(57)【要約】二次ビームの進路を検出器の方向へ偏向させる多極電磁偏向器を用いて、二次ビームの偏向と一次ビーム又は二次ビームの非点補正を行う。
2020183551.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
荷電粒子ビーム装置であって、前記荷電粒子ビーム装置は：
一次ビームを生成する荷電粒子銃と、
試料を載置するステージと、
前記一次ビームに応じて前記試料から発生する二次ビームを、検出する検出器と、
前記二次ビームの進路を偏向させる多極電磁偏向器と、
前記多極電磁偏向器を制御する制御回路と、
を有し、
前記多極電磁偏向器は：
電界を発生させる、複数の電界偏向器と、
磁界を発生させる、前記電界偏向器と同数の磁界偏向器と、を有し、
前記制御回路は：
前記電界偏向器を駆動させる電界偏向器用駆動回路を、複数と、
前記電界偏向器を制御し、前記一次ビーム又は二次ビームの非点補正を行う第１の非点補正用電圧を出力する、第１非点補正共通電圧生成部と、
前記磁界偏向器を駆動させる磁界偏向器用駆動回路を、複数と、
前記磁界偏向器を制御し、前記一次ビーム又は二次ビームの非点補正を行う第２の非点補正用電圧を出力する、第２非点補正共通電圧生成部と、
前記電界偏向器用駆動回路と、前記磁界偏向器用駆動回路と、に対し、前記二次ビームの進路を前記検出器に偏向させるための偏向用共通電圧を出力する、電界磁界共通制御電圧生成部と、
直接入力又は調整後に入力された、前記偏向用共通電圧及び前記第１の非点補正用電圧を加算し、前記電界偏向器用駆動回路に第１の加算後電圧を出力する、第１の加算器と、
直接入力又は調整後に入力された、前記偏向用共通電圧及び前記第２の非点補正用電圧を加算し、前記磁界偏向器用駆動回路に第２の加算後電圧を出力する、第２の加算器と、
を有する荷電粒子ビーム装置。
【請求項２】
請求項１記載の荷電粒子ビーム装置であって、
前記多極電磁偏向器が有する、複数の前記電界偏向器の数及び複数の前記磁界偏向器の数、の各々はＮ（ただしＮは８以上である４の倍数）である、荷電粒子ビーム装置。
【請求項３】
請求項２記載の荷電粒子ビーム装置であって、
複数の前記電界偏向器は周状に配置され、
複数の前記磁界偏向器は周状に配置され、
前記偏向用共通電圧は、所定の電界偏向器に対応する所定の第１の加算器と、前記所定の電界偏向器から時計回り又は反時計回りに９０度ずれた位置に配置された所定の磁界偏向器に対応する所定の第２の加算器と、の直接または調整後の入力である、荷電粒子ビーム装置。
【請求項４】
請求項３記載の荷電粒子ビーム装置であって、
前記電界偏向器は、電極であり、
前記磁界偏向器は、前記電極を少なくともコアの一部とするコイルである、荷電粒子ビーム装置。
【請求項５】
荷電粒子ビーム装置であって、前記荷電粒子ビーム装置は：
一次ビームを生成する荷電粒子銃と、
試料を載置するステージと、
前記一次ビームに応じて前記試料から発生する二次ビームを、検出する検出器と、
前記二次ビームの進路を偏向させる、複数の電極と複数のコイルとを有する多極電磁偏向器と、
前記多極電磁偏向器を制御する制御回路と、
を有し、
前記多極電磁偏向器が有する、前記電極の数及び前記コイルの数、の各々はＮ（ただしＮは８以上の偶数）であり、
前記制御回路は：
複数の、前記電極を駆動させる電極用駆動回路と、
複数の、電極用加算器と、
複数の、前記コイルを駆動させるコイル用駆動回路と、
複数の、コイル用加算器と、
複数の、電界磁界共通制御電圧生成部と、
複数の、電極用非点補正共通電圧生成部と、
複数の、コイル用非点補正共通電圧生成部と、
を有し、
前記制御回路が有する、前記電極用駆動回路の数、前記電極用加算器の数、前記コイル用駆動回路の数、前記コイル用加算器の数、及び前記電界磁界共通制御電圧生成部の数、の各々はＮであり、
前記制御回路が有する、前記電極用非点補正共通電圧生成部の数及びコイル用非点補正共通電圧生成部の数、の各々はＮ／Ｇ（ただし、Ｇは２以上の偶数）であり、
ここで、前記荷電粒子ビーム装置が複数有する仮想又は実体の構成物の内、ｉ番目の構成物を構成物［ｉ］と表記するとした場合：
（Ａ）電極［ｎ］と、電極用駆動回路［ｎ］と、電極用加算器［ｎ］と、は１：１：１に対応し（ただしｎはＮ以下の自然数）、
（Ｂ）コイル[ｃ]と、コイル用駆動回路[ｃ]と、コイル用加算器[ｃ]と、は１：１：１に対応し（ただしｃはＮ以下の自然数で、かつｎと１：１の対応関係を有する）、
（Ｃ）電界磁界共通制御電圧生成部[ｎ]は、電極用加算器[ｎ]と、コイル用加算器[ｃ]と、に第１電圧[ｎ]を出力し、
（Ｄ）電極用非点補正共通電圧生成部[ｊ]は、少なくとも、電極用加算器[ｊ]と、電極用加算器[１＋（（ｊ−１＋Ｎ／２）  Ｍｏｄ  Ｎ）]と、に第２電圧[ｊ]を出力し（ただしｊはＮ／Ｇ以下の自然数）、
（Ｅ）コイル用非点補正共通電圧生成部[ｋ]は、少なくとも、コイル用加算器[ｋ]と、コイル用加算器[１＋（（ｋ−１＋Ｎ／２）  Ｍｏｄ  Ｎ）]と、に第３電圧[ｋ]を出力する（ただしｋはＮ／Ｇ以下の自然数）、荷電粒子ビーム装置。
【請求項６】
請求項１に記載の荷電粒子ビーム装置であって、
前記Ｎは８以上の４の整数倍であり、
前記Ｇは、Ｎ  Ｍｏｄ  Ｇ  ＝０を満たす２の倍数である、荷電粒子ビーム装置。
【請求項７】
請求項６記載の荷電粒子ビーム装置であって、
Ｎ＝８及びＧ＝４の場合：
（Ｃ）では：
電極用非点補正共通電圧生成部［１］は、電極用加算器［２］と、電極用加算器［６］と、電極用加算器［３］と、電極用加算器［７］と、に第２電圧［１］を出力し、
電極用非点補正共通電圧生成部［２］は、電極用加算器［１］と、電極用加算器［５］と、電極用加算器［４］と、電極用加算器［８］と、に第２電圧［２］を出力し、
（Ｄ）では：
コイル用非点補正共通電圧生成部[１]は、コイル用加算器[３]と、コイル用加算器[７]と、コイル用加算器[４]と、コイル用加算器[８]と、に第３電圧［１］を出力し、
コイル用非点補正共通電圧生成部[２]は、コイル用加算器[１]と、コイル用加算器[５]と、コイル用加算器[２]と、コイル用加算器[６]と、に第３電圧［２］を出力する、荷電粒子ビーム装置。
【請求項８】
請求項６記載の荷電粒子ビーム装置であって、
前記制御部は、ゲイン調整部を有し、前記制御部が有するゲイン調整部の数はＮであり、
電界磁界共通制御電圧生成部［ｎ］と、コイル用加算器［ｃ］と、はゲイン調整部［ｎ］を介して接続され、
ゲイン調整部［ｎ］は、入力された第１電圧［ｎ］を調整し、コイル用加算器［ｎ］に出力する、荷電粒子ビーム装置。
【請求項９】
請求項６記載の荷電粒子ビーム装置であって、
複数の前記電極は、前記一次ビームが通過する空間の周辺に配置され、電極［ｎ］は電極「（ｎ＋１）  Ｍｏｄ  Ｎ］の隣に配置され、
複数の前記コイルは、前記一次ビームが通過する空間の周辺に配置され、コイル［ｃ］はコイル［（ｃ＋１）  Ｍｏｄ  Ｎ］の隣に配置される、荷電粒子ビーム装置。
【請求項１０】
