JPH10269982A

JPH10269982A - 検査装置のレンズ電圧設定方法及び検査装置

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Publication number: JPH10269982A
Application number: JP9091422A
Authority: JP
Inventors: Hidekazu Takekoshi; 秀和竹越; Muneki Hamashima; 宗樹浜島
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1997-03-26
Filing date: 1997-03-26
Publication date: 1998-10-09
Anticipated expiration: 2017-03-26
Also published as: JP3687262B2

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】二次光学系のレンズ条件を容易に最適設定で
き、かつ必要に応じて最適値からのズレを補正し、長期
的な変動にも常に安定したレンズ条件で使用することの
できる検査装置のレンズ電圧設定方法及び検査装置を提
供する。【解決手段】一次コラム1から出射された一次照射ビ
ーム2を試料4に照射し、該試料4から発生した電子5を、
二次光学系7に設けられた多数のレンズ9，10，11，12を
介して検出器8に結像させる検査装置において、前記多
数のレンズ…の間で、前記試料4から発生した電子の結
像位置に、挿脱可能にフィールドアパーチャ14を配設
し、該フィールドアパーチャ14にはフィールド孔14a，1
4b及びメッシュ部14c，14dを設け、該フィールドアパー
チャ14を可動させることにより、前記フィールド孔14
a，14bとメッシュ部14c，14dとを切換可能とし、該メッ
シュ部14c，14dを選択してこの像を検出器8に結像さ
せ、該メッシュ画像から、前記メッシュ部14c，14dより
後側のレンズ11，12のレンズ条件を検出可能とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、一次照射ビーム
を試料上に照射させ、この試料からのエネルギービーム
である電子による電子像を検出する検査装置のレンズ電
圧設定方法及び検査装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来からの走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）
とは異なり、電子ビームを一次光学系で線状あるいは矩
形状にして、試料に照射し、そこからの反射電子、２次
電子を２次元の画像として、二次光学系で拡大投影しエ
リア検出器に結像させるというシステムがある。かかる
技術は、論文に記載されているが、実用的な公知の例は
まだない。電子ビームを一次光学系でスポットに収束し
て、試料に照射し、試料からの電子の像をエリア検出器
に拡大投影するというシステムとしては、透過型電子顕
微鏡がこれに近い構成をもっている。この場合でも、二
次光学系は、試料を透過してきた電子を拡大投影するだ
けで、試料からの反射電子又は、２次電子を効率よく結
像させるという、ここでの光学系の、技術的な困難さと
は相違するものである。先願発明としては、例えば、特
開平７ー１８１２９７号公報にあるような、電子光学系
を一次光学系として、欠陥検査を行うという既知の例が
ある。

【０００３】しかし、二次光学系の構成例はウィーンフ
ィルターを使った論文（K.Tsuno, Ultramicroscopy 55
(1994)127-140 「Simulation of a Wien filter as beam
separator in a low energy electron microscope」)
があるが、計算結果だけで、装置として実用化されてい
ない。従って、ここでのＥＢ欠陥検出装置のような具体
的な装置として、問題は検討されていない。通常のＳＥ
Ｍでは、像を形成させるこのための補正手段として、ビ
ームの軸だしを調整する偏向器や非点収差を補正するス
ティグメータという手段が電子光学鏡筒（コラムとよ
ぶ）内に設けられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の技術にあっては、レンズ条件を設定するとき
に、設計データからの値をそのまま入力しても、製造上
の誤差で、必ずしも理想的な位置に像を出すことはでき
ない。上記構成の一次、二次光学系をもつ、電子像の検
出系では、レンズが多段（複数）になるが、それぞれの
レンズ電圧を最適値に設定するのは、容易でないことが
多い。

