(57)【要約】【課題】ＸＹステージを高速に移動させる場合であっても像揺れを低減できる荷電粒子線装置を提供する。【解決手段】試料が配置されるＸＹステージと、前記試料へ荷電粒子線を照射する荷電粒子線源と、前記荷電粒子線の照射によって前記試料から放出される荷電粒子を検出する検出器と、前記検出器から出力される検出信号に基づいて前記試料のＳＥＭ画像を生成する画像生成部と、を備える荷電粒子線装置であって、前記ＸＹステージの移動開始点と移動終了点に基づいて制御パラメータを設定し、前記ＸＹステージを移動させる駆動部を前記制御パラメータにより制御する制御部をさらに備えることを特徴とする。【選択図】図５
2019140018.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料が配置されるＸＹステージと、前記試料へ荷電粒子線を照射する荷電粒子線源と、前記荷電粒子線の照射によって前記試料から放出される荷電粒子を検出する検出器と、前記検出器から出力される検出信号に基づいて前記試料のＳＥＭ画像を生成する画像生成部と、を備える荷電粒子線装置であって、
前記ＸＹステージの移動開始点と移動終了点に基づいて制御パラメータを設定し、前記ＸＹステージを移動させる駆動部を前記制御パラメータにより制御する制御部をさらに備えることを特徴とする荷電粒子線装置。
【請求項２】
請求項１に記載の荷電粒子線装置であって、
前記制御部は、移動開始点と移動終了点の組毎に前記制御パラメータが格納されるパラメータマップを記憶する記憶部を有し、
与えられた移動開始点及び移動終了点と前記パラメータマップとに基づいて前記制御パラメータを設定することを特徴とする荷電粒子線装置。
【請求項３】
請求項２に記載の荷電粒子線装置であって、
前記パラメータマップは、前記ＸＹステージを移動させた後に取得されるＳＥＭ画像の周波数解析の結果に基づいて作成されることを特徴とする荷電粒子線装置。
【請求項４】
請求項２に記載の荷電粒子線装置であって、
前記パラメータマップは、前記ＸＹステージが定常状態であるときのＳＥＭ画像である参照画像と前記ＸＹステージを移動させた後に取得されるＳＥＭ画像との周波数解析の結果に基づいて作成されることを特徴とする荷電粒子線装置。
【請求項５】
請求項２に記載の荷電粒子線装置であって、
前記パラメータマップは、前記ＸＹステージの案内機構または駆動部の変化によって前記ＳＥＭ画像に含まれる振動の振幅が所定の閾値以上になったときに更新されることを特徴とする荷電粒子線装置。
【請求項６】
請求項５に記載の荷電粒子線装置であって、
前記パラメータマップの更新前後のＳＥＭ画像をそれぞれ表示することを特徴とする荷電粒子線装置。
【請求項７】
請求項２に記載の荷電粒子線装置であって、
前記パラメータマップは、前記ＸＹステージのＺ座標毎に作成されることを特徴とする荷電粒子線装置。
【請求項８】
請求項２に記載の荷電粒子線装置であって、
前記パラメータマップは、前記ＸＹステージのチルト角度毎に作成されることを特徴とする荷電粒子線装置。
【請求項９】
請求項１に記載の荷電粒子線装置であって、
前記制御部は、特定の振動周波数成分を除外するフィルタリング処理を行うフィルタ処理部を有することを特徴とする荷電粒子線装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の荷電粒子線装置であって、
前記フィルタ処理部は、ノッチフィルタにより前記フィルタリング処理を行うことを特徴とする荷電粒子線装置。
【請求項１１】
請求項９に記載の荷電粒子線装置であって、
前記フィルタ処理部により除外される振動周波数成分は、前記ＸＹステージを移動した後に取得されるＳＥＭ画像の周波数解析の結果に基づいて特定されることを特徴とする荷電粒子線装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の荷電粒子線装置であって、
前記フィルタ処理部により除外される振動周波数成分は、前記周波数解析の結果において所定の閾値以上の振幅を有する周波数であることを特徴とする荷電粒子線装置。
【請求項１３】
請求項１１に記載の荷電粒子線装置であって、
前記フィルタ処理部により除外される振動周波数成分は、前記ＸＹステージを移動した後に異なる時刻で取得される各ＳＥＭ画像の周波数解析の結果に基づいて求められる振幅の減衰係数が所定の閾値以上の周波数であ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】
