WO2010082477A1 - 荷電ビーム装置 - Google Patents

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WO2010082477A1
WO2010082477A1 PCT/JP2010/000133 JP2010000133W WO2010082477A1 WO 2010082477 A1 WO2010082477 A1 WO 2010082477A1 JP 2010000133 W JP2010000133 W JP 2010000133W WO 2010082477 A1 WO2010082477 A1 WO 2010082477A1
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WO
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charged beam
scanning
astigmatism
focus
correcting
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PCT/JP2010/000133
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白幡香織
中山義則
人見敬一郎
福田宗行
早田康成
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株式会社日立ハイテクノロジーズ
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Publication date
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B15/00—Measuring arrangements characterised by the use of electromagnetic waves or particle radiation, e.g. by the use of microwaves, X-rays, gamma rays or electrons
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/02—Details
    • H01J37/04—Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the discharge, e.g. electron-optical arrangement, ion-optical arrangement
    • H01J37/153—Electron-optical or ion-optical arrangements for the correction of image defects, e.g. stigmators
    • H—ELECTRICITY
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    • H01J37/02—Details
    • H01J37/21—Means for adjusting the focus
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    • H01J37/26—Electron or ion microscopes; Electron or ion diffraction tubes
    • H01J37/28—Electron or ion microscopes; Electron or ion diffraction tubes with scanning beams
    • H—ELECTRICITY
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    • H01J2237/153—Correcting image defects, e.g. stigmators
    • H01J2237/1532—Astigmatism
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    • H01J2237/21—Focus adjustment
    • H01J2237/216—Automatic focusing methods
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L22/00—Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
    • H01L22/10—Measuring as part of the manufacturing process
    • H01L22/12—Measuring as part of the manufacturing process for structural parameters, e.g. thickness, line width, refractive index, temperature, warp, bond strength, defects, optical inspection, electrical measurement of structural dimensions, metallurgic measurement of diffusions

Definitions

  • the present invention relates to a charged beam apparatus that observes the surface shape and composition of a sample using a charged beam.
  • a circuit pattern is formed on a wafer by lithography or etching. After these processes, the dimensional accuracy of the pattern formed in each process is managed, and the pattern on the wafer (sample) is inspected in order to detect defects early. In such a production line inspection, not all circuit patterns can be inspected, and therefore, it is common to extract and inspect a place important for the performance of a semiconductor device. On the other hand, as the pattern of semiconductor devices becomes more complex and finer, it is necessary to improve the inspection accuracy. However, if the inspection time increases when increasing the inspection accuracy, the number of locations on the wafer that require inspection also increases. As a result, the throughput of the inspection apparatus is significantly reduced. For this reason, it is necessary to achieve both inspection accuracy and throughput.
  • a scanning electron microscope that is one of the general charged beam devices
  • this inspection device scans the inspection region by irradiating the wafer with an electron beam
  • An image is constructed from position information and intensity information obtained by acquiring the intensity of reflected electrons and secondary electrons generated on the wafer surface by electron beam irradiation for each position. The dimension of the pattern observed on this image is measured.
  • a focus measurement error occurs in the automatic focus astigmatism correction step due to the charging of the wafer surface, and a decrease in measurement accuracy due to the error becomes a serious problem.
  • the trajectory of the charged particles is bent by the electric field generated by the charge, and a measurement error occurs in the automatic focus astigmatism correction step. If defocusing or astigmatism occurs due to this, the length measurement image acquired thereafter is blurred and causes a measurement error in length measurement.
  • the actual conditions are that the same conditions are used for the scanning speed, scanning method, and number of frames in the autofocus astigmatism correction step and the length measurement step. This is thought to be because the pattern and material on the wafer were simpler than at present, so that the influence of charging was not obvious, and the requirement for dimensional accuracy in the manufacturing process of the semiconductor device was not stricter than at present. .
  • Patent Document 1 and Patent Document 2 listed above disclose a technique for switching the scanning speed in order to improve the S / N of the obtained image in the automatic focus correction step.
  • S / N ratio signal to noise intensity ratio
  • the S / N ratio of the data is increased by reducing the scanning speed or increasing the number of scans, thereby improving the accuracy of automatic focus correction.
  • the S / N of image data used for automatic focus correction is improved by irradiating a specimen with many electron beams.
  • Patent Document 3 and Patent Document 4 disclose a technique in which a scanning pattern used in an automatic focus correction step is selected from patterns held in advance according to the surface structure of a sample. This technique makes it possible to increase the accuracy of automatic focus correction. However, this technique does not take into account the deterioration of contrast caused by thinning out the number of lines and the influence of local charging that occurs between scanning lines. Therefore, there arises a problem of measurement accuracy deterioration such as automatic focus correction measurement error measurement due to contrast deterioration or local charging.
  • Patent Document 5 proposes to thin out the number of scanning lines in the automatic focus correction step.
  • This patent is an apparatus patent for a scanning electron microscope having an electron beam control means for scanning an electron beam with a predetermined interval and a focus control means for changing the focus on the sample.
  • the scanning method is changed between the automatic focus astigmatism correction step and the length measurement step.
  • the electron beam jumps over the sample surface and scans, so that the number of scans is reduced and the time required for automatic focus correction is shortened.
  • Patent Document 5 there is a risk that the edge portion of the pattern may not be scanned by thinning out the scanning lines, and there is a problem in the stability of the focus astigmatism correction accuracy.
  • An object of the present invention is to provide a charged beam apparatus that improves the correction accuracy of the focus and / or astigmatism, and obtains an accurate image of the sample surface pattern.
  • a charged beam generation source a deflection control unit that scans a charged beam generated by the charged beam generation source, a focus control unit and an astigmatism correction unit of the charged beam
  • An image processing unit that performs image processing on surface information of the sample when the sample is irradiated with a charged beam, the scanning condition and focus of the charged beam for obtaining pattern information on the sample surface
  • a switching unit that switches between scanning conditions of the charged beam when correcting astigmatism or both, and scanning speed under the scanning condition of charged beam when correcting the focus and / or astigmatism Is set to a value exceeding the scanning speed in the scanning condition of the charged beam when obtaining the pattern information of the sample surface.
  • a charged beam generation source ; a deflection control unit that scans the charged beam generated by the charged beam generation source; a focus control unit and an astigmatism correction unit for the charged beam; and a sample that is irradiated with the charged beam.
  • a charged beam apparatus having an image processing unit that performs image processing on the surface information of the sample, and correcting the scanning condition of the charged beam and the focus or astigmatism or both when obtaining the pattern information of the sample surface.
  • a switching unit that switches between scanning conditions of the charged beam when performing the scanning, and the scanning line interval in the scanning conditions of the charged beam when correcting the focal point and / or astigmatism is the scanning line to be scanned Charging characterized in that it is set to scan as an integral multiple of the interval (not including 1), and then to scan back to the point to be scanned that has been skipped. And over beam apparatus.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram of a scanning electron microscope according to Example 1.
