KR102676583B1 - 멀티 2 차 전자 빔의 위치 조정 방법, 멀티 2 차 전자 빔의 위치 조정 장치, 및 전자 빔 검사 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 태양은, 멀티 하전 입자 빔과 2 차 전자 검출기와의 위치 조정이 가능한 멀티 2 차 전자 빔의 위치 조정 방법, 멀티 2 차 전자 빔의 위치 조정 장치, 및 전자 빔 검사 장치를 제공한다. 본 발명의 일 태양의 멀티 2 차 전자 빔의 위치 조정 방법은, 스테이지 상의 대상물 면으로부터 방출되는 멀티 2 차 전자 빔으로, 멀티 검출기의 격자 형상으로 배열된 복수의 제1 검출 엘리먼트 상을 주사하고, 멀티 검출기로 멀티 2 차 전자 빔 중 코너에 위치하는 코너 빔을 포함하는 복수의 빔을 검출하고, 코너 빔을 포함하는 복수의 빔과 복수의 제1 검출 엘리먼트 중 복수의 빔을 검출한 복수의 제2 검출 엘리먼트와의 위치 관계를 산출하고, 위치 관계에 기초하여, 복수의 제1 검출 엘리먼트를 멀티 2 차 전자 빔으로 위치 조정하기 위한 시프트량을 산출하고, 시프트량을 이용하여 멀티 검출기를 멀티 2 차 전자 빔에 대하여 상대적으로 이동시키는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은, 멀티 2 차 전자 빔의 위치 조정 방법, 멀티 2 차 전자 빔의 위치 조정 장치, 및 전자 빔 검사 장치에 관한 것이며, 멀티 1 차 전자 빔을 기판에 조사하고, 기판으로부터 방출되는 멀티 2 차 전자 빔을 검출하여 화상을 얻는 수법에 관한 것이다.
최근, 대규모 집적 회로(LSI)의 고집적화 및 대용량화에 수반하여, 반도체 소자에 요구되는 회로 선 폭은 점점 좁아지고 있다. 그리고, 다대(多大)한 제조 코스트가 드는 LSI의 제조에 있어서, 수율의 향상은 빠뜨릴 수 없다. 그러나, 1 기가 비트급의 DRAM(랜덤 액세스 메모리)로 대표되듯이, LSI를 구성하는 패턴은, 서브 미크론부터 나노 미터의 순으로 되어 있다. 최근, 반도체 웨이퍼 상에 형성되는 LSI 패턴 치수의 미세화에 수반하여, 패턴 결함으로서 검출해야 하는 치수도 매우 작은 것으로 되어 있다. 따라서, 반도체 웨이퍼 상에 전사된 초미세 패턴의 결함을 검사하는 패턴 검사 장치의 고정밀화가 필요시되고 있다. 그 밖에, 수율을 저하시키는 큰 요인의 하나로서, 반도체 웨이퍼 상에 초미세 패턴을 포토리소그래피 기술로 노광, 전사할 때에 사용되는 마스크의 패턴 결함을 들 수 있다. 그 때문에, LSI 제조에 사용되는 전사용 마스크의 결함을 검사하는 패턴 검사 장치의 고정밀화가 필요시되고 있다.
검사 장치에서는, 예를 들면, 전자 빔을 사용한 멀티 빔을 검사 대상 기판에 조사하고, 검사 대상 기판으로부터 방출되는 각 빔에 대응하는 2 차 전자를 검출하여, 패턴 화상을 촬상한다. 그리고, 촬상된 측정 화상과 설계 데이터, 혹은 기판 상의 동일 패턴을 촬상한 측정 화상과 비교함으로써 검사를 행하는 방법이 알려져 있다. 예를 들면, 동일 기판 상의 상이한 장소의 동일 패턴을 촬상한 측정 화상 데이터끼리를 비교하는 「die to die(다이-다이) 검사」 또는, 패턴 설계된 설계 데이터를 베이스로 설계 화상 데이터(참조 화상)를 생성하고, 그것과 패턴을 촬상한 측정 데이터가 되는 측정 화상을 비교하는 「die to database(다이-데이터베이스) 검사」가 있다. 촬상된 화상은 측정 데이터로서 비교 회로로 보내진다. 비교 회로에서는, 화상끼리의 위치 조정 후, 측정 데이터와 참조 데이터를 적절한 알고리즘에 따라 비교하여, 일치하지 않는 경우에는 패턴 결함 있음이라고 판정한다.
멀티 빔 검사 장치에 있어서, 멀티 빔의 갯수와 2 차 전자 검출기의 엘리먼트 수가 같은 계(系)에서는, 양자의 위치 조정이 중요해진다. 특히, 신규로 혹은 교환으로서, 2 차 전자 검출기를 장치에 탑재하는 경우에 멀티 2 차 전자 빔과의 위치 조정이 중요해진다. 예를 들면, 2 차 광학계 렌즈의 최종단의 렌즈와 2 차 전자 검출기의 사이에 개구판을 배치하고, 개구판을 2 차 전자 빔의 위치 조정에 이용한다고 하는 수법이 개시되어 있다(예를 들면, 일본 특허 공개 공보 제2014-026834호 공보 참조).
본 출원은, 일본 특허 출원 제2021-080643호(출원일：2021 년 5 월 11 일) 및 일본 특허 출원 제2022-002324호(출원일：2022 년 1 월 11 일)를 기초 출원으로 하는 우선권을 향유한다. 본 출원은 이 기초 출원을 참조함으로써 기초 출원의 모든 내용을 포함한다.
본 발명의 일 태양은, 멀티 하전 입자 빔과 2 차 전자 검출기와의 위치 조정이 가능한 멀티 2 차 전자 빔의 위치 조정 방법, 멀티 2 차 전자 빔의 위치 조정 장치, 및 전자 빔 검사 장치를 제공한다.
본 발명의 일 태양의 멀티 2 차 전자 빔의 위치 조정 방법은, 스테이지 상의 대상물 면으로부터 방출되는 멀티 2 차 전자 빔으로, 멀티 검출기의 격자 형상으로 배열된 복수의 제1 검출 엘리먼트 상을 주사하고, 멀티 검출기로 멀티 2 차 전자 빔 중 코너에 위치하는 코너 빔을 포함하는 복수의 빔을 검출하고, 코너 빔을 포함하는 복수의 빔과 복수의 제1 검출 엘리먼트 중 복수의 빔을 검출한 복수의 제2 검출 엘리먼트와의 위치 관계를 산출하고, 위치 관계에 기초하여, 복수의 제1 검출 엘리먼트를 멀티 2 차 전자 빔으로 위치 조정하기 위한 시프트량을 산출하고, 시프트량을 이용하여 멀티 검출기를 멀티 2 차 전자 빔에 대하여 상대적으로 이동시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 태양의 멀티 2 차 전자 빔의 위치 조정 장치는, 스테이지와, 스테이지 상의 대상물 면을 멀티 1 차 전자 빔으로 조사하는 전자 광학계와, 격자 형상으로 배열된 복수의 제1 검출 엘리먼트를 가지고, 멀티 1 차 전자 빔의 조사에 의하여 대상물 면으로부터 방출되는 멀티 2 차 전자 빔 중 코너에 위치하는 코너 빔을 포함하는 복수의 빔을 검출하는 멀티 검출기와, 멀티 2 차 전자 빔으로 복수의 제1 검출 엘리먼트 상을 주사하는 2 차계 편향기와, 코너 빔을 포함하는 복수의 빔과 복수의 제1 검출 엘리먼트 중 복수의 빔을 검출한 복수의 제2 검출 엘리먼트와의 위치 관계를 산출하는 위치 관계 산출 회로와, 위치 관계에 기초하여, 복수의 제1 검출 엘리먼트를 멀티 2 차 하전 입자 빔으로 위치 조정하기 위한 시프트량을 산출하는 시프트량 산출 회로와, 시프트량을 이용하여 멀티 검출기를 멀티 2 차 전자 빔에 대하여 상대적으로 이동시키는 이동 기구를 구비한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 태양의 전자 빔 검사 장치는, 스테이지와, 스테이지 상의 대상물 면을 멀티 1 차 전자 빔으로 조사하는 전자 광학계와, 격자 형상으로 배열된 복수의 제1 검출 엘리먼트를 가지고, 멀티 1 차 전자 빔의 조사에 의하여 대상물 면으로부터 방출되는 멀티 2 차 전자 빔 중 코너에 위치하는 코너 빔을 포함하는 복수의 빔을 검출하는 멀티 검출기와, 멀티 2 차 전자 빔으로 복수의 제1 검출 엘리먼트 상을 주사하는 2 차계 편향기와, 코너 빔을 포함하는 복수의 빔과 복수의 제1 검출 엘리먼트 중 복수의 빔을 검출한 복수의 제2 검출 엘리먼트와의 위치 관계를 산출하는 위치 관계 산출 회로와, 위치 관계에 기초하여, 복수의 제1 검출 엘리먼트를 멀티 2 차 하전 입자 빔으로 위치 조정하기 위한 시프트량을 산출하는 시프트량 산출 회로와, 시프트량을 이용하여 멀티 검출기를 멀티 2 차 전자 빔에 대하여 상대적으로 이동시키는 이동 기구와, 스테이지 상에 재치되는 피검사 기판의 2 차 전자 화상을 소정의 화상과 비교하는 비교 회로를 구비하고, 2 차 전자 화상은, 스테이지 상의 피검사 기판을 멀티 1 차 전자 빔으로 조사하고, 멀티 1 차 전자 빔의 조사에 의하여 피검사 기판으로부터 방출되는 멀티 2 차 전자 빔을 멀티 검출기가 검출함으로써 취득되는 것을 특징으로 한다.
도 1은, 실시 형태 1에 있어서의 검사 장치의 구성을 도시하는 구성도이다.
도 2는, 실시 형태 1에 있어서의 성형 애퍼처 어레이 기판의 구성을 도시하는 개념도이다.
도 3은, 실시 형태 1에 있어서의 위치 조정 회로의 내부 구성의 일예를 도시하는 도면이다.
도 4는, 실시 형태 1에 있어서의 검사 방법의 요부 공정의 일예를 도시하는 플로우차트도이다.
도 5는, 실시 형태 1에 있어서의 2 차 전자 빔 어레이의 일예를 도시하는 도면이다.
도 6은, 실시 형태 1에 있어서의 각 검출 엘리먼트에서 촬상된 화상의 일예를 도시하는 도면이다.
도 7은, 실시 형태 1에 있어서의 각 검출 엘리먼트에서 촬상된 화상의 일예 중 코너부의 화상을 도시하는 도면이다.
도 8은, 실시 형태 1에 있어서의 코너부의 화상군의 일예를 도시하는 도면이다.
도 9는, 실시 형태 1에 있어서의 검출 엘리먼트(D11)와 각 빔(B11, B12, B21, B22)의 위치와의 관계를 도시하는 도면이다.
도 10은, 실시 형태 1에 있어서의 검출 엘리먼트(D12)와 각 빔(B11, B12, B21, B22)의 위치와의 관계를 도시하는 도면이다.
도 11은, 실시 형태 1에 있어서의 검출 엘리먼트(D21)와 각 빔(B11, B12, B21, B22)의 위치와의 관계를 도시하는 도면이다.
도 12는, 실시 형태 1에 있어서의 검출 엘리먼트(D22)와 각 빔(B11, B12, B21, B22)의 위치와의 관계를 도시하는 도면이다.
도 13은, 실시 형태 1에 있어서의 합성 후의 각 검출 엘리먼트의 위치와 각 빔의 위치와의 관계의 일예를 도시하는 도면이다.
도 14는, 실시 형태 1에 있어서의 전체 위치 관계의 일예를 도시하는 도면이다.
도 15는, 실시 형태 1에 있어서의 회전 전후의 멀티 검출기의 복수의 검출 엘리먼트의 좌표의 일예를 도시하는 도면이다.
도 16은, 실시 형태 1에 있어서의 회전 중심 좌표를 산출하기 위한 연산식을 도시하는 도면이다.
도 17은, 실시 형태 1에 있어서의 검출 엘리먼트 좌표의 벡터 연산의 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 18은, 실시 형태 1에 있어서의 벡터 계수를 산출하기 위한 연산식을 도시하는 도면이다.
도 19는, 실시 형태 1에 있어서의 2 차 전자 빔 좌표의 벡터 연산의 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 20은, 실시 형태 1에 있어서의 위치 조정 각도를 산출하기 위한 연산식을 도시하는 도면이다.
도 21은, 실시 형태 1에 있어서의 반도체 기판에 형성되는 복수의 칩 영역의 일예를 도시하는 도면이다.
도 22는, 실시 형태 1에 있어서의 검사 처리를 설명하기 위한 도면이다.
도 23은, 실시 형태 1에 있어서의 비교 회로 내의 구성의 일예를 도시하는 구성도이다.
도 24는, 실시 형태 2에 있어서의 검사 장치의 구성을 도시하는 구성도이다.
도 25는, 실시 형태 3에 있어서의 위치 조정 회로의 내부 구성의 일예를 도시하는 도면이다.
도 26은, 실시 형태 3에 있어서의 검사 방법의 요부 공정의 일예를 도시하는 플로우차트도이다.
도 27은, 실시 형태 4에 있어서의 검사 장치의 구성을 도시하는 구성도이다.
도 28은, 실시 형태 4에 있어서의 위치 조정 회로의 내부 구성의 일예를 도시하는 도면이다.
도 29는, 실시 형태 4에 있어서의 검사 방법의 요부 공정의 일예를 도시하는 플로우차트도이다.
도 30은, 실시 형태 4에 있어서의 형상 평가값을 산출하는 수법을 설명하기 위한 도면이다.
도 31은, 실시 형태 4에 있어서의 왜곡 보정기의 구성의 일예와 조정 방법의 일예를 설명하기 위한 도면이다.
도 32는, 실시 형태 4에 있어서의 왜곡 보정기의 구성의 다른 일예와 조정 방법의 다른 일예를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는, 실시 형태 1에 있어서의 성형 애퍼처 어레이 기판의 구성을 도시하는 개념도이다.
도 3은, 실시 형태 1에 있어서의 위치 조정 회로의 내부 구성의 일예를 도시하는 도면이다.
도 4는, 실시 형태 1에 있어서의 검사 방법의 요부 공정의 일예를 도시하는 플로우차트도이다.
도 5는, 실시 형태 1에 있어서의 2 차 전자 빔 어레이의 일예를 도시하는 도면이다.
도 6은, 실시 형태 1에 있어서의 각 검출 엘리먼트에서 촬상된 화상의 일예를 도시하는 도면이다.
도 7은, 실시 형태 1에 있어서의 각 검출 엘리먼트에서 촬상된 화상의 일예 중 코너부의 화상을 도시하는 도면이다.
도 8은, 실시 형태 1에 있어서의 코너부의 화상군의 일예를 도시하는 도면이다.
도 9는, 실시 형태 1에 있어서의 검출 엘리먼트(D11)와 각 빔(B11, B12, B21, B22)의 위치와의 관계를 도시하는 도면이다.
도 10은, 실시 형태 1에 있어서의 검출 엘리먼트(D12)와 각 빔(B11, B12, B21, B22)의 위치와의 관계를 도시하는 도면이다.
도 11은, 실시 형태 1에 있어서의 검출 엘리먼트(D21)와 각 빔(B11, B12, B21, B22)의 위치와의 관계를 도시하는 도면이다.
도 12는, 실시 형태 1에 있어서의 검출 엘리먼트(D22)와 각 빔(B11, B12, B21, B22)의 위치와의 관계를 도시하는 도면이다.
도 13은, 실시 형태 1에 있어서의 합성 후의 각 검출 엘리먼트의 위치와 각 빔의 위치와의 관계의 일예를 도시하는 도면이다.
도 14는, 실시 형태 1에 있어서의 전체 위치 관계의 일예를 도시하는 도면이다.
도 15는, 실시 형태 1에 있어서의 회전 전후의 멀티 검출기의 복수의 검출 엘리먼트의 좌표의 일예를 도시하는 도면이다.
도 16은, 실시 형태 1에 있어서의 회전 중심 좌표를 산출하기 위한 연산식을 도시하는 도면이다.
도 17은, 실시 형태 1에 있어서의 검출 엘리먼트 좌표의 벡터 연산의 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 18은, 실시 형태 1에 있어서의 벡터 계수를 산출하기 위한 연산식을 도시하는 도면이다.
도 19는, 실시 형태 1에 있어서의 2 차 전자 빔 좌표의 벡터 연산의 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 20은, 실시 형태 1에 있어서의 위치 조정 각도를 산출하기 위한 연산식을 도시하는 도면이다.
