JP5544236B2 - 試料ステージ装置、及び荷電粒子線装置 - Google Patents

Description

本発明は、試料を載置する試料ステージ、及び荷電粒子線装置に係り、特に試料ステージの状態の判断が可能な試料ステージ装置、及び荷電粒子線装置に関する。

近年の半導体素子の微細化に伴い、製造装置のみならず検査や評価装置にもそれに対応した高精度化が要求されている。通常、半導体ウェハ上に形成したパターンの形状寸法が正しいか否かを評価するために、測長機能を備えた走査型電子顕微鏡（Critical Dimension-Scanning Electron Microscope：ＣＤ−ＳＥＭ、以下、測長ＳＥＭと称することもある）が用いられている。

測長ＳＥＭでは、ウェハ上に電子線を照射し、得られた二次電子信号を画像処理し、その明暗の変化からパターンのエッジを判別して寸法を導き出している。１点を測長する際の測長シーケンスには、測長点への試料ステージ移動、測定点を近くの参照パターンからの相対位置情報から特定するアドレッシング、測定点を高倍率で撮像して焦点を合わせるオートフォーカス、高倍率での画像取得を行う高倍パターン検出がある。測長ＳＥＭは、前記の通り画像を取得して検査を行うため、前記測長処理（アドレッシング，オートフォーカス，高倍パターン検出）の時間帯では、試料ステージの残留振動やドリフトをナノメートルオーダで抑制する必要がある。

例えば、残留振動であればその振動振幅が数ナノメートル以下であること、ドリフトでは毎秒数ナノメートル以下の位置変動であることが要求される。残留振動やドリフト量が、十分抑制できない時には、画像が乱れてしまい高い検査精度を実現できない。そのため、試料ステージの位置決め制御系の調整では、各位置で位置決め応答波形を確認し、残留振動やドリフトが十分抑えられた検査に好適な状態であることを確認する。

上述の通り位置決め制御系の調整を行った後も、装置を長期間運用すると、試料ステージの摩擦接触部の経時変化によりメカ特性が変化してしまう。そのため、装置の定期メンテナンスを行い、前記のような摩擦接触部のメンテナンスや前記の位置決め制御系の再調整などを行う。

このような調整を自動的に行うものとして、特許文献１のように運用時に位置決め精度や位置決め時間が初期設定状態から外れたことを検知し、自動的に位置決め制御系のゲインを調整することで位置決め性能を維持する機能がある。

特開平８−１２３５５３号公報

上述のように自動的にゲインを調整する方法では、位置決め制御系を最適に調整したときの移動データ（速度や位置偏差）と、運用時の移動データとを比較することで、位置決め制御系の調整の必要性を判断し、ゲインの調整には位置決め制御系の周波数特性を確認しながらゲインの再調整を行う。しかしながら、測長ＳＥＭのようにナノメートルオーダで残留振動を抑制する装置では、粗動時と微動時で制御系を切り替えて用いることがあり、調整するゲインの種類も多く、切り替え条件などの設定値も調整が必要である。さらに、制御系には振動抑制を目的としたフィルタ処理を用いることも多く、メカ特性が変化した時には、これらの調整も必要となる。設定項目が多く位置応答波形としてナノメートルオーダの残留振動やドリフトを補償する必要がある装置においては、自動的にゲインを調整する機能のみでは十分と言えない。

前述のように自動的に位置決め制御系の調整が困難である装置においては、調整時に各位置の位置応答波形を確認する必要があるため、メンテナンスを行うときの装置の停止時間が長くなる場合がある。

また、装置によっては、定期メンテナンス前に何らかの要因で、装置性能の低下や検査エラーが発生するケースがある。そのため、適切なタイミングでメンテナンスが行え、さらに、測長ＳＥＭの検査エラー時に、装置起因によるものか、あるいは測定レシピ起因のものか、エラー要因の特定によるメンテナンス時間の短縮が求められる。ここで、測長ＳＥＭの検査エラーとは、半導体ウェハの回路パターン線幅の異常値を検出したことを指し、以下検査エラーと略す。

