WO2023195536A1 - 荷電粒子ビームシステム - Google Patents

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WO2023195536A1
WO2023195536A1 PCT/JP2023/014391 JP2023014391W WO2023195536A1 WO 2023195536 A1 WO2023195536 A1 WO 2023195536A1 JP 2023014391 W JP2023014391 W JP 2023014391W WO 2023195536 A1 WO2023195536 A1 WO 2023195536A1
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WO
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deflector
charged particle
particle beam
output
sample
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PCT/JP2023/014391
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English (en)
French (fr)
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康平 鈴木
俊介 水谷
譲 水原
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株式会社日立ハイテク
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    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • 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
    • H01J37/147—Arrangements for directing or deflecting the discharge along a desired path
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
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    • H01J37/02—Details
    • H01J37/244—Detectors; Associated components or circuits therefor
    • H—ELECTRICITY
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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
    • 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

Definitions

  • the present disclosure relates to charged particle beam systems.
  • a common type of charged particle beam device is a scanning electron microscope.
  • a scanning electron microscope a beam of primary electrons emitted from an electron source is converged or deflected using an electromagnetic field to two-dimensionally pass over a sample. scan.
  • secondary electrons having information about the sample are generated. After these secondary electrons are detected by a detector and converted into electrical signals, an image is generated in synchronization with the scanning position.
  • scanning electron microscope If a scanning electron microscope is used, the beam of primary electrons can be focused to a small size, so images with higher resolution can be obtained compared to an optical microscope. Therefore, scanning electron microscopes are applied to semiconductor measuring devices for measuring dimensions of circuit patterns on semiconductor wafers in semiconductor manufacturing processes.
  • the semiconductor measuring device is configured to be able to irradiate primary electrons onto any position on the semiconductor wafer by placing the semiconductor wafer on a movably configured stage. Further, the semiconductor measuring device has a configuration in which the irradiation position on the sample can be changed by deflecting the primary electrons with a primary electron deflector. These are used in combination to perform measurements at designated positions on a semiconductor wafer.
  • Patent Document 1 discloses a method for improving throughput by shortening the settling time of a stage.
  • information on the state of the stage is input to the position control unit, and the deviation from the target position of primary electron irradiation is calculated.
  • the amount of deflection of the primary electron deflector based on this information, it is possible to irradiate the irradiation target position with primary electrons by compensating for time fluctuations in the stage position with the deflection.
  • Patent Document 2 discloses that when primary electrons are deflected by a primary electron deflector, the secondary electrons are also subjected to the deflection action of the primary electron deflector, and the information incident on the detector fluctuates.
  • a method for canceling fluctuations by causing a secondary electron deflector to output an output according to the output of a primary electron deflector is disclosed.
  • semiconductor measurement devices are required to achieve both high throughput and high precision.
  • Patent Document 1 when applying the technology of Patent Document 1, although it is possible to improve throughput, it is difficult to achieve high definition. That is, when measuring semiconductor pattern dimensions, the secondary electrons are also subjected to the deflection action of the primary electron deflector, and the trajectory of the secondary electrons entering the detector changes. This causes a variation in the detection rate of the detector, changes the detection signal, that is, the image, and deteriorates measurement accuracy.
  • the secondary electron deflector is a deflector that allows the primary electrons to travel straight and deflects only the secondary electrons, but due to processing tolerances and assembly tolerances, it is difficult to completely eliminate the effect on the primary electrons. I can't. For this reason, if the output of the secondary electron deflector is varied during the two-dimensional scanning of the primary electrons on the sample, the primary electrons will be affected by the secondary electron deflector and the primary electron irradiation position will slightly change. The measurement accuracy deteriorates due to the deviation.
  • the present disclosure proposes a technology that achieves both improved throughput and measurement accuracy in semiconductor pattern measurement processing.
  • the present disclosure includes a charged particle source that emits a charged particle beam, a stage on which a sample is placed, a first deflector configured to deflect the charged particle beam, and a charged particle source that emits a charged particle beam.
  • a second deflector configured to deflect the emitted signal particles; a detector configured to detect the signal particles; and a position detection device configured to detect the position of the sample or stage.
  • a computer system for controlling the operation of the charged particle beam apparatus the computer system controlling the operation of the second deflector based on the position information detected by the position detection device.
  • FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration example of a charged particle beam system 100 using a charged particle beam device according to a first embodiment as a scanning electron microscope.
  • 6 is a diagram showing an example of an upper detector image 61 obtained by the upper detector 34 and a lower detector image 62 obtained by the lower detector 35.
  • a sunspot silhouette 64-2 seen in the lower detector image 62 when the lower secondary electron deflector 31 is outputted (applying a voltage and flowing a current), a sunspot silhouette 64-1 before output, and a sunspot silhouette 6 is a schematic diagram showing an example of a positional displacement vector 65.
  • FIG. 3 is a flowchart for explaining the control operation of the lower secondary electron deflector 31.
  • FIG. 7 is a flowchart for explaining the control operation of the lower secondary electron deflector 31 when the amount of drift or vibration of the stage 42 is large.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a schematic configuration example of a charged particle beam system 100 using a charged particle beam device according to a second embodiment as a scanning electron microscope.
  • This embodiment is a charged particle beam system that acquires information about a sample by detecting signal charged particles generated at a charged particle beam irradiation position on a sample, and in which two electron beams from a probe focused on the sample are
  • a charged particle beam system scanning electron microscope system
  • scans dimensionally, detects secondary electrons generated from a sample, and obtains a sample image by mapping the signal intensity at each scanning position is disclosed.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration example of a charged particle beam system 100 that uses a charged particle beam device according to the first embodiment as a scanning electron microscope.
  • the charged particle beam system 100 includes a computer system 50 and a scanning electron microscope 51.
  • the computer system 50 includes an overall control section 52, a signal processing section 53, a deflector control processing section 54, an input/output section 55, and a storage section 56.
  • the scanning electron microscope 51 includes an electron source 1, a condenser lens 21, an upper primary electron deflector 22, a lower primary electron deflector 23, an upper scanning deflector 24, a lower scanning deflector 25, and a rear accelerator.
  • primary electrons 11 are generated from the electron source 1.
  • the primary electrons 11 are focused by a condenser lens 21 and deflected by an upper scanning deflector 24 and a lower scanning deflector 25 so as to two-dimensionally scan the sample 41.
  • the deflected primary electrons 11 are accelerated by the post-acceleration electrode 26 and then focused onto the sample 41 by the objective lens 27.
  • Secondary electrons are generated from the position of the sample 41 irradiated with the primary electrons 11. These secondary electrons include surface information of the sample 41 and the like. Therefore, information on the surface of the sample 41 can be obtained by irradiating the primary electrons 11 onto an arbitrary position on the sample 41 and detecting information on the secondary electrons.
  • high-elevation secondary electrons 12 whose elevation angle is close to 90° pass through the secondary electron aperture 33, are deflected by the upper secondary electron deflector 32, and are converted into electrical signals by the upper detector 34. is converted to On the other hand, the low elevation angle secondary electrons 13 whose elevation angle is smaller than this collide with the secondary electron aperture 33. Then, tertiary electrons 14 are generated from the secondary electron aperture 33, which are detected by the lower detector 35 and converted into an electrical signal.
  • the electrical signals from the upper detector 34 and the lower detector 35 are sent to the signal processing section 53.
  • the signal processing unit 53 integrates signal intensities in synchronization with two-dimensional scanning and generates an image in which each signal intensity is mapped.
  • the image is output to the input/output unit 55 via the overall control unit 52. .
  • the sample 41 is placed on a stage 42 that is movable in two-dimensional directions. This is to irradiate the primary electrons 11 to arbitrary coordinates on the sample 41.
  • the position of the stage 42 is measured in real time by a position detection laser 45 using a laser interferometer of a position detection unit 44 installed on the stage conveyance table 43.
  • the positioning method in the position detecting section 44 is not limited to the laser interferometer as described above, and the same effect can be obtained by using a linear scale.
  • the primary electron deflector 22 and the lower primary electron deflector 23 may be electrostatic deflectors or electromagnetic deflectors. Further, the upper scanning deflector 24 and the upper primary electron deflector 22, and the lower scanning deflector 25 and the lower primary electron deflector 23 can each be controlled as one deflector.
  • stage operation can move over a wide range but has poor positioning accuracy
  • primary electron deflection control has a narrow movement range but has high positioning accuracy. Therefore, in order to irradiate the primary electron 11 to the target position coordinates on the sample designated by the user (hereinafter also referred to as operator), a combination of these two types of control is performed. At this time, in order to prevent the primary electron irradiation position from changing due to vibration or drift of the stage 42, stage position information obtained from the position detection section 44 is input to the deflector control processing section 54.
  • the deflector control processing unit 54 calculates the amount of primary electron deflection such that the primary electron irradiation position on the sample 41 does not change, and controls the upper primary electron deflector 22 and the lower primary electron deflector 23. This control can be performed similarly for the upper scanning deflector 24 and the lower scanning deflector 25.
  • FIG. 2 shows the changes in the trajectories of the high-elevation secondary electrons 12 and the low-elevation secondary electrons 13 when the primary electron irradiation position is controlled using the upper primary electron deflector 22 and the lower primary electron deflector 23. ) and a schematic diagram showing an example of correcting a change in trajectory using a lower secondary electron deflector 31.
  • the detection rate in the detector changes.
  • the secondary electrons generated at the primary electron irradiation position are also deflected by the upper primary electron deflector 22 and the lower primary electron deflector 23.
