(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子線を発生させる電子源と、この電子線を集束するレンズ手段と、試料を載置する試料台と、集束した電子線で試料上を走査する電子線走査手段と、前記試料から二次的に発生する荷電粒子を検出する手段と、この検出手段から得られた画像信号に基き前記試料の表面を検査する手段を備えた検査装置において、前記電子線の走査領域の所定の両端部分での前記試料への前記電子線の照射をブランキングするブランキング手段を備え、前記検査手段は、このブランキングにより前記両端部分を削除した画像信号に基き試料の表面を検査するように構成したことを特徴とする電子線を用いた検査装置。
【請求項２】
電子線を発生させる電子源と、この電子線を集束するレンズ手段と、試料を載置する試料台と、集束した電子線で試料上を走査する電子線走査手段と、前記試料から二次的に発生する荷電粒子を検出する手段とを備え、この検出手段から得られた信号に基き前記試料の表面を検査する電子線を用いた検査方法において、前記電子線走査領域の所定の両端部分での前記試料への前記電子線の照射をブランキングするステップと、このブランキングにより前記両端部分を削除した画像信号を作成するステップと、この画像信号に基き試料の表面を検査するステップとを含むことを特徴とする電子線を用いた検査方法。
【請求項３】
電子線を発生させる電子源と、この電子線を集束するレンズ手段と、試料を載置する試料台と、集束した電子線で試料上を走査する電子線走査手段と、前記試料から二次的に発生する荷電粒子を検出する手段と、この検出手段から得られた画像信号に基き前記試料の表面を検査する手段と、前記画像信号を表示するモニタ装置を備えた検査装置において、前記電子線の走査領域の所定の両端部分での前記試料への前記電子線の照射をブランキングするブランキング手段を備え、前記モニタ装置は、前記走査領域の前記両端部分の領域と，その内部の画像領域とを区別して表示する手段を備えたことを特徴とする電子線を用いた検査装置。
【請求項４】
電子線を発生させる電子源と、この電子線を集束するレンズ手段と、試料を載置する試料台と、前記試料上の第１の方向への高速走査と，前記第１の方向に対してほぼ直角の第２の方向への低速走査を並存して試料上を走査する電子線走査手段と、前記試料から二次的に発生する荷電粒子を検出する手段と、この検出手段から得られた画像信号に基き前記試料の表面を検査する手段を備えた検査装置において、前記高速走査方向の前記走査の領域内であって所定の両端部分での前記試料への前記電子線の照射をブランキングするブランキング手段を備え、このブランキングにより前記両端部分を削除した画像信号に基き試料の表面を検査するように構成したことを特徴とする電子線を用いた検査装置。
【請求項５】
請求項４において、前記低速走査方向の前記走査の領域内であって所定の両端部分での前記試料への前記電子線の照射をブランキングする第２方向ブランキング手段を備え、これらのブランキングにより第1及び第２方向両端部分を削除した画像信号に基き試料の表面を検査するように構成したことを特徴とする電子線を用いた検査装置。
【請求項６】
請求項４において、前記第２の方向への低速走査領域の開始端でブランキングを停止する手段と、このブランキングの停止後に第２方向同期信号を生成する手段と、この第２方向走査領域の終端において、前記第２方向同期信号の停止後に前記ブランキングを開始する手段を備え、これらのブランキング制御と同期信号制御の組合せにより、第1及び第２方向両端部分を削除した画像信号に基き試料の表面を検査するように構成したことを特徴とする電子線を用いた検査装置。
【請求項７】
