(57)【要約】【課題】パターン検査を高精度に行うと共に、スループットの低下を防止する。【解決手段】本実施形態による検査装置は、複数のエネルギービームを含むマルチビームを基板１１０に照射する照射部と、基板１１０から放出される荷電粒子による複数の荷電粒子ビームが照射され、各荷電粒子ビームを電気信号として検出する検出器１３０と、検出された電気信号に基づいて再構成された基板１１０に形成されたパターンの画像データと、参照画像データとを比較し、パターン検査を行う比較部２１２と、を備える。検出器１３０は、照射される荷電粒子ビームによる電荷を蓄積する複数の検出素子１３２、及び蓄積された電荷を読み出す検出回路を有し、前記複数の検出素子１３２は複数のグループにグループ化されており、前記検出回路は、１つのグループに含まれる検出素子に荷電粒子ビームが照射されている間に、他グループに含まれる検出素子に蓄積されている電荷を読み出す。【選択図】図１
2017151159.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のエネルギービームを含むマルチビームを検査対象基板に照射する照射部と、
前記検査対象基板から放出される荷電粒子による複数の荷電粒子ビームが照射され、各荷電粒子ビームを電気信号として検出する検出器と、
検出された電気信号に基づいて再構成された前記検査対象基板に形成されたパターンの画像データと、参照画像データとを比較し、パターン検査を行う比較部と、
を備え、
前記検出器は、照射される荷電粒子ビームによる電荷を蓄積する複数の検出素子、及び蓄積された電荷を読み出す検出回路を有し、前記複数の検出素子は複数のグループにグループ化されており、前記検出回路は、１つのグループに含まれる検出素子に荷電粒子ビームが照射されている間に、他グループに含まれる検出素子に蓄積されている電荷を読み出すことを特徴とする検査装置。
【請求項２】
前記検査対象基板は、連続移動するステージ上に載置されており、
前記照射部は、前記マルチビームの照射位置が前記ステージの移動に合わせて移動するように前記マルチビームを偏向して同一箇所に所定時間ビームを照射し、前記所定時間ビームを照射した後、ビーム照射箇所を変更し、
前記検査対象基板上でのビーム照射箇所の変更に伴い、荷電粒子ビームが照射される検出素子のグループを切り替えることを特徴とする請求項１に記載の検査装置。
【請求項３】
前記検査対象基板に照射されるエネルギービームの本数をＡ、グループ化された検出素子のグループ数をＢとした場合、前記検出器はＡ×Ｂ個以上の検出素子を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の検査装置。
【請求項４】
前記検出器は、前記検出素子からの電荷読み出し後、蓄積電荷をリセットすることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の検査装置。
【請求項５】
複数のエネルギービームを含むマルチビームを検査対象基板に照射する工程と、
前記検査対象基板から放出される荷電粒子による複数の荷電粒子ビームが照射される検出器を用いて、各荷電粒子ビームを電気信号として検出する工程と、
検出された電気信号に基づいて再構成された前記検査対象基板に形成されたパターンの画像データと、参照画像データとを比較し、パターン検査を行う工程と、
を備え、
前記検出器に設けられた、照射される荷電粒子ビームによる電荷を蓄積する複数の検出素子を複数のグループにグループ化し、１つのグループに含まれる検出素子に荷電粒子ビームを照射している間に、他グループに含まれる検出素子に蓄積されている電荷を読み出すことを特徴とする検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検査試料のパターン検査を行う検査装置及び検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＳＩの高集積化に伴い、半導体デバイスの回路線幅はさらに微細化されてきている。半導体デバイスの製造には、回路パターンが形成された露光用マスク（ステッパやスキャナで用いられるものはレチクルともいう。）が用いられ、露光装置でウェーハ上にパターンが転写される。
【０００３】
