特許 7119010 マルチビーム画像形成システムを用いて基板表面の画像を形成する方法、及び、多数の電子ビームレットを用いて基板表面の画像を形成するためのシステム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-08-05

(45)【発行日】2022-08-16

(54)【発明の名称】マルチビーム画像形成システムを用いて基板表面の画像を形成する方法、及び、多数の電子ビームレットを用いて基板表面の画像を形成するためのシステム

(51)【国際特許分類】

   H01J 37/28 20060101AFI20220808BHJP

   H01J 37/09 20060101ALI20220808BHJP

   H01J 37/153 20060101ALI20220808BHJP

   H01J 37/244 20060101ALI20220808BHJP

   H01J 37/29 20060101ALI20220808BHJP

   H01J 37/05 20060101ALI20220808BHJP

   H01J 37/147 20060101ALI20220808BHJP

   H01J 37/145 20060101ALI20220808BHJP

   H01J 37/141 20060101ALI20220808BHJP

   H01L 21/66 20060101ALI20220808BHJP

【ＦＩ】

H01J37/28 B

H01J37/09 A

H01J37/153 B

H01J37/244

H01J37/29

H01J37/05

H01J37/147 B

H01J37/145

H01J37/141 A

H01L21/66 J

【請求項の数】 19

(21)【出願番号】P 2019568586

(86)(22)【出願日】2018-02-28

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2020-04-16

(86)【国際出願番号】 US2018020217

(87)【国際公開番号】W WO2018160688

(87)【国際公開日】2018-09-07

【審査請求日】2021-01-21

(31)【優先権主張番号】62/465,303

(32)【優先日】2017-03-01

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】15/872,570

(32)【優先日】2018-01-16

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】519316276

【氏名又は名称】ドンファン ジンギュアン エレクトロン リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】110003339

【氏名又は名称】特許業務法人南青山国際特許事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100104215

【弁理士】

【氏名又は名称】大森 純一

(74)【代理人】

【識別番号】100196575

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 満

(74)【代理人】

【識別番号】100168181

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 哲平

(74)【代理人】

【識別番号】100117330

【弁理士】

【氏名又は名称】折居 章

(74)【代理人】

【識別番号】100160989

【弁理士】

【氏名又は名称】関根 正好

(74)【代理人】

【識別番号】100168745

【弁理士】

【氏名又は名称】金子 彩子

(74)【代理人】

【識別番号】100176131

【弁理士】

【氏名又は名称】金山 慎太郎

(74)【代理人】

【識別番号】100197398

【弁理士】

【氏名又は名称】千葉 絢子

(74)【代理人】

【識別番号】100197619

【弁理士】

【氏名又は名称】白鹿 智久

(72)【発明者】

【氏名】ザオ、ヤン

(72)【発明者】

【氏名】サン、ウェイチィアン

(72)【発明者】

【氏名】フェン、タオ

【審査官】中尾 太郎

(56)【参考文献】

【文献】特開平１１－０１６９６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－１３３５６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２００６－５２１６６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－０７８０５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－２３０９０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－０１３７５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－２２９４８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１４－５２６７９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１９７５０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１０／０８２４５１（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｊ ３７／２８

Ｈ０１Ｊ ３７／０９

Ｈ０１Ｊ ３７／１５３

Ｈ０１Ｊ ３７／２４４

Ｈ０１Ｊ ３７／２９

Ｈ０１Ｊ ３７／０５

Ｈ０１Ｊ ３７／１４７

Ｈ０１Ｊ ３７／１４５

Ｈ０１Ｊ ３７／１４１

Ｈ０１Ｌ ２１／６６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

マルチビーム画像形成システムを用いて基板表面の画像を形成する方法であって、
前記マルチビーム画像形成システムは、基板を検査する際の動作モードとして、少なくとも連続スキャンモード及びステップ・アンド・スキャンモードを備え、
前記方法は、
多重極場デバイスを用いて電子ビームを修正し、
複数のアパーチャを有するビームスプリッティングデバイスを用いて前記電子ビームからビームレットを生成し、
表面への前記ビームレットの投影焦点に応じて、デフレクタセットを用いて前記ビームレットを駆動して、前記表面の領域をスキャンし、前記領域から散乱した電子に基づいた信号を受信し、
前記信号に基づいた検査のために、領域の画像を求める
ことを含み、
前記電子ビームを修正するステップは、さらに、
前記ステップ・アンド・スキャンモードの間は断面が丸形の前記電子ビームを電子源から受信することと、
ビーム成形及びビーム収差補正のために前記多重極場デバイスを用いて、前記ステップ・アンド・スキャンモードの間は丸形である前記電子ビームの断面が、前記連続スキャンモードの間は楕円形になるように、前記電子ビームを修正することと、を含む
マルチビーム画像形成システムを用いて基板表面の画像を形成する方法。

【請求項2】

前記ステップ・アンド・スキャンモード及び前記連続スキャンモードの少なくとも１つでスキャニングするために、前記基板を動かす制御の可能な基板ステージに前記基板を配置し、
前記基板ステージを制御して前記ステップ・アンド・スキャンモードで動かすとき、前記基板ステージが静定したら、前記ビームレットを駆動して、前記領域をスキャンし、
前記基板ステージを制御して前記連続スキャンモードで動かすとき、前記基板ステージがステージ移動方向に一定の速度で動いたら、前記ビームレットを駆動して、前記領域をスキャンする、請求項１に記載のマルチビーム画像形成システムを用いて基板表面の画像を形成する方法。

【請求項3】

前記一定の速度は、前記領域のサブ領域の寸法と、前記サブ領域のラインスキャンを実施する期間との比率に基づいて決定され、前記画像のピクセルは、前記サブ領域から散乱した電子に基づいて受信された信号から生成される、請求項２に記載のマルチビーム画像形成システムを用いて基板表面の画像を形成する方法。

【請求項4】

前記画像の前記ピクセルは、複数のラインスキャンのうち１回のラインスキャンを実施するとき、前記サブ領域から散乱した電子に基づいて受信された信号の数を平均することにより生成された平均信号データから生成される、請求項３に記載のマルチビーム画像形成システムを用いて基板表面の画像を形成する方法。

【請求項5】

前記基板ステージを制御して、前記連続スキャンモードで動かすとき、前記ビームレットを駆動して、前記ステージ移動方向に平行な方向と前記ステージ移動方向に垂直な方向のうち１つの方向に、ラインスキャンを実施する、請求項２に記載のマルチビーム画像形成システムを用いて基板表面の画像を形成する方法。

【請求項6】

前記ビームレットを前記電子ビームから生成する前に、前記電子ビームを静電レンズを用いてコリメートすることをさらに含む、請求項１に記載のマルチビーム画像形成システムを用いて基板表面の画像を形成する方法。

【請求項7】

前記ビームスプリッティングデバイスは、マルチアパーチャプレートを含み、前記マルチアパーチャプレートは、前記マルチアパーチャプレートの領域に配置された所定のセットのアパーチャを含み、前記マルチアパーチャプレートは、シングルビーム・モードのための単一ビームレット、前記連続スキャンモードのための１次元ビームレット、前記ステップ・アンド・スキャンモードのための２次元ビームレットのうち１つを生成するための前記所定のセットのアパーチャ間で切り替え可能に構成されている、請求項１に記載のマルチビーム画像形成システムを用いて基板表面の画像を形成する方法。

【請求項8】

基板を検査する際の動作モードとして、少なくとも連続スキャンモード及びステップ・アンド・スキャンモードを備える、多数の電子ビームレットを用いて基板表面の画像を形成するためのシステムであって、
電子ビームを生成するよう構成された電子源と、
第１のプロファイルから第２のプロファイルへの電子ビームを修正するよう構成され、前記ステップ・アンド・スキャンモードの間は円形である前記電子ビームの断面が前記連続スキャンモードの間は楕円形になるように前記電子ビームを修正するように構成された、ビーム成形及びビーム収差補正のための第１の多重極場デバイスと、
電子ビームからビームレットを生成し、焦点を集めるよう構成された、複数のアパーチャを有するビームスプリッティングデバイスと、
ビームレットの投影焦点を、表面の領域に投影するよう構成された、少なくとも１つの投影レンズを含む、投影レンズセットと、
ビームレットを駆動して、領域をスキャンするよう構成された、少なくとも１つのデフレクタを含む、デフレクタセットと、
ビームレットを表面のビームスポットに焦点を集めるよう構成された、少なくとも１つの対物レンズを含む、対物レンズセットと、
領域から散乱された電子を受信して、信号を生成するよう構成された、少なくとも１つの検出器を含む、検出器アレイと、
領域から散乱した電子を、ビームレットの中心軸から外して、検出器セットに向けて偏向するよう構成された、電磁デフレクタを含む、第２の多重極場デバイスと、
プロセッサと、
プロセッサにより実行されると、プロセッサにより操作可能となる命令をストアして、信号に基づいた命令の領域の画像を求めるよう構成された、プロセッサに結合されたメモリとを含む、多数の電子ビームレットを用いて基板表面の画像を形成するためのシステム。

【請求項9】

前記電子ビームをコリメートするよう構成された少なくとも１つの電極プレートを含む、前記ビームスプリッティングデバイスの上流の静電レンズと、
前記領域から散乱した前記電子をブロックするよう構成された、前記投影レンズ下流のアパーチャプレートと、
前記ステップ・アンド・スキャンモード及び前記連続スキャンモードの少なくとも１つでスキャニングするために、前記基板を動かす制御の可能な、前記基板を配置するための基板ステージであって、
前記基板ステージを制御して前記ステップ・アンド・スキャンモードで動かすとき、前記基板ステージが静定したら、前記ビームレットを駆動して、前記領域をスキャンし、
前記基板ステージを制御して前記連続スキャンモードで動かすとき、前記基板ステージがステージ移動方向に一定の速度で動いたら、前記ビームレットを駆動して、前記領域をスキャンする、基板ステージと
前記電子源、前記静電レンズ、前記第２の多重極場デバイス、前記基板ステージ、前記検出器アレイ、前記プロセッサおよび前記メモリの少なくとも１つのパラメータを制御するための電子制御システムとをさらに含む、請求項８に記載の多数の電子ビームレットを用いて基板表面の画像を形成するためのシステム。

【請求項10】

前記ビームスプリッティングデバイスは、マルチアパーチャプレートを含み、
前記マルチアパーチャプレートは、第１の層と、当該第１の層の下流の第２の層とを含み、
前記第１の層は、複数の第１のアパーチャを含み、前記複数の第１のアパーチャは、第１のサイズを有し、
前記第２の層は、複数の第２のアパーチャを含み、前記複数の第２のアパーチャは、各々が、前記第１のサイズより大きな第２のサイズ群を有し、前記複数の第１のアパーチャの１つの下流に並び、
前記複数の第２のアパーチャに含まれる第３のアパーチャと第４のアパーチャがあり、前記第３のアパーチャが第４のアパーチャより前記電子ビームの中心軸に近いときは、前記第３のアパーチャのサイズは、前記第４のアパーチャのサイズより大きい、
請求項８に記載の多数の電子ビームレットを用いて基板表面の画像を形成するためのシステム。

【請求項11】

前記マルチアパーチャプレートは、当該マルチアパーチャプレートの第１の領域に第１のアパーチャ列を、当該マルチアパーチャプレートの第２の領域に第２のアパーチャ列を有し、
前記第１のアパーチャ列は、少なくとも、
前記連続スキャンモードのための１次元アパーチャ列と、
前記ステップ・アンド・スキャンモードのための２次元アパーチャ列と、
シングルビーム・モードのための単一アパーチャと、
を含み、
前記第２のアパーチャ列は、前記第１のアパーチャ列と異なり、
前記第１のアパーチャ列と前記第２のアパーチャ列は、前記電子ビームから前記ビームレットを生成するため交互に使用される、請求項１０に記載の多数の電子ビームレットを用いて基板表面の画像を形成するためのシステム。

【請求項12】

前記マルチアパーチャプレートは、－２０ｋＶ～２０ｋＶの電圧にバイアスをかける請求項１０に記載の多数の電子ビームレットを用いて基板表面の画像を形成するためのシステム。

【請求項13】

前記マルチアパーチャプレートは、前記マルチアパーチャプレートの第１の領域に第１のアパーチャアレイを含み、前記第１のアパーチャアレイは、連続スキャンモードのアパーチャの一次元アレイ、ステップ・アンド・スキャンモードのアパーチャの二次元アレイ、及び単一ビームスキャンモードの単一アパーチャのうち少なくとも１つを含む、請求項１０に記載の多数の電子ビームレットを用いて基板表面の画像を形成するためのシステム。

【請求項14】

前記マルチアパーチャプレートは、前記マルチアパーチャプレートの第２の領域に第２のアパーチャアレイをさらに含み、
前記第２のアパーチャアレイは、前記第１のアパーチャアレイとは異なり、
前記第１のアパーチャアレイと前記第２のアパーチャアレイは、前記電子ビームから前記ビームレットを生成するのに用いるのに切り替え可能である、請求項１３に記載の多数の電子ビームレットを用いて基板表面の画像を形成するためのシステム。

【請求項15】

前記基板の表面と、前記対物レンズの電極間に電圧を印加して、前記領域から散乱した前記電子を抽出するための表面抽出場を生成し、前記表面抽出場の場の強さは、４００Ｖ／ｍｍ～６０００Ｖ／ｍｍである、請求項８に記載の多数の電子ビームレットを用いて基板表面の画像を形成するためのシステム。

【請求項16】

前記対物レンズセットは、静電レンズ及び磁気レンズを含み、前記対物レンズセットの少なくとも１つの電極は、前記表面抽出場を制御するために、電圧にバイアスをかける、請求項１５に記載の多数の電子ビームレットを用いて基板表面の画像を形成するためのシステム。

【請求項17】

前記第１の多重極場デバイスは、多極電場を生成可能なデバイス、多極磁場を生成可能なデバイス、及び多極電磁場を生成可能なデバイスのうち少なくとも１つを含み、前記第１の多重極場デバイスは、四重極レンズ、八重極レンズ及び六重極レンズのうち少なくとも１つの構成を有する、請求項８に記載の多数の電子ビームレットを用いて基板表面の画像を形成するためのシステム。

【請求項18】

前記デフレクタセットはウィーンフィルタを含み、前記第２の多重極場デバイスはウィーンフィルタを含む、請求項８に記載の多数の電子ビームレットを用いて基板表面の画像を形成するためのシステム。

【請求項19】

前記基板は、接地された磁気レンズ磁極片に対して、負の電圧にバイアスをかける、請求項８に記載の多数の電子ビームレットを用いて基板表面の画像を形成するためのシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

（関連出願の相互参照）
本出願は、２０１７年３月１日出願の米国仮出願第６２／４６５，３０３号の優先権を主張する２０１８年１月１６日出願の米国出願第１５／８７２，５７０号の優先権を主張するものであり、内容を参照することにより組み込まれる。

【0002】

本開示は、半導体製造における電子ビーム画像形成の分野、特に、欠陥検査のためのマルチ電子ビーム画像形成に関する。

【背景技術】

【0003】

集積回路（ＩＣ）の製造は、一般的に基板と呼ばれるウェハ又はマスクで実施される多段階プロセスである。典型的に、複数のＩＣが各ウェハに製造され、各ＩＣの欠陥が検査される。欠陥検査は、ＩＣを製造するプロセスの一工程である。検査システムが、製造プロセス中に生じる欠陥を検出する。これまで、ウェハ／マスク検査には、光学ウェハ／マスク検査システムが使われてきた。基板検査のための高解像度検査システムもある。

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0004】

開示されているのは、マルチ電子ビーム（「マルチビーム」）画像形成のための方法、装置及びシステムの態様、特徴、要素及び実施形態である。

【0005】

一態様において、マルチビーム画像形成システムを用いて、基板の表面に画像形成する方法が開示されている。本方法は、多重極場デバイスを用いて、電子ビームを修正し、表面へのビームレットの投影焦点に応じて、複数のアパーチャを有するビームスプリッティングデバイスを用いて、電子ビームからビームレットを生成し、デフレクタセットを用いてビームレットを駆動して、表面の領域をスキャンし、領域から散乱した電子に基づいた信号を受信し、信号に基づいた検査のために、領域の画像を求めることを含む。

