走査ビーム照射装置
【課題】位置ずれ補正に要する走査画像の取得回数を１回で済まし、また、ｙ軸方向の位置ずれ補正およびｘ軸方向の位置ずれ補正に要する演算を１回で済まして、位置ずれ補正に要する時間を短縮する。
【解決手段】荷電粒子ビームを試料上で二次元的に走査して走査画像を形成する走査ビーム照射装置において、試料を支持するステージ上に設けたマークと、このマークを含む走査画像を取得する走査画像取得手段と、走査画像取得手段で取得した走査画像に基づいて位置ずれを補正する位置ずれ補正手段とを備え、走査画像取得手段は、同一のマークを走査画像中に含む２つの異なる走査画像を取得し、この２つの走査画像の取得は同じ走査期間内で行う。２つの走査画像は同一のマークを走査画像中に含むため、２つの走査画像中のマークの位置を比較することによって、走査画像間に位置ずれを求めることができる。
【解決手段】荷電粒子ビームを試料上で二次元的に走査して走査画像を形成する走査ビーム照射装置において、試料を支持するステージ上に設けたマークと、このマークを含む走査画像を取得する走査画像取得手段と、走査画像取得手段で取得した走査画像に基づいて位置ずれを補正する位置ずれ補正手段とを備え、走査画像取得手段は、同一のマークを走査画像中に含む２つの異なる走査画像を取得し、この２つの走査画像の取得は同じ走査期間内で行う。２つの走査画像は同一のマークを走査画像中に含むため、２つの走査画像中のマークの位置を比較することによって、走査画像間に位置ずれを求めることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子ビームやイオンビーム等の荷電粒子ビームを試料上で二次元的に走査して走査画像を形成する走査ビーム照射装置に関し、特に、走査画像の直線性の補正に関する。
【背景技術】
【０００２】
荷電粒子ビームを試料上で二次元的に走査するには、荷電粒子ビームと試料ステージをＸ軸方向及びＹ軸方向に相対的に移動することによって、通常、Ｘ軸方向に１ライン分移動して検出信号を取得する操作と、Ｙ軸方向に１ライン分ずらす操作を繰り返すことによって１フレーム分の走査信号を取得している。
【０００３】
ステージの座標系と走査ビームの座標系との間が一致していない場合には、検出信号を取得して得られる走査画像の位置とステージ上に配置した試料の位置との間に位置ずれ（走査信号の視野ずれ）が生じることになる。
【０００４】
従来、この位置ずれの補正は、試料上に位置合わせのためのマークを設け、ステージを動作させながら試料上に設けたマークの位置を確認し、ステージの座標系と走査ビームの座標系を座標変換することによって行っている。
【０００５】
この走査信号の視野ずれの補正において、走査画像を目視で確認しながら補正値を手動で求める場合には、作業時間が長くなるという問題や、客観的な基準がないため作業者によって補正値が異なるという問題が指摘されている。
【０００６】
また、複数のビーム源によってビーム走査を行う構成では、これら複数のビーム源間の相対位置を補正する必要があり、このビーム源間の相対位置の補正は、ビーム源間のビームピッチや、制御値あたりの移動量等を計算しながら行わなければならず、演算を人手によって行う場合には計算やずれ方向の間違い等の誤りについても指摘されている。
【０００７】
このような走査信号の視野ずれの問題に対して、複数のビーム源の相対的位置関係を補正する走査ビーム照射装置が提案されている。この走査ビーム照射装置では、ステージに設けたマークをビーム走査し、ビーム走査で得られた走査画像から位置ずれを検出し、ビーム源間の位置補正を行うものである（特許文献１参照）。
【０００８】
特許文献１で提案される補正は、複数の走査画像間の位置ずれ補正において、ステージを移動させながら、ステージ上のマークの位置を確認し、ステージの座標系と走査ビームの座標系と座標変換によって一致させるものであり、走査画像の取得と位置ずれ補正とを２段階の手順によって行っている。第１の補正段階において、走査画像に基づいてｙ方向の位置ずれを補正し、第２の補正段階において、再度取得した走査画像に基づいてｘ方向の位置ずれを補正する。
【０００９】
図１４は、従来の走査画像間の位置ずれ補正を説明するための図である。図１４（ａ）は、同一のマークを隣接するビーム源ｍとビーム源ｍ＋１で走査して得られる走査画像を示している。マークは横線を斜め線から形成されている。ビーム源間の境界線１００の右方に示す走査画像１０１はビーム源ｍ＋１のビーム走査で得られる走査画像であり、ビーム源間の境界線１００の左方に示す走査画像１０２はビーム源ｍのビーム走査で得られる走査画像である。ビーム源ｍとビーム源ｍ＋１の位置ずれは、走査画像１０１と走査画像１０２像の位置ずれとして観察される。
【００１０】
走査画像１０１の横線１０１ａと走査画像１０２の横線１０２ａのｙ軸方向のずれは、ｙ軸方向の位置ずれを表している。図１４（ｂ），（ｃ）は第１の補正段階を示し、横線１０１ａと横線１０２ａのｙ軸方向のずれ量に基づいて、ｙ軸方向のずれを補正する。
【００１１】
図１４（ｄ）はｙ軸方向のずれを補正した後の走査画像である。斜め線の角度が４５°である場合には、２本の斜め線がそれぞれ境界線１００と交差する点のｙ軸方向のずれは、ｘ軸方向の位置ずれを表している。図１４（ｄ），（ｅ）は第２の補正段階を示し、斜め線１０１ｂと斜め線１０２ｂのｙ軸方向のずれ量に基づいて、ｘ軸方向のずれを補正する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】再公表特許ＷＯ２００６／０８２７１４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
従来技術の、走査画像に基づいてｙ方向の位置ずれを補正する第１の補正段階と、再度走査画像を取得し、２回目の走査画像に基づいてｘ方向の位置ずれを補正する第２の補正段階とによる２段階の手順では、走査画像を２回取得する必要があるため、位置ずれ補正に時間を要するという問題がある。
【００１４】
例えば、液晶基板のアレイ検査では、一つの走査画像を取得するために約５分の時間を要し、検査時間が長くなる要因となる。
【００１５】
そこで、本発明は前記した従来の問題点を解決し、位置ずれ補正に要する走査画像の取得回数を１回で済ますことを目的とする。
【００１６】
また、ｙ軸方向の位置ずれ補正およびｘ軸方向の位置ずれ補正に要する演算を１回で済ますことを目的とする。
【００１７】
また、位置ずれ補正に要する時間を短縮することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明は、荷電粒子ビームを試料上で二次元的に走査して走査画像を形成する走査ビーム照射装置において、試料を支持するステージ上に設けたマークと、このマークを含む走査画像を取得する走査画像取得手段と、走査画像取得手段で取得した走査画像に基づいて位置ずれを補正する位置ずれ補正手段とを備える。
【００１９】
走査画像取得手段は、同一のマークを走査画像中に含む２つの異なる走査画像を取得する。この２つの走査画像の取得は同じ走査期間内で行うことができる。２つの走査画像は同一のマークを走査画像中に含むため、２つの走査画像中のマークの位置を比較することによって、走査画像間に位置ずれを求めることができる。
【００２０】
また、この２つの走査画像の取得は同じ走査期間内で行うことができるため、画像取得に要する時間は１つの走査画像の取得に要する時間と同様とすることができる。
【００２１】
位置ずれ補正手段は、走査画像取得手段で取得した２つの走査画像において、各マークの座標をそれぞれ求め、求めた２つのマークのｘ軸方向の位置ずれ量からｘ軸方向の補正値を算出し、求めた２つのマークのｙ軸方向の位置ずれ量からｙ軸方向の補正値を算出する。
【００２２】
本発明の構成によれば、１回の画像取得処理によって位置ずれ補正に要する走査画像を取得することができ、また、１回の演算によってｘ軸方向の位置ずれ補正とｙ軸方向の位置ずれ補正を行うことができる。
【００２３】
本発明に用いるマークは、走査画像取得手段が走査するビームの走査方向と同方向の水平線と、この水平線に対して所定角で交差する斜め線を備える。
【００２４】
このマークにおいて、水平線と斜め線とが交差する２つの交点位置の座標をマークの座標とし、このマークの座標を用いて走査画像の位置ずれ量を求める。２つの走査画像の２つの交点位置の位置座標において、ｘ軸方向の座標値の差分からｘ軸方向の位置ずれ量を算出し、ｙ軸方向の座標値の差分からｙ軸方向の位置ずれ量を算出する。
【００２５】
各走査画像において、マークの水平線と斜め線が交差する交点を検出できない場合には、マークの水平線上の２点を結ぶ延長線と、マークの斜め線上の２点を結ぶ延長線との交点位置を外挿演算等によって求め、求めた交点位置の座標をマークの座標とする。
【００２６】
水平線と斜め線から成るマークの一例として、走査方向の水平線とこの水平線に対して４５°で交差する斜め線とを備える構成とすることができる。この水平線と４５°の斜め線が、走査画像の境界線と交差する４つの交点位置の座標をマークの座標とする。
【００２７】
斜め線を水平線に対して４５°の角度とすることによって、ｘ軸方向のずれ量は境界線上で斜め線が交差する交点と水平線との間のｙ軸方向のずれ量と同量となる。２つの走査画像において、マークが境界線と交差する４つの交点位置の位置座標において、水平線が交差する交点のｙ軸方向の座標値の差分からｙ軸方向の位置ずれ量を算出し、斜め線が交差する交点のｙ軸方向の座標値の差分からｘ軸方向の位置ずれ量を算出する。
