(57)【要約】      （修正有）【課題】ビームスキャン範囲（視野、ＦＯＶ）を拡大し、ＦＯＶ面内の測定値がばらつかないようにＣＤの面内分布を均一又は略均一に分布させ、ローカルなＣＤのばらつき、縦線と横線のＣＤの違いなどのプロセス管理が容易な、電子ビームを用いる検査画像、検査方法、検査装置を提供する。【解決手段】電子ビーム検査の検査画像が、複数枚の画像の各々を細分割したサブフィールドについての最適フォーカス位置での分割画像をつなぎ合わされて1枚の画像とする。対物レンズのフォーカス、若しくは、試料ステージの上下位置を所定の間隔で変化させ、複数枚の画像を取得する第１のステップ、取得した画像と設計データを比較し、ＦＯＶ内のＣＤ分布を計算する第２のステップ、ＦＯＶをサブフィールドに分割し、ＣＤ分布が均一になるように、各サブフィールドの最適フォーカス位置での分割画像をつなぎ合わせ、１枚の検査画像を得る第３のステップとを有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子ビーム検査に用いられる検査画像において、
複数枚の画像の各々を細分割したサブフィールドにおける、最適フォーカス位置での分割画像が、ベースとなる最適フォーカス位置での１枚の画像につなぎ合わされて、1枚の画像になっていることを特徴とする検査画像。
【請求項２】
面内ＣＤ分布が均一になるように、ベースとなる最適フォーカス位置での１枚の画像に全ての分割画像がつなぎ合わされていることを特徴とする請求項１に記載の検査画像。
【請求項３】
分割画像が、分割画像毎に、設計データに対して、倍率、位置シフト、回転を補正するための線形補正を行ったものであることを特徴とする、請求項１又は２に記載の検査画像。
【請求項４】
分割画像が位置歪補正を行ったものであることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか1項に記載の検査画像。
【請求項５】
対物レンズのフォーカスを変化させ、若しくは、試料ステージを上下させて、最適フォーカス位置から、所定の間隔でフォーカス位置を移動して、複数枚の画像を取得する第１のステップと、
取得した複数枚の画像の各々と、設計データとを比較照合した後、ＦＯＶ（視野）内のＣＤ分布を計算により求める第２のステップと、
ＦＯＶ内のビームスキャン範囲を複数のサブフィールドに分割して、ＣＤ分布が均一になるように、各サブフィールドの最適フォーカス位置での分割画像をつなぎ合わせて、ＣＤの面内分布が均一になる１枚の検査画像を構成する第３のステップとからなる前処理を有する電子ビーム検査方法。
【請求項６】
請求項５記載の電子ビーム検査方法であって、ＣＤの面内分布の前処理を行った後、
対物レンズのフォーカスを変化させ、若しくは、試料ステージを上下させて、最適フォーカス位置から、所定の間隔でフォーカス位置を移動させて、複数枚の画像を取得し、
取得した複数枚の画像の各々と、設計データとを比較照合し、
請求項５記載の前処理の第３のステップと同様に、
最適フォーカス位置の画像を中心に、複数枚の分割した画像をつなぎ合わせて、１枚の検査画像を構成することを特徴とする電子ビーム検査方法。
【請求項７】
対物レンズのフォーカスを変化させ、若しくは、試料ステージを上下させて、最適フォーカス位置から、所定の間隔でフォーカス位置を移動させて、複数枚の画像を取得し、
取得した複数枚の画像の各々と、設計データとを比較照合し、
ＦＯＶ内のＣＤの分布が均一になるように、ＦＯＶに対するフォーカス補正データを作成し、
検査時には、そのフォーカス補正データに基づいて、スキャン時のフォーカス位置を最適フォーカスを中心に変化させることを特徴とする電子ビーム検査方法。
【請求項８】
請求項７記載の電子ビーム検査方法において、
スキャン時のフォーカス位置を最適フォーカスを中心に変化させるために、対物レンズの近傍に配置されたスキャン系の下電極に、フォーカス補正データに基づいて電圧を印加させることを特徴とする電子ビーム検査方法。
【請求項９】
請求項７記載の電子ビーム検査方法において、
スキャン時のフォーカス位置を最適 フォーカスを中心に変化させるために、対物レンズと試料の間に配置された電極に、フォーカス補正データに基づいて電圧を印加させることを特徴とする電子ビーム検査方法。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか1項に記載の電子ビーム検査方法において、
