(57)【要約】【目的】荷電粒子ビームを照射する装置本来の荷電粒子ビーム光学系を構成する電磁レンズが発生させる磁場に影響を与えることなく、帯電の低減が可能な装置を提供する。【構成】本発明の一態様の荷電粒子ビーム照射装置は、荷電粒子ビームを放出する電子銃２０１と、荷電粒子ビームを屈折させる対物レンズ２０７と、対物レンズ２０７の磁場空間に配置されると共に、荷電粒子ビームの通過領域の外側の空間を取り囲むように配置された複数の電極２２０，２２２，２２４，２２６，２２７と、複数の電極によって取り囲まれた空間に、ガスを供給するガス供給口１３２と、複数の電極によって取り囲まれた空間にプラズマを発生させると共に、プラズマにより生じた正イオン、若しくは電子の移動を制御するように、複数の電極の電位を制御するプラズマ制御回路１２５と、電磁レンズを通過した荷電粒子ビームが照射される基板を配置するステージ１０５と、を備え、プラズマにより放射される光を基板に照射することを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
荷電粒子ビームを放出する放出源と、
前記荷電粒子ビームを屈折させる電磁レンズと、
前記電磁レンズの磁場空間に配置されると共に、前記荷電粒子ビームの通過領域の外側の空間を取り囲むように配置された複数の電極と、
前記複数の電極によって取り囲まれた前記空間に、ガスを供給する供給部と、
前記複数の電極によって取り囲まれた前記空間にプラズマを発生させると共に、前記プラズマにより生じた正イオン、若しくは電子の移動を制御するように、前記複数の電極の電位を制御する電位制御部と、
前記電磁レンズを通過した荷電粒子ビームが照射される基板を配置するステージと、
を備え、
前記プラズマにより放射される光を前記基板に照射することを特徴とする荷電粒子ビーム照射装置。
【請求項２】
前記プラズマは、マグネトロン放電により発生させることを特徴とする請求項１記載の荷電粒子ビーム照射装置。
【請求項３】
前記プラズマは、ペニング放電により発生させることを特徴とする請求項１記載の荷電粒子ビーム照射装置。
【請求項４】
前記空間内の前記プラズマを加熱する高周波を発生させる高周波発生機構をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか記載の荷電粒子ビーム照射装置。
【請求項５】
前記プラズマにより放射される光を前記基板に集光するミラーをさらに備えたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか記載の荷電粒子ビーム照射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、荷電粒子ビーム照射装置に関する。例えば、電子ビームの照射により基板に生じた帯電を低減する手法に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。
【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。かかる検査装置における検査方法では、検査対象基板はステージ上に載置され、ステージが動くことによって光束が試料上を走査し、検査が行われる。検査対象基板には、光源及び照明光学系によって光束が照射される。検査対象基板を透過あるいは反射した光は光学系を介して、センサ上に結像される。センサで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では、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ことにより、光学画像を取得する。これに対して、検査対象基板上を電子ビームで走査（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。かかる装置では、電子ビームを基板に照射することによって、基板上面が帯電する問題が発生する。基板面の帯電は検査精度の劣化を招く。そのため、かかる帯電を解消すべく、中和させるためのイオンガスを基板上に流すことが検討されている。例えば、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）のチャンバ内にイオンガスを供給するイオン及びプラズマ発生装置を配置することが開示されている（例えば、特許文献１参照）。かかる問題は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）等のシングルビームを用いて画像を取得する装置の他、マルチビームを用いて画像を取得する装置においても同様に生じ得る。その他、電子ビーム描画装置といった電子ビームを試料に照射する装置において同様に発生する。しかしながら、イオン発生装置を例えば電子ビームを照射する装置近傍或いは装置内等に配置するとなると、装置が大掛かりになってしまう。また、かかるイオン発生装置が磁場を発生させる場合等は、電子ビーム検査装置の本来の電子ビーム光学系を構成する電磁レンズが発生させる磁場に影響を与えかねないといった問題も起こり得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１４９４４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、本発明の一態様では、荷電粒子ビームを照射する装置本来の荷電粒子ビーム光学系を構成する電磁レンズが発生させる磁場に影響を与えることなく、帯電の低減が可能な装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様の荷電粒子ビーム照射装置は、
荷電粒子ビームを放出する放出源と、
荷電粒子ビームを屈折させる電磁レンズと、
電磁レンズの磁場空間に配置されると共に、荷電粒子ビームの通過領域の外側の空間を取り囲むように配置された複数の電極と、
複数の電極によって取り囲まれた空間に、ガスを供給する供給部と、
複数の電極によって取り囲まれた空間にプラズマを発生させると共に、プラズマにより生じた正イオン、若しくは電子の移動を制御するように、複数の電極の電位を制御する電位制御部と、
電磁レンズを通過した荷電粒子ビームが照射される基板を配置するステージと、
を備え、
プラズマにより放射される光を基板に照射することを特徴とする。
【０００８】
また、プラズマは、マグネトロン放電により発生させると好適である。
【０００９】
或いは、プラズマは、ペニング放電により発生させると好適である。
【００１０】
また、空間内のプラズマを加熱する高周波を発生させる高周波発生機構をさらに備えると好適である。
【００１１】
また、プラズマにより放射される光を基板に集光するミラーをさらに備えると好適である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の一態様によれば、荷電粒子ビームを照射する装置本来の荷電粒子ビーム光学系を構成する電磁レンズが発生させる磁場に影響を与えることなく、帯電の低減ができる。その結果、高精度な検査を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【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４】実施の形態１におけるマルチビームの照射領域と測定用画素との一例を示す図である。
【図５】実施の形態１における電磁レンズにより発生する磁場の状態の一例を示す図である。
【図６】実施の形態１における対物レンズ内のプラズマ発生機構の構成の一例を示す断面図である。
【図７】実施の形態１における複数の電極が配置された状態を上部電極の上方から見た上面図である。
【図８】実施の形態１における複数の電極が配置された状態を外側電極の中間高さ位置から見た上面図である。
【図９】実施の形態１における複数の電極のうち下部電極の上面図である。
【図１０】実施の形態１における対物レンズ内のプラズマ発生機構の構成の変形例を示す断面図である。
【図１１】実施の形態１における帯電低減方法の要部工程を示すフローチャート図である。
【図１２】実施の形態１の変形例における対物レンズ付近の構成の一例を上部電極と下部電極との間の高さ位置から見た上面図である。
【図１３】実施の形態２における対物レンズ付近の構成の一例を示す断面図である。
【図１４】実施の形態２における電場と電子軌道とを説明するための図である。
【図１５】実施の形態２の変形例における対物レンズ付近の構成の一例を上部電極と下部電極との間の高さ位置から見た上面図である。
【図１６】実施の形態３における対物レンズ内のプラズマ発生機構の構成の一例を示す断面図である。