半導体デバイス製造の歩留まりを低下させる要因に、マスクやウェーハ等に形成されたパターンの欠陥がある。そのため、パターン欠陥を高精度に検査することが求められている。例えば、複数の電子線（マルチビーム）を試料に照射し、試料から放出される反射電子又は二次電子を検出器で検出して、パターン欠陥を検査する装置が知られている。マルチビームを用いることで、単一の電子線（シングルビーム）を用いる検査装置と比較して、欠陥検査のスループットを向上させることができる。
【０００４】
検出器は、受光した反射電子又は二次電子による電荷を蓄積し、電気信号として取り出す。反射電子又は二次電子による蓄積電荷量は小さく、検査精度を高めるためには、低速高感度の検出回路で読みとることが好ましい。しかし、電荷の読み取り中は反射電子又は二次電子の受光・検出を行うことが出来なくなるため、低速高感度の検出回路での電荷の読み取りは、検査のスループットを低下させるという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１６７０６１号公報
【特許文献２】特開平１１−８３７５３号公報
【特許文献３】特開平１１−１６９６７号公報
【特許文献４】特開平１１−３７９５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、被検査試料のパターン検査を高精度に行うと共に、スループットの低下を防止できる検査装置及び検査方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様による検査装置は、複数のエネルギービームを含むマルチビームを検査対象基板に照射する照射部と、前記検査対象基板から放出される荷電粒子による複数の荷電粒子ビームが照射され、各荷電粒子ビームを電気信号として検出する検出器と、検出された電気信号に基づいて再構成された前記検査対象基板に形成されたパターンの画像データと、参照画像データとを比較し、パターン検査を行う比較部と、を備え、前記検出器は、照射される荷電粒子ビームによる電荷を蓄積する複数の検出素子、及び蓄積された電荷を読み出す検出回路を有し、前記複数の検出素子は複数のグループにグループ化されており、前記検出回路は、１つのグループに含まれる検出素子に荷電粒子ビームが照射されている間に、他グループに含まれる検出素子に蓄積されている電荷を読み出すことを特徴とするものである。
【０００８】
本発明の一態様による検査装置において、前記検査対象基板は、連続移動するステージ上に載置されており、前記照射部は、前記マルチビームの照射位置が前記ステージの移動に合わせて移動するように前記マルチビームを偏向して同一箇所に所定時間ビームを照射し、前記所定時間ビームを照射した後、ビーム照射箇所を変更し、前記検査対象基板上でのビーム照射箇所の変更に伴い、荷電粒子ビームが照射される検出素子のグループを切り替えることを特徴とする。
【０００９】
本発明の一態様による検査装置において、前記検査対象基板に照射されるエネルギービームの本数をＡ、グループ化された検出素子のグループ数をＢとした場合、前記検出器はＡ×Ｂ個以上の検出素子を有することを特徴とする。
【００１０】
本発明の一態様による検査装置において、前記検出器は、前記検出素子からの電荷読み出し後、蓄積電荷をリセットすることを特徴とする。
【００１１】
本発明の一態様による検査方法は、複数のエネルギービームを含むマルチビームを検査対象基板に照射する工程と、前記検査対象基板から放出される荷電粒子による複数の荷電粒子ビームが照射される検出器を用いて、各荷電粒子ビームを電気信号として検出する工程と、検出された電気信号に基づいて再構成された前記検査対象基板に形成されたパターンの画像データと、参照画像データとを比較し、パターン検査を行う工程と、を備え、前記検出器に設けられた、照射される荷電粒子ビームによる電荷を蓄積する複数の検出素子を複数のグループにグループ化し、１つのグループに含まれる検出素子に荷電粒子ビームを照射している間に、他グループに含まれる検出素子に蓄積されている電荷を読み出すことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、被検査試料のパターン検査を高精度に行うと共に、スループットの低下を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態による検査装置の概略構成図である。
