JP2022154068A - Charged particle beam image acquisition device and charged particle beam image acquisition method - Google Patents

Charged particle beam image acquisition device and charged particle beam image acquisition method Download PDF

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Kazuhiro Nakajima
昌孝 白土
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Abstract

To provide a device which can perform scanning in which an ending point of preceding scanning and a starting point of subsequent scanning are at positions apart from each other with a constant distance or longer when acquiring an image by using a multi-beam.SOLUTION: A charged particle beam image acquisition device comprises: a primary electronic optical system 151 which irradiates a substrate with a multi-beam formed of a plurality of M (M is an integer equal to or greater than 2) charged particle beams arrayed with the same pitch p on a substrate surface in the first direction; a main deflector 208 which deflects the multi-beam collectively to a block region group out of a plurality of block regions divided in a size with which p/N (N is an integer equal to or greater than 3) inspection regions of the substrate can be obtained in the first direction and in a prescribed size in the second direction orthogonal to the first direction and deflects the multi-beam to the new block region group every time scanning of the block region group is terminated; and a sub deflector 209 which collectively deflects the multi-beam so as to scan the block region group. N and M are prime to each other, and M-1 is not the multiple of N.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、荷電粒子ビーム画像取得装置及び荷電粒子ビーム画像取得方法に関する。例えば、電子線によるマルチビームを照射して放出されるパターンの２次電子画像を取得する装置および方法に関する。 The present invention relates to a charged particle beam image acquisition apparatus and a charged particle beam image acquisition method. For example, the present invention relates to an apparatus and method for acquiring a secondary electron image of a pattern emitted by irradiating multi-beam electron beams.

近年、大規模集積回路（ＬＳＩ）の高集積化及び大容量化に伴い、半導体素子に要求される回路線幅はますます狭くなってきている。そして、多大な製造コストのかかるＬＳＩの製造にとって、歩留まりの向上は欠かせない。しかし、１ギガビット級のＤＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）に代表されるように、ＬＳＩを構成するパターンは、サブミクロンからナノメータのオーダーになっている。近年、半導体ウェハ上に形成されるＬＳＩパターン寸法の微細化に伴って、パターン欠陥として検出しなければならない寸法も極めて小さいものとなっている。よって、半導体ウェハ上に転写された超微細パターンの欠陥を検査するパターン検査装置の高精度化が必要とされている。 2. Description of the Related Art In recent years, as large-scale integrated circuits (LSIs) have become highly integrated and have large capacities, the circuit line width required for semiconductor elements has become increasingly narrow. In addition, the improvement of yield is essential for the manufacture of LSIs, which requires a great manufacturing cost. However, as typified by 1-gigabit-class DRAMs (random access memories), patterns forming LSIs are on the order of submicrons to nanometers. In recent years, as the dimensions of LSI patterns formed on semiconductor wafers have become finer, the dimensions that must be detected as pattern defects have become extremely small. Therefore, there is a need to improve the precision of a pattern inspection apparatus for inspecting defects in an ultrafine pattern transferred onto a semiconductor wafer.

検査装置では、例えば、電子ビームを使ったマルチビームを検査対象基板に照射して、検査対象基板から放出される各ビームに対応する２次電子を検出して、パターン画像を撮像する。そして撮像された測定画像と、設計データ、あるいは基板上の同一パターンを撮像した測定画像と比較することにより検査を行う方法が知られている。例えば、同一基板上の異なる場所の同一パターンを撮像した測定画像データ同士を比較する「ｄｉｅ ｔｏ ｄｉｅ（ダイ－ダイ）検査」がある。その他に、パターン設計された設計データをベースに設計画像データ（参照画像）を生成して、それとパターンを撮像した測定データとなる測定画像とを比較する「ｄｉｅ ｔｏ ｄａｔａｂａｓｅ（ダイ－データベース）検査」がある。撮像された画像は測定データとして比較回路へ送られる。比較回路では、画像同士の位置合わせの後、測定データと参照データとを適切なアルゴリズムに従って比較する。そして、一致しない場合には、パターン欠陥有りと判定する。 The inspection apparatus, for example, irradiates a substrate to be inspected with multiple beams using electron beams, detects secondary electrons corresponding to each beam emitted from the substrate to be inspected, and picks up a pattern image. Then, there is known a method of performing an inspection by comparing the captured measurement image with design data or a measurement image of the same pattern on the substrate. For example, there is a “die to die inspection” that compares measurement image data obtained by imaging the same pattern at different locations on the same substrate. In addition, a "die to database inspection" is performed in which design image data (reference image) is generated based on pattern-designed design data, and is compared with a measurement image that is the measurement data obtained by imaging the pattern. There is The captured image is sent to the comparison circuit as measurement data. After aligning the images, the comparison circuit compares the measured data and the reference data according to an appropriate algorithm. If they do not match, it is determined that there is a pattern defect.

かかるマルチビームを用いたパターン検査装置では、検査対象基板の小領域毎に走査して２次電子を検出する。その際、直線上に同一ピッチで配列されるマルチビームを用いることで、限られた領域内に多数のビームを配置できるので、一度に多数の小領域の走査を同時に行うことが可能になる。 A pattern inspection apparatus using such a multi-beam scans each small area of a substrate to be inspected to detect secondary electrons. At that time, by using multi-beams arranged in a straight line with the same pitch, a large number of beams can be arranged within a limited area, so that a large number of small areas can be scanned simultaneously.

しかし、ステージが連続移動しながらマルチビームで走査を行う場合、移動方向に並ぶ別のビームで既にパターン像を取得済の小領域が順に送られてくる。そのため、既にパターン像を取得済の小領域について無駄な走査を繰り返すことになってしまう。これを回避するために、ステージ移動方向にビームピッチを分割数で割った幅で並ぶ複数の小領域に検査領域を分割する。そして、ステージ移動方向にビームピッチでビーム本数並ぶ小領域群をマルチビームで走査する。次に、ステージ移動方向の逆方向にビーム本数分離れた、ビームピッチでビーム本数分並ぶ新たな小領域群をマルチビームで走査する。そして、かかる動作を繰り返す。ビーム本数の値と分割数の値との間の最大公約数が１になる組み合わせであれば、無駄な走査を繰り返すことなく全領域を走査できる（例えば、特許文献１参照）。 However, when scanning is performed with multiple beams while the stage is continuously moving, small areas for which pattern images have already been acquired are sent in order by different beams arranged in the moving direction. Therefore, useless scanning is repeated for a small region for which a pattern image has already been acquired. In order to avoid this, the inspection area is divided into a plurality of small areas aligned in the direction of stage movement with a width obtained by dividing the beam pitch by the number of divisions. Then, a small area group in which the number of beams is arranged at the beam pitch in the direction of stage movement is scanned with multi-beams. Next, the multi-beam scans a new group of small regions arranged at a beam pitch equal to the number of beams separated by the number of beams in the direction opposite to the direction of stage movement. Then, this operation is repeated. If the greatest common divisor between the number of beams and the number of divisions is 1, the entire area can be scanned without repeating useless scanning (see, for example, Patent Document 1).

ここで、ビームが照射された各照射領域は程度の差はあるものの帯電を起こすことになる。画像の抜けが生じないように隣接する領域端部同士がオーバーラップするように走査する場合には重複部分の帯電量が大きくなる。帯電位置或いは近傍の走査を行った場合、得られる画像に帯電の影響が含まれることになる。 Here, each irradiation area irradiated with the beam is charged to some extent. When scanning is performed so that the edges of adjacent regions overlap each other so as to prevent image omission, the amount of charge in the overlapping portion increases. If scanning is performed at or near the charging position, the effects of charging will be included in the resulting image.

しかし、上述した手法では、無駄な走査を繰り返すことは無くなるものの、直前の走査の終点と次の走査の始点とが極近傍の位置になる場合がある。かかる場合、直前の走査による帯電の影響を次の走査で得られるデータが受けてしまう。よって、帯電の影響が低減される走査手法が求められる。 However, in the above-described method, although unnecessary scanning is not repeated, the end point of the previous scan and the start point of the next scan may be very close to each other. In such a case, the data obtained in the next scan will be affected by the charging caused by the previous scan. Therefore, there is a need for a scanning technique that reduces the effects of charging.

特開２０１８－０１７５７１号公報JP 2018-017571 A

そこで、本発明の一態様は、マルチビームを用いて画像を取得する場合に、直前の走査の終点と次の走査の始点とが一定以上離れた位置になる走査が可能な装置及び方法を提供する。 Therefore, one aspect of the present invention provides an apparatus and method that enable scanning in which the end point of the previous scan and the start point of the next scan are separated by a certain distance or more when an image is acquired using multiple beams. do.

本発明の一態様の荷電粒子ビーム画像取得装置は、
検査対象基板を載置する移動可能なステージと、
第１の方向に基板面上において同一ピッチｐでＭ個（Ｍは２以上の整数）並ぶ複数の荷電粒子ビームによって構成されるマルチビームを基板に照射する照明光学系と、
基板の検査領域が第１の方向にｐ／Ｎ（Ｎは３以上の整数）で得られるサイズかつ第１の方向に直交する第２の方向に所定のサイズで分割された複数のブロック領域のうち、第１の方向にピッチｐでＭ個並ぶ基板上のブロック領域群にマルチビームを一括して偏向すると共に、ブロック領域群の走査が終了するごとに第１の方向にＭ個離れた、第１の方向にピッチｐでＭ個並ぶ新たなブロック領域群にマルチビームを一括して偏向する第１の偏向器と、
ブロック領域群を走査するように、マルチビームを一括して偏向する第２の偏向器と、
基板にマルチビームを照射することに起因して基板から放出される２次電子を検出する検出器と、
を備え、
ＮとＭとは互いに素であり、かつＭ－１がＮの倍数ではない関係であり、第１の方向に連続して並ぶブロック領域群と第２に方向に隣接する第１の方向に連続して並ぶブロック群とが第１の方向にブロック領域の第１の方向の幅より小さいサイズで位置を互いにずらして配置されることを特徴とする。 A charged particle beam image acquisition device according to one aspect of the present invention includes:
a movable stage on which the substrate to be inspected is placed;
an illumination optical system for irradiating a substrate with a multi-beam composed of a plurality of charged particle beams arranged at the same pitch p (where M is an integer equal to or greater than 2) on the surface of the substrate in a first direction;
The inspection area of the substrate is divided into a plurality of block areas of a size obtained by p/N (N is an integer of 3 or more) in a first direction and a predetermined size in a second direction perpendicular to the first direction. Among them, the multi-beams are collectively deflected to a group of M block regions on the substrate arranged at a pitch p in the first direction, and M are separated in the first direction each time the scanning of the block region group is completed, a first deflector that collectively deflects the multi-beams to a new group of block regions arranged in a first direction with a pitch of p;
a second deflector that collectively deflects the multi-beams so as to scan the block area group;
a detector for detecting secondary electrons emitted from the substrate due to irradiation of the substrate with the multi-beam;
with
N and M are prime to each other, and M−1 is not a multiple of N, and the group of block regions that are consecutively arranged in the first direction and adjacent in the second direction are consecutive in the first direction. A group of blocks arranged side by side are shifted in the first direction by a size smaller than the width of the block area in the first direction.

本発明の他の態様の荷電粒子ビーム画像取得装置は、
検査対象基板を載置する、移動可能なステージと、
第１の方向に基板面上において同一ピッチｐでＭ個（Ｍは２以上の整数）並ぶ複数の荷電粒子ビームによって構成されるマルチビームで基板を照射する照明光学系と、
基板の検査領域が第１の方向にｐ／Ｎ（Ｎは３以上の整数）で得られるサイズかつ第１の方向に直交する第２の方向に所定のサイズで分割された複数のブロック領域のうち、第１の方向にピッチｐでＭ個並ぶ基板上のブロック領域群にマルチビームを一括して偏向すると共に、ブロック領域群の走査が終了するごとに第１の方向にＭ個離れた、第１の方向にピッチｐでＭ個並ぶ新たなブロック領域群にマルチビームを一括して偏向する第１の偏向器と、
ブロック領域群を走査するように、マルチビームを一括して偏向する第２の偏向器と、
基板にマルチビームを照射することに起因して基板から放出される２次電子を検出する検出器と、
を備え、
ＮとＭとは互いに素であり、かつＭ－１がＮの倍数ではない関係であり、
マルチビームの第２の方向に隣接するビーム同士が、第１の方向に相対的にＳブロック領域分（Ｓは１以上の整数）、位置がずれて配列され、
｜Ｍ－｜Ｓ｜－１｜がＮの倍数若しくは０ではなく、かつＳはＮの倍数ではない関係であることを特徴とする。 A charged particle beam image acquisition device according to another aspect of the present invention comprises:
a movable stage on which the substrate to be inspected is placed;
an illumination optical system for irradiating a substrate with a multi-beam composed of a plurality of charged particle beams arranged at the same pitch p (where M is an integer equal to or greater than 2) on the surface of the substrate in a first direction;
The inspection area of the substrate is divided into a plurality of block areas of a size obtained by p/N (N is an integer of 3 or more) in a first direction and a predetermined size in a second direction perpendicular to the first direction. Among them, the multi-beams are collectively deflected to a group of M block regions on the substrate arranged at a pitch p in the first direction, and M are separated in the first direction each time the scanning of the block region group is completed, a first deflector that collectively deflects the multi-beams to a new group of block regions arranged in a first direction with a pitch of p;
a second deflector that collectively deflects the multi-beams so as to scan the block area group;
a detector for detecting secondary electrons emitted from the substrate due to irradiation of the substrate with the multi-beam;
with
N and M are relatively prime and M−1 is not a multiple of N;
Beams adjacent to each other in the second direction of the multi-beam are arranged in a position shifted relative to each other by S block regions (S is an integer of 1 or more) in the first direction,
|M-|S|-1| is not a multiple of N or 0, and S is not a multiple of N.

本発明の他の態様の荷電粒子ビーム画像取得装置は、
検査対象基板を載置する、移動可能なステージと、
第１の方向に基板面上において同一ピッチｐでＭ個（Ｍは２以上の整数）並ぶ複数の荷電粒子ビームによって構成されるマルチビームで基板を照射する照明光学系と、
基板の検査領域が第１の方向にｐ／Ｎ（Ｎは３以上の整数）で得られるサイズかつ第１の方向に直交する第２の方向に所定のサイズで分割された複数のブロック領域のうち、第１の方向にピッチｐでＭ個並ぶ基板上のブロック領域群にマルチビームを一括して偏向すると共に、ブロック領域群の走査が終了するごとに第１の方向にＭ個離れた、第１の方向にピッチｐでＭ個並ぶ新たなブロック領域群にマルチビームを一括して偏向する第１の偏向器と、
ブロック領域群を走査するように、マルチビームを一括して偏向する第２の偏向器と、
基板にマルチビームを照射することに起因して基板から放出される２次電子を検出する検出器と、
を備え、
ＮとＭとは互いに素であり、かつＭ－１がＮの倍数ではない関係であり、
複数のブロック領域は、第２の方向のビーム間ピッチ内に２個以上のブロック領域が配置されるサイズで形成されることを特徴とする。 A charged particle beam image acquisition device according to another aspect of the present invention comprises:
a movable stage on which the substrate to be inspected is placed;
an illumination optical system for irradiating a substrate with a multi-beam composed of a plurality of charged particle beams arranged at the same pitch p (where M is an integer equal to or greater than 2) on the surface of the substrate in a first direction;
The inspection area of the substrate is divided into a plurality of block areas of a size obtained by p/N (N is an integer of 3 or more) in a first direction and a predetermined size in a second direction perpendicular to the first direction. Among them, the multi-beams are collectively deflected to a group of M block regions on the substrate arranged at a pitch p in the first direction, and M are separated in the first direction each time the scanning of the block region group is completed, a first deflector that collectively deflects the multi-beams to a new group of block regions arranged in a first direction with a pitch of p;
a second deflector that collectively deflects the multi-beams so as to scan the block area group;
a detector for detecting secondary electrons emitted from the substrate due to irradiation of the substrate with the multi-beam;
with
N and M are relatively prime and M−1 is not a multiple of N;
The plurality of block areas are characterized by having a size such that two or more block areas are arranged within the inter-beam pitch in the second direction.

本発明の一態様の荷電粒子ビーム画像取得方法は、
第１の方向に基板面上において同一ピッチｐでＭ個（Ｍは２以上の整数）並ぶ複数の荷電粒子ビームによって構成されるマルチビームを用いて、基板の検査領域が第１の方向にｐ／Ｎ（Ｎは３以上の整数）で得られるサイズかつ第１の方向に直交する第２の方向に所定のサイズで分割された複数のブロック領域のうち、第１の方向にピッチｐでＭ個並ぶ基板上のブロック領域群を走査する工程と、
ピッチｐでＭ個並ぶブロック領域群の走査が終了するごとに第１の方向にＭ個離れた、第１の方向にピッチｐでＭ個並ぶ新たなブロック領域群にマルチビームを一括して偏向する工程と、
第１の方向に連続して並ぶブロック領域群の走査が終了するごとに、第２の方向に隣接するピッチｐでＭ個並ぶ新たなブロック領域群にマルチビームを一括して偏向する工程と、
基板にマルチビームを照射することに起因して基板から放出される２次電子を検出する工程と、
を備え、
ＮとＭとは互いに素であり、かつＭ－１がＮの倍数ではない関係であり、第１の方向に連続して並ぶブロック領域群と第２に方向に隣接する第１の方向に連続して並ぶブロック群とが第１の方向にブロック領域の第１の方向の幅より小さいサイズで位置を互いにずらして配置されることを特徴とする。 A charged particle beam image acquisition method according to one aspect of the present invention includes:
Using a multi-beam composed of a plurality of charged particle beams M (where M is an integer equal to or greater than 2) arranged at the same pitch p on the substrate surface in the first direction, the inspection area of the substrate is p in the first direction. /N (N is an integer equal to or greater than 3) and divided into a predetermined size in a second direction orthogonal to the first direction, M a step of scanning a group of block areas on a substrate arranged in rows;
Every time the scanning of the M block area groups arranged at the pitch p is completed, the multi-beams are collectively deflected to a new block area group arranged at the pitch p in the first direction, which is separated by M in the first direction. and
a step of collectively deflecting the multi-beams to a new group of block regions arranged at a pitch p adjacent to each other in the second direction each time scanning of the group of block regions continuously arranged in the first direction is completed;
detecting secondary electrons emitted from the substrate as a result of irradiating the substrate with the multi-beam;
with
N and M are prime to each other, and M−1 is not a multiple of N, and the group of block regions that are consecutively arranged in the first direction and adjacent in the second direction are consecutive in the first direction. A group of blocks arranged side by side are shifted in the first direction by a size smaller than the width of the block area in the first direction.

本発明の他の態様の荷電粒子ビーム画像取得方法は、
第１の方向に基板面上において同一ピッチｐでＭ個（Ｍは２以上の整数）並ぶ複数の荷電粒子ビームによって構成されるマルチビームを用いて、基板の検査領域が第１の方向にｐ／Ｎ（Ｎは３以上の整数）で得られるサイズかつ第１の方向に直交する第２の方向に所定のサイズで分割された複数のブロック領域のうち、第１の方向にピッチｐでＭ個並ぶ基板上のブロック領域群を走査する工程と、
ピッチｐでＭ個並ぶブロック領域群の走査が終了するごとに第１の方向にＭ個離れた、第１の方向にピッチｐでＭ個並ぶ新たなブロック領域群にマルチビームを一括して偏向する工程と、
基板にマルチビームを照射することに起因して基板から放出される２次電子を検出する工程と、
を備え、
ＮとＭとは互いに素であり、かつＭ－１がＮの倍数ではない関係であり、
マルチビームの第２の方向に隣接するビーム同士が、第１の方向に相対的にＳブロック領域分（Ｓは１以上の整数）、位置がずれて配列され、
｜Ｍ－｜Ｓ｜－１｜がＮの倍数若しくは０ではなく、かつＳはＮの倍数ではない関係であると好適であることを特徴とする。 A charged particle beam image acquisition method according to another aspect of the present invention comprises:
Using a multi-beam composed of a plurality of charged particle beams M (where M is an integer equal to or greater than 2) arranged at the same pitch p on the substrate surface in the first direction, the inspection area of the substrate is p in the first direction. /N (N is an integer equal to or greater than 3) and divided into a predetermined size in a second direction orthogonal to the first direction, M a step of scanning a group of block areas on a substrate arranged in rows;
Every time the scanning of the M block area groups arranged at the pitch p is completed, the multi-beams are collectively deflected to a new block area group arranged at the pitch p in the first direction, which is separated by M in the first direction. and
detecting secondary electrons emitted from the substrate as a result of irradiating the substrate with the multi-beam;
with
N and M are relatively prime and M−1 is not a multiple of N;
Beams adjacent to each other in the second direction of the multi-beam are arranged in a position shifted relative to each other by S block regions (S is an integer of 1 or more) in the first direction,
|M-|S|-1| is not a multiple of N or 0, and S is not a multiple of N.