【００２８】
また、マークの水平線と斜め線が走査画像の境界線と交差する交点に代えて、境界線から所定距離だけ離れたｙ軸方向の直線を用い、マークがこの直線と交差する４つの交点位置の位置座標を用いて位置ずれ量を算出することもできる。
【００２９】
本発明のマークは、上記した水平線と斜め線の組み合わせに限らず、一点の座標位置が特定できるマークであれば使用することができる。例えば、走査画像上においてマークの座標位置を検出することができる場合には、一つの点でマークを形成してもよい。
【発明の効果】
【００３０】
以上説明したように、本発明によれば、位置ずれ補正に要する走査画像の取得回数を１回で済ますことができ、ｙ軸方向の位置ずれ補正およびｘ軸方向の位置ずれ補正に要する演算を１回で済ますことができる。
【００３１】
本発明によれば、１回の画像取得処理によって位置ずれ補正に要する走査画像を取得することができ、また、１回の演算によってｘ軸方向の位置ずれ補正とｙ軸方向の位置ずれ補正を行うことができるため、位置ずれ補正に要する時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の走査ビーム照射装置を説明するための概略図である。
【図２】本発明の走査ビーム照射装置１が備えるマークを説明するための図である。
【図３】本発明のマークの形状例を説明するための図である。
【図４】回転ずれ、Ｘ，Ｙ軸方向ずれを説明するための図である。
【図５】本発明のＸ，Ｙ軸方向ずれを説明するための図である。
【図６】本発明の位置ずれ補正による走査画像のずれ補正を説明するための図である。
【図７】本発明の回転方向ずれ、Ｘ，Ｙ軸方向ずれの各位置ずれを補正するパラメータを求める手順について説明するためのフローチャートである。
【図８】本発明の回転方向ずれ補正、Ｘ，Ｙ軸方向ずれ補正の補正演算の順序を説明するための図である。
【図９】本発明のビーム源のＸ，Ｙ軸方向ずれ補正係数の算出を説明するためのフローチャートである。
【図１０】本発明のビーム源間のＸ，Ｙ軸方向ずれ補正を説明するための図である。
【図１１】本発明のマークの交点の位置座標からＸ軸方向とＹ軸方向のずれ量を求める手順を説明するための図である。
【図１２】本発明において交点の検出方法を説明するための図である。
【図１３】Ｙ軸方向のずれ量ΔｙおよびＸ軸方向のずれ量Δｘを求める別の態様を説明するための図である。
【図１４】従来の走査画像間の位置ずれ補正を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、本発明の実施の形態について、図を参照しながら詳細に説明する。以下、本発明のＴＦＴアレイ検査装置の構成例について、図１〜図６を用いて説明する。図１〜２は第１の形態の構成例を説明するための図であり、図３〜図６は第２の形態の構成例を説明するための図である。
【００３４】
図１は本発明のＴＦＴアレイ検査装置の第１の形態の概略を説明するための図である。
【００３５】
以下、本発明の実施の形態について、図を参照しながら詳細に説明する。
【００３６】
図１は本発明の走査ビーム照射装置を説明するための概略図である。
走査ビーム照射装置１は、電子やイオン等の荷電粒子ビームを試料上に照射するビーム源２と、基板等の試料を支持しＸ，Ｙ方向に移動可能なステージ３と、荷電粒子ビームの照射によって試料から発生する二次電子等を検出する検出器４と、検出器４で取得された検出信号を用いて走査画像を形成する走査画像取得手段５と、得られた走査画像に基づいて位置ずれ補正値を求める位置ずれ補正手段６と、得られた位置ずれ補正値やその他のパラメータに基づいてビーム源２やステージ３の駆動制御を行う制御手段７を備える。
【００３７】
走査画像取得手段５は、走査画像を形成する走査画像形成手段５ａと形成した走査画像を記憶する走査画像記憶手段５ｂを備える。
【００３８】
位置ずれ補正手段６は、ビーム源２の基準座標（ビーム座標系あるいはステージ座標系）に対する回転方向ずれのずれ量を求める回転方向ずれ量算出手段６ａ、各ビーム源間のＸ軸方向およびＹ軸方向ずれのずれ量を求めるＸ，Ｙ軸方向ずれ量算出手段６ｂ、回転方向ずれ量算出手段６ａで求めた回転方向ずれ量を補正する補正係数を算出する回転方向ずれ補正係数算出手段算出６ｃ、Ｘ，Ｙ軸方向ずれ量算出手段６ｂで求めたＸ，Ｙ方向ずれ量を補正する補正係数を算出するＸ，Ｙ方向ずれ補正係数算出手段算出６ｄ、算出した補正係数やその他のパラメータを記憶するパラメータ記憶手段６ｅを備える。
【００３９】
なお、ここでは、位置ずれ補正値として、回転方向ずれ量を補正する補正係数、およびＸ，Ｙ方向ずれ量を補正する補正係数を算出しているが、補正量を算出してもよい。
【００４０】
本発明の走査ビーム照射装置１は、ステージ３上に位置ずれを算出するためのマークを備える。図２は、本発明の走査ビーム照射装置１が備えるマークを説明するための図である。
【００４１】
図２において、マークは、ステージ座標を取得するステージ用シンボル１１と、走査ビームの位置ずれを算出するための走査ビーム用シンボル１２を備える。マークはステージの上端及び／又は下端にエッチング等によって形成される。図２ではマークはステージの上端に設けた例を示しているが、下端に設ける構成の他、上端及び下端の両端に設ける構成としてもよい。ステージ用シンボル１１はビーム源２毎に設けられ、走査ビーム用シンボル１２はビーム源間に設けられる。
【００４２】
ビーム源２は、照射ビームのスキャン及びステージの移動によってパス１３の走査範囲内を走査して走査画像を取得する。
【００４３】
図３はマークの形状例を説明するための図である。図３（ａ）はステージ用シンボル１１の一形状例を示している。ステージ用シンボル１１は、ステージ上の位置を定める位置シンボル１１ａと、位置シンボル１１ａが走査範囲のいずれの方向にあるかを示す方向シンボル１１ｂとを備える。得られた走査画像内に位置シンボル１１ａが見つからない場合には、この方向シンボル１１ｂを参照することで位置シンボル１１ａが存在する方向を確認することができる。
【００４４】
なお、図３（ａ）に示す位置シンボル１１ａ及び方向シンボル１１ｂの形状は一例であり、この形状に限定されるものではない。
【００４５】
図３（ｂ）は走査ビーム用シンボル１２の一形状例を示している。走査ビーム用シンボル１２は各ビーム源２の走査ビームの各走査範囲内に設け、走査ビームの座標系においてビーム源の回転方向ずれ、Ｙ軸方向ずれ、Ｘ軸方向ずれ等の位置ずれを求めるための指標として用いる。
【００４６】
走査ビーム用シンボル１２は、走査方向の直線を含む水平シンボル１２ａと、水平シンボル１２ａに対して例えば４５度方向に傾斜した直線を含む斜めシンボル１２ｂを備える。
【００４７】
以下、主に走査ビーム用シンボル１２と、回転方向ずれ、Ｙ軸方向ずれ、及びＸ軸方向ずれとの関係について説明する。以下では、走査ビーム用シンボル１２をマークの用語で称し、水平シンボル１２ａを水平線の用語で、斜めシンボル１２ｂを斜め線の用語で表すものとする。
【００４８】
はじめに、水平線の両端のＹ軸方向の位置ずれ量と回転方向ずれとの関係を説明する。図４（ａ）は水平線と回転方向ずれ量との関係を説明するための図である。図４（ａ）において、回転方向のずれ角度θは水平線の両端のＹ軸方向の位置ずれ量に対応しているため、Ｙ軸方向の位置ずれ量から回転方向ずれ量を算出することができる。
【００４９】
次に、水平線間のＹ軸方向の位置ずれ量とＹ軸方向ずれとの関係、および斜め線のＹ軸方向の位置ずれ量とＸ軸方向ずれとの関係を説明する。
【００５０】
図４（ｂ）は２つの水平線間のＹ軸方向の位置ずれ量とＹ軸方向ずれとの関係を説明するための図である。図４（ｂ）において、各ビーム源が同一のマークを走査して得られる二つの走査画像の各水平線のＹ軸方向の位置ずれ量は、二つのビーム源のＹ軸方向のずれ量および走査画像のＹ軸方向のずれ量に対応しているため、水平線間のＹ軸方向の位置ずれ量からビーム源間（走査画像間）のＹ軸方向ずれ量を算出することができる。
【００５１】
図４（ｃ）は２つの斜め線間のＹ軸方向の位置ずれ量とＸ軸方向ずれとの関係を説明するための図である。図４（ｃ）において、各ビーム源が同一のマークを走査して得られる二つの走査画像の各斜め線のＹ軸方向の位置ずれ量は、二つのビーム源のＸ軸方向のずれ量および走査画像のＸ軸方向のずれ量に対応しているため、斜め線間のＹ軸方向の位置ずれ量からビーム源間（走査画像間）のＸ軸方向ずれ量を算出することができる。
【００５２】
この斜め線のＹ軸方向のずれとビーム源間（走査画像間）のＸ軸方向との対応関係は、この斜め線の角度を水平線に対して４５°の角度とする場合には、Ｘ軸方向ずれのずれ量とＹ軸方向ずれのずれ量とは同量となる関係に依るものであり、この関係から、Ｙ軸方向ずれのずれ量をＸ軸方向ずれのずれ量として求めることができる。
【００５３】
なお、斜め線の角度を水平線に対して４５°以外の任意の角度とすることもできる。この場合には、Ｘ軸方向ずれのずれ量とＹ軸方向ずれのずれ量とは同量ではなく所定の比例関係となるため、Ｙ軸方向ずれのずれ量に対して所定の比例関係に基づいた演算を行うことでＸ軸方向ずれのずれ量を求めることができる。
【００５４】
なお、図４（ｃ）の左方は、太い線で示すマークを基準としたとき、細い線で示すマークが右方にずれた場合を示し、図４（ｃ）の右方は、太い線で示すマークを基準としたとき細い線で示すマークが左方にずれた場合を示している。このＸ軸方向ずれは、斜め線（実線で示す）のＹ軸方向ずれから求めることができる。