そこで、以下に、装置状態の客観的な判断を目的とする試料ステージ装置、及び荷電粒子線装置について説明し、さらにより具体的な一例として、操作画面から装置の状態を判断可能とし、メンテナンスのタイミングやエラー要因の分析の実現を目的とする試料ステージ等を説明する。

上記目的を達成するための一態様として、荷電粒子ビームの照射位置に対し、予め定められた位置を位置付ける試料ステージを備えた試料ステージ装置、或いは荷電粒子線装置であって、試料ステージの位置決め時の試料ステージの振動量、及び／又はドリフト量を検出する検出部と、振動量、及び／又はドリフト量に関する情報と、位置決め位置の座標情報を関連付けて記憶する記憶部と、記憶部に記憶された振動量、及び／又はドリフト量に関する情報と、座標情報を関連付けた表示信号を生成する表示信号生成部を備えた試料ステージ装置、或いは荷電粒子線装置を提案する。

上記構成によれば、振動やドリフトが如何なる位置で発生したのかを判断することが可能となるため、装置状態の客観的な判断が可能となる。

試料ステージ機構の概略構成図である。 測長ＳＥＭ試料ステージの移動波形の一例を示す図である。 測長ＳＥＭシステム全体構成を示す概略図である。 試料ステージの位置決め状態を確認するための画面の一例を示す図である。 複数装置の試料ステージ性能を確認するための画面の一例を示す図である。 データベースのテーブル構成の一例を示す図である。 試料ステージの処理フローを示す図である。 画像処理を行う演算処理部の具体的な構成を説明する図である。 テンプレートマッチングによって、対象パターンの移動量を求める例を説明する図である。 テンプレートマッチングによって、対象パターンの移動量を求める他の例を説明する図である。

本実施例において、電子顕微鏡装置の操作画面を有するコンピュータや、画像処理装置には、試料ステージの移動後の残留振動やドリフト量を蓄積するデータベースを有し、操作画面には許容値から外れた残留振動やドリフト量を、発生位置ごとに記号による表示を行う。記号による表示では、異常状態の発生頻度や発生量に応じて記号の大きさを変更することで、位置応答波形を必要とせずに、操作画面上で試料ステージの性能を確認可能とする。前記モニタ方法で、表示記号の分布やその大きさで、メンテナンスの必要性が判断できる。

また、前述のような操作画面においては、検査エラー情報と試料ステージの残留振動やドリフトの情報とを重ねて表示することで、装置起因によるエラーなのか、測定レシピ起因によるエラーなのかを判断可能とする。さらに、複数の測長ＳＥＭ装置間の情報を重ねて表示することで、装置ごとの試料ステージ性能の比較が行え、メンテナンスの順番を判断することができる。

以上のようなモニタ方法により、試料ステージのメンテナンスタイミングの判断とメンテナンス時間の短縮が可能となる。

上記構成によれば、試料ステージの停止状態を目視可能とし、試料ステージのメンテナンスタイミングの判断とメンテナンス時間の短縮が可能な試料ステージを提供できる。

以下、試料ステージ、及び試料ステージ制御装置、及び荷電粒子線装置であって、特に試料上の位置ごと（例えば、荷電粒子ビームの測定点や検査点ごと）の試料ステージの状態に関する情報を取得、或いは表示する装置について、図面を用いて説明する。

図１は、主に、荷電粒子線装置に適用されるＸＹ試料ステージの外観を示す概略図である。なお、以下に荷電粒子線装置の一態様として、ＳＥＭを例に採って説明するが、これに限られることはなく、例えば集束イオンビーム（Focused Ion Beam：ＦＩＢ）装置への適用も可能である。

試料ステージ機構１０は、半導体ウェハ（図示せず）が搭載される試料ホルダ１３３を図１に示すＸＹ座標の任意に位置決めするものである。まず、ベース１００の上にＹベース１１０が固定され、Ｙベース１１０の上にＹ方向（図１に示す座標軸のＹ方向）の案内機構としてのＹガイド１１１が固定される。図１では、Ｙガイド１１１としては、Ｙベース１１０の中央（図示せず）と両端近傍にそれぞれ１本ずつの合計３本が設けられている。Ｙテーブル１１２は、Ｙガイド１１１に拘束され、Ｙ方向のみに移動が可能となっている。なお、図１では、Ｙリニアモータ１１３は、Ｙテーブル１１２の両端に設けてられているが、これらは必要な推力や制動力があれば、Ｙテーブル１１２の両端ではなく、どちらか一方の端のみに設けても良い。

