JP7344725B2 - アライメントマーク位置の検出方法及びアライメントマーク位置の検出装置 - Google Patents

Description

本発明は、アライメントマーク位置の検出方法に関する。例えば、マルチ電子ビームを用いた基板のアライメントマーク位置の検出方法に関する。

近年、大規模集積回路（ＬＳＩ）の高集積化及び大容量化に伴い、半導体素子に要求される回路線幅はますます狭くなってきている。そして、多大な製造コストのかかるＬＳＩの製造にとって、歩留まりの向上は欠かせない。しかし、１ギガビット級のＤＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）に代表されるように、ＬＳＩを構成するパターンは、サブミクロンからナノメータのオーダーになっている。近年、半導体ウェハ上に形成されるＬＳＩパターン寸法の微細化に伴って、パターン欠陥として検出しなければならない寸法も極めて小さいものとなっている。よって、半導体ウェハ上に転写された超微細パターンの欠陥を検査するパターン検査装置の高精度化が必要とされている。

検査手法としては、半導体ウェハやリソグラフィマスク等の基板上に形成されているパターンを撮像した測定画像と、設計データ、あるいは基板上の同一パターンを撮像した測定画像と比較することにより検査を行う方法が知られている。例えば、パターン検査方法として、同一基板上の異なる場所の同一パターンを撮像した測定画像データ同士を比較する「ｄｉｅ ｔｏ ｄｉｅ（ダイ－ダイ）検査」や、パターン設計された設計データをベースに設計画像データ（参照画像）を生成して、それとパターンを撮像した測定データとなる測定画像とを比較する「ｄｉｅ ｔｏ ｄａｔａｂａｓｅ（ダイ－データベース）検査」がある。撮像された画像は測定データとして比較回路へ送られる。比較回路では、画像同士の位置合わせの後、測定データと参照データとを適切なアルゴリズムに従って比較し、一致しない場合には、パターン欠陥有りと判定する。

半導体ウェハやフォトマスクの欠陥検査では、より小さいサイズの欠陥を検出することが求められている。そのため、近年の検査装置では、上述したパターン検査装置には、レーザ光を検査対象基板に照射して、その透過像或いは反射像を撮像する装置の他、画像の画素分解能を上げるために、レーザ光よりも波長の短い電子ビームで検査対象基板上を走査（スキャン）して、電子ビームの照射に伴い検査対象基板から放出される２次電子を検出して、パターン像を取得する検査装置の開発も進んでいる。電子ビームを用いた検査装置では、さらに、マルチビームを用いた装置の開発も進んでいる。

被検査基板上に形成されたパターンの検査を行うにあたって、まずは基準となるアライメントマーク位置を特定する必要がある。被検査基板は搬送系により検査室のステージに搬送される。かかる搬送における位置再現性における誤差は、数１００μｍ程度生じる。そのため、光学式のカメラで被検査基板上のアライメントマークを撮像するも、光学式のカメラの分割能が数μｍ程度であるために、検査精度で要求されるｎｍオーダーでの位置合わせは困難である。一方、電子ビームでのスキャン画像の分解能はｎｍオーダーであるが、マルチ電子ビームを用いる場合、電子ビーム間での誤差が生じてしまうため、アライメントマークを同じ特定のビームで撮像することが望ましい。しかしながら、マルチ電子ビームの各ビームの視野は、光学式のカメラの分割能よりも小さいため、特定のビームの視野内に位置合わせすることが困難であった。その結果、測定されるアライメントマーク位置は、電子ビーム間での誤差を持った値になってしまう。

ここで、光学式カメラとシングル電子ビームによるアライメントマークの位置を測定する手法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１１－２４３９５７号公報

そこで、本発明の一態様は、マルチ電子ビームを用いて高精度にアライメントマークの位置を検出可能な方法及びその装置を提供する。

本発明の一態様のアライメントマーク位置の検出方法は、
アライメントマークを有するパターンが形成された基板に対して、光学式カメラにより当該アライメントマークを撮像する工程と、
撮像された光学画像を用いて当該アライメントマークの第１の位置を検出する工程と、
検出された第１の位置を基準にマルチ電子ビームを用いて当該アライメントマークの第１の２次電子画像を取得する工程と、
取得された第１の２次電子画像を用いて当該アライメントマークの第２の位置を検出する工程と、
検出された第２の位置をマルチ電子ビームのうち所定の電子ビームの照射領域に合わせた状態で、所定の電子ビームを用いて当該アライメントマークの第２の２次電子画像を取得する工程と、
取得された第２の２次電子画像を用いて当該アライメントマークの第３の位置を検出し、出力する工程と、
を備えたことを特徴とする。

また、所定の電子ビームとして、マルチ電子ビームの中心ビームを用いると好適である。

また、第１の２次電子画像は、第２の２次電子画像よりも粗い分解能の画像として取得されると好適である。

また、基板には、複数のチップが形成され、
複数のチップは、それぞれ複数のアライメントマークを有し、
複数のチップの１つのチップが有するいずれかのアライメントマークの光学画像を用いて検出された当該アライメントマークの第１の位置と、複数のチップの他の１つのチップが有するいずれかのアライメントマークの光学画像を用いて検出された当該アライメントマークの第１の位置とを用いて、基板の配置角度を調整する工程をさらに備えると好適である。

本発明の一態様のアライメントマーク位置の検出装置は、
アライメントマークを有するパターンが形成された基板に対して、当該アライメントマークを撮像する光学式カメラと、
撮像された光学画像を用いて当該アライメントマークの第１の位置を検出する位置検出部と、
検出された第１の位置を基準にマルチ電子ビームを用いて当該アライメントマークの第１の２次電子画像を取得する画像取得機構と、
を備え、
位置検出部は、取得された第１の２次電子画像を用いて当該アライメントマークの第２の位置を検出し、
画像取得機構は、検出された第２の位置をマルチ電子ビームのうち所定の電子ビームの照射領域に合わせた状態で、所定の電子ビームを用いて当該アライメントマークの第２の２次電子画像を取得し、
位置検出部は、取得された第２の２次電子画像を用いて当該アライメントマークの第３の位置を検出することを特徴とする。

また、所定の電子ビームとして、前記マルチ電子ビームの中心ビームを用いると好適である。

また、第１の２次電子画像は、前記第２の２次電子画像よりも粗い分解能の画像として取得されると好適である。

また、基板には、複数のチップが形成され、
複数のチップは、それぞれ前記複数のアライメントマークを有し、
複数のチップの１つのチップが有するいずれかのアライメントマークの光学画像を用いて検出された当該アライメントマークの第１の位置と、複数のチップの他の１つのチップが有するいずれかのアライメントマークの光学画像を用いて検出された当該アライメントマークの第１の位置とを用いて、基板の配置角度を調整する配置角度調整部をさらに備えると好適である。