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating a processing procedure for automatic focus astigmatism correction and length measurement according to the first embodiment.
  • 6 is an explanatory diagram of an image acquisition procedure according to Embodiment 1.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram showing a scanning order during length measurement according to Embodiment 1.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating a scanning order during automatic focus astigmatism correction according to the first exemplary embodiment.
  • 7 is an example of a screen for setting conditions for automatic focus astigmatism correction according to the first embodiment.
  • 12 is a flowchart illustrating a processing procedure for automatic focus astigmatism correction and length measurement according to the second embodiment.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram of a scanning electron microscope according to Example 1.
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating a processing procedure for automatic focus astigmatism correction and length measurement according to the first embodiment.
  • 6 is an explanatory diagram
  • FIG. 10 is an explanatory diagram illustrating a scanning order during automatic focus astigmatism correction according to a second embodiment. It is explanatory drawing of the principle of the parallax method which concerns on Example 5.
  • FIG. FIG. 3 is a plan view schematically showing a pattern layout according to the first embodiment. It is explanatory drawing which shows the effect of the high-speed scanning which concerns on Example 1.
  • FIG. It is explanatory drawing which shows the effect of the skipping scanning which concerns on Example 2.
  • the present invention is such that the detector response and power supply noise, which are a problem for obtaining an accurate image of the pattern, do not become a problem when correcting the focus and astigmatism. Is based on the knowledge that it is possible to determine a scanning condition in which the contrast and position of an image can be accurately obtained without concern for them.
  • the present invention will be described by way of examples.
  • the main step of acquiring an inspection image is called a length measurement step.
  • This step generally refers to a step of scanning a charged particle beam at a measurement location, and its purpose is only length measurement.
  • it may be any one for acquiring information on the shape and material of the pattern, and can be applied not only to a scanning electron microscope but also to an apparatus that scans a charged beam such as an ion scanning microscope.
  • FIG. 1 shows a schematic configuration of a scanning electron microscope in the present embodiment.
  • the scanning electron microscope includes an electron gun (charged beam generation source) 1 that generates an electron beam, a focusing lens 2 that focuses the electron beam on a sample surface, an astigmatism correction device 3 that corrects astigmatism, and an electron beam as a sample.
  • a deflector 4 that scans on the surface, an objective lens 5 that focuses the electron beam on the sample surface, a detector 6 that detects secondary electrons emitted from the sample surface, and a signal detected by the detector 6 is imaged.
  • Monitor 7 for displaying as, electron beam deflection control unit 8 for controlling the irradiation position of the electron beam, length measurement / auto focus astigmatism correction for setting the scanning method and scanning speed at the time of automatic focus astigmatism correction and length measurement
  • the setting switching unit 9 a focus control unit 10 that controls the focus of the objective lens 5, and a CPU image processing unit 11 that processes an image generated from the signal of the detector 6 and calculates a focus position.
  • the present embodiment will be described with reference to the pattern layout of FIG. 10 and the flowchart of FIG.
  • Each chip is provided with a pattern layout number in a scribe area in the vicinity of the line and space pattern in the device area, which is a pattern to be measured.
  • a two-dimensional pattern is required.
  • the focus and astigmatism are corrected using a rectangular pattern formed between numbers.
  • the method of selecting the pattern is not limited to the present embodiment, and the pattern to be measured may be used for the hole pattern, the line end may be used for the line pattern, or the focus measurement area and the astigmatism correction area may overlap with the measurement area. .
  • the scanning speed is set for automatic focus correction (S1). At this time, the scanning speed is set to 5 msec, which is faster than one frame 40 msec (normal) of the length measurement step.
  • one frame is a unit for scanning the entire field of the microscope as shown in FIG. Normally, the signal acquisition of only one frame has a low S / N.
  • focus correction an image is formed by repeating frame scanning three times and adding signals of three frames.
  • the total dose amount may be reduced as compared with an image acquired by conventional autofocus astigmatism correction, which may increase image noise.
  • the number of frames is 24 frames multiplied by a ratio 8 which is faster than the usual automatic focus astigmatism correction.
  • the number of frames in the length measurement step is usually 8 to 16 frames because higher S / N is required.
  • the scanning order is not changed even in the automatic focus correction.
  • FIG. 4 and FIG. 5 show the scanning method in this embodiment, and both scan in order from the top.
  • Fig. 11 shows the effect of speeding up.
  • contrast is improved by reducing the scanning time per frame, that is, by increasing the scanning speed. This is effective for high-precision focus or astigmatism correction.
  • the high-speed scanning performed here is effective for local charging.
  • the image may be distorted due to the response of the detector or 50 Hz noise, and an image different from the conventional one may be obtained.
  • This is a problem in the acquisition of a length measurement image that requires a high stability of the length measurement value.
  • Focus correction and astigmatism correction using not the pattern shape but the contrast and position of the image do not cause a big problem. For this reason, it is possible to perform scanning faster than the length measurement step only in the focus astigmatism correction step, and by performing high speed scanning, it is possible to suppress a reduction in image contrast due to local charging that occurs during scanning. I can do it. This leads to prevention of a focus error during length measurement, and high accuracy of length measurement can be realized.
  • the stigma coil is a coil built in the astigmatism correction device, and the adjustment of the probe shape to approach a perfect circle is the role of the stigma coil.
  • the acquired scanned image is observed, and a current value to be supplied to the stigma coil is obtained from the current value at which a clear image is obtained (S5), the current value is set in the stigma coil (S6), and astigmatism correction is performed.
  • Astigmatism correction may not be performed depending on the sample.
  • an astigmatism sample is not corrected for astigmatism. This is because astigmatism is caused by magnetic inhomogeneity of the material, charging of the diaphragm or the like, and thus the uncharged sample does not cause astigmatism.
  • secondary electrons generated while changing the excitation conditions of the objective lens 5 are detected by the detector 6, and image data having different excitation currents of the objective lens 5 are acquired (S7).
  • the evaluation value of the sharpness of each image is calculated from the sharpness of the plurality of obtained image profiles (S8).
  • the maximum value of the obtained evaluation value is set as the focal point, the optimum excitation current for the focal point is determined, and the optimum excitation condition is set in the objective lens 5 (S9).
  • the in-focus point means a state in focus.
  • the correction method for astigmatism and focus is herein referred to as a contrast method.
  • the sample is moved to the length measurement region (S10), and the scanning speed for length measurement is switched (S11).
  • the electron beam generated from the electron gun 1 is scanned on the sample by the deflector 4, and the generated secondary electrons are detected by the secondary electron detector 6.
