(57)【要約】【課題】本発明は、複数の電子線カラムを同一真空チャンバ内に配置し、同一試料を観察する電子線装置を提供する。【解決手段】電子線装置は、真空チャンバ内に配置された複数の電子線カラムと、試料が載置され、試料を第１方向及び第１方向に垂直な第２方向に移送する移送機構を備えたステージと、電子線カラムごとに試料の走査電子顕微鏡像を撮像する複数の撮像機構とを備え、撮像機構により試料の走査電子顕微鏡像を取得し、複数の電子線カラムの観察視野の中心から複数の電子線の予め設定された照射位置までの位置ずれ量をそれぞれ算出し、複数の電子線カラムは、複数の電子線カラムからそれぞれ出射される複数の電子線の照射位置を調整する位置調整機構をさらに備え、位置調整機構は、複数の電子線カラムの観察視野の中心と複数の電子線の照射位置とがそれぞれ一致するように位置ずれ量に基づいて複数の電子線カラムをそれぞれ移動させる移動機構を備える。【選択図】図１
2013125652.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空チャンバ内に配置された複数の電子線カラムと、
試料が載置され、前記試料を第１方向及び前記第１方向に垂直な第２方向に移送する移送機構を備えたステージと、
前記電子線カラムごとに前記試料の走査電子顕微鏡像を撮像する複数の撮像機構と、を備え、
前記撮像機構により前記試料の走査電子顕微鏡像を取得し、前記複数の電子線カラムの観察視野の中心から前記複数の電子線の予め設定された照射位置までの位置ずれ量をそれぞれ算出し、
前記複数の電子線カラムは、前記複数の電子線カラムからそれぞれ出射される複数の電子線の照射位置を調整する位置調整機構をさらに備え、
前記位置調整機構は、前記複数の電子線カラムの観察視野の中心と前記複数の電子線の照射位置とがそれぞれ一致するように、前記位置ずれ量に基づいて前記複数の電子線カラムをそれぞれ移動させる移動機構を含むことを特徴とする電子線装置。
【請求項２】
前記位置調整機構は、前記複数の電子線カラムの観察視野の中心と前記複数の電子線の照射位置とがそれぞれ一致するように、前記位置ずれ量に基づいて前記複数の電子線を偏向させる偏向機構をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の電子線装置。
【請求項３】
前記位置調整機構は、前記位置ずれ量が１０μｍ以上の場合は、前記移動機構を用いて前記複数の電子線の照射位置を調整し、前記位置ずれ量が１μｍ以上、１０μｍ未満の場合は、前記偏向機構を用いて前記複数の電子線の照射位置を調整することを特徴とする請求項２に記載の電子線装置。
【請求項４】
前記複数の電子線カラムは、前記第１方向に延びる線とほぼ平行に所定の間隔を空けて配置された複数の電子線カラムをカラム列として、前記カラム列が前記第２方向に所定の間隔を空けて複数配置された構成を有し、
前記複数の電子線カラムは、前記移送機構による前記試料の移送に伴い、それぞれ前記試料の異なる位置に同時に並行して前記複数の電子線を照射し、走査電子顕微鏡像を取得することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の電子線装置。
【請求項５】
前記位置調整機構は、前記カラム列ごとに、前記第１方向に延びる基準線上に前記複数の電子線の照射位置が位置するように調整することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の電子線装置。
【請求項６】
前記位置ずれ量が１μｍ未満である場合、前記撮像機構により撮像された複数の前記試料の走査電子顕微鏡像を画像処理して、前記位置ずれ量に基づき位置を補正することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の電子線装置。
【請求項７】
真空チャンバ内に配置された複数の電子線カラムと、
試料が載置され、前記試料を第１方向及び前記第１方向に垂直な第２方向に移送する移送機構を備えたステージと、
真空チャンバを大気解放することなしに試料を交換する試料交換機構と、
前記電子線カラムごとに前記電子線カラムの光学要素を制御する複数の電気ユニットと、
前記複数の電気ユニットを制御する複数の制御ＣＰＵと、
前記制御ＣＰＵを操作するための操作ＰＣと、
電子線の照射位置を調整する調整フローを記憶し、パターンマッチング機能を備えた位置調整用ＰＣと、
を備え、
前記電子線カラムごとに、前記試料の走査電子顕微鏡像を撮像する撮像機構を備え、
前記複数の電子線カラムは、それぞれ前記複数の電子線カラムから出射される前記複数の電子線の照射位置を調整する電動化された位置調整機構を備え、
前記位置調整用ＰＣは、前記撮像機構により取得された走査電子顕微鏡像を取得し、前記複数の電子線カラムの観察視野の中心から前記複数の電子線の予め設定された照射位置までの位置ずれ量をそれぞれ前記パターンマッチング機能を用いて自動で算出し、
前記複数の電子線カラムの観察視野の中心と前記複数の電子線の照射位置とがそれぞれ一致するように、前記位置ずれ量に基づいて前記複数の電子線カラムを自動でそれぞれ移動させる移動機構を含むことを特徴とする電子線装置。
【請求項８】
前記位置調整機構は、前記複数の電子線カラムの観察視野の中心と前記複数の電子線の照射位置とがそれぞれ一致するように、前記位置ずれ量に基づいて前記複数の電子線を偏向させる偏向機構をさらに含むことを特徴とする請求項７に記載の電子線装置。
【請求項９】
前記位置調整用ＰＣは、前記調整フローに基づき、前記位置ずれ量が１０μｍ以上の場合は、前記移動機構を用いて前記複数の電子線の照射位置を自動で調整し、前記位置ずれ量が１μｍ以上、１０μｍ未満の場合は、前記偏向機構を用いて前記複数の電子線の照射位置を自動で調整することを特徴とする請求項８に記載の電子線装置。
【請求項１０】
前記複数の電子線カラムは、前記第１方向に延びる線とほぼ平行に所定の間隔を空けて配置された複数の電子線カラムをカラム列として、前記カラム列が前記第２方向に所定の間隔を空けて複数配置された構成を有し、
前記複数の電子線カラムは、前記移送機構による前記試料の移送に伴い、それぞれ前記試料の異なる位置に同時に並行して前記複数の電子線を照射し、走査電子顕微鏡像を取得することを特徴とする請求項７乃至９のいずれか一項に記載の電子線装置。
【請求項１１】
前記位置調整機構は、前記カラム列ごとに、前記第１方向に延びる基準線上に前記複数の電子線の照射位置が位置するように調整することを特徴とする請求項７乃至１０のいずれか一項に記載の電子線装置。
【請求項１２】
前記位置ずれ量が１μｍ未満である場合、前記撮像機構により撮像された複数の前記試料の走査電子顕微鏡像を画像処理して、前記位置ずれ量に基づき位置を自動で補正することを特徴とする請求項７乃至１１のいずれか一項に記載の電子線装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の電子線カラムを同一真空チャンバ内に配置し、同一試料を観察する電子線装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体ウェハ等の試料を観察する電子線装置として、単一の電子線カラムを備えた電子線装置がある。単一の電子線カラムを備えた電子線装置は、ダイとダイの同一箇所を観察し、試料の欠陥を検出する方法や、同じダイ内で、隣接するセルとセルの同一箇所を観察し、試料の欠陥を検出する方法や、所定の方向にステージを動かしながら連続して試料の所定範囲の検査を行う方法が知られている。また、図２１に図示したように、ステージの回転機構Ｒ１を用いて、検査対象となる試料１０１のダイ１０１ｄの配列方向Ｄ１を、ステージの連続移動方向であるＸ方向に位置合わせした後、所定範囲の検査を行う方法が知られている。
