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JP2014143033A - Stage device and beam irradiation device - Google Patents

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JP2014143033A
JP2014143033A JP2013009727A JP2013009727A JP2014143033A JP 2014143033 A JP2014143033 A JP 2014143033A JP 2013009727 A JP2013009727 A JP 2013009727A JP 2013009727 A JP2013009727 A JP 2013009727A JP 2014143033 A JP2014143033 A JP 2014143033A
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Abstract

【課題】
本発明は、反射ミラーを長尺化や、一方向に複数の干渉計の設置を行うことなく、広範囲に亘って試料ステージの位置の特定を可能とすることを目的とするステージ装置の提供を目的とする。
【解決手段】
上記目的を達成するために本発明によれば、試料ステージと、レーザ干渉計を備えたステージ装置であって、試料ステージの位置を特定するための上述のレーザ干渉計とは異なる他のステージ位置測定装置と、レーザ干渉計と他のステージ位置測定装置を切り替える制御装置を備え、試料ステージは、反射ミラーに前記レーザ光が照射されない位置まで移動可能に構成され、制御装置は、当該反射ミラーにレーザ光が照射されない位置に、試料ステージが位置している場合に、他のステージ位置測定装置による位置測定を行うステージ装置を提案する。
【選択図】 図2
【Task】
The present invention provides a stage apparatus that is capable of specifying the position of a sample stage over a wide range without lengthening a reflecting mirror or installing a plurality of interferometers in one direction. Objective.
[Solution]
In order to achieve the above object, according to the present invention, a stage apparatus including a sample stage and a laser interferometer, which is different from the above-described laser interferometer for specifying the position of the sample stage. A control device that switches between a measurement device, a laser interferometer, and another stage position measurement device, the sample stage is configured to be movable to a position where the laser beam is not irradiated on the reflection mirror, and the control device is connected to the reflection mirror A stage device is proposed that performs position measurement with another stage position measurement device when the sample stage is located at a position where the laser beam is not irradiated.
[Selection] Figure 2

Description

本発明は、半導体デバイスの加工や検査を行う荷電粒子線装置や縮小露光装置等に用いられるステージ装置に係り、特に、反射ミラーにビームを照射することにより、ステージ位置を特定するステージ装置、及び当該ステージ装置を備えたビーム照射装置に関する。 The present invention relates to a stage apparatus used in a charged particle beam apparatus, a reduced exposure apparatus or the like that processes or inspects a semiconductor device, and in particular, a stage apparatus that identifies a stage position by irradiating a beam onto a reflecting mirror, and The present invention relates to a beam irradiation apparatus including the stage device.

近年、ウェーハの大口径化に伴い、半導体デバイスの測定や検査を行う荷電粒子線装置の試料室およびステージが拡大傾向にある。例えば半導体検査装置のうち電子線を用いて回路パターンを検査するSEM式画像取得装置においては、ウェーハサイズの直径300ミリメートルから直径450ミリメートルへの移行などである。
SEM式画像取得装置においては、高精度なステージの位置決め動作が必要であり、この時のステージ位置測定手段としてレーザ干渉計と反射ミラーを用いる方法が知られている。このレーザ干渉計は、数十ピコメートルの測定精度を有しており、このレーザ干渉計を用いた試料ステージは高精度な位置決めを可能にするため、半導体のような微細な試料を検査する装置に広く使われている。
特許文献1には、レーザ干渉計と反射ミラーを用いて、試料ステージ位置を特定する距離測定装置が開示されており、特に一方向のステージ位置を特定するために複数のミラーを設けることが説明されている。
In recent years, as the diameter of a wafer increases, the sample chamber and stage of a charged particle beam apparatus that performs measurement and inspection of a semiconductor device tend to expand. For example, in an SEM type image acquisition apparatus that inspects a circuit pattern using an electron beam in a semiconductor inspection apparatus, the wafer size is changed from 300 mm in diameter to 450 mm in diameter.
In the SEM type image acquisition apparatus, a highly accurate stage positioning operation is necessary, and a method using a laser interferometer and a reflection mirror as a stage position measuring means at this time is known. This laser interferometer has a measurement accuracy of several tens of picometers, and since the sample stage using this laser interferometer enables high-precision positioning, it is an apparatus for inspecting fine samples such as semiconductors. Widely used in
Patent Document 1 discloses a distance measuring device that specifies a sample stage position using a laser interferometer and a reflection mirror, and in particular, a description of providing a plurality of mirrors to specify a stage position in one direction. Has been.

特開平6−69099号公報(対応米国特許USP 5,523,841)JP-A-6-69099 (corresponding US Pat. No. 5,523,841)

レーザ干渉計は反射ミラーで反射したレーザ干渉光を受けて位置を測定する測定器であるが、レーザ干渉光を失うと測定値が不定の状態になってしまいステージの位置決め動作を継続することができない。そのため、ウェーハ等の試料の大型化に伴い、試料室内全域を網羅できるように反射ミラーが長尺化してきた。
高精度な平面度を必要とする反射ミラーが長尺化してしまうと、加工性および取り付けの面で非常に困難になり、反射ミラーの購入コストの面でも非常に高価になる。さらには、荷電粒子装置のように試料室内を真空に保つ必要がある装置の場合、試料室や鏡筒のように大気を遮蔽する構造物に覆う構造体が必要であり、長尺化した反射ミラーと試料室が干渉しないようにするために、試料室が拡大してしまうという問題があった。また試料室の拡大は、製造原価の増大、装置設置面積の拡大、装置搬送コストの増大を伴ってしまう。
The laser interferometer is a measuring device that receives the laser interference light reflected by the reflecting mirror and measures the position. However, if the laser interference light is lost, the measured value becomes indeterminate and the stage positioning operation may continue. Can not. For this reason, with an increase in the size of a sample such as a wafer, the length of the reflection mirror has been increased so that the entire sample chamber can be covered.
If a reflecting mirror that requires high-precision flatness becomes long, it becomes very difficult in terms of workability and mounting, and the cost of purchasing the reflecting mirror becomes very expensive. Furthermore, in the case of a device that needs to keep the sample chamber in a vacuum, such as a charged particle device, a structure that covers the structure that shields the atmosphere, such as a sample chamber or a lens barrel, is required, and a long reflection is required. In order to prevent the mirror and the sample chamber from interfering with each other, there is a problem that the sample chamber is enlarged. Moreover, the expansion of the sample chamber is accompanied by an increase in manufacturing cost, an expansion of the apparatus installation area, and an increase in the apparatus transport cost.