Ｙテーブル１１２の上には、Ｙ方向と直交するＸ方向の案内機構としてのＸサブガイド１１６が搭載される。Ｘサブガイド１１６は２本設けられている。サブテーブル１１７（図示せず）は、Ｘサブガイド１１６に拘束され、Ｘ方向に移動が可能となっている。サブテーブル１１７は、これに結合されるトップテーブル１３０とともに、Ｘサブガイド１１６の上をＸ方向に直線運動を行う。

また、ベース１００の上には、Ｘベース１２０が固定され、Ｘベース１２０の上にＸ方向の案内機構としてのＸガイド１２１が固定される。図１では、Ｘベース１２０は、Ｙベース１１０を挟む二つの部材として設けられており、Ｘガイド１２１もそれぞれのＸベース１２０に１本ずつの合計２本が設けられている。Ｘテーブル１２２は、Ｘガイド１２１に拘束され、Ｘ方向のみに移動が可能となっている。

Ｘテーブル１２２は、これに可動部を固定されたＸリニアモータ１２３の発生する推力により直線運動を行う。ここで、Ｘリニアモータ１２３の固定部はベース１００の上に固定される。

Ｘテーブル１２２の上には、Ｘ方向と直交するＹ方向の案内機構としてのＹサブガイド１２６が搭載される。図１では、Ｙサブガイド１２６は２本設けられている。トップテーブル１３０は、Ｙサブガイド１２６に拘束され、Ｙ方向に移動が可能となっている。トップテーブル１３０は、これに結合されるサブテーブル１１７の運動とともに、Ｙサブガイド１２６の上をＹ方向に直線運動を行う。

以上に述べた構造によれば、Ｘテーブル１２０とＹテーブル１１２のそれぞれが移動することにより、トップテーブル１３０のＸ方向およびＹ方向の２次元移動が可能となる。なお、トップテーブル１３０の上には、その位置をレーザー干渉計（図示せず）により計測するための固定ミラー（Ｘミラー１３１，Ｙミラー１３２）と、試料ホルダ１３３が搭載されている。

なお、上述のリニアモータは、固定子にマグネット、可動子にコイルを用いた移動機構であるが、本実施例の適用対象は、リニアモータに限定されることはなく、例えば固定子にコイル、可動子にマグネットといった組み合わせからなる移動機構でも良い。

図２は、測長ＳＥＭにおける試料ステージ位置決め状態と測長シーケンスにおける各処理との関係を模式的に示す位置の時間応答波形である。試料ステージの位置決め状態には、測長の各処理を行うための条件に合わせて、試料ステージ移動状態（図中のＴ１（２０１）の時間帯）、測定点を近くの参照パターンからの相対位置情報から特定するアドレッシングが可能な状態（図中のＴ２（２０２）の時間帯）、測定点を高倍率で撮像して焦点を合わせるオートフォーカスが可能な状態（図中のＴ３（２０３）の時間帯）、測長用の高倍パターン検出が可能な状態（図中のＴ４（２０４）の時間帯）がある。Ｔ１からＴ２，Ｔ２からＴ３と、測長処理を行うためには、試料ステージの位置決め状態が、測長シーケンスにおける各処理が可能な振動振幅およびドリフト量の許容範囲内に収まっている必要があり、Ｔ２の時間帯では、振動振幅許容値（Ｔ１）２１１，ドリフト量許容値（Ｔ１）２２１、Ｔ３の時間帯では、振動振幅許容値（Ｔ２）２１２，ドリフト量許容値（Ｔ２）２２２、Ｔ４の時間帯では、振動振幅許容値（Ｔ３）２１３，ドリフト量許容値（Ｔ３）２２３と、それぞれの時間帯で異なる許容値が要求される。

