１／１〜１／１０とすることができる。
<Electronic image tracking method>
The electron optical device 70 will be further described. As shown in FIG. 3, the primary optical system 72 includes a first high-pressure reference tube 701 provided along the path of the primary beam so as to surround the path. In the primary optical system 72, the emission current can be set to 10 μA to 10 mA, the transmittance can be set to 20 to 50%, the spot size can be set to φ1 to φ100 μm, and the size of the irradiation region. (Irano size) can be φ10 to φ1000 μm, and the optical system magnification can be 1/1 to 1/10.
２次光学系７４における二次ビームの経路の途中には、高速偏向器７４９が設けられている。具体的には、高速偏向器７４９は、ＮＡアパーチャ７４２よりも検出器７６１側に設けられている。この高速偏向器７４９は、多極子（本実施の形態では、１２極）から構成され、８極子場及び６極子場を生成し、二次ビームを任意の方向に偏向する。この偏向方向（偏向量）は、偏向制御装置９０として機能する制御装置２によって制御される。高速偏向器７４９の構成についてはさらに後述する。なお、高速偏向器７４９に用いる多極子は、８極、４極等の多極子であってもよい。また、多極子は、６極子場のみを生成するものであっても、８極子場のみを生成するものであってもよい。 A high-speed deflector 749 is provided in the middle of the secondary beam path in the secondary optical system 74. Specifically, the high-speed deflector 749 is provided closer to the detector 761 than the NA aperture 742. The high-speed deflector 749 includes multipole elements (12 poles in this embodiment), generates an octupole field and a hexapole field, and deflects the secondary beam in an arbitrary direction. This deflection direction (deflection amount) is controlled by the control device 2 that functions as the deflection control device 90. The configuration of the high-speed deflector 749 will be further described later. The multipole used in the high-speed deflector 749 may be a multipole such as an 8-pole or 4-pole. The multipole may generate only a hexapole field or may generate only an octupole field.
なお、２次光学系７４において、倍率は１０〜１００００倍とすることができ、二次元センサ７６１１の１画素で捉える試料のサイズを３〜１００ｎｍ（３〜１００ｎｍＰｘ）とすることができ、ＮＡアパーチャ７４２の透過率を１０〜５０％とすることができ、欠陥感度を１〜５０ｎｍとすることができる。 In the secondary optical system 74, the magnification can be 10 to 10000 times, the size of the sample captured by one pixel of the two-dimensional sensor 7611 can be 3 to 100 nm (3 to 100 nm Px), and the NA aperture The transmittance of 742 can be 10 to 50%, and the defect sensitivity can be 1 to 50 nm.
制御装置２は、上述のように高速偏向器７４９の偏向方向を制御する偏向制御装置として機能するとともに、電子光学装置７０のその他の動作を制御する電子光学制御装置、ステージ装置５０を制御するステージ制御装置、試料Ｗを搬送するための構成を制御する搬送制御装置、二次元センサ７６１１の撮像を制御する撮像制御装置等としても機能する。特に、本実施の形態では、検査中にステージ装置５０によって試料Ｗが一定速度で移動するが、制御装置２は、ステージ装置５０を制御して、この試料Ｗの移動制御を行う。なお、図３では、図１及び図２における固定テーブル５１、Ｙテーブル５２、Ｘテーブル５３及び回転テーブル５４の組に符号５６を付して示している。 The control device 2 functions as a deflection control device that controls the deflection direction of the high-speed deflector 749 as described above, and also controls the other operations of the electro-optical device 70 and the stage that controls the stage device 50. It also functions as a control device, a transport control device that controls the configuration for transporting the sample W, an imaging control device that controls the imaging of the two-dimensional sensor 7611, and the like. In particular, in the present embodiment, the sample W is moved at a constant speed by the stage device 50 during the inspection, but the control device 2 controls the movement of the sample W by controlling the stage device 50. In FIG. 3, the set 56 of the fixed table 51, Y table 52, X table 53, and rotating table 54 in FIGS.
図５（ａ）は、二次ビームが試料Ｗの移動に追従するように二次ビームを偏向する高速偏向器７４９の動作を説明する図である。図５（ａ）に示すように、試料Ｗが右方向に連続的に移動している場合において、高速偏向器７４９は、試料Ｗ上の位置Ａ１からの二次ビームが二次元センサ７６１１に二次ビーム像を結像するように二次ビームを偏向し、この試料Ｗが右方向に移動していく間、その移動に伴って、位置Ａ１にあった試料Ｗの部分の二次ビーム像が常に二次元センサ７６１１に結像するように、二次ビームの偏向方向を変更する。即ち、高速偏向器７４９は、二次元センサ７６１１に二次ビーム像が結像される空間上の絶対位置を、試料Ｗの移動に追従して移動させる。なお、高速偏向器７４９の偏向周期は１００ｋＨｚ〜１００ＭＨｚとすることができる。 FIG. 5A is a diagram for explaining the operation of the high-speed deflector 749 that deflects the secondary beam so that the secondary beam follows the movement of the sample W. FIG. As shown in FIG. 5A, when the sample W is continuously moving in the right direction, the high-speed deflector 749 causes the secondary beam from the position A1 on the sample W to reach the two-dimensional sensor 7611. While the secondary beam is deflected so as to form a secondary beam image and the sample W moves in the right direction, the secondary beam image of the portion of the sample W at the position A1 is accompanied by the movement. The deflection direction of the secondary beam is changed so that the image is always formed on the two-dimensional sensor 7611. That is, the high-speed deflector 749 moves the absolute position on the space where the secondary beam image is formed on the two-dimensional sensor 7611 following the movement of the sample W. Note that the deflection cycle of the high-speed deflector 749 can be 100 kHz to 100 MHz.
このような二次ビームの偏向方向の変更（追従）によって、位置Ａ１にあった試料Ｗの部分が移動によって位置Ａ２の位置に到達するまでの間、二次元センサ７６１１には、常に、最初に位置Ａ１にあった試料Ｗの部分からの二次ビームが入射することになり、この期間（一周期）は、二次元センサ７６１１は試料Ｗの同じ領域について、二次ビーム像を撮影することになる。位置Ａ１にあった試料Ｗの部分が位置Ａ２に達すると、高速偏向器７４９は、視野領域を再び位置Ａ１に戻す。これによって、試料Ｗの新たな部分の二次ビーム像を撮影することができる。二次元センサ７６１１の視野領域が位置Ａ２から位置Ａ１に戻った後は、同様にして、高速偏向器７４９によって二次ビームの偏向方向が変更されることによって、試料Ｗの移動に追従して、二次元センサ７６１１の視野領域が位置Ａ１から位置Ａ２に向けて移動する。 By such change (follow-up) of the deflection direction of the secondary beam, the two-dimensional sensor 7611 always starts first until the portion of the sample W at the position A1 reaches the position A2 by movement. The secondary beam from the portion of the sample W at the position A1 is incident, and during this period (one period), the two-dimensional sensor 7611 captures a secondary beam image for the same region of the sample W. Become. When the portion of the sample W that has been at the position A1 reaches the position A2, the high-speed deflector 749 returns the visual field region to the position A1 again. As a result, a secondary beam image of a new part of the sample W can be taken. After the field of view of the two-dimensional sensor 7611 returns from the position A2 to the position A1, similarly, the high-speed deflector 749 changes the deflection direction of the secondary beam to follow the movement of the sample W, The visual field region of the two-dimensional sensor 7611 moves from the position A1 toward the position A2.