本発明は荷電粒子線装置に係わり、特に荷電粒子線装置で取得する画像の像揺れ防止に関する。
【背景技術】
【０００２】
荷電粒子線装置は、電子線のような荷電粒子線を試料に照射し、試料から放出される荷電粒子を検出することにより、試料を観察する画像を形成する装置である。荷電粒子線装置が設定される床面の振動等の影響により試料が振動すると、形成される画像には観察に不適な像揺れが含まれてしまう。
【０００３】
画像に含まれる像揺れを低減する除振装置として、例えば特許文献１がある。特許文献１では、試料のパターン輪郭部に電子線をスポット照射してコントラストデータを検出し、その時間経過であるコントラスト振動データをフーリエ変換した結果に基づいて設定された駆動条件により、試料室の下に配置されたアクチュエータが駆動制御される。特許文献１によれば、振動を打ち消す逆位相の動作をアクチュエータに行わせるので、定常振動を低減できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３-２７８８２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１では床面からの振動の影響を低減できるものの、試料が配置されるＸＹステージの移動にともなって発生する振動については配慮がなされていない。特に荷電粒子線装置による半導体ウェハの検査・計測では、スループット向上のためにＸＹステージを高速に移動させるので振動はより大きくなる。
【０００６】
そこで、本発明は、ＸＹステージを高速に移動させる場合であっても像揺れを低減できる荷電粒子線装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために本発明は、ＸＹステージの移動に関する情報に基づいてＸＹステージを移動させる駆動部を制御することを特徴とする。
【０００８】
より具体的には、試料が配置されるＸＹステージと、前記試料へ荷電粒子線を照射する荷電粒子線源と、前記荷電粒子線の照射によって前記試料から放出される荷電粒子を検出する検出器と、前記検出器から出力される検出信号に基づいて前記試料のＳＥＭ画像を生成する画像生成部と、を備える荷電粒子線装置であって、前記ＸＹステージの移動開始点と移動終了点に基づいて制御パラメータを設定し、前記ＸＹステージを移動させる駆動部を前記制御パラメータにより制御する制御部をさらに備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ＸＹステージを高速に移動させる場合であっても像揺れを低減できる荷電粒子線装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の荷電粒子線装置の全体構成図である。
【図２】ウェハ保持機構１５の振動について説明する図である。
【図３】制御部６の詳細を示すブロック図である。
【図４】パラメータマップ４０１を説明する図である。
【図５】ＸＹステージの駆動部を制御する処理の流れを説明する図である。
【図６】特定の振動周波数成分を除外した後の制御入力と振幅の一例を示す図である。
【図７】パラメータマップ４０１を作成する処理の流れの一例について説明する図である。
【図８】試料のスキャン方向を示す概略図である。
【図９】パラメータマップ４０１を作成する処理の流れの他の例について説明する図である。
【図１０】参照画像とＸＹステージの移動直後のＳＥＭ画像の例を示す図である。
【図１１】ＳＥＭ画像の周波数解析(Ｓ９０５)と差分計算(Ｓ９０６)の概念を示す図である。
【図１２】各周波数成分の振幅の減衰係数の求め方について説明する図である。
【図１３】パラメータマップ４０１を更新する処理の流れの一例について説明する図である。
【図１４】キャリブレーションの実行画面の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００１１】
以下、図面を参照して、本実施例について説明する。
【００１２】
図１は、荷電粒子線装置の全体構成図である。図１において、試料室１内に固定されたベース７上には、２つのＹリニアガイド１２を介してＹ方向（紙面奥行き方向）に自由に移動できるＹテーブル９が配置されるとともに、Ｙリニアモータ１４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９上には、２つのＸリニアガイド１３を介してＸ方向に自由に移動できるＸテーブル８が配置されると共に、Ｘリニアモータ（図示せず）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８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。
