(57)【要約】【課題】  試料の検査効率を向上することのできる荷電粒子ビーム装置及び荷電粒子ビーム装置の制御方法を提供する。【解決手段】  試料室８と、ビーム照射手段６ａと、回転ステージ１２を有するステージ機構１３と、制御部２３とを備えた荷電粒子ビーム装置において、回転ステージ１２により試料９を回転させたときに、試料９又は試料保持具の端部と試料室内側面とが接触することのない回転ステージ１２の回転中心の位置範囲を求める演算部２４と、回転ステージ１２の回転中心位置が前記位置範囲内にあるか否かを判定する判定部２７とを有し、ステージ機構１３の駆動により回転ステージ１２の回転を行う際に、当該回転中心位置が当該位置範囲の外のあると判定部２７が判定したときには、当該回転中心位置が当該位置範囲内に位置するように回転ステージ１２を移動させる。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に試料が配置される試料室と、試料室内の試料に向けて荷電粒子ビームを照射するビーム照射手段と、試料室内において試料を回転させる回転ステージを有し、当該回転ステージの回転及び移動を行うステージ機構と、ステージ機構の駆動を制御する制御部とを備えた荷電粒子ビーム装置において、回転ステージにより試料を回転させたときに、試料又は試料保持具の端部と試料室内側面とが接触することのない回転ステージの回転中心の位置範囲を求める演算部と、回転ステージの回転中心位置が前記位置範囲内にあるか否かを判定する判定部とを具備し、ステージ機構の駆動により回転ステージの回転を行う際に、当該回転中心位置が当該位置範囲の外のあると判定部が判定したときには、制御部の駆動制御により、当該回転中心位置が当該位置範囲内に位置するようにステージ機構によって回転ステージを移動させ、その後、回転ステージの回転を行うことを特徴とする荷電粒子ビーム装置。
【請求項２】
前記位置範囲は、前記荷電粒子ビームの光軸位置を中心とする円の円周を含む当該円の内側領域として設定され、前記回転ステージの回転中心位置が前記位置範囲の外にあるときに当該回転ステージを移動させる際には、当該円の円周上に回転ステージの回転中心を位置させることを特徴とする請求項１記載の荷電粒子ビーム装置。
【請求項３】
前記回転ステージの回転中心位置が前記位置範囲の外にあるときに当該回転ステージを移動させる際には、回転ステージの回転中心位置と荷電粒子ビームの光軸位置とを結ぶ直線に沿って回転ステージを移動させることを特徴とする請求項２記載の荷電粒子ビーム装置。
【請求項４】
前記位置範囲は、試料室内側面のサイズ情報と、試料のサイズ情報又は試料保持具のサイズ情報とに基づいて求められることを特徴とする請求項１乃至３何れか記載の荷電粒子ビーム装置。
【請求項５】
内部に試料が配置される試料室と、試料室内の試料に向けて荷電粒子ビームを照射するビーム照射手段と、試料室内において試料を回転させる回転ステージを有し、当該回転ステージの回転及び移動を行うステージ機構と、ステージ機構の駆動を制御する制御部とを備えた荷電粒子ビーム装置の制御方法において、回転ステージにより試料を回転させたときに、試料又は試料保持具の端部と試料室内側面とが接触することのない回転ステージの回転中心の位置範囲を読み出す工程と、回転ステージの回転中心位置が前記位置範囲内にあるか否かを判定する判定工程とを有し、ステージ機構の駆動により回転ステージの回転を行う際に、判定工程において当該回転中心位置が当該位置範囲の外のあると判定されたときには、制御部の駆動制御により、当該回転中心位置が当該位置範囲内に位置するようにステージ機構によって回転ステージを移動させ、その後、回転ステージの回転を行うことを特徴とする荷電粒子ビーム装置の制御方法。
【請求項６】
前記位置範囲は、前記荷電粒子ビームの光軸位置を中心とする円の円周を含む当該円の内側領域として設定され、前記回転ステージの回転中心位置が前記位置範囲の外にあるときに当該回転ステージを移動させる際には、当該円の円周上に回転ステージの回転中心を位置させることを特徴とする請求項５記載の荷電粒子ビーム装置の制御方法。
【請求項７】
前記回転ステージの回転中心位置が前記位置範囲外にあるときに当該回転ステージを移動させる際には、回転ステージの回転中心位置と荷電粒子ビームの光軸位置とを結ぶ直線に沿って回転ステージを移動させることを特徴とする請求項６記載の荷電粒子ビーム装置の制御方法。
【請求項８】
