(57)【要約】      （修正有）【課題】マルチビーム型荷電粒子線応用装置において、エンジニアのスキルに依存せず、かつ効率的な二次光学系調整方法を提供する。【解決手段】ビームセパレーター１１１により分離されたマルチビーム化された二次電子ビーム１２０の個別二次電子ビーム１２０ａ〜１２０ｃの像を、二次光学系の調整時は、二次光学系レンズ１２３の最終段のレンズと二次電子ビーム検出器１２１との間に備えた二次光学系開口板１２４の開口部１２７を介して、二次電子ビーム検出器１２１の対応する個別ビーム検出器１２１ａ〜１２１ｃの検出面上に結像して、その二次元画像を基づき二次光学系を調整する。【選択図】図１
2014026834.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
荷電粒子線を試料上に照射し、発生する二次荷電粒子線を利用する荷電粒子線応用装置であって、
複数の荷電粒子線を形成する荷電粒子線照射部と、
前記複数の荷電粒子線を前記試料上に照射させるレンズ、及び前記複数の荷電粒子線を前記試料上で走査する偏向器を含む一次光学系と、
複数の個別検出部を備えた信号検出部と、
前記複数の荷電粒子線の照射に対応して前記試料上の複数箇所から発生する複数の二次荷電粒子線を前記検出部に入射させるための電磁レンズ系及び偏向器を含む二次光学系と、
前記試料を移動させるステージと、
前記信号検出部からの信号を処理する画像処理部と
を備え、
前記二次光学系には、開口部と遮蔽部とを有する二次光学系に対して出し入れ可能な構造物が配置されている
ことを特徴とする荷電粒子線応用装置。
【請求項２】
請求項１記載の荷電粒子線応用装置であって、
前記構造物は、前記前記二次光学系の偏向器と前記信号検出部との間に配置されている
ことを特徴とする荷電粒子線応用装置。
【請求項３】
請求項２記載の荷電粒子線応用装置であって、  
前記構造物の開口部の大きさは、前記複数の二次荷電粒子線の各々がビーム偏向により走査される大きさよりも小さい
ことを特徴とする荷電粒子線応用装置。
【請求項４】
請求項２記載の荷電粒子線応用装置であって、
前記構造物は、複数の異なる形状の開口部を有している
ことを特徴とする荷電粒子線応用装置。
【請求項５】
請求項２記載の荷電粒子線応用装置であって、
前記構造物を、前記二次光学系の光軸と垂直な方向の位置を調整する機構を有する
ことを特徴とする荷電粒子線応用装置。
【請求項６】
荷電粒子線を試料上に照射し、発生する二次荷電粒子線を利用する荷電粒子線応用装置であって、
複数の荷電粒子線を形成する荷電粒子線照射部と、
前記複数の荷電粒子線を前記試料上に照射させるレンズ、及び前記複数の荷電粒子線を前記試料上で走査する偏向器を含む一次光学系と、
複数の個別検出部を備えた信号検出部と、
前記複数の荷電粒子線の照射に対応して前記試料上の複数箇所から発生する複数の二次荷電粒子線を前記検出部に入射させるための電磁レンズ系及び偏向器を含む二次光学系と、
前記試料を移動させるステージと、
前記信号検出部からの信号を処理する画像処理部と
を備え、
前記複数の二次荷電粒子線を開口部に比べて広い範囲を走査させることで得られる画像を利用して、二次光学系の調整を行う二次光学系調整処理部を有する
ことを特徴とする荷電粒子線応用装置。
【請求項７】
請求項６記載の荷電粒子線応用装置であって、
前記複数の二次荷電粒子線の走査は、前記一次光学系の偏向器により実行する
ことを特徴とする荷電粒子線応用装置。
【請求項８】
請求項６記載の荷電粒子線応用装置であって、
前記複数の二次荷電粒子線の走査は、前記二次光学系の偏向器により実行する
ことを特徴とする荷電粒子線応用装置。
【請求項９】
請求項６記載の荷電粒子線応用装置であって、
前記信号検出部を、二次光学系の光軸を回転軸として、回転させる機構を有する
ことを特徴とする荷電粒子線応用装置。
【請求項１０】
請求項９記載の荷電粒子線応用装置であって、
前記信号検出部の回転位置は、光学条件毎に装置内のデータベースに記録されている値に基づいて、光学条件切り替え時に自動設定される
ことを特徴とする荷電粒子線応用装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板の欠陥検査技術に係り、特に、半導体装置の製造過程途中における半導体ウェハに代表される基板上のパターンの欠陥検査に適用して好適な荷電粒子線応用装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、基板上に微細な回路パターンが形成された半導体装置や液晶装置、回路パターンが形成される基板自体、又は磁気ディスクのような円盤状記録媒体、等といった製品の製造プロセスでは、試料上に形成されたパターンの形状や寸法を測定する電子線測長装置、試料上に生じた欠陥の有無を調べる電子線検査装置、等の荷電粒子線応用装置が用いられている。
【０００３】
このような荷電粒子線応用装置では、試料上に電子ビーム又はイオンビーム等の荷電粒子線を一次ビームとして照射し、この試料上への一次ビームの照射によって、試料上から二次ビームとして発生する二次電子等の二次荷電粒子の検出信号を取得し、この検出信号を基に試料上の寸法の計測や検査を行う構成になっている。
【０００４】
ところで、荷電粒子線応用装置においては、試料を処理する速度、例えば検査速度の向上は、欠陥検出感度の向上とともに重要な課題である。そこで、この課題を克服すべく、試料上に照射する一次ビームの本数を複数にしたマルチビーム型荷電粒子線応用装置が提案されている。このようなマルチビーム型荷電粒子線応用装置では、計測や検査を効率よく実行する上で、試料上での各一次ビームの照射位置を適正に配置することが必須である。
【０００５】
例えば特許文献１には、マルチビーム型荷電粒子線応用装置において、回転レンズを使用したり或いはマルチ開口板を光軸まわりで回転させることにより、試料上でのビーム配置と試料面の座標軸を一致させる電子ビーム調整方法が開示されている。
【０００６】
また、マルチビーム型荷電粒子線応用装置においては、観察すべき試料毎に照射エネルギーや電流値等のビーム条件を最適化する必要がある。このため、各々の光学条件に対してカラムの校正を行う必要があり、例えば特許文献２には、マルチビーム型電子線検査装置において、試料の特性に応じた検査条件等の変更に対応して、試料上の一次ビームの調整を行い、さらには、二次荷電粒子検出部における複数の二次ビームの調整を行う調整方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】ＷＯ２００２／０３７５２７号公報
【特許文献２】特開２００９−９８８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
マルチビーム型荷電粒子線応用装置においては、試料上にて各一次ビームの照射位置を適正に配置する一次光学系の調整と、各一次ビームの照射により発生する二次荷電粒子の信号を分離して検出するための二次光学系の調整とが重要であり、前者の一次光学系における各一次ビームの照射位置の調整方法に関しては、特許文献１や特許文献２に代表される様々な方法が提案されている。
【０００９】
しかしながら、後者の二次光学系の二次荷電粒子検出部における複数の二次ビームの調整方法に関しては、確立された手法が存在せず、調整を行うエンジニアのスキルへの依存が大きい状況にある。
【００１０】
特に、一次ビームの間隔（ピッチ）を狭める、若しくは二次ビームの間隔を狭めるには二次光学系の分解能を向上させる必要があり、そのために、光学的分解能が静電レンズに対して優れている電磁レンズ（磁場レンズ）を二次光学系に使用する場合には、二次ビームはこの二次光学系の電磁レンズを通過する際に電磁レンズの光軸回り、すなわち二次光学系の光軸を回転軸として回転しながらレンズ中を進むので、その結像位置は二次光学系の光軸回りに回転変位してしまうことになり、その調整には特別な熟練技術を要していた。
【００１１】
本発明は上記問題点を鑑みなされたものであり、マルチビーム型荷電粒子線応用装置において、エンジニアのスキルに依存せず、かつ効率的な二次光学系調整方法を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明に係る荷電粒子線応用装置は、複数の荷電粒子線を形成する荷電粒子線照射部と、前記複数の荷電粒子線を前記試料上に照射させるレンズ、及び前記複数の荷電粒子線を前記試料上で走査する偏向器を含む一次光学系と、複数の個別検出部を備えた信号検出部と、前記複数の荷電粒子線の照射に対応して前記試料上の複数箇所から発生する複数の二次荷電粒子線を前記検出部に入射させるための電磁レンズ系及び偏向器を含む二次光学系と、前記試料を移動させるステージと、前記信号検出部からの信号を処理する画像処理部とを備え、前記二次光学系には、開口部と遮蔽部とを有する二次光学系に対して出し入れ可能な構造物が配置されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、マルチビーム型荷電粒子線応用装置において、エンジニアのスキルに依存しない二次ビームの調整方法を提供することができる。
上記した以外の、課題、構成及び効果は、以下の実施の形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る荷電粒子線応用装置の一実施の形態としてのマルチビーム型電子線検査装置の実施例の概略構成図である。
【図２】本実施の形態に係るマルチビーム型電子線検査装置において実行される二次光学系調整処理のフローチャートである。
【図３】二次光学系調整のユーザーインタフェースの一実施例としての二次光学系調整用ＧＵＩ画面である。
【図４】二次光学系開口板位置調整のユーザーインタフェースの一実施例としての開口板位置調整ＧＵＩ画面である。
【図５】二次光学系の光軸方向から視た、二次光学系開口板と二次電子ビーム検出器との位置関係を示す概略図である。
【図６】二次光学系光軸調整のユーザーインタフェースの一実施例としての光軸調整ＧＵＩ画面である。
【図７】二次光学系の結像原理の説明図である。
【図８】二次光学系の光軸調整の説明図である。
【図９】二次光学系の合焦調整の説明図である。
【図１０】ビーム間ピッチ調整のユーザーインタフェースの一実施例としての倍率調整ＧＵＩ画面である。
【図１１】マルチビーム化された二次電子ビームが二次光学系開口板上を偏向されて走査された際の、二次電子ビームと二次光学系開口板の開口との関係についての説明図である。
【図１２】図１１に示した二次電子ビームの偏向・走査時における、二次電子ビーム検出器の個別ビーム検出器それぞれからの検出信号から生成された二次元画像を示した図である。
【図１３】ビーム角度調整のユーザーインタフェースの一実施例としてのビーム角度調整ＧＵＩ画面である。
【図１４】二次光学系のビーム角度調整の説明図である。
【図１５】本実施例のマルチビーム型電子線検査装置による作用・効果の説明図である。
【図１６】本発明に係る荷電粒子線応用装置の別の実施の形態としてのマルチビーム型電子線検査装置の実施例の概略構成図である。
【図１７】本実施の形態に係るマルチビーム型電子線検査装置の二次光学系開口板及び開口板可動機構の構成図である。
【図１８】本実施の形態に係るマルチビーム型電子線検査装置において実行される二次光学系調整処理のフローチャートである。
【図１９】二次光学系開口板位置調整のユーザーインタフェースの一実施例としての開口板位置調整ＧＵＩ画面である。
【図２０】二次光学系の光軸方向から見た、二次光学系開口板と二次電子ビーム検出器との位置関係を示す概略図である。
【図２１】二次電子ビーム中心と二次電子ビーム検出器中心との調整の説明図である。
【図２２】二次光学系のビーム位置調整の説明図である。
【図２３】二次電子ビーム検出器と二次ビーム配列との相対角の調整の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明に係る荷電粒子線応用装置の一実施の形態について、半導体ウェハの基板上の欠陥を検査するマルチビーム型電子線検査装置を例に、図面に基づいて説明する。なお、その要部の構成は、例えば、荷電粒子線としてイオンビームを利用する検査装置、検査試料として磁気ディスクの検査を実施する検査装置にも適用でき、荷電粒子線の種類や検査試料の違いを問わず、適用可能である。
【００１６】
［第１の実施の形態］
図１は、本発明に係る荷電粒子線応用装置の一実施の形態としてのマルチビーム型電子線検査装置の概略構成図である。
【００１７】
本実施の形態のマルチビーム型電子線検査装置は、荷電粒子源、電子光学系、ステージ、信号検出系、及び制御系を有して構成されている。
【００１８】
荷電粒子源は電子源からなり、電子源は電子銃１０１によって構成されている。電子銃１０１は、仕事関数の低い物質よりなる陰極１０２と、陰極１０２に対して高い電位を持つ陽極１０５と、陰極１０２と陽極１０５との間に形成される加速電界に磁場を重畳する電磁レンズ１０４とを備えた構成になっている。陰極１０２には、大きなプローブ電流が取得し易く、電子放出も安定したショットキー型の陰極が用いられている。電子銃１０１は、光学系制御回路１３９と接続され、この光学系制御回路１３９から供給される作動信号に応じて駆動される。
【００１９】
電子銃１０１において、陰極１０２で生成された一次電子は、電磁レンズ１０４による集束作用を受けながら陽極１０５の方向に加速され、電子銃１０１から一次電子ビーム（一次ビーム）１０３として放出される。電子銃１０１から引出された一次電子ビーム１０３は、その引出側に、第一の電子源像１０６（ビーム径が極小になる点）を形成する。
【００２０】
また、電子銃１０１には、図１では図示省略したが、絞りが配置され、所望の電流範囲の電子ビームがこの絞りを通過する構成になっている。これにより、電子銃１０１では、陽極１０５、電磁レンズ１０４の動作条件を変えれば、この絞りを通過する電子ビームのビーム量が変化することで、電子銃１０１から引出される一次電子ビーム１０３の電流量を所望の電流量に調節することが可能になっている。
【００２１】
一次電子ビーム１０３が引出される電子銃１０１の引出側には、図１に示すように、電子銃１０１から引出された一次電子ビーム１０３を調整して、試料としてのウェハ１１５に照射するための一次光学系が設けられている。
【００２２】
一次光学系は、コリメーターレンズ１０７、プリアパーチャー１４１、アパーチャーアレイ１０８、レンズアレイ１０９、ビームセパレーター１１１、対物レンズ１１２、及び走査偏向用偏向器１１３を有する構成になっている。一次光学系は、後述する二次光学系とともに電子光学系を構成する。
【００２３】
コリメーターレンズ１０７は、第一の電子源像１０６を光源として、一次電子ビーム１０３を平行に整える。本実施の形態では、コリメーターレンズ１０７は、電磁レンズで構成されている。また、図示しないが、電子銃１０１とコリメーターレンズ１０７との間には、一次電子ビーム１０３の中心軸すなわち光軸を補正するためのアライナが配置されている。電子銃１０１から放出された一次電子ビーム１０３の中心軸すなわち光軸が前述した絞りや一次光学系の光軸に対してずれている場合、このアライナによって補正できる構成になっている。
【００２４】
プリアパーチャー１４１は、検査試料の試料面に照射する一次電子ビームの数やその相互配置等に対応して、アパーチャーアレイ１０８に設けられている複数の開口の中、コリメーターレンズ１０７からの一次電子ビーム１０３を通過させる開口や開口数を調整するための開口を有する。
【００２５】
アパーチャーアレイ１０８は、同一基板に複数の開口を二次元配列して構成され、一次電子ビーム１０３を複数の開口を通過させることで、一次電子ビーム１０３を複数の一次電子ビーム（個別一次電子ビーム）１０３に分割する。
【００２６】
レンズアレイ１０９は、アパーチャーアレイ１０８の複数の開口それぞれに対応させて配置された複数のレンズを含む。レンズアレイ１０９の各レンズは、アパーチャーアレイ１０８の複数の開口それぞれに対応した複数の開口を有する３枚の電極板を、間隔を空けてレンズの光軸方向に沿って重ねて配置することによって、一体的に構成されている。レンズアレイ１０９は、この重ねて配置した３枚の電極板の中、中央の電極板に電圧を印加することによって、開口部を通過する一次電子ビーム１０３に対してアインツェルレンズとして作用する。
【００２７】
これらプリアパーチャー１４１、アパーチャーアレイ１０８、レンズアレイ１０９は、照射ビーム形成部として、マルチビームモードで試料上の複数の箇所を同時に照射するための複数本の個別一次電子ビーム１０３を、１本の一次電子ビーム１０３から形成する。
【００２８】
図１では、図示の関係から、アパーチャーアレイ１０８の開口やレンズアレイ１０９のレンズについては、複数の開口及びレンズの中、５個の開口及びレンズだけが図面上に現れている。図示の例は、後述の図１１に示すように、対角配置された４本の個別一次電子ビーム１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃ，１０３ｄを試料面に照射するものであるが、図１では、アパーチャーアレイ１０８の開口やレンズアレイ１０９のレンズを通過した３本の個別一次電子ビーム１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃのみが図面上に現れる。個別一次電子ビーム１０３ｄについては、個別一次電子ビーム１０３ｂと重なるように示しており、図面上には現れていない。
【００２９】
なお、アパーチャーアレイ１０８の開口数やレンズアレイ１０９のレンズ個数、及びこれらの配置については、図示の例に限定されるものでなく、個別一次電子ビームの本数やそれぞれの配置等に応じて適宜設けられるものである。これに伴い、一次電子ビーム１０３を分割して生成する個別一次電子ビーム１０３ａ，１０３ｂ，・・・の本数も、アパーチャーアレイ１０８の開口数やレンズアレイ１０９のレンズ個数、さらにはプリアパーチャー１４１の開口によって適宜変更可能である。