位置歪補正マップにしたがって、偏向系の下極に電圧をかけて、スキャン時のビーム位置を補正することを特徴とする電子ビーム検査方法。
【請求項１１】
対物レンズのフォーカスを変化させ、若しくは、試料ステージを上下させて、最適フォーカス位置から、所定の間隔でフォーカス位置を移動して、複数枚の画像を取得する手段と、
取得した複数枚の画像の各々と、設計データとを比較照合した後、ＦＯＶ（視野）内のＣＤ分布を計算により求める手段と、
ＦＯＶ内のビームスキャン範囲を複数のサブフィールドに分割して、ＣＤ分布が均一になるように、各サブフィールドの最適フォーカス位置での分割画像をつなぎ合わせて、ＣＤの面内分布が均一になる１枚の検査画像を構成する手段と
を有する電子ビーム検査装置。
【請求項１２】
請求項１１記載の電子ビーム検査装置であって、ＣＤの面内分布の前処理を行った後、
対物レンズのフォーカスを変化させ、若しくは、試料ステージを上下させて、最適フォーカス位置から、所定の間隔でフォーカス位置を移動させて、複数枚の画像を取得し、
取得した複数枚の画像の各々と、設計データとを比較照合し、
ＦＯＶ内のビームスキャン範囲を複数のサブフィールドに分割して、ＣＤ分布が均一になるように、各サブフィールドの最適フォーカス位置での分割画像をつなぎ合わせて、１枚の検査画像を構成することを特徴とする電子ビーム検査装置。
【請求項１３】
対物レンズのフォーカスを変化させ、若しくは、試料ステージを上下させて、最適 フォーカス位置から、所定の間隔でフォーカス位置を移動させて、複数枚の画像を取得し、
取得した複数枚の画像の各々と、設計データとを比較照合し、
ＦＯＶ内のＣＤの分布が均一になるように、ＦＯＶに対するフォーカス補正データを作成し、
検査時には、フォーカス補正データに基づいて、スキャン時のフォーカス位置を最適フォーカスを中心に変化させることを特徴とする電子ビーム検査装置。
【請求項１４】
請求項１３記載の電子ビーム検査装置において、
スキャン時のフォーカス位置を最適フォーカスを中心に変化させるために、対物レンズの近傍に配置されたスキャン系の下電極に、フォーカス補正データに基づいて電圧を印加させることを特徴とする電子ビーム検査装置。
【請求項１５】
請求項１３記載の電子ビーム検査装置において、
スキャン時のフォーカス位置を最適 フォーカスを中心に変化させるために、対物レンズと試料の間に配置された電極に、フォーカス補正データに基づいて電圧を印加させることを特徴とする電子ビーム検査装置。
【請求項１６】
請求項１１〜１５のいずれか1項に記載の電子ビーム検査装置において、
位置歪補正マップにしたがって、偏向系の下極に電圧をかけて、スキャン時のビーム位置を補正することを特徴とする電子ビーム検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子ビーム検査に用いる検査画像、電子ビーム検査方法及び電子ビーム検査装置、特に、ＣＤの面内均一性を改善する電子光学系を用いた電子ビーム検査方法および電子ビーム検査装置に関する。本発明でいうＣＤは、Critical dimensionの略であり、デバイスやＩＣ等の層の製造に許容される寸法許容差、例えば間隔、幅、及び／又は距離の最小のものの寸法許容差を意味する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、例えば特許文献1に開示されているように、ウェハの欠陥分布を検出するため、ウェハの検査面の画像を取り込み、それと予め登録された正常画像との比較を行い、比較後の不一致箇所を欠陥分布として検出し、さらに、ウェハの検査面を複数個の所定領域に分割し、かつ欠陥分布に基づいて所定領域を欠陥が存在しない良領域と欠陥が存在する不良領域とに分類し、検出した欠陥が良領域の欠陥であるか、または不良領域の欠陥であるかを識別する技術が知られている。
【０００３】
一方、従来から、Ｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔを改善するために、ビームスキャン範囲（視野、ＦＯＶ）を拡大することが、求められている。
