JP2000188310A - 回路パターン検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】半導体装置の同一設計パターンの欠陥、異物、
残渣等を電子線により検査する方法において、基板から
発生する二次電子または反射電子またはその両方を高効
率に高速に検出し、所望のコントラストで半導体ウェハ
の高精度、高速な検査を行う。 【解決手段】基板表面から発生する電子を検出する検出
器を分割した検出素子で構成し、電子の軌道に対し試料
状態に応じた所望の制御を行い、得られた各素子の出力
信号の演算処理を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電子線応用装置およ
び方法に係わり、特に大電流低加速電子を照射し高速に
画像を取得する半導体ウェハ上のパターン観察・検査に
好適な電子線応用装置および方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体ウェハの回路パターンの微細化、
複雑化に伴い、電子線を用いた回路パターンの検査装置
が実用化されてきている。例えば特開昭５９−１９２９
４３号公報，ジャーナル オブ バキューム サイエン
ス アンド テクノロジー（J.Vac. Sci. Tech）.B,V
ol.9,No.6,pp.3005−3009(1991)，J. Vac. Sci. Tec
h. B, Vol.10,No.6,pp.2511−2515(1992)，エスピー
アイイー（ＳＰＩＥ）Vol.2439、および特開平５−２５
８７０３号公報等に記載の技術が知られている。

【０００３】ウェハ径の増大と回路パターンの微細化に
対応して高スループットかつ高精度な検査を行うために
は、非常に高速に高ＳＮな画像を取得する必要がある。
そのため、通常の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）の１００
倍以上（１０ｎＡ以上）の大電流ビームを用いて照射電
子数を確保し、高ＳＮ（信号対雑音比）を保っている。
さらに、基板から発生する二次電子、反射電子の高速か
つ高効率な検出が必須である。

【０００４】また、レジスト等の絶縁膜を伴った半導体
基板が帯電の影響を受けないように２ｋｅＶ以下の低加
速電子線を照射している（電子、イオンビームハンドブ
ック（日刊工業新聞社）ｐ６２２−Ｐ６２３）。大電流
でなおかつ低加速の電子線では空間電荷効果による収差
が生じ高分解能な観察が困難である。この問題を解決す
る方法として試料直前で高加速電子線を減速し、試料上
で実質的に低加速電子線として照射する手法が知られて
いる（例として特開平５−２５８７０３号、特開平６−
１３９９８５号公報がある）。

【０００５】以下、従来技術の電子光学系の一例の概略
を図１０により簡単に説明する。引き出し電極２の電圧
により電子銃１から出た一次電子線２０１はコンデンサ
レンズ３、走査偏向器５、絞り６、対物レンズ９等を通
過して収束、偏向されて試料ステージ１１，１２上の半
導体装置基板１０に照射される。この基板１０には一次
電子線減速用に高圧電源２３より減速電圧（以下、リタ
ーディング電圧と称する）が印加されている。基板１０
からは一次電子線２０１の照射により二次電子２０２お
よび反射電子２０４が発生する。二次電子２０２および
反射電子２０４はリターディング電圧により数ＫｅＶの
エネルギに加速される。

【０００６】対物レンズ９の電子銃側には隣接してＥ×
Ｂ偏向器８が設けてある。このＥ×Ｂ偏向器８は一次電
子線２０１に対しては電界と磁界による偏向量が互いに
打ち消し合い、二次電子２０２および反射電子２０４に
対しては両者の重ね合わせで電子を偏向させる偏向器で
ある。加速された二次電子２０２および反射電子２０４
はこのＥ×Ｂ偏向器８により偏向され、さらに検出器１
３の前面に設けた孔の開いたキャップ電極１４と検出器
１３の間の吸引電圧が形成する電界に引き寄せられて検
出器１３に入射する。

【０００７】検出器１３は半導体検出器で構成されてい
る。二次電子２０２は半導体検出器に入射して電子正孔
対を作り、これが電流として取り出され電気信号に変換
される。この出力信号はさらにプリアンプ２１で増幅さ
れて画像信号用輝度変調入力となる。以上の電子光学系
の動作で基板上の一領域の画像を得てから画像出力信号
に一画面分の遅延をかけ、第２の領域の画像を同様にし
て取得する。二つの画像を画像比較評価回路で比較し、
回路パターンの欠陥部の検出を行う。

【０００８】電子線による外観検査装置では、高速な画
像形成技術が求められるため、二次電子および／または
反射電子の検出器には、特開平５−２５８７０３号公報
に開示されている周波数応答特性のよい半導体検出器を
用いる技術が適している。半導体検出器の応答速度は検
出素子の表面層の接合容量に反比例しており、所望の応
答速度を得るための最大面積は素子特性から一意的に決
定される。

【０００９】例えば１００ＭＨｚの信号取り込みに追随
するためには数mm角程度以下の素子で形成されたものを
使用する。限定された面積の半導体検出素子で高効率に
二次電子を検出するために、二次電子を検出器の位置で
検出有効領域内に収まるように細く収束させる。二次電
子は試料から５０ｅＶ以内のエネルギで−９０度から９
０度までの拡がりをもって出射し、リターディング電界
によって加速されている。二次電子出射方向は一般にい
わゆるｃｏｓ則にしたがい、試料表面の法線方向（０度
と定義する）に最も高密度に出射し、０度から外れるに
つれて低密度となる分布で出射する。

【００１０】リターディング電圧で加速された二次電子
は試料出射時の角度の拡がりが低減された状態で加速さ
れているが、これを数mm以内のスポット径に絞るため、
検出器の吸引電界等のみでなく、例えば一次ビーム収束
用の対物レンズを通過させるなどして絞る技術が必要で
ある。

【００１１】以上の技術によって、二次電子を高効率に
捕捉することは可能となり、二次電子の生成量の変化を
画像化することは一定のレベルで可能となった。

【００１２】半導体ウェハ表面を形成している物質に
は、Ｓｉ（シリコン）、Ｗ（タングステン）等の導電性
材料と、酸化膜やレジスト等の絶縁性材料とがある。物
質に電子線を照射して発生する二次電子および反射電子
は、照射される試料の元素、導電性、電位状態、形状、
照射条件にしたがった量とエネルギ、角度を持って発生
する。すなわち、二次電子、反射電子は試料基板からの
発生時に電子線の入射条件、基板表面の材質、凹凸や電
位状態を反映した初速度を持って出て来る。

