TWI814344B - 多二次電子束的對準方法、多二次電子束的對準裝置以及電子束檢查裝置 - Google Patents

多二次電子束的對準方法、多二次電子束的對準裝置以及電子束檢查裝置 Download PDF

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TWI814344B
TWI814344B TW111114576A TW111114576A TWI814344B TW I814344 B TWI814344 B TW I814344B TW 111114576 A TW111114576 A TW 111114576A TW 111114576 A TW111114576 A TW 111114576A TW I814344 B TWI814344 B TW I814344B
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安藤厚司
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Abstract

本發明的一態樣提供一種能夠進行多帶電粒子束與二次電子檢測器的對準的多二次電子束的對準方法、多二次電子束的對準裝置以及電子束檢查裝置。本發明的一態樣的多二次電子束的對準方法的特徵在於：利用自平台上的對象物面放出的多二次電子束，於多檢測器的呈格子狀排列的多個第一檢測元件上進行掃描，藉由多檢測器對多二次電子束中的包含位於角的角射束的多個射束進行檢測，算出包含角射束的多個射束與多個第一檢測元件中的檢測出多個射束的多個第二檢測元件的位置關係，基於位置關係，算出用於將多個第一檢測元件對準多二次電子束的位移量，使用位移量使多檢測器相對於多二次電子束相對地移動。

Description

多二次電子束的對準方法、多二次電子束的對準裝置以及電子束檢查裝置
本發明是有關於一種多二次電子束的對準方法、多二次電子束的對準裝置以及電子束檢查裝置，是有關於一種對基板照射多一次電子束並對自基板放出的多二次電子束進行檢測來獲得畫像的手法。
[相關申請案]
本申請案享有以日本專利申請案2021-080643號(申請日：2021年5月11日)以及日本專利申請案2022-002324號(申請日：2022年1月11日)為基礎申請案的優先權。本申請案藉由參照該基礎申請案而包括基礎申請案的全部內容。
近年來，伴隨大規模積體電路(Large Scale Integrated circuit，LSI)的高積體化及大容量化，半導體元件所要求的電路線寬變得越來越窄。而且，對於花費極大的製造成本的LSI的製造而言，良率的提昇不可或缺。但是，如以1Gb級的動態隨機存取記憶體(Dynamic Random Access Memory，DRAM)(隨機存取記憶體)為代表般，構成LSI的圖案自次微米(submicron)級變成奈米級。近年來，伴隨形成於半導體晶圓上的LSI圖案尺寸的微細化，必須作為圖案缺陷進行檢測的尺寸亦變得極小。因此，需 要對已被轉印至半導體晶圓上的超微細圖案的缺陷進行檢查的圖案檢查裝置的高精度化。此外，作為使良率下降的大的因素之一，可列舉利用光微影技術將超微細圖案曝光、轉印至半導體晶圓上時所使用的遮罩的圖案缺陷。因此，需要對LSI製造中所使用的轉印用遮罩的缺陷進行檢查的圖案檢查裝置的高精度化。
於檢查裝置中，例如，對檢查對象基板照射使用了電子束的多射束，並檢測與自檢查對象基板放出的各射束對應的二次電子，從而拍攝圖案畫像。而且已知有如下的方法：藉由將拍攝所得的測定畫像與設計資料、或拍攝基板上的同一圖案所得的測定畫像進行比較來進行檢查。例如，有將拍攝同一基板上的不同地方的同一圖案所得的測定畫像資料彼此進行比較的「晶粒-晶粒(die to die)檢查」，或以進行了圖案設計的設計資料為基礎生成設計畫像資料(參照畫像)，並將其與拍攝圖案所得的作為測定資料的測定畫像進行比較的「晶粒-資料庫(die to database)檢查」。所拍攝的畫像作為測定資料而被發送至比較電路。於比較電路中，於畫像彼此的對準後，按照適當的演算法將測定資料與參照資料進行比較，在不一致的情況下，判定有圖案缺陷。
於多射束檢查裝置中，於多射束的根數與二次電子檢測器的元件數相同的系統中，兩者的對準變得重要。特別是，在新穎地或者以更換的形式將二次電子檢測器搭載於裝置的情況下，與多二次電子束的對準變得重要。例如，揭示了於二次光學系統透鏡的最終段的透鏡與二次電子檢測器之間配置開口板，而將開口板 用於二次電子束的位置調整的手法(例如，參照日本專利特開2014-026834號公報)。
本發明的一態樣提供一種能夠進行多帶電粒子束與二次電子檢測器的對準的多二次電子束的對準方法、多二次電子束的對準裝置以及電子束檢查裝置。
本發明的一態樣的多二次電子束的對準方法的特徵在於：利用自平台上的對象物面放出的多二次電子束，於多檢測器的呈格子狀排列的多個第一檢測元件上進行掃描，藉由多檢測器對多二次電子束中的包含位於角的角射束(Corner beam)的多個射束進行檢測，算出包含角射束的多個射束與多個第一檢測元件中的檢測出多個射束的多個第二檢測元件的位置關係，基於位置關係，算出用於將多個第一檢測元件對準多二次電子束的位移量，使用位移量使多檢測器相對於多二次電子束相對地移動。
本發明的一態樣的多二次電子束的對準裝置的特徵在於，包括：平台；電子光學系統，利用多一次電子束照射平台上的對象物面；多檢測器，具有呈格子狀排列的多個第一檢測元件，對藉由多一次電子束的照射而自對象物面放出的多二次電子束中的包含 位於角的角射束的多個射束進行檢測；二次系統偏轉器，利用多二次電子束於多個第一檢測元件上進行掃描；位置關係算出電路，算出包含角射束的多個射束與多個第一檢測元件中的檢測出多個射束的多個第二檢測元件的位置關係；位移量算出電路，基於位置關係，算出用於將多個第一檢測元件對準多二次帶電粒子束的位移量；以及移動機構，使用位移量使多檢測器相對於多二次電子束相對地移動。
本發明的一態樣的電子束檢查裝置的特徵在於，包括：平台；電子光學系統，利用多一次電子束照射平台上的對象物面；多檢測器，具有呈格子狀排列的多個第一檢測元件，對藉由多一次電子束的照射而自對象物面放出的多二次電子束中的包含位於角的角射束的多個射束進行檢測；二次系統偏轉器，利用多二次電子束於多個第一檢測元件上進行掃描；位置關係算出電路，算出包含角射束的多個射束與多個第一檢測元件中的檢測出多個射束的多個第二檢測元件的位置關係；位移量算出電路，基於位置關係，算出用於將多個第一檢測元件對準多二次帶電粒子束的位移量；移動機構，使用位移量使多檢測器相對於多二次電子束相對 地移動；以及比較電路，將載置於平台上的被檢查基板的二次電子畫像與規定的畫像進行比較，二次電子畫像是藉由如下方式取得：利用多一次電子束照射平台上的被檢查基板，多檢測器對藉由多一次電子束的照射而自被檢查基板放出的多二次電子束進行檢測。
8:一次電子束
20:多一次電子束
22:孔(開口部)
29:子照射區域
30:圖框區域
31:圖框畫像
32:條紋區域
33:矩形區域
34:照射區域
50、52、56、61:儲存裝置
54:圖框畫像製作部
57:對準部
58:比較部
62:角畫像提取部
64:角部位置關係算出部
66:整體位置關係確定部
68:旋轉中心算出部
70:向量演算部
72:中心對應座標算出部
74:位移量算出部
76:旋轉角度算出部
78:位移處理部
79:旋轉處理部
80:射束位置算出部
82:合成部
84:檢測元件座標算出部
90:射束間距算出部
92、96:判定部
94:射束間距調整處理部
95:形狀評價值算出部
97:失真調整處理部
100:檢查裝置
101:基板
102:電子束柱
103:檢查室
105:平台(XY平台)
106:檢測電路
107:位置電路
108:比較電路
109:儲存裝置
110:控制計算機
111:標記
112:參照畫像製作電路
114:平台控制電路
118:記憶體
119:列印機
120:匯流排
122:雷射測長系統
123:晶片圖案記憶體
124:透鏡控制電路
126:遮沒控制電路
128:偏轉控制電路
130:檢測器平台控制電路
132、142:驅動機構
133:E×B控制電路
134:對準電路
135:失真校正器控制電路
144、146、148、149:DAC放大器
150:畫像取得機構
151:一次電子光學系統
152:二次電子光學系統
160:控制系統電路
200:電子束
201:電子槍
202、205、206、224:電磁透鏡
203:成形孔徑陣列基板
207:電磁透鏡(物鏡)
208:主偏轉器
209:副偏轉器
212:成批遮沒偏轉器
213:限制孔徑基板
214:E×B分離器
216:反射鏡
218、226:偏轉器
222:多檢測器
225:檢測器孔徑陣列基板
227:旋轉平台
228:x，y平台
229:檢測器平台
230、231:微調線圈
232:失真校正器
300:多二次電子束
330:檢查區域
332:晶片(晶圓晶粒)
B11:角射束(射束、多二次電子束、二次電子束)
B12、B21:射束(多二次電子束、二次電子束)
B14、B15、B22、B24、B25、B41、B42、B44、B45、B51、B52、B54、B55:射束(多二次電子束)
C1:旋轉中心座標
C1~C8:磁極
C2:對應座標
D11~D55、D11'、D12':檢測元件
Eval:形狀評價值
lk:長度
P:射束間距(射束間間距)
P1、P2、Q1、Q2、R1:向量
R2:合成向量
S:位移量
S104:二次射束掃描及畫像取得步驟
S106、S116:角畫像提取步驟
S108、S118:角部位置關係算出步驟
S109-1:射束間距算出步驟
S109-2、S121-2:判定步驟
S109-3:射束間距調整步驟
S110:檢測器旋轉步驟
S114:掃描及畫像取得步驟(二次射束掃描及畫像取得步驟)
S120:整體位置關係確定步驟
S121-1:形狀評價值算出步驟
S121-3:失真調整步驟
S122:旋轉中心算出步驟
S124:向量演算步驟
S126:中心對應座標算出步驟
S128:位移量算出步驟
S130:旋轉角度算出步驟
S132:位移步驟
S134:旋轉步驟
S140:檢查處理步驟
x、y:方向
Φ:旋轉角度
α、β:向量係數
θ:旋轉角度(方向)
θk:內角
圖1是表示實施方式1中的檢查裝置的結構的結構圖。
圖2是表示實施方式1中的成形孔徑陣列基板的結構的概念圖。
圖3是表示實施方式1中的對準電路的內部結構的一例的圖。
圖4是表示實施方式1中的檢查方法的主要部分步驟的一例的流程圖。
圖5是表示實施方式1中的二次電子束陣列的一例的圖。
圖6是表示由實施方式1中的各檢測元件拍攝到的畫像的一例的圖。
圖7是表示由實施方式1中的各檢測元件拍攝到的畫像的一例中的角部的畫像的圖。
圖8是表示實施方式1中的角部的畫像群的一例的圖。
圖9是表示實施方式1中的檢測元件D11與各射束B11、B12、B21、B22的位置的關係的圖。
圖10是表示實施方式1中的檢測元件D12與各射束B11、B12、B21、B22的位置的關係的圖。
圖11是表示實施方式1中的檢測元件D21與各射束B11、B12、B21、B22的位置的關係的圖。
圖12是表示實施方式1中的檢測元件D22與各射束B11、B12、B21、B22的位置的關係的圖。
圖13是表示實施方式1中的合成後的各檢測元件的位置與各射束的位置的關係的一例的圖。
圖14是表示實施方式1中的整體位置關係的一例的圖。
圖15是表示實施方式1中的旋轉前後的多檢測器的多個檢測元件的座標的一例的圖。
圖16是表示用於算出實施方式1中的旋轉中心座標的演算式的圖。
圖17是用於說明實施方式1中的檢測元件座標的向量演算的方法的圖。
圖18是表示用於算出實施方式1中的向量係數的演算式的圖。
圖19是用於說明實施方式1中的二次電子束座標的向量演算的方法的圖。
圖20是表示用於算出實施方式1中的對準角度的演算式的圖。
圖21是表示形成於實施方式1中的半導體基板的多個晶片 區域的一例的圖。
圖22是用於說明實施方式1中的檢查處理的圖。
圖23是表示實施方式1中的比較電路內的結構的一例的結構圖。
圖24是表示實施方式2中的檢查裝置的結構的結構圖。
圖25是表示實施方式3中的對準電路的內部結構的一例的圖。
圖26是表示實施方式3中的檢查方法的主要部分步驟的一例的流程圖。
圖27是表示實施方式4中的檢查裝置的結構的結構圖。
圖28是表示實施方式4中的對準電路的內部結構的一例的圖。
圖29是表示實施方式4中的檢查方法的主要部分步驟的一例的流程圖。
圖30是用於說明算出實施方式4中的形狀評價值的手法的圖。
圖31是用於說明實施方式4中的失真校正器的結構的一例與調整方法的一例的圖。
圖32是用於說明實施方式4中的失真校正器的結構的另一例與調整方法的另一例的圖。
以下，於實施方式中，對能夠進行多帶電粒子束與二次 電子檢測器的對準的方法及能夠實現所述方法的裝置進行說明。
另外，以下，於實施方式中，作為多二次電子束的對準裝置的一例，對使用多電子束的檢查裝置進行說明。但是，並不限於此。只要為進行照射多一次電子束而自基板放出的多二次電子束與多檢測器的對準的裝置即可。例如可列舉使用照射多一次電子束而自基板放出的多二次電子束取得畫像的畫像取得裝置。
實施方式1.
