CN117981038A - 多电子束图像获取装置及多电子束图像获取方法 - Google Patents

多电子束图像获取装置及多电子束图像获取方法 Download PDF

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Abstract

本发明的一方式的多电子束图像获取装置的特征在于，具备：工作台，载置试样；释放源，释放多个初级电子束；第一偏转器，通过多个初级电子束的偏转，利用多个初级电子束扫描试样；修正器，对因向试样照射多个初级电子束而释放的多个次级电子束的射束阵列分布形状进行修正；第二偏转器，使被修正了多个次级电子束的射束阵列分布形状的多个次级电子束偏转；检测器，检测被偏转了的多个次级电子束；以及偏转控制电路，以向第二偏转器施加将偏转电位与修正电位叠加而得的叠加电位的方式进行控制，所述偏转电位是用于抵消与多个初级电子束的扫描相伴的多个次级电子束的位置移动的电位，所述修正电位是对由于多个次级电子束的射束阵列分布形状的修正而产生的与用于扫描的偏转量对应的变形进行修正的电位。

Description

多电子束图像获取装置及多电子束图像获取方法
技术领域
本申请是主张以2021年10月26日在日本提交的JP2021-174613(申请号)为基础申请的优先权的申请。JP2021-174613所记载的全部内容通过参照而被合并到本申请中。
本发明涉及多电子束图像获取装置及多电子束图像获取方法，涉及一种向基板照射多个初级电子束并检测从基板释放的多个次级电子束而获得图像的方法。
背景技术
近年来，伴随着大规模集成电路(LSI)的高度集成化及大容量化，半导体元件所要求的电路线宽愈发变窄。并且，对耗费大量制造成本的LSI的制造来说，成品率的提高是不可或缺的。但是，以1千兆比特级的DRAM(随机存取存储器)为代表，构成LSI的图案为亚微米至纳米的级别。近年来，伴随着形成在半导体晶圆上的LSI图案尺寸的微细化，必须作为图案缺陷检测出来的尺寸也变得极小。因此，需要对被转印到半导体晶圆上的超微细图案的缺陷进行检查的图案检查装置的高精度化。此外，作为使成品率降低的一个很大的原因，可列举在通过光刻技术向半导体晶圆上曝光、转印超微细图案时使用的掩模的图案缺陷。因此，需要对用于LSI制造的转印用掩模的缺陷进行检查的图案检查装置的高精度化。
在检查装置中，例如，将使用了电子束的多射束照射于检查对象基板，检测与从检查对象基板释放的各射束对应的次级电子，从而拍摄图案图像。并且，已知通过将拍摄到的测定图像与设计数据或者对基板上的相同图案进行拍摄而得的测定图像比较来进行检查的方法。例如，有如下检查：“die to die(裸片-裸片)检查”，将对相同基板上的不同部位的相同图案进行拍摄而得的测定图像数据彼此进行比较；“die to database(裸片-数据库)检查”，以进行了图案设计的设计数据为基础，生成设计图像数据(参照图像)，将其与对图案进行拍摄而得的测定数据即测定图像比较。拍摄到的图像被作为测定数据送向比较电路。在比较电路中，在图像彼此对位之后，按照适当的算法比较测定数据与参照数据，在不一致的情况下，判定为有图案缺陷。
在使用多射束进行拍摄的情况下，利用多个初级电子束在规定的范围内扫描基板。因此，各次级电子束的释放位置时刻变化。为了使释放位置发生了变化的各次级电子束照射到多检测器的对应的检测区域内，为了将因释放位置的变化而引起的多个次级电子书的位置移动抵消，需要进行使多个次级电子束回返的偏转。
在此，在进行伴随着扫描的多个初级电子束的偏转的位置与进行多个次级电子束的回返偏转的位置之间，使用像散修正器等对多个次级电子束的射束阵列分布形状进行修正。然而，在一边用多个初级电子束进行扫描一边修正多个次级电子束的射束阵列分布形状的情况下，存在如下问题：即便使修正后的多个次级电子束进行回返偏转，回返后的位置也会产生误差。
在此，虽然不是多射束，但公开了一种通过将对像面弯曲像差进行修正的修正电压与对像散像差进行修正的修正电压相加并施加于偏转器的各电极来修正偏转像差的方案(例如，参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2007-188950号公报
发明内容
发明所要解决的课题
在本发明的实施方式中，提供一种能够在修正多个次级电子束的射束阵列分布形状的情况下使抵消与多个初级电子束的扫描相伴的多个次级电子束的位置移动的多个次级电子束的回返偏转后的误差降低的装置及方法。
用于解决课题的手段
本发明的一方式的多电子束图像获取装置的特征在于，具备：
工作台，载置试样；
释放源，释放多个初级电子束；
第一偏转器，通过多个初级电子束的偏转，利用多个初级电子束扫描试样；
修正器，对因向试样照射多个初级电子束而释放的多个次级电子束的射束阵列分布形状进行修正；
第二偏转器，使被修正了多个次级电子束的射束阵列分布形状的多个次级电子束偏转；
检测器，检测被偏转了的多个次级电子束；以及
偏转控制电路，以向第二偏转器施加将偏转电位与修正电位叠加而得的叠加电位的方式进行控制，所述偏转电位是用于抵消与多个初级电子束的扫描相伴的多个次级电子束的位置移动的电位，所述修正电位是对由于多个次级电子束的射束阵列分布形状的修正而产生的与用于扫描的偏转量对应的变形进行修正的电位。
本发明的另一方式的多电子束图像获取装置的特征在于，具备：
工作台，载置试样；
释放源，释放多个初级电子束；
第一偏转器，通过多个初级电子束的偏转，利用多个初级电子束扫描试样；
第二偏转器，通过因向试样照射多个初级电子束而释放的多个次级电子束的偏转，抵消与多个初级电子束的扫描相伴的多个次级电子束的位置移动；
修正器，对通过多个次级电子束的偏转而抵消了多个次级电子束的位置移动的多个次级电子束的射束阵列分布形状进行修正；以及
检测器，检测被修正了多个次级电子束的射束阵列分布形状的多个次级电子束。
本发明的一方式的多电子束图像获取方法的特征在于，
释放多个初级电子束，
使用第一偏转器，通过多个初级电子束的偏转，利用多个初级电子束对载置于工作台的试样进行扫描，
对因向试样照射多个初级电子束而释放的多个次级电子束的射束阵列分布形状进行修正，
使用被施加了将偏转电位与修正电位叠加而得的叠加电位的第二偏转器，使被修正了多个次级电子束的射束阵列分布形状的多个次级电子束偏转，所述偏转电位是用于抵消与多个初级电子束的扫描相伴的多个次级电子束的位置移动的电位，所述修正电位是对由于多个次级电子束的射束阵列分布形状的修正而产生的与用于扫描的偏转量对应的变形进行修正的电位，
检测被偏转了的多个次级电子束，输出检测图像数据。
本发明的另一方式的多电子束图像获取方法的特征在于，
释放多个初级电子束，
使用第一偏转器，通过多个初级电子束的偏转，利用多个初级电子束对载置于工作台的试样进行扫描，
使用第二偏转器，通过因向试样照射多个初级电子束而释放的多个次级电子束的偏转，抵消与多个初级电子束的扫描相伴的多个次级电子束的位置移动，
对通过多个次级电子束的偏转而抵消了多个次级电子束的位置移动的多个次级电子束的射束阵列分布形状进行修正，
检测被修正了多个次级电子束的射束阵列分布形状的多个次级电子束，输出检测图像数据。
发明效果
根据本发明的一方式，在修正多个次级电子束的射束阵列分布形状的情况下，能够使抵消与多个初级电子束的扫描相伴的多个次级电子束的位置移动的多个次级电子束的回返偏转后的误差降低。
附图说明
图1是表示实施方式1的检查装置的结构的结构图。
图2是表示实施方式1的成形孔径阵列基板的结构的概念图。
图3是表示实施方式1的半导体基板上形成的多个芯片区域的一个例子的图。
图4是用于说明实施方式1的检查处理的图。
图5A是用于说明实施方式1的多极修正器的结构的一个例子和励磁状态的一个例子的图。
图5B是用于说明实施方式1的多极修正器的结构的一个例子和励磁状态的另一个例子的图。
图6A是用于说明实施方式1的多极修正器的结构的一个例子和励磁状态的另一个例子的图。
图6B是用于说明实施方式1的多极修正器的结构的一个例子和励磁状态的另一个例子的图。
图7是表示实施方式1的射束阵列分布形状的一个例子的图。
图8是表示实施方式1的偏转调整电路的内部结构的一个例子的图。
图9是表示实施方式1的检查方法的主要工序的一个例子的流程图。
图10是表示实施方式1的初级扫描区域的一个例子的图。
图11是表示实施方式1的初级扫描区域的各偏转位置处的射束检测位置的图像的一个例子的图。
图12是表示实施方式1的次级扫描的各偏转位置处的回返修正前的射束检测位置的图像的一个例子的图。
图13是表示实施方式1的回返修正前的合成图像的一个例子的图。
图14是用于说明实施方式1的射束阵列分布形状修正的影响的图。
图15是用于说明实施方式1的次级系统的偏转器的各电极和对它们施加的电位的图。