【００３０】
図示の例では、プリアパーチャー１４１及びアパーチャーアレイ１０８により個別一次電子ビーム１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃ，１０３ｄに分割され、マルチビーム化された一次電子ビーム１０３は、レンズアレイ１０９の対応するレンズによって個別に集束され、４個の第二の電子源像１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃ，１１０ｄ（図１では、第二の電子源像１１０ｄは図面上に現れていない）を形成する。
【００３１】
ビームセパレーター１１１は、試料に照射するためのマルチビーム化された一次電子ビーム１０３と、この一次電子ビーム１０３のウェハ１１５への照射によって発生した二次電子等よりなる二次電子ビーム１２０とを分離する。ビームセパレーター１１１は、一次電子ビーム１０３の入射方向に対して略垂直な面内において、互いに直交する磁場と電場を発生させることにより、通過する電子に対してそのエネルギーに対応した偏向角度を与えるウィーンフィルターによって構成されている。ビームセパレーター１１１では、マルチビーム化された一次電子ビーム１０３が直進するように、磁場と電場の強さが設定される。さらに、反対方向から進行してくる後述のマルチビーム化された二次電子ビーム１２０に対しては所望の角度に偏向するように電磁場の強さが調節・制御されている。ビームセパレーター１１１は、図示の例では、一次電子ビーム１０３に対する収差の影響を考慮して、その影響を低減するため、マルチビーム化された一次電子ビーム１０３（１０３ａ〜１０３ｄ）の第二の電子源像１１０（１１０ａ〜１１０ｄ）の高さ位置に合わせて配置されている。
【００３２】
対物レンズ１１２は、個別一次電子ビーム１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃ，１０３ｄそれぞれの第二の電子源像１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃ，１１０ｄそれぞれを、試料面上に縮小投影する。対物レンズ１１２は、静電レンズよりも集束性等の光学的分解能に優れる電磁レンズによって構成されている。
【００３３】
これら一次光学系のコリメーターレンズ１０７、レンズアレイ１０９、ビームセパレーター１１１、対物レンズ１１２は、それぞれ光学系制御回路１３９と接続され、この光学系制御回路１３９からそれぞれに供給される作動信号に応じて駆動される。
【００３４】
走査偏向用偏向器１１３は、例えば、静電８極型の偏向器で構成され、実装では、対物レンズ１１２の中に設置されている。走査偏向用偏向器１１３は、その内部を通過する各個別一次電子ビーム１０３ａ〜１０３ｄを、略同一方向に、且つ略同一角度だけ偏向することによって、各個別一次電子ビーム１０３ａ〜１０３ｄを、試料面上でそれぞれラスタ走査する。走査偏向用偏向器１１３は、走査信号発生装置１３７と接続され、この走査信号発生装置１３７から供給される作動信号に応じて駆動される。
【００３５】
電子銃１０１から引出された一次電子ビーム１０３は、このような一次光学系を介して、複数本の個別一次電子ビーム１０３ａ〜１０３ｄに分割されてマルチビーム化され、試料であるウェハ１１５にそれぞれ照射される。その際、試料であるウェハ１１５は、検査室内に設けられたステージ１１７に搭載されて保持されている。
【００３６】
ステージ１１７は、電子線検査装置の図示せぬ検査室内を、一次光学系の光軸と垂直な面内に沿って移動可能に設けられている。ステージ１１７は、ステージ制御装置１３８と接続され、このステージ制御装置１３８から供給される作動信号に応じて駆動される。試料であるウェハ１１５は、上述したマルチビーム化された一次電子ビーム１０３（１０３ａ〜１０３ｄ）の照射に際して、ステージ１１７の上面に設けられているウェハホルダ（図示省略）に載置されて保持される。加えて、ステージ１１７の上面の所定位置には、後述の二次光学系調整のために使用される標準調整位置３１４（図３参照）が形成されている。
【００３７】
ウェハホルダは、ウェハ１１５が載置された状態で、載置されたウェハ１１５と導通が取れる構成になっている。そして、ウェハホルダには、リターディング電源１１８ａからリターディング電位として負の電位が印加可能になっており、載置されたウェハ１１５にも、ウェハホルダを介して、このリターディング電位が印加される構成になっている。このリターディング電位の印加によって、マルチビーム化された一次電子ビーム１０３（１０３ａ〜１０３ｄ）の照射時に、ウェハ上にはこのマルチビーム化された一次電子ビーム１０３（１０３ａ〜１０３ｄ）を減速させるための電界が形成される。
【００３８】
ステージ１１７は、マルチビーム化された一次電子ビーム１０３（１０３ａ〜１０３ｄ）の照射時に、一次光学系の光軸と垂直な面内に沿って移動することにより、ウェハホルダに載置されたウェハ上における個別一次電子ビーム１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃ，１０３ｄそれぞれの照射位置を、ウェハホルダごと移動させることができる。これにより、検査実行時には、走査偏向用偏向器１１３によるマルチビーム化された一次電子ビーム１０３（１０３ａ〜１０３ｄ）の走査偏向と、このステージ１１７の連続的な移動との組み合わせによって、一次電子ビーム１０３の個別一次電子ビーム１０３ａ〜１０３ｄそれぞれがウェハ上の別々の帯状の領域（スワス）を同時に走査できるようになっている。
【００３９】
この帯状領域は、ウェハ上における所定の検査領域を、個別一次電子ビーム１０３ａ〜１０３ｄそれぞれに対応して分割した領域の一部を形成する。したがって、個別一次電子ビーム１０３ａ〜１０３ｄそれぞれが複数の帯状領域を走査することによって、所定の検査領域の全体が一次電子ビーム１０３によって走査されたことになる。
【００４０】
このようにして、ウェハ１１５に到達した一次電子ビーム１０３の個別一次電子ビーム１０３ａ〜１０３ｄそれぞれは、それぞれの照射面付近の試料物質と相互に作用することにより、それぞれの照射面からは、反射電子、二次電子、オージェ電子等の二次的な電子（二次荷電粒子）が発生する。これにより、マルチビーム化された一次電子ビーム１０３（１０３ａ〜１０３ｄ）が照射されたウェハ上の各照射面からは、個別一次電子ビーム１０３ａ〜１０３ｄそれぞれに対応してマルチビーム化された二次電子ビーム（二次ビーム）１２０（１２０ａ〜１２０ｄ）が発生する。
【００４１】
二次光学系は、このマルチビーム化された二次電子ビーム１２０（１２０ａ〜１２０ｄ）を検出して、その二次電子像を二次電子ビーム検出器１２１に結像する。
【００４２】
本実施例のマルチビーム型電子線検査装置では、図１に示すように、二次光学系は、表面電界制御電極１１４、二次光学系アライナ１２２、二次光学系レンズ１２３、二次光学系開口板１２４等を有する構成になっている。二次光学系は、前述した一次光学系とともに、電子線検査装置の電子光学系を形成する。
【００４３】
表面電界制御電極１１４は、走査偏向用偏向器１１３と試料面との間の光路（電子線路）部分に試料面に近接して位置するように、ウェハ１１５に対向して設置され、ウェハ１１５の表面付近の電界強度を調整して、ウェハ１１５から発生した個別二次電子ビーム１２０ａ〜１２０ｄの軌道を制御する。表面電界制御電極１１４は、表面電界制御電源１１８ｂと接続されて、正電位、負電位、又は同電位のいずれかが選択的に印加される。印加される電圧の大きさは、試料の種類や観察対象に応じて適した値に適宜調整される。例えば、ウェハ１１５から発生した二次電子ビーム１２０を積極的にウェハ１１５に戻したい場合には、表面電界制御電極１１４にはウェハ１１５に対して負の電位を印加する。逆に、二次電子ビーム１２０がウェハ１１５に戻らないようにする場合には、表面電界制御電極１１４にはウェハ１１５に対して正の電位を印加する。
【００４４】
マルチビーム化された二次電子ビーム１２０（１２０ａ〜１２０ｄ）は、この表面電界制御電極１１４の通過後、電磁レンズで構成された対物レンズ１１２の集束作用を受け、偏向作用を持つビームセパレーター１１１により、一次電子ビーム１０３の軌道と分離される。したがって、二次光学系の二次光学系レンズ１２３，二次光学系アライナ１２２は、ビームセパレーター１１１によって分離された二次電子ビーム１２０の光路部分にのみ位置するように配置され、マルチビーム化された二次電子ビーム１２０のみに作用するようになっている。
【００４５】
二次光学系アライナ１２２は、二次光学系レンズ１２３よりもビームセパレーター１１１側に位置するように設けられ、一次電子ビーム１０３の軌道と分離されたマルチビーム化された二次電子ビーム１２０の光軸を、二次光学系レンズ１２３の光軸に合わせる。ここでは、二次電子ビーム１２０の光軸は、個々の個別二次電子ビーム１２０ａ〜１２０ｄそれぞれの光軸を指すのではなく、個別二次電子ビーム１２０ａ〜１２０ｄからなるマルチビーム化された二次電子ビーム１２０全体の光軸、すなわち個別二次電子ビーム群の光軸を指す。
【００４６】
二次光学系レンズ１２３は、その光学的分解能の向上をはかるため、２組の電磁レンズから構成されており、倍率とフォーカスとが独立に調整可能な構成になっている。二次光学系レンズ１２３は、ビームセパレーター１１１により分離されたマルチビーム化された二次電子ビーム１２０の個別二次電子ビーム１２０ａ〜１２０ｄの像を、調整時は二次光学系開口板１２４を介して、二次電子ビーム検出器１２１の対応する個別ビーム検出器１２１ａ〜１２１ｄの検出面上に結像する。
【００４７】
二次光学系開口板１２４は、二次光学系レンズ１２３の最終段のレンズと二次電子ビーム検出器１２１との間に備えられ、検査の前の、二次電子ビーム１２０の位置調整に用いられる。二次光学系開口板１２４は、本実施例の場合、板面中心（板面中央）に、板厚方向に貫通する正方形の開口部１２７が形成された薄板部材からなる。二次光学系開口板１２４は、二次光学系レンズ１２３の最終段のレンズと二次電子ビーム検出器１２１との間の二次電子ビーム１２０の光路上に対し、進退可能に設けられている。これにより、ウェハ１１５の欠陥検査中は、二次光学系レンズ１２３の最終段のレンズと二次電子ビーム検出器１２１との間の、二次電子ビーム１２０の光路上から退避し、二次光学系の調整時は、二次光学系レンズ１２３の最終段のレンズと二次電子ビーム検出器１２１との間の二次電子ビーム１２０の光路上に、その開口部１２７を二次光学系の光軸の光軸に一致させるようにして導入される。そのため、二次光学系開口板１２４には、二次光学系開口板１２４を二次光学系の光軸と垂直な面方向に沿って位置調整したり、二次電子ビーム１２０の光路上に対して侵入・退避させるための開口板可動機構１２５が付設されている。
【００４８】
なお、このような一次光学系及び二次光学系からなる電子光学系には、図示せぬ、電流制限用絞り、一次電子ビーム１０３の中心軸(光軸)調整用アライナ、収差補正器等も適宜付加されている。
【００４９】
二次電子ビーム検出器１２１は、複数の個別ビーム検出器の検出面が配置された検出器面を二次光学系の光軸と交差させて、二次光学系レンズ１２３の後方の光軸上に配置されている。二次電子ビーム検出器１２１は、その検出器面に、一次光学系のアパーチャーアレイ１０８のそれぞれ開口やレンズアレイ１０９のそれぞれレンズに対応させて、複数の個別ビーム検出器の検出面が配置された構成になっている。
【００５０】
なお、この場合、二次電子ビーム検出器１２１は、前述したように、４本の個別一次電子ビーム１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃ，１０３ｄそれぞれの試料面への照射に関係して、試料であるウェハ１１５の表面から発生した個別二次電子ビーム１２０ａ〜１２０ｄからなるマルチビーム化された二次電子ビーム１２０を検出すればよいので、図１では、３本の個別一次電子ビーム１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃに対応した個別二次電子ビーム１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃを検出する個別ビーム検出器１２１ａ，１２１ｂ，１２１ｃのみが図面上に現れ、その配置上の関係から個別ビーム検出器１２１ｂと重なってしまっている個別ビーム検出器１２１ｄを含め、これら以外の個別ビーム検出器については図示省略されている。
【００５１】
個別ビーム検出器１２１ａ，１２１ｂ，１２１ｃ，・・・には、図示の例では、検査精度及び検査処理のスループットを向上させるために、例えば、前述の検査領域を分割してなる領域全体や一の帯状領域全体の画像を撮像可能（検出可能）なエリアイメージセンサではなく、一次電子ビーム１０３の走査偏向用偏向器１１３の走査偏向による照射範囲に対応したリニアイメージセンサが用いられる。
【００５２】
また、二次電子ビーム検出器１２１には、二次光学系の光軸を回転軸としてその検出面を回転させたり、その光軸と垂直な面方向に沿って検出面を移動変位させたりする検出器可動機構１２６が付設されている。二次電子ビーム検出器１２１は、信号検出系として、マルチビーム化された二次電子ビーム１２０の個別二次電子ビーム１２０ａ〜１２０ｄそれぞれの結像を、個別ビーム検出器１２１ａ〜１２１ｄの輝度信号で検出する。
【００５３】
このような荷電粒子源、電子光学系、ステージ、信号検出系を備えたマルチビーム型電子線検査装置において、電子銃１０１の陰極１０２をはじめとする各部や、電子光学系のコリメーターレンズ１０７をはじめとする各部は、検査装置筐体を形成する鏡筒（図示省略）に収容され、試料であるウェハ１１５が搭載されるステージ１１７は、鏡筒とともに検査装置筐体を形成する検査室筐体（図示省略）に収容されている。そして、鏡筒内及び検査室筐体内は、真空排気系と連通されて、それぞれの内部が真空排気可能な構成になっており、これら各部は、真空排気された雰囲気下で動作する構成になっている。また、検査室筐体には、真空外からウェハ１１５を検査室内のステージ１１７上に配置するためのウェハ搬送系（図示省略）も備えられている。
【００５４】
このように構成された電子線検査装置の各部は、図１に示すように、その制御作動を行う制御電源や制御装置等が、回路系、制御系として接続されている。
【００５５】
電子銃１０１や、一次光学系のコリメーターレンズ１０７，レンズアレイ１０９，ビームセパレーター１１１，対物レンズ１１２といった各部や、二次光学系の二次光学系アライナ１２２，二次光学系レンズ１２３といった各部は、それぞれ光学系制御回路１３９に接続されている。また、光学系制御回路１３９には、二次光学系開口板１２４の開口板可動機構１２５、二次電子ビーム検出器１２１の検出器位置可動機構１２６、リターディング電源１１８ａ、表面電界制御電源１１８ｂも接続されている。
【００５６】
そして、光学系制御回路１３９は、走査信号発生装置１３７、ステージ制御装置１３８とともに、システム制御部１３５に接続され、システム制御部１３５から供給される制御指示を基に、各部の作動制御を行う。また、システム制御部１３５には、二次電子ビーム検出器１２１の個別ビーム検出器１２１ａ〜１２１ｄも、増幅回路１３０ａ〜１３０ｄ，Ａ／Ｄ変換器１３１を介して接続されている。さらに、システム制御部１３５には、画像表示装置１３６や、キーボードやマウス等のポインティングデバイスといった図示せぬ操作機器も接続されている。
【００５７】
システム制御部１３５は、演算制御部１３３、記憶装置１３２、欠陥判定装置１３４を備え、コンピュータ装置を利用して構成されている。
【００５８】
その上で、システム制御部１３５は、例えば、ウェハ１１５の検査や、二次光学系の各部の調整の際に、演算制御部１３３が作動制御部として、光学系制御回路１３９、走査信号発生装置１３７、ステージ制御装置１３８それぞれに対してそれぞれ対応する制御指示を供給し、電子銃１０１，電子光学系，ステージ１１７といった各部の作動を統一的に制御するようになっている。上述した演算制御部１３３が作動制御部として実行する装置機能の中には、後述する二次光学系調整機能も含まれる。
【００５９】
また、システム制御部１３５は、上述した装置機能を実行する際には、演算制御部１３３がＧＵＩ制御部として、各種設定や結果確認のためのＧＵＩ(Graphical User Interface)画面を生成し、画像表示装置１３６に表示制御する。
【００６０】
さらに、システム制御部１３５は、上述した装置機能の実行に伴い、演算制御部１３３が検出画像生成部として、二次電子ビーム検出器１２１の個別ビーム検出器１２１ａ〜１２１ｄそれぞれから供給されるＡ／Ｄ変換された検出信号を基に検出画像を生成し、ＧＵＩ画面上に表示したり、記憶装置１３２にその画像データを装置機能の実行やその結果報告のために格納しておくようになっている。
【００６１】
さらに、システム制御部１３５は、特に欠陥検査レシピによるウェハ１１５の欠陥検査の実行時には、欠陥判定部１３４が、検出画像の各種統計量の算出を行い、予め求めておいた欠陥判定条件に基づき欠陥の有無を判定するようになっている。その判定結果は、ＧＵＩ制御部として機能する演算制御部１３３によって、画像表示装置１３６に表示される。
【００６２】
そして、システム制御部１３５では、これら処理が、二次電子ビーム検出器１２１の個別ビーム検出器１２１ａ〜１２１ｄ毎に並列的に行われる。
【００６３】
次に、本実施例のマルチビーム型電子線検査装置に係り、システム制御部によって実行される二次光学系調整処理について説明する。
【００６４】
図２は、本実施の形態に係るマルチビーム型電子線検査装置において実行される二次光学系調整処理のフローチャートである。