圖1是表示實施方式1中的檢查裝置的結構的結構圖。圖1中，對已形成於基板的圖案進行檢查的檢查裝置100是多電子束檢查裝置的一例。檢查裝置100包括畫像取得機構150以及控制系統電路160。畫像取得機構150包括：電子束柱102(電子鏡筒)及檢查室103。於電子束柱102內，配置有：電子槍201、電磁透鏡202、成形孔徑陣列基板203、電磁透鏡205、成批遮沒偏轉器212、限制孔徑基板213、電磁透鏡206、電磁透鏡207(物鏡)、主偏轉器208、副偏轉器209、電磁場正交(E×B：E cross B)分離器214(射束分離器(beam separator))、偏轉器218、電磁透鏡224、偏轉器226、檢測器平台229、檢測器孔徑陣列基板225以及多檢測器222。由電子槍201、電磁透鏡202、成形孔徑陣列基板203、電磁透鏡205、成批遮沒偏轉器212、限制孔徑基板213、電磁透鏡206、電磁透鏡207(物鏡)、主偏轉器208以及副偏轉器209構成一次電子光學系統151(照明光學系統)。另外，由電磁透鏡207、E×B分離器214、偏轉器218、電磁透鏡224以及偏 轉器226構成二次電子光學系統152(檢測光學系統)。多檢測器222配置於檢測器平台229上，所述檢測器平台229能夠於二次座標系的x、y方向及旋轉(θ)方向上移動。檢測器平台229具有旋轉平台227以及二次系統的x、y平台228。
於檢查室103內，至少配置可於XY方向上移動的平台105。於平台105上配置作為檢查對象的基板101(試樣)。基板101包含曝光用遮罩基板以及矽晶圓等半導體基板。當基板101為半導體基板時，於半導體基板形成有多個晶片圖案(晶圓晶粒(wafer die))。當基板101為曝光用遮罩基板時，於曝光用遮罩基板形成有晶片圖案。晶片圖案包含多個圖形圖案。將已形成於所述曝光用遮罩基板的晶片圖案多次曝光轉印至半導體基板上，藉此於半導體基板形成多個晶片圖案(晶圓晶粒)。以下，主要對基板101為半導體基板的情況進行說明。基板101例如使圖案形成面朝向上側而配置於平台105。另外，於平台105上，配置有將自配置於檢查室103的外部的雷射測長系統122照射的雷射測長用的雷射光反射的反射鏡216。另外，於平台105上，配置有被調整至與基板101面相同高度位置的標記111。作為標記111，例如形成十字圖案。
另外，多檢測器222於電子束柱102的外部與檢測電路106連接。檢測電路106與晶片圖案記憶體123連接。
多檢測器222具有配置成陣列狀(格子狀)的多個檢測元件。於檢測器孔徑陣列基板225中，以多個檢測元件的排列間 距形成多個開口部。多個開口部例如形成為圓形。各開口部的中心位置對準對應的檢測元件的中心位置而形成。另外，開口部的尺寸形成得較檢測元件的電子檢測面的區域尺寸小。
於控制系統電路160中，對檢查裝置100整體進行控制的控制計算機110經由匯流排120而與位置電路107、比較電路108、參照畫像製作電路112、平台控制電路114、透鏡控制電路124、遮沒控制電路126、偏轉控制電路128、檢測器平台控制電路130、E×B控制電路133、對準電路134、磁碟裝置等儲存裝置109、記憶體118以及列印機119連接。另外，偏轉控制電路128與數位-類比轉換(Digital-to-Analog Conversion，DAC)放大器144、DAC放大器146、DAC放大器148、DAC放大器149連接。DAC放大器146與主偏轉器208連接，DAC放大器144與副偏轉器209連接。DAC放大器148與偏轉器218連接。DAC放大器149與偏轉器226連接。
另外，晶片圖案記憶體123與比較電路108以及對準電路134連接。另外，於平台控制電路114的控制下，藉由驅動機構142來驅動平台105。於驅動機構142中，例如構成如於平台座標系中的X方向、Y方向、θ方向上進行驅動的三軸(X-Y-θ)馬達般的驅動系統，從而平台105可於XYθ方向上移動。該些未圖示的X馬達、Y馬達、θ馬達例如可使用步進馬達。平台105藉由XYθ各軸的馬達而可於水平方向及旋轉方向上移動。而且，平台105的移動位置藉由雷射測長系統122來測定，並被供給至位置電 路107。雷射測長系統122接收來自反射鏡216的反射光，藉此以雷射干涉法的原理對平台105的位置進行測長。平台座標系例如相對於與多一次電子束20的光軸正交的面，設定一次座標系的X方向、Y方向、θ方向。
於檢測器平台控制電路130的控制下，藉由驅動機構132來驅動檢測器平台229。於驅動機構132中，例如構成如於平台座標系中的x方向、y方向、θ方向上進行驅動的三軸(x-y-θ)馬達般的驅動系統，從而x、y平台228能夠於x、y方向上移動，旋轉平台227能夠於θ方向上移動。於圖1的例子中，示出了於旋轉平台227上配置有x、y平台228的情況。該些未圖示的x馬達、y馬達、θ馬達例如可使用步進馬達。檢測器平台229藉由xyθ各軸的馬達而能夠於水平方向及旋轉方向上移動。平台座標系例如相對於與多二次電子束300的光軸正交的面，設定二次座標系的x方向、y方向、θ方向。
電磁透鏡202、電磁透鏡205、電磁透鏡206、電磁透鏡207以及電磁透鏡224由透鏡控制電路124控制。E×B分離器214由E×B控制電路133控制。另外，成批遮沒偏轉器212為包含兩極以上的電極的靜電型的偏轉器，且針對每一電極經由未圖示的DAC放大器而由遮沒控制電路126來控制。副偏轉器209為包含四極以上的電極的靜電型的偏轉器，且針對每一電極經由DAC放大器144而由偏轉控制電路128來控制。主偏轉器208為包含四極以上的電極的靜電型的偏轉器，且針對每一電極經由DAC放大 器146而由偏轉控制電路128來控制。偏轉器218為包含四極以上的電極的靜電型的偏轉器，且針對每一電極經由DAC放大器148而由偏轉控制電路128來控制。另外，偏轉器226為包含四極以上的電極的靜電型的偏轉器，且針對每一電極經由未圖示的DAC放大器149而由偏轉控制電路128來控制。
於電子槍201連接有未圖示的高壓電源電路，藉由自高壓電源電路對於電子槍201內的未圖示的燈絲(陰極)與引出電極(陽極)間的加速電壓的施加，並且藉由另外的引出電極(韋乃特(Wehnelt))的電壓的施加與規定的溫度的陰極的加熱，已自陰極放出的電子群得到加速，形成電子束200而被放出。
此處，於圖1中記載了在對實施方式1進行說明的方面必要的結構。對於檢查裝置100而言，通常亦可包括必要的其他結構。
圖2是表示實施方式1中的成形孔徑陣列基板的結構的概念圖。圖2中，於成形孔徑陣列基板203，二維狀的橫(x方向)m1行×縱(y方向)n1段(m1、n1為2以上的整數)的孔(開口部)22在x方向、y方向上以規定的排列間距形成。於圖2的例子中，示出了形成有23×23的孔(開口部)22的情況。各孔22均由相同尺寸形狀的矩形形成。或者，亦可為相同外徑的圓形。電子束200的一部分分別通過所述多個孔22，藉此形成多一次電子束20。接著，對取得二次電子畫像時的畫像取得機構150的動作進行說明。一次電子光學系統151利用多一次電子束20照射基板101。具體 而言，以如下方式運作。
已自電子槍201(放出源)放出的電子束200被電磁透鏡202折射而對成形孔徑陣列基板203整體進行照明。於成形孔徑陣列基板203，如圖2所示般形成有多個孔22(開口部)，電子束200對包含多個孔22的全體在內的區域進行照明。已照射至多個孔22的位置的電子束200的各一部分分別通過所述成形孔徑陣列基板203的多個孔22，藉此形成多一次電子束20。
所形成的多一次電子束20被電磁透鏡205以及電磁透鏡206分別折射，一面反覆形成中間像及交叉(cross over)，一面通過配置於多一次電子束20的各射束的中間像面的E×B分離器214而前進至電磁透鏡207(物鏡)。
當多一次電子束20入射至電磁透鏡207(物鏡)時，電磁透鏡207將多一次電子束20聚焦於基板101。藉由物鏡207而焦點對準(對焦)在基板101(試樣)面上的多一次電子束20由主偏轉器208及副偏轉器209成批偏轉，並照射至各射束在基板101上的各自的照射位置。再者，在多一次電子束20整體由成批遮沒偏轉器212成批偏轉的情況下，其位置自限制孔徑基板213的中心的孔偏移，多一次電子束20整體由限制孔徑基板213遮蔽。另一方面，未由成批遮沒偏轉器212偏轉的多一次電子束20如圖1所示般通過限制孔徑基板213的中心的孔。藉由所述成批遮沒偏轉器212的開/關(ON/OFF)來進行遮沒控制，而對射束的開/關(ON/OFF)進行成批控制。如此般，限制孔徑基板213對藉由成 批遮沒偏轉器212而以射束變成關的狀態的方式進行了偏轉的多一次電子束20進行遮蔽。而且，藉由自射束變成開至射束變成關為止所形成的通過了限制孔徑基板213的射束群，形成畫像取得用的多一次電子束20。
當多一次電子束20被照射至基板101的所需位置時，由於所述多一次電子束20的照射，自基板101放出與多一次電子束20的各射束對應的包含反射電子的二次電子的射束(多二次電子束300)。
已自基板101放出的多二次電子束300通過電磁透鏡207而前進至E×B分離器214。E×B分離器214具有使用線圈的兩極以上的多個磁極、以及兩極以上的多個電極。例如，具有相位各錯開90°的四極的磁極(電磁偏轉線圈)、以及同樣地相位各錯開90°的四極的電極(靜電偏轉電極)。而且，例如藉由將相向的兩極的磁極設定為N極以及S極，利用所述多個磁極產生指向性的磁場。同樣地，例如藉由對相向的兩極的電極施加符號相反的電位V，利用所述多個電極產生指向性的電場。具體而言，E×B分離器214在與多一次電子束20的中心射束前進的方向(軌道中心軸)正交的面上，使電場與磁場產生於正交的方向上。不論電子的行進方向如何，電場均朝相同的方向帶來力。相對於此，磁場按照弗萊明左手定則(Fleming's left hand rule)而帶來力。因此，可根據電子的侵入方向來使作用於電子的力的方向變化。於自上側侵入E×B分離器214的多一次電子束20中，由電場所帶來的力與由磁 場所帶來的力相互抵消，多一次電子束20朝下方直線前進。相對於此，於自下側侵入E×B分離器214的多二次電子束300中，由電場所帶來的力與由磁場所帶來的力均朝相同的方向發揮作用，多二次電子束300朝斜上方彎曲，從而自多一次電子束20的軌道上分離。
