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TWI648535B - 帶電粒子束檢查裝置及帶電粒子束檢查方法 - Google Patents

帶電粒子束檢查裝置及帶電粒子束檢查方法 Download PDF

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TWI648535B
TWI648535B TW106122265A TW106122265A TWI648535B TW I648535 B TWI648535 B TW I648535B TW 106122265 A TW106122265 A TW 106122265A TW 106122265 A TW106122265 A TW 106122265A TW I648535 B TWI648535 B TW I648535B
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白土昌孝
能弾長作
小川力
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日商紐富來科技股份有限公司
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Abstract

本發明的一個態樣之帶電粒子束檢查裝置，其特徵為，具備：第1偏向器，使用藉由於第1方向在基板面上以同一間距p並排N列(N為2以上的整數)且於和第1方向正交的第2方向並排N’列(N’為1以上的整數)之複數個帶電粒子束所構成的多射束，將多射束集體偏向至基板的檢查區域於第1方向以p/M(M為2以上的整數)所得到的尺寸且於第2方向以規定的尺寸被分割而成之複數個小區域當中，於第1方向以間距p並排N個且於第2方向並排N’個之基板上的N×N’個的小區域群，在平台朝第1方向的反方向連續移動以(N/M)‧p所得到的距離之期間，以跟隨平台的連續移動之方式將多射束做追蹤偏向，並且直到平台完成朝第1方向的反方向移動以(N/M)‧p所得到的距離以前，重新將多射束集體偏向至自N×N’個的小區域群朝第1方向相距N個之於第1方向以間距p並排之新的N×N’個的小區域群，藉此進行追蹤重置；及第2偏向器，在多射束以跟隨平台的連續移動之方式受到追蹤偏向之期間，將多射束集體偏向，以掃描該N×N’個的小區域群。

Description

帶電粒子束檢查裝置及帶電粒子束檢查方法
本發明有關帶電粒子束檢查裝置及帶電粒子束檢查方法。例如，有關照射由電子線所造成的多射束而取得放出之圖樣的2次電子圖像來檢查圖樣之檢查裝置。
近年來隨著大規模積體電路(LSI)的高度積體化及大容量化，對半導體裝置要求之電路線寬愈來愈變狹小。該些半導體元件，是使用形成有電路圖樣之原圖圖樣(亦稱光罩或倍縮光罩，以下總稱為光罩)，藉由稱為所謂步進機之縮小投影曝光裝置將圖樣曝光轉印於晶圓上來做電路形成，藉此製造。
又，對於耗費莫大的製造成本之LSI的製造而言，產率的提升不可或缺。但，以十億位元(gigabyte)級的DRAM(隨機存取記憶體)為首，構成LSI之圖樣，從次微米成為了奈米尺度。近年來，隨著形成於半導體晶圓上之LSI圖樣尺寸的微細化，必須檢測出圖樣缺陷之尺寸亦成為極小。故，檢查被轉印至半導體晶圓上之超微細圖樣的缺陷之圖樣檢查裝置必須高精度化。除此之外，作為使產率降低的一個重大因素，可以舉出將超微細圖樣以光微 影技術曝光、轉印至半導體晶圓上時所使用之光罩的圖樣缺陷。因此，檢查LSI製造中使用的轉印用光罩的缺陷之圖樣檢查裝置必須高精度化。
作為檢查手法，已知有下述方法，即，將使用放大光學系統以規定的倍率拍攝形成於半導體晶圓或微影光罩等基板上之圖樣而得之光學圖像，和設計資料或拍攝試料上的同一圖樣而得之光學圖像予以比較，藉此進行檢查。例如，作為圖樣檢查方法，有將拍攝同一光罩上的相異場所的同一圖樣而得之光學圖像資料彼此予以比較「die to die(晶粒-晶粒)檢查」、或將設計有圖樣的CAD資料變換成對光罩描繪圖樣時用來供描繪裝置輸入的裝置輸入格式而得之描繪資料(設計圖樣資料)輸入至檢查裝置，依此為基礎來生成設計圖像資料(參照圖像)，並將其和拍攝圖樣而得之作為測定資料的光學圖像予以比較之「die to database(晶粒-資料庫)檢查」。該檢查裝置中的檢查方法中，檢查對象基板被載置於平台上，平台移動，藉此光束在試料上掃描，進行檢查。藉由光源及照明光學系統，光束會被照射至檢查對象基板。透射檢查對象基板或是反射的光會透過光學系統在感測器上成像。以感測器拍攝出的圖像，會作為測定資料被送往比較電路。比較電路中，做圖像彼此之對位後，將測定資料和參照資料遵照適合的演算法予以比較，當不一致的情形下，判定有圖樣缺陷。
上述圖樣檢查裝置中，是將雷射光照射至檢查對象基板，並拍攝其透射像或反射像，藉此取得光學圖像。相對 於此，目前亦正在開發將多射束照射至檢查對象基板，而檢測從檢查對象基板放出的和各射束相對應之2次電子，來取得圖樣像之檢查裝置，其中該多射束是由在直線上以同一間距排列之射束列並排複數列這樣的陣列排列之複數個電子束所構成。在運用了含有該多射束的電子束之圖樣檢查裝置中，是對檢查對象基板的每個小區域掃描來檢測2次電子。此時，於正在掃描射束的期間，會將檢查對象基板的位置固定，於掃描結束後令檢查對象基板的位置往下個小區域移動，亦即進行步進及重複(step-and-repeat)動作。藉由使用在直線上以同一間距排列之射束列並排複數列這樣的陣列排列之多射束，能夠在有限的區域內配置多數個射束，故可一口氣同時進行多數個小區域的掃描。因此，可望提升產能。然而，步進及重複動作中，於平台的每次移動，需要有平台位置達穩定為止之安定(settling)時間(額外(overhead)時間)。因1次的掃描範圍(小區域)小，若要掃描基板全體，平台的步進次數會成為龐大的次數。故，會產生步進次數乘上安定時間而得之時間量這一掃描所不需要之無益時間。即使當使用多射束在基板上掃描的情形下，針對1片基板，例如還曾有產生80小時以上的掃描所不需要之時間這樣的試算結果。
鑑此，為謀求檢查裝置的產能提升，正在研討將平台的移動方式從步進及重複動作方式改為不需要每次步進的安定時間之連續移動方式。然而，當藉由陣列排列而成之 多射束進行掃描的情形下，連續移動方式中，安定時間雖能免除，但取而代之的是，同一個小區域會依序被送至於移動方向並排之複數個射束的掃描範圍內，因此變得針對已經取得圖樣像的小區域會反覆做無益的掃描。因此，對產能的提升仍然沒有幫助。為了消弭反覆做該無益的掃描，必須飛越已掃描好的小區域而進行下一小區域的掃描，因此必須增大將多射束予以偏向之擺幅。然而，若增大射束偏向的擺幅，則電子光學系統的像差的影響會變大，而變得難以充分地將各射束匯聚成較小，而會發生所謂的暈散。
在此，有人研討下述之檢查裝置，即，使用各射束以對於x方向而言成為等間隔之方式沿著圓周上排列而成之多射束，一面於y方向將平台連續移動一面在試料上掃描(例如參照日本特許公開公報2003-188221號)。但，依該技術，難以適用於以行列狀排列之多射束。
本發明之實施態樣，提供一種檢查裝置及方法，在使用複數個射束朝平台的移動方向並排之多射束而一面使平台連續移動一面進行之圖樣檢查中，可減小射束偏向的擺幅。