本実施の形態に係るマルチビーム型電子線検査装置では、その装置機能の一つとしての二次光学系調整処理の実行が設定されると、システム制御部１３５は、その設定に基づき、演算制御部１３３が他の各部と協働して、二次光学系調整シーケンスの実行を開始し、二次光学系調整シーケンス開始処理（ステップＳ101）、二次光学系開口板位置調整処理（ステップＳ102）、光学条件設定処理（ステップＳ103）、二次光学系光軸調整処理（ステップＳ104）、二次光学系合焦処理（ステップＳ105）、ビーム間ピッチ調整処理（ステップＳ106）、検出器角度調整処理（ビーム角度調整処理）（ステップＳ107）、二次光学系調整シーケンス終了処理（ステップＳ108）を行う構成となっている。
【００６５】
次に、本実施例のマルチビーム型電子線検査装置において実行される上述した二次光学系調整処理における各処理の詳細について説明する。
【００６６】
＜ステップＳ101：二次光学系調整シーケンス開始処理＞
二次光学系調整シーケンス開始処理は、その装置機能の一つとしてユーザーによって選択設定されると、システム制御部１３５の演算制御部１３３が二次光学系調整制御手段として機能開始することによって実行される。
【００６７】
その上で、システム制御部１３５の演算制御部１３３は、まず、二次光学系調整シーケンス開始処理を実行する（ステップＳ101）。その二次光学系調整シーケンス開始処理では、演算制御部１３３が、ユーザーインタフェースとしての二次光学系調整用ＧＵＩ画面３００を生成して、画像表示装置１３６の画面上に表示させるとともに、二次電子ビーム検出器１２１の回転位置に係るリセット指示、及び二次光学系開口板１２４の進入指示を光学系制御回路１３９に供給する。
【００６８】
そして、光学系制御回路１３９は、開口板可動機構１２５を作動制御し、二次光学系開口板１２４が退避状態になっている場合には、二次光学系開口板１２４を二次光学系の光軸上に導入する。また、光学系制御回路１３９は、検出器位置可動機構１２６を作動制御し、二次電子ビーム検出器１２１がリセット位置に対して回転変位させられている場合には、二次電子ビーム検出器１２１をリセット位置に戻し、二次電子ビーム検出器１２１と二次光学系開口板１２４との相対角度をゼロにする。
【００６９】
これにより、二次電子ビーム検出器１２１の個別ビーム検出器１２１ａ〜１２１ｄそれぞれの検出面の中心間を矩形状に結ぶ線は、二次光学系開口板１２４の正方形形状の開口部１２７の辺と平行になる。
【００７０】
これら処理は、ユーザーが、二次光学系調整処理を実行する装置機能として選択設定し、二次光学系調整用ＧＵＩ画面を表示させると、自動的に開始されるため、意識的に本リセット動作を行う必要は無い。
【００７１】
ここで、二次光学系調整処理の開始当初にユーザーインタフェースとして表示される二次光学系調整用ＧＵＩ画面３００について説明しておく。
【００７２】
図３は、二次光学系調整のユーザーインタフェースの一実施例としての二次光学系調整用ＧＵＩ画面である。
二次光学系調整用ＧＵＩ画面３００は、二次光学系の調整の際、画像表示装置１３６にウィンドウ表示されて、ユーザーに示される。
【００７３】
二次光学系調整用ＧＵＩ画面３００は、そのウィンドウ上に、ウエハマップ表示部３０２、二次元画像表示部３０３からなる表示部と、フォーカススライダー３０４，アライナＸスライダー３０５，アライナＹスライダー３０６，ビーム番号選択欄３０７，開口板位置調整ボタン３０８，光軸調整ボタン３０９，倍率調整ボタン３１０，ビーム角度調整ボタン３１１，完了ボタン３１２，中止ボタン３１３を含む二次光学系の調整に必要な操作子とが、所定配置された構成になっている。
【００７４】
ウエハマップ表示部３０２には、ウェハ上における現在の視野位置が指示される。
二次元画像表示部３０３には、二次電子ビーム検出器１２１の個別ビーム検出器１２１ａ〜１２１ｄそれぞれから供給されるＡ／Ｄ変換された検出信号を基に生成された、現在の視野位置に対応した検出画像が表示される。
【００７５】
フォーカススライダー３０４は、二次光学系レンズ１２３の励磁を調節し、二次光学系の合焦を行うための操作子である。
【００７６】
アライナＸスライダー３０５、アライナＹスライダー３０６は、二次光学系アライナ１２２の光学条件を調節して、二次電子ビーム１２０（１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃ，１２０ｄ）を二次光学系レンズ１２３の光軸に合わせるための操作子である。
【００７７】
ビーム番号選択欄３０７は、二次元画像表示部３０３に表示する、二次電子ビーム１２０（１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃ，１２０ｄ）全体又は個別二次電子ビーム１２０ａ〜１２０ｄそれぞれによる画像を選択するための操作子である。図示の状態では、二次電子ビーム１２０（１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃ，１２０ｄ）全体として“ＡＬＬ”が選択され、二次元画像表示部３０３は、二次電子ビーム１２０（１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃ，１２０ｄ）全体よる検出画像が表示されている状態になっている。したがって、その選択設定を変更することにより、本実施例の場合は、４本の個別二次電子ビーム１２０ａ〜１２０ｄそれぞれによる画像を、それぞれ別個で表示することも可能である。
【００７８】
開口板位置調整ボタン３０８は、二次光学系開口板位置調整処理（ステップＳ102）を開始するための操作子である。この開口板位置調整ボタン３０８の操作により、システム制御部１３５の演算制御部１３３は、二次光学系開口板位置調整制御手段として、二次光学系開口板位置調整処理を開始する。
【００７９】
光軸調整ボタン３０９は、二次光学系光軸調整処理（ステップＳ104）を開始するための操作子である。この光軸調整ボタン３０９の操作により、システム制御部１３５の演算制御部１３３は、二次光学系光軸調整制御手段として、二次光学系光軸調整処理を開始する。
【００８０】
倍率調整ボタン３１０は、二次光学系合焦処理（ステップＳ105）並びにビーム間ピッチ調整処理（ステップＳ106）を開始するための操作子である。この倍率調整ボタン３１０の操作により、システム制御部１３５の演算制御部１３３は、二次光学系合焦制御手段並びビーム間ピッチ調整制御手段として、二次光学系合焦処理並びにビーム間ピッチ調整処理を開始する。
【００８１】
ビーム角度調整ボタン３１１は、ビーム角度調整処理（ステップＳ107）を開始するための操作子である。このビーム角度調整ボタン３１１の操作により、システム制御部１３５の演算制御部１３３は、ビーム角度調整制御手段として、ビーム角度調整処理を開始する。
【００８２】
完了ボタン３１２は、上述した二次光学系調整シーケンス開始処理（ステップＳ101）からビーム角度調整処理（ステップＳ107）までの一連の処理を行って二次光学系の調整が完了した際に、二次光学系調整終了処理（ステップＳ108）を開始させるための操作子である。この完了ボタン３１２の操作により、システム制御部１３５の演算制御部１３３は、二次光学系調整終了制御手段として、二次光学系調整終了処理を開始する。
【００８３】
中止ボタン３１３は、上述した二次光学系調整シーケンス開始処理（ステップＳ101）からビーム角度調整処理（ステップＳ107）までの一連の処理の途中で、二次光学系調整処理を中止させるための操作子である。この中止ボタン３１３の操作により、システム制御部１３５の演算制御部１３３は、二次光学系調整中止制御手段として、二次光学系調整中止処理を開始する。この中止ボタン３１３が操作されたときには、完了ボタン３１２が操作されたときとは異なり、その操作入力に基づき、それまでに行っていた二次光学系調整処理（ステップＳ103〜Ｓ107）で取得された調整データは、対応する二次光学系の各部の作動制御データとして、演算制御部１３３によって記憶装置１３２に保存されない。
【００８４】
ユーザーは、このような構成からなる二次光学系調整用ＧＵＩ画面３００が画像表示装置１３６に表示された後、そのウエハマップ表示部３０２の表示上で、二次光学系調整のための観察領域（検査領域）を、その視野位置として設定する。この二次光学系調整のための観察領域としては、予めステージ１１７の所定位置に配置されている標準調整位置３１４を用いてもよいし、ウェハ上の無パターン部を選択して用いてもよい。そして、この二次光学系調整のための観察領域の設定は、ウエハマップ表示部３０２の表示上で、操作機器のマウス（ポインティングデバイス）のポインタを標準調整位置３１４や無パターン部に合わせて所定操作することにより設定できる。
【００８５】
＜ステップＳ102：二次光学系開口板位置調整処理＞  
その後、二次光学系調整用ＧＵＩ画面３００の画面上で、ユーザーのマウス操作によって開口板位置調整ボタン３０８が押釦操作されると、システム制御部１３５の演算制御部１３３は、このユーザー入力を取り込んで、二次光学系開口板位置調整処理を実行する（ステップＳ102）。この二次光学系開口板位置調整処理では、二次光学系開口板１２４の開口板可動機構１２５を用いて、二次電子ビーム検出器１２１（１２１ａ，１２１ｂ，１２１ｃ，１２１ｄ）に対する二次光学系開口板１２４の位置の調整が行われる。
【００８６】
演算制御部１３３は、二次光学系開口板位置調整処理を開始すると、図４に示した開口板位置調整ＧＵＩ画面３００-１を生成し、図３に示した二次光学系調整用ＧＵＩ画面３００が表示されている画像表示装置１３６の画面上に、さらにウィンドウ表示するとともに、二次光学系レンズ１２３のレンズ励磁の切断指示を光学系制御回路１３９に供給する。そして、光学系制御回路１３９は、２組の電磁レンズからなる二次光学系レンズ１２３のレンズ励磁を切る。これにより、二次電子ビーム１２０（１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃ，１２０ｄ）は、この二次光学系レンズ１２３を通過する際にその光軸回り、すなわち二次光学系の光軸を回転軸として回転しながらレンズ中を進むことが無くなり、二次電子ビーム１２０（１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃ，１２０ｄ）は、二次光学系開口板１２４全体に対して均一に二次電子ビームが照射されるようになる。
【００８７】
図４は、二次光学系開口板位置調整のユーザーインタフェースの一実施例としての開口板位置調整ＧＵＩ画面である。
開口板位置調整ＧＵＩ画面３００-１は、そのウィンドウ上に、検出器信号選択表示部３２０，開口板位置Ｘスライダー３２１，開口板位置Ｙスライダー３２２，完了ボタン３２３，中止ボタン３２４を含む二次光学系開口板１２４の位置調整に必要な操作子が、所定配置された構成になっている。
【００８８】
検出器信号表示部３２０は、各二次電子ビーム検出器１２１ａ，１２１ｂ，１２１ｃ，１２１ｄの出力値が表示される個別表示部を有し、本実施例の場合は、二次光学系開口板位置調整の間、二次光学系調整用ＧＵＩ画面３００の二次元画像表示部３０３に画像表示する、二次電子ビーム検出器１２１の個別ビーム検出器１２１ａ〜１２１ｄそれぞれの検出信号を選択するための操作子を兼ねている。すなわち、二次電子ビーム検出器１２１の個別ビーム検出器１２１ａ〜１２１ｄそれぞれを個別にマウス操作によってオン若しくはオフすることにより、この検出器信号表示部３２０によって選択された個別ビーム検出器１２１ａ〜１２１ｄの検出信号に基づく画像が生成され、二次光学系調整用ＧＵＩ画面３００の二次元画像表示部３０３に表示される。
【００８９】
開口板位置Ｘスライダー３２１は、二次光学系開口板１２４を二次光学系の光軸と垂直な面内の予め定められたＸ−Ｙ座標上で、そのＸ軸方向に沿って二次光学系開口板１２４を移動変位させるための操作子である。
【００９０】
開口板位置Ｙスライダー３２２は、二次光学系開口板１２４を二次光学系の光軸と垂直な面内の予め定められたＸ−Ｙ座標上で、そのＹ軸方向に沿って二次光学系開口板１２４を移動変位させるための操作子である。
【００９１】
完了ボタン３２３は、上述した開口板位置調整ボタン３０８の押釦操作による開口板位置調整ＧＵＩ画面３００-１での二次光学系開口板位置調整を完了させるための操作子である。中止ボタン３２４は、開口板位置調整ＧＵＩ画面３００-１での二次光学系開口板位置調整を途中で中止させるための操作子である。この中止ボタン３２４が操作されたときには、完了ボタン３２３が操作されたときとは異なり、その操作入力に基づき、それまでに行っていた二次光学系開口板位置調整（ステップＳ102）で取得された調整データは、二次光学系開口板１２４の調整データとして、演算制御部１３３によって記憶装置１３２に保存されない。
【００９２】
したがって、ユーザーは、開口板位置Ｘスライダー３２１及び開口板位置Ｙスライダー３２２を動かすことにより、二次光学系開口板１２４の位置調整を、二次光学系調整用ＧＵＩ画面３００の二次元画像表示部３０３に表示される画像を見ながら行える。また、ユーザーは、二次電子ビーム検出器１２１の個別ビーム検出器１２１ａ〜１２１ｄそれぞれの検出信号を選択するための操作子を兼ねている検出器信号表示部３２０をオン若しくはオフすることにより、所望の二次電子ビーム検出器１２１（１２１ａ，１２１ｂ，１２１ｃ，１２１ｄ）の信号を、二次元画像表示部３０３に表示することができる。
【００９３】
次に、このステップＳ102の二次光学系開口板１２４の位置調整処理について、図５に基づいて詳細に説明する。
図５は、二次光学系の光軸方向から見た、二次光学系開口板と二次電子ビーム検出器との位置関係を示す概略図である。
【００９４】
この場合、二次光学系開口板１２４は、正方形の開口部１２７を有し、二次光学系開口板１２４の中心位置が開口中心１２８となっている。
【００９５】
二次電子ビーム検出器１２１は、図中、点線で示されている４つの個別ビーム検出器１２１ａ，１２１ｂ，１２１ｃ，１２１ｄから構成されており、その個別ビーム検出器群の中心位置が二次電子ビーム検出器１２１の検出器中心１２９である。
【００９６】
図５（ａ）は、二次光学系開口板１２４の開口中心１２８と、二次電子ビーム検出器１２１の検出器中心１２９とが、一致していない状態を示している。
【００９７】
一方、図５（ｂ）は、二次光学系開口板１２４の開口中心１２８と、二次電子ビーム検出器１２１の検出器中心１２９とが、一致している状態を示している。
【００９８】
そのため、二次光学系開口板位置調整処理（ステップＳ102）では、以下の手順により、図５（ｂ）のように、二次光学系開口板１２４と二次電子ビーム検出器１２１との間の位置関係が調整される。
【００９９】
上述したように、システム制御部１３５の演算制御部１３３によって、二次光学系開口板位置調整処理の開始時に自動的に二次光学系レンズ１２３のレンズ励磁が切られることで、二次電子ビーム１２０は、二次光学系レンズ１２３を通過する際に二次光学系の光軸を回転軸として回転しながらレンズ中を進むことが無くなり、二次光学系開口板１２４全体に対して均一に二次電子ビーム１２３が照射される。
【０１００】
その際、ウィンドウ表示された開口板位置調整ＧＵＩ画面３００-１には、各個別ビーム検出器１２１ａ，１２１ｂ，１２１ｃ，１２１ｄの出力値が、その検出器信号表示部３２０に表示される。その際、個別ビーム検出器１２１ａ，１２１ｂ，１２１ｃ，１２１ｄそれぞれの出力値は、個別ビーム検出器１２１ａ，１２１ｂ，１２１ｃ，１２１ｄそれぞれにおいて、二次光学系開口板１２４の開口部１２７と重なる部分の面積に比例した値となる。
【０１０１】
この結果、図５（ａ）のように、二次光学系開口板１２４の開口中心１２８と、個別ビーム検出器群の中心位置、すなわち二次電子ビーム検出器１２１の検出器中心１２９とが一致していない場合は、４つの個別ビーム検出器１２１ａ，１２１ｂ，１２１ｃ，１２１ｄそれぞれからの信号の値に差異が生じる。図５（ａ）では、個別ビーム検出器１２１ｃの信号値は大きくなり、個別ビーム検出器１２１ａの信号値は小さくなる。
【０１０２】
そのため、図５（ｂ）のように、二次光学系開口板１２４の開口中心１２８と、個別ビーム検出器群の中心位置、すなわち二次電子ビーム検出器１２１の検出器中心１２９とを一致させるためには、４つの個別ビーム検出器１２１ａ，１２１ｂ，１２１ｃ，１２１ｄからの信号値が等価になるようにすればよい。以下に、その調整について説明する。
【０１０３】
図５（ａ）のように、二次光学系開口板１２４の開口中心１２８が、個別ビーム検出器群の中心位置、すなわち二次電子ビーム検出器１２１の検出器中心１２９に対して図中右側にずれていると、個別ビーム検出器群の図中右側の２つの個別ビーム検出器１２１ｄ、１２１ｃの信号が、図中左側の２つの二次電子ビーム検出器１２１ａ，１２１ｂの信号よりも大きくなる。
【０１０４】
この場合は、開口板位置調整ＧＵＩ画面３００-１の開口板位置Ｘスライダー３２１により、個別ビーム検出器群の左右方向にて信号値が等しくなるように、検出器信号表示部３２０の該当検出器の表示を見比べながら、二次光学系開口板１２４の位置を、二次光学系の光軸と垂直な面上であるＸ−Ｙ平面上で、Ｘ軸方向に沿って移動させながら調整する。
【０１０５】
同様に、個別ビーム検出器群の上下方向にて信号値が等しくなるように、開口板位置Ｙスライダー３２２により、検出器信号表示部３２０の該当検出器の表示を見比べながら、二次光学系開口板１２４の位置を、二次光学系の光軸と垂直な面上であるＸ−Ｙ平面上で、Ｙ軸方向に沿って移動させながら調整する。
【０１０６】
その際、システム制御部１３５の演算制御部１３３は、開口板位置Ｘスライダー３２１又は開口板位置Ｙスライダー３２２がユーザーによって操作されると、その操作量（移動量）若しくは操作位置（移動位置）に対応した駆動指示を光学系制御回路１３９に供給する。そして、光学系制御回路１３９は、この駆動指示に基づいて開口板可動機構１２５を作動制御する。
【０１０７】
