JP2000215834A - 荷電粒子線を用いた検査装置および検査方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】試料台を移動中に荷電粒子線を走査して得られ
る試料の画像信号の偏向歪みの影響を少なくして、試料
の欠陥を得ることができる荷電粒子線を用いた検査装置
および検査方法を提供する。 【解決手段】荷電粒子線を照射する試料上の対象領域の
中心と荷電粒子線の光軸とを一致させ、前記ステージの
移動速度に基づいて荷電粒子線の照射の走査方向を決定
し、次に、前記ステージの一方を停止させ片方を移動さ
せながら前記荷電粒子線を試料に照射する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、微細な回路パター
ンを有するメモリ，ＬＳＩ等の半導体装置や液晶，ホト
マスク等の回路パターンの検査装置および検査方法に係
わり、特に荷電粒子線を用いた検査装置および検査方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体装置は、半導体ウエハ上にホトマ
スクに形成された回路パターンをリソグラフィー処理お
よびエッチング処理により転写する工程を繰り返すこと
により製造される。半導体装置の製造過程であるリソグ
ラフィー処理やエッチング処理，その他の処理の良否，
製造過程での異物発生等は、半導体装置の歩留まりに大
きく影響を及ぼす。したがって、処理の異常や不良の発
生を早期にあるいは事前に検知するために、製造過程に
おける半導体ウエハ上に各工程毎に形成されたパターン
を検査しなければならない。

【０００３】半導体装置の製造過程では、レーザ光等を
パターンに照射して得られる画像を用いて異常を判断す
るための光学式外観検査装置や、電子線等の荷電粒子線
でパターンを走査して発生する二次電子や反射電子から
信号強度や画像を用いて異常を判断するための各種検査
装置が、実際に用いられている。

【０００４】半導体ウエハ上のパターンに存在する欠陥
を検査する光学式検査装置の例としては、半導体ウエハ
に白色光を照射し、光学画像を用いて複数のＬＳＩの同
種の回路パターンを比較する欠陥検査装置が知られてお
り、その概要は雑誌「月間セミコンダクタワールド」１
９９５年８月号、第９６頁乃至第９９頁に述べられてい
る。

【０００５】このような光学式の検査方式で製造過程に
おける半導体ウエハを検査した場合、光が透過してしま
うシリコン酸化膜や感光性フォトレジスト材料を表面に
有するパターンの残渣や欠陥は検出できなかった。ま
た、光学系の分解能以下となるエッチング残りや微小導
通穴の非開口不良は検出できなかった。さらに、配線パ
ターンの段差底部に発生した欠陥は検出できなかった。

【０００６】このように、回路パターンの微細化や回路
パターン形状の複雑化、材料の多様化に伴い、光学画像
による欠陥検出が困難になってきたため、光学画像より
も分解能の高い荷電粒子線、特に、電子線の走査によっ
て取得された画像を用いて回路パターンを比較検査する
方法が提案されてきている。電子線画像により回路パタ
ーンを比較検査する場合に、実用的な検査時間を得るた
めには走査型電子顕微鏡（Scanning Electron Microsco
py、以下ＳＥＭと略す）による観察と比べて非常に高速
に画像を取得する必要がある。そして、高速で取得した
画像の分解能と画像のＳＮ比を確保する必要がある。

【０００７】このような電子線を用いたパターンの比較
検査装置の例として、文献「ジャーナル・オブ・バキュ
ーム・サイエンス・テクノロジー・ビー、第９巻第６
号、第３００５頁乃至第３００９頁（１９９１年）」
(J. Vac. Sci. Tech. B, Vol. 9,No.6, pp. 3005−3009
（1991））、文献「ジャーナル・オブ・バキューム・サ
イエンス・テクノロジー・ビー、第１０巻第６号、第２
８０４頁乃至第２８０８頁（１９９２年）」（J. Vac.
Sci. Tech. B, Vol. 10, No.6, pp. 2804−2808 （199
2)）、および、特開平5−258703号公報と米国特許第5,5
02,306 号公報に、通常のＳＥＭの１００倍以上（１０
ｎＡ以上）の電子線電流をもった電子線を導電性基板
（Ｘ線マスク等）に照射し、発生する二次電子，反射電
子，透過電子のいずれかまたは複数を検出し、その信号
から形成された画像を比較検査することにより欠陥を自
動検出する方法が記載されている。

【０００８】また、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り高分解能な画像を得ることが困難
であるが、これを解決する方法として、前出の特開平5
− 258703号公報に、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方法
が記載されている。

【０００９】高速に電子線画像を取得する方法として
は、試料台を連続的に移動しながら試料台上の半導体ウ
エハに電子線を連続照射し取得する方法が特開昭59−16
0948号公報および特開平5−258703 号公報に記載されて
いる。

【００１０】このような、細く絞った電子線を高速に試
料基板に照射して電子線画像を取得して検査する検査装
置において、電子線の偏向量に比して生じる収差、すな
わち偏向歪みをもった取得画像と、偏向歪みをもたない
基準画像または先の偏向歪みと異なった偏向歪みをもっ
た取得画像とを比較すると、本来欠陥ではない部位に欠
陥があるという誤った結果を生じてしまう。

【００１１】この偏向歪みに関して、特開昭58−154153
号公報には、荷電粒子線の偏向により移動した視野の光
軸に対する位置にステージを移動させて、光軸をはずれ
た偏向によって取得画像が劣化するのを防ぐことが記載
されている。しかしながら、試料台を連続的に移動しな
がら荷電粒子線を走査する場合には、試料の回転誤差を
考慮して荷電粒子線の偏向走査領域を定める必要があ
り、この点についての記載はない。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、試料
台を移動中または停止中に荷電粒子線を走査して得られ
る試料の画像信号の偏向歪みの影響を少なくして、試料
の欠陥を得ることができる荷電粒子線を用いた検査装置
および検査方法を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、荷電粒子線を照射する試料上の対象領域
の中心と荷電粒子線の光軸とを一致させ、前記ステージ
の移動速度に基づいて荷電粒子線の照射の走査方向を決
定し、次に、前記ステージの一方を停止させ片方を移動
させながら前記荷電粒子線を試料に照射する構成とした
ものである。

【００１４】また、本発明は、荷電粒子線の走査によっ
て得られた第一の領域の画像と第二の領域の画像とを比
較して欠陥を抽出する検査装置において、前記第一また
は前記第二の領域のうち少なくとも一つの領域を含んだ
空間的に連続な画像取得領域を荷電粒子線で走査する
際、該荷電粒子線の光軸を中心とする直交座標系内の少
なくとも一軸における中心が、画像取得領域の中心付近
を通るように荷電粒子線を走査する構成を備えたもので
ある。

【００１５】

【発明の実施の形態】（実施例）以下、本発明の実施例
を図面を参照しながら説明する。

【００１６】本発明が適用される電子ビームを用いた半
導体ウエハまたはマスク，レチクルのパターンを検査す
るＳＥＭ式外観検査装置の構成の概略を説明する。図１
は、ＳＥＭ式外観検査装置の構成の概略を示す縦断面図
である。ＳＥＭ式外観検査装置１は、大きくわけて、電
子光学系システム３と光学顕微鏡部４と試料室８とから
なる検査室２と、画像処理部５と、制御部６と、二次電
子検出部７とからなる。