向斜上方彎曲的多二次電子束300藉由偏轉器218而進一步彎曲，並一邊由電磁透鏡224折射一邊投影至多檢測器222。多檢測器222對通過檢測器孔徑陣列基板225的開口部而經投影的多二次電子束300進行檢測。多一次電子束20的各射束於多檢測器222的檢測面，與多二次電子束300的各二次電子束所對應的檢測元件碰撞而放大地產生電子，並按照每一畫素生成二次電子畫像資料。由多檢測器222檢測出的強度訊號被輸出至檢測電路106。各一次電子束被照射至基板101上自身射束所在的由x方向的射束間間距與y方向的射束間間距包圍的子照射區域內，並於所述子照射區域內進行掃描(scan動作)。
二次電子畫像的取得是如上所述般照射多一次電子束20，藉由多檢測器222對因多一次電子束20的照射而自基板101放出的多二次電子束300進行檢測。所檢測的多二次電子束300中可包含反射電子。或者，反射電子亦可為於二次電子光學系統152中移動的過程中分離而未到達多檢測器222的情況。藉由多檢測器222檢測出的各一次電子束的個別照射區域(子照射區域)內的每一畫素的二次電子的檢測資料(測定畫像資料：二次電子畫 像資料：被檢查畫像資料)按照測定順序被輸出至檢測電路106。於檢測電路106內，藉由未圖示的類比/數位(Analog/Digital，A/D)轉換器將類比的檢測資料轉換為數位資料，並保存於晶片圖案記憶體123中。而且，所獲得的二次電子畫像資料(二次電子畫像的資料)與來自位置電路107的表示各位置的資訊一起被輸出至比較電路108。
為了獲得各一次電子束的子照射區域內的畫像，需要藉由多檢測器222的對應檢測元件來對與各一次電子束對應的二次電子束進行檢測。因此，於多一次電子束20的根數與多檢測器222的檢測元件數相同的系統中，與多一次電子束20對應的多二次電子束300和多檢測器222的多個檢測元件的對準變得重要。
圖3是表示實施方式1中的對準電路的內部結構的一例的圖。於圖3中，於對準電路134內，配置有磁碟裝置等儲存裝置61、角畫像提取部62、角部位置關係算出部64、整體位置關係確定部66、旋轉中心算出部68、向量演算部70、中心對應座標算出部72、位移量算出部74、旋轉角度算出部76、位移處理部78以及旋轉處理部79。
另外，於角部位置關係算出部64內，配置有射束位置算出部80、合成部82以及檢測元件座標算出部84。
角畫像提取部62、角部位置關係算出部64(射束位置算出部80、合成部82以及檢測元件座標算出部84)、整體位置關係確定部66、旋轉中心算出部68、向量演算部70、中心對應座標 算出部72、位移量算出部74、旋轉角度算出部76、位移處理部78以及旋轉處理部79等的各「~部」包含處理電路，所述處理電路包含電性回路、電腦、處理器、電路基板、量子電路、或者半導體裝置等。另外，各「~部」亦可使用共同的處理電路(相同的處理電路)。或者，亦可使用不同的處理電路(各自不同的處理電路)。角畫像提取部62、角部位置關係算出部64(射束位置算出部80、合成部82以及檢測元件座標算出部84)、整體位置關係確定部66、旋轉中心算出部68、向量演算部70、中心對應座標算出部72、位移量算出部74、旋轉角度算出部76、位移處理部78以及旋轉處理部79內所需要的輸入資料或者經演算的結果隨時被儲存於未圖示的記憶體、或者記憶體118。
圖4是表示實施方式1中的檢查方法的主要部分步驟的一例的流程圖。於圖4中，實施方式1中的檢查方法的主要部分步驟實施以下的一系列步驟：二次射束掃描及畫像取得步驟(S104)、角畫像提取步驟(S106)、角部位置關係算出步驟(S108)、檢測器旋轉步驟(S110)、掃描及畫像取得步驟(S114)、角畫像提取步驟(S116)、角部位置關係算出步驟(S118)、整體位置關係確定步驟(S120)、旋轉中心算出步驟(S122)、向量演算步驟(S124)、中心對應座標算出步驟(S126)、位移量算出步驟(S128)、旋轉角度算出步驟(S130)、位移步驟(S132)、旋轉步驟(S134)以及檢查處理步驟(S140)。
實施方式1中的多電子束對準方法實施所述各步驟中的 以下的步驟：二次射束掃描及畫像取得步驟(S104)、角畫像提取步驟(S106)、角部位置關係算出步驟(S108)、檢測器旋轉步驟(S110)、掃描及畫像取得步驟(S114)、角畫像提取步驟(S116)、角部位置關係算出步驟(S118)、整體位置關係確定步驟(S120)、旋轉中心算出步驟(S122)、向量演算步驟(S124)、中心對應座標算出步驟(S126)、位移量算出步驟(S128)、旋轉角度算出步驟(S130)、位移步驟(S132)以及旋轉步驟(S134)。位移步驟(S132)與旋轉步驟(S134)哪一個先進行均可。或者亦可同時期實施。同樣地，位移量算出步驟(S128)與旋轉角度算出步驟(S130)哪一個先進行均可。或者亦可同時期實施。
圖5是表示實施方式1中的二次電子束陣列的一例的圖。於圖5的例子中，例如，示出了5×5條多二次電子束300。此處，即便看到圖5所示的中心射束附近的射束群的畫像(虛線範圍)，亦難以判別畫像內的各射束是哪個位置的射束的位置關係。相對於此，根據四個角落的角部的射束群(例如，左上角部的2×2的射束群)的畫像，可判別所述射束群中的實際上位於角的角射束。因此，可求出射束群的位置關係。若知曉射束群相對於畫像的位置關係，則可求出拍攝到畫像的檢測元件與射束群的位置關係。因此，於實施方式1中，使用角部的射束群，進行多二次電子束300與多檢測器222的多個檢測元件的對準。以下，進行具體說明。
作為二次射束掃描及畫像取得步驟(S104)，一次電子光 學系統151利用多一次電子束20照射XY平台105上的對象物面。具體而言，以如下方式運作。畫像取得機構150將多一次電子束20照射至停止狀態的平台105上。此時，主偏轉器208及副偏轉器209將多一次電子束20的中心對準多一次電子束的軌道中心軸的位置。在即便不進行偏轉亦位於多一次電子束20的軌道中心軸的情況下，亦可不進行偏轉。藉此，各一次電子束照射至各自的一次電子束的掃描範圍的掃描中心位置。此處，作為成為照射位置的平台105上的對象物，例如可列舉配置於平台105上的評價用基板。或者，亦可為標記111。或者亦可為平台105的上表面。
然後，偏轉器226(二次系統偏轉器)利用藉由多一次電子束20的照射而自對象物面放出的多二次電子束300於多檢測器222的多個檢測元件(第一檢測元件)上進行掃描。具體而言，以如下方式運作。自對象物面放出的多二次電子束300藉由二次電子光學系統152，經由檢測器孔徑陣列基板225而投影至多檢測器222。於所述狀態下，藉由偏轉器226對多二次電子束300進行預先設定的二次射束掃描範圍的掃描動作。多檢測器222藉由呈格子狀排列的多個檢測元件(第一檢測元件)對多二次電子束300進行檢測。藉此，於各檢測元件中，拍攝檢測器孔徑陣列基板225的孔徑像。多檢測器222對多二次電子束300中的至少包含位於角的角射束的多個射束進行檢測。
此處，在藉由偏轉器226對多二次電子束300進行成批掃描的情況下，如圖5所示於多二次電子束300的射束間間距P 的4倍以上的掃描範圍(掃描範圍)進行掃描。於圖5中，由實線表示多二次電子束300的射束間間距P的4倍的掃描範圍。藉此，在掃描了多二次電子束300的情況下，在與包含角射束的2×2的射束群對應的2×2個檢測元件的各掃描範圍內可包括包含角射束的2×2的射束群。
圖6是表示由實施方式1中的各檢測元件拍攝到的畫像的一例的圖。於圖6的例子中，示出了由與5×5條多二次電子束300對應的5×5個檢測元件D11~D55拍攝到的孔徑像的一例。於各檢測元件中，藉由多二次電子束300的掃描動作，拍攝在自己的檢測元件上通過的多個二次電子束。實際上，對通過了檢測器孔徑陣列基板225的開口部的射束進行檢測。因此，於各檢測元件中，對多個孔徑像進行檢測。由各檢測元件檢測出的二次電子的檢測資料按照測定順序被輸出至檢測電路106。於檢測電路106內，藉由未圖示的A/D轉換器將類比的檢測資料轉換為數位資料，並保存於晶片圖案記憶體123。而且，所獲得的二次電子畫像資料被輸出至對準電路134。於對準電路134內，二次電子畫像資料(檢測畫像)被保存於儲存裝置61中。
作為角畫像提取步驟(S106)，角畫像提取部62自所有檢測元件的畫像群中提取角部的畫像群。
圖7是表示由實施方式1中的各檢測元件拍攝到的畫像的一例中的角部的畫像的圖。於圖7的例子中，與圖6同樣地，示出了由5×5個檢測元件D11~D55拍攝到的畫像。於圖7中， 作為角部的畫像群之一，可列舉包含檢測元件D11的2×2個檢測元件D11、D12、D21、D22的畫像群。同樣地，作為角部的畫像群之一，可列舉包含檢測元件D15的鄰接的2×2個檢測元件D14、D15、D24、D25的畫像群。同樣地，作為角部的畫像群之一，可列舉包含檢測元件D51的2×2個檢測元件D41、D42、D51、D52的畫像群。同樣地，作為角部的畫像群之一，可列舉包含檢測元件D55的2×2個檢測元件D44、D45、D54、D55的畫像群。
