JP2014517299A - 物体を検査するための装置及び方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、走査粒子顕微鏡（１２０）とプローブを有する少なくとも１つの走査プローブ顕微鏡（１４０）とを用いて物体を検査するための装置及び方法に関し、走査粒子顕微鏡（１２０）と少なくとも１つの走査プローブ顕微鏡（１４０）は、走査粒子顕微鏡（１２０）の光軸と走査プローブ顕微鏡（１４０）の測定点（１９５）との間の走査粒子顕微鏡（１２０）の光軸に対して垂直な方向の距離が、走査プローブ顕微鏡（１４０）と走査粒子顕微鏡（１２０）の両方の最大視野よりも大きいように、共通の真空チャンバ（１０２）内で互いに対して離間され、本方法は、走査プローブ顕微鏡（１４０）の測定点（１９５）と走査粒子顕微鏡（１２０）の光軸との間の距離を決定する段階を含む。
【選択図】 図３

Description

本発明は、走査粒子顕微鏡及び走査プローブ顕微鏡を用いて物体を検査及び／又は処理するための装置及び方法に関する。

ナノ技術の分野における進歩は、益々小さい構造化要素を有するデバイスの製作を可能にする。ナノ構造の処理及び表示には、測定データから画像を発生させることができるように、これらの構造をいくつかの次元で走査することができるツールが必要である。

走査粒子顕微鏡では、粒子ビームが試料と相互作用する。以下では、走査粒子顕微鏡は、ＳＢＭ（Ｓｃａｎｎｉｎｇ ｐａｒｔｉｃｌｅ Ｂｅａｍ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ（走査粒子ビーム顕微鏡））と略記する。例えば、電子及び／又はイオンが粒子として使用される。他の粒子ビームも使用することができる。他の粒子ビームを適用することも可能である。大きい試料区域を調節可能な分解能で走査するには、電子ビーム又はイオンビームを使用することができる。局所的に入射する粒子によって放出される後方散乱電子又は２次電子は、検出器を用いて測定される。次に、検出器の信号が、試料面の画像を発生させるのに使用される。更に、面における試料の材料組成、及び異なる深さを有する試料の様々な層内の試料の材料組成を分析するために、入射粒子によって発生するイオン、電子、及び／又は光子を使用することができる。従って、走査粒子顕微鏡は、ナノ技術における強力な分析ツールである。

しかし、これらのツールは、粒子ビームの方向の試料面の非常に限られたトポグラフィ情報しか提供することができない。それにも関わらず、ナノ技術の多くの応用の分野では、試料面の高さプロフィールを正確に把握することは必須である。

一方、走査プローブ顕微鏡は、試験プロッドを用いて試料又はその面を走査し、それによって試料面の忠実なトポグラフィを発生させる。以下では、走査プローブ顕微鏡は、ＳＰＭ（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｐｒｏｂｅ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ（走査プローブ顕微鏡）のための）で略記する。試験プロッドと試料面の間の相互作用の種類により、様々な種類のＳＰＭが区別される。多くの場合に走査トンネル顕微鏡（ＳＴＭ）が使用される。ＳＴＭでは、試料と試験プロッドは互いに接触しない。代替的に、ＳＴＭには可変電圧が印加され、得られるトンネル電流が測定される。従って、ＳＴＭの用途は、導電性の試料又は導電性の表層を有する試料に限定される。

原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）又は走査力顕微鏡（ＳＦＭ）は、検査される試料に対してこの制限を持たない。この種のＳＰＭでは、プローブ又は試験プロッドが、一般的にファンデルワールス力である試料面の原子間力によって偏向される。試験プロッドの偏向は、プローブと試料面の間に作用する力に依存する。この力が、面トポグラフィを決定するのに使用される。

これらの一般的なＳＰＭタイプに加えて、例えば、磁気力顕微鏡（ＭＦＭ）、走査近接場光学顕微鏡、及び走査近接場音響顕微鏡のような特定の用途に使用される多くの更に別のＳＰＭツールが存在する。

走査プローブ顕微鏡は、使用される試験プロッドに依存して原子領域に達する程に高い分解能で試料面を走査することができる。しかし、高い分解能は、試料の非常に小さい区画へのこれらのツールの適用を制限する。ＳＰＭの分解能の変更は、ある程度の手間を必要とするＳＰＭの試験プロッドの交換を必要とする。更に、面区域のうちで、ＳＰＭを用いて検査される区画の位置を決定するのは時間を消費する工程である。

既にこれまでに、上述の考察は、試料の分析において試料トポグラフィの全体情報を決定するために両方のツールを使用するという概念を誘導している。しかし、単一の試料の検査において少なくとも一方が真空チャンバを含む２つの別個のツールの適用は、重大な欠点を有する。ＳＰＭを用いて検査される区画の検出における上述の欠点とは別に、走査粒子顕微鏡の真空チャンバから試料を取り出す必要があり、これは、各試料に対して真空が破壊されなければならないということを意味する。それによって試料面の測定における２つの別個のツールの産業用途が除外される。

この理由から、例えば、Ｃｈ．Ｇｅｒｂｅｒ他による文献「Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｔｕｎｎｅｌｉｎｇ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ Ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｗｉｔｈ ａ Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ（走査電子顕微鏡と組み合わされた走査トンネル顕微鏡）」、Ｒｅｖ．Ｓｃｉ．Ｉｎｓｔｒ．（レビュー・オブ・サイエンティフィック・インストゥルメンツ）、第５７巻、第２号、２２１〜２２４ページ（１９８６年）に記載されているように、走査粒子顕微鏡と走査プローブ顕微鏡とを単一のデバイス内に組み合わせるという開発の手法が、既に２０年よりも前に行われている。同時作動において、これらのツールは、それぞれのツールの利点を作用させ、かつ解説した各ツールの欠点をかなりの程度まで回避するために、試料の１つの位置を同時に検査しなければならない。

この開発は、両方の側から始まった。例えば、著者Ａ．Ｅｍｕｎｄｔｓ他は、文献「Ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ ａ Ｂｅｓｏｃｋｅ−ｔｙｐｅ ｓｃａｎｎｉｎｇ ｔｕｎｎｅｌｉｎｇ ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ ｗｉｔｈ ａ ｓｃａｎｎｉｎｇ ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ（Ｂｅｓｏｃｋｅ型走査トンネル顕微鏡と走査電子顕微鏡との組合せ）」、Ｒｅｖ．Ｓｃｉ．Ｉｎｓｔｒ．（レビュー・オブ・サイエンティフィック・インストゥルメンツ）、第７２巻、第９号、３５４６〜３５５１ページ（２００１年）において、走査トンネル顕微鏡内への電子銃及びそれぞれの検出器の挿入を記載している。ＪＰ ２００９ １４８ ８８９ Ａは、力顕微鏡内へのイオンビームデバイスの挿入を開示している。著者Ａ．Ｗｉｅｓｓｎｅｒ他は、文献「Ｄｅｓｉｇｎ ｃｏｎｓｉｄｅｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ａ ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｓｃａｎｎｉｎｇ ｔｕｎｎｅｌｉｎｇ ａｎｄ ｓｃａｎｎｉｎｇ ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ（組み合わされた走査トンネル顕微鏡及び走査電子顕微鏡の設計考察及び性能）」、Ｒｅｖ．Ｓｃｉ．Ｉｎｓｔｒ．（レビュー・オブ・サイエンティフィック・インストゥルメンツ）、第６８巻、第１０号、３７９０〜３７９８ページ（１９９７年）において、走査電子顕微鏡内への走査トンネル顕微鏡のその後の挿入を例示的に記載している。

日本国出願ＪＰ ２００９ １４８ ８８９ Ａは、集束イオンビーム（ＦＩＢ）デバイスと力顕微鏡との組合せを開示している。組み合わされたツールの試料台は、試料を両方の分析システムの方向に位置合わせすることを可能にする傾斜デバイスを有する。

走査粒子顕微鏡と走査プローブ顕微鏡を組み合わせる時に、ある程度根本的ないくつかの問題が表面化する。走査粒子顕微鏡、並びに走査プローブ顕微鏡は、確かにナノメートル領域で構造を分析することができるが、ツール自体は巨視的な寸法を有する。従って、１つの真空チャンバ内で両方の分析ツールを組み合わせる時にスペースの問題が余儀なく発生する。従って、構造問題に起因して、両方のツールの性能に関して多くの場合に妥協が行われる。例えば、走査粒子顕微鏡の粒子ビームによって試料から放出される粒子を分析するために使用することができる検出器の個数が制限される。