本發明的一個態樣之帶電粒子束檢查裝置，其特徵為，具備：可移動的平台，載置檢查對象基板；及平台控制電路，令平台朝第1方向的反方向連續移動；及第1偏向器，使用藉由於第1方向在基板面上以同一間距p並排N列(N為2以上的整數)且於和第1方向正交的第2方向並排N’列(N’為1以上的整數)之複數個帶電粒子束所構成的多射束，將多射束集體偏向至基板的檢查區域於第1方向以p/M(M為2以上的整數)所得到的尺寸且於第2方向以規定的尺寸被分割而成之複數個小區域當中，於第1方向以間距p並排N個且於第2方向並排N’個之基板上的N×N’個的小區域群，在平台朝第1方向的反方向連續移動以(N/M)‧p所得到的距離之期間，以跟隨平台的連續移動之方式將多射束做追蹤偏向，並且直到平台完成朝第1方向的反方向移動以(N/M)‧p所得到的距離以前，重新將多射束集體偏向至自N×N’個的小區域群朝第1方向相距N個之於第1方向以間距p並排之新的N×N’個的小區域群，藉此進行追蹤重置；及第2偏向器，在多射束以跟隨平台的連續移動之方式受到追蹤偏向之期間，將多射束集體偏向，以掃描該N×N’個的小區域群；及檢測器，檢測由於對基板照射多射束而從基板放出之2次電子。
作為N的值及M的值，是使用N的值與M的值之間的最大公約數會成為1之組合的值。
本發明的一個態樣之帶電粒子束檢查方法，其特徵 為，使用藉由於第1方向在檢查對象基板面上以同一間距p並排N列(N為2以上的整數)且於和第1方向正交的第2方向並排N’列(N’為1以上的整數)之複數個帶電粒子束所構成的多射束，將多射束集體偏向至基板的檢查區域於第1方向以p/M(M為2以上的整數)所得到的尺寸且於第2方向以規定的尺寸被分割而成之複數個小區域當中，於第1方向以間距p並排N個且於第2方向並排N’個之基板上的N×N’個的小區域群，在載置基板之平台朝第1方向的反方向連續移動以(N/M)‧p所得到的距離之期間，以跟隨平台的連續移動之方式一面將多射束做追蹤偏向，一面掃描該N×N’個的小區域群，檢測由於對基板照射多射束而從基板放出之2次電子，直到平台完成朝第1方向的反方向移動以(N/M)‧p所得到的距離以前，重新將多射束集體偏向至自該N×N’個的小區域群朝第1方向相距N個之於第1方向以間距p並排之新的N×N’個的小區域群，藉此進行追蹤重置，作為N的值及M的值，是使用N的值與M的值之間的最大公約數會成為1之組合的值，在平台朝第1方向的反方向連續移動之期間，反覆實施各工程。
20(20a~20d)‧‧‧多射束
22‧‧‧孔(開口部)
27‧‧‧以p×p圍成的區域
28‧‧‧測定用像素
29‧‧‧格子
30‧‧‧檢查區域
31‧‧‧掃描區域
32‧‧‧條紋區域
33‧‧‧遮沒區域
34‧‧‧照射區域
36‧‧‧像素
50、52‧‧‧記憶裝置
56‧‧‧分割部
58‧‧‧對位部
60‧‧‧比較部
100‧‧‧檢查裝置
101‧‧‧基板
102‧‧‧電子束鏡柱
103‧‧‧檢查室
105‧‧‧XY平台
106‧‧‧檢測電路
107‧‧‧位置電路
108‧‧‧比較電路
109‧‧‧記憶裝置
110‧‧‧控制計算機
111‧‧‧擴展電路
112‧‧‧參照電路
114‧‧‧平台控制電路
117‧‧‧監視器
118‧‧‧記憶體
119‧‧‧印表機
120‧‧‧匯流排
122‧‧‧雷射測長系統
123‧‧‧條紋圖樣記憶體
124‧‧‧透鏡控制電路
126‧‧‧遮沒控制電路
128‧‧‧偏向控制電路
142‧‧‧驅動機構
150‧‧‧電子光學圖像取得機構
160‧‧‧控制系統電路
200‧‧‧電子束
201‧‧‧電子槍
202‧‧‧照明透鏡
203‧‧‧成形孔徑陣列基板
205‧‧‧縮小透鏡
206‧‧‧限制孔徑基板
207‧‧‧對物透鏡
208‧‧‧主偏向器
209‧‧‧副偏向器
212‧‧‧集體遮沒偏向器
214‧‧‧射束分離器
216‧‧‧鏡
222‧‧‧多檢測器
224、226‧‧‧投影透鏡
228‧‧‧偏向器
300‧‧‧多2次電子
330‧‧‧檢查區域
332‧‧‧晶片
圖1為實施形態1中的圖樣檢查裝置的構成示意概念圖。
圖2為實施形態1中的成形孔徑陣列構件的構成示意概念圖。
圖3為實施形態1中的檢查裝置內的射束的軌道說明用圖。
圖4為實施形態1中的掃描動作的一例說明用概念圖。
圖5為實施形態1中的多射束的照射區域與測定用像素的一例示意圖。
圖6為實施形態1之比較例中的掃描動作的細部的一例說明用概念圖。
圖7為實施形態1中的掃描動作的細部的一例說明用概念圖。
圖8A至圖8F為實施形態1中的射束道數與分割數之關係的一例示意圖。
圖9為實施形態1中的次區域與掃描區域之關係示意圖。
圖10為實施形態1中的檢查方法的主要工程的部分示意流程圖。
圖11為實施形態1中的掃描動作的細部的另一例說明用概念圖。
圖12為實施形態1中的掃描動作中的次區域與對應射束之關係的一例說明用概念圖。
圖13為實施形態1中的掃描動作的另一例說明用概念圖。
圖14為實施形態1中的比較電路的內部構成示意圖。
圖15為實施形態1中的格子與圖框區域之關係的一例示意圖。
以下，實施形態中，說明一種檢查裝置及方法，在使用複數個射束朝平台的移動方向並排之多射束而一面使平台連續移動一面進行之圖樣檢查中，可減小射束偏向的擺幅。
此外，在以下的實施形態中，說明使用了電子束作為帶電粒子束的一例之情形。但，並不限於此。使用離子束等其他的帶電粒子束亦無妨。
實施形態1.
圖1為實施形態1中的圖樣檢查裝置的構成示意概念圖。圖1中，檢查形成於基板之圖樣的檢查裝置100，為帶電粒子束檢查裝置的一例。檢查裝置100，具備電子光學圖像取得機構150、及控制系統電路160(控制部)。電子光學圖像取得機構150，具備電子束鏡柱102(電子鏡筒)、檢查室103、檢測電路106、條紋圖樣記憶體123、平台驅動機構142、及雷射測長系統122。在電子束鏡柱102內，配置有電子槍201、照明透鏡202、成形孔徑陣列基板203、縮小透鏡205、限制孔徑基板206、對物透鏡207、主偏向器208、副偏向器209、集體遮沒偏向器212、 射束分離器214、投影透鏡224，226、偏向器228、及多檢測器222。
在檢查室103內，配置有至少可於XY平面上移動之XY平台105。在XY平台105上，配置有作為檢查對象之形成有晶片圖樣之基板101。基板101中，包含曝光用光罩或矽晶圓等的半導體基板。基板101，例如以圖樣形成面朝向上側而被配置於XY平台105。此外，在XY平台105上，配置有將從配置於檢查室103的外部之雷射測長系統122照射的雷射測長用雷射光予以反射之鏡216。多檢測器222，於電子束鏡柱102的外部連接至檢測電路106。檢測電路106，連接至條紋圖樣記憶體123。
控制系統電路160中，作為電腦之控制計算機110，是透過匯流排120而連接至位置電路107、比較電路108、擴展電路111、參照電路112、平台控制電路114、透鏡控制電路124、遮沒控制電路126、偏向控制電路128、磁碟裝置等記憶裝置109、監視器117、記憶體118、及印表機119。此外，條紋圖樣記憶體123，連接至比較電路108。此外，XY平台105，在平台控制電路114的控制之下藉由驅動機構142而被驅動。驅動機構142中，例如，構成有於X方向、Y方向、θ方向驅動之3軸(X-Y-θ)電動機這樣的驅動系統，使得XY平台105可移動。這些未圖示之X電動機、Y電動機、θ電動機，例如能夠使用步進電動機。XY平台105，藉由XYθ各軸的電動機而可於水平方向及旋轉方向移動。又，XY平台105的移動位置，會藉由雷射測長 系統122而被測定，被供給至位置電路107。雷射測長系統122，接收來自鏡216的反射光，藉此以雷射干涉法的原理來將XY平台105的位置予以測長。