特許文献1に開示されているような複数のミラーを備えた干渉計によれば、ミラーの鏡面長を大きくすることなく、測定範囲を広げることができるが、ミラーを複数設置する必要がある。また、広い範囲をカバーするために、一方向について、複数の干渉計(レーザ光源)を設ける必要がある。このような複数の光学素子の設置は、他の試料室内の構造物等を含めた設置条件の制約を受けるだけではなく、複数のレーザ干渉計の設置に要する試料室内の容積が増大することになり、試料室の大型化や高コスト化が避けられない。   According to the interferometer including a plurality of mirrors as disclosed in Patent Document 1, the measurement range can be expanded without increasing the mirror surface length of the mirror, but a plurality of mirrors need to be installed. In order to cover a wide range, it is necessary to provide a plurality of interferometers (laser light sources) in one direction. The installation of such a plurality of optical elements is not only limited by installation conditions including structures in other sample chambers, but also increases the volume of the sample chamber required for the installation of a plurality of laser interferometers. Therefore, an increase in the size and cost of the sample chamber is inevitable.

以下に、反射ミラーを長尺化や、一方向に複数の干渉計の設置を行うことなく、広範囲に亘って試料ステージの位置の特定を可能とすることを目的とするステージ装置、およびビーム照射装置について説明する。   Below, a stage device and beam irradiation aiming at specifying the position of the sample stage over a wide range without lengthening the reflection mirror and installing a plurality of interferometers in one direction The apparatus will be described.

上記目的を達成するための一態様として、試料ステージと、当該試料ステージに設けられる反射ミラーと、当該反射ミラーにレーザ光を照射することによって前記試料ステージの位置を測定するためのレーザ干渉計を備えたステージ装置であって、試料ステージの位置を特定するための上述のレーザ干渉計とは異なる他のステージ位置測定装置と、レーザ干渉計と他のステージ位置測定装置を切り替える制御装置を備え、試料ステージは、反射ミラーに前記レーザ光が照射されない位置まで移動可能に構成され、制御装置は、当該反射ミラーにレーザ光が照射されない位置に、試料ステージが位置している場合に、他のステージ位置測定装置による位置測定を行うステージ装置、及びビーム照射装置を提案する。   As one aspect for achieving the above object, a sample stage, a reflection mirror provided on the sample stage, and a laser interferometer for measuring the position of the sample stage by irradiating the reflection mirror with laser light are provided. A stage apparatus equipped with another stage position measuring device different from the above-mentioned laser interferometer for specifying the position of the sample stage, and a control device for switching between the laser interferometer and the other stage position measuring apparatus, The sample stage is configured to be movable to a position where the reflection mirror is not irradiated with the laser beam, and the control device is configured so that when the sample stage is located at a position where the reflection mirror is not irradiated with the laser beam, A stage device and a beam irradiation device that perform position measurement using a position measurement device are proposed.

上記構成によれば、一方向について複数の干渉計を設けたり、長い反射ミラーを設けることなく、広範囲に亘って高精度に試料ステージの位置を測定することが可能となる。   According to the above configuration, the position of the sample stage can be measured with high accuracy over a wide range without providing a plurality of interferometers in one direction or providing a long reflecting mirror.

電子顕微鏡装置の全体構成を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the whole structure of an electron microscope apparatus. 電子顕微鏡装置の横断面図でありステージの移動範囲を示す図である。It is a cross-sectional view of an electron microscope apparatus, and is a figure which shows the moving range of a stage. 電子顕微鏡装置における実行手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the execution procedure in an electron microscope apparatus. 電子顕微鏡装置における実行手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the execution procedure in an electron microscope apparatus.

半導体デバイス上に形成されたパターンのような微細な構造物の検査や測定を行う場合には、その微細な構造物を含む領域を正確に電子顕微鏡等の視野に収める必要がある。そのため、電子顕微鏡等の試料ステージには、高精度な位置決め精度が必要とされる。高精度な位置決めのために、試料ステージの位置を特定するための測定装置の中でもレーザ干渉計のような高精度な位置特定を行うことが可能な測定装置を、試料ステージに設ける必要がある。   When inspecting or measuring a fine structure such as a pattern formed on a semiconductor device, it is necessary to accurately place a region including the fine structure in the field of view of an electron microscope or the like. Therefore, high precision positioning accuracy is required for a sample stage such as an electron microscope. In order to perform high-precision positioning, it is necessary to provide a measurement apparatus such as a laser interferometer capable of performing high-accuracy position specification among the measurement apparatus for specifying the position of the sample stage on the sample stage.

その一方で、ウェーハの交換時には、レーザ干渉計を用いなければならないほどの高精度な位置決めを必要としていない。さらには、半導体デバイスの測定や検査を行う装置においては、アライメント測定と呼ばれるステージの座標系とウェーハの座標系との回転量およびオフセット量を測定し、目標位置を更新するため、アライメント測定が行えるだけの位置決め精度で良いことがある。経験的には、ウェーハ交換時およびアライメント測定時には、数ミクロンオーダーの位置決め精度で十分である。   On the other hand, when exchanging the wafer, positioning is not required so accurately that a laser interferometer must be used. Furthermore, in an apparatus for measuring and inspecting semiconductor devices, alignment measurement can be performed to measure the amount of rotation and offset between the coordinate system of the stage called alignment measurement and the coordinate system of the wafer and update the target position. Only positioning accuracy may be good. Empirically, positioning accuracy on the order of several microns is sufficient when exchanging wafers and measuring alignment.

発明者らは、半導体測定装置等の上記状況から、反射ミラーを長尺化することなくレーザ干渉計が必要になる高精度な位置決め動作と、レーザ干渉計に比べて低精度な位置決め動作を両立させることが可能なステージ装置を想到するに至った。
具体的には、試料室内全域をカバーするリニアエンコーダのようなステージ位置を特定するための第一の測定装置と、測定領域が一部重複するようにレーザ干渉計と反射ミラーによるステージ位置の第二の測定装置を備えたステージ装置を想到するに至った。また、一般的に半導体検査装置に搭載されているアライメント測定機能を用いて、第一の測定分解能と第二の測定分解能を補正することにより、反射ミラーを長尺化することなく、レーザ干渉計ほどの高精度が必要のないウェ−ハ交換動作やアライメント測定時のステージ位置決め動作を満足し、かつ半導体のような微細な試料を検査するときには、レーザ干渉計からのステージの位置情報に基づいて高精度な位置決めが可能となる。
The inventors have achieved both high-accuracy positioning operation that requires a laser interferometer without increasing the length of the reflection mirror and low-accuracy positioning operation compared to the laser interferometer, from the above situation of the semiconductor measurement device and the like. We have come up with a stage device that can be used.
Specifically, a first measuring device for specifying a stage position, such as a linear encoder that covers the entire sample chamber, and a stage position by a laser interferometer and a reflecting mirror so that the measurement areas partially overlap. The inventors have come up with a stage device equipped with a second measuring device. In addition, a laser interferometer can be used without correcting the length of the reflection mirror by correcting the first measurement resolution and the second measurement resolution by using an alignment measurement function generally mounted in a semiconductor inspection apparatus. When inspecting a minute sample such as a semiconductor that satisfies the wafer replacement operation and the positioning operation during alignment measurement that do not require such high accuracy, it is based on the stage position information from the laser interferometer. High-precision positioning is possible.

