(57)【要約】【目的】本発明は、複数の被観察試料の相対位置を測定する相対位置測定方法および相対位置測定装置に関し、比較対象の複数の被観察試料の重ね合わせ位置などの相対的位置を直接に高精度に測定することを目的とする。【構成】  相対位置の測定対象の複数の被観察試料を同時に搭載し、かつ移動可能な１つのステージと、相対位置の測定対象の複数の被観察試料について、それぞれの位置を精密測定するレーザ干渉計とを備え、レーザ干渉計で複数の被観察試料の位置をそれぞれ測定するステップと、複数の被観察試料上のパターンの画像を取得するステップと、取得した画像および測定したそれぞれの被観察試料の位置をもとに各被観察試料の画像上のパターンの相対位置をそれぞれ算出するステップとを有する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の被観察試料の相対位置を測定する相対位置測定方法において、
相対位置の測定対象の複数の被観察試料を同時に搭載し、かつ移動可能な１つのステージと、
前記相対位置の測定対象の複数の被観察試料について、それぞれの位置を精密測定するレーザ干渉計とを備え、
前記レーザ干渉計で前記複数の被観察試料の位置をそれぞれ測定するステップと、
当該複数の被観察試料上のパターンの画像を取得するステップと、
前記取得した画像および前記測定したそれぞれの被観察試料の位置をもとに各被観察試料の画像上のパターンの相対位置をそれぞれ算出するステップと
を有することを特徴とする相対位置測定方法。
【請求項２】
前記複数の被観察試料上のパターンの画像について、同時にそれぞれの画像を取得する画像取得手段を設け、当該複数の被観察試料上のパターンの画像を同時に取得したことを特徴とする請求項１記載の相対位置測定方法。
【請求項３】
前記複数の被観察試料上のパターンの画像について、電子線ビームを走査して放出、反射、あるいは吸収された信号を検出して画像を生成したことを特徴とする請求項１あるいは請求項２記載の相対位置測定方法。
【請求項４】
前記複数として２とし、当該２つの被観察試料上のパターンの画像について、２つの電子光学系を設けて当該２つの電子光学系から放出されたそれぞれの電子線ビームによって、当該２つの被観察試料上をそれぞれ走査して放出、反射、あるいは吸収された信号をそれぞれ検出してそれぞれ画像を生成したことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の相対位置測定方法。
【請求項５】
前記１つのステージ上に１つの被観察試料を搭載し、当該１つのステージ上にサブステージを設けて他の１つの被観察試料を搭載することを繰り返して複数の被観察試料を順次搭載したことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の相対位置測定方法。
【請求項６】
前記１つのステージ上に１つの被観察試料を搭載し、当該１つのステージ上にサブステージを設けて他の全て被観察試料を搭載することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の相対位置測定方法。
【請求項７】
前記１つのステージ上にサブステージを設けた場合に、当該サブステージを調整してステージ上に搭載した被観察試料と当該サブステージ上に搭載した被観察試料との位置合わせを行うことを特徴とする請求項５あるいは請求項６記載の相対位置測定方法。
【請求項８】
前記複数の被観察試料上の任意の位置にそれぞれ相対位置測定用の基準パターンを設け、当該基準パターンをもとに複数の被観察試料上のパターンの相対位置を測定することを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載の相対位置測定方法。
【請求項９】
前記複数の被観察試料から生成したそれぞれの画像を重ね、当該重ねた状態のもとで位置、寸法を測定することを特徴とする請求項１から請求項８のいずれかに記載の相対位置測定方法。
【請求項１０】
複数の被観察試料の相対位置を測定する相対位置測定装置において、
