(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子ビームを用いた検査・測長装置にて試料上の所定領域の画像を、複数の子視野画像を繋げてパノラマ画像として取得する画像取得方法であって、
試料上の所定領域を複数に区画し、この区画された領域を子視野領域としてこれら子視野領域の画像を夫々取得する子視野画像取得ステップと、これら取得した複数の子視野画像を繋げてパノラマ画像を取得するパノラマ画像取得ステップとを含み、前記子視野画像取得ステップは、電子ビームの発生源を含む電子光学系に備えられた副偏向器により電子ビームを子視野領域中で走査する第１のステップと、電子光学系に更に備えられた副偏向器よりも偏向幅が大きい主偏向器により電子ビームを次の子視野領域に移動させる第２のステップとを有し、これら第１及び第２のステップを繰り返し、試料から発生する二次電子信号及び反射電子信号の少なくとも一方と副偏向器の制御情報と主偏向器の制御情報とに基づいて各子視野画像を取得し、画像情報を複数回取得し、積分して１つの画像情報を得るものにおいて、
隣接する子視野領域の一部が１回目と複数回目の画像取得時にＸ及びＹ方向にずれるように画像を取得することを特徴とする画像取得方法。
【請求項２】
前記子視野画像取得ステップは、偏向収差の変動量が所定の許容範囲内に収まるように子視野領域を区画することを特徴とする請求項１記載の画像取得方法。
【請求項３】
前記次の子視野領域への電子ビームの移動が完了する前に、前記次の子視野領域の偏向収差の補正を行うことを特徴とする請求項１又は２記載の画像取得方法。
【請求項４】
ステージ上面に直交する方向をＺ方向、Ｚ方向の高さ位置をＺ値とし、試料面内のＺ値を規定したＺマップを作成するＺマップ作成ステップと、Ｚ方向に移動自在なステージ上に形成された校正パターン、あるいは、ステージ上に形成されたＺ値が異なる複数の校正パターンを用い、離散的なＺ値に対応して、前記所定領域内で偏向収差を夫々測定し、これらの測定値から偏向収差の補正量を規定した補正偏向収差マップをＺ値毎に作成する補正マップ作成ステップとを更に含み、
前記所定領域のＺ値をＺマップからを取得し、取得したＺ値に対応する補正偏向収差マップを用いて、前記所定領域内の各子視野領域毎に偏向収差を補正することを特徴とする請求項３記載の画像取得方法。
【請求項５】
電子ビームの発生源を含む電子光学系と、
電子ビームが照射される試料を保持する、電子光学系の光軸に対して直交する方向に移動自在なステージと、
試料から発生した二次電子信号及び反射電子信号の少なくとも一方を基に画像を取得する画像取得部と、
画像取得部により取得された画像に基づき検査・測長を行う検査部とを備える電子ビーム検査・測長装置であって、
前記電子光学系は、試料上の所定領域を複数に区画し、この区画された領域を子視野領域として各子視野領域内で電子ビームを走査する副偏向器と、子視野領域間で電子ビームを移動させる、前記副偏向器よりも偏向幅が大きい主偏向器とを備え、
前記副偏向器及び前記主偏向器を制御する偏向制御手段を更に備え、
前記画像取得部は、試料からの二次電子信号及び反射電子信号の少なくとも一方と、前記偏向制御手段による前記副偏向器及び前記主偏向器の制御情報とを同期させることで、画像を複数回取得し、積分して１つの画像を得るものにおいて、
隣接する子視野領域の一部が１回目と複数回目の画像取得時にＸ及びＹ方向にずれるように画像を取得するように構成したことを特徴とする電子ビーム検査・測長装置。
【請求項６】
試料の検査・測長すべき領域をケアエリアとして取得するケアエリア取得手段と、
ケアエリアを複数の所定領域に分割し、複数の所定領域を複数の子視野領域に区画する区画手段と、
ステージ上面に直交する方向をＺ方向、Ｚ方向の高さをＺ値とし、所定領域のＺ値を取得するＺ値取得手段と、
離散的なＺ値毎に偏向収差の補正量を規定した偏向収差補正マップを作成する補正マップ作成手段と、
前記主偏向器により次の子視野領域への電子ビームの移動が完了する前に、前記Ｚ値取得手段により取得されたＺ値に対応する偏向収差補正マップを参照して、当該次の子視野領域の偏向収差を補正する偏向収差補正手段とを更に備えることを特徴とする請求項５記載の電子ビーム検査・測長装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像取得方法及び電子ビーム検査・測長装置に関し、より詳しくは、試料上の所定領域の画像を、複数の子視野画像を繋げてパノラマ画像として取得するものに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウェーハやマスク上の微細なパターンを検査・測長する検査・測長装置として真空中で電子ビームを用いるものがあり、近年の半導体デバイスの微細化に伴い、ウェーハやマスクの検査測長にその重要性が高まっている。このような電子ビームを用いる測長・検査装置としては、パターン欠陥を検出する電子ビーム検査装置（ＥＢＩ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｂｅａｍ  Ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ）、電子ビーム検査装置（ＥＢＩ）で検出した欠陥の候補を詳細に観察するレビュー装置（Ｒｅｖｉｅｗ  ＳＥＭ）や、パターン寸法を測定する寸法測長装置（ＣＤ−ＳＥＭ）がある。
【０００３】
電子ビーム検査装置（ＥＢＩ）には、従来の光学方式のものに比べて解像度が高いものの、検査速度が極めて遅いという問題があることから、検査の高速化が要求されている。一方、レビュー装置（Ｒｅｖｉｅｗ  ＳＥＭ）にも、反射電子、二次電子、Ｘ線など多様な信号を検出しつつ、微細なパターン欠陥を確実に検出するために、レビュー速度を上げることと電子ビームのビーム径を微細化して解像度を上げることが要求されている。他方で、寸法測長装置（ＣＤ−ＳＥＭ）には、正確に寸法を測長するために、限界まで電子ビームのビーム径を微細化することが要求されている。