도 21은, 실시 형태 1에 있어서의 반도체 기판에 형성되는 복수의 칩 영역의 일예를 도시하는 도면이다.
도 22는, 실시 형태 1에 있어서의 검사 처리를 설명하기 위한 도면이다.
도 23은, 실시 형태 1에 있어서의 비교 회로 내의 구성의 일예를 도시하는 구성도이다.
도 24는, 실시 형태 2에 있어서의 검사 장치의 구성을 도시하는 구성도이다.
도 25는, 실시 형태 3에 있어서의 위치 조정 회로의 내부 구성의 일예를 도시하는 도면이다.
도 26은, 실시 형태 3에 있어서의 검사 방법의 요부 공정의 일예를 도시하는 플로우차트도이다.
도 27은, 실시 형태 4에 있어서의 검사 장치의 구성을 도시하는 구성도이다.
도 28은, 실시 형태 4에 있어서의 위치 조정 회로의 내부 구성의 일예를 도시하는 도면이다.
도 29는, 실시 형태 4에 있어서의 검사 방법의 요부 공정의 일예를 도시하는 플로우차트도이다.
도 30은, 실시 형태 4에 있어서의 형상 평가값을 산출하는 수법을 설명하기 위한 도면이다.
도 31은, 실시 형태 4에 있어서의 왜곡 보정기의 구성의 일예와 조정 방법의 일예를 설명하기 위한 도면이다.
도 32는, 실시 형태 4에 있어서의 왜곡 보정기의 구성의 다른 일예와 조정 방법의 다른 일예를 설명하기 위한 도면이다.
이하, 실시 형태에서는, 멀티 하전 입자 빔과 2 차 전자 검출기와의 위치 조정이 가능한 방법 및 이러한 방법을 실현 가능한 장치를 설명한다.
또한, 이하, 실시 형태에서는, 멀티 2 차 전자 빔의 위치 조정 장치의 일예로서, 멀티 전자 빔을 이용한 검사 장치에 대하여 설명한다. 단, 이에 한정되는 것은 아니다. 멀티 1 차 전자 빔을 조사하고, 기판으로부터 방출되는 멀티 2 차 전자 빔과 멀티 검출기와의 위치 조정을 행하는 장치이면 된다. 예를 들면, 멀티 1 차 전자 빔을 조사하고, 기판으로부터 방출되는 멀티 2 차 전자 빔을 이용하여 화상을 취득하는 화상 취득 장치를 들 수 있다.
실시 형태 1.
도 1은, 실시 형태 1에 있어서의 검사 장치의 구성을 도시하는 구성도이다. 도 1에서, 기판에 형성된 패턴을 검사하는 검사 장치(100)는, 멀티 전자 빔 검사 장치의 일예이다. 검사 장치(100)는, 화상 취득 기구(150), 및 제어계 회로(160)를 구비하고 있다. 화상 취득 기구(150)는, 전자 빔 컬럼(102)(전자 경통) 및 검사실(103)을 구비하고 있다. 전자 빔 컬럼(102) 내에는, 전자 총(201), 전자기 렌즈(202), 성형 애퍼처 어레이 기판(203), 전자기 렌즈(205), 일괄 블랭킹 편향기(212), 제한 애퍼처 기판(213), 전자기 렌즈(206), 전자기 렌즈(207)(대물 렌즈), 주편향기(208), 부편향기(209), E×B 분리기(214)(빔 세퍼레이터), 편향기(218), 전자기 렌즈(224), 편향기(226), 검출기 스테이지(229), 검출기 애퍼처 어레이 기판(225), 및 멀티 검출기(222)가 배치되어 있다. 전자 총(201), 전자기 렌즈(202), 성형 애퍼처 어레이 기판(203), 전자기 렌즈(205), 일괄 블랭킹 편향기(212), 제한 애퍼처 기판(213), 전자기 렌즈(206), 전자기 렌즈(207)(대물 렌즈), 주편향기(208), 및 부편향기(209)에 의하여 1 차 전자 광학계(151)(조명 광학계)를 구성한다. 또한, 전자기 렌즈(207), E×B 분리기(214), 편향기(218), 전자기 렌즈(224), 및 편향기(226)에 의하여 2 차 전자 광학계(152)(검출 광학계)를 구성한다. 멀티 검출기(222)는, 2 차 좌표계의 x, y 방향 및 회전(θ 방향으로 이동 가능한 검출기 스테이지(229) 상에 배치된다. 검출기 스테이지(229)는, 회전 스테이지(227) 및 2 차계의 x, y 스테이지(228)를 가지고 있다.
검사실(103) 내에는, 적어도 XY 방향으로 이동 가능한 스테이지(105)가 배치된다. 스테이지(105) 상에는, 검사 대상이 되는 기판(101)(시료)이 배치된다. 기판(101)에는, 노광용 마스크 기판, 및 실리콘 웨이퍼 등의 반도체 기판이 포함된다. 기판(101)이 반도체 기판인 경우, 반도체 기판에는 복수의 칩 패턴(웨이퍼 다이)이 형성되어 있다. 기판(101)이 노광용 마스크 기판인 경우, 노광용 마스크 기판에는 칩 패턴이 형성되어 있다. 칩 패턴은, 복수의 도형 패턴에 의하여 구성된다. 이러한 노광용 마스크 기판에 형성된 칩 패턴이 반도체 기판 상에 복수 회 노광 전사됨으로써, 반도체 기판에는 복수의 칩 패턴(웨이퍼 다이)이 형성되게 된다. 이하, 기판(101)이 반도체 기판인 경우를 주로 설명한다. 기판(101)은, 예를 들면, 패턴 형성면을 상측을 향하여 스테이지(105)에 배치된다. 또한, 스테이지(105) 상에는, 검사실(103)의 외부에 배치된 레이저 측장 시스템(122)으로부터 조사되는 레이저 측장용의 레이저 광을 반사하는 미러(216)가 배치되어 있다. 또한, 스테이지(105) 상에는, 기판(101)면과 같은 높이 위치로 조정되는 마크(111)가 배치된다. 마크(111)로서, 예를 들면, 십자 패턴이 형성된다.
또한, 멀티 검출기(222)는, 전자 빔 컬럼(102)의 외부에서 검출 회로(106)에 접속된다. 검출 회로(106)는, 칩 패턴 메모리(123)에 접속된다.
멀티 검출기(222)는, 어레이 형상(격자 형상)으로 배치되는 복수의 검출 엘리먼트를 가진다. 검출기 애퍼처 어레이 기판(225)에는, 복수의 검출 엘리먼트의 배열 피치로 복수의 개구부가 형성된다. 복수의 개구부는, 예를 들면, 원형으로 형성된다. 각 개구부의 중심 위치는, 대응하는 검출 엘리먼트의 중심 위치에 맞추어 형성된다. 또한, 개구부의 사이즈는, 검출 엘리먼트의 전자 검출면의 영역 사이즈보다 작게 형성된다.
제어계 회로(160)에서는, 검사 장치(100) 전체를 제어하는 제어 계산기(110)가, 버스(120)를 통하여, 위치 회로(107), 비교 회로(108), 참조 화상 작성 회로(112), 스테이지 제어 회로(114), 렌즈 제어 회로(124), 블랭킹 제어 회로(126), 편향 제어 회로(128), 검출기 스테이지 제어 회로(130), E×B 제어 회로(133), 위치 조정 회로(134), 자기 디스크 장치 등의 기억 장치(109), 메모리(118), 및 프린터(119)에 접속되어 있다. 또한, 편향 제어 회로(128)는, DAC(디지털 아날로그 변환) 앰프(144, 146, 148, 149)에 접속된다. DAC 앰프(146)는 주편향기(208)에 접속되고, DAC 앰프(144)는 부편향기(209)에 접속된다. DAC 앰프(148)는 편향기(218)에 접속된다. DAC 앰프(149)는 편향기(226)에 접속된다.
또한, 칩 패턴 메모리(123)는, 비교 회로(108)와 위치 조정 회로(134)에 접속되어 있다. 또한, 스테이지(105)는, 스테이지 제어 회로(114)의 제어 하에 구동 기구(142)에 의하여 구동된다. 구동 기구(142)에서는, 예를 들면, 스테이지 좌표계에 있어서의 X 방향, Y 방향, θ 방향으로 구동하는 3 축(X-Y-θ) 모터와 같은 구동계가 구성되고, XYθ 방향으로 스테이지(105)가 이동 가능하도록 되어 있다. 이러한, 도시하지 않은 X 모터, Y 모터, θ 모터는, 예를 들면, 스텝 모터를 이용할 수 있다. 스테이지(105)는, XYθ 각 축의 모터에 의하여 수평 방향 및 회전 방향으로 이동 가능하다. 그리고, 스테이지(105)의 이동 위치는 레이저 측장 시스템(122)에 의하여 측정되어, 위치 회로(107)로 공급된다. 레이저 측장 시스템(122)은, 미러(216)로부터의 반사광을 수광함으로써, 레이저 간섭법의 원리로 스테이지(105)의 위치를 측장한다. 스테이지 좌표계는, 예를 들면, 멀티 1 차 전자 빔(20)의 광축에 직교하는 면에 대하여, 1 차 좌표계의 X 방향, Y 방향, θ 방향이 설정된다.
검출기 스테이지(229)는, 검출기 스테이지 제어 회로(130)의 제어 하에 구동 기구(132)에 의하여 구동된다. 구동 기구(132)에서는, 예를 들면, 스테이지 좌표계에 있어서의 x 방향, y 방향, θ 방향으로 구동하는 3 축(x-y-θ) 모터와 같은 구동계가 구성되고, x, y 방향으로 x, y 스테이지(228)가, θ 방법으로 회전 스테이지(227)가 이동 가능하도록 되어 있다. 도 1의 예에서는, 회전 스테이지(227) 상에 x, y 스테이지(228)가 배치되는 경우를 나타내고 있다. 이러한 도시하지 않은 X 모터, y 모터, θ 모터는, 예를 들면, 스텝 모터를 이용할 수 있다. 검출기 스테이지(229)는, xyθ 각 축의 모터에 의하여 수평 방향 및 회전 방향으로 이동 가능하다. 스테이지 좌표계는, 예를 들면, 멀티 2 차 전자 빔(300)의 광축에 직교하는 면에 대하여, 2 차 좌표계의 x 방향, y 방향, θ 방향이 설정된다.
전자기 렌즈(202), 전자기 렌즈(205), 전자기 렌즈(206), 전자기 렌즈(207), 및 전자기 렌즈(224)는, 렌즈 제어 회로(124)에 의하여 제어된다. E×B 분리기(214)는, E×B 제어 회로(133)에 의하여 제어된다. 또한, 일괄 편향기(212)는, 2 극 이상의 전극에 의하여 구성되는 정전형의 편향기이며, 전극마다 도시하지 않은 DAC 앰프를 통하여 블랭킹 제어 회로(126)에 의하여 제어된다. 부편향기(209)는, 4 극 이상의 전극에 의하여 구성되는 정전형의 편향기이며, 전극마다 DAC 앰프(144)를 통하여 편향 제어 회로(128)에 의하여 제어된다. 주편향기(208)는, 4 극 이상의 전극에 의하여 구성되는 정전형의 편향기이며, 전극마다 DAC 앰프(146)를 통하여 편향 제어 회로(128)에 의하여 제어된다. 편향기(218)는, 4 극 이상의 전극에 의하여 구성되는 정전형의 편향기이며, 전극마다 DAC 앰프(148)를 통하여 편향 제어 회로(128)에 의하여 제어된다. 또한, 편향기(226)는, 4 극 이상의 전극에 의하여 구성되는 정전형의 편향기이며, 전극마다 DAC 앰프(149)를 통하여 편향 제어 회로(128)에 의하여 제어된다.
전자 총(201)에는, 도시하지 않은 고압 전원 회로가 접속되고, 전자 총(201) 내의 도시하지 않은 필라멘트(캐소드)와 인출 전극(애노드) 간으로의 고압 전원 회로로부터의 가속 전압의 인가와 함께, 다른 인출 전극(웨네르트)의 전압의 인가와 소정의 온도의 캐소드의 가열에 의하여, 캐소드로부터 방출된 전자군이 가속되고, 전자 빔(200)이 되어 방출된다.
여기서, 도 1에서는, 실시 형태 1을 설명함에 있어서 필요한 구성을 기재하고 있다. 검사 장치(100)에 있어서, 통상, 필요한 그 밖의 구성을 구비하고 있어도 상관없다.
도 2는, 실시 형태 1에 있어서의 성형 애퍼처 어레이 기판의 구성을 도시하는 개념도이다. 도 2에서, 성형 애퍼처 어레이 기판(203)에는, 2 차원 형상의 가로(x 방향) m1 열×세로(y 방향) n1 단(m1, n1는 2 이상의 정수)의 홀(개구부)(22)이 x, y 방향으로 소정의 배열 피치로 형성되어 있다. 도 2의 예에서는, 23×23의 홀(개구부)(22)이 형성되어 있는 경우를 나타내고 있다. 각 홀(22)은, 모두 같은 치수 형상의 직사각형으로 형성된다. 혹은, 같은 외경의 원형이어도 상관없다. 이러한 복수의 홀(22)을 전자 빔(200)의 일부가 각각 통과함으로써, 멀티 1 차 전자 빔(20)이 형성되게 된다. 이어서, 2 차 전자 화상을 취득하는 경우에 있어서의 화상 취득 기구(150)의 동작에 대하여 설명한다. 1 차 전자 광학계(151)는, 기판(101)을 멀티 1 차 전자 빔(20)으로 조사한다. 구체적으로는, 이하와 같이 동작한다.
전자 총(201)(방출원)으로부터 방출된 전자 빔(200)은, 전자기 렌즈(202)에 의하여 굴절되어, 성형 애퍼처 어레이 기판(203) 전체를 조명한다. 성형 애퍼처 어레이 기판(203)에는, 도 2에 도시하는 바와 같이, 복수의 홀(22)(개구부)이 형성되고, 전자 빔(200)은, 모든 복수의 홀(22)이 포함되는 영역을 조명한다. 복수의 홀(22)의 위치에 조사된 전자 빔(200)의 각 일부가, 이러한 성형 애퍼처 어레이 기판(203)의 복수의 홀(22)을 각각 통과함으로써, 멀티 1 차 전자 빔(20)이 형성된다.
형성된 멀티 1 차 전자 빔(20)은, 전자기 렌즈(205), 및 전자기 렌즈(206)에 의하여 각각 굴절되어, 중간상 및 크로스오버를 반복하면서, 멀티 1 차 전자 빔(20)의 각 빔의 중간상 면에 배치된 E×B 분리기(214)를 통과하여 전자기 렌즈(207)(대물 렌즈)로 진행한다.
멀티 1 차 전자 빔(20)이 전자기 렌즈(207)(대물 렌즈)에 입사하면, 전자기 렌즈(207)는, 멀티 1 차 전자 빔(20)을 기판(101)에 포커스한다. 대물 렌즈(207)에 의하여 기판(101)(시료)면 상에 초점이 맞추어진(합초(合焦)된) 멀티 1 차 전자 빔(20)은, 주편향기(208) 및 부편향기(209)에 의하여 일괄 편향되고, 각 빔의 기판(101) 상의 각각의 조사 위치에 조사된다. 또한, 일괄 블랭킹 편향기(212)에 의하여, 멀티 1 차 전자 빔(20) 전체가 일괄 편향된 경우에는, 제한 애퍼처 기판(213)의 중심의 홀로부터 위치가 이탈되고, 제한 애퍼처 기판(213)에 의하여 멀티 1 차 전자 빔(20) 전체가 차폐된다. 한편, 일괄 블랭킹 편향기(212)에 의하여 편향되지 않은 멀티 1 차 전자 빔(20)은, 도 1에 도시하는 바와 같이, 제한 애퍼처 기판(213)의 중심의 홀을 통과한다. 이러한 일괄 블랭킹 편향기(212)의 ON/OFF에 의하여, 블랭킹 제어가 행해지고, 빔의 ON/OFF가 일괄 제어된다. 이와 같이, 제한 애퍼처 기판(213)은, 일괄 블랭킹 편향기(212)에 의하여 빔 OFF 상태가 되도록 편향된 멀티 1 차 전자 빔(20)을 차폐한다. 그리고, 빔 ON이 되고 나서 빔 OFF가 될 때까지 형성된, 제한 애퍼처 기판(213)을 통과한 빔군에 의하여, 화상 취득용의 멀티 1 차 전자 빔(20)이 형성된다.