【０００５】そこで、この発明は、上記二次光学系のレ
ンズ条件を容易に最適設定でき、かつ必要に応じて最適
値からのズレを補正し、長期的な変動にも常に安定した
レンズ条件で使用することのできる検査装置のレンズ電
圧設定方法及び検査装置を提供することを課題としてい
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】かかる課題を達成するた
めに、請求項１に記載の発明は、電子銃から出射された
一次照射ビームを一次光学系を介して試料に照射し、該
試料から発生した電子を多数のレンズを介して検出器に
結像させる検査装置における、前記レンズのレンズ電圧
を設定する方法において、前記多数のレンズの間で、前
記試料から発生した電子の結像位置に、第１パターンを
挿入し、任意のレンズ電圧における該第１パターンの像
を前記検出器に結像させ、該第１パターン画像から、前
記第１パターンより後側のレンズのレンズ条件を検出す
る検査装置のレンズ電圧設定方法としたことを特徴とす
る。

【０００７】請求項２に記載の発明は、電子銃から出射
された一次照射ビームを一次光学系を介して試料に照射
し、該試料から発生した電子を多数のレンズを介して検
出器に結像させる検査装置における、前記レンズのレン
ズ電圧を設定する方法において、前記多数のレンズの間
で、前記試料から発生した電子の結像位置に、第１パタ
ーンを挿入し、任意のレンズ電圧における該第１パター
ンの像を前記検出器に結像させ、該第１パターン画像か
ら、前記第１パターンより後側のレンズのレンズ条件を
検出し、該検出値と設計値とを比較して、倍率や収差の
ズレを算出して補正値を求め、該補正値に基づいて、前
記第１パターンより後側のレンズのレンズ電圧を設定す
ることを特徴とする検査装置のレンズ電圧設定方法。

【０００８】請求項３に記載の発明は、電子銃から出射
された一次照射ビームを一次光学系を介して試料に照射
し、該試料から発生した電子を多数のレンズを介して検
出器に結像させる検査装置における、前記レンズのレン
ズ電圧を設定する方法において、前記多数のレンズの間
で、前記試料から発生した電子の結像位置に、第１パタ
ーンを挿入し、任意のレンズ電圧における該第１パター
ンの像を前記検出器に結像させ、該第１パターン画像か
ら、前記第１パターンより後側のレンズのレンズ条件を
検出し、該検出値と設計値とを比較して、倍率や収差の
ズレを算出して補正値を求め、該補正値に基づいて、前
記第１パターンより後側のレンズのレンズ電圧を設定
し、その後、前記試料を載置するステージに設けられた
第２パターンを前記検出器に結像させ、該第２パターン
画像から、前記第１パターンとステージとの間のレンズ
のレンズ条件を検出し、該検出値と設計値とを比較し
て、倍率や収差のズレを算出して補正値を求め、該補正
値に基づいて、前記第１パターンとステージとの間のレ
ンズのレンズ電圧を設定した検査装置のレンズ電圧設定
方法としたことを特徴とする。

【０００９】請求項４に記載の発明は、電子銃から出射
された一次照射ビームを一次光学系を介して試料に照射
し、該試料から発生した電子を、二次光学系に設けられ
た多数のレンズを介して検出器に結像させる検査装置に
おいて、前記多数のレンズの間で、前記試料から発生し
た電子の結像位置に、挿脱可能にフィールドアパーチャ
を配設し、該フィールドアパーチャにはフィールド孔及
び第１パターンを設け、該フィールドアパーチャを可動
させることにより、前記フィールド孔と第１パターンと
を切換可能とし、該第１パターンを選択して該第１パタ
ーンの像を前記検出器に結像させ、該第１パターン画像
から、前記第１パターンより後側のレンズのレンズ条件
を検出可能とした検査装置としたことを特徴とする。

【００１０】請求項５に記載の発明は、電子銃から出射
された一次照射ビームを一次光学系を介して試料に照射
し、該試料から発生した電子を、二次光学系に設けられ
た多数のレンズを介して検出器に結像させる検査装置に
おいて、前記多数のレンズの間で、前記試料から発生し
た電子の結像位置に、挿脱可能にフィールドアパーチャ
を配設し、該フィールドアパーチャにはフィールド孔及
び第１パターンを設け、該フィールドアパーチャを可動
させることにより、前記フィールド孔と第１パターンと
を切換可能とし、該第１パターンを選択して該第１パタ
ーンの像を前記検出器に結像させ、該第１パターン画像
から、前記第１パターンより後側のレンズのレンズ条件
を検出し、該検出値と設計値とを比較して、倍率や収差
のズレを算出して補正値を求め、該補正値に基づいて、
前記第１パターンより後側のレンズのレンズ電圧を設定
可能とする検査装置としたことを特徴とする。