図３は測長ＳＥＭシステム全体構成を示す概略図である。図３に示すように、測長ＳＥＭシステム３０１は、真空ポンプ３０２により真空排気可能な試料室３０３内に、試料ステージ機構１０が搭載される。試料室３０３の上部には、測長を行う電子顕微鏡３０４（電子ビーム光学系）が搭載され、電子顕微鏡はシステム制御装置３１０で制御され、操作や画像の表示は操作表示用コンピュータ３１１を用いて行う。試料ステージ機構１０は、ステージ制御装置３１２により制御され、前述した試料ステージ状態がシステム制御装置３１０に送信されることで、測長処理との同期が取られる。測定レシピの作成や取得した画像と設計データのパターン照合を行う画像処理装置３１３は、ＬＡＮにて測長ＳＥＭシステム３０１に接続される。試料から放出される二次電子や後方散乱電子を検出する検出器が備えられ、当該検出器の出力と、電子ビームの走査信号と同期を取ることによって画像を形成する画像形成部が画像処理装置に内蔵されている。当該画像形成部にて形成された画像データが、後述するようなパターンマッチング等に供される。

システム制御装置３１０は、レシピと呼ばれるＳＥＭを自動制御する動作プログラムに基づいて、電子顕微鏡３０４を制御する。レシピには測定、検査対象となるパターン、及びオートフォーカス（Auto Focus Correction：ＡＦＣ）やオートスティグマ（Auto Astigmatism：ＡＳＴ）のための座標情報が記憶されており、当該座標情報に基づいて、ステージ制御装置３１２に対する制御信号を生成するようにプログラムされている。また、試料ステージの位置は、上述のレーザー干渉計によってモニタされており、レシピに記憶された座標情報に基づいて、所望の試料位置が、電子ビーム光軸に位置付けられるような制御が行われる。レシピはシステム制御装置３１０内の記憶媒体に記憶しておいても良いし、他の記憶媒体に記憶し、必要に応じて読み出すようにしても良い。レシピ実行中に発生したエラーは、所定の記憶媒体にエラーログとして記憶され、後述するウェハマップ表示のために、操作表示用コンピュータ３１１，画像処理装置３１３、或いはその他の記憶媒体に、座標情報等と共に記憶される。詳細は後述する。

図８は、画像処理装置３１３の演算処理部の具体的な構成を説明する図である。なお、図３では、制御装置と画像処理装置が別体形成された例を説明しているが、これに限られることはなく、画像処理装置を含む制御装置としても良い。当該演算処理部には、ステージ位置検出部，振動検出部，ドリフト量検出部，テンプレートマッチング実行部，ウェハ座標検出部，レシピデータ取得部，ウェハマップ表示部、及び記憶部を含んでいる。ステージ位置検出部では、レーザー干渉計の測定結果に基づいて、電子顕微鏡の視野が位置付けられた試料上の座標情報を取得する。振動検出部、及びドリフト量検出部では、レーザー干渉計によって得られた位置座標情報、或いは後述するパターンマッチング実行部にて行われたパターンマッチングに基づいて、振動量，ドリフト量、及びこれらの方向を検出する。具体的な手法については後述する。また、演算処理部に相当する演算装置は、システム制御装置３１０や操作表示用コンピュータ３１１に組み込むようにしても良い。

レシピデータ取得部では、システム制御装置３１０等に記憶された測定点や検査点等の座標を読み出して、振動量やドリフト量等の演算に用いる。ウェハマップ表示部では、得られた振動情報やドリフト量を、所定の表示形式で表示する。詳細は後述する。

図２を用いて説明したように、振動とは比較的周期の速い変動であり、ドリフトとは或る方向に緩やかに発生する変動であると言える。例えばレーザー干渉計の位置情報をモニタすることによって、その変動分を測定する。具体的には、レーザー干渉計の出力に基づいて、ステージ位置の時間変化をモニタすることによって、図２に例示するような位置変化を検出する。