【００１７】電子光学系システム３は、電子銃１０，電
子線の引き出し電極１１，コンデンサレンズ１２，ブラ
ンキング偏向器１３，絞り１４，走査偏向器１５，対物
レンズ１６，反射板１７，ＥｘＢ偏向器１８から構成さ
れており、電子銃１０で発生し引き出し電極１１で引き
出された電子線１９がコンデンサレンズ１２，絞り１
４，対物レンズ１６を通って試料９へ照射される。電子
線１９は細く絞られたビームであり、走査偏向器１５に
よって試料９を走査され、試料９から反射電子，二次電
子５１が発生する。二次電子はＥｘＢ偏向器１８によっ
て軌道を曲げられて反射板１７を照射し、第二の二次電
子５２が発生し、二次電子検出器２０で検出される。一
方、ブランキング偏向器１３で電子線１９を絞り１４の
開口部の外に向けることによって、試料９への電子線１
９の照射を防ぐことができる。

【００１８】試料室８は、試料台３０，Ｘステージ３
１，Ｙステージ３２，回転ステージ３３，位置モニタ測
長器３４，試料高さ測定器３５から構成されている。光
学顕微鏡部４は、検査室２の室内における電子光学系シ
ステム３の近傍であって、互いに影響を及ぼさない程度
離れた位置に設備されており、電子光学系システム３と
光学顕微鏡部４の間の距離は既知である。そして、Ｘス
テージ３１またはＹステージ３２が電子光学系システム
３と光学顕微鏡部４の間の既知の距離を往復移動するよ
うになっている。

【００１９】光学顕微鏡部４は白色光源４０，光学レン
ズ４１，ＣＣＤカメラ４２により構成されており、図示
されていないが、後述する電子線画像の場合と同様に取
得画像が画像処理部５へ送られる。

【００２０】位置モニタ測長器３４として、本実施例で
はレーザ干渉による測長計を用いた。Ｘステージ３１，
Ｙステージ３２，回転ステージ３３の位置が実時間でモ
ニタでき、制御部６にその位置情報が送れるようになっ
ている。また、図示していないが、Ｘステージ３１，Ｙ
ステージ３２，回転ステージ３３のモータの回転数等の
データも同様に、各々のドライバから制御部６に送られ
るように構成されている。制御部６はこれらのデータに
基づいて電子線１９が照射されている領域や位置が正確
に把握できるようになっており、必要に応じて実時間で
電子線１９の照射位置の位置ずれを補正制御回路４３を
用いて補正できるようになっている。また、試料９がか
わっても、試料毎に電子線を照射した領域を記憶できる
ようになっている。

【００２１】試料高さ測定器３５には、電子線以外の測
定方式である光学式測定器、例えばレーザ干渉測定器や
反射光の位置で変化を測定する反射光式測定器が使用さ
れており、Ｘステージ３１，Ｙステージ３２に搭載され
た試料９の高さを実時間で測定できるように構成されて
いる。本実施例では、スリットを通過した細長い白色光
を透明な窓越しに試料９に照射し、反射光の位置を位置
検出モニタにて検出し、位置の変動から高さの変化量を
算出する方式を用いた。この試料高さ測定器３５の測定
データに基づいて、電子線１９を細く絞るための対物レ
ンズ１６の焦点距離がダイナミックに補正され、常に被
検査領域に焦点が合った電子線１９を照射できるように
なっている。また、試料９の反りや高さ歪みを電子線照
射前に予め測定してあり、そのデータをもとに対物レン
ズ１６の検査領域毎の補正条件を設定するように構成す
ることも可能である。

【００２２】試料９の画像を取得するためには、細く絞
った電子線１９を試料９に照射し、二次電子５１を発生
させ、これらを電子線１９の走査およびＸステージ３
１，Ｙステージ３２の移動と同期させて検出する。

【００２３】電子線１９は、電子銃１０と引き出し電極
１１との間に電圧を印加することで電子銃１０から引き
出される。電子線１９の加速は、電子銃１０に高電圧の
負の電位を印加することでなされる。これにより、電子
線１９はその電位に相当するエネルギーで試料台３０の
方向に進み、コンデンサレンズ１２で収束され、さらに
対物レンズ１６により細く絞られて試料台３０上のＸス
テージ３１，Ｙステージ３２，回転ステージ３３の上に
搭載された試料９に照射される。

【００２４】ブランキング偏向器１３には走査信号およ
びブランキング信号を発生する走査信号発生器４４が接
続され、対物レンズ１６には対物レンズ電源４５が接続
されている。試料９には、リターディング電源３６によ
り負の電圧を印加できるようになっている。このリター
ディング電源３６の電圧を調節することにより一次電子
線を減速し、電子銃１０の電位を変えずに試料９への電
子線照射エネルギーを最適な値に調節することができ
る。電子線１９をブランキングする必要がある時には、
ブランキング偏向器１３により電子線１９が偏向され
て、電子線１９が絞り１４を通過しないように制御でき
る。

【００２５】試料９上に電子線１９を照射することによ
って発生した二次電子５１は、試料９に印加された負の
電圧により加速される。試料９の上方に、ＥｘＢ（イー
・クロス・ビー）偏向器１８が配置され、これにより加
速された二次電子５１は所定の方向へ偏向される。Ｅｘ
Ｂ偏向器１８にかける電圧と磁界の強度により、偏向量
を調整することができる。また、この電磁界は、試料に
印加した負の電圧に連動させて可変させることができ
る。ＥｘＢ偏向器１８により偏向された二次電子５１
は、所定の条件で反射板１７に衝突する。この反射板１
７は円錐形状をしており、その中央に設けられた開口部
を電子線１９が通過する。この反射板１７に加速された
二次電子５１が衝突すると、反射板１７からは数Ｖから
５０ｅＶのエネルギーを持つ第二の二次電子５２が発生
する。

【００２６】二次電子検出器２０は検査室２内の対物レ
ンズ１６の上方に配置され、第二の二次電子５２を検出
し、二次電子検出器２０の出力信号は、検査室２の外に
設置されたプリアンプ２１で増幅され、ＡＤ変換器２２
によりデジタルデータとなり、光変換手段２３から光り
伝送手段２４によって、画像処理部５の電気変換手段２
５へ送られる。なお、反射板１７を設けない場合には、
第二の二次電子５２でなく二次電子５１を二次電子検出
器２０で検出してもよい。

【００２７】高圧電源２６はプリアンプ２１を駆動する
プリアンプ駆動電源２７，ＡＤ変換器２２を駆動するＡ
Ｄ変換器駆動電源、第二の二次電子を吸引するために二
次電子検出器２０に加える電圧を供給する逆バイアス電
源２９への電源を供給する。反射板１７に衝突して発生
した第二の二次電子５２は、逆バイアス電源２９の供給
による二次電子検出器２０で発生する吸引電界により二
次電子検出器２０へ導かれる。