图16是表示实施方式1的转换表的一个例子的图。
图17是表示实施方式1的次级扫描的各偏转位置处的回返修正后的射束检测位置的图像的一个例子的图。
图18是表示实施方式1的回返修正后的合成图像的一个例子的图。
图19是表示实施方式1的比较电路内的结构的一个例子的结构图。
图20是表示实施方式2的检查装置的结构的结构图。
图21是表示实施方式2的初级扫描的各偏转位置处的回返修正前的射束检测位置的图像的一个例子的图。
图22是表示实施方式2的次级扫描的各偏转位置处的回返修正前的射束检测位置的图像的一个例子的图。
图23是表示实施方式2的回返修正前的合成图像的一个例子的图。
图24是表示实施方式2的次级扫描的各偏转位置处的回返修正后的射束检测位置的图像的一个例子的图。
图25是表示实施方式2的回返修正后的合成图像的一个例子的图。
图26是用于说明各实施方式的两段式偏转器的扫描动作的图。
具体实施方式
以下，在实施方式中，作为多电子束图像获取装置的一个例子，对使用多电子束的检查装置进行说明。不过，并不限于此。只要是照射多个初级电子束并使用从基板释放的多个次级电子束获取图像的装置即可。
[实施方式1]
图1是表示实施方式1的检查装置的结构的结构图。在图1中，对形成于基板的图案进行检查的检查装置100是多电子束检查装置的一个例子。检查装置100具备图像获取机构150及控制系统电路160。图像获取机构150具备电子束柱102(电子镜筒)及检查室103。在电子束柱102内，配置有电子枪201、电磁透镜202、成形孔径阵列基板203、电磁透镜205、集体消隐偏转器212、限制孔径基板213、电磁透镜206、电磁透镜207(物镜)、偏转器208、209、E×B分离器214(射束分离器)、偏转器218、多极修正器227、电磁透镜224、偏转器225、226、检测器孔径阵列基板228及多检测器222。利用电子枪201、电磁透镜202、成形孔径阵列基板203、电磁透镜205、集体消隐偏转器212、限制孔径基板213、射束选择孔径基板232、电磁透镜206、电磁透镜207(物镜)及偏转器208、209构成初级电子光学系统151(照明光学系统)。另外，利用电磁透镜207、E×B分离器214、偏转器218、多极修正器227、电磁透镜224及偏转器225、226构成次级电子光学系统152(检测光学系统)。
此外，在图1中，两段式的偏转器208、209也可以是一段式的偏转器(例如偏转器209)。同样，两段式的偏转器225、226也可以是一段式的偏转器(例如偏转器226)。
在检查室103内，配置有至少能够在XY方向上移动的工作台105。在工作台105上，配置成为检查对象的基板101(试样)。在基板101中，包含曝光用掩模基板及硅晶圆等半导体基板。在基板101是半导体基板的情况下，在半导体基板上形成有多个芯片图案(晶圆裸片)。在基板101是曝光用掩模基板的情况下，在曝光用掩模基板上形成有芯片图案。芯片图案由多个图形图案构成。通过使形成于这种曝光用掩模基板的芯片图案向半导体基板上曝光转印多次，在半导体基板上形成多个芯片图案(晶圆裸片)。以下，主要对基板101为半导体基板的情况进行说明。基板101例如以图案形成面朝向上侧的方式配置于工作台105。另外，在工作台105上配置有反射镜216，该反射镜216对从配置于检查室103的外部的激光长度测量系统122照射的激光长度测量用的激光进行反射。另外，在工作台105上，配置有被调整为与基板101面相同的高度位置的标记111。作为标记111，例如形成有十字图案。
另外，多检测器222在电子束柱102的外部连接于检测电路106。检测电路106连接于芯片图案存储器123。
多检测器222具有被配置成阵列状的多个检测元件。在检测器孔径阵列基板228上，以多个检测元件的排列间距形成有多个开口部。多个开口部例如形成为圆形。各开口部的中心位置与对应的检测元件的中心位置匹配地形成。另外，开口部的尺寸被形成为比检测元件的电子检测面的区域尺寸小。此外，检测器孔径阵列基板228不一定是必要的。
在控制系统电路160中，控制整个检查装置100的控制计算机110经由总线120连接于位置电路107、比较电路108、参照图像制作电路112、工作台控制电路114、透镜控制电路124、消隐控制电路126、偏转控制电路128、E×B控制电路133、偏转调整电路134、多极修正器控制电路135、射束选择孔径控制电路136、图像合成电路138、磁盘装置等存储装置109、存储器118及打印机119。另外，偏转控制电路128连接于DAC(数模转换)放大器144、146、147、148、149。DAC放大器146连接于偏转器208，DAC放大器144连接于偏转器209。DAC放大器148连接于偏转器218。DAC放大器147连接于偏转器225。DAC放大器149连接于偏转器226。
另外，芯片图案存储器123连接于比较电路108及图像合成电路132。另外，工作台105在工作台控制电路114的控制下由驱动机构142驱动。在驱动机构142中，例如构成了沿工作台坐标系中的X方向、Y方向、θ方向进行驱动的三轴(X-Y-θ)马达这样的驱动系统，工作台105能够沿XYθ方向移动。这些未图示的X马达、Y马达、θ马达能够使用例如步进马达。工作台105能够通过XYθ各轴的马达而在水平方向及旋转方向上移动。并且，工作台105的移动位置由激光长度测量系统122测定，并被供给到位置电路107。激光长度测量系统122通过接收来自反射镜216的反射光来按照激光干涉法的原理对工作台105的位置进行长度测量。工作台坐标系例如相对于与多个初级电子束20的光轴正交的面设定一次坐标系的X方向、Y方向、θ方向。
电磁透镜202、电磁透镜205、电磁透镜206、电磁透镜207及电磁透镜224由透镜控制电路124控制。E×B分离器214由E×B控制电路133控制。另外，集体偏转器212是由两极以上的电极构成的静电型的偏转器，由消隐控制电路126经由未图示的DAC放大器按照每个电极进行控制。偏转器209是由四极以上的电极构成的静电型的偏转器，由偏转控制电路128经由DAC放大器144按照每个电极进行控制。偏转器208是由四极以上的电极构成的静电型的偏转器，由偏转控制电路128经由DAC放大器146按照每个电极进行控制。偏转器218是由四极以上的电极构成的静电型的偏转器，由偏转控制电路128经由DAC放大器148按照每个电极进行控制。另外，偏转器225是由四极以上的电极构成的静电型的偏转器，由偏转控制电路128经由DAC放大器147按照每个电极进行控制。偏转器226是由四极以上的电极构成的静电型的偏转器，由偏转控制电路128经由DAC放大器149按照每个电极进行控制。
多极修正器227由四极以上的多极子构成，且由多极修正器控制电路135控制。多极修正器227配置于偏转器209与偏转器226之间的多个次级电子束300的轨道上。
在电子枪201上连接有未图示的高压电源电路，通过在从高压电源电路向电子枪201内的未图示的丝极(阴极)与引出电极(阳极)之间施加加速电压的同时，进行另一个引出电极(控制极)的电压的施加和阴极的规定温度的加热，使得从阴极释放的电子群被加速，变成电子束200而释放出去。
在此，在图1中，记载了说明实施方式1时必要的结构。对检查装置100而言，通常也可以具备必要的其它结构。
图2是表示实施方式1的成形孔径阵列基板的结构的概念图。在图2中，在成形孔径阵列基板203上，在x、y方向上以规定的排列间距形成有二维状的横(x方向)m1列×纵(y方向)n1段(m1、n1是2以上的整数)的孔(开口部)22。在图2的例子中，示出了形成有23×23的孔(开口部)22的情况。各孔22均由相同的尺寸形状的矩形形成。或者，也可以是相同外径的圆形。通过使电子束200的一部分分别穿过该多个孔22，形成多个初级电子束20。接下来，对获取次级电子图像的情况下的图像获取机构150的动作进行说明。初级电子光学系统151利用多个初级电子束20照射基板101。具体而言，如以下那样进行动作。
从电子枪201(释放源)释放的电子束200被电磁透镜202折射，对成形孔径阵列基板203整体进行照明。在成形孔径阵列基板203上，如图2所示，形成有多个孔22(开口部)，电子束200对包含全部的多个孔22的区域进行照明。向多个孔22的位置照射的电子束200的各一部分分别穿过成形孔径阵列基板203的多个孔22，从而形成多个初级电子束20。
所形成的多个初级电子束20被电磁透镜205及电磁透镜206分别折射，在中间像及交叉(cross over)之间重复，穿过在多个初级电子束20的各射束的中间像面上配置的E×B分离器214而前进到电磁透镜207(物镜)。