【0006】

他の態様において、多数の電子ビームレットを用いて、基板の表面に画像形成するシステムが開示されている。システムは、電子ビームを生成するよう構成された電子源と、
第１のプロフィールから第２のプロフィールへの電子ビームの断面を修正するよう構成された、ビーム成形及びビーム収差補正のための第１の多重極場デバイスと、
電子ビームからビームレットを生成し、焦点を集めるよう構成された、複数のアパーチャを有するビームスプリッティングデバイスと、
ビームレットの投影焦点を、表面の領域に投影するよう構成された、少なくとも１つの投影レンズを含む、投影レンズセットと、
ビームレットを駆動して、領域をスキャンするよう構成された、少なくとも１つのデフレクタを含む、デフレクタセットと、
ビームレットを表面のビームスポットに焦点を集めるよう構成された、少なくとも１つの対物レンズを含む、対物レンズセットと、
領域から散乱された電子を受信して、信号を生成するよう構成された、少なくとも１つの検出器を含む、検出器アレイと、
領域から散乱した電子を、ビームレットの中心軸から外して、検出器セットに向けて偏向するよう構成された、電磁デフレクタを含む、第２の多重極場デバイスと、
プロセッサと、
プロセッサにより実行されると、プロセッサにより操作可能となる命令をストアして、信号に基づいた命令の領域の画像を求めるよう構成された、プロセッサに結合されたメモリとを含む。

【0007】

添付の図面に関連した以下の詳細な説明から、開示内容をより良く理解できるであろう。一般的に、図面の様々な特徴は縮尺が合っていない。むしろ、様々な特徴の寸法は、明瞭にするために、任意に拡大又は縮小されている。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本開示の実施形態による、例示のマルチビーム画像形成システムのブロック図である。

【図2】本開示の実施形態による、例示のマルチビーム画像形成システムの図である。

【図3】本開示の実施形態による、多重極場デバイスにより修正された形状の例示のビームスポットの図である。

【図4A】本開示の実施形態による、第１の例の構成のアパーチャのマルチアパーチャプレートの図である。

【図4B】本開示の実施形態による、異なるサイズの円形ビームスポットによりカバーされた一例のマルチアパーチャプレートの図である。

【図4C】本開示の実施形態による、円形ビームスポットと楕円形ビームスポットによりカバーされた一例のマルチアパーチャプレートの図である。

【図4D】本開示の実施形態による、第２の例の構成のアパーチャのマルチアパーチャプレートの図である。

【図4E】本開示の実施形態による、第３の例の構成のアパーチャのマルチアパーチャプレートの図である。

【図4F】本開示の実施形態による、第４の例の構成のアパーチャのマルチアパーチャプレートの図である。

【図5A】本開示の実施形態による、一例のマルチアパーチャプレートの断面図である。

【図5B】本開示の実施形態による、他の例のマルチアパーチャプレートの断面図である。

【図6】本開示の実施形態による、マルチビームモードとシングルビームモードの切り替え可能な一例のマルチアパーチャプレートの図である。

【図7A】本開示の実施形態による、一例のマルチアパーチャプレートと対応するビームレットの視野（ＦＯＶ）の図である。

【図7B】本開示の実施形態による、ステップ・アンド・スキャンモードでの画像形成のために分割された一例のケアエリアの図である。

【図8A】本開示の実施形態による、一例のマルチアパーチャプレートと対応するビームレットのＦＯＶの図である。

【図8B】本開示の実施形態による、ステップ・アンド・スキャンモードでの画像形成のために分割された一例のケアエリアの図である。

【図9A】本開示の実施形態による、連続スキャンモードにおけるラスタスキャニングによる一例のスキャニング領域の図である。

【図9B】本開示の実施形態による、連続スキャンモードにおける一例のスキャン信号の図である。

【図10A】本開示の実施形態による、連続スキャンモードにおけるラスタスキャニングによる他の例のスキャニング領域の図である。

【図10B】本開示の実施形態による、連続スキャンモードにおける一例のスキャン信号の図である。

【図10C】本開示の実施形態による、連続スキャンモードにおいて生成された一例のストリップ形の画像の図である。

【図11A】本開示の実施形態による、検査のために分割されたストリップを含む一例のケアエリアの図である。

【図11B】本開示の実施形態による、ケアエリアの一例のストリップの一部の図である。

【図12】本開示の実施形態による、マルチビーム画像形成システムを用いた、基板の表面に画像形成するための一例のプロセスのフローチャートである。

【図13】本開示の実施形態による、マルチビーム画像形成システムを用いた、基板の表面に画像形成するための他の例のプロセスのフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0009】

半導体製造において、マイクロチップや集積回路（ＩＣ）がウェハに作製される。ＩＣを製造するプロセスには、例えば、設計段階、製造段階、検査段階、といったいくつかの段階が含まれる。設計段階には、ＩＣ用回路素子構造及び構成を設計することが含まれる。製造段階には、例えば、リソグラフィー、エッチング、成膜、化学－機械的平坦化（ＣＭＰ）等、多数の操作が含まれる。製造段階においては、「パターニング」プロセス中で、フォトマスク（又は「マスク」）又はレチクル上の幾何学的特徴（例えば、パターン）が、ウェハ表面に転写されることがある。転写された幾何学的特徴を備えたウェハは、「パターン化ウェハ」と呼ぶ。検査段階において、製造されたＩＣを品質管理のために検査することができる。

【0010】

製造段階中、欠陥が発生し得る。例えば、ウェハ表面に欠陥ができる場合もあるし、ウェハに転写されるような欠陥がマスクにできる場合もある。従って、検査段階において、潜在的な欠陥について、ウェハ及び／又はマスクを検査する（例えば、適切な処理操作で）ので有利である。検査結果を用いて、設計、製造、検査段階又はこれらの組み合わせを改善又は調整することができる。一般性を失うことなく、「パターン化基板」（又は、混同しないようであれば、単に「基板」）を、パターンを有するウェハ、マスク、レチクル又はその他構造を意味するのに用いることができる。

【0011】

ＩＣの高性能化と高密度化を達成するために、ＩＣの製造者は素子のさらなる小サイズ化を求めている。そのため、サイズの小さい欠陥を検出することが、半導体製造において難題となっている。一般的に、画像形成技術を用いて、パターン化基板上の欠陥を検査している。高生産性検査システム（例えば、光学検査システム）は、設計ルールが収縮するにつれ（例えば、２０ｎｍ未満）、欠陥（例えば、物理的欠陥）を見つけるには、感度が不十分になるという課題に直面している。また、光学検査システムは、表面下に埋まった電気的欠陥を検出するには能力が不十分である。電子ビーム検査（ＥＢＩ）システムは帯電粒子ビーム画像形成システム等の高解像度検査システムは、特に、電気的欠陥や微小な物理的欠陥といった欠陥検査についてはより重要になっている。しかしながら、ＥＢＩシステムは処理量が不十分であり、半導体プロセスにおけるインラインプロセスモニタリングや大量生産で使用するには需要が限られている。

【0012】

ＥＢＩシステムの処理量を上げるために、多数の電子ビーム（又は以降、「マルチビーム」と称す）画像形成技術を用いる。マルチビーム画像形成システムは、多数の電子ビーム（「電子ビームレット」又は単に「ビームレット」と称す）を用いて、パターン化基板を検査する。例えば、ビームレットは、スプリッティング装置を用いて、単一電子ビーム（「ｅ－ビーム」と称す）をスプリッティングすることにより生成することができる。ビームレットは、対象面のスポットへ焦点を集めることができる。ビームレットはまた、中間レンズの、対物レンズへの投影により移すこともできる。対物レンズはビームレットに焦点を集めることができる。焦点を集められたビームレットを、基板表面のプローブとして用いることができる。ビームレットは、基板表面でラスタスキャン（例えば、二次元ラスタスキャン）を行うための偏向装置により偏向することができる。基板表面でのラスタスキャンは、二次電子ビームレットを励起して、これを用いて画像を構築することができる。本実施形態において、複数のビームレットが画像形成プロセスを実施できる範囲を、主視野（ＦＯＶ）と称し、シングルビームレットが画像形成プロセスを実施できる範囲を副視野（ＦＯＶ）と称す。

【0013】

本開示において、マルチビーム画像形成のための多数ビーム画像形成システム及びスキャン方法の実施形態について説明する。説明するマルチビーム画像形成システムは、半導体製造において、高処理量の基板（例えば、ウェハ又はマスク）検査に用いることができる。説明するマルチビーム画像形成システムは、連続スキャンモードの検査で動作し得る。説明するマルチビーム画像形成システムはまた、ステップ・アンド・スキャンモードの検査でも動作し得る。連続スキャンモードにおいて、マルチビーム画像形成システムは、基板段階の静定時間を減じることにより、検査処理量を増やすことができる。ある実施形態において、連続スキャンモードは、マルチビーム画像形成システムの処理量を、ステップ・アンド・スキャンモードに比べて２倍増やすことができる。ある実施形態において、直線状に配列された列のビームレット（「直線ビームレット」と称す）を、説明するマルチビーム画像形成システムに用いると、連続スキャンモードにおける基板のラインスキャンを実施することができる。直線ビームレットは、ビームスプリッティングデバイスにより、修正単一電子ビームをスプリッティングすることにより生成することができる。例えば、ビームスプリッティングデバイスは、多数のアパーチャ又は孔を有する（「マルチアパーチャデバイス」と称す）。マルチアパーチャデバイスは、電子ビームを通すことのできる多数のアパーチャ又は孔を有する。例えば、マルチアパーチャデバイスは、多数の直線状に配列したアパーチャを有する。マルチビーム画像形成システム及びそれを用いた検査方法を以下の説明により詳細に説明する。

【0014】

図１は、本開示の実施形態によるマルチビーム画像形成システム１００のブロック図である。システム１００は、コンピューティングデバイスのような装置を含んでおり、これは、マイクロコンピュータ、メインフレームコンピュータ、スーパーコンピュータ、汎用コンピュータ、専用コンピュータ、総合コンピュータ、データベースコンピュータ、リモートサーバーコンピュータ、パーソナルコンピュータ又はコンピューティングサービスプロバイダー、例えば、ウェブホスト又はクラウドサービスプロバイダーにより提供されるコンピューティングサービス等の１台以上のコンピュータの任意の構成により実行される。ある実施形態において、コンピューティングデバイスは、異なる幾何学的場所にある多数のグループのコンピュータの形態で実行でき、例えば、ネットワークによって互いに通信することができる。特定の操作は、多数のコンピュータによりシェアすることができるが、ある実施形態においては、異なるコンピュータを、異なる操作に割り当てることができる。ある実施形態において、システム１００は、汎用コンピュータ／プロセッサを用いて、コンピュータプログラムにより実行でき、実行時、本明細書に記載した、各方法、アルゴリズム及び／又は命令を実行する。さらに、例えば、本明細書に記載した、各方法、アルゴリズム及び／又は命令を実行ための専用ハードウェアを含むことができる専用コンピュータ／プロセッサを利用することができる。

【0015】

システム１００は、プロセッサ１０２とメモリ１０４とを含むハードウェアの内部構成を有する。プロセッサ１０２は、情報を操作又は処理可能な任意の種類のデバイスとすることができる。ある実施形態において、プロセッサ１０２は、中央処理装置（ＣＰＵ）を含む。ある実施形態において、プロセッサ１０２は、グラフィックプロセッサ（例えば、グラフィック処理装置ＧＰＵ）を含む。本明細書に記載した実施例は、図示した通り、単一プロセッサについてであるが、多数のプロセッサを用いるとスピードや効率の面で有利になり得る。例えば、プロセッサ１０２は、直接結合又はネットワークに接続された多数のマシン又はデバイス（場合によっては、各マシン又はデバイスが多数のプロセッサを有する）を越えて分散することができる。メモリ１０４は、プロセッサにより（例えば、バスを介して）アクセス可能なコード及びデータをストアすることのできる一時的又は固定デバイスとすることができる。例えば、メモリ１０４は、バス１１２を介して、プロセッサ１０２によりアクセス可能である。単一バスを、システム１００に示しているが、多数のバスを用いることもできる。メモリ１０４は、ランダムアクセスメモリデバイス （ＲＡＭ）、リードオンリーメモリデバイス（ＲＯＭ）、光学／磁気ディスク、ハードドライブ、ソリッドステートドライブ、フラッシュドライブ、セキュアデジタル（ＳＤ）カード、メモリスティック、コンパクトフラッシュ（ＣＦ）カードまたは好適な種類のストレージデバイスの組み合わせとすることができる。ある実施形態において、メモリ１０４（例えば、ネットワークベース又はクラウドベースのメモリ）を、多数のマシン又はデバイスを越えて分散することができる。メモリ１０４は、データ１０４２、オペレーティングシステム１０４６及びアプリケーション１０４４をストアすることができる。データ１０４２は、プロセッシングのための任意のデータ（例えば、コンピュータ化されたデータファイル又はデータベースレコード）とすることができる。アプリケーション１０４４は、プロセッサ１０２に、命令を実行させて、本開示に記載された機能を実行するプログラムを含むことができる。

【0016】

ある実施形態において、プロセッサ１０２及びメモリ１０４に加えて、システム１００は、二次（例えば、追加又は外部）ストレージデバイス１０６を含むことができる。二次ストレージデバイス１０６は、高処理ニーズのための追加のストレージ容量を与えることができる。二次ストレージデバイス１０６は、メモリカード、ハードディスクドライブ、ソリッドステートドライブ、フラッシュドライブ又は光学ドライブ等の好適な一時的又は固定のコンピュータ読み取り可能な媒体の形態にあるストレージデバイスとすることができる。さらに、二次ストレージデバイス１０６は、システム１００のコンポーネントとしたり、ネットワークを介してアクセスすることのできる共有デバイスとすることができる。ある実施形態において、アプリケーション１０４４は、二次ストレージデバイス１０６に全て又は一部ストアして、メモリ１０４にロードすることができる。例えば、二次ストレージデバイス１０６は、データベースに用いることができる。

【0017】

ある実施形態において、プロセッサ１０２及びメモリ１０４に加えて、システム１００は、出力デバイス１０８を含むことができる。出力デバイス１０８は、例えば、グラフィックデータを表示するための、システム１００に結合されたディスプレイとすることができる。出力デバイス１０８が、例えば、ディスプレイである場合は、例えば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、ブラン管（ＣＲＴ）又は人に目視可能な出力を提供可能なその他出力デバイスとすることができる。出力デバイス１０８はまた、ユーザーに視覚、聴覚又は触覚信号を伝達するデバイス、例えば、タッチセンサデバイス（例えば、タッチスクリーン）、スピーカー、イヤホン、発光ダイオード（ＬＥＤ）インジケータ又は振動モータとすることもできる。場合によっては、出力デバイスはまた、入力デバイス、例えば、タッチ式入力を受けるよう構成されたタッチスクリーンディスプレイとしても機能し得る。

【0018】

ある実施形態において、出力デバイス１０８は、信号及び／又はデータを伝達する通信デバイスとしても機能し得る。例えば、出力デバイス１０８は、システム１００から他のデバイスへ信号又はデータを伝達する有線手段を含む。他の例を挙げると、出力デバイス１０８は、システム１００から他のデバイスへ信号又はデータを伝達する無線レシーバと互換性のあるプロトコルを用いる無線トランスミッターを含む。

【0019】

ある実施形態において、プロセッサ１０２及びメモリ１０４に加えて、システム１００は、入力デバイス１１０を含むことができる。入力デバイス１１０は、例えば、キーボード、数字キーバッド、マウス、トラックボール、マイクロホン、タッチ式デバイス（例えば、タッチスクリーン）、センサ又はジェスチャー式入力デバイスとすることができる。ユーザーの介入を必要としない任意の種類の入力デバイスも可能である。例えば、入力デバイス１１０は、信号を受信するための無線プロトコルに従って操作される無線レシーバのような通信デバイスとすることができる。入力デバイス１１０は、入力を示す信号又はデータを、例えば、バス１１２を介して、システム１００に出力することができる。

【0020】

ある実施形態において、プロセッサ１０２及びメモリ１０４に加えて、システム１００は、任意で、通信デバイス１１４を含み、他のデバイスと通信することができる。任意で、通信は、ネットワーク１１６を介してなされる。ネットワーク１１６は、これらに限られるものではないが、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）ネットワーク、赤外線接続、近視野接続（ＮＦＣ）、無線ネットワーク、有線ネットワーク、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、ワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）、バーチャルプライベートネットワーク（ＶＰＮ）、セルラーデータネットワーク又はインターネットをはじめとし、任意の好適な種類の任意の組み合わせの１つ以上の通信ネットワークを含むことができる。通信デバイス１１４は、トランスポンダ／トランシーバデバイス、モデム、ルーター、ゲートウェイ、カイロ、チップ、有線ネットワークアダプタ、無線ネットワークアダプタ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈアダプタ、赤外線アダプタ、ＮＦＣアダプタ、セルラーネットワークチップ又はネットワーク１１６と通信可能な任意の好適な種類の任意の組み合わせ等、様々なやり方で実施できる。