別の重要な問題は、２つの分析ツールが同時に作動状態にある時のこれらのツールの相互作用である。例えば、プローブ又はプローブの試験プロッドは、粒子ビームを部分的に遮蔽し、従って、その視野を限定する可能性がある。Ｎａｎｏｎｉｃｓの製品カタログ第２．３バージョン、２００２年１２月における記事「Ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔｌｙ ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ ＳＥＭ，ＴＥＭ＆ＦＩＢｓ ｗｉｔｈ ＡＦＭ／ＳＰＭ＆ＮＳＯＭ（ＳＥＭ、ＴＥＭ、及びＦＩＢをＡＦＭ／ＳＰＭ及びＮＳＯＭと透過的に組み合わせる）」は、粒子ビームに関する遮蔽効果を低減するための走査プローブ顕微鏡に向けて特別に開発されたガラスプローブの適用を記載している。

更に、２つのツールの測定は、互いに影響を及ぼし合う。検査される試料面を走査するときに、走査プローブ顕微鏡の試験プロッドは、一般的にその平衡位置の周りで周期的な振動を行う。これらの振動は試料に伝達し、それによって同時に入射する粒子ビームの分解能が低下する。その一方、試料面に近い試験プロッドは、粒子ビームによって試料から放出される電子の一部分を取り込む。これらの電子は、走査プローブ顕微鏡の測定信号に重なる。それによって走査粒子顕微鏡の最大使用可能電子流が制限される場合がある。

最後に、２つの分析ツールは、装置の様々な構成要素に関して相反する要件を有する。走査粒子顕微鏡では、試料台が小さく軽量である場合に、大きい力を印加することなく試料台の移動、回転、又は傾斜を可能にすることが有利である。しかし、小さい試料台は試料サイズを制限する。試料サイズは、上述のスペース問題によっても制限される。これらの制限は、いくつかの試料、例えば、フォトマスク等では許容することができない。その一方、走査プローブ顕微鏡では、ＳＰＭの振動を大幅に減衰させ、従って、ＳＰＭの分解能を制限しないために、試料台は、大きい質量を有するべきである。

ＪＰ ２００９ １４８ ８８９ Ａ

Ｃｈ．Ｇｅｒｂｅｒ他著「Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｔｕｎｎｅｌｉｎｇ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ Ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｗｉｔｈ ａ Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ（走査電子顕微鏡と組み合わされた走査トンネル顕微鏡）」、Ｒｅｖ．Ｓｃｉ．Ｉｎｓｔｒ．（レビュー・オブ・サイエンティフィック・インストゥルメンツ）、第５７巻、第２号、２２１〜２２４ページ（１９８６年） Ａ．Ｅｍｕｎｄｔｓ他著「Ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ ａ Ｂｅｓｏｃｋｅ−ｔｙｐｅ ｓｃａｎｎｉｎｇ ｔｕｎｎｅｌｉｎｇ ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ ｗｉｔｈ ａ ｓｃａｎｎｉｎｇ ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ（Ｂｅｓｏｃｋｅ型走査トンネル顕微鏡と走査電子顕微鏡との組合せ）」、Ｒｅｖ．Ｓｃｉ．Ｉｎｓｔｒ．（レビュー・オブ・サイエンティフィック・インストゥルメンツ）、第７２巻、第９号、３５４６〜３５５１ページ（２００１年） Ａ．Ｗｉｅｓｓｎｅｒ他著「Ｄｅｓｉｇｎ ｃｏｎｓｉｄｅｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ａ ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｓｃａｎｎｉｎｇ ｔｕｎｎｅｌｉｎｇ ａｎｄ ｓｃａｎｎｉｎｇ ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ（組み合わされた走査トンネル顕微鏡及び走査電子顕微鏡の設計考察及び性能）」、Ｒｅｖ．Ｓｃｉ．Ｉｎｓｔｒ．（レビュー・オブ・サイエンティフィック・インストゥルメンツ）、第６８巻、第１０号、３７９０〜３７９８ページ（１９９７年） 「Ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔｌｙ ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ ＳＥＭ，ＴＥＭ＆ＦＩＢｓ ｗｉｔｈ ＡＦＭ／ＳＰＭ＆ＮＳＯＭ（ＳＥＭ、ＴＥＭ、及びＦＩＢをＡＦＭ／ＳＰＭ及びＮＳＯＭと透過的に組み合わせる）」、Ｎａｎｏｎｉｃｓ製品カタログ、第２．３バージョン、２００２年１２月

従って、本発明は、上述の欠点を少なくとも部分的に回避する走査粒子顕微鏡と走査プローブ顕微鏡を用いて試料を分析する方法及び装置を提供するという問題に基づいている。

本発明の実施形態により、上述の問題は、請求項１に記載の方法によって解決される。

実施形態において、走査粒子顕微鏡とプローブを有する少なくとも１つの走査プローブ顕微鏡とを含む物体を検査する方法であって、走査粒子顕微鏡と少なくとも１つの走査プローブ顕微鏡が、走査粒子顕微鏡の光学軸と走査プローブ顕微鏡の測定点の間の走査粒子顕微鏡の光軸に対して垂直な方向の距離が走査プローブ顕微鏡、並びに走査粒子顕微鏡の最大視野よりも大きいように、共通の真空チャンバ内で互いに対して離間しており、本方法は、走査プローブ顕微鏡の測定点と走査粒子顕微鏡の光軸の間の距離を決定する段階を含む。

本発明は、走査粒子顕微鏡と走査プローブ顕微鏡とを真空チャンバ内で組み合わせる。しかし、本発明の方法は、ＳＢＭとＳＰＭが同時に同じ場所において試料を検査するという要件を放棄する。本発明は、このようにして単一の装置においてＳＢＭとＳＰＭをこの装置の真空チャンバ内で組み合わせることによってスペース問題を解決する。従って、ＳＢＭ及びＳＰＭの構成においてより高い自由度が得られる。分析ツールのスペースと機能の間の妥協が取り除かれるので、ＳＢＭとＳＰＭは、もはやそのそれぞれの性能を互いに制限し合うことはない。取りわけ、２つの分析ツールの空間的分離は、例えば、フォトマスクのような大きい面積を有する試料の検査を可能にする。更に、試料面を分析するのに、例えば、エネルギ分散Ｘ線（ＥＤＸ）分光測定のような走査粒子顕微鏡の強力な分光測定作動モードを使用することができる。

走査粒子顕微鏡の測定と走査プローブ顕微鏡の測定とを空間的かつ時間的に分離することにより、ＳＢＭ測定とＳＰＭ測定の相互的影響が排除される。それによって測定データから発生する画像の品質が改善する。

走査粒子顕微鏡の作動区域と走査プローブ顕微鏡の作動区域との空間的分離は、走査粒子顕微鏡の作動区域内、すなわち、第１の測定点に１つ又はいくつかの処理ガスを局所的に導入することを更に可能にする。それによって試料を分析することとは別に、走査粒子顕微鏡は、粒子ビームによって誘起される化学処理を用いた試料の局所修正において更に使用することができる。本発明の方法は、このようにして粒子ビームによって誘起される局所エッチングを使用することにより、制御された方式でも材料の局所除去を可能にする。更に、１つ又はいくつかの適切な前駆体ガスの適用により、試料上に材料を局所的に堆積させることができる。

「距離」という用語は、本明細書では２次元ベクトルを意味する。以下の「発明を実施するための形態」の節でこの用語を詳細に定める。

別の実施形態において、本方法は、走査プローブ顕微鏡のプローブが交換された時に走査プローブ顕微鏡の測定点と走査粒子顕微鏡の光軸との間の距離を自動的に決定する段階を含む。

更に別の実施形態において、プローブの交換において交換マスクを使用することができ、交換マスクは、１つ又はいくつかの交換プローブと、少なくとも部分的に走査プローブ顕微鏡のそれぞれの測定区域と走査粒子顕微鏡の視野とを同時に覆う構造を有するロケータチップとを更に含む。