【００１３】
Ｘテーブル８上には観察対象の試料であるウェハ２が配置される。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１５を用いる。
【００１４】
また、Ｘテーブル８及びＹテーブル９には、テーブルの位置を測定するためのレーザ干渉計１０およびミラー１１が設置される。レーザ干渉計１０は、ミラー１１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８またはＹテーブル９の相対変位量を計測する。計測された相対変位量が制御部６にフィードバックされることで、Ｘ方向及びＹ方向に対するサーボ制御系が構成される。これにより、Ｘテーブル８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。なお、Ｘテーブル８とＹテーブル９とを合わせてＸＹステージと呼ぶ。
【００１５】
試料室１の下面には床１９から試料室１に伝達する振動を除去するため、受動的除振装置として除振マウント１６がＸＹ軸に対して各軸２個ずつ合計４個配置される。
【００１６】
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、ウェハ２に電子線４を照射する電子銃５が備えられている。電子線４が照射されることによりウェハ２から放出された二次電子または反射電子は検出器１７によって検出され、検出信号として出力される。検出器１７から出力された検出信号は、画像生成部１８においてＳＥＭ画像に変換される。ＳＥＭ画像から試料パターンのエッジを抽出し、エッジの時間変化から取り出された振動波形は制御部６に入力され、ＸＹステージを駆動するＹリニアモータ１４及びＸリニアモータの駆動制御に用いられる。駆動制御の詳細は図３乃至６を用いて後述する。
【００１７】
なお、本実施例のＸＹステージの案内機構には、前述のリニアガイド以外にエアベアリング、ボールねじ等を用いることができる。また、ＸＹステージの駆動部には、前述のリニアモータ以外に磁気浮上、平面モータ、圧電モータ、パルスモータ等を用いることができる。さらに、ＸＹステージの位置検出には、前述のレーザ干渉計１０以外に、リニアスケール等の他の位置検出手段を用いても良い。
【００１８】
図２を用いて、ウェハ保持機構１５の振動について説明する。ウェハ保持機構１５には、ＸＹステージの移動にともない図２（ａ）に示す回転方向の振動や、図２（ｂ）に示すＸＹ方向の振動が発生する。ウェハ保持機構１５の振動の振幅や方向、減衰率はＸＹステージの座標によって異なる。レーザ干渉計１０とミラー１１により、ＸＹステージの振動は検出可能であるが、ウェハ保持機構１５の振動は検出できない。また、ウェハ保持機構１５の振動は数ｎｍ〜数十ｎｍオーダであり、振動検出器の分解能、配線の引き回し、電気ノイズの観点からウェハ保持機構１５に振動検出器を設置するのは困難である。したがって、ウェハ保持機構１５の振動を抑制するように、ＸＹステージを移動させることが好ましい。
【００１９】
図３は、制御部６の詳細を示すブロック図である。制御部６は、指令生成部３０１、フィルタ処理部３０２、フィードフォワード制御部３０３、フィードバック制御部３０４、記憶部３０５を有する。以下、各部について説明する。
【００２０】
指令生成部３０１は、移動開始点と移動終了点、速度、加速度等の指令を生成する。フィルタ処理部３０２は、指令生成部３０１によって生成された指令に基づき、例えば式１に示すノッチフィルタ等を用いて、特定の振動周波数成分を除外するフィルタリング処理を行う。
【００２１】
[式１]
F(s)＝(s2+ω2) / (s2+Ｑωs+ω2)
ここで、ｓはラプラス演算子、ωは除外される振動周波数成分の角周波数、Ｑは除外される振動周波数成分の先鋭度である。
【００２２】
制御パラメータであるωとＱは、例えば移動開始点と移動終了点のＸＹ座標と図４に示すパラメータマップ４０１に基づいて設定される。パラメータマップ４０１は記憶部３０５に記憶され、移動開始点のＸＹ座標である開始座標と移動終了点のＸＹ座標である終了座標との組毎にマトリクス形式で制御パラメータｆ（＝ω/２π）、Ｑを格納する。格納される制御パラメータの算出については図７等を用いて後述する。
【００２３】