  • the dimension of the pattern is measured in the image acquisition unit 11 (S12).
  • the process moves to the next autofocus area (S13), and the same operation is performed from the autofocus start S3.
  • the scanning electron microscope has a scanning mechanism that scans at high speed.
  • the setting screen in this example is shown in FIG. This screen is displayed on the monitor 7.
  • the operator can select from a plurality of predetermined scanning methods and scanning speeds. However, it is also possible to manually set the scanning method and the numerical value of the scanning speed. Furthermore, it is possible to set the number of frames for adjusting the total dose.
  • the amount of charging in one line scanning is suppressed by high-speed scanning, and the charging relaxation time is shortened, so that the influence of charging can be reduced. Therefore, it is effective for resist samples that are easily affected by charging.
  • the length measurement reproducibility of 20 resist lines in the wafer was improved from 0.4 nm to 0.3 nm. It should be noted that the present invention is effective not only for focus correction and astigmatism correction but also for either one of the corrections. Further, the sample information can be applied not only to the dimension of the line but also to the identification of a two-dimensional shape and foreign matter.
  • the charge amount of the charged beam can be reduced by increasing the scanning speed, so that the correction accuracy of the focus and / or astigmatism is improved, and an accurate image of the sample surface pattern can be obtained. Can be provided.
  • the second embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG.
  • the scanning electron microscope used has the same configuration as in FIG.
  • the matters described in the first embodiment and not described in the present embodiment are the same as those in the first embodiment.
  • the scanning order is set in the automatic focus astigmatism correction by the contrast method.
  • the scanning order is set to skip / return scanning (process 1: S1), and the skip interval is selected.
  • the skip interval is an integral multiple (not including 1) of the scan line interval to be scanned.
  • the “skip / return scan” is a method of controlling the scanning of the electron beam so that the region where the influence of the charging of the pre-scanning is mitigated is mitigated as much as possible after the scanning of the electron beam is skipped at a constant interval or a different interval.
  • FIG. 8 conceptually shows the scanning order in this embodiment. Actually, 512 lines are scanned but reduced to 12 lines. Unlike the length measurement, the scanning lines are skipped by skipping three, which are larger intervals, and then scanning is performed so as to fill the gap. At this time, (1) ⁇ (2) ⁇ (3) is “skip scanning” that skips the middle line, and (3) ⁇ (4) is “return scanning” because the scanning position is in the return direction. The scanning is called “skip / return scanning”. Specifically, as in the first embodiment, “skip / return scanning” is selected on the screen shown in FIG. 6 and the number of lines to be removed first is set.
  • S2 After skipping an arbitrary number of scanning lines and then returning to an arbitrary line that has been decharged.
  • Fig. 12 shows the effect of skip scanning.
  • the contrast increases as the number of skipped lines increases, but there is a local maximum. Therefore, in this embodiment, scanning with 32 lines skipped is employed.
  • the number of skips is preferably 8 or more.
  • the length measurement reproducibility of 20 resist holes in the wafer was improved from 0.6 nm to 0.4 nm.
  • the “skip / return” scan of this embodiment can be combined with the high-speed scan of the first embodiment, and is particularly effective in suppressing the influence of charging at a large current.
  • the charge amount of the charged beam can be reduced by the “flight / return” scanning, the focus and / or astigmatism correction accuracy can be improved, and an accurate image of the sample surface pattern can be obtained.
  • An apparatus can be provided.
  • the total dose was the same as before even if the scanning method was changed.
  • the total dose amount is an indicator of average charging around the observation region, apart from the local charging described so far, and a large amount causes a change in focus due to charging. Therefore, suppressing the total dose amount can be an effective measure against charging. Although suppression of the total dose leads to an increase in noise, there is a concern about accuracy degradation.
  • the image contrast is improved by reducing the influence of local charging, so that the total dose can be reduced.
  • the contrast method is used for focus astigmatism correction.
  • the length measurement reproducibility of 20 resist lines in the wafer is improved from 0.4 nm to 0.25 nm. This indicates that the effect of suppressing the average charge more than the increase in noise has led to an improvement in accuracy.
  • the throughput increased from 40 frames / hour to 43 frames / hour.
  • the same effect as that of the first embodiment can be obtained. Further, the effect of improving the throughput can be obtained by reducing the total dose amount of the charged beam for obtaining the image (reducing the number of frames).
  • One possible way to increase throughput is to increase current.
  • the S / N for determining the contrast of the image can be secured with a small number of frames, so that the speed can be increased.
  • the control factor that determines the S / N is the total dose, and the control factors of the total dose are the probe current, the scanning speed, and the number of frames.
  • the current amount is increased from 10 pA to 60 pA.
  • This can be expected to increase the speed, but the effect of local charging becomes obvious.
  • an image is acquired in 0.5 frames, resulting in a contradiction. Therefore, high-speed scanning accompanying an increase in current is essential, and in this embodiment, one frame is 10 msec. Thus, it is sufficient to acquire an image with two frames. Furthermore, the influence of local charging can be reduced.
  • high-speed scanning at the time of focus astigmatism correction is an indispensable technique as the current increases.
  • the number of frames in the length measurement step at this time was 2 frames at a reference scanning speed of 40 msec per frame.
  • the contrast method is used for focus astigmatism correction.
  • the length measurement reproducibility of 20 resist holes in the wafer can be set to 0.4 nm, and the throughput is improved from 40 / hour to 50 / hour.
  • the same effect as that of the first embodiment can be obtained. Further, the effect of improving the throughput can be obtained by increasing the amount of charged beam current and performing high-speed scanning.
  • the parallax method is used as the focus astigmatism correction method.
  • the principle of the parallax method is shown in FIG. If the beam is tilted when the focal plane is deviated, the beam position on the sample surface changes (parallax occurs), and the focal point can be calculated. Also, astigmatism can be measured by changing the tilt direction.
  • the feature of this method is that it is possible to measure astigmatism even with an image having a poor S / N. That is, in the parallax method, it is necessary to measure the position of the pattern edge in the image, and a decrease in the contrast of the edge portion due to local charging leads to deterioration in accuracy. Therefore, the parallax method can be used more effectively by combining the scanning method and the parallax method according to the other embodiments.
  • the length measurement reproducibility of 20 resist holes in the wafer could be set to 0.4 nm, and the throughput was improved to 55 / hour.
  • the same effect as that of the first embodiment can be obtained. Further, by using the parallax method as the focus astigmatism correction method, it is possible to perform focus astigmatism correction even for an image with a poor S / N, and the number of frames for image creation can be reduced, so that a further throughput improvement effect can be obtained. .
  • the total dose was further reduced, and the number of frames was reduced to suppress average charging.
  • two frames were set at a scanning speed of 40 msec per frame.