前記位置範囲は、試料室内側面のサイズ情報と、試料のサイズ情報又は試料保持具のサイズ情報とに基づいて求められることを特徴とする請求項５乃至７何れか記載の荷電粒子ビーム装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、走査電子顕微鏡等の荷電粒子ビーム装置及び当該荷電粒子ビーム装置の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの製造で使用されるマスク基板の検査工程において、最初にレーザ光を使用した光学顕微鏡の構成を備える第１の検査装置により基板内での欠陥箇所の検出及び当該欠陥箇所の位置情報（基板内位置座標）の取得を行い、その後、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）の構成を備える第２の検査装置（荷電粒子ビーム装置）により当該欠陥の詳細な検査（走査像観察）を行うことが実施されている。
【０００３】
このような検査工程では、第１の検査装置によって検出された欠陥の位置情報のデータを第２の検査装置に送ることにより、第２の検査装置において改めて当該欠陥位置の特定を行うことなく、送られた位置情報に基づいて効率的に欠陥の検査を行うことができる。
【０００４】
このとき、第１及び第２の検査装置間において座標フォーマットの形式が異なる場合には、第２の検査装置が第１の検査装置の座標フォーマットを読み込めるようにしておく。例えば、第１の検査装置により検出された欠陥の位置を第２の検査装置によって観察する場合、第２の検査装置では、読み込んだ当該欠陥の位置情報を、その第２の検査装置のステージフォーマットに合った形式に変換し、当該欠陥位置が装置内での観察位置となるようにモータステージを駆動する。
【０００５】
ここで、第２の検査装置による検査対象となる基板（試料）が大型化した場合には、その基板サイズに合わせた移動範囲を有するステージ及び試料室を第２の検査装置が備えることが望ましい。しかしながら、第２の検査装置の試料室は、基板検査時において真空状態とする必要がある。これは、試料室内に配置された基板に電子ビームを照射させるためである。
【０００６】
従って、検査対象基板の大型化に伴って試料室のサイズを大きくすると、当該試料室内の排気を効率良く行うために、排気能力の大きな真空ポンプを用いなければならず、コストアップの原因となる。
【０００７】
このため、第２の検査装置の試料室のサイズを最小限に設定し、このような試料室内に大型基板を配置して電子ビームを照射し、これにより基板検査を行うことが検討されている。
【０００８】
ここで、このような場合における第２の検査装置の概略構成を図１に示す。同図において、１は電子銃である。電子銃１からは、試料室８内に配置された基板９に向けて、電子ビーム５が放出される。
【０００９】
電子銃１から放出された電子ビーム５は、集束レンズ２及び対物レンズ４により集束された状態で基板９に照射される。このとき、走査コイル３により電子ビーム５は適宜偏向され、電子ビーム５は基板９上における所定の走査範囲を走査する。電子銃１、集束レンズ２、走査コイル３、及び対物レンズ４は、鏡筒６に設けられている。なお、鏡筒６及び試料室８は、それぞれ所定の真空度となるよう真空引きされている。
【００１０】
電子ビーム５が走査された基板９からは、２次電子等の被検出電子が発生する。このようにして発生した被検出電子は、試料室８内において、図示しない電子検出器により検出される。電子検出器は検出結果に基づいて検出信号を出力し、この検出信号に基づいて走査像が形成される。当該走査像に基づいて、基板９の検査が行われる。
【００１１】
試料室８内にはステージ機構１３が設けられている。このステージ機構１３は、Ｘステージ１０と、このＸステージ１０上に設けられたＹステージ１１と、このＹステージ１１上に設けられたＲステージ（回転ステージ）１２とを備えている。そして、Ｒステージ１２上には基板９が載置されている。
【００１２】
Ｘステージ１０は、基板９とともにＲステージ１２をＸ方向に移動させるためのステージであり、Ｙステージ１１は、基板９とともにＲステージ１２をＹ方向に移動させるためのステージである。そして、Ｒステージ１２は、所定の回転軸を中心として基板９を回転させるためのステージである。ここで、回転中心となる回転軸はＲステージ１２の中心となっており、基板９がＲステージ１２に載置される際には、基板９の中心位置がＲステージ１２の中心位置と一致するように配置される。なお、試料室８には、Ｘ方向に伸長して形成された延長部８ａが設けられている。
【００１３】
次に、図２を参照して、このような第２の検査装置（以下、「検査装置」という）の試料室８内における基板検査時での基板９の移動について説明する。ここで、図２は、検査装置の要部の断面図である。
【００１４】
