(57)【要約】【課題】荷電粒子ビームのビームコンディションが変化する場合であっても、照射位置の所望の精度を確保して、試料を精度良く加工する。【解決手段】制御部１８は、予め設定された複数のビームコンディションの集束イオンビームを用いて試料Ｓに各種の加工を行なうことに先立って、観察用のビームコンディションの集束イオンビームを試料Ｓに照射することによって、検出器１５によって検出された二次荷電粒子Ｒの強度の２次元分布を示す画像データを取得する。制御部１８は、画像データにおける試料Ｓの表面上において複数の位置調整用照射枠を設定し、複数の位置調整用照射枠毎に異なるビームコンディションの集束イオンビームを照射して、複数の照射痕を試料Ｓの表面上に形成する。制御部１８は、複数の照射痕の中心位置の差を、複数のビームコンディションの照射位置のずれを補正するための補正量として設定する。【選択図】図１
2015088316.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料を固定するステージと、
前記試料に荷電粒子ビームを照射する荷電粒子ビーム鏡筒と、
前記荷電粒子ビームの照射によって前記試料から放出される二次粒子を検出する検出器と、
前記検出器によって検出された前記二次粒子の量を前記試料の表面上における前記荷電粒子ビームの照射位置に対応付けた輝度信号に変換することによって、前記二次粒子の量の２次元分布を示す画像データを生成する画像データ生成手段と、
前記画像データにおける前記試料の表面上に第１のビームコンディションの第１加工用照射枠と第１位置調整用照射枠と、前記第１のビームコンディションとは異なる第２のビームコンディションの第２加工用照射枠と第２位置調整用照射枠と、を設定し、
前記荷電粒子ビーム鏡筒によって、前記第１位置調整用照射枠に前記第１のビームコンディションの前記荷電粒子ビームを照射させて第１の照射痕を形成し、前記第２位置調整用照射枠に前記第２のビームコンディションの前記荷電粒子ビームを照射させて第２の照射痕を形成し、
前記荷電粒子ビームの照射によって前記第１の照射痕および前記第２の照射痕を検出し、
前記第１の照射痕の所定位置と前記第２の照射痕の所定位置との位置ずれ量に基づいて、前記第２加工用照射枠の位置を補正する制御手段と、
を備える、
ことを特徴とする荷電粒子ビーム装置。
【請求項２】
前記第１のビームコンディションおよび前記第２のビームコンディションの各々は、前記荷電粒子ビームの加速電圧と、前記荷電粒子ビームを集束させる電子レンズのレンズ電圧もしくは前記荷電粒子ビームを絞り込むアパーチャによる絞りと、
を有する、
ことを特徴とする請求項１に記載の荷電粒子ビーム装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記試料の表面上において、前記第１位置調整用照射枠および前記第２位置調整用照射枠を含む複数の位置調整用照射枠を一列に配列する、
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の荷電粒子ビーム装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記第１の照射痕の所定位置として前記第１の照射痕の中心位置を検出し、前記第２の照射痕の所定位置として前記第２の照射痕の中心位置を検出する、
ことを特徴とする請求項１から請求項３の何れか１つに記載の荷電粒子ビーム装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記試料の表面上において、第１方向の同一位置かつ前記第１方向に直交する第２方向の異なる位置で前記第２方向に伸びる線状の前記第１位置調整用照射枠および前記第２位置調整用照射枠を設定し、
前記第１の照射痕の所定位置として前記第１方向の中心位置を検出し、前記第２の照射痕の所定位置として前記第１方向の中心位置を検出し、