【００５５】
図５はＸ，Ｙ軸方向ずれを説明するための図である。図５（ａ）は、ビーム源ｍとビーム源ｍ＋１の間のずれについて示し、ビーム源ｍを基準としたときのビーム源ｍ＋１のＸ軸方向のずれΔｘとＹ軸方向のずれΔｙを示している。
【００５６】
図５（ｃ）は、ビーム源ｍおよびビーム源ｍ＋１が図５（ｂ）に示すマーク１２を走査して得られる走査画像を示している。図５（ｃ）中の境界線１０よりも左方に示される水平線１２a,mおよび斜め線１２b,mはビーム源ｍによる走査画像を示し、境界線１０よりも右方に示される水平線１２a,m+1および斜め線１２b,m+1はビーム源ｍ＋１による走査画像を示している。
【００５７】
ビーム源ｍとビーム源ｍ＋１の間のＸ軸方向のずれ量およびＹ軸方向のずれ量は、水平線１２a,mと斜め線１２b,mの交点Ｍと水平線１２a,m+1と斜め線１２b,m+1の交点Ｍ＋１とのずれ量によって求めることができ、Ｘ軸方向のずれ量は交点Ｍと交点Ｍ＋１とのＸ軸方向のずれ量から求めることができ、Ｙ軸方向のずれ量は交点Ｍと交点Ｍ＋１とのＹ軸方向のずれ量から求めることができる。
【００５８】
上記した回転方向ずれ、Ｙ軸方向ずれ、及びＸ軸方向ずれの各位置ずれを補正することで、走査画像のずれを補正することができる。図６は、位置ずれ補正による走査画像のずれ補正を説明するための図である。なお、ここでは、３つのビーム源がそれぞれ４つのパスによって走査画像を取得する状態を示している。
【００５９】
図６（ａ）は、回転方向ずれを含む走査画像例を示している。ビーム源２の設置角度やビームの照射状態によって回転方向にずれが生じると、得られる走査画像に回転方向ずれが含まれることになる。直線の走査画像は、回転方向ずれによって水平に対して角度を有した傾斜線として表れる。
【００６０】
図６（ｂ）は回転方向ずれを補正した状態を示している。回転方向ずれ補正によって走査画像は水平な直線となる。このとき、ビーム源間においてＹ軸方向にずれが存在する場合には、各ビーム源で得られる走査画像の直線はＹ軸方向にずれΔｙが表れる。また、ビーム源間においてＸ軸方向にずれが存在する場合には、各ビーム源で得られる走査画像の直線はＸ軸方向にずれΔｘが生じ、走査画像に重複部分が生じる。
【００６１】
図６（ｃ）は、マークを用いてＸ軸方向ずれおよびＹ軸方向ずれを補正した状態を示している。Ｘ，Ｙ軸方向ずれ補正によってビーム源間のＸ，Ｙ軸方向のずれは解消される。
【００６２】
次に、図７のフローチャートを用いて、回転方向ずれ、Ｙ軸方向ずれおよびＸ軸方向ずれの各位置ずれを補正するパラメータを求める手順について説明する。
【００６３】
はじめに、走査画像を取得する際の制御パラメータの内で回転方向ずれ、Ｙ軸方向ずれ、Ｘ軸方向ずれ等を補正するパラメータを"０"に設定し（Ｓ１）、この状態でビームを走査して、ステージ上に形成したマークの走査画像を取得する。ここでは、回転方向ずれ、Ｙ軸方向ずれおよびＸ軸方向ずれを補正するために、マークの走査画像を取得する（Ｓ２）。
【００６４】
取得したマークの走査画像を用いてビーム源の回転方向ずれの補正係数を求め（Ｓ３）、求めた回転方向ずれ補正係数を用いて制御パラメータを設定し（Ｓ４）、回転方向ずれを補正した状態で再度ビームを走査して、マークの走査画像を取得する（Ｓ５）。
【００６５】
次に、回転方向ずれを補正して取得した走査画像のマークを用いてＸ軸方向ずれ補正係数（補正量）およびＹ軸方向ずれ補正係数（補正量）を求める（Ｓ６）。
【００６６】
前記Ｓ６の工程で求めたＸ軸方向ずれ補正係数、Ｙ軸方向ずれ補正係数を用いてＸ，Ｙ軸方向ずれ補正量のビーム制御のパラメータを設定する（Ｓ７）。
【００６７】
図８は、回転方向ずれ補正、Ｘ，Ｙ軸方向ずれ補正の補正演算の順序を説明するための図である。
【００６８】
図８（ａ）は、一例として左から右に向かって順にビーム源の回転方向ずれ補正の演算処理を行う場合について示している。回転方向ずれ補正は、各ビーム源との間で関連がなく、一ビームの回転方向ずれ補正が他のビーム源の回転方向ずれ補正に影響しないため、ビーム源について任意の順序で行うことができる。
【００６９】
図８（ｂ）はＸ，Ｙ軸方向ずれ補正の順序の一例であり、７個のビーム源において中央のビーム源No.４を基準として順にＸ，Ｙ軸方向ずれ補正を行う。第１番目に基準のビーム源No.４に対して左側に隣接するNo.3のビーム源との間でＸ，Ｙ軸方向ずれ補正を行い、次に、No.3とNo.2のビーム源との間でＸ，Ｙ軸方向ずれ補正を行った後、No.2とNo.1のビーム源との間でＸ，Ｙ軸方向ずれ補正を行って左方にあるビーム源のＸ，Ｙ軸方向ずれ補正を完了する。
【００７０】
次に、第４番目に基準のビーム源No.４に対して右側に隣接するNo.5のビーム源との間でＸ，Ｙ軸方向ずれ補正を行い、次に、No.5とNo.6のビーム源との間でＸ，Ｙ軸方向ずれ補正を行った後、No.6とNo.7のビーム源との間でＸ，Ｙ軸方向ずれ補正を行って右方にあるビーム源のＸ，Ｙ軸方向ずれ補正を完了する。これにより、全てのビーム源についてＸ，Ｙ軸方向ずれを補正することができる。
【００７１】
なお、Ｘ，Ｙ軸方向の補正において、補正を補正後のマークと順次比較することによって補正を行う場合には、基準のマークに対する補正係数を求めるために前回の補正値を考慮する必要がある。
【００７２】
次に、Ｘ，Ｙ軸方向ずれ補正係数の算出について説明する。
図９はビーム源のＸ，Ｙ軸方向ずれ補正係数の算出（図７のフローチャート中のＳ６）を説明するためのフローチャートである。なお、ここでは、複数のビーム源（ビーム源の個数をＮとする）を備える場合について、ビーム源ｍを基準として他のビーム源のＸ，Ｙ軸方向ずれ補正する補正係数を順に求める手順を示している。
【００７３】
基準のビーム源ｍを設定する。複数のビーム源に内で何れのビーム源を基準のビーム源として設定するかは任意とすることができる。例えば、ビーム源の個数が"７"である場合に、ｍ＝４として中央に位置する第４番目のビーム源を基準とすることができる（S6a）。
【００７４】
以下、基準のビーム源に対して隣接するビーム源のＸ，Ｙ軸方向ずれを求め、このＸ，Ｙ軸方向ずれを補正する補正係数を求め、さらに、隣接するビーム源のＸ，Ｙ軸方向ずれを求めて補正係数を求める。この演算を基準のビーム源の両側について行うことで、全てのビーム源について基準のビーム源に対してＸ，Ｙ軸方向ずれを補正する補正係数を求めることができる。
【００７５】
はじめに、基準のビーム源ｍに対して一方の側に存在するビーム源（ｍ−１，ｍ−２,…,１）についてＸ，Ｙ軸方向ずれ量を求め（S6b〜S6ｅ）、次に基準のビーム源ｍに対して他方の側に存在するビーム源（ｍ＋１，ｍ＋２,…,Ｎ）についてＸ，Ｙ軸方向ずれ量を求める（S6f〜S6i）。
【００７６】
Ｘ，Ｙ軸方向ずれ量を求める場合、ビーム源ｍとビーム源ｍ＋１の２つの走査画像について、各マークの水平線と斜め線の交点を指定し（S6b）、指定した２つの交点の座標からＸ，Ｙ軸方向のずれ量を求める（S6c）。
【００７７】
ｍ＝ｍ−１として（S6d）、ｍと"０"とを比較し（S6e）、ｍが"０"となるまで（S6b）〜（S6d）の工程を繰り返すことによって、基準のビーム源１〜ｍ−１のビーム源についてＸ，Ｙ軸方向ずれ量を算出する。
【００７８】
次に、ビーム源ｍとビーム源ｍ＋１の２つの走査画像について、各マークの水平線と斜め線の交点を指定し（S6f）、指定した２つの交点のＸ，Ｙ軸方向のずれ量を求める（S6g）。
【００７９】
ｍ＝ｍ＋１として（S6h）、ｍと"Ｎ"とを比較し（S6i）、ｍが"Ｎ"となるまで（S6f）〜（S6h）の工程を繰り返すことによって、基準のビーム源ｍ＋１〜Ｎのビーム源についてＸ，Ｙ軸方向ずれ量を算出する。
【００８０】
これによって、基準のビーム源ｍに対して全てのビーム源のＸ，Ｙ軸方向ずれを補正する補正量を求めることができる。
【００８１】
なお、求めたずれ補正量からずれ補正量あるいはずれ補正係数を算出することができる。ずれ補正係数は、走査画像においてビームが照射されるサンプリング点の個数（ポイント数）に基づいて求めることができ、軸方向のずれ量をフレーム中のポイント数に対応づけることで軸方向ずれのずれ補正係数を算出する。
【００８２】
例えば、軸方向ずれ補正係数の算出は以下の式
軸方向ずれ補正係数＝ずれ量×フレームの長さ／フレームのポイント数／最小分解能
によって行うことができる。
【００８３】
例えば、一フレームの範囲が（47mm×3mm）であり、一フレームのＹ方向のサンプリング点数が68であるとき、ずれ量としてＹ軸方向で−４ポイント数分ずれている場合には、
-44＝-4（point）×3000（um）／68（point）／4（um）
となる。
【００８４】
また、回転方向ずれ補正係数の算出は、例えば、
回転方向ずれ補正係数＝フレームＹ方向の長さ／フレームのポイント数／フレームＸ方向の長さ×ずれ量
によって行うことができる。
【００８５】
例えば、一フレームの範囲が（47mm×3mm）であり、一フレームのポイント数が（3000ポイント×68ポイント）であるとき、ずれ量としてＹ軸方向に２ポイント数分ずれている場合には、
0.001855437＝3（mm）／68（point）／47（mm）／2（point）
となる。
【００８６】
図１０はビーム源間のＸ，Ｙ軸方向ずれ補正を説明するための図である。図１０（ａ）は、ビーム源ｍおよびビーム源ｍ＋１とマーク１２との位置関係を示し、図１０（ｂ）は各ビーム源によるマーク１２の走査画像を示している。ビーム源ｍの走査画像を基準とした場合、ビーム源ｍ＋１の走査画像は、ビーム源のＸ，Ｙ軸方向ずれによってＸ軸方向およびＹ軸方向にずれが像となる。