図２において、試料室８内には基板９が配置されている。この基板９は、試料室８内においてＲステージ１２上に載置されており、外形が正方形の形状となっている。ここで、基板９の中心Ｑは、Ｒステージ１２の中心Ｐと重なるように、基板９はＲステージ１２上に配置される。
【００１５】
また、試料室８内における電子ビーム５（図１参照）の光軸Ｏは、Ｘ−Ｙ座標の原点を通っている。そして、図２に示す状態においては、当該原点Ｏの位置に、Ｒステージ１２の中心（回転中心）Ｐ及び基板９の中心が位置している。この状態を初期状態とする。
【００１６】
また、基板９を、その直交する２辺にそれぞれ平行であって基板中心Ｑを通る２つの直線で仮想的に分割した場合の各領域をＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄとする。
【００１７】
そして、初期状態から、例えば基板９おける領域Ｂにある欠陥箇所について検査を行う場合には、当該欠陥箇所の位置情報に基づいて基板９の回転及びＸ−Ｙ方向での移動を行い、当該欠陥箇所を電子ビーム５の光軸（原点）Ｏに位置するようにする。このときの回転及びＸ−Ｙ方向での移動は、それぞれＲステージ１２、Ｘステージ１０及びＹステージ１１の駆動により実行される。
【００１８】
すなわち、図２に示す初期状態から、まず基板９の所定回転角度での回転動作を行う。その後、Ｘ方向及びＹ方向での基板９の移動を行う。このとき、このＸ方向及びＹ方向での移動に応じてＲステージ１２が移動し、Ｒステージ１２上に載置された基板９も同様に移動することとなる。
【００１９】
このようにして基板９の回転及び移動を行った後の状態を図３に示す。図３に示す状態は、図２の初期状態から、基板９の回転角度θでの回転動作を行い、その後、Ｘ方向に距離Ｘ１の基板移動及びＹ方向に距離Ｙ１の基板移動を行った後の状態である。そして、電子ビーム５の光軸Ｏと重なる箇所が、基板９における領域Ｂにある欠陥が位置する箇所である。このとき、基板９内において、中心Ｑを挟んで反対側に位置する領域Ｄの一部は、試料室８に設けられた延長部８ａ内に位置している。
【００２０】
また、基板９内における領域Ｂのエッジ部の検査を行う際には、さらにＲステージ１２が移動して、図４に示す位置に基板９を配置する。これにより、当該エッジ部が電子ビーム５の光軸Ｏと重なる位置に位置するようにする。このとき、基板９における領域Ｄのほぼ全域が延長部８ａ内に位置するとともに、領域Ａのほぼ半分及び領域Ｃのほぼ半分も延長部８ａ内に位置することとなる。
【００２１】
このように、基板９を適宜移動させて、基板９内における検査対象領域以外の領域の一部が延長部８ａ内に位置する状態で当該検査対象領域の検査を行い、この検査対象領域の検査が終了した後には基板９を９０度回転させて、基板９内での検査対象領域を順次変えて同様の検査を行うことにより、大型基板の全領域の検査を行うことができる。
【００２２】
なお、下記の特許文献１には、試料移動台上で試料移動の中心から所定距離以内に回転中心が位置する回転軸に試料保持手段を設け、この回転軸に９０度ずつの分割回転機構を結合した試料装置が開示されている。
【００２３】
【特許文献１】特開昭５８−７５７４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２４】
上述した検査装置（荷電粒子ビーム装置）を用いて大型基板の検査を行う場合において、基板内での検査対象領域を変える際には、上記のごとく基板の回転を行うこととなる。
【００２５】
例えば、図３に示したように基板９における領域Ｂ内での位置情報が既知である第１の欠陥箇所の検査が行われ、当該欠陥箇所の検査終了後に、この状態から領域Ｃ内での位置情報が既知である第２の欠陥箇所の検査を行う際に、基板９を同図中の矢印Ｖの方向に回転させる必要がある場合がある。
【００２６】
このとき、Ｒステージ１２及び基板９が図３に示す位置の状態のままで、Ｒステージ１２により基板９を回転させると、基板９における領域Ａの角部Ａ１が試料室８の内側面８ｂと接触してしまうこととなる。このように基板９の角部が試料室８の内側面８ｂと接触すると、基板９が損傷してしまう。
【００２７】
そこで、実際には、図３の状態から、Ｘステージ１０及びＹステージ１１の駆動によるＲステージ１２のＸ−Ｙ方向での移動を行い、図５に示すように、Ｒステージ１２の回転中心Ｐが電子ビーム５の光軸（原点）Ｏと一致するようにする。このとき、基板９の中心Ｑは座標原点Ｏに位置することとなる。
【００２８】
このようにして基板９の中心Ｑが座標原点Ｏに位置する状態にすれば、Ｒステージ１２の回転により基板９を図５中の矢印Ｖの方向に回転しても、基板９の角部が試料室８の内側面８ｂと接触することはない。この状態で、基板９を矢印Ｖ方向に９０度回転させ、その後Ｒステージ１２をＸ−Ｙ方向に適宜移動させることにより、基板９における領域Ｃ内に位置する欠陥箇所の検査を行うことができる。