기판(101)의 원하는 위치에 멀티 1 차 전자 빔(20)이 조사되면, 이러한 멀티 1 차 전자 빔(20)이 조사된 것에 기인하여 기판(101)으로부터 멀티 1 차 전자 빔(20)의 각 빔에 대응하는, 반사 전자를 포함하는 2 차 전자의 묶음(멀티 2 차 전자 빔(300))이 방출된다.
기판(101)으로부터 방출된 멀티 2 차 전자 빔(300)은, 전자기 렌즈(207)를 통하여, E×B 분리기(214)로 진행한다. E×B 분리기(214)는, 코일을 이용한 2 극 이상의 복수의 자극과, 2 극 이상의 복수의 전극을 가진다. 예를 들면, 90 도씩 위상을 이탈시킨 4 극의 자극(전자기 편향 코일)과, 마찬가지로 90 도씩 위상을 이탈시킨 4 극의 전극(정전 편향 전극)을 가진다. 그리고, 예를 들면, 대향하는 2 극의 자극을 N 극과 S 극으로 설정함으로써, 이러한 복수의 자극에 의하여 지향성의 자계를 발생시킨다. 마찬가지로, 예를 들면, 대향하는 2 극의 전극으로 부호가 역의 전위(V)를 인가함으로써, 이러한 복수의 전극에 의하여 지향성의 전계를 발생시킨다. 구체적으로는, E×B 분리기(214)는, 멀티 1 차 전자 빔(20)의 중심 빔이 진행되는 방향(궤도 중심축)으로 직교하는 면 상에서 전계와 자계를 직교하는 방향으로 발생시킨다. 전계는 전자의 진행 방향에 상관없이 같은 방향으로 힘을 미친다. 이에 대하여, 자계는 플레밍의 왼손 법칙에 따라 힘을 미친다. 그 때문에 전자의 침입 방향에 의하여 전자에 작용하는 힘의 방향을 변화시킬 수 있다. E×B 분리기(214)에 상측으로부터 침입해 오는 멀티 1 차 전자 빔(20)에는, 전계에 의한 힘과 자계에 의한 힘이 상쇄되고, 멀티 1 차 전자 빔(20)은 하부로 직진한다. 이에 대하여, E×B 분리기(214)에 하측으로부터 침입해 오는 멀티 2 차 전자 빔(300)에는, 전계에 의한 힘과 자계에 의한 힘이 모두 같은 방향으로 작용하며, 멀티 2 차 전자 빔(300)은 기울기 상방으로 휘어져, 멀티 1 차 전자 빔(20)의 궤도 상으로부터 분리된다.
기울기 상방으로 휘어진 멀티 2 차 전자 빔(300)은, 편향기(218)에 의하여 더 굽혀져, 전자기 렌즈(224)에 의하여 굴절되면서 멀티 검출기(222)에 투영된다. 멀티 검출기(222)는, 검출기 애퍼처 어레이 기판(225)의 개구부를 통과하여 투영된 멀티 2 차 전자 빔(300)을 검출한다. 멀티 1 차 전자 빔(20)의 각 빔은, 멀티 검출기(222)의 검출면에 있어서, 멀티 2 차 전자 빔(300)의 각 2 차 전자 빔에 대응하는 검출 엘리먼트에 충돌하고, 전자를 증폭 발생시켜, 2 차 전자 화상 데이터를 화소마다 생성한다. 멀티 검출기(222)에서 검출된 강도 신호는, 검출 회로(106)로 출력된다. 각 1 차 전자 빔은, 기판(101) 상에 있어서의 자신의 빔이 위치하는 x 방향의 빔 간 피치와 y 방향의 빔 간 피치로 둘러싸이는 서브 조사 영역 내에 조사되고, 해당 서브 조사 영역 내를 주사(스캔 동작)한다.
2 차 전자 화상의 취득은, 상술한 바와 같이, 멀티 1 차 전자 빔(20)을 조사하고, 멀티 1 차 전자 빔(20)의 조사에 기인하여 기판(101)으로부터 방출되는 멀티 2 차 전자 빔(300)을 멀티 검출기(222)에서 검출한다. 검출되는 멀티 2 차 전자 빔(300)에는, 반사 전자가 포함되어 있어도 상관없다. 혹은, 반사 전자는, 2 차 전자 광학계(152)를 이동 중에 분리되고, 멀티 검출기(222)까지 도달하지 않는 경우여도 상관없다. 멀티 검출기(222)에 의하여 검출된 각 1 차 전자 빔의 개별 조사 영역(서브 조사 영역) 내의 화소마다의 2 차 전자의 검출 데이터(측정 화상 데이터：2 차 전자 화상 데이터：피검사 화상 데이터)는, 측정순으로 검출 회로(106)로 출력된다. 검출 회로(106) 내에서는, 도시하지 않은 A/D 변환기에 의하여, 아날로그의 검출 데이터가 디지털 데이터로 변환되고, 칩 패턴 메모리(123)에 저장된다. 그리고, 얻어진 2 차 전자 화상 데이터(2 차 전자 화상(1)의 데이터)는, 위치 회로(107)로부터의 각 위치를 나타내는 정보와 함께, 비교 회로(108)로 출력된다.
각 1 차 전자 빔의 서브 조사 영역 내의 화상을 얻기 위해서는, 각 1 차 전자 빔에 대응하는 2 차 전자 빔을 멀티 검출기(222)의 대응하는 검출 엘리먼트로 검출할 필요가 있다. 따라서, 멀티 1 차 전자 빔(20)의 갯수와 멀티 검출기(222)의 검출 엘리먼트 수가 같은 계(系)에서는, 멀티 1 차 전자 빔(20)에 대응하는 멀티 2 차 전자 빔(300)과 멀티 검출기(222)의 복수의 검출 엘리먼트와의 위치 조정이 중요해진다.
도 3은, 실시 형태 1에 있어서의 위치 조정 회로의 내부 구성의 일예를 도시하는 도면이다. 도 3에서, 위치 조정 회로(134) 내에는, 자기 디스크 장치 등의 기억 장치(61), 코너 화상 추출부(62), 코너부 위치 관계 산출부(64), 전체 위치 관계 특정부(66), 회전 중심 산출부(68), 벡터 연산부(70), 중심 대응 좌표 산출부(72), 시프트량 산출부(74), 회전 각도 산출부(76), 시프트 처리부(78), 및 회전 처리부(79)가 배치된다.
또한, 코너부 위치 관계 산출부(64) 내에는, 빔 위치 산출부(80), 합성부(82), 및 검출 엘리먼트 좌표 산출부(84)가 배치된다.
코너 화상 추출부(62), 코너부 위치 관계 산출부(64)(빔 위치 산출부(80), 합성부(82), 및 검출 엘리먼트 좌표 산출부(84)), 전체 위치 관계 특정부(66), 회전 중심 산출부(68), 벡터 연산부(70), 중심 대응 좌표 산출부(72), 시프트량 산출부(74), 회전 각도 산출부(76), 시프트 처리부(78), 및 회전 처리부(79)라고 하는 각 「~부」는, 처리 회로를 포함하고, 그 처리 회로에는, 전기 회로, 컴퓨터, 프로세서, 회로 기판, 양자 회로, 혹은 반도체 장치 등이 포함된다. 또한, 각 「~부」는, 공통되는 처리 회로(동일 처리 회로)를 이용해도 된다. 혹은, 상이한 처리 회로(다른 처리 회로)를 이용해도 된다. 코너 화상 추출부(62), 코너부 위치 관계 산출부(64)(빔 위치 산출부(80), 합성부(82), 및 검출 엘리먼트 좌표 산출부(84)), 전체 위치 관계 특정부(66), 회전 중심 산출부(68), 벡터 연산부(70), 중심 대응 좌표 산출부(72), 시프트량 산출부(74), 회전 각도 산출부(76), 시프트 처리부(78), 및 회전 처리부(79) 내에 필요한 입력 데이터 혹은 연산된 결과는 그때마다 도시하지 않은 메모리, 혹은 메모리(118)에 기억된다.
도 4는, 실시 형태 1에 있어서의 검사 방법의 요부 공정의 일예를 도시하는 플로우차트도이다. 도 4에서, 실시 형태 1에 있어서의 검사 방법의 요부 공정은, 2 차 빔 스캔 및 화상 취득 공정(S104)과, 코너 화상 추출 공정(S106)과, 코너부 위치 관계 산출 공정(S108)과, 검출기 회전 공정(S110)과, 스캔 및 화상 취득 공정(S114)과, 코너 화상 추출 공정(S116)과, 코너부 위치 관계 산출 공정(S118)과, 전체 위치 관계 특정 공정(S120)과, 회전 중심 산출 공정(S122)과, 벡터 연산 공정(S124)과, 중심 대응 좌표 산출 공정(S126)과, 시프트량 산출 공정(S128)과, 회전 각도 산출 공정(S130)과, 시프트 공정(S132)과, 회전 공정(S134)과, 검사 처리 공정(S140)이라고 하는 일련의 공정을 실시한다.
실시 형태 1에 있어서의 멀티 전자 빔 위치 조정 방법은, 이러한 각 공정 중, 2 차 빔 스캔 및 화상 취득 공정(S104)과, 코너 화상 추출 공정(S106)과, 코너부 위치 관계 산출 공정(S108)과, 검출기 회전 공정(S110)과, 스캔 및 화상 취득 공정(S114)과, 코너 화상 추출 공정(S116)과, 코너부 위치 관계 산출 공정(S118)과, 전체 위치 관계 특정 공정(S120)과, 회전 중심 산출 공정(S122)과, 벡터 연산 공정(S124)과, 중심 대응 좌표 산출 공정(S126)과, 시프트량 산출 공정(S128)과, 회전 각도 산출 공정(S130)과, 시프트 공정(S132)과, 회전 공정(S134)을 실시한다. 시프트 공정(S132)과, 회전 공정(S134)은 어느 쪽이 먼저여도 상관없다. 혹은 동일한 시기에 실시해도 된다. 마찬가지로, 시프트량 산출 공정(S128)과, 회전 각도 산출 공정(S130)은, 어느 쪽이 먼저여도 상관없다. 혹은 동일한 시기에 실시해도 된다.
도 5는, 실시 형태 1에 있어서의 2 차 전자 빔 어레이의 일예를 도시하는 도면이다. 도 5의 예에서는, 예를 들면, 5×5 개의 멀티 2 차 전자 빔(300)이 도시되어 있다. 여기서, 도 5에 도시하는 중심 빔 부근의 빔군의 화상(점선 범위)을 보아도, 화상 내의 각 빔이 어느 위치의 빔인지 위치 관계의 판별이 곤란하다. 이에 대하여, 네 모서리의 코너부의 빔군(예를 들면, 좌상 코너부의 2×2의 빔군)의 화상으로부터는, 이들 빔군 중 실제로 코너에 위치하는 코너 빔을 판별할 수 있다. 따라서, 빔군의 위치 관계를 구할 수 있다. 화상에 대하여 빔군의 위치 관계를 알면, 화상을 촬상한 검출 엘리먼트와 빔군과의 위치 관계를 구할 수 있다. 이에, 실시 형태 1에서는, 코너부의 빔군을 사용하여, 멀티 2 차 전자 빔(300)과 멀티 검출기(222)의 복수의 검출 엘리먼트와의 위치 조정을 행한다. 이하, 구체적으로 설명한다.
2 차 빔 스캔 및 화상 취득 공정(S104)으로서, 1 차 전자 광학계(151)는, XY 스테이지(105) 상의 대상물 면을 멀티 1 차 전자 빔(20)으로 조사한다. 구체적으로는 이하와 같이 동작한다. 화상 취득 기구(150)는, 멀티 1 차 전자 빔(20)을 정지한 상태의 스테이지(105) 상에 조사한다. 그 때, 주편향기(208) 및 부편향기(209)는, 멀티 1 차 전자 빔(20)의 중심을 멀티 1 차 전자 빔의 궤도 중심축의 위치에 맞춘다. 편향하지 않아도 멀티 1 차 전자 빔(20)의 궤도 중심 축에 위치하는 경우에는 편향 없음이어도 된다. 이에 의하여, 각 1 차 전자 빔은, 각자의 1 차 전자 빔의 주사 범위의 스캔 중심 위치에 조사되게 된다. 여기서, 조사 위치가 되는 스테이지(105) 상의 대상물로서, 예를 들면, 스테이지(105) 상에 배치된 평가용 기판을 들 수 있다. 혹은, 마크(111)여도 상관없다. 혹은 스테이지(105)의 상면이어도 상관없다.
그리고, 편향기(226)(2 차계 편향기)는, 멀티 1 차 전자 빔(20)의 조사에 의하여 대상물 면으로부터 방출되는 멀티 2 차 전자 빔(300)으로 멀티 검출기(222)의 복수의 검출 엘리먼트(제1 검출 엘리먼트) 상을 주사한다. 구체적으로는 이하와 같이 동작한다. 대상물 면으로부터 방출된 멀티 2 차 전자 빔(300)은, 2 차 전자 광학계(152)에 의하여 검출기 애퍼처 어레이 기판(225)을 통하여 멀티 검출기(222)에 투영된다. 이러한 상태에서 편향기(226)에 의하여 멀티 2 차 전자 빔(300)에 대하여 미리 설정된 2 차 빔 주사 범위의 스캔 동작을 행한다. 멀티 검출기(222)는, 격자 형상으로 배열된 복수의 검출 엘리먼트(제1 검출 엘리먼트)로 멀티 2 차 전자 빔(300)을 검출한다. 이에 의하여, 각 검출 엘리먼트에서는, 검출기 애퍼처 어레이 기판(225)의 애퍼처상이 촬상된다. 멀티 검출기(222)는, 멀티 2 차 전자 빔(300) 중 적어도 코너에 위치하는 코너 빔을 포함하는 복수의 빔을 검출한다.
여기서, 편향기(226)에서 멀티 2 차 전자 빔(300)을 일괄 주사하는 경우에, 도 5에 도시하는 바와 같이, 멀티 2 차 전자 빔(300)의 빔 간 피치(P)의 4 배 이상의 주사 범위(스캔 범위)를 주사한다. 도 5에서는, 실선으로 멀티 2 차 전자 빔(300)의 빔 간 피치(P)의 4 배의 스캔 범위를 나타낸다. 이에 의하여, 멀티 2 차 전자 빔(300)을 스캔한 경우에, 코너 빔을 포함하는 2×2의 빔군에 대응하는 2×2 개의 검출 엘리먼트의 각 스캔 범위 내에 코너 빔을 포함하는 2×2의 빔군을 포함할 수 있다.
도 6은, 실시 형태 1에 있어서의 각 검출 엘리먼트에서 촬상된 화상의 일예를 도시하는 도면이다. 도 6의 예에서는, 5×5 개의 멀티 2 차 전자 빔(300)에 대응하는 5×5 개의 검출 엘리먼트(D11~D55)에 의하여 촬상된 애퍼처 화상의 일예를 나타내고 있다. 각 검출 엘리먼트에서는, 멀티 2 차 전자 빔(300)의 스캔 동작에 의하여, 자기의 검출 엘리먼트 상을 통과한 복수의 2 차 전자 빔을 촬상한다. 실제로는 검출기 애퍼처 어레이 기판(225)의 개구부를 통과한 빔이 검출된다. 그 때문에, 각 검출 엘리먼트에서는, 복수의 애퍼처상이 검출된다. 각 검출 엘리먼트에서 검출된 2 차 전자의 검출 데이터는, 측정순으로 검출 회로(106)로 출력된다. 검출 회로(106) 내에서는, 도시하지 않은 A/D 변환기에 의하여, 아날로그의 검출 데이터가 디지털 데이터로 변환되어, 칩 패턴 메모리(123)에 저장된다. 그리고, 얻어진 2 차 전자 화상 데이터는 위치 조정 회로(134)로 출력된다. 위치 조정 회로(134) 내에서, 2 차 전자 화상 데이터(검출 화상)는 기억 장치(61)에 저장된다.
코너 화상 추출 공정(S106)으로서, 코너 화상 추출부(62)는, 모든 검출 엘리먼트의 화상군 중에서, 코너부의 화상군을 추출한다.
