(57)【要約】      （修正有）【課題】ステージ移動直後の撮像中におけるステージ変形等に伴う像ドリフトを補正することが可能な荷電粒子線装置を提供する。【解決手段】試料室１と、試料室１内に配置される試料ステージ２２、２３と、荷電粒子線４を放出する荷電粒子線源５と、荷電粒子線源５から放出される荷電粒子線４を偏向する偏向器２１と、荷電粒子線４を集束する集束レンズと、試料ステージ２２、２３と偏向器２１を制御する制御装置６とを備える荷電粒子線装置であって、制御装置６は、試料ステージ駆動時の推力情報と、試料ステージ２２、２３の位置毎に割り当てられた係数に基づいて、偏向器２１に供給する偏向信号を算出する。【選択図】図１
2018005974.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料室と、
当該試料室内に配置される試料ステージと、
荷電粒子線を放出する荷電粒子線源と、 
当該荷電粒子線源から放出される荷電粒子線を偏向する偏向器と、 
荷電粒子線を集束する集束レンズと、 
前記試料ステージと前記偏向器を制御する制御装置とを備える荷電粒子線装置であって、 
当該制御装置は、前記試料ステージ駆動時の推力情報と、前記試料ステージの位置毎に割り当てられた係数に基づいて、前記偏向器に供給する偏向信号を算出することを特徴とする荷電粒子線装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記制御装置は、前記試料ステージの変形量を算出する変形量算出手段を備え、当該変形量算出手段は、前記試料ステージを駆動する推力情報と試料の観察点の座標情報を用いて補正式によりステージ変形量を算出することを特徴とする荷電粒子線装置。
【請求項３】
請求項１において、
前記制御装置は、前記試料ステージの変形量を算出する変形量算出手段を備え、当該変形量算出手段は、試料の座標毎に像ドリフト量を記憶した補正マップを用いてステージ変形量を算出することを特徴とする荷電粒子線装置。
【請求項４】
請求項１において、
前記制御装置は、前記試料ステージのミラーおよびウェハ保持機構に変形量を検出するセンサを備え、当該センサを用いてミラーおよびウェハの相対変形量を計測することを特徴とする荷電粒子線装置。
【請求項５】
請求項４において、
前記センサは、ひずみゲージであることを特徴とする荷電粒子線装置。
【請求項６】
請求項４において、
前記センサは、ミラーおよびウェハ保持機構に内蔵して配置されることを特徴とする荷電粒子線装置。
【請求項７】
請求項３において、
前記補正マップはステージの経時変化に応じてマップに記憶する像ドリフト量を更新する機能を備えることを特徴とする荷電粒子線装置。
【請求項８】
請求項３において、
前記補正マップは前記試料ステージの移動量毎に像ドリフト量を記憶することを特徴とする荷電粒子線装置。
【請求項９】
請求項７において、
前記補正マップを更新する機能をＧＵＩ上に表示し、ユーザが任意のタイミングで実施できること特徴とする荷電粒子線装置。
【請求項１０】
請求項２において、
前記補正式は、像ドリフト量が許容範囲を超過する場合、自動補正式を更新すること特徴とする荷電粒子線装置。
【請求項１１】
請求項１において、
前記制御装置は、
前記試料ステージ駆動時の推力情報と、前記試料ステージの位置及び前記試料ステージの移動方向の組み合わせ毎に割り当てられた係数に基づいて、前記偏向器に供給する偏向信号を算出することを特徴とする荷電粒子線装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、荷電粒子線装置に係り、特に、画像取得の際に発生する像ずれを効果的に抑制する荷電粒子線装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