  • the upper detector 34 and the lower detector 35 detect the secondary electrons. Electronic information changes.
  • this trajectory (changed trajectory) can be corrected by the lower secondary electron deflector 31 provided between the upper primary electron deflector 22 and the secondary electron aperture 33.
  • the lower secondary electron deflector 31 is a Wien filter, and is a deflector that allows the primary electrons 11 to travel straight and deflects only the secondary electrons.
  • the trajectories of the high elevation angle secondary electrons 12 and the low elevation angle secondary electrons 13 can be deflected as shown by the broken line. Thereby, it is possible to prevent the detection rate of secondary electrons detected by the upper detector 34 and the lower detector 35 from changing.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of an upper detector image 61 obtained by the upper detector 34 and a lower detector image 62 obtained by the lower detector 35.
  • the detection rate at the detector changes due to the output of the deflector as described above.
  • a white dot silhouette 63 and a black dot silhouette 64 reflecting the shape of the secondary electron aperture 33 can be seen.
  • the silhouette of the secondary electron diaphragm 33 is shown as a circle because it is usually made symmetrically with respect to the optical axis, but this is not the case depending on the shape of the secondary electron diaphragm 33. Fluctuations in the detection rate during this two-dimensional scanning are constant regardless of stage drift and do not vary over time, so there is no effect on measurement accuracy.
  • FIG. 4 shows a sunspot silhouette 64-2 seen in the lower detector image 62 when the lower secondary electron deflector 31 is outputted (applying voltage and flowing current) and a sunspot silhouette 64-1 before outputting. , and a schematic diagram showing an example of a sunspot silhouette position displacement vector 65.
  • the sunspot silhouette position displacement vector 65 represents the positional displacement of the sunspot silhouette 64 before and after the output of the lower secondary electron deflector 31, and is a vector quantity that depends on the output of the lower secondary electron deflector 31. Further, when the primary electron irradiation position is moved (when the field of view is moved), the sunspot silhouette 64 similarly moves.
  • Equation 1 (Relational expression between primary electron irradiation position movement amount and lower secondary electron deflector 31 output) (i) In the output adjustment of the lower secondary electron deflector 31, the coefficient A of Equation 1 is obtained by obtaining the relationship between the output of the lower secondary electron deflector 31 and the sunspot silhouette position displacement vector 65. As a result of studies conducted by the inventors, it was found that when the values of the sunspot silhouette position displacement vectors corresponding to each output value were measured while changing the output of the lower secondary electron deflector 31, they had a linear relationship. Therefore, the coefficient A can be determined as the slope of the linear relationship.
  • Sunspot silhouette position displacement vector Coefficient B ⁇ Primary electron irradiation position movement amount ...
  • Equations 3 and 4 From Equations 1 and 2 above, relational expressions between the amount of movement of the primary electron irradiation position and the output of the lower secondary electron deflector 31 can be obtained as shown in Equations 3 and 4.
  • the output of the lower secondary electron deflector 31, the primary electron irradiation position movement amount, and the sunspot silhouette position displacement vector are two-component vector quantities.
  • the coefficients A, B, and C may be scalar quantities or two-dimensional matrices. Note that the coefficients A, B, and C can be determined in advance (for example, before shipping) for each device as adjustment parameters experimentally or by simulation, stored in the storage unit 56, and read out for use. can. Moreover, the coefficient A, the coefficient B, and the coefficient C can be calculated anew for each measurement.
  • Equation 1, Equation 2, Equation 3, and Equation 4 above are just examples, and polynomials including quadratic and higher-order components of each equation may be used to improve control accuracy.
  • a control formula may be used in which the coefficient A, the coefficient B, and the coefficient C are changed depending on the output range of the lower secondary electron deflector 31 and the range of the movement amount of the primary electron irradiation position.
  • the primary electron deflection control is performed based on the information from the position detection unit 44.
  • the deflector output fluctuates in a certain period (for example, during vibration). Therefore, it is necessary to vary the output of this secondary electron trajectory control in conjunction with the output of the primary electron deflector.
  • the above-mentioned coefficient C is input from the storage section 56 to the deflector control processing section 54 in advance. Then, the lower two-electron deflector output is calculated using the information from the position detection section 44. From this calculated value, the lower secondary electron deflector 31 outputs an output in conjunction with the primary electron deflector output.
  • the upper primary electron deflector 22 and the lower primary electron deflector 23 can also be controlled based on the image positional deviation information.
  • the overall control section 52 calculates the amount of deviation of the image from the target position integrated by the signal processing section 53, inputs it to the deflector control processing section 54, and uses the information to compensate for the amount of deviation.
  • the outputs of the electron deflector 22 and the lower primary electron deflector 23 are calculated.
  • the amount of deviation can be a relative amount of deviation from the position when the target position is reached and imaging is started, or the amount of deviation from the model image at the target position stored in the storage unit 56 can be used. You can also do that. Further, the calculation formula at this time can also be calculated by simulation, or can be read out from the storage unit 56 as an adjustment parameter in advance.
  • FIG. 5 is a flowchart for explaining the control operation of the lower secondary electron deflector 31.
  • the lower secondary electron deflector 31 is controlled between scanning frames (time between frames).
  • scanning frame here refers to an image unit obtained by one two-dimensional scan.
  • "when the amount of drift or vibration of the stage 42 is small” means, for example, a case where the amount of drift or the amount of vibration is smaller than a predetermined threshold value.
  • Step 101 The overall control unit 52 acquires information on the imaging mode (M) and the number of scanning frames (Ntot: number of acquired (integrated) frames) input (designated) by the user from the input/output unit 55 .
  • the imaging mode means, for example, the time taken to capture one frame image (imaging speed).
  • Step 102 The overall control unit 52 reads from the storage unit 56 the number of scanning frames during secondary electron deflector control (Nse) stored in association with the designated imaging mode.
  • the secondary electron deflection output control is executed at predetermined time intervals, although there are advantages and disadvantages depending on the imaging mode. Note that this also applies to the secondary electron deflection output control shown in FIG. 6, which will be described later. In other words, in the case of FIG. 6, the secondary electron deflection output control is performed every predetermined waiting time (designated time), regardless of the primary electron scanning period (the time required to scan one frame with primary electrons). executed.
  • Step 103 The overall control unit 52 controls the deflector control processing unit 54, the upper detector 34, the lower detector 35, and the and controls the signal processing section 53.
  • Step 104 The overall control section 52 controls the deflector control processing section 54, the upper detector 34, the lower detector 35, and the signal processing section 53 so as to execute the processing from step 105 to step 107 Nse times. That is, every time Nse number of scanning frames are acquired, the process of providing the lower secondary electron deflection output (steps 108 to 110) is executed.
  • Step 105 The deflector control processing section 54 scans the sample 41 with primary electrons to generate secondary electrons.
  • Step 106 and Step 107 The upper detector 34 and the lower detector 35 acquire the generated secondary electron signal (for one frame) and input it to the signal processing section 53.
  • the processing from step 105 to step 107 is repeated Nse times and images for Nse frames are acquired, the processing moves to step 108.
  • Step 108 The overall control section 52 inputs the stage position information acquired from the position detection section 44 to the deflector control processing section 54 .
  • the stage position information corresponds to the amount of movement of the primary electron irradiation position described above, and is information indicating the amount of positional deviation from the first irradiation position or the previous irradiation position.
  • Step 109 The overall control unit 52 calculates the lower secondary electron deflector output based on the above equation 3 using the stage position information as the amount of movement of the primary electron irradiation position, and uses the information of the calculated lower secondary electron deflector output. It is delivered to the signal processing section 53.
  • Step 110 The signal processing section 53 outputs the value of the lower secondary electron deflector output to the deflector control processing section 54 .
  • the deflector control processing unit 54 operates the lower secondary electron deflector 31 (applies a voltage and flows a current) based on the value of the output of the lower secondary electron deflector.
  • Step 111 The signal processing unit 53 integrates the image signals of frames corresponding to the number of scanning frames Ntot, and passes the integrated value to the overall control unit 52.
  • the overall control section 52 outputs the image signal integrated value from the input/output section 55 (displays it on the screen).
  • the number of scanning frames during secondary electron deflector control is selected depending on the time required for one scanning frame (imaging mode) and the magnitude of drift and vibration of the stage 42.
  • the smaller the time interval between the outputs of the secondary electron deflector the smaller the fluctuation in the detection rate at the detector.
  • the larger the time interval the smaller the influence of the secondary electron deflector output on the image, so it is determined by these trade-offs. If the drift or vibration of the stage 42 is large, the detection rate fluctuation will increase as the amount of movement of the primary electron irradiation position increases, so it is necessary to narrow the time interval.
  • the time required for one scanning frame can be determined for each imaging mode, and the magnitude of the drift and vibration of the stage 42 is determined by the configuration of the apparatus. Therefore, it is appropriate to set the number of scanning frames Nse during secondary electron deflector control for each imaging mode.
  • the configuration may be such that the number of scanning frames Nse during secondary electron deflector control is input as a parameter specified by the user, or the same secondary electron It may be operated with the number of scanning frames Nse during deflector control.
  • the control flow in the secondary electron deflector has been explained.
  • field-of-view deviation correction control in the primary electron deflector due to stage position deviation is performed independently.
  • the output calculation in step 109 and the output destination in step 110 of this flow By using the primary electron deflector as a primary electron deflector, it is also possible to correct the movement of the field of view between scanning frames and suppress deterioration in measurement accuracy.
