(57)【要約】      （修正有）【課題】マルチ１次電子ビームとマルチ２次電子ビームを一旦分離した後の、マルチ２次電子ビームを検出器に向ける、スキャン偏向による位置ずれをキャンセルする、焦点調整、及び非点収差補正など、マルチ２次電子ビームに対して追加操作を、コンパクトなサイズで達成可能な偏向器およびこれを搭載した装置を提供する。【解決手段】マルチ電子ビーム偏向器２１８は、第１の電極基板２５１と、第１の電極基板の基板面と直交する方向の第１の同一平面上に平行に順に並ぶ第２〜第４の電極基板２５２〜２５４と、第１の電極基板と対向するように配置された第５の電極基板２５５と、第２〜第４の電極基板と対向するように配置された、第２の同一平面上に平行に順に並ぶ第６〜第８の電極基板２５６〜２５８と、を備え、第１〜第８の電極基板は、マルチ電子ビームが通過する空間を取り囲むように配置される。【選択図】図４
2019212614.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の電極基板と、
前記第１の電極基板の基板面と直交する方向の第１の同一平面上に平行に順に並ぶ第２〜第４の電極基板と、
前記第１の電極基板と対向するように配置された第５の電極基板と、
前記第２〜第４の電極基板と対向するように配置された、第２の同一平面上に平行に順に並ぶ第６〜第８の電極基板と、
を備え、
前記第１〜第８の電極基板は、マルチ電子ビームが通過する空間を取り囲むように配置されることを特徴とするマルチ電子ビーム偏向器。
【請求項２】
前記マルチ電子ビームを前記第１の電極基板側に偏向する場合、前記第１の電極基板から前記第８の電極基板に対して、順に、１，１／√２，０，−１／√２，−１，−１／√２，０，１／√２の重み係数によって得られる偏向電位が印加され、
前記マルチ電子ビームを前記第３の電極基板側に偏向する場合、前記第１の電極基板から前記第８の電極基板に対して、順に、０，１／√２，１，１／√２，０，−１／√２，−１，−１／√２の重み係数によって得られる偏向電位が印加されることを特徴とする請求項１記載のマルチ電子ビーム偏向器。
【請求項３】
前記マルチ電子ビームのビーム形状を変更する場合、補正量Ｓと補正角度θとを用いて、前記第１の電極基板から前記第８の電極基板に対して、順に、Ｓ・ｃｏｓ（２θ），Ｓ・ｓｉｎ（２θ），−Ｓ・ｃｏｓ（２θ），−Ｓ・ｓｉｎ（２θ），Ｓ・ｃｏｓ（２θ），Ｓ・ｓｉｎ（２θ），−Ｓ・ｃｏｓ（２θ），−Ｓ・ｓｉｎ（２θ）によって得られる偏向電位が印加されることを特徴とする請求項１記載のマルチ電子ビーム偏向器。
【請求項４】
前記マルチ電子ビームの焦点位置を変更する場合、前記第１の電極基板から前記第８の電極基板に対して、全て同じ重み係数によって得られる電位が印加されることを特徴とする請求項１記載のマルチ電子ビーム偏向器。
【請求項５】
前記マルチ電子ビームを前記第１の電極基板側に位置合わせ用に偏向する場合、前記第１の電極基板から前記第８の電極基板に対して、順に、１，１／√２，０，−１／√２，−１，−１／√２，０，１／√２の重み係数によって得られる偏向電位が印加され、
前記マルチ電子ビームを前記第３の電極基板側に位置合わせ用に偏向する場合、前記第１の電極基板から前記第８の電極基板に対して、順に、０，１／√２，１，１／√２，０，−１／√２，−１，−１／√２の重み係数によって得られる偏向電位が印加され、
前記マルチ電子ビームを前記第１の電極基板側にスキャン動作に伴う位置ずれを解消するように偏向する場合、前記第１の電極基板から前記第８の電極基板に対して、順に、１，１／√２，０，−１／√２，−１，−１／√２，０，１／√２の重み係数によって得られる偏向電位が印加され、
前記マルチ電子ビームを前記第３の電極基板側にスキャン動作に伴う位置ずれを解消するように偏向する場合、前記第１の電極基板から前記第８の電極基板に対して、順に、０，１／√２，１，１／√２，０，−１／√２，−１，−１／√２の重み係数によって得られる偏向電位が印加され、
前記マルチ電子ビームのビーム形状を変更する場合に、補正量Ｓと補正角度θとを用いて、前記第１の電極基板から前記第８の電極基板に対して、順に、Ｓ・ｃｏｓ（２θ），Ｓ・ｓｉｎ（２θ），−Ｓ・ｃｏｓ（２θ），−Ｓ・ｓｉｎ（２θ），Ｓ・ｃｏｓ（２θ），Ｓ・ｓｉｎ（２θ），−Ｓ・ｃｏｓ（２θ），−Ｓ・ｓｉｎ（２θ）によって得られる偏向電位が印加され、
前記マルチ電子ビームの焦点位置を変更する場合に、前記第１の電極基板から前記第８の電極基板に対して、全て同じ重み係数によって得られる電位が印加され、
前記第１の電極基板から前記第８の電極基板の各電極基板には、前記第１の電極基板側に位置合わせ用に偏向する場合の偏向電位と、前記第３の電極基板側に位置合わせ用に偏向する場合の偏向電位と、前記第１の電極基板側にスキャン動作に伴う位置ずれを解消するように偏向する場合の偏向電位と、前記マルチ電子ビームを前記第３の電極基板側にスキャン動作に伴う位置ずれを解消するように偏向する場合の偏向電位と、前記ビーム形状を変更する場合の偏向電位と、前記マルチ電子ビームの焦点位置を変更する場合の電位と、が加算された電位が印加されることを特徴とする請求項１記載のマルチ電子ビーム偏向器。
【請求項６】
前記第１〜第８の電極基板によって第１の偏向器が構成され、
前記第１〜第８の電極基板と同様の第１〜第８の電極基板によって構成される第２の偏向器をさらに備え、
前記第１の偏向器と前記第２の偏向器とがビームの軌道を曲げる方向に対して、角度を変えて接続されることを特徴とする請求項１記載のマルチ電子ビーム偏向器。
【請求項７】
前記第１の偏向器と前記第２の偏向器との間に配置された、前記マルチ電子ビームが通過可能な開口部が形成されたアパーチャ電極基板をさらに備えたことを特徴とする請求項６記載のマルチ電子ビーム偏向器。
【請求項８】
前記第１〜第８の電極基板を内部に配置する磁性体のハウジングをさらに備えたことを特徴とする請求項１記載のマルチ電子ビーム偏向器。
【請求項９】
前記第１〜第８の電極基板によって囲まれる前記空間への前記マルチ電子ビームの侵入口から外部に延びる電場シールド壁をさらに備えたことを特徴とする請求項１記載のマルチ電子ビーム偏向器。
【請求項１０】
基板上にマルチ１次電子ビームを照射する１次光学系と、
前記マルチ１次電子ビームが前記基板に照射されたことに起因して放出される反射電子を含むマルチ２次電子ビームを前記マルチ１次電子ビームから分離するビームセパレーターと、
分離された前記マルチ２次電子ビームを検出する検出器と、
分離された前記マルチ２次電子ビームを前記検出器が検出可能な範囲に偏向するマルチ電子ビーム偏向器と、
を備え、
前記マルチ電子ビーム偏向器は、
第１の電極基板と、
前記第１の電極基板の基板面と直交する方向の第１の同一平面上に平行に順に並ぶ第２〜第４の電極基板と、
前記第１の電極基板と対向するように配置された第５の電極基板と、
前記第２〜第４の電極基板と対向するように配置された、第２の同一平面上に平行に順に並ぶ第６〜第８の電極基板と、
を備え、
前記第１〜第８の電極基板は、マルチ２次電子ビームが通過する空間を取り囲むように配置されることを特徴とするマルチビーム画像取得装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マルチ電子ビーム偏向器及びマルチビーム画像取得装置に関する。例えば、電子線によるマルチビームを照射して放出されるパターンの２次電子画像を取得してパターンを検査する検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、大規模集積回路（ＬＳＩ）の高集積化及び大容量化に伴い、半導体素子に要求される回路線幅はますます狭くなってきている。そして、多大な製造コストのかかるＬＳＩの製造にとって、歩留まりの向上は欠かせない。しかし、１ギガビット級のＤＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）に代表されるように、ＬＳＩを構成するパターンは、サブミクロンからナノメータのオーダーになっている。近年、半導体ウェハ上に形成されるＬＳＩパターン寸法の微細化に伴って、パターン欠陥として検出しなければならない寸法も極めて小さいものとなっている。よって、半導体ウェハ上に転写された超微細パターンの欠陥を検査するパターン検査装置の高精度化が必要とされている。その他、歩留まりを低下させる大きな要因の一つとして、半導体ウェハ上に超微細パターンをフォトリソグラフィ技術で露光、転写する際に使用されるマスクのパターン欠陥があげられる。そのため、ＬＳＩ製造に使用される転写用マスクの欠陥を検査するパターン検査装置の高精度化が必要とされている。
【０００３】
検査手法としては、半導体ウェハやリソグラフィマスク等の基板上に形成されているパターンを撮像した測定画像と、設計データ、あるいは基板上の同一パターンを撮像した測定画像と比較することにより検査を行う方法が知られている。例えば、パターン検査方法として、同一基板上の異なる場所の同一パターンを撮像した測定画像データ同士を比較する「ｄｉｅ  ｔｏ  ｄｉｅ（ダイ−ダイ）検査」や、パターン設計された設計データをベースに設計画像データ（参照画像）を生成して、それとパターンを撮像した測定データとなる測定画像とを比較する「ｄｉｅ  ｔｏ  ｄａｔａｂａｓｅ（ダイ−データベース）検査」がある。撮像された画像は測定データとして比較回路へ送られる。比較回路では、画像同士の位置合わせの後、測定データと参照データとを適切なアルゴリズムに従って比較し、一致しない場合には、パターン欠陥有りと判定する。