本発明の一態様によれば、マルチ電子ビームを用いて高精度にアライメントマークの位置を検出できる。

実施の形態１における検査装置の構成を示す構成図である。 実施の形態１における半導体基板に形成される複数のチップ領域の一例を示す図である。 実施の形態１におけるアライメントマーク位置の検出方法の要部工程を示すフローチャート図である。 実施の形態１における基板の配置角度を調整する手法を説明するための図である。 実施の形態１におけるアライメントマーク位置の検出手法を順に説明するための図である。 実施の形態１における成形アパーチャアレイ基板の構成を示す概念図である。 実施の形態１におけるマルチビームのスキャン動作を説明するための図である。 実施の形態１における検査処理を説明するための図である。 実施の形態１における比較回路内の構成の一例を示す構成図である。

以下、実施の形態では、アライメントマーク位置を検出する装置の一例として、マルチ電子ビーム検査装置について説明する。但し、アライメントマーク位置を検出する装置は、検査装置に限るものではなく、電子光学系を用いてマルチ電子ビームを照射して画像を取得する装置であれば構わない。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１における検査装置の構成を示す構成図である。図１において、基板に形成されたパターンを検査する検査装置１００は、マルチ電子ビーム検査装置の一例である。検査装置１００は、画像取得機構１５０、及び制御系回路１６０を備えている。画像取得機構１５０は、電子ビームカラム１０２（電子鏡筒）及び検査室１０３を備えている。電子ビームカラム１０２内には、電子銃２０１、電磁レンズ２０２、成形アパーチャアレイ基板２０３、電磁レンズ２０５、一括ブランキング偏向器２１２、制限アパーチャ基板２１３、電磁レンズ２０６、電磁レンズ２０７（対物レンズ）、主偏向器２０８、副偏向器２０９、ビームセパレーター２１４、偏向器２１８、電磁レンズ２２４、及びマルチ検出器２２２が配置されている。電子銃２０１、電磁レンズ２０２、成形アパーチャアレイ基板２０３、電磁レンズ２０５、一括ブランキング偏向器２１２、制限アパーチャ基板２１３、電磁レンズ２０６、電磁レンズ２０７（対物レンズ）、主偏向器２０８、及び副偏向器２０９によって１次電子光学系を構成する。また、電磁レンズ２０７、ビームセパレーター２１４、偏向器２１８、及び電磁レンズ２２４によって２次電子光学系を構成する。

検査室１０３内には、少なくともＸＹ方向に移動可能なステージ１０５が配置される。ステージ１０５上には、検査対象となる基板１０１（試料）が配置される。基板１０１には、露光用マスク基板、及びシリコンウェハ等の半導体基板が含まれる。基板１０１が半導体基板である場合、半導体基板には複数のチップパターン（ウェハダイ）が形成されている。基板１０１が露光用マスク基板である場合、露光用マスク基板には、チップパターンが形成されている。チップパターンは、複数の図形パターンによって構成される。かかる露光用マスク基板に形成されたチップパターンが半導体基板上に複数回露光転写されることで、半導体基板には複数のチップパターン（ウェハダイ）が形成されることになる。以下、基板１０１が半導体基板である場合を主として説明する。基板１０１は、例えば、パターン形成面を上側に向けてステージ１０５に配置される。また、ステージ１０５上には、検査室１０３の外部に配置されたレーザ測長システム１２２から照射されるレーザ測長用のレーザ光を反射するミラー２１６が配置されている。

また、検査室１０３内には、ステージ１０５上に載置された基板１０１を上方から撮像する光学式カメラ２１９がレンズを下側に向けて配置される。また、図１の例に示すように、光学式カメラ２１９の一部が検査室１０３内から外部にはみ出すように配置されても構わない。また、光学式カメラ２１９の照明として、図示しない白色ＬＥＤが使用されると好適である。光学式カメラ２１９として、例えば、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅｄ－ｃｏｕｐｌｅｄ ｄｅｖｉｃｅｓ）カメラが用いられると好適である。また、光学式カメラ２１９は、基板１０１上において、例えば、ｍｍ角オーダーの視野を有し、μｍオーダーの分解能を有する。光学式カメラ２１９は、検査室１０３の外部で検出回路１３１に接続される。

また、マルチ検出器２２２は、電子ビームカラム１０２の外部で検出回路１０６に接続される。検出回路１０６は、チップパターンメモリ１２３に接続される。

制御系回路１６０では、検査装置１００全体を制御する制御計算機１１０が、バス１２０を介して、位置回路１０７、比較回路１０８、参照画像作成回路１１２、ステージ制御回路１１４、レンズ制御回路１２４、ブランキング制御回路１２６、偏向制御回路１２８、カメラ制御回路１３０、マーク位置検出回路１３２、位置合わせ回路１３４、磁気ディスク装置等の記憶装置１０９、モニタ１１７、メモリ１１８、及びプリンタ１１９に接続されている。また、偏向制御回路１２８は、ＤＡＣ（デジタルアナログ変換）アンプ１４４，１４６，１４８に接続される。ＤＡＣアンプ１４６は、主偏向器２０８に接続され、ＤＡＣアンプ１４４は、副偏向器２０９に接続される。ＤＡＣアンプ１４８は、偏向器２１８に接続される。また、検出回路１３１は、カメラ制御回路１３０に接続される。

また、チップパターンメモリ１２３は、比較回路１０８及びマーク位置検出回路１３２に接続されている。また、ステージ１０５は、ステージ制御回路１１４の制御の下に駆動機構１４２により駆動される。駆動機構１４２では、例えば、ステージ座標系におけるＸ方向、Ｙ方向、θ方向に駆動する３軸（Ｘ－Ｙ－θ）モータの様な駆動系が構成され、ＸＹθ方向にステージ１０５が移動可能となっている。これらの、図示しないＸモータ、Ｙモータ、θモータは、例えばステップモータを用いることができる。ステージ１０５は、ＸＹθ各軸のモータによって水平方向及び回転方向に移動可能である。そして、ステージ１０５の移動位置はレーザ測長システム１２２により測定され、位置回路１０７に供給される。レーザ測長システム１２２は、ミラー２１６からの反射光を受光することによって、レーザ干渉法の原理でステージ１０５の位置を測長する。ステージ座標系は、例えば、マルチ１次電子ビーム２０の光軸に直交する面に対して、Ｘ方向、Ｙ方向、θ方向が設定される。