請求項９記載の荷電粒子ビーム装置であって、
ｃとｎの１：１の対応関係は、ｃ＝（ｎ＋Ｎ／４）  Ｍｏｄ  Ｎ  である、荷電粒子ビーム装置。
【請求項１１】
請求項６記載の荷電粒子ビーム装置であって、
電界磁界共通制御電圧生成部[ｎ]より第１電圧[ｎ]を出力される、電極用加算器[ｎ]と、コイル用加算器[ｃ]と、に関し、
電極［ｎ］と前記一次ビームを通過する仮想平面と、コイル［ｃ］と前記一次ビームを通過する別な仮想平面と、の角度は直角である、荷電粒子ビーム装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、荷電粒子ビーム装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造プロセスにおいて、半導体基板（ウェハ）上に形成される回路パターンの微細化が急速に進んでおり、それらのパターンが設計通りに形成されているか否か等を監視するプロセスモニタリングの重要性が益々増加している。例えば、半導体製造プロセスにおける異常や不良（欠陥）の発生を早期に、あるいは事前に検知するために、各製造工程の終了時にウェハ上の回路パターン等の計測及び検査が行われる。【０００３】
上記計測・検査の際、走査型電子ビーム方式を用いたＳＥＭなどの計測検査装置及び対応する計測検査方法においては、対象のウェハなどの試料に対して一次電子ビーム（電子線）を走査（スキャン）しながら照射し、これにより発生する二次電子・反射などのエネルギーを検出する。そして、その検出に基づき信号処理・画像処理などにより画像（計測画像や検査画像）を生成し、当該画像に基づいて計測、観察又は検査が行われる。【０００４】
前記走査型電子ビーム方式を用いた計測装置においては、試料から発生する二次電子・反射電子（二次ビーム）を高効率的に検出するため、二次電子・反射電子を検出器の方に偏向する必要がある。一方、二次ビームを所定の方向に偏向する手段が一次ビームに影響を及ぼすと、一次ビームの試料上の照射位置ずれが発生し装置の計測精度が劣化する。そのために、二次ビーム（二次電子・反射電子）を検出器の設置方向へ偏向し、かつ試料の所定位置に照射する一次ビームを偏向しない一次ビーム・二次ビームの分離手段が必要である。【０００５】
上記計測・検査および一次電子ビーム・二次電子ビーム分離制御に係わる先行技術例として、特許文献１に記載された技術がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１８−２９０８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ＳＥＭによる計測装置では、計測対象であるウェハ上に形成される回路パターンの微細化と材料の多様化に伴い、計測精度の分解能向上と深溝・穴の見え改善が要求されている。分解能の向上には、一次電子ビームの走査精度向上、つまり一次ビームの走査位置ずれの低減が要求される。【０００８】
深い溝・深い穴の見え改善には、二次ビームの高効率検出を行う必要がある。このためには、二次ビームの高角度（大角度）偏向が必要である。この際、大角度の偏向を実現すると、高電圧・大電流に起因する一次ビームの揺れ問題が生じる。また、大角度偏向が必要な高電界・高磁界は二次電子ビームの投影像の面内均一性に影響する。そこで、このような二次ビームの大角度偏向及び面内均一性を実現するためには、非点補正が可能な多極構成の二次ビーム偏向手段が必要となる。【０００９】
特許文献１には、多極構成（４極構成）の二次ビーム偏向手段により、二次ビームを任意の方向へ偏向させ、かつ一次ビームは偏向作用を受けずに直進させる技術が記載されている。しかし、特許文献１には、非点補正が可能な多極構成の二次ビーム偏向手段については記載されていない。【００１０】
本発明の目的は、荷電粒子ビーム装置において、多極構成の二次ビーム偏向手段により、二次ビームの偏向と一次・二次電子ビームの非点補正を同時に行うことにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の一態様の荷電粒子ビーム装置は、一次ビームを生成する荷電粒子銃と、試料を載置するステージと、前記一次ビームに応じて前記試料から発生する二次ビームを、検出する検出器と、前記二次ビームの進路を偏向させる多極電磁偏向器と、前記多極電磁偏向器を制御する制御回路と、を有する。ここで、前記多極電磁偏向器は、電界を発生させる、複数の電界偏向器と、磁界を発生させる、前記電界偏向器と同数の磁界偏向器と、を有する。ここで、前記制御回路は、下記を有する：
前記電界偏向器を駆動させる電界偏向器用駆動回路を、複数と、
前記電界偏向器を制御し、前記一次ビーム又は二次ビームの非点補正を行う第１の非点補正用電圧を出力する、第１非点補正共通電圧生成部と、
前記磁界偏向器を駆動させる磁界偏向器用駆動回路を、複数と、
前記磁界偏向器を制御し、前記一次ビーム又は二次ビームの非点補正を行う第２の非点補正用電圧を出力する、第２非点補正共通電圧生成部と、
前記電界偏向器用駆動回路と、前記磁界偏向器用駆動回路と、に対し、前記二次ビームの進路を前記検出器に偏向させるための偏向用共通電圧を出力する、電界磁界共通制御電圧生成部と、
直接入力又は調整後に入力された、前記偏向用共通電圧及び前記第１の非点補正用電圧を加算し、前記電界偏向器用駆動回路に第１の加算後電圧を出力する、第１の加算器と、  直接入力又は調整後に入力された、前記偏向用共通電圧及び前記第２の非点補正用電圧を加算し、前記磁界偏向器用駆動回路に第２の加算後電圧を出力する、第２の加算器。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の一態様によれば、荷電粒子ビーム装置において、多極構成の二次ビーム偏向手段により、二次ビームの偏向と一次・二次電子ビームの非点補正を同時に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施例１の８極構成の多極電磁偏向器を用いた場合の多極電磁偏向制御回路の構成を示す図である。
【図２】走査型電子ビーム方式の計測検査装置の構成を示す図である。
【図３】多極構成（例えば、４極構成）の直交電磁偏向器を例にとって、一次ビーム・二次ビームに対する一般的な分離・偏向作用について説明するための図である。
【図４】４極構成の多極電磁偏向器を用いた場合の多極電磁偏向器とその制御回路の構成を示す図である。
【図５】実施例１の８極構成の多極電磁偏向器を用いた場合の多極電磁偏向器の構成及び偏向動作について説明するための図である。
【図６】実施例１の８極構成の多極電磁偏向器を用いた場合の多極電磁偏向器の構成及び偏向動作及び非点補正動作について説明するための図である。
【図７】実施例２の８極構成の多極電磁偏向器を用いた場合の多極電磁偏向制御回路の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を用いて実施例について説明する。