【図２】アパーチャマスクの概略構成図である。
【図３】（ａ）は基板上でのビーム照射位置を示し、（ｂ）は検出器に設けられた検出素子を示す図である。
【図４】検査動作の一例を説明する図である。
【図５】（ａ）〜（ｃ）はステージの移動に追従する電子ビームを示す図である。
【図６】（ａ）〜（ｅ）はマルチビームの走査方法の一例を説明する図である。
【図７】（ｆ）〜（ｉ）はマルチビームの走査方法の一例を説明する図である。
【図８】（ａ）〜（ｅ）はマルチビームの走査方法の一例を説明する図である。
【図９】（ｆ）〜（ｉ）はマルチビームの走査方法の一例を説明する図である。
【図１０】（ａ）〜（ｄ）はマルチビームの走査方法の一例を説明する図である。
【図１１】（ｅ）〜（ｇ）はマルチビームの走査方法の一例を説明する図である。
【図１２】（ａ）は検出素子のグループ化の例を示し、（ｂ）（ｃ）は電荷を蓄積する検出素子と電荷を読み出す検出素子との切り替えの例を示す図である。
【図１３】電荷蓄積量の変化の例を示すグラフである。
【図１４】（ａ）は検出素子のグループ化の例を示し、（ｂ）（ｃ）は電荷を蓄積する検出素子と電荷を読み出す検出素子との切り替えの例を示す図である。
【図１５】（ａ）は検出素子のグループ化の例を示し、（ｂ）〜（ｅ）は電荷を蓄積する検出素子と電荷を読み出す検出素子との切り替えの例を示す図である。
【図１６】変形例による検査装置の概略構成図である。
【図１７】変形例による検査装置の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１５】
図１は、本発明の実施形態による検査装置の概略構成図である。図１に示すように、検査装置は、検査対象となる基板１１０の画像データを取得するための画像取得部１００と、検査装置全体の制御を行うと共に、画像取得部１００により取得された画像データを用いて基板１１０の検査処理を行う演算制御部２００とを備えている。
【００１６】
画像取得部１００は、電子源１０１、照明レンズ１０２、アパーチャマスク１０３、レンズ１０４、ウィーンフィルタ１０５、対物レンズ１０６、偏向器１０７、加速電極１０８、ステージ１０９、ステージ位置測定部１１１、レンズ１２０、偏向器１２１、及び検出器１３０を備える。ステージ１０９上には、被検査試料の基板１１０が載置される。基板１１０は、例えば、半導体装置を製造する際に用いられる露光用マスクである。
【００１７】
図２はアパーチャマスク１０３の構成を示す概念図である。図２に示すように、アパーチャマスク１０３には、縦（ｙ方向）及び横（ｘ方向）にわたって複数の穴（開口部）Ｈが形成されている。例えば、各穴Ｈは、同じ寸法形状の矩形又は円形である。図２は、複数の穴Ｈが格子状に配置された例を示しているが、千鳥状に配置されていてもよい。
【００１８】
電子源１０１から鉛直下向きに放出された電子ビームは、照明レンズ１０２によりほぼ垂直にアパーチャマスク１０３全体を照明する。電子ビームは、アパーチャマスク１０３のすべての穴Ｈが含まれる領域を照明する。電子ビームが複数の穴Ｈを通過することによって、マルチビームが形成される。
【００１９】
ここで、アパーチャマスク１０３を各穴Ｈの上流側、下流側又は穴Ｈの内壁内に偏向電極を有するブランキングアパーチャアレイとして、各穴Ｈを通過する電子ビームの偏向を制御し、偏向された電子をブロックするアパーチャを設けることとで電子ビームの試料面への到達電流を個別に制御する様にすることもできる。各アパーチャに偏向電極を有するブランキングアパーチャアレイを設けて偏向を制御することで電子ビームの試料面への到達電流を個別に制御する様にすることも出来る。
【００２０】
ウィーンフィルタ１０５は、鉛直方向に対して、電場及び磁場が直交するように印加されている。ウィーンフィルタ１０５の上方から入射した電子は、電場と磁場による力が打ち消し合う方向に働き、直進する。そのため、レンズ１０４によって縮小されたマルチビームは、上方からウィーンフィルタ１０５に入射し、ウィーンフィルタ１０５内を下方へ直進して通過する。
【００２１】
ウィーンフィルタ１０５を通過したマルチビームは、対物レンズ１０６により焦点が合わされ、偏向器１０７によって偏向され、基板１１０上に照射される。このように、電子源１０１、照明レンズ１０２、アパーチャマスク１０３、レンズ１０４、ウィーンフィルタ１０５、対物レンズ１０６、及び偏向器１０７が、基板１１０にマルチビームを照射する照射部となる。