試料に向けて電子線を照射し走査するステップと、前記電子線の前記試料への照射をブランキングするステップと、試料から二次的に発生する荷電粒子を検出すべき所望の期間を定めるための水平又は垂直同期信号を発生するステップと、この水平又は垂直同期信号が存在する期間に前記荷電粒子を検出するステップと、前記検出した信号に基づいて試料を検査するステップとを有する電子線を用いた検査方法であって、前記電子線の走査領域の開始端において，前記水平又は垂直同期信号の開始後に前記ブランキングを停止するステップと、前記電子線の走査領域の終端において，前記ブランキングの開始後に前記水平又は垂直同期信号を停止するステップを含むことを特徴とする電子線を用いた検査方法。
【請求項８】
試料に向けて電子線を照射し走査するステップと、前記電子線の前記試料への照射をブランキングするステップと、試料から二次的に発生する荷電粒子を検出すべき所望の期間を定めるための水平又は垂直同期信号を発生するステップと、この水平又は垂直同期信号が存在する期間に前記荷電粒子を検出するステップと、前記検出した信号に基づいて試料を検査するステップとを有する電子線を用いた検査方法であって、前記電子線の水平走査領域の開始端において，前記水平同期信号の開始後に前記ブランキングを停止するステップと、前記電子線の水平走査領域の終端において，前記ブランキングの開始後に前記水平同期信号を停止するステップを含むことを特徴とする電子線を用いた検査方法。
【請求項９】
試料に向けて電子線を照射し走査するステップと、前記電子線の前記試料への照射をブランキングするステップと、試料から二次的に発生する荷電粒子を検出すべき所望の期間を定めるための水平又は垂直同期信号を発生するステップと、この水平又は垂直同期信号が存在する期間に前記荷電粒子を検出するステップと、前記検出した信号に基づいて試料を検査するステップとを有する電子線を用いた検査方法であって、前記水平走査領域の開始端において，前記水平同期信号の開始後に前記ブランキングを停止するステップと、前記水平走査領域の終端において，前記ブランキングの開始後に前記水平同期信号を停止するステップと、前記垂直走査領域の開始端において，前記垂直同期信号の開始後に前記ブランキングを停止するステップと、前記垂直走査領域の終端において，前記ブランキングの開始後に前記垂直同期信号を停止するステップとを含むことを特徴とする電子線を用いた検査方法。
【請求項１０】
試料に向けて電子線を照射し水平及び垂直方向に走査するステップと、前記電子線の前記試料への照射をブランキングするステップと、試料から二次的に発生する荷電粒子を検出すべき所望の期間を定めるための水平又は垂直同期信号を発生するステップと、この水平又は垂直同期信号が存在する期間に前記荷電粒子を検出するステップと、前記検出した信号に基づいて試料を検査するステップとを有する電子線を用いた検査方法であって、前記水平走査領域の開始端において，前記水平同期信号の開始後に前記ブランキングを停止するステップと、前記水平走査領域の終端において，前記ブランキングの開始後に前記水平同期信号を停止するステップと、前記垂直走査領域の開始端において，前記ブランキングの停止後に前記垂直同期信号を開始するステップと、前記垂直走査領域の終端において，前記垂直同期信号の停止後に前記ブランキングを開始するステップとを含むことを特徴とする電子線を用いた検査方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、微細なパターンを有する半導体装置、基板、ホトマスク（露光マスク）、液晶等を検査する電子線を用いた検査装置および検査方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体装置の製造過程における異常や不良発生を、早期に、あるいは、事前に検知するため、各製造工程の終了時に半導体ウエハ上のパターン検査が行われる。
【０００３】
この欠陥を検査する方法として、分解能の高い電子線画像を用いて、パターンを検査する方法および装置が実用化されている。
【０００４】