【００２８】二次電子検出器２０は、電子線１９が試料
９に照射されている間に発生した二次電子５１がその後
加速されて反射板１７に衝突して発生した第二の二次電
子５２を、電子線１９の走査のタイミングと連動して検
出するように構成されている。

【００２９】二次電子検出器２０の出力信号は、検査室
２の外に設置されたプリアンプ２１で増幅され、ＡＤ変
換器２２によりデジタルデータとなる。ＡＤ変換器２２
は、二次電子検出器２０が検出したアナログ信号をプリ
アンプ２１によって増幅された後に直ちにデジタル信号
に変換して、画像処理部５に伝送するように構成されて
いる。このように、検出したアナログ信号を検出直後に
デジタル化して伝送するので、高速で且つＳＮ比の高い
信号を得ることができる。

【００３０】Ｘステージ３１，Ｙステージ３２上には試
料９が搭載されており、検査実行時にはＸステージ３
１，Ｙステージ３２を静止させて電子線１９を二次元に
走査する方法と、検査実行時にＸステージ３１，Ｙステ
ージ３２をＹ方向に連続して一定速度で移動するように
して、電子線１９をＸ方向に直線的に走査する方法のい
ずれかを選択できる。ある特定の比較的小さい領域を検
査する場合には前者の方法、比較的広い領域を検査する
ときは、後者の方法が有効である。

【００３１】画像処理部５は、第一記憶部４６，第二記
憶部４７，演算部４８，欠陥判定部４９，モニタ５０よ
り構成されている。取り込まれた電子線画像あるいは光
学画像はモニタ５０に表示される。装置各部の動作命令
および動作条件は、制御部６から入出力される。制御部
６には、あらかじめ電子線発生時の加速電圧，電子線偏
向幅，偏向速度，二次電子検出器２０の信号取り込みタ
イミング，試料台３０の移動速度等々の条件が、目的に
応じて任意にあるいは選択して設定できるよう入力され
ている。制御部６は、補正制御回路４３を用いて、位置
モニタ測長器３４，試料高さ測定器３５の信号から位置
や高さのずれをモニタし、その結果より補正信号を生成
し、電子線１９が常に正しい位置に照射されるよう対物
レンズ電源４５に対物レンズ１６の補正信号を、走査信
号発生器４４にブランキング偏向器１３の補正信号を送
る。

【００３２】画像処理部５は第一記憶部４６と第二記憶
部４７，演算部４８，欠陥判定部４９，モニタ５０によ
り構成されている。光ファイバ２４によって伝送された
試料９の画像信号は、電気変換手段２５によって再び電
気信号に変換された後に第一記憶部４６あるいは第二記
憶部４７に記憶される。

【００３３】演算部４８は、この記憶された画像信号を
もう一方の記憶部の画像信号との位置合わせ、信号レベ
ルの規格化，ノイズ信号を除去するための各種画像処理
を施し、双方の画像信号を比較演算する。

【００３４】欠陥判定部４９は、演算部４８にて比較演
算された差画像信号の絶対値を所定のしきい値と比較
し、所定のしきい値よりも差画像信号レベルが大きい場
合にその画素を欠陥候補と判定し、モニタ５０にその位
置や欠陥数等を表示する。

【００３５】なお、上記の実施例では、二次電子検出器
２０は逆バイアス電源２９により逆バイアス電圧を印加
されていたが、逆バイアス電圧を印加しない構成にして
も良い。また、本実施例では二次電子検出器２０にＰＩ
Ｎ型半導体検出器を用いたが、他のタイプの半導体検出
器、例えばショットキー型半導体検出器やアバランシェ
型半導体検出器等を用いても良い。また、応答性，感度
等の条件を満たせば、ＭＣＰ（マイクロ・チャンネル・
プレート）を検出器として用いることも可能である。

【００３６】次に、製造過程でパターン加工が施された
半導体ウエハを図１に示したＳＥＭ式外観検査装置１に
より検査した場合を図１を用いて説明する。

【００３７】試料９が図示しない試料交換室へロードさ
れる。試料９は図示しない試料ホルダに搭載されて保持
固定された後に試料交換室が真空排気され、試料交換室
がある程度の真空度に達したら検査室２に移載される。
検査室２では、試料台３０に、Ｘステージ３１，Ｙステ
ージ３２，回転ステージ３３を介して試料ホルダごと載
せられ、保持固定される。

【００３８】試料９は、予め登録された所定の検査条件
に基づいて、Ｘステージ３１，Ｙステージ３２のＸおよ
びＹ方向の移動により光学顕微鏡部４の下の所定の第一
の座標に配置され、モニタ５０により試料９の上に形成
された回路パターンの光学顕微鏡画像が観察される。そ
して、位置回転補正のために予め記憶された同等の回路
パターン画像と比較され、第一の座標の位置補正値が算
出される。次に、第一の座標から一定距離だけ離れ、第
一の座標と同等の回路パターンが存在する第二の座標に
移動し、同様に、光学顕微鏡画像が観察され、位置回転
補正のために記憶された回路パターン画像と比較され、
第二の座標の位置補正値および第一の座標に対する回転
ずれ量が算出される。この算出された回転ずれ量分だけ
回転ステージ３３が回転して補正する。

【００３９】なお、本実施例では回転ステージ３３の回
転により回転ずれ量を補正しているが、回転ステージ３
３を設けず、算出された回転ずれ量に基づいて、電子線
の走査偏向位置を補正する方法でも回転ずれ量を補正で
きる。この方法については後述する。

【００４０】次に、今後の位置補正のために、第一の座
標，光学顕微鏡画像観察による第一の回路パターンの位
置ずれ量，第二の座標，光学顕微鏡画像観察による第二
の回路パターンの位置ずれ量が記憶され、制御部６に送
られる。

【００４１】次に、光学顕微鏡によって試料９の上に形
成された回路パターンが観察され、回路パターンがある
チップの位置やチップ間の距離、あるいはメモリセルの
ような繰り返しパターンの繰り返しピッチ等が予め測定
され、制御部６に測定値が入力される。また、検査され
るチップ、および、そのチップ内の被検査領域が指定さ
れ、制御部６に入力される。光学顕微鏡の画像は、比較
的低い倍率によって観察が可能であり、また、試料９の
表面が、例えば、シリコン酸化膜等により覆われている
場合には、下地まで透過して観察可能であるので、チッ
プの配列やチップ内の回路パターンのレイアウトを簡便
に観察することができ、被検査領域が容易に設定でき
る。

【００４２】以上のようにして光学顕微鏡部４による所
定の補正作業や検査領域設定等の準備作業が完了する
と、Ｘステージ３１およびＹステージ３２の移動によ
り、試料９が電子光学系システム３の下に移動される。
試料９が電子光学系システム３の下に配置されると、上
記光学顕微鏡部４により実施された補正作業や検査領域
の設定と同様の作業を電子線画像により実施する。この
ときの電子線画像の取得は、以下の方法でなされる。