若多个初级电子束20入射到电磁透镜207(物镜)，则电磁透镜207使多个初级电子束20聚焦于基板101。焦点被物镜207聚焦在(调焦到)基板101(试样)面上的多个初级电子束20由偏转器208及偏转器209集体偏转，照射到各射束在基板101上的各个照射位置。此外，在利用集体消隐偏转器212使全部多个初级电子束20集体偏转的情况下，位置从限制孔径基板213的中心的孔偏离，全部多个初级电子束20被限制孔径基板213遮蔽。另一方面，未被集体消隐偏转器212偏转的多个初级电子束20如图1所示穿过限制孔径基板213的中心的孔。通过这种集体消隐偏转器212的接通/断开，进行消隐控制，集体控制射束的接通/断开。这样，限制孔径基板213将通过集体消隐偏转器212偏转为射束断开状态的多个初级电子束20遮蔽。并且，利用从射束接通到射束断开为止形成的、穿过了限制孔径基板213的射束群，形成图像获取用的多个初级电子束20。
若多个初级电子束20照射到基板101的所希望的位置，则由于照射这种多个初级电子束20而从基板101释放与多个初级电子束20的各射束对应的、包含反射电子的次级电子束(多个次级电子束300)。
从基板101释放的多个次级电子束300穿过电磁透镜207前进到E×B分离器214。E×B分离器214具有使用了线圈的两极以上的多个磁极和两极以上的多个电极。例如，具有使相位各错开90°的四极的磁极(电磁偏转线圈)和同样使相位各错开90°的四极的电极(静电偏转电极)。并且，通过将例如对置的两极磁极设定为N极和S极，利用该多个磁极产生指向性的磁场。同样，通过对例如对置的两极的电极施加符号相反的电位V，利用该多个电极产生指向性的电场。具体而言，E×B分离器214在与多个初级电子束20的中心射束行进的方向(轨道中心轴)正交的面上在正交的方向上产生电场和磁场。电场与电子的行进方向无关地向相同的方向产生力。相对于此，磁场按照弗莱明左手定则产生力。因此，能够根据电子的进入方向而使作用于电子的力的方向变化。对于从上侧进入E×B分离器214的多个初级电子束20而言，电场所引起的力和磁场所引起的力相互抵消，多个初级电子束20向下方直线前进。相对于此，对于从下侧进入E×B分离器214的多个次级电子束300而言，电场所引起的力和磁场所引起的力均向相同的方向起作用，多个次级电子束300向斜上方弯曲，从多个初级电子束20的轨道上分离。
向斜上方弯曲的多个次级电子束300被偏转器218进一步弯曲，前进到多极修正器227。在多极修正器227中，将多个次级电子束300的射束阵列形状修正成接近矩形。穿过了多极修正器227的多个次级电子束300被电磁透镜224折射并被投影到多检测器222。多检测器222检测穿过检测器孔径阵列基板228的开口部而投影的多个次级电子束300。多个初级电子束20的各射束在多检测器222的检测面碰撞到与多个次级电子束300的各次级电子束对应的检测元件，使电子放大产生，按照每个像素生成次级电子图像数据。由多检测器222检测出的强度信号被输出到检测电路106。各初级电子束被照射到基板101上的由自身的射束所处的x方向的射束间间距和y方向的射束间间距包围的子照射区域内，对该子照射区域内进行扫描(扫描动作)。
图3是表示实施方式1的半导体基板上形成的多个芯片区域的一个例子的图。在图3中，在基板101是半导体基板(晶圆)的情况下，在半导体基板(晶圆)的检查区域330，多个芯片(晶圆裸片)332以二维的阵列状形成。利用未图示的曝光装置(步进曝光机，stepper)将形成于曝光用掩模基板的一个芯片的量的掩模图案缩小至例如1/4而转印到各芯片332。一个芯片的量的掩模图案一般由多个图形图案构成。
图4是用于说明实施方式1的检查处理的图。如图4所示，各芯片332的区域例如朝向y方向以规定的宽度分割成多个条纹区域32。图像获取机构150的扫描动作例如对每个条纹区域32实施。例如，一边使工作台105向-x方向移动，一边相对地向x方向进行条纹区域32的扫描动作。各条纹区域32朝向长度方向被分割成多个矩形区域33。射束向成为对象的矩形区域33的移动是通过偏转器208对全部多个初级电子束20的集体偏转来进行的。
在图4的例子中，例如示出了5×5列的多个初级电子束20的情况。通过一次的多个初级电子束20的照射所能照射的照射区域34被定义成(基板101面上的多个初级电子束20的x方向的射束间间距乘以x方向的射束数而得的x方向尺寸)×(基板101面上的多个初级电子束20的y方向的射束间间距乘以y方向的射束数而得的y方向尺寸)。照射区域34为多个初级电子束20的视野。并且，构成多个初级电子束20的各初级电子束8被照射到由自身的射束所处的x方向的射束间间距和y方向的射束间间距包围的子照射区域29内，对该子照射区域29内进行扫描(扫描动作)。各初级电子束8负责相互不同的某一个子照射区域29。并且，在各次发射时，各初级电子束8对负责子照射区域29内的相同位置进行照射。子照射区域29内的初级电子束8的移动通过偏转器209对全部多个初级电子束20的集体偏转来进行。重复这种动作，利用一个初级电子束8对一个子照射区域29内依次进行照射。
各条纹区域32的宽度优选设定为与照射区域34的y方向尺寸相同或者比其窄扫描端缘(margin)的量后得到的尺寸。在图4的例子中，示出了照射区域34为与矩形区域33相同的尺寸的情况。不过，并不限于此。照射区域34也可以比矩形区域33小。或者，也可以比其大。并且，构成多个初级电子束20的各初级电子束8被照射到自身的射束所处的子照射区域29内，通过偏转器209对全部多个初级电子束20的集体偏转来对该子照射区域29内进行扫描(扫描动作)。并且，在一个子照射区域29的扫描结束后，通过偏转器208对全部多个初级电子束20的集体偏转而使照射位置向相同的条纹区域32内的邻接的矩形区域33移动。重复这种动作，对条纹区域32内依次进行照射。在一个条纹区域32的扫描结束后，通过工作台105的移动或者/以及偏转器208对全部多个初级电子束20的集体偏转，使照射区域34向下一个条纹区域32移动。如此，通过各初级电子束8的照射，进行每个子照射区域29的扫描动作以及次级电子图像的获取。通过将这些子照射区域29中的每一个的次级电子图像组合，构成矩形区域33的次级电子图像、条纹区域32的次级电子图像或者芯片332的次级电子图像。另外，在实际进行图像比较的情况下，将各矩形区域33内的子照射区域29进一步分割为多个帧区域30，对每个帧区域30的帧图像31进行比较。在图4的例子中，示出了将由一个初级电子束8扫描的子照射区域29分割成四个帧区域30的情况，该四个帧区域30是通过例如在x、y方向上分别进行2分割而形成的。
如此，图像获取机构150按每个条纹区域32逐步进行扫描动作。如上所述，照射多个初级电子束20，因多个初级电子束20的照射而从基板101释放的多个次级电子束300被多检测器222检测出。在所检测的多个次级电子束300中也可以包含反射电子。或者，也可以有如下情况：反射电子在次级电子光学系统152中移动时被分离而不到达多检测器222。由多检测器222检测出的各子照射区域29内的每个像素的次级电子的检测数据(测定图像数据：次级电子图像数据：被检查图像数据)按照测定顺序输出到检测电路106。在检测电路106内，利用未图示的A/D转换器，模拟的检测数据被转换为数字数据，并保存于芯片图案存储器123。并且，所得到的测定图像数据与来自位置电路107的表示各位置的信息一起被传输到比较电路108。
图5A是用于说明实施方式1的多极修正器的结构的一个例子和励磁状态的一个例子的图。图5B是用于说明实施方式1的多极修正器的结构的一个例子和励磁状态的另一个例子的图。图6A是用于说明实施方式1的多极修正器的结构的一个例子和励磁状态的另一个例子的图。图6B是用于说明实施方式1的多极修正器的结构的一个例子和励磁状态的另一个例子的图。图5A和图5B示出了使力沿x、y方向作用的情况。图6A和图6B示出了使力沿相对于x、y方向旋转45度相位的方向作用的情况。在图5B中，示出了与图5A的情况相反地励磁的情况。在图6B中，示出了与图6A的情况相反地励磁的情况。在图5A、图5B、图6A和图6B的例子中，作为多极修正器227，示出了配置有八极的磁极(电磁线圈)的结构。在图5A、图5B、图6A和图6B的例子中，对置的磁极被控制为呈相互相同的极性。在图5A、图5B、图6A和图6B的例子中，示出了在从y方向向左旋转22.5度的相位配置电磁线圈C1，以后每次错开45度的相位地配置电磁线圈C2～C8的情况。在图5A、图5B、图6A和图6B的例子中，示出了多个次级电子束300从纸面近前向深处前进的情况。