上記のような構成によれば、反射ミラーの長大化を防止でき、購入コストの低減および取り付けが容易にすることが可能になる。
以下、レーザ干渉計を備えたステージの具体的な構成について、図面を用いて説明する。図1は、半導体測定や検査に用いられる荷電粒子線装置の一態様である走査電子顕微鏡の概要を示す図である。なお、以下、走査電子顕微鏡を例にとって説明するが、集束イオンビーム照射装置等の他の荷電粒子線装置に、後述するステージ装置を設けることも可能である。また、後述するステージ装置は、荷電粒子線装置に限らず、高精度な位置決めを必要とする他のビーム照射装置(縮小投影露光装置等)に適用することも可能である。
図1において、大きく分けて試料室2および鏡筒15、ロードチャンバ21から構成される。試料室2は試料室用真空ポンプ1により真空排気が可能になっており、試料室2および鏡筒15内を真空にしている。ロードチャンバ21には、ゲートバルブ26およびロードチャンバ21内を個別に真空排気が可能なようにロードチャンバ用真空ポンプ27を備えている。
試料室2の内部には、試料ステージ7が搭載されており、アクチュエータとしてパルスモータ10(図1中「PM」と略す)を回転させることにより、Xボールねじ11が回転運動を直線運動に変換する。この時、ベース3に固定されて取り付けた案内機構としてのX滑り案内部材5により拘束され、Xボールねじ11に取り付けられたXロッド12を押し引きすることにより、一方向(X方向(図1中左右方向))に試料ステージ7の移動が可能になっている。この時、試料ステージ7の位置を測定する手段として、レーザ干渉計(図1中「干渉計」と略す)28およびリニアエンコーダ4などの位置検出器を用いてステージの位置測定を行っている。また、試料ステージ7には、Xすべり案内部材5と直角に交差したYすべり案内部材6が同様に構成され、試料ステージ7はYすべり案内部材6に沿って一方向(Y方向(図1中前後方向))に移動する。
制御装置18は、前述したレーザ干渉計28およびリニアエンコーダ4を用いて測定した位置情報をもとにパルスモータ10を回転させ位置決め制御を行う。なお、制御装置18は、マイクロプロセッサや内臓メモリを備えており、目標位置と現在の試料ステージ7の位置を逐次比較し、必要量の駆動指令信号をパルスモータ10へ出力し、試料ステージ7を位置決めさせている。
試料室2の上部には、電子線源となる電子銃16、電子線22の軌道を変える偏向器23、電子線22を収束させる電子レンズ14、ウェーハ13から放射される二次電子24を取り込むための二次電子検出器17が組み込まれた鏡筒15を搭載している。二次電子検出器17の信号は、画像処理19により信号処理され、観察用のモニタ20に送られる。
次に、図1および図2、図3を用いて、走査電子顕微鏡を備えた半導体の測定、或いは検査を行う装置(以下、半導体検査装置と略称する)を用いたウェーハの検査手順について説明する。図2は、図1に例示した走査電子顕微鏡の上視図である。図2に例示されているように、試料ステージ7に設けられた反射ミラー8は、試料ステージ7の位置によっては、レーザ干渉計28(レーザ光源)から放出されるビームが照射されない場合がある。これは単にウェーハ13の大型化に追従して反射ミラー8を大型化するのではなく、試料ステージの移動範囲を全てカバーする場合と比較して、相対的に反射ミラー8を短くした結果である。本実施例では、反射ミラー8のレーザ軌道に対して垂直な方向の長さ(例えばX方向のステージ位置を特定するためのミラーであればY方向のレーザ受光部の長さ)が、ウェーハ13の直径とほぼ同じに設定されている。これは、走査電子顕微鏡の電子ビームの照射位置(電子ビームの理想光軸(例えば図2の2つのレーザ干渉計28のビーム軌道の交点))とウェーハ13が重なるステージ位置では、レーザ干渉計28での位置特定を可能とするための条件である。一方で、本実施例装置では、レーザ干渉計28では位置の特定ができない(レーザが反射ミラーに照射されない)ステージの移動範囲が存在する。
電子ビーム照射を行う場合以外の動作(ウェーハの交換や光学顕微鏡によるアライメント)では高精度な位置特定を必要としないため、本実施例では、反射ミラーを必要としない反面、レーザ干渉計に対して精度の劣る第1の測定装置と、高精度な位置測定が可能であるが反射ミラーが必要な第2の測定装置を併用するステージ装置を提案する。また、単に2つの測定装置を併用するのではなく、両者の測定範囲を重畳させると共に、ステージ移動後に行われる動作が電子ビーム照射であるのか(或いは高精度な位置合わせを必要としない動作であるのか)、及び/またはウェーハとビームの照射位置が重畳するステージ位置なのかの判断に基づいて、2つの測定装置を使い分ける、或いは併用するように制御する制御装置を備えたステージ装置を提案する。
上記構成によれば、一方向について、複数のレーザ干渉計を用いるような複雑な位置測定装置を設けることなく、ウェーハ13の直径と同じ長さまで、反射ミラーの長さを短縮化することができる。但し半導体ウェーハは、縁部の部分にはパターンが形成されないことが多いので、このようなウェーハのみを対象とする装置であれば、ウェーハの直径からパターンが形成されない縁部の寸法を減算した長さの反射ミラーとすることもできる。
なお、本実施例の試料ステージは、X方向とY方向に移動可能なX−Yステージである。例えばレーザ干渉計を用いて試料ステージのX方向の位置を測定するときには、Y方向とZ方向に平行な反射面を持つ反射ミラーに、X方向からレーザ光を照射する。X方向の位置を測定するための反射ミラーのY方向の移動範囲は、レーザ干渉計によって当該反射ミラーにレーザ光が照射される範囲と、レーザ光が照射されない範囲の双方を含んでいる。
図3は図1に例示した半導体検査装置を用いたウェーハの検査方法のフローチャートである。図3のステップS10により図2の試料ステージ7をウェーハ交換位置へ移動させる。次のステップS20によりゲートバルブ26を開く、ステップS30では搬送アーム25を伸ばし、ロードチャンバ21内にあるウェーハ13と試料室2内にある搬出すべきウェーハを交換する。ここでは、試料室2内に搬出すべきウェーハが有ると仮定しているが、搬出すべきウェーハが無い場合は試料室2内への搬送のみを行う。次のステップS40では、ゲートバルブ26を閉める。次のステップS50では、試料ステージ7を光学顕微鏡9の視野範囲へ移動させる。次のステップS60では、光学顕微鏡9を用いた低倍のアライメント測定を行い、ステージの座標系とウェーハの座標系との回転量およびオフセット量を算出し、目標位置を更新する。次のステップS70では、試料ステージ7はレーザ干渉計28による測定範囲に侵入するため、レーザ干渉計28のリセットを行い。ステージ位置の測定を開始する。次のステップS80では二次電子像による中間倍アライメントを行うために鏡筒15の視野範囲に試料ステージ7を移動させる。ここで、二次電子像を用いた中間倍アライメントを実施し、より高精度な回転量およびオフセット量、スケールの大きさを補正した目標位置に更新する。この時、試料ステージ7の目標位置は、ステップS60で更新された目標位置を使用し、鏡筒15の視野範囲への位置決めを行う。
中間倍でのアライメントは、例えば位置合わせパターン等を用いたテンプレートマッチング等で行われ、電子線22をウェーハ13へ照射し、反射してきた二次電子24を二次電子検出器16にて取得した二次電子像から画像処理19で、所望の位置を特定する。所望の位置を特定した時に、さらに回転量とオフセット量を算出し、高精度に目標位置を更新する。
ステップS90では、予め登録しておいた検査ポイントに試料ステージ7を移動し、画像認識から検査すべき位置を特定し、高倍の二次電子画像を取得する。ステップS90を検査ポイント分だけ繰り返し行った後は、試料ステージ7をウェーハ交換位置へ移動させ、次のステップS110でゲートバルブ26を開く、次のステップS120で検査終了したウェーハ13と次に検査すべきウェーハを交換する。この時、次に検査すべきウェーハが無い場合は、次のステップS130でゲートバルブ26を閉じて一連の検査工程が終了する。次に検査すべきウェーハがある場合は、ステップS40〜ステップS130が繰り返し行われる。
ここで、前記した構成を持つ本発明実刑形態に係る半導体検査装置の使用方法について詳細に説明する。通常、利用者は、ウェーハ13のパターン形状の評価方法として、(1)所望のパターンがチップ内のどの位置にあるか、(2)1枚のウェーハ13に対して配列されたどのチップのパターンを評価するか、のそれぞれについて位置を用いて予め登録しておく。検査する際は、制御装置18は、登録された内容に基づき、光学顕微鏡9の視野へ試料ステージ7を移動させ、測定ポイント数点を測定し、ステージの座標系とウェーハの座標系の回転量及びオフセット量を測定する。測定された回転量とオフセット量をもとに、目標位置を更新する。次にこの更新された目標位置をもとに、電子線22の視野へ試料ステージ7を移動させ、電子線22を照射して二次電子像を取得し、回転量とオフセット量を再度測定し、目標位置を更新する。
電子線22をウェーハ13上に照射し、偏向器23で走査して数万倍から数十万倍の二次電子像を取得し、モニタ20上に表示する。そして、この二次電子像の明暗の変化からパターンの形状を判別し、指定した形状(パターン線幅やピッチ等)の寸法値を算出する。そのあと、次に登録されたチップの位置に移動し、同様に画像取得を繰り返し行う。なお、アライメント測定に必要な光学顕微鏡7は、電子ビーム中心と同一線上に光学顕微鏡9を設置することは、電子レンズ14との物理的干渉により困難なため、鏡筒15からオフセットさせた場所に備えている。
次に本実施の形態で使用しているステージ位置測定手段であるレーザ干渉計28および反射ミラー8、リニアエンコーダ4について説明する。レーザ干渉計28は、数十ピコメートルの測定精度を有しており、このレーザ干渉計28を用いた試料ステージ7は高精度な位置決めを可能にするため、半導体検査装置のような微細なものを検査する装置に広く使われている。しかし、レーザ干渉計28は、照射したレーザ光が反射ミラー8から外れてしまうと測定値が不定の状態となり、ステージの位置を見失ってしまう。そのため、試料室2内全域で試料ステージ7が動いても試料ステージ7の位置を見失わないように反射ミラー8が長尺化してきた。しかし、高精度な平面度を必要とする反射ミラー8の長尺化は加工性取り付けの面で非常に困難になりコストの面でも非常に高価であるばかりか、荷電粒子装置のように試料室2内を真空に保つ必要がある装置の場合、試料室2や鏡筒15のように大気を遮蔽する構造物に覆う構造体が必要であり、長尺化した反射ミラー8と試料室2の側面が干渉しないようにするために、試料室2が拡大してしまうという問題があった。また試料室の拡大は、装置設置面積の拡大、装置搬送コストの増大を伴ってしまう。
これを解決するために、本実施形態では、リニアエンコーダ4によるステージ位置測定方法と、レーザ干渉計28によるステージ位置測定方法を備えている。図2に示した一連の動作シーケンスの中でウェーハ交換位置への試料ステージ7の位置決めおよび光学顕微鏡9によるアライメント測定時における位置決めにおいては、レーザ干渉計28を用いた試料ステージ7の位置決めほどの高精度を必要としない。そこで、試料室内全ストロークを移動するときは、リニアエンコーダ4の位置値を用いて試料ステージ7位置決めを行う。図2ステップS80およびステップS90の測定を行う時は、レーザ干渉計28を用いた高精度な位置決め制御へと切り替えている。
次に図4を用いてリニアエンコーダ4とレーザ干渉計28の切り替え方法について詳細に説明する。ステップS401では、次のステップが二次電子像取得であるかを判定し、NOであればこれまで通りリニアエンコーダ4による試料ステージ7の位置決めを行う。YESであれば、次のステップS402でレーザ干渉計28による測定可能範囲であるかを判定し、YESになるまで待機する。YESになれば、次のステップS403にてレーザ値をリセットし即座にレーザ干渉計28を有効にする。次のS404ではリニアエンコーダ4を使用したままステージ位置決めを行う。次にステップS405にて電子線による中間倍アライメント測定を行い、目標位置を更新する。次のステップS406にて、更新した目標位置をもとにレーザ干渉計28を用いた高精度位置決めを行う。
次にレーザリセットした時のステージ測定値の取り扱いについて詳細に説明する。ステップS404では、レーザ干渉計のリセットを行うが、このときレーザ干渉計によるステージ位置測定値をXL、リニアエンコーダによるステージ位置測定値をXEとすれば、(数1)のように同じ位置情報を代入する。
Xl=XE (数1)
このとき、レーザ干渉計の分解能をΔXL、リニアエンコーダの分解能をΔXEとすると(数2)のような関係になる。
ΔXL<ΔXE (数2)
以上のことから、以下の(数3)に示したように単純な代入だけでは最大ΔXEの分だけ誤差が含まる。
XL=XE±ΔXE (数3)
しかし、ステップS405の二次電子画像による中倍アライメント時に再度ウェーハの位置とステージ位置の回転量およびオフセット量を測定により、最終的な目標位置を更新する。そのため、最終的な目標位置とレーザ干渉計で測定した現在のステージの位置とを比較すれば残りの位置偏差量を高精度に算出することができる。この位置偏差分をレーザ干渉計を用いて試料ステージ7を移動すればよいので、ステップS404で含んでしまったレーザ干渉計28に含まれる誤差分は無視することが可能である。
次のステップS406では、ステップS405で算出した位置偏差量の分だけ試料ステージ7を駆動させる。もしくは、電子線22を偏向器23で偏向させて次のステップS407を実施し、高倍の二次電子画像を取得する。
次のステップS408では、高倍二次電子像を取得するべきポイントがあるかを判定し、有ればステップS406から繰り返し行う。ステップS408で二次電子像を取得するポイントが無くなれば、レーザ干渉計28の情報を無視してリニアエンコーダ4のみのステージ位置決め動作を行う。
