(57)【要約】      （修正有）【課題】マルチビームＳＥＭに於いて、電子ビームに異常が発生したかどうかを判定する方法を提供する。【解決手段】基板１１０上に形成された複数の同一パターンをＮ本（Ｎは３以上の自然数）の荷電粒子線１０２でそれぞれ走査し、複数の同一パターンから発生する二次電子を検出してＮ個のＳＥＭ画像を取得する工程と、Ｎ個のＳＥＭ画像に関してそれぞれＧｒａｙ  Ｌｅｖｅｌの統計量を算出する工程と、Ｎ個の統計量からＭ個（ＭはＮ以下の自然数）の統計量を選ぶ工程と、Ｍ個の統計量の中の任意の１個を第一の統計量として残りのＭ−１個の統計量との差分を計算する工程と、Ｍ−１個の差分のうちの少なくとも半数より多くのものがしきい値より大きい場合に第一の統計量に対応する荷電粒子線に異常が発生していると判定する。【選択図】図２
2018195514.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に形成された複数の同一パターンをＮ本（Ｎは３以上の自然数）の荷電粒子線でそ
れぞれ走査し、前記複数の同一パターンからそれぞれ発生する二次電子を検出してＮ個の
ＳＥＭ画像を取得する工程と、
取得された前記Ｎ個のＳＥＭ画像に関してそれぞれＧｒａｙ Ｌｅｖｅｌの統計量を算出
する工程と、
前記Ｎ個のＧｒａｙ    Ｌｅｖｅｌの統計量からＭ個（ＭはＮ以下の自然数）のＧｒａｙ
Ｌｅｖｅｌの統計量を選ぶ工程と、
前記Ｍ個のＧｒａｙ    Ｌｅｖｅｌの統計量の中の任意の１個を第一のＧｒａｙ    Ｌｅ
ｖｅｌの統計量として残りのＭ−１個のＧｒａｙ    Ｌｅｖｅｌの統計量との差分をそれ
ぞれ計算する工程と、
前記計算されたＭ−１個の差分のうちの少なくとも半数より多くのものがあらかじめ定め
られたしきい値より大きい場合に前記第一のＧｒａｙ    Ｌｅｖｅｌの統計量に対応する
荷電粒子線に異常が発生していると判定する工程と、
を具備することを特徴とするパターン検査方法。
【請求項２】
（ａ）基板上に形成された複数の同一パターンをＮ本（Ｎは３以上の自然数）の荷電粒子
線でそれぞれ走査し、前記複数の同一パターンからそれぞれ発生する二次電子を検出して
Ｎ個のＳＥＭ画像を取得する工程と、
（ｂ）取得された前記Ｎ個のＳＥＭ画像に関してそれぞれＧｒａｙ  Ｌｅｖｅｌの統計量
を算出する工程と
（ｃ）前記Ｎ個のＧｒａｙ  Ｌｅｖｅｌの統計量からＭ個（ＭはＮ以下の自然数）のＧｒ
ａｙ  Ｌｅｖｅｌの統計量を選ぶ工程と、
（ｄ）前記Ｍ個のＧｒａｙ  Ｌｅｖｅｌの統計量の中の任意の１個を第一のＧｒａｙ  Ｌ
ｅｖｅｌの統計量として残りのＭ−１個のＧｒａｙ  Ｌｅｖｅｌの統計量との差分をそれ
ぞれ計算する工程と、
（ｅ）前記（ａ）から（ｄ）の各工程をそれぞれ複数回行う工程と、
（ｆ）前記（ｄ）工程で計算されたＭ−１個の差分のうちの少なくとも半数より多くのも
のがあらかじめ定められたしきい値より大きい場合が、前記（ｆ）工程で複数回発生した
ときに前記第一のＳＥＭ画像に対応する荷電粒子線に異常が発生していると判定する工程
と、
を具備することを特徴とするパターン検査方法。
【請求項３】
基板上に形成された複数の同一パターンをＮ本（Ｎは３以上の自然数）の荷電粒子線でそ
れぞれ走査し、前記複数の同一パターンからそれぞれ発生する二次電子を検出してＮ個の
ＳＥＭ画像を取得する工程と、
前記Ｎ個のＳＥＭ画像からＭ個（ＭはＮ以下の自然数）のＳＥＭ画像を選ぶ工程と、
前記Ｍ個のＳＥＭ画像の中の任意の１個を第一のＳＥＭ画像として残りのＭ−１個のＳＥ
Ｍ画像との差分をそれぞれ計算する工程と、
前記計算されたＭ−１個の差分のうちの少なくとも半数より多くのものがあらかじめ定め
られたしきい値より大きい場合に前記第一のＳＥＭ画像に対応する荷電粒子線に異常が発
生していると判定する工程と、
を具備することを特徴とするパターン検査方法。
【請求項４】
