(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子銃から出射された一次照射ビームを一次光学系を介して試料に照射し、該試料から発生した電子を多数のレンズを介して検出器に結像させる検査装置における、前記レンズのレンズ電圧を設定する方法において、
前記多数のレンズの間で、前記試料から発生した電子の結像位置に、第１パターンを挿入し、任意のレンズ電圧における該第１パターンの像を前記検出器に結像させ、該第１パターン画像から、前記第１パターンより後側のレンズのレンズ条件を検出することを特徴とする検査装置のレンズ電圧設定方法。
【請求項２】
電子銃から出射された一次照射ビームを一次光学系を介して試料に照射し、該試料から発生した電子を多数のレンズを介して検出器に結像させる検査装置における、前記レンズのレンズ電圧を設定する方法において、
前記多数のレンズの間で、前記試料から発生した電子の結像位置に、第１パターンを挿入し、任意のレンズ電圧における該第１パターンの像を前記検出器に結像させ、該第１パターン画像から、前記第１パターンより後側のレンズのレンズ条件を検出し、該検出値と設計値とを比較して、倍率や収差のズレを算出して補正値を求め、該補正値に基づいて、前記第１パターンより後側のレンズのレンズ電圧を設定することを特徴とする検査装置のレンズ電圧設定方法。
【請求項３】
電子銃から出射された一次照射ビームを一次光学系を介して試料に照射し、該試料から発生した電子を多数のレンズを介して検出器に結像させる検査装置における、前記レンズのレンズ電圧を設定する方法において、
前記多数のレンズの間で、前記試料から発生した電子の結像位置に、第１パターンを挿入し、任意のレンズ電圧における該第１パターンの像を前記検出器に結像させ、該第１パターン画像から、前記第１パターンより後側のレンズのレンズ条件を検出し、該検出値と設計値とを比較して、倍率や収差のズレを算出して補正値を求め、該補正値に基づいて、前記第１パターンより後側のレンズのレンズ電圧を設定し、
その後、前記試料を載置するステージに設けられた第２パターンを前記検出器に結像させ、該第２パターン画像から、前記第１パターンとステージとの間のレンズのレンズ条件を検出し、該検出値と設計値とを比較して、倍率や収差のズレを算出して補正値を求め、該補正値に基づいて、前記第１パターンとステージとの間のレンズのレンズ電圧を設定したことを特徴とする検査装置のレンズ電圧設定方法。
【請求項４】
電子銃から出射された一次照射ビームを一次光学系を介して試料に照射し、該試料から発生した電子を、二次光学系に設けられた多数のレンズを介して検出器に結像させる検査装置において、
前記多数のレンズの間で、前記試料から発生した電子の結像位置に、挿脱可能にフィールドアパーチャを配設し、該フィールドアパーチャにはフィールド孔及び第１パターンを設け、該フィールドアパーチャを可動させることにより、前記フィールド孔と第１パターンとを切換可能とし、該第１パターンを選択して該第１パターンの像を前記検出器に結像させ、該第１パターン画像から、前記第１パターンより後側のレンズのレンズ条件を検出可能としたことを特徴とする検査装置。
【請求項５】
電子銃から出射された一次照射ビームを一次光学系を介して試料に照射し、該試料から発生した電子を、二次光学系に設けられた多数のレンズを介して検出器に結像させる検査装置において、
前記多数のレンズの間で、前記試料から発生した電子の結像位置に、挿脱可能にフィールドアパーチャを配設し、該フィールドアパーチャにはフィールド孔及び第１パターンを設け、該フィールドアパーチャを可動させることにより、前記フィールド孔と第１パターンとを切換可能とし、該第１パターンを選択して該第１パターンの像を前記検出器に結像させ、該第１パターン画像から、前記第１パターンより後側のレンズのレンズ条件を検出し、該検出値と設計値とを比較して、倍率や収差のズレを算出して補正値を求め、該補正値に基づいて、前記第１パターンより後側のレンズのレンズ電圧を設定可能としたことを特徴とする検査装置。
【請求項６】
電子銃から出射された一次照射ビームを一次光学系を介して試料に照射し、該試料から発生した電子を、二次光学系に設けられた多数のレンズを介して検出器に結像させる検査装置において、