なお、本実施形態では、フルストロークに対応したステージ位置測定用にリニアエンコーダ5を用いているが、試料ステージ7に取り付けたポジションセンサ、またはモータおよびボールねじ11に設置した回転角検出器を用いてステージ位置を測定する方法でも適用は可能である。
また、本実施の形態では、ウェーハステージにおいて本発明を適用したが、レチクルステージにも適用が可能である。
また、本実施の形態では、アライメント測定用として光学顕微鏡9を備えているが、電子顕微鏡による低倍アライメントを行う方法でも適用が可能である。
According to the configuration as described above, it is possible to prevent the reflection mirror from becoming long, and to reduce the purchase cost and make it easy to attach.
Hereinafter, a specific configuration of the stage including the laser interferometer will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing an outline of a scanning electron microscope which is an embodiment of a charged particle beam apparatus used for semiconductor measurement and inspection. In the following, a scanning electron microscope will be described as an example. However, it is also possible to provide a stage device to be described later in another charged particle beam device such as a focused ion beam irradiation device. Further, the stage apparatus described later can be applied not only to the charged particle beam apparatus but also to other beam irradiation apparatuses (such as a reduced projection exposure apparatus) that require highly accurate positioning.
In FIG. 1, it is roughly divided into a sample chamber 2, a lens barrel 15, and a load chamber 21. The sample chamber 2 can be evacuated by the sample chamber vacuum pump 1, and the inside of the sample chamber 2 and the lens barrel 15 is evacuated. The load chamber 21 is provided with a load chamber vacuum pump 27 so that the gate valve 26 and the load chamber 21 can be individually evacuated.
A sample stage 7 is mounted inside the sample chamber 2, and by rotating a pulse motor 10 (abbreviated as “PM” in FIG. 1) as an actuator, the X ball screw 11 converts rotational motion into linear motion. To do. At this time, the X-sliding guide member 5 as a guide mechanism fixed and attached to the base 3 is restrained, and the X-rod 12 attached to the X-ball screw 11 is pushed and pulled, so that one direction (X direction (FIG. 1 The sample stage 7 can be moved in the middle left and right direction)). At this time, as a means for measuring the position of the sample stage 7, the position of the stage is measured using a position detector such as a laser interferometer (abbreviated as “interferometer” in FIG. 1) 28 and the linear encoder 4. The sample stage 7 is similarly configured with a Y slip guide member 6 that intersects the X slide guide member 5 at a right angle, and the sample stage 7 is arranged in one direction (Y direction (in FIG. 1) along the Y slide guide member 6. Move back and forth)).
The control device 18 performs positioning control by rotating the pulse motor 10 based on the position information measured using the laser interferometer 28 and the linear encoder 4 described above. The control device 18 includes a microprocessor and a built-in memory, sequentially compares the target position and the current position of the sample stage 7, outputs a required amount of drive command signal to the pulse motor 10, and controls the sample stage 7. It is positioned.
An electron gun 16 serving as an electron beam source, a deflector 23 that changes the trajectory of the electron beam 22, an electron lens 14 that converges the electron beam 22, and secondary electrons 24 emitted from the wafer 13 are taken into the upper portion of the sample chamber 2. A lens barrel 15 incorporating a secondary electron detector 17 is mounted. The signal from the secondary electron detector 17 is subjected to signal processing by an image processing 19 and sent to an observation monitor 20.
Next, with reference to FIG. 1, FIG. 2, and FIG. 3, a wafer inspection procedure using a semiconductor measurement or inspection apparatus (hereinafter abbreviated as a semiconductor inspection apparatus) equipped with a scanning electron microscope will be described. . FIG. 2 is a top view of the scanning electron microscope illustrated in FIG. As illustrated in FIG. 2, the reflection mirror 8 provided on the sample stage 7 may not be irradiated with the beam emitted from the laser interferometer 28 (laser light source) depending on the position of the sample stage 7. This is a result of relatively shortening the reflecting mirror 8 as compared with the case where the entire moving range of the sample stage is covered, instead of simply enlarging the reflecting mirror 8 following the enlargement of the wafer 13. . In this embodiment, the length of the reflecting mirror 8 in the direction perpendicular to the laser orbit (for example, the length of the laser light receiving portion in the Y direction in the case of a mirror for specifying the stage position in the X direction) is the wafer 13. Is set to approximately the same diameter. This is because the laser interferometer 28 is positioned at the stage position where the wafer 13 overlaps with the electron beam irradiation position of the scanning electron microscope (ideal optical axis of the electron beam (for example, the intersection of the beam trajectories of the two laser interferometers 28 in FIG. 2)). This is a condition for enabling position specification at. On the other hand, in the apparatus of this embodiment, there is a stage moving range in which the position cannot be specified by the laser interferometer 28 (the laser is not applied to the reflection mirror).
Since operations other than electron beam irradiation (wafer replacement and alignment with an optical microscope) do not require high-accuracy positioning, this embodiment does not require a reflecting mirror. A stage apparatus is proposed that uses a first measuring apparatus with inferior accuracy and a second measuring apparatus capable of highly accurate position measurement but requiring a reflecting mirror. In addition, the two measurement devices are not used together, but both measurement ranges are overlapped, and whether the operation performed after moving the stage is electron beam irradiation (or an operation that does not require highly accurate alignment). And / or a stage apparatus provided with a control device that controls the two measurement apparatuses to be used properly or in combination based on the determination of whether the irradiation position of the wafer and the beam is a superimposed stage position.