【特許文献１】特開平９−１４５６２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、ＦＯＶを拡大すると、ビームスキャン時の各収差（像面湾曲など）により、ＦＯＶ面内の測長値が、ばらつくことになる。
【０００５】
特に、半導体の検査装置においては、Ｈｏｔ ＳｐｏｔなどのＬｏｃａｌなＣＤのばらつき、縦線と横線のＣＤの違いといった検査が、プロセスの管理上、求められている。
【０００６】
そこで、本発明は、ビームスキャン範囲（視野、ＦＯＶ）を拡大し、ＦＯＶ面内の測定値がばらつかないようにＣＤの面内分布を均一又は略均一（本願書類において単に「均一」というときは「均一又は略均一」を意味するものとする）に分布させ、Ｈｏｔ ＳｐｏｔなどのＣＤのばらつき、縦線と横線のＣＤの違いなどを容易にプロセス管理することができる、電子ビーム検査方法に用いる検査画像、電子ビーム検査方法及び電子ビーム検査装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の解決手段を例示すると、特許請求の範囲の各請求項に記載のとおりである。すなわち、
（１）電子ビーム検査に用いられる検査画像において、
複数枚の画像の各々を細分割したサブフィールドにおける、最適フォーカス位置での分割画像が、ベースとなる最適フォーカス位置での１枚の画像につなぎ合わされて、1枚の画像になっていることを特徴とする検査画像。
【０００８】
（２）面内ＣＤ分布が均一になるように、ベースとなる最適フォーカス位置での１枚の画像に全ての分割画像がつなぎ合わされていることを特徴とする前述の検査画像。
【０００９】
（３）分割画像が、分割画像毎に、設計データに対して、倍率、位置シフト、回転を補正するための線形補正を行ったものであることを特徴とする、前述の検査画像。
【００１０】
（４）分割画像が位置歪補正を行ったものであることを特徴とする、前述の検査画像。
【００１１】
（５）対物レンズのフォーカスを変化させ、若しくは、試料ステージを上下させて、最適フォーカス位置から、所定の間隔でフォーカス位置を移動して、複数枚の画像を取得する第１のステップと、
取得した複数枚の画像の各々と、設計データとを比較照合した後、ＦＯＶ（視野）内のＣＤ分布を計算により求める第２のステップと、
ＦＯＶ内のビームスキャン範囲を複数のサブフィールドに分割して、ＣＤ分布が均一になるように、各サブフィールドの最適フォーカス位置での分割画像をつなぎ合わせて、ＣＤの面内分布が均一になる１枚の検査画像を構成する第３のステップとからなる前処理を有する電子ビーム検査方法。
【００１２】
（６）前記（５）に記載の電子ビーム検査方法であって、ＣＤの面内分布の前処理を行った後、
対物レンズのフォーカスを変化させ、若しくは、試料ステージを上下させて、最適フォーカス位置から、所定の間隔でフォーカス位置を移動させて、複数枚の画像を取得し、
取得した複数枚の画像の各々と、設計データとを比較照合し、
前記（５）に記載の前処理の第３のステップと同様に、
最適フォーカス位置の画像を中心に、複数枚の分割した画像をつなぎ合わせて、１枚の検査画像を構成することを特徴とする電子ビーム検査方法。
【００１３】
（７）対物レンズのフォーカスを変化させ、若しくは、試料ステージを上下させて、最適フォーカス位置から、所定の間隔でフォーカス位置を移動させて、複数枚の画像を取得し、
取得した複数枚の画像の各々と、設計データとを比較照合し、
ＦＯＶ内のＣＤの分布が均一になるように、ＦＯＶに対するフォーカス補正データを作成し、
検査時には、そのフォーカス補正データに基づいて、スキャン時のフォーカス位置を最適フォーカスを中心に変化させることを特徴とする電子ビーム検査方法。
【００１４】
（８）前記（７）に記載の電子ビーム検査方法において、
スキャン時のフォーカス位置を最適フォーカスを中心に変化させるために、対物レンズの近傍に配置されたスキャン系の下電極に、フォーカス補正データに基づいて電圧を印加させることを特徴とする電子ビーム検査方法。
【００１５】
（９）前記（７）に記載の電子ビーム検査方法において、
スキャン時のフォーカス位置を最適 フォーカスを中心に変化させるために、対物レンズと試料の間に配置された電極に、フォーカス補正データに基づいて電圧を印加させることを特徴とする電子ビーム検査方法。
【００１６】