前記第１の照射痕の所定位置または前記第２の照射痕の所定位置を基準位置として、前記基準位置以外の前記第１の照射痕の所定位置または前記第２の照射痕の所定位置と、前記基準位置との位置ずれ量に基づいて、前記第２加工用照射枠の位置を補正する、
ことを特徴とする請求項１から請求項４の何れか１つに記載の荷電粒子ビーム装置。
【請求項６】
前記画像データを表示する表示手段を備え、
前記制御手段は、前記第１位置調整用照射枠および前記第２位置調整用照射枠を設定する場合の基準位置を、前記表示手段によって前記画像データが表示される表示画面の中心位置とする、
ことを特徴とする請求項１から請求項５の何れか１つに記載の荷電粒子ビーム装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、荷電粒子ビーム装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、試料に集束イオンビームを照射して薄片試料などを形成する加工を行なう際に、二次電子の検出画像などを用いて、試料表面のドリフト補正用マークを目印にしたパターンマッチングによって所定箇所を把握し、この所定箇所での電子透過度の検出などによって試料厚さを測定する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−３６１１４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記従来技術に係る方法によれば、試料の加工時に設定される集束イオンビームの各種のビームコンディション（例えば、イオンの加速電圧およびビーム電流など）で二次電子の検出画像を取得する必要が生じる。しかしながら、検出画像の画質はビームコンディションに応じて劣化する虞があり、例えば加速電圧が低下するほど、またはビーム電流が増大するほど画質が劣化する虞がある。このように検出画像の画質が劣化すると、検出画像における対象物の認識誤差が増大し、対象物を精度良く認識することができないことによって、試料厚さを精度良く測定することができず、試料を精度良く加工することが困難になるという問題が生じる。
【０００５】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、荷電粒子ビームのビームコンディションを変更する場合であっても、照射位置の所望の精度を確保して、試料を精度良く加工することが可能な荷電粒子ビーム装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決して係る目的を達成するために、本発明は以下の態様を採用した。
（１）本発明の一態様に係る荷電粒子ビーム装置は、試料を固定するステージと、前記試料に荷電粒子ビームを照射する荷電粒子ビーム鏡筒と、前記荷電粒子ビームの照射によって前記試料から放出される二次粒子を検出する検出器と、前記検出器によって検出された前記二次粒子の量を前記試料の表面上における前記荷電粒子ビームの照射位置に対応付けた輝度信号に変換することによって、前記二次粒子の量の２次元分布を示す画像データを生成する画像データ生成手段と、前記画像データにおける前記試料の表面上に第１のビームコンディションの第１加工用照射枠と第１位置調整用照射枠と、前記第１のビームコンディションとは異なる第２のビームコンディションの第２加工用照射枠と第２位置調整用照射枠と、を設定し、前記荷電粒子ビーム鏡筒によって、前記第１位置調整用照射枠に前記第１のビームコンディションの前記荷電粒子ビームを照射させて第１の照射痕を形成し、前記第２位置調整用照射枠に前記第２のビームコンディションの前記荷電粒子ビームを照射させて第２の照射痕を形成し、前記荷電粒子ビームの照射によって前記第１の照射痕および前記第２の照射痕を検出し、前記第１の照射痕の所定位置と前記第２の照射痕の所定位置との位置ずれ量に基づいて、前記第２加工用照射枠の位置を補正する制御手段と、を備える。