According to the above configuration, the length of the reflecting mirror can be shortened to the same length as the diameter of the wafer 13 without providing a complicated position measuring device that uses a plurality of laser interferometers in one direction. . However, semiconductor wafers often do not have a pattern formed at the edge, so if the device is intended only for such wafers, the length of the edge where the pattern is not formed is subtracted from the wafer diameter. It can also be a reflective mirror.
The sample stage of the present embodiment is an XY stage that can move in the X direction and the Y direction. For example, when the position of the sample stage in the X direction is measured using a laser interferometer, a laser beam is irradiated from the X direction onto a reflecting mirror having a reflecting surface parallel to the Y direction and the Z direction. The moving range in the Y direction of the reflecting mirror for measuring the position in the X direction includes both a range in which the laser beam is irradiated to the reflecting mirror by the laser interferometer and a range in which the laser beam is not irradiated.
FIG. 3 is a flowchart of a wafer inspection method using the semiconductor inspection apparatus illustrated in FIG. The sample stage 7 in FIG. 2 is moved to the wafer exchange position by step S10 in FIG. In step S20, the gate valve 26 is opened. In step S30, the transfer arm 25 is extended, and the wafer 13 in the load chamber 21 and the wafer to be unloaded in the sample chamber 2 are exchanged. Here, it is assumed that there is a wafer to be unloaded in the sample chamber 2, but if there is no wafer to be unloaded, only the transfer into the sample chamber 2 is performed. In the next step S40, the gate valve 26 is closed. In the next step S50, the sample stage 7 is moved to the visual field range of the optical microscope 9. In the next step S60, low-magnification alignment measurement is performed using the optical microscope 9, the rotation amount and the offset amount between the stage coordinate system and the wafer coordinate system are calculated, and the target position is updated. In the next step S70, since the sample stage 7 enters the measurement range by the laser interferometer 28, the laser interferometer 28 is reset. Start measuring the stage position. In the next step S80, the sample stage 7 is moved to the visual field range of the lens barrel 15 in order to perform intermediate magnification alignment by the secondary electron image. Here, intermediate alignment using a secondary electron image is performed, and updated to a target position with a more accurate rotation amount, offset amount, and scale size corrected. At this time, as the target position of the sample stage 7, the target position updated in step S60 is used to position the lens barrel 15 in the visual field range.
The alignment at the intermediate magnification is performed by, for example, template matching using an alignment pattern or the like, the electron beam 22 is irradiated onto the wafer 13, and the reflected secondary electrons 24 are acquired by the secondary electron detector 16. A desired position is specified by image processing 19 from the secondary electron image. When the desired position is specified, the rotation amount and the offset amount are further calculated, and the target position is updated with high accuracy.
In step S90, the sample stage 7 is moved to an inspection point registered in advance, a position to be inspected is specified from image recognition, and a high-magnification secondary electron image is acquired. After step S90 is repeated for the number of inspection points, the sample stage 7 is moved to the wafer exchange position, the gate valve 26 is opened in the next step S110, and the wafer 13 that has been inspected in the next step S120 is inspected next. Replace the wafer. At this time, if there is no wafer to be inspected next, the gate valve 26 is closed in the next step S130, and a series of inspection processes is completed. If there is a wafer to be inspected next, steps S40 to S130 are repeated.
Here, a method of using the semiconductor inspection apparatus according to the present embodiment having the above-described configuration will be described in detail. In general, the user can evaluate the pattern shape of the wafer 13 as follows: (1) where the desired pattern is located in the chip; (2) which chip pattern is arranged on one wafer 13. Are registered in advance for each of them using the position. At the time of inspection, the control device 18 moves the sample stage 7 to the field of view of the optical microscope 9 based on the registered content, measures several measurement points, and rotates the coordinate system of the stage and the coordinate system of the wafer. Measure the offset amount. The target position is updated based on the measured rotation amount and offset amount. Next, based on the updated target position, the sample stage 7 is moved to the field of view of the electron beam 22, the electron beam 22 is irradiated to acquire a secondary electron image, and the rotation amount and the offset amount are measured again. , Update the target position.
The electron beam 22 is irradiated onto the wafer 13 and scanned by the deflector 23 to acquire a secondary electron image of several tens of thousands to several hundred thousand times and is displayed on the monitor 20. Then, the shape of the pattern is discriminated from the change in brightness of the secondary electron image, and the dimension value of the designated shape (pattern line width, pitch, etc.) is calculated. After that, it moves to the position of the next registered chip and repeats image acquisition in the same manner. The optical microscope 7 necessary for the alignment measurement is difficult to place the optical microscope 9 on the same line as the center of the electron beam due to physical interference with the electron lens 14. I have.