  • the time interval of the secondary electron deflector output may be narrowed and the detection rate may be changed even during two-dimensional scanning. It is necessary to vary the output of the secondary electron deflector. In that case, control can be performed using the operation flowchart shown in FIG.
  • FIG. 6 is a flowchart for explaining the control operation of the lower secondary electron deflector 31 when the amount of drift or vibration of the stage 42 is large.
  • the case where the amount of drift or vibration of the stage 42 is large means, for example, the case where the amount of drift or the amount of vibration is greater than or equal to the predetermined threshold value.
  • the overall control unit 52 determines which of the control operations shown in FIG. 5 or FIG. , stored as a set value in the storage unit 56) and the above threshold value. Alternatively, the overall control unit 52 may decide whether to perform the process shown in FIG. 5 or the process shown in FIG.
  • control operation shown in FIG. 6 in association with the above imaging mode (because the faster the imaging speed is, the smaller the amount of drift is).
  • the control operation shown in FIG. 6 may be performed.
  • Step 201 The overall control unit 52 acquires information on the imaging mode (M) input (designated) by the user from the input/output unit 55 .
  • the imaging mode means, for example, the time taken to capture one frame image (imaging speed), as described above.
  • Step 202 The overall control unit 52 reads out the secondary electron deflector control waiting time (Tse) stored in association with the designated imaging mode from the storage unit 56 .
  • Tse secondary electron deflector control waiting time
  • the secondary electron deflector control waiting time (Tse) can be determined for each imaging mode, but it may also be set to the same value under all conditions.
  • Step 203 The overall control section 52 controls the deflector control processing section 54, the upper detector 34, the lower detector 35, and the signal processing section 53 so as to repeat the processing from step 204 to step 207 until the imaging is completed.
  • processing of scanning the sample by primary electrons and acquisition of secondary electrons by the detector (frame image It is assumed that the acquisition process) is being executed.
  • Step 204 The overall control unit 52 waits for a designated time (secondary electron deflector control waiting time Tse) without performing an imaging operation after the imaging start instruction is input. This makes it possible to stabilize image output and obtain images of sufficient quality. Note that since the specified time is not equal to the frame scanning time, the secondary electron deflection output control may be executed even during the scanning operation.
  • Step 205 The overall control section 52 inputs the stage position information acquired from the position detection section 44 to the deflector control processing section 54 .
  • Step 206 The overall control unit 52 calculates the lower secondary electron deflector output based on the above equation 3 using the stage position information as the amount of movement of the primary electron irradiation position, and uses the information of the calculated lower secondary electron deflector output. It is delivered to the signal processing section 53.
  • Step 207 The signal processing section 53 outputs the value of the lower secondary electron deflector output to the deflector control processing section 54 .
  • the deflector control processing unit 54 operates the lower secondary electron deflector 31 (applies a voltage and flows a current) based on the value of the output of the lower secondary electron deflector.
  • the processing from step 204 to step 207 is repeated until the imaging is completed. When the imaging is completed, the process moves to step 208.
  • Step 208 The signal processing unit 53 integrates the captured image signals and passes the integrated value to the overall control unit 52.
  • the overall control section 52 outputs the image signal integrated value from the input/output section 55 (displays it on the screen).
  • FIG. 7 is a diagram showing a schematic configuration example of a charged particle beam system 100 using a charged particle beam device according to the second embodiment as a scanning electron microscope.
  • the charged particle beam system 100 in FIG. 7 includes a computer system 50 and a scanning electron microscope 51, similar to the charged particle beam system 100 according to the first embodiment.
  • the computer system 50 has a configuration similar to that of the first embodiment.
  • the scanning electron microscope 51 according to the second embodiment does not include the position detection section 44, but has a configuration in which an energy filter 36 is added.
  • the charged particle beam device (scanning electron microscope 51) according to the second embodiment does not include a position detection section as described above, so the output of the lower secondary electron deflector 31 is used as image information rather than stage position information. It is set based on. Hereinafter, calculation of the output of the lower secondary electron deflector 31 will be explained based on image information.
  • the overall control unit 52 acquires silhouette position information from the image integrated by the signal processing unit 53, calculates a sunspot silhouette position displacement vector 65, and inputs it to the deflector control processing unit 54.
  • the deflector control processing unit 54 calculates the lower secondary electron deflector output corresponding to the sunspot silhouette position displacement vector 65 based on the information of Equation 1 and coefficient A read from the storage unit 56, and calculates the output of the lower secondary electron deflector corresponding to the sunspot silhouette position displacement vector 65. 31 (apply voltage and flow current).
  • FIG. 8 shows an example of the trajectory of the high-elevation-angle secondary electrons 12 when the primary electron irradiation position is controlled by the upper primary electron deflector 22 and the lower primary electron deflector 23, and the lower secondary electrons that correct it.
  • 3 is a schematic diagram of a deflector 31.
  • the high elevation angle secondary electrons are not perpendicularly incident on the energy filter 36, so the accuracy of the energy filter 36 deteriorates.
  • the high-elevation-angle secondary electrons incident on the energy filter 36 are vertical, so it can be seen that measurement accuracy can be maintained even if the primary electron irradiation position changes.
  • the overall control unit 52 moves the primary electron irradiation position (field of view) after acquiring a detection signal from the signal processing unit 53 before moving the primary electron irradiation position with the energy filter 36 in operation. Similarly, the overall control unit 52 acquires a detection signal from the signal processing unit 53 when the primary electron irradiation position is moved. Then, the overall control unit 52 compares the images before and after the primary electron irradiation position (field of view) is moved. Furthermore, after that, the overall control unit 52 repeats the same detection while causing the lower secondary electron deflector 31 to output, and determines the output of the lower secondary electron deflector that most matches the image before moving the irradiation position.
  • control is performed by obtaining an optimal relational expression of the output of the lower secondary electron deflector with respect to the primary electron irradiation position.
  • the output formula can also be obtained by calculating the optimal output value through simulation. Note that this control process is similar to the process described in the flowcharts of FIGS. 5 and 6, so detailed explanation will be omitted.
  • the lower secondary electron deflector 31 is controlled to improve the detection rate of the detectors (upper detector 34 and lower detector 35) and to improve the high-elevation angle secondary electron deflector 31.
  • the suppression of energy filter incident angle fluctuations of the electrons 12 has been described, it goes without saying that similar control is possible with the upper secondary electron deflector 32.
  • the computer system 50 includes a position detection device (position detection unit 44).
  • Output control of the second deflector is performed based on the position information (field of view movement amount) detected by the controller.
  • the output of the second deflector is obtained by multiplying the amount of movement of the primary electron irradiation position based on the position information (positional deviation amount of the stage) by a predetermined parameter (see Equations 3 and 4 above). It can be calculated by In this way, since the deflection of primary electrons and the deflection output of secondary electrons are controlled based on position information, it is possible to improve throughput and measurement accuracy (improved throughput and measurement accuracy). improvement).
  • the deflection output control of the secondary electrons is selectively executed during the period (scanning period interval) between the two-dimensional scanning period by the charged particle beam (primary electrons) and the next two-dimensional scanning period. can do. That is, each time one two-dimensional scan of the sample to be measured is completed, an image is acquired while determining whether or not to control the deflection output of secondary electrons.
  • the deflection output control of secondary electrons may be executed each time one frame image is acquired, or the deflection output control of secondary electrons may be executed each time a plurality of frame images are acquired.
  • the (if any) secondary electron deflection output control may be performed. By doing this, it is possible to perform secondary electron deflection output control at an appropriate frequency depending on the imaging mode (high or low scanning speed), so it is possible to improve measurement accuracy without reducing throughput. can.
  • the computer system 50 calculates position information (field of view movement amount) from an image based on a signal detected by the detector, and calculates the position indicated by the position information. Based on the amount of deviation, after one two-dimensional scanning period by the charged particle beam, the first deflector (the upper primary electron deflector 22 and/or the lower primary electron deflector 23) or the second deflector Output control of at least one of (lower secondary electron deflector 31 and/or upper secondary electron deflector) is selectively executed.
  • “selectively" means the same as above.
  • the amount of positional deviation can be detected from the amount of deviation of the acquired images without using the position detection unit 44, the number of parts of the device can be reduced and the manufacturing cost of the device can be suppressed.
  • the deflection of primary electrons and secondary electrons is controlled based on position information (field of view movement amount), it is possible to improve throughput and measurement accuracy. (Both improved throughput and improved measurement accuracy).
  • the functions of this embodiment can also be realized by software program codes.
  • a storage medium on which the program code is recorded is provided to a system or device, and the computer (or CPU or MPU) of the system or device reads the program code stored in the storage medium.
  • the program code itself read from the storage medium realizes the functions of the embodiments described above, and the program code itself and the storage medium storing it constitute the present disclosure.
  • Storage media for supplying such program codes include, for example, flexible disks, CD-ROMs, DVD-ROMs, hard disks, optical disks, magneto-optical disks, CD-Rs, magnetic tapes, nonvolatile memory cards, and ROMs. etc. are used.
  • an OS operating system
  • the CPU of the computer performs some or all of the actual processing based on the instructions of the program code.
  • the software program code that realizes the functions of the embodiments can be stored in a storage means such as a hard disk or memory of a system or device, or a storage medium such as a CD-RW or CD-R.
  • the program code stored in the storage means or storage medium may be read and executed by the computer (or CPU or MPU) of the system or device during use.
  • control lines and information lines are shown to be necessary for the explanation, and not all control lines and information lines are necessarily shown in the product. All configurations may be interconnected.