（ａ）基板上に形成された複数の同一パターンをＮ本（Ｎは３以上の自然数）の荷電粒子
線でそれぞれ走査し、前記複数の同一パターンからそれぞれ発生する二次電子を検出して
Ｎ個のＳＥＭ画像を取得する工程と、
（ｂ）前記Ｎ個のＳＥＭ画像からＭ個（ＭはＮ以下の自然数）のＳＥＭ画像を選ぶ工程と
、
（ｃ）前記Ｍ個のＳＥＭ画像の中の任意の１個を第一のＳＥＭ画像として残りのＭ−１個
のＳＥＭ画像との差分をそれぞれ計算する工程と、
（ｄ）前記（ａ）から（ｃ）の各工程をそれぞれ複数回行う工程と、
（ｅ）前記（ｃ）工程で計算されたＭ−１個の差分のうちの少なくとも半数より多くのも
のがあらかじめ定められたしきい値より大きい場合が、前記（ｄ）工程で複数回発生した
ときに前記第一のＳＥＭ画像に対応する荷電粒子線に異常が発生していると判定する工程
と、
を具備することを特徴とするパターン検査方法。
【請求項５】
前記第一のＳＥＭ画像は、予め指定された座標におけるパターンイメージであることを
特徴とする請求項１から４に記載のパターン検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、荷電粒子線（電子ビーム）を用いた欠陥検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
１本の電子ビーム（シングルビーム）を用いて観察対象であるシリコンウェハ等の表面
にあるパターンをスキャンして画像を取得するシングルビーム走査型電子顕微鏡（Ｓｃａ
ｎｎｉｎｇ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ、以下適宜ＳＥＭという）装置に
対し、複数本の電子ビームを同時にスキャンする事で広い面積の観察対象のＳＥＭ画像を
高速に取得するマルチビームＳＥＭ装置が注目されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−３５２７６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明が解決しようとする課題は、マルチビームＳＥＭ装置の、複数本の電子ビームの
中の特定の電子ビームに異常が発生した場合に検知することができる欠陥検査方法を提供
することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
基板上に形成された複数の同一パターンをＮ本（Ｎは３以上の自然数）の荷電粒子線でそ
れぞれ走査し、前記複数の同一パターンからそれぞれ発生する二次電子を検出してＮ個の
ＳＥＭ画像を取得する工程と、取得された前記Ｎ個のＳＥＭ画像に関してそれぞれＧｒａ
ｙ Ｌｅｖｅｌの統計量を算出する工程と、前記Ｎ個のＧｒａｙ    Ｌｅｖｅｌの統計量
からＭ個（ＭはＮ以下の自然数）のＧｒａｙ    Ｌｅｖｅｌの統計量を選ぶ工程と、前記
Ｍ個のＧｒａｙ    Ｌｅｖｅｌの統計量の中の任意の１個を第一のＧｒａｙ    Ｌｅｖｅ
ｌの統計量として残りのＭ−１個のＧｒａｙ    Ｌｅｖｅｌの統計量との差分をそれぞれ
計算する工程と、前記計算されたＭ−１個の差分のうちの少なくとも半数より多くのもの
があらかじめ定められたしきい値より大きい場合に前記第一のＧｒａｙ    Ｌｅｖｅｌの
統計量に対応する荷電粒子線に異常が発生していると判定する工程と、を具備することを
特徴とするパターン検査方法。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】シングルビームＳＥＭ装置を用いた欠陥検査装置
【図２】本発明に係るマルチビームＳＥＭ装置を用いた欠陥検査装置
【図３】本発明に係るマルチビームＳＥＭ装置において一本の鏡筒の中に複数本のビームを配置する場合の概念図
【図４】本発明に係るマルチビームＳＥＭ装置の調整工程と管理工程の手順