また、極めて微細な変化をモニタするために、例えばパターンマッチング法を用いた位置検出を行うことが考えられる。例えば図９に例示するように、ＳＥＭによって取得された画像９０１内を予め記憶されたテンプレート９０２を用いてサーチを行い、対象パターン９０３の位置検出を行う。次に、ある程度の時間が経過した後（例えばｔ［sec］後）に、同じように画像９０１内をサーチし、移動後の対象パターン９０４の位置を検出する。このときの位置ずれ量（Δｘ，Δｙ）が、ずれ量となり、その値は例えばドリフト量として記憶される。更に、所定の周期にて位置ずれ量を検出し、その時系列的なずれ量を周波数解析し、ある閾値以上の周波数を持つ信号を、振動と定義することもできる。このように周波数解析に基づいて、信号の分解を行うことによって、振動とドリフトの両方のデータを取得することもできる。また、取得画像１００１を、テンプレート１００２を用いてサーチを行ったときに、対象パターン１００５が発見できない場合がある。この場合には、視野を拡張して、或いは隣接する新たな視野の画像１００３を取得した上で、新たなサーチを行い、対象パターン１００５を発見し、位置ずれ量（Δｘ，Δｙ）を検出するようにしても良い。テンプレートマッチングは、取得画像内を、テンプレートを用いたサーチを行い、正規化相関法等による一致度判定に基づいて、目標とする位置を特定する手法である。このような手法を位置ずれの時間変化の検出のために適用する。

なお、上述した処理を行うプログラムやテンプレート、或いは取得された画像情報等は、記憶部に記憶される。また、レシピデータや装置データから得られた座標情報と、当該座標で発生した振動やドリフト量を関連付けて、記憶部に記憶することによって、後述するウェハマップ表示を可能とする。

図４は、振動検出部やドリフト量検出部にて検出された情報を、所定の表示形態上に表示した例を説明する図である。ウェハマップ表示部からの映像信号は、操作表示用コンピュータ３１１に伝達され、操作表示用コンピュータ３１１の表示装置上に表示される。図４は、試料ステージの位置決め状態を確認するための画面の一例であり、上述した記憶部に記憶された座標情報（位置決めされた位置情報）と振動やドリフト量を、両者の関連が判るように関連付けて表示した例を示す図である。試料ステージ位置決め状態確認画面は、位置決め状態表示部４０１と、表示更新ボタン４０２と、表示範囲指定部４０３と、表示項目指定部４０４と、表示時間指定コンボボックス４０５と、対象レシピ指定部４０６と、試料ステージ移動パターン表示ボタン４０７からなる。

位置決め状態表示部４０１には、試料ステージの位置決め状態を把握しやすくするため、各位置の試料ステージ動作結果の残留振動やドリフトを、例えば丸や三角などの記号により座標上に表示する。この表示方法は、記号でなく色の濃淡や３次元表示による高低で表現しても良い。また、図４に例示するような表示形態以外でも、振動やドリフトの程度の大きさに応じて識別表示できるような表示形態であれば、その種類は問わない。

位置決め状態表示部４０１に表示する情報は、後述する試料ステージが動作した結果を蓄積するデータベース（詳細は後述）から、対象のデータを検索し表示する。前記位置決め状態表示部４０１の表示タイミングは、例えば表示更新ボタン４０２の操作などがある。

位置決め状態表示部４０１に表示する情報の絞り込みには、表示範囲指定部４０３による日時の範囲指定や、表示項目指定部４０４による表示項目の指定などがある。表示項目の指定には、例えばチェックボックスを用いて、表示と非表示を切り替える方法がある。表示項目指定部４０４内の残留振動とドリフトに関しては、前述の通り測長シーケンスの時間帯により、要求される許容値が異なるため、情報をさらに特定するため、表示時間指定コンボボックス４０５を用いて、表示する時間帯の指定を行えるようにしてもよい。

また、前述した絞り込み以外にも、特定のレシピを用いた動作時の情報のみに絞るため、対象レシピ指定部４０６などを設けることもできる。特定のレシピの情報のみを表示する場合、試料ステージの移動軌跡を前記位置決め状態表示部４０１に選択したレシピの情報から、移動点間を矢印でつなぎ移動方向を表示する、試料ステージ移動パターンを表示することもできる。前述の試料ステージ移動パターンの表示タイミングは、例えば試料ステージ移動パターン表示ボタン４０７の操作などがある。

位置決め状態表示部４０１の残留振動やドリフトの表記は、表示処理を行う際に許容値を超えた回数を各点でカウントし、その発生回数に応じた表記の大きさとする。このように各点で表記の大きさを変えることで、座標上のどの範囲に問題があるのかを判断可能とする。