相対位置の測定対象の複数の被観察試料を同時に搭載し、かつ移動可能な１つのステージと、
前記相対位置の測定対象の複数の被観察試料について、それぞれの位置を精密測定するレーザ干渉計と、
前記レーザ干渉計で前記複数の被観察試料の位置をそれぞれ測定する手段と、
当該複数の被観察試料上のパターンの画像を取得する手段と、
前記取得した画像および前記測定したそれぞれの被観察試料の位置をもとに各被観察試料の画像上のパターンの相対位置をそれぞれ算出する手段と
を備えたことを特徴とする相対位置測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の被観察試料の相対位置を測定する相対位置測定方法および相対位置測定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体用ＬＳＩ用のマスクは、当該マスク内のパターンの寸法精度だけでなく、更に、重ね合わせするマスク間のパターンの重ね合わせ精度が要求されるようになってきた。
【０００３】
従来手法は、図９の（ａ）に示すように、位置精度基準パターンを設計データとして用意し、基準マスクを作成する。そして、図９の（ｂ）に示すように、位置座標測定装置で、作成した基準マスクを用いて測定を行いその測定値を保管する。定期的に当該基準マスクを用いて測定を行いその測定値と保管しておいた測定値とを比較し当該位置座標測定装置が安定していること、即ち、測定再現精度が確保されていることを確認する。
【０００４】
次に、図９の（ｃ）に示すように、描画装置で定期的に基準パターンを描画し、これを上記測定再現精度の確保されている位置座標測定装置で、当該描画した基準パターンを測定し、設計データと比較して描画装置が安定していること、即ち、描画再現精度が確保されていることを確認する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したように、従来手法は、基準マスクを測定して位置座標測定装置の安定性を確かめ、安定性の確かめられた位置座標測定装置で描画装置で描画したパターンの安定性を確認するといういわゆる間接的な手法であったため、特に、複数の実マスクによって重ね合わせるパターンを作成する場合に、両者を直接に測定して安定性（測定再現精度）や精度などを直接に確認できないという大きな問題点があった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、これらの問題を解決するため、１つのステージ上に比較対象の複数の被観察試料を同時に搭載し、これら複数の被観察試料の位置をそれぞれレーザ干渉計で測定しつつ当該複数の被観察試料上のパターンの形状について荷電粒子線ビームを走査などして画像を取得して測定し、比較対象の複数の被観察試料の重ね合わせ位置などの相対的位置を直接に高精度に測定するようにしている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明は、１つのステージ上に比較対象の複数の被観察試料を同時に搭載し、これら複数の被観察試料の位置をそれぞれレーザ干渉計で測定しつつ当該複数の被観察試料上のパターンの形状について荷電粒子線ビームを走査などして画像を取得して測定することにより、比較対象の複数の被観察試料の重ね合わせ位置などの相対的位置を直接に高精度に測定することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明は、１つのステージ上に比較対象の複数の被観察試料を同時に搭載し、これら複数の被観察試料の位置をそれぞれレーザ干渉計で測定しつつ当該複数の被観察試料上のパターンの形状について荷電粒子線ビームを走査などして画像を取得して測定し、比較対象の複数の被観察試料の重ね合わせ位置などの相対的位置を直接に高精度に測定することを実現した。
【実施例１】
【０００９】