在图5A的例子中，电磁线圈C3、C4、C7、C8以N极朝向中央的方式配置。电磁线圈C1、C2、C5、C6以S极朝向中央的方式配置。由此，对于穿过多极修正器227的中央部的多个次级电子束300，沿将电磁线圈C2、C3的中间位置与电磁线圈C6、C7的中间位置连结的方向(-x、x方向(0度、180度方向))作用拉伸的力，并且沿将电磁线圈C8、C1的中间位置与电磁线圈C4、C5的中间位置连结的方向(-y、y方向(90度、270度方向))作用压缩的力。由此，能够将多个次级电子束300的射束阵列分布形状修正为沿x方向延伸且沿y方向收缩。
在与图5A的状态相反地励磁的情况下，如图5B的例子所示，电磁线圈C3、C4、C7、C8以S极朝向中央的方式配置。电磁线圈C1、C2、C5、C6以N极朝向中央的方式配置。由此，对于穿过多极修正器227的中央部的多个次级电子束300，沿将电磁线圈C2、C3的中间位置与电磁线圈C6、C7的中间位置连结的方向(-x、x方向)作用压缩的力，并且沿将电磁线圈C8、C1的中间位置与电磁线圈C4、C5的中间位置连结的方向(-y、y方向)作用拉伸的力。由此，能够将多个次级电子束300的射束阵列分布形状修正为沿y方向延伸且沿x方向收缩。
在图6A的例子中，电磁线圈C2、C3、C6、C7以N极朝向中央的方式配置。电磁线圈C1、C4、C5、C8以S极朝向中央的方式配置。由此，对于穿过多极修正器227的中央部的多个次级电子束300，沿将电磁线圈C1、C2的中间位置与电磁线圈C5、C6的中间位置连结的方向(135度、315度方向)作用拉伸的力，并且沿将电磁线圈C3、C4的中间位置与电磁线圈C7、C8的中间位置连结的方向(45度、225度方向)作用压缩的力。由此，能够将多个次级电子束300的射束阵列分布形状修正为沿135度方向延伸且沿45度方向收缩。
在与图6A的状态相反地励磁的情况下，如图6B的例子所示，电磁线圈C2、C3、C6、C7以S极朝向中央的方式配置。电磁线圈C1、C4、C5、C8以N极朝向中央的方式配置。由此，对于穿过多极修正器227的中央部的多个次级电子束300，沿将电磁线圈C1、C2的中间位置与电磁线圈C5、C6的中间位置连结的方向(135度、315度方向)作用压缩的力，并且沿将电磁线圈C3、C4的中间位置与电磁线圈C7、C8的中间位置连结的方向(45度、225度方向)作用拉伸的力。由此，能够将多个次级电子束300的射束阵列分布形状修正为沿45度、225度方向延伸且沿135度、315度方向收缩。
图7是表示实施方式1的射束阵列分布形状的一个例子的图。通过调整多极修正器227的各磁极，例如，如图7所示，能够使沿倾斜方向具有变形的射束阵列分布形状接近矩形。
如上所述，由于多个初级电子束20对子照射区域29内进行扫描(初级扫描)，因此各次级电子束的释放位置在子照射区域29内时刻变化。因此，若是放任不管，各次级电子束就会被投影到从多检测器222的对应的检测元件偏移的位置。因此，偏转器226将多个次级电子束300集体偏转，以使这样释放位置变化的各次级电子束照射到多检测器222的对应的检测区域内。具体而言，偏转器226为了使各次级电子束照射到多检测器222的对应的检测区域内而进行使因释放位置的变化而引起的多个次级电子束的位置移动进行回返的(抵消的)偏转(次级扫描)。
然而，若在由偏转器209实现的初级扫描与由偏转器226实现的次级扫描之间进行多极修正器227对射束阵列形状的修正，则存在在通过次级扫描的回返后的多个次级电子束的位置产生误差的问题。因此，在实施方式1中，通过次级扫描一并修正该误差量。
图8是表示实施方式1的偏转调整电路的内部结构的一个例子的图。在图8中，在偏转调整电路134内配置有磁盘装置等存储装置61、66、位置偏移量计算部62、转换表制作部64及修正电压计算部68。位置偏移量计算部62、转换表制作部64及修正电压计算部68之类的各“～部”包含处理电路，在该处理电路中包含电路、计算机、处理器、电路基板、量子电路或半导体装置等。另外，各“～部”可以使用公共的处理电路(相同的处理电路)。或者，也可以使用不同的处理电路(独立的处理电路)。位置偏移量计算部62、转换表制作部64及修正电压计算部68内所需的输入数据或运算出的结果每次被存储于未图示的存储器或存储器118。
图9是表示实施方式1的检查方法的主要工序的一个例子的流程图。在图9中，实施方式1的检查方法的主要工序实施初级扫描图像获取工序(S102)、次级扫描图像获取工序(S104)、图像合成工序(S106)、位置偏移量计算工序(S108)、转换表制作工序(S110)、被检查图像获取工序(S120)、扫描坐标获取工序(122)、修正电压计算工序(S124)、回返修正工序(S126)、参照图像制作工序(S132)和比较工序(S140)这一系列的工序。
该各工序中，实施方式1的图像获取方法实施初级扫描图像获取工序(S102)、次级扫描图像获取工序(S104)、图像合成工序(S106)、位置偏移量计算工序(S108)、转换表制作工序(S110)、被检查图像获取工序(S120)、扫描坐标获取工序(122)、修正电压计算工序(S124)和回返修正工序(S126)这一系列的工序。
图10是表示实施方式1的初级扫描区域的一个例子的图。在图10中，示出了初级扫描时的初级扫描区域内的例如5×5根的多个初级电子束20的中心射束的偏转位置。在图10中，用多个初级电子束20的中心射束的偏转位置“×”表示将多个初级电子束20向初级扫描区域内的偏转中心照射的情况。用多个初级电子束20的中心射束的偏转位置“□”表示使多个初级电子束20向初级扫描区域内的左上角部偏转的情况。用多个初级电子束20的中心射束的偏转位置“△”表示使多个初级电子束20向初级扫描区域内的右上角部偏转的情况。用多个初级电子束20的中心射束的偏转位置“+”表示使多个初级电子束20向初级扫描区域内的左下角部偏转的情况。用多个初级电子束20的中心射束的偏转位置“〇”表示使多个初级电子束20向初级扫描区域内的右下角部偏转的情况。
作为初级扫描图像获取工序(S102)，在多极修正器227被励磁为对多个次级电子束300的射束阵列分布形状进行修正的状态下，利用偏转器209使多个初级电子束20向初级扫描区域内的各位置偏转。例如，在初级扫描区域内设定包含外周位置和偏转中心在内的5×5的各偏转位置。并且，对于每个偏转位置，在使多个初级电子束20偏转到该偏转位置的状态下，检测不对对应的多个次级电子束300进行回返偏转的情况下的多个次级电子束300。换句话说，检测不进行次级扫描(回返偏转)地进行了初级扫描的情况下的各偏转位置处的多个次级电子束300的位置。
在此，优选地，取代多检测器222，使用检测元件数比多个次级电子束的数量多的其它的电子射线检测器(电子射线照相机)。例如，使用检测元件数为2000×2000的检测器。在多检测器222的多个检测元件的数量与多个次级电子束300的数量相同的情况下，在使多个初级电子束20偏转到初级扫描区域的偏转中心以外时，在不进行回返偏转的状态下，多个次级电子束300的一部分射束从多检测器222的检测面偏离。因此，通过取代多检测器222而使用检测元件数比多个次级电子束的数量多的其它的电子射线检测器(电子射线照相机)，能够检测全部多个次级电子束300。此外，为了将各次级射束的位置作为检测器孔径阵列基板228的像检测出来，与本来的回返偏转独立地进行规定的扫描范围的次级扫描。
在后述的被检查图像获取工序(S120)中，只要使其它的电子射线检测器(电子射线照相机)恢复到多检测器222即可。换句话说，在修正用的数据获取时使用检测元件数比多个次级电子束300的数量多的电子射线照相机，在装置的动作时(检查时)更换成检测元件数与多个次级电子束300的数量相同或者稍多程度的多检测器222而使用。
不过，在初级扫描图像获取工序(S102)中，有的情况下也可以使用多检测器222。在使用多检测器222的情况下多个次级电子束300的一部分从检测面偏离，因此将多检测器222配置在次级射束系统的能够沿平面方向(XY方向)移动的未图示的驱动工作台上。并且，按照多个初级电子束20的偏转方向使多检测器222移动来捕捉多个次级电子束。由此，能够检测全部多个次级电子束300。由此，可知各次级电子束的位置。
次级电子的检测数据(测定图像数据：次级电子图像数据：被检查图像数据)按照测定顺序输出到检测电路106。在检测电路106内，通过未图示的A/D转换器，模拟的检测数据被转换为数字数据，并保存于芯片图案存储器123。
图11是表示实施方式1的初级扫描区域的各偏转位置处的射束检测位置的图像的一个例子的图。在图11中，示出了由不进行次级扫描而是通过一次扫描向所使用的位置进行了偏转的初级扫描图像获取工序(S102)获取的各多个次级电子束300的检测位置的一个例子。如图11所示，例如可知，在右下侧，在与初级扫描中使5×5根的多个初级电子束20向〇所示的偏转位置偏转的情况对应的5×5根的多个次级电子束300的检测位置，大幅度产生了变形。这是由多极修正器227进行的射束阵列分布形状的修正产生了影响。