ここで、表記の大きさは単純に回数に比例した大きさとしても良いが、発生回数が多い場合には表記が大きくなり過ぎるので、複数の閾値を設け段階的に表記の大きさを変えても良い。例えば、発生回数が１回から３回では正常状態とし、３回から５回で異常表記の大きさ１とし、５回から１０回で異常表記の大きさ２、さらに１０回以上で異常表記の大きさ３とする。前述のような複数段階を判別するための閾値は、前記位置決め状態表示部４０１に表示した表記の状態を見ながら変更可能とし、目的に応じて閾値を変更することで、位置決め状態の確認を容易とする。

前述のように、ステージ性能が悪化している範囲を特定することで、最も性能が許容値を満たしていないポイントから調整を行うことができるため、メンテナンスの効率を向上させる。

ところで、前述のような発生回数を表示する以外にも、位置決め状態表示部４０１には、試料ステージ性能として各位置で残留振動やドリフトの大きさを表示し、残留振動やドリフトが許容値を超えているのか、もしくは満たしているのかを確認することができる。この場合も前述の発生回数の表示と同様に、丸や三角などの記号を座標上に表示し、記号の大きさで目標とする許容値からのずれ量の判断を容易とする。ただし、表示方法は、記号でなく色の濃淡や３次元表示による高低で表現しても良い。

このような表示は、位置決め制御系の調整時においては、各位置の調整状況を判断することに使え、各位置で位置応答波形を確認する作業が不要となるため、作業時間の短縮につながる。また、運用時においても、試料ステージ性能の正確な把握に使うことができ、メンテナンスの必要性を判断する情報として用いることができる。前述のような残留振動やドリフトの大きさを表示する場合には、検査用レシピを用いた試料ステージ動作以外に、試料ステージ性能確認用の動作パターンをあらかじめ用意しておき、試料ステージ性能確認を行う機能として設けても良い。性能確認用の動作パターンは、例えば等ピッチで試料ステージの可動範囲内を動作させるものを作り使用する。この動作パターンを定期的に動作させ、試料ステージの動作結果を記録することで、試料ステージの性能変化を把握することができる。

以上のような画面機能によれば、残留振動やドリフト量の許容値からのずれを異常とし、その発生回数を確認することで、メンテナンスの必要性を確認でき、また、調整時などにおいては、試料ステージ性能を残留振動やドリフト量から確認することができる。表記の大きさが一定値以上となったときに、試料ステージ調整の必要ありと判断できる。このとき、自動的にアラーム表示などを行うことで、運用時においても異常を見落とすことなく確認できる。

上記の他にも、検査エラー情報を操作画面に表示し、試料ステージの残留振動やドリフトの情報と重ねて表示することで、試料ステージの残留振動やドリフトが正常である場合、エラー要因として測定レシピの可能性が高く、逆に、残留振動やドリフトが異常値である場合、エラー要因として試料ステージの可能性が高いと判断できる。また、検査エラーが発生し出した日時の情報から、検査エラーの要因分析を行うことができる。

さらに、前述の画面機能では、検査エラー発生座標に、残留振動やドリフトを重ねることで、例えば検査エラーが発生しているのに残留振動やドリフトの発生がほとんどない場合は、装置起因のエラーである可能性は低いと考えられる。逆に、残留振動やドリフトの発生を確認できれば、装置の調整が必要であることが分かる。また、検査エラーの出ている座標を通過しないレシピがあれば、そのレシピを用いた検査を行うことができ、稼働率の低下を防ぐことができる。また、試料ステージの移動方向を表示し、検査エラーとの関連性が確認できれば、正常動作可能な移動方向が主となるように測定レシピを補正することも可能である。図５は、前記操作表示用コンピュータ３１１で複数の装置の試料ステージ性能を確認するための画面の一例である。前記複数装置の試料ステージ性能確認画面は、前述の試料ステージ位置決め状態確認画面と同様機能として、位置決め状態表示部５０１と、表示更新ボタン５０２と、表示範囲指定部５０３と、対象レシピ指定部５０４と、試料ステージ移動パターン表示ボタン５０５と、さらに複数装置の情報を表示するための機能として、表示する装置を選択する装置選択部５０６と、装置情報を追加するためのボタン５０７と、装置情報を削除するためのボタン５０８とからなる。