更に別の実施形態において、ロケータチップは、プローブの交換を管理する機械構成要素及び電気構成要素を更に有する。

更に別の実施形態において、走査粒子顕微鏡の第１の測定点と少なくとも１つの走査プローブ顕微鏡の少なくとも１つの第２の測定点との間の距離を決定する方法は、（ａ）走査粒子顕微鏡の第１の測定点でロケータチップの構造の少なくとも一部を検査する段階と、（ｂ）ロケータチップを第１の測定点に対して第１の測定点と第２の測定点の間の公称距離だけシフトさせる段階と、（ｃ）ロケータチップを第２の測定点で走査プローブ顕微鏡を用いて検査する段階と、（ｄ）少なくとも段階ａ及び段階ｃの結果を用いて第１の測定点と第２の測定点の間の実際の距離を決定する段階とを含む。

記載した方法は、粒子ビームが検査される試料面区域と局所的に相互作用する第１の測定点と、ＳＰＭの試験プロッドが検査される試料面区域と局所的に相互作用する第２の測定点との間で試料を簡単かつ再現可能に前後にシフトさせることを可能にする方法を含む。好ましくは、ロケータチップは、この処理において、第１の測定点と第２の測定点の間の距離を較正するのに使用される２次元測定標準として機能する。

更に別の態様は、（ａ）ロケータチップが第１の測定点と第２の測定点の間の距離よりも大きい場合に、段階ａの検査結果と段階ｃの検査結果とを用いて実際の距離を決定する段階、及び／又はロケータチップが、第１の測定点と第２の測定点の間の距離よりも小さい場合に、段階ａから段階ｃまでの検査結果を用いて実際の距離を決定する段階を含む。

第１の場合には、第１の測定点と第２の測定点の間の距離の測定は、ＳＢＭを用いて第１の測定点におけるロケータチップの構造を検査し、ＳＰＭを用いて第２の測定点におけるロケータチップの構造を検査することによって実施される。第２の場合には、試料台を第１の測定点と第２の測定点の間でシフトさせる時にロケータチップがシフトした公称距離が更に必要とされる。代替的に、ＳＢＭとＳＰＭは、試料に対して公称距離だけ一緒にシフトされる。更に、試料台の移動によって公称距離の一部分を達成することができ、相補的な部分は、ＳＢＭとＳＰＭの合同シフトによって達成することができる。

更に別の態様により、ロケータチップは、走査粒子顕微鏡と走査プローブ顕微鏡とによって測定することができる微細構造化セルメッシュを含む。

この特徴により、面構造内に符号化された情報をＳＢＭとＳＰＭの両方によって走査することができることが確実にされる。

更に別の態様において、第１の測定点は、走査粒子顕微鏡の粒子ビームがロケータチップ上に入射するロケータチップ上の区域を定め、第２の測定点は、走査プローブ顕微鏡の試験プロッドが相互作用するロケータチップの区域を定める。

別の態様において、第１の測定点と第２の測定点の間の実際の距離を決定する段階は、少なくとも、走査粒子顕微鏡によって第１のセルの符号を決定する段階と、走査プローブ顕微鏡によって第２のセルの符号を決定する段階とを含む。

更に別の態様は、（ａ）ロケータチップが第１の測定点と第２の測定点の間の距離よりも大きい場合に、走査粒子顕微鏡によって第１のセルの符号を決定し、走査プローブ顕微鏡によって第２のセルの符号を決定することにより、第１の測定点と第２の測定点の間の実際の距離を決定する段階、及び／又は（ｂ）ロケータチップが第１の測定点と第２の測定点の間の距離よりも小さい場合に、走査粒子顕微鏡によって第１のセルの符号を決定し、走査プローブ顕微鏡によって第２のセルの符号を決定し、公称距離を使用することにより、第１の測定点と第２の測定点の間の実際の距離を決定する段階を含む。

ロケータチップが、ロケータチップ上のＳＢＭの粒子ビームの入射点（第１の測定点）とＳＰＭの試験プロッド（第２の測定点）の間の距離よりも大きい場合には、距離の測定は、これらの測定点におけるロケータチップの面上に符号化されたデータを解析して評価することによって実施される。それによってロケータチップの面にわたってデータを符号化する必要はない。むしろ、ロケータチップが、粒子ビームの照射点とＳＰＭの全ての試験プロッドとの間の距離を含む２つの符号化区域を含むならばそれで十分である。第２の場合には、ロケータチップの寸法が第１の測定点と第２の測定点の間の距離よりも小さい場合に、ロケータチップ内に符号化されたデータとは別に、第１の測定点と第２の測定点の間の公称距離の間のシフトが更に必要とされる。ロケータチップ上のＳＢＭの粒子ビームの入射点と、ＳＰＭの試験プロッドとロケータチップとの相互作用区域との間の距離を測定するために、試料台は、第１の測定点と第２の測定点の間の公称距離のシフトを実行する。

更に別の態様において、第１の測定点と第２の測定点の間の距離を決定する段階は、規則的な間隔で自動的に実施される。

分析処理の過程で、例えば、熱ドリフトに起因してＳＢＭとＳＰＭの間の距離は変化する場合がある。ＳＢＭとＳＰＭが試料面の同じ区域を分析することを確実にするために、記載した方法を規則的及び／又は不規則的に繰り返すことができる。本発明の方法を繰り返すために、ロケータチップは、試料ではなく試料台上に配置される。ロケータチップと試料の間の交換は、自動的、手動的、及び／又は半自動的に行うことができる。

更に別の態様において、第１の測定点と第２の測定点の間の距離を決定する段階は、試験プロッドの交換の後に自動的に実施される。

検査される試料面の区域にＳＰＭの分解能を適応させるために、ＳＰＭは、いくつかの試験プロッドを含むことができる。この場合、プローブの交換は、粒子ビームの入射点に対する新しい試験プロッドの距離を測定する段階と協働させることができる。それによって本発明の方法の適用を自動化することができる。

別の態様において、走査粒子顕微鏡の第１の測定点と、少なくとも１つの走査プローブ顕微鏡の少なくとも１つの第２の測定点との間の距離を決定するためのロケータチップは、走査粒子顕微鏡と少なくとも１つの走査プローブ顕微鏡とによって決定される情報が内部に符号化された微細構造化面構造を有するセルメッシュを含む。

ロケータチップの極めて重要な特徴は、ＳＢＭとＳＰＭの両方によって測定することができる面内に符号化された情報である。それによってロケータチップを２つの分析ツールによる第１の測定点と第２の測定点の間の距離の決定における較正標準として使用することができる。

更に別の態様により、セルメッシュのセルの少なくとも一部分は、微細構造化面構造内に符号化されたセルメッシュのそれぞれのセルの座標を含む。

セルメッシュのセルを特徴付けるための典型的なマークとは別に、セルの少なくとも一部分は、ロケータチップ上の基準点からのセルの距離を２次元に示す座標を有する。このようにして、ロケータチップは、ＳＢＭとＳＰＭの両方によって「読み取る」ことができる２次元測定標準になる。

更に別の態様により、セルの座標は数値的に符号化される。

セルの座標を数値的に符号化することにより、ＳＢＭ及びＳＰＭによって発生するセルの座標の画像を直接に、すなわち、いかなる技術手段も用いずに読み取ることができる。数値的符号化とは別に、座標を別の種類で、例えば、英数字符号又はバーコードによって示すことができる。

別の態様により、セルメッシュのセルのサイズは、走査粒子顕微鏡及び走査プローブ顕微鏡の像視野よりも小さい。

それによってＳＢＭとＳＰＭの両方が、セルに格納された情報を走査することができ、その後の評価ユニットが、これらの情報を分析して表示することができることが確実にされる。一般的に、ＳＰＭの像視野又は視野は、ＳＥＭの像視野又は視野よりも小さく、従って、ＳＰＭの像視野が、セルサイズを決定する。セルのサイズが大きい程、すなわち、ＳＰＭの視野内でのセルの割合が大きい程、ＳＰＭ及びＳＢＭそれぞれによってセルを走査するか又は読み取るための手間は大きい。その一方、大きいセル内には、小さいセル内よりも多い情報を符号化することができる。特に、大きいセルでは、個々の構造化要素の寸法は、ＳＢＭ及びＳＰＭを用いて低分解能で走査することができるように大きく選択することができる。