【００２９】
しかしながら、基板９の回転を行う度ごとに、Ｒステージ１２の回転中心Ｐが座標原点Ｏに位置するようにＲステージ１２のＸ−Ｙ方向での移動を行うと、当該移動に時間がかかり、検査効率が損なわれるという要改善点があった。特に、通常のＳＥＭの構成を備える検査装置では、Ｘステージ１０及びＹステージ１１（図１参照）の駆動によるＲステージ１２のＸ−Ｙ方向での移動速度は非常に遅く、当該移動に長い時間を要していた。なお、上述の説明では、試料である基板の角部が試料室内側面に接触することを問題としているが、試料を回転させたときに、試料を保持するための試料保持具が試料室内側面に接触する可能性がある場合には、当該接触も回避する必要がある。
【００３０】
本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、試料の検査効率を向上することのできる荷電粒子ビーム装置及び荷電粒子ビーム装置の制御方法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】
【００３１】
本発明に基づく荷電粒子ビーム装置は、内部に試料が配置される試料室と、試料室内の試料に向けて荷電粒子ビームを照射するビーム照射手段と、試料室内において試料を回転させる回転ステージを有し、当該回転ステージの回転及び移動を行うステージ機構と、ステージ機構の駆動を制御する制御部とを備えた荷電粒子ビーム装置において、回転ステージにより試料を回転させたときに、試料又は試料保持具の端部と試料室内側面とが接触することのない回転ステージの回転中心の位置範囲を求める演算部と、回転ステージの回転中心位置が前記位置範囲内にあるか否かを判定する判定部とを具備し、ステージ機構の駆動により回転ステージの回転を行う際に、当該回転中心位置が当該位置範囲の外のあると判定部が判定したときには、制御部の駆動制御により、当該回転中心位置が当該位置範囲内に位置するようにステージ機構によって回転ステージを移動させ、その後、回転ステージの回転を行うことを特徴とする。
【００３２】
また、本発明に基づく荷電粒子ビーム装置の制御方法は、内部に試料が配置される試料室と、試料室内の試料に向けて荷電粒子ビームを照射するビーム照射手段と、試料室内において試料を回転させる回転ステージを有し、当該回転ステージの回転及び移動を行うステージ機構と、ステージ機構の駆動を制御する制御部とを備えた荷電粒子ビーム装置の制御方法において、回転ステージにより試料を回転させたときに、試料又は試料保持具の端部と試料室内側面とが接触することのない回転ステージの回転中心の位置範囲を読み出す工程と、回転ステージの回転中心位置が前記位置範囲内にあるか否かを判定する判定工程とを有し、ステージ機構の駆動により回転ステージの回転を行う際に、判定工程において当該回転中心位置が当該位置範囲の外のあると判定されたときには、制御部の駆動制御により、当該回転中心位置が当該位置範囲内に位置するようにステージ機構によって回転ステージを移動させ、その後、回転ステージの回転を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００３３】
本発明においては、回転ステージにより試料を回転させたときに、試料又は試料保持具の端部と試料室内側面とが接触することのない回転ステージの回転中心の位置範囲を求め、ステージ機構の駆動により回転ステージの回転を行う際に、当該回転中心位置が当該位置範囲の外のあると判定されたときには、制御部の駆動制御により、当該回転中心位置が当該位置範囲内に位置するようにステージ機構によって回転ステージを移動させ、その後、回転ステージの回転を行う。
【００３４】
よって、回転ステージの回転を行う際に、試料又は試料保持具の端部と試料室内側面とが接触してしまう場合には、回転ステージの回転中心位置が上記位置範囲内に位置するように回転ステージを移動すればよく、回転ステージの回転中心位置を座標原点まで移動させる必要がない。これにより、必要最小限の距離だけ回転ステージを移動すればよいので、試料の検査効率を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。図６は、本発明における検査装置（荷電粒子ビーム装置）を示す概略構成図である。ここで、図１における構成要素と同一のものには同じ番号を付している。
【００３６】