於包含檢測元件D11的2×2個檢測元件D11、D12、D21、D22中，對包含與檢測元件D11對應的角射束的鄰接的2×2條二次電子束的孔徑像進行檢測。同樣地，於包含檢測元件D15的鄰接的2×2個檢測元件D14、D15、D24、D25中，對包含與檢測元件D15對應的角射束的2×2條二次電子束的孔徑像進行檢測。同樣地，於包含檢測元件D51的2×2個檢測元件D41、D42、D51、D52中，對包含與檢測元件D51對應的角射束的鄰接的2×2條二次電子束的孔徑像進行檢測。同樣地，於包含檢測元件D55的2×2個檢測元件D44、D45、D54、D55中，對包含與檢測元件D55對應的角射束的鄰接的2×2條二次電子束的孔徑像進行檢測。
此處，例如，提取2×2個檢測元件D11、D12、D21、D22的畫像群。
此處，亦可能有於畫像內不存在角射束的情況。作為原因，認為多二次電子束300的射束間距過寬。在此情況下，調整射束間距，再次自二次射束掃描及畫像取得步驟(S104)重新進行。
另外，亦可能有無法獲得四個角部中的兩個以上的角部的畫像的情況。作為原因，認為多二次電子束300的射束軸大幅偏移。在此情況下，調整射束軸，再次自二次射束掃描及畫像取得步驟(S104)重新進行。
作為角部位置關係算出步驟(S108)，角部位置關係算出部64(位置關係算出部)算出包含角射束的多個射束、與多個檢測元件中的檢測出包含角射束的多個射束的多個檢測元件(第二檢測元件)的位置關係。具體而言，以如下方式運作。
射束位置算出部80針對提取出的每一畫像，算出包含角射束的2×2的射束群的位置。若可拍攝包含角射束的2×2的射束群的像，則可根據其位置關係判別角射束。例如，可判定為：在與鄰接的射束的方向(例如x方向)為相反方向(-x方向)的規定的範圍內不存在其他鄰接射束，在與正交的方向的另一個鄰接的射束的方向(例如-y方向)為相反方向(y方向)的規定的範圍內不存在其他鄰接射束的射束為角射束。
圖8是表示實施方式1中的角部的畫像群的一例的圖。於圖8的例子中，示出了2×2個檢測元件D11、D12、D21、D22的畫像群。例如，於檢測元件D11的畫像中，拍攝以對應的射束B11的掃描中心(掃描範圍的中心)的位置為中心的畫像。而且，可藉由上述方法判別角射束B11。若知曉角射束B11，則可算出實際上拍攝到的角射束B11相對於射束B11的掃描中心的位置的相對位置。另外，若知曉角射束B11，則根據多二次電子束300的位 置關係可判別鄰接的射束B12、射束B21、射束B22。因此，可算出射束B12、射束B21、射束B22相對於角射束B11的掃描中心的位置(或者，角射束B11)的各相對位置。關於剩餘的檢測元件D12、檢測元件D21、檢測元件D22的各畫像亦相同。藉此，可針對每一畫像算出各射束B11、B12、B21、B22相對於對應的射束的掃描中心的位置(各自的畫像中心)的位置。
圖9是表示實施方式1中的檢測元件D11與各射束B11、B12、B21、B22的位置的關係的圖。於圖9中，示出了根據以檢測元件D11的位置為中心的情況下的畫像而算出的各射束B11、B12、B21、B22的位置。若多二次電子束300與分別對應的檢測元件的位置對準，則各射束的掃描中心與對應的檢測元件的位置一致。因此，於檢測畫像內檢測出的各射束B11、B12、B21、B22在以檢測元件D11為中心的情況下，存在於使自檢測畫像中心向各射束的向量上下左右反轉的位置。因此，如圖9所示，在以檢測元件D11為中心的情況下，於自檢測畫像中心向角射束B11的向量的相反方向上，於由距檢測元件D11相同的向量長度表示的位置存在角射束B11。同樣地，於自檢測畫像中心向射束B12的向量的相反方向上，於由距檢測元件D11相同的向量長度表示的位置存在角射束B12。同樣地，於自檢測畫像中心向射束B21的向量的相反方向上，於由距檢測元件D11相同的向量長度表示的位置存在角射束B21。同樣地，於自檢測畫像中心向射束B22的向量的相反方向上，於由距檢測元件D11相同的向量長度表示的位 置存在角射束B22。
圖10是表示實施方式1中的檢測元件D12與各射束B11、B12、B21、B22的位置的關係的圖。於圖10中，示出了根據以檢測元件D12的位置為中心的情況下的畫像而算出的各射束B11、B12、B21、B22的位置。與圖9的情況同樣地，在以檢測元件D12為中心的情況下，於自檢測畫像中心向角射束B11的向量的相反方向上，於由距檢測元件D12相同的向量長度表示的位置存在角射束B11。同樣地，於自檢測畫像中心向射束B12的向量的相反方向上，於由距檢測元件D12相同的向量長度表示的位置存在射束B12。同樣地，於自檢測畫像中心向射束B21的向量的相反方向上，於由距檢測元件D12相同的向量長度表示的位置存在射束B21。同樣地，於自檢測畫像中心向射束B22的向量的相反方向上，於由距檢測元件D12相同的向量長度表示的位置存在射束B22。
圖11是表示實施方式1中的檢測元件D21與各射束B11、B12、B21、B22的位置的關係的圖。於圖11中，示出了根據以檢測元件D21的位置為中心的情況下的畫像而算出的各射束B11、B12、B21、B22的位置。與圖9的情況同樣地，在以檢測元件D21為中心的情況下，於自檢測畫像中心向角射束B11的向量的相反方向上，於由距檢測元件D21相同的向量長度表示的位置存在角射束B11。同樣地，於自檢測畫像中心向射束B12的向量的相反方向上，於由距檢測元件D21相同的向量長度表示的位置 存在射束B12。同樣地，於自檢測畫像中心向射束B21的向量的相反方向上，於由距檢測元件D21相同的向量長度表示的位置存在射束B21。同樣地，於自檢測畫像中心向射束B22的向量的相反方向上，於由距檢測元件D21相同的向量長度表示的位置存在射束B22。
圖12是表示實施方式1中的檢測元件D22與各射束B11、B12、B21、B22的位置的關係的圖。於圖12中，示出了根據以檢測元件D22的位置為中心的情況下的畫像而算出的各射束B11、B12、B21、B22的位置。與圖9的情況同樣地，在以檢測元件D22為中心的情況下，於自檢測畫像中心向角射束B11的向量的相反方向上，於由距檢測元件D22相同的向量長度表示的位置存在角射束B11。同樣地，於自檢測畫像中心向射束B12的向量的相反方向上，於由距檢測元件D22相同的向量長度表示的位置存在射束B12。同樣地，於自檢測畫像中心向射束B21的向量的相反方向上，於由距檢測元件D22相同的向量長度表示的位置存在射束B21。同樣地，於自檢測畫像中心向射束B22的向量的相反方向上，於由距檢測元件D22相同的向量長度表示的位置存在射束B22。
接著，合成部82對各射束相對於根據角部的四個畫像而算出的各檢測元件的位置的關係進行合成。
圖13是表示實施方式1中的合成後的各檢測元件的位置與各射束的位置的關係的一例的圖。於任何位置關係中均使用 相同的2×2條射束B11、B12、B21、B22。因此，2×2條射束B11、B12、B21、B22的位置關係相同。因此，以使包含角射束B11的2×2條射束B11、B12、B21、B22的位置對準的方式合成各檢測元件的位置。於圖13中，示出了於多二次電子束300的座標系(二次座標系)中角部的各檢測元件D11、D12、D21、D22的位置與各射束B11、B12、B21、B22的位置的關係。二次座標系是以多二次電子束300的中心位置為中心的座標系。因此，於二次座標系中，可確定多二次電子束300的各二次電子束的座標。因此，若知曉與各射束的位置關係，則可確定二次座標系中的檢測元件的座標。
另外，關於其他角部，亦同樣地算出位置關係。具體而言，算出各檢測元件D14、D15、D24、D25的位置與各射束B14、B15、B24、B25的位置的關係。同樣地，算出各檢測元件D41、D42、D51、D52的位置與各射束B41、B42、B51、B52的位置的關係。同樣地，算出各檢測元件D44、D45、D54、D55的位置與各射束B44、B45、B54、B55的位置的關係。
作為檢測器旋轉步驟(S110)，檢測器平台控制電路130對驅動機構132進行控制而使旋轉平台227旋轉。藉此，旋轉平台227使多檢測器222以預先設定的旋轉角度Φ(第一旋轉角度)旋轉。
作為二次射束掃描及畫像取得步驟(S114)，畫像取得機構150將多一次電子束20照射至停止狀態的平台105上。此時， 主偏轉器208及副偏轉器209將多一次電子束20的中心對準多一次電子束的軌道中心軸的位置。
然後，偏轉器226(二次系統偏轉器)於多檢測器222旋轉後的狀態下，利用自對象物面放出的多二次電子束300於多檢測器222的多個檢測元件(第一檢測元件)上進行掃描(掃描)。然後，多檢測器222於旋轉後的狀態下，藉由呈格子狀排列的多個檢測元件(第一檢測元件)對多二次電子束300進行檢測。藉此，於各檢測元件中，拍攝檢測器孔徑陣列基板225的孔徑像。換言之，藉由多檢測器222對包含角射束的多個射束進行檢測。掃描的方法與二次射束掃描及畫像取得步驟(S104)相同。
作為角畫像提取步驟(S116)，角畫像提取部62自多檢測器222於旋轉後的狀態下檢測出的所有檢測元件的畫像群中，提取角部的畫像群。提取的方法與角畫像提取步驟(S106)相同。
作為角部位置關係算出步驟(S118)，角部位置關係算出部64算出包含角射束的多個射束、與多檢測器222旋轉後的檢測出包含角射束的多個射束的多個檢測元件(第二檢測元件)的位置關係。角部位置關係算出步驟(S118)的內容與角部位置關係算出步驟(S108)相同。