【００４３】上記光学顕微鏡画像による位置合せで記憶
され補正された座標値に基づき、光学顕微鏡部４で観察
されたものと同じ回路パターンに、電子線１９が走査偏
向器１５によりＸ，Ｙ方向に二次元的に走査される。こ
の電子線の二次元走査により、被観察部位から二次電子
５１が発生し、反射板１７で発生した第二の二次電子５
２を二次電子検出器２０で検出して電子線画像が取得さ
れる。既に光学顕微鏡画像により簡便な検査位置確認や
位置合わせ、および位置調整が実施され、且つ回転補正
も予め実施されているため、大きな調整は不要である。
電子線画像では光学画像に比べ分解能が高く、高倍率で
高精度に位置合わせや位置補正，回転補正を実施するこ
とができる。

【００４４】二次電子検出器２０については、従来のＳ
ＥＭでは、シンチレータ（アルミニウム蒸着された蛍光
体）とライトガイドと光電子増倍管による構成が用いら
れている。このタイプの検出装置は、蛍光体による発光
を検出するため、周波数応答性が悪く、高速に電子線画
像形成するには不適切である。この問題を解決するため
に、高周波の二次電子信号を検出する検出装置として、
半導体検出器を用いた検出手段が特開平2−15545号公報
や前述の特開平5−258703 号公報に記載されており、本
発明の実施例でも、高速度検出のために半導体検出器を
用いている。

【００４５】また、二次電子検出器２０を用いて二次電
子を検出し、検出された画像信号を検出直後にデジタル
化してから光伝送する方法により、各種変換・伝送にお
いて発生するノイズの影響を小さくし、ＳＮ比の高い画
像信号データを得ることができる。検出した信号から電
子線画像を形成する過程においては、画像処理部５が制
御部６から指定された電子線照射位置の所望の画素に、
対応した時間毎の検出信号を、その信号レベルに応じた
明るさ階調値として第一記憶部４６または第二記憶部４
７に逐次記憶させる。電子線照射位置と、検出時間で対
応つけられた二次電子の量が対応されることにより、試
料９の回路パターンの電子線画像が二次元的に形成され
る。なお、本実施例では試料から発生する二次電子を検
出する検査方法及び装置について記載してきたが、試料
からは二次電子と同時に後方散乱電子や反射電子が発生
する。二次電子とともにこれらの二次荷電粒子について
も同様に電子線画像信号として検出することができる。

【００４６】画像処理部５へ画像信号が転送されると、
第一の領域の電子線画像が第一記憶部４６に記憶され
る。演算部４８は、この記憶された画像信号をもう一方
の記憶部の画像信号との位置合わせ，信号レベルの規格
化，ノイズ信号を除去するための各種画像処理を施す。
続いて、第二の領域の電子線画像が第二記憶部４７に記
憶され、同様の演算処理を施されながら、第二の領域の
電子線画像と第一の電子線画像の同一の回路パターンお
よび場所の画像信号を比較演算する。欠陥判定部４９
は、演算部４８にて比較演算された差画像信号の絶対値
を所定のしきい値と比較し、所定のしきい値よりも差画
像信号レベルが大きい場合にその画素を欠陥候補と判定
し、モニタ５０にその位置や欠陥数等を表示する。次い
で、第三に領域の電子線画像が第一記憶部４６に記憶さ
れ、同様の演算を施されながら先に第二記憶部４７に記
憶された第二の領域の電子線画像と比較演算され、欠陥
判定される。以降、この動作が繰り返されることによ
り、すべての検査領域について画像処理が実行されてい
く。

【００４７】前述の検査方法により、高精度で良質な電
子線画像を取得し比較検査することにより、微細な回路
パターン上に発生した微小な欠陥を、実用性に則した検
査時間で検出することができる。また、電子線を用いて
画像を取得することにより、光学式パターン検査方法で
は光が透過してしまい検査できなかったシリコン酸化膜
やレジスト膜で形成されたパターンやこれらの材料の異
物・欠陥が検査できるようになる。さらに、回路パター
ンを形成している材料が絶縁物の場合にも安定して検査
を実施することができる。

【００４８】なお、電子線１９を試料９に照射すると、
その箇所が帯電する。検査の際にその帯電の影響を避け
るために、上記位置回転補正あるいは検査領域設定等の
検査前準備作業で電子線１９を照射する回路パターン
は、予め被検査領域外に存在する回路パターンを選択す
るか、あるいは被検査チップ以外のチップにおける同等
の回路パターンを制御部６で自動的に選択できるように
しておくとよい。これにより、上記電子線１９の照射に
よる影響が検査画像に及ぶことはなくなる。尚、大電流
電子線による走査は一回のみでも数回の繰り返しでもよ
い。

【００４９】上記電子線の試料への照射条件としては、
単位面積あたりの電子線の照射量，電子線の電流値，電
子線の走査速度，試料に照射する電子線の照射エネルギ
ーが挙げられる。これらのパラメータは、回路パターン
の形状や材料毎にその最適値を求める必要がある。その
ためには、試料に照射する電子線の照射エネルギーを自
由に調整制御する必要がある。本実施例では、試料９に
リターディング電源３６により電子線１９の一次電子を
減速するための負の電圧を印加し、この電圧を調整する
ことにより電子線１９の照射エネルギーを適宜調整でき
るように構成している。そして、電子銃１０に印加する
加速電圧を変化させる場合には電子線１９の軸変化が発
生して各種調整が必要になるが、本実施例では電子銃１
０に印加する加速電圧を変化させずに電子線１９の照射
エネルギーを調整することができる。

【００５０】図２から図４、ならびに、図１０，図１１
に、本発明の第１の実施例を示す。図２，図３は電子線
の走査方向を説明する図であって、試料の電子線が照射
される部分の拡大図、図４は図３に対応して電子線の走
査偏向方向を説明する模式図である。図１０は図２にお
ける検査の手順を示すフローチャート、図１１は図３に
おける検査の手順を示すフローチャートである。

【００５１】図２に示すように、ある特定の比較的小さ
な検査領域を検査する場合には、ステージが静止した状
態で電子線１９を二次元的に走査して画像を形成する。

【００５２】走査に際し、実線で示した一方向のみ電子
線１９を試料９に照射し、破線で示した電子線１９の振
り戻しの間はブランキングすることにより試料９に電子
線１９が照射されないようにし、試料９に空間的，時間
的に均一に電子線１９を照射するようにしている。

【００５３】画像取得領域６０である幅ｗ，長さｌの矩
形領域を端部から順に電子線１９を走査する場合であ
る。はじめに、図１０のステップ６１にて、電子線１９
の走査方向とＸ軸方向とのなす角度、即ちウエハ回転角
θを検出する。詳細は、図５で説明する。次に、ステッ
プ６２にて、電子線１９の走査方向とＸ軸方向とが一致
するように回転ステージ３３で試料９の位置を補正す
る。次に、ステップ６３にて、画像取得領域６０を設定
し、ステップ６４にて、画像取得領域６０の中心５３が
電子線１９による二次元走査の中心となるように、制御
部６からの指令によってＸステージ３１，Ｙステージ３
２を静止させる。即ち、電子光学系システム３の光軸と
画像取得領域６０の中心とが一致するように試料を静止
させてから、電子線を走査し、画像を取得する。