【０００４】
特に電子ビーム検査装置（ＥＢＩ）においては、検査速度を高めるために、できるだけ視野（ＦＯＶ）を広げ、しかも大きなビーム電流を選択して検査領域を高速で走査することが求められる。計算機等で予め予測した欠陥発生確率の高い領域を大きな視野（ＦＯＶ）、大きなビーム径、大きいビーム電流で大雑把に欠陥の状況を見ていき、欠陥の可能性のある領域が見つかったら、レビュー装置（Ｒｅｖｉｅｗ  ＳＥＭ）等で小さな視野（ＦＯＶ）、小さなビーム径で該領域を観察し、高い精度で欠陥を観察できる。このようにして、総合的に検査精度を上げることが行われている。
【０００５】
パターンが微細化すると、光リソグラフィにおいては、ＯＰＣやマルチパターニング等複雑なパターン形状の補正が必要になる。このような複雑な補正を行った場合、スキャナー（光露光装置）の焦点ずれや露光量が変動すると、ある特定の脆弱なパターンで欠陥（システマティック欠陥）が生じやすくなる。そのようなＬＳＩパターンの設計に基づく欠陥を検出するために、検査装置画像やレビュー装置画像と、ウェーハパターンの理論的シミュレーション像との比較により、システマティック欠陥の検出（Ｄ：ＤＢ検査）が重要になっている。このＤ：ＤＢ検査では、高解像度の画像情報が必要である。そのために、偏向収差の影響がない小さい視野（ＦＯＶ）が用いられる。しかし、狭い領域を高精度に観察し、Ｄ：ＤＢ機能を用いて解析しても、システマティック欠陥は広い領域の影響を受けるので、良好な解析結果は得られない。注目しているパターンに対し、遠方のパターンの影響が強いからである。このため、Ｄ：ＤＢの高精度な検査の観点からも、大きい視野（ＦＯＶ）の画像を取得することが要求されるようになった。
【０００６】
従来例として、例えば特許文献１には、比較的小さい視野（ＦＯＶ）の画像を複数取得し、この複数の小さな視野（ＦＯＶ）の画像をつなぎ合わせてパノラマ画像を取得することが開示されている。ここでは、試料上の所定領域を複数に区画し、この区画された領域に対して電子ビームを照射、走査して小さな視野（ＦＯＶ）の画像を取得する。そして、試料を支持するステージを光軸に対して直交する方向（Ｘ方向及びＹ方向）に移動させ、区画された他の領域に対して電子ビームを照射、走査して次の小さな視野（ＦＯＶ）の画像を取得する。このようなステップを繰り返して、小さい視野（ＦＯＶ）の画像を複数取得する。然し、このようにしてパノラマ画像を得る場合、ステージを細かく移動させる時間とステージの移動に伴う電子ビームの再調整時間が、取得しようとする小さい視野（ＦＯＶ）の画像の数だけ加算されるため、パノラマ画像を取得するのに多大な時間がかかるという問題が生じる。これは、大きな領域の視野（ＦＯＶ）では周辺においてパターンが歪むとともに解像度が低下するために、このような小領域の視野（ＦＯＶ）の区画に分割して画像を取得し、小領域の視野（ＦＯＶ）の画像を合成してパノラマ画像を形成せざるを得なかったためである。このような方法では、大きな視野（ＦＯＶ）の画像を取得することはできるようになったが、高速化の観点からは全く逆行する方法であった。
【０００７】
尚、大きな領域の視野（ＦＯＶ）の画像を得るためには、偏向幅の大きい偏向器を用いることが考えられるが、偏向幅を大きくするには偏向器に高い偏向電圧を印加する必要がある。電子ビームの走査速度は偏向電圧が高くなるほど低下し、その処理速度は低下する。また、大きな領域の視野（ＦＯＶ）の画像を得ようとすると、視野の中心から離れるほど（上述の視野の周辺にいくほど）、偏向歪により画像が大きく歪み、像面湾曲によりビームがぼけ、偏向非点によりビームの形状が変化し、高解像度の画像が得られなくなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１０−６７５１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、以上の問題点に鑑み、大きな視野（ＦＯＶ）の画像を高速に取得することができる画像取得方法及び電子ビーム検査・測長装置を提供することをその課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、電子ビームを用いた検査・測長装置にて試料上の所定領域の画像を、複数の子視野画像を繋げてパノラマ画像として取得する本発明の画像取得方法は、試料上の所定領域を複数に区画し、この区画された領域を子視野領域としてこれら子視野領域の画像を夫々取得する子視野画像取得ステップと、これら取得した複数の子視野画像を繋げてパノラマ画像を取得するパノラマ画像取得ステップとを含み、前記子視野画像取得ステップは、電子ビームの発生源を含む電子光学系に備えられた副偏向器により電子ビームを子視野領域中で走査する第１のステップと、電子光学系に更に備えられた副偏向器よりも偏向幅が大きい主偏向器により電子ビームを次の子視野領域に移動させる第２のステップとを有し、これら第１及び第２のステップを繰り返し、試料から発生する二次電子情報及び反射電子情報の少なくとも一方と副偏向器の制御情報と主偏向器の制御情報とに基づいて各子視野画像を取得することを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、ある子視野領域の画像を取得するときには、副偏向器で電子ビームを走査する。副偏向器の偏向幅は主偏向器よりも小さいため、副偏向器に印加する偏向電圧を低くでき、副偏向器により電子ビームを高速で走査することができる。そして、次の子視野領域の画像を取得するときには、主偏向器により電子ビームを移動させる。主偏向器の偏向幅は副偏向器よりも大きいため、主偏向器に印加する偏向電圧が高くなり、主偏向器による電子ビームの移動速度は副偏向器による電子ビームの走査速度よりも遅くなるが、上記従来例のようにステージの移動（物理的手法）による電子ビームの移動速度に比べて圧倒的に速い。具体的には、上記従来例による子視野領域間のステージ移動による電子ビーム移動時間は１ｓｅｃ程度であるのに対し、子視野領域間の主偏向器による電子ビームの移動時間は０．５μｓｅｃ程度と圧倒的に短い。このように副偏向器と主偏向器との二重偏向という電気的手法により電子ビームを走査及び移動することにより、上記従来例に比べて高速でパノラマ画像を取得することができる。