【図１７】実施の形態４における対物レンズ内のプラズマ発生機構の構成の一例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、実施の形態では、荷電粒子ビームの一例として、電子ビームを用いた構成について説明する。但し、荷電粒子ビームは、電子ビームに限るものではなく、イオンビーム等の荷電粒子を用いたビームでも構わない。また、荷電粒子ビームは、シングルビームを用いる場合であっても良いし、マルチビームを用いる場合であっても構わない。また、荷電粒子ビーム照射装置の一例として、電子ビーム検査装置について説明する。但し、荷電粒子ビーム照射装置は、検査装置に限るものではなく、例えば、電子ビーム描画装置等の電磁レンズを光学系に用いた荷電粒子ビームを照射する装置であれば構わない。また、電子ビーム検査装置の一例として、電子ビームによるマルチビームを被検査基板に照射して２次電子像を撮像するマルチビーム検査装置について説明する。
【００１５】
実施の形態１．
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、電子ビーム検査装置の一例である。また、検査装置１００は、電子ビーム照射装置の一例である。検査装置１００は、画像取得機構１５０と制御系回路１６０（制御部）とガス供給装置１３０とを備えている。画像取得機構１５０は、電子ビームカラム１０２（電子鏡筒）、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、縮小レンズ２０５、制限アパーチャ基板２０６、対物レンズ２０７、偏向器２０８、プラズマ発生機構２０９、一括ブランキング偏向器２１２、ビームセパレーター２１４、投影レンズ２８４，２８６、偏向器２８８、及びマルチ検出器２８２が配置されている。
【００１６】
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、通常、１つの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２１５が配置されている。また、マルチ検出器２８２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。なお、電子ビームカラム１０２と描画室１０３内は、図示しない真空ポンプによって真空引きされ、大気よりも十分に低圧の状態（いわゆる真空状態）に維持される。
【００１７】
また、対物レンズ２０７のポールピース内には、対物レンズ２０７により生じる磁場を利用したプラズマ発生機構２０９が配置される。
【００１８】
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、レンズ制御回路１２４、プラズマ制御回路１２５、ブランキング制御回路１２６、ガス制御回路１２７、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に接続される。ＤＡＣアンプ１４４は、偏向器２０８に接続される。
【００１９】
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、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２１５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。
【００２０】
電子銃２０１には、図示しない高圧電源回路が接続され、電子銃２０１内の図示しないフィラメントと引出電極間への高圧電源回路からの加速電圧の印加と共に、所定の引出電極（ウェネルト）の電圧の印加と所定の温度のカソードの加熱によって、カソードから放出された電子群が加速させられ、電子ビーム２００となって放出される。照明レンズ２０２、縮小レンズ２０５、対物レンズ２０７、及び投影レンズ２８４，２８６は、例えば電磁レンズが用いられ、共にレンズ制御回路１２４によって制御される。また、ビームセパレーター２１４もレンズ制御回路１２４によって制御される。一括ブランキング偏向器２１２、及び偏向器２８８は、それぞれ少なくとも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。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１４４を介して、偏向制御回路１２８によって制御される。
【００２１】
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。
【００２２】
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、２３×２３の穴（開口部）２２が形成されている場合を示している。各穴２２は、共に同じ寸法形状の矩形で形成される。或いは、同じ外径の円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。
【００２３】
画像取得機構１５０は、電子ビームによるマルチビーム２０を用いて、図形パターンが形成された基板１０１から図形パターンの被検査画像を取得する。以下、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。
【００２４】
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、矩形の複数の穴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、例えば矩形の複数の電子ビーム（マルチビーム）２０ａ〜２０ｄ（図１の実線）が形成される。
【００２５】
形成されたマルチビーム２０ａ〜２０ｄは、その後、クロスオーバー（Ｃ．Ｏ．）を形成し、マルチビーム２０の各ビームの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を通過した後、縮小レンズ２０５によって、縮小され、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進む。ここで、成形アパーチャアレイ基板２０３と縮小レンズ２０５との間に配置された一括ブランキング偏向器２１２によって、マルチビーム２０ａ〜２０ｄ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ビーム２０ａ〜２０ｄ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、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ビーム２０ａ〜２０ｄ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、検査用のマルチビーム２０ａ〜２０ｄが形成される。制限アパーチャ基板２０６を通過したマルチビーム２０ａ〜２０ｄは、対物レンズ２０７により試料１０１面上に焦点が合わされ、所望の縮小率のパターン像（ビーム径）となり、偏向器２０８によって、制限アパーチャ基板２０６を通過したマルチビーム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。実施の形態１では、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、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。一度に照射されるマルチビーム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の配列ピッチに上述した所望の縮小率（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。基板１０１の所望する位置にマルチビーム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３００）（図１の点線）が放出される。
【００２６】
基板１０１から放出されたマルチ２次電子３００は、対物レンズ２０７によって、マルチ２次電子３００の中心側に屈折させられ、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進む。制限アパーチャ基板２０６を通過したマルチ２次電子３００は、縮小レンズ２０５によって光軸とほぼ平行に屈折させられ、ビームセパレーター２１４に進む。
【００２７】
ここで、ビームセパレーター２１４はマルチビーム２０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（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３００は斜め上方に曲げられる。
