JP2024524925A - 歪み最適化マルチビーム走査システム - Google Patents

Abstract

高スループット、高分解能、および高信頼性のウェハ検査用のマルチビーム荷電粒子検査システムおよびマルチビーム荷電粒子検査システムを動作させる方法が提供される。この方法およびマルチビーム荷電粒子線検査システムは、前記マルチビーム荷電粒子検査システムの光軸に対してある角度で伝搬するビームレット用の一括マルチビームラスタースキャナの走査歪み等の走査誘起収差を低減および補償するための手段を備える。

Description

本発明は、マルチビーム荷電粒子検査システムおよびマルチビーム荷電粒子検査システムを動作させる方法に関する。より詳細に、本発明は、複数の一次荷電粒子ビームレットの偏向を走査するための最適化スキャナシステムと、極小の歪みおよび高度なスティグマ補正での検査のための走査型補正器と、によりもたらされる高分解能のウェハ検査のためのマルチビーム荷電粒子線検査システムに関する。この方法およびマルチビーム荷電粒子線検査システムによれば、大きな結像視野の全体にわたる高精度なウェハ検査が可能となる。

半導体装置等の微細構造体の小型化および高機能化の開発継続に伴い、微細構造体の微小寸法の加工および検査のための平面加工技術および検査システムのさらなる開発および最適化が求められている。半導体装置の開発および加工には、たとえばテストウェーハの設計検証が必要であり、平面加工技術には、信頼性のある高スループットの加工のためのプロセス最適化を伴う。また近年、半導体装置のリバースエンジニアリングおよび個別のカスタマイズ構成のため、半導体ウェハの解析が必要となっている。したがって、ウェハ上の微細構造体を高精度に調べる高スループット検査ツールが求められている。

半導体装置の製造に用いられる通常のシリコンウェハは、直径が最大１２インチ（３００ｍｍ）である。各ウェハは、最大およそ８００平方ｍｍサイズの３０～６０個の繰り返しエリア（「ダイ」）に分割される。半導体装置は、平面集積技術によってウェハの表面に層状に加工された複数の半導体構造を含む。半導体ウェハは、それに関連する加工プロセスのため、通常は平らな表面を有する。集積半導体構造のフィーチャサイズは、数μｍから５ｎｍの限界寸法（ＣＤ）まで縮まっており、近い将来には、たとえば、３ｎｍ未満（たとえば、２ｎｍ）あるいは１ｎｍ未満のフィーチャサイズまたは限界寸法（ＣＤ）までさらに小さくなる。前述の小さな構造サイズでは、非常に広い面積で短時間に限界寸法のサイズの欠陥を識別する必要がある。いくつかの用途の場合、検査装置が提供する測定の精度に対する仕様要件はさらに高く、たとえば、２倍または１桁分である。たとえば、半導体フィーチャの幅は、１ｎｍ未満（たとえば、０．３ｎｍ以下）の精度で測定する必要があり、半導体構造の相対位置は、１ｎｍ未満（たとえば、０．３ｎｍ以下）の重ね合わせ精度で決定する必要がある。

したがって、本発明の目的は、１ｎｍ未満、０．３ｎｍあるいは０．１ｎｍ未満の精度での半導体フィーチャの高精度な測定を可能にする荷電粒子システムおよび荷電粒子システムを高スループットで動作させる方法を提供することである。

荷電粒子顕微鏡（ＣＰＭ）の分野で最近開発されたのがマルチビーム荷電粒子顕微鏡(multi beam charged particle microscope)（ＭＳＥＭ）である。マルチビーム走査型電子顕微鏡は、たとえば米国特許第７２４４９４９号および米国特許出願公開第２０１９／０３５５５４４号に開示されている。マルチビーム電子顕微鏡においては、たとえば一次放射として４～１００００本の電子ビームを含むことから各電子ビームが隣接する電子ビームから１～２００マイクロメートルの距離だけ分離された電子ビームレットのアレイによってサンプルが照射される。たとえば、マルチビーム荷電粒子顕微鏡では、およそ１００本の分離された電子ビームすなわちビームレットが六角形のアレイ状に配置され、およそ１０μｍの距離だけ分離されている。複数の一次荷電粒子ビームレットは、共通の対物レンズによって、調査対象サンプル（たとえば、可動ステージに備え付けられたウェハチャックに固定された半導体ウェハ）の表面に集束される。一次荷電粒子ビームレットによるウェハ表面の照射中は、一次荷電粒子ビームレットの焦点により形成された複数の交差点から相互作用生成物（たとえば、二次電子）が生じる一方、相互作用生成物の量およびエネルギーは、ウェハ表面の材料組成およびトポグラフィによって決まる。相互作用生成物が複数の二次荷電粒子ビームレットを形成し、これが共通の対物レンズによって収集され、マルチビーム検査システムの投射結像系によって、検出器平面に配置されている検出器上へとガイドされる。検出器は、それぞれが複数の検出画素を備える複数の検出エリアを含み、複数の二次荷電粒子ビームレットそれぞれの強度分布を検出するため、たとえば１００μｍ×１００μｍの像パッチが得られる。従来技術のマルチビーム荷電粒子顕微鏡は、一連の静電・磁気素子を備える。静電・磁気素子の少なくとも一部を調整することによって、複数本の二次荷電粒子ビームの焦点位置およびスティグマを調整可能である。従来技術のマルチビーム荷電粒子顕微鏡は、一次または二次荷電粒子の少なくとも１つのクロスオーバ面を備える。従来技術のマルチビーム荷電粒子顕微鏡は、調整を容易化する検出システムを備える。従来技術のマルチビーム荷電粒子顕微鏡は、サンプル表面のエリア全体にわたって複数の一次荷電粒子ビームレットを一括走査することによりサンプル表面の像パッチを得るための少なくとも１つの偏向スキャナを備える。マルチビーム荷電粒子顕微鏡およびマルチビーム荷電粒子顕微鏡を動作させる方法のより詳細については、２０２１年４月２９日に出願されたＰＣＴ／ＥＰ２０２１／０６１２１６に記載されており、これを本明細書に援用する。

ただし、ウェハ検査用の荷電粒子顕微鏡においては、高信頼性かつ高再現性の結像が実行され得るように、結像条件を安定に保つことが望まれる。スループットは、複数のパラメータ（たとえば、ステージおよび新たな測定部位での再位置合わせの速度）のほか、取得時間当たりの測定面積自体によって決まる。後者は、ビームレットの滞留時間(dwell time)、分解能、および数によって決まる。また、マルチビーム荷電粒子顕微鏡の場合は、時間のかかる像の後処理が必要となる。たとえば、複数の像副視野からの像パッチの一体的なステッチングの前に、マルチビーム荷電粒子顕微鏡の検出システムにより生成された信号をデジタル的に補正する必要がある。

複数の一次荷電粒子ビームレットは、ラスター構成（たとえば、六角形ラスター構成）内の通常のラスター位置から劣化する可能性がある。また、複数の一次荷電粒子ビームレットは、平面エリアセグメント内のラスター走査動作の通常のラスター位置から劣化する可能性があり、マルチビーム荷電粒子検査システムの分解能は、複数の一次荷電粒子ビームレットの個々のビームレットの個々の走査位置ごとに異なり、個々の走査位置によって決まり得る。これらの複数の一次荷電粒子ビームレット間の走査誘起歪み差については、これまで対処がなされていない。複数の一次荷電粒子ビームレットについて、各ビームレットは、共通の走査偏向器の交差ボリュームに異なる角度で入射し、異なる出射角に偏向され、共通の走査偏向器の交差ボリュームを異なる経路で横断する。したがって、各ビームレットは、走査動作において、異なる歪みパターンとなる。従来技術のシングルビーム動的補正器は、複数の一次ビームレットの任意の走査誘起歪みの緩和に適さない。米国特許出願公開第２００９／０００１２６７号は、５つの一次荷電粒子ビームレットを含むマルチビーム荷電粒子システムの一次ビームレイアウトまたは静的ラスターパターン構成の校正を示している。ラスターパターンの異状について、一次ビームレイアウトの回転、一次ビームレイアウトのスケールアップまたはスケールダウン、一次ビームレイアウト全体のシフトという３つの原因が示されている。したがって、米国特許出願公開第２００９／０００１２６７号では、複数の一次ビームレットの静的焦点により形成された静的一次ビームラスターパターンの基本１次歪み（回転、拡大、グローバルシフト、または変位）を考慮している。また、米国特許出願公開第２００９／０００１２６７号には、一括ラスタースキャナの１次特性（複数の一次ビームレットを一括ラスター走査するための偏向幅および偏向方向）の校正を含む。そして、これら一次ビームレイアウトの基本誤差の補償のための手段が論じられているが、静的ラスターパターンの高次歪み（たとえば、３次歪み）に対しては解決手段が提供されていない。一次ビームレイアウトおよび任意選択として二次電子ビーム経路の校正後であっても、個々の一次ビームレットそれぞれの走査中は走査歪みが導入されるが、複数の一次ビームレットの静的ラスターパターンの校正では対処できない。

米国特許出願公開第２０１９／００８８４４０号は、複数の一次ビームレットの焦点のスポットサイズおよび形状を制御するための複数の電極を備える複数の開口を含むマルチビーム生成ユニットのマルチアパーチャプレートを提案している。ただし、像走査中の走査歪み収差を制御する動的な手段が設けられていない。

当技術分野においては、シングルビーム走査システム用の動的な補正器がよく知られている。たとえば、単一の荷電粒子ビームの走査中に単一の走査電子ビームの視野曲率または視野依存の非点収差を動的に補償可能な方法がよく知られている。走査偏向器の線形走査パワーに３次の補正視野項を追加することによって、単一ビームの走査誘起３次歪みを補償することができる。ただし、従来技術の方法では、光軸に対して単一の入射角および単一の出射角の単一のビーム経路で走査偏向器の交差ボリュームを横断する単一のビームに対して動的な収差が補正される。

国際特許出願公開第ＷＯ２００７／０２８５９６号は、複数の一次荷電粒子ビームレットに対して所定の偏向を行うように構成されているマルチアパーチャプレートの構成を記載している。これらの構成によれば、複数のビームレットの一括偏向が実行され、たとえば、動作モードの高速切り替えが実現され得る。特定の一例においては、複数のビームレットをビーム絞りへと偏向させることにより、一次ビームレットの数が変化する。一例においては、一対の連続するマルチアパーチャプレートの機械的レイアウトおよび２つのマルチアパーチャプレート間の適当な電圧差の適用によって、複数の一次ビームレットそれぞれの個々の偏向角が決まる。これにより、たとえば複数のビームレットの所定の偏心特性が実現される。ただし、国際特許出願公開第ＷＯ２００７／０２８５９６号は、走査誘起歪みを取り扱う解決手段を提供していない。国際特許出願公開第ＷＯ２００７／０２８５９６号は、いわゆるブランキングアパーチャアレイ(blanking aperture arrays)に言及している。国際特許出願公開第ＷＯ２００７／０２８５９６号のモード切り替え動作と同様に、ブランキングアパーチャアレイは、オン状態とオフ状態との間でビームレットの高速二元切り替え動作を行うように構成されており、個々の一次ビームレットの高精度な個々の連続走査偏向のための如何なる手段も提供していない。

米国特許第６８９７４５８号は、マルチカラムシステムの複数のビームレットの一括走査偏向のための走査偏向器アレイを示している。米国特許出願公開第２０１０／０２４８１６６号は、一次ビームレットそれぞれの位置を調整するための静的偏向器アレイと組み合わせた、複数の一次ビームレットの一括走査偏向のための一括走査偏向器を示している。静的偏向器アレイは、静的ラスター構成内で静的焦点を調整する目的に役立つ。

本発明の課題は、高スループットの高精度かつ高分解能像取得を可能にする手段を備えるマルチビーム荷電粒子検査システムを提供することである。本発明の一課題は、測定タスクの仕様要件内の所定のラスター位置からの逸脱を伴う平面エリアセグメントの高精度像取得を実現するマルチビーム荷電粒子検査システムを提供することである。

分解能およびスループットに対する要求の高まりから、従来の荷電粒子顕微鏡は限界に来ている。シングルビーム補正荷電粒子顕微鏡においてさえ、残留する走査誘起歪み、走査誘起非点収差または球面収差等の走査誘起収差(scanning induced aberrations)によって分解能および精度が低下する。したがって、本発明の課題は、高スループットの高精度かつ高分解能像取得を可能にする手段を備える荷電粒子検査システムを提供することである。本発明の別の目的は、マルチビームシステムの一括偏向スキャナによる像走査動作中の複数の一次ビームレットの走査誘起歪み差の補正のための手段を提供することである。本発明の別の目的は、ウェハ表面での複数の一次ビームレットのラスター走査および集束のための一括偏向スキャナまたは結像光学素子の歪み誤差変動を補償することである。

本発明の実施形態によれば、荷電粒子顕微鏡の走査誘起収差が抑えられる。本発明は、改良されたマルチビーム荷電粒子顕微鏡、マルチビーム荷電粒子顕微鏡を動作させる改良された方法、およびマルチビーム荷電粒子顕微鏡を校正する改良された方法を提供する。これらの改良により、マルチビーム荷電粒子顕微鏡の像視野の全体にわたる複数のＪ個の一次荷電粒子ビームレット(primary charged particle beamlets)の一括ラスター走査(collective raster scanning)時に誘起される走査誘起歪み等の走査誘起収差が抑えられる。改良されたマルチビーム荷電粒子顕微鏡は、走査誘起収差を補償するための手段を備える。走査誘起収差を補償するための手段は、使用時、複数のＪ個の一次荷電粒子ビームレットのうちの少なくとも第１の一次荷電粒子ビームレットに影響を及ぼすように構成されている少なくとも１つの静電補正素子(electrostatic correction element)と、使用時、複数のＪ個の一次荷電粒子ビームレットの一括ラスター走査偏向(collective raster scanning deflection)と同期して、静電補正素子を動作させる制御手段と、を備える。改良された動作方法は、一括ラスター走査偏向器によって、複数のＪ個の一次荷電粒子ビームレットのラスター走査と同期して、走査誘起歪み等の走査誘起収差を最小化するように構成されている。一括ラスター走査偏向器は、複数のＪ個の像副視野を含む像視野の全体にわたって、ウェハ等の物体の全表面積で複数のＪ個の一次荷電粒子ビームレットをラスター走査するように構成および制御される。複数のＪ個の一次ビームレットはそれぞれ、対応する像副視野の全体にわたってラスター走査される。横方向延伸が約８μｍ～１２μｍ（たとえば、１０μｍ）の像副視野それぞれにおいて、複数のＪ個の一次荷電粒子ビームレットと同期した一次荷電粒子ビームレットの走査偏向によって、約０．５ｎｍ～３ｎｍ（たとえば、１ｎｍまたは２ｎｍ）の分解能で複数の像画素位置を曝すことにより、表面積に関する像情報が取得される。本発明によれば、対応する像副視野における各一次荷電粒子ビームレットの走査誘起歪みが抑えられる。走査誘起歪みは、対応する像副視野において、一次荷電粒子ビームレットごとに異なり得る。一例においては、複数の像副視野における走査誘起歪み間の差が抑えられる。一例においては、改良された校正方法により、複数の像副視野それぞれにおいて、約０．１ｎｍ～５ｎｍの走査誘起歪みが決定され、走査誘起歪みが少なく改良されたマルチビーム荷電粒子顕微鏡を動作させるのに適した制御パラメータが決定される。改良されたマルチビーム荷電粒子顕微鏡の動作時には、制御パラメータの適用によって、複数のＪ個の一次荷電粒子ビームレットの走査誘起歪みを抑える。これにより、複数のＪ個の像副視野における走査誘起歪みが抑えられる。たとえば、複数の像副視野における走査誘起歪み間の差が抑えられる。改良された校正方法は、走査誘起歪みを決定するとともに、制御手段の制御パラメータを導出する(derive)ように構成されている。ただし、本発明は、複数の一次荷電粒子ビームレットの走査誘起歪みに限定されず、複数のＪ個の一次荷電粒子ビームレットの走査誘起非点収差の変動または差、走査誘起焦点位置変化の変動または差、走査誘起球面収差の変動または差等の走査誘起収差に適用され得る。

本発明のいくつかの実施形態に係るウェハ検査用のマルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）は、複数の一次荷電粒子ビームレット（３）を生成するための荷電粒子マルチビームレット生成器(charged-particle multi-beamlet generator)（３００）と、複数のＪ個の一次荷電粒子ビームレット（３）によって、物体面(object plane)（１０１）に配置されているウェハ表面（２５）上の像パッチ(image patch)（１７．１）を照射すること(illuminating)により、使用時、ウェハ表面（２５）から放出される複数のＪ個の二次電子ビームレット(secondary electron beamlets)（９）を生成するための物体照射ユニット(object irradiation unit)（１００）と、投射系(projection system)（２０５）および像センサ（２０７）を備え、複数のＪ個の二次電子ビームレット（９）を像センサ（２０７）上に結像する（ｉｍａｇｅ）とともに、使用時、ウェハ表面（２５）の像パッチ（１７．１）のデジタル像を取得するための検出ユニット（２００）と、を備える。像パッチ（１７．１）は、複数のＪ個の像副視野（３１）に分割され、副視野がそれぞれ、一次荷電粒子ビームレットに対応する。マルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）は、少なくとも第１の一組の偏向電極と、使用時、複数のＪ個の一次荷電粒子ビームレット（３）が横断する交差ボリューム(intersection volume)（１８９）と、を備える一括マルチビームラスタースキャナ(collective multi-beam raster scanner)（１１０）と、使用時、第１の方向またはｐ方向の複数のＪ個の一次荷電粒子ビームレット（３）の一括ラスター走査のため、少なくとも第１の走査電圧差ＶＳｐ（ｔ）を第１の一組の偏向電極に与えるように構成されている制御ユニット（８００）と、をさらに備える。マルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）は、少なくとも第１の一次荷電粒子ビームレットの残留走査誘起歪みを個別に補償する手段をさらに備える。複数のＪ個の一次荷電粒子ビームレットは、第１の傾斜角β１で交差ボリューム（１８９）に入射する第１の一次荷電粒子ビームレットと、β１と異なる第２の傾斜角β２で交差ボリューム（１８９）に入射する第２の一次荷電粒子ビームレットと、を少なくとも含む。像走査時、第１の一次ビームレットは、一括マルチビームラスタースキャナ（１１０）により、第１の像副視野の全体にわたってラスター走査され、第２の一次ビームレットは、一括マルチビームラスタースキャナ（１１０）により、第２の像副視野の全体にわたって同期的にラスター走査される。各像副視野の直径は、約５μｍ～１２μｍ（たとえば、８μｍまたは１０μｍ）である。少なくとも第１の一次荷電粒子ビームレットの残留走査誘起歪みを補償する手段によって、第１の像副視野と第２の像副視野との間の走査誘起歪みの差が最小限に抑えられる。結果として、使用時には、第１および第２の副視野内の所定の各ラスター座標の全体にわたって、たとえば１ｎｍ、０．３ｎｍ未満、あるいは０．１ｎｍ未満の所定の閾値を下回る逸脱で第１および第２の一次荷電粒子ビームレットの両焦点がラスター走査される。残留走査誘起歪みを補償する手段は、一括マルチビームラスタースキャナ（１１０）による複数の一次荷電粒子ビームレットの走査偏向に同期して動作するように構成されている。

一例において、残留走査誘起歪みを補償する手段は、第１の一次荷電粒子ビームレットおよび第２の一次荷電粒子ビームレットを含む複数の一次ビームレットの残留走査誘起歪みを個別に補償する走査誘起歪み補償器アレイを備える。

一例において、残留走査誘起歪みを補償する手段は、β１から逸脱する傾斜角β２で交差ボリューム（１８９）に入射する第１の一次荷電粒子ビームレットおよび第２の一次荷電粒子ビームレットを含む複数の一次ビームレットの走査誘起歪みの低減のため、所定の不均質走査偏向電界分布(predetermined inhomogeneous scanning deflection field distribution)を交差ボリューム（１８９）に生成するように構成されている一括ラスタースキャナ（１１０）の手段を備える。

マルチビーム荷電粒子顕微鏡は、使用時に走査偏向電圧差ＶＳｐ（ｔ）が与えられる少なくとも１つの一次荷電粒子ビームレットの長ストローク走査偏向のためのラスタースキャナを備える。走査偏向電圧差ＶＳｐ（ｔ）は、時間的に変動する電圧差（たとえば、電圧傾斜(voltage ramp)）であって、複数の一次荷電粒子ビームレットの一括走査偏向のためにラスタースキャナ電極に印加される。マルチビーム荷電粒子顕微鏡は、使用時に第１の補正電圧差ＶＣ１（ｔ）が与えられる少なくとも第１の走査補正素子をさらに備える。補正電圧差ＶＣ１（ｔ）は、静的電圧変換ユニットによって、走査偏向電圧差ＶＳｐ（ｔ）から生成されるが、これによって、走査偏向電圧差ＶＳｐ（ｔ）は本質的に、少なくとも１桁、好ましくは２桁以上、補正電圧差ＶＣ１（ｔ）まで小さくなる。静的電圧変換ユニットは、複数の制御信号により制御されるプログラム可能抵抗器列またはアレイを備え得る。これにより、補正電圧差ＶＣ１（ｔ）は小さくなって、走査偏向電圧差ＶＳｐ（ｔ）に比例する。これにより、一括ラスタースキャナと同期して、複数の走査補正素子を高速制御可能となる。通常、走査偏向の時間周波数は、約８０ＭＨｚ～２００ＭＨｚ（たとえば、１００ＭＨｚ）である。本発明に係る静的電圧変換ユニットによれば、複数の同期補正電圧差を約８０ＭＨｚ～２００ＭＨｚの同じ時間周波数で複数の補正素子に与えることができる。本発明に係る静的電圧変換ユニットによれば、複数の一次荷電粒子ビームレットそれぞれの長ストローク走査偏向（たとえば、１０μｍ）に対する走査偏向電圧差ＶＳｐ（ｔ）は、複数の一次荷電粒子ビームレットそれぞれの補正的な短ストローク走査偏向（たとえば、５ｎｍ）に対する補正電圧差ＶＣ１（ｔ）へと小さくなるため、一次荷電粒子ビームレットの個々の走査誘起歪みが抑えられる。したがって、本発明の実施形態によれば、長ストローク偏向の場合の走査電圧間で、たとえば約１００ＭＨｚの走査周波数にて約－１００Ｖ～１００Ｖの走査偏向電圧差ＶＳｐ（ｔ）を生成するとともに、走査偏向電圧差ＶＳｐ（ｔ）と同期して、たとえば１００ＭＨｚの同じ走査周波数にて最大約１００ｍＶの複数の補正電圧差ＶＣｉ（ｔ）を生成することができる。

一例において、第１の走査補正素子は、長ストローク偏向と同期して、少なくとも第１の一次荷電粒子ビームレットの短ストローク偏向を行うように構成されている第１の走査偏向素子(first scanning deflection element)である。一例においては、たとえば±５μｍの像副視野Ｄの寸法の全体にわたって、第１の長ストロークラスタースキャナにより複数の荷電粒子ビームレットがラスター走査され、長ストロークラスタースキャナと並列に同期して、走査補正器アレイを構成する複数の短ストロークラスタースキャナにより複数の一次ビームレットそれぞれの走査誘起歪みが補償されるが、この走査誘起歪みは、最大で±５ｎｍである。個々のビームレットの走査誘起収差を抑えるための各短ストローク走査偏向素子は、長ストローク走査動作と同期して、走査パワーが約３桁小さくなる。各ビームレットは、マルチビーム荷電粒子顕微鏡の対物レンズによって、走査座標よりも３桁を超える精度で所定の走査座標に集束される。たとえば、５．０μｍの像副視野の最大像高での所定の最大走査座標は、３ｎｍ未満、好ましくは０．３ｎｍ未満あるいは０．１ｎｍ未満の精度で実現される。

マルチビーム荷電粒子顕微鏡は、使用時に、走査偏向電圧差ＶＳｐ（ｔ）と同期および比例する別の補正電圧差ＶＣｉ（ｔ）が与えられる別の走査補正素子を備え得る。これにより、像走査(image scan)時には、走査誘起偏心収差(scanning induced telecentricity aberration)または走査誘起非点収差等の走査誘起収差が抑えられる。第１の方向またはｐ方向の一次ビームレットの長ストローク走査偏向に対する走査偏向電圧差ＶＳｐ（ｔ）を超えて、ｐ方向と垂直な第２の方向またはｑ方向の長ストローク走査偏向のための長ストロークラスタースキャナに第２の走査偏向電圧差ＶＳｑ（ｔ）を与えることができる。使用時には、第２の走査偏向電圧差ＶＳｑ（ｔ）と同期および比例する別の補正電圧差ＶＣｊ（ｔ）が走査補正素子に与えられる。

第１の実施形態において、マルチビーム荷電粒子顕微鏡は、複数の一次荷電粒子ビームレットの長ストローク走査偏向用の一括マルチビームラスタースキャナを備える。一括マルチビームラスタースキャナ内には、第１の走査補正素子が設けられており、一括マルチビームラスタースキャナの走査誘起収差は、修正されたラスタースキャナの設計によって最小限に抑えられる。通常、走査誘起収差は、一括マルチビームラスタースキャナの交差ボリュームを伝搬するビームレットの伝搬角βが大きくなると増大する。修正された偏向スキャナの設計によれば、不均質可変偏向静電界が生成され、これにより、角度βで交差ボリュームを伝搬するビームレット、特に、大きな角度βで交差ボリュームを伝搬するビームレットに対して、走査誘起収差が最小限に抑えられる。一例において、一括マルチビームラスタースキャナは、一組の偏向電極と、使用時に走査偏向電界のほか、補正電界を生成するように構成されている少なくとも第１の一組の補正電極と、を備える。不均質補正電界は、一組の偏向電極に与えられた走査電圧差と同期して一組の補正電極に与えられた走査電圧差により生成される走査補正電界(scanning correction field)である。一例においては、所定の不均質偏向静電界によって、たとえばマルチビーム荷電粒子顕微鏡の対物レンズに誘起された付加的な走査誘起収差が最小限に抑えられる。一組の補正電極および一組の補正電極に与えられた走査電圧差は、一組の偏向電極に与えられた走査電圧差と同期して、所定の不均質偏向静電界を生成するように構成されており、マルチビーム荷電粒子顕微鏡の走査誘起収差が最小限に抑えられる。

第１の実施形態において、ウェハ検査用のマルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）は、複数の一次荷電粒子ビームレット（３）を生成するための荷電粒子マルチビームレット生成器（３００）と、複数の一次荷電粒子ビームレット（３）によって、物体面（１０１）に配置されているウェハ表面（２５）上の像パッチ（１７．１）を照射することにより、使用時、ウェハ表面（２５）から放出される複数の二次電子ビームレット（９）を生成するための物体照射ユニット（１００）と、投射系（２０５）および像センサ（２０７）を備え、複数の二次電子ビームレット（９）を像センサ（２０７）上に結像するとともに、使用時、ウェハ表面（２５）の像パッチ（１７．１）のデジタル像を取得するための検出ユニット（２００）と、を備える。マルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）は、少なくとも第１の一組の偏向電極と、使用時、複数の一次荷電粒子ビームレット（３）が横断する交差ボリューム（１８９）と、を備える一括マルチビームラスタースキャナ（１１０）と、使用時、第１の方向またはｐ方向の複数の一次荷電粒子ビームレット（３）の一括ラスター走査のため、少なくとも第１の走査電圧差ＶＳｐ（ｔ）を第１の一組の偏向電極に与えるように構成されている制御ユニット（８００）と、をさらに備える。一括マルチビームラスタースキャナ（１１０）は、マルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）の光軸から逸脱する傾斜角βで交差ボリューム（１８９）に入射する一次荷電粒子ビームレットの走査誘起収差の低減のため、所定の不均質走査偏向電界分布を交差ボリューム（１８９）に生成するように構成されている。

一例において、第１の一組の偏向電極のうちのある偏向電極は、空間的に分離された２つの電極で構成されており、制御ユニット（８００）は、使用時、第１および第２の走査電圧差ＶＳｐ１（ｔ）およびＶＳｐ２（ｔ）を空間的に分離された２つの電極に与えるように構成されており、第１および第２の走査電圧差ＶＳｐ１（ｔ）およびＶＳｐ２（ｔ）は、異なる。

一例において、マルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）の一括マルチビームラスタースキャナ（１１０）は、使用時、第１の方向と垂直な第２の方向またはｑ方向の複数の一次荷電粒子ビームレット（３）の走査偏向のため、交差ボリューム（１８９）において複数の一次荷電粒子ビームレット（３）が横断する第２の所定の不均質走査偏向電界分布を生成するための第２の一組の偏向電極を備えており、制御ユニット（８００）は、使用時、少なくとも第２の走査電圧差ＶＳｑ（ｔ）を第２の一組の偏向電極に与えるように構成されている。

一例において、一括マルチビームラスタースキャナ（１１０）の少なくとも第１の一組または第２の一組の偏向電極の形状および形体は、複数の一次荷電粒子ビームレット（３）の交差ボリューム（１８９）の断面に適合されている。一例において、交差ボリューム（１８９）の断面は、六角形状であり、第１の一組または第２の一組の偏向電極は、楕円の周囲に配置されている。一例において、交差ボリューム（１８９）の断面は、矩形状であり、第１の一組または第２の一組の偏向電極は、矩形の周囲に配置されている。これにより、不均質静電界分布の所定の電界不均質性を生成可能である。

一例において、複数の一次荷電粒子ビームレット（３）の平均伝搬方向において、第１の一組の偏向電極および第２の一組の偏向電極は、異なる長さを有する。これにより、不均質静電界分布の所定の電界不均質性を生成可能である。

一例において、一括マルチビームラスタースキャナ（１１０）は、使用時、所定の不均質静電界分布に寄与する所定の走査補正電界を生成するように構成されている第１の一組の補正電極（１８５、１９３）をさらに備える。一例において、第１の一組の補正電極のうちのある電極（１８５．１、１８５．２、１８５．３、１８５．４）は、第１の一組の偏向電極のうちのある電極と第２の一組の偏向電極のうちのある電極との間の空間において、交差ボリューム（１８９）の外側に配置されている。一例において、一括マルチビームラスタースキャナ（１１０）は、使用時、所定の不均質静電界分布に寄与する所定の第２の走査補正電界を生成するように構成されている第２の一組の補正電極（１８７、１９５）をさらに備える。

一例において、一括マルチビームラスタースキャナ（１１０）は、交差ボリュームに対する所定の不均質走査偏向電界分布の横方向位置を調整するように構成されており、制御ユニット（８００）は、使用時、第１の一組の偏向電極または第２の一組の偏向電極の少なくとも一方に電圧オフセットを与えるように構成されている。これにより、所定の不均質静電界分布の位置が調整され、複数の一次荷電粒子ビームレット間の走査誘起収差の差が最小限に抑えられる。

一例において、マルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）は、荷電粒子マルチビームレット生成器（３００）と一括マルチビームラスタースキャナ（１１０）との間に配置され、交差ボリューム（１８９）に対する複数の一次荷電粒子ビームレット（３）の横方向位置を調整するように構成および設定されている第１の静的偏向系(first static deflection system)（７０１）を備える。これにより、所定の不均質静電界分布に対する複数の一次荷電粒子ビームレットの位置が調整され、複数の一次荷電粒子ビームレット間の走査誘起収差の差が最小限に抑えられる。

一例において、マルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）は、荷電粒子マルチビームレット生成器（３００）と一括マルチビームラスタースキャナ（１１０）との間に配置され、交差ボリューム（１８９）の入射側における複数の一次荷電粒子ビームレット（３）の平均入射角を調整するように構成および設定されている第２の静的偏向系（７０１）をさらに備えるが、複数の一次荷電粒子ビームレット（３）の平均入射角は、個々の一次ビームレットの複数の入射角の平均値である。これにより、複数の一次荷電粒子ビームレット間の走査誘起収差が最小限に抑えられる。

第２の実施形態において、マルチビーム荷電粒子顕微鏡の物体照射ユニットは、ラスターまたは像走査時の各一次ビームレットの走査誘起収差を個別に補償するための走査歪み補償器アレイ(scanning distortion compensator array)等、第１のマルチビーム走査補正器またはマルチビーム走査補正システムを備える。第１のマルチビーム走査補正システムは、長ストローク一括マルチビームラスタースキャナによる一括ラスター走査時にサンプルの表面で個々のビームレットの位置を制御する。一括マルチビームラスタースキャナは、像副視野の延伸が約Ｄ＝８μｍまたは１２μｍの基板の表面上の像副視野それぞれの全体にわたって、複数の一次荷電粒子ビームレットを一括偏向させる。一括マルチビーム走査偏向器としては、第１の実施形態に係る最適化されたマルチビーム走査偏向器が可能である。第１のマルチビーム走査補正システムは、複数の偏向素子が設けられた複数のアパーチャ(apertures)を備えるアレイ素子として構成されており、複数の一次ビームレットはそれぞれ、一括マルチビームラスタースキャナによる複数の一次ビームレットの一括ラスター走査と同期して、異なる量の走査偏向により個別に走査偏向可能である。走査歪み補償器アレイ等のマルチビーム走査補正システムは、約ｒ＝１ｎｍ～５ｎｍの残留走査歪みを各ビームレットに対して個別に、０．３ｎｍ未満、好ましくは０．２ｎｍ未満あるいは０．１ｎｍ未満の値へと動的に補正する。

本発明の第２の実施形態によれば、ウェハ検査用のマルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）は、複数の一次荷電粒子ビームレット（３）を生成するための荷電粒子マルチビームレット生成器（３００）と、複数の一次荷電粒子ビームレット（３）によって、物体面（１０１）に配置されているウェハ表面（２５）上の像パッチ（１７．１）を照射することにより、使用時、ウェハ表面（２５）から放出される複数の二次電子ビームレット（９）を生成するための物体照射ユニット（１００）と、投射系（２０５）および像センサ（２０７）を備え、複数の二次電子ビームレット（９）を像センサ（２０７）上に結像する（ｉｍａｇｅ）とともに、使用時、ウェハ表面（２５）の像パッチ（１７．１）のデジタル像を取得するための検出ユニット（２００）と、一括マルチビームラスタースキャナ（１１０）と、を備える。マルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）は、一括マルチビームラスタースキャナ（１１０）の上流で複数の一次荷電粒子の伝搬方向に配置され、使用時、複数の一次荷電粒子ビームレットのうちの対応する一次荷電粒子ビームレットを透過するようにそれぞれ構成されている複数のアパーチャを備える走査歪み補償器アレイ（６０１）であり、複数のアパーチャがそれぞれ、各対応する一次荷電粒子ビームレットを第１の方向またはｐ方向に個別に偏向させるための第１の偏向素子と、各対応する一次荷電粒子ビームレットを第１の方向と垂直な第２の方向またはｑ方向に個別に偏向させるための第２の偏向素子と、を備え、前記複数の偏向素子がそれぞれ、前記複数のアパーチャそれぞれの周囲に配置されている、走査歪み補償器アレイ（６０１）と、使用時、第１の方向またはｐ方向の複数の一次荷電粒子ビームレット（３）の走査偏向のため、少なくとも第１の走査電圧差ＶＳｐ（ｔ）を一括マルチビームラスタースキャナ（１１０）に与えるように構成されている制御ユニット（８００）と、して構成されているマルチビーム走査補正システムをさらに備える。走査偏向補償器アレイ（６０１）は、第１の方向において、複数の一次荷電粒子ビームレット（３）の走査偏向時の走査誘起収差を補償するため、複数の第１の補正電圧差を複数の第１の偏向素子に与えるように構成されている第１の静的電圧変換ユニットまたはアレイ（６１１）と、複数の第２の補正電圧差を複数の第２の偏向素子に与えるように構成されている第２の静的電圧変換アレイ（６１２）と、を備える走査アレイ制御ユニット(scanning array control unit)（６２２）をさらに備える。第１の静的電圧変換アレイ（６１１）および第２の静的電圧変換アレイ（６１２）は、制御ユニット（８００）に結合され、第１の走査電圧差ＶＳｐ（ｔ）と同期して、少なくとも複数の第１の電圧差成分を複数の第１および第２の偏向素子それぞれに与えるように構成されている。