【００２２】
基板１１０で反射した反射電子は、対物レンズ１０６によって集光され、ウィーンフィルタ１０５に下方から入射する。ウィーンフィルタ１０５に下方から入射した反射電子は、電場と磁場による力が同じ向きに働き、検出器１３０が配置された方向に曲げられる。このように、ウィーンフィルタ１０５は、基板１１０に照射される電子と、基板１１０で反射した電子とを分離することができる。
【００２３】
ウィーンフィルタ１０５で進行方向が曲げられた反射電子は、レンズ１２０により検出器１３０上に結像される。偏向器１２１は、反射電子を偏向して、検出器１３０上での結像位置を調整することができる。
【００２４】
以下の実施形態では、基板１１０から放出される電子として反射電子を用いるものとして説明を行うが、反射電子の代わりに二次電子を用いることもできる。この場合、電位印加回路２０４により基板１１０を負にバイアスすると共に、加速電極１０８を接地電位にバイアスすることで、二次電子を加速することができる。
【００２５】
基板１１０にはマルチビームが照射され、検出器１３０には反射電子によるマルチビームが結像する。検出器１３０は、反射電子を検出する複数の検出素子を有する。図３（ａ）は基板１１０上に照射されるビームＢの例を示し、図３（ｂ）は検出器１３０に二次元アレイ状に設けられた検出素子１３２の例を示す。検出器１３０はマルチチャンネルの検出素子を有するものであり、例えばシンチレータとＣＣＤとを組み合わせたものを使用できる。検出素子１３２に電子ビームが照射されると電荷が蓄積し、検出回路（図示略）により蓄積電荷量を読み出すことで、電子ビームを電気信号として検出できる。各検出素子１３２の検出値が、検出器１３０上に結像されたパターン像の画素データとなる。
【００２６】
ここで、検出素子１３２に蓄積される電荷は各電子ビームの電荷そのものに限らず、各電子ビームによるものであれば良い。例えば、電流増幅素子を通して増倍して得られる電荷でも良いし、また、一旦光信号に変えた後に光電子を発生し、光電子増倍管で増倍したものでも良い。
【００２７】
検出器１３０の検出素子１３２は、基板１１０のパターン面と共役な位置に設けられている。
【００２８】
本実施形態では、検出器１３０は、基板１１０に照射されるマルチビームの本数（検出器１３０に結像する反射電子ビームの本数）の２倍の個数の検出素子１３２を有する。検出器１３０による反射電子の検出方法については後述する。
【００２９】
偏向器１０７によるマルチビームの偏向量は、基板１１０の検査領域よりも小さく、検査領域全体を検査するために、ステージ１０９を移動させながらマルチビームを照射する。図４は、検査動作の一例を説明するための概念図である。図４に示すように、基板１１０の検査領域４０は、例えば、ｙ方向に向かって所定の幅で短冊状の複数のストライプ領域４２に仮想分割される。まず、ステージ１０９を移動させて、第１番目のストライプ領域４２の左端、或いはさらに左側の位置に一回のマルチビームの照射で照射可能な照射領域４４が位置するように調整し、照射が開始される。
【００３０】
第１番目のストライプ領域４２を検査する際には、ステージ１０９を例えば−ｘ方向に移動させることにより、相対的にｘ方向へとビームを走査する。ステージ１０９は所定の速度で連続移動させる。第１番目のストライプ領域４２の照射終了後、ステージ位置を−ｙ方向に移動させて、第２番目のストライプ領域４２の右端、或いはさらに右側の位置に照射領域が相対的にｙ方向に位置するように調整し、今度は、ステージ１０９をｘ方向に移動させることにより、−ｘ方向にむかって同様に照射を行う。第３番目のストライプ領域４２では、ｘ方向に向かって照射し、第４番目のストライプ領域４２では、−ｘ方向に向かって照射するといったように、交互に向きを変えながらマルチビームを照射することで検査時間を短縮できる。
【００３１】
このように交互に向きを変えながら照射する場合に限らず、各ストライプ領域４２を検査する際、同じ方向に向かって照射を進めるようにしてもよい。アパーチャマスク１０３の各穴Ｈ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、各穴Ｈと同数の複数のビームパターンが一度に照射される。