  • the contrast method is used for focus astigmatism correction. Since “skip / return scanning” can suppress the influence of local charging, the same level of contrast as in the prior art can be obtained even if the number of frames is reduced. That is, even when the number of frames is set smaller than the number of frames in the scanning order when acquiring information on the reference shape and composition, automatic focus astigmatism correction can be performed.
  • the length measurement reproducibility of the resist holes at 20 points in the wafer can be set to 0.4 nm, and the throughput is improved from 40 wafers / hour to 43 wafers / hour.
  • the same effect as in the second embodiment can be obtained. Further, the effect of improving the throughput can be obtained by reducing the total dose amount of the charged beam for obtaining the image (reducing the number of frames).
  • Electron gun 2 ... Condensing lens, 3 ... Astigmatism correction device, 4 ... Deflector, 5 ... Objective lens, 6 ... Detector, 7 ... Monitor, 8 ... Electron beam deflection control part, 9 ... Length measurement and automatic Focus astigmatism correction setting switching unit, 10 ... focus control unit, 11 ... CPU (image processing unit), 1001 ... wafer, 1002 ... chip, 1003 ... device region, 1004 ... scribe region, 1005 ... length measurement region, 1006 ... focus Correction area, 1007 ... Sample stage.
  • CPU image processing unit

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Abstract

自動焦点非点補正の精度を向上させ、試料表面パターンの正確な画像が得られる荷電ビーム装置を提供するために、電子銃（１）と、電子ビームを走査する偏向制御部（８）と、電ビームの焦点制御部（１０）及び非点補正部（３）と、画像処理部（１１）と、試料（１００１）表面のパターン情報を得るときの走査条件と自動焦点非点補正を行うときの走査条件とを切り替える切換部（９）とを有し、パターン情報を得るときと自動焦点非点補正を行うときとで走査速度や走査の順序を切り替える荷電ビーム装置とする。

Description

荷電ビーム装置
　荷電ビームを用いて試料の表面形状や組成を観察する荷電ビーム装置に関する。
　半導体装置の製造プロセスでは、リソグラフィやエッチング等でウエハ上に回路パターンを形成する。これらのプロセスの後には、各プロセスで形成されたパターンの寸法精度を管理し、欠陥を早期に発見するためにウエハ（試料）上のパターンの検査が行われる。このような生産ラインにおける検査では全ての回路パターンを検査することができないため、半導体装置の性能上重要な場所を抜き取って検査するのが一般的である。一方、半導体装置のパターンの複雑化や微細化にともない、検査の精度の向上が必要となるが、検査の精度を上げるときに検査時間も増加すると、ウエハ上の検査が必要な箇所も増大しているために検査装置のスループットが著しく低下する。このため、検査精度とスループットを両立することが必要である。
　一般的な荷電ビーム装置のひとつである走査電子顕微鏡として、例えばパターンの幅を検査する電子線検査装置を例に取ると、この検査装置ではウエハに電子ビームを照射して検査領域を走査し、電子線照射によりウエハ表面で発生する反射電子や２次電子の強度を位置ごとに取得して得られた位置情報と強度情報から画像を構成する。この画像上で観測されるパターンの寸法を測定する。
　なお、電子顕微鏡などの荷電ビーム装置に関しては、例えば特許文献１～特許文献５に開示されている。
特開平０８－３０６３３０号公報 特開平０８－０３１３６４号公報 特開２００１－００６５９９号公報 特開２００１－１１０３４７号公報 特開平１０－１５４４７９号公報
　パターンの幅を測定する測長検査の場合、ステージ（試料台）移動による測定箇所への移動、焦点や非点或いはその両者の補正（以下、自動焦点非点補正）、測長画像の取得といったステップが測定点の数だけ繰り返し行なわれる。従って、検査の度に行なわれるこれらのステップを高速かつ高精度に実施することは、荷電ビーム装置のスループットや測定精度などの性能にとって重要な課題となる。
　特に、絶縁材料の計測においては、ウエハ表面の帯電による自動焦点非点補正ステップでの焦点の計測誤差が発生し、その誤差に起因する計測精度の低下が大きな問題となる。ウエハが帯電すると、その電荷により発生する電界で荷電粒子の軌道が曲げられて、自動焦点非点補正ステップで計測誤差が生じる。これによって焦点ずれや非点が発生すると、その後で取得する測長用画像がぼやけて測長の計測誤差を引き起こす。
　自動焦点非点補正ステップの計測の精度向上は測長の高精度化につながることから、自動焦点非点補正の高精度化が重要課題になると考えられる。
　ただし、自動焦点非点補正ステップと測長ステップにおける走査速度、走査方法およびフレーム数は同じ条件を用いているのが実情である。これは、ウエハ上のパターン及び材料が現在と比較して簡単であったため、帯電の影響が顕在化していなかったことと半導体装置の製造プロセスにおける寸法精度の要求が現在より厳しくなかったためと考えられる。