図６において、電子銃１から放出された電子ビーム（荷電粒子ビーム）５は、集束レンズ２及び対物レンズ４により集束された状態で、試料室８内に配置された基板（試料）９に向けて照射される。このとき、走査コイル３により電子ビーム５は適宜偏向され、電子ビーム５は基板９上における所定の走査領域を走査する。電子銃１、集束レンズ２、走査コイル３、及び対物レンズ４は、鏡筒６に設けられている。そして、これら電子銃１、集束レンズ２、走査コイル３、及び対物レンズ４によりビーム照射手段６ａが構成される。なお、鏡筒６及び試料室８は、それぞれ所定に真空度となるよう真空引きされている。
【００３７】
電子ビーム５が走査された基板９からは、２次電子等の被検出電子が発生する。このようにして発生した被検出電子は、試料室９内において、図示しない電子検出器により検出される。電子検出器は検出結果に基づいて検出信号を出力し、この検出信号に基づいて走査像が形成されることとなる。当該走査像に基づいて、基板９の検査が行われる。
【００３８】
試料室８内には、ステージ機構１３が設けられている。このステージ機構１３は、Ｘステージ１０と、このＸステージ１０上に設けられたＹステージ１１と、このＹステージ１１上に
設けられたＲステージ（回転ステージ）１２とを備えている。そして、Ｒステージ１２上には基板９が載置されている。
【００３９】
Ｘステージ１０は、基板９とともにＲステージ１２をＸ方向に移動させるためのステージであり、Ｙステージ１１は、基板９とともにＲステージ１２をＸ方向に移動させるためのステージである。そして、Ｒステージ１２は、所定の回転軸を中心として基板９を回転させるステージである。ここで、回転中心となる回転軸はＲステージ１２の中心となっており、基板９がＲステージ１２に載置される際には、基板９の中心位置がＲステージ１２の中心位置と一致するように配置される。なお、試料室８には、Ｘ方向に伸長して形成された延長部８ａが設けられている。
【００４０】
ステージ機構１３を構成するＸステージ１０、Ｙステージ１１、及びＲステージ１２は、それぞれ対応するＸ駆動部１０ａ、Ｙ駆動部１１ａ、及びＲ駆動部１２ａから駆動信号が供給される。これら各ステージ１０〜１２には、それぞれ駆動機構が備えられており、各駆動部１０ａ〜１２ａから供給された駆動信号に基づいて、それぞれ対応する駆動機構が駆動される。これにより、各ステージ１０〜１２の駆動が行われる。
【００４１】
また、各駆動部１０ａ〜１２ａはバスライン２０に接続されている。このバスライン２０には、制御部２３が接続されており、各駆動部１０ａ〜１２ａはバスライン２０を介して制御部２３により制御される。この結果、各ステージ１０〜１２は、対応する駆動部１０ａ〜１２ａを介して制御部２３により駆動制御されることとなる。
【００４２】
さらに、鏡筒６に設けられたビーム照射機構６ａは、電子光学系駆動部６ｂにより駆動される。この電子光学系駆動部６ｂは、バスライン２０に接続されている。これにより、電子光学系駆動部６ｂはバスライン２０を介して制御部２３により制御される。この結果、ビーム照射機構６ａは、電子光学系駆動部６ｂを介して制御部２３により駆動制御されることとなる。
【００４３】
そして、バスライン２０には、装置情報記憶部２１、試料・ホルダ情報記憶部２２、演算部２４、回転動作可能エリア記憶部２５、ステージ回転中心位置記憶部２６、回転動作可能判定部２７、及びステージ駆動位置記憶部２８が接続されている。これら各構成要素は、制御部２３によりその動作が制御される。また、バスライン２０には入力部２９が接続されている。この入力部２９は、マウス等のポインティングデバイス、キーボード、ディスクドライブ入力装置、及び通信用入力インタフェース装置等を含み、所定のデータや指示等を入力するためのものである。
【００４４】
以上が、本発明における検査装置の構成の説明である。次に、当該検査装置（以下、「本装置」という）の動作について説明する。
【００４５】
まず、本装置とは異なる第１の検査装置（図示せず）により、予め基板９内での欠陥箇所の検出及び当該欠陥箇所の位置情報（基板内位置座標）の取得を行っておく。この第１の検査装置は、レーザ光を使用した光学顕微鏡の構成を備えた装置である。
【００４６】
そして、当該第１の検査装置による基板検査が行われた後に、本装置を第２の検査装置として、当該基板９の欠陥検査が実行される。
【００４７】
ここで、本装置の装置情報記憶部２１には、試料室８のサイズ情報が予め格納されている。すなわち、試料室８の内側形状の寸法情報が、装置情報として、装置情報記憶部２１に記憶されている。
【００４８】
本装置による基板検査工程においては、まず、第１の検査装置で検出された基板９の欠陥箇所の位置情報を、入力部２９を介して本検査装置に入力する。このとき、ＦＤ等のディスク若しくは通信経路を介在して、当該位置情報を入力することができる。また、キーボード又はポインティングデバイスを用いたマニュアル操作により入力してもよい。
