KR20240076692A - 검사 장치 및 검사 방법 - Google Patents

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리키 오가와
쵸사쿠 노다
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가부시키가이샤 뉴플레어 테크놀로지
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Abstract

간이한 장치로 고정밀도로 디포커스의 검출 및 포커스 위치의 조정을 행할 수 있는 검사 장치 및 검사 방법을 제공한다. 일 실시 형태에 의한 검사 장치는, 시료가 재치되는 스테이지와, 화상 취득 회로와, 추정 회로와, 스테이지 제어 회로와, 비교 회로를 포함한다. 화상 취득 회로는, 시료의 복수의 서브 영역을 포함한 제1 영역을 향하여 조사된 복수의 전자 빔에 의하여 발생하는 2 차 전자에 기초하는 복수의 검사 화상을 취득한다. 추정 회로는, 복수의 서브 영역에 각각 형성되는 패턴을 나타내는 복수의 참조 화상과, 복수의 검사 화상과의 위치 이탈량에 기초하여 제1 영역에 조사된 복수의 전자 빔 어레이의 회전량을 추정한다. 스테이지 제어 회로는, 회전량에 기초하여, 시료의 제2 영역에 조사되는 복수의 전자 빔의 포커스 위치를 제어한다. 비교 회로는, 복수의 참조 화상과 복수의 검사 화상을 비교한다.

Description

검사 장치 및 검사 방법 {INSPECTION APPARATUS AND INSPECTION METHOD}
본 발명의 실시 형태는, 검사 장치 및 검사 방법에 관한 것이다.
반도체 디바이스의 제조 공정에서는, 노광 장치를 이용하여, 반도체 기판(「웨이퍼」라고도 함)의 상방에 형성된 감광재층(레지스트)에 패턴이 전사되며, 에칭 공정 등을 통하여 절연체 및 도전체 등의 미세한 패턴이 형성된다. 전사를 위해, 마스크 또는 레티클이 이용된다. 마스크는, 절연체 및 도전체에 전사되는 패턴의 원화 패턴을 가진다. 절연체 및 도전체에 미세한 패턴을 형성하기 위하여, 마스크의 원화 패턴도 미세할 것이 요구된다. 이 때문에, 마스크의 결함 검사 장치는, 미세한 원화 패턴에서의 결함을 검출할 수 있는 높은 성능을 가질 것이 요구된다. 패턴의 미세화에 수반하여, 종래 DUV(Deep Ultraviolet)광 등, 빛을 사용한 검사 장치가 많이 사용되고 있었으나, 향후에는 EUV(Extreme Ultraviolet)광(액티닉 검사) 또는 전자선을 사용한 검사 장치가 주류가 될 것으로 보인다.
결함 검사는, 예를 들면, 마스크를 촬영한 화상(촬영 화상)에 기초하는 검사 화상과, 마스크에 형성되는 패턴을 정의하는 설계 데이터에 기초하는 참조 화상을 비교하는 것을 이용하여 행해질 수 있다. 결함 검사 장치는, 예를 들면, 촬영 화상으로부터 패턴의 윤곽선을 추출하여, 검사 화상을 생성한다. 결함 검사 장치는, 검사 화상의 패턴의 윤곽선과 참조 화상의 패턴의 윤곽선을 비교함으로써 결함을 검출한다.
마스크의 촬영에, 전자 빔이 사용될 수 있다. 즉, 촬영은, 마스크를 전자 빔으로 주사하면서 조사하고, 전자 빔의 조사의 결과로서 마스크로부터 방출되는 2 차 전자를 검출하는 것을 포함한다. 정확한 검사가 행해지기 위해, 마스크가 정확하게 촬영될 필요가 있다. 마스크의 표면은, 마스크의 연마에 의하여 생기는 마스크의 두께의 얼룩, 마스크 자신의 굴곡, 및(또는) 마스크가 스테이지에 놓인 때에 생기는 굴곡 등에 기인하여, 다양한 위치에서 상위한 두께를 가질 수 있다. 이 때문에, 각 위치에서의 최적의 포커스 위치가 상위할 수 있으며, 디포커스가 생길 수 있다. 마스크의 정확한 촬영을 위해서는, 마스크의 높이 혹은 디포커스가 정확하게 검출되고, 검출 결과에 기초하여 포커스 위치가 적절히 조정될 필요가 있다. 디포커스는, 예를 들면, 광 레버를 사용하는 센서에 의하여 마스크의 z 축 상에서의 위치 검출이 가능하다.
일본 특허 공개 공보 제2020-087788호는, 검사 장치의 광학계의 설정에 의하여, 포커스 위치를 조정하는 것을 개시한다.
일본 특허 공개 공보 제2019-113329호 및 일본 특허 공개 공보 제2020-203760호는, 광 레버를 이용한 마스크의 높이 측정에 관한 기술을 개시한다.
광 레버를 사용하는 센서는, 장치가 대규모이며, 취급하기가 어렵다. 또한, 광 레버를 사용하는 센서의 검출 정밀도는, 반드시 충분한 것은 아니다.
일본 특허 공개 공보 제2020-087788호에 과제로서 기재되어 있는 바와 같이, 포커스 위치의 조정을 위하여 광학계의 설정이 변경되면, 변경 전후로, 촬영 화상의 배율 및(또는) 회전 각도가 변화한다. 배율 및(또는) 회전 각도가 상위하면, 촬영 화상도 상위하다. 따라서, 정확한 촬영 화상을 취득하기 위하여, 광학계가 조정되는 것만으로는 불충분하며, 광학계, 배율, 및 회전 각도 등의 많은 항목이 모두 최적화될 필요가 있다.
따라서, 간이( 簡易 )한 장치로 고정밀도로 디포커스의 검출 및 포커스 위치의 조정을 행할 수 있는 검사 장치가 요구된다.
본 출원은, 일본 특허 출원 제2022-186844호(출원일 : 2022 년 11 월 22 일)를 기초 출원으로 하는 우선권을 향수( 享受 )한다. 본 출원은 이 기초 출원을 참조함으로써 기초 출원의 모든 내용을 포함한다.
간이한 장치로 고정밀도로 디포커스의 검출 및 포커스 위치의 조정을 행할 수 있는 검사 장치 및 검사 방법을 제공한다.
일 실시 형태에 의한 검사 장치는, 시료가 재치되는 스테이지와, 화상 취득 회로와, 추정 회로와, 스테이지 제어 회로와, 비교 회로를 포함한다. 상기 화상 취득 회로는, 상기 시료의 복수의 서브 영역을 포함한 제1 영역을 향하여 조사된 복수의 전자 빔에 의하여 발생하는 2 차 전자에 기초하는 복수의 검사 화상을 취득한다. 상기 추정 회로는, 상기 복수의 서브 영역에 각각 형성되는 패턴을 나타내는 복수의 참조 화상과, 상기 복수의 검사 화상과의 위치 이탈량에 기초하여 상기 제1 영역에 조사된 상기 복수의 전자 빔 어레이의 회전량을 추정한다. 상기 스테이지 제어 회로는, 상기 회전량에 기초하여, 상기 시료의 제2 영역에 조사되는 상기 복수의 전자 빔의 포커스 위치를 제어한다. 상기 비교 회로는, 상기 복수의 참조 화상과 상기 복수의 검사 화상을 비교한다.
도 1은, 제1 실시 형태의 검사 장치의 구성 요소를 나타낸다.
도 2는, 제1 실시 형태의 검사 장치의 성형 애퍼처 어레이 플레이트의 구조를 xy 면을 따라 나타낸다.
도 3은, 제1 실시 형태의 검사 장치에 의하여 검사되는 시료의 영역의 예를 나타낸다.
도 4는, 제1 실시 형태의 검사 장치에 의하여 검사되는 시료의 직사각형 영역의 예를 나타낸다.
도 5는, 제1 실시 형태의 검사 장치에 의한 검사 플로우를 나타낸다.
도 6은, 제1 실시 형태의 검사 장치에 의한 검사 화상의 취득 플로우를 나타낸다.
도 7은, 제1 실시 형태의 검사 장치에 의한 검사에 있어서의 촬영 영역과 서브 직사각형 영역과의 대응을 나타낸다.
도 8은, 제1 실시 형태의 검사 장치에 의한 검사에 있어서의 2 종의 촬영 영역의 대응을 나타낸다.
도 9는, 제1 실시 형태의 검사 장치에 의하여 행해지는 멀티 전자 빔 어레이의 회전의 추정에 사용되는 벡터의 예를 나타낸다.
도 10은, 제1 실시 형태의 검사 장치에 의하여 취득되는 회전 각도와 z 좌표 보정량의 대응의 예를 나타낸다.
도 11은, 제1 실시 형태의 변형 예의 검사 장치에 의하여 검사되는 시료의 직사각형 영역의 예를 나타낸다.
이하, 실시 형태에 대하여, 도면을 참조하여 기술한다. 어느 한 실시 형태 또는 상위한 실시 형태에서의 대략 동일한 기능 및 구성을 가지는 복수의 구성 요소는, 서로 구별되기 위하여, 참조 부호의 말미에 추가의 숫자 또는 문자가 부가되는 경우가 있다. 실시 형태의 방법 플로우에 있어서의 어떠한 단계도, 예시의 순서로 한정되지 않으며, 그렇지 않다고 나타내지 않는 한, 예시의 순서와는 상이한 순서로 및(또는) 별도의 단계와 병행하여 일어나는 것이 가능하다.
도 1은, 제1 실시 형태의 검사 장치의 구성 요소(구성)를 나타낸다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 검사 장치(1)는, 촬영 기구(2) 및 제어 기구(3)를 포함한다.
촬영 기구(2)는, 하전 입자 빔(전자 빔)을 마스크 또는 반도체 웨이퍼 등의 시료(8)에 조사하고, 시료(8)로부터 방출되는 2 차 전자를 검출함으로써, 시료(8)의 화상을 취득한다. 제어 기구(3)는, 촬영 기구(2)를 제어한다.