微細な対象物を観察するための装置として、電子顕微鏡に代表される荷電粒子線装置が用いられている。その中でも、半導体ウェハ上に形成されたパターンの測定や、欠陥の検査を行う荷電粒子線装置には、半導体ウェハの大型化に伴い、Ｘ−Ｙ方向の寸法が大きなステージが設けられている。一方、半導体デバイスの量産工程のプロセス管理等に用いられる荷電粒子線装置には、高いスループットが要求されている。高スループット化の実現のためには、ステージ移動後、直ちに測定や検査のためのビーム照射を行うことが望ましいが、ステージ移動後に発生する像ゆれ（ドリフト）によって、適正な位置にビームを照射できない場合がある。
【０００３】
特許文献１には、予め取得する参照画像と比較画像を画像処理する事で二つの像の相互相関関数を求め、相互相関関数の最大強度位置を探索する事で像ドリフトを算出する方法が記載されている。本法によると、原子配列のような周期構造を持つ試料の場合でも、ずれた周期に応じて像ドリフト量を正確に算出する事ができる。
【０００４】
特許文献２には、ステージの位置の特定が可能なレーザー測長システムを備えたステージ装置が開示されている。特許文献１に開示のステージ装置では、ステージを構成するボールねじの熱変化による熱膨張や、超音波モータの接触面摩擦変化などにより、停止位置がドリフトするという課題に対し、レーザー測長システムによる位置特定に応じて、ビームの照射位置を補正する手法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−２１０９９９号公報
【特許文献２】特開２００７−４２５１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１や特許文献２に開示の手法によれば、画像処理やステージの位置の特定に基づいて、ドリフト量を求めているが、得られた画像や測長値に基づいてドリフト量を算出するため、ステージ変形に伴いドリフト量が時間変化していく場合、ドリフト量の補正遅れが生じ、十分な補正効果を得ることができない。さらに、像ドリフトの時間変化はステージの移動距離や移動方向、ウェハ測定点などに依存するため、画像情報からドリフトの変化量を予測して補正する事も困難である。また、ステージ変形時のＳＥＭ画像の補正方法についても言及されていない。
【０００７】
以下に、ステージ移動直後の撮像中におけるステージ変形等に伴う像ドリフトを補正することを目的とする荷電粒子線装置を提案する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するための一態様として以下に、試料室と、当該試料室内に配置される試料ステージと、荷電粒子線を放出する荷電粒子線源と、当該荷電粒子線源から放出される荷電粒子線を偏向する偏向器と、荷電粒子線を集束する集束レンズと、前記試料ステージと前記偏向器を制御する制御装置とを備える荷電粒子線装置であって、当該制御装置は、前記試料ステージ駆動時の推力情報と、前記試料ステージの位置毎に割り当てられた係数に基づいて、前記偏向器に供給する偏向信号を算出する荷電粒子線装置を提案する。
【発明の効果】
【０００９】
上記構成によれば、ステージ移動直後であってもドリフトのない画像の取得が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】荷電粒子線装置の断面図。
【図２】ＸＹステージ機構を上部から見た模式図である。
【図３】リニアガイドの転動体の状態を表す模式図。
【図４】ミラーの変形を表す模式図。
【図５】ウェハの変形を表す模式図。
【図６】像ドリフトを表す概略図。
【図７】ステージ推力と像ドリフトの関係を表す概略図。
【図８】補正式を用いた偏向量補正処理を示すフローチャート。
【図９】像ドリフトマップ作成処理を示すフローチャート。
【図１０】像ドリフト補正マップを表す模式図。
【図１１】ステージ変形量を検出するセンサ配置を示す模式図。
【図１２】センサを用いた偏向量補正処理を示すフローチャート。
【図１３】荷電粒子線の照射位置補正を行うための補正係数テーブルの一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