【００１３】検査対象は導電性物質のみの場合と、絶縁
性材料のみの場合と、両者が混在している場合とがある
ため、半導体を電子線で検査する装置には、これら３つ
の場合ともに検査可能な二次電子および／または反射電
子画像を得ることが要求される。より具体的には、電子
線による検査装置では試料の電位コントラストと形状コ
ントラストを検査対象に応じて所望のコントラストで得
ることが要求される。二次電子信号と反射電子信号を両
方検出し、両者の演算処理により欠陥を検出する技術と
しては特開昭５６−１２６７５２号公報がある。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、本回路パター
ン検査装置には以下の問題点がある。まず、上記のよう
に、二次電子、反射電子の発生量と初速エネルギ、角度
（この両者を合わせて初速度とも記述する）は電子線照
射条件と照射対象を反映したものになる。そのため、同
一の照射条件では、二次電子の発生状態が試料依存性の
みで決定する。その結果、同一条件で動作させる場合、
二次電子画像の形成に適した試料でのみ良好な検査画像
が得られ、画像形成に適さない試料では良好な検査画像
が得られないという欠点があった。

【００１５】例えば、電気伝導度が類似した複数種類の
試料の形状欠陥を検査するには、試料の元素の違い、輪
郭の凹凸部の傾斜等を信号化する必要が生じる。元素の
違いは主に反射電子の発生量に反映する。二次電子は、
試料表面の傾斜部分で、発生量が傾斜角度に応じて変化
するとともに、発生量の最も高密度な方向成分（以下、
主軸とも呼ぶ）の出射方向も傾斜角度に応じて変化す
る。試料の電気伝導度と電位状態によっては二次電子の
発生量が全体に低い場合があり、その場合試料表面の凹
凸、傾斜の情報（形状コントラスト）が相対的に画像化
しにくい。形状コントラストを強調して画像化するため
には、ビーム照射条件、電位状態を適切なものにすると
ともに二次電子軌道主軸の傾きの変化を信号化する必要
がある。それに対し、上記の従来技術は二次電子または
反射電子を一素子に集めて信号化するものであり、軌道
の傾きの差の信号化は困難であった。

【００１６】逆に、電位状態が異なる複数種類の試料で
は、発生する二次電子のエネルギと発生方向、および二
次電子の発散分布に差が出る。試料表面の電位状態に応
じて、ｃｏｓ則で予想するよりも大きな角度範囲に二次
電子が初速度を持って加速される場合がある。また、凹
凸や傾斜等の形状の差と電位状態の差が両方兼ね備えら
れた試料を検査する場合、上記の二次電子軌道の変化が
混在して現れる。

【００１７】従来技術では、半導体検出器へ到達する電
子の総数（電子の捕捉数）を信号化していた。画像のＳ
／Ｎを確保するために試料から発生する二次電子の多数
を効率よく捕捉できる検出系を配置していた。その結
果、上記のような二次電子の軌道の変化に対しては、捕
捉できる電子数の差としては信号化できたものの、電子
の軌道の傾き、発散分布、エネルギの分析を行うことは
できなかった。その結果、捕捉電子数に大きな変化がな
い、あるいは電子数が総じて小さい場合には、パターン
形状や電位状態を画像化することが困難であった。

【００１８】一方、従来から存在する電子線装置で二次
電子の軌道の傾きを分離して検出する技術は公知であ
り、例えば特開昭５９−２０１３５６号公報が知られて
いる。しかし、上記従来技術等は分離した検出素子をビ
ーム光軸周囲に円環状に配置した構成であり、二次電子
をリターディング電界で高速に加速する本検査装置では
光軸近傍に集中した二次電子が大量に通過して検出不可
能となり、高速検査画像取得に十分な個数の電子を捕捉
することができない。

【００１９】また、上記従来技術では、半導体検出器の
素子自体が高速応答の必要性から面積の小さいものに限
定されるため、二次電子、反射電子を高効率に捕捉する
こと自体も困難という問題がある。さらに、高効率に電
子を集める必要性から、電界分布および軌道の変化を伴
うリターディング電圧を大きく変化させて検査すること
は困難であり、試料状態に対し最適な照射、電位条件に
合わせて検査することができなかった。

【００２０】本発明の課題は上記の問題を解決し、高い
捕集効率で高加速二次電子および反射電子を軌道の傾き
の情報を取得しながら高速に検出して、絶縁物あるいは
絶縁物と導電性物質が混在する多様な半導体装置の製造
過程における回路パターンを電子線により高速、安定か
つ明暗コントラストの大きい良質・高精度の画像として
取得しその画像を自動比較検査により欠陥を誤りなく検
出することである。さらには、上記検査結果を半導体装
置の製造条件に反映し、半導体装置の信頼性を高めると
ともに不良率を低減することにある。

【００２１】

【課題を解決するための手段】本発明の方法および装置
は、高加速二次電子を初速度の情報を取得しながら高効
率に検出するのにきわめて好適な構成を提供する。すな
わち、回路パターンを有する基板の第１、第２の領域へ
照射させる一次電子線の発生手段と収束手段と走査偏向
手段と、上記一次電子線を加減速させると共に上記基板
から発生する二次電子および反射電子を加減速する加減
速手段と、上記二次電子および反射電子を偏向する手段
と収束させる手段と、上記電子線の光軸から外れた位置
にあって上記二次電子および反射電子またはこれらの一
方の電子を検出する検出器と、上記検出器で検出した信
号から画像を形成する手段と、上記基板上の第１、第２
の領域で得た上記画像を比較する手段を有する回路パタ
ーン検査装置において、検査モード選択手段が具備さ
れ、上記加減速手段に可変電源が接続してあり、加減速
条件に合わせて上記二次電子および反射電子の偏向手
段、収束手段を制御する調整手段があり、また、上記検
出器の検出素子が分割された複数の素子からなり、複数
の素子それぞれにアンプ回路と、各素子の出力を上記検
査モードに合わせて演算処理する演算回路とを有して各
素子の出力を演算処理して二次電子または反射電子画像
を得ることを特徴とする。なお、検出器前面には金属製
のキャップを有し、キャップに電流計を接続して二次電
子の検出素子からの逸脱の有無を測定可能な構成とし
た。