【００４９】
このようにして入力された欠陥箇所の位置情報は、必要に応じて制御部２３により座標フォーマットの変換が行われ、ステージ機構１３を駆動する際におけるステージ位置情報としてステージ駆動位置記憶部２８に格納される。
【００５０】
さらに、検査対象の試料である基板９の外形に関するサイズ情報を、入力部２９を介して本装置に入力する。このサイズ情報は、基板９の外形寸法の情報である。ここで、以下の説明において、基板９の外形は正方形の形状を備えるものとする。なお、基板９が図示しない試料ホルダ（試料保持具）により保持され、この状態で基板９の検査が試料室８内で行われる場合において、試料ホルダの端部が基板９の外周部よりも外側に位置し、この試料ホルダの端部が試料室８の内側面に接触する可能性がある場合には、試料ホルダの外形に関するサイズ情報を入力する。このようにして入力された基板９のサイズ情報若しくは試料ホルダのサイズ情報は、試料・ホルダ情報記憶部２２に格納される。
【００５１】
その後、制御部２３による制御によって、装置情報記憶部２１に格納されている試料室８のサイズ情報が読み出され、また試料・ホルダ情報記憶部２２に格納されている基板９のサイズ情報若しくは試料ホルダのサイズ情報が読み出される。なお、以下の説明では、基板９のサイズ情報が試料・ホルダ情報記憶部２２に格納され、この基板９のサイズ情報が読み出されるものとして説明する。
【００５２】
これら読み出された試料室８のサイズ情報及び基板９のサイズ情報は、演算部２４に送られる。演算部２４は、これらのサイズ情報に基づいて、基板９の回転動作可能エリアを設定する。この回転動作可能エリアについて図７を参照して説明する。
【００５３】
図７は、試料室８のＸ−Ｙ平面（水平面）における断面図を示す。同図において、ＯはＸ−Ｙ座標の原点を示す。また、試料室８の内側形状は、円弧状部８ｃを有しており、原点Ｏは、当該円弧状部８ｃの中心である。電子ビーム５の光軸は、この中心（原点Ｏ）を紙面に直交する方向に沿って通る軸に一致する。
【００５４】
そして、円弧状部８ｃの半径（原点Ｏから円弧状部８ｃの内側面までの距離）をＫ、基板９の中心Ｑから基板９の角部までの距離（基板９における対角線の半分の長さ）をＬ、基板９が円弧状部８ｃの内側面に接近したときに、円弧状部８ｃの内側面と基板９の角部との間で設定されるクリアランスをＭとすると、Ｎ＝Ｋ−（Ｌ＋Ｍ）で演算される値Ｎを半径とする円Ｓの内側エリアを、回転動作可能エリアとして設定する。すなわち、当該円Ｓの円周上を含むその内側エリア内に基板９の中心Ｑが位置すれば、基板９をその中心Ｑを軸として回転させても、試料室８における円弧状部８ｃの内側面８ｂに基板９の角部が接触することはない。なお、図７中に示された円Ｔは、基板９がその中心Ｑを軸に回転したときに、基板９の４つの角部が動く軌跡を示している。
【００５５】
ここで、試料室８のサイズ情報には上記値Ｋ及び値Ｍが含まれており、当該値Ｋ及び値Ｍが装置情報記憶部２１から読み出される。また、基板９のサイズ情報には上記値Ｌが含まれており、当該値Ｌが試料・ホルダ情報記憶部２２から読み出される。
【００５６】
演算部２４は、これらの値Ｋ，Ｌ，Ｍを基に上記演算式に基づく演算を行い、Ｎの値を求める。そして、演算部２４は、原点Ｏを中心とし、算出された値Ｎを半径とする円Ｓの円周上を含む内部エリアを、基板９の回転動作可能エリアとして設定する。設定された回転動作可能エリアに対応する値Ｎは、回転動作可能エリア記憶部２５にデータとして格納される。
【００５７】
この回転動作可能エリアの設定が行われた後、本装置の試料室８内におけるステージ機構１３のＲステージ１２上に基板９が載置された状態で、基板９の検査が行われる。
【００５８】
図８は、当該検査の際に、試料室８内において基板９が初期位置に配置された状態を示している。同図において、基板９を載置するＲステージ１２の中心（回転中心）Ｐは、電子ビーム５の光軸と重なる原点Ｏに一致している。また、基板９の中心Ｑは、Ｒステージ１２の中心Ｐに重なっている。これにより、基板９の中心Ｑは、原点Ｏに位置することとなる。
【００５９】
この初期状態から基板９の検査を行うに際して、ステージ駆動位置記憶部２８に格納された基板９内での欠陥箇所の位置に対応するステージ位置情報が読み出される。制御部２３は、読み出したステージ位置情報に基づいて、各駆動部１０ａ〜１２ａを介してステージ機構１３の駆動制御を行うこととなる。なお、基板９内において欠陥箇所は複数あるものとし、これによりステージ駆動位置記憶部２８には複数のステージ位置情報が格納されている。また、当該複数の欠陥箇所の内、第１の欠陥箇所は基板９における領域Ｂ内に位置し、第２の欠陥箇所は基板９における領域Ｃ内に位置するものとする。ここで、図中に示す基板９内における領域Ａ〜Ｄは、基板９を、その直交する２辺にそれぞれ平行であって基板中心Ｑを通る２つの直線で仮想的に分割した場合での各領域である。