半導体素子の微細化に伴い、製造装置のみならず、検査や評価装置にもそれに対応した高精度化が要求されている。通常、半導体ウェハ上に形成したパターンの評価および形成されたウェハ上の欠陥の検査のために、走査型電子顕微鏡（Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ：ＳＥＭ）が用いられている。特に、パターンの形状寸法を評価する場合には測長ＳＥＭが用いられる。
【００１２】
測長ＳＥＭは、ウェハ上に電子線を照射し、得られた二次電子信号を画像処理することで、その明暗の変化からパターンのエッジを判別して寸法等を計測する装置である。半導体の微細化に対応するためには、高い観察倍率において、ノイズの少ない二次電子像を得ることが重要である。そのため、二次電子像を複数枚重ね合わせてコントラストを向上させる必要がある。また、微細な評価対象パターンを正確に測長するために電子顕微鏡の視野を評価対象パターンに正確に位置付ける必要がある。そのため、評価対象パターン近傍に存在する特徴的なパターンを、予め用意したテンプレートを用いたマッチング処理によって見つけ出し、特徴的なパターンと既知の位置関係にある評価対象パターンに対して視野位置合わせを行う（以下、アドレッシングと呼ぶ）。
【００１３】
測長ＳＥＭでは、通常ウェハ全域を観察、検査するために、ウェハ上の所望の測定箇所を電子ビームの照射位置に位置決めすることが可能なＸＹステージが配置される。ＸＹステージ装置では、ＸテーブルおよびＹテーブルがリニアガイドにより案内され、リニアモータなどの駆動機構を駆動することで、試料室に対してそれぞれＸ方向およびＹ方向に移動する。ＸＹテーブル上にはバーミラーが配置され、レーザ干渉計などの位置検出器を用いてステージ位置を検出し、サーボ制御系を構成する。検出したステージ位置情報は、電子線を走査する電子光学系へフィードバックして電子線の偏向量を補正する事で、ステージ振動に電子線を追従させ、ステージの位置ずれを補正することができる。
【００１４】
ＳＥＭではウェハ検査・計測のスループット向上のため、ステージ移動完了直後から電子光学系で撮像開始し、ＳＥＭ画像を取得するのが好ましい。しかし、ステージ移動直後はステージが完全には停止しておらず、リニアガイドの転動体が弾性変形しながら数十〜数百ナノメートル程度ステージが移動している。ＸＹステージは所望の観測点に止める様にサーボ制御が行われるため、リニアガイドの弾性変形によるステージ位置変化に伴ってステージに加わるリニアモータ推力は変動していく。この時、微小なリニアモータ推力がテーブルに加わる事で、テーブル上のバーミラーおよびウェハに数ナノメートルオーダの弾性変形が生じ、バーミラーとウェハ上の測定点の相対位置関係を変化させる。
【００１５】
このレーザ位置情報を用いてステージの位置決めを行う場合、ウェハ上の測定点を正確にビーム照射位置に位置決めすることができず、アドレッシングで位置合わせした視野中心からミラーとウェハの相対位置変化分の視野ずれが生じる。また、複数枚連続して撮像して各画像を積算する場合、ウェハ測定点およびバーミラーの相対位置の時間変化に伴い初期画像とそれ以降の画像で視野ずれ量が異なる像ドリフトが発生し、像がぼやけるなど像障害に繋がる。
【００１６】
発明者らの検討によって、上記像ドリフトは、ステージの移動方向やステージ座標に応じて変化する場合があり、移動方向やステージ座標に応じた適正なドリフト補正を行うことによって、ドリフトを抑制し得ることが明らかになった。以下に説明する実施例では、ステージの推力情報をもとに、移動方向やステージ座標に応じたドリフト補正を行うことができるステージ装置を備えた荷電粒子線装置について説明する。
【００１７】
以下に説明する実施例では主に、試料室と、当該試料室内に配置される試料ステージと、当該試料ステージの上部に設置される荷電粒子線源と、荷電粒子線を偏向する偏向手段（偏向器）と、荷電粒子線を集束する集束レンズを有する光学系カラムと、前記光学系カラムおよび試料ステージを制御する制御装置とを備える荷電粒子線装置であって、当該制御装置は、前記試料ステージ駆動時の推力情報と、ステージの移動方向とステージ座標の組み合わせごとに割り当てられたテーブル情報とを用いて、荷電粒子線の照射位置補正を行う荷電粒子線装置を提案する。