【０００７】
（２）上記（１）に記載の荷電粒子ビーム装置では、前記第１のビームコンディションおよび前記第２のビームコンディションの各々は、前記荷電粒子ビームの加速電圧と、前記荷電粒子ビームを集束させる電子レンズのレンズ電圧もしくは前記荷電粒子ビームを絞り込むアパーチャによる絞りと、を有する。
【０００８】
（３）上記（１）または（２）に記載の荷電粒子ビーム装置では、前記制御手段は、前記試料の表面上において、前記第１位置調整用照射枠および前記第２位置調整用照射枠を含む複数の位置調整用照射枠を一列に配列する。
【０００９】
（４）上記（１）から（３）の何れか１つに記載の荷電粒子ビーム装置では、前記制御手段は、前記第１の照射痕の所定位置として前記第１の照射痕の中心位置を検出し、前記第２の照射痕の所定位置として前記第２の照射痕の中心位置を検出する。
【００１０】
（５）上記（１）から（４）の何れか１つに記載の荷電粒子ビーム装置は、前記制御手段は、前記試料の表面上において、第１方向の同一位置かつ前記第１方向に直交する第２方向の異なる位置で前記第２方向に伸びる線状の前記第１位置調整用照射枠および前記第２位置調整用照射枠を設定し、前記第１の照射痕の所定位置として前記第１方向の中心位置を検出し、前記第２の照射痕の所定位置として前記第１方向の中心位置を検出し、前記第１の照射痕の所定位置または前記第２の照射痕の所定位置を基準位置として、前記基準位置以外の前記第１の照射痕の所定位置または前記第２の照射痕の所定位置と、前記基準位置との位置ずれ量に基づいて、前記第２加工用照射枠の位置を補正する。
【００１１】
（６）上記（１）から（５）の何れか１つに記載の荷電粒子ビーム装置は、前記画像データを表示する表示手段を備え、前記制御手段は、前記第１位置調整用照射枠および前記第２位置調整用照射枠を設定する場合の基準位置を、前記表示手段によって前記画像データが表示される表示画面の中心位置とする。
【発明の効果】
【００１２】
上記（１）に記載の態様に係る荷電粒子ビーム装置によれば、第１位置調整用照射枠および第２位置調整用照射枠毎に異なる第１のビームコンディションおよび第２のビームコンディションの荷電粒子ビームの照射によって実際に試料に形成した第１の照射痕および第２の照射痕を、所望の分解能を有する荷電粒子ビームの照射によって精度良く検出することができる。これによって、例えば分解能が良くないビームコンディションを含む複数のビームコンディションで得られる画像データを用いて複数のビームコンディション毎の照射位置を補正する場合に比べて、補正精度を向上させることができ、試料を精度良く加工することができる。
【００１３】
さらに、上記（２）の場合、第１のビームコンディションおよび第２のビームコンディションを適正に制御することができる。
さらに、上記（３）の場合、第１位置調整用照射枠および第２位置調整用照射枠を一列に配列するので、照射位置の補正を容易に行なうことができる。
さらに、上記（４）の場合、精度の良い検出が可能な第１の照射痕の中心位置および第２の照射痕の中心位置を用いて照射位置を補正するので、補正精度を向上させることができる。
【００１４】
さらに、上記（５）の場合、照射位置の補正対象である第１方向に直交する第２方向に伸びる線状の第１位置調整用照射枠および第２位置調整用照射枠を用いることによって、第１方向に対する照射位置の補正精度を向上させることができる。
さらに、上記（６）の場合、表示手段によって画像データが表示される表示画面において、中心位置からの距離が増大することに伴い、表示の誤差が増大する場合において、第１方向の同一位置を表示画面の中心位置からずれた位置とする場合に比べて、照射位置の補正量を精度良く設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態に係る荷電粒子ビーム装置の構成図である。