調整完了後は、ユーザーは、図４に示した開口板位置調整ＧＵＩ画面３００-１の完了ボタン３２３を押釦して、二次光学系開口板１２４の開口板位置調整処理を終了させる。そして、システム制御部１３５の演算制御部１３３は、完了ボタン３２３の操作を取り込み、開口板位置調整ＧＵＩ画面３００-１の表示を閉じるともに、二次光学系レンズ１２３のレンズ励磁の例示指示を光学系制御回路１３９に供給する。そして、光学系制御回路１３９は、２組の電磁レンズからなる二次光学系レンズ１２３のレンズ励磁を元の励磁条件で再び励磁する。これにより、二次光学系レンズ１２３のレンズ励磁が再びオン状態となる。
【０１０８】
この結果、これら二次光学系調整シーケンス開始処理（ステップＳ101）、及び二次光学系開口板位置調整処理（ステップＳ102）が実行されることにより、二次電子ビーム検出器１２１と二次光学系開口板１２４との相対角度を、ゼロになっている二次電子ビーム検出器１２１のリセット位置に対して、二次光学系開口板１２４の開口中心１２８が、二次電子ビーム検出器１２１の検出器中心１２９に対して同軸に合わせられることになる。
【０１０９】
＜ステップＳ103：光学設定条件設定処理＞  
ステップＳ103では、検査条件として設定され、記憶装置１３２に予め記憶されていた光学条件が、システム制御部１３５の演算制御部１３３によって読み出される。そして、演算制御部１３３は、読み出された光学条件に該当する装置各部の作動制御指示を、それぞれ該当する走査信号発生装置１３７，ステージ制御装置１３８，光学系制御回路１３９に供給する。これにより、走査信号発生装置１３７，ステージ制御装置１３８，光学系制御回路１３９それぞれには、検査条件としての光学条件が設定されることになる。
【０１１０】
その上で、システム制御部１３５の演算制御部１３３は、二次光学系光軸調整処理（ステップＳ104）以下の処理を、ユーザーの操作に基づき行う。
【０１１１】
＜ステップＳ104：二次光学系光軸調整処理＞
例えば、次に、二次光学系調整用ＧＵＩ画面３００の画面上で、ユーザーのマウス操作によって光軸調整ボタン３０９が押釦操作されると、システム制御部１３５の演算制御部１３３は、このユーザー入力を取り込んで、二次光学系光軸調整処理を実行する（ステップＳ104）。この二次光学系光軸調整処理では、検査条件としての光学条件が設定された状態の下で、二次光学系アライナ１２２及び二次光学系開口板１２４を調整して、二次光学系の光軸調整が行われる。
【０１１２】
演算制御部１３３は、二次光学系光軸調整処理を開始すると、図６に示した光軸調整ＧＵＩ画面（二次光学系アライナ調整ＧＵＩ画面）３００-２を生成し、図３に示した二次光学系調整用ＧＵＩ画面３００が表示されている画像表示装置１３６の画面上に、さらにウィンドウ表示する。
【０１１３】
図６は、二次光学系光軸調整のユーザーインタフェースの一実施例としての光軸調整ＧＵＩ画面である。
光軸調整ＧＵＩ画面３００-２は、そのウィンドウ上に、レンズワブラーボタン３３０，光軸アライナＸスライダー３３１，光軸アライナＹスライダー３３２，完了ボタン３３３，中止ボタン３３４を含む、検査条件としての光学条件が設定された状態の下で二次光学系の光軸調整に必要な操作子が、所定配置された構成になっている。
【０１１４】
レンズワブラーボタン３３０は、二次光学系レンズ１２３のフォーカスを周期的に変化させるワブラー動作を行わせるための操作子である。
【０１１５】
光軸アライナＸスライダー３３１は、二次光学系レンズ１２３の前段に備えられた二次光学系アライナ１２２を調整して、二次光学系の光軸と垂直な面内の予め定められたＸ−Ｙ座標上で、二次光学系レンズ１２２の光軸をそのＸ軸方向に沿って調整するための操作子である。
【０１１６】
光軸アライナＹスライダー３３２は、同様に二次光学系アライナ１２２を調整して、二次光学系の光軸と垂直な面内の予め定められたＸ−Ｙ座標上で、二次光学系レンズ１２２の光軸をそのＹ軸方向に沿って調整するための操作子である。
【０１１７】
完了ボタン３３３は、上述した光軸調整ボタン３０９の押釦操作による光軸調整ＧＵＩ画面３００-２での二次光学系の光軸調整を完了させるための操作子である。中止ボタン３３４は、光軸調整ＧＵＩ画面３００-２での二次光学系開口板位置調整を途中で中止させるための操作子である。この中止ボタン３３４が操作されたときには、完了ボタン３３３が操作されたときとは異なり、その操作入力に基づき、それまでに行っていた二次光学系光軸調整（ステップＳ104）で取得された調整データは、二次光学系アライナ１２２の調整データとして、演算制御部１３３によって記憶装置１３２に保存されない。
【０１１８】
ここで、図７と図８とにより、図２に示したステップＳ104の二次光学系光軸調整処理について説明する。
図７は、二次光学系の結像原理の説明図であり、図８は、二次光学系光軸調整処理による光軸調整の説明図である。
【０１１９】
図７（ａ）は、二次光学系開口板上に当たる二次電子ビーム１２０の軌跡を、図７（ｂ）は、それに対応して得られる画像を示している。
【０１２０】
なお、図７では、説明簡便のために、二次電子ビーム１２０が一本の個別二次電子ビームの状態にて説明している。この二次電子ビーム１２０が一本の個別二次電子ビームの状態は、例えば、一次電子ビーム１０３を、一次光学系のプリアパーチャー１４１、アパーチャーアレイ１０８によって個別一次電子ビームに分割されていない状態（この状態には、一次電子ビーム１０３がアパーチャーアレイ１０８の所定の一の開口のみしか通過できない状態も含む）で試料に照射することにより、一本の個別二次電子ビームの状態を得ることができる。
【０１２１】
ここで、一次光学系の走査偏向用偏向器１１３にて、一次電子ビーム１０３を光学設定条件設定処理（ステップＳ103）で設定された光学条件で走査した場合、試料であるウェハ１１５上のビーム照射位置に対応して、二次光学系でのビーム結像位置が二次光学系の光軸と垂直な平面上を移動する。すなわち、走査偏向用偏向器１１３によって、一本の個別二次電子ビームからなる一次電子ビーム１０３により光学条件で試料上の正方形のエリアをビーム走査することによって、この場合は、二次光学系の光軸（中心軸）に対して同軸に合わせられた開口中心１２８を持つ二次光学系開口板１２４の開口板上を、二次電子ビーム１２０が、矢印７０１で示されるように、走査領域７０２で走査することになる。
【０１２２】
ここで、二次電子ビーム１２０が、二次光学系開口板１２４の開口部１２７に照射される場合には、二次電子ビーム１２０は、二次光学系開口板１２４の先にある二次電子ビーム検出器１２１（１２１ａ，１２１ｂ，１２１ｃ，１２１ｄ）に到達することができる。その一方で、二次電子ビーム１２０が二次光学系開口板１２４の開口部以外の部分に照射される場合には、その二次電子ビーム１２０は二次光学系開口板１２４にて遮蔽され、二次電子ビーム検出器１２１に到達できない。
【０１２３】
このため、二次電子ビーム１２０の走査に同期させて二次電子ビーム検出器１２１の信号を画像化すると、図７（ｂ）のような画像が得られる。なお、この場合、図７（ｂ）において、二次電子ビーム検出器１２１に到達することができた二次電子ビーム１２０による像が傾いているのは、二次光学系開口板位置調整処理（ステップＳ102）の完了によって、二次光学系レンズ１２３のレンズ励磁がオン状態となり、図７（ａ）において矢印７０１で示したように、二次光学系レンズ１２３を通過した二次電子ビーム１２０が二次光学系の光軸を回転軸として回転してしまうためである。
【０１２４】
ここで、図７（ｂ）において、画像上において、二次光学系開口板１２４の開口部１２７の形状を反映した矩形パターンとして現れる明部とその周囲の暗部との境界は、二次電子ビーム１２０のプローブ形状に依存したシャープさとなる。すなわち、二次電子ビーム検出器１２１の検出面に照射される二次電子ビーム１２０が小さなスポットに絞られている場合には、画像上における明部と暗部との境界はシャープに明るさが変化し、二次電子ビーム１２０が二次電子ビーム検出器１２１の検出面に広がって照射されている場合には、画像上における明部と暗部との境界は徐々に明るさが変化する。
【０１２５】
そこで、二次光学系光軸調整処理（ステップＳ104）では、ユーザーは、二次光学系調整用ＧＵＩ画面３００の画面上での光軸調整ボタン３０９の押釦操作によって、二次光学系調整用ＧＵＩ画面３００の画面上に、図６に図示したような光軸調整ＧＵＩ画面３００-２をウィンドウ表示させた後、レンズワブラーボタン３３０を押釦操作して、一次電子ビーム１０３の走査による二次電子ビーム１２０の走査を行いながら、二次光学系レンズ１２３のフォーカス位置を周期的に変化させる。システム制御部１３５の演算制御部１３３は、このレンズワブラーボタン３３０の押釦操作を取り込むと、二次光学系レンズ１２３のワブラー動作中でなければ、倍率とフォーカスとが独立に調整可能な二次光学系レンズ１２３のフォーカスについてだけワブラー制御指示を光学系制御回路１３９に供給し、光学系制御回路１３９は、２組の電磁レンズから構成された二次光学系レンズ１２３のレンズ励磁を制御して、そのフォーカス位置を周期的に変化させる。その際、システム制御部１３５の演算制御部１３３は、二次電子ビーム検出器１２１から供給されるＡ／Ｄ変換された検出信号を基に検出画像を逐次生成し、二次光学系調整用ＧＵＩ画面３００の二次元画像表示部３０３に表示する。これにより、二次元画像表示部３０３には、二次電子ビーム検出器１２１の信号による二次元画像が、二次光学系レンズ１２３のフォーカス位置の変化状態に応じてリアルタイム表示される。
【０１２６】
その際、図７に示されるように、二次電子ビーム１２１が二次光学系レンズ１２３の光軸に対してズレている場合は、上述した画像上における明部と暗部との境界の明るさ変化によるフォーカス位置の変化に連動して、図８に示されるように、画像上で、画像中の明部が移動する。
【０１２７】
図８において、矢印８０１の長さで表される画像中の明部の移動量は、二次電子ビーム１２０と二次光学系レンズ１２３との光軸のズレが大きくなるにつれて大きくなる。また、矢印８０１の方向は、二次電子ビーム１２１の二次光学系レンズ１２３の光軸に対するズレの方向に対応している。
【０１２８】
そこで、ユーザーは、二次光学系調整用ＧＵＩ画面３００の二次元画像表示部３０３で、光軸調整ＧＵＩ画面３００-２のレンズワブラーボタン３３０の操作による二次光学系レンズ１２３のフォーカス位置の変化に伴う画像中の明部の動きを確認することにより、二次電子ビーム１２１の二次光学系レンズ１２３の光軸に対するズレを確認することができる。そして、ユーザーは、画像中で明部に動きがあれば、二次元画像表示部３０３の表示を見ながら、光軸調整ＧＵＩ画面３００-２で光軸アライナＸスライダー３３１、光軸アライナＹスライダー３３２を画像中における明部の動きが無くなるように調整することにより、二次電子ビーム１２０を二次光学系レンズ１２３に対して軸合わせを行うことができる。
【０１２９】
その際、システム制御部１３５の演算制御部１３３は、光軸アライナＸスライダー３３１又は光軸アライナＹスライダー３３２がユーザーによって操作されると、その操作量（移動量）若しくは操作位置（移動位置）に対応した駆動指示を光学系制御回路１３９に供給する。そして、光学系制御回路１３９は、この駆動指示に基づいて二次光学系アライナ１２２を作動制御する。
【０１３０】
これにより、二次光学系レンズ１２３の光軸が、前述した二次光学系開口板位置調整処理（ステップＳ102）で二次電子ビーム検出器１２１の中心に合わせた二次光学系開口板１２４の開口部１２７の中心と一致していれば、画像中における明部の動きが無くなったときに、画像中の矩形パターンの明部の中心が画像の中心にくることになる。
【０１３１】
もし、画像中における二次光学系開口板１２４の開口部１２７の形状を反映した明部の動きが無くなったときに、画像中の矩形パターンの明部の中心が画像の中心から離れた位置にある場合は、明部が画像の中心に来るように二次光学系開口板１２４の位置を調整し、その後、ステップＳ102に示した二次光学系開口板位置調整処理の場合と同様な、個別ビーム検出器群それぞれの信号値が等しくなる方法に用いて、二次光学系開口板１２４ではなく、二次電子ビーム検出器側の位置を変えることで、二次電子ビーム検出器１２１の位置調整を行う。二次電子ビーム検出器１２１の位置調整は、検出器可動機構１２６の移動機構を別途操作することによって行う。
【０１３２】
そして、ユーザーは、上述したようにして、二次光学系の光軸調整を行った後は、再度、光軸調整ＧＵＩ画面３００-２のワブラーボタン３３０を押釦操作して、ワブラー動作を止める。システム制御部１３５の演算制御部１３３は、このレンズワブラーボタン３３０の押釦操作を取り込むと、ワブラー制御終了指示を光学系制御回路１３９に供給し、光学系制御回路１３９は、二次光学系レンズ１２３におけるフォーカス位置の周期的変化を終了させる。光学系制御回路１３９は、ワブラー動作終了後は、二次光学系アライナ１２２を、光軸アライナＸスライダー３３１及び光軸アライナＹスライダー３３２のユーザー操作により調整された状態のまま作動制御する。
【０１３３】
調整完了後は、ユーザーは、図６に示した光軸調整ＧＵＩ画面３００-２の完了ボタン３３３を押釦して、二次光学系光軸調整処理を終了させる。そして、システム制御部１３５の演算制御部１３３は、完了ボタン３３３の操作を取り込み、光軸調整ＧＵＩ画面３００-２の表示を閉じる。また、演算制御部１３３は、その際における二次光学系アライナ１２２の調整データを、記憶装置１３２に一旦記憶しておく。
【０１３４】
この結果、二次光学系光軸調整（ステップＳ104）が実行されることにより、二次光学系レンズ１２３のレンズ励磁がオン状態で、二次電子ビーム１２０を二次光学系レンズ１２３に対して軸合わせされたことになる。
【０１３５】
なお、図７及び図８では、二次電子ビーム１２０が一本の個別二次電子ビームからなる状態にて説明しているが、二次電子ビーム１２０が複数本の個別二次電子ビームからなる場合であっても、画像中のパターン形状が変わるのみで同様な調整が可能である。
【０１３６】
また、実施例においては、一次光学系の走査偏向用偏向器１１３にて二次光学系を通過する二次電子ビーム１２０の走査を行っているが、二次光学系にも走査偏向用偏向器を設け、一次光学系の走査偏向用偏向器１１３で一次電子ビーム１０３の走査を行わずとも、この二次光学系の走査偏向用偏向器にて二次電子ビーム１２０を直接走査しても、調整上、差し支えない。
【０１３７】
＜ステップＳ105：二次光学系合焦処理＞
二次光学系合焦処理（ステップＳ105）は、図３に示した二次光学系調整用ＧＵＩ画面３００の画面上で、フォーカススライダー３０４を動かして、二次光学系レンズ１２３のフォーカス調整を行うことによりなされる。
【０１３８】
図９は、二次光学系合焦処理による合焦調整方法の説明図である。
なお、図９でも、図７の場合と同様に、説明簡便のために、二次電子ビーム１２０が一本の個別二次電子ビームの状態を例に説明する。
【０１３９】
二次光学系開口板１２４に形成された正方形の開口部１２７のエッジは、プローブ形状の大きさと比較すると十分鋭敏であるため、検出画像において矩形パターンの明部とその周りの暗部との境界で現れる開口部１２７のエッジの画像のボケは、二次電子ビーム１２０のプローブ形状の大きさを反映したものとなる。
【０１４０】
例えば、二次光学系レンズ１２３のレンズ励磁が合焦条件からズレており、二次電子ビーム１２０のプローブ形状が理想的な合焦条件よりも大きい場合、開口部１２７の境界部がそのプローブ形状を反映して、図９（ａ）に示すように、開口部１２７の境界部がボケた二次元画像が得られる。
【０１４１】
そこで、二次光学系レンズ１２３のレンズ励磁を、図９（ａ）の状態よりも理想的な合焦条件に近づけると、図９（ｂ）に示すように、開口部１２７の境界部が、図９（ａ）よりもシャープな二次元画像が得られる。さらに、完全に二次光学系レンズ１２３のレンズ励磁を合焦条件に合わせると、図９（ｃ）のような、明部と暗部との境界がシャープなエッジを持つ開口部１２７の二次元画像が得られる。
【０１４２】
したがって、ユーザーは、二次光学系調整用ＧＵＩ画面３００の二次元画像表示部３０３に画像表示される検出画像を見ながら、開口部境界面のボケが最小となるように、図３に示した二次光学系調整用ＧＵＩ画面３００の画面上で、フォーカススライダー３０４を動かすことで、二次光学系のフォーカスを調整することができる。
【０１４３】
システム制御部１３５の演算制御部１３３は、このフォーカススライダー３０４の操作を取り込むと、その操作量（移動量）若しくは操作位置（移動位置）に対応したフォーカス指示を光学系制御回路１３９に供給する。そして、光学系制御回路１３９は、このフォーカス指示に基づいて二次光学系レンズ１２３のレンズ励磁を制御する。
【０１４４】
これにより、二次光学系レンズ１２３のレンズ励磁がオン状態で、二次電子ビーム１２０を二次光学系レンズ１２３に対して軸合わせされた状態で、二次光学系レンズ１２３のフォーカス調整によって、二次電子ビーム１２０が二次光学系開口板１２４の面に合焦することになる。
【０１４５】
なお、この二次光学系合焦処理では、その検出画像を通常の荷電粒子線応用装置の観察画像と見立てて、公知である自動焦点補正方法を用いて自動で行ってもよい。また、図９では、二次電子ビーム１２０が一本の個別二次電子ビームからなる状態にて説明しているが、二次電子ビーム１２０が複数本の個別二次電子ビームからなる場合であっても、画像中のパターン形状が変わるのみで同様な調整が可能である。
【０１４６】
＜ステップＳ106：ビーム間ピッチ調整処理＞