【００６０】
制御部２３は、まず、第１の欠陥箇所に対応するステージ位置情報をステージ駆動位置記憶部２８から読みだし、当該ステージ位置情報に基づいて、初期状態からスタートしてステージ機構１３の駆動制御を行う。この場合、Ｒステージ１２及び基板９は、当初、上述の初期位置にあるので、基板９の回転動作を行っても基板９の角部が試料室８の内側部８ｂに接触することはない。
【００６１】
また、ステージ駆動位置記憶部２８から読み出された当該ステージ位置情報は、第１の欠陥位置の検査終了時におけるステージ回転中心位置として、ステージ回転中心位置記憶部２６に格納される。なお、ステージ回転中心位置記憶部２６には、以降行われる欠陥位置の検査の終了時におけるステージ回転中心位置を、移動後の回転中心位置として順次更新して記憶する。
【００６２】
第１の欠陥箇所の検査を実行する際には、制御部２３は、必要に応じて当該初期位置においてＲステージ１２の回転による基板９の回転動作を行い、その後、Ｘステージ１０及びＹステージ１１の駆動を実行し、Ｒステージ１２をＸ−Ｙ方向に移動する。これにより、基板９における第１の欠陥箇所を原点Ｏに対応する電子ビーム５の光軸上に位置させ、この状態で当該第１の欠陥箇所の検査が行われる。
【００６３】
この第１の欠陥箇所の検査を行った後、制御部２３はステージ機構１３の駆動制御を行って、基板９における領域Ｃにある第２の欠陥箇所の検査を実行することとなる。このとき、制御部２３によって、ステージ回転中心位置記憶部に記憶されたステージ回転中心位置のデータが読み出され、当該データは回転動作可能判定部２７に送られる。
【００６４】
この回転動作可能判定部２７は、ステージ機構１３の駆動によりＲステージ１２の回転を行う際に、ステージ回転中心位置のデータに基づいて、原点ＯからＲステージ１２の中心Ｐまでの距離（原点Ｏから基板９の中心Ｑまでの距離に相当）を算出する。なお、当該ステージ回転中心位置は、Ｒステージ１２の中心Ｐ（基板９の中心Ｑ）の位置となる。
【００６５】
ここで、当該距離の算出方法について、図９を参照して説明する。同図に示す例は、原点Ｏに対して、Ｒステージ１２の中心Ｐの位置が座標（ｘ，ｙ）にある例である。
【００６６】
回転動作可能判定部２７は、原点ＯからＲステージ１２の中心Ｐまでの距離Ｗとして、Ｗ＝√（ｘ２＋ｙ２）の演算を実行する。また、回転動作可能エリア記憶部２５から回転動作可能エリアに対応する値Ｎが読み出され、回転動作可能判定部２７は、読み出された値Ｎと上記距離Ｗとの比較を行う。
【００６７】
このとき、もしＷ≦Ｎの場合には、Ｒステージ１２の中心Ｐは、上記にて設定した回転動作可能エリアである円Ｓの円周上を含む内部エリア内に位置することとなる。この場合には、Ｒステージ１２の回転により基板９の回転動作を行っても、基板９の角部が試料室８の内側面８ｂと接触することはない。
【００６８】
しかしながら、図９に示す状態のように、Ｗ＞Ｎの場合には、Ｒステージ１２の中心Ｐは、上記円Ｓの外部に位置することとなる。この場合、仮にこの状態でＲステージ１２の回転を行ってしまうと、基板９の角部が試料室８の内側面８ｂと接触することとなる。すなわち、図９において、Ｒステージ１２の中心Ｐは、円Ｓの外部に位置しており、Ｒステージ１２の回転により基板９を矢印Ｖの方向に回転させると、基板９における領域Ａの角部Ａ１が試料室８の内側面８ｂと接触してしまう。
【００６９】
よって、Ｗ＞Ｎの場合には、制御部２３は、Ｒステージ１２の中心Ｐが上記円Ｓの円周上（回転動作可能エリア）に位置するように、一旦、ステージ機構１３の駆動制御を行う。この場合、Ｒステージ１２の中心Ｐの位置と電子ビーム５の光軸と一致する原点Ｏの位置とを結ぶ直線に沿ってＲステージ１２を移動させ、これにより当該中心Ｐを円Ｓの円周上に位置させる。当該移動により、最短の移動距離でもって、Ｒステージ１２の中心Ｐを回転動作可能エリアに位置させることができる。このとき、演算部２４は、以下の演算を実行する。
【００７０】
まず、Ｒステージ１２の中心Ｐが移動すべき上記円Ｓの円周上での移動後の位置座標を（ｘ１，ｙ１）とすると、ｘ１＝ｘ・（Ｎ／Ｗ）、及びｙ１＝ｙ・（Ｎ／Ｗ）の演算を行ことにより、ｘ１及びｙ１の値を求める。これにより、Ｒステージ１２の中心Ｐが移動すべき位置は、当該演算に基づいて、座標（ｘ・（Ｎ／Ｗ），ｙ・（Ｎ／Ｗ））として設定することができる。