電磁レンズ２０２、電磁レンズ２０５、電磁レンズ２０６、電磁レンズ２０７（対物レンズ）、電磁レンズ２２４、及びビームセパレーター２１４は、レンズ制御回路１２４により制御される。また、一括ブランキング偏向器２１２は、２極以上の電極により構成され、電極毎に図示しないＤＡＣアンプを介してブランキング制御回路１２６により制御される。副偏向器２０９は、４極以上の電極により構成され、電極毎にＤＡＣアンプ１４４を介して偏向制御回路１２８により制御される。主偏向器２０８は、４極以上の電極により構成され、電極毎にＤＡＣアンプ１４６を介して偏向制御回路１２８により制御される。偏向器２１８は、４極以上の電極により構成され、電極毎にＤＡＣアンプ１４８を介して偏向制御回路１２８により制御される。

電子銃２０１には、図示しない高圧電源回路が接続され、電子銃２０１内の図示しないフィラメント（カソード）と引出電極（アノード）間への高圧電源回路からの加速電圧の印加と共に、別の引出電極（ウェネルト）の電圧の印加と所定の温度のカソードの加熱によって、カソードから放出された電子群が加速させられ、電子ビーム２００となって放出される。

ここで、図１では、実施の形態１を説明する上で必要な構成を記載している。検査装置１００にとって、通常、必要なその他の構成を備えていても構わない。

図２は、実施の形態１における半導体基板に形成される複数のチップ領域の一例を示す図である。図２において、基板１０１が半導体基板（ウェハ）である場合、半導体基板（ウェハ）の検査領域３３０には、複数のチップ（ウェハダイ）３３２が２次元のアレイ状に形成されている。各チップ３３２には、露光用マスク基板に形成された１チップ分のマスクパターンが図示しない露光装置（ステッパ）によって例えば１／４に縮小されて転写されている。１チップ分のマスクパターンは、一般に、複数の図形パターンにより構成される。各チップ３３２には、複数のアライメントマーク２７が形成される。図２の例では、各チップ３３２の領域の４角に、それぞれアライメントマーク２７が配置される場合を示している。アライメントマーク２７として、ｘ方向及びｙ方向にエッジ（端部）を有するパターンが用いられると好適である。

各チップ３３２に形成される図形パターンの欠陥等を検査するにあたって、各図形パターンのエッジ位置を高精度に測定する必要がある。上述したように、搬送系における検査室１０３のステージ１０５上における基板１０１の位置再現性における誤差は、数１００μｍ程度生じる。よって、チップ３３２毎に、高精度に位置が測定された複数のアライメントマーク２７を基準にした座標系を構成する必要がある。そのために、かかる複数のアライメントマーク２７の位置精度が重要になる。そこで、光学式のカメラで被検査基板上のアライメントマークを撮像するも、光学式のカメラの分割能が数μｍ程度であるために、検査精度で要求されるｎｍオーダーでの位置合わせは困難である。よって、分解能がｎｍオーダーの電子ビームによる２次電子画像でアライメントマーク位置を検出する必要が生じる。しかし、マルチ電子ビームの各ビームの視野は、光学式のカメラの分割能よりも小さいため、マルチ電子ビームのうち特定のビームの視野内にアライメントマークを位置合わせすることが困難であった。その結果、同じチップ内で、測定される複数のアライメントマーク位置は、マルチ電子ビームのうちの異なる電子ビームで撮像された２次電子画像から検出される場合が生じ、電子ビーム間での誤差を持った値になってしまう。そこで、実施の形態１では、同じチップ３３２内の複数のアライメントマーク２７を、マルチ電子ビームのうち同じ特定の電子ビームで撮像可能にする。以下、具体的に説明する。

図３は、実施の形態１におけるアライメントマーク位置の検出方法の要部工程を示すフローチャート図である。図３において、実施の形態１におけるアライメントマーク位置の検出方法は、一連の工程を実施する。まずは、検査室１０３内のステージ１０５に搬送された基板１０１の配置角度を補正する。

光学式カメラによるアライメントマーク画像取得工程（Ｓ１０２）として、画像取得機構１５０は、複数のチップ３３２の１つのチップが有するいずれかのアライメントマーク２７の光学画像を撮像する。同様に、画像取得機構１５０は、複数のチップ３３２の他の１つのチップが有するいずれかのアライメントマーク２７の光学画像を撮像する。

図４は、実施の形態１における基板の配置角度を調整する手法を説明するための図である。図４に示すように、異なる少なくとも２つのチップ３３２のアライメントマーク２７の位置を検出することで、基板１０１の配置角度の誤差を補正することができる。図４の例では、基板１０１上に、２次元にアレイ配置された複数のチップ３３２のｘ方向に並ぶ１列分のチップ３３２のうち両端の位置に形成された２つのチップ３３２を選択する。そして、各チップ３３２に配置される４つのアライメントマーク２７のうち１つを選択する。例えば、同じ位置関係にあるアライメントマーク２７を選択すると好適である。そして、選択されたチップ３３２毎に、選択されたアライメントマーク２７が光学式カメラ２１９の視野内に入るようにステージ１０５を移動させる。そして、カメラ制御回路１３０に制御された光学式カメラ２１９は、選択されたチップ３３２毎に、選択されたアライメントマーク２７を撮像する。撮像されたデータは、検出回路１３１に出力される。検出回路１３１内では、図示しないＡ／Ｄ変換器によって、アナログの検出データがデジタルデータの光学画像データに変換され、光学画像データが、カメラ制御回路１３０を介してマーク位置検出回路１３２に出力される。

アライメントマーク位置検出工程（Ｓ１０４）として、マーク位置検出回路１３２は、入力された光学画像データから、選択されたチップ３３２毎に、選択されたアライメントマーク２７の位置を検出する。例えば、ｘ方向に延びるパターンの中心線とｙ方向に延びるパターンの中心線との交点をアライメントマーク２７の位置として検出する。なお、光学式カメラ２１９の光軸とマルチ１次電子ビーム２０の軌道中心軸との位置関係は予め高精度に測定されている。また、マルチ１次電子ビーム２０の軌道中心軸とステージ１０５の相対的な位置関係についても予め高精度に測定されている。よって、光学式カメラ２１９の光軸とアライメントマーク２７の位置との位置関係が検出できれば、ステージ１０５上での選択された２つのチップ３３２のアライメントマーク２７の位置を検出できる。

基板配置角度調整工程（Ｓ１０６）として、ステージ制御回路１１４（配置角度調整部）は、複数のチップ３３２の１つのチップが有するいずれかのアライメントマーク２７の光学画像を用いて検出された当該アライメントマーク２７の位置（第１の位置）と、複数のチップ３３２の他の１つのチップが有するいずれかのアライメントマーク２７の光学画像を用いて検出された当該アライメントマークの位置（別の第１の位置）とを用いて、基板１０１の配置角度を調整する。言い換えれば、ステージ制御回路１１４は、かかる２つのチップ３３２のアライメントマーク２７の位置を基に、ステージ１０５上の基板１０１の配置角度を調整する。例えば、ｘ方向に並ぶ２つのチップ３３２を結ぶ線が、ステージ座標系のｘ方向と平行ではない場合には、平行になるようにθ方向にステージ位置を回転させることで、基板配置角度を調整すればよい。