上記のように二次元センサ７６１１の視野領域は、位置Ａ１と位置Ａ２との間を往復するが、視野領域には常に一次ビームが照射されていなければならない。これを実現するためには、図５（ｂ）に示すように、一次ビームの照射領域ＥＦが、位置Ａ１における視野領域ＶＦ１と位置Ａ２における視野領域ＶＦ２とをすべてカバーするように一次ビームを試料Ｗに照射すればよく、すなわち、照射領域ＥＦが視野領域２個分の大きさを有していればよい。この場合には、一次ビームの照射領域ＥＦは常にこの位置に固定しておくことができる。 As described above, the field of view of the two-dimensional sensor 7611 reciprocates between the position A1 and the position A2, but the field of view must always be irradiated with the primary beam. In order to realize this, as shown in FIG. 5B, the primary beam is irradiated on the sample so that the irradiation region EF of the primary beam covers all of the visual field region VF1 at the position A1 and the visual field region VF2 at the position A2. What is necessary is just to irradiate W, ie, the irradiation area | region EF should just have the magnitude | size for two visual field areas. In this case, the irradiation region EF of the primary beam can always be fixed at this position.
また、図５（ｃ）に示すように、一次ビームの照射領域を試料Ｗ及び視野領域の移動に追従させて、位置Ａ１における照射領域ＥＦ１から位置Ａ２における照射領域ＥＦ２まで移動させてもよい。このときの１次ビームの照射領域の変更は、Ｅ×Ｂフィルタ７２６によって一次ビームの偏向方向を変更することによって行うことができる。 Further, as shown in FIG. 5C, the irradiation region of the primary beam may be moved from the irradiation region EF1 at the position A1 to the irradiation region EF2 at the position A2 by following the movement of the sample W and the visual field region. The irradiation region of the primary beam at this time can be changed by changing the deflection direction of the primary beam by the E × B filter 726.
２次光学系７４には、試料である試料Ｗに近い方から順に第２の高圧基準管７０２、第３の高圧基準管７０３、及び第４の高圧基準管７０４が、それぞれ二次ビームの経路に沿って、この経路を囲うように設けられている。第２の高圧基準管７０２は、試料Ｗとビーム分離器としてのＥ×Ｂフィルタ７２６との間に設けられ、第３の高圧基準管７０３は、Ｅ×Ｂフィルタ７２６よりも二次元センサ７６１１側に設けられ、第４の高圧基準管７０４は、第３の高圧基準管７０３と検出器７６１との間に設けられる。ＮＡアパーチャ７４２は第３の高圧基準管７０３の内部に設けられ、高速偏向器７４９は第４の高圧基準管７０４の内部に設けられる。 The secondary optical system 74 includes a second high-pressure reference tube 702, a third high-pressure reference tube 703, and a fourth high-pressure reference tube 704 in order from the side closer to the sample W, which is a sample, respectively. Is provided so as to surround this route. The second high-pressure reference tube 702 is provided between the sample W and an E × B filter 726 as a beam separator, and the third high-pressure reference tube 703 is closer to the two-dimensional sensor 7611 than the E × B filter 726. The fourth high-pressure reference tube 704 is provided between the third high-pressure reference tube 703 and the detector 761. The NA aperture 742 is provided inside the third high-pressure reference tube 703, and the high-speed deflector 749 is provided inside the fourth high-pressure reference tube 704.
第１の高圧基準管７０１、第２の高圧基準管７０２、第３の高圧基準管７０３、第４の高圧基準管７０４には、それぞれ第１の電圧Ｖ１、第２の電圧Ｖ２、第３の電圧Ｖ３、第４の電圧Ｖ４が印加される。実施の形態では、検出器７６１における検出電圧をＶ５とすると、これらの電圧は、Ｖ１＝Ｖ２＝Ｖ３、Ｖ３＞Ｖ４、Ｖ４＝Ｖ５の関係にある。すなわち、高速偏向器７４９で二次ビームを高速に偏向するために、第４の高圧基準管７０４に印加する電圧Ｖ４を第３の電圧Ｖ３より小さくして、二次ビームの電子エネルギーを小さくしている。ここで、第３の電圧Ｖ３は、例えば４０ｋＶであり、第４の電圧Ｖ４は、例えば５ｋＶである。 The first high-voltage reference tube 701, the second high-pressure reference tube 702, the third high-pressure reference tube 703, and the fourth high-pressure reference tube 704 have a first voltage V1, a second voltage V2, and a third voltage, respectively. A voltage V3 and a fourth voltage V4 are applied. In the embodiment, when the detection voltage in the detector 761 is V5, these voltages are in a relationship of V1 = V2 = V3, V3> V4, and V4 = V5. That is, in order to deflect the secondary beam at high speed by the high-speed deflector 749, the voltage V4 applied to the fourth high-voltage reference tube 704 is made smaller than the third voltage V3, thereby reducing the electron energy of the secondary beam. ing. Here, the third voltage V3 is, for example, 40 kV, and the fourth voltage V4 is, for example, 5 kV.
上述のように高速偏向器７４９で二次ビームを偏向するが、そのときの二次ビームの電子エネルギーが例えば１０ｋＶより大きいと、高速偏向器７４９における偏向電圧を高く
する必要があり、二次ビームの高速な偏向が困難でとなる。そこで、第４の高圧基準管７０４を第３の高圧基準管とは切り離して設けて、第４の高圧基準管７０４に印加する電圧を例えば５ｋＶ程度にまで落として、高速偏向器７４９に入射する二次ビームの電子エネルギーを小さくする必要がある。一方で、このような第３の電圧から第４の電圧への急激な変化によって、二次ビームに湾曲収差が生じ、検出器７６１に形成される二次ビームの像（二次ビーム像）に歪が生じてしまう。
As described above, the secondary beam is deflected by the high-speed deflector 749. When the electron energy of the secondary beam at that time is larger than, for example, 10 kV, it is necessary to increase the deflection voltage in the high-speed deflector 749. High-speed deflection is difficult. Therefore, the fourth high-pressure reference tube 704 is provided separately from the third high-pressure reference tube, and the voltage applied to the fourth high-pressure reference tube 704 is reduced to, for example, about 5 kV and is incident on the high-speed deflector 749. It is necessary to reduce the electron energy of the secondary beam. On the other hand, due to such a rapid change from the third voltage to the fourth voltage, a curvature aberration occurs in the secondary beam, and the secondary beam image (secondary beam image) formed on the detector 761 is generated. Distortion will occur.