【図２】本発明の実施形態に係る荷電粒子ビーム装置の粗加工、中間加工、および仕上げ加工の各々加工枠の例を示す図である。
【図３】図３（Ａ）は本発明の実施形態に係る荷電粒子ビーム装置において照射位置の補正対象をＹ方向とした場合に試料の表面上に設定される複数の位置調整用照射枠を示す図であり、図３（Ｂ）は複数の位置調整用照射枠毎に異なる複数のビームコンディションの集束イオンビームの照射によって試料に形成された複数の照射痕を示す図であり、図３（Ｃ）は複数のビームコンディション毎の照射位置の補正量を示す図である。
【図４】図４（Ａ）は本発明の実施形態に係る荷電粒子ビーム装置において照射位置の補正対象をＸ方向とした場合に試料の表面上に設定される複数の位置調整用照射枠を示す図であり、図４（Ｂ）は複数の位置調整用照射枠毎に異なる複数のビームコンディションの集束イオンビームの照射によって試料に形成された複数の照射痕を示す図であり、図４（Ｃ）は複数のビームコンディション毎の照射位置の補正量を示す図である。
【図５】本発明の実施形態に係る荷電粒子ビーム装置の動作、特に、集束イオンビームの複数のビームコンディション毎の照射位置の補正量を設定する処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態に係る荷電粒子ビーム装置について添付図面を参照しながら説明する。
本発明の実施形態に係る荷電粒子ビーム装置１０は、図１に示すように、内部を真空状態に維持可能な試料室１１と、試料室１１の内部において試料Ｓを固定可能なステージ１２と、ステージ１２を駆動する駆動機構１３と、を備えている。荷電粒子ビーム装置１０は、ステージ１２に固定された試料Ｓに集束イオンビーム（ＦＩＢ）を照射する集束イオンビーム鏡筒１４と、集束イオンビームの照射によって試料Ｓから発生する二次荷電粒子Ｒを検出する検出器１５と、を備えている。荷電粒子ビーム装置１０は、検出器１５によって検出された二次荷電粒子Ｒに基づく画像データなどを表示する表示装置１６と、試料Ｓの表面にガスＧを供給するガス供給部１７と、制御部１８と、を備えている。
この実施形態に係る荷電粒子ビーム装置１０は、半導体ウェハや半導体チップなどからなる試料Ｓの表面に集束イオンビームを走査しながら照射することによって、スパッタリングによる各種の加工（エッチング加工など）と、試料Ｓの表面の観察と、デポジション膜の形成と、を実行可能である。例えば、荷電粒子ビーム装置１０は、試料Ｓに走査型電子顕微鏡などによる断面観察用の断面を形成する加工と、試料Ｓから透過型電子顕微鏡による透過観察用の試料（例えば、薄片試料、針状試料など）を形成する加工と、などを実行可能である。
【００１７】
駆動機構１３は、ステージ１２に接続された状態で試料室１１の内部に収容されており、制御部１８から出力される制御信号に応じてステージ１２を所定軸に対して変位させる。駆動機構１３は、水平面に平行かつ互いに直交するＸ軸およびＹ軸と、Ｘ軸およびＹ軸に直交するＺ軸とに沿って平行にステージ１２を移動させる移動機構１３ａを備えている。駆動機構１３は、ステージ１２をＸ軸またはＹ軸周りに回転させるチルト機構１３ｂと、ステージ１２をＺ軸周りに回転させる回転機構１３ｃと、を備えている。
【００１８】
集束イオンビーム鏡筒１４は、試料室１１の内部においてビーム出射部１４Ａをステージ１２の鉛直方向上方の位置でステージ１２に臨ませ、かつ光軸を鉛直方向に平行にして、試料室１１に固定されている。これによって、ステージ１２に固定された試料Ｓに鉛直方向上方から下方に向かい集束イオンビームを照射可能である。
集束イオンビーム鏡筒１４は、イオンを発生させるイオン源１４ａと、イオン源１４ａから引き出されたイオンを集束および偏向させるイオン光学系１４ｂと、を備えている。イオン源１４ａおよびイオン光学系１４ｂは、制御部１８から出力される制御信号に応じて制御され、集束イオンビームの照射位置および照射条件などが制御部１８によって制御される。イオン源１４ａは、例えば、液体ガリウムなどを用いた液体金属イオン源、プラズマ型イオン源、ガス電界電離型イオン源などである。イオン光学系１４ｂは、例えば、コンデンサレンズなどの第１静電レンズと、静電偏向器と、対物レンズなどの第２静電レンズと、などを備えている。