以上のように、光学式カメラ２１９で得られる光学画像の分解能の精度で基板１０１の配置角度が調整（粗調整）される。よって、各チップ３３２内の図形パターンの検査を行うためには、チップ３３２毎に、被検査画像を取得する前に、チップ３３２内の複数のアライメントマーク２７の位置を高精度に検出する必要がある。以下、具体的に説明する。

光学式カメラによるアライメントマーク画像取得工程（Ｓ１１０）として、画像取得機構１５０は、複数のアライメントマーク２７を有するパターンが形成された基板１０１に対して、アライメントマーク２７毎に、光学式カメラ２１９により当該アライメントマーク２７を撮像する。ここでは、被検査チップ３３２内の複数のアライメントマーク２７に対して、画像取得機構１５０は、アライメントマーク２７毎に、光学式カメラ２１９により当該アライメントマーク２７を撮像する。具体的には、対象アライメントマーク２７が光学式カメラ２１９の視野内に入るようにステージ１０５を移動させる。そして、カメラ制御回路１３０に制御された光学式カメラ２１９は、対象アライメントマーク２７を撮像する。撮像されたデータは、検出回路１３１に出力される。検出回路１３１内では、図示しないＡ／Ｄ変換器によって、アナログの検出データがデジタルデータの光学画像データに変換され、光学画像データが、カメラ制御回路１３０を介してマーク位置検出回路１３２に出力される。

アライメントマーク位置検出工程（Ｓ１１２）として、マーク位置検出回路１３２（位置検出部）は、撮像された光学画像を用いて当該アライメントマーク２７の位置（第１の位置）を検出する。例えば、ｘ方向に延びるパターンの中心線とｙ方向に延びるパターンの中心線との交点のステージ１０５上の位置をアライメントマーク２７の位置として検出する。

図５は、実施の形態１におけるアライメントマーク位置の検出手法を順に説明するための図である。図５に示すように、まずは、上述した光学式カメラ２１９による光学画像から対象アライメントマーク２７の位置を検出する。しかし、光学式カメラ２１９による光学画像から得られる対象アライメントマーク２７の位置精度は低い。そこで、次にマルチビーム画像を用いる。

マルチビームによるアライメントマーク画像取得工程（Ｓ１１４）として、画像取得機構１５０は、アライメントマーク２７毎に、検出された位置（第１の位置）を基準にマルチ１次電子ビーム２０を用いて当該アライメントマーク２７の２次電子画像（第１の２次電子画像）を取得する。具体的には以下のように動作する。光学画像から得られた対象アライメントマーク２７の位置がマルチ１次電子ビーム２０の視野内に入るようにステージ１０５を移動させる。

図６は、実施の形態１における成形アパーチャアレイ基板の構成を示す概念図である。図６において、成形アパーチャアレイ基板２０３には、２次元状の横（ｘ方向）ｍ_１列×縦（ｙ方向）ｎ_１段（ｍ_１，ｎ_１は２以上の整数）の穴（開口部）２２がｘ，ｙ方向に所定の配列ピッチで形成されている。図６の例では、２３×２３の穴（開口部）２２が形成されている場合を示している。各穴２２は、共に同じ寸法形状の矩形で形成される。或いは、同じ外径の円形であっても構わない。これらの複数の穴２２を電子ビーム２００の一部がそれぞれ通過することで、マルチ１次電子ビーム２０が形成されることになる。次に、２次電子画像を取得する場合における画像取得機構１５０の動作について説明する。

電子銃２０１（放出源）から放出された電子ビーム２００は、電磁レンズ２０２によって屈折させられ、成形アパーチャアレイ基板２０３全体を照明する。成形アパーチャアレイ基板２０３には、図６に示すように、複数の穴２２（開口部）が形成され、電子ビーム２００は、すべての複数の穴２２が含まれる領域を照明する。複数の穴２２の位置に照射された電子ビーム２００の各一部が、かかる成形アパーチャアレイ基板２０３の複数の穴２２をそれぞれ通過することによって、マルチ１次電子ビーム２０が形成される。

形成されたマルチ１次電子ビーム２０は、電磁レンズ２０５、及び電磁レンズ２０６によってそれぞれ屈折させられ、中間像およびクロスオーバーを繰り返しながら、マルチ１次電子ビーム２０の各ビームの中間像面（像面共役位置）に配置されたビームセパレーター２１４を通過して電磁レンズ２０７（対物レンズ）に進む。

マルチ１次電子ビーム２０が電磁レンズ２０７（対物レンズ）に入射すると、電磁レンズ２０７は、マルチ１次電子ビーム２０を基板１０１にフォーカスする。対物レンズ２０７により基板１０１（試料）面上に焦点が合わされ（合焦され）たマルチ１次電子ビーム２０は、主偏向器２０８及び副偏向器２０９によって一括して偏向され、各ビームの基板１０１上のそれぞれの照射位置に照射される。なお、一括ブランキング偏向器２１２によって、マルチ１次電子ビーム２０全体が一括して偏向された場合には、制限アパーチャ基板２１３の中心の穴から位置がはずれ、制限アパーチャ基板２０６によってマルチ１次電子ビーム２０全体が遮蔽される。一方、一括ブランキング偏向器２１２によって偏向されなかったマルチ１次電子ビーム２０は、図１に示すように制限アパーチャ基板２０６の中心の穴を通過する。かかる一括ブランキング偏向器２１２のＯＮ／ＯＦＦによって、ブランキング制御が行われ、ビームのＯＮ／ＯＦＦが一括制御される。このように、制限アパーチャ基板２０６は、一括ブランキング偏向器２１２によってビームＯＦＦの状態になるように偏向されたマルチ１次電子ビーム２０を遮蔽する。そして、ビームＯＮになってからビームＯＦＦになるまでに形成された、制限アパーチャ基板２０６を通過したビーム群により、画像取得用のマルチ１次電子ビーム２０が形成される。

基板１０１の所望する位置にマルチ１次電子ビーム２０が照射されると、かかるマルチ１次電子ビーム２０が照射されたことに起因して基板１０１からマルチ１次電子ビーム２０の各ビームに対応する、反射電子を含む２次電子の束（マルチ２次電子ビーム３００）が放出される。