【００１１】請求項６に記載の発明は、電子銃から出射
された一次照射ビームを一次光学系を介して試料に照射
し、該試料から発生した電子を、二次光学系に設けられ
た多数のレンズを介して検出器に結像させる検査装置に
おいて、前記多数のレンズの間で、前記試料から発生し
た電子の結像位置に、挿脱可能にフィールドアパーチャ
を配設し、該フィールドアパーチャにはフィールド孔及
び第１パターンを設け、該フィールドアパーチャを可動
させることにより、前記フィールド孔と第１パターンと
を切換可能とし、該第１パターンを選択して該第１パタ
ーンの像を前記検出器に結像させ、該第１パターン画像
から、前記第１パターンより後側のレンズのレンズ条件
を検出し、該検出値と設計値とを比較して、倍率や収差
のズレを算出して補正値を求め、該補正値に基づいて、
前記第１パターンより後側のレンズのレンズ電圧を設定
可能とし、又、前記試料を載置するステージに第２パタ
ーンを設け、該第２パターンを前記検出器に結像させ、
該第２パターン画像から、前記フィールドアパーチャと
前記ステージとの間のレンズのレンズ条件を検出し、該
検出値と設計値とを比較して、倍率や収差のズレを算出
して補正値を求め、該補正値に基づいて、前記フィール
ドアパーチャと前記ステージとの間のレンズのレンズ電
圧を設定可能とする検査装置としたことを特徴とする。

【００１２】請求項７に記載の発明によれば、請求項４
乃至６の何れか一つに記載の構成に加え、前記フィール
ドアパーチャには、大きさの異なるフィールド孔が形成
されたことを特徴とする。

【００１３】請求項８に記載の発明によれば、請求項４
乃至７の何れか一つに記載の構成に加え、前記二次光学
系にウイーンフィルターを配設すると共に、該二次光学
系に前記一次光学系を接続し、前記電子銃から出射され
た一次照射ビームを前記ウイーンフィルター及びカソー
ド部を介して試料に照射し、該試料から発生した電子
を、前記ウイーンフィルター及びレンズを通して検出器
に結像させるように設定したことを特徴とする。

【００１４】請求項９に記載の発明によれば、請求項４
乃至８の何れか一つに記載の構成に加え、前記第１，第
２パターンは、網目状であることを特徴とする。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて説明する。

【００１６】[発明の実施の形態１]図１及び図２には、
この発明の実施の形態１を示す。

【００１７】まず構成について説明すると、図中符号１
は電子銃と一次光学系を有する一次コラムで、この電子
銃から出射された一次照射ビーム２が一次光学系を介し
てステージ３上に載置された試料４に照射されるように
なっている。このステージ３には、図１の（ａ）に示す
ようなメッシュ状、（ｂ）に示すような横縞状、又は、
（ｃ）に示すような縦縞状の「第２パターン」としての
フィデシャルマーク３ａが設けられている。

【００１８】この照射により試料４からは、２次電子５
及び反射電子６が発生するようになっている。そして、
この試料４の表面上から発生する二次元の画像情報を含
む２次電子５及び反射電子６は、二次光学系７により捕
獲され、検出器８に拡大投影されるようになっている。

【００１９】具体的には、この二次光学系７は、１番下
側には、まず、カソードレンズ９が設けられている。こ
のカソードレンズ９は、図面では省略されているが、３
枚の電極で構成され、１番下の電極は試料４側の電位と
の間で、正の電界を形成し、２次電子５を効率よくレン
ズ９内に導くように設計され、又、１番目、２番目の電
極に電圧を印可し、３番目の電極をゼロ電位として、レ
ンズ作用を行うようになっている。その一番下の電極が
「カソード部」となっている。