도 7은, 실시 형태 1에 있어서의 각 검출 엘리먼트에서 촬상된 화상의 일예 중 코너부의 화상을 도시하는 도면이다. 도 7의 예에서는, 도 6과 마찬가지로, 5×5 개의 검출 엘리먼트(D11~D55)에서 촬상된 화상이 도시되어 있다. 도 7에서, 코너부의 화상군의 하나로서 검출 엘리먼트(D11)를 포함하는 2×2 개의 검출 엘리먼트(D11, D12, D21, D22)의 화상군을 들 수 있다. 마찬가지로, 코너부의 화상군의 하나로서 검출 엘리먼트(D15)를 포함하는 인접하는 2×2 개의 검출 엘리먼트(D14, D15, D24, D25)의 화상군을 들 수 있다. 마찬가지로, 코너부의 화상군의 하나로서 검출 엘리먼트(D51)를 포함하는 2×2 개의 검출 엘리먼트(D41, D42, D51, D52)의 화상군을 들 수 있다. 마찬가지로, 코너부의 화상군의 하나로서 검출 엘리먼트(D55)를 포함하는 2×2 개의 검출 엘리먼트(D44, D45, D54, D55)의 화상군을 들 수 있다.
검출 엘리먼트(D11)를 포함하는 2×2 개의 검출 엘리먼트(D11, D12, D21, D22)에는, 검출 엘리먼트(D11)에 대응하는 코너 빔을 포함하는 인접하는 2×2 개의 2 차 전자 빔의 애퍼처상이 검출된다. 마찬가지로, 검출 엘리먼트(D15)를 포함하는 인접하는 2×2 개의 검출 엘리먼트(D14, D15, D24, D25)에는, 검출 엘리먼트(D15)에 대응하는 코너 빔을 포함하는 2×2 개의 2 차 전자 빔의 애퍼처상이 검출된다. 마찬가지로, 검출 엘리먼트(D51)를 포함하는 2×2 개의 검출 엘리먼트(D41, D42, D51, D52)에는, 검출 엘리먼트(D51)에 대응하는 코너 빔을 포함하는 인접하는 2×2 개의 2 차 전자 빔의 애퍼처상이 검출된다. 마찬가지로, 검출 엘리먼트(D55)를 포함하는 2×2 개의 검출 엘리먼트(D44, D45, D54, D55)에는, 검출 엘리먼트(D55)에 대응하는 코너 빔을 포함하는 인접하는 2×2 개의 2 차 전자 빔의 애퍼처상이 검출된다.
여기에서는, 예를 들면, 2×2 개의 검출 엘리먼트(D11, D12, D21, D22)의 화상군을 추출한다.
여기서, 화상 내에 코너 빔이 존재하지 않는 경우도 있을 수 있다. 원인으로서, 멀티 2 차 전자 빔(300)의 빔 피치가 너무 넓은 것이 생각되어진다. 그 경우, 빔 피치를 조정하여, 재차, 2 차 빔 스캔 및 화상 취득 공정(S104)부터 다시 한다.
또한, 4 개의 코너부 중, 둘 이상의 코너부의 화상을 얻을 수 없는 경우도 있을 수 있다. 원인으로서, 멀티 2 차 전자 빔(300)의 빔 축이 크게 이탈되어 있음이 생각되어진다. 그 경우, 빔 축을 조정하여, 재차, 2 차 빔 스캔 및 화상 취득 공정(S104)부터 다시 한다.
코너부 위치 관계 산출 공정(S108)으로서, 코너부 위치 관계 산출부(64)(위치 관계 산출부)는, 코너 빔을 포함하는 복수의 빔과, 복수의 검출 엘리먼트 중 코너 빔을 포함하는 복수의 빔을 검출한 복수의 검출 엘리먼트(제2 검출 엘리먼트)와의 위치 관계를 산출한다. 구체적으로는 이하와 같이 동작한다.
빔 위치 산출부(80)는, 추출된 화상마다, 코너 빔을 포함하는 2×2의 빔군의 위치를 산출한다. 코너 빔을 포함하는 2×2의 빔군의 상을 촬상할 수 있으면, 그 위치 관계로부터 코너 빔을 판별할 수 있다. 예를 들면, 인접하는 빔의 방향(예를 들면, x 방향)과 반대 방향(-x 방향)의 소정의 범위 내에 다른 인접 빔이 존재하지 않고, 직교하는 방향의 또 하나의 인접하는 빔의 방향(예를 들면, -y 방향)과 반대 방향(y 방향)의 소정의 범위 내에 다른 인접 빔이 존재하지 않는 빔이 코너 빔이라고 판정할 수 있다.
도 8은, 실시 형태 1에 있어서의 코너부의 화상군의 일예를 도시하는 도면이다. 도 8의 예에서는, 2×2 개의 검출 엘리먼트(D11, D12, D21, D22)의 화상군을 도시하고 있다. 예를 들면, 검출 엘리먼트(D11)의 화상에서는, 대응하는 빔(B11)의 스캔 중심(스캔 범위의 중심)의 위치를 중심으로 한 화상이 촬상된다. 그리고, 상술한 방법으로 코너 빔(B11)을 판별할 수 있다. 코너 빔(B11)을 알면, 빔(B11)의 스캔 중심의 위치로부터의 실제로 촬상된 코너 빔(B11)의 상대 위치를 산출할 수 있다. 또한, 코너 빔(B11)을 알면, 멀티 2 차 전자 빔(300)의 위치 관계로부터 인접하는 빔(B12, B21, B22)을 판별할 수 있다. 따라서, 코너 빔(B11)의 스캔 중심의 위치(혹은, 코너 빔(B11))로부터의 빔(B12, B21, B22)의 각 상대 위치를 산출할 수 있다. 나머지의 검출 엘리먼트(D12, D21, D22)의 각 화상에 대해서도 마찬가지이다. 이에 의하여, 화상마다, 대응하는 빔의 스캔 중심의 위치(각각의 화상 중심)로부터의 각 빔(B11, B12, B21, B22)의 위치를 산출할 수 있다.
도 9는, 실시 형태 1에 있어서의 검출 엘리먼트(D11)와 각 빔(B11, B12, B21, B22)의 위치와의 관계를 도시하는 도면이다. 도 9에서는, 검출 엘리먼트(D11)의 위치를 중심으로 한 경우의 화상으로부터 산출된 각 빔(B11, B12, B21, B22)의 위치를 나타내고 있다. 멀티 2 차 전자 빔(300)과 각각 대응하는 검출 엘리먼트와의 위치가 맞아 있으면, 각 빔의 스캔 중심과 대응하는 검출 엘리먼트와의 위치는 일치한다. 따라서, 검출 화상 내에서 검출된 각 빔(B11, B12, B21, B22)은 검출 엘리먼트(D11)를 중심으로 한 경우, 검출 화상 중심으로부터 각 빔으로의 벡터를 상하 좌우 반전시킨 위치에 존재하게 된다. 따라서, 도 9에 도시하는 바와 같이, 검출 엘리먼트(D11)를 중심으로 한 경우, 검출 화상 중심으로부터 코너 빔(B11)으로의 벡터의 반대 방향으로 검출 엘리먼트(D11)로부터 같은 벡터 길이로 나타내는 위치에 코너 빔(B11)이 존재한다. 마찬가지로, 검출 화상 중심으로부터 빔(B12)으로의 벡터의 반대 방향으로 검출 엘리먼트(D11)로부터 같은 벡터 길이로 나타내는 위치에 코너 빔(B12)이 존재한다. 마찬가지로, 검출 화상 중심으로부터 빔(B21)으로의 벡터의 반대 방향으로 검출 엘리먼트(D11)로부터 같은 벡터 길이로 나타내는 위치에 코너 빔(B21)이 존재한다. 마찬가지로, 검출 화상 중심으로부터 빔(B22)으로의 벡터의 반대 방향으로 검출 엘리먼트(D11)로부터 같은 벡터 길이로 나타내는 위치에 코너 빔(B22)이 존재한다.
도 10은, 실시 형태 1에 있어서의 검출 엘리먼트(D12)와 각 빔(B11, B12, B21, B22)의 위치와의 관계를 도시하는 도면이다. 도 10에서는, 검출 엘리먼트(D12)의 위치를 중심으로 한 경우의 화상으로부터 산출된 각 빔(B11, B12, B21, B22)의 위치를 나타내고 있다. 도 9의 경우와 마찬가지로, 검출 엘리먼트(D12)를 중심으로 한 경우, 검출 화상 중심으로부터 코너 빔(B11)으로의 벡터의 반대 방향으로 검출 엘리먼트(D12)로부터 같은 벡터 길이로 나타내는 위치에 코너 빔(B11)이 존재한다. 마찬가지로, 검출 화상 중심으로부터 빔(B12)으로의 벡터의 반대 방향으로 검출 엘리먼트(D12)로부터 같은 벡터 길이로 나타내는 위치에 빔(B12)이 존재한다. 마찬가지로, 검출 화상 중심으로부터 빔(B21)으로의 벡터의 반대 방향으로 검출 엘리먼트(D12)로부터 같은 벡터 길이로 나타내는 위치에 빔(B21)이 존재한다. 마찬가지로, 검출 화상 중심으로부터 빔(B22)으로의 벡터의 반대 방향으로 검출 엘리먼트(D12)로부터 같은 벡터 길이로 나타내는 위치에 빔(B22)이 존재한다.
도 11은, 실시 형태 1에 있어서의 검출 엘리먼트(D21)와 각 빔(B11, B12, B21, B22)의 위치와의 관계를 도시하는 도면이다. 도 11에서는, 검출 엘리먼트(D21)의 위치를 중심으로 한 경우의 화상으로부터 산출된 각 빔(B11, B12, B21, B22)의 위치를 나타내고 있다. 도 9의 경우와 마찬가지로, 검출 엘리먼트(D21)를 중심으로 한 경우, 검출 화상 중심으로부터 코너 빔(B11)으로의 벡터의 반대 방향으로 검출 엘리먼트(D21)로부터 같은 벡터 길이로 나타내는 위치에 코너 빔(B11)이 존재한다. 마찬가지로, 검출 화상 중심으로부터 빔(B12)으로의 벡터의 반대 방향으로 검출 엘리먼트(D21)로부터 같은 벡터 길이로 나타내는 위치에 빔(B12)이 존재한다. 마찬가지로, 검출 화상 중심으로부터 빔(B21)으로의 벡터의 반대 방향으로 검출 엘리먼트(D21)로부터 같은 벡터 길이로 나타내는 위치에 빔(B21)이 존재한다. 마찬가지로, 검출 화상 중심으로부터 빔(B22)으로의 벡터의 반대 방향으로 검출 엘리먼트(D21)로부터 같은 벡터 길이로 나타내는 위치에 빔(B22)이 존재한다.
도 12는, 실시 형태 1에 있어서의 검출 엘리먼트(D22)와 각 빔(B11, B12, B21, B22)의 위치와의 관계를 도시하는 도면이다. 도 12에서는, 검출 엘리먼트(D22)의 위치를 중심으로 한 경우의 화상으로부터 산출된 각 빔(B11, B12, B21, B22)의 위치를 나타내고 있다. 도 9의 경우와 마찬가지로, 검출 엘리먼트(D22)를 중심으로 한 경우, 검출 화상 중심으로부터 코너 빔(B11)으로의 벡터의 반대 방향으로 검출 엘리먼트(D22)로부터 같은 벡터 길이로 나타내는 위치에 코너 빔(B11)이 존재한다. 마찬가지로, 검출 화상 중심으로부터 빔(B12)으로의 벡터의 반대 방향으로 검출 엘리먼트(D22)로부터 같은 벡터 길이로 나타내는 위치에 빔(B12)이 존재한다. 마찬가지로, 검출 화상 중심으로부터 빔(B21)으로의 벡터의 반대 방향으로 검출 엘리먼트(D22)로부터 같은 벡터 길이로 나타내는 위치에 빔(B21)이 존재한다. 마찬가지로, 검출 화상 중심으로부터 빔(B22)으로의 벡터의 반대 방향으로 검출 엘리먼트(D22)로부터 같은 벡터 길이로 나타내는 위치에 빔(B22)이 존재한다.
이어서, 합성부(82)는, 코너부의 4 개의 화상으로부터 산출된 각 검출 엘리먼트에 대한 각 빔의 위치의 관계를 합성한다.
도 13은, 실시 형태 1에 있어서의 합성 후의 각 검출 엘리먼트의 위치와 각 빔의 위치와의 관계의 일예를 도시하는 도면이다. 어느 위치 관계에서도 같은 2×2의 빔(B11, B12, B21, B22)을 이용하고 있다. 따라서, 2×2의 빔(B11, B12, B21, B22)의 위치 관계는 동일하다. 이에, 코너 빔(B11)을 포함하는 2×2의 빔(B11, B12, B21, B22)의 위치를 조정하도록, 각 검출 엘리먼트의 위치를 합성한다. 도 13에서는, 멀티 2 차 전자 빔(300)의 좌표계(2 차 좌표계)로 코너부의 각 검출 엘리먼트(D11, D12, D21, D22)의 위치와 각 빔(B11, B12, B21, B22)의 위치와의 관계를 나타내고 있다. 2 차 좌표계는, 멀티 2 차 전자 빔(300)의 중심 위치를 중심으로 하는 좌표계이다. 따라서, 2 차 좌표계에서의 멀티 2 차 전자 빔(300)의 각 2 차 전자 빔의 좌표는 특정할 수 있다. 따라서, 2 차 좌표계에 있어서의 검출 엘리먼트의 좌표는, 각 빔과의 위치 관계를 알고 있으면 특정할 수 있다.
또한, 그 밖의 코너부에 대해서도, 마찬가지로 위치 관계를 산출한다. 구체적으로는, 각 검출 엘리먼트(D14, D15, D24, D25)의 위치와 각 빔(B14, B15, B24, B25)의 위치와의 관계를 산출한다. 마찬가지로, 각 검출 엘리먼트(D41, D42, D51, D52)의 위치와 각 빔(B41, B42, B51, B52)의 위치와의 관계를 산출한다. 마찬가지로, 각 검출 엘리먼트(D44, D45, D54, D55)의 위치와 각 빔(B44, B45, B54, B55)의 위치와의 관계를 산출한다.
검출기 회전 공정(S110)으로서, 검출기 스테이지 제어 회로(130)는, 구동 기구(132)를 제어하고, 회전 스테이지(227)를 회전시킨다. 이에 의하여, 회전 스테이지(227)는, 미리 설정된 회전 각도(φ)(제1 회전 각도)로 멀티 검출기(222)를 회전시킨다.
2 차 빔 스캔 및 화상 취득 공정(S114)으로서, 화상 취득 기구(150)는, 멀티 1 차 전자 빔(20)을 정지한 상태의 스테이지(105) 상에 조사한다. 그 때, 주편향기(208) 및 부편향기(209)는, 멀티 1 차 전자 빔(20)의 중심을 멀티 1 차 전자 빔의 궤도 중심축의 위치로 조정한다.
그리고, 편향기(226)(2 차계 편향기)는, 멀티 검출기(222)가 회전 후의 상태에서, 대상물 면으로부터 방출되는 멀티 2 차 전자 빔(300)으로 멀티 검출기(222)의 복수의 검출 엘리먼트(제1 검출 엘리먼트) 상을 주사(스캔) 한다. 그리고, 멀티 검출기(222)는, 회전 후의 상태에서, 격자 형상으로 배열된 복수의 검출 엘리먼트(제1 검출 엘리먼트)로 멀티 2 차 전자 빔(300)을 검출한다. 이에 의하여, 각 검출 엘리먼트에서는, 검출기 애퍼처 어레이 기판(225)의 애퍼처상이 촬상된다. 바꾸어 말하면, 멀티 검출기(222)로 코너 빔을 포함하는 복수의 빔을 검출한다. 스캔의 방법은 2 차 빔 스캔 및 화상 취득 공정(S104)과 같다.
코너 화상 추출 공정(S116)으로서, 코너 화상 추출부(62)는, 멀티 검출기(222)가 회전 후의 상태에서 검출된 모든 검출 엘리먼트의 화상군 중에서, 코너부의 화상군을 추출한다. 추출의 방법은 코너 화상 추출 공정(S106)과 같다.
코너부 위치 관계 산출 공정(S118)으로서, 코너부 위치 관계 산출부(64)는, 코너 빔을 포함하는 복수의 빔과, 멀티 검출기(222)가 회전 후의 코너 빔을 포함하는 복수의 빔을 검출한 복수의 검출 엘리먼트(제2 검출 엘리먼트)와의 위치 관계를 산출한다. 코너부 위치 관계 산출 공정(S118)의 내용은, 코너부 위치 관계 산출 공정(S108)과 같다.