촬영 기구(2)는, 시료실(5) 및 경통(6)을 포함한다. 시료실(5)은, 내부에 공간을 가지며, 검사하는 동안, 시료(8)를 수용한다. 경통(6)은, 시료실(5)에 대하여 수직으로 연장되는 원통 형상을 가진다. 경통(6)은, 시료실(5) 상에 위치하고 있다. 시료실(5) 및 경통(6)은, 각각, 서로 접하는 면이 개구되어 있으며, 시료실(5)의 내부 공간과 경통(6)의 내부 공간은 접속되어 있다. 시료실(5)과 경통(6)에 의하여 형성되는 공간은, 터보 분자 펌프 등을 이용하여 진공(감압) 상태로 보지된다.
검사 장치(1)는, 시료실(5) 내에서, 스테이지(11), 및 스테이지 구동 기구(12 및 13)를 포함한다. 스테이지(11) 상에는, 검사하는 동안, 시료(8)가 재치된다. 스테이지(11)는, 시료(8)를 실질적으로 수평으로 유지한 상태에서, 스테이지(11)의 표면에 평행하며 또한 서로 직교하는 x 축 및 y 축을 따라 이동할 수 있다. 스테이지(11)는 또한, 스테이지(11)의 표면에 수직인 z 축을 따라 이동할 수 있다. 스테이지(11)는, 또한, z 축을 중심으로 하여 xy 평면을 따라 회전할 수 있게 되어 있어도 된다.
스테이지 구동 기구(12)는, 스테이지(11)를 x 축 및 y 축을 따라 이동시키기 위한 기구를 가진다. 스테이지 구동 기구(12)는 또한, z 축을 중심으로 하여 스테이지(11)를 xy 평면을 따라 회전시키기 위한 기구를 가지고 있어도 된다.
스테이지 구동 기구(13)는, 스테이지(11)를 z 축을 따라 이동시키기 위한 기구를 가진다. 스테이지 구동 기구(13)는, 예를 들면, 티탄산 지르콘산 연(PZT)을 사용한 피에조 액츄에이터이다.
검사 장치(1)는, 경통(6) 내에서, 전자 총(21), 조명 렌즈(22), 성형 애퍼처 어레이 플레이트(23), 축소 렌즈(24), 제한 애퍼처 어레이 플레이트(25), 대물 렌즈(26), 편향기(27 및 28), 빔 세퍼레이터(31), 투영 렌즈(32 및 33), 및 검출기(34)를 포함한다.
전자 총(21)은, 전압을 받으면, z 축에 따른 하방(-z 방향)으로 전자 빔(EB)을 사출한다. 전자 빔(EB)은, z 축을 따라 진행함에 따라서, xy 면을 따라 확장되어 간다.
조명 렌즈(22)는, 환( 環 ) 형상의 전자기 렌즈이며, 전자 총(21)의 z 축에 따른 하방에 위치한다. 조명 렌즈(22)는, 조명 렌즈(22)의 환( 環 )의 내측으로 진입한, xy 면으로 확장을 가지는 전자 빔(EB)의 궤도를 z 축과 평행한 방향으로 변경한다.
성형 애퍼처 어레이 플레이트(23)는, 조명 렌즈(22)의 -z 방향측에 위치한다. 성형 애퍼처 어레이 플레이트(23)는, 복수의 애퍼처를 가진다. 각 애퍼처는, 예를 들면, xy 면을 따라 직사각형의 형상을 가진다. 성형 애퍼처 어레이 플레이트(23)는, 성형 애퍼처 어레이 플레이트(23)로 진입하는 전자 빔(EB)의 일부를, 복수의 애퍼처를 통과시켜, 복수의 전자 빔(EBA)의 조로 분기시킨다. 전자 빔(EBA)의 조는, 멀티 전자 빔(MEB)이라고 불리는 경우가 있다. 멀티 전자 빔(MEB)의 각각은, 예를 들면, xy 면을 따라 직사각형의 형상을 가지며, 실질적으로 z 축에 평행하게 진행한다. 성형 애퍼처 어레이 플레이트(23)는, 추가로 후술한다.
축소 렌즈(24)는, 환 형상의 전자기 렌즈이며, 성형 애퍼처 어레이 플레이트(23)의 -z 방향측에 위치한다. 축소 렌즈(24)는, 성형 애퍼처 어레이 플레이트(23)를 통과한 멀티 전자 빔(MEB)을, 축소 렌즈(24)의 중심에 집속시킨다.
제한 애퍼처 어레이 플레이트(25)는, xy 면을 따라 확장되는 판 형상을 가지며, xy 면을 따른 면의 중앙에서 애퍼처를 가진다. 애퍼처는, 축소 렌즈(24)를 통과한 멀티 전자 빔(MEB)의 집속점(크로스오버 포인트)의 근방에 위치한다.
대물 렌즈(26)는, 환 형상의 전자기 렌즈이며, 축소 렌즈(24)의 -z 방향측에 위치한다. 대물 렌즈(26)는, 시료(8)의 +z 방향측의 표면(상면)에 멀티 전자 빔(MEB)의 초점을 맞춘다.
편향기(27 및 28)는, 제한 애퍼처 어레이 플레이트(25)의 -z 방향측에 위치하며, 대물 렌즈(26)에 의하여 둘러싸이는 공간의 내부에 위치한다. 편향기(28)는, 편향기(27)의 -z 방향측에 위치한다. 편향기(27 및 28)의 각각은, 전극의 복수의 쌍을 포함한다. 도 1은, 도면이 불필요하게 번잡해지는 것을 피하기 위하여, 1 쌍의 전극만을 나타낸다. 각 쌍을 구성하는 2 개의 전극은 대향되어 있다. 각 전극은 전압을 받고, 편향기(27 및 28)의 각각은, 복수의 전극으로의 전압의 인가에 따라, 자신에게 입사한 멀티 전자 빔(MEB)을 x 축을 따라 및 y 축을 따라 편향한다. 이렇게 하여, 멀티 전자 빔(MEB)의 전체가 시료(8)의 표면의 특정 영역에 도달한다.
이와 같이, 조명 렌즈(22), 성형 애퍼처 어레이 플레이트(23), 축소 렌즈(24), 제한 애퍼처 어레이 플레이트(25), 대물 렌즈(26), 편향기(27), 및 편향기(28)에 의하여, xy 면을 따라 배열되는 멀티 전자 빔(MEB)이 시료(8)의 표면에 도달한다. 시료(8)가 멀티 전자 빔(MEB)에 의하여 조사된 것에 기인하여, 시료(8)로부터 2 차 전자의 조(멀티 2 차 전자)(SEm)가 방출된다. 멀티 2 차 전자(SEm)의 각각은, 멀티 전자 빔(MEB)의 각각의 조사에 의하여 기인한다. 멀티 2 차 전자(SEm)의 각각은, 대물 렌즈(26)에 의하여, 멀티 2 차 전자(SEm)의 궤도의 중심을 향하여 굴절되고, 제한 애퍼처 어레이 플레이트(25)의 애퍼처를 통과한다. 애퍼처를 통과한 멀티 2 차 전자(SEm)는, 축소 렌즈(24)의 작용에 의하여 z 축과 실질적으로 평행한 방향으로 진행한다.
빔 세퍼레이터(31)는, 성형 애퍼처 어레이 플레이트(23)와 축소 렌즈(24)와의 사이에 위치한다. 빔 세퍼레이터(31)는, 예를 들면, 환 형상을 가진다. 빔 세퍼레이터(31)는, 환의 내측에서, xy 면을 따라 서로 직교하는 방향의 전계 및 자계를 발생시킨다. 생성된 전계 및 자계는, 빔 세퍼레이터(31)로, z 축에 따른 상방(+z 방향)으로부터 진입하는 전자, 즉, 멀티 전자 빔(MEB)에 대하여, 서로 역방향의 힘을 부여한다. 이 때문에, 멀티 전자 빔(MEB)은, 실효적으로 전계 및 자계에 의한 힘을 받지 않고, -z 방향으로 직진한다. 한편, 전계 및 자계는, 빔 세퍼레이터(31)로, -z 방향으로부터 진입하는 전자, 즉, 멀티 2 차 전자(SEm)에 대하여, 서로 같은 방향의 힘을 부여한다. 이 때문에, 멀티 2 차 전자(SEm)는, 전계 및 자계에 의한 힘을 받아, z 축과 각도를 가지는 방향으로 진행한다.
투영 렌즈(32)는, 환 형상의 전자기 렌즈이다. 투영 렌즈(32)는, 빔 세퍼레이터(31)를, -z 방향으로부터 통과한 멀티 2 차 전자(SEm)의 궤도를 둘러싸는 위치에 위치한다. 즉, 투영 렌즈(32)의 환의 중심을 통과하는 선은, z 축과 각도를 가진다. 투영 렌즈(32)는, 투영 렌즈(32)로 진입한 멀티 2 차 전자(SEm)의 궤도를 바꾼다.
투영 렌즈(33)는, 환 형상의 전자기 렌즈이다. 투영 렌즈(33)는, 빔 세퍼레이터(31)를, -z 방향으로부터 통과한 멀티 2 차 전자(SEm)의 궤도를 둘러싸는 위치에 위치한다. 즉, 투영 렌즈(32)의 환의 중심을 통과하는 선은, z 축과 각도를 가진다. 투영 렌즈(33)는, 투영 렌즈(32)와 배열되어 있다. 투영 렌즈(33)는, 투영 렌즈(32)로 진입한 멀티 2 차 전자(SEm)의 궤도를 바꾼다.
검출기(34)는, 수취한 전자를 검출하는 장치이다. 검출기(34)는, 빔 세퍼레이터(31)를, -z 방향으로부터 통과한 멀티 2 차 전자(SEm)의 궤도의 연장선 상에 위치한다. 즉, 검출기(34)의 전자를 받는 면은, z 축과 각도를 가진다. 검출기(34)는, 수취한 멀티 2 차 전자(SEm)에 기초하는 신호를 생성한다. 신호는, 수취된 멀티 2 차 전자(SEm)에 기초하는 화상을 생성하기 위한 정보를 가진다. 검출기(34)는, 예를 들면, 포토 다이오드를 포함한다.