【００２０】また、そのカソードレンズ９だけでは、拡
大倍率が不足するので、拡大するためのレンズ系とし
て、第２，第３，第４レンズ１０,１１,１２が配設さ
れ、多段レンズの構成となっている。これら第２，第
３，第４レンズ１０,１１,１２は、すべてユニポテンシ
ャル、又はアインツェルレンズとよばれる、３枚電極の
構成で、通常は外の２電極をゼロ電位とし、中央の電極
に印可する電圧で、レンズ作用を行わせ、制御するよう
になっている。なお、カソードレンズ９だけで、結像さ
せるにはレンズ作用が強くなり収差が発生しやすいの
で、第２レンズ１０と合わせて、１回の結像を行わせる
場合もある。同様に、拡大させるためのレンズ系として
も、第３、第４レンズ１１，１２をもち、合わせて２回
目の結像を行わせる方がよいこともある。従って、この
場合、４枚のレンズ９，１０，１１，１２群の構成が必
要となる。これらレンズ９…のレンズ電圧を適宜設定す
ることにより、図２の（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）
に示すような結像パターンとすることができる。

【００２１】また、第２レンズ１０と第３レンズ１１と
の間で、第２レンズ１０の後側には、ニューメリカルア
パーチャー１３といわれる開口絞りが配設されている。
このニューメリカルアパーチャー１３は、円形の穴の空
いた金属製（Ｍｏ等）の薄膜で、各レンズ１０，１１，
１２の種々の収差を抑えると共に、よけいな電子ビーム
が検出器８面に届かないようする役割を果たしている。
更に、このニューメリカルアパーチャー１３は、電気的
にレンズ電極とは絶縁されており、スイッチ１５を介し
て電流計１６に接続され、光学系の調整時はビームの電
流量をその電流計１６によりモニターできるようになっ
ている。

【００２２】また、この二次光学系７では、前記各レン
ズ９…による結像点がこのコラム７内に何回か存在す
る。前述のように、１回の結像では倍率が不足するた
め、最低２回の結像条件で倍率を決め、それに従ったレ
ンズ電圧を設定する。偶数回の結像であれば、像は正立
となる。そして、この中間の結像位置、ここでは、第３
レンズ１１の前側に視野絞りに相当するフィールドアパ
ーチャ１４が挿入・引出可能に配設されている。これに
より、必要な視野の２次電子５だけが、後段のレンズ系
（第３，第４レンズ１１，１２）や検出器８に導かれる
ようにする。このフィールドアパーチャ１４には、大き
さの異なるフィールド孔１４ａ，１４ｂが形成されると
共に、この両フィールド孔１４ａ，１４ｂに対応した大
きさの「第１パターン」としての２つのメッシュ部１４
ｃ，１４ｄが構成されている。この実施の形態では、図
１中（ａ）に示すようなメッシュ部１４ｃ，１４ｄとし
たが、これに限らず、同図の（ｂ），（ｃ）に示すよう
なパターンでも良い。

【００２３】さらに、検出器８は、コントロールユニッ
ト１７により制御され、試料画像信号が取り出されるよ
うになっている。また、前記ステージ３はステージ移動
機構１８よりＸＹ方向に移動可能となっており、その位
置はレーザー干渉計ユニット１９により読み取り可能と
なっている。そして、ＣＰＵ２０からの指示により、ス
テージ移動機構１８が駆動され、その位置情報が、レー
ザー干渉計ユニット１９からコントロールユニット１７
へ伝達されて、順次試料画像がＣＰＵ２０へ供給される
ようになっている。また、このＣＰＵ２０は、一次コラ
ム１を制御する一次光学系制御ユニット２１及び、二次
光学系７を制御する二次光学系制御ユニット２２に接続
されている。

【００２４】かかる装置の立上げ時等においては、製造
上の誤差（電気的な誤差、機械的な誤差）により、設計
値通りに各レンズ９…のレンズ電圧を設定しても最適に
ならないことが多い。そのため、最適地からのズレを算
出し、その装置固有の補正値を計算し、これに基づいて
適正なレンズ電圧に設定する。

【００２５】すなわち、通常の動作時には、結像位置に
あるフィールドアパーチャ１４のフィールド孔１４ａ又
は４ｂの何れかが選択されて使用されるが、装置立上げ
時には、可動機構により、メッシュ部１４ｃ，１４ｄが
選択される。このメッシュ部１４ｃ，１４ｄのパターン
は、適当な形状、大きさ、間隔で設計された既知のもの
である。