【００１２】
ところで、大きい視野の領域内を電子ビームを偏向する場合、偏向に伴う偏向歪によりパターン位置の変動と像面湾曲、偏向非点による解像度の低下が著しくなる。このため、上記従来例では、小偏向の子視野（ＦＯＶ）に区画して画像を取得することとステージを移動させることを組み合わせてパノラマ画像を形成していた。一方、本発明において、前記子視野画像取得ステップは、偏向収差の変動量が所定の許容範囲内に収まるように子視野領域を区画し、子視野領域の画像を取得した後、主偏向器により電子ビームを次の子視野領域に移動させる。次の子視野領域への電子ビームの移動が完了する前に、偏向収差補正を行うようにする。ここで、本発明において、偏向収差とは、偏向歪、像面湾曲及び偏向非点をいう。この場合、偏向歪、像面湾曲及び偏向非点のデータを入れ替えることにより、主偏向器による大偏向に伴う偏向歪、像面湾曲及び偏向非点は補正される。
【００１３】
また、本発明においては、ステージ上面に直交する方向をＺ方向、Ｚ方向の高さ位置をＺ値とし、試料面内のＺ値を規定したＺマップを作成するＺマップ作成ステップと、Ｚ方向に移動自在なステージ上に形成された校正パターン、あるいは、ステージ上に形成されたＺ値が異なる複数の校正パターンを用い、離散的なＺ値に対応して、前記所定領域内で偏向収差を夫々測定し、これらの測定値から偏向収差の補正量を規定した補正偏向収差マップをＺ値毎に作成する補正マップ作成ステップとを更に含むことが好ましい。尚、Ｚマップは、画像取得前に作成して記憶しておくことが好ましいが、高速に高さ検出ができる場合は画像取得時にリアルタイムで所定領域内のＺ値を測定してもよい。そして、前記所定領域のＺ値をＺマップから取得し、取得したＺ値に対応する補正偏向収差マップを用いて、前記所定領域内の各子視野領域毎に偏向収差を補正する。これによれば、所定領域のＺ値（高さ）に応じて、当該所定領域内の子視野領域毎に偏向歪、像面湾曲及び偏向非点が補正される。このため、主偏向器による大偏向に伴う偏向収差が補正され、高解像度のパノラマ画像を取得することができる。しかも、補正偏向収差マップを用いることで、電子ビームを次の子視野領域へ移動させるまでの短時間で偏向収差を補正することができる。
【００１４】
また、本発明において、画像情報を複数回取得し、積分して１つの画像情報を得る場合、隣接する子視野領域の一部が１回目と複数回目の画像取得時にＸ及びＹ方向においてずれるように画像を取得することが好ましい。これによれば、子視野領域のつなぎ目の誤差を低減でき、高精度のパノラマ画像を取得できて有利である。
【００１５】
また、上記課題を解決するために、電子ビームの発生源を含む電子光学系と、電子ビームが照射される試料を保持する、電子光学系の光軸に対して直交する方向に移動自在なステージと、試料から発生した二次電子を基に画像を取得する画像取得部と、画像取得部により取得された画像に基づき検査・測長を行う検査部とを備える本発明の電子ビーム検査・測長装置は、試料上の所定領域を複数に区画し、この区画された領域を子視野領域として各視野領域内で電子ビームを走査する副偏向器と、子視野領域間で電子ビームを移動させる、前記副偏向器よりも偏向幅が大きい主偏向器とを備え、前記副偏向器及び前記主偏向器を制御する偏向制御手段を更に備え、前記画像取得部は、試料からの二次電子信号及び反射電子信号の少なくとも一方と、前記偏向制御手段による前記副偏向器及び前記主偏向器の制御情報とを同期させることで、画像を複数回取得し、積分して１つの画像を得るものにおいて、隣接する子視野領域の一部が１回目と複数回目の画像取得時にＸ及びＹ方向にずれるように画像を取得するように構成することを特徴とする。
【００１６】
本発明において、試料の検査・測長すべき領域をケアエリアとして取得するケアエリア取得手段と、ケアエリアを複数の所定領域に分割し、複数の所定領域を複数の子視野領域に区画する区画手段と、ステージ上面に直交する方向をＺ方向、Ｚ方向の高さをＺ値とし、所定領域のＺ値を取得するＺ値取得手段と、離散的なＺ値毎に偏向収差の補正量を規定した偏向収差補正マップを作成する補正マップ作成手段と、前記主偏向器により次の子視野領域に電子ビームを移動させる途中または移動前後に、前記Ｚ値取得手段により取得されたＺ値に対応する偏向収差補正マップを参照して、当該次の子視野領域の偏向収差を補正する偏向収差補正手段とを更に備えることが好ましい。尚、本発明において、所定領域とは、パノラマ画像を取得する領域をいう。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態の画像取得方法の概念を説明する図。
【図２】本実施形態の画像取得方法の概念を説明する図。
【図３】本実施形態の電子ビーム検査・測長装置の概略構成を模式的に示す図。
【図４】本実施形態の電子ビーム検査・測長装置を模式的に示す図。
【図５】偏向収差補正マップの作成に用いる校正マークの例を示す模式図。
【図６】ＣＦＯＶのずらし画像取得法の概念を説明する図。
【図７】ＣＦＯＶのずらし画像取得法の概念を説明する図。
【図８】（ａ）〜（ｃ）は、偏向の変形例を模式的に示す図。