一例において、制御ユニット（８００）は、使用時、第１の方向と垂直な第２の方向またはｑ方向の複数の一次荷電粒子ビームレット（３）の走査偏向のため、第２の走査電圧差ＶＳｑ（ｔ）を一括マルチビームラスタースキャナ（１１０）に与えるように構成されている。第１の静的電圧変換アレイ(first static voltage conversion array)（６１１）および第２の静的電圧変換アレイ（６１２）は、制御ユニット（８００）に結合され、第２の走査電圧差ＶＳｑ（ｔ）と同期して、少なくとも複数の第２の電圧差成分を複数の第１および第２の偏向素子それぞれに与えるように構成されている。一例において、第１の静的電圧変換アレイ（６１１）は、制御ユニット（８００）に結合され、第１の走査電圧差ＶＳｐ（ｔ）および第２の走査電圧差ＶＳｑ（ｔ）とそれぞれ同期して、第１の電圧成分および第２の電圧成分を複数の第１の偏向素子それぞれに与えるように構成されている。

一例において、第１または第２の静的電圧変換アレイ（６１１、６１２）は、プログラム可能抵抗器アレイ(programmable resistor array)として構成されている。

これにより、像走査と同期して、物体表面上の複数の一次荷電粒子ビームレットの複数の焦点の走査位置が調整され、複数の一次荷電粒子ビームレット間の走査誘起歪み差が最小限に抑えられる。

第３の実施形態において、物体照射ユニットは、走査誘起偏心収差の補償のための第２のマルチビーム走査補正システム（たとえば、走査補償器アレイ(scanning compensator array)（６０２））であり、サンプルの表面での個々のビームレットの入射角の個別制御のため、第１のマルチビーム走査補正システムと一括マルチビームラスタースキャナとの間に配置されている、第２のマルチビーム走査補正システムを備える。走査誘起偏心収差の補償のための第２の走査補償器アレイ（６０２）は、マルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）の中間像面(intermediate image plane)（３２１）の近傍に配置され、一次荷電粒子ビームレット（３）それぞれの像走査時の走査誘起偏心収差を補償するため、複数のアパーチャに配置されている複数の偏向素子と、第２の静的電圧変換アレイを備え、複数の第２の補正電圧差を複数の偏向素子それぞれに与えるように構成されている第２の走査アレイ制御ユニット（６２２．２）と、を備える。これにより、複数の一次ビームレットはそれぞれ、一括マルチビーム偏向スキャナによる複数の一次ビームレットの一括偏向走査と同期して、異なる量の偏向により個別に偏向可能である。これにより、像走査と同期して、物体表面上の複数の一次荷電粒子ビームレットの入射角が調整され、複数の一次荷電粒子ビームレットそれぞれの走査誘起偏心誤差が最小限に抑えられる。

一例において、マルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）は、複数の一次荷電粒子ビームレット（３）のラスター走査時の複数の一次ビームレット（３）の各ビームレットの走査誘起非点収差(scanning induced astigmatism)または焦点面逸脱(focus plane deviation)等の走査誘起収差の補償のための走査非点収差補正器アレイまたは走査レンズアレイとして構成されているマルチビーム走査補正システムをさらに備える。これにより、像走査と同期して、物体表面上の複数の一次荷電粒子ビームレットそれぞれの非点収差等の結像収差が調整され、複数の一次荷電粒子ビームレットそれぞれの走査誘起結像収差が最小限に抑えられる。

第４の実施形態においては、マルチビーム荷電粒子顕微鏡を動作させる方法であって、走査誘起収差の測定による荷電粒子顕微鏡の校正のステップを含む、方法が提供される。別のステップにおいては、静的制御パラメータまたは信号が導出され、補正電極または第１もしくは第２の走査補正システムの駆動電圧差ＶＣ（ｔ）の生成のための低減係数が生成される。そして、静的制御パラメータおよび低減された駆動電圧差が第１または第２の走査補正システムに与えられる。像走査時には、低減係数によって、走査偏向電圧差ＶＳ（ｔ）が少なくとも１つの駆動または補正電圧差ＶＣ（ｔ）へと低減され、補正電極に与えられるため、荷電粒子顕微鏡の動作時の走査誘起収差が抑えられる。

第５の実施形態において、ウェハ検査用のマルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）は、複数の一次荷電粒子ビームレット（３）を生成するための荷電粒子マルチビームレット生成器（３００）と、複数の一次荷電粒子ビームレット（３）によって、物体面（１０１）に配置されているウェハ表面（２５）上の像パッチ（１７．１）を照射することにより、使用時、ウェハ表面（２５）から放出される複数の二次電子ビームレット（９）を生成するための物体照射ユニット（１００）と、投射系（２０５）および像センサ（２０７）を備え、複数の二次電子ビームレット（９）を像センサ（２０７）上に結像する（ｉｍａｇｅ）とともに、使用時、ウェハ表面（２５）の像パッチ（１７．１）のデジタル像を取得するための検出ユニット（２００）と、少なくとも第１の一組の偏向電極および複数の一次荷電粒子ビームレット（３）が横断する交差ボリューム（１８９）を備える一括マルチビームラスタースキャナ（１１０）と、を備える。マルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）は、荷電粒子マルチビームレット生成器（３００）と一括マルチビームラスタースキャナ（１１０）との間に配置され、交差ボリューム（１８９）に対する複数の一次荷電粒子ビームレット（３）の横方向位置を調整するように構成されている第１の静的偏向系（７０１）をさらに備える。制御ユニット（８００）は、使用時、第１の方向またはｐ方向の複数の一次荷電粒子ビームレット（３）の走査偏向のため、少なくとも第１の走査電圧差ＶＳｐ（ｔ）を一括マルチビームラスタースキャナ（１１０）に与えるように構成されている。マルチビーム荷電粒子顕微鏡の一括マルチビームラスタースキャナには、使用時に複数の一次荷電粒子ビームレットが伝搬する交差ボリュームが設定されている。第１の実施形態によれば、一括マルチビームラスタースキャナは、不均質走査偏向静電界を交差ボリュームに生成するように構成されている。残留走査誘起収差は、一括マルチビーム偏向スキャナの交差ボリュームにおける複数の一次ビームレットの横方向横断位置および入射角によって決まる。第５の実施形態において、マルチビーム荷電粒子顕微鏡は、一括マルチビーム偏向スキャナの上流に第１の静的偏向器を備える。第１の静的偏向器により、交差ボリュームにおいて、複数の一次荷電粒子ビームレットの横方向横断位置または入射角が調整される。一例において、マルチビーム荷電粒子顕微鏡の物体照射ユニットは、第１の静的偏向器と一括マルチビームラスタースキャナとの間に、複数の一次ビームレットの横方向横断位置および入射角の調整のための第２の静的偏向器を備える。動作方法においては、第１の静的偏向器によって、交差ボリュームでの横断位置が所定の位置へと調整され、第２の静的偏向器によって、交差ボリューム上の複数の一次ビームレットの平均入射角が調整される。

一例において、マルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）は、荷電粒子マルチビームレット生成器（３００）と一括マルチビームラスタースキャナ（１１０）との間に、交差ボリューム（１８９）の入射側での複数の一次荷電粒子ビームレット（３）の平均入射角を調整するように構成および設定されている第２の静的偏向系（７０３）を備える。

これにより、像走査と同期して、物体表面上の複数の一次荷電粒子ビームレットそれぞれの歪みまたは非点収差等の走査誘起結像収差が抑えられ、複数の一次荷電粒子ビームレットそれぞれの走査誘起結像収差が最小限に抑えられる。

第６の実施形態においては、横方向の変位または傾斜が可能な長ストロークラスタースキャナを備える改良されたマルチビーム荷電粒子顕微鏡が提供される。一例において、横方向の変位または傾斜は、付加的な補正電極により、交差ボリュームに対して偏向静電界を横方向に変位もしくは傾斜させること、または、本発明の第１の実施形態の偏向電極および補正電極に複数の所定の電圧オフセットを与えることによって実現される。代替的な一例において、長ストロークラスタースキャナは、交差ボリュームに対する偏向静電界の変位のため、ガイド要素またはステージを含む機械的手段と、偏向電極および任意選択としての補正電極の横方向位置または傾斜角の調整のための少なくとも１つのアクチュエータと、を備える。

これにより、像走査と同期して、物体表面上の複数の一次荷電粒子ビームレットそれぞれの歪みまたは非点収差等の走査誘起結像収差が抑えられ、複数の一次荷電粒子ビームレットそれぞれの走査誘起結像収差が最小限に抑えられる。

第７の実施形態においては、第５および第６の実施形態の組み合わせを含む改良されたマルチビーム荷電粒子顕微鏡が提供される。

一例においては、マルチビーム荷電粒子顕微鏡を動作させる方法が提供される。第１のステップ１においては、システムが校正され、実際の制御パラメータがメモリに格納される。第２のステップ２においては、一括マルチビームラスタースキャナの交差ボリュームにおける複数の一次ビームレットのビーム位置が調整される。第５の実施形態に係る一例においては、第１および任意選択としての第２の静的偏向器によって、調整が実現される。第６の実施形態に係る一例においては、一括マルチビーム偏向スキャナに与えられたオフセット信号によって、不均質偏向電界の横方向変位が取得される。第３のステップにおいては、制御信号が与えられる。一例においては、ステップ１において格納された実際の制御パラメータによって、制御信号から補正電界が生成され、走査電圧差と同期する補正電圧差が与えられた補正電極によって、走査補正電界が生成される。一例においては、静的制御信号から、複数の補正電圧差が生成され、マルチビーム走査補正システムによって、ビームレットそれぞれが個別に偏向される。これにより、像走査と同期して、物体表面上の複数の一次荷電粒子ビームレットそれぞれの歪みまたは非点収差等の走査誘起結像収差が抑えられ、複数の一次荷電粒子ビームレットそれぞれの走査誘起結像収差が最小限に抑えられる。

第８の実施形態においては、上述の第１～第７の実施形態の手段のうちの少なくとも２つが組み合わされ、走査誘起収差のさらなる低減が実現される。

本発明の第９の実施形態においては、ウェハ検査用のマルチビーム荷電粒子顕微鏡であって、少なくとも第１の一次荷電粒子ビームレットを生成するためのビームレット生成器と、第１の一次荷電粒子ビームレットによって、物体面に配置されているサンプルの表面の像副視野を照射するための物体照射ユニットと、一括ラスタースキャナとを備えるマルチビーム荷電粒子顕微鏡が提供される。マルチビーム荷電粒子顕微鏡は、像副視野の全体にわたる第１の方向またはｐ方向の少なくとも１つの第１の一次荷電粒子ビームレットの走査偏向のため、使用時、少なくとも第１の走査電圧差ＶＳｐ（ｔ）を一括ラスタースキャナに与えるように構成されている制御ユニットであり、像副視野が、少なくとも５μｍ、好ましくは８μｍ以上の横方向延伸を有する、制御ユニットと、使用時、第１の一次荷電粒子ビームレットに影響を及ぼすための第１の走査補正電界を生成するように構成されている少なくとも第１の走査補正器と、をさらに備える。制御ユニットは、第１の走査電圧差ＶＳｐ（ｔ）を第１の走査補正器に与えるように構成されており、第１の走査補正器は、複数の一次荷電粒子ビームレットの一括走査偏向と同期して、第１の一次荷電粒子ビームレットの走査誘起収差を抑えるように構成されている。第１の走査補正器は、第１の走査電圧差ＶＳｐ（ｔ）を少なくとも第１の走査補正電圧差ＶＣｐ（ｔ）に変換するための静的電圧変換ユニットであり、第１の走査電圧差ＶＳｐ（ｔ）と同期して、第１の走査補正電界を生成するように構成されている、静的電圧変換ユニットを備える。静的電圧変換ユニットは、第１の走査電圧差ＶＳｐ（ｔ）に比例する第１の走査補正電圧差ＶＣｐ（ｔ）を生成するように構成されるように、複数の静的制御信号によりプログラムされるように構成されている少なくとも１つのプログラム可能抵抗器列を備え得る。制御ユニットは、一括ラスタースキャナによる複数の一次荷電粒子ビームレットの一括ラスター走査と第１の走査補正電界を同期させるように構成されている第１の遅延ラインを備え得る。第１の走査補正器は、使用時、少なくとも第１の一次荷電粒子ビームレットの約０．５ｎｍ～５ｎｍの走査誘起歪みを０．３ｎｍ未満、好ましくは０．２ｎｍ未満または０．１ｎｍ未満の小さな量へと補償するように構成されている少なくとも第１の偏向素子を備える。同様に、マルチビーム荷電粒子顕微鏡の他の走査誘起収差（たとえば、走査誘起非点収差）についても低減可能であるが、これは通常、第１の一次荷電粒子ビームレットの像副視野の像高の増大とともに大きくなる。一例において、走査誘起収差は、残留走査誘起歪みであり、第１の偏向素子は、使用時、第１の方向の一括ラスタースキャナによる複数の一次荷電粒子ビームレットの走査偏向と同期して、第１の方向の第１の一次荷電粒子ビームレットの走査誘起歪みを個別に補償するように構成されている。第２の偏向素子は、使用時、第１の方向の一括ラスタースキャナによる複数の一次荷電粒子ビームレットの走査偏向と同期して、第１の方向と垂直な第２の方向の第１の一次荷電粒子ビームレットの走査誘起歪みを個別に補償するように構成可能である。一般的に、走査誘起収差は、走査誘起歪み、走査誘起非点収差、走査誘起偏心収差、走査誘起球面収差、または走査誘起コマから成る群の少なくとも１つである。一例において、マルチビーム荷電粒子顕微鏡は、分散、視野曲率、または静的球面収差の補正のための静的補正システムを備える。一例において、マルチビーム荷電粒子顕微鏡は、一括ラスタースキャナによる第１の一次荷電粒子ビームレットのラスター走査時の第２の走査誘起収差を抑えるように構成されている第２の走査補正器をさらに備え、第２の走査誘起収差は、たとえば走査誘起非点収差、走査誘起偏心収差、走査誘起球面収差、または走査誘起コマである。

本発明の第４の実施形態においては、荷電粒子マルチビームレット生成器（３００）と、物体照射ユニット（１００）と、検出ユニット（２００）と、複数の一次荷電粒子ビームレット（３）を一括ラスター走査するための一括マルチビームラスタースキャナ（１１０）と、一括マルチビームラスタースキャナ（１１０）の上流で複数の一次荷電粒子の伝搬方向に配置されている走査歪み補償器アレイ（６０１）と、制御ユニット（８００）と、を備えるマルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）を動作させる方法が提供される。この方法は、
少なくとも第１の走査電圧差ＶＳｐ（ｔ）を走査アレイ制御ユニット（６２２）に与えるステップと、
少なくとも第１の電圧差ＶＳｐ（ｔ）および複数の静的制御信号から、複数の電圧差成分を生成するステップと、
複数の電圧差成分を走査歪み補償器アレイ（６０１）の複数の偏向素子に与えることにより、複数の一次荷電粒子ビームレットの各ビームレットを個別に走査偏向させて、複数の一次荷電粒子ビームレット（３）の一括ラスター走査時の走査誘起歪みを補償するステップと、
を含む。

一例において、マルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）を動作させる方法は、
基準物体の像パッチの全体にわたって複数の一次荷電粒子をラスター走査することにより、走査誘起歪みを決定するステップと、
各一次荷電粒子ビームレットについて、走査誘起歪みの少なくとも線形部の複数の振幅を抽出するステップと、
複数の振幅それぞれから、複数の静的制御信号を導出するステップと、
複数の静的制御信号を走査歪み補償器アレイ（６０１）の走査アレイ制御ユニット（６２２）に与えるステップと、
をさらに含む。

本発明の実施形態によれば、複数の一次ビームレットの一括ラスター走査動作と並行に同期して、個々の一次ビームレットの走査誘起収差が補償される。個々の一次ビームレットの走査誘起収差は、複数の個々の電圧差が生成される走査補正器（第１の走査補正器を含む）によって補償される。複数の個々の電圧差は、ラスタースキャナによる第１の走査方向の長ストロークラスター走査に対して生成された電圧差ＶＳｐ（ｔ）から生成される。したがって、一実施形態に係るウェハ検査用のマルチビーム荷電粒子顕微鏡は、少なくとも第１の個々のビームレットを含む複数の一次ビームレットを生成するための生成器と、複数の一次ビームレットによって、物体面に配置されているサンプルの表面上の像パッチを照射することにより、使用時、表面から放出される複数の二次電子ビームレットを生成するための物体照射ユニットと、投射系および像センサを備え、複数の二次電子ビームレットを像センサ上に結像するとともに、使用時、サンプルの表面の像パッチのデジタル像を取得するための検出ユニットと、を備える。実施形態に係るウェハ検査用のマルチビーム顕微鏡は、少なくとも第１の一組の偏向電極および複数の一次ビームレットが横断する交差ボリュームを備える一括マルチビームラスタースキャナと、使用時、少なくとも第１の個々の一次ビームレットに影響を及ぼすための第１の走査静電界を生成するように構成されている少なくとも第１の走査補正器と、第１の方向またはｐ方向の複数の一次ビームレットの一括ラスター走査のため、使用時、少なくとも第１の走査電圧差ＶＳｐ（ｔ）を第１の一組の偏向電極に与えるように構成されている制御ユニットと、をさらに備える。制御ユニットは、第１の走査電圧差ＶＳｐ（ｔ）を第１の走査補正器に与えるようにさらに構成されており、第１の走査補正器は、少なくとも第１の個々のビームレットの走査誘起収差を抑えるように構成されている。一例において、マルチビーム荷電粒子顕微鏡の第１の走査補正器は、第１の走査電圧差ＶＳｐ（ｔ）を少なくとも第１の走査補正電圧差ＶＣｐ（ｔ）に変換するための第１の静的電圧変換ユニットであり、第１の走査電圧差ＶＳｐ（ｔ）と同期して、第１の走査補正電界を生成するように構成されている、第１の静的電圧変換ユニットを備える。一例において、第１の静的電圧変換ユニットは、第１の走査電圧差ＶＳｐ（ｔ）に比例する第１の走査補正電圧差ＶＣｐ（ｔ）を生成するように構成されている。一例において、静的電圧変換ユニットは、複数の静的制御信号によりプログラムされるように構成されている少なくとも１つのプログラム可能抵抗器列を備える。一例において、制御ユニットは、一括マルチビームラスタースキャナによる複数の一次ビームレットの一括ラスター走査と第１の走査補正電界を同期させるように構成されている第１の遅延ラインを備える。

一例において、マルチビーム荷電粒子顕微鏡の第１の走査補正器は、使用時、複数の一次ビームレットそれぞれについて、走査誘起歪みを補償するように構成されている複数の偏向素子を備える。たとえば、複数の偏向素子は、使用時、第１の方向の一括マルチビームラスタースキャナによる複数の一次ビームレットの走査偏向と同期して、第１の方向の第１の個々の一次ビームレットの走査誘起歪みを個別に補償するように構成されている第１の偏向素子と、使用時、第１の方向の一括マルチビームラスタースキャナによる複数の一次ビームレットの走査偏向と同期して、第１の方向と垂直な第２の方向の第１の個々のビームレットの走査誘起歪みを個別に補償するように構成されている第２の偏向素子と、を含む。複数の偏向素子は、使用時、第１の方向の一括マルチビームラスタースキャナによる複数の一次ビームレットの走査偏向と同期して、第１の方向の第２の個々の一次ビームレットの走査誘起歪みを個別に補償するように構成されている第３の偏向素子をさらに含む。複数の偏向素子は、使用時、第１の方向の個々の一次ビームレットの走査誘起歪みを個別に補償するように構成されている他の偏向素子と、使用時、第１の方向の一括マルチビームラスタースキャナによる複数の一次ビームレットの走査偏向と同期して、第２の方向の個々の一次ビームレットの走査誘起歪みを個別に補償するように構成されている他の偏向素子と、を含む。一例において、静的電圧変換ユニットは、複数の偏向素子のうちのある偏向素子にそれぞれ電気的に接続されている複数のプログラム可能抵抗器列を備えており、複数のプログラム可能抵抗器列は、複数の静的制御信号により制御され、使用時、第１の走査電圧差ＶＳｐ（ｔ）とそれぞれ同期して、複数の走査補正電圧差ＶＣＡｐ（ｉ，ｔ）を生成するように構成されているプログラム可能抵抗器アレイを構成する。

一例において、第１の走査補正器は、マルチビーム荷電粒子顕微鏡の光軸から逸脱する傾斜角βで交差ボリュームに入射する個々の一次ビームレットの走査誘起収差の低減のため、使用時、一括マルチビーム偏向系の交差ボリュームにおいて生成された不均質静電界分布に寄与するように構成されている少なくとも１つの補正電極を備える。

一実施形態に係るマルチビーム荷電粒子顕微鏡を動作させる方法は、走査電圧差ＶＳｐ（ｔ）を生成するステップと、走査電圧差ＶＳｐ（ｔ）を一括マルチビームラスタースキャナに与えることにより、第１の方向において、一括マルチビームラスタースキャナにより複数の一次ビームレットを一括偏向走査するステップと、を含む。この方法は、走査電圧差ＶＳｐ（ｔ）から、走査電圧差ＶＳｐ（ｔ）と同期して、少なくとも第１の走査補正電圧差ＶＣｐ（ｔ）を生成するステップと、第１の走査補正電圧差ＶＣｐ（ｔ）を走査補正器の偏向素子に与えることにより、少なくとも１つの個々の一次ビームレットの走査誘起収差を抑えるステップと、をさらに含む。第１の走査補正電圧差ＶＣｐ（ｔ）を生成するため、この方法は、複数の静的制御信号を走査補正器に与えることにより、第１の走査補正電圧差ＶＣｐ（ｔ）を生成するステップを含む。少なくとも１つの一次ビームレットの走査偏向の同期および少なくとも１つの個々のビームレットの走査誘起収差の低減のため、この方法は、第１の走査補正電圧差ＶＣｐ（ｔ）と走査電圧差ＶＳｐ（ｔ）との間の所定の時間遅延を生成するステップをさらに含む。

第１～第９の実施形態に係るマルチビーム荷電粒子顕微鏡は、像またはラスター走査時の像視野における走査位置（ｐ，ｑ）に応じて、少なくとも１つの走査補正電圧差を少なくとも１つの走査補正器または補償素子に与えるように構成されている静的電圧変換アレイを備える。静的電圧変換アレイは、少なくとも１つの共通の長ストローク走査電圧差から、走査補正電圧差を与えることにより、像走査時の像視野における走査位置（ｐ，ｑ）に対する走査誘起収差の依存性を維持するように構成されている。一例において、静的電圧変換アレイは、複数の静的制御信号によりプログラム可能である。マルチビーム荷電粒子顕微鏡は、複数の静的制御信号を静的電圧変換アレイに与えるように構成されている制御ユニットをさらに備える。一例において、制御ユニットは、校正測定により複数の静的制御信号を生成するように構成されている。一例において、制御ユニットは、荷電粒子顕微鏡のステータスのモニタリングによって、複数の静的制御信号を生成するように構成されている。

制御ユニットは、使用時、第１の方向またはｐ方向の単一または複数の一次ビームレットの長ストローク走査偏向のため、少なくとも第１の走査電圧差ＶＳｐ（ｔ）を第１の一組の偏向電極に与えるように構成されている。制御ユニットは、第１の走査電圧差ＶＳｐ（ｔ）を第１の走査補正器に与えるようにさらに構成されており、第１の走査補正器は、少なくとも第１の個々の一次ビームレットの走査誘起収差を抑えるように構成されている。一例において、マルチビーム荷電粒子顕微鏡の第１の走査補正器は、第１の走査電圧差ＶＳｐ（ｔ）を少なくとも第１の走査補正電圧差ＶＣｐ（ｔ）に変換するための第１の静的電圧変換ユニットであり、第１の走査電圧差ＶＳｐ（ｔ）と同期して、第１の走査静電界を生成するように構成されている、第１の静的電圧変換ユニットを備える。第１の静的電圧変換ユニットは、第１の走査電圧差ＶＳｐ（ｔ）に比例する第１の走査補正電圧差ＶＣｐ（ｔ）を生成するように構成されている。

一例の静的電圧変換アレイは、複数の静的制御信号によりプログラムされるように構成されているプログラム可能抵抗器アレイとして実施される。プログラム可能抵抗器アレイによって、複数のビームレットそれぞれの走査歪みの補償に必要な動的信号は、一括マルチビームラスタースキャナを駆動するための走査制御ユニットにより生成される走査電圧差ＶＳｐ（ｔ）およびＶＳｑ（ｔ）から得られる２つの走査制御電圧差ＶＣｐ（ｔ）およびＶＣｑ（ｔ）のみに抑えられる。これら２つの制御電圧差ＶＣｐ（ｔ）およびＶＣｑ（ｔ）により、たとえば走査誘起歪み、走査誘起偏心収差、または走査誘起非点収差について、走査誘起収差の補償または補正が実現される。一例において、制御ユニットは、一括マルチビームラスタースキャナによる複数の一次ビームレットの一括ラスター走査と第１の走査補正電界を同期させるように構成されている第１の遅延ラインを備える。補償または補正は、遅延ラインを介して直接つながっているため、走査電圧差ＶＳｐ（ｔ）およびＶＳｑ（ｔ）に直接依存する。したがって、走査誘起収差の補償または補正は、走査動作と同期するとともに、各像副視野の走査座標（ｐ，ｑ）に比例する。一例において、走査誘起収差の大部分を構成する走査誘起収差の線形部は、走査電圧差ＶＳｐ（ｔ）およびＶＳｑ（ｔ）に対して制御電圧差ＶＣｐ（ｔ）およびＶＣｑ（ｔ）が比例することにより補償される。複数の像副視野および対応するビームレットそれぞれについて、走査誘起収差の線形部の振幅は異なり、所要の制御信号は、たとえば共通の制御電圧差ＶＣｐ（ｔ）およびＶＣｑ（ｔ）から電極ごとに対応する比例電圧差が生成されるプログラム可能抵抗器アレイによって、共通の制御電圧差ＶＣｐ（ｔ）およびＶＣｑ（ｔ）から導出される。たとえば走査歪み補償器アレイの電極または一括マルチビームラスタースキャナの補正電極に与えられる個々の電圧差は、プラグラム可能抵抗器アレイのプログラム可能抵抗器列を介して、共通の制御電圧差ＶＣｐ（ｔ）およびＶＣｑ（ｔ）に直接結合される。たとえば、個々のビームレットの走査誘起収差の補償のために電極に与えられる個々の電圧差は、各プログラム可能抵抗器列がプログラムされる複数の所定の静的制御信号によって制御される。これにより、個々の電圧差は、走査電圧差ＶＳｐ（ｔ）およびＶＳｑ（ｔ）ひいては各像副視野の走査座標（ｐ，ｑ）にも比例する。たとえば、少なくとも１つの静的電圧変換アレイおよび個々の偏向電極に至る導電性接続ラインを含む走査歪み補償器アレイの適正なエンジニアリングにより、伝搬効果（すなわち、異なる偏向器の時間遅延）が抑えられ、５０ＭＨｚ以上（たとえば、約８０ＭＨｚあるいは１００ＭＨｚ）のダイナミックレンジでの走査誘起収差の高度に動的な補償が可能である。ここで、一括マルチビーム偏向系による複数の一次荷電粒子ビームレットの走査偏向と走査誘起収差の補償を同期させるため、静的遅延ラインが実施される。また、高度に動的な補正電圧差を電極に与えるための導電性接続は、高周波接続として構成可能であり、たとえば接地ラインによりシールド可能であって、クロストークまたは放射損失が回避される。

一例において、マルチビーム荷電粒子顕微鏡の走査補正器は、使用時、複数の一次ビームレットそれぞれについて、走査誘起歪みを補償するように構成されている複数の偏向素子を備える。たとえば、複数の偏向素子は、使用時、第１の方向の一括マルチビームラスタースキャナによる複数の一次ビームレットの走査偏向と同期して、第１の方向の第１の個々のビームレットの走査誘起歪みを個別に補償するように構成されている第１の偏向素子と、使用時、第１の方向の一括マルチビームラスタースキャナによる複数の一次ビームレットの走査偏向と同期して、第１の方向と垂直な第２の方向の第１の個々のビームレットの走査誘起歪みを個別に補償するように構成されている第２の偏向素子と、を含む。複数の偏向素子は、使用時、第１の方向の一括マルチビームラスタースキャナによる複数の一次ビームレットの走査偏向と同期して、第１の方向の第２の個々のビームレットの走査誘起歪みを個別に補償するように構成されている第３の偏向素子をさらに含む。一例において、静的電圧変換ユニットは、複数の偏向素子のうちのある偏向素子にそれぞれ接続されている複数のプログラム可能抵抗器列を備えており、複数のプログラム可能抵抗器列は、複数の静的制御信号により制御され、使用時、第１の走査電圧差ＶＳｐ（ｔ）とそれぞれ同期して、複数の走査補正電圧差ＶＣＡｐ（ｉ，ｔ）を生成するように構成されているプログラム可能抵抗器アレイを構成する。

一例において、第１の走査補正器は、マルチビーム粒子顕微鏡の光軸から逸脱するある角度で交差ボリュームの少なくとも１つのセグメントに伝搬する個々の一次ビームレットの走査誘起収差の低減のため、使用時、一括マルチビーム偏向系の交差ボリュームにおいて生成された不均質静電界分布に寄与するように構成されている少なくとも１つの補正電極を備える。

一実施形態に係るマルチビーム荷電粒子顕微鏡を動作させる方法は、走査電圧差ＶＳｐ（ｔ）を生成するステップと、走査電圧差ＶＳｐ（ｔ）を一括マルチビームラスタースキャナに与えることにより、第１の方向において、一括マルチビームラスタースキャナにより複数の一次ビームレットを一括偏向走査するステップと、を含む。この方法は、走査電圧差ＶＳｐ（ｔ）から、走査電圧差ＶＳｐ（ｔ）と同期して、少なくとも第１の走査補正電圧差ＶＣｐ（ｔ）を生成するステップと、第１の走査補正電圧差ＶＣｐ（ｔ）を走査補正器の偏向素子に与えることにより、複数の一次ビームレットのうちの少なくとも１つの個々のビームレットの走査誘起収差を抑えるステップと、をさらに含む。第１の走査補正電圧差ＶＣｐ（ｔ）を生成するため、この方法は、複数の静的制御信号を走査補正器に与えることにより、第１の走査補正電圧差ＶＣｐ（ｔ）を生成するステップを含む。複数の一次ビームレットの一括ラスター走査の同期および少なくとも１つの個々のビームレットの走査誘起収差の低減のため、この方法は、第１の走査補正電圧差ＶＣｐ（ｔ）と走査電圧差ＶＳｐ（ｔ）との間の所定の時間遅延を生成するステップをさらに含む。

いくつかの例において、ウェハ表面上での複数の一次荷電粒子ビームレットの走査は、第１の一括マルチビームラスタースキャナ（１１０）によって第１の方向にのみ実現され、ウェハは、ウェハステージによって第２の方向に連続移動する。本例において、第２の方向の走査電圧差ＶＳｑ（ｔ）は、一定の電圧差またはゼロである。

第１の実施形態に係る複数の一次荷電粒子を一括偏向走査するための一括マルチビームラスタースキャナによれば、使用時の走査誘起収差が抑えられる。また、偏向走査のために所定の不均質電界分布を生成するための一括マルチビームラスタースキャナの最適化された設計によって、走査誘起収差が抑えられる。一括マルチビームラスタースキャナの交差ボリュームを通る伝搬角がビームレットごとに異なることから、残留走査誘起収差もビームレットごとに異なる。一般的には、たとえば光軸に対する距離が類似する帯状の複数の視野点に対して非線形走査収差が最小限に抑えられている場合であっても、他のビームレットに対応するその他の視野点に対して、たとえば残留走査歪みが存在することになる。したがって、本発明は、異なる対称位置で偏向スキャナを横断する２本以上のビームを含むマルチビームシステムと、たとえばマルチビーム走査型電子顕微鏡の大きな視野と、に対して重要である。走査偏向器におけるビーム角の角度拡がりは、対物レンズの焦点距離ｆで除した視野パッチサイズに対応する。ｆがそれほど大きくはなり得ず、対物レンズの直径の実用限界により制限されるため、角度拡がりは、シングルビームスキャナと比較して、マルチＳＥＭスキャナでは非常に大きくなる。視野パッチサイズは、たとえば通常のシングルビームＳＥＭと比較して１０倍大きい。重ね合わせまたは絶対位置精度が１ｎｍの場合、一括マルチビームラスタースキャナにより与えられる比は、１００．０００：１である。したがって、１６ビットの分解能では不十分であり、偏向電圧差ＶＳｐ（ｔ）およびＶＳｑ（ｔ）を生成するための３２ビットＤＡＣ変換に対応して、少なくとも３２ビットが必要である。

通常、対物レンズは、厚い磁気レンズを含む。複数の一次荷電粒子ビームレットの横断経路は、すべての視野点に対して異なり、走査中に変化する。これにより、走査時には、対物レンズによって、残留収差および個々のビームレット間の収差の差が導入される。偏向電極の修正設計によれば、像走査時の像副視野における走査誘起歪みが抑えられる。たとえば、偏向電極の複数対への分離、偏向電極の方位角方向もしくは長手方向の延伸の修正、または複数の一次荷電粒子ビームレットのラスター構成に対する偏向電極の最適化または適合により、像副視野における走査誘起歪みが抑えられる。また、補正電極の追加によって、走査歪みがさらに抑えられ得る。好適な一例において、偏向系の性能は、対物レンズ（１０２）等の他の光学素子により誘起される結像収差とともに最適化されるため、一次荷電粒子ビームレットそれぞれについて、複数の像副視野における走査誘起歪みがさらに抑えられる。多数の偏向電極および補正電極による自由度の追加により、複数の偏向電極および複数の補正電極に印加される複数の電圧の調整によって、偏向系の製造公差またはドリフトを補償することができる。第１の実施形態に係る修正された偏向系では、たとえば少なくとも１５％、少なくとも２０％あるいは３０％だけ、残留走査誘起歪みを抑えることができる。従来の偏向系による未補正の走査歪み（たとえば、約２ｎｍ）と比較して、第１の実施形態によれば、たとえば１．５ｎｍ未満の残留走査歪みが実現される。さらなる改良も実現可能ではあるものの、位置合わせ誤差、ノイズ、およびドリフトの影響を受けやすくなる。結像性能の付加的な改良については、第２の実施形態において記載する。これにより、走査歪みが少なくとも８０％だけ抑えられ、０．３ｎｍ未満の残留走査誘起歪みが実現される。第１～第８の実施形態の手段のいずれかによって、一括マルチビームラスタースキャナおよび対物レンズ等の他の光学素子による走査誘起収差が補償され、走査誘起収差が効果的に最小化される。第８の実施形態に記載のような実施形態の組み合わせによって、残留走査歪みが少なくとも９０％（たとえば、９５％）だけ抑えられ、たとえば０．２ｎｍ未満、好ましくは０．１ｎｍ未満、あるいはさらに小さな残留走査誘起歪みが実現される。