【００２６】従って、フィールドアパーチャ１４の後方
のレンズ１１，１２のレンズ電圧を設計値に設定したと
き、検出器８により検出されたメッシュ部１４ｃ，１４
ｄ画像のデータから、本来の設計値との倍率や収差のズ
レをＣＰＵ２０で算出して補正値を求める。そして、こ
の値に基づいて、二次光学系制御ユニット２２を制御し
て、第３,第４レンズ１１，１２のレンズ電圧を適正な
値の設定する。

【００２７】その後、フィールドアパーチャ１４より前
方のレンズ９，１０のレンズ条件を検出する。すなわ
ち、ステージ３を移動させてフィデシャルマーク３ａに
一次照射ビーム２が照射されるようにすると共に、フィ
ールドアパーチャ１４を移動させて、フィールド孔１４
ａ又は１４ｂを選択して使用する。

【００２８】そして、そのフィデシャルマーク３ａのメ
ッシュ状のパターン像を検出器８に結像させる。この像
と最適な像とをＣＰＵ２０で比較して、フィールドアパ
ーチャ１４の前方のカソードレンズ９及び第２レンズ１
０のレンズ電圧にズレ量を算出する。この時には、フィ
ールドアパーチャ１４より後方の第３，第４レンズ１
１，１２のレンズ条件（収差，倍率）が解っているた
め、画像データからフィールドアパーチャ１４の前方の
第２レンズ１０及びカソードレンズ９のレンズ条件（収
差，倍率，分解能）を求めることができ、最適設定を容
易に行うことができる。これらのデータは、ＣＰＵ２０
の指示で、メモリーにストアされる。

【００２９】また、装置の移設等による外的因子の変化
が補正値の変動を引き起こすことが良くあるが、メンテ
ナンスモードに設定することで、立上げ時に上記の方法
でストアした画像データを、そのときのレンズ電圧の画
像データと比較すれば容易にズレ量を検出することがで
き、最適値になっているかをチェックすることができ、
もしズレている場合には、必要に応じて、補正データを
更新して使用することもできる。

【００３０】さらに、フィールドアパーチャ１４のメッ
シュ部１４ｃ，１４ｄ及びフィデシャルマーク３ａのメ
ッシュ形状等の目の大きさを数種類用意すれば、低倍率
から高倍率まで使い分けることができる上、装置の真空
を破る等の煩雑な操作を行う必要がなく、簡単に補正が
行える。

【００３１】また、任意の電圧における収差が画像デー
タから算出できるので、収差が設計値以上に発生して
も、補正可能な範囲ならば収差量をＣＰＵ２０にフィー
ドバックすることで、見かけ上、収差を消すこともでき
る。

【００３２】次に、上記のようにして最適なレンズ電圧
に設定された検査装置の作用について説明する。

【００３３】一次コラム１から一次照射ビーム２が試料
４に照射されると、この試料４の表面から二次元の画像
情報を含み、エネルギーが異なる２次電子５が発生す
る。

【００３４】この２次電子５は、指向性が小さいため、
カソードレンズ９の一番下の電極（カソード部）が正の
電界に形成されていることから、この電極に引っ張られ
てカソードレンズ９内に導かれる。そして、この２次電
子５が各レンズ９…の途中で数回で結像され、所定の倍
率に拡大されて最終的に検出器８で拡大投影される。

【００３５】この際には、第２レンズ１０の後側では、
ニューメリカルアパーチャー１３により、レンズ１１，
１２の種々の収差を抑えると共に、よけいな２次電子５
が検出器８に入射されないようにしている。

【００３６】また、この中間の結像点に、ここでは、第
３レンズ１１の前側に視野絞りに相当するフィールドア
パーチャ１４が挿入され、必要な視野の電子ビームだけ
が、後段のレンズ系（第３，第４レンズ１１，１２）や
検出器８に導かれることとなる。この場合、このフィー
ルドアパーチャ１４には、大きさの異なるフィールド孔
１４ａ，１４ｂが形成されているため像の大きさ等に応
じて適宜そのフィールド孔１４ａ,１４ｂを設定する。