【００５４】図２において、画像取得領域６０の幅を
ｗ，長さをｌとし、直交するＸ−Ｙ座標系のもとで光軸
の位置と画像取得領域６０の中心５３とを座標の原点
(０，０)とすれば、走査開始点が画像取得領域６０の左
上隅のＡ点で座標（−ｗ／２，ｌ／２）となるように電
子線１９を走査偏向器１５により偏向し、Ｘ方向に沿っ
て領域左端から右端Ｂまで走査幅ｗで走査する。このＸ
方向の走査をＹ方向に設定されたピッチ５９（Δｐ）で
一走査ずつずらしながら反復し、右下隅の座標（ｗ／
２，−ｌ／２）まで走査する。なお、これらの走査条件
は予め設定されており、制御部６より指定されるように
なっている。以上の走査は図１０のステップ６５からス
テップ６９にて実施される。

【００５５】このような走査方法により、画像取得領域
６０に沿った走査を実施すると、偏向歪み量が走査中心
で振り分けられる為、画像取得領域６０の走査における
総偏向量が最小となって、画素あたりの偏向歪みが最小
となり、２つの画像の比較検査において欠陥を誤って検
出することを防止できる。

【００５６】上記の方法を、ステージを移動させながら
電子線を走査する場合に応用したものが、図３から図４
に示す方法である。

【００５７】試料９である半導体ウエハは、直径が１５
０mmから２００mmであるのに対して、走査型電子顕微鏡
（ＳＥＭ）を用いて電子線１９で走査できる幅ｗはせい
ぜい数百μｍ程度であり、広い領域をくまなく検査する
場合、上記の方法によると、画像取得領域毎にステージ
を静止させて電子線を走査する時間と、ステージの移動
時間とがかかり、１個の半導体ウエハを検査するには長
時間を要するため、適さない。そこで、ステージを一方
向に連続的に定速で移動しながら、電子線１９をステー
ジ移動方向と直交または交叉する向きに高速に一方向に
走査することによって、検査時間を短縮する方法が考え
られる。白い矢印はステージ速度ｖを示す。

【００５８】図３において、はじめに、図１１のステッ
プ７１にて、電子線１９の走査方向とＸ軸方向とのなす
角度、即ちウエハ回転角θを検出する。ウエハ回転角θ
は、図５で詳述する。次に、ステップ７２にて、電子線
１９の走査方向がＸ軸方向と一致するように回転ステー
ジ３３で試料９の位置を補正する。次に、ステップ７３
にて、画像取得領域６０を設定し、ステップ７４にて、
制御部６からの指令によりＹステージ３２がＹ方向に移
動した際に、電子線１９の光軸５４が画像取得領域６０
の中心５３を通るようにＸステージを静止させ、Ｙステ
ージ３２がＹ方向に連続して定速移動している際に、電
子線１９を走査偏向器４４により走査する。

【００５９】電子光学系システム３の光軸から見た電子
線１９の走査は、図４に示したようになる。ステージ機
構により試料９を連続移動させながら画像取得を走査す
る場合、ステージ移動方向については、ステージ移動の
定速性を考慮しなければならない。画像取得領域６０の
幅をｗとすれば、ステージ速度ｖがＹ方向に定速で移動
する試料９の上を、Ｘ方向に水平に電子線１９で走査す
る為に、画像取得領域６０の中心５３を中心として、追
従角度δ，走査幅｜ｗ／cosδ｜ で、走査偏向器１５に
より電子線１９を走査する必要がある。ステージ速度ｖ
は時間経過と共に若干変動するため、その分は画像取得
領域６０の中心５３において、電子線１９の光軸５４が
ステージ移動方向にずれることがある。追従角度δはＹ
ステージ３２のステージ速度ｖと電子線の走査速度ｕと
から決まる。すなわち、δ＝arcsin（ｖ／ｕ）で求めら
れる。ここで、δ，ｖ，ｕの正負は、図３，図４中の矢
印の向きを正としている。なお、追従角度δは、ステー
ジ速度ｖが走査速度ｕに比して十分小であるなら零と仮
定しても良い。

【００６０】以上の追従角度δの算出を、図１１のステ
ップ７５にて行い、ステップ７６から８１にて走査が行
われる。

【００６１】画像取得領域６０を、設定したピッチ５９
（Δｐ）で走査するには、時間間隔Δｐ／ｖで走査を繰
り返すことにより遂行される。これらの走査条件は予め
設定されており、制御部６より指定される。

【００６２】また、電子線１９が照射されている領域ま
たは位置は、Ｘステージ３１，Ｙステージ３２に設置さ
れた位置モニタ測長器３４で測定された測定データが時
々刻々と制御部６に転送されることにより、詳細に把握
される。同様に、電子線１９が照射されている領域、あ
るいは、位置の高さの変動は、試料高さ測定器３５で測
定された測定データが時々刻々と制御部６に転送される
ことにより、詳細に把握される。これらのデータに基づ
き、電子線１９の照射位置や焦点位置のずれを演算し、
補正制御回路４３によりこれらの位置ずれを自動的に補
正する。このようにして、高精度で精密に電子線１９が
制御される。

【００６３】上記走査方法により、画像取得領域に沿っ
た走査が実施され、偏向歪み量が走査中心で振り分けら
れる為、画像取得領域の走査における総偏向量が最小と
なって、画素あたりの偏向歪みが最小となり、２つの画
像比較による検査における欠陥の誤った判定を防止でき
る。

【００６４】図５から図７に、本発明の第２の実施例を
示す。図５，図６は図２と同じく、電子線の走査方向を
説明する図であって、試料の電子線が照射される部分の
拡大図、図７は図６に対応して電子線の走査偏向方向を
説明する模式図である。

【００６５】本実施例と第１の実施例との相違点は、回
転ステージ３３を有しない点である。その他の構成は第
１の実施例と同様であるので、ここでは省略する。

【００６６】図５に示すように、試料９の画像は回転ス
テージ３３を有しないので、Ｘ−Ｙ軸に対して角度θだ
け回転している場合を想定する。

【００６７】はじめに、第１の実施例と同様に、光学顕
微鏡画像あるいは電子線画像から所定の第一の座標と第
二の座標の位置補正値、第一の座標に対する第二の座標
の回転ずれ量が算出される。この回転ずれ量を電子線の
走査偏向位置の補正により補正し、画素あたりの偏向歪
み量が最小となる画像を形成する走査方法を説明する。

【００６８】ある特定の比較的小さな領域検査をする場
合、ステージが静止した状態で電子線を二次元的に走査
し画像を形成する。図５にウエハが回転ずれ量の角度θ
をもつ場合の二次元走査の方法を示す。制御部６からの
指定により、画像取得領域６０の中心５３が二次元走査
の中心、すなわち光軸５４と一致するようにステージを
静止させる。この場合、二次元走査の中心は画像取得領
域６０の幅ｗの２分の１、長さｌの２分の１の位置にあ
る。即ち、電子光学系システム３の光軸５４と画像取得
領域６０の中心５３とが一致するように静止させる。