【００２２】以上のような方法および装置を実施すれ
ば、試料の表面状態に応じた検査モードを選択し、電子
の照射条件、二次電子の収束・偏向条件等を適切に選ぶ
ことで、基板からの二次電子および反射電子の軌道を主
軸の試料出射角度に応じて異なる検出素子へ入射させ、
二次電子の初速度の違いを情報として取得することがで
きる。また、試料表面で発生する二次電子のエネルギに
応じて偏向量に差が出るので、これらを分割された検出
素子のそれぞれへ入射させ、エネルギ分析の機能を持た
せることができる。それぞれの検出素子の出力は、検査
モードに合わせて演算処理することで適切な画像信号と
して形成される。分割素子の出力の総和を取って画像化
すれば、通常の二次電子生成量のコントラストを持つ二
次電子画像を得ることができる。

【００２３】さらに、二次電子軌道の傾き分布から得ら
れる試料表面状態のコントラスト強調画像と通常の二次
電子生成量のコントラスト画像とを加算または減算し、
両者を重ね合わせた画像を得ることも可能になった。こ
れらの結果、高い捕集効率で、高速に二次電子を検出
し、二次電子の軌道の傾きおよびエネルギの差の情報を
取得し、検査に用いることが可能となった。

【００２４】さらに、複数の素子を並べることにより、
二次電子を捕捉する検出器の素子面積の和も大きくな
り、二次電子の検出漏れを低減させることができた。そ
の結果、ｃｏｓ則よりも大きく角度が広がって加速され
る二次電子束についても効率の高い捕捉が可能になっ
た。

【００２５】以上に述べたように、本発明により、高速
・高ＳＮで試料表面の状態を反映する所望のコントラス
トの二次電子画像信号を得て絶縁物を含む半導体基板の
鮮明で安定な画像を取得でき、高速で正確な半導体パタ
ーンの欠陥検査が可能な回路パターン検査装置と方法を
得ることができた。

【００２６】

【発明の実施の形態】（実施例１）はじめに半導体装置
の検査と製造工程の関係について述べる。半導体装置の
製造プロセスは図２に示すように、多数のパターン形成
工程を繰り返している。パターン形成工程は大まかに、
成膜・感光レジスト塗布・感光・現像・エッチング・レ
ジスト除去・洗浄の各ステップにより構成されている。
この各ステップにおいて製造条件が最適化されていない
と半導体装置の回路パターンが正常に形成されない。例
えば図２の成膜工程で異常が発生するとパーテイクルが
発生し、ウェハ表面に付着し、孤立欠陥等が生じる。

【００２７】また、レジスト塗布後感光時に、焦点や露
光時間等の条件が最適でないと、レジストに照射する光
の量や強さが多すぎる箇所・足りない箇所が発生し、シ
ョートや断線、パターン細りを伴う。露光時のマスク・
レチクル上に欠陥があると、同様のパターンの形状異常
が発生しやすい。

【００２８】また、エッチング量が最適化されていない
場合およびエッチング途中に生成された薄膜やパーテイ
クルにより、ショートや突起、孤立欠陥を始め、開口不
良等も発生する。洗浄時には、乾燥時の水切れ条件によ
り、パターン角部その他の箇所に異常酸化を発生しやす
い。従って、ウェハ製造プロセスでは、これらの不良が
発生しないよう加工条件を最適化する必要があるととも
に、異常発生を早期に検出し、当該工程にフィードバッ
クする必要がある。そこで、本実施例では図２に示した
ｎ番目のパターン形成工程におけるレジスト感光・現像
後に検査を適用する例について記載する。

【００２９】以下、上記の不良を検出するための検査方
法および検査装置の概要について述べる。本発明の基本
概念は、回路パターンの形成された基板から発生する二
次電子および反射電子を高速に効率よく検出し、画像信
号化して高精度の回路パターン検査を実行することを目
的に、二次電子および反射電子またはその一方を複数の
素子からなる検出器に入射させ、各素子で得た電子信号
を検出器後段の演算処理回路で演算し、その結果得られ
る信号を画像化することである。

【００３０】これにより、検出器で高効率に二次電子お
よび反射電子またはその一方を捕捉しながら同時に電子
軌道の傾きおよびエネルギによる到達位置の違いを情報
として取得することができる。その結果、ＳＮを低下さ
せることなく、試料表面で発生した二次電子および反射
電子の初速度を取得し、高速に損失なく有効に表面状態
を反映したコントラストを持つ検査画像を取得すること
ができる。

【００３１】図１に本発明の第１の実施例の装置構成を
示す。本検査装置は大別して電子光学系１０１、試料室
１０２、制御部１０３、画像処理部１０４より構成され
ている。

【００３２】電子光学系１０１は電子銃１、引き出し電
極２、コンデンサレンズ３、ブランキング用偏向器４、
走査偏向器５、絞り６、シールドパイプ７、Ｅ×Ｂ偏向
器８、対物レンズ９により構成されている。Ｅ×Ｂ偏向
器８は４極の静電、磁界型偏向器の組み合わせで形成し
た。

【００３３】試料室１０２は、Ｘ−Ｙステージ１１、回
転ステージ１２、光学式高さ測定器２６、位置モニタ用
測長器２７より構成されており、また２次電子検出器１
３が対物レンズ９の上方にあり、二次電子検出器１３の
出力信号はプリアンプ２１および増幅器３５で増幅さ
れ、ＡＤ変換器２２によりデジタルデータとなる。

【００３４】制御部１０３は検査装置各部の動作命令お
よび動作条件を入出力する。予め制御部１０３に電子線
発生時の加速電圧・電子線偏向幅・偏向速度・試料台移
動速度・検出器の信号取り込みタイミング等々の条件が
入力されている。また、光学式高さ測定器２６、位置モ
ニタ用測長器２７の信号から補正信号を生成し、電子線
が常に正しい位置に照射されるよう対物レンズ電源２５
や、走査信号発生器２４に補正制御回路２８から補正信
号を送る。

【００３５】画像処理部１０４は画像記憶部３０ａ、
ｂ、演算部３３、欠陥判定部３４より構成されている。
取り込まれた電子線画像および光学画像は、モニタ３２
に表示される。

【００３６】電子銃１には拡散補給型の熱電界放出電子
源を用いた。これにより明るさ変動の少ない比較検査画
像が得られ、かつ電子線電流を大きくすることが可能な
ことから、高速な検査が可能になる。電子線２０１は引
出電極２に電圧を印加することで電子銃１から引き出さ
れる。