作为次级扫描图像获取工序(S104)，在多极修正器227被励磁为对多个次级电子束300的射束阵列分布形状进行修正的状态下，向初级扫描区域的偏转中心照射多个初级电子束20。并且，利用次级射束系统的偏转器226使所释放的多个次级电子束300进行回返偏转。换句话说，进行用于使将多个初级电子束20向初级扫描区域的5×5的各偏转位置偏转的情况下的多个次级电子束300的位置移动回返的偏转。换句话说，检测不进行初级扫描而进行次级扫描的情况下的各偏转位置处的多个次级电子束300的位置。
例如，在向初级扫描区域的中心照射多个初级电子束20的情况下释放的多个次级电子束300以被多检测器222的对应的检测元件检测到的方式进行偏转。以该位置为次级扫描区域的中心，进行使基于初级扫描区域的各偏转位置的多个次级电子束300的位置移动回返的回返偏转。由此，能够检测次级扫描区域的例如5×5的各位置处的多个次级电子束300的位置。
在此，优选的是，取代多检测器222，使用检测元件数比多个次级电子束的数量多的其它的电子射线检测器(电子射线照相机)。例如，使用检测元件数为2000×2000的检测器。因此，在取代多检测器222，检测元件数为多个次级电子不进行初级扫描而进行用于次级扫描的偏转的状态下，多个次级电子束300的一部分射束从多检测器222的检测面偏离。通过使用比射束的数量多的其它的电子射线检测器(电子射线照相机)，能够检测全部多个次级电子束300。在后述的被检查图像获取工序(S120)中，使其它电子射线检测器(电子射线相机)恢复到多检测器222即可。
不过，在次级扫描图像获取工序(S104)中，有的情况下也可以使用多检测器222。在使用多检测器222的情况下多个次级电子束300的一部分从检测面偏离，因此将多检测器222配置在次级射束系统的能够沿平面方向(XY方向)移动的未图示的驱动工作台上。并且，按照多个初级电子束20的偏转方向使多检测器222移动来捕捉多个次级电子束。由此，能够检测全部多个次级电子束300。由此，可知次级扫描的各位置处的多个次级电子束300的检测位置。次级电子的检测数据(测定图像数据：次级电子图像数据：被检查图像数据)按照测定顺序输出到检测电路106。在检测电路106内，通过未图示的A/D转换器，模拟的检测数据被转换为数字数据，并保存于芯片图案存储器123。
图12是表示实施方式1的次级扫描的各偏转位置处的回返修正前的射束检测位置的图像的一个例子的图。在图12中，示出了由不进行初级扫描而是通过次级扫描向所使用的位置进行回返偏转的次级扫描图像获取工序(S104)获取的各多个次级电子束300的检测位置的一个例子。在图12中，可知各射束均未产生大的变形。在次级扫描中，由于进行回返偏转，因此在与图11所示的多个次级电子束300的位置相反的一侧的位置检测到对应的多个次级电子束300。
作为图像合成工序(S106)，图像合成电路138(合成位置分布制作部的一个例子)制作合成位置分布，该合成位置分布是由于与初级扫描(扫描)相伴的多个初级电子束20的偏转而产生的多个次级电子束300的检测位置分布、和通过用于抵消与多个初级电子束20的扫描相伴的多个次级电子束300的位置移动的多个次级电子束300的偏转而产生的多个次级电子束300的检测位置分布所合成的合成位置分布。具体而言，图像合成电路138将不进行次级扫描而是进行初级扫描而得到的各多个次级电子束300的检测位置的图像和不进行初级扫描而是进行次级扫描而得到的各多个次级电子束300的检测位置的图像合成。
图13是表示实施方式1的回返修正前的合成图像的一个例子的图。在图13中，示出了将图11所示的不进行次级扫描而是进行初级扫描而得到的各多个次级电子束300的各偏转位置处的检测位置的图像和图12所示的不进行初级扫描而是进行次级扫描而得到的各多个次级电子束300的各偏转位置处的检测位置的图像合成而得的合成图像。在图13的例子中，可知：在合成后的各多个次级电子束300中，在〇所示的射束的右下侧的位置，在回返偏转后，大幅度留下了变形。所制作的合成图像被输出到偏转调整电路134。并且，合成图像被保存于偏转调整电路134内的存储装置61。
图14是用于说明实施方式1的射束阵列分布形状修正的影响的图。在图14中，示出了利用多极修正器227对多个次级电子束300例如沿x方向作用压缩的力且沿y方向作用拉伸的力的情况。在这种情况下，将在向初级扫描区域的中心照射多个初级电子束20的情况下对应的多个次级电子束300(实线)穿过多极修正器227的位置设为A。在多个初级电子束20向初级扫描区域的例如左上角偏转的情况下，对应的多个次级电子束300(虚线)穿过多极修正器227的位置为B。这样，根据初级扫描的偏转位置，多个次级电子束300穿过多极修正器227的位置变化。因此，各次级电子束从由多极修正器227形成的磁场受到的作用根据初级扫描的各位置而变化。其结果是，根据初级扫描的各位置，射束阵列分布形状的修正结果产生不同。因此，在次级扫描中，若是仅进行初级扫描的回返偏转，难以消除多极修正器227的射束阵列分布形状的修正误差。因此，在实施方式1中，求出进行射束阵列分布形状的修正的情况下的根据初级扫描的各偏转位置而产生的位置偏移量。
作为位置偏移量计算工序(S108)，位置偏移量计算部62计算进行射束阵列分布形状的修正的情况下的合成位置分布与设计上的位置分布之间的位置偏移量(误差)。位置偏移量在初级扫描区域的各偏转位置处进行计算。例如，在各偏转位置处计算最大位置偏移量的矢量(方向和大小)。或者，也可以计算各射束的位置偏移量的均方。此外，这种位置偏移量(变形)中也可以包含由于多个初级电子束20的初级扫描(扫描)而产生的多个次级电子束300的轨道的误差成分。
作为转换表制作工序(S110)，转换表制作部64制作对用于修正合成位置分布与设计上的位置分布的位置偏移量的修正电位和初级扫描的各偏转位置之间的关系进行表示的转换表。
图15是用于说明实施方式1的次级系统的偏转器的各电极和对它们施加的电位的图。在图15中，次级系统的偏转器226例如由八极的电极构成。对于八个电极1～8，分别施加初级扫描的回返偏转量的电位V1～V8。而且，还叠加性地施加用于修正合成位置分布与设计上的位置分布之间的位置偏移量的修正电位ΔV1～ΔV8。
图16是表示实施方式1的转换表的一个例子的图。在图16中，在转换表中，关联地定义初级扫描区域的偏转位置坐标x，y和与各偏转位置对应的修正电位ΔV1～ΔV8。例如，定义偏转位置坐标(-2，2)下的电极1的修正电位ΔV1-22、电极2的修正电位ΔV2-22、…、电极8的修正电位ΔV8-22。ΔVkij的k表示电极编号。i表示初级扫描区域的偏转位置的x坐标，j表示初级扫描区域的偏转位置的y坐标。偏转位置坐标x，y例如针对初级扫描区域内的5×5的各偏转位置而定义。在图16的例子中，将初级扫描的偏转中心表示为坐标(0，0)。在此，可以定义用于向回返后的多个次级电子束300的位置偏移量最小的位置进行偏转的各电极的修正电位的组合。例如，定义用于使各射束的位置偏移量的均方最小的各电极的修正电位的组合。或者，定义用于使各射束的位置偏移量中的最大位置偏移量最小的各电极的修正电位的组合。所制作的转换表被存储于存储装置66。计算用于使多个次级电子束300向位置偏移修正后的位置偏转的各电极的修正电位的组合。这种修正电位优选通过实验或者模拟而求出。或者，也可以使用计算式通过计算来求出。
由不进行次级扫描而是通过初级扫描向所使用的位置进行偏转的初级扫描图像获取工序(S102)获取的各多个次级电子束300的检测位置的图像与图11相同。
图17是表示实施方式1的次级扫描的各偏转位置处的回返修正后的射束检测位置的图像的一个例子的图。在图17中，示出了由不进行初级扫描而是通过次级扫描向所使用的位置进行回返偏转的次级扫描图像获取工序(S104)获取的各多个次级电子束300的检测位置的一个例子。在图17中，示出了向偏转器226的各电极施加修正电位以伴随射束阵列分布形状的修正对产生的位置偏移进行修正的情况下的各多个次级电子束300的检测位置的一个例子。与图12所示的修正前的各多个次级电子束300的检测位置是不同的。例如可知，通过对在〇所示的射束的右下侧的偏转位置产生的变形量进行修正，相应地，多个次级电子束300的检测位置偏移。
图18是表示实施方式1的回返修正后的合成图像的一个例子的图。在图18中，示出了将图11所示的不进行次级扫描而是进行初级扫描而得到的各多个次级电子束300的各偏转位置处的检测位置的图像和图17所示的不进行初级扫描而是进行次级扫描而得到的各多个次级电子束300的各偏转位置处的检测位置的图像合成而得的合成图像。在图18的例子中，可知：关于合成后的各多个次级电子束300，由于多极修正器227对射束阵列分布形状的修正而产生的变形在回返偏转后得到了修正。