次に、二次光学系調整用ＧＵＩ画面３００の画面上で、ユーザーのマウス操作によって倍率調整ボタン３１０が押釦操作されると、システム制御部１３５の演算制御部１３３は、このユーザー入力を取り込んで、ビーム間ピッチ調整処理を実行する（ステップＳ106）。このビーム間ピッチ調整処理では、二次電子ビーム検出器１２１の個別ビーム検出器１２１ａ，１２１ｂ，１２１ｃ，１２１ｄそれぞれからの検出信号から生成された画像（以下では、二次元画像とも称する）を用いて、二次電子ビーム１２０の個別二次電子ビーム１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃ，１２０ｄの相互間の配列ピッチ（以下では、二次ビームピッチとも称する）を測定し、個別ビーム検出器１２１ａ，１２１ｂ，１２１ｃ，１２１ｄの相互間の距離に合うように、個別二次電子ビーム１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃ，１２０ｄの二次ビームピッチを調整する。
【０１４７】
演算制御部１３３は、ビーム間ピッチ調整処理を開始すると、図１０に示した二次光学系レンズ１２３の倍率調整ＧＵＩ画面（ビーム間ピッチ調整ＧＵＩ画面）３００-３を生成し、図３に示した二次光学系調整用ＧＵＩ画面３００が表示されている画像表示装置１３６の画面上に、さらにウィンドウ表示する。
【０１４８】
図１０は、ビーム間ピッチ調整のユーザーインタフェースの一実施例としての倍率調整ＧＵＩ画面である。
倍率調整ＧＵＩ画面３００-３は、そのウィンドウ上に、ピッチ測定ボタン３４０，二次ビームピッチ表示部３４１，倍率スライダー３４２，フォーカススライダー３４３，完了ボタン３４４，中止ボタン３４５を含む、ビーム間ピッチ調整に必要な操作子が所定配置された構成になっている。
【０１４９】
ピッチ測定ボタン３４０は、マルチビーム化された二次電子ビーム１２０において、個別二次電子ビームのピッチ測定を行わせる操作子である。
【０１５０】
二次ビームピッチ表示部３４１は、ピッチ測定値が表示される表示部である。
倍率スライダー３４２は、倍率とフォーカスとが独立に調整可能な構成の二次光学系レンズ１２３に係り、その倍率を調整する操作子である。
【０１５１】
フォーカススライダー３４３は、倍率とフォーカスとが独立に調整可能な構成の二次光学系レンズ１２３に係り、そのフォーカスを調整する操作子である。
【０１５２】
完了ボタン３４４は、上述した倍率調整ボタン３１０の押釦操作による倍率調整ＧＵＩ画面３００-３での二次光学系の合焦調整及びビーム間ピッチ調整を完了させるための操作子である。中止ボタン３４５は、倍率調整ＧＵＩ画面３００-３での二次光学系の合焦調整、ビーム間ピッチ調整を途中で中止させるための操作子である。
【０１５３】
ここで、ユーザーインタフェースとしての倍率調整ＧＵＩ画面３００-３を用いたビーム間ピッチ調整処理について説明するに当たって、まず、マルチビーム化された二次電子ビーム１２０（１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃ，１２０ｄ）が、二次光学系開口板１２４をスキャンする際の結像原理について、図１１，図１２に基づいて説明する。
【０１５４】
図１１は、マルチビーム化された二次電子ビームが二次光学系開口板上を偏向されて走査した際の、二次電子ビームと二次光学系開口板の開口との関係についての説明図である。
【０１５５】
図１２は、図１１に示した二次電子ビームが偏向されて走査した際における、二次電子ビーム検出器の個別ビーム検出器それぞれからの検出信号から生成された二次元画像を示した図である。
【０１５６】
図１１では、４本の個別二次電子ビーム１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃ，１２０ｄが、板面中心（板面中央）に正方形の開口部１２７が形成された二次光学系開口板１２４上を、偏向されて走査した際の二次電子ビーム１２０と開口部１２７との関係が示されている。そして、図１２では、図１１において矢印１１０５，１１０６，１１０７，１１０８で示される４本の個別二次電子ビーム１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃ，１２０ｄの走査中に、二次電子ビーム検出器１２１によって得られる信号が、図１２に示した画像中のＸ軸方向に沿って表示されるものとする。このＸ軸方向は、二次電子ビーム検出器１２１の検出面上のＸ−Ｙ座標軸のＸ軸方向に対応する。また、図１２に示した画像は、二次電子ビーム検出器１２１の個別ビーム検出器群の全ての信号を加算した信号を画像化したものである。
【０１５７】
この場合、前述した二次光学系開口板位置調整処理（ステップＳ102）によって、二次光学系開口板１２４の開口部１２７の開口中心１２８と、二次電子ビーム検出器１２１の検出器中心１２９とは一致しており、開口部１２７を通過した二次電子ビーム１２０は全て二次電子ビーム検出器１２１の個別ビーム検出器群に入射するため、図１２に示した画像の明るさは開口部１２７を通過する二次電子ビーム１２０の個別二次電子ビーム１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃ，１２０ｄの中の本数（０〜４本）に依存した明るさになる。すなわち、ビーム走査により開口部１２７を通過する二次電子ビームの本数に応じて画像の明るさが変化する。
【０１５８】
そのため、この場合は、図１２に示した画像のように、４本の各個別二次電子ビーム１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃ，１２０ｄが、図５に基づいて説明した二次光学系の結像原理に従い、二次電子ビーム検出器１２１の個別ビーム検出器１２１ａ，１２１ｂ，１２１ｃ，１２１ｄそれぞれの検出面上で結像されるので、開口部１２７を通過した各個別二次電子ビーム１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃ，１２０ｄに対応した４つの矩形像１２０１，１２０２，１２０３，１２０４が観察される。
【０１５９】
なお、二次ビームピッチが、二次光学系開口板１２４の開口部１２７の大きさの関係によっては、必ずしも、開口部１２７を通過した各個別二次電子ビーム１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃ，１２０ｄに対応した４つの矩形像１２０１，１２０２，１２０３，１２０４が重なり合うとは限らないが、このような場合でも、ビーム間ピッチ調整処理（ステップＳ106）と検出器角度調整処理（ステップＳ107）を行うのに何ら問題はない。
【０１６０】
ところで、マルチビーム化された二次電子ビーム１２０の個別二次電子ビーム１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃ，１２０ｄは、一次光学系及び二次光学系の各レンズの中心軸外を通過し、さらにビームセパレーター１１１で偏向作用を受けている。そのため、各レンズ及びビームセパレーター１１１の収差の影響により、一般的に、二次元画像においては、その縦倍率と横倍率が一致しない。
【０１６１】
そのため、このビーム間ピッチ調整処理（ステップＳ106）によって、二次元画像の縦倍率と横倍率を補正し、正確な二次ビームピッチを測定する。
【０１６２】
そこで、ユーザーは、図１０に示した二次光学系レンズ１２３の倍率調整ＧＵＩ画面３００-３で、まず、ピッチ測定ボタン３４０を押釦して、ビーム間ピッチ調整処理の手始めとしての二次ビームピッチの測定処理を、システム制御部１３５の演算制御部１３３に実行させる。
【０１６３】
システム制御部１３５の演算制御部１３３は、ピッチ測定ボタン３４０の押釦を取り込むと、二次光学系調整用ＧＵＩ画面３００の二次元画像表示部３０３で、二次光学系開口板１２４の開口部１２７を通過した各個別二次電子ビーム１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃ，１２０ｄに対応した矩形像１２０１，１２０２，１２０３，１２０４の各頂点をユーザーに選択させる指示を、例えば倍率調整ＧＵＩ画面３００-３上に案内表示する。
【０１６４】
ユーザーは、この案内表示に基づき、二次元画像表示部３０３に表示されている、図１２に示した如くの二次元画像上で、二次光学系開口板１２４の開口部１２７を通過した各個別二次電子ビーム１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃ，１２０ｄに対応した矩形像１２０１，１２０２，１２０３，１２０４それぞれの各頂点を選択する。各頂点の選択は、例えば、二次元画像表示部３０３に表示された二次元画像上で、マウスのポインタを頂点に位置させてそのクリック操作で行う。
【０１６５】
図１２において、例えば矩形像１２０１の場合は、ユーザーが、二次元画像表示部３０３の表示上で、その４つの頂点Ａ１，Ｂ１，Ｃ１，Ｄ１をその順番は問わずに順次指定し、これら４つの頂点Ａ１，Ｂ１，Ｃ１，Ｄ１を１つの個別二次電子ビーム１２０ａの矩形像頂点として登録することにより行われる。
【０１６６】
ユーザーにより、同様にして、他の矩形像１２０２，１２０３，１２０４それぞれの各頂点についても選択されて、個別二次電子ビーム１２０ｂ，１２０ｃ，１２０ｄそれぞれの矩形像１２０２，１２０３，１２０４の各頂点が選択されると、システム制御部１３５の演算制御部１３３は、これら矩形像１２０１，１２０２，１２０３，１２０４それぞれの各頂点情報を基に、二次電子ビーム１２０の個別二次電子ビーム１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃ，１２０ｄの相互間の配列ピッチである二次ビームピッチを、例えば、次のようにして演算する。
【０１６７】
ここで、この二次ビームピッチ及びその演算について、図１２に示した二次元画像に基づき説明する。説明に当たっては、矩形像１２０１の各頂点Ａ１，Ｂ１，Ｃ１，Ｄ１の座標をそれぞれＡ１(ＸＡ，ＹＡ)，Ｂ１(ＸＢ，ＹＢ)，Ｃ１(ＸＣ，ＹＣ)，Ｄ１(ＸＤ,ＹＤ)とする。
【０１６８】
頂点Ａ１とＢ１を結ぶ線分Ａ１Ｂ１の長さは、二次光学系開口板１２４の開口部１２７の一辺の長さに対応している。同様に、頂点Ａ１とＤ１を結ぶ線分Ａ１Ｄ１の長さも、開口部１２７の一辺の長さに対応している。
【０１６９】
各個別ビーム検出器１２１ａ，１２１ｂ，１２１ｃ，１２１ｄを構成するリニアイメージセンサの横１ピクセルの実空間上での距離をＰＸ、縦１ピクセルの実空間上での距離をＰＹとし、正方形である二次光学系開口板１２４の開口部１２７の一辺の長さをＬとすると、式(１)、(２)で表される関係式が成り立つ。
【０１７０】
【数１】
2014026834.tif 000003
【０１７１】
【数２】
2014026834.tif 000004
【０１７２】
式(１），式(２)をＰＸ，ＰＹについて解くと、式(３)、式(４)を得る。
【０１７３】
【数３】
2014026834.tif 000005
【０１７４】
【数４】
2014026834.tif 000006
【０１７５】
次に、個別二次電子ビーム１２１ａが開口部１２７の開口中心１２８を通過する際の偏向量を求める。偏向量は、上述した頂点Ａ１，Ｂ１，Ｃ１，Ｄ１の重心Ｍ１である。この重心Ｍ１の座標を、Ｍ１(ＸＭ１,ＹＭ１)とする。
【０１７６】
同様にして、残りの全ての個別二次電子ビーム１２１ｂ，１２１ｃ，１２１ｄに対応する矩形像１２０２，１２０３，１２０４の重心Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４の座標を、それぞれＭ２(ＸＭ２,ＹＭ２)，Ｍ３(ＸＭ３,ＹＭ３），Ｍ４(ＸＭ４,ＹＭ４)とする。
【０１７７】
実空間上での距離ＰＸ，ＰＹを用いて、各重心Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４の座標Ｍ１(ＸＭ１,ＹＭ１），Ｍ２(ＸＭ２,ＹＭ２)，Ｍ３(ＸＭ３,ＹＭ３），Ｍ４(ＸＭ４,ＹＭ４)を実空間上の距離に変換することで、二次ビームピッチＬＢを精度良く求めることができる。
すなわち、二次ビームピッチＬＢは、式(５)で表される。
【０１７８】
【数５】
2014026834.tif 000007
【０１７９】
上記式(５)では、重心Ｍ１の座標と重心Ｍ２の座標から二次ビームピッチＬＢを求めているが、二次ビームピッチＬＢは、隣り合う２つの重心、すなわちＭ２とＭ３、Ｍ３とＭ４、Ｍ４とＭ１を用いても同様に計算される。本実施例では、全ての隣接する２つの重心間の距離を求め、平均を個別二次電子ビームピッチＬＢとして採用している。
【０１８０】
システム制御部１３５の演算制御部１３３は、上記式(５)により計算された個別二次電子ビームピッチＬＢを、図１０に示した倍率調整ＧＵＩ画面３００-３の二次ビームピッチ表示欄３４１に表示する。
【０１８１】
ユーザーは、二次ビームピッチ表示欄３４１に個別二次電子ビームピッチＬＢの計算値が表示されると、この値を参考にして、倍率調整ＧＵＩ画面３００-３上の倍率スライダー３４２を動かし、倍率とフォーカスとが独立に調整可能な二次光学系レンズ１２３の励磁比を調整することで、二次光学系の倍率調整を行う。
【０１８２】
すなわち、二次ビームピッチＬＢが個別二次電子ビーム検出器１２１ａ，１２１ｂ，１２１ｃ，１２１ｄのピッチよりも大きい場合には、倍率を下げて二次ビームピッチＬＢを狭くするように調整し、二次ビームピッチＬＢが個別二次電子ビーム検出器１２１ａ，１２１ｂ，１２１ｃ，１２１ｄのピッチよりも小さい場合には、倍率を上げることで二次ビームピッチＬＢを広げる。
【０１８３】
システム制御部１３５の演算制御部１３３は、倍率スライダー３４２がユーザーによって操作されると、その操作量（移動量）若しくは操作位置（移動位置）に対応した倍率指示を光学系制御回路１３９に供給する。そして、光学系制御回路１３９は、この倍率指示に基づいて二次光学系レンズ１２３を作動制御する。
【０１８４】
なお、倍率スライダー３４２による倍率変更時にはフォーカスを一定に保って二次光学系レンズ１２３の励磁比を変更するように予め調整されているが、例えば光学条件の差により生じる誤差によりフォーカスがずれるときは、ユーザーは同じ倍率調整ＧＵＩ画面３００-３上のフォーカススライダー３４３によりフォーカスを調整する。
【０１８５】
ユーザーは、このようにして倍率を補正したら、再度、二次光学系調整用ＧＵＩ画面３００の二次元画像表示部３０３の画像上で、調整後の個別二次電子ビーム１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃ，１２０ｄそれぞれの矩形像１２０１，１２０２，１２０３，１２０４の各頂点を指定した後、倍率調整ＧＵＩ画面３００-３のピッチ測定ボタン３４０を押釦操作して、調整後の二次ビームピッチＬＢを再確認する。
【０１８６】
ユーザーは、上述した作業を繰り返すことにより、二次ビームピッチＬＢを、所望の精度にて、二次電子ビーム検出器１２１の個別ビーム検出器間のピッチに一致させ、縦倍率と横倍率の補正を行う。
【０１８７】
調整完了後は、ユーザーは、図１０に示した倍率調整ＧＵＩ画面３００-３の完了ボタン３４４を押釦して、ビーム間ピッチ調整処理を終了させる。そして、システム制御部１３５の演算制御部１３３は、完了ボタン３４４の操作を取り込み、倍率調整ＧＵＩ画面３００-３の表示を閉じる。また、演算制御部１３３は、その際における二次光学系レンズ１２３の倍率及びフォーカスの調整データを、記憶装置１３２に一旦記憶しておく。一方、ユーザーによる中止ボタン３４５の操作を取り込んだ場合は、完了ボタン３４４が操作された場合とは異なり、それまでに行っていたビーム間ピッチ調整処理（ステップＳ106）で取得された二次光学系レンズ１２３の倍率及びフォーカスの調整データは、演算制御部１３３によって記憶装置１３２に保存されない。
【０１８８】
この結果、ビーム間ピッチ調整処理（ステップＳ106）が実行されることにより、二次光学系レンズ１２３のレンズ励磁がオンされ、かつ二次電子ビーム１２０を二次光学系レンズ１２３に対して軸合わせされた状態で、二次ビームピッチＬＢが、二次電子ビーム検出器１２１の個別ビーム検出器間のピッチに一致することになる。
【０１８９】
＜ステップＳ107：ビーム角度調整処理＞
次に、二次光学系調整用ＧＵＩ画面３００の画面上で、ユーザーのマウス操作によってビーム角度調整ボタン３１１が押釦操作されると、システム制御部１３５の演算制御部１３３は、このユーザー入力を取り込んで、ビーム角度調整処理を実行する（ステップＳ107）。
【０１９０】
このビーム角度調整処理では、ここでは二次ビームピッチが調整された二次元画像を用い、二次電子ビーム検出器１２１の個別ビーム検出器群を形成する個別ビーム検出器１２１ａ，１２１ｂ，１２１ｃ，１２１ｄの配列と、二次電子ビーム１２０の個別二次電子ビーム群を形成する個別二次電子ビーム１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃ，１２０ｄの配列との相対角度を測定し、検出器位置可動機構１２６を用いて、二次電子ビーム検出器１２１の角度調整を行う。
【０１９１】
システム制御部１３５の演算制御部１３３は、ビーム角度調整処理を開始すると、図１３に示した二次電子ビーム検出器１２１のビーム角度調整ＧＵＩ画面（検出器角度調整ＧＵＩ画面）３００-４を生成し、図３に示した二次光学系調整用ＧＵＩ画面３００が表示されている画像表示装置１３６の画面上に、さらにウィンドウ表示する。
【０１９２】
図１３は、ビーム角度調整のユーザーインタフェースの一実施例としてのビーム角度調整ＧＵＩ画面である。
【０１９３】
ビーム角度調整ＧＵＩ画面３００-４は、ビーム角度測定ボタン３５０，相対角度表示部３５１，回転スライダー３５２，完了ボタン３５３，中止ボタン３５４を含む、ビーム角度調整に必要な操作子が所定配置された構成になっている。
【０１９４】
ビーム角度測定ボタン３５０は、二次電子ビーム１２０の個別ビーム検出器群の配列と、二次電子ビーム検出器１２１の個別二次電子ビーム群の配列との間の、相対角度の測定を行わせる操作子である。
【０１９５】
相対角度表示部３５１は、相対角度の測定値が表示される表示部である。