　なお、先に挙げた、特許文献１および特許文献２には、自動焦点補正ステップにおいて、得られる画像のＳ／Ｎを改善するために走査速度を切換える技術が開示されている。前記画像から得られるプロファイルデータのＳ／Ｎ比（信号とノイズの強度比）が低い場合に走査速度の減速または走査本数の増やすことによってデータのＳ／Ｎ比を上げ自動焦点補正の精度向上を実現する。この技術では試料に電子ビームを多く照射することにより自動焦点補正に用いる画像データのＳ／Ｎを向上している。しかしながら、特許文献１および特許文献２の技術では、自動焦点補正ステップに走査速度を遅くする等の手段により画像のＳ／Ｎを改善しており、電子ビームを試料に多く照射することになる。このため、レジストのような絶縁膜からなるパターンを観察する際には電子ビームの照射量の増加により試料の帯電量も増大し、パターンエッジ部の信号が劣化し、正確な画像が得られないとの問題が生じる。
　特許文献３および特許文献４には試料の表面構造に応じて自動焦点補正ステップで用いる走査パターンを、あらかじめ保有しておいたパターンの中から選択して用いる技術が開示されている。この技術により、自動焦点補正の高精度化が可能になる。しかしながら、この技術では、ラインの数を間引くことによるコントラストの劣化や走査ライン間に生じる局所的な帯電の影響については考慮されていない。そのため、コントラストの劣化や局所的な帯電による自動焦点補正計測誤差計測等の計測の精度劣化の問題が生じる。
　また、計測の高速化の１つの試みとして特許文献５では、自動焦点補正ステップで走査ライン数を間引くことが提案されている。この特許は、試料に対し電子ビームを所定の間隔で飛越して走査する電子ビーム制御手段と該試料に対する焦点を変化させる焦点制御手段を持つ走査電子顕微鏡の装置特許である。この方法では、自動焦点非点補正ステップと測長ステップとで走査の方法を変えている。この方法を用いると電子ビームが試料表面を飛び越し走査することによって、走査本数が減るので自動焦点補正にかかる時間が短縮される。しかしながら、特許文献５の方法では、走査ラインを間引くことによりパターンのエッジ部を走査しなくなる危険性があり、焦点非点補正精度の安定性に問題がある。
　本発明の目的は、焦点又は非点或いはその両者の補正精度を向上させ、試料表面パターンの正確な画像が得られる荷電ビーム装置を提供することにある。
　上記目的を達成するための一形態として、荷電ビーム発生源と、前記荷電ビーム発生源で発生した荷電ビームを走査する偏向制御部と、前記荷電ビームの焦点制御部及び非点補正部と、前記荷電ビームを試料に照射したときの前記試料の表面情報を画像処理する画像処理部とを有する荷電ビーム装置であって、前記試料表面のパターン情報を得るときの前記荷電ビームの走査条件と焦点又は非点或いはその両者の補正を行うときの前記荷電ビームの走査条件とを切り替える切換え部を更に有し、前記焦点又は非点或いはその両者の補正を行うときの前記荷電ビームの走査条件における走査速度は、前記試料表面のパターン情報を得るときの前記荷電ビームの走査条件における走査速度を越える値に設定されるものであることを特徴とする荷電ビーム装置とする。
　また、荷電ビーム発生源と、前記荷電ビーム発生源で発生した前記荷電ビームを走査する偏向制御部と、前記荷電ビームの焦点制御部及び非点補正部と、前記荷電ビームを試料に照射したときの前記試料の表面情報を画像処理する画像処理部とを有する荷電ビーム装置であって、前記試料表面のパターン情報を得るときの前記荷電ビームの走査条件と焦点又は非点或いはその両者の補正を行うときの前記荷電ビームの走査条件とを切り替える切換え部を更に有し、前記焦点又は非点或いはその両者の補正を行うときの前記荷電ビームの走査条件における走査線間隔は、走査すべき走査線間隔の整数倍（１は含まず）として走査し、その後、飛び越えられた走査すべき箇所へ戻って走査するように設定されるものであることを特徴とする荷電ビーム装置とする。
　焦点又は非点或いはその両者の補正精度が向上し、試料表面パターンの正確な画像が得られる荷電ビーム装置を提供することができる。
実施例１に係る走査電子顕微鏡の概念図である。 実施例１に係る自動焦点非点補正および測長の処理手順を示すフローチャートである。 実施例１に係る画像取得手順の説明図である。 実施例１に係る測長時の走査順序を示す説明図である。 実施例１に係る自動焦点非点補正時の走査順序を示す説明図である。 実施例１に係る自動焦点非点補正時の条件を設定する画面の一例である。 実施例２に係る自動焦点非点補正および測長の処理手順を示すフローチャートである。 実施例２に係る自動焦点非点補正時の走査順序を示す説明図である。 実施例５に係る視差法の原理の説明図である。 実施例１に係るパターンレイアウトを模式的に示す平面図である。 実施例１に係る高速走査の効果を示す説明図である。 実施例２に係る飛ばし戻り走査の効果を示す説明図である。
　本発明は、パターンの正確な画像を得るためには問題となる検出器の応答や電源ノイズが、焦点や非点を補正する場合には問題とはならないこと、したがって、焦点や非点の補正においては、それらを気にせずに像のコントラストや位置が正確に求められる走査条件を決定できるとの知見に基づいて生まれたものである。
  以下、実施例により本発明を説明する。なお、各実施例において、検査画像を取得する主たるステップを測長ステップと呼ぶが、このステップは荷電粒子ビームを測定箇所で走査する動作をするステップを一般的に指し、その目的は測長だけでなくパターンの形状や材質の情報を取得するための任意のものであってもよく、走査電子顕微鏡だけでなく、イオン走査顕微鏡など荷電ビームを走査する装置に適用できる。
　荷電ビーム装置のひとつである走査電子顕微鏡の実施例について図面を用いて説明する。図１に、本実施例における走査電子顕微鏡の概略構成を示す。走査電子顕微鏡は、電子ビームを発生する電子銃（荷電ビーム発生源）１と、電子ビームを試料表面に集束させる集束レンズ２と、非点を補正する非点補正装置３と、電子ビームを試料表面上で走査させる偏向器４と、電子ビームを試料表面に集束させる対物レンズ５と、試料表面から放出される２次電子を検出する検出器６と、検出器６により検出された信号を画像として表示するモニタ７と、電子ビームの照射位置を制御する電子ビーム偏向制御部８と、自動焦点非点補正時と測長時の走査方法と走査速度を設定する測長・自動焦点非点補正設定切換部９と、対物レンズ５の焦点を制御する焦点制御部１０と、検出器６の信号から生成される画像を処理し、合焦位置を算出するＣＰＵ画像処理部）１１から構成されている。
　次に本実施例について、図１０のパターンレイアウトと図２のフローチャートに従って説明する。本実施例ではウエハ内に２０チップ存在し、１チップ当たり１点ずつ測定を行った。各チップには測長すべきパターンであるデバイス領域のラインアンドスペースパターンの近傍のスクライブ領域にパターンレイアウトの番号が形成されている。焦点や非点の補正を行うためには２次元パターンが必要であり、ここでは数字の間の形成されている矩形パターンを用いて焦点や非点の補正を行った。しかしパターンの選び方は本実施例に限らず、ホールパターンでは測長すべきパターンそのものを用いたり、ラインパターンでもライン端を用いたり、焦点や非点の補正領域と測長領域が重なる場合もある。