在上述的例子中，说明了在转换表中对于一个射束阵列分布形状修正条件关联地定义了初级扫描区域的偏转位置坐标x，y和与各偏转位置对应的修正电位ΔV1～ΔV8的情况，但并不限于此。优选地，对于多个射束阵列分布形状的修正条件，按照射束阵列分布形状的每个修正条件，关联地定义初级扫描区域的偏转位置坐标x，y和与各偏转位置对应的修正电位ΔV1～ΔV8。
在以上的前处理结束后，获取被检查基板的图像。
作为被检查图像获取工序(S120)，图像获取机构150将多个初级电子束20照射到基板101，获取从基板释放的多个次级电子束300对于基板101的次级电子图像。此时，在偏转控制电路128的控制下，副偏转器208(第一偏转器)通过多个初级电子束20的偏转而利用多个初级电子束20在基板101(试样)上进行扫描。
作为扫描坐标获取工序(122)，修正电压计算部68与偏转控制电路128同步地获取(输入)在初级扫描中接下来偏转的偏转位置的坐标。
作为修正电压计算工序(S124)，修正电压计算部68与偏转控制电路128同步地根据在初级扫描中接下来偏转的偏转位置坐标而计算下一个偏转位置下的偏转器226的各电极的修正电位。各电极的修正电位参照转换表来计算。对于转换表中定义的偏转位置彼此之间的位置，只要通过线性插补来计算各电极的修正电位即可。计算出的各电极的修正电位被输出到偏转控制电路128。
若多个初级电子束20照射到基板101的所希望的位置，则由于照射该多个初级电子束20而从基板101释放与多个初级电子束20的各射束对应的、包含反射电子的次级电子的束(多个次级电子束300)。
从基板101释放的多个次级电子束300穿过电磁透镜207前进到E×B分离器214。并且，通过E×B分离器214，多个次级电子束300从多个初级电子束20的轨道上分离，并被偏转器218进一步弯曲，前进到多极修正器227。在多极修正器227(修正器)中，对穿过的多个次级电子束300的射束阵列分布形状进行修正。并且，修正后的多个次级电子束300前进到偏转器226。
作为回返修正工序(S126)，偏转控制电路128将用于修正合成位置分布与设计上的位置分布之间的误差的修正电压叠加于偏转电压。具体而言，偏转控制电路128将用于抵消与多个初级电子束20的扫描相伴的多个次级电子束300的位置移动的偏转电位V1～V8和修正电位ΔV1～ΔV8进行叠加，该修正电位ΔV1～ΔV8是对由多个次级电子束300的射束阵列分布形状的修正而产生的、与用于扫描的偏转量(初级扫描的偏转位置)对应的变形进行修正的修正电位。并且，偏转控制电路128以将叠加而得的叠加电位施加于偏转器226的方式进行控制。在偏转控制电路128的控制下，偏转器226(第二偏转器)使被修正了多个次级电子束300的射束阵列分布形状的多个次级电子束偏转。更具体而言，对于偏转器226的电极1，施加使回返偏转用的偏转电位V1与修正电位ΔV1相加而得的电位。对于偏转器226的电极2，施加使回返偏转用的偏转电位V2与修正电位ΔV2相加而得的电位。以后，同样地对各个电极加上叠加电位。即，对于偏转器226的电极8，施加使回返偏转用的偏转电位V8与修正电位ΔV8相加而得的电位。由此，偏转器226动态地修正由多个次级电子束300的射束阵列分布形状的修正而产生的与多个初级电子束20的扫描中的扫描位置(初级扫描的偏转位置)对应的多个次级电子束300的变形。
并且，被偏转器226偏转的多个次级电子束300由多检测器222检测出。并且，多检测器222输出检测图像数据。由此，获取基板101的次级电子图像。
并且，如上所述，图像获取机构150针对每个条纹区域32逐步进行扫描动作。在所检测的多个次级电子束300中也可以包含反射电子。或者，也可以有如下情况：反射电子在次级电子光学系统152移动时被分离而不到达多检测器222。由多检测器222检测出的各子照射区域29内的每个像素的次级电子的检测数据(测定图像数据：次级电子图像数据：被检查图像数据)按照测定顺序输出到检测电路106。在检测电路106内，利用未图示的A/D转换器，模拟的检测数据被转换为数字数据，并保存于芯片图案存储器123。并且，所得到的测定图像数据与来自位置电路107的表示各位置的信息一起被传输到比较电路108。
作为上述的图像获取动作，也可以进行在工作台105停止的状态下将多个初级电子束20向基板101照射并在扫描动作结束后使位置移动的步进和重复动作。或者，有的情况下也可以一边使工作台105连续移动一边将多个初级电子束20照射于基板101。在一边使工作台105连续移动一边将多个初级电子束20照射于基板101的情况下，以使多个初级电子束20的照射位置追随于工作台105的移动的方式利用偏转器208进行基于集体偏转的追踪动作。因此，多个次级电子束300的释放位置相对于多个初级电子束20的轨道中心轴时刻变化。在偏转器226中，以使基于这种追踪动作的释放位置发生了变化的各次级电子束照射到多检测器222的对应的检测区域内的方式，进一步将多个次级电子束300进行集体偏转即可。换句话说，只要设定回返偏转的偏转电位以使还一并偏转基于这种追踪动作的次级电子束的位置移动量即可。
图19是表示实施方式1的比较电路内的结构的一个例子的结构图。在图19中，在比较电路108内配置有磁盘装置等存储装置50、52、56、帧图像制作部54、对位部57及比较部58。帧图像制作部54、对位部57及比较部58之类的各“～部”包含处理电路，在该处理电路中包含电路、计算机、处理器、电路基板、量子电路或半导体装置等。另外，各“～部”可以使用公共的处理电路(相同的处理电路)。或者，也可以使用不同的处理电路(独立的处理电路)。帧图像制作部54、对位部57及比较部58内所需的输入数据或运算出的结果每次被存储于未图示的存储器或存储器118。
传输到比较电路108内的测定图像数据(射束图像)被保存于存储装置50。
并且，帧图像制作部54制作将通过各初级电子束8的扫描动作而获取的子照射区域29的图像数据进一步分割的多个帧区域30的每个帧区域30的帧图像31。并且，将帧区域30用作被检查图像的单位区域。此外，各帧区域30优选构成为以图像无遗漏的方式使端缘区域相互重合。所制作的帧图像31被保存于存储装置56。
作为参照图像制作工序(S132)，参照图像制作电路112基于成为在基板101上形成的多个图形图案的基础的设计数据，按照每个帧区域30制作与帧图像31对应的参照图像。具体而言，如以下那样进行动作。首先，通过控制计算机110从存储装置109读出设计图案数据，并将由该读出的设计图案数据定义的各图形图案转换成二值或多值的图像数据。
如上所述，由设计图案数据定义的图形以例如长方形、三角形为基本图形，例如，保存有利用图形的基准位置处的坐标(x，y)、边的长度、作为区别长方形、三角形等图形种类的识别符的图形代码之类的信息对各图案图形的形状、大小、位置等进行定义的图形数据。
这种图形数据即设计图案数据若被输入到参照图像制作电路112则展开为各图形的数据，对该图形数据的表示图形形状的图形代码、图形尺寸等作出解释。然后，作为被配置在以规定的量化尺寸的格子为单位的网格内的图案而展开为二值或多值的设计图案图像数据并输出。换句话说，读取设计数据，针对将检查区域虚拟分割成以规定的尺寸为单位的网格而得的每个网格，运算设计图案中的图形所占的占有率，输出n比特的占有率数据。例如，优选将一个网格设定为1像素。并且，若假设1像素具有1/28(＝1/256)的分辨率，则对配置于像素内的图形的区域分配1/256的小区域而运算像素内的占有率。并且，成为8比特的占有率数据。这种网格(检查像素)只要匹配于测定数据的像素即可。
接下来，参照图像制作电路112使用规定的滤波函数对图形的图像数据即设计图案的设计图像数据实施滤波处理。由此，能够使图像强度(浓淡值)为数字值的设计侧的图像数据即设计图像数据匹配于通过多个初级电子束20的照射而得到的像生成特性。所制作的参照图像的每个像素的图像数据被输出到比较电路108。传输到比较电路108内的参照图像数据被保存于存储装置52。
作为比较工序(S140)，首先，对位部57将成为被检查图像的帧图像31和与该帧图像31对应的参照图像读出，按照比像素小的子像素单位将两图像对位。例如，可以通过最小二乘法进行对位。
然后，比较部58将所获取的次级电子图像的至少一部分与规定的图像进行比较。在此，使用将按照每个射束获取的子照射区域29的图像进一步分割而得的帧图像。因此，比较部58按照每个像素将帧图像31与参照图像进行比较。比较部58根据规定的判定条件按照每个像素对两者进行比较，判定有无例如形状缺陷之类的缺陷。例如，如果每个像素的灰度值差大于判定阈值Th，则判定为缺陷。然后，输出比较结果。比较结果可以被输出到存储装置109或存储器118，或者通过打印机119输出。
