(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2023-10-31
(54)【発明の名称】マルチビームを規定するためのアパーチャパターン
(51)【国際特許分類】
H01J 37/09 20060101AFI20231024BHJP
【ＦＩ】
H01J37/09 A
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023521473
(86)(22)【出願日】2021-10-04
(85)【翻訳文提出日】2023-06-06
(86)【国際出願番号】 EP2021077305
(87)【国際公開番号】W WO2022078802
(87)【国際公開日】2022-04-21
(31)【優先権主張番号】20202039.2
(32)【優先日】2020-10-15
(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP
(81)【指定国・地域】
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ＢＬＵＥＴＯＯＴＨ
(71)【出願人】
【識別番号】504151804
【氏名又は名称】エーエスエムエル ネザーランズ ビー．ブイ．
(74)【代理人】
【識別番号】100079108
【弁理士】
【氏名又は名称】稲葉 良幸
(74)【代理人】
【識別番号】100109346
【弁理士】
【氏名又は名称】大貫 敏史
(74)【代理人】
【識別番号】100117189
【弁理士】
【氏名又は名称】江口 昭彦
(74)【代理人】
【識別番号】100134120
【弁理士】
【氏名又は名称】内藤 和彦
(72)【発明者】
【氏名】ウィーラント，マルコ，ジャン－ジャコ
【テーマコード（参考）】
5C101
【Ｆターム（参考）】
5C101AA03
5C101BB03
5C101BB10
5C101EE03
5C101EE04
5C101EE08
5C101EE13
5C101EE15
5C101EE33
5C101EE38
5C101EE48
5C101EE59
5C101EE69
5C101EE70
5C101EE75
5C101FF02
5C101FF32
5C101FF53
5C101GG04
5C101GG37
5C101HH11
(57)【要約】
本明細書に開示されるのは、荷電粒子装置で走査方向に走査されるサブビームを規定するように構成されたアパーチャアレイであって、アパーチャアレイが、複数の平行アパーチャ行であって、アパーチャが、アパーチャ行に沿って配置され、アパーチャ行が、走査方向に対して傾斜する、複数の平行アパーチャ行と、アパーチャパターンのエッジを規定するエッジアパーチャ行と、エッジ行に隣接する隣接アパーチャ行と、を含むアパーチャパターンに配置された複数のアパーチャを含み、エッジアパーチャ行及び隣接アパーチャ行が、それぞれ、アパーチャパターンの別のアパーチャ行よりも少ないアパーチャを含む、アパーチャアレイである。
【選択図】 図８
【選択図】 図８
【特許請求の範囲】
【請求項1】
荷電粒子装置で走査方向に走査されるサブビームを規定するアパーチャアレイであって、前記アパーチャアレイが、複数の平行アパーチャ行であって、アパーチャが、前記アパーチャ行に沿って配置され、及び前記アパーチャ行が、前記走査方向に対して傾斜する、複数の平行アパーチャ行と、
アパーチャパターンのエッジを規定するエッジアパーチャ行と、
前記エッジ行に隣接する隣接アパーチャ行と、
を含む前記アパーチャパターンに配置された複数のアパーチャを含み、
前記エッジアパーチャ行及び前記隣接アパーチャ行が、それぞれ、前記アパーチャパターンの別のアパーチャ行よりも少ないアパーチャを含み、前記アパーチャパターンが、アパーチャ行の２つのサイドセットの間にアパーチャ行の中央セットを含み、前記アパーチャ行のサイドセットの一方が、前記エッジアパーチャ行及び前記隣接アパーチャ行を含み、前記走査方向に直交する方向における前記中央セットのアパーチャ行に沿った隣接アパーチャ間の距離が、周期的であり、及び等距離である、アパーチャアレイ。
【請求項2】
前記サイドセットのアパーチャ行に沿った少なくとも隣接アパーチャ間の距離が等しくない、請求項１に記載のアパーチャアレイ。
【請求項3】
前記サイドセットの一方のアパーチャ行が、前記中央セットのアパーチャ行よりも少ないアパーチャを含む、請求項１又は２に記載のアパーチャアレイ。
【請求項4】
前記アパーチャアレイが、ターゲット表面に対して走査されるときに、前記サイドセットのそれぞれからのアパーチャ行が、前記中央セットのアパーチャ行のアパーチャの数と同じになるように累計される、請求項１、２、又は３の何れか一項に記載のアパーチャアレイ。
【請求項5】
前記サイドセットの一方における前記アパーチャ行のそれぞれが、前記サイドセットの他方における対応するアパーチャ行を有し、前記サイドセットの一方からのアパーチャ行、及び前記サイドセットの他方からの前記対応するアパーチャ行におけるアパーチャの数の合計が、前記中央セットの前記アパーチャ行の１つにおけるアパーチャの数と同じである、請求項２～４の何れか一項に記載のアパーチャアレイ。
【請求項6】
前記中央セットの前記アパーチャ行が、同数のアパーチャを含む、請求項１～５の何れか一項に記載のアパーチャアレイ。
【請求項7】
前記中央セットに隣接する、前記サイドセットの一方又は両方の前記アパーチャ行が、最大数のアパーチャを有する、前記対応するサイドセットのアパーチャ行である、請求項１～６の何れか一項に記載のアパーチャアレイ。
【請求項8】
前記対応するサイドセットの残りの行が、前記中央セットの方向において隣接するアパーチャ行と同じ数、又はより少ない数のアパーチャを有する、請求項７に記載のアパーチャアレイ。
【請求項9】
前記中央セットの前記アパーチャ行に沿って、１０個又は１４個などの５～５０００個のアパーチャが存在する、請求項１～８の何れか一項に記載のアパーチャアレイ。
【請求項10】
前記中央セットの前記アパーチャ行に沿って、１４個のアパーチャが存在し、前記サイドセットの一方又は両方が、それぞれ１０個、７個、及び４個のアパーチャを有するアパーチャ行を含む、請求項１～９の何れか一項に記載のアパーチャアレイ。
【請求項11】
前記アパーチャ行の２つにおける隣接アパーチャ間の分離が異なる、請求項１～１０の何れか一項に記載のアパーチャアレイ。
【請求項12】
前記アパーチャパターンが、ビームエリア内にあり、前記ビームエリアが、実質的に円形又は楕円形である、請求項１～１１の何れか一項に記載のアパーチャアレイ。
【請求項13】
荷電粒子ソースと、請求項１～１２の何れか一項に記載のアパーチャアレイと、を含む荷電粒子装置であって、前記ソースが、マルチビームが前記アパーチャアレイから放出されるように、前記アパーチャアレイに向けて荷電粒子ビームを誘導し、
前記荷電粒子装置が、前記マルチビームでサンプルを線形走査方向に走査するように配置される、荷電粒子装置。
【請求項14】
前記荷電粒子装置が、連続走査モードで動作するように配置される、請求項１３に記載の荷電粒子装置。
【請求項15】
前記アパーチャアレイが、前記ソースからの前記荷電粒子ビームのビームエリア内にある、請求項１３又は１４に記載の荷電粒子装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
関連出願の相互参照
[0001] 本出願は、２０２０年１０月１５日に出願され、本明細書に全体として援用される欧州特許出願第２０２０２０３９．２号の優先権を主張するものである。
[0001] 本出願は、２０２０年１０月１５日に出願され、本明細書に全体として援用される欧州特許出願第２０２０２０３９．２号の優先権を主張するものである。
【0002】
[0002] 本明細書に提供される実施形態は、一般に、荷電粒子装置におけるサブビームの生成について述べる。実施形態は、アパーチャアレイが荷電粒子ビームによって照明されるときに荷電粒子マルチビームを生成するためのアパーチャアレイにおけるアパーチャのパターンを提供する。実施形態は、多数のサブビームを含み、連続走査モードでの使用に適したマルチビームを生成することができる。
【背景技術】
【0003】
[0003] 半導体集積回路（ＩＣ）チップを製造する際に、例えば、光学効果及び偶発的粒子の結果として、望ましくないパターン欠陥が、製作プロセス中に、基板（すなわち、ウェーハ）又はマスク上で不可避的に生じ、それによって歩留まりが低下する。したがって、望ましくないパターン欠陥の程度をモニタリングすることは、ＩＣチップの製造において重要なプロセスである。より一般的に、基板又は他の物体／材料の表面の検査及び／又は測定は、その製造中及び／又は製造後において重要なプロセスである。
【0004】
[0004] 荷電粒子ビームを用いたパターン検査ツールは、物体を検査するために、例えば、パターン欠陥を検出するために使用されてきた。これらのツールは、一般的に、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）などの電子顕微鏡法技術を使用する。ＳＥＭでは、比較的高いエネルギーの電子の一次電子ビームが、比較的低い着地エネルギーでサンプル上に着地するために、最終減速ステップでターゲットにされる。電子ビームは、サンプル上にプロービングスポットとして集束される。プロービングスポットにおける材料構造と、電子ビームからの着地電子の相互作用により、二次電子、後方散乱電子、又はオージェ電子などの電子が表面から放出される。発生した二次電子は、サンプルの材料構造から放出され得る。サンプル表面にわたり、プロービングスポットとして一次電子ビームを走査することによって、サンプルの表面にわたり二次電子を放出させることができる。サンプル表面からのこれらの放出二次電子を収集することによって、パターン検査ツールは、サンプルの表面の材料構造の特徴を表す画像を取得し得る。
【0005】
[0005] 荷電粒子ビームの別の用途は、リソグラフィである。荷電粒子ビームは、基板表面上のレジスト層と反応する。レジストにおける所望のパターンは、荷電粒子ビームが誘導されるレジスト層上の場所を制御することによって作成することができる。
【0006】
[0006] 荷電粒子装置は、１つ又は複数の荷電粒子ビームの生成、照明、投影、及び／又は検出を行うための装置であり得る。荷電粒子装置において荷電粒子マルチビームを生成するための既知の技術を改良する一般的必要性がある。
【発明の概要】
【0007】
[0007] サンプルは、荷電粒子マルチビームによって照明され得る。荷電粒子マルチビームでサンプルを走査することにより、サンプルの処理に必要な時間を大幅に減少させることができる。アパーチャアレイを使用して、荷電粒子マルチビームを生成することができる。アパーチャアレイの表面は、単一の荷電粒子ビームによって照明され得る。アパーチャアレイ内の複数のアパーチャのそれぞれは、アパーチャアレイからマルチビームで放出されるサブビームを規定し得る。
【0008】
[0008] 実施形態は、連続走査プロセスで使用される荷電粒子マルチビームを生成するためのアパーチャアレイを提供する。各アパーチャアレイ内のアパーチャの配置により、高実装密度のサブビームを有するマルチビームが生成される。したがって、照明荷電粒子ビームから多数のサブビームを生成することができる。マルチビームが連続走査プロセスで使用される場合、サブビームによってサンプル上に形成される走査ラインは、オーバーラップせず、平行で、及び等しく間隔をあける。
【0009】
[0009] 本発明の第１の態様によれば、荷電粒子装置で走査方向に走査されるサブビームを規定するように構成されたアパーチャアレイであって、アパーチャアレイが、複数の平行アパーチャ行であって、アパーチャが、アパーチャ行に沿って配置され、アパーチャ行が、走査方向に対して傾斜する、複数の平行アパーチャ行と、アパーチャパターンのエッジを規定するエッジアパーチャ行と、エッジ行に隣接する隣接アパーチャ行と、を含むアパーチャパターンに配置された複数のアパーチャを含み、エッジアパーチャ行及び隣接アパーチャ行が、それぞれ、アパーチャパターンの別のアパーチャ行よりも少ないアパーチャを含む、アパーチャアレイが提供される。好ましくは、アパーチャパターンは、アパーチャ行の２つのサイドセットの間にアパーチャ行の中央セットを含む。アパーチャ行のサイドセットの一方は、エッジアパーチャ行及び隣接アパーチャ行を含む。走査方向に直交する方向における中央セットのアパーチャ行に沿った隣接アパーチャ間の距離は、周期的であり、好ましくは、等距離である。