前記多数のレンズの間で、前記試料から発生した電子の結像位置に、挿脱可能にフィールドアパーチャを配設し、該フィールドアパーチャにはフィールド孔及び第１パターンを設け、該フィールドアパーチャを可動させることにより、前記フィールド孔と第１パターンとを切換可能とし、該第１パターンを選択して該第１パターンの像を前記検出器に結像させ、該第１パターン画像から、前記第１パターンより後側のレンズのレンズ条件を検出し、該検出値と設計値とを比較して、倍率や収差のズレを算出して補正値を求め、該補正値に基づいて、前記第１パターンより後側のレンズのレンズ電圧を設定可能とし
又、前記試料を載置するステージに第２パターンを設け、該第２パターンを前記検出器に結像させ、該第２パターン画像から、前記フィールドアパーチャと前記ステージとの間のレンズのレンズ条件を検出し、該検出値と設計値とを比較して、倍率や収差のズレを算出して補正値を求め、該補正値に基づいて、前記フィールドアパーチャと前記ステージとの間のレンズのレンズ電圧を設定可能としたことを特徴とする検査装置。
【請求項７】
前記フィールドアパーチャには、大きさの異なるフィールド孔が形成されたことを特徴とする請求項４乃至６の何れか一つに記載の検査装置。
【請求項８】
前記二次光学系にウイーンフィルターを配設すると共に、該二次光学系に前記一次光学系を接続し、前記電子銃から出射された一次照射ビームを前記ウイーンフィルター及びカソード部を介して試料に照射し、該試料から発生した電子を、前記ウイーンフィルター及びレンズを通して検出器に結像させるように設定したことを特徴とする請求項４乃至７の何れか一つに記載の検査装置。
【請求項９】
前記第１，第２パターンは、網目状であることを特徴とする請求項４乃至８の何れか一つに記載の検査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、一次照射ビームを試料上に照射させ、この試料からのエネルギービームである電子による電子像を検出する検査装置のレンズ電圧設定方法及び検査装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来からの走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）とは異なり、電子ビームを一次光学系で線状あるいは矩形状にして、試料に照射し、そこからの反射電子、２次電子を２次元の画像として、二次光学系で拡大投影しエリア検出器に結像させるというシステムがある。かかる技術は、論文に記載されているが、実用的な公知の例はまだない。電子ビームを一次光学系でスポットに収束して、試料に照射し、試料からの電子の像をエリア検出器に拡大投影するというシステムとしては、透過型電子顕微鏡がこれに近い構成をもっている。この場合でも、二次光学系は、試料を透過してきた電子を拡大投影するだけで、試料からの反射電子又は、２次電子を効率よく結像させるという、ここでの光学系の、技術的な困難さとは相違するものである。先願発明としては、例えば、特開平７ー１８１２９７号公報にあるような、電子光学系を一次光学系として、欠陥検査を行うという既知の例がある。
【０００３】
しかし、二次光学系の構成例はウィーンフィルターを使った論文（K.Tsuno, Ultramicroscopy 55(1994)127-140 「Simulation of a Wien filter as beam separator in a low energy electron microscope」) があるが、計算結果だけで、装置として実用化されていない。従って、ここでのＥＢ欠陥検出装置のような具体的な装置として、問題は検討されていない。通常のＳＥＭでは、像を形成させるこのための補正手段として、ビームの軸だしを調整する偏向器や非点収差を補正するスティグメータという手段が電子光学鏡筒（コラムとよぶ）内に設けられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の技術にあっては、レンズ条件を設定するときに、設計データからの値をそのまま入力しても、製造上の誤差で、必ずしも理想的な位置に像を出すことはできない。上記構成の一次、二次光学系をもつ、電子像の検出系では、レンズが多段（複数）になるが、それぞれのレンズ電圧を最適値に設定するのは、容易でないことが多い。
【０００５】