本発明の他の態様の荷電粒子ビーム画像取得方法は、
第１の方向に基板面上において同一ピッチｐでＭ個（Ｍは２以上の整数）並ぶ複数の荷電粒子ビームによって構成されるマルチビームを用いて、基板の検査領域が第１の方向にｐ／Ｎ（Ｎは３以上の整数）で得られるサイズかつ第１の方向に直交する第２の方向に所定のサイズで分割された複数のブロック領域のうち、第１の方向にピッチｐでＭ個並ぶ基板上のブロック領域群を走査する工程と、
ピッチｐでＭ個並ぶブロック領域群の走査が終了するごとに第１の方向にＭ個離れた、第１の方向にピッチｐでＭ個並ぶ新たなブロック領域群にマルチビームを一括して偏向する工程と、
基板にマルチビームを照射することに起因して基板から放出される２次電子を検出する工程と、
を備え、
ＮとＭとは互いに素であり、かつＭ－１がＮの倍数ではない関係であり、
複数のブロック領域は、第２の方向のビーム間ピッチ内に２個以上のブロック領域が配置されるサイズで形成されることを特徴とする。 A charged particle beam image acquisition method according to another aspect of the present invention comprises:
Using a multi-beam composed of a plurality of charged particle beams M (where M is an integer equal to or greater than 2) arranged at the same pitch p on the substrate surface in the first direction, the inspection area of the substrate is p in the first direction. /N (N is an integer equal to or greater than 3) and divided into a predetermined size in a second direction orthogonal to the first direction, M a step of scanning a group of block areas on a substrate arranged in rows;
Every time the scanning of the M block area groups arranged at the pitch p is completed, the multi-beams are collectively deflected to a new block area group arranged at the pitch p in the first direction, which is separated by M in the first direction. and
detecting secondary electrons emitted from the substrate as a result of irradiating the substrate with the multi-beam;
with
N and M are relatively prime and M−1 is not a multiple of N;
The plurality of block areas are characterized by having a size such that two or more block areas are arranged within the inter-beam pitch in the second direction.

本発明の一態様によれば、マルチビームを用いて画像を取得する場合に、直前の走査の終点と次の走査の始点とが一定以上離れた位置になる走査ができる。よって、帯電の影響を低減できる。 According to one aspect of the present invention, when an image is acquired using multiple beams, scanning can be performed in which the end point of the previous scan and the start point of the next scan are separated by a certain amount or more. Therefore, the influence of charging can be reduced.

実施の形態１におけるパターン検査装置の構成を示す構成図である。1 is a configuration diagram showing the configuration of a pattern inspection apparatus according to Embodiment 1; FIG. 実施の形態１における成形アパーチャアレイ基板の構成を示す概念図である。FIG. 2 is a conceptual diagram showing the configuration of a shaping aperture array substrate according to Embodiment 1; 実施の形態１におけるＥ×Ｂ分離器の一例を示す構成図である。1 is a configuration diagram showing an example of an E×B separator according to Embodiment 1; FIG. 実施の形態１における半導体基板に形成される複数のチップ領域の一例を示す図である。4 is a diagram showing an example of a plurality of chip regions formed on the semiconductor substrate according to Embodiment 1; FIG. 実施の形態１におけるマルチビームの照射領域と測定用画素との一例を示す図である。4 is a diagram showing an example of a multi-beam irradiation region and measurement pixels according to Embodiment 1. FIG. 実施の形態１の比較例におけるスキャン動作の細部の一例を説明するための概念図である。FIG. 10 is a conceptual diagram for explaining an example of details of a scanning operation in a comparative example of the first embodiment; 実施の形態１におけるスキャン動作の細部の一例を説明するための概念図である。4 is a conceptual diagram for explaining an example of details of a scanning operation in Embodiment 1; FIG. 実施の形態１の比較例１におけるビーム本数と分割数との関係の一例を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing an example of the relationship between the number of beams and the number of divisions in Comparative Example 1 of Embodiment 1; 実施の形態１におけるビーム本数と分割数との関係の一例を示す図である。4 is a diagram showing an example of the relationship between the number of beams and the number of divisions in Embodiment 1. FIG. 実施の形態１におけるビーム本数と分割数との関係の他の一例を示す図である。8 is a diagram showing another example of the relationship between the number of beams and the number of divisions in Embodiment 1. FIG. 実施の形態１におけるビーム本数と分割数との関係の他の一例を示す図である。8 is a diagram showing another example of the relationship between the number of beams and the number of divisions in Embodiment 1. FIG. 実施の形態１の比較例２を説明するための図である。FIG. 9 is a diagram for explaining Comparative Example 2 of Embodiment 1; 実施の形態１におけるサブ照射領域の配置の一例を示す図である。4 is a diagram showing an example of the arrangement of sub-irradiation regions according to Embodiment 1. FIG. 実施の形態１における成形アパーチャアレイ基板の他の一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing another example of the shaped aperture array substrate according to Embodiment 1; 実施の形態１における検査方法の要部工程の一部を示すフローチャート図である。FIG. 2 is a flow chart diagram showing a part of essential steps of an inspection method according to Embodiment 1; 実施の形態１における比較回路の内部構成を示す図である。3 is a diagram showing an internal configuration of a comparison circuit according to Embodiment 1; FIG. 実施の形態２におけるサブ照射領域の一例を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing an example of a sub-irradiation region according to Embodiment 2; 実施の形態２におけるスキャンストライプ領域の一例を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing an example of a scan stripe region in Embodiment 2; FIG. 実施の形態２におけるスキャンストライプ領域の他の一例を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing another example of a scan stripe region according to Embodiment 2; 実施の形態３におけるサブ照射領域の一例を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing an example of a sub-irradiation region according to Embodiment 3; 実施の形態３におけるシフト量とビーム本数と分割数との関係を説明するための図である。FIG. 11 is a diagram for explaining the relationship between the shift amount, the number of beams, and the number of divisions in Embodiment 3; 実施の形態３における成形アパーチャアレイ基板の他の一例を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing another example of a shaped aperture array substrate according to Embodiment 3;

以下、実施の形態では、画像取得装置の一例として、検査装置について説明する。但し、これに限るものではない。荷電粒子ビームを用いて画像を取得する装置であればその他の装置であっても良い。また、荷電粒子ビームの一例として、電子ビームを用いた場合について説明する。但し、これに限るものではない。イオンビーム等のその他の荷電粒子ビームを用いても構わない。 In the following embodiments, an inspection device will be described as an example of an image acquisition device. However, it is not limited to this. Any other device may be used as long as it acquires an image using a charged particle beam. A case of using an electron beam as an example of a charged particle beam will be described. However, it is not limited to this. Other charged particle beams such as ion beams may also be used.

実施の形態１．
図１は、実施の形態１におけるパターン検査装置の構成を示す構成図である。図１において、基板に形成されたパターンを検査する検査装置１００は、マルチ電子ビーム検査装置の一例である。検査装置１００は、画像取得機構１５０、及び制御系回路１６０（制御部）を備えている。画像取得機構１５０は、電子ビームカラム１０２（電子鏡筒）、検査室１０３、検出回路１０６、チップパターンメモリ１２３、ステージ駆動機構１４２、及びレーザ測長システム１２２を備えている。電子ビームカラム１０２内には、電子銃２０１、照明レンズ２０２、成形アパーチャアレイ基板２０３、電磁レンズ２０５、一括偏向器２１２、制限アパーチャ基板２１３、電磁レンズ２０６、電磁レンズ２０７（対物レンズ）、主偏向器２０８、副偏向器２０９、Ｅ×Ｂ分離器（ビームセパレーター）２１４、偏向器２１８、電磁レンズ２２４、偏向器２２６、及びマルチ検出器２２２が配置されている。 Embodiment 1.
FIG. 1 is a configuration diagram showing the configuration of the pattern inspection apparatus according to the first embodiment. In FIG. 1, an inspection apparatus 100 for inspecting a pattern formed on a substrate is an example of a multi-electron beam inspection apparatus. The inspection apparatus 100 includes an image acquisition mechanism 150 and a control system circuit 160 (control section). The image acquisition mechanism 150 includes an electron beam column 102 (electronic lens barrel), an inspection chamber 103 , a detection circuit 106 , a chip pattern memory 123 , a stage drive mechanism 142 and a laser length measurement system 122 . Inside the electron beam column 102 are an electron gun 201, an illumination lens 202, a shaping aperture array substrate 203, an electromagnetic lens 205, a collective deflector 212, a limiting aperture substrate 213, an electromagnetic lens 206, an electromagnetic lens 207 (objective lens), a main deflection A detector 208, a sub-deflector 209, an E×B separator (beam separator) 214, a deflector 218, an electromagnetic lens 224, a deflector 226, and a multi-detector 222 are arranged.

電子銃２０１、電磁レンズ２０２、成形アパーチャアレイ基板２０３、電磁レンズ２０５、一括偏向器２１２、制限アパーチャ基板２１３、電磁レンズ２０６、電磁レンズ２０７（対物レンズ）、主偏向器２０８、及び副偏向器２０９によって１次電子光学系１５１（照明光学系）を構成する。また、偏向器２１８、電磁レンズ２２４、及び偏向器２２６によって２次電子光学系１５２（検出光学系）を構成する。 Electron gun 201 , electromagnetic lens 202 , shaping aperture array substrate 203 , electromagnetic lens 205 , collective deflector 212 , limiting aperture substrate 213 , electromagnetic lens 206 , electromagnetic lens 207 (objective lens), main deflector 208 , and sub-deflector 209 constitutes a primary electron optical system 151 (illumination optical system). The deflector 218, the electromagnetic lens 224, and the deflector 226 constitute a secondary electron optical system 152 (detection optical system).

検査室１０３内には、少なくともＸＹ方向に移動可能なステージ１０５が配置される。ステージ１０５上には、検査対象となる基板１０１（試料）が配置される。基板１０１には、露光用マスク基板、及びシリコンウェハ等の半導体基板が含まれる。基板１０１が半導体基板である場合、半導体基板には複数のチップパターン（ウェハダイ）が形成されている。基板１０１が露光用マスク基板である場合、露光用マスク基板には、チップパターンが形成されている。チップパターンは、複数の図形パターンによって構成される。かかる露光用マスク基板に形成されたチップパターンが半導体基板上に複数回露光転写されることで、半導体基板には複数のチップパターン（ウェハダイ）が形成されることになる。以下、基板１０１が半導体基板である場合を主として説明する。基板１０１は、例えば、パターン形成面を上側に向けてステージ１０５に配置される。また、ステージ１０５上には、検査室１０３の外部に配置されたレーザ測長システム１２２から照射されるレーザ測長用のレーザ光を反射するミラー２１６が配置されている。 A stage 105 movable at least in the XY directions is arranged in the examination room 103 . A substrate 101 (sample) to be inspected is placed on the stage 105 . The substrate 101 includes an exposure mask substrate and a semiconductor substrate such as a silicon wafer. When the substrate 101 is a semiconductor substrate, a plurality of chip patterns (wafer dies) are formed on the semiconductor substrate. When the substrate 101 is an exposure mask substrate, a chip pattern is formed on the exposure mask substrate. A chip pattern is composed of a plurality of graphic patterns. A plurality of chip patterns (wafer dies) are formed on the semiconductor substrate by exposing and transferring the chip patterns formed on the mask substrate for exposure a plurality of times onto the semiconductor substrate. The following mainly describes the case where the substrate 101 is a semiconductor substrate. The substrate 101 is placed on the stage 105, for example, with the pattern formation surface facing upward. A mirror 216 is arranged on the stage 105 to reflect the laser beam for laser length measurement emitted from the laser length measurement system 122 arranged outside the inspection room 103 .

また、マルチ検出器２２２は、電子ビームカラム１０２の外部で検出回路１０６に接続される。検出回路１０６は、チップパターンメモリ１２３に接続される。 The multi-detector 222 is also connected to the detection circuit 106 outside the electron beam column 102 . The detection circuit 106 is connected to the chip pattern memory 123 .

制御系回路１６０では、検査装置１００全体を制御する制御計算機１１０が、バス１２０を介して、位置回路１０７、比較回路１０８、参照画像作成回路１１２、ステージ制御回路１１４、レンズ制御回路１２４、ブランキング制御回路１２６、偏向制御回路１２８、Ｅ×Ｂ制御回路１３２、磁気ディスク装置等の記憶装置１０９、モニタ１１７、メモリ１１８、及びプリンタ１１９に接続されている。また、偏向制御回路１２８は、ＤＡＣ（デジタルアナログ変換）アンプ１４４，１４６，１４８に接続される。ＤＡＣアンプ１４６は、主偏向器２０８に接続され、ＤＡＣアンプ１４４は、副偏向器２０９に接続される。ＤＡＣアンプ１４８は、偏向器２１８に接続される。 In the control system circuit 160, a control computer 110 that controls the inspection apparatus 100 as a whole is connected via a bus 120 to a position circuit 107, a comparison circuit 108, a reference image generation circuit 112, a stage control circuit 114, a lens control circuit 124, a blanking It is connected to a control circuit 126 , a deflection control circuit 128 , an E×B control circuit 132 , a storage device 109 such as a magnetic disk device, a monitor 117 , a memory 118 and a printer 119 . The deflection control circuit 128 is also connected to DAC (digital to analog conversion) amplifiers 144 , 146 and 148 . The DAC amplifier 146 is connected to the main deflector 208 and the DAC amplifier 144 is connected to the sub deflector 209 . DAC amplifier 148 is connected to deflector 218 .

また、チップパターンメモリ１２３は、比較回路１０８に接続されている。また、ステージ１０５は、ステージ制御回路１１４の制御の下に駆動機構１４２により駆動される。駆動機構１４２では、例えば、ステージ座標系におけるＸ方向、Ｙ方向、θ方向に駆動する３軸（Ｘ－Ｙ－θ）モータの様な駆動系が構成され、ＸＹθ方向にステージ１０５が移動可能となっている。これらの、図示しないＸモータ、Ｙモータ、θモータは、例えばステップモータを用いることができる。ステージ１０５は、ＸＹθ各軸のモータによって水平方向及び回転方向に移動可能である。そして、ステージ１０５の移動位置はレーザ測長システム１２２により測定され、位置回路１０７に供給される。レーザ測長システム１２２は、ミラー２１６からの反射光を受光することによって、レーザ干渉法の原理でステージ１０５の位置を測長する。ステージ座標系は、例えば、マルチ１次電子ビーム２０の軌道中心軸（光軸）に直交する面に対して、１次座標系のＸ方向、Ｙ方向、θ方向が設定される。 Also, the chip pattern memory 123 is connected to the comparison circuit 108 . Also, the stage 105 is driven by a drive mechanism 142 under the control of the stage control circuit 114 . In the drive mechanism 142, for example, a drive system such as a three-axis (XY-.theta.) motor that drives in the X, Y and .theta. It's becoming These X motor, Y motor, and θ motor (not shown) can be step motors, for example. The stage 105 can be moved in horizontal and rotational directions by motors on the XY and .theta. axes. The movement position of the stage 105 is measured by the laser length measurement system 122 and supplied to the position circuit 107 . The laser length measurement system 122 measures the position of the stage 105 based on the principle of laser interferometry by receiving reflected light from the mirror 216 . In the stage coordinate system, for example, the X direction, Y direction, and θ direction of the primary coordinate system are set with respect to a plane perpendicular to the trajectory center axis (optical axis) of the multi primary electron beam 20 .

電磁レンズ２０２、電磁レンズ２０５、電磁レンズ２０６、電磁レンズ２０７、及び電磁レンズ２２４は、レンズ制御回路１２４により制御される。Ｅ×Ｂ分離器２１４は、Ｅ×Ｂ制御回路１３２により制御される。また、一括偏向器２１２は、２極以上の電極により構成される静電型の偏向器であって、電極毎に図示しないＤＡＣアンプを介してブランキング制御回路１２６により制御される。副偏向器２０９は、４極以上の電極により構成される静電型の偏向器であって、電極毎にＤＡＣアンプ１４４を介して偏向制御回路１２８により制御される。主偏向器２０８は、４極以上の電極により構成される静電型の偏向器であって、電極毎にＤＡＣアンプ１４６を介して偏向制御回路１２８により制御される。偏向器２１８は、４極以上の電極により構成される静電型の偏向器であって、電極毎にＤＡＣアンプ１４８を介して偏向制御回路１２８により制御される。また、偏向器２２６は、４極以上の電極により構成される静電型の偏向器であって、電極毎に図示しないＤＡＣアンプを介して偏向制御回路１２８により制御される。 The electromagnetic lens 202 , the electromagnetic lens 205 , the electromagnetic lens 206 , the electromagnetic lens 207 and the electromagnetic lens 224 are controlled by the lens control circuit 124 . E×B separator 214 is controlled by E×B control circuit 132 . The collective deflector 212 is an electrostatic deflector composed of two or more electrodes, and each electrode is controlled by the blanking control circuit 126 via a DAC amplifier (not shown). The sub-deflector 209 is an electrostatic deflector composed of four or more electrodes, and is controlled by the deflection control circuit 128 via the DAC amplifier 144 for each electrode. The main deflector 208 is an electrostatic deflector composed of four or more electrodes, and is controlled by the deflection control circuit 128 via the DAC amplifier 146 for each electrode. The deflector 218 is an electrostatic deflector composed of four or more electrodes, and is controlled by the deflection control circuit 128 via the DAC amplifier 148 for each electrode. The deflector 226 is an electrostatic deflector composed of four or more electrodes, and each electrode is controlled by the deflection control circuit 128 via a DAC amplifier (not shown).

電子銃２０１には、図示しない高圧電源回路が接続され、電子銃２０１内の図示しないフィラメントと引出電極間への高圧電源回路からの加速電圧の印加と共に、所定の引出電極（ウェネルト）の電圧の印加と所定の温度のカソードの加熱によって、カソードから放出された電子群が加速させられ、電子ビーム２００となって放出される。 A high-voltage power supply circuit (not shown) is connected to the electron gun 201, and an acceleration voltage is applied from the high-voltage power supply circuit between a filament (not shown) in the electron gun 201 and the extraction electrode, and a predetermined extraction electrode (Wehnelt) voltage is applied. A group of electrons emitted from the cathode is accelerated by the application and heating of the cathode to a predetermined temperature, and emitted as an electron beam 200 .

ここで、図１では、実施の形態１を説明する上で必要な構成を記載している。検査装置１００にとって、通常、必要なその他の構成を備えていても構わない。 Here, FIG. 1 describes the configuration necessary for explaining the first embodiment. The inspection apparatus 100 may have other configurations that are normally required.

図２は、実施の形態１における成形アパーチャアレイ基板の構成を示す概念図である。図２において、成形アパーチャアレイ基板２０３には、２次元状（行列状）の横（ｘ方向）Ｍ列×縦（ｙ方向）Ｍ’段（Ｍは２以上の整数、Ｍ’は１以上の整数）の穴（開口部）２２がｘ方向に所定の配列ピッチＬ、ｙ方向に所定の配列ピッチＬ′で形成されている。なお、マルチビームの縮小倍率がａ倍（マルチビーム径を１／ａに縮小して基板１０１に照射する場合）、基板１０１上でのｘ方向に対するマルチビームのビーム間ピッチをｐ、ｙ方向に対するマルチビームのビーム間ピッチをｐ′とする場合、配列ピッチＬは、Ｌ＝（ａ×ｐ）、Ｌ′＝（ａ×ｐ′）の関係となる。図２の例では、Ｍ＝５、Ｍ’＝５の５×５本のマルチビーム形成用の穴２２が形成される場合を示している。Ｌ＝Ｌ′であっても良いし、ＬとＬ′が異なる値でも良い。 FIG. 2 is a conceptual diagram showing the configuration of the shaping aperture array substrate according to the first embodiment. In FIG. 2, the shaping aperture array substrate 203 has two-dimensional (matrix) horizontal (x direction) M columns x vertical (y direction) M′ stages (M is an integer of 2 or more, M′ is 1 or more). Integer) of holes (openings) 22 are formed at a predetermined array pitch L in the x direction and at a predetermined array pitch L' in the y direction. When the multi-beam reduction magnification is a times (when the multi-beam diameter is reduced to 1/a and the substrate 101 is irradiated with the multi-beam diameter), the inter-beam pitch of the multi-beams in the x direction on the substrate 101 is When the inter-beam pitch of the multi-beams is p', the arrangement pitch L has a relationship of L=(a*p) and L'=(a*p'). The example of FIG. 2 shows a case where 5×5 multi-beam forming holes 22 are formed with M=5 and M′=5. L=L', or L and L' may be different values.