【0010】
[0010] 本発明の第２の態様によれば、荷電粒子装置で走査方向に走査されるサブビームを規定するように構成されたアパーチャアレイであって、アパーチャアレイが、複数の平行アパーチャ行を含むアパーチャパターンに配置された複数のアパーチャを含み、アパーチャが、各アパーチャ行に沿って配置され、異なるアパーチャ行の隣接アパーチャ間の分離が異なる、アパーチャアレイが提供される。
【0011】
[0011] 本発明の第３の態様によれば、荷電粒子装置で走査方向に走査されるサブビームを規定するように構成されたアパーチャアレイであって、アパーチャアレイが、走査方向に対して角度を付けた複数の平行アパーチャ行を含むアパーチャパターンに配置された複数のアパーチャを含み、アパーチャが、各アパーチャ行に沿って配置され、アパーチャパターンが、アパーチャ行の２つのサイドセットの間にアパーチャ行の中央セットを有し、アパーチャ行のサイドセットが、アパーチャ行の中央セットの両側にあり、サイドセットのアパーチャ行のアパーチャの数が、中央セットのアパーチャ行のアパーチャの数よりも少ない、アパーチャアレイが提供される。
【0012】
[0012] 本発明の第４の態様によれば、荷電粒子装置で走査方向に走査されるサブビームを規定するように構成されたアパーチャアレイであって、アパーチャアレイが、複数の平行アパーチャ行を含むアパーチャパターンに配置された複数のアパーチャを含み、アパーチャが、各アパーチャ行に沿って配置され、アパーチャ行が、アパーチャ行の中央セットに配置され、アパーチャ行の２つのサイドセットが、アパーチャ行の中央セットの両側にあり、アパーチャアレイがターゲット表面にわたり走査されるときに、サイドセットが、２つの行のアパーチャの累計数が中央セットのアパーチャ行のアパーチャの数と同等であるように累計するアパーチャ行を含む、アパーチャアレイが提供される。
【0013】
[0013] 本発明の第５の態様によれば、荷電粒子装置でサブビームを規定するように構成されたアパーチャアレイであって、サブビームが、サンプル表面を横切る走査方向で、逐次走査で走査され、アパーチャアレイが、複数の平行アパーチャ行を含むアパーチャパターンに配置された複数のアパーチャを含み、アパーチャが、各アパーチャ行に沿って配置され、アパーチャ行が、アパーチャ行の中央セットに配置され、アパーチャ行の２つのサイドセットが、中央セットの両側にあり、２つのサイドセットのアパーチャ行が累計されるように、サイドセットの一方のアパーチャ行による走査領域が、隣り合う走査のサイドセットの他方によって走査される同じ走査領域とオーバーラップするように、及び隣り合う走査のサイドセットの他方によって走査される同じ走査領域であるように、アパーチャパターンが構成される、アパーチャアレイが提供される。
【0014】
[0014] 本発明の第６の態様によれば、荷電粒子ソースと、第１～第５の態様の何れか１つに記載のアパーチャアレイと、を含む荷電粒子装置であって、マルチビームがアパーチャアレイから放出されるように、アパーチャアレイに向けて荷電粒子ビームを誘導するように、ソースが構成され、荷電粒子装置が、マルチビームでサンプルを線形走査方向に走査するように配置される、荷電粒子装置が提供される。
【0015】
[0015] 本発明の第７の態様によれば、荷電粒子マルチビームでサンプルを走査する方法であって、第１～第５の態様の何れか１つに記載のアパーチャアレイを荷電粒子ビームで照明することによって、荷電粒子マルチビームを生成することと、複数の連続及び部分的にオーバーラップする走査において、生成されたマルチビームでサンプルを走査することと、を含む方法が提供される。
【0016】
[0016] 本発明の他の利点は、実例及び例として、本発明の特定の実施形態が記載される、添付の図面と併せた以下の説明から明らかとなるだろう。
【0017】
[0017] 本開示の上記及び他の態様は、添付の図面と併せた例示的実施形態の説明からより明白となるだろう。
【図面の簡単な説明】
【0018】
【図1】[0018]例示的な荷電粒子ビーム検査装置を示す概略図である。
【図4A】[0021]知られているアパーチャパターンを示す図である。
【図4B】[0022]知られているアパーチャパターンを示す図である。
【図5A】[0023]ある実施形態によるアパーチャパターンを示す図である。
【図5B】[0023]ある実施形態によるアパーチャパターンを示す図である。
【図6】[0024]ある実施形態による、アパーチャ行の中央セットを示す図である。
【図7】[0025]ある実施形態による、アパーチャ行の中央セット、並びにアパーチャ行の第１及び第２のサイドセットを示す図である。
【図8】[0026]アパーチャ行の第１及び第２のサイドセットがビームエリア内で移動された、ある実施形態による、アパーチャ行の中央セット、並びにアパーチャ行の第１及び第２のサイドセットを示す図である。
【図9】[0027]マルチビームが、ある実施形態によるアパーチャパターンを有するアパーチャアレイによって生成されたものである、マルチビームの３つの連続及びオーバーラップする線形走査によって生成された走査ラインを示す図である。
【図10】[0028]ある実施形態による、アパーチャ行の中央セットを示す図である。
【図11】[0029]ある実施形態による、アパーチャ行の中央セット、並びにアパーチャ行の第１及び第２のサイドセットを示す図である。
【図12】[0030]アパーチャ行の第１及び第２のサイドセットがビームエリア内で移動された、ある実施形態による、アパーチャ行の中央セット、並びにアパーチャ行の第１及び第２のサイドセットを示す図である。
【図13】[0031]ある実施形態による方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0019】
[0032] これより、例示的な実施形態を詳細に参照し、その例を、添付の図面に示す。以下の説明は、添付の図面を参照し、別段の表示がない限り、異なる図面における同一の番号は、同一又は類似の要素を表す。例示的な実施形態の以下の説明に記載される実装形態は、本発明と一致するすべての実装形態を表すわけではない。代わりに、それらの実装形態は、添付の請求項において記述されるように、本発明に関連する態様と一致する装置及び方法の単なる例である。
【0020】
[0033] デバイスの物理的サイズの減少、及び電子デバイスの計算能力の向上は、ＩＣチップ上のトランジスタ、キャパシタ、ダイオードなどの回路コンポーネントの実装密度を大幅に増加させることによって達成することができる。これは、さらに小さい構造の作製を可能にする分解能の向上によって可能にされてきた。例えば、親指の爪の大きさであり、２０１９年以前に利用可能なスマートフォンのＩＣチップは、２０億を超えるトランジスタを含むことができ、各トランジスタのサイズは、人間の毛髪の１／１０００未満である。したがって、半導体ＩＣ製造が、数百の個々のステップを有する、複雑で時間のかかるプロセスであることは驚くに値しない。たとえ１つのステップのエラーであっても、最終製品の機能に劇的に影響を与える可能性がある。たった１つの「キラー欠陥」が、デバイスの故障を生じさせ得る。製造プロセスの目標は、プロセスの全体的な歩留まりを向上させることである。例えば、５０のステップを有するプロセス（ここでは、ステップが、ウェーハ上に形成される層の数を示し得る）に関して７５％の歩留まりを得るためには、個々のステップは、９９．４％を超える歩留まりを有していなければならない。個々のステップが９５％の歩留まりを有する場合、全体的なプロセス歩留まりは、７～８％と低い。
【0021】
[0034] ＩＣチップ製造設備において、高いプロセス歩留まりが望ましい一方で、一時間当たりに処理される基板の数と定義される高い基板（すなわち、ウェーハ）スループットを維持することも必須である。高いプロセス歩留まり及び高い基板スループットは、欠陥の存在による影響を受け得る。これは、欠陥を調査するためにオペレータの介入が必要な場合に特に当てはまる。したがって、検査ツール（走査電子顕微鏡（「ＳＥＭ」）など）によるマイクロスケール及びナノスケール欠陥の高スループット検出及び識別は、高い歩留まり及び低いコストを維持するために必須である。
【0022】
[0035] ＳＥＭは、走査デバイス及び検出器装置を含む。走査デバイスは、一次電子を発生させるための電子源を含む照明装置と、一次電子の１つ又は複数の集束ビームで基板などのサンプルを走査するための投影装置と、を含む。一次電子は、サンプルと相互作用し、二次電子及び／又は後方散乱電子などの相互作用生成物を発生させる。検出装置は、ＳＥＭがサンプルの走査エリアの画像を生成し得るように、サンプルが走査されるときに、サンプルからの二次電子及び／又は後方散乱電子を捕捉する。高スループットの検査のために、検査装置の一部は、一次電子の複数の集束ビーム、すなわち、マルチビームを使用する。マルチビームの成分ビームは、サブビーム又はビームレットと呼ばれることがある。マルチビームは、サンプルの異なる部分を同時に走査し得る。したがって、マルチビーム検査装置は、単一ビーム検査装置よりもはるかに高速でサンプルを検査し得る。
【0023】
[0036] マルチビーム検査装置では、一次電子ビームの幾つかのパスが、走査デバイスの中心軸、すなわち、一次電子光軸（本明細書では、荷電粒子軸とも呼ばれる）の中点から離れて変位する。すべての電子ビームが実質的に同じ入射角でサンプル表面に達することを確実にするために、中心軸からより大きな半径方向距離を有するサブビームパスが、中心軸により近いサブビームパスよりも大きな角度を移動するように操作される必要がある。このより強力な操作は、結果として生じる像をぼやけさせ、像の焦点を外させる収差を生じさせ得る。一例は、各サブビームパスの焦点を異なる焦点面に至らせる球面収差である。具体的には、中心軸上にないサブビームパスに関して、サブビームの焦点面の変化は、中心軸からの半径方向変位と共に大きくなる。このような収差及びデフォーカス効果は、ターゲットからの二次電子が検出されたときにそれらの二次電子に関連付けられたままとなり得、例えば、ターゲット上のサブビームによって形成されるスポットの形状及びサイズが影響を受ける。したがって、このような収差は、検査中に生成される、結果として生じる画像の品質を低下させる。
【0024】
[0037] 既知のマルチビーム検査装置の実装形態を以下に説明する。
【0025】
[0038] 図は、概略図である。したがって、図面では、コンポーネントの相対寸法は、明瞭にするために拡大される。以下の図面の説明では、同じ又は同様の参照番号は、同じ又は同様のコンポーネント又はエンティティを指し、個々の実施形態に対する違いのみを説明する。説明及び図面は電子光学装置を対象とするが、実施形態は、本開示を特定の荷電粒子に限定するためには使用されないことが理解される。したがって、本文書全体を通して、電子への言及は、より一般的に、荷電粒子への言及であると見なすことができ、荷電粒子は、必ずしも電子ではない。
【0026】
[0039] ここで図１を参照すると、図１は、例示的な荷電粒子ビーム検査装置１００を示す概略図である。図１の荷電粒子ビーム検査装置１００は、メインチャンバ１０、装填ロックチャンバ２０、電子ビームツール４０、機器フロントエンドモジュール（ＥＦＥＭ）３０、及びコントローラ５０を含む。
【0027】
[0040] ＥＦＥＭ３０は、第１の装填ポート３０ａ及び第２の装填ポート３０ｂを含む。ＥＦＥＭ３０は、追加の１つ又は複数の装填ポートを含んでもよい。第１の装填ポート３０ａ及び第２の装填ポート３０ｂは、例えば、検査予定の基板（例えば、半導体基板若しくは他の材料で作られた基板）又はサンプルを含む基板前面開口式一体型ポッド（ＦＯＵＰ（front opening unified pod））を受け取ることができる（以下では、基板、ウェーハ、及びサンプルは、まとめて「サンプル」と呼ばれる）。ＥＦＥＭ３０の１つ又は複数のロボットアーム（図示せず）は、装填ロックチャンバ２０にサンプルを運ぶ。
【0028】