【０００４】
上述したパターン検査装置には、レーザ光を検査対象基板に照射して、その透過像或いは反射像を撮像する装置の他、検査対象基板上を１次電子ビームで走査（スキャン）して、電子ビームの照射に伴い検査対象基板から放出される２次電子を検出して、パターン像を取得する検査装置の開発も進んでいる。電子ビームを用いた検査装置では、さらに、マルチビームを用いた装置の開発も進んでいる。マルチビームを用いる場合、マルチ１次電子ビームとマルチ２次電子ビームを分離して、検出器にマルチ２次電子ビームを誘導する必要がある。例えば、ウィーンフィルタを用いてマルチ１次電子ビームとマルチ２次電子ビームを分離する（例えば、特許文献１参照）。そして、マルチ１次電子ビームとマルチ２次電子ビームを一旦分離すると、マルチ２次電子ビームを検出器に向ける、スキャン偏向による位置ずれをキャンセルする、焦点調整、及び非点収差補正など、マルチ２次電子ビームに対して追加操作が必要となることが多い。これらの機能は、収差を抑え、且つ、できるだけコンパクトなサイズの機構で達成することが望まれる。かかる問題は、検査装置に限るものではなく、マルチビームを用いて画像を取得する装置において同様に生じ得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第８，３６２，４２５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、本発明の一態様は、マルチ１次電子ビームとマルチ２次電子ビームを一旦分離した後の、マルチ２次電子ビームを検出器に向ける、スキャン偏向による位置ずれをキャンセルする、焦点調整、及び非点収差補正など、マルチ２次電子ビームに対して追加操作を、コンパクトなサイズで達成可能な偏向器およびこれを搭載した装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様のマルチ電子ビーム偏向器は、
第１の電極基板と、
前記第１の電極基板の基板面と直交する方向の第１の同一平面上に平行に順に並ぶ第２〜第４の電極基板と、
前記第１の電極基板と対向するように配置された第５の電極基板と、
前記第２〜第４の電極基板と対向するように配置された、第２の同一平面上に平行に順に並ぶ第６〜第８の電極基板と、
を備え、
前記第１〜第８の電極基板は、マルチ電子ビームが通過する空間を取り囲むように配置されることを特徴とする。
【０００８】
本発明の一態様のマルチビーム画像取得装置は、
基板上にマルチ１次電子ビームを照射する１次光学系と、
前記マルチ１次電子ビームが前記基板に照射されたことに起因して放出される反射電子を含むマルチ２次電子ビームを前記マルチ１次電子ビームから分離するビームセパレーターと、
分離された前記マルチ２次電子ビームを検出する検出器と、
分離された前記マルチ２次電子ビームを前記検出器が検出可能な範囲に偏向するマルチ電子ビーム偏向器と、
を備え、
前記マルチ電子ビーム偏向器は、
第１の電極基板と、
前記第１の電極基板の基板面と直交する方向の第１の同一平面上に平行に順に並ぶ第２〜第４の電極基板と、
前記第１の電極基板と対向するように配置された第５の電極基板と、
前記第２〜第４の電極基板と対向するように配置された、第２の同一平面上に平行に順に並ぶ第６〜第８の電極基板と、
を備え、
前記第１〜第８の電極基板は、マルチ２次電子ビームが通過する空間を取り囲むように配置されることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の一態様によれば、マルチ１次電子ビームとマルチ２次電子ビームを一旦分離した後の、マルチ２次電子ビームを検出器に向ける、スキャン偏向による位置ずれをキャンセルする、焦点調整、及び非点収差補正など、マルチ２次電子ビームに対して追加操作を、コンパクトなサイズのベント型偏向器で同時に達成できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施の形態１におけるパターン検査装置の構成を示す構成図である。
【図２】実施の形態１における成形アパーチャアレイ基板の構成を示す概念図である。
【図３】実施の形態１におけるベント型偏向器の断面構成の一例と配置位置を説明するための断面図である。
【図４】実施の形態１におけるベント型偏向器の構成の一例を示す斜視図である。
【図５】実施の形態１における１段目の偏向器の各電極基板に印加する電位を説明するための図である。
【図６】実施の形態１における２段目の偏向器の各電極基板に印加する電位を説明するための図である。
【図７】実施の形態１における１段目の偏向器の各電極基板に印加する電位の重み係数を示す重み係数リストを示す図である。
【図８】実施の形態１における２段目の偏向器の各電極基板に印加する電位の重み係数を示す重み係数リストを示す図である。
【図９】実施の形態１におけるベント型偏向器によるビーム偏向によるマルチ２次電子ビーム像の一例を示す図である。
【図１０】実施の形態１におけるベント型偏向器によるビーム形状補正によるマルチ２次電子ビーム像の一例を示す図である。
【図１１】実施の形態１におけるベント型偏向器によるビーム形状補正によるマルチ２次電子ビーム像の他の一例を示す図である。
【図１２】実施の形態１におけるベント型偏向器によるビーム形状補正によるマルチ２次電子ビーム像の他の一例を示す図である。
【図１３】実施の形態１における検査方法の要部工程を示すフローチャート図である。
【図１４】実施の形態１における半導体基板に形成される複数のチップ領域の一例を示す図である。
【図１５】実施の形態１におけるマルチビームのスキャン動作を説明するための図である。
【図１６】実施の形態１における比較回路内の構成の一例を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、実施の形態では、マルチ電子ビーム画像取得装置の一例として、マルチ電子ビーム検査装置について説明する。但し、マルチ電子ビーム画像取得装置は、検査装置に限るものではなく、例えば、画像が取得可能なマルチ電子ビームを照射する装置であれば構わない。
【００１２】
実施の形態１．
【００１３】
図１は、実施の形態１におけるパターン検査装置の構成を示す構成図である。図１において、基板に形成されたパターンを検査する検査装置１００は、マルチ電子ビーム検査装置の一例である。検査装置１００は、画像取得機構１５０、及び制御系回路１６０を備えている。画像取得機構１５０は、電子ビームカラム１０２（電子鏡筒ともいう。）（マルチビームカラムの一例）、検査室１０３、検出回路１０６、チップパターンメモリ１２３、ステージ駆動機構１４２、及びレーザ測長システム１２２を備えている。電子ビームカラム１０２内には、電子銃２０１、照明レンズ２０２、成形アパーチャアレイ基板２０３、電磁レンズ２０５、一括ブランキング偏向器２１２、制限アパーチャ基板２０６、電磁レンズ２２０、ビームセパレーター２１４、対物レンズ２０７、主偏向器２０８、副偏向器２０９、ベント型偏向器２１８（マルチ電子ビーム偏向器）、投影レンズ２２４、及びマルチ検出器２２２が配置されている。
【００１４】
検査室１０３内には、少なくともＸＹ平面上を移動可能なＸＹステージ１０５が配置される。ＸＹステージ１０５上には、検査対象となる基板１０１（試料）が配置される。基板１０１には、露光用マスク基板、及びシリコンウェハ等の半導体基板が含まれる。基板１０１が半導体基板である場合、半導体基板には複数のチップパターン（ウェハダイ）が形成されている。基板１０１が露光用マスク基板である場合、露光用マスク基板には、チップパターンが形成されている。チップパターンは、複数の図形パターンによって構成される。かかる露光用マスク基板に形成されたチップパターンが半導体基板上に複数回露光転写されることで、半導体基板には複数のチップパターン（ウェハダイ）が形成されることになる。以下、基板１０１が半導体基板である場合を主として説明する。基板１０１は、例えば、パターン形成面を上側に向けてＸＹステージ１０５に配置される。また、ＸＹステージ１０５上には、検査室１０３の外部に配置されたレーザ測長システム１２２から照射されるレーザ測長用のレーザ光を反射するミラー２１６が配置されている。マルチ検出器２２２は、電子ビームカラム１０２の外部で検出回路１０６に接続される。検出回路１０６は、チップパターンメモリ１２３に接続される。
【００１５】
制御系回路１６０では、検査装置１００全体を制御する制御計算機１１０が、バス１２０を介して、位置回路１０７、比較回路１０８、参照画像作成回路１１２、ステージ制御回路１１４、偏向器制御回路１２１、レンズ制御回路１２４、ブランキング制御回路１２６、偏向制御回路１２８、磁気ディスク装置等の記憶装置１０９、モニタ１１７、メモリ１１８、及びプリンタ１１９に接続されている。また、偏向制御回路１２８は、ＤＡＣ（デジタルアナログ変換）アンプ１４４，１４６に接続される。ＤＡＣアンプ１４４は、主偏向器２０８に接続され、ＤＡＣアンプ１４６は、副偏向器２０９に接続される。また、偏向器制御回路１２１は、ＤＡＣアンプ１４８に接続される。ＤＡＣアンプ１４８は、ベント型偏向器２１８に接続される。