【０００３】
しかしながら、単一の電子線カラムを備えた電子線装置により試料の検査を行う場合、ステージを移動させる範囲が大きくなり、電子線装置を小型化することができないため、コストが上がり、また、一つの電子線により試料全体を走査するため、検査に時間がかかり、検査のスループットが低下する虞がある。そこで、複数の電子線カラムを同一真空チャンバ内に配置し、同一試料を観察する電子線装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２０４４４７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、上述した従来の複数の電子線カラムを備えた電子線装置によると、電子線カラムの観察視野が数１０μｍ程度である一方、複数の電子線カラムからの電子線の照射位置は、光学系の加工及び組立精度等により、電子線カラムの機械的な中心から数１００μｍ程度の範囲にばらつくことがあり、照射位置のばらつき分だけ余計に検査をする必要があるため、スループットが低下する虞がある。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、複数の電子線カラムを備えた電子線装置のスループットを低下させることなく、試料の検査を行える電子線装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一実施の形態に係る電子線装置は、真空チャンバ内に配置された複数の電子線カラムと、試料が載置され、前記試料を第１方向及び前記第１方向に垂直な第２方向に移送する移送機構を備えたステージと、前記電子線カラムごとに前記試料の走査電子顕微鏡像を撮像する複数の撮像機構と、を備え、前記撮像機構により前記試料の走査電子顕微鏡像を取得し、前記複数の電子線カラムの観察視野の中心から前記複数の電子線の予め設定された照射位置までの位置ずれ量をそれぞれ算出し、前記複数の電子線カラムは、前記複数の電子線カラムからそれぞれ出射される複数の電子線の照射位置を調整する位置調整機構をさらに備え、前記位置調整機構は、前記複数の電子線カラムの観察視野の中心と前記複数の電子線の照射位置とがそれぞれ一致するように、前記位置ずれ量に基づいて前記複数の電子線カラムをそれぞれ移動させる移動機構を含むことを特徴とする。
【０００８】
前記位置調整機構は、前記複数の電子線カラムの観察視野の中心と前記複数の電子線の照射位置とがそれぞれ一致するように、前記位置ずれ量に基づいて前記複数の電子線を偏向させる偏向機構をさらに含んでもよい。
【０００９】
前記位置調整機構は、前記位置ずれ量が１０μｍ以上の場合は、前記移動機構を用いて前記複数の電子線の照射位置を調整し、前記位置ずれ量が１μｍ以上、１０μｍ未満の場合は、前記偏向機構を用いて前記複数の電子線の照射位置を調整してもよい。
【００１０】
前記複数の電子線カラムは、前記第１方向に延びる線とほぼ平行に所定の間隔を空けて配置された複数の電子線カラムをカラム列として、前記カラム列が前記第２方向に所定の間隔を空けて複数配置された構成を有し、前記複数の電子線カラムは、前記移送機構による前記試料の移送に伴い、それぞれ前記試料の異なる位置に同時に並行して前記複数の電子線を照射し、走査電子顕微鏡像を取得してもよい。
【００１１】
前記位置調整機構は、前記カラム列ごとに、前記第１方向に延びる基準線上に前記複数の電子線の照射位置が位置するように調整することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の電子線装置。
【００１２】
前記位置ずれ量が１μｍ未満である場合、前記撮像機構により撮像された複数の前記試料の走査電子顕微鏡像を画像処理して、前記位置ずれ量に基づき位置を補正してもよい。
【００１３】
また、本発明の一実施の形態に係る電子線装置は、真空チャンバ内に配置された複数の電子線カラムと、試料が載置され、前記試料を第１方向及び前記第１方向に垂直な第２方向に移送する移送機構を備えたステージと、真空チャンバを大気解放することなしに試料を交換する試料交換機構と、前記電子線カラムごとに前記電子線カラムの光学要素を制御する複数の電気ユニットと、前記複数の電気ユニットを制御する複数の制御ＣＰＵと、前記制御ＣＰＵを操作するための操作ＰＣと、電子線の照射位置を調整する調整フローを記憶し、パターンマッチング機能を備えた位置調整用ＰＣと、を備え、前記電子線カラムごとに、前記試料の走査電子顕微鏡像を撮像する撮像機構を備え、前記複数の電子線カラムは、それぞれ前記複数の電子線カラムから出射される前記複数の電子線の照射位置を調整する電動化された位置調整機構を備え、前記位置調整用ＰＣは、前記撮像機構により取得された走査電子顕微鏡像を取得し、前記複数の電子線カラムの観察視野の中心から前記複数の電子線の予め設定された照射位置までの位置ずれ量をそれぞれ前記パターンマッチング機能を用いて自動で算出し、前記複数の電子線カラムの観察視野の中心と前記複数の電子線の照射位置とがそれぞれ一致するように、前記位置ずれ量に基づいて前記複数の電子線カラムを自動でそれぞれ移動させる移動機構を含むことを特徴とする。
【００１４】
前記位置調整用ＰＣは、前記調整フローに基づき、前記位置ずれ量が１０μｍ以上の場合は、前記移動機構を用いて前記複数の電子線の照射位置を自動で調整し、前記位置ずれ量が１μｍ以上、１０μｍ未満の場合は、前記偏向機構を用いて前記複数の電子線の照射位置を自動で調整してもよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、複数の電子線カラムを備えた電子線装置において、複数の電子線カラムの電子線の照射位置を位置調整機構を用いてそれぞれ調整することにより、スループットを低下させることなく、試料の検査を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の電子線装置の概略構成を示す図である。
【図２】図１に示した電子線装置の概略構成を示す平面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る電子線装置の動作の説明図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る電子線装置の動作の説明図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る電子線装置の動作の説明図である。
【図６】本発明の第１の実施形態に係る電子線装置に用いられる基準マークの形状例を示す図である。