そこで、本実施の形態では、第３の高圧基準管７０３と第４の高圧基準管７０４との間に、中間電極（緩和電極）７５０を設けて、この中間電極に、第３の電圧Ｖ３より大きく、第４の電圧Ｖ４より小さい中間電圧を印加する。これによって、上述の湾曲収差の発生を抑えることができ、よって二次ビーム像の歪を抑えることができる。 Therefore, in the present embodiment, an intermediate electrode (relaxation electrode) 750 is provided between the third high-voltage reference tube 703 and the fourth high-pressure reference tube 704, and the intermediate voltage is applied to the intermediate electrode from the third voltage V3. An intermediate voltage that is larger and smaller than the fourth voltage V4 is applied. As a result, the occurrence of the above-described curvature aberration can be suppressed, and thus distortion of the secondary beam image can be suppressed.
図６は、高速偏向器と結像レンズと中間電極との組み合わせユニットの構成を示す図である。中間電極７５０は、例えば４０ｋＶの第３の電圧を印加される第３の高圧基準管７０３と、例えば５ｋＶの第４の電圧を印加される第４の高圧基準管７０４との間に、第３の高圧基準管７０３及び第４の高圧基準管７０４に接することなく配置され、例えば１０ｋＶ〜１３ｋＶの中間電圧を印加される。 FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration of a combination unit of a high-speed deflector, an imaging lens, and an intermediate electrode. The intermediate electrode 750 includes a third high voltage reference tube 703 to which a third voltage of 40 kV, for example, is applied, and a fourth high voltage reference tube 704 to which a fourth voltage of, for example, 5 kV is applied. The high-voltage reference tube 703 and the fourth high-pressure reference tube 704 are arranged in contact with each other, and an intermediate voltage of, for example, 10 kV to 13 kV is applied.
高速偏向器７４９は、二次ビームの偏向を高精度で行うため、上述のように１２極子構造を用いている。１２極は、等角度間隔で配置されており、制御装置２によって個別に電圧を印加することが可能である。第４の高圧基準管によって第４の電圧Ｖ４に重畳された高速偏向用の電源及びアンプを用いることで、高速偏向器７４９の電圧精度を向上させている。 The high-speed deflector 749 uses a 12-pole structure as described above in order to deflect the secondary beam with high accuracy. The 12 poles are arranged at equiangular intervals and can be individually applied with voltage by the control device 2. The voltage accuracy of the high-speed deflector 749 is improved by using the power source and the amplifier for high-speed deflection superimposed on the fourth voltage V4 by the fourth high-voltage reference tube.
結像レンズ７４１には、２重の磁場レンズ方式を採用している。上側コイル７４１１と下側コイル７４１２の磁束方向を逆にすることで、二次ビーム像を回転させることができる。また、この磁場レンズ用コイル７４１１、７４１２は、２配線方式であり、これによって一定電力で温度を安定化させることができる。第３の高圧基準管７０３による第３の電圧Ｖ３から第４の高圧基準管７０４による第４の電圧Ｖ４に電子エネルギーが変化した状態で結像を行うため、電位が変化した付近に結像レンズ７４１を配置し、その前段に電界変化によるレンズ効果の影響を緩和するための中間電極（電界緩和用電極）７５０を配置する。これにより、急激な電位変化による二次ビーム像の歪を抑えることができる。 The imaging lens 741 employs a double magnetic lens system. By reversing the magnetic flux directions of the upper coil 7411 and the lower coil 7412, the secondary beam image can be rotated. Further, the magnetic lens coils 7411 and 7412 are of a two-wiring method, whereby the temperature can be stabilized with a constant power. Since imaging is performed in a state where the electron energy is changed from the third voltage V3 by the third high-voltage reference tube 703 to the fourth voltage V4 by the fourth high-voltage reference tube 704, an imaging lens is formed in the vicinity of the potential change. 741 is disposed, and an intermediate electrode (electric field relaxation electrode) 750 for relaxing the influence of the lens effect due to the electric field change is disposed in the preceding stage. Thereby, the distortion of the secondary beam image due to a rapid potential change can be suppressed.
二次ビーム像は、結像レンズ７４１による拡大結像を行う検出器７６１に近づくと、像が大きくなる。よって、二次ビーム像が小さい状態の結像レンズ７４１に近い位置で高速偏向を行うために、結像レンズ付近に高速偏向器７４９を設置する。即ち、二次ビーム像が大きくなると、二次ビームを偏向するのに要する偏向電圧が大きくなり、偏向感度が低下するため、高速偏向が困難になり、上述の歪補正精度が低下し、後述の振動補正精度も低下してしまう。よって、中間電極７５０、結像レンズ７４１、高速偏向器７４９は、二次ビームの進行方向にこの順でなるべく近く配置されることが望ましく、これらが一体となったユニットとして構成されるのが望ましい。 When the secondary beam image approaches the detector 761 that performs enlargement imaging by the imaging lens 741, the image becomes larger. Therefore, in order to perform high-speed deflection near the imaging lens 741 in a state where the secondary beam image is small, a high-speed deflector 749 is installed in the vicinity of the imaging lens. That is, when the secondary beam image becomes large, the deflection voltage required for deflecting the secondary beam increases and the deflection sensitivity decreases, so that high-speed deflection becomes difficult, and the above-described distortion correction accuracy decreases, which will be described later. The vibration correction accuracy also decreases. Therefore, the intermediate electrode 750, the imaging lens 741, and the high-speed deflector 749 are desirably arranged as close as possible in this order in the traveling direction of the secondary beam, and are preferably configured as a unit in which these are integrated. .
高速偏向器７４９は、試料Ｗの移動に追従するための偏向だけでなく、上述のような二次ビーム像の歪補正や、後述の振動補正も行うが、これらの機能は制御装置２によって１２極に個別に電圧を印加することで実現される。 The high-speed deflector 749 performs not only the deflection for following the movement of the sample W but also the distortion correction of the secondary beam image as described above and the vibration correction described later. This is realized by applying a voltage individually to the poles.
図３に戻って、振動補正について説明する。上述のように、試料Ｗはステージ装置５０によって連続的に一定速度で移動し、高速偏向器７４９は、この試料Ｗの移動に追従して視野領域が移動するように二次ビームの偏向方向を変更するが、このとき、ステージ装置５０による試料Ｗの移動に、意図しない振動が与えられることがある。上述のように、視野領域の移動の一周期の間には、二次元センサ７６１１は常に試料Ｗの同一の部分の二次ビーム像を撮像しているが、試料Ｗに意図しない振動が加わると、二次元センサ７６１１の各画素に、試料Ｗの他の部分からの二次ビームが入射するというコンタミネーションが生じる。 Returning to FIG. 3, the vibration correction will be described. As described above, the sample W is continuously moved at a constant speed by the stage device 50, and the high-speed deflector 749 changes the deflection direction of the secondary beam so that the visual field region moves following the movement of the sample W. At this time, unintended vibration may be given to the movement of the sample W by the stage device 50 at this time. As described above, the two-dimensional sensor 7611 always captures a secondary beam image of the same portion of the sample W during one cycle of the movement of the visual field region. However, when an unintended vibration is applied to the sample W. Then, the contamination that the secondary beam from the other part of the sample W is incident on each pixel of the two-dimensional sensor 7611 occurs.