ウェハの口径増大と回路パターンの微細化に追随して高スループット且つ高精度な検査を行うためには、非常に高速に、高ＳＮな画像を取得する必要がある。このため、通常の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）の１０００倍以上（１０ｎＡ以上）の大電流ビームを用いて照射される電子数を確保し、高ＳＮ比を保持している。さらに、基板から発生する二次電子、反射電子の高速、且つ高効率な検出が必須である。また、レジスト等の絶縁膜を伴った半導体基板が帯電の影響を受けないように２ｋｅＶ以下の低加速電子線を照射している。
【０００５】
特開平１０−１２１７０号公報には、走査速度可変の走査形荷電粒子ビーム装置において、走査速度が速い場合の像の取り込み開始時点での走査信号の歪に起因する像の歪を防止するため、ディジタル回路でブランキング信号ＯＦＦと画像データの取り込み開始タイミングを合わせる技術が開示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ＳＥＭ式検査装置においては、所望の画像取得領域を端から１画素ずつビーム照射して画像信号を形成してゆくため、領域の両端部付近が領域の中央部と比較してビーム電流量等の条件が異なり画質が変化する可能性がある。また、ビーム中心を領域中心に置く必要上、画像取得領域の両端部では、偏向ひずみが大きく電子光学条件としても好ましくなく、このような悪条件下の画像を用いて比較検査を行うと、検査性能の低下を来たすことがある。
【０００７】
前記の従来技術を検査ＳＥＭに適用しても、上記した画像取得領域の両端部での検査性能の低下を防止することはできない。
【０００８】
また、検査中の検出領域に関する画面条件が、モニタから確認できないという問題があった。
【０００９】
本発明の目的は、検査中の検出領域に関する画面条件が、モニタ画像で確認できる電子線を用いた検査装置又は方法を提供することである。
【００１０】
本発明の他の目的は、検査画像の端部の画質変化や偏向ひずみ、シェーディング現象などによる検出性能の低下を防止することのできる電子線を用いた検査装置又は方法を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、その一面において、電子線を走査して発生する二次荷電粒子の検出信号に基づいて試料の欠陥を検出する際に、走査領域の両端部分を削除した画像信号に基づいて欠陥を検出することを特徴とする。
【００１２】
本発明は、他の一面において、その走査開始端部及び走査終了端部の所定幅の領域と，その内部の画像領域とを区別してモニタ表示することを特徴とする。
【００１３】
本発明は、更に他の一面において、ブランキング又は画像を取り込む同期信号を制御することによって、走査領域の両端部を、欠陥検査領域から除外することを特徴とする。
【００１４】
本発明の望ましい一実施態様においては、電子線走査手段が、試料上の第１の方向への高速走査と、第１の方向とは異なる第２の方向への低速走査とを同時並存する形で実行し、走査領域のうち画像比較手段として使用しない両端部領域を、高速走査方向においてはブランキングにより設定し、低速走査方向においては同期信号の開始と終了によって設定する。
【００１５】
これらにより、電子線を用いた検査装置において、１０ｎｓ単位の高精度なタイミング合わせを、モニタ画像上で確認することができる。また、高速方向又は低速方向の走査領域の両端部での振り始めと振り終りの不安定性に伴う検査精度の低下を防止し、より高精度の検査性能を持つ電子線を用いた検査装置又は方法を提供できる。
【００１６】
本発明によるその他の目的及び特徴は以下の実施例の説明にて明らかにする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
（実施例１）
図１から図２に本発明の第一の実施例を示す。
【００１８】