本発明の実施形態によれば、複数の一次ビームレットの一括ラスター走査と並行に同期して、個々の一次ビームレットの走査誘起収差が補償される。個々の一次ビームレットの走査誘起収差は、複数の個々の電圧差の提供または複数の個々の電圧差の生成がなされる走査補正器（第１の走査補正器を含む）によって補償される。走査誘起収差の補正または補償のための複数の個々の電圧差は、一括マルチビームラスタースキャナによる一括ラスター走査のために生成される電圧差ＶＳｐ（ｔ）およびＶＳｑ（ｔ）から生成される。本発明は、マルチビーム荷電粒子顕微鏡の走査誘起収差、特に、走査誘起歪みを最小限に抑えるための解決手段を提供する。従来のマルチビーム荷電粒子顕微鏡の結像性能は、走査歪み［ｄｐ，ｄｑ］により低下する。たとえば、走査誘起歪みにより、ウェハ表面の像パッチのデジタル像の全体にわたって、重ね合わせ誤差ならびに画素間隔もしくは画素サイズの変動が発生する。多数（Ｊ個）のビームレットを含むシステムの場合は、走査誘起歪みが大きくなり、２ｎｍ～５ｎｍ以上の値に達する可能性もある。走査歪みのほか、走査非点収差または走査焦点ずれ等の他の走査誘起結像収差によっても結像性能は低下する。本発明の一態様として、所要の走査補正は、走査誘起収差に対応する巨大データレートの低減により実現され、走査収差の補償を高速に行うことができる。走査誘起収差の補正または補償は、像副視野それぞれについて、走査誘起収差を所定の一組の走査誘起収差ベクトルに展開することと、複数の像副視野それぞれについて、正規化走査誘起収差ベクトルの複数の振幅を決定することと、各像副視野の振幅から、複数の静的補正または補償制御信号を導出することと、各像副視野において、第１および第２の走査方向（ｐ，ｑ）の共通の走査電圧差ＶＳｐ（ｔ）、ＶＳｑ（ｔ）に比例する静電補償または補正素子のための制御電圧差を取得することと、によって可能となり、このように比例することは、静的補正または補償制御信号により制御される静的電圧変換アレイによって実現される。たとえば、複数のＪ個の像副視野において、一括マルチビームラスタースキャナによる複数のＪ個の一次荷電粒子ビームレットの走査により並行して走査された場合の複数のＪ個の線形走査歪みは、ビームレットごとの少なくとも１つの補正静電界により補償され、少なくとも１つの静電補償または補正素子により生成されるため、Ｊ個のビームレットそれぞれについて、少なくとも１つの静電補償または補正素子の補正電圧差がそれぞれ、静的電圧変換アレイにより与えられる。静的電圧変換アレイは、たとえば複数のプログラム可能抵抗器列を備えるプログラム可能抵抗器アレイとして実施され、一括マルチビームラスタースキャナによる第１および第２の方向（ｐ，ｑ）の複数のＪ個の一次荷電粒子ビームレットの並行走査に対して、高度に動的な２つの駆動信号が共通の走査電圧差ＶＳｐ（ｔ）およびＶＳｑ（ｔ）に比例する。

別途詳細については、実施形態の例において記載する。他の実施形態には、上述の例および実施形態の組み合わせまたは変形を含む。

以下、添付の図面を参照して、さらに詳細を開示する。

一実施形態に係る、マルチビーム荷電粒子顕微鏡システムを示す図である。 第１および第２の像パッチを含む第１の検査部位ならびに第２の検査部位の座標を示す図である。 複数の一次荷電粒子ビームレット（３）の静的歪みオフセットを示す図である。 軸方向ビームレットの走査偏向器における走査偏向を示す図である。 伝搬角βの軸外ビームレットの走査誘起歪みを有する走査偏向器における走査偏向を示す図である。 伝搬角βの軸外ビームレットの場合の走査誘起偏心収差を示す図である。 ａ）走査歪みベクトルｄｐ、ｄｑおよびｂ）走査歪みの振幅について、像副視野座標（ｐ，ｑ）を伴う像副視野の全体にわたる走査時の単一ビームレットの通常の走査誘起歪みを示す図である。 複数の一次荷電粒子ビームレットについて、像副視野中心座標をｘ_ij、ｙ_ijとする像副視野ごとの最大走査歪みベクトルを示す図である。 複数の一次荷電粒子ビームレットの交差ボリュームの内側に不均質偏向静電界を生成するための一括マルチビームラスタースキャナの偏向電極および補正電極の２つの例を示す図である。 ａ）単一の偏向電極の場合、ｂ）２つの個々の電極により構成された偏向電極の場合について、走査偏向のための走査角αに応じた電圧差を示す図である。 複数の一次荷電粒子ビームレットの交差ボリュームの内側に不均質偏向静電界を生成するため、伝搬方向に配置されている一括マルチビームラスタースキャナの偏向電極および補正電極を示す図である。 複数の一次荷電粒子ビームレットの交差ボリュームの内側に不均質偏向静電界を生成するための異なる長さの偏向電極を示す図である。 偏心収差のマルチビーム走査歪み補償器アレイまたは走査補償器アレイの複数のアパーチャに配置されている複数の偏向素子を示す図である。 走査歪み補償器アレイの例における走査アレイ制御ユニットを示す図である。 静的電圧変換ユニットの一例としてのプログラム可能抵抗器アレイを示す図である。 走査電圧差の例における駆動信号の一例を示す図である。 走査誘起収差が抑えられたマルチビーム荷電粒子顕微鏡を動作させる方法を示す図である。 ａ）、ｂ）は、４つの線形歪みベクトルＳＤＶ（ｉ）の像パッチ座標（ｘ，ｙ）に対する通常の視野依存性および副視野座標（ｐ，ｑ）を有する像副視野におけるそれぞれのシグネチャを示す図である。 ｃ）、ｄ）は、４つの線形歪みベクトルＳＤＶ（ｉ）の像パッチ座標（ｘ，ｙ）に対する通常の視野依存性および副視野座標（ｐ，ｑ）を有する像副視野におけるそれぞれのシグネチャを示す図である。 ｅ）、ｆ）は、４つの線形歪みベクトルＳＤＶ（ｉ）の像パッチ座標（ｘ，ｙ）に対する通常の視野依存性および副視野座標（ｐ，ｑ）を有する像副視野におけるそれぞれのシグネチャを示す図である。 ｇ）、ｈ）は、４つの線形歪みベクトルＳＤＶ（ｉ）の像パッチ座標（ｘ，ｙ）に対する通常の視野依存性および副視野座標（ｐ，ｑ）を有する像副視野におけるそれぞれのシグネチャを示す図である。 調整用の付加的な第１および第２の静的マルチビーム偏向系を備えるマルチビーム荷電粒子顕微鏡を示す図である。 位置ずれを伴うシステムの走査誘起歪み収差の像パッチ座標（ｘ，ｙ）に対する通常の視野依存性を示す図である。 本発明の第８の実施形態に係るマルチビーム荷電粒子顕微鏡を示す図である。 複数の一次荷電粒子ビームレットの交差ボリュームの内側に不均質偏向静電界を生成するための光軸に対してある傾斜角の走査補正電極の一例を示す図である。

後述の例示的な実施形態において、機能および構造が類似する構成要素は、可能な限り、同様または同一の参照番号で示す。

図１の模式的表現は、本発明のいくつかの実施形態に係るマルチビーム荷電粒子顕微鏡システム１の基本的な特徴および機能を示している。図中で使用する記号は、図示の構成要素の物理的構成を表すのではなく、それぞれの各機能を記号で表すために選定したものであることに留意されたい。図示のようなシステムは、対物レンズ１０２の物体面１０１に上面２５が配置されているウェハ等の物体７の表面に複数の一次荷電粒子ビームスポット５を生成するための複数の一次電子ビームレット３を用いたマルチビーム走査型電子顕微鏡（ＭＳＥＭまたはマルチＳＥＭ）のものである。簡素化のため、５つの一次荷電粒子ビームレット３および５つの一次荷電粒子ビームスポット５のみを示している。マルチビームレット荷電粒子顕微鏡システム１の特徴および機能は、電子またはイオン（特に、ヘリウムイオン）等の他種の一次荷電粒子を使用することにより実施可能である。

顕微鏡システム１は、物体照射ユニット１００、検出ユニット２００、および一次荷電粒子ビーム経路１３から二次荷電粒子ビーム経路１１を分離するビームスプリッタユニット４００を備える。物体照射ユニット１００は、複数の一次荷電粒子ビームレット３を生成するための荷電粒子マルチビーム生成器３００を備え、サンプルステージ５００によってウェハ７の表面２５が配置される物体面１０１に複数の一次荷電粒子ビームレット３を集束させるように構成されている。

一次ビーム生成器３００は、物体照射ユニット１００の視野曲率を補償するために通常は球状の湾曲面である中間像面３２１において、複数の一次荷電粒子ビームレットスポット３１１を生成する。一次ビームレット生成器３００は、一次荷電粒子（たとえば、電子）源３０１を備える。一次荷電粒子源３０１は、少なくとも１つのコリメータレンズ３０３により平行化されて平行ビームを構成する発散一次荷電粒子ビーム３０９を放出する。コリメータレンズ３０３は通例、１つまたは複数の静電または磁気レンズ、あるいは静電レンズおよび磁気レンズの組み合わせから成る。平行化された一次荷電粒子ビームは、一次マルチビーム構成ユニット３０５に入射する。マルチビーム構成ユニット３０５は基本的に、一次荷電粒子ビーム３０９により照射される第１のマルチアパーチャプレート３０６．１を備える。第１のマルチアパーチャプレート３０６．１は、平行化一次荷電粒子ビーム３０９の透過によって複数の一次荷電粒子ビームレット３を生成するためのラスター構成の複数のアパーチャを備える。マルチビームレット構成ユニット３０５は、ビーム３０９の電子の移動方向に対して、第１のマルチアパーチャプレート３０６．１の下流に配置されている少なくとも他のマルチアパーチャプレート３０６．２および３０６．３を備える。たとえば、第２のマルチアパーチャプレート３０６．２は、マイクロレンズアレイの機能を有し、中間像面３２１において複数の一次ビームレット３の焦点位置が調整されるように、規定の電位に設定されるのが好ましい。第３のマルチアパーチャアクティブプレート構成３０６．３（図示せず）は、複数のアパーチャごとに個々の静電素子を備えることにより、複数のビームレットそれぞれに個別の影響を及ぼす。マルチアパーチャアクティブプレート構成３０６．３は、静的偏向器アレイ、マイクロレンズアレイ、または非点収差補正器アレイを構成するマイクロレンズ用の円形電極、多極電極、または一連の多極電極等の静電素子を備える１つまたは複数のマルチアパーチャプレートから成る。マルチビームレット構成ユニット３０５には、隣り合う第１の静電視野レンズ３０７が構成されており、第２の視野レンズ３０８および第２のマルチアパーチャプレート３０６．２と併せて、複数の一次荷電粒子ビームレット３が中間像面３２１またはその近傍に集束される。マルチビームレット構成ユニット３０５の下流には、本発明の第２の実施形態に係る走査歪み補償器アレイ６０１が配置されている。走査歪み補償器アレイ６０１については、以下により詳しく説明する。

中間像面３２１またはその近傍においては、複数の荷電粒子ビームレット３それぞれを個別に操作する静電素子（たとえば、偏向器）を備える複数のアパーチャを含む静的ビームステアリングマルチアパーチャプレート３９０が配置されている。ビームステアリングマルチアパーチャプレート３９０のアパーチャには、複数の一次荷電粒子ビームレット３の焦点スポットが中間像面またはそれぞれの横方向設計位置からずれている場合であっても、一次荷電粒子ビームレット３の通過を可能にする大きな直径が設定されている。中間像面の近傍には、本発明の第３の実施形態に係る、走査誘起偏心誤差を補償するための走査補償器アレイ６０２が配置されている。走査誘起偏心誤差を補償するための走査補償器アレイ６０２については、以下により詳しく説明する。一例においては、ビームステアリングマルチアパーチャプレート３９０および走査補償器アレイ６０２を単一のマルチアパーチャ素子として構成することも可能である。

中間像面３２１を通過する一次荷電粒子ビームレット３の複数の焦点は、視野レンズ群１０３と、物体７の調査面２５が配置される物体面１０１の対物レンズ１０２と、によって結像される。物体照射システム１００は、第１のビームクロスオーバ１０８に近接して、ビーム伝搬方向または対物レンズ１０２の光軸１０５と垂直な方向に複数の荷電粒子ビームレット３を偏向可能な一括マルチビームラスタースキャナ１１０をさらに備える。図１の例において、光軸１０５は、ｚ方向と平行である。本発明の第１の実施形態に係る一括マルチビームラスタースキャナ１１０は、複数の一次荷電粒子が異なる伝搬角βで当該一括マルチビームラスタースキャナ１１０を通過する場合の最小走査誘起歪みに対して最適化されている。第１の実施形態に係る一括マルチビームラスタースキャナ１１０の詳細については、以下に説明する。対物レンズ１０２および一括マルチビームラスタースキャナ１１０は、ウェハ表面２５と垂直なマルチビームレット荷電粒子顕微鏡システム１の光軸１０５を中心とする。そして、像面１０１に配置されているウェハ表面２５が一括マルチビームラスタースキャナ１１０によってラスター走査される。これにより、ラスター構成に配置されている複数のビームスポット５を構成する複数の一次荷電粒子ビームレット３がウェハ表面１０１上で同期して走査される。一例において、複数の一次荷電粒子ビームレット３の焦点スポット５のラスター構成は、およそ１００本以上の一次荷電粒子ビームレット３の六角形ラスターである。一次ビームスポット５は、距離がおよそ６μｍ～１５μｍで、直径が５ｎｍ未満（たとえば、３ｎｍ、２ｎｍ、あるいはそれ以下）である。一例においては、ビームスポットサイズがおよそ２ｎｍであり、２つの隣り合うビームスポット間の距離が８μｍである。複数の一次ビームスポット５それぞれの各走査位置においては、複数の二次電子が生成され、一次ビームスポット５と同じラスター構成の複数の二次電子ビームレット９を構成する。各ビームスポット５で生成される二次荷電粒子ビームレットの強度は、対応するスポットを照らす衝突一次荷電粒子ビームレット３の強度、ビームスポット５下の物体７の材料組成およびトポグラフィによって決まる。サンプル帯電ユニット５０３により生成された静電界によって二次荷電粒子ビームレット９が加速され、対物レンズ１０２により収集され、ビームスプリッタ４００によって検出ユニット２００へと案内される。検出ユニット２００は、二次電子ビームレット９を像センサ２０７上に結像して、複数の二次荷電粒子像スポット１５を形成する。検出器は、複数の検出器画素または個々の検出器を含む。複数の二次荷電粒子ビームスポット１５それぞれについて強度が別々に検出され、ウェハ表面２５の材料組成が高分解能で検出されて、高スループットの大きな像パッチが実現される。たとえば、８μｍピッチの１０×１０ビームレットのラスターによって、一括マルチビームラスタースキャナ１１０による１回の像走査で約８８μｍ×８８μｍの像パッチが生成され、像分解能は、たとえば２ｎｍ以下である。たとえば、像パッチは、ビームスポットサイズの半分でサンプリングされるため、各ビームレットの像ラインあたりの画素数が８０００画素となり、１００個のビームレットにより生成される像パッチを表すデジタルデータセットは、６４億画素を含む。像データは、制御ユニット８００により収集される。たとえば並列処理を用いた像データの収集および処理の詳細については、独国特許出願第１０２０１９０００４７０．１号および米国特許第９５３６７０２号に記載されており、これらを本明細書に援用する。

複数の二次電子ビームレット９は、第１の一括マルチビームラスタースキャナ１１０を通過する際に走査偏向され、ビームスプリッタユニット４００によって、検出ユニット２００の二次ビーム経路１１をたどるようにガイドされる。複数の二次電子ビームレット９は、一次荷電粒子ビームレット３と反対方向に推移し、ビームスプリッタユニット４００は、通例は磁界または磁界および静電界の組み合わせによって、一次ビーム経路１３から二次ビーム経路１１を分離するように構成されている。任意選択としては、一次または二次ビーム経路にも付加的な磁気補正素子４２０が存在する。投射系２０５は、投射系制御ユニット８２０に接続されている少なくとも第２の一括ラスタースキャナ２２２をさらに備える。制御ユニット８００は、複数の二次電子焦点スポット１５の位置が像センサ２０７で一定に保たれるように、複数の二次電子ビームレット９の複数の焦点１５の位置の残差を補償するように構成されている。

検出ユニット２００の投射系２０５は、他の静電または磁気レンズ２０８、２０９、２１０と、アパーチャ２１４が配置されている複数の二次電子ビームレット９の第２のクロスオーバ２１２を含む。一例において、アパーチャ２１４は、投射系制御ユニット８２０に接続されている検出器（図示せず）をさらに備える。投射系制御ユニット８２０は、少なくとも１つの静電レンズ２０６および第３の偏向ユニット２１８にさらに接続されている。投射系２０５は、複数の二次電子ビームレット９それぞれに個別の影響を及ぼすアパーチャおよび電極を備える少なくとも第１のマルチアパーチャ補正器２２０と、任意選択としての別の能動素子２１６（たとえば、制御ユニット８００に接続されている多極素子）と、をさらに備える。

像センサ２０７は、投射レンズ２０５によって像センサ２０７上に集束された二次電子ビームレット９のラスター構成に適合したパターンの検知エリアのアレイにより構成されている。これにより、像センサ２０７に入射するその他の二次電子ビームレット９から独立して、個々の二次電子ビームレット９を検出可能となる。複数の電気信号が生成され、デジタル像データに変換されて、制御ユニット８００において処理される。像走査中、制御ユニット８００は、像センサ２０７のトリガによって、複数の二次電子ビームレット９からの複数の時間分解強度信号を所定の時間区間において検出するように構成されており、複数の一次荷電粒子ビームレット３のすべての走査位置から、像パッチのデジタル像が蓄積され、一体的にステッチングされる。

図１に示す像センサ２０７としては、ＣＭＯＳまたはＣＣＤセンサ等の電子感受性検出器アレイが可能である。このような電子感受性検出器アレイは、シンチレータ素子またはシンチレータ素子のアレイ等の電子－光子変換ユニットを備え得る。一例において、像センサ２０７は、複数の二次電子粒子像スポット１５の焦点面に配置されている電子－光子変換ユニットまたはシンチレータプレートとして構成可能である。本例において、像センサ２０７は、複数の光電子増倍管またはアバランシェフォトダイオード（図示せず）等の専用光子検出素子において、二次荷電粒子像スポット１５で電子－光子変換ユニットにより生成された光子を結像してガイドする中継光学系をさらに備え得る。このような像センサは、上記引用の米国特許第９５３６７０２号に開示されている。一例において、中継光学系は、光を分割して第１の低速光検出器および第２の高速光検出器にガイドするビームスプリッタをさらに備える。第２の高速光検出器は、たとえばアバランシェフォトダイオード等のフォトダイオードアレイによって構成されており、複数の一次荷電粒子ビームレット３の走査速度に応じて複数の二次電子ビームレット９の像信号を分解するのに十分高速である。第１の低速光検出器は、ＣＭＯＳまたはＣＣＤセンサであるのが好ましく、複数の二次電子ビームレット９または焦点スポット１５をモニタリングするとともに、マルチビーム荷電粒子顕微鏡の動作を制御するための高分解能センサデータ信号を提供する。

本例において、一次荷電粒子源は、エミッタチップおよび抽出電極を特徴とする電子源３０１の形態で実施されている。たとえばヘリウムイオンのように、電子以外の一次荷電粒子を使用する場合は、一次荷電粒子源３０１の構成を図示のものと異ならせることができる。一次荷電粒子源３０１、アクティブマルチアパーチャアクティブプレート構成３０６．１・・・３０６．３、およびビームステアリングマルチアパーチャプレート３９０は、制御ユニット８００に接続されている一次ビームレット制御モジュール８３０によって制御される。

ステージ５００は、複数の一次荷電粒子ビームレット３の走査による像パッチの取得時には移動せず、像パッチの取得後、次に取得する像パッチまで移動するのが好ましい。代替的な一実施態様において、ステージ５００は、一括マルチビームラスタースキャナ１１０による複数の一次荷電粒子ビームレット３の第１の方向の走査によって像が取得されている間、第２の方向に連続移動する。ステージの移動およびステージの位置は、レーザ干渉計、格子干渉計、共焦点マイクロレンズアレイ等、当技術分野において知られているセンサによりモニタリングおよび制御される。

像パッチの取得によるウェハ検査の方法を図２においてより詳しく説明する。ウェハは、第１の像パッチ１７．１の中心２１．１で、そのウェハ表面２５を複数の一次荷電粒子ビームレット３の焦点面内として配置されている。像パッチ１７．１・・・ｋの所定の位置は、半導体フィーチャの検査のためのウェハの検査部位に対応する。用途は、ウェハ表面２５に限定されず、たとえば半導体加工に用いられるリソグラフィマスクにも適用可能である。したがって、単語「ウェハ（ｗａｆｅｒ）」は、半導体ウェハに限定されず、半導体加工時に使用または加工される一般的な物体を含むものとする。

第１の検査部位３３および第２の検査部位３５の所定の位置は、標準的なファイルフォーマットの検査ファイルからロードされる。所定の第１の検査部位３３は、複数の像パッチ（たとえば、第１の像パッチ１７．１および第２の像パッチ１７．２）に分割されており、第１の像パッチ１７．１の第１の中心位置２１．１は、検査タスクの第１の像取得ステップのため、マルチビーム荷電粒子顕微鏡システム１の光軸１０５下に位置合わせされる。第１の像パッチの第１の中心２１．１は、第１の像パッチ１７．１の取得のための第１のローカルウェハ座標系の原点として選択される。当技術分野においては、ウェハ表面２５が位置決めされ、ウェハ座標の局所座標系が生成されるようにウェハ７を位置合わせする方法がよく知られている。

複数の一次ビームレット３は、各像パッチ１７．１・・・ｋにおいて、規則的なラスター構成にて分布しており、ラスター走査機構による走査によって、像パッチのデジタル像が生成される。本例において、複数の一次荷電粒子ビームレット３は、Ｎ個の一次ビームスポット５．１１、５．１２～５．１ＮがＮ個のビームスポットとして第１のラインに存在し、Ｍ本のラインでビームスポット５．１１～５．ＭＮを含む矩形のラスター構成に配置されている。簡素化のため、Ｍ＝５×Ｎ＝５個のビームスポットを図示しているが、ビームスポットの数Ｊ＝Ｍ×Ｎは、これより大きくすることも可能であり（たとえば、Ｊ＝６１ビームレットまたは約１００ビームレット以上）、複数のビームスポット５．１１～５．ＭＮは、六角形または円形等のさまざまなラスター構成を有し得る。

一次荷電粒子ビームレットはそれぞれ、ウェハ表面２５上で走査され、図示のように、ビームスポット５．１１および５．ＭＮを含む一次荷電粒子ビームレットの例では、走査経路２７．１１および２７．ＭＮが存在する。複数の一次荷電粒子それぞれの走査は、たとえば走査経路２７．１１・・・２７．ＭＮによる前後移動にて実行されるが、各一次荷電粒子ビームレットの各焦点５．１１・・・５．ＭＮは、たとえば本例における像副視野３１．ｍｎの最も左側の像点である像副視野ラインの開始位置からのｘ方向の一括マルチビーム走査偏向系１１０の走査によって移動する。そして、右側位置への一次荷電粒子ビームレット３の一括走査により各焦点５．１１・・・５．ＭＮが一括走査された後、一括マルチビームラスタースキャナ１１０は、各副視野３１．１１・・・３１．ＭＮにおける次のラインのライン開始位置へと複数の荷電粒子ビームレットそれぞれを並行して移動させる。後続の走査ラインのライン開始位置に戻す移動は、フライバックと称する。複数の一次荷電粒子ビームレット３が走査経路２７．１１～２７．ＭＮを並行にたどることから、各副視野３１．１１～３１．ＭＮの複数の走査像が並行して得られる。像取得に関しては、上述の通り、焦点５．１１～５．ＭＮで複数の二次電子が放出され、複数の二次電子ビームレット９が生成される。複数の二次電子ビームレット９は、対物レンズ１０２により収集され、第１の一括マルチビームラスタースキャナ１１０を通過し、検出ユニット２００にガイドされて、像センサ２０７により検出される。複数の二次電子ビームレット９それぞれのデータの連続ストリームが走査経路２７．１１・・・２７．ＭＮと同期して複数の二次元データセットに変換され、各像副視野のデジタル像データを構成する。複数の像副視野の複数のデジタル像は最終的に、像ステッチングユニットによる一体的なステッチングによって、第１の像パッチ１７．１のデジタル像を構成する。各像副視野には、副視野３１．ｍｎおよび副視野３１．ｍ（ｎ＋１）の重畳エリア３９によって示すように、隣り合う像副視野との小さな重畳エリアが設定されている。

次に、ウェハ検査タスクの要件または仕様を説明する。高スループットのウェハ検査の場合は、像後処理に要する時間を含めて、各像パッチ１７．１・・・ｋの像取得の時間を高速にする必要がある。一方、像分解能、像精度、および再現性等の像品質に関する厳しい仕様を維持する必要もある。たとえば、像分解能の要件は通常、高い再現性で２ｎｍ以下である。像精度は、像忠実度とも称する。たとえば、フィーチャのエッジ位置、一般的にはフィーチャの絶対位置精度は、高い絶対精度で決まることになる。通常、位置精度の要件は、分解能要件のおよそ５０％以下である。たとえば、測定タスクでは、１ｎｍ未満、０．３ｎｍあるいは０．１ｎｍ未満の精度にて、半導体フィーチャの寸法の絶対精度を必要とする。したがって、複数の一次荷電粒子ビームレット３の焦点スポット５それぞれの横方向位置精度は、１ｎｍ未満（たとえば、０．３ｎｍ未満あるいは０．１ｎｍ未満）にする必要がある。高い像再現性の下、同じエリアの繰り返し像取得では、第１および第２の繰り返しデジタル像が生成され、第１および第２の繰り返しデジタル像間の差が所定の閾値を下回ることが了解される。たとえば、第１および第２の繰り返しデジタル像間の像歪みの差は、１ｎｍ未満（たとえば、０．３ｎｍあるいは好ましくは０．１ｎｍ未満）が必要であり、像コントラストの差は、１０％未満が必要である。このように、結像動作の繰り返しによっても、同様の像結果が得られる。このことは、たとえば異なるウェハダイにおける類似の半導体構造の像取得および比較、あるいは、ＣＡＤデータによる像シミュレーションもしくはデータベースから得られた代表像または基準像に対する取得像の比較にとって重要である。

ウェハ検査タスクの要件または仕様のうちの１つがスループットである。取得時間当たりの測定面積は、ビームレットの滞留時間、分解能、および数によって決まる。滞留時間の通常の例は、２０ｎｓ～８０ｎｓである。したがって、高速像センサ２０７における画素レートは、１２ＭＨｚ～５０ＭＨｚの範囲であり、毎分およそ１５個～２０個の像パッチまたはフレームを取得することも可能である。１００個のビームレットの場合、画素サイズが０．５ｎｍの高分解能モードでのスループットの通常の例は、およそ０．０４５平方ｍｍ／分（平方ミリメートル／分）であり、ビームレットの増数の場合（たとえば、ビームレットが１００００個で滞留時間が２５ｎｓの場合）は、７平方ｍｍ／分を超えるスループットが可能である。ただし、従来技術のシステムにおいては、デジタル像処理に対する要件がスループットを大幅に制限する。たとえば、従来技術の走査歪みのデジタル補償は、非常に時間がかかるため望ましくない。本発明の実施形態においては、像後処理の要件が抑えられ、高精度な測定タスクのスループットが向上する。本発明の実施形態によれば、上述の要件内に像性能仕様を十分に維持しつつ、ウェハ検査タスクの高スループットを実現可能である。

荷電粒子顕微鏡１の結像性能は、物体照射ユニット１００の静電または磁気素子の設計および高次収差のほか、たとえば一次マルチビームレット構成ユニット３０５の製造公差によって制限される。結像性能は、たとえば複数の荷電粒子ビームレットの歪み、焦点収差、偏心、および非点収差等の収差によって制限される。図３は、像面１０１における複数の一次荷電粒子ビームレット３の通常の静的歪み収差を一例として示している。複数の一次荷電粒子ビームレット３は、像面において集束され、ラスター構成（本例においては、六角形ラスター）の複数の一次荷電粒子ビームスポット５（３つを示す）を構成する。理想的なシステムにおいては、一括マルチビームラスタースキャナ１１０がオフに切り替えられた状態で、対応する像副視野３１．ｍｎ（添え字ｍがライン番号、ｎが列番号）の中心位置２９．ｍｎ（図２参照）にビームスポット５がそれぞれ形成される。ただし、現実のシステムにおいては、図３の静的歪みベクトルで示すような、理想的なラスター上の理想的な位置からわずかに逸脱する位置にビームスポット５が形成される。一次ビームスポット１４１の図示の例の場合、六角形ラスター上の理想的な位置からの逸脱は、歪みベクトル１４３により表される。歪みベクトルは、理想的な位置からの横方向差分［ｄｘ，ｄｙ］を与え、歪みベクトルの最大絶対値としては、数ナノメートルの範囲（たとえば、１ｎｍ超、２ｎｍあるいは５ｎｍ超）が可能である。通常、現実のシステムの静的歪みベクトルは、マルチアパーチャアクティブプレート構成３０６．２のいずれか等、静的偏向素子のアレイによって測定および補償される。また、静的歪みのドリフトまたは動的変化は、２０２０年５月２８日に出願された独国特許出願第１０２０２０２０６７３９．２に記載のように考慮および補償されるが、これを本明細書に援用する。収差の制御および補償は、モニタリングもしくは検出システム、ならびに、たとえば像走査時に複数回、補償器を駆動し得る制御ループによって実現され、これによりマルチビーム荷電粒子顕微鏡１の収差が補償される。

ただし、荷電粒子顕微鏡の結像性能は、物体照射ユニット１００の静電または磁気素子の設計収差およびドリフト収差のみならず、特に、第１の一括マルチビームラスタースキャナ１１０によっても制限される。シングルビーム顕微鏡については、偏向走査システムおよびそれぞれの特性が十分に調査されている。ただし、マルチビーム顕微鏡の場合、複数の荷電粒子ビームレットの走査偏向のための従来の偏向走査システムは、従来技術において開示されていない固有の特性を示す。この固有の特性については、図４の偏向スキャナを通るビーム経路にてより詳しく示している。

図４ａは、偏向電極１５３．１および１５３．２ならびに電圧源を備える従来技術の走査偏向器１１０を通る単一の一次荷電粒子ビームのビーム経路を示している。簡素化のため、第１の方向のラスター走査偏向用の偏向スキャナ電極のみを示している。使用時には、走査偏向電圧差ＶＳｐ（ｔ）が印加され、電極１５３．１および１５３．２間に等電位線１５５を伴って静電界が形成される。像パッチ中心２９．ｃを伴う像パッチ３１．ｃに対応する軸方向荷電粒子ビームレット１５０ａは、光軸１０５と一致し、静電界により偏向して、現実のビーム経路１５１ｆに沿って偏向電極１５３．１および１５３．２間で交差ボリューム１８９を通過する。ビーム軌道(beam trajectory)は、ピボット点(pivot point)１５９に単一の仮想偏向を有する１次ビーム経路１５０ａおよび１５０ｆにより近似可能である。経路１５０ｚに沿って進行する荷電粒子ビームレットは、対物レンズ１０２によって、図４ａの下部に示す物体面１０１に集束される。副視野座標は、副視野３１．ｃの中心点２９．ｃに対する相対座標（ｐ，ｑ）にて与えられる。

座標ｐ_fの最大副視野点への最大偏向の場合は、最大電圧差ＶＳｐ_maxが印加され、距離ｐ_zの副視野点への入射ビームレット１５０ａの偏向の場合は、対応する電圧ＶＳｐが印加され、入射ビームレット１５０ａは、ビーム経路１５０ｚの方向に偏向角αだけ偏向する。偏向器の非線形性は、偏向角αおよび偏向器電圧差ＶＳｐの関数依存性を決定することにより補償される。関数依存性ＶＳｐ（ｓｉｎ（α））の校正により、単一の一次荷電粒子ビームレットの偏向走査のための単一の共通ピボット点１５９を伴って、単一の荷電粒子ビームレットに対するほぼ理想的なスキャナが実現される。なお、像面におけるビームスポット位置の横方向変位（ｐ，ｑ）は、ｓｉｎ（α）を乗じた対物レンズ１０２の焦点距離ｆに比例することに留意されたい。帯状の視野点の例では、ｐ_z＝ｆｓｉｎ（α_z）である。小さな角度αの場合、関数ｓｉｎ（α）は通常、αで近似される。以下により詳しく説明する通り、シングルビーム顕微鏡の場合は走査誘起歪みを最小化可能である、という事実にも関わらず、非点収差、焦点ずれ、コマ、または球面収差等の他の走査誘起収差によって、視野サイズの大きな荷電粒子顕微鏡の分解能が低下し得る。また、視野サイズが大きくなるにつれ、仮想ピボット点１５９からの逸脱がますます有意となる。

