TWI865941B

TWI865941B - 帶電粒子線裝置

Info

Publication number: TWI865941B
Application number: TW111138561A
Authority: TW
Inventors: 小川博紀; 樹; 高橋宗大; 加藤孝宜
Original assignee: 日商日立全球先端科技股份有限公司
Priority date: 2021-11-04
Filing date: 2022-10-12
Publication date: 2024-12-11
Also published as: JP2023068825A; US20230137117A1; CN116072491B; CN116072491A; TW202320111A; US12400826B2

Abstract

提供一種可將相對於鏡柱之頂部桌台的位置予以正確且高速地定位之平台裝置及具備該平台裝置的帶電粒子線裝置。本發明之帶電粒子線裝置，具備第1移動桌台及配置於前述第1移動桌台的上方的第2移動桌台，計測試料室與前述第1移動桌台之間的第1相對位置、前述試料室與第2移動桌台之間的第2相對位置、以及前述鏡筒與前述試料之間的第3相對位置，根據前述第1相對位置與前述第2相對位置，修正前述第1移動桌台與前述第2移動桌台之間的相對位置。

Description

帶電粒子線裝置

本發明有關帶電粒子線裝置。

隨著半導體元件的微細化，不僅是製造裝置，對檢查或評估裝置亦要求和其相應的高精度化。通常，為了評估形成於半導體晶圓上的圖樣，或是檢查形成的晶圓的缺陷，會運用掃描型電子顯微鏡(以下稱SEM：Scanning Electron Microscope)。特別是為了評估圖樣的形狀尺寸會運用測長SEM。

測長SEM是如下述般的裝置，即，對晶圓上照射電子線，將得到的2次電子訊號做圖像處理，由其明暗的變化來判別圖樣的邊緣而測定形成於晶圓上的圖樣的尺寸。在測長SEM，為了觀察、檢查晶圓全域，設置有可將晶圓上的期望之處定位至射束的照射位置之XY平台。此XY平台，例如有藉由旋轉馬達與滾珠螺桿而被驅動者，或運用線性馬達而驅動者。此外，不僅是XY平面，有時亦會運用實施Z軸或繞Z軸的旋轉運動等之平台。特別是近年來，為了實現超精密的定位，構成為例如運用空氣等的壓力或電磁力之非接觸方式的飄浮平台的情形也很多。

這樣的飄浮型平台的構成存在幾種種類。例如由控制性、製造性、維護性的觀點看來，有時會在習知型的堆棧(2段重疊)型XY平台中將上側的軸構成為飄浮型。這樣的構成的情形下，下軸僅朝1方向可動，相對於此上軸能夠朝複數方向(典型而言為6自由度方向)可動。此外，不限於飄浮平台，可構成為運用導引機構或彈性鉸鏈(elastic hinge)等而讓載置晶圓等的頂部桌台相對於下軸的移動桌台朝複數方向(例如X及Z方向等)作動。

這樣的構成的平台裝置中，會配置驅動手段(馬達)以便可朝該各個自由度方向動作，並設置和各自由度相對應的位置檢測手段(感測器)來將該計測結果常時反饋給驅動手段，藉此控制和各自由度相對應的控制量。作為此位置檢測手段，一般為線性標尺或雷射干涉計等。

例如當運用複數個線性標尺，檢測相對於下軸桌台之頂部桌台的複數方向的位置的情形下，頂部桌台的絕對性精度提升困難是待解的問題。就其原因而言，可舉出頂部桌台位置是相對於下軸桌台受到位置控制，故會受到下軸桌台的變形或姿勢變化等的影響。此外，頂部桌台是運用線性標尺的感測器值而受到控制，故會大幅受到線性標尺自身的精度或線性標尺的安裝精度(角度偏差等)的影響。其結果，即使在感測器值看來正確地成功定位，就照射電子線之鏡柱的基準而言位置會發生偏差，其結果會有SEM像當中的位置精度惡化之待解問題。

另一方面，作為直接檢測就鏡柱或試料室的基準而言的頂部桌台的位置之方法，亦已知有運用雷射干涉計及反射鏡之方法。雷射干涉計，是對反射鏡照射雷射光，藉由與反射波之干涉而能夠以數十皮米(picometer)尺度的解析力來檢測平台位置。此外，能夠在和晶圓同一高度實施計測，故阿貝誤差(Abbe error)成為最小，而被廣泛利用在測長SEM為首的許多精密平台的位置計測。然而，即使運用雷射干涉計的情形下，仍無法計測下軸桌台與頂部桌台的相對位置，故僅靠它仍無法精度良好地控制頂部桌台與下軸桌台的位置。