【0021】

システム１００は、ウェハ又はレチクル高解像度検査装置と通信可能である。例えば、システム１００は、ウェハ又はレチクル検査結果を生成するよう構成された、電子ビームシステム又は光学システム等の１つ以上のウェハ又はレチクル検査装置と結合させることができる。

【0022】

システム１００（及びそこにストアされ、及び／又はそれにより実行されるアルゴリズム、方法、命令等）は、例えば、知的財産（ＩＰ）コア、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、プログラマブルロジックアレイ、光学プロセッサ、プログラマブルロジックコントローラ、マイクロコード、ファームウェア、マイクロコントローラ、サーバ、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ又はロジックコントローラ、マイクロコード、ファームウェア、マイクロコントローラ、サーバ、マイクロプロセッサ、デジタルシグナルプロセッサ又はそのその他好適な回路等のハードウェアモジュールとして実行することができる。さらに、システム１００の一部は、必ずしも同じ方式で実施されなくてよい。

【0023】

本開示の実施形態によれば、一例のマルチビーム画像形成システムは、ステージの基板にマルチビーム画像形成を実施するためのデバイス、コンピュータ又はサブシステムを含む。マルチビーム画像形成システムは、電子工学システム、基板ステージ、又は相対コントロールシステム又はユニットを含むことができる。

【0024】

図２は、本開示の実施形態による一例のマルチビーム画像形成システム２００の図である。例えば、システム２００は、図１のシステム１００に含まれる、又は接続される。 システム２００はまた、図１のシステム１００を含むこともできる。システム２００のコンポーネント又はサブシステムは後述する通りである。

【0025】

電子源２０２を用いて、電子ビーム（「一次ビーム」）を生成することができる。例えば、電子ビームは、図２に示すように、一次ビーム２０２１である。電子源２０２は、例えば、熱放出エミッタ、冷電界エミッタ又は熱電界放出エミッタ（例えば、ショットキータイプエミッタ）とすることができる。電子源２０２は、単一エミッタ又は複数のエミッタを含むことができる。一実施形態において、電子源２０２は、熱電界放出エミッタであり、電界エミッタから放出された電子は、電極セット２０４により抽出することができる。電極セット２０４は、電圧を印加された１つ以上の電極又はプレートを含む。電極セット２０４に含まれる抽出電極は、放出された電子が通過するアパーチャを有する。一実施形態において、電極セット２０４は、サプレッサー電極プレート２０４１と、エキストラクター電極プレート２０４２とを含む。サプレッサー電極プレート２０４１は、電極源２０２から放出された電子の一部（例えば、望ましくない散乱電子）を抑制するために、抑制電圧を印加して、一次ビーム２０２１を形成することができる。エキストラクター電極プレート２０４２は、一次ビーム２０２１において電子を抽出するための促進電圧を印加し、特定の速度まで電子を加速することができる。

【0026】

ある実施形態において、電極セット２０４はまた、一次ビーム２０２１を修正（例えば、コリメート又は焦点を集める）ことができる静電レンズ（例えば、多くの電極を用いることにより）も含むことができる。他の実施形態において、電極セット２０４は、電子源２０２の下流に位置するアパーチャを備えた単一アノードプレートを含むことができる。例えば、単一アノードプレートのアパーチャの径は５００ミクロン（μｍ）とすることができる。

【0027】

電子源２０２及び電極セット２０４の下流に、多重極場デバイス２０６が位置している。本開示において、「下流」とは、電子源２０２から離れる電子ビームの放出方向に沿った方向を指し、「上流」とは、放出された電子ビームと反対の方向を指す。多重極場デバイス２０６は、１つ以上の多極電気及び／又は磁場を生成して、一次ビーム２０２１の形を修正する電気及び／又は磁気デバイスを含むことができる。例えば、多極電場及び／又は磁場を通して、多重極場デバイス２０６は、特定の方向に沿って一次ビーム２０２１を伸長し、他の方向（例えば、特定の方向に垂直又は直角）には抑制することができる。

【0028】

ある実施形態において、電気及び／又は磁気デバイスは、４、６、８、１０、１２又は任意の数の極を含むことができる。各多極電気及び／又は磁気デバイスは、「励起強度」と呼ばれるパラメータを制御するために、異なる電圧又は電流でそれぞれ「励起」させることができる。励起強度は、電子ビームの断面（「ビームスポット」と呼ばれる）を伸長又は抑制する能力を表す。本開示において、「励起」は、電圧又は電流をそれぞれ用いて、電場又は磁場を発生するプロセスのことを指す。ステップ・アンド・スキャンモードを用いたマルチビーム画像形成システムにおいて、一次ビーム２０２１のビームスポットは、典型的に、ビームレットにスプリットされる前に、実施的に円形 に修正される。円形一次ビーム（又は実質的に円形一次ビーム）を、多くのマルチビーム画像形成システムにおいて、複数のビームレットを生成するのに用いることができる。

【0029】

連続スキャンモードでマルチビーム画像形成システムを最適化するために、一次ビーム２０２１のビームスポットを楕円形に修正することができる。例えば、図３に示すように、形状３０２は、一次ビーム２０２１のビームスポットのプロファイルを表し、形状３０４は、修正後の一次ビーム２０２１のビームスポットのプロファイルを表している。多重極場デバイス２０６を用いると、一次ビームを長及び抑制して、一方向にほぼ制限することにより、円形一次ビーム（例えば、形状３０２）から楕円形（例えば、形状３０４）にビームスポットの形状を変えることができる。

【0030】

一実施形態において、円形一次ビームを用いて、複数のビームレットを生成させることができる。例えば、二次元（「２Ｄ」）マルチアパーチャデバイスを用いて、円形一次ビームの複数のビームレットを生成することができる。他の例を挙げると、２Ｄマルチアパーチャデバイスの各アパーチャを用いて、生成されたビームレットのうちの１つのビームレットを生成することができる。他の実施形態において、楕円形一次ビームを用いて、複数のビームレットを生成することができる。

【0031】

多重極場デバイス２０６は、単一ステージ（例えば、単一電気又は磁気多極ユニット）又はマルチステージデバイス（例えば、一連の電気及び／又は磁気多極ユニット）とすることができる。一実施形態において、多重極場デバイス２０６は、２ステージデバイスとすることができる。第１のステージを用いて、一方向（「ｘ方向」と呼ぶ）に沿って一次ビーム２０２１を伸長し、第２ステージを用いて、ｘ方向に垂直な他の方向（「ｙ方向」と呼ぶ）に沿って一次ビーム２０２１を抑制することができる。例えば、多重極場デバイス２０６は、八重極静電アセンブリ及び／又は四重極静電アセンブリを含むことができる。一次ビーム２０２１のビームスポットの形状及びサイズもまた、励起強度、多重極場デバイス２０６とビームスプリッティングデバイス２０８２の相対距離を調節する、又は焦点調節装置（図示せず）を用いることにより制御することができる。例えば、電極セット２０４は、焦点調節装置として機能し得る。

【0032】

静電レンズセット２０８は、多重極場デバイス２０６の下流に配置することができる。. 静電レンズセット２０８は、ビームスプリッティングデバイス２０８２及び一組のシングルアパーチャ電極プレートを含む。ビームスプリッティングデバイス２０８２を用いて、そこに投影された一次ビーム２０２１（例えば、修正及び補正後）ををスプリッティングすることにより、複数のビームレット２０２２を生成することができる。

【0033】

ある実施形態において、ビームスプリッティングデバイス２０８２は、１つ以上のマルチアパーチャプレートを有する。マルチアパーチャプレートは、異なる実施形態及び／又はパラメータを有し得る。本開示において、マルチアパーチャプレートの１つのアパーチャが直線プロファイルを有していない場合は、マルチアパーチャプレートのアパーチャの最小直径又は寸法を、「ビーム制限サイズ」と呼ぶ。異なるマルチアパーチャプレートについて、マルチアパーチャプレートの各アパーチャのビーム制限サイズや、マルチアパーチャプレートの各アパーチャ間のピッチについて構成は異なるものとすることができる。

【0034】

一実施形態において、ビームスプリッティングデバイス２０８２は、複数のマルチアパーチャプレートを含むことができる。マルチアパーチャプレートは、そのアパーチャに対して配列することができる。例えば、奇数の直線状に配列されたアパーチャを含むマルチアパーチャプレートについては、中心アパーチャ（例えば、直線状に配列されたアパーチャの中央のアパーチャ）を、参照位置として用いることができる。他の実施形態について、偶数の直線状に配列されたアパーチャを含むマルチアパーチャプレートについては、マルチアパーチャプレートの中心軸（例えば、マルチアパーチャプレートの中心を貫く軸）を、参照位置として用いることができる。中心アパーチャ又は中心軸に加え、マルチアパーチャプレートのそれぞれにおける他のアパーチャも参照位置として用いることができる。マルチアパーチャプレートを配列するとき、参照位置を、各マルチアパーチャプレートについて選択し、マルチアパーチャプレートを、選択した参照位置に対して配列することができる。さらに、マルチアパーチャプレートは、異なる配向で互いに配列することができる。例えば、マルチアパーチャプレートのそれぞれにおける直線状に配列されたアパーチャは、異なる配向（例えばｘ及び／又はｙ配向）で配列することができる。また、複数のマルチアパーチャプレートは、異なる配列のアパーチャを有することもできる（例えば、あるマルチアパーチャプレートは直線状に配列されたアパーチャを有し、またあるマルチアパーチャプレートは直線状に配列されていないアパーチャを有する）。

【0035】

一実施形態において、ビームスプリッティングデバイス２０８２は、切り替え可能なマルチアパーチャプレートを有する。例えば、切り替え可能なマルチアパーチャプレートは、第１の領域において、２Ｄ配列（例えば、直線でない配列）の第１のマルチアパーチャプレートと、第２の領域において、一次元（「１Ｄ」）配列（例えば、直線配列）の第２のマルチアパーチャプレートと、第３の領域において、単一のアパーチャの第３のマルチアパーチャプレートとを含む。複数のマルチアパーチャプレートのその他の配列及び組み合わせもまた可能である。切り替え可能なマルチアパーチャプレート間を切り替えることにより、マルチビーム画像形成システムは、異なる画像形成モードで動作し得る。例えば、マルチビーム画像形成システムを切り替えると、第１のマルチアパーチャプレート、第２のマルチアパーチャプレート、及び第３のマルチアパーチャプレートをそれぞれ用いることにより、ステップ・アンド・スキャンモード、連続スキャンモード、及びシングルビームモードにおいて、動作し得る。

【0036】

一実施形態において、第１のマルチアパーチャプレートにより生成された（例えば、スプリットされた）ビームレットは、収束し、下流の第２のマルチアパーチャプレートは、第１のマルチアパーチャプレートより小さいピッチを有するよう構成することができる。他の実施形態において、第１のマルチアパーチャプレートにより生成されたビームレット は、収束し、下流の第２のマルチアパーチャプレートは、第１のマルチアパーチャプレートより大きいピッチを有するよう構成することができる。他の実施形態において、第１のマルチアパーチャプレートにより生成されたビームレットは、平行で、下流の第２のマルチアパーチャプレートは、第１のマルチアパーチャプレートと同じピッチを有するよう構成することができる。

【0037】

一実施形態において、ビームスプリッティングデバイス２０８２は、複数のアパーチャをさらに含む少なくとも１つのマルチアパーチャプレートを含むことができる。例えば、マルチアパーチャプレートにおける複数のアパーチャは、図４Ａに示すように、直線に沿って直線状に配列することができる。他の例を挙げると、マルチアパーチャプレートの複数のアパーチャを、図４Ｄに示すように、複数の平行な直線に沿って配列することができる。他の例を挙げると、図４Ｅに示すように、マルチアパーチャプレートの複数のアパーチャは、第１の２Ｄアレイで配列することができる。他の例を挙げると、図４Ｆに示すように、マルチアパーチャプレートの複数のアパーチャを、第２の２Ｄアレイで配列することができる。図４Ｆの第２の２Ｄアレイは、４８のアパーチャアレイのマルチアパーチャプレート４１２を示している。図４Ｆにおける第２の２Ｄアレイは、アパーチャに関して、他の数又は構成を有している。例えば、マルチアパーチャプレート４１２のアパーチャの数は１２・ｎ^２（ｎは正の整数）とすることができる。

【0038】

図４Ｆにおいて、アパーチャの第２の２Ｄアレイは、２Ｄアレイのビームレットを生成するのに用いることのできる、断面プロファイル又はレイアウトを示している。ビームレットの２Ｄアレイは、マルチビーム画像形成システムのステップ・アンド・スキャンモードにおける二重又は冗長スキャニング及び／又はステッピングインを招くことなく、タイル様に結合（又は「ステッチ」）されるスキャニングセクションをカバーする主ＦＯＶを有する。マルチアパーチャプレート４１２を用いて生成されたビームレットの２Ｄアレイにカバーされるスキャニングセクションの結合は、図７Ａ～７Ｂに示し、説明する。

【0039】

一実施形態において、例えば、図４Ａに示すように、マルチアパーチャプレート４０２は、複数の直線状に配列されたアパーチャ４０４を有する。マルチアパーチャプレート４０２を通過した後、一次ビーム２０２１は、直線状に配列された複数のビームレット（例えば、ビームレット２０２２）の配列を形成することができる。一実施形態において、ビームスプリッティングデバイス２０８２は、それぞれ直径２５μｍ、間の間隔が２５μｍの直線状に配列された１２個のアパーチャを有するマルチアパーチャプレートである。ビームスプリッティングデバイス２０８２において、他の数及び寸法のアパーチャも可能である。ビームレットの数は、フォーカスデバイス（例えば、静電液浸レンズ）を用いて制御することができ、一次ビーム２０２１のビームスポットのサイズを変えることができる。例えば、静電液浸レンズは、サプレッサー電極プレート２０４１の下流又は上流に配置することができる。

【0040】

一実施形態において、多重極場デバイス２０６はまた、ビームレットを生成する前に、円形一次ビームの収差を補正する収差補正器として用いることもできる。多重極場デバイス２０６により適用される収差補正の範囲又はレベルを制御することができる。例えば、多重極場デバイス２０６を制御して、収差を最小にすることができる。他の例を挙げると、多重極場デバイス２０６を制御して、ある範囲の収差を保ち、下流デバイス（例えば、ビームスプリッティングデバイス２０８２）を用いる／制御して、残りの収差を補正し（例えば、残りの収差の反対のサイン又は反対の方向の反対収差を生成し）、実質的に完全に収差を取り消す。

【0041】

一実施形態において、一次ビーム２０２１のビームスポットを、多重極場デバイス２０６により修正して、略円形のプロファイルまたは形状を得ることができる。通常、ビームスポットのサイズを制御することにより、異なる数のビームレットが生成される。例えば、図４Ｂに示すように、マルチアパーチャプレート４０２のアパーチャ４０４は、一次ビーム２０２１の円形ビームスポットによりカバーされる。円形ビームスポットを制御して異なるサイズとすることができ、例えば、第１の円形ビームスポット４０６は大きなサイズ、第２の円形ビームスポット４０８は小さなサイズとすることができる。図４Ｂにおいて、第１の円形ビームスポット４０６は、第２の円形ビームスポット４０８よりも多くのビームレットを生成することができる。ビームスポットのサイズは調節可能である。アパーチャ４０４は、直線状に配列されて示されているが、任意の形態で配列することができる。例えば、アパーチャ４０４は、図４Ｄ～４Ｆに示すように配列することができる。

【0042】

他の実施形態において、一次ビーム２０２１のビームスポットは、楕円形プロファイルを持つ多重極場デバイス２０６により修正することができる。楕円形プロファイルの一次ビームを用いて、マルチビーム画像形成システムの連続スキャンモードの性能を最適化することができる。例えば、図４Ｃに示すように、マルチアパーチャプレート４０２のアパーチャ４０４は、一次ビーム２０２１の楕円形ビームスポット４１０によりカバーすることができる。第２の円形ビームスポット４０８もまた、比較のために、図４Ｃに示す。一実施形態において、楕円形ビームスポット４１０のサイズを調節して、マルチアパーチャプレート４０２のアパーチャ４０４をカバーするのに十分な大きさとすることができる。