在電子槍201，連接有未圖示之高壓電源電路，從高壓電源電路對於電子槍201內的未圖示燈絲(filament)與引出電極間施加加速電壓，並且藉由規定的引出電極之電壓施加與規定溫度之陰極(燈絲)加熱，從陰極放出的電子群會受到加速，而成為電子束被放出。照明透鏡202、縮小透鏡205、對物透鏡207、及投影透鏡224，226，例如是使用電磁透鏡，皆藉由透鏡控制電路124而受到控制。此外，射束分離器214亦藉由透鏡控制電路124而受到控制。集體遮沒偏向器212、及偏向器228，各自由至少2極的電極群所構成，藉由遮沒控制電路126而受到控制。主偏向器208、及副偏向器209，各自由至少4極的電極群所構成，藉由偏向控制電路128而受到控制。
當基板101為形成有複數個晶片(晶粒)圖樣之半導體晶圓的情形下，該晶片(晶粒)圖樣的圖樣資料會從檢查裝置100的外部輸入，被存儲於記憶裝置109。當基板101為曝光用光罩的情形下，作為在該曝光用光罩形成光罩圖樣的基礎之設計圖樣資料，是從檢查裝置100的外部被輸入，而存儲於記憶裝置109。
此處，圖1中記載了用以說明實施形態1所必須之構成。對檢查裝置100而言，通常具備必要的其他構成亦無妨。
圖2為實施形態1中的成形孔徑陣列構件的構成示意概念圖。圖2中，在成形孔徑陣列基板203，有二維狀(行列狀)的橫(x方向)N列×縱(y方向)N’段(N為2以上的整數，N’為1以上的整數)的孔(開口部)22於x，y方向(x：第1方向、y：第2方向)以規定之排列間距L形成。另，當多射束的縮小倍率為a倍(多射束徑被縮小成1/a而照射至基板101之情形)，將在基板101上的對於x，y方向之多射束的射束間間距訂為p的情形下，排列間距L成為L=(a×p)的關係。圖2例子中，揭示形成N=5、N’=5的5×5道的多射束形成用的孔22之情形。接著說明檢查裝置100中的電子光學圖像取得機構150的動作。
圖3為實施形態1中的檢查裝置內的射束的軌道說明用圖。從電子槍201(放出源)放出之電子束200，會藉由照明透鏡202而近乎垂直地對成形孔徑陣列基板203全體做照明。在成形孔徑陣列基板203，如圖2所示，形成有矩形的複數個孔22(開口部)，電子束200對包含所有複數個孔22之區域做照明。照射至複數個孔22的位置之電子束200的各一部分，會各自通過該成形孔徑陣列基板203的複數個孔22，藉此形成例如矩形或圓形的複數個電子束(多射束)(複數個電子束)20a~20d(圖1及圖3的實線)。
形成的多射束20a~20d，其後，會形成交叉點(C.O.)，通過了配置於多射束20的交叉點位置之射束分離器214後，藉由縮小透鏡205被縮小，而朝向形成於限制孔徑基板206之中心的孔行進。此處，當藉由配置於成形孔徑 陣列基板203與縮小透鏡205之間的集體遮沒偏向器212，而多射束20a~20d全體被集體偏向的情形下，位置會偏離限制孔徑基板206的中心的孔，而藉由限制孔徑基板206被遮蔽。另一方面，未藉由集體遮沒偏向器212被偏向的多射束20a~20d，會如圖1所示通過限制孔徑基板206的中心的孔。藉由該集體遮沒偏向器212的ON/OFF，來進行遮沒控制，射束的ON/OFF受到集體控制。像這樣，限制孔徑基板206，是將藉由集體遮沒偏向器212而被偏向成為射束OFF的狀態之多射束20a~20d予以遮蔽。然後，藉由從成為射束ON開始至成為射束OFF為止所形成之通過了限制孔徑基板206的射束群，形成多射束20a~20d。通過了限制孔徑基板206的多射束20a~20d，會藉由對物透鏡207而合焦，成為期望之縮小率的圖樣像(射束徑)，然後藉由主偏向器208及副偏向器209，通過了限制孔徑基板206的多射束20全體朝同方向被整體偏向，照射至各射束於基板101上的各自之照射位置。該情形下，藉由主偏向器208，將多射束20全體做集體偏向以便各射束各自照射欲掃描之後述單位檢查區域的基準位置，並且進行追蹤偏向以便跟隨XY平台105的移動。然後，藉由副偏向器209，將多射束20全體做集體偏向以便各射束各自掃描相對應之單位檢查區域內的N×N’個次區域(後述的格子29)。一次所照射之多射束20，理想上會成為以成形孔徑陣列基板203的複數個孔22的排列間距L(=ap)乘上上述期望的縮小率(1/a)而得之間距而並排。像這樣，電子束鏡柱102，一 次會將二維狀的N×N’道的多射束20照射至基板101。由於多射束20被照射至基板101的期望之位置，從基板101會放出和多射束20的各射束相對應之2次電子的束(多2次電子300)(圖1及圖3的虛線)。
從基板101放出的多2次電子300，藉由對物透鏡207，朝多2次電子300的中心側被折射，而朝向形成於限制孔徑基板206之中心的孔行進。通過了限制孔徑基板206的多2次電子300，藉由縮小透鏡205被折射成和光軸近乎平行，而朝射束分離器214行進。
此處，射束分離器214是在和多射束20行進的方向(光軸)正交之面上，令電場與磁場於正交之方向產生。電場和電子的行進方向無關而對同一方向施力。相對於此，磁場會遵循弗萊明左手定則而施力。因此藉由電子的侵入方向能夠使作用於電子之力的方向變化。對於從上側朝射束分離器214侵入而來的多射束20(1次電子束)，電場所造成的力與磁場所造成的力會相互抵消，多射束20會朝下方直進。相對於此，對於從下側朝射束分離器214侵入而來的多2次電子300，電場所造成的力與磁場所造成的力皆朝同一方向作用，多2次電子300會朝斜上方被彎折。
朝斜上方被彎折了的多2次電子300，藉由投影透鏡224、226，一面被折射一面被投影至多檢測器222。多檢測器222，檢測被投影的多2次電子300。多檢測器222，具有未圖示之二極體型的二維感測器。然後，在和多射束20的各射束相對應之二極體型的二維感測器位置，多2次電 子300的各2次電子會衝撞二極體型的二維感測器，產生電子，對於後述每個像素生成2次電子圖像資料。當多檢測器222不欲檢測多2次電子300的情形下，只要藉由偏向器228將多2次電子300做遮沒偏向，藉此不使多2次電子300到達受光面即可。
圖4為實施形態1中的掃描動作的一例說明用概念圖。圖4中，基板101的檢查區域30，例如朝向y方向以規定寬度被假想分割成長條狀的複數個條紋區域32。作為基板101，例如合適是針對曝光用光罩基板來適用。例如，會以和一次的多射束20全體的照射所可照射之照射區域34的寬度的自然數倍相同之寬度，被假想分割成長條狀的複數個條紋區域32。圖4例子中，是以和照射區域34相同之寬度被假想分割成長條狀的複數個條紋區域32。首先，使XY平台105移動，調整追蹤區域33以使得一次的多射束20的照射所可照射之照射區域34位於從第1個條紋區域32的左端起算比第1個條紋區域32還照射區域34的例如1個尺寸份外側之位置，開始掃描動作。實施形態1中，是使XY平台105朝-x方向(第1方向的反方向)例如以等速連續移動，並以跟隨該連續移動之方式一面使照射區域34移動一面掃描期望的追蹤區域33內的以間距p配置之次區域群，結束後使照射區域34移動至x方向(第1方向)的下一追蹤區域33，藉此進行追蹤重置。藉由反覆該動作，會朝x方向依序逐漸掃描條紋區域32。在掃描第1個條紋區域32時，使XY平台105例如朝-x方向移動，藉此便相對地往x 方向逐漸進行描繪動作。第1個條紋區域32的多射束照射結束後，使平台位置朝-y方向移動，調整以使得照射區域34相對地於y方向位於從第2個條紋區域32的右端起算更照射區域34的例如1個尺寸份右側之位置，這次則使XY平台105例如朝x方向移動，藉此朝向-x方向同樣地進行多射束照射。在第3個條紋區域32朝向x方向做多射束照射，在第4個條紋區域32朝-x方向做多射束照射，像這樣一面交互地改變方向一面掃描，藉此能夠縮短檢查時間。但，並不限於該一面交互改變方向一面掃描之情形，在描繪各條紋區域32時，設計成朝向同一方向進行掃描亦無妨。藉由因通過成形孔徑陣列構件203的各孔22而形成之多射束20，最大會同時檢測對應於和各孔22同數量的複數個射束(1次電子束)之2次電子的束所造成之多2次電子300。