ＸＹステージの移動開始点と移動終了点のＸＹ座標が与えられると、フィルタ処理部３０２はパラメータマップ４０１から制御パラメータを読み出し、制御パラメータを[式１]に代入してフィルタリング処理を行う。なお、Ｚ座標毎にパラメータマップ４０１を作成し、記憶部３０５に記憶しておいても良い。Ｚ座標毎のパラメータマップ４０１を記憶しておくことにより、ワーキングディスタンスを変更したときに発生するＸＹステージの振動にも対応可能となる。また、ＸＹステージのチルト角度毎にパラメータマップ４０１を作成してもよい。さらに、パラメータマップ４０１に格納されたＸＹＺ座標間やチルト角度間を線形補間、スプライン補間等で補間することで、格納されるＸＹ座標の点数やパラメータマップ４０１の数を削減することができる。なお、除外される振動周波数成分が複数存在する場合は、フィルタを多段計算することで、各振動周波数成分を低減可能である。
【００２４】
フィードフォワード制御部３０３は、ＸＹステージの応答性を向上するための制御入力を生成する。フィードバック制御部３０４は、位置検出器であるレーザ干渉計１０にて検出されるＸＹステージの位置と指令の誤差を低減するように制御入力を生成する。
【００２５】
フィードフォワード制御部３０３およびフィードバック制御部３０４で生成された制御入力を加算した結果に基づいて、ＸＹステージの駆動部であるＹリニアモータ１４及びＸリニアモータが駆動される。
【００２６】
図５を用いてＸＹステージの駆動部を制御する処理の流れを説明する。
【００２７】
Ｓ５０１では、観察点の座標が決定される。
【００２８】
Ｓ５０２では、ＸＹステージの現在座標と観察点の座標から、ＸＹステージの移動量が算出される。
【００２９】
Ｓ５０３では、移動開始点の座標である現在座標から移動終了点の座標である観察点の座標へＸＹステージを移動させる指令が生成される。
【００３０】
Ｓ５０４では、現在座標と観察点の座標に基づき、制御部６の記憶部３０５に記憶されたパラメータマップ４０１から制御パラメータが読み出され、必要に応じて補間がなされて制御パラメータが設定される。
【００３１】
Ｓ５０５では、Ｓ５０３にて生成された指令に従い、ＸＹステージを移動させる。ＸＹステージを移動させる際には、振動を励起しないように、フィルタリング処理、フィードフォワード制御、フィードバック制御等が行われる。
【００３２】
Ｓ５０６では、観察点の座標においてＳＥＭ画像が取得される。
【００３３】
以上説明した処理の流れにより、駆動信号から特定の振動周波数成分、例えばＸＹステージの機構振動周波数成分を除外した駆動が可能となる。なお、制御部６の構成や特定の振動周波数成分を除外する方法等はフィルタリング処理に限定されるものでは無く、ＸＹステージの軌道計画や移動指令の周波数整形等の他の方法が適用されても良い。
【００３４】
図６を用いて、本実施形態により特定の振動周波数成分を除外した後の制御入力と振幅の一例を、除外前のものと比較しながら説明する。図６（ａ）はＸＹステージの駆動部を駆動する制御入力の波形であり、図６（ｂ）は制御入力のフーリエ変換後の波形である。特定の振動周波数成分の除外前は、ＸＹステージの機構周波数ｆ１の成分を多く含む制御入力で駆動するため、像揺れを招く。機構振動周波数成分を除外した後は、機構周波数ｆ１の成分が低減し、ＸＹステージを移動させた直後であっても、機構振動にともなう像揺れを防止することできる。
【００３５】
図７を用いて、パラメータマップ４０１を作成する処理の流れの一例について説明する。
【００３６】
Ｓ７０１では、ウェハ２上の任意の移動開始点から移動終了点にＸＹステージを移動させる。
【００３７】
Ｓ７０２では、試料であるウェハ２に電子線４を照射することで移動直後のＳＥＭ画像が取得される。
【００３８】
Ｓ７０３では、Ｓ７０２で取得されたＳＥＭ画像の試料パターンのエッジが抽出され、エッジの時間変化から振動波形が取り出される。
【００３９】
図８は、試料のスキャン方向を示す概略図である。試料パターン８０１上をＸＹ方向にスキャンすることで、二次元のＳＥＭ画像が作成される。試料パターン８０１には、例えばラインパターン等が使用される。試料パターン８０１のばらつきや欠陥等のラフネスは、ＳＥＭ画像の周波数解析の結果に悪影響を及ぼす。そこで、Ｙスキャンの走査ゲインをゼロにしてＸ軸方向の同一位置を往復スキャンすることで、試料パターン８０１のラフネスの影響を低減することができ、Ｘ軸方向の機構振動周波数の検出精度を高めることができる。また、スキャン方向を９０度回転させることで、Ｙ軸のラフネスの影響を低減し、Ｙ軸方向の機構振動周波数の検出精度を高めることができる。なお、スキャン速度によって検出可能な周波数の上限が異なるので、検出したい周波数に応じてスキャン速度が選択するのが望ましい。