【００３７】そして、検出器８の資料画像信号がコント
ロールユニット１７により取り出され、更に、この信号
がコントロールユニット１７からＣＰＵ２０に送られて
画像が読み取られることとなる。

【００３８】これと共に、ステージ３がステージ移動機
構１８よりＸＹ方向に移動され、このステージ３の位置
がレーザー干渉計ユニット１９により読み取られる。そし
て、ＣＰＵ２０からの指示により、ステージ移動機構１８
が駆動され、その位置情報が、レーザー干渉計ユニット１９
からコントロールユニット１７へ伝達されて、順次試料画
像がＣＰＵ２０へ供給される。

【００３９】［発明の実施の形態２］図３には、発明の
実施の形態２を示す。

【００４０】この実施の形態２は、一次コラム１と二次
光学系７とが接続され、ウイーンフィルター２５が設け
られた点で、実施の形態１と異なっている。

【００４１】詳しくは、一次コラム１が二次光学系７の
カソードレンズ９と第２レンズ１０の間に接続されると
共に、ウイーンフィルター２５が、その一次コラム１及
びカソードレンズ９の間、第２レンズ１０及びカソード
レンズ９の間に配設されている。

【００４２】このウイーンフィルター２５は、電磁プリ
ズムとして作用するものであり、一次コラム１から出射
された特定のエネルギーを持つ一次照射ビーム２は、こ
のウィーンフィルター２５により、その加速電圧で決定
される角度で曲げられて試料４面に垂直に入射される。
この入射時には、カソードレンズ９のカソード部によ
り、一次照射ビーム２が減速されて試料４に照射され
る。また、試料４から発生した２次電子５,反射電子６
は、その各光学系１，２が上記のように配設されること
により、二次光学系７に導入されるようになっている。
一方、ウイーンフィルター２５は、試料４からの電子
５，６を選別するフィルターとして作用するものであ
り、試料４からの特定のエネルギーを持つ２次電子５又
は反射電子６を通過させて、第２レンズ１０側に導入さ
せることができる。

【００４３】ここで、実際にどのようにして、２次電子
５又は反射電子６の選択を行うかについて説明する。す
なわち、得られる像のＳ／Ｎは検出器８面での電子数に
比例し、像に対して寄与の大きい色収差が電子エネルギ
ーのばらつきに依存する。したがって、測定において像
の分解能を優先させたいならば電子エネルギーのばらつ
きが小さいため色収差の少ない反射電子６を選択する。
しかし、反射電子６は２次電子５に比べ電子数が少ない
ため、フィールドアパーチャ１４を可動させて径の大き
なフィールド孔１４ａを選択し、検出電子を増加するこ
とでＳ／Ｎを上げるようにする。

【００４４】また、測定のスループットを優先させたい
のであれば、電子数が反射電子６に比べて多い２次電子
５を検出対象にする。ただし、２次電子５では電子エネ
ルギーのばらつきによる収差を無視できないため、フィ
ールドアパーチャ１４を可動させて径の小さなフィール
ド孔１４ｂを選択し、色収差を押さえる。

【００４５】このように、各レンズ９…のレンズ電圧を
所定の値に設定すると共に、フィールドアパーチャ１４
の径の異なるフィールド孔１４ａ,１４ｂを適切に選択
することで、単一の検出器８によって２次電子５又は反
射電子６で同程度のＳ／Ｎの像を得ることが出来る。し
たがって、Ｓ／Ｎの良い２次電子５を使ってレンズ条件
や各コラム１，７の測定を行い、その後、反射電子６を
使って高分解能の像を得るといった使い方が出来る。

【００４６】このようにウイーンフィルター２５を用い
ることにより、一次照射ビーム２の照射方向と反射電子
６の反射方向とを試料４に垂直に設定することができる
ため、反射像に影が発生することなく、良質な画像が得
られる。

【００４７】また、ウイーンフィルター２５の設定によ
り、第２レンズ１０側へ導入される電子を選択できるた
め、選択されなかった２次電子５又は反射電子６は、第
２レンズ１０側へ導入されることがないことから、検出
器８からの画像もより良質なものとすることができる。