【００３２】
偏向器１０７は、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、ステージ１０９の移動に追従して、電子ビームＢが基板１１０の同じ位置に、単位時間をＴとして、所定時間ｎ＊Ｔ（ｎは自然数）照射されるように電子ビームＢを偏向する。これをトラッキング偏向と呼ぶ。更に、トラッキング偏向に加えて、図６〜１１に示す様に、試料面上の複数の位置に電子ビームＢを照射する為の小偏向もｍ回（ｍ：０又は自然数）行う。所定時間ｎ＊Ｔ経過後、図５（ｃ）に示すように、偏向器１０７は電子ビームＢを元の位置に戻したりして、基板１１０上でのビーム照射位置をずらす。
【００３３】
ステージ１０９の移動位置は、ステージ位置測定部１１１により測定される。ステージ位置測定部１１１には、例えばレーザ測長システムが用いられる。
【００３４】
図６（ａ）〜（ｅ）、図７（ｆ）〜（ｉ）は、マルチビームの走査方法の一例を説明する概念図である。図６（ａ）は、最初に照射される領域（ピクセル）を示す。以降、図６（ｂ）〜（ｅ）、図７（ｆ）〜（ｉ）に示すように、ｘ方向及び／又はｙ方向に、まだ照射されていないピクセルに位置をずらして、ビームを照射する。
【００３５】
図８（ａ）〜（ｅ）、図９（ｆ）〜（ｉ）は、マルチビームの走査方法の別の一例を説明する概念図である。図８（ａ）は、最初に照射される領域（ピクセル）を示す。次に、図８（ｂ）、（ｃ）に示すように、ｙ方向に、まだ照射されていないピクセルに１つずつ位置をずらしながら、２，３回目の照射を順に行う。次に、図８（ｄ）に示すように、ｘ方向にまだ照射されていないピクセルに１つ位置をずらし、４回目の照射を行う。次に、図８（ｅ）、図９（ｆ）に示すように、ｙ方向に、まだ照射されていないピクセルに１つずつ位置をずらしながら、５、６回目の照射を行う。以降、図９（ｇ）〜（ｉ）に示すように、ｘ方向又はｙ方向に、まだ照射されていないピクセルに位置をずらして、ビームを照射する。
【００３６】
図１０（ａ）〜（ｄ）、図１１（ｅ）〜（ｇ）は、マルチビームの走査方法の別の一例を説明する概念図である。例えば、ｘ，ｙ方向に３×４のマルチビームを用いて検査を行う例を示している。図１０（ａ）は、最初に照射される領域（ピクセル）を示す。次に、図１０（ｂ）、（ｃ）に示すように、ｙ方向に、まだ照射されていないピクセルに１つずつ位置をずらしながら、２，３回目の照射を順に行う。次に、図１０（ｄ）に示すように、ｘ方向にまだ照射されていないピクセルに１つ位置をずらし、４回目の照射を行う。次に、図１１（ｅ）、（ｆ）に示すように、ｙ方向に、まだ照射されていないピクセルに１つずつ位置をずらしながら、５、６回目の照射を行う。次に、１１（ｇ）に示すように、マルチビーム全体の照射領域サイズだけｘ方向に移動して、同様にビームを照射する。
【００３７】
このような方法で基板１１０の検査領域をマルチビームで走査し、検出器１３０において、反射電子による基板１１０のパターン像が結像する。このパターン像（反射電子）は検出器１３０で検出される。例えば、反射電子を光に変換し、この光を照射して電荷を蓄積し、電気信号として取り出すことで、反射電子の信号量（画像の画素データ）が検出される。
【００３８】
図１に示すように、演算制御部２００は、制御計算機２０１、検出信号処理部２０２、偏向制御回路２０３、電位印加回路２０４、参照画像生成部２１１、比較部２１２、及び磁気ディスク装置等の記憶装置２２０を有している。記憶装置２２０（記憶部）には、基板１１０の設計データが格納されている。
【００３９】
検出信号処理部２０２は、検出器１３０からパターン像（画像）の画素データを取得し、制御計算機２０１へ転送する。制御計算機２０１では、この画素データを用いて、基板１１０に形成されたパターンの画像データが再構成される。
【００４０】
偏向制御回路２０３は、基板１１０上の所望の位置にマルチビームが照射されるように、偏向器１０７によるビーム偏向量を制御する。また、偏向制御回路２０３は、反射電子ビームが、検出器１３０上の所望の位置に結像するように、偏向器１２１によるビーム偏向量を制御する。偏向制御回路２０３は、基板１１０の移動に追従するビームの反射電子ビームが、同一の検出素子１３２上に結像されるように、偏向器１２１によるビーム偏向量を調整する。