画像取得機構１５０は、電子ビームによるマルチビームを用いて、図形パターンが形成された基板１０１から図形パターンの被検査画像を取得する。以下、検査装置１００における画像取得機構１５０の動作について説明する。 The image acquisition mechanism 150 acquires an image to be inspected of the graphic pattern from the substrate 101 on which the graphic pattern is formed using multiple electron beams. The operation of the image acquisition mechanism 150 in the inspection apparatus 100 will be described below.

電子銃２０１（放出源）から放出された電子ビーム２００は、電磁レンズ２０２によって屈折させられ、成形アパーチャアレイ基板２０３全体を照明する。成形アパーチャアレイ基板２０３には、図２に示すように、複数の穴２２（開口部）が形成され、電子ビーム２００は、すべての複数の穴２２が含まれる領域を照明する。複数の穴２２の位置に照射された電子ビーム２００の各一部が、かかる成形アパーチャアレイ基板２０３の複数の穴２２をそれぞれ通過することによって、マルチ１次電子ビーム２０が形成される。 An electron beam 200 emitted from an electron gun 201 (emission source) is refracted by an electromagnetic lens 202 to illuminate the entire shaped aperture array substrate 203 . A plurality of holes 22 (openings) are formed in the shaping aperture array substrate 203, as shown in FIG. The multiple primary electron beams 20 are formed by each part of the electron beam 200 irradiated to the positions of the plurality of holes 22 passing through the plurality of holes 22 of the shaped aperture array substrate 203 .

形成されたマルチ１次電子ビーム２０は、電磁レンズ２０５、及び電磁レンズ２０６によってそれぞれ屈折させられ、中間像およびクロスオーバーを繰り返しながら、マルチ１次電子ビーム２０の各ビームの中間像面（像面共役位置）に配置されたＥ×Ｂ分離器２１４を通過して電磁レンズ２０７に進む。また、マルチ１次電子ビーム２０のクロスオーバー位置付近に、通過孔が制限された制限アパーチャ基板２１３を配置することで、散乱ビームを遮蔽できる。また、一括偏向器２１２によりマルチ１次電子ビーム２０全体を一括して偏向して、マルチ１次電子ビーム２０全体を制限アパーチャ基板２１３で遮蔽することにより、マルチ１次電子ビーム２０全体をブランキングできる。 The formed multiple primary electron beams 20 are refracted by the electromagnetic lenses 205 and 206, respectively, and intermediate image planes (image planes conjugate position) to electromagnetic lens 207 . Also, by arranging a limiting aperture substrate 213 having a limited passing aperture near the crossover position of the multiple primary electron beams 20, scattered beams can be shielded. Further, the entire multi primary electron beam 20 is collectively deflected by the collective deflector 212 and the entire multi primary electron beam 20 is shielded by the limiting aperture substrate 213, thereby blanking the entire multi primary electron beam 20. can.

マルチ１次電子ビーム２０が電磁レンズ２０７（対物レンズ）に入射すると、電磁レンズ２０７は、マルチ１次電子ビーム２０を基板１０１にフォーカス（結像）する。言い換えれば、電磁レンズ２０７は、マルチ１次電子ビーム２０で基板１０１を照射する。対物レンズ２０７により基板１０１（試料）面上に焦点が合わされ（合焦され）たマルチ１次電子ビーム２０は、主偏向器２０８及び副偏向器２０９によって一括して偏向され、各ビームの基板１０１上のそれぞれの照射位置に照射される。このように、１次電子光学系１５１は、マルチ１次電子ビームで基板１０１面を照射する。 When the multiple primary electron beams 20 enter the electromagnetic lens 207 (objective lens), the electromagnetic lens 207 focuses (images) the multiple primary electron beams 20 on the substrate 101 . In other words, the electromagnetic lens 207 illuminates the substrate 101 with the multiple primary electron beams 20 . The multi-primary electron beams 20 focused (focused) on the substrate 101 (specimen) surface by the objective lens 207 are collectively deflected by the main deflector 208 and the sub-deflector 209, and the substrate 101 of each beam is deflected. Each irradiation position above is irradiated. Thus, the primary electron optical system 151 irradiates the surface of the substrate 101 with multiple primary electron beams.

基板１０１の所望する位置にマルチ１次電子ビーム２０が照射されると、かかるマルチ１次電子ビーム２０が照射されたことに起因して基板１０１からマルチ１次電子ビーム２０の各ビームに対応する、反射電子を含む２次電子の束（マルチ２次電子ビーム３００）が放出される。 When a desired position of the substrate 101 is irradiated with the multiple primary electron beams 20, each beam of the multiple primary electron beams 20 from the substrate 101 corresponds to the irradiation of the multiple primary electron beams 20. , a bundle of secondary electrons (multi secondary electron beam 300) including reflected electrons is emitted.

基板１０１から放出されたマルチ２次電子ビーム３００は、電磁レンズ２０７を通って、Ｅ×Ｂ分離器２１４に進む。 A multi-secondary electron beam 300 emitted from substrate 101 passes through electromagnetic lens 207 to E×B separator 214 .

図３は、実施の形態１におけるＥ×Ｂ分離器の一例を示す構成図である。図３において、Ｅ×Ｂ分離器２１４は、コイルを用いた２極以上の複数の磁極と、２極以上の複数の電極とを有する。図３の例では、９０°ずつ位相をずらした４極の磁極１７（電磁偏向コイル）と、同じく９０°ずつ位相をずらした４極の電極１８（静電偏向電極）とを有するＥ×Ｂ分離器の一例を示している。そして、例えば対向する２極の磁極をＮ極とＳ極とに設定することで、かかる複数の磁極によって指向性の磁界を発生させる。同様に、例えば対向する２極の電極に符号が逆の電位Ｖを印加することで、かかる複数の電極によって指向性の電界を発生させる。具体的には、Ｅ×Ｂ分離器２１４は、マルチ１次電子ビーム２０の中心ビームが進む方向（軌道中心軸）に直交する面上において電界と磁界を直交する方向に発生させる。電界は電子の進行方向に関わりなく同じ方向に力を及ぼす。これに対して、磁界はフレミング左手の法則に従って力を及ぼす。そのため電子の侵入方向によって電子に作用する力の向きを変化させることができる。Ｅ×Ｂ分離器２１４に上側から侵入してくるマルチ１次電子ビーム２０には、電界による力と磁界による力が打ち消し合い、マルチ１次電子ビーム２０は下方に直進する。これに対して、Ｅ×Ｂ分離器２１４に下側から侵入してくるマルチ２次電子ビーム３００には、電界による力と磁界による力がどちらも同じ方向に働き、マルチ２次電子ビーム３００は斜め上方に曲げられ、マルチ１次電子ビーム２０の軌道上から分離する。４つの磁極１７に流す電流と４つの電極１８に印加する電圧とを調整することにより、電界および磁界の向き及び大きさを調整できる。よって、４つの磁極１７に流す電流と４つの電極１８に印加する電圧とを調整することにより、電界による力及び磁界による力の向き及び大きさを調整できる。 FIG. 3 is a configuration diagram showing an example of the E×B separator according to Embodiment 1. FIG. In FIG. 3, the E×B separator 214 has a plurality of magnetic poles of two or more poles using coils and a plurality of electrodes of two or more poles. In the example of FIG. 3, an E×B coil having four magnetic poles 17 (electromagnetic deflection coils) whose phases are shifted by 90° and four electrodes 18 (electrostatic deflection electrodes) whose phases are similarly shifted by 90°. 1 shows an example of a separator. Then, for example, by setting two magnetic poles facing each other as an N pole and an S pole, a directional magnetic field is generated by the plurality of magnetic poles. Similarly, a directional electric field is generated by a plurality of such electrodes, for example, by applying potentials V of opposite signs to oppositely polarized electrodes. Specifically, the E×B separator 214 generates an electric field and a magnetic field in orthogonal directions on a plane orthogonal to the direction in which the central beam of the multi-primary electron beam 20 travels (orbit center axis). The electric field exerts a force in the same direction regardless of the electron's direction of travel. On the other hand, the magnetic field exerts a force according to Fleming's left-hand rule. Therefore, the direction of the force acting on the electrons can be changed depending on the electron penetration direction. In the multi-primary electron beam 20 entering the E×B separator 214 from above, the force due to the electric field and the force due to the magnetic field cancel each other out, and the multi-primary electron beam 20 travels straight downward. On the other hand, on the multi-secondary electron beam 300 entering the E×B separator 214 from below, both the force due to the electric field and the force due to the magnetic field act in the same direction, and the multi-secondary electron beam 300 is It is bent obliquely upward and separated from the trajectory of the multi primary electron beam 20 . By adjusting the currents flowing through the four magnetic poles 17 and the voltages applied to the four electrodes 18, the directions and magnitudes of the electric and magnetic fields can be adjusted. Therefore, by adjusting the currents applied to the four magnetic poles 17 and the voltages applied to the four electrodes 18, the directions and magnitudes of the force due to the electric field and the force due to the magnetic field can be adjusted.

斜め上方に曲げられ、マルチ１次電子ビーム２０から分離したマルチ２次電子ビーム３００は、２次電子光学系１５２によってマルチ検出器２２２に導かれる。具体的には、マルチ１次電子ビーム２０から分離したマルチ２次電子ビーム３００は、偏向器２１８によって偏向されることにより、さらに曲げられ、マルチ１次電子ビーム２０の軌道上から離れた位置で電磁レンズ２２４によって、集束方向に屈折させられながらマルチ検出器２２２に投影される。マルチ検出器２２２（マルチ２次電子ビーム検出器）は、屈折させられ、投影されたマルチ２次電子ビーム３００を検出する。マルチ検出器２２２は、複数の検出エレメント（例えば図示しないダイオード型の２次元センサ）を有する。そして、マルチ１次電子ビーム２０の各ビームは、マルチ検出器２２２の検出面において、マルチ２次電子ビーム３００の各２次電子ビームに対応する検出エレメントに衝突して、電子を発生し、２次電子画像データを画素毎に生成する。マルチ検出器２２２にて検出された強度信号（輝度データ）は、検出回路１０６に出力される。 A multi-secondary electron beam 300 bent obliquely upward and separated from the multi-primary electron beam 20 is guided to the multi-detector 222 by the secondary electron optical system 152 . Specifically, the multi-secondary electron beam 300 separated from the multi-primary electron beam 20 is deflected by the deflector 218 to be further bent and separated from the trajectory of the multi-primary electron beam 20. The light is projected onto the multi-detector 222 while being refracted by the electromagnetic lens 224 in the focusing direction. A multi-detector 222 (multi-secondary electron beam detector) detects the refracted and projected multi-secondary electron beam 300 . The multi-detector 222 has a plurality of detection elements (for example, diode-type two-dimensional sensors not shown). Each beam of the multi-primary electron beam 20 collides with a detection element corresponding to each secondary electron beam of the multi-secondary electron beam 300 on the detection surface of the multi-detector 222 to generate electrons. Next electron image data is generated for each pixel. The intensity signal (luminance data) detected by the multi-detector 222 is output to the detection circuit 106 .

図４は、実施の形態１における半導体基板に形成される複数のチップ領域の一例を示す図である。図４において、半導体基板（ウェハ）１０１の検査領域３３０には、複数のチップ（ウェハダイ）３３２が２次元のアレイ状に形成されている。各チップ３３２には、露光用マスク基板に形成された１チップ分のマスクパターンが図示しない露光装置（ステッパ）によって例えば１／４に縮小されて転写されている。各チップ３３２の領域は、例えばｙ方向に向かって所定の幅で複数のストライプ領域３２に分割される。画像取得機構１５０によるスキャン動作は、例えば、ストライプ領域３２毎に実施される。例えば、－ｘ方向にステージ１０５を移動させながら、相対的にｘ方向にストライプ領域３２のスキャン動作を進めていく。各ストライプ領域３２は、長手方向に向かって複数の矩形領域３３に分割される。対象となる矩形領域３３へのビームの移動は、主偏向器２０８によるマルチ１次電子ビーム２０全体での一括偏向によって行われる。例えば、一回のマルチ１次電子ビーム２０全体の照射で照射可能な照射領域３４の幅の自然数倍と同じ幅で短冊状の複数のストライプ領域３２に仮想分割される。図４の例では、照射領域３４と同じ幅で短冊状の複数のストライプ領域３２に仮想分割される。 FIG. 4 is a diagram showing an example of a plurality of chip regions formed on the semiconductor substrate according to the first embodiment. In FIG. 4, in an inspection area 330 of a semiconductor substrate (wafer) 101, a plurality of chips (wafer dies) 332 are formed in a two-dimensional array. A mask pattern for one chip formed on a mask substrate for exposure is transferred to each chip 332 in a reduced size of, for example, 1/4 by an exposure device (stepper) (not shown). A region of each chip 332 is divided into a plurality of stripe regions 32 with a predetermined width in the y direction, for example. The scanning operation by the image acquisition mechanism 150 is performed for each stripe region 32, for example. For example, while moving the stage 105 in the -x direction, the scanning operation of the stripe region 32 is relatively advanced in the x direction. Each stripe region 32 is divided into a plurality of rectangular regions 33 in the longitudinal direction. The movement of the beam to the target rectangular area 33 is performed by collective deflection of the entire multi-primary electron beam 20 by the main deflector 208 . For example, it is virtually divided into a plurality of strip-shaped stripe regions 32 with a width equal to a natural number multiple of the width of the irradiation region 34 that can be irradiated with the entire multi primary electron beam 20 once. In the example of FIG. 4, the area is virtually divided into a plurality of strip-shaped stripe areas 32 having the same width as the irradiation area 34 .

図５は、実施の形態１におけるマルチビームの照射領域と測定用画素との一例を示す図である。図５において、各ストライプ領域３２は、例えば、マルチビームのビームサイズでメッシュ状の複数のメッシュ領域に分割される。かかる各メッシュ領域が、測定用画素３６（単位照射領域）となる。そして、照射領域３４内に、Ｍ×Ｍ’本の１回のマルチ１次電子ビーム２０の照射で照射可能な複数の測定用画素２８（１ショット時のビームの照射位置）が示されている。言い換えれば、隣り合う測定用画素２８間のｘ方向のピッチｐ及びｙ方向のピッチｐ′が基板１０１上におけるマルチ１次電子ビーム２０の各ビーム間のピッチとなる。図５の例では、隣り合う４つの測定用画素２８のうち１つの測定用画素２８を矩形の４隅の１つとして、当該測定用画素２８を起点にｘ，ｙ方向にｐ×ｐ′で囲まれた領域をｘ方向に分割数Ｎ（Ｎは３以上の整数）で割った、ｘ方向にｐ／Ｎ、－ｙ方向にｐ′のサイズの矩形領域で１つのサブ照射領域２９（小領域）を構成する。図５の例では、各サブ照射領域２９（個別ビームスキャン領域）は、３×９画素で構成される場合を示している。 FIG. 5 is a diagram showing an example of multi-beam irradiation regions and measurement pixels according to the first embodiment. In FIG. 5, each stripe region 32 is divided into a plurality of mesh regions having a mesh shape with, for example, a multi-beam beam size. Each such mesh area becomes a measurement pixel 36 (unit irradiation area). A plurality of measurement pixels 28 (beam irradiation positions during one shot) that can be irradiated by one irradiation of the M×M′ multi-primary electron beams 20 are shown in the irradiation region 34 . . In other words, the pitch p in the x direction and the pitch p′ in the y direction between adjacent measurement pixels 28 are the pitches between the multiple primary electron beams 20 on the substrate 101 . In the example of FIG. 5, one measurement pixel 28 out of four adjacent measurement pixels 28 is one of the four corners of a rectangle, and pxp' in the x and y directions starting from the measurement pixel 28. One sub-irradiation area 29 (small area) is a rectangular area having a size of p/N in the x direction and p' in the -y direction, which is obtained by dividing the enclosed area in the x direction by the division number N (N is an integer of 3 or more). area). The example of FIG. 5 shows a case where each sub-irradiation area 29 (individual beam scanning area) is composed of 3×9 pixels.

図６は、実施の形態１の比較例におけるスキャン動作の細部の一例を説明するための概念図である。図６の例では、実施の形態１の比較例として、Ｍ×Ｍ’本のマルチ１次電子ビーム２０のうち、ｙ方向に１段分のＭ本のマルチビームを示している。ここでは、同一ピッチｐでｘ方向に並ぶＭ＝５本のマルチビームを示している。実施の形態１の比較例では、同一ピッチｐでｘ方向に並ぶＭ＝５本のマルチビームの各ビームが、当該ビームの測定用画素２８を起点にｘ，ｙ方向にｐ×ｐ′で囲まれた領域２７をすべて走査した後に、次のｐ×ｐ′で囲まれた領域２７を走査する場合を示している。実施の形態１の比較例では、各ビームがｐ×ｐ′で囲まれた領域を走査する間（ｔ＝ｔ０’～ｔ１’の期間）にＸＹステージ１０５がＮ・ｐだけ移動するようにステージ速度を制御する。その際、副偏向器２０８の偏向動作により各ビームが当該ｐ×ｐ′で囲まれた領域を走査できるように、主偏向器２０８によってトラッキング偏向を行う。そして、ｘ方向に連続してＭ個並ぶｐ×ｐ′で囲まれた領域２７の走査が終了した時点（ｔ＝ｔ１’）で、走査領域が重ならないように、Ｍ＝５本のマルチビームをｘ方向に一括して偏向することでトラッキングリセットを行う。かかる動作を繰り返すことで連続移動するステージ上の領域を走査領域が重ならないようにマルチビームで走査することができる。図６の例では、（Ｍ－１）・ｐ（＝４ｐ）だけｘ方向（或いは－ｘ方向）にマルチビームを偏向する必要がある。ビーム本数Ｍが多くなると、かかるビーム偏向の振り幅が非常に大きくなってしまう。そのため、電子光学系の収差の影響が大きくなってしまう。 FIG. 6 is a conceptual diagram for explaining an example of details of the scanning operation in the comparative example of the first embodiment. In the example of FIG. 6, as a comparative example of the first embodiment, M multi-beams for one stage in the y direction are shown among the M×M′ multi-primary electron beams 20 . Here, M=5 multi-beams arranged in the x direction with the same pitch p are shown. In the comparative example of the first embodiment, each beam of M=5 multi-beams arranged in the x direction at the same pitch p is surrounded by p×p′ in the x and y directions with the measurement pixel 28 of the beam as a starting point. After scanning all of the area 27 surrounded by pxp', the next area 27 surrounded by pxp' is scanned. In the comparative example of the first embodiment, the XY stage 105 is moved by N·p while each beam scans the area surrounded by pxp' (period of t=t 0 ' to t 1 '). to control the stage speed. At this time, tracking deflection is performed by the main deflector 208 so that each beam can scan the area surrounded by p×p′ by the deflection operation of the sub deflector 208 . Then, when the scanning of the area 27 surrounded by M pieces of p×p′ arranged continuously in the x direction is finished (t=t 1 ′), M=5 multi-layers are formed so that the scanning areas do not overlap. Tracking reset is performed by collectively deflecting the beams in the x direction. By repeating this operation, the area on the continuously moving stage can be scanned with the multi-beams so that the scanning areas do not overlap. In the example of FIG. 6, it is necessary to deflect the multi-beams in the x direction (or −x direction) by (M−1)·p (=4p). As the number of beams M increases, the amplitude of such beam deflection becomes very large. Therefore, the influence of the aberration of the electron optical system becomes large.