【００４０】
Ｓ７０４では、Ｓ７０３で得られた振動波形に対してフーリエ変換等による周波数解析が行われる。
【００４１】
Ｓ７０５では、Ｓ７０４での周波数解析の結果に基づき、除外される振動周波数が特定される。
【００４２】
Ｓ７０６では、Ｓ７０５で特定された振動周波数をＸＹステージの駆動信号から除外する制御パラメータが算出される。算出された制御パラメータは移動開始点及び移動終了点と対応付けられて記憶部３０５のパラメータマップ４０１に格納される。パラメータマップ４０１が十分に満たされるまでＳ７０１からＳ７０６までの処理の流れが繰り返されることにより、パラメータマップ４０１が作成される。
【００４３】
なお、図７に示した処理の流れは移動直後のＳＥＭ画像を取得するのみで実施可能であるため、製品出荷時やＸＹステージの移動毎等、任意のタイミングで実施しても良い。また、複数回の周波数解析の結果に対する平均値から制御パラメータを算出しても良い。その際、荷電粒子線装置に突発的な外乱が加わり、揺れ振幅が異常に大きな不適切なデータを含む場合は、当該データを含めずに平均値を求めたり、データ取得を再度実行したりしても良い。また、複数回の周波数解析の結果を逐次保存しておき、保存されたデータに対して機械学習等の学習則を用いて制御パラメータを算出しても良い。
【００４４】
図９を用いて、パラメータマップ４０１を作成する処理の流れの他の例について説明する。本例では、移動直後のＳＥＭ画像とともにＸＹステージが定常状態にあるときのＳＥＭ画像を参照画像として取得し、両ＳＥＭ画像を用いてパラメータマップ４０１を作成する。
【００４５】
Ｓ９０１では、任意の観測点においてＸＹステージが定常状態にあるときのＳＥＭ画像が参照画像として取得される。
【００４６】
Ｓ９０２では、任意の移動開始点からＳ９０１でＳＥＭ画像が取得された観測点へＸＹステージを移動させる。
【００４７】
Ｓ９０３では、ＸＹステージの移動直後のＳＥＭ画像が取得される。図１０に参照画像と移動直後のＳＥＭ画像の例を示す。参照画像はａ点で取得されたＳＥＭ画像であり、移動直後のＳＥＭ画像はｂ点からａ点へＸＹステージを移動させた直後に取得されたＳＥＭ画像であり、両画像とも試料パターンのエッジ周辺を含む。参照画像はＸＹステージが定常状態にあるときのＳＥＭ画像であるのでエッジに像揺れはないが、移動直後のＳＥＭ画像はエッジに像揺れが含まれる。また、参照画像と移動直後のＳＥＭ画像とを同じ座標で取得することにより、試料パターンの違いによる影響を排除することができる。
【００４８】
Ｓ９０４では、Ｓ９０１とＳ９０３でそれぞれ取得されたＳＥＭ画像の試料パターンのエッジが抽出され、各ＳＥＭ画像から振動波形が取り出される。
【００４９】
Ｓ９０５では、Ｓ９０４で得られた振動波形の両方に対してフーリエ変換等による周波数解析が行われる。
【００５０】
Ｓ９０６では、ＸＹステージが定常状態にあるときのＳＥＭ画像である参照画像とＸＹステージ移動直後のＳＥＭ画像との周波数解析の結果を用いて両者の差分が計算される。図１１にＳ９０５とＳ９０６での処理の概念図を示す。図１１の上段には参照画像と移動直後のＳＥＭ画像の例を、中段にはフーリエ変換を用いた周波数解析の結果の例を、下段には差分計算の結果の例を、それぞれ示す。ＸＹステージの機構振動周波数をｆ１とすると、移動直後のＳＥＭ画像には周波数ｆ１に振幅のピークが立つ。一方、参照画像には、床振動、ノイズ、音波による振動等による周波数成分のみが含まれる。そこで、式２のように、移動直後のＳＥＭ画像と参照画像の周波数成分の差分を計算することで、ＸＹステージの機構振動周波数ｆ１のみを検出することができる。
【００５１】
[式２]
yd(fi)＝ys(fi)-y0(fi)   (i=1,2,…m)
ここで、yd は差分の計算結果、ysは移動直後のＳＥＭ画像の周波数解析の結果、y0は参照画像の周波数解析の結果、fiは任意の周波数である。
【００５２】
Ｓ９０７では、Ｓ９０６で計算された差分に基づき、除外される振動周波数が特定される。なお、差分の計算結果に振幅のピークが複数存在する場合は、全てのピークの周波数を除外される振動周波数として特定しても良いし、所定の閾値以上の振幅を有する周波数を除外対象として特定しても良い。また、各周波数成分の振幅の減衰係数の大きさが所定の閾値以上の減衰係数を有する周波数を除外対象として特定しても良い。減衰係数は、ＸＹステージ移動後に異なる時刻で取得される複数のＳＥＭ画像に基づいて求められる。