【００８７】
ここで、図１０（ｃ）において、境界線１０の左方はビーム源ｍの走査画像であり、境界線１０の右方はビーム源ｍ＋１の走査画像である。走査画像の位置関係は、各走査画像中のマークの位置によって求めることができ、ビーム源ｍの走査画像のマークの位置座標は、水平線１２a,mと斜め線１２b,mとの交点Ｍの位置座標で表すことができ、ビーム源ｍ＋１の走査画像のマークの位置座標は、水平線１２a,m+1と斜め線１２b,m+1との交点Ｍ＋１の位置座標で表すことができる。
【００８８】
次に、図１１を用いてマークの交点の位置座標からＸ軸方向とＹ軸方向のずれ量を求める手順について説明する。
【００８９】
図１１（ａ）は、前記図１０で示したマークの走査画像と同様であり、境界線１０の左方のビーム源ｍによるマークの位置座標は、水平線１２a,mと斜め線１２b,mとの交点Ｍの位置座標［ｘm，ｙm］で表すことができ、また、境界線１０の右方のビーム源ｍ＋１によるマークの位置座標は、水平線１２a,m+1と斜め線１２b,m+1との交点Ｍの位置座標［ｘm+1，ｙm+1］で表すことができる。
【００９０】
ここで、Ｙ軸方向のずれ量ΔｙおよびＸ軸方向のずれ量Δｘは、以下の式で表すことができる。
Δｙ＝ｙm+1−ｙm
Δｘ＝ｘm+1−ｘm
【００９１】
図１２は、交点の検出方法を説明するための図である。交点は水平線と斜め線とが交差する点であるため、走査画像から水平線と斜め線を抽出し、これら直線が交差する点を演算により求めることができる。
【００９２】
水平線は、走査画像のマークの水平線上で少なくとも２点を選出し、選出点を繋ぐ直線を算出することで抽出することができる。また、同様に、斜め線は、走査画像のマークの斜め線上で少なくとも２点を選出し、選出点を繋ぐ直線を算出することで抽出することができる。水平線および斜め線は直線式によって表すことができる。
【００９３】
交点は、抽出した水平線と斜め線の直線式を用い、これらの直線が交わる点を演算によって求めることができる。
【００９４】
図１２において、水平線１２a，m+1は、この水平線上で選出した点（図中の三角印）の位置座標を満たす直線式を算出することで求め、斜め線１２b，m+1は、この斜め線上で選出した点（図中の四角印）の位置座標を満たす直線式を算出することで求めることができる。交点Ｍ＋１は、求めた水平線１２a，m+1と斜め線１２b，m+1を表す直線式を用いて演算によって求めることができる。
【００９５】
また、水平線１２a，mは、この水平線上で選出した点（図中の三角印）の位置座標を満たす直線式を算出することで求め、斜め線１２b，mは、この斜め線上で選出した点（図中の四角印）の位置座標を満たす直線式を算出することで求めることができる。交点Ｍは、求めた水平線１２a，mと斜め線１２b，mを表す直線式を用いて演算によって求めることができる。
【００９６】
ここで、図１２中において破線で示す交点Ｍのように、交点が走査画像上に現れない場合であっても、水平線上および斜め線上の点を選出することによって、上記した演算によって求めることができる。
【００９７】
この態様によれば、交点は一回の走査ビーム照射によって得られる走査画像から取得することができるため、Ｙ軸方向のずれ量ΔｙおよびＸ軸方向のずれ量Δｘの検出を、一回の走査ビーム照射で取得した走査画像を用いて行うことができる。
【００９８】
次に、Ｙ軸方向のずれ量ΔｙおよびＸ軸方向のずれ量Δｘの検出を、一回の走査ビーム照射による走査画像で行う別の態様を図１３を用いて説明する。
【００９９】
図１３は、Ｙ軸方向のずれ量ΔｙおよびＸ軸方向のずれ量Δｘを求める別の態様を説明するための図である。
【０１００】
この態様では、ずれ量を算出するために用いる位置座標を、マークとＹ軸方向の直線とが交差する点の位置座標から求めるものである。
【０１０１】
図１３（ａ）は、マークが交差するＹ軸方向の直線として、走査画像間の境界線を用いる態様である。
【０１０２】
境界線１０の左方のビーム源mによるマークの水平線１２a,mが境界線１０と交差するＹ軸方向の位置座標をｙm,1とし、境界線１０の右方のビーム源ｍ＋１によるマークの水平線１２a,m+1が境界線１０と交差するＹ軸方向の位置座標はｙm+1,1とすると、Ｙ軸方向のずれ量Δｙは、以下の式で表すことができる。
Δｙ＝ｙm+1,1−ｙm,1
【０１０３】
また、境界線１０の左方のビーム源ｍによるマークの斜め線１２b,mが境界線１０と交差するＹ軸方向の位置座標をｙm,2とし、境界線１０の右方のビーム源ｍ＋１によるマークの水平線１２a,m+1が境界線１０と交差するＹ軸方向の位置座標はｙm+1,2とすると、Ｘ軸方向のずれ量Δｘは、以下の式で表すことができる。
Δｘ＝（ｙm+1,1−ｙm+1,2）＋（ｙm,1−ｙm,2）
【０１０４】
図１３（ｂ）は、マークが交差するＹ軸方向の直線として、走査画像間の境界線からＸ軸方向に所定距離離れたＹ軸方向の直線を用いる態様である。
【０１０５】
境界線１０の左方のビーム源ｍによるマークの水平線１２a,mが境界線１０からd1だけ離れたＹ軸方向の直線１４と交差するＹ軸方向の位置座標をｙm,1とし、境界線１０の右方のビーム源ｍ＋１によるマークの水平線１２a,m+1が境界線１０からd2だけ離れたＹ軸方向の直線１５と交差するＹ軸方向の位置座標はｙm+1,1とすると、Ｙ軸方向のずれ量Δｙは、以下の式で表すことができる。
Δｙ＝ｙm+1,1−ｙm,1
【０１０６】
また、境界線１０の左方のビーム源ｍによるマークの斜め線１２b,mが境界線１０からd1だけ離れたＹ軸方向の直線１４と交差するＹ軸方向の位置座標をｙm,2とし、境界線１０の右方のビーム源ｍ＋１によるマークの水平線１２a,m+1が境界線１０からd2だけ離れたＹ軸方向の直線１５と交差するＹ軸方向の位置座標はｙm+1,2とすると、Ｘ軸方向のずれ量Δｘは、以下の式で表すことができる。
Δｘ＝（ｙm+1,1−ｙm+1,2）＋d2＋（ｙm,1−ｙm,2）＋d1
【０１０７】
この態様においても、交点は一回の走査ビーム照射によって得られる走査画像から取得することができるため、Ｙ軸方向のずれ量ΔｙおよびＸ軸方向のずれ量Δｘの検出を、一回の走査ビーム照射で取得した走査画像を用いて行うことができる。
【０１０８】
なお、本発明は前記各実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨に基づいて種々変形することが可能であり、これらを本発明の範囲から排除するものではない。
【産業上の利用可能性】
【０１０９】
本発明の走査ビーム照射装置はＴＦＴアレイ検査に適用することができ、又、液晶基板に限らず、半導体基板の検査に適用することができる。
【符号の説明】
【０１１０】
１ 走査ビーム照射装置
２ ビーム源
３ ステージ
４ 検出器
５ 走査画像取得手段
５ａ 走査画像形成手段
５ｂ 走査画像記憶手段
６ 補正手段
６ａ 回転方向ずれ量算出手段
６ｂ Ｘ，Ｙ軸方向ずれ量算出手段
６ｃ 回転方向ずれ補正係数算出手段算出
６ｄ Ｘ，Ｙ方向ずれ補正係数算出手段算出
６ｅ パラメータ記憶手段
７ 制御手段
１０ 境界線
１１ ステージ用シンボル
１１ａ 位置シンボル
１１ｂ 方向シンボル
１２ マーク（走査ビーム用シンボル）
１２a 水平線
１２b 斜め線
１３ パス
１００ 境界線
１０１ 走査画像
１０１ａ 横線
１０１ｂ 斜め線
１０２ 走査画像
１０２ａ 横線
１０２ｂ 斜め線
Ｍ 交点
ｍ ビーム源
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子ビームやイオンビーム等の荷電粒子ビームを試料上で二次元的に走査して走査画像を形成する走査ビーム照射装置に関し、特に、走査画像の直線性の補正に関する。
【背景技術】
【０００２】
荷電粒子ビームを試料上で二次元的に走査するには、荷電粒子ビームと試料ステージをＸ軸方向及びＹ軸方向に相対的に移動することによって、通常、Ｘ軸方向に１ライン分移動して検出信号を取得する操作と、Ｙ軸方向に１ライン分ずらす操作を繰り返すことによって１フレーム分の走査信号を取得している。
【０００３】
ステージの座標系と走査ビームの座標系との間が一致していない場合には、検出信号を取得して得られる走査画像の位置とステージ上に配置した試料の位置との間に位置ずれ（走査信号の視野ずれ）が生じることになる。
【０００４】
従来、この位置ずれの補正は、試料上に位置合わせのためのマークを設け、ステージを動作させながら試料上に設けたマークの位置を確認し、ステージの座標系と走査ビームの座標系を座標変換することによって行っている。
【０００５】
この走査信号の視野ずれの補正において、走査画像を目視で確認しながら補正値を手動で求める場合には、作業時間が長くなるという問題や、客観的な基準がないため作業者によって補正値が異なるという問題が指摘されている。
【０００６】
また、複数のビーム源によってビーム走査を行う構成では、これら複数のビーム源間の相対位置を補正する必要があり、このビーム源間の相対位置の補正は、ビーム源間のビームピッチや、制御値あたりの移動量等を計算しながら行わなければならず、演算を人手によって行う場合には計算やずれ方向の間違い等の誤りについても指摘されている。
【０００７】