図７は、実施の形態１におけるマルチビームのスキャン動作を説明するための図である。図７の例では、例えば、５×５列のマルチ１次電子ビーム２０の場合を示している。１回のマルチ１次電子ビーム２０の照射で照射可能な照射領域３４は、（基板１０１面上におけるマルチ１次電子ビーム２０のｘ方向のビーム間ピッチにｘ方向のビーム数を乗じたｘ方向サイズ）×（基板１０１面上におけるマルチ１次電子ビーム２０のｙ方向のビーム間ピッチにｙ方向のビーム数を乗じたｙ方向サイズ）で定義される。照射領域３４が、マルチ１次電子ビーム２０の視野となる。そして、マルチ１次電子ビーム２０を構成する各１次電子ビーム１０は、自身のビームが位置するｘ方向のビーム間ピッチとｙ方向のビーム間ピッチとで囲まれるサブ照射領域２９内に照射され、当該サブ照射領域２９内を走査（スキャン動作）する。各１次電子ビーム１０は、互いに異なるいずれかのサブ照射領域２９を担当することになる。そして、各ショット時に、各１次電子ビーム１０は、担当サブ照射領域２９内の同じ位置を照射することになる。サブ照射領域２９内の１次電子ビーム１０の移動は、副偏向器２０９によるマルチ１次電子ビーム２０全体での一括偏向によって行われる。かかる動作を繰り返し、１つの１次電子ビーム１０で１つのサブ照射領域２９内を順に照射していく。

基板１０１から放出されたマルチ２次電子ビーム３００は、電磁レンズ２０７を通って、ビームセパレーター２１４に進む。

ここで、ビームセパレーター２１４はマルチ１次電子ビーム２０の中心ビームが進む方向（軌道中心軸）に直交する面上において電界と磁界を直交する方向に発生させる。電界は電子の進行方向に関わりなく同じ方向に力を及ぼす。これに対して、磁界はフレミング左手の法則に従って力を及ぼす。そのため電子の侵入方向によって電子に作用する力の向きを変化させることができる。ビームセパレーター２１４に上側から侵入してくるマルチ１次電子ビーム２０には、電界による力と磁界による力が打ち消し合い、マルチ１次電子ビーム２０は下方に直進する。これに対して、ビームセパレーター２１４に下側から侵入してくるマルチ２次電子ビーム３００には、電界による力と磁界による力がどちらも同じ方向に働き、マルチ２次電子ビーム３００は斜め上方に曲げられ、マルチ１次電子ビーム２０から分離する。

斜め上方に曲げられ、マルチ１次電子ビーム２０から分離したマルチ２次電子ビーム３００は、偏向器２１８によって、さらに曲げられ、電磁レンズ２２４によって、屈折させられながらマルチ検出器２２２に投影される。マルチ検出器２２２は、投影されたマルチ２次電子ビーム３００を検出する。マルチ検出器２２２は、例えば図示しないダイオード型の２次元センサを有する。そして、マルチ１次電子ビーム２０の各ビームに対応するダイオード型の２次元センサ位置において、マルチ２次電子ビーム３００の各２次電子がダイオード型の２次元センサに衝突して、電子を発生し、２次電子画像データを画素毎に生成する。マルチ検出器２２２にて検出された強度信号は、検出回路１０６に出力される。

２次電子画像の取得は、上述したように、マルチ１次電子ビーム２０を照射して、マルチ１次電子ビーム２０の照射に起因して基板１０１から放出される反射電子を含むマルチ２次電子ビーム３００をマルチ検出器２２２で検出する。マルチ検出器２２２によって検出された各サブ照射領域２９内の画素毎の２次電子の検出データ（測定画像データ：２次電子画像データ：被検査画像データ）は、測定順に検出回路１０６に出力される。検出回路１０６内では、図示しないＡ／Ｄ変換器によって、アナログの検出データがデジタルデータに変換され、チップパターンメモリ１２３に格納される。そして、得られた２次電子画像データ（２次電子画像１のデータ）は、位置回路１０７からの各位置を示す情報と共に、マーク位置検出回路１３２に出力される。

アライメントマーク位置検出工程（Ｓ１１６）として、マーク位置検出回路１３２は、アライメントマーク２７毎に、取得された２次電子画像１（第１の２次電子画像）を用いて当該アライメントマーク２７の位置（第２の位置）を検出する。マルチ１次電子ビーム２０の各電子ビーム１０の視野（サブ照射領域２９）は、光学式カメラ２１９の分割能よりも小さいため、図５に示すように、対象アライメントマーク２７がマルチ１次電子ビーム２０の照射領域３４のどの位置で撮像されるのかわからない。図５の例では、例えば、５×５のマルチ１次電子ビーム２０のうち右から２列目かつ下から３段目の１次電子ビーム１０の視野（サブ照射領域２９）内で撮像された場合を示している。

今回の対象アライメントマーク２７は、図５に示す１次電子ビーム１０の視野（右から２列目かつ下から３段目のサブ照射領域２９）内で撮像されるも、同じチップ３３２内の他のアライメントマーク２７が今回と同じ１次電子ビーム１０の視野（右から２列目かつ下から３段目のサブ照射領域２９）内で撮像されるとは限らない。そこで、実施の形態１では、以下のように動作する。

特定ビーム位置合わせ工程（Ｓ１１８）として、位置合わせ回路１３４は、アライメントマーク２７毎に、検出された位置（第２の位置）をマルチ１次電子ビーム２０のうちの予め設定された同じ特定の１次電子ビーム１１の照射位置に合わせる。具体的には、以下のように動作する。位置合わせ回路１３４は、ステージ制御回路１１４を制御して、特定の１次電子ビーム１１の視野（サブ照射領域２９）内に、検出された対象アライメントマーク２７の位置（第２の位置）が入るようにステージ１０５を移動させる。或いは、位置合わせ回路１３４は、偏向制御回路１２８を制御して、特定の１次電子ビーム１１の視野（サブ照射領域２９）内に、検出された対象アライメントマーク２７の位置（第２の位置）が入るように、主偏向器２０８によりマルチ１次電子ビーム２０を一括偏向する。図５の例では、特定の１次電子ビーム１１として、マルチ１次電子ビーム２０の中心ビームを用いる場合を示している。マルチ１次電子ビーム２０では、中心から遠ざかるほどに電子光学系等に起因する収差の影響を受ける。よって、中心ビームを用いることで、他の周辺ビームを用いる場合よりも、高精度な画像を取得できる。

特定ビームによるアライメントマーク画像取得工程（Ｓ１２０）として、画像取得機構１５０は、アライメントマーク２７毎に、検出された対象アライメントマーク２７の位置（第２の位置）をマルチ１次電子ビーム２０のうちの予め設定された同じ特定の１次電子ビーム１１の視野（サブ照射領域２９）に合わせた状態で、特定の１次電子ビーム１１を用いて当該アライメントマーク２７の２次電子画像（第２の２次電子画像）を取得する。具体的には、以下のように動作する。特定ビーム位置合わせ工程（Ｓ１１８）で位置合わせされた状態で、画像取得機構１５０は、再度、マルチ１次電子ビーム２０を用いて対象アライメントマーク２７の２次電子画像２を取得する。このように、特定の１次電子ビーム１１だけで撮像する必要は無く、マルチ１次電子ビーム２０全体で再度スキャンすればよい。これにより、基板１０１に到達できる１次電子ビームを制限するように１次電子ビームを選択するビーム選択機構の配置の必要性を無くすことができる。２次電子画像の取得の仕方は上述した内容と同様である。得られた２次電子画像データ（２次電子画像１のデータ）は、位置回路１０７からの各位置を示す情報と共に、マーク位置検出回路１３２に出力される。