更に別の態様において、セルメッシュのセルのサイズは、１０μｍよりも小さく、好ましくは、５μｍよりも小さく、最も好ましくは、３μｍよりも小さい。

更に別の好ましい態様において、セルメッシュのセルの構造化要素の最小寸法は、５００ｎｍよりも小さくなく、好ましくは、３００ｎｍよりも小さくなく、最も好ましくは、１００ｎｍよりも小さくない。

示した寸法を有する要素は、微細構造化によって容易に生成することができる。これらの最小寸法を有する構造化要素は、中間領域の分解能を有する走査粒子顕微鏡及び走査プローブ顕微鏡を用いて走査することができる。図示のセルサイズは、一方でセルを走査して情報をセル内に符号化する手間と、他方でセルに格納された情報を走査して読み取る手間との間の妥協である。更に、裸眼で目視可能な大きい区域を覆うセルメッシュを有する１桁台又は２桁台前半のマイクロメートル数の範囲に寸法を有するセルを有するロケータチップは、僅かな手間しかかけずに製作することができる。

更に別の態様において、第１の測定点と第２の測定点の間の公称距離を決定する段階は、第１のセルの符号を走査粒子顕微鏡によって決定し、第２のセルの符号を走査プローブ顕微鏡によって決定する段階を含む。

更に別の態様は、（ａ）ロケータチップが第１の測定点と第２の測定点の間の距離よりも大きい場合に、第１のセルの符号を走査粒子顕微鏡によって決定し、第２のセルの符号を走査プローブ顕微鏡によって決定することにより、第１の測定点と第２の測定点の間の実際の距離を決定する段階、及び／又は（ｂ）ロケータチップが第１の測定点と第２の測定点の間の距離よりも小さい場合に、第１のセルの符号を走査粒子顕微鏡によって決定し、第２のセルの符号を走査プローブ顕微鏡によって決定し、公称距離を使用することにより、第１の測定点と第２の測定点の間の実際の距離を決定する段階を含む。

第１のセルの符号及び第２のセルの符号に格納された局所情報を読み取ることにより、ロケータチップの基準点に対する当該セルに関するそれぞれの場所を決定することができる。最も単純な場合には、ＳＢＭの第１の測定点とＳＰＭの第２の測定点との間の距離は、これらの情報から直接得ることができる。ロケータチップが第１の測定点と第２の測定点の間の距離よりも小さい場合には、第１の測定点の調査と第２の測定点の調査との間で試料台がロケータチップをシフトさせた距離が更に必要とされる。

別の態様において、セルは、基準点、第１の座標を識別するためのバーコード、第２の座標を識別するためのバーコード、及び／又は第１の座標及び第２の座標の明細を含む。

これらの４つの要素の指定により、２次元セルメッシュの各セルが完全に特徴付けられる。基準点は、それぞれのセルに対する基準の点であり、２つの座標のバーコードは、ロケータチップの基準点に対するセルの向きを示し、座標の数値は、ロケータチップの基準点までのセルの基準点の距離を表している。座標の数値は、所定の配置で示される。

更に別の態様において、セルメッシュは、周期的に配置された矩形のセルを含み、基準点は初期識別子を含み、第１の座標はｘ軸を含み、第２の座標はｙ軸を含む。

最も単純な場合には、セルメッシュの個々のセルは正方形であり、ｘ方向とｙ方向の両方に周期的に配置される。しかし、セルが矩形であること、又は座標が直交座標であることのいずれも必要ではない。取りわけ、ロケータチップにわたる空間分解能の変化が望ましいか又は要求される場合には、ロケータチップ上のセルの場所を位置付けるのに、例えば、極座標を使用することができる。個々のセルは矩形でなくてもよく、任意の多角形セル又は円形セルを使用することができる。更に、線形再分割を持たない直交座標を使用することができる。

別の態様により、ロケータチップは、半導体チップ、取りわけシリコンチップを含む。

半導体材料は、その微細構造化に対する網羅的な在庫が利用可能であるという利点を有する。微細構造化半導体とは別に、別の材料から作成された微細構造化層が上に配置された半導体基板を使用することができる。それによってＳＢＭ信号は、トポグラフィコントラストとは別に材料コントラストを更に含む。従って、発生するＳＢＭ画像の品質は改善する。更に、半導体材料とは別に、他の材料又は材料の組合せを使用することができる。例えば、一方の面上に、例えば、金属又は金属合金で作成されたそれぞれの微細構造を有するガラス基板又は溶融シリカ基板を使用することができる。

更に別の態様において、走査粒子顕微鏡と少なくとも１つの走査プローブ顕微鏡とを有する顕微鏡システムは、チップの上にある走査粒子顕微鏡の第１の測定点と、チップの上にある走査プローブ顕微鏡の第２の測定点との間の距離を決定するための上述の特徴のうちの１つを有するロケータチップを含む。

上述したように、走査顕微鏡と走査プローブ顕微鏡とを互いから空間的に分離された状態で有する顕微鏡システムにおけるロケータチップの適用は、２つの分析ツールの試料面との相互作用区域間の距離を簡単な手法で決定することを可能にする。

更に別の態様により、走査粒子顕微鏡は、走査プローブ顕微鏡と同時に作動しない。

それによって２つのツールの測定が互いに影響を及ぼし合う可能性が阻止される。

更に別の態様において、顕微鏡システムは、真空対応走査プローブ顕微鏡を含む。更に別の態様により、走査プローブ顕微鏡は、待機位置と作動位置の間で調節可能であるようになっている。待機位置は、走査プローブ顕微鏡の試験プロッドが作動状態にない作動不能状態である。更に別の態様により、顕微鏡システムは、走査粒子顕微鏡の反対側に配置された２つの走査プローブ顕微鏡を含む。

本発明の更に別の有益な実施形態は、更に別の従属請求項において定められる。

以下に続く詳細説明では、図を参照して本発明の現時点で好ましい実施形態を記載する。

走査粒子顕微鏡の第１の測定点と走査プローブ顕微鏡の第２の測定点とを含む顕微鏡システムの一部の重要な構成要素の概略図である。 ２つの測定点の区域付近の図１の顕微鏡システムの抜粋図である。 ロケータチップの２つの例の概略図である。 図３のロケータチップの拡大区画を概略的に例示する図である。 図３及び図４のロケータチップのセルメッシュの大幅に拡大したセルを概略的に表す図である。 ロケータチップが走査粒子顕微鏡の第１の測定点と走査プローブ顕微鏡の第２の測定点との間の距離よりも小さい場合のこれらの２つの測定点の間の距離の決定を概略的に例示する図である。

以下では、本発明の装置及び本発明の方法の現時点で好ましい実施形態をより詳細に記載する。

図１は、真空チャンバ１０２内に互いに隣接して配置された走査粒子システム１２０と走査プローブシステム１４０とを有する顕微鏡システム１００のいくつかの構成要素を略示している。走査粒子顕微鏡１２０は、粒子銃１２５とカラム１３０とを含む。粒子銃１２５は粒子ビーム１３５を発生させ、カラム１３０は、粒子ビーム１３５をフォーカスして、それを試料１０５又はロケータチップ１１０に誘導する。

試料１０５又はロケータチップ１１０は、試料台１１５上に配置される。試料台１１５は、図１に交差した矢印で示すように、ＳＢＭ（走査粒子ビーム顕微鏡）１２０及びＳＰＭ（走査プローブ顕微鏡）１４０に対して３つの方向に移動することができる。別の例では、試料台１１５は固定され、ＳＢＭ１２０とＳＰＭ１４０が、試料台１１５に対して一緒に移動される。更に、分析ツール１２０及び１４０と試料台１１５の間の相対移動を任意に分散させることができる。例えば、試料台１１５は、粒子ビーム１３５に対して垂直な平面内で移動可能にすることができ、ＳＢＭ１２０及びＳＰＭ１４０は、ビーム方向にシフト可能にすることができる。１つ又はいくつかのマイクロマニピュレータが、これらの移動を実施することができる（図１には示していない）。しかし、試料台１１５と分析ツール１２０及び１４０の両方に３次元移動機能を含むことができる。更に、試料台は傾斜機能を有することができ、例えば、ゴニオメータを有することができる。

粒子ビーム１３５は、試料１０５又はロケータチップ１１０上に第１の測定点１９０で入射する。好ましくは、粒子ビーム１３５は、試料１０５又はロケータチップ１１０上に実質的に同じ高さで入射する。この場合、並びに本明細書の他の箇所において、「実質的に」という用語は、それぞれの量の測定限界範囲にある数値の指定を意味する。