이상에 의하여, 멀티 검출기(222)가 회전 후의 상태의 각 검출 엘리먼트(D11, D12, D21, D22)의 위치와 각 빔(B11, B12, B21, B22)의 위치와의 관계가 산출된다. 마찬가지로, 멀티 검출기(222)가 회전 후의 상태의 2 차 좌표계에 있어서의 각 검출 엘리먼트(D14, D15, D24, D25)의 위치와 각 빔(B14, B15, B24, B25)의 위치의 관계를 산출한다. 마찬가지로, 멀티 검출기(222)가 회전 후의 상태의 각 검출 엘리먼트(D41, D42, D51, D52)의 위치와 각 빔(B41, B42, B51, B52)의 위치의 관계를 산출한다. 마찬가지로, 멀티 검출기(222)가 회전 후의 상태의 각 검출 엘리먼트(D44, D45, D54, D55)의 위치와 각 빔(B44, B45, B54, B55)의 위치의 관계를 산출한다.
전체 위치 관계 특정 공정(S120)으로서, 전체 위치 관계 특정부(66)는, 멀티 2 차 전자 빔(300)과, 전(全)검출 엘리먼트와의 전체 위치 관계를 특정한다.
도 14는, 실시 형태 1에 있어서의 전체 위치 관계의 일예를 도시하는 도면이다. 4 개의 코너부의 위치 관계가 각각 산출되어 있으므로, 4 개의 코너부의 위치 관계를 조합한다. 멀티 검출기(222)의 5×5 개의 검출 엘리먼트(D11~D55)의 배열 위치 관계 및 배열 피치는 미리 알고 있으므로, 개개의 코너부에서 산출된 2×2 개의 검출 엘리먼트를 1 세트로 하는 네 모서리분의 4 세트를 각각의 배열 위치에 적용시킨다. 이에 의하여, 도 14에 도시하는 바와 같이, 5×5 개의 검출 엘리먼트의 전체의 위치에 대한 5×5 개의 멀티 2 차 전자 빔(300) 전체의 위치를 특정할 수 있다. 따라서, 2 차 좌표계에 있어서의 5×5 개의 검출 엘리먼트(D11~D55)의 위치 관계를 특정할 수 있다.
도 15는, 실시 형태 1에 있어서의 회전 전후의 멀티 검출기의 복수의 검출 엘리먼트의 좌표의 일예를 도시하는 도면이다. 도 15에 도시하는 바와 같이, 검출 엘리먼트(D11(D11'))는, 미지의 회전 중심 좌표(rx, ry)를 축으로 회전 전의 좌표(x1, y1)로부터 회전 후의 좌표(X1, Y1)로 이동하고 있다. 마찬가지로, 검출 엘리먼트(D12(D12'))는, 미지의 회전 중심 좌표(rx, ry)를 축으로 회전 전의 좌표(x2, y2)로부터 회전 후의 좌표(X2, Y2)로 이동하고 있다.
회전 중심 산출 공정(S122)으로서, 회전 중심 산출부(68)는, 멀티 검출기(222)를 회전시킨 회전 각도( )(제1 회전 각도)와, 코너 빔을 포함하는 복수의 빔과 회전 전후의 복수의 검출 엘리먼트와의 위치 관계에 기초하여, 멀티 검출기(222)의 회전 중심 좌표를 산출한다. 구체적으로는, 상술한 바와 같이, 코너 빔을 포함하는 2×2 개의 빔과, 이들 빔에 대응하는 회전 전의 2×2의 검출 엘리먼트와의 위치 관계는 산출 완료이다. 이에, 검출 엘리먼트 좌표 산출부(84)는, 이러한 위치 관계로부터 2 차 좌표계에 있어서의 각 검출 엘리먼트(D11, D12, D21, D22)의 좌표를 산출한다. 2 차 좌표계에 의하여, 각 2 차 전자 빔의 좌표를 정의할 수 있으므로, 각 검출 엘리먼트(D11, D12, D21, D22)의 좌표를 산출할 수 있다. 마찬가지로, 코너 빔을 포함하는 2×2 개의 빔과, 이들 빔에 대응하는 회전 후의 2×2의 검출 엘리먼트와의 위치 관계는 산출 완료이다. 그리고, 멀티 검출기(222)의 회전 전후에 있어서, 2 차 좌표계에 있어서의 멀티 2 차 전자 빔(300)의 위치는 변화하지 않는다. 따라서, 검출 엘리먼트 좌표 산출부(84)는, 이러한 멀티 검출기(222)의 회전 후의 위치 관계로부터 멀티 검출기(222)가 회전 후의 상태의 2 차 좌표계에 있어서의 각 검출 엘리먼트(D11, D12, D21, D22)의 좌표를 산출한다. 이러한 회전 전후의 2×2의 검출 엘리먼트 중, 둘 이상의 검출 엘리먼트의 회전 전후의 위치를 이용한다. 여기에서는, 예를 들면, 멀티 검출기(222)를 회전시킨 회전 각도(φ)와, 탐색된 회전 전후의 2 개의 검출 엘리먼트(D11(D11'), D12(D12'))의 각 좌표(x1, y1), (x2, y2), (X1, Y1), (X2, Y2)를 이용하여, 멀티 검출기(222)의 회전 중심 좌표(rx, ry)를 연산한다.
도 16은, 실시 형태 1에 있어서의 회전 중심 좌표를 산출하기 위한 연산식을 도시하는 도면이다. 회전 전후의 좌표의 관계로부터, 식 (1)에 의하여 회전 중심 좌표(rx, ry)를 구할 수 있다. 식 (1)에서는, (x1, y1), (x2, y2), ..., (xn, yn), 및 (X1, Y1), (X2, Y2), ..., (Xn, Yn)와, n 점의 회전 전후의 검출 엘리먼트의 좌표를 이용하고 있으나, n는 2 이상이면 된다. 또한, 도 16에서, 검출 엘리먼트를 PD로 나타내고 있다. 또한, 1 개의 코너부 당 2×2 개의 검출 엘리먼트의 좌표를 알고 있다. 따라서, 2 점의 회전 전후의 검출 엘리먼트의 좌표를 이용하여 계산하는 경우보다, 4 점의 회전 전후의 검출 엘리먼트의 좌표를 이용하여 계산하는 편이 정밀도를 향상시킬 수 있다. 또한, 2 차 좌표계에 있어서의 나머지 3 개의 코너부의 2×2 개의 검출 엘리먼트의 좌표도 개별의 위치 관계로부터 마찬가지로 산출할 수 있다. 혹은 2 차 좌표계에 있어서의 나머지 3 개의 코너부의 2×2 개의 검출 엘리먼트의 좌표는 전체 위치 관계로부터 산출할 수 있다. 따라서, 4 개의 코너부의 16 점의 회전 전후의 검출 엘리먼트의 좌표를 알 수 있다. 4 점의 회전 전후의 검출 엘리먼트의 좌표를 이용하여 계산하는 경우보다, 16 점의 회전 전후의 검출 엘리먼트의 좌표를 이용하여 계산하는 편이 정밀도를 더 향상시킬 수 있다.
상술한 예에서는, 검출기 스테이지(229) 상에 배치된 멀티 검출기(222)의 복수의 검출 엘리먼트(D11~D55)에 대한 상대적인 회전 중심 위치를 모르는 경우의 동작에 대하여 설명하였다. 복수의 검출 엘리먼트(D11~D55)에 대한 상대적인 회전 중심 위치를 미리 알고 있는 경우, 검출기 회전 공정(S110)과, 스캔 및 화상 취득 공정(S114)과, 코너 화상 추출 공정(S116)과, 코너부 위치 관계 산출 공정(S118)의 각 공정은 생략해도 상관없다. 이러한 경우, 회전 중심 산출 공정(S122)에서, 이미 산출된 복수의 검출 엘리먼트(D11~D55) 중 적어도 1 개의 좌표로부터 회전 중심 위치까지의 상대 위치 관계로부터 회전 중심 좌표(C1)의 좌표를 산출하면 된다.
벡터 연산 공정(S124)으로서, 벡터 연산부(70)는, 코너부의 2×2 개의 검출 엘리먼트 중, 예를 들면, 실제의 코너의 검출 엘리먼트의 좌표로부터 회전 중심 좌표(C1)(rx, ry)로의 벡터를 실제의 코너의 검출 엘리먼트의 좌표로부터 외주측의 나머지 2 개의 검출 엘리먼트의 좌표로의 2 개의 벡터로 분해하는 연산을 행한다.
도 17은, 실시 형태 1에 있어서의 검출 엘리먼트 좌표의 벡터 연산의 방법을 설명하기 위한 도면이다. 회전 전의 실제의 코너의 검출 엘리먼트(D11)와, 회전 전의 외주측의 2 개의 검출 엘리먼트(D12, D21) 중, 검출 엘리먼트(D11)의 좌표(x1, y1)로부터 회전 중심 좌표(rx, ry)로의 벡터(R1)를, 검출 엘리먼트(D11)의 좌표(x1, y1)로부터 D12의 좌표(x2, y2)로의 벡터(Q1)와, 검출 엘리먼트(D11)의 좌표(x1, y1)로부터 검출 엘리먼트(D21)의 좌표(x3, y3)로의 벡터(P1)로 분해한다. 벡터(R1)는, 벡터(P1)와 벡터(Q1)를 이용하여 다음의 식 (2)로 정의할 수 있다. 식 (2)에서는, 벡터를 도시하는 기호 (-)는 생략하고 있다.
(2) R1=αP1＋βQ1
도 18은, 실시 형태 1에 있어서의 벡터 계수를 산출하기 위한 연산식을 도시하는 도면이다. 미지의 벡터 계수(α, β)는, 식 (3)으로 구할 수 있다. 벡터(P1)=(Px, Py), 벡터(Q1)=(Qx, Qy), 벡터(R1)=(Rx, Ry)로 한다.
상술한 예에서는, 기점이 되는 검출 엘리먼트로서 검출 엘리먼트(D11)를 이용하는 경우를 나타내고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 실제의 코너의 4 개의 검출 엘리먼트(D11, D15, D51, D55) 중 어느 하나를 이용하여 계산해도 된다. 실제의 코너의 4 개의 검출 엘리먼트(D11, D15, D51, D55) 중 하나를 이용함으로써, 이러한 한 코너부의 2×2의 검출 엘리먼트의 위치를 이용하여 벡터 연산이 가능하다. 혹은, 도 17에 도시하는 바와 같이, 전체의 위치 관계를 이용해도 바람직하다. 전체의 위치 관계를 이용하는 경우라면, 기점이 되는 검출 엘리먼트는, 실제의 코너의 4 개의 검출 엘리먼트(D11, D15, D51, D55) 이외의 검출 엘리먼트여도 상관없다. 예를 들면, 검출 엘리먼트(D22)를 이용할 수 있다. 그 경우, 예를 들면, 2 개의 검출 엘리먼트(D42, D24)의 위치를 이용하여 벡터 연산이 가능하다. 2 차 좌표계에 있어서의 전체의 위치 관계는 산출 완료이다. 따라서, 각 검출 엘리먼트의 좌표는, 2 차 좌표계로부터 구할 수 있다.
중심 대응 좌표 산출 공정(S126)으로서, 중심 대응 좌표 산출부(72)는, 복수의 검출 엘리먼트(D11, D21, D12)에 대한 회전 중심 좌표(rx, ry)의 위치 관계와 같은 위치 관계가 되는 멀티 2 차 전자 빔(B11, B21, B12)에 대한 대응 좌표(C2)를 연산한다.
도 19는, 실시 형태 1에 있어서의 2 차 전자 빔 좌표의 벡터 연산의 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 19에서, 대응 좌표(C2)는, 분해된 2 개의 벡터(αP2, βQ2)를 멀티 2 차 전자 빔 중 3 개의 2 차 전자 빔(B11, B21, B12)의 좌표에 적용한 경우에 있어서의 2 개의 벡터의 합성 벡터의 좌표로서 연산된다. 구체적으로는, 중심 대응 좌표 산출부(72)는, 기준이 되는 검출 엘리먼트(D11)에 대응하는 2 차 전자 빔(B11)으로부터 검출 엘리먼트(D21)에 대응하는 2 차 전자 빔(B21)으로의 벡터(P2)에 벡터 계수(α)를 곱한 αP2와, 검출 엘리먼트(D11)에 대응하는 2 차 전자 빔(B11)으로부터 검출 엘리먼트(D12)에 대응하는 2 차 전자 빔(B12)으로의 벡터(Q2)에 벡터 계수(β)를 곱한 βQ2와의 합성 벡터(R2)를 연산한다. 그리고, 중심 대응 좌표 산출부(72)는, 2 차 전자 빔(B11)을 기점으로 한 합성 벡터(R2)의 좌표를 대응 좌표(C2)로서 산출한다.
시프트량 산출 공정(S128)으로서, 시프트량 산출부(74)는, 코너 빔을 포함하는 2×2 개의 빔과, 이들 빔에 대응하는 회전 전의 2×2의 검출 엘리먼트와의 위치 관계에 기초하여, 멀티 검출기(222)의 복수의 검출 엘리먼트(D11~D55)를 멀티 2 차 전자 빔(B11~B55)으로 위치 조정하기 위한 시프트량(S)을 산출한다. 예를 들면, 코너 빔을 포함하는 2×2 개의 빔의 위치에, 이들 빔에 대응하는 회전 전의 2×2의 검출 엘리먼트의 위치를 조정하도록 시프트량(S)을 산출한다. 구체적으로는, 코너 빔을 포함하는 2×2 개의 빔과, 이들 빔에 대응하는 회전 전의 2×2의 검출 엘리먼트와의 위치와의 차이가 최소가 되도록 시프트량(S)을 산출하면 된다. 멀티 검출기(222)의 복수의 검출 엘리먼트와 멀티 2 차 전자 빔(300)과의 사이에 회전 오차가 없는 경우에 특히 유효하다. 혹은, 시프트량 산출부(74)는, 예를 들면, 회전 중심 좌표(C1)(rx, ry)를 멀티 2 차 전자 빔에 대한 대응 좌표(C2)로 시프트하기 위한 시프트량(S)(dx, dy)을 연산한다. 멀티 검출기(222)의 복수의 검출 엘리먼트(D11~D55)와 멀티 2 차 전자 빔(B11~B55)과의 사이에 회전 오차가 존재하는 경우에 특히 유효하다.
회전 각도 산출 공정(S130)으로서, 회전 각도 산출부(76)는, 회전 전후의 상술한 위치 관계의 일방과 멀티 검출기(222)의 회전 중심 좌표(C1)를 이용하여, 멀티 검출기(222)의 복수의 검출 엘리먼트(제1 검출 엘리먼트)를 멀티 2 차 전자 빔(300)으로 위치 조정하기 위한 회전 각도(θ(제2 회전 각도)를 산출한다. 구체적으로는, 회전 각도 산출부(76)는, 이미 산출된 복수의 검출 엘리먼트(D11~D55)의 각 좌표의 적어도 1 개와, 멀티 검출기(222)의 회전 중심 좌표(rx, ry)를 이용하여, 복수의 검출 엘리먼트(D11~D55)를 멀티 2 차 전자 빔(B11~B55)으로 위치 조정하기 위한 회전 각도(θ(제2 회전 각도)를 산출한다. 회전 전의 좌표를 이용하는 경우, 회전 전의 상태로부터의 회전 각도가 되고, 회전 후의 좌표를 이용하는 경우, 회전 후의 상태로부터의 회전 각도가 됨은 말할 필요도 없다.
도 20은, 실시 형태 1에 있어서의 위치 조정 각도를 산출하기 위한 연산식을 도시하는 도면이다. 위치 조정 후의 검출 엘리먼트 좌표(X, Y)는, 위치 조정 전의 검출 엘리먼트 좌표(x, y)와, 회전 중심 좌표(rx, ry)와, 미지의 회전 각도(θ를 이용하여, 도 20에 도시하는 식 (4)과 같이 정의할 수 있다. 이러한 식 (4)을 변형함으로써, 미지의 회전 각도(θ를 구할 수 있다. 위치 조정 후의 검출 엘리먼트 좌표(X, Y)는, 대응하는 2 차 전자 빔의 좌표에 일치한다.
회전 각도(θ의 정밀도를 높이기 위해서는, 한 코너부의 2×2 개의 검출 엘리먼트의 각 좌표(x1, y1)~(x4, y4)를 사용하여, 미지의 회전 각도(θ를 구하면 바람직하다. 더 정밀도를 높이기 위해서는, 4 개의 코너부의 합계 16 개의 검출 엘리먼트의 각 좌표(x1, y1)~(x16, y16)를 사용하여, 미지의 회전 각도(θ를 구하면 바람직하다.
이상과 같이 하여, 위치 조정을 위한 시프트량(dx, dy)과 회전 각도(θ를 얻을 수 있다.