  • Electron source 11 Primary electrons, 12 High elevation angle secondary electrons, 13 Low elevation angle secondary electrons, 14 Tertiary electrons, 21 Condenser lens, 22 Upper stage primary electron deflector, 23 Lower stage primary electron deflector, 24 Upper stage Scanning deflector, 25 lower scanning deflector, 26 rear accelerating electrode, 27 objective lens, 31 lower secondary electron deflector, 32 upper secondary electron deflector, 33 secondary electron aperture, 34 upper detector, 35 lower detector , 36 Energy filter, 41 Sample, 42 Stage, 43 Stage transport platform, 44 Position detection section, 45 Position detection laser, 51 Scanning electron microscope, 52 Overall control section, 53 Signal processing section, 54 Deflector control processing section, 55 Input Output section, 56 Storage section, 61 Upper detector image, 62 Lower detector image, 63 White dot silhouette, 64 Sunspot silhouette, 65 Sunspot silhouette position displacement vector

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Abstract

本開示は、半導体パターン計測処理のスループット向上と計測精度を両立する荷電粒子ビームシステムを提案する。当該荷電粒子ビームシステムは、荷電粒子ビームを放出する荷電粒子源と、試料を設置するステージと、荷電粒子ビームを偏向するように構成された第１の偏向器と、試料から放出される信号粒子を偏向するように構成された第２の偏向器と、信号粒子を検出するように構成された検出器と、試料或いはステージの位置を検出するように構成された位置検出デバイスと、を含む、荷電粒子ビーム装置と、荷電粒子ビーム装置の動作を制御するコンピュータシステムと、を備える。そして、コンピュータシステムは、位置検出デバイスによって検出された位置情報に基づいて、第２の偏向器の出力制御を実行する（図１参照）。

Description

荷電粒子ビームシステム
　本開示は、荷電粒子ビームシステムに関する。
　荷電粒子線装置の一般的な形態として走査電子顕微鏡が挙げられるが、走査電子顕微鏡では、電子源から放出された１次電子のビームを電磁場で収束または偏向させて、試料上を２次元的に走査する。試料上の１次電子が照射された箇所では、試料の情報を持つ２次電子が発生する。この２次電子は検出器で検出されて電気信号に変換されたのちに、走査位置と同期して画像が生成される。
　走査電子顕微鏡を用いれば１次電子のビームを小さく収束させることができるため、光学顕微鏡と比べて高い分解能の画像が得られる。そのため、走査電子顕微鏡は、半導体製造プロセスにおいて半導体ウェーハの回路パターンの寸法計測をするための半導体計測装置に応用されている。
　半導体製品の集積度は向上し続けており、回路パターンには更なる高精度化が求められている。そのため、半導体計測装置にも計測精度の高精度化が必要とされる。また近年、半導体ウェーハの全面検査の需要が高まっており、半導体計測装置にはスループット向上も求められている。以上から、半導体計測装置では高精度化と高スループット化の両立が強く求められている。
　半導体計測装置は、半導体ウェーハを移動可能に構成されたステージに乗せることで、半導体ウェーハ上の任意の位置に１次電子を照射できるように構成されている。また、半導体計測装置は、１次電子を１次電子偏向器で偏向することで試料上の照射位置を変えることができる構成を備えている。これらを複合的に用いて、半導体ウェーハ上の指定の位置での計測を行っている。
　例えば、特許文献１は、ステージの静定時間を短縮してスループット向上を図る方法について開示する。この方法では、ステージの状態の情報を位置制御部にインプットして、１次電子の照射目標位置との偏差を計算する。その情報をもとに１次電子偏向器の偏向量を調節することで、ステージ位置の時間変動を偏向で補って照射目標位置に１次電子を照射させることができる。
　また、特許文献２は、１次電子を１次電子偏向器で偏向させる際に、２次電子も１次電子偏向器の偏向作用を受けて検出器に入射する情報が変動することに対し、２次電子偏向器を１次電子偏向器出力に応じて出力させることで変動を打ち消す方法について開示する。
特許第４９２７５０６号公報 特許第５９４８０８４号公報
　上述のように、半導体計測装置では、高スループット化と高精度化の両立が求められている。
　しかしながら、特許文献１の技術を適用する場合、スループットの向上は望めるが、高精細化を実現することは困難である。つまり、半導体パターン寸法計測時には、１次電子偏向器の偏向作用を２次電子も受けることになり、２次電子が検出器に入射する軌道が変わってしまう。これにより、検出器の検出率変動を招き、検出信号すなわち画像が変化して計測精度が悪化する。
　一方、特許文献２の技術によれば、通常の１次電子偏向器による照射位置移動動作においては、１次電子偏向器の出力に応じた２次電子偏向器出力を適用することにより、１次電子偏向器による２次電子の影響を打ち消すことができる。
　しかしながら、特許文献２による技術では、ステージの情報を１次電子偏向器にフィードバックするため、１次電子偏向器の出力をもとに２次電子偏向器の出力をさせるような制御を行っていると高速な動作を実現することができない。
　さらに、２次電子偏向器は、１次電子を直進させて２次電子のみを偏向させる作用をもつ偏向器だが、加工公差や組立公差などで１次電子への影響を完全にゼロにすることはできない。このため、１次電子の試料上の２次元的走査中に２次電子偏向器の出力を変動させると、１次電子が２次電子偏向器の影響を受けて１次電子照射位置がわずかにずれることで計測精度が悪化してしまう。
　本開示は、このような状況に鑑み、半導体パターン計測処理のスループット向上と計測精度の両立する技術を提案する。
　上記課題を解決するために、本開示は、荷電粒子ビームを放出する荷電粒子源と、試料を設置するステージと、荷電粒子ビームを偏向するように構成された第１の偏向器と、試料から放出される信号粒子を偏向するように構成された第２の偏向器と、信号粒子を検出するように構成された検出器と、試料或いはステージの位置を検出するように構成された位置検出デバイスと、を含む、荷電粒子ビーム装置と、荷電粒子ビーム装置の動作を制御するコンピュータシステムと、を備え、コンピュータシステムは、位置検出デバイスによって検出された位置情報に基づいて、第２の偏向器の出力制御を実行する、荷電粒子ビームシステムを提案する。
　本開示に関連する更なる特徴は、本明細書の記述、添付図面から明らかになるものである。また、本開示の態様は、要素及び多様な要素の組み合わせ及び以降の詳細な記述と添付される請求の範囲の様態により達成され実現される。
　本明細書の記述は典型的な例示に過ぎず、本開示の請求の範囲又は適用例を如何なる意味においても限定するものではないことを理解する必要がある。
　本開示の技術によれば、スループット向上時に生じる計測精度の悪化を防ぎ、高スループットと高精度計測を両立することができる。
第１の実施形態による荷電粒子ビーム装置を走査電子顕微鏡として用いた荷電粒子ビームシステム１００の概略構成例を示す図である。 上段１次電子偏向器２２および下段１次電子偏向器２３を用いて１次電子照射位置を制御した際の高仰角２次電子１２および低仰角２次電子１３の軌道（の変化）の一例と、下部２次電子偏向器３１を用いて軌道の変化を補正する一例を示す模式図である。 上部検出器３４で得られる上部検出器像６１、および下部検出器３５で得られる下部検出器像６２の例を示す図である。 下部２次電子偏向器３１を出力させた（電圧を印加する、および電流を流す）ときの下部検出器像６２でみられる黒点シルエット６４－２および出力前の黒点シルエット６４－１、並びに黒点シルエット位置変位ベクトル６５の例を示す模式図である。 下部２次電子偏向器３１の制御動作を説明するためのフローチャートである。 ステージ４２のドリフトや振動量が大きい場合の下部２次電子偏向器３１の制御動作を説明するためのフローチャートである。 第２の実施形態による荷電粒子ビーム装置を走査電子顕微鏡として用いた荷電粒子ビームシステム１００の概略構成例を示す図である。 上段１次電子偏向器２２および下段１次電子偏向器２３で１次電子照射位置を制御した際の高仰角２次電子１２の軌道の一例と、それを補正する下部２次電子偏向器３１の模式図である。
　本実施形態は、試料上の荷電粒子線照射位置で生じた信号荷電粒子を検出することで試料の情報を取得する荷電粒子ビームシステムであって、試料上に収束されたプローブの電子線を２次元的に走査して、試料から発生した２次電子を検出し、走査位置ごとの信号強度をマッピングすることで試料像を得る荷電粒子ビームシステム（走査電子顕微鏡システム）について開示する。以下、本開示による実施形態について説明する。