【0043】

ある実施形態において、一次ビーム２０２１を楕円形に修正することにより、直線状に配列されたアパーチャのあるマルチアパーチャプレート４０２は、ビーム密度の高いビームレットを生成することができ、さらに、ビームを有効利用することができる。他の実施形態において、一次ビーム２０２１は、楕円形に加えて、他の形状へ修正することができる。

【0044】

あるマルチビーム画像形成システムにおいて、マルチアパーチャプレートの複数のアパーチャは二次元で配列される。例えば、複数のアパーチャは、一次ビーム２０２１の中心軸に対称に２Ｄアレイで配列することができる。２Ｄアレイの設計としては、これらに限られるものではないが、四角形配列、六角形配列又は円形配列が挙げられる。マルチアパーチャプレート構成で、２Ｄビームレットアレイを生成することができる。本開示において、一例として、マルチアパーチャプレート（例えば、マルチアパーチャプレート４０２）は、直線状に配列されたアパーチャ（例えば、アパーチャ４０４）により設計される。プレートの直線状に配列されたアパーチャは、単一ライン又は複数の平行ラインに沿ってアパーチャアレイを形成することができる。アパーチャアレイの長手側はまた、楕円形ビームスポットの長軸（例えば、楕円形ビームスポット４１０）と並べることもできる。このように、直線状に配列されたアパーチャは全て、マルチアパーチャプレートに投影された楕円形ビームスポットによりカバーすることができる。このようなマルチアパーチャプレート構成で、１Ｄビームレットアレイを生成することができる。例えば、１Ｄビームレットアレイを、マルチビーム画像形成システムの連続スキャンモードにおいて、ラインスキャンに用いることができる。１つのラインスキャンによりカバーされた基板表面の領域は、本明細書において、「ライン」と呼ぶ。

【0045】

ビームレット２０２２の画像形成特性を最適化するために、静電レンズ又は同様のデバイスを用いて、一次ビーム２０２１及び／又はビームレット２０２２を制御することができる。例えば、静電レンズセット２０８は、ビームスプリッティングデバイス２０８２の上流に配置された第１のシングルアパーチャ電極プレート２０８１と、ビームスプリッティングデバイス２０８２の下流に配置された第２のシングルアパーチャ電極プレート２０８３とを含む。第１のシングルアパーチャ電極プレート２０８１及び第２のシングルアパーチャ電極プレート２０８３は、一次ビーム２０２１の中心軸の中央にある。一実施形態において、第１のシングルアパーチャ電極プレート２０８１及び第２のシングルアパーチャ電極プレート２０８３のアパーチャは、６００μｍより大きい。他の寸法のシングルアパーチャ電極プレート２０８１及び２０８３も可能である。第１のシングルアパーチャ電極プレート２０８１及び第２のシングルアパーチャ電極プレート２０８３を用いて、一次ビーム２０２１の入射角を求める局所電場を生成することができる。生成されたビームレット２０２２はそれぞれ、例えば、収束する、コリメートする、分岐する、焦点を集める、焦点をぼかすことにより、シングルアパーチャ電極プレート２０８１及び２０８３により生成された局所電場によって、さらに修正することができる。

【0046】

一実施形態において、ビームスプリッティングデバイス２０８２により、第１のシングルアパーチャ電極プレート２０８１及び第２のシングルアパーチャ電極プレート２０８３に異なる電圧を印加して、静電レンズを形成する。例えば、静電レンズは、ビームレット２０２２をコリメートし、各ビームレットに焦点を集めるのに用いることができる。性能を上げるために、一次ビーム２０２１を、ビームスプリッティングデバイス２０８２に通過させる前にコリメートすることができる。他の例を挙げると、一次ビーム２０２１の入射角は、第１のシングルアパーチャ電極プレート２０８１及び第２のシングルアパーチャ電極プレート２０８３に印加される電圧を変えることにより調節することができる。最適化のために、入射角を調節して、ビームレット２０２２の輝度を求め、収差を減じることができる。

【0047】

上記実施形態において、第１のシングルアパーチャ電極プレート２０８１、第２のシングルアパーチャ電極プレート２０８３及びビームスプリッティングデバイス２０８２の電圧を設定して、ビームレット２０２２の各ビームレットが、静電レンズセット２０８の下流の面に個々に焦点を合わせるようにすることができる。各ビームレットのプロファイルは、第１のシングルアパーチャ電極プレート２０８１、第２のシングルアパーチャ電極プレート２０８３及びビームスプリッティングデバイス２０８２間の局所電場により決められる。マルチビームＥＢＩの画像形成条件を最適化するために、ビームレット２０２２もまた、僅かに収束又はコリメートさせることができる。例えば、一実施形態において、ビームスプリッティングデバイス２０８２の上流に配置されたアノードプレート（例えば、電極セット２０４におけるエキストラクター電極プレート２０４２又は単一アノードプレート）により、電圧Ｇ、Ｖ_０、Ｖ_１及びＶ_２（Ｇ＜Ｖ_１＜Ｖ_０＜Ｖ_２）を、アノードプレート、ビームスプリッティングデバイス２０８２、第１のシングルアパーチャ電極プレート４０８１及び第２のシングルアパーチャ電極プレート２０８３にそれぞれ印加することができる。これらの電圧の値を求めて、ビームスプリッティングデバイス２０８２を通過する前に、一次ビーム２０２１をコリメートし、各ビームレットをできる限り互いに平行にしたまま、焦点を集めることができる。電圧Ｇ、Ｖ_０、Ｖ_１及びＶ_２は、他の値に変えることができる。ビームスプリッティングデバイス２０８２の一次ビーム２０２１のビームスポットのサイズもまた、上述した電圧を調整することにより調節可能である。一実施形態において、ビームスプリッティングデバイスの電圧に－２０ｋＶ～２０ｋＶのバイアスをかけることにより、ビームスプリッティングデバイス２０８２は、マルチアパーチャレンズとして構成することができる。

【0048】

様々な因子（例えば、ビームレット２０２２の場所、ビームスポットの変形及び／又は電場の不均一性）により、静電レンズセット２０８の下流のビームレット２０２２は、収差を有する。マルチビーム画像形成システムで生じる収差としては、球面収差、色収差、 非点収差及び像面湾曲が挙げられる。球面収差及び色収差は、主に、電子ビームの軸上又は軸外焦点条件（例えば、静電レンズの局所電場又は磁場）の不均一性のために生じる。非点収差及び像面湾曲は、主に、軸上又は軸外焦点条件及び軸外電子ビームの異方性非対称性により生じる。例えば、異方性非対称性及び軸外電子ビームの原因の一つは、多重極場デバイス２０６により修正された一次ビーム２０２１の楕円変形である。収差は、マルチビーム画像形成システムの画像形成解像度の劣化につながる。

【0049】

ある実施形態において、１つ以上の収差補正器（図示せず）を含む任意の収差補正器セットを、システム２００で用いて、ビームレット２０２２の収差を排除又は減少させることができる。任意の収差補正器は、ビームレット２０２２の焦点面の上流又は下流に配置することができる。ある実施形態において、システム２００は、球面収差補正器、非点収差補正器及び／又は像面湾曲補正器を含む。

【0050】

一実施形態において、球面収差補正器は、ビームレット２０２２の焦点面の上流又は下流の１つ以上の 多重極場デバイスである。例えば、多重極場デバイス２０６は、球面収差補正器として機能し得る。他の例を挙げると、球面収差補正器は、マルチアパーチャプレートの上流のマルチ（例えば、八重極又は四重極）磁場デバイスとすることができる。

【0051】

一実施形態において、非点収差及び像面湾曲は、特別に設計されたマルチアパーチャプレートにより減じることができる。例えば、ビームスプリッティングデバイス２０８２に含まれるマルチアパーチャプレートは、特別に設計されたマルチアパーチャプレートとして機能し得る。

【0052】

一実施形態において、ビームスプリッティングデバイス２０８２は、図５Ａに断面図に示すように、２層のマルチアパーチャプレート５００Ａを含む。マルチアパーチャプレート５００Ａは、厚さＴ_０の一次ビーム２０２１（上流）に対向する第１の層５０２と、厚さＴ_Ｌの第１の層５０２の下流の第２の層５０４とを含む。マルチアパーチャプレート５００Ａは、微細加工技術により製造することができる。第１の層５０２は、第１のビーム２０２１を分離する均一なサイズＤ_０のアパーチャを含む。Ｄ_０は、各出射ビームレットの電流を制限するのに用いるビーム制限サイズとして機能し得る。第２の層５０４は、第１の層５０２のアパーチャに対応して並んだ、異なるサイズのアパーチャを含む。第２の層５０４のアパーチャのサイズは、マルチアパーチャプレート５００Ａの中心軸５２０への距離が増えるにつれて、減じる。例えば、図５Ａにおいて、サイズＤ_Ｌ０のアパーチャ５０６は、マルチアパーチャプレート５００Ａの中心軸５２０に対して第１の距離（例えば、ゼロの距離、すなわち、アパーチャ５０６は中心軸５２０の中央）を有する。サイズＤ_Ｌ１のアパーチャ５０８及びサイズＤ_Ｌ１のアパーチャ５１０は、マルチアパーチャプレート５００Ａの中心軸５２０に対して第２の距離を有する。第１の距離は、第２の距離より短かく、Ｄ_Ｌ０は、Ｄ_Ｌ１より大きい。散乱電子を防ぐために、第２の層５０４のアパーチャのサイズは全て、第１の層５０２の対応のアパーチャより大きい。例えば、図５Ａに示すように、Ｄ_Ｌ０＞Ｄ_０及び＞Ｄ_Ｌ１＞Ｄ_０である。このような構成で、異なるアパーチャ（例えば、アパーチャ５０６、５０８及び５１０）から出射するビームレットは、異なる焦点を有するため、減少した収差（例えば、減少した非点収差及び像面湾曲）で同じ面に焦点が集まる。

【0053】

他の実施形態において、図５Ｂに示すように、図５Ａの第１の層５０２及び第２の層５０４に加えて、マルチアパーチャプレート５００Ｂは、第１の層５０２の上流に厚さＴ_Ｕの第３の層５１２をさらに含む。例えば、マルチアパーチャプレート５００Ｂは、第３の層５１２を使って、第１の層５０２に入射するビームレットを収束するために、ビームレットの焦点面の上流に配置される。第３の層５１２は、第１の層５０２の対応のアパーチャと並んだ、異なるサイズのアパーチャを含む。第２の層５０４と同様に、第３の層５１２のアパーチャのサイズは、マルチアパーチャプレート５００Ｂの中心軸５２０への距離が増えるにつれて、減じる。例えば、図５Ｂにおいて、サイズＤ_Ｕ０のアパーチャ５１４は、マルチアパーチャプレート５００Ｂの中心軸５２０に対して第３の距離（例えば、ゼロの距離、すなわち、アパーチャ５１４は中心軸５２０の中央）を有する。サイズＤ_Ｕ１のアパーチャ５１６及びサイズＤ_Ｕ１のアパーチャ５１８は、マルチアパーチャプレート５００Ｂの中心軸５２０に対して第４の距離を有する。第３の距離は、第４の距離より短かく、Ｄ_Ｕ０は、Ｄ_Ｕ１より大きい。ある実施形態において、第３及び第４の距離は、それぞれ、第１及び第２の距離と等しくすることができる。第１の層５０２に入射したビームレットを収束するために、第３の層５１２のアパーチャのサイズは全て、第１の層５０２の対応のアパーチャより大きく、第２の層５０４の対応のアパーチャより小さい。例えば、図５Ｂに示すように、アパーチャ５１４、５１６及び５１８は、Ｄ_Ｌ０＞Ｄ_ｕ０＞Ｄ_０及び＞Ｄ_Ｌ１＞Ｄ_ｕ１＞Ｄ_０で、それぞれ、アパーチャ５０６、５０８及び５１０に対応する。

【0054】

図２を再び参照すると、静電レンズセット２０８の下流で、投影レンズセット（又は「中間レンズセット」と呼ぶ）２１０を用いて、ビームレット２０２２を投影（例えば、収束又は集結）することができる。投影レンズセット２１０は、１つ以上の電気／磁気投影レンズを含むことができる。一実施形態において、投影レンズセット２１０は磁気集光レンズを含むことができる。対物レンズセット２１６と共に、投影レンズセットは、検査中の基板２２０の表面に投影されたビームレット２０２２のプロファイルを拡大又は縮小することができる。例えば、投影レンズセット２１０（例えば、磁気集光レンズ）及び対物レンズセット２１６の励起強度を求めて、ビームレット２０２２の各ビームレット間の間隔が基板２２０表面で略２５μｍとなるように、かつ、各ビームレットの副ＦＯＶが２５μｍの間隔より大きくなるようにする。基板２２０表面のビームレット２０２２間の間隔及び各ビームレットの副ＦＯＶは調節可能である。

【0055】

一実施形態において、任意のアパーチャプレート２１２は、散乱電子をブロックするために、投影レンズセット２１０の下流に配置することができる。投影レンズセット２１０の下流で、デフレクタセット２１４を用いて、ビームレット２０２２を駆動し、基板２２０Ａの少なくとも一部（例えば、ケアエリアのセクション／ストリップ）をスキャンすることができる。「ケアエリア」は、検査されるウェハのエリアである。デフレクタセット２１４は、１つ以上のスキャニングデフレクタを含むことができる。スキャニングデフレクタのスキャニング方向は調節可能である。例えば、スキャニング方向は、垂直又はスキュー交差とすることができる。一実施形態において、デフレクタセット２１４は、対物レンズセット２１６の中央に同心円状に配置することができる。

【0056】

対物レンズセット２１６は、基板２２０表面で、ビームレット２０２２に焦点を集めることができる。一実施形態において、対物レンズセット２１６は、磁気集光レンズを含むことができる。例えば、対物レンズセット２１６は、ケアエリアのセクション／ストリップのビームレット２０２２に焦点を集めることができる。各ビームレットは、セクション／ストリップのサブセクションをカバーする副ＦＯＶを有する。一実施形態において、対物レンズセット２１６は、ビームレット２０２２を短い焦点で収束する、ブースター２１８を備えた液浸対物レンズとすることができる。液浸対物レンズを用いて、ブースター２１８及び基板２２０により生成された電磁場において、ビームレット２０２２を「液浸する」ことができる。例えば、基板２２０及びブースター２１８に電圧を印加することにより電磁場を生成することができ、ブースター２１８の電圧を、液浸対物レンズの電圧より高くセットすることができる。

【0057】

基板ステージ２２２を用いて、基板２２０を搬送することができる。基板ステージ２２２を制御して動かし、検査のために、ビームレット２０２２下の基板２２０の異なる部分を露光する。上述した通り、ステップ・アンド・スキャンモードと連続スキャンモードの２つの画像スキャンモードに対応して、基板ステージ２２２には２種類のモーションコントロールモードがある。連続スキャンモードにおいては、基板ステージ２２２を一定の速度で第１の方向（例えば、水平方向又は「ｘ方向」）に動かし続け、一方、直線状に配列されたビームレットは、第２の方向（例えば、垂直方向又は「ｙ方向」にラインスキャンを行う。例えば、第２の方向は、第１の方向に略垂直である。

【0058】

ビームレット２０２２が、基板２２０の表面に当たると、入射ビームレット２０２２に対する方向に、電子が散乱する。通常、散乱電子は、弾性衝突のために散乱した後方散乱電子（ＢＳＥ）と、非弾性衝突（例えば、イオン化）のために散乱した二次電子（ＳＥ）の２つのグループに分類される。ビームレットから生成されたＢＳＥとＳＥは、それぞれ、ＢＳＥビームレットとＳＥビームレットを形成する。本開示において、ＢＳＥビームレット及びＳＥビームレットは、「散乱ビームレット」と総称される。

【0059】

少なくとも１つのウィーンフィルタを含むウィーンフィルタセット２２４を用いて、入射ビームレット２０２２の中心軸から離れるように、散乱ビームレット２２６を偏向又は湾曲し、一方で、入射ビームレット２０２２は湾曲させないようにしておく。散乱ビームレット２２６は、捕捉される軸外（例えば、一次ビーム２０２１の中心軸から離れる）検出器２２８に向けることができる。ある実施形態において、検出器２２８は、複数の検出器を含む検出器アレイとすることができる。ウィーンフィルタセット２２４の励起強度は、散乱ビームレット２２６が、検出器２２８の表面に届くようなものとする。一実施形態において、ウィーンフィルタセット２２４は、対物レンズセット２１６の中心に同心円状に配置される。