（１０）前述の電子ビーム検査方法において、
位置歪補正マップにしたがって、偏向系の下極に電圧をかけて、スキャン時のビーム位置を補正することを特徴とする電子ビーム検査方法。
【００１７】
（１１）対物レンズのフォーカスを変化させ、若しくは、試料ステージを上下させて、最適フォーカス位置から、所定の間隔でフォーカス位置を移動して、複数枚の画像を取得する手段と、
取得した複数枚の画像の各々と、設計データとを比較照合した後、ＦＯＶ（視野）内のＣＤ分布を計算により求める手段と、
ＦＯＶ内のビームスキャン範囲を複数のサブフィールドに分割して、ＣＤ分布が均一になるように、各サブフィールドの最適フォーカス位置での分割画像をつなぎ合わせて、ＣＤの面内分布が均一になる１枚の検査画像を構成する手段と
を有する電子ビーム検査装置。
【００１８】
（１２）前述の電子ビーム検査装置であって、ＣＤの面内分布の前処理を行った後、
対物レンズのフォーカスを変化させ、若しくは、試料ステージを上下させて、最適フォーカス位置から、所定の間隔でフォーカス位置を移動させて、複数枚の画像を取得し、
取得した複数枚の画像の各々と、設計データとを比較照合し、
ＦＯＶ内のビームスキャン範囲を複数のサブフィールドに分割して、ＣＤ分布が均一になるように、各サブフィールドの最適フォーカス位置での分割画像をつなぎ合わせて、１枚の検査画像を構成することを特徴とする電子ビーム検査装置。
【００１９】
（１３）対物レンズのフォーカスを変化させ、若しくは、試料ステージを上下させて、最適 フォーカス位置から、所定の間隔でフォーカス位置を移動させて、複数枚の画像を取得し、
取得した複数枚の画像の各々と、設計データとを比較照合し、
ＦＯＶ内のＣＤの分布が均一になるように、ＦＯＶに対するフォーカス補正データを作成し、
検査時には、フォーカス補正データに基づいて、スキャン時のフォーカス位置を最適フォーカスを中心に変化させることを特徴とする電子ビーム検査装置。
【００２０】
（１４）前記（１３）に記載の電子ビーム検査装置において、
スキャン時のフォーカス位置を最適フォーカスを中心に変化させるために、対物レンズの近傍に配置されたスキャン系の下電極に、フォーカス補正データに基づいて電圧を印加させることを特徴とする電子ビーム検査装置。
【００２１】
（１５）前記（１３）に記載の電子ビーム検査装置において、
スキャン時のフォーカス位置を最適 フォーカスを中心に変化させるために、対物レンズと試料の間に配置された電極に、フォーカス補正データに基づいて電圧を印加させることを特徴とする電子ビーム検査装置。
【００２２】
（１６）前述の電子ビーム検査装置において、
位置歪補正マップにしたがって、偏向系の下極に電圧をかけて、スキャン時のビーム位置を補正することを特徴とする電子ビーム検査装置。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明の最良の形態においては、ウェハの検査面を細分割したサブフィールド夫々における最適フォーカス位置での画像をつなぎ合わせる。
【００２４】
例えば、電子ビーム検査に用いられる検査画像が、複数枚の画像（全体画像）の各々を細分割したサブフィールドの各々における、最適フォーカス位置での分割画像が、各サブフィールドに対応する位置でつなぎ合わされて1枚の画像になっている。
【００２５】
好ましくは、面内ＣＤ分布が均一になるように、ベースとなる1枚の全体画像（最適フォーカス位置での画像）に全ての分割画像がつなぎ合わされている。
【００２６】
また、好ましくは、分割画像が、分割画像毎に、設計データに対して、倍率、位置シフト、回転を補正するための線形補正を行ったものである。
【００２７】
また、好ましくは、分割画像が位置歪補正を行ったものである。
【００２８】
このような検査画像をつくる電子ビーム検査方法及び装置の最適の実施形態を以下に説明する。
【００２９】
例えば、電子ビーム検査方法は、次の３つのステップからなる前処理を有する。
【００３０】
（１）対物レンズのフォーカスを変化させ、若しくは、試料ステージを上下させて、最適フォーカス位置から、所定の間隔（例えば、フォーカス値を１０刻みずつの間隔、以下同様）でフォーカス位置を移動して、複数枚（例えば数枚）の画像（全体画像）を取得する第１のステップ。
【００３１】