【図７】本発明の第１の実施形態に係る電子線装置の位置調整機構の説明図である。
【図８】本発明の電子線装置に対する比較例に係る電子線装置の説明図である。
【図９】本発明の第１の実施形態に係る電子線装置に備えられる位置調整機構の第１例を示す概略構成図である。
【図１０】図９に示した電子線装置の概略構成を示す平面図である。
【図１１】本発明の第１の実施形態に係る電子線装置に備えられる位置調整機構の第２例を示す概略構成図である。
【図１２】図１１に示した電子線装置の概略構成を示す平面図である。
【図１３】本発明の第１の実施形態に係る電子線装置に備えられる位置調整機構の第３例の動作の説明図である。
【図１４】本発明の第２の実施形態に係る電子線装置に備えられる位置調整機構の第１例を示す概略構成図である。
【図１５】本発明の第２の実施形態に係る電子線装置に備えられる位置調整機構の第２例を示す概略構成図である。
【図１６】本発明の第２の実施形態に係る電子線装置に備えられる位置調整機構の第３例を示す概略構成図である。
【図１７】本発明の第２の実施形態に係る電子線装置に備えられる位置調整機構の第４例を示す概略構成図である。
【図１８】本発明の電子線装置の動作のフローチャートである。
【図１９】本発明の電子線装置の動作のフローチャートである。
【図２０】従来の電子線装置の動作の説明図である。
【図２１】従来の電子線装置の動作の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態を詳細に説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で実施することができる。
【００１８】
＜電子線装置の構造＞
本発明の一実施形態に係る電子線装置１００の基本的な構造について、図１及び図２を参照して説明する。図１は、電子線装置１００の概略構成を示す図であり、図２は、図１に示した電子線装置１００に含まれる複数の電子線カラム１１０の概略構成を示す平面図である。図１に示す複数の電子線カラム１１０の概略構成は、図２に示すＡ−Ａ´線から見た断面の概略構成である。
【００１９】
本発明の一実施形態に係る電子線装置１００は、真空チャンバ１０３内に配置された複数の電子線カラム１１０と、試料１０１が載置されるステージ１０２と、電子線カラム１１０ごとに試料１０１の走査電子顕微鏡像を撮像する複数の撮像機構とを備える。
【００２０】
複数の電子線カラム１１０は、電子を放出する電子源と、電子を所定のエネルギーまで加速する電子銃１１８と、電子の軌道を調整するレンズ系と、電子の軌道を試料１０１上に集束する対物レンズと、集束された電子線１１９を試料１０１上で走査する走査機能と、集束された電子線１１９を試料１０１上で移動する偏向機能と、集束された電子線１１９のビーム形状を補正する非点補正機能と、試料１０１上に照射された電子線１１９により発生した二次粒子を検出する検出器と、をそれぞれ備える。
【００２１】
図１に図示したように、複数の電子線カラム１１０（１１０−１〜１１０−５）は、複数の制御電源１１５（１１５−１〜１１５−５）にそれぞれ接続され、制御装置１１７により、その操作が制御される。複数の制御電源１１５は、対応する電子線カラム１１０ごとに、電子線カラム１１０内の光学要素を制御する複数の電気ユニットを備える。制御装置１１７は、複数の電気ユニットを制御する複数の制御ＣＰＵを備え、制御ＣＰＵを管理、操作する操作ＰＣであってもよい。制御装置１１７はさらにＧＰＵを備え、撮像機構により取得された複数の走査電子顕微鏡像に基づき、試料１０１の表面形状等を検査するための画像処理を実行する。また、制御装置１１７は、複数の電子線カラム１１０から出射される複数の電子線１１９の照射位置を自動的に調整する調整フローをメモリに記憶し、パターンマッチング機能を備えていてもよい。
【００２２】
ステージ１０２は、図中に示すＸ方向及びＹ方向に試料１０１を移送する移送機構を備える。移送機構は、制御装置１１７によりその操作が制御される。電子線装置１００は、ステージ１０２の移送機構により移送される試料１０１に対し、電子銃１１８から出射される電子線１１９を照射して、試料１０１の顕微鏡観察を行う。これにより、電子線装置１００は、複数の走査電子顕微鏡像を取得し、試料１０１の同一構造部を比較して、試料１０１の表面の形状や試料１０１の電気特性等を検査することができる。このとき、本発明の一実施形態として、ステージ１０２の移送機構は、試料１０１の連続移送方向をＸ方向とし、試料１０１の送り移動方向をＹ方向とすると、Ｘ方向に試料１０１を連続的に動かしながら試料１０１に電子線１１９を連続的に照射させた後、各電子線カラム１１０の走査範囲に対応するＸ方向の可動範囲まで走査が終了すると、電子線カラム１１０の観察視野分、Ｙ方向に試料１０１を移動させ、再びＸ方向に移送するものであってもよい。
【００２３】
複数の電子線カラム１１０は、図２に図示したように、Ｘ軸とほぼ平行な線上に所定の間隔を空けて配置された複数の電子線カラム１１０を一つのカラム列１１１として、複数のカラム列１１１（１１１−１〜１１１−５）がＹ方向に所定の間隔を空けて配置された構成を有してもよい。このとき、複数の電子線カラム１１０は、それぞれの試料１０１の走査範囲が、試料１０１全面の走査範囲を電子線カラム１１０の数でほぼ均等に分割した走査範囲となるように配置され得る。このような構成を有することにより、複数の電子線カラム１１０は、移送機構による試料１０１の移送に伴い、試料１０１の異なる位置に同時に並行して電子線１１９を照射することが可能となる。すなわち、本発明の一実施形態に係る電子線装置１００によれば、試料１０１全面の走査範囲を分割したそれぞれ異なる走査範囲において、複数の電子線１１９をそれぞれ同時に走査させることができるため、一つの電子線カラムにより試料１０１全面を走査させる場合と比較して、走査時間を短縮でき、且つ、試料１０１の移送範囲を試料１０１の走査範囲に応じて小さくすることができるため、電子線装置１００の小型化を実現できる。
【００２４】
なお、ステージ１０２の移送機構は、Ｘ方向及びＹ方向の移送に限らず、図中に示すＺ方向に試料１０１を移送させる機構を備えてもよい。また、後述する試料１０１を回転移動させる機構や、傾斜させる機構を備えてもよい。
【００２５】
また、電子線装置１００は、真空チャンバ１０３の真空排気をするための真空ポンプ１０４及び真空チャンバ１０３を大気解放することなしに試料１０１を交換する試料交換機構を備えていてもよい。
【００２６】
このような構成を有する本発明の一実施形態に係る電子線装置１００は、さらに、複数の電子線１１９の照射位置をそれぞれ調整する位置調整機構を備える。位置調整機構は、複数の電子線カラム１１０から出射される複数の電子線１１９が、それぞれ試料１０１の所定の位置に照射されるように、電子線１１９の照射位置を調整する。
【００２７】
以下、本発明の第１の実施形態及び第２の実施形態に係る電子線装置１００の構成について、位置調整機構の構成をより詳細に説明しつつ、図３〜図２０を参照して述べる。