제어 기구(3)는, 제어 장치(41), 기억 장치(42), 표시 장치(43), 입력 장치(44), 및 통신 장치(45)를 포함한다. 제어 장치(41), 기억 장치(42), 표시 장치(43), 입력 장치(44), 및 통신 장치(45)는, 예를 들면, 버스에 의하여 서로 접속되어 있으며, 서로 통신을 행할 수 있다.
제어 장치(41)는, 검사 장치(1)의 전체를 제어하고, 시료(8)의 결함을 검사한다. 보다 구체적으로는, 제어 장치(41)는, 촬영 기구(2)를 제어하고, 2 차 전자 화상 또는 SEM(Scanning Electron Microscope) 화상(촬영 화상)을 취득한다. 또한, 제어 장치(41)는, 제어 기구(3)를 제어하고, 참조 화상과 검사 화상을 비교하여, 결함을 검출한다. 예를 들면, 제어 장치(41)는, 도시하지 않은 CPU(Central Processing Unit), RAM(Random Access Memory), 및 ROM(Read Only Memory)을 포함한다. 예를 들면, CPU는, ROM 또는 기억 장치(42)에 저장된 프로그램을 RAM으로 전개한다. RAM으로 전개된 프로그램이 CPU에 의하여 해석 및 실행됨으로써, 제어 장치(41)는 동작한다. 제어 장치(41)는, 예를 들면, 마이크로 프로세서 등의 CPU 디바이스여도 되고, 퍼스널 컴퓨터 등의 컴퓨터 장치여도 된다. 또한, 제어 장치(41)는, 제어 장치(41)의 적어도 일부의 기능을 실행하는 전용 회로(전용 프로세서)를 포함하고 있어도 된다. 전용 회로의 예는, 특정 용도 집적 회로(ASIC : Application Specific Integrated Circuit), 필드 프로그래머블 게이트 어레이(FPGA : Field Programmable Gate Array), 및 그래픽 처리 유닛(GPU : Graphics Processing Unit) 등의 다른 집적 회로를 포함한다.
제어 장치(41)는, 촬영 기구(2)를 제어한다. 제어 장치(41)는, 촬영 기구(2)와 통신 가능하게 접속되어 있다. 제어 장치(41)는, 검사 제어 회로(411), 스테이지 제어 회로(412), 렌즈 제어 회로(413), 편향기 제어 회로(414), 참조 화상 생성 회로(415), 화상 취득 회로(416), 추정 회로(417), 및 비교 회로(418)를 포함한다.
검사 제어 회로(411), 스테이지 제어 회로(412), 렌즈 제어 회로(413), 편향기 제어 회로(414), 참조 화상 생성 회로(415), 화상 취득 회로(416), 추정 회로(417), 및 비교 회로(418)의 각각은, 하드웨어, 컴퓨터 소프트웨어 중 어느 하나, 또는 양자를 조합한 것으로서 실현되는 것이 가능하다. 즉, 검사 제어 회로(411), 스테이지 제어 회로(412), 렌즈 제어 회로(413), 편향기 제어 회로(414), 참조 화상 생성 회로(415), 화상 취득 회로(416), 추정 회로(417), 및 비교 회로(418)의 각각은, ASIC 및 FPGA 등의 집적 회로에 의하여 실현되어도 되고, ASIC 및 FPGA 등의 집적 회로에 의하여 제어되는 개별 회로여도 된다. 또는, 검사 제어 회로(411), 스테이지 제어 회로(412), 렌즈 제어 회로(413), 편향기 제어 회로(414), 참조 화상 생성 회로(415), 화상 취득 회로(416), 추정 회로(417), 및 비교 회로(418)의 각각은, 프로그램(펌웨어)이 CPU 및(또는) GPU에 의하여 실행됨으로써 실현되어도 된다.
검사 제어 회로(411)는, 시료(8)의 검사 전체를 제어한다. 검사 제어 회로(411)는, 검사하는 동안, 스테이지 제어 회로(412), 렌즈 제어 회로(413), 편향기 제어 회로(414), 참조 화상 생성 회로(415), 화상 취득 회로(416), 추정 회로(417), 및 비교 회로(418)를 제어한다.
스테이지 제어 회로(412)는, 도시하지 않은 센서 등의 수단을 이용하여, 스테이지(11)의 위치를 검출한다. 또한, 스테이지 제어 회로(412)는, 제어 데이터를 수취하고, 수취한 제어 데이터에 기초하여, 스테이지 구동 기구(12 및 13)를 제어한다. 제어 데이터는, 예를 들면, 기억 장치(42)로부터, 입력 장치(44)로부터, 및(또는) 제어 장치(41) 중의 다른 회로로부터 공급된다. 스테이지 구동 기구(12 및 13)의 구동에 의하여, 스테이지(11)가, 나아가서는 시료(8)가, 원하는 위치 및 높이로 이동한다.
렌즈 제어 회로(413)는, 제어 데이터를 수취하고, 수취한 제어 데이터에 기초하여, 조명 렌즈(22), 축소 렌즈(24), 대물 렌즈(26), 빔 세퍼레이터(31), 및 투영 렌즈(32 및 33)를 제어한다. 제어 데이터는, 예를 들면, 기억 장치(42)로부터, 입력 장치(44)로부터, 및(또는) 제어 장치(41) 중의 다른 회로로부터 공급된다.
편향기 제어 회로(414)는, 제어 데이터를 수취하고, 수취한 제어 데이터에 기초하여, 편향기(27 및 28)를 제어한다. 제어 데이터는, 예를 들면, 기억 장치(42)로부터, 입력 장치(44)로부터, 및(또는) 제어 장치(41) 중의 다른 회로로부터 공급된다.
참조 화상 생성 회로(415)는, 시료(8)에 형성되는 패턴을 기술하는 설계 데이터(421)에 기초하여 참조 화상을 생성한다. 즉, 참조 화상 생성 회로(415)는, 설계 데이터(421)를 기억 장치(42)로부터 수취하고, 설계 데이터(421)를 패턴(도형)마다의 데이터로 전개하고, 전개된 데이터에 포함되는 도형 형상을 나타내는 도형 코드 및 도형 치수 등을 해석한다. 참조 화상 생성 회로(415)는, 설계 데이터(421)를, 소정의 그리드를 단위로 하는 칸 내에 배치되는 패턴으로서, 2 값 또는 다값(예를 들면, 8bit)의 화상(전개 화상)으로 전개(변환)한다. 참조 화상 생성 회로(415)는, 전개 화상의 화소마다 도형이 차지하는 점유율을 연산한다. 이와 같이 하여, 연산된 각 화소 내의 도형 점유율은, 해당 화소에 대한 계조값으로서 기능한다. 참조 화상 생성 회로(415)는, 각 화소의 계조값에 기초하여, 전개 화상의 패턴의 윤곽을 추출하여 참조 화상(윤곽 화상)을 생성한다. 참조 화상 생성 회로(415)는, 생성된 참조 화상을 비교 회로(418) 및 기억 장치(42)로 송신한다.
화상 취득 회로(416)는, 촬영 기구(2)를 제어하여, 시료(8)의 2 차 전자 화상을 취득한다. 화상 취득 회로(416)는, 제어 데이터에 기초하여, 촬영 기구(2)를 제어한다. 제어 데이터는, 예를 들면, 기억 장치(42) 및(또는) 입력 장치(44)로부터 공급되고, 또한(혹은) 화상 취득 회로(416)에 의하여 생성된다. 화상 취득 회로(416)는, 2 차 전자 화상의 취득을 위하여, 스테이지 제어 회로(412), 렌즈 제어 회로(413), 및 편향기 제어 회로(414)로, 스테이지 제어 회로(412), 렌즈 제어 회로(413), 및 편향기 제어 회로(414)의 각각의 제어를 위한 제어 데이터를 공급한다. 화상 취득 회로(416)는, 검출기(34)로부터 2 차 전자 화상의 데이터를 수취한다. 화상 취득 회로(416)는, 2 차 전자 화상의 데이터로부터 윤곽 데이터를 추출하여 검사 화상(윤곽 화상)을 생성한다. 윤곽 데이터는, 패턴의 윤곽점 및 윤곽점을 묶는 윤곽선에 관한 정보를 포함한다. 환언하면, 윤곽 데이터는, 화소마다 윤곽선이 통과하는 좌표의 대표값, 즉, 윤곽점과, 윤곽점에 있어서의 윤곽 벡터의 법선 방향의 정보를 포함한다. 화상 취득 회로(416)는, 생성된 검사 화상을 비교 회로(418) 및 기억 장치(42)로 송신한다.
추정 회로(417)는, 멀티 전자 빔(MEB)의 각각의 전자 빔(EBA)의 기준 위치와, 검사 화상의 취득을 위하여 시료(8)에 도달한 멀티 전자 빔(MEB)의 각각의 전자 빔(EBA)의 위치에 기초하여, 시료(8)에 도달한 멀티 전자 빔(MEB)의 어레이의 회전량(각도)을 추정한다.
비교 회로(418)는, 검사 화상과 참조 화상을 비교하여 결함을 검출한다. 보다 구체적으로는, 비교 회로(418)는, 검사 화상과 참조 화상과의 위치 조정(얼라인먼트)을 행하여, 참조 화상에 대한 검사 화상의 위치 이탈량을 산출한다. 검사 화상과 참조 화상의 위치 조정은, 화상의 일치를 평가하는 방법(패턴 매칭 평가 방법)을 이용하여, 검사 화상과 참조 화상의 차가 가장 작아지도록 검사 화상을 이동하는 것을 포함한다. 패턴 매칭 평가 방법의 예는, SSD(Sum of Squared Difference)를 포함한다.
비교 회로(418)는, 예를 들면, 시료(8)면 내에서의 시프트량의 편차 등으로부터 검사 화상의 왜곡량을 측정하여, 왜곡 계수를 산출한다. 예를 들면, 왜곡량이 화상 내의 좌표 (x, y)의 다항식 모델로 표시되고, 왜곡 계수가 다항식의 계수로 여겨진다. 비교 회로(418)는, 시프트량 및 왜곡 계수를 고려한 적절한 알고리즘을 이용하여, 검사 화상과 참조 화상을 비교한다. 비교 회로(418)는, 검사 화상과 참조 화상의 오차가 미리 설정된 값을 초과하는 경우, 시료(8) 중의 오차가 생기고 있는 위치에 결함이 있다고 판정한다.