시프트 공정(S132)으로서, 시프트 처리부(78)의 제어의 토대, x, y 스테이지(228)(이동 기구)는, 시프트량(S)을 이용하여 멀티 검출기(222)를 멀티 2 차 전자 빔(300)에 대하여 상대적으로 이동시킨다. 구체적으로는, 회전 중심 좌표(C1)를 대응 좌표(C2)로 시프트하도록 멀티 검출기(222)를 평행 이동시킨다. 여기에서는, 멀티 검출기(222)를 기계적으로 이동시킨다.
회전 공정(S134)으로서, 회전 처리부(79)의 제어의 토대, 회전 스테이지(227)(회전 기구)는, 회전 각도(θ로 멀티 검출기(222)를 회전시킨다.
이상의 동작에 의하여, 멀티 검출기(222)의 복수의 검출 엘리먼트(D11~D55)를 멀티 2 차 전자 빔(B11~B55)으로 위치 조정할 수 있다.
검사 처리 공정(S140)으로서, 위치 조정이 행해진 검사 장치(100)를 이용하여, 기판(101)을 검사한다.
도 21은, 실시 형태 1에 있어서의 반도체 기판에 형성되는 복수의 칩 영역의 일예를 도시하는 도면이다. 도 21에서, 기판(101)이 반도체 기판(웨이퍼)인 경우, 반도체 기판(웨이퍼)의 검사 영역(330)에는, 복수의 칩(웨이퍼 다이)(332)이 2 차원의 어레이 형상으로 형성되어 있다. 각 칩(332)에는, 노광용 마스크 기판에 형성된 1 칩분의 마스크 패턴이 도시하지 않은 노광 장치(스테퍼)에 의하여, 예를 들면, 1/4으로 축소되어 전사되어 있다. 1 칩분의 마스크 패턴은, 일반적으로 복수의 도형 패턴에 의하여 구성된다.
도 22는, 실시 형태 1에 있어서의 검사 처리를 설명하기 위한 도면이다. 도 22에 도시하는 바와 같이, 각 칩(332)의 영역은, 예를 들면, y 방향을 향해 소정의 폭으로 복수의 스트라이프 영역(32)으로 분할된다. 화상 취득 기구(150)에 의한 스캔 동작은, 예를 들면, 스트라이프 영역(32)마다 실시된다. 예를 들면, -x 방향으로 스테이지(105)를 이동시키면서, 상대적으로 x 방향으로 스트라이프 영역(32)의 스캔 동작을 진행시켜 간다. 각 스트라이프 영역(32)은, 길이 방향을 향해 복수의 직사각형 영역(33)으로 분할된다. 대상이 되는 직사각형 영역(33)으로의 빔의 이동은, 주편향기(208)에 의한 멀티 1 차 전자 빔(20) 전체에서의 일괄 편향에 의하여 행해진다.
도 22의 예에서는, 예를 들면, 5×5 열의 멀티 1 차 전자 빔(20)의 경우를 나타내고 있다. 1 회의 멀티 1 차 전자 빔(20)의 조사로 조사 가능한 조사 영역(34)은, (기판(101)면 상에 있어서의 멀티 1 차 전자 빔(20)의 x 방향의 빔 간 피치에 x 방향의 빔 수를 곱한 x 방향 사이즈)×(기판(101)면 상에 있어서의 멀티 1 차 전자 빔(20)의 y 방향의 빔 간 피치에 y 방향의 빔 수를 곱한 y 방향 사이즈)로 정의된다. 조사 영역(34)이, 멀티 1 차 전자 빔(20)의 시야가 된다. 그리고, 멀티 1 차 전자 빔(20)을 구성하는 각 1 차 전자 빔(8)은, 자신의 빔이 위치하는 x 방향의 빔 간 피치와 y 방향의 빔 간 피치로 둘러싸이는 서브 조사 영역(29) 내에 조사되어, 해당 서브 조사 영역(29) 내를 주사(스캔 동작)한다. 각 1 차 전자 빔(8)은, 서로 상이한 어느 한 서브 조사 영역(29)을 담당하게 된다. 그리고, 각 샷 시에, 각 1 차 전자 빔(10)은, 담당 서브 조사 영역(29) 내의 같은 위치를 조사하게 된다. 서브 조사 영역(29) 내의 1 차 전자 빔(10)의 이동은, 부편향기(209)에 의한 멀티 1 차 전자 빔(20) 전체에서의 일괄 편향에 의하여 행해진다. 이러한 동작을 반복하여, 1 개의 1 차 전자 빔(10)으로 1 개의 서브 조사 영역(29) 내를 순서대로 조사해 간다.
각 스트라이프 영역(32)의 폭은, 조사 영역(34)의 y 방향 사이즈와 마찬가지로, 혹은 스캔 마진분만큼 좁게 한 사이즈로 설정하면 바람직하다. 도 22의 예에서는, 조사 영역(34)이 직사각형 영역(33)과 같은 사이즈의 경우를 나타내고 있다. 단, 이에 한정되는 것은 아니다. 조사 영역(34)이 직사각형 영역(33)보다 작아도 된다. 혹은 커도 상관이 없다. 그리고, 멀티 1 차 전자 빔(20)을 구성하는 각 1 차 전자 빔(10)은, 자신의 빔이 위치하는 서브 조사 영역(29) 내에 조사되어, 해당 서브 조사 영역(29) 내를 주사(스캔 동작)한다. 그리고, 1 개의 서브 조사 영역(29)의 스캔이 종료하면, 주편향기(208)에 의한 멀티 1 차 전자 빔(20) 전체에서의 일괄 편향에 의하여 조사 위치가 같은 스트라이프 영역(32) 내의 인접하는 직사각형 영역(33)으로 이동한다. 이러한 동작을 반복하여, 스트라이프 영역(32) 내를 순서대로 조사해 간다. 1 개의 스트라이프 영역(32)의 스캔이 종료하면, 스테이지(105)의 이동 혹은/및 주편향기(208)에 의한 멀티 1 차 전자 빔(20) 전체에서의 일괄 편향에 의하여 조사 영역(34)이 다음의 스트라이프 영역(32)으로 이동한다. 이상과 같이 각 1 차 전자 빔(10)의 조사에 의하여 서브 조사 영역(29)마다의 스캔 동작 및 2 차 전자 화상의 취득이 행해진다. 이러한 서브 조사 영역(29)마다의 2 차 전자 화상을 조합함으로써, 직사각형 영역(33)의 2 차 전자 화상, 스트라이프 영역(32)의 2 차 전자 화상, 혹은 칩(332)의 2 차 전자 화상이 구성된다. 또한, 실제로 화상 비교를 행하는 경우에는, 각 직사각형 영역(33) 내의 서브 조사 영역(29)을 더 복수의 프레임 영역(30)으로 분할하고, 프레임 영역(30)마다의 프레임 화상(31)에 대하여 비교하게 된다. 도 22의 예에서는, 1 개의 1 차 전자 빔(8)에 의하여 스캔되는 서브 조사 영역(29)을 예를 들면, x, y 방향으로 각각 2 분할함으로써 형성되는 4 개의 프레임 영역(30)으로 분할하는 경우를 나타내고 있다.
여기서, 스테이지(105)가 연속 이동하면서 멀티 1 차 전자 빔(20)을 기판(101)에 조사하는 경우, 멀티 1 차 전자 빔(20)의 조사 위치가 스테이지(105)의 이동에 추종하도록 주편향기(208)에 의하여 일괄 편향에 의한 트랙킹 동작이 행해진다. 그 때문에, 멀티 2 차 전자 빔(300)의 방출 위치가 멀티 1 차 전자 빔(20)의 궤도 중심 축에 대하여 시시각각 변화한다. 마찬가지로, 서브 조사 영역(29) 내를 스캔하는 경우에, 각 2 차 전자 빔의 방출 위치는, 서브 조사 영역(29) 내에서 시시각각 변화한다. 이와 같이, 방출 위치가 변화한 각 2 차 전자 빔을 멀티 검출기(222)의 대응하는 검출 영역 내에 조사시키도록, 편향기(226)는, 멀티 2 차 전자 빔(300)을 일괄 편향한다.
이상과 같이, 화상 취득 기구(150)는, 스트라이프 영역(32)마다, 스캔 동작을 진행시켜 간다. 검사에 이용하는 화상(2 차 전자 화상)은, 스테이지(105) 상의 피검사 기판(101)을 멀티 1 차 전자 빔(20)으로 조사하고, 멀티 1 차 전자 빔(20)의 조사에 의하여 기판(101)으로부터 방출되는 멀티 2 차 전자 빔(300)을 멀티 검출기(222)가 검출함으로써 취득된다. 검출되는 멀티 2 차 전자 빔(300)에는, 반사 전자가 포함되어 있어도 상관없다. 혹은, 반사 전자는, 2 차 전자 광학계(152)를 이동하는 중에 분리되고, 멀티 검출기(222)까지 도달하지 않는 경우여도 상관없다. 멀티 검출기(222)에 의하여 검출된 각 서브 조사 영역(29) 내의 화소마다의 2 차 전자의 검출 데이터(측정 화상 데이터：2 차 전자 화상 데이터：피검사 화상 데이터)는, 측정순으로 검출 회로(106)로 출력된다. 검출 회로(106) 내에서는, 도시하지 않은 A/D 변환기에 의하여, 아날로그의 검출 데이터가 디지털 데이터로 변환되어, 칩 패턴 메모리(123)에 저장된다. 그리고, 얻어진 측정 화상 데이터는, 위치 회로(107)로부터의 각 위치를 나타내는 정보와 함께, 비교 회로(108)로 전송된다.
도 23은, 실시 형태 1에 있어서의 비교 회로 내의 구성의 일예를 도시하는 구성도이다. 도 23에서, 비교 회로(108) 내에는, 자기 디스크 장치 등의 기억 장치(50, 52, 56), 프레임 화상 작성부(54), 위치 조정부(57), 및 비교부(58)가 배치된다. 프레임 화상 작성부(54), 위치 조정부(57), 및 비교부(58)라고 하는 각 「~부」는, 처리 회로를 포함하고, 그 처리 회로에는, 전기 회로, 컴퓨터, 프로세서, 회로 기판, 양자 회로, 혹은 반도체 장치 등이 포함된다. 또한, 각 「~부」는, 공통되는 처리 회로(동일 처리 회로)를 이용해도 된다. 혹은, 상이한 처리 회로(다른 처리 회로)를 이용해도 된다. 프레임 화상 작성부(54), 위치 조정부(57), 및 비교부(58) 내에 필요한 입력 데이터 혹은 연산된 결과는 그때마다 도시하지 않은 메모리, 혹은 메모리(118)에 기억된다.
비교 회로(108) 내에 전송된 측정 화상 데이터(빔 화상)는, 기억 장치(50)에 저장된다.
그리고, 프레임 화상 작성부(54)는, 각 1 차 전자 빔(10)의 스캔 동작에 의하여 취득된 서브 조사 영역(29)의 화상 데이터를 더 분할한 복수의 프레임 영역(30)의 프레임 영역(30)마다의 프레임 화상(31)을 작성한다. 그리고, 프레임 영역(30)을 피검사 화상의 단위 영역으로서 사용한다. 또한, 각 프레임 영역(30)은, 화상의 누락이 없도록, 서로 마진 영역이 서로 중첩하도록 구성되면 바람직하다. 작성된 프레임 화상(31)은, 기억 장치(56)에 저장된다.
한편, 참조 화상 작성 회로(112)는, 기판(101)에 형성된 복수의 도형 패턴의 바탕이 되는 설계 데이터에 기초하여, 프레임 영역(30)마다, 프레임 화상(31)에 대응하는 참조 화상을 작성한다. 구체적으로는, 이하와 같이 동작한다. 우선, 기억 장치(109)로부터 제어 계산기(110)를 통해 설계 패턴 데이터를 읽어내고, 이 읽어내어진 설계 패턴 데이터에 정의된 각 도형 패턴을 2 값 내지는 다값의 이미지 데이터로 변환한다.
상술한 바와 같이, 설계 패턴 데이터에 정의되는 도형은, 예를 들면, 직사각형 또는 삼각형을 기본 도형으로 한 것으로, 예를 들면, 도형의 기준 위치에 있어서의 좌표(x, y), 변의 길이, 직사각형 또는 삼각형 등의 도형 종을 구별하는 식별자가 되는 도형 코드라고 하는 정보로 각 패턴 도형의 형태, 크기, 위치 등을 정의한 도형 데이터가 저장되어 있다.
이러한 도형 데이터가 되는 설계 패턴 데이터가 참조 화상 작성 회로(112)에 입력되면 도형마다의 데이터로까지 전개하고, 그 도형 데이터의 도형 형상을 도시하는 도형 코드, 도형 치수 등을 해석한다. 그리고, 소정의 양자화 치수의 그리드를 단위로 하는 칸 내에 배치되는 패턴으로서 2 값 내지는 다값의 설계 패턴 화상 데이터로 전개하여 출력한다. 바꾸어 말하면, 설계 데이터를 읽어들이고, 검사 영역을 소정의 치수를 단위로 하는 칸으로서 가상 분할할 수 있던 칸마다 설계 패턴에 있어서의 도형이 차지하는 점유율을 연산하여, n 비트의 점유율 데이터를 출력한다. 예를 들면, 1 개의 칸을 1 화소로서 설정하면 바람직하다. 그리고, 1 화소에 1/28(=1/256)의 분해능을 갖게 한다고 하면, 화소 내에 배치되어 있는 도형의 영역분만큼 1/256의 소영역을 할당하여 화소 내의 점유율을 연산한다. 그리고, 8 비트의 점유율 데이터가 된다. 이러한 칸(검사 화소)은, 측정 데이터의 화소에 맞추면 된다.
이어서, 참조 화상 작성 회로(112)는, 도형의 이미지 데이터인 설계 패턴의 설계 화상 데이터에, 소정의 필터 함수를 사용하여 필터 처리를 실시한다. 이에 의하여, 화상 강도(농담값)가 디지털값의 설계측의 이미지 데이터인 설계 화상 데이터를 멀티 1 차 전자 빔(20)의 조사에 의하여 얻어지는 상(像) 생성 특성에 맞출 수 있다. 작성된 참조 화상의 화소마다의 화상 데이터는 비교 회로(108)로 출력된다. 비교 회로(108) 내에 전송된 참조 화상 데이터는, 기억 장치(52)에 저장된다.
이어서, 위치 조정부(57)는, 피검사 화상이 되는 프레임 화상(31)과, 해당 프레임 화상(31)에 대응하는 참조 화상을 읽어내어, 화소보다 작은 서브 화소 단위로 양 화상을 위치 조정한다. 예를 들면, 최소 2 승법으로 위치 조정을 행하면 된다.
그리고, 비교부(58)는, 스테이지(105) 상에 재치되는 기판(101)의 2 차 전자 화상을 소정의 화상과 비교한다. 구체적으로는, 비교부(58)는, 프레임 화상(31)과 참조 화상을 화소마다 비교한다. 비교부(58)는, 소정의 판정 조건에 따라 화소마다 양자를 비교하고, 예를 들면, 형상 결함이라고 하는 결함의 유무를 판정한다. 예를 들면, 화소마다의 계조값 차가 판정 역치(Th)보다 크면 결함으로 판정한다. 그리고, 비교 결과가 출력된다. 비교 결과는, 기억 장치(109), 혹은 메모리(118)로 출력된다, 혹은 프린터(119)로부터 출력되면 된다.
또한, 상술한 예에서는, 다이-데이터베이스 검사에 대하여 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 다이-다이 검사를 행하는 경우여도 된다. 다이-다이 검사를 행하는 경우, 대상이 되는 프레임 화상(31)(다이 1)과, 해당 프레임 화상(31)과 같은 패턴이 형성된 프레임 화상(31)(다이 2)(참조 화상의 다른 일예)의 사이에서, 상술한 위치 조정과 비교 처리를 행하면 된다.
이상과 같이, 실시 형태 1에 의하면, 멀티 2 차 전자 빔과 2 차 전자 검출기와의 효율적인 위치 조정이 가능해진다.
실시 형태 2.
실시 형태 2에서는, 멀티 검출기(222)를 이동시키는 대신에 멀티 2 차 전자 빔(300)을 이동시킴으로써 위치 조정을 행하는 구성에 대하여 설명한다. 이하, 특별히 설명하지 않는 점은 실시 형태 1과 같다.