このような走査信号の視野ずれの問題に対して、複数のビーム源の相対的位置関係を補正する走査ビーム照射装置が提案されている。この走査ビーム照射装置では、ステージに設けたマークをビーム走査し、ビーム走査で得られた走査画像から位置ずれを検出し、ビーム源間の位置補正を行うものである（特許文献１参照）。
【０００８】
特許文献１で提案される補正は、複数の走査画像間の位置ずれ補正において、ステージを移動させながら、ステージ上のマークの位置を確認し、ステージの座標系と走査ビームの座標系と座標変換によって一致させるものであり、走査画像の取得と位置ずれ補正とを２段階の手順によって行っている。第１の補正段階において、走査画像に基づいてｙ方向の位置ずれを補正し、第２の補正段階において、再度取得した走査画像に基づいてｘ方向の位置ずれを補正する。
【０００９】
図１４は、従来の走査画像間の位置ずれ補正を説明するための図である。図１４（ａ）は、同一のマークを隣接するビーム源ｍとビーム源ｍ＋１で走査して得られる走査画像を示している。マークは横線を斜め線から形成されている。ビーム源間の境界線１００の右方に示す走査画像１０１はビーム源ｍ＋１のビーム走査で得られる走査画像であり、ビーム源間の境界線１００の左方に示す走査画像１０２はビーム源ｍのビーム走査で得られる走査画像である。ビーム源ｍとビーム源ｍ＋１の位置ずれは、走査画像１０１と走査画像１０２像の位置ずれとして観察される。
【００１０】
走査画像１０１の横線１０１ａと走査画像１０２の横線１０２ａのｙ軸方向のずれは、ｙ軸方向の位置ずれを表している。図１４（ｂ），（ｃ）は第１の補正段階を示し、横線１０１ａと横線１０２ａのｙ軸方向のずれ量に基づいて、ｙ軸方向のずれを補正する。
【００１１】
図１４（ｄ）はｙ軸方向のずれを補正した後の走査画像である。斜め線の角度が４５°である場合には、２本の斜め線がそれぞれ境界線１００と交差する点のｙ軸方向のずれは、ｘ軸方向の位置ずれを表している。図１４（ｄ），（ｅ）は第２の補正段階を示し、斜め線１０１ｂと斜め線１０２ｂのｙ軸方向のずれ量に基づいて、ｘ軸方向のずれを補正する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】再公表特許ＷＯ２００６／０８２７１４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
従来技術の、走査画像に基づいてｙ方向の位置ずれを補正する第１の補正段階と、再度走査画像を取得し、２回目の走査画像に基づいてｘ方向の位置ずれを補正する第２の補正段階とによる２段階の手順では、走査画像を２回取得する必要があるため、位置ずれ補正に時間を要するという問題がある。
【００１４】
例えば、液晶基板のアレイ検査では、一つの走査画像を取得するために約５分の時間を要し、検査時間が長くなる要因となる。
【００１５】
そこで、本発明は前記した従来の問題点を解決し、位置ずれ補正に要する走査画像の取得回数を１回で済ますことを目的とする。
【００１６】
また、ｙ軸方向の位置ずれ補正およびｘ軸方向の位置ずれ補正に要する演算を１回で済ますことを目的とする。
【００１７】
また、位置ずれ補正に要する時間を短縮することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明は、荷電粒子ビームを試料上で二次元的に走査して走査画像を形成する走査ビーム照射装置において、試料を支持するステージ上に設けたマークと、このマークを含む走査画像を取得する走査画像取得手段と、走査画像取得手段で取得した走査画像に基づいて位置ずれを補正する位置ずれ補正手段とを備える。
【００１９】
走査画像取得手段は、同一のマークを走査画像中に含む２つの異なる走査画像を取得する。この２つの走査画像の取得は同じ走査期間内で行うことができる。２つの走査画像は同一のマークを走査画像中に含むため、２つの走査画像中のマークの位置を比較することによって、走査画像間に位置ずれを求めることができる。
【００２０】
また、この２つの走査画像の取得は同じ走査期間内で行うことができるため、画像取得に要する時間は１つの走査画像の取得に要する時間と同様とすることができる。
【００２１】
位置ずれ補正手段は、走査画像取得手段で取得した２つの走査画像において、各マークの座標をそれぞれ求め、求めた２つのマークのｘ軸方向の位置ずれ量からｘ軸方向の補正値を算出し、求めた２つのマークのｙ軸方向の位置ずれ量からｙ軸方向の補正値を算出する。
【００２２】
本発明の構成によれば、１回の画像取得処理によって位置ずれ補正に要する走査画像を取得することができ、また、１回の演算によってｘ軸方向の位置ずれ補正とｙ軸方向の位置ずれ補正を行うことができる。
【００２３】
本発明に用いるマークは、走査画像取得手段が走査するビームの走査方向と同方向の水平線と、この水平線に対して所定角で交差する斜め線を備える。
【００２４】
このマークにおいて、水平線と斜め線とが交差する２つの交点位置の座標をマークの座標とし、このマークの座標を用いて走査画像の位置ずれ量を求める。２つの走査画像の２つの交点位置の位置座標において、ｘ軸方向の座標値の差分からｘ軸方向の位置ずれ量を算出し、ｙ軸方向の座標値の差分からｙ軸方向の位置ずれ量を算出する。
【００２５】
各走査画像において、マークの水平線と斜め線が交差する交点を検出できない場合には、マークの水平線上の２点を結ぶ延長線と、マークの斜め線上の２点を結ぶ延長線との交点位置を外挿演算等によって求め、求めた交点位置の座標をマークの座標とする。
【００２６】
水平線と斜め線から成るマークの一例として、走査方向の水平線とこの水平線に対して４５°で交差する斜め線とを備える構成とすることができる。この水平線と４５°の斜め線が、走査画像の境界線と交差する４つの交点位置の座標をマークの座標とする。
【００２７】
斜め線を水平線に対して４５°の角度とすることによって、ｘ軸方向のずれ量は境界線上で斜め線が交差する交点と水平線との間のｙ軸方向のずれ量と同量となる。２つの走査画像において、マークが境界線と交差する４つの交点位置の位置座標において、水平線が交差する交点のｙ軸方向の座標値の差分からｙ軸方向の位置ずれ量を算出し、斜め線が交差する交点のｙ軸方向の座標値の差分からｘ軸方向の位置ずれ量を算出する。
【００２８】
また、マークの水平線と斜め線が走査画像の境界線と交差する交点に代えて、境界線から所定距離だけ離れたｙ軸方向の直線を用い、マークがこの直線と交差する４つの交点位置の位置座標を用いて位置ずれ量を算出することもできる。
【００２９】
本発明のマークは、上記した水平線と斜め線の組み合わせに限らず、一点の座標位置が特定できるマークであれば使用することができる。例えば、走査画像上においてマークの座標位置を検出することができる場合には、一つの点でマークを形成してもよい。
【発明の効果】
【００３０】
以上説明したように、本発明によれば、位置ずれ補正に要する走査画像の取得回数を１回で済ますことができ、ｙ軸方向の位置ずれ補正およびｘ軸方向の位置ずれ補正に要する演算を１回で済ますことができる。
【００３１】
本発明によれば、１回の画像取得処理によって位置ずれ補正に要する走査画像を取得することができ、また、１回の演算によってｘ軸方向の位置ずれ補正とｙ軸方向の位置ずれ補正を行うことができるため、位置ずれ補正に要する時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の走査ビーム照射装置を説明するための概略図である。
【図２】本発明の走査ビーム照射装置１が備えるマークを説明するための図である。
【図３】本発明のマークの形状例を説明するための図である。
【図４】回転ずれ、Ｘ，Ｙ軸方向ずれを説明するための図である。
【図５】本発明のＸ，Ｙ軸方向ずれを説明するための図である。
【図６】本発明の位置ずれ補正による走査画像のずれ補正を説明するための図である。
【図７】本発明の回転方向ずれ、Ｘ，Ｙ軸方向ずれの各位置ずれを補正するパラメータを求める手順について説明するためのフローチャートである。
【図８】本発明の回転方向ずれ補正、Ｘ，Ｙ軸方向ずれ補正の補正演算の順序を説明するための図である。
【図９】本発明のビーム源のＸ，Ｙ軸方向ずれ補正係数の算出を説明するためのフローチャートである。
【図１０】本発明のビーム源間のＸ，Ｙ軸方向ずれ補正を説明するための図である。
【図１１】本発明のマークの交点の位置座標からＸ軸方向とＹ軸方向のずれ量を求める手順を説明するための図である。
【図１２】本発明において交点の検出方法を説明するための図である。
【図１３】Ｙ軸方向のずれ量ΔｙおよびＸ軸方向のずれ量Δｘを求める別の態様を説明するための図である。
【図１４】従来の走査画像間の位置ずれ補正を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、本発明の実施の形態について、図を参照しながら詳細に説明する。以下、本発明のＴＦＴアレイ検査装置の構成例について、図１〜図６を用いて説明する。図１〜２は第１の形態の構成例を説明するための図であり、図３〜図６は第２の形態の構成例を説明するための図である。
【００３４】
図１は本発明のＴＦＴアレイ検査装置の第１の形態の概略を説明するための図である。
【００３５】
以下、本発明の実施の形態について、図を参照しながら詳細に説明する。
【００３６】
図１は本発明の走査ビーム照射装置を説明するための概略図である。