【００３７】電子線２０１の加速は電子銃１に高圧の負
の電位を印加することでなされる。これにより、電子線
２０１はその電位に相当するエネルギ、例えば本実施例
では１２ｋｅＶで試料台１１方向に進み、コンデンサレ
ンズ３で収束され、さらに対物レンズ９により細く絞ら
れ、Ｘ−Ｙステージ１１の上に搭載された被検査基板１
０（ウェハあるいはチップ等）に照射される。被検査基
板１０には高圧電源２３により負の電圧（リターディン
グ電圧）を印加できるようになっている。

【００３８】被検査基板１０とＥ×Ｂ偏向器８の間には
接地電極２９を設け、基板１０との間にリターディング
電界を形成させた。基板１０に接続した高圧電源２３を
調節することにより、被検査基板１０への電子線照射エ
ネルギを最適な値に調節することが容易となる。本実施
例ではリターディング電圧として基板１０に−１１．５
ｋＶ〜−３ｋＶの電位を印加する。さらにまた、本実施
例では接地電極と試料表面の間に中間電極を配置した。
中間電極には、印加する電圧をリターディング電位から
グランド電位まで調節できる可変電源を接続し、印加電
圧を制御できる構成とした。

【００３９】画像形成にはＸ−Ｙステージ１１を静止さ
せ電子線２０１を二次元に走査する方法と、電子線２０
１は一次元のみ走査し走査方向と直交する方向にＸ−Ｙ
ステージ１１を連続的に移動する方法のいずれかを選択
できる。ある特定の場所のみを検査する場合にはステー
ジ１１を静止させて検査し、被検査基板１０の広い範囲
を検査するときはステージ１１を連続移動して検査する
と効率のよい検査が行える。

【００４０】被検査基板１０の表面の画像を取得するた
めには、細く絞った電子線２０１を上記被検査基板１０
に照射し、二次電子２０２および反射電子（図示略）を
発生させ、これらを電子線２０１の走査およびステージ
１１の移動と同期して検出する。

【００４１】本発明で述べるような自動検査では検査速
度が速いことが必須となる。したがって通常のＳＥＭの
ようにｐＡオーダのビーム電流を低速で走査したり、複
数回走査は行わない。そこで、通常のＳＥＭに比べ約１
００倍以上のたとえば１００ｎＡの大電流電子線を一回
のみの走査により画像を形成する構成とした。一枚の画
像は１０２４×１０２４画素で約１０msecで取得するよ
うにした。画像信号には一画像分の遅延をかけて次の画
像の取り込みと同期させて画像比較評価を行い、回路基
板１０上の欠陥探索を行った。二次電子検出器近傍には
一次ビームシールドパイプ７を配置した。シールドパイ
プのビーム通過孔は１mmφとした。

【００４２】検出器は図３に示すように４つに等方的に
分割した検出素子１３（ａ〜ｄ）からなる。また、検出
面の前面に、検出面周囲を囲む形状の検出器キャップ１
４（ａ〜ｄ）を設けている。検出器キャップ１４はリン
青銅製で、やはり等方的に４分割しており、それぞれに
電流計３９（ａ〜ｄ）を接続した。キャップ電極１４に
電子が衝突すると電流が流れ、その電流量がモニタでき
る構成である。検出器１３の各素子の有効検出面積は４
mm角として構成した。キャップ１４は検出器１３の正面
に径７mmφの開孔を有する構成とした。

【００４３】次に、二次電子の発生過程について述べ
る。一次電子線は固体に入射すると内部に進入しながら
それぞれの深さにおいて殻内電子を励起してエネルギを
失っていく。またそれとともに一次電子線が後方に散乱
された反射電子が、やはり固体内で電子を励起させなが
ら表面へ向かって進む現象が生じる。これら複数の過程
を経て、殻内電子は固体表面から表面障壁を越えて二次
電子となって０〜５０ｅＶのエネルギを持って真空中へ
出る。

【００４４】一次電子線と固体表面のなす角が浅い場合
ほど、一次電子線の進入距離とその位置から固体表面ま
での距離との比が小さくなり、二次電子が表面から放出
されやすくなる。したがって二次電子の発生は一次電子
線と固体表面の角度に依存し、二次電子発生量が試料表
面の凹凸を示す情報となる。それと同時に、二次電子軌
道の傾きも試料表面の傾きに応じて変化する。文献によ
れば、二次電子発生量の角度依存性は次の数１となる
（Reimer,'Scanning Electron Microscope', P14
5）。

【００４５】

【数１】 ｄδ／ｄΩ＝δ（０，Ｚ）／π・ｓｅｃφ・ｃｏｓζ （δ；二次電子発生量、Ω；二次電子発生方向の立体
角、Ｚ；原子番号、φ；試料表面の法線と入射ビームの
なす角、ζ；試料表面の法線に対する二次電子発生角
度） 傾き角について、図４にモデルを示しながら説明する。
表面が一次ビーム入射方向に垂直な平面であれば、二次
電子は一次ビームと正反対の方向（ここではこれを０度
と定義する）を中心としていわゆるｃｏｓ則にしたがっ
た分布で−９０度から９０度までの範囲で出射する。試
料表面が入射ビームに対して傾いている場合には、傾い
た平面に対して垂直な方向への出射電子の密度が高くな
る（以下、二次電子または反射電子の最も高密度な出射
方向への軌道を主軸の軌道と呼ぶ）。

【００４６】さらに、図５にモデルを示すように試料１
０表面に不均一な電位の分布がある場合、発生した二次
電子２０２は表面近傍の電位分布によって偏向される。
したがって、二次電子２０２の主軸軌道は表面電位の有
無により傾きが変化する。二次電子２０２の拡がりにつ
いても、均一な電位分布内で発生する場合と比較して、
上記理論よりも二次電子２０２が不規則な拡がりをもっ
て出て来る現象が生じる。

【００４７】一方、反射電子は一次電子線が最表面の原
子に衝突してほとんどエネルギ損失なしに反射してくる
ものであり、試料表面の凹凸および試料を構成する元素
の平均原子番号の違いにより発生量が異なる。反射電子
はエネルギが高いため、表面近傍の電位分布による偏向
作用は受けにくい。

【００４８】図１に概略を示したように、電子銃１から
出た一次電子線２０１を試料基板１０へ照射し発生させ
た二次電子２０２は、基板１０に印加されたリターディ
ング電圧により１１．５ｋＶ〜３．５ｋｅＶに加速され
る。それとともに対物レンズ９、Ｅ×Ｂ偏向器８により
収束、偏向され、検出器１３へ入射する。検出器１３で
得られる検出信号から検査に必要な画像情報を得る。