上述のように、ステージ装置５０は、サーボモータ、エンコーダ及び各種のセンサ（図示せず）を用いて、複数のテーブルを動作させることにより、ホルダ５５に保持された試料ＷをＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向（図１において上下方向）に、更に試料の支持面に垂直な軸線の回り方向（θ方向）に高い精度で位置決めする。このための構成として、ホルダ５５にはミラー５７１が固定され、主ハウジング３０の内壁にはミラー５７１にレーザビームを照射して、ミラー５７１から反射して戻ってきたレーザが入射されるレーザ干渉計５７２が設けられる。 As described above, the stage apparatus 50 moves the sample W held by the holder 55 in the X direction and the Y direction by operating a plurality of tables using a servo motor, an encoder, and various sensors (not shown). And in the Z direction (vertical direction in FIG. 1) and further in the direction around the axis perpendicular to the sample support surface (θ direction) with high accuracy. As a configuration for this purpose, a mirror 571 is fixed to the holder 55, a laser beam is irradiated onto the inner wall of the main housing 30, and a laser beam reflected from the mirror 571 is incident thereon. 572 is provided.
本実施の形態の検査装置１では、このホルダ５５に固定されたミラー５７１とレーザ干渉計５７２を振動検出手段として用いて、振動補正を行う。レーザ干渉計５７２にて検出された試料Ｗの意図しない振動は、制御装置２に入力される。制御装置２には、試料Ｗが意図しない振動をせずに移動した場合の高速偏向器７４９による二次ビームの偏向方向の変更が指示されているが、制御装置２は、本来の試料Ｗの移動だけでなく、レーザ干渉計５７２にて検出された試料Ｗの意図しない振動も考慮して、高速偏向器７４９による二次ビームの偏向方向を決定して、高速偏向器７４９を制御する。なお、制御装置２に、試料Ｗが意図しない振動をせずに移動した場合の高速偏向器７４９による二次ビームの偏向方向の変更が指示されていなくてもよく、この場合には、制御装置２は、レーザ干渉計５７２にて検出された、試料Ｗの意図しない振動も含む試料Ｗ（を保持したホルダ５５）の位置を検出して、この位置に基づいて高速偏向器７４９による二次ビームの偏向方向を決定して、高速偏向器７４９を制御してもよい。 In the inspection apparatus 1 of the present embodiment, vibration correction is performed using the mirror 571 and the laser interferometer 572 fixed to the holder 55 as vibration detection means. Unintended vibration of the sample W detected by the laser interferometer 572 is input to the control device 2. The control device 2 is instructed to change the deflection direction of the secondary beam by the high-speed deflector 749 when the sample W moves without unintentional vibration. The high-speed deflector 749 is controlled by determining the deflection direction of the secondary beam by the high-speed deflector 749 in consideration of not only the movement but also the unintended vibration of the sample W detected by the laser interferometer 572. The control device 2 may not be instructed to change the deflection direction of the secondary beam by the high-speed deflector 749 when the sample W moves without unintentional vibration. In this case, the control device 2 2 detects the position of the sample W (the holder 55 holding the sample W) including unintended vibration of the sample W detected by the laser interferometer 572, and based on this position, the secondary beam by the high-speed deflector 749 is detected. The high-speed deflector 749 may be controlled by determining the deflection direction.
以上のように、本実施の形態の電子光学装置７０を含む検査装置１では、試料Ｗが移動している間に、試料Ｗの移動に同期して、試料Ｗの同じ部分の二次ビームが二次元センサ７６１１の同じ部分に入射するように、二次ビームを偏向する高速偏向器７４９が、二次ビーム像の歪を補正する歪み補正器、及び試料Ｗの意図しない振動によるコンタミネーションを補正する振動補正器としても機能するので、二次元センサ７６１１では精度の高い二次ビーム像が得られる。 As described above, in the inspection apparatus 1 including the electron optical device 70 of the present embodiment, the secondary beam of the same portion of the sample W is synchronized with the movement of the sample W while the sample W is moving. A high-speed deflector 749 that deflects the secondary beam so as to be incident on the same part of the two-dimensional sensor 7611 corrects contamination caused by unintended vibration of the sample W and a distortion corrector that corrects distortion of the secondary beam image. Therefore, the two-dimensional sensor 7611 can obtain a secondary beam image with high accuracy.
なお、第１の電圧Ｖ１、第２の電圧Ｖ２、第３の電圧Ｖ３、第４の電圧Ｖ４、検出電圧Ｖ５は、上記の例に限られず、例えば、Ｖ１＜Ｖ２、Ｖ２＝Ｖ３、Ｖ３＞Ｖ４、Ｖ４＝Ｖ５の関係であってもよく、すなわち、第１の電圧Ｖ１を第２の電圧Ｖ２及び第３の電圧Ｖ３より小さくしてもよい。１次光学系７２における第１の高圧基準管７０１に印加する電圧Ｖ１を小さくすると、第１の高圧基準管７０１における放電リスクを低減できる。即ち、１次光学系は、第１の高圧基準管７０１内にアパーチャ７２３があり、このアパーチャ７２３において電子銃７２１からのエミッションの５０％以上を吸収するので、リーク電流量は大きく、また、リーク電流量の変動も大きい。これに対して、第１の高圧基準管７０１に印加する第１の電圧Ｖ１を小さくすることで、放電のリスクを低減ないし解消できる。 The first voltage V1, the second voltage V2, the third voltage V3, the fourth voltage V4, and the detection voltage V5 are not limited to the above example. For example, V1 <V2, V2 = V3, V3> The relationship may be V4, V4 = V5, that is, the first voltage V1 may be smaller than the second voltage V2 and the third voltage V3. If the voltage V1 applied to the first high-pressure reference tube 701 in the primary optical system 72 is reduced, the discharge risk in the first high-pressure reference tube 701 can be reduced. That is, the primary optical system has an aperture 723 in the first high-pressure reference tube 701, and the aperture 723 absorbs 50% or more of the emission from the electron gun 721. The fluctuation of the current amount is also large. In contrast, by reducing the first voltage V1 applied to the first high-pressure reference tube 701, the risk of discharge can be reduced or eliminated.