【００１６】
また、チップパターンメモリ１２３は、比較回路１０８に接続されている。また、ＸＹステージ１０５は、ステージ制御回路１１４の制御の下に駆動機構１４２により駆動される。駆動機構１４２では、例えば、ステージ座標系におけるＸ方向、Ｙ方向、θ方向に駆動する３軸（Ｘ−Ｙ−θ）モータの様な駆動系が構成され、ＸＹステージ１０５が移動可能となっている。これらの、図示しないＸモータ、Ｙモータ、θモータは、例えばステップモータを用いることができる。ＸＹステージ１０５は、ＸＹθ各軸のモータによって水平方向及び回転方向に移動可能である。そして、ＸＹステージ１０５の移動位置はレーザ測長システム１２２により測定され、位置回路１０７に供給される。レーザ測長システム１２２は、ミラー２１６からの反射光を受光することによって、レーザ干渉法の原理でＸＹステージ１０５の位置を測長する。ステージ座標系は、例えば、マルチ１次電子ビームの光軸に直交する面に対して、Ｘ方向、Ｙ方向、θ方向が設定される。
【００１７】
一括ブランキング偏向器２１２は、少なくとも２極の電極群により構成され、ブランキング制御回路１２６によって制御される。主偏向器２０８は、少なくとも４極の電極群により構成され、電極毎に配置されるＤＡＣアンプ１４６を介して、偏向制御回路１２８によって制御される。同様に、副偏向器２０９は、少なくとも４極の電極群により構成され、電極毎に配置されるＤＡＣアンプ１４４を介して、偏向制御回路１２８によって制御される。同様に、ベント型偏向器２１８は、各段が少なくとも８極の電極で構成される２段の偏向器から構成され、電極毎にＤＡＣアンプ１４８を介して、偏向器制御回路１２１にて、制御される。
【００１８】
ここで、図１では、実施の形態１を説明する上で必要な構成を記載している。検査装置１００にとって、通常、必要なその他の構成を備えていても構わない。
【００１９】
図２は、実施の形態１における成形アパーチャアレイ基板の構成を示す概念図である。図２において、成形アパーチャアレイ基板２０３には、２次元状の横（ｘ方向）ｍ１列×縦（ｙ方向）ｎ１段（ｍ１，ｎ１は２以上の整数）の穴（開口部）２２がｘ，ｙ方向に所定の配列ピッチで形成されている。図２の例では、５×５の穴（開口部）２２が形成されている場合を示している。穴２２の配列数はこれに限るものではない。各穴２２は、共に同じ外径の円形で形成される。或いは、同じ寸法形状の矩形であっても構わない。これらの複数の穴２２を電子ビーム２００の一部がそれぞれ通過することで、マルチビーム２０が形成されることになる。ここでは、横縦（ｘ，ｙ方向）が共に２列以上の穴２２が配置された例を示したが、これに限るものではない。例えば、横縦（ｘ，ｙ方向）どちらか一方が複数列で他方は１列だけであっても構わない。また、穴２２の配列の仕方は、図２のように、横縦が格子状に配置される場合に限るものではない。例えば、縦方向（ｙ方向）ｋ段目の列と、ｋ＋１段目の列の穴同士が、横方向（ｘ方向）に寸法ａだけずれて配置されてもよい。同様に、縦方向（ｙ方向）ｋ＋１段目の列と、ｋ＋２段目の列の穴同士が、横方向（ｘ方向）に寸法ｂだけずれて配置されてもよい。
【００２０】
次に、検査装置１００における画像取得機構１５０の動作について説明する。
【００２１】
電子銃２０１（放出源）から放出された電子ビーム２００は、照明レンズ２０２によりほぼ垂直に成形アパーチャアレイ基板２０３全体を照明する。成形アパーチャアレイ基板２０３には、図２に示すように、複数の穴２２（開口部）が形成され、電子ビーム２００は、すべての複数の穴２２が含まれる領域を照明する。複数の穴２２の位置に照射された電子ビーム２００の各一部が、かかる成形アパーチャアレイ基板２０３の複数の穴２２をそれぞれ通過することによって、例えば複数の電子ビーム（マルチ１次電子ビーム）２０ａ〜２０ｃ（図１の実線）が形成される。
【００２２】
形成されたマルチ１次電子ビーム２０ａ〜２０ｃは、電磁レンズ２０５によって制限アパーチャ基板２０６に形成された中心の穴に向かって屈折させられる。言い換えれば、電磁レンズ２０５は、マルチ１次電子ビーム２０の入射を受け、マルチ１次電子ビーム２０を屈折させる。ここでは、電磁レンズ２０５が制限アパーチャ基板２０６に形成された中心の穴の位置にマルチ１次電子ビーム２０ａ〜２０ｃの各ビームの焦点位置がくるように屈折させる。ここで、一括ブランキング偏向器２１２によって、マルチ１次電子ビーム２０ａ〜２０ｃ全体が一括して偏向された場合には、制限アパーチャ基板２０６の中心の穴から位置がはずれ、制限アパーチャ基板２０６によって遮蔽される。一方、一括ブランキング偏向器２１２によって偏向されなかったマルチ１次電子ビーム２０ａ〜２０ｃは、図１に示すように制限アパーチャ基板２０６の中心の穴を通過する。かかる一括ブランキング偏向器２１２のＯＮ／ＯＦＦによって、マルチ１次電子ビーム２０全体の一括したブランキング制御が行われ、ビームのＯＮ／ＯＦＦが一括制御される。このように、制限アパーチャ基板２０６は、一括ブランキング偏向器２１２によってビームＯＦＦの状態になるように偏向されたマルチ１次電子ビーム２０ａ〜２０ｃを遮蔽する。そして、ビームＯＮになってからビームＯＦＦになるまでに形成された、制限アパーチャ基板２０６を通過したビーム群により、検査用のマルチ１次電子ビーム２０ａ〜２０ｃが形成される。
【００２３】
制限アパーチャ基板２０６を通過したマルチ１次電子ビーム２０は、電磁レンズ２２０に進む。電磁レンズ２２０は、マルチ１次電子ビーム２０の入射を受け、マルチ１次電子ビーム２０を屈折させる。マルチ１次電子ビーム２０は、電磁レンズ２２０によって、クロスオーバー（Ｃ．Ｏ．）を形成する。マルチビーム２０は、かかるクロスオーバーの位置に配置されたビームセパレーター２１４を通過した後、対物レンズ２０７により基板１０１（試料）面上に焦点が合わされ（合焦され）、所望の縮小率のパターン像（ビーム径）となり、主偏向器２０８及び副偏向器２０９によって、制限アパーチャ基板２０６を通過したマルチ１次電子ビーム２０全体が同方向に一括して偏向され、各ビームの基板１０１上のそれぞれの照射位置に照射される。かかる場合に、主偏向器２０８によって、マルチ１次電子ビーム２０が走査するマスクダイの基準位置にマルチビーム２０全体を一括偏向する。実施の形態１では、例えばＸＹステージ１０５を連続移動させながらスキャンを行う。そのため、主偏向器２０８は、さらにＸＹステージ１０５の移動に追従するように、トラッキング偏向を行う。そして、副偏向器２０９によって、各ビームがそれぞれ対応する領域内を走査するようにマルチ１次電子ビーム２０全体を一括偏向する。一度に照射されるマルチ１次電子ビーム２０は、理想的には成形アパーチャアレイ基板２０３の複数の穴２２の配列ピッチに所望の縮小率（１／ａ）を乗じたピッチで並ぶことになる。このように、電子ビームカラム１０２は、一度に２次元状のｍ１×ｎ１本のマルチビーム２０を基板１０１に照射する。
【００２４】
基板１０１の所望する位置にマルチ１次電子ビーム２０が照射されたことに起因して基板１０１からマルチ１次電子ビーム２０の各ビームに対応する、反射電子を含む２次電子の束（マルチ２次電子ビーム３００）（図１の点線）が放出される。
【００２５】
基板１０１から放出されたマルチ２次電子ビーム３００は、対物レンズ２０７によって、マルチ２次電子ビーム３００の中心側に屈折させられ、クロスオーバー位置に配置されたビームセパレーター２１４に進む。
【００２６】
ここで、ビームセパレーター２１４はマルチビーム２０の中心ビームが進む方向（光軸）に直交する面上において電界と磁界を直交する方向に発生させる。電界は電子の進行方向に関わりなく同じ方向に力を及ぼす。これに対して、磁界はフレミング左手の法則に従って力を及ぼす。そのため電子の侵入方向によって電子に作用する力の向きを変化させることができる。ビームセパレーター２１４に上側から侵入してくるマルチビーム２０（マルチ１次電子ビーム）には、電界による力と磁界による力が打ち消し合い、マルチビーム２０は下方に直進する。これに対して、ビームセパレーター２１４に下側から侵入してくるマルチ２次電子ビーム３００には、電界による力と磁界による力がどちらも同じ方向に働き、マルチ２次電子ビーム３００は斜め上方に曲げられる。
【００２７】
斜め上方に曲げられたマルチ２次電子ビーム３００は、ベント型偏向器２１８によって、さらに曲げられ、投影レンズ２２４に進む。そして、ベント型偏向器２１８によって偏向されたマルチ２次電子ビーム３００は、投影レンズ２２４によって、屈折させられながらマルチ検出器２２２に投影される。マルチ検出器２２２は、投影されたマルチ２次電子ビーム３００を検出する。マルチ検出器２２２は、例えば図示しないダイオード型の２次元センサを有する。そして、マルチビーム２０の各ビームに対応するダイオード型の２次元センサ位置において、マルチ２次電子ビーム３００の各２次電子がダイオード型の２次元センサに衝突して、電子を発生し、２次電子画像データを画素毎に生成する。また、ＸＹステージ１０５を連続移動させながらスキャンを行うため、上述したようにトラッキング偏向が行われる。ベント型偏向器２１８は、かかるトラッキング偏向及びスキャン動作に伴うマルチ１次電子ビーム２０の偏向位置の移動によるマルチ検出器２２２の電子受面でのマルチ２次電子ビーム３００の受け位置のずれをキャンセルして、マルチ２次電子ビーム３００をマルチ検出器２２２の電子受面における所望の位置に照射させるように偏向する。そして、マルチ２次電子ビーム３００は、マルチ検出器２２２にて検出される。マルチ検出器２２２にて検出された強度信号によって、基板１０１上の画像が形成される。