【００１９】
検出器１５は、試料Ｓに集束イオンビームが照射されたときに試料Ｓから放射される二次荷電粒子（例えば、二次電子および二次イオンなど）Ｒの強度（二次荷電粒子の量）を検出し、検出した二次荷電粒子Ｒの強度の情報を出力する。検出器１５は、試料室１１の内部において二次荷電粒子Ｒの強度を検出可能な位置、例えば試料Ｓの斜め上方の位置などに配置され、試料室１１に固定されている。
【００２０】
ガス供給部１７は、試料室１１の内部においてガス噴射部１７Ａをステージ１２に臨ませて、試料室１１に固定されている。ガス供給部１７は、集束イオンビームによる試料Ｓのエッチングを試料Ｓの材質に応じて選択的に促進するためのエッチング用ガスと、試料Ｓの表面に金属または絶縁体などの堆積物によるデポジション膜を形成するためのデポジション用ガスと、などを試料Ｓに供給可能である。例えば、Ｓｉ系の試料Ｓに対するフッ化キセノンと、有機系の試料Ｓに対する水と、などのエッチング用ガスを、集束イオンビームの照射と共に試料Ｓに供給することによって、エッチングを選択的に促進させる。また、例えば、フェナントレン、プラチナ、カーボン、またはタングステンなどを含有した化合物ガスのデポジション用ガスを、集束イオンビームの照射と共に試料Ｓに供給することによって、デポジション用ガスから分解された固体成分を試料Ｓの表面に堆積させる。
【００２１】
制御部１８は、試料室１１の外部に配置され、操作者の入力操作に応じた信号を出力する入力部１８ａを備えている。
制御部１８は、入力部１８ａから出力される信号、または、予め設定された自動運転制御処理によって生成された信号などによって、荷電粒子ビーム装置１０の動作を統合的に制御する。
【００２２】
制御部１８は、集束イオンビームのビームコンディションを制御する。ビームコンディションは、イオン源１４ａから放出するイオンの加速電圧と、イオン光学系１４ｂのレンズ電圧もしくはアパーチャ１９による絞りと、である。アパーチャ１９は、複数の異なる径に設定可能な開口部を有し、この開口部の径に応じてビームを絞り込む。
これによって、例えば、粗加工、中間加工、および仕上げ加工というような加工の種類に適した集束イオンビームのビーム電流、ビーム径や試料Ｓの表面上での集束イオンビームの照射位置と、などが適宜に変更可能である。例えば、図２に示すように、断面作成の加工を行なう際に、相対的に大きなビーム電流による粗加工のビームコンディションに対しては、作成する断面の手前を大きく加工するために、相対的に大きな加工枠Ｆ３が設定される。次に、相対的に中程度のビーム電流による中間加工のビームコンディションに対しては、加工枠Ｆ３よりも相対的に小さな加工枠Ｆ２が設定される。次に、相対的に小さなビーム電流による仕上げ加工のビームコンディションに対しては、加工枠Ｆ２よりも相対的に小さな加工枠Ｆ１が設定される。
また、例えば、制御部１８は、駆動機構１３によって、ステージ１２に配置された試料Ｓの集束イオンビームの照射軸に対する相対位置および相対姿勢などを制御する。
また、例えば、制御部１８は、検出器１５によって検出された二次荷電粒子Ｒの強度を試料Ｓの表面上における集束イオンビームの照射位置に対応付けた輝度信号に変換することによって、二次荷電粒子Ｒの強度の２次元分布を示す画像データを生成し、表示装置１６での画像データの表示を制御する。
【００２３】