【００６９】図５において、画像取得領域６０の幅を
ｗ、高さをｌとし、直交するＸ−Ｙ座標系のもとで画像
取得領域６０の中心５３を座標の原点（０，０）とすれ
ば、走査開始点Ａ点が画像取得領域６０の座標（−(ｗ
／２)cosθ＋(ｌ／２)sinθ，(ｗ／２)sinθ＋(ｌ／２)
cosθ）となるように電子線１９を走査偏向器１５によ
り偏向し、領域に添って角度θをもって端Ｂ点まで走査
する。この方向の走査を予め設定された走査ピッチ５９
（Δｐ）で一走査ずつずらしながら反復し、座標（(ｗ
／２)cosθ−(ｌ／２)sinθ，−(ｗ／２)sinθ−(ｌ／
２)cosθ）まで走査する。

【００７０】走査に際し、実線で示した一方向のみ電子
線１９を試料９に照射し、破線で示した電子線１９の振
り戻しの間は、試料９に電子線１９が照射されないよう
にブランキングすることにより、試料９の上に空間的，
時間的に均一に電子線を照射することができる。ブラン
キングは、ブランキング偏向器１３により電子線１９を
偏向して、絞り１４を通過しないようにすることにより
実施される。

【００７１】上記走査方法により、画像取得領域に沿っ
た走査が実施され、偏向歪み量が走査中心で振り分けら
れる為、画像取得領域の走査における総偏向量が最小と
なり、画素あたりの偏向歪みが最小となる比較検査に適
した画像が形成される。

【００７２】広領域をくまなく検査する場合、上記の方
法によると、画像取得領域毎に、ステージを静止させて
電子線を走査する時間の他に、ステージの移動時間とし
て加速，減速，位置整定を加算した時間がかかり、検査
時間全体では長時間を要してしまう。そこで広領域を検
査する場合、ステージを一方向に連続的に定速で移動し
ながら、電子線をステージ移動方向と直交または交叉す
る向きに高速に一方向に走査することにより、被検査領
域の画像を取得する検査方法を用いるとよい。所定距離
の一走査幅分の電子線取得時間は、所定距離をステージ
が移動する時間のみとなる。

【００７３】図６と図７にステージの一軸の連続移動の
場合、図８と図９にステージの二軸の連続移動の場合の
各々について、以下説明する。

【００７４】はじめに、ステージの一軸の連続移動の場
合の、本発明の第３の実施例を、以下説明する。図６に
おいて、回転ずれ量の角度θで、ステージの一軸が連続
移動する場合、図１に示す制御部６からの指定によって
Ｙステージ３２をステージ速度ｖの定速でＹ方向に移動
させた時に、電子光学系システム３の光軸５４が画像取
得領域６０の中心５３を通るように、Ｘステージ３１を
静止させる。そして、Ｙステージ３２がＹ方向に連続移
動している際に、電子線１９を幅ｗ，長さｌの矩形領域
に沿って走査する。

【００７５】Ｙステージ３２が移動している間、電子線
１９は画像取得領域６０の中心５３を中心とした走査を
繰り返すので、この時の、電子光学系システム３の光軸
５４から見た走査パターンは、図７に示すようになる。
図７において、光軸５４を原点とするＸ−Ｙ座標系に、
画像取得領域６０の幅をｗ，長さをｌ，走査速度をｕ，
試料９から見たみかけの走査速度をｕ′とすると、追従
角度δは回転ずれθを含み、δ＝arcsin((ｕ′／ｕ)sin
θ−ｖ／ｕ）となる。ただし、δ，ｕ′，ｕ，θ，ｖ
は、各々図７中の矢印の方向を正としている。

【００７６】直交するＸ−Ｙ座標のもとで光軸５４を原
点（０，０）とすると、走査開始点Ａ点は、走査中心が
座標（(ｌ／２)cosθ，０）で、走査幅が(cosθ／cos
δ）ｗとなるように、追従角度δをもってＢ点まで走査
する。しかしながら、ステージ機構により試料を連続移
動させながら、画像取得を走査する場合、ステージ移動
方向についてはステージ移動の定速性を考慮しなければ
ならない。

【００７７】そこで、図６に示す試料９の上での走査ピ
ッチ５９（Δｐ）を用いて、時間間隔（Δｐ・sinθ）
／ｖ毎に走査の中心をΔｐ・cosθずつ移動させなが
ら、走査の中心の座標が（−(ｌ／２)cosθ，０）とな
るまで走査を反復することにより、画像取得領域６０を
予め設定された走査ピッチ５９（Δｐ）で走査すること
が可能となる。これらの走査条件は検査装置に予め設定
され、図１に示した制御部６により指定される。ステー
ジ速度ｖは時間経過と共に若干変動するため、その分は
画像取得領域６０の中心５３において、電子線１９の光
軸５４がステージ移動方向にずれることがある。

【００７８】画像取得領域６０の走査に際し、図６，図
７の実施例において実線で示した一方向のみ、電子線１
９を試料９に照射する。破線で示した電子線１９の振り
戻しの間は、試料９に電子線１９が照射されないように
ブランキングすることにより、試料９上に空間的，時間
的に均一に電子線１９を照射することができる。ブラン
キングは、ブランキング偏向器１３により電子線１９を
偏向して、絞り１４を通過しないようにすることにより
実施される。

【００７９】電子線が照射されている領域または位置
は、Ｘステージ３１，Ｙステージ３２に設置された位置
モニタ測長器３４の測定データが時々刻々と制御部６に
転送されることにより、詳細に把握される。同様に、電
子線１９が照射されている領域あるいは位置の高さの変
動は、試料高さ測定器３５の測定データが時々刻々と制
御部６に転送されることにより詳細に把握される。これ
らのデータに基づき、電子線１９の照射位置や焦点位置
のずれを演算し、補正制御回路４３によりこれらの位置
ずれを自動的に補正する。このようにして、高精度で精
密に電子線を走査できるようになる。

【００８０】上記により、画像取得領域に沿った走査が
実施され、偏向歪み量が走査中心で振り分けられる為、
画像取得領域の走査における総偏向量が最小となって、
画素あたりの偏向歪みが最小となり、２画像比較による
検査における欠陥の誤った判定を防止できる。

【００８１】つぎに、ステージの二軸の連続移動の場合
の、本発明の第４の実施例を説明する。図８は図２と同
じく、電子線の走査方向を説明する図であって、試料の
電子線が照射される部分の拡大図、図９は図８に対応し
て電子線の走査偏向方向を説明する模式図である。

【００８２】まず、回転ずれ量の角度θで、ステージの
二軸が各々連続移動する場合の走査方法について説明す
る。

【００８３】図８において、はじめに、幅ｗ，長さｌの
矩形の画像取得領域６０の中心５３と電子線１９の走査
の光軸５４とが一致するように、Ｘステージ３１，Ｙス
テージ３２をステージ速度ｖで定速移動させる。次に、
ステージを移動させながら電子線１９を走査する。この
とき、図８に示したＸステージ３１とＹステージ３２の
両方の合成速度であるステージ速度ｖが、図８に示した
電子線１９の走査方向５５に対して略直角となるよう
に、Ｘステージ３１の速度とＹステージ３２の速度とを
決定する。