【００２８】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態に係る電子線装置１００について、以下、図３〜図１３を参照して説明する。図３〜図５は、本発明の第１の実施形態に係る電子線装置１００の動作の説明図である。図６は、本発明の第１の実施形態に係る電子線装置に用いられる基準マークの形状例を示す図である。図７は、本発明の第１の実施形態に係る電子線装置１００の位置調整機構の説明図である。図８は、本発明の電子線装置１００に対する比較例に係る電子線装置の説明図である。図９は、本発明の第１の実施形態に係る電子線装置１００に備えられる位置調整機構の第１例を示す概略構成図である。図１０は、図９に示した電子線装置１００の概略構成を示す平面図である。図１１は、本発明の第１の実施形態に係る電子線装置１００に備えられる位置調整機構の第２例を示す概略構成図である。図１２は、図１１に示した電子線装置１００の概略構成を示す平面図である。図１３は、本発明の第１の実施形態に係る電子線装置１００に備えられる位置調整機構の第３例の動作の説明図である。
【００２９】
図３は、本発明の第１の実施形態に係る電子線装置１００の動作の説明図であり、（ａ）は、電子線カラム１１０の観察視野１３０ａ−１の中心Ａと電子線１１９の予め設定された照射位置Ａ´との位置ずれの補正を説明するための図であり、（ｂ）は、電子線カラム１１０の観察視野１３０ｂ−１の中心Ｂと電子線１１９の予め設定された照射位置Ｂ´との位置ずれの補正を説明するための図である。図３（ａ）及び（ｂ）の（ｉ）に示した複数の電子線カラム１１０の観察視野１３０ａ−１、１３０ｂ−１は、それぞれ位置調整前の観察視野を示したものであり、図３（ａ）及び（ｂ）の（ｉｉ）に示した観察視野１３０ａ−２、１３０ｂ−２は、それぞれ位置調整後の観察視野を示したものである。
【００３０】
図３に示す構成は、複数の基準マーク１２０ａ、１２０ｂの付された標準試料を用いて、複数の電子線カラム１１０の位置を調整する構成を示したものである。標準試料は、電子線１１９の予め設定された照射位置Ａ´、Ｂ´に、基準マーク１２０ａ、１２０ｂの中心が一致するようにそれぞれステージ１０２に載置される。なお、標準試料を用いずに、ステージ１０２上に複数の基準マーク１２０ａ、１２０ｂが形成されていてもよい。基準マーク１２０ａ、１２０ｂは、図３に図示したように、Ｘ軸に平行な線とＹ軸に平行な線とが交差した略十字形状を有するものであってもよく、略十字形状の交差する中心に、複数の電子線の予め設定された照射位置Ａ´、Ｂ´が位置するように配置される。複数の基準マーク１２０ａ、１２０ｂは、複数の電子線の予め設定された照射位置Ａ´、Ｂ´に対して、それぞれ０．１μｍ以下の位置精度で配置されることが好ましい。
【００３１】
図３（ａ）及び（ｂ）の（ｉ）に図示したように、複数の電子線カラム１１０の観察視野１３０ａ−１、１３０ｂ−１の中心Ａ、Ｂと、電子線１１９の予め設定された照射位置Ａ´、Ｂ´とがずれている場合には、電子線１１９を実際に照射する際に照射位置にばらつきが生じ、ばらつき分だけ余計に走査が必要となるため、試料１０１の検査のスループットが低下するという問題が生じる。従って、電子線装置１００は、電子線１１９を試料１０１に照射する前に、複数の電子線カラム１１０の観察視野の中心Ａ、Ｂと、複数の電子線の予め設定された照射位置Ａ´、Ｂ´とがそれぞれ一致するように、座標（Ｘａ、Ｙａ）、（Ｘｂ、Ｙｂ）で示した位置ずれ量だけ、それぞれ位置調整機構を用いて複数の電子線カラム１１０の位置の補正を行う。
【００３２】
なお、位置調整機構は、後述するように、複数の電子線カラム１１０の位置を移動させて調整するものに限らず、複数の電子線カラム１１０から出射される複数の電子線１１９を偏向させて照射位置を調整するものであってもよい。複数の電子線カラム１１０の観察視野の中心Ａ、Ｂから複数の電子線の予め設定された照射位置Ａ´、Ｂ´までの位置ずれ量は、制御装置１１７により取得された画像を用いて算出することができる。図３に図示したように、座標（Ｘａ、Ｙａ）、（Ｘｂ、Ｙｂ）で示した位置ずれ量に基づき、位置調整機構による複数の電子線カラム１１０の中心位置の移動量又は複数の電子線１１９のビーム位置の移動量が決定される。図３（ａ）及び（ｂ）の（ｉｉ）には、電子線カラム１１０の中心位置を移動させて位置調整を行った構成を図示している。
【００３３】
ここで、図３に図示したＸ軸に平行な基準線１２１ｘは、基準マーク１２０ａ、１２０ｂの略十字形状の中心を通る仮想線である。一つのカラム列１１１に含まれる複数の電子線カラム１１０の観察視野の中心Ａ、Ｂは、このＸ軸に平行な基準線１２１ｘ上に配置されるように位置調整機構により調整される。Ｘ軸に平行な基準線１２１ｘ上に、複数の電子線カラム１１０の観察視野の中心Ａ、Ｂを位置させることにより、複数の電子線の照射位置のばらつきを抑え、電子線装置１００の検査範囲を最小限の範囲に抑えることが可能となる。
【００３４】
以下、図４及び図５を参照し、複数の電子線カラム１１０−１〜１１０−５の観察視野の中心ａ１〜ａ５と、複数の電子線カラム１１０の予め設定された照射位置とをステージの移動機構により調整する構成について説明する。
【００３５】
図４及び図５は、複数の基準マーク１２０−１〜１２０−５の付された標準試料１０１ｘをステージ１０２上に配置し、複数の電子線カラム１１０−１〜１１０−５の観察視野の中心ａ１〜ａ５と、複数の基準マーク１２０−１〜１２０−５の中心とがそれぞれ一致するように調整する構成を図示している。複数の基準マーク１２０−１〜１２０−５の中心は、複数の電子線カラム１１０の予め設定された照射位置に対応させて配置される。
【００３６】
標準試料１０１ｘの表面には、図５に示すように、複数の基準マーク列１２０ｘが、それぞれＹ方向に平行に配置される。基準マーク列１２０ｘは、それぞれ直線上に並んで配置された複数の基準マーク１２０−１〜１２０−５を含む。ステージ１０２上に載置された標準試料１０１ｘは、ステージ１０２の移動機構のうち、回転移動機構Ｒ１を用いて回転させることにより、複数の基準マーク列１２０ｘに含まれる複数の基準マーク１２０−１〜１２０−５の配列方向が、ステージ１０２の連続移送方向であるＸ方向と一致するように調整される。
【００３７】
このとき、複数の基準マーク１２０−１〜１２０−５のうち試料１０１の中央に位置する基準マーク１２０−３ｓを、ステージ１０２の回転軸Ｒ０と一致させ、回転軸Ｒ０を中心に標準試料１０１ｘを回転させて位置合わせを行ってもよい。また、複数の基準カラム１１０のうち、少なくとも一つの基準カラム１１０−３ｓを設定し、基準カラム１１０−３ｓと基準カラム１１０−３ｓに対応する基準カラム用基準マーク１２０−３ｓとの位置合わせを行った後、ステージ１０２の回転移動機構を用いて、基準カラム１１０−３ｓ以外の電子線カラム１１０−１〜１１０−５の位置を、それぞれ基準カラム用基準マーク１２０−３ｓ以外の基準マーク１２０−１〜１２０−５に対応させて位置合わせを行ってもよい。
【００３８】
このように、ステージ１０２の移動機構を用いて位置合わせされた標準試料１０１ｘを用いることにより、図３を参照して上述したように、複数の電子線カラム１１０の観察視野１３０ａ−１、１３０ｂ−１の中心Ａ、Ｂと、複数の電子線１１９の予め設定された照射位置Ａ´、Ｂ´との位置ずれ量をそれぞれ算出することができる。位置調整機構は、算出された位置ずれ量に基づき、標準試料１０１ｘを用いて位置調整を行う。