（１）第１の実施形態
　＜荷電粒子ビームシステムの構成例＞
　図１は、第１の実施形態による荷電粒子ビーム装置を走査電子顕微鏡として用いる荷電粒子ビームシステム１００の概略構成例を示す図である。
　荷電粒子ビームシステム１００は、コンピュータシステム５０と、走査電子顕微鏡５１と、を備える。コンピュータシステム５０は、全体制御部５２と、信号処理部５３と、偏向器制御処理部５４と、入出力部５５と、記憶部５６と、を備える。走査電子顕微鏡５１は、電子源１と、コンデンサレンズ２１と、上段１次電子偏向器２２と、下段１次電子偏向器２３と、上段走査偏向器２４と、下段走査偏向器２５と、後段加速電極２６と、対物レンズ２７と、下部２次電子偏向器３１と、上部２次電子偏向器３２と、２次電子絞り３３と、上部検出器３４と、下部検出器３５と、ステージ４２と、ステージ搬送台４３と、位置検出部４４と、を備える。
　走査電子顕微鏡５１では、電子源１より１次電子１１が発生する。１次電子１１は、コンデンサレンズ２１によって集束されて、上段走査偏向器２４、下段走査偏向器２５によって試料４１上を２次元的走査するように偏向される。偏向された１次電子１１は、後段加速電極２６によって加速されたのちに対物レンズ２７によって試料４１上に集束される。
　試料４１の１次電子１１の照射位置からは２次電子が発生する。この２次電子には試料４１の表面情報などが含まれている。そのため、試料４１上の任意の位置に１次電子１１を照射して、その２次電子の情報を検出することで試料４１表面の情報を得ることができる。
　発生した２次電子のうち、仰角が９０°に近い高仰角２次電子１２は２次電子絞り３３を抜けたのちに上部２次電子偏向器３２で偏向されて、上部検出器３４で電気信号に変換される。一方、これよりも仰角の小さい低仰角２次電子１３は、２次電子絞り３３に衝突する。すると、２次電子絞り３３からは３次電子１４が発生し、これを下部検出器３５で検出して電気信号に変換する。
　上部検出器３４および下部検出器３５からの電気信号は、信号処理部５３に送られる。信号処理部５３は、２次元的走査に同期して信号強度を積算し、各信号強度をマッピングした画像を生成する、当該画像は、全体制御部５２を介して入出力部５５に出力される。
　試料４１は、２次元方向に動作可能なステージ４２に載置される。試料４１上の任意の座標に１次電子１１を照射するためである。ステージ４２の位置は、ステージ搬送台４３に設置された位置検出部４４のレーザ干渉計による位置検出レーザ４５でリアルタイムに測定される。位置検出部４４での位置方法は、上記のようなレーザ干渉計に限定するものではなく、リニアスケールでも同様の効果が得られる。ステージ４２を動作させることにより任意の座標への１次電子１１照射を実現する。
　さらに、上段１次電子偏向器２２、下段１次電子偏向器２３により１次電子１１を偏向させることで目標位置に１次電子１１を照射させる制御もできる。上段１次電子偏向器２２、下段１次電子偏向器２３は静電偏向器でも電磁偏向器でもよい。また、上段走査偏向器２４と上段１次電子偏向器２２、下段走査偏向器２５と下段１次電子偏向器２３をそれぞれ一つの偏向器として制御することもできる。
　一般的に、ステージ動作は広範囲を移動できるが位置合わせ精度が悪く、１次電子偏向制御は移動範囲が狭いが位置合わせ精度が高い。そのため、ユーザ（以下、オペレータともいう）が指定した試料上の目標位置座標に１次電子１１を照射させるためにはこれら両方の制御を組み合わせた制御を行っている。このとき、ステージ４２の振動やドリフトで１次電子照射位置が変動することを防ぐために、位置検出部４４から得たステージ位置情報を偏向器制御処理部５４にインプットする。偏向器制御処理部５４は、試料４１上の１次電子照射位置が変化しないような１次電子偏向量を計算し、上段１次電子偏向器２２、下段１次電子偏向器２３を制御する。この制御は、上段走査偏向器２４、下段走査偏向器２５でも同様に行うことができる。
　＜２次電子の検出率が変化する理由＞
　図２は、上段１次電子偏向器２２および下段１次電子偏向器２３を用いて１次電子照射位置を制御した際の高仰角２次電子１２および低仰角２次電子１３の軌道（の変化）の一例と、下部２次電子偏向器３１を用いて軌道の変化を補正する一例を示す模式図である。
　上記課題でも述べたように、１次電子偏向器での偏向制御が２次電子の軌道に影響を与えるので、検出器での検出率が変化する。１次電子照射位置で発生した２次電子も上段１次電子偏向器２２および下段１次電子偏向器２３の偏向作用を受ける。例えば、高仰角２次電子１２が２次電子絞り３３に衝突し、低仰角２次電子１３が２次電子絞り３３を抜ける軌道になると、上部検出器３４および下部検出器３５で検出する２次電子の情報が変わってしまう。
　この点、この軌道（変化した軌道）の補正を上段１次電子偏向器２２と２次電子絞り３３の間に設けた下部２次電子偏向器３１で行うことができる。下部２次電子偏向器３１はウィーンフィルタであり、１次電子１１を直進させ、２次電子だけを偏向させることができる偏向器である。下部２次電子偏向器３１の作用により、高仰角２次電子１２および低仰角２次電子１３の軌道を破線のように偏向させることができる。これにより、上部検出器３４と下部検出器３５で検出する２次電子の検出率が変化することを防ぐことができる。
　＜下部２次電子偏向器３１の出力調整方法＞
　ここでは、検出率の変化を防ぐための１次電子偏向器出力に対する下部２次電子偏向器３１の出力調整方法の一形態を説明する。
（検出画像の例）
　図３は、上部検出器３４で得られる上部検出器像６１、および下部検出器３５で得られる下部検出器像６２の例を示す図である。
　上段走査偏向器２４および下段走査偏向器２５による１次電子１１の２次元的走査でも上記のような偏向器の出力による検出器での検出率の変化が生じる。画像中心部には２次電子絞り３３の形状を反映した白点シルエット６３、黒点シルエット６４が見える。２次電子絞り３３は通常は光軸に対して軸対称に作られるためシルエットを円形で示しているが、２次電子絞り３３の形状によりこの限りではない。この２次元的走査中の検出率の変動は、ステージのドリフトなどに依らず一定であり時間変動しないため、計測精度への影響はない。
　１次電子１１の照射位置移動時（視野移動時）に上段１次電子偏向器２２および下段１次電子偏向器２３の出力によって引き起こされる２次電子の軌道変化は、白点シルエット６３および黒点シルエット６４の位置の変位量で測ることができる。また、下部２次電子偏向器３１による２次電子の軌道変化についても、白点シルエット６３および黒点シルエット６４の位置の変位量で測ることができる。
（下部検出画像の変位ベクトル）
　図４は、下部２次電子偏向器３１を出力させた（電圧を印加する、および電流を流す）ときの下部検出器像６２でみられる黒点シルエット６４－２および出力前の黒点シルエット６４－１、並びに黒点シルエット位置変位ベクトル６５の例を示す模式図である。
　黒点シルエット位置変位ベクトル６５は、下部２次電子偏向器３１の出力前後の黒点シルエット６４の位置変位を表しており、下部２次電子偏向器３１の出力に依存したベクトル量である。また、１次電子照射位置移動時（視野移動時）にも同様に黒点シルエット６４の移動がみられる。
（１次電子照射位置移動量と下部２次電子偏向器３１出力の関係式）
（i）下部２次電子偏向器３１の出力調整では、下部２次電子偏向器３１の出力に対する黒点シルエット位置変位ベクトル６５の関係を取得して式１の係数Ａを求める。発明者らによる検討の結果、下部２次電子偏向器３１の出力を変化させながら、各出力値に対応する黒点シルエット位置変位ベクトルの値を測定すると、これらは線形関係にあることが分かった。このため、係数Ａは、当該線形関係の傾きとして求めることが可能である。
［式１］
　黒点シルエット位置変位ベクトル＝係数Ａ×下部２次電子偏向器出力　・・・式１
（ii）また、１次電子照射位置移動量に対する黒点シルエット位置変位ベクトル６５の関係を取得して式２の係数Ｂを求める。同様に、発明者らの検討の結果、１次電子照射位置移動量（最初の照射位置（視野）からの変動量＝位置検出情報の変動量）と視野移動量に対応する黒点シルエット位置変位ベクトルの値との関係も線形関係にあることが分かった。このため、係数Ｂも、当該線形関係の傾きとして求めることが可能である。なお、１次電子照射位置移動量は、ステージ４２のドリフトや振動を追尾するための値となっている。
［式２］
　黒点シルエット位置変位ベクトル＝係数Ｂ×１次電子照射位置移動量　・・・式２
（iii）上記式１および式２から、式３および式４のように１次電子照射位置移動量と下部２次電子偏向器３１出力の関係式が得られる。
［式３］
　下部２次電子偏向器出力＝係数Ｃ×１次電子照射位置移動量・・・式３
［式４］
　係数Ｃ＝係数Ａ＾（－１）×係数Ｂ・・・式４
　下部２次電子偏向器３１出力、１次電子照射位置移動量、および黒点シルエット位置変位ベクトルは、２成分のベクトル量である。また、係数Ａ、係数Ｂ、係数Ｃはスカラー量でも２次元行列でもよい。なお、係数Ａ、係数Ｂ、係数Ｃは、予め（例えば、出荷前）装置毎に、調整パラメータとして、実験的に、あるいはシミュレーションによって求め、記憶部５６に格納しておき、読み出して用いることができる。また、係数Ａ、係数Ｂ、係数Ｃは、計測毎に改めて求めることもできる。ただし、上記式１、式２、式３、および式４で示した制御式は単なる一例であり、制御の高精度化のために各式の２次以降の成分を含めた多項式にすることもできる。また、下部２次電子偏向器３１出力範囲や１次電子照射位置移動量の範囲によって係数Ａ、係数Ｂ、および係数Ｃを変えるような制御式としてもよい。