【００２８】
斜め上方に曲げられたマルチ２次電子３００は、投影レンズ２８４，２８６によって、屈折させられながらマルチ検出器２８２に投影される。マルチ検出器２８２は、投影されたマルチ２次電子３００を検出する。マルチ検出器２８２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２次電子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後述する画素毎に生成する。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。かかるトラッキング偏向に伴う偏向位置の移動に合わせて、偏向器２８８は、マルチ２次電子３００をマルチ検出器２８２の受光面における所望の位置に照射させるように偏向する。
【００２９】
図３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３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。
【００３０】
図４は、実施の形態１におけるマルチビームの照射領域と測定用画素との一例を示す図である。図４において、各マスクダイ３３は、例えば、マルチビームのビームサイズでメッシュ状の複数のメッシュ領域に分割される。かかる各メッシュ領域が、測定用画素３６（単位照射領域）となる。図４の例では、８×８列のマルチビームの場合を示している。１回のマルチビーム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４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、照射領域３４内に、１回のマルチビーム２０の照射で照射可能な複数の測定用画素２８（１ショット時のビームの照射位置）が示されている。言い換えれば、隣り合う測定用画素２８間のピッチがマルチビームの各ビーム間のピッチとなる。図４の例では、隣り合う４つの測定用画素２８で囲まれると共に、４つの測定用画素２８のうちの１つの測定用画素２８を含む正方形の領域で１つのサブ照射領域２９を構成する。図４の例では、各サブ照射領域２９は、４×４画素３６で構成される場合を示している。
【００３１】
実施の形態１におけるスキャン動作では、マスクダイ３３毎にスキャン（走査）される。図４の例では、ある１つのマスクダイ３３を走査する場合の一例を示している。マルチビーム２０がすべて使用される場合には、１つの照射領域３４内には、ｘ，ｙ方向に（２次元状に）ｍ１×ｎ１個のサブ照射領域２９が配列されることになる。１つ目のマスクダイ３３にマルチビーム２０が照射可能な位置にＸＹステージ１０５を移動させる。そして、偏向器２０８によって、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いながら、トラッキング偏向されている状態で、当該マスクダイ３３を照射領域３４として当該マスクダイ３３内を走査（スキャン動作）する。マルチビーム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内の同じ位置に相当する１つの測定用画素２８を照射することになる。図４の例では、偏向器２０８によって、各ビームは、１ショット目に担当サブ照射領域２９内の最下段の右から１番目の測定用画素３６を照射するように偏向される。そして、１ショット目の照射が行われる。続いて、偏向器２０８によってマルチビーム２０全体を一括してｙ方向に１測定用画素３６分だけビーム偏向位置をシフトさせ、２ショット目に担当サブ照射領域２９内の下から２段目の右から１番目の測定用画素３６を照射する。同様に、３ショット目に担当サブ照射領域２９内の下から３段目の右から１番目の測定用画素３６を照射する。４ショット目に担当サブ照射領域２９内の下から４段目の右から１番目の測定用画素３６を照射する。次に、偏向器２０８によってマルチビーム２０全体を一括して最下段の右から２番目の測定用画素３６の位置にビーム偏向位置をシフトさせ、同様に、ｙ方向に向かって、測定用画素３６を順に照射していく。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内のすべての測定用画素３６を順に照射していく。１回のショットでは、成形アパーチャアレイ基板２０３の各穴２２を通過することによって形成されたマルチビームによって、最大で各穴２２と同数の複数のビームショットに応じたマルチ２次電子３００が一度に検出される。
【００３２】
以上のように、マルチビーム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。マルチビーム２０のショットにより、その都度、照射された測定用画素３６から２次電子が放出され、マルチ検出器２８２にて検出される。実施の形態１では、マルチ検出器２８２の単位検出領域サイズは、各測定用画素３６から上方に放出された２次電子を測定用画素３６毎（或いはサブ照射領域２９毎）に検出する。
【００３３】
以上のようにマルチビーム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。
【００３４】
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。
【００３５】
以上のように、画像取得機構１５０は、マルチビーム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２８２によって検出された各測定用画素３６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。
【００３６】
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、マスクダイ毎に、参照画像を作成する。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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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、比較回路１０８内の図示しないメモリに格納される。
【００４０】
そして、比較回路１０８（検査部）は、マルチ検出器２２２により検出されたマルチ２次電子ビーム３００の情報を用いて、基板１０１に形成されたパターンを検査する。具体的には、以下のように動作する。
【００４１】
まず、比較回路１０８は、被検査画像となるマスクダイ画像と参照画像となるマスクダイ画像との位置合わせを行う。例えば、最小２乗法を用いて位置合わせを行う。ここでは、被検査画像として、例えば、マスクダイ画像を用いる。
【００４２】
次に、比較回路１０８は、比較回路１０８は、基板１０１から測定された測定画像と、対応する参照画像とを比較する。具体的には、位置合わせされた被検査画像と参照画像とを、画素毎に比較する。所定の判定閾値を用いて所定の判定条件に従って画素毎に両者を比較し、例えば形状欠陥といった欠陥の有無を判定する。例えば、画素毎の階調値差が判定閾値Ｔｈよりも大きければ欠陥候補と判定する。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。
【００４３】
上述したダイ−データベース検査の他に、ダイ−ダイ検査を行っても良い。ダイ−ダイ検査を行う場合、同一基板１０１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。そのため、画像取得機構１５０は、マルチビーム２０（電子ビーム）を用いて、同じ図形パターン同士（第１と第２の図形パターン）が異なる位置に形成された基板１０１から一方の図形パターン（第１の図形パターン）と他方の図形パターン（第２の図形パターン）のそれぞれの２次電子画像である測定画像を取得する。かかる場合、取得される一方の図形パターンの測定画像が参照画像となり、他方の図形パターンの測定画像が被検査画像となる。取得される一方の図形パターン（第１の図形パターン）と他方の図形パターン（第２の図形パターン）の画像は、同じチップパターンデータ内にあっても良いし、異なるチップパターンデータに分かれていてもよい。検査の仕方は、ダイ−データベース検査と同様で構わない。
【００４４】
上述したように、検査装置１００のような電子ビーム（ここでは、マルチビーム２０）を基板１０１に照射する装置では、電子ビームを基板１０１に照射することによって、基板１０１上面が帯電する問題が発生する。基板１０１面の帯電は検査精度の劣化を招く。そのため、かかる帯電を解消すべく、実施の形態１では、帯電した基板１０１面に、プラズマにより発生するＶＵＶ（真空紫外）光、若しくは軟Ｘ線を照射して、帯電を解消させる。