圖5為實施形態1中的多射束的照射區域與測定用像素的一例示意圖。圖5中，各條紋區域32例如以多射束的射束尺寸被分割成網目狀的複數個網目區域。該各網目區域，成為測定用像素36(單位照射區域)。又，揭示在照射區域34內，N×N’道的一次的多射束20的照射所可照射之複數個測定用像素28(1擊發時的射束的照射位置)。換言之，相鄰測定用像素28間的x、y方向的間距p會成為基板101上的多射束20的各射束間的間距。圖5例子中，將相鄰4個測定用像素28當中1個測定用像素28訂為矩形的4隅的1者，藉由將以該測定用像素28為起點於x，y方向以p×p圍成的區域於x方向除以分割數M(M為2以上的整數) 而得之，於x方向為p/M、於-y方向為p的尺寸之矩形區域，來構成1個格子29(次區域；小區域)。圖5例子中，揭示各格子29(個別射束掃描區域)由3×9像素所構成之情形。
圖6為實施形態1之比較例中的掃描動作的細部的一例說明用概念圖。圖6例子中，作為實施形態1之比較例，揭示N×N’道的多射束20當中於y方向1段份的N道多射束。此處，揭示以同一間距p朝x方向並排之N=5道的多射束。實施形態1之比較例中，揭示以同一間距p朝x方向並排之N=5道的多射束的各射束，是將以該射束的測定用像素28為起點於x，y方向以p×p圍成的區域27予以全部掃描後，再掃描下一以p×p圍成的區域27之情形。實施形態1之比較例中，係控制平台速度，使得在各射束掃描以p×p圍成的區域之期間(t=t0’~t1’之期間)XY平台105恰好移動N‧p。此時，藉由主偏向器208進行追蹤偏向，以便各射束能夠藉由副偏向器208的偏向動作而掃描以該p×p圍成的區域。然後，於朝x方向連續N個並排之以p×p圍成的區域27的掃描結束之時間點(t=t1’)，以掃描區域不重疊之方式，將N=5道的多射束朝x方向予以集體偏向，藉此進行追蹤重置。藉由反覆該動作，便能以掃描區域不重疊之方式藉由多射束掃描連續移動的平台上的區域。圖6例子中，必須將多射束朝x方向(或-x方向)偏向恰好(N-1)‧p(=4p)。故，實施形態1之比較例中，x方向(或-x方向)之射束偏向的擺幅必須恰好為(N-1)‧p。另一方面，y方向(或-y方向)之射束偏向的擺幅必須恰好為p。若射束道數N變多，則該射束偏向的擺幅會變得非常大。因此，如上述般，電子光學系統的像差的影響會變大。
圖7為實施形態1中的掃描動作的細部的一例說明用概念圖。圖7例子中，作為實施形態1，揭示N×N’道的多射束20當中於y方向1段份的N道多射束。此處，如同圖6，揭示以同一間距p朝x方向並排之N=5道的多射束。實施形態1中，將相鄰4個測定用像素28當中1個測定用像素28訂為矩形的4隅的1者，將以該測定用像素28為起點於x，y方向以p×p圍成的區域27於x方向藉由分割數M予以分割。故，會以於x方向為p/M、於-y方向為p的尺寸(規定的尺寸)的矩形區域來構成1個格子29(次區域；小區域)。圖7例子中，揭示分割數M=3之情形。實施形態1中，揭示以同一間距p朝x方向並排之N=5道的多射束的各射束，是掃描了以該射束的測定用像素28為起點於x方向為p/M、於y方向為p的尺寸(規定的尺寸)的格子29(次區域)之後，掃描於x方向相隔了N個份之下一格子29的情形。
圖7中，實施形態1中，於各射束掃描以(p/M)×p圍成的格子29之期間(t=t0~t1之期間)，當為和圖6比較例相同的平台速度的情形下，XY平台105會移動恰好(N/M)‧p。此時，將朝x方向以間距p並排N個之(p/M)×p的尺寸的格子29訂為追蹤區域33，主偏向器208進行追蹤偏向，以使各射束能夠藉由副偏向器208的偏向動作而掃 描以該(p/M)×p圍成的格子29。然後，於藉由副偏向器209而朝x方向以間距p並排N個之(p/M)×p的尺寸的格子29的掃描結束之時間點(t=t1)，以掃描區域不重疊之方式，主偏向器208將N=5道的多射束朝x方向集體偏向至相隔N個格子29份之位置，藉此進行追蹤重置。圖7例子中，主偏向器208將5道的多射束集體偏向至相隔5個格子29份之位置。此時，副偏向器209的偏向位置，當然會從格子29內的最終像素36被重置到最初的像素28。藉由於t=t1~t2之期間、t=t2~t3之期間、...反覆該動作，即使當使平台連續移動的情形下仍能藉由多射束在同一條紋區域32上以掃描區域不重疊之方式掃描。圖7例子中，必須將多射束朝x方向(或-x方向)偏向恰好[(N-1)/M]‧p(=4p/M)。故，實施形態1中，能夠將x方向(或-x方向)之射束偏向的擺幅抑制為[(N-1)/M]‧p。但，若不控制x方向的射束道數N與分割數M之關係，則會發生漏掃描(缺牙)或重複掃描的格子29(次區域)。實施形態1中，為了運用該掃描方法，係使用x方向的射束道數N與分割數M之間的最大公約數會成為1之組合的值。藉由訂為該條件，便能避免漏掃描(缺牙)或重複掃描。
圖8A至圖8F為實施形態1中的射束道數與分割數之關係的一例示意圖。圖8A至圖8F中，揭示使用N=7道的x方向的射束，而將分割數M予以變化的情形下之掃描動作。此外，圖8A至圖8F中，每當進行追蹤重置，便挪移一段來表示。另，圖8A至圖8F中，為求簡便，將以p×p圍成的區域27的y方向尺寸予以窄化表示。圖8A中，作為比較例，揭示分割數M=1，也就是說不分割以p×p圍成的區域27之情形。圖8A中，當進行追蹤重置的情形下，射束偏向的擺幅，會變大為6p。圖8B中，揭示分割數M=2，也就是說將以p×p圍成的區域27予以2分割之情形。圖8B中，當進行追蹤重置的情形下，射束偏向的擺幅，能夠減低為3p。圖8C中，揭示分割數M=3，也就是說將以p×p圍成的區域27予以3分割之情形。圖8C中，當進行追蹤重置的情形下，射束偏向的擺幅，能夠減低為2p。圖8D中，揭示分割數M=4，也就是說將以p×p圍成的區域27予以4分割之情形。圖8D中，當進行追蹤重置的情形下，射束偏向的擺幅，能夠減低為(3/2)p。圖8E中，揭示分割數M=5，也就是說將以p×p圍成的區域27予以5分割之情形。圖8E中，當進行追蹤重置的情形下，射束偏向的擺幅，能夠減低為(6/5)p。圖8F中，揭示分割數M=6，也就是說將以p×p圍成的區域27予以6分割之情形。圖8F中，當進行追蹤重置的情形下，射束偏向的擺幅，能夠減低為p。像這樣，藉由增大分割數M，能夠將射束偏向的擺幅更減小。
此處，實施形態1中，當1道射束掃描以p×p圍成的區域27被M分割而成之次區域(格子29)的情形下，若於x方向使用射束道數N的多射束20來掃描，則每隔M個配置之N個次區域(格子29)會同時被掃描。此處，將M×N個的連續的次區域(格子29)群訂為1個跨距(span)。多射束20當中若第1個射束朝x方向移動1跨距，則未能掃描 到的次區域便不會被掃描而就這樣殘留。此處，若將進行追蹤重置的情形下之飛越次區域的數量(移動量)訂為D，則在多射束20當中第1個射束朝x方向移動1跨距的期間，會進行M×N/D次的追蹤循環動作。故，為了讓每隔M個就各僅有1個未被掃描到的次區域不重複且無缺漏地全部受到掃描，分割數M和追蹤循環動作的次數必須成為同一，也就是說，M=M×N/D。故，會成為D=N。是故，實施形態1中，當進行追蹤重置的情形下之飛越次區域的數量D，會和x方向的射束道數N成為相同值。此外，此時的射束的擺幅，成為(N-1)p/M。
當每隔M個配置之N個次區域(格子29)同時被掃描，而將進行追蹤重置的情形下之飛越次區域的數量訂為N個份的情形下，為了讓1跨距中掃描範圍不重複，必須有以下的關係。
0，M，2M，3M，...，(N-1)M，NM