【図９】本発明の応用事例を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。図１及び図２を参照して、本実施形態の画像取得方法の概念について説明する。先ず、電子ビーム検査装置（ＥＢＩ）を用いて検査すべき領域について説明する。図１において、ＩＢ０は、試料である半導体チップである。この半導体チップＩＢ０の全体を電子ビーム検査装置（ＥＢＩ）を用いて検査すると、膨大な時間が掛かり現実的ではない。そこで、電子ビーム検査装置とは独立したシミュレーション装置（計算機）を用いて、半導体チップＩＢ０の中から検査すべき領域（以下「ケアエリア」という）をデータ上で抽出し、抽出したケアエリアを電子ビーム検査装置（ＥＢＩ）に入力する。ここで、ケアエリアとしては、（１）ＯＰＣ（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｐｒｏｘｉｍｉｔｙ  Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）後の検証ツールで予測される所謂「ホットスポット」、（２）過去に問題を起こしたパターンあるいはそれに類似するパターンを含む領域、（３）半導体デバイスの設計者が危険であると認識したパターンを含む領域、（４）その他危険なパターンを含む領域などを例示することができる。このようなケアエリアをデータ上で効率よく且つ精度よく抽出する計算機検査技術が最近発展している。ケアエリアのパターンは、潜在的なシスティマティック欠陥となる。データ上のケアエリアは半導体製造プロセスを経て、ウェーハ上に物理的に形成され、この物理的に形成されたケアエリアを、ここでは「物理ケアエリア」と呼ぶ。図１には、３つの物理ケアエリアＩＢ１，ＩＢ２，ＩＢ３が示されており、このうちの物理ケアエリアＩＢ１を検査する場合、物理ケアエリアＩＢ１を複数の所定領域ＰＦＯＶ１，ＰＦＯＶ２，・・・，ＰＦＯＶ（ｎ−１），ＰＦＯＶｎに分割する。これら複数の所定領域ＰＦＯＶ１，・・・，ＰＦＯＶｎは、パノラマ画像を取得する領域（以下「パノラマ視野領域」という）である。パノラマ画像は正方形であってもよいし、矩形であってもよい。
【００１９】
次に、例えばパノラマ視野領域ＰＦＯＶ１を、図２に示すように、例えば、ｘ方向に６４個、ｙ方向に６４個のマトリックス状に区画する。そして、この区画された領域ＣＦＯＶ１０１，ＣＦＯＶ１０２，・・・，ＣＦＯＶ６４６４を子視野領域とし、これら子視野領域内で電子ビームを走査して画像を夫々取得し、取得した子視野領域の画像を繋げることで、パノラマ視野領域の画像（以下「パノラマ画像」という）を取得する。尚、子視野領域ＣＦＯＶの形状は、正方形に限らず、長方形であってもよい。以下、「ＣＦＯＶ」という場合には、「ＣＦＯＶの画像」をいう場合を含むものとする。また、「ＰＦＯＶ」という場合には、「ＰＦＯＶの画像」をいう場合を含むものとする。
【００２０】
１つの子視野領域ＣＦＯＶの寸法ｄ１は、偏向収差（偏向歪、像面湾曲及び偏向非点）の変動量が所定の許容範囲内に収まるサイズであり、例えば、３μｍに設定される。図２の場合、ＣＦＯＶの数はＸ方向及びＹ方向に夫々６４個であるから、パノラマ視野領域ＰＦＯＶの寸法ｄ２は１９２μｍ（＝３μｍ×６４個）となる。ＣＦＯＶのピクセルサイズを３ｎｍとすると、１つのＣＦＯＶの画像を取得するために必要なピクセル数は１ｋ×１ｋ個となり、１つのＰＦＯＶの画像（パノラマ画像）を取得するために必要なピクセル数は６４ｋ×６４ｋ個となる。
【００２１】
パノラマ画像を取得するには、電子ビームを走査してＣＦＯＶ１０１の画像を取得し、それが終了すると、次のＣＦＯＶ１０２に電子ビームを電気的に移動し、ＣＦＯＶ１０２の画像を取得し、これを継続していく。ＣＦＯＶ１０１からＣＦＯＶ１０２へのスイッチングスピード（電子ビームの移動速度）は０．５μｓｅｃ程度であり、上記従来例の如く機械的に（ステージを移動させて）電子ビームを移動させる場合に比べて圧倒的に移動速度が速い。詳細は後述するが、この０．５μｓｅｃの間に、次のＣＦＯＶ１０２の偏向収差を補正する。ＣＦＯＶ１０１内のクロック周波数は、例えば１００ＭＨｚ程度に設定でき、ピクセルからピクセルへの走査時間は１０ｎｓｅｃとなる。
【００２２】
次に、図３を参照して、本実施形態の電子ビーム検査・測長装置の概略構成について説明する。図３において、１００は電子ビーム検査・測長装置、１０１は電子光学系ＥＯの光軸である。電子光学系ＥＯは、副偏向器１０２、振り戻し副偏向器１０３、主偏向器１０４、振り戻し主偏向器１０５、ダイナミックフォーカスレンズ１０６、対物レンズ１０７、二次電子検出器１０９を備える。尚、図中、１０８は、試料たるウェーハＷの検査面（試料面）を示す。電子ビーム検査・測長装置１００は、電子光学系ＥＯの制御系として、副偏向器１０２，１０３を駆動する副偏向器ＤＡＣ・アンプ１１１、主偏向器１０４，１０５により電子ビームを走査し、かつ、ダイナミック非点補正の信号を供給するための主偏向器ＤＡＣ・アンプ１１２、ダイナミックフォーカスレンズ１０６を駆動するダイナミックフォーカスレンズ用のＤＡＣ・アンプ１１３及び全体の偏向系・信号系の制御を行う偏向制御回路１２０を備える。尚、上記電子ビーム検査・測長装置１００では、主偏向器１０４，１０５でダイナミック非点補正の機能を併せ持たせたが、主偏向器１０４，１０５とは別にダイナミック非点補正器とそのＤＡＣ・アンプを設けてもよい。
【００２３】
二次電子検出器１０９により検出された二次電子信号は画像情報となって、信号制御回路１１０へ入力される。信号制御回路１１０は、偏向制御回路１２０と同期される。即ち、試料面１０８からの二次電子信号と、副偏向器１０２，１０３及び主偏向器１０４，１０５の制御情報とを同期させて画像情報を取得し、取得した画像情報は信号制御回路１１０から全体制御装置１３０に入力される。電子ビーム検査装置１００は全体制御装置１３０により制御される。全体制御装置１３０への入力１４２は、ピクセルサイズ、電子ビームＥＢのビーム径、パノラマ視野領域ＰＦＯＶの寸法ｄ２、子視野領域ＣＦＯＶの寸法ｄ１、走査スピード、試料Ｗを保持するステージ（図示省略）の移動方式（ステップ＆リピートまたは連続移動）などの基本入力情報である。入力１４３は、上記ケアエリア（物理ケアエリア）、パターンのＧＤＳデータ等半導体チップＩＢ０の検査情報、並びに設計情報である。出力１４１は検査結果に関わる情報である。全体制御回路１３０から偏向制御回路１２０へ入力される情報は、１３２のビーム走査パラメータ、１３３のステージ位置情報、１３４の後述するウェーハＺマップ情報である。このウェーハＺマップ情報は、ウェーハＷ全体のＺマップ情報であるか、または物理ケアエリアＩＢ１，ＩＢ２，ＩＢ３のＺマップ情報である。