【００４９】本装置の動作では、試料の材質、加工工程
に応じた所望のコントラストの画像を得られるように、
検査モードの選択スイッチ４５を介してリターディング
電圧、中間電極電圧、コンデンサレンズ、対物レンズの
励磁条件、Ｅ×Ｂ偏向器の偏向電磁界等々を変化させ
る。これらの条件の変化により、一次電子のエネルギや
スポット径、二次電子の主軸軌道の傾き、エネルギ、収
束条件等々が変化する。すなわち、リターディング電圧
の変化により一次ビームの照射エネルギ、スポット径、
二次電子のエネルギが変わる。さらに、中間電極の電圧
によって、図５に示すような試料表面近傍の電位の変化
勾配が制御されるので、二次電子の主軸の傾き、拡がり
方が変化する。

【００５０】対物レンズは基本的に一次電子ビームを所
望のスポット径に収束させる励磁条件で動作させる。検
査速度向上のため、低分解能でも検査可能な試料材質、
検査工程であればスポット径を大きくして検査を行う場
合もある。その許容範囲内で二次電子の収束・発散を所
望の条件で行うように制御を行う。さらに、コンデンサ
レンズを連動して変化させ、一次ビームのスポット径を
一定に保ったまま二次電子のスポット径を所望の径に変
化させる調節もできる構成にしてある。

【００５１】Ｅ×Ｂ偏向器は、一次ビームに収差の影響
を与えない範囲で二次電子主軸を所望の傾きに偏向させ
るように調節する。本実施例では二次電子を約８度程度
偏向させた。このとき、一次電子ビームに偏向作用を及
ぼさないように、電界と磁界の偏向作用が一次電子ビー
ムに対してはほぼ相殺するように調節しながら制御する
ことは言うまでもない。

【００５２】分割された半導体検出素子１３に二次電子
２０２が入射し、表面層で一定のエネルギを消失した
後、電子正孔対を生成し、電流となって電気信号へ変換
される。Ｓｉ半導体では１つの電子正孔対を作るのに約
３．５ｅＶのエネルギを要する。表面層でのエネルギ損
失を考慮すると９ｋｅＶに加速されて入射した二次電子
２０３は約１０００倍に増幅されて出力信号となる。こ
の電流信号はプリアンプ２１でさらに増幅されて画像輝
度信号として取り込まれる。

【００５３】検出器１３の応答速度は素子面積に反比例
しており、本実施例における４mm角の素子は８ｎｓ程度
の応答性であるので、一画素１０ｎｓ程度の高速画像取
得に対応できる。なお、本検出素子は応答速度を一定に
揃えるため同質、同面積の素子で構成してある。

【００５４】半導体検出器１３で得られる電流信号に対
して高速応答を実現し、かつノイズの混入を防ぐため、
できる限り検出素子１３の近傍でプリアンプ回路２１へ
入力させ、低ノイズ状態で増幅された電圧信号に変換す
る必要がある。そのため、プリアンプ回路２１を検出素
子１３の背面から望ましくは２０mm以内、本実施例では
約１５mm程度の配線で接続し、ノイズの発生を最小限に
低減させた。こうして取り出した信号に対し、さらに分
割素子ごとに後段に接続した増幅器３５でゲイン調整を
行う。素子間の応答性のばらつきがあっても、この調整
により補正することができる。増幅器３５の後段にはＡ
Ｄ変換器２２さらに演算回路３６を接続してあり、検出
器１３の４素子の検出信号をディジタル信号に変換して
加算、減算、除算、乗算、および係数テーブルの所望の
組み合わせで演算処理する。

【００５５】図６に信号の演算経過の一例を示す。たと
えば図３における検出素子ａ〜ｄの信号を（ａ＋ｂ）−
（ｃ＋ｄ）のように演算処理する。この処理により、一
次電子ビームの光軸に対する二次電子の主軸の傾きと拡
がりおよびエネルギ差を信号化することができる。その
結果、試料表面の傾き、および表面近傍の電界の乱れを
信号化し、画像化することが可能になった。この信号は
また、面積が４mm角程度の１個の検出素子で得られる二
次電子信号を単に画像化する場合に比べて４倍の検出面
積であるので二次電子の損失が少なく、その結果、応答
速度を落とすことなくＳＮの劣化を起こさずに二次電子
の軌道の偏りを画像化できるという効果があった。

【００５６】また、４素子の出力の和（ａ＋ｂ＋ｃ＋
ｄ）を求めれば、通常の検査装置における検査画像と同
等の画像が得られる。さらに、（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ）と
（ａ＋ｂ）−（ｃ＋ｄ）の信号の加重平均をとれば、異
なるコントラストの画像を一度に重ね合わせて得ること
ができる。その結果、通常の検査装置で得られる電位コ
ントラストのみでなく、より高感度な電位コントラスト
や試料表面形状のコントラストを併せ込んで比較検査画
像を取得することができ、従来の検査装置より高感度、
高機能な検査を行えるようになった。

【００５７】また、試料１０で発生した反射電子（図示
せず）についても、上記と同様な制御を行い、同じ検出
系で検出して画像化することができた。これにより、基
板１０表面の組成情報と凹凸情報、あるいはこれらの重
ね合わせられた画像を取得することができた。Ｅ×Ｂ偏
向器８の偏向量を調節して、反射電子と二次電子を同時
に別の検出素子に入射させ、反射電子像と二次電子像を
一度に得ることもできる。

【００５８】この動作で検出信号を取り出す際に、例え
ばＥ×Ｂ偏向器８による偏向が適切でないと二次電子信
号が検出器１３を構成する４素子からバランスよく得ら
れなくなる。この問題を防止するために、４つの検出素
子の出力信号のばらつきを調節し、平均的な二次電子軌
道が４素子に均一に分配されるようにＥ×Ｂ偏向器８の
偏向電磁界を制御する。さらに、検出器１３周囲に設け
たキャップ電極１４に流れる電流量をモニタし、二次電
子が検出器１３から逸脱しないようにＥ×Ｂ偏向器８の
制御を行っている。

【００５９】以上の動作により、試料の材質、加工工程
に合わせて所望のコントラストの画像を得ることができ
る。この所望のコントラストを得るために必要な各種調
整値は、あらかじめ装置利用者がサンプルによって高精
度に調整して決定し、制御回路１０３に記憶させてもよ
いし、推奨される数値を別途に探索しておいて制御回路
１０３に記憶させてもよい。