藉由以上步驟，算出多檢測器222旋轉後的狀態下的各檢測元件D11、D12、D21、D22的位置與各射束B11、B12、B21、B22的位置的關係。同樣地，算出多檢測器222旋轉後的狀態下的二次座標系中的各檢測元件D14、D15、D24、D25的位置與各射 束B14、B15、B24、B25的位置的關係。同樣地，算出多檢測器222旋轉後的狀態下的各檢測元件D41、D42、D51、D52的位置與各射束B41、B42、B51、B52的位置的關係。同樣地，算出多檢測器222旋轉後的狀態下的各檢測元件D44、D45、D54、D55的位置與各射束B44、B45、B54、B55的位置的關係。
作為整體位置關係確定步驟(S120)，整體位置關係確定部66確定多二次電子束300與全部檢測元件的整體位置關係。
圖14是表示實施方式1中的整體位置關係的一例的圖。由於分別算出了四個角部的位置關係，因此組合四個角部的位置關係。由於預先知曉多檢測器222的5×5個檢測元件D11~D55的排列位置關係及排列間距，因此將以於各個角部算出的2×2個檢測元件為一組的四個角落的四組適用於各自的排列位置。藉此，如圖14所示，可確定相對於5×5個檢測元件的整體位置的5×5條多二次電子束300整體的位置。因此，可確定二次座標系中的5×5個檢測元件D11~D55的位置關係。
圖15是表示實施方式1中的旋轉前後的多檢測器的多個檢測元件的座標的一例的圖。如圖15所示，檢測元件D11(D11')以未知的旋轉中心座標(rx，ry)為軸自旋轉前的座標(x1，y1)向旋轉後的座標(X1，Y1)移動。同樣地，檢測元件D12(D12')以未知的旋轉中心座標(rx，ry)為軸自旋轉前的座標(x2，y2)向旋轉後的座標(X2，Y2)移動。
作為旋轉中心算出步驟(S122)，旋轉中心算出部68基 於使多檢測器222旋轉的旋轉角度Φ(第一旋轉角度)、以及包含角射束的多個射束與旋轉前後的多個檢測元件的位置關係，算出多檢測器222的旋轉中心座標。具體而言，如上所述，包含角射束的2×2條射束和與該些射束對應的旋轉前的2×2個檢測元件的位置關係算出完畢。因此，檢測元件座標算出部84根據所述位置關係來算出二次座標系中的各檢測元件D11、D12、D21、D22的座標。由於可藉由二次座標系來定義各二次電子束的座標，因此可算出各檢測元件D11、D12、D21、D22的座標。同樣地，包含角射束的2×2條射束和該些射束對應的旋轉後的2×2個檢測元件的位置關係算出完畢。而且，於多檢測器222的旋轉前後，二次座標系中的多二次電子束300的位置不變化。因此，檢測元件座標算出部84根據所述多檢測器222的旋轉後的位置關係來算出多檢測器222旋轉後的狀態下的二次座標系中的各檢測元件D11、D12、D21、D22的座標。使用所述旋轉前後的2×2個檢測元件中的兩個以上的檢測元件的旋轉前後的位置。此處，例如，使用使多檢測器222旋轉的旋轉角度Φ與搜索到的旋轉前後的兩個檢測元件D11(D11')、D12(D12')的各座標(x1，y1)、(x2，y2)、(X1，Y1)、(X2，Y2)來演算多檢測器222的旋轉中心座標(rx，ry)。
圖16是表示用於算出實施方式1中的旋轉中心座標的演算式的圖。根據旋轉前後的座標的關係，藉由式(1)可求出旋轉中心座標(rx，ry)。於式(1)中，使用(x1，y1)、(x2，y2)、…、(xn，yn)以及(X1，Y1)、(X2，Y2)、…、(Xn，Yn)與n點 的旋轉前後的檢測元件的座標，n只要為2以上即可。另外，於圖16中，將檢測元件示為PD。再者，相對於每一個角部，知曉2×2個檢測元件的座標。因此，與使用兩點的旋轉前後的檢測元件的座標進行計算的情況相比，使用四點的旋轉前後的檢測元件的座標進行計算可提高精度。進而，二次座標系中的剩餘的三個角部的2×2個檢測元件的座標亦可根據個別的位置關係同樣地算出。或者二次座標系中的剩餘的三個角部的2×2個檢測元件的座標可根據整體位置關係算出。因此，可知四個角部的16點的旋轉前後的檢測元件的座標。與使用四點的旋轉前後的檢測元件的座標進行計算的情況相比，使用16點的旋轉前後的檢測元件的座標進行計算可進一步提高精度。
於上述例子中，對不知曉相對於配置在檢測器平台229上的多檢測器222的多個檢測元件D11~D55的相對的旋轉中心位置的情況下的動作進行了說明。在預先知曉相對於多個檢測元件D11~D55的相對的旋轉中心位置的情況下，檢測器旋轉步驟(S110)、掃描及畫像取得步驟(S114)、角畫像提取步驟(S116)、角部位置關係算出步驟(S118)的各步驟亦可省略。在所述情況下，於旋轉中心算出步驟(S122)中，只要根據已經算出的自多個檢測元件D11~D55中的至少一個的座標至旋轉中心位置的相對位置關係來算出旋轉中心座標C1的座標即可。
作為向量演算步驟(S124)，向量演算部70進行如下的演算：將自角部的2×2個檢測元件中的例如實際的角的檢測元件 的座標向旋轉中心座標C1(rx，ry)的向量分解為自實際的角的檢測元件的座標向外周的剩餘的兩個檢測元件的座標的兩個向量。
圖17是用於說明實施方式1中的檢測元件座標的向量演算的方法的圖。將旋轉前的實際的角的檢測元件D11與旋轉前的外周側的兩個檢測元件D12、D21中的自檢測元件D11的座標(x1，y1)向旋轉中心座標(rx，ry)的向量R1分解為自檢測元件D11的座標(x1，y1)向D12的座標(x2，y2)的向量Q1與自檢測元件D11的座標(x1，y1)向檢測元件D21的座標(x3，y3)的向量P1。向量R1可使用向量P1與向量Q1由以下的式(2)來定義。於式(2)中，省略了表示向量的符號(-)。
(2)R1=αP1+βQ1
圖18是表示用於算出實施方式1中的向量係數的演算式的圖。未知的向量係數α、向量係數β可由式(3)求出。設為向量P1=(Px，Py)、向量Q1=(Qx，Qy)、向量R1=(Rx，Ry)。
於上述例子中，示出了使用檢測元件D11作為成為基點的檢測元件的情況，但並不限於此。亦可使用實際的角的四個檢測元件D11、D15、D51、D55中的任一者來進行計算。藉由使用實際的角的四個檢測元件D11、D15、D51、D55中的一個，可使用所述一個角部的2×2個檢測元件的位置進行向量演算。或者，即便如圖17所示使用整體的位置關係亦較佳。若為使用整體的位置關係的情況，則成為基點的檢測元件亦可為實際的角的四個檢測元件D11、D15、D51、D55以外的檢測元件。例如，可使用檢測 元件D22。在此情況下，例如，可使用兩個檢測元件D42、D24的位置來進行向量演算。二次座標系中的整體的位置關係算出完畢。因此，各檢測元件的座標可根據二次座標系求出。
作為中心對應座標算出步驟(S126)，中心對應座標算出部72演算對於成為與旋轉中心座標(rx，ry)相對於多個檢測元件D11、D21、D12的位置關係相同的位置關係的多二次電子束B11、多二次電子束B21、多二次電子束B12的對應座標C2。
圖19是用於說明實施方式1中的二次電子束座標的向量演算的方法的圖。於圖19中，對應座標C2是將經分解的兩個向量αP2、βQ2應用於多二次電子束中的三個二次電子束B11、B21、B12的座標的情況下的兩個向量的合成向量的座標而演算。具體而言，中心對應座標算出部72演算αP2與βQ2的合成向量R2，所述αP2是自與成為基點的檢測元件D11對應的二次電子束B11向與檢測元件D21對應的二次電子束B21的向量P2乘以向量係數α所得，所述βQ2是自與檢測元件D11對應的二次電子束B11向與檢測元件D12對應的二次電子束B12的向量Q2乘以向量係數β所得。然後，中心對應座標算出部72算出以二次電子束B11為起點的合成向量R2的座標作為對應座標C2。
作為位移量算出步驟(S128)，位移量算出部74基於包含角射束的2×2條射束和與該些射束對應的旋轉前的2×2個檢測元件的位置關係，算出用於將多檢測器222的多個檢測元件D11~D55對準多二次電子束B11~多二次電子束B55的位移量S。例 如，以使與該些射束對應的旋轉前的2×2個檢測元件的位置對準包含角射束的2×2條射束的位置的方式算出位移量S。具體而言，只要以使包含角射束的2×2條射束和與該些射束對應的旋轉前的2×2個檢測元件的位置的偏移成為最小的方式算出位移量S即可。於在多檢測器222的多個檢測元件與多二次電子束300之間無旋轉誤差的情況下特別有效。或者，位移量算出部74例如演算用於將旋轉中心座標C1(rx，ry)位移至對於多二次電子束的對應座標C2的位移量S(dx，dy)。於在多檢測器222的多個檢測元件D11~D55與多二次電子束B11~多二次電子束B55之間存在旋轉誤差的情況下特別有效。
作為旋轉角度算出步驟(S130)，旋轉角度算出部76使用旋轉前後的上述位置關係中的其中一者及多檢測器222的旋轉中心座標C1，算出用於將多檢測器222的多個檢測元件(第一檢測元件)對準多二次電子束300的旋轉角度θ(第二旋轉角度)。具體而言，旋轉角度算出部76使用已經算出的多個檢測元件D11~D55的各座標中的至少一個及多檢測器222的旋轉中心座標(rx，ry)，算出用於將多個檢測元件D11~D55對準多二次電子束B11~多二次電子束B55的旋轉角度θ(第二旋轉角度)。當然，在使用旋轉前的座標的情況下，成為自旋轉前的狀態起的旋轉角度，在使用旋轉後的座標的情況下，成為自旋轉後的狀態起的旋轉角度。
圖20是表示用於算出實施方式1中的對準角度的演算式的圖。對準後的檢測元件座標(X，Y)可使用對準前的檢測元 件座標(x，y)、旋轉中心座標(rx，ry)、以及未知的旋轉角度θ，如圖20所示的式(4)般定義。藉由將所述式(4)失真，可求出未知的旋轉角度θ。對準後的檢測元件座標(X，Y)與對應的二次電子束的座標一致。
為了提高旋轉角度θ的精度，較佳為使用一個角部的2×2個檢測元件的各座標(x1，y1)~(x4，y4)求出未知的旋轉角度θ。為了進一步提高精度，較佳為使用四個角部的合計16個檢測元件的各座標(x1，y1)~(x16，y16)求出未知的旋轉角度θ。