[0041] 装填ロックチャンバ２０は、サンプルの周囲の気体を取り除くために使用される。これは、周囲環境の圧力より低い局所気体圧力である真空を生じさせる。装填ロックチャンバ２０は、装填ロック真空ポンプシステム（図示せず）に接続されてもよく、装填ロック真空ポンプシステムは、装填ロックチャンバ２０内の気体粒子を取り除く。装填ロック真空ポンプシステムの動作により、装填ロックチャンバが大気圧を下回る第１の圧力に達することが可能になる。第１の圧力に達した後、１つ又は複数のロボットアーム（図示せず）が、装填ロックチャンバ２０からメインチャンバ１０にサンプルを運ぶ。メインチャンバ１０は、メインチャンバ真空ポンプシステム（図示せず）に接続される。メインチャンバ真空ポンプシステムは、サンプルの周囲の圧力が第１の圧力を下回る第２の圧力に達するように、メインチャンバ１０内の気体分子を取り除く。第２の圧力に達した後に、サンプルは、電子ビームツールに運ばれ、サンプルは、電子ビームツールによって検査され得る。電子ビームツール４０は、単一ビーム又はマルチビームの電子光学装置を含み得る。
【0029】
[0042] コントローラ５０は、電子ビームツール４０に電子的に接続される。コントローラ５０は、荷電粒子ビーム検査装置１００を制御するように構成されたプロセッサ（コンピュータなど）でもよい。コントローラ５０は、様々な信号及び画像処理機能を実行するように構成された処理回路も含み得る。図１では、コントローラ５０は、メインチャンバ１０、装填ロックチャンバ２０、及びＥＦＥＭ３０を含む構造の外部のものとして示されているが、コントローラ５０は、構造の一部でもよいことが理解される。コントローラ５０は、荷電粒子ビーム検査装置のコンポーネント要素の１つの内部に位置してもよく、又はコントローラ５０は、コンポーネント要素の少なくとも２つに分散されてもよい。本開示は、電子ビーム検査ツールを収納するメインチャンバ１０の例を提供しているが、本開示の態様は、広い意味で、電子ビーム検査ツールを収納するチャンバに限定されないことに留意すべきである。むしろ、前述の原理は、第２の圧力下で動作する装置の他のツール及び他の配置にも適用できることが理解される。
【0030】
[0043] ここで図２を参照すると、図２は、図１の例示的な荷電粒子ビーム検査装置１００の一部であるマルチビーム検査ツールを含む例示的な電子ビームツール４０を示す概略図である。マルチビーム電子ビームツール４０（本明細書では、装置４０とも呼ばれる）は、電子源２０１、ガンアパーチャプレート２７１、集光レンズ２１０、ソース変換ユニット２２０、一次投影装置２３０、電動ステージ２０９、及びサンプルホルダ２０７を含む。電子源２０１、ガンアパーチャプレート２７１、集光レンズ２１０、ソース変換ユニット２２０は、マルチビーム電子ビームツール４０によって包含される照明装置のコンポーネントである。サンプルホルダ２０７は、検査のためにサンプル２０８（例えば、基板又はマスク）を保持するために、電動ステージ２０９によって支持される。マルチビーム電子ビームツール４０は、二次投影装置２５０及び関連する電子検出デバイス２４０をさらに含み得る。一次投影装置２３０は、対物レンズ２３１を含み得る。電子検出デバイス２４０は、複数の検出要素２４１、２４２、及び２４３を含み得る。ビームセパレータ２３３及び偏向走査ユニット２３２は、一次投影装置２３０内に配置され得る。
【0031】
[0044] 一次ビームを発生させるために使用されるコンポーネントは、装置４０の一次電子光軸とアライメントされ得る。これらのコンポーネントは、電子源２０１、ガンアパーチャプレート２７１、集光レンズ２１０、ソース変換ユニット２２０、ビームセパレータ２３３、偏向走査ユニット２３２、及び一次投影装置２３０を含み得る。二次投影装置２５０及びそれに関連した電子検出デバイス２４０は、装置４０の二次電子光軸２５１とアライメントされ得る。
【0032】
[0045] 一次電子光軸２０４は、照明装置である電子ビームツール４０の部分の電子光軸によって構成される。二次電子光軸２５１は、検出装置である電子ビームツール４０の部分の電子光軸である。一次電子光軸２０４は、本明細書では、（参照しやすいように）主光軸、又は一次荷電粒子光軸とも呼ばれることがある。二次電子光軸２５１は、本明細書では、副光軸又は二次荷電粒子光軸とも呼ばれることがある。
【0033】
[0046] 電子源２０１は、カソード（図示せず）、及び抽出器又はアノード（図示せず）を含み得る。動作中に、電子源２０１は、一次電子として電子をカソードから放出するように構成される。一次電子は、抽出器及び／又はアノードによって抽出又は加速されることによって、一次ビームクロスオーバー（虚像又は実像）２０３を形成する一次電子ビーム２０２を形成する。一次電子ビーム２０２は、一次ビームクロスオーバー２０３から放出されると視覚化することができる。
【0034】
[0047] 形成された一次電子ビーム２０２は、単一ビームでもよく、マルチビームは、この単一ビームから生成されてもよい。したがって、ビームパスに沿った異なる場所で、一次電子ビーム２０２は、単一ビーム又はマルチビームのどちらか一方であり得る。それがサンプルに到達する時までには、好ましくは、それが投影装置に到達する前には、一次電子ビーム２０２は、マルチビームである。このようなマルチビームは、多くの異なるやり方で、一次電子ビームから発生させることができる。例えば、マルチビームは、クロスオーバー２０３の前に位置するマルチビームアレイ、ソース変換ユニット２２０に位置するマルチビームアレイ、又はこれらの場所の間にある任意の地点に位置するマルチビームアレイによって発生させることができる。マルチビームアレイは、ビームパスにわたりアレイに配置された複数の電子ビーム操作要素を含み得る。各操作要素は、サブビームを発生させるように一次電子ビームの少なくとも一部に影響を与え得る。したがって、マルチビームアレイは、入射一次ビームパスと相互作用することによって、マルチビームアレイのダウンビームでマルチビームパスを生成する。一次ビームとのマルチビームアレイの相互作用は、１つ又は複数のアパーチャアレイ、個々の偏向器（例えば、サブビームごとに）、レンズ、非点収差補正装置及び（収差）補正器（ここでも、例えば、サブビームごとに）を含み得る。
【0035】
[0048] ガンアパーチャプレート２７１は、動作時に、クーロン効果を低減するために、一次電子ビーム２０２の周辺電子をブロックするように構成される。クーロン効果は、一次サブビーム２１１、２１２、２１３のプローブスポット２２１、２２２、及び２２３のそれぞれのサイズを拡大し、したがって、検査分解能を低下させ得る。ガンアパーチャプレート２７１は、ソース変換ユニット２２０の前であっても一次サブビーム（図示せず）を発生させるための複数の開口も含むことができ、クーロンアパーチャアレイとも呼ばれることがある。
【0036】
[0049] 集光レンズ２１０は、一次電子ビーム２０２を集束させる（又はコリメートする）ように構成される。ある実施形態では、集光レンズ２１０は、実質的に平行なビームとなり、ソース変換ユニット２２０に実質的に垂直に入射するように一次電子ビーム２０２を集束させる（又はコリメートする）ように設計され得る。集光レンズ２１０は、それの主平面の位置が可動であるように構成され得る可動集光レンズでもよい。ある実施形態では、可動集光レンズは、例えば、光軸２０４に沿って物理的に移動するように構成され得る。代替的に、可動集光レンズは、集光レンズの主平面が個々の電気光学要素（レンズ）の強度の変動に応じて移動する２つ以上の電気光学要素から構成されてもよい。（可動）集光レンズは、磁気、静電気、又は磁気レンズ及び静電レンズの組み合わせであるように構成されてもよい。さらなる実施形態では、集光レンズ２１０は、回転防止集光レンズでもよい。回転防止集光レンズは、集光レンズ２１０の集束力（コリメート力）が変化したときに、及び／又は集光レンズの主平面が移動したときに、回転角度を不変に保つように構成され得る。
【0037】
[0050] ソース変換ユニット２２０の一実施形態では、ソース変換ユニット２２０は、像形成要素アレイ、収差補償器アレイ、ビーム制限アパーチャアレイ、及び事前屈曲マイクロ偏向器アレイを含み得る。事前屈曲マイクロ偏向器アレイは、例えば、任意選択のものでもよく、例えば、ビーム制限アパーチャアレイ、像形成要素アレイ、及び／又は収差補償器アレイ上へのクーロンアパーチャアレイに由来するサブビームの実質的に垂直な入射を集光レンズが保証しない実施形態において存在してもよい。像形成要素アレイは、マルチビームパスの複数のサブビーム、すなわち一次サブビーム２１１、２１２、２１３を発生させるように構成され得る。像形成要素アレイは、例えば、一次電子ビーム２０２の複数の一次サブビーム２１１、２１２、２１３に影響を与えるため、及び一次ビームクロスオーバー２０３の複数の平行像（虚像又は実像）を形成するために、マイクロ偏向器、マイクロレンズ（又は両者の組み合わせ）などの複数の電子ビームマニピュレータを含み得る（一次サブビーム２１１、２１２、及び２１３のそれぞれに対して１つずつ）。収差補償器アレイは、例えば、像面湾曲補償器アレイ（図示せず）、及び非点収差補償器アレイ（図示せず）を含み得る。像面湾曲補償器アレイは、例えば、一次サブビーム２１１、２１２、及び２１３の像面湾曲収差を補償するための複数のマイクロレンズを含み得る。非点収差補償器アレイは、一次サブビーム２１１、２１２、及び２１３の非点収差を補償するための複数のマイクロ非点収差補正装置を含んでもよい。ビーム制限アパーチャアレイは、個々の一次サブビーム２１１、２１２、及び２１３の直径を規定するように構成され得る。図２は、一例として３つの一次サブビーム２１１、２１２、及び２１３を示すが、ソース変換ユニット２２０は、任意の数の一次サブビームを形成するように構成され得ることが理解されるものとする。コントローラ５０は、ソース変換ユニット２２０、電子検出デバイス２４０、一次投影装置２３０、又は電動ステージ２０９などの図１の荷電粒子ビーム検査装置１００の様々な部分に接続され得る。以下により詳細に説明するように、コントローラ５０は、様々な画像及び信号処理機能を行い得る。コントローラ５０は、荷電粒子マルチビーム装置を含む荷電粒子ビーム検査装置の動作を制御するための様々な制御信号を生成することもできる。
【0038】
[0051] 集光レンズ２１０はさらに、集光レンズ２１０の集束力（コリメート力）を異ならせることによって、ソース変換ユニット２２０のダウンビームで一次サブビーム２１１、２１２、２１３の電流を調整するように構成され得る。代替的又は追加的に、一次サブビーム２１１、２１２、２１３の電流は、個々の一次サブビームに対応するビーム制限アパーチャアレイ内のビーム制限アパーチャの半径方向サイズを変えることによって変更され得る。
【0039】
[0052] 対物レンズ２３１は、検査のためにサンプル２０８上にサブビーム２１１、２１２、及び２１３を集束させるように構成することができ、この実施形態では、サンプル２０８の表面に３つのプローブスポット２２１、２２２、及び２２３を形成し得る。
【0040】
[0053] ビームセパレータ２３３は、例えば、静電双極子場及び磁気双極子場（図２では図示せず）を含むウィーンフィルタでもよい。動作時には、ビームセパレータ２３３は、静電双極子場によって、一次サブビーム２１１、２１２、及び２１３の個々の電子に対して静電力をかけるように構成され得る。ある実施形態では、静電力は、ビームセパレータ２３３の磁気双極子場によって一次サブビーム２１１、２１２、及び２１３の個々の一次電子にかけられる磁力に対して、大きさは等しいが、方向は逆である。したがって、一次サブビーム２１１、２１２、及び２１３は、少なくとも実質的にゼロの偏向角度で、ビームセパレータ２３３を少なくとも実質的に真っすぐに通過し得る。磁力の方向は、電子の動きの方向に依存し、静電力の方向は、電子の動きの方向に依存しない。したがって、二次電子及び後方散乱電子は、一般に、一次電子と比較して反対方向に移動するため、二次電子及び後方散乱電子にかかる磁力は、もはや静電力を相殺せず、その結果、ビームセパレータ２３３を通って進む二次電子及び後方散乱電子は、光軸２０４から離れて偏向される。
【0041】