図７は、実施の形態１におけるスキャン動作の細部の一例を説明するための概念図である。図７の例では、実施の形態１として、Ｍ×Ｍ’本のマルチ１次電子ビーム２０のうち、ｙ方向に１段分のＭ本のマルチビームを示している。ここでは、図６と同様、同一ピッチｐでｘ方向に並ぶＭ＝５本のマルチビームを示している。実施の形態１では、隣り合う４つの測定用画素２８のうち１つの測定用画素２８を矩形の４隅の１つとして、当該測定用画素２８を起点にｘ，ｙ方向にｐ×ｐ′で囲まれた領域２７をｘ方向に分割数Ｎで分割する。よって、ｘ方向にｐ／Ｎ、ｙ方向にｐ′のサイズ（所定のサイズ）の矩形領域で１つのサブ照射領域２９（ブロック領域）を構成する。図７の例では、分割数Ｎ＝３の場合を示している。実施の形態１では、同一ピッチｐでｘ方向に並ぶＭ＝５本のマルチビームの各ビームが、当該ビームの測定用画素２８を起点にｘ方向にｐ／Ｎ、ｙ方向にｐ′のサイズ（所定のサイズ）のサブ照射領域２９（ブロック領域）を走査する。そして、次に、ｘ方向にＭ個分離れた次のサブ照射領域２９を走査する場合を示している。 FIG. 7 is a conceptual diagram for explaining an example of details of the scanning operation according to the first embodiment. In the example of FIG. 7, M multi-beams corresponding to one stage in the y direction are shown among the M×M′ multi-primary electron beams 20 as the first embodiment. Here, as in FIG. 6, M=5 multi-beams arranged in the x direction at the same pitch p are shown. In the first embodiment, one measurement pixel 28 out of four adjacent measurement pixels 28 is one of the four corners of a rectangle, and pxp' in the x and y directions with the measurement pixel 28 as a starting point. The enclosed area 27 is divided by the division number N in the x direction. Therefore, one sub-irradiation area 29 (block area) is composed of a rectangular area having a size of p/N in the x direction and p' in the y direction (predetermined size). The example in FIG. 7 shows a case where the number of divisions N=3. In the first embodiment, each beam of M=5 multi-beams arranged in the x direction at the same pitch p has a size of p/N in the x direction and p′ in the y direction, starting from the measurement pixel 28 of the beam. A sub-irradiation area 29 (block area) of (predetermined size) is scanned. Next, the case of scanning the next sub-irradiation areas 29 separated by M in the x direction is shown.

図７において、実施の形態１では、副偏向器２０８で、各ビームが（ｐ／Ｎ）×ｐ′で囲まれたサブ照射領域２９を走査する間（ｔ＝ｔ０～ｔ１の期間）に、ステージ速度の場合、ＸＹステージ１０５がｐ／Ｎ・Ｍだけ移動する。その際、副偏向器２０８の偏向動作により各ビームがサブ照射領域２９を走査できるように、サブ照射領域２９をトラッキング領域３３として、主偏向器２０８がトラッキング偏向を行う。そして、副偏向器２０９により、サブ照射領域２９の走査が終了した時点（ｔ＝ｔ１）でトラッキングリセットを行う。トラッキングリセットでは、走査領域が重ならないように、主偏向器２０８がＭ＝５本のマルチビームをｘ方向にＭ個のサブ照射領域２９分だけ離れた位置に一括して偏向する。図７の例では、主偏向器２０８が、５個のサブ照射領域２９分離れた位置に５本のマルチビームを一括して偏向する。その際、副偏向器２０９の偏向位置は、サブ照射領域２９内の最終画素３６から最初の画素２８にリセットされることは言うまでもない。ｔ＝ｔ１～ｔ２の期間、ｔ＝ｔ２～ｔ３の期間、・・・と、かかる動作を繰り返すことで、ステージを連続移動させる場合でも同じストライプ領域３２上で走査領域が重ならないようにマルチビームで走査できる。実施の形態１では、かかる走査方法を適用するために、ｘ方向のビーム本数Ｍと分割数Ｎとが、互いに素の関係である値を用いる。かかる条件にすることで、走査漏れ（歯抜け）或いは重複走査を回避できる。 In FIG. 7, in the first embodiment, the sub-deflector 208 scans the sub-irradiation region 29 surrounded by (p/N)×p′ with each beam (t=t 0 to t 1 period). In the case of the stage velocity, the XY stage 105 moves by p/N·M. At this time, the main deflector 208 performs tracking deflection with the sub-irradiation region 29 as the tracking region 33 so that each beam can scan the sub-irradiation region 29 by the deflection operation of the sub-deflector 208 . Tracking reset is performed by the sub-deflector 209 at the time (t=t 1 ) when scanning of the sub-irradiation region 29 is completed. In the tracking reset, the main deflector 208 collectively deflects M=5 multi-beams to positions separated by M sub-irradiation areas 29 in the x direction so that the scanning areas do not overlap. In the example of FIG. 7, the main deflector 208 collectively deflects five multi-beams to positions separated by five sub-irradiation regions 29 . At this time, the deflection position of the sub-deflector 209 is reset from the last pixel 36 in the sub-irradiation area 29 to the first pixel 28, of course. By repeating this operation during the period of t=t 1 to t 2 , the period of t=t 2 to t 3 , and so on, the scanning areas do not overlap on the same stripe area 32 even when the stage is continuously moved. can be scanned with multiple beams. In the first embodiment, in order to apply such a scanning method, the number M of beams in the x direction and the number N of divisions are coprime to each other. Under these conditions, scanning omission (missing teeth) or redundant scanning can be avoided.

図８は、実施の形態１の比較例１におけるビーム本数と分割数との関係の一例を示す図である。図８の比較例１では、ｘ方向のビーム本数Ｍ＝４で、分割数Ｎ＝３の場合を示している。ｙ方向のビーム数Ｍ′は１以上の整数であれば任意で良い。１巡目の走査で、ｙ方向の各段において、４本のビームがピッチｐの４個のサブ照射領域２９を走査する。１巡目の走査が終了すると、トラッキングリセットによって主偏向器２０８によりｘ方向にサブ照射領域２９×４つ分の距離だけ離れたピッチｐの４個の新たなサブ照射領域２９群に照射位置を移動する。そして、２巡目の走査として、かかる新たなサブ照射領域２９群走査することになる。Ｍ′が２以上の場合、図８に示すように、下のサブ照射領域２９の１巡目走査終点と上のサブ照射領域２９の２巡目走査始点とが近接する。 8 is a diagram illustrating an example of the relationship between the number of beams and the number of divisions in Comparative Example 1 of Embodiment 1. FIG. Comparative Example 1 in FIG. 8 shows a case where the number of beams in the x direction is M=4 and the number of divisions is N=3. The number of beams M' in the y direction may be any integer of 1 or more. In the first round of scanning, four beams scan four sub-irradiation areas 29 with a pitch of p in each stage in the y direction. When the first round of scanning is completed, the main deflector 208 shifts the irradiation position to a group of four new sub-irradiation regions 29 with a pitch p separated by a distance corresponding to 29×4 sub-irradiation regions in the x direction by tracking reset. Moving. Then, as the second round of scanning, the new 29 groups of sub-irradiation regions are scanned. When M' is 2 or more, as shown in FIG. 8, the end point of the first scanning round of the lower sub-irradiation area 29 and the starting point of the second round scanning of the upper sub-irradiation area 29 are close to each other.

各サブ照射領域２９の走査を行う場合に、端部の画像の抜けが生じないように、マージンを取ってサブ照射領域２９よりも若干広い範囲を走査することが行われる。そのため、下のサブ照射領域２９の１巡目走査終点に近接する上のサブ照射領域２９の２巡目走査始点付近は、１巡目の走査による帯電直後の箇所を走査することになる。このように、複数のビームが照射される領域では他の領域よりも多く帯電する。同じサブ照射領域２９内で帯電量が違う領域を跨って走査すると、得られる画像データが段差の影響を受けてしまう。 When scanning each sub-irradiation region 29, a slightly wider range than the sub-irradiation region 29 is scanned with a margin so as not to cause omission of the image at the end. Therefore, in the vicinity of the second scan start point of the upper sub-irradiation region 29, which is close to the end point of the first round scan of the lower sub-irradiation region 29, the location immediately after the charging by the first scan is scanned. In this way, a region irradiated with a plurality of beams is charged more than other regions. If the same sub-irradiation area 29 is scanned across areas with different charge amounts, the resulting image data will be affected by the steps.

また、その場合、１巡目の最終走査ラインがマージン領域部分になる。よって、ｘ方向に隣接する２巡目走査の対象となるサブ照射領域２９の開始走査ラインは、１巡目の最終走査ラインと重複する。或いは、１巡目の最終走査ラインの近傍の走査ラインと重複する。よって、Ｍ′が１以上の場合、２巡目の開始走査ラインは、１巡目走査での帯電直後の箇所を走査することになる。このように、複数のビームが照射される領域では他の領域よりも多く帯電する。そのため、２巡目の開始走査ラインの走査で得られる画像データは、１巡目走査の帯電の影響を受けてしまう。 Also, in that case, the last scanning line of the first round becomes the margin area portion. Therefore, the start scanning line of the sub irradiation area 29 to be scanned in the second round adjacent in the x direction overlaps with the final scanning line in the first round. Alternatively, it overlaps with the scanning line near the final scanning line of the first round. Therefore, when M' is 1 or more, the starting scanning line in the second round scans the location immediately after the charging in the first round scanning. In this way, a region irradiated with a plurality of beams is charged more than other regions. Therefore, the image data obtained by scanning the start scanning line in the second round is affected by the electrification in the first round of scanning.

よって、帯電の影響を避けるためには、ｘ方向のビーム本数Ｍと分割数Ｎとが、互いに素の関係であるだけでは足りないことがわかる。図８の比較例１では、Ｍ－１＝Ｎであった。帯電の影響を避けるため、実施の形態１では、ＭとＮとが互いに素である他に、さらなる条件として、Ｍ－１がＮの倍数でない関係であることが必要となる。 Therefore, in order to avoid the influence of charging, it is not enough that the number M of beams in the x direction and the number N of divisions are coprime to each other. In Comparative Example 1 of FIG. 8, M−1=N. In order to avoid the influence of charging, in the first embodiment, in addition to M and N being relatively prime, it is necessary that M-1 is not a multiple of N as a further condition.

図９は、実施の形態１におけるビーム本数と分割数との関係の一例を示す図である。図９の例では、ｘ方向のビーム本数Ｍ＝２で、分割数Ｎ＝３の場合を示している。図９の例では、ＭとＮとが互いに素であり、かつＭ－１がＮの倍数でない。ｙ方向のビーム数Ｍ′は１以上の整数であれば任意で良い。１巡目の走査で、ｙ方向の各段において、２本のビームがピッチｐの２個のサブ照射領域２９を走査する。１巡目の走査が終了すると、トラッキングリセットによって主偏向器２０８によりｘ方向にサブ照射領域２９×２個分の距離だけ離れたピッチｐの２個の新たなサブ照射領域２９群に照射位置を移動する。そして、２巡目の走査として、かかる新たなサブ照射領域２９群走査することになる。図９の例では、２巡目のサブ照射領域２９が１巡目のサブ照射領域２９の１つ前の位置になるので、１巡目走査終点と２巡目走査始点とを少なくともサブ照射領域２９の幅分だけ離すことができる。３巡目以降のｋ巡目走査においても、ｋ－１巡目走査終点とｋ巡目走査始点とを少なくともサブ照射領域２９の幅分だけ離すことができる。 FIG. 9 is a diagram showing an example of the relationship between the number of beams and the number of divisions according to the first embodiment. The example of FIG. 9 shows a case where the number of beams in the x direction is M=2 and the number of divisions is N=3. In the example of FIG. 9, M and N are relatively prime and M−1 is not a multiple of N. The number of beams M' in the y direction may be any integer of 1 or more. In the first round of scanning, two beams scan two sub-irradiation areas 29 with a pitch of p at each stage in the y direction. When the first round of scanning is completed, the main deflector 208 shifts the irradiation position to two new groups of sub-irradiation regions 29 with a pitch p separated by a distance of 29×2 sub-irradiation regions in the x direction by tracking reset. Moving. Then, as the second round of scanning, the new 29 groups of sub-irradiation regions are scanned. In the example of FIG. 9, the sub-irradiation region 29 of the second round is located one position before the sub-irradiation region 29 of the first round, so that the end point of the first round scan and the start point of the second round scan are at least the sub-irradiation regions. 29 widths apart. In the k-th round scanning after the third round, the k−1 round scanning end point and the k-th round scanning starting point can be separated by at least the width of the sub-irradiation area 29 .

よって、ｋ巡目の開始走査ラインは、ｋ－１巡目走査での帯電直後の箇所上を走査しないようにできる。そのため、ｋ巡目の開始走査ラインの走査で得られる画像データは、ｋ－１巡目のサブ照射領域２９の走査による帯電の影響を回避できる。 Therefore, the starting scanning line of the k-th round can be made not to scan the location immediately after charging in the (k-1)-th round scanning. Therefore, the image data obtained by scanning the start scanning line in the k-th round can avoid the influence of charging caused by scanning the sub-irradiation area 29 in the (k-1)-th round.

また、ｙ方向について、ｙ方向のビーム数Ｍ′が２以上である場合でも、上のサブ照射領域２９のｋ巡目走査始点で得られる画像データは、下のサブ照射領域２９のｋ－１巡目走査終点の帯電の影響を回避できる。 Also, in the y-direction, even if the number of beams M′ in the y-direction is 2 or more, the image data obtained at the k-th scanning start point of the upper sub-irradiation region 29 is the k−1 It is possible to avoid the influence of electrification at the end point of circular scanning.

なお、マルチ１次電子ビームのｘ方向の本数Ｍは、２以上であれば良いが、検査時間の短縮の観点から９本以上であることが望ましい。９本以上の場合の例を以下に説明する。 The number M of the multiple primary electron beams in the x direction may be 2 or more, but is preferably 9 or more from the viewpoint of shortening the inspection time. An example of nine or more will be described below.

図１０は、実施の形態１におけるビーム本数と分割数との関係の他の一例を示す図である。図１０では、Ｍ＝９本のｘ方向のビームを用いて、分割数Ｎ＝５の場合のスキャン動作を示している。また、図１０では、２巡目、３巡目の走査を行う毎に、それぞれ段をずらして示している。図１０の例では、ＭとＮとが互いに素であり、かつＭ－１がＮの倍数でない関係である。１巡目の走査で、９本のビームがピッチｐの９個のサブ照射領域２９を走査する。１巡目の走査が終了すると、トラッキングリセットによって主偏向器２０８によりｘ方向にサブ照射領域２９×９個分の距離だけ離れたピッチｐの９個の新たなサブ照射領域２９群に照射位置を移動する。そして、２巡目の走査として、かかる新たなサブ照射領域２９群走査することになる。図１０の例では、２巡目のサブ照射領域２９が１巡目のサブ照射領域２９の１つ前の位置になるので、１巡目走査終点と２巡目走査始点とを少なくともサブ照射領域２９の幅分だけ離すことができる。３巡目以降のｋ巡目走査においても、ｋ－１巡目走査終点とｋ巡目走査始点とを少なくともサブ照射領域２９の幅分だけ離すことができる。 10 is a diagram showing another example of the relationship between the number of beams and the number of divisions in Embodiment 1. FIG. FIG. 10 shows a scanning operation when M=9 beams are used in the x direction and the number of divisions is N=5. In addition, in FIG. 10, each stage is shifted each time the second and third rounds of scanning are performed. In the example of FIG. 10, M and N are coprime and M−1 is not a multiple of N. In the first round of scanning, nine beams scan nine sub-irradiation regions 29 with a pitch of p. When the first round of scanning is completed, the main deflector 208 shifts the irradiation position to a group of nine new sub-irradiation regions 29 with a pitch p separated by a distance corresponding to 29×9 sub-irradiation regions in the x direction by tracking reset. Moving. Then, as the second round of scanning, the new 29 groups of sub-irradiation regions are scanned. In the example of FIG. 10, the sub-irradiation region 29 of the second round is located one position before the sub-irradiation region 29 of the first round, so that the end point of the first round scan and the start point of the second round scan are at least the sub-irradiation region. 29 widths apart. In the k-th round scanning after the third round, the k−1 round scanning end point and the k-th round scanning starting point can be separated by at least the width of the sub-irradiation area 29 .

よって、ｋ巡目の開始走査ラインは、ｋ－１巡目走査での帯電直後の箇所上を走査しないようにできる。そのため、ｋ巡目の開始走査ラインの走査で得られる画像データは、ｋ－１巡目のサブ照射領域２９の走査による帯電の影響を回避できる。 Therefore, the starting scanning line of the k-th round can be made not to scan the location immediately after charging in the (k-1)-th round scanning. Therefore, the image data obtained by scanning the start scanning line in the k-th round can avoid the influence of charging caused by scanning the sub-irradiation area 29 in the (k-1)-th round.

図１１は、実施の形態１におけるビーム本数と分割数との関係の他の一例を示す図である。図１１では、Ｍ＝１２本のｘ方向のビームを用いて、分割数Ｎ＝５の場合のスキャン動作を示している。また、図１１では、２巡目、３巡目の走査を行う毎に、それぞれ段をずらして示している。図１１の例では、ＭとＮとが互いに素であり、かつＭ－１がＮの倍数でない関係である。１巡目の走査で、１２本のビームがピッチｐの９個のサブ照射領域２９を走査する。１巡目の走査が終了すると、トラッキングリセットによって主偏向器２０８によりｘ方向にサブ照射領域２９×１２個分の距離だけ離れたピッチｐの１２個の新たなサブ照射領域２９群に照射位置を移動する。そして、２巡目の走査として、かかる新たなサブ照射領域２９群走査することになる。図１１の例では、２巡目のサブ照射領域２９が１巡目のサブ照射領域２９の２つ前の位置になるので、１巡目走査終点と２巡目走査始点とをサブ照射領域２９の幅の２倍分だけ離すことができる。３巡目以降のｋ巡目走査においても、ｋ－１巡目走査終点とｋ巡目走査始点とをサブ照射領域２９の幅の２倍分だけ離すことができる。 11 is a diagram showing another example of the relationship between the number of beams and the number of divisions in Embodiment 1. FIG. FIG. 11 shows a scanning operation when M=12 beams in the x direction are used and the number of divisions N=5. In addition, in FIG. 11, each stage is shifted each time the second and third rounds of scanning are performed. In the example of FIG. 11, M and N are coprime and M−1 is not a multiple of N. In the first round of scanning, 12 beams scan nine sub-irradiation regions 29 with a pitch of p. When the first round of scanning is completed, the main deflector 208 shifts the irradiation position to a group of 12 new sub-irradiation regions 29 with a pitch p separated by a distance corresponding to 29×12 sub-irradiation regions in the x direction by tracking reset. Moving. Then, as the second round of scanning, the new 29 groups of sub-irradiation regions are scanned. In the example of FIG. 11, the sub-irradiation region 29 of the second round is located two positions before the sub-irradiation region 29 of the first round, so the end point of the first round scan and the start point of the second round scan can be separated by twice the width of In the k-th round scanning after the third round, the k−1 round scanning end point and the k-th round scanning starting point can be separated by twice the width of the sub-irradiation area 29 .

よって、ｋ巡目の開始走査ラインは、ｋ－１巡目走査での帯電直後の箇所上を走査しないようにできる。そのため、ｋ巡目の開始走査ラインの走査で得られる画像データは、ｋ－１巡目のサブ照射領域２９の走査による帯電の影響を回避できる。 Therefore, the starting scanning line of the k-th round can be made not to scan the location immediately after charging in the (k-1)-th round scanning. Therefore, the image data obtained by scanning the start scanning line in the k-th round can avoid the influence of charging caused by scanning the sub-irradiation area 29 in the (k-1)-th round.

図１２は、実施の形態１の比較例２を説明するための図である。図１２において、ｙ方向の各段のビームは、下の段のビームとｘ方向の座標が同じ座標である。また、各ビームのサブ照射領域２９内の走査は、例えば、下から上に向かうライン走査の繰り返しである。よって、各巡目のサブ照射領域２９内の走査において、下のサブ照射領域２９内の１回目の走査ライン終点と上のサブ照射領域２９内の２回目の走査ライン始点とが近接してしまう。同様に、ｋ回目の走査ライン終点と上のサブ照射領域２９内のｋ＋１回目の走査ライン始点とが近接してしまう。よって、ｙ方向にＭ′＝２本以上のマルチ１次電子ビーム２０を用いて走査する場合には、さらなる改良が望ましい。 FIG. 12 is a diagram for explaining Comparative Example 2 of Embodiment 1. FIG. In FIG. 12, the beams in each stage in the y direction have the same coordinates in the x direction as the beams in the lower stage. Scanning of each beam within the sub-irradiation region 29 is, for example, repetition of line scanning from bottom to top. Therefore, in each round of scanning within the sub-irradiation region 29, the end point of the first scanning line in the lower sub-irradiation region 29 and the start point of the second scanning line in the upper sub-irradiation region 29 are close to each other. . Similarly, the end point of the k-th scanning line and the starting point of the k+1-th scanning line in the upper sub-irradiation area 29 are close to each other. Therefore, further improvements are desirable when scanning using multiple primary electron beams 20 with M'=2 or more in the y direction.