【００２４】
尚、全体制御装置１３０には、半導体チップＩＢ０の検査情報や設計情報が入力されるため、当該全体制御装置１３０にて入力情報から物理ケアエリアを求め、求めた物理ケアエリアをパノラマ視野領域ＰＦＯＶに分割することもできる。
【００２５】
上記副偏向器１０２，１０３は、比較的小さい（例えば３μｍ程度）の偏向を行う一方、主偏向器１０４，１０５は、比較的大きい（例えば２００μｍ程度）の偏向を行う。副偏向器ＤＡＣアンプ１１１が発生する電圧は、主偏向器ＤＡＣアンプ１１２が発生する電圧より約１桁低く、ＤＡＣアンプのスピードは出力電圧が低いほど高速化できるため、副偏向器１０２，１０３を高速動作可能である。本発明者らは、従来例の如く１つの偏向器の走査（一重偏向）によりパノラマ画像を取得する時間と、本発明のパノラマ画像取得方法により、即ち、主偏向器及び副偏向器の走査（二重偏向）によりパノラマ画像を取得する時間とを比較するため、様々なＬＳＩパターンを用いて実験した。実験によれば、従来例のものでは本発明に比べて約３倍の時間がかかることが確認された。すなわち、同等の精度（解像度）でパノラマ画像を取得する場合、本発明の二重偏向の方法により、一重偏向の方法の約３倍のスピードでパノラマ画像を取得できることが判った。
【００２６】
次に、図４を参照して、上記電子ビーム検査・測長装置１００よりも詳細な構成を有する電子ビーム検査・測長装置２００の実施形態について説明する。電子ビーム検査・測長装置２００において、上記電子ビーム検査・測長装置１００に対応する要素については同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
【００２７】
電子ビーム検査・測長装置２００は、電子ビームＥＢを放出する電子銃２０１を備える。電子銃２０１としては、公知構造を有するショットキータイプのものを用いることができる。電子銃２０１から放出された電子ビームＥＢはアパーチャ２０２により形が整えられ、コンデンサーレンズ２０３によりクロスオーバ２０４が形成される。このクロスオーバ２０４が偏向中心となるようにブランキング電極２０５が配置され、このブランキング電極２０５の下方にはブランキングアバーチャ板２０６が配置されている。ウェーハＷの試料面４２４上で電子ビームをオンにするときは、ブランキング電極２０５に信号（電圧）を印加せず、電子ビームをブランキングアパーチャ板２０６の穴を通過させる。一方、電子ビームをオフにするときは、ブランキング電極２０５に電圧を加えて電子ビームを偏向させ、ブランキングアパーチャ板２０６の穴以外の部分にあたるようにする。ブランキングアパーチャ板２０６の下方には、クロスオーバをさらに縮小するためのコンデンサレンズ２０７が設けられ、その下方には収束半値角可変機構２０８が設けられている。
【００２８】
収束半値角可変機構２０８は、電子ビームの光路に設けられる収束半値角アパーチャ板２０９と、この収束半値角アパーチャ板２０９の上方に配置された偏向器２１０と、収束半値角アパーチャ板２１０の下方に配置された偏向器２１１，２１２と、これらの偏向器２１０，２１１，２１２を駆動する電気制御回路２３０とを備える。収束半値角アパーチャ板２０９には、詳細は図示しないが、電子ビームの収束半値角αｏｐｔ，α０，α１，α２，α３に応じたサイズ（穴径）で複数（例えば、５個）のアパーチャＡｏｐｔ，Ａ０，Ａ１，Ａ２，Ａ３が開設されている。収束半値角アパーチャ板２０９の中央部分に開設されたアパーチャＡｏｐｔは、最小の電子ビーム径ｄｍｉｎを与える収束半値角αｏｐｔに応じたサイズを有することが好ましい。最小の電子ビーム径ｄｍｉｎで電子ビームを形成するためには、収束半値角可変機構２０８が作る収差の影響を最小に抑える必要があるため、電子ビーム軸上（即ち、図４に示すアパーチャ板２０９の中央部分）にアパーチャＡｏｐｔを配置することが有利である。尚、本実施形態では、収束半値角アパーチャ板２０９の前段に１段の偏向器２１０、後段に２段の偏向器２１１，２１２を配置するが、どのように偏向器を配置するかは適宜設定することができる。そして、測定するＬＳＩパターンのサイズや目的（検査、Ｒｅｖｉｅｗ又は測長）に応じて最適なピクセルサイズを選択し、選択したピクセルサイズに対応して、どの収束半値角アパーチャを選ぶかが決定される。前段の偏向器２１０で電子ビームを偏向し、選択する収束半値角アパーチャを照明する。このとき、偏向器２１０の偏向中心にクロスオーバ２１３が形成されるように偏向器を配置すれば、アパーチャを切り替えてもクロスオーバ２１４，２１５の位置は不変となるため有利である。収束半値角アパーチャを通過した電子ビームは、偏向器２１１で振り戻され、さらに偏向器２１２で光軸と一致するか平行となるよう角度が調節される。このようにして、機械的移動ではなく、最適な収束半値角アパーチャを電気的に選択できる。収束半値角制限アパーチャ板２０９の下方（後段）には、プロジェクションレンズ２１６が配置され、このプロジェクションレンズ２１６によりクロスオーバ２１３がクロスオーバ２１４の位置に結像される。
【００２９】
ここで、図示省略する鏡筒中を流れる電子ビームが変化すると、電子間に働くクーロン効果により、焦点距離が変化したり電子ビームがぼけることが知られている。焦点距離がビーム電流に依存して変動する場合には、静電レンズ型のダイナミックフォーカスレンズ１０６への印加電圧を制御することで補正できる。即ち、異なる径の収束半値角アパーチャに変更した場合、ダイナミックフォーカスレンズ１０６のレンズ強度を変えて焦点距離（フォーカス位置）の変動を補正することができる。また、ダイナミックフォーカスレンズ１０６は、主偏向器１０４，１０５による偏向を行ったときの像面湾曲の補正のほかにこのようなクーロン効果によるフォーカス位置の変動の補正、試料面の非平坦性等によるフォーカス位置の変動の補正などにも使用することができる。対物レンズ１０７は、クロスオーバ２１４を試料面１０８上に結像させる。解像度向上と試料面１０８の帯電軽減を目的とし、試料面１０８にはリターディング電圧が加えられてもよく、これにより、試料面１０８上での電子ビームの加速電圧は、１ｋＶ以下のレベルまで低下される。