以如上方式可獲得用於對準的位移量(dx，dy)與旋轉角度θ。
作為位移步驟(S132)，於位移處理部78的控制下，x、y平台228(移動機構)使用位移量S使多檢測器222相對於多二次電子束300相對地移動。具體而言，以將旋轉中心座標C1位移至對應座標C2的方式使多檢測器222平行移動。此處，使多檢測器222以機械方式移動。
作為旋轉步驟(S134)，於旋轉處理部79的控制下，旋轉平台227(旋轉機構)以旋轉角度θ使多檢測器222旋轉。
藉由以上的動作，可將多檢測器222的多個檢測元件D11~D55對準多二次電子束B11~多二次電子束B55。
作為檢查處理步驟(S140)，使用進行了對準的檢查裝置100來對基板101進行檢查。
圖21是表示實施方式1中的形成於半導體基板的多個晶片區域的一例的圖。圖21中，在基板101為半導體基板(晶圓)的情況下，於半導體基板(晶圓)的檢查區域330，多個晶片(晶圓晶粒)332形成為二維的陣列狀。藉由未圖示的曝光裝置(步進機)，將已形成於曝光用遮罩基板的一個晶片量的遮罩圖案例如縮小成1/4而轉印至各晶片332。一個晶片量的遮罩圖案一般而言包含多個圖形圖案。
圖22是用於說明實施方式1中的檢查處理的圖。如圖22所示，各晶片332的區域例如朝向y方向以規定的寬度分割成多個條紋區域32。由畫像取得機構150執行的掃描動作例如針對每一條紋區域32而實施。例如，一邊使平台105於-x方向上移動，一邊相對地於x方向上進行條紋區域32的掃描動作。各條紋區域32朝向長度方向被分割成多個矩形區域33。射束於作為對象的矩形區域33中的移動是藉由主偏轉器208執行的多一次電子束20整體的成批偏轉而進行。
於圖22的例子中，例如示出了5×5行的多一次電子束20的情況。藉由多一次電子束20的一次照射而可照射的照射區域34由(基板101面上的多一次電子束20的x方向的射束間間距乘以x方向的射束數所得的x方向尺寸)×(基板101面上的多一次電子束20的y方向的射束間間距乘以y方向的射束數所得的y方向尺寸)來定義。照射區域34成為多一次電子束20的視場。而且，構成多一次電子束20的各一次電子束8照射至自身的射束 所在的由x方向的射束間間距與y方向的射束間間距包圍的子照射區域29內，並於所述子照射區域29內進行掃描(掃描動作)。各一次電子束8負責互不相同的任一個子照射區域29。而且，於各發射時，各一次電子束8對負責子照射區域29內的相同位置進行照射。一次電子束8於子照射區域29內的移動是藉由由副偏轉器209執行的多一次電子束20整體的成批偏轉而進行。重覆所述動作，利用一個一次電子束8於一個子照射區域29內依次進行照射。
各條紋區域32的寬度較佳為設定成與照射區域34的y方向尺寸相同、或者較照射區域34的y方向尺寸窄了掃描裕度量的尺寸。於圖22的例子中，示出了照射區域34與矩形區域33為相同尺寸的情況。但是，並不限於此。照射區域34亦可小於矩形區域33。或者亦可大於矩形區域33。而且，構成多一次電子束20的各一次電子束8照射至自身的射束所在的子照射區域29內，於所述子照射區域29內進行掃描(掃描動作)。而且，若一個子照射區域29的掃描結束，則照射位置藉由由主偏轉器208執行的多一次電子束20整體的成批偏轉而朝相同條紋區域32內的鄰接的矩形區域33移動。重覆所述動作而於條紋區域32內依次進行照射。若一個條紋區域32的掃描結束，則照射區域34藉由平台105的移動或/及由主偏轉器208執行的多一次電子束20整體的成批偏轉而朝下一條紋區域32移動。如以上所述般藉由各一次電子束8的照射而進行每一子照射區域29的掃描動作及二次電子畫像的取 得。藉由組合所述每一子照射區域29的二次電子畫像，而構成矩形區域33的二次電子畫像、條紋區域32的二次電子畫像、或者晶片332的二次電子畫像。另外，於實際進行畫像比較的情況下，將各矩形區域33內的子照射區域29進一步分割為多個圖框區域30，對每一圖框區域30的圖框畫像31進行比較。於圖22的例子中，示出了將由一個一次電子束8掃描的子照射區域29分割成例如藉由在x方向、y方向上分別分割成兩部分而形成的四個圖框區域30的情況。
此處，當於平台105連續移動的同時向基板101照射多一次電子束20時，藉由主偏轉器208進行利用成批偏轉的跟蹤動作，以使多一次電子束20的照射位置追隨平台105的移動。因此，多二次電子束300的放出位置相對於多一次電子束20的軌道中心軸時時刻刻發生變化。同樣地，當於子照射區域29內進行掃描時，各二次電子束的放出位置於子照射區域29內時時刻刻發生變化。偏轉器226對多二次電子束300進行成批偏轉，以使得如此般放出位置發生了變化的各二次電子束照射至多檢測器222的對應檢測區域內。
畫像取得機構150以如上方式於每一條紋區域32中推進掃描動作。用於檢查的畫像(二次電子畫像)是藉由如下方式取得：利用多一次電子束20照射平台105上的被檢查基板101，多檢測器222對藉由多一次電子束20的照射而自基板101放出的多二次電子束300進行檢測。所檢測的多二次電子束300中可包含 反射電子。或者，反射電子亦可為於二次電子光學系統152中移動的過程中分離而未到達多檢測器222的情況。藉由多檢測器222檢測出的各子照射區域29內的每一畫素的二次電子的檢測資料(測定畫像資料：二次電子畫像資料：被檢查畫像資料)按照測定順序被輸出至檢測電路106。於檢測電路106內，藉由未圖示的A/D轉換器將類比的檢測資料轉換為數位資料，並保存於晶片圖案記憶體123中。而且，所獲得的測定畫像資料與來自位置電路107的表示各位置的資訊一起被轉送至比較電路108。
圖23是表示實施方式1中的比較電路內的結構的一例的結構圖。圖23中，於比較電路108內，配置磁碟裝置等儲存裝置50、儲存裝置52、儲存裝置56、圖框畫像製作部54、對準部57以及比較部58。圖框畫像製作部54、對準部57以及比較部58等的各「~部」包含處理電路，所述處理電路包含電性回路、電腦、處理器、電路基板、量子電路、或半導體裝置等。另外，各「~部」亦可使用共同的處理電路(同一個處理電路)。或者，亦可使用不同的處理電路(各自不同的處理電路)。圖框畫像製作部54、對準部57以及比較部58內所需要的輸入資料或經演算的結果隨時被儲存於未圖示的記憶體、或記憶體118。
經轉送至比較電路108內的測定畫像資料(射束畫像)被保存於儲存裝置50中。
而且，圖框畫像製作部54製作將藉由各一次電子束8的掃描動作而取得的子照射區域29的畫像資料進一步分割而成的 多個圖框區域30的每一圖框區域30的圖框畫像31。而且，將圖框區域30用作被檢查畫像的單位區域。再者，較佳的是各圖框區域30以餘裕區域相互重合的方式構成，以使畫像無遺漏。經製作的圖框畫像31被保存於儲存裝置56。
另一方面，參照畫像製作電路112基於成為形成於基板101的多個圖形圖案的基礎的設計資料，針對每一圖框區域30，製作與圖框畫像31對應的參照畫像。具體而言，以如下方式運作。首先，經由控制計算機110而自儲存裝置109讀出設計圖案資料，將由經讀出的所述設計圖案資料定義的各圖形圖案轉換成二值或多值的影像資料。
如上所述般，由設計圖案資料定義的圖形例如將長方形或三角形作為基本圖形，例如，保存有如下圖形資料：利用圖形的基準位置的座標(x、y)、邊的長度、作為對長方形或三角形等圖形種類進行區分的辨識符的圖形碼等資訊，對各圖案圖形的形狀、大小、位置等進行了定義。
若作為所述圖形資料的設計圖案資料被輸入至參照畫像製作電路112，則展開至每一圖形的資料為止，並對該圖形資料的表示圖形形狀的圖形碼、圖形尺寸等進行解釋。而且，作為配置於以規定的量子化尺寸的格子(grid)為單位的柵格內的圖案，展開成二值或多值的設計圖案畫像資料並予以輸出。換言之，讀入設計資料，在將檢查區域設為以規定的尺寸為單位的柵格來進行假想分割而成的每一柵格中，演算設計圖案中的圖形所佔的佔有率， 並輸出n位元的佔有率資料。例如，較佳為將一個柵格設定為一個畫素。而且，若使一個畫素具有1/28(=1/256)的解析度，則與配置於畫素內的圖形的區域量相應地分配1/256的小區域並演算畫素內的佔有率。而且，形成8位元的佔有率資料。所述柵格(檢查畫素)只要與測定資料的畫素一致即可。
接著，參照畫像製作電路112對作為圖形的影像資料的設計圖案的設計畫像資料，使用規定的濾波函數實施濾波處理。藉此，可使作為畫像強度(濃淡值)為數位值的設計側的影像資料的設計畫像資料符合藉由多一次電子束20的照射而獲得的像生成特性。製作而成的參照畫像的每一畫素的畫像資料被輸出至比較電路108。經轉送至比較電路108內的參照畫像資料被保存於儲存裝置52中。
接著，對準部57讀出作為被檢查畫像的圖框畫像31、以及與該圖框畫像31對應的參照畫像，並以較畫素小的子畫素為單位對兩個畫像進行對準。例如，只要利用最小平方法進行對準即可。
然後，比較部58將載置於平台105上的基板101的二次電子畫像與規定的畫像進行比較。具體而言，比較部58針對每一畫素，對圖框畫像31與參照畫像進行比較。比較部58針對每一畫素，按照規定的判定條件對兩者進行比較，並判定有無例如形狀缺陷等缺陷。例如，若每一畫素的灰階值差較判定臨限值Th大，則判定為缺陷。然後，輸出比較結果。比較結果被輸出至儲存裝置 109或記憶體118，或者只要自列印機119輸出即可。
再者，於上述例子中，對晶粒-資料庫檢查進行了說明，但並不限於此。亦可為進行晶粒-晶粒(die to die)檢查的情況。在進行晶粒-晶粒檢查的情況下，於作為對象的圖框畫像31(晶粒1)、與形成有與該圖框畫像31相同的圖案的圖框畫像31(晶粒2)(參照畫像的另一例)之間進行上述對準與比較處理即可。
如以上所述，根據實施方式1，能夠進行多二次電子束與二次電子檢測器的有效率的對準。
實施方式2.