【００４１】
電位印加回路２０４は、二次電子を加速する際に、基板１１０に電位を印加する。
【００４２】
参照画像生成部２１１は、記憶装置２２０内の設計データをイメージデータに変換して、参照画像データを生成する。参照画像データは、例えば、画素毎に８ビットの符号なしデータであり、各画素の明るさの階調（光量）を表現している。
【００４３】
比較部２１２は、検出信号処理部２０２が検出器１３０から取得した画素データに基づいて再構成された画像データと、参照画像生成部２１１により生成された参照画像データとを位置合わせして比較する。このようにして、基板１１０に形成されたパターンの欠陥を検出することができる。
【００４４】
本実施形態では、反射電子の信号量を精度良く検出するために、検出器１３０において低速高感度の検出回路を用いて蓄積電荷量を読み出す。また、検査スループットの低下を防止するために、検出器１３０に設けられた複数の検出素子１３２を２つのグループにグループ化し、一方のグループの検出素子１３２で反射電子による電荷を蓄積している間に、他方のグループの検出素子１３２から蓄積電荷量を読み出す。
【００４５】
例えば、図１２（ａ）に示すように、検出器１３０の複数の検出素子１３２をグループＧ１、Ｇ２にグループ化する。図１２（ａ）の例では、ｙ方向に並ぶ検出素子１３２をグループ化し、グループＧ１とグループＧ２とがｘ方向に交互に配置されている。図１２（ｂ）に示すように、グループＧ１の検出素子１３２に反射電子ビームを入射させ、電荷を蓄積している間に、グループＧ２の検出素子１３２に蓄積された電荷を読み出す。グループＧ２の検出素子１３２は、電荷読み出し後に蓄積電荷がリセットされる。
【００４６】
続いて、図１２（ｃ）に示すように、グループＧ２の検出素子１３２に反射電子ビームを入射させ、電荷を蓄積している間に、グループＧ１の検出素子１３２に蓄積された電荷を読み出す。グループＧ１の検出素子１３２は、電荷読み出し後に蓄積電荷がリセットされる。
【００４７】
図１３は、グループＧ１の検出素子１３２とグループＧ２の検出素子１３２の蓄積電荷量の変化の一例を示す。このように、本実施形態では、電荷を蓄積する検出素子１３２と、電荷が読み出される検出素子１３２とが順次切り替えられる。各検出素子１３２は、電荷の蓄積、読み出し、リセットを繰り返す。
【００４８】
偏向制御回路２０３は、反射電子ビームの結像位置（照射位置）が、グループＧ１の検出素子１３２とグループＧ２の検出素子１３２とに交互に切り替わるように、偏向器１２１の偏向量を制御する。基板１１０上の同一ピクセルに所定時間ビームを照射後、照射対象ピクセルの変更に伴い、反射電子ビームの結像位置を切り替える。偏向器１０７が基板１１０上での電子ビームＢの照射位置を移動している間に（図５（ｃ）参照）、電荷が読み出された検出素子１３２の蓄積電荷をリセットしてもよい。
【００４９】
このように、本実施形態では、複数の検出素子１３２を２つのグループにグループ化し、一方のグループの検出素子１３２で反射電子による電荷を蓄積している間に、他方のグループの検出素子１３２から蓄積電荷量を読み出す。低速高感度の検出回路で電荷を読み出すことで、蓄積電荷量が小さくても高精度に読み出すことができる。また、電荷を読み出している間は、他方のグループの検出素子で反射電子による電荷を蓄積しているため、検査スループットの低下を防止できる。
【００５０】
アパーチャマスク１０３に複数の穴Ｈが千鳥状に配置されている場合は、複数の検出素子１３２を図１４（ａ）に示すようにグループＧ１、Ｇ２にグループ化する。図１４（ａ）の例では、グループＧ１の検出素子１３２とグループＧ２の検出素子１３２とがｘ、ｙ方向にそれぞれ交互に並ぶ。図１４（ｂ）に示すように、グループＧ１の検出素子１３２に反射電子ビームを入射させ、電荷を蓄積している間に、グループＧ２の検出素子１３２に蓄積された電荷を読み出す。また、図１４（ｃ）に示すように、グループＧ２の検出素子１３２に反射電子ビームを入射させ、電荷を蓄積している間に、グループＧ１の検出素子１３２に蓄積された電荷を読み出す。
【００５１】
上記実施形態では、検出器１３０が、基板１１０に照射されるマルチビームの本数の２倍の個数の検出素子１３２を有し、検出素子１３２を２つのグループにグループ化する例について説明したが、３以上のグループにグループ化してもよい。マルチビームの本数をＡ、グループ数をＢとする場合、検出器１３０は、Ａ×Ｂ個以上の検出素子１３２を有することが好ましい。