走査ビーム照射装置１は、電子やイオン等の荷電粒子ビームを試料上に照射するビーム源２と、基板等の試料を支持しＸ，Ｙ方向に移動可能なステージ３と、荷電粒子ビームの照射によって試料から発生する二次電子等を検出する検出器４と、検出器４で取得された検出信号を用いて走査画像を形成する走査画像取得手段５と、得られた走査画像に基づいて位置ずれ補正値を求める位置ずれ補正手段６と、得られた位置ずれ補正値やその他のパラメータに基づいてビーム源２やステージ３の駆動制御を行う制御手段７を備える。
【００３７】
走査画像取得手段５は、走査画像を形成する走査画像形成手段５ａと形成した走査画像を記憶する走査画像記憶手段５ｂを備える。
【００３８】
位置ずれ補正手段６は、ビーム源２の基準座標（ビーム座標系あるいはステージ座標系）に対する回転方向ずれのずれ量を求める回転方向ずれ量算出手段６ａ、各ビーム源間のＸ軸方向およびＹ軸方向ずれのずれ量を求めるＸ，Ｙ軸方向ずれ量算出手段６ｂ、回転方向ずれ量算出手段６ａで求めた回転方向ずれ量を補正する補正係数を算出する回転方向ずれ補正係数算出手段算出６ｃ、Ｘ，Ｙ軸方向ずれ量算出手段６ｂで求めたＸ，Ｙ方向ずれ量を補正する補正係数を算出するＸ，Ｙ方向ずれ補正係数算出手段算出６ｄ、算出した補正係数やその他のパラメータを記憶するパラメータ記憶手段６ｅを備える。
【００３９】
なお、ここでは、位置ずれ補正値として、回転方向ずれ量を補正する補正係数、およびＸ，Ｙ方向ずれ量を補正する補正係数を算出しているが、補正量を算出してもよい。
【００４０】
本発明の走査ビーム照射装置１は、ステージ３上に位置ずれを算出するためのマークを備える。図２は、本発明の走査ビーム照射装置１が備えるマークを説明するための図である。
【００４１】
図２において、マークは、ステージ座標を取得するステージ用シンボル１１と、走査ビームの位置ずれを算出するための走査ビーム用シンボル１２を備える。マークはステージの上端及び／又は下端にエッチング等によって形成される。図２ではマークはステージの上端に設けた例を示しているが、下端に設ける構成の他、上端及び下端の両端に設ける構成としてもよい。ステージ用シンボル１１はビーム源２毎に設けられ、走査ビーム用シンボル１２はビーム源間に設けられる。
【００４２】
ビーム源２は、照射ビームのスキャン及びステージの移動によってパス１３の走査範囲内を走査して走査画像を取得する。
【００４３】
図３はマークの形状例を説明するための図である。図３（ａ）はステージ用シンボル１１の一形状例を示している。ステージ用シンボル１１は、ステージ上の位置を定める位置シンボル１１ａと、位置シンボル１１ａが走査範囲のいずれの方向にあるかを示す方向シンボル１１ｂとを備える。得られた走査画像内に位置シンボル１１ａが見つからない場合には、この方向シンボル１１ｂを参照することで位置シンボル１１ａが存在する方向を確認することができる。
【００４４】
なお、図３（ａ）に示す位置シンボル１１ａ及び方向シンボル１１ｂの形状は一例であり、この形状に限定されるものではない。
【００４５】
図３（ｂ）は走査ビーム用シンボル１２の一形状例を示している。走査ビーム用シンボル１２は各ビーム源２の走査ビームの各走査範囲内に設け、走査ビームの座標系においてビーム源の回転方向ずれ、Ｙ軸方向ずれ、Ｘ軸方向ずれ等の位置ずれを求めるための指標として用いる。
【００４６】
走査ビーム用シンボル１２は、走査方向の直線を含む水平シンボル１２ａと、水平シンボル１２ａに対して例えば４５度方向に傾斜した直線を含む斜めシンボル１２ｂを備える。
【００４７】
以下、主に走査ビーム用シンボル１２と、回転方向ずれ、Ｙ軸方向ずれ、及びＸ軸方向ずれとの関係について説明する。以下では、走査ビーム用シンボル１２をマークの用語で称し、水平シンボル１２ａを水平線の用語で、斜めシンボル１２ｂを斜め線の用語で表すものとする。
【００４８】
はじめに、水平線の両端のＹ軸方向の位置ずれ量と回転方向ずれとの関係を説明する。図４（ａ）は水平線と回転方向ずれ量との関係を説明するための図である。図４（ａ）において、回転方向のずれ角度θは水平線の両端のＹ軸方向の位置ずれ量に対応しているため、Ｙ軸方向の位置ずれ量から回転方向ずれ量を算出することができる。
【００４９】
次に、水平線間のＹ軸方向の位置ずれ量とＹ軸方向ずれとの関係、および斜め線のＹ軸方向の位置ずれ量とＸ軸方向ずれとの関係を説明する。
【００５０】
図４（ｂ）は２つの水平線間のＹ軸方向の位置ずれ量とＹ軸方向ずれとの関係を説明するための図である。図４（ｂ）において、各ビーム源が同一のマークを走査して得られる二つの走査画像の各水平線のＹ軸方向の位置ずれ量は、二つのビーム源のＹ軸方向のずれ量および走査画像のＹ軸方向のずれ量に対応しているため、水平線間のＹ軸方向の位置ずれ量からビーム源間（走査画像間）のＹ軸方向ずれ量を算出することができる。
【００５１】
図４（ｃ）は２つの斜め線間のＹ軸方向の位置ずれ量とＸ軸方向ずれとの関係を説明するための図である。図４（ｃ）において、各ビーム源が同一のマークを走査して得られる二つの走査画像の各斜め線のＹ軸方向の位置ずれ量は、二つのビーム源のＸ軸方向のずれ量および走査画像のＸ軸方向のずれ量に対応しているため、斜め線間のＹ軸方向の位置ずれ量からビーム源間（走査画像間）のＸ軸方向ずれ量を算出することができる。
【００５２】
この斜め線のＹ軸方向のずれとビーム源間（走査画像間）のＸ軸方向との対応関係は、この斜め線の角度を水平線に対して４５°の角度とする場合には、Ｘ軸方向ずれのずれ量とＹ軸方向ずれのずれ量とは同量となる関係に依るものであり、この関係から、Ｙ軸方向ずれのずれ量をＸ軸方向ずれのずれ量として求めることができる。
【００５３】
なお、斜め線の角度を水平線に対して４５°以外の任意の角度とすることもできる。この場合には、Ｘ軸方向ずれのずれ量とＹ軸方向ずれのずれ量とは同量ではなく所定の比例関係となるため、Ｙ軸方向ずれのずれ量に対して所定の比例関係に基づいた演算を行うことでＸ軸方向ずれのずれ量を求めることができる。
【００５４】
なお、図４（ｃ）の左方は、太い線で示すマークを基準としたとき、細い線で示すマークが右方にずれた場合を示し、図４（ｃ）の右方は、太い線で示すマークを基準としたとき細い線で示すマークが左方にずれた場合を示している。このＸ軸方向ずれは、斜め線（実線で示す）のＹ軸方向ずれから求めることができる。
【００５５】
図５はＸ，Ｙ軸方向ずれを説明するための図である。図５（ａ）は、ビーム源ｍとビーム源ｍ＋１の間のずれについて示し、ビーム源ｍを基準としたときのビーム源ｍ＋１のＸ軸方向のずれΔｘとＹ軸方向のずれΔｙを示している。
【００５６】
図５（ｃ）は、ビーム源ｍおよびビーム源ｍ＋１が図５（ｂ）に示すマーク１２を走査して得られる走査画像を示している。図５（ｃ）中の境界線１０よりも左方に示される水平線１２a,mおよび斜め線１２b,mはビーム源ｍによる走査画像を示し、境界線１０よりも右方に示される水平線１２a,m+1および斜め線１２b,m+1はビーム源ｍ＋１による走査画像を示している。
【００５７】
ビーム源ｍとビーム源ｍ＋１の間のＸ軸方向のずれ量およびＹ軸方向のずれ量は、水平線１２a,mと斜め線１２b,mの交点Ｍと水平線１２a,m+1と斜め線１２b,m+1の交点Ｍ＋１とのずれ量によって求めることができ、Ｘ軸方向のずれ量は交点Ｍと交点Ｍ＋１とのＸ軸方向のずれ量から求めることができ、Ｙ軸方向のずれ量は交点Ｍと交点Ｍ＋１とのＹ軸方向のずれ量から求めることができる。
【００５８】
上記した回転方向ずれ、Ｙ軸方向ずれ、及びＸ軸方向ずれの各位置ずれを補正することで、走査画像のずれを補正することができる。図６は、位置ずれ補正による走査画像のずれ補正を説明するための図である。なお、ここでは、３つのビーム源がそれぞれ４つのパスによって走査画像を取得する状態を示している。
【００５９】
図６（ａ）は、回転方向ずれを含む走査画像例を示している。ビーム源２の設置角度やビームの照射状態によって回転方向にずれが生じると、得られる走査画像に回転方向ずれが含まれることになる。直線の走査画像は、回転方向ずれによって水平に対して角度を有した傾斜線として表れる。
【００６０】
図６（ｂ）は回転方向ずれを補正した状態を示している。回転方向ずれ補正によって走査画像は水平な直線となる。このとき、ビーム源間においてＹ軸方向にずれが存在する場合には、各ビーム源で得られる走査画像の直線はＹ軸方向にずれΔｙが表れる。また、ビーム源間においてＸ軸方向にずれが存在する場合には、各ビーム源で得られる走査画像の直線はＸ軸方向にずれΔｘが生じ、走査画像に重複部分が生じる。
【００６１】
図６（ｃ）は、マークを用いてＸ軸方向ずれおよびＹ軸方向ずれを補正した状態を示している。Ｘ，Ｙ軸方向ずれ補正によってビーム源間のＸ，Ｙ軸方向のずれは解消される。
【００６２】
次に、図７のフローチャートを用いて、回転方向ずれ、Ｙ軸方向ずれおよびＸ軸方向ずれの各位置ずれを補正するパラメータを求める手順について説明する。
【００６３】
はじめに、走査画像を取得する際の制御パラメータの内で回転方向ずれ、Ｙ軸方向ずれ、Ｘ軸方向ずれ等を補正するパラメータを"０"に設定し（Ｓ１）、この状態でビームを走査して、ステージ上に形成したマークの走査画像を取得する。ここでは、回転方向ずれ、Ｙ軸方向ずれおよびＸ軸方向ずれを補正するために、マークの走査画像を取得する（Ｓ２）。
【００６４】
取得したマークの走査画像を用いてビーム源の回転方向ずれの補正係数を求め（Ｓ３）、求めた回転方向ずれ補正係数を用いて制御パラメータを設定し（Ｓ４）、回転方向ずれを補正した状態で再度ビームを走査して、マークの走査画像を取得する（Ｓ５）。
【００６５】
次に、回転方向ずれを補正して取得した走査画像のマークを用いてＸ軸方向ずれ補正係数（補正量）およびＹ軸方向ずれ補正係数（補正量）を求める（Ｓ６）。