そこで、この発明は、上記二次光学系のレンズ条件を容易に最適設定でき、かつ必要に応じて最適値からのズレを補正し、長期的な変動にも常に安定したレンズ条件で使用することのできる検査装置のレンズ電圧設定方法及び検査装置を提供することを課題としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を達成するために、請求項１に記載の発明は、電子銃から出射された一次照射ビームを一次光学系を介して試料に照射し、該試料から発生した電子を多数のレンズを介して検出器に結像させる検査装置における、前記レンズのレンズ電圧を設定する方法において、前記多数のレンズの間で、前記試料から発生した電子の結像位置に、第１パターンを挿入し、任意のレンズ電圧における該第１パターンの像を前記検出器に結像させ、該第１パターン画像から、前記第１パターンより後側のレンズのレンズ条件を検出する検査装置のレンズ電圧設定方法としたことを特徴とする。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、電子銃から出射された一次照射ビームを一次光学系を介して試料に照射し、該試料から発生した電子を多数のレンズを介して検出器に結像させる検査装置における、前記レンズのレンズ電圧を設定する方法において、前記多数のレンズの間で、前記試料から発生した電子の結像位置に、第１パターンを挿入し、任意のレンズ電圧における該第１パターンの像を前記検出器に結像させ、該第１パターン画像から、前記第１パターンより後側のレンズのレンズ条件を検出し、該検出値と設計値とを比較して、倍率や収差のズレを算出して補正値を求め、該補正値に基づいて、前記第１パターンより後側のレンズのレンズ電圧を設定することを特徴とする検査装置のレンズ電圧設定方法。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、電子銃から出射された一次照射ビームを一次光学系を介して試料に照射し、該試料から発生した電子を多数のレンズを介して検出器に結像させる検査装置における、前記レンズのレンズ電圧を設定する方法において、前記多数のレンズの間で、前記試料から発生した電子の結像位置に、第１パターンを挿入し、任意のレンズ電圧における該第１パターンの像を前記検出器に結像させ、該第１パターン画像から、前記第１パターンより後側のレンズのレンズ条件を検出し、該検出値と設計値とを比較して、倍率や収差のズレを算出して補正値を求め、該補正値に基づいて、前記第１パターンより後側のレンズのレンズ電圧を設定し、その後、前記試料を載置するステージに設けられた第２パターンを前記検出器に結像させ、該第２パターン画像から、前記第１パターンとステージとの間のレンズのレンズ条件を検出し、該検出値と設計値とを比較して、倍率や収差のズレを算出して補正値を求め、該補正値に基づいて、前記第１パターンとステージとの間のレンズのレンズ電圧を設定した検査装置のレンズ電圧設定方法としたことを特徴とする。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、電子銃から出射された一次照射ビームを一次光学系を介して試料に照射し、該試料から発生した電子を、二次光学系に設けられた多数のレンズを介して検出器に結像させる検査装置において、前記多数のレンズの間で、前記試料から発生した電子の結像位置に、挿脱可能にフィールドアパーチャを配設し、該フィールドアパーチャにはフィールド孔及び第１パターンを設け、該フィールドアパーチャを可動させることにより、前記フィールド孔と第１パターンとを切換可能とし、該第１パターンを選択して該第１パターンの像を前記検出器に結像させ、該第１パターン画像から、前記第１パターンより後側のレンズのレンズ条件を検出可能とした検査装置としたことを特徴とする。
【００１０】
請求項５に記載の発明は、電子銃から出射された一次照射ビームを一次光学系を介して試料に照射し、該試料から発生した電子を、二次光学系に設けられた多数のレンズを介して検出器に結像させる検査装置において、前記多数のレンズの間で、前記試料から発生した電子の結像位置に、挿脱可能にフィールドアパーチャを配設し、該フィールドアパーチャにはフィールド孔及び第１パターンを設け、該フィールドアパーチャを可動させることにより、前記フィールド孔と第１パターンとを切換可能とし、該第１パターンを選択して該第１パターンの像を前記検出器に結像させ、該第１パターン画像から、前記第１パターンより後側のレンズのレンズ条件を検出し、該検出値と設計値とを比較して、倍率や収差のズレを算出して補正値を求め、該補正値に基づいて、前記第１パターンより後側のレンズのレンズ電圧を設定可能とする検査装置としたことを特徴とする。