기억 장치(42)는, 결함 검사에 관한 데이터 및 프로그램을 기억하는 기억 매체를 포함하는 장치이다. 기억 장치(42)는, RAM 및 ROM을 포함한다. 기억 장치(42)는, 외부 스토리지로서, 자기 디스크 기억 장치(HDD : Hard Disk Drive) 또는 솔리드 스테이트 드라이브(SSD) 등의 각종 기억 장치를 포함하고 있어도 된다. 기억 장치(42)는, 예를 들면, 비일시적인 기억 매체로서 CD(Compact Disc) 또는 DVD(Digital Versatile Disc) 등에 기억된 프로그램을 읽어들이기 위한 드라이브를 포함하고 있어도 된다.
기억 장치(42)는, 설계 데이터(421), 검사의 파라미터를 지정하는 검사 조건(422), 및 검사 데이터(423)를 기억한다. 검사 조건(422)의 파라미터의 예는, 촬영 기구(2)의 촬영 조건, 참조 화상 생성 조건, 2 차 전자 화상의 윤곽 추출 조건, 및 결함 검출 조건을 포함한다. 검사 데이터(423)는, 화상 데이터(전개 화상, 참조 화상, 2 차 전자 화상, 및 검사 화상), 및 검출된 결함에 관한 데이터(좌표 및 사이즈 등)를 포함한다.
기억 장치(42)는, 결함 검사 프로그램(424)을 기억한다. 결함 검사 프로그램(424)은, 제어 장치(41)에 결함 검사를 실행시키기 위한 프로그램이다.
표시 장치(43)는, LCD(Liquid Crystal Display) 또는 EL(Electroluminescence) 디스플레이 등의 표시 화면을 포함한다. 표시 장치(43)는, 제어 장치(41)의 제어에 의하여, 결함 검출 결과 등의 정보를 표시한다.
입력 장치(44)는, 키보드, 마우스, 터치 패널, 또는 버튼 스위치 등의 입력 장치이다.
통신 장치(45)는, 검사 장치(1)와 검사 장치(1)의 외부 장치와의 사이에서 데이터의 송수신을 행하기 위하여, 검사 장치(1)를 네트워크에 접속하기 위한 장치이다. 통신에는, 각종 통신 규격이 이용될 수 있다. 예를 들면, 통신 장치(45)는, 외부 장치로부터 설계 데이터를 수신하고, 결함 검사의 결과 등을 외부 장치로 송신한다.
도 2는, 제1 실시 형태의 검사 장치(1)의 성형 애퍼처 어레이 플레이트(23)의 구조를 xy 면을 따라 나타낸다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 성형 애퍼처 어레이 플레이트(23)는, xy 면을 따라 확장되며, 예를 들면, 직사각형의 형상을 가진다. 성형 애퍼처 어레이 플레이트(23)는, 예를 들면, 표면을 박막에 의하여 덮인 실리콘을 포함한다. 성형 애퍼처 어레이 플레이트(23)는, 복수의 애퍼처(231)를 가진다. 애퍼처(231)는, 성형 애퍼처 어레이 플레이트(23)의 z 축을 따라 대향하는 2 개의 면을 관통한다. 애퍼처(231)는, 예를 들면, x 축과 y 축을 따라 행렬 형상으로 배열되어 있다. 애퍼처(231)는, 예를 들면, 정사각형이며, 서로 실질적으로 같은 형상을 가진다.
전자 총(21)으로부터 사출한 전자 빔(EB)은, 조명 렌즈(22)에 의하여 z 축을 따라 평행이 되도록 정형되어, 성형 애퍼처 어레이 플레이트(23)의 상면에 입사한다. 입사된 전자 빔(EB) 중의 일부는, 성형 애퍼처 어레이 플레이트(23)에 의하여 차폐되며, 나머지는 애퍼처(231)를 통과한다. 이러한 전자 빔(EB)의 선택적인 차폐와 통과에 의하여, 전자 빔(EB)이, -z 방향으로 진행하는 복수의 전자 빔(EBA)의 조(멀티 전자 빔)로 분할(멀티화)된다.
도 3은, 제1 실시 형태의 검사 장치(1)에 의하여 검사되는 시료(8)의 영역의 예를 나타낸다. 시료(마스크)(8)는, 도시하지 않은 패턴을 가진다. 도 3에 나타내는 바와 같이, 시료(8)의 검사 대상의 영역은, 복수의 스트라이프(81)를 가지며, 복수의 스트라이프(81)로 가상적으로 분할되어 있다. 도 3은, 시료(8)가 N+1 개의 스트라이프(81_0~81_N)를 가지는 예를 나타낸다. N은 양의 홀수이다. 스트라이프(81)는, x 축을 따라 연장되는 4 변 형상을 가지며, 서로 중첩되지 않고 시료의 xy 면에 걸쳐 분포한다. 스트라이프(81_0~81_N)는, 이 순서로, y 축 상의 좌표의 보다 작은 방향(-y 방향)으로 배열된다. 각 스트라이프(81)는, 시료(8)의 x 축을 따라 배열되는 2 개의 단(좌단 및 우단)의 각각의 근방에 걸친다. y 축을 따라 배열되는 스트라이프(81)는, 서로 접한다.
각 스트라이프(81)는, 복수의 직사각형 영역(83)으로 이루어지고, 복수의 직사각형 영역(83)으로 가상적으로 분할되어 있다. 도 3은, 각 스트라이프(81)가 M+1 개의 직사각형 영역(83_0~83_M)을 가지는 예를 나타낸다. M은 양의 정수이다. 직사각형 영역(83_0~83_M)은, 이 순서로, x 축 상의 좌표의 보다 큰 방향(+x 방향)으로 배열된다. 시료(8)의 화상의 취득은, 직사각형 영역(83)마다 행해지고, 주사에 의하여 모든 직사각형 영역(83)의 화상이 1 개씩 순서대로 취득된다. 도 3은, 태선( 太線 )에 의하여, 직사각형 영역(83)의 화상이 취득되는 순서의 예를 나타낸다. 우선, 스트라이프(81_0)의 화상이 취득된다. 즉, 스트라이프(81_0)의 직사각형 영역(83_m)의 화상이, m의 오름차순으로 순차적으로 취득된다. m은 0 이상 M 이하의 정수이다. 이어서, 스트라이프(81_1)의 화상이 취득된다. 즉, 스트라이프(81_1)의 직사각형 영역(83_m)의 화상이, m의 내림차순으로 취득된다. 이하, 마찬가지로, 스트라이프(81_2~81_N)의 순서대로 화상이 취득된다. n을 0 이상 N 이하의 정수로 하고, n이 짝수인 스트라이프(81_n)에서는, 직사각형 영역(83_m)의 화상이, m의 오름차순으로 순차적으로 취득되고, 즉, 화상 취득 방향은 +x 방향이다. n이 홀수인 스트라이프(81_n)에서는, 직사각형 영역(83_m)의 화상이, m의 내림차순으로 순차적으로 취득되고, 즉, 화상 취득 방향은 -x 방향이다.
화상 취득 대상의 직사각형 영역(83)의 변경은, 스테이지(11)의 이동에 의한 상대적인 이동에 의하여 행해진다. 즉, 화상 취득 방향이 +x 방향인 경우, 스테이지(11)는 -x 방향으로 이동하고, 화상 취득 방향이 -x 방향인 경우, 스테이지(11)는 +x 방향으로 이동한다.
도 4는, 제1 실시 형태의 검사 장치(1)에 의하여 검사되는 시료(8)의 직사각형 영역(83)의 예를 나타낸다. 도 4에 나타내는 바와 같이, 각 직사각형 영역(83)은, I 개의 서브 직사각형 영역(85)으로 이루어지고, I 개의 서브 직사각형 영역(85)으로 가상적으로 분할되어 있다. I는 2 이상의 정수이다. 도 4는, I가 12인 예를 나타낸다. 서브 직사각형 영역(85)은, 서로 중첩되지 않고 xy 면을 따라 걸쳐 분포한다. 서브 직사각형 영역(85)은, x 축 및 y 축을 따라 행렬 형상으로 배열되어 있다. 예로서, x 축을 따라 4 개의 서브 직사각형 영역(85)이 배열되고, y 축을 따라 3 개의 서브 직사각형 영역(85)이 배열된다. 이웃하는 서브 직사각형 영역(85)은, 서로 접한다.
직사각형 영역(83)의 화상의 취득을 위하여, 검사 장치(1)는, 직사각형 영역(83)에 대하여, 멀티 전자 빔(MEB)에 의한 주사를 행한다. 멀티 전자 빔(MEB)이 상위한 전자 빔(EBA)은, 상위한 복수의 서브 직사각형 영역(85)을 향하여 조사된다. 1 개의 직사각형 영역(83) 중의 모든 서브 직사각형 영역(85)에 대한 주사는 병행하여(동시에) 행해진다. 멀티 전자 빔(MEB)의 1 회의 조사(샷)에 있어서, 복수의 전자 빔(EBA)은, 복수의 서브 직사각형 영역(85)의 각각의 동일한 위치를 조사한다. 샷이 반복될 때마다, 멀티 전자 빔(MEB)이 조사하는 위치가 바뀐다. 샷 때마다의 멀티 전자 빔(MEB)의 조사 위치가 반복하여 변경됨으로써, 조사 위치의 궤적이 형성된다. 조사 위치의 궤적의 예는, 화살표로 표시되어 있다. 예를 들면, 각 전자 빔(EBA)은, 우선, 이 전자 빔(EBA)의 조사 대상인 서브 직사각형 영역(85)의 x 축 및 y 축 상에서 가장 작은 좌표의 위치(CI)에 조사된다. 이어서, 각 전자 빔(EBA)은, 위치(CI)로부터, y 축 상의 좌표의 보다 큰 방향(+y 방향)으로 순서대로 조사된다. 이어서, 전자 빔(EBA)은, +x 방향의 위치에서, -y 방향측의 단으로부터 +y 방향으로 순서대로 조사된다. 마찬가지로, -y 방향측의 단으로부터 +y 방향으로의 순서의 조사가, 보다 +방향측에서 순서대로 행해진다. +x 방향측의 단에서의 +y 방향으로의 순서의 조사가 종료되면, 직사각형 영역(83)에 대한 주사가 종료되며, 이에 의하여, 직사각형 영역(83)의 화상이 취득된다.