【００４５】
図５は、実施の形態１における電磁レンズにより発生する磁場の状態の一例を示す図である。照明レンズ２０２、縮小レンズ２０５、及び対物レンズ２０７といったマルチビーム２０（若しくは電子ビーム２００）を屈折させる各電磁レンズは、マルチビーム２０（若しくは電子ビーム２００）の光軸を取り囲むように配置されるコイルとコイルを取り囲むポールピース（ヨーク）で構成される。そして、ポールピース（ヨーク）には、コイルで作られた高密度な磁力線をマルチビーム２０（若しくは電子ビーム２００）の光軸側に漏洩させる開放部（隙間、或いはギャップともいう。）が形成されている。ここでは、一例として、対物レンズ２０７について説明する。図５において、対物レンズ２０７は、ポールピース（ヨーク）２１６とコイル２１７を有している。ポールピース２１６は、縦長（光軸側に長い）に形成され、縦長のコイル２１７を内側に配置する。ポールピース２１６は、上下面の中央部が電子ビームの通過領域を確保するため開口されており、また、電子ビーム２００の光軸側に向けて開放された形状になっている（開放部が形成される）。コイル２１７は、ポールピース２１６によって上下面及び外周面の３方向が囲まれた空間内の外周側に寄った位置に配置される。かかる状態でコイル２１７に電流を流すことによって、コイル２１７は、コイル２１７よりも内側（光軸側）の空間においてマルチビーム２０（若しくは電子ビーム２００）の進む方向（図５では下向き）に磁力線を発生させる。図５の例では、マルチビーム２０（若しくは電子ビーム２００）の光軸１１の右手側の断面において、コイル２１７によって発生させられた磁力線がポールピース２１６自体の内部を、ポールピース構造内部を含めて、左回りに回っている。そして、ポールピース２１６の上面光軸側端から光軸側の開放空間を介して下面光軸側端に磁力線が進むことでループを形成する。逆に、電子ビーム２００の光軸１１の左手側の断面では、コイル２１７によって発生させられた磁力線がポールピース２１６自体の内部を、ポールピース構造内部を含めて、右回りに回っている。そして、ポールピース２１６の上面光軸側端から光軸側の開放空間を介して下面光軸側端に磁力線が進むことでループを形成する。以上のように、コイル２１７よりも内側（光軸側）の空間においてマルチビーム２０（若しくは電子ビーム２００）の進む方向（図５では下向き）に磁場が発生させられている。そこで、実施の形態１では、かかるコイル２１７よりも内側（光軸側）の空間に発生する磁場を利用して、プラズマを発生させることにより、ＶＵＶ（真空紫外）光、若しくは軟Ｘ線を生成する。
【００４６】
図６は、実施の形態１における対物レンズ内のプラズマ発生機構の構成の一例を示す断面図である。図６において、対物レンズ２０７のポールピース２１６内にプラズマ発生機構２０９が配置される。ポールピース２１６内のコイル２１７よりも内側（光軸側）の対物レンズ２０７の磁場空間に外側電極２２０、内側電極２２２、上部電極２２４、及び下部電極２２６，２２７といった複数の電極が配置される。２段の下部電極２２６，２２７の下には透過窓２２５が配置される。図６に示すように、外側電極２２０、内側電極２２２、上部電極２２４、及び下部電極２２６，２２７といった複数の電極は、マルチビーム２０の通過領域１２の外側の空間１４を取り囲むように配置される。また、外側電極２２０、内側電極２２２、上部電極２２４、及び透過窓２２５によって囲まれた空間１４を密閉空間にするように、外側電極２２０、内側電極２２２、上部電極２２４、及び透過窓２２５間の隙間を封止壁２２３によって封じている。封止壁２２３として、例えば、セラミック材が用いられると好適である。なお、外側電極２２０、内側電極２２２、上部電極２２４、透過窓２２５、及び封止壁２２３によって密閉された空間１４は、電子ビームカラム１０２内及び検査室１０３内と同様、図示しない真空ポンプによって真空引きされている。
【００４７】
図７は、実施の形態１における複数の電極が配置された状態を上部電極の上方から見た上面図である。
図８は、実施の形態１における複数の電極が配置された状態を外側電極の中間高さ位置から見た上面図である。
図９は、実施の形態１における複数の電極のうち下部電極の上面図である。図７〜９に示すように、外側電極２２０は円筒状に形成され、同じく円筒状に形成された内側電極２２２の外周面を取り囲むように配置される。外側電極２２０及び内側電極２２２の高さ寸法は、ポールピース２１６の上面部と下面部との間の空間に配置可能なサイズで形成される。上部電極２２４は、中央部がマルチビーム２０の通過用に開口した円盤状に形成され、外側電極２２０と内側電極２２２とによって挟まれた空間１４の上部に蓋をするように、外側電極２２０と内側電極２２２の上方に配置される。下部電極２２６，２２７は、中央部がマルチビーム２０の通過用に開口した円盤状に形成され、外側電極２２０と内側電極２２２とによって挟まれた空間１４の下部に蓋をするように、外側電極２２０と内側電極２２２の下部に配置される。但し、プラズマによって生じたＶＵＶ光（若しくは軟Ｘ線）が下部電極２２６，２２７を透過できるように、下部電極２２６，２２７は、複数の通過孔が形成された、例えば、格子形状に形成される。言い換えれば、グリッド構造に形成される。
【００４８】
外側電極２２０及び内側電極２２２は、ポールピース２１６の上面部と下面部との間の空間に配置される。或いは、少なくとも外側電極２２０は、ポールピース２１６の上面部と下面部との間の空間に配置され、内側電極２２２は、外側電極２２０よりも内側（光軸側）であって、電子ビーム２００の通過領域１２の外側に配置される。図６の例では、内側電極２２２は偏向器２０８の外側に配置される。上部電極２２４、及び下部電極２２６，２２７についても、ポールピース２１６の上面部と下面部との間の空間に配置される。また、上部電極２２４には、ガス供給ライン１３２（供給部）が接続される、或いは、貫通する。なお、図６〜図８では、プラズマ発生に関与しない偏向器２０８については点線で示している。電極２２０、２２２，２２４，２２６，２２７の材料としては、イオン衝撃によるスパッタの少ない材料、例えばガラス状炭素を用いることが出来る。
【００４９】
なお、各電極は高温のプラズマに面する為、プラズマの条件によってはプラズマからの熱流入が大きくなる。そこで、冷却手段を設けておく。例えば電極外部に水冷配管を取り付けておき、絶縁物で出来た配管を介して恒温水循環装置１３３を用いて冷却水を循環させる様にしておくと良い。これは他の実施の形態でも同様である。
【００５０】
実施の形態１におけるプラズマ制御回路１２５（電位制御部）は、外側電極２２０、内側電極２２２、上部電極２２４、及び下部電極２２６，２２７といった複数の電極によって取り囲まれた空間１４にプラズマを発生させると共に、プラズマにより生じた正イオン、及び電子の移動を制御するように、複数の電極の電位を制御する。具体的には、以下のように動作する。かかる外側電極２２０、内側電極２２２、上部電極２２４、及び下部電極２２６といった複数の電極と、対物レンズ２０７の磁場空間とを用いて、外側電極２２０、内側電極２２２、上部電極２２４、及び下部電極２２６といった複数の電極によって取り囲まれた、真空状態にある空間１４にプラズマを発生させる。また、ガス供給ライン１３２（供給部）は、複数の電極２２０，２２２，２２４，２２６（或いは２２７）によって取り囲まれた空間に、ガスを供給する。
【００５１】
かかるプラズマは、例えば、ペニング放電により発生させる。外側電極２２０、内側電極２２２、上部電極２２４、及び下部電極２２６，２２７によって取り囲まれた空間１４に、対物レンズ２０７により強い縦磁場を発生させた状態で、ガス供給ライン１３２から所定のガスを流しながら、プラズマ制御回路１２４から外側電極２２０に電位Ｖｏｕｔを印加し、内側電極２２２に電位Ｖｉｎを印加する。かかる場合に、外側電極２２０の電位Ｖｏｕｔと内側電極２２２の電位Ｖｉｎとして、同電位を印加する。外側電極２２０の電位Ｖｏｕｔと内側電極２２２の電位Ｖｉｎとが上部電極２２４、及び下部電極２２６の電位に対して所定の電位よりも高くなると空間１４にペニング放電によるプラズマを発生させることができる。５つの電極２２０，２２２，２２４，２２６，２２７が配置された空間は、隙間が封止壁２２３によって塞がれているので、気密性が保たれており、供給したガスが空間１４から流出するのを抑制できる。このことはガス供給量を抑える上で有効である。また、マルチビーム２０が通過する領域の真空維持に必要な排気システムの負荷を抑制できる。更に、例えば上部電極２２４のガス供給ライン１３２とは位相が異なる位置に外部から図示しない真空排気用配管をつないで空間１４の真空排気を行う。さらに、この真空排気用配管の排気速度を変えられる様にすることは、空間１４の圧力の制御性向上に有効である。放電開始を効率良く行う為に、上部電極２２４近くにタングステンフィラメント等の加熱により熱電子を放出する材料を設置しておき、外部電源により電流を流して加熱することで電子を放出させて放電を開始させることも出来る。通常放電開始後はフィラメント電流を停止しても放電は継続する。放電を補助する機構として、高周波を発生させても好適である。