【００７１】
制御部２３は、Ｒステージ１２の中心Ｐが移動すべき位置座標（ｘ１，ｙ１）として、当該位置座標（ｘ・（Ｎ／Ｗ），ｙ・（Ｎ／Ｗ））にＲステージ１２の中心Ｐが移動するように各駆動部１０ａ〜１２ａを介してステージ機構１３を駆動制御する。これに伴って、Ｒステージ１２に載置された基板９も移動する。
【００７２】
このようにして、Ｒステージ１２及び基板９の移動を行った後の状態を図１０に示す。同図に示すように、Ｒステージ１２の中心Ｐ及び基板９の中心Ｑは、円Ｓの円周上にある座標（ｘ１，ｙ１）に位置している。この状態であれば、Ｒステージ１２の回転により基板９を中心Ｐ，Ｑを軸として回転させても、基板９の角部が試料室８の内側面８ｂと接触することはない。なお、図中において、Ｔ１は、基板９の回転時に基板９の角部が動く軌跡を示している。
【００７３】
この状態で、Ｒステージ１２を矢印Ｖ方向に９０度回転させ、その後Ｒステージ１２をＸ−Ｙ方向に適宜移動させることにより、基板９における領域Ｃ内に位置する第２の欠陥箇所が電子ビーム５の光軸（原点Ｏに対応）に位置するようにする。その後、第２の欠陥箇所の検査を行う。
【００７４】
領域Ｃに位置する第２の欠陥箇所の検査が終了後、領域Ｄに位置する欠陥箇所の検査を行う場合には、上述と同様に、Ｒステージ１２の中心Ｐが円Ｓの円周上に位置するように移動させ、その後Ｒステージ１２を矢印Ｖ方向に９０度回転させて、Ｒステージ１２をＸ−Ｙ方向に適宜移動させる。
【００７５】
なお、上記の例では、基板９のサイズ情報が試料・ホルダ情報記憶部２２に格納され、この基板９のサイズ情報が読み出されて演算されるものとして説明したが、試料ホルダの端部が試料室８の内側面８ｂに接触するのを回避するために、試料ホルダのサイズ情報が試料ホルダ情報記憶部２２に格納されており、この試料ホルダのサイズ情報が読み出されて演算されるようにしてもよい。
【００７６】
このように、本発明においては、回転ステージにより試料を回転させたときに、試料又は試料保持具の端部と試料室内側面とが接触することのない回転ステージの回転中心の位置範囲を求め、ステージ機構の駆動により回転ステージの回転を行う際に、当該回転中心位置が当該位置範囲の外のあると判定されたときには、制御部の駆動制御により、当該回転中心位置が当該位置範囲内に位置するようにステージ機構によって回転ステージを移動させ、その後、回転ステージの回転を行う。
【００７７】
よって、回転ステージの回転を行う際に、試料又は試料保持具の端部と試料室内側面とが接触してしまう場合には、回転ステージの回転中心位置が上記位置範囲内に位置するように回転ステージを移動すればよく、回転ステージの回転中心位置を座標原点まで移動させる必要がない。これにより、必要最小限の距離だけ回転ステージを移動すればよいので、試料の検査効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】検査装置（荷電粒子ビーム装置）の概略構成を示す図である。
【図２】検査装置の要部（試料室）の断面図である。
【図３】初期状態から基板を移動させた状態を示す図である。
【図４】基板のエッジ部の検査を行う際の状態を示す図である。
【図５】基板の中心を座標原点に移動させた状態を示す図である。
【図６】本発明における検査装置（荷電粒子ビーム装置）の概略構成を示す図である。
【図７】試料室の断面図である。
【図８】試料室内において基板が初期位置に配置された状態を示す図である。
【図９】Ｒステージの中心が座標（ｘ，ｙ）に移動した状態を示す図である。
【図１０】Ｒステージの中心が座標（ｘ１，ｙ１）に移動した状態を示す図である。
【符号の説明】
【００７９】
１…電子銃、２…集束レンズ、３…走査コイル、４…対物レンズ、５…電子ビーム（荷電粒子ビーム）、６…鏡筒、６ａ…ビーム照射手段、８…試料室、８ｂ…内側面、９…基板（試料）、１０…Ｘステージ、１１…Ｙステージ、１２…Ｒステージ（回転ステージ）、１３…ステージ機構、２１…装置情報記憶部、２２…試料・ホルダ情報記憶部、２３…制御部、２４…演算部、２５…回転動作可能エリア記憶部、２６…ステージ回転中心位置記憶部、２７…回転動作可能判定部、２８…ステージ駆動位置記憶部、２９…入力部
【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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【図１０】
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