【００１８】
上記構成によれば、ステージ移動後のテーブル、ミラー、およびウェハの変形によらず、高精度な照射位置補正を行うことが可能となる。以下に説明する実施例では、照射位置の変位が、ステージの移動方向、ステージ座標、及びステージ推力によって変動することに鑑み、これらの条件に応じて、照射位置補正値（ビームの偏向量と偏向方向）を導出する事で、ステージ変形に起因する像ドリフト等の像障害の無い高精細なＳＥＭ像取得が可能となる。また、撮像の待ち時間を設ける事無く、ステージ移動直後から撮像する事が可能となり、装置スループット向上に寄与する。
【００１９】
以下に説明する実施例は、ＳＥＭのような荷電粒子線装置およびＳＥＭで取得する画像の像ドリフト補正に関するものである。
【実施例１】
【００２０】
図１は、本実施例における荷電粒子線装置の断面図である。図１において、試料室１内に固定されたベース７上には、Ｘステージ２２およびＹステージ２３が搭載される。ＸＹステージにはテーブルのＸ方向の位置を測定するためのレーザ干渉計１０ｘおよびミラー１１ｘが設置される。Ｘレーザ干渉計１０ｘは、ミラー１１ｘに対してレーザ光を照射し、その反射光を用いて試料室１とＸテーブルのＸ方向の相対変位量（以下、Ｘレーザ値と呼ぶ）を計測する。Ｘレーザ値を制御装置６にフィードバックすることでＸ方向に対するサーボ制御系を構成する。
【００２１】
Ｙ方向についても同様に、レーザ干渉計（図示せず）を用いてＸテーブルのＹ方向の相対変位を検出し、サーボ制御系を構成する。これにより、ＸテーブルをＸＹ方向の所望の位置に位置決めし、ウェハ２上全面に対する検査・計測を行う。
【００２２】
試料室１には、電子光学系を保持するカラム３が配置される。カラム３には、電子線４によって二次電子像を生成するための電子銃５を備えている。生成した二次電子は二次電子検出器１７によって検出される。二次電子検出器１７で検出した二次電子信号は、画像処理部１８に入力することでＳＥＭ像に変換される。
【００２３】
制御装置６には、演算処理部、リニアモータ駆動用アンプ等が含まれていており、ＸＹテーブルの駆動力を演算するサーボ制御系が構成される。
【００２４】
偏向制御部１９では、制御装置６に格納したレーザ位置信号を用いて偏向コイル２１を制御することで、ステージ振動に電子線を追従させ、ステージ振動に起因した像揺れを低減する事ができる。
【００２５】
以上の構成により、ウェハ２を試料室１に対してＸＹ平面で移動し、カラム３によって試料の撮像を行うことができる。
【００２６】
図２は、ＸＹステージ機構を上部から見た模式図である。ベース７上には、２つのＹリニアガイド１２ｙ、１３ｙを介してＹ方向に自由に移動できるＹテーブル８ｙが配置されるとともに、Ｙリニアモータ１４ｙがＹ方向に相対的に推力を発生させるように配置される。Ｙテーブル８ｙ上には、２つのＸリニアガイド１２ｘ、１３ｘを介してＸ方向に自由に移動できるＸテーブル８ｘが配置されると共に、Ｘリニアモータ１４ｘがＸ方向に推力を発生させるように配置される。これにより、Ｘテーブル８ｘは、ベース７および試料室１に対してＸＹ方向に移動することが可能となる。
【００２７】
Ｘテーブル８ｘ上にはウェハ２が積載される。ウェハ２の配置には機械的拘束力または静電気力等の保持力を備えたウェハ保持機構（図示せず）を用いる。
【００２８】
なお、本実施例では、駆動機構としてリニアモータを用いたが、例えば、ボールねじや圧電アクチュエータ等、真空中で使用可能なアクチュエータを用いることも可能である。また、ステージの位置検出にはレーザ干渉計を用いたが、例えばリニアスケールなどの他の位置検出方法を用いることも可能である。
【００２９】
図３は、リニアガイドの転動体の状態を表す模式図である。（ａ）はステージ移動中の転動体の状態を示す模式図である。この領域ではリニアガイド１２の転動体３０が転がりながらステージが移動する。（ｂ）はステージ移動後の状態を示す模式図である。ステージ移動直後は完全に停止しているわけではなく、転動体３０が弾性変形しながらわずかに変位している。（ｂ）の領域では、リニアガイドの転がり摩擦が非線形ばねとして振る舞うため、１〜２秒程度の遅い時定数で数十ナノメートルから数百ナノメートル程度ステージが変位する。