【図５】第一の実施形態に係る欠陥検査方法の概念図
【図６】第二の実施形態に係る欠陥検査方法の概念図
【発明を実施するための形態】
【０００７】
（第一の実施形態）
図１に、本発明の構成の一部分を説明するために、シングルビームＳＥＭ装置を用いた欠
陥検査装置を示す。ウエハ１０はステージ１１に積載されており、欠陥検査装置は走査電
子顕微鏡２１、コンピュータ１９、モニタ２０から構成されている。走査電子顕微鏡２１
は、鏡筒１４の上部に設けられた電子銃１、コンデンサレンズ３、アライナー４、非点補
正器５、偏向器６、検出器７、対物レンズ８から構成されている。電子銃１から放出され
た電子ビーム２はコンデンサレンズ３と対物レンズ８を通ってウエハ１０に照射される。
また、電子ビーム２はコンピュータ１９で制御されるスキャン制御回路１７により偏向器
６で適宜偏向される。電子ビーム２の照射によりウエハ１０で発生した２次電子９は検出
器７により検出され、コンピュータ１９で制御される信号制御回路２２によってゲインが
調整された後、その検出信号は信号制御回路２２からコンピュータ１９に入力され、コン
ピュータ１９はその検出信号を適宜画像処理して試料像を形成する試料像形成手段として
機能し、その画像処理結果はモニタ２０に出力される。コンピュータ１９で制御されるア
ライメント制御回路１５によりアライナー４を動作させ、アライナー４により電子ビーム
２は偏向されて対物レンズ８のレンズ軸に電子ビーム２が通る様に調整される。
【０００８】
電子ビーム２はコンピュータ１９で制御されるフォーカス制御回路２３により対物レンズ
８を動作させてウエハ１０上における電子ビーム２のフォーカスが調整され、同じくコン
ピュータ１９で制御される非点制御回路１６により非点収差補正器５を動作させてウエハ
１０上における電子ビーム２の非点収差が補正される。
【０００９】
ステージ１１はＸ方向とＹ方向に移動可能であり、アクチュエータ１２にはコンピュータ
１９で制御されるアクチュエータ制御回路１８から制御信号が入力される。
【００１０】
コンピュータ１９は、取得されたＳＥＭ画像を用いて、パターン(欠陥)検査を行う。パタ
ーン検査の方式としては、メモリセル内の繰り返しパターンにおいては、上記のように隣
接する画像から順次差分を算出し差分が閾値を超えた場合に欠陥と判定するＣｅｌｌ比較
方式が主に用いられる。メモリセル外のランダムパターンにおいては、主に隣り合うＤｉ
ｅ間のパターンを比較して検査するＤｉｅ比較方式が用いられる。欠陥と判定された場合
、欠陥座標及び欠陥イメージ等の欠陥情報が出力される。
【００１１】
ＳＥＭ方式の検査方法は、光学顕微鏡技術を応用した光学方式の検査方法に対して、分解
能（解像性）が高いために欠陥の検出感度が非常に高いという優位性がある。また、ＶＣ
（Ｖｏｌｔａｇｅ  Ｃｏｎｔｒａｓｔ）像を得ることにより、パターン内部（下層）を含
めた回路パターンの電気的な欠陥を検出できるという利点も有する。
【００１２】
しかし、シングルビームＳＥＭ装置は、その原理上ビームスキャンに長い時間を要するた
めに検査時間が非常に長いという課題を抱えている。この課題を解決する為に複数本の電
子ビームを同時にスキャンする事によって短時間に広い面積のＳＥＭ画像を取得する技術
（マルチビーム技術/マルチコラム技術と呼ばれる）が提案されている。なお、複数本の
電子ビームを同時にスキャンする技術をマルチビーム技術、特に複数本のコラム（鏡筒）
にそれぞれ１本または複数本の電子ビームが含まれている技術をマルチコラム技術という
が、以下では両者をまとめてマルチビーム技術と記述する。
【００１３】
従来、検査工程を開始する前に、以下のような調整工程と管理工程によって電子ビームの
状態が確認されていた。まず、調整工程として指定されたパターン領域で取得されたＳＥ
Ｍ像に対して、ゲイン調整、コントラスト調整が実施され適切な明るさに調整され、次ス