[0054] 偏向走査ユニット２３２は、動作時に、サンプル２０８の表面の一セクションの個々の走査エリアにわたってプローブスポット２２１、２２２、及び２２３を走査するために、一次サブビーム２１１、２１２、及び２１３を偏向させるように構成される。サンプル２０８上への一次サブビーム２１１、２１２、及び２１３又はプローブスポット２２１、２２２、及び２２３の入射に応答して、二次電子及び後方散乱電子を含む電子が、サンプル２０８から発生する。この実施形態では、二次電子は、３つの二次電子ビーム２６１、２６２、及び２６３において伝搬する。二次電子ビーム２６１、２６２、及び２６３は、一般的に、（５０ｅＶ以下の電子エネルギーを有する）二次電子を有し、（５０ｅＶと一次サブビーム２１１、２１２、及び２１３の着地エネルギーとの間の電子エネルギーを有する）後方散乱電子の少なくとも一部も有し得る。ビームセパレータ２３３は、二次電子ビーム２６１、２６２、及び２６３のパスを二次投影装置２５０に向けて偏向させるように配置される。続いて、二次投影装置２５０は、二次電子ビーム２６１、２６２、及び２６３のパスを電子検出デバイス２４０の複数の検出領域２４１、２４２、及び２４３上に集束させる。検出領域は、例えば、対応する二次電子ビーム２６１、２６２、及び２６３を検出するように配置された別個の検出要素２４１、２４２、及び２４３でもよい。検出領域は、対応する信号を生成し得、これらの信号は、例えば、サンプル２０８の対応する走査エリアの画像を構築するために、例えば、コントローラ５０又は信号処理システム（図示せず）に送られる。
【0042】
[0055] 検出要素２４１、２４２、及び２４３は、対応する二次電子ビーム２６１、２６２、及び２６３を検出することができる。検出要素２４１、２４２、及び２４３への二次電子ビームの入射時に、要素は、対応する強度信号出力（図示せず）を生成し得る。出力は、画像処理システム（例えば、コントローラ５０）に向けられ得る。各検出要素２４１、２４２、及び２４３は、１つ又は複数のピクセルを含み得る。検出要素の強度信号出力は、検出要素内のすべてのピクセルによって生成された信号の合計でもよい。
【0043】
[0056] コントローラ５０は、画像取得器（図示せず）及びストレージデバイス（図示せず）を含む画像処理システムを含み得る。例えば、コントローラは、プロセッサ、コンピュータ、サーバ、メインフレームホスト、端末、パーソナルコンピュータ、任意の種類のモバイルコンピューティングデバイスなど、又はそれらの組み合わせを含み得る。画像取得器は、コントローラの処理機能の少なくとも一部を含み得る。したがって、画像取得器は、少なくとも１つ又は複数のプロセッサを含み得る。画像取得器は、数ある中でも特に、導電体、光ファイバケーブル、ポータブル記憶媒体、ＩＲ、Bluetooth、インターネット、ワイヤレスネットワーク、ワイヤレス無線機、又はこれらの組み合わせなどの信号通信を可能にする装置４０の電子検出デバイス２４０に通信可能に結合され得る。画像取得器は、電子検出デバイス２４０から信号を受信し、信号に含まれるデータを処理し、そこから画像を構築することができる。したがって、画像取得器は、サンプル２０８の画像を取得することができる。画像取得器は、輪郭の生成、及び取得画像へのインジケータの重畳などの様々な後処理機能を行うこともできる。画像取得器は、取得画像の明度及びコントラストなどの調整を行うように構成され得る。ストレージは、ハードディスク、フラッシュドライブ、クラウドストレージ、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、他のタイプのコンピュータ可読メモリなどの記憶媒体でもよい。ストレージは、画像取得器と結合されてもよく、走査された生の画像データをオリジナルの画像として保存したり、後処理された画像を保存したりするために使用することができる。
【0044】
[0057] 画像取得器は、電子検出デバイス２４０から受信された撮像信号に基づいてサンプルの１つ又は複数の画像を取得することができる。撮像信号は、荷電粒子撮像を実施するための走査動作に対応し得る。取得画像は、複数の撮像エリアを含む単一の画像であり得る。単一の画像は、ストレージに保存することができる。単一の画像は、複数の領域に分割され得るオリジナルの画像であり得る。各領域は、サンプル２０８の特徴を含む１つの撮像エリアを含み得る。取得画像は、ある期間にわたって複数回サンプリングされたサンプル２０８の単一の撮像エリアの複数の画像を含み得る。複数の画像は、ストレージに保存することができる。コントローラ５０は、サンプル２０８の同じ場所の複数の画像を用いて画像処理ステップを行うように構成され得る。
【0045】
[0058] コントローラ５０は、検出された二次電子の分布を得るために、測定回路（例えば、アナログ－デジタル変換器）を含み得る。検出時間窓の間に収集された電子分布データは、サンプル表面に入射した一次サブビーム２１１、２１２、及び２１３の各々の対応する走査パスデータと組み合わせて、検査中のサンプル構造の画像を再構築するために使用し得る。再構築された画像は、サンプル２０８の内部又は外部の構造の様々なフィーチャを明らかにするために使用し得る。したがって、再構築された画像は、サンプルに存在し得るいかなる欠陥も明らかにするために使用し得る。
【0046】
[0059] コントローラ５０は、例えば、さらに、サンプル２０８の検査中、検査前、又は検査後にサンプル２０８を移動させるように電動ステージ２０９を制御することができる。ある実施形態では、コントローラ５０は、電動ステージ２０９が、例えば、走査方向に少なくともサンプルの検査中に、例えば、継続的に、例えば、一定の速度で、ある方向にサンプル２０８を移動させることを可能にし得る。コントローラ５０は、例えば、様々なパラメータに依存してサンプル２０８の移動の速度が変わるように、電動ステージ２０９の移動を制御することができる。例えば、コントローラは、走査プロセスの検査ステップの特性に応じて、ステージ速度（その方向を含む）を制御することができる。
【0047】
[0060] 図２は、装置４０が３つの一次電子サブビームを使用することを示しているが、装置４０は、２つ以上の数の一次電子サブビームを使用し得ることが理解される。本開示は、装置４０で使用される一次電子ビームの数を限定しない。
【0048】
[0061] ここで図３を参照すると、図３は、図１の例示的な荷電粒子ビーム検査装置のソース変換ユニットの例示的な構成を示す例示的なマルチビーム装置の概略図である。装置３００は、電子ソース３０１、プレサブビーム形成アパーチャアレイ３７２（さらにクーロンアパーチャアレイ３７２とも呼ばれる）、集光レンズ３１０（図２の集光レンズ２１０に類似）、ソース変換ユニット３２０、対物レンズ３３１（図２の対物レンズ２３１に類似）、及びサンプル３０８（図２のサンプル２０８に類似）を含み得る。電子ソース３０１、クーロンアパーチャアレイ３７２、集光レンズ３１０は、装置３００によって含まれる照明装置のコンポーネントでもよい。ソース変換ユニット３２０及び対物レンズ３３１は、装置３００によって含まれる投影装置のコンポーネントでもよい。ソース変換ユニット３２０は、図２のソース変換ユニット２２０に類似してもよく、ソース変換ユニット３２０では、図２の像形成要素アレイは、像形成要素アレイ３２２であり、図２の収差補償器アレイは、収差補償器アレイ３２４であり、図２のビーム制限アパーチャアレイは、ビームレット制限アパーチャアレイ３２１であり、図２の事前屈曲マイクロ偏向器アレイは、事前屈曲マイクロ偏向器アレイ３２３である。電子ソース３０１、クーロンアパーチャアレイ３７２、集光レンズ３１０、ソース変換ユニット３２０、及び対物レンズ３３１は、装置の一次電子光軸３０４とアライメントされる。電子ソース３０１は、概ね一次電子光軸３０４に沿って、及び（仮想又は実在の）ソースクロスオーバー３０１Ｓを用いて一次電子ビーム３０２を発生させる。クーロンアパーチャアレイ３７２は、結果として生じるクーロン効果を低減するために、一次電子ビーム３０２の周辺電子をカットする。一次電子ビーム３０２は、プレサブビーム形成機構のクーロンアパーチャアレイ３７２によって、指定数のサブビーム（３つのサブビーム３１１、３１２、及び３１３など）に削減され得る。３つのサブビーム及びそれらのパスが、前述及び以下の説明において言及されるが、この説明は、任意の数のサブビームを用いた装置、ツール、又はシステムへの適用を意図したものであることが理解されるものとする。
【0049】
[0062] ソース変換ユニット３２０は、一次電子ビーム３０２のサブビーム３１１、３１２、及び３１３の外寸を規定するように構成されたビーム制限アパーチャを備えたビームレット制限アパーチャアレイ３２１を含み得る。ソース変換ユニット３２０は、像形成マイクロ偏向器３２２＿１、３２２＿２、及び３２２＿３を備えた像形成要素アレイ３２２も含み得る。各サブビームのパスに関連付けられたそれぞれのマイクロ偏向器が存在する。マイクロ偏向器３２２＿１、３２２＿２、及び３２２＿３は、サブビーム３１１、３１２、及び３１３のパスを電子光軸３０４に向けて偏向させるように構成される。偏向したサブビーム３１１、３１２、及び３１３は、ソースクロスオーバー３０１Ｓの虚像（図示せず）を形成する。この実施形態では、これらの虚像は、対物レンズ３３１によってサンプル３０８上に投影され、及びサンプル上にプローブスポットを形成し、これらのプローブスポットは、３つのプローブスポット３９１、３９２、及び３９３である。各プローブスポットは、サンプル表面上のサブビームパスの入射場所に対応する。ソース変換ユニット３２０は、各サブビームに存在し得る収差を補償するように構成された収差補償器アレイ３２４をさらに含み得る。収差補償器アレイ３２４は、例えば、マイクロレンズを備えた像面湾曲補償器アレイ（図示せず）を含み得る。像面湾曲補償器及びマイクロレンズは、例えば、プローブスポット３９１、３９２、及び３９３において顕著な像面湾曲収差に関して個々のサブビームを補償するように構成され得る。収差補償器アレイ３２４は、マイクロ非点収差補正装置を備えた非点収差補償器アレイ（図示せず）を含み得る。マイクロ非点収差補正装置は、例えば、そうでなければプローブスポット３９１、３９２、及び３９３に存在する非点収差を補償するためにサブビームに対して作用するように制御され得る。
【0050】
[0063] ソース変換ユニット３２０は、サブビーム３１１、３１２、及び３１３をそれぞれ屈曲させるための事前屈曲マイクロ偏向器３２３＿１、３２３＿２、及び３２３＿３を備えた事前屈曲マイクロ偏向器アレイ３２３をさらに含み得る。事前屈曲マイクロ偏向器３２３＿１、３２３＿２、及び３２３＿３は、サブビームのパスをビームレット制限アパーチャアレイ３２１上へと屈曲させることができる。ある実施形態では、事前屈曲マイクロ偏向器アレイ３２３は、サブビームのサブビームパスをビームレット制限アパーチャアレイ３２１上の平面の直交方向に向けて屈曲させるように構成され得る。代替実施形態では、集光レンズ３１０は、サブビームのパス方向をビームレット制限アパーチャアレイ３２１上に調整し得る。集光レンズ３１０は、例えば、一次電子光軸３０４に沿って実質的に平行なビームとなるように、３つのサブビーム３１１、３１２、及び３１３を集束させる（コリメートする）ことができ、したがって、３つのサブビーム３１１、３１２、及び３１３は、ソース変換ユニット３２０に実質的に垂直に入射し、ソース変換ユニット３２０は、ビームレット制限アパーチャアレイ３２１に対応し得る。このような代替実施形態では、事前屈曲マイクロ偏向器アレイ３２３は、必要ではない場合がある。
【0051】
[0064] 像形成要素アレイ３２２、収差補償器アレイ３２４、及び事前屈曲マイクロ偏向器アレイ３２３は、サブビーム操作デバイスの複数の層を含んでもよく、それらの一部は、アレイ状の形式でもよい（例えば、マイクロ偏向器、マイクロレンズ、又はマイクロ非点収差補正装置）。
【0052】
[0065] ソース変換ユニット３２０のこの例では、一次電子ビーム３０２のサブビーム３１１、３１２、及び３１３は、一次電子光軸３０４に向けて、それぞれ像形成要素アレイ３２２のマイクロ偏向器３２２＿１、３２２＿２、及び３２２＿３によって偏向される。サブビーム３１１のパスは、マイクロ偏向器３２２＿１に到達する前に既に電子光軸３０４に一致し得るため、サブビーム３１１のパスは、マイクロ偏向器３２２＿１によって偏向されなくてもよいことが理解されるものとする。
【0053】