（２）取得した複数枚の画像の各々と、設計データとを比較照合した後、ＦＯＶ（視野）内のＣＤ分布を計算により求める第２のステップ。
【００３２】
（３）ＦＯＶ内のビームスキャン範囲を複数のサブフィールドに分割して、ＣＤ分布が均一になるように、各サブフィールドの最適フォーカス位置での分割画像を、ベースとなる最適フォーカス位置での全体画像につなぎ合わせて、ＣＤの面内分布が均一になる１枚の検査画像を構成する第３のステップ。
【００３３】
第３のステップにおいては、とくに、ＦＯＶビームスキャン範囲を複数（例えば、９個や１６個）のサブフィールドに分割して、最適フォーカス位置での画像を中心として、ＣＤ分布が均一になるように、 最適フォーカス近傍の分割画像をつなぎ合わせる。そして、複数枚の分割画像を使用して、ＣＤの面内分布が均一になる１枚の検査画像を構成するのである。
【００３４】
本発明の電子ビーム検査方法は、好ましくは、更に前述のＣＤの面内分布の前処理を行った後、対物レンズのフォーカスを変化させ、若しくは、試料ステージを上下させて、最適フォーカス位置から、所定の間隔でフォーカス位置を移動させて、複数枚の画像を取得し、それらの取得した複数枚の画像の各々と、設計データとを比較照合し、前述の前処理の第３ステップと同様に、 最適フォーカス位置の画像を中心に、複数枚の分割した画像を組み合わせて、１枚の検査画像を構成する。
【００３５】
また、本発明の電子ビーム検査方法は、好ましくは、更に前述のＣＤの面内分布の前処理を行った後、対物レンズのフォーカスを変化させ、若しくは、試料ステージを上下させて、最適フォーカス位置から、適当な間隔でフォーカス位置を移動させて、複数枚の画像を取得し、取得した各画像と、設計データとを比較照合し、ＦＯＶ内のビームスキャン範囲を複数のサブフィールドに分割して、ＣＤ分布が均一になるように、各サブフィールドの最適フォーカス位置での分割画像をつなぎ合わせて、ＣＤの面内分布が均一になる１枚の検査画像を構成する。
【００３６】
また、対物レンズのフォーカスを変化させ、若しくは、試料ステージを上下させて、最適フォーカス位置から、所定の間隔でフォーカス位置を移動させて複数枚の画像を取得し、それらの取得した各画像と、設計データとを比較照合し、ＣＤのＦＯＶ内の分布が均一になるように、ＦＯＶに対するフォーカス補正データを作成する前処理をして、検査時には、フォーカス補正データに基づいて、スキャン時のフォーカス位置を最適フォーカスを中心に変化させる電子ビーム検査方法が好ましい。
【００３７】
また、スキャン時のフォーカス位置を最適 フォーカスを中心に変化させるために、対物レンズの近傍に配置されたスキャン系の下電極に、フォーカス補正データに基づいて電圧を印加させる電子ビーム検査方法が好ましい。
【００３８】
また、スキャン時のフォーカス位置を最適フォーカスを中心に変化させるために、対物レンズと試料の間に配置された電極に、フォーカス補正データに基づいて電圧を印加させる電子ビーム検査方法が好ましい。
【００３９】
また、位置歪補正マップにしたがって、偏向系の下極に電圧をかけて、スキャン時のビーム位置を補正する電子ビーム検査方法が好ましい。
【００４０】
更に、前述の電子ビーム検査方法を電子ビーム検査装置に採用するのが好ましい。
【００４１】
本発明によれば、ビームスキャン範囲（視野、ＦＯＶ）を拡大し、ＦＯＶ面内の測定値がばらつかないように、ウェハの検査面を細分割したサブフィールド夫々における略最適フォーカス位置での分割画像をつなぎあわせ、均一に分布させることができ、Ｈｏｔ ＳｐｏｔなどのようなＣＤのばらつき、縦線と横線のＣＤの違いなどを容易にプロセス管理することができる。
【実施例】
【００４２】
以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳述する。
【００４３】
図１に示すように、本発明においては、複数の全体画像（とくにウェハの検査面の全体画像）を細分割したサブフィールド夫々における略最適フォーカス位置での画像をつなぎあわせる。
【００４４】
例えば、ウェハの電子ビーム検査に用いられる検査画像が、複数枚の全体画像の各々を細分割したサブフィールドの各々における、最適フォーカス位置での分割画像が、面内ＣＤ分布が均一になるように、各サブフィールドに対応する位置でつなぎ合わされて1枚の検査画像になる。