マルチビームシステムにおいては、同じ偏向スキャナによって、関数依存性ＶＳｐ（ｓｉｎ（α））に応じた同じ電圧差で複数の荷電粒子ビームレットが並行して走査される。図４ｂにおいて、複数の一次荷電粒子ビームレットのクロスオーバ１０８は、軸方向一次ビームレット１５０ａの仮想ピボット点１５９と一致し、荷電粒子ビームレットはそれぞれ、異なる角度で静電界を通過する。像副視野中心２９．ｏを伴う対応する副視野３１．ｏと併せて、入射角βの荷電粒子ビームレット１５７ａを示している。角度βは、対物レンズ１０２の焦点距離ｆを用いることにより、中心座標２９．ｏから光軸１０５までの距離Ｘとｓｉｎ（β）＝Ｘ／ｆで関連付けられている。偏向スキャナ１１０がオフに切り替えられた状態で（ＶＳｐ（ｔ）＝０Ｖ）、ビームレットは、経路１５７ａを進み、対物レンズ１０２によって副視野３１．ｏの中心点２９．ｏに集束される。ただし、電圧差が印加された場合は、図４ａに示すように、偏向スキャナが軸方向ビームレットに対して略理想的である、という事実にも関わらず、入射角βの視野ビームレットに対しては理想的ではない。偏向電界の有限厚さのため、静電界を通る経路長は、異なる入射角βの入射ビームレットごとに異なり、現実のビーム経路１５７ｚおよび１５７ｆは、理想的な１次ビーム経路１６３ｚおよび１６３ｆから逸脱する。これを座標ｐ_zおよびｐ_fの２つの副視野点に対するビーム経路について、現実のビーム経路１５７ｚおよび１５７ｆで示す。現実のビーム経路１５７ｚおよび１５７ｆの角度は、理想的なビーム経路１６３ｚおよび１６３ｆの角度から逸脱しており、各ビームは、ビームクロスオーバ１０８から逸脱する異なる仮想ピボット点１６１ｚおよび１６１ｆで仮想的に偏向する。たとえば、電圧ＶＳｐ（ｓｉｎ（α₀））が印加される場合、一次荷電粒子ビームレット１５７ａは、角度α０の代わりに角度α１だけ偏向し、仮想偏向点１６１ｚを含むビーム経路１５７ｚをたどる。したがって、荷電粒子ビームスポットが局所歪みベクトルｄｐｚだけ歪む。

偏向角の逸脱は、入射角βの増大とともに大きくなり、一括マルチビームラスタースキャナ１１０によって大きな走査誘起歪みが生じる。本発明の第１の実施形態においては、一括マルチビームラスタースキャナ１１０の設計および動作の修正によって、走査誘起歪みが抑えられる。本発明の第２の実施形態においては、第１のマルチビーム走査補正システム６０１が提供され、残留走査誘起歪みがさらに抑えられる。

偏向角αの差によって走査誘起歪みが生じ、仮想ピボット点の位置の差が走査誘起偏心収差の原因となる。図５は、走査一括マルチビームラスタースキャナ１１０の前段のシステム１７１を簡易的に示しており、ここから、複数の一次荷電粒子が第１の一括マルチビームラスタースキャナ１１０に入射する。軸方向荷電粒子ビームレット３．０および軸外ビームレット３．１を含む２つのビームレットによって複数の荷電粒子ビームレットを示しているが、これらは、ラスタースキャナ１１０の交差ボリューム１８９を通過し、対物レンズ１０２により集束されて、ウェハ７の表面２５上の焦点５．０および５．１で示す複数の焦点を構成する。ラスタースキャナ１１０がオフ状態で、電極１５３に電圧差ＶＳｐが印加されていない場合、ビームスポット５．０および５．１は、各像副視野の中心点２９．０および２９．１にある。電圧差ＶＳｐ（ｓｉｎ（α₀））が印加されている場合、ビームレット３．０は、理想的な経路１５０をたどって、帯状の視野点Ｚ₀に偏向する。図５の線形表現において、ビームレット３．０は、図４ａの仮想ピボット点１５９に対応するビームクロスオーバ１０８において偏向しているように見える。したがって、ビームレット３．０は、中心位置２９．０と同じ入射角でウェハ表面２５を照射する。軸外ビームレット３．１は、対応する像副視野の対応する帯状の視野点Ｚ₁へと偏向する。軸外ビームレット３．１は、ビームクロスオーバ１０８から逸脱する仮想偏向点１６１で代表的なビーム経路１５７に沿って偏向しているように見える。したがって、帯状の視野点Ｚ₁に対する走査位置でのビームレット３．１の偏心角は、中心視野２９．１での偏心角から逸脱しており、上述の歪みのほか、ビームレット３．１の走査誘起偏心収差に対応する。本発明の第３の実施形態においては、第２のマルチビーム走査補正システム６０２によって走査誘起偏心収差が抑えられる。

複数の荷電粒子ビームレット３それぞれの走査位置における焦点位置の逸脱は、副視野３１．１１～３１．ＭＮそれぞれについて、走査歪みベクトル場により表される。図６は、像副視野３１．１５の例における走査歪みを示している（図７参照）。本開示の全体を通して、各像副視野３１．ｍｎの各中心に対する像副視野座標（ｐ，ｑ）が使用され、走査歪みは、個々の像副視野３１．ｍｎについて、像副視野座標（ｐ，ｑ）の関数としてベクトル［ｄｐ，ｄｑ］により表される。各像副視野の中心位置（ｐ，ｑ）＝（０，０）は、光軸１０５に対する（ｘ，ｙ）座標で表される。各像中心座標は、図３に示すように、静的オフセット（ｄｘ，ｄｙ）により（ｘ，ｙ）座標の関数として、所定の理想的なラスター構成から歪ませることができる。静的な歪みは通常、静的マルチアパーチャプレート３０６．２により補償され、走査歪み［ｄｐ，ｄｑ］には考慮されない。走査歪みは、各像副視野３１．１１・・・３１．ＭＮにおいて異なることから、一般的には、局所像副視野座標（ｐ，ｑ）および像副視野の離散中心座標（ｘ_ij，ｙ_ij）を使用して、４次元走査歪みベクトル［ｄｐ，ｄｑ］＝［ｄｐ，ｄｑ］（ｐ，ｑ；ｘ_ij，ｙ_ij）により表される。

図６は、像副視野３１．１５の全体にわたる走査歪みベクトル［ｄｐ，ｄｑ］を示している。本例において、最大走査歪みは、最大像副視野座標ｐ＝ｑ＝６μｍにあり、走査歪みベクトル［ｄｐ，ｄｑ］＝［２．７ｎｍ，－１．６ｎｍ］である。この像副視野における最大走査歪みベクトルの長さは、３．５ｎｍである。像副視野における通常の最大走査歪み収差は、１ｎｍ～４ｎｍの範囲であるが、５ｎｍを超える場合もある。

図７は、複数のＪ＝６１個の一次荷電粒子ビームレットを六角形ラスター構成にて含む、完全に位置合わせされた従来のマルチビーム荷電粒子顕微鏡の例における各像副視野３１．１１～３１．ＭＮの最大走査歪みを示している。各像副視野の最大走査歪みを円の面積で示している。マルチビーム荷電粒子顕微鏡の光軸上の像副視野３１．５５の最大走査歪みは、微小またはほぼゼロである。最大走査歪みは、光軸までの像副視野の距離の増大に伴って大きくなり、光軸までの距離が最大となる像副視野３１．１５または３１．９１において、すべての最大走査歪みの中の最大値、ひいては、ビームクロスオーバ１０８における光軸１０５に対して、最大の伝搬角βに達する。円の面積は、各副視野の走査歪みの最大値を表しており、円の直径は、ライン１９７で示す通り、光軸からの像副視野中心の距離に伴って線形に増大する。本例において、走査歪みは、副視野座標（ｐ，ｑ）に対する線形依存性および像副視野中心位置（ｘ，ｙ）に対する二次依存性の割合が支配的である。

図７の例において、一括マルチビームラスタースキャナ１１０は、中心副視野３１．５５の軸方向ビームレットに対しては、走査誘起歪みを抑え、交差ボリュームに対する入射角βが大きな一次ビームレットに対応する副視野の走査誘起歪みを最大化するように構成されている。本発明の一例において、一括マルチビームラスタースキャナ１１０の走査偏向電圧ＶＳｐ（ｔ）およびＶＳｑ（ｔ）は、軸方向ビームレットの走査誘起歪みを犠牲にして最大走査誘起歪みを最小限に抑えるように構成されているため、中心副視野３１．５５の軸方向ビームレットがいくらかの走査誘起歪みを示すものの、最大走査誘起歪みは、たとえば５ｎｍ～３ｎｍ未満へと小さくなる。

本発明の第１の実施形態において、マルチビーム荷電粒子顕微鏡１の走査歪みを含む走査結像収差は、一括マルチビームラスタースキャナ１１０の設計の改良によって小さくなる。第１の実施形態に係る改良された一括マルチビームラスタースキャナ１１０は、横方向に最適化された偏向静電界を生成して、動作時、異なる角度βで静電界に入射して伝搬する一次ビームレットが補正偏向角αだけ偏向し、複数の一次荷電粒子ビームレット３のビームクロスオーバに対応する共通の仮想ピボット点で偏向して見えるようにすることで走査歪みを最小限に抑える。修正された一括マルチビームラスタースキャナ１１０は、物理的設計が最適化された一組の偏向電極と、複数の一次荷電粒子ビームレットの走査偏向時の偏向静電界を動的に調整するための一組の補正電極と、を備える。一例において、一組の補正電極は、２つの偏向電極間に配置されている補正電極を含む。一例において、一組の補正電極は、一次荷電粒子ビームレットの伝搬方向における偏向電極のうちの少なくとも１つの上流または下流に配置されている少なくとも１つの補正電極を含む。第１の実施形態においては、最適化されたマルチビーム偏向スキャナの設計によって、マルチビーム荷電粒子顕微鏡の走査歪みを含む走査結像収差が抑えられるが、ここでは、偏向系１１０の収差および荷電粒子顕微鏡（たとえば、対物レンズ１０２）の付加的な走査収差が補償される。

図８ａは、第１の実施形態の第１の例を示している。一組の走査偏向電極は、第１の方向の複数の一次荷電粒子ビームレットの走査偏向のための第１の偏向電極１８１．１および１８１．２と、第２の方向の複数の一次荷電粒子ビームレットの走査偏向のための第２の一組の偏向電極１８３．１および１８３．２と、を含む。均質偏向電界を生成するように最適化された一組の偏向電極の設計については、たとえばシングル電子ビームシステムについて、DESIGN OF A NON-EQUISECTORED 20-ELECTRODE DEFLECTOR FOR E-BEAM LITHOGRAPHY USING A FIELD EMISSION ELECTRON BEAM by E.R. Weidlich, Microelectronic Engineering Vol. 11, p.347-350 (1990)に記載されており、これを本明細書に援用する。複数の一次荷電粒子ビームレットは、六角形ラスター構成に配置されており、各ビームレットは、六角形ラスター中の位置に対応して一括マルチビームラスタースキャナ１１０を通る異なる伝搬角（β_x，β_y）を有する。したがって、複数の一次荷電粒子ビームレットの交差ボリューム１８９の断面は、略六角形状である。磁気対物レンズ１０２による複数の一次荷電粒子ビームレットの回転を補償するため、グローバルｘ－ｙ座標系に対して、一組の偏向電極１８１および１８３ならびに交差ボリューム１８９が回転する。図７に示す走査歪みの最大面積を矢印１９１で示している。修正された偏向スキャナの設計には、円形状（点線）から逸脱する一組の偏向電極の構成を含む。本例においては、偏向電極が楕円形状に配置されており、最大走査歪みのエリアの方向における交差ボリューム１８９までの偏向電極のより短い距離を矢印１９１で示している。本例において、偏向電極は、方位角方向の延伸が異なる。第２の方向の偏向走査のための偏向電極１８３．１および１８３．２の方位角方向の延伸φ３は、第１の方向の偏向走査のための偏向電極１８１．１および１８１．２の方位角方向の延伸φ１と異なる。

また、交差ボリューム１８９の外側には、一組の偏向電極間で連続して、電極１８５．１、１８５．２、１８５．３、１８５．４を含む一組の補正電極１８５が配置されている。使用時には、一組の偏向電極に対する走査電圧差ＶＳｐ（ｔ）およびＶＳｑ（ｔ）と同期して、複数の補正電圧差ＶＣ（ｉ＝１・・・４，ｔ）が補正電極に印加される。使用時には、補正電極１８５が可変補正偏向電界を生成し、一組の偏向電極１８１および１８３により生成された偏向電界に追加される。一組の補正電極は、使用時に補正電界を生成するように構成されているが、これは特に、走査時の六角形ラスター構成の角部における最大伝搬角のビームレットに作用する。走査時には、たとえば図６に示すように、走査歪みに応じて補正電圧差ＶＣ（ｉ＝１・・・４，ｔ）が変化する。これにより、像走査時の走査歪みが抑えられる。

図８ｂは、第１の実施形態の第２の例を示しており、ラスター構成の対称性に対して、修正された一括マルチビームラスタースキャナ１１０が適応されている。本例において、複数の一次荷電粒子ビームレットは、対応する角度β_x、β_yの直交座標系または矩形のラスター構成に配置されており、交差ボリューム１８９の断面は、略矩形の形態を有する。図８ａと同様に、図８ｂの偏向系１１０は、グローバル座標系（ｘ，ｙ）に対して回転することにより、一括マルチビームラスタースキャナ１１０の下流に配置されている対物レンズ１０２（図１参照）による回転を予備補償する。複数の一次荷電粒子ビームレットの走査偏向のための偏向電界を生成するための一組の偏向電極１８１および１８３は、矩形状に配置されており、第１の方向の偏向またはラスター走査のための偏向電極１８１．１１、１８１．１２、１８１．２１、および１８１．２２と、第２の方向の偏向またはラスター走査のための偏向電極１８３．１１、１８３．１２、１８３．２１、および１８３．２２と、を含む。一括マルチビームラスタースキャナ１１０は、最大伝搬角のビームレットの近傍に配置されている第１の補正電極１８５．１～１８５．４を含む第１の一組の補正電極１８５をさらに備える。第１の一組の補正電極１８５は、特に角度ひいては走査誘起歪みが大きな一次荷電粒子ビームレットに作用する不均質補正電界を局所的に追加するように構成されている。次に、一括マルチビームラスタースキャナ１１０は、各対の偏向電極１８１または１８３と第１の補正電極１８５との間に配置されている第２の一組の補正電極１８７．１～１８７．８をさらに具備する。第２の一組の補正電極によって、補正電界生成の自由度を追加することにより、たとえば第１の一組の補正電極により生成される不均質補正電界の範囲を制御する。

本例において、像走査時に偏向電界を生成するための各偏向電極は、一対の偏向電極（たとえば、第１の方向の走査偏向のための第１の一対の偏向電極１８１．１１および１８１．１２ならびに第２の一対の偏向電極１８１．２１および１８１．２２）として構成されている。一対の２つ以上の電極による偏向電極の構成によって、自由度がさらに高くなる。たとえば、偏向電極１８１．１１～１８１．２２による第１の方向の像走査時には、可変不均質走査偏向電界が生成され得るが、これは、交差ボリュームの中心エリア１９０においては均質である一方、エリア１８９を通る大きな伝搬角βのビームレットに対しては所定の可変不均質性を有する。また、偏向電極１８３．１１～１８３．２２による第２の方向の像走査時には、第２の方向の走査偏向に同期して、偏向電極１８１．１１～１８１．２２により第１の走査方向の所定の可変不均質走査補正電界を生成可能であり、たとえば、より大きな伝搬角のビームレットについて、像回転の形態の走査歪みを補償することができる。また、自由度が高くなると、たとえば現実の一括マルチビームラスタースキャナ１１０の製造公差を補償することができる。

図９は、図８ｂに係る修正された偏向スキャナの一態様を示しており、一括マルチビームラスタースキャナ１１０の複数対の偏向電極に対する電圧差の修正選択によって、偏向スキャナの性能が最適化されている。本例において、第１の方向の偏向走査のための偏向電極１８１は、第１の一対の偏向電極１８１．１１および１８１．１２と、第２の一対の偏向電極１８１．２１および１８１．２２と、を含む。図９ａにおいては、一対の偏向電極を備える偏向スキャナの偏向角ＶＳｐ（ｓｉｎα）の関数として、所要の電圧差を示している。このグラフは、第１の方向の偏向走査のため、二対の偏向電極１８１．１および１８１．２に印加される所要の電圧差１７５を示している。線形ライン１７３からの電圧差１７５の逸脱によって、上述のような非線形効果が補償される。二対の偏向電極の場合の修正電圧差を図９ｂに示す。使用時には、一方の符号の第１の電圧差１７７．１が対向する一方の電極１８１．１１および１８１．２１にそれぞれ印加され、反対の符号の第２の電圧差１７７．２が対向する他方の電極１８１．１２および１８１．２２にそれぞれ印加される。複数対の電極に印加される平均電圧差は、電圧差１７５と同じである。軸方向ビームレットおよび光軸に近いビームレットは、図８ｂの内側エリア１９０を透過する。このエリアにおいては、電圧差１７７．１および１７７．２により生成される静電界の差の影響はほとんどない。また、第２の方向の走査のための複数対の電極１８３．１１～１８３．２２への可変オフセット電圧１７９．１および１７９．２（図示は原寸に比例しない）によって、残留回転を補償可能である。これにより、エリア１８９の外側ゾーンを透過するビームレットは、わずかに不均質な偏向電界を受けることになる。これにより、走査誘起歪みが抑えられ得る。

図１０は、第１の実施形態の別の例を示している。本例において、一組の補正電極は、複数の一次荷電粒子ビームレット３の伝搬方向における偏向電極の上流または下流に配置されている電極を含む。第１および第２の偏向電極１８１．１１、１８１．１２は、第１および第２の偏向電極１８１．３１、１８１．３２に対向して、第１の方向Ｘ’の偏向走査を行うように構成されている。複数の一次荷電粒子ビームレットは、その逸脱によって、横方向延伸が異なるｚセグメント１８９．１～１８９．３を含むビーム管を構成する交差ボリューム１８９を透過する。本例においては、一組の第１の補正電極１９５．１～１９５．４が設けられ、複数の一次荷電粒子ビームレットの走査偏向時の補正電界を追加するように構成されている。補正電極は、一次荷電粒子ビームレットの伝搬方向（図１０におけるｚ方向）において、偏向電極１８１の上流および下流に配置されている。これらのｚ位置において、伝搬角がより大きな一次ビームレット（たとえば、ビームレット３．１および３．２等）は、光軸１０５までの距離が長くなり、補正電極により生成された不均質補正電界の影響は、ビームレットの伝搬角とともに大きくなる。そして、付加的な第２の一組の補正電極１９３．１～１９３．４が自由度を追加することにより、交差ボリューム１８９における修正された不均質走査偏向電界を最適化する。図１０に断面を示す補正電極１９３～１９５は、一次ビームレットの周囲に沿ってセグメント状に配置されることにより、図８に示す補正電極と同様に、複数の荷電粒子ビームレットに局所的な影響を及ぼす。使用時には、可変補正電圧差が補正電極に印加され、偏向走査時には、時間的に変動する不均質補正電界が走査偏向電界と同期して追加される。たとえば、偏向電界においては、一次荷電粒子ビームレット３．１が右方に偏向するとともに経路３．１ｆに沿って伝搬し、補正電極１９３．２および１９５．２により生成された補正電界を透過する一方、経路３．２ｆをたどる一次荷電粒子ビームレット３．２については、電極１９３．２および１９５．２からさらに離れて、不均質補正電界を通過しない。これにより、異なる像副視野における異なる局所走査歪みの変動の補正が可能となる。

図１１は、修正された偏向走査システム１１０の別の態様を示している。第１の方向の走査偏向のための偏向電極１８１．１および１８１．２の長さＺ１および第２の方向の走査偏向のための偏向電極１８３．１および１８３．２の長さＺ３によってｚ方向の偏向電極の長さまたは長手方向延伸を調整することにより、たとえば図８ａの矢印１９１で示される４つの角部の大きな走査歪みを抑えることができる。

偏向電極の修正設計によって、一括マルチビームラスタースキャナ１１０の交差ボリューム１８９の内側に所定の不均質静電界が与えられる。所定の不均質静電界が経時的に可変であることから、複数の一次荷電粒子ビームレットの偏向走査が実現され、光軸へと大きな角度βで交差ボリュームを透過するビームレットの走査誘起歪み等の走査誘起収差が最小限に抑えられる。第１の例において、偏向電極は、大きな角度βで交差ボリューム１８９を透過する一次ビームレットに対する不均質性が増大する所定の不均質走査偏向静電界を生成するように構成されている。第２の例においては、像走査時に大きな走査偏向角αで交差ボリューム１８９を透過する一次ビームレットに対する不均質性を可変増大させる付加的な補正電極が設けられている。走査電極の形状および位置ならびに補正電極の形状および位置は、マルチビーム荷電粒子顕微鏡１の設計およびシミュレーション時に最適化される。一例においては、光学系の他の要素の付加的な収差が考慮される。走査偏向電界および走査補正電界の生成に必要な理論的電圧差ＶＳ（ｔ）およびＶＣ（ｔ）が演算され、走査補正電圧差ＶＣ（ｔ）の生成のための制御信号がマルチビーム荷電粒子顕微鏡１の制御ユニット８００のメモリに格納される。マルチビーム荷電粒子顕微鏡１の調整および校正時に、走査偏向および補正電界に必要な電圧差ＶＳ（ｔ）およびＶＣ（ｔ）が調整および校正され、校正された電圧差ＶＳ（ｔ）および走査補正電圧差ＶＣ（ｔ）の生成のための制御信号がマルチビーム荷電粒子顕微鏡１の制御ユニット８００のメモリに格納される。像走査時には、校正された電圧差ＶＳ（ｔ）およびＶＣ（ｔ）が生成される。走査電圧差ＶＳ（ｔ）と同期する補正電圧差ＶＣ（ｔ）の生成の一例については後述する。一例においては、第１または第２の走査方向における放物線状またはより高次の形状の補正電界によって、走査偏向電界の不均質性が生じる。一例においては、光軸上で鞍点の形状を有し、第１および第２の方向において反対符号の放物線状またはより高次の不均質性を示す補正電界によって、偏向電界の不均質性が生じる。

図２１は、所定の不均質電界分布を伴う一括ラスタースキャナ１１０の別の例を示している。本例においては、荷電粒子顕微鏡の光軸とある角度を成す付加的な電極１５３．１ａ、１５３．１ｃ、１５３．２ａ、および１５３．２ｃが設けられている。これにより、交差ボリューム１８９の荷電粒子ビームレットの入射側および出射側において、電界の傾斜角が制御される。光軸とある傾斜角を成す補正電極によって、入射角が異なる複数のビームレット（光軸と平行なビームレット３．０および光軸に対する最大角β２のビームレット３．１を含む）に対する走査偏向電界の効果を最適化することができる。

本発明の第２の実施形態によれば、マルチビーム荷電粒子顕微鏡１は、像走査時の残留走査誘起歪みを補償するように構成されている走査歪み補償器アレイ６０１等のマルチビーム走査補正システムを備える（図１参照）。一次荷電粒子ビーム経路における走査歪み補償器アレイ６０１によって、個々の一次荷電粒子ビームレットが個別に影響を受け、各一次ビームレットの数ｎｍの走査偏向によって、長ストローク一括マルチビームラスタースキャナ１１０により誘起された走査歪みが個々の像副視野ごとに補償される。図１２～図１５には、走査歪み補償器アレイ６０１を示している。短ストローク走査歪み補償器アレイ６０１は、マルチアパーチャアレイ６２０として構成されており、複数の一次荷電粒子ビームレット３のラスター構成（本例においては、六角形ラスター構成）に配置されている複数のアパーチャを備える。マルチアパーチャアレイ６２０の態様を図１２に示す。アパーチャのうちの３つを参照番号６８５．１～６８５．３で示す。複数のアパーチャそれぞれの周囲には、複数の電極６８１．１～６８１．８が配置されている。本例において、電極の数は、アパーチャ６８５ごとに８つであるが、４つ以上等の他の個数も可能である。電極６８１は、相互かつマルチアパーチャアレイ６２０の担体に対して、電気的に絶縁されている。電極はそれぞれ、導電性ライン６０７によって高速アレイ走査制御モジュールに接続されている。

原理上は、図３に記載のような静的歪みの静的補償に対して、静的マルチアパーチャアレイ６２０の設計が知られているにも関わらず、従来の方法では、走査誘起収差の走査補正または補償が不可能である。走査補正のため、走査動作と同期して、ビームレットごとに少なくとも２つの高度に動的な走査補正電圧差（たとえば、８つの走査補正電圧差）が生成され、真空中の最高走査速度でＪ個の一次ビームレットそれぞれに与えられる。像ラスター走査と同期して、一連の所定の走査電圧差ＶＣＡ（ｔ）を電極６８１それぞれに印加することにより、長ストローク一括マルチビームラスタースキャナ１１０による走査偏向と同期して、アパーチャ６８５のうちの１つを通過する各一次荷電粒子ビームレットが走査偏向する。これにより、像副視野に対応する個々のビームレットの反対方向の偏向によって、たとえば最大３ｎｍの残留走査誘起歪みの量だけ、像副視野中の走査歪みが補償される。静電効果のみが関与することから、長ストロークラスター走査と同期して、対応するアパーチャ６８５を透過する荷電粒子ビームレットを高速に、個別に調整または変更することができる。

アパーチャ６８５．３の例において、より詳細を説明する。アパーチャ６８５．３を通過する一次荷電粒子ビームレットの第１の方向またはｐ方向の偏向走査のための第１の一組の電極６８７．１および６８７．２が設けられている。また、アパーチャ６８５．３を通過する一次荷電粒子ビームレットの第２の方向またはｑ方向の偏向走査のための第２の一組の電極６８８．１および６８８．２を示している。アパーチャ６８５．３を通過する荷電粒子ビームレットの他の操作のため、非点収差を補正する電極等の他の電極を設けることもできる。

第１および第２の一組の偏向電極に印加される複数の走査補正電圧差ＶＣＡ（ｔ）は、一括マルチビームラスタースキャナ１１０に与えられるラスター走査電圧差ＶＳｐ（ｔ）およびＶＳｑ（ｔ）と同期して、約２０ＭＨｚ～５０ＭＨｚの信号周波数で与えられる。図１３は、本発明の第２の実施形態にかかる走査歪み補償器アレイ６０１の構成を示しており、複数のＪ＝Ｍ×Ｎ個の一次荷電粒子ビームレットの偏向走査が可能であって、荷電粒子ビームレットの数Ｊは、１０ビームレット超、好ましくはＪ＝６１以上（たとえば、Ｊ＞１００ビームレットあるいはＪ＞１０００ビームレット）である。ビームレットごとに少なくとも４つの偏向電極を考慮して、Ｊ個のビームレットの偏向走査のための駆動信号または電圧差ＶＣＡ（ｉ＝１・・・４Ｊ，ｔ）の数は、少なくとも４Ｊ個であり、４Ｊ個の信号または電圧差ＶＣＡ（ｉ＝１・・・４Ｊ，ｔ）はそれぞれ、各画素における約２５ｎｓの滞留時間に応じて、信号周波数が約２０ＭＨｚ～５０ＭＨｚ以上である。したがって、データレートは通常、１０ギガビット／秒を超える。図１３および図１４は、一括走査電圧ＶＳｐ（ｔ）およびＶＳｑ（ｔ）に適用される静的電圧変換アレイ６１１および６１２の例において、このような高データレートを実現する一例を示している。走査歪み補償器アレイ６０１は、図１２に示すような偏向電極を伴う複数のアパーチャ６８５を備えるマルチアパーチャプレート６２０と、走査アレイ制御ユニット６２２と、を備える。第１の方向の偏向走査のための各電極は、導電性ライン６０７．１および第１の複数の導電性ライン６１３を介して、第１の静的電圧変換アレイまたはユニット６１１の出力に接続されている。第１の静的電圧変換アレイ６１１は、走査アレイ制御ユニット６２２の動作制御メモリ６２６により与えられる第１の静的制御信号６１５によって制御される。第１の方向の複数の一次荷電粒子ビームレットそれぞれの並行偏向走査のための第１の走査偏向電圧差ＶＣＡｐ（ｔ）は、第１の電力線６０９を介して、走査電圧生成器（図示せず）により与えられる。第１の走査偏向電圧差ＶＣＡｐ（ｔ）は、一括マルチビーム走査偏向器１１０による偏向走査用に生成された一括走査電圧ＶＳｐ（ｔ）に比例する。第１の方向は、副視野座標ｐの方向であって、像面のｘ方向と平行である。走査アレイ制御ユニット６２２は、第１の方向の走査補正のための各一組の偏向電極（たとえば、図１２の電極６８７．１および６８７．２）に対する静的制御信号を含む第１の複数の制御信号６１５を格納するためのメモリ６２６を備える。第１の静的電圧変換アレイ６１１は、第１の走査偏向電圧差ＶＣＡｐ（ｔ）と同期して、第１の方向の荷電粒子ビームレットそれぞれの走査偏向のための一組のｕ個の偏向電極に対する複数の適当な電圧差ＶＣＡｐ（ｕ＝１・・・２Ｊ，ｔ）を生成する。第１の方向の偏向のために偏向電極（たとえば、電極６８７．１および６８７．２）に印加される各電圧差は、走査偏向電圧差ＶＣＡｐ（ｔ）ひいては一括走査電圧差ＶＳｐ（ｔ）に比例する。

第２の方向の偏向走査のためのｖ個の第２の電極（たとえば、図１２に示すようなアパーチャ６８５．３の電極６８８．１および６８８．２を含む）それぞれと導電性ライン６１４および配線６０７．２を介して接続されている第２の静的電圧変換アレイ６１２には、第２の一組の静的制御信号６１６が与えられる。第２の静的電圧変換アレイ６１２は、第２の電力線６１０を介して与えられる第２の走査偏向電圧差ＶＣＡｑ（ｔ）からの低減により、第２の方向（ここでは、副視野座標ｑの方向であって、像面のｙ方向と平行）のビームレットの走査偏向のためのｖ個の偏向電極ごとに、複数の第２の電圧差ＶＣＡｑ（ｖ＝１・・・２Ｊ，ｔ）を生成する。このため、第２の方向の偏向のために偏向電極（たとえば、電極６８８．１および６８８．２）それぞれに印加される各電圧差は、走査偏向電圧差ＶＣＡｑ（ｔ）ひいては一括走査電圧差ＶＳｑ（ｔ）に比例する。

図６に示すように、像副視野中の走査歪みベクトル［ｄｐ，ｄｑ］は一般的に、第１の方向（ここでは、ｐ座標）のほか、第２の方向（ここでは、ｑ座標）の走査歪みベクトル成分を有する。したがって、図１３の例においては、第１および第２の電圧変換ユニット６１１、６１２が信号線６１８により接続されているほか、第１の走査偏向電圧差ＶＣＡｐ（ｔ）に比例する第２の方向の走査偏向のための複数の電圧差ＶＣｐ（ｖ，ｔ）が生成され、第２の方向の走査のための複数の電極に与えられており、ＶＣＡｑ（ｕ，ｔ）に関してその逆もまた同様である。これにより、一括マルチビームラスタースキャナ１１０に与えられる一括走査信号ＶＳｐ（ｔ）およびＶＳｐ（ｔ）と同期して、第１の方向および第２の方向の残留走査歪みベクトル成分ｄｐ（ｐ，ｑ）およびｄｑ（ｐ，ｑ）が補償される。走査歪みの振幅｜｜ｄｐ，ｄｑ｜｜が小さい（たとえば、３ｎｍ未満または１．５ｎｍ未満）ことから、複数の荷電粒子ビームレットそれぞれの走査誘起歪みの個々の補償に必要な電圧差は非常に小さく、たとえば１００ｍＶ未満、１０ｍＶ未満、あるいはそれ以下である。

静的電圧変換アレイまたはユニット６１１または６１２の一例は、可変入力電圧に比例する複数の出力電圧を生成するプログラム可能抵抗器アレイにより与えられる。図１４は、静的電圧変換アレイ６１１の一例を示している。本例において、静的電圧変換アレイ６１１は、複数の荷電粒子ビームレットそれぞれの走査誘起歪み（ｄｐ，ｄｑ）の個々の補償のため、可変駆動電圧ＶＣＡｐ（ｔ）およびＶＣＡｑ（ｔ）を複数の電圧差ＶＣＡｐ（ｕ，ｔ）およびＶＣＡｐ（ｖ，ｔ）へと個別に低くするためのプログラム可能抵抗器アレイとして構成されている。静的電圧変換アレイ６１１は、駆動電圧ＶＣＡｐ（ｔ）と同期する第１の電圧差ＶＣＡｐ（ｕ，ｔ）および駆動電圧ＶＣＡｑ（ｔ）と同期する第２の電圧差ＶＣＡｑ（ｕ，ｔ）を含む電圧差の少なくとも２つの成分をｕ＝１・・・２Ｊ個の補正偏向電極それぞれに与える。第１および第２の駆動電圧ＶＣＡｐ（ｕ，ｔ）およびＶＣＡｑ（ｕ，ｔ）は、電圧加算器６４１．ｕにより加算され、ｕ番目の各電極（たとえば、第１の方向の個々の一次ビームレットの走査誘起歪みを補償するための電極６８７．１）に与えられる。ｊ＝１・・・４Ｊ個の偏向電極それぞれについて、抵抗が大きくなる第１の一連の抵抗器６３３．ｊ（たとえば、１Ω、２Ω、４Ω、８Ωの一連の抵抗器）が連続して配置されており、各抵抗器と並列に一連のトランジスタ６３９．ｎが配置されている。たとえば、偏向電極６８７．１の場合は、電力線６０９で与えられる駆動電圧ＶＣＡｐ（ｔ）の低減のため、第１の一連の抵抗器６３３．１１～６３３．１４が第１の一連のトランジスタ６３９．１１～６３９．１４と並列に配置されており、電圧の低減量は、第１の一連のトランジスタ６３９．１１～６３９．１４に与えられる複数の静的制御信号６３５．１１～６３５．１４により制御される。たとえば、抵抗器６３９．１３のゲートに与えられる制御信号６３５．１３によってトランジスタ６３９．１３をオフ状態からオン状態へと切り替えることにより、対応する抵抗器６３３．１３がブリッジされ、抵抗器６３３．１３による電圧降下は生じない。トランジスタ６３９．１１～６３９．１４がオフ状態の場合は、対応する抵抗器６３３．１１～６３３．１４によって駆動電圧（たとえば、走査偏向電圧差ＶＣＡｐ（ｔ））が低下する。すべてのトランジスタがオフ状態に切り替えられた場合は、駆動電圧差ＶＣＡｐ（ｔ）が最小値まで低下し、対応するビームレットの最小偏向が実現される。すべてのトランジスタがオン状態に切り替えられた場合は、最大走査偏向電圧差ＶＣＡｐ（ｔ）が対応する電極に印加され、対応するビームレットの最大偏向が実現される。これにより、たとえばビームレットの最大約５ｎｍの走査歪み最大値が補償される。４つの抵抗器が連続することにより、最大電圧差と最小電圧差との間の１６個の異なる電圧レベルへと駆動電圧差ＶＣＡｐ（ｔ）を低減可能であるため、約５ｎｍの最大残留歪みを約０．３ｎｍに抑えることができる。

一連のトランジスタ６３９に与えられる複数の静的制御信号６３５によってトランジスタをオンまたはオフ状態に切り替えて保持することにより、マルチアパーチャアレイ６２０の複数の電極ごとに走査偏向電圧差ＶＣＡｐ（ｔ）が所定の方法で小さくなる。特定のｕ番目の電極（たとえば、図１２の電極６８７．１）に与えられる出力電圧ＶＣＡｐ（ｕ，ｔ）６１３．１は、駆動電圧ＶＣＡｐ（ｔ）と同期する第１の補正電圧成分ＶＣＡｐ（ｕ，ｔ）を含むが、これは、第１の方向またはｐ方向の一次荷電粒子ビームレットの長ストロークラスター走査のための第１の走査偏向電圧差ＶＳｐ（ｔ）に比例する。