[0066] 対物レンズ３３１は、サブビームをサンプル３０８の表面上に集束させ、すなわち、対物レンズ３３１は、３つの虚像をサンプル表面上に投影する。３つのサブビーム３１１～３１３によってサンプル表面上に形成された３つの像は、サンプル表面上に３つのプローブスポット３９１、３９２、及び３９３を形成する。ある実施形態では、サブビーム３１１～３１３の偏向角度は、３つのプローブスポット３９１～３９３のオフアクシス収差を低減又は制限するために、対物レンズ３３１の前側焦点を通過するように、又は対物レンズ３３１の前側焦点に近づくように調整される。
【0054】
[0067] 図３に示されるようなマルチビーム検査ツール３００の実施形態では、二次電子のビームパス、ビームセパレータ（ウィーンフィルタ２３３に類似）、二次投影光学系（図２の二次投影光学系２５０に類似）、及び電子検出デバイス（電子検出デバイス２４０に類似）は、明確にするために省略されている。しかしながら、二次電子又は後方散乱電子を用いてサンプル表面の像を登録及び生成するために、類似のビームセパレータ、二次投影光学系、及び電子検出デバイスが図３のこの実施形態に存在し得ることは明白となるはずである。
【0055】
[0068] 図２及び図３の上記のコンポーネントの少なくとも幾つかは、それらが１つ又は複数の荷電粒子ビーム又はサブビームを操作することから、個々に、又は互いに組み合わせて、マニピュレータアレイ又はマニピュレータと呼ばれることがある。
【0056】
[0069] マルチビーム検査ツールの上記の実施形態は、単一の荷電粒子ソースを備えたマルチビーム荷電粒子装置（マルチビーム荷電粒子光学装置と呼ばれることがある）を含む。マルチビーム荷電粒子装置は、照明装置及び投影装置を含む。照明装置は、ソースの電子ビームから荷電粒子マルチビームを発生させ得る。投影装置は、荷電粒子マルチビームをサンプルに向けて投影する。サンプルの表面の少なくとも一部は、荷電粒子マルチビームで走査され得る。
【0057】
[0070] マルチビーム荷電粒子装置は、荷電粒子マルチビームのサブビームを操作するための１つ又は複数の電子光学デバイスを含む。適用される操作は、例えば、サブビームのパスの偏向、及び／又はサブビームに適用される集束動作でもよい。１つ又は複数の電子光学デバイスは、ＭＥＭＳを含み得る。
【0058】
[0071] 荷電粒子装置は、電子光学デバイスのアップビームに位置する、及び任意選択的に電子光学デバイス内に位置するビームパスマニピュレータを含み得る。ビームパスは、例えば、ビーム全体にわたって動作する２つの静電偏向器セットによって、荷電粒子軸、すなわち光軸に対して直交する方向に線形に操作され得る。２つの静電偏向器セットは、直交方向にビームパスを偏向させるように構成され得る。各静電偏向器セットは、ビームパスに沿って連続的に配置された２つの静電偏向器を含み得る。各セットの第１の静電偏向器は、補正偏向を与え、第２の静電偏向器は、電子光学デバイスへの正しい入射角にビームを復元する。第１の静電偏向器によって与えられる補正偏向は、ＭＥＭＳへの所望の入射角を保証するための偏向を第２の静電偏向器が与えることができるように、過剰補正でもよい。静電偏向器セットの場所は、電子光学デバイスのアップビームにある幾つかの場所でもよい。ビームパスは、回転操作され得る。回転補正が磁気レンズによって与えられてもよい。追加的又は代替的に、回転補正は、集光レンズ構成などの既存の磁気レンズによって達成されてもよい。
【0059】
[0072] 荷電粒子装置は、荷電粒子マルチビームを生成するためのアパーチャアレイを備え得る。アパーチャアレイの表面は、単一の荷電粒子ビームによって照明され得る。アパーチャアレイにおける複数のアパーチャのそれぞれは、アパーチャアレイからマルチビームで放出されるサブビームを規定し得る。例えば、マルチビームは、上記のクーロンアパーチャアレイ３７２又はビームレット制限アパーチャアレイ３２１によって生成され得る。マルチビームは、例えば、検査又はリソグラフィプロセスにおいてサンプルを走査するために使用され得る。マルチビームでサンプルを走査することにより、サンプルの処理に必要な時間を大幅に減少させることができる。
【0060】
[0073] 実施形態は、走査プロセスで使用するための荷電粒子マルチビームを生成するためのアパーチャアレイを提供する。各アパーチャアレイ内のアパーチャの配置により、高実装密度のサブビームを有するマルチビームが生成される。したがって、多数のサブビームが、照明する、又は入射する荷電粒子ビームから生成され得る。
【0061】
[0074] マルチビームでサンプルを走査するために使用され得る幾つかの異なる走査モードがある。リープアンドスキャンモード（leap-and-scan mode）では、走査は、第１の照明エリアにわたってマルチビームでサンプルを照明することによって実行される。第１の照明エリアに関する撮像又は他のプロセスが完了した後、第２の照明エリアがマルチビームによって照明されるように、サンプルを移動させることができる。このプロセスは、複数の非オーバーラップ照明エリアにおいて、別々のステップでサンプルが照明される状態で、繰り返すことができる。
【0062】
[0075] 連続走査モードでは、サンプルを移動させながら、走査が連続的に行われる。走査は、マルチビームの下でサンプルを連続的な線形運動で移動させることによって行われ得る。サブビームとサンプルとの間の相対移動によって形成されるマルチビームの各サブビームのサンプル上のパスは、走査ラインと呼ばれることがある。したがって、走査ラインは、アパーチャによって、例えばアパーチャによって生成されたサブビームがサンプル表面上で走査されることによって、生成される。走査ラインがラスタパターンを形成するように、サンプルは、マルチビームに対して前後に移動させてもよい。
【0063】
[0076] アパーチャアレイでは、複数のアパーチャがアパーチャパターンに配置されている。アパーチャパターンは、アパーチャアレイが照明されたときに生成されるマルチビームにおけるサブビームの相対的場所を規定する。アパーチャパターンは、使用される走査モードに適したものであるべきである。
【0064】
[0077] 照明ビームが通過する体積は、円錐形状であってもよい。したがって、照明されるアパーチャアレイの表面上の照明エリアの形状は、円形又は楕円形であってもよい。多数のサブビームを生成するために、アパーチャアレイの照明エリアのかなりの割合を使用してサブビームを生成し得る。
【0065】
[0078] 図４Ａ及び４Ｂは、アパーチャアレイの表面上の照明エリア４０１を示す。照明エリア４０１は、円形である。
【0066】
[0079] 図４Ａでは、アパーチャパターンは、正方形配置である。つまり、生成されたマルチビームの各サブビームは、正方形の角に位置し、近くのサブビームは、正方形の他の角に位置する。アパーチャパターンの外周囲は、正方形である。周囲から離れた各アパーチャは、４つの等距離に間隔をあけた隣接するアパーチャを有する。周囲から離れた各アパーチャは、４つの最近傍アパーチャを有する。
【0067】
[0080] 図４Ｂでは、アパーチャパターンは、六角形配置である。つまり、生成されたマルチビームの各サブビームは、六角形の角に位置し、近くのサブビームは、六角形の他の角に位置する。アパーチャパターンの外周囲も、六角形である。周囲から離れた各アパーチャは、６つの等距離に間隔をあけた隣接するアパーチャを有する。周囲から離れた各アパーチャは、６つの最近傍アパーチャを有する。
【0068】
[0081] 図４Ｂに示されるアパーチャパターンは、サブビームを生成するために、円形照明エリアのより多くが使用されるため、図４Ａのアパーチャパターンよりも多くのサブビームを生成することができる。加えて、アパーチャの六角形配置は、アパーチャの正方形配置よりも高い実装密度を有し得る。アパーチャパターンが規定されるプレートの面積は、図４Ａに示される正方形配置よりも、図４Ｂに示される六角形配置の方が大きい。
【0069】
[0082] サンプル接近時のマルチビームの方向は、ｚ軸に実質的に沿っていると規定され得る。ｚ軸は、サブビームのパスと実質的にアライメントされ得る。照明されるサンプルの表面は、ｘｙ平面内にあると実質的に規定され得る。連続走査モードでは、サンプルは、ｚ方向にではなく、ｘｙ平面内で線形に移動させることができる。
【0070】
[0083] アパーチャパターンの外周囲が、図４Ａ及び図４Ｂのように、実質的に正方形、又は実質的に六角形である場合、アパーチャパターンによって生成されたマルチビームは、リープアンドスキャンモードでの使用に適している。しかしながら、そのようなビームパターンは、異なるサブビームの走査ラインが互いにオーバーラップし得るため、連続走査モードでの使用には適していない場合がある。例えば、図４Ａに示されるアパーチャによって生成されたサブビームが、サンプルに対してｘ方向に、例えば走査方向に（例えば線形方向に）、線形に移動される場合、各行のサブビームからの走査ラインは、すべて互いにオーバーラップする。
【0071】
[0084] 例えば走査方向の走査中に、走査ラインのオーバーラップを回避するための技術は、線形走査方向に対してアパーチャパターンを回転又は歪曲させることである。この場合、マルチビームのサブビームは、複数の非オーバーラップ平行走査ラインを形成することができる。サブビームは、ｘ方向であってもよい線形走査方向に直交する方向で、互いに離隔した位置を有する。
【0072】
[0085] 別の要件は、複数の走査ラインがすべて互いに等しく離隔することである。したがって、走査ラインは、互いに等しく（又は等距離に）離隔してもよい。サブビームは、線形走査方向に直交する方向に互いに等距離に離隔してもよい。図４Ｂに示される六角形パターンの場合、線形走査方向に対してアパーチャパターンを回転させるだけでは、走査ライン間の間隔が等しくない場合があり、マルチビームは、連続走査モードでの使用に適さない場合がある。
【0073】
[0086] 実施形態によるアパーチャパターンは、連続走査モードで使用するためのマルチビームを生成するためのものである。アパーチャパターンは、照明エリアから多数のサブビームが生成され得るように、高ビーム密度を有し得る。照明エリアは、円形でもよく、楕円形でもよく、又は別の形状を有してもよい。照明エリアは、中にアパーチャアレイが位置し、好ましくはアパーチャアレイが同一平面上にあるソースからのビームの平面断面であってもよい。ソースビームの断面は、ビームエリアと呼ばれることがあり、したがって、アパーチャアレイのビームエリアは、照明エリアであり得る。アパーチャパターンは、走査方向、例えばｘ方向の線形移動が、隣接する走査ライン間の間隔が等しい、平行及び非オーバーラップ走査ラインを生成するように配置される。隣接する走査ラインは、等距離に離隔してもよい。
【0074】
[0087] 図５Ａ及び５Ｂは、ある実施形態によるアパーチャパターン５０１を示す。図５Ｂのアパーチャパターンは、図５Ａのアパーチャパターンと同じであるが、アパーチャパターンの態様を説明するのを助けるために、異なる参照符号を有する。アパーチャパターンは、円形照明エリア５０１内にある。図５Ａ及び５Ｂのアパーチャパターンは、ｘ方向に線形に走査されるマルチビームを生成するように構成され得る。後でより詳細に説明するように、サンプルは、複数の連続及びオーバーラップする線形走査において、マルチビームによって走査され得る。
【0075】
[0088] 図５Ａ及び５Ｂでは、各アパーチャの場所は、六角形タイルによって示されている。タイルの形状は、アパーチャに割り当てられた領域を表すために使用される。アパーチャは、任意の形状でよく、一般的には円形である。アパーチャは、対応するタイルの中心に向けて位置決めされ得る。例えば、各アパーチャの中心は、実質的に各六角形タイルの中心にあってもよい。
【0076】
[0089] アパーチャパターンは、複数のアパーチャ行を含む。各アパーチャ行は、１つ又は複数のアパーチャの線形配置を含む。各アパーチャ行は、図５Ａ及び５Ｂではｘ方向である、線形走査方向に対して傾斜してもよい。アパーチャ行を傾斜させることによって、サブビームの走査ラインが互いにオーバーラップしないことが確実となる。各アパーチャ行に沿ったアパーチャの位置は、走査方向に直交する方向、例えばｙ方向において、それぞれのアパーチャ行に沿って離隔する。アパーチャの位置は、走査方向に直交する方向、例えばｙ方向において、インクリメンタルに離隔する。アパーチャは、それぞれのアパーチャ行における隣接するアパーチャに対して離隔してもよい。