【００８４】ここで、実際には、各ステージの移動速度
のむら，電子線１９の偏向制御のむらによる電子線走査
位置のむらが存在し、合成速度ｖと電子線１９の走査方
向とのなす角度を厳密に直角にすることは困難であるの
で、取得画像を用いた欠陥判定に支障の無い精度に保て
ばよい。

【００８５】さらに、電子線１９を走査している間は、
Ｘステージ３１，Ｙステージ３２が移動しているので、
Ｘステージ３１，Ｙステージ３２の移動を考慮して実際
の電子線の走査方向を決定する必要がある。図９に示す
ように、Ｘ軸方向に対しての回転ずれ量の角度θを考慮
し、さらに図４で説明した方法で、追従角度δを求め、
実際の走査角度を求める。このようにして、電子線１９
を走査すれば、図３，図４で説明した場合と同様にし
て、回転ずれ量の角度θが補正された画像を取得するこ
とができる。

【００８６】以上の結果、画像取得領域に沿った走査が
実施され、偏向歪み量が走査中心で振り分けられる為、
画像取得領域の走査における総偏向量が最小となって、
画素あたりの偏向歪みが最小となり、２つの画像の比較
による検査における欠陥の誤った判定を防止できる。

【００８７】以上のように、本実施例によれば、比較検
査に適した、画素あたりの偏向歪みが少ない良質な画像
が得られ、誤検出を低減することができ、検査装置とし
ての信頼性を向上させることができる検査方法および検
査装置を提供できる。また、本発明になる検査装置を半
導体製造プロセスへ適用する事により、異常発生を迅速
かつ正確に検知することができるので、多量の不良発生
を未然に防止する事ができるという優れた効果をもたら
す。さらにその結果、不良の発生そのものを低減させる
ことができるので、半導体装置等の信頼性を高める事が
出来、新製品等の開発効率が向上し、かつ製造コストが
削減できるという優れた効果をもたらす。

【００８８】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、試
料台を移動中または停止中に荷電粒子線を走査して得ら
れる試料の画像信号の偏向歪みの影響を少なくして、試
料の欠陥を得ることができる荷電粒子線を用いた検査装
置および検査方法を得ることができるという効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】ＳＥＭ式外観検査装置の装置構成の概略を示す
縦断面図。

【図２】電子線が照射される部分の拡大図。

【図３】電子線が照射される部分の拡大図。

【図４】図３に対応して電子線の走査偏向方向を説明す
る模式図。

【図５】電子線が照射される部分の拡大図。

【図６】電子線が照射される部分の拡大図。

【図７】図６に対応して電子線の走査偏向方向を説明す
る模式図。

【図８】電子線が照射される部分の拡大図。

【図９】図８に対応して電子線の走査偏向方向を説明す
る模式図。

【図１０】図２における検査の手順を示すフローチャー
ト。

【図１１】図３における検査の手順を示すフローチャー
ト。

【符号の説明】

１…ＳＥＭ式外観検査装置、９…試料、１５…走査偏向
器、１９…電子線、２０…二次電子検出器、３１…Ｘス
テージ、３２…Ｙステージ、３４…位置モニタ測長器、
４９…欠陥判定部、５１…二次電子、５２…第二の二次
電子、５３…中心、５４…光軸、５５…走査方向、５９
…ピッチ、６０…画像取得領域。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 21/66 Ｈ０１Ｌ 21/66 Ｊ (72)発明者 広井 高志 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 亀谷 雅嗣 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 (72)発明者 小山 昌宏 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 (72)発明者 山本 健次郎 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 (72)発明者 二宮 拓 茨城県ひたちなか市大字市毛882番地 株 式会社日立製作所計測器グループ内