図１は、本発明のシステム構成図を示す。ここでは、２つの被観察試料５のうちの１つをメインステージ１に搭載し、メインステージ１の上のサブステージ２に残りの１つを搭載する場合について以下詳細に説明する。尚、３つ以上の被観察試料５をステージ１に搭載する方法としては、メインステージ１に１つの被観察試料５を搭載およびサブステージ２に他の残りの全ての被観察試料５を搭載、あるいは、メインステージ１に１つの被観察試料５を搭載、サブステージ２に他の残りの１つ目の被観察試料５を搭載、更に、当該サブステージ２に設けた図示外のサブステージに他の残りの２つ目の被観察試料５を搭載することを繰り返すようにすればよい。
【００１０】
図１の（ａ）は、機構部の概略構造図を示す。
図１の（ａ）において、メインステージ１は、複数の被観察試料５を搭載して移動するためのステージ（Ｘ，Ｙ，Ｚ，θ）であって、ここでは、被観察試料５を１つ搭載、およびサブステージ２を搭載したものである。
【００１１】
サブステージ２は、メインステージ１上に搭載したものであって、被観察試料５を搭載して移動するためのステージ（Ｘ，Ｙ，Ｚ，θ）であり、ここでは、当該サブステージ５に搭載した被観察試料５を、メインステージ１に搭載した被観察試料５に一致させるように調整するためのものである（図３参照）。
【００１２】
レーザー干渉計３は、精密に位置を計測する公知の装置であって、ここでは、図示のように、メインステージ１上に搭載する被観察試料５を固定する台（マスクホルダ）（あるいは被観察試料５自身）のＸ，Ｙ方向、サブステージ２上に搭載する被観察試料５を固定する台（マスクホルダ）（あるいは被観察試料５自身）のＸ，Ｙ方向を精密に常時測定するものである。
【００１３】
電子光学系４は、細く絞られた電子線ビームを発生し、被観察試料５上を平面走査してそのときに放出、反射あるいは吸収された信号を検出する公知のものであって、ここでは、メインステージ１に搭載した被観察試料５と、サブステージ２に搭載した被観察試料５とに独立に設けてそれぞれに細く絞った電子線ビームを照射しつつ平面走査し、そのときに放出、反射あるいは吸収された信号を検出し、被観察試料５の画像をそれぞれ同時に生成するためのものである。
【００１４】
被観察試料５は、相対位置を測定する対象の被観察試料であって、ここでは、１つをメインステージ１上に搭載し、他の１つをサブステージ２に搭載したものである。
【００１５】
図１の（ｂ）は、図１の（ａ）の機構を制御するＰＣ（パソコン）の構成例を示す。  
図１の（ｂ）において、ＰＣ１１は、パソコンであって、プログラムに従い各種制御を行うものであり、ここでは、チェック手段１２、測定手段１３、判定手段１４、マスクパターンデータ１５、測定データ１６、補正データ１７、表示装置１８、および入出力装置１９などから構成されるものである。
【００１６】
チェック手段１２は、メインステージ１に対するサブステージ２の誤差をチェックし、ステージ系の調整などを行うものである（図３参照）。
【００１７】
測定手段１３は、メインステージ１上に搭載した被観察試料５およびサブステージ２上に搭載した被観察試料５の画像上のパターンの位置、寸法などを測定するものである（図４など参照）。
【００１８】
判定手段１４は、測定手段１３によって測定された被観察試料５の画像上のパターンの位置、寸法などをもとに、複数の被観察試料５の画像上のパターンを相互に比較し、良否などを判定するものである（図４，５など参照）。
【００１９】
マスクパターンデータ１５は、被観察試料５がマスクの場合の設計データ（配線パターン、スルーホールなどの位置、寸法などのデータ）である。
【００２０】
測定データ１６は、画像上で測定手段１３によって測定されたパターンのデータ（位置、寸法などのデータ）である。
【００２１】
補正データ１７は、各種補正データ（図３のサブステージ２の補正データ、図５のシフト量など）を保存したものである。
【００２２】
表示装置１８は、画像などを表示するディスプレイである。
入出力装置１９は、指示などを入力したり、測定結果を出力したりなどするものである。
【００２３】
図２は、本発明の詳細構造図を示す。これは、図１の（ａ）のステージ１およびサブステージ２の詳細構造の例を示す。
【００２４】
図２において、マスクホルダ２１は、メインステージ１上に図示のように設けられ、当該マスクホルダ２１の上に被観察試料５を搭載するものである。