【００６６】
前記Ｓ６の工程で求めたＸ軸方向ずれ補正係数、Ｙ軸方向ずれ補正係数を用いてＸ，Ｙ軸方向ずれ補正量のビーム制御のパラメータを設定する（Ｓ７）。
【００６７】
図８は、回転方向ずれ補正、Ｘ，Ｙ軸方向ずれ補正の補正演算の順序を説明するための図である。
【００６８】
図８（ａ）は、一例として左から右に向かって順にビーム源の回転方向ずれ補正の演算処理を行う場合について示している。回転方向ずれ補正は、各ビーム源との間で関連がなく、一ビームの回転方向ずれ補正が他のビーム源の回転方向ずれ補正に影響しないため、ビーム源について任意の順序で行うことができる。
【００６９】
図８（ｂ）はＸ，Ｙ軸方向ずれ補正の順序の一例であり、７個のビーム源において中央のビーム源No.４を基準として順にＸ，Ｙ軸方向ずれ補正を行う。第１番目に基準のビーム源No.４に対して左側に隣接するNo.3のビーム源との間でＸ，Ｙ軸方向ずれ補正を行い、次に、No.3とNo.2のビーム源との間でＸ，Ｙ軸方向ずれ補正を行った後、No.2とNo.1のビーム源との間でＸ，Ｙ軸方向ずれ補正を行って左方にあるビーム源のＸ，Ｙ軸方向ずれ補正を完了する。
【００７０】
次に、第４番目に基準のビーム源No.４に対して右側に隣接するNo.5のビーム源との間でＸ，Ｙ軸方向ずれ補正を行い、次に、No.5とNo.6のビーム源との間でＸ，Ｙ軸方向ずれ補正を行った後、No.6とNo.7のビーム源との間でＸ，Ｙ軸方向ずれ補正を行って右方にあるビーム源のＸ，Ｙ軸方向ずれ補正を完了する。これにより、全てのビーム源についてＸ，Ｙ軸方向ずれを補正することができる。
【００７１】
なお、Ｘ，Ｙ軸方向の補正において、補正を補正後のマークと順次比較することによって補正を行う場合には、基準のマークに対する補正係数を求めるために前回の補正値を考慮する必要がある。
【００７２】
次に、Ｘ，Ｙ軸方向ずれ補正係数の算出について説明する。
図９はビーム源のＸ，Ｙ軸方向ずれ補正係数の算出（図７のフローチャート中のＳ６）を説明するためのフローチャートである。なお、ここでは、複数のビーム源（ビーム源の個数をＮとする）を備える場合について、ビーム源ｍを基準として他のビーム源のＸ，Ｙ軸方向ずれ補正する補正係数を順に求める手順を示している。
【００７３】
基準のビーム源ｍを設定する。複数のビーム源に内で何れのビーム源を基準のビーム源として設定するかは任意とすることができる。例えば、ビーム源の個数が"７"である場合に、ｍ＝４として中央に位置する第４番目のビーム源を基準とすることができる（S6a）。
【００７４】
以下、基準のビーム源に対して隣接するビーム源のＸ，Ｙ軸方向ずれを求め、このＸ，Ｙ軸方向ずれを補正する補正係数を求め、さらに、隣接するビーム源のＸ，Ｙ軸方向ずれを求めて補正係数を求める。この演算を基準のビーム源の両側について行うことで、全てのビーム源について基準のビーム源に対してＸ，Ｙ軸方向ずれを補正する補正係数を求めることができる。
【００７５】
はじめに、基準のビーム源ｍに対して一方の側に存在するビーム源（ｍ−１，ｍ−２,…,１）についてＸ，Ｙ軸方向ずれ量を求め（S6b〜S6ｅ）、次に基準のビーム源ｍに対して他方の側に存在するビーム源（ｍ＋１，ｍ＋２,…,Ｎ）についてＸ，Ｙ軸方向ずれ量を求める（S6f〜S6i）。
【００７６】
Ｘ，Ｙ軸方向ずれ量を求める場合、ビーム源ｍとビーム源ｍ＋１の２つの走査画像について、各マークの水平線と斜め線の交点を指定し（S6b）、指定した２つの交点の座標からＸ，Ｙ軸方向のずれ量を求める（S6c）。
【００７７】
ｍ＝ｍ−１として（S6d）、ｍと"０"とを比較し（S6e）、ｍが"０"となるまで（S6b）〜（S6d）の工程を繰り返すことによって、基準のビーム源１〜ｍ−１のビーム源についてＸ，Ｙ軸方向ずれ量を算出する。
【００７８】
次に、ビーム源ｍとビーム源ｍ＋１の２つの走査画像について、各マークの水平線と斜め線の交点を指定し（S6f）、指定した２つの交点のＸ，Ｙ軸方向のずれ量を求める（S6g）。
【００７９】
ｍ＝ｍ＋１として（S6h）、ｍと"Ｎ"とを比較し（S6i）、ｍが"Ｎ"となるまで（S6f）〜（S6h）の工程を繰り返すことによって、基準のビーム源ｍ＋１〜Ｎのビーム源についてＸ，Ｙ軸方向ずれ量を算出する。
【００８０】
これによって、基準のビーム源ｍに対して全てのビーム源のＸ，Ｙ軸方向ずれを補正する補正量を求めることができる。
【００８１】
なお、求めたずれ補正量からずれ補正量あるいはずれ補正係数を算出することができる。ずれ補正係数は、走査画像においてビームが照射されるサンプリング点の個数（ポイント数）に基づいて求めることができ、軸方向のずれ量をフレーム中のポイント数に対応づけることで軸方向ずれのずれ補正係数を算出する。
【００８２】
例えば、軸方向ずれ補正係数の算出は以下の式
軸方向ずれ補正係数＝ずれ量×フレームの長さ／フレームのポイント数／最小分解能
によって行うことができる。
【００８３】
例えば、一フレームの範囲が（47mm×3mm）であり、一フレームのＹ方向のサンプリング点数が68であるとき、ずれ量としてＹ軸方向で−４ポイント数分ずれている場合には、
-44＝-4（point）×3000（um）／68（point）／4（um）
となる。
【００８４】
また、回転方向ずれ補正係数の算出は、例えば、
回転方向ずれ補正係数＝フレームＹ方向の長さ／フレームのポイント数／フレームＸ方向の長さ×ずれ量
によって行うことができる。
【００８５】
例えば、一フレームの範囲が（47mm×3mm）であり、一フレームのポイント数が（3000ポイント×68ポイント）であるとき、ずれ量としてＹ軸方向に２ポイント数分ずれている場合には、
0.001855437＝3（mm）／68（point）／47（mm）／2（point）
となる。
【００８６】
図１０はビーム源間のＸ，Ｙ軸方向ずれ補正を説明するための図である。図１０（ａ）は、ビーム源ｍおよびビーム源ｍ＋１とマーク１２との位置関係を示し、図１０（ｂ）は各ビーム源によるマーク１２の走査画像を示している。ビーム源ｍの走査画像を基準とした場合、ビーム源ｍ＋１の走査画像は、ビーム源のＸ，Ｙ軸方向ずれによってＸ軸方向およびＹ軸方向にずれが像となる。
【００８７】
ここで、図１０（ｃ）において、境界線１０の左方はビーム源ｍの走査画像であり、境界線１０の右方はビーム源ｍ＋１の走査画像である。走査画像の位置関係は、各走査画像中のマークの位置によって求めることができ、ビーム源ｍの走査画像のマークの位置座標は、水平線１２a,mと斜め線１２b,mとの交点Ｍの位置座標で表すことができ、ビーム源ｍ＋１の走査画像のマークの位置座標は、水平線１２a,m+1と斜め線１２b,m+1との交点Ｍ＋１の位置座標で表すことができる。
【００８８】
次に、図１１を用いてマークの交点の位置座標からＸ軸方向とＹ軸方向のずれ量を求める手順について説明する。
【００８９】
図１１（ａ）は、前記図１０で示したマークの走査画像と同様であり、境界線１０の左方のビーム源ｍによるマークの位置座標は、水平線１２a,mと斜め線１２b,mとの交点Ｍの位置座標［ｘm，ｙm］で表すことができ、また、境界線１０の右方のビーム源ｍ＋１によるマークの位置座標は、水平線１２a,m+1と斜め線１２b,m+1との交点Ｍの位置座標［ｘm+1，ｙm+1］で表すことができる。
【００９０】
ここで、Ｙ軸方向のずれ量ΔｙおよびＸ軸方向のずれ量Δｘは、以下の式で表すことができる。
Δｙ＝ｙm+1−ｙm
Δｘ＝ｘm+1−ｘm
【００９１】
図１２は、交点の検出方法を説明するための図である。交点は水平線と斜め線とが交差する点であるため、走査画像から水平線と斜め線を抽出し、これら直線が交差する点を演算により求めることができる。
【００９２】
水平線は、走査画像のマークの水平線上で少なくとも２点を選出し、選出点を繋ぐ直線を算出することで抽出することができる。また、同様に、斜め線は、走査画像のマークの斜め線上で少なくとも２点を選出し、選出点を繋ぐ直線を算出することで抽出することができる。水平線および斜め線は直線式によって表すことができる。
【００９３】
交点は、抽出した水平線と斜め線の直線式を用い、これらの直線が交わる点を演算によって求めることができる。
【００９４】
図１２において、水平線１２a，m+1は、この水平線上で選出した点（図中の三角印）の位置座標を満たす直線式を算出することで求め、斜め線１２b，m+1は、この斜め線上で選出した点（図中の四角印）の位置座標を満たす直線式を算出することで求めることができる。交点Ｍ＋１は、求めた水平線１２a，m+1と斜め線１２b，m+1を表す直線式を用いて演算によって求めることができる。
【００９５】
また、水平線１２a，mは、この水平線上で選出した点（図中の三角印）の位置座標を満たす直線式を算出することで求め、斜め線１２b，mは、この斜め線上で選出した点（図中の四角印）の位置座標を満たす直線式を算出することで求めることができる。交点Ｍは、求めた水平線１２a，mと斜め線１２b，mを表す直線式を用いて演算によって求めることができる。
【００９６】
ここで、図１２中において破線で示す交点Ｍのように、交点が走査画像上に現れない場合であっても、水平線上および斜め線上の点を選出することによって、上記した演算によって求めることができる。
【００９７】
この態様によれば、交点は一回の走査ビーム照射によって得られる走査画像から取得することができるため、Ｙ軸方向のずれ量ΔｙおよびＸ軸方向のずれ量Δｘの検出を、一回の走査ビーム照射で取得した走査画像を用いて行うことができる。