図１は本発明の一実施例による電子線を用いた検査装置であるＳＥＭ式外観検査装置の全体構成を示す縦断面図及び制御ブロック図である。ＳＥＭ式外観検査装置１は、室内が真空排気される検査室２と、検査室２内に試料基板９を搬送するための予備室（本実施例では図示せず）、画像処理部５、制御部６、二次電子検出部７から構成されている。
【００１９】
検査室２内は大別して、電子光学系３、試料室８、光学顕微鏡部４から構成されている。電子光学系３は、電子銃１０、電子線の引き出し電極１１、コンデンサレンズ１２、ブランキング偏向器１３、走査偏向器１５、絞り１４、対物レンズ（レンズ手段）１６、反射板１７、Ｅ×Ｂ偏向器１８から構成されている。Ｅ×Ｂ偏向器１８は、一次電子線に対しては電界と磁界による偏向量が互いに打ち消しあい、二次電子線に対しては両者の重ね合わせで電子を偏向させる。後述する二次電子検出部７のうち、二次電子検出器２０が検査室２内の対物レンズ１６の上方に配置されている。
【００２０】
試料室８は、試料台３０、Ｘステージ３１、Ｙステージ３２、位置モニタ用測長器３４、試料高さ測定器３５から構成されている。光学顕微鏡部４は、検査室２の室内における電子光学系３の近傍であって、互いに影響を及ぼさない程度離れた位置に設備されている。そして、Ｘステージ３１またはＹステージ３２が電子光学系３と光学顕微鏡部４の間を往復移動する。光学顕微鏡部４は光源４０、光学レンズ４１、ＣＣＤ（電荷結合ディバイス：Charge Coupled Device）カメラ４２により構成されている。
【００２１】
画像処理部５は、第一画像記憶部４６、第二画像記憶部４７、演算部４８、欠陥判定部４９より構成されている。取り込まれた電子線画像あるいは光学画像はモニタ５０に表示される。
【００２２】
装置各部の動作命令および動作条件は、制御部６から入出力される。制御部６には、あらかじめ電子線発生時の加速電圧、電子線偏向幅、偏向速度、二次電子検出装置の信号取り込みタイミング、試料台移動速度等々の条件が、目的に応じて任意にあるいは選択して設定入力されている。制御部６は、補正制御回路４３を用いて、位置モニタ用測長器３４、試料高さ測定器３５の信号から位置や高さのずれをモニタし、その結果により補正信号を生成し、電子線が常に正しい位置に照射されるよう対物レンズ電源４５や走査信号発生器４４に補正信号を送る。
【００２３】
試料９の画像を取得するためには、細く絞った電子線１９を該試料９に照射し、二次電子５１を発生させ、これらを電子線１９の走査およびＸステージ３１、Ｙステージ３２の移動と同期して検出する。
【００２４】
このＳＥＭ式外観検査装置では検査速度が速いことが必須となる。従って、通常のＳＥＭのようにｐＡオーダーの電子線電流の電子線を低速で走査したり、多数回の走査および各々の画像の重ね合せは行わない。また、絶縁材料への帯電を抑制するためにも、電子線走査は高速で一回あるいは数回程度にして多数回の走査は行わない。そこで本実施例では、従来のＳＥＭに比べて約１０００倍以上の、例えば１００ｎＡの大電流の電子線を一回のみ走査することにより、画像を形成する構成とした。
【００２５】
電子銃１０には拡散補給型の熱電界放出電子源が使用されている。この電子銃１０を用いることにより、例えばタングステンフィラメント電子源や、冷電界放出型電子源に比べて安定した電子線電流を確保することができる。このため、明るさ変動の少ない電子線画像が得られる。また、この電子銃１０により電子線電流を大きく設定することができるため、後述するような高速検査を実現できる。電子線１９は、電子銃１０と引き出し電極１１との間に電圧を印加することで、電子銃１０から引き出される。
【００２６】