【0077】
[0090] 各アパーチャ行のアパーチャ間の間隔は、アパーチャアレイが複数の連続及びオーバーラップする線形走査で使用される場合に、すべての走査ラインが等しい間隔を有するように配置されてもよい。各アパーチャ行内で、隣接するアパーチャ間の間隔は、同じ（又は等距離）であってもよい。
【0078】
[0091] 図５Ａに示されるように、アパーチャ行は、３つのセットで配置されてもよい。これらは、第１のサイドセット５０２、中央セット５０４、及び第２のサイドセット５０３であり得る。第１のサイドセット５０２及び第２のサイドセット５０３は、中央セット５０４の両側に存在し得る。
【0079】
[0092] アパーチャ行の中央セット５０４では、アパーチャ行のすべてが、同じ数のアパーチャを含み得る。図５Ａに示される実施形態の特定の実装形態では、中央セットの各アパーチャ行は、１０個のアパーチャを含む。
【0080】
[0093] アパーチャ行の第１のサイドセット５０２では、各アパーチャ行は、中央セット５０４のアパーチャ行よりも少ないアパーチャを含み得る。図５Ｂに示されるように、中央セット５０４に最も近いアパーチャ行５０２３は、最大数のアパーチャを有する、第１のサイドセット５０２内のアパーチャ行の１つであり得る。第１のサイドセット５０２の他の各アパーチャ行は、中央セット５０４の方向において隣接するアパーチャ行と同じ数、又はより少ない数のアパーチャを有し得る。図５Ｂに示される実施形態の特定の実装形態では、第１のサイドセット５０２のアパーチャ行５０２１、５０２２、及び５０２３は、それぞれ、３つ、６つ、及び９つのアパーチャを含む。
【0081】
[0094] アパーチャ行の第２のサイドセット５０３では、各アパーチャ行は、中央セット５０４のアパーチャ行よりも少ないアパーチャを含み得る。中央セット５０４に最も近いアパーチャ行５０３３は、最大数のアパーチャを有する、第２のサイドセット５０３内のアパーチャ行の１つであり得る。第２のサイドセット５０３の他の各アパーチャ行は、中央セット５０４の方向において隣接するアパーチャ行と同じ数、又はより少ない数のアパーチャを有し得る。図５Ｂに示される実施形態の特定の実装形態では、第２のサイドセットのアパーチャ行５０３１、５０３２、及び５０３３は、１つ、４つ、及び７つのアパーチャを含む。
【0082】
[0095] アパーチャアレイによって生成されたマルチビームは、複数の連続及びオーバーラップする線形走査で使用され得る。各走査は、ｘ方向、例えば線形走査方向でもよいが、ｙ方向では異なって位置してもよい。つまり、異なるアパーチャによって生成される各走査は、線形走査方向、例えばｘ方向でもよい。各走査は、走査方向に直交する方向、例えばｙ方向において、他の走査に対して変位した位置を有する。
【0083】
[0096] マルチビームによる第１の走査は、複数の非オーバーラップ及び平行走査ラインを生成し得る。中央セット５０４のアパーチャによって生成される走査ライン間の間隔は、等しくてもよい。しかしながら、第１のサイドセット５０２及び第２のサイドセット５０３内のアパーチャによって生成される走査ラインの幾つかの間の間隔は、等しくなくてもよい。したがって、第１のサイド及び第２のサイドのアパーチャ行における少なくとも２つの隣接するアパーチャ間の間隔は、走査方向に垂直な方向において等しくなくてもよい。
【0084】
[0097] マルチビームによる後続の走査について、サンプル及び／又はマルチビームは、最初の走査に対してｙ方向にシフトされる。ｙ方向のシフトは、後続の走査のためのサンプルの表面が、最初の走査の表面と部分的にオーバーラップするように選択され得る。ｙ方向のシフトは、後続の走査中に第２のサイドセット５０３によって生成された走査ラインが、最初の走査中に第１のサイドセット５０２によって生成された走査ラインと累計するようなものである。つまり、第２のサイドセット５０３のアパーチャからの走査ラインを含むマルチビームの領域は、以前の走査中の第１のサイドセット５０２のアパーチャからの走査ラインを含むマルチビームの領域とオーバーラップする。最初の走査及び後続の走査の領域は、走査ラインがオーバーラップすることなくオーバーラップする。オーバーラップする最初の走査及び後続の走査の領域は、オーバーラップ領域と呼ばれることがある。オーバーラップ領域では、走査ラインは、等距離に離隔してもよい。オーバーラップ領域内の走査ラインは、中央セット５０４のアパーチャによって形成される走査ラインと同じ距離だけ離隔してもよい。
【0085】
[0098] 図５Ｂは、第２のサイドセット５０３によって生成された走査ラインが、以前の走査中に第１のサイドセット５０２によって生成された走査ラインとどのように累計し得るかを示している。
【0086】
[0099] 図５Ｂでは、中央セット５０４の各行は、１０個のアパーチャを含む。第１のサイドセット５０２の第１の行５０２１は、３つのアパーチャを含む。第１のサイドセット５０２の第２の行５０２２は、６つのアパーチャを含む。第１のサイドセット５０２の第３の行５０２３は、９つのアパーチャを含む。第２のサイドセット５０３の第１の行５０３１は、１つのアパーチャを含む。第２のサイドセット５０３の第２の行５０３２は、４つのアパーチャを含む。第２のサイドセット６０４の第３の行５０３３は、７つのアパーチャを含む。
【0087】
[00100] 第１のサイドセット５０２の各アパーチャ行は、第２のサイドセット５０３の行と効果的に組み合わせることができ、この組み合わせは、中央セットの行と同等である。具体的には、第１のサイドセット５０２の第１の行５０２１は、第２のサイドセット５０３の第３の行５０３３と効果的に組み合わせられることにより、１０個のアパーチャ（＝３＋７）を有する行を提供し得る。第１のサイドセット５０２の第２の行５０２２は、第２のサイドセット５０３の第２の行５０３２と効果的に組み合わせられることによって、１０個のアパーチャ（＝６＋４）を有する行を提供し得る。第１のサイドセット５０２の第３の行５０２３は、第２のサイドセット５０３の第１の行５０３１と効果的に組み合わせられることによって、１０個のアパーチャ（＝９＋１）を有する行を提供し得る。
【0088】
[00101] 逐次走査中に異なるサイドセットの領域をオーバーラップさせる効果は、異なるサイドセットのアパーチャによって生成された走査ラインが効果的に組み合わせられることによって、中央セット５０４のアパーチャ行によって生成される走査ラインと同等の走査ラインを提供することである。つまり、各サイドセットからの部分的な行のアパーチャは、中央セット５０４のアパーチャ行と同等の走査ラインを提供し得る。
【0089】
[00102] サンプルに対するマルチビームの連続及びオーバーラップする線形走査は、サンプル上に複数の平行及び等しく間隔をあけた走査ラインを生成し得る。
【0090】
[00103] 図６～８は、実施形態によるアパーチャアレイの設計プロセスを示す。アパーチャアレイの照明エリア６０１は、円形である。しかしながら、実施形態は、楕円形状又は正方形状の照明エリアなどの任意の形状の照明エリアに適用される設計プロセスを含む。
【0091】
[00104] アパーチャ行の中央セットは、図６に示されるように、最初に規定され得る。ビーム実装密度を最大にするために、隣接するアパーチャ間のピッチ、すなわち間隔は、製造及び動作上の制約を考慮して可能な最小ピッチであってもよい。
【0092】
[00105] 中央セットの外周囲は、実質的な長方形／正方形の形状を有してもよく、照明エリア６０１内の実質的な長方形／正方形の外周囲を収容するために可能な限り大きくてもよい。アパーチャは、各行の隣接するアパーチャが最小ピッチを有する複数の平行な線形の行に配置され得る。図６では、アパーチャ行６０３は、中央セットのエッジ行である。アパーチャ６０２は、アパーチャ行６０３の端部アパーチャである。アパーチャは、各アパーチャが六角形の角に位置し、例えば周囲の６つの最も近いアパーチャから離れた近くのアパーチャが、対応する六角形、例えば図５Ａの六角形タイルの他の角に位置する範囲内において、六角形配置に配置され得る。このような六角形配置は、正方形配置よりも高い実装密度を有し得る。
【0093】
[00106] 次に、アパーチャ行の幾つかにシフト動作が適用され、次に、アパーチャ行が、回転角αだけ回転される。このプロセスを説明するために、以下の定義が使用される：Ｘ’＝αにわたる回転が適用される前のｘ方向、Ｘ＝αにわたる回転が適用された後のｘ方向、Ｙ’＝αにわたる回転が適用される前のｙ方向、Ｙ＝αにわたる回転が適用された後のｙ方向。
【0094】
[00107] Ｙ’方向のシフトは、交互の、例えば奇数番号のアパーチャ行に適用されてもよい。次に、各アパーチャ行が、図６ではｘ方向である走査方向に対して傾斜するように、アパーチャ行は、αにわたり回転されてもよい。この回転は、走査ラインの異なるサブビームのオーバーラップを防止する。
【0095】
[00108] シフトが適用された交互のアパーチャ行は、異なるサブビームからの走査ラインが等しく離隔されることを確実にするものとする。適用されるシフトは、以下の通りでもよい。
ｄ＝Ｙ’方向に適用されるシフト
ｐ＝隣接するアパーチャ間のピッチ
α＝適用される回転、すなわち、各アパーチャ行と走査方向との間の角度
【数1】
ｄ＝Ｙ’方向に適用されるシフト
ｐ＝隣接するアパーチャ間のピッチ
α＝適用される回転、すなわち、各アパーチャ行と走査方向との間の角度
【0096】
[00109] アパーチャ行の中央セット内のアパーチャの特性は、アパーチャパターンと同一平面内にあり、及び走査方向に垂直な（すなわち、ｙ軸とアライメントされた）ライン上へのアパーチャの投影において、アパーチャの各隣接投影ペアの間の間隔が同じであることであり得る。
【0097】
[00110] 中央セットの各アパーチャ行は、同じ数のアパーチャを含み得る。しかしながら、中央セットの各アパーチャ行は、ｙ軸に沿った（すなわち、アパーチャパターンと同一平面内にあり、及び走査方向に垂直なライン上への）アパーチャの投影において、アパーチャの各隣接投影ペア間の間隔が同じである限り、異なる数のアパーチャを含んでもよい。
【0098】
[00111] 中央セットは、完全なアパーチャ行を含む。各完全な行のアパーチャは、走査方向などのｘ軸に対して角度が付けられてもよい。アパーチャ行に沿って隣り合うアパーチャは、ｙ方向などの走査方向に直交する方向において、位置が離隔してもよい。中央セットからのサブビームによるサンプルの表面上の走査領域は、一度だけ走査されてもよい。走査領域は、逐次走査においてサブビームによって走査されなくてもよい。走査領域は、中央セットのアパーチャによる走査の前に走査されなかったサンプルの部分である。
【0099】
[00112] アパーチャパターンの設計プロセスの次のステップは、第１のサイドセット及び第２のサイドセットを規定することである。第１及び第２のサイドセットは、照明エリアの使用割合を増加させる。
【0100】
[00113] 第１のサイドセットの各アパーチャ行の要件は、それが、第２のサイドセットのアパーチャ行と対応するペアを形成することである。各対応するアパーチャ行ペアのアパーチャ行は、逐次走査を通して、中央セットのアパーチャ行と同等となるように組み合わせられる。したがって、第１及び第２のサイドセットの各アパーチャ行は、完全なアパーチャ行の一部であると見なすことができる。
【0101】
[00114] 図７は、第１及び第２のサイドセットにアパーチャ行を含むように修正された、図６のアパーチャ配置を示す。第１のサイドセットの各アパーチャ行は、中央セットの既に規定されたアパーチャ行の１つの一部に対応するが、＋ｙ方向（すなわち、Ｙ’方向）の変位が適用されたものとして規定され得る。第２のセットの各アパーチャ行は、中央セットの既に規定されたアパーチャ行の１つの一部に対応するが、－ｙ方向（すなわち、－Ｙ’方向）のシフトが適用されたものとして規定され得る。各対応するアパーチャ行ペアは、中央セットの完全なアパーチャ行の構成部分と同等であると規定され得る。代替的又は追加的に、第１及び第２のセットのアパーチャ行は、ペアで考慮されてもよい。有効なアパーチャ行は、第１のサイドセットに割り当てられた＋Ｘ’部分、及び第２のサイドセットに割り当てられた－Ｘ’部分を有し得る。