【００１１】
請求項６に記載の発明は、電子銃から出射された一次照射ビームを一次光学系を介して試料に照射し、該試料から発生した電子を、二次光学系に設けられた多数のレンズを介して検出器に結像させる検査装置において、前記多数のレンズの間で、前記試料から発生した電子の結像位置に、挿脱可能にフィールドアパーチャを配設し、該フィールドアパーチャにはフィールド孔及び第１パターンを設け、該フィールドアパーチャを可動させることにより、前記フィールド孔と第１パターンとを切換可能とし、該第１パターンを選択して該第１パターンの像を前記検出器に結像させ、該第１パターン画像から、前記第１パターンより後側のレンズのレンズ条件を検出し、該検出値と設計値とを比較して、倍率や収差のズレを算出して補正値を求め、該補正値に基づいて、前記第１パターンより後側のレンズのレンズ電圧を設定可能とし、又、前記試料を載置するステージに第２パターンを設け、該第２パターンを前記検出器に結像させ、該第２パターン画像から、前記フィールドアパーチャと前記ステージとの間のレンズのレンズ条件を検出し、該検出値と設計値とを比較して、倍率や収差のズレを算出して補正値を求め、該補正値に基づいて、前記フィールドアパーチャと前記ステージとの間のレンズのレンズ電圧を設定可能とする検査装置としたことを特徴とする。
【００１２】
請求項７に記載の発明によれば、請求項４乃至６の何れか一つに記載の構成に加え、前記フィールドアパーチャには、大きさの異なるフィールド孔が形成されたことを特徴とする。
【００１３】
請求項８に記載の発明によれば、請求項４乃至７の何れか一つに記載の構成に加え、前記二次光学系にウイーンフィルターを配設すると共に、該二次光学系に前記一次光学系を接続し、前記電子銃から出射された一次照射ビームを前記ウイーンフィルター及びカソード部を介して試料に照射し、該試料から発生した電子を、前記ウイーンフィルター及びレンズを通して検出器に結像させるように設定したことを特徴とする。
【００１４】
請求項９に記載の発明によれば、請求項４乃至８の何れか一つに記載の構成に加え、前記第１，第２パターンは、網目状であることを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について説明する。
【００１６】
[発明の実施の形態１]
図１及び図２には、この発明の実施の形態１を示す。
【００１７】
まず構成について説明すると、図中符号１は電子銃と一次光学系を有する一次コラムで、この電子銃から出射された一次照射ビーム２が一次光学系を介してステージ３上に載置された試料４に照射されるようになっている。このステージ３には、図１の（ａ）に示すようなメッシュ状、（ｂ）に示すような横縞状、又は、（ｃ）に示すような縦縞状の「第２パターン」としてのフィデシャルマーク３ａが設けられている。
【００１８】
この照射により試料４からは、２次電子５及び反射電子６が発生するようになっている。そして、この試料４の表面上から発生する二次元の画像情報を含む２次電子５及び反射電子６は、二次光学系７により捕獲され、検出器８に拡大投影されるようになっている。
【００１９】
具体的には、この二次光学系７は、１番下側には、まず、カソードレンズ９が設けられている。このカソードレンズ９は、図面では省略されているが、３枚の電極で構成され、１番下の電極は試料４側の電位との間で、正の電界を形成し、２次電子５を効率よくレンズ９内に導くように設計され、又、１番目、２番目の電極に電圧を印可し、３番目の電極をゼロ電位として、レンズ作用を行うようになっている。その一番下の電極が「カソード部」となっている。
【００２０】
また、そのカソードレンズ９だけでは、拡大倍率が不足するので、拡大するためのレンズ系として、第２，第３，第４レンズ１０,１１,１２が配設され、多段レンズの構成となっている。これら第２，第３，第４レンズ１０,１１,１２は、すべてユニポテンシャル、又はアインツェルレンズとよばれる、３枚電極の構成で、通常は外の２電極をゼロ電位とし、中央の電極に印可する電圧で、レンズ作用を行わせ、制御するようになっている。なお、カソードレンズ９だけで、結像させるにはレンズ作用が強くなり収差が発生しやすいので、第２レンズ１０と合わせて、１回の結像を行わせる場合もある。同様に、拡大させるためのレンズ系としても、第３、第４レンズ１１，１２をもち、合わせて２回目の結像を行わせる方がよいこともある。従って、この場合、４枚のレンズ９，１０，１１，１２群の構成が必要となる。これらレンズ９…のレンズ電圧を適宜設定することにより、図２の（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）に示すような結像パターンとすることができる。