【００４５】
このような検査画像をつくる電子ビーム検査方法及び装置の最適の実施形態を例示的に以下に説明する。
【００４６】
電子ビーム検査方法及び装置は、次の３つのステップを有する。
【００４７】
（１）対物レンズのフォーカスを変化させ、若しくは、試料ステージを上下させて、最適フォーカス位置から、所定の間隔（例えば、フォーカス値を１０刻みずつの間隔）でフォーカス位置を移動して、複数枚（例えば数枚）の全体画像を取得する第１のステップ。
【００４８】
（２）取得した複数枚の全体画像の各々と、設計データとを比較照合した後、ＦＯＶ（視野）内のＣＤ分布を計算により求める第２のステップ。
【００４９】
（３）ＦＯＶ内のビームスキャン範囲を複数（例えば、９個や１６個）のサブフィールドに分割して、ＣＤ分布が均一になるように、各サブフィールドの最適フォーカス位置での分割画像をつなぎ合わせて、ＣＤの面内分布が均一になる１枚の検査画像を構成する第３のステップ。
【００５０】
図１において、焦点距離に関して、フォーカス値を１０刻み（１μｍ）ずつ７回、つまり、「Ｆ：―３０」から「Ｆ：３０」まで７回変えて、７枚の全体画像１〜７を７枚取得する。
【００５１】
また、符号８で示す画面のように、７枚の各画面に対するＣＤの面内分布を計算する。
【００５２】
そして、各画面に対して、設計データとの比較照合を行う。
【００５３】
各全体画像１〜７又は各画面８を細分割して、９個のサブフィールド９をつくる。サブフィールド９毎に線形補正を行う。線形補正の式は、Ｘ=ａｘ+ｂｙ+ｃ、Y=ｄｘ+ｅｙ+ｄである。
【００５４】
図２において、ベースとする最適フォーカス位置での全体画像３０にサブフィールド９の最適フォーカス位置での２つの分割画像１０、１１を組み合わせた全体画像５０は、ベースとする最適フォーカス位置での全体画像３０に比較して、複数の最適フォーカス位置での画像が使用されて、鮮明で欠陥の判別をしやすい画像領域が分割画像１０、１１の分だけ拡大している。
【００５５】
図２に示すように、たとえば、＋1μｍのフォーカス位置においては、フォーカス位置を移動した画像のうち、左上隅の四角で囲んだ箇所の分割画像１０が、サブフィールドの最適フォーカスの位置での分割画像である。−1μｍのフォーカス位置においては、フォーカス位置を移動した画像のうち、右下隅の四角で囲んだ箇所の分割画像１１が、サブフィールドの最適フォーカスの位置での分割画像である。「＋1μｍ」のフォーカス位置での全体画像２０と「−1μｍ」のフォーカス位置での全体画像４０との間に示されている全体画像３０が、ベースとなる最適フォーカス位置での1枚の全体画像である。この全体画像３０中の２つの分割画像１３、１４の位置に前述の別の最適フォーカス位置の分割画像１０、１１を組み合わせるようにつなぎ合わせ、図２の右側に例示するように、面内ＣＤ分布を均等した１枚の最適フォーカスの改善された検査画像を作成する。
【００５６】
複数のサブフィールド９の分割画像をつなぎ合わせて、面内ＣＤ分布がほぼ均一である画像に改善し、１枚の画像とすることができる。
【００５７】
図３は、前述のＣＤ面内分布の前処理を行った後に、更に３つのステップを実施して、３枚の全体画像６０、７０、８０を取得して、各全体画像６０、７０、８０が９個に分割されたサブフィールドにおける最適フォーカス位置での分割画像をつなぎ合わせて、1枚の検査画像９０を取得する方法を例示している。
【００５８】
図１〜２において説明した前述のＣＤの面内分布の前処理を行った後、対物レンズのフォーカスを変化させ、若しくは、試料ステージを上下させて、最適フォーカス位置から、所定の間隔でフォーカス位置を移動させて、３枚の全体画像６０、７０、８０を取得する。そのようにして、取得した複数枚の全体画像の各々と、設計データとを比較照合する。
【００５９】
ＦＯＶ内のビームスキャン範囲を複数のサブフィールドに９分割して、ＣＤ分布が均一になるように、各サブフィールドの最適フォーカス位置での分割画像をつなぎ合わせて、ＣＤの面内分布が均一になる１枚の検査画像を構成する。
【００６０】
図４は、ＣＤの面内均一の前処理においてフォーカスマップを作成する一例を示している。
【００６１】
図４において、（Ａ）に示す全体画像に関して、ＣＤの面内均一性を確保するように、（Ｂ）に示すフォーカスマップを作成する。補正マップのグリッドは、サブフィールドと同じか、それより細かく設定する。