此外，在上述的例子中，对裸片-数据库检查进行了说明，但并不限于此。也可以是进行裸片-裸片检查的情况。在进行裸片-裸片检查的情况下，在成为对象的帧图像31(裸片1)和形成有与该帧图像31相同的图案的帧图像31(裸片2)(参照图像的另一个例子)之间进行上述的对位和比较处理即可。
如上，根据实施方式1，在修正多个次级电子束的射束阵列分布形状的情况下，能够使抵消与多个初级电子束的扫描相伴的多个次级电子束的位置移动的多个次级电子束的回返偏转后的误差降低。
[实施方式2]
在实施方式1中，对在进行初级扫描的偏转器209与进行次级扫描(回返偏转)的偏转器226之间配置多极修正器227的情况进行了说明。在实施方式2中，对在次级扫描(回返偏转)后的轨道上配置多极修正器227的情况进行说明。以下，除特别说明以外的内容均与实施方式1相同。
图20是表示实施方式2的检查装置的结构的结构图。在图20中，偏转器226在通过E×B分离器214分离出多个次级电子束300之后的次级射束系统的轨道上配置在比多极修正器227更靠次级射束系统的轨道的上游侧，除这一点以外均与图1相同。实施方式2的检查方法的主要工序的内容与图9相同。
此外，在图20中，两段式的偏转器208、209也可以是一段式的偏转器(例如偏转器209)。同样，两段式的偏转器225、226也可以是一段式的偏转器(例如偏转器226)。
图21是表示实施方式2的初级扫描的各偏转位置处的回返修正前的射束检测位置的图像的一个例子的图。在图21中，与图11相同，示出了由不进行次级扫描而是通过初级扫描向所使用的位置进行了偏转的初级扫描图像获取工序(S102)获取的各多个次级电子束300的检测位置的一个例子。
在此，在实施方式2中，在利用偏转器226使与初级扫描相伴的多个次级电子束300的位置移动回返后，进行多极修正器227对射束阵列分布形状的修正。因此，穿过多极修正器227的多个次级电子束300的位置不会根据初级扫描的偏转位置而变化。因此，能够避免各次级电子束从多极修正器227所形成的磁场受到的作用根据初级扫描的各偏转位置而变化。其结果是，能够在初级扫描的各位置使射束阵列分布形状的修正的效果相同。
因此，在图21的例子中，与图11的例子不同，不会产生大的变形。因此，在实施方式2的结构中，能够不用像实施方式1那样将修正电位加在偏转器226的各电极上。
不过，在图21的例子中，例如可知，在“△”所示的射束的右上侧的偏转位置和“+”所示的射束的左下侧的偏转位置，产生了不大的变形。该变形是由多个初级电子束20的初级扫描(扫描)而产生的多个次级电子束300的轨道的误差成分。
图22是表示实施方式2的次级扫描的各偏转位置处的回返修正前的射束检测位置的图像的一个例子的图。在图22中，示出了由不进行初级扫描而是通过次级扫描向所使用的位置进行了回返偏转的次级扫描图像获取工序(S104)获取的各多个次级电子束300的检测位置的一个例子。在图22中，可知各射束均未产生大的变形。在次级扫描中，由于进行回返偏转，因此在与图21所示的多个次级电子束300的位置相反的一侧的位置检测到对应的多个次级电子束300。
作为图像合成工序(S106)，图像合成电路138(合成位置分布制作部的一个例子)制作合成位置分布，该合成位置分布是由与初级扫描(扫描)相伴的多个初级电子束20的偏转而产生的多个次级电子束300的检测位置分布、和通过用于抵消与多个初级电子束20的扫描相伴的多个次级电子束300的位置移动的多个次级电子束300的偏转而产生的多个次级电子束300的检测位置分布的合成位置分布。具体而言，图像合成电路138将不进行次级扫描而是进行初级扫描而得到的各多个次级电子束300的检测位置的图像和不进行初级扫描而是进行次级扫描而得到的各多个次级电子束300的检测位置的图像合成。
图23是表示实施方式2的回返修正前的合成图像的一个例子的图。在图23中，示出了将图21所示的不进行次级扫描而是进行初级扫描而得到的各多个次级电子束300的各偏转位置处的检测位置的图像和图22所示的不进行初级扫描而是进行次级扫描而得到的各多个次级电子束300的各偏转位置处的检测位置的图像合成而得的合成图像。在图23的例子中，可知：在合成后的各多个次级电子束300中，在“△”所示的射束的右上侧的偏转位置和“+”所示的射束的左下侧的偏转位置，在回返偏转后在外周部稍微留下了变形。所制作的合成图像被输出到偏转调整电路134。并且，合成图像被保存于偏转调整电路134内的存储装置61。
如上所述，这些变形是由多个初级电子束20的初级扫描(扫描)而产生的多个次级电子束300的轨道的误差成分。因此，在实施方式2中，为了谋求进一步的高精度化，对由该初级扫描(扫描)而产生的多个次级电子束300的轨道的误差成分进行修正。修正的方法与实施方式1相同。具体而言，如以下那样进行动作。
作为位置偏移量计算工序(S108)，位置偏移量计算部62计算进行射束阵列分布形状的修正的情况下的合成位置分布与设计上的位置分布的位置偏移量(误差)。位置偏移量在初级扫描区域的各偏转位置处进行计算。例如，在各偏转位置处计算最大位置偏移量的矢量(方向和大小)。或者，也可以计算各射束的位置偏移量的均方。此外，这种位置偏移量(变形)中也可以包含由多个初级电子束20的初级扫描(扫描)而产生的多个次级电子束300的轨道的误差成分。
作为转换表制作工序(S110)，转换表制作部64制作对用于修正合成位置分布与设计上的位置分布的位置偏移量的修正电位和初级扫描的各偏转位置的关系进行表示的转换表。
在实施方式2的转换表中，如图16所示，关联地定义初级扫描区域的偏转位置坐标x，y和与各偏转位置对应的修正电位ΔV1～ΔV8。
由不进行次级扫描而是通过初级扫描向所使用的位置进行了偏转的初级扫描图像获取工序(S102)获取的各多个次级电子束300的检测位置的图像与图21相同。
图24是表示实施方式2的次级扫描的各偏转位置处的回返修正后的射束检测位置的图像的一个例子的图。在图24中，示出了由不进行初级扫描而是通过次级扫描向所使用的位置进行了回返偏转的次级扫描图像获取工序(S104)获取的各多个次级电子束300的检测位置的一个例子。在图24中，示出了向偏转器226的各电极施加修正电位以对由多个初级电子束20的初级扫描(扫描)产生的多个次级电子束300的轨道的误差成分进行修正的情况下的各多个次级电子束300的检测位置的一个例子。与图22所示的修正前的各多个次级电子束300的检测位置不同。例如可知，通过对在“△”所示的射束的右上侧的偏转位置和“+”所示的左下侧的偏转位置产生的变形量进行修正，相应地，多个次级电子束300的检测位置偏移。
图25是表示实施方式2的回返修正后的合成图像的一个例子的图。在图25中，示出了将图21所示的不进行次级扫描而是进行初级扫描而得到的各多个次级电子束300的各偏转位置处的检测位置的图像和图24所示的不进行初级扫描而是进行次级扫描而得到的各多个次级电子束300的各偏转位置处的检测位置的图像合成而得的合成图像。在图25的例子中，可知：关于合成后的各多个次级电子束300，通过由多个初级电子束20的初级扫描(扫描)产生的多个次级电子束300的轨道的误差成分而产生的变形在回返偏转后得到了修正。
在以上的前处理结束后，获取被检查基板的图像。被检查图像获取工序(S120)以后的各工序的内容与实施方式1相同。换句话说，图像获取机构150将多个初级电子束20照射到基板101，获取基于从基板释放的多个次级电子束300的基板101的次级电子图像。此时，在偏转控制电路128的控制下，副偏转器208(第一偏转器)通过多个初级电子束20的偏转而利用多个初级电子束20在基板101(试样)上进行扫描。并且，偏转控制电路128将用于修正合成位置分布与设计上的位置分布的误差的修正电压叠加于偏转电压。并且，偏转控制电路128以将叠加而得的叠加电位施加于偏转器226的方式进行控制。在偏转控制电路128的控制下，偏转器226(第二偏转器)使多个次级电子束300的射束阵列分布形状被修正后的多个次级电子束偏转。由此，偏转器226动态地修正通过由多个初级电子束20的初级扫描(扫描)产生的多个次级电子束300的轨道的误差成分而产生的变形。
并且，多极修正器227对通过多个次级电子束300的偏转而抵消了多个次级电子束300的位置移动的多个次级电子束的射束阵列分布形状进行修正。
并且，被修正了多个次级电子束的射束阵列分布形状的多个次级电子束300由多检测器222检测出。并且，多检测器222输出检测图像数据。由此，获取基板101的次级电子图像。
如上，根据实施方式2，能够不产生与初级扫描的各偏转位置对应的基于多极修正器227的多个次级电子束的射束阵列分布形状的修正误差，并且能够修正由于多个初级电子束20的初级扫描(扫描)而产生的多个次级电子束300的轨道的误差成分。