도 3 및 도 4를 참조하여, 상기의 방법을 따라 취득된 모든 직사각형 영역(83)의 화상이 결합됨으로써, 시료(8)의 검사 영역의 화상이 취득된다.
도 5는, 제1 실시 형태의 검사 장치(1)에 의한 검사 플로우를 나타낸다. 도 5의 플로우는, 검사 제어 회로(411)의 제어에 의하여 행해진다. 도 5에 나타내는 바와 같이, 검사 제어 회로(411)는, 촬영 기구(2)를 제어하고, 칼리브레이션을 실행한다(S1). 칼리브레이션에 의하여, 화상 취득 회로(416)에서 취득되는 2 차 전자 화상의 계조값이 조정된다.
검사 제어 회로(411)는, 시료(8)의 검사 화상을 취득한다(S2). 취득된 검사 화상은, 비교 회로(418)로 송신된다.
참조 화상 생성 회로(415)는, 설계 데이터(421)로부터 참조 화상을 생성한다(S3). 보다 구체적으로는, 참조 화상 생성 회로(415)는, 기억 장치(42)에 기억되어 있는 설계 데이터(421)를 읽어내고, 읽어내어진 설계 데이터(421)를 전개 화상으로 전개한다. 참조 화상 생성 회로(415)는, 생성된 전개 화상으로부터 참조 화상을 생성한다.
비교 회로(418)는, 비교를 행한다(S4). 보다 구체적으로는, 비교 회로(418)는, 우선, 검사 화상과 참조 화상과의 위치 조정을 실행하고, 검사 화상 내의 패턴과, 참조 화상 내의 패턴과의 위치 조정을 행한다. 이어서, 비교 회로(418)는, 검사 화상과 참조 화상을 비교한다. 비교 회로(418)는, 검사 화상과 참조 화상의 각각에 포함되는 윤곽 위치의 차를 산출하고, 이 차가 미리 설정된 역치 이상인 화소에 결함이 있다고 판정한다.
검사 제어 회로(411)는, 비교 결과(검사 데이터)를 출력한다(S5). 검사 제어 회로(411)는, 검사 결과를, 기억 장치(42)에서 기억한다. 검사 제어 회로(411)는, 검사 결과를 표시 장치(43)에 표시해도 되고, 통신 장치(45)를 통하여 외부 장치(예를 들면, 리뷰 장치 등)로 출력해도 된다.
도 6은, 제1 실시 형태의 검사 장치(1)에 의한 검사 화상의 취득 플로우를 나타낸다. 도 6은, 도 5의 플로우의 단계 S2의 상세 플로우를 나타낸다.
도 6에 나타내는 바와 같이, 검사 제어 회로(411)는, 멀티 전자 빔(MEB)의 어레이의 회전을 조정한다(S11). 즉, 멀티 전자 빔(MEB)의 회전이 최소가 됨과 동시에, 포커스가 맞도록, 광학계(조명 렌즈(22), 축소 렌즈(24), 대물 렌즈(26) 등)를 조정한다.
도 6에 나타내는 바와 같이, 검사 제어 회로(411)는, 화상 취득 회로(416)를 제어하고, 멀티 전자 빔(MEB)을 사용하여, 조정용의 직사각형 영역(83)(조정용 직사각형 영역(83A))의 검사 화상을 취득한다(S12). 조정용 직사각형 영역(83A)은, 예를 들면, 최초의 스트라이프(81_0)의 최초의 직사각형 영역(83_0)이어도 되고, 최초의 스트라이프(81_0)의 최초의 직사각형 영역(83_0)에 필요한 패턴이 포함되지 않는 경우(특정 빔이 주사하는 영역에 패턴이 전혀 포함되지 않는 등)에는, 조정 전용의 패턴이 형성된 임의의 직사각형 영역(83)이어도 된다.
검사 제어 회로(411)는, 단계 S12에 의하여 얻어진 검사 화상과, 조정용 직사각형 영역(83A)의 패턴을 정의하는 설계 데이터로부터 취득된 참조 화상과의 위치 조정을 행하고, 조정용 직사각형 영역(83A)의 모든 서브 직사각형 영역(85)에 병행하여 조사된 최초의 샷에서의 각 전자 빔(EBA)이 도달한 각각의 위치(좌표)를 취득한다(S13). 구체적으로는, 이하와 같다.
도 7에 나타내는 바와 같이, 2 차 전자 화상이 취득된 영역(촬영 영역)(51)은, 본래, 화상이 취득되는 영역인 서브 직사각형 영역(85)과 이탈될 수 있다. 이탈의 방향 및 크기는, 화살표로 표시되어 있다. 화살표는, 각 서브 직사각형 영역(85)과, 이 서브 직사각형 영역(85)을 촬영하기 위한 전자 빔(EBA)에 의하여 화상이 취득된 촬영 영역(51)과의 이탈을 나타낸다. 화살표, 즉, 이탈의 방향 및 위치는, 벡터로서 표현되는 것이 가능하다.
조정용 직사각형 영역(83A)의 검사 화상과, 대응하는 참조 화상에 이탈이 생겨 있으면, 검사 화상의 형상은, 조정용 직사각형 영역(83A)의 패턴을 정의하는 설계 데이터로부터 취득된 참조 화상의 형상과 상이하다. 이하, 어느 한 검사 화상이 취득된 대상의 영역, 즉, 검사 화상의 취득을 위하여 멀티 전자 빔(MEB)이 향해진 영역의 패턴을 정의하는 설계 데이터로부터 취득된 참조 화상은, 「대응하는 참조 화상」이라고 불린다.
검사 제어 회로(411)는, 비교 회로(418)에, 검사 화상과, 대응하는 참조 화상과의 위치 조정을 행하게 한다. 즉, 검사 제어 회로(411)는, 비교 회로(418)에, 검사 화상의 위치를 순차적으로 변경하면서, 검사 화상의, 대응하는 참조 화상으로부터의 이탈이 최소가 되는 검사 화상의 이동량을 산출시킨다. 이에 의하여, 검사 화상과 참조 화상의 이탈을 최소로 하기 위한 검사 화상의 이동량이 취득된다. 이동량은, 즉, 검사 화상이 취득된 영역과, 조정용 영역과의 이탈량(위치 이탈량)이며, x 축 상에서의 위치 이탈량과 y 축 상에서의 위치 이탈량으로 이루어지는 2 차원의 벡터이다.
생성된 검사 화상이 대응하는 참조 화상으로부터 이탈되어 있는 것은, 도 7에 나타내는 바와 같이, 검사 화상의 취득에 사용된 멀티 전자 빔(MEB)이 조정용 직사각형 영역(83A)에 도달한 위치(좌표)(PR(x, y))가, 이탈(회전)이 없는 경우에 도달해야 할 위치(PT(x, y))로부터 이탈되어 있음을 의미한다. 따라서, 검사 화상이 취득된 영역과, 조정용 직사각형 영역(83A)과의 이탈의 위치 이탈량은, 각 전자 빔(EBA)이 본래 도달해야 할 위치(PT(x, y))로부터의 이탈을 나타낸다. 이 때문에, 이탈(회전) 없음의 경우에, 전자 빔(EBA)이 본래 도달해야 할 위치(좌표)(PT(x, y))와, 위치 이탈량과의 합에 의하여, 조정용 직사각형 영역(83A)의 검사 화상의 취득에 사용된 최초의 샷에서의 멀티 전자 빔(MEB)의 각 전자 빔(EBA)이 도달한 위치(좌표)(PR(x, y))가 판명된다. 위치(PR(x, y))는, 이하, 전자 빔 초기 위치(PR(x, y))라고 불린다. 성분 x 및 y는, 각각, 전자 빔 초기 위치(PR(x, y))의 x 축 상에서의 좌표 및 y 축 상에서의 좌표이다. 단계 S13의 결과, 조정용 직사각형 영역(83A)의 각 서브 직사각형 영역(85)에 있어서의 전자 빔 초기 위치(PR(x, y))가 얻어진다. 조정용 직사각형 영역(83A)의 어느 한 서브 직사각형 영역(85_i)에 있어서의 전자 빔 초기 위치(PR(x, y))는, 전자 빔 초기 위치(PR_i(x, y))라고 불린다. i는 0 이상 I 이하의 정수이다. 단계 S13의 결과, i가 0 이상 I 이하인 모든 케이스에 대하여, 전자 빔 초기 위치(PR_i(x, y))가 얻어진다.
검사 제어 회로(411)는, 변수(n 및 m)를 0으로 세트한다(S21).
검사 제어 회로(411)는, 화상 취득 회로(416)를 제어하고, 멀티 전자 빔(MEB)을 사용하여 스트라이프(SP_n)의 직사각형 영역(83_m)의 검사 화상을 취득한다(S22). 이하, 스트라이프(SP_n)의 직사각형 영역(83_m)의 검사 화상은, 검사 화상(IM_n_m)이라고 불리는 경우가 있다.
검사 제어 회로(411)는, 검사 화상(IM_n_m)과, 대응하는 참조 화상과의 위치 조정을 행하고, 검사 화상(IM_n_m)의 위치 이탈량을 취득한다(S23). 즉, 검사 제어 회로(411)는, 비교 회로(418)를 사용하여, 검사 화상(IM_n_m)과 대응하는 참조 화상과의 이탈을 최소로 하는 검사 화상(IM_n_m)의 이동량을 취득한다. 이동량은, 검사 화상이 취득된 영역의 서브 직사각형 영역(85)으로부터의 이탈량(위치 이탈량)이며, x 축 상에서의 위치 이탈량과 y 축 상에서의 위치 이탈량으로 이루어진 2 차원의 벡터이다.