（iv）ステージ位置の振動やドリフトに合わせた１次電子偏向制御を行う場合（試料上の１次電子照射位置を一定にするため）、位置検出部４４からの情報をもとに１次電子偏向器出力がある周期（例えば、振動のとき）で変動する。そのため、この２次電子軌道制御も１次電子偏向器出力と連動して出力を変動させる必要がある。その際には上記の係数Ｃを記憶部５６から偏向器制御処理部５４に予めインプットさせておく。そして、位置検出部４４からの情報を用いて下部２電子偏向器出力を計算する。この計算値から１次電子偏向器出力と連動して下部２次電子偏向器３１を出力する。
（v）位置検出部４４の情報を用いずに、画像の位置ずれ情報（以下、「位置移動量情報」あるいは「視野移動量」ともいう）で１次電子偏向器を制御することについて
　また、画像の位置ずれ情報を基に上段１次電子偏向器２２および下段１次電子偏向器２３を制御することもできる。信号処理部５３で積算した画像の目標位置からのずれ量を全体制御部５２で計算して、偏向器制御処理部５４にインプットし、その情報をもとにずれ量を補うような上段１次電子偏向器２２および下段１次電子偏向器２３の出力を計算する。ずれ量は目標位置に到達して撮像を開始したときの位置からの相対的なずれ量を使うこともできるし、記憶部５６に保存してある目標位置でのモデル画像とのずれ量を使うこともできる。また、この時の計算式についてもシミュレーションで計算することもできるし、事前に調整パラメータとして記憶部５６に保存したものを読み出すこともできる。
（vi）ウィーンフィルタ型偏向器の利用について
　上部２次電子偏向器３２および下部２次電子偏向器３１をウィーンフィルタ型偏向器で構成した場合、理想的には１次電子１１には影響を与えずに２次電子偏向ができる。しかし、実際には加工公差や組立公差の影響で１次電子１１の偏向影響を完全にゼロにすることは難しい。このため、２次元的走査中に上部２次電子偏向器３２および／または下部２次電子偏向器３１の出力を変動させると、１次電子１１の照射位置がわずかに変化して画像の計測精度が悪くなる可能性がある。そのような場合には以下に示す動作フローで動作させることで、２次電子偏向器の１次電子１１への影響を防いで制御できる。
（ステージ４２のドリフトや振動量が小さい場合の下部２次電子偏向器３１の制御動作）
　図５は、下部２次電子偏向器３１の制御動作を説明するためのフローチャートである。この制御動作では、走査フレーム間（フレームとフレームの間の時間）に下部２次電子偏向器３１が制御される。なお、ここで走査フレームとは１回の２次元的走査で得られる画像単位のことを指すものとする。また、「ステージ４２のドリフトや振動量が小さい場合」とは、例えば、ドリフト量や振動量が予め決められた閾値よりも小さい場合を意味する。
（i）ステップ１０１
　全体制御部５２は、入出力部５５からユーザによって入力（指定）された撮像モード（Ｍ）と走査フレーム数（Ｎｔｏｔ：取得（積算）フレーム数）の情報を取得する。ここで、撮像モードとは、例えば、１フレーム画像を撮像するために掛ける時間（撮像スピード）を意味する。また、走査フレーム数（Ｎｔｏｔ）とは、最終的に積算する所望のフレーム数を意味する。例えば、ユーザは、Ｎｔｏｔ＝２５６と指定することができる。
（ii）ステップ１０２
　全体制御部５２は、記憶部５６から、指定された撮像モードに紐づいて格納されている２次電子偏向器制御間走査フレーム数（Ｎｓｅ）を読み出す。ここで、２次電子偏向器制御間走査フレーム数（Ｎｓｅ）とは、走査フレーム数（Ｎｔｏｔ）において何フレーム毎に２次電子偏向出力（ここでは、下部２次電子偏向出力）を与えるかを示す値を意味する。例えば、指定撮像モードに対応する２次電子偏向器制御間走査フレーム数がＮｓｅ＝４である場合、４フレーム取得する毎に２次電子偏向出力が与えられることになる。また、Ｎｓｅ＝１であれば１フレーム取得する度に２次電子偏向出力が与えられる。つまり、２次電子偏向出力制御は、撮像モードに応じて長短はあるものの、所定期間間隔で実行されることになる。なお、このことは、後述する図６による２次電子偏向出力制御においても同様である。つまり、図６の場合、１次電子の走査期間（１フレームを１次電子で走査するのに要する時間）とは関係なく、所定の待ち時間（指定時間）毎に２次電子偏向出力制御が実行される。
（iii）ステップ１０３
　全体制御部５２は、取得フレーム数が走査フレーム数（Ｎｔｏｔ）になるまで、ステップ１０４からステップ１１０までの処理を繰り返すように、偏向器制御処理部５４、上部検出器３４、下部検出器３５、および信号処理部５３を制御する。
（iv）ステップ１０４
　全体制御部５２は、ステップ１０５からステップ１０７までの処理をＮｓｅ回実行するように偏向器制御処理部５４、上部検出器３４、下部検出器３５、および信号処理部５３を制御する。つまり、Ｎｓｅ数分の走査フレームを取得する毎に、下部２次電子偏向出力を与える処理（ステップ１０８からステップ１１０）が実行されることになる。
（v）ステップ１０５
　偏向器制御処理部５４は、試料４１を一次電子で走査（スキャン）し、２次電子を発生させる。
（vi）ステップ１０６およびステップ１０７
　上部検出器３４および下部検出器３５は、発生した２次電子の信号（１フレーム分）を取得し、信号処理部５３にインプットする。
　ステップ１０５からステップ１０７までの処理がＮｓｅ回繰り返され、Ｎｓｅフレーム分の画像が取得されると、処理はステップ１０８に移行する。
（vii）ステップ１０８
　全体制御部５２は、位置検出部４４から取得したステージ位置情報を偏向器制御処理部５４にインプットする。ステージ位置情報は、上述の１次電子照射位置移動量に相当し、最初の照射位置あるいは前回の照射位置からの位置ずれ量を示す情報である。
（viii）ステップ１０９
　全体制御部５２は、上記式３に基づいて、ステージ位置情報を１次電子照射位置移動量として、下部２次電子偏向器出力を算出し、当該算出した下部２次電子偏向器出力の情報を信号処理部５３に受け渡す。
（ix）ステップ１１０
　信号処理部５３は、下部２次電子偏向器出力の値を偏向器制御処理部５４に出力する。偏向器制御処理部５４は、下部２次電子偏向器出力の値に基づいて、下部２次電子偏向器３１を動作させる（電圧を印加、および電流を流す）。
　走査フレーム数合計がＮｔｏｔ回になるまで以上までの処理が繰り返されると、処理は、ステップ１１１に移行する。
（x）ステップ１１１
　信号処理部５３は、走査フレーム数Ｎｔｏｔ分のフレームの画像信号を積算し、積算値を全体制御部５２に受け渡す。全体制御部５２は、画像信号積算値を入出力部５５から出力する（画面に表示する）。
　なお、２次電子偏向器制御間走査フレーム数（Ｎｓｅ）は、走査フレーム１回あたりの所要時間（撮像モード）とステージ４２のドリフトや振動の大きさによって選ぶことになる。２次電子偏向器出力の時間間隔が小さいほど検出器での検出率の変動を小さくできる。しかし、時間間隔が大きい方が２次電子偏向器出力による画像への影響を小さくできるため、これらのトレードオフで決まる。ステージ４２のドリフトや振動が大きい場合は、１次電子照射位置移動量が大きくなることに伴って検出率変動が大きくなるので、時間間隔を狭める必要がある。撮像モードごとに走査フレーム１回当たりの所要時間は決めることができ、ステージ４２のドリフトや振動の大きさは装置の構成で決まる。従って、撮像モードごとに２次電子偏向器制御間走査フレーム数Ｎｓｅを設定することが適当である。もちろん、ユーザが指定するパラメータとして２次電子偏向器制御間走査フレーム数Ｎｓｅを入力するように構成してもよいし、撮像モードごとの設定パラメータにせずに全部の条件で、同一の２次電子偏向器制御間走査フレーム数Ｎｓｅで動作させるようにしてもよい。
　本実施形態では２次電子偏向器での制御フローについて説明した。ここでは、ステージ位置ずれに伴う１次電子偏向器での視野ずれ補正制御はこれとは独立に行われる。しかし、１次電子偏向器の応答性の問題などで走査フレーム中の１次電子偏向器の出力変動により計測精度が悪化する場合には、本フローのステップ１０９の出力計算およびステップ１１０の出力先を１次電子偏向器とすることで、走査フレーム間に視野移動の補正をして、計測精度の悪化を抑制することもできる。
　一方で、ステージ４２のドリフトや振動が大きく、検出率変動が走査フレーム１回の動作でも補正しきれない場合には、２次電子偏向器出力の時間間隔を狭くして２次元的走査中も２次電子偏向器出力を変動させる必要がある。そのときは図６に示す動作フローチャートで制御することができる。
（ステージ４２のドリフトや振動量が大きい場合の下部２次電子偏向器３１の制御動作）
　図６は、ステージ４２のドリフトや振動量が大きい場合の下部２次電子偏向器３１の制御動作を説明するためのフローチャートである。なお、ここで、「ステージ４２のドリフトや振動量が大きい場合」とは、例えば、ドリフト量や振動量が予め決められた上記閾値以上である場合を意味する。また、図５あるいは図６の何れの制御動作を実行するかは、全体制御部５２が、別途測定されたドリフト量あるいは振動量、あるいは予め設定されているステージ固有のドリフト量あるいは振動量（例えば、設定値として記憶部５６に保持されている）と上記閾値との比較によって決定することができる。あるいは、上記撮像モードに関連付けて図５の処理を行うか、図６の処理を行うか、全体制御部５２が決定するようにしてもよい（撮像スピードが速ければドリフト量が小さいため）。また、まずは図５の制御動作を実行した後にステージ４２のドリフト量や振動量が補正しきれないと全体制御部５２が判断した場合に、図６の制御動作を実行するようにしてもよい。
（i）ステップ２０１
　全体制御部５２は、入出力部５５からユーザによって入力（指定）された撮像モード（Ｍ）の情報を取得する。ここで、撮像モードとは、上述と同様、例えば、１フレーム画像を撮像するために掛ける時間（撮像スピード）を意味する。
（ii）ステップ２０２
　全体制御部５２は、記憶部５６から、指定された撮像モードに紐づいて格納されている２次電子偏向器制御待ち時間（Ｔｓｅ）を読み出す。なお、２次電子偏向器制御待ち時間（Ｔｓｅ）は撮像モードごとに決めることもできるが、全条件で同じ値に設定してもよい。