また、上記の検査装置１において、第４の高圧基準管７０４に印加する第４の電圧Ｖ４を調整する電圧制御装置を設け、第４の電圧Ｖ４を可変としてもよい。このとき、第４の電圧Ｖ４は、例えば、±１ｋＶの範囲で調整可能としてよい。このように第４の電圧Ｖ４を調整することで、検出器７６１への入射する二次ビームの電子エネルギー（入射エネルギー）を調整できることになる。これによって、二次元センサ７６１１のゲイン（すなわち、二次ビーム像の輝度）を調整できる。
＜ソフトウェアによる再検査シミュレーション＞
In the inspection apparatus 1, a voltage control device that adjusts the fourth voltage V4 applied to the fourth high-voltage reference tube 704 may be provided, and the fourth voltage V4 may be variable. At this time, the fourth voltage V4 may be adjustable in a range of ± 1 kV, for example. Thus, by adjusting the fourth voltage V4, the electron energy (incident energy) of the secondary beam incident on the detector 761 can be adjusted. Thereby, the gain (that is, the brightness of the secondary beam image) of the two-dimensional sensor 7611 can be adjusted.
<Re-inspection simulation by software>
図３に戻って、上述したように、電子光学装置７０は、ステージ装置５０に保持された試料である試料Ｗに面ビームである一次ビームを照射して、それによって試料Ｗから発生した二次ビームを検出器７６１に導く。検出器７６１は、図示しない二次元センサによって二次ビームを捕捉して二次ビーム像の画像を生成し、画像処理部７６３に出力する。 Returning to FIG. 3, as described above, the electron optical device 70 irradiates the sample W, which is the sample held by the stage device 50, with the primary beam, which is the surface beam, and thereby the secondary generated from the sample W. The beam is directed to detector 761. The detector 761 captures the secondary beam with a two-dimensional sensor (not shown), generates an image of the secondary beam image, and outputs the image to the image processing unit 763.
画像処理部７６３は、検査処理装置として、検出器７６１から入力された二次ビーム像に対して、像処理フィルタ（平均値（Ｍｅａｎ）フィルタ、ガウシアン（Ｇａｕｓｓｉａｎ）フィルタ、中央値（Ｍｅｄｉａｎ）フィルタ等）を用いて画像処理を施し、シェーディング補正をした上で、セル−セル比較、ダイ−ダイ比較、ダイ−データベース比較等の比較処理によって検査を行う。具体的には、画像処理部７６３は、比較処理において差分が所定の閾値を超える部分を欠陥として検出して、欠陥画像を生成する。 As an inspection processing apparatus, the image processing unit 763 applies an image processing filter (an average value (Mean) filter, a Gaussian filter, a median (Median) filter, etc.) to the secondary beam image input from the detector 761. ), And after performing shading correction, inspection is performed by comparison processing such as cell-cell comparison, die-die comparison, die-database comparison, and the like. Specifically, the image processing unit 763 detects a portion where the difference exceeds a predetermined threshold in the comparison process as a defect, and generates a defect image.
画像処理部７６３は、設定された検査条件パラメータに従って検査を行う。この検査条件パラメータには、セル−セル比較の場合のセル周期、ダイ−ダイ比較の場合のエッジ許容値、欠陥を検出するための閾値、画像処理フィルタ、シェーディング補正値、ダイ−データベース比較のパラメータ、検出したくない欠陥の分類情報が含まれる。なお、この検出したくない欠陥の分類情報は、検査後にＳＥＭでの撮像を行って分類した結果として得られる。 The image processing unit 763 performs inspection according to the set inspection condition parameter. The inspection condition parameters include cell period for cell-cell comparison, edge tolerance value for die-die comparison, threshold for detecting defects, image processing filter, shading correction value, and die-database comparison parameters. , Classification information of defects that are not desired to be detected are included. It should be noted that this defect classification information that is not desired to be detected is obtained as a result of classification by imaging with an SEM after inspection.
ところで、試料に生じている欠陥を検査する検査装置において、真の欠陥を確実に検出し、かつ、欠陥でない箇所（疑似欠陥）を検出しないようにするためには、検出閾値等の検査条件を変えながら何度も検査を繰り返し、最適な検査条件を決定する必要がある。 By the way, in an inspection apparatus for inspecting a defect occurring in a sample, in order to reliably detect a true defect and not to detect a non-defect portion (pseudo defect), an inspection condition such as a detection threshold is set. It is necessary to repeat the inspection many times while changing and to determine the optimum inspection conditions.
しかしながら、検査を繰り返すと、検査条件の最適化に時間がかかるという問題がある。また、検査を繰り返すことで、試料にダメージが蓄積したり、試料が汚染されたりするといった問題も生じる。 However, when inspection is repeated, there is a problem that optimization of inspection conditions takes time. In addition, by repeating the inspection, there is a problem that damage is accumulated in the sample or the sample is contaminated.
そこで、試料に与えるダメージや試料の汚染を回避して少ない検査回数で検査条件を決定するために、本実施の形態の検査装置１には、シミュレーション装置２００が設けられている。画像処理部７６３は、欠陥画像とそれを生成するのに用いた未処理画像（二次ビーム像）をシミュレーション装置２００に出力する。 Therefore, in order to determine the inspection condition with a small number of inspections while avoiding damage to the sample and contamination of the sample, the simulation apparatus 200 is provided in the inspection apparatus 1 of the present embodiment. The image processing unit 763 outputs a defect image and an unprocessed image (secondary beam image) used to generate the defect image to the simulation apparatus 200.
シミュレーション装置２００は、シミュレーション処理部２０１と、入力部２０２と、モニタ２０３と、を備えており、例えば入力手段とモニタと演算処理ユニット、メモリ、記憶装置、入出力ポート等を備えた汎用のコンピュータによって構成される。シミュレーション処理部２０１は、本実施の形態の検査結果レビュープログラムが演算処理ユニットによって実行されることで実現される。この検査結果レビュープログラムは、ネットワークを通じてシミュレーション装置２００に提供されてもよく、シミュレーション装置２００が記憶媒体に記憶された検索結果レビュープログラムを読み出すことでシミュレーション装置２００に提供されてもよい。このようにして提供された検索結果レビュープログラムは、シミュレーション装置２００の記憶装置に記憶され、そこから読み出されて実行されることで、シミュレーション処理部２０１が構成される。 The simulation apparatus 200 includes a simulation processing unit 201, an input unit 202, and a monitor 203. For example, a general-purpose computer including an input unit, a monitor, an arithmetic processing unit, a memory, a storage device, an input / output port, and the like. Consists of. The simulation processing unit 201 is realized by the inspection result review program according to the present embodiment being executed by the arithmetic processing unit. This inspection result review program may be provided to the simulation apparatus 200 through a network, or may be provided to the simulation apparatus 200 by reading out the search result review program stored in the storage medium. The search result review program provided in this way is stored in the storage device of the simulation apparatus 200, and is read out and executed from there to constitute the simulation processing unit 201.