複数装置がある場合、同じレシピを用いて検査を行うケースがあるが、レシピ起因による検査エラーが発生した場合には、装置に依存せず同じ位置で検査エラーが発生する。そのため、前記画面においては、装置の検査エラーが発生した座標を重ねて表示することでエラー要因の特定を早めることができる。また、装置ごとの検査エラーの状況を比較することで、メンテナンスを行う順番を決めることができる。

図６は、操作表示用コンピュータ３１１，画像処理装置３１３、或いはその他の記憶媒体内に構築するデータベースのテーブルの構成例である。テーブルは、データ番号を格納する「Ｎｏ．」６０１と、試料ステージが動作した際の日時を格納する「日時」６０２と、試料ステージが動作した際に用いたレシピ番号を格納する「レシピＮｏ．」６０３と、レシピ内の座標番号を格納する「検査座標Ｎｏ．」６０４と、実際に試料ステージが動作したときの試料ステージ座標系の始点と終点の座標値を格納する「始点（Ｘ）」６０５、「始点（Ｙ）」６０６、「終点（Ｘ）」６０７、「終点（Ｙ）」６０８と、目標位置への位置決めに要した時間を格納する「位置決め時間」６０９と、測長シーケンスを行う各時間帯の残留振動とドリフト量を格納する「残留振動（Ｔ２）」６１０、「ドリフト量（Ｔ２）」６１１、「残留振動（Ｔ３）」６１２、「ドリフト量（Ｔ３）」６１３、「残留振動（Ｔ４）」６１４、「ドリフト量（Ｔ４）」６１５と、画像の取得の成否を格納する「画像取得成否」６１６から構成される。

以上のようなテーブルにデータを格納するためには、試料ステージが測長点に移動するたびに位置決め情報を記録し、１枚のウェハ検査完了時に保持している各点の位置決めデータを前記操作表示用コンピュータ３１１等へ送信する。なお、図４のような表示を可能とするためには、図６に例示するように、位置決め位置（検査座標Ｎｏや実際の座標位置）に関する情報を、残留振動やドリフト量と併せて記憶する必要があるが、両者が関連付けて記憶されるのであれば、記憶形式は問わない。

図７の処理フローでは、まず、目標位置に対して移動を行い（処理７０１）、目標位置への到達を判断（処理７０２）し、その後、アドレッシング可能状態となるまで待ち（処理７０３）、振動振幅およびドリフト量が許容範囲の条件を満たせば、試料ステージ制御装置はアドレッシング可能状態となったことをシステム制御装置に通知する（処理７０４）。同様に、オートフォーカス可能状態となるまでの待ち処理（処理７０５）、振動振幅およびドリフト量が許容範囲の条件を満たしたことによりオートフォーカス可能状態となったことをシステム制御装置に通知する処理（処理７０６）、高倍パターン検出可能状態となるまでの待ち処理（処理７０７）、振動振幅およびドリフト量が許容範囲の条件を満たしたことにより高倍パターン検出可能状態となったことをシステム制御装置に通知する処理（処理７０８）を実行し、最後に位置決め情報記録処理（処理７０９）をする。以上の処理７０１から処理７０９までを測長点ごとに繰り返す。

ただし、調整状態や試料ステージ性能が低下した際には、各判定処理の条件を満たす状態であるとは限らず、一定時間経過しても条件を満たさない場合には、前記位置決め情報記録処理（処理７０９）を実行することとする。