アライメントマーク位置検出工程（Ｓ１２２）として、マーク位置検出回路１３２は、アライメントマーク２７毎に、特定の１次電子ビーム１１を使って取得された２次電子画像（第２の２次電子画像）を用いて当該アライメントマーク２７の位置（第３の位置）を検出する。具体的には、以下のように動作する。撮像された２次電子画像２は、マルチ１次電子ビーム２０全体で得られた画像データを含んでいる。しかし、ここでは、特定の１次電子ビーム１１で得られた２次電位画像データが必要であって、他の１次電子ビーム１０で得られた画像データは不要である。よって、マーク位置検出回路１３２は、マルチ１次電子ビーム２０全体で得られた２次電位画像データのうち、図５に示すように、特定の１次電子ビーム１１で得られた２次電位画像データ（特定ビーム画像）を抽出して、対象アライメントマーク２７の位置（第３の位置）を検出すればよい。これにより、データ処理にかかる処理時間を短縮できる。検出された対象アライメントマーク２７の位置（第３の位置）は、比較回路１０８に出力される。或いは、記憶装置１０９、モニタ１１７、若しくはメモリ１１８に出力される、或いはプリンタ１１９より出力される。

判定工程（Ｓ１３０）として、制御計算機１１０は、被検査チップ３３２内の全アライメントマーク２７の位置検出が終了したかどうかを判定する。まだ、位置が検出されていないアライメントマーク２７があれば、光学式カメラによるアライメントマーク画像取得工程（Ｓ１１０）に戻り、被検査チップ３３２内の全アライメントマーク２７の位置検出が終了するまで、光学式カメラによるアライメントマーク画像取得工程（Ｓ１１０）からアライメントマーク位置検出工程（Ｓ１２２）までの各工程を繰り返す。

以上により、被検査チップ３３２内の全てのアライメントマーク２７の位置が、マルチ１次電子ビーム２０のうち特定の１次電子ビーム１１を使って取得された２次電子画像から検出できる。

上述した例では、マルチビームによるアライメントマーク画像取得工程（Ｓ１１４）において、高精度な２次電子画像１を取得する場合について説明したが、これに限るものではない。マルチビームによるアライメントマーク画像取得工程（Ｓ１１４）において取得される２次電子画像１は、特定ビームによるアライメントマーク画像取得工程（Ｓ１２０）において取得される２次電子画像２よりも粗い分解能の画像として取得されるように構成しても好適である。例えば、各サブ照射領域２９の２次電子画像が１０２４×１０２４画素で構成される場合、マルチビームによるアライメントマーク画像取得工程（Ｓ１１４）では、ｘ、ｙ方向にそれぞれ、例えば、画素１つ飛ばしで構成される５１２×５１２画素で画像を作成しても良い。これにより、データ量を１／４にできるので、データ処理を高速化できる。或いは、ｘ、ｙ方向にそれぞれ、例えば、画素３つ飛ばしで構成される２５６×２５６画素で画像を作成しても良い。これにより、データ量を１／１６にできるので、さらにデータ処理を高速化できる。かかる解像度に劣化させた場合でも、光学画像に比べて十分高い解像度の画像を取得できる。また、対象アライメントマーク２７の位置を１本の電子ビームの視野サイズよりも高精度に検出できる。

被検査チップ３３２内の全てのアライメントマーク２７の位置が終了した後、当該被検査チップ３３２内の図形パターンの検査処理に進む。

図８は、実施の形態１における検査処理を説明するための図である。図８に示すように、各チップ３３２の領域は、例えばｙ方向に向かって所定の幅で複数のストライプ領域３２に分割される。画像取得機構１５０によるスキャン動作は、例えば、ストライプ領域３２毎に実施される。例えば、－ｘ方向にステージ１０５を移動させながら、相対的にｘ方向にストライプ領域３２のスキャン動作を進めていく。各ストライプ領域３２は、長手方向に向かって複数の矩形領域３３に分割される。対象となる矩形領域３３へのビームの移動は、主偏向器２０８によるマルチ１次電子ビーム２０全体での一括偏向によって行われる。

各ストライプ領域３２の幅は、照射領域３４のｙ方向サイズと同様、或いはスキャンマージン分狭くしたサイズに設定すると好適である。図８の例では、照射領域３４が矩形領域３３と同じサイズの場合を示している。但し、これに限るものではない。照射領域３４が矩形領域３３よりも小さくても良い。或いは大きくても構わない。そして、マルチ１次電子ビーム２０を構成する各１次電子ビーム１０は、自身のビームが位置するｘ方向のビーム間ピッチとｙ方向のビーム間ピッチとで囲まれるサブ照射領域２９内に照射され、当該サブ照射領域２９内を走査（スキャン動作）する。そして、１つのサブ照射領域２９のスキャンが終了したら、主偏向器２０８によるマルチ１次電子ビーム２０全体での一括偏向によって照射位置が同じストライプ領域３２内の隣接する矩形領域３３へと移動する。かかる動作を繰り返し、ストライプ領域３２内を順に照射していく。１つのストライプ領域３２のスキャンが終了したら、ステージ１０５の移動或いは／及び主偏向器２０８によるマルチ１次電子ビーム２０全体での一括偏向によって照射領域３４が次のストライプ領域３２へと移動する。以上のように各１次電子ビーム１０の照射によってサブ照射領域２９毎のスキャン動作および２次電子画像の取得が行われる。これらのサブ照射領域２９毎の２次電子画像を組み合わせることで、矩形領域３３の２次電子画像、ストライプ領域３２の２次電子画像、或いはチップ３３２の２次電子画像が構成される。また、実際に画像比較を行う場合には、各矩形領域３３内のサブ照射領域２９をさらに複数のフレーム領域３０に分割して、フレーム領域３０毎のフレーム画像３１について比較することになる。図８の例では、１つの１次電子ビーム１０によってスキャンされるサブ照射領域２９を例えばｘ，ｙ方向にそれぞれ２分割することによって形成される４つのフレーム領域３０に分割する場合を示している。

ここで、ステージ１０５が連続移動しながらマルチ１次電子ビーム２０を基板１０１に照射する場合、マルチ１次電子ビーム２０の照射位置がステージ１０５の移動に追従するように主偏向器２０８によって一括偏向によるトラッキング動作が行われる。そのため、マルチ２次電子ビーム３００の放出位置がマルチ１次電子ビーム２０の軌道中心軸に対して刻々と変化する。同様に、サブ照射領域２９内をスキャンする場合に、各２次電子ビームの放出位置は、サブ照射領域２９内で刻々と変化する。このように放出位置が変化した各２次電子ビームをマルチ検出器２２２の対応する検出領域内に照射させるように、偏向器２１８は、マルチ２次電子ビーム３００を一括偏向する。

以上のように、画像取得機構１５０は、ストライプ領域３２毎に、スキャン動作をすすめていく。上述したように、マルチ１次電子ビーム２０を照射して、マルチ１次電子ビーム２０の照射に起因して基板１０１から放出される反射電子を含むマルチ２次電子ビーム３００は、マルチ検出器２２２で検出される。マルチ検出器２２２によって検出された各サブ照射領域２９内の画素毎の２次電子の検出データ（測定画像データ：２次電子画像データ：被検査画像データ）は、測定順に検出回路１０６に出力される。検出回路１０６内では、図示しないＡ／Ｄ変換器によって、アナログの検出データがデジタルデータに変換され、チップパターンメモリ１２３に格納される。そして、得られた測定画像データは、位置回路１０７からの各位置を示す情報と共に、比較回路１０８に転送される。

図９は、実施の形態１における比較回路内の構成の一例を示す構成図である。図９において、比較回路１０８内には、磁気ディスク装置等の記憶装置５０，５１，５２，５６、フレーム画像作成部５４、位置合わせ部５７、及び比較部５８が配置される。フレーム画像作成部５４、位置合わせ部５７、及び比較部５８といった各「～部」は、処理回路を含み、その処理回路には、電気回路、コンピュータ、プロセッサ、回路基板、量子回路、或いは、半導体装置等が含まれる。また、各「～部」は、共通する処理回路（同じ処理回路）を用いてもよい。或いは、異なる処理回路（別々の処理回路）を用いても良い。フレーム画像作成部５４、位置合わせ部５７、及び比較部５８内に必要な入力データ或いは演算された結果はその都度図示しないメモリ、或いはメモリ１１８に記憶される。

比較回路１０８内に転送された測定画像データ（ビーム画像）は、記憶装置５０に格納される。また、検出された各アライメントマーク２７の位置データは、記憶装置５１に格納される。

そして、フレーム画像作成部５４は、各１次電子ビーム１０のスキャン動作によって取得されたサブ照射領域２９の画像データをさらに分割した複数のフレーム領域３０のフレーム領域３０毎のフレーム画像３１を作成する。その際、フレーム画像作成部５４は、記憶装置５１に格納された被検査チップ３３２の４つのアライメントマーク２７の位置データを基準にして、各フレーム領域３０を設定する。これにより、フレーム画像３１内の各図形パターンの位置は、フレーム領域３０の基準位置を介して、被検査チップ３３２の高精度に検出された４つのアライメントマーク２７の位置を基準に測定可能となる。そして、フレーム領域３０を被検査画像の単位領域として使用する。なお、各フレーム領域３０は、画像の抜けが無いように、互いにマージン領域が重なり合うように構成されると好適である。作成されたフレーム画像３１は、記憶装置５６に格納される。

一方、参照画像作成回路１１２は、基板１０１に形成された複数の図形パターンの元になる設計データに基づいて、フレーム領域３０毎に、フレーム画像３１に対応する参照画像を作成する。具体的には、以下のように動作する。まず、記憶装置１０９から制御計算機１１０を通して設計パターンデータを読み出し、この読み出された設計パターンデータに定義された各図形パターンを２値ないしは多値のイメージデータに変換する。

上述したように、設計パターンデータに定義される図形は、例えば長方形や三角形を基本図形としたもので、例えば、図形の基準位置における座標（ｘ、ｙ）、辺の長さ、長方形や三角形等の図形種を区別する識別子となる図形コードといった情報で各パターン図形の形、大きさ、位置等を定義した図形データが格納されている。

かかる図形データとなる設計パターンデータが参照画像作成回路１１２に入力されると図形ごとのデータにまで展開し、その図形データの図形形状を示す図形コード、図形寸法などを解釈する。そして、所定の量子化寸法のグリッドを単位とするマス目内に配置されるパターンとして２値ないしは多値の設計パターン画像データに展開し、出力する。言い換えれば、設計データを読み込み、検査領域を所定の寸法を単位とするマス目として仮想分割してできたマス目毎に設計パターンにおける図形が占める占有率を演算し、ｎビットの占有率データを出力する。例えば、１つのマス目を１画素として設定すると好適である。そして、１画素に１／２^８（＝１／２５６）の分解能を持たせるとすると、画素内に配置されている図形の領域分だけ１／２５６の小領域を割り付けて画素内の占有率を演算する。そして、８ビットの占有率データとなる。かかるマス目（検査画素）は、測定データの画素に合わせればよい。

次に、参照画像作成回路１１２は、図形のイメージデータである設計パターンの設計画像データに、所定のフィルタ関数を使ってフィルタ処理を施す。これにより、画像強度（濃淡値）がデジタル値の設計側のイメージデータである設計画像データをマルチ１次電子ビーム２０の照射によって得られる像生成特性に合わせることができる。作成された参照画像の画素毎の画像データは比較回路１０８に出力される。比較回路１０８内に転送された参照画像データは、記憶装置５２に格納される。

次に、位置合わせ部５７は、被検査画像となるフレーム画像３１と、当該フレーム画像３１に対応する参照画像とを読み出し、画素より小さいサブ画素単位で、両画像を位置合わせする。例えば、最小２乗法で位置合わせを行えばよい。

そして、比較部５８は、フレーム画像３１と参照画像とを画素毎に比較する。比較部５８は、所定の判定条件に従って画素毎に両者を比較し、例えば形状欠陥といった欠陥の有無を判定する。例えば、画素毎の階調値差が判定閾値Ｔｈよりも大きければ欠陥と判定する。そして、比較結果が出力される。比較結果は、記憶装置１０９、モニタ１１７、若しくはメモリ１１８に出力される、或いはプリンタ１１９より出力されればよい。

なお、上述した例では、ダイ－データベース検査について説明したが、これに限るものではない。ダイ－ダイ検査を行う場合であっても良い。ダイ－ダイ検査を行う場合、対象となるフレーム画像３１（ダイ１）と、当該フレーム画像３１と同じパターンが形成されたフレーム画像３１（ダイ２）（参照画像の他の一例）との間で、上述した位置合わせと比較処理を行えばよい。