【００６０】以上のような構成にすれば、従来の単一検
出素子で二次電子２０２を検出していた構成に比べ、二
次電子２０２の軌道の違いを所望のコントラストで画像
化することができる上に、損失の低減された検出が可能
になった。その結果、検出器の応答速度を落とすことな
く高ＳＮな信号が得られ、高速に高精度な検査が実現し
た。さらに、本構成であれば、リターディング電圧を大
きく変化させても、検出素子の全体の面積が大きいので
二次電子のスポット径の変化に影響されずに損失なく二
次電子を捕捉することができる。

【００６１】また、二次電子のみの収束状態を変えるよ
うにレンズ系の連動制御を行い、リターディング電圧が
変化しても二次電子を効率よく捕捉できるようになっ
た。その結果、従来に比べ、さらに多様な検査条件で高
精度に画像の比較検査を行うことが可能になった。試料
基板１０の一点から発生した二次電子は高効率に捕捉さ
れるので検出信号のコントラストが最大で約１０倍にな
り、容易に回路パターンの欠陥を見いだせる良質の画像
を高精度に得られるようになった。すなわち、絶縁物を
含む被検査基板１０を検査する場合においてもパターン
のコントラストが高速に鮮明かつ安定に得られ、誤検出
の少ない比較検査ができる検査装置が得られた。

【００６２】（実施例２）次に、第２の実施例として、
図７に示すように電子ビーム光軸近傍に金属製の反射板
１５を配置し、分割型の半導体検出器１３を反射板１５
に対向する向きに設置した構成を実施した。その他の構
成は第１の実施例と同一であるので説明を省略する。反
射板１５には同図（ｂ）に示すように、角度の変化を付
け、反射板１５に衝突した電子の位置に応じて発生する
二次電子の方向が大きく分離されるような形状にした。
検出素子１３は分離された軌道をそれぞれの素子で検出
すればよく、第１の実施例で直接取得していた場合に比
べて素子間の隙間における二次電子の損失が低減され
た。その結果、良質な検査画像を取得することができ
た。

【００６３】（実施例３）次に第３の実施例として、図
８に示すように対物レンズ９を検出器１３の上方に設置
し、その他の構成を第１の実施例と同様に構成した回路
パターン検査装置について述べる。その他の構成は第１
の実施例と同一であるので説明を省略する。第１の二次
電子２０２は基板１０と接地電極２９との間でリターデ
ィング電界により急激に３．５ｋＶ〜１１．５ｋＶに加
速されるので角度分布が法線方向近傍に集中しており、
検出面での拡がりは数mm径程度と小さく、ほとんど全て
の二次電子を捕捉でき、検出効率はほとんど劣化しな
い。本実施例によれば、第１実施例と比べて同等程度の
検出効率で二次電子２０２が検出できた。本実施例によ
れば、対物レンズ９の焦点距離が第１の実施例に比べて
長く、一次ビーム偏向幅を大きくとることができ、二次
電子が収束されないので扱いやすい等の効果がある。

【００６４】（実施例４）半導体検出器１３の分割素子
の形状を、図９に示すような中央部１３ｅと周辺部１３
（ａ〜ｄ）の分離形状としてもよい。これであれば、中
央部のみの信号を取ることでエネルギ分析の機能を高め
ることも可能になる。二次電子の主軸の到達位置をモニ
タしてエネルギフィルタとして用いれば、外観の欠陥検
査のみでなく、試料基板の電位状態を逆算し、定量評価
をすることもできる。その結果、試料の電位状態を定量
評価する測定機能を持たせることが可能になる。このと
き、異なる形状の検出素子の応答速度を一定に揃えるた
め、検出素子の面積を一定にする等の設計、および調整
が必要である。

【００６５】以上、本発明の実施例について説明をした
が、要は基板１０上で発生した二次電子２０２または反
射電子２０４もしくはその双方がビーム光軸外に設けた
分割された検出素子を持つ検出器１３に導かれる構成の
回路パターン検査装置または方法であって、検出信号を
所望の演算処理にかけることで所望のコントラストの画
像を比較検査できる検査装置および方法であればよい。
個々の検出素子は高速応答を可能にするのに十分な小面
積であり、しかも全体では検出素子の個数分の大面積で
の捕捉ができ、高速に高ＳＮな検査が可能である構成で
あればよい。しかも検出素子の各出力信号に対し所望の
演算処理を行い、低ノイズで高コントラストな良質の画
像信号となるものであればよい。

【００６６】そのために精度よく二次電子を所望の角度
に偏向させるため、Ｅ×Ｂ偏向器による偏向角度を制御
する手段を有していれば本発明はさらに高精度に目的を
達成できる。また、二次電子の検出面でのスポット径を
一次ビームのスポット径を許容範囲内に保ったまま制御
する構成であればよい。演算処理の内容も、上記実施例
では加減算のみを用いたが、もちろん除乗算を使用して
もよい。（ａ＋ｂ）／（ｃ＋ｄ）または（ａ＋ｂ）／
（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ）の演算処理であれば、電子銃起因の
ノイズ成分が相殺される効果も期待できる。傾きの方向
によらず、信号量の時間変化が高精度に抽出できるとい
う効果もある。（ａ＋ｂ）／（ｃ＋ｄ）＋（ｃ＋ｄ）／
（ａ＋ｂ）を行えば、さらに強調された画像信号を得る
ことが可能である。要は、所望のコントラストの信号が
得られるような演算処理ができる処理系であればよい。

【００６７】検出素子の分割も、上記実施例に限るもの
ではもちろんない。全体を円形状に構成したが、多角形
で構成してももちろんよい。例えば正方形の内部を正方
形で４分割した場合、検出領域と一次電子線の光軸の隙
間に二次電子が逸脱する余地を低減させることができ、
有効である。もちろん、分割個数も４に限ることはな
く、２でもよいし、８でもその他でもよい。

【００６８】各部品の材質も、上記実施例に記載したも
のに限るものではない。また上記実施例における数値も
ほんの一例であり、これに限定するものではない。

【００６９】

【発明の効果】本発明により、小面積の検出領域を持つ
検出素子の複数配列による高効率・高ＳＮで高速応答か
つ所望の強調処理を施した二次電子または反射電子検出
が可能となり、半導体装置の製造過程にあるウェハ上の
半導体装置の同一設計パターンの欠陥、異物、残渣等を
電子線により検査する方法において、レジストパターン
や酸化膜等の非導電性の表面を持った半導体ウェハの高
精度な検査が可能となった。