【0060】

一実施形態において、ウィーンフィルタセット２２４は、Ｅ×Ｂデフレクタ（Ｅは電場を表し、Ｂは磁場を表す）等の他の種類の多重極場デバイスと置き換えることができる。

【0061】

異なるデフレクタセットアップに対応して、ウィーンフィルタを適用するには少なくとも２つの方法がある。第１の適用法は、ウィーンフィルタセット２２４の弱い励起強度を介して、散乱ビームレット２２６を僅かに偏向し（例えば、ウィーンフィルタセット２２４の弱い電場及び／又は磁場をセットすることにより）、デフレクタ２２８をビームレット２０２２の中心軸近傍に配置するものである。第２の適用法は、ウィーンフィルタセット２２４の強い励起強度を介して、散乱ビームレット２２６を大きな角度で偏向し（例えば、ウィーンフィルタセット２２４の強い電場及び／又は磁場をセットすることにより）、デフレクタ２２８をビームレット２０２２から遠くに配置するものである。第１の適用法は、空間を節約し、システム２００の全体のサイズを減じる。第２の適用法は、入射ビームレット２０２２と散乱ビームレット２２６の相互作用を減じ、散乱ビームレットのための任意の投影システム（図示せず）に、より空間を与える。一実施形態において、第１の適用法をシステム２００に用いる。他の実施形態において、第２の適用法をシステム２００に用いる。

【0062】

一実施形態において、対物レンズセット２１０は、基板２２０の表面の電場を制御するために、少なくとも１つの電極を含む。例えば、高電圧を印加して、電場（「表面抽出場」と呼ぶ）を提供して、散乱電子（例えば、 ＢＳＥ又はＳＥ）を抽出して、散乱ビームレット２２６を効率的に形成する。他の例を挙げると、接地された磁気レンズ磁極片に対して、基板２２０に負の電圧でバイアスをかけ、表面抽出場を与える。他の例を挙げると、表面抽出場の場の強さは、４００Ｖ／ｍｍ～６０００Ｖ／ｍｍとすることができる。

【0063】

検出器２２８を用いて、散乱ビームレット２２６を捕捉し、信号２３０を生成することができる。信号２３０は、アナログ及び／又はデジタル信号とすることができ、画像処理システム（図示せず）によりさらに処理することができる。画像処理システムは、信号２３０を受信し処理して、検査のために、スキャンされた基板表面の１つ以上の画像を生成する。一実施形態において、画像処理システムは、高速で（例えば、４００ＭＨｚ以上の画像捕捉レートで）画像を生成及び処理することができる。例えば、画像処理システムは、並列計算を用いて、画像を処理することができる。他の例を挙げると、画像処理システムは、システム１００において、処理のために、ＣＰＵ及び／又はＧＰＵ（例えば、プロセッサ１０２）及びメモリ（例えば、メモリ１０４）を用いることができる。画像捕捉レートは調節可能である。システム２００が連続スキャンモードで動作しているときは、画像処理システムにより用いられるデータ処理方法に応じて、全ストリップの生成画像は、検査のためにモザイク処理される、又は各ストリップの画像は前処理することができる。

【0064】

検出器２２８は、これらに限られるものではないが、マイクロチャンネルプレート（ＭＣＰ）、シリコンダイオード検出器（ＳＤＤ）、エバーハート－ソーンリー（ＥＴ）検出器又は電荷結合素子（ＣＣＤ）検出器が挙げられる。一実施形態において、検出器２２８は、複数の検出器ユニット又は領域を含む検出器アレイとし、各検出器ユニットは、単一散乱ビームレットを検出することができる。例えば、検出器アレイの検出器ユニットは、散乱ビームレット２２６の配列を適合して、各散乱ビームレットが、１つの検出器ユニットにより捕捉されるようにすることができる。一実施形態において、１２のアパーチャプレートをビームスプリッティングデバイス２０８２として用い、これに対応して、１２のストリップ形検出領域を備えたＳＤＤ検出器を用いることができる。ＳＳＤ検出器は、連続スキャンモードで動作しているシステム２００について、対物レンズの上に軸外で配置することができる。検出器ユニットの形状及び寸法は、散乱ビームレット２２６と各散乱ビームレットとの間にクロストークが検出されない限りは、変えることができる。

【0065】

ある実施形態において、任意で、検出器表面の画像形成条件を最低化するために、検出器２２８の上流に投影システム（図示せず）を与えることができる。例えば、投影システムは、検出器２２８の各検出器ユニット（例えば、個別のユニット又は分離されたユニット）に対して大きさを調節したり、散乱ビームレット２２６を投影したりすることができる。投影システムはまた、散乱ビームレット２２６の収束、偏向／変位エラー、及び／又は回転エラーを排除又は減少させることもできる。例えば、投影システムは、投影レンズ、デフレクタ及び／又は回転補正器を含むことができる。

【0066】

システム２００の可動コンポーネントについては、電子制御システム（図示せず）を用いて、機能するよう駆動及び制御することができる。例えば、電子制御システムは、検出器２２８の上流の投影レンズセット２１０、任意のアパーチャプレート２１２、デフレクタセット２１４、対物レンズセット２１６、ブースター２１８、基板ステージ２２２、ウィーンフィルタセット２２４及び／又は任意の投影システム（図示せず）のうち少なくとも１つを制御することができる。基板ステージ２２２のモーションモードに基づいて、システム２００の電子制御システム及びその他コンポーネントのパラメータを調節して、画像形成条件および合計処理量を最適化することができる。例えば、ステップ・アンド・スキャンモードで、２Ｄビームアレイを用い、電子制御システムのパラメータを調節して、性能を最適化することができる。制御方針を調節するとまた、ステップ・アンド・スキャン法と適合させることもできる。他の例を挙げると、連続スキャンモードにおいて、１Ｄビームアレイを用い、１Ｄビームレット構成に対応する異なる設計及び制御方針を用いることができる。連続スキャンモードの電子制御システムのパラメータは、ステップ・アンド・スキャンモードのパラメータとは異なるものとすることができる。他の例を挙げると、連続スキャンモードにおいて、基板ステージ２２２の移動速度は、画像処理システム（図示せず）の画像捕捉レートと適合するようにセットして、ケアエリアの全ピクセルがスキャンされるようにすることができる。例えば、移動速度は、学習技術（例えば、機械学習技術及び／又は統計に基づく学習技術）を用いて、判断又は最適化することができる。他の例を挙げると、移動速度は、異なる種類の基板、検査条件、欠陥及び／又は収差に適用して決められる。一実施形態において、電気制御システムは、高速スキャンのために、ビームレット２０２２を偏向することができる（例えば、４００ＭＨｚ以上のスキャニングレートで）。スキャニングレートは調節可能である。

【0067】

本明細書に記載したシステム２００のコンポーネント又はサブシステムは、上述した実施形態又は実施例に限定されないものとする。様々な設計及び／又は機能を備えたより多くの部品やコンポーネントを、機能拡張や性能最適化のために追加することができる。

【0068】

例えば、一実施形態において、システム２００は、電子源、少なくとも１つの多重極場デバイス、少なくとも１つのマルチアパーチャプレート、少なくとも１つのシングルアパーチャ電極プレート、少なくとも１つの任意の収差補正器、少なくとも１つの投影レンズ、対物レンズ、少なくとも１つのデフレクタ、少なくとも１つのウィーンフィルタ、基板ステージ、検出器又は検出器アレイ、画像形成システム及び少なくとも１つの電子制御システムを含む。

【0069】

他の例を挙げると、他の実施形態において、システム２００は、電子源として単一電子エミッタ、多重極場デバイスとして一組の八重極／四重極静電アセンブリ及び／又は静電アセンブリ、マルチアパーチャプレートとして１２－アパーチャプレート、２つの単一アパーチャ電極プレート、投影レンズとしての磁気集光レンズ、２つの静電デフレクタ、四重極ウィーンフィルタ、ブースターを備えた液浸対物レンズ、基板ステージ、ストリップアレイＳＤＤ検出器、散乱電子（例えば、ＢＳＥ又はＳＥ）投影システム、画像形成システム及び可動モジュール／コンポーネントの制御システムを含むことができる。

【0070】

他の例を挙げると、他の実施形態において、システム２００は、一次電子ビームを生成する電子源、一次電子ビームを成形する多重極場デバイス、スプリッティングデバイスに入る前に一次電子ビームをコリメートするための電子レンズ、一次電子ビームを複数のビームレットに分離し、下流領域の面で各ビームレットの焦点を合わせるための少なくとも１つのマルチアパーチャプレート、分離後、画像面に複数のビームレットの焦点を集めるための電子レンズ、多数のビームレットの焦点を基板に投影するための投影レンズ、基板表面に多数のビームレットの微細スポットで焦点を集めるための投影レンズ、散乱電子（例えば、ＢＳＥ又はＳＥ）を励起するために、多数のビームレットの全てを操作する少なくとも１つのデフレクタを含むデフレクタセットと、基板を保持し、特定のモードで動かして、基板を一次ビームレット操作のために配置するステージ、散乱ビームレットを軸外に偏向するための多重極場デバイス、散乱ビームレットを検出器アレイに投影及びガイドする散乱電子（例えば、ＢＳＥ又はＳＥ）光学系、散乱ビームレットを電子信号に変換する信号処理回路に結合された検出器アレイ、電子信号に基づいて、検出器アレイから得られた画像を構築、ストア又は分散するプロセッサ、及び予め決めたアプリケーションで画像を処理するコンピュータシステムを含むことができる。

【0071】

ある実施形態において、ステップ・アンド・スキャンモードと連続スキャンモードの両方が利用でき、システム２００で切り替え可能である。性能最適化のために、様々なスキャンパラメータ（例えば、画像捕捉レート、スキャニングレート、ビームレットの形状及びサイズ、ビームレットの近接するＦＯＶの重なり、又はマルチビーム画像形成システムのその他操作パラメータ）を、ステップ・アンド・スキャンモードと連続スキャンモードにそれぞれ適用することができる。

【0072】

ある実施形態において、マルチビーム画像形成システム（例えば、システム２００）はまた、マルチビーム画像形成モードに加えて、単一ビーム画像形成モードでも動作し得る。例えば、マルチビーム画像形成システムのマルチアパーチャプレートは、マルチビームモードと、単一ビームモードで切り替えることができる。一実施形態において、マルチビーム画像形成システムのマルチアパーチャプレートは、可動機構（例えば、回転）を用いて可動する。

【0073】

図６に示すように、マルチアパーチャプレート６００は、第１の領域に複数のアパーチャ６０２と第２の領域に単一のアパーチャ６０４とを含む。例えば、複数のアパーチャ６０２及び単一のアパーチャ６０４は、距離６０６離れている。マルチアパーチャプレート６００は、一次ビームのビームスポット下で第１と第２の領域を切り替えることができる。マルチアパーチャプレート６００が第１の位置にあるときは、複数のアパーチャ６０２がビーム下にあり、マルチアパーチャプレート６００が第２の位置にあるときは、単一アパーチャ６０４がビーム下にある。例えば、第１の位置から第２の位置への切り替えは、マルチアパーチャプレート６００を回転することにより行うことができる。単一ビームモードのときは、円形ビームスポット６０８を用い、マルチビーム画像形成システムのコンポーネントの操作パラメータを調節して、単一ビームモードの画像形成条件を最適化することができる。マルチビームモードのときは、楕円形ビームスポット６１０（例えば、多重極場デバイス２０６により修正）を用い、マルチビーム画像形成システムのコンポーネントの操作パラメータを調節して、マルチビームモードの画像形成条件を最適化することができる。

【0074】

一実施形態において、マルチアパーチャプレート６００には、２つ以上の単一アパーチャがある。例えば、マルチアパーチャプレート６００には、異なる直径の２つ以上の単一アパーチャがある。他の実施形態において、マルチビーム画像形成システムのマルチアパーチャプレートは交換可能である。例えば、マルチアパーチャプレート４０２は、マルチアパーチャプレート６００と交換することができる。

【0075】

本開示において、上述した実施形態によるマルチビーム画像形成システムのスキャン方法も含まれる。方法の詳細について説明する。

【0076】

あるマルチビーム画像形成システムにおいて、該当領域（ＲＯＩ）又はケアエリアの画像は、ビームレットのＦＯＶに捕捉される。例えば、ＲＯＩのある領域の画像は、ビームレットの主ＦＯＶをスキャニング（例えば、ラスタスキャニング）することにより捕捉することができる。一実施形態において、ＦＯＶのスキャニング中、基板ステージ（例えば、図２の基板ステージ２２２）は、第１の位置に固定したままとし、少なくとも１つの偏向ユニット（例えば、図２のデフレクタセット２１４）は、ビームレットを偏向して、基板ステージに配置された基板（例えば、図２の基板２２０）をスキャンすることができる。例えば、偏向ユニットは、ラスタスキャン信号により、動作及び／又は駆動することができる。一実施形態において、全てのビームレット（例えば、図２のビームレット２０２２の全てのビームレット）は、基板をスキャン（例えば、同時にスキャン）して、基板及び主ＦＯＶ画像を生成する。主ＦＯＶ画像は、複数の副ＦＯＶ画像を含み、各副ＦＯＶ画像は、複数のビームレットの１つにより形成されたものである。主ＦＯＶのスキャニング完了後、基板ステージを第２の位置に動かして、次のスキャンを行う（「ステッピング」と呼ぶ）。基板の全てのケアエリアがスキャンされ、検査プロセスが完了するまで、ステッピングとスキャニングを繰り返す。この検査モードは、通常、ステップ・アンド・スキャン（又は「ステップ・アンド・リピート」）モードと呼ばれる。ある実施形態において、複数のビームレットを用いて、ステップ・アンド・スキャンモードで基板を検査する。

【0077】

ある実施形態において、２Ｄビームレットを用いて、ステップ・アンド・スキャンモードで基板を検査する。例えば、図７Ａに示すように、マルチアパーチャプレート７０２ は、マトリックス配列の２Ｄアパーチャアレイを有する。２Ｄアパーチャアレイは、アパーチャ７０４を含む複数のアパーチャを含む。複数の２Ｄビームレット（例えば、マトリックス配列の）は、マルチアパーチャプレート７０２を用いて生成することができる。２Ｄビームレットは、主ＦＯＶ７０６を基板表面に有し、副ＦＯＶ７０６をはじめとする複数の副ＦＯＶを有する。副ＦＯＶは、２Ｄビームレットの個々のビームレットに対応する。例えば、副ＦＯＶ７０８は、アパーチャ７０４により生成された個々のビームレットに対応する。ある実施形態において、副ＦＯＶ７０８及びその生成された画像は、四角形又は矩形である。基板表面の実際のサイズの副ＦＯＶ７０８は、隣接する副ＦＯＶ７０８と僅かに重なる、接続（又は「ステッチ」）される、又は分離されている。一実施形態において、副ＦＯＶ７０８は四角形で、その物理的なサイズを制御して、基板表面の主ＦＯＶ７０６の全ての副ＦＯＶが、隣接する副ＦＯＶにステッチされて、主ＦＯＶ７０６が、副ＦＯＶの合計と等しくなるように、実際のサイズをカバーするようにする。

【0078】

ある実施形態において、パターン基板のケアエリアは、矩形又は四角形とすることができる。ステップ・アンド・スキャンモードにおいて、２Ｄビームレットの主ＦＯＶは、スキャンのためのケアエリアの第１の部分をカバーし、基板ステージは、ステッピング後にケアエリアの第１の部分をステッチするケアエリアの第２の部分を主ＦＯＶがカバーするようなやり方でステップ又は動く。全てのケアエリアがカバーされるまで、このステッピング及びスキャニングプロセスを繰り返す。