【００５３】
図１２を用いて、各周波数成分の振幅の減衰係数の求め方について説明する。図１２の上段にはＸＹステージ移動後に異なる時刻ｔ1、ｔ2、ｔ3で取得される複数のＳＥＭ画像の例を、中段には各ＳＥＭ画像に対してフーリエ変換を用いた周波数解析の結果の例を、下段にはある周波数成分の振幅の経時変化の例を、それぞれ示す。振幅は時間の経過とともに指数関数的に減衰するので、振幅の経時変化は式３のように表せる。
【００５４】
[式３]
Ａ(ｔ)＝Ａ０ｅｘｐ(−ｔ／ζ)
ここで、Ａ(ｔ)は時刻ｔのときの振幅、Ａ０は定数、ζは減衰係数である。
【００５５】
図１１の下段に示したＡ(ｔ１)＝a１、Ａ(ｔ２)＝a２、Ａ(ｔ３)＝a３の数値の組を用いて、最小二乗法により式３を近似することで、定数Ａ０とともに減衰係数ζを求めることができる。なお、時刻ｔ1から時刻ｔ2までの時間および時刻ｔ２から時刻ｔ３までの時間が振動の周期である場合は、式４により減衰係数ζを求めることができる。
【００５６】
[式４]
ζ＝１/２×ln(a1/a3) / (２×π)
Ｓ９０８では、特定された振動周波数をＸＹステージの駆動信号から除外する制御パラメータが算出される。算出された制御パラメータは移動開始点及び移動終了点と対応付けられて記憶部３０５のパラメータマップ４０１に格納される。パラメータマップ４０１が十分に満たされるまでＳ９０１からＳ９０８までの処理の流れが繰り返されることにより、パラメータマップ４０１が作成される。
【００５７】
ＸＹステージの案内機構の磨耗や駆動部の経時変化等によりＸＹステージの機構振動周波数が変化した場合、パラメータマップ４０１を更新することが望ましい。そこで図１３を用いて、パラメータマップ４０１を更新する処理の流れの一例について説明する。
【００５８】
Ｓ１３０１では、ウェハ２上の任意の移動開始点から移動終了点にＸＹステージを移動させる。
【００５９】
Ｓ１３０２では、試料であるウェハ２に電子線４を照射することで移動直後のＳＥＭ画像が取得される。
【００６０】
Ｓ１３０３では、Ｓ１３０２で取得されたＳＥＭ画像の試料パターンのエッジが抽出され、エッジの時間変化から振動波形が取り出される。
【００６１】
Ｓ１３０４では、Ｓ１３０３で得られた振動波形に対してフーリエ変換等による周波数解析が行われる。
【００６２】
Ｓ１３０５では、Ｓ１３０４での周波数解析の結果に基づき、除外される振動周波数が特定される。
【００６３】
Ｓ１３０６では、Ｓ１３０５で特定された振動周波数と当該振動周波数での振幅がメモリ等に蓄積される。
【００６４】
Ｓ１３０７では、Ｓ１３０５で特定された振動周波数での振幅が所定の閾値と比較され、比較結果に基づいて制御パラメータの更新の要否が判定される。すなわち、当該振幅が閾値以上であれば制御パラメータを更新するためにＳ１３０８へ処理が進み、当該振幅が閾値未満であれば終了となる。閾値は、荷電粒子線装置の仕様や環境外乱等に基づいて設定されるのが好ましい。
【００６５】
Ｓ１３０８では、Ｓ１３０５で特定された振動周波数をＸＹステージの駆動信号から除外する制御パラメータが算出されて更新される。更新された制御パラメータは移動開始点及び移動終了点と対応付けられて記憶部３０５のパラメータマップ４０１に格納される。なお、制御パラメータの更新は、Ｓ１３０６で蓄積されたデータを全て用いても良いし、データの一部を用いて行っても良い。
【００６６】
また制御パラメータが更新されたことによる効果を視覚的に示すためにキャリブレーションの実行画面を表示しても良い。図１４にキャリブレーションの実行画面の一例を示す。本実行画面には、キャリブレーションの効果を視覚的に示すために、キャリブレーション実行前後のＳＥＭ画像や当該ＳＥＭ画像の周波数解析の結果が表示される。なお、キャリブレーションの設定として、スキャン速度、試料パターン、スキャン方向、その他のオプションを選択できるようしても良い。ユーザが各条件を設定した後、図７や図９等の処理の流れが実行され、その結果が本実行画面に出力されても良い。ユーザは出力された結果を踏まえて、制御パラメータを更新するか否かを選択できるようになる。
【００６７】
また、荷電粒子線装置の設置環境が変わると、床振動等の定常振動が変化することがあるので、図９に示した処理の流れのように参照画像を用いて制御パラメータを更新しても良い。さらに、制御パラメータの更新のタイミングをユーザが任意に決められるように、メンテナンス用ＧＵＩに閾値を超えたことをエラーメッセージとして表示し、ユーザに通知しても良い。