一例において、第１の方向（たとえば、ｐ方向）の走査補正は、第２の方向（たとえば、ｑ方向）の走査位置によって決まる。したがって、静的電圧変換アレイ６１１は、電力線６１０が与える第２の走査偏向電圧差ＶＣＡｑ（ｔ）によって駆動される抵抗器６３３．３を含むプログラム可能抵抗器アレイに接続されている電圧結合器６４１．１をさらに備える。一組の駆動信号６３７．１１～６３７．１４によって、駆動電圧ＶＣＡｑ（ｔ）と同期する第２の補正電圧成分ＶＣＡｑ（ｕ，ｔ）が第２の走査偏向電圧差ＶＣＡｑ（ｔ）に比例して生成され、第２の方向またはｑ方向の長ストロークラスター走査のための第２の走査偏向電圧差ＶＳｑ（ｔ）に比例および同期する第１の補正電圧成分に追加される。

一例において、第２の方向（ここでは、ｑ方向）の走査補正は、第１の方向（ここでは、ｐ方向）の走査位置によって決まる。したがって、静的電圧変換アレイ６１１は、電力線６０９が与える第１の走査偏向電圧差ＶＣＡｐ（ｔ）によって駆動される別のプログラム可能抵抗器アレイを備える。一組の駆動信号（図示せず）によって、駆動電圧ＶＣＡｐ（ｔ）と同期する第２の補正電圧成分ＶＣＡｐ（ｖ，ｔ）が第１の走査偏向電圧差ＶＳｐ（ｔ）に比例して生成されるが、これは、第２の方向またはｑ方向の走査歪みベクトル成分ｄｑ（ｐ，ｑ）の補償のため、第１の方向の走査位置に比例する。

走査偏向電圧差を所定の電圧差まで小さくして走査誘起歪みを補償するための抵抗器、トランジスタ、および静的制御信号の数Ｌは、一例としてＬ＝４により説明しているが、これより多くすることもできる。また、電圧結合器６４１を付加的な電圧差信号に接続して、たとえば個々の所定の電圧オフセットをアパーチャ６８５それぞれに与えることにより、図３に示すような静的歪みオフセットを補償することも可能である。プログラム可能抵抗器アレイは、準静的電圧変換器の一例であって、これにより、大量のデータレートを生成して、走査歪み補償器アレイ６０１の４Ｊ個の電極に与えることができる。たとえば、各ソースフォロワトランジスタについて、各ソースフォロワトランジスタの各ゲートに与えられる静的信号に比例する量へと駆動電圧差を制限するプログラム可能ソースフォロワトランジスタのアレイ等、同等の実施も可能である。

複数の静的制御信号（制御信号６３５．１１～６３５．１４および制御信号６３７．１１～６３７．１４を含む）は、走査歪み補償器アレイ６０１の少なくとも４Ｊ個の電極ごとに校正ステップにおいて決定され、走査アレイ制御ユニット６２２のメモリ６２６に格納される。メモリ６２６に格納された静的制御信号は、マルチビーム荷電粒子顕微鏡の動作時（たとえば、第１の像パッチおよび第２の像パッチの像取得の間）に修正可能である。したがって、走査アレイ制御ユニット６２２は、データ接続６３１を介して、動作制御ユニット８００に接続されている（図１３参照）。一例において、走査アレイ制御ユニット６２２は、クロック線６２４に接続されることにより、走査歪み補償器アレイ６０１の動作を一括マルチビームラスタースキャナ１１０と同期させる。像パッチの像取得時には、複数の静的制御信号６１５および６１６が一定であり、各像副視野中の走査歪みは、４Ｊ個の偏向電極に与えられる複数の４Ｊ個の電圧差により補正されるため、４Ｊ個の電圧差はそれぞれ、第１および第２の走査偏向電圧差ＶＣＡｐ（ｔ）およびＶＣＡｑ（ｔ）に比例する第１および第２の成分を含み、これらは、長ストローク一括マルチビームラスタスースキャナ１１０の偏向スキャナ電極に与えられる走査偏向電圧差ＶＳｐ（ｔ）およびＶＳｑ（ｔ）に同期する。これにより、第２の実施形態によれば、対物レンズ１０２等の付加的な光学素子との組み合わせによって一括マルチビームラスタースキャナ１１０により生じた走査歪みは、走査歪み補償器アレイ６０１により補償される。

一例において、ラスター構成の一次荷電粒子ビームレットの数Ｊは、Ｊ＝１００である。各ビームレットについて、走査誘起歪み［ｄｐ，ｄｑ］の補正には、補正電圧差を伴う少なくとも４つの電極が必要であるため、プログラム可能抵抗器アレイによって４Ｊ＝４００個の補正電圧差が生成され、複数の電極に与えられる。各電極について、電圧差は、２つの成分（第１の走査方向に対する線形依存性を有する第１の成分および第２の走査方向に対する線形依存性を有する第２の成分）の重ね合わせであり、４Ｊ＝４００個の電極に対する８Ｊ＝８００個の電圧差成分の生成には、８Ｊ＝８００個のプログラム可能抵抗器列を必要とする。たとえば、連続する４つの抵抗器および電圧差の成分それぞれの生成のための４つの制御信号によって、１０倍を超える（たとえば、最大１６倍の）残留走査歪みの低減が実現される。また、複数の３２Ｊ＝３２００個の静的制御信号を予め決定して、動作制御ユニット６２２のメモリから与えることができる。

５つ以上のプログラム可能抵抗器（たとえば、８つの抵抗器）を連続して設けることにより、さらなる低減が可能であって、１００倍を超える（たとえば、最大２５６倍の）走査誘起歪みの低減が実現され得る。これにより、走査歪みは、少なくとも１０倍、好ましくは１００倍を超えて抑えられる。

第１および第２の方向のビームレットの走査偏向のための通常の第１および第２の走査偏向電圧ＶＳｐ（ｔ）およびＶＳｑ（ｔ）を図１５に示す。一括マルチビームラスタースキャナ１１０による第１の方向（各副視野中のｐ座標であって、ｘ座標と平行）の走査偏向のため、上述の通り、線形傾斜から逸脱して偏向スキャナの非線形効果を補償する一連の高速電圧傾斜ＶＳｐ（ｔ）が生成される。ライン番号ｎの時間区間ｔｌ（ｎ）の後は、第２の方向（ここでは、ウェハレベルでのｑ方向であって、ｙ座標と平行）の偏向のための走査偏向電圧ＶＳｑ（ｔ）が番号（ｎ＋１）の次のラインのビームレットを偏向するように変化して、走査偏向電圧ＶＳｐ（ｔ）がＶＳｐ_minに戻される。時間区間ｔｌ（ｎ＋１）における次の電圧傾斜では、ラインの端部がＶＳｐ_maxに達するまで、ライン（ｎ＋１）のビームレットが走査偏向する。時間区間ｔｂは、上述のフライバック区間である。両電圧が段階的に生成および提供され、たとえば、第１の電圧傾斜ＶＳｐ（ｔ）は、一連の一定電圧を含むが、これらは、次の画素へのビームの偏向のための偏向電圧へと電圧ＶＳｐ（ｔ）が変化するまで、各画素での滞留時間ｔ_dにおいて一定である（拡大詳細部参照）。

走査用ウェハステージを備えるシステムにおいては、複数の荷電粒子ビームレットが第１の方向にのみ走査偏向する一方、第２の方向のビームレットの位置は一定であることに留意するものとする。本例においては、ＶＳｑ（ｔ）が一定である。

図１５に示す電圧差ＶＳｐ（ｔ）、ＶＳｑ（ｔ）は、一括マルチビームラスタースキャナ１１０による複数の一次荷電粒子ビームレットのラスター走査偏向のために与えられる電圧差ＶＳｐ（ｔ）およびＶＳｑ（ｔ）の代表である。また、電圧差ＶＳｐ（ｔ）、ＶＳｑ（ｔ）は、上述の走査歪み補償器アレイ６０１の電力線６０９および６１０に与えられるような駆動電圧ＶＣＡｐ（ｔ）およびＶＣＡｑ（ｔ）の代表である。ただし、最大および最小電圧差ＶＣＡｐ_min、ＶＣＡｐ_maxおよびＶＣＡｑ_min、ＶＣＡｑ_maxは、少なくとも２桁異なる。長ストローク一括マルチビームラスタースキャナ１１０の最大走査電圧差は通常、一次荷電粒子の数Ｊに応じて、ＶＳｐ_max＝約１０Ｖ以上である。走査歪みの補償のための最大駆動電圧差ＶＣＡｐ_maxは、最大走査歪みに応じて、たとえば約５ｎｍ未満（たとえば、２ｎｍまたは１．５ｎｍ）の最大走査歪みの補償を目的として決定可能である。したがって、走査歪み補償器アレイ６０１の場合、図１５に係る電圧傾斜の最大電圧ＶＣＡｐ_maxは通常、１０ｍＶ～１００ｍＶの範囲（たとえば、約５０ｍＶ）である。

通常、対称な走査システムの場合、走査電圧差の最小値は、走査電圧差の最大値と対称である。特に、走査歪みの線形部の場合、最小電圧差は、ＶＣＡｐ_min＝－ＶＣＡｐ_max、ＶＣＡｑ_min＝－ＶＣＡｑ_maxにより与えられる。マルチビーム荷電粒子顕微鏡の製造誤差または熱ドリフトは、複数の一次荷電粒子ビームレットそれぞれに対して付加的な静的歪みオフセットを誘起する可能性があり、上述のような静的歪み補償器３０６による補償が可能である。

一例において、走査歪み補償器アレイ６０１に与えられる駆動電圧ＶＣＡｐ（ｔ）およびＶＣＡｑ（ｔ）は、一括マルチビームラスタースキャナ１１０に使用されるのと同じ走査電圧生成器により、走査電圧差ＶＳｐ（ｔ）およびＶＳｑ（ｔ）と同期して生成することも可能であるし、抵抗器によって、走査電圧差ＶＳｐ（ｔ）およびＶＳｑ（ｔ）から必要な最大電圧ＶＣＡｐ_maxおよびＶＣＡｑ_maxに低減することも可能である。これにより、プログラム可能抵抗器アレイを備える走査歪み補償器アレイ６０１がもたらす走査歪み補正は、一括マルチビームラスタースキャナ１１０による走査偏向と直接結合される。

図１５は、簡素表現であり、４つのラインのみの走査電圧差ＶＳｐ（ｔ）、ＶＳｑ（ｔ）を示しているが、走査ラインの数はこれよりも多く、たとえばＭ＝５０００以上である。

また、第１の実施形態に係る一括マルチビームラスタースキャナ１１０の一組の補正電極の制御（たとえば、一組の補正電極１８５．１～１８５．４、１８７．１～１８７．４、または１９５．１～１９５．４の制御）に対しても、第１および第２の走査補正電圧差ＶＳｐ（ｔ）およびＶＳｑ（ｔ）に比例する複数の補正電圧差ＶＣｐ（ｔ）およびＶＣｑ（ｔ）を与えるための電圧変換ユニット６１１または６１２の類似の実施態様を使用可能である。これにより、偏向電極による偏向走査のための駆動電圧差ＶＳｐ（ｔ）およびＶＳｑ（ｔ）と同期して、複数の補正電圧差が補正電極に与えられる。

一例においては、走査歪み補償器アレイ６０１によって、走査誘起非点収差または焦点面の変化等の他の走査誘起収差も同様に補償される。動的な走査歪みは通常、摂動を受けたシステムおよび摂動を受けていないシステムに対して発生する動的なスポット形状収差と関連付けられる。一例においては、走査歪み補償器アレイに類似する走査非点収差補正器アレイが設けられ、上述のようなプログラム可能抵抗器アレイまたはネットワークによって、各非点収差補正器電極の補正電圧差が生成される。非点収差および焦点ずれ等の収差の補償のための対応する電極を伴って、このようなマルチアパーチャプレートが複数（たとえば、２つまたは３つ）連続して配置されている。複数の補正電圧は、駆動電圧差ＶＳｐ（ｔ）、ＶＳｑ（ｔ）によって同様に与えられる。たとえば、スティグマ補正(stigmation correction)用の２つの電圧差ＶＣＣｐ（ｔ）およびＶＣＣｑ（ｔ）が必要である。同様に、以下により詳しく説明する通り、偏心収差の走査補償器アレイ６２０の構成および動作が可能である。

図１には、走査歪み補償器アレイ６０１のいくつかの態様を示している。一例において、走査歪み補償器アレイ６０１は、一次マルチビームレット構成ユニット３０５の後（たとえば、一次マルチビームレット構成ユニット３０５と第１の視野レンズ３０７との間）、複数の一次荷電粒子ビームレットの伝搬方向に設けられている。一例において、走査歪み補償器アレイ６０１は、アクティブマルチアパーチャプレート構成３０６．１または３０６．２の付加的な要素として設けられており、これにより、たとえば図３に示す静的歪みオフセット等の静的収差が補償される。別の例において、走査歪み補償器アレイ６０１は、一次マルチビームレット構成ユニット３０５の要素である。また、上述の通り、走査歪み補償器アレイ６０１は、図３に示すような静的歪みオフセットを補償するように構成することも可能である。走査歪み補償器アレイ６０１によって、像またはラスター走査時には、長ストロークラスター走査と同期して、一括マルチビームラスタースキャナ１１０による複数の一次荷電粒子ビームレットの一括ラスター走査により導入された走査誘起歪みの反対方向に、中間像面３２１における各荷電粒子ビームレット焦点３１１の位置が変化する。

第３の実施形態において、マルチビーム荷電粒子顕微鏡は、上述のような走査偏心誤差の補償のための走査補償器アレイ等、第２のマルチビーム走査補正システムを備える。走査誘起偏心誤差を補償するための走査補償器アレイ６０２は、中間像面３２１の近傍に配置されている。走査偏心誤差を補償するための走査補償器アレイ６０２は、走査歪み補償器アレイ６０１と同様に構成されており、走査誘起偏心誤差を補償するための複数の制御信号が与えられる。走査偏心誤差を補償するための走査補償器アレイ６０２は、静的偏心誤差の補償のための静的補償器３９０に追加して配置することも可能であるし、偏心誤差の静的オフセットの補償のための複数のオフセット電圧を追加で与えるように構成することも可能である。走査偏心誤差を補償するための走査補償器アレイ６０２によって、像走査時に複数の一次荷電粒子ビームレットがそれぞれ、逸脱が３ｍｒａｄ未満あるいはそれ以下の角度９０°でウェハ表面２５に衝突するように、中間像面３１１の近傍の各ビームレットの個々の伝搬角を調整することにより走査誘起偏心誤差が補償される。

第４の実施形態によれば、走査歪みが抑えられたマルチビーム荷電粒子顕微鏡と、走査歪みが抑えられたマルチビーム荷電粒子顕微鏡を動作させる方法と、が提供される。偏向スキャナの最適化および調整、ならびに、たとえば走査歪み補償器アレイ６０１の複数の制御信号の導出のため、図６ａに示すような各像副視野の走査歪み［ｄｐ、ｄｑ］は、像副視野座標（ｐ，ｑ）のべき級数で展開される。

複素表記は、以下に従う。
γ＝ｐ＋ｉｑ
ｄγ＝ｄｐ＋ｉｄｑ

走査歪みのａ＋ｂ＝１での最低次または線形部は、以下により記述される。
また、混合角μ、直交性からの逸脱ω、および回転角ρを用いて、以下のように書くことができる。
したがって、４つの線形走査歪みを記述する１つの方法は、４つの線形歪収差のスケールＭ、直角性ＳＱ、直交性ＯＲ、および回転ＲＯＴにより以下のように与えられる。
ＳＱ＝１－ｃｏｔ（μ）
ＲＯＴ＝ρ

より高次の歪みは、たとえば糸巻き歪み(pincushion distortion)のような３次歪みである。通常、副視野ごとの線形歪み収差は、走査誘起歪み全体の８０％より大きく寄与する。第２の実施形態に係る走査歪み補償器アレイ６０１によれば、各像副視野における走査位置（ｐ，ｑ）に比例する走査電圧差ＶＳｐ（ｔ）およびＶＳｑ（ｔ）に比例して偏向電極に与えられる複数の電圧差により、線形走査歪みを補償可能である。走査歪みの線形部は、ラスター座標（ｎ，ｍ）を有する像副視野ごとに、４つの正規化線形歪み収差ベクトルＭ、ＳＱ、ＯＲ、およびＲＯＴによって記述される。これにより、走査歪み（ｄｐ，ｄｑ）の線形部が補償される。

一例において、線形部Ｍ、ＳＱ、ＯＲ、およびＲＯＴは、４つの正規化ベクトルＳＤＶ（ｉ）によって記述され、ＳＤＶ（１）がＭを、ＳＤＶ（２）がＳＱを、ＳＤＶ（３）がＯＲを、ＳＤＶ（４）がＲＯＴを表す。また、走査歪みの線形部は、正規化走査歪みベクトルの複数の振幅Ａ（ｉ；ｎ，ｍ）によって以下のように記述される。
［ｄｐ，ｄｑ］（ｐ，ｑ；ｎ，ｍ）＝Ｅ・Σ_iＡ（ｉ；ｎ，ｍ）・ＳＤＶ（ｉ；ｐ，ｑ）

一例において、正規化は、各線形歪みベクトルＳＤＶ（ｉ）の最大値を１ｎｍに設定し、添え字（ｎ，ｍ）のすべての副視野に対して、振幅の最大合計をｍａｘ｛Σ_iＡ（ｉ；ｎ，ｍ）｝＝１に設定することにより実現される。そして、スケーリング係数Ｅは、走査誘起歪み［ｄｐ，ｄｑ］（ｐ，ｑ；ｎ，ｍ）の最大強度を表す乗算係数である。

図１６は、走査歪みが抑えられたマルチビーム荷電粒子顕微鏡を動作させる方法を示している。走査歪みが抑えられたマルチビーム荷電粒子顕微鏡１を動作させる方法の第１のステップＳ１においては、残留走査歪みの線形部が決定される。この決定は、たとえば校正サンプルにおける走査歪みの校正測定により実現される。校正サンプルは、被校正位置に複数の被校正構造を含むとともに、ウェハステージ上に提供可能である。一例において、校正は、複数の荷電粒子ビームレットのラスター構成に類似するラスター構成の複数の繰り返しパターンを含み、第１および第２の測定間の少なくとも１つの像副視野に対応する長さの校正パターンの相対変位によって、走査歪み校正測定が繰り返される。第１および第２の測定の差を導出して、走査歪みに対応する像副視野間の相対的な差を決定することができる。そして、測定された走査歪みが解析され、各副視野（ｎｍ）の走査歪み誤差ベクトル［ｄｐ，ｄｑ］の分解によって、像副視野（ｎ，ｍ）ごとの線形部Ｍ（ｎｍ）、ＳＱ（ｎｍ）、ＯＲ（ｎｍ）、およびＲＯＴ（ｎｍ）が演算される。最大走査歪みベクトルが決定され、スケーリング係数Ｅが決定され、複数の振幅Ａ（ｉ；ｎ，ｍ）が決定される。

ステップＳ２においては、走査歪み補償器アレイ６０１に必要な補正電圧差ＶＣＡｐ_max、ＶＣＡｑ_maxの最大値がスケーリング係数Ｅから決定され、第１および第２の低減係数Ｆ１およびＦ２が決定される。低減係数Ｆ１およびＦ２は、一括マルチビームラスタースキャナ１１０に与えられる走査電圧差ＶＳｐ（ｔ）、ＶＳｑ（ｔ）から、複数の一次荷電粒子ビームレットの走査補正のための補正電圧差ＶＣＡｐ（ｔ）、ＶＣＡｑ（ｔ）を実現するように決定される。

ステップＳ３においては、像副視野座標（ｎ，ｍ）に対する線形歪みベクトルＳＤＶ（ｉ）の複数の振幅Ａ（ｉ；ｎ，ｍ）の依存性に応じて、プログラム可能抵抗器アレイ６１１および６１２の制御のための複数の制御信号６３５および６３７が導出される（参照番号については図１２～図１４参照）。各ビームレットまたは各像副視野座標（ｎ，ｍ）それぞれについて、走査歪み補償器アレイ６０１の複数のアパーチャ６８５それぞれの偏向電極６８７、６８８ごとに、複数の振幅Ａ（ｉ；ｎ，ｍ）から、プログラム可能抵抗器アレイ６１１および６１２の制御のための複数（少なくとも８つ）の制御信号６３５および６３７が導出され、動作制御ユニット６２２のメモリに格納される。制御信号は、像副視野座標（ｎ，ｍ）の走査誘起歪みに必要な補償から導出される。振幅Ａ（ｉ；ｎ，ｍ）を任意の単位で最大歪み１にスケーリングすると、線形ベクトル成分は行列要素に対応し、プログラム可能抵抗器アレイの対応する制御パラメータは、行列乗算および連続する抵抗器の数に応じたビット長の２進数への変換により演算可能である。

ステップＳ４においては、像走査時に、複数の制御信号６３５および６３７がプログラム可能抵抗器アレイ６１１および６１２に与えられる。走査電圧差ＶＳｐ（ｔ）およびＶＳｑ（ｔ）が低減係数Ｆ１およびＦ２により小さくなり、小さくなった補正電圧差ＶＣＡｐ（ｔ）、ＶＣＡｑ（ｔ）がプログラム可能抵抗器アレイ６１１の電力線６０９および６１０に与えられる。これにより、像走査時には、複数の一次荷電粒子ビームレットが一括ラスタースキャナ１１０によって走査偏向し、残留走査歪みの線形部が走査歪み補償器アレイ６０１により補償される。

これにより、残留走査歪みが少なくとも８０％だけ（たとえば、１０倍）抑えられ、たとえば０．３ｎｍ未満あるいは０．２ｎｍ未満の残留走査誘起歪みが実現される。

図１７は、六角形ラスター構成のＪ＝６１個のビームレットを伴うマルチビーム荷電粒子顕微鏡の例において、複数の一次荷電粒子ビームレットに対する線形走査歪みベクトルの通常の視野依存性を示している。像１７ａ、像１７ｃ、像１７ｅ、および像１７ｇの全体を通して、正数を円で示し、負数を正方形で示し、線形歪みベクトルの最大値または最小値を円または正方形の面積で表している。図１７ｂは、像副視野中心座標（ｘ_nm，ｙ_nm）を有する像パッチを構成するＪ＝６１個のビームレットそれぞれについて、正規化線形スケールＳＤＶ（１）≒Ｍを示し、図１７ａは、線形スケールＳＤＶ（１）の依存性を示している。図１７ｄは、図１７ｃの像パッチ座標（ｘ_nm，ｙ_nm）の全体に分布する正規化直角性ＳＤＶ（２）≒ＳＱを示している。図１７ｆは、図１７ｅに示す像パッチ依存性を有する像副視野の像副視野座標（ｐ，ｑ）における通常の正規化直交性ＳＤＶ（３）≒ＯＲを示している。図１７ｇは、図１７ｈに示す正規化回転を伴うＪ＝６１個のビームレットそれぞれについて、像パッチ座標（ｘ_nm，ｙ_nm）の正規化回転ＲＯＴ＝ＳＤＶ（４）を示している。

一例において、線形歪みベクトルＳＤＶ（ｉ）の視野依存性は、振幅Ａ（ｉ；ｎ，ｍ）の多項式展開によって、以下により記述される。
多項式Ｇ（ｊ；ｘ，ｙ）は、像副視野中心位置に対する線形走査歪みベクトルＳＤＶの依存性を表す。これにより、走査歪みは、２つの多項式ＧおよびＳＤＶの積により記述され、振幅は行列
により記述される。

通常、歪み振幅の視野依存性の支配的な部分は、少数の多項式Ｇ（たとえば、多項式展開Ｇの放物線項）により与えられる。本例において、残留走査歪みは、たとえば３×４行列
により記述される。少なくとも８Ｊ個（Ｊは一次荷電粒子の数）のプログラム可能抵抗器列を備えるプログラム可能抵抗器アレイを有する代わりに、Ｇ（ｊ；ｘ，ｙ）の放物線項それぞれを第１の固定抵抗器アレイにおいて実施し、走査歪みベクトルＳＤＶ（ｉ）それぞれを第２の固定抵抗器アレイにおいて実施することができる。連続する第１および第２の固定抵抗器アレイによって走査歪み補償器アレイ６０１の複数の電極に与えられる電圧差は、行列
の３×４個の振幅を有するプログラム可能抵抗器アレイにより制御される。

図１４に記載のような混合要素６４１では、像副視野中のｐ座標の第１の方向の走査のための走査電圧差ＶＳｐ（ｔ）に比例する第１の成分と、像副視野中のｑ座標の第２の方向の走査のための走査電圧差ＶＳｑ（ｔ）に比例する第２の成分と、を含む補正電圧が与えられる。これにより、走査誘起収差の線形部が補償される。電力線６０９および６１０で与えられる駆動電圧差ＶＣＡｐ（ｔ）およびＶＣＡｑ（ｔ）は、補正素子の駆動に必要な最大駆動電圧差に応じて、走査電圧差ＶＳｐ（ｔ）およびＶＳｑ（ｔ）から低減可能である。これにより、像副視野座標（ｐ，ｑ）に対する線形像副視野依存性の線形成分が補償される。各像副視野の補正または補償の振幅は、たとえば補償器または補正電極ごとに一連の抵抗器を備える静的プログラム可能抵抗器アレイ６１１により与えられる。像副視野座標（ｐ，ｑ）に対する走査誘起収差の高次依存性を有する高次部分は、他の電圧差成分（たとえば、像副視野座標（ｐ，ｑ）に対する二次依存性を有する第３の成分（たとえば、ｐおよびｑの積））を追加することにより補償可能である。一例において、静的電圧変換アレイは、第１および第２の駆動電圧差ＶＣＡｐ（ｔ）およびＶＣＡｑ（ｔ）の積に比例する第３の駆動電圧差ＶＣＡｐｑ（ｔ）を生成する非線形電圧低減ユニットまたは非線形電圧増幅器をさらに備える。例示的な非線形電圧低減ユニットは、第１の駆動電圧差ＶＣＡｐ（ｔ）をゲートに、第２の駆動電圧差ＶＣＡｑ（ｔ）をドレインに有し、容量が既知の偏向電極に接続されているソースフォロワトランジスタを備える。非線形電圧変換ユニットの他の例では、ツェナーダイオードの非線形応答を利用する。

同様の設定により、像副視野ごとの少なくとも一連の抵抗器によって、像パッチ座標（ｘ_ij，ｙ_ij）に対する依存性を補償可能である。これにより、像パッチ座標（ｘ_ij，ｙ_ij）に対する最大像副視野歪みの二次依存性または高次依存性が補償される。

マルチビーム荷電粒子顕微鏡の使用時には、同様の方法によって、走査偏心誤差を補償するための走査補償器アレイ６０２が動作する。走査誘起偏心誤差が線形成分において同様に展開され、これに応じて、走査誘起偏心誤差を補償するための制御信号が導出される。

マルチビーム荷電粒子顕微鏡１の使用時には、同様の方法によって、非点収差または焦点ずれ等の走査収差を補償するための走査補償器アレイが動作する。走査誘起収差が線形成分において同様に展開され、これに応じて、走査誘起収差を補償するためのマルチビーム非点収差補正器アレイまたはマルチビームレンズアレイ用の制御信号が導出される。

同様の方法により、第１の実施形態に係る一括マルチビームラスタースキャナ１１０の複数の補正電極に対して校正された補正電圧差ＶＣｐ（ｔ）およびＶＣｑ（ｔ）が導出され、一括マルチビームラスタースキャナ１１０の複数の補正電極に与えられ得る。これにより、残留走査歪みが少なくとも１０％（たとえば、２０％）だけ抑えられ、たとえば１．５ｎｍ未満の残留走査誘起歪みが実現され得る。

同様の方法において、第１の実施形態に係る一括マルチビームラスタースキャナ１１０の複数の補正電極に対して校正された補正電圧差ＶＣｐ（ｔ）およびＶＣｑ（ｔ）と、第２の実施形態に係る走査歪み補償器アレイ６０１に対する偏向電圧差ＶＣＡｐ（ｔ）およびＶＣＡｑ（ｔ）と、がいずれも導出され、走査歪みを補正または補償するための手段に与えられる。残留走査歪みは、少なくとも９０％（たとえば、９５％）だけ抑えられ、たとえば０．２ｎｍ未満、好ましくは０．１ｎｍ未満の残留走査誘起歪みが実現され得る。

第５の実施形態によれば、走査歪みを抑えるように改良されたマルチビーム荷電粒子顕微鏡と、走査歪みが抑えられたマルチビーム荷電粒子顕微鏡を動作させる改良方法と、が提供される。改良されたマルチビーム荷電粒子顕微鏡は、第１の実施形態に係る一括マルチビームラスタースキャナ１１０を備え、所定の不均質走査偏向静電界によって、走査歪みが抑えられる。改良されたマルチビーム荷電粒子顕微鏡１は、第１の実施形態に係る一括マルチビームラスタースキャナ１１０において、複数の一次荷電粒子ビームレットの位置を調整するための少なくとも第１の静的一括マルチビーム偏向系７０１をさらに備える。これにより、複数の一次荷電粒子ビームレットのラスター構成に対する一括マルチビームラスタースキャナ１１０の位置ずれによる残留走査誘起歪みが抑えられる。図１８は、一例における改良されたマルチビーム荷電粒子顕微鏡１を示している。ここでは、図１と同じ参照番号を使用している。図１に記載の要素のほか、第５の実施形態に係る改良されたマルチビーム荷電粒子顕微鏡は、複数の一次荷電粒子ビームレット３を横方向（ｘ／ｙ方向）に偏向させることにより、一括マルチビームラスタースキャナ１１０に対するビームクロスオーバ１０８の横方向位置を調整するための第１の静的一括偏向系７０１を備える。これにより、一括マルチビームラスタースキャナ１１０を透過する複数の一次荷電粒子ビームレットに対する一括マルチビームラスタースキャナ１１０の横方向位置ずれによる走査歪みがさらに抑えられる。

一例において、第５の実施形態に係る改良されたマルチビーム荷電粒子顕微鏡１は、複数の一次荷電粒子ビームレットを横方向（ｘ／ｙ方向）に偏向させることにより、光軸に対する複数の一次荷電粒子ビームレットの平均伝搬角を調整するための第２の静的一括偏向系７０３をさらに備える。これにより、一括マルチビームラスタースキャナ１１０を透過する複数の一次荷電粒子ビームレットに対する一括マルチビームラスタースキャナ１１０の横方向位置ずれによる走査歪みがさらに抑えられる。第１の静的偏向系７０１および第２の静的偏向系７０３は、静的調整制御ユニット８７０に接続されており、これは、一括マルチビームラスタースキャナ１１０の交差ボリューム１８９を通る複数の一次荷電粒子ビームレット３の位置および平均伝搬方向を調整するための複数の静的電圧差を与える。

走査歪みは、上述の交差ボリュームにおいてビームレットが走査偏向静電界を伝搬する位置および伝搬角の影響を受けやすい。特に、本発明の第１の実施形態に係る最適化された一括マルチビームラスタースキャナ１１０により、残留走査誘起歪みは、複数の一次荷電粒子ビームレット３のビームクロスオーバ１０８の横方向位置に対する一括マルチビームラスタースキャナ１１０の位置ずれの影響を受けやすい。そこで、第１の静的偏向系７０１および第２の静的偏向系７０３によって、複数の一次荷電粒子ビームレットの横方向位置および伝搬角が調整される。

第５の実施形態に係る改良されたマルチビーム荷電粒子顕微鏡を動作させる方法において、残留走査誘起歪みは、第４の実施形態に係るステップ１に記載の通り測定される。そして、残留走査歪みが解析され、位置ずれによる走査歪み成分が決定される。調整ユニット８７０によって静的電圧が決定され、第１の静的偏向系７０１および第２の静的偏向系７０３に与えられ、残留走査歪みが再度測定される。そして、残留走査歪みが解析され、残留位置ずれによる残留走査歪み成分が再度決定される。このプロセスは、残留位置ずれによる残留走査歪み成分が所定の閾値を下回るまで繰り返される。この調整方法は、マルチビーム荷電粒子顕微鏡の動作中に繰り返すことができ、たとえば、マルチビーム荷電粒子顕微鏡のドリフトによる走査誘起収差が補償され得る。

位置ずれによる走査歪みの通常の視野依存性を図１９に示す。一般的に、位置ずれによる走査歪みは、完全に位置合わせされたマルチビーム荷電粒子顕微鏡の残留走査歪みとは異なる視野依存性を有する。一例においては、走査歪みのさまざまな視野依存性に関して、理想的な位置に対する要素の変位の感度を決定可能であり、走査歪みの測定および走査歪みの視野依存性の決定によって、完全に位置合わせされたマルチビーム荷電粒子顕微鏡を実現するのに必要な調整を導出可能である。

第６の実施形態においては、横方向の変位または傾斜が可能な一括マルチビームラスタースキャナ１１０を備える改良されたマルチビーム荷電粒子顕微鏡が提供される。一例において、横方向の変位または傾斜は、付加的な補正電極により、交差ボリューム１８９に対して偏向静電界を横方向に変位もしくは傾斜させること、または、本発明の第１の実施形態の偏向電極および補正電極に複数の所定の電圧オフセットを与えることによって実現される。代替的な一例において、一括マルチビームラスタースキャナ１１０は、交差ボリューム１８９に対する偏向静電界の変位のため、ガイド要素またはステージを含む機械的手段と、偏向電極および任意選択としての補正電極の横方向位置または傾斜角の調整のための少なくとも１つのアクチュエータと、を備える。

付加的な手段によって、交差ボリューム１８９に対する不均質偏向電界の横方向変位および傾斜がもたらされるため、複数の一次荷電粒子ビームレットの横方向位置および平均伝搬角に対する不均質偏向電界の調整が実現される。たとえば、一括偏向スキャナ１１０における交差ボリューム１８９中の四極または多極電界の生成による方法が提供される。四極または多極電界は、偏向電極に対する所定の電圧差（たとえば、第１の方向の偏向走査のための第１の偏向電極に与えられる第１の同一電圧差および第２の方向の偏向走査のための第２の偏向電極に与えられる第２の同一電圧差）の印加により生成され得る。たとえば、第２の電圧差は、－１を乗じた第１の電圧差により与えられる。位置合わせまたは調整時には、四極または多極電界を生成するための第１および第２の電圧差が変更され、荷電粒子顕微鏡１の光軸１０５に沿って進む中心の一次ビームレットがモニタリングされる。その後、第１および第２の電圧差の変更による四極または多極電界の変化中、中心の一次ビームレットの焦点位置が変化しない間は、四極または多極電界の横方向位置または傾斜角が変更される。四極または多極電界が光軸を中心とする場合は、四極または多極電界の強度が変化する場合にも、中心の一次ビームレットはウェハ上で移動しない。これにより残留走査歪みが最小限に抑えられる。