（iii）ステップ２０３
　全体制御部５２は、撮像完了まで、ステップ２０４からステップ２０７までの処理を繰り返すように、偏向器制御処理部５４、上部検出器３４、下部検出器３５、および信号処理部５３を制御する。なお、図６には示されてはないが、下部２次電子偏向器３１の制御動作とは独立して、１次電子による試料上の走査および検出器による２次電子取得の処理（フレーム画像取得処理）は実行されているものとする。
（iv）ステップ２０４
　全体制御部５２は、撮像開始指示が入力されてから、指定時間（２次電子偏向器制御待ち時間Ｔｓｅ）だけ撮像動作をせずに待機する。これにより、画像出力を安定させ、十分な画質の画像を取得することが可能となる。なお、指定時間＝フレーム走査時間ではないため、走査（スキャン）動作途中であっても２次電子偏向出力制御が実行されることもある。
（v）ステップ２０５
　全体制御部５２は、位置検出部４４から取得したステージ位置情報を偏向器制御処理部５４にインプットする。
（vi）ステップ２０６
　全体制御部５２は、上記式３に基づいて、ステージ位置情報を１次電子照射位置移動量として、下部２次電子偏向器出力を算出し、当該算出した下部２次電子偏向器出力の情報を信号処理部５３に受け渡す。
（vii）ステップ２０７
　信号処理部５３は、下部２次電子偏向器出力の値を偏向器制御処理部５４に出力する。偏向器制御処理部５４は、下部２次電子偏向器出力の値に基づいて、下部２次電子偏向器３１を動作させる（電圧を印加、および電流を流す）。
　ステップ２０４からステップ２０７までの処理が撮像完了まで繰り返される。撮像が完了すると、処理はステップ２０８に移行する。
（viii）ステップ２０８
　信号処理部５３は、撮像した画像信号を積算し、積算値を全体制御部５２に受け渡す。全体制御部５２は、画像信号積算値を入出力部５５から出力する（画面に表示する）。
（２）第２の実施形態
　＜荷電粒子ビームシステムの構成例＞
　図７は、第２の実施形態による荷電粒子ビーム装置を走査電子顕微鏡として用いた荷電粒子ビームシステム１００の概略構成例を示す図である。
　図７における荷電粒子ビームシステム１００は、第１の実施形態による荷電粒子ビームシステム１００と同様に、コンピュータシステム５０と、走査電子顕微鏡５１と、を備える。コンピュータシステム５０は、第１の実施形態の場合と同様の構成を備える。また、第２の実施形態による走査電子顕微鏡５１は、第１の実施形態によるそれと比べると、位置検出部４４を含まないが、エネルギーフィルタ３６が追加された構成となっている。
　第２の実施形態による荷電粒子ビーム装置（走査電子顕微鏡５１）では、上述のように位置検出部が含まれていないので、下部２次電子偏向器３１の出力を、ステージ位置情報ではなく画像情報をもとに設定している。以下、画像情報をもとに下部２次電子偏向器３１の出力算出について説明する。
　＜画像情報に基づく下部２次電子偏向器出力算出について＞
　図４に示される下部検出器像６２の黒点シルエット６４は、１次電子偏向器出力に依存して移動する。そのため、直前に走査フレームでの下部検出器像６２から黒点シルエット位置変位ベクトル６５を画像処理で算出する。そして、全体制御部５２は、この算出した黒点シルエット位置変位ベクトル６５の情報と上記式１に基づいて、下部２次電子偏向器３１の出力を計算する。
　また、撮像時には、全体制御部５２は、信号処理部５３で積算した画像からシルエット位置情報を取得し、黒点シルエット位置変位ベクトル６５を計算して偏向器制御処理部５４にインプットする。偏向器制御処理部５４は、記憶部５６から読み出した式１および係数Ａの情報に基づいて黒点シルエット位置変位ベクトル６５に相当する下部２次電子偏向器出力を算出し、下部２次電子偏向器３１を出力する（電圧を印加、および電流を流す）。
　なお、ここでは下部検出器像６２で見られる黒点シルエット６４の位置情報を用いる方法について説明したが、上部検出器像６１で見られる白点シルエット６３の位置情報でも同じ方法で制御することができる。
　＜高仰角２次電子の入射角の制御について＞
　以上では、複数の検出器（上部検出器３４および下部検出器３５）の検出率変動を抑制させる方法について説明したが、上部検出器３４およびエネルギーフィルタ３６に入射する高仰角２次電子１２の入射角を一定にするような制御もできる。
　図７に示されるように、上部検出器３４と上部２次電子偏向器３２の間にエネルギーフィルタ３６を設けると、高仰角２次電子１２のエネルギーを弁別して検出することができる。しかし、その際、エネルギーフィルタ３６に入射する高仰角２次電子１２の入射角度が変化すると、エネルギーフィルタ３６で振るい落とす高仰角２次電子の閾値が変動してしまい、フィルタの精度が悪化し、よって計測精度が悪化する。
　このため、１次電子照射位置移動量に応じて下部２次電子偏向器３１の出力を制御することで、高仰角２次電子１２のエネルギーフィルタ３６への入射角の変動を抑える。
　図８は、上段１次電子偏向器２２および下段１次電子偏向器２３で１次電子照射位置を制御した際の高仰角２次電子１２の軌道の一例と、それを補正する下部２次電子偏向器３１の模式図である。図８では、下部２次電子偏向器３１で偏向する前の軌道を実線、偏向後の軌道が破線で表わされている。実線の軌道ではエネルギーフィルタ３６に高仰角２次電子は垂直に入射していないため、エネルギーフィルタ３６での精度が悪化する。一方、偏向後の破線の軌道ではエネルギーフィルタ３６に入射する高仰角２次電子が垂直になるため、１次電子照射位置が変わっても計測精度を維持できることが分かる。
　この制御の調整の一例について説明する。全体制御部５２は、エネルギーフィルタ３６を動作させた状態で、１次電子照射位置を移動する前の検出信号を信号処理部５３から取得した後に、１次電子照射位置（視野）を移動させる。また、同様に、全体制御部５２は、１次電子照射位置を移動する時の検出信号を信号処理部５３から取得する。そして、全体制御部５２は、１次電子照射位置（視野）移動前後の画像を比較する。さらに、その後、全体制御部５２は、下部２次電子偏向器３１を出力させながら同様の検出を繰り返し、照射位置を移動する前の画像と最も一致する下部２次電子偏向器出力を求める。これにより、１次電子照射位置に対する最適な下部２次電子偏向器出力の関係式を得ることで制御する。この方法以外にも、シミュレーションで最適な出力値を計算して出力式を得ることもできる。なお、本制御処理は、図５および図６のフローチャートで説明した処理と同様であるため、詳細説明は省略する。
（３）まとめ
（i）第１および第２の実施形態では、下部２次電子偏向器３１を制御して検出器（上部検出器３４および下部検出器３５）の検出率向上および高仰角２次電子１２のエネルギーフィルタ入射角変動抑制について説明したが、上部２次電子偏向器３２でも同様の制御が可能であることは言うまでもない。
（ii）本開示の一形態では、コンピュータシステム５０と、走査電子顕微鏡（荷電粒子ビーム装置）５１と、を備える荷電粒子ビームシステム１００において、コンピュータシステム５０が、位置検出デバイス（位置検出部４４）によって検出された位置情報（視野移動量）に基づいて、第２の偏向器（下部２次電子偏向器３１および／または上部２次電子偏向器）の出力制御を実行する。ここで、第２の偏向器の出力は、位置情報(ステージの位置ずれ量)をもとにした１次電子照射位置移動量に所定のパラメータを乗算する(上記式３および式４参照)ことにより算出することができる。このように位置情報をもとに１次電子の偏向制御とともに２次電子の偏向出力制御をするので、スループットを向上させつつ、計測精度も向上させることができるようになる(スループット向上と計測精度向上の両立)。
　また、２次電子の偏向出力制御は、荷電粒子ビーム（１次電子）による２次元的走査期間とその次の２次元的走査期間との間の期間（走査期間インターバル）に、選択的に実行することができる。つまり、計測対象の試料に対する１回の２次元的走査が終了する度に、２次電子の偏向出力制御を行うか行わないかを決定しながら画像を取得する。例えば、１フレーム画像を取得する毎に２次電子の偏向出力制御を実行してもよいし、複数フレーム画像を取得する毎に２次電子の偏向出力制御を実行してもよい。ただし、ステージのドリフト量や振動量が所定閾値よりも大きい場合（走査速度が所定速度よりも遅い場合）には、走査期間インターバルに関係なく、所定時間間隔（指定時間）毎に（走査中であっても）２次電子の偏向出力制御を実行するようにしてもよい。このようにすることにより、撮像モード（走査速度の高低）に応じて適切な頻度で２次電子の偏向出力制御を実行することができるので、スループットを低下させずに計測精度を向上させることができる。
（iii）本開示の別の形態では、荷電粒子ビームシステム１００において、コンピュータシステム５０が、検出器で検出された信号による画像から位置情報（視野移動量）を算出し、当該位置情報が示す位置ずれ量に基づいて、荷電粒子ビームによる一の２次元的走査期間終了後に、第１の偏向器（上段１次電子偏向器２２および／または下段１次電子偏向器２３）あるいは第２の偏向器（下部２次電子偏向器３１および／または上部２次電子偏向器）の少なくとも一方の出力制御を選択的に実行する。ここで、「選択的に」とは上述と同意である。このように位置検出部４４を用いなくても取得画像のずれ量から位置ずれ量を検知することができるので、装置の部品点数を削減して装置製造コストを抑えることができる。また、上述と同様に、位置情報(視野移動量)に基づいて、１次電子の偏向制御とともに２次電子の偏向制御をするので、スループットを向上させつつ、計測精度も向上させることができるようになる(スループット向上と計測精度向上の両立)。