【００２８】
図３は、実施の形態１におけるベント型偏向器の断面構成の一例と配置位置を説明するための断面図である。
図４は、実施の形態１におけるベント型偏向器の構成の一例を示す斜視図である。図３及び図４において、ベント型偏向器２１８は、２段の偏向器２３０，２３２を有している。１段目の偏向器２３０（第１の偏向器）は、シールドに必要であればオプション的に磁性体の材料で形成されたハウジング２３１（筐体）内に、８極の電極基板２４１，２４２，２４３，２４４，２４５，２４６，２４７，２４８が配置される。２段目の偏向器２３２（第２の偏向器）は、シールドに必要であればオプション的に磁性体の材料で形成されたハウジング２３３（筐体）内に、８極の電極基板２５１，２５２，２５３，２５４，２５５，２５６，２５７，２５８が配置される。１段目の偏向器２３０と２段目の偏向器２３２は、角度を変えて接続される。特に、１段目の偏向器２３０と２段目の偏向器２３２は、ビームの軌道を曲げる方向に対して、角度を変えて接続される。図３の例では、マルチ２次電子ビーム３００、具体的にはマルチ２次電子ビーム３００の軌道中心が、マルチ１次電子ビーム２０の軌道中心（光軸）の基板１０１への入射角（０°）に対して、角度θ１で１段目の偏向器２３０に入射し、１段目の偏向器２３０の出口で角度を変えて２段目の偏向器２３２に入射する。そして、角度θ２で２段目の偏向器２３２から出射する。マルチ２次電子ビーム３００は、角度θ１として、例えば、１５°でベント型偏向器２１８に入射し、角度θ２として、例えば、７０°でベント型偏向器２１８から出射する。よって、１段目の偏向器２３０と２段目の偏向器２３２は、角度（θ２−θ１）、例えば、５５°角度を変えて接続される。但し、角度θ１、θ２の値は、これに限るものではない。その他の角度であっても構わない。また、１段目の偏向器２３０と２段目の偏向器２３２との間には、中間電極２３４が配置される。中間電極２３４は、シールドに必要であればオプション的に磁性体の材料で形成されたハウジング２３７（筐体）内に、マルチ２次電子ビーム３００が通過可能な開口部が形成された、アパーチャ電極基板２３５が配置される。ハウジング２３１、２３５，２３７は一体構造で作られていても良い。
【００２９】
１段目の偏向器２３０の各電極基板２４１，２４２，２４３，２４４，２４５，２４６，２４７，２４８は、平板の導電性材料によって形成される。各電極基板２４１，２４２，２４３，２４４，２４５，２４６，２４７，２４８は、酸化しにくい非磁性材料を用いると好適である。電極基板２４１（第１の電極基板）の基板面と直交する方向には、同一平面（第１の同一平面）上に平行に順に並ぶ電極基板２４２（第２の電極基板）、電極基板２４３（第３の電極基板）、及び電極基板２４４（第４の電極基板）が配置される。また、電極基板２４１（第１の電極基板）と対向するように電極基板２４５（第５の電極基板）が配置される。また、電極基板２４２、電極基板２４３、及び電極基板２４４と対向するように、同一平面（第２の同一平面）上に平行に順に並ぶ電極基板２４６（第６の電極基板）、電極基板２４７（第７の電極基板）、及び電極基板２４８（第８の電極基板）が配置される。そして、８極の電極基板２４１，２４２，２４３，２４４，２４５，２４６，２４７，２４８は、かかる順で、マルチ２次電子ビーム３００が通過するための空間を取り囲むように配置される。電極基板２４２、電極基板２４３、及び電極基板２４４による同一平面が、マルチ２次電子ビーム３００が通過するための空間の上面を構成する。電極基板２４６、電極基板２４７、及び電極基板２４８による同一平面が、マルチ２次電子ビーム３００が通過するための空間の下面を構成する。電極基板２４１が、マルチ２次電子ビーム３００が通過するための空間の一方向の側面、電極基板２４５が、マルチ２次電子ビーム３００が通過するための空間の他の方向の側面を構成する。このように、１段目の偏向器２３０の断面は、長方形に形成される。なお、１段目の偏向器２３０の断面は、長方形に限らず、正８角形、或いは８等分にされた円形であっても構わないが、長方形にすることで製造し易くできる。
【００３０】
また、１段目の偏向器２３０の同一平面上に平行に順に並ぶ電極基板２４２、電極基板２４３、及び電極基板２４４については、中央の電極基板２４３が、両側の電極基板２４２及び電極基板２４４よりも幅が広く形成されると好適である。中央の電極基板２４３の幅サイズが、両側の電極基板２４２及び電極基板２４４の幅サイズの、例えば、２倍で形成される事が望まれる。ただし、２倍に限定される物では無い。最適化の為に、幅を調整すると好適である。同様に、同一平面上に平行に順に並ぶ電極基板２４６、電極基板２４７、及び電極基板２４８については、中央の電極基板２４７が、両側の電極基板２４６及び電極基板２４８よりも幅が広く形成されると好適である。中央の電極基板２４７の幅サイズが、両側の電極基板２４６及び電極基板２４８の幅サイズの、例えば、２倍で形成される事が望まれる。ただし、２倍に限定される物では無い。最適化の為に、幅を調整すると好適である。
【００３１】
また、１段目の偏向器２３０の対向する電極基板２４２及び電極基板２４８の幅サイズは同じ幅で形成されると好適である。同様に、対向する電極基板２４３及び電極基板２４７の幅サイズは同じ幅で形成されると好適である。同様に、対向する電極基板２４４及び電極基板２４６の幅サイズは同じ幅で形成されると好適である。同様に、対向する電極基板２４１及び電極基板２４５の幅サイズは同じ幅で形成されると好適である。
【００３２】
２段目の偏向器２３２の各電極基板２５１，２５２，２５３，２５４，２５５，２５６，２５７，２５８は、平板の導電性材料によって形成される。各電極基板２５１，２５２，２５３，２５４，２５５，２５６，２５７，２５８は、酸化しにくい非磁性材料を用いると好適である。電極基板２５１（第１の電極基板）の基板面と直交する方向には、同一平面（第１の同一平面）上に平行に順に並ぶ電極基板２５２（第２の電極基板）、電極基板２５３（第３の電極基板）、及び電極基板２５４（第４の電極基板）が配置される。また、電極基板２５１（第１の電極基板）と対向するように電極基板２５５（第５の電極基板）が配置される。また、電極基板２５２、電極基板２５３、及び電極基板２５４と対向するように、同一平面（第２の同一平面）上に平行に順に並ぶ電極基板２５６（第６の電極基板）、電極基板２５７（第７の電極基板）、及び電極基板２５８（第８の電極基板）が配置される。そして、８極の電極基板２５１，２５２，２５３，２５４，２５５，２５６，２５７，２５８は、かかる順で、マルチ２次電子ビーム３００が通過するための空間を取り囲むように配置される。電極基板２５２、電極基板２５３、及び電極基板２５４による同一平面が、マルチ２次電子ビーム３００が通過するための空間の上面を構成する。電極基板２５６、電極基板２５７、及び電極基板２５８による同一平面が、マルチ２次電子ビーム３００が通過するための空間の下面を構成する。電極基板２５１が、マルチ２次電子ビーム３００が通過するための空間の一方向の側面、電極基板２５５が、マルチ２次電子ビーム３００が通過するための空間の他の方向の側面を構成する。このように、２段目の偏向器２３２の断面は、長方形に形成される。なお、２段目の偏向器２３２の断面は、長方形に限らず、正８角形、或いは８等分にされた円筒形であっても構わないが、長方形にすることで製造し易くできる。
【００３３】
また、２段目の偏向器２３２の同一平面上に平行に順に並ぶ電極基板２５２、電極基板２５３、及び電極基板２５４については、中央の電極基板２５３が、両側の電極基板２５２及び電極基板２５４よりも幅が広く形成されると好適である。中央の電極基板２５３の幅サイズが、両側の電極基板２５２及び電極基板２５４の幅サイズの、例えば、２倍で形成される事が望まれる。ただし、２倍に限定される物では無い。最適化の為に、幅を調整すると好適である。同様に、同一平面上に平行に順に並ぶ電極基板２５６、電極基板２５７、及び電極基板２５８については、中央の電極基板２５７が、両側の電極基板２５６及び電極基板２５８よりも幅が広く形成されると好適である。中央の電極基板２５７の幅サイズが、両側の電極基板２５６及び電極基板２５８の幅サイズの、例えば、２倍で形成される事が望まれる。ただし、２倍に限定される物では無い。最適化の為に、幅を調整すると好適である。
【００３４】
また、２段目の偏向器２３２の対向する電極基板２５２及び電極基板２５８の幅サイズは同じ幅で形成されると好適である。同様に、対向する電極基板２５３及び電極基板２５７の幅サイズは同じ幅で形成されると好適である。同様に、対向する電極基板２５４及び電極基板２５６の幅サイズは同じ幅で形成されると好適である。同様に、対向する電極基板２５１及び電極基板２５５の幅サイズは同じ幅で形成されると好適である。
【００３５】