シミュレーション処理部２０１は、検査装置１００から入力した二次ビーム像に対して、検査条件パラメータを変更しながら、再検査シミュレーションを行い、最適な検査条件パラメータを決定する。シミュレーション処理部２０１が再検査シミュレーションのために変更する検査条件パラメータには、セル−セル比較の場合のセル周期、ダイ−ダイ比較の場合のエッジ許容値、欠陥を検出するための閾値、画像処理フィルタ、シェーディング補正値、ダイ−データベース比較のパラメータ、検出したくない欠陥の分類情報等が含まれる。 The simulation processing unit 201 performs a re-inspection simulation on the secondary beam image input from the inspection apparatus 100 while changing the inspection condition parameter, and determines an optimal inspection condition parameter. The inspection condition parameters that the simulation processing unit 201 changes for the re-inspection simulation include a cell period in the case of cell-cell comparison, an edge tolerance value in the case of die-to-die comparison, a threshold value for detecting defects, and image processing. Filters, shading correction values, die-database comparison parameters, defect classification information that should not be detected, and the like are included.
図７は、シミュレーション装置２００の動作を示すフロー図である。まず、電子光学装置７０は検査を行い、画像処理部７６３は検査結果をシミュレーション装置２００に出力する（ステップＳ３３１）。このとき、画像処理部７６３は、検査結果とともに、その検査結果を得るのに用いた未処理画像（二次ビーム像）、及び検出したくない欠陥の分類情報もシミュレーション装置２００に出力する。シミュレーション装置２００では、シミュレーション処理部２０１がこの検査結果を読み込んで、欠陥画像を生成し、モニタ２０３に表示する（ステップＳ３３２）。 FIG. 7 is a flowchart showing the operation of the simulation apparatus 200. First, the electro-optical device 70 performs inspection, and the image processing unit 763 outputs the inspection result to the simulation device 200 (step S331). At this time, the image processing unit 763 also outputs the unprocessed image (secondary beam image) used to obtain the inspection result and the classification information of the defect not to be detected to the simulation apparatus 200 together with the inspection result. In the simulation apparatus 200, the simulation processing unit 201 reads this inspection result, generates a defect image, and displays it on the monitor 203 (step S332).
次に、シミュレーション処理部２０１は、検査条件を変更して再検査シミュレーションを実行し（ステップＳ３３３）、それによって得られた再検査結果を出力する（ステップＳ３３４）。この再検査シミュレーションでは、電子光学装置７０における検査と同様に、検出したくない欠陥の分類情報にある欠陥については検出しないようにする。シミュレーション処理部２０１は、ステップＳ３３４で得られた再検査結果を読み込んで、欠陥画像を生成し、モニタ２０３に出力する（ステップＳ３３５）。 Next, the simulation processing unit 201 changes the inspection condition, executes re-inspection simulation (step S333), and outputs the re-inspection result obtained thereby (step S334). In this re-inspection simulation, as in the inspection in the electron optical device 70, the defect in the defect classification information that is not to be detected is not detected. The simulation processing unit 201 reads the reinspection result obtained in step S334, generates a defect image, and outputs the defect image to the monitor 203 (step S335).
次に、この再検査によって得られた欠陥画像を評価することで、検査条件が最適であるかが判断され（ステップＳ３３６）、検査条件が最適でなければ（ステップＳ３３６でＮＯ）、ステップＳ３３３に戻って、検査条件を変更して再検査シミュレーションを実行する（ステップＳ３３３）。このように検査条件パラメータを変えながらの再検査シミュレーションを繰り返して、検査条件が最適になったときは（ステップＳ３３６でＹＥＳ）、その最適になった検査条件を電子光学装置７０で採用する検査条件として決定し（ステップＳ３３７）、処理を終了する。シミュレーション処理部２０１は、検索条件が最適であるか否かは、例えば、入力部２０２からの入力に基づいて判断してよい。 Next, by evaluating the defect image obtained by this re-inspection, it is determined whether the inspection condition is optimal (step S336). If the inspection condition is not optimal (NO in step S336), the process proceeds to step S333. Returning, the inspection condition is changed, and the re-inspection simulation is executed (step S333). In this way, when the re-inspection simulation is repeated while changing the inspection condition parameters, and the inspection conditions become optimal (YES in step S336), the inspection conditions for adopting the optimal inspection conditions in the electron optical device 70 are used. (Step S337), and the process ends. The simulation processing unit 201 may determine whether the search condition is optimal based on an input from the input unit 202, for example.
以上のように、本実施の形態によれば、電子光学装置７０において実際の検査を行ったうえで、シミュレーション装置２００で電子光学装置７０から出力された欠陥画像及び未処理画像を用いて、検査条件を変えながら検査結果レビューソフトウェアによって再検査シミュレーションを行うので、少ない検査回数で検査条件の最適化が可能となり、検査条件を最適化するための時間を短縮できる。また、電子光学装置７０による実際の検査を繰り返す必要がないので、試料へのダメージを減少させることができ、試料の汚染を減少できる。 As described above, according to the present embodiment, after the actual inspection is performed in the electron optical device 70, the inspection is performed using the defect image and the unprocessed image output from the electron optical device 70 by the simulation device 200. Since the reinspection simulation is performed by the inspection result review software while changing the conditions, the inspection conditions can be optimized with a small number of inspections, and the time for optimizing the inspection conditions can be shortened. Further, since it is not necessary to repeat the actual inspection by the electron optical device 70, damage to the sample can be reduced, and contamination of the sample can be reduced.
＜１次光学系：フライアイレンズ＞
図８は、本実施の形態の検査装置の１次光学系の構成を示す図である。図８に示すように、本実施の形態の検査装置では、１次光学系７２が、光源７２００と、フライアイレンズ７２０１と、光電面７２０２を備えている。光源７２００は、ガウス分布の光を出射する。フライアイレンズ７２０１は、光源７２００から出射された光（ガウス分布の光）を均一分布の光に変換する。光電面７２０２は、フライアイレンズ７２０１を通った均一分布の光が入射されることにより１次ビームを出射する。
<Primary optical system: fly-eye lens>
FIG. 8 is a diagram showing the configuration of the primary optical system of the inspection apparatus according to the present embodiment. As shown in FIG. 8, in the inspection apparatus of the present embodiment, the primary optical system 72 includes a light source 7200, a fly-eye lens 7201, and a photocathode 7202. The light source 7200 emits light having a Gaussian distribution. The fly-eye lens 7201 converts light (Gaussian light) emitted from the light source 7200 into light having a uniform distribution. The photocathode 7202 emits a primary beam when light having a uniform distribution that has passed through the fly-eye lens 7201 is incident thereon.