於實施方式2中，對藉由使多二次電子束300移動來代替使多檢測器222移動而進行對準的結構進行說明。以下，無特別說明的方面與實施方式1相同。
圖24是表示實施方式2中的檢查裝置的結構的結構圖。於圖24中，除了追加了微調線圈230、微調線圈231的方面以外，與圖1相同。微調線圈230、微調線圈231例如配置於偏轉器218與電磁透鏡224之間的二次電子軌道上。微調線圈230、微調線圈231為移動機構的另一例。再者，於圖1中，亦可省略x、y平台228或者包含x、y平台228的檢測器平台229。
於實施方式2中，於位移步驟(S132)中，藉由使用位移量使多二次電子束300的軌道位移，而使多檢測器222相對於多二次電子束300相對地移動。具體而言，使用微調線圈230、微調線圈231來代替作為檢測器平台229的一部分的x、y平台228 而使多二次電子束300的軌道中心軸移動，藉此以使旋轉中心座標C1相對地位移至對應座標C2的方式平行移動。
如以上所述，根據實施方式2，可在不以機械方式進行多檢測器222的平行移動的情況下實現對準。於本實施方式中使用兩個微調線圈230、231，亦可為一個。另外，於旋轉步驟(S134)中，亦可使用磁透鏡或電磁透鏡來代替作為檢測器平台229的一部分的旋轉平台227而使多二次電子束300的軌道旋轉。
實施方式3.
於實施方式3中，對考慮射束間距的結構進行說明。檢查裝置100的結構與圖1相同。或者與圖24相同。以下，無特別說明的方面與實施方式1或者實施方式2相同。
圖25是表示實施方式3中的對準電路的內部結構的一例的圖。於圖25中，除了追加了射束間距算出部90、判定部92以及射束間距調整處理部94的方面以外，與圖3相同。
角畫像提取部62、角部位置關係算出部64(射束位置算出部80、合成部82以及檢測元件座標算出部84)、整體位置關係確定部66、旋轉中心算出部68、向量演算部70、中心對應座標算出部72、位移量算出部74、旋轉角度算出部76、位移處理部78、旋轉處理部79、射束間距算出部90、判定部92以及射束間距調整處理部94等的各「~部」包含處理電路，所述處理電路包含電性回路、電腦、處理器、電路基板、量子電路、或者半導體裝置等。另外，各「~部」亦可使用共同的處理電路(相同的處理電 路)。或者，亦可使用不同的處理電路(各自不同的處理電路)。角畫像提取部62、角部位置關係算出部64(射束位置算出部80、合成部82以及檢測元件座標算出部84)、整體位置關係確定部66、旋轉中心算出部68、向量演算部70、中心對應座標算出部72、位移量算出部74、旋轉角度算出部76、位移處理部78、旋轉處理部79、射束間距算出部90、判定部92以及射束間距調整處理部94內所需要的輸入資料或者經演算的結果隨時被儲存於未圖示的記憶體、或者記憶體118。
圖26是表示實施方式3中的檢查方法的主要部分步驟的一例的流程圖。於圖26中，除了於角部位置關係算出步驟(S108)與檢測器旋轉步驟(S110)之間追加射束間距算出步驟(S109-1)、判定步驟(S109-2)、以及射束間距調整步驟(S109-3)的方面以外，與圖4相同。
或者，亦可代替於角部位置關係算出步驟(S108)與檢測器旋轉步驟(S110)之間追加，而於整體位置關係確定步驟(S120)與旋轉中心算出步驟(S122)之間追加射束間距算出步驟(S109-1)、判定步驟(S109-2)、以及射束間距調整步驟(S109-3)。
至角部位置關係算出步驟(S108)為止的各步驟的內容與實施方式1相同。
作為射束間距算出步驟(S109-1)，射束間距算出部90於確定了一個角部位置關係之後，基於所確定的位置關係，算出多二次電子束300的射束間距。射束間距是藉由根據包含角射束的 2×2的射束群的位置算出鄰接的兩個射束間的距離來獲得。
作為判定步驟(S109-2)，判定部92判定射束間距P是否為規定的範圍內。在射束間距P並非規定的範圍內的情況下，前進至射束間距調整步驟(S109-3)。在射束間距P為規定的範圍內的情況下，前進至檢測器旋轉步驟(S110)。
作為射束間距調整步驟(S109-3)，射束間距調整處理部94調整射束間距P。更具體而言，射束間距調整處理部94輸出對透鏡控制電路124進行控制的命令。透鏡控制電路124藉由調整電磁透鏡224，而調整多二次電子束300的倍率，藉此調整射束間距P。
於調整射束間距之後，返回至二次射束掃描及畫像取得步驟(S104)，反覆進行自二次射束掃描及自畫像取得步驟(S104)至射束間距調整步驟(S109-3)的各步驟，直至射束間距P成為規定的範圍內。以後的各步驟的內容與實施方式1相同。因此，位移量是於射束間距為規定的範圍內的狀態下算出。
如以上所述，於實施方式3中，於在多檢測器222的座標提取後射束間距自設計值偏移的情況下，進行間距調整(利用透鏡的倍率調整)，之後推進對準的流程。藉此，可高精度地進行對準。
實施方式4.
於實施方式4中，對考慮多二次電子束300的射束分佈形狀(射束陣列形狀)的結構進行說明。以下，無特別說明的方面 與實施方式1~實施方式3中的任一個相同。
圖27是表示實施方式4中的檢查裝置的結構的結構圖。於圖27中，除了追加了失真校正器232與失真校正器控制電路135的方面以外，與圖1相同。失真校正器232例如配置於偏轉器218與電磁透鏡224之間的二次電子軌道上。於圖27的例子中，示出了相對於圖1追加了失真校正器232的結構，但並不限於此。例如，亦可為相對於圖24追加了失真校正器232的結構。
另外，控制計算機110經由匯流排120而與位置電路107、比較電路108、參照畫像製作電路112、平台控制電路114、透鏡控制電路124、遮沒控制電路126、偏轉控制電路128、檢測器平台控制電路130、E×B控制電路133、對準電路134、失真校正器控制電路135、儲存裝置109、記憶體118以及列印機119連接。失真校正器232由失真校正器控制電路135控制。
圖28是表示實施方式4中的對準電路的內部結構的一例的圖。於圖28中，除了追加了形狀評價值算出部95、判定部96及失真調整處理部97的方面以外，與圖3相同。
角畫像提取部62、角部位置關係算出部64(射束位置算出部80、合成部82以及檢測元件座標算出部84)、整體位置關係確定部66、旋轉中心算出部68、向量演算部70、中心對應座標算出部72、位移量算出部74、旋轉角度算出部76、位移處理部78、旋轉處理部79、形狀評價值算出部95、判定部96以及失真調整處理部97等的各「~部」包含處理電路，所述處理電路包含 電性回路、電腦、處理器、電路基板、量子電路、或者半導體裝置等。另外，各「~部」亦可使用共同的處理電路(相同的處理電路)。或者，亦可使用不同的處理電路(各自不同的處理電路)。角畫像提取部62、角部位置關係算出部64(射束位置算出部80、合成部82以及檢測元件座標算出部84)、整體位置關係確定部66、旋轉中心算出部68、向量演算部70、中心對應座標算出部72、位移量算出部74、旋轉角度算出部76、位移處理部78、旋轉處理部79、形狀評價值算出部95、判定部96以及失真調整處理部97內所需要的輸入資料或者經演算的結果隨時被儲存於未圖示的記憶體、或者記憶體118。
圖29是表示實施方式4中的檢查方法的主要部分步驟的一例的流程圖。於圖29中，除了於整體位置關係確定步驟(S120)與旋轉中心算出步驟(S122)之間追加形狀評價值算出步驟(S121-1)、判定步驟(S121-2)、以及失真調整步驟(S121-3)的方面以外，與圖4相同。
至整體位置關係確定步驟(S120)為止的各步驟的內容與實施方式1相同。
作為形狀評價值算出步驟(S121-1)，於確定了整體位置關係之後，對多二次電子束300的射束分佈形狀進行評價。具體而言，形狀評價值算出部95算出形狀評價值Eval。
圖30是用於說明算出實施方式4中的形狀評價值的手法的圖。於圖30的例子中，示出了例如3×3條多二次電子束300 的位置。如圖30所示，根據各射束的位置的資訊，求出將鄰接的射束間相連的邊的長度lk、分別由四個邊包圍的四個矩形的內角θk。然後，形狀評價值算出部95使用圖30所示的式，使用各邊的長度lk與矩形的內角θk算出形狀評價值Eval。
作為判定步驟(S121-2)，判定部96判定多二次電子束300的射束分佈形狀是否為規定的範圍內。具體而言，判定形狀評價值Eval是否為規定的範圍內。在形狀評價值Eval並非規定的範圍內的情況下，前進至失真調整步驟(S121-3)。在形狀評價值Eval為規定的範圍內的情況下，前進至旋轉中心算出步驟(S122)。
作為失真調整步驟(S121-3)，失真調整處理部97調整多二次電子束300的射束分佈形狀。具體而言，失真調整處理部97輸出對失真校正器控制電路135進行控制的命令。失真校正器控制電路135藉由調整失真校正器232的勵磁，而調整多二次電子束300的射束分佈形狀。