１段目の偏向器２３０の各電極基板２４１，２４２，２４３，２４４，２４５，２４６，２４７，２４８がオプション的に磁性体で作られたハウジング２３１内に配置されることで、もしも必要なら電磁レンズからの磁場の影響を遮断することができる。同様に、２段目の偏向器２３２の各電極基板２５１，２５２，２５３，２５４，２５５，２５６，２５７，２５８がオプション的に磁性体で作られたハウジング２３３内に配置されることで、もしも必要なら電磁レンズからの磁場の影響を遮断することができる。ベンディング偏向器の磁気シールドに関する一般的な注意事項として、シールドの必要性を回避するために、磁性部品から離して配置することを勧めるが、それが不可能な場合は、曲げ光学系をシールドするために、ハウジングと開口部を磁性材料で作ることができる。同様に、中間電極２３４のアパーチャ電極基板２３５が磁性体のハウジング２３７（筐体）内に配置されることで、電磁レンズからの磁場の影響を遮断することができる。例えば、対物レンズ２０７及び／或いはビームセパレーター２１４により生じる磁場を遮蔽できる。これにより偏向器２３０、偏向器２３２、及び中間電極２３４の各電極基板を周囲の磁界から保護できる。言い換えれば、ハウジング２３１、ハウジング２３３、及びハウジング２３７は、磁気シールドとして機能する。ハウジング２３１、ハウジング２３３、及びハウジング２３７は、ローカーボンスティール等の磁性材料を用いると好適である。
【００３６】
１段目の偏向器２３０の入射口からは、基板１０１に向かって、ビームシールド２１９が延びるように配置される。言い換えれば、電極基板２４１〜２４８によって囲まれる空間へのマルチ２次電子ビーム３００の侵入口から外部に延びるビームシールド２１９（電場シールド壁）が配置される。ビームシールド２１９は、マルチ１次電子ビーム２０の軌道側に配置される。ビームシールド２１９は、例えば、金属を用いた平板で構成される。但し、これに限るものではない。例えば、板材を曲げて構成しても良い。ビームシールド２１９は、ベント型偏向器２１８によって生じる電場がマルチ１次電子ビーム２０側に漏れることを低減或いは遮断する。これにより、マルチ１次電子ビーム２０を保護することができる。なお、マルチ１次電子ビーム２０とベント型偏向器２１８とが十分に離れて配置される場合には、ビームシールド２１９を省略しても構わない。
【００３７】
図５は、実施の形態１における１段目の偏向器の各電極基板に印加する電位を説明するための図である。図５において、１段目の偏向器２３０の電極基板２４１には電位Ｖ１１が印加される。電極基板２４２には電位Ｖ１２が印加される。電極基板２４３には電位Ｖ１３が印加される。電極基板２４４には電位Ｖ１４が印加される。電極基板２４５には電位Ｖ１５が印加される。電極基板２４６には電位Ｖ１６が印加される。電極基板２４７には電位Ｖ１７が印加される。電極基板２４８には電位Ｖ１８が印加される。ここで、１段目の偏向器２３０内を通過するマルチ２次電子ビーム３００の設計上の軌道中心をｚ１方向とした場合、電極基板２４２、電極基板２４３、及び電極基板２４４側が、偏向制御上の＋ｙ１方向となる。また、電極基板２４６、電極基板２４７、及び電極基板２４８側が偏向制御上の−ｙ１方向となる。また、電極基板２４１側が、偏向制御上の＋ｘ１方向となる。また、電極基板２４５側が、偏向制御上の−ｘ１方向となる。
【００３８】
図６は、実施の形態１における２段目の偏向器の各電極基板に印加する電位を説明するための図である。図６において、２段目の偏向器２３２の電極基板２５１には電位Ｖ２１が印加される。電極基板２５２には電位Ｖ２２が印加される。電極基板２５３には電位Ｖ２３が印加される。電極基板２５４には電位Ｖ２４が印加される。電極基板２５５には電位Ｖ２５が印加される。電極基板２５６には電位Ｖ２６が印加される。電極基板２５７には電位Ｖ２７が印加される。電極基板２５８には電位Ｖ２８が印加される。ここで、２段目の偏向器２３２内を通過するマルチ２次電子ビーム３００の設計上の軌道中心をｚ２方向とした場合、電極基板２５２、電極基板２５３、及び電極基板２５４側が、偏向制御上の＋ｙ２方向となる。また、電極基板２５６、電極基板２５７、及び電極基板２５８側が偏向制御上の−ｙ２方向となる。また、電極基板２５１側が、偏向制御上の＋ｘ２方向となる。また、電極基板２５５側が、偏向制御上の−ｘ２方向となる。
【００３９】
実施の形態１では、ベント型偏向器２１８及びマルチ検出器２２２等の製造上の機械的公差により生じる両者間の相対的な位置ずれを補正するアライメント偏向と、トラッキング偏向及びスキャン動作に伴うマルチ１次電子ビーム２０の偏向位置の移動に伴うマルチ検出器２２２の電子受面でのマルチ２次電子ビーム３００の電子受け位置のずれをキャンセルするスキャンキャンセル偏向と、非点補正と、焦点補正とを、１台のコンパクトなベント型偏向器２１８を使って実施する。ベント型偏向器２１８及びマルチ検出器２２２等の製造上の機械的公差により生じる両者間の相対的な位置ずれを補正するアライメント偏向と、トラッキング偏向及びスキャン動作に伴うマルチ１次電子ビーム２０の偏向位置の移動に伴うマルチ検出器２２２の受光面でのマルチ２次電子ビーム３００の受光位置のずれをキャンセルするスキャンキャンセル偏向と、非点補正と、については、１段目の偏向器２３０単独でも実施可能である。同様に、２段目の偏向器２３２単独でも実施可能である。１段目の偏向器２３０と２段目の偏向器２３２とによる２段の偏向により実施することで、単独で行う場合よりも１段あたりの偏向量を小さくできる。その結果、偏向に伴うマルチ２次電子ビーム３００に生じる新たな収差等も抑制できる。
【００４０】
なお、焦点補正については、１段目の偏向器２３０と２段目の偏向器２３２とに所定の基準バイアス電位ｆ１，ｆ２（＝ｆ１）を印加した状態で、中間電極２３４のアパーチャ電極基板２３５の電位Ｖ３を可変に制御することで、静電レンズと同様のレンズ作用により実施可能である。かかるアライメント偏向と、スキャンキャンセル偏向と、非点補正と、焦点補正と、を行うための各電極基板に印加する電位について、以下に説明する。
【００４１】
図７は、実施の形態１における１段目の偏向器の各電極基板に印加する電位の重み係数を示す重み係数リストを示す図である。図７において、縦軸に、上側から順に、ｘ１方向へのアライメント偏向、ｙ１方向へのアライメント偏向、ｘ１方向へのスキャンキャンセル偏向、ｙ１方向へのスキャンキャンセル偏向、検出器受光面の非点補正、及び検出器受光面での焦点補正の各項目を示す。横軸に、電極基板の番号を示す。縦軸の項目と横軸の番号により特定される位置に、当該項目における当該番号の電極基板に印加する電位の重み係数を示す。
【００４２】
図７において、マルチ２次電子ビーム３００を電極基板２４１（第１の電極基板）側（＋ｘ１方向）にアライメント偏向する場合、電極基板２４１から電極基板２４８に対して、順に、１，１／√２，０，−１／√２，−１，−１／√２，０，１／√２の重み係数によって得られる偏向電位が印加される。１段目の偏向器２３０の入射位置から、例えば、＋ｘ１方向に偏向量Ｌ１だけ偏向して１段目の偏向器２３０から出射する場合、偏向量Ｌ１に相当する基準電位Ａ１ｘを使って、Ｖ１１＝Ａ１ｘ、Ｖ１２＝Ａ１ｘ／√２、Ｖ１３＝０、Ｖ１４＝−Ａ１ｘ／√２、Ｖ１５＝−Ａ１ｘ、Ｖ１６＝−Ａ１ｘ／√２、Ｖ１７＝０、及びＶ１８＝Ａ１ｘ／√２が印加される。
【００４３】
図７において、マルチ２次電子ビーム３００を電極基板２４３（第３の電極基板）側（＋ｙ１方向）にアライメント偏向する場合、電極基板２４１から電極基板２４８に対して、順に、０，１／√２，１，１／√２，０，−１／√２，−１，−１／√２の重み係数によって得られる偏向電位が印加される。１段目の偏向器２３０の入射位置から、例えば、＋ｙ１方向に偏向量Ｌ１’だけ偏向して１段目の偏向器２３０から出射する場合、偏向量Ｌ１’に相当する基準電位Ａ１ｙを使って、Ｖ１１＝０、Ｖ１２＝Ａ１ｙ／√２、Ｖ１３＝Ａ１ｙ、Ｖ１４＝Ａ１ｙ／√２、Ｖ１５＝０、Ｖ１６＝−Ａ１ｙ／√２、Ｖ１７＝−Ａ１ｙ、及びＶ１８＝−Ａ１ｙ／√２が印加される。
【００４４】
図７において、マルチ２次電子ビーム３００を電極基板２４１（第１の電極基板）側（＋ｘ１方向）にスキャンキャンセル偏向する場合、電極基板２４１から電極基板２４８に対して、順に、１，１／√２，０，−１／√２，−１，−１／√２，０，１／√２の重み係数によって得られる偏向電位が印加される。１段目の偏向器２３０の入射位置から、例えば、＋ｘ１方向に偏向量Ｌ２だけ偏向して１段目の偏向器２３０から出射する場合、偏向量Ｌ２に相当する基準電位Ｄ１ｘを使って、Ｖ１１＝Ｄ１ｘ、Ｖ１２＝Ｄ１ｘ／√２、Ｖ１３＝０、Ｖ１４＝−Ｄ１ｘ／√２、Ｖ１５＝−Ｄ１ｘ、Ｖ１６＝−Ｄ１ｘ／√２、Ｖ１７＝０、及びＶ１８＝Ｄ１ｘ／√２が印加される。
【００４５】
図７において、マルチ２次電子ビーム３００を電極基板２４３（第３の電極基板）側（＋ｙ１方向）にスキャンキャンセル偏向する場合、電極基板２４１から電極基板２４８に対して、順に、０，１／√２，１，１／√２，０，−１／√２，−１，−１／√２の重み係数によって得られる偏向電位が印加される。１段目の偏向器２３０の入射位置から、例えば、＋ｙ１方向に偏向量Ｌ２’だけ偏向して１段目の偏向器２３０から出射する場合、偏向量Ｌ２’に相当する基準電位Ｄ１ｙを使って、Ｖ１１＝０、Ｖ１２＝Ｄ１ｙ／√２、Ｖ１３＝Ｄ１ｙ、Ｖ１４＝Ｄ１ｙ／√２、Ｖ１５＝０、Ｖ１６＝−Ｄ１ｙ／√２、Ｖ１７＝−Ｄ１ｙ、及びＶ１８＝−Ｄ１ｙ／√２が印加される。