【００１５】
荷電粒子ビーム装置では、深溝・穴対応や高スループット化するため、高エネルギーの二次ビームを大角度で偏向して一次ビームから分離する多極電磁偏向器（ビームセパレータ）が必要である。多極電磁偏向器は、電界偏向器と磁界偏向器から成る。
【００１６】
大角度の偏向を実現するためには、高電界・高磁界を生成可能な多極電磁偏向器の構成や高電圧・大電流の多極電磁偏向器の制御回路が必要である。しかし、大角度の偏向を実現すると、高電圧・大電流に起因する一次ビームの揺れ問題が生じる。多極電磁偏向器は、二次ビームを偏向させて検出器に導く役割を持つ。しかし、計測精度の向上に伴い、電界と磁界による一次ビームの揺れが問題となってきた。また、大角度偏向が必要な高電界・高磁界は二次電子ビームの投影像の面内均一性に影響する。
【００１７】
このような二次ビームの大角度偏向及び面内均一性を実現するために、非点補正が可能な多極電磁偏向器（好ましくは、８極以上）が必要となる。そして、二次ビームの面内均一性に影響する非点を低減するためには、多極電磁偏向器の電極やコイルに非点補正用電圧及び非点補正用電流を印加する必要がる。この場合、多極電磁偏向器へ印加した偏向と非点補正用高電圧・大電流のノイズにより一次ビームの位置ずれが生じる。よって、一次ビームの位置ずれを低減する必要がある。
【００１８】
実施例１では、一次ビームを分離して二次ビームを偏向する電磁偏向器を多極（特に、８極以上）に構成した二次ビーム偏向手段を提供する。この二次ビーム偏向手段の特徴は、多極構成（特に、８極以上）を採用することにより、二次ビームの偏向と一次ビーム及び二次ビームの非点補正を同時に行うことにある。
【実施例１】
【００１９】
最初に、図２を参照して、荷電粒子ビーム装置の一例である、走査型電子ビーム方式の計測検査装置（システム）の構成について説明する。【００２０】
［計測検査装置（システム）］
計測検査装置を含んで成るシステム全体の構成を図２に示す。実施例１における計測検査装置１は、対象の半導体ウェハ（試料１１０）の自動計測および自動検査を可能とする適用例である。本計測検査装置１は、半導体ウェハ（試料１１０）の回路パターンにおける寸法値を計測する計測機能、及び同パターンにおける欠陥（異常や不良）を検出する検査機能を備える。【００２１】
本計測検査装置（システム）１は、大きくは、走査型電子顕微鏡１００と、信号処理・制御用のコンピュータ２００で構成されている。【００２２】
走査型電子顕微鏡１００は、カラム１５０と試料室１３０とを備え、試料室１３０の内部には、測定・検査の対象物である試料１１０を載置する試料台（ステージ）１１２、及びこの試料台を駆動するモータ１３１が設置されている。【００２３】
走査型電子顕微鏡１００のカラム１５０内（真空）には、照射系（電子光学系）として、電子ビームＡ１を射出する電子銃１０１、射出された電子ビームＡ１が通る集束レンズ（第１コンデンサレンズ）１０２、絞り１０３、集束レンズ（第２コンデンサレンズ）１０４、ブランキング（ＢＬＫ）制御電極１０５、アパーチャ１０６、偏向器（電極）１２０、対物レンズ１０９等を有する。【００２４】
また、カラム１５０は検出系として、照射された電子ビーム（一次ビーム）Ａ１により試料１１０から発生した二次電子・反射電子（二次ビーム）Ａ１１を検出する検出器１０７、および二次ビームＡ１１を検出器１０７の方向へ偏向する多極電磁偏向器１６０を備える。ここで、多極電磁偏向器１６０は、二次ビームＡ１１を検出器１０７の方向へ偏向すると共に、一次ビームＡ１及び二次ビームＡ１１の非点補正を行う電磁偏向器である。【００２５】
コンピュータ２００は、例えば制御ラックにＰＣや制御ボードなどの形態で格納される構成である。コンピュータ２００の各部は、例えばプロセッサ及びメモリ等によるソフトウェアプログラム処理、あるいは専用回路の処理などで実現される。【００２６】
コンピュータ２００には、全体制御部２１０と、ブランキング（ＢＬＫ）制御回路２０１と、電子ビームの位置シフトと偏向走査とを制御するイメージシフト・偏向制御回路２０６と、機構系制御部２３０と、信号検出部（二次電子信号検出回路）２０７と、画像処理部（二次電子信号処理回路）２０８と、ＧＵＩ部（ユーザインタフェース部）２５０、等を備える。【００２７】
走査型電子顕微鏡１００のカラム１５０内（真空）において、電子銃１０１より生成・射出された一次ビームＡ１は、第１コンデンサレンズ（集束レンズ）１０２、絞り１０３、第２コンデンサレンズ（集束レンズ）１０４を通じて集束され、イメージシフトと走査一体化された偏向器１２０を介してビームの照射中心に移動と走査偏向制御され、対物レンズ１０９等を経て試料１１０上を走査しながら照射される。一次ビームＡ１が照射されると、試料１１０からは二次ビームＡ１１が発生して検出器１０７で検出される。検出器１０７で検出された信号（アナログ信号）は、信号検出部２０７（二次電子信号検出回路）によってデジタル信号に変換される。そしてそのデジタル信号をもとに画像処理部２０８（二次電子信号処理回路）で二次元の画像が生成処理され、ＧＵＩ画面で表示される。この画像内に基づいて回路パターンが計測される（計測機能の場合）。【００２８】
ＧＵＩ部２５０は、ユーザ（測定・検査者）に対するインタフェース（ＧＵＩ画面など）を提供する処理を行う。ＧＵＩ部２５０では、検査条件などを入力（設定）するＧＵＩ画面や、検査結果（二次元の画像など）を表示するＧＵＩ画面などを提供する。ＧＵＩ部２５０は、キーボードやディスプレイ等の入出力装置や通信インタフェース部などを含む。ユーザは、ＧＵＩ画面で計測機能や検査機能を選択実行可能である。【００２９】
全体制御部２１０は、ＧＵＩ部２５０での指示に従い、本システム（装置）の全体（電子光学制御部２２０、機構系制御部２３０、イメージシフト・偏向制御回路２０６、信号検出部２０７、画像処理部２０８、ステージ位置検出部等）を制御する処理を行う。例えば、全体制御部２１０は、ＧＵＩ部２５０の画面でユーザにより入力された計測・検査条件や指示などに応じて、電子光学制御部２２０、イメージシフト・偏向制御回路２０６、機構系制御部２３０などを制御することで、計測の処理を行う。例えば全体制御部２１０は、計測の実行時、信号処理部２０７及び画像処理部２０８を通じて生成された二次元の画像などのデータ情報を受信し、ＧＵＩ部２５０の画面で表示させる。【００３０】
電子光学制御部２２０は、全体制御部２１０からの制御に従い、カラム１００内の電子銃１０１、第１コンデンサレンズ（集束レンズ）１０２、絞り１０３、第２コンデンサレンズ（集束レンズ）１０４、ブランキング制御電極１０５、対物レンズ１０９等の電子光学系（照射系）を制御する。ブランキング制御回路２０１は、信号ラインを介してブランキング制御電極１０５を制御して、一次ビームＡ１の試料１１０への照射を停止するときには、一次ビームＡ１の軌道を曲げて一次ビームＡ１をアパーチャ１０６に照射させる。【００３１】