【００４８】

【発明の効果】以上説明してきたように、各請求項に記
載の発明によれば、レンズ条件を効率的に求めることが
できるため、この方法又は装置を用いて装置の立上げ設
定を素早く行うことができる。これは、装置が真空中で
操作されることを考慮すれば極めて有効である。また、
任意の電圧における各レンズのレンズ条件が検出されて
いるため、装置の起動時などにレンズ条件を調べること
で、レンズ電圧の変動から装置の異常を検出できる。

【００４９】請求項４乃至６に記載の発明によれば、フ
ィールドアパーチャにフィールド孔及び第１パターンを
形成し、このフィールドアパーチャを移動させてそのフ
ィールド孔と第１パターンとを切換可能とすることによ
り、この両者を切り換えるだけで、簡単にレンズ条件の
検査、又は試料の検査を行うことができる。

【００５０】請求項７に記載の発明によれば、フィール
ドアパーチャに大きさの異なるフィールド孔を形成する
ことにより、像の大きさ等に応じて適当な大きさなフィ
ールド孔を選択することができる。

【００５１】請求項８に記載の発明によれば、電子銃か
ら出射された一次照射ビームをウイーンフィルター及び
カソード部を試料に照射するようにすることにより、カ
ソード部により一次照射ビームを減速して試料に照射で
きる。また、試料への一次照射ビームの照射方向と試料
からの電子の発生方向とを、試料に垂直にできるため、
反射像の影が生じることがない、という実用上有益な効
果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態１に係る検査装置の概略
図である。

【図２】同実施の形態１に係る二次光学系での結像状態
を示す説明図である。

【図３】この発明の実施の形態２に係る図１に相当する
検査装置の概略図である。

【符号の説明】

１一次コラム（電子銃,一次光学系）２一次照射ビーム３ステージ 3ａフィデシャルマーク（第２パターン）４試料５２次電子（電子）７二次光学系８検出器９カソードレンズ 10 第２レンズ 11 第３レンズ 12 第４レンズ 14 フィールドアパーチャ 14a,14b フィールド孔 14c,14d メッシュ部 25 ウイーンフィルター