　まず、自動焦点補正における、走査速度の設定をする（Ｓ１）。この際、走査速度を測長ステップの１フレーム４０ｍｓｅｃ（通常）より、高速な１フレーム５ｍｓｅｃに設定する。ここで１フレームとは図３に示すように顕微鏡の視野内を一通り走査する際の単位である。通常１フレームのみの信号取得ではＳ／Ｎが低い、焦点補正はフレーム走査を３回繰り返し、３フレームの信号を加算することで画像を形成している。
　本実施例のような高速走査の場合において、フレーム数を多くしないと従来の自動焦点非点補正によって取得した画像より総ドーズ量が低減してしまい、画像のノイズを増やしてしまう場合があるので、本実施例では通用の自動焦点非点補正と比較してフレーム数を高速化した比率８を乗じた２４フレームとしている。ちなみに、測長ステップのフレーム数は更に高いＳ／Ｎが要求されるため、通常８～１６フレームである。なお本実施例では、自動焦点補正でも走査順序は変えていない。図４と図５は本実施例における走査方法を示しているが、いずれも上から順に走査を行っている。
　図１１に高速化の効果を示した。スペース部の信号強度に対するホワイトバンドの信号強度の大きさをコントラストと定義すると、１フレーム当たりの走査時間を少なく、すなわち走査速度を速くすることでコントラストが向上することが分かる。これは高精度の焦点あるいは非点補正に有効である。
　ここで行った高速走査が局所的な帯電に有効であること自体は知られている。しかし、高速走査の条件によっては検出器の応答や５０Ｈｚノイズの影響で画像が歪み、従来と異なる画像が得られる場合がある。このことは測長値の安定性要求の高い測長画像の取得においては問題となるため、実施されていないのが実情であった。パターン形状でなく、像のコントラストや位置を用いる焦点補正や非点補正では大きな問題とならない。このため、焦点非点補正ステップにのみ測長ステップより高速な走査をすることが可能であり、高速走査を行なうことによって、走査中に生じる局所的な帯電による画像コントラストの低下を抑制することが出来る。このことは、測長時の焦点誤差を防ぐことにつながり、測長の高精度化が実現できる。
　次に自動焦点領域に移動し（Ｓ２）、自動焦点を開始する（Ｓ３）。次いで、ｘ方向及びｙ方向の各スティグマコイルに供給する電流値を同時に変化させながら走査画像データを取得する（Ｓ４）。電子ビームは、試料上において、プローブ径が小さく、また同時に、プローブ形は真円に近いほうが望ましい。スティグマコイルとは非点補正装置に内蔵しているコイルのことで、前記プローブ形を真円に近づける調整がスティグマコイルの役割である。取得した前記走査画像を観察し、鮮明画像が得られる電流値より、スティグマコイルに供給する電流値を求め（Ｓ５）、スティグマコイルに電流値を設定し（Ｓ６）、非点補正を行う。試料よっては非点補正を行なわないこともある。例えば、帯電しない試料は非点補正を行なわない。なぜなら、非点は材質の磁気的不均質、絞り等への帯電などによって生じるため、非帯電試料は非点を生じないからである。次に対物レンズ５の励磁条件を変化させながら発生した２次電子を検出器６で検出し、対物レンズ５の励磁電流の異なる画像データを取得する（Ｓ７）。
　複数の得られた画像プロファイルのシャープネスから各々の画像の鮮明度の評価値を算出する（Ｓ８）。求めた評価値の最大値を合焦点とし、合焦点の最適励磁電流を決定し、最適励磁条件を対物レンズ５に設定する（Ｓ９）。前記合焦点とは焦点が合っている状態を意味する。以上のように非点及び焦点の補正方法をここではコントラスト法と呼ぶこととする。
　次に、試料を測長領域に移動し（Ｓ１０）、測長用の走査速度切り替える（Ｓ１１）。電子銃１から生成される電子ビームを偏向器４によって試料上で走査させ、発生した２次電子を２次電子検出器６で検出する。検出器６で検出された２次電子信号をもとに画像取得部１１においてパターンの寸法が測長される（Ｓ１２）。他に測長点があり、画像取得を続けるとき（Ｎｏ）は、次の自動焦点領域に移動し（Ｓ１３）、自動焦点開始Ｓ３から同様の作業を行なう。上記走査電子顕微鏡は高速に走査する走査機構を有するものである。
　本実施例における設定画面を図６に示す。本画面はモニタ７に表示される。自動焦点非点補正における走査順序および走査速度の設定、および測長における走査順序および走査速度の設定の時、予め決められた複数の走査方法と複数の走査速度から選択することができる他、オペレータが手動で走査方法や走査速度の数値などを設定することもできる。更に総ドーズ量調整のためのフレーム数の設定が可能である。
　本実施例は高速走査によって１ライン走査における帯電の量を抑制し、帯電の緩和時間を短縮していることによって、帯電の影響を低減することが可能になる。そのため、帯電の影響を受けやすいレジスト試料などにおいて有効となる。本実施例によれば、ウエハ内２０点のレジストラインの測長再現性が０．４ｎｍから０．３ｎｍに向上した。なお、焦点補正と非点補正の両者への適用はもちろん、いずれか一方の補正にも有効である。また、試料情報もラインの寸法のみならず、２次元形状や異物の同定などにも適用できる。
　本実施例によれば、走査速度を速めることにより荷電ビームの帯電量を低減できるため、焦点又は非点或いはその両者の補正精度が向上し、試料表面パターンの正確な画像が得られる荷電ビーム装置を提供することができる。
　第２の実施例を図７のフローチャートを用いて説明する。用いた走査電子顕微鏡は図１と同様の構成である。なお、実施例１に記載され、本実施例に記載されていない事項は実施例１と同様である。
　本実施例ではコントラスト法による自動焦点非点補正における、走査順序の設定を行う。この際、走査順序を飛ばし・戻り走査に設定し（処理１：Ｓ１）、飛ばし間隔を選択する。飛ばし間隔は、走査すべき走査線間隔の整数倍（１は含まず）とする。この時「飛ばし・戻り走査」とは電子ビームの走査を一定の間隔、または異なる間隔で飛越した後、出来るだけ前走査の帯電の影響が緩和された領域を走査するように制御する方法である。この走査方法を自動焦点非点補正に採用することによって、走査ライン間における局所的な帯電の影響を抑制でき、かつ飛ばし・戻り走査によって、走査ラインを間引く必要がないので、パターンエッジ部の走査欠如を防ぐことができる。このことは、測長ステップの焦点誤差を防ぐことにつながり、測長の高精度化が実現できる。
　図８は本実施例における走査順序を概念的に示したものである。実際には５１２ライン走査しているものを１２ラインに低減して示している。走査線を、測長時と異なり、より大きな間隔である、３つ抜かして飛ばし走査を行った後に、間を埋めるように戻り走査を行っている。この時に、（１）→（２）→（３）は途中のラインを飛ばす「飛ばし走査」、（３）→（４）は走査位置が戻る方向になるので「戻り走査」となり、合わせて本走査を「飛ばし・戻り走査」と呼ぶこととしている。具体的には、実施例１と同様に図６に示す画面において、「飛ばし・戻り走査」を選択し、始めに抜かすライン数を設定することになる。