【００６８】
以上のように構成した荷電粒子線装置によれば、像揺れを含むＳＥＭ画像を用いて特定された振動周波数成分を除外するようにＸＹステージが駆動制御されるので、高スループット時でも機構振動にともなう像揺れの無い高精細なＳＥＭ画像を取得することができる。また、１枚当たり数十ｍｓ〜数百ｍｓ程度で取得可能なＳＥＭ画像を活用して機構振動周波数を特定するので、短時間でのキャリブレーションやメンテナンスが可能となる。
【００６９】
また本実施例ではウェハ保持機構１５の振動について述べたが、ＳＥＭ画像に現れる振動、例えばＸＹステージやカラム等の振動に対しても本発明は適用できる。さらに、ＸＹステージの振動をレーザ干渉計１０により計測し、計測結果を用いて電子線の偏向補正を行う場合に、レーザ干渉計１０の計測結果に本実施例のフィルタ処理を施しても良い。
【００７０】
なお、これらの全般的または具体的な態様は、装置、システム、集積回路、コンピュー
タプログラムまたはコンピュータ読み取り可能なＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒体で実現され
てもよく、装置、システム、集積回路、コンピュータプログラム及び記録媒体の任意な組
み合わせで実現されてもよい。
【００７１】
例えば、画像生成部１８、指令生成部３０１、フィルタ処理部３０２、フィードフォワード制御部３０３、フィードバック制御部３０４や記憶部３０５等の全てまたは一部は、ハードウエアで構成されてもよい。また、上記の生成部、処理部、制御部や記憶部を構成する構成要素の全てまたは一部は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）等により実行されるプログラムのモジュールであってもよい。
【００７２】
また、画像生成部１８、指令生成部３０１、フィルタ処理部３０２、フィードフォワード制御部３０３、フィードバック制御部３０４や記憶部３０５等の全てまたは一部は、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）及びＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）などを含んで構成されるコンピュータシステムから構成されてもよい。
【００７３】
なお、本発明の荷電粒子線装置は上記実施例に限定されるものではなく、発明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、上記実施例に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせても良い。さらに、上記実施例に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除しても良い。
【符号の説明】
【００７４】
１  試料室、２  ウェハ、３  カラム、４  電子線、５  電子銃、６  制御部、７  ベース、８  Ｘテーブル、９  Ｙテーブル、１０  レーザ干渉計、１１  ミラー、１２  Ｙリニアガイド、１３  Ｘリニアガイド、１４  Ｙリニアモータ、１５  ウェハ保持機構、１６  除振マウント、１７  検出器、１８  画像生成部、１９  床、３０１  指令生成部、３０２  フィルタ処理部、３０３  フィードフォワード制御部、３０４  フィードバック制御部、３０５  記憶部、４０１  パラメータマップ、８０１  試料パターン
【図１】
2019140018.tif 000003
【図２】
2019140018.tif 000004
【図３】
2019140018.tif 000005
【図４】
2019140018.tif 000006
【図５】
2019140018.tif 000007
【図６】
2019140018.tif 000008
【図７】
2019140018.tif 000009
【図８】
2019140018.tif 000010
【図９】
2019140018.tif 000011
【図１０】
2019140018.tif 000012
【図１１】
2019140018.tif 000013
【図１２】
2019140018.tif 000014
【図１３】
2019140018.tif 000015
【図１４】
2019140018.tif 000016