図１３は、実施の形態１におけるサブ照射領域の配置の一例を示す図である。図１３において、ｘ方向に連続して並ぶサブ照射領域２９群とｙ方向に１つ分ずれたｘ方向に連続して並ぶサブ照射領域２９群とが、ｘ方向に、サブ照射領域２９のｘ方向の幅よりも小さいサイズで位置をずらして配置される。図１３に示すように、例えば、ｘ方向に連続して並ぶサブ照射領域２９群とｙ方向に隣接するｘ方向に連続して並ぶサブ照射領域２９とがｘ方向にｐ／（２Ｎ）だけ位置を互いにずらして配置されると好適である。これにより、下のサブ照射領域２９内のｋ回目の走査ライン終点と上のサブ照射領域２９内のｋ＋１回目の走査ライン始点とが近接してしまうことを回避できる。かかる場合、例えば、ｐ／（２Ｎ）の距離を離すことができる。下のサブ照射領域２９内のｋ回目の走査ライン終点と上のサブ照射領域２９内のｋ＋１回目の走査ライン始点とをどの程度離すかは、帯電の影響により設定すればよい。すべてのサブ照射領域２９内の走査を同条件にする場合には、図１３に示すように、サブ照射領域２９のｘ方向サイズの１／２の距離、ｘ方向に連続して並ぶサブ照射領域２９群とｙ方向に１つ分ずれたｘ方向に連続して並ぶサブ照射領域２９群とをｘ方向にずらせばよい。 13 is a diagram showing an example of the arrangement of sub-irradiation regions according to Embodiment 1. FIG. In FIG. 13 , a group of sub-irradiation regions 29 consecutively arranged in the x direction and a group of sub-irradiation regions 29 consecutively arranged in the x direction shifted by one in the y direction are arranged in the x direction of the sub irradiation regions 29 . The size is smaller than the width of the direction and the position is shifted. As shown in FIG. 13, for example, a group of sub-irradiation regions 29 continuously arranged in the x-direction and sub-irradiation regions 29 adjacent to each other in the y-direction and continuously arranged in the x-direction are positioned at p/(2N) positions in the x-direction. are preferably staggered with respect to each other. This can prevent the k-th scanning line end point in the lower sub-irradiation area 29 and the k+1-th scanning line start point in the upper sub-irradiation area 29 from approaching each other. In such a case, for example, a distance of p/(2N) may be provided. The distance between the end point of the k-th scanning line in the lower sub-irradiation area 29 and the start point of the (k+1)-th scanning line in the upper sub-irradiation area 29 may be set according to the effect of charging. When all the sub-irradiation regions 29 are scanned under the same conditions, as shown in FIG. The 29 groups and the 29 groups of sub-irradiation areas continuously arranged in the x direction, which are shifted by one in the y direction, may be shifted in the x direction.

図１４は、実施の形態１における成形アパーチャアレイ基板の他の一例を示す図である。図１４の例では、図２と同様、２次元状（行列状）の横（ｘ方向）Ｍ列×縦（ｙ方向）Ｍ’段（Ｍは２以上の整数、Ｍ’は２以上の整数）の穴（開口部）２２がｘ方向に配列ピッチＬ、ｙ方向に配列ピッチＬ′で形成されている。図１３で説明したように、ｙ方向に隣接するサブ照射領域２９同士をサブ照射領域２９のｘ方向の幅よりも小さいサイズでずらす場合、マルチ１次電子ビーム２０の配列を変える必要がある。図１４の例では、図１３のずらし方に応じて、ｙ方向に成形アパーチャアレイ基板２０３に形成される横（ｘ方向）Ｍ列×縦（ｙ方向）Ｍ’段の穴２２の配列を変える。例えば、サブ照射領域２９のｘ方向の幅の１／２だけｙ方向に隣接するサブ照射領域２９同士をｘ方向にずらす場合、ｙ方向に隣接する穴２２同士をＬ／（２Ｎ）だけｘ方向にずらせばよい。例えば、偶数段の各穴２２の位置を－ｘ方向にＬ／（２Ｎ）だけシフトすればよい。 14 is a diagram showing another example of the shaped aperture array substrate according to Embodiment 1. FIG. In the example of FIG. 14, as in FIG. 2, a two-dimensional (matrix) horizontal (x direction) M columns×vertical (y direction) M′ stages (M is an integer of 2 or more, M′ is an integer of 2 or more) ) are formed at an arrangement pitch L in the x direction and an arrangement pitch L' in the y direction. As described with reference to FIG. 13, when the sub-irradiation areas 29 adjacent to each other in the y direction are shifted by a size smaller than the width of the sub-irradiation areas 29 in the x direction, it is necessary to change the arrangement of the multi primary electron beams 20 . In the example of FIG. 14, the arrangement of the holes 22 formed in the shaping aperture array substrate 203 in the y direction in the horizontal (x direction) M columns×vertical (y direction) M' rows is changed according to the shift method in FIG. . For example, when the sub irradiation regions 29 adjacent in the y direction are shifted in the x direction by half the width of the sub irradiation regions 29 in the x direction, the holes 22 adjacent in the y direction are shifted by L/(2N) in the x direction. You can shift it to For example, the positions of the holes 22 in the even stages may be shifted in the -x direction by L/(2N).

図１５は、実施の形態１における検査方法の要部工程の一部を示すフローチャート図である。図１５では、検査方法の要部工程のうち、走査開始から終了までの工程を示している。図１５において、実施の形態１における検査方法は、基板搬送工程（Ｓ１０２）と、検査位置移動工程（Ｓ１０４）と、ステージ移動工程（等速移動開始）（Ｓ１０６）と、サブ領域走査工程（Ｓ１０８）と、判定工程（Ｓ１１０）と、トラッキングリセット工程（Ｓ１１２）と、判定工程（Ｓ１１４）と、ストライプ移動工程（Ｓ１１６）と、いう一連の各工程を実施する。 FIG. 15 is a flow chart showing a part of the essential steps of the inspection method according to the first embodiment. FIG. 15 shows the steps from the start of scanning to the end of the essential steps of the inspection method. 15, the inspection method according to the first embodiment includes a substrate transfer step (S102), an inspection position movement step (S104), a stage movement step (constant velocity movement start) (S106), a sub-area scanning step (S108 ), determination step (S110), tracking reset step (S112), determination step (S114), and stripe movement step (S116).

基板搬送工程（Ｓ１０２）として、図示しない搬送機構を用いて、検査対象基板１０１を検査室１０３内に搬送し、ＸＹステージ１０５上に載置する。 In the substrate transfer step ( S<b>102 ), the substrate to be inspected 101 is transferred into the inspection room 103 and placed on the XY stage 105 using a transfer mechanism (not shown).

検査位置移動工程（Ｓ１０４）として、ステージ制御回路１１４の制御の基、駆動機構１４２は、検査位置がマルチ１次電子ビーム２０の照射可能位置に入るようにＸＹステージ１０５を移動させる。まずは、第１のストライプ領域３２の左端側（例えば、照射領域３４のサイズ２つ分外側）にマルチ１次電子ビーム２０の照射領域３４が位置するようにＸＹステージ１０５を移動させる。 In the inspection position moving step (S104), under the control of the stage control circuit 114, the drive mechanism 142 moves the XY stage 105 so that the inspection position enters a position where the multi primary electron beams 20 can be irradiated. First, the XY stage 105 is moved so that the irradiation area 34 of the multi primary electron beam 20 is positioned on the left end side of the first stripe area 32 (for example, outside by two sizes of the irradiation area 34).

ステージ移動工程（等速連続移動開始）（Ｓ１０６）として、ステージ制御回路１１４の制御のもと、駆動機構１４２は、ＸＹステージ１０５を例えば－ｘ方向に速度Ｖで等速移動させる。これにより、等速連続移動が開始される。 As a stage movement step (constant-velocity continuous movement start) (S106), under the control of the stage control circuit 114, the driving mechanism 142 moves the XY stage 105 at a constant velocity V in the -x direction, for example. As a result, constant velocity continuous movement is started.

サブ領域走査工程（Ｓ１０８）として、電子光学画像取得機構１５０は、基板１０１の検査領域となる複数のサブ照射領域２９（サブ領域；小領域）をＭ×Ｍ’個のサブ照射領域２９群毎に走査する。具体的には、まず、偏向制御回路１２８による制御の基、主偏向器２０８は、マルチ１次電子ビーム２０を用いて、基板１０１のストライプ領域３２（検査領域）がｘ方向にｐ／Ｎ（Ｎは３以上の整数）で得られるサイズかつｙ方向にｐ′のサイズ（所定のサイズ）で分割された複数のサブ照射領域２９のうち、ｘ方向にピッチｐでＭ個かつｙ方向にＭ’個並ぶ基板１０１上のＭ×Ｍ’個のサブ照射領域２９群にマルチ１次電子ビーム２０を一括して偏向する。ここでは、マルチ１次電子ビーム２０の照射領域３４内の複数のサブ照射領域２９のうちｘ方向にピッチｐで並ぶＭ×Ｍ’個のサブ照射領域２９群をトラッキング領域として偏向する。主偏向器２０８は、トラッキング領域の基準位置（例えば中心）にマルチ１次電子ビーム２０を一括して偏向する。そして、照明光学系である１次電子光学系１５１は、基板１０１面上においてｘ方向に同一ピッチｐでＭ個（Ｍは２以上の整数）、ｙ方向に同一ピッチｐ′でＭ′個（Ｍ′は１以上の整数）、並ぶ複数のマルチ１次電子ビーム２０を基板１０１に照射する。主偏向器２０８は、ＸＹステージ１０５の連続移動に追従するようにマルチ１次電子ビーム２０をトラッキング偏向する。 In the sub-region scanning step (S108), the electro-optical image acquisition mechanism 150 scans a plurality of sub-irradiation regions 29 (sub-regions; small regions), which are inspection regions of the substrate 101, for each group of M×M′ sub-irradiation regions 29. Scan to Specifically, first, under the control of the deflection control circuit 128, the main deflector 208 uses the multi-primary electron beams 20 to move the stripe region 32 (inspection region) of the substrate 101 in the x direction by p/N ( N is an integer of 3 or more) and divided into a size p′ (predetermined size) in the y direction, M sub-irradiation regions 29 are divided in the x direction at a pitch p and M in the y direction. The multiple primary electron beams 20 are collectively deflected to a group of M×M′ sub-irradiation regions 29 on the substrate 101 arranged in a row. Here, a group of M×M′ sub-irradiation regions 29 arranged at a pitch p in the x direction among the plurality of sub-irradiation regions 29 in the irradiation region 34 of the multi primary electron beam 20 is deflected as a tracking region. The main deflector 208 collectively deflects the multiple primary electron beams 20 to a reference position (for example, the center) of the tracking area. The primary electron optical systems 151, which are illumination optical systems, are arranged on the surface of the substrate 101 at the same pitch p in the x direction (M is an integer of 2 or more) and M' at the same pitch p' in the y direction. M′ is an integer equal to or greater than 1), and the substrate 101 is irradiated with a plurality of aligned multiple primary electron beams 20 . The main deflector 208 performs tracking deflection of the multiple primary electron beam 20 so as to follow the continuous movement of the XY stage 105 .

なお、Ｍ’が２以上の場合には、図１３に示したように、ｙ方向に隣接するサブ照射領域２９同士をｘ方向にサブ照射領域２９のｘ方向の幅より小さいサイズで互いにずらして配置する。Ｍ’が１である場合には、ｙ方向に隣接するサブ照射領域２９同士をｘ方向にずらす必要はない。 When M′ is 2 or more, as shown in FIG. 13, the sub-irradiation regions 29 adjacent to each other in the y-direction are shifted in the x-direction by a size smaller than the width of the sub-irradiation regions 29 in the x-direction. Deploy. When M' is 1, there is no need to shift the sub irradiation areas 29 adjacent in the y direction in the x direction.

そして、主偏向器２０８は、トラッキングを開始し、ＸＹステージ１０５が－ｘ方向にＭ／Ｎ・ｐで得られる距離を連続移動する間、ＸＹステージ１０５の連続移動に追従するようにマルチ１次電子ビーム２０をトラッキング偏向しながら、かかるＭ×Ｍ’個のサブ照射領域２９群を副偏向器２０９で走査する。 Then, the main deflector 208 starts tracking, and while the XY stage 105 continuously moves in the −x direction by a distance obtained by M/N·p, the multi-primary deflector 208 follows the continuous movement of the XY stage 105 . The sub-deflector 209 scans the group of M×M′ sub-irradiation areas 29 while the electron beam 20 is deflected for tracking.

具体的には、偏向制御回路１２８による制御の基、副偏向器２０９（第２の偏向器）は、マルチ１次電子ビーム２０の各ビームが、対応するサブ照射領域２９の、例えば、左下角の画素３６に位置するように、マルチ１次電子ビーム２０を一括して偏向する。実際には、対応するサブ照射領域２９にマージンを加えた領域の例えば、左下角の画素３６に位置するように、マルチ１次電子ビーム２０を一括して偏向する。そして、ＸＹステージ１０５の連続移動に追従するようにマルチ１次電子ビーム２０がトラッキング偏向されている間に、Ｍ×Ｍ’個のサブ照射領域２９群を走査するように、マルチ１次電子ビーム２０を一括して偏向する。そして、各ショット時に、各ビームは、担当サブ照射領域２９内の同じ位置に相当する１つの測定用画素３６を照射することになる。そして、副偏向器２０９によってマルチ１次電子ビーム２０全体を一括してｙ方向に走査することで、サブ照射領域２９毎に走査ライン上を担当ビームで走査する。１つのビームで１つのサブ照射領域２９内のすべての測定用画素３６を順に照射していく。かかる動作が、Ｍ×Ｍ’本のマルチ１次電子ビーム２０で同時に行われる。 Specifically, under the control of the deflection control circuit 128, the sub-deflector 209 (second deflector) causes each beam of the multi-primary electron beams 20 to illuminate the corresponding sub-irradiation area 29, for example, the lower left corner. The multi-primary electron beams 20 are collectively deflected so as to be positioned at the pixels 36 of . In practice, the multiple primary electron beams 20 are collectively deflected so as to be located in the area obtained by adding a margin to the corresponding sub-irradiation area 29, for example, the pixel 36 at the lower left corner. While the multi-primary electron beam 20 is being track-deflected so as to follow the continuous movement of the XY stage 105, the multi-primary electron beam is scanned so as to scan the group of M×M′ sub-irradiation regions 29. 20 are collectively deflected. In each shot, each beam irradiates one measurement pixel 36 corresponding to the same position within the assigned sub-irradiation region 29 . By collectively scanning the entire multi-primary electron beam 20 in the y-direction by the sub-deflector 209 , the scanning line of each sub-irradiation region 29 is scanned with the assigned beam. All measurement pixels 36 in one sub-irradiation region 29 are sequentially irradiated with one beam. Such operations are performed simultaneously with the M×M′ multi-primary electron beams 20 .

検出工程として、マルチ検出器２２２は、基板１０１にマルチ１次電子ビーム２０を照射することに起因して基板１０１から放出される２次電子を検出する。各ビームは、それぞれ対応する１つのサブ照射領域２９を走査することになる。マルチ１次電子ビーム２０のショットにより、その都度、照射された測定用画素３６から２次電子が上方に放出される。このように、基板１０１にマルチ１次電子ビーム２０を照射することに起因して基板１０１から放出される２次電子をマルチ検出器２２２が検出する。マルチ検出器２２２は、各測定用画素３６から上方に放出されたマルチ２次電子３００を測定用画素３６毎に検出する。 As a detection step, the multi-detector 222 detects secondary electrons emitted from the substrate 101 due to the irradiation of the multi-primary electron beam 20 onto the substrate 101 . Each beam scans one corresponding sub-irradiation area 29 . Each shot of the multi-primary electron beam 20 emits secondary electrons upward from the irradiated measurement pixel 36 . In this way, the multi-detector 222 detects the secondary electrons emitted from the substrate 101 due to the irradiation of the multi-primary electron beam 20 onto the substrate 101 . The multi-detector 222 detects the multi-secondary electrons 300 emitted upward from each measurement pixel 36 for each measurement pixel 36 .

判定工程（Ｓ１１０）として、制御計算機１１０は、マルチ１次電子ビーム２０が、それぞれ担当するサブ照射領域２９（具体的には走査領域３１）内のすべての測定用画素３６をスキャンすると、対象のストライプ３２中のすべてのサブ照射領域２９の走査が終了したかどうかを判定する。対象のストライプ３２中のすべてのサブ照射領域２９の走査が終了した場合には、判定工程（Ｓ１１４）に進む。対象のストライプ３２中のすべてのサブ照射領域２９の走査が終了していない場合には、トラッキングリセット工程（Ｓ１１２）に進む。 As a determination step (S110), the control computer 110 scans all the measurement pixels 36 in the sub-irradiation regions 29 (specifically, the scanning regions 31) in charge of the multi primary electron beams 20, respectively. It is determined whether scanning of all sub-irradiation areas 29 in the stripe 32 has been completed. When scanning of all the sub-irradiation areas 29 in the target stripe 32 is completed, the process proceeds to the determination step (S114). If scanning of all the sub-irradiation areas 29 in the target stripe 32 has not been completed, the process proceeds to the tracking reset step (S112).

トラッキングリセット工程（Ｓ１１２）として、副偏向器２０９の偏向動作によって、マルチ１次電子ビーム２０により、それぞれ担当するサブ照射領域２９（具体的には走査領域３１）内のすべての測定用画素３６がスキャンされると、主偏向器２０８は、－ｘ方向にＮ／Ｍ・ｐで得られる距離のＸＹステージ１０５の移動が完了するまでに、Ｍ×Ｍ’個のサブ照射領域２９群からｘ向にＭ個離れた、ｘ方向にピッチｐで並ぶ新たなＭ×Ｍ’個のサブ照射領域２９群にマルチ１次電子ビーム２０を一括して偏向し直すことでトラッキングリセットを行う。言い換えれば、主偏向器２０８は、Ｍ×Ｍ’個のサブ照射領域２９群の走査が終了するごとにｘ方向にＭ個離れた、ｘ方向にピッチｐでＭ個並ぶ新たなＭ×Ｍ’個のサブ照射領域２９群にマルチ１次電子ビーム２０を一括して偏向する。 In the tracking reset step (S112), the deflection operation of the sub-deflector 209 causes the multiple primary electron beams 20 to illuminate all the measurement pixels 36 in the sub-irradiation regions 29 (specifically, the scanning regions 31) in charge. When scanned, the main deflector 208 moves from the group of M×M′ sub-irradiation areas 29 in the x direction until the XY stage 105 moves a distance obtained by N/M·p in the −x direction. Tracking reset is performed by collectively re-deflecting the multiple primary electron beams 20 to a new group of M×M′ sub-irradiation regions 29 arranged at a pitch p in the x direction, which are spaced apart by M from each other. In other words, the main deflector 208 creates new M×M′ sub-irradiation regions 29 arranged at a pitch p in the x direction, which are separated by M in the x direction each time scanning of the group of M×M′ sub-irradiation regions 29 is completed. The multiple primary electron beams 20 are collectively deflected into a group of sub-irradiation regions 29 .

そして、かかるトラッキング開始からトラッキングリセットまでのトラッキングサイクル、及びトラッキング中の走査を繰り返す。かかる動作を繰り返すことで、ストライプ領域３２のすべての画素３６を走査できる。 Then, the tracking cycle from tracking start to tracking reset and scanning during tracking are repeated. By repeating this operation, all the pixels 36 in the stripe area 32 can be scanned.

判定工程（Ｓ１１４）として、制御計算機１１０は、すべてのストライプ３２の走査が終了したかどうかを判定する。すべてのストライプ３２の走査が終了した場合には、電子光学画像取得処理を終了する。すべてのストライプ３２の走査が終了していない場合には、ストライプ移動工程（Ｓ１１６）に進む。 As a determination step (S114), the control computer 110 determines whether scanning of all stripes 32 has been completed. When all stripes 32 have been scanned, the electro-optical image acquisition process ends. If scanning of all stripes 32 has not been completed, the process proceeds to the stripe movement step (S116).

ストライプ移動工程（Ｓ１１６）として、ステージ制御回路１１４の制御の基、駆動機構１４２は、次のストライプ領域３２の左端側（例えば、照射領域３４のサイズ１つ分外側）にマルチ１次電子ビーム２０の照射領域３４が位置するようにＸＹステージ１０５を移動させる。そして、上述した各工程を繰り返す。 As the stripe movement step (S116), under the control of the stage control circuit 114, the driving mechanism 142 moves the multi primary electron beam 20 to the left end side of the next stripe region 32 (for example, outside by one size of the irradiation region 34). The XY stage 105 is moved so that the irradiation area 34 of is positioned. Then, each step described above is repeated.