また、例えば、制御部１８は、二次荷電粒子Ｒの強度の２次元分布を示す画像データを用いて、集束イオンビームのビームコンディションに応じた照射位置のずれを補正する。より詳細には、予め設定された複数のビームコンディションの集束イオンビームを用いて試料Ｓに各種の加工を行なうことに先立って、複数のビームコンディション毎に異なる複数の位置調整用照射枠を設定して、複数のビームコンディションの照射位置のずれを補正するための補正量を設定する。なお、複数の位置調整用照射枠は、例えば試料Ｓの表面のうち各種の加工に干渉しない領域を用いて、または試料Ｓ以外の適宜の標準試料を用いて設定される。そして、実際に試料Ｓに各種の加工を行なう際には、先に複数の位置調整用照射枠に応じて設定した補正量を用いて、複数のビームコンディション毎にイオン光学系１４ｂによって集束イオンビームの照射位置を補正する。なお、位置調整用照射枠は観察像上に照射予定位置を示すものであって、枠に限らず点や線、その他の形状でもよい。
【００２４】
例えば、試料Ｓの表面上の２次元座標系を成すＸ軸およびＹ軸のうち、Ｙ軸方向での照射位置のずれを調整する場合には、先ず、所望の分解能を有する観察用のビームコンディションの集束イオンビームを試料Ｓに照射することによって、検出器１５によって検出された二次荷電粒子Ｒの強度の２次元分布を示す画像データを生成する。なお、所望の分解能を有する観察用のビームコンディションは、例えば、イオンの加速電圧が最大かつビーム電流が所定電流以下となるレンズ電圧などである。そして、図３（Ａ）に示すように、画像データにおける試料Ｓの表面上の所定のＹ座標位置においてＸ軸方向に伸びる複数の線状の第１〜第ｎＹ座標位置調整用照射枠Ｙ１，…，Ｙｎを設定する。なお、所定のＹ座標位置は、例えば画像データの縦方向（Ｙ軸方向）の表示画面の中心位置などである。これによって、集束イオンビームの走査方向をＸ軸方向（画像データの横方向）に設定する。なお、線状に限らず有限の幅を有する範囲であってもよい。
そして、集束イオンビーム鏡筒１４によって複数の第１〜第ｎＹ座標位置調整用照射枠Ｙ１，…，Ｙｎ毎に異なる複数の第１〜第ｎビームコンディションの集束イオンビームをＸ軸方向に走査するように試料Ｓに照射する。これによって、複数の第１〜第ｎビームコンディションの集束イオンビームに応じた複数の照射痕ＹＡ（ＹＡ１，…，ＹＡｎ）を試料Ｓの表面上に形成する。
そして、所望の分解能を有する観察用のビームコンディションの集束イオンビームを試料Ｓに照射することによって、検出器１５によって検出された二次荷電粒子Ｒの強度の２次元分布を示す画像データを生成する。そして、画像データの輝度値を用いたエッジ抽出処理によって、図３（Ｂ）に示すように、複数の第１〜第ｎビームコンディションの集束イオンビームの各照射痕ＹＡ（ＹＡ１，…，ＹＡｎ）の上端横エッジＵＥ（ＵＥ１，…，ＵＥｎ）および下端横エッジＤＥ（ＤＥ１，…，ＤＥｎ）を抽出する。上端横エッジＵＥは、照射痕ＹＡの画像縦方向の上端で画像横方向に伸びるエッジであり、下端横エッジＤＥは照射痕ＹＡの画像縦方向の下端で画像横方向に伸びるエッジである。そして、上端横エッジＵＥおよび下端横エッジＤＥ間の中心で画像横方向に伸びるＹ座標中線ＹＭ（ＹＭ１，…，ＹＭｎ）を検出する。
そして、図３（Ｃ）に示すように、複数の第１〜第ｎビームコンディションのうち、適宜のビームコンディション（例えば、第１ビームコンディション）を基準ビームコンディションとする。そして、基準ビームコンディションのＹ座標中線ＹＭを基準Ｙ座標中線ＹＭ０とし、この基準Ｙ座標中線ＹＭ０に対する他のビームコンディションのＹ座標中線ＹＭのずれ量（Ｙ座標ずれ量）ΔＹ（ΔＹ１，…，ΔＹｎ）を算出する。そして、複数の第１〜第ｎビームコンディション毎にＹ座標ずれ量ΔＹ（ΔＹ１，…，ΔＹｎ）を照射位置の補正量とする。なお、中線に限らず、上端横エッジや下端横エッジを用いてもよい。
【００２５】