同樣地，有關高度方向，會因為下軸桌台的影響或感測器精度的影響，而不容易使以鏡柱為基準之頂部桌台的高度齊一。為了高速高精度地實施SEM中的對焦，多半會設置有以鏡柱為基準之高度感測器(往後稱Z感測器)，惟其響應性低，按照Z感測器值之反饋控制並不實際。

對於這樣的待解問題，專利文獻1中揭示一種技術，是運用對物透鏡，基於以使得帶電粒子束匯聚之方式而決定的合焦電流，來調整試料表面與對物透鏡的高度。 [先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]US2019/0113470(US10345250)

[發明所欲解決之問題]

按照專利文獻1揭示之技術，是配合試料表面的高度而控制頂部桌台的位置，藉此可使晶圓對齊期望的高度。但，由於運用對物透鏡算出合焦電流，故高度對齊所需的時間增大，計測檢查的產出降低。此外，有關高度方向以外的例如XY方向無法提升位置精度。

本發明之目的在於應對上述待解問題，提供一種可將相對於鏡柱之頂部桌台的位置予以正確且高速地定位之平台裝置及具備該平台裝置的帶電粒子線裝置。 [解決問題之技術手段]

本發明之帶電粒子線裝置，具備第1移動桌台及配置於前述第1移動桌台的上方的第2移動桌台，計測試料室與前述第1移動桌台之間的第1相對位置、前述試料室與第2移動桌台之間的第2相對位置、以及前述鏡筒與前述試料之間的第3相對位置，根據前述第1相對位置與前述第2相對位置，修正前述第1移動桌台與前述第2移動桌台之間的相對位置。 [發明之效果]

按照本發明之帶電粒子線裝置，即使有第1移動桌台(下軸桌台)的變形、姿勢變化或感測器組裝誤差等的情形下，藉由修正第1移動桌台與第2移動桌台(頂部桌台)之間的相對位置，仍可將相對於鏡柱之第2移動桌台的位置予以正確且高速地定位。

圖1為本發明的實施形態之帶電粒子線裝置100的側截面圖。圖1中，在試料室1內側的底面，配置透過2個Y線性滑軌10a、10b而能夠朝Y方向(穿入紙面方向)自由移動的Y桌台5，並且配置在試料室1與Y桌台5間使推力朝Y方向相對地產生的Y線性馬達12(圖面上的12a及12b)。試料室1中，Y線性標尺11a朝Y方向配置，Y線性標尺檢測器11b以和其相向之方式配置於Y桌台5的底面。Y線性標尺11a，計測Y桌台5與試料室1之間的Y方向的相對位移量。

在Y桌台5的上方配置有頂部桌台4。在Y桌台5上，X線性馬達14(圖面上為定子14a及動子14b)配置成在Y桌台5與頂部桌台4間使推力朝X方向產生。此外，在Y桌台5配置X線性標尺13a，X線性標尺檢測器13b以和其相向之方式配置於頂部桌台4的底面。X線性標尺13a，計測頂部桌台4與Y桌台5之間的X方向的相對位移量。

又，在Y桌台5與頂部桌台4之間，構成有藉由反饋控制而拘束X方向以外的5自由度(Y、Z、θx、θy、θz)用的5個馬達(未圖示)及5個線性標尺(未圖示)。有關5個馬達，例如可運用線性馬達或音圈馬達這樣的直動馬達而構成。在此情形下，例如組合運用Y方向2個、Z方向3個的馬達，藉此便能夠使5自由度的推力及力矩產生。此外，亦可運用旋轉馬達作為幾個馬達，亦可運用5個以上的馬達而構成繁瑣的系統。同樣地，有關5個線性標尺，例如組合運用Y方向2個、Z方向3個的線性標尺，藉此便能夠檢測5自由度的位移及姿勢變化。此外，可運用各式各樣的位置感測器而以同樣方式構成平台，如線性標尺以外的光學式感測器或運用靜電電容的位置感測器等。控制裝置6運用得到的5軸的線性標尺值而實施反饋控制演算，適當地控制5軸的馬達推力。藉此，實現X方向以外的擬似的拘束(擬似地僅使其於X方向移動)。其結果，能夠運用X線性標尺13a及X線性馬達14而在X方向定位頂部桌台4。