도 24는, 실시 형태 2에 있어서의 검사 장치의 구성을 도시하는 구성도이다. 도 24에서, 얼라인먼트 코일(230, 231)이 추가된 점 이외에는, 도 1과 같다. 얼라인먼트 코일(230, 231)은, 예를 들면, 편향기(218)와 전자기 렌즈(224)와의 사이의 2 차 전자 궤도 상에 배치된다. 얼라인먼트 코일(230, 231)은, 이동 기구의 다른 일예이다. 또한, 도 1에서, x, y 스테이지(228), 혹은 x, y 스테이지(228)를 포함하는 검출기 스테이지(229)를 생략해도 상관없다.
실시 형태 2에서는, 시프트 공정(S132)에 있어서, 시프트량을 이용하여, 멀티 2 차 전자 빔(300)의 궤도를 시프트시킴으로써, 멀티 검출기(222)를 멀티 2 차 전자 빔(300)에 대하여 상대적으로 이동시킨다. 구체적으로는, 검출기 스테이지(229)의 일부인 x, y 스테이지(228) 대신에, 얼라인먼트 코일(230, 231)을 사용하여 멀티 2 차 전자 빔(300)의 궤도 중심축을 이동시킴으로써, 회전 중심 좌표(C1)가 대응 좌표(C2)에 상대적으로 시프트하도록 평행 이동시킨다.
이상과 같이, 실시 형태 2에 의하면, 멀티 검출기(222)의 평행 이동을 기계적으로 행하지 않고 위치 조정을 가능케 할 수 있다. 본 실시예에서는 2 개의 얼라인먼트 코일(230, 231)을 사용하는 것이지만, 1 개여도 상관없다. 또한, 회전 공정(S134)에 있어서, 검출기 스테이지(229)의 일부인 회전 스테이지(227) 대신에, 자기 렌즈 또는 전자기 렌즈를 사용하여 멀티 2 차 전자 빔(300)의 궤도를 회전시켜도 된다.
실시 형태 3.
실시 형태 3에서는, 빔 피치를 고려하는 구성에 대하여 설명한다. 검사 장치(100)의 구성은 도 1과 같다. 혹은 도 24와 같다. 이하, 특별히 설명하지 않는 점은 실시 형태 1 혹은 실시 형태 2와 같다.
도 25는, 실시 형태 3에 있어서의 위치 조정 회로의 내부 구성의 일예를 도시하는 도면이다. 도 25에서, 빔 피치 산출부(90), 판정부(92), 및 빔 피치 조정 처리부(94)를 추가한 점 이외에는, 도 3과 같다.
코너 화상 추출부(62), 코너부 위치 관계 산출부(64)(빔 위치 산출부(80), 합성부(82), 및 검출 엘리먼트 좌표 산출부(84)), 전체 위치 관계 특정부(66), 회전 중심 산출부(68), 벡터 연산부(70), 중심 대응 좌표 산출부(72), 시프트량 산출부(74), 회전 각도 산출부(76), 시프트 처리부(78), 회전 처리부(79), 빔 피치 산출부(90), 판정부(92), 및 빔 피치 조정 처리부(94)라고 하는 각 「~부」는, 처리 회로를 포함하고, 그 처리 회로에는, 전기 회로, 컴퓨터, 프로세서, 회로 기판, 양자 회로, 혹은, 반도체 장치 등이 포함된다. 또한, 각 「~부」는, 공통되는 처리 회로(동일 처리 회로)를 이용해도 된다. 혹은, 상이한 처리 회로(다른 처리 회로)를 이용해도 된다. 코너 화상 추출부(62), 코너부 위치 관계 산출부(64)(빔 위치 산출부(80), 합성부(82), 및 검출 엘리먼트 좌표 산출부(84)), 전체 위치 관계 특정부(66), 회전 중심 산출부(68), 벡터 연산부(70), 중심 대응 좌표 산출부(72), 시프트량 산출부(74), 회전 각도 산출부(76), 시프트 처리부(78), 회전 처리부(79), 빔 피치 산출부(90), 판정부(92), 및 빔 피치 조정 처리부(94) 내에 필요한 입력 데이터 혹은 연산된 결과는 그때마다 도시하지 않은 메모리, 혹은 메모리(118)에 기억된다.
도 26은, 실시 형태 3에 있어서의 검사 방법의 요부 공정의 일예를 도시하는 플로우차트도이다. 도 26에서, 코너부 위치 관계 산출 공정(S108)과 검출기 회전 공정(S110)과의 사이에, 빔 피치 산출 공정(S109-1)과, 판정 공정(S109-2)과, 빔 피치 조정 공정(S109-3)을 추가하는 점 이외에는, 도 4와 같다.
혹은, 코너부 위치 관계 산출 공정(S108)과 검출기 회전 공정(S110)과의 사이에 추가하는 대신에, 전체 위치 관계 특정 공정(S120)과 회전 중심 산출 공정(S122)과의 사이에, 빔 피치 산출 공정(S109-1)과, 판정 공정(S109-2)과, 빔 피치 조정 공정(S109-3)을 추가해도 상관없다.
코너부 위치 관계 산출 공정(S108)까지의 각 공정의 내용은, 실시 형태 1과 같다.
빔 피치 산출 공정(S109-1)으로서, 빔 피치 산출부(90)는, 1 개의 코너부 위치 관계를 특정한 후에, 특정된 위치 관계에 기초하여, 멀티 2 차 전자 빔(300)의 빔 피치를 산출한다. 빔 피치는, 코너 빔을 포함하는 2×2의 빔군의 위치로부터 인접하는 2 개의 빔 간의 거리를 산출함으로써 얻어진다.
판정 공정(S109-2)으로서, 판정부(92)는, 빔 피치(P)가 소정의 범위 내인지의 여부를 판정한다. 빔 피치(P)가 소정의 범위 내가 아닌 경우에는 빔 피치 조정 공정(S109-3)으로 진행한다. 빔 피치(P)가 소정의 범위 내인 경우에는 검출기 회전 공정(S110)으로 진행한다.
빔 피치 조정 공정(S109-3)으로서, 빔 피치 조정 처리부(94)는, 빔 피치(P)를 조정한다. 구체적으로는, 빔 피치 조정 처리부(94)는, 렌즈 제어 회로(124)를 제어하는 커멘드를 출력한다. 렌즈 제어 회로(124)는, 전자기 렌즈(224)를 조정함에 의하여, 멀티 2 차 전자 빔(300)의 배율을 조정함으로써, 빔 피치(P)를 조정한다.
빔 피치를 조정한 후에는, 2 차 빔 스캔 및 화상 취득 공정(S104)으로 되돌아오고, 빔 피치(P)가 소정의 범위 내가 될 때까지, 2 차 빔 스캔 및 화상 취득 공정(S104)부터 빔 피치 조정 공정(S109-3)까지의 각 공정을 반복한다. 이후의 각 공정의 내용은, 실시 형태 1과 같다. 따라서, 시프트량은, 빔 피치가 소정의 범위 내의 상태에서 산출되게 된다.
이상과 같이, 실시 형태 3에서는, 멀티 검출기(222)의 좌표 추출 후에 빔 피치가 설계값으로부터 이탈되어 있던 경우에, 피치 조정(렌즈에 의한 배율 조정)을 행하고 나서, 위치 조정의 플로우를 진행시킨다. 이에 의하여, 고정밀도로 위치 조정이 가능하다.
실시 형태 4.
실시 형태 4에서는, 멀티 2 차 전자 빔(300)의 빔 분포 형상(빔 어레이 형상)을 고려하는 구성에 대하여 설명한다. 이하, 특별히 설명하지 않은 점은 실시 형태 1~3 중 어느 하나와 같다.
도 27은, 실시 형태 4에 있어서의 검사 장치의 구성을 도시하는 구성도이다. 도 27에서, 왜곡 보정기(232)와 왜곡 보정기 제어 회로(135)가 추가된 점 이외에는, 도 1과 같다. 왜곡 보정기(232)는, 예를 들면, 편향기(218)와 전자기 렌즈(224)와의 사이의 2 차 전자 궤도 상에 배치된다. 도 27의 예에서는, 도 1에 대하여, 왜곡 보정기(232)가 추가된 구성을 나타내고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 도 24에 대하여, 왜곡 보정기(232)가 추가된 구성이어도 상관없다.
또한, 제어 계산기(110)가, 버스(120)를 통하여, 위치 회로(107), 비교 회로(108), 참조 화상 작성 회로(112), 스테이지 제어 회로(114), 렌즈 제어 회로(124), 블랭킹 제어 회로(126), 편향 제어 회로(128), 검출기 스테이지 제어 회로(130), E×B 제어 회로(133), 위치 조정 회로(134), 왜곡 보정기 제어 회로(135), 기억 장치(109), 메모리(118), 및 프린터(119)에 접속되어 있다. 왜곡 보정기(232)는, 왜곡 보정기 제어 회로(135)에 의하여 제어된다.
도 28은, 실시 형태 4에 있어서의 위치 조정 회로의 내부 구성의 일예를 도시하는 도면이다. 도 28에서, 형상 평가값 산출부(95), 판정부(96), 및 왜곡 조정 처리부(97)를 추가한 점 이외에는, 도 3과 같다.
코너 화상 추출부(62), 코너부 위치 관계 산출부(64)(빔 위치 산출부(80), 합성부(82), 및 검출 엘리먼트 좌표 산출부(84)), 전체 위치 관계 특정부(66), 회전 중심 산출부(68), 벡터 연산부(70), 중심 대응 좌표 산출부(72), 시프트량 산출부(74), 회전 각도 산출부(76), 시프트 처리부(78), 회전 처리부(79), 형상 평가값 산출부(95), 판정부(96), 및 왜곡 조정 처리부(97)라고 하는 각 「~부」는, 처리 회로를 포함하고, 그 처리 회로에는, 전기 회로, 컴퓨터, 프로세서, 회로 기판, 양자 회로, 혹은, 반도체 장치 등이 포함된다. 또한, 각 「~부」는, 공통되는 처리 회로(동일 처리 회로)를 이용해도 된다. 혹은, 상이한 처리 회로(다른 처리 회로)를 이용해도 된다. 코너 화상 추출부(62), 코너부 위치 관계 산출부(64)(빔 위치 산출부(80), 합성부(82), 및 검출 엘리먼트 좌표 산출부(84)), 전체 위치 관계 특정부(66), 회전 중심 산출부(68), 벡터 연산부(70), 중심 대응 좌표 산출부(72), 시프트량 산출부(74), 회전 각도 산출부(76), 시프트 처리부(78), 회전 처리부(79), 형상 평가값 산출부(95), 판정부(96), 및 왜곡 조정 처리부(97) 내에 필요한 입력 데이터 혹은 연산된 결과는 그때마다 도시하지 않은 메모리, 혹은 메모리(118)에 기억된다.
도 29는, 실시 형태 4에 있어서의 검사 방법의 요부 공정의 일예를 도시하는 플로우차트도이다. 도 29에서, 전체 위치 관계 특정 공정(S120)과 회전 중심 산출 공정(S122)의 사이에, 형상 평가값 산출 공정(S121-1), 판정 공정(S121-2), 및 왜곡 조정 공정(S121-3)을 추가하는 점 이외에는, 도 4와 같다.
전체 위치 관계 특정 공정(S120)까지의 각 공정의 내용은 실시 형태 1과 같다.
형상 평가값 산출 공정(S121-1)으로서, 전체 위치 관계를 특정한 후에, 멀티 2 차 전자 빔(300)의 빔 분포 형상을 평가한다. 구체적으로는, 형상 평가값 산출부(95)는, 형상 평가값(Eval)을 산출한다.
도 30은, 실시 형태 4에 있어서의 형상 평가값을 산출하는 수법을 설명하기 위한 도면이다. 도 30의 예에서는, 예를 들면, 3×3 개의 멀티 2 차 전자 빔(300)의 위치가 도시되어 있다. 도 30에 도시하는 바와 같이, 각 빔의 위치의 정보로부터, 인접하는 빔 간을 연결한 변의 길이(lk), 각각 4 개의 변에 의하여 둘러싸이는 4 개의 직사각형의 내각(θ을 구한다. 그리고, 형상 평가값 산출부(95)는, 도 30에 도시하는 식을 이용하여, 각 변의 길이(lk)와 직사각형의 내각(θ을 이용하여 형상 평가값(Eval)을 산출한다.
판정 공정(S121-2)으로서, 판정부(96)는, 멀티 2 차 전자 빔(300)의 빔 분포 형상이 소정의 범위 내인지의 여부를 판정한다. 구체적으로는, 형상 평가값(Eval)이 소정의 범위 내인지의 여부를 판정한다. 형상 평가값(Eval)이 소정의 범위 내가 아닌 경우에는 왜곡 조정 공정(S121-3)으로 진행한다. 형상 평가값(Eval)이 소정의 범위 내인 경우에는 회전 중심 산출 공정(S122)으로 진행한다.
왜곡 조정 공정(S121-3)으로서, 왜곡 조정 처리부(97)는, 멀티 2 차 전자 빔(300)의 빔 분포 형상을 조정한다. 구체적으로는, 왜곡 조정 처리부(97)는, 왜곡 보정기 제어 회로(135)를 제어하는 커멘드를 출력한다. 왜곡 보정기 제어 회로(135)는, 왜곡 보정기(232)의 여자를 조정함으로써, 멀티 2 차 전자 빔(300)의 빔 분포 형상을 조정한다.
도 31은, 실시 형태 4에 있어서의 왜곡 보정기의 구성의 일예와 조정 방법의 일예를 설명하기 위한 도면이다. 도 31에서, 왜곡 보정기(232)는, 예를 들면, C1~C8에서 도시하는 8 극의 자극에 의하여 구성된다. 8 극의 자극에 의하여, 멀티 2 차 전자 빔(300)을 둘러싸도록 배치된다. 도 31의 예에서는, 중심 측에 C1, C2, C5, C6가 S 극, C3, C4, C7, C8가 N 극이 되도록 여자한 상태를 도시한다. 이 경우에는, 실선으로 도시하는 방향으로 자계가 생긴다. 이에 의하여, x 방향에서는 잡아당기는 방향으로 로렌트력이 작용하고, y 방향에서는 압축 방향으로 로렌트력이 작용한다. 따라서, 빔 분포 형상은 x 방향으로 연장되고, y 방향으로 줄어들도록 보정된다. 또한, 8 극의 자극의 여자 방향을 반대로 하면, 점선으로 도시하는 방향으로 자계가 생긴다. 이에 의하여, y 방향에서는 잡아당기는 방향으로 로렌트력이 작용하고, x 방향에서는 압축 방향으로 로렌트력이 작용한다. 따라서, 빔 분포 형상은 y 방향으로 연장되고, x 방향으로 줄어들도록 보정된다.
도 32는, 실시 형태 4에 있어서의 왜곡 보정기의 구성의 다른 일예와 조정 방법의 다른 일예를 설명하기 위한 도면이다. 도 32에서, 왜곡 보정기(232)는, 도 31과 마찬가지로, 예를 들면, C1~C8에서 도시하는 8 극의 자극에 의하여 구성된다. 도 32의 예에서는, 중심 측에 C1, C4, C5, C8가 S 극, C2, C3, C6, C7가 N 극이 되도록 여자한 상태를 도시한다. 이 경우에는, 실선으로 도시하는 방향으로 자계가 생긴다. 이에 의하여, x 방향에 대하여, 135°-315°의 방향에서는 잡아당기는 방향으로 로렌트력이 작용하고, 45°-225°의 방향에서는 압축 방향으로 로렌트력이 작용한다. 따라서, 빔 분포 형상은 135°-315°의 방향으로 연장되고, 45°-225°의 방향으로 줄어들도록 보정된다. 또한, 8 극의 자극의 여자 방향을 반대로 하면, 점선으로 도시하는 방향으로 자계가 생긴다. 이에 의하여, 45°-225°의 방향에서는 잡아당기는 방향으로 로렌트력이 작용하고, 135°-315°의 방향에서는 압축 방향으로 로렌트력이 작용한다. 따라서, 빔 분포 형상은 45°-225°의 방향으로 연장되고, 135°-315°의 방향으로 줄어들도록 보정된다.
빔 분포 형상을 조정한 후에는, 2 차 빔 스캔 및 화상 취득 공정(S104)으로 되돌아오고, 빔 분포 형상이 소정의 범위 내가 될 때까지, 2 차 빔 스캔 및 화상 취득 공정(S104)으로부터 왜곡 조정 공정(S121-3)까지의 각 공정을 반복한다. 이후의 각 공정의 내용은, 실시 형태 1과 같다. 따라서, 시프트량은, 형상 평가 값이 소정의 범위 내의 상태에서 산출되게 된다.