【００５２】
図１０は、実施の形態１における対物レンズ内のプラズマ発生機構の構成の変形例を示す断面図である。図１０において、高周波発生機構２３１が追加された点以外は、図６と同様である。図１０に示す変形例のように、高周波発生機構２３１によって、空間１４内のプラズマを加熱する高周波を発生させても好適である。かかる場合、具体的には、以下のように動作する。高周波発生機構２３１は、鏡筒の外に置かれた高周波源で発生させた高周波を、同軸導波管を用いて空間１４の境界まで導き、導波管出口に設けたアンテナ、例えばループアンテナ或いはホーンアンテナ、を用いて空間１４に放出してプラズマを発生させる。マイクロ波の周波数は例えば空間１４の中央付近の磁束密度に対応する電子サイクロトロン周波数とし、電子サイクロトロン共鳴現象により電子を加速することで電離現象を促進しプラズマを生成する。磁束密度１Ｔに相当する電子サイクロトロン周波数は約２８ＧＨｚである。また、高周波を連続的に導入することは放電の維持に有効である。
【００５３】
図６及び図１０の例において、空間１４内の電子（ｅ−）は、対物レンズ２０７による強い縦磁場によって半径方向の動きが制限される。また、上部電極２２４に電位Ｖｏｕｔ及び電位Ｖｉｎよりも低い電位Ｖｕｐを印加し、下部電極２２６，２２７にも電位Ｖｏｕｔ及び電位Ｖｉｎよりも低い電位Ｖ１ｄｏｗｎ、電位Ｖ２ｄｏｗｎを印加することで空間１４の電子は上下方向の動きも制限される。対物レンズ２０７により、例えば、４〜６ｋＧの磁場が発生する。かかる磁場空間において、Ｖｉｎ，ＶｏｕｔとＶｕｐ，Ｖ１ｄｏｗｎ，Ｖ２ｄｏｗｎとの間の電位差は例えば２ｋＶ程度、Ｖｉｎ，Ｖｏｕｔが高くなる様にする。電位Ｖｏｕｔとして、例えば、２．１ｋＶ印加する。電位Ｖｉｎとして、例えば、電位Ｖｏｕｔと同電位の２．１ｋＶを印加する。電位Ｖｕｐとして、例えば、０Ｖを印加する。電位Ｖ１ｄｏｗｎとして、例えば、０Ｖを印加する。電位Ｖ２ｄｏｗｎとして、例えば、＋１１０Ｖを印加する。電位Ｖ１ｄｏｗｎと電位Ｖ２ｄｏｗｎは逆であっても構わない。リターディング電極２２８は接地しておく。かかる効果により閉じ込められた電子がガス供給ライン１３２から供給されたガス分子を電離し、イオン（例えば正イオンＸｅ＋）を発生させる。下部電極２２６は、空間１４内に閉じ込められた電子が基板１０１側に移動しないように電位Ｖ１ｄｏｗｎによって追い返す。また、下部電極２２７は、空間１４内に閉じ込められた正イオンが基板１０１側に移動しないように電位Ｖ２ｄｏｗｎによって追い返す。
【００５４】
一方、各電極２２０，２２２，２２４，２２６（或いは２２７）によって囲まれている空間に生じたプラズマにより放射される光（ＶＵＶ光或いは軟Ｘ線）は、電極２２６，２２７を通過し、透過窓２２５を透過して、基板１０１に照射される。実施の形態１では、電極２２６によって例えば電子を追い返し、電極２２７によって例えば正イオンを追い返すので、電子及び正イオンが透過窓２２５に衝突するのを防止或いは低減でき、透過窓２２５の損傷を回避或いは低減できる。
【００５５】
ここで、ガス供給ライン１３２から供給されるガスとして、例えば、キセノン（Ｘｅ）ガス、クリプトン（Ｋｒ）ガス、或いはアルゴン（Ａｒ）ガス等を用いると好適である。これらのガスを用いた場合に生じるプラズマによりＶＵＶ光が放射される。Ｘｅガスではピーク波長が１７２ｎｍ、Ｋｒガスではピーク波長が１４５ｎｍ、Ａｒガスではピーク波長が１２６ｎｍのＶＵＶ光を放射できる。かかるＶＵＶ光を基板１０１に照射する場合、透過窓２２５の材料として、例えば、フッ化マグネシウム（ＭｇＦ）、フッ化カルシウム（ＣａＦ２）、或いはフッ化リチウム（ＬｉＦ）等を用いると好適である。また、ガス供給ライン１３２から供給されるガスとして、例えば、重水素ガスを用いた場合に生じるプラズマにより軟Ｘ光が放射される。重水素ガスではピーク波長が１１５ｎｍの軟Ｘ光を放射できる。かかる軟Ｘ光を基板１０１に照射する場合、透過窓２２５の材料として、例えば、ベリリウム（Ｂｅ）等を用いると好適である。ＶＵＶ光を発生させる場合には、数ｅＶ程度に対応する温度に設定する。軟Ｘ光を発生させる場合には、数１００ｅＶ程度に対応する温度に設定する。これらの波長の短い光を基板１０１に照射することで基板１０１表面の帯電（正、負とも）を低減或いは解消できる。
帯電解消は、試料面付近に存在する気体分子または原子がＶＵＶ（真空紫外）光、若しくは軟Ｘ線により電離して生じたプラズマの試料面帯電部への接触、基板１０１面からの光電子放出、基板１０１周辺部材から発生する光電子の試料面への到達のいずれか或いはすべてによって行われる。基板１０１周辺部材として例えばリターディング電極２２８のビーム開口付近を用いて、基板１０１から反射するＶＵＶ光や軟Ｘ線光或いは、積極的に基板１０１にＶＵＶ光や軟Ｘ線光が照射される様にすることで発生した光電子が基板１０１面のビーム照射位置付近に到達しやすくする様にするとよい。放電電圧、プラズマを発生させる為のガスの圧力や追加加熱の為の高周波出力等のパラメータは発生したVUV光や軟X線により所望の帯電解消効率が得られる様に実験的に決める。これらは、試料の材質、入射電子のエネルギー、電流等で異なるので、予め最適条件を求めておき、測定試料やビーム条件に応じて選択できる様にすると良い。また試料面付近の気体圧力は気体分子による入射電子の散乱に伴うビーム分解能の劣化が問題にならない範囲とする。
また、基板１０１周辺部材にＶＵＶ光や軟Ｘ線光を照射する際に洗浄用ガス、例えば酸素を供給し、酸素分子がＶＵＶ光や軟Ｘ線光で励起して得られる原子状酸素の働きにより周辺部材表面に付着した汚染物質、例えば炭化水素から成る物質を除去することも出来る。この洗浄の際は電子ビーム２０を停止して、洗浄用ガス圧力を高くして実施することも出来る。この場合でも装置を分解することなく洗浄が可能である。
【００５６】
以上のように、実施の形態１では、対物レンズ２０７の磁場空間に外側電極２２０、内側電極２２２、上部電極２２４、及び下部電極２２６，２２７といった複数の電極を配置して、それぞれ設定された電位を印加することで複数の電極に囲まれた空間１４内に、プラズマを発生させ、供給ガスに応じた光を放射させることができる。かかるプラズマにより生じた波長の短い光を基板１０１に照射することで、基板１０１に磁場及び電場の影響を与えることなく、基板１０１の帯電低減（或いは除去）を行うことができる。
【００５７】
図１１は、実施の形態１における帯電低減方法の要部工程を示すフローチャート図である。図１１において、実施の形態１における帯電低減方法は、ガス供給工程（Ｓ１０２）と、プラズマ発生工程（Ｓ１０４）と、照射工程（Ｓ１０６）と、いう一連の工程を実施する。なお、図１１では、かかる一連の工程を検査開始後に行う場合を示しているが、これに限るものではない。検査開始前、若しくは検査終了後に行っても構わない。若しくは、検査処理の途中で、一旦、検査処理を停止した状態、或いは検査領域間を移動中の検査処理が停止している合間に行っても良い。また、ガス供給、プラズマ発生は連続的に行っておいて光の放出量を制御する様にすることも出来る。
【００５８】
ガス供給工程（Ｓ１０２）として、ガス供給装置１３０は、ガス制御回路１２７による制御の下、ガス供給ライン１３２を通じて、電磁レンズ（例えば対物レンズ２０７）内にガスを供給する。なお、上述したように、ガス供給装置１３０（供給部）は、ガス供給ライン１３２を介してプラズマの空間に、ガスを供給する。
【００５９】
プラズマ発生工程（Ｓ１０４）として、プラズマ制御回路１２５は、電子ビーム２００を基板１０１面にフォーカスする対物レンズ２０７の磁場空間に配置されると共に、電子ビーム２００の通過領域１２の外側の空間１４を取り囲むように配置された、外側電極２２０、内側電極２２２、上部電極２２４、及び下部電極２２６，２２７といった複数の電極に、かかる複数の電極によって取り囲まれた空間１４にプラズマを発生させると共に、プラズマにより生じた正イオン、若しくは電子及び負イオンの移動を制御するように、かかる複数の電極の電位を制御する。具体的には、電位制御回路１２４は、外側電極２２０に電位Ｖｏｕｔを印加し、内側電極２２２に電位Ｖｏｕｔと同電位の電位Ｖｉｎを印加する。そして、上部電極２２４に電位Ｖｏｕｔ及び電位Ｖｉｎよりも低い電位Ｖｕｐを印加し、下部電極２２６に電位Ｖｕｐと同様の低い電位Ｖ１ｄｏｗｎを印加し、下部電極２２７に電位Ｖ１ｄｏｗｎよりは高いが電位Ｖｏｕｔ及び電位Ｖｉｎよりも十分低い電位Ｖ２ｄｏｗｎを印加する。かかる電位の印加によって、空間１４にペニング放電によるプラズマを発生させることができる。そして、同時に、空間１４の電子の上下方向の動きも制限される。