また、試料面１０８で発生した二次電子を引き出すために、リターディング電圧に加えて、対物レンズ１０７に対してブースティング電圧が加えられている。引き出された二次電子は、リターディング電圧とブースティング電位により加速され鏡筒中に侵入し、鏡筒内を進み、検出器１０９により検出される。試料たるウェーハＷは静電チャック２１７により固定される。ウェーハＷは、Ｘ方向及びＹ方向に移動自在なＸＹステージ２１８により光軸に直行するＸＹ面を移動する。ＸＹステージ２１８の上部には、ピエゾ素子を用いたＺ方向に移動自在なＺステージ２１９が設けられており、ウェーハＷをＺ方向に移動できるようになっている。また、試料面１０８のＺ方向の位置を測長するＺセンサ２２０（投光部），２２１（受光部）が設けられている。Ｚステージ２１９上には、レーザ干渉計用ミラー２２２が設けられ、レーザ干渉計２２３によりステージ２１８，２１９のＸ方向及びＹ方向の位置を精密に測長できるようになっている。また、Ｚステージ２１９上には、高さ位置がウェーハＷと同一な校正マーク３０１が設けられている。校正マーク３０１は、ウェーハＷと同様にリターディング電圧になっている。尚、図４には、レファレンスミラーは図示されていないが、公知構造のものを鏡筒下部等適切な場所に設ければよい。
【００３０】
上記電子ビーム検査・測長装置２００の制御系は、高速収束半値角可変機構２０８の偏向器２１０，２１１，２１２を駆動するための電気制御回路２３０、検出器１０９から出力される画像情報を処理する信号制御回路１１０、副偏向器１０２，１０３を駆動する副偏向器ＤＡＣ・アンプ１１１を制御するための電子制御回路１２１、主偏向器１０４，１０５を駆動する主偏向器ＤＡＣ・アンプ１１２を制御するための電子制御回路１２２、ダイナミックフォーカスレンズ１０６を駆動するダイナミックフォーカスレンズ用のＤＡＣ・アンプ１１３を制御するための電子制御回路１２３、Ｚセンサ２２０，２２１を制御するための電子制御回路２３１、ブースティング電圧やリターディング電圧を印加するための電子制御回路２３２、Ｚステージ２１９を制御するための制御回路２３３、ＸＹステージ２１８を制御するための制御回路２３４、レーザ干渉計２２３の信号を処理する制御回路２３５及びこれらを統括制御する全体制御装置１３０並びに記憶手段１４０を備える。全体制御装置１３０は、Ｚセンサ２２０，２２１の測定値とレーザ干渉計２２３の信号（Ｘ座標、Ｙ座標）からＺマップを作成し、作成したＺマップを記憶手段１４０に格納する。記憶手段１４０には、Ｚマップのほか、後述する偏向収差補正マップや画像情報、全体制御装置１３０に入力された各種データが格納され、必要に応じて読み出される。尚、上記電子ビーム検査・測長装置１００と同様に、電子制御回路１２１，１２２，１２３を偏向制御回路１２０として構成してもよい。
【００３１】
次に、上記電子ビーム検査・測長装置２００を用いた画像取得方法について、図２に示すパノラマ視野領域ＰＦＯＶ１のパノラマ画像を取得する場合を例に説明する。
【００３２】
先ず、試料たるウェーハＷを図示省略の搬送ロボットで搬送し、静電チャック２１７でチャッキングする。このようにチャッキングしても、ウェーハＷの試料面１０８を平坦に保つことは不可能で、非平坦性が残る。このため、検査・測長等の動作に入る前、即ち、パノラマ画像を取得する前に、ステージ２１８を動かし、Ｚセンサ２２０，２２１によりＺ値を測定し、その測定値とレーザ干渉計２２３の信号ステージ２１８のＸ座標及びＹ座標からウェーハＷの試料面１０８のＺ値を規定したＺマップを作成し、作成したＺマップを記憶手段１４０に格納する。格納したＺマップは、後述する偏向収差を補正する際に用いられる。ここで、上記所定領域（パノラマＦＯＶ）の寸法ｄ２を２００μｍ程度に設定すると、所定領域内でのＺ方向の非平坦性を±１００ｎｍ以下にできるため、平坦と考えることができる。このため、Ｚマップは所定領域のサイズｄ２でメッシュを作り、メッシュごと（つまり、所定領域ごと）にＺ値を測長し、その測長値からＺマップを作成する。
【００３３】
全体制御装置１３０は、計算機から入力されたウェーハＷに対応する物理ケアエリアＩＢ１、または計算機から入力された検査情報や設計情報から求めた物理ケアエリアＩＢ１を読み出し、複数のパノラマ視野領域ＰＦＯＶ１，・・・，ＰＦＯＶｎに分割する。次に、複数のパノラマ視野領域を複数の子視野領域ＣＦＯＶ１０１，・・・，ＣＦＯＶ６４６４，・・・に分割する。このとき、パノラマ視野領域ＰＦＯＶ１は、子視野領域ＣＦＯＶ１０１〜ＣＦＯＶ６４６４に分割される。
【００３４】
電子銃２０１から電子ビームＥＢを発生させ、副偏向器１０２，１０３により、試料Ｗ上の子視野領域ＣＦＯＶ１０１内を電子ビームＥＢを走査する（第１のステップ）。試料Ｗの試料面１０８から発生した二次電子を検出部１０９で検出し、検出した二次電子信号と、副偏向器１０２，１０３の偏向情報とを同期させることにより、ＣＦＯＶ１０１の画像を取得する。尚、ここでは、電子ビームの走査起点は、子視野領域ＣＦＯＶ１０１の左上角部としているが、右上角部などの他の角部であってもよく、子視野領域ＣＦＯＶ１０１の中心であってもよい。また、試料Ｗからの二次電子信号と偏向情報とを同期させているが、試料Ｗからの二次電子信号及び反射電子信号の少なくとも一方と偏向情報とを同期させて画像を取得すればよい。
【００３５】
子視野領域ＣＦＯＶ１０１内を走査した後、電子ビームＥＢは、主偏向器１０４，１０５により、次の子視野領域ＣＦＯＶ１０２に移動する（第２のステップ）。
【００３６】
ここで、主偏向器１０４，１０５の偏向幅は比較的大きいため、偏向収差が問題となる。本発明において、偏向収差は、対物レンズ１０７と主偏向器１０４，１０５の偏向による総合収差であり、偏向歪、像面湾曲及び偏向非点の総称である。以下、偏向収差の補正について説明する。
【００３７】
偏向収差ＤＡは、三次元空間の位置（Ｘ，Ｙ，Ｚ）で、次のように書ける。
ＤＡ＝ＤＡ（Ｘ，Ｙ，Ｚ）