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電子銃から出射された一次照射ビームを
一次光学系を介して試料に照射し、該試料から発生した
電子を多数のレンズを介して検出器に結像させる検査装
置における、前記レンズのレンズ電圧を設定する方法に
おいて、前記多数のレンズの間で、前記試料から発生した電子の
結像位置に、第１パターンを挿入し、任意のレンズ電圧
における該第１パターンの像を前記検出器に結像させ、
該第１パターン画像から、前記第１パターンより後側の
レンズのレンズ条件を検出することを特徴とする検査装
置のレンズ電圧設定方法。
【請求項２】電子銃から出射された一次照射ビームを
一次光学系を介して試料に照射し、該試料から発生した
電子を多数のレンズを介して検出器に結像させる検査装
置における、前記レンズのレンズ電圧を設定する方法に
おいて、前記多数のレンズの間で、前記試料から発生した電子の
結像位置に、第１パターンを挿入し、任意のレンズ電圧
における該第１パターンの像を前記検出器に結像させ、
該第１パターン画像から、前記第１パターンより後側の
レンズのレンズ条件を検出し、該検出値と設計値とを比
較して、倍率や収差のズレを算出して補正値を求め、該
補正値に基づいて、前記第１パターンより後側のレンズ
のレンズ電圧を設定することを特徴とする検査装置のレ
ンズ電圧設定方法。
【請求項３】電子銃から出射された一次照射ビームを
一次光学系を介して試料に照射し、該試料から発生した
電子を多数のレンズを介して検出器に結像させる検査装
置における、前記レンズのレンズ電圧を設定する方法に
おいて、前記多数のレンズの間で、前記試料から発生した電子の
結像位置に、第１パターンを挿入し、任意のレンズ電圧
における該第１パターンの像を前記検出器に結像させ、
該第１パターン画像から、前記第１パターンより後側の
レンズのレンズ条件を検出し、該検出値と設計値とを比
較して、倍率や収差のズレを算出して補正値を求め、該
補正値に基づいて、前記第１パターンより後側のレンズ
のレンズ電圧を設定し、その後、前記試料を載置するステージに設けられた第２
パターンを前記検出器に結像させ、該第２パターン画像
から、前記第１パターンとステージとの間のレンズのレ
ンズ条件を検出し、該検出値と設計値とを比較して、倍
率や収差のズレを算出して補正値を求め、該補正値に基
づいて、前記第１パターンとステージとの間のレンズの
レンズ電圧を設定したことを特徴とする検査装置のレン
ズ電圧設定方法。
【請求項４】電子銃から出射された一次照射ビームを
一次光学系を介して試料に照射し、該試料から発生した
電子を、二次光学系に設けられた多数のレンズを介して
検出器に結像させる検査装置において、前記多数のレンズの間で、前記試料から発生した電子の
結像位置に、挿脱可能にフィールドアパーチャを配設
し、該フィールドアパーチャにはフィールド孔及び第１
パターンを設け、該フィールドアパーチャを可動させる
ことにより、前記フィールド孔と第１パターンとを切換
可能とし、該第１パターンを選択して該第１パターンの
像を前記検出器に結像させ、該第１パターン画像から、
前記第１パターンより後側のレンズのレンズ条件を検出
可能としたことを特徴とする検査装置。
【請求項５】電子銃から出射された一次照射ビームを
一次光学系を介して試料に照射し、該試料から発生した
電子を、二次光学系に設けられた多数のレンズを介して
検出器に結像させる検査装置において、前記多数のレンズの間で、前記試料から発生した電子の
結像位置に、挿脱可能にフィールドアパーチャを配設
し、該フィールドアパーチャにはフィールド孔及び第１
パターンを設け、該フィールドアパーチャを可動させる
ことにより、前記フィールド孔と第１パターンとを切換
可能とし、該第１パターンを選択して該第１パターンの
像を前記検出器に結像させ、該第１パターン画像から、
前記第１パターンより後側のレンズのレンズ条件を検出
し、該検出値と設計値とを比較して、倍率や収差のズレ
を算出して補正値を求め、該補正値に基づいて、前記第
１パターンより後側のレンズのレンズ電圧を設定可能と
したことを特徴とする検査装置。
【請求項６】電子銃から出射された一次照射ビームを
一次光学系を介して試料に照射し、該試料から発生した
電子を、二次光学系に設けられた多数のレンズを介して
検出器に結像させる検査装置において、前記多数のレンズの間で、前記試料から発生した電子の
結像位置に、挿脱可能にフィールドアパーチャを配設
し、該フィールドアパーチャにはフィールド孔及び第１
パターンを設け、該フィールドアパーチャを可動させる
ことにより、前記フィールド孔と第１パターンとを切換
可能とし、該第１パターンを選択して該第１パターンの
像を前記検出器に結像させ、該第１パターン画像から、
前記第１パターンより後側のレンズのレンズ条件を検出
し、該検出値と設計値とを比較して、倍率や収差のズレ
を算出して補正値を求め、該補正値に基づいて、前記第
１パターンより後側のレンズのレンズ電圧を設定可能と
し又、前記試料を載置するステージに第２パターンを設
け、該第２パターンを前記検出器に結像させ、該第２パ
ターン画像から、前記フィールドアパーチャと前記ステ
ージとの間のレンズのレンズ条件を検出し、該検出値と
設計値とを比較して、倍率や収差のズレを算出して補正
値を求め、該補正値に基づいて、前記フィールドアパー
チャと前記ステージとの間のレンズのレンズ電圧を設定
可能としたことを特徴とする検査装置。
【請求項７】前記フィールドアパーチャには、大きさ
の異なるフィールド孔が形成されたことを特徴とする請
求項４乃至６の何れか一つに記載の検査装置。
【請求項８】前記二次光学系にウイーンフィルターを
配設すると共に、該二次光学系に前記一次光学系を接続
し、前記電子銃から出射された一次照射ビームを前記ウ
イーンフィルター及びカソード部を介して試料に照射
し、該試料から発生した電子を、前記ウイーンフィルタ
ー及びレンズを通して検出器に結像させるように設定し
たことを特徴とする請求項４乃至７の何れか一つに記載
の検査装置。
【請求項９】前記第１，第２パターンは、網目状であ
ることを特徴とする請求項４乃至８の何れか一つに記載
の検査装置。