但し、電極２２４，２２６，２２７と電極２２０，２２２との間の電場と磁場との影響により、電子が磁場により旋回しながらその旋回中心が周方向に移動する。これをＥ×Ｂ（イークロスビー）ドリフトと呼ぶ。Ｅ×Ｂドリフトにはプラズマ空間１４中の電荷分布の偏りに伴う電場の寄与もある。また、磁力線に曲りがある時も旋回中心が周方向に移動する。磁力線に曲りがあると、磁束密度にも分布があるので、それぞれの寄与を曲率ドリフト、グラディエントＢ（ビー）ドリフトと呼ぶ。
【００６０】
照射工程（Ｓ１０６）として、空間１４に生じたプラズマにより放射された波長の短い光（ＶＵＶ光或いは軟Ｘ線）を基板１０１に照射する。図６の例では、複数の電極に囲まれた空間１４から基板１０１の電子ビーム２００の照射位置に向かって通路を形成するように、リターディング電極２２８にも開口部が形成される。
【００６１】
上述した例では、ペニング放電により、電子ビーム２００の通過領域１２の外側の磁場空間にプラズマを発生させる構成として、外側電極２２０と内側電極２２２とを用いる場合を説明したがこれに限るものではない。
【００６２】
図１２は、実施の形態１の変形例における対物レンズ付近の構成の一例を上部電極と下部電極との間の高さ位置から見た上面図である。図１２において、対物レンズ２０７のポールピース２１６内における、コイル２１７よりも内側（光軸側）の磁場空間に、図６の外側電極２２０及び内側電極２２２の代わりに、複数の環状電極２２１を周方向に並べて配置する。具体的には、偏向器２０８の外周側の空間に周方向に並べて複数の筒状電極２２１を配置する。周方向に並べた複数の筒状電極２２１の上方には上部電極２２４が配置され、下側には下部電極２２６，２２７が配置される点は図６と同様である。よって、各筒状電極２２１の内側の空間が上部電極２２４及び下部電極２２６，２２７によって覆われる。図１２の例では、複数の筒状電極２２１、上部電極２２４、及び下部電極２２６，２２７といった複数の電極は、電子ビーム２００の通過領域１２の外側の空間を複数の空間１４にわけてそれぞれ個別に取り囲むように配置される。かかる構成では、各環状電極２２１内にガスが供給されることになる。
【００６３】
以上のように、実施の形態１によれば、電子ビームを照射する装置本来の電子ビーム光学系を構成する電磁レンズが発生させる磁場に影響を与えることなく、帯電の低減ができる。その結果、高精度な検査を行うことができる。
【００６４】
実施の形態２．
実施の形態１では、電磁レンズの磁場を利用して、ペニング放電によりプラズマを発生させる場合について説明したが、プラズマを発生させる手法はこれに限るものではない。実施の形態２では、別の手法にてプラズマを発生させる構成について説明する。実施の形態２における検査装置１００の構成は、図１と同様である。また、実施の形態２における帯電低減方法の要部工程を示すフローチャート図は、図１１と同様である。また、以下、特に説明する点以外の内容は実施の形態１と同様で構わない。
【００６５】
図１３は、実施の形態２における対物レンズ付近の構成の一例を示す断面図である。図１３において、電場の方向を示す矢印が追加された点以外は図６と同様である。実施の形態２における複数の電極が配置された状態を上部電極の上方から見た上面図は図７と同様である。実施の形態２における複数の電極が配置された状態を外側電極の中間高さ位置から見た上面図は図８と同様である。実施の形態２における複数の電極のうち下部電極の上面図は図９と同様である。このように、対物レンズ付近の構成自体の内容は、実施の形態１と同様である。但し、図１３の例では、各電極への電位の印加の仕方が異なる。実施の形態２では、マグネトロン放電によりプラズマを発生させる。放電開始を効率良く行う為に、上部電極２２４近くにタングステンフィラメント等の加熱により熱電子を放出する材料を設置しておき、外部電源により電流を流して加熱することで電子を放出させて放電を開始させることも出来る。通常放電開始後はフィラメント電流を停止しても放電は継続する。
【００６６】
実施の形態２におけるプラズマ制御回路１２５（電位制御部）は、外側電極２２０、内側電極２２２、上部電極２２４、及び下部電極２２６，２２７といった複数の電極によって取り囲まれた空間１４にプラズマを発生させると共に、プラズマにより生じた正イオン、若しくは電子及び負イオンの移動を制御するように、複数の電極の電位を制御する。具体的には、以下のように動作する。対物レンズ２０７の磁場空間であって、外側電極２２０、内側電極２２２、上部電極２２４、及び下部電極２２６，２２７といった複数の電極によって取り囲まれた、真空状態にある空間１４にプラズマを発生させる。かかるプラズマは、ここでは、マグネトロン放電により発生させる。外側電極２２０、内側電極２２２、上部電極２２４、及び下部電極２２６，２２７によって取り囲まれた空間１４に、対物レンズ２０７により強い縦磁場を発生させた状態で、ガス供給ライン１３２から所定のガスを流しながら、プラズマ制御回路１２５から外側電極２２０に電位Ｖｏｕｔを印加し、内側電極２２２に電位Ｖｉｎを印加する。かかる場合に、外側電極２２０の電位Ｖｏｕｔとして、電位Ｖｉｎよりも十分低い電位を印加する。外側電極２２０の電位Ｖｏｕｔと内側電極２２２の電位Ｖｉｎとの電位差が所定の電位差よりも高くなると空間１４にマグネトロン放電によるプラズマを発生させることができる。また、上部電極２２４に電位Ｖｏｕｔ及び電位Ｖｉｎよりも低い電位Ｖｕｐを印加し、下部電極２２６にも電位Ｖｏｕｔ及び電位Ｖｉｎよりも低い電位Ｖ１ｄｏｗｎを印加する。同様に、下部電極２２７にも電位Ｖｏｕｔ及び電位Ｖｉｎよりも低いが、電位Ｖ１ｄｏｗｎよりも高い正の電位Ｖ２ｄｏｗｎを印加する。対物レンズ２０７により、例えば、４〜６ｋＧの磁場が発生する。かかる磁場空間において、電位Ｖｉｎとして、例えば２．２ｋＶを印加する。電位Ｖｏｕｔとして、例えば、２００Ｖを印加する。電位Ｖｕｐとして、電位Ｖｏｕｔよりも低い電位例えば、０Ｖを印加する。電位Ｖ１ｄｏｗｎとして、電位Ｖｏｕｔよりも低い電位例えば、０Ｖを印加する。電位Ｖ２ｄｏｗｎとして、電位Ｖｏｕｔよりも低いが電位Ｖ１ｄｏｗｎよりも高い正の電位例えば、２００Ｖを印加する。かかる効果により閉じ込められた電子がガス供給ライン１３２から供給されたガス分子を電離し、イオン（例えば正イオンＸｅ＋）を発生させる。そして、これの発生と共に、プラズマによる光（ＶＵＶ光或いは軟Ｘ線）を放射する。
【００６７】
図１４は、実施の形態２における電場と電子軌道とを説明するための図である。図１４において、実施の形態２では、外側電極２２０の電位Ｖｏｕｔと内側電極２２２の電位Ｖｉｎとの間に電位差が生じるため、外側電極２２０から内側電極２２２に向かう電場が生じている。かかる電場は、対物レンズ２０７による磁場の方向と直交する方向に形成する。対物レンズ２０７による強い縦磁場によって空間１４内の電子（ｅ−）は、半径方向の動きが制限される。また、上部電極２２４に電位Ｖｏｕｔ及び電位Ｖｉｎよりも低い電位Ｖｕｐを印加し、下部電極２２６に電位Ｖｏｕｔ及び電位Ｖｉｎよりも低い電位Ｖ１ｄｏｗｎを印加することで空間１４の電子は上下方向の動きも制限される。また、下部電極２２７に電位Ｖｏｕｔよりも低いが電位Ｖ１ｄｏｗｎよりも高い正の電位Ｖ２ｄｏｗｎを印加することで空間１４の正イオンを空間１４内に追い返す。かかる点はペニング放電と同様である。しかし、空間１４内の電子（ｅ−）は、衝突が無視出来る場合は磁場中のラーマー回転に加えて、その旋回中心は電場と磁場との組み合わせ効果によって、外側電極２２０と内側電極２２２との間の環状の空間１４を周方向に回転する。この現象はＥｘＢドリフトと呼ばれる。そのため、発生するマグネトロン放電によるプラズマは、外側電極２２０と内側電極２２２との間の環状の空間１４内において、ペニング放電によるプラズマに比べて均一性を高めることができる。なお、電極２２０，２２２と電極２２４，２２６，２２７との間の電場によってもＥｘＢドリフトが起こる。また、磁力線に曲りがある場合は曲率ドリフト、グラディエントＢも起こる。また、Ｅ×Ｂドリフトではプラズマ中の電荷分布の偏りに伴う電場の寄与もある。
【００６８】