按照以上，便可構成一試料平台，其Y桌台5可相對於試料室1在Y方向定位，頂部桌台4可相對於Y桌台5在包含X方向的複數方向定位。

在頂部桌台4上配置晶圓2。晶圓2的配置是運用具備機械性拘束力或靜電力等的保持力之晶圓保持機構。

在試料室1上配置天板8及鏡柱3。鏡柱3中，具備用來藉由電子線而生成2次電子像的電子光學系統。此外，鏡柱3，具備檢測鏡柱3與晶圓2之間的相對高度的Z感測器17(光學式感測器)。Z感測器17由發光部17a及受光部17b所構成，能夠光學地檢測晶圓2表面的高度變化。

在頂部桌台4上配置有X鏡15x。在試料室1的側面配置有X雷射干涉計16x。X雷射干涉計16x，對X鏡15x照射雷射光，運用其反射光而計測試料室1與頂部桌台4之間的X方向的相對位移量(以下稱X雷射值)。X鏡15x，在YZ平面上具有鏡面，呈朝Y方向較長的棒狀形狀，即使在Y桌台5朝Y方向移動時亦能反射雷射光。針對Y方向亦同，藉由Y雷射干涉計16y(如圖2所示)及Y鏡15y(如圖2所示)能夠計測試料室1與頂部桌台4之間的Y方向的相對位移量(以下稱Y雷射值)。XY方向各自的雷射干涉計(16x、16y)，僅在頂部桌台4的可動範圍當中對相對應的XY方向的鏡棒(15x、15y)照射雷射光之區域才能計測有效的值。此外，雷射干涉計，若X桌台曾經移動至雷射光不會被反射的位置，則爾後雷射值的補償量會變得不固定，而無法計測絕對位置。

控制裝置6，具備演算處理部、馬達驅動用放大器等。控制裝置6，除前述的頂部桌台的5軸控制外，還以XY方向的雷射值及標尺值作為輸入，而控制線性馬達的驅動電流，藉此將平台朝XY方向驅動，在期望的位置進行定位。作為線性馬達的控制方法，可運用PID控制(proportional-integral-derivative control；比例-積分-微分控制)等。

按照以上的構成，可相對於試料室1大致在XY平面上移動晶圓2，並且可讓頂部桌台4與Y桌台5之間的相對高度(Z方向)或姿勢(θx、θy、θz方向)略微地動作，而能夠在晶圓2上的任意的座標取得鏡柱3所致之2次電子像(SEM像)。

又，在頂部桌台4上配置調整樣本7。調整樣本7，主要用於調整照射電子束的電子光學系統，其配置於頂部桌台4上，以便即使在未保持著晶圓2的狀態下仍能夠取得調整所必要的SEM圖像。調整樣本7的高度設置成和晶圓2一致。藉此，在觀察晶圓2時的電子光學系統的設定狀態下，可同樣地觀察調整樣本7。另，調整樣本7一般而言是在頂部桌台4上配置複數個。

圖2為帶電粒子線裝置100的俯視構成圖。圖2的桌台位置配置，為可觀察晶圓2的狀態。省略有關和圖1相同符號之說明。

雷射干涉計16x及16y的雷射光，對鏡15x及15y照射，平台的XY座標藉由標尺值及雷射值皆可計測。

圖中的位置P1為從雷射干涉計16x及16y照射的雷射光的交點，以鏡柱3的中心(照射用來取得2次電子圖像的電子線的位置)和P1一致之方式配置鏡柱3。藉此，能夠藉由雷射值計測測定點(電子線照射位置)的位置資訊，而不會有對於晶圓的繞Z軸的姿勢變化(偏搖(yawing))之阿貝誤差。此外，Z感測器17(未圖示)亦構成為取得在位置P1的晶圓2的高度，其結果能夠檢測在電子束照射位置的晶圓2與鏡柱3的相對高度。

控制裝置6，基於晶圓2的計測位置資訊，控制Y桌台5及頂部桌台4的位置使得期望的觀察位置和位置P1一致，藉此實施SEM觀察。

在頂部桌台4上配置有3個調整樣本7(7a、7b、7c)。各個調整樣本，在晶圓2的周邊配置於頂部桌台4的四邊的內側且X鏡15x及Y鏡15y的有效範圍(可供雷射干涉計16的雷射光照射的位置)，而對彼此相隔距離的位置。藉由像這樣配置調整樣本7，能夠提升後述的按照基準點之修正處理的精度。