回転スライダー３５２は、二次電子ビーム検出器１２１の個別二次電子ビーム群の配列に対して、検出器位置可動機構１２６の回転機構を作動させて、二次電子ビーム１２０の個別ビーム検出器群の配列を回転させる操作子である。すなわち、回転スライダー３５２は、二次電子ビーム検出器１２１の個別ビーム検出器群の配列と、二次電子ビーム１２０の個別二次電子ビーム群の配列との間の、相対角度を調整する操作子である。
【０１９６】
完了ボタン３５３は、上述したビーム角度調整ボタン３１１の押釦操作によるビーム角度調整ＧＵＩ画面３００-４での二次電子ビーム検出器１２１の角度調整を完了させるための操作子である。中止ボタン３５４は、ビーム角度調整ＧＵＩ画面３００-４での二次電子ビーム検出器１２１の角度調整を途中で中止させるための操作子である。
【０１９７】
ここで、二次電子ビーム検出器１２１の角度調整について、図１４に基づいて説明する。
図１４は、二次光学系の検出器角度調整の説明図である。
【０１９８】
図１４（ａ）は、４本の個別二次電子ビーム１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃ，１２０ｄが、二次光学系開口板１２４の正方形の開口部１２７が開いた開口板上を、矢印１４０５，１４０６，１４０７，１４０８の方向に偏向されて走査した際の、４本の個別二次電子ビーム１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃ，１２０ｄの配置、開口部１２７、並びにビーム走査の関係を説明する図である。
【０１９９】
図１４（ｂ）は、図１４（ａ）に示した二次電子ビーム１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃ，１２０ｄが偏向されて走査した際における、二次電子ビーム検出器１２１の個別ビーム検出器１２１ａ，１２１ｂ，１２１ｃ，１２１ｄそれぞれからの検出信号から生成された二次元画像を示した図である。図１４（ｂ）に示した画像は、二次電子ビーム検出器１２１の個別ビーム検出器群の全ての信号を加算した信号を画像化したものである。
【０２００】
ここでは、前述したステップＳ106のビーム間ピッチ調整処理の実行により、二次ビームピッチＬＢは、二次電子ビーム検出器１２１の個別ビーム検出器間のピッチと一致している。
【０２０１】
ここで、図１４（ａ）に示したように、二次電子ビーム１２０の個別二次電子ビーム群の個別二次電子ビーム１２０ａ，１２０ｄ間の配列方向と、個別二次電子ビーム１２０ａの矢印１４０５で示した偏向方向との間の成す角をθbeam、矢印１４０５で示した偏向方向と、個別二次電子ビーム１２０ａ，１２０ｄ間に対応する二次光学系開口板１２４の開口部１２７の辺との間の成す角をθdet、個別二次電子ビーム１２０ａ，１２０ｄ間の配列方向と、個別二次電子ビーム１２０ａ，１２０ｄ間に対応する二次光学系開口板１２４の開口部１２７の辺との間の成す角をθrot、とする。
【０２０２】
また、図１４（ｂ）において、矩形像１４０１の頂点Ａ１，Ｂ１，Ｃ１，Ｄ１の座標をそれぞれＡ１(ＸＡ，ＹＡ)，Ｂ１(ＸＢ，ＹＢ)，Ｃ１(ＸＣ，ＹＣ)，Ｄ１(ＸＤ,ＹＤ)とし、個別二次電子ビーム１２１ｂ，１２１ｃ，１２１ｄに対応する矩形像１４０２，１４０３，１４０４の重心Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４の座標を、それぞれＭ２(ＸＭ２,ＹＭ２)，Ｍ３(ＸＭ３,ＹＭ３），Ｍ４(ＸＭ４,ＹＭ４)とする。
その場合、角θbeam及び角θdetは、次式のようになる。
【０２０３】
【数６】
2014026834.tif 000008
【０２０４】
【数７】
2014026834.tif 000009
【０２０５】
また、図１４（ａ）に示されるように、
【数８】
2014026834.tif 000010
である。
【０２０６】
よって、二次電子ビーム１２０の個別二次電子ビーム群の個別二次電子ビーム１２０ａ，１２０ｄ間の配列方向と、個別二次電子ビーム１２０ａ，１２０ｄ間に対応する二次光学系開口板１２４の開口部１２７の辺との成す角θrotは、次式で求められる。
【０２０７】
【数９】
2014026834.tif 000011
【０２０８】
ここで、前述した二次光学系調整シーケンス開始処理（ステップＳ101）で、二次電子ビーム検出器１２１の個別ビーム検出器１２１ａ〜１２１ｄそれぞれの検出面の中心間を矩形状に結ぶ線は、二次光学系開口板１２４の正方形形状の開口部１２７の辺と平行になるように調整されているため、角θrotは、二次電子ビーム検出器１２１と二次電子ビーム１２０との相対角度を示している。
【０２０９】
そこで、ビーム角度調整処理（ステップＳ107）では、ユーザーは、二次光学系調整用ＧＵＩ画面３００の画面上でのビーム角度調整ボタン３１１の押釦操作によって、二次光学系調整用ＧＵＩ画面３００の画面上に、図１３に図示したようなビーム角度調整ＧＵＩ画面３００-４をウィンドウ表示させる。
【０２１０】
本実施例では、システム制御部１３５の演算制御部１３３は、ビーム角度調整ボタン３１１の押釦操作を取り込むと、ビーム角度調整ＧＵＩ画面３００-４の生成するとともに、その表示に当たり、先にビーム間ピッチ調整処理（ステップＳ106）において二次元画像表示部３０３に表示された二次元画像上でユーザーが指定した、例えば二次光学系開口板１２４の開口部１２７を通過した個別二次電子ビーム１２０ａに対応した矩形像１２０１に対応する矩形像１４０１の頂点Ａ１，Ｄ１の座標に対して角θrotの算出を行い、ビーム角度調整ＧＵＩ画面３００-４の相対角度表示部３５１に予め表示しておくようになっている。また、ビーム角度調整ＧＵＩ画面３００-４の表示後は、システム制御部１３５の演算制御部１３３は、ユーザーによるビーム角度調整ＧＵＩ画面３００-４でのビーム角度測定ボタン３５０の押釦操作を取り込む毎に、同様にして、二次電子ビーム検出器１２１と二次電子ビーム１２０との相対角度θrotの算出を行い、相対角度表示部３５１に表示する。
【０２１１】
これにより、ユーザーは、この相対角度表示部３５１に表示されている相対角度θrotを目安にして、回転スライダー３５２を操作することにより、二次電子ビーム検出器１２１の角度調整を検出器位置可動機構１２６の回転機構によって行うことができる。
【０２１２】
すなわち、二次電子ビーム検出器１２１の個別ビーム検出器群の配列と、二次電子ビーム１２０の個別二次電子ビーム群の配列との間に角度ずれがある場合、すなわち相対角度表示部３５１に表示されている相対角度θrotが許容範囲の規定値を逸脱している場合には、ユーザーは、以下の手順により、二次電子ビーム検出器１２１の角度調整を行う。
【０２１３】
ユーザーは、ビーム角度調整ＧＵＩ画面３００-４の相対角度表示部３５１に表示された相対角度θrotの値を参照して、相対角度θrotの値をゼロにするように回転スライダー３５２を操作する。回転スライダー３５２が動かされると、システム制御部１３５の演算制御部１３３は、その操作量（移動量）若しくは操作位置（移動位置）に対応した二次電子ビーム検出器１２１の回動指示を光学系制御回路１３９に供給する。そして、光学系制御回路１３９は、この回動指示に基づいて検出器位置可動機構１２６の回転機構を作動制御し、二次電子ビーム検出器１２１、すなわち個別ビーム検出器群全体を回動させる。また、演算制御部１３３は、この二次電子ビーム検出器１２１の回動を行うとともに、二次電子ビーム検出器１２１の個別ビーム検出器１２１ａ〜１２１ｄそれぞれから供給されるＡ／Ｄ変換された検出信号を基に検出画像を生成し、記憶装置１３２にその画像データを一時保存しておくとともに、二次光学系調整用ＧＵＩ画面３００の二次元画像表示部３０３の二次元画像を更新表示する。
【０２１４】
ユーザーは、回転スライダー３５２を操作停止し、二次元画像表示部３０３の二次元画像が更新表示されたならば、ビーム角度測定ボタン３５０を押釦操作して、前述したビーム間ピッチ調整処理（ステップＳ106）の場合と同様な手順で、この更新表示された二次元画像上で、二次光学系開口板１２４の開口部１２７を通過した各個別二次電子ビーム１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃ，１２０ｄに対応した矩形像１４０１，１４０２，１４０３，１４０４それぞれの各頂点の選択を行う。そして、矩形像１４０１，１４０２，１４０３，１４０４それぞれの各頂点の指定が終了すると、システム制御部１３５の演算制御部１３３は、再び同様にして、二次電子ビーム検出器１２１と二次電子ビーム１２０との相対角度θrotの算出を行い、相対角度表示部３５１に表示する。
【０２１５】
ユーザーは、相対角度表示部３５１に表示された相対角度θrotの値を参照して、相対角度θrotが規定値内に収まっていなければ、再び、同様にして二次電子ビーム検出器１２１の角度調整を行い、規定値内に収まるまで、上述した一連のビーム角度調整ＧＵＩ画面３００-４による二次電子ビーム検出器１２１の角度調整を繰り返す。
【０２１６】
これに対し、ユーザーは、相対角度θrotが規定値内に収まっている場合は、ビーム角度調整ＧＵＩ画面３００-４の完了ボタン３５３を押釦操作する一方、ビーム角度調整を途中で中止する場合は、中止ボタン３５４を押釦操作する。
【０２１７】
システム制御部１３５の演算制御部１３３は、完了ボタン３５３の操作を取り込み、ビーム角度調整ＧＵＩ画面３００-４の表示を閉じる。また、演算制御部１３３は、その際における二次電子ビーム検出器１２１と二次電子ビーム１２０との相対角度θrotの調整データを、記憶装置１３２に保存しておく。ユーザーによる中止ボタン３５４の操作を取り込んだ場合は、システム制御部１３５の演算制御部１３３は、完了ボタン３５３が操作された場合とは異なり、それまでに行っていたビーム角度調整処理（ステップＳ107）で取得された二次電子ビーム検出器１２１の角度調整データは、演算制御部１３３によって記憶装置１３２に保存されない。
【０２１８】
この結果、ビーム角度調整処理（ステップＳ107）が実行されることにより、二次光学系レンズ１２３のレンズ励磁がオンされ、二次電子ビーム１２０を二次光学系レンズ１２３に対して軸合わせされ、かつ二次ビームピッチＬＢが二次電子ビーム検出器１２１の個別ビーム検出器間のピッチに一致した状態で、二次電子ビーム検出器１２１の個別ビーム検出器群の配列と、二次電子ビーム１２０の個別二次電子ビーム群の配列とが対応一致して相対するようになる。
【０２１９】
以上で、二次光学系調整シーケンス開始処理（ステップＳ101）及び二次光学系開口板位置調整処理(ステップＳ102)によって、二次電子ビーム検出器１２１のリセット位置において、二次光学系開口板１２４の開口中心１２８を、二次電子ビーム検出器１２１の検出器中心１２９、すなわち二次光学系の光軸（中心軸）を物理的に同軸に合わせた上で、光学条件設定処理（ステップＳ103）で設定した光学条件に係り、二次光学系光軸調整処理（ステップＳ104）、二次光学系合焦処理（ステップＳ105）、ビーム間ピッチ調整処理（ステップＳ106）、及び検出器角度調整処理（ステップＳ107）からなる一連の二次光学系の調整は終了する。
【０２２０】
ここで、ユーザーは、二次光学系調整処理を完了する場合は、図３に示した二次光学系調整用ＧＵＩ画面３００に示した完了ボタン３１２を押釦操作する。
【０２２１】
一方、さらに続けて二次光学系の調整を行う別の光学的条件がある場合は、ステップＳ103で示した光学条件設定処理に戻り、システム制御部１３５の演算制御部１３３によって読み出され、ユーザーは、この別の光学的条件についても、二次光学系光軸調整処理（ステップＳ104）、二次光学系合焦処理（ステップＳ105）、ビーム間ピッチ調整処理（ステップＳ106）、及び検出器角度調整処理（ステップＳ107）からなる一連の二次光学系の調整を行うことができる。
【０２２２】
＜ステップＳ108：二次光学系調整終了処理＞
システム制御部１３５の演算制御部１３３は、完了ボタン３１２の操作を取り込むと、二次光学系調整終了処理を実行する（ステップＳ108）。
【０２２３】
二次光学系調整終了処理では、システム制御部１３５の演算制御部１３３によって、上述した二次光学系光軸調整処理（ステップＳ104）、二次光学系合焦処理（ステップＳ105）、ビーム間ピッチ調整処理（ステップＳ106）、及び検出器角度調整処理（ステップＳ107）からなる二次光学系調整処理で取得した調整データを基に、二次光学系レンズ１２３の励磁や検出器位置可動機構１２６の移動及び回動等のパラメータで構成される二次光学系条件がシステム制御部１３５の制御部メモリ（図示省略）に一次光学条件と対応づけて書き込まれる。これにより、検査を行うに当たって、二次光学条件に対応する一次光学条件が読み出された場合は、自動で二次光学系条件も読み出され、装置に設定されるようになっている。
【０２２４】
この調整した二次光学条件の書き込みとともに、システム制御部１３５の演算制御部１３３は、図３に示した二次光学系調整用ＧＵＩ画面３００の表示を閉じ、二次光学系開口板１２４の退避指示を光学系制御回路１３９に供給して、二次光学系調整処理の実行を終了する。光学系制御回路１３９は、開口板可動機構１２５を作動制御し、進入状態になっている二次光学系開口板１２４を、二次光学系の光軸上、すなわち二次電子ビーム１２０の光路から退避させる。
【０２２５】
このように構成された二次光学系の調整機能を備えたマルチビーム型電子線検査装置によれば、図１５に示すような作用・効果を奏する。
【０２２６】
図１５は、本実施例のマルチビーム型電子線検査装置による作用・効果の説明図である。
マルチビーム型電子線検査装置においては、二次電子ビーム検出器１２１は、一次電子ビーム１０３を分割して生成される個別一次電子ビーム群に対応して、複数の個別ビーム検出器群を備えている。図１５（ａ）に示す例では、４本に分割された個別一次電子ビーム１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃ，１０３ｄに対応して、４つの個別ビーム検出器１２１ａ，１２１ｂ，１２１ｃ，１２１ｄを有し、各個別ビーム検出器１２１ａ，１２１ｂ，１２１ｃ，１２１ｄはそれぞれ検出器中心１２９ａ，１２９ｂ，１２９ｃ，１２９ｄを有する。
【０２２７】
そして、これまでの調整作業により、二次電子ビーム１２０の４本の個別二次電子ビーム１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃ，１２０ｄの各偏向中心１５１ａ，１５１ｂ，１５１ｃ，１５１ｄと、４つの個別ビーム検出器１２１ａ，１２１ｂ，１２１ｃ，１２１ｄの検出器中心１２９ａ，１２９ｂ，１２９ｃ，１２９ｄは、図１５（ｂ）に示すように一致することができる。
【０２２８】
すなわち、調整作業において、ステップＳ106に示したビーム間ピッチ調整や、ステップＳ107に示した検出器角度調整を実施する前は、二次電子ビームピッチＬＢと個別ビーム検出器ピッチＬＤとは、図１５（ａ）に示すように、方向も長さも一致していない。ステップＳ106に示したビーム間ピッチ調整により二次電子ビームピッチ（二次ビームピッチ）ＬＢと検出器ピッチ（個別ビーム検出器間の距離）ＬＤとを一致させ、及びステップＳ107に示した検出器角度調整により二次電子ビーム１２０を測定したずれの角度θrot分だけ回転させることにより、図１５（ｂ）に示すように、二次電子ビーム１２０の偏向中心１５１と二次電子ビーム検出器１２１の４つの個別ビーム検出器群の中心とを一致させることができる。
【０２２９】
また、その調整作業も、各調整画面３００，３００-１〜３００-４では、該当の調整が終了したら、完了ボタン３１２，３２３，３３３，３４４，３５３を押下することで、システム制御部１３５内の記憶装置１３２に存在するメモリに、二次光学系パラメータが書き込まれる。これにより、システム制御部１３５は、以後、二次光学系パラメータを読み出すことが可能となる。
【０２３０】
一方、中止ボタン３１３，３２４，３３４，３４５，３５４を押下することで、本ＧＵＩ画面で設定した二次光学系パラメータを保存せずに終了することもできる。
【０２３１】
さらに、調整作業の際、選択した光学条件のこれら二次光学系パラメータを含む調整結果は、例えば検査条件としての光学条件と対応づけて、検査装置の制御部メモリや、検査装置とデータ通信接続されたデータベースに保存しておくことで、検査条件としての光学条件が同じであれば、同様な検査に利用できる。
【０２３２】
なお、本実施の形態では、二次電子ビームは４本の個別二次電子ビーム１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃ，１２０ｄからなるマルチ化された二次電子ビーム１２０として、二次電子ビーム検出器１２１の個別ビーム検出器群は４つの個別ビーム検出器１２１ａ，１２１ｂ，１２１ｃ，１２１ｄからなる個別ビーム検出器群として説明を行ったが、個別二次電子ビームの本数が２本以上、かつ個別二次電子ビーム検出器の数が二次電子ビームの本数以上存在し、二次電子ビーム検出器１２１の信号が何らかの方法で合算し出力可能であれば、本実施例に係る二光学系の調整方法は、その手順を変更することなく実施可能である。
【０２３３】
また、本実施例では、二次光学系レンズの励磁の調整で二次電子ビームピッチ（二次ビームピッチ）ＬＤを調整したが、他の実施形態においては、二次電子ビーム光軸方向の検出器位置可動機構１２６を用いて二次電子ビームピッチＬＤを調整してもよい。また二次電子ビーム検出器１２１と二次電子ビーム１２０の相対角度θrotについては、検出器位置可動機構１２６を用いて調整したが、他の実施形態においては、二次光学系の回転レンズを用いて調整してもよい。この際は、ステップＳ101におけるリセット動作は、回転レンズのリセット動作と置き換えることができる。或いは、これらの組み合わせで二次光学系を調整したとしても何ら問題は生じない。
【０２３４】
［第２の実施の形態］