この１次光学系７２は、均一分布の光の光電面７２０２への結像倍率を設定するための結像レンズ７２０３を備えている。そして、結像レンズ７２０３と光電面７２０２との間には、真空チャンバのビューポート７２０４が配置されている。すなわち、光電面７２０２は、真空チャンバ内に配置されており、フライアイレンズ７２０１は、真空チャンバ外に配置されている。なお、図９に示すように、真空チャンバのビューポート７２０４は、フライアイレンズ７２０１と結像レンズ７２０３の間に配置されてもよい。また、図１０に示すように、真空チャンバのビューポート７２０４は、光源７２００とフライアイレンズ７２０１の間に配置されてもよい。また、図１１に示すように、結像レンズ７２０３を用いる代わりに、凹レンズ７２０５と凸レンズ７２０６を組み合わせて用いてもよい。凹レンズ７２０５と凸レンズ７２０６の組み合わせによっても、結像レンズ７２０３と同様の役割を果たすことができ、均一分布の光の光電面７２０２への結像倍率を設定することができる。 The primary optical system 72 includes an imaging lens 7203 for setting the imaging magnification of the uniformly distributed light onto the photocathode 7202. A view port 7204 of a vacuum chamber is disposed between the imaging lens 7203 and the photocathode 7202. That is, the photocathode 7202 is disposed in the vacuum chamber, and the fly-eye lens 7201 is disposed outside the vacuum chamber. As shown in FIG. 9, the view port 7204 of the vacuum chamber may be disposed between the fly-eye lens 7201 and the imaging lens 7203. Further, as shown in FIG. 10, the view port 7204 of the vacuum chamber may be disposed between the light source 7200 and the fly-eye lens 7201. As shown in FIG. 11, instead of using the imaging lens 7203, a concave lens 7205 and a convex lens 7206 may be used in combination. The combination of the concave lens 7205 and the convex lens 7206 can also play a role similar to that of the imaging lens 7203, and the imaging magnification of the uniformly distributed light onto the photoelectric surface 7202 can be set.
フライアイレンズ７２０１の目標均一性は、例えば「（分布の最大値−最小値）／最大値＜０．０５」である。フライアイレンズ７２０１のアレイ数は、例えば、３×３で十分であるが、好ましくは５×５、より好ましくは７×７のものが使用される。均一性の高い光を得るためには、フライアイレンズ７２０１の１素子の寸法は大きいほうが好ましい。ただし、結像倍率との関係からは、１素子の寸法は小さいほうが好ましい。１素子の寸法は、例えば、０．２〜０．５ｍｍである。光の直径は、１素子の寸法とアレイ数にあわせて適宜設定することができる。光の直径は、例えば３ｍｍに設定される。 The target uniformity of the fly-eye lens 7201 is, for example, “(maximum value of distribution−minimum value) / maximum value <0.05”. For example, 3 × 3 is sufficient as the number of arrays of fly-eye lenses 7201, but preferably 5 × 5, more preferably 7 × 7. In order to obtain highly uniform light, the size of one element of the fly-eye lens 7201 is preferably large. However, from the relationship with the imaging magnification, it is preferable that the size of one element is small. The dimension of one element is, for example, 0.2 to 0.5 mm. The diameter of light can be appropriately set according to the size of one element and the number of arrays. The diameter of the light is set to 3 mm, for example.
このような本実施の形態の検査装置によれば、１次光学系７２において、光源７２００から発生したガウス分布の光が、フライアイレンズ７２０１によって均一分布の光に変換されて、光電面７２０２に照射される。均一分布の光が光電面７２０２に照射されると、光電面７２０２から均一分布の一次ビームが発生する。均一分布の一次ビームを用いることにより、試料の検査領域全面で均一な検査を行うことができる。 According to such an inspection apparatus of the present embodiment, in the primary optical system 72, the Gaussian distribution light generated from the light source 7200 is converted into the uniform distribution light by the fly-eye lens 7201 and is applied to the photocathode surface 7202. Irradiated. When light having a uniform distribution is irradiated onto the photocathode 7202, a primary beam with a uniform distribution is generated from the photocathode 7202. By using a uniformly distributed primary beam, a uniform inspection can be performed over the entire inspection region of the sample.
図８および図９の例では、光源７２００とフライアイレンズ７２０１が真空チャンバ外に配置されるので、光源７２００から発生した光に対するフライアイレンズ７２０１の位置の調整（微調整）を容易に行うことができる。また、本実施の形態では、結像レンズ７２０３を用いて、均一分布の光の光電面７２０２への結像倍率を適切に設定することができる。したがって、フライアイレンズ７２０１と光電面７２０２との間の距離を適切に設定する（十分に確保する）ことができる。 In the example of FIGS. 8 and 9, since the light source 7200 and the fly-eye lens 7201 are disposed outside the vacuum chamber, the position of the fly-eye lens 7201 with respect to the light generated from the light source 7200 can be easily adjusted (finely adjusted). Can do. In this embodiment mode, the imaging lens 7203 can be used to appropriately set the imaging magnification of uniformly distributed light onto the photocathode 7202. Therefore, the distance between the fly-eye lens 7201 and the photocathode 7202 can be appropriately set (ensure sufficiently).
＜１次光学系：ロッドレンズ＞
図１２は、本実施の形態の検査装置の１次光学系の他の構成を示す図である。図１２に示すように、本実施の形態の検査装置では、１次光学系７２が、ロッドレンズ７２０７を備えている。ロッドレンズ７２０７は、光源７２００から出射された光（ガウス分布の光）を均一分布の光に変換する。図１２の例では、光電面７２０２は、真空チャンバ内に配置されており、ロッドレンズ７２０７は、真空チャンバ外に配置されている。
<Primary optical system: Rod lens>
FIG. 12 is a diagram showing another configuration of the primary optical system of the inspection apparatus according to the present embodiment. As shown in FIG. 12, in the inspection apparatus according to the present embodiment, the primary optical system 72 includes a rod lens 7207. The rod lens 7207 converts light emitted from the light source 7200 (Gaussian distribution light) into uniform distribution light. In the example of FIG. 12, the photocathode 7202 is disposed in the vacuum chamber, and the rod lens 7207 is disposed outside the vacuum chamber.
ロッドレンズ７２０７の目標均一性は、例えば「（分布の最大値−最小値）／最大値＜０．０５」である。ロッドレンズ７２０７の断面サイズ（径サイズ）は、光源７２００からの光がもれなく入射できるサイズであればよく、例えば、光の直径の１／ｅ2に設定される。また、均一性の高い光を得るためには、ロッドレンズ７２０７の長さは長いほうが好ましい。ただし、光の損失を考慮すると、ロッドレンズ７２０７の長さは短いほうが好ましい。ロッドレンズ７２０７の長さは、例えば、２０ｍｍ〜１００ｍｍに設定される。 The target uniformity of the rod lens 7207 is, for example, “(maximum value of distribution−minimum value) / maximum value <0.05”. The cross-sectional size (diameter size) of the rod lens 7207 may be any size as long as light from the light source 7200 can enter without any leakage, and is set to 1 / e 2 of the light diameter, for example. In order to obtain highly uniform light, the length of the rod lens 7207 is preferably long. However, considering the loss of light, the length of the rod lens 7207 is preferably short. The length of the rod lens 7207 is set to 20 mm to 100 mm, for example.