圖3為帶電粒子線裝置100的俯視構成圖。圖3的桌台位置配置，為可觀察調整樣本7a的狀態。省略有關和圖1及圖2相同符號之說明。

調整樣本7a被定位至電子束照射位置P1，而可取得在調整樣本7a的SEM圖像。此時，雷射干涉計16x及16y的雷射光，對鏡15x及15y照射，平台的XY座標藉由標尺值及雷射值皆可計測。

像這樣，在平台上未保持著晶圓2的狀態下仍可觀察調整樣本7，故於電子光學系統的調整、校正時等會運用調整樣本7。此外，調整樣本7的高度是藉由Z感測器檢測。

圖4為本實施形態中的頂部桌台4上的調整樣本7的配置圖。如圖4所示，有關調整樣本7的配置位置及基準點，可設想幾個例子。

圖4(1)為設置了3個調整樣本與3個基準點的例子。圖4(1)中，3個調整樣本7a、7b、7c各自設置於頂部桌台4上的左上、左下、右上位置。在各自的調整樣本內，設定有測定平台位置修正圖(map)的基準資訊之基準點Pa、Pb、Pc。於後述的修正處理中，是使平台移動至該些基準點的位置後，取得XY雷射值、Z感測器值及標尺值。因此，各個調整樣本必須在頂部桌台4的內側且X鏡15x及Y鏡15y的有效範圍(可供雷射干涉計16的雷射光照射的位置)。此時，3個基準點設定在彼此遠離的位置，藉此能夠提高例如從Z感測器值換算的姿勢角θx及θy的檢測靈敏度。

圖4(2)為設置了4個調整樣本與4個基準點的例子。調整樣本及基準點的數量理想是3個以上，惟不限於3個，亦可設置4個以上。在此情形下，相較於3個的情形，有機會藉由平均化效果而提升精度。

圖4(3)為設置了2個調整樣本與3個基準點的例子。圖4(3)中，在調整樣本7a設定有2個基準點Pa1、Pa2。加上設定於調整樣本7c上的基準點Pc而共使用3點的基準點。此時，由姿勢檢測靈敏度的觀點看來，有關設定於同一調整樣本內的基準點，理想是設定成彼此拉開距離。

另，在基準點的調整樣本7的高度，由電子光學系統調整的觀點看來，理想是大致被設定在和晶圓2相同高度，惟本實施形態中未必要是和晶圓2同等的高度。亦即，只要各調整樣本的高度為已知即可，即使各自的高度相異亦不成問題。

圖5為示意本實施形態中的平台座標及修正點的概念圖。圖5中，橫軸示意平台的X座標，縱軸示意平台的Y座標。座標Ra、Rb、Rc各自為藉由SEM觀察圖4(1)中的基準點Pa、Pb、Pc的情形下的平台座標。例如圖4(1)中，當藉由SEM觀察配置於頂部桌台4的左上側的基準點Pa的情形下，平台必須移動至右下側(X軸+側、Y軸-側)，平台座標成為和圖4(1)中的實體的配置相反側。Ex1為Y雷射干涉計16y有效的X座標範圍，亦即Y鏡15y的長度的區域。同樣地，Ey1為X雷射干涉計16x有效的Y座標範圍，亦即X鏡15x的長度的區域。Ex1及Ey1所包圍的區域為雷射干涉計有效的範圍，為可做SEM拍攝的區域。修正點Rm1及Rm2，為在雷射干涉計的有效範圍內以一定間隔的網格點狀分布的點。修正點，為取得用來做後述的頂部桌台的位置修正的資料的點(亦即取得位置的實測值的點)。

修正點Rm1(圖中以白圓示意)為晶圓2的範圍內的點，故隨著雷射干涉計的值還可取得Z感測器值。另一方面，位於雷射有效範圍的四隅附近的修正點Rm2(圖中以黑圓示意)，晶圓2不位於射束照射位置，因此無法取得Z感測器值。故，於修正點Rm1，會取得線性標尺值、雷射值、Z感測器值作為修正資訊。另一方面，於修正點Rm2，無法取得Z感測器值因此會取得線性標尺值及雷射值作為修正資訊。此外，於基準點Ra、Rb、Rc，是觀察被調整成和晶圓2同一高度的調整樣本7上，故能夠取得線性標尺值、雷射值及Z感測器值全部。