【0102】
[00115] 第１のサイドセットは、第１のアパーチャ行７０４１、第２のアパーチャ行７０４２、第３のアパーチャ行７０４３、及び第４のアパーチャ行７０４４を含む。第２のサイドセットは、第１のアパーチャ行７０５１、第２のアパーチャ行７０５２、第３のアパーチャ行７０５３、及び第４のアパーチャ行７０５４を含む。第１のサイドセットの第１のアパーチャ行７０４１及び第２のサイドセットの第４のアパーチャ行７０５４は、対応するアパーチャ行ペアである。第１のサイドセットの第２のアパーチャ行７０４２及び第２のサイドセットの第３のアパーチャ行７０５３は、対応するアパーチャ行ペアである。第１のサイドセットの第３のアパーチャ行７０４３及び第２のサイドセットの第２のアパーチャ行７０５２は、対応するアパーチャ行ペアである。第１のサイドセットの第４のアパーチャ行７０４４及び第２のサイドセットの第１のアパーチャ行７０５１は、対応するアパーチャ行ペアである。
【0103】
[00116] 各対応するアパーチャ行ペアについて、第２のサイドセットのアパーチャ行の＋ｙ方向（すなわち、Ｙ’方向）のシフトは、それが、第１のサイドセットのアパーチャ行と共直線的にアライメントすることをもたらす。必要とされる＋ｙ方向（すなわち、Ｙ’方向）のシフトの大きさは、ｘ方向の逐次走査間の連続走査プロセス中のｙ方向（すなわち、Ｙ’方向）のシフトと同じである。異なるサイドセットからのアライメントされたアパーチャ行から生じる走査ラインは、第１のサイドセットの各アパーチャ行が代わりに中央セットのアパーチャ行と同じ数のアパーチャを含む場合に生成されるものと同等であり得る。代替的又は追加的に、ペア（７０４１、７０５４；７０４２、７０５３；７０４３、７０５２；７０４４、７０５１）の２つの＋Ｘ’及び－Ｘ’部分は、有効なアパーチャ行、したがって中央セットのアパーチャ行と同等であると見なすことができる。
【0104】
[00117] 第１のサイドセットにおいて、中央セットに最も近いアパーチャ行は、最大数のアパーチャを有する、第１のサイドセット内のアパーチャ行の１つであり得る。第１のサイドセットの他の各アパーチャ行は、中央セットの方向において隣接するアパーチャ行と同じ数、又はより少ない数のアパーチャを有し得る。
【0105】
[00118] 同様に、第２のサイドセットにおいて、中央セットに最も近いアパーチャ行は、最大数のアパーチャを有する、第２のサイドセット内のアパーチャ行の１つであり得る。第２のサイドセットの他の各アパーチャ行は、中央セットの方向において隣接するアパーチャ行と同じ数、又はより少ない数のアパーチャを有し得る。
【0106】
[00119] 設計プロセスの最終ステップは、すべてのアパーチャが照明エリア６０１内に位置することを確実にすることである。
【0107】
[00120] 第１のサイドセットの各アパーチャ行にシフトが適用される。シフトは、－ｘ方向にのみ適用される（すなわち、シフトは、走査方向に沿う）。－ｘ方向に適用されるシフトは、アパーチャ行間で異なり得る。アパーチャ行のすべてのアパーチャが照明エリア６０１内に移動される限り、－ｘ方向の任意のシフトを各アパーチャ行に適用することができる。
【0108】
[00121] 好ましい実装形態は、中央セットに隣接するアパーチャ行は別として、第１のサイドセットの各アパーチャ行が、中央セットの方向に、隣接するアパーチャ行と同じ量、又はそれより多い量だけシフトされることである。これにより、アパーチャ間のピッチを増加させる、－ｘ方向のみのシフトがもたらされ得る。
【0109】
[00122] シフトは、第２のサイドセットの各アパーチャ行にも適用される。シフトは、＋ｘ方向にのみ適用される。＋ｘ方向に適用されるシフトは、アパーチャ行間で異なり得る。アパーチャ行のすべてのアパーチャが照明エリア６０１内に移動される限り、＋ｘ方向の任意のシフトを各アパーチャ行に適用することができる。
【0110】
[00123] 好ましい実装形態は、中央セットに隣接するアパーチャ行は別として、第２のサイドセットの各アパーチャ行が、中央セットの方向に、隣接するアパーチャ行と同じ量、又はそれより多い量だけシフトされることである。これにより、アパーチャ間のピッチを増加させる、ｘ方向のみのシフトがもたらされ得る。
【0111】
[00124] 上記の好ましい実装形態は、サイドセット内の隣接するアパーチャ間のピッチが、中央セット内の隣接するアパーチャ間のピッチ以上であることを確実にする。実装形態は、アパーチャパターンの配置に対するこれらの調整の結果としてピッチが減少しないことを確実にする。
【0112】
[00125] 図８は、アパーチャのすべてが照明エリア６０１内にあるように、第１及び第２のサイドセットのアパーチャ行がシフト、すなわち変位された後のアパーチャパターンを示す。これは、ある実施形態によるアパーチャパターンである。
【0113】
[00126] 図８に示されるアパーチャパターンを構築するための上記のプロセスは、すべてのアパーチャ行がｘ軸に対して正の勾配を有することをもたらした。実施形態は、アパーチャ行のシフト、回転、及び変位が上記のものとは反対の方向に適用される、類似のプロセスも含む。これにより、ｘ軸に対して負の勾配を有するアパーチャ行が生成される。生成されたアパーチャパターンは、図８に示されるアパーチャパターンのｙ軸を中心とした反射である。
【0114】
[00127] 図９は、マルチビームの３つの連続及びオーバーラップする線形走査によって生成された走査ラインを示す。マルチビームは、ある実施形態によるアパーチャパターンを有するアパーチャアレイによって生成されたものである。各走査は、ｘ方向のものであり、異なるｙ位置にある。つまり、走査方向は、ｘ方向である。行に沿ったアパーチャは、異なるｙ位置を有する。行に沿ったアパーチャは、ｙ方向であり得る、ｘ方向（又は走査方向）に直交する方向において離隔する。異なる走査における走査領域のオーバーラップは、走査エリアの主要部分が平行及び等しく間隔をあけた走査ラインによって走査されることをもたらし得る。すなわち、オーバーラップする走査領域内の走査ラインは、異なるｙ位置を有するように部分的な行に沿って離隔したアパーチャの部分的な行からのアパーチャによるｘ方向の走査である。部分的な行のアパーチャは、ｙ方向であり得る、ｘ方向（又は走査方向）に直交する方向において離隔する。ある配置において、行及び任意選択的に部分的な行に沿ったアパーチャは、それぞれの行又は部分的な行に沿って等距離に間隔をあけてもよい。
【0115】
[00128] 実行される最初の走査及び最後の走査は、ｙ軸に沿った両極端にあり、サイドセットの一方のみからの走査ラインを含む。これらの走査ラインは、他の走査ラインと等しく間隔をあけない場合がある。しかしながら、これらの不等に間隔をあけた走査ラインは、多数の、例えば数千の逐次走査から構築され得る全走査エリアの縁に存在する。サンプルの関心走査エリアは、完全に走査エリアの主要部分内に存在することができ、等しく間隔をあけた走査ラインによってのみ走査され得る。
【0116】
[00129] 実施形態は、アパーチャパターンの上記の設計プロセスに対する幾つかのバリエーションを含む。
【0117】
[00130] 具体的には、図６は、実質的に正方形の外周囲を有するアパーチャ行の六角形配置から開始され、アパーチャ行の交互の行にシフトを適用し、次に、すべてのアパーチャ行を回転させることによって生成されたアパーチャ行の中央セットを示す。図１０～１２は、アパーチャ行の中央セットの生成に対する代替手法のステップを示す。
【0118】
[00131] アパーチャ行の中央セットの生成は、この場合もやはり、実質的に正方形の外周囲を有するアパーチャ行の六角形配置から開始され得る。中央セットの外周囲は、実質的な長方形／正方形の形状を有してもよく、照明エリア１００１内の実質的な長方形／正方形の外周囲を収容するために可能な限り大きくてもよい。次に、アパーチャ行にスキューが適用されることによって、図１０に示されるように、アパーチャ行の中央セットが生成される。適用されたスキューにより、中央セットのアパーチャからの走査ラインのすべてがオーバーラップせず、及び等しく間隔をあけることが確実となる。図１０では、アパーチャ行１００３は、中央セットのエッジ行である。アパーチャ１００２は、アパーチャ行１００３の端部アパーチャである。
【0119】
[00132] 第１のサイドセット及び第２のサイドセットのアパーチャ行は、対応するアパーチャ行ペアが中央セットのアパーチャ行と同等であるように、図６～８を参照して説明した同じやり方で生成され得る。図１１は、第１のサイドセット及び第２のサイドセットのアパーチャ行を示す。第１のサイドセットは、第１のアパーチャ行１１０１１、第２のアパーチャ行１１０２２、第３のアパーチャ行１１０３３、及び第４のアパーチャ行１１０４４を含む。第２のサイドセットは、第１のアパーチャ行１１０２１、第２のアパーチャ行１１０２２、第３のアパーチャ行１１０２３、及び第４のアパーチャ行１１０２４を含む。
【0120】
[00133] 第１のサイドセット及び第２のサイドセットのアパーチャ行のｘ方向の平行移動は、図６～８を参照して上に説明した同じやり方で行われ得る。この平行移動は、すべてのアパーチャが照明エリア１００１内にある、図１２に示される最終的なアパーチャパターンを生成する。アパーチャパターンを有するアパーチャアレイによって生成されるマルチビームの連続及びオーバーラップする線形走査も、オーバーラップせず、等しく間隔をあけた走査ラインを生成する。
【0121】
[00134] スキューを実行することによってアパーチャ行の中央セットを生成することにより、アパーチャの幾つかの間のピッチが減少し得る。したがって、アパーチャ行の交互の行にシフトを適用し、次に、すべてのアパーチャ行を回転させることによって、アパーチャ行の中央セットが生成される場合に、より高いビーム密度が達成可能となり得る。
【0122】
[00135] 実施形態は、高実装密度を有し、照明エリアを効率的に使用することができるアパーチャパターンを有利に提供する。したがって、単一の照射ビームから多数のサブビームが生成され得る。アパーチャパターンから生成されたマルチビームは、連続走査モードで使用することができ、平行及び等しく間隔をあけた走査ラインを生成することができる。
【0123】
[00136] ある実施形態による、荷電粒子マルチビームでサンプルを走査するためのプロセスのフローチャートである。
【0124】
[00137] ステップ１４０１では、プロセスが開始される。
【0125】
[00138] ステップ１４０３では、ある実施形態によるアパーチャパターンに依存して、マルチビームが生成される。
【0126】
[00139] ステップ１４０５では、サンプルが、複数の連続及び部分的にオーバーラップする走査で、生成されたマルチビームで走査される。
【0127】
[00140] ステップ１４０７では、プロセスが終了する。
【0128】
[00141] 実施形態は、上記の技術に対する幾つかの変更形態及びバリエーションを含む。
【0129】
[00142] 実施形態は、他の形状の照明エリアと共に使用するためのアパーチャパターンを生成するために使用される設計プロセスも含む。例えば、照明エリアは、楕円形であってもよい。その場合、アパーチャ行の中央セットの始点は、実質的に正方形の外周囲の代わりに、実質的に長方形の外周囲を有するアパーチャの六角形配置であってもよい。他の設計ステップは、上記のものと実質的に変わらなくてもよい。実施形態はまた、実質的に長方形、例えば正方形、又は他の形状の照明エリアと共に使用されてもよい。
【0130】
[00143] 実施形態は、アパーチャ行の中央セットの始点が、図４Ａを参照して先述したような六角形配置の代わりに、アパーチャの正方形配置であることも含む。このような配置は、マルチビームが、例えば、スリット偏向器及び／又はスリットレンズによって操作される場合に好ましいことがある。
【0131】
[00144] 実施形態は、上記の設計プロセスによって生成されるアパーチャパターンに限定されない。実施形態は、一般に、マルチビームの連続及びオーバーラップする線形走査から、複数のオーバーラップしない、平行で、及び等しく間隔をあけた走査ラインを生成するために使用され得るマルチビームを規定する任意のアパーチャ配置を含み得る。