0，N，2N，3N，...，(M-1)N，MN
必須使得該2個數列不在途中成為相同值。故，必須要有x方向的射束道數N與分割數M之間的最大公約數會成為1之組合的值(射束道數N與分割數M之間為互質的關係)。圖8A~圖8F的例子中，若分割數M=7，在途中會成為相同值。具體而言當進行追蹤重置時，移動後的次區域，是已經被隔壁射束掃描之後，故會重複而NG。
此外，作為射束道數N的值，如圖8A~圖8F的例子所示般，若使用質數則更合適。藉由將射束道數N設為質數 (例如2，3，5，7，11，13，17，23，...)，能夠飛躍性地增大分割數M的自由度。
圖9為實施形態1中的次區域與掃描區域之關係示意圖。如圖9所示，當多射束20的各射束掃描相對應之次區域(格子29)的情形下，合適是將各射束的掃描區域31設定成一部分和鄰接的次區域(格子29)重疊(搭覆(overlap))。鄰接的次區域(格子29)，受到多射束20當中相異的射束掃描。因此，由於光學系統的像差的影響，射束間間距p會偏離等間距。故，合適是設置一能夠吸收該偏離份之留白幅α。故，實際掃描的情形下之掃描區域31，合適是訂為比次區域(格子29)更在於x方向兩端當中至少一端側加上留白幅α而成之區域。另，藉由附加該留白，掃描結束位置會朝x方向移動恰好留白幅α份。若在兩側設置留白幅α，則掃描開始位置也還會朝-x方向移動恰好留白幅α份。圖9中，揭示於x方向加上了留白幅α之情形，但若於y方向也同樣地加上留白幅α則更合適。
如圖8A至圖8F中說明般，藉由增大分割數M，能夠減小射束的擺幅。故，從減小射束的擺幅之觀點看來，分割數以較大者為理想。另一方面，若增大分割數M則次區域(格子29)的數量會增加，故搭覆的部分的數量會變多，無益的圖像資料會增加。如此一來資料量會增加。故，由資料量減低的觀點看來，分割數以較小者為理想。故，更合適是從可獲得足以忽視電子光學系統的像差的影響之射束擺幅的分割數M當中選擇最小值。
圖10為實施形態1中的檢查方法的主要工程的部分示意流程圖。圖10中，揭示檢查方法的主要工程當中從掃描開始至結束之工程。圖10中，實施形態1中的檢查方法，實施基板搬運工程(S102)、檢查位置移動工程(S104)、平台移動工程(等速移動開始)(S106)、次區域掃描工程(S108)、判定工程(S110)、追蹤重置工程(S112)、判定工程(S114)、條紋移動工程(S116)這一連串的各工程。
作為基板搬運工程(S102)，使用未圖示之搬運機構，將檢查對象基板101搬運至檢查室103內，載置於XY平台105上。
作為檢查位置移動工程(S104)，在平台控制電路114的控制之下，驅動機構142令XY平台105移動而使得檢查位置進入多射束20的可照射位置。首先，令XY平台105移動而使得多射束20的照射區域34位於第1條紋區域32的左端側(例如照射區域34的2個尺寸份外側)。
作為平台移動工程(等速連續移動開始)(S106)，在平台控制電路114的控制之下，驅動機構142令XY平台105例如朝-x方向以速度V等速移動。如此一來，等速連續移動開始。
作為次區域掃描工程(S108)，電子光學圖像取得機構150，將基板101的作為檢查區域之條紋區域32於x方向以p/M(M為2以上的整數)所得到的尺寸且於y方向以p(規定的尺寸)被分割而成之複數個格子29(次區域；小區域)，於每一N×N’個的格子29群予以掃描。具體而言，將N×N’道的多射束20集體偏向至複數個格子29當中於x方向以間距p並排N個且於y方向並排N’個之基板101上的N×N’個的格子29群而開始追蹤，在XY平台105朝-x方向連續移動以(N/M)‧p所得到之距離的期間，一面將多射束20做追蹤偏向來跟隨XY平台105的連續移動，一面掃描該N×N’個的格子29群。
圖11為實施形態1中的掃描動作的細部的另一例說明用概念圖。多射束20，藉由於x方向(第1方向)在基板101面上以同一間距p並排N列(N為2以上的整數)且於和x方向正交的y方向(第2方向)以同一間距p(規定的尺寸)並排N’列(N’為1以上的整數)之複數個電子束所構成。圖11例子中，作為該N×N’道的多射束20，揭示在基板101面上以同一間距p於x方向及y方向並排之5×5道的多射束。另，y方向的間距和x方向相異亦無妨。將相鄰4個測定用像素28當中1個測定用像素28訂為矩形的4隅的1者，將以該測定用像素28為起點於x，y方向以p×p圍成的區域27於x方向藉由分割數M予以分割。故，會以於x方向為p/M、於-y方向為p的尺寸的矩形區域來構成1個格子29(次區域；小區域)。故，圖11例子中，揭示分割數M=3之情形。圖11例子中，揭示5×5道的多射束的各射束，掃描各自相對應之格子29(次區域)，並且在掃描後，掃描於x方向相距N個(此處為5個)份的下一格子29之情形。
首先，在偏向控制電路128所做的控制之下，主偏向 器208(第1偏向器)，使用多射束20，將多射束20集體偏向至基板101的條紋區域32(檢查區域)於x方向以p/M(M為2以上的整數)所得到的尺寸且於y方向以p的尺寸被分割而成之複數個格子29當中，於x方向以間距p並排N個且於y方向並排N’個之基板101上的N×N’個的格子29群。此處，將多射束20的照射區域34內的複數個格子29當中於x方向以間距p並排之N×N’個的格子29群作為追蹤區域33來做偏向。主偏向器208，將多射束20集體偏向至追蹤區域33的基準位置(例如中心)。然後，主偏向器208，是以跟隨XY平台105的連續移動之方式，將多射束20做追蹤偏向。
在偏向控制電路128所做的控制之下，副偏向器209(第2偏向器)，將多射束20集體偏向，使得多射束20的各射束位於相對應之格子29的例如於x方向第1個且於y方向最後一個的像素36。實際上，是將多射束20集體偏向，使其位於在相對應之格子29加上留白而成之掃描區域31的例如於x方向第1個且於y方向第最上段的像素36。然後，在多射束20以跟隨XY平台105的連續移動之方式受到追蹤偏向的期間，將多射束20集體偏向，以掃描被設定作為追蹤區域33之N×N’個的格子29(具體而言為掃描區域31)群。然後，於各擊發時，各射束，會照射相當於負責格子29內的同一位置之1個測定用像素36。圖11例子中，各射束，於第1擊發會照射負責格子29內的從最上段左邊起算第1個的測定用像素36。然後，藉由副偏向器209將多射束 20全體集體朝-y方向使射束偏向位置平移恰好1個測定用像素36份，於第2擊發照射負責格子29內的從上方數來第2段的左邊起算第1個的測定用像素36。反覆該掃描，最下段的左邊數來第1個的測定用像素36的照射結束後，藉由副偏向器209一面令多射束20全體集體朝x方向挪移1測定用像素36份，一面令射束偏向位置挪移至從最上段的左邊數來第2個的測定用像素36。反覆該動作，在XY平台105朝-x方向連續移動以(N/M)‧p所得到的距離的期間，以1個射束依序逐漸照射1個格子29內的所有測定用像素36。該動作，是以N×N’道的多射束20同時進行。1次的擊發中，藉由因通過成形孔徑陣列構件203的各孔22而形成之多射束20，最大會一口氣檢測對應於和各孔22同數量的複數個擊發之2次電子的束所造成之多2次電子300。在多射束20掃描完負責的格子29內的所有測定用像素36之前，主偏向器208，會將多射束20偏向(做追蹤動作)以跟隨XY平台105的移動，以免因XY平台105的移動導致偏向位置偏離。
作為檢測工程，多檢測器222，會檢測由於對基板101照射多射束20而從基板101放出之2次電子。各射束，會掃描各自相對應之1個格子29。每次藉由多射束20之擊發，會從被照射的測定用像素36朝上方放出2次電子。像這樣，多檢測器222會檢測由於對基板101照射多射束20而從基板101放出之2次電子。多檢測器222，對每個測定用像素36檢測從各測定用像素36朝上方放出之多2次電子300。