イメージシフト・偏向制御回路２０６は、全体制御部２１０からの制御に従い、偏向器１２０に対して信号ラインｃ１を通じて偏向制御信号を印加することにより、電子ビームの位置をシフトさせると共にこのシフトした位置における偏向による走査を制御する。【００３２】
多極電磁偏向制御回路３０３は、全体制御部２１０からの制御に従い、一次ビーム・二次ビーム分離する多極電磁偏向器１６０に対して信号ラインｂ１を通じて二次ビーム偏向制御信号（例えば、電圧や電流）を印加する。これにより、二次ビームを検出器１０７の方向へ偏向させると共に、一次ビームの走査方向に影響を与えないように制御をする。【００３３】
しかしながら、多極電磁偏向器１６０においては、後述のように、非点補正の問題が生じる。そのため、多極電磁偏向制御回路３０３は、全体制御部２１０からの制御に従い、多極電磁偏向器１６０に対して信号ラインｂ１を通じて一次ビーム及び二次ビームの非点補正を行うための非点補正制御信号を印加する。これにより、多極電磁偏向器１６０により二次ビームを大きく偏向させると共に、一次ビーム及び二次ビームの非点補正を制御する。【００３４】
図２において、機構系制御部２３０は、試料室１３０に設置された試料台１１２を駆動するモータ１３１等を含む機構系を制御する。例えば、電子ビームの走査制御に対応させてモータ１３１を駆動して、試料台１１２を移動制御することが可能である。このとき、モータ１３１の回転信号はステージ位置検出部（図示せず）に送られて、試料台１１２の位置情報が得られる。【００３５】
なお、図２のコンピュータ２００（全体制御部２１０等）において、計測機能と検査機能の両方を備えるが、一方のみ備える形態としてもよい。画像処理部２０８は、計測時（計測機能）の場合は、計測画像を生成し、当該画像内のパターン寸法値の計算などを行い、また、検査時（検査機能）の場合は、検査画像を生成し、当該画像内の欠陥を検出・判定する処理などを行う。【００３６】
次に、図３を参照して、図２の多極電磁偏向器１６０として４極構成の電磁偏向器を用いた場合を例にとって、一次ビーム及び二次ビームに対する一般的な分離・偏向作用について説明する。【００３７】
走査型電子ビーム方式を用いた計測検査装置においては、例えば、一次ビームと二次ビームの分離手段として、電流制御コイルで発生する磁界と電圧制御で発生する電界を直交する多極構成の直交電磁偏向器が採用されている。【００３８】
図３に示すように、直交電磁偏向器は、一般的にＸ、Ｙ方向にそれぞれ配置されて、二次ビームを任意の方向へ偏向する。例えば、直交電磁偏向器の電界偏向器１６５と対向する電界偏向器１６６との間に電位差を与えて電界を発生させると、一次ビームＡ１は電界と同一方向に偏向する力を受けて所定角度だけ偏向される。ここで、電界偏向器１６５と対向する電界偏向器１６６は、それぞれ電極で構成される。【００３９】
直交電磁偏向器の磁界偏向器１６１と対向する磁界偏向器１６２に励磁電流を流すと電界と直交する磁界が発生し、一次電ビームＡ１は電界による偏向とは逆向きに偏向される。互いに直交する電界と磁界が同時に存在する場合には、電界と磁界による力の合成で一次ビームの軌道が決まるため、一次ビームは偏向作用を受けずに直進する。ここで、磁界偏向器１６１と対向する磁界偏向器１６２は、それぞれコイルで構成される。【００４０】
一方、試料１１０から発生した二次ビームＡ１１は、一次ビームＡ１と進行方向が逆向きであるため、電界と磁界とで同一方向、即ち、電極側に偏向される。偏向する角度は、二次ビームＡ１１のエネルギーに依存する。この際、一次ビームが偏向されない条件（ウイン（Ｗｉｅｎ）条件）を満たす必要がある。このウイン条件は、直交電磁偏向器が発生した電界と磁界が一次ビームへの影響を打ち消す条件である。【００４１】
次に、図４を参照して、図２の多極電磁偏向器１６０として４極構成の電磁偏向器を用いた場合の多極電磁偏向制御回路３０３の構成について説明する。この多極電磁偏向制御回路３０３の構成においては、二次ビームＡ１１は偏向作用を受けるが、一次ビームＡ１は偏向作用を受けずに直進する。【００４２】
一次ビームＡ１の照射で試料１１０から発生した二次ビームＡ１１は、多極電磁偏向器１６０（図２参照）を構成する磁界偏向器１６１、１６２と電界偏向器１６５、１６６からの力を受けて検出器１０７（図２参照）の方向に偏向されて検出される。【００４３】
検出される二次ビームＡ１１（図３参照）の偏向角度は、多極電磁偏向器１６０が発生した電界・磁界の強さと比例して、二次ビームＡ１１のエネルギーと反比例する。試料１１０からの二次ビームＡ１１のエネルギーが異なって、実装位置が固定された検出器１０７に入射する。このため、多極電磁偏向器１６０が発生させる電界・磁界の大きさは、多極電磁偏向制御回路３０３の出力電圧・出力電流により制御する。【００４４】
一方、多極電磁偏向器１６０が発生した電界・磁界は一次ビームＡ１の走査位置を影響しないように、電界を制御する電圧源回路の出力電圧と磁界を制御する電流源回路の出力電流はウイン条件を満足する。【００４５】
直交電磁偏向制御回路３０３は、電界・磁界共通電圧発生部３０３１から二次ビームＡ１１のエネルギーに応じた二次ビームの偏向角度を決定する電圧値３０３１Ａを生成する。生成した電圧値を磁界駆動電流源回路３０３３で磁界を制御する電流へ変換・増幅して、磁界偏向器１７１、１７２へ印加する。一方、電界を制御する電圧源回路の出力電圧と磁界を制御する電流源回路の出力電流がウイン条件を満足するように、電圧値３０３１Ａをゲイン調整手段３０３２で調整して、電界駆動電圧源回路３０３４で電界を制御する電圧へ増幅して、電界偏向器１７５、１７６へ印加する。【００４６】
このような構成で、一次電子ビームＡ１の位置ずれを生じる多極電磁偏向制御回路３０３のノイズの主要部分が、電界制御回路と磁界制御回路に対して共通化した同相成分になる。そして、この部分のノイズに起因する電界と磁界の揺れ方向が逆方向で、大きさはウイン条件を満足する。さらに、電圧源制御信号の周波数特性および位相特性と電流源制御信号の周波数特性および位相特性と一致する。【００４７】
よって、多極電磁偏向制御回路３０３の共通化回路ノイズに起因する一次ビームＡ１への偏向力について、電界偏向器と磁界偏向器のノイズ部分は打ち消すことができ、一次ビームＡ１の位置ずれを低減できる。【００４８】
さらに、電圧源制御信号およびと電流源制御信号のそれぞれの周波数特性および位相特性を一致させる。よって、多極電磁偏向制御回路３０３の共通化回路ノイズに起因する一次ビームＡ１への偏向力について、電界偏向器と磁界偏向器の部分は打ち消しができ、一次ビームＡ１の位置ずれを低減できる。【００４９】
しかし、図４に示す４極構成の多極電磁偏向器１６０を用いた構成では、多極電磁偏向器１６０が二次ビームＡ１１を大きく偏向すると同時に生じた一次ビームＡ１及び二次ビームＡ１１の非点補正を制御することはできない。【００５０】