圖6為示意本實施形態中的修正圖(map)生成的流程的流程圖。本流程圖，是在頂部桌台4上載置著晶圓2的狀態下開始處理。本流程圖藉由控制裝置6而實施。

S601中，平台往事先設定好的基準點位置移動。S602中，控制裝置6於基準點位置取得雷射值、線性標尺值、Z感測器值並記憶。各感測器資訊理想是以例如1秒間等的平均資料來取得。S603中，控制裝置6判別設定好的所有基準點的感測器值取得是否已完成。當所有的基準點測定尚未結束的情形下反覆S601及S602的處理，當結束的情形下轉移至S604。本實施形態中，基準點的點數為3點，因此結果而言S601及S602的處理會各執行3次。

S604中，控制裝置6運用S602中測定出的感測器值，算出基準點的目前時間點的距初始值的偏差量(補償量)。具體而言，事先設定好的基準點的座標(X、Y、Z)及姿勢角(θx、θy、θz)與目前平台位置之間的差分，將此差分量保存於記憶體605(控制裝置6具備的)作為現在狀態下的基準點偏差量。更具體而言，例如運用在3個基準點各自的Z感測器值，藉此便能夠算出相對於Z方向的高度及θx、θy方向的姿勢角的偏差量。同樣地有關XY方向及θz方向，亦能夠藉由運用雷射值而算出偏差量。補償量有可能由於溫度或氣壓這樣的環境變化等而變化，故本步驟中是先保存修正圖生成時的平台狀態，藉此便可修正後述的實際作動時與本流程圖實施時之間的變動。

S606中，平台往事先設定好的修正點位置移動。S607中，控制裝置6於修正點位置取得雷射值、線性標尺值、Z感測器值並記憶。各感測器資訊理想是如同S602般以平均資料來取得。S608中，控制裝置6判別設定好的所有修正點的感測器值取得是否已完成。當所有的修正點測定尚未結束的情形下反覆S606及S607的處理，當結束的情形下轉移至S609。修正點的點數可任意決定。若設定成增多修正點的數量，則可望有更正確的修正，但另一方面亦有保存記憶體的容量增加或修正圖生成需要時間的缺點。本實施形態中，是設定圖5所示般的數十點程度的修正點，而將S606及S607的處理各執行數十次。

若在所有的修正點的感測器值取得結束，則S609中，控制裝置6算出修正式。所謂修正式係一函數，其用來於各平台座標，算出為了相對於鏡柱3將晶圓2定位至期望的位置之控制目標位置(飄浮系統中則為飄浮量及姿勢角)。控制目標位置，是在各平台座標的Y桌台5與頂部桌台4之間的相對位置及姿勢角的目標值。作為修正式的形式，修正圖類型係為有效，亦即運用圖5中的測定點的感測器值，藉由直線插補或樣條(spline)插補等的方法而算出在任意的座標之控制目標位置。在此情形下，是將插補所使用的每一座標的各種係數保管於記憶體605。此外作為另一方法，亦可藉由下述方式實現，即，運用在修正點得到的感測器值，以最小平方法等的手法算出控制目標位置這樣的數式作為XY座標的函數。在此情形下，是將各修正所使用的數式的係數保存於記憶體605。另，當使用數式的情形下有關XY座標的次數(degree)可任意設定，亦可訂為1次式之直線狀或訂為0次式而訂為和座標無關的固定值而運用。該些低次的修正式，在修正點的點數少的情形下特別有效。

像以上這樣，藉由使用記憶體605中存儲的修正式，可於任意的XY座標，算出Y桌台5與頂部桌台4之間的相對位置及姿勢角之控制目標位置。運用其來控制頂部桌台4，藉此便可於所有的平台座標，相對於鏡柱3將晶圓2定位於期望的位置。

圖6所示的修正圖生成處理，亦能夠於平台組裝後的調整時或定期維護時等實施。藉此，亦可應對經時性的變化，而維持合適的定位精度。

S604或S609中，記憶體605中保存的基準點補償及修正式的資訊，可謂示意了平台機構的機械的狀態。亦即，記憶體605中保管的資訊的變遷，能夠理解成長期間的平台機械的經時變化，而亦可進行包含平台機構的零件更換在內之維護時期的預測、或達故障前的預兆診斷等。

圖7為示意本實施形態中的晶圓檢查處理的流程的流程圖。本流程圖，是在頂部桌台4上尚未載置著晶圓2的檢查前的狀態下開始處理。本流程圖藉由控制裝置6而實施。

S701中，先將晶圓2配置於頂部桌台4上。S702中，控制裝置6運用光學顯微鏡或SEM實施校準處理，即檢測頂部桌台4上的晶圓2的配置位置。

S703中，平台往事先設定好的基準點位置移動。S704中，控制裝置6於基準點位置取得雷射值、線性標尺值、Z感測器值並記憶。各感測器資訊理想是以例如1秒間等的平均資料來取得。S705中，控制裝置6判別設定好的所有基準點的感測器值取得是否已完成。當所有的基準點測定尚未結束的情形下反覆S703及S704的處理，當結束的情形下轉移至S706。S703～S705的處理和圖6中的S601～S603的處理相同。