【００９８】
次に、Ｙ軸方向のずれ量ΔｙおよびＸ軸方向のずれ量Δｘの検出を、一回の走査ビーム照射による走査画像で行う別の態様を図１３を用いて説明する。
【００９９】
図１３は、Ｙ軸方向のずれ量ΔｙおよびＸ軸方向のずれ量Δｘを求める別の態様を説明するための図である。
【０１００】
この態様では、ずれ量を算出するために用いる位置座標を、マークとＹ軸方向の直線とが交差する点の位置座標から求めるものである。
【０１０１】
図１３（ａ）は、マークが交差するＹ軸方向の直線として、走査画像間の境界線を用いる態様である。
【０１０２】
境界線１０の左方のビーム源mによるマークの水平線１２a,mが境界線１０と交差するＹ軸方向の位置座標をｙm,1とし、境界線１０の右方のビーム源ｍ＋１によるマークの水平線１２a,m+1が境界線１０と交差するＹ軸方向の位置座標はｙm+1,1とすると、Ｙ軸方向のずれ量Δｙは、以下の式で表すことができる。
Δｙ＝ｙm+1,1−ｙm,1
【０１０３】
また、境界線１０の左方のビーム源ｍによるマークの斜め線１２b,mが境界線１０と交差するＹ軸方向の位置座標をｙm,2とし、境界線１０の右方のビーム源ｍ＋１によるマークの水平線１２a,m+1が境界線１０と交差するＹ軸方向の位置座標はｙm+1,2とすると、Ｘ軸方向のずれ量Δｘは、以下の式で表すことができる。
Δｘ＝（ｙm+1,1−ｙm+1,2）＋（ｙm,1−ｙm,2）
【０１０４】
図１３（ｂ）は、マークが交差するＹ軸方向の直線として、走査画像間の境界線からＸ軸方向に所定距離離れたＹ軸方向の直線を用いる態様である。
【０１０５】
境界線１０の左方のビーム源ｍによるマークの水平線１２a,mが境界線１０からd1だけ離れたＹ軸方向の直線１４と交差するＹ軸方向の位置座標をｙm,1とし、境界線１０の右方のビーム源ｍ＋１によるマークの水平線１２a,m+1が境界線１０からd2だけ離れたＹ軸方向の直線１５と交差するＹ軸方向の位置座標はｙm+1,1とすると、Ｙ軸方向のずれ量Δｙは、以下の式で表すことができる。
Δｙ＝ｙm+1,1−ｙm,1
【０１０６】
また、境界線１０の左方のビーム源ｍによるマークの斜め線１２b,mが境界線１０からd1だけ離れたＹ軸方向の直線１４と交差するＹ軸方向の位置座標をｙm,2とし、境界線１０の右方のビーム源ｍ＋１によるマークの水平線１２a,m+1が境界線１０からd2だけ離れたＹ軸方向の直線１５と交差するＹ軸方向の位置座標はｙm+1,2とすると、Ｘ軸方向のずれ量Δｘは、以下の式で表すことができる。
Δｘ＝（ｙm+1,1−ｙm+1,2）＋d2＋（ｙm,1−ｙm,2）＋d1
【０１０７】
この態様においても、交点は一回の走査ビーム照射によって得られる走査画像から取得することができるため、Ｙ軸方向のずれ量ΔｙおよびＸ軸方向のずれ量Δｘの検出を、一回の走査ビーム照射で取得した走査画像を用いて行うことができる。
【０１０８】
なお、本発明は前記各実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨に基づいて種々変形することが可能であり、これらを本発明の範囲から排除するものではない。
【産業上の利用可能性】
【０１０９】
本発明の走査ビーム照射装置はＴＦＴアレイ検査に適用することができ、又、液晶基板に限らず、半導体基板の検査に適用することができる。
【符号の説明】
【０１１０】
１ 走査ビーム照射装置
２ ビーム源
３ ステージ
４ 検出器
５ 走査画像取得手段
５ａ 走査画像形成手段
５ｂ 走査画像記憶手段
６ 補正手段
６ａ 回転方向ずれ量算出手段
６ｂ Ｘ，Ｙ軸方向ずれ量算出手段
６ｃ 回転方向ずれ補正係数算出手段算出
６ｄ Ｘ，Ｙ方向ずれ補正係数算出手段算出
６ｅ パラメータ記憶手段
７ 制御手段
１０ 境界線
１１ ステージ用シンボル
１１ａ 位置シンボル
１１ｂ 方向シンボル
１２ マーク（走査ビーム用シンボル）
１２a 水平線
１２b 斜め線
１３ パス
１００ 境界線
１０１ 走査画像
１０１ａ 横線
１０１ｂ 斜め線
１０２ 走査画像
１０２ａ 横線
１０２ｂ 斜め線
Ｍ 交点
ｍ ビーム源
【特許請求の範囲】
【請求項１】
荷電粒子ビームを試料上で二次元的に走査して走査画像を形成する走査ビーム照射装置において、
試料を支持するステージ上に設けたマークと、
前記マークを含む走査画像を取得する走査画像取得手段と、
前記走査画像に基づいて位置ずれを補正する位置ずれ補正手段とを備え、
前記走査画像取得手段は、同一のマークを走査画像中に含む２つの異なる走査画像を取得し、
前記位置ずれ補正手段は、２つ異なる走査画像の各マークの座標をそれぞれ求め、
前記２つのマークのｘ軸方向の位置ずれ量からｘ軸方向の補正値を算出し、
前記２つのマークのｙ軸方向の位置ずれ量からｙ軸方向の補正値を算出することを特徴とする走査ビーム照射装置。
【請求項２】
前記マークは、前記走査方向の水平線と、前記水平線に対して所定角で交差する斜め線を備え、
前記水平線と前記斜め線とが交差する２つの交点位置の座標を前記マークの座標とし、
前記２つの走査画像の２つの交点位置の位置座標において、ｘ軸方向の座標値の差分からｘ軸方向の位置ずれ量を算出し、ｙ軸方向の座標値の差分からｙ軸方向の位置ずれ量を算出することを特徴とする、請求項１に記載の走査ビーム照射装置。
【請求項３】
前記各走査画像において、マークの水平線と斜め線が交差していない場合には、
前記マークの水平線上の２点を結ぶ延長線と、前記マークの斜め線上の２点を結ぶ延長線との交点位置の座標を前記マークの座標とすることを特徴とする、請求項２に記載の走査ビーム照射装置。
【請求項４】
前記マークは、前記走査方向の水平線と、前記水平線に対して４５°で交差する斜め線を備え、
前記水平線および前記斜め線が、走査画像の境界線と交差する４つの交点位置の座標を前記マークの座標とし、
前記２つの走査画像の４つの交点位置の位置座標において、水平線が交差する交点のｙ軸方向の座標値の差分からｙ軸方向の位置ずれ量を算出し、斜め線が交差する交点のｙ軸方向の座標値の差分からｘ軸方向の位置ずれ量を算出することを特徴とする、請求項１に記載の走査ビーム照射装置。
【請求項１】
荷電粒子ビームを試料上で二次元的に走査して走査画像を形成する走査ビーム照射装置において、
試料を支持するステージ上に設けたマークと、
前記マークを含む走査画像を取得する走査画像取得手段と、
前記走査画像に基づいて位置ずれを補正する位置ずれ補正手段とを備え、
前記走査画像取得手段は、同一のマークを走査画像中に含む２つの異なる走査画像を取得し、
前記位置ずれ補正手段は、２つ異なる走査画像の各マークの座標をそれぞれ求め、
前記２つのマークのｘ軸方向の位置ずれ量からｘ軸方向の補正値を算出し、
前記２つのマークのｙ軸方向の位置ずれ量からｙ軸方向の補正値を算出することを特徴とする走査ビーム照射装置。
【請求項２】
前記マークは、前記走査方向の水平線と、前記水平線に対して所定角で交差する斜め線を備え、
前記水平線と前記斜め線とが交差する２つの交点位置の座標を前記マークの座標とし、
前記２つの走査画像の２つの交点位置の位置座標において、ｘ軸方向の座標値の差分からｘ軸方向の位置ずれ量を算出し、ｙ軸方向の座標値の差分からｙ軸方向の位置ずれ量を算出することを特徴とする、請求項１に記載の走査ビーム照射装置。
【請求項３】
前記各走査画像において、マークの水平線と斜め線が交差していない場合には、
前記マークの水平線上の２点を結ぶ延長線と、前記マークの斜め線上の２点を結ぶ延長線との交点位置の座標を前記マークの座標とすることを特徴とする、請求項２に記載の走査ビーム照射装置。
【請求項４】
前記マークは、前記走査方向の水平線と、前記水平線に対して４５°で交差する斜め線を備え、
前記水平線および前記斜め線が、走査画像の境界線と交差する４つの交点位置の座標を前記マークの座標とし、
前記２つの走査画像の４つの交点位置の位置座標において、水平線が交差する交点のｙ軸方向の座標値の差分からｙ軸方向の位置ずれ量を算出し、斜め線が交差する交点のｙ軸方向の座標値の差分からｘ軸方向の位置ずれ量を算出することを特徴とする、請求項１に記載の走査ビーム照射装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図５】
【図６】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図５】
【図６】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１１−８９６８（Ｐ２０１１−８９６８Ａ）
【公開日】平成２３年１月１３日（２０１１．１．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１４９０２１（Ｐ２００９−１４９０２１）
【出願日】平成２１年６月２３日（２００９．６．２３）
【出願人】（０００００１９９３）株式会社島津製作所 (3,708)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１月１３日（２０１１．１．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年６月２３日（２００９．６．２３）
【出願人】（０００００１９９３）株式会社島津製作所 (3,708)
【Ｆターム（参考）】
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