【0079】

例えば、図７Ｂに示すように、ケアエリア７１０は、矩形である。ケアエリア７１０の検査には、セクション７１２を含む複数のセクションを用いる。複数のセクションは、ケアエリア７１０より大きい、又は等しい領域をカバーする。各セクションは、２Ｄビームレットの主ＦＯＶ（例えば、主ＦＯＶ７０６）によりカバーされる。ある実施形態において、主ＦＯＶ７０６の形状及びサイズに基づいて、図７Ａのマルチアパーチャプレート７０２を用いて生成する。主ＦＯＶ７０６はセクション７１２をカバーしている。他のある実施形態において、マルチアパーチャプレートの他の形状及び構成を用いて、２Ｄビームレットを生成し、ケアエリアの検査のため、セクションをカバーする。一実施形態において、図７Ｂに示すように、基板ステージは、主ＦＯＶ７０６を、ステッピングパス（又はシーケンス）７１４に従って動くように、動かす。図７Ｂに示すように、出発点から終点までステッピングパス７１４の矢印に従って、主ＦＯＶ７０６は、セクション７１２と同様の各セクションを続けてカバーし、ケアエリア７１０の全てがカバーされるまで、ケアエリア７１０を検査する。ある実施形態において、実際に検査された領域がケアエリアより大きい場合（例えば、図７Ｂに示すシナリオ）、生成された画像にフィルタをかけて（又は「クロップ」して）、ケアエリア外の画像部分を破棄し、ケアエリアに対応する画像部分のみを、欠陥検査又は画像測定のために処理する。

【0080】

ある実施形態において、直線状に配列された（１Ｄ）ビームレットを用いて、ステップ・アンド・スキャンモードで検査をする。例えば、図８Ａに示すように、マルチアパーチャプレート８０２は、直線状に配列された直線配列アパーチャアレイを含む。直線配列アパーチャアレイは、アパーチャ８０４を含む複数のアパーチャを含む。複数の直線状に配列されたビームレット（例えば、直線配列の）は、マルチアパーチャプレート８０２を用いて生成される。直線状に配列されたビームレットは、基板表面に主ＦＯＶ８０６を有し、副ＦＯＶ８０８を含む複数の副ＦＯＶを含む。副ＦＯＶは、直線状に配列されたビームレットの個々のビームレットに対応する。例えば、副ＦＯＶ８０８は、アパーチャ８０４により生成された個々のビームレットに対応する。ある実施形態において、主ＦＯＶ８０６は矩形であり、副ＦＯＶ（例えば、副ＦＯＶ８０８）は四角形又は矩形である。基板表面の実際のサイズの副ＦＯＶ８０８は、隣接する副ＦＯＶと僅かに重なる、接続（又は「ステッチ」）される、又は分離されている。ある実施形態において、直線状に配列されたビームレットの量は２より大きい、または等しい。ある実施形態において、直線状に配列されたビームレットの量は２～２００である。他の実施形態において、直線状に配列されたビームレットの量は２００を超える。

【0081】

ある実施形態において、直線状に配列されたビームレットの主ＦＯＶ（例えば、主ＦＯＶ８０６）の形状及びサイズに基づいて、パターン化基板の矩形ケアエリアを、ステップ・アンド・スキャンモードでの検査のために、セクションに分割する。例えば、図８Ｂに示すように、ケアエリア８１０は矩形で、検査のために複数のセクションへ分割される。図８Ｂにおいて、ケアエリア８１０は、セクション８１２を含む１０の矩形セクションに分離される。例えば、図８Ｂに示すように、ケアエリア８１０は矩形で、検査のために、複数のセクションに分離される。図８Ｂにおいて、ケアエリア８１０は、セクション８１２を含む１０の矩形セクションに分離される。セクション８１２は、ケアエリア８１０において、他の９の分離セクションと同様である。各矩形セクションは、直線状に配列されたビームレットの主ＦＯＶ（例えば、主ＦＯＶ８０６）によりカバーされる。一実施形態において、直線状に配列されたビームレットは、図８Ａのマルチアパーチャプレート８０２を用いて生成され、主ＦＯＶ８０６は、セクション８１２をカバーする。

【0082】

ある実施形態において、セクション８１２の形状及びサイズは、ビームレットの量及び配列、各ビームレットの副ＦＯＶサイズに基づいて決まる。例えば、図８Ｂに示すケアエリア分割構成に基づいて、セクション８１２を画像形成するビームレットは、ビームレット８１４を含む６の直線状に配列された個々のビームレットを含む。各ビームレットの副ＦＯＶ（例えば、図８Ａの副ＦＯＶ８０８）は、対応のサブセクション（例えば、図８Ｂのサブセクション８１６）よりも大きい、これに適合する、又はこれより小さい。図８Ｂにおいて、重複や曖昧さをなくすために、四角副ＦＯＶの６の個々のビームレットを含む直線状に配列されたビームレットの配列を実施形態を説明するのに取り上げる。典型的に、サブセクション８１６に対応する副ＦＯＶ（例えば、図８Ａの副ＦＯＶ８０８）は、矩形又は四角形である。

【0083】

ステップ・アンド・スキャンモード中、一実施形態において、図８Ａの主ＦＯＶ８０６により、セクション８１２を全てのビームレットでスキャンする。セクション８１２のスキャンが終了したら、基板ステージは、次のセクション（例えば、近接するセクション、又は近接しないセクション）へ進み、次のスキャニングを続ける。一実施形態において、図８Ｂに示すように、ステージステッピングのパス又はシーケンスは、例えば、ステッピングパス８１８又はその他のパス等、所定の順番に従って、セットされる。図８Ｂに示すように、ステッピングパス８１８の矢印に従って、画像スキャンは、まず、ステッピングパス８１８の出発点から始まり、終点まで、スキャニングのために、ケアエリア８１０の各１０のセクションへ進む。図８Ｂの基板ステージは、ステッピングパス８１８に従って進むが、各１０のセクションのスキャニングは、任意の空間的順番又は方向（例えば、図８Ｂに示す「ｘ方向」又は「ｙ方向」）の組み合わせで、行うことができる。ある実施形態において、ケアエリアの各セクションは、検査中、１回スキャンされる。他の実施形態において、ケアエリアの各セクションは、検査中、複数回スキャンされる。

【0084】

典型的に、マルチビーム画像形成システムの処理量は、単一ビームシステムに比べ増大する（場合によっては、大幅に増大する）。しかしながら、ステップ・アンド・スキャンモードを用いるマルチビーム画像形成システムの中には、インラインアプリケーションについては、処理量が不十分なものがある。ステップ・アンド・スキャンモードについての制限因子は、ステージ静定の時間である。基板ステージは、ステッピング後、典型的に振動する。次のスキャニングが始まる前に、ある程度振動を停止又は減衰させるには時間がかかる。振動は、スキャンしたセクションの画像形成品質を劣化させる。ステップ・アンド・スキャンモードで動作するあるマルチビーム画像形成システムにおいて、ステッピング間を静定させるのに基板ステージが要する時間（「静定時間」）は長い。典型的に、このようなシステムにおいては、ケアエリアのセクションをスキャニングする時間（「スキャニング時間」）より静定時間は長い（場合によっては一桁大きい）。例えば、１００Ｍｚのピクセルレートについて、１０２４×１０２４画像のスキャニング時間は、１０ミリ秒（ｍｓ）を僅かに超えるが、ステージステッピング及び静定時間は、１５０ミリ秒（ｍｓ）を超える。基板ステージの長い静定時間が、マルチビーム画像形成システムの検査処理量の潜在的なボトルネックとなり得る。

【0085】

本明細書に記載したマルチビーム画像形成システムは、連続スキャンモード（例えば、ステップ・アンド・スキャンモードに加えて）で動作して、検査処理量をさらに増大することができる。連続スキャンモードにおいて、基板ステージは、一定の速度で一方向に動き続け、デフレクタにより駆動される電子ビーム又はビームレットは、ステージのモーションを妨げることなく、ケアエリアをスキャンすることができる。例えば、電子ビーム又はビームレットを駆動すると、ケアエリアのラインスキャンを実施することができる。ラインスキャンのトレースを、本明細書では、「ラインスキャン」と呼ぶ。典型的に、ラスタスキャニングのために、デフレクタを駆動するには、２つのやり方がある。(ｉ)スキャンラインを、ステージモーション方向に対して垂直にする、（ｉｉ）スキャンラインを、ステージモーション方向に対して平行にする。

【0086】

ある実施形態において、スキャンラインは、マルチビーム画像形成システムの連続モードにおいてステージモーション方向に対して垂直である。例えば、図９Ａに示すように、基板ステージをｘ軸に沿って一定の速度Ｖ_ｓで動かしながら、電子ビーム又はビームレットは、パターン化基板のスキャニング領域９０２にラスタスキャンを行う。電子ビーム又はビームレットは、例えば、図８Ｂの個々のビームレット８１４とすることができる。スキャニング領域９０２は、基板のケアエリアのセクション（例えば、図８Ｂのセクション８１２）又はサブセクション（例えば、図８Ｂのサブセクション８１６）とすることができる。

【0087】

図９Ａは、スキャニング領域９０２の表面の２つのラインスキャンパスを示す。ビームレットにより実施される２つのラインスキャンに対応する、第１のラインスキャンパス９０４と第２のラインスキャンパス９０６である。ラインスキャンパスは、ｙ軸に沿った上下の垂直方向を有する。１つのラインスキャン終了後、リセットパス９０８に示されるように、ビームレットをラスタースキャニング方式で動かして、次のラインスキャンを始める。このプロセスを複数回繰り返す（例えば、２回）。複数のラインスキャンを行ったら、リセットパス９１２に示されるように、ビームレットを１回目のラインスキャンパスの出発点に戻して、次のセットの複数ラインスキャンを始める。各セットの複数ラインスキャンによりカバーされる領域を「フレーム」と呼び、フレームをカバーする複数のラインスキャンを「フレームスキャン」と呼ぶ。フレームスキャンの方向は、ラインスキャンに垂直である。

【0088】

例えば、図９Ａに示すように、フレームスキャンは、２つのラインスキャンを含む。すなわち、ビームレットは動いて、ラインスキャンパス９０４、リセットパス９０８及びラインスキャンパス９０６に沿った第１のフレームスキャンを行ってから、さらに動いて、リセットパス９１２に沿って次のフレームスキャンを開始する。図９Ａのフレームスキャンは、２つのラインスキャンしか含まない（又は、図９Ａに示すフレームは２つのラインしか含まない）が、任意の数のラインスキャンがフレームスキャンに含まれていてよい。

【0089】

ビームレットは、ラインスキャンを行うデフレクタセットにより駆動される。デフレクタセットは、任意の方向に沿って、複数のデフレクタを含む。各デフレクタには、ビームレットを駆動するために、スキャン信号（例えば、電圧）が印可される。例えば、図９Ｂに示すように、ラインスキャンパス９０４及び９０６に対応するラインスキャンは、のこぎり波信号Ｖ_ｙを用いて制御又は駆動される。ある実施形態において、Ｖ_ｙは時間変数電圧信号である。例えば、図９Ｂに示すように、Ｖ_ｙは期間Ｔ_Ｌの周期電圧信号である。Ｖ_ｙの各期間は、ビームレットを制御して、第１の方向にラインスキャンを行う第１の部分（又は「スキャニング部分」）と、ビームレットを第２の方向（例えば、第１の方向の反対）にリセットして、次のラインスキャンを行う第２の部分（又は「リセット部分」）とを含む。本明細書において「第１」及び「第２」は、表示のためのみであり、電圧信号の部分の順番を指すものではない。例えば、図９Ｂに示すように、Ｖ_ｙの期間は、第１の部分９１４と第２の部分９１６とを含む。一実施形態において、第１の部分９１４を用いて、ビームレットを駆動してラインスキャンパス９０４に沿って動かし、第２の部分９１６を用いて、ビームレットを下応して、リセットパス９０８に沿って動かし、ラインスキャンパス９０６の出発点にビームレットを配置する。第１の部分９１４は、第２の部分９１６より急勾配であり、ビームレットが、スキャニング時は（例えば、ラインスキャンパス９０４に沿って）遅い速度で、次のラインスキャンを行うために、リセット時は早い速度で動くようになっている。Ｖ_ｙの方向の変更は（例えば、波の山又は波の谷で）、駆動ビームレットの方向の変更を意味する。Ｖ_ｙが周期的に偏向されると、ビームレットは、スキャニング領域９０２を、ラスタスキャニング方式でスキャンする。Ｖ_ｙの期間Ｔ_Ｌは、２つの連続ラインスキャンの開始又は終了の間の期間に等しくなるようにセットされる。

【0090】

図９Ｂに示すフレームスキャンを行うために、追加ののこぎり波信号Ｖ_ｘを用いて、ビームレットをさらに制御する。ある実施形態において、Ｖ_ｘは、時間変数電圧である。例えば、図９Ｂに示すように、Ｖ_ｘは、期間Ｔ_Ｆの周期電圧である。Ｖ_ｙと同様に、Ｖ_ｘの各期間はまた、スキャニング部分とリセット部分とを含む。Ｖ_ｘが周期的に変更されると、ビームレットは、フレームの第1のラインの出発点に戻るように動いて、次のフレームスキャンを開始する。

【0091】

ある実施形態において、Ｔ_Ｆは、各フレームスキャンが１つのラインスキャンを含むＴ_Ｌに等しくセットされる。ある実施形態において、Ｔ_Ｆは、各フレームスキャンが、２つ以上のラインスキャンを含むＴ_Ｌより大きい。Ｔ_ＦがＴ_Ｌ,より大きいと、Ｖ_ｘのスキャニング部分は、Ｖ_ｙのスキャニング部分より勾配が緩い。例えば、図９Ｂに示すように、Ｔ_Ｆ ＝２Ｔ_Ｌ、Ｖ_ｘのスキャニング部分の傾斜は、Ｖ_ｙのスキャニング部分の傾斜の半分である。Ｖ_ｘのＴ_Ｆは、２つの連続ラインスキャンの開始又は終了の間の期間に等しくなるようにセットされる。Ｖ_ｘ及びＶ_ｙの値及び変更パターンを制御することにより、含まれるフレームスキャン及びラインスキャンは、異なるサイズのカバー領域で、任意の速度で、又は任意のパスに沿う等、任意のやり方で行うことができる。例えば、図９Ａにおいて、Ｖ_ｘ≠０及びＶ_ｙ＝０の場合、ビームレットは点９１０にある。

【0092】

連続スキャンモードで、Ｖ_ｓは、Ｖ_ｘ及びＶ_ｙ に基づいてセットされる。ある実施形態において、画像歪みを排除又は減じるために、Ｖ_ｓは、生成された画像の部分（例えば、ピクセル）に対応する物理的サイズ及び１つのフレームに含まれるラインの数に基づいて決められる。生成された画像のピクセルは、基板表面に実施されたフレームスキャンの物理的部分（「物理的ピクセル」と呼ぶ）に対応する。物理的ピクセルのサイズは、「物理的ピクセルサイズ」又は単に「ピクセルサイズ」と呼ぶ。ピクセルサイズは、物理的ピクセル及び画像のピクセル寸法に応じて異なる。ピクセルサイズはまた、水平方向と垂直方向で異なり得る。例えば、画像の物理的サイズがＡ×Ｂ（例えば、３ｍｍ×２ｍｍ）で画像のピクセル寸法がｍ×ｎ（例えば、３００ピクセル×４００ピクセル）の場合、水平方向のピクセルサイズ（Ｐ_ｈ）は、Ｐ_ｈ＝Ａ／ｍ（例えば、Ｐ_ｈ＝３ｍｍ／３００＝０．０１ｍｍ）、垂直方向のピクセルサイズ（Ｐ_ｖ）は、Ｐ_ｖ＝Ｂ／ｎ（例えば、Ｐ_ｖ＝２ｍｍ／４００＝０．００５ｍｍ）である。ある実施形態において、生成した画像のピクセルサイズは、水平と垂直方向で同じである。すなわち、Ｐ_ｈ＝Ｐ_ｖ＝Ｐ。

【0093】

ラインスキャンは、生成した画像にピクセルのライン（例えば、ｍ画像ピクセル）を生成する。各ピクセルは、ピクセルサイズＰの物理的ピクセルに対応する。すなわち、ピクセルのラインに対応するラインスキャンによりカバーされる物理的サイズ（又は長さ）は、Ａ＝ｍ×Ｐである。物理的ピクセルをスキャニングするのに必要な時間がＴ_Ｐの場合、Ｔ_Ｌ＝ｍ×Ｔ_Ｐである。四角フレームスキャンについては、フレームスキャンはｍラインを含む。すなわち、フレームスキャンによりカバーされる物理的サイズ（又は領域）はＡ×Ａであり、フレームスキャンの生成された画像のピクセル寸法はｍ×ｍである。ある実施形態において、ピクセル寸法ｍ×ｍは、フレームスキャンの教会の画像解像度により制限される。ピクセルサイズＰ（又は対応の物理サイズＡ）は、システムの物理的制限又は条件（例えば、光学収差）により制限される。