前述したように、本発明で取得するパノラマ視野領域ＰＦＯＶのパノラマ画像の寸法ｄ２は高々２００μｍ程度であり、高さ変動は最大１００ｎｍ程度である。このため、パノラマ視野領域ＰＦＯＶはＺ＝Ｚｎ平面内にあるとみなすことができるため、パノラマ視野領域内の偏向収差ＤＡＰは、下式のように書ける。
パノラマ視野領域内の偏向収差＝ＤＡＰ（Ｘ，Ｙ，Ｚｎ）
【００３８】
上記電子ビームの偏向収差の補正をピクセルごとに行うとすると、極めて短時間に行わなければならず、データ転送速度が追いつかず、現実的ではない。そこで、本発明では、子視野領域ＣＦＯＶごとに偏向収差を補正することとする。そのためには子視野領域ＣＦＯＶ内の収差はどこでも近似的に等しいことが要求される。Ｍ番目の子視野領域ＣＦＯＶｍの中心の位置を（Ｘｍｃ，Ｙｍｃ）とすると、ＣＦＯＶｍの偏向収差ＤＡＣｍは、下式の様に書ける。尚、ＣＦＯＶｍの中心の位置ではなく、ＣＦＯＶｍの角部の位置でもよい。
子視野領域ＣＦＯＶｍ内の偏向収差＝ＤＡＣｍ（Ｘｍｃ，Ｙｍｃ，Ｚｎ）
子視野領域ＣＦＯＶごとに上記偏向収差を打ち消すように補正すれば、精度の高いＣＦＯＶの画像がパノラマ視野領域全面にわたって得られ、パノラマ画像の解像度を向上させることができる。これを実行するためには、上述したように、ＣＦＯＶの寸法ｄ１を、ＣＦＯＶ内での偏向収差が許容範囲内に収まるように小さく設定することが必要になる。尚、シミュレーション計算によると、ＣＦＯＶの最大寸法は２０ｎｍデザインルールのデバイスに対しては、概ね８μｍであった。従って、デザインルールが２０ｎｍ以下の先端デバイスに対しては、ＣＦＯＶの寸法ｄ１は８ｎｍ以下（例えば、３ｎｍ）に設定すればよい。
【００３９】
ここで、偏向収差の補正を検査時にリアルタイムで行うことは、現実的でない。そこで、本発明では、離散的なＺ値（Ｚ１，Ｚ２，・・・，Ｚｎ）に対応してＰＦＯＶ内の各ＣＦＯＶの偏向収差補正量を規定した偏向収差補正マップを予め作成して記憶装置１４０に格納することで、各ＣＦＯＶに対して偏向歪、像面湾曲、偏向非点を即座に与えることができるようにする。上述したように、各ＰＦＯＶのＺマップを予め作成しておくことで、ＰＦＯＶの各ＣＦＯＶに対して偏向歪、像面湾曲、偏向非点を即座に与えることができ、これにより、主偏向器１０４，１０５による偏向と同時（電子ビームを次のＣＦＯＶに移動する途中または移動前後）に偏向収差を補正できて現実的である。
【００４０】
偏向収差補正マップは、ステージ上に作り込まれた校正マーク３０１を用いて作成することができる。校正マーク３０１としては、図５に示すように、十字パターン（十字マーク）３０２が、主偏向器１０４，１０５により電子ビームを偏向可能なＰＦＯＶ内にマトリックス状に配置されたものを用いることができる。このうちの１つの十字パターン３０２を選択し、選択した十字パターン３０２の画像を取得する。取得した十字パターン３０２の画像から、十字パターンの画像中心座標位置（ＲＸｉｍａｇｅ，ＲＹｉｍａｇｅ）が判る。そして、ステージ２１８を移動させて十字パターン３０２をＰＦＯＶの中心に位置させる。ステージ２１８の位置（Ｘ座標，Ｙ座標）はレーザ干渉計２２３を用いて測長されているので、真のステージ２１８の移動距離、即ち、十字パターン３０２の真の移動距離（ＲＸＬ，ＲＹＬ）が判る。測定点の歪み（△Ｘ，△Ｙ）は、下式で表される。
△Ｘ＝ＲＸｉｍａｇｅ−ＲＸＬ
△Ｙ＝ＲＹｉｍａｇｅ−ＲＹＬ
ＰＦＯＶ全体にわたって配置されている十字パターン３０２の歪みを測定すれば、その測定値から偏向歪補正マップを作成することができる。各ＣＦＯＶの中心位置の歪は、この偏向歪補正マップを用いて補正することができる。また、像面湾曲の場合は、上記の如くＰＦＯＶ全体にわたって配置されている十字パターン３０２のエッジから得られる二次電子信号の立ち上がりの半値幅とジャストフォーカス（Ｊｕｓｔ  Ｆｏｃｕｓ）時の信号の半値幅との差から、焦点のずれ△Ｆを検出する。ＰＦＯＶ全体にわたって焦点ずれを測定すれば、像面湾曲補正マップを作成することができる。また、偏向非点についても同様に、ＰＦＯＶ全体にわたって配置されている十字パターン３０２の画像を取得して、非点を測定すれば、偏向非点補正マップを得ることができる。
【００４１】
尚、校正マーク３０１の十字パターン３０２内に例えば金の微粒子を配置しておけば、この金微粒子を用い、電子ビームＥＢの直径や形状を測定することができる。十字パターン３０２の代わりに金微粒子を使っても、像面湾曲補正マップ及び偏向非点補正マップを作成することができる。偏向非点補正マップの作成には、金微粒子を用いる方が好ましい。
【００４２】
以上、所定のＺ値の場合について、偏向収差補正マップ（偏向歪補正マップ、像面湾曲補正マップ及び偏向非点補正マップ）を作成する場合を例に説明した。偏向歪、像面湾曲及び偏向非点は、Ｚにより変化するため、離散的なＺ１，Ｚ２，・・・，Ｚｎに対応する偏向歪補正マップ、像面湾曲補正マップ及び偏向非点補正マップを夫々作成し、メモリ等の記憶手段１４０に格納しておく。このとき、Ｚステージ２１９をＺ方向に移動させることで、校正マーク３０１のＺ値を変更し、変更したＺ値に対応する偏向収差補正マップを作成する作業を繰り返す。尚、Ｚ値が夫々異なる複数の校正パターン（校正マーク３０１）をＺステージ２１９に形成し、各校正パターンを用いて偏向収差補正マップを作成してもよい。これらの偏向収差補正マップの作成は、電子ビーム検査・測長装置２００の立ち上げ時や校正時に行えばよく、頻繁に行う必要はない。
【００４３】