第７の実施形態においては、第５および第６の実施形態の組み合わせを含む改良されたマルチビーム荷電粒子顕微鏡が提供されるため、偏向スキャナの内側の不均質偏向静電界は、たとえば複数の電極に与えられる所定のオフセット電圧により、交差ボリュームに対して横方向に変位することで、たとえばマルチビーム荷電粒子顕微鏡の対物レンズに対して調整される。これにより、ラスタースキャナ１１０およびたとえば、対物レンズ１０２等の位置ずれによる走査収差が補償される。その後、第１および第２の静的偏向器により、不均質偏向静電界分布の調整位置に対して、複数の一次荷電粒子ビームレットが横方向に調整される。

本発明の実施形態によれば、改良されたマルチビーム荷電粒子顕微鏡システム１と、マルチビーム荷電粒子顕微鏡システム１を動作させて、高精度かつ高スループットのウェハ検査タスクを実行する方法と、が提供される。ウェハ検査用の改良されたマルチビーム荷電粒子顕微鏡システム１は、走査歪み、走査偏心収差、または走査誘起非点収差等の走査誘起収差を補償または補正する手段を有する。第８の実施形態においては、上述の実施形態の手段が組み合わされ、走査誘起収差の最大低減が実現される。第８の実施形態に係るウェハ検査用のマルチビーム荷電粒子顕微鏡１を図２０に示す。第８の実施形態の例においては、上記実施形態それぞれの改良されたマルチビーム荷電粒子顕微鏡システム１および動作方法の別途詳細を説明する。上記図面と同じ参照番号を使用するため、上記図面を同様に参照するものとする。

ウェハ検査用のマルチビーム荷電粒子顕微鏡１は、複数の一次荷電粒子ビームレット３を生成するための荷電粒子マルチビームレット生成器３００を備える。マルチビーム荷電粒子顕微鏡１は、物体面１０１に配置されているウェハ表面２５から放出される複数の二次電子ビームレット９の生成のため、ウェハ表面２５の全体にわたって、複数の一次荷電粒子ビームレット３それぞれを各像副視野において走査するための第１の一括マルチビームラスタースキャナ１１０を備える物体照射ユニット１００をさらに備える。複数の二次電子ビームレット９は、当該複数の二次電子ビームレット９を像センサ２０７上に結像するとともに、使用時、ウェハ表面２５の第１の像パッチ１７のデジタル像を取得するための検出ユニット２００および第２の一括マルチビームラスタースキャナ２２２によって結像される。マルチビーム荷電粒子顕微鏡１は、第１の像パッチ１７のデジタル像の取得時に、物体面１０１においてウェハ表面２５を位置決めおよび保持するためのサンプルステージ５００をさらに備える。

マルチビーム荷電粒子顕微鏡１は、制御ユニット８００を備える。制御ユニット８００は、像データ取得ユニット８１０をさらに備える。使用時、電子感受性像センサ２０７は、複数の二次電子強度値の像センサデータの大きな像データストリームを受信し、像データを制御ユニット８００の像データ取得ユニット８１０に供給する。像データ取得ユニット８１０は、像センサ２０７のセンサ信号を像ステッチングユニット８１２に与えるように構成されている。本発明の実施形態に係る走査誘起収差の抑制（たとえば、走査誘起歪みの抑制）によって、デジタル像処理を伴わない高速の像ステッチングが可能となり、各像副視野からのデジタルデータの一体的なステッチングによって、高速かつ低演算負荷で像パッチのデジタル像を構成する。これにより、ウェハ検査タスクのスループットが向上する。デジタル像処理を伴わない高速像ステッチングに対して設定された像ステッチングユニット８１２によれば、最終デジタル像が出力ユニット８１４に直接提供され、たとえば半導体フィーチャの欠陥または寸法の解析がなされる。

複数の一次荷電粒子ビームレット３は、使用時、本発明の第１の実施形態に係る第１の一括マルチビームラスタースキャナ１１０の交差ボリューム１８９を伝搬する。第１の一括マルチビームラスタースキャナ１１０の第１の走査電極は、使用時、複数の一次荷電粒子ビームレット３の長ストローク走査偏向のため、第１の走査偏向電界分布を交差ボリューム１８９に生成する。第１の一括マルチビームラスタースキャナ１１０の第２の走査電極は、使用時、第１の方向と垂直な第２の方向もしくはｑ方向の複数の一次荷電粒子ビームレット３の長ストローク走査偏向のため、第２の走査偏向電界分布を交差ボリュームに生成する。制御ユニット８００は、第１の方向もしくはｐ方向ならびに第２の方向もしくはｑ方向の複数の一次荷電粒子ビームレット３の走査偏向のための走査偏向電圧差ＶＳｐ（ｔ）およびＶＳｑ（ｔ）を生成するように構成されている走査偏向制御モジュール８６０を備える。走査偏向電圧差ＶＳｐ（ｔ）およびＶＳｑ（ｔ）の一例を図１５に示す。

制御ユニット８００は、遅延ラインアレイ８６２を備える。走査偏向制御モジュール８６０は、走査偏向電圧差ＶＳｐ（ｔ）およびＶＳｑ（ｔ）を時間遅延させた複数のコピーを生成するように構成されている遅延ラインアレイ８６２に対して、走査偏向電圧差ＶＳｐ（ｔ）およびＶＳｑ（ｔ）を与えるように構成されている。たとえば、第１の方向の複数の一次荷電粒子ビームレット３の走査偏向のため、第１の時間遅延ｔ１を有する走査偏向電圧差ＶＳｐ（ｔ）の第１のコピーが第１の一括マルチビームラスタースキャナ（１１０）に与えられる。

第１の一括マルチビームラスタースキャナ１１０は、たとえば図８および図１０に示すような補正電極１８５、１８７、１９３、または１９５として、第１の実施形態に係る複数の補正電極を含む補正素子１１２をさらに備える。補正素子１１２は、複数の一次荷電粒子ビームレット３の走査偏向時の走査誘起歪みを抑えるため、偏向静電界分布の可変不均質性を交差ボリュームに生じさせるように構成されている。第１の一括マルチビームラスタースキャナ１１０は、遅延ラインアレイ８６２のある遅延ラインを介して走査偏向制御モジュール８６０に接続されている静的電圧変換アレイを備える走査補正制御モジュール１２０をさらに備える。走査補正制御モジュール１２０は、第２の実施形態の走査アレイ制御ユニット６２２と同様に構成されている。上述の通り、補正素子１１２等の他の走査補正素子に対しても同様に、図１３および図１４の走査アレイ制御ユニット６２２の要素および特徴を適用可能である。

遅延ラインアレイ８６２は、第２の時間遅延ｔ２を有する走査偏向電圧差ＶＳｐ（ｔ）およびＶＳｑ（ｔ）の第２のコピーを走査補正制御モジュール１２０に与えるように構成されている。走査補正制御モジュール１２０は、走査偏向電圧差ＶＳｐ（ｔ）およびＶＳｑ（ｔ）の第２のコピーを、静電界分布の所定の不均質性を生じさせるのに必要な第１の補正電圧差ＶＣ１ｐ（ｔ）およびＶＣ１ｑ（ｔ）へと小さくする静的電圧低減ユニットをさらに備える。第１の補正電圧差ＶＣ１ｐ（ｔ）は、たとえば第１の方向またはｐ方向の走査偏向のための走査偏向電圧差ＶＳｐ（ｔ）より少なくとも１桁小さい。第１の補正電圧差ＶＣ１ｐ（ｔ）およびＶＣ１ｑ（ｔ）から、走査補正制御モジュール１２０の静的電圧変換アレイによって、複数の補正電圧差が生成される。一例において、静的電圧変換アレイは、図１３および図１４に示すようなプログラム可能抵抗器アレイである。複数の補正電圧差は、補正素子１１２の複数の補正電極に与えられる。走査補正制御モジュール１２０のプログラム可能抵抗器アレイは、走査補正制御モジュール１２０のメモリに格納されている複数の第１の静的制御信号により制御される。校正ステップにおいては、一次ビーム経路制御モジュール８３０によって、複数の第１の静的制御信号を変更可能である。

遅延ラインアレイ８６２は、複数の二次電子ビームレット９の走査のため、第３の時間遅延ｔ３を有する走査偏向電圧差ＶＳｐ（ｔ）およびＶＳｑ（ｔ）の第３のコピーを第２の一括マルチビームラスタースキャナ２２２に与えるようにさらに構成されている。これにより、二次電子ビームレット９のビームスポットは、像検出器２０７において一定に保たれる。

マルチビーム荷電粒子顕微鏡１は、本発明の第２の実施形態に係る第１の走査アレイ制御ユニット６２２．１を備える走査歪み補償器アレイ６０１を具備する。第１の走査アレイ制御ユニット６２２．１は、遅延ラインアレイ８６２を介して走査偏向制御モジュール８６０に接続されている。遅延ラインアレイ８６２は、第４の時間遅延ｔ４を有する走査偏向電圧差ＶＳｐ（ｔ）およびＶＳｑ（ｔ）の第４のコピーを第１の走査アレイ制御ユニット６２２．１に与えるように構成されている。第１の走査アレイ制御ユニット６２２．１は、走査偏向電圧差ＶＳｐ（ｔ）およびＶＳｑ（ｔ）の第４のコピーを、走査歪み補償器アレイ６０１によるビームレットの所定の最大偏向の生成に必要な第２の補正電圧差ＶＣ２ｐ（ｔ）およびＶＣ２ｑ（ｔ）へと小さくする静的電圧低減ユニットを備える。第２の補正電圧差ＶＣ２ｐ（ｔ）は、たとえば第１の方向またはｐ方向の走査偏向のための走査偏向電圧差ＶＳｐ（ｔ）より少なくとも２桁小さい。上記説明においては、ＶＣ２ｐ（ｔ）の記号としてＶＣＡｐ（ｔ）を使用している。

マルチビーム荷電粒子顕微鏡１は、本発明の第３の実施形態に係る、走査誘起偏心誤差を補償するための走査補償器アレイ６０２を具備する。走査補償器アレイ６０２は、第２の走査アレイ制御ユニット６２２．２を備える。第２の走査アレイ制御ユニット６２２．２は、遅延ラインアレイ８６２を介して走査偏向制御モジュール８６０に接続されている。遅延ラインアレイ８６２は、第５の時間遅延ｔ５を有する走査偏向電圧差ＶＳｐ（ｔ）およびＶＳｑ（ｔ）の第５のコピーを第２の走査アレイ制御ユニット６２２．２に与えるように構成されている。第２の走査アレイ制御ユニット６２２．２は、走査偏向電圧差ＶＳｐ（ｔ）およびＶＳｑ（ｔ）の第５のコピーを、走査誘起偏心誤差の補償のための走査補償器アレイ６０２によるビームレットの伝搬角の所定の最大補正の生成に必要な第３の補正電圧差ＶＣ３ｐ（ｔ）およびＶＣ３ｑ（ｔ）へと小さくする静的電圧低減ユニットを備える。第３の補正電圧差ＶＣ３ｐ（ｔ）は、たとえば第１の方向またはｐ方向の走査偏向のための走査偏向電圧差ＶＳｐ（ｔ）より少なくとも２桁小さい。

複数の所定の時間遅延を有する走査偏向電圧差ＶＳｐ（ｔ）およびＶＳｑ（ｔ）の複数のコピーを与えることにより、たとえば走査歪み補償器アレイ６０１および偏心収差の走査補償器アレイ６０２による走査誘起歪みの補償が複数の荷電粒子ビームレット３の走査偏向と同期する。第１～第５の時間遅延ｔ１・・・ｔ５は、たとえばマルチビーム荷電粒子顕微鏡１の設計時に決定され、設定または校正ステップにおいて調整され、遅延ラインアレイ８６２に格納される。

第８の実施形態のマルチビーム荷電粒子顕微鏡１は、本発明の第５の実施形態に係る、一次ビーム経路制御モジュール８３０に接続されている第１の静的偏向器７０１をさらに具備する。図１８に示す静的調整制御ユニット８７０としては、一次ビーム経路制御モジュール８３０の一部が可能である。校正ステップにおいては、第１の一括マルチビームラスタースキャナ１１０における複数の一次荷電粒子ビームレットの横方向位置が決定される。使用時、マルチビーム荷電粒子顕微鏡１は、第１の静的偏向器７０１によって、第１の一括マルチビームラスタースキャナ１１０の交差ボリューム１８９における複数の一次荷電粒子ビームレットの横方向位置を調整するように構成されている。マルチビーム荷電粒子顕微鏡１は、一次ビーム経路制御モジュール８３０に接続されている第２の静的偏向器７０３を具備する。校正ステップにおいては、第１の一括マルチビームラスタースキャナ１１０の交差ボリュームにおける複数の一次荷電粒子ビームレットの平均入射角が決定される。使用時、マルチビーム荷電粒子顕微鏡１は、第２の静的偏向器７０３によって、第１の一括マルチビームラスタースキャナ１１０の交差ボリューム１８９における複数の一次荷電粒子ビームレット３の平均入射角を調整するように構成されている。

走査補正制御モジュール１２０ならびに第１および第２の走査アレイ制御ユニット６２２．１および６２２．２はさらに、一次ビーム経路制御モジュール８３０に接続されており、校正結果または他の手段によって、本発明の第４の実施形態に記載の通り、静的電圧変換ユニットに対して調整された静的制御信号が与えられる。一次ビーム経路制御モジュール８３０は制御動作プロセッサ８４０に接続されているが、これは、たとえば第４の実施形態に係る校正測定によって、走査誘起歪みの測定ステップを含む校正ステップから実際の一組の静的制御信号を導出する。

一例において、像ステッチングユニット８１２は、制御動作プロセッサ８４０に接続されており、ステッチング品質パラメータを導出して制御動作プロセッサ８４０に与えるように構成されている。ステッチング品質パラメータが所定の閾値を下回る場合、制御動作プロセッサ８４０は、走査誘起歪みの補償のための実際の一組の制御信号の生成のため、マルチビーム荷電粒子顕微鏡１の校正を開始するように構成されている。ステッチング品質パラメータの一例は、図２に示すように、２つの隣り合う像副視野の重畳エリア３９における像コントラストである。たとえば０．３ｎｍ未満、好ましくは０．１ｎｍ未満に抑えられている走査誘起収差では、デジタル像処理を伴わない像ステッチングが可能であり、重畳エリア３９における２つの像副視野からのデジタル像データの重ね合わせによる像ステッチングによって、像コントラストが高くなる。重畳エリア３９における像コントラストは、たとえばマルチビーム荷電粒子顕微鏡１のドリフトまたは位置ずれによる残留走査誘起歪みによって低下する。重畳エリア３９における像コントラストは、ステッチング品質パラメータの一例であり、走査誘起収差の補償または補正の品質のインジケータ、ひいては、たとえばマルチビーム荷電粒子顕微鏡１のドリフトまたは位置ずれのインジケータとして使用可能である。校正ステップにおいては、像副視野ごとに走査誘起収差が決定される。たとえば、制御動作プロセッサ８４０は、たとえば第４の実施形態に記載のような展開によって、走査誘起歪み［ｄｐ，ｄｑ］（ｐ，ｑ；ｘ_ij，ｙ_ij）を解析するように構成されており、また、一括マルチビームラスタースキャナ１１０の補正素子１１２、走査歪み補償器アレイ６０１、偏心収差の走査補償器アレイ６０２、第１の静的マルチビーム偏向系７０１、および第２の静的マルチビーム偏向系７０３に対する複数の実際の静的制御信号を導出するように構成されている。制御動作プロセッサ８４０は、複数の実際の静的制御信号を一次ビーム経路制御モジュール８３０に与えるように構成されており、これは、複数の実際の静的制御信号をマルチビーム荷電粒子顕微鏡１の個々の補償器または補正素子１１２、６０１、６０２、７０１、または７０２に与えるように構成されている。

上述の実施形態は、走査時の走査誘起収差の補償のため、一次ビーム経路１３または複数の一次荷電粒子３に適用されるのが好ましい。ただし、一実施形態を二次ビーム経路１１に適用することにより、たとえば走査誘起コントラスト変動を補正することも可能である。ここで図１を参照する。複数の二次電子ビームレットは、第１の一括マルチビームラスタースキャナ１１０および第２の一括マルチビームラスタースキャナ２２２の組み合わせによって偏向走査され、像コントラストは、たとえばアパーチャフィルタ２１４により制御される。二次電子ビームレット１１の走査誘起偏心収差等、二次ビーム経路１１における走査誘起収差は、走査誘起コントラスト変動の原因となるが、これは、第２または第３の実施形態と同様に、たとえば要素２２０の位置で二次ビーム経路１１に配置されているマルチビーム走査補正システムにより補償可能である。

マルチビーム荷電粒子顕微鏡およびマルチビーム荷電粒子顕微鏡を動作させる方法によって、たとえば走査誘起歪みが補償される。一括マルチビームラスタースキャナ（１１０）は、交差ボリューム（１８９）を構成しており、複数の一次ビームレット（３）の一括ラスター走査を実行して、像パッチ（１７）の像走査を行うように構成されている。複数の一次ビームレットには、少なくとも像パッチ（１７）の第１の像副視野（３１．５５）の全体にわたって走査される第１の一次ビームレット（３．５５）および第２の像副視野（３１．１５）の全体にわたって同期走査される第２の一次ビームレット（３．１５）を含む。第１の一次ビームレットは、第１の角度β１で交差ボリューム（１８９）を横断し、第２の一次ビームレットは、第１の角度β１と異なる第２の角度β２で交差ボリューム（１８９）を横断する。したがって、従来のラスタースキャナおよび従来のラスタースキャナを動作させる方法では、第１のビームレットと第２のビームレットとの間で走査誘起歪みの大きな差が生じる。制御ユニット（８００）に接続さている第１の走査補正器（６０１）によれば、第１の像副視野（３１．５５）における第１の一次ビームレット（３．５５）と第２の像副視野（３１．１５）における第２の一次ビームレット（３．１５）との間の走査誘起歪み差が抑えられる。また、偏心収差の第２の走査補償器アレイ６０２によって、走査誘起歪み差と同様に、第１の像副視野（３１．５５）における第１の一次ビームレット（３．５５）と第２の像副視野（３１．１５）における第２の一次ビームレット（３．１５）との間の走査誘起偏心差が補償される。

第１の一括ラスタースキャナ１１０は、寸法が約８μｍ～１２μｍ（たとえば、Ｄ＝１０μｍ）で走査範囲が±５μｍの対応する像副視野の全体にわたる各ビームレットの長ストロークラスター走査に対して設定されている。第１の走査補正器（６０１）は、第２の短ストロークラスタースキャナを構成するが、これによって、たとえば最大５ｎｍの小さな走査範囲で各ビームレットの走査誘起歪みが個別に補正される。これにより、走査誘起歪みが抑えられ、たとえば５．０μｍの走査座標に対して３桁を超える精度（０．５ｎｍ、好ましくは０．３ｎｍあるいはそれ以下の精度）でラスター走査座標が実現される。

本発明は、複数の一次荷電粒子ビームレットが異なる角度で交差ボリュームを横断する場合のマルチビーム荷電粒子システムにとって重要である。マルチビーム荷電粒子顕微鏡は、複数の一次ビームレットを生成するためのマルチビームレット生成器を備える。このようなマルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）において、ビームレット生成器は、少なくとも第１および第２の一次荷電粒子ビームレット（３．０、３．１、３．２）を生成し、第１の走査補正器は、使用時、たとえば第２の一次荷電粒子ビームレット（３．１または３．２）の走査誘起歪みを個別に補償するように構成されている複数の偏向素子をさらに備える。マルチビーム荷電粒子顕微鏡は、複数の一次ビームレットによって、物体面に配置されているサンプルの表面上の像パッチを一体的に構成する複数の像副視野を照射することにより、使用時、表面から放出される複数の二次電子ビームレットを生成するための物体照射ユニットと、投射系および像センサを備え、複数の二次電子ビームレットを像センサ上に結像するとともに、使用時、サンプルの表面の像パッチのデジタル像を取得するための検出ユニットと、をさらに備える。一実施形態に係るウェハ検査用のマルチビーム顕微鏡は、一括マルチビームラスタースキャナをさらに備える。一括マルチビームラスタースキャナは、少なくとも第１の一組の偏向電極と、第１の一組の偏向電極間で複数の一次ビームレットが横断する交差ボリュームと、を備える。交差ボリュームは、異なる入射角で当該交差ボリュームに入射する複数の一次ビームレットが透過するように構成されている。マルチビーム荷電粒子顕微鏡は、走査誘起収差の補正のための少なくとも第１の走査補正器または補償素子をさらに備える。第１の走査補正器は、使用時、少なくとも第１の個々のビームレットに影響を及ぼすための第１の走査静電界を生成するように構成されている。

本発明の一実施形態に係るマルチビーム荷電粒子顕微鏡は、複数の一次荷電粒子ビームレットを生成するためのビームレット生成器と、物体面１０１に配置されているサンプル７の表面２５上の像副視野を照射することにより、使用時、各像副視野内の一次ビームレット３の焦点５から放出される複数の二次電子ビームレット９を生成するための物体照射ユニット１００と、を備える。副視野は通常、少なくとも５μｍ、好ましくは８μｍ、１２μｍ以上の横方向延伸を有する。物体照射ユニット１００は、第１～第３の静電または磁気レンズと、対物レンズ１０２と、をさらに備える。マルチビーム荷電粒子顕微鏡１は、使用時、サンプルの表面の各像副視野のデジタル像を取得するための検出ユニット２００をさらに備える。検出ユニット２００は、電子センサ２０７と、任意選択としての静電または電磁偏向素子２２２と、を備える。マルチビーム荷電粒子顕微鏡１は、一次ビームレット３を一次ビーム経路１３に沿ってガイドするとともに、二次ビームレット９を二次ビーム経路１１に沿ってガイドするための電磁ビームスプリッタシステム４００をさらに備える。対物レンズ１０２により収集された二次ビームレット９は、磁気ビームスプリッタシステム４００によって一次ビームレット３と反対に伝搬するため、一次ビームレット３から分離される。

一実施形態に係るウェハ検査用のマルチビーム荷電粒子顕微鏡１は、長ストローク一括ラスタースキャナ１１０をさらに備える。一括ラスタースキャナ１１０は、少なくとも第１の一組の偏向電極（１８１）と、第１の一組の偏向電極（１８１）間で複数の一次荷電粒子ビームレット３が横断する交差ボリューム１８９と、を備える。第９の実施形態に係るウェハ検査用の荷電粒子顕微鏡１は、使用時、第１の方向またはｐ方向の複数の第１の一次荷電粒子ビームレット３の長ストローク走査偏向のため、交差ボリューム１８９における偏向静電界の生成のために少なくとも第１の走査電圧差ＶＳｐ（ｔ）を第１の一組の偏向電極（１８１）に与えることにより、使用時、延伸が１μｍ超（たとえば、約８～１０μｍ）の像副視野の全体にわたって、一次ビームレットを走査するように構成されている制御ユニット８００をさらに備える。

マルチビーム荷電粒子顕微鏡１は、複数の一次荷電粒子ビームレット３の走査誘起収差の補正のための少なくとも第１の走査補正器１１２をさらに備える。第１の走査補正器１１２は、使用時、複数の一次ビームレット３に影響を及ぼすための第１の走査静電界を生成するように構成されており、制御ユニット８００は、第１の走査電圧差ＶＳｐ（ｔ）を第１の走査補正器１１２に与えるようにさらに構成されており、第１の走査補正器は、少なくとも第１の一次荷電粒子ビームレット３．１の走査誘起収差を抑えるように構成されている。一例において、第１の走査補正器１１２は、第１の走査電圧差ＶＳｐ（ｔ）を少なくとも第１の走査補正電圧差ＶＣｐ（ｔ）に変換するための第１の静的電圧変換ユニットであり、第１の走査電圧差ＶＳｐ（ｔ）と同期して、走査補正電極１８５により第１の走査補正電界を生成するように構成されている、静的電圧変換ユニットを備える。上述の通り、静的電圧変換ユニットは、走査補正電圧差ＶＣｐ（ｔ）の生成のため、複数の静的制御信号によりプログラムされるように構成されている少なくとも１つのプログラム可能抵抗器列を備え得る。したがって、第１の走査補正器１１２は、一次ビーム経路制御モジュール８３０に接続されている。一例において、第１の静的電圧変換ユニットは、第１の走査電圧差ＶＳｐ（ｔ）に比例または線形依存する第１の走査補正電圧差ＶＣｐ（ｔ）を生成するように構成されている。走査誘起収差の補正を同期させるため、制御ユニット８００は、ラスタースキャナ（１１０）による複数の一次荷電粒子ビームレット３の長ストロークラスター走査偏向と第１の走査補正電界を同期させるように構成されている少なくとも第１の遅延ラインを含む遅延ラインアレイ８６２をさらに備える。上述の要素により、少なくとも第１の短ストローク偏向素子１８５を備える第１の走査補正器１１２は、使用時、走査誘起収差（たとえば、約０．５ｎｍ～３ｎｍの量の走査誘起非点収差）を０．３ｎｍ未満、好ましくは０．２ｎｍまたは０．１ｎｍ未満の残留走査誘起非点収差へと補償するように構成されている。一例において、第１の補正素子１８５は、使用時、第１の方向のラスタースキャナ１１１０による第１の一次荷電粒子ビームレット１００３の走査偏向と同期して、第１の一次荷電粒子ビームレット３．１の走査誘起非点収差を個別に補償するように構成されている。

別の例においては、残留歪みが補償される。長ストローク走査偏向器１１０により、延伸が１μｍ超の像副視野の全体にわたって一次ビームレット３．１が走査されている間、第１の走査補正器１１２は、使用時、同期する短ストローク偏向器のように作用して、走査誘起歪みの反対方向の一次ビームレット３．１の同期する短ストローク走査偏向により、最大約５ｎｍの走査誘起歪みを補償する。一例において、第１の走査補正器１１２は、使用時、第１の方向の一括ラスタースキャナ１１０による第１の一次荷電粒子ビームレット３．１の走査偏向と同期して、第１の方向と垂直な第２の方向の第１の一次荷電粒子ビームレット３．１の走査誘起歪みを個別に補償するように構成されている第２の補正素子１８７を備える。

第９の実施形態に係る、走査誘起収差が抑えられたマルチビーム荷電粒子顕微鏡１は、偏向電圧差ＶＳｐ（ｔ）の印加による複数の一次荷電粒子ビームレット３の長ストローク偏向のための長ストローク偏向系１１０と、使用時に補正電圧差ＶＣ（ｔ）が与えられる複数の一次ビームレットの個々のビームレットの走査誘起収差の補正のための走査補正システムと、を備える。補正電圧差ＶＣ（ｔ）は、一組の静的制御信号により制御される静的電圧変換ユニット（たとえば、プログラム可能抵抗器列またはアレイ）によって、偏向電圧差Ｖｐ（ｔ）から生成される。これにより、たとえば０．５ｎｍ～５ｎｍの小さな走査誘起収差は、０．３ｎｍ未満、好ましくは０．２ｎｍ未満あるいは０．１ｎｍ未満の残留収差へと効果的に小さくなる。

条項の使用によって、本発明およびいくつかの実施形態をさらに説明することも可能である。ただし、本発明は、これらの条項に限定されないものとする。

条項１：ウェハ検査用のマルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）であって、
複数の一次荷電粒子ビームレット（３）を生成する荷電粒子マルチビームレット生成器（３００）と、
複数の一次荷電粒子ビームレット（３）によって、物体面（１０１）に配置されているウェハ表面（２５）上の像パッチ（１７．１）を照射することにより、使用時、ウェハ表面（２５）から放出される複数の二次電子ビームレット（９）を生成するための物体照射ユニット（１００）と、
投射系（２０５）および像センサ（２０７）を備え、複数の二次電子ビームレット（９）を像センサ（２０７）上に結像するとともに、使用時、ウェハ表面（２５）の像パッチ（１７．１）のデジタル像を取得するための検出ユニット（２００）と、
少なくとも第１の一組の偏向電極と、複数の一次荷電粒子ビームレット（３）が使用時に横断する交差ボリューム（１８９）と、を備える一括マルチビームラスタースキャナ（１１０）と、
使用時、第１の方向またはｐ方向の複数の一次荷電粒子ビームレット（３）の走査偏向のため、少なくとも第１の走査電圧差ＶＳｐ（ｔ）を第１の一組の偏向電極に与えるように構成されている制御ユニット（８００）と、
を備え、
一括マルチビームラスタースキャナ（１１０）が、マルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）の光軸から逸脱する傾斜角β１で交差ボリューム（１８９）に入射する第１の一次荷電粒子ビームレットの走査誘起収差の低減のため、所定の不均質走査偏向電界分布を交差ボリューム（１８９）に生成するように構成されている、マルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）。

条項２：第１の一組の偏向電極のうちのある偏向電極が、空間的に分離された２つの電極で構成されており、制御ユニット（８００）が、使用時、第１および第２の走査電圧差ＶＳｐ１（ｔ）およびＶＳｐ２（ｔ）を空間的に分離された２つの電極に与えるように構成されており、第１および第２の走査電圧差ＶＳｐ１（ｔ）およびＶＳｐ２（ｔ）が、異なる、条項１に記載のマルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）。

条項３：一括マルチビームラスタースキャナ（１１０）が、使用時、第２の方向またはｑ方向の複数の一次荷電粒子ビームレット（３）の走査偏向のため、交差ボリューム（１８９）において複数の一次荷電粒子ビームレット（３）が横断する第２の所定の不均質走査偏向電界分布を生成するための第２の一組の偏向電極を備えており、制御ユニット（８００）が、使用時、少なくとも第２の走査電圧差ＶＳｑ（ｔ）を第２の一組の偏向電極に与えるように構成されている、条項１または２に記載のマルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）。

条項４：一括マルチビームラスタースキャナ（１１０）の少なくとも第１の一組または第２の一組の偏向電極の形状および形体が、複数の一次荷電粒子ビームレット（３）の交差ボリューム（１８９）の断面に適応されている、条項４に記載のマルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）。

条項５：複数の一次荷電粒子（３）の平均伝搬方向において、第１の一組の偏向電極および第２の一組の偏向電極が、異なる長さを有する、条項３または４に記載のマルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）。

条項６：一括マルチビームラスタースキャナ（１１０）が、使用時、所定の不均質静電界分布に寄与する所定の走査補正電界を生成するように構成されている第１の一組の補正電極（１８５、１９３）をさらに備える、条項１～５のいずれか１項に記載のマルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）。

条項７：第１の一組の補正電極のうちのある電極（１８５．１、１８５．２、１８５．３、１８５．４）が、第１の一組の偏向電極のうちのある電極と第２の一組の偏向電極のうちのある電極との間の空間において、交差ボリューム（１８９）の外側に配置されている、条項６に記載のマルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）。

条項８：一括マルチビームラスタースキャナ（１１０）が、使用時、所定の不均質静電界分布に寄与する所定の第２の走査補正電界を生成するように構成されている第２の一組の補正電極（１８７、１９５）をさらに備える、条項６または７に記載のマルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）。

条項９：一括マルチビームラスタースキャナ（１１０）が、交差ボリュームに対する所定の不均質走査偏向電界分布の横方向位置を調整するように構成されており、制御ユニット（８００）が、使用時、第１の一組の偏向電極または第２の一組の偏向電極の少なくとも一方に電圧オフセットを与えるように構成されている、条項１～８のいずれか１項に記載のマルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）。

条項１０：荷電粒子マルチビームレット生成器（３００）と一括マルチビームラスタースキャナ（１１０）との間に配置され、交差ボリューム（１８９）に対する複数の一次荷電粒子ビームレット（３）の横方向位置を調整するように構成および設定されている第１の静的偏向系（７０１）をさらに備える、条項１～９のいずれか１項に記載のマルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）。

条項１１：荷電粒子マルチビームレット生成器（３００）と一括マルチビームラスタースキャナ（１１０）との間に、交差ボリューム（１８９）の入射側での複数の一次荷電粒子ビームレット（３）の平均入射角を調整するように構成および設定されている第２の静的偏向系（７０１）をさらに備える、条項１～１０のいずれか１項に記載のマルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）。

条項１２：一次荷電粒子ビームレット（３）それぞれの像走査時の走査誘起収差を補償するため、複数のアパーチャに配置されている複数の偏向素子と、第１の静的電圧変換アレイを備え、複数の第１の補正電圧差を複数の偏向素子それぞれに与えるように構成されている第１の走査アレイ制御ユニット（６２２．１）と、を備える、走査歪み補償器アレイ（６０１）をさらに備える、条項１～１１のいずれか１項に記載のマルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）。

条項１３：一括マルチビームラスタースキャナ（１１０）による複数の一次荷電粒子ビームレット（３）の走査のため、第１の走査アレイ制御ユニット（６２２．１）によって、複数の第１の補正電圧差がそれぞれ、走査電圧差ＶＳｐ（ｔ）またはＶＳｑ（ｔ）の少なくとも一方に接続されている、条項１２に記載のマルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）。

条項１４：走査誘起偏心収差の補償のための走査補償器アレイ（６０２）であり、マルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）の中間像面（３２１）の近傍に配置され、一次荷電粒子ビームレット（３）それぞれの像走査時の走査誘起偏心収差を補償するため、複数のアパーチャに配置されている複数の偏向素子と、第２の静的電圧変換アレイを備え、複数の第２の補正電圧差を複数の偏向素子それぞれに与えるように構成されている第２の走査アレイ制御ユニット（６２２．２）と、を備える、走査補償器アレイ（６０２）をさらに備える、条項１～１３のいずれか１項に記載のマルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）。

条項１５：一括マルチビームラスタースキャナ（１１０）による複数の一次荷電粒子ビームレット（３）の走査のため、複数の第２の補正電圧差がそれぞれ、走査電圧差ＶＳｐ（ｔ）またはＶＳｑ（ｔ）の少なくとも一方に接続されている電圧差を含む、条項１４に記載のマルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）。

条項１６：ウェハ検査用のマルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）であって、
複数の一次荷電粒子ビームレット（３）を生成する荷電粒子マルチビームレット生成器（３００）と、
複数の一次荷電粒子ビームレット（３）によって、物体面（１０１）に配置されているウェハ表面（２５）上の像パッチ（１７．１）を照射することにより、使用時、ウェハ表面（２５）から放出される複数の二次電子ビームレット（９）を生成するための物体照射ユニット（１００）と、
投射系（２０５）および像センサ（２０７）を備え、複数の二次電子ビームレット（９）を像センサ（２０７）上に結像するとともに、使用時、ウェハ表面（２５）の像パッチ（１７．１）のデジタル像を取得するための検出ユニット（２００）と、
一括マルチビームラスタースキャナ（１１０）と、
一括マルチビームラスタースキャナ（１１０）の上流で複数の一次荷電粒子の伝搬方向に配置され、使用時、複数の一次荷電粒子ビームレットのうちの対応する一次荷電粒子ビームレットを透過するようにそれぞれ構成されている複数のアパーチャを備える走査歪み補償器アレイ（６０１）であり、複数のアパーチャが、各対応する一次荷電粒子ビームレットを第１の方向またはｐ方向に個別に偏向させるための複数の第１の偏向素子と、各対応する一次荷電粒子ビームレットを第１の方向と垂直な第２の方向またはｑ方向に個別に偏向させるための複数の第２の偏向素子と、を備え、複数の偏向素子がそれぞれ、複数のアパーチャそれぞれの周囲に配置されている、走査歪み補償器アレイ（６０１）と、
使用時、第１の方向またはｐ方向の複数の一次荷電粒子ビームレット（３）の走査偏向のため、少なくとも第１の走査電圧差ＶＳｐ（ｔ）を一括マルチビームラスタースキャナ（１１０）に与えるように構成されている制御ユニット（８００）と、
を備え、
走査偏向補償器アレイ（６０１）が、第１の方向において、複数の一次荷電粒子ビームレット（３）の走査偏向時の走査誘起収差を補償するため、複数の第１の補正電圧差を複数の第１の偏向素子に与えるように構成されている第１の静的電圧変換アレイ（６１１）と、複数の第２の補正電圧差を複数の第２の偏向素子に与えるように構成されている第２の静的電圧変換アレイ（６１２）と、を備える走査アレイ制御ユニット（６２２）をさらに備える、マルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）。