【0132】
[00145] 実施形態によるアパーチャパターンの特徴は、以下の１つ又は複数を含み得る：
－中央セットのアパーチャによって生成されるサブビームの走査ラインは、等しい間隔を有し、
－サブビームのすべての走査ラインは、逐次走査によってオーバーラップする領域において、等しい間隔を有し、
－それぞれが異なるアパーチャ行にある隣接するアパーチャ間のピッチ、すなわち間隔が異なり、
－それぞれが中央セットの異なるアパーチャ行にある隣接するアパーチャ間のピッチ、すなわち間隔は、第１のサイドセット及び／又は第２のサイドセットの隣接するアパーチャ間のピッチと同じか、又はより小さく、並びに
－各アパーチャ行は、走査方向に対して傾斜している。
－中央セットのアパーチャによって生成されるサブビームの走査ラインは、等しい間隔を有し、
－サブビームのすべての走査ラインは、逐次走査によってオーバーラップする領域において、等しい間隔を有し、
－それぞれが異なるアパーチャ行にある隣接するアパーチャ間のピッチ、すなわち間隔が異なり、
－それぞれが中央セットの異なるアパーチャ行にある隣接するアパーチャ間のピッチ、すなわち間隔は、第１のサイドセット及び／又は第２のサイドセットの隣接するアパーチャ間のピッチと同じか、又はより小さく、並びに
－各アパーチャ行は、走査方向に対して傾斜している。
【0133】
[00146] 実施形態は、中央セットに任意の数のアパーチャ行が存在することを含む。例えば、中央セットのアパーチャ行の数は、５行、１０行、又は１００行を超えてもよい。
【0134】
[00147] 実施形態は、中央セットの各アパーチャ行に任意の数のアパーチャが存在することを含む。例えば、中央セットの各アパーチャ行におけるアパーチャの数は、例えば５～５０００でもよい。
【0135】
[00148] サンプルを照明するために使用されるマルチビームは、実施形態によるアパーチャパターンを有する単一のアパーチャアレイを照明することによって生成されてもよい。マルチビームを生成するこの手法は、ネスティング技術よりも単純となり得、高いサブビーム密度を達成するのにより適し得る。ネスティング技術では、第１のアパーチャアレイが照明され、それによってサブビームの一セットが生成される。次に、さらなるアパーチャアレイが、第１のアパーチャアレイによって生成された各サブビームによって照明される。したがって、マルチビームの最終形状は、２つ以上のアパーチャアレイによって規定される。
【0136】
[00149] 実施形態は、以下の番号付き条項を含む。条項１：荷電粒子装置で走査方向に走査されるサブビームを規定するように構成されたアパーチャアレイであって、アパーチャアレイが、複数の平行アパーチャ行であって、アパーチャが、アパーチャ行に沿って配置され、アパーチャ行が、走査方向に対して傾斜し、走査方向が、好ましくはｘ方向にあり、好ましくは各アパーチャが、異なるｙ位置に位置決めされる、複数の平行アパーチャ行と、アパーチャパターンのエッジを規定するエッジアパーチャ行と、エッジ行に隣接する隣接アパーチャ行と、を含むアパーチャパターンに配置された複数のアパーチャを含み、エッジアパーチャ行及び隣接アパーチャ行が、それぞれ、アパーチャパターンの別のアパーチャ行よりも少ないアパーチャを含む、アパーチャアレイ。
【0137】
[00150] 条項２：アパーチャ行に沿った隣接アパーチャ間の間隔が、走査方向に垂直な方向において同じであり、走査方向が、走査方向に直交する方向の各アパーチャ行に沿ったアパーチャの位置が、それぞれのアパーチャ行に沿って等距離に離隔されるような方向、例えばｘ方向であり、アパーチャ行に沿った隣接アパーチャ間の間隔が、走査方向に垂直な方向において同じであり、好ましくは、走査方向に垂直な方向が、ｙ軸であり、及び／又は、アパーチャパターンと同一平面内にあり、及び走査方向に垂直なライン上に投影されたときに、アパーチャの各隣接投影ペア間の間隔が、走査方向に垂直な方向、例えばｙ軸において同じであるような、条項１に記載のアパーチャアレイ。
【0138】
[00151] 条項３：アパーチャパターンが、アパーチャ行の２つのサイドセットの間にアパーチャ行の中央セットを含み、アパーチャ行のサイドセットの一方が、エッジアパーチャ行及び隣接アパーチャ行を含む、条項１又は２に記載のアパーチャアレイ。
【0139】
[00152] 条項４：サイドセットの一方のアパーチャ行が、中央セットのアパーチャ行よりも少ないアパーチャを含む、条項２又は３に記載のアパーチャアレイ。
【0140】
[00153] 条項５：アパーチャアレイが、ターゲット表面に対して走査されるときに、サイドセットのそれぞれからのアパーチャ行が、中央セットのアパーチャ行のアパーチャの数と同じになるように累計され、又は中央セットのアパーチャ行が、一方のサイドセット上のアパーチャ行の１つのアパーチャの数と、他方のサイドセットのアパーチャ行の１つのアパーチャの数との合計と同じであるアパーチャの数を有し、又はサイドセットの一方におけるアパーチャ行のそれぞれが、サイドセットの他方における対応するアパーチャ行を有し、サイドセットの一方からのアパーチャ行、及びサイドセットの他方からの対応するアパーチャ行におけるアパーチャの数の合計が、中央セットのアパーチャ行の１つにおけるアパーチャの数と同じである、条項２、３、又は４に記載のアパーチャアレイ。
【0141】
[00154] 条項６：走査方向に直交する方向における中央セットのアパーチャ行に沿った隣接アパーチャ間の距離が、周期的であり、好ましくは、同じ、例えば等距離である、条項２～５の何れか一項に記載のアパーチャアレイ。
【0142】
[00155] 条項７：中央セットのアパーチャ行が、同数のアパーチャを含む、条項２～６の何れか一項に記載のアパーチャアレイ。
【0143】
[00156] 条項８：中央セットに隣接する、サイドセットの一方又は両方のアパーチャ行が、最大数のアパーチャを有する、対応するサイドセットのアパーチャ行である、条項２～７の何れか一項に記載のアパーチャアレイ。
【0144】
[00157] 条項９：対応するサイドセットの残りの行が、中央セットの方向において隣接するアパーチャ行と同じ数、又はより少ない数のアパーチャを有する、条項８に記載のアパーチャアレイ。
【0145】
[00158] 条項１０：中央セットのアパーチャ行に沿って、１０個又は１４個などの５～５０００個のアパーチャが存在する、条項２～９の何れか一項に記載のアパーチャアレイ。
【0146】
[00159] 条項１１：中央セットのアパーチャ行に沿って、１５個のアパーチャが存在し、サイドセットの一方又は両方が、それぞれ１０個、７個、及び４個のアパーチャを有するアパーチャ行を含む、条項２～１０の何れか一項に記載のアパーチャアレイ。
【0147】
[00160] 条項１２：アパーチャ行の２つにおける隣接アパーチャ間の分離が異なる、先行する条項の何れか一項に記載のアパーチャアレイ。
【0148】
[00161] 条項１３：アパーチャパターンが、ビームエリア内にあり、ビームエリアが、実質的に円形又は楕円形である、先行する条項の何れか一項に記載のアパーチャアレイ。
【0149】
[00162] 条項１４：荷電粒子装置で走査方向に走査されるサブビームを規定するように構成されたアパーチャアレイであって、アパーチャアレイが、複数の平行アパーチャ行を含むアパーチャパターンに配置された複数のアパーチャを含み、アパーチャが、各アパーチャ行に沿って配置され、異なるアパーチャ行の隣接アパーチャ間の分離が異なる、アパーチャアレイ。
【0150】
[00163] 条項１５：荷電粒子装置で走査方向に走査されるサブビームを規定するように構成されたアパーチャアレイであって、アパーチャアレイが、走査方向に対して角度を付けた複数の平行アパーチャ行を含むアパーチャパターンに配置された複数のアパーチャを含み、アパーチャが、各アパーチャ行に沿って配置され、アパーチャパターンが、アパーチャ行の２つのサイドセットの間にアパーチャ行の中央セットを有し、アパーチャ行のサイドセットが、アパーチャ行の中央セットの両側にあり、サイドセットのアパーチャ行のアパーチャの数が、中央セットのアパーチャ行のアパーチャの数よりも少ない、アパーチャアレイ。
【0151】
[00164] 条項１６：荷電粒子装置で走査方向に走査されるサブビームを規定するように構成されたアパーチャアレイであって、アパーチャアレイが、複数の平行アパーチャ行を含むアパーチャパターンに配置された複数のアパーチャを含み、アパーチャが、各アパーチャ行に沿って配置され、アパーチャ行が、アパーチャ行の中央セットに配置され、アパーチャ行の２つのサイドセットが、アパーチャ行の中央セットの両側にあり、アパーチャアレイがターゲット表面にわたり走査されるときに、サイドセットが、２つの行のアパーチャの累計数が中央セットのアパーチャ行のアパーチャの数と同等であるように累計するアパーチャ行を含む、アパーチャアレイ。
【0152】
[00165] 条項１７：荷電粒子装置でサブビームを規定するように構成されたアパーチャアレイであって、サブビームが、サンプル表面を横切る走査方向で、逐次走査で走査され、アパーチャアレイが、複数の平行アパーチャ行を含むアパーチャパターンに配置された複数のアパーチャを含み、アパーチャが、各アパーチャ行に沿って配置され、アパーチャ行が、アパーチャ行の中央セットに配置され、アパーチャ行の２つのサイドセットが、中央セットの両側にあり、２つのサイドセットのアパーチャ行が累計されるように、サイドセットの一方のアパーチャ行による走査領域が、隣り合う走査のサイドセットの他方によって走査される同じ走査領域とオーバーラップするように、及び隣り合う走査のサイドセットの他方によって走査される同じ走査領域であるように、アパーチャパターンが構成される、アパーチャアレイ。
【0153】
[00166] 条項１８：２つのサイドセットの行の走査の累計が、中央セットの行の走査と同等である、条項１７に記載のアパーチャアレイ。
【0154】
[00167] 条項１９：各サイドセットの行のアパーチャの数の累計が、中央セットのアパーチャの数と同等である、条項１７又は１８に記載のアパーチャアレイ。
【0155】
[00168] 条項２０：荷電粒子ソースと、先行する条項の何れか一項に記載のアパーチャアレイと、を含む荷電粒子装置であって、マルチビームがアパーチャアレイから放出されるように、アパーチャアレイに向けて荷電粒子ビームを誘導するように、ソースが構成され、荷電粒子装置が、マルチビームでサンプルを線形走査方向に走査するように配置される、荷電粒子装置。
【0156】
[00169] 条項２１：荷電粒子装置が、連続走査モードで動作するように配置される、条項２０に記載の荷電粒子装置。
【0157】
[00170] 条項２２：荷電粒子装置が、複数のコラムを含み、各コラムが、先行する条項の何れか一項に記載のアパーチャアレイを含む、条項２０又は２１に記載の荷電粒子装置。
【0158】
[00171] 条項２３：アパーチャアレイが、ソースからの荷電粒子ビームのビームエリア内にある、条項２０～２２の何れか一項に記載の荷電粒子装置。
【0159】
[00172] 条項２４：荷電粒子マルチビームでサンプルを走査する方法であって、条項１～１９の何れか一項に記載のアパーチャアレイを荷電粒子ビームで照明することによって、荷電粒子マルチビームを生成することと、複数の連続及び部分的にオーバーラップする走査において、生成されたマルチビームでサンプルを走査することと、を含む、方法。
【0160】
[00173] 様々な実施形態に関連して本発明を説明したが、ここに開示される本発明の明細書及び実施に鑑みて、本発明の他の実施形態が当業者には明らかとなるだろう。本明細書及び実施例は、単なる例示と見なされることが意図され、本発明の真の範囲及び精神は、以下の特許請求の範囲によって示される。
【0161】
[00174] 上記の説明は、限定ではなく、理解を助けるものであることが意図される。したがって、以下に記載される請求項の範囲から逸脱することなく、説明されたように変更を加え得ることが当業者には明らかとなるだろう。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4A】
【図4B】
【図5A】
【図5B】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【国際調査報告】