검사 제어 회로(411)는, 단계 S13에 대하여 상기되어 있는 것과 동일한 원리에 의하여, 스트라이프(SP_n)의 직사각형 영역(83_m)에 도달한 최초의 샷에서의 각 전자 빔(EBA)의 위치(좌표)를 취득한다. 단계 S13에 의하여 얻어지는, 스트라이프(SP_n)의 직사각형 영역(83_m)의 어느 한 서브 직사각형 영역(85_i)에 있어서의, 최초의 샷으로 각 전자 빔(EBA)이 도달한 위치는, 전자 빔 위치(PS_i(x, y))라고 불린다. 성분 x 및 y는, 각각, 전자 빔 위치(PS_i(x, y))의 x 축 상에서의 좌표 및 y 축 상에서의 좌표이다. 단계 S23의 결과, i가 0 이상 I 이하인 모든 케이스에 대하여, 전자 빔 위치(PS_i(x, y))가 얻어진다.
검사 제어 회로(411)는, 전자 빔 초기 위치(PR_i(x, y)) 및 전자 빔 위치(PS_i(x, y))를 사용하여, 스트라이프(SP_n)의 직사각형 영역(83_m)에 도달한 멀티 전자 빔(MEB)의 어레이의 회전 각도를 추정한다(S24). 멀티 전자 빔(MEB)의 어레이의 회전 각도의 추정에 대해서는, 후술한다.
검사 제어 회로(411)는, 추정 회로(417)를 사용하여, 회전 각도로부터, 스트라이프(SP_n)의 직사각형 영역(83_m)의 2 차 전자 화상의 취득 시의 디포커스량(시료(8)면의 높이)을 추정한다(S25). 멀티 전자 빔(MEB)의 어레이는, 대물 렌즈(26)의 강한 자기장에 의하여 회전할 수 있다. 멀티 전자 빔(MEB)의 어레이가 회전하면, 이 멀티 전자 빔(MEB)의 각 전자 빔(EBA)에 의한 포커스 심도(위치)가 변화한다. 따라서, 회전 각도로부터, 스트라이프(SP_n)의 직사각형 영역(83_m)에 대한 디포커스량을 알 수 있다.
검사 제어 회로(411)는, 디포커스량으로부터, 시료(8)의 z 좌표에 대한 보정량(z 좌표 보정량)을 결정한다(S26). 디포커스는, 시료(8)의 z 좌표의 조정에 의하여 줄어들 수 있다. 따라서, 디포커스량으로부터, 이 디포커스량을 실질적으로 없앤만큼의 z 좌표의 보정량이 결정될 수 있다. z 좌표 보정량의 결정 방법은, 후술한다. z 좌표 보정량은, 스트라이프(SP_n)의 직사각형 영역(83_m) 이외에서의 포커스의 위치 조정에 사용된다.
검사 제어 회로(411)는, 직사각형 영역(83_m)이, 스트라이프(SP_n) 중에서 최후에 z 좌표 보정량을 추정된 직사각형 영역(83)인지를 판단한다(S31). 즉, 검사 제어 회로(411)는, 스트라이프(SP_n) 중의 모든 직사각형 영역(83_m)의 검사 화상을 취득했는지를 판단한다. 예를 들면, 검사 제어 회로(411)는, 현재의 스트라이프(SP)에서 검사 화상이 취득된 수를 계수( 計數 )하고, 계수 결과가 M인 경우에, 모든 직사각형 영역(83_m)의 검사 화상을 취득했다고 판단할 수 있다. 또는, 검사 제어 회로(411)는, 변수(n)가 짝수인 경우에 m=M이면, 또한, 변수(n)가 홀수인 경우에 m=0이면, 모든 직사각형 영역(83_m)의 검사 화상을 취득했다고 판단할 수 있다.
최후의 직사각형 영역(83)이 아닌 경우(S31_No), 검사 제어 회로(411)는, 현재의 스트라이프(SP)(스트라이프(SP_n))에서 +x 방향으로 순서대로 검사 화상을 취득하고 있는지를 판단한다(S32). 예를 들면, 검사 제어 회로(411)는, 변수(n)가 짝수인 경우, +x 방향으로 순서대로 검사 화상을 취득하고 있다고 판단할 수 있다. 한편, 검사 제어 회로(411)는, 변수(n)가 홀수인 경우, -x 방향으로 순서대로 검사 화상을 취득하고 있다고 판단할 수 있다.
+x 방향으로 순서대로 검사 화상이 취득되어 있는 경우(S32_Yes), 검사 제어 회로(411)는, 변수(m)를 1 인크리먼트하여, m=m+1으로 한다(S33). +x 방향으로 순서대로 검사 화상이 취득되어 있지 않은 경우(S32_No), 검사 제어 회로(411)는, 변수(m)를 1 디크리먼트하여, m=m-1으로 한다(S34).
최후의 직사각형 영역(83)인 경우(S31_Yes), 검사 제어 회로(411)는, 스트라이프(SP_n)가 최후에 검사 화상이 취득된 스트라이프(SP)인지를 판단한다(S36). 즉, 검사 제어 회로(411)는, 모든 스트라이프(SP)의 검사 화상을 취득했는지를 판단한다. 그 목적으로, 예를 들면, 검사 제어 회로(411)는, n=N인지를 판단할 수 있다. 최후의 스트라이프(SP)의 검사 화상을 취득하고 있는 경우(S36_Yes), 처리는 종료한다. 최후의 스트라이프(SP)의 검사 화상이 취득되어 있지 않은 경우(S36_No), 검사 제어 회로(411)는, 변수(n)를 1 인크리먼트하여, n=n+1으로 한다(단계 S37).
단계 S33, S34, 및 S37는, 단계 S38로 계속된다. 단계 S38로서, 검사 제어 회로(411)는, 스트라이프(SP_n)의 직사각형 영역(83_m)의 검사 화상의 취득을 위한 멀티 전자 빔(MEB)의 포커스량을 조정한다(S38). 조정에는, 스트라이프(SP_n)의 직사각형 영역(83_m) 이외의 직사각형 영역(83)에 대하여 추정된 z 좌표 보정량이 고려된다. 예를 들면, 검사 제어 회로(411)는, 스트라이프(SP_n-1)의 직사각형 영역(83_m)에 대한 z 좌표 보정량을 사용한다. 보다 구체적으로는, 검사 제어 회로(411)는, 스트라이프(SP_n)의 직사각형 영역(83_m)에 대하여 미리 정해져 있는 포커스 위치(z 좌표)에, 스트라이프(SP_n-1)의 직사각형 영역(83_m)에 대한 z 좌표 보정량을 더한다. 이렇게 하여 얻어지는 합에 동일한 z 좌표가, 스트라이프(SP_n)의 직사각형 영역(83_m)의 검사 화상의 취득 동안에 사용된다. 1 개 전의 스트라이프(SP_n-1) 이외의 직사각형 영역(83_m)에 대한 z 좌표 보정량이 더해져도 된다. 또한, 스트라이프(SP_n)의 직사각형 영역(83_m)에 대하여 미리 정해져 있는 포커스 위치의 조정에, 1 개 전의 직사각형 영역(83_m)에 대한 z 좌표 보정량이 더해져도 된다. 예를 들면, +x 방향으로 순서대로 검사 화상이 취득되어 있는 경우, 스트라이프(SP_n)의 직사각형 영역(83_m-1)에 대한 z 좌표 보정량이 더해져, -x 방향으로 순서대로 검사 화상이 취득되어 있는 경우, 스트라이프(SP_n)의 직사각형 영역(83_m+1)에 대한 z 좌표 보정량이 더해진다. 단계 S38는, 단계 S22로 계속된다.
도 8 및 도 9를 참조하여, 단계 S24로서 행해지는 회전 각도의 추정에 대하여 기술한다. 도 8은, 제1 실시 형태의 검사 장치(1)에 의한 검사에 있어서의 2 종의 촬영 영역, 즉, 조정용 직사각형 영역(83A)에 대한 촬영 영역과 추정 대상의 직사각형 영역에 대한 촬영 영역과의 대응을 나타낸다. 도 8에 나타냄과 함께, 도 6을 참조하여 상기한 바와 같이, 단계 S24의 개시 시점에서, 각 전자 빔(EBA)에 대한 전자 빔 초기 위치(PR_i(x, y)) 및 전자 빔 위치(PS_i(x, y))가 이미 취득되어 있다. 도 8의 영역(55)은, 전자 빔 위치(PS_i(x, y))가 취득된 촬영 영역이며, 멀티 전자 빔(MEB)의 어레이의 회전에 기인하여, 전자 빔 초기 위치(PR_i(x, y))가 취득된 촬영 영역(51)과 상이한 위치에 위치되어 있다.
전자 빔 초기 위치(PR_i(x, y)) 및 전자 빔 위치(PS_i(x, y))로부터, 도 8에 나타내는 바와 같이, 각 전자 빔(EBA)에 대한 전자 빔 초기 위치(PR_i(x, y))로부터 전자 빔 위치(PS_i(x, y))까지의 벡터
가 취득된다. 벡터
는, 서브 직사각형 영역(85_i)을 향하여 조사된 멀티 전자 빔 어레이의 전체의 본래 도달해야 할 좌표로부터의 이탈(즉, 촬영 영역(51)과 영역(55)의 이탈)을 나타내는 벡터로서 기능할 수 있다.
도 9는, 제1 실시 형태의 검사 장치(1)에 의하여 행해지는 멀티 전자 빔 어레이의 회전의 추정에 사용되는 벡터의 예를 나타낸다. 도 9에 나타내는 바와 같이, 중심점(CP1)이 정의된다. 여기에서의 중심점(CP1)이란, 광학계의 이른바 「광 축」이 시료(8)면(상면)을 관통하는 점에 상당하며, 모든(현행의 예에서는, 12 개) 촬영 영역(51)의 조의 중심점과 일치하도록 조정되어 있는 것으로 한다. 또한, i가 0 이상 I 이하인 모든 케이스에 대하여, 중심점(CP1)으로부터 각 영역(55)의 중심점(CP2)까지의 벡터
가 얻어진다. 도 9는, 도 8을 참조하여 상기되어 있는 촬영 영역(51)과 영역(55)의 이탈을 나타내는 벡터
도, 각 중심점(CP2)을 시작점으로 하는 벡터로서 표시되어 있다.