Next, the laser interferometer 28, the reflection mirror 8, and the linear encoder 4 which are stage position measuring means used in this embodiment will be described. The laser interferometer 28 has a measurement accuracy of several tens of picometers, and the sample stage 7 using the laser interferometer 28 can be positioned with high accuracy. Widely used in inspection equipment. However, the laser interferometer 28 loses the position of the stage because the measured value becomes indeterminate when the irradiated laser light deviates from the reflecting mirror 8. For this reason, the reflecting mirror 8 has been elongated so that the position of the sample stage 7 is not lost even if the sample stage 7 moves in the entire area of the sample chamber 2. However, the lengthening of the reflecting mirror 8 that requires a high degree of flatness is not only difficult in terms of workability attachment but also very expensive in terms of cost. In the case of an apparatus that needs to keep the inside of the vacuum 2, a structure that covers the structure that shields the atmosphere, such as the sample chamber 2 and the lens barrel 15, is required. In order to prevent the side surfaces from interfering with each other, there is a problem that the sample chamber 2 is enlarged. Further, the expansion of the sample chamber is accompanied by an expansion of the apparatus installation area and an increase in the apparatus transport cost.
In order to solve this problem, the present embodiment includes a stage position measuring method using the linear encoder 4 and a stage position measuring method using the laser interferometer 28. In the series of operation sequences shown in FIG. 2, the positioning of the sample stage 7 to the wafer exchange position and the positioning at the time of alignment measurement by the optical microscope 9 are as high as the positioning of the sample stage 7 using the laser interferometer 28. Does not require accuracy. Therefore, when the entire stroke in the sample chamber is moved, the sample stage 7 is positioned using the position value of the linear encoder 4. When performing the measurements in steps S80 and S90 in FIG. 2, the control is switched to the high-precision positioning control using the laser interferometer 28.
Next, a method for switching between the linear encoder 4 and the laser interferometer 28 will be described in detail with reference to FIG. In step S401, it is determined whether the next step is acquisition of a secondary electron image. If NO, positioning of the sample stage 7 by the linear encoder 4 is performed as before. If YES, it is determined in the next step S402 whether it is within the measurable range by the laser interferometer 28, and waits until YES. If YES, the laser value is reset in the next step S403, and the laser interferometer 28 is enabled immediately. In the next step S404, the stage is positioned while the linear encoder 4 is used. Next, in step S405, the intermediate alignment measurement using an electron beam is performed, and the target position is updated. In the next step S406, high-precision positioning using the laser interferometer 28 is performed based on the updated target position.
Next, the handling of the stage measurement value when the laser is reset will be described in detail. In step S404, the laser interferometer is reset. At this time, if the stage position measurement value by the laser interferometer is XL and the stage position measurement value by the linear encoder is XE, the same position information is obtained as in (Equation 1). substitute.
Xl = XE (Equation 1)
At this time, when the resolution of the laser interferometer is ΔXL and the resolution of the linear encoder is ΔXE, the relationship is as shown in (Equation 2).
ΔXL <ΔXE (Equation 2)
From the above, as shown in the following (Equation 3), an error corresponding to the maximum ΔXE is included only by simple substitution.
XL = XE ± ΔXE (Equation 3)
However, the final target position is updated by measuring the wafer position, the rotation amount of the stage position, and the offset amount again at the time of the medium magnification alignment by the secondary electron image in step S405. Therefore, if the final target position is compared with the current stage position measured by the laser interferometer, the remaining positional deviation amount can be calculated with high accuracy. Since it is only necessary to move the sample stage 7 by using the laser interferometer for the position deviation, the error included in the laser interferometer 28 included in step S404 can be ignored.
In the next step S406, the sample stage 7 is driven by the position deviation amount calculated in step S405. Alternatively, the electron beam 22 is deflected by the deflector 23 and the next step S407 is performed to acquire a high-magnification secondary electron image.
In the next step S408, it is determined whether there is a point from which a high-magnification secondary electron image is to be obtained. If there is a point, the process is repeated from step S406. If there is no more point to acquire the secondary electron image in step S408, the stage positioning operation of only the linear encoder 4 is performed ignoring the information of the laser interferometer 28.
In this embodiment, the linear encoder 5 is used for measuring the stage position corresponding to the full stroke. However, a position sensor attached to the sample stage 7 or a rotation angle detector installed on the motor and the ball screw 11 is used. The method of measuring the stage position can also be applied.
In the present embodiment, the present invention is applied to the wafer stage. However, the present invention can also be applied to a reticle stage.
In this embodiment, the optical microscope 9 is provided for alignment measurement. However, the present invention can also be applied to a method of performing low magnification alignment using an electron microscope.