S706中，控制裝置6運用S704中測定出的感測器值算出目前的補償值。S706中的演算處理的內容如同S604。得到的補償量保存於記憶體605。其結果，記憶體605中會保存S604中算出的修正圖生成時的基準點補償量、及S706中算出的目前的基準點補償量。

S708中，控制裝置6運用記憶體605的資訊，算出在下一個平台移動目標的測定點的修正量(控制目標位置)。具體而言，先由記憶體605中存儲著的修正式，計算(插補演算或將座標值代入到數式)在移動目標的平台座標的控制目標位置。對於藉由修正式計算出的控制目標位置加上S706中算出的補償量，藉此算出在下一個測定點的控制目標位置(飄浮量及姿勢角)。

補償量，只要能夠算出目前位置相對於基準點的初始位置之差分，則可為任何形式。例如亦可事先將S604中計算出的補償放入修正式當中，S706中，求出目前的基準點補償(S706)與修正圖生成時的基準點補償(S604)之間的差分而將其對修正式的計算結果相加。

S709中，控制裝置6使平台往下一個測定點移動。此時，運用S708中算出的控制目標位置(飄浮量及姿勢角)修正頂部桌台4的位置，藉此便可總是相對於鏡柱3做正確的定位。S710中，控制裝置6於測定點拍攝SEM圖像，由得到的圖像實施晶圓2上的圖樣的檢查或計測。

S711中，控制裝置6判定設定好的所有測定點的檢查是否已結束，當所有測定點結束的情形下，S713中將晶圓2搬出，結束一連串的晶圓處理。S711中，當尚有測定點的情形下，S712中判斷是否需再校正。所謂此再校正，係指再度實施基準點的補償算出處理(S703～S706)。這在當長時間持續檢查同一晶圓的情形下，由於平台自身或周圍環境的變化(溫度、氣壓等)而平台構造會發生變形這樣的情形下是有效的做法，藉由再度算出目前的基準點補償，位置修正的精度可望提升。

作為S712中的再校正的條件，可設想如以下者： (a)於S710的SEM拍攝時多半會實施自動對焦處理。鑑此，由拍攝後的對焦值(相當於從鏡柱3至晶圓2的高度)，算出(推定)頂部桌台4距修正表格作成時的高度偏差量，當該偏差量超出閾值的情形下，實施再校正。有關高度以外的計測結果，只要能夠推定偏差量，則亦可將該推定結果和閾值比較而判定是否需再校正。作為高度以外的計測結果，例如可設想鏡柱的傾斜等； (b)比如距前次基準點補償算出時已經過一定時間之情形、或計測帶電粒子線裝置100的物理狀態的感測器的計測值(例：藉由溫度感測器檢測的平台溫度或其周邊溫度)已變化了一定以上的之情形等般，當滿足料想平台或帶電粒子線裝置100本身的物理狀態已經變化的條件之情形下，實施再校正； (c)於SEM拍攝後的SEM圖像，檢測測定點圖樣距圖像中心的偏差量(視野偏差量)。SEM裝置係構成，若指定欲觀察的圖樣，則該圖樣會被配置於視野中心。若欲觀察的圖樣未被配置於視野中心，則會產生視野偏差量。當該視野偏差量變得比閾值還大的情形下，實施再校正。

像這樣，圖7所示實際的晶圓檢查處理中，藉由運用目前的基準點補償量、及事先測定出的修正點的資訊以及該時刻的基準點補償量，便能夠不使檢查產出降低而實現高精度的修正。

〈本發明之總結〉如以上講述般，本實施形態之帶電粒子線裝置100，即使有下軸桌台的變形、姿勢變化或感測器組裝誤差等的情形下，藉由修正Y桌台5與頂部桌台4之間的相對位置，仍可將相對於鏡柱3之頂部桌台4的位置予以正確且高速地定位。亦即，運用基準點的正確的座標而事先作成修正表格，當指定平台位置時運用修正表格來推導控制目標位置，藉此便能夠控制Y桌台5與頂部桌台4之間的相對位置，同時將平台正確地定位。