【００５２】
図１５（ａ）は、検出素子１３２を４つのグループＧ１〜Ｇ４にグループ化する例を示す。図１５（ｂ）〜（ｅ）に示すように、反射電子ビームが照射されて電荷が蓄積される検出素子１３２を順に切り替える。電荷の読み出しに、他の３つのグループの検出素子１３２に反射電子ビームを照射している時間をあてることができるため、低速高感度の検出回路で蓄積電荷を高精度に読み出すことができる。
【００５３】
上記実施形態では、基板１１０に照射される電子と基板１１０で反射した電子とを分離するものとしてウィーンフィルタ１０５を用いていたが、図１６に示すように、ウィーンフィルタ１０５の代わりに電磁プリズム１４０を用いてもよい。図１６において、図１に示す構成と同一部分には同一符号を付して説明を省略する。
【００５４】
図１のウィーンフィルタ１０５は上方から入射した電子を直進させ、下方から入射する電子の軌道を曲げるものであったが、図１６の電磁プリズム１４０は、入射方向によらず、入射した電子の軌道を曲げる。電磁プリズム１４０は、レンズ１０４によって縮小されたマルチビームの軌道を基板１１０の方向に向ける。また、電磁プリズム１４０は、基板１１０で発生した反射電子の軌道を検出器１３０の方向に向ける。
【００５５】
上記実施形態では、電子源１０１から放出された電子ビーム（シングルビーム）を、アパーチャマスク１０３の複数の穴Ｈを通過させることでマルチビームを形成していたが、図１７に示すように、複数の電子源１０１を設け、各電子源１０１から電子ビーム（シングルビーム）を放出することでマルチビームを形成してもよい。
【００５６】
上記実施形態ではマルチビーム及び検出素子１３２が２次元アレイ状に並ぶ例について説明したが、１次元に並んでいてもよい。
【００５７】
上記実施形態では、参照画像データとして、検査対象基板の設計データに基づく参照画像データを用いていたが、参照画像データはこれに限るものではない。例えば、同一基板上の異なる位置、又は異なる基板上に形成された同一パターンを検査して得られる画像データを、参照画像データとして用いてもよい。
【００５８】
上記実施形態では、基板１１０に電子ビームを照射する構成について説明したが、イオンビーム、中性粒子ビーム、Ｘ線レーザ等の他のエネルギービームを照射してもよい。イオンビームを照射する場合、検出器１３０は、基板１１０から放出される電子による電子ビームでなく、基板１１０から放出されるイオンによるイオンビームを検出してもよい。
【００５９】
上述した実施形態で説明した演算制御部２００の少なくとも一部は、電気回路等のハードウェアで構成してもよいし、ソフトウェアで構成してもよい。ソフトウェアで構成する場合には、演算制御部２００の少なくとも一部の機能を実現するプログラムを記録媒体に収納し、電気回路を含むコンピュータに読み込ませて実行させてもよい。記録媒体は、磁気ディスクや光ディスク等の着脱可能なものに限定されず、ハードディスク装置やメモリなどの固定型の記録媒体でもよい。
【００６０】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００６１】
１００  画像取得部
１０１  電子源
１０２  照明レンズ
１０３  アパーチャマスク
１０４  レンズ
１０５  ウィーンフィルタ
１０６  対物レンズ
１０７  偏向器
１０８  加速電極
１０９  ステージ
１１０  基板
１１１  ステージ位置測定部
１２０  レンズ
１２１  偏向器
１３０  検出器
２００  演算制御部
２０１  制御計算機
２０２  検出信号処理部
２０３  偏向制御回路
２０４  電位印加回路
２１１  参照画像生成部
２１２  比較部
２２０  記憶装置
【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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【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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