同様にして、例えば、Ｘ軸方向での照射位置のずれを調整する場合には、先ず、所望の分解能を有する観察用のビームコンディションの集束イオンビームを試料Ｓに照射することによって、検出器１５によって検出された二次荷電粒子Ｒの強度の２次元分布を示す画像データを生成する。そして、図４（Ａ）に示すように、画像データにおける試料Ｓの表面上の所定のＸ座標位置においてＹ軸方向に伸びる複数の線状の第１〜第ｎＸ座標位置調整用照射枠Ｘ１，…，Ｘｎを設定する。なお、所定のＸ座標位置は、例えば画像データの横方向（Ｘ軸方向）の表示画面の中心位置などである。これによって、集束イオンビームの走査方向をＹ軸方向（画像データの縦方向）に設定する。
そして、集束イオンビーム鏡筒１４によって複数の第１〜第ｎＸ座標位置調整用照射枠Ｘ１，…，Ｘｎ毎に異なる複数の第１〜第ｎビームコンディションの集束イオンビームをＹ軸方向に走査するように試料Ｓに照射する。これによって、複数の第１〜第ｎビームコンディションの集束イオンビームに応じた複数の照射痕ＸＡ（ＸＡ１，…，ＸＡｎ）を試料Ｓの表面上に形成する。
そして、所望の分解能を有する観察用のビームコンディションの集束イオンビームを試料Ｓに照射することによって、検出器１５によって検出された二次荷電粒子Ｒの強度の２次元分布を示す画像データを生成する。そして、画像データの輝度値を用いたエッジ抽出処理によって、図４（Ｂ）に示すように、複数の第１〜第ｎビームコンディションの集束イオンビームの各照射痕ＸＡ（ＸＡ１，…，ＸＡｎ）の左端縦エッジＬＥ（ＬＥ１，…，ＬＥｎ）および右端縦エッジＲＥ（ＲＥ１，…，ＲＥｎ）を抽出する。左端縦エッジＬＥは、照射痕ＸＡの画像横方向の左端で画像縦方向に伸びるエッジであり、右端横エッジＲＥは照射痕ＸＡの画像横方向の右端で画像縦方向に伸びるエッジである。そして、左端横エッジＬＥおよび右端横エッジＲＥ間の中心で画像縦方向に伸びるＸ座標中線ＸＭ（ＸＭ１，…，ＸＭｎ）を検出する。
そして、図４（Ｃ）に示すように、複数の第１〜第ｎビームコンディションのうち、適宜のビームコンディション（例えば、第１ビームコンディション）を基準ビームコンディションとする。そして、基準ビームコンディションのＸ座標中線ＸＭを基準Ｘ座標中線ＸＭ０とし、この基準Ｘ座標中線ＸＭ０に対する他のビームコンディションのＸ座標中線ＸＭのずれ量（Ｘ座標ずれ量）ΔＸ（ΔＸ１，…，ΔＸｎ）を算出する。そして、複数の第１〜第ｎビームコンディション毎にＸ座標ずれ量ΔＸ（ΔＸ１，…，ΔＸｎ）を照射位置の補正量とする。
【００２６】
本発明の実施形態による荷電粒子ビーム装置１０は上記構成を備えており、次に、荷電粒子ビーム装置１０の動作、特に、集束イオンビームの複数のビームコンディション毎の照射位置の補正量を設定する処理について説明する。
先ず、例えば図５に示すステップＳ０１においては、所望の分解能を有する観察用のビームコンディションの集束イオンビームを試料Ｓに照射することによって、検出器１５によって検出された二次荷電粒子Ｒの強度の２次元分布を示す画像データを取得する。
次に、ステップＳ０２においては、取得した画像データにおける試料Ｓの表面上において、照射位置の補正対象である所望方向に応じて複数の位置調整用照射枠を設定する。
次に、ステップＳ０３においては、複数の位置調整用照射枠毎に異なるビームコンディションの集束イオンビームを照射して、複数の照射痕を試料Ｓの表面上に形成する。
次に、ステップＳ０４においては、所望の分解能を有する観察用のビームコンディションの集束イオンビームを試料Ｓに照射することによって、検出器１５によって検出された二次荷電粒子Ｒの強度の２次元分布を示す画像データを取得する。
次に、ステップＳ０５においては、取得した画像データに対して各照射痕を検知対象とする画像処理を行なうことによって各照射痕を検知し、照射位置の補正対象である所望方向における各照射痕の中心位置を検知する。
次に、ステップＳ０６においては、複数のビームコンディションのうちの何れか１つを基準ビームコンディションとし、所望方向における基準ビームコンディションの照射痕の中心位置に対する他のビームコンディションの照射痕の中心位置の差を照射位置の補正量とし、エンドに進む。
【００２７】