【００３９】
標準試料１０１ｘを用いて位置調整を行った後、試料交換機構によって、ステージ１０２上から標準試料１０１ｘを取り除き、ステージ１０２上に試料１０１を搬送することにより、試料１０１の顕微鏡観察を行う。なお、複数の基準マーク１２０−１〜１２０−５がステージ１０２上に配置されている場合も同様に、試料交換機構により試料１０１をステージ１０２上から取り除いてステージ１０２上の複数の基準マーク１２０−１〜１２０−５の顕微鏡観察を行うことにより位置調整を実施する。
【００４０】
基準マーク１２０−１〜１２０−５の形状は、図４及び図５に図示した略十字形状に限らず、図６に図示したような基準マーク１２０−ａ〜１２０−ｄの形状であってもよい。図６は、本発明の第１の実施形態に係る電子線装置１００に用いられる基準マーク１２０−ａ〜１２０−ｄの形状例を示す図であり、（ａ）は、複数の略十字形状が入れ子構造のように配置された基準マーク１２０−ａを示し、（ｂ）は、チェッカー・パターン（市松模様）を含む形状の基準マーク１２０−ｂを示し、（ｃ）は、複数の線が交差した形状の基準マーク１２０−ｃを示し、（ｄ）は、複数の略正方形状が入れ子構造のように配置され、その中心が十字形状の中心と一致するように組み合わされた形状の基準マーク１２０−ｄを示す。
【００４１】
図６に図示した基準マーク１２０−ａ〜１２０−ｄは、いずれも大きさの異なる複数の構造が組み合わされた形状を有している。基準マーク１２０−ａ〜１２０−ｄの組み合わされた構造のうち、大きい方の構造の寸法は、数１０μｍ〜数１００μｍとし、小さい方の構造の寸法は、数１０ｎｍ〜数μｍとしてもよい。図６に図示した基準マーク１２０−ａ〜１２０−ｄによれば、低倍率から高倍率まで顕微鏡観察が可能であり、中心位置の測定が容易となる。従って、電子線装置１００において、基準マーク１２０−ａ〜１２０−ｄの中心位置と電子線の予め設定された照射位置との位置合わせが容易に可能となる。
【００４２】
次に、以下、図７乃至図１３を参照し、本発明の第１の実施形態に係る電子線装置１００に備えられ、複数の電子線カラム１１０−１〜１１０−５の配置位置をそれぞれ機械的に調整する位置調整機構について説明する。
【００４３】
図７（ａ）は、位置調整機構を用いて複数の電子線カラム１１０−１〜１１０−５の位置をＹ方向に調整し、Ｘ軸に平行な基準線１２１ｘ上に、複数の電子線カラム１１０−１〜１１０−５の複数の観察視野１３−１〜１３−５が位置するように調整した構成を示したものである。
【００４４】
図７（ｂ）は、位置調整機構を用いて複数の電子線カラム１１０−１〜１１０−５の位置をＹ方向に調整した後、Ｘ方向に調整し、Ｘ軸に平行な基準線１２１ｘ上に、複数の電子線カラム１１０−１〜１１０−５の複数の観察視野１３−１〜１３−５が均等な間隔で位置するように調整した構成を示したものである。
【００４５】
なお、図７（ａ）及び（ｂ）は、複数の電子線カラム１１０−１〜１１０−５の中心をそれぞれカラムの中心１１−１〜１１−５として模式的に図示し、複数の電子線カラム１１０−１〜１１０−５の観察視野をそれぞれ観察視野１３−１〜１３−５として模式的に図示し、カラムの中心１１−１〜１１−５と観察視野１３−１〜１３−５とのずれを位置ずれ量１２−１〜１２−５として模式的に図示したものである。
【００４６】
図８は、図７に図示した本発明の電子線装置１００に対する比較例に係る電子線装置の説明図である。図８に図示したように、複数の電子線カラム１１０−１〜１１０−５の中心３１−１〜３１−５がＸ軸に平行な基準線１２１ｘ上に位置する場合、電子線は、図８に示す位置ずれ量３２−１〜３２−５だけ、カラムの中心３１−１〜３１−５からずれた位置に照射されるため、電子線の観察視野３３−１〜３３−５は、それぞれカラムの中心３１−１〜３１−５からずれた位置となる。このとき、電子線の観察視野３３−１〜３３−５の大きさは数１０μｍ程度である。また、カラムの中心３１−１〜３１−５から電子線の照射位置である電子線の観察視野３３−１〜３３−５までの位置ずれ量は数１００μｍ程度である。
【００４７】
図８に図示したように、比較例に係る電子線装置によると、複数の電子線カラム１１０−１〜１１０−５の中心３１−１〜３１−５からずれた位置に電子線が照射されるため、複数の観察視野３３−１〜３３−５はカラムの中心３１−１〜３１−５からそれぞれ四方に散らばり、図８に示した検査範囲３４だけ余計に検査を行う必要が出てくる。
【００４８】
一方、図７（ａ）及び（ｂ）に図示した本発明の第１の実施形態に係る電子線装置１００においては、電子線の観察視野１３−１〜１３−５が、Ｘ軸に平行な基準線１２１ｘ上に位置するように、位置調整機構を用いて調整される。このような調整によって、Ｘ軸に平行な基準線１２１ｘ上に、電子線の観察視野１３−１〜１３−５を一致させることにより、複数の電子線の照射位置の位置ずれ量をそれぞれ１μｍより小さくすることができる。従って、Ｘ軸に平行な基準線１２１ｘに沿って走査する際に、図８に図示した検査範囲３４と比較して不必要な検査範囲を狭めることができる。これにより、電子線装置１００による検査のスループットを向上させることができる。
【００４９】
以下、図９乃至図１３を参照し、本発明の第１の実施形態に係る電子線装置１００に備えられる位置調整機構の構成をより詳細に説明する。
【００５０】
図９及び図１０を参照して、第１例に係る位置調整機構２１５−１〜２１５−３の構成について説明する。なお、図９に示した位置調整機構２１５−１〜２１５−３は、図１０に示す第１例に係る位置調整機構２１５を、Ｂ−Ｂ´線から見た断面の構成を示したものである。
【００５１】
図９に図示したように、複数の電子線カラム２１０−１〜２１０−３は、それぞれ電子線カラム２１０−１〜２１０−３の位置をＸ方向及びＹ方向に移動させる位置調整機構２１５−１〜２１５−３を備える。位置調整機構２１５−１〜２１５−３は、電子線カラム２１０−１〜２１０−３の位置を、それぞれ図中のＸ方向の正の方向及び負の方向並びにＹ方向の正の方向及び負の方向に移動させる。
【００５２】
図９及び図１０に図示したように、複数の電子線カラム２１０−１〜２１０−３を中心としてＸ方向の正の方向及び負の方向並びにＹ方向の正の方向及び負の方向の４方向には、クサビ式の移動機構２１２ａ−１〜２１２ａ−３、２１２ｂ−１〜２１２ｂ−３がそれぞれ配置される。クサビ式の移動機構２１２ａ−１〜２１２ａ−３、２１２ｂ−１〜２１２ｂ−３は、制御装置１１７により制御されるモータを用いてＺ方向に動かされる。例えば、クサビ式の移動機構２１２ａ−１〜２１２ａ−３が図中のＺ方向の負の方向に動かされると、クサビ式の移動機構２１２ｂ−１〜２１２ｂ−３が図中のＺ方向の正の方向に上がり、電子線カラム２１０−１〜２１０−３の中心の位置をＸ方向の正の方向に移動させる。
【００５３】
複数の電子線カラム２１０−１〜２１０−３のＸ方向及びＹ方向の移動量は、図３を参照して上述したように、電子線の予め設定された照射位置と電子線カラムの観察視野の中心との位置ずれ量に基づいて算出することができる。位置調整機構２１５−１〜２１５−３は、算出された移動量だけ複数の電子線カラム２１０−１〜２１０−３をそれぞれ機械的に移動させる。