〈有關本發明的變形例〉以上的實施形態中，採用的構成是運用線性滑軌作為下軸的導引機構，運用磁性軸承作為上軸的導引機構，惟亦可以是採用其他的導引機構(例如流體軸承或彈性支撐構造等)之任意的組合。此外，相對於Y桌台5，頂部桌台4是訂為包含X方向在內於6自由度可動，惟採用彈性支撐構造等而拘束其一部分亦充分可行。

以上的實施形態中，相對於試料室1的頂部桌台4的位置是訂為藉由雷射干涉計16而計測，惟亦可採用其他的計測器。例如可設想採用光學式感測器等。

以上的實施形態中，修正點如圖5所示般構成為網格點狀，惟亦可將網格點以外的點設定作為修正點。

以上的實施形態中，是設計成當S712中判斷再校正為必要的情形下自動地執行再校正，惟取而代之或和其併用而對使用者顯示催促再校正的警示之方法亦屬有效。

以上的實施形態中，控制裝置6能夠使用建置了該機能的電路元件等的硬體來構成，亦能夠藉由CPU(Central Processing Unit；中央處理單元)等的演算裝置執行建置了該機能的軟體來構成。

1:試料室

2:晶圓

3:鏡柱

4:頂部桌台

5:Y桌台

6:控制裝置

7:調整樣本

8:天板

10:Y線性滑軌

11:Y線性標尺

12:Y線性馬達

13:X線性標尺

14:X線性馬達

15:鏡棒

16:雷射干涉計

17:Z感測器

100:帶電粒子線裝置

605:記憶體

[圖1]帶電粒子線裝置100的側截面圖。 [圖2]帶電粒子線裝置100的俯視構成圖。 [圖3]帶電粒子線裝置100的俯視構成圖。 [圖4]頂部桌台4上的調整樣本7的配置圖。 [圖5]示意平台座標及修正點的概念圖。 [圖6]示意修正圖生成的流程的流程圖。 [圖7]示意晶圓檢查處理的流程的流程圖。