【００７０】これにより、製造過程で発生した従来装置
で検出できない欠陥を発見可能にし、半導体プロセスに
フィードバックすることにより半導体装置の不良率を低
減し、信頼性を向上した。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１の装置構成を示す縦断面図。

【図２】半導体装置の製造プロセスを示すフロー図。

【図３】本発明の実施例１の電子線検出器部分の構成を
示す斜視図および断面図。

【図４】電子線に対する照射面の傾きと二次電子線の軌
道の関係を示す説明図。

【図５】電子線に対する照射面の電位分布と二次電子線
の軌道の関係を示す説明図。

【図６】本発明の実施例における分割された検出器出力
の演算例を示す信号波形図。

【図７】本発明の実施例２の装置の部分構成を示す縦断
面図。

【図８】本発明の実施例３の装置の部分構成を示す縦断
面図。

【図９】本発明の実施例４の電子線検出器部分の斜視
図。

【図１０】従来例の電子線応用装置の縦断面図。

【符号の説明】

１…電子銃、２…引き出し電極、３…コンデンサレン
ズ、４…ブランキング用偏向器、５…走査偏向器、６…
絞り、７…シールドパイプ、８…Ｅ×Ｂ偏向器、９…対
物レンズ、１０…被検査基板、１１…Ｘ−Ｙステージ、
１２…回転ステージ、１３（ａ〜ｅ）…二次電子検出
器、１４（ａ〜ｄ）…キャップ電極、２１…プリアン
プ、２２…ＡＤ変換器、２３…高圧電源、２４…走査信
号発生器、２５…対物レンズ電源、２６…光学式試料高
さ測定器、２７…位置モニタ用測長器、２８…補正制御
回路、２９…接地電極、３０（ａ，ｂ）…画像記憶部、
３１…遅延回路、３２…モニタ、３３…演算部、３４…
欠陥判定部、３５（ａ〜ｄ）…増幅器、３６…検出信号
演算処理回路、３７…コンデンサレンズ電源、３８…Ｅ
×Ｂ偏向器電源、３９（ａ〜ｄ）…キャップ電極電流
計、４０…中間電極電源、４１…中間電極、４２…検出
器電源、４３…キャップ電極電源、４５…検査モード選
択スイッチ、１０１…電子光学系、１０２…試料室、１
０３…制御部、１０４…画像処理系、２０１…一次電子
線、２０２…二次電子、２０４…反射電子。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 品田 博之 東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 大嶋 卓 東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 野副 真理 東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 遠山 博 東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 岩淵 裕子 茨城県ひたちなか市市毛882番地 株式会 社日立製作所計測器事業部内 (72)発明者 飯塚 正美 茨城県ひたちなか市市毛882番地 株式会 社日立製作所計測器事業部内 Ｆターム(参考） 4M106 AA01 BA02 CA39 DB05 DB11 DE01 DE04