このような本実施の形態の検査装置によっても、１次光学系７２において、光源７２００から発生したガウス分布の光が、ロッドレンズ７２０７によって均一分布の光に変換されて、光電面７２０２に照射される。均一分布の光が光電面７２０２に照射されると、光電面７２０２から均一分布の一次ビームが発生する。均一分布の一次ビームを用いることにより、試料の検査領域全面で均一な検査を行うことができる。 Also with such an inspection apparatus of the present embodiment, in the primary optical system 72, the Gaussian distribution light generated from the light source 7200 is converted into the uniform distribution light by the rod lens 7207, and is irradiated onto the photocathode 7202. The When light having a uniform distribution is irradiated onto the photocathode 7202, a primary beam with a uniform distribution is generated from the photocathode 7202. By using a uniformly distributed primary beam, a uniform inspection can be performed over the entire inspection region of the sample.
なお、図１３に示すように、ロッドレンズ７２０７は、真空チャンバ内に配置されてもよい。また、ロッドレンズ７２０７の光出射面（図１３における下面）に、光電面７２０２が設けられてもよい。この場合、結像レンズ７２０３が不要となり、シンプルな構成とすることができる。 As shown in FIG. 13, the rod lens 7207 may be disposed in a vacuum chamber. Further, a photocathode 7202 may be provided on the light emitting surface (the lower surface in FIG. 13) of the rod lens 7207. In this case, the imaging lens 7203 is unnecessary, and a simple configuration can be achieved.
以上、本発明の実施の形態を例示により説明したが、本発明の範囲はこれらに限定されるものではなく、請求項に記載された範囲内において目的に応じて変更・変形することが可能である。 The embodiments of the present invention have been described above by way of example, but the scope of the present invention is not limited to these embodiments, and can be changed or modified according to the purpose within the scope of the claims. is there.
１：検査装置、２：制御装置、３０：主ハウジング、５０：ステージ装置、５５：ホルダ、５７１：ミラー、５７２：レーザ干渉計、７０：電子光学装置、７６１：検出器、７６１１：二次元センサ、７６３：画像処理部、７２：１次光学系、７２００：光源、７２０１：フライアイレンズ、７２０２：光電面、７２０３：結像レンズ、７２０４：ビューポート、７２０５：凹レンズ、７２０６：凸レンズ、７２０７：ロッドレンズ、７４：２次光学系、７２１１：レーザ光源、７２１２：電光面カソード、７２２：レンズ、７０１：第１の高圧基準管、７０２：第２の高圧基準管、７０３：第３の高圧基準管、７０４：第４の高圧基準管、７４９：高速偏向器、７４２：ＮＡアパーチャ、７２６：Ｅ×Ｂフィルタ、７５０：中間電極、９０：偏向制御装置 1: Inspection device, 2: Control device, 30: Main housing, 50: Stage device, 55: Holder, 571: Mirror, 572: Laser interferometer, 70: Electro-optical device, 761: Detector, 7611: Two-dimensional sensor 763: Image processing unit, 72: Primary optical system, 7200: Light source, 7201: Fly eye lens, 7202: Photoelectric surface, 7203: Imaging lens, 7204: Viewport, 7205: Concave lens, 7206: Convex lens, 7207: Rod lens, 74: secondary optical system, 7211: laser light source, 7212: electroluminescent cathode, 722: lens, 701: first high-pressure reference tube, 702: second high-pressure reference tube, 703: third high-pressure reference Tube, 704: fourth high-pressure reference tube, 749: high-speed deflector, 742: NA aperture, 726: E × B filter, 750: intermediate electrode, 90 Deflection control device
Claims (5)
前記試料を載置するステージと、
前記ステージ上の前記試料に対して１次ビームを照射する１次光学系と、
前記１次ビームの照射により前記試料から発生した２次ビームを検出器に導く２次光学系と、
を備え、
前記１次光学系は、
ガウス分布の光を出射する光源と、
前記ガウス分布の光を均一分布の光に変換する光学部品と、
前記均一分布の光が入射されることにより前記１次ビームを出射する光電面と、
を備えることを特徴とする検査装置。 An inspection device for inspecting a sample,
A stage on which the sample is placed;
A primary optical system for irradiating the sample on the stage with a primary beam;
A secondary optical system for guiding a secondary beam generated from the sample by irradiation of the primary beam to a detector;
With
The primary optical system is
A light source that emits light with a Gaussian distribution;
An optical component for converting the Gaussian light to a uniform light;
A photocathode that emits the primary beam upon incidence of the uniformly distributed light;
An inspection apparatus comprising:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2016003722A JP6715603B2 (en) | 2016-01-12 | 2016-01-12 | Inspection device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2016003722A JP6715603B2 (en) | 2016-01-12 | 2016-01-12 | Inspection device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2017126428A true JP2017126428A (en) | 2017-07-20 |
| JP6715603B2 JP6715603B2 (en) | 2020-07-01 |
Family
ID=59364098
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2016003722A Active JP6715603B2 (en) | 2016-01-12 | 2016-01-12 | Inspection device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP6715603B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2020537287A (en) * | 2017-10-10 | 2020-12-17 | ケーエルエー コーポレイション | Electron beam generation and measurement |
-
2016
- 2016-01-12 JP JP2016003722A patent/JP6715603B2/en active Active
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2020537287A (en) * | 2017-10-10 | 2020-12-17 | ケーエルエー コーポレイション | Electron beam generation and measurement |
| JP7241746B2 (en) | 2017-10-10 | 2023-03-17 | ケーエルエー コーポレイション | E-beam generation and measurement |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP6715603B2 (en) | 2020-07-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6294130B2 (en) | Inspection device | |
| US8946629B2 (en) | Inspection apparatus | |
| JP6584946B2 (en) | Inspection device | |
| WO2016143450A1 (en) | Inspection device | |
| JP6737598B2 (en) | Inspection device and inspection method | |
| JP2016143651A (en) | Inspection apparatus and inspection method | |
| JP6695223B2 (en) | Vienna filter | |
| JP6460806B2 (en) | Electro-optical device and inspection device | |
| JP6715603B2 (en) | Inspection device | |
| JP7150659B2 (en) | inspection equipment | |
| JP6573835B2 (en) | Inspection apparatus and high-pressure reference pipe manufacturing method | |
| JP6267445B2 (en) | Inspection device | |
| JP6664223B2 (en) | Electron gun and inspection device having the same | |
| JP6584328B2 (en) | Inspection apparatus, alignment apparatus and alignment method thereof | |
| JP6581783B2 (en) | Electron beam inspection equipment | |
| JP7280418B2 (en) | inspection equipment | |
| JP6793454B2 (en) | Inspection equipment and inspection method | |
| JP5969336B2 (en) | Inspection device | |
| JP2017126476A (en) | Zoom lens and inspection device | |
| JP2017126423A (en) | Deflection controller and inspection apparatus | |
| JP2017123271A (en) | Magnetic field lens, inspecting apparatus having the same, and method of manufacturing foil coil | |
| JP6017902B2 (en) | Inspection device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20190111 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20190925 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20191029 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20191226 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20200511 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20200609 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6715603 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |