JP7442376B2

JP7442376B2 - マルチ電子ビーム検査装置及びマルチ電子ビーム検査方法

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Publication number: JP7442376B2
Application number: JP2020068595A
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Inventors: 力小川; 亮一平野; 真児杉原; 広井上
Original assignee: Nuflare Technology Inc
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Priority date: 2020-04-06
Filing date: 2020-04-06
Publication date: 2024-03-04
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Also published as: JP2021165661A; TW202139241A; WO2021205728A1; TWI796636B

Description

本発明は、マルチ電子ビーム検査装置及びマルチ電子ビーム検査方法に関する。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次電子画像を用いて検査する検査装置に関する。

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。その他、歩留まりを低下させる大きな要因の一つとして、半導体ウェハ上に超微細パターンをフォトリソグラフィ技術で露光、転写する際に使用されるマスクのパターン欠陥があげられる。そのため、ＬＳＩ製造に使用される転写用マスク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。

検査手法としては、半導体ウェハやリソグラフィマスク等の基板上に形成されているパターンを撮像した測定画像と、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、パターン検査方法として、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「ｄｉｅｔｏｄｉｅ（ダイ－ダイ）検査」や、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、こ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「ｄｉｅｔｏｄａｔａｂａｓｅ（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し、一致しない場合には、パターン欠陥有りと判定する。

上述したパターン検査装置には、レーザ光を検査対象基板に照射して、この透過像或いは反射像を撮像する装置の他、検査対象基板上を１次電子ビームで走査（スキャン）して、１次電子ビームの照射に伴い検査対象基板から放出される２次電子を検出して、パターン像を取得する検査装置の開発も進んでいる。電子ビームを用いた検査装置では、さらに、マルチ電子ビームを用いた装置の開発も進んでいる。マルチ電子ビームを用いた検査装置では、マルチ１次電子ビームの各ビームの照射に起因する２次電子を検出するセンサを配置して、ビーム毎の画像を取得する。しかしながら、マルチ１次電子ビームを同時に照射するために、ビーム毎のセンサに他のビームの２次電子が混入する、いわゆるクロストークが発生してしまうといった問題があった。クロストークはノイズ要因となり、測定画像の画像精度を劣化させてしまい、ひいては検査精度を劣化させてしまう。クロストークを回避するためには、試料面上での１次電子ビームの電子エネルギーを小さくする等が必要となるが、これにより発生する２次電子数が減少してしまう。このため、所望の画像精度に必要な２次電子数を得るために照射時間を長くすることが必要となりスループットが劣化してしまう。

ここで、複数の２次電子ビーム間のクロストークを無くすために１次電子ビーム間の間隔を２次光学系の収差よりも大きくするといった手法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００２－２６０５７１号公報

そこで、本発明の一態様は、ビーム毎のセンサに他のビームの２次電子が混入する、いわゆるクロストークが発生する場合でも高精度に検査可能な検査装置および方法を提供する。

本発明の一態様のマルチ電子ビーム検査装置は、
パターンが形成された試料にマルチ１次電子ビームを照射して、マルチ１次電子ビームが前記試料に照射されたことに起因して放出されるマルチ２次電子ビームを検出し、クロストーク成分が含まれた２次電子画像を取得する２次電子画像取得機構と、
２次電子画像からクロストーク成分を除去するための予め設定されたゲイン情報を用いて、２次電子画像から前記クロストーク成分を除去した補正２次電子画像を生成する補正部と、
補正２次電子画像と所定の画像とを比較する比較部と、
を備えたことを特徴とする。

また、２次電子画像取得機構は、マルチ１次電子ビームが試料に照射されたことに起因して放出されるマルチ２次電子ビームのうち、それぞれ予め設定された１次電子ビームが試料に照射されたことに起因して放出される２次電子ビームを検出するための複数のセンサを配置したマルチ検出器を有し、
１次電子ビーム毎に、前記試料とは異なる評価基板に対して、当該１次電子ビームを照射し、当該１次電子ビームが前記評価基板に照射されたことに起因して放出される２次電子ビームを検出し、
複数のセンサのセンサ毎、かつマルチ１次電子ビームの１次電子ビーム毎に、当該１次電子ビームの照射に起因する２次電子ビームを検出するためのセンサで検出される当該１次電子ビームの照射に起因する２次電子ビームの強度値に対する同じセンサで検出される別の１次電子ビームに起因する２次電子ビームの強度値の割合をゲイン値として演算するゲイン演算部をさらに備えると好適である。

また、ゲイン情報として、複数のセンサのセンサ毎、かつマルチ１次電子ビームの１次電子ビーム毎のゲイン値を要素とするゲイン行列の逆行列を演算する逆行列演算部をさらに備え、
補正部は、取得された２次電子画像に逆行列を乗じることによりクロストーク成分を除去した補正２次電子画像を生成すると好適である。

また、マルチ１次電子ビームから１本の１次電子ビームを選択するビーム選択アパーチャ基板をさらに備えると好適である。

本発明の一態様のマルチ電子ビーム検査方法は、
パターンが形成された試料にマルチ１次電子ビームを照射して、マルチ１次電子ビームが試料に照射されたことに起因して放出されるマルチ２次電子ビームを検出し、クロストーク成分が含まれた２次電子画像を取得する工程と、
２次電子画像からクロストーク成分を除去するための予め設定されたゲイン情報を用いて、２次電子画像からクロストーク成分を除去した補正２次電子画像を生成する工程と、
前記補正２次電子画像と所定の画像とを比較し、結果を出力する工程と、
を備え、
複数のセンサを配置したマルチ検出器を用いて、前記マルチ１次電子ビームが前記試料に照射されたことに起因して放出されるマルチ２次電子ビームのうち、それぞれ予め設定された１次電子ビームが前記試料に照射されたことに起因して放出される２次電子ビームを検出し、
１次電子ビーム毎に、前記試料とは異なる評価基板に対して、当該１次電子ビームを照射し、当該１次電子ビームが前記評価基板に照射されたことに起因して放出される２次電子ビームを検出し、
前記複数のセンサのセンサ毎、かつ前記マルチ１次電子ビームの１次電子ビーム毎に、当該１次電子ビームの照射に起因する２次電子ビームを検出するための前記センサで検出される当該１次電子ビームの照射に起因する２次電子ビームの強度値に対する同じセンサで検出される別の１次電子ビームに起因する２次電子ビームの強度値の割合をゲイン値として演算する工程と、
前記ゲイン情報として、前記複数のセンサのセンサ毎、かつ前記マルチ１次電子ビームの１次電子ビーム毎のゲイン値を要素とするゲイン行列の逆行列を演算する工程と、
をさらに備え、
取得された２次電子画像に前記逆行列を乗じることにより前記クロストーク成分を除去した補正２次電子画像を生成する、
ことを特徴とする。

本発明の一態様によれば、ビーム毎のセンサに他のビームの２次電子が混入する、いわゆるクロストークが発生する場合でも高精度に検査ができる。

実施の形態１におけるパターン検査装置の構成の一例を示す構成図である。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。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。実施の形態１におけるマルチビームのスキャン動作を説明するための図である。実施の形態１における１次電子ビーム１本あたりの２次電子ビームの広がりの一例を示す図である。実施の形態１における検査方法の要部工程を示すフローチャート図である。実施の形態１におけるサブ照射領域の走査と、測定される２次電子強度を説明するための図である。実施の形態１における２次電子強度マップの一例を示す図である。実施の形態１におけるゲイン行列の一例を示す図である。実施の形態１における各ゲイン値の構成の一例を示す図である。実施の形態１におけるクロストーク像成分が含まれた２次電子画像Ｐ’、ゲイン行列Ｇ、及びクロストーク像成分が含まれない２次電子画像Ｐの関係式を示す図である。実施の形態１におけるゲイン逆行列の一例を示す図である。実施の形態１におけるクロストーク像成分が含まれた２次電子画像Ｐ’、ゲイン逆行列Ｇ^－１、及びクロストーク像成分が除去された２次電子画像Ｐの関係式を示す図である。実施の形態１における比較回路内の構成の一例を示す構成図である。

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の一例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（２次電子画像取得機構）、及び制御系回路１６０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）及び検査室１０３を備えている。電子ビームカラム１０２内には、電子銃２０１、電磁レンズ２０２、成形アパーチャアレイ基板２０３、ビーム選択アパーチャ基板２１９、電磁レンズ２０５、一括ブランキング偏向器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、ビームセパレーター２１４、偏向器２１８、電磁レンズ２２４、電磁レンズ２２６、及びマルチ検出器２２２が配置されている。図１の例において、電子銃２０１、電磁レンズ２０２、成形アパーチャアレイ基板２０３、ビーム選択アパーチャ基板２１９、電磁レンズ２０５、一括ブランキング偏向器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は、マルチ１次電子ビームを基板１０１に照射する１次電子光学系を構成する。ビームセパレーター２１４、偏向器２１８、電磁レンズ２２４、及び電磁レンズ２２６は、マルチ２次電子ビームをマルチ検出器２２２に照射する２次電子光学系を構成する。

検査室１０３内には、少なくともＸＹＺ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。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。

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、２次電子強度測定回路１２９、ゲイン演算回路１３０、補正回路１３２、逆行列演算回路１３４、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。

また、検出回路１０６は、チップパターンメモリ１２３及び２次電子強度測定回路１２９に接続される。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。さらに、駆動機構１４２では、例えば、ピエゾ素子等を用いて、Ｚ方向（高さ方向）にステージ１０５を移動可能に制御している。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次電子ビームの光軸（電子軌道中心軸）に直交する面に対して、Ｘ方向、Ｙ方向、θ方向が設定される。

電磁レンズ２０２、電磁レンズ２０５、電磁レンズ２０６、電磁レンズ２０７（対物レンズ）、電磁レンズ２２４、電磁レンズ２２６、及びビームセパレーター２１４は、レンズ制御回路１２４により制御される。また、一括ブランキング偏向器２１２は、２極以上の電極により構成され、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、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、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、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、ビーム選択アパーチャ基板２１９は、例えば、中心部にビーム１本分が通過可能な通過孔が形成され、図示しない駆動機構によりマルチ１次電子ビームの軌道中心軸（光軸）に直交する方向（２次元方向）に移動可能に構成される。

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（カソード）と引出電極（アノード）間への高圧電源回路からの加速電圧の印加と共に、別の引出電極（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。

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。

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次元状の横（ｘ方向）ｍ_１列×縦（ｙ方向）ｎ_１段（ｍ_１，ｎ_１は、一方が２以上の整数、他方が１以上の整数）の穴（開口部）２２がｘ，ｙ方向に所定の配列ピッチで形成されている。図２の例では、２３×２３の穴（開口部）２２が形成されている場合を示している。各穴２２は、理想的には共に同じ寸法形状の矩形で形成される。或いは、理想的には同じ外径の円形であっても構わない。これらの複数の穴２２を電子ビーム２００の一部がそれぞれ通過することで、ｍ_１×ｎ_１本（＝Ｎ本）のマルチ１次電子ビーム２０が形成されることになる。

次に、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。

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。通常の画像取得時において、ビーム選択アパーチャ基板２１９は、マルチ１次電子ビーム２０に干渉しない位置に退避している。

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の各ビームのクロスオーバー位置に配置されたビームセパレーター２１４を通過して電磁レンズ２０７（対物レンズ）に進む。そして、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（合焦）する。電磁レンズ２０７（対物レンズ）により基板１０１（試料）面上に焦点が合わされた（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。なお、一括ブランキング偏向器２１２によって、マルチ１次電子ビーム２０全体が一括して偏向された場合には、制限アパーチャ基板２１３の中心の穴から位置が外れ、制限アパーチャ基板２１３によって遮蔽される。一方、一括ブランキング偏向器２１２によって偏向されなかったマルチ１次電子ビーム２０は、図１に示すように制限アパーチャ基板２１３の中心の穴を通過する。かかる一括ブランキング偏向器２１２のＯＮ／ＯＦＦによって、ブランキング制御が行われ、ビームのＯＮ／ＯＦＦが一括制御される。このように、制限アパーチャ基板２１３は、一括ブランキング偏向器２１２によってビームＯＦＦの状態になるように偏向されたマルチ１次電子ビーム２０を遮蔽する。そして、ビームＯＮになってからビームＯＦＦになるまでに形成された、制限アパーチャ基板２１３を通過したビーム群により、検査用（画像取得用）のマルチ１次電子ビーム２０が形成される。

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。

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、ビームセパレーター２１４に進む。

ここで、ビームセパレーター２１４はマルチ１次電子ビーム２０の中心ビームが進む方向（電子軌道中心軸）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。こ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。ビームセパレーター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、ビームセパレーター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から分離する。

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、偏向器２１８によって、さらに曲げられ、電磁レンズ２２４，２２６によって、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は、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には、反射電子及び２次電子が投影されても良いし、反射電子は途中で発散してしまい残った２次電子が投影されても良い。マルチ検出器２２２は、後述する２次元センサを有する。そして、マルチ２次電子ビーム３００の各２次電子が２次元センサのそれぞれ対応する領域に衝突して、電子を発生し、２次電子画像データを画素毎に生成する。言い換えれば、マルチ検出器２２２には、マルチ１次電子ビーム２０の１次電子ビーム１０ｉ（ｉは、インデックスを示す。２３×２３本のマルチ１次電子ビーム２０であれば、ｉ＝１～５２９）毎に、検出センサが配置される。そして、各１次電子ビーム１０ｉの照射によって放出された対応する２次電子ビームを検出する。よって、マルチ検出器２２２の複数の検出センサの各検出センサは、それぞれ担当する１次電子ビーム１０ｉの照射に起因する画像用の２次電子ビームの強度信号を検出することになる。マルチ検出器２２２にて検出された強度信号は、検出回路１０６に出力される。

図３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３において、基板１０１が半導体基板（ウェハ）である場合、半導体基板（ウェハ）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フレーム領域３３に分割される。対象となるフレーム領域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。

図４は、実施の形態１におけるマルチビームのスキャン動作を説明するための図である。図４の例では、５×５列のマルチ１次電子ビーム２０の場合を示している。１回のマルチ１次電子ビーム２０の照射で照射可能な照射領域３４は、（基板１０１面上におけるマルチ１次電子ビーム２０のｘ方向のビーム間ピッチにｘ方向のビーム数を乗じたｘ方向サイズ）×（基板１０１面上におけるマルチ１次電子ビーム２０のｙ方向のビーム間ピッチにｙ方向のビーム数を乗じたｙ方向サイズ）で定義される。各ストライプ領域３２の幅は、照射領域３４のｙ方向サイズと同様、或いはスキャンマージン分狭くしたサイズに設定すると好適である。図３及び図４の例では、照射領域３４がフレーム領域３３と同じサイズの場合を示している。但し、これに限るものではない。照射領域３４がフレーム領域３３よりも小さくても良い。或いは大きくても構わない。そして、マルチ１次電子ビーム２０の各ビームは、自身のビームが位置するｘ方向のビーム間ピッチとｙ方向のビーム間ピッチとで囲まれるサブ照射領域２９内に照射され、当該サブ照射領域２９内を走査（スキャン動作）する。マルチ１次電子ビーム２０を構成する各１次電子ビーム１０は、互いに異なるいずれかのサブ照射領域２９を担当することになる。そして、各ショット時に、各１次電子ビーム１０は、担当サブ照射領域２９内の同じ位置を照射することになる。サブ照射領域２９内の１次電子ビーム１０の移動は、副偏向器２０９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。かかる動作を繰り返し、１つの１次電子ビーム１０で１つのサブ照射領域２９内を順に照射していく。そして、１つのサブ照射領域２９のスキャンが終了したら、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照射位置が同じストライプ領域３２内の隣接するフレーム領域３３へと移動する。かかる動作を繰り返し、ストライプ領域３２内を順に照射していく。１つのストライプ領域３２のスキャンが終了したら、ステージ１０５の移動或いは／及び主偏向器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照射位置が次のストライプ領域３２へと移動する。以上のように各１次電子ビーム１０ｉの照射によってサブ照射領域２９毎の２次電子画像が取得される。これらのサブ照射領域２９毎の２次電子画像を組み合わせることで、フレーム領域３３の２次電子画像、ストライプ領域３２の２次電子画像、或いはチップ３３２の２次電子画像が構成される。

なお、例えばｘ方向に並ぶ複数のチップ３３２を同じグループとして、グループ毎に例えばｙ方向に向かって所定の幅で複数のストライプ領域３２に分割されるようにしても好適である。そして、ストライプ領域３２間の移動は、チップ３３２毎に限るものではなく、グループ毎に行っても好適である。

ここで、ステージ１０５が連続移動しながらマルチ１次電子ビーム２０を基板１０１に照射する場合、マルチ１次電子ビーム２０の照射位置がステージ１０５の移動に追従するように主偏向器２０８によって一括偏向によるトラッキング動作が行われる。このため、マルチ２次電子ビーム３００の放出位置がマルチ１次電子ビーム２０の軌道中心軸に対して刻々と変化する。同様に、サブ照射領域２９内をスキャンする場合に、各２次電子ビームの放出位置は、サブ照射領域２９内で刻々と変化する。このように放出位置が変化した各２次電子ビームをマルチ検出器２２２の対応する検出領域内に照射させるように、偏向器２１８は、マルチ２次電子ビーム３００を一括偏向する。

図５は、実施の形態１における１次電子ビーム１本あたりの２次電子ビームの広がりの一例を示す図である。図５の例では、５×５列のマルチ１次電子ビーム２０の場合を示している。マルチ検出器２２２には、マルチ１次電子ビーム２０の数に応じた複数の検出センサ２２３が２次元状に配置される。複数の検出センサ２２３は、マルチ１次電子ビーム２０が基板１０１に照射されたことに起因して放出されるマルチ２次電子ビーム３００のうち、それぞれ予め設定された１次電子ビーム１０が基板１０１に照射されたことに起因して放出される２次電子ビーム１２を検出するためのセンサである。しかしながら、検査装置１００を用いた検査処理に所望のスループットを得るためには、スループットに応じた電子エネルギーで基板１０１を照射する必要がある。この場合、１次電子ビーム１０毎の検出センサ２２３に他の１次電子ビーム１０の２次電子が混入する、いわゆるクロストークが発生してしまうといった問題があった。図５の例では、左から２列目、下から４段目の検出センサ２２３に入射予定の２次電子ビーム１２が周囲の他の検出センサ２２３に一部の２次電子が混入してしまう状態を示している。当該１次電子ビーム１０用に予め設定された検出センサ２２３に当該１次電子ビーム１０の照射に起因する２次電子ビーム１２の多くは入射するものの、一部の２次電子は周囲の他のビーム用の検出センサ２２３に入射する。マルチ１次電子ビーム２０の基板１０１上での電子エネルギーが大きくなるほど、２次電子の分布は広がってしまう。マルチビームでのスキャン動作では、マルチ１次電子ビーム２０を同時に照射するために、ビーム毎の検出センサ２２３で検出された２次電子データには、他の１次電子ビームの照射に起因する２次電子情報も含まれてしまう。このようなクロストークはノイズ要因となり、測定画像の画像精度を劣化させてしまう。

一方、測定画像を検査する際に用いる比較対象となる参照画像は、例えば基板１０１に形成された図形パターンの基となる設計データに基づいて作成される。よって、クロストーク像が含まれた測定画像（被検査画像：２次電子画像）と、設計データに基づいて作成された参照画像とを比較すると、欠陥ではないにも関わらず、画像に違いがあるため欠陥として判定してしまう、いわゆる疑似欠陥が発生し得る。このように、クロストークは、検査精度を劣化させてしまう。クロストークを回避するためには、基板１０１面上での１次電子ビーム１０の電子エネルギーを小さくする等が必要となるが、これにより発生する２次電子数が減少してしまう。そのため、所望の画像精度に必要な２次電子数を得るために照射時間を長くすることが必要となりスループットが劣化してしまう。そこで、実施の形態１では、クロストーク成分のゲイン行列を求め、かかるゲインの逆行列を予め演算しておくことで、スキャン画像を逆行列で補正して、クロストーク成分を除去する。以下、具体的に説明する。

図６は、実施の形態１における検査方法の要部工程を示すフローチャート図である。図６において、実施の形態１における検査方法は、２次電子強度測定工程（Ｓ１０２）と、ゲイン演算工程（Ｓ１０４）と、逆行列演算工程（Ｓ１０８）と、２次電子画像取得工程（Ｓ１１０）と、画像補正工程（Ｓ１１２）と、参照画像作成工程（Ｓ１１４）と、位置合わせ工程（Ｓ１２０）と、比較工程（Ｓ１２２）と、いう一連の工程を実施する。

２次電子強度測定工程（Ｓ１０２）として、２次電子強度測定回路１２９は、マルチ１次電子ビーム２０の１次電子ビーム１０毎に、マルチ検出器２２２における各検出センサ２２３で検出される２次電子強度を測定する。具体的には以下のように動作する。まずは、ビーム選択アパーチャ基板２１９を移動させて、マルチ１次電子ビーム２０のうち、ビーム選択アパーチャ基板２１９の通過孔を通過する１本の１次電子ビーム１０を選択する。他の１次電子ビーム１０はビーム選択アパーチャ基板２１９によって遮蔽される。そして、かかる１本の１次電子ビーム１０を使って、評価基板のサブ照射領域２９内を走査する。走査の仕方は、上述したように、副偏向器２０９による偏向によって１次電子ビーム１０の照射位置（画素）を順に移動させる。ここでは、同じ１次電子ビームの照射による各検出センサ２２３で検出される２次電子強度の違いが分かればよいので、例えば、パターンが形成されていない評価基板１に１次電子ビーム１０を照射すればよい。このようにパターンが形成されていない評価基板とすることにより、サブ照射領域毎の特性が均一になるという効果が得られる。但し、評価パターンが形成された評価基板２を用いても構わない。

図７は、実施の形態１におけるサブ照射領域の走査と、測定される２次電子強度を説明するための図である。図７では、例えば、Ｎ×Ｎ本のマルチ１次電子ビーム２０のうち、ビーム１でサブ照射領域２９内を走査する場合を示している。サブ照射領域２９は、例えば、ｎ×ｎ画素のサイズで構成される。例えば、１０００×１０００画素で構成される。画素サイズとして、例えば、１次電子ビーム１０のビームサイズと同サイズ程度に構成されると好適である。但し、これに限るものではない。画素サイズが１次電子ビーム１０のビームサイズよりも小さくても構わない。或いは、画像の解像度が低くなるが、画素サイズが１次電子ビーム１０のビームサイズよりも大きくても構わない。ビーム１で各画素を順に照射すると、各画素へのビーム１の照射に起因する２次電子ビームが、マルチ検出器２２２のビーム１用の検出センサ２２３で順に検出される。２次電子ビームの分布が図５に示すように対象ビーム用の検出センサ２２３の領域よりも広がっていれば、同時に、他のビーム用の検出センサ２２３でも順に検出され得る。マルチ検出器２２２にて検出された強度信号は、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、２次電子強度測定回路１２９に出力される。２次電子強度測定回路１２９は、入力した強度信号を使って、各画素の２次電子強度ｉ（１，１）～ｉ（ｎ，ｎ）を要素とするマップで構成される２次電子強度Ｉ（１，１）を測定する。各画素の２次電子強度ｉ（ａ，ｂ）の（ａ，ｂ）は各画素の座標を示す。ａ＝１～ｎ、ｂ＝１～ｎのいずれかの値になる。

図８は、実施の形態１における２次電子強度マップの一例を示す図である。図８において、２次電子強度マップの要素となる２次電子強度Ｉ（Ａ，Ｂ）のＡはビーム番号、Ｂは検出センサ番号を示す。Ａ＝１～Ｎ、Ｂ＝１～Ｎのいずれかの値になる。ビーム１を用いてビーム１用のサブ照射領域２９内を走査することで、２次電子強度Ｉ（１，１）～Ｉ（１，Ｎ）を測定できる。ビーム選択アパーチャ基板２１９を移動させて、対象の１次電子ビーム１０を順に選択することで、例えば、ビーム２を用いて、２次電子強度Ｉ（２，１）～Ｉ（２，Ｎ）を測定でき、ビーム３を用いて、２次電子強度Ｉ（３，１）～Ｉ（３，Ｎ）を測定できる。同様に各１次電子ビーム１０を用いて測定することで、２次電子強度測定回路１２９は、サブ照射領域２９単位（１次電子ビーム単位）の２次電子強度Ｉ（１，１）～Ｉ（Ｎ，Ｎ）を測定できる。測定された２次電子強度Ｉ（１，１）～Ｉ（Ｎ，Ｎ）の情報は、ゲイン演算回路１３０に出力される。

ゲイン演算工程（Ｓ１０４）として、ゲイン演算回路１３０は、検出センサ２２３毎、かつ１次電子ビーム１０毎に、ゲイン値を演算する。具体的には、ゲイン演算回路１３０は、ゲイン値として、当該１次電子ビーム１０の照射に起因する２次電子ビーム１２を検出するための検出センサ２２３で検出される当該１次電子ビーム１０の照射に起因する２次電子ビーム１２の強度値に対する同じ検出センサ２２３で検出される別の１次電子ビーム１０に起因する２次電子ビーム１２の強度値の割合を演算する。

図９は、実施の形態１におけるゲイン行列の一例を示す図である。図９において、ゲイン行列Ｇの各要素となるゲイン値Ｇ（Ａ，Ｂ）のＡは、ビーム番号を示す。Ｂは、検出センサ番号を示す。Ａ＝１～Ｎ、Ｂ＝１～Ｎのいずれかの値になる。ビームｋ（１次電子ビーム）用の検出センサｋでのビームｍ（１次電子ビーム）のゲイン値Ｇ（ｍ，ｋ）は、以下の式（１）で定義される。
（１）Ｇ（ｍ，ｋ）＝Ｉ（ｍ，ｋ）／Ｉ（ｋ，ｋ）

検出センサ２２３毎、かつ１次電子ビーム１０毎に、ゲイン値を演算することで、図９に示すように、ゲイン値Ｇ（１，１）～Ｇ（Ｎ，Ｎ）を取得できる。そして、かかるゲイン値Ｇ（１，１）～Ｇ（Ｎ，Ｎ）を要素とするゲイン行列を作成できる。なお、ビーム番号と検出センサ番号が同じゲイン値Ｇ（１，１），Ｇ（２，２），・・・，Ｇ（Ｎ，Ｎ）は、式（１）からも明らかなように、いずれも１になるため、演算を省略しても構わない。

図１０は、実施の形態１における各ゲイン値の構成の一例を示す図である。各２次電子強度Ｉ（１，１）～Ｉ（Ｎ，Ｎ）は、図７に示したように、それぞれ各画素の２次電子強度ｉ（１，１）～ｉ（ｎ，ｎ）を要素とするマップで構成されるため、図１０に示すように、各ゲイン値Ｇ（１，１）～Ｇ（Ｎ，Ｎ）についてもそれぞれ各画素のゲイン値ｇ（１，１）～ｇ（ｎ，ｎ）を要素とするマップで構成される。言い換えれば、画素毎にゲイン値が異なり得る。作成されたゲイン行列Ｇの情報は、記憶装置１０９に格納される。

図１１は、実施の形態１におけるクロストーク像成分が含まれた２次電子画像Ｐ’、ゲイン行列Ｇ、及びクロストーク像成分が含まれない２次電子画像Ｐの関係式を示す図である。図１１において、各１次電子ビーム１０のサブ照射領域２９毎のクロストーク像成分が含まれた２次電子画像の集合Ｐ’＝（Ｐ１’，Ｐ２’，・・・，ＰＮ’）は、ゲイン行列Ｇと、各１次電子ビーム１０のサブ照射領域２９毎のクロストーク像成分が含まれていない２次電子画像の集合Ｐ＝（Ｐ１，Ｐ２，・・・，ＰＮ）との積で定義できる。簡単に記載すると、クロストーク像成分が含まれた２次電子画像Ｐ’、ゲイン行列Ｇ、及びクロストーク像成分が含まれない２次電子画像Ｐの関係は以下の行列式（２）で定義できる。
（２）Ｐ’＝Ｇ・Ｐ

よって、ゲイン行列Ｇの逆行列であるゲイン逆行列Ｇ^－１を求めることで、以下の式（３）に示すように、クロストーク像成分が含まれた２次電子画像Ｐ’からクロストーク像成分が含まれない２次電子画像Ｐを求めることができる。
（３）Ｐ＝Ｇ^－１・Ｐ’

逆行列演算工程（Ｓ１０８）として、逆行列演算回路１３４（逆行列演算部）は、ゲイン情報として、前記複数のセンサのセンサ毎、かつ前記マルチ１次電子ビームの１次電子ビーム毎のゲイン値を要素とする図９に示したゲイン行列Ｇから、このゲイン行列Ｇの逆行列であるゲイン逆行列Ｇ^－１（ゲイン情報）を演算する。逆行列演算の手法は、従来の手法を用いればよい。

図１２は、実施の形態１におけるゲイン逆行列Ｇ^－１の一例を示す図である。図１２において、ゲイン逆行列Ｇ^－１の各要素となる逆ゲイン値Ｇ^－１（Ａ，Ｂ）のＡは、ビーム番号を示す。Ｂは、検出センサ番号を示す。Ａ＝１～Ｎ、Ｂ＝１～Ｎのいずれかの値になる。かかる演算により、図１２に示すように、検出センサ２２３毎、かつ１次電子ビーム１０毎の逆ゲイン値Ｇ^－１（１，１）～Ｇ^－１（Ｎ，Ｎ）を要素とするゲイン逆行列Ｇ^－１を取得できる。この演算されたゲイン逆行列Ｇ^－１のゲイン情報は、メモリ１１８や記憶装置１０９に記憶される。

以上の工程を前処理として実施した後、被検査対象の基板１０１をステージ１０５上に配置して、実際の検査処理を行う。

２次電子画像取得工程（Ｓ１１０）として、画像取得機構１５０（２次電子画像取得機構）は、複数の図形パターンが形成された基板１０１にマルチ１次電子ビーム２０を照射して、マルチ１次電子ビーム２０が基板１０１に照射されたことに起因して放出されるマルチ２次電子ビーム３００を検出し、サブ照射領域２９毎のクロストーク成分が含まれた２次電子画像を取得する。上述したように、マルチ検出器２２２には、反射電子及び２次電子が投影されても良いし、反射電子は途中で発散してしまい残った２次電子が投影されても良い。

画像の取得は、上述したように、マルチ１次電子ビーム２０を照射して、マルチ１次電子ビーム２０の照射に起因して基板１０１から放出される反射電子を含むマルチ２次電子ビーム３００をマルチ検出器２２２で検出する。マルチ検出器２２２によって検出された各サブ照射領域２９内の画素毎の２次電子の検出データ（測定画像データ：２次電子画像データ：被検査画像データ）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、チップパターンメモリ１２３に格納される。そして、得られた測定画像データは、位置回路１０７からの各位置を示す情報と共に、補正回路１３２に転送される。ここで得られた画素毎の２次電子画像データには、クロストーク像成分が含まれたままであることは言うまでもない。

画像補正工程（Ｓ１１２）として、補正回路１３２（補正部）は、予め逆行列演算工程（Ｓ１０８）にてメモリ１１８や記憶装置１０９に記憶されたゲイン情報（ゲイン逆行列Ｇ^－１）を用いて、２次電子画像からクロストーク成分を除去した補正２次電子画像を生成する。具体的には、補正回路１３２は、取得されたサブ照射領域２９毎のクロストーク像成分が含まれた２次電子画像に、メモリ１１８や記憶装置１０９から読出したゲイン逆行列Ｇ^－１を乗じることによりクロストーク成分を除去したサブ照射領域２９毎の補正２次電子画像を生成する。

図１３は、実施の形態１におけるクロストーク像成分が含まれた２次電子画像Ｐ’、ゲイン逆行列Ｇ^－１、及びクロストーク像成分が除去された２次電子画像Ｐの関係式を示す図である。図１３において、各１次電子ビーム１０のサブ照射領域２９毎のクロストーク像成分が除去された２次電子画像の集合Ｐ＝（Ｐ１，Ｐ２，・・・，ＰＮ）は、ゲイン逆行列Ｇ^－１と、各１次電子ビーム１０のサブ照射領域２９毎のクロストーク像成分が含まれた２次電子画像の集合Ｐ’＝（Ｐ１’，Ｐ２’，・・・，ＰＮ’）との積で定義できる。簡単に記載すると、クロストーク像成分が除去された補正２次電子画像Ｐは、式（３）に従って、ゲイン逆行列Ｇ^－１、及びクロストーク像成分が含まれた２次電子画像Ｐ’から求めることができる。補正された補正２次電子画像Ｐの画像データは、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。

参照画像作成工程（Ｓ１１４）として、参照画像作成回路１１２は、基板１０１に形成された複数の図形パターンの元になる設計データに基づいて、マスクダイ画像に対応する参照画像を作成する。具体的には、以下のように動作する。まず、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を読み出し、この読み出された設計パターンデータに定義された各図形パターンを２値ないしは多値のイメージデータに変換する。

上述したように、設計パターンデータに定義される図形は、例えば長方形や三角形を基本図形としたもので、例えば、図形の基準位置における座標（ｘ、ｙ）、辺の長さ、長方形や三角形等の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で各パターン図形の形、大きさ、位置等を定義した図形データが格納されている。

かかる図形データとなる設計パターン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パターン画像データに展開し、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１／２^８（＝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。そして、８ビットの占有率データとなる。かかるマス目（検査画素）は、測定データの画素に合わせればよい。

次に、参照画像作成回路１１２は、図形のイメージデータである設計パターンの設計画像データに、所定のフィルタ関数を使ってフィルタ処理を施す。これにより、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をマルチ１次電子ビーム２０の照射によって得られる像生成特性に合わせることができる。作成された参照画像の画素毎の画像データは比較回路１０８に出力される。

図１４は、実施の形態１における比較回路内の構成の一例を示す構成図である。図１４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５２，５６、位置合わせ部５７、及び比較部５８が配置される。位置合わせ部５７、及び比較部５８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。位置合わせ部５７、及び比較部５８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、或いはメモリ１１８に記憶される。

実施の形態１では、１つの１次電子ビーム１０ｉのスキャン動作によって取得されるサブ照射領域２９をさらに複数のマスクダイ領域に分割して、マスクダイ領域を被検査画像の単位領域として使用する。なお、各マスクダイ領域は、画像の抜けが無いように、互いにマージン領域が重なり合うように構成されると好適である。

比較回路１０８内では、転送された補正２次電子画像データが、マスクダイ領域毎のマスクダイ画像（被検査画像）として記憶装置５６に一時的に格納される。同様に転送された参照画像データが、マスクダイ領域毎の参照画像として記憶装置５２に一時的に格納される。

位置合わせ工程（Ｓ１２０）として、位置合わせ部５７は、被検査画像となるマスクダイ画像と、当該マスクダイ画像に対応する参照画像とを読み出し、画素より小さいサブ画素単位で、両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。

比較工程（Ｓ１２２）として、比較部５８は、マスクダイ画像（補正２次電子画像）と参照画像（所定の画像の一例）とを比較する。言い換えれば、比較部５８は、参照画像データと、クロストーク像成分が除去された補正２次電子画像データと、画素毎に比較する。比較部５８は、所定の判定条件に従って画素毎に両者を比較し、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。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、若しくはメモリ１１８に出力される、或いはプリンタ１１９より出力されればよい。

上述した例では、ダイ－データベース検査を行う場合を説明したが、これに限るものではない。被検査画像は、クロストーク像成分が除去されているので、ダイ－ダイ検査を行う場合であっても構わない。ダイ－ダイ検査を行う場合について説明する。

位置合わせ工程（Ｓ１２０）として、位置合わせ部５７は、ダイ１のマスクダイ画像（補正被検査画像）と、同じパターンが形成されたダイ２のマスクダイ画像（補正被検査画像）とを読み出し、画素より小さいサブ画素単位で、両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。

比較工程（Ｓ１２２）として、比較部５８は、ダイ１のマスクダイ画像（補正被検査画像）と、ダイ２のマスクダイ画像（補正被検査画像）とを比較する。比較部５８は、所定の判定条件に従って画素毎に両者を比較し、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。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、若しくはメモリ１１８に出力される。

以上のように、実施の形態１によれば、ビーム毎のセンサに他のビームの２次電子が混入する、いわゆるクロストークが発生する場合でも高精度に検査ができる。

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。例えば、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、２次電子強度測定回路１２９、ゲイン演算回路１３０、補正回路１３２、及び逆行列演算回路１３４は、上述した少なくとも１つの処理回路で構成されても良い。

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。図１の例では、１つの照射源となる電子銃２０１から照射された１本のビームから成形アパーチャアレイ基板２０３によりマルチ１次電子ビーム２０を形成する場合を示しているが、これに限るものではない。複数の照射源からそれぞれ１次電子ビームを照射することによってマルチ１次電子ビーム２０を形成する態様であっても構わない。

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。

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マルチ電子ビーム検査装置及びマルチ電子ビーム検査方法は、本発明の範囲に包含される。

１０１次電子ビーム
１２２次電子ビーム
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フレーム領域
３４照射領域
５２，５６記憶装置
５７位置合わせ部
５８比較部
１００検査装置
１０１基板
１０２電子ビームカラム
１０３検査室
１０５ステージ
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
１２９２次電子強度測定回路
１３０ゲイン演算回路
１３２補正回路
１３４逆行列演算回路
１４２駆動機構
１４４，１４６，１４８ＤＡＣアンプ
１５０画像取得機構
１６０制御系回路
２００電子ビーム
２０１電子銃
２０２電磁レンズ
２０３成形アパーチャアレイ基板
２０５，２０６，２０７，２２４，２２６電磁レンズ
２０８主偏向器
２０９副偏向器
２１２一括ブランキング偏向器
２１３制限アパーチャ基板
２１４ビームセパレーター
２１６ミラー
２１８偏向器
２１９ビーム選択アパーチャ基板
２２２マルチ検出器
２２３検出センサ
３００マルチ２次電子ビーム
３３０検査領域
３３２チップ

Claims

パターンが形成された試料にマルチ１次電子ビームを照射して、前記マルチ１次電子ビームが前記試料に照射されたことに起因して放出されるマルチ２次電子ビームを検出し、クロストーク成分が含まれた２次電子画像を取得する２次電子画像取得機構と、
前記２次電子画像から前記クロストーク成分を除去するための予め設定されたゲイン情報を用いて、前記２次電子画像から前記クロストーク成分を除去した補正２次電子画像を生成する補正部と、
前記補正２次電子画像と所定の画像とを比較する比較部と、
を備え、
前記２次電子画像取得機構は、前記マルチ１次電子ビームが前記試料に照射されたことに起因して放出されるマルチ２次電子ビームのうち、それぞれ予め設定された１次電子ビームが前記試料に照射されたことに起因して放出される２次電子ビームを検出するための複数のセンサを配置したマルチ検出器を有し、
１次電子ビーム毎に、前記試料とは異なる評価基板に対して、当該１次電子ビームを照射し、当該１次電子ビームが前記評価基板に照射されたことに起因して放出される２次電子ビームを検出し、
前記複数のセンサのセンサ毎、かつ前記マルチ１次電子ビームの１次電子ビーム毎に、当該１次電子ビームの照射に起因する２次電子ビームを検出するための前記センサで検出される当該１次電子ビームの照射に起因する２次電子ビームの強度値に対する同じセンサで検出される別の１次電子ビームに起因する２次電子ビームの強度値の割合をゲイン値として演算するゲイン演算部と、
前記ゲイン情報として、前記複数のセンサのセンサ毎、かつ前記マルチ１次電子ビームの１次電子ビーム毎のゲイン値を要素とするゲイン行列の逆行列を演算する逆行列演算部と、
をさらに備え、
前記補正部は、取得された２次電子画像に前記逆行列を乗じることにより前記クロストーク成分を除去した補正２次電子画像を生成する、
ことを特徴とするマルチ電子ビーム検査装置。
前記マルチ１次電子ビームから１本の１次電子ビームを選択するビーム選択アパーチャ基板をさらに備えたことを特徴とする請求項１記載のマルチ電子ビーム検査装置。
パターンが形成された試料にマルチ１次電子ビームを照射して、前記マルチ１次電子ビームが前記試料に照射されたことに起因して放出されるマルチ２次電子ビームを検出し、クロストーク成分が含まれた２次電子画像を取得する工程と、
前記２次電子画像から前記クロストーク成分を除去するための予め設定されたゲイン情報を用いて、前記２次電子画像から前記クロストーク成分を除去した補正２次電子画像を生成する工程と、
前記補正２次電子画像と所定の画像とを比較し、結果を出力する工程と、
を備え、
複数のセンサを配置したマルチ検出器を用いて、前記マルチ１次電子ビームが前記試料に照射されたことに起因して放出されるマルチ２次電子ビームのうち、それぞれ予め設定された１次電子ビームが前記試料に照射されたことに起因して放出される２次電子ビームを検出し、
１次電子ビーム毎に、前記試料とは異なる評価基板に対して、当該１次電子ビームを照射し、当該１次電子ビームが前記評価基板に照射されたことに起因して放出される２次電子ビームを検出し、
前記複数のセンサのセンサ毎、かつ前記マルチ１次電子ビームの１次電子ビーム毎に、当該１次電子ビームの照射に起因する２次電子ビームを検出するための前記センサで検出される当該１次電子ビームの照射に起因する２次電子ビームの強度値に対する同じセンサで検出される別の１次電子ビームに起因する２次電子ビームの強度値の割合をゲイン値として演算する工程と、
前記ゲイン情報として、前記複数のセンサのセンサ毎、かつ前記マルチ１次電子ビームの１次電子ビーム毎のゲイン値を要素とするゲイン行列の逆行列を演算する工程と、
をさらに備え、
取得された２次電子画像に前記逆行列を乗じることにより前記クロストーク成分を除去した補正２次電子画像を生成する、
ことを特徴とするマルチ電子ビーム検査方法。