電子線１９は、電子銃１０に高電圧の負の電位を印加することによって加速される。これにより、電子線１９はその電位に相当するエネルギーで試料台３０の方向に進み、コンデンサレンズ１２で収束され、さらに対物レンズ１６により細く絞られて試料台３０の上のＸステージ３１、Ｙステージ３２の上に搭載された試料９に照射される。試料９は半導体ウエハ、チップあるいは液晶、マスク等の微細回路パターンを有する基板である。ブランキング偏向器１３には、走査信号およびブランキング信号を発生する走査信号発生器４４が接続され、対物レンズ１６には対物レンズ電源４５が接続されている。
【００２７】
試料９には、高圧電源３６により負の電圧を印加する。この高圧電源３６の電圧を調節することにより、電子線１９を減速し、電子銃１０の電位を変えずに試料９への電子線照射エネルギーを最適な値に調節することができる。
【００２８】
試料９上に電子線１９を照射することによって発生した二次電子５１は、試料９に印加された負の電圧により加速される。試料９の上方に、電界と磁界の両方によって電子線１９の軌道へは影響を与えずに二次電子の軌道を曲げるためのＥ×Ｂ偏向器１８が配置され、これにより加速された二次電子５１は所定の方向へ偏向される。Ｅ×Ｂ偏向器１８にかける電界と磁界の強度により、この偏向量を調整することができる。また、この電界と磁界は、試料９に印加した負の電圧に連動させて可変させることができる。
【００２９】
Ｅ×Ｂ偏向器１８により偏向された二次電子５１は、所定の条件で反射板１７に衝突する。この反射板１７は円錐形状をしており、試料９に照射する電子線１９をシールドするシールドパイプの機能も有している。この反射板１７に加速された二次電子５１が衝突すると、反射板１７からは数ｅＶから５０ｅＶのエネルギーを持つ第二の二次電子５２が発生する。
【００３０】
二次電子検出部７としては、真空排気された検査室２内に二次電子検出器２０を配置していることは前述したが、検査室２の外にプリアンプ２１、ＡＤ変換器２２、光変換手段２３、光伝送手段２４、電気変換手段２５、プリアンプ駆動電源２７、ＡＤ変換器駆動電源２８、逆バイアス電源２９が設けられ、高圧電源２６により正の電位にフローティングされている。反射板１７に衝突して発生した第二の二次電子５２は、この正の電位によって作られた吸引電界により二次電子検出器２０へ導かれる。
【００３１】
二次電子検出器２０は、電子線１９の走査のタイミングと連動して、第二の二次電子５２を検出する。例えば制御部６内の水平及び垂直同期信号生成部（手段）によって作られた水平及び垂直同期信号に合わせて二次電子を取り込み、その出力信号は、プリアンプ２１で増幅され、ＡＤ変換器２２によりデジタルデータとなり、画像処理部５に伝送される。検出したアナログ信号を検出直後にデジタル化して伝送するので、高速で且つＳＮ比の高い信号を得ることができる。
【００３２】
Ｘステージ３１、Ｙステージ３２上には試料９が搭載されており、検査実行時にＸステージ３１、Ｙステージ３２を静止させて電子線１９を二次元に走査する方法と、検査実行時にＸステージ３１、Ｙステージ３２をＹ方向に連続して一定速度で移動させて電子線１９をＸ方向に直線的に走査する方法とのいずれかを選択できる。ある特定の比較的小さい領域を検査する場合には前者の試料９を静止させて検査する方法が、比較的広い領域を検査するときは、試料９を連続的に一定速度で移動させて検査する方法が有効である。電子線１９のブランキング制御は、ブランキング偏向器１３により電子線１９が偏向され、電子線が絞り１４を通過しないようにして実行される。
【００３３】
Ｘステージ３１およびＹステージ３２の位置をモニタする位置モニタ用測長器３４として、本実施例ではレーザ干渉による測長計を用いた。Ｘステージ３１およびＹステージ３２の位置が実時間でモニタでき、その結果が制御部６に転送されるようになっている。また、Ｘステージ３１、Ｙステージ３２、回転ステージ３３のモータの回転数等のデータも同様に、各々のドライバから制御部６に転送されるように構成されており、制御部６はこれらのデータに基いて電子線１９が照射されている領域や位置が正確に把握できるようになっている。したがって、必要に応じて実時間で電子線１９の照射位置の位置ずれを補正制御回路４３で補正できるようになっている。また、試料９毎に、電子線１９を照射した領域を記憶できるようになっている。