【００２１】
また、第２レンズ１０と第３レンズ１１との間で、第２レンズ１０の後側には、ニューメリカルアパーチャー１３といわれる開口絞りが配設されている。このニューメリカルアパーチャー１３は、円形の穴の空いた金属製（Ｍｏ等）の薄膜で、各レンズ１０，１１，１２の種々の収差を抑えると共に、よけいな電子ビームが検出器８面に届かないようする役割を果たしている。更に、このニューメリカルアパーチャー１３は、電気的にレンズ電極とは絶縁されており、スイッチ１５を介して電流計１６に接続され、光学系の調整時はビームの電流量をその電流計１６によりモニターできるようになっている。
【００２２】
また、この二次光学系７では、前記各レンズ９…による結像点がこのコラム７内に何回か存在する。前述のように、１回の結像では倍率が不足するため、最低２回の結像条件で倍率を決め、それに従ったレンズ電圧を設定する。偶数回の結像であれば、像は正立となる。そして、この中間の結像位置、ここでは、第３レンズ１１の前側に視野絞りに相当するフィールドアパーチャ１４が挿入・引出可能に配設されている。これにより、必要な視野の２次電子５だけが、後段のレンズ系（第３，第４レンズ１１，１２）や検出器８に導かれるようにする。このフィールドアパーチャ１４には、大きさの異なるフィールド孔１４ａ，１４ｂが形成されると共に、この両フィールド孔１４ａ，１４ｂに対応した大きさの「第１パターン」としての２つのメッシュ部１４ｃ，１４ｄが構成されている。この実施の形態では、図１中（ａ）に示すようなメッシュ部１４ｃ，１４ｄとしたが、これに限らず、同図の（ｂ），（ｃ）に示すようなパターンでも良い。
【００２３】
さらに、検出器８は、コントロールユニット１７により制御され、試料画像信号が取り出されるようになっている。また、前記ステージ３はステージ移動機構１８よりＸＹ方向に移動可能となっており、その位置はレーザー干渉計ユニット１９により読み取り可能となっている。そして、ＣＰＵ２０からの指示により、ステージ移動機構１８が駆動され、その位置情報が、レーザー干渉計ユニット１９からコントロールユニット１７へ伝達されて、順次試料画像がＣＰＵ２０へ供給されるようになっている。また、このＣＰＵ２０は、一次コラム１を制御する一次光学系制御ユニット２１及び、二次光学系７を制御する二次光学系制御ユニット２２に接続されている。
【００２４】
かかる装置の立上げ時等においては、製造上の誤差（電気的な誤差、機械的な誤差）により、設計値通りに各レンズ９…のレンズ電圧を設定しても最適にならないことが多い。そのため、最適地からのズレを算出し、その装置固有の補正値を計算し、これに基づいて適正なレンズ電圧に設定する。
【００２５】
すなわち、通常の動作時には、結像位置にあるフィールドアパーチャ１４のフィールド孔１４ａ又は４ｂの何れかが選択されて使用されるが、装置立上げ時には、可動機構により、メッシュ部１４ｃ，１４ｄが選択される。このメッシュ部１４ｃ，１４ｄのパターンは、適当な形状、大きさ、間隔で設計された既知のものである。
【００２６】
従って、フィールドアパーチャ１４の後方のレンズ１１，１２のレンズ電圧を設計値に設定したとき、検出器８により検出されたメッシュ部１４ｃ，１４ｄ画像のデータから、本来の設計値との倍率や収差のズレをＣＰＵ２０で算出して補正値を求める。そして、この値に基づいて、二次光学系制御ユニット２２を制御して、第３,第４レンズ１１，１２のレンズ電圧を適正な値の設定する。
【００２７】
その後、フィールドアパーチャ１４より前方のレンズ９，１０のレンズ条件を検出する。すなわち、ステージ３を移動させてフィデシャルマーク３ａに一次照射ビーム２が照射されるようにすると共に、フィールドアパーチャ１４を移動させて、フィールド孔１４ａ又は１４ｂを選択して使用する。
【００２８】
そして、そのフィデシャルマーク３ａのメッシュ状のパターン像を検出器８に結像させる。この像と最適な像とをＣＰＵ２０で比較して、フィールドアパーチャ１４の前方のカソードレンズ９及び第２レンズ１０のレンズ電圧にズレ量を算出する。この時には、フィールドアパーチャ１４より後方の第３，第４レンズ１１，１２のレンズ条件（収差，倍率）が解っているため、画像データからフィールドアパーチャ１４の前方の第２レンズ１０及びカソードレンズ９のレンズ条件（収差，倍率，分解能）を求めることができ、最適設定を容易に行うことができる。これらのデータは、ＣＰＵ２０の指示で、メモリーにストアされる。