そこで、実施例１では、８極構成の多極電磁偏向器１６０を用いることにより、多極電磁偏向器１６０が二次ビームＡ１１を大きく偏向すると同時に生じた一次ビームＡ１及び二次ビームＡ１１の非点補正を制御する。【００５１】
ここで、非点補正（非点収差の補正）について説明する。【００５２】
ビームを試料上に照射することにより試料から所望の情報を取得する際、安定的に高分解能像を得る必要がある。高分解能像を得るためには、ビームを細く集束し、ビームの断面形状を良好な円形（真円）に保つ必要がある。【００５３】
しかし、レンズの材質、レンズの加工精度、レンズの汚れ等の要因により、荷電粒子ビーム装置では非点収差が発生する。非点収差が発生すると、ビームを細く集束できないだけでなく、ビームの断面が楕円形状になる。このように変形したビームによっては高分解能像を得ることができない。このため、ビームの断面形状を円形に補正するための非点補正が必要となる。【００５４】
実施例１では、一次ビームＡ１及び二次ビームＡ１１の非点補正を制御するために、８極構成の多極電磁偏向器１６０を用いる。具体的には、円周に沿って一定の分割角度で配置した４Ｎ（Ｎは自然数）個の極子群で構成される多極電磁偏向器１０６の中心にビームを通過させた状態で、ビームに発生している非点収差を打ち消す方向の磁界及び電界を発生させることによりビームの断面を円形に補正する。【００５５】
図１を参照して、実施例１の８極構成の多極電磁偏向器１６０を用いた場合の多極電磁偏向制御回路３０３の構成について説明する。【００５６】
ここで、図１において、“ｄ”は「偏向」を意味し、“ｑ”は「非点補正」を意味する。ｉは極子の番号１〜８を意味する。ここで、極子は、電極とコイルで構成される。Ｖｉｄはｉ番目の極子の電極に印加される偏向電圧を意味する。Ｖｉｑはｉ番目の極子のコイルに印加される非点電圧を意味する。Ｉ（ｉ＋２）ｄはｉ＋２番目の極子のコイルに印加される偏向電流を意味する。Ｉ（ｉ＋２）ｑはｉ＋２番目の極子のコイルに印加される非点電流を意味する。【００５７】
電界磁界（Ｅ−Ｂ）共通制御電圧生成部３０は、共通電圧としてＶｉｄを生成して出力する。非点補正電圧共通電圧生成部３１、３２、３３、３４は、共通電圧としてＶｉｑを生成して出力する。そして、ＶｉｄとＶｉｑが加算器３５で加算されてＶ−Ｖ電圧増幅電圧駆動回路３６に入る。Ｖ−Ｖ電圧増幅電圧駆動回路３６は、電圧を増幅しＶｉｄ＋Ｖｉｑを生成して８極構成の多極電磁偏向器１６０の電極１６１に印加する。【００５８】
また、電界磁界（Ｅ−Ｂ）共通制御電圧生成部３０で生成した共通電圧Ｖｉｄはゲイン調整部３７に入りゲイン調整部３７はゲインを調整してＶ（ｉ＋２）ｄを出力する。非点補正電流共通電圧生成部３８、３９、４０、４１は、共通電圧としてＶ（ｉ＋２）ｑを生成して出力する。そして、Ｖ（ｉ＋２）ｄとＶ（ｉ＋２）ｑが加算器４２で加算されてＶ−Ｉ変換電流駆動回路４３に入る。Ｖ−Ｉ変換電流駆動回路４３は、電圧を電流に変換しＩ（ｉ＋２）ｄ＋Ｉ（ｉ＋２）ｑを生成して８極構成の多極電磁偏向器１６０のコイル１６３に印加する。【００５９】
このようにして、極子の電極１６１に偏向電圧及び非点電圧が同時に印加される。また、極子ｉのコイル１６２に偏向電流及び非点電流が同時に印加される。ここで、非点補正電圧共通電圧生成部３１は、極子２、６の電極１６１に対応する。非点補正電圧共通電圧生成部３２は、極子４、８の電極１６１に対応する。非点補正電圧共通電圧生成部３３は、極子３、７の電極１６１に対応する。非点補正電圧共通電圧生成部３４は、極子１、５の電極１６１に対応する。【００６０】
また、非点補正電流共通電圧生成部３８は、極子２、６のコイル１６２に対応する。非点補正電流共通電圧生成部３９は、極子４、８のコイル１６２に対応する。非点補正電流共通電圧生成部４０は、極子３、７のコイル１６２に対応する。非点補正電流共通電圧生成部４１は、極子１、５のコイル１６２に対応する。【００６１】
ここで、二次ビームを偏向する各電圧と電流の「ウイン（Ｗｉｅｎ）条件」は以下の（数１）で表せられる。【００６２】
【数１】
2020183551.tif 000003
また、一次ビームＡ１及び二次ビームＡ１１を非点補正する極子ｉの電極１６１及びコイル１６２の電圧及び電流の関係は以下の（数２）〜（数５）のようになる。つまり、対向する電極１６１の非点電圧は互いに等しい。さらに、対向するコイル１６２の非点電流は互いに等しい。【００６３】
【数２】
2020183551.tif 000004
【００６４】
【数３】
2020183551.tif 000005
【００６５】
【数４】
2020183551.tif 000006
【００６６】
【数５】
2020183551.tif 000007
実施例１の８極構成の多極電磁偏向器１０６を用いた場合の多極電磁偏向制御回路器３０３の構成では、各電極１６１に印加する二次ビームを偏向する電圧と、各電極１６１と９０度ずれた場所に配置した二次ビームを偏向するコイル１６２に印加する電流を電界磁界（Ｅ−Ｂ）共通制御電圧生成部３０から生成する。例えば、極子１の電極１６１と極子３のコイル１６２、極子２の電極１６２と極子４のコイル１６２である。【００６７】
また、各電極１６１に印加する非点補正用電圧を、対向する場所に配置した電極１６１へ印加する非点補正電圧と同一にする。具体的には、非点補正電圧共通電圧生成部３１は、極子２、６の電極１６１に印加する同一の非点補正電圧を生成する。また、非点補正電圧共通電圧生成部３２は、極子４、８の電極１６１に印加する同一の非点補正電圧を生成する。また、非点補正電圧共通電圧生成部３３は、極子３、７の電極１６１に印加する同一の非点補正電圧を生成する。また、非点補正電圧共通電圧生成部３４は、極子１、５の電極１６１に印加する同一の非点補正電圧を生成する。【００６８】
また、各コイル１６２に印加する非点補正用電流を、対向する場所に配置したコイル１６１へ印加する非点補正電流と同一の共通電圧から生成するような回路構成となっている。具体的には、非点補正電流共通電圧生成部３８は、極子２、６のコイル１６２に対する共通電圧を生成してＶ−Ｉ変換電流駆動回路４３を介して極子２、６のコイル１６２に同一の非点補正電流を印加する。また、非点補正電流共通電圧生成部３９は、極子４、８のコイル１６２に対する共通電圧を生成してＶ−Ｉ変換電流駆動回路４３を介して極子４、８のコイル１６２に同一の非点補正電流を印加する。また、非点補正電流共通電圧生成部４０は、極子３、７のコイル１６２に対する共通電圧を生成してＶ−Ｉ変換電流駆動回路４３を介して極子３、７のコイル１６２に同一の非点補正電流を印加する。また、非点補正電流共通電圧生成部４１は、極子１、５のコイル１６２に対する共通電圧を生成してＶ−Ｉ変換電流駆動回路４３を介して極子１、５のコイル１６２に同一の非点補正電流を印加する。【００６９】
各電極１６１に印加する電圧は、電界磁界（Ｅ−Ｂ）共通制御電圧生成部３０で生成した共通制御電圧Ｖｉｄと、非点補正電圧共通電圧生成部３１、３２、３３、３４で生成した非点補正電圧Ｖｉｑを加算器３５で加算してＶ−Ｖ電圧増幅電圧駆動回路３６により増幅されて出力される。【００７０】