수식 1에 의하여, 각 전자 빔(EBA)에 대한 회전 각도(θi)가 산출된다.
수식 2에 의하여, 전자 빔(EBA)의 각각의 회전 각도(θi)의 평균이, 멀티 전자 빔(MEB)의 어레이의 회전 각도(Δθ)로서 산출된다.
도 10을 참조하여, 멀티 전자 빔(MEB)의 어레이의 회전 각도와 z 좌표 보정량에 대하여 기술한다. 도 10은, 제1 실시 형태의 검사 장치(1)에 의하여 취득되는, 회전 각도와 z 좌표 보정량의 대응의 예를 나타낸다. 멀티 전자 빔(MEB)의 어레이의 회전에 의하여, 각 전자 빔(EBA)의 디포커스가 생긴다. 회전 각도와, 디포커스량은, 대물 렌즈(26)의 자기장의 크기, 각 전자 빔(EBA)의 멀티 전자 빔(MEB)의 어레이의 중심으로부터의 거리, 전자의 전하, 및 전자의 질량 등에 기초하여, 비례 관계를 가진다. 따라서, 디포커스는, 시료(8)의 z 좌표의 조정에 의하여 보정되는 것이 가능하며, 즉, 디포커스량은, 디포커스량을 실질적으로 없앤만큼의 z 좌표 보정량(Δz)과 일대일로 대응한다. 따라서, 회전 각도(Δθ)와 z 좌표 보정량(Δz)이 구해진다. z 좌표 보정량(Δz)은, 수식 3에 의하여, 회전 각도(Δθ)로부터 산출되는 것이 가능하다.
여기서, e는 전자의 전하량이며, me는 전자의 질량이며, Φ는 전기장 포텐셜이며, B는 대물 렌즈(26)에 의한 자기장이다.
도 6을 참조하여 상기한 바와 같이, 각 검사 화상의 취득 때마다, 각 직사각형 영역(83)에 대한 z 좌표 보정량이 순차적으로 취득된다. 따라서, 도 10에 도시한 바와 같이, 스트라이프(SP_n)의 직사각형 영역(83_m)의 각각에 대한 z 좌표 보정량(Δz_n_m)이 검사 화상의 취득과 병행하여, 순차적으로 취득된다.
제1 실시 형태에 의하면, 높은 정밀도로 디포커스량이 검출될 수 있다. 광 레버를 사용하는 일반적인 센서를 사용하는 디포커스량의 검출 정밀도는, 수 100nm 정도이다. 한편, 제1 실시 형태에 의한 정밀도는, 이하와 같다. 멀티 전자 빔(MEB)의 어레이의 회전에 의한 원주 방향에 따른 위치 이탈은, 예로서, B=0.11[T], Φ=1000[eV]로 하면, Δθ=515.8×Δz이다. 예로서, 시료(8)에 도달한 멀티 전자 빔(MEB)의 전자 빔(EBA)의 간격이 9[μm]이며, 멀티 전자 빔(MEB)이 11×11로 배열된 전자 빔(EBA)을 포함하고 있다고 하면, 멀티 전자 빔(MEB)의 어레이의 각( 角 )의 전자 빔(EBA)의 중심으로부터의 거리는, 63.6[μm]이다. 예로서, 1 화소의 사이즈가 7[nm]×7[nm]이며, SSD에 의하여 0.1 화소의 위치 이탈이 검출되는 것이 가능하다고 하자. 그러면, 0.7[nm]/63.6[μm]≒11[μrad]의 회전이 검출되는 것이 가능한 것이 된다. 따라서, Δθ가 11[μrad]일 때의 디포커스량, 즉, z 좌표 보정량(Δz)은, 21nm 정도이다. 이는, 광 레버를 사용하는 센서의 정밀도보다 큰 폭으로 높다. 또한, 광 레버를 사용하는 센서와 같은 대규모의 장치를 사용하지 않고, z 좌표 보정량이 산출되는 것이 가능하며, 간이하게 디포커스가 조정되는 것이 가능하다.
또한, 제1 실시 형태에 의하면, 디포커스의 보정은, 시료(8)의 z 좌표의 보정에 의하여 행해지며, 광학계의 설정 변경은 요구되지 않는다. 따라서, 광학계의 조정의 결과로서 생기는 배율 및 회전 각도의 조정, 및, 배율 및 회전 각도의 조정에 의한 광학계의 재조정의 필요성은 생기지 않는다. 이 때문에, 간이하게 디포커스가 조정되는 것이 가능하다.
여기까지, 검사 장치(1)가 멀티 전자 빔(MEB)을 사용하는 예에 대하여 기술하였다. 그러나, 검사 장치(1)는 싱글 전자 빔을 사용해도 된다. 이 경우, 성형 애퍼처 어레이 플레이트(23)에 의하여 멀티화된 복수의 전자 빔(EBA)이 병행하여 시료(8)에 조사되는 것에 대신하여, 1 개의 전자 빔(EBA)이 사용된다. 이하, 그러한 전자 빔은, 싱글 전자 빔(EBA)이라고 불리는 경우가 있다.
싱글 전자 빔(EBA)이 사용되는 경우, 도 11에 나타내는 바와 같이, 각 직사각형 영역(83)의 전체가, 싱글 전자 빔(EBA)에 의하여 조사된다. 조사 위치의 궤적의 예는, 멀티 전자 빔(MEB)이 사용되는 경우(도 4)와 마찬가지이며, 즉, 멀티 전자 빔(MEB)에 의한 각 서브 직사각형 영역(85)에 대한 조사 위치의 궤적이, 직사각형 영역(83)의 전체로 확대된 형태를 가진다.
싱글 전자 빔(EBA)의 사용의 경우에도, 싱글 전자 빔(EBA)의 전자 빔 초기 위치(PR(x, y))와, 각 직사각형 영역(83)에 대한 전자 빔 위치(PS(x, y))로부터, 각 직사각형 영역(83)에 대한 회전 각도(θ) 및 z 좌표 보정량(Δz)이 취득된다.
본 발명은, 상기 실시 형태로 한정되는 것은 아니며, 실시 단계에서는 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양하게 변형하는 것이 가능하다. 또한, 각 실시 형태는 적절히 조합하여 실시해도 되며, 그 경우, 조합한 효과가 얻어진다. 또한, 상기 실시 형태에는 다양한 발명이 포함되어 있어, 개시되는 복수의 구성 요건으로부터 선택된 조합에 의하여 다양한 발명이 추출될 수 있다. 예를 들면, 실시 형태에 나타나는 전체 구성 요건으로부터 몇 가지 구성 요건이 삭제되어도 과제를 해결할 수 있으며, 효과가 얻어지는 경우에는, 이 구성 요건이 삭제된 구성이 발명으로서 추출될 수 있다.