【００２５】
サブステージ２は、メインステージ１の上に図示のように設けられ、Ｘ、Ｙ、Ｚ、θ方向に移動可能になったものである。
【００２６】
マスクホルダ２２は、サブステージ２の上に図示のように設けられ、当該マスクホルダ２２の上に被観察試料５を搭載するものである。
【００２７】
電子光学系４は、マスクホルダ２１およびマスクホルダ２２の上にそれぞれ搭載した被観察試料５に対応づけてそれぞれ設けられ、細く絞った電子線ビームを照射しつつ面走査し、放出、反射あるいは吸収された信号を検出し、表示装置１８の上にその画像をそれぞれ表示させるための公知のものである。ここでは、図示のように、メインステージ１の上に搭載した被観察試料５と、サブステージ２の上に搭載した被観察試料５とに独立、かつ同時に細く絞った電子線ビームを照射しつつ平面走査し、それぞれの画像を表示装置１８の上に表示するようにしている。
【００２８】
次に、図３のフローチャートの順番に従い、図１および図２の構造のもとで、サブステージ２の調整について詳細に説明する。
【００２９】
図３は、本発明の動作説明フローチャート（ステージ系の調整）を示す。
図３において、Ｓ１は、同一パターンのマスク（１）、マスク（２）をメインステージ１、サブステージ２に取り付ける。これは、図１、図２に示すように、被観察試料５である、ここでは、同一パターンのマスク（１）、マスク（２）をメインステージ１、サブステージ２にそれぞれ取り付ける（搭載する）。
【００３０】
Ｓ２は、レーザー干渉計３にある領域座標を指示して、メインステージを移動させる。これは、図１のＰＣ１１がメインステージ１およびサブステージ２の調整のために、まず、Ｓ１で同一パターンのマスク（１）、（２）をメインステージ１およびサブステージ２に搭載した状態で、メインステージ１を移動させ、レーザー干渉計３で読み取った座標がステージ調整用のパターンのある領域になるようにする。
【００３１】
Ｓ３は、画像を取得する。これは、Ｓ２でメインステージ１を移動させて、マスク（１）、マスク（２）上のステージ調整用のパターンがある領域に設定した状態で、電子光学系から放出された細く絞った電子線ビームで当該領域を平面走査し、放出された２次電子を検出・増幅してそれぞれの画像を取得する。
【００３２】
Ｓ４は、画像を重ねて、その時の位置の誤差を測定する。これは、Ｓ３で取得したマスク（１）からの画像と、マスク（２）からの画像とを重ねて、その時の寸法差を測定することによって、位置の誤差を測定、例えばΔｘ１１，Δｙ１１と測定する。
【００３３】
Ｓ５は、終了か判別する。これは、同一パターンのマスク（１）、マスク（２）上に形成された基準パターンの全て（例えばマスク（１）、（２）の中心と４隅の近傍の合計５つの基準パターン）について、Ｓ２からＳ４を行ってその誤差をそれぞれ測定したか判別する。ＹＥＳの場合には、マスク（１）、マスク（２）上の全ての基準パターンについてその誤差をそれぞれ測定終了したので、Ｓ６に進む。ＮＯの場合には、Ｓ２以降を繰り返す。
【００３４】
Ｓ６は、誤差が所定内か判別する。これは、Ｓ４で重ね合わせたときの誤差がそれぞれ所定内（予め実験で求めた許容誤差内）か判別する。ＹＥＳの場合には、メインステージ１に対するサブステージ２の調整が完了（不要）と判明したので、Ｓ８でそのときのサブステージ２のｘ，ｙ，θを保存し、終了する。一方、Ｓ６のＮＯの場合には、重ね合わせ誤差が所定内でなく、大きいと判明したので、Ｓ７でサブステージ（ｘ，ｙ，θ）を調整して重ね合わせ誤差が小さくなるようにし、Ｓ２以降を繰り返す。
【００３５】
以上によって、図１および図２の構造のもとで、メインステージ１上に搭載したマスク（１）（被観察試料５）と、サブステージ２上に搭載したマスク（２）（被観察試料５）とから取得した画像を重ねたときの誤差が所定内に収まるようにサブステージ２を調整することが可能となる。これにより、メインステージ１上に搭載したマスク（１）と、サブステージ２上に搭載したマスク（２）とについて、両者から取得した画像を重ね合わせたときの誤差が所定内（許容値内）に収まるように調整されたこととなる。尚、誤差が所定内に収まるとは、誤差が０（零）を中心に所定内に収まるようにしてもよいし、所定値を中心に所定内に収まるようにしてもよい。