また、各コイル１６２に印加する電流は、電界磁界（Ｅ−Ｂ）共通制御電圧生成部３０で生成した共通制御電圧Ｖｉｄをゲイン調整部３７で振幅調整された共通制御電圧Ｖ（ｉ＋２）ｄと、非点補正電流共通電圧生成部３８、３９、４０、４１で生成した非点補正電流共通電圧Ｖ（ｉ＋２）ｑを加算器４２で加算してＶ−Ｉ変換電流駆動回路４３で変換されて出力される。【００７１】
次に、図５、図６を参照して、実施例１の８極構成の多極電磁偏向器１６０を用いた場合の多極電磁偏向器（８電磁偏向器）の構成及び動作について説明する。ここで、図５は、偏向動作を示している。図６は、偏向動作及び非点補正動作を示している。【００７２】
まず、図５（ｂ）を参照して、４極構成の多極電磁偏向器の構成及び偏向動作について説明する。【００７３】
４極構成の多極電磁偏向器５０の場合は、同じ場所に配置するコイル５１に発生した磁界の方向は、同じ場所の電極５２に発生した電界の方向に垂直である。図５（ｂ）に示すように、電界Ｅ１と磁界Ｂ１が発生して二次ビームを偏向するための力（一本の偏向ベクトル）が生じる。しかし、４極構成の多極電磁偏向器５０の場合、この偏向力は弱いので検出器１０７を４極構成の多極電磁偏向器５０４の近くに配置する必要がある。【００７４】
次に、図５（ａ）を参照して、８極構成の多極電磁偏向器１６０の構成及び偏向動作について説明する。【００７５】
図５（ａ）に示すように、８極構成の多極電磁偏向器１６０の場合は、同じ場所に配置するコイル１６２に発生した磁界の方向は、同じ場所の電極１６１に発生した電界の方向と平行である。【００７６】
このように、４極構成の多極電界偏向器５０の場合（図５（ｂ）参照）は、同じ場所に配置するコイル５１が発生した磁界は、同じ場所の電極５２に発生した電界方向と垂直になる。一方、８極構成の多極電界偏向器１６０の場合（図５（ａ）参照）は、同じ場所に配置するコイル１６２に発生した磁界の方向は、同じ場所の電極１６１に発生した電界の方向に平行となる。【００７７】
図５（ａ）に示すように、８極構成の多極電磁偏向器１６０の場合、電界Ｅ４と磁界Ｂ４が同じ方向に発生する。この結果、二次ビームＡ１１を偏向するための大きな偏向力が生じる。８極構成の多極電磁偏向器１６０の場合、偏向力は強く大角度の偏向が行えるので、検出器１０７を８極構成の多極電磁偏向器１６０から遠くの場所に配置することが可能になる。一方、大角度の偏向を行うと、一次ビームＡ１及び二次ビームＡ１１の非点収差の問題が起こりやすい。【００７８】
実施例１では、二次ビームＡ１１を任意の方向へ大角度で偏向させ、かつ一次ビームＡ１は偏向作用を受けずに直進させた状態で、一次ビームＡ１及び二次ビームＡ１１の非点補正を行うことができる。つまり、実施例１では、二次ビームＡ１１の大角度偏向及び面内均一性を実現するため、非点補正が可能な８極構成の多極電磁偏向器１６０を用いる。【００７９】
図６を参照して、８極構成の多極電磁偏向器１６０の偏向動作及び非点補正動作について説明する。【００８０】
ここで、図６（ａ）において、“ｄ”は「偏向」を意味し、“ｑ”は「非点補正」を意味する。“Ｖｄ”は電極１６１に印加される偏向電圧を意味する。“Ｖｑ”は電極１６１に印加される非点補正電圧を意味する。“Ｉｄ”はコイル１６２に印加される偏向電流を意味する。“Ｉｑ”はコイル１６２に印加される非点補正電流を意味する。“＊”は乗算を意味する。“ｋ”は二次ビームＡ１１の偏向方向を調整するための係数である。【００８１】
図６（ａ）に示すように、電極１６１の近傍又は同じ位置にはコイル１６１が配置されており、この電極１６１及びコイル１６２により一次ビームＡ１及び二次ビームＡ１１の非点補正が行われる。実施例１の場合、電極１６１及びコイル１６１は８個の極子１〜８で構成されている。８個の極子１〜８は、一次ビームＡ１の軌道軸を中心とした円周上に一定の分割角度で配置されている。【００８２】
図６（ａ）では、補正前のビームの形状が、合成ベクトルに応じて設定された電圧及び電流の印加により極子１〜８に発生する電界及び磁場の作用により、ビームのビームスポット６０の形状が真円に補正された状態を表現している。磁場による非点収差の形状は、非点収差を補正する前のビームのビームスポット形状を軸中心に９０°回転した関係にある。この結果、補正前のビームの非点収差は打ち消され、真円形状のビームスポット６０が得られる。【００８３】
具体的には、一次ビームＡ１及び二次ビームＡ１１の中央に向かう４つの非点補正ベクトルが生じる。この４つの非点補正ベクトルにより、例えば、楕円に変形したビームは円形のビームに修正されて、真円形状のビームスポット６０が得られる。つまり、一次ビームＡ１及び二次ビームＡ１１に対して非点補正が行われる。【００８４】
なお、実施例１では、非点収差の補正に８個の極子１〜８を用いる場合について説明したが、極子の数が４個、１２個、１６個等の場合にも、同様の技術手法によりビームの非点収差を補正することができる。【００８５】
図６（ｂ）は、各極子１〜８に印加される電圧と電流の関係を示したテーブルでる。【００８６】
図６（ｂ）に示すように、各極子１〜８には、電圧として偏向電圧と非点補正電圧が同時に印加される。また、各極子１〜８には、電流として偏向電流と非点補正電流が同時に印加される。【００８７】
具体的には、極子１には、電圧として電偏向電圧−Ｖと非点補正電圧＋Ｖｑが同時に印加される。また、各極子１には、電流として偏向電流＋ＮＩ（√２−１）と非点補正電流−ＮＩｑが同時に印加される。ここで、（√２−１）は、二次ビームの偏向方向を調整するための係数ｋの一例である。【００８８】
極子２には、電圧として電偏向電圧−Ｖ（√２−１）と非点補正電圧−Ｖｑが同時に印加される。また、各極子２には、電流として偏向電流＋ＮＩと非点補正電流−ＮＩｑが同時に印加される。【００８９】
極子３には、電圧として電偏向電圧＋Ｖ（√２−１）と非点補正電圧−Ｖｑが同時に印加される。また、各極子３には、電流として偏向電流＋ＮＩと非点補正電流＋ＮＩｑが同時に印加される。【００９０】
極子４には、電圧として電偏向電圧＋Ｖと非点補正電圧＋Ｖｑが同時に印加される。また、各極子４には、電流として偏向電流＋ＮＩ√２−１と非点補正電流＋ＮＩｑが同時に印加される。【００９１】
極子５には、電圧として電偏向電圧＋Ｖと非点補正電圧＋Ｖｑが同時に印加される。また、各極子５には、電流として偏向電流−ＮＩ（√２−１）と非点補正電流−ＮＩｑが同時に印加される。【００９２】
極子６には、電圧として電偏向電圧＋Ｖ（√２−１）と非点補正電圧−Ｖｑが同時に印加される。また、各極子６には、電流として偏向電流−ＮＩと非点補正電流−ＮＩｑが同時に印加される。【００９３】
極子７には、電圧として電偏向電圧−Ｖ（√２−１）と非点補正電圧−Ｖｑが同時に印加される。また、各極子７には、電流として偏向電流−ＮＩと非点補正電流＋ＮＩｑが同時に印加される。【００９４】