【００２９】
また、装置の移設等による外的因子の変化が補正値の変動を引き起こすことが良くあるが、メンテナンスモードに設定することで、立上げ時に上記の方法でストアした画像データを、そのときのレンズ電圧の画像データと比較すれば容易にズレ量を検出することができ、最適値になっているかをチェックすることができ、もしズレている場合には、必要に応じて、補正データを更新して使用することもできる。
【００３０】
さらに、フィールドアパーチャ１４のメッシュ部１４ｃ，１４ｄ及びフィデシャルマーク３ａのメッシュ形状等の目の大きさを数種類用意すれば、低倍率から高倍率まで使い分けることができる上、装置の真空を破る等の煩雑な操作を行う必要がなく、簡単に補正が行える。
【００３１】
また、任意の電圧における収差が画像データから算出できるので、収差が設計値以上に発生しても、補正可能な範囲ならば収差量をＣＰＵ２０にフィードバックすることで、見かけ上、収差を消すこともできる。
【００３２】
次に、上記のようにして最適なレンズ電圧に設定された検査装置の作用について説明する。
【００３３】
一次コラム１から一次照射ビーム２が試料４に照射されると、この試料４の表面から二次元の画像情報を含み、エネルギーが異なる２次電子５が発生する。
【００３４】
この２次電子５は、指向性が小さいため、カソードレンズ９の一番下の電極（カソード部）が正の電界に形成されていることから、この電極に引っ張られてカソードレンズ９内に導かれる。そして、この２次電子５が各レンズ９…の途中で数回で結像され、所定の倍率に拡大されて最終的に検出器８で拡大投影される。
【００３５】
この際には、第２レンズ１０の後側では、ニューメリカルアパーチャー１３により、レンズ１１，１２の種々の収差を抑えると共に、よけいな２次電子５が検出器８に入射されないようにしている。
【００３６】
また、この中間の結像点に、ここでは、第３レンズ１１の前側に視野絞りに相当するフィールドアパーチャ１４が挿入され、必要な視野の電子ビームだけが、後段のレンズ系（第３，第４レンズ１１，１２）や検出器８に導かれることとなる。この場合、このフィールドアパーチャ１４には、大きさの異なるフィールド孔１４ａ，１４ｂが形成されているため像の大きさ等に応じて適宜そのフィールド孔１４ａ,１４ｂを設定する。
【００３７】
そして、検出器８の資料画像信号がコントロールユニット１７により取り出され、更に、この信号がコントロールユニット１７からＣＰＵ２０に送られて画像が読み取られることとなる。
【００３８】
これと共に、ステージ３がステージ移動機構１８よりＸＹ方向に移動され、このステージ３の位置がレーザー干渉計ユニット１９により読み取られる。そして、ＣＰＵ２０からの指示により、ステージ移動機構１８が駆動され、その位置情報が、レーザー干渉計ユニット１９からコントロールユニット１７へ伝達されて、順次試料画像がＣＰＵ２０へ供給される。
【００３９】
［発明の実施の形態２］
図３には、発明の実施の形態２を示す。
【００４０】
この実施の形態２は、一次コラム１と二次光学系７とが接続され、ウイーンフィルター２５が設けられた点で、実施の形態１と異なっている。
【００４１】
詳しくは、一次コラム１が二次光学系７のカソードレンズ９と第２レンズ１０の間に接続されると共に、ウイーンフィルター２５が、その一次コラム１及びカソードレンズ９の間、第２レンズ１０及びカソードレンズ９の間に配設されている。
【００４２】
このウイーンフィルター２５は、電磁プリズムとして作用するものであり、一次コラム１から出射された特定のエネルギーを持つ一次照射ビーム２は、このウィーンフィルター２５により、その加速電圧で決定される角度で曲げられて試料４面に垂直に入射される。この入射時には、カソードレンズ９のカソード部により、一次照射ビーム２が減速されて試料４に照射される。また、試料４から発生した２次電子５,反射電子６は、その各光学系１，２が上記のように配設されることにより、二次光学系７に導入されるようになっている。一方、ウイーンフィルター２５は、試料４からの電子５，６を選別するフィルターとして作用するものであり、試料４からの特定のエネルギーを持つ２次電子５又は反射電子６を通過させて、第２レンズ１０側に導入させることができる。