【００３０】
装置スループット向上のためには、ステージ移動直後から試料を撮像することが望ましい。しかし、（ｂ）の領域で撮像した場合、リニアガイドの弾性変形に伴ってリニアモータに推力変動が生じる。リニアモータの推力変動はテーブル８上のミラーおよびウェハの変形を引き起こし、像ドリフトの原因となる。
【００３１】
なお、リニアガイド等の転動体を用いない案内機構（例えば、流体軸受けや磁性軸受など）を用いれば転動体の弾性変形に伴うリニアモータの推力変動は引き起こさない。しかし、荷電粒子線装置は、真空雰囲気内で荷電粒子線を試料に照射する必要があるため、流体軸受けや磁性軸受を適用することが困難である。したがって、視野位置決め精度を改善するためには、ステージ変形による像ドリフトを補正する事が必要である。
【００３２】
図４は、ミラーの変形を表す模式図である。（ａ）はミラーが変形していない時の模式図である。この場合、ウェハ２上の各観測点ａ、ｂ、ｃとＹミラー１１ｙの相対位置関係は同等である。（ｂ）はミラーが変形した時の模式図である。（ｂ）に示すようにミラーがＹ軸方向にΔＹだけ変形した場合、ミラーの変形に伴いＹ軸のレーザ値が変化するため、制御装置６ではＸテーブルがΔＹだけ移動したと見なしてサーボ制御を行う。Ｘテーブルが所望の観測点上にいた場合、ΔＹだけ観測点の視野中心から位置ずれすることとなる。
【００３３】
図５は、ウェハの変形を表す模式図である。（ａ）はウェハ変形なしの時の模式図、（ｂ）はウェハ変形ありの時の模式図である。図５（ｂ）のように、ウェハがＸ軸方向にΔＸだけ変形した場合、照射する電子線と観測点にΔＸだけ位置ずれを生じる。図２のステージの様に、リニアモータがテーブル端に配置される場合、推力変動の影響がウェハ座標毎に不均一となるため、ウェハ座標上の各観測点ａ、ｂ、ｃではそれぞれ変形量が異なる。また、変形量はステージの移動量や移動方向にも依存するため、これらを勘案した変形量の推定法および補正法が必要となる。なお、ウェハおよびミラーの両方に変形を生じた場合、両者の変形量の加算値がＳＥＭ画像の視野ずれとなる。
【００３４】
図６は、像ドリフトがない画像と像ドリフトが含まれる画像の例を示す図である。（ａ）は像ドリフトなしのＳＥＭ像、（ｂ）は像ドリフトが生じた場合のＳＥＭ像である。（ａ）のように像ドリフトしていない場合、画像処理により取得したＳＥＭ像６１の視野中心６３に回路パターン６２を捉える事ができる。しかし、（ｂ）のようにミラー・ウェハの変形に伴い像ドリフトが生じた場合、視野位置決め精度が劣化する。ミラーおよびウェハがＸ軸方向にΔＸ変形した場合、Ｘ軸方向の視野ずれ量はΔＸとなる。
【００３５】
図７は、ステージ推力と像ドリフトの関係を示す概略図である。（ａ）はステージ推力波形である。ステージ推力は制御装置６で演算するリニアモータの駆動指令から算出する。（ｂ）は像ドリフト波形である。像ドリフトは同一の試料パターンを複数枚連続して撮像し、初期画像からのずれを算出することで、測定できる。（ｃ）はステージ推力に対する像ドリフト特性を示す概略図である。ステージ推力と像ドリフトを測定することで、次式に示すステージ推力に対する像ドリフト特性を求める事ができる。
【００３６】
Ｘｓｅｍ＝ｋＴ  ［式１］
ここで、ＸｓｅｍはＸ軸の像ドリフト量、ＴはＸ軸リニアモータの推力、ｋは比例係数である。予め、比例係数ｋを求めておくことで、撮像中の像ドリフト量Ｘｓｅｍが推力情報Ｔを用いて算出することが可能となる。なお、比例係数ｋは多項式としても良い。
【００３７】
また、試料観察点の座標によって、ステージの重心変化が生じ、ステージ推力に対する像ドリフト特性が変化する。そのため、像ドリフト量の補正式は、ステージ座標並びに推力の情報を用いて算出する形式とすることが好ましい。
【００３８】
Ｘｓｅｍ＝ｋ（Ｘ、Ｙ）Ｔ  ［式２］