1 試料室用真空ポンプ
2 試料室
3 ベース
4 リニアエンコーダ
5 X滑り案内部材
6 Y滑り案内部材
7 試料ステージ
8 反射ミラー
9 光学顕微鏡
10 パルスモータ
11 ボールねじ
12 Xロッド
13 ウェーハ
14 電子レンズ
15 鏡筒
16 電子銃
17 二次電子検出器
18 制御装置
19 画像処理
20 モニタ
21 ロードチャンバ
22 電子線
23 偏向器
24 二次電子
25 搬送アーム
26 ゲートバルブ
27 ロードチャンバ用真空ポンプ
28 レーザ干渉計
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Vacuum pump for sample chambers 2 Sample chamber 3 Base 4 Linear encoder 5 X slide guide member 6 Y slide guide member 7 Sample stage 8 Reflective mirror 9 Optical microscope 10 Pulse motor 11 Ball screw 12 X rod 13 Wafer 14 Electron lens 15 Lens tube DESCRIPTION OF SYMBOLS 16 Electron gun 17 Secondary electron detector 18 Control apparatus 19 Image processing 20 Monitor 21 Load chamber 22 Electron beam 23 Deflector 24 Secondary electron 25 Transfer arm 26 Gate valve 27 Vacuum pump for load chamber 28 Laser interferometer