【００３４】
試料高さ測定器３５は、光学式測定器、例えば、レーザ干渉測定器や反射光の位置で変化を測定する反射光式測定器が使用され、Ｘステージ上３１、Ｙステージ３２に搭載された試料９の高さを実時間で測定できるように構成されている。本実施例では、スリットを通過した細長い白色光を透明な窓越しに試料９に照射し、反射光の位置を位置検出モニタにて検出し、位置の変動から高さの変化量を算出する方式を用いている。この光学式高さ測定器３５の測定データに基いて、対物レンズ１６の焦点距離がダイナミックに補正され、常に被検査領域に焦点が合った電子線１９を照射できるようになっている。また、試料９の反りや高さ歪みを電子線照射前に予め測定しておき、そのデータをもとに対物レンズ１６の被検査領域毎の補正条件を設定するように構成することも可能である。
【００３５】
画像処理部５は第一画像記憶部４６、第二画像記憶部４７、演算部４８、欠陥判定部４９、モニタ５０により構成されている。二次電子検出器２０で検出された試料９の画像信号は、ＡＤ変換器２２でデジタル化された後に光変換手段２３で光信号に変換され、光伝送手段２４によって伝送され、電気変換手段２５にて再び電気信号に変換された後に、第一画像記憶部４６あるいは第二画像記憶部４７に記憶される。演算部４８は、第一画像記憶部４６に記憶された画像信号と第二画像記憶部４７に記憶された画像信号との位置合せ、信号レベルの規格化、ノイズ信号を除去するための各種画像処理を施し、双方の画像信号を比較演算する。欠陥判定部４９は、演算部４８にて比較演算された差画像信号の絶対値を所定のしきい値と比較し、所定のしきい値よりも差画像信号レベルが大きい場合に、その画素を欠陥候補と判定し、モニタ５０にその位置や欠陥数等を表示する。
【００３６】
図２は、画像信号形成のための各種信号のタイミングシーケンスを示す。すなわち、図１における走査偏向器１５を駆動させる水平（Ｘ軸方向）偏向信号２１０と、ブランキング偏向器１３を駆動させるブランキング信号２２０と、ＡＤ変換器２２の動作タイミングを決める水平同期信号２３０の３種類の信号のタイミングを表している。前述したように、偏向信号（Ｘ）２１０とブランキング信号２２０は走査信号発生器４４により生成され、実際に試料９のどの部分に電子線を照射するかを決めている。水平同期信号２３０は、偏向信号（Ｘ）２１０と同期した形で検出信号のどの部分を画像信号として取り出すかを決めている。
【００３７】
第一の実施例である図２は、試料９上を図の横方向であるＸ軸方向へ電子線を高速走査（３００）しながら縦方向のＹ軸方向へ低速走査（３１０）で送り、図中の１ストライプ２００を検査する状況を、横方向の高速走査（３００）のシーケンスタイミングで図示している。なおここで、Ｙ軸方向への低速走査（３１０）は、偏向に加えてステージ移動により電子線走査を補ってもよいし、偏向に代えてステージ移動のみにより電子線走査を行うこともできる。
【００３８】
この実施例においては、ブランキング信号２２０の停止（電子線照射状態）をＸ軸偏向領域（偏向信号の鋸波部）や水平同期信号のＯＮ幅よりも狭くすることにより、画像の左端と右端の信号を削除している。すなわち、Ｘ軸走査領域の開始端（図の左端）において、水平同期信号２３０の開始後にブランキング信号２２０を停止し、Ｘ軸走査領域の終端（右端）において、ブランキング信号２２０の開始後に水平同期信号２３０を停止している。これにより、電子線１９の振り始め（左端）と振り終わり（右端）の電子光学的に不安定な部分を画像信号から除去することができ、検査性能の劣化を防止することができる。
【００３９】