ここで、ＸおよびＹは試料観測点におけるＸ軸およびＹ軸の座標であり、比例係数ｋはＸおよびＹの関数となっている。なお、ここではＸ軸の補正式について述べたが、Ｙ軸に対しても同様の多項式を用いることで像ドリフト量を算出することができる。
【００３９】
図８は、補正式を用いた偏向量補正処理を示すフローチャートである。処理Ｓ８０１では、ウェハ上の観察点を決定する。処理Ｓ８０２では、ステージ移動を行い、電子顕微鏡の視野内に観察する試料パターンを位置決めする。処理Ｓ８０３では、電子顕微鏡での撮像を開始する。処理Ｓ８０４では、補正式式１または式２の補正式を用いて像ドリフト量を推定する。処理Ｓ８０５では、像ドリフト量を補正するための電子光学系の偏向量を算出し、偏向補正を行う。処理Ｓ８０６では、電子顕微鏡の撮像を完了する。処理Ｓ８０７では、像ドリフト補正時の像ドリフト量を算出する。処理Ｓ８０８では、像ドリフト量が許容範囲内か否かの判定を行う。処理Ｓ８０９では、像ドリフト量が許容範囲を超過する場合、補正式を自動更新する。ユーザのマニュアル操作時に像ドリフトが確認された場合は、補正式を更新する機能をＧＵＩ上に表示し、ユーザが任意のタイミングで実行できるようにしても良い。
【００４０】
図１３は、上述のような照射位置補正を行うための補正係数テーブル（マップ）の一例を示す図である。図１３に例示する補正係数テーブルは、座標（位置）とステージの移動方向の組み合わせ毎に、係数（例えば式１、２のｋ）と補正方向が記憶されており、ステージの移動方向（現在の測定位置（ビームの走査位置）に対する次の測定位置の方向）と、次の測定位置の座標を、制御装置６内のメモリ等に予め記憶されている電子顕微鏡の撮像レシピから読み出し、現在の測定点から次の測定点に要する駆動機構の推力情報を式２に例示するような演算式に代入することによって、偏向器に供給する偏向信号を求める。図１３の補正係数テーブルは、ウェハをｉ×ｊのマトリクス状に領域分割したときのそれぞれの領域（位置）毎に、補正係数情報が登録できるようになっている。また、ステージの移動方向（図１３の例ではθ１〜θｎ）に応じて異なる係数を登録できるようになっている。更に、図１３に例示するテーブルには、係数だけではなく、補正方向に関する情報も登録できるようになっている。また、ステージの移動方向は現在の測定位置と、次の測定位置の座標情報から三角関数を用いて求めるようにしても良い。
【００４１】
図１３に例示するようなテーブルを用意し、次の測定位置が属する領域を選択すると共に、レシピに予め登録されているステージの移動情報から推力を抽出し、測定位置に至るまでのステージの動作に応じた補正量を求めることによって、ステージの動作条件に応じたビームの照射位置補正を行うことが可能となる。
【実施例２】
【００４２】
マップを用いた補正法について示す。図９は、像ドリフトマップ作成処理を示すフローチャートである。処理Ｓ９０１では、ウェハ上の観察点を決定する。ウェハの観測点は等間隔に格子状に定める。変形の影響が大きい箇所がある場合は、その座標周辺で格子を細かく分割する事で補正精度を高めても良い。
【００４３】
処理Ｓ９０２では、Ｓ９０１で決定した座標に対してステージの移動を行い、観察する試料パターンを電子顕微鏡の視野内に位置決めする。ステージ移動距離によって像ドリフト量が異なる場合は、同座標上に対して種々のステージ移動距離の位置決めを行っても良い。
【００４４】
処理Ｓ９０３では、ステージ移動後複数枚連続してＳＥＭ像を取得する。処理Ｓ９０４では、複数枚取得した各画像に対して、視野中心からの試料パターンの視野ずれを算出する。視野ずれ量はＸＹ両方の軸に対してそれぞれ算出する。算出した試料パターンの視野ずれ量の時刻歴応答（像ドリフト量）を、像ドリフトマップに保存する。
【００４５】
処理Ｓ９０５ではウェハ全面に対してマップ化が終了したか否かを判定する。終了の場合、マップ化完了となる。そうでない場合、処理Ｓ９０１に戻る。補正処理に際して、マップを取得時とステージ移動方向が正負逆になる場合、補正量をマイナス倍して補正を行えば良い。
【００４６】