極子８には、電圧として電偏向電圧−Ｖと非点補正電圧＋Ｖｑが同時に印加される。また、各極子８には、電流として偏向電流−ＮＩ（√２−１）と非点補正電流＋ＮＩｑが同時に印加される。【００９５】
検出器１０７を多極電磁偏向器１６０の近くに配置するのは実装上の理由から困難な場合がある。そこで、８極構成の多極電磁偏向器１６０を用いて二次ビームＡ１１の大角度の偏向を行い、検出器１０７をより遠くに配置する。しかし、大角度の偏向を行うと、一次ビームＡ１及び二次ビームＡ１１の非点収差の問題が起こりやすい。【００９６】
そこで、実施例１では、二次ビームＡ１１を任意の方向へ大角度で偏向させかつ一次ビームＡ１は偏向作用の受けずに直進させた状態で、一次ビームＡ１及び二次ビームＡ１１の非点補正を行う。【００９７】
具体的には、円周に沿って一定の分割角度で配置した８個の極子群１〜８で構成される多極電磁偏向器１６０の中心にビームを通過させた状態で、ビームに発生している非点収差を打ち消す方向の電界及び磁界を多極電磁偏向器１６０の電極１６１及びコイル１６２に発生させる。これにより、図６（ａ）に示すように、ビームの断面が円形に補正されて真円形状のビームスポット６０が得られる。【００９８】
ここで、実施例１では、多極電磁偏向器１６０として８極構成の多極電磁偏向器を用いているが、例えば、４極構成の多極電磁偏向器だと非点補正の効果が不十分となり精度が低くなってしまう。よって、４極構成の多極電磁偏向器を用いると、二次ビームＡ１１の大角度の偏向を行って検出器１０７をより遠くに配置するという要求を満たすことは難しい。そこで、実施例１では、８極構成の多極電磁偏向器１６０を用いることにより、二次ビームＡ１１の大角度の偏向を行って検出器１０７をより遠くに配置するという要求を満たすようにした。【００９９】
このように、実施例１によれば、二次ビームＡ１１を任意の方向へ大角度で偏向させかつ一次ビームＡ１は偏向作用を受けずに直進させた状態で、一次ビームＡ１及び二次ビームＡ１１の非点補正を高精度で行うことができる。
【実施例２】
【０１００】
次に、図７を参照して、実施例２の８極構成の多極電磁偏向器１６０を用いた場合の多極電磁偏向制御回路３０３の構成について説明する。【０１０１】
ここで、図１に示す実施例１の多極電磁偏向制御回路３０３と異なる点は、極子２、６、３、７の電極１６１に非点補正電圧を印加する非点補正電圧共通電圧生成部７０と、極子１、５、４、８の電極１６１に非点補正電圧を印加する非点補正電圧共通電圧生成部７１と、極子３、７、４、８のコイル１６２に非点補正電流を印加する非点補正電流共通電圧生成部７２と、極子１、５、２、６のコイル１６２に非点補正電流を印加する非点補正電流共通電圧生成部７３を設けた点である。【０１０２】
具体的には、図７に示すように、電界磁界（Ｅ−Ｂ）共通制御電圧生成部３０は、共通電圧としてＶｉｄを生成して出力する。非点補正電圧共通電圧生成部７０、７１は、共通電圧としてＶｉｑを生成して出力する。そして、ＶｉｄとＶｉｑが加算器３５で加算されてＶ−Ｖ電圧増幅電圧駆動回路３６に入る。Ｖ−Ｖ電圧増幅電圧駆動回路３６は、電圧を増幅しＶｉｄ＋Ｖｉｑを生成して８極構成の多極電磁偏向器１６０の電極１６１に印加する。【０１０３】
また、電界磁界（Ｅ−Ｂ）共通制御電圧生成部３０で生成した共通電圧Ｖｉｄはゲイン調整部３７に入りゲイン調整部３７はゲインを調整してＶ（ｉ＋２）ｄを出力する。非点補正電流共通電圧生成部７２、７３は、共通電圧としてＶ（ｉ＋２）ｑを生成して出力する。そして、Ｖ（ｉ＋２）ｄとＶ（ｉ＋２）ｑが加算器４２で加算されてＶ−Ｉ変換電流駆動回路４３に入る。Ｖ−Ｉ変換電流駆動回路４３は、電圧を電流に変換しＩ（ｉ＋２）ｄ＋Ｉ（ｉ＋２）ｑを生成して８極構成の多極電磁偏向器１６０のコイル１６３に印加する。このようにして、極子ｉの電極１６１に偏向電圧及び非点電圧が同時に印加される。また、極子ｉのコイル１６２に偏向電流及び非点電流が同時に印加される。【０１０４】
その他の構成及び動作は、図１に示す実施例１の多極電磁偏向制御回路３０３とほぼ同じなのでその説明は省略する。【０１０５】
実施例２によれば、より簡単な回路構成で、二次ビームＡ１１を任意の方向へ大角度で偏向させかつ一次ビームＡ１は偏向作用を受けずに直進させた状態で、一次ビームＡ１及び二次ビームＡ１１の非点補正を高精度で行うことができる。【０１０６】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。【０１０７】
［まとめとバリエーション］
以上、本明細書では下記を説明した。なお、本実施例を実施するために一部の項目を省略してもよい。【０１０８】
一次ビームを生成する荷電粒子銃と、試料を載置するステージと、前記一次ビームに応じて前記試料から発生する二次ビームを、検出する検出器と、前記二次ビームの進路を偏向させる多極電磁偏向器と、前記多極電磁偏向器を制御する制御回路と、を有する荷電粒子ビーム装置。なお、電子は荷電粒子の一例である。【０１０９】
前記多極電磁偏向器は：
電界を発生させる、複数の電界偏向器（電極、又はコイルの芯を兼用した電極はその一例である）と、
磁界を発生させる、前記電界偏向器と同数の磁界偏向器（コイルはその一例である）と、を有する。【０１１０】
前記制御回路は：
前記電界偏向器を駆動させる電界偏向器用駆動回路（図１及び７の、Ｖ−Ｖ電圧増幅電圧駆動回路３６のような電圧を入力として、電圧を出力する回路はその一例で、電界偏向器を行動させる回路であれば他の入力と出力であってもよい）を、複数と、
前記電界偏向器を制御し、前記一次ビーム又は二次ビームの非点補正を行う第１の非点補正用電圧を出力する、第１非点補正共通電圧生成部（図１及び７の非点補正電圧共通電圧生成部３１乃至３４のような、電圧を出力とする以外の出力であってもよい）と、
前記磁界偏向器を駆動させる磁界偏向器用駆動回路（図１及び７の、Ｖ−Ｉ変換電流駆動回路４３のような電圧を入力として、電流を出力する回路はその一例で、電界偏向器を行動させる回路であれば他の入力と出力であってもよい）を、複数と、
前記磁界偏向器を制御し、前記一次ビーム又は二次ビームの非点補正を行う第２の非点補正用電圧を出力する、第２非点補正共通電圧生成部（図１及び７の非点補正電圧共通電圧生成部３８乃至４１のような、電圧を出力とする以外の出力であってもよい）と、
前記電界偏向器用駆動回路と、前記磁界偏向器用駆動回路と、に対し、前記二次ビームの進路を前記検出器に偏向させるための偏向用共通電圧を出力する、電界磁界共通制御電圧生成部（出力が電圧以外であってもよい）と、
直接入力又は調整後に入力された、前記偏向用共通電圧及び前記第１の非点補正用電圧を加算し、前記電界偏向器用駆動回路に第１の加算後電圧を出力する、第１の加算器と、
直接入力又は調整後に入力された、前記偏向用共通電圧及び前記第２の非点補正用電圧を加算し、前記磁界偏向器用駆動回路に第２の加算後電圧を出力する、第２の加算器と、
を有してもよい。【０１１１】