【0094】

例えば、ラインスキャンが垂直方向と仮定すると、ある実施形態において、フレームスキャンは、基板表面を水平幅として、垂直物理的ラインをカバーする。これにより、スキャン画像の画像ピクセルの垂直ラインが生成される。一実施形態において、フレームスキャンは、物理的ピクセル（「物理的ライン」と呼ぶ）の垂直ラインの水平幅をカバーする。各物理的ピクセルはピクセルサイズＰである。フレームにＮラインがあって、ラインスキャン期間がＴ_Ｌのとき、Ｖ_Ｓは水平方向であり、式（１）で求められる。

【数1】

式（１）

【0095】

式（１）において、フレームスキャン期間Ｔ_Ｆ＝Ｔ_Ｌ×Ｎである。Ｔ_Ｆの期間において、 Ｎラインスキャンを含むフレームスキャンを行って、物理的ラインをカバーする。その結果を用いて、生成された画像のピクセルのラインを生成する。すなわち、物理的ラインは、スキャン画像のピクセルのラインを生成するために、Ｎ回スキャンされる。

【0096】

一実施形態において、フレームは、１ラインを含む（例えば、各フレームスキャンは物理的ラインをカバーする）又はＮ＝１。すなわち、ラインスキャンは、フレームスキャンと等しい。本実施形態において、Ｖ_Ｓ＝Ｐ／Ｔ_Ｌのとき、連続スキャンは、ストリップ形の画像を生成し、ストリップ形の画像を生成するために、物理表面の物理的ラインは、２回以上スキャンされない（すなわち、フレームスキャンは、連続フレーム間の重なった物理的ラインはカバーしない）。

【0097】

他の実施形態において、フレームは、複数のラインを含む（例えば、各フレームスキャンは、複数の物理的ラインをカバーする）、又はＮ＞１。本実施形態において、Ｖ_Ｓ＜Ｐ／Ｔ_Ｌのとき、各物理的ラインは、フレームスキャンにおいて複数回スキャンされる。例えば、Ｖ_Ｓは、

【数2】

と設定される。各物理的ラインは、フレームスキャンにおいてＮ回ラインスキャンされ、連続スキャンの各フレーム（連続スキャンの最初と最後のフレームは除く）は、Ｎ回フレームスキャンされる。物理的ラインの各ラインスキャンについて、ラインスキャン信号が生成され（例えば、２進値、整数値又はＲＧＢ値）、Ｎラインスキャン信号を合計し平均して、物理的ラインについて平均信号を生成する。ラインスキャンの平均信号を用いて、平均スキャン画像を生成する。

【0098】

他の例を挙げると、Ｎ＝２^ｋ（ｋ＝０、１、２、３、...）かつＶ_Ｓ＝Ｐ／（Ｔ_Ｌ×Ｎ）のとき、各フレームは、Ｎラインを含む（又は各フレームスキャンは、Ｎラインスキャンを含む）。各ラインは、Ｐ／Ｎの水平物理サイズを有する。フレームのＮラインスキャンは、ラインスキャン１、ラインスキャン２、...ラインスキャンＮとラベル付けされる。フレームスキャンは、連続フレーム間で重なった

【数3】

の水平幅の領域をカバーする。本例において、連続スキャンの最初と最後のフレームは除き、各フレームの２^ｋラインをそれぞれＮ回スキャンする。例えば、ラインスキャン１を用いて、第１のストリップ形画像を生成し、ラインスキャン２を用いて、第２のストリップ形画像を生成する、等。合計のＮストリップ形画像が得られる。Ｎストリップ形画像のそれぞれは、近接又は隣接するストリップ形画像からＰ／Ｎずれるため、Ｎストリップ形画像は、単一のストリップ形画像のストリップ領域よりも大きい、全体のストリップ領域をカバーする。例えば、Ｎストリップ形画像の重なり部分を用いて、最終画像を生成する。他の例を挙げると、Ｎストリップ形画像の画像ピクセルを、基板表面の位置（例えば、物理的ピクセル）とマッチさせる。マッチングは、精密でも、無視できるシフトエラーがあってもよい。基板表面の同じ位置に対応する画像ピクセルの画像データを合計し、平均して、その場所の平均画像データを生成する。平均画像データを用いて、最終画像を生成し、それによって、ノイズキャンセル及び信号対ノイズ比を改善することができる。

【0099】

他の例を挙げると、Ｎ＝２及びＶ_Ｓ＝０．５Ｐ／Ｔ_Ｌのとき、フレームスキャンは、スキャンライン１とスキャンライン２の２つのラインスキャンを含む。例えば、フレームスキャンｋ番目とフレームスキャン（ｋ＋１）番目のような２つの連続するフレームスキャンの間、フレームスキャン基板のラインスキャン２とフレームスキャン（ｋ＋１）番目のラインスキャン１は、同じ物理的ラインをスキャンする。ラインスキャン１から生成された画像の第１のピクセルとラインスキャン２から生成された画像の第２のピクセルは、物理的ラインの同じ又は略同じ（すなわち、無視できるシフトエラーあり）物理的位置に対応する。第１及び第２のピクセルのピクセルデータを平均することにより、平均画像が生成される。

【0100】

ある実施形態において、スキャンラインは、マルチビーム画像形成システムの連続モードにおいて、ステージモーション方向に平行である。これらの実施形態において、２つ以上のラインスキャンを含むフレームスキャンを用いて、２Ｄスキャンがなされる。例えば、図１０Ａに示すように、基板ステージをｘ軸に沿って一定の速度Ｖ_Ｓで動かしながら、単一電子ビームレットが、パターン化基板のスキャニング領域１００２についてラスタスキャンを行う。電子ビーム又はビームレットは、例えば、図８Ｂの個々のビームレット８１４である。スキャニング領域１００２は、例えば、図８Ｂのサブセクション８１６のような基板のケアエリアのセクション又はサブセクションである。図１０Ａに、ラインスキャン１００４をはじめとする、ビームレットにより行われる複数のラインスキャンを示す。ある実施形態において、例えば、スキャニング領域１００２は、図１０Ａに示すように、１０のラインスキャンを含むフレームスキャンによりカバーされる。１０のラインスキャンをフレームスキャンにおいて例として示すが、５１２、１０２４、２０４８又はその他の数の任意の数のラインスキャンを含めることができる。

【0101】

図１０Ｂに示すように、ラインスキャン１００４を含むラインスキャンを、のこぎり歯スキャン信号Ｖ'_Ｘ及び追加ののこぎり歯スキャン信号Ｖ'_ｙを用いて、実施及び制御する。ある実施形態において、Ｖ'_Ｘ及びＶ'_ｙ は、それぞれ、ｘ方向とｙ方向に沿った時間変数電圧である。Ｖ'_Ｘは、期間Ｔ_Ｌ（ラインスキャンに必要な時間を表す）のｘ方向に沿った周期電圧であり、Ｖ'_ｙは、期間Ｔ_Ｆ（ラインスキャンに必要な時間を表す）のｙ方向に沿った周期電圧である。ある実施形態において、Ｔ_Ｆは、Ｔ_Ｌより大きい、または等しい。図９ＢのＶ_ｘ及びＶ_ｙと同様に、Ｖ'_Ｘ及びＶ'_ｙは、スキャニング部分とリセット部分とを含む。ある実施形態において、Ｖ'_ｙのスキャニング部分は、Ｖ'_Ｘのスキャニング部分より勾配が緩い。Ｖ'_ｙは、ビームレットを駆動して、ｙ軸に沿って動く。例えば、図１０Ａに示すように、Ｖ'_Ｘ≠０及びＶ'_ｙ＝０のとき、ビームレットは、点１００８を中心に集まる

【0102】

Ｖ'_Ｘの各期間内に、第１の（スキャニング）部分と第２の（リセット）部分がある。例えば、Ｖ'_Ｘのスキャニング部分は、ビームレットを駆動して、ラインスキャン１００４を行い、Ｖ'_Ｘのリセット部分は、ビームレットを駆動して、リセットパス１００６に沿って動かして、次のラインスキャンのために、ビームレットを出発点に配置する。Ｖ'_Ｘが時間の経過により周期的に変化するときは、ビームレットは、スキャニング領域１００２を左から右へスキャンすることができる。Ｖ'_Ｘの期間Ｔ_Ｌは、ラインスキャン（例えば、ラインスキャン１００４）を行い、次のラインスキャンのためにビームレットを（例えば、リセットパス１００６に沿って）リセットする合計時間に等しい。Ｖ'_ｙが時間の経過により周期的に変化するときは、ビームレットは、スキャニング領域１００２を上から下に交差する。

【0103】

基板ステージが動くため、画像形成領域を矩形に保つために、図１０Ｂに示すようなジャンプ△Ｖ'_ＸをＶ'_Ｘに適用して、次のラインスキャンの出発点をシフトする。一実施形態において、ラインスキャン能力の半分は、ラインスキャン出発点をシフトする目的で残しておく。例えば、四角の物理的ピクセルについては、ラインスキャンは、ｍの物理的ピクセルをカバーでき、フレームスキャンは２ｍのラインスキャンを含むことができる。図１０Ｂに示すように、Ｖ'_ｙは、Ｖ'_Ｘより長い期間を有する。これは、比較的遅いスキャンレートであることを表している。各フレームスキャンは、例えば、１つの物理的ピクセルによる等、ある寸法によって、連続フレームスキャンからシフトする。

【0104】

一実施形態において、ピクセルサイズをＰとし、物理的ピクセルをスキャンする時間をＴ_ｐとし、ｍの物理的ピクセルをカバーするラインスキャン、２ｍのラインスキャンを含むフレームスキャン、及びフレームスキャン後、ｍの物理的ピクセルを動かすステージ、
理想的には、ステージモーション方向に沿って連続したフレームスキャンから生成された画像をステッチするために、ステージ速度は、

【数4】

（式中、Ｔ_Ｌ＝ｍ×Ｔ_ｐ）で設定される。

【0105】

例えば、図１０Ｃに示すように、連続スキャンモードでＶ_ｓ＝０．５Ｐ／Ｔ_Ｌ、各フレームスキャンは、セグメント画像１０１０～１０１６を含む矩形セグメント画像を生成する。ストリップ形画像１０００は、複数の連続セグメント画像をステッチすることにより生成される。ある実施形態において、連続セグメント画像は、重なり部分を有する（例えば、Ｖ_ｓにより決まるいくつかの物理的ピクセルにより重なる）。ある実施形態において、 ストリップ形画像１０００は、非ステッチ方法により生成される。

【0106】

直線状に配列されたビームレットを用いるマルチビーム画像形成システムについては、基板ステージを一定の速度で、直線状に並んだビームレットの方向（例えば、ｙ方向）に垂直な方向に（例えば、ｘ方向）動かすことにより、画像形成及び検査について連続スキャンモードが可能である。ある実施形態において、全てのビームレットは、平行に動作して、ストリップ形画像を生成する。例えば、ストリップ形画像の幅は、ビームレットの量と各ビームに関連するラインスキャン幅により決まる。他の例を挙げると、ストリップ形画像の長さは、ケアエリア又はステージ制御ユニットにより決まる。ステージ静定時間を最小にすることにより、検査処理量を大幅に改善することができる。

【0107】

一実施形態において、直線状に配列されたアパーチャアレイを備えたマルチビーム画像形成システムは、連続スキャンモードで動作する。他の実施形態において、マルチビーム画像形成システムは、連続スキャンモード又はステップ・アンド・スキャンモードで動作するのを選択することができる。例えば、マルチビーム画像形成システムは、連続スキャンモードとステップ・アンド・スキャンモードを切り替えることができる。他の実施形態において、マルチビーム画像形成システムは、単一ビームを用いるように切り替えることができる。例えば、マルチビーム画像形成システムは、異なるビームスプリッティングデバイスを用いて単一ビーム又は複数のビームレットを生成するように切り替えることができる。

【0108】

図１１Ａは、連続スキャンモードで複数のビームレットを用いるストリップ形セクション（「ストリップ」）によりスキャンされる例示のケアエリア１１００を示す。図１１Ａに示すように、ケアエリア１１００を、ストリップ１１０２を含む５の平行なストリップに分割する。ストリップ１１０２は、ケアエリア１１００の他の４のストリップと同様であり、重複や曖昧さをなくして、説明を容易にするために一例として取り上げる。ケアエリア１１００は、１つのストリップをスキャニングするビームレットの数及び各ビームレットのスキャン幅に基づいて任意の数のストリップへ分割できるものとする。一実施形態において、図１１Ａに示すように、ストリップ１１０２は、１１の直線状に配列されたビームレットによりスキャンされ、各ビームレットのスキャニング領域は、対応のサブストリップを形成する。ビームレット又はサブストリップは、マルチアパーチャプレートのアパーチャの数及び構成に応じて、任意の構成の任意の数とすることができる。一実施形態において、ストリップ１１０２は、１１のストリップ形画像を生成する１１のビームレットによりスキャンされる。１１のストリップ形画像をステッチして、ストリップ１１０２の結合ストリップ画像が生成される。

【0109】

一実施形態において、ビームレット（例えば、１１のビームレット）の結合スキャニング領域は、フルサンプリング（すなわち、スキャニング領域の１００％適用範囲）を行うストリップ（例えば、ストリップ１１０２）の領域に等しい。他の実施形態において、パーセンテージサンプリング（すなわち、スキャニング領域の１００％未満の適用範囲）を行うビームレットの結合スキャニング領域より小さいストリップを選択する。他の実施形態において、オーバーサンプリング（すなわち、スキャニング領域の１００％より大きい適用範囲）を行うビームレットの結合スキャニング領域より大きいストリップを選択する。オーバーサンプリングは、例えば、いくつかの欠陥がスキャン画像の境界にあって、アラインメントシフトのためにフルサンプリングを用いる場合に、検出できないときに、用いられる。

【0110】

図１１Ｂは、ストリップ１１０２の部分１１０４を拡大して示す。部分１１０４は、サブストリップ１１０６を含む、スキャンする５つのビームレットの５のサブストリップを含む。サブストリップ１１０６は、部分１１０４の他の４のサブストリップと同様であり、重複や曖昧さをなくして、説明を容易にするために一例として取り上げる。一実施形態において、サブストリップ１１０６は、ストリップ形画像を生成するビームレット１１０８によりスキャンされる。サブストリップ１１０６のストリップ形画像は、近接するスキャニングビームレットにより生成された近接ストリップ形画像によりステッチされる。

【0111】

一実施形態において、ビームレット１１０８のスキャニング領域は、フルサンプリングを行うサブストリップ１１０６の領域に等しい。他の実施形態において、サブストリップ１１０６は、パーセンテージサンプリングを行うビームレット１１０８のスキャニング領域よりも小さく選択される。他の実施形態において、サブストリップ１１０６は、オーバーサンプリングを行うビームレット１１０８のスキャニング領域よりも大きく選択される。

【0112】

マルチビーム画像形成システムの連続スキャンモードの一実施形態において、基板ステージは、方向１１１０に一定の速度で動く基板を搬送する。基板が動く間、ビームレットを制御して、スキャニングパス１１１２に沿って（例えば、ストリップ１１０２の左端から始めて、頭－尾方式で）ストリップ１１０２をスキャンする。ケアエリア１１００の各ストリップ（例えば、ストリップ１１０２）の電子ビームスキャンにより、結合ストリップ形画像が生成される。ラインスキャンをスキャニングパス１１１２に垂直に行う（すなわち、図１１Ａに示すｙ方向に）図９Ａ～９Ｂに示し説明したやり方で、又はラインスキャンをスキャニングパス１１１２に平行に行う（すなわち、図１１Ａに示すｘ方向に）図１０Ａ～１０Ｃに示し説明したやり方でスキャンを行うことにより、結合ストリップ形画像が得られる。ビームレットが、ストリップ１１０２の末端一に達したら（例えば、ビームレットが、ストリップ１１０２の右端に達したら）、基板ステージを他のストリップの端部（例えば、近接又は近接しないストリップの右又は左端部）に動かして、スキャニング手順を繰り返す。例えば、スキャニングパス１１１２に従って、ケアエリア１１００は連続的に、ストリップ毎にスキャンすると、ステージを停止及び静定する必要性が減じる。