【００３６】
また、この際、レーザ干渉計３は、マスク（１）自身とマスク（２）自身、あるいはマスク（１）を保持するマスクホルダ２１とマスク（２）を保持するマスクホルダ２２の位置座標をそれぞれ測定し、所定領域座標になるようにメインステージ１を移動させる（以下同様）。
【００３７】
図４は、本発明の動作説明フローチャート（実マスク測定）を示す。
図４において、Ｓ１１は、マスク（１）とマスク（２）をセットする。これは、重ね合わせ対象のマスク（１）とマスク（２）（例えば後述する図６の（ａ）のマスク（１）（配線パターン）と、図６の（ｂ）のマスク（２）（コンタクトホールパターン））を、図１および図２のメインステージ１およびサブステージ２にそれぞれセット（搭載）する。
【００３８】
Ｓ１２は、マスク（１）をメインステージ１で基準点に合わせる。これは、レーザー干渉計３を用いてメインステージ１に搭載したマスク（１）上の基準点を、当該メインステージ１を移動させて合わせる（例えば画像の中心に合わせる）。この合わせたときのレーザ干渉計３で測定したマスク（１）の位置をＸ、Ｙとする。
【００３９】
Ｓ１３は、マスク（２）をサブステージ２で基準点に合わせる。これは、同様に、レーザー干渉計３を用いてサブステージ２に搭載したマスク（２）上の基準点を、当該サブステージ２を移動させて合わせる（例えば画像の中心に合わせる）。この合わせたときのレーザ干渉計３で測定したマスク（２）の位置をｘ、ｙとする。
【００４０】
以上のＳ１１からＳ１３よって、メインステージ１上に搭載したマスク（１）の基準点の位置（Ｘ，Ｙ）およびサブステージ２上に搭載したマスク（２）の基準点の位置（ｘ，ｙ）がレーザー干渉計３で測定されて較正されたこととなる。
【００４１】
Ｓ１４は、重ね合わせ精度要求の厳しい（又は、要求の）領域に移動する。これは、Ｓ１１からＳ１３でマスク（１）の基準点、マスク（２）の基準点で較正した後、測定対象の、ここでは、重ね合わせ精度要求の厳しい領域又は要求のあった領域に移動（メインステージ１で移動）する。
【００４２】
Ｓ１５は、２つの画像をチェックする。これは、Ｓ１４で移動した後に、メインステージ１上に搭載したマスク（１）の画像を取得、およびサブステージ１上に搭載したマスク（２）の画像を取得し、両者の重ね合わせ具合をチェックする。例えば後述する図６の（ｄ）の良品、あるいは図６の（ｅ）の不良品などの状態をチェックする（図６を用いて後述する）。
【００４３】
Ｓ１６は、出力する。これは、Ｓ１５でチェックして結果を出力する（例えば不良品の場合の寸法などを出力する）。
【００４４】
以上のように、レーザー干渉計３を用いてメインステージ１を移動させて当該メインステージ１上に搭載したのマスク（１）の基準点を合わせ、次に、サブステージ２を移動させて当該サブステージ２に搭載したマスク（２）の基準点にあわせた後、重ね合わせチェック対象の領域（重ね合わせ精度の厳しい領域、指定された領域）にメインステージ１で移動させたのち、マスク（１）の画像とマスク（２）の画像とを取得し、両者を重ね合わせてその差などをチェック（図６参照）し、良品、不良品、更に、不良品の場合にはその差（誤差）、位置などを出力することが可能となる。これにより、１つのメインステージ１の上に搭載したマスク（１）の画像と、当該メインステージ１の上に設けたサブステージ２に搭載したマスク（２）の画像とを同時に取得して比較して重ね合わせ具合などを極めて高精度かつ再現性良好に測定して判定することが可能となる。即ち、環境条件（マスク（１）とマスク（２）の温度など）を同一にし、しかも同時並列に画像を取得して比較し、特にパターンの重ね合わせなどの良否を決めて高精度かつ高再現性を保持して判定することが可能となる。
【００４５】
図４は、本発明の動作説明フローチャート（電子光学系等のチェックを行いながら実マスク測定）を示す。
【００４６】