また、右端から電子線１９を振り戻す際、既にブランキングＯＮの状態にあるため試料上に破線３２０で示す余分な電子線を照射することはなく、シェーディング現象などによる検査性能劣化も防止できる。さらに、試料保護の観点から見ても、余分な電子線照射をカットするという意味で大きな効果がある。
【００４０】
本実施例によれば、削除した両端部分はブランキングＯＮのため、画像信号としては無信号状態の黒色信号となり、モニタ５０の画像の両端に黒い縦帯４０１，４０２が生じることから、試料９上の走査状態が、上記のような好条件にあることを視覚的に確認できるという効果は大きい。
【００４１】
すなわち、モニタ装置５０は、走査手段４４，１５の走査領域（Ｘ軸偏向信号２１０の鋸波部）内において，その走査開始端部及び走査終了端部の所定幅の領域４０１，４０２と，その内部の画像領域とを区別して表示する手段を備えて構成している。言い換えれば、所定幅の領域４０１．４０２を、無信号状態の黒色信号などの所定の画像信号に置き換え表示させる手段を有する。また、この所定幅の領域４０１．４０２によって、ブランキング信号２２０と水平同期信号２３０との関係を画面上に表示する表示装置を備えていると言える。更に、モニタ５０は、偏向領域（Ｘ軸偏向信号２１０の鋸波部）とこの偏向領域内の画像領域とを画面上に表示する表示装置を備えていると言うことができる。
（実施例２）
本発明の第二の実施例を図３に示す。図３は図２と同様の図であり、試料９上を図の横（Ｘ軸）方向への高速走査タイミングを示したものである。違いはブランキング信号２２１と水平同期信号２３１のタイミングが入れ替わっていることだけである。すなわち、水平同期信号２３１を偏向幅やブランキングＯＦＦの幅よりも狭くすることにより、電子線Ｘ軸走査領域の両端の部分を画像信号から除去している。これは言い換えると、所望の画像取得領域を水平同期信号の幅とすると、電子線走査領域を余分に大き目にとることに相当する。すなわち、Ｘ軸走査領域の開始端（図の左端）において、ブランキング信号２２１の停止後に水平同期信号２３１を開始し、Ｘ軸走査領域の終端（右端）において、水平同期信号２３１の停止後にブランキング信号２２１を開始している。これにより、電子線１９の振り始め（左端）と振り終わり（右端）の電子光学的に不安定な部分を画像信号から除去することができ、検査性能の劣化を防止することができる。
（実施例３）
本発明の第三の実施例を図４に示す。図４は試料９上を図の横（Ｘ軸）方向へ電子線を高速走査（３００）しながら縦（Ｙ軸）方向へ低速走査（３１０）で送り、図中の１ストライプ２００を検査しようとする場合であり、その中のＹ軸方向の低速走査のシーケンスタイミングを図示したものである。なおここで、Ｙ軸方向への低速走査はステージ移動により電子線走査を補ってもよい。
【００４２】
この場合、ブランキング制御の有無を表す信号２５０のＯＦＦ（電子線照射状態）をＹ軸偏向幅（Ｙ軸偏向信号２４０の鋸波部）や垂直同期信号２６０のＯＮの幅よりも狭くし、電子線の走査領域の開始端において，垂直同期信号２６０の開始後にブランキング制御を停止（２５０のＯＦＦ）するステップと、電子線の走査領域の終端において，ブランキングの開始（２５０のＯＮ）後に垂直同期信号２６０を停止するステップを含む方法により、画像の上端と下端の信号を削除している。これにより、電子線の振り始め（上端）と振り終わり（下端）の電子光学的に不安定な部分を画像信号から除去し、検査性能の劣化を防止することができる。言い換えれば、前述した画像比較手段で使用しない端部領域を設定する手段を設けている。削除した上下端部分はブランキングＯＮのため、図２と同様に、モニタ５０の画像上に黒い横帯４１０ができ条件設定を視覚的に確認できる。また、本実施例では、試料への余分な電子線照射をカットしている。
（実施例４）
本発明の第四の実施例を図５に示す。図５は図４と同様の図であり、試料９上を図のＸ軸方向へ電子線を高速走査しながらＹ軸方向へ低速走査で送り、図中の１ストライプ２００を検査しようとする場合であり、その中のＹ軸方向の低速走査のシーケンスタイミングを図示したものである。ここで、Ｙ軸方向への低速走査はステージ移動により電子線走査を補ってもよい。