另外，在上述的各实施方式中，说明了进行由偏转器209实现的初级扫描和由偏转器226实现的次级扫描的情况，但并不限于此。有的情况下也可以进行由偏转器208、209的组(第一偏转器的另一个例子)实现的初级扫描和由偏转器225、226的组(第二偏转器的另一个例子)实现的次级扫描。
图26是用于说明各实施方式的两段式偏转器的扫描动作的图。在图26中，示出了利用偏转器208、209的上下两段的偏转器的组来进行初级扫描的情况。例如，在初级扫描中，即使在利用偏转器208、209的上下两段的偏转器的组进行扫描的情况下，由于多个初级电子束会通过物镜(电磁透镜207)的中心，因此能够不产生像差。
在以上的说明中，一系列的“～电路”包含处理电路，在该处理电路中包含电路、计算机、处理器、电路基板、量子电路或半导体装置等。另外，各“～电路”可以使用公共的处理电路(相同的处理电路)。或者，也可以使用不同的处理电路(独立的处理电路)。使处理器等执行的程序记录于磁盘装置、磁带装置、FD或ROM(只读存储器)等记录介质即可。例如，位置电路107、比较电路108、参照图像制作电路112、工作台控制电路114、透镜控制电路124、消隐控制电路126、偏转控制电路128、E×B控制电路133、偏转调整电路134、多极修正器控制电路135及图像合成电路138也可以由上述的至少一个处理电路构成。例如，也可以利用控制计算机110实施这些电路内的处理。
以上，参照具体例子对实施方式进行了说明。但是，本发明并不限定于这些具体例子。在图1的例子中，示出了利用成形孔径阵列基板203由从一个作为照射源的电子枪201照射的一根射束形成多个初级电子束20的情况，但并不限于此。也可以是通过从多个照射源分别照射初级电子束来形成多个初级电子束20的方式。
在上述的例子中，说明了在检查装置100内实施转换表的制作的情况，但并不限于此。也可以由检查装置100输入在装置外部脱机制作的转换表并保存于存储装置66。
另外，虽然对于装置结构、控制方法等的对本发明的说明而言不直接需要的部分等省略了记载，但是能够适当选择所需的装置结构、控制方法来使用。
此外，本发明的范围中包含具备本发明的要素的、本领域技术人员能够适当设计变更的全部的多带电粒子束对位方法及多带电粒子束检查装置。
工业实用性
本发明的一方式涉及多电子束图像获取装置及多电子束图像获取方法，能够用于向基板照射多个初级电子束并检测从基板释放的多个次级电子束而获得图像的方法。
附图标记说明
8初级电子束
20多个初级电子束
22孔
29子照射区域
30帧区域
31帧图像
32条纹区域
33矩形区域
34照射区域
50、52、56存储装置
54帧图像制作部
57对位部
58比较部
61、66存储装置
62位置偏移量计算部
64转换表制作部
68修正电压计算部
100检查装置
101基板
102电子束柱
103检查室
105工作台
106检测电路
107位置电路
108比较电路
109存储装置
110控制计算机
111标记
112参照图像制作电路
114工作台控制电路
117监视器
118存储器
119打印机
120总线
122激光长度测量系统
123芯片图案存储器
124透镜控制电路
126消隐控制电路
128偏转控制电路
133E×B控制电路
134偏转调整电路
135多极修正器控制电路
138图像合成电路
142驱动机构
144、146、147、148、149DAC放大器
150图像获取机构
151初级电子光学系统
152次级电子光学系统
160控制系统电路
201电子枪
202电磁透镜
203成形孔径阵列基板
205、206、207、224电磁透镜
208偏转器
209偏转器
212集体消隐偏转器
213限制孔径基板
214E×B分离器
216反射镜
218偏转器
222多检测器
225、226偏转器
227多极修正器
300多个次级电子束
301代表次级电子束
330检查区域
332芯片

Claims (10)

1.一种多电子束图像获取装置，其特征在于，具备：
工作台，载置试样；
释放源，释放多个初级电子束；
第一偏转器，通过所述多个初级电子束的偏转，利用所述多个初级电子束扫描所述试样；
修正器，对因向所述试样照射所述多个初级电子束而释放的多个次级电子束的射束阵列分布形状进行修正；
第二偏转器，使被修正了所述多个次级电子束的射束阵列分布形状的所述多个次级电子束偏转；
检测器，检测被偏转了的所述多个次级电子束；以及
偏转控制电路，以向所述第二偏转器施加将偏转电位与修正电位叠加而得的叠加电位的方式进行控制，所述偏转电位是用于抵消与所述多个初级电子束的扫描相伴的所述多个次级电子束的位置移动的电位，所述修正电位是对由所述多个次级电子束的射束阵列分布形状的修正而产生的与用于所述扫描的偏转量对应的变形进行修正的电位。
2.根据权利要求1所述的多电子束图像获取装置，其特征在于，
所述变形中包含由所述多个初级电子束的扫描而产生的所述多个次级电子束的轨道的误差成分。
3.根据权利要求1所述的多电子束图像获取装置，其特征在于，
所述第二偏转器动态地修正由所述多个次级电子束的射束阵列分布形状的修正而产生的与所述多个初级电子束的扫描中的扫描位置对应的所述变形。
4.根据权利要求1所述的多电子束图像获取装置，其特征在于，
所述多电子束图像获取装置还具备合成位置分布制作部，该合成位置分布制作部制作合成位置分布，该合成位置分布是由于与所述扫描相伴的所述多个初级电子束的偏转而产生的所述多个次级电子束的检测位置分布和由于所述多个次级电子束的偏转而产生的所述多个次级电子束的检测位置分布的合成位置分布，所述多个次级电子束的偏转用于抵消与所述多个初级电子束的扫描相伴的所述多个次级电子束的位置移动，
所述偏转控制电路将用于修正所述合成位置分布与设计上的位置分布的误差的所述修正电压叠加于所述偏转电压。
5.根据权利要求1所述的多电子束图像获取装置，其特征在于，
所述修正器配置在所述第一偏转器与所述第二偏转器之间的所述多个次级电子束的轨道上。
6.一种多电子束图像获取装置，其特征在于，具备：
工作台，载置试样；
释放源，释放多个初级电子束；
第一偏转器，通过所述多个初级电子束的偏转，利用所述多个初级电子束扫描所述试样；
第二偏转器，通过因向所述试样照射所述多个初级电子束而释放的多个次级电子束的偏转，抵消与所述多个初级电子束的扫描相伴的所述多个次级电子束的位置移动；
修正器，对通过所述多个次级电子束的偏转而抵消了所述多个次级电子束的位置移动的所述多个次级电子束的射束阵列分布形状进行修正；以及
检测器，检测被修正了所述多个次级电子束的射束阵列分布形状的所述多个次级电子束。
7.根据权利要求6所述的多电子束图像获取装置，其特征在于，
所述修正器相比于所述第二偏转器更靠所述多个次级电子束的轨道的下游侧配置。
8.根据权利要求6所述的多电子束图像获取装置，其特征在于，还具备：
合成位置分布制作部，制作合成位置分布，该合成位置分布是由于与所述扫描相伴的所述多个初级电子束的偏转而产生的所述多个次级电子束的检测位置分布和由于所述多个次级电子束的偏转而产生的所述多个次级电子束的检测位置分布的合成位置分布，所述多个次级电子束的偏转用于抵消与所述多个初级电子束的扫描相伴的所述多个次级电子束的位置移动；以及
位置偏移量计算电路，计算进行所述射束阵列分布形状的修正的情况下的合成位置分布与设计上的位置分布之间的位置偏移量。
9.一种多电子束图像获取方法，其特征在于，
释放多个初级电子束，
使用第一偏转器，通过所述多个初级电子束的偏转，利用所述多个初级电子束对载置于工作台的试样进行扫描，
对因向所述试样照射所述多个初级电子束而释放的多个次级电子束的射束阵列分布形状进行修正，
使用被施加了将偏转电位与修正电位叠加而得的叠加电位的第二偏转器，使被修正了所述多个次级电子束的射束阵列分布形状的所述多个次级电子束偏转，所述偏转电位是用于抵消与所述多个初级电子束的扫描相伴的所述多个次级电子束的位置移动的电位，所述修正电位是对由于所述多个次级电子束的射束阵列分布形状的修正而产生的与用于所述扫描的偏转量对应的变形进行修正的电位，
检测被偏转了的所述多个次级电子束，输出检测图像数据。
10.一种多电子束图像获取方法，其特征在于，
释放多个初级电子束，
使用第一偏转器，通过所述多个初级电子束的偏转，利用所述多个初级电子束对载置于工作台的试样进行扫描，
使用第二偏转器，通过因向所述试样照射所述多个初级电子束而释放的多个次级电子束的偏转，抵消与所述多个初级电子束的扫描相伴的所述多个次级电子束的位置移动，
对通过所述多个次级电子束的偏转而抵消了所述多个次级电子束的位置移动的所述多个次级电子束的射束阵列分布形状进行修正，
检测被修正了所述多个次级电子束的射束阵列分布形状的所述多个次级电子束，输出检测图像数据。
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