条項１７：第１の静的電圧変換アレイ（６１１）が、制御ユニット（８００）に結合され、第１の走査電圧差ＶＳｐ（ｔ）と同期して、少なくとも複数の第１の電圧差成分を複数の第１および第２の偏向素子それぞれに与えるように構成されている、条項１６に記載のウェハ検査用のマルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）。

条項１８：制御ユニット（８００）が、使用時、第２の方向またはｑ方向の複数の一次荷電粒子ビームレット（３）の走査偏向のため、第２の走査電圧差ＶＳｑ（ｔ）を一括マルチビームラスタースキャナ（１１０）に与えるように構成されている、条項１６または１７に記載のマルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）。

条項１９：第１の静的電圧変換アレイ（６１１）および第２の静的電圧変換アレイ（６１２）が、制御ユニット（８００）に結合され、第２の走査電圧差ＶＳｑ（ｔ）と同期して、少なくとも複数の第２の電圧差成分を複数の第１および第２の偏向素子それぞれに与えるように構成されている、条項１８に記載のウェハ検査用のマルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）。

条項２０：第１の静的電圧変換アレイ（６１１）が、制御ユニット（８００）に結合され、少なくとも、第１の走査電圧差ＶＳｐ（ｔ）と同期した第１の電圧差成分および第２の走査電圧差ＶＳｑ（ｔ）と同期した第２の電圧差成分を、複数の第１の偏向素子のそれぞれに与えるように構成されている、条項１８または１９に記載のウェハ検査用のマルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）。

条項２１：第１または第２の静的電圧変換アレイ（６１１、６１２）が、プログラム可能抵抗器アレイとして構成されている、条項１６～２０のいずれか１項に記載のマルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）。

条項２２：一括マルチビームラスタースキャナ（１１０）が、少なくとも第１の一組の偏向電極と、複数の一次荷電粒子ビームレット（３）が横断する交差ボリューム（１８９）と、を備え、一括マルチビームラスタースキャナ（１１０）が、マルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）の光軸から逸脱する傾斜角βで交差ボリューム（１８９）に入射する一次荷電粒子ビームレットの走査誘起収差の低減のため、所定の不均質走査偏向電界分布を交差ボリューム（１８９）に生成するように構成されている、条項１６～２１のいずれか１項に記載のマルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）。

条項２３：第１の一組の偏向電極のうちのある偏向電極が、空間的に分離された２つの電極で構成されており、制御ユニット（８００）が、使用時、第１および第２の走査電圧差ＶＳｐ１（ｔ）およびＶＳｐ２（ｔ）を空間的に分離された２つの電極に与えるように構成されており、第１および第２の走査電圧差ＶＳｐ１（ｔ）およびＶＳｐ２（ｔ）が、異なる、条項２２に記載のマルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）。

条項２４：一括マルチビームラスタースキャナ（１１０）が、使用時、第２の方向またはｑ方向の複数の一次荷電粒子ビームレット（３）の走査偏向のため、交差ボリューム（１８９）において複数の一次荷電粒子ビームレット（３）が横断する第２の所定の不均質走査偏向電界分布を生成するための第２の一組の偏向電極を備える、条項２２または２３に記載のマルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）。

条項２５：一括マルチビームラスタースキャナ（１１０）の少なくとも第１の一組または第２の一組の偏向電極の形状および形体が、複数の一次荷電粒子ビームレット（３）の交差ボリューム（１８９）の断面に適応されている、条項２４に記載のマルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）。

条項２６：複数の一次荷電粒子（３）の平均伝搬方向において、第１の一組の偏向電極および第２の一組の偏向電極が、異なる長さを有する、条項２４または２５に記載のマルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）。

条項２７：一括マルチビームラスタースキャナ（１１０）が、使用時、所定の不均質静電界分布に寄与する所定の走査補正電界を生成するように構成されている第１の一組の補正電極（１８５、１９３）をさらに備える、条項１６～２６のいずれか１項に記載のマルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）。

条項２８：第１の一組の補正電極のうちのある電極（１８５．１、１８５．２、１８５．３、１８５．４）が、第１の一組の偏向電極のうちのある電極と第２の一組の偏向電極のうちのある電極との間の空間に配置されている、条項２７に記載のマルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）。

条項２９：一括マルチビームラスタースキャナ（１１０）が、使用時、所定の不均質静電界分布に寄与する所定の第２の走査補正電界を生成するように構成されている第２の一組の補正電極（１８７、１９５）をさらに備える、条項２７または２８に記載のマルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）。

条項３０：一括マルチビームラスタースキャナ（１１０）が、交差ボリュームに対する所定の不均質走査偏向電界分布の横方向位置を調整するように構成されており、制御ユニット（８００）が、使用時、第１の一組の偏向電極または第２の一組の偏向電極の少なくとも一方に電圧オフセットを与えるように構成されている、条項１６～２９のいずれか１項に記載のマルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）。

条項３１：荷電粒子マルチビームレット生成器（３００）と一括マルチビームラスタースキャナ（１１０）との間に配置され、交差ボリューム（１８９）に対する複数の一次荷電粒子ビームレット（３）の横方向位置を調整するように構成および設定されている第１の静的偏向系（７０１）をさらに備える、条項１６～３０のいずれか１項に記載のマルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）。

条項３２：荷電粒子マルチビームレット生成器（３００）と一括マルチビームラスタースキャナ（１１０）との間に、交差ボリューム（１８９）の入射側での複数の一次荷電粒子ビームレット（３）の平均入射角を調整するように構成および設定されている第２の静的偏向系（７０１）をさらに備える、条項１６～３１のいずれか１項に記載のマルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）。

条項３３：走査誘起偏心収差の補償のための走査補償器アレイ（６０２）であり、マルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）の中間像面（３２１）の近傍に配置され、一次荷電粒子ビームレット（３）それぞれの像走査時の走査誘起偏心収差を補償するため、複数のアパーチャに配置されている複数の偏向素子と、第２の静的電圧変換アレイを備え、複数の第２の補正電圧差を複数の偏向素子それぞれに与えるように構成されている第２の走査アレイ制御ユニット（６２２．２）と、を備える、走査補償器アレイ（６０２）をさらに備える、条項１６～３２のいずれか１項に記載のマルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）。

条項３４：複数の一次荷電粒子ビームレット（３）の各ビームレットの焦点面逸脱の走査誘起非点収差等の走査誘起収差の補償のための別の走査補償器アレイをさらに備える、条項１６～３３のいずれか１項に記載のマルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）。

条項３５：ウェハ検査用のマルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）であって、
複数の一次荷電粒子ビームレット（３）を生成する荷電粒子マルチビームレット生成器（３００）と、
複数の一次荷電粒子ビームレット（３）によって、物体面（１０１）に配置されているウェハ表面（２５）上の像パッチ（１７．１）を照射することにより、使用時、ウェハ表面（２５）から放出される複数の二次電子ビームレット（９）を生成するための物体照射ユニット（１００）と、
投射系（２０５）および像センサ（２０７）を備え、複数の二次電子ビームレット（９）を像センサ（２０７）上に結像するとともに、使用時、ウェハ表面（２５）の像パッチ（１７．１）のデジタル像を取得するための検出ユニット（２００）と、
少なくとも第１の一組の偏向電極と、複数の一次荷電粒子ビームレット（３）が使用時に横断する交差ボリューム（１８９）と、を備える一括マルチビームラスタースキャナ（１１０）と、
使用時、第１の方向またはｐ方向の複数の一次荷電粒子ビームレット（３）の走査偏向のため、少なくとも第１の走査電圧差ＶＳｐ（ｔ）を一括マルチビームラスタースキャナ（１１０）に与えるように構成されている制御ユニット（８００）と、
荷電粒子マルチビームレット生成器（３００）と一括マルチビームラスタースキャナ（１１０）との間に配置され、交差ボリューム（１８９）に対する複数の一次荷電粒子ビームレット（３）の横方向位置を調整するように構成されている第１の静的偏向系（７０１）と、
を備える、マルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）。

条項３６：荷電粒子マルチビームレット生成器（３００）と一括マルチビームラスタースキャナ（１１０）との間に、交差ボリューム（１８９）の入射側での複数の一次荷電粒子ビームレット（３）の平均入射角を調整するように構成および設定されている第２の静的偏向系（７０１）をさらに備える、条項３５に記載のマルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）。

条項３７：荷電粒子マルチビームレット生成器（３００）と、物体照射ユニット（１００）と、検出ユニット（２００）と、複数の一次荷電粒子ビームレット（３）を一括ラスター走査するための一括マルチビームラスタースキャナ（１１０）と、一括マルチビームラスタースキャナ（１１０）の上流で複数の一次荷電粒子の伝搬方向に配置されている走査歪み補償器アレイ（６０１）と、制御ユニット（８００）と、を備えるマルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）を動作させる方法であって、
少なくとも第１の走査電圧差ＶＳｐ（ｔ）を走査アレイ制御ユニット（６２２）に与えるステップと、
少なくとも第１の電圧差ＶＳｐ（ｔ）および複数の制御信号から、複数の電圧差成分を生成するステップと、
複数の電圧差成分を走査歪み補償器アレイ（６０１）の複数の偏向素子に与えることにより、複数の一次荷電粒子ビームレットの各ビームレットを個別に走査偏向させて、複数の一次荷電粒子ビームレット（３）の走査偏向時の複数の走査誘起歪みを補償するステップと、
を含む、マルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）を動作させる方法。

条項３８：基準物体の像パッチの全体にわたって複数の一次荷電粒子を走査することにより、複数の走査誘起歪みを決定するステップと、
各一次荷電粒子ビームレットについて、複数の走査誘起歪みそれぞれの少なくとも線形部の複数の振幅を抽出するステップと、
複数の振幅それぞれから、複数の制御信号を導出するステップと、
複数の制御信号を走査歪み補償器アレイ（６０１）の走査アレイ制御ユニットに与えるステップと、
をさらに含む、条項３７に記載のマルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）を動作させる方法。

条項３９：ウェハ検査用のマルチビーム顕微鏡（１）であって、
少なくとも第１の個々のビームレットを含む複数の一次ビームレット（３）を生成するためのマルチビームレット生成器（３００）と、
複数の一次ビームレット（３）によって、物体面（１０１）に配置されているサンプルの表面（２５）上の像パッチ（１７．１）を照射することにより、使用時、表面（２５）から放出される複数の二次電子ビームレット（９）を生成するための物体照射ユニット（１００）と、
投射系（２０５）および像センサ（２０７）を備え、複数の二次電子ビームレット（９）を像センサ（２０７）上に結像するとともに、使用時、サンプルの表面（２５）の像パッチ（１７．１）のデジタル像を取得するための検出ユニット（２００）と、
少なくとも第１の一組の偏向電極と、複数の一次ビームレット（３）が横断する交差ボリューム（１８９）と、を備える一括マルチビームラスタースキャナ（１１０）と、
使用時、少なくとも第１の個々のビームレットに影響を及ぼすための第１の走査静電界を生成するように構成されている少なくとも第１の走査補正器と、
使用時、第１の方向またはｐ方向の複数の一次ビームレット（３）の一括ラスター走査のため、少なくとも第１の走査電圧差ＶＳｐ（ｔ）を第１の一組の偏向電極に与えるように構成されている制御ユニット（８００）と、
を備え、
制御ユニット（８００）が、第１の走査電圧差ＶＳｐ（ｔ）を第１の走査補正器に与えるようにさらに構成されており、第１の走査補正器が、少なくとも第１の個々のビームレットの走査誘起収差を抑えるように構成されている、マルチビーム顕微鏡（１）。

条項４０：第１の走査補正器が、第１の走査電圧差ＶＳｐ（ｔ）を少なくとも第１の走査補正電圧差ＶＣｐ（ｔ）に変換するための第１の静的電圧変換ユニットであり、第１の走査電圧差ＶＳｐ（ｔ）と同期して、第１の走査静電界を生成するように構成されている、第１の静的電圧変換ユニットを備える、条項３９に記載のマルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）。

条項４１：静的電圧変換ユニットが、複数の静的制御信号によりプログラムされるように構成されている少なくとも１つのプログラム可能抵抗器列を備える、条項４０に記載のマルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）。

条項４２：第１の静的電圧変換ユニットが、第１の走査電圧差ＶＳｐ（ｔ）に比例する第１の走査補正電圧差ＶＣｐ（ｔ）を生成するように構成されている、条項４０または４１に記載のマルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）。

条項４３：制御ユニット（８００）が、一括マルチビームラスタースキャナ（１１０）による複数の一次ビームレット（３）の一括ラスター走査と第１の走査補正電界を同期させるように構成されている第１の遅延ラインをさらに備える、条項３９～４２のいずれか１項に記載のマルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）。

条項４４：第１の走査補正器が、使用時、複数の一次ビームレット（３）それぞれについて、走査誘起歪みを補償するように構成されている複数の偏向素子を備える、条項３９～４３のいずれか１項に記載のマルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）。

条項４５：複数の偏向素子が、使用時、第１の方向の一括マルチビームラスタースキャナ（１１０）による複数の一次ビームレット（３）の走査偏向と同期して、第１の方向の第１の個々のビームレットの走査誘起歪みを個別に補償するように構成されている第１の偏向素子を含む、条項４４に記載のマルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）。

条項４６：複数の偏向素子が、使用時、第２の方向に垂直な第１の方向の一括マルチビームラスタースキャナ（１１０）による複数の一次ビームレット（３）の走査偏向と同期して、第１の方向と垂直な第２の方向の第１の個々のビームレットの走査誘起歪みを個別に補償するように構成されている第２の偏向素子をさらに含む、条項４５に記載のマルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）。

条項４７：複数の偏向素子が、使用時、垂直な第１の方向の一括マルチビームラスタースキャナ（１１０）による複数の一次ビームレット（３）の走査偏向と同期して、第１の方向の第２の個々のビームレットの走査誘起歪みを個別に補償するように構成されている第３の偏向素子をさらに含む、条項４５または４６に記載のマルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）。

条項４８：静的電圧変換ユニットが、複数の偏向素子のうちのある偏向素子にそれぞれ接続されている複数のプログラム可能抵抗器列を備えており、複数のプログラム可能抵抗器列が、複数の静的制御信号により制御され、使用時、第１の走査電圧差ＶＳｐ（ｔ）とそれぞれ同期して、複数の走査補正電圧差ＶＣＡｐ（ｉ，ｔ）を生成するように構成されているプログラム可能抵抗器アレイを構成する、条項４４～４７のいずれか１項に記載のマルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）。

条項４９：第１の走査補正器が、使用時、当該マルチビーム粒子顕微鏡（１）の光軸から逸脱する傾斜角βで交差ボリューム（１８９）に入射する個々の一次ビームレットの走査誘起収差の低減のため、一括マルチビーム偏向系（１１０）の交差ボリューム（１８９）において生成された不均質静電界分布に寄与するように構成されている少なくとも１つの補正電極を備える、条項３９～４３のいずれか１項に記載のマルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）。

条項５０：マルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）を動作させる方法であって、
走査電圧差ＶＳｐ（ｔ）を生成するステップと、
走査電圧差ＶＳｐ（ｔ）を一括マルチビームラスタースキャナ（１１０）に与えることにより、第１の方向において、一括マルチビームラスタースキャナ（１１０）により複数の一次ビームレット（３）を一括偏向走査するステップと、
走査電圧差ＶＳｐ（ｔ）から、走査電圧差ＶＳｐ（ｔ）と同期して、少なくとも第１の走査補正電圧差ＶＣｐ（ｔ）を生成するステップと、
第１の走査補正電圧差ＶＣｐ（ｔ）を走査補正器の偏向素子に与えることにより、複数の一次ビームレット（３）のうちの少なくとも１つの個々のビームレットの走査誘起収差を抑えるステップと、
を含む、マルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）を動作させる方法。

条項５１：複数の静的制御信号を走査補正器に与えることにより、第１の走査補正電圧差ＶＣｐ（ｔ）を生成するステップをさらに含む、条項５０に記載のマルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）を動作させる方法。

条項５２：第１の走査補正電圧差ＶＣｐ（ｔ）と走査電圧差ＶＳｐ（ｔ）との間の所定の時間遅延を生成することにより、複数の一次ビームレット（３）の一括ラスター走査を同期させるとともに、少なくとも１つの個々のビームレットの走査誘起収差を抑えるステップをさらに含む、条項５０または５１に記載のマルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）を動作させる方法。

条項５３：ウェハ検査用のマルチビーム荷電粒子顕微鏡（１、１００１）であって、
少なくとも第１の一次荷電粒子ビームレット（３．０、３．１、３．２）を生成するためのビームレット生成器と、
第１の一次荷電粒子ビームレット（３．０、３．１、３．２）によって、物体面（１０１）に配置されているサンプルの表面（２５）の像視野を照射するための物体照射ユニット（１００）と、
少なくとも第１の一組の偏向電極（１５３）と、第１の一次荷電粒子ビームレット（３．０、３．１、３．２）が横断する交差ボリューム（１８９）と、を備えるラスタースキャナ（１１０）と、
使用時、像視野の全体にわたる第１の方向またはｐ方向の第１の一次荷電粒子ビームレット（３．０、３．１、３．２）の走査偏向のため、少なくとも第１の走査電圧差ＶＳｐ（ｔ）を第１の一組の偏向電極（１５３）に与えるように構成されている制御ユニット（８００）であり、像視野が、少なくとも５μｍ、好ましくは８μｍ以上の横方向延伸を有する、制御ユニット（８００）と、
使用時、第１の一次荷電粒子ビームレット（３．０、３．１、３．２）に影響を及ぼすための第１の走査補正電界を生成するように構成されている少なくとも第１の走査補正器（６０１、１８５、１９３）と、
を備え、
制御ユニット（８００）が、第１の走査電圧差ＶＳｐ（ｔ）を第１の走査補正器（６０１、１８５、１９３）に与えるようにさらに構成されており、第１の走査補正器（６０１、１８５、１９３）が、第１の一次荷電粒子ビームレット（３．０、３．１、３．２）の走査偏向と同期して、第１の一次荷電粒子ビームレット（３．０、３．１、３．２）の走査誘起収差を抑えるように構成されている、マルチビーム荷電粒子顕微鏡（１、１００１）。

条項５４：第１の走査補正器（６０１、１８５、１９３）が、第１の走査電圧差ＶＳｐ（ｔ）を少なくとも第１の走査補正電圧差ＶＣｐ（ｔ）に変換するための静的電圧変換ユニットであり、第１の走査電圧差ＶＳｐ（ｔ）と同期して、第１の走査補正電界を生成するように構成されている、静的電圧変換ユニットを備える、条項５３に記載のマルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）。

条項５５：静的電圧変換ユニットが、複数の静的制御信号によりプログラムされるように構成されている少なくとも１つのプログラム可能抵抗器列を備える、条項５４に記載のマルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）。

条項５６：静的電圧変換ユニットが、第１の走査電圧差ＶＳｐ（ｔ）に比例する第１の走査補正電圧差ＶＣｐ（ｔ）を生成するように構成されている、条項５４または５５に記載のマルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）。

条項５７：制御ユニット（８００）が、ラスタースキャナ（１１０）による第１の一次荷電粒子ビームレット（３．０、３．１、３．２）のラスター走査と第１の走査補正電界を同期させるように構成されている第１の遅延ラインをさらに備える、条項５３～５６のいずれか１項に記載のマルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）。

条項５８：第１の走査補正器（６０１、１８５、１９３）が、使用時、第１の一次荷電粒子ビームレット（３．０、３．１、３．２）の約０．５ｎｍ～５ｎｍの走査誘起収差を０．３ｎｍ未満、好ましくは０．２ｎｍ未満または０．１ｎｍ未満の小さな量へと補償するように構成されている少なくとも第１の偏向素子を備える、条項５３～５７のいずれか１項に記載のマルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）。

条項５９：走査誘起収差が、走査誘起歪みである、条項５８に記載のマルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）。

条項６０：第１の偏向素子が、使用時、第１の方向のラスタースキャナ（１１０）による第１の一次荷電粒子ビームレット（３．０、３．１、３．２）の走査偏向と同期して、第１の方向の第１の一次荷電粒子ビームレット（３．０、３．１、３．２）の走査誘起歪みを個別に補償するように構成されている、条項５８または５９に記載のマルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）。

条項６１：使用時、第１の方向のラスタースキャナ（１１０）による第１の一次荷電粒子ビームレット（３．０、３．１、３．２）の走査偏向と同期して、第１の方向と垂直な第２の方向の第１の一次荷電粒子ビームレット（３．０、３．１、３．２）の走査誘起歪みを個別に補償するように構成されている第２の偏向素子をさらに備える、条項６０に記載のマルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）。

条項６２：走査誘起収差が、走査誘起非点収差、走査誘起偏心収差、走査誘起球面収差、または走査誘起コマから成る群の少なくとも１つである、条項５８に記載のマルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）。

条項６３：少なくとも第２の一次荷電粒子ビームレット（３．１または３．２）を生成するためのビームレット生成器をさらに備える、条項５３～６２のいずれか１項に記載のマルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）。

条項６４：第１の走査補正器が、使用時、第２の一次荷電粒子ビームレット（３．１または３．２）の走査誘起収差を個別に補償するように構成されている第３の偏向素子をさらに備える、条項６３に記載のマルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）。

条項６５：静的電圧変換ユニットが、第１の偏向素子に接続され、複数の静的制御信号により制御され、使用時、第１の走査電圧差ＶＳｐ（ｔ）と同期して、走査補正電圧差ＶＣＡｐ（ｔ）を生成するように構成されている少なくとも第１のプログラム可能抵抗器列を備える、条項６４に記載のマルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）。

条項６６：ラスタースキャナ（１１０）による少なくとも第１の一次荷電粒子ビームレット（３．０、３．１、３．２）のラスター走査時の第２の走査誘起収差を抑えるように構成されている第２の走査補正器（６０２、１８７、１９５）をさらに備える、条項５３～６５のいずれか１項に記載のマルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）。

条項６７：ウェハ検査用のマルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）であって、
少なくとも第１の一次ビームレットおよび第２の一次ビームレットを含む複数の一次ビームレット（３）を生成するためのマルチビームレット生成器（３００）と、
物体面（１０１）に配置されているウェハの表面（２５）上の像パッチ（１７）を照射することにより、使用時、表面（２５）から放出される複数の二次電子ビームレット（９）を生成するための物体照射ユニット（１００）と、
交差ボリューム（１８９）を構成する一括マルチビームラスタースキャナ（１１０）であり、少なくとも像パッチ（１７）の第１の像副視野（３１．５５）の全体にわたって走査される第１の一次ビームレット（３．５５）および第２の像副視野（３１．１５）の全体にわたって同期走査される第２の一次ビームレット（３．１５）を含む複数の一次ビームレット（３）の一括ラスター走査の実行によって像パッチ（１７）の像走査を構成するように構成されている、一括マルチビームラスタースキャナ（１１０）と、
投射系（２０５）および像センサ（２０７）を備え、複数の二次電子ビームレット（９）を像センサ（２０７）上に結像するとともに、像走査時のデジタル像を取得するための検出ユニット（２００）と、
制御ユニット（８００）に接続され、像走査時、第１の像副視野（３１．５５）における第１の一次ビームレット（３．５５）と第２の像副視野（３１．１５）における第２の一次ビームレット（３．１５）との間の走査誘起歪み差を抑えるように構成されている第１の走査補正器（６０１）と、
を備える、マルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）。

条項６８：第１の走査補正器（６０１）が、使用時、第１の一次ビームレット（３．５５）に影響を及ぼすための第１の走査静電界および第２の一次ビームレット（３．５５）に個別に影響を及ぼすための第２の走査静電界を含む、複数の一次ビームレットに影響を及ぼすための複数の走査静電界を生成するように構成されている、条項６７に記載のマルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）。

条項６９：第１の走査補正器（６０１）が、使用時、第１の一次ビームレット（３．５５）の第１の走査誘起歪みおよび第２の一次ビームレット（３．１５）の第２の走査誘起歪みを含む複数の一次ビームレット（３）それぞれの複数の走査誘起歪みを補償するように構成されている第１の偏向素子および第２の偏向素子を含む複数の偏向素子を備える、条項６８に記載のマルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）。

条項７０：制御ユニット（８００）が、使用時、第１の走査電圧差ＶＳｐ（ｔ）を一括マルチビームラスタースキャナ（１１０）に与えるように構成されており、第１の走査補正器（６０１）が、第１の走査電圧差ＶＳｐ（ｔ）を複数の走査補正電圧差ＶＣＡｐ（ｉ，ｔ）に変換するための走査アレイ制御ユニット（６２２）であり、使用時、第１の走査電圧差ＶＳｐ（ｔ）と同期して、複数の静電界を生成するように構成されている、走査アレイ制御ユニット（６２２）を備える、条項６８または６９に記載のマルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）。

条項７１：走査アレイ制御ユニット（６２２）が、使用時、第１の走査電圧差ＶＳｐ（ｔ）から、複数の走査補正電圧差ＶＣＡｐ（ｉ，ｔ）を生成するように構成されている複数の静的電圧変換ユニット（６１１、６１２）を備える、条項７０に記載のマルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）。

条項７２：複数の静的電圧変換ユニット（６１１、６１２）がそれぞれ、複数の静的制御信号により制御されるように構成されているプログラム可能抵抗器列として構成されている、条項７１に記載のマルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）。

条項７３：制御ユニット（８００）が、一括マルチビームラスタースキャナ（１１０）による複数の一次ビームレット（３）の一括ラスター走査と第１の走査補正器（６０１）の複数の走査静電界を同期させるように構成されている第１の遅延ラインをさらに備える、条項６８～７２のいずれか１項に記載のマルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）。

条項７４：第１の偏向素子が、使用時、第１の方向の一括マルチビームラスタースキャナ（１１０）による複数の一次ビームレット（３）の走査偏向と同期して、第１の方向の第１の一次ビームレット（３．５５）の走査誘起歪みを個別に補償するように構成されている、条項６９～７３のいずれか１項に記載のマルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）。

条項７５：第１の偏向素子が、使用時、第１の方向の一括マルチビームラスタースキャナ（１１０）による複数の一次ビームレット（３）の走査偏向と同期して、第１の方向と垂直な第２の方向の第１の一次ビームレット（３．５５）の走査誘起歪みを個別に補償するようにさらに構成されている、条項７４に記載のマルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）。

条項７６：第２の偏向素子が、使用時、第１の方向の一括マルチビームラスタースキャナ（１１０）による複数の一次ビームレット（３）の走査偏向と同期して、第１の方向の第２の一次ビームレットの走査誘起歪みを個別に補償するように構成されている、条項７４または７５に記載のマルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）。

条項７７：使用時、第１の一次ビームレットが、第１の角度β１で交差ボリューム（１８９）を横断し、第２の一次ビームレットが、第１の角度β１と異なる第２の角度β２で交差ボリューム（１８９）を横断する、条項６７～７６のいずれか１項に記載のマルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）。

条項７８：制御ユニット（８００）に接続され、像走査時、第１の像副視野（３１．５５）における第１の一次ビームレット（３．５５）と第２の像副視野（３１．１５）における第２の一次ビームレット（３．１５）との間の走査誘起偏心差を抑えるように構成されている第２の走査補正器（６０２）をさらに備える、条項６７～７７のいずれか１項に記載のマルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）。

条項７９：マルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）を動作させる方法であって、
走査電圧差ＶＳｐ（ｔ）を生成するステップと、
走査電圧差ＶＳｐ（ｔ）を一括マルチビームラスタースキャナ（１１０）に与えることにより、第１の方向において、一括マルチビームラスタースキャナ（１１０）により複数の一次ビームレット（３）を一括偏向走査するステップと、
複数の静的電圧変換ユニットによって、走査電圧差ＶＳｐ（ｔ）から、走査電圧差ＶＳｐ（ｔ）と同期して、複数の走査補正電圧差ＶＣＡｐ（ｉ，ｔ）を生成するステップと、
複数の走査補正電圧差ＶＣＡｐ（ｉ，ｔ）を走査補正器の複数の偏向素子に与えることにより、複数の一次ビームレット（３）の走査誘起歪みを抑えるステップと、
を含む、マルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）を動作させる方法。

条項８０：複数の静的制御信号を複数の静的電圧変換ユニットに与えることにより、複数の走査補正電圧差ＶＣＡｐ（ｉ，ｔ）を生成するステップをさらに含む、条項７９に記載のマルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）を動作させる方法。

条項８１：複数の走査補正電圧差ＶＣＡｐ（ｉ，ｔ）と走査電圧差ＶＳｐ（ｔ）との間の所定の時間遅延を生成することにより、複数の一次ビームレット（３）の一括ラスター走査を同期させるとともに、走査誘起歪みを抑えるステップをさらに含む、条項７９または８０に記載のマルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）を動作させる方法。

条項８２：基準物体の像パッチの全体にわたって複数の一次荷電粒子を走査することにより、走査誘起歪みを決定するステップと、
各一次荷電粒子ビームレットについて、走査誘起歪みの少なくとも線形部の複数の振幅を抽出するステップと、
複数の振幅それぞれから、複数の静的制御信号を導出するステップと、
をさらに含む、条項７９に記載のマルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）を動作させる方法。

条項８３：ウェハ検査用のマルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）であって、
少なくとも第１の一次ビームレット（３．０、３．１、３．２）を含む複数の一次荷電粒子ビームレット（３）のラスター走査を実行するための第１の長ストロークラスタースキャナ（１１０）であり、ウェハ表面（２５）上の像副視野（３１）の延伸Ｄ＝５μｍ～１２μｍに対応する走査範囲にわたって、複数の一次荷電粒子ビームレット（３）それぞれを一括走査偏向させるように構成されている、第１の長ストロークラスタースキャナ（１１０）と、
第１の一次ビームレット（３．０、３．１、３．２）を含む各一次荷電粒子ビームレットの走査誘起収差を個別に補正するように構成されている第２の短ストロークラスタースキャナ（６０１）であり、走査誘起収差が、第１の長ストロークラスタースキャナ（１１０）による一括走査偏向時に導入される、第２の短ストロークラスタースキャナ（６０１）と、
個々の走査誘起収差の補正のため、第２の短ストロークラスタースキャナ（６０１）を第１の長ストロークラスタースキャナ（１１０）の走査偏向と同期させるように構成されている制御ユニット（８００）と、
を備える、マルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）。

条項８４：走査誘起収差が、走査歪みであり、第２の短ストロークラスタースキャナ（６０１）が、最大走査歪みｒｍ（｜ｒｍ｜＜Ｄ／１０００）に対応する走査範囲の全体にわたって、各一次ビームレットを走査偏向させるように構成されている、条項８３に記載のマルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）。

条項８５：当該荷電粒子顕微鏡（１）が、走査誘起偏心収差の走査補正を実行するための第３の短ストロークラスタースキャナ（６０２）であり、第１の長ストロークラスタースキャナ（１１０）による複数の一次ビームレット（３）の走査偏向時に導入される走査誘起偏心収差を補正するように構成されている、第３の短ストロークラスタースキャナ（６０２）を備え、制御ユニット（８００）が、第１の長ストロークラスタースキャナ（１１０）による複数の一次ビームレットの走査偏向および第２の短ストロークラスタースキャナ（６０１）による走査誘起収差の走査補正と第３の短ストロークラスタースキャナ（６０２）を同期させるように構成されている、条項８３または８４に記載の荷電粒子顕微鏡（１）。

条項８６：走査電圧差ＶＳｐ（ｔ）を複数の走査補正電圧差ＶＣＡｐ（ｉ，ｔ）に変換して、走査誘起収差の走査補正を実行するための少なくとも１つの走査アレイ制御ユニット（６２２）をさらに備える、条項８３～８５のいずれか１項に記載のマルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）。

条項８７：走査アレイ制御ユニット（６２２）が、使用時、第１の走査電圧差ＶＳｐ（ｔ）から、複数の走査補正電圧差ＶＣＡｐ（ｉ，ｔ）を生成するように構成されている複数の静的電圧変換ユニット（６１１、６１２）を備える、条項８６に記載のマルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）。

条項８８：複数の静的電圧変換ユニット（６１１、６１２）がそれぞれ、複数の静的制御信号により制御されるように構成されているプログラム可能抵抗器列として構成されている、条項８７に記載のマルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）。

条項８９：複数の一次ビームレット（３）を生成するためのビームレット生成器（３００）と、物体面（１０１）に配置されている物体（７）の表面（２５）の複数の像パッチ（１７）を照射することにより、使用時、表面（２５）から放出される複数の二次電子ビームレット（９）を生成するための物体照射ユニット（１００）と、をさらに備える、条項８３～８８のいずれか１項に記載のマルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）。

条項９０：ビームレット生成器（３００）が、少なくとも第２の一次ビームレットを生成するように構成され、第１の長ストロークラスタースキャナ（１１０）が、ウェハ表面上の像副視野の延伸Ｄに対応する走査範囲の全体にわたって、少なくとも第１および第２の一次ビームレットそれぞれを一括走査偏向するように構成され、第２の短ストロークラスタースキャナ（６０１）が、第１および第２の一次ビームレットの走査誘起収差を個別に補正するように構成されている、条項８９に記載の荷電粒子ビーム顕微鏡（１）。

条項９１：投射系（２０５）および像センサ（２０７）を備え、複数の二次電子ビームレット（９）を像センサ（２０７）上に結像するとともに、像走査時のデジタル像を取得するための検出ユニット（２００）をさらに備える、条項８３～９０のいずれか１項に記載の荷電粒子ビーム顕微鏡（１）。

上記説明から明らかとなるように、上記例および実施形態の組み合わせおよび種々改良が可能であり、上記実施形態または例にも同様に適用可能である。一次ビームの荷電粒子としては、たとえば電子が可能であるが、Ｈｅイオン等の他の荷電粒子も可能である。二次電子には、狭義の二次電子のほか、後方散乱電子または後方散乱電子により生成される第２の二次電子等、一次荷電粒子ビームレットのサンプルとの相互作用により生成されるその他任意の二次荷電粒子も含む。別の例においては、二次電子の代わりに二次イオンが収集され得る。