第一の実施の形態に係る荷電粒子線応用装置としてのマルチビーム型電子線検査装置では、退避可能な開口部形状が正方形の一種類の絞りを用いて二次光学系の調整を行う構成とした。一方、本実施の形態に係るマルチビーム型電子線検査装置では、複数の絞りを用いて二次電子ビームの個別二次電子ビームの本数が増えた場合においても対応可能な、より精密な二次光学系の調整手段を備えた構成としている。
【０２３５】
また、第一の実施の形態では、二次電子ビーム検出器１２１と二次電子ビーム１２０との相対角度θrotは、検出器位置可動機構１２６を用いて調整した。一方、本実施の形態では、二次電子ビーム検出器１２１と二次電子ビーム１２０との相対角度θrotは、二次光学系の回転レンズ１６１を用いて調整する構成としている。
【０２３６】
したがって、本実施の形態に係るマルチビーム型電子線検査装置では、二次電子ビーム検出器１２１に合わせて開口パターンを作り込んでおくことで、二次電子ビーム検出器１２１と二次電子ビーム１２０との相対角度θrotは一つの手順で求まるものとなり、より簡便な二次光学系の調整手段をユーザーに提供できる。
【０２３７】
以下、本実施の形態に係るマルチビーム型電子線検査装置、及びその二次光学系調整方法について、前述した第一の実施の形態との違いを中心として、図面に基づいて説明する。なお、説明に当たって、第一の実施の形態と同一若しくは同様な構成部分については、同一符号を付し、その説明を省略する。
【０２３８】
図１６は、本発明に係る荷電粒子線応用装置の別の実施の形態としてのマルチビーム型電子線検査装置の実施例の概略構成図である。
本実施の形態によるマルチビーム型電子線検査装置は、第１の実施の形態によるものに対して、二次光学系開口板１２４は４つの開口パターン１７２〜１７５を備えた構造になっており、開口板可動機構１２５により二次電子ビーム１２０が通過する開口パターン１７２〜１７５を選択できるようになっている。開口パターン１７２〜１７５それぞれの開口部の形状は、二次電子ビーム検出器１２１の検出面の角度に合わせて作り込まれている。
【０２３９】
また、二次光学系の二次光学系レンズ１２３と二次光学系開口板１２４との間には、二次電子ビーム１２０の回転とシフト量を調整するための回転レンズ１６１が付加されている。
【０２４０】
なお、図１６においては、図示の関係上、分割された４本の個別二次電子ビーム１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃ，１２０ｄのうち３本の二次電子ビーム１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃについて示した。アパーチャーアレイ１０８の開口、対応するレンズアレイ１０９、二次電子ビーム検出器１２１も同様であり、３個に限定されるものでないことは言うまでもない。
【０２４１】
図１７は、本実施の形態によるマルチビーム型電子線検査装置の二次光学系開口板及び開口板可動機構の構成図である。
二次光学系開口板１２４は、図１７（ｂ）に示すように、開口板位置調整用，ビーム間ピッチ調整用，検出器角度調整用，検査用といった４つの開口パターン１７２，１７３，１７４，１７５が連設されてなる薄長板形状からなる。４つの開口パターン１７２，１７３，１７４，１７５は、等間隔で、かつ所定の位置精度で配置されている。なお、検査用開口パターン１７５は、第一の実施の形態における二次光学系開口板１２４が退避した状態と等価なオープンな開口を有するものである。
【０２４２】
開口板可動機構１２５は、図１７（ａ）に示すように、Ｘ可動機構１７６とＹ可動機構１７７とを備えている。Ｘ可動機構１７６は、長薄板形状の二次光学系開口板１２４を、二次光学系レンズ１２３の光軸１７１と垂直な面内の予め定められたＸ−Ｙ座標上のＸ軸方向に、開口板１２４の長さ方向に沿って移動可能に案内支持する位置決め案内機構を備えている。Ｘ可動機構１７６は、図示せぬステッピングモータの作動制御により、二次光学系レンズ１２３の光軸１７１に対して高精度に開口パターン１７２，１７３，１７４，１７５のＸ軸方向の位置決めを行う。Ｙ可動機構１７７は、二次光学系レンズ１２３の光軸１７１と垂直な面内の予め定められたＸ−Ｙ座標上で、Ｘ可動機構１３０８をＹ軸方向に移動可能に支持している。Ｙ可動機構１７７は、図示せぬステッピングモータの作動制御により、二次光学系レンズ１２３の光軸１７１に対して高精度に開口パターン１７２，１７３，１７４，１７５のＹ軸方向の位置決めを行う。
【０２４３】
次に、上述した構成からなるマルチビーム型電子線検査装置による二次光学系の調整処理について図面に基づき説明する。
【０２４４】
図１８は、本実施の形態に係るマルチビーム型電子線検査装置において実行される二次光学系調整処理のフローチャートである。
本実施の形態に係るマルチビーム型電子線検査装置では、その装置機能の一つとしての二次光学系調整処理の実行が設定されると、システム制御部１３５は、その設定に基づき、演算制御部１３３が他の各部と協働して、二次光学系調整シーケンスの実行を開始し、二次光学系調整シーケンス開始処理（ステップＳ201）、二次光学系開口板位置調整処理（ステップＳ202）、二次光学系光軸調整処理（ステップＳ203）、二次光学系合焦処理（ステップＳ204）、二次電子ビーム中心と二次電子ビーム検出器中心の調整処理（ステップＳ205）、二次電子ビームピッチ調整処理（ステップＳ206）、二次電子ビーム検出器と二次電子ビーム配列の相対角調整処理（ステップＳ207）、二次光学系調整終了処理（ステップＳ208）を行う構成となっている。
【０２４５】
次に、本実施例のマルチビーム型電子線検査装置において実行される上述した二次光学系調整処理における各処理について説明する。
【０２４６】
＜ステップＳ201：二次光学系調整シーケンス開始処理＞
二次光学系調整シーケンス開始処理（ステップＳ201）は、その装置機能の一つとしてユーザーによって選択設定されると、システム制御部１３５の演算制御部１３３が二次光学系調整制御手段として機能開始することによって実行される。
【０２４７】
二次光学系調整シーケンス開始処理が開始されると、ユーザーインタフェースとしての二次光学系調整用ＧＵＩ画面３００が画像表示装置１３６の画面上に表示されるとともに、二次光学系の回転レンズ１６１の励磁がリセットされる。これにより、二次電子ビーム１２０は、回転レンズ１６１によって回転及びシフトがされていない状態になる。
【０２４８】
ステップＳ201で示した二次光学系調整シーケンス開始処理は、図２のステップＳ101で示した二次光学系調整シーケンス開始処理と比較すると、二次電子ビーム１２０と二次電子ビーム検出器１２１の相対角度θrotの調整手段が、検出器位置可動機構１２６を用いず、回転レンズ１６１を用いた形態にしているため、その前に行われていた回転レンズ１６１の励磁調整をリセットする構成となっている。
【０２４９】
これら処理は、ユーザーが、二次光学系調整処理を実行する装置機能として選択設定し、二次光学系調整用ＧＵＩ画面３００を表示させると、自動的に開始されるため、意識的に本リセット動作を行う必要はない。
【０２５０】
＜ステップＳ202：二次光学系開口板位置調整処理＞
その後、二次光学系調整用ＧＵＩ画面３００の画面上で、ユーザーによって開口板位置調整ボタン３０８が押釦操作されると、システム制御部１３５の演算制御部１３３は、このユーザー入力を取り込んで、二次光学系開口板位置調整処理を実行する（ステップＳ202）。
【０２５１】
二次光学系開口板位置調整処理（ステップＳ202）では、二次光学系開口板１２４と二次電子ビーム検出器１２１との位置合わせが行われる(ステップＳ202)。この位置合わせの開始に当たって、システム制御部１３５の演算制御部１３３は、図３に示した二次光学系調整用ＧＵＩ画面３００が表示されている画像表示装置１３６の画面上に、開口板位置調整ＧＵＩ画面３００-５をウィンドウ表示する。また、システム制御部１３５の演算制御部１３３は、二次光学系レンズ１２３のレンズ励磁の切断指示を光学系制御回路１３９に供給し、光学系制御回路１３９によって二次光学系レンズ１２３のレンズ励磁を切る。
【０２５２】
図１９は、二次光学系開口板位置調整のユーザーインタフェースの一実施例としての開口板位置調整ＧＵＩ画面である。
開口板位置調整ＧＵＩ画面３００-５は、二次光学系開口板１２４の開口パターンチェックボックス３２５を含み、二次光学系開口板１２４の開口パターン１７２，１７３，１７４，１７５のいずれかが選択可能になっている。
【０２５３】
ユーザーは、開口板位置調整ＧＵＩ画面３００-５の画面上で、開口パターンチェックボックス３２５のいずれかのチェックボックスにチェックが入れることによって、二次光学系レンズ１２３の光軸１７１上に設置する開口パターン１７２，１７３，１７４，１７５を択一的に選択できるようになっている。
【０２５４】
開口パターンチェックボックス３２５のいずれかのチェックボックスにチェックが入ると、システム制御部１３５の演算制御部１３３は、これを取り込んで、該当する開口パターンを二次光学系レンズ１２３の光軸１７１上に配置させる指示を光学系制御回路１３９に供給する。そして、光学系制御回路１３９は、この指示に基づいて開口板可動機構１２５を作動制御する。
【０２５５】
通常、二次光学系開口板１２４のそれぞれの開口パターン１７２，１７３，１７４は、二次光学系の調整内容に応じて、その調整を行う際には自動で切り替わるようになっており、ユーザーがパターンとその位置を把握する必要は無い。この場合は、二次光学系開口板位置調整処理（ステップＳ202）では、システム制御部１３５の演算制御部１３３によって、開口板位置調整用の開口パターン１７５が、二次光学系レンズ１２３の光軸１７１上に配置される。このように、自動的に選択された場合は、装置側で開口パターンチェックボックス３２５の該当する１番目のチェックボックスにチェック表示がなされ、ユーザーは開口パターン１７５が選択されているのを確認できる。
【０２５６】
なお、このように、この開口パターンチェックボックス３２５については、ユーザーが明示的に開口パターン１７２，１７３，１７４のチェックを切り替えて、ユーザー側で選択を行うことも可能である。
【０２５７】
また、開口板位置調整ＧＵＩ画面３００-５の画面上では、二次光学系レンズ１２３の光軸１７１上に選択配置された開口パターンについて、ユーザーは、開口板位置Ｘスライダー３２１及び開口板位置Ｙスライダー３２２を操作することによって、その操作量又は操作位置に応じて開口板可動機構１２５のステッピングモータを制御作動することができ、開口板位置の微調整が行えるようになっている。
【０２５８】
次に、このステップＳ２０２で示した二次光学系開口板１２４の位置調整処理について、図２０に基づいて詳細に説明する。
【０２５９】
図２０は、二次光学系の光軸方向から見た、二次光学系開口板と二次電子ビーム検出器との位置関係を示す概略図である。
ここでは、二次光学系開口板１２４の開口板位置調整用の開口パターン１７５の開口中心１２８と、二次電子ビーム検出器１２１の検出器中心１２９との位置合わせ、すなわち二次光学系開口板１２４と二次電子ビーム検出器１２１との位置関係の調整について説明する。
【０２６０】
二次光学系開口板１２４の開口板位置調整用の開口パターン１７５は、パターン板面中心（パターン板面中央）に、板厚方向に貫通する円形の開口部１２７が同軸に形成されている。そして、その開口部１２７は、二次電子ビーム検出器１２１の一つの個別ビーム検出器１２１-ｍｎの検出面よりも大きい開口面積を有する。
【０２６１】
この場合、二次光学系調整用ＧＵＩ画面３００の画面上での、ユーザーによる開口板位置調整ボタン３０８の操作によって、開口板位置調整ＧＵＩ画面３００-５の表示とともに、自動的に二次光学系レンズ１２３のレンズ励磁が切られているので、開口板位置調整用の開口パターン１７５に対しては、その開口部１２７よりも十分に広いパターン板面に対して略均一に二次電子ビーム１２０が照射される状態となっている。
【０２６２】
このとき、二次光学系調整用ＧＵＩ画面３００の二次元画像表示部３０３には、図２０（ｂ）に示すように５×５配列の２５個の個別ビーム検出器１２１-11〜１２１-55からなる個別ビーム検出器群に対応した検出画像が、個別ビーム検出器１２１-11〜１２１-55の検出信号に基づいて表示されるものとする。
【０２６３】
その際、二次元画像表示部３０３に表示された検出画像は、二次電子ビーム１２０の個別二次電子ビーム１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃ，１２０ｄが多く照射されている個別ビーム検出器（例えば個別ビーム検出器１２１-33）に対応する画像部分では、その表示は明るく、少ししか照射されていない個別ビーム検出器（例えば個別ビーム検出器１２１-11）に対応する画像部分では、その表示は暗くなっている。そのため、図２０（ｂ）のように、開口部１２７の中心１２８が検出器配列の中央部１２９からずれている場合には、図２０（ｂ）のように検出画像上での明るさの中心位置が、検出画像の画像中心と一致しない。
【０２６４】
そこで、ユーザーは、開口板位置調整ＧＵＩ画面３００-５の画面上の開口板位置Ｘスライダー３２１及び開口板位置Ｙスライダー３２２を動かすことによって、二次光学系開口板１２４の位置調整を、二次光学系調整用ＧＵＩ画面３００の二次元画像表示部３０３に表示される画像を見ながら行う。具体的に、ユーザーは、二次元画像表示部３０３に表示された画像を確認しながら、開口板位置Ｘスライダー３２１と開口板位置Ｙスライダー３２２にて、二次光学系開口板１２４の開口板位置調整用の開口パターン１７５を動かして、図２０（ｄ）のように、明るさ中心が画像の中央に位置するように調整する。これにより、図２０（ｃ）に示されているように、二次光学系開口板１２４の開口パターン１７５の中心１２８とマルチ化された二次電子ビーム検出器１２１の中心１２９とが一致する状態が得られる。
【０２６５】
その際、二次光学系開口板１２４は、この開口板位置調整用の開口パターン１７５を含め、開口板位置調整用，ビーム間ピッチ調整用，検出器角度調整用，検査用といった４つの開口パターン１７５，１７４，１７３，１７２が、等間隔で、かつ所定の位置精度で配置されている構造になっている。この結果、その中の１つの開口パターン、具体的には開口板位置調整用の開口パターン１７５で上述したようにして一旦位置調整を行ってしまえば、開口板可動機構１２５のＸ可動機構１７６によりそこから所定の距離を移動させることで、別の開口パターン１７４，１７３，１７２を必要な精度で、二次電子ビーム検出器１２１の検出器中心１２９に対して配置することが可能である。
【０２６６】
したがって、以降の各処理では、その実行指示の取り込みにより、対応する開口パターン１７４，１７３，１７２を二次電子ビーム検出器１２１の検出器中心１２９に位置合わせして配置することができる。
【０２６７】
調整完了後は、ユーザーは、開口板位置調整ＧＵＩ画面３００-５の完了ボタン３２３を押釦して、二次光学系開口板１２４の開口板位置調整処理を終了させる。システム制御部１３５の演算制御部１３３は、完了ボタン３２３の操作を取り込み、開口板位置調整ＧＵＩ画面３００-５の表示を閉じるともに、二次光学系レンズ１２３のレンズ励磁の例示指示を光学系制御回路１３９に供給する。そして、光学系制御回路１３９は、２組の電磁レンズからなる二次光学系レンズ１２３のレンズ励磁を元の励磁条件で再び励磁する。これにより、二次光学系レンズ１２３のレンズ励磁が再びオン状態となる。
【０２６８】
＜ステップＳ203：二次光学系光軸調整処理＞
＜ステップＳ204：二次光学系合焦処理＞
二次光学系の光軸調整処理（ステップＳ203）と二次光学系の合焦条件調整処理（ステップＳ204）に関しては、二次光学系調整用ＧＵＩ画面３００のみの表示状態、又はこの二次光学系調整用ＧＵＩ画面３００での光軸調整ボタン３０９の取り込みによって、システム制御部１３５の演算制御部１３３は、自動的に、二次光学系開口板１２４の開口パターンに、前述した実施の形態の場合と同様に開口板可動機構１２５によって調整できる開口パターン１７２を選択し、光学系制御回路１３９に開口板可動機構１２５を作動制御させて変更配置する。
【０２６９】
二次光学系の光軸調整処理(ステップＳ203)、二次光学系の合焦条件調整処理(ステップＳ204)に関しては、その実施する調整処理内容については、前述した第１の実施の形態に係るマルチビーム型電子線検査装置の場合と同様のため、その説明を省略する。
【０２７０】
＜ステップＳ205：二次電子ビーム中心と二次電子ビーム検出器中心との調整＞
ステップＳ205で示した二次電子ビーム中心と二次電子ビーム検出器中心の調整方法について、図２１に基づいて説明する。
【０２７１】
図２１は、二次電子ビーム中心と二次電子ビーム検出器中心との調整の説明図である。
本調整は、図２１（ｂ）に示したビーム間ピッチ調整用の開口パターン１７３を用いて行う。ビーム間ピッチ調整用の開口パターン１７３は、図１７（ｂ）及び図２１に示すように、パターン板面中心（パターン板面中央）を中心とする円周上に沿って板厚方向に貫通する開口が複数配列された、環状配列開口群からなる開口部１２７を有する構成になっている。
【０２７２】
例えば、二次光学系の光軸と垂直な面に沿って、二次電子ビーム１２０の個別二次電子ビーム群を形成する個別二次電子ビーム１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃ，１２０ｄの配列が、二次電子ビーム検出器１２１の個別ビーム検出器群を形成する５×５配列の２５個の個別ビーム検出器１２１-11〜１２１-55の配列に対して、図２１（ａ）に示すように、平行移動によりそれぞれの中心がずれている場合、個別二次電子ビーム１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃ，１２０ｄそれぞれによって得られる、二次元画像の開口パターン１７３の開口部１２７の形状に対応した環状配列開口パターンの対称性の中心２１２は、図２１（ｂ）に示すように、二次元画像の中心２１１に対してずれる。
【０２７３】