このようにＺマップ及び偏向収差補正マップを作成することで、ＺマップからＰＦＯＶのＺ値を求めることができ、この求めたＺ値に対応した偏向収差補正マップを参照し、ＰＦＯＶ内の各ＣＦＯＶの偏向歪、像面湾曲及び偏向非点を得て、ＣＦＯＶ毎に偏向収差を補正することができる。具体的には、全体制御装置１３０により、主偏向器１０４，１０５、ダイナミックフォーカスレンズ１０６やダイナミック非点補正器等の補正デバイスに与える補正量が求められ、この補正量に対応する補正信号が補正デバイスに送られる。これによれば、次のＣＦＯＶ１０２に電子ビームを移動している途中または移動させる前後の短時間に、偏向収差を補正することができる。偏向収差の補正後、上記と同様の方法により、副偏向器１０２，１０３により、ＣＦＯＶ１０２内の電子ビームの走査を行い、このとき検出した二次電子信号と、副偏向器１０２，１０３及び主偏向器１０４，１０５の偏向情報とを同期させることにより、ＣＦＯＶ１０２の画像を取得する。以下同様に、第１のステップと第２のステップとを繰り返して、ＣＦＯＶ１０３〜ＣＦＯＶ６４６４の画像を取得する。そして、取得したこれら複数の子視野領域ＣＦＯＶ１０１〜ＣＦＯＶ６４６４の画像を繋げてパノラマ画像を取得する。その後、全体制御装置１３０は、取得したパノラマ画像を用いて検査・測長を行う。取得した画像を用いた検査方法・測長方法については公知であるため、ここでは説明を省略する。尚、全体制御装置１３０は、特許請求の範囲の「画像取得部」、「検査部」、「区画手段」、「補正マップ作成手段」及び「偏向収差補正手段」に対応する。
【００４４】
ところで、電子ビーム検査測長装置２００においては、１回の画像取得ではＳＮ比のよい画像が得られない場合がある。本発明者らは、鋭意研究を重ね、検査・測長の場合に、ＣＦＯＶの画像をずらしてパノラマ画像を取得することが有効であることを確認した。この場合、複数回取得した画像を積算して検査測長に用いるようにする。Ｎ回（例えば、５回）積算する場合は、ＣＦＯＶをＸ方向及びＹ方向にＣＦＯＶの寸法ｄ１の１／Ｎ（例えば、Ｎ＝５）ずつずらして画像を取得し、ＣＦＯＶのつなぎ目を平均化することで、つなぎ目を見えなくすることができる。このような画像取得方法としては、例えば、図６に示すように、ＣＦＯＶ１の画像ＣＦＯＶ１−１，ＣＦＯＶ１−２，・・・，ＣＦＯＶ１−５をｄ１／Ｎずつずらしながら５回取得し、これら５回分の画像を記憶手段（メモリ）１４０に記憶して積算することで、ＣＦＯＶ１の画像を得ることができる。この積算後のＣＦＯＶの画像は、残存する偏向収差が平均化されるため、精度が向上する。その結果、ＣＦＯＶのつなぎ目も平均化効果により、滑らかになり、つなぎ目が欠陥として誤認識されることもない。尚、ここでは、ＣＦＯＶの画像を５回取得しているが、回数はこれに限定されず、つなぎ目の平均化効果を考慮して適宜設定することができる。また、図７に示すように、ＰＦＯＶ１−１を取得した後、Ｘ方向及びＹ方向にＣＦＯＶの寸法ｄ１の１／Ｎ（例えば、Ｎ＝５）ずつずらしてパノラマ画像ＰＦＯＶ１−２，１−３，１−４，１−５を取得し、積算するようにしてもよい。この場合も、ＰＦＯＶを積算する回数は５回に限定されず、つなぎ目の平均化効果を考慮して適宜設定することができる。
【００４５】
また、上記例では、ＣＦＯＶの全体に亘ってピクセルを移動させているが、ＣＦＯＶ内では、電子ビームを図８（ａ）に示すようにピクセル４０１からピクセル４０２にランダムに偏向（移動）してもよい。ピクセルサイズｄ３は、例えば、３ｎｍに設定することができる。ＣＦＯＶ内では、図８（ｂ）に示すように、ピクセル４０３を多重にうったり、ライン４０５とライン４０６を一部が重なるようにスキャンしたりする等偏向を自由に制御できる。また、ＰＦＯＶの全体に亘ってＣＦＯＶの画像を取得する必要もなく、図８（ｃ）に示すように、検査が不要なＣＦＯＶをスキップ（例えば、ＣＦＯＶ４０７からＣＦＯＶ４０８に偏向）することで、必用な箇所のみ選択して画像を取得できる。
【００４６】
以下、上記電子ビーム検査・測長装置Ｍの応用事例について説明する。本例では、ピクセルサイズを１２ｎｍ、ピクセル数を（１／４）ｋビット、ＣＦＯＶのサイズｄ１は３μｍである。パノラマ画像は１９２μｍ×１９２μｍとなる。このようなパノラマ画像を上述した画像取得方法を用いて取得し、モデルベースのシュミレーションパターン（レファレンスパターン）と比較する。即ち、Ｄ：ＤＢ機能を用いて解析する。許容値以上に実画像（のパターン）がレファレンスパターンとずれていた場合、欠陥（例えば、ポテンシャル欠陥）である可能性が高いと判断される。図９に示す例では、ＣＦＯＶａ１ｂ１ｃ１ｄ１及びＣＦＯＶａｎｂｎｃｎｄｎは、欠陥が存在する可能性が高いと判断されたＣＦＯＶである。このように判断されたＣＦＯＶに対して、検査精度を上げて（小さなピクセルサイズで）再検査（Ｒｅｖｉｅｗ）を行う。この再検査では、ピクセルサイズを３ｎｍ、ピクセル数を１ｋに設定することができる。この際、ピクセルサイズ３ｎｍに対応したビーム寸法を得るために、偏向器２１０，２１１，２１２を制御して最適な収束半値角αを選択する。収束半値角選択用の上段偏向器２１０の偏向中心にクロスオーバ２１３が形成されているので、電気的に収束半値角設定用アパーチャを変更しても、クロスオーバ２１３の位置は動かない。すなわち、パノラマ画像に基づき大雑把な検査をし、条件を変えて精度の高いＣＦＯＶで欠陥の疑いのある個所を観測する際に、条件を変えてもビームの位置が不変である。このことは重要なポテンシャル欠陥がある画像の再検査には必須な要件である。
【符号の説明】
【００４７】
ＣＦＯＶ…子視野領域，子視野画像、ＥＢ…電子ビーム、ＥＯ…電子光学系、ＩＢ１〜ＩＢ３…物理ケアエリア（ケアエリア）、ＰＦＯＶ…パノラマ視野領域（所定領域），パノラマ画像、Ｗ…ウェーハ（試料）、１００，２００…電子ビーム検査・測長装置、１０２，１０３…副偏向器、１０４，１０５…主偏向器、１０８…試料面、１１０…信号制御回路（画像取得部）、１２０…偏向制御回路（偏向制御手段）、１３０…全体制御装置（画像取得部，検査部，区画手段，補正マップ作成手段，偏向収差補正手段）、２０１…電子銃（電子ビームの発生源）、２１９…Ｚステージ（ステージ）、２２０，２２１…Ｚセンサ（Ｚ値取得手段）、３０１…校正マーク（校正パターン）。
【図１】
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【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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