【００４６】
図７において、マルチ２次電子ビーム３００のビーム形状を変更する場合（非点補正する場合）に、補正量Ｓ１と補正角度θ１とを用いて、電極基板２４１から電極基板２４８に対して、順に、Ｓ１・ｃｏｓ（２・θ１），Ｓ１・ｓｉｎ（２・θ１），−Ｓ１・ｃｏｓ（２・θ１），−Ｓ１・ｓｉｎ（２・θ１），Ｓ１・ｃｏｓ（２・θ１），Ｓ１・ｓｉｎ（２・θ１），−Ｓ１・ｃｏｓ（２・θ１），−Ｓ１・ｓｉｎ（２・θ１）によって得られる偏向電位が印加される。言い換えれば、Ｖ１１＝Ｓ１・ｃｏｓ（２・θ１）、Ｖ１２＝Ｓ１・ｓｉｎ（２・θ１）、Ｖ１３＝−Ｓ１・ｓｉｎ（２・θ１）、Ｖ１４＝−Ｓ１・ｓｉｎ（２・θ１）、Ｖ１５＝Ｓ１・ｃｏｓ（２・θ１）、Ｖ１６＝Ｓ１・ｓｉｎ（２・θ１）、Ｖ１７＝−Ｓ１・ｃｏｓ（２・θ１）、及びＶ１８＝−Ｓ１・ｓｉｎ（２・θ１）が印加される。
【００４７】
図７において、マルチ２次電子ビーム３００の焦点位置を変更する場合に、電極基板２４１から電極基板２４８に対して、順に、１，１，１，１，１，１，１，１の重み係数によって得られる電位が印加される。言い換えれば、基準バイアス電位ｆ１を用いて、Ｖ１１＝ｆ１、Ｖ１２＝ｆ１、Ｖ１３＝ｆ１、Ｖ１４＝ｆ１、Ｖ１５＝ｆ１、Ｖ１６＝ｆ１、Ｖ１７＝ｆ１、及びＶ１８＝ｆ１が印加される。上記電圧は、一例であって、最適化の為に電圧を調整すると好適である。また、装置の製作上の機械的な誤差を補正するための補正値を加え、調整を行うと好適である。
【００４８】
よって、電極基板２４１から電極基板２４８の各電極基板には、電極基板２４１側（＋ｘ１方向）に位置合わせ用に偏向する場合の偏向電位と、電極基板２４３側（＋ｙ１方向）に位置合わせ用に偏向する場合の偏向電位と、電極基板２４１側（＋ｘ１方向）にスキャン動作に伴う位置ずれを解消するように偏向する場合の偏向電位と、マルチ２次電子ビーム３００を電極基板２４３側（＋ｙ１方向）にスキャン動作に伴う位置ずれを解消するように偏向する場合の偏向電位と、非点補正用にビーム形状を変更する場合の偏向電位と、マルチ２次電子ビーム３００の焦点位置を変更する場合の電位と、が加算された電位が印加される。例えば、電極基板２４２には、Ｖ１２＝（Ａ１ｘ＋Ａ１ｙ＋Ｄ１ｘ＋Ｄ１ｙ）／√２＋Ｓ１・ｓｉｎ（２θ１）＋ｆ１が印加される。
【００４９】
図８は、実施の形態１における２段目の偏向器の各電極基板に印加する電位の重み係数を示す重み係数リストを示す図である。図８において、縦軸に、上側から順に、ｘ２方向へのアライメント偏向、ｙ２方向へのアライメント偏向、ｘ２方向へのスキャンキャンセル偏向、ｙ２方向へのスキャンキャンセル偏向、ｘ２，ｙ２方向への非点補正、及び検出器受光面での焦点補正の各項目を示す。横軸に、電極基板の番号を示す。縦軸の項目と横軸の番号により特定される位置に、当該項目における当該番号の電極基板に印加する電位の重み係数を示す。
【００５０】
図８において、マルチ２次電子ビーム３００を電極基板２５１（第１の電極基板）側（＋ｘ２方向）にアライメント偏向する場合、電極基板２５１から電極基板２５８に対して、順に、１，１／√２，０，−１／√２，−１，−１／√２，０，１／√２の重み係数によって得られる偏向電位が印加される。２段目の偏向器２３２の入射位置から、例えば、＋ｘ２方向に偏向量Ｌ１だけ偏向して２段目の偏向器２３２から出射する場合、偏向量Ｌ１に相当する基準電位Ａ２ｘを使って、Ｖ２１＝Ａ２ｘ、Ｖ２２＝Ａ２ｘ／√２、Ｖ２３＝０、Ｖ２４＝−Ａ２ｘ／√２、Ｖ２５＝−Ａ２ｘ、Ｖ２６＝−Ａ２ｘ／√２、Ｖ２７＝０、及びＶ２８＝Ａ２ｘ／√２が印加される。
【００５１】
図８において、マルチ２次電子ビーム３００を電極基板２５３（第３の電極基板）側（＋ｙ２方向）にアライメント偏向する場合、電極基板２５１から電極基板２５８に対して、順に、０，１／√２，１，１／√２，０，−１／√２，−１，−１／√２の重み係数によって得られる偏向電位が印加される。２段目の偏向器２３２の入射位置から、例えば、＋ｙ２方向に偏向量Ｌ１’だけ偏向して２段目の偏向器２３２から出射する場合、偏向量Ｌ１’に相当する基準電位Ａ２ｙを使って、Ｖ２１＝０、Ｖ２２＝Ａ２ｙ／√２、Ｖ２３＝Ａ２ｙ、Ｖ２４＝Ａ２ｙ／√２、Ｖ２５＝０、Ｖ２６＝−Ａ２ｙ／√２、Ｖ２７＝−Ａ２ｙ、及びＶ２８＝−Ａ２ｙ／√２が印加される。
【００５２】
図８において、マルチ２次電子ビーム３００を電極基板２５１（第１の電極基板）側（＋ｘ２方向）にスキャンキャンセル偏向する場合、電極基板２５１から電極基板２５８に対して、順に、１，１／√２，０，−１／√２，−１，−１／√２，０，１／√２の重み係数によって得られる偏向電位が印加される。２段目の偏向器２３２の入射位置から、例えば、＋ｘ２方向に偏向量Ｌ２だけ偏向して２段目の偏向器２３２から出射する場合、偏向量Ｌ２に相当する基準電位Ａ２ｘを使って、Ｖ２１＝Ｄ２ｘ、Ｖ２２＝Ｄ２ｘ／√２、Ｖ２３＝０、Ｖ２４＝−Ｄ２ｘ／√２、Ｖ２５＝−Ｄ２ｘ、Ｖ２６＝−Ｄ２ｘ／√２、Ｖ２７＝０、及びＶ２８＝Ｄ２ｘ／√２が印加される。
【００５３】
図８において、マルチ２次電子ビーム３００を電極基板２５３（第３の電極基板）側（＋ｙ２方向）にスキャンキャンセル偏向する場合、電極基板２５１から電極基板２５８に対して、順に、０，１／√２，１，１／√２，０，−１／√２，−１，−１／√２の重み係数によって得られる偏向電位が印加される。２段目の偏向器２３２の入射位置から、例えば、＋ｙ２方向に偏向量Ｌ２’だけ偏向して２段目の偏向器２３２から出射する場合、偏向量Ｌ２’に相当する基準電位Ｄ２ｙを使って、Ｖ２１＝０、Ｖ２２＝Ｄ２ｙ／√２、Ｖ２３＝Ｄ２ｙ、Ｖ２４＝Ｄ２ｙ／√２、Ｖ２５＝０、Ｖ２６＝−Ｄ２ｙ／√２、Ｖ２７＝−Ｄ２ｙ、及びＶ２８＝−Ｄ２ｙ／√２が印加される。
【００５４】
図８において、マルチ２次電子ビーム３００のビーム形状を変更する場合（非点補正する場合）に、補正量Ｓ２と補正角度θ２とを用いて、電極基板２５１から電極基板２５８に対して、順に、Ｓ２・ｃｏｓ（２・θ２），Ｓ２・ｓｉｎ（２・θ２），−Ｓ２・ｃｏｓ（２・θ２），−Ｓ２・ｓｉｎ（２・θ２），Ｓ２・ｃｏｓ（２・θ２），Ｓ２・ｓｉｎ（２・θ２），−Ｓ２・ｃｏｓ（２・θ２），−Ｓ２・ｓｉｎ（２・θ２）によって得られる偏向電位が印加される。言い換えれば、Ｖ２１＝Ｓ２・ｃｏｓ（２・θ２）、Ｖ２２＝Ｓ２・ｓｉｎ（２・θ２）、Ｖ２３＝−Ｓ２・ｓｉｎ（２・θ２）、Ｖ２４＝−Ｓ２・ｓｉｎ（２・θ２）、Ｖ２５＝Ｓ２・ｃｏｓ（２・θ２）、Ｖ２６＝Ｓ２・ｓｉｎ（２・θ２）、Ｖ２７＝−Ｓ２・ｃｏｓ（２・θ２）、及びＶ２８＝−Ｓ２・ｓｉｎ（２・θ２）が印加される。
【００５５】
図８において、マルチ２次電子ビーム３００の焦点位置を変更する場合に、電極基板２５１から電極基板２５８に対して、順に、１，１，１，１，１，１，１，１の重み係数によって得られる電位が印加される。言い換えれば、基準バイアス電位ｆ２を用いて、Ｖ２１＝ｆ２、Ｖ２２＝ｆ２、Ｖ２３＝ｆ２、Ｖ２４＝ｆ２、Ｖ２５＝ｆ２、Ｖ２６＝ｆ２、Ｖ２７＝ｆ２、及びＶ２８＝ｆ２が印加される。上記電圧は、一例であって、最適化の為に電圧を調整すると好適である。また、装置の製作上の機械的な誤差を補正するための補正値を加え、調整を行うと好適である。
【００５６】
よって、電極基板２５１から電極基板２５８の各電極基板には、電極基板２５１側（＋ｘ２方向）に位置合わせ用に偏向する場合の偏向電位と、電極基板２５３側（＋ｙ２方向）に位置合わせ用に偏向する場合の偏向電位と、電極基板２５１側（＋ｘ２方向）にスキャン動作に伴う位置ずれを解消するように偏向する場合の偏向電位と、マルチ２次電子ビーム３００を電極基板２５３側（＋ｙ２方向）にスキャン動作に伴う位置ずれを解消するように偏向する場合の偏向電位と、非点補正用にビーム形状を変更する場合の偏向電位と、マルチ２次電子ビーム３００の焦点位置を変更する場合の電位と、が加算された電位が印加される。例えば、電極基板２４２には、Ｖ２２＝（Ａ２ｘ＋Ａ２ｙ＋Ｄ２ｘ＋Ｄ２ｙ）／√２＋Ｓ２・ｓｉｎ（２・θ２）＋ｆ２が印加される。上記電圧は、一例であって、最適化の為に電圧を調整すると好適である。また、装置の製作上の機械的な誤差を補正するための補正値を加え、調整を行うと好適である。
なお、一段目の偏向器２３０と２段目の偏向器間に、ビームの回転がある場合は、回転をθとすると、下記の式（１）で、Ａ２Ｘ，Ａ２Ｙ，Ｄ２Ｘ，Ｄ２Ｙを補正する。
【００５７】
【数１】
2019212614.tif 000003
【００５８】
図９は、実施の形態１におけるベント型偏向器によるビーム偏向によるマルチ２次電子ビーム像の一例を示す図である。図９（ａ）から図９（ｅ）では、ベント型偏向器２１８によって、マルチ２次電子ビーム３００の軌道中心を−ｙ側から＋ｙ側に順に移動させた場合におけるマルチ検出器２２２での検出画像を示す。図９（ａ）から図９（ｅ）に示すように、ベント型偏向器２１８によって、マルチ２次電子ビーム３００の軌道をｙ方向に調整できることがわかる。言い換えれば、アライメント偏向及びスキャンキャンセル偏向が可能であることがわかる。なお、ここでは、ｙ方向のシフトを示しているが、ｘ方向のシフトについても同様に可能である。
【００５９】