試料１０５は、任意の微細構造化構成要素又はいずれかの要素とすることができる。例えば、試料１０５は、透過フォトマスク又は反射フォトマスク、及び／又はナノインプリント技術のためのテンプレートを含むことができる。更に、顕微鏡システム１００は、例えば、集積回路、マイクロ電気機械システム（ＭＥＭＳ）、及び／又は光子集積回路（ＰＩＣ）を検査するのに使用することができる。

図１に示す例では、顕微鏡システム１００のＳＢＭ１２０は、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）を含む。粒子ビーム１３５として電子ビームを使用する場合には、試料１０５又はロケータチップ１１０において電子ビームによってもたらされる破損は、イオンビームと比較して相対的に小さい。

図１に示すように、電子銃１３０とプローブ１０５又はロケータチップ１１０の間の作動距離は小さい。従って、電子ビームを第１の測定点１９０で１０ｎｍよりも小さい直径を有するスポットにフォーカスすることができる。

少なくとも部分的な区域内で透過性を有する薄いロケータチップ１１０及び適切な試料１０５では、顕微鏡システム１００において走査電子顕微鏡の代わりに走査透過電子顕微鏡（ＳＴＥＭ）を使用することができる。更に、ＳＢＭ１２０は、電子の代わりにイオンビームで作動させることができる、すなわち、この場合、ＳＢＭ１２０はＦＩＢ（集束イオンビーム）デバイスを含む。更に、ＳＢＭ１２０は、試料１０５及び／又はロケータチップ１１０の検査において、短い波長を有する光子を使用することができる。この処理では、印加される光子の波長は、これらの光子によって発生する画像が構造をナノメートル領域で分解することができる程に小さくなければならない。

図１に提供している例では、走査プローブ顕微鏡（ＳＰＭ）１４０は、力顕微鏡（ＡＦＭ、原子間力顕微鏡）である。ＡＦＭの代わりに走査トンネル顕微鏡（ＳＴＭ）を使用することができる。トンネル電流（ＳＴＭ）及びファンデルワールス力（力顕微鏡）とは別に、試料１０５の検査において多くの更に別の物理量を使用することができる。例えば、磁気力顕微鏡（ＭＦＭ）は、試料１０５とプローブ又はその試験プロッドの間の磁気相互作用を利用する。走査近接場光学顕微鏡は、試料の検査において光子を使用する。様々なＳＰＭタイプの上述の列記内容は例示的なものに過ぎず、決して完全なものではない。しかし、全てのこれらのＳＰＭタイプに共通して、そのプローブは、試料１０５とのそれぞれの相互作用に向けて最適化される。

ＳＰＭ１４０は、電子銃１３０の支持体において回転継手１４５に固定される（図１には表していない）。回転継手１４５は、ＳＰＭを待機位置（図１には示していない）から作動位置に運ぶ。更に、回転継手１４５は、ＳＰＭ１４０をプローブを交換するための位置に運ぶ。

支持体１５０は、ＳＰＭ１４０の測定ヘッドを電子ビーム１３５が試料１０５又はロケータチップ１１０上に入射する第１の測定点１９０の近くに運ぶ。更に、支持体１５０は、ＳＰＭ１４０の位置を検査される試料１０５に適応させるための１つ又はいくつかのマイクロマニピュレータ（図１には表していない）を含むことができる。

ＳＰＭ１４０の圧電アクチュエータ１５５の上端は、支持体１５０に接続される。圧電アクチュエータ１５５の他端は、ＳＰＭ１４０のプローブを保持する。プローブは、以下で、本主題の分野で通例であるように片持ち１６０と呼ぶレバーアーム１６０を含む。片持ち１６０は、試験プロッド１６５を保持する。試験プロッド１６５は、第２の測定点１９５において試料１０５又はロケータチップ１１０と相互作用する。

ＳＰＭ１４０の片持ち１６０上、例えば、その上側に制御部材を配置することができる（図１には示していない）。制御要素は、コンピュータシステム１８５を用いてそれぞれの制御信号を印加することにより、片持ち１６０を待機位置から作動位置に運び、その逆を行うことを可能にする。例えば、制御部材は、圧電アクチュエータ又はバイメタル要素とすることができる。バイメタル要素は、電気エネルギから発生する熱に起因して、片持ち１６０を定められた方式で所定の方向に屈曲させる。しかし、制御部材は、片持ち１６０内に、例えば、その共振周波数の振動を発生させることができるようなアナログ要素として設計することができる。

更に、片持ち１６０は、その偏向を測定するセンサ要素（図１には提供していない）を有することができる。センサ要素の信号は、コンピュータシステム１８５に伝達される。コンピュータシステム１８５は、それぞれの補正信号を圧電アクチュエータ１６０に出力することができる。従って、ＳＰＭ１４０の圧電アクチュエータ１６０は、閉ループで作動させることができる。更に、コンピュータシステム１８５は、試料１０５又はロケータチップ１１０の面の２次元又は３次元の輪郭を決定するために、圧電アクチュエータ１６０が試料１０５又はロケータチップ１１０を走査するような信号を圧電アクチュエータ１６０に更に出力することができる。

検出器１７０は、第１の測定点１９０で電子ビーム１３５によって発生する２次電子及び／又は試料１０５から後方散乱される電子を電気測定信号に変換し、この電気測定信号をコンピュータシステム１８５に伝達する。検出器１７０は、電子をそのエネルギ及び／又は立体角に関して識別するために、フィルタ又はフィルタシステムを有することができる（図１には提供していない）。

図１の例ではＳＥＭであるＳＢＭ１２０の作動区域（第１の測定点１９０）と、ＳＰＭ１４０の作動区域（第２の測定点１９５）との空間的分離は、第２の検出器１７５の挿入のためのスペースを作り出す。更に、検出器１７５を有する顕微鏡システム１００は、試料１０５又はロケータチップ１１０内に第１の測定点１９０に入射する電子ビーム１３５によって発生する光子を検出することができる。例えば、検出器１７５は、発生する光子のエネルギスペクトルをスペクトル分解することができ、従って、試料１０５の面の組成、又は試料１０５の面に近い層の組成に関する結論を誘導することができる。単一の検出器１７０又は１７５の測定信号と比較して、検出された電子に含まれる情報と検出された光子に含まれる情報とを組み合わせることにより、試料１０５又はその材料組成のより良い全体像が明らかにされる。

更に、顕微鏡システム１００は、試料１０５が電気的に分離されたものであるか又は電気的に分離された表層を有する場合に、第１の測定点１９０の区域に低エネルギのイオンを供給するイオン源１８０を含む。イオンは、電子ビーム１３５による試料１０５又はロケータチップ１１０の面の帯電を低下させ、従って、入射する電子ビーム１３５の空間分解能の低下を回避する。

コンピュータシステム１８５は、検出器１７０及び１７５の測定信号を分析して、そこからディスプレイ１８７上に表示される画像を発生させる評価ユニットを含む。評価ユニットは、ＳＰＭ１４０の測定信号も処理し、この信号をディスプレイ１８７上に図式的に表すものである。コンピュータシステム１８５は、ＳＥＭ１２０の電子銃１２５及びカラム１３０を制御することができる。更に、コンピュータシステム１８５は、ＳＰＭ１４０を制御することができる。コンピュータシステム１８５は、圧電アクチュエータ１６０の接続部に電気信号を印加することにより、試料１０５又はロケータチップ１１０にわたってｘ方向及び／又はｙ方向に圧電アクチュエータ１６０を走査することができる。

コンピュータシステム１８５は、マイクロプロセッサ、ＣＰＵ、ＰＣ、及び／又はワークステーションを含むことができる。コンピュータシステム１８５は、顕微鏡システム１００内に統合することができ、又は独立型ツールとすることができる。更に、コンピュータシステム１８５は、例えば、キーパッド、マウス、及び／又はプリンタのような入力／出力デバイスを含むことができる。コンピュータシステム１８５は、ＳＰＭ１４０、並びに検出器１７０及び／又は１７５の測定信号から画像データを発生させるためのアルゴリズムを含む評価ユニットを含むことができる。更に、コンピュータシステム１８５は、評価ユニットによって発生した画像データを提供するためのモニタ又はディスプレイ１８７を含む。コンピュータシステム１８５は、ハードウエア、ソフトウエア、ファームウエア、又はこれらの組合せに実施することができる。