Claims (24)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回路パターンを有する基板の第１、第２の
   領域へ照射させる一次電子線の発生手段と収束手段、お
   よび走査偏向手段と、上記一次電子線を加減速させると
   共に上記基板から発生する二次電子および反射電子を加
   減速する加減速手段と、上記二次電子および反射電子を
   偏向する手段、収束させる手段と、上記一次電子線の光
   軸から外れた位置に配置されて上記二次電子および反射
   電子またはこれらの内の一方を検出する検出器と、上記
   検出器で検出した信号から画像を形成する手段と、上記
   基板上の第１、第２の領域で得た上記画像を比較する手
   段を有する回路パターン検査装置において、検査モード
   の選択手段が具備され、上記加減速手段に可変電源が接
   続してあり、加減速条件に合わせて上記二次電子および
   反射電子の偏向手段、収束手段を制御する調整手段があ
   り、また、上記検出器の検出素子は分割された複数の素
   子からなり、複数の素子それぞれにアンプ回路を有し、
   各素子の出力を上記検査モードに合わせて演算処理する
   演算回路とを有して各素子の出力を演算処理して二次電
   子または反射電子画像を得ることを特徴とした回路パタ
   ーン検査装置。
2. 【請求項２】上記検出器が半導体検出器であることを特
   徴とする請求項１記載の回路パターン検査装置。
3. 【請求項３】上記半導体検出器の複数の素子は互いに隣
   り合う素子と１mm以内の距離で隣接していることを特徴
   とする請求項２記載の回路パターン検査装置。
4. 【請求項４】上記半導体検出器と上記アンプ回路がおよ
   そ２０mm以内の配線で接続されていることを特徴とする
   請求項１から３のいずれか記載の回路パターン検査装
   置。
5. 【請求項５】上記半導体検出器はＰＩＮ型であることを
   特徴とする請求項２から４のいずれか記載の回路パター
   ン検査装置。
6. 【請求項６】上記半導体検出器はショットキ型であるこ
   とを特徴とする請求項２から４のいずれか記載の回路パ
   ターン検査装置。
7. 【請求項７】上記半導体検出器はアバランシェ型である
   ことを特徴とする請求項２から４のいずれか記載の回路
   パターン検査装置。
8. 【請求項８】上記一次電子ビーム収束手段と二次電子収
   束手段の全てまたは一部分が同一の収束手段であること
   を特徴とする請求項１から７のいずれか記載の回路パタ
   ーン検査装置。
9. 【請求項９】上記検出器の周囲に上記検出器とほぼ同軸
   となるように構成し上記検出器前面に開孔を有したキャ
   ップを設け、上記検出器と異なる電位を与えて上記二次
   電子または反射電子を検出器へ捕捉する収束電界を形
   成、制御することを特徴とする請求項１から８のいずれ
   か記載の回路パターン検査装置。
10. 【請求項１０】上記検出器の周囲に上記検出器とほぼ同
    軸となるように構成し上記検出器前面に開孔を有したキ
    ャップを設け、上記キャップに電流測定手段を接続して
    いることを特徴とする請求項１から８のいずれか記載の
    回路パターン検査装置。
11. 【請求項１１】上記キャップが複数に分割されており、
    それぞれの部分に電流測定手段を設けていることを特徴
    とする請求項１０記載の回路パターン検査装置。
12. 【請求項１２】上記二次電子および反射電子を偏向する
    偏向器が４極の電磁偏向器で形成されていることを特徴
    とする請求項１から１１のいずれか記載の回路パターン
    検査装置。
13. 【請求項１３】上記二次電子および反射電子の偏向量お
    よび収束条件と上記検出器による二次電子または反射電
    子の検出量、および／または上記検出器キャップの電流
    量をモニタし、自動調節して二次電子または反射電子の
    軌道を所望の位置に偏向させる調整制御手段を持つこと
    を特徴とする請求項１から１２のいずれか記載の回路パ
    ターン検査装置。
14. 【請求項１４】上記加減速手段が、調節可能な中間加減
    速手段を持つ加減速手段系で形成されていることを特徴
    とする請求項１から１３のいずれか記載の回路パターン
    検査装置。
15. 【請求項１５】上記回路パターン検査装置において、上
    記二次電子および反射電子の軌道を発生エネルギに応じ
    て制限するエネルギフィルタ手段を有することを特徴と
    する請求項１から１４のいずれか記載の回路パターン検
    査装置。
16. 【請求項１６】上記加減速手段と、上記中間加減速手段
    と、上記収束手段と、上記二次電子および反射電子の偏
    向、収束、エネルギフィルタ手段との全てまたは一部を
    連動して制御する制御手段を有することを特徴とする請
    求項１から１５のいずれか記載の回路パターン検査装
    置。
17. 【請求項１７】上記検出器と上記一次電子ビーム光軸の
    間に金属片を有し、上記検出器が、上記試料からの二次
    電子を上記金属板へ衝突させて新たに発生する二次電子
    を検出する検出器であることを特徴とする請求項１から
    １６のいずれか記載の回路パターン検査装置。
18. 【請求項１８】上記検出器およびアンプ回路からなる検
    出系が複数個設置してあることを特徴とする請求項１か
    ら１７のいずれか記載の回路パターン検査装置。
19. 【請求項１９】回路パターンを有する基板の第１、第２
    の領域へ照射させる一次電子線の発生手段と収束手段、
    および走査偏向手段と、上記一次電子線を加減速させる
    と共に上記基板から発生する二次電子および反射電子を
    加減速する加減速手段と、上記二次電子および反射電子
    を偏向する手段と、上記一次電子線の光軸から外れた位
    置に配置されて上記二次電子および反射電子またはこれ
    らの内の一方を検出する検出器と、上記検出器で検出し
    た信号から画像を形成する手段と、上記基板上の第１、
    第２の領域で得た上記画像を比較する手段を有する回路
    パターン検査装置において、上記検出器の検出素子は分
    割された複数の素子からなり、複数の素子それぞれにア
    ンプ回路を有し、演算回路により上記各素子の出力を演
    算処理して二次電子または反射電子画像を得ることを特
    徴とした回路パターン検査装置。
20. 【請求項２０】試料へ一次電子線を走査偏向、収束させ
    ながら照射する手段と、上記一次電子線を加減速させる
    と共に上記試料から発生する二次電子および反射電子を
    加減速する加減速手段と、上記二次電子および反射電子
    を偏向する手段、収束させる手段と、上記一次電子線の
    光軸から外れた位置にあって二次電子および反射電子ま
    たはこれらの内の一方を検出する検出器と、上記検出器
    で検出した信号から画像を形成する手段とを有する電子
    線応用装置において、上記検出器が半導体検出器であ
    り、上記加減速手段に可変電源が接続してあり、加減速
    条件に合わせて上記二次電子および反射電子の偏向手
    段、収束手段を制御する調整手段があり、上記検出器の
    検出素子が分割された複数の素子からなり、複数の素子
    それぞれにアンプ回路と各素子の出力を演算処理する演
    算回路を有し、各素子の出力を演算処理して二次電子ま
    たは反射電子画像を得ることを特徴とした電子線応用装
    置。
21. 【請求項２１】回路パターンを有する基板上の第１、第
    ２の領域へ照射させる一次電子線の発生工程と収束工程
    と走査偏向工程と、上記一次電子線を加減速させると共
    に被照射体から発生する二次電子および反射電子を加減
    速する加減速工程と、上記基板から発生する二次電子お
    よび反射電子を上記一次電子線の光軸から離れる方向へ
    偏向する工程と収束させる工程と、上記二次電子および
    反射電子またはこれらの内の一方を検出する検出工程
    と、上記検出器で検出した信号から画像を形成する工程
    と、上記基板上の第１、第２の領域から得た上記画像を
    比較する工程とを有する回路パターン検査方法におい
    て、検査モード選択工程があり、上記加減速工程が可変
    電源で加減速度が調節できる工程であり、加減速条件に
    合わせて上記二次電子および反射電子の偏向工程、収束
    工程を制御する調整工程があり、上記検出工程が複数の
    分割された素子で電子を検出する工程であって、複数の
    素子それぞれに接続して動作するアンプ工程と複数の検
    出素子の出力を上記検査モードに合わせて演算処理する
    工程とを有し、演算結果を画像化し比較することを特徴
    とした回路パターン検査方法。
22. 【請求項２２】上記二次電子および反射電子の偏向、収
    束工程と、上記二次電子または反射電子検出工程および
    ／または上記検出器の周りに設けた電流測定手段による
    電流測定工程とをモニタするモニタ工程を有し、自動調
    節して二次電子または反射電子を所望の位置へ偏向させ
    る調整制御工程を有することを特徴とする請求項２１記
    載の回路パターン検査方法。
23. 【請求項２３】上記加減速工程と、上記収束工程と、上
    記二次電子および反射電子の偏向、収束工程との全てま
    たは一部を連動して制御する制御工程を有することを特
    徴とする請求項２１または２２記載の回路パターン検査
    方法。
24. 【請求項２４】一次電子線の照射、走査偏向、収束工程
    と、上記一次電子線を加減速させると共に被照射体から
    発生する二次電子および反射電子を加減速する加減速工
    程と、上記二次電子および反射電子を偏向、収束させる
    工程と、被照射体から発生する二次電子および反射電子
    またはこれらの内の一方を検出する検出工程と、上記検
    出器で検出したアナログ信号から画像を形成する工程と
    を有する電子線応用方法において、上記加減速工程が電
    圧可変で加減速度が可変な工程であり、加減速条件に合
    わせて上記二次電子、反射電子の偏向、収束工程を制御
    する調整工程があり、上記検出工程が複数の分割素子に
    よる検出工程であり、各検出工程後に信号を増幅するア
    ンプ工程と各検出結果を演算処理する演算工程とを有し
    て演算結果を画像として形成することを特徴とした電子
    線応用方法。