上述したように、本発明の実施形態による荷電粒子ビーム装置１０によれば、例えばイオン光学系１４ｂの第１静電レンズおよび静電偏向器などによって集束イオンビームのビームコンディションが変更されることに伴って、照射位置にずれが生じる場合であっても、このずれを精度良く補正することができる。より詳細には、複数の各位置調整用照射枠毎に異なる複数のビームコンディションの集束イオンビームの照射によって実際に試料（試料Ｓまたは標準試料）に形成した複数の照射痕を、所望の分解能を有する観察用の集束イオンビームの照射によって精度良く検出することができる。これによって、例えば分解能が良くないビームコンディションを含む複数のビームコンディションで得られる画像データを用いて複数のビームコンディション毎の照射位置を補正する場合に比べて、補正精度を向上させることができる。そして、例えば、予め設定されたプログラムに応じて自動的かつ連続的に、または操作者の入力操作によって入力部１８ａから出力される信号などに応じて、試料Ｓに照射される集束イオンビームのビームコンディションが変更されつつ各種の加工が実行される場合であっても、試料Ｓを精度良く加工することができる。
【００２８】
さらに、照射位置の補正対象であるＹ方向（またはＸ方向）に直交するＸ方向（またはＹ方向）に伸びる線状の各位置調整用照射枠を用いることによって、Ｙ方向（またはＸ方向）に対する照射位置の補正量を精度良く設定することができ、補正精度を向上させることができる。
さらに、表示装置１６によって画像データが表示される表示画面において、中心位置からの距離が増大することに伴い、表示の誤差が増大する場合であっても、各位置調整用照射枠を表示画面の中心位置に設定することによって、例えば各位置調整用照射枠を表示画面の中心位置からずれた位置に設定する場合に比べて、照射位置の補正量を精度良く設定することができる。
【００２９】
なお、本発明の技術的範囲は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。すなわち、上述した実施形態の構成はほんの一例に過ぎず、適宜変更が可能である。
例えば、上述した実施形態においては、予め設定された複数のビームコンディション毎に照射位置の補正量を設定するとしたが、好ましくは、実際に試料Ｓに各種の加工を行なう際に用いられる全てのビームコンディションに対して照射位置の補正量を設定する。
また、例えば、上述した実施形態において、予め設定された複数のビームコンディションが所定数以上であって、全てのビームコンディションの位置調整用照射枠を表示装置１６の同一表示画面内に設定することができない場合には、複数の位置調整用照射枠を複数の表示画面に分割して設定してもよい。この場合、好ましくは、基準ビームコンディションの位置調整用照射枠を複数の表示画面に共通に設定する。
また、例えば、上述した実施形態において、複数の位置調整用照射枠は、照射位置の補正対象である所望方向に直交する方向に伸びる線状の形状を有するとしたが、これに限定されず、他の形状であってもよい。
また、例えば、上述した実施形態において、位置調整用照射枠は、照射位置の補正対象である所望方向に応じた形状を有するとしたが、これに限定されず、照射位置の補正対象である所望方向に依らずに共通の形状であってもよい。
【符号の説明】
【００３０】
１０…荷電粒子ビーム装置  １１…試料室  １２…ステージ  １３…駆動機構  １４…集束イオンビーム鏡筒（荷電粒子ビーム鏡筒）  １５…検出器  １６…表示装置（表示手段）  １７…ガス供給部  １８…制御部（画像データ生成手段、制御手段）
【図１】
2015088316.tif 000003
【図２】
2015088316.tif 000004
【図３】
2015088316.tif 000005
【図４】
2015088316.tif 000006
【図５】
2015088316.tif 000007