テップとしてフォーカス補正（焦点補正）、スティグ補正（非点収差補正）の調整が行わ
れる。次に、管理工程で、調整工程後の各々値が予め装置に登録されたスペックを満たし
た事が確認され、その後に検査工程が開始される。
【００１４】
しかし、マルチビームＳＥＭ装置においては複数本の電子ビームを制御する必要があるた
めに装置構造は複雑化し、電子ビーム本数に応じてビーム制御する為の電源数や部品点数
は増加する。電子ビーム数が数十本、数百本と増加した場合においては、検査工程中にお
ける電子ビームの異常発生確率はビーム本数に応じて増加する。
【００１５】
以下、「電子ビームの異常」とは、何らかの原因により電子ビームの状態があらかじめ定
められた範囲（スペック）を外れていることをいう。具体的には、電子ビームの管理パラ
メータがスペック外となることである。管理パラメータとしては、例えばＳＥＭ画像の各
ピクセルに関してＧｒａｙ  Ｌｅｖｅｌを横軸、そのＧｒａｙ  Ｌｅｖｅｌを有するピク
セル数を縦軸としたＧｒａｙ    Ｌｅｖｅｌ分布から得られる平均値や最大値、Ｇｒａｙ
Ｌｅｖｅｌの範囲（レンジ）等が考えられる。
【００１６】
またマルチビームＳＥＭ装置では複数本の電子ビームが同時にスキャンに用いられている
ため、単位時間当たりのウエハへの電子ビームの照射量は電子ビーム本数に比例して増加
し、ウエハ表面の帯電量が時間と共に急激に増加する。さらに、各電子ビームが近接する
領域を短時間のうちにスキャンする状態が発生する。したがって、ウエハの帯電状態が各
電子ビームへ与える影響も経時的に変化しており、装置故障起因のみではなく帯電起因に
よる画像劣化での検査感度低下も考えられる。
【００１７】
以上のように、マルチビームＳＥＭ装置においては、電子ビームの本数が増加したために
、どれか少なくとも一本の電子ビームに異常が発生する確率が増加する。しかし、従来の
検査方法は電子ビーム状態の調整工程、管理工程と検査工程とが完全に別工程で実施され
ているため、検査工程中における電子ビーム状態の変化には追従できず、誤った検査結果
を出力し続けるおそれがある。それを回避する為に、検査工程中に予め設定した時間間隔
で定期的に調整工程を動作させる方法も提案されているが、マルチビーム本数に比例して
調整時間も増加してしまい、マルチビームＳＥＭ装置の最大のメリットである画像取得ス
ピードを失ってしまうおそれがある。
【００１８】
検査工程中の装置の異常検知を行うために装置のハードウエアのデータ （電子銃のエミ
ッション電流値、チャンバーの真空度、各種電源電圧値、etc.）をモニターする方法も提
案されている。しかし、検査画像異常は上記の様な装置故障起因のみではなく、帯電含め
た様々な要因が重なり合った結果として発生している為に、管理精度は低いという問題が
ある。 
そこで、複数本の電子ビームを同時にスキャンすると共に良好なＳＥＭ画像を安定して得
るためには、各々の電子ビームに関して異常が発生していないかどうかをリアルタイムに
管理する必要がある。
【００１９】
図２に、本発明に係るマルチビームＳＥＭ装置を用いた欠陥検査装置を示す。図２は５本
の電子ビームを有するマルチビームＳＥＭ装置であり、シングルビームＳＥＭ装置が５本
並んで配置される構造の例を示している。マルチビームＳＥＭ装置においては、アライメ
ント制御回路１１５、非点制御回路１１６、スキャン制御回路１１７、信号制御回路１２
２、フォーカス制御回路１２３、アクチュエータ制御回路１１８は、鏡筒１１４-１、１
１４−２、１１４−３、１１４−４、１１４−５に各々接続されるが、１１４-１以外は
省略し図示していない。各鏡筒の各々の構成と動作は、図１で説明したシングルビームＳ
ＥＭ装置と同様であり、マルチビームＳＥＭ装置の制御の複雑さは電子ビーム本数に応じ
て増加する。
【００２０】