図１０は、像ドリフト補正マップを表す模式図である。ウェハ座標毎に、図９のマップ作成処理により得られる像ドリフト量データが格納される。例えば、座標Ａでは移動距離１、２、３〜に対応するＸ軸およびＹ軸の像ドリフト量が格納される。像ドリフト量が移動距離に依存しない場合は単一の移動距離のみのマップを作成すれば良い。
【００４７】
リニアガイドが摩耗等の経時変化が生じた場合、ステージ推力と変形量の関係が変化するため、像ドリフト量も変動する。この場合、像ドリフト量を常にモニタし、補正による効果が低下した場合はユーザに対してその旨をＧＵＩ上で通知し、装置のメンテナンス時期を警告すると良い。また、ＧＵＩ上にマップの更新ボタンを表示し、ユーザが任意のタイミングでマップを更新できるようにしても良い。
【実施例３】
【００４８】
ステージ変形を検出するセンサを用いた補正法について示す。図１１は、ステージ変形量を検出するセンサ配置を示す模式図である。変形の検出に用いるセンサは、ひずみゲージ等を用いることができる。ミラー変形量検出するセンサは、ミラー裏面等に設置することができる。ウェハ変形量を検出するセンサは、ウェハに直接センサを設置することはできないため、ウェハ保持機構に取付けることで等価的にウェハ変形量を検出する。センサはミラーおよびウェハ保持機構に内蔵する構造としても良い。
【００４９】
また、図１１の様にウェハ座標を格子状に分割し、複数枚センサを設置することで、座標毎の変形を検出する事ができる。
【００５０】
図１２は、センサを用いた偏向量補正処理を示すフローチャートである。処理Ｓ１２０１では、ウェハ上の観測点を決定する。処理Ｓ１２０２では、処理Ｓ１２０１で決定した座標に対してステージ移動を行い、観察する試料パターンを電子顕微鏡の視野内に位置決めする。処理Ｓ１２０３では、電子顕微鏡での撮像を開始する。処理Ｓ１２０４では、ひずみセンサ等を用いてミラーおよびウェハの各観測点における変形量を測定する。ミラー・ウェハの相対変形量は、次式を用いて算出する。
【００５１】
Ｄｒ＝Ｄｍ−Ｄｗ    ［式３］
ここで、Ｄｒはミラー・ウェハの相対変形量、Ｄｍはミラー変形量、Ｄｗはウェハ変形量である。処理Ｓ１２０５では、変形量を偏向補正するための補正量を算出し、偏向補正を行う。処理Ｓ１２０６では、現在の観測点での撮像を完了して、ウェハレシピに従い次の測定点へステージを移動する。
【００５２】
以上のように構成した荷電粒子線装置によれば、ステージ移動後のテーブル上のミラーおよびウェハの変形量を、補正式、マップ、センサ等の変形量推定手段を用いて推定し、変形量の推定値を電子光学系の偏向制御系へフィードバックして偏向量を補正する事で、ステージ変形に起因した像ドリフト等の像障害の無い高精細なＳＥＭ像取得が可能となる。また、撮像の待ち時間を設ける事無く、ステージ移動直後から撮像する事が可能となり、装置スループット向上に寄与する。
【符号の説明】
【００５３】
１  試料室
２  ウェハ
３  カラム
４  電子線
５  電子銃
６  制御装置
７  ベース
８  テーブル
１０  レーザ干渉計
１１  ミラー
１２、１３  リニアガイド
１４  リニアモータ
１７  二次電子検出器
１８  画像処理部
１９  偏向制御部
２１  偏向コイル
２２  Ｘステージ
２３  Ｙステージ
３０  転動体
６１  ＳＥＭ像
６２  回路パターン
６３  視野中心
１１１  ひずみセンサ
９０６  像ドリフトマップ
【図１】
2018005974.tif 000003
【図２】
2018005974.tif 000004
【図３】
2018005974.tif 000005
【図４】
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【図５】
2018005974.tif 000007
【図６】
2018005974.tif 000008
【図７】
2018005974.tif 000009
【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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