作為判定工程(S110)，控制計算機110，若多射束20掃描過各自負責的格子29(具體而言為掃描區域31)內的所有測定用像素36，便判定對象的條紋32中的所有格子29的掃描是否已結束。當對象的條紋32中的所有格子29的掃描已結束的情形下，進入判定工程(S114)。當對象的條紋32中的所有格子29的掃描未結束的情形下，進入追蹤重置工程(S112)。
作為追蹤重置工程(S112)，若藉由副偏向器209的偏向動作，以多射束20掃描各自負責的格子29(具體而言為掃描區域31)內的所有測定用像素36，則主偏向器208，直到XY平台105完成朝-x方向移動以(N/M)‧p所得到的距離以前，將多射束20集體重新偏向至自N×N’個的格子29群朝x方向相距N個之於x方向以間距p並排之新的N×N’個的格子29(具體而言為掃描區域31)群，藉此進行追蹤重置。
圖11例子中，重新將朝x方向相距5個之新的N×N’個的格子29(具體而言為掃描區域31)群，設定成新的追蹤區域33。然後，主偏向器208，是以跟隨XY平台105的連續移動之方式，將多射束20做追蹤偏向。此外，追蹤重置時，副偏向器209(第2偏向器)，將多射束20集體偏向，使得多射束20的各射束位於相對應之格子29(具體而言為掃描區域31)的例如於x方向第1個且於y方向最後一個的像素36。
然後，反覆該從追蹤開始至追蹤重置為止之追蹤循環、及追蹤中的掃描。換言之，如上述般，在多射束20以跟隨XY平台105的連續移動之方式受到追蹤偏向的期間，掃描被設定作為追蹤區域33之N×N’個的格子29(具體而言為掃描區域31)群。藉由反覆該動作，便能掃描條紋區域32的所有像素36。
另，此處雖以第1擊發、第2擊發、...這樣將擊發區隔來說明，但多射束20亦可進行逐線掃描(raster scan)動作，即不對每個像素36將射束設為ON/OFF而是一面持續照射一面使偏向位置移動。此外，不限於將於y方向並排之各像素列朝同一方向掃描之情形。於x方向第1列的像素列朝-y方向掃描之後，將第2列的像素列朝y方向(反方向)掃描亦無妨。
圖12為實施形態1中的掃描動作中的次區域與對應射束之關係的一例說明用概念圖。圖12例子中，揭示使用於x、y方向以同一間距p排列之5×5道的多射束20之情形。此外，揭示分割數M=3之情形。此外，圖12例子中，條紋區域32的寬度(y方向尺寸)，是配合照射區域34的尺寸來被分割。故，條紋區域32，被分割成x方向尺寸為p/M(=p/3)、y方向尺寸為p的複數個格子29。該複數個格子29，圖12例子中，於y方向被分割成5段，在各段的x方向，複數個格子29是由負責同一段的於x方向N個(=5個)的多射束20來掃描。如圖12所示，將各段的各5道的射束(1~5)於第n次的追蹤循環中掃描之格子29，各自以1-(n)、2-(n)、3-(n)、4-(n)、5-(n)來表 示。當重置第n次的追蹤時，是藉由主偏向器208重新偏向至後N個(=5個)的格子29，因此後5個的格子29會成為第n+1次的追蹤循環中掃描之格子29。將於第n+1次的追蹤循環中掃描之格子29各自以1-(n+1)、2-(n+1)、3-(n+1)、4-(n+1)、5-(n+1)來表示。藉由反覆同樣的動作便能掃描所有的格子29。
例如，在包含最上段的第1個射束於第n次追蹤循環中掃描之格子29在內的p×p的區域27中，存在受到3分割之殘留的2個格子29。於x方向(右側)鄰接至1-(n)的格子29之格子，會藉由第3個的射束而於第n-1次的追蹤循環中受到掃描。於更x方向(右側)鄰接之格子，會藉由第5個的射束而於第n-2次的追蹤循環中受到掃描。藉由該3次的追蹤循環，該p×p的區域27內的掃描完成。於y方向的各段為同樣。
例如，在包含最上段的第2個射束於第n次追蹤循環中掃描之格子29在內的p×p的區域27中，存在受到3分割之殘留的2個格子29。於x方向(右側)鄰接至2-(n)的格子29之格子，會藉由第4個的射束而於第n-1次的追蹤循環中受到掃描。於更x方向(右側)鄰接之格子，會藉由第1個的射束而於第n+1次的追蹤循環中受到掃描。藉由該3次的追蹤循環，該p×p的區域27內的掃描完成。於y方向的各段為同樣。
例如，在包含最上段的第3個射束於第n次追蹤循環中掃描之格子29在內的p×p的區域27中，存在受到3分割之殘 留的2個格子29。於x方向(右側)鄰接至3-(n)的格子29之格子，會藉由第5個的射束而於第n-1次的追蹤循環中受到掃描。於更x方向(右側)鄰接之格子，會藉由第2個的射束而於第n+1次的追蹤循環中受到掃描。藉由該3次的追蹤循環，該p×p的區域27內的掃描完成。於y方向的各段為同樣。
例如，在包含最上段的第4個射束於第n次追蹤循環中掃描之格子29在內的p×p的區域27中，存在受到3分割之殘留的2個格子29。於x方向(右側)鄰接至4-(n)的格子29之格子，會藉由第1個的射束而於第n+2次的追蹤循環中受到掃描。於更x方向(右側)鄰接之格子，會藉由第3個的射束而於第n+1次的追蹤循環中受到掃描。藉由該3次的追蹤循環，該p×p的區域27內的掃描完成。於y方向的各段為同樣。
例如，在包含最上段的第5個射束於第n次追蹤循環中掃描之格子29在內的p×p的區域27中，存在受到3分割之殘留的2個格子29。於x方向(右側)鄰接至5-(n)的格子29之格子，會藉由第2個的射束而於第n+2次的追蹤循環中受到掃描。於更x方向(右側)鄰接之格子，會藉由第4個的射束而於第n+1次的追蹤循環中受到掃描。藉由該3次的追蹤循環，該p×p的區域27內的掃描完成。於y方向的各段為同樣。
故，當以分割數M=3，使用N=5道的多射束掃描條紋區域32的情形下，比條紋區域32的掃描開始側的端部還朝 外側第5個的射束，會從至少能夠掃描追蹤循環2次份近己側的格子29之位置來開始掃描動作。
像以上這樣藉由使用多射束20做掃描，相較於以單射束掃描的情形能夠高速地達成掃描動作(測定)。
作為判定工程(S114)，控制計算機110，判定所有條紋32的掃描是否已結束。當所有條紋32的掃描已結束的情形下，結束電子光學圖像取得處理。當所有條紋32中的掃描未結束的情形下，進入條紋移動工程(S116)。
作為條紋移動工程(S116)，在平台控制電路114的控制之下，驅動機構142，令XY平台105移動而使得多射束20的照射區域34位於下一條紋區域32的左端側(例如照射區域34的1個尺寸份外側)。然後，反覆上述的各工程。
圖13為實施形態1中的掃描動作的另一例說明用概念圖。如圖13所示，在基板101的檢查區域330，例如朝向x、y方向陣列狀地各自以規定的寬度形成有複數個晶片332(晶粒)。在此，作為檢查對象的基板101，合適是適應於半導體基板(例如晶圓)。各晶片332，例如是以30mm×25mm的尺寸形成於基板101上。圖樣檢查，會對每個晶片332實施。各晶片332的區域，例如會以和一次的多射束20全體的照射所可照射之照射區域34相同的y方向寬度被假想分割成複數個條紋區域32。各條紋區域32的掃描動作，和上述的內容同樣亦無妨。如上述般，實施形態1中，藉由令XY平台105朝-x方向連續移動來相對地一面使 照射區域34朝x方向連續移動一面藉由多射束20逐漸掃描各條紋區域32。若所有的條紋區域32的掃描結束，則令平台位置朝-y方向移動，將於y方向相同之下一段的條紋區域32藉由多射束20同樣地逐漸掃描。反覆該動作，若1個晶片332的區域的掃描結束，則令XY平台105移動，對於下一晶片332的上端的條紋區域32同樣地進行掃描動作。藉由反覆該動作，針對所有的晶片332逐漸掃描。