以上のように、実施の形態２では、対物レンズ２０７の磁場空間に外側電極２２０、内側電極２２２、上部電極２２４、及び下部電極２２６，２２７といった複数の電極を配置して、それぞれ設定された電位を印加することで複数の電極に囲まれた空間１４内に、マグネトロン放電によるプラズマによって、イオン（例えば正イオンＸｅ＋）、及び電子（ｅ−）、を発生させると共に、プラズマによる光（ＶＵＶ光或いは軟Ｘ線）を放射することができる。イオン（例えば正イオンＸｅ＋）、及び電子（ｅ−）は、実施の形態１と同様、下部電極２２６，２２７により空間１４内に追い返しながら、発生した波長の短い光（ＶＵＶ光或いは軟Ｘ線）を、透過窓２２５を透過させて基板１０１に照射する。かかる波長の短い光（ＶＵＶ光或いは軟Ｘ線）を使って、基板１０１の帯電低減（或いは除去）を行う。実施の形態２では、マグネトロン放電を用いることで、イオン（例えば正イオンＸｅ＋）、及び電子（ｅ−）の環状の空間１４内の発生個所の偏在を低減若しくは解消できる。よって、放射する光を基板１０１に向けて照射する場合における光量の均一性を高めることができる。
【００６９】
そして、照射工程（Ｓ１０６）として、プラズマの空間１４から波長の短い光（ＶＵＶ光或いは軟Ｘ線）を基板１０１に照射する。図１２の例では、図６と同様、複数の電極に囲まれた空間１４から基板１０１の電子ビーム２００の照射位置に向かって通路を形成するように、リターディング電極２２８にも開口部が形成される。
【００７０】
以上のように、実施の形態２では、実施の形態１と同様、基板１０１表面が正負のいずれに帯電する場合でも、波長の短い光により帯電を低減或いは解消できる。このように、実施の形態２では、帯電状態にかかわらず、適用することができる。
【００７１】
図１５は、実施の形態２の変形例における対物レンズ付近の構成の一例を上部電極と下部電極との間の高さ位置から見た上面図である。図１５において、対物レンズ２０７のポールピース２１６内における、コイル２１７よりも内側（光軸側）の磁場空間に、図１３の外側電極２２０の代わりに、複数の円筒電極２２９を周方向に並べて配置する。具体的には、内側電極２２２の外周側の空間に周方向に並べて複数の円筒電極２２９を配置する。周方向に並べた複数の円筒電極２２９の上方には上部電極２２４が配置され、下側には下部電極２２６，２２７が配置される点は図１３と同様である。図１５の例では、複数の円筒電極２２９、内側電極２２２、上部電極２２４、及び下部電極２２６，２２７といった複数の電極は、電子ビーム２００の通過領域１２の外側の空間１４を取り囲むように配置される。図１５の例では、複数の円筒電極２２９間は、図示しない封止壁によって密閉される。
【００７２】
プラズマ制御回路１２５（電位制御部）は、複数の円筒電極２２９、内側電極２２２、上部電極２２４、及び下部電極２２６，２２７といった複数の電極によって取り囲まれた空間１４にプラズマを発生させると共に、プラズマにより生じた正イオン、若しくは電子及び負イオンの移動を制御するように、複数の電極の電位を制御する。具体的には、以下のように動作する。かかる複数の円筒電極２２９、内側電極２２２、上部電極２２４、及び下部電極２２６，２２７といった複数の電極と、対物レンズ２０７の磁場空間とを用いて、複数の円筒電極２２９、内側電極２２２、上部電極２２４、及び下部電極２２６，２２７といった複数の電極によって取り囲まれた、真空状態にある空間１４にマグネトロン放電によるプラズマを発生させる。対物レンズ２０７により強い縦磁場を発生させた状態で、ガス供給ライン１３２から所定のガスを流しながら、プラズマ制御回路１２５から複数の円筒電極２２９に共に正の電位Ｖｏｕｔを印加する。その他の電極の電位は、図１３の場合と同様である。これにより、各円筒電極２２９から内側電極２２２に向かって電場が発生する。よって、図１３の場合と同様に、マグネトロン放電によるプラズマを発生させることができる。
【００７３】
以上のように、実施の形態２によれば、電子ビーム２００を照射する装置本来の電子ビーム光学系を構成する電磁レンズ（例えば、投影レンズ２０４、及び対物レンズ２０７）が発生させる磁場に影響を与えることなく、マグネトロン放電によるプラズマを発生させることができる。そのため、プラズマによる光を放射でき、基板１０１の帯電の低減ができる。その結果、高精度な検査を行うことができる。
【００７４】
実施の形態３．
実施の形態３では、上述した各実施の形態よりも基板１０１の所望する位置への照射効率を高めることが可能な構成について説明する。
【００７５】
図１６は、実施の形態３における対物レンズ内のプラズマ発生機構の構成の一例を示す断面図である。図１６において、ポールピース２１６内の透過窓２２５の下側に、凹面状の反射面を有するミラー２３２を配置した点以外は、図６と同様である。ミラー２３２は、透過窓２２５を透過した、プラズマにより放射された光を基板１０１の所望の位置に集光する。これにより、効率よく光をマルチビーム２０の照射位置に照射できる。その他の内容は、実施の形態１と同様である。
【００７６】
なお、図１６の例では、ペニング放電の構成を示しているが、これに限るものではない。実施の形態２に示すマグネトロン放電の構成に対しても適用できることは言うまでもない。
【００７７】
実施の形態４．
上述した各実施の形態では、対物レンズ２０７により縦磁場を発生させ、かかる縦磁場を利用してプラズマを生成する場合について説明した。しかし、磁場の発生方向はこれに限るものではない。実施の形態４における検査装置１００の構成は、以下に説明する対物レンズの構成と、プラズマ空間を取り囲む複数の電極の構成以外、図１と同様である。また、実施の形態４における帯電低減方法の要部工程を示すフローチャート図は、図１１と同様である。また、以下、特に説明する点以外の内容は実施の形態１〜３のいずれかと同様で構わない。
【００７８】
図１７は、実施の形態４における対物レンズ内のプラズマ発生機構の構成の一例を示す断面図である。照明レンズ２０２、投影レンズ２０４、及び対物レンズ２０７といった各電磁レンズは、電子ビーム２００の光軸を取り囲むように配置されるコイルとコイルを取り囲むポールピース（ヨーク）で構成される点、及び、ポールピース（ヨーク）には、コイルで作られた高密度な磁力線をマルチビーム２０（若しくは電子ビーム２００）の光軸側に漏洩させる開放部（隙間、或いはギャップともいう。）が形成されている点は、上述した通りである。ここでは、一例として、対物レンズ２０７について説明する。図１７において、対物レンズ２０７は、ポールピース（ヨーク）３１６とコイル３１７を有している。ポールピース３１６は、横長（光軸と直交する径方向側に長い）に形成され、横長のコイル３１７を内側に配置する。ポールピース３１６は、上面の中央部がマルチビーム２０の通過領域を確保するため開口されており、また、下面が開放された形状になっている（開放部が形成される）。コイル３１７は、ポールピース３１６によって上面、及び外内周側面の３方向が囲まれた空間内の上側に寄った位置に配置される。かかる状態でコイル３１７に電流を流すことによって、コイル３１７は、コイル３１７よりも下側の空間においてマルチビーム２０の進む方向と直交する方向（図１７では径方向外側に向かって）に磁力線を発生させる。図１７の例では、マルチビーム２０の光軸１１の左手側の断面を一例として示している。かかる断面において、コイル３１７によって発生させられた磁力線がポールピース３１６自体の内部を右回りに回っている。そして、ポールピース３１６の内周側下端から下側の開放空間を介して外周側下端に磁力線が進むことでループを形成する。図示を省略しているが、電子ビーム２００の光軸１１の右手側の断面では、コイル３１７によって発生させられた磁力線がポールピース３１６自体の内部を左回りに回っている。そして、ポールピース３１６の内周側下端から下側の開放空間を介して外周側下端に磁力線が進むことでループを形成する。以上のように、コイル３１７よりも下側（基板側）の空間において電子ビーム２００の進む方向と直交する方向（図１７では径方向外側の向き）に磁場が発生させられている。そこで、実施の形態４では、かかるコイル３１７よりも下側（基板側）の空間に発生する横磁場を利用して、プラズマを発生させることにより、光（ＶＵＶ光若しくは軟Ｘ線）を発生させる。
【００７９】
図１７において、対物レンズ２０７のポールピース３１６内における、コイル３１７よりも下側（基板側）の磁場空間に上部電極３２０、下部電極３２２、外側電極３２４、及び内側電極３２６，３２７といった複数の電極が配置される。図１７に示すように、上部電極３２０、下部電極３２２、外側電極３２４、及び内側電極３２６，３２７といった複数の電極は、マルチビーム２０の通過領域１２の外側の空間１４を取り囲むように配置される。内側電極３２６，３２７は、光が通過できるように格子状に形成される。また、内側電極３２７のさらに光軸側には、透過窓３２５が配置される。
【００８０】