以上のように、電子光学画像取得機構１５０は、ＸＹステージ１０５を連続移動させながら複数の電子ビームによるマルチ１次電子ビーム２０を用いて、図形パターンが形成された被検査基板１０１上を走査する。そして、マルチ１次電子ビーム２０が照射されたことに起因して被検査基板１０１から放出される、マルチ２次電子３００を検出する。走査（スキャン）の仕方、及びマルチ２次電子３００の検出の仕方は上述した通りである。マルチ検出器２２２によって検出された各測定用画素３６からの２次電子の検出データは、測定順に検出回路１０６に出力される。検出回路１０６内では、図示しないＡ／Ｄ変換器によって、アナログの検出データがデジタルデータに変換され、ストライプパターンメモリ１２３に格納される。そして、１つのストライプ領域３２分（或いはチップ３３２分）の検出データが蓄積された段階で、ストライプパターンデータ（或いはチップパターンデータ）として、位置回路１０７からの各位置を示す情報と共に、比較回路１０８に転送される。 As described above, the electron optical image acquisition mechanism 150 continuously moves the XY stage 105 and scans the substrate to be inspected 101 on which the figure pattern is formed using the multiple primary electron beams 20 composed of a plurality of electron beams. . Then, the multi-secondary electrons 300 emitted from the substrate 101 to be inspected due to the irradiation of the multi-primary electron beam 20 are detected. The method of scanning and the method of detecting the multi-secondary electrons 300 are as described above. Secondary electron detection data from each measurement pixel 36 detected by the multi-detector 222 is output to the detection circuit 106 in the order of measurement. In the detection circuit 106 , the analog detection data is converted into digital data by an A/D converter (not shown) and stored in the stripe pattern memory 123 . Then, when the detection data for one stripe region (or 332 chips) is accumulated, the information indicating each position from the position circuit 107 and the information indicating each position from the position circuit 107 are stored as stripe pattern data (or chip pattern data). transferred to

一方、マルチビームスキャン及び２次電子検出工程と並行或いは前後して、参照画像が作成される。 On the other hand, parallel to or before or after the multi-beam scanning and secondary electron detection process, a reference image is created.

参照画像作成工程として、参照画像作成回路１１２は、基板１０１上の露光イメージが定義された露光イメージデータに基づいて、後述するフレーム領域の測定画像（電子光学画像）に対応する領域の参照画像を作成する。露光イメージデータの代わりに、複数の図形パターンの元になる設計パターンデータを用いても良い。 As a reference image creation step, the reference image creation circuit 112 creates a reference image of an area corresponding to a measurement image (electro-optical image) of a frame area, which will be described later, based on exposure image data defining an exposure image on the substrate 101. create. Instead of the exposure image data, design pattern data that is the source of a plurality of figure patterns may be used.

具体的には、以下のように動作する。まず、参照画像作成回路１１２は、記憶装置１０９から制御計算機１１０を通して設計パターンデータ（或いは露光イメージデータ）を読み出す。設計パターンデータ（或いは露光イメージデータ）には、例えば、座標（ｘ、ｙ）、辺の長さ、図形種を区別する識別子となる図形コードといった情報が定義される。かかる情報で各パターン図形の形、大きさ、位置等が定義される。 Specifically, it operates as follows. First, the reference image creation circuit 112 reads design pattern data (or exposure image data) from the storage device 109 through the control computer 110 . In the design pattern data (or exposure image data), information such as coordinates (x, y), side lengths, and graphic codes serving as identifiers for distinguishing graphic types are defined. Such information defines the shape, size, position, etc. of each pattern figure.

そして、参照画像作成回路１１２は、読み出されたデータに定義された各フレーム領域の各図形パターンを２値ないしは多値のイメージデータに変換する。具体的には、設計パターンデータ（或いは露光イメージデータ）が参照画像作成回路１１２に入力されると図形ごとのデータにまで展開し、その図形データの図形形状を示す図形コード、図形寸法などを解釈する。そして、所定の量子化寸法のグリッドを単位とするマス目内に配置されるパターンとして２値ないしは多値の設計画像データを展開し、出力する。言い換えれば、設計データを読み込み、検査領域を所定の寸法を単位とするマス目として仮想分割してできたマス目毎に設計パターンにおける図形が占める占有率を演算し、ｎビットの占有率データを出力する。例えば、１つのマス目を１画素として設定すると好適である。そして、１画素に１／２８（＝１／２５６）の分解能を持たせるとすると、画素内に配置されている図形の領域分だけ１／２５６の小領域を割り付けて画素内の占有率を演算する。よって、画素毎に、８ビットの占有率データが演算される。かかるマス目は、測定用画素３６と同サイズにすればよい。 Then, the reference image forming circuit 112 converts each figure pattern of each frame area defined in the read data into binary or multi-value image data. Specifically, when the design pattern data (or exposure image data) is input to the reference image forming circuit 112, it is developed into data for each figure, and the figure code indicating the figure shape of the figure data, figure dimensions, etc. are interpreted. do. Then, it develops and outputs binary or multi-valued design image data as a pattern to be arranged in a grid having a predetermined quantization dimension as a unit. In other words, the design data is read, and the occupancy rate of the figure in the design pattern is calculated for each square obtained by virtually dividing the inspection area into squares having a predetermined size as a unit, and n-bit occupancy rate data is obtained. Output. For example, it is preferable to set one square as one pixel. Assuming that one pixel has a resolution of 1/2 8 (=1/256), a small area of 1/256 is allocated for the area of the figure arranged in the pixel, and the occupancy rate in the pixel is reduced. Calculate. Therefore, 8-bit occupation ratio data is calculated for each pixel. Such squares may have the same size as the pixels 36 for measurement.

次に、参照画像作成回路１１２は、送られてきた図形のイメージデータである設計画像データに適切なフィルタ処理を施す。検出回路１０６から得られた光学画像としての測定データは、電子光学系によってフィルタが作用した状態である。よって、画像強度（濃淡値）がデジタル値の設計側のイメージデータである設計画像データにもフィルタ処理を施す。これにより、測定データに合わせることができる。このようにしてフレーム領域の測定画像（光学画像）と比較する設計画像（参照画像）を作成する。作成された参照画像の画像データは比較回路１０８に出力され、比較回路１０８内に出力された参照画像は、それぞれメモリに格納される。 Next, the reference image generation circuit 112 applies appropriate filtering to the design image data, which is the graphic image data sent. The measurement data as an optical image obtained from the detection circuit 106 is in a state filtered by an electron optical system. Therefore, the design image data whose image intensity (gradation value) is the image data on the design side of the digital value is also filtered. This makes it possible to match the measurement data. In this way, a design image (reference image) to be compared with the measurement image (optical image) of the frame area is created. The image data of the created reference image is output to the comparison circuit 108, and the reference images output to the comparison circuit 108 are stored in memory.

図１６は、実施の形態１における比較回路の内部構成を示す図である。図１６において、比較回路１０８内には、磁気ディスク装置等の記憶装置５０，５２、分割部５６、位置合わせ部５８、及び比較部６０が配置される。分割部５６、位置合わせ部５８、及び比較部６０といった各「～部」は、処理回路を含み、その処理回路には、電気回路、コンピュータ、プロセッサ、回路基板、量子回路、或いは、半導体装置等が含まれる。また、各「～部」は、共通する処理回路（同じ処理回路）を用いてもよい。或いは、異なる処理回路（別々の処理回路）を用いても良い。分割部５６、位置合わせ部５８、及び比較部６０内に必要な入力データ或いは演算された結果はその都度図示しないメモリに記憶される。 16 shows an internal configuration of a comparison circuit according to Embodiment 1. FIG. 16, storage devices 50 and 52 such as magnetic disk devices, a division section 56, an alignment section 58, and a comparison section 60 are arranged in the comparison circuit 108. As shown in FIG. Each "section" such as the division section 56, the alignment section 58, and the comparison section 60 includes a processing circuit, such as an electric circuit, a computer, a processor, a circuit board, a quantum circuit, or a semiconductor device. is included. Also, each of the "-units" may use a common processing circuit (same processing circuit). Alternatively, different processing circuits (separate processing circuits) may be used. Necessary input data or calculation results in the division unit 56, the alignment unit 58, and the comparison unit 60 are stored in a memory (not shown) each time.

転送されたストライプパターンデータ（或いはチップパターンデータ）は、位置回路１０７からの各位置を示す情報と共に、記憶装置５０に一時的に格納される。同様に、参照画像データは、設計上の各位置を示す情報と共に、記憶装置５２に一時的に格納される。 The transferred stripe pattern data (or chip pattern data) is temporarily stored in the storage device 50 together with information indicating each position from the position circuit 107 . Similarly, the reference image data is temporarily stored in the storage device 52 together with information indicating each design position.

次に、分割部５６は、ストライプパターンデータ（或いはチップパターンデータ）をフレーム領域（単位検査領域）毎に分割し、複数のフレーム画像（検査画像）を生成する。得られる２次電子画像は、ビーム毎にその特性がずれる可能性があるので、１つの単位検査領域の画像は１本のビームによって得られた画像を用いることが望ましい。そこで、実施の形態１では、単位検査領域となるフレーム領域として、サブ照射領域２９或いはサブ照射領域２９を分割した領域を用いると良い。 Next, the dividing unit 56 divides the stripe pattern data (or chip pattern data) into frame regions (unit inspection regions) to generate a plurality of frame images (inspection images). Since there is a possibility that the characteristics of the obtained secondary electron image may deviate from beam to beam, it is desirable to use an image obtained by one beam as the image of one unit inspection area. Therefore, in Embodiment 1, it is preferable to use the sub-irradiation region 29 or a region obtained by dividing the sub-irradiation region 29 as the frame region that becomes the unit inspection region.

次に、位置合わせ部５８は、画素３６より小さいサブ画素単位で、フレーム画像（測定画像）と参照画像を位置合わせする。例えば、最小２乗法で位置合わせを行えばよい。 Next, the alignment unit 58 aligns the frame image (measurement image) and the reference image in units of sub-pixels smaller than the pixel 36 . For example, alignment may be performed using the method of least squares.

そして、比較部６０は、当該フレーム画像（検査画像）と当該フレーム画像（検査画像）に対応する参照画像とを比較する。例えば、比較部６０は、当該フレーム画像と参照画像とを画素３６毎に比較する。比較部６０は、所定の判定条件に従って画素３６毎に両者を比較し、例えば形状欠陥といった欠陥の有無を判定する。例えば、画素３６毎の階調値差が判定閾値Ｔｈよりも大きければ欠陥と判定する。或いは、形状欠陥検査よりも検査精度を落として、パターンの断線或いはショートの有無を検査してもよい。そして、比較結果が出力される。比較結果は、記憶装置１０９、モニタ１１７、メモリ１１８、或いはプリンタ１１９より出力されればよい。 Then, the comparison unit 60 compares the frame image (inspection image) with the reference image corresponding to the frame image (inspection image). For example, the comparison unit 60 compares the frame image and the reference image for each pixel 36 . A comparison unit 60 compares the two for each pixel 36 according to a predetermined determination condition, and determines whether there is a defect such as a shape defect. For example, if the gradation value difference for each pixel 36 is larger than the determination threshold value Th, it is determined as defective. Alternatively, the presence or absence of pattern disconnection or short circuit may be inspected with lower inspection accuracy than the shape defect inspection. Then, the comparison result is output. The comparison result may be output from the storage device 109, monitor 117, memory 118, or printer 119. FIG.

以上のように、実施の形態１によれば、マルチビームを用いて画像を取得する場合に、直前の走査の終点と次の走査の始点とが一定以上離れた位置になる走査ができる。よって、帯電の影響を低減できる。よって、高精度な画像を得ることができる。 As described above, according to Embodiment 1, when an image is acquired using multi-beams, scanning can be performed in which the end point of the previous scan and the start point of the next scan are separated by a certain amount or more. Therefore, the influence of charging can be reduced. Therefore, a highly accurate image can be obtained.

実施の形態２．
実施の形態１では、Ｍ’が２以上である場合に、ｙ方向に隣接するサブ照射領域２９同士をｘ方向にサブ照射領域２９の幅より小さいサイズでずらす構成について説明した。但し、これに限るものではない。実施の形態２では、別の構成について説明する。実施の形態２の検査装置１００の構成は、図１と同様である。また、実施の形態２の検査方法の要部工程は、図１５と同様である。以下、特に説明する点以外の内容は、実施の形態１と同様である。 Embodiment 2.
In Embodiment 1, when M′ is 2 or more, the configuration has been described in which sub-irradiation regions 29 adjacent to each other in the y-direction are shifted by a size smaller than the width of the sub-irradiation regions 29 in the x-direction. However, it is not limited to this. Another configuration will be described in the second embodiment. The configuration of the inspection apparatus 100 of Embodiment 2 is the same as that of FIG. Principal steps of the inspection method of the second embodiment are the same as those shown in FIG. Contents other than those specifically described below are the same as those in the first embodiment.

図１７は、実施の形態２におけるサブ照射領域の一例を示す図である。実施の形態２では、複数のサブ照射領域２９（ブロック領域）がｙ方向のビーム間ピッチｐ′内に２個以上のサブ照射領域２９が配置されるサイズで形成される。具体的には、基板１０１の検査領域が、ｘ方向にｐ／Ｎのサイズ、ｙ方向にｐ′／ｎ（ｎは２以上の整数）のサイズで複数のサブ照射領域２９に分割される。言い換えれば、実施の形態１のサブ照射領域をｙ方向に２以上に分割したものとなる。図１７の例では、ｙ方向のビーム間ピッチｐ′内に２個のサブ照射領域２９が配置される場合を示している。なお、図１７の例では、ｙ方向の各段のサブ照射領域２９のサイズが同じサイズの場合を示しているが、これに限るものではない。ｙ方向に異なるサイズで配置されても構わない。 FIG. 17 is a diagram showing an example of sub-irradiation regions according to the second embodiment. In Embodiment 2, a plurality of sub-irradiation regions 29 (block regions) are formed with a size such that two or more sub-irradiation regions 29 are arranged within the inter-beam pitch p' in the y direction. Specifically, the inspection area of the substrate 101 is divided into a plurality of sub-irradiation areas 29 with a size of p/N in the x direction and a size of p'/n (n is an integer of 2 or more) in the y direction. In other words, the sub-irradiation regions of Embodiment 1 are divided into two or more in the y direction. The example of FIG. 17 shows a case where two sub-irradiation areas 29 are arranged within the inter-beam pitch p' in the y direction. Note that although the example of FIG. 17 shows the case where the sub-irradiation regions 29 on each stage in the y direction have the same size, the present invention is not limited to this. They may be arranged in different sizes in the y direction.

そして、実施の形態２では、ｙ方向のビーム本数Ｍ’が２以上である場合に、ｙ方向に隣接するサブ照射領域２９同士をｘ方向にずらす必要は無い。よって、成形アパーチャアレイ基板２０３についても図２の構成で良い。 In Embodiment 2, when the number of beams M' in the y direction is 2 or more, there is no need to shift the sub-irradiation regions 29 adjacent to each other in the y direction in the x direction. Therefore, the configuration of FIG. 2 may be used for the shaping aperture array substrate 203 as well.

図１７の例では、分割数Ｎ＝３、ｘ方向のビーム本数Ｍが２本、ｙ方向のビーム本数Ｍ′が２本のマルチ１次電子ビーム２０で走査する場合を示している。１巡目の走査では、ｙ方向に隣接する２つのビームが走査するサブ照射領域２９間に、走査されていないサブ照射領域２９を挟むことができる。よって、各巡目のサブ照射領域２９内の走査において、下のサブ照射領域２９内のｋ回目の走査ライン終点と上のサブ照射領域２９内のｋ＋１回目の走査ライン始点とが近接してしまうことを回避できる。かかる場合、例えば、ｐ′／ｎの距離を離すことができる。 In the example of FIG. 17, scanning is performed with the multiple primary electron beams 20 having the number of divisions N=3, the number of beams M in the x direction being two, and the number of beams M' in the y direction being two. In the first round of scanning, a non-scanned sub-irradiation region 29 can be sandwiched between sub-irradiation regions 29 scanned by two beams adjacent in the y direction. Therefore, in each round of scanning within the sub-irradiation region 29, the end point of the k-th scanning line in the lower sub-irradiation region 29 and the start point of the (k+1)-th scanning line in the upper sub-irradiation region 29 are close to each other. can be avoided. In such a case, for example, a distance of p'/n can be provided.

なお、副偏向器２０９による一括偏向によりｘ方向にピッチｐ、ｙ方向にピッチｐ′で並ぶＭ×Ｍ′個のサブ照射領域２９の走査が終了するごとに、主偏向器２０８は、ｘ方向にＭ個離れた、ｘ方向にピッチｐ、ｙ方向にピッチｐ′で並ぶ新たなＭ×Ｍ’個のサブ照射領域２９群にマルチ１次電子ビーム２０を一括して偏向する点は実施の形態１と同様である。また、ｘ方向のビーム本数Ｍと分割数Ｎとが、互いに素の関係であり、かつ、Ｍ－１がＮの倍数でない関係である点は実施の形態１と同様である。かかる動作を繰り返し、ｘ方向に連続して並ぶブロック領域群の走査が終了する。 Each time scanning of the M×M′ sub-irradiation areas 29 arranged at a pitch p in the x direction and a pitch p′ in the y direction by collective deflection by the sub deflector 209 is completed, the main deflector 208 The multiple primary electron beams 20 are collectively deflected into a group of new M×M′ sub-irradiation regions 29 arranged at a pitch p in the x-direction and a pitch p′ in the y-direction, which are separated from each other by M in each direction. Same as form 1. Also, as in the first embodiment, the number M of beams in the x direction and the number N of divisions are relatively prime, and M−1 is not a multiple of N. Such an operation is repeated, and the scanning of the group of block areas consecutively arranged in the x direction is completed.

図１８は、実施の形態２におけるスキャンストライプ領域の一例を示す図である。図１８の例では、Ｍ′＝４本の場合を示している。また、ｎ＝２の場合を示している。図１８の例では、１回目のストライプ走査によって、第１ストライプ領域３２のｙ方向に各ビーム間の領域のうち下半分の領域（第１スキャンストライプ領域）が並列的に走査される。よって、第１ストライプ領域３２のうち、ｙ方向に各ビーム間の領域のうち上半分の領域×Ｍ′の領域の走査が行われずに残ることになる。合計で１／２の領域の走査が行われずに残ることになる。 FIG. 18 is a diagram showing an example of a scan stripe region according to the second embodiment. The example of FIG. 18 shows the case of M'=4. Also, the case of n=2 is shown. In the example of FIG. 18, in the first stripe scan, the lower half area (first scan stripe area) of the area between the beams in the y direction of the first stripe area 32 is scanned in parallel. Therefore, in the first stripe region 32, the upper half region×M′ of the regions between the beams in the y direction remains without being scanned. A total of 1/2 of the area will remain unscanned.

第１ストライプ領域３２のｙ方向に各ビーム間の領域のうち下半分の領域（第１スキャンストライプ領域）×Ｍ′の領域の走査が終了した後、主偏向器２０８は、第２ストライプ領域３２にマルチ１次電子ビーム２０を一括して偏向する。そして、２回目のストライプ走査によって、第２ストライプ領域３２のｙ方向に各ビーム間の領域のうち下半分の領域（第２スキャンストライプ領域）が並列的に走査される。よって、第２ストライプ領域３２のうち、ｙ方向に各ビーム間の領域のうち上半分の領域×Ｍ′の領域の走査が行われずに残ることになる。合計で１／２の領域の走査が行われずに残ることになる。 After scanning the lower half area (first scan stripe area)×M′ of the area between the beams in the y direction of the first stripe area 32 , the main deflector 208 moves the second stripe area 32 . , the multiple primary electron beams 20 are collectively deflected. By the second stripe scanning, the lower half area (second scan stripe area) of the area between the beams in the y direction of the second stripe area 32 is scanned in parallel. Therefore, in the second stripe region 32, of the regions between the beams in the y direction, the region of the upper half region×M′ remains without being scanned. A total of 1/2 of the area will remain unscanned.

第２ストライプ領域３２のｙ方向に各ビーム間の領域のうち下半分の領域（第２スキャンストライプ領域）×Ｍ′の領域の走査が終了した後、主偏向器２０８は、第３ストライプ領域３２にマルチ１次電子ビーム２０を一括して偏向する。そして、３回目のストライプ走査によって、第３ストライプ領域３２のｙ方向に各ビーム間の領域のうち下半分の領域（第３スキャンストライプ領域）が並列的に走査される。よって、第３ストライプ領域３２のうち、ｙ方向に各ビーム間の領域のうち上半分の領域×Ｍ′の領域の走査が行われずに残ることになる。合計で１／２の領域の走査が行われずに残ることになる。 After scanning the lower half area (second scan stripe area)×M′ of the area between the beams in the y-direction of the second stripe area 32 , the main deflector 208 moves the third stripe area 32 . , the multiple primary electron beams 20 are collectively deflected. By the third stripe scanning, the lower half area (third scan stripe area) of the area between the beams is scanned in parallel in the y direction of the third stripe area 32 . Therefore, in the third stripe region 32, the upper half region×M′ of the regions between the beams in the y direction remains without being scanned. A total of 1/2 of the area will remain unscanned.

第３ストライプ領域３２のｙ方向に各ビーム間の領域のうち下半分の領域（第３スキャンストライプ領域）×Ｍ′の領域の走査が終了した後、主偏向器２０８は、第１ストライプ領域３２にマルチ１次電子ビーム２０を一括して偏向する。そして、４回目のストライプ走査によって、第１ストライプ領域３２のｙ方向に各ビーム間の領域のうち上半分の領域（第４スキャンストライプ領域）が並列的に走査される。これにより第１ストライプ領域３２の走査が完了する。 After scanning the lower half area (third scan stripe area)×M′ of the area between the beams in the y-direction of the third stripe area 32 , the main deflector 208 moves the first stripe area 32 . , the multiple primary electron beams 20 are collectively deflected. Then, by the fourth stripe scanning, the upper half area (fourth scanning stripe area) of the area between the beams in the y direction of the first stripe area 32 is scanned in parallel. This completes the scanning of the first stripe region 32 .

第４ストライプ領域３２のｙ方向に各ビーム間の領域のうち上半分の領域（第４スキャンストライプ領域）×Ｍ′の領域の走査が終了した後、主偏向器２０８は、第２ストライプ領域３２にマルチ１次電子ビーム２０を一括して偏向する。そして、５回目のストライプ走査によって、第２ストライプ領域３２のｙ方向に各ビーム間の領域のうち上半分の領域（第５スキャンストライプ領域）が並列的に走査される。これにより第２ストライプ領域３２の走査が完了する。 After scanning the upper half area (fourth scan stripe area)×M′ of the area between the beams in the y direction of the fourth stripe area 32 , the main deflector 208 moves the second stripe area 32 . , the multiple primary electron beams 20 are collectively deflected. Then, by the fifth stripe scanning, the upper half area (fifth scan stripe area) of the area between the beams in the second stripe area 32 is scanned in parallel in the y direction. This completes the scanning of the second stripe region 32 .

第５ストライプ領域３２のｙ方向に各ビーム間の領域のうち上半分の領域（第５スキャンストライプ領域）×Ｍ′の領域の走査が終了した後、主偏向器２０８は、第３ストライプ領域３２にマルチ１次電子ビーム２０を一括して偏向する。そして、６回目のストライプ走査によって、第３ストライプ領域３２のｙ方向に各ビーム間の領域のうち上半分の領域（第６スキャンストライプ領域）が並列的に走査される。これにより第３ストライプ領域３２の走査が完了する。 After scanning the upper half area (fifth scan stripe area)×M′ of the area between the beams in the y direction of the fifth stripe area 32 , the main deflector 208 moves the third stripe area 32 . , the multiple primary electron beams 20 are collectively deflected. Then, by the sixth stripe scanning, the upper half area (sixth scanning stripe area) of the area between the beams in the y direction of the third stripe area 32 is scanned in parallel. This completes the scanning of the third stripe region 32 .

以上のように、ｙ方向に同時に走査していない少なくとも１個分のサブ照射領域２９を空けて走査することにより、下のサブ照射領域２９内のｋ回目の走査ライン終点と上のサブ照射領域２９内のｋ＋１回目の走査ライン始点とが近接してしまうことを回避できる。そして、ストライプ領域３２内に走査が済んでいない領域を残して別のストライプ領域３２の一部の領域の走査をした後に、戻って走査が済んでいない領域を走査する。これにより、走査が済んでいない領域を無くすことができる。 As described above, scanning is performed with at least one sub-irradiation region 29 that is not scanned simultaneously in the y direction, so that the end point of the k-th scanning line in the lower sub-irradiation region 29 and the upper sub-irradiation region Therefore, it is possible to prevent the start point of the (k+1)-th scanning line in 29 from being close to each other. Then, after scanning a partial area of another stripe area 32 while leaving an unscanned area within the stripe area 32, the unscanned area is scanned again. As a result, areas that have not been scanned can be eliminated.

図１９は、実施の形態２におけるスキャンストライプ領域の他の一例を示す図である。図１９の例では、Ｍ′＝４本の場合を示している。また、ｎ＝２の場合を示している。図１９の例では、１回目のストライプ走査によって、第１ストライプ領域３２のｙ方向にビーム間の領域のうち下半分の領域（第１スキャンストライプ領域）×Ｍ′個の領域が並列的に走査される。よって、第１ストライプ領域３２のうち、ｙ方向にビーム間の領域のうち上半分の領域×Ｍ′個の領域の走査が行われずに残ることになる。合計で１／２の領域の走査が行われずに残ることになる。 FIG. 19 is a diagram showing another example of the scan stripe region according to the second embodiment. The example of FIG. 19 shows the case of M'=4. Also, the case of n=2 is shown. In the example of FIG. 19, by the first stripe scanning, the lower half area (first scan stripe area)×M′ areas of the area between the beams in the y direction of the first stripe area 32 are scanned in parallel. be done. Therefore, in the first stripe region 32, the upper half region×M′ regions of the regions between the beams in the y direction remain without being scanned. A total of 1/2 of the area will remain unscanned.

第１ストライプ領域３２のｙ方向にビーム間の領域のうち下半分の領域（第１スキャンストライプ領域）×Ｍ′個の領域の走査が終了した後、主偏向器２０８は、ｙ方向にサブ照射領域１個分だけ移動した位置にマルチ１次電子ビーム２０を一括して偏向する。そして、２回目のストライプ走査によって、第１ストライプ領域３２のｙ方向にビーム間の領域のうち上半分の領域（第２スキャンストライプ領域）×Ｍ′個の領域が並列的に走査される。これにより第１ストライプ領域３２の走査が完了する。 After the scanning of the lower half area (first scan stripe area)×M′ areas among the areas between the beams in the y direction of the first stripe area 32 is completed, the main deflector 208 performs sub-irradiation in the y direction. The multiple primary electron beams 20 are collectively deflected to a position moved by one region. By the second stripe scanning, the upper half area (second scan stripe area)×M′ areas of the area between the beams are scanned in parallel in the y direction of the first stripe area 32 . This completes the scanning of the first stripe region 32 .

第１ストライプ領域３２のｙ方向にビーム間の領域のうち上半分の領域（第２スキャンストライプ領域）×Ｍ′個の領域の走査が終了した後、主偏向器２０８は、第２ストライプ領域３２にマルチ１次電子ビーム２０を一括して偏向する。そして、３回目のストライプ走査によって、第２ストライプ領域３２のｙ方向にビーム間の領域のうち下半分の領域（第３スキャンストライプ領域）×Ｍ′個の領域が並列的に走査される。よって、第２ストライプ領域３２のうち、ｙ方向にビーム間の領域のうち上半分の領域×Ｍ′個の領域の走査が行われずに残ることになる。合計で１／２の領域の走査が行われずに残ることになる。 After scanning the upper half area (second scan stripe area)×M′ areas among the areas between the beams in the y direction of the first stripe area 32 , the main deflector 208 moves the second stripe area 32 , the multiple primary electron beams 20 are collectively deflected. By the third stripe scanning, the lower half area (third scan stripe area)×M′ areas of the area between the beams are scanned in parallel in the y direction of the second stripe area 32 . Therefore, in the second stripe region 32, the upper half region×M′ regions of the regions between the beams in the y direction remain without being scanned. A total of 1/2 of the area will remain unscanned.

第２ストライプ領域３２のｙ方向にビーム間の領域のうち下半分の領域（第３スキャンストライプ領域）×Ｍ′個の領域の走査が終了した後、主偏向器２０８は、ｙ方向にサブ照射領域１個分だけ移動した位置にマルチ１次電子ビーム２０を一括して偏向する。そして、４回目のストライプ走査によって、第２ストライプ領域３２のｙ方向にビーム間の領域のうち上半分の領域（第４スキャンストライプ領域）×Ｍ′個の領域が並列的に走査される。これにより第２ストライプ領域３２の走査が完了する。以降、同様に繰り返すことで、各ストライプ領域３２の走査を完了することができる。 After the scanning of the lower half area (third scan stripe area)×M′ areas among the areas between the beams in the y direction of the second stripe area 32 is completed, the main deflector 208 performs sub-irradiation in the y direction. The multiple primary electron beams 20 are collectively deflected to a position moved by one area. By the fourth stripe scanning, the upper half area (fourth scan stripe area)×M′ areas of the area between the beams are scanned in parallel in the y direction of the second stripe area 32 . This completes the scanning of the second stripe region 32 . Thereafter, by repeating the same process, the scanning of each stripe region 32 can be completed.

以上のように、ｙ方向に同時に走査していない少なくとも１個分のサブ照射領域２９を空けて走査することにより、下のサブ照射領域２９内のｋ回目の走査ライン終点と上のサブ照射領域２９内のｋ＋１回目の走査ライン始点とが近接してしまうことを回避できる。そして、ストライプ領域３２内で走査が済んでいない領域の走査を完了してから次のストライプ領域３２に移動する。これにより、走査が済んでいない領域を無くすことができる。 As described above, scanning is performed with at least one sub-irradiation region 29 that is not scanned simultaneously in the y direction, so that the end point of the k-th scanning line in the lower sub-irradiation region 29 and the upper sub-irradiation region Therefore, it is possible to prevent the start point of the (k+1)-th scanning line in 29 from being close to each other. Then, after completing the scanning of the unscanned area in the stripe area 32 , the next stripe area 32 is moved to. As a result, areas that have not been scanned can be eliminated.

実施の形態３．
実施の形態１では、Ｍ’が２以上である場合に、ｙ方向に隣接するサブ照射領域２９同士をｘ方向にサブ照射領域２９の幅より小さいサイズでずらす構成について説明した。但し、これに限るものではない。実施の形態３では、サブ照射領域２９の幅単位でｘ方向にずらす場合について説明する。実施の形態３の検査装置１００の構成は、図１と同様である。また、実施の形態３の検査方法の要部工程は、図１５と同様である。以下、特に説明する点以外の内容は、実施の形態１と同様である。 Embodiment 3.
In Embodiment 1, when M′ is 2 or more, the configuration has been described in which sub-irradiation regions 29 adjacent to each other in the y-direction are shifted by a size smaller than the width of the sub-irradiation regions 29 in the x-direction. However, it is not limited to this. In the third embodiment, a case will be described in which the width of the sub-irradiation area 29 is shifted in the x direction. The configuration of the inspection apparatus 100 of Embodiment 3 is the same as that of FIG. Principal steps of the inspection method of the third embodiment are the same as those shown in FIG. Contents other than those specifically described below are the same as those in the first embodiment.

図２０は、実施の形態３におけるサブ照射領域の一例を示す図である。実施の形態３では、マルチ１次電子ビーム２０のｙ方向に隣接するビーム同士が、基板上においてｘ方向に相対的にシフト量Ｓ×サブ照射領域２９分（Ｓは１以上の整数）、位置がずれて配列される。図２０の例では、ｙ方向に２段目のビーム列が－ｘ方向にサブ照射領域２９×１個分だけずれた位置を照射する場合を示している。 FIG. 20 is a diagram showing an example of sub-irradiation regions according to the third embodiment. In the third embodiment, the beams adjacent to each other in the y direction of the multi primary electron beams 20 are shifted relative to each other in the x direction on the substrate by a shift amount S×sub-irradiation area 29 (S is an integer of 1 or more), and the position are arranged in a staggered manner. The example of FIG. 20 shows a case where the second beam row in the y direction irradiates a position shifted by 29×1 sub-irradiation regions in the −x direction.

図２０の例では、分割数Ｎ＝４、ｘ方向のビーム本数Ｍが３本、ｙ方向のビーム本数Ｍ′が２本以上（ここでは３本）のマルチ１次電子ビーム２０で走査する場合を示している。１巡目の走査では、ｙ方向に隣接する２つのビームが走査するサブ照射領域２９がｘ方向に相対的に１個分ずれている。よって、各巡目のサブ照射領域２９内の走査において、下のサブ照射領域２９内のｋ回目の走査ライン終点と上のサブ照射領域２９内のｋ＋１回目の走査ライン始点とが近接してしまうことを回避できる。また、各走査巡目の下のサブ照射領域２０の走査終了点と上のサブ照射領域２０の走査開始点とが近接してしまうことを回避できる。 In the example of FIG. 20, the number of divisions N=4, the number of beams M in the x direction is 3, and the number of beams M′ in the y direction is 2 or more (here, 3). is shown. In the first round of scanning, the sub-irradiation regions 29 scanned by two beams adjacent in the y direction are relatively shifted by one in the x direction. Therefore, in each round of scanning within the sub-irradiation region 29, the end point of the k-th scanning line in the lower sub-irradiation region 29 and the start point of the (k+1)-th scanning line in the upper sub-irradiation region 29 are close to each other. can be avoided. In addition, it is possible to prevent the scanning end point of the lower sub-irradiation area 20 and the scanning start point of the upper sub-irradiation area 20 from approaching each other.

なお、副偏向器２０９による一括偏向によりｘ方向にピッチｐ、ｙ方向にピッチｐ′で並ぶＭ×Ｍ′個のサブ照射領域２９の走査が終了するごとに、主偏向器２０８は、ｘ方向にＭ個離れた、ｘ方向にピッチｐ、ｙ方向にピッチｐ′で並ぶ新たなＭ×Ｍ’個のサブ照射領域２９群にマルチ１次電子ビーム２０を一括して偏向する点は実施の形態１と同様である。また、ｘ方向のビーム本数Ｍと分割数Ｎとが、互いに素の関係であり、かつ、Ｍ－１がＮの倍数でない関係である点は実施の形態１と同様である。かかる動作を繰り返し、ｘ方向に連続して並ぶブロック領域群の走査が終了する。 Each time scanning of the M×M′ sub-irradiation areas 29 arranged at a pitch p in the x direction and a pitch p′ in the y direction by collective deflection by the sub deflector 209 is completed, the main deflector 208 The multiple primary electron beams 20 are collectively deflected into a group of new M×M′ sub-irradiation regions 29 arranged at a pitch p in the x-direction and a pitch p′ in the y-direction, which are separated from each other by M in each direction. Same as form 1. Also, as in the first embodiment, the number M of beams in the x direction and the number N of divisions are relatively prime, and M−1 is not a multiple of N. Such an operation is repeated, and the scanning of the group of block areas consecutively arranged in the x direction is completed.

図２１は、実施の形態３におけるシフト量とビーム本数と分割数との関係を説明するための図である。図２１の例では、ｙ方向に２段目のビーム列が基板１０１上において－ｘ方向にシフト量Ｓ＝２だけシフトする場合を示す。その他の構成は図２０と同様である。すなわち、分割数Ｎ＝４、ｘ方向のビーム本数Ｍが３本、ｙ方向のビーム本数Ｍ′が２本以上（ここでは２本）のマルチ１次電子ビーム２０で走査する場合を示している。Ｓ＝２の場合、１巡目の下のサブ照射領域２０の走査終了点と上のサブ照射領域２０の走査開始点とが近接してしまう。よって、シフト量Ｓとビーム本数Ｍと分割数Ｎとのさらなる関係が必要である。 FIG. 21 is a diagram for explaining the relationship between the shift amount, the number of beams, and the number of divisions in the third embodiment. The example of FIG. 21 shows a case where the second stage beam array is shifted in the -x direction on the substrate 101 in the y direction by a shift amount S=2. Other configurations are the same as in FIG. That is, it shows the case of scanning with the multiple primary electron beams 20 having the number of divisions N=4, the number M of beams in the x direction of 3, and the number of beams M' in the y direction of 2 or more (here, 2). . In the case of S=2, the scanning end point of the lower sub-irradiation region 20 of the first round and the scanning start point of the upper sub-irradiation region 20 are close to each other. Therefore, a further relationship between the shift amount S, the number M of beams, and the number N of divisions is required.

実施の形態３では、さらなる関係として、ｘ方向のビーム本数Ｍからシフト量の絶対値と１とを差し引いた値の絶対値（｜Ｍ－｜Ｓ｜－１｜）がＮの倍数若しくは０ではなく、かつＳがＮの倍数ではない関係であることが必要となる。図２１の例では、Ｍ′が２以上である場合、Ｓ＝０では、シフトしていないので、図１２と同じ走査手法となり、ＮＧである。Ｓ＝１では、図１９と同じ走査手法となり、ＯＫとなる。Ｓ＝２では、図２１の例に示すようにＮＧである。Ｓ＝３ではＯＫ、Ｓ＝４ではＮＧ、Ｓ＝５ではＯＫ、Ｓ＝６ではＮＧとなる。 In the third embodiment, as a further relationship, the absolute value of the value obtained by subtracting the absolute value of the shift amount and 1 from the number M of beams in the x direction (|M−|S|−1|) is a multiple of N or 0. and S is not a multiple of N. In the example of FIG. 21, when M' is 2 or more, there is no shift at S=0, so the scanning method is the same as in FIG. 12, which is NG. When S=1, the scanning method is the same as in FIG. 19, which is OK. At S=2, it is NG as shown in the example of FIG. It is OK when S=3, NG when S=4, OK when S=5, and NG when S=6.

図２２は、実施の形態３における成形アパーチャアレイ基板の他の一例を示す図である。図２２の例では、図２と同様、２次元状（行列状）の横（ｘ方向）Ｍ列×縦（ｙ方向）Ｍ’段（Ｍは２以上の整数、Ｍ’は２以上の整数）の穴（開口部）２２がｘ方向に配列ピッチＬ、ｙ方向に配列ピッチＬ′で形成されている。図２０で説明したように、ｙ方向に隣接するサブ照射領域２９同士をサブ照射領域２９×Ｓ個だけｘ方向にシフトする。その場合、マルチ１次電子ビーム２０の配列を変える必要がある。図２２の例では、図２０のずらし方に応じて、成形アパーチャアレイ基板２０３に形成される横（ｘ方向）Ｍ列×縦（ｙ方向）Ｍ’段の穴２２の配列を変える。例えば、サブ照射領域２９×１個分の距離だけｙ方向に隣接するサブ照射領域２９同士を－ｘ方向にずらす場合、ｙ方向に隣接する穴２２同士をＳ・Ｌ／Ｎだけ－ｘ方向にずらせばよい。例えば、ｙ方向に偶数段の各穴２２の位置をＳ・Ｌ／Ｎだけ－ｘ方向にずらせばよい。 FIG. 22 is a diagram showing another example of the shaped aperture array substrate according to the third embodiment. In the example of FIG. 22, as in FIG. 2, a two-dimensional (matrix) horizontal (x direction) M columns x vertical (y direction) M′ stages (M is an integer of 2 or more, M′ is an integer of 2 or more) ) are formed at an arrangement pitch L in the x direction and an arrangement pitch L' in the y direction. As described with reference to FIG. 20, sub-irradiation regions 29 adjacent to each other in the y-direction are shifted in the x-direction by 29×S sub-irradiation regions. In that case, it is necessary to change the arrangement of the multiple primary electron beams 20 . In the example of FIG. 22, the arrangement of holes 22 of M rows (x direction)×M′ rows (y direction) formed in the shaping aperture array substrate 203 is changed according to the shift method of FIG. For example, when the sub-irradiation regions 29 adjacent in the y direction are shifted in the −x direction by a distance of 29×1 sub-irradiation regions, the holes 22 adjacent in the y direction are shifted in the −x direction by S L/N. You can shift it. For example, the positions of the even-numbered holes 22 in the y direction may be shifted in the -x direction by S·L/N.

以上のようにｙ方向に隣接するビーム同士が走査するサブ照射領域２９をｘ方向にシフトすることで、帯電の影響を低減できる。 As described above, the influence of charging can be reduced by shifting the sub-irradiation area 29 scanned by beams adjacent to each other in the y direction in the x direction.

以上の説明において、一連の「～回路」は、処理回路を含み、その処理回路には、電気回路、コンピュータ、プロセッサ、回路基板、量子回路、或いは、半導体装置等が含まれる。また、各「～回路」は、共通する処理回路（同じ処理回路）を用いてもよい。或いは、異なる処理回路（別々の処理回路）を用いても良い。プロセッサ等を実行させるプログラムは、磁気ディスク装置、磁気テープ装置、ＦＤ、或いはＲＯＭ（リードオンリメモリ）等の記録媒体に記録されればよい。 In the above description, a series of "-circuits" includes processing circuits, and the processing circuits include electric circuits, computers, processors, circuit boards, quantum circuits, semiconductor devices, and the like. Also, each "-circuit" may use a common processing circuit (same processing circuit). Alternatively, different processing circuits (separate processing circuits) may be used. A program that causes a processor or the like to be executed may be recorded on a recording medium such as a magnetic disk device, magnetic tape device, FD, or ROM (Read Only Memory).