図２は簡略化のため鏡筒を５本として記載しているが、同様の形態で数十本、数百本が二
次元的に並列に並べられるマルチビームＳＥＭ装置や、ビーム本数に比例した複雑化を回
避する為に複数本の電子ビームをまとめて制御する構成を用いて簡易化する構造もある。
例えば、図３を参照して説明すると、鏡筒１１４−１の中に３−１から３−９の９本の電
子ビームを配置し、それらを１２１のように配置する事で４５本の電子ビームを実現する
ことができる。
【００２１】
図４に、本発明に係るマルチビームＳＥＭ装置の調整工程と管理工程の手順を示す。ウエ
ハ１１０が装置に搬入されてステージ１１１上でアライメントが取られた後（ステップ４
０）、検査に入る直前にウエハ１１０上に予め指定されたパターン、もしくはステージ１
１１の隅に配置されたキャリブレーション基板上の予め指定されたパターンにおいて、信
号制御回路１２２によって検出器１０７のゲインとコントラスト調整が実施され（ステッ
プ４１）検査に適した明るさに調整される。その後、対物レンズ１０８によりウエハ１１
０上に照射される電子ビーム１０２のフォーカス調整（焦点補正、ステップ４２）及び、
非点収差補正器１０５によるスティグ調整（非点収差補正、ステップ４３）が実行される
。フォーカス調整はウエハ１１０上でのビームの直径が最小となる対物レンズ１０８に入
力される電流値を探索し、スティグ調整はウエハ１１０上でのビームの形状が最も真円形
状になる非点収差補正器１０５に入力される電圧（もしくは電流）の値を探索する。フォ
ーカス調整で得られた値、及びスティグ調整で得られた値と、得られたＳＥＭ画像とをコ
ンピュータ１１９により解析する。フォーカス調整値とスティグ調整値とを変更しながら
ＳＥＭ画像の取得を繰り返し実施してコンピュータ１１９により最適値へと調整される（
ステップ４４）。複数本の電子ビームを有するマルチビームＳＥＭ装置においては、同シ
ーケンスが電子ビーム毎に実施される。調整して得られた結果が予め設定されたスペック
を満たすとコンピュータ１１９にて判断されるとウエハ１１０の検査が開始される（ステ
ップ４５）。
【００２２】
第一の実施形態に係る欠陥検査方法は、３本以上の電子ビームを有するマルチビームＳＥ
Ｍ装置において、各電子ビームをスキャンする事によって得られたＳＥＭ画像のＧｒａｙ
Ｌｅｖｅｌの統計量を各電子ビーム間で互いに比較することによって、各電子ビームの
状態を管理する工程を含む。図５に、第１の実施形態に係る欠陥検査方法の概念を示す。
鏡筒１４−１から鏡筒１４−５の各電子ビームから取得されたＳＥＭ画像について、ある
一定領域中の各ピクセルに関してＧｒａｙ  Ｌｅｖｅｌを横軸、そのＧｒａｙ  Ｌｅｖｅ
ｌを有するピクセル数を縦軸としたＧｒａｙ  Ｌｅｖｅｌ分布を取得する。３本の電子ビ
ームを例とすると、任意の１本の電子ビームから得られたＧｒａｙ Ｌｅｖｅｌの平均値
や最大値などの統計量が、それ以外の２本の電子ビームで得られた統計量と比較して略同
一であれば正常と判断し、あらかじめ定められたしきい値以上の乖離があれば、その電子
ビームに異常が発生していると判定する。統計量としては、平均値や最大値の他、Ｇｒａ
ｙ  Ｌｅｖｅｌの範囲（レンジ）、ピーク位置、最小値、半値幅、微分値、などを用いて
もよい。非点収差発生時は、Ｇｒａｙ  Ｌｅｖｅｌがブロードになるため、波形の微分値
を比較するとよい。各電子ビームから取得されたデータにばらつきが発生する可能性があ
るため、上記統計量は、あらかじめレシピで指定した条件で得られるようにすることで、
精度を向上させることができる。例えば、各電子ビームにおいて、指定された一定の検査
面積から取得された統計量を用いても良いし、指定された各Ｄｉｅの同一の検査領域から
取得された統計量を用いても良い。
【００２３】
特定の欠陥多発領域等のウエハの影響による判定の誤りを発生させないために、次のよう