これまで、残留振動とドリフト量と説明してきたが、振動やドリフトの状態が許容値内に収まるまでの時間を記録や表示を行うことも可能である。

上述したように、測長ＳＥＭを例に実施例を記したが、レビューＳＥＭや光学式検査装置やイオンビーム検査装置などのステージ装置を用いるシステムにも利用可能である。

１０ 試料ステージ機構
１００ ベース
１１０ Ｙベース
１１１ Ｙガイド
１１２ Ｙテーブル
１１３ Ｙリニアモータ
１１６ Ｘサブガイド
１１７ サブテーブル
１２０ Ｘベース
１２１ Ｘガイド
１２２ Ｘテーブル
１２３ Ｘリニアモータ
１２６ Ｙサブガイド
１３０ トップテーブル
１３１ Ｘミラー
１３２ Ｙミラー
１３３ 試料ホルダ
２０１ 試料ステージ移動時間
２０２ アドレッシング時間
２０３ オートフォーカス時間
２０４ 高倍率パターン検出時間
２１１ 振動振幅許容値（Ｔ１）
２１２ 振動振幅許容値（Ｔ２）
２１３ 振動振幅許容値（Ｔ３）
２２１ ドリフト量許容値（Ｔ１）
２２２ ドリフト量許容値（Ｔ２）
２２３ ドリフト量許容値（Ｔ３）
３０１ 測長ＳＥＭシステム
３０２ 真空ポンプ
３０３ 試料室
３０４ 電子顕微鏡
３１０ システム制御装置
３１１ 操作表示用コンピュータ
３１２ ステージ制御装置
３１３ 画像処理装置
４０１，５０１ 位置決め状態表示部
４０２，５０２ 表示更新ボタン
４０３，５０３ 表示範囲指定部
４０４ 表示項目指定部
４０５ 表示時間指定コンボボックス
４０６，５０４ 対象レシピ指定部
４０７，５０５ 試料ステージ移動パターン表示ボタン
５０６ 装置選択部
５０７ 装置情報追加ボタン
５０８ 装置情報削除ボタン

Claims (8)

1. 荷電粒子ビームの照射位置に対し、予め定められた試料位置を位置付ける試料ステージと、当該試料ステージを制御する制御装置を備えた試料ステージ装置において、
   前記試料ステージの位置決め時の当該試料ステージの振動量、及び／又はドリフト量を検出する検出部と、当該振動量、及び／又はドリフト量を示す情報と、前記位置決め位置の座標情報を関連付けて記憶する記憶部と、当該記憶部に記憶された振動量、及び／又はドリフト量を示す情報と、前記座標情報を関連付けた表示信号を生成する表示信号生成部を備えたことを特徴とする試料ステージ装置。
2. 請求項１において、
   前記表示信号生成部は、前記振動量、及び／又はドリフト量の大きさに応じて、当該振動量、及び／又はドリフト量を示す情報を識別表示することを特徴とする試料ステージ装置。
3. 請求項２において、
   前記表示信号生成部は、前記位置決め位置毎に、前記振動量、及び／又はドリフト量の大きさに応じた記号の大小，色の濃淡、或いは３次元表示による高低で表示することを特徴とする試料ステージ装置。
4. 請求項１において、
   前記表示信号生成部は、前記振動量、及び／又はドリフト量を示す情報と、前記座標情報を関連付けた表示信号と、当該座標情報に関連する電子顕微鏡のエラー信号とを関連付けた表示信号を生成することを特徴とする試料ステージ装置。
5. 請求項１において、
   前記表示信号生成部は、
   前記試料ステージの振動量、及び／又はドリフト量が所定値を超えたものを、カウントすることを特徴とする試料ステージ装置。
6. 請求項１において、
   前記表示信号生成部は、
   前記振動量、及び／又はドリフト量を示す情報を、当該情報が取得された日時、或いはレシピの識別情報を用いて絞り込むことを特徴とする試料ステージ装置。
7. 請求項１において、
   前記表示信号生成部は、
   前記振動量、及び／又はドリフト量を示す情報を、ウェハマップ上に表示することを特徴とする試料ステージ装置。
8. 試料に荷電粒子ビームを照射する荷電粒子ビーム光学系と、前記試料に対する荷電粒子ビームの照射位置を移動する移動機構を備えた荷電粒子線装置において、
   前記試料ステージの位置決め時の当該試料ステージの振動量、及び／又はドリフト量を検出する検出部と、当該振動量、及び／又はドリフト量を示す情報と、前記位置決め位置の座標情報を関連付けて記憶する記憶部と、当該記憶部に記憶された振動量、及び／又はドリフト量を示す情報と、前記座標情報を関連付けた表示信号を生成する表示信号生成部を備えたことを特徴とする荷電粒子線装置。

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