そこで、ユーザーは、画像を確認しながら、二次光学系の二次光学系アライナ１２２により二次電子ビーム１２０を動かし、図２１（ｄ）に示すように、二次元画像の開口パターン１７３の開口部１２７の形状に対応した環状配列開口パターンの対称性の中心２１２を、二次元画像の中心２１１と合わせる。これにより、図２１（ｃ）のように、二次電子ビーム１２０の中心と二次電子ビーム検出器１２１の中心とを合わせることができる。
【０２７４】
実際の調整方法について図３及び図２１を用いて説明する。
図３の二次光学系調整用ＧＵＩ画面３００の倍率調整ボタン３１０を押下することにより、開口パターン１７３が自動的に選択される。
【０２７５】
また、一次電子ビーム１０３を偏向することで、二次電子ビーム１２０を二次光学系開口板１２４の開口パターン１７３のパターン上で走査させ、この走査とリンクして全ての二次電子ビーム検出器１２１の個別ビーム検出器１２１-11〜１２１-55からの検出信号を加算した信号を、二次元画像として、二次光学系調整用ＧＵＩ画面３００の二次元画像表示部３０３に表示する。
【０２７６】
二次元画像表示部３０３の画像を見ながら、二次元画像の開口パターン１７３の開口部１２７の形状に対応した環状配列開口パターンの対称性の中心２１２が、二次元画像の中心２１１に合うように、アライナＸスライダー３０５及びアライナＹスライダー３０６を動かす。本手順により二次電子ビーム１２０の中心と開口板１２４の開口中心１２８、すなわち環状配列開口パターンの対称性の中心２１２を合わせることができる。
【０２７７】
ここで、留意すべき点として、ステップＳ202によって二次光学系開口板１２４の開口中心１２８と二次電子ビーム検出器１２１の検出器中心１２９とを合わせているため、後述のステップＳ206の二次ビームピッチ調整終了時点では、自動的に、二次電子ビーム１２０の個別二次電子ビーム群の中心と二次電子ビーム検出器１２１の検出器中心１２９とが合うことになる。
【０２７８】
また、本説明では、技術理解が容易のため、図２１では、二次ビームピッチＬＢが所望の状態になっている状態で、説明を行っている。実際には、二次ビームピッチＬＢは、この二次電子ビーム１２０の中心と二次電子ビーム検出器１２１の検出器中心１２９の調整の後に調整を行うため、この時点では、一般的には所望の値になっていない。しかし、上述した二次電子ビーム１２０の中心と二次電子ビーム検出器１２１の検出器中心１２９の調整は、パターンの対称性を用いた調整であることから二次ビームピッチＬＢが合っていない状態であっても調整を行える。
【０２７９】
＜ステップＳ206：二次電子ビームのピッチ調整＞
続いて、ステップＳ206で示した二次電子ビーム１２０のピッチ調整について、まず、その原理について、図２２に基づいて説明する。
【０２８０】
図２２は、二次光学系のビーム位置調整の説明図である。
二次電子ビーム１２０のピッチ調整では、上述した二次電子ビーム１２０の中心と二次電子ビーム検出器１２１の検出器中心１２９の調整で用いたものと同じ、開口パターン１７３を用いる。
【０２８１】
調整は、二次光学系レンズ１２３の２組の電磁レンズの励磁比を変化させることで、二次光学系レンズ１２３の倍率を調整し、４本の個別二次電子ビーム１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃ，１２０ｄそれぞれに対応した４つの二次ビームスポットを円周上に含む円の半径又は直径が、開口パターン１７３の開口部１２７である環状配列開口パターンの半径又は直径と等しくなるように行う。
【０２８２】
そのため、個別二次電子ビーム１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃ，１２０ｄ間のピッチが所望の値となったときの、４つのビームスポットを円周上に含む円の半径又は直径が、開口パターン１７３の開口部１２７である環状配列開口パターンの円の半径又は直径に一致するように、開口パターン１７３は予め形成されている。
【０２８３】
そこで、二次電子ビームのピッチ調整処理では、システム制御部１３５の演算制御部１３３は、一次電子ビーム１０３を偏向することで、二次電子ビーム１２０を二次光学系開口板１２４の開口パターン１７３のパターン上で走査させ、走査とリンクして全ての個別二次電子ビーム検出器１２１からの信号を加算した信号を画像化する。
【０２８４】
例えば、個別二次電子ビーム１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃ，１２０ｄの偏向中心１５１ａ，１５１ｂ，１５１ｃ，１５１ｄが開口パターン１７３の開口部１２７である環状配列開口パターンよりも外側にある場合（図２２（ａ））、つまり二次ビームピッチＬＢが所望の二次ビームピッチよりも大なる場合は、図２２（ｂ）のように画像中心２１１を、個別二次電子ビーム１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃ，１２０ｄそれぞれによる開口パターン１７３の開口部１２７である環状配列開口パターンが通らない二次元画像が得られる。
【０２８５】
また、個別二次電子ビーム１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃ，１２０ｄの偏向中心１５１ａ，１５１ｂ，１５１ｃ，１５１ｄが開口パターン１７３の開口部１２７である環状配列開口パターンよりも内側にある場合（図２２（ｃ））、つまり二次ビームピッチＬＢが所望の二次ビームピッチよりも小なる場合も、図２２（ｄ）のような画像中心２１１を、個別二次電子ビーム１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃ，１２０ｄそれぞれによる開口パターン１７３の開口部１２７である環状配列開口パターンが通らない二次元画像が得られる。
【０２８６】
個別二次電子ビーム１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃ，１２０ｄの偏向中心１５１ａ，１５１ｂ，１５１ｃ，１５１ｄが開口パターン１７３の開口部１２７である環状配列開口パターンの環状配列上にある、つまり二次ビームピッチＬＢが適正である場合(図２２（ｅ））は、得られる二次元画像は、図２２（ｆ）のように、その画像中心２１１を、個別二次電子ビーム１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃ，１２０ｄそれぞれによる開口パターン１７３の開口部１２７である環状配列開口パターンが通過する二次元画像となる。
【０２８７】
すなわち、二次ビームピッチＬＢが適正である場合、開口パターン１７３の開口部１２７である環状配列開口パターンにより得られる二次元画像のパターンが二次元画像の画像中心２１１で交わる。
【０２８８】
実際の二次ビームピッチＬＢの調整方法について、図１０及び図２２を用いて説明する。
二次電子ビームのピッチ調整は、二次元画像表示部３０３の画像を見ながら、図１０に示した倍率調整ＧＵＩ画面３００-３の倍率スライダー３４２を動かすことにより行う。
【０２８９】
すなわち、倍率スライダー３４２を、開口パターン１７３の開口環状配列の開口部１２７により得られる個別二次電子ビーム１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃ，１２０ｄそれぞれの、二次元画像における環状配列開口パターンの開口環状配列パターンが図２２（ｆ）のように画像上の一点、例えば、二次電子ビーム１２０の中心と二次電子ビーム検出器１２１の検出器中心１２９の調整後であれば画像中心２１１で交わるように調整することにより、二次光学系レンズ１２３の倍率調整を行うことができる。
【０２９０】
倍率スライダー３４２を動かすことにより、予め二次光学系レンズ１２３の倍率が変化するように設定された二次光学系レンズ１２３の励磁比が設定され、倍率調整が行える。
【０２９１】
二次電子ビーム１２０の軌道の変化などにより、二次光学系レンズ１２３の励磁比がずれ、倍率スライダー３４２の変化が、二次光学系の倍率変化のみならずフォーカスのズレとして現れることがある。
フォーカスのズレは、フォーカススライダー３４３を動かすことで補正することができる。
【０２９２】
＜ステップＳ207：検出器と二次電子ビーム配列の相対角度測定及び調整＞
続いて、ステップＳ207で示した二次電子ビーム検出器１２１と、二次電子ビーム１２０の個別二次電子ビーム群の配列との相対角度θrotの測定、調整について、図３、図１３及び図２３に基づいて説明する。
【０２９３】
図２３は、二次電子ビーム検出器と二次電子ビームの個別二次電子ビーム群との相対角の調整の説明図である。
図３に示した二次光学系調整用ＧＵＩ画面３００にて、ビーム角度調整ボタン３１１を押釦操作すると、システム制御部１３５の演算制御部１３３によって、図１３に示したビーム角度調整ＧＵＩ画面３００-４が画像表示装置１３６にウィンドウ表示され、同時にＸ可動機構１７６が光学系制御回路１３９を介して制御作動されて、開口パターン１７４が選択されて配置される。
【０２９４】
開口パターン１７４は、図２３（ａ）に示されているように、矩形状のパターン上の４隅に、５×５配列の２５個の個別ビーム検出器群の角隅の個別ビーム検出器１２１それぞれに対応して円形の個別開口１５３が配列された開口部１２７となっている。
【０２９５】
二次ビームピッチＬＢが合っており、また二次電子ビーム１２０の中心が開口部１２７の開口中心１２８すなわち二次電子ビーム検出器１２１の検出器中心１２９と一致している場合、偏向範囲１５２となる個別二次電子ビーム１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃ，１２０ｄの偏向中心１５１ａ，１５１ｂ，１５１ｃ，１５１ｄと個別開口１５３の個別開口中心１５４との位置ズレは、画像において、個別開口１５３が作る二次元画像上のパターン１５５と二次元画像の画像中心２１１との位置ずれになる。
【０２９６】
図２３（ｃ）に示すように、偏向範囲１５２となる個別二次電子ビーム１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃ，１２０ｄの偏向中心１５１ａ，１５１ｂ，１５１ｃ，１５１ｄと個別開口１５３の個別開口中心１５４との位置ズレが無くなると、図２３（ｄ）に示すように、個別開口１５３が作る二次元画像上のパターン１５５と二次元画像の画像中心２１１とが一致する。
【０２９７】
すなわち、個別開口１５３が作る二次元画像上のパターン１５５の中心と二次元画像の画像中心２１１とが一致するように、ユーザーは、二次光学系調整用ＧＵＩ画面３００の二次元画像表示部３０３に表示された、個別開口１５３が二次元画像上に作るパターン１５５を見ながら、ビーム角度調整ＧＵＩ画面３００-４の回転スライダー３５２を動かす。回転スライダー３５２の操作に応じて二次光学系に備えられた回転レンズ１６１が作用し、二次電子ビーム１２０の個別二次電子ビーム群を回転させる。
【０２９８】
この二次電子ビーム１２０の個別二次電子ビーム群の回転により、個別二次電子ビーム１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃ，１２０ｄの偏向中心１５１ａ，１５１ｂ，１５１ｃ，１５１ｄと個別開口１５３の個別開口中心１５４との位置ズレを無くすことができ、すなわち開口部１２７の開口中心１２８と二次電子ビーム検出器１２１の検出器中心１２９とは対応した位置関係となっているので、二次電子ビーム検出器１２１の検出器中心１２９と二次電子ビーム１２０の個別二次電子ビーム群との相対角度θrotをゼロとすることができる。
【０２９９】
ここで、ユーザーは、二次光学系調整処理を完了する場合は、図３に示した二次光学系調整用ＧＵＩ画面３００に示した完了ボタン３１２を押釦操作する。
【０３００】
一方、さらに続けて二次光学系の調整を行う別の光学的条件がある場合は、自動でその二次光学系条件も読み出され装置に設定され、同様の手順で二次光学系を調整する。
【０３０１】
＜ステップＳ208：二次光学系調整終了処理＞
二次光学系調整用ＧＵＩ画面３００の完了ボタン３１１を押釦操作することにより、二次光学系レンズ１２３，回転レンズ１６１等のパラメータで構成される二次光学系条件は、システム制御部１３５の制御部メモリ（図示省略）に一次光学条件と対応づけて書き込まれる。また、パターン検査動作時には、検査用開口パターン１７５が位置決め配置されるので、二次電子ビーム１２０を遮ることが無く、調整された光学条件を用いて二次電子ビーム１２０を効率よく二次電子ビーム検出器１２１まで導くことができる。
【０３０２】
本実施の形態では、４本の個別二次電子ビーム、２５個の個別ビーム検出器の場合を例に説明を行ったが、個別二次電子ビームの本数が２本以上、かつ個別ビーム検出器の数が個別二次電子ビームの本数以上存在し、個別ビーム検出器の信号が何らかの方法で合算し出力可能であれば、本実施の形態による二次光学系の調整方法は手順を変更することなく実施可能である。
【符号の説明】
【０３０３】
１０１…電子銃、  １０２…陰極、  １０３…一次電子ビーム、
１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃ…個別一次電子ビーム、  １０４…電子銃レンズ、
１０５…陽極、  １０６…第一の陰極像、  １０７…コリメーターレンズ、
１０８…アパーチャーアレイ、  １０９…レンズアレイ、
１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃ…第二の陰極像、  １１１…ビームセパレーター、
１１２…対物レンズ、  １１３…走査偏向用偏向器、  １１４…表面電界制御電極、
１１５…ウェハ、  １１７…ステージ、  １１８ａ…リターディング電源、
１１８ｂ…表面電界制御電源、  １２０…二次電子ビーム、
１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃ…個別二次電子ビーム、
１２１…二次電子ビーム検出器、
１２１ａ，１２１ｂ，１２１ｃ…個別ビーム検出器、
１２２…二次光学系アライナ、  １２３…二次光学系レンズ、
１２４…二次光学系開口板、  １２５…開口板可動機構、
１２６…検出器位置可動機構、  １２７…開口部、
１２８…開口中心、  １２９…検出器中心、
１３０、１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ、１３０ｄ…増幅回路、
１３１…Ａ／Ｄ変換器、  １３２…記憶装置、  １３３…演算制御部、
１３４…欠陥判定部、  １３５…システム制御部、  １３６…画像表示装置、
１３７…走査信号発生装置、  １３８…ステージ制御装置、
１３９…光学系制御回路、  １４１…プリアパーチャー、
１５１…偏向中心、  １５２…偏向範囲、  １５３…個別開口、
１５４…個別開口中心、  １６１…レンズ、  １７１…光軸、
１７２…開口板位置調整用開口パターン、
１７３…ビーム間ピッチ調整用開口パターン、
１７４…検出器角度調整用開口パターン、
１７５…検査用開口パターン、  １７６…Ｘ可動機構、  １７７…Ｙ可動機構、
２１１…画像中心、  ２１２…二次元画像のパターンの対称性中心、
３００…二次光学系調整用ＧＵＩ画面、  ３００-１…開口板位置調整ＧＵＩ画面、
３００-２…光軸調整ＧＵＩ画面、  ３００-３…倍率調整ＧＵＩ画面、
３０２…ウエハマップ表示部、  ３０３…二次元画像表示部、
３０４…フォーカススライダー、  ３０５…アライナＸスライダー、
３０６…アライナＹスライダー、  ３０７…ビーム番号選択欄、
３０８…開口板位置調整ボタン、  ３０９…光軸調整ボタン、
３１０…倍率調整ボタン、  ３１１…ビーム角度調整ボタン、
３１２…完了ボタン、  ３１３…中止ボタン、
３２０…検出器信号表示部、  ３２１…開口板位置Ｘスライダー、
３２２…開口板位置Ｙスライダー、  ３２３…完了ボタン、
３２４…中止ボタン、  ３２５…開口パターンチェックボックス、
３３０…レンズワブラーボタン、  ３３１…光軸アライナＸスライダー、
３３２…光軸アライナＹスライダー、  ３３３…完了ボタン、
３３４…中止ボタン、  ３４０…ピッチ測定ボタン、
３４１…二次ビームピッチ表示部、  ３４２…倍率スライダー、
３４３…フォーカススライダー、  ３４４…完了ボタン、
３４５…中止ボタン、  ３５０…ビーム角度測定ボタン、
３５１…相対角度表示部、  ３５２…回転スライダー、
３５３…完了ボタン、  ３５４…中止ボタン。
【図１】
2014026834.tif 000012
【図２】
2014026834.tif 000013
【図３】
2014026834.tif 000014
【図４】
2014026834.tif 000015
【図５】
2014026834.tif 000016
【図６】
2014026834.tif 000017
【図７】
2014026834.tif 000018
【図８】
2014026834.tif 000019
【図９】
2014026834.tif 000020
【図１０】
2014026834.tif 000021
【図１１】
2014026834.tif 000022
【図１２】
2014026834.tif 000023
【図１３】
2014026834.tif 000024
【図１４】
2014026834.tif 000025
【図１５】
2014026834.tif 000026
【図１６】
2014026834.tif 000027
【図１７】
2014026834.tif 000028
【図１８】
2014026834.tif 000029
【図１９】
2014026834.tif 000030
【図２０】
2014026834.tif 000031
【図２１】
2014026834.tif 000032
【図２２】
2014026834.tif 000033
【図２３】
2014026834.tif 000034