図４において、Ｓ２１は、マスク（１）、（２）の基準パターンの位置に合わせる。これは、レーザ干渉計３を用い、マスク（１）あるいはマスク（２）の基準パターンが画像上の例えば中心に来るように、メインステージ１を移動させる。
【００４７】
Ｓ２２は、画像を取得する。これは、メインステージ１上に搭載されたマスク（１）の画像（基準パターンを含む画像）を取得、およびサブステージ２上に搭載されたマスク（２）の画像（基準パターンを含む画像）を取得する。
【００４８】
Ｓ２３は、両者の画像パターンの重ね合わせを行い、その位置のシフト量を求める。これは、Ｓ２２で取得したメインステージ１上に搭載したマスク（１）の基準パターンの画像と、サブステージ２上に搭載したマスク（２）の基準パターンの画像との重ね合わせを行い、その位置のシフト量を求める。ここでは、両者の基準パターンの画像のシフト量が、Ｓｘ１，Ｓｙ１とする。
【００４９】
Ｓ２４は、終了か判別する。これは、全ての基準パターンについてＳ２１からＳ２３の処理を終了したか判別する。ＹＥＳの場合には、Ｓ２５に進む。ＮＯの場合には、Ｓ２１に戻り繰り返す。
【００５０】
Ｓ２５は、Ｓ２３で求めたシフト量を記憶する。
以上のＳ２１からＳ５を、Ｓ２９の一定時間毎又は作業領域が代わる毎などに実行することにより、メインステージ１上に搭載したマスク（１）の基準パターンと、サブステージ２上に搭載したマスク（２）の基準パターンとのシフト量を逐次測定することが可能となる。
【００５１】
Ｓ２６は、前回と比較する。これは、前回に記憶されたシフト量があればその記憶されたシフト量と、今回のシフト量とを比較する。前回の記憶されたシフト量がなければ当該Ｓ２６はスキップする。
【００５２】
Ｓ２７は、シフト量は所定以内か判別する。これは、Ｓ２６で前回と今回のシフト量を比較してその差が所定以内か判別する。ＹＥＳの場合には、Ｓ２８に進む。尚、前回と今回の差が所定以内であっても、最初のシフト量と比較して所定許容値を超えたときはＳ２７でＮＯと判定し、Ｓ３０でアラームを発して管理者に知らせる。一方、Ｓ２７のＮＯの場合には、前回の差のシフト量が所定以上であったので、Ｓ３０でアラームを発して管理者に知らせる。
【００５３】
Ｓ２８は、実パターン測定する。これは、既述した図４のＳ１１からＳ１６によって、マスク（１）、マスク（２）の重ねあわせなどの実パターン測定を行う。
【００５４】
Ｓ２９は、一定時間毎又は作業領域が変わるか判別する。ＹＥＳの場合には、Ｓ２１以降を実行する。ＮＯの場合には、終了する。
【００５５】
以上によって、一定時間毎又は作業領域が変わる毎などに、マスク（１）とマスク（２）の基準パターンの画像を比較しシフト量が所定以上のときにアラームを発生して管理者に知らせ、一方、シフト量が所定以下のときに実パターン測定（図４）を行うことにより、メインステージ１に搭載したマスク（１）上の基準パターンと、サブステージ２に搭載したマスク（２）上の基準パターンとのシフト量を所定以内であることを監視しつつマスク（１）とマスク（２）とのパターンなどの重ね合わせチェックなどを精度良好かつ再現性良好に行うことが可能となる。
【００５６】
図６は、本発明の説明図を示す。
図６の（ａ）は、マスク（１）（配線パターン）の例を示す。
【００５７】
図６の（ｂ）は、マスク（２）（コンタクトホールパターン）の例を示す。
図６の（ｃ）は、マスク（１）とマスク（２）とを重ね合わせた状態の例を示す。左側の点線の楕円の部分について拡大した様子を、図６の（ｄ），（ｅ）に示す。
【００５８】
図６の（ｄ）は、良品の場合の状態を示す。この良品の場合には、
・ａとｂの差の絶対値が規定値以内
・ｃとｄの差の絶対値が規定値以内
となったものである。
【００５９】
図６の（ｅ）は、不良品の場合の状態を示す。この不良品の場合には、
・ａとｂの差の絶対値が規定値以上
・ｃとｄの差の絶対値が規定値以上
となったものである。
【００６０】