像以上這樣，電子光學圖像取得機構150，是一面令XY平台105連續移動一面使用複數個電子束所造成的多射束20，在形成有圖形圖樣之被檢查基板101上掃描，而檢測因被多射束20照射而從被檢查基板101放出的多2次電子300。掃描(scan)的方式、及多2次電子300的檢測方式如同上述。藉由多檢測器222檢測出的來自各測定用像素36之2次電子的檢測資料，會依測定順序被輸出至檢測電路106。在檢測電路106內，藉由未圖示之A/D變換器，類比的檢測資料被變換成數位資料，存儲於條紋圖樣記憶體123。然後，在蓄積了1個條紋區域32份(或晶片332份)的檢測資料之階段，會作為條紋圖樣資料(或晶片圖樣資料)，和來自位置電路107的示意各位置之資訊一起被傳送至比較電路108。
另一方面，並行於或前後於多射束掃描及2次電子檢測工程，會作成參照圖像。
作為參照圖像作成工程，擴展電路111及參照電路112這些參照圖像作成部，當基板101為半導體基板的情形 下，會基於定義有當將曝光用光罩的光罩圖樣曝光轉印至半導體基板時之基板上的曝光影像之曝光影像資料，來作成和由複數個像素36所構成之格子29以下的尺寸的後述圖框區域的測定圖像(電子光學圖像)相對應之區域的參照圖像。亦可使用用來形成將複數個圖形圖樣曝光轉印至基板101之曝光用光罩的身為原稿之描繪資料(設計資料)，來取代曝光影像資料。擴展電路111及參照電路112這些參照圖像作成部，當基板101為曝光用光罩的情形下，會基於用來將複數個圖形圖樣形成至基板101之身為原稿的描繪資料(設計資料)，來作成和由複數個像素36所構成之圖框區域的測定圖像(電子光學圖像)相對應之區域的參照圖像。
具體而言係如下述般動作。首先，擴展電路111，從記憶裝置109透過控制計算機110讀出描繪資料(或是曝光影像資料)，將讀出的描繪資料(或是曝光影像資料)中定義之各圖框區域的各圖形圖樣變換成二元值或多元值的影像資料，此影像資料被送至參照電路112。
在此，描繪資料(或是曝光影像資料)中定義之圖形，例如是以長方形或三角形作為基本圖形之物，例如，存儲有藉由圖形的基準位置之座標(x、y)、邊的長度、區別長方形或三角形等圖形種類之作為識別符的圖形代碼這些資訊來定義各圖樣圖形的形狀、大小、位置等而成之圖形資料。
該作為圖形資料之描繪資料(或是曝光影像資料)一 旦被輸入至擴展電路111，就會擴展到每個圖形的資料，而解譯示意該圖形資料的圖形形狀之圖形代碼、圖形尺寸等。然後，將二元值或多元值之設計圖像資料予以擴展、輸出，作為配置於以規定的量子化尺寸的格子為單位之格盤格內的圖樣。換言之，將設計資料讀入，對於將檢查區域予以假想分割成以規定尺寸為單位之棋盤格而成的每個棋盤格，演算設計圖樣中的圖形所占之占有率，而輸出n位元的占有率資料。例如，合適是將1個棋盤格設定作為1像素。然後，若訂定令1像素具有1/28(=1/256)的解析力，則將1/256的小區域恰好分配至配置於像素內之圖形的區域份，來演算像素內的占有率。然後，輸出至參照電路112作為8位元的占有率資料。該棋盤格，可做成和測定用像素36同尺寸。
接著，參照電路112，對被送來的圖形的影像資料亦即設計圖像資料施加適當的濾波處理。從檢測電路106獲得的作為光學圖像之測定資料，係處於由於電子光學系統而濾波起作用之狀態，換言之處於連續變化的類比狀態，因此藉由對圖像強度(濃淡值)為數位值之設計側的影像資料亦即設計圖像資料也施加濾波處理，便能契合測定資料。依此方式，作成和圖框區域的測定圖像(光學圖像)比較之設計圖像(參照圖像)。作成的參照圖像之圖像資料被輸出至比較電路108，被輸出至比較電路108內的參照圖像，各自存儲於記憶體。
圖14為實施形態1中的比較電路的內部構成示意圖。 圖14中，在比較電路108內，配置磁碟裝置等的記憶裝置50，52、分割部56、對位部58、及比較部60。分割部56、對位部58、及比較部60這些各「~部」，包含處理電路(processing circuitry)，該處理電路中，包含電子電路、電腦、處理器、電路基板、量子電路、或是半導體裝置等。此外，各「~部」亦可使用共通的處理電路(同一處理電路)。或是，亦可使用相異的處理電路(個別的處理電路)。在分割部56、對位部58、及比較部60內必要的輸入資料或是演算出的結果會隨時被記憶於未圖示之記憶體。
被傳送的條紋圖樣資料(或是晶片圖樣資料)，會和來自位置電路107的示意各位置之資訊一起暫時地存儲於記憶裝置50。同樣地，參照圖像資料，會和示意設計上的各位置之資訊一起暫時地存儲於記憶裝置52。
接著，分割部56，將條紋圖樣資料(或是晶片圖樣資料)依每個圖框區域(單位檢查區域)予以分割，生成複數個圖框圖像(檢查圖像)。
圖15為實施形態1中的格子與圖框區域之關係的一例示意圖。如上述般，各格子29，各自藉由1個射束而被掃描。為避免和藉由別的射束而受掃描之格子29產生接縫的誤差，如上述般，各格子29，是在比該格子29還大的每個掃描區域31受到掃描。得到的2次電子圖像亦有依每一射束而其特性偏差之可能性，故1個單位檢查區域的圖像理想是使用藉由1道射束而得到的圖像。鑑此，實施形態1 中，對於作為單位檢查區域之每個圖框區域35，將測定出的條紋圖樣資料(或晶片圖樣資料)予以分割，而作成複數個圖框圖像。同樣地，對每個圖框區域35作成參照圖像。在該情形下，圖框區域35，是設定成藉由1道射束而受掃描之範圍。因此，圖框區域35，被設定成格子29尺寸以下。例如，可設定成格子29的自然數分之1的尺寸。像這樣，分割部56，將檢測出的2次電子圖像分割成掃描區域31的尺寸以下之檢查圖像。
接著，對位部58，以比像素36還小的次像素單位，將圖框圖像(測定圖像)與參照圖像做對位。例如，可以最小平方法進行對位。
然後，比較部60，將該圖框圖像(檢查圖像)和對應於該圖框圖像(檢查圖像)之參照圖像予以比較。例如，比較部60，將該圖框圖像與參照圖像依每個像素36予以比較。比較部60，遵照規定的判定條件依每個像素36比較兩者，例如判定有無形狀缺陷這些缺陷。例如，若每個像素36的階度值差比判定閾值Th還大則判定為缺陷。或是，亦可將檢查精度相較於形狀缺陷檢查更為降低，來檢查有無圖樣的斷線或短路。例如，檢測圖樣的邊緣對(pair)，測定邊緣對間的距離。如此一來，便能測定線圖樣的寬度尺寸及線圖樣間的空白(space)部分之距離。同樣地，若與從參照圖像得到的距離之差比判定閾值Th還大則判定為缺陷。藉由於線方向測定複數處的邊緣對間，便能檢查有無圖樣的斷線及/或短路。然後，比較結果被輸出。比 較結果，可藉由記憶裝置109、監視器117、記憶體118、或是印表機119被輸出。
如以上般，按照實施形態1，在使用複數個射束於XY平台105的移動方向並排之多射束20而一面令XY平台105連續移動一面進行之圖樣檢查中，能夠減小射束偏向的擺幅。故，能夠抑制光學系統的像差的影響。又，藉由使用多射束20於圖樣檢查中能夠提升產能。
以上說明中，一連串的「~電路」包含處理電路，該處理電路中，包含電子電路、電腦、處理器、電路基板、量子電路、或是半導體裝置等。此外，各「~電路」亦可使用共通的處理電路(同一處理電路)。或是，亦可使用相異的處理電路(個別的處理電路)。令處理器等執行之程式，可記錄於磁碟裝置、磁帶裝置、FD、或是ROM(唯讀記憶體)等的記錄媒體。
以上已一面參照具體例一面針對實施形態做了說明。但，本發明並非限定於該些具體例。上述例子中，揭示了令XY平台105以等速連續移動之情形，但並不限於此。以控制容易度而言等速連續移動為理想，但伴隨加減速之連續移動亦無妨。此外，掃描時的XY平台105的連續移動方向(實施形態中為-x方向)的射束道數N與分割數M之大小關係，只要兩值之間的最小公約數為1，則何者為大無妨。