以上、具体例を参照しつつ実施の形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。上述した例では、ＸＹステージ１０５を等速で連続移動させる場合を示したが、これに限るものではない。制御のし易さからは等速連続移動が望ましいが、加減速を伴う連続移動であっても構わない。また、ステップアンドリピート方式で走査してもよい。 The embodiments have been described above with reference to specific examples. However, the invention is not limited to these specific examples. In the above example, the case where the XY stage 105 is continuously moved at a constant speed has been shown, but the present invention is not limited to this. Continuous movement at a constant speed is desirable for ease of control, but continuous movement accompanied by acceleration and deceleration may also be used. Scanning may also be performed in a step-and-repeat manner.

また、上述した例では、トラッキング偏向とサブ照射領域２９内の走査用の偏向とを主副２段の多段偏向器（主偏向器２０８及び副偏向器２０９）を用いる場合を示したがこれに限るものではない。同じ偏向器で、トラッキング偏向とサブ照射領域２９内の走査用の偏向との両方の偏向制御を行っても好適である。かかる場合には、偏向器を構成する各電極に、それぞれトラッキング偏向用の偏向電圧とサブ照射領域２９内の走査用の偏向用の偏向電圧とを加算した電圧を印加すればよい。かかる偏向電圧の制御は偏向制御回路１２８が行えばよい。 In the above example, the tracking deflection and the scanning deflection in the sub-irradiation area 29 are shown in the case of using a multistage deflector (main deflector 208 and sub-deflector 209) with two main and sub-stages. It is not limited. It is also preferable to control both the tracking deflection and the scanning deflection within the sub-irradiation area 29 with the same deflector. In such a case, a voltage obtained by adding a deflection voltage for tracking deflection and a deflection voltage for scanning deflection in the sub-irradiation area 29 may be applied to each electrode constituting the deflector. The deflection control circuit 128 may control the deflection voltage.

また、サブ照射領域２９内を走査する場合のビームの照射順序は、任意で構わない。但し、副偏向器２０８によりマルチ１次電子ビーム２０全体が一括して偏向されるので、各照射領域２９間では、同じ照射順序になる。 Moreover, the irradiation order of the beams when scanning the sub-irradiation region 29 may be arbitrary. However, since the sub-deflector 208 collectively deflects the entire multi-primary electron beam 20, the irradiation regions 29 have the same irradiation order.

また、装置構成や制御手法等、本発明の説明に直接必要しない部分等については記載を省略したが、必要とされる装置構成や制御手法を適宜選択して用いることができる。 In addition, descriptions of parts that are not directly necessary for the explanation of the present invention, such as the device configuration and control method, are omitted, but the required device configuration and control method can be appropriately selected and used.

その他、本発明の要素を具備し、当業者が適宜設計変更しうる全ての電子ビーム検査装置及び電子ビーム検査方法は、本発明の範囲に包含される。 In addition, all electron beam inspection apparatuses and electron beam inspection methods that have the elements of the present invention and that can be appropriately modified by those skilled in the art are included in the scope of the present invention.

１７ 磁極
１８ 電極
２０ マルチ１次電子ビーム
２２ 穴
２９ サブ照射領域
３２ ストライプ領域
３３ 矩形領域
３４ 照射領域
１００ 検査装置
１０１ 基板
１０２ 電子ビームカラム
１０３ 検査室
１０６ 検出回路
１０７ 位置回路
１０８ 比較回路
１０９ 記憶装置
１１０ 制御計算機
１１２ 参照画像作成回路
１１４ ステージ制御回路
１１７ モニタ
１１８ メモリ
１１９ プリンタ
１２０ バス
１２２ レーザ測長システム
１２３ チップパターンメモリ
１２４ レンズ制御回路
１２６ ブランキング制御回路
１２８ 偏向制御回路
１３２ Ｅ×Ｂ制御回路
１４２ ステージ駆動機構
１４４，１４６，１４８ ＤＡＣアンプ
１５０ 画像取得機構
１５１ １次電子光学系
１５２ ２次電子光学系
１６０ 制御系回路
２００ 電子ビーム
２０１ 電子銃
２０２，２０５，２０７ 磁気レンズ
２０３ 成形アパーチャアレイ基板
２０８ 主偏向器
２０９ 副偏向器
２１２ 一括偏向器
２１３ 制限アパーチャ基板
２１４ Ｅ×Ｂ分離器
２１６ ミラー
２１８ 偏向器
２２２ マルチ検出器
２２４ 投影レンズ
２２６ 偏向器
３００ マルチ２次電子ビーム
３０１ ２次電子ビーム
３３０ 検査領域
３３２ チップ 17 magnetic pole 18 electrode 20 multi primary electron beam 22 hole 29 sub-irradiation region 32 stripe region 33 rectangular region 34 irradiation region 100 inspection device 101 substrate 102 electron beam column 103 inspection chamber 106 detection circuit 107 position circuit 108 comparison circuit 109 storage device 110 Control computer 112 Reference image creation circuit 114 Stage control circuit 117 Monitor 118 Memory 119 Printer 120 Bus 122 Laser length measurement system 123 Chip pattern memory 124 Lens control circuit 126 Blanking control circuit 128 Deflection control circuit 132 E×B control circuit 142 Stage drive Mechanisms 144, 146, 148 DAC amplifier 150 Image acquisition mechanism 151 Primary electron optical system 152 Secondary electron optical system 160 Control system circuit 200 Electron beam 201 Electron guns 202, 205, 207 Magnetic lens 203 Shaping aperture array substrate 208 Main deflector 209 sub-deflector 212 collective deflector 213 limiting aperture substrate 214 E×B separator 216 mirror 218 deflector 222 multi-detector 224 projection lens 226 deflector 300 multi-secondary electron beam 301 secondary electron beam 330 inspection area 332 chip

Claims (6)

検査対象基板を載置する移動可能なステージと、
第１の方向に前記基板面上において同一ピッチｐでＭ個（Ｍは２以上の整数）並ぶ複数の荷電粒子ビームによって構成されるマルチビームを前記基板に照射する照明光学系と、
前記基板の検査領域が前記第１の方向にｐ／Ｎ（Ｎは３以上の整数）で得られるサイズかつ前記第１の方向に直交する第２の方向に所定のサイズで分割された複数のブロック領域のうち、前記第１の方向に前記ピッチｐでＭ個並ぶ前記基板上のブロック領域群に前記マルチビームを一括して偏向すると共に、前記ブロック領域群の走査が終了するごとに前記第１の方向にＭ個離れた、前記第１の方向に前記ピッチｐでＭ個並ぶ新たなブロック領域群に前記マルチビームを一括して偏向する第１の偏向器と、
前記ブロック領域群を走査するように、前記マルチビームを一括して偏向する第２の偏向器と、
前記基板に前記マルチビームを照射することに起因して前記基板から放出される２次電子を検出する検出器と、
を備え、
ＮとＭとは互いに素であり、かつＭ－１がＮの倍数ではない関係であり、前記第１の方向に連続して並ぶブロック領域群と前記第２に方向に隣接する前記第１の方向に連続して並ぶブロック群とが第１の方向にブロック領域の前記第１の方向の幅より小さいサイズで位置を互いにずらして配置されることを特徴とする荷電粒子ビーム画像取得装置。 a movable stage on which the substrate to be inspected is placed;
an illumination optical system for irradiating the substrate with a multi-beam composed of a plurality of M charged particle beams (where M is an integer equal to or greater than 2) arranged at the same pitch p on the surface of the substrate in a first direction;
The inspection area of the substrate is divided into a plurality of sizes obtained by p/N (N is an integer of 3 or more) in the first direction and a predetermined size in a second direction orthogonal to the first direction. Of the block regions, the multi-beams are collectively deflected to a group of block regions on the substrate arranged in the first direction at the pitch p, and each time scanning of the block region group is completed, the a first deflector that collectively deflects the multi-beams to a new group of block regions arranged at the pitch p in the first direction and spaced apart from each other by M in one direction;
a second deflector that collectively deflects the multi-beams so as to scan the block area group;
a detector for detecting secondary electrons emitted from the substrate due to irradiation of the substrate with the multi-beam;
with
N and M are prime to each other, and M−1 is not a multiple of N, and the group of block regions consecutively arranged in the first direction and the first block region group adjacent in the second direction A charged particle beam image acquisition apparatus, wherein a group of blocks arranged continuously in a direction is arranged in a first direction with a size smaller than the width of the block area in the first direction, and the positions thereof are shifted from each other. 検査対象基板を載置する、移動可能なステージと、
第１の方向に前記基板面上において同一ピッチｐでＭ個（Ｍは２以上の整数）並ぶ複数の荷電粒子ビームによって構成されるマルチビームで前記基板を照射する照明光学系と、
前記基板の検査領域が前記第１の方向にｐ／Ｎ（Ｎは３以上の整数）で得られるサイズかつ前記第１の方向に直交する第２の方向に所定のサイズで分割された複数のブロック領域のうち、前記第１の方向に前記ピッチｐでＭ個並ぶ前記基板上のブロック領域群に前記マルチビームを一括して偏向すると共に、前記ブロック領域群の走査が終了するごとに前記第１の方向にＭ個離れた、前記第１の方向に前記ピッチｐでＭ個並ぶ新たなブロック領域群に前記マルチビームを一括して偏向する第１の偏向器と、
前記ブロック領域群を走査するように、前記マルチビームを一括して偏向する第２の偏向器と、
前記基板に前記マルチビームを照射することに起因して前記基板から放出される２次電子を検出する検出器と、
を備え、
ＮとＭとは互いに素であり、かつＭ－１がＮの倍数ではない関係であり、
前記マルチビームの前記第２の方向に隣接するビーム同士が、前記第１の方向に相対的にＳブロック領域分（Ｓは１以上の整数）、位置がずれて配列され、
｜Ｍ－｜Ｓ｜－１｜がＮの倍数若しくは０ではなく、かつＳはＮの倍数ではない関係であることを特徴とする荷電粒子ビーム画像取得装置。 a movable stage on which the substrate to be inspected is placed;
an illumination optical system that irradiates the substrate with a multi-beam composed of a plurality of charged particle beams M (where M is an integer of 2 or more) arranged at the same pitch p on the surface of the substrate in a first direction;
The inspection area of the substrate is divided into a plurality of sizes obtained by p/N (N is an integer of 3 or more) in the first direction and a predetermined size in a second direction orthogonal to the first direction. Of the block regions, the multi-beams are collectively deflected to a group of block regions on the substrate arranged in the first direction at the pitch p, and each time scanning of the block region group is completed, the a first deflector that collectively deflects the multi-beams to a new group of block regions arranged at the pitch p in the first direction and spaced apart from each other by M in one direction;
a second deflector that collectively deflects the multi-beams so as to scan the block area group;
a detector for detecting secondary electrons emitted from the substrate due to irradiation of the substrate with the multi-beam;
with
N and M are relatively prime and M−1 is not a multiple of N;
beams adjacent to each other in the second direction of the multi-beam are displaced relative to each other in the first direction by S block regions (S is an integer equal to or greater than 1), and
A charged particle beam image acquisition apparatus, wherein |M-|S|-1| is not a multiple of N or 0, and S is not a multiple of N. 検査対象基板を載置する、移動可能なステージと、
第１の方向に前記基板面上において同一ピッチｐでＭ個（Ｍは２以上の整数）並ぶ複数の荷電粒子ビームによって構成されるマルチビームで前記基板を照射する照明光学系と、
前記基板の検査領域が前記第１の方向にｐ／Ｎ（Ｎは３以上の整数）で得られるサイズかつ前記第１の方向に直交する第２の方向に所定のサイズで分割された複数のブロック領域のうち、前記第１の方向に前記ピッチｐでＭ個並ぶ前記基板上のブロック領域群に前記マルチビームを一括して偏向すると共に、前記ブロック領域群の走査が終了するごとに前記第１の方向にＭ個離れた、前記第１の方向に前記ピッチｐでＭ個並ぶ新たなブロック領域群に前記マルチビームを一括して偏向する第１の偏向器と、
前記ブロック領域群を走査するように、前記マルチビームを一括して偏向する第２の偏向器と、
前記基板に前記マルチビームを照射することに起因して前記基板から放出される２次電子を検出する検出器と、
を備え、
ＮとＭとは互いに素であり、かつＭ－１がＮの倍数ではない関係であり、
前記複数のブロック領域は、前記第２の方向のビーム間ピッチ内に２個以上のブロック領域が配置されるサイズで形成されることを特徴とする荷電粒子ビーム画像取得装置。 a movable stage on which the substrate to be inspected is placed;
an illumination optical system that irradiates the substrate with a multi-beam composed of a plurality of charged particle beams M (where M is an integer of 2 or more) arranged at the same pitch p on the surface of the substrate in a first direction;
The inspection area of the substrate is divided into a plurality of sizes obtained by p/N (N is an integer of 3 or more) in the first direction and a predetermined size in a second direction orthogonal to the first direction. Of the block regions, the multi-beams are collectively deflected to a group of block regions on the substrate arranged in the first direction at the pitch p, and each time scanning of the block region group is completed, the a first deflector that collectively deflects the multi-beams to a new group of block regions arranged at the pitch p in the first direction and spaced apart from each other by M in one direction;
a second deflector that collectively deflects the multi-beams so as to scan the block area group;
a detector for detecting secondary electrons emitted from the substrate due to irradiation of the substrate with the multi-beam;
with
N and M are relatively prime and M−1 is not a multiple of N;
The charged particle beam image acquisition apparatus, wherein the plurality of block areas are formed in a size such that two or more block areas are arranged within the inter-beam pitch in the second direction. 前記第１の方向に前記基板面上において同一ピッチｐでＭ個（Ｍは２以上の整数）並ぶ複数の荷電粒子ビームによって構成されるマルチビームを用いて、前記基板の検査領域が前記第１の方向にｐ／Ｎ（Ｎは３以上の整数）で得られるサイズかつ前記第１の方向に直交する第２の方向に所定のサイズで分割された複数のブロック領域のうち、前記第１の方向に前記ピッチｐでＭ個並ぶ前記基板上のブロック領域群を走査する工程と、
前記ピッチｐでＭ個並ぶ前記ブロック領域群の走査が終了するごとに前記第１の方向にＭ個離れた、前記第１の方向に前記ピッチｐでＭ個並ぶ新たなブロック領域群に前記マルチビームを一括して偏向する工程と、
前記第１の方向に連続して並ぶブロック領域群の走査が終了するごとに、前記第２の方向に隣接する前記ピッチｐでＭ個並ぶ新たなブロック領域群に前記マルチビームを一括して偏向する工程と、
前記基板に前記マルチビームを照射することに起因して前記基板から放出される２次電子を検出する工程と、
を備え、
ＮとＭとは互いに素であり、かつＭ－１がＮの倍数ではない関係であり、前記第１の方向に連続して並ぶブロック領域群と前記第２に方向に隣接する前記第１の方向に連続して並ぶブロック群とが第１の方向にブロック領域の前記第１の方向の幅より小さいサイズで位置を互いにずらして配置されることを特徴とする荷電粒子ビーム画像取得方法。 The inspection area of the substrate is inspected in the first direction using a multi-beam composed of a plurality of charged particle beams arranged at the same pitch p (where M is an integer equal to or greater than 2) on the substrate surface in the first direction. of a plurality of block regions divided into a size obtained by p/N (N is an integer of 3 or more) in the direction of and a predetermined size in a second direction orthogonal to the first direction, the first a step of scanning a group of M block regions on the substrate arranged at the pitch p in the direction;
Each time the scanning of the group of block areas arranged at the pitch p is completed, a new block area group M arranged at the pitch p in the first direction, which is spaced apart by M in the first direction, is added to the multi-block area. collectively deflecting the beam;
Each time scanning of the group of block areas continuously arranged in the first direction is completed, the multi-beams are collectively deflected to a new group of M block areas arranged at the pitch p adjacent to the second direction. and
detecting secondary electrons emitted from the substrate as a result of irradiating the substrate with the multi-beam;
with
N and M are prime to each other, and M−1 is not a multiple of N, and the group of block regions consecutively arranged in the first direction and the first block region group adjacent in the second direction A charged particle beam image acquiring method, wherein a group of blocks arranged continuously in a direction is arranged in a first direction with a size smaller than a width of a block region in the first direction, and positions thereof are shifted from each other. 前記第１の方向に前記基板面上において同一ピッチｐでＭ個（Ｍは２以上の整数）並ぶ複数の荷電粒子ビームによって構成されるマルチビームを用いて、前記基板の検査領域が前記第１の方向にｐ／Ｎ（Ｎは３以上の整数）で得られるサイズかつ前記第１の方向に直交する第２の方向に所定のサイズで分割された複数のブロック領域のうち、前記第１の方向に前記ピッチｐでＭ個並ぶ前記基板上のブロック領域群を走査する工程と、
前記ピッチｐでＭ個並ぶ前記ブロック領域群の走査が終了するごとに前記第１の方向にＭ個離れた、前記第１の方向に前記ピッチｐでＭ個並ぶ新たなブロック領域群に前記マルチビームを一括して偏向する工程と、
前記基板に前記マルチビームを照射することに起因して前記基板から放出される２次電子を検出する工程と、
を備え、
ＮとＭとは互いに素であり、かつＭ－１がＮの倍数ではない関係であり、
前記マルチビームの前記第２の方向に隣接するビーム同士が、前記第１の方向に相対的にＳブロック領域分（Ｓは１以上の整数）、位置がずれて配列され、
｜Ｍ－｜Ｓ｜－１｜がＮの倍数若しくは０ではなく、かつＳはＮの倍数ではない関係であることを特徴とすることを特徴とする荷電粒子ビーム画像取得方法。 The inspection area of the substrate is inspected in the first direction using a multi-beam composed of a plurality of charged particle beams arranged at the same pitch p (where M is an integer equal to or greater than 2) on the substrate surface in the first direction. of a plurality of block regions divided into a size obtained by p/N (N is an integer of 3 or more) in the direction of and a predetermined size in a second direction orthogonal to the first direction, the first a step of scanning a group of M block regions on the substrate arranged at the pitch p in the direction;
Each time the scanning of the group of block areas arranged at the pitch p is completed, a new block area group M arranged at the pitch p in the first direction, which is spaced apart by M in the first direction, is added to the multi-block area. collectively deflecting the beam;
detecting secondary electrons emitted from the substrate as a result of irradiating the substrate with the multi-beam;
with
N and M are relatively prime and M−1 is not a multiple of N;
beams adjacent to each other in the second direction of the multi-beam are displaced relative to each other in the first direction by S block regions (S is an integer equal to or greater than 1), and
A charged particle beam image acquiring method, characterized in that |M-|S|-1| is not a multiple of N or 0, and S is not a multiple of N. 前記第１の方向に前記基板面上において同一ピッチｐでＭ個（Ｍは２以上の整数）並ぶ複数の荷電粒子ビームによって構成されるマルチビームを用いて、前記基板の検査領域が前記第１の方向にｐ／Ｎ（Ｎは３以上の整数）で得られるサイズかつ前記第１の方向に直交する第２の方向に所定のサイズで分割された複数のブロック領域のうち、前記第１の方向に前記ピッチｐでＭ個並ぶ前記基板上のブロック領域群を走査する工程と、
前記ピッチｐでＭ個並ぶ前記ブロック領域群の走査が終了するごとに前記第１の方向にＭ個離れた、前記第１の方向に前記ピッチｐでＭ個並ぶ新たなブロック領域群に前記マルチビームを一括して偏向する工程と、
前記基板に前記マルチビームを照射することに起因して前記基板から放出される２次電子を検出する工程と、
を備え、
ＮとＭとは互いに素であり、かつＭ－１がＮの倍数ではない関係であり、
前記複数のブロック領域は、前記第２の方向のビーム間ピッチ内に２個以上のブロック領域が配置されるサイズで形成されることを特徴とする荷電粒子ビーム画像取得方法。 The inspection area of the substrate is inspected in the first direction using a multi-beam composed of a plurality of charged particle beams arranged at the same pitch p (where M is an integer equal to or greater than 2) on the substrate surface in the first direction. of a plurality of block regions divided into a size obtained by p/N (N is an integer of 3 or more) in the direction of and a predetermined size in a second direction orthogonal to the first direction, the first a step of scanning a group of M block regions on the substrate arranged at the pitch p in the direction;
Each time the scanning of the group of block areas arranged at the pitch p is completed, a new block area group M arranged at the pitch p in the first direction, which is spaced apart by M in the first direction, is added to the multi-block area. collectively deflecting the beam;
detecting secondary electrons emitted from the substrate as a result of irradiating the substrate with the multi-beam;
with
N and M are relatively prime and M−1 is not a multiple of N;
The charged particle beam image acquisition method, wherein the plurality of block areas are formed with a size such that two or more block areas are arranged within the inter-beam pitch in the second direction.
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