実施の形態４におけるプラズマ制御回路１２５（電位制御部）は、上部電極３２０、下部電極３２２、外側電極３２４、及び内側電極３２６，３２７といった複数の電極によって取り囲まれた空間１４にプラズマを発生させると共に、プラズマにより生じた正イオン、若しくは電子及び負イオンの移動を制御するように、複数の電極の電位を制御する。具体的には、以下のように動作する。かかる上部電極３２０、下部電極３２２、外側電極３２４、及び内側電極３２６，３２７といった複数の電極と、対物レンズ２０７の磁場空間とを用いて、上部電極３２０、下部電極３２２、外側電極３２４、及び内側電極３２６，３２７といった複数の電極によって取り囲まれた、真空状態にある空間１４にプラズマを発生させる。
【００８１】
かかるプラズマを、例えば、ペニング放電により発生させる場合、以下のように電位を印加する。空間１４に、対物レンズ２０７により強い横磁場を発生させた状態で、外側電極３２４を通過するように配置されたガス供給ライン１３１から所定のガスを流しながら、プラズマ制御回路１２５から上部電極３２０に電位Ｖｕｐ’を印加し、下部電極３２２に電位Ｖｄｏｗｎ’を印加する。かかる場合に、上部電極３２０の電位Ｖｕｐ’と下部電極３２２の電位Ｖｄｏｗｎ’として、正の同電位を印加する。外側電極３２４の電位Ｖｏｕｔ’、内側電極３２６の電位Ｖｉｎ’の電位に対して、上部電極３２０の電位Ｖｕｐ’と下部電極３２２の電位Ｖｄｏｗｎ’とが所定の電位よりも高くなると空間１４にペニング放電によるプラズマを発生させることができる。空間１４内の電子（ｅ−）は強い横磁場によって上下方向の動きが制限される。外側電極３２４に電位Ｖｕｐ’及び電位Ｖｄｏｗｎ’よりも低い電位Ｖｏｕｔ’を印加し、内側電極３２６に電位Ｖｕｐ’及び電位Ｖｄｏｗｎ’よりも低い電位Ｖ１ｉｎ’を印加し、内側電極３２７に電位Ｖｕｐ’及び電位Ｖｄｏｗｎ’よりも低く、かつ電位Ｖ１ｉｎ’よりも高い正の電位Ｖ２ｉｎ’を印加することで空間１４の電子は径方向の動きも制限される。対物レンズ２０７により、例えば、４〜６ｋＧの磁場が発生する。かかる磁場空間において、電位Ｖｕｐ’として、例えば、２．１ｋＶを印加する。Ｖｄｏｗｎ’として、例えば、電位Ｖｕｐ’と同電位２．１ｋＶを印加する。電位Ｖｏｕｔ’として、Ｖｄｏｗｎ’よりも低い電位例えば、０Ｖを印加する。電位Ｖ１ｉｎ’として、電位ｄｏｗｎ’よりも低い電位、例えば、０Ｖを印加する。電位Ｖ２ｉｎ’として、電位Ｖ１ｉｎ’よりも低い高い正の電位、例えば、１００Ｖを印加する。かかる効果により閉じ込められた電子がガス供給ライン１３１から供給されたガス分子を電離し、イオン（例えば正イオンＸｅ＋）を発生させる。放電開始を効率良く行う為に、外側電極３２４近くにタングステンフィラメント等の加熱により熱電子を放出する材料を設置しておき、外部電源により電流を流して加熱することで電子を放出させて放電を開始させることも出来る。通常放電開始後はフィラメント電流を停止しても放電は継続する。
【００８２】
かかるプラズマを、例えば、マグネトロン放電により発生させる場合、下部電極３２２の電位Ｖｄｏｗｎ’を上部電極３２０の電位Ｖｕｐ’よりも十分高い電位を印加する。Ｖｄｏｗｎ’として、例えば、２．２ｋＶ、Ｖｕｐ’、Ｖ２ｉｎ’，Ｖ１ｉｎ’，Ｖｏｕｔ’として、それぞれ例えば２００Ｖ、２００Ｖ，０Ｖ，０Ｖを印加する。上部電極３２０の電位Ｖｕｐ’と下部電極３２２の電位Ｖｄｏｗｎ’との差が所定の電位差よりも高くなると空間１４にマグネトロン放電によるプラズマを発生させることができる。かかる効果により閉じ込められた電子がガス供給ライン１３１から供給されたガス分子を電離し、イオン（例えば正イオンＸｅ＋）を発生させる。放電開始を効率良く行う為に、外側電極３２４近くにタングステンフィラメント等の加熱により熱電子を放出する材料を設置しておき、外部電源により電流を流して加熱することで電子を放出させて放電を開始させることも出来る。通常放電開始後はフィラメント電流を停止しても放電は継続する。
【００８３】
そして、放射工程（Ｓ１０６）として、プラズマの空間１４内で、かかるペニング放電（若しくはマグネトロン放電）によるプラズマにより生じた光（ＶＵＶ光若しくは軟Ｘ線）を内側電極３２６，３２７を通過させ、透過窓３２５を透過させて、基板１０１に照射する。
【００８４】
以上のように、実施の形態４によれば、マルチビーム２０を照射する装置本来の電子ビーム光学系を構成する電磁レンズ（例えば、投影レンズ２０４、及び対物レンズ２０７）が発生させる磁場が、径方向の横磁場であった場合でも、かかる磁場に影響を与えることなく、ペニング放電或いはマグネトロン放電によるプラズマを発生させることができる。そのため、プラズマにより波長の短いＶＵＶ光若しくは軟Ｘ線を発生させることができ、基板１０１の帯電の低減ができる。その結果、高精度な検査を行うことができる。
【００８５】
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、マーク位置測定回路１３０、遅延時間テーブル作成回路１３２、トラッキング位置演算回路１３４（４３４）、及び補正回路１３６（４３６）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。
【００８６】
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。上述した例では、対物偏向器として、１段の偏向器２０８を配置する場合について説明したが、これに限るものではない。例えば、偏向領域の異なる多段の偏向器を配置する場合であっても構わない。
【００８７】
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。
【００８８】
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パターン検査装置及びパターン検査方法は、本発明の範囲に包含される。
【符号の説明】
【００８９】
１１  光軸
１２  通過領域
１４  空間
２２  マルチビーム
２２  穴
２８，３６  画素
２９  サブ照射領域
３３  マスクダイ
３４  照射領域
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
１０９  記憶装置
１１０  制御計算機
１２０  バス
１０７  位置回路
１０８  比較回路
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
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
１２５  プラズマ制御回路
１２６  ブランキング制御回路
１２７  ガス制御回路
１２８  偏向制御回路
１３０  ガス供給装置
１４２  ステージ駆動機構
１４４  ＤＡＣアンプ
１５０  画像取得機構
１６０  制御系回路
２００  電子ビーム
２０１  電子銃
２０２  照明レンズ
２０３  成形アパーチャアレイ基板
２０５  縮小レンズ
２０６  制限アパーチャ基板
２０７  対物レンズ
２０８  偏向器
２０９  プラズマ発生機構
２１２  一括ブランキング偏向器
２１４  ビームセパレーター
２１５  ミラー
２１６  ポールピース
２１７  コイル
２２０  外側電極
２２１  環状電極
２２２  内側電極
２２３  封止壁
２２４  上部電極
２２５  透過窓
２２６，２２７  下部電極
２２８  リターディング電極
２２９  円筒電極
２３１  高周波発生機構
２３２  ミラー
２８２  マルチ検出器
２８４，２８６  投影レンズ
２８８  偏向器
３１６  ポールピース
３１７  コイル
３２０  上部電極
３２２  下部電極
３２４  外側電極
３２５  透過窓
３２６，３２７  内側電極
３３０  検査領域
３３１  ガス供給口
３３２  チップ
【図１】
2019175761.tif 000003
【図２】
2019175761.tif 000004
【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】
2019175761.tif 000009
【図８】
2019175761.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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【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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【図１７】
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