【0113】

本開示において、マルチビーム画像形成システムを用いて、基板表面に画像形成する方法も提供される。図１２は、ステップ・アンド・スキャンモード及び連続スキャンモードで動作可能なマルチビーム画像形成システムを用いてマルチビーム画像形成する例示のプロセス１２００である。プロセス１２００は、図１のシステム１００又は図２のシステム２００のソフトウェア及び／又はハードウェアモジュールとして、１つ以上の装置により、実施される。例えば、プロセス１２００は、以下に示す操作１２０２～１２０８を含む。

【0114】

操作１２０２で、多重極場デバイスを用いて、電子ビームを修正する。例えば、電子ビームは、図２の一次ビーム２０２１とし、多重極場デバイスは、図２の多重極場デバイス２０６とする。

【0115】

一実施形態において、電子ビームは、電子源から生成される。電子ビームは、実質的に円形のビームスポットを有する。例えば、電子源は、図２の電子源２０２とする。ある実施形態において、電極セット（例えば、図２の電極セット２０４）を用いて、電子ビームを抽出、コリメート及び／又は焦点を集める。実質的に円形のビームスポットは、図３の形状３０２のビームスポットと同様である。

【0116】

一実施形態において、多重極場デバイスは、直線状に配列されたアパーチャと並んだ第１の方向に沿って、実質的に円形のビームスポットを伸長し、第１の方向に垂直な第２の方向に沿って実質的に円形のビームスポットを抑制する。例えば、多重極場デバイス（例えば、多重極場デバイス２０６）を用いて、ビームスポットの形状を変える、例えば、円形一次ビーム（例えば、図３の形状３０２）から楕円形（例えば、図３の形状３０４）に変えることができる。ある実施形態において、複数の多重場デバイスは、電子ビームの収差をさらに補正することができる。

【0117】

一実施形態において、多重極場デバイスは、１つ以上のステージを含み、各ステージは、多極電場及び／又は多極磁場を含む。多極電場／磁場の多極の数は、４、６、８、１０、１２又はその他数とすることができる。

【0118】

操作１２０４で、ビームレットは、ビームスプリッティングデバイスを用いて、修正された電子ビームから生成される。例えば、ビームスプリッティングデバイスは、図２のビームスプリッティングデバイス２０８２とする。ある実施形態において、ビームスプリッティングデバイスは、図４Ａ～４Ｆに示すような任意の構成の任意の数のアパーチャとすることができる。例えば、ビームスプリッティングデバイスは、直線状に配列されたアパーチャ（例えば、図４Ａ～４Ｃのマルチアパーチャプレート４０２）を有し、修正（場合によっては、未修正）電子ビームは、アパーチャの少なくとも一部をカバーする。

【0119】

ある実施形態において、ビームスプリッティングデバイスの構造は、図５Ａのマルチアパーチャプレート５００Ａ又は図５Ｂのマルチアパーチャプレート５００Ｂのような異なる層を含む。ビームスプリッティングデバイスの層は異なる機能を有する。例えば、第１の層５０２は、ビームレットサイズを限定する。他の例を挙げると、層５０４は、異なる焦点を有し、収差の減じた同じ面の異なるプレート位置で生成されたビームレットに焦点を集める。他の例を挙げると、第３の層５１２は、第１の層５０２に入射するビームレットを収束する。同じ又は同様の機能を実施するには、ビームスプリッティングデバイスの構造は、任意の構成、プロファイル又は寸法の任意の数の層設計を用いることができるものとする。

【0120】

ある実施形態において、ビームスプリッティングデバイスは、異なる動作モードについて、ビームスプリッティングデバイスの異なる領域に配列された所定のセット（例えば、２、３、４又は任意の数の）アパーチャを有する。例えば、ビームスプリッティングデバイスは、マルチアパーチャプレートとする。所定のセットのアパーチャは、単一のアパーチャ、一次元アパーチャアレイ（すなわち、直線状に配列されたアパーチャ）又は二次元アパーチャアレイのうち、少なくとも１つを含む。セットのアパーチャは、例えば、可動機構を介して、用いる所定セットのアパーチャを切り替える等により、切り替え可能である。可動機構は、ビームスプリッティングデバイスを回転する回転方法である。可動機構はまた、ビームスプリッティングデバイスと置き換えることもできる。

【0121】

例えば、図６のマルチアパーチャプレート６００は、セットのアパーチャ（すなわち、複数のアパーチャ６０２と単一アパーチャ６０４）を有する。複数のアパーチャ６０２は、マルチビーム画像形成モードで用いられ、単一アパーチャ６０４は、単一ビーム画像形成モードで用いられる。マルチアパーチャプレート６００は、セットのアパーチャを切り替えることができる（例えば、マルチアパーチャプレート６００を回転させて、電子ビームの適用範囲下で、異なるセットのアパーチャを露出させることにより）。

【0122】

操作１２０６で、ビームレットを駆動して、基板表面の領域をスキャンする。ビームレットの焦点が、基板に投影される。ビームレットは、デフレクタセットを用いて駆動される。領域から散乱した電子は、散乱ビームレットを形成し、信号を生成するために、検出器により偏向及び受信される。信号は、スキャン画像を生成するために、画像形成システムにより処理される。

【0123】

一実施形態において、ビームレットは、図２の投影レンズセット２１０及び対物レンズセット２１６を用いて、基板に投影される。ある実施形態において、追加のコンポーネントを用いて、ビームレットの収差を減じ、画像形成条件を改善する。追加のコンポーネントとしては、前述の収差補正器、任意のアパーチャプレート２１２、追加の静電レンズ（例えば、第１のシングルアパーチャ電極プレート２０８１及び第２のシングルアパーチャ電極プレート２０８３）又はその他好適な投影デバイスが挙げられる。

【0124】

一実施形態において、デフレクタセットは、１つ以上のデフレクタ（例えば、図２のデフレクタセット２１４）を含む。ビームレットは、デフレクタセットにより制御され、基板にラスタスキャンを実施する。一実施形態において、基板は、モーションモードで動くように制御可能に、基板ステージに配置される。モーションモードは、ステップ・アンド・スキャンモードと連続スキャンモードの組み合わせである。ある実施形態において、 基板ステージを、少なくとも２つのモーションモード（例えば、ステップ・アンド・スキャンモードと連続スキャンモード）で動かすとき、異なるモーションモードが選択可能で、かつ、切り替え可能である。例えば、基板ステージを制御して、ステップ・アンド・スキャンモードで動かすとき、基板ステージが静定したら、ビームレットを駆動して領域をスキャンする。基板ステージを制御して、連続スキャンモードで動かすとき、基板ステージを一定の速度で動かして、ビームレットを駆動して領域をスキャンする。

【0125】

一実施形態において、基板ステージのモーションモードに基づいて、モーションモードに関連する操作パラメータ（例えば、基板ステージの移動速度）を求める。例えば、モーションモードを、ステップ・アンド・スキャンモード又は連続スキャニングモードとして選択するとき、操作パラメータを調節して、対応のモーションモードを最適化することができる。

【0126】

例えば、連続スキャンモードで動かすために、基板ステージが制御可能なとき、操作パラメータは、基板ステージの可動速度（例えば、一定速度）を含む。移動速度は、基板のスキャン領域（例えば、物理的ピクセルのピクセルサイズ）のサブ領域（例えば、物理的ピクセル）の寸法と、サブ領域でラインスキャンを行う期間との比に少なくとも基づいて決まる。スキャン画像の画像ピクセルは、サブ領域から散乱した電子に基づいて受信された信号から生成される。ある実施形態において、移動速度は、フレームスキャンに含まれるラインスキャンの数にさらに基づいて求められる。例えば、移動速度は、式（１）を用いて求められる。

【0127】

ある実施形態において、連続モードで、フレームスキャンが行われる。フレームスキャンが複数の（例えば、Ｎ）のラインスキャンを含むときは、フレームの各物理的ラインは、Ｎ回スキャンされる。物理的ラインの物理的ピクセルについて、Ｎの信号が生成される。画像ピクセルは、物理的ピクセルの平均信号データから生成される。

【0128】

ある実施形態において、連続モードで、基板ステージは一定の速度で、ステージモーション方向に動く。ラインスキャン（例えば、フレームスキャンに含まれる）は、ステージモーション方向に対して異なる方向で行われる。例えば、ラインスキャンは、ステージモーション方向に平行に行われる。他の例を挙げると、ラインスキャンは、ステージモーション方向に垂直に行われる。

【0129】

ある実施形態において、基板ステージの異なるモーションモードについて、異なるアパーチャアレイを用いることができる。例えば、一方向アパーチャアレイは、連続スキャンモードに用い、二次元アパーチャアレイは、ステップ・アンド・スキャンモードに用い、単一アパーチャは、単一ビームスキャンモードに用いる。

【0130】

ある実施形態において、散乱ビームレットは、偏向デバイス（例えば、図２のウィーンフィルタセット２２４）により偏向又は変位される。偏向散乱ビームレットは、軸外である（例えば、図２の散乱ビームレット２２６）。

【0131】

一実施形態において、電子信号（例えば、図２の信号２３０）は、受信した偏向散乱ビームレットを用いて、検出器（例えば、図２の検出器２２８）により生成される。ある実施形態において、 検出器２２８は、複数の検出器を含む検出器アレイである。

【0132】

操作１２０８において、基板表面の領域のスキャン画像は、信号に基づいて、検査により求められる。例えば、画像は、上述した画像形成システムを用いて求められる。

【0133】

本開示において、マルチビームシステムを用いて、基板に画像形成する方法が提供される。図１３は、マルチビームシステムを用いて、基板に画像形成するための例示のプロセス１３００である。プロセス１３００は、図１のシステム１００又は図２のシステム２００のソフトウェア及び／又はハードウェアモジュールとして、実施される。例えば、プロセス１３００は、システム１００又はシステム２００に含まれるモジュールとして、１つ以上の装置により実施される。プロセス１３００は、以下に示す操作１３０２～１３０６を含む。

【0134】

操作１３０２で、一次電子ビームが電子源から生成される。

【0135】

操作１３０４で、一次電子ビームが、ビーム成形及び収差補正のために、多重極場デバイスを用いて修正される。

【0136】

操作１３０６で、電子ビームは、ビームスプリッティングデバイスに照射するために、静電レンズによりコリメートされる。ある実施形態において、操作１３０６は、プロセス１２００において、操作１２０４の前のステップとして実施される。

【0137】

本明細書に記載した実施形態は、機能ブロックコンポーネント及び様々な処理工程に関して記載したものである。開示されたプロセス及びシーケンスは、単独又は任意の組み合わせで実施される。機能ブロックは、指定の機能を実施する任意の数のハードウェア及び／又はソフトウェアコンポーネントにより実現される。例えば、記載した実施形態は、様々な集積回路コンポーネント、例えば、記憶素子、処理素子、論理素子、ルックアップテーブル等を用いることができる。これは、１つ以上のマイクロプロセッサ又はその他コントロールデバイスの制御下で、様々な機能を実行するものである。同様に、記載した実施形態の要素を、ソフトウェアプログラミング又はソフトウェア要素を用いて実施する場合は、開示したものは、Ｃ、Ｃ＋＋、Ｊａｖａ（登録商標）、アセンブラ等といったプログラミング又はスクリプト言語により実施でき、様々なアルゴリズムは、データ構造、オブジェクト、プロセス、ルーチン又はその他プログラミング要素により実施される。機能的態様は、１つ以上のプロセスで実行されるアルゴリズムにおいて実施できる。さらに、本開示の実施形態は、静電構成、信号処理及び／又は制御、データプロセッシング等のための任意の数の技術を用いることができる。本明細書に記載した全ての方法の工程は、特に断りや矛盾がない限り、任意の好適な順番で行うことができる。

【0138】

上記の開示の態様又は態様の一部は、例えば、コンピュータ使用可能又はコンピュータ読取り可能な媒体からアクセス可能なコンピュータプログラム製品の形態を採る。コンピュータ使用可能又はコンピュータ読取り可能な媒体は、例えば、プロセッサにより、又はプロセッサに関連して用いられるプログラム又はデータ構造を明白に、含む、ストア、通信又はトランスポートする任意のデバイスとすることができる。媒体は、例えば、静電、磁気、光学、電磁又は半導体デバイスとすることができる。その他の好適な媒体も利用可能である。かかるコンピュータ使用可能又はコンピュータ読取り可能な媒体は、固定メモリ又は媒体と呼ばれ、経時により変化するＲＡＭ又はその他揮発性メモリ又はストレージデバイスが含まれる。本明細書に記載したシステムのメモリは、特に指定のない限り、システムに物理的に含まれなければならないものではなく、システムによりリモートアクセス可能なものであり、システムに物理的に含まれるその他のメモリと隣接していなければならないものではない。

【0139】

本開示において、「信号」、「データ」及び「情報」という用語は区別なく用いられる。「含む」又は「有する」及びこの変化形は、以下に上げた項目及びその等価物並びに追加の項目を包含することを意味する。特に断りや限定のない限り、「マウントされた」、「接続された」、「サポートされた」、「結合された」及びこの変化形は、広く用いられ、マウンティング、接続、サポート及び結合の直接的なものと間接的なものの両方を包含する。さらに、「接続」及び「結合」は、物理的又は機械的接続や結合に限定されない。

【0140】

「例」という用語は、一例、事例又は例証を意味する。本明細書に「例」として記載された任意の態様又は設計は、他の態様や設計よりも好ましい、又は有利であると必ずしも解釈されない。むしろ、「例」という用語を用いるのは、具体的なやり方で、概念を示すことを意図している。

【0141】

さらに、本開示及び添付の請求項で用いる冠詞「１つの」は、特に指定のない限り、又は、単数を意図した内容でない限り、「１つ以上」を意味するものと解釈される。さらに、「態様」又は「一態様」という用語を用いるのは、特に記載のない限り、同一実施又は態様を意味するものとする。さらに、値の範囲の列挙は、特に断りのない限り、その範囲に入る個々の値を個別に表す簡潔な方法としてのものであり、個々の値は、別個に表されているものとして、明細書に組み込まれている。

【0142】

本開示において用いる、「又は」という用語は、結合する２つ以上の要素についての排他的「又は」よりむしろ、包括的「又は」を意味するものである。すなわち、特に断りがなく、内容から明らかな限り、「Ｘは、Ａ又はＢを含む」は、自然な包含的置換のいずれかを意味するものとする。つまり、ＸがＡを含む、ＸがＢを含む、又はＸがＡとＢの両方を含む場合は、「Ｘは、Ａ又はＢを含む」は、前述の例のいずれも満足する。本開示で用いる「及び／又は」という用語は、「及び」又は包含的「又は」を意味するものとする。すなわち、特に断りがなく、内容から明らかな限り、「Ｘは、Ａ、Ｂ及び／又はＣを含む」は、Ｘが、Ａ、Ｂ及びＣの任意の組み合わせを含むことを意味するものとする。つまり、ＸがＡを含む、ＸがＢを含む、ＸがＣを含む、ＸがＡとＢの両方を含む、ＸがＢとＣの両方を含む、又はＸがＡとＢとＣの全てを含む場合、「Ｘは、Ａ、Ｂ及び／又はＣを含む」は、前述の例のいずれも満足する。同様に、「Ｘは、Ａ、Ｂ及びＣの少なくとも１つを含む」は、「Ｘは、Ａ、Ｂ及び／又はＣを含む」と等価に用いられるものとする。

【0143】

本明細書に示し記載した態様は、本開示の例示であり、開示の範囲を決して限定するおのではない。簡潔にするために、システムのエレクトロニクス、制御システム、ソフトウェア開発及びその他機能的態様（及び、システムの個々のオペレーティングコンポーネント）は、詳細に記載していない。さらに、図示した様々な接続ラインやコネクタは、様々な要素間の例示の機能的な関係及び／又は物理的又は論理的結合を表すためのものである。多くの変形又は追加の機能的関係、物理的接続又は論理的接続が、実際のデバイスでは示される。

【0144】

本開示を、特定の実施形態により記載してきたが、本開示は、開示された実施形態に限定されるものでなく、むしろ、添付の請求の範囲に含まれる様々な変形及び等価の構成が包含されるものであり、その範囲は、法律により認められるかかる変形及び等価の構成は全て包含されるべく、広く解釈されるものとする。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図4C】

【図4D】

【図4E】

【図4F】

【図5A】

【図5B】

【図6】

【図7A】

【図7B】

【図8A】

【図8B】

【図9A】

【図9B】

【図10A】

【図10B】

【図10C】

【図11A】

【図11B】

【図12】

【図13】