【００５４】
以上のとおり、第１例に係る位置調整機構２１５−１〜２１５−３によれば、電子線カラム２１０−１〜２１０−３の中心の位置をそれぞれＸ方向及びＹ方向に所望の距離だけ移動させることにより、複数の電子線カラム２１０−１〜２１０−３の観察視野の中心と複数の電子線の照射位置とがそれぞれ一致するように、複数の電子線カラム２１０−１〜２１０−３の位置をそれぞれ調整することができる。
【００５５】
次に、図１１及び図１２を参照して、第２例に係る位置調整機構３１５−１〜３１５−３の構成について説明する。なお、図１１に示した位置調整機構３１５−１〜３１５−３は、図１２に示す第２例に係る位置調整機構３１５を、Ｃ−Ｃ´線から見た断面の構成を示したものである。
【００５６】
図１１及び図１２に図示したように、複数の電子線カラム３１０−１〜３１０−３は、それぞれ電子線カラム真空チャンバ３１３−１〜３１３−３内に配置され、電子線カラム３１０−１〜３１０−３の位置をＸ方向及びＹ方向に移動させる位置調整機構３１５−１〜３１５−３をそれぞれ備える。複数の位置調整機構３１５−１〜３１５−３は、それぞれ真空直線導入機構３１２ａ−１〜３１２ａ−３、３１２ｂ−１〜３１２ｂ−３及びベローズ導入機構３１４ａ−１〜３１４ａ−３、３１４ｂ−１〜３１４ｂ−３を含む複数の移動機構であってもよい。位置調整機構３１５−１〜３１５−３は、複数の電子線カラム３１０−１〜３１０−３の位置をそれぞれ図中のＸ方向の正の方向及び負の方向並びにＹ方向の正の方向及び負の方向に移動させる。
【００５７】
このように、図１１及び図１２に図示した第２例に係る位置調整機構３１５−１〜３１５−３によれば、図９及び図１０に図示した第１例に係る位置調整機構２１５−１〜２１５−３と同様に、複数の電子線カラム３１０−１〜３１０−３の中心の位置を、それぞれＸ方向及びＹ方向に所望の距離だけ移動させることができる。複数の電子線カラム３１０−１〜３１０−３のＸ方向及びＹ方向の移動量については、第１例に係る位置調整機構２１５−１〜２１５−３と同様に、電子線の予め設定された照射位置と電子線カラムの観察視野の中心との位置ずれ量に基づいて算出される。位置調整機構３１５−１〜３１５−３は、算出された移動量だけ複数の電子線カラム３１０−１〜３１０−３をそれぞれ機械的に移動させる。
【００５８】
従って、第２例に係る位置調整機構３１５−１〜３１５−３によれば、電子線カラム３１０−１〜３１０−３の中心の位置をそれぞれＸ方向及びＹ方向の所望の距離だけ移動させることにより、複数の電子線カラム３１０−１〜３１０−３の観察視野の中心と複数の電子線の照射位置とがそれぞれ一致するように、複数の電子線カラム３１０−１〜３１０−３の位置をそれぞれ調整することができる。
【００５９】
以上のような構成を有する第１例及び第２例に係る位置調整機構２１５、３１５は、Ｘ方向及びＹ方向に電子線カラムの位置をそれぞれ移動させる移動機構に限らず、Ｘ方向及びＹ方向以外の複数の方向に電子線カラムの位置をそれぞれ移動させる移動機構であってもよい。
【００６０】
次に、図１３を参照して、第３例に係る位置調整機構４１５の構成について説明する。図１３は、第３例に係る位置調整機構４１５の動作の説明図であり、（ａ）は位置調整機構４１５による位置調整前の構成を示し、（ｂ）は位置調整機構４１５による位置調整後の構成を示す。
【００６１】
図１３に図示した第３例に係る位置調整機構４１５は、カラム列１１１ごとに備えられた移動機構であり、カラム列１１１を機械的に回転させて複数の電子線カラムの位置をそれぞれ調整するものである。
【００６２】
図１３（ａ）には、位置調整機構４１５による位置調整前には、カラム列１１１に含まれる複数の電子線カラムの中心１１−１〜１１−５が、Ｘ軸に対して平行ではない線１２１ｘ−ａ上に並んで配置された構成が図示されている。このとき、試料の連続移送方向をＸ方向とすると、複数の電子線カラムの中心１１−１〜１１−５が線１２１ｘ−ａ上にほぼ直線状に並んで配置されていることから、カラム列１１１を動かしてこの線１２１ｘ−ａをＸ軸に対して平行なものとすれば、複数の電子線カラムの中心１１−１〜１１−５をＸ軸に対して平行な基準線１２１ｘ上に位置させることができるため、検査範囲を最小限の範囲に抑えることができる。
【００６３】
第３例に係る位置調整機構４１５は、カラム列１１１を機械的に回転させ、図１３（ｂ）に図示したように、複数の電子線カラムの中心１１−１〜１１−５をＸ軸に平行な基準線１２１ｘ上に配置させるものである。位置調整機構４１５により回転されたカラム列１１１は、Ｘ軸に平行な基準線１２１ｘに対して、０．１度以下の範囲で位置合わせされることが好ましい。
【００６４】
位置調整機構４１５は、例えば、カラム列１１１の端に位置する電子線カラムの中心１１−１を回転軸と一致させて回転させ、カラム列１１１に含まれる他の電子線カラムの位置ずれを補正してもよい。カラム列１１１の移動量は、第１例及び第２例に係る位置調整機構２１５、３１５と同様に、予めＸ軸に平行な基準線１２１ｘから電子線カラムの各々の位置ずれ量を測定することにより算出することができる。
【００６５】
第３例に係る位置調整機構４１５は、図１３に図示したカラム列１１１ごとに回転させる機構に限らず、カラム列１１１ごとにＸ方向及びＹ方向を含む様々な方向に移動させる移動機構を備えていてもよい。
【００６６】
以上のように、第１例乃至第３例として示した本発明の第１の実施形態に係る位置調整機構２１５、３１５、４１５によれば、複数の電子線カラムの観察視野の中心と複数の電子線の照射位置とをそれぞれ一致させるように、複数の電子線カラムの位置をそれぞれＸ方向及びＹ方向に所望の距離だけ移動させることができるため、試料１０１の検査範囲を最小限の範囲とすることが可能となる。従って、本発明の第１の実施形態に係る電子線装置１００によれば、電子線装置１００による検査のスループットを向上させることができる。
【００６７】
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態に係る電子線装置１００について、以下、図１４〜図１７を参照して説明する。
【００６８】
図１４は、本発明の第２の実施形態に係る電子線装置１００に備えられる位置調整機構の第１例を示す概略構成図である。図１５は、本発明の第２の実施形態に係る電子線装置１００に備えられる位置調整機構の第２例を示す概略構成図である。図１６は、本発明の第２の実施形態に係る電子線装置１００に備えられる位置調整機構の第３例を示す概略構成図である。図１７は、本発明の第２の実施形態に係る電子線装置１００に備えられる位置調整機構の第４例を示す概略構成図である。
【００６９】
第２の実施形態に係る電子線装置１００に備えられる位置調整機構は、複数の電子線カラム５１０〜８１０から出射される複数の電子線５１９〜８１９を偏向させて複数の電子線１１９の照射位置を調整するものである。なお、図１４〜図１７は、一つの電子線カラム５１０〜８１０の構成を模式的に図示したものであり、第２の実施形態に係る電子線装置１００も、第１の実施形態に係る電子線装置１００と同様に、図１４〜図１７に図示した電子線カラム５１０〜８１０を複数備えるものである。また、第２の実施形態に係る電子線装置１００は、複数の電子線カラム５１０〜８１０が、位置調整機構として静電式又は磁場式を含む二段のビーム偏向器５１５〜８１５を備える構成である以外は、図１及び図２に図示して上述した電子線装置１００と同様の構成を有するものである。従って、以下、上述した電子線装置１００の構成と同様の構成については、詳細な説明を省略する。