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】試料を載置しそれぞれ一方向へ移動可能な
   ２つの部材からなるステージと、荷電粒子線を発生させ
   る荷電粒子源と、該荷電粒子源で発生した荷電粒子線が
   前記試料へ照射されて発生する二次荷電粒子を検出し画
   像信号を形成する画像形成手段と、前記荷電粒子線が照
   射される前記試料上の対象領域の中心と前記荷電粒子線
   の光軸とを一致させ、前記ステージの移動速度に基づい
   て前記荷電粒子線の照射の走査方向を決定するととも
   に、前記ステージの２つの部材の一方を停止させ片方を
   移動させながら前記荷電粒子線を前記試料に照射させる
   制御手段とを備えたことを特徴とする荷電粒子線を用い
   た検査装置。
2. 【請求項２】荷電粒子線を発生させる荷電粒子源と、該
   荷電粒子線をパターンが形成された試料へ集束するレン
   ズ手段と、前記試料を載置する試料台と、該試料台を含
   む試料を試料室に搬送する搬送手段と、前記荷電粒子線
   を前記試料上で走査させる荷電粒子線走査手段と、前記
   試料から発生する二次荷電粒子を検出する検出器と、該
   検出器からの信号に基づいて前記試料上の第一の領域の
   荷電粒子線画像信号を形成する画像形成手段と、該荷電
   粒子線画像信号を記憶する記憶手段と、該記憶手段に記
   憶された荷電粒子線画像信号を前記試料上の前記第一の
   領域と同一のパターンが形成された第二の領域の荷電粒
   子線画像信号とを比較する比較手段と、該比較手段の比
   較結果から前記パターンの欠陥を判別する欠陥判別手段
   とを備えた荷電粒子線を用いた検査装置において、前記
   比較手段で比較対象とした前記第一または前記第二の領
   域のうち少なくとも一つの領域を含んだ空間的に連続な
   画像取得領域を前記荷電粒子線で走査する際、該荷電粒
   子線の光軸を中心とする直交座標系内の少なくとも一軸
   における中心が、前記画像取得領域の中心付近を通るよ
   うに前記荷電粒子線を走査することを特徴とする荷電粒
   子線を用いた検査装置。
3. 【請求項３】請求項２の記載において、前記第一または
   前記第二の領域の各々が、別々の前記画像取得領域に含
   まれることを特徴とする荷電粒子線を用いた検査装置。
4. 【請求項４】請求項３の記載において、前記試料台に前
   記試料を載置する際の試料の回転量を検出する回転検出
   手段と、前記回転量を補正する補正手段とを備え、該補
   正手段により前記試料の回転量を補正して前記画像形成
   手段により前記画像取得領域の画像を形成することを特
   徴とする荷電粒子線を用いた検査装置。
5. 【請求項５】請求項４の記載において、前記回転量の補
   正手段は、前記試料台を含む試料を空間的に回転させる
   回転ステージ機構であることを特徴とする荷電粒子線を
   用いた検査装置。
6. 【請求項６】請求項４の記載において、前記回転量の補
   正手段は、前記回転量を前記荷電粒子線の走査の方向に
   基づいて補正することを特徴とする荷電粒子線を用いた
   検査装置。
7. 【請求項７】請求項２の記載において、前記第一または
   前記第二の領域が一つの前記画像取得領域に含まれるこ
   とを特徴とする荷電粒子線を用いた検査装置。
8. 【請求項８】請求項７の記載において、前記試料台を空
   間的に移動させるステージ機構を備え、該ステージ機構
   による前記試料台の移動に基づいて前記画像取得領域の
   画像の取得が一組の電子光学系システムにより遂行され
   ることを特徴とする荷電粒子線を用いた検査装置。
9. 【請求項９】請求項８の記載において、前記ステージ機
   構は、直交する二軸方向に前記試料台を含む試料を空間
   的に移動させるとともに、前記二軸のうちの一軸に沿っ
   て前記試料台を連続移動させて前記画像形成手段により
   前記画像取得領域の画像を形成することを特徴とする荷
   電粒子線を用いた検査装置。
10. 【請求項１０】請求項８の記載において、前記ステージ
    機構は、直交する二軸方向に前記試料台を含む試料を空
    間的に移動させ、前記試料台に前記試料を載置する際の
    試料の回転量を検出する回転量検出手段と、前記二軸と
    も連続移動させることにより前記回転量を補正する回転
    量補正手段とを備え、前記画像形成手段は、前記画像取
    得領域の画像を形成することを特徴とする荷電粒子線を
    用いた検査装置。
11. 【請求項１１】ＸステージとＹステージと回転ステージ
    とからなるステージと、該ステージに載せられた試料に
    荷電粒子線を照射する荷電粒子線照射手段と、前記荷電
    粒子線が照射されて発生する二次電子または該二次電子
    がさらに反射板に反射して発生する第二の二次電子の少
    なくともひとつを検出する二次電子検出手段と、該二次
    電子検出手段によって検出された信号に基づいて前記試
    料の欠陥を検出する欠陥検出手段とを備えた荷電粒子線
    を用いた検査装置において、前記荷電粒子線を照射する
    前記試料上の対象領域の中心を検出する中心検出手段
    と、該中心検出手段によって検出された中心と前記荷電
    粒子線の光軸とを一致させる光軸設定手段と、前記対象
    領域の形状に基づいて前記荷電粒子線の照射の走査方向
    を決定し、該走査方向に基づいて前記回転ステージを回
    転させて前記試料の方向を決定する走査方向決定手段と
    を備え、前記荷電粒子線照射手段は前記荷電粒子線を前
    記走査方向決定手段で決定された前記走査方向へ照射す
    ることを特徴とする荷電粒子線を用いた検査装置。
12. 【請求項１２】ＸステージとＹステージと回転ステージ
    とからなるステージに載せられた試料に、荷電粒子線を
    照射して発生する二次電子または該二次電子がさらに反
    射板に反射して発生する第二の二次電子の少なくともひ
    とつを検出し、検出された信号に基づいて前記試料の欠
    陥を検出する荷電粒子線を用いた検査方法において、前
    記荷電粒子線を照射する前記試料上の対象領域の中心と
    前記荷電粒子線の光軸とを一致させ、前記対象領域の形
    状に基づいて前記荷電粒子線の照射の走査方向を決定
    し、該走査方向に基づいて前記回転ステージを回転さ
    せ、前記決定された前記走査方向へ前記荷電粒子線を照
    射することを特徴とする荷電粒子線を用いた検査方法。
13. 【請求項１３】ＸステージとＹステージとからなるステ
    ージと、該ステージに載せられた試料に荷電粒子線を照
    射する荷電粒子線照射手段と、前記荷電粒子線が照射さ
    れて発生する二次電子または該二次電子がさらに反射板
    に反射して発生する第二の二次電子の少なくともひとつ
    を検出する二次電子検出手段と、該二次電子検出手段に
    よって検出された信号に基づいて前記試料の欠陥を検出
    する欠陥検出手段とを備えた荷電粒子線を用いた検査装
    置において、前記荷電粒子線を照射する前記試料上の対
    象領域の中心を検出する中心検出手段と、該中心検出手
    段によって検出された中心と前記荷電粒子線の光軸とを
    一致させる光軸設定手段と、前記ステージの移動速度に
    基づいて前記荷電粒子線の照射の走査方向を決定する走
    査方向決定手段とを備え、前記荷電粒子線照射手段は前
    記ステージの一方が停止し片方が移動する間、前記荷電
    粒子線を前記試料に照射することを特徴とする荷電粒子
    線を用いた検査装置。
14. 【請求項１４】ＸステージとＹステージとからなるステ
    ージに載せられた試料に荷電粒子線を照射し、発生する
    二次電子または該二次電子がさらに反射板に反射して発
    生する第二の二次電子の少なくともひとつを検出し、検
    出した信号に基づいて前記試料の欠陥を検出する荷電粒
    子線を用いた検査方法において、前記荷電粒子線を照射
    する前記試料上の対象領域の中心と前記荷電粒子線の光
    軸とを一致させ、前記ステージの移動速度に基づいて前
    記荷電粒子線の照射の走査方向を決定し、次に、前記ス
    テージの一方を停止させ片方を移動させながら前記荷電
    粒子線を前記試料に照射することを特徴とする荷電粒子
    線を用いた検査方法。
15. 【請求項１５】ＸステージとＹステージとからなるステ
    ージと、該ステージに載せられた試料に荷電粒子線を照
    射する荷電粒子線照射手段と、前記荷電粒子線が照射さ
    れて発生する二次電子または該二次電子がさらに反射板
    に反射して発生する第二の二次電子の少なくともひとつ
    を検出する二次電子検出手段と、該二次電子検出手段に
    よって検出された信号に基づいて前記試料の欠陥を検出
    する欠陥検出手段とを備えた荷電粒子線を用いた検査装
    置において、前記荷電粒子線を照射する前記試料上の対
    象領域の中心を検出する中心検出手段と、該中心検出手
    段によって検出された中心と前記荷電粒子線の光軸とを
    一致させる光軸設定手段と、前記Ｘステージの移動速度
    と前記Ｙステージの移動速度とに基づいて前記荷電粒子
    線の照射の走査方向を決定する走査方向決定手段とを備
    え、前記荷電粒子線照射手段は前記Ｘステージと前記Ｙ
    ステージの両方が移動する間、前記荷電粒子線を前記試
    料に照射することを特徴とする荷電粒子線を用いた検査
    装置。
16. 【請求項１６】ＸステージとＹステージとからなるステ
    ージに載せられた試料に荷電粒子線を照射し、発生する
    二次電子または該二次電子がさらに反射板に反射して発
    生する第二の二次電子の少なくともひとつを検出し、検
    出した信号に基づいて前記試料の欠陥を検出する荷電粒
    子線を用いた検査方法において、前記荷電粒子線を照射
    する前記試料上の対象領域の中心と前記荷電粒子線の光
    軸とを一致させ、前記Ｘステージの移動速度と前記Ｙス
    テージの移動速度とに基づいて前記荷電粒子線の照射の
    走査方向を決定し、次に、前記Ｘステージと前記Ｙステ
    ージの両方を移動させながら前記荷電粒子線を前記試料
    に照射することを特徴とする荷電粒子線を用いた検査方
    法。