図１０は、実施の形態１におけるベント型偏向器によるビーム形状補正によるマルチ２次電子ビーム像の一例を示す図である。図１０（ａ）から図１０（ｄ）では、ベント型偏向器２１８によって、フォーカス位置を変化させた例である。
【００６０】
図１１は、実施の形態１におけるベント型偏向器によるビーム形状補正によるマルチ２次電子ビーム像の他の一例を示す図である。
図１２は、実施の形態１におけるベント型偏向器によるビーム形状補正によるマルチ２次電子ビーム像の他の一例を示す図である。図１１（ａ）から図１１（ｊ）、及び図１２（ａ）から図１２（ｆ）では、ベント型偏向器２１８によって、マルチ２次電子ビーム３００の像をさらに条件を変えて変形させた場合におけるマルチ検出器２２２での検出画像の他の一例を示す。図１１（ａ）から図１１（ｊ）、及び図１２（ａ）から図１２（ｆ）に示すように、ベント型偏向器２１８によって、マルチ２次電子ビーム３００の形状をさらにｘ方向に短くｙ方向に長い扁平した形状まで変形できることがわかる。
【００６１】
以上のように、実施の形態１におけるベント型偏向器２１８では、従来の偏向器に比べてサイズを小さくすることができる。さらに、マルチ２次電子ビーム３００に対するアライメント偏向と、スキャンキャンセル偏向と、非点補正と、焦点補正と、をベント型偏向器２１８で同時に達成できるので、マルチ２次電子ビーム３００をマルチ検出器２２２に誘導するために必要な光学機器の構成の数を従来よりも少なくできる。
【００６２】
以上の構成により、アライメント偏向と、スキャンキャンセル偏向と、非点補正と、焦点補正と、をベント型偏向器２１８で同時に行うマルチ２次電子ビーム３００を用いて、被検査基板のパターン検査を行う。
【００６３】
図１３は、実施の形態１における検査方法の要部工程を示すフローチャート図である。図１３において、実施の形態１における検査方法は、被検査画像取得工程（Ｓ２０２）と、参照画像作成工程（Ｓ２０４）と、位置合わせ工程（Ｓ２０６）と、比較工程（Ｓ２０８）と、いう一連の工程を実施する。
【００６４】
被検査画像取得工程（Ｓ２０２）として、画像取得機構１５０は、マルチ１次電子ビーム２０を用いて基板１０１上に形成されパターンの２次電子画像を取得する。具体的には、以下のように動作する。
【００６５】
上述したように、制限アパーチャ基板２０６を通過したマルチ１次電子ビーム２０は、ビームセパレーター２１４を通過し、対物レンズ２０７により基板１０１（試料）面上に焦点が合わされ（合焦され）、主偏向器２０８及び副偏向器２０９によって、各ビームの基板１０１上のそれぞれの照射位置に照射される。
【００６６】
基板１０１の所望する位置にマルチ１次電子ビーム２０が照射されたことに起因して基板１０１からマルチ１次電子ビーム２０に対応する、反射電子を含むマルチ２次電子ビーム３００が放出される。基板１０１から放出されたマルチ２次電子ビーム３００は、対物レンズ２０７を通過し、ビームセパレーター２１４に進み、斜め上方に曲げられる。斜め上方に曲げられたマルチ２次電子ビーム３００は、ベント型偏向器２１８でアライメント偏向と、スキャンキャンセル偏向と、非点補正と、焦点補正と、が一緒に行われ、投影レンズ２２４によって、屈折させられながらマルチ検出器２２２に投影される。このように、マルチ検出器２２２は、マルチ１次電子ビーム２０が基板１０１面に照射されたことに起因して放出される反射電子を含むマルチ２次電子ビーム３００を検出する。
【００６７】
図１４は、実施の形態１における半導体基板に形成される複数のチップ領域の一例を示す図である。図１４において、基板１０１が半導体基板（ウェハ）である場合、半導体基板（ウェハ）の検査領域３３０には、複数のチップ（ウェハダイ）３３２が２次元のアレイ状に形成されている。各チップ３３２には、露光用マスク基板に形成された１チップ分のマスクパターンが図示しない露光装置（ステッパ）によって例えば１／４に縮小されて転写されている。各チップ３３２内は、例えば、２次元状の横（ｘ方向）ｍ２列×縦（ｙ方向）ｎ２段（ｍ２，ｎ２は２以上の整数）個の複数のマスクダイ３３に分割される。実施の形態１では、かかるマスクダイ３３が単位検査領域となる。
【００６８】
図１５は、実施の形態１におけるマルチビームのスキャン動作を説明するための図である。図１５の例では、５×５列のマルチ１次電子ビーム２０の場合を示している。１回のマルチ１次電子ビーム２０の照射で照射可能な照射領域３４は、（基板１０１面上におけるマルチ１次電子ビーム２０のｘ方向のビーム間ピッチにｘ方向のビーム数を乗じたｘ方向サイズ）×（基板１０１面上におけるマルチ１次電子ビーム２０のｙ方向のビーム間ピッチにｙ方向のビーム数を乗じたｙ方向サイズ）で定義される。図１５の例では、照射領域３４がマスクダイ３３と同じサイズの場合を示している。但し、これに限るものではない。照射領域３４がマスクダイ３３よりも小さくても良い。或いは大きくても構わない。そして、マルチ１次電子ビーム２０の各ビームは、自身のビームが位置するｘ方向のビーム間ピッチとｙ方向のビーム間ピッチとで囲まれるサブ照射領域２９内を走査（スキャン動作）する。マルチ１次電子ビーム２０を構成する各ビームは、互いに異なるいずれかのサブ照射領域２９を担当することになる。そして、各ショット時に、各ビームは、担当サブ照射領域２９内の同じ位置を照射することになる。サブ照射領域２９内のビームの移動は、副偏向器２０９によるマルチ１次電子ビーム２０全体での一括偏向によって行われる。かかる動作を繰り返し、１つのビームで１つのサブ照射領域２９内のすべてを順に照射していく。
【００６９】
以上のように、マルチ１次電子ビーム２０全体では、マスクダイ３３を照射領域３４として走査（スキャン）することになるが、各ビームは、それぞれ対応する１つのサブ照射領域２９を走査することになる。そして、１つのマスクダイ３３の走査（スキャン）が終了すると、隣接する次のマスクダイ３３が照射領域３４になるように移動して、かかる隣接する次のマスクダイ３３の走査（スキャン）を行う。かかる動作を繰り返し、各チップ３３２の走査を進めていく。マルチ１次電子ビーム２０のショットにより、その都度、照射された位置から２次電子が放出され、マルチ検出器２２２にて検出される。
【００７０】
以上のようにマルチ１次電子ビーム２０を用いて走査することで、シングルビームで走査する場合よりも高速にスキャン動作（測定）ができる。なお、ステップアンドリピート動作で各マスクダイ３３のスキャンを行っても良いし、ＸＹステージ１０５を連続移動させながら各マスクダイ３３のスキャンを行う場合であってもよい。照射領域３４がマスクダイ３３よりも小さい場合には、当該マスクダイ３３中で照射領域３４を移動させながらスキャン動作を行えばよい。
【００７１】
基板１０１が露光用マスク基板である場合には、露光用マスク基板に形成された１チップ分のチップ領域を例えば上述したマスクダイ３３のサイズで短冊状に複数のストライプ領域に分割する。そして、ストライプ領域毎に、上述した動作と同様の走査で各マスクダイ３３を走査すればよい。露光用マスク基板におけるマスクダイ３３のサイズは、転写前のサイズなので半導体基板のマスクダイ３３の４倍のサイズとなる。そのため、照射領域３４が露光用マスク基板におけるマスクダイ３３よりも小さい場合には、１チップ分のスキャン動作が増加する（例えば４倍）ことになる。しかし、露光用マスク基板には１チップ分のパターンが形成されるので、４チップよりも多くのチップが形成される半導体基板に比べてスキャン回数は少なくて済む。
【００７２】
以上のように、画像取得機構１５０は、マルチ１次電子ビーム２０を用いて、図形パターンが形成された被検査基板１０１上を走査し、マルチ１次電子ビーム２０が照射されたことに起因して被検査基板１０１から放出される、マルチ２次電子３００を検出する。マルチ検出器２２２によって検出された各位置からの２次電子の検出データ（測定画像：２次電子画像：被検査画像）は、測定順に検出回路１０６に出力される。検出回路１０６内では、図示しないＡ／Ｄ変換器によって、アナログの検出データがデジタルデータに変換され、チップパターンメモリ１２３に格納される。このようにして、画像取得機構１５０は、基板１０１上に形成されたパターンの測定画像を取得する。そして、例えば、１つのチップ３３２分の検出データが蓄積された段階で、チップパターンデータとして、位置回路１０７からの各位置を示す情報と共に、比較回路１０８に転送される。
【００７３】
参照画像作成工程（Ｓ２０４）として、参照画像作成回路１１２（参照画像作成部）は、被検査画像に対応する参照画像を作成する。参照画像作成回路１１２は、基板１０１にパターンを形成する基になった設計データ、或いは基板１０１に形成されたパターンの露光イメージデータに定義された設計パターンデータに基づいて、フレーム領域毎に、参照画像を作成する。フレーム領域として、例えばマスクダイ３３を用いると好適である。具体的には、以下のように動作する。まず、記憶装置１０９から制御計算機１１０を通して設計パターンデータを読み出し、読み出された設計パターンデータに定義された各図形パターンを２値ないしは多値のイメージデータに変換する。
【００７４】
ここで、設計パターンデータに定義される図形は、例えば長方形や三角形を基本図形としたもので、例えば、図形の基準位置における座標（ｘ、ｙ）、辺の長さ、長方形や三角形等の図形種を区別する識別子となる図形コードといった情報で各パターン図形の形、大きさ、位置等を定義した図形データが格納されている。