【００７０】
図１４は、位置調整機構の第１例を図示したものである。図１４（ａ）に図示したように、電子線カラム５１０は、電子銃５１１、コンデンサレンズ５１２、走査電極５１３、カラム内検出器５１４、二段のビーム偏向器５１５、静電型対物レンズ５１６、及び検出器５１７を備える。図１４（ｂ）は、静電型対物レンズ５１６の平面図である。
【００７１】
図１４に図示した電子線カラム５１０は、二段のビーム偏向器５１５を備え、静電型対物レンズ５１６を中心に偏向中心をとる構成を有する。このような構成を有することにより、第２の実施形態に係る電子線カラム５１０は、電子線５１９を偏向させ、試料１０１に対する電子線５１９の照射位置を、図１４に図示したビーム位置の移動量５１８だけＸ方向及びＹ方向の所望の位置に移動させることができる。
【００７２】
従って、第２の実施形態に係る電子線装置１００は、複数の電子線５１９をそれぞれ偏向させる偏向機構として、図１４に図示した第１例に係る位置調整機構のように、二段のビーム偏向器５１５及び静電型対物レンズ５１６を備えることにより、第１の実施形態に係る電子線装置１００と同様に、算出された位置ずれ量に基づいて複数の電子線５１９の照射位置を調整することができる。
【００７３】
図１５は、位置調整機構の第２例を図示したものである。図１５（ａ）に図示したように、電子線カラム６１０は、電子銃６１１、コンデンサレンズ６１２、走査電極６１３、、カラム内検出器６１４、二段のビーム偏向器６１５、ＭＯＬ（Ｍｏｖｉｎｇ  Ｏｂｊｅｃｔｉｖｅ  Ｌｅｎｓ）式静電型対物レンズ６１６、及び検出器６１７を備える。図１５（ｂ）は、ＭＯＬ式静電型対物レンズ６１６の平面図である。
【００７４】
図１５に図示した電子線カラム６１０は、二段のビーム偏向器６１５とＭＯＬ式静電型対物レンズ６１６とを備える。このような構成を有することにより、第２の実施形態に係る電子線カラム６１０は、電子線６１９を偏向させ、試料１０１に対する電子線６１９の照射位置を、図１５に図示したビーム位置の移動量６１８だけＸ方向及びＹ方向の所望の位置に移動させることができる。
【００７５】
従って、第２の実施形態に係る電子線装置１００は、複数の電子線６１９をそれぞれ偏向させる偏向機構として、図１５に図示した第２例に係る位置調整機構のように、二段のビーム偏向器６１５及びＭＯＬ式静電型対物レンズ６１６を備えることにより、第１の実施形態に係る電子線装置１００と同様に、算出された位置ずれ量に基づいて複数の電子線６１９の照射位置を調整することができる。
【００７６】
図１６は、位置調整機構の第３例を図示したものである。図１６（ａ）に図示したように、電子線カラム７１０は、電子銃７１１、コンデンサレンズ７１２、走査電極７１３、カラム内検出器７１４、二段のビーム偏向器７１５、磁場型対物レンズ７１６、及び検出器７１７を備える。図１６（ｂ）は、磁場型対物レンズ７１６の平面図である。
【００７７】
図１６に図示した電子線カラム７１０は、二段のビーム偏向器７１５を備え、磁場型対物レンズ７１６を中心に偏向中心をとる構成を有する。このような構成を有することにより、第２の実施形態に係る電子線カラム７１０は、電子線７１９を偏向させ、試料１０１に対する電子線７１９の照射位置を、図１６に図示したビーム位置の移動量７１８だけＸ方向及びＹ方向の所望の位置に移動させることができる。
【００７８】
従って、第２の実施形態に係る電子線装置１００は、複数の電子線７１９をそれぞれ偏向させる偏向機構として、図１６に図示した第３例に係る位置調整機構のように、二段のビーム偏向器７１５及び磁場型対物レンズ７１６を備えることにより、第１の実施形態に係る電子線装置１００と同様に、算出された位置ずれ量に基づいて複数の電子線７１９の照射位置を調整することができる。
【００７９】
図１７は、位置調整機構の第４例を図示したものである。図１７（ａ）に図示したように、電子線カラム８１０は、電子銃８１１、コンデンサレンズ８１２、走査電極８１３、、カラム内検出器８１４、二段のビーム偏向器８１５、ＭＯＬ（Ｍｏｖｉｎｇ  Ｏｂｊｅｃｔｉｖｅ  Ｌｅｎｓ）式磁場型対物レンズ８１６ａ、偏向電極８１６ｂ、及び検出器８１７を備える。図１７（ｂ）は、ＭＯＬ式磁場型対物レンズ８１６ａの平面図である。
【００８０】
図１７に図示した電子線カラム８１０は、二段のビーム偏向器８１５とＭＯＬ式磁場型対物レンズ８１６ａとを備える。このような構成を有することにより、第２の実施形態に係る電子線カラム８１０は、電子線８１９を偏向させ、試料１０１に対する電子線８１９の照射位置を、図１７に図示したビーム位置の移動量８１８だけＸ方向及びＹ方向の所望の位置に移動させることができる。
【００８１】
従って、第２の実施形態に係る電子線装置１００は、複数の電子線８１９をそれぞれ偏向させる偏向機構として、図１７に図示した第４例に係る位置調整機構のように、二段のビーム偏向器８１５及びＭＯＬ式磁場型対物レンズ８１６ａを備えることにより、第１の実施形態に係る電子線装置１００と同様に、算出された位置ずれ量に基づいて複数の電子線８１９の照射位置を調整することができる。
【００８２】
以上のように、第１例乃至第４例として示した本発明の第２の実施形態に係る位置調整機構は、静電式又は磁場式を含む二段のビーム偏向器５１５〜８１５をそれぞれ備えることにより、複数の電子線カラムの観察視野の中心と複数の電子線の照射位置とをそれぞれ一致させるように、複数の電子線５１９〜８１９の照射位置をそれぞれ調整することができるため、試料１０１の検査範囲を最小限の範囲とすることが可能となる。従って、本発明の第２の実施形態に係る電子線装置１００によれば、第１の実施形態に係る電子線装置１００と同様に、電子線装置１００による検査のスループットを向上させることができる。
【００８３】
なお、本発明の一実施形態に係る電子線装置１００は、第１の実施形態及び第２の実施形態に係る位置調整機構をいずれも備えていてもよい。位置ずれ量が大きい場合には第１の実施形態に係る移動機構により調整し、位置ずれ量が小さい場合には第２の実施形態に係る偏向機構により調整されるものであってもよい。例えば、位置ずれ量が１０μｍ以上の場合には、第１の実施形態に係る移動機構による位置調整を行い、位置ずれ量が１μｍ以上、１０μｍ未満の場合は、偏向機構を用いて位置調整を行ってもよい。また、位置ずれ量が１μｍ未満である場合には、電子線カラム１１０ごとに取得される走査電子顕微鏡像を用いた画像処理による位置補正を行ってもよい。
【００８４】
また、第１の実施形態及び第２の実施形態に係る電子線装置１００の位置調整機構による調整は、制御装置１１７により自動化されて実行されてもよい。
【００８５】
以下、図１８を参照し、第１の実施形態及び第２の実施形態に係る位置調整機構の自動制御について説明する。
【００８６】