以上のように、図６の（ａ）のマスク（１）の配線パターンと、図６の（ｂ）のマスク（２）のコンタクトホールパターンとの場合に、両者を重ね合わせた状態（図６の（ｃ））で、図中のａ，ｂ，ｃ，ｄをそれぞれ画像上で測定し、ａとｂの差、ｃとｄとの差の絶対値が規定値以内のときに良品、規定値以上のときに不良品と判定することが可能となる。この際、マスク（１）を図１および図２のメインステージ１に搭載し、マスク（２）を図１および図２のサブステージ２に搭載し、既述した図４あるいは図５の方法で測定し、良品、不良品を高速、高精度、かつ再現性良好に判定することが可能となる。
【００６１】
図７は、本発明の説明図（実ＬＳＩマスクを直接、精度確認）を示す。
図７の（ａ）は、ＬＳＩ実マスクの例を示す。左上にＤＲＡＭ領域があり、右上にＬｏｇｉｃ領域があり、中央下にＭＣＰ領域がある例を示す。
【００６２】
図７の（ｂ）はマスク（１）（配線パターン）を示し、図７の（ｃ）はマスク（２）（コンタクトホールパターン）を示す。これらマスク（１）、マスク（２）は、図７の（ａ）の実ＬＳＩマスクの中央下にある部分を拡大したものである。
【００６３】
図７の（ｄ）は、マスク（１）とマスク（２）とが重なる様子を示す。当該マスク（１）の配線パターンに、マスク（２）のコンタクトホールパターンが重なる場合、既述した図６の（ｄ）あるいは（ｅ）に示すように、ａ，ｂ，ｃ，ｄを測定することにより、良品あるいは不良品を高速、高精度かつ再現性良好に判定することが可能となる。
【００６４】
図８は、本発明の説明図を示す。これは、マスク（１）、（２）の基準点を合わせ後、各マスクパターン領域毎に位置合わせ測定を行う場合の例を示す。
【００６５】
図８の（ａ）は、ＬＳＩ実マスクの例を示す。左上にＤＲＡＭ領域があり、右上にＬｏｇｉｃ領域があり、中央下にＭＣＰ領域がある例を示す。
【００６６】
図８の（ｂ）はマスク（１）の例を示し、図８の（ｃ）はマスク（２）の例を示す。ここで、基準点（基準パターン）は、ここでは、３箇所（上中央、左中央、右下）に設けている。ここでは、マスク（１）とマスク（２）の３箇所の基準点（基準パターン）を合わせた後（図４のＳ１２、Ｓ１３）、各領域（ＤＲＡＭ領域、Ｌｏｇｉｃ領域、ＭＣＰ領域）についてそれぞれその内部のパターンの位置合わせ測定を行うようにしている。
【００６７】
尚、更に、精度を向上させるには、各領域毎に例えば３箇所の基準パターンを設けてこれについてマスク（１）とマスク（２）との当該基準パターンを合わせた後（図４のＳ１２、Ｓ１３）、当該領域内のパターンの重ね合わせ測定を行い良否を判定（図６の（ｄ），（ｅ））する。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明は、１つのステージ上に比較対象の複数の被観察試料を同時に搭載し、これら複数の被観察試料の位置をそれぞれレーザ干渉計で測定しつつ当該複数の被観察試料上のパターンの形状について荷電粒子線ビームを走査などして画像を取得して測定し、比較対象の複数の被観察試料の重ね合わせ位置などの相対的位置を直接に高精度に測定する相対位置測定方法および相対位置測定装置に関するものである。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明のシステム構成図である。
【図２】本発明の詳細構造図である。
【図３】本発明の動作説明フローチャート（ステージ系の調整）である。
【図４】本発明の動作説明フローチャート（実マスク測定）である。
【図５】本発明の動作説明フローチャート（電子光学系等のチェックを行いながら実マスク測定）である。
【図６】本発明の説明図である。
【図７】本発明の説明図である。
【図８】本発明の説明図である。
【図９】従来技術の説明図である。
【符号の説明】
【００７０】
１：メインステージ
２：サブステージ
３：レーザー干渉計
４：電子光学系
５：被観察試料（マスク）
１１：ＰＣ（パソコン）
１２：チェック手段
１３：測定手段
１４：判定手段
１５：マスクパターンデータ
１６：測定データ
１７：補正データ
１８：表示装置
１９：入出力装置
２１，２２：マスクホルダ
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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