【００６２】
また、パターンの位置歪を測定し、それを補正する。そして、（Ｃ）に示す位置歪補正マップを作成する。
【００６３】
図５は、検査画像の取得後においてフォーカスマップにしたがって位置歪補正をする方法の一例を示す。
【００６４】
図４の（Ｂ）に示すフォーカスマップにしたがって、図５に示すように、偏向系の下極１６、若しくは、電極１７に可変電圧をかけて、スキャン時のフォーカスの位置を制御する。
【００６５】
図５において、下極１６は８極であり、偏向系の上極１８は４極である。符号１９は磁場対物レンズを示す。
【００６６】
偏向系の電極は、図６に示すような電極を使用するのが好ましい。フォーカスは、８つの電極の各々に一定電圧を印加する。画像の位置歪補正は、例えば、ｘ方向にビームをシフトするためには、図６に例示するように電圧を印加する。すなわち、八極子の電圧は、スキャン用電圧、フォーカス用電圧、位置歪補正用電圧を重畳させる。
【００６７】
同時に、位置歪補正マップに従って、偏向系の下極１６に可変電圧をかけて、スキャン時の位置歪を補正する。
【００６８】
フォーカス補正に関する特願２００７−５５３９０号の明細書及び図面に記載の内容は本願明細書又は図面の記載の一部を構成するものとする。
【００６９】
なお、図示されていないが、好ましくは、対物レンズのフォーカスを変化させ、若しくは、試料ステージを上下させるとき、マスク（ウェハ）は、荷電粒子ビーム装置の試料台の上に載置されている。荷電粒子ビーム装置から電子ビームに照射され、発生する二次電子等の荷電粒子を二次電子検出器により検出し、撮像管、モニターなどの画像表示装置に導き、ＳＥＭ画像が表示される。マスク（ウェハ）には、負電圧が印加され、照射される荷電粒子ビームの加速電圧を可変に減少させ、実際の荷電粒子ビーム装置と同様な電場状態（リターディング）になっている。
【００７０】
本発明によれば、ビームスキャン範囲（視野、ＦＯＶ）を拡大し、ＦＯＶ面内の測定値がばらつかないように1枚の画像にＣＤを均一に分布させ、Ｈｏｔ ＳｐｏｔなどのようなローカルなＣＤのばらつき、縦線と横線のＣＤの違いなどを容易にプロセス管理することができる電子ビーム検査方法用の検査画像、電子ビーム検査方法及び電子ビーム検査装置を実現することができる。
【００７１】
本発明は、前述の実施例や実施形態に限定されない。例えば、前述の実施例や実施形態においては、全体画像を等間隔に細分割して同一寸法及び形状のサブフィールド及び分割画像をつくっているが、最良フォーカス位置での1枚の全体画像の中に、それ以外のフォーカス位置で取得した全体画像の任意の寸法及び／又は形状のサブフィールドにおける最良フォーカス位置での分割画像を組み入れる形で、複数の画像をつなぎ合わせることもできる。また、本発明は、ベースとなる全体画像が１つのサブフィールドにおける最良フォーカス位置での分割画像である実施形態を含む。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】７枚の全体画像を取得して、各全体画像に対するＣＤの面内分布と、１つの全体画像における９個のサブフィールドの関係を示す。
【図２】２つのサブフィールドの分割画像を１つのベースとなる最良フォーカス位置での全体画像につなぎ合わせて、面内のＣＤ分布を改善する１つの方法を示す。
【図３】３枚の全体画像を取得して、ＣＤ面内分布の前処理（改善）後に、サブフィールドの分割画像をつなぎ合わせて、1枚の検査画像をつくる１つの方法を示す。
【図４】補正マップの作成のしかたを例示する。
【図５】検査画像の取得後においてフォーカスマップにしたがって位置歪補正をする方法の一例を示す。
【図６】画像の位置歪補正をするために電極に電圧を印加する方法の一例を示す。
【符号の説明】
【００７３】
１〜７      全体画像
９          サブフィールド
１０、１１  分割画像
１６        下極
１７        電極
１８        上極
１９      磁場対物レンズ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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