【００４３】
違いはブランキング制御の有無（信号２５１のＯＮ，ＯＦＦ）と垂直同期信号２６１のタイミングが入れ替わっていることである。すなわち、垂直同期信号２６１をＹ軸偏向信号２４０（Ｙ）の鋸波部の幅やブランキング制御の幅（信号２５１のＯＦＦ幅）よりも狭くすることにより、すなわち、電子線の走査領域の開始端（図の上端）において，ブランキングの停止後に垂直同期信号２６１を開始するステップと、電子線の走査領域の終端（図の下端）において，垂直同期信号２５１の終了後にブランキングを開始するステップを含み、電子線のＹ軸方向走査（偏向）領域の両端（図の上下端）の部分を画像信号から除去している。
【００４４】
言い換えると、所望の画像取得領域を垂直同期信号の幅とすると、電子線走査領域を余分に大き目にとることに相当する。これにより、電子線１９の振り始め（上端）と振り終わり（下端）の電子光学的に不安定な部分を画像信号から除去することができ、検査性能の劣化を防止することができる。図５においては、電子線の走査のうち開始時の一走査幅および終了時の一走査幅を画像信号から除去した図としているが、実際には１０走査前後を除去することが望ましい。
【００４５】
ところで、図２，３で示した画像の水平（Ｘ軸）方向両端部の削除と、図４，５で述べた画像の垂直（Ｙ軸）方向両端部の削除とは、４通りのいかなる組合せでも実行できるが、図２と図５の組合せが望ましい。すなわち、水平方向に関しては、試料９に常時余分な電子線１９を放射し続ける図３よりも、これをブランキングする図２が好ましく、一方、垂直方向に関しては、１ストライプ２００の最上端と最下端でのみ余分な水平走査しか生じない図５の方法で、垂直同期信号により確実に、最上端と最下端をカットすることが好ましいと言える。
【００４６】
【発明の効果】
本発明によれば、試料の欠陥を電子線を用いて高精度に検出すると同時に、その際問題となる走査領域の両端部周辺の画質変化や偏向ひずみ、シェーディング現象などによる欠陥検出性能の低下を防止することができる電子線を用いた検査装置および検査方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＳＥＭ式外観検査装置の装置構成を示す縦断面及びシステム全体ブロック図。
【図２】本発明の第一の実施例による高速走査におけるシーケンスタイミングを表す波形図と半導体ウエハの平面図。
【図３】本発明の第二の実施例による高速走査におけるシーケンスタイミングを表す波形図。
【図４】本発明の第三の実施例による低速走査におけるシーケンスタイミングを表す波形図と半導体ウエハの平面図。
【図５】本発明の第四の実施例による低速走査におけるシーケンスタイミングを表す波形図。
【符号の説明】
１…ＳＥＭ式外観検査装置、３…電子光学系、５…画像処理部、６…制御部、７…二次電子検出部、９…試料、１０…電子銃、１３…ブランキング偏向器、１５…走査偏向器、１９…電子線、２０…二次電子検出器、４３…補正制御回路、４４…走査信号発生器、４６…第一画像記憶部、４７…第二画像記憶部、４９…欠陥判定部、５０…モニタ、５１…二次電子、５２…第二の二次電子、２００…検査ストライプ、２１０…水平偏向信号、２２０，２２１…水平ブランキング信号、２３０，２３１…水平同期信号、２４０…垂直偏向信号、２５０，２５１…垂直ブランキング信号、２６０，２６１…垂直同期信号、３００…電子線の水平高速走査、３１０…電子線の垂直低速走査、３２０…電子線の振り戻し、４０１，４０２，４１０…検出画像上の削除（無信号）部分。
【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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