　次に自動焦点非点補正領域に移動し（Ｓ２）、焦点非点補正を行い、更に測長領域に移動して、測長を行う。Ｓ２～Ｓ１３は図２の説明と同様である。上記走査電子顕微鏡は任意の数の走査ラインを飛ばした後、帯電の緩和された間引いた任意のラインに戻り走査機構を有するものである。
　図１２に飛ばし戻り走査の効果を示した。コントラストは飛ばし本数を多くするにしたがい向上するが、極大値が存在する。従って本実施例では３２ライン飛ばしでの走査を採用した。飛ばし本数としては８本以上が好ましい。
　ここで行った「飛ばし・戻り走査」が局所的な帯電に有効であることは知られている。しかし、走査の条件によっては偏向器の時期的応答や５０Ｈｚノイズの影響で画像が歪み、従来と異なる画像が得られる場合がある。実施例１と同様に、このことは測長値の安定性要求の高い測長画像の取得においては懸念事項となるが、パターン形状でなく、像のコントラストや位置を用いる焦点非点補正では大きな問題とならない。このため、焦点非点補正ステップにのみ測長ステップより飛ばし間隔を大きくするような、異なる順序での走査をすることが可能であり、本発明が有効となる。
　本実施例によれば、ウエハ内２０点のレジストホールの測長再現性が０．６ｎｍから０．４ｎｍに向上した。なお、本実施例の「飛ばし・戻り」走査は実施例１の高速走査と組み合せあわせることが可能であり、特に、大電流時での帯電の影響の抑制に効果的である。
　本実施例によれば、「飛ばし・戻り」走査により、荷電ビームの帯電量を低減でき、焦点又は非点或いはその両者の補正精度が向上し、試料表面パターンの正確な画像が得られる荷電ビーム装置を提供することができる。
　第３の実施例について以下に説明する。なお、実施例１や実施例２に記載され、本実施例に記載されていない事項は各実施例と同様である。
　これまでの実施例では走査方法を変更しても、総ドーズ量は従来と同じにしていた。総ドーズ量はこれまで述べてきた局所帯電とは別に、観察領域周辺の平均的な帯電の指標となり、これが多いと帯電による焦点変化の原因となる。従って、総ドーズ量を抑制することも、帯電に対しては有効な対策となりうる。総ドーズ量の抑制はノイズの増大につながるので、精度劣化の懸念があるが、本実施例では局所帯電の影響を低減により画像コントラストが向上するので、総ドーズ量を低減できる。
　本実施例では１フレーム５ｍｓｅｃと設定した上に、フレーム数を高速化した比率を乗じたものより小さいフレーム数（２４フレーム＝３フレーム×４０ｍｓｅｃ／５ｍｓｅｃ）である１８フレームに限定する。これにより総ドーズ量は２／３に低減される。本実施例でも焦点非点補正にはコントラスト法を用いた。本実施例によれば、ウエハ内２０点のレジストラインの測長再現性が０．４ｎｍから０．２５ｎｍに向上している。このことはノイズの増大以上に平均的な帯電の抑制効果が精度向上に結び付いたことを示している。なお、フレーム数の低減に伴い、スループットも４０枚／時から４３枚／時へと向上した。
　本実施例においても、実施例１と同様の効果が得られる。また、画像を得るための荷電ビームの総ドーズ量を低減（フレーム数低減）することにより、スループット向上の効果が得られる。
　第４の実施例について以下に説明する。なお、実施例１や実施例２に記載され、本実施例に記載されていない事項は各実施例と同様である。
　高スループット化の１つとして、大電流化が考えられる。大電流化することによって、少ないフレーム数で画像のコントラストを決定するＳ／Ｎを確保できるため、高速化が可能になる。Ｓ／Ｎを決定している制御因子は総ドーズ量であり、総ドーズ量の制御因子はプローブ電流、走査速度およびフレーム数である。
　本実施例では電流量をこれまでの１０ｐＡから６０ｐＡへと増やす。これにより高速化が期待できるが、局所帯電の影響が顕在化する。６０ｐＡで総ドーズ量を同じくするには０．５フレームで画像取得することになり、矛盾が生じてしまう。従って大電流化に伴う高速走査は必須であり、本実施例では１フレーム１０ｍｓｅｃにする。これにより２フレームで画像取得すれば良いことになる。更に局所帯電の影響も軽減できる。以上の様に焦点非点補正時の高速走査は、大電流化に伴い欠かせない手法となる。ちなみにこの時の測長ステップのフレーム数は、１フレーム４０ｍｓｅｃの基準走査速度で、２フレームであった。本実施例でも焦点非点補正にはコントラスト法を用いた。本実施例によれば、ウエハ内２０点のレジストホールの測長再現性を０．４ｎｍとすることが出来た上に、スループットも４０枚／時から５０枚／時へと向上した。
　本実施例においても、実施例１と同様の効果が得られる。また、荷電ビームの電流量を増加し、高速走査をすることにより、よりスループット向上の効果が得られる。
　以下、第５の実施例について説明する。なお、実施例１や実施例２に記載され、本実施例に記載されていない事項は各実施例と同様である。
　本実施例では焦点非点補正法として視差法を用いる。視差法の原理を図９に示す。焦点面がずれている場合にビームをチルトさせると試料面上のビーム位置が変化し（視差が生じる）、焦点の計算ができる。また、チルトの方向を変えることで非点の計測も可能である。この方法の特徴はＳ／Ｎの悪い画像でも、焦点非点の計測が可能であることにある。つまり、視差法は画像内のパターンエッジの位置を計測する必要があり、局所帯電によるエッジ部のコントラストの低下は精度劣化につながる。従って、他実施例による走査方法と視差法を組み合わせることにより、視差法をより有効に活用することが出来る。
　本実施例では１フレーム１０ｍｓｅｃのもと８フレームのみで画像取得を行なう（総ドーズ量を変えない場合は１２フレーム＝３フレーム×４０ｍｓｅｃ／１０ｍｓｅｃ）。これにより、よりフレーム数の少ない画像取得による平均的な帯電の影響の抑制と走査方法の工夫による局所的な帯電の影響の抑制の双方を同時に解決することが出来る。本実施例の結果として、ウエハ内２０点のレジストホールの測長再現性を０．４ｎｍとすることが出来た上に、スループットも５５枚／時へと向上した。
　本実施例においても、実施例１と同様の効果が得られる。また、焦点非点補正法として視差法を用いることにより、Ｓ／Ｎの悪い画像でも焦点非点補正が可能であり、画像作成のためのフレーム数を低減できることから、よりスループット向上効果が得られる。
　以下、第６の実施例について説明する。なお、実施例１や実施例２に記載され、本実施例に記載されていない事項は各実施例と同様である。
　本実施例ではさらに総ドーズ量を低減して、平均的な帯電を抑制するためにフレーム数を低減した。具体的には１フレーム４０ｍｓｅｃの走査速度で２フレームとした。本実施例でも焦点非点補正にはコントラスト法を用いた。「飛ばし・戻り走査」は局所的な帯電の影響を抑制できるため、フレーム数を低減しても従来技術と同程度のコントラストを得ることができる。すなわち、基準となる形状や組成の情報の取得時の走査順序におけるフレーム数より小さく設定した場合においても高精度な自動焦点非点補正が可能となる。本発明の結果として、ウエハ内２０点のレジストホールの測長再現性を０．４ｎｍに出来た上に、スループットも４０枚／時から４３枚／時へと向上した。