なフローに沿って判定を行うとよい。
【００２４】
（１）Ｇｒａｙ  Ｌｅｖｅｌの最大値と最小値を比較して違いがないと判断する
（２）上記（１）でＯＫと判断された場合に、それ以外の統計量の比較を行う
電子ビームから得られたＧｒａｙ  Ｌｅｖｅｌの比較は、３本以上ならば５本や７本でも
よい。電子ビームの異常が複数本見られる可能性も考慮すると、奇数本の電子ビームから
得られたＧｒａｙ    Ｌｅｖｅｌを比較することが望ましい。各電子ビーム間の比較の工
程は、通常の欠陥検査工程の間に任意の間隔で入れてよい。各電子ビーム間の比較頻度が
高いほど、電子ビームの異常を発見しやすくなるが、反面測定時間が長くなるというトレ
ードオフの関係になる。
【００２５】
また、１本の電子ビームに関して上記の統計量に他の２本との乖離がみられた場合に、そ
の乖離が電子ビームの異常に起因するものか、観察対象となるウエハ上のパターンの欠陥
等に起因するものか、判別が困難な場合も考えられる。しかし、以下のような手法のうち
一つまたは複数を用いることにより電子ビーム起因とパターン起因の乖離を切り分けるこ
とができる。
【００２６】
Ａ．スクライブライン上のアライメントパターン等のサイズが大きく欠陥が出にくいパタ
ーンのＳＥＭ画像から得られたＧｒａｙ    Ｌｅｖｅｌを用いる
Ｂ．連続して同一の電子ビームから得られたＧｒａｙ    Ｌｅｖｅｌに異常が出た場合に
その電子ビームの異常と判断する
Ｃ．パターン起因と電子ビーム起因ではＧｒａｙ    Ｌｅｖｅｌの変化の仕方が異なる（
電子ビーム起因の方が、変動が大きいと考えられる）ので、しきい値の大きさを調整する
通常の欠陥検査工程では、ＳＥＭ画像の比較は同一の電子ビームから得られた画像同士に
関して行う。それに対して、本発明に係る実施例の電子ビームの異常発見のための工程で
は、異なる電子ビームのデータ同士を比較する。ただ、測定条件によっては、通常の欠陥
検査工程でも異なる電子ビームのデータ同士を比較する場合がある。その場合でも、通常
の欠陥検査工程で異常と判断するしきい値よりも、電子ビームの異常発見のためのしきい
値の方が大きいという違いがみられる。
【００２７】
本発明に係る欠陥検査方法で、ある電子ビームに異常が検出された場合、異常が検出され
た当該電子ビームを用いた欠陥検査はその時点で終了させる。当該電子ビームで検査され
る予定だった領域および異常検出まで検査された領域は、正常と判断されている他の電子
ビームを用いて検査を行う。
【００２８】
（第二の実施形態）
第二の実施形態に係る欠陥検査方法は、３本以上の電子ビームを有するマルチビームＳＥ
Ｍ装置において、各電子ビームをスキャンする事によって得られたＳＥＭ画像を各電子ビ
ーム間で互いに比較することによって、各電子ビームの状態を管理する工程を含む。図６
に、第２の実施形態に係る欠陥検査方法の概念を示す。鏡筒１４−１から鏡筒１４−５の
各電子ビームから取得されたＳＥＭ画像について、それぞれを比較し、差分があらかじめ
定められたしきい値以上の場合に異常が発生していると判定する。３本の電子ビームを例
とすると、任意の１本の電子ビームから得られたＳＥＭ画像について、それ以外の２本以
上の電子ビームで得られたＳＥＭ画像と比較して略同一であれば正常と判断し、あらかじ
め定められたしきい値以上の違いがあれば、その電子ビームに異常が発生していると判定
する。電子ビームから得られたＳＥＭ画像の比較は、３本以上ならば５本や７本でもよい
。電子ビームの異常が複数本見られる可能性も考慮すると、奇数本の電子ビームから得ら
れたＳＥＭ画像を比較することが望ましい。各電子ビーム間の比較の工程は、通常の欠陥
検査工程の間に任意の間隔で入れてよいことは、第１の実施形態と同様である。
【００２９】
また、１本の電子ビームに関して上記のＳＥＭ画像に他の２本から得られたＳＥＭ画像と