【００７５】
かかる図形データとなる設計パターンデータが参照画像作成回路１１２に入力されると図形ごとのデータにまで展開し、その図形データの図形形状を示す図形コード、図形寸法などを解釈する。そして、所定の量子化寸法のグリッドを単位とするマス目内に配置されるパターンとして２値ないしは多値の設計パターン画像データに展開し、出力する。言い換えれば、設計データを読み込み、検査領域を所定の寸法を単位とするマス目として仮想分割してできたマス目毎に設計パターンにおける図形が占める占有率を演算し、ｎビットの占有率データを出力する。例えば、１つのマス目を１画素として設定すると好適である。そして、１画素に１／２８（＝１／２５６）の分解能を持たせるとすると、画素内に配置されている図形の領域分だけ１／２５６の小領域を割り付けて画素内の占有率を演算する。そして、８ビットの占有率データとして参照回路１１２に出力する。かかるマス目（検査画素）は、測定データの画素に合わせればよい。
【００７６】
次に、参照画像作成回路１１２は、図形のイメージデータである設計パターンの設計画像データに適切なフィルタ処理を施す。測定画像としての光学画像データは、光学系によってフィルタが作用した状態、言い換えれば連続変化するアナログ状態にあるため、画像強度（濃淡値）がデジタル値の設計側のイメージデータである設計画像データにもフィルタ処理を施すことにより、測定データに合わせることができる。作成された参照画像の画像データは比較回路１０８に出力される。
【００７７】
図１６は、実施の形態１における比較回路内の構成の一例を示す構成図である。図１６において、比較回路１０８内には、磁気ディスク装置等の記憶装置５０，５２，５６、被検査画像生成部５４、位置合わせ部５７、及び比較部５８が配置される。被検査画像生成部５４、位置合わせ部５７、及び比較部５８といった各「〜部」は、処理回路を含み、その処理回路には、電気回路、コンピュータ、プロセッサ、回路基板、量子回路、或いは、半導体装置等が含まれる。また、各「〜部」は、共通する処理回路（同じ処理回路）を用いてもよい。或いは、異なる処理回路（別々の処理回路）を用いても良い。被検査画像生成部５４、位置合わせ部５７、及び比較部５８内に必要な入力データ或いは演算された結果はその都度図示しないメモリ、或いはメモリ１１８に記憶される。
【００７８】
比較回路１０８内では、転送されたストライプパターンデータ（或いはチップパターンデータ）が、位置回路１０７からの各位置を示す情報と共に、記憶装置５０に一時的に格納される。また、転送された参照画像データが、記憶装置５２に一時的に格納される。
【００７９】
次に、被検査画像生成部５４は、ストライプパターンデータ（或いはチップパターンデータ）を用いて、所定のサイズのフレーム領域（単位検査領域）毎、フレーム画像（被検査画像）を生成する。フレーム画像として、例えば、ここでは、マスクダイ３３の画像を生成する。但し、フレーム領域のサイズはこれに限るものではない。生成されたフレーム画像（例えばマスクダイ画像）は、記憶装置５６に格納される。
【００８０】
位置合わせ工程（Ｓ２０６）として、位置合わせ部５７は、被検査画像となるマスクダイ画像と、当該マスクダイ画像に対応する参照画像とを読み出し、画素３６より小さいサブ画素単位で、両画像を位置合わせする。例えば、最小２乗法で位置合わせを行えばよい。
【００８１】
比較工程（Ｓ２０８）として、比較部５８は、マスクダイ画像（被検査画像）と参照画像とを比較する。比較部５８は、所定の判定条件に従って画素３６毎に両者を比較し、例えば形状欠陥といった欠陥の有無を判定する。例えば、画素３６毎の階調値差が判定閾値Ｔｈよりも大きければ欠陥と判定する。そして、比較結果が出力される。比較結果は、記憶装置１０９、モニタ１１７、若しくはメモリ１１８に出力される、或いはプリンタ１１９より出力されればよい。
【００８２】
なお、上述したダイ−データベース検査に限らず、ダイ−ダイ検査を行っても構わない。ダイ−ダイ検査を行う場合には、同じパターンが形成されたマスクダイ３３の画像同士を比較すればよい。よって、ダイ（１）となるウェハダイ３３２の一部の領域のマスクダイ画像と、ダイ（２）となる別のウェハダイ３３２の対応する領域のマスクダイ画像と、を用いる。或いは、同じウェハダイ３３２の一部の領域のマスクダイ画像をダイ（１）のマスクダイ画像とし、同じパターンが形成された同じウェハダイ３３２の他の一部のマスクダイ画像をダイ（２）のマスクダイ画像として比較しても構わない。かかる場合には、同じパターンが形成されたマスクダイ３３の画像同士の一方を参照画像として用いれば、上述したダイ−データベース検査と同様の手法で検査ができる。
【００８３】
すなわち、位置合わせ工程（Ｓ２０６）として、位置合わせ部５７は、ダイ（１）のマスクダイ画像と、ダイ（２）のマスクダイ画像と、とを読み出し、画素３６より小さいサブ画素単位で、両画像を位置合わせする。例えば、最小２乗法で位置合わせを行えばよい。
【００８４】
そして、比較工程（Ｓ２０８）として、比較部５８は、ダイ（１）のマスクダイ画像と、ダイ（２）のマスクダイ画像とを比較する。比較部５８は、所定の判定条件に従って画素３６毎に両者を比較し、例えば形状欠陥といった欠陥の有無を判定する。例えば、画素３６毎の階調値差が判定閾値Ｔｈよりも大きければ欠陥と判定する。そして、比較結果が出力される。比較結果は、記憶装置１０９、モニタ１１７、若しくはメモリ１１８に出力される、或いはプリンタ１１９より出力されればよい。
【００８５】
以上のように、実施の形態１によれば、マルチ１次電子ビームとマルチ２次電子ビームを一旦分離した後の、マルチ２次電子ビームを検出器に向ける、スキャン偏向による位置ずれをキャンセルする、焦点調整、及び非点収差補正など、マルチ２次電子ビームに対して追加操作を、コンパクトなサイズのベント型偏向器２１８で同時に達成できる。
【００８６】
以上の説明において、一連の「〜回路」は、処理回路を含み、その処理回路には、電気回路、コンピュータ、プロセッサ、回路基板、量子回路、或いは、半導体装置等が含まれる。また、各「〜回路」は、共通する処理回路（同じ処理回路）を用いてもよい。或いは、異なる処理回路（別々の処理回路）を用いても良い。プロセッサ等を実行させるプログラムは、磁気ディスク装置、磁気テープ装置、ＦＤ、或いはＲＯＭ（リードオンリメモリ）等の記録媒体に記録されればよい。例えば、位置回路１０７、比較回路１０８、参照画像作成回路１１２、偏向器制御回路１２１、及び偏向制御回路１２８等は、上述した少なくとも１つの処理回路で構成されても良い。
【００８７】
以上、具体例を参照しつつ実施の形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。
【００８８】
また、装置構成や制御手法等、本発明の説明に直接必要しない部分等については記載を省略したが、必要とされる装置構成や制御手法を適宜選択して用いることができる。
【００８９】
その他、本発明の要素を具備し、当業者が適宜設計変更しうる全てのマルチ電子ビーム偏向器及びマルチビーム画像取得装置は、本発明の範囲に包含される。
【符号の説明】
【００９０】
２０  マルチ１次電子ビーム
２２  穴
１００  検査装置
１０１  基板
１０２  電子ビームカラム
１０３  検査室
１０５  ＸＹステージ
１０６  検出回路
１０７  位置回路
１０８  比較回路
１０９  記憶装置
１１０  制御計算機
１１２  参照画像作成回路
１１４  ステージ制御回路
１１７  モニタ
１１８  メモリ
１１９  プリンタ
１２０  バス
１２１  偏向器制御回路
１２２  レーザ測長システム
１２３  チップパターンメモリ
１２４  レンズ制御回路
１２６  ブランキング制御回路
１２８  偏向制御回路
１４２  ステージ駆動機構
１４４，１４６，１４８  ＤＡＣアンプ
１５０  画像取得機構
１６０  制御系回路
２０１  電子銃
２０２  照明レンズ
２０３  成形アパーチャアレイ基板
２０５  電磁レンズ
２０６  制限アパーチャ基板
２０７  対物レンズ
２０８  主偏向器
２０９  副偏向器
２１２  一括ブランキング偏向器
２１４  ビームセパレーター
２１６  ミラー
２１８  ベント型偏向器
２２０  電磁レンズ
２２２  マルチ検出器
２２４  投影レンズ
２３０，２３２  偏向器
２３１  ハウジング
２３３  ハウジング
２３４  中間電極
２３５  アパーチャ電極基板
２３７  ハウジング
２４１，２４２，２４３，２４４，２４５，２４６，２４７，２４８  電極基板
２５１，２５２，２５３，２５４，２５５，２５６，２５７，２５８  電極基板
３００  マルチ２次電子ビーム
【図１】
2019212614.tif 000004
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2019212614.tif 000013
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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