顕微鏡システム１００は、真空チャンバ１０２内に真空を発生させ、かつこの真空を維持するための１つ又はいくつかのポンプシステムを含む（図１には示していない）。

更に、顕微鏡システム１００は、１つ又はいくつかのガス容器をそれぞれの弁及びガス送出システムとの組合せで含むことができる（同じく図１には示していない）。それによって試料１０５を局所材料除去又は構内材料堆積によって特定的に修正することができるように、電子ビーム１３５及び処理ガスの効果によって化学反応を局所的に誘起することができる。更に、電子ビーム１３５によって誘起された化学反応によって発生する廃棄生成物を反応区画から排出し、かつ廃棄物生成物が真空チャンバ１０２を汚染することができないようにするために、第１の測定点１９０の近くに吸引デバイスを更に設置することを有利とすることができる（同じく図１には例示していない）。

図２は、図１の顕微鏡システム１００の第１の測定点１９０及び第２の測定点１９５の周囲の試料１０５又はロケータチップ１１０の区域の拡大した区画を示している。試料１０５又はロケータチップ１１０は、図１の顕微鏡システム１００と同じく試料台１５０上に配置される。図１と同様に、図２のＳＢＭ１２０はＳＥＭである。電子ビーム１３５の電子は、試料１０５又はロケータチップ１１０上に第１の測定点１９０に入射する。図１の解説中に上述したように、ＳＥＭ１２０のカラム１３０は、試料１０５又はロケータチップ１１０までに小さい距離を有する。それによって電子ビーム１３５を第１の測定点１９０において小さい直径にフォーカスすることができる。ＳＰＭ１４０の圧電アクチュエータ１５５の上端は、支持体１５０に取り付けられる。図２には片持ち１６０及び試験プロッド１６５を表していない。試験プロッド１６５は、上述したように、第２の測定点１９５において試料１０５又はロケータチップ１１０と相互作用する。

電子ビーム１３５のビーム直径は、試料面において電子ビーム１３５のパラメータによって調節可能であり、従って、第１の測定点１９０のサイズを変更することができる。最小サイズは、ＳＥＭ１２０の最大分解能に依存する。最大分解能は、ＳＥＭ１２０のカラム１３０内のフォーカスユニットと試料１０５又はロケータチップ１１０の面との間の作動距離の関数である。ＳＥＭ１２０の電子ビーム１３５をそのフォーカス内で小さい直径（＜１０ｎｍ）まで凝集させることができるように、ＳＥＭ１２０の作動距離をＳＥＭ１２０とＳＰＭ１４０との空間分離によって短縮することができる。

図３は、上側の部分画像に図１及び図２のロケータチップ１１０の上面図を示している。下側の部分画像は、例示的な第２のロケータチップ３００の上面図を示している。ロケータチップ３００は、数ミリメートルの範囲の寸法を有する。全周縁部３１０を除き、ロケータチップ３００の区域は、セルメッシュ３２０で覆われる。セルのない縁部３１０は、ロケータチップ３００の簡単な取り扱いを確実にする。

図３の上側の部分画像におけるロケータチップ１１０は、試料１０５の面積と等しい全面積を有し、すなわち、その寸法は、１桁台のセンチメートル数の範囲を覆う。ロケータチップ１１０に対する生成の手間を小さく保つために、２つの区画３７０及び３８０のみがロケータチップ３００のセルメッシュ３２０を有する。これらの区画は、互いに距離ベクトル

だけ分離される。図３の例では、距離ベクトル

は、例えば、（ｘ，ｙ）のような２つの成分を有する。一方、ロケータチップ１１０の区域の大部分３６０は微細構造を持たない。一方、図３の下側の部分画像に表すロケータチップ３００と同様に、縁部領域を除くロケータチップ１１０の全区域をセルメッシュ３２０で覆うことができる。

ロケータチップ１１０、３００は、シリコンチップを含むことができる。例えば、シリコンからなるロケータチップ１１０、３００は、シリコンウェーハ上にフォトレジストを堆積させることによって製作することができる。この場合、所定の構造又は所定の構造化要素の配置をフォトレジスト内に書き込むために、電子ビームを使用することができる。シリコンウェーハの面は、フォトレジストを現像し、シリコンウェーハをエッチングした後に、溝線の形態にある構造化要素を含む。

更に、いずれかの他の半導体材料をロケータチップ１１０、３００の製作に対して使用することができる。更に、ロケータチップ１１０、３００の製作における開始材料として、ガラス又は溶融シリカの基板を使用することができる。更に、試料１０５の場面で既に解説したように、ロケータチップ１１０、３００の面が電気的に分離されたものではない場合であれば有利である。この特性により、ロケータチップ面の帯電によるＳＢＭ１２０の荷電粒子ビームの分解能の低下が回避される。

図４は、ロケータチップ１１０及び３００のセルメッシュ３２０の拡大した区画４００を略示している。セルメッシュ４００は、正方形セル４２０の２次元規則配置を有する。図４の例では、セル４２０のｘ方向及びｙ方向の寸法をそれぞれｄ_x及びｄ_yと呼ぶ。

しかし、セル４２０が矩形又は更に正方形であること、又はセルメッシュ３２０の座標が直交座標を有することのいずれも必要ではない。直交座標の代わりに、セルメッシュ３２０内のセル４２０の場所又はセルメッシュ３２０の区画４００を位置付けるために、極座標を使用することができる。取りわけ、極座標の使用は、ロケータチップ１１０及び３００のセルメッシュ３２０にわたって空間分解能の変化を必要とする場合に有利とすることができる。更に、セルメッシュ３２０の個々のセル４２０が矩形である必要はなく、任意の多角形又は円形セルを使用することができる。更に、非線形直交座標を使用することができる。

図５の配置５００は、大幅に拡大した１つの個々のセルを示している。詳しくは、図５は、ロケータチップ１１０及び３００のセルメッシュ３２０の図４に表す区画４００のセル４２０を示している。この例示的なセルメッシュ３２０では、各個々のセルは、４つの基本要素を含む。セル４２０は、図５の例では左下コーナに配置された正方形である基準点又は初期識別子５１０を有する。基準点５１０は、セル４２０の基準の点を表している。例示的なセル４２０では、ｘ軸及びｙ軸の方向は、ロケータチップ１１０及び３００の面内のそれぞれの軸の方向のバーコード５２０、５３０によって符号化される。２つの異なる向きとは別に、バーコード５２０、５３０は、２つの異なる線幅を含む。図５の例示的なセル４２０では、ｘ軸に対するバーコード５２０は、１つの線及び２つの太線及び２つの細線を有する。一方、ｙ軸に対するバーコード５３０は、２つの細線によって符号化される。更に、中間線の位置は書き込まれない。

セルメッシュ３２０内のセル４２０の位置又はその座標５４０、５５０を示す列番号５４０及び行番号５５０の符号は、セルメッシュ３２０のセル４２０の右上半分に互いに上下に示されている。図４から分るように、下側の番号（図５の２８８）は、セルメッシュ３２０内のセル４２０の行５５０を示し、上側の番号（図５の５０７）は、セルメッシュ３２０内のセル３２０、４２０の列５４０を示している。セル４２０の下端部に示されている基準線において、目盛りマークは、１００ｎｍの距離を特徴付ける。これから、セル４２０の区域は、２．４μｍ×２．４μｍを含む、すなわち、ｄ_x＝ｄ_y＝２．４μｍである。

最も小さい構造化要素の寸法は８０ｎｍであり、セル４２０の右上の部分区域内の行番号５５０及び列番号５４０の表示に使用される。図５に表す初期識別子５１０の正方形は、実質的に１６０ｎｍの線幅を有し、従って、図５のセル４２０の最小寸法の２倍の強度を有する。初期識別子５１０又は基準正方形の内側の開口部は実質的に４００ｎｍである。セル４２０の基準点５１０は、ＳＥＭ１２０による第１の測定点１９０の決定及びＳＰＭ１４０による第２の測定点１９５の決定のための基準の点として使用される。従って、セルメッシュ３２０は、＜０．５μｍの精密度での第１の測定点１９０と第２の測定点１９５の間の距離の決定を可能にする。