　本実施例においても実施例２と同様の効果が得られる。また、画像を得るための荷電ビームの総ドーズ量を低減（フレーム数低減）することにより、スループット向上の効果が得られる。
１…電子銃、２…集束レンズ、３…非点補正装置、４…偏向器、５…対物レンズ、６…検出器、７…モニタ、８…電子ビーム偏向制御部、９…測長・自動焦点非点補正設定切換部、１０…焦点制御部、１１…ＣＰＵ（画像処理部）、１００１…ウエハ、１００２…チップ、１００３…デバイス領域、１００４…スクライブ領域、１００５…測長領域、１００６…焦点補正領域、１００７…試料台。

Claims (15)

  1. 　荷電ビーム発生源と、前記荷電ビーム発生源で発生した荷電ビームを走査する偏向制御部と、前記荷電ビームの焦点制御部及び非点補正部と、前記荷電ビームを試料に照射したときの前記試料の表面情報を画像処理する画像処理部とを有する荷電ビーム装置であって、
      前記試料表面のパターン情報を得るときの前記荷電ビームの走査条件と焦点又は非点或いはその両者の補正を行うときの前記荷電ビームの走査条件とを切り替える切換え部を更に有し、前記焦点又は非点或いはその両者の補正を行うときの前記荷電ビームの走査条件における走査速度は、前記試料表面のパターン情報を得るときの前記荷電ビームの走査条件における走査速度を越える値に設定されるものであることを特徴とする荷電ビーム装置。
  2. 　請求項１記載の荷電ビーム装置において、
      前記画像処理部で処理されて１画像を得るための前記荷電ビームの総ドーズ量は、前記試料表面のパターン情報を得るときと前記焦点又は非点或いはその両者の補正を行うときとで等しくなるように設定されるものであることを特徴とする荷電ビーム装置。
  3. 　請求項１記載の荷電ビーム装置において、
      前記画像処理部で処理されて１画像を得るための前記荷電ビームの総ドーズ量は、前記試料表面のパターン情報を得るときよりも、前記焦点又は非点或いはその両者の補正を行うときに小さな値に設定されるものであることを特徴とする荷電ビーム装置。
  4. 　前記請求項３記載の荷電ビーム装置において、
      前記荷電ビームの総ドーズ量は、前記１画面を構成するフレームの数で設定されるものであることを特徴とする荷電ビーム装置。
  5. 　請求項１記載の荷電ビーム装置において、
      前記焦点又は非点或いはその両者の補正を行うときの前記荷電ビームの電流量は、前記試料表面のパターン情報を得るときの電流量を越える値に設定されるものであることを特徴とする荷電ビーム装置。
  6. 　請求項１記載の荷電ビーム装置において、
      前記荷電ビームは、前記焦点又は非点或いはその両者の補正を行うときに、前記試料表面に対してチルトするように設定されるものであることを特徴とする荷電ビーム装置。
  7. 　荷電ビーム発生源と、前記荷電ビーム発生源で発生した前記荷電ビームを走査する偏向制御部と、前記荷電ビームの焦点制御部及び非点補正部と、前記荷電ビームを試料に照射したときの前記試料の表面情報を画像処理する画像処理部とを有する荷電ビーム装置であって、
      前記試料表面のパターン情報を得るときの前記荷電ビームの走査条件と焦点又は非点或いはその両者の補正を行うときの前記荷電ビームの走査条件とを切り替える切換え部を更に有し、前記焦点又は非点或いはその両者の補正を行うときの前記荷電ビームの走査条件における走査線間隔は、走査すべき走査線間隔の整数倍（１は含まず）として走査し、その後、飛び越えられた走査すべき箇所へ戻って走査するように設定されるものであることを特徴とする荷電ビーム装置。
  8. 　請求項７記載の荷電ビーム装置において、
      前記画像処理部で処理されて１画像を得るための前記荷電ビームの総ドーズ量は、前記試料表面のパターン情報を得るときよりも、前記焦点又は非点或いはその両者の補正を行うときの方が小さな値に設定されるものであることを特徴とする荷電ビーム装置。
  9. 　前記請求項７記載の荷電ビーム装置において、
      前記荷電ビームの総ドーズ量は、前記１画面を構成するフレームの数で設定されるものであることを特徴とする荷電ビーム装置。
  10. 　請求項７記載の荷電ビーム装置において、
      前記焦点又は非点或いはその両者の補正を行うときの前記荷電ビームの電流量は、前記試料表面のパターン情報を得るときの電流量を越える値に設定されるものであることを特徴とする荷電ビーム装置。
  11. 　請求項７記載の荷電ビーム装置において、
      前記荷電ビームは、前記焦点又は非点或いはその両者の補正を行うときに、前記試料表面に対してチルトするように設定されるものであることを特徴とする荷電ビーム装置。
  12. 　荷電ビーム発生源と、前記荷電ビーム発生源で発生した前記荷電ビームを走査する偏向制御部と、前記荷電ビームの焦点制御部及び非点補正部と、前記荷電ビームを試料に照射したときの前記試料の表面情報を画像処理する画像処理部とを有する荷電ビーム装置であって、
      前記試料表面のパターン情報を得るときの前記荷電ビームの走査条件と焦点又は非点或いはその両者の補正を行うときの前記荷電ビームの走査条件とを切り替える切換え部を更に有し、前記焦点又は非点或いはその両者の補正を行うときの前記荷電ビームの走査条件における走査速度は、前記試料表面のパターン情報を得るときの前記荷電ビームの走査条件における走査速度を越える値に設定され、かつ前記焦点又は非点或いはその両者の補正を行うときの前記荷電ビームの走査条件における走査線間隔は、前記試料表面のパターン情報を得るときの前記荷電ビームの走査条件における走査線間隔の整数倍（１は含まず）として走査し、その後、飛び越えられた走査すべき箇所へ戻って走査するように設定されるものであることを特徴とする荷電ビーム装置。
  13. 　請求項１２記載の荷電ビーム装置において、
      前記画像処理部で処理されて１画像を得るための前記荷電ビームの総ドーズ量は、前記試料表面のパターン情報を得るときの量よりも、前記焦点又は非点或いはその両者の補正を行うときの方が小さな値に設定されるものであることを特徴とする荷電ビーム装置。
  14. 　請求項１２記載の荷電ビーム装置において、
      前記焦点又は非点或いはその両者の補正を行うときの前記荷電ビームの電流量は、前記試料表面のパターン情報を得るときの電流量を越える値に設定されるものであることを特徴とする荷電ビーム装置。
  15. 　請求項１２記載の荷電ビーム装置において、
      前記荷電ビームは、前記焦点又は非点或いはその両者の補正を行うときに、前記試料表面に対してチルトするように設定されるものであることを特徴とする荷電ビーム装置。
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