【００４３】
ここで、実際にどのようにして、２次電子５又は反射電子６の選択を行うかについて説明する。すなわち、得られる像のＳ／Ｎは検出器８面での電子数に比例し、像に対して寄与の大きい色収差が電子エネルギーのばらつきに依存する。したがって、測定において像の分解能を優先させたいならば電子エネルギーのばらつきが小さいため色収差の少ない反射電子６を選択する。しかし、反射電子６は２次電子５に比べ電子数が少ないため、フィールドアパーチャ１４を可動させて径の大きなフィールド孔１４ａを選択し、検出電子を増加することでＳ／Ｎを上げるようにする。
【００４４】
また、測定のスループットを優先させたいのであれば、電子数が反射電子６に比べて多い２次電子５を検出対象にする。ただし、２次電子５では電子エネルギーのばらつきによる収差を無視できないため、フィールドアパーチャ１４を可動させて径の小さなフィールド孔１４ｂを選択し、色収差を押さえる。
【００４５】
このように、各レンズ９…のレンズ電圧を所定の値に設定すると共に、フィールドアパーチャ１４の径の異なるフィールド孔１４ａ,１４ｂを適切に選択することで、単一の検出器８によって２次電子５又は反射電子６で同程度のＳ／Ｎの像を得ることが出来る。したがって、Ｓ／Ｎの良い２次電子５を使ってレンズ条件や各コラム１，７の測定を行い、その後、反射電子６を使って高分解能の像を得るといった使い方が出来る。
【００４６】
このようにウイーンフィルター２５を用いることにより、一次照射ビーム２の照射方向と反射電子６の反射方向とを試料４に垂直に設定することができるため、反射像に影が発生することなく、良質な画像が得られる。
【００４７】
また、ウイーンフィルター２５の設定により、第２レンズ１０側へ導入される電子を選択できるため、選択されなかった２次電子５又は反射電子６は、第２レンズ１０側へ導入されることがないことから、検出器８からの画像もより良質なものとすることができる。
【００４８】
【発明の効果】
以上説明してきたように、各請求項に記載の発明によれば、レンズ条件を効率的に求めることができるため、この方法又は装置を用いて装置の立上げ設定を素早く行うことができる。これは、装置が真空中で操作されることを考慮すれば極めて有効である。また、任意の電圧における各レンズのレンズ条件が検出されているため、装置の起動時などにレンズ条件を調べることで、レンズ電圧の変動から装置の異常を検出できる。
【００４９】
請求項４乃至６に記載の発明によれば、フィールドアパーチャにフィールド孔及び第１パターンを形成し、このフィールドアパーチャを移動させてそのフィールド孔と第１パターンとを切換可能とすることにより、この両者を切り換えるだけで、簡単にレンズ条件の検査、又は試料の検査を行うことができる。
【００５０】
請求項７に記載の発明によれば、フィールドアパーチャに大きさの異なるフィールド孔を形成することにより、像の大きさ等に応じて適当な大きさなフィールド孔を選択することができる。
【００５１】
請求項８に記載の発明によれば、電子銃から出射された一次照射ビームをウイーンフィルター及びカソード部を試料に照射するようにすることにより、カソード部により一次照射ビームを減速して試料に照射できる。また、試料への一次照射ビームの照射方向と試料からの電子の発生方向とを、試料に垂直にできるため、反射像の影が生じることがない、という実用上有益な効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１に係る検査装置の概略図である。
【図２】同実施の形態１に係る二次光学系での結像状態を示す説明図である。
【図３】この発明の実施の形態２に係る図１に相当する検査装置の概略図である。
【符号の説明】
１  一次コラム（電子銃,一次光学系）
２  一次照射ビーム
３  ステージ
3ａ フィデシャルマーク（第２パターン）
４  試料
５  ２次電子（電子）
７  二次光学系
８  検出器
９  カソードレンズ
10  第２レンズ
11  第３レンズ
12  第４レンズ
14  フィールドアパーチャ
14a,14b フィールド孔
14c,14d メッシュ部
25  ウイーンフィルター
【図１】
0003687262.tif 000002
【図２】
0003687262.tif 000003
【図３】
0003687262.tif 000004