以上のように、実施の形態１によれば、マルチ電子ビームを用いて高精度にアライメントマークの位置を検出できる。

以上の説明において、一連の「～回路」は、処理回路を含み、その処理回路には、電気回路、コンピュータ、プロセッサ、回路基板、量子回路、或いは、半導体装置等が含まれる。また、各「～回路」は、共通する処理回路（同じ処理回路）を用いてもよい。或いは、異なる処理回路（別々の処理回路）を用いても良い。プロセッサ等を実行させるプログラムは、磁気ディスク装置、磁気テープ装置、ＦＤ、或いはＲＯＭ（リードオンリメモリ）等の記録媒体に記録されればよい。例えば、位置回路１０７、比較回路１０８、参照画像作成回路１１２、ステージ制御回路１１４、レンズ制御回路１２４、ブランキング制御回路１２６、偏向制御回路１２８、カメラ制御回路１３０、マーク位置検出回路１３２、及び位置合わせ回路１３４は、上述した少なくとも１つの処理回路で構成されても良い。例えば、これらの回路内での処理を制御計算機１１０で実施しても良い。

以上、具体例を参照しつつ実施の形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。図１の例では、１つの照射源となる電子銃２０１から照射された１本のビームから成形アパーチャアレイ基板２０３によりマルチ１次電子ビーム２０を形成する場合を示しているが、これに限るものではない。複数の照射源からそれぞれ１次電子ビームを照射することによってマルチ１次電子ビーム２０を形成する態様であっても構わない。

また、装置構成や制御手法等、本発明の説明に直接必要しない部分等については記載を省略したが、必要とされる装置構成や制御手法を適宜選択して用いることができる。

その他、本発明の要素を具備し、当業者が適宜設計変更しうる全てのアライメントマーク位置の検出方法は、本発明の範囲に包含される。

１０ １次電子ビーム
１１ 特定の１次電子ビーム
２０ マルチ１次電子ビーム
２２ 穴
２７ アライメントマーク
２９ サブ照射領域
３０ フレーム領域
３１ フレーム画像
３２ ストライプ領域
３３ 矩形領域
３４ 照射領域
５０，５１，５２，５６ 記憶装置
５４ フレーム画像作成部
５７ 位置合わせ部
５８ 比較部
１００ 検査装置
１０１ 基板
１０２ 電子ビームカラム
１０３ 検査室
１０５ ステージ
１０６ 検出回路
１０７ 位置回路
１０８ 比較回路
１０９ 記憶装置
１１０ 制御計算機
１１２ 参照画像作成回路
１１４ ステージ制御回路
１１７ モニタ
１１８ メモリ
１１９ プリンタ
１２０ バス
１２２ レーザ測長システム
１２３ チップパターンメモリ
１２４ レンズ制御回路
１２６ ブランキング制御回路
１２８ 偏向制御回路
１３０ カメラ制御回路
１３１ 検出回路
１３２ マーク位置検出回路
１３４ 位置合わせ回路
１４２ 駆動機構
１４４，１４６，１４８ ＤＡＣアンプ
１５０ 画像取得機構
１６０ 制御系回路
２０１ 電子銃
２０２ 電磁レンズ
２０３ 成形アパーチャアレイ基板
２０５，２０６，２０７，２２４，２２６ 電磁レンズ
２０８ 主偏向器
２０９ 副偏向器
２１２ 一括ブランキング偏向器
２１３ 制限アパーチャ基板
２１４ ビームセパレーター
２１６ ミラー
２１８ 偏向器
２１９ 光学式カメラ
２２２ マルチ検出器
３００ マルチ２次電子ビーム
３３０ 検査領域
３３２ チップ

Claims (7)

1. アライメントマークを有するパターンが形成された基板に対して、光学式カメラにより当該アライメントマークを撮像する工程と、
   撮像された光学画像を用いて当該アライメントマークの第１の位置を検出する工程と、
   検出された第１の位置を基準にマルチ電子ビームを用いて当該アライメントマークの第１の２次電子画像を取得する工程と、
   取得された第１の２次電子画像を用いて当該アライメントマークの第２の位置を検出する工程と、
   検出された第２の位置を前記マルチ電子ビームのうち所定の電子ビームの照射領域に合わせた状態で、前記所定の電子ビームを用いて当該アライメントマークの第２の２次電子画像を取得する工程と、
   取得された第２の２次電子画像を用いて当該アライメントマークの第３の位置を検出し、出力する工程と、
   を備えたことを特徴とするアライメントマーク位置の検出方法。
2. 前記所定の電子ビームとして、前記マルチ電子ビームの中心ビームを用いることを特徴とする請求項１記載のアライメントマーク位置の検出方法。
3. 前記第１の２次電子画像は、前記第２の２次電子画像よりも粗い分解能の画像として取得されることを特徴とする請求項１又は２記載のアライメントマーク位置の検出方法。
4. 前記基板には、複数のチップが形成され、
   前記複数のチップは、それぞれ複数のアライメントマークを有し、
   前記複数のチップの１つのチップが有するいずれかのアライメントマークの光学画像を用いて検出された当該アライメントマークの前記第１の位置と、前記複数のチップの他の１つのチップが有するいずれかのアライメントマークの光学画像を用いて検出された当該アライメントマークの前記第１の位置とを用いて、前記基板の配置角度を調整する工程をさらに備えたことを特徴とする請求項１～３いずれか記載のアライメントマーク位置の検出方法。
5. アライメントマークを有するパターンが形成された基板に対して、当該アライメントマークを撮像する光学式カメラと、
   撮像された光学画像を用いて当該アライメントマークの第１の位置を検出する位置検出部と、
   検出された第１の位置を基準にマルチ電子ビームを用いて当該アライメントマークの第１の２次電子画像を取得する画像取得機構と、
   を備え、
   前記位置検出部は、取得された第１の２次電子画像を用いて当該アライメントマークの第２の位置を検出し、
   前記画像取得機構は、検出された第２の位置を前記マルチ電子ビームのうち所定の電子ビームの照射領域に合わせた状態で、前記所定の電子ビームを用いて当該アライメントマークの第２の２次電子画像を取得し、
   前記位置検出部は、取得された第２の２次電子画像を用いて当該アライメントマークの第３の位置を検出することを特徴とするアライメントマーク位置の検出装置。
6. 前記所定の電子ビームとして、前記マルチ電子ビームの中心ビームを用いることを特徴とする請求項５記載のアライメントマーク位置の検出装置。
7. 前記基板には、複数のチップが形成され、
   前記複数のチップは、それぞれ複数のアライメントマークを有し、
   前記複数のチップの１つのチップが有するいずれかのアライメントマークの光学画像を用いて検出された当該アライメントマークの前記第１の位置と、前記複数のチップの他の１つのチップが有するいずれかのアライメントマークの光学画像を用いて検出された当該アライメントマークの前記第１の位置とを用いて、前記基板の配置角度を調整する配置角度調整部をさらに備えたことを特徴とする請求項５～６いずれか記載のアライメントマーク位置の検出装置。

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