１ マルチビーム荷電粒子顕微鏡システム
３ 一次荷電粒子ビームレット（複数の一次荷電粒子ビームレットを構成）
５ 一次荷電粒子ビームスポット
７ 物体
９ 二次電子ビームレット（複数の二次電子ビームレットを構成）
１１ 二次電子ビーム経路
１３ 一次ビーム経路
１５ 二次荷電粒子像スポット
１７ 像パッチ
１９ 像パッチの重畳エリア
２１ 像パッチ中心位置
２５ ウェハ表面
２７ 一次ビームレットの走査経路
２９ 像副視野の中心
３１ 像副視野
３３ 第１の検査部位
３５ 第２の検査部位
３９ 副視野３１の重畳エリア
１００ 物体照射ユニット
１０１ 物体または像面
１０２ 対物レンズ
１０３ 視野レンズ群
１０５ マルチビーム荷電粒子顕微鏡システムの光軸
１０８ 第１のビームクロスオーバ
１１０ 第１のマルチビームラスタースキャナ
１１２ マルチビームラスタースキャナの補正素子
１２０ 走査補正制御モジュール
１４１ 一次ビームスポット位置の例
１４３ 一次ビームスポットの静的変位ベクトル
１５０ 中心ビームレット
１５１ 現実のビームレット軌道
１５３ 偏向電極
１５５ 静電ポテンシャルの等電位線
１５７ 軸外または視野ビームレット
１５９ 仮想共通ピボット点
１６１ 仮想ピボット点
１６３ １次ビーム経路
１７１ スキャナ１１０前段システム
１７３ 線形曲線
１７５ 偏向角の関数としての電圧差
１７７ 複数対の電極から成る偏向電極に印加される偏向角の関数としての電圧差
１７９ 複数対の電極から成る偏向電極に印加される偏向角の関数としてのオフセット電圧
１８１ 第１の方向の偏向のための偏向電極
１８３ 第２の方向の偏向のための偏向電極
１８５ 第１の一組の補正電極
１８７ 第２の一組の補正電極
１８９ 横断ビームの交差ボリューム
１９０ 交差ボリュームの内側エリア
１９１ 非対称方向
１９３ 第１の一組の補正電極
１９５ 第２の一組の補正電極
１９７ 線形依存性を示すライン
２００ 検出ユニット
２０５ 投射系
２０６ 静電レンズ
２０７ 像センサ
２０８ 結像レンズ
２０９ 結像レンズ
２１０ 結像レンズ
２１２ 第２のクロスオーバ
２１４ アパーチャフィルタ
２１６ 能動素子
２１８ 第３の偏向系
２２０ マルチアパーチャ補正器
２２２ 第２の偏向系
３００ 荷電粒子マルチビームレット生成器
３０１ 荷電粒子源
３０３ コリメータレンズ
３０５ 一次マルチビームレット構成ユニット
３０６ アクティブマルチアパーチャプレート
３０７ 第１の視野レンズ
３０８ 第２の視野レンズ
３０９ 電子ビーム
３１１ 一次電子ビームレットスポット
３２１ 中間像面
３９０ ビームステアリングマルチアパーチャプレート
４００ ビームスプリッタユニット
４２０ 磁気素子
５００ サンプルステージ
５０３ サンプル電圧源
６０１ 第１の走査補正器または走査歪み補償器アレイ
６０２ 第２の走査補正器または偏心収差の走査補償器アレイ
６０７ 導電性ライン
６０９ 第１の電力線
６１０ 第２の電力線
６１１ 第１の電圧変換ユニット
６１２ 第２の電圧変換ユニット
６１３ 第１の複数の導電性ライン
６１４ 第２の複数の導電性ライン
６１５ 第１の複数の制御信号
６１６ 第２の複数の制御信号
６１８ 接続信号線
６２０ マルチアパーチャプレート
６２２ 走査アレイ制御ユニット
６２４ クロック線
６２６ 動作制御メモリ
６３１ データまたは電圧接続線
６３３ 抵抗器列
６３５ 第１の一組の制御信号
６３７ 第２の一組の制御信号
６３９ トランジスタ列
６４１ 電圧結合器
６８１ 電極
６８５ １つまたは複数のアパーチャ
６８７ 第１の方向の偏向用の電極
６８８ 第２の方向の偏向用の電極
７０１ 第１の静的マルチビーム偏向系
７０３ 第２の静的マルチビーム偏向系
８００ 制御ユニット
８１０ 像データ取得ユニット
８１２ 像ステッチングユニット
８１４ 像データ出力
８２０ 投射系制御モジュール
８３０ 一次ビーム経路制御モジュール
８４０ 制御動作プロセッサ
８６０ 走査偏向制御モジュール
８６２ 遅延ラインのアレイ
８７０ 静的調整制御ユニット

Claims (64)

1. ウェハ検査用のマルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）であって、
   複数の一次荷電粒子ビームレット（３）を生成するための荷電粒子マルチビームレット生成器（３００）と、
   前記複数の一次荷電粒子ビームレット（３）によって、物体面（１０１）に配置されている物体（７）の表面（２５）上の像パッチ（１７．１）を照射することにより、使用時、前記表面（２５）から放出される複数の二次電子ビームレット（９）を生成するための物体照射ユニット（１００）と、
   投射系（２０５）および像センサ（２０７）を備え、前記複数の二次電子ビームレット（９）を前記像センサ（２０７）上に結像する（ｉｍａｇｅ）とともに、使用時、前記ウェハ表面（２５）の前記像パッチ（１７．１）のデジタル像を取得するための検出ユニット（２００）と、
   一括マルチビームラスタースキャナ（１１０）と、
   前記一括マルチビームラスタースキャナ（１１０）の上流で前記複数の一次荷電粒子の伝搬方向に配置され、複数のアパーチャを備える走査歪み補償器アレイ（６０１）であって、前記複数のアパーチャのそれぞれは、使用時、前記複数の一次荷電粒子ビームレット（３）のうちの対応する一次荷電粒子ビームレット（３．０、３．１、３．２）を透過するように構成され、前記複数のアパーチャは、各対応する一次荷電粒子ビームレット（３．０、３．１、３．２）を第１の方向またはｐ方向に個別に偏向させるための複数の第１の偏向素子と、各対応する一次荷電粒子ビームレット（３．０、３．１、３．２）を前記第１の方向と垂直な第２の方向またはｑ方向に個別に偏向させるための複数の第２の偏向素子と、を備え、前記複数の偏向素子のそれぞれは、前記複数のアパーチャのそれぞれの周囲に配置されている、走査歪み補償器アレイ（６０１）と、
   使用時、前記第１の方向またはｐ方向の前記複数の一次荷電粒子ビームレット（３）の走査偏向のため、少なくとも第１の走査電圧差ＶＳｐ（ｔ）を前記一括マルチビームラスタースキャナ（１１０）に与えるように構成されている制御ユニット（８００）と、
   を備え、
   前記走査歪み補償器アレイ（６０１）は、前記第１の方向の前記複数の一次荷電粒子ビームレット（３）の前記走査偏向時の走査誘起収差を補償するため、複数の第１の補正電圧差を前記複数の第１の偏向素子に与えるように構成されている第１の静的電圧変換アレイ（６１１）と、複数の第２の補正電圧差を前記複数の第２の偏向素子に与えるように構成されている第２の静的電圧変換アレイ（６１２）と、を備える走査アレイ制御ユニット（６２２）をさらに備える、
   マルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）。
2. 前記第１の静的電圧変換アレイ（６１１）は、前記制御ユニット（８００）に結合され、前記第１の走査電圧差ＶＳｐ（ｔ）と同期して、少なくとも複数の第１の電圧差成分を前記複数の第１および第２の偏向素子それぞれに与えるように構成されている、請求項１に記載のウェハ検査用のマルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）。
3. 前記制御ユニット（８００）は、使用時、第２の方向またはｑ方向の前記複数の一次荷電粒子ビームレット（３）の走査偏向のため、第２の走査電圧差ＶＳｑ（ｔ）を前記一括マルチビームラスタースキャナ（１１０）に与えるように構成されている、請求項１または２に記載のマルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）。
4. 前記第１の静的電圧変換アレイ（６１１）および前記第２の静的電圧変換アレイ（６１２）は、前記制御ユニット（８００）に結合され、前記第２の走査電圧差ＶＳｑ（ｔ）と同期して、少なくとも複数の第２の電圧差成分を前記複数の第１および第２の偏向素子それぞれに与えるように構成されている、請求項３に記載のウェハ検査用のマルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）。
5. 前記第１の静的電圧変換アレイ（６１１）は、前記制御ユニット（８００）に結合され、少なくとも、前記第１の走査電圧差ＶＳｐ（ｔ）と同期した第１の電圧差成分および前記第２の走査電圧差ＶＳｑ（ｔ）と同期した第２の電圧差成分を、前記複数の第１の偏向素子のそれぞれに与えるように構成されている、請求項３または４に記載のウェハ検査用のマルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）。
6. 前記第１または第２の静的電圧変換アレイ（６１１、６１２）は、プログラム可能抵抗器アレイとして構成されている、請求項１～５のいずれか１項に記載のマルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）。
7. 前記一括マルチビームラスタースキャナ（１１０）は、少なくとも第１の一組の偏向電極と、前記複数の一次荷電粒子ビームレット（３）が横断する交差ボリューム（１８９）と、を備え、前記一括マルチビームラスタースキャナ（１１０）は、前記マルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）の光軸から逸脱する傾斜角βで前記交差ボリューム（１８９）に入射する一次荷電粒子ビームレットの走査誘起収差の低減のため、所定の不均質走査偏向電界分布を前記交差ボリューム（１８９）に生成するように構成されている、請求項１～６のいずれか１項に記載のマルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）。
8. 前記第１の一組の偏向電極のうちのある偏向電極は、空間的に分離された２つの電極で構成され、前記制御ユニット（８００）は、使用時、第１および第２の走査電圧差ＶＳｐ１（ｔ）およびＶＳｐ２（ｔ）を空間的に分離された前記２つの電極に与えるように構成されており、前記第１および第２の走査電圧差ＶＳｐ１（ｔ）およびＶＳｐ２（ｔ）は異なる、請求項７に記載のマルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）。
9. 前記一括マルチビームラスタースキャナ（１１０）は、使用時、第２の方向またはｑ方向の前記複数の一次荷電粒子ビームレット（３）の走査偏向のため、前記交差ボリューム（１８９）において前記複数の一次荷電粒子ビームレット（３）が横断する第２の所定の不均質走査偏向電界分布を生成するための第２の一組の偏向電極を備える、請求項７または８に記載のマルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）。
10. 前記一括マルチビームラスタースキャナ（１１０）の前記少なくとも第１の一組または第２の一組の偏向電極の形状および形体は、前記複数の一次荷電粒子ビームレット（３）の前記交差ボリューム（１８９）の断面に適合されている、請求項９に記載のマルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）。
11. 前記複数の一次荷電粒子（３）の平均伝搬方向において、前記第１の一組の偏向電極および前記第２の一組の偏向電極は、異なる長さを有する、請求項９または１０に記載のマルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）。
12. 前記一括マルチビームラスタースキャナ（１１０）は、使用時、前記所定の不均質静電界分布に寄与する所定の走査補正電界を生成するように構成されている第１の一組の補正電極（１８５、１９３）をさらに備える、請求項７～１１のいずれか１項に記載のマルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）。
13. 前記第１の一組の補正電極のうちのある電極（１８５．１、１８５．２、１８５．３、１８５．４）が、前記第１の一組の偏向電極のうちのある電極と前記第２の一組の偏向電極のうちのある電極との間の空間に配置されている、請求項１２に記載のマルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）。
14. 前記一括マルチビームラスタースキャナ（１１０）は、使用時、前記所定の不均質静電界分布に寄与する所定の第２の走査補正電界を生成するように構成されている第２の一組の補正電極（１８７、１９５）をさらに備える、請求項１１または１２に記載のマルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）。
15. 前記一括マルチビームラスタースキャナ（１１０）は、前記交差ボリュームに対する前記所定の不均質走査偏向電界分布の横方向位置を調整するように構成されており、前記制御ユニット（８００）は、使用時、前記第１の一組の偏向電極または前記第２の一組の偏向電極の少なくとも一方に電圧オフセットを与えるように構成されている、請求項１～１４のいずれか１項に記載のマルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）。
16. 前記荷電粒子マルチビームレット生成器（３００）と前記一括マルチビームラスタースキャナ（１１０）との間に配置され、前記交差ボリューム（１８９）に対する前記複数の一次荷電粒子ビームレット（３）の横方向位置を調整するように構成および設定されている第１の静的偏向系（７０１）をさらに備える、請求項１～１５のいずれか１項に記載のマルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）。
17. 前記荷電粒子マルチビームレット生成器（３００）と前記一括マルチビームラスタースキャナ（１１０）との間に配置され、前記交差ボリューム（１８９）の入射側における前記複数の一次荷電粒子ビームレット（３）の平均入射角を調整するように構成および設定されている第２の静的偏向系（７０１）をさらに備える、請求項１～１６のいずれか１項に記載のマルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）。
18. 走査誘起偏心収差の補償のための走査補償器アレイ（６０２）であって、前記マルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）の中間像面（３２１）の近傍に配置され、前記一次荷電粒子ビームレット（３）それぞれの像走査時の走査誘起偏心収差を補償するため、複数のアパーチャに配置されている複数の偏向素子と、第２の静的電圧変換アレイを備え、複数の第２の補正電圧差を前記複数の偏向素子それぞれに与えるように構成されている第２の走査アレイ制御ユニット（６２２．２）と、を備える、走査補償器アレイ（６０２）をさらに備える、請求項１～１７のいずれか１項に記載のマルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）。
19. 前記複数の一次荷電粒子ビームレット（３）の各ビームレットの走査誘起非点収差または焦点面逸脱等の走査誘起収差の補償のためのさらなる走査補償器アレイをさらに備える、請求項１～１８のいずれか１項に記載のマルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）。
20. 荷電粒子マルチビームレット生成器（３００）と、物体照射ユニット（１００）と、検出ユニット（２００）と、複数の一次荷電粒子ビームレット（３）を一括ラスター走査するための一括マルチビームラスタースキャナ（１１０）と、前記一括マルチビームラスタースキャナ（１１０）の上流で複数の一次荷電粒子の伝搬方向に配置されている走査歪み補償器アレイ（６０１）と、制御ユニット（８００）と、を備えるマルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）を動作させる方法であって、
    少なくとも第１の走査電圧差ＶＳｐ（ｔ）を走査アレイ制御ユニット（６２２）に与えるステップと、
    少なくとも前記第１の電圧差ＶＳｐ（ｔ）および複数の静的制御信号（６３５）から、複数の電圧差成分を生成するステップと、
    前記複数の電圧差成分を前記走査歪み補償器アレイ（６０１）の複数の偏向素子に与えることにより、前記複数の一次荷電粒子ビームレット（３）の各ビームレット（３．０、３．１、３．２）を個別に走査偏向させて、前記複数の一次荷電粒子ビームレット（３）の走査偏向時の複数の走査誘起歪みを補償するステップと、
    を含む、マルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）を動作させる方法。
21. 基準物体の像パッチ（１７）の全体にわたって複数の一次荷電粒子（３）を走査することにより、複数の走査誘起歪みを決定するステップと、
    各一次荷電粒子ビームレット（３．０、３．１、３．２）について、前記複数の走査誘起歪みそれぞれの少なくとも線形部の複数の振幅を抽出するステップと、
    前記複数の振幅それぞれから、前記複数の制御信号（６３５）を導出するステップと、
    前記複数の制御信号（６３５）を前記走査歪み補償器アレイ（６０１）の前記走査アレイ制御ユニット（６２２）に与えるステップと、
    をさらに含む、請求項２０に記載のマルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）を動作させる方法。
22. ウェハ検査用のマルチビーム顕微鏡（１）であって、
    少なくとも第１の個々のビームレットを含む複数の一次ビームレット（３）を生成するためのマルチビームレット生成器（３００）と、
    前記複数の一次ビームレット（３）によって、物体面（１０１）に配置されている物体（７）の表面（２５）上の像パッチ（１７．１）を照射することにより、使用時、前記表面（２５）から放出される複数の二次電子ビームレット（９）を生成するための物体照射ユニット（１００）と、
    投射系（２０５）および像センサ（２０７）を備え、前記複数の二次電子ビームレット（９）を前記像センサ（２０７）上に結像する（ｉｍａｇｅ）とともに、使用時、前記物体（７）の前記表面（２５）の前記像パッチ（１７．１）のデジタル像を取得するための検出ユニット（２００）と、
    少なくとも第１の一組の偏向電極と、前記複数の一次ビームレット（３）が横断する交差ボリューム（１８９）と、を備える一括マルチビームラスタースキャナ（１１０）と、
    使用時、少なくとも前記第１の個々のビームレットに影響を及ぼすための第１の走査静電界を生成するように構成されている少なくとも第１の走査補正器と、
    使用時、第１の方向またはｐ方向の前記複数の一次ビームレット（３）の一括ラスター走査のため、少なくとも第１の走査電圧差ＶＳｐ（ｔ）を前記第１の一組の偏向電極に与えるように構成されている制御ユニット（８００）と、
    を備え、
    前記制御ユニット（８００）が、前記第１の走査電圧差ＶＳｐ（ｔ）を前記第１の走査補正器に与えるようにさらに構成されており、前記第１の走査補正器が、少なくとも前記第１の個々のビームレットの走査誘起収差を抑えるように構成されている、マルチビーム顕微鏡（１）。
23. 前記第１の走査補正器が、前記第１の走査電圧差ＶＳｐ（ｔ）を少なくとも第１の走査補正電圧差ＶＣｐ（ｔ）に変換するための第１の静的電圧変換ユニットであり、前記第１の走査電圧差ＶＳｐ（ｔ）と同期して、前記第１の走査静電界を生成するように構成されている、第１の静的電圧変換ユニットを備える、請求項２２に記載のマルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）。
24. 前記静的電圧変換ユニットが、複数の静的制御信号（６３５）によりプログラムされるように構成されている少なくとも１つのプログラム可能抵抗器列を備える、請求項２３に記載のマルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）。
25. 前記第１の静的電圧変換ユニットが、前記第１の走査電圧差ＶＳｐ（ｔ）に比例する前記第１の走査補正電圧差ＶＣｐ（ｔ）を生成するように構成されている、請求項２２または２３に記載のマルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）。
26. 前記制御ユニット（８００）が、前記一括マルチビームラスタースキャナ（１１０）による前記複数の一次ビームレット（３）の一括ラスター走査と前記第１の走査補正電界を同期させるように構成されている第１の遅延ラインをさらに備える、請求項２２～２５のいずれか１項に記載のマルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）。
27. 前記第１の走査補正器が、使用時、前記複数の一次ビームレット（３）の各一次ビームレットについて、走査誘起歪みを補償するように構成されている複数の偏向素子を備える、請求項２２～２６のいずれか１項に記載のマルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）。
28. 前記複数の偏向素子が、使用時、前記第１の方向の前記一括マルチビームラスタースキャナ（１１０）による前記複数の一次ビームレット（３）の前記走査偏向と同期して、前記第１の方向の前記第１の個々のビームレットの走査誘起歪みを個別に補償するように構成されている第１の偏向素子を含む、請求項２７に記載のマルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）。
29. 前記複数の偏向素子が、使用時、前記第１の方向の前記一括マルチビームラスタースキャナ（１１０）による前記複数の一次ビームレット（３）の前記走査偏向と同期して、前記第１の方向と垂直な第２の方向の前記第１の個々のビームレットの走査誘起歪みを個別に補償するように構成されている第２の偏向素子をさらに含む、請求項２８に記載のマルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）。
30. 前記複数の偏向素子が、使用時、垂直な前記第１の方向の前記一括マルチビームラスタースキャナ（１１０）による前記複数の一次ビームレット（３）の前記走査偏向と同期して、前記第１の方向の第２の個々のビームレットの走査誘起歪みを個別に補償するように構成されている第３の偏向素子をさらに含む、請求項２８または２９に記載のマルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）。
31. 前記静的電圧変換ユニットが、前記複数の偏向素子のうちのある偏向素子にそれぞれ接続されている複数のプログラム可能抵抗器列を備えており、前記複数のプログラム可能抵抗器列が、複数の静的制御信号により制御され、使用時、前記第１の走査電圧差ＶＳｐ（ｔ）とそれぞれ同期して、複数の走査補正電圧差ＶＣＡｐ（ｉ，ｔ）を生成するように構成されているプログラム可能抵抗器アレイを構成する、請求項２７～３０のいずれか１項に記載のマルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）。
32. マルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）を動作させる方法であって、
    走査電圧差ＶＳｐ（ｔ）を生成するステップと、
    前記走査電圧差ＶＳｐ（ｔ）を一括マルチビームラスタースキャナ（１１０）に与えることにより、第１の方向において、前記一括マルチビームラスタースキャナ（１１０）により複数の一次ビームレット（３）を一括偏向走査するステップと、
    前記走査電圧差ＶＳｐ（ｔ）から、前記走査電圧差ＶＳｐ（ｔ）と同期して、少なくとも第１の走査補正電圧差ＶＣｐ（ｔ）を生成するステップと、
    前記第１の走査補正電圧差ＶＣｐ（ｔ）を走査補正器の偏向素子に与えることにより、前記複数の一次ビームレット（３）のうちの少なくとも１つの個々のビームレットの走査誘起収差を抑えるステップと、
    を含む、マルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）を動作させる方法。
33. 複数の静的制御信号を前記走査補正器に与えることにより、前記第１の走査補正電圧差ＶＣｐ（ｔ）を生成するステップをさらに含む、請求項３２に記載のマルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）を動作させる方法。
34. 前記第１の走査補正電圧差ＶＣｐ（ｔ）と前記走査電圧差ＶＳｐ（ｔ）との間の所定の時間遅延を生成することにより、前記複数の一次ビームレット（３）の一括ラスター走査を同期させるとともに、前記少なくとも１つの個々のビームレットの前記走査誘起収差を抑えるステップをさらに含む、請求項３２または３３に記載のマルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）を動作させる方法。
35. ウェハ検査用のマルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）であって、
    少なくとも第１の一次荷電粒子ビームレット（３．０、３．１、３．２）を含む複数の一次荷電粒子ビームレットを生成するためのビームレット生成器（３００）と、
    前記複数の一次荷電粒子ビームレット（３）によって、物体面（１０１）に配置されているサンプルの表面（２５）の像視野を照射するための物体照射ユニット（１００）と、
    少なくとも第１の一組の偏向電極（１５３）と、前記複数の一次荷電粒子ビームレット（３）が横断する交差ボリューム（１８９）と、を備える一括ラスタースキャナ（１１０）と、
    対応する像副視野の全体にわたる第１の方向またはｐ方向の前記複数の一次荷電粒子ビームレット（３）それぞれの走査偏向のため、使用時、少なくとも第１の走査電圧差ＶＳｐ（ｔ）を前記第１の一組の偏向電極（１５３）に与えるように構成されている制御ユニット（８００）であり、各像副視野が、少なくとも５μｍ、好ましくは８μｍ以上の横方向延伸を有する、制御ユニット（８００）と、
    使用時、前記複数の一次荷電粒子ビームレット（３）に個別に影響を及ぼすための第１の走査補正電界を生成するように構成されている少なくとも第１の走査補正器（６０１、１８５、１９３）と、
    を備え、
    前記制御ユニット（８００）が、前記複数の一次荷電粒子ビームレット（３）の前記一括走査偏向と同期して、前記複数の一次荷電粒子ビームレット（３）それぞれの前記走査誘起収差の差を抑えるように構成されている前記第１の走査補正器（６０１、１８５、１９３）に前記第１の走査電圧差ＶＳｐ（ｔ）を与えるようにさらに構成されている、マルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）。
36. 前記第１の走査補正器（６０１、１８５、１９３）が、前記第１の走査電圧差ＶＳｐ（ｔ）を少なくとも第１の走査補正電圧差ＶＣｐ（ｔ）に変換するための静的電圧変換ユニットであり、前記第１の走査電圧差ＶＳｐ（ｔ）と同期して、前記第１の走査補正電界を生成するように構成されている、静的電圧変換ユニットを備える、請求項３５に記載のマルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）。
37. 前記静的電圧変換ユニットが、複数の静的制御信号によりプログラムされるように構成されている少なくとも１つのプログラム可能抵抗器列を備える、請求項３６に記載のマルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）。
38. 前記静的電圧変換ユニットが、前記第１の走査電圧差ＶＳｐ（ｔ）に比例する前記第１の走査補正電圧差ＶＣｐ（ｔ）を生成するように構成されている、請求項３６または３７に記載のマルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）。
39. 前記制御ユニット（８００）が、前記一括ラスタースキャナ（１１０）による前記第１の一次荷電粒子ビームレット（３．０、３．１、３．２）の前記ラスター走査と前記第１の走査補正電界を同期させるように構成されている第１の遅延ラインをさらに備える、請求項３５～３８のいずれか１項に記載のマルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）。
40. 前記第１の走査補正器（６０１、１８５、１９３）が、使用時、約０．５ｎｍ～５ｎｍの前記第１の一次荷電粒子ビームレット（３．０、３．１、３．２）の走査誘起収差を補償して、０．３ｎｍ未満、好ましくは０．２ｎｍ未満または０．１ｎｍ未満の量に抑えるように構成されている少なくとも第１の偏向素子を備える、請求項３５～３９のいずれか１項に記載のマルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）。
41. 前記走査誘起収差が、走査誘起歪みである、請求項４０に記載のマルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）。
42. 前記第１の偏向素子が、使用時、前記第１の方向の前記ラスタースキャナ（１１０）による前記第１の一次荷電粒子ビームレット（３．０、３．１、３．２）の前記走査偏向と同期して、前記第１の方向の前記第１の一次荷電粒子ビームレット（３．０、３．１、３．２）の走査誘起歪みを個別に補償するように構成されている、請求項４０または４１に記載のマルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）。
43. 使用時、前記第１の方向の前記ラスタースキャナ（１１０）による前記第１の一次荷電粒子ビームレット（３．０、３．１、３．２）の前記走査偏向と同期して、前記第１の方向と垂直な第２の方向の前記第１の一次荷電粒子ビームレット（３．０、３．１、３．２）の走査誘起歪みを個別に補償するように構成されている第２の偏向素子をさらに備える、請求項４２に記載のマルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）。
44. 前記走査誘起収差が、走査誘起非点収差、走査誘起偏心収差、走査誘起球面収差、または走査誘起コマから成る群の少なくとも１つである、請求項４０に記載の荷電粒子顕微鏡（１）。
45. 前記ビームレット生成器（３００）が、少なくとも第２の一次荷電粒子ビームレット（３．１または３．２）を生成する、請求項３５～４４のいずれか１項に記載のマルチビーム荷電粒子顕微鏡（１、１００１）。
46. 前記第１の走査補正器が、使用時、前記第２の一次荷電粒子ビームレット（３．１または３．２）の走査誘起収差を個別に補償するように構成されている第３の偏向素子をさらに備える、請求項４５に記載のマルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）。
47. 前記静的電圧変換ユニットが、前記第１の偏向素子に接続され、複数の静的制御信号により制御される少なくとも第１のプログラム可能抵抗器列であり、使用時、前記第１の走査電圧差ＶＳｐ（ｔ）と同期して、走査補正電圧差ＶＣＡｐ（ｔ）を生成するように構成されている、第１のプログラム可能抵抗器列を備える、請求項３６～４６のいずれか１項に記載のマルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）。
48. 前記ラスタースキャナ（１１０）による前記少なくとも第１の一次荷電粒子ビームレット（３．０、３．１、３．２）のラスター走査時の第２の走査誘起収差を抑えるように構成されている第２の走査補正器（６０２、１８７、１９５）をさらに備える、請求項３５～４７のいずれか１項に記載のマルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）。
49. ウェハ検査用のマルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）であって、
    少なくとも第１の一次ビームレットおよび第２の一次ビームレットを含む複数の一次ビームレット（３）を生成するためのマルチビームレット生成器（３００）と、
    物体面（１０１）に配置されているウェハ（７）の表面（２５）の像パッチ（１７）を照射することにより、使用時、前記表面（２５）から放出される複数の二次電子ビームレット（９）を生成するための物体照射ユニット（１００）と、
    交差ボリューム（１８９）を構成する一括マルチビームラスタースキャナ（１１０）であり、少なくとも前記像パッチ（１７）の第１の像副視野（３１．５５）の全体にわたって走査される前記第１の一次ビームレット（３．５５）および第２の像副視野（３１．１５）の全体にわたって同期走査される前記第２の一次ビームレット（３．１５）を含む前記複数の一次ビームレット（３）の一括ラスター走査の実行によって前記像パッチ（１７）の像走査を構成するように構成されている、一括マルチビームラスタースキャナ（１１０）と、
    投射系（２０５）および像センサ（２０７）を備え、前記複数の二次電子ビームレット（９）を前記像センサ（２０７）上に結像する（ｉｍａｇｅ）とともに、前記像走査時のデジタル像を取得するための検出ユニット（２００）と、
    制御ユニット（８００）に接続され、前記像走査時、前記第１の像副視野（３１．５５）における前記第１の一次ビームレット（３．５５）と前記第２の像副視野（３１．１５）における前記第２の一次ビームレット（３．１５）との間の走査誘起歪み差を抑えるように構成されている第１の走査補正器（６０１）と、
    を備える、マルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）。
50. 前記第１の走査補正器（６０１）が、使用時、前記第１の一次ビームレット（３．５５）に影響を及ぼすための第１の走査静電界および前記第２の一次ビームレット（３．５５）に個別に影響を及ぼすための第２の走査静電界を含む、前記複数の一次ビームレットに影響を及ぼすための複数の走査静電界を生成するように構成されている、請求項４９に記載のマルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）。
51. 前記第１の走査補正器（６０１）が、使用時、前記第１の一次ビームレット（３．５５）の第１の走査誘起歪みおよび前記第２の一次ビームレット（３．１５）の第２の走査誘起歪みを含む前記複数の一次ビームレット（３）それぞれの複数の走査誘起歪みを補償するように構成されている第１の偏向素子および第２の偏向素子を含む複数の偏向素子を備える、請求項５０に記載のマルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）。
52. 前記制御ユニット（８００）が、使用時、第１の走査電圧差ＶＳｐ（ｔ）を前記一括マルチビームラスタースキャナ（１１０）に与えるように構成されており、前記第１の走査補正器（６０１）が、前記第１の走査電圧差ＶＳｐ（ｔ）を複数の走査補正電圧差ＶＣＡｐ（ｉ，ｔ）に変換するための走査アレイ制御ユニット（６２２）であり、使用時、前記第１の走査電圧差ＶＳｐ（ｔ）と同期して、前記複数の静電界を生成するように構成されている、走査アレイ制御ユニット（６２２）を備える、請求項４９～５１のいずれか１項に記載のマルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）。
53. 前記走査アレイ制御ユニット（６２２）が、使用時、前記第１の走査電圧差ＶＳｐ（ｔ）から、前記複数の走査補正電圧差ＶＣＡｐ（ｉ，ｔ）を生成するように構成されている複数の静的電圧変換ユニット（６１１、６１２）を備える、請求項５２に記載のマルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）。
54. 前記複数の静的電圧変換ユニット（６１１、６１２）がそれぞれ、複数の静的制御信号により制御されるように構成されているプログラム可能抵抗器列として構成されている、請求項５３に記載のマルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）。
55. 前記制御ユニット（８００）が、前記一括マルチビームラスタースキャナ（１１０）による前記複数の一次ビームレット（３）の前記一括ラスター走査と前記第１の走査補正器（６０１）の前記複数の走査静電界を同期させるように構成されている第１の遅延ラインをさらに備える、請求項４９～５４のいずれか１項に記載のマルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）。
56. 前記第１の偏向素子が、使用時、第１の方向の前記一括マルチビームラスタースキャナ（１１０）による前記複数の一次ビームレット（３）の前記走査偏向と同期して、前記第１の方向の前記第１の一次ビームレット（３．５５）の走査誘起歪みを個別に補償するように構成されている、請求項５１～５５のいずれか１項に記載のマルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）。
57. 前記第１の偏向素子が、使用時、前記第１の方向の前記一括マルチビームラスタースキャナ（１１０）による前記複数の一次ビームレット（３）の前記走査偏向と同期して、前記第１の方向と垂直な第２の方向の前記第１の一次ビームレット（３．５５）の走査誘起歪みを個別に補償するようにさらに構成されている、請求項５６に記載のマルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）。
58. 前記第２の偏向素子が、使用時、前記第１の方向の前記一括マルチビームラスタースキャナ（１１０）による前記複数の一次ビームレット（３）の前記走査偏向と同期して、前記第１の方向の前記第２の一次ビームレットの走査誘起歪みを個別に補償するように構成されている、請求項５６または５７に記載のマルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）。
59. 使用時、前記第１の一次ビームレットが、第１の角度β１で前記交差ボリューム（１８９）を横断し、前記第２の一次ビームレットが、前記第１の角度β１と異なる第２の角度β２で前記交差ボリューム（１８９）を横断する、請求項４９～５８のいずれか１項に記載のマルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）。
60. 制御ユニット（８００）に接続され、前記像走査時、前記第１の像副視野（３１．５５）における前記第１の一次ビームレット（３．５５）と前記第２の像副視野（３１．１５）における前記第２の一次ビームレット（３．１５）との間の走査誘起偏心差を抑えるように構成されている第２の走査補正器（６０２）をさらに備える、請求項４９～５９のいずれか１項に記載のマルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）。
61. マルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）を動作させる方法であって、
    走査電圧差ＶＳｐ（ｔ）を生成するステップと、
    前記走査電圧差ＶＳｐ（ｔ）を一括マルチビームラスタースキャナ（１１０）に与えることにより、第１の方向において、前記一括マルチビームラスタースキャナ（１１０）により複数の一次ビームレット（３）を一括偏向走査するステップと、
    複数の静的電圧変換ユニットによって、前記走査電圧差ＶＳｐ（ｔ）から、前記走査電圧差ＶＳｐ（ｔ）と同期して、複数の走査補正電圧差ＶＣＡｐ（ｉ，ｔ）を生成するステップと、
    前記複数の走査補正電圧差ＶＣＡｐ（ｉ，ｔ）を走査補正器の複数の偏向素子に与えることにより、前記複数の一次ビームレット（３）の前記走査誘起歪みを抑えるステップと、
    を含む、マルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）を動作させる方法。
62. 複数の静的制御信号を前記複数の静的電圧変換ユニットに与えることにより、前記複数の走査補正電圧差ＶＣＡｐ（ｉ，ｔ）を生成するステップをさらに含む、請求項６１に記載のマルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）を動作させる方法。
63. 前記複数の走査補正電圧差ＶＣＡｐ（ｉ，ｔ）と前記走査電圧差ＶＳｐ（ｔ）との間の所定の時間遅延を生成することにより、前記複数の一次ビームレット（３）の一括ラスター走査を同期させるとともに、前記走査誘起収差を抑えるステップをさらに含む、請求項６１または６２に記載のマルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）を動作させる方法。
64. 基準物体の像パッチの全体にわたって複数の一次荷電粒子ビームレットを走査することにより、前記走査誘起歪みを決定するステップと、
    各一次荷電粒子ビームレットについて、走査誘起歪みの少なくとも線形部の複数の振幅を抽出するステップと、
    前記複数の振幅それぞれから、前記複数の静的制御信号を導出するステップと、
    をさらに含む、請求項６２に記載のマルチビーム荷電粒子顕微鏡（１）を動作させる方法。