1:試料室

2:晶圓

3:鏡柱

4:頂部桌台

5:Y桌台

6:控制裝置

7:調整樣本

8:天板

10a,10b:Y線性滑軌

11a:Y線性標尺

11b:Y線性標尺檢測器

12a,12b:Y線性馬達

13a:X線性標尺

13b:X線性標尺檢測器

14a:定子

14b:動子

15x:X鏡

16x:X雷射干涉計

17a:發光部

17b:受光部

100:帶電粒子線裝置

Claims

一種帶電粒子線裝置，係對試料照射帶電粒子線之帶電粒子線裝置，其特徵為，具備：試料室；Y桌台，相對於前述試料室可朝Y方向移動；頂部桌台，相對於前述Y桌台可朝複數個方向移動；鏡柱，配置於前述頂部桌台的上方，對前述試料照射前述帶電粒子線；位置檢測部，計測前述試料室與前述Y桌台之間的第1相對位置、前述試料室與前述頂部桌台之間的第2相對位置、以及前述鏡柱與前述試料之間的第3相對位置；及控制裝置，驅動前述Y桌台與前述頂部桌台；前述控制裝置，根據前述第1相對位置與前述第2相對位置，修正前述Y桌台與前述頂部桌台之間的相對位置。
如請求項1記載之帶電粒子線裝置，其中，前述位置檢測部，運用線性標尺計測前述第1相對位置，前述位置檢測部，運用雷射干涉計或光學式感測器計測前述第2相對位置，前述位置檢測部，運用光學式感測器計測前述第3相對位置。
如請求項1記載之帶電粒子線裝置，其中，前述控制裝置，取得在前述頂部桌台上的基準點的前述第1相對位置、在前述基準點的前述第2相對位置、以及在前述基準點的前述第3相對位置之第1組，前述控制裝置，運用前述第1組，計算前述基準點的已知座標與前述基準點的座標的測定值之間的補償量，前述控制裝置，運用前述補償量，修正相對於前述頂部桌台的目標位置之前述頂部桌台的位置偏差。
如請求項1記載之帶電粒子線裝置，其中，前述控制裝置，取得在前述頂部桌台上的修正點的前述第1相對位置以及在前述修正點的前述第2相對位置之第2組，或在前述修正點的前述第1相對位置、在前述修正點的前述第2相對位置、以及在前述修正點的前述第3相對位置之第3組當中的至少其中一者，前述控制裝置，運用前述第2組或前述第3組當中的至少其中一者，界定計算控制目標位置的修正式，其中該控制目標位置是以前述修正點作為基準而用來使前述頂部桌台移動至指定位置，前述控制裝置，運用前述修正式，相對於前述指定位置將前述頂部桌台定位。
如請求項4記載之帶電粒子線裝置，其中，前述控制裝置，界定前述修正式，作為前述Y桌台與前述頂部桌台之間的相對位置、以及前述Y桌台與前述頂部桌台之間的相對姿勢之函數。
如請求項4記載之帶電粒子線裝置，其中，前述修正式構成為，藉由插補在前述複數個前述修正點的按照前述位置檢測部的計測結果，而計算在複數個前述修正點之間的座標的前述控制目標位置。
如請求項1記載之帶電粒子線裝置，其中，前述控制裝置，取得在前述頂部桌台上的基準點的前述第1相對位置、在前述基準點的前述第2相對位置、以及在前述基準點的前述第3相對位置之第1組，前述控制裝置，運用前述第1組，計算前述基準點的已知座標與前述基準點的座標的測定值之間的補償量，前述控制裝置，取得在前述頂部桌台上的修正點的前述第1相對位置以及在前述修正點的前述第2相對位置之第2組，或在前述修正點的前述第1相對位置、在前述修正點的前述第2相對位置、以及在前述修正點的前述第3相對位置之第3組當中的至少其中一者，前述控制裝置，運用前述第2組或前述第3組當中的至少其中一者，辨明計算控制目標位置的修正式，其中該控制目標位置是以前述修正點作為基準而用來使前述頂部桌台移動至指定位置，前述控制裝置，運用前述修正式計算前述控制目標位置，並且將前述控制目標位置與前述補償量相加，藉此相對於前述指定位置將前述頂部桌台定位。
如請求項3記載之帶電粒子線裝置，其中，前述基準點，配置於前述頂部桌台上設置的調整樣本上的位置，前述基準點，配置於前述位置檢測部能夠計測前述第2相對位置的範圍內。
如請求項8記載之帶電粒子線裝置，其中，前述基準點，在前述頂部桌台上配置有3點以上。
如請求項4記載之帶電粒子線裝置，其中，前述位置檢測部，針對非前述試料上的前述修正點，計測前述第1相對位置與前述第2相對位置，並且不計測前述第3相對位置，前述位置檢測部，針對前述試料上的前述修正點，計測前述第1相對位置、前述第2相對位置、以及前述第3相對位置，前述控制裝置，針對非前述試料上的前述修正點，取得前述第2組，前述控制裝置，針對前述試料上的前述修正點，取得前述第3組。
如請求項3記載之帶電粒子線裝置，其中，前述控制裝置，推定前述第1組的目前值距計算出前述補償量的時間點是否變化閾值以上，前述控制裝置，當推定前述第1組目前值變化了前述閾值以上的情形下，藉由前述位置檢測部再計測前述第1組，前述控制裝置，運用藉由前述再計測而取得的前述第1組，再計算前述補償量。
如請求項3記載之帶電粒子線裝置，其中，前述控制裝置，推定前述第1組的目前值距計算出前述補償量的時間點是否變化閾值以上，前述控制裝置，當推定前述第1組目前值變化了前述閾值以上的情形下，輸出催促藉由前述位置檢測部再計測前述第1組之訊息。
如請求項3記載之帶電粒子線裝置，其中，前述控制裝置，推定前述第1組的目前值距計算出前述補償量的時間點是否變化閾值以上，前述控制裝置，當推定前述第1組目前值變化了前述閾值以上的情形下，藉由前述位置檢測部再計測前述第1組或輸出催促實施前述再計測之訊息，前述控制裝置，運用距取得前述第1組的經過時間、或距取得前述第1組的時間點的前述帶電粒子線裝置的物理狀態的變化量當中的至少其中一者，實施前述推定。
如請求項3記載之帶電粒子線裝置，其中，前述控制裝置，運用檢測藉由對前述試料照射前述帶電粒子線而產生的2次粒子而得的結果，生成前述試料的觀察圖像，前述控制裝置，推定前述第1組的目前值距計算出前述補償量的時間點是否變化閾值以上，前述控制裝置，當推定前述第1組目前值變化了前述閾值以上的情形下，藉由前述位置檢測部再計測前述第1組或輸出催促實施前述再計測之訊息，前述控制裝置，依照前述觀察圖像的視野中心的偏差量是否超過閾值，來實施前述推定。