（iv）本実施形態の機能は、ソフトウェアのプログラムコードによっても実現できる。この場合、プログラムコードを記録した記憶媒体をシステム或は装置に提供し、そのシステム或は装置のコンピュータ（又はＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出す。この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコード自体、及びそれを記憶した記憶媒体は本開示を構成することになる。このようなプログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フレキシブルディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ－ＲＯＭ、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ－Ｒ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭなどが用いられる。
　また、プログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳ（オペレーティングシステム）などが実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって前述した実施の形態の機能が実現されるようにしてもよい。さらに、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータ上のメモリに書きこまれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータのＣＰＵなどが実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって前述した実施の形態の機能が実現されるようにしてもよい。
　さらに、実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを、ネットワークを介して配信することにより、それをシステム又は装置のハードディスクやメモリ等の記憶手段又はＣＤ－ＲＷ、ＣＤ－Ｒ等の記憶媒体に格納し、使用時にそのシステム又は装置のコンピュータ（又はＣＰＵやＭＰＵ）が当該記憶手段や当該記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出して実行するようにしても良い。
　なお、ここで述べたプロセス及び技術は本質的に如何なる特定の装置に関連することはなく、相応しい構成要素の組み合わせによっても実装できる。更に、ここで述べた方法のステップを実行するのに、専用の装置を構築してもよい。また、本実施形態に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることにより、様々な技術要素を形成することができる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。本開示は、具体例に関連して記述したが、これらは、すべて限定のためではなく理解を容易にするためである。本技術分野の通常の知識を有する者には、本開示の技術を実施するのに相応しいハードウェア、ソフトウェア、及びファームウエアの多数の組み合わせがあることが容易に分かるものである。例えば、記述したソフトウェアは、アセンブラ、Ｃ／Ｃ＋＋、ｐｅｒｌ、Ｓｈｅｌｌ、ＰＨＰ、Ｊａｖａ（登録商標）等の広範囲のプログラム又はスクリプト言語で本開示の技術を実装することができる。
　さらに、上述の実施形態において、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。全ての構成が相互に接続されていても良い。
　加えて、本技術分野の通常の知識を有する者には、本開示のその他の実装がここに開示された本開示の明細書及び実施形態の考察から明確に理解できるものである。明細書の記述内容と具体例は典型的なものに過ぎず、本開示の範囲と精神は後続する特許請求範囲で示される。
１　電子源、１１　１次電子、１２　高仰角２次電子、１３　低仰角２次電子、１４　３次電子、２１　コンデンサレンズ、２２　上段１次電子偏向器、２３　下段１次電子偏向器、２４　上段走査偏向器、２５　下段走査偏向器、２６　後段加速電極、２７　対物レンズ、３１　下部２次電子偏向器、３２　上部２次電子偏向器、３３　２次電子絞り、３４　上部検出器、３５　下部検出器、３６　エネルギーフィルタ、４１　試料、４２　ステージ、４３　ステージ搬送台、４４　位置検出部、４５　位置検出レーザ、５１　走査電子顕微鏡、５２　全体制御部、５３　信号処理部、５４　偏向器制御処理部、５５　入出力部、５６　記憶部、６１　上部検出器像、６２　下部検出器像、６３　白点シルエット、６４　黒点シルエット、６５　黒点シルエット位置変位ベクトル

Claims (13)

  1. 　荷電粒子ビームを放出する荷電粒子源と、
    　試料を設置するステージと、
    　前記荷電粒子ビームを偏向するように構成された第１の偏向器と、
    　前記試料から放出される信号粒子を偏向するように構成された第２の偏向器と、
    　前記信号粒子を検出するように構成された検出器と、
    　前記試料あるいは前記ステージの位置を検出するように構成された位置検出デバイスと、を含む、荷電粒子ビーム装置と、
    　前記荷電粒子ビーム装置の動作を制御するコンピュータシステムと、を備え、
    　前記コンピュータシステムは、前記位置検出デバイスによって検出された位置情報に基づいて、前記第２の偏向器の出力制御を実行する、荷電粒子ビームシステム。
  2. 　請求項１において、
    　前記コンピュータシステムは、前記第１の偏向器による視野移動量に所定のパラメータを乗算することにより前記第２の偏向器の出力を算出する、荷電粒子ビームシステム。
  3. 　請求項１において、
    　前記コンピュータシステムは、前記荷電粒子ビームによる１つの２次元的走査期間終了後に、前記第２の偏向器の出力制御を選択的に実行する、荷電粒子ビームシステム。
  4. 　請求項１において、
    　前記コンピュータシステムは、所定時間間隔毎に前記第２の偏向器の出力制御を実行する、荷電粒子ビームシステム。
  5. 　請求項４において、
    　前記コンピュータシステムは、入力された撮像モードに対応づけられた、所定フレーム数分の前記荷電粒子ビームによる２次元的走査期間間隔毎に前記第２の偏向器の出力制御を実行する、荷電粒子ビームシステム。
  6. 　請求項５において、
    　前記コンピュータシステムは、第１の所定フレーム数分の走査処理と当該第１の所定フレーム数分の走査処理に続く第２の所定フレーム数分の走査処理との間に前記第２の偏向器の出力制御を実行する、荷電粒子ビームシステム。
  7. 　請求項４において、
    　前記コンピュータシステムは、前記荷電粒子ビームによって前記試料を走査して撮像する際に、入力された撮像モードに対応づけられた指定時間毎に前記第２の偏向器の出力制御を実行する、荷電粒子ビームシステム。
  8. 　請求項１において、
    　前記位置検出デバイスは、前記試料或いは前記ステージにレーザを照射する照射源と、前記レーザの反射光を検出するように構成された反射光検出器と、を有するレーザ干渉計である、荷電粒子ビームシステム。
  9. 　荷電粒子ビームを放出する荷電粒子源と、
    　試料を設置するステージと、
    　前記荷電粒子ビームを偏向するように構成された第１の偏向器と、
    　前記試料から放出される信号粒子を偏向するように構成された第２の偏向器と、
    　前記信号粒子を検出するように構成された検出器と、を含む、荷電粒子ビーム装置と、　前記荷電粒子ビーム装置の動作を制御するコンピュータシステムと、を備え、
    　前記コンピュータシステムは、
    　　前記検出器で検出された信号による画像から前記試料あるいは前記ステージの位置情報を算出し、
    　　前記試料或いは前記ステージの位置情報に基づいて、前記荷電粒子ビームによる一の２次元的走査期間終了後に、前記第１の偏向器あるいは前記第２の偏向器の少なくとも一方の出力制御を選択的に実行する、荷電粒子ビームシステム。
  10. 　請求項９において、
    　前記コンピュータシステムは、前記一の２次元的走査期間後次の２次元的走査期間開始前に、前記位置情報に基づいて、前記第１の偏向器あるいは前記第２の偏向器の少なくとも一方の出力制御を実行する、荷電粒子ビームシステム。
  11. 　荷電粒子ビームを放出する荷電粒子源と、
    　試料を設置するステージと、
    　前記荷電粒子ビームを偏向するように構成された第１の偏向器と、
    　前記試料から放出される信号粒子を偏向するように構成された第２の偏向器と、
    　前記信号粒子を検出するように構成された検出器と、
    　前記試料あるいは前記ステージの位置を検出するように構成された位置検出デバイスと、を含む、荷電粒子ビーム装置と、
    　前記荷電粒子ビーム装置の動作を制御するコンピュータシステムと、を備え、
    　前記コンピュータシステムは、前記位置検出デバイスによって検出された位置情報に基づいて、前記荷電粒子ビームによる一の２次元的走査期間終了後に、前記第１の偏向器あるいは前記第２の偏向器の少なくとも一方の出力制御を選択的に実行する、荷電粒子ビームシステム。
  12. 　請求項１１において、
    　前記コンピュータシステムは、前記一の２次元的走査期間後次の２次元的走査期間開始前に、前記位置情報に基づいて、前記第１の偏向器あるいは前記第２の偏向器の少なくとも一方の出力制御を実行する、荷電粒子ビームシステム。
  13. 　請求項１１において、
    　前記位置検出デバイスは、前記試料或いは前記ステージにレーザを照射する照射源と、前記レーザの反射光を検出するように構成された反射光検出器と、を有するレーザ干渉計である、荷電粒子ビームシステム。
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