バーコード５２０及び５３０の線幅は、セル４２０の最小構造化要素の寸法の３倍又は４倍である。

各セル４２０が、上述の４つ全ての要素５１０、５２０、５３０、５４０、及び５５０を有するとは限らない場合が可能である。例えば、各セル４１０、４２０は、１つの方向に対するバーコード５２０、５３０だけを有することができ、隣接するセルは、第２の方向に対するバーコード５３０、５２０を含む。更に、各セル４２０が、セルメッシュ３２０内のセルの完全な位置を特徴付ける符号を含む必要があるわけではない。コンピュータシステム１８５の評価ユニットが、ロケータチップ１１０、３００の符号化系統を把握している限り、各セルの代わりに、例えば、２つ置き、又はｎ個置きのセルが座標５４０及び５５０を有するだけで十分である。例えば、１つのセル４２０においてセルメッシュ３２０の列に対する座標５４０のみを示し、隣接するセルにおいてセルメッシュ３２０の座標５５０を示すことを有利とすることができる。それによって一方で、セルメッシュ３２０内のセル４２０の位置に対してより大きい数値を使用することが可能になる。従って、同じくより大きいセルメッシュ３２０をセル４２０内に符号化することができる。その一方で、小さいセルサイズにおいても、情報をセルの面構造内に符号化するのに、最小サイズの構造化要素は、構造化要素を依然として容易に検査することができるように選択することができる。

各セル４２０がセルメッシュ内のセル４２０の位置を示す全ての情報を含むとは限らない場合には、第１の測定点１９０及び第２の測定点１９５の位置を確実に決定するために、ＳＢＭ１２０とＳＰＭ１４０の両方は、これらの視野内で２つ又はいくつかの隣接セルの範囲で検査を行うことができなければならない。

図６は、図３のロケータチップ３００における第１の測定点１９０と第２の測定点１９５の距離ベクトルの決定、すなわち、実際の距離ベクトル

の決定を概略的に表している。

第１の段階では、ＳＢＭ１２０又は図１の例ではＳＥＭ１２０が、ロケータチップ３００のセルメッシュ３２０のセル４１０を走査する。図６に表す例では、ＳＥＭ１２０は、行＝２８７、列＝５０４という座標を有するセル４１０の基準点５１０、バーコード５２０、５３０を識別する。

第２の段階では、ロケータチップ３００が、図１の第１の測定点１９０と第２の測定点１９５との間で予想される距離ベクトル（公称距離）

だけ試料台１１５によってシフトしている。図６の例では、ロケータチップ３００の基準点６１０は、行＝２８６及び列＝５０８という座標を有する。

代替的に、ロケータチップ３００とＳＥＭ１２０及びＳＰＭ１４０間の間隔との間の相対シフトベクトルのみが重要なものであるので、ＳＥＭ１２０及びＳＰＭ１４０を含む配置を公称距離ベクトル

だけシフトさせることができる。公称距離ベクトル

は、第１の測定点１９０と第２の測定点１９５の間の距離を表している。更に、ロケータチップ３００とＳＢＭ１２０（又は図１の例ではＳＥＭ１２０）及びＳＰＭ１４０との組合せ移動によってシフト

を実行することができる。

図６に示す例の第３の段階では、ＳＰＭ１４０が、その試験プロッド１６５の下にあるロケータチップ３００の区域を走査する。ロケータチップ３００のセルメッシュ３２０のセル４１０、４２０のサイズは、ＳＰＭ１４０がその視野範囲にあるセル４１０、４２０を容易に走査するように選択される。一般的にＳＰＭ１４０の視野はＳＢＭ１２０の視野よりも小さいので、両方の顕微鏡１２０、１４０が１つのセル４１０及び／又は４２０全体を走査することが保証される。この要件により、１０μｍから約１μｍまでの範囲のセル４１０及び４２０の寸法を選択することが有利である。図５に示すように、２．４μｍ×２．４μｍのセルサイズを有するロケータチップ３００のセルメッシュ３２０のセル４１０、４２０がこの要件を満たす。

図６の例では、ＳＰＭ１４０は、行＝２８８、列＝５０４であるセル４２０の基準点５１０、バーコード５２０及び５３０、並びに座標５４０、５５０を決定する。セル４１０の基準点５１０と同一であるＳＥＭ１２０の（あるいは、一般的にＳＢＭ１２０の）第１の測定点１９０と、セル４２０の基準点５１０と同一であるＳＰＭ１４０の第２の測定点１９５との間の実距離ベクトル（実際の距離）

は、次式からもたらされる（１）。

ここで、

は、ロケータチップ３００の基準点６１０からセル４１０の基準点５１０までの間の距離ベクトルを表し、次式で与えられる（２）。

ここで、ｃｏｌ₁及びｒｏｗ₁は、それぞれ第１の測定点１９０のセル４１０の列番号及び行番号を示し、ｃｏｌ_ref及びｒｏｗ_refは、それぞれロケータチップ３００の基準点６１０の列番号及び行番号を表している。更に、図４に指定しているように、ｄ_xは、セル４１０、４２０のｘ方向の寸法を表し、ｄ_yは、セル４１０、４２０のｙ方向の寸法を表している。更に、ｅ_x及びｅ_yは、それぞれｘ方向及びｙ方向に向く単位ベクトルである。セルメッシュ３２０が正方形のセル４１０、４２０を有する特別の場合には、ｄ_x＝ｄ_yである。

図６に示すように、セル４２０の基準点５１０とロケータチップ３００の基準点６１０とセル４２０の基準点との間の距離ベクトル

は、次式で与えられる（３）。

ここで、ｃｏｌ₂及びｒｏｗ₂は、それぞれ第２の測定点１９５のセル４２０の列番号及び行番号を表している。式１において、差ベクトル

を列番号５４０と行番号５５０との差にセル４１０、４２０の寸法ｄ_x及びｄ_yを乗算したものによって簡単に示すことができる（４）。

これは、式１を一般的に次式の形式で書くことができることを意味する（５）。

図６に表す例では、これは、次式をもたらす（６）。

図３に示すロケータチップ１１０では、第１の測定点１９０と第２の測定点１９５の間の距離ベクトル

は、セルメッシュ３２０のセル４１０、４２０に連続して番号が振られている場合にはセルメッシュ３２０の列番号と行番号の差から、又は参照番号３７０を有する第１のセルメッシュ３２０と参照番号３８０を有する第２のセルメッシュ３２０との距離ベクトル

から簡単に決定される（７）。

走査粒子顕微鏡の作動区域と少なくとも１つの走査プローブ顕微鏡の作動区域との分離により、両方のツールは、その特定の性能を有効に使用することができる。ロケータチップの使用は、２つのツールの作動区域の間で試料を簡単かつ再現可能に前後にシフトさせることを可能にする。

１１０、３００ ロケータチップ
３１０ 全周縁部
３６０ ロケータチップの区域の大部分
３７０ 第１のセルメッシュ
３８０ 第２のセルメッシュ

Claims (25)