1 : 검사 장치
2 : 촬영 기구
3 : 제어 기구
5 : 시료실
6 : 경통
8 : 시료
EB : 전자 빔
EBA : 전자 빔
MEB : 멀티 전자 빔
11 : 스테이지
12 : 스테이지 구동 기구
13 : 스테이지 구동 기구
21 : 전자 총
22 : 조명 렌즈
23 : 성형 애퍼처 어레이 플레이트
24 : 축소 렌즈
25 : 제한 애퍼처 어레이 플레이트
26 : 대물 렌즈
27 : 편향기
28 : 편향기
31 : 빔 세퍼레이터
32 : 투영 렌즈
33 : 투영 렌즈
34 : 검출기
41 : 제어 장치
411 : 검사 제어 회로
412 : 스테이지 제어 회로
413 : 렌즈 제어 회로
414 : 편향기 제어 회로
415 : 참조 화상 생성 회로
416 : 화상 취득 회로
417 : 추정 회로
418 : 비교 회로
42 : 기억 장치
43 : 표시 장치
44 : 입력 장치
45 : 통신 장치

Claims (19)

  1. 시료가 재치되는 스테이지와,
    상기 시료의 복수의 서브 영역을 포함한 제1 영역을 향하여 조사된 복수의 전자 빔에 의하여 발생하는 2 차 전자에 기초하는 복수의 검사 화상을 취득하는 화상 취득 회로와,
    상기 복수의 서브 영역에 각각 형성되는 패턴을 나타내는 복수의 참조 화상과, 상기 복수의 검사 화상과의 위치 이탈량에 기초하여 상기 제1 영역에 조사된 상기 복수의 전자 빔의 어레이의 회전량을 추정하는 추정 회로와,
    상기 회전량에 기초하여, 상기 시료의 제2 영역에 조사되는 상기 복수의 전자 빔의 포커스 위치를 제어하는, 스테이지 제어 회로와,
    상기 복수의 참조 화상과 상기 복수의 검사 화상을 비교하는 비교 회로
    를 구비하는 검사 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 화상 취득 회로는, 상기 시료의 제1 축을 따라 배열되고 또한 각각이 복수의 서브 영역을 포함한 복수의 영역의 각 영역에 대하여 순서대로, 상기 복수의 영역 중의 각 영역을 향하여 조사된 복수의 전자 빔에 의하여 발생하는 2 차 전자에 기초하는 복수의 검사 화상을 취득하고,
    상기 추정 회로는, 상기 각 영역에 대하여, 상기 각 영역의 상기 복수의 서브 영역에 각각 형성되는 패턴을 나타내는 복수의 참조 화상과, 상기 복수의 검사 화상과의 위치 이탈량에 기초하여 상기 각 영역에 조사된 상기 복수의 전자 빔 어레이의 상기 회전량을 추정하는, 검사 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 검사 화상은, 상기 복수의 서브 영역을 향하여 일대일로 각각 조사된 상기 복수의 전자 빔에 의하여 발생하는 2 차 전자에 기초하는, 검사 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 화상 취득 회로는, 상기 시료의 제1 축을 따라 배열되고 또한 각각이 복수의 서브 영역을 포함한 복수의 영역의 각 영역에 대하여 순서대로, 상기 복수의 영역 중의 각 영역을 향하여 조사된 복수의 전자 빔에 의하여 발생하는 2 차 전자에 기초하는 복수의 검사 화상을 취득하고,
    상기 추정 회로는, 상기 각 영역에 대하여, 상기 각 영역의 상기 복수의 서브 영역에 각각 형성되는 패턴을 나타내는 복수의 참조 화상과, 상기 복수의 검사 화상과의 위치 이탈량에 기초하여 상기 각 영역에 조사된 상기 복수의 전자 빔 어레이의 상기 회전량을 추정하는, 검사 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 추정 회로는,
    상기 복수의 검사 화상 각각과 상기 복수의 참조 화상 1 개와의 위치 이탈량에 기초하여, 상기 제1 영역에서의 상기 복수의 전자 빔이 각각 도달한 복수의 제1 위치를 추정하고,
    상기 복수의 전자 빔 각각의 복수의 초기 위치와, 상기 복수의 제1 위치와의 이탈량에 기초하여, 상기 회전량을 추정하는, 검사 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 화상 취득 회로는, 상기 시료의 제1 축을 따라 배열되고 또한 각각이 복수의 서브 영역을 포함한 복수의 영역의 각 영역에 대하여 순서대로, 상기 복수의 영역 중의 각 영역을 향하여 조사된 복수의 전자 빔에 의하여 발생하는 2 차 전자에 기초하는 복수의 검사 화상을 취득하고,
    상기 추정 회로는, 상기 각 영역에 대하여, 상기 각 영역의 상기 복수의 서브 영역에 각각 형성되는 패턴을 나타내는 복수의 참조 화상과, 상기 복수의 검사 화상과의 위치 이탈량에 기초하여 상기 각 영역에 조사된 상기 복수의 전자 빔 어레이의 상기 회전량을 추정하는, 검사 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 화상 취득 회로는, 상기 시료의 복수의 제2 서브 영역을 포함한 제3 영역을 향하여 조사된 상기 복수의 전자 빔에 의하여 발생하는 2 차 전자에 기초하는 복수의 제2 검사 화상을 취득하고,
    상기 복수의 제2 서브 영역에 각각 형성되는 패턴을 나타내는 복수의 제2 참조 화상과, 상기 복수의 제2 검사 화상과의 위치 이탈량에 기초하여 상기 복수의 전자 빔의 상기 복수의 초기 위치를 추정하는 검사 제어 회로를 더 구비하는, 검사 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 화상 취득 회로는, 상기 시료의 제1 축을 따라 배열되고 또한 각각이 복수의 서브 영역을 포함한 복수의 영역의 각 영역에 대하여 순서대로, 상기 복수의 영역 중의 각 영역을 향하여 조사된 복수의 전자 빔에 의하여 발생하는 2 차 전자에 기초하는 복수의 검사 화상을 취득하고,
    상기 추정 회로는, 상기 각 영역에 대하여, 상기 각 영역의 상기 복수의 서브 영역에 각각 형성되는 패턴을 나타내는 복수의 참조 화상과, 상기 복수의 검사 화상과의 위치 이탈량에 기초하여 상기 각 영역에 조사된 상기 복수의 전자 빔 어레이의 상기 회전량을 추정하는, 검사 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 화상 취득 회로는, 상기 시료의 복수의 제3 서브 영역의 각각을 주사하도록 상기 복수의 전자 빔을 조사함으로써 발생하는 2 차 전자에 기초하여 상기 복수의 검사 화상을 취득하고,
    상기 검사 제어 회로는,
    상기 복수의 제3 서브 영역의 각각의 복수의 제1 중심점으로 이루어지는 조의 제2 중심점과, 상기 제2 중심점으로부터 상기 복수의 제1 중심점의 각각까지의 벡터와, 상기 이탈의 양으로부터 상기 복수의 검사 화상 각각의 복수의 제1 회전량을 취득하고,
    상기 추정 회로는, 상기 복수의 제1 회전량의 평균에 기초하여, 상기 회전의 양을 추정하는, 검사 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 검사 제어 회로는,
    상기 회전의 상기 양에 기초하여, 상기 제1 영역의 디포커스량을 추정하고,
    상기 디포커스량을 없앤만큼 상기 스테이지의 위치를 변경함으로써, 상기 복수의 전자 빔의 상기 포커스 위치를 제어하는, 검사 장치.
  11. 시료가 재치되는 스테이지와,
    상기 시료의 제1 영역을 향하여 조사된 전자 빔에 의하여 발생하는 2 차 전자에 기초하는 검사 화상을 취득하는 화상 취득 회로와,
    상기 제1 영역에 형성되는 패턴을 나타내는 참조 화상과, 상기 검사 화상과의 이탈량에 기초하여 상기 제1 영역에 조사된 상기 전자 빔의 회전량을 추정하는 추정 회로와,
    상기 회전량에 기초하여, 상기 시료의 제2 영역에 조사되는 상기 전자 빔의 포커스 위치를 제어하는, 스테이지 제어 회로와,
    상기 참조 화상과 상기 검사 화상을 비교하는 비교 회로
    를 구비하는, 검사 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 화상 취득 회로는, 상기 시료의 제1 축을 따라 배열되는 복수의 영역의 각 영역에 대하여 순서대로, 상기 복수의 영역 중의 각 영역을 향하여 조사된 전자 빔에 의하여 발생하는 2 차 전자에 기초하는 복수의 검사 화상을 취득하고,
    상기 추정 회로는, 상기 각 영역에 대하여, 상기 각 영역에 형성되는 패턴을 나타내는 참조 화상과, 상기 검사 화상과의 이탈량에 기초하여 상기 각 영역에 조사된 상기 전자 빔의 상기 회전량을 추정하는, 검사 장치.
  13. 시료의 복수의 서브 영역을 포함한 제1 영역을 향하여 조사된 복수의 전자 빔에 의하여 발생하는 2 차 전자에 기초하는 복수의 검사 화상을 취득하는 단계와,
    상기 복수의 서브 영역에 각각 형성되는 패턴을 나타내는 복수의 참조 화상과, 상기 복수의 검사 화상과의 위치 이탈량에 기초하여 상기 제1 영역에 조사된 상기 복수의 전자 빔의 어레이의 회전량을 추정하는 단계와,
    상기 회전량에 기초하여, 상기 시료의 제2 영역에 조사되는 상기 복수의 전자 빔의 포커스 위치를 조정하는 단계와,
    상기 복수의 참조 화상과 상기 복수의 검사 화상을 비교하는 단계
    을 구비하는, 검사 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 취득하는 단계는, 상기 시료의 제1 축을 따라 배열되고 또한 각각이 복수의 서브 영역을 포함한 복수의 영역의 각 영역에 대하여 순서대로, 상기 복수의 영역 중의 각 영역을 향하여 조사된 복수의 전자 빔에 의하여 발생하는 2 차 전자에 기초하는 복수의 검사 화상을 취득하는 단계를 포함하고,
    상기 추정하는 단계는, 상기 각 영역에 대하여, 상기 각 영역의 상기 복수의 서브 영역에 각각 형성되는 패턴을 나타내는 복수의 참조 화상과, 상기 복수의 검사 화상과의 위치 이탈량에 기초하여 상기 각 영역에 조사된 상기 복수의 전자 빔 어레이의 상기 회전량을 추정하는 단계를 포함하는, 검사 방법.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 취득하는 단계는, 상기 복수의 서브 영역을 향하여 일대일로 각각 조사된 상기 복수의 전자 빔에 의하여 발생하는 2 차 전자에 기초하여 상기 복수의 검사 화상을 취득하는 단계를 포함하는, 검사 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 추정하는 단계는,
    상기 복수의 검사 화상 각각과 상기 복수의 참조 화상 1 개와의 위치 이탈량에 기초하여, 상기 제1 영역에서의 상기 복수의 전자 빔이 각각 도달한 복수의 제1 위치를 추정하는 단계와,
    상기 복수의 전자 빔 각각의 복수의 초기 위치와, 상기 복수의 제1 위치와의 이탈량에 기초하여, 상기 회전의 상기 양을 추정하는 단계
    를 포함하는, 검사 방법.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 시료의 복수의 제2 서브 영역을 포함한 제3 영역을 향하여 조사된 상기 복수의 전자 빔에 의하여 발생하는 2 차 전자에 기초하는 복수의 제2 검사 화상을 취득하는 단계와,
    상기 복수의 제2 서브 영역에 각각 형성되는 패턴을 나타내는 복수의 제2 참조 화상과, 상기 복수의 제2 검사 화상과의 위치 이탈량에 기초하여 상기 복수의 전자 빔의 복수의 초기 위치를 추정하는 단계
    를 더 구비하는, 검사 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 시료의 복수의 제3 서브 영역의 각각을 주사하도록 상기 복수의 전자 빔을 조사함으로써 발생하는 2 차 전자에 기초하여 상기 복수의 검사 화상을 취득하는 단계와,
    상기 복수의 제3 서브 영역의 각각의 복수의 제1 중심점으로 이루어지는 조의 제2 중심점과, 상기 제2 중심점으로부터 상기 복수의 제1 중심점의 각각까지의 벡터와, 상기 이탈의 양으로부터 상기 복수의 검사 화상 각각의 복수의 제1 회전량을 취득하는 단계
    를 더 구비하고,
    상기 추정하는 단계는, 상기 복수의 제1 회전량의 평균에 기초하여, 상기 회전의 양을 추정하는 단계를 포함하는, 검사 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 회전의 상기 양에 기초하여, 상기 제1 영역의 디포커스량을 추정하는 단계를 더 포함하고,
    상기 포커스 위치를 조정하는 단계는, 상기 디포커스량을 없앤만큼 스테이지의 위치를 변경하는 단계를 포함하는, 검사 방법.
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