이상과 같이, 실시 형태 4에서는, 전체 위치 관계를 특정한 후에 빔 분포 형상이 설계값으로부터 이탈되어 있던 경우에, 왜곡 조정을 행하고 나서, 위치 조정의 플로우를 진행시킨다. 이에 의하여, 고정밀도로 위치 조정이 가능하다.
이상의 설명에 있어서, 일련의 「~회로」는, 처리 회로를 포함하고, 그 처리 회로에는, 전기 회로, 컴퓨터, 프로세서, 회로 기판, 양자 회로, 혹은, 반도체 장치 등이 포함된다. 또한, 각 「~회로」는, 공통되는 처리 회로(동일 처리 회로)를 이용해도 된다. 혹은, 상이한 처리 회로(다른 처리 회로)를 이용해도 된다. 프로세서 등을 실행시키는 프로그램은, 자기 디스크 장치, 자기 테이프 장치, FD, 혹은 ROM(리드 온리 메모리) 등의 기록 매체에 기록되면 된다. 예를 들면, 위치 회로(107), 비교 회로(108), 참조 화상 작성 회로(112), 스테이지 제어 회로(114), 렌즈 제어 회로(124), 블랭킹 제어 회로(126), 편향 제어 회로(128), 검출기 스테이지 제어 회로(130), E×B 제어 회로(133), 및 위치 조정 회로(134)는, 상술한 적어도 1 개의 처리 회로로 구성되어도 된다. 예를 들면, 이러한 회로 내에서의 처리를 제어 계산기(110)로 실시해도 된다.
이상, 구체적인 예를 참조하면서 실시 형태에 대하여 설명하였다. 그러나, 본 발명은, 이러한 구체예로 한정되는 것은 아니다. 도 1의 예에서는, 1 개의 조사원이 되는 전자 총(201)으로부터 조사된 1 개의 빔으로부터 성형 애퍼처 어레이 기판(203)에 의하여 멀티 1 차 전자 빔(20)을 형성하는 경우를 나타내고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 복수의 조사원으로부터 각각 1 차 전자 빔을 조사함으로써 멀티 1 차 전자 빔(20)을 형성하는 태양이어도 상관없다.
또한, 장치 구성 또는 제어 수법 등, 본 발명의 설명에 직접 필요하지 않은 부분 등에 대해서는 기재를 생략하였으나, 필요시되는 장치 구성 또는 제어 수법을 적절히 선택하여 이용할 수 있다.
그 밖에, 본 발명의 요소를 구비하여, 당업자가 적절히 설계 변경할 수 있는 모든 멀티 2 차 전자 빔의 위치 조정 방법, 멀티 2 차 전자 빔의 위치 조정 장치, 및 전자 빔 검사 장치는, 본 발명의 범위에 포함된다.
8 : 1 차 전자 빔
20 : 멀티 1 차 전자 빔
22 : 홀
29 : 서브 조사 영역
30 : 프레임 영역
31 : 프레임 화상
32 : 스트라이프 영역
33 : 직사각형 영역
34 : 조사 영역
50, 52, 56 : 기억 장치
54 : 프레임 화상 작성부
57 : 위치 조정부
58 : 비교부
62 : 코너 화상 추출부
64 : 코너부 위치 관계 산출부
66 : 전체 위치 관계 특정부
68 : 회전 중심 산출부
70 : 벡터 연산부
72 : 중심 대응 좌표 산출부
74 : 시프트량 산출부
76 : 회전 각도 산출부
78 : 시프트 처리부
79 : 회전 처리부
80 : 빔 위치 산출부
82 : 합성부
84 : 검출 엘리먼트 좌표 산출부
90 : 빔 피치 산출부
92 : 판정부
94 : 빔 피치 조정 처리부
95 : 형상 평가값 산출부
96 : 판정부
97 : 왜곡 조정 처리부
100 : 검사 장치
101 : 기판
102 : 전자 빔 컬럼
103 : 검사실
105 : 스테이지
106 : 검출 회로
107 : 위치 회로
108 : 비교 회로
109 : 기억 장치
110 : 제어 계산기
111 : 마크
112 : 참조 화상 작성 회로
114 : 스테이지 제어 회로
117 : 모니터
118 : 메모리
119 : 프린터
120 : 버스
122 : 레이저 측장 시스템
123 : 칩 패턴 메모리
124 : 렌즈 제어 회로
126 : 블랭킹 제어 회로
128 : 편향 제어 회로
130 : 검출기 스테이지 제어 회로
132 : 구동 기구
133 : E×B 제어 회로
134 : 위치 조정 회로
135 : 왜곡 보정기 제어 회로
142 : 구동 기구
144, 146, 148, 149 : DAC 앰프
150 : 화상 취득 기구
151 : 1 차 전자 광학계
152 : 2 차 전자 광학계
160 : 제어계 회로
201 : 전자 총
202 : 전자기 렌즈
203 : 성형 애퍼처 어레이 기판
205, 206, 207, 224 : 전자기 렌즈
208 : 주편향기
209 : 부편향기
212 : 일괄 블랭킹 편향기
213 : 제한 애퍼처 기판
214 : E×B 분리기
216 : 미러
218 : 편향기
222 : 멀티 검출기
224 : 전자기 렌즈
225 : 검출기 애퍼처 어레이 기판
226 : 편향기
227 : 회전 스테이지
228 : x, y 스테이지
229 : 검출기 스테이지
230, 231 : 얼라인먼트 코일
232 : 왜곡 보정기
300 : 멀티 2 차 전자 빔
301 : 대표 2 차 전자 빔
330 : 검사 영역
332 : 칩
20 : 멀티 1 차 전자 빔
22 : 홀
29 : 서브 조사 영역
30 : 프레임 영역
31 : 프레임 화상
32 : 스트라이프 영역
33 : 직사각형 영역
34 : 조사 영역
50, 52, 56 : 기억 장치
54 : 프레임 화상 작성부
57 : 위치 조정부
58 : 비교부
62 : 코너 화상 추출부
64 : 코너부 위치 관계 산출부
66 : 전체 위치 관계 특정부
68 : 회전 중심 산출부
70 : 벡터 연산부
72 : 중심 대응 좌표 산출부
74 : 시프트량 산출부
76 : 회전 각도 산출부
78 : 시프트 처리부
79 : 회전 처리부
80 : 빔 위치 산출부
82 : 합성부
84 : 검출 엘리먼트 좌표 산출부
90 : 빔 피치 산출부
92 : 판정부
94 : 빔 피치 조정 처리부
95 : 형상 평가값 산출부
96 : 판정부
97 : 왜곡 조정 처리부
100 : 검사 장치
101 : 기판
102 : 전자 빔 컬럼
103 : 검사실
105 : 스테이지
106 : 검출 회로
107 : 위치 회로
108 : 비교 회로
109 : 기억 장치
110 : 제어 계산기
111 : 마크
112 : 참조 화상 작성 회로
114 : 스테이지 제어 회로
117 : 모니터
118 : 메모리
119 : 프린터
120 : 버스
122 : 레이저 측장 시스템
123 : 칩 패턴 메모리
124 : 렌즈 제어 회로
126 : 블랭킹 제어 회로
128 : 편향 제어 회로
130 : 검출기 스테이지 제어 회로
132 : 구동 기구
133 : E×B 제어 회로
134 : 위치 조정 회로
135 : 왜곡 보정기 제어 회로
142 : 구동 기구
144, 146, 148, 149 : DAC 앰프
150 : 화상 취득 기구
151 : 1 차 전자 광학계
152 : 2 차 전자 광학계
160 : 제어계 회로
201 : 전자 총
202 : 전자기 렌즈
203 : 성형 애퍼처 어레이 기판
205, 206, 207, 224 : 전자기 렌즈
208 : 주편향기
209 : 부편향기
212 : 일괄 블랭킹 편향기
213 : 제한 애퍼처 기판
214 : E×B 분리기
216 : 미러
218 : 편향기
222 : 멀티 검출기
224 : 전자기 렌즈
225 : 검출기 애퍼처 어레이 기판
226 : 편향기
227 : 회전 스테이지
228 : x, y 스테이지
229 : 검출기 스테이지
230, 231 : 얼라인먼트 코일
232 : 왜곡 보정기
300 : 멀티 2 차 전자 빔
301 : 대표 2 차 전자 빔
330 : 검사 영역
332 : 칩
Claims (11)
- 스테이지 상의 대상물 면으로부터 방출되는 멀티 2 차 전자 빔으로, 멀티 검출기의 격자 형상으로 배열된 복수의 제1 검출 엘리먼트 상을 주사하고,
상기 멀티 검출기로 상기 멀티 2 차 전자 빔 중 코너에 위치하는 코너 빔을 포함하는 복수의 빔을 검출하고,
상기 코너 빔을 포함하는 상기 복수의 빔과 상기 복수의 제1 검출 엘리먼트 중 상기 복수의 빔을 검출한 복수의 제2 검출 엘리먼트와의 위치 관계를 산출하고,
상기 위치 관계에 기초하여, 상기 복수의 제1 검출 엘리먼트를 상기 멀티 2 차 전자 빔으로 위치 조정하기 위한 시프트량을 산출하고,
상기 시프트량을 이용하여 상기 멀티 검출기를 상기 멀티 2 차 전자 빔에 대하여 상대적으로 이동시키는
것을 특징으로 하는 멀티 2 차 전자 빔의 위치 조정 방법. - 제1항에 있어서,
상기 위치 관계와 상기 멀티 검출기의 회전 중심 좌표를 이용하여, 상기 복수의 제1 검출 엘리먼트를 상기 멀티 2 차 전자 빔으로 위치 조정하기 위한 회전 각도를 산출하고,
상기 회전 각도로 상기 멀티 검출기를 상기 멀티 2 차 전자 빔에 대하여 상대적으로 회전시키는 것을 특징으로 하는 멀티 2 차 전자 빔의 위치 조정 방법. - 제1항에 있어서,
상기 멀티 검출기를 제1 회전 각도로 회전시키고,
회전 후의 상태에서, 상기 대상물 면으로부터 방출되는 멀티 2 차 전자 빔으로 상기 복수의 제1 검출 엘리먼트 상을 주사하고,
회전 후의 상태에서, 상기 멀티 검출기로 상기 코너 빔을 포함하는 상기 복수의 빔을 검출하고,
상기 코너 빔을 포함하는 상기 복수의 빔과 회전 후의 상기 복수의 제2 검출 엘리먼트와의 위치 관계를 산출하고,
상기 멀티 검출기를 회전시킨 상기 제1 회전 각도와, 회전 전후의 상기 위치 관계에 기초하여, 상기 멀티 검출기의 회전 중심 좌표를 산출하고,
회전 전후의 상기 위치 관계의 일방과 상기 멀티 검출기의 회전 중심 좌표를 이용하여, 상기 복수의 제1 검출 엘리먼트를 상기 멀티 2 차 전자 빔으로 위치 조정하기 위한 제2 회전 각도를 산출하고,
상기 제2 회전 각도로 상기 멀티 검출기를 상기 멀티 2 차 전자 빔에 대하여 상대적으로 회전시키는 것을 특징으로 하는 멀티 2 차 전자 빔의 위치 조정 방법. - 제1항에 있어서,
상기 멀티 2 차 전자 빔으로 주사하는 경우에, 상기 멀티 2 차 전자 빔의 빔 간 피치의 4 배 이상의 주사 범위를 주사하는 것을 특징으로 하는 방법. - 제1항에 있어서,
상기 시프트량을 이용하여, 상기 멀티 2 차 전자 빔의 궤도를 시프트시킴으로써, 상기 멀티 검출기를 상기 멀티 2 차 전자 빔에 대하여 상대적으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 방법. - 제1항에 있어서,
상기 위치 관계에 기초하여, 상기 멀티 2 차 전자 빔의 빔 피치를 산출하고,
상기 빔 피치가 소정의 범위 내인지의 여부를 판정하고,
상기 빔 피치가 소정의 범위 내가 아닌 경우에 빔 피치를 조정하고,
상기 시프트량은, 상기 빔 피치가 소정의 범위 내의 상태에서 산출되는 것을 특징으로 하는 방법. - 제1항에 있어서,
상기 멀티 2 차 전자 빔 전체와, 상기 복수의 제1 검출 엘리먼트 전체와의 전체 위치 관계를 산출하고,
상기 전체 위치 관계에 기초하여, 멀티 2 차 전자 빔의 빔 분포 형상을 평가하기 위한 형상 평가값을 산출하고,
상기 형상 평가값이 소정의 범위 내인지의 여부를 판정하고,
상기 형상 평가값이 소정의 범위 내가 아닌 경우에 상기 멀티 2 차 전자 빔의 빔 분포 형상을 조정하고,
상기 시프트량은, 상기 형상 평가값이 소정의 범위 내의 상태에서 산출되는 것을 특징으로 하는 방법. - 제1항에 있어서,
상기 시프트량을 이용하여, 상기 멀티 검출기를 기계적으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 방법. - 스테이지와,
상기 스테이지 상의 대상물 면을 멀티 1 차 전자 빔으로 조사하는 전자 광학계와,
격자 형상으로 배열된 복수의 제1 검출 엘리먼트를 가지고, 상기 멀티 1 차 전자 빔의 조사에 의하여 상기 대상물 면으로부터 방출되는 멀티 2 차 전자 빔 중 코너에 위치하는 코너 빔을 포함하는 복수의 빔을 검출하는 멀티 검출기와,
상기 멀티 2 차 전자 빔으로 상기 복수의 제1 검출 엘리먼트 상을 주사하는 2 차계 편향기와,
상기 코너 빔을 포함하는 상기 복수의 빔과 상기 복수의 제1 검출 엘리먼트 중 상기 복수의 빔을 검출한 복수의 제2 검출 엘리먼트와의 위치 관계를 산출하는 위치 관계 산출 회로와,
상기 위치 관계에 기초하여, 상기 복수의 제1 검출 엘리먼트를 상기 멀티 2 차 하전 입자 빔으로 위치 조정하기 위한 시프트량을 산출하는 시프트량 산출 회로와,
상기 시프트량을 이용하여 상기 멀티 검출기를 상기 멀티 2 차 전자 빔에 대하여 상대적으로 이동시키는 이동 기구
를 구비한 것을 특징으로 하는 멀티 2 차 전자 빔의 위치 조정 장치. - 제9항에 있어서,
상기 위치 관계와 상기 멀티 검출기의 회전 중심 좌표를 이용하여, 상기 복수의 제1 검출 엘리먼트를 상기 멀티 2 차 전자 빔으로 위치 조정하기 위한 회전 각도를 산출하는 회전 각도 산출 회로와,
상기 회전 각도로 상기 멀티 검출기를 상기 멀티 2 차 전자 빔에 대하여 상대적으로 회전시키는 회전 기구를 구비한 것을 특징으로 하는 장치. - 스테이지와,
상기 스테이지 상의 대상물 면을 멀티 1 차 전자 빔으로 조사하는 전자 광학계와,
격자 형상으로 배열된 복수의 제1 검출 엘리먼트를 가지고, 상기 멀티 1 차 전자 빔의 조사에 의하여 상기 대상물 면으로부터 방출되는 멀티 2 차 전자 빔 중 코너에 위치하는 코너 빔을 포함하는 복수의 빔을 검출하는 멀티 검출기와,
상기 멀티 2 차 전자 빔으로 상기 복수의 제1 검출 엘리먼트 상을 주사하는 2 차계 편향기와,
상기 코너 빔을 포함하는 상기 복수의 빔과 상기 복수의 제1 검출 엘리먼트 중 상기 복수의 빔을 검출한 복수의 제2 검출 엘리먼트와의 위치 관계를 산출하는 위치 관계 산출 회로와,
상기 위치 관계에 기초하여, 상기 복수의 제1 검출 엘리먼트를 상기 멀티 2 차 하전 입자 빔으로 위치 조정하기 위한 시프트량을 산출하는 시프트량 산출 회로와,
상기 시프트량을 이용하여 상기 멀티 검출기를 상기 멀티 2 차 전자 빔에 대하여 상대적으로 이동시키는 이동 기구와,
상기 스테이지 상에 재치되는 피검사 기판의 2 차 전자 화상을 소정의 화상과 비교하는 비교 회로
를 구비하고,
상기 2 차 전자 화상은, 상기 스테이지 상의 피검사 기판을 멀티 1 차 전자 빔으로 조사하고, 상기 멀티 1 차 전자 빔의 조사에 의하여 상기 피검사 기판으로부터 방출되는 멀티 2 차 전자 빔을 상기 멀티 검출기가 검출함으로써 취득되는 것을 특징으로 하는 전자 빔 검사 장치.
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