1. 走査粒子顕微鏡（１２０）とプローブを有する少なくとも１つの走査プローブ顕微鏡（１４０）とを用いて物体を検査する方法であって、
   前記走査粒子顕微鏡（１２０）及び前記少なくとも１つの走査プローブ顕微鏡（１４０）は、該走査粒子顕微鏡（１２０）の光軸と該走査プローブ顕微鏡（１４０）の測定点（１９５）との間の、該走査粒子顕微鏡（１２０）の該光軸に対して垂直な方向の距離が、該走査プローブ顕微鏡（１４０）と該走査粒子顕微鏡（１２０）の両方の最大視野よりも大きいように、共通の真空チャンバ（１０２）内で互いに対して離間され、
   方法が、前記走査プローブ顕微鏡（１４０）の前記測定点（１９５）と前記走査粒子顕微鏡（１２０）の前記光軸との間の前記距離を決定する段階を含む、
   ことを特徴とする方法。
2. 前記走査プローブ顕微鏡（１４０）の前記測定点（１９５）と前記走査粒子顕微鏡（１２０）の前記光軸との間の前記距離を決定する段階は、該走査プローブ顕微鏡（１４０）の前記プローブが交換された時に自動的に行われることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 交換マスクが、前記プローブの交換のために使用され、
   前記交換マスクは、１つ又はいくつかの交換プローブと、前記走査プローブ顕微鏡（１４０）の測定区域及び前記走査粒子顕微鏡（１２０）の前記視野を少なくとも部分的に同時に覆う構造を有するロケータチップ（１１０，３００）とを含む、
   ことを特徴とする請求項２に記載の方法。
4. 前記ロケータチップ（１１０，３００）は、前記プローブの前記交換を管理する機械的及び電気的構成要素を更に含むことを特徴とする請求項３に記載の方法。
5. 前記ロケータチップ（１１０，３００）は、前記走査粒子顕微鏡（１２０）及び前記走査プローブ顕微鏡（１４０）の両方によって測定することができる微細構造化セルメッシュ（３２０）を含むことを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の方法。
6. 前記ロケータチップ（１１０，３００）は、該ロケータチップ（１１０，３００）の微細構造化面構造内に符号化された前記セルメッシュ（３２０）のセル（４１０，４２０）の少なくとも一部分における該それぞれのセル（４１０，４２０）のための座標（５４０，５５０）を含むことを特徴とする請求項５に記載の方法。
7. 前記セル（４１０，４２０）の前記座標（５４０，５５０）は、数値的に符号化されることを特徴とする請求項６に記載の方法。
8. 前記セルメッシュ（３２０）のセル（４１０，４２０）のサイズが、前記走査粒子顕微鏡（１２０）及び前記走査プローブ顕微鏡（１４０）の前記視野よりも小さいことを特徴とする請求項６から請求項７のいずれか１項に記載の方法。
9. 前記セルメッシュ（３２０）のセル（４１０，４２０）のサイズが、１０μｍよりも小さく、好ましくは５μｍよりも小さく、最も好ましくは３μｍよりも小さいことを特徴とする請求項６から請求項８のいずれか１項に記載の方法。
10. 前記セルメッシュ（３２０）のセル（４１０，４２０）の構造化要素（５１０，５２０，５３０，５４０，５５０）の最小寸法が、５００ｎｍよりも小さくなく、好ましくは３００ｎｍよりも小さくなく、最も好ましくは１００ｎｍよりも小さくないことを特徴とする請求項６から請求項９のいずれか１項に記載の方法。
11. 前記走査プローブ顕微鏡（１４０）の前記測定点（１９５）と前記走査粒子顕微鏡（１２０）の前記光軸との間の前記距離を決定する段階は、少なくとも該走査粒子顕微鏡（１２０）によって第１のセル（４１０）の符号を決定する段階と、該走査プローブ顕微鏡（１４０）によって第２のセル（４２０）の符号を決定する段階とを含むことを特徴とする請求項６から請求項１０のいずれか１項に記載の方法。
12. セル（４１０，４２０）は、基準点（５１０）と、第１の座標（５４０）を識別するためのバーコード（５２０）と、第２の座標（５５０）を識別するためのバーコード（５３０）と、該第１の座標（５４０）及び／又は該第２の座標（５５０）の明細とを含むことを特徴とする請求項６から請求項１１のいずれか１項に記載の方法。
13. 前記走査プローブ顕微鏡（１４０）の前記測定点（１９５）と前記走査粒子顕微鏡（１２０）の前記光軸との間の前記距離を決定する段階は、規則的な間隔で自動的に行われることを特徴とする請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載の方法。
14. 走査粒子顕微鏡（１２０）とプローブを有する少なくとも１つの走査プローブ顕微鏡（１４０）とを用いて物体を検査するための装置であって、
    前記走査粒子顕微鏡（１２０）及び前記少なくとも１つの走査プローブ顕微鏡（１４０）は、該走査粒子顕微鏡（１２０）の光軸と該走査プローブ顕微鏡（１４０）の測定点（１９５）との間の、該走査粒子顕微鏡（１２０）の該光軸に対して垂直な方向の距離が、該走査プローブ顕微鏡（１４０）及び該走査粒子顕微鏡（１２０）の両方の最大視野よりも大きいように、共通の真空チャンバ（１０２）内で互いに対して離間され、
    前記走査プローブ顕微鏡（１４０）の前記測定点（１９５）と前記走査粒子顕微鏡（１２０）の前記光軸との間の前記距離の決定を自動的に行うように構成された制御要素が存在する、
    ことを特徴とする装置。
15. 交換マスクが、前記プローブの交換のために存在し、
    前記交換マスクは、１つ又はいくつかの交換プローブと、前記走査プローブ顕微鏡（１４０）のそれぞれの測定範囲と前記走査粒子顕微鏡（１２０）の前記視野とを少なくとも部分的に同時に覆う構造を有するロケータチップ（１１０，３００）とを含む、
    ことを特徴とする請求項１４に記載の装置。
16. 前記ロケータチップ（１１０，３００）は、前記プローブの前記変更を管理する機械的及び電気的構成要素を更に有することを特徴とする請求項１５に記載の装置。
17. 前記ロケータチップ（１１０，３００）は、前記走査粒子顕微鏡（１２０）と前記走査プローブ顕微鏡（１４０）とによって測定することができる微細構造化セルメッシュ（３２０）を含むことを特徴とする請求項１５又は請求項１６に記載の方法。
18. 前記ロケータチップ（１１０，３００）は、該ロケータチップ（１１０，３００）の微細構造化面構造内に符号化された前記セル（４１０，４２０）の少なくとも一部分における前記セルメッシュ（３２０）の該それぞれのセル（４１０，４２０）のための座標（５４０，５５０）を含むことを特徴とする請求項１７に記載の方法。
19. 走査粒子顕微鏡（１２０）の第１の測定点（１９０）と少なくとも１つの走査プローブ顕微鏡（１４０）の少なくとも１つの第２の測定点（１９５）との間の距離を決定するためのロケータチップ（１１０，３００）であって、
    前記走査粒子顕微鏡（１２０）及び前記少なくとも１つの走査プローブ顕微鏡（１４０）の両方によって決定することができる情報が符号化された微細構造化面構造を有するセルメッシュ（３２０）、
    を含み、
    前記セルメッシュ（３２０）のセル（４１０，４２０）の少なくとも１つの部分が、前記ロケータチップ（１１０，３００）の微細構造化面構造内に符号化された該それぞれのセル（４１０，４２０）のための少なくとも１つの座標（５４０，５５０）を含む、
    ことを特徴とするロケータチップ（１１０，３００）。
20. 前記セル（４１０，４２０）の前記座標（５４０，５５０）は、数値的に符号化されることを特徴とする請求項１９に記載のロケータチップ（１１０，３００）。
21. 前記セルメッシュ（３２０）の前記セル（４１０，４２０）のサイズが、前記走査粒子顕微鏡（１２０）及び前記走査プローブ顕微鏡（１４０）の視野よりも小さいことを特徴とする請求項１９又は請求項２０に記載のロケータチップ（１１０，３００）。
22. 前記セルメッシュ（３２０）のセル（４１０，４２０）のサイズが、１０μｍよりも小さく、好ましくは５μｍよりも小さく、最も好ましくは３μｍよりも小さいことを特徴とする請求項１９から請求項２１のいずれか１項に記載のロケータチップ（１１０，３００）。
23. 前記セルメッシュ（３２０）のセル（４１０，４２０）の構造化要素の最小寸法が、５００ｎｍよりも小さくなく、好ましくは３００ｎｍよりも小さくなく、最も好ましくは１００ｎｍよりも小さくないことを特徴とする請求項１９から請求項２２のいずれか１項に記載のロケータチップ（１１０，３００）。
24. 前記セル（４１０，４２０）は、基準点（５１０）と、第１の座標（５４０）を識別するためのバーコード（５２０）と、第２の座標（５５０）を識別するためのバーコード（５３０）と、該第１の座標（５４０）及び該第２の座標（５５０）に対する数値の明細とを含むことを特徴とする請求項１９から請求項２３のいずれか１項に記載のロケータチップ（１１０，３００）。
25. 前記セルメッシュ（３２０）は、周期的に配置された矩形セル（４１０，４２０）を含み、前記基準点（５１０）は、初期識別子を含み、前記第１の座標（５４０）は、ｘ軸を含み、前記第２の座標（５５０）は、ｙ軸を含むことを特徴とする請求項２４に記載のロケータチップ（１１０，３００）。

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