圖31是用於說明實施方式4中的失真校正器的結構的一例與調整方法的一例的圖。於圖31中，失真校正器232例如包括由C1~C8所示的八極的磁極。配置成藉由八極的磁極來包圍多二次電子束300。於圖31的例子中，表示於中心側以C1、C2、C5、C6成為S極、C3、C4、C7、C8成為N極的方式進行了勵磁的狀態。在此情況下，於由實線所示的方向上產生磁場。藉此，於x方向上洛倫茲力向拉伸方向發揮作用，於y方向上洛倫茲力向壓縮方向發揮作用。因此，射束分佈形狀被校正為於x方向上延伸， 於y方向上收縮。另外，若使八極的磁極的勵磁方向相反，則於由虛線所示的方向上產生磁場。藉此，於y方向上洛倫茲力向拉伸方向發揮作用，於x方向上洛倫茲力向壓縮方向發揮作用。因此，射束分佈形狀被校正為於y方向上延伸，於x方向上收縮。
圖32是用於說明實施方式4中的失真校正器的結構的另一例與調整方法的另一例的圖。於圖32中，與圖31同樣地，失真校正器232例如包括由C1~C8所示的八極的磁極。於圖32的例子中，表示於中心側以C1、C4、C5、C8成為S極、C2、C3、C6、C7成為N極的方式進行了勵磁的狀態。在此情況下，於由實線所示的方向上產生磁場。藉此，於相對於x方向為135°-315°的方向上洛倫茲力向拉伸方向發揮作用，於45°-225°的方向上洛倫茲力向壓縮方向發揮作用。因此，射束分佈形狀被校正為於135°-315°的方向上延伸，於45°-225°的方向上收縮。另外，若使八極的磁極的勵磁方向相反，則於由虛線所示的方向上產生磁場。藉此，於45°-225°的方向上洛倫茲力向拉伸方向發揮作用，於135°-315°的方向上洛倫茲力向壓縮方向發揮作用。因此，射束分佈形狀被校正為於45°-225°的方向上延伸，於135°-315°的方向上收縮。
於調整射束分佈形狀之後，返回至二次射束掃描及畫像取得步驟(S104)，反覆進行自二次射束掃描及畫像取得步驟(S104)至失真調整步驟(S121-3)的各步驟，直至射束分佈形狀成為規定的範圍內。以後的各步驟的內容與實施方式1相同。因此，位移量是於形狀評價值為規定的範圍內的狀態下算出。
如以上所述，於實施方式4中，在確定了整體位置關係之後射束分佈形狀自設計值偏移的情況下，進行失真調整，之後推進對準的流程。藉此，可高精度地進行對準。
於以上的說明中，一系列的「~電路」包含處理電路，所述處理電路包含電性回路、電腦、處理器、電路基板、量子電路、或半導體裝置等。另外，各「~電路」亦可使用共同的處理電路(同一個處理電路)。或者，亦可使用不同的處理電路(各自不同的處理電路)。使處理器等執行的程式只要被記錄於磁碟裝置、磁帶裝置、軟性磁碟(Flexible Disk，FD)、或唯讀記憶體(Read Only Memory，ROM)等記錄介質即可。例如，位置電路107、比較電路108、參照畫像製作電路112、平台控制電路114、透鏡控制電路124、遮沒控制電路126、偏轉控制電路128、檢測器平台控制電路130、E×B控制電路133以及對準電路134可包含上述至少一個處理電路。例如，亦可藉由控制計算機110實施該些電路內的處理。
以上，於參照具體例的同時對實施方式進行了說明。但是，本發明並不限定於該些具體例。於圖1的例子中，示出了藉由成形孔徑陣列基板203根據自作為一個照射源的電子槍201照射的一條射束而形成多一次電子束20的情況，但並不限於此。亦可為藉由自多個照射源分別照射一次電子束而形成多一次電子束20的態樣。
另外，省略了對裝置結構或控制手法等於本發明的說明 中不直接需要的部分等的記載，但可適宜選擇使用必要的裝置結構或控制手法。
此外，包括本發明的要素、且本領域從業人員可適宜進行設計變更的所有多二次電子束的對準方法、多二次電子束的對準裝置以及電子束檢查裝置包含於本發明的範圍內。
S104:二次射束掃描及畫像取得步驟
S106、S116:角畫像提取步驟
S108、S118:角部位置關係算出步驟
S110:檢測器旋轉步驟
S114:掃描及畫像取得步驟(二次射束掃描及畫像取得步驟)
S120:整體位置關係確定步驟
S122:旋轉中心算出步驟
S124:向量演算步驟
S126:中心對應座標算出步驟
S128:位移量算出步驟
S130:旋轉角度算出步驟
S132:位移步驟
S134:旋轉步驟
S140:檢查處理步驟

Claims (11)

  1. 一種多二次電子束的對準方法，其特徵在於： 利用自平台上的對象物面放出的多二次電子束，於多檢測器的呈格子狀排列的多個第一檢測元件上進行掃描， 藉由所述多檢測器對所述多二次電子束中的包含位於角的角射束的多個射束進行檢測， 算出包含所述角射束的所述多個射束與所述多個第一檢測元件中的檢測出所述多個射束的多個第二檢測元件的位置關係， 基於所述位置關係，算出用於將所述多個第一檢測元件對準所述多二次電子束的位移量， 使用所述位移量使所述多檢測器相對於所述多二次電子束相對地移動。
  2. 如請求項1所述的多二次電子束的對準方法，其中， 使用所述位置關係及所述多檢測器的旋轉中心座標，算出用於將所述多個第一檢測元件對準所述多二次電子束的旋轉角度， 以所述旋轉角度使所述多檢測器相對於所述多二次電子束相對地旋轉。
  3. 如請求項1所述的多二次電子束的對準方法，其中， 使所述多檢測器以第一旋轉角度旋轉， 於旋轉後的狀態下，利用自所述對象物面放出的多二次電子束於所述多個第一檢測元件上進行掃描， 於旋轉後的狀態下，藉由所述多檢測器對包含所述角射束的所述多個射束進行檢測， 算出包含所述角射束的所述多個射束與旋轉後的所述多個第二檢測元件的位置關係， 基於使所述多檢測器旋轉的所述第一旋轉角度與旋轉前後的所述位置關係，算出所述多檢測器的旋轉中心座標， 使用旋轉前後的所述位置關係中的其中一者及所述多檢測器的旋轉中心座標，算出用於將所述多個第一檢測元件對準所述多二次電子束的第二旋轉角度， 以所述第二旋轉角度使所述多檢測器相對於所述多二次電子束相對地旋轉。
  4. 如請求項1所述的方法，其中，在利用所述多二次電子束進行掃描的情況下，於所述多二次電子束的射束間間距的4倍以上的掃描範圍進行掃描。
  5. 如請求項1所述的方法，其中，藉由使用所述位移量使所述多二次電子束的軌道位移，而使所述多檢測器相對於所述多二次電子束相對地移動。
  6. 如請求項1所述的方法，其中，基於所述位置關係，算出所述多二次電子束的射束間距， 判定所述射束間距是否為規定的範圍內， 在所述射束間距並非規定的範圍內的情況下調整射束間距， 所述位移量是於所述射束間距為規定的範圍內的狀態下算出。
  7. 如請求項1所述的方法，其中，算出所述多二次電子束整體與所述多個第一檢測元件整體的整體位置關係， 基於所述整體位置關係，算出用於對多二次電子束的射束分佈形狀進行評價的形狀評價值， 判定所述形狀評價值是否為規定的範圍內， 在所述形狀評價值並非規定的範圍內的情況下調整所述多二次電子束的射束分佈形狀， 所述位移量是於所述形狀評價值為規定的範圍內的狀態下算出。
  8. 如請求項1所述的方法，其中，使用所述位移量，使所述多檢測器以機械方式移動。
  9. 一種多二次電子束的對準裝置，其特徵在於，包括： 平台； 電子光學系統，利用多一次電子束照射所述平台上的對象物面； 多檢測器，具有呈格子狀排列的多個第一檢測元件，對藉由所述多一次電子束的照射而自所述對象物面放出的多二次電子束中的包含位於角的角射束的多個射束進行檢測； 二次系統偏轉器，利用所述多二次電子束於所述多個第一檢測元件上進行掃描； 位置關係算出電路，算出包含所述角射束的所述多個射束與所述多個第一檢測元件中的檢測出所述多個射束的多個第二檢測元件的位置關係； 位移量算出電路，基於所述位置關係，算出用於將所述多個第一檢測元件對準所述多二次帶電粒子束的位移量；以及 移動機構，使用所述位移量使所述多檢測器相對於所述多二次電子束相對地移動。
  10. 如請求項9所述的裝置，包括： 旋轉角度算出電路，使用所述位置關係及所述多檢測器的旋轉中心座標，算出用於將所述多個第一檢測元件對準所述多二次電子束的旋轉角度；以及 旋轉機構，以所述旋轉角度使所述多檢測器相對於所述多二次電子束相對地旋轉。
  11. 一種電子束檢查裝置，其特徵在於，包括： 平台； 電子光學系統，利用多一次電子束照射所述平台上的對象物面； 多檢測器，具有呈格子狀排列的多個第一檢測元件，對藉由所述多一次電子束的照射而自所述對象物面放出的多二次電子束中的包含位於角的角射束的多個射束進行檢測； 二次系統偏轉器，利用所述多二次電子束於所述多個第一檢測元件上進行掃描； 位置關係算出電路，算出包含所述角射束的所述多個射束與所述多個第一檢測元件中的檢測出所述多個射束的多個第二檢測元件的位置關係； 位移量算出電路，基於所述位置關係，算出用於將所述多個第一檢測元件對準所述多二次帶電粒子束的位移量； 移動機構，使用所述位移量使所述多檢測器相對於所述多二次電子束相對地移動；以及 比較電路，將載置於所述平台上的被檢查基板的二次電子畫像與規定的畫像進行比較， 所述二次電子畫像是藉由如下方式取得：利用多一次電子束照射所述平台上的被檢查基板，所述多檢測器對藉由所述多一次電子束的照射而自所述被檢查基板放出的多二次電子束進行檢測。
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