Claims (14)

試料ステージと、当該試料ステージに設けられる反射ミラーと、当該反射ミラーにレーザ光を照射することによって前記試料ステージの位置を測定するためのレーザ干渉計を備えたステージ装置において、
前記試料ステージの位置を特定するための前記レーザ干渉計とは異なる他のステージ位置測定装置と、前記レーザ干渉計と前記他のステージ位置測定装置を切り替える制御装置を備え、前記試料ステージは、前記反射ミラーに前記レーザ光が照射されない位置まで移動可能に構成され、前記制御装置は、当該反射ミラーに前記レーザ光が照射されない位置に、前記試料ステージが位置している場合に、前記他のステージ位置測定装置による位置測定を行うことを特徴とするステージ装置。
In a stage apparatus comprising a sample stage, a reflection mirror provided on the sample stage, and a laser interferometer for measuring the position of the sample stage by irradiating the reflection mirror with laser light,
Another stage position measuring device different from the laser interferometer for specifying the position of the sample stage, and a control device for switching between the laser interferometer and the other stage position measuring device, the sample stage, The control device is configured to be movable to a position where the laser beam is not irradiated on the reflection mirror, and when the sample stage is located at a position where the laser beam is not irradiated on the reflection mirror, the other stage A stage apparatus characterized by performing position measurement with a position measuring apparatus.
請求項1において、
前記レーザ干渉計による前記試料ステージの位置測定範囲と、前記他のステージ位置測定装置の位置測定範囲は重複していることを特徴とするステージ装置。
In claim 1,
A stage apparatus characterized in that a position measurement range of the sample stage by the laser interferometer overlaps a position measurement range of the other stage position measurement apparatus.
請求項1において、
前記制御装置は、前記試料ステージの移動先の動作、或いは位置に応じて、前記レーザ干渉計と前記他のステージ位置測定装置を切り替えることを特徴とするステージ装置。
In claim 1,
The stage device characterized in that the control device switches between the laser interferometer and the other stage position measuring device according to the operation or position of the movement destination of the sample stage.
請求項1において、
前記試料ステージ上に支持される試料にビームを照射するビーム光源を備え、前記制御装置は、前記試料ステージによる前記試料の移動先が、前記試料に前記ビーム光源からのビーム照射を行うための位置である場合に、前記レーザ干渉計による位置測定を行うことを特徴とするステージ装置。
In claim 1,
A beam light source for irradiating the sample supported on the sample stage with a beam light source; and the control device is configured to move a position of the sample by the sample stage to irradiate the sample with the beam from the beam light source. In this case, the stage apparatus performs position measurement by the laser interferometer.
請求項4において、
前記試料を交換するための試料交換機構を備え、前記制御装置は当該試料交換機構による試料交換のときには、前記他のステージ測定装置による位置測定を行うことを特徴とするステージ装置。
In claim 4,
A stage device comprising a sample exchange mechanism for exchanging the sample, wherein the control device performs position measurement by the other stage measurement device when exchanging the sample by the sample exchange mechanism.
請求項1において、
前記他のステージ位置測定装置は、前記試料ステージを駆動するためのボールねじに取り付けられるリニアエンコーダ、或いは試料ステージの位置を特定するためのポジションセンサを含んでいることを特徴とするステージ装置。
In claim 1,
The other stage position measuring device includes a linear encoder attached to a ball screw for driving the sample stage, or a position sensor for specifying the position of the sample stage.
請求項1において、
前記他のステージ位置測定装置は、前記試料ステージを駆動するためのボールねじの回転角、または前記試料ステージを駆動するモータの回転角を検出する回転角検出器を含むことを特徴とするステージ装置。
In claim 1,
The other stage position measuring device includes a rotation angle detector for detecting a rotation angle of a ball screw for driving the sample stage or a rotation angle of a motor for driving the sample stage. .
請求項1において、
前記試料ステージを駆動するためのパルスモータを備え、前記他のステージ位置測定装置は、当該パルスモータへのパルス数に応じて、前記試料ステージの位置を特定することを特徴とするステージ装置。
In claim 1,
A stage device comprising a pulse motor for driving the sample stage, wherein the other stage position measuring device specifies the position of the sample stage according to the number of pulses to the pulse motor.
ビーム光源と、当該ビームが照射される試料を移動可能に支持する試料ステージと、当該試料ステージに設けられる反射ミラーと、当該反射ミラーにレーザ光を照射することによって前記試料ステージの位置を特定するためのレーザ干渉計を備えたビーム照射装置において、
前記試料ステージの位置を特定するための前記レーザ干渉計とは異なる他のステージ位置測定装置と、前記レーザ干渉計と前記他のステージ位置測定装置を切り替える制御装置を備え、前記反射ミラーは、前記レーザ干渉計による位置測定方向と前記ビーム光源から照射されるビームの光軸方向に直交する方向の長さが、前記試料ステージ上に支持される試料の直径以上であり、且つ前記反射ミラーの当該反射ミラーの反射面に沿って移動するときの移動範囲が、当該反射ミラーに前記レーザ光が照射されない範囲を含んでいることを特徴とするビーム照射装置。
A position of the sample stage is specified by irradiating a laser beam to a beam light source, a sample stage that movably supports the sample irradiated with the beam, a reflection mirror provided on the sample stage, and the reflection mirror In a beam irradiation apparatus equipped with a laser interferometer for
Another stage position measurement device different from the laser interferometer for specifying the position of the sample stage, and a control device for switching the laser interferometer and the other stage position measurement device, the reflection mirror, The length of the position measurement direction by the laser interferometer and the length perpendicular to the optical axis direction of the beam emitted from the beam light source is equal to or greater than the diameter of the sample supported on the sample stage, and the reflection mirror A beam irradiation apparatus, wherein a movement range when moving along a reflection surface of a reflection mirror includes a range in which the reflection mirror is not irradiated with the laser light.
請求項9において、
前記制御装置は、前記試料ステージの移動先の動作、或いは位置に応じて、前記レーザ干渉計と前記他のステージ位置測定装置を切り替えることを特徴とするステージ装置。
In claim 9,
The stage device characterized in that the control device switches between the laser interferometer and the other stage position measuring device according to the operation or position of the movement destination of the sample stage.
二次元的に移動できるように構成されたステージと、このステージ上に設けたられた反射ミラーと、この反射ミラーにレーザ光を照射して前記ステージの位置を測定する第一の測定手段と、この測定位置に基づいて前記ステージの駆動手段を制御する制御装置を備え、前記ステージ上に搭載する試料とステージの位置を測定するアライメント測定手段を備えたステージ装置において、
前記ステージの位置を測定する第一の測定手段と比較して低精度な第二のステージ位置の測定手段を第一の測定領域と重複するよう配置し、
前記第一の測定手段と前記ステージの位置を計測する第二の測定手段を切り替えて前記ステージの位置を測定し、このステージ位置をもとに前記ステージ位置を制御し、アライメント測定手段により第一の測定手段と第二の測定手段との測定精度を補う制御装置を備えたことを特徴とするステージ装置。
A stage configured to be able to move two-dimensionally, a reflection mirror provided on the stage, and a first measurement unit that measures the position of the stage by irradiating the reflection mirror with laser light; In a stage apparatus provided with a control device for controlling the stage drive means based on this measurement position, and provided with an alignment measurement means for measuring the position of the sample mounted on the stage and the stage,
Compared with the first measurement means for measuring the position of the stage, the measurement means for the second stage position, which is less accurate, is arranged so as to overlap the first measurement region,
The first measuring means and the second measuring means for measuring the position of the stage are switched to measure the position of the stage, the stage position is controlled based on the stage position, and the first measuring means is adjusted by the alignment measuring means. A stage apparatus comprising a control device that compensates for the measurement accuracy of the measuring means and the second measuring means.
第二の測定手段として、試料ステージ上またはボールねじ上にリニアエンコーダまたはポジションセンサによる検出器を用いた請求項11記載のステージ装置。   The stage apparatus according to claim 11, wherein a detector using a linear encoder or a position sensor is used as the second measuring means on the sample stage or the ball screw. 第二の測定手段として、ボールねじまたはモータの回転角を検出する回転角検出器を用いた請求項11記載のステージ装置。   The stage apparatus according to claim 11, wherein a rotation angle detector that detects a rotation angle of a ball screw or a motor is used as the second measuring means. ステージ駆動手段としてパルスモータを使用し、このパルスモータに指令したパルス数からステージ位置を推定することにより、第二の測定手段を代用することを特徴とする請求項11記載のステージ装置。   12. The stage apparatus according to claim 11, wherein a second motor is used as a substitute by using a pulse motor as the stage driver and estimating the stage position from the number of pulses commanded to the pulse motor.
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