此外，上述例子中，揭示了追蹤偏向與格子29內的掃描用的偏向是使用主副2段的多段偏向器(主偏向器208及 副偏向器209)之情形，但並不限於此。以同一偏向器進行追蹤偏向與格子29內的掃描用的偏向這雙方之偏向控制亦合適。在該情形下，只要對構成偏向器的各電極，各自施加將追蹤偏向用的偏向電壓與格子29內的掃描用的偏向用偏向電壓予以加計而成之電壓即可。該偏向電壓的控制可由偏向控制電路128進行。
此外，特別是，當以同一偏向器進行追蹤偏向與格子29內的掃描用的偏向這雙方之偏向控的情形下，將N及M設定成使得x方向的射束的偏向擺幅(N-1)p/M、和y方向的射束的偏向擺幅p會成為相同值亦合適。藉由將往2方向的偏向擺幅予以集體，能夠容易控制未圖示之放大器等的安定(settling)時間。
此外，當掃描格子29(掃描區域31)內的情形下之射束的照射順序，可為任意。但，多射束20全體會藉由副偏向器208而集體被偏向，故在各格子20間，會成為相同照射順序。
此外，上述例子中，揭示了射束的排列為正交格子之情形，但並不限於此。例如，斜行格子亦無妨。或是，朝x方向並排之射束列，在於y方向相鄰各段，亦可朝x方向稍微錯開配置。例如，朝x方向並排之射束列的列頭彼此亦可凸凹地配置。
此外，上述格子29(次區域；小區域)的形狀，不限於長方形之情形。只要於x方向以p/M的間距配置、於y方向以等間距配置，則亦可為其他形狀。格子29(次區 域；小區域)的形狀，例如亦可為平行四邊形。在該情形下，配合格子29的形狀，掃描區域31亦可設定成平行四邊形。平行四邊形的情形下，由於電路圖樣多為水平於x方向、或/及正交線，故藉由斜向地掃描射束會變得容易避免和電路圖樣平行地掃描，而可避免帶電的影響。
此外，針對多射束20的排列間距，於x方向及y方向亦可為相異間距。例如，亦可於x方向以等間距p排列、於y方向以等間距p’排列。
此外，針對裝置構成或控制手法等對於本發明說明非直接必要之部分等雖省略記載，但能夠適當選擇使用必要之裝置構成或控制手法。
其他具備本發明之要素，且所屬技術領域者可適當變更設計之所有電子束檢查裝置及電子束檢查方法，均包含於本發明之範圍。
雖已說明了本發明的幾個實施形態，但該些實施形態僅是提出作為例子，並非意圖限定發明範圍。該些新穎之實施形態，可以其他各種形態來實施，在不脫離發明要旨之範圍內，能夠進行各種省略、置換、變更。該些實施形態或其變形，均包含於發明範圍或要旨當中，且包含於申請專利範圍所記載之發明及其均等範圍內。

Claims (10)

  1. 一種帶電粒子束檢查裝置，其特徵為，具備：可移動的平台，載置檢查對象基板；及平台控制電路，令前述平台朝第1方向的反方向連續移動；及第1偏向器，使用藉由於前述第1方向在前述基板面上以同一間距p並排N列(N為2以上的整數)且於和前述第1方向正交的第2方向並排N’列(N’為1以上的整數)之複數個帶電粒子束所構成的多射束，將前述多射束集體偏向至前述基板的檢查區域於前述第1方向以p/M(M為2以上的整數)所得到的尺寸且於前述第2方向以規定的尺寸被分割而成之複數個小區域當中，於前述第1方向以前述間距p並排N個且於前述第2方向並排N’個之前述基板上的N×N’個的小區域群，在前述平台朝前述第1方向的反方向連續移動以(N/M)‧p所得到的距離之期間，以跟隨前述平台的連續移動之方式將前述多射束做追蹤偏向，並且直到前述平台完成朝前述第1方向的反方向移動前述以(N/M)‧p所得到的距離以前，重新將前述多射束集體偏向至自前述N×N’個的小區域群朝前述第1方向相距N個之於前述第1方向以前述間距p並排之新的N×N’個的小區域群，藉此進行追蹤重置；及第2偏向器，在前述多射束以跟隨前述平台的連續移動之方式受到追蹤偏向之期間，將前述多射束集體偏向，以掃描前述N×N’個的小區域群；及檢測器，檢測由於對前述基板照射前述多射束而從前述基板放出之2次電子；作為前述N的值及前述M的值，是使用前述N的值與前述M的值之間的最大公約數會成為1之組合的值。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之帶電粒子束檢查裝置，其中，當前述多射束的各射束掃描相對應之小區域的情形下，掃描區域被設定成一部分和鄰接的小區域重疊。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之帶電粒子束檢查裝置，其中，更具備：分割處理電路，將檢測出的2次電子圖像分割成前述掃描區域的尺寸以下之檢查圖像；及比較處理電路，將前述檢查圖像和對應於前述檢查圖像之參照圖像予以比較。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之帶電粒子束檢查裝置，其中，作為前述N的值，使用質數。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之帶電粒子束檢查裝置，其中，前述複數個小區域的前述第2方向的尺寸，比前述第1方向的尺寸還大。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之帶電粒子束檢查裝置，其中，前述複數個小區域的前述第2方向的尺寸，使用和前述間距p同尺寸。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之帶電粒子束檢查裝置，其中，前述多射束的各射束於第n次掃描的小區域與於第n+1次掃描的小區域之距離，比前述多射束的射束間間距還大。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之帶電粒子束檢查裝置，其中，前述第2偏向器，當前述多射束的各射束從於第n次掃描的小區域往於第n+1次掃描的小區域偏向的情形下，針對在前述第1方向存在有鄰接的射束之射束，是以飛越在前述第1方向鄰接的射束於第n次掃描的小區域之方式將前述多射束集體偏向。
  9. 一種帶電粒子束檢查方法，其特徵為，使用藉由於第1方向在檢查對象基板面上以同一間距p並排N列(N為2以上的整數)且於和前述第1方向正交的第2方向並排N’列(N’為1以上的整數)之複數個帶電粒子束所構成的多射束，將前述多射束集體偏向至前述基板的檢查區域於前述第1方向以p/M(M為2以上的整數)所得到的尺寸且於前述第2方向以規定的尺寸被分割而成之複數個小區域當中，於前述第1方向以前述間距p並排N個且於前述第2方向並排N’個之前述基板上的N×N’個的小區域群，而在載置前述基板之平台朝前述第1方向的反方向連續移動以(N/M)‧p所得到的距離之期間，以跟隨前述平台的連續移動之方式一面將前述多射束做追蹤偏向，一面掃描前述N×N’個的小區域群，檢測因對前述基板照射前述多射束而從前述基板放出的2次電子，直到前述平台完成朝前述第1方向的反方向移動以(N/M)‧p所得到的距離以前，重新將前述多射束集體偏向至自前述N×N’個的小區域群朝前述第1方向相距N個之於前述第1方向以前述間距p並排之新的N×N’個的小區域群，藉此進行追蹤重置，作為前述N的值及前述M的值，是使用前述N的值與前述M的值之間的最大公約數會成為1之組合的值，在前述平台朝前述第1方向的反方向連續移動之期間，反覆實施前述掃描及前述檢測及進行前述追蹤重置。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之帶電粒子束檢查方法，其中，作為前述N的值，使用質數。
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