の違いがみられた場合に、その違いが電子ビームの異常に起因するものか、観察対象とな
るウエハ上のパターンの異常に起因するものか、の切り分けも第１の実施形態と同様に、
以下のような手法のうち一つまたは複数を用いることにより行うことができる。
【００３０】
Ａ．スクライブライン上のアライメントパターン等のサイズが大きく欠陥が出にくいパタ
ーンのＳＥＭ画像を用いる
Ｂ．連続して同一の電子ビームから得られたＳＥＭ画像に異常が出た場合にその電子ビー
ムの異常と判断する
Ｃ．パターン起因と電子ビーム起因ではＳＥＭ画像の変化の仕方が異なる（電子ビーム起
因の方が、変動が大きいと考えられる）ので、しきい値の大きさを調整する
通常の欠陥検査工程では、ＳＥＭ画像の比較は同一の電子ビームから得られた画像同士に
関して行う。それに対して、本発明に係る実施例の電子ビームの異常発見のための工程で
は、異なる電子ビームのデータ同士を比較する。ただ、測定条件によっては、通常の欠陥
検査工程でも異なる電子ビームのデータ同士を比較する場合がある。その場合でも、通常
の欠陥検査工程で異常と判断するしきい値よりも、電子ビームの異常発見のためのしきい
値の方が大きいという違いがある。
【００３１】
本発明に係る欠陥検査方法で、ある電子ビームに異常が検出された場合、異常が検出され
た当該電子ビームを用いた欠陥検査はその時点で終了させる。当該電子ビームで検査され
る予定だった領域および異常検出まで検査された領域は、正常と判断されている他の電子
ビームを用いて検査を行う。
【００３２】
（本発明の効果）
マルチビームＳＥＭ装置で用いられる複数本の電子ビームの各々に対して、処理工程中に
おける逐次異常検知と補正が可能となり、画像精度向上、検査計測の精度向上が可能とな
る。
【００３３】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したもの
であり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他
の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省
略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要
旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００３４】
１：電子銃、２：電子ビーム、３：コンデンサレンズ、４：アライナー、５：非点補正器
、６：偏向器、７：検出器、８：対物レンズ、９：２次電子、１０：ウエハ、１１：ステ
ージ、１２：アクチュエータ、１３：試料室、１４：鏡筒、１５：アライメント制御回路
、１６：非点制御回路、１７：スキャン制御回路、１８：アクチュエータ制御回路、１９
：コンピュータ、２０：モニタ、２１：走査電子顕微鏡、２２：信号制御回路、２３：フ
ォーカス制御回路
１０１：電子銃、１０２：電子ビーム、１０３：コンデンサレンズ、１０４：アライナー
、１０５：非点補正器、１０６：偏向器、１０７：検出器、１０８：対物レンズ、１０９
：２次電子、１１０：ウエハ、１１１：ステージ、１１２：アクチュエータ、１１３：試
料室、１１４−１〜１１４−５：鏡筒、１１５：アライメント制御回路、１１６：非点制
御回路、１１７：スキャン制御回路、１１８：アクチュエータ制御回路、１１９：コンピ
ュータ、１２０：モニタ、１２１：走査電子顕微鏡、１２２：信号制御回路、１２３：フ
ォーカス制御回路
【図１】
2018195514.tif 000003
【図２】
2018195514.tif 000004
【図３】
2018195514.tif 000005
【図４】
2018195514.tif 000006
【図５】
2018195514.tif 000007
【図６】
2018195514.tif 000008