図１８は、電子線装置１００の動作を示すフローチャートである。図１８に図示した電子線装置１００による処理フローのうち、位置調整機構による調整フローは、制御装置１１７により自動化されて実行されてもよい。制御装置１１７は、パターンマッチング機能を用いて複数の電子線カラム１１０の観察視野の中心から複数の電子線１１９の予め設定された照射位置までの位置ずれ量を自動的に算出し、算出された位置ずれ量と、メモリに記憶された調整フローに基づき、位置調整機構による操作を制御する。
【００８７】
図１８に図示したように、まず、ステップＳ１００１において、試料交換機構により、標準試料１０１ｘをステージ１０２上に搬送する。次に、ステップＳ１００２において、ステージ１０２の移送機構を用いて標準試料１０１ｘを移送し、標準試料１０１ｘの配置位置を調整する。本実施形態においては、ステージ１０２の連続移送方向がＸ方向であることから、複数の基準マーク１２０をＸ軸（ステージＸ軸）にアライメントさせる。次に、ステップＳ１００３において、カラム列１１１ごとに回転移動機構等により位置調整し、Ｘ軸に対してアライメントさせる。次に、ステップＳ１００４において、第１の実施形態に係る位置調整機構である移動機構を用いて、複数の電子線カラム１１０をそれぞれＸ軸に対して位置合わせする（機械式アライメント）。次に、ステップＳ１００５において、第２の実施形態に係る位置調整機構である偏向機構を用いて、複数の電子線カラム１１０をそれぞれＸ軸に対して位置合わせする（偏向式アライメント）。最後に、ステップＳ１００６において、標準試料１０１ｘを用いて電子線カラム１１０ごとの位置ずれ量（オフセット）を算出し、電子線カラム１１０ごとの位置情報を制御装置１１７のメモリ等に記憶させる。
【００８８】
ここで、図１８に図示した処理フローのステップＳ１００４及びステップＳ１００５は、位置ずれ量が１０μｍ以上の場合には、ステップＳ１００４において移動機構により位置調整を自動的に行い、位置ずれ量が１μｍ以上、１０μｍ未満の場合は、ステップＳ１００５において偏向機構を用いて位置調整を自動的に行ってもよい。また、位置ずれ量が１μｍ未満の場合は、次に述べる図１９に図示した検査フローにおいて、複数の走査電子顕微鏡像を用いた画像処理を制御装置１１７によって自動的に行い、位置の補正を行ってもよい。
【００８９】
以下、図１９を参照し、本発明の一実施形態に係る電子線装置１００による試料１０１の検査フローについて説明する。図１９に図示した検査フローは、図１８に図示した位置調整機構による調整フローの終了後に、処理の開始されるフローであってもよい。
【００９０】
図１９に図示したように、まず、ステップＳ２００１において、試料交換機構によって試料１０１をステージ１０２上に搬送し、試料１０１の顕微鏡観察を開始する。次に、ステップＳ２００２において、電子線カラム１１０ごとに取得される試料１０１の走査電子顕微鏡像に基づき画像を取得する。次に、ステップＳ２００３において、複数の画像の位置ずれ量（オフセット）に基づき画像処理を行い、位置を補正する。位置ずれ量は、図１８に図示した処理フローのステップＳ１００６において算出されたものであってもよい。
【００９１】
ステップＳ２００３において画像処理により画像の位置を補正した後、ステップＳ２００４において、位置補正後の画像を制御装置１１７のメモリ等に記憶する。次に、ステップＳ２００５において、移送機構により試料１０１を移動させ、試料１０１の走査電子顕微鏡像を取得する。ステップＳ２００６において、試料１０１の全面の像を取得し終えたかどうかを判断し、試料１０１の全面の像を取得していない場合には、ステップＳ２００２に戻り、処理フローを繰り返す。ステップＳ２００６において、試料１０１の全面の像を取得し終えた場合には、ステップＳ２００７に進み、メモリに記憶された像を合成して試料全面の像を再構成する。
【００９２】
また、ステップＳ２００８において、ステップＳ２００４〜Ｓ２００７の処理と並行して、補正された画像について順次パターンマッチング処理を行う。パターンマッチング処理は、ステップＳ２００３において画像処理により補正を行った画像と、予めメモリに記憶された画像とを、パターン上の相対的に同等な位置において比較する処理である。パターンマッチング処理は、制御装置１１７のパターンマッチング機能を用いて自動化されて行われるものであってもよい。
【００９３】
ここで、図２０を参照し、パターンマッチング処理の一例について説明する。図２０は、従来の電子線装置の動作の説明図であり、（ａ）は、予めメモリに記憶された参照画像９００ａを示し、（ｂ）は、電子線装置により取得された試料の画像９００ｂを示す。パターンマッチング処理によれば、参照画像９００ａと、電子線装置により取得された試料の画像９００ｂとをいずれも同じパターン上の位置９０１、９０２において比較することにより、コントラスト等の違いから、欠陥箇所９０２を検出することができる。このように、ステップＳ２００４〜Ｓ２００７の処理と並行して、ステップＳ２００８におけるパターンマッチング処理を行うことにより、ステップＳ２００９において、試料１０１全体の像における欠陥を検出することができる。
【００９４】
以上のような構成を備えた本発明の一実施形態に係る電子線装置１００によれば、複数の電子線カラム１１０を備えた電子線装置１００において、位置調整機構を用いて複数の電子線カラム１１１の電子線の照射位置をそれぞれ調整した後、さらに画像処理により補正することにより、スループットを低下させることなく試料１０１の検査を実施することができる。
【符号の説明】
【００９５】
１００  電子線装置
１１０、２１０、３１０、５１０、６１０、７１０、８１０  電子線カラム
１０１  試料
１０２  ステージ
１０３  真空チャンバ
１０４  真空ポンプ
１１１  カラム列
１１５  制御電源
１１７  制御装置
１１８、５１１、６１１、７１１、８１１  電子銃
１１９、５１９、６１９、７１９、８１９  電子線
１２０  基準マーク
１２１ｘ  基準線
２１２、３１２、３１４  移動機構
２１５、３１５、４１５  位置調整機構
５１２、６１２、７１２、８１２  コンデンサレンズ
５１３、６１３、７１３、８１３  走査電極
５１４、６１４、７１４、８１４  カラム内検出器
５１５、６１５、７１５、８１５  ビーム偏向器
５１６  静電型対物レンズ
６１６  ＭＯＬ式静電型対物レンズ
７１６  磁場型対物レンズ
８１６ａ  ＭＯＬ式磁場型対物レンズ
８１６ｂ  偏向電極
５１７、６１７、７１７、８１７  検出器
【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７】
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【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図６】
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【図２０】
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【図２１】
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