なお、加算器の例はオペアンプや、Ａ／Ｄ変換とＤ／Ａ変換とＣＰＵとを組み合わせたユニットであるが、入力を加算して出力できるのであれば他の回路やユニットでもよい。【０１１２】
複数の前記電界偏向器や、複数の前記磁界偏向器、は周状（例えば、図１や７の通り円周又は正多角形の周、又は線対称又は点対称の図形の外周）に配置されてもよい。【０１１３】
前記偏向用共通電圧は、所定の電界偏向器に対応する所定の第１の加算器と、前記所定の電界偏向器から時計回り又は反時計回りに９０度ずれた位置に配置された所定の磁界偏向器に対応する所定の第２の加算器と、の直接または調整後の入力としてもよい。【０１１４】
また、荷電粒子ビーム装置は下記でもよい：
前記多極電磁偏向器が有する、前記電極の数及び前記コイルの数、の各々はＮ（ただしＮは８以上の偶数）である場合、前記制御回路は：
複数の、前記電極を駆動させる電極用駆動回路と、
複数の、電極用加算器と、
複数の、前記コイルを駆動させるコイル用駆動回路と、
複数の、コイル用加算器と、
複数の、電界磁界共通制御電圧生成部と、
複数の、電極用非点補正共通電圧生成部と、
複数の、コイル用非点補正共通電圧生成部と、
を有する。なお、前記制御回路が有する、前記電極用駆動回路の数、前記電極用加算器の数、前記コイル用駆動回路の数、前記コイル用加算器の数、及び前記電界磁界共通制御電圧生成部の数、の各々はＮである。また、前記制御回路が有する、前記電極用非点補正共通電圧生成部の数及びコイル用非点補正共通電圧生成部の数、の各々はＮ／Ｇ（ただし、Ｇは２以上の偶数）である。なお、図１の構成ではＧは２であり、図７の構成ではＧは４であるが、２以上の偶数であれば他の偶数でもよい。【０１１５】
ここで、前記荷電粒子ビーム装置が複数有する仮想又は実体の構成物の内、ｉ番目（１番目から始まるとする）の構成物を構成物［ｉ］と表記するとした場合：
（Ａ）電極［ｎ］と、電極用駆動回路［ｎ］と、電極用加算器［ｎ］と、は１：１：１に対応し（ただしｎはＮ以下の自然数）、
（Ｂ）コイル[ｃ]と、コイル用駆動回路[ｃ]と、コイル用加算器[ｃ]と、は１：１：１に対応し（ただしｃはＮ以下の自然数で、かつｎと１：１の対応関係を有する）、
（Ｃ）電界磁界共通制御電圧生成部[ｎ]は、電極用加算器[ｎ]と、コイル用加算器[ｃ]と、に第１電圧[ｎ]を出力し、
（Ｄ）電極用非点補正共通電圧生成部[ｊ]は、少なくとも、電極用加算器[ｊ]と、電極用加算器[１＋（（ｊ−１＋Ｎ／２）  Ｍｏｄ  Ｎ）]と、に第２電圧[ｊ]を出力し（ただしｊはＮ／Ｇ以下の自然数）、
（Ｅ）コイル用非点補正共通電圧生成部[ｋ]は、少なくとも、コイル用加算器[ｋ]と、コイル用加算器[１＋（（ｋ−１＋Ｎ／２）  Ｍｏｄ  Ｎ）]と、に第３電圧[ｋ]を出力する（ただしｋはＮ／Ｇ以下の自然数）、
である。なお、Ａ  Ｍｏｄ  Ｂは、ＡをＢで割った時のあまりを求める演算子を指す。また、自然数は１から開始される整数を指す。【０１１６】
複数の前記電極は、前記一次ビームが通過する空間の周辺に配置され、電極［ｎ］は電極「（ｎ＋１）  Ｍｏｄ  Ｎ］の隣に配置されてもよい。また、複数の前記コイルは、前記一次ビームが通過する空間の周辺に配置され、コイル［ｃ］はコイル［（ｃ＋１）  Ｍｏｄ  Ｎ］の隣に配置されてもよい。【０１１７】
ゲイン調整部は図１及び７は、電界磁界共通制御電圧生成部と、コイル用駆動回路（又はコイル用の加算器）と、の間に配置される以外に、電界磁界共通制御電圧生成部と、電極用駆動回路（又は電極用の加算器）と、の間に配置されてもよい。また、非点補正共通電圧生成部と、各駆動回路と、の間に配置されてもよい。ゲイン調整部のゲイン調整は、入力を所定の倍率で等倍にした値を出力とする場合以外に、周波数フィルタリングを調整の一部と考えてもよい。【０１１８】
なお、制御回路は、一部又は全てがデジタル回路であってもよい。【０１１９】
なお、好ましくは、電極、電極用駆動回路、電極用加算器、コイルと、コイル用駆動回路と、コイル用加算器と、電界磁界共通制御電圧生成部と、電極用非点補正共通電圧生成部と、コイル用非点補正共通電圧生成部と、ゲイン調整部と、の１番目を各々の種類の構成物から選択したとしても上記が成り立つ。ただし、特定の構成物を１番目と設定した場合に上記が成り立つのでもよい。【０１２０】
最後に、上記実施例では、８極構成の多極電磁偏向器を用いた場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、極子の数が４個の４極構成の多極電磁偏向器、極子の数が１２個の１２極構成の多極電磁偏向器、極子の数が１６個の１６極構成の多極電磁偏向器等にも適用可能である。つまり、極子の数が４Ｎ（Ｎは自然数）個の極子で構成された多極電磁偏向器にも適用可能である。また、本発明は、マルチビームを用いたマルチビーム装置にも適用可能である。
【符号の説明】
【０１２１】
１  計測検査装置（システム）
３０  電界磁界（Ｅ−Ｂ）共通制御電圧生成部
３１  非点補正電圧共通電圧生成部
３２  非点補正電圧共通電圧生成部
３３  非点補正電圧共通電圧生成部
３４  非点補正電圧共通電圧生成部
３５  加算器
３６  Ｖ−Ｖ電圧増幅電圧駆動回路
３７  ゲイン調整部
３８  非点補正電流共通電圧生成部
３９  非点補正電流共通電圧生成部
４０  非点補正電流共通電圧生成部
４１  非点補正電流共通電圧生成部
４２  加算器
４３  Ｖ−Ｉ変換電流駆動回路
７０  非点補正電圧共通電圧生成部
７１  非点補正電圧共通電圧生成部
７２  非点補正電流共通電圧生成部
７３  非点補正電流共通電圧生成部
１００  走査型電子顕微鏡（カラム）
１０１  電子銃
１０２  第１コンデンサレンズ（集束レンズ）
１０３  絞り
１０４  第２コンデンサレンズ（集束レンズ）
１０５  ブランキング（ＢＬＫ）制御電極
１０６  アパーチャ
１０７  検出器（二次電子・反射電子検出器）
１０９  対物レンズ
１１０  試料
１１２  試料台（ステージ）
１２０  偏向器
１６０  多極電磁偏向器
２００  コンピュータ（信号処理系）
２０１  ブランキング（ＢＬＫ）制御回路
２０６  イメージシフト・偏向制御回路
２０７  信号検出部（二次電子信号検出回路）
２０８  画像処理部（二次電子信号処理回路）
２１０  全体制御部
２２０  電子光学制御部
２３０  機構系制御部
２５０  ＧＵＩ部
３０３  多極電磁偏向制御回路
【図１】
2020183551.tif 000008
【図２】
2020183551.tif 000009
【図３】
2020183551.tif 000010
【図４】
2020183551.tif 000011
【図５】
2020183551.tif 000012
【図６】
2020183551.tif 000013
【図７】
2020183551.tif 000014
【国際調